DE2421991A1

DE2421991A1 - Datenanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2421991A1
Application number: DE2421991A
Authority: DE
Inventors: Jean Garcia; Michel Hareng; Eugene Leiba
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1973-05-09
Filing date: 1974-05-07
Publication date: 1974-11-28
Also published as: GB1474604A; JPS5017600A; FR2229331A5; CA1013060A; US3938140A; IT1013120B; CH582929A5

Description

Datenanzeigevorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen, die zur Anzeige von Daten bestimmt sind, welche in Form von Schriftzeichen erscheinen, die in Segmente zerlegbar sind. Die Anzeige eines Schriftzeichens besteht darin, unter der Wirkung einer Gruppe elektrischer Signale eine Konfiguration von Segmenten sichtbar zu machen, welche die Form des Schriftzeichens eindeutig hervorruft.

Mit einer kleinen Anzahl von in einer Ebene liegenden Segmenten, die in einem Anzeigefenster angeordnet sind, ist es möglich, zahlreiche Segmentkombinationen zu erzielen, die in das Fenster eingeschrieben sind und sich nicht überdecken. Eine solche Ausbildung erleichtert

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das Lesen der Schriftzeichen, ergibt aber den Nachteil, daß die Unterscheidung von zwei Schriftzeichen manchmal nur auf einem einzigen Segment beruht, das in einer der Konfigurationen fehlt und in der anderen Konfiguration erscheint.

Wenn die elektrischen Schaltungen für die Erregung einer Anzeigezelle einen Mangel aufweisen, kann es vorkommen, daß das angezeigte Schriftzeichen nicht der zu seiner Bestimmung verwendeten Gruppe von elektrischen Signalen entsprichtjdies hat eine irrtümliche visuelle Interpretation der Signale zur Folge.

Dieser Nachteil, der dem Prinzip der Segmentanzeige innewohnt, gilt für alle bekannten Anzeigeverfahren. Es kann sich dabei um Anzeigezellen handeln, die durch Lichtquellen gebildet sind, oder um Anzeigezellen, die auf der optischen Modulation einer von einer äußeren Quelle zur Zelle gelieferten Strahlung beruhen. Die Flüssigkristall-Anzeigezellen gehören zu dieser letzten Art und sind gleichfalls nicht frei von dem erwähnten Nachteil, denn sie sind im allgemeinen durch eine Flüssigkristallschicht gebildet, deren Flächen mit in Segmente unterteilten lichtdurchlässigen Elektroden versehen sind.

Die Anzeige eines Schriftzeichens oder eines graphischen Zeichens wird dadurch erreicht, daß an die Elektroden eine Kombination von Erregungsspannungen angelegt wird, welche bestimmte Bereiche der Flüssigkristallschiht mehr oder weniger stark doppelbrechend oder streuend macht. Es versteht sich von selbst, daß ein Anschlußfehler und/ oder ein regelwidriger Betrieb der Erregungsschaltung der Elektroden den Signalwert eines angezeigten Schriftzeichens vollständig verändern kann.

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Zur Beseitigung dieses Nachteils ist es erfindungsgemäß vorgesehen, jedes der eine Anzeigevorrichtung bildenden Segmente in zueinander komplementäre Bereiche zu unterteilen und diese Bereiche getrennt durch Erregungsschaltungen und elektrische Verbindungen in Redundanz zu steuern. Wenn die an die Bereiche eines gleichen Segments angelegten Erregungsspannungen in ihren Wirkungen übereinstimmen, erzielt man eine homogene Anzeige des Segments, was zur Folge hat, daß die Anzeige gültig ist. Wenn dagegen die Erregungsspannungen aus irgendeinem Grund nicht mehr übereinstimmen, ergibt die Anzeige des Segments ein regelwidriges Aussehen, was dazu führt, daß das Ablesen der Anzeigevorrichtung ungültig ist.

Nach der Erfindung ist eine Datenanzeigevorrichtung mit wenigstens einem Segment, dessen Form einen Signalwert besitzt, wobei sich das Aussehen dieser Form unter der Einwirkung eines an Erregungsmittel für das Segment angelegten Steuersignals merklich ändert, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment aus mehreren zueinander komplementären Bereichen gebildet ist, daß die Erregungsmittel in ebensoviele Erregungsblöcke unterteilt sind, wie Bereiche im Segment vorhanden sind,-und daß die Erregungsblöcke mit den Bereichen elektrisch über getrennte Verbindungen verbunden sind und gleichzeitig durch das Steuersignal gesteuert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Segraentanzeigevorrichtung nach der Erfindung,

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Fig. 2 Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anzeigevorrichtung von Fig. 1 und

Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Anzeigevorrichtung von Fig. 1.

Die Anzeigevorrichtungen für Schriftzeichen, bei denen die Erfindung anwendbar ist, können in an sich bekannter ¥eise durch eine oder mehrere nebeneinanderliegende Abteilungen gebildet sein, die an die Rückseite eines Mattglases angelegt und im Innern mit Glühlampen ausgestattet sind. Durch selektives Aufleuchten dieser Glühlampen ist es möglich, an der Vorderseite des Mattglases leuchtende Segmente erscheinen zu lassen, welche die Form der Abteilungen haben. Nach einer anderen Technik, die einen geringeren Raumbedarf ergibt, können diese Art Lichtkästen durch Elektrolumineszenzdioden ersetzt werden, deren lichtemittierende Flächen gleichfalls die Form von in einer Ebene liegenden Segmenten haben.

Schließlich kann man nach einer anderen Technik, die in Fig. 1 dargestellt ist, eine Anzeigevorrichtung realisieren, die keine Lichtquellen enthält. Diese Anzeigevorrichtung ist dann durch eine Flüssigkristallschicht gebildet, die zwischen zwei lichtdurchlässigen Platten 8 eingeschlossen ist. Wenigstens eine der Platten 8 trägt eine Gruppe von in einer Ebene liegenden lichtdurchlässigen Elektroden, welche die Form von nebeneinanderliegenden Segmenten haben.

Bei der Vorrichtung von Fig. 1 sind sieben Segmente vorhanden, von denen jedes in zwei zueinander komplementäre Bereiche unterteilt ist. Die Bereiche 11 bis 17 der sieben

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Segmente sind jeweils komplementär zu den Bereichen 21 bis 27, und die Gesamtheit der aus zwei Bereichen bestehenden Segmente bildet in der Zeichenebene eine Konfiguration, welche die Ziffer 8 ergibt, wenn sie in ihrer Gesamtheit betrachtet wird.

Die zweite Platte 8, die durch die erste Platte verdeckt ist, trägt entweder eine einzige Gegenelektrode oder eine Gruppe von Gegenelektroden, die den ihnen gegenüberliegenden Elektroden analog sind.

Wenn man zwischen einer Elektrode und einer Gegenelektrode eine elektrische Spannung anlegt, werden die optischen Eigenschaften des durch diese Elektroden begrenzten Teils des Flüssigkristalls verändert. Diese Veränderung besteht beispielsweise darin, daß der Flüssigkristall aus dem lichtdurchlässigen Zustand in den streuenden Zustand übergeht, oder auch in der Änderung seiner Doppelbrechungseigenschaften oder seines Drehvermögens.

Bei Vorhandensein einer geeigneten Beleuchtung kann man erreichen, daß ein Segment der Anzeigevorrichtung für durchgehendes oder reflektiertes Licht sein Aussehen ändert, wenn man daran eine Erregungsspannung anlegt. Diese Änderung des Aussehens kann in einer Färb- oder Helligkeitsänderung bestehen, die unter der Einwirkung einer Gleich- oder Yfechs el spannung erhalten wird, die von zv/ei Erregungsblöcken 18 und 28 geliefert wird. Diese Blöcke bestehen aus Elementarzellen 1 bis 7 bzw. 31 bis 37. Die Ausgänge der Erregungszellen 1 bis 7 sind mit den Bereichen 11 bis 17 der Segmente verbunden; ihre Eingänge empfangen eine Gruppe 9 von sieben binären Steuersignalen, welche diejenigen Segmente bestimmt, die

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sichtbar gemacht werden müssen. Die Erregungszellen 31 bis 37, die den Erregungszellen 1 bis 7 entsprechen, empfangen die gleiche Gruppe 9 von binären Steuersignalen; diese Erregungszeilen 31 bis 37 liefern Erregungsspannungen, die über eine zweite Gruppe von getrennten Verbindungen an die schraff ie rten Bereiche 21 bis 27 der Segmente der Anzeigevorrichtung angelegt werden.

Der Klarheit der Zeichnung wegen ist davon abgesehen worden, einen lichtundurchlässigsi Rahmen darzustellen, der mit einem Fenster ausgestattet ist, das die Anzeigefläche auf ein Parallelogramm begrenzt, so daß nur die Konfiguration der die Ziffer 8 darstellenden lichtdurchlässigen Segmente sichtbar ist, während die am Umfang liegenden Verbindungen verdeckt oder undurchsichtig sind.

Wenn die Steuersignalgruppe 9 ausschließlich aus Binärziffern "1" besteht, liefern die Erregungsblöcke 18 und 28 an sämtlichen Ausgängen Erregungsspannungen, wodurch sämtliche Segmente der Anzeigevorrichtung sichtbar gemacht werden. Man sieht dann die Ziffer 8 aufleuchten, wie sie bei (a) in Fig. 2 dargestellt ist. ¥enn die Steuersignalgruppe 9 aus lauter Binärziffern "1" besteht, mit Ausnahme der vierten Stelle, von links nach rechts gezählt, wird die Ziffer Null angezeigt, denn das mittlere horizontale Segment ist dann vollkommen unsichtbar geworden. In entsprechender Weise kann man dadurch, daß bestimmte andere Erregungsspannungen an den beiden Blöcken 18 und 28 gleichzeitig zu Null gemacht werden, jede beliebige Ziffer zwischen 0 und 9 erscheinen lassen.

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Diese Wirkungsweise ist die gleiche, als ob die Segmente aus einem Stück bestünden und von einem einzigen Erregungsblock gesteuert würden. Infolge der Verdopplung des Erregungsblocks, der elektrischen Verbindungen und der Segmente ist es jedoch möglich, jeden regelwidrigen Betrieb der Anzeigevorrichtung zu erkennen, außer wenn er gleichzeitig zwei zusammengehörende Erregungspfade betrifft. Die Wahrscheinlichkeit eines solchen Ausfalls ist außerordentlich gering, und kann, falls notwendig, durch weitere Unterteilung der Vorrichtung noch weiter verringert werden .

Wenn die Steuersignalgruppe 9 der Anzeige der Ziffer acht entspricht, sieht man normalerweise die bei (a) in Fig. 2 dargestellte Konfiguration. Wenn angenommen wird, daß ein einfacher Fehler die Zelle 5 des Blocks und/oder die Verbindung zwischen dieser Zelle und der Elektrode 15 betrifft, erhält man die Konfiguration, die bei (c) in Fig. 2 dargestellt ist. Der in der oberen Schleife der Ziffer acht rechts sichtbare Einschnitt signalisiert die Gefahr einer Verwechslung. Wenn nämlich das betreffende Segment vollständig ist, erscheint die echte Ziffer acht, und wenn es vollständig fehlt, erscheint die Ziffer sechs. Infolge dieser Zweideutigkeit gilt jede Regelwidrigkeit im Schriftzug einer angezeigten Ziffer als Ursache für das Verwerfen der Anzeige. Bei einer Anzeigevorrichtung, deren Segmente nicht unterteilt sind, besteht keine Möglichkeit, das Vorhandensein eines Fehlers festzustellen, so daß ein Fehler eine sechs oder eine acht oder umgekehrt ändern kann, ohne daß man auf einen Anzeigefehler aufmerksam gemacht v/erden kann.

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Bei (b) in Fig. 2 ist die Konfiguration dargestellt, die sich auf einen größeren Fehler der Vorrichtung von Fig. 1 bezieht: sie entspricht dem vollständigen Ausfall des Blocks 28 und/oder seiner elektrischen Verbindungen. Diese Konfiguration ergibt keine Ziffer mehr, und es ist nicht möglich, irgendetwas abzulesen.

Es ist somit zu erkennen, daß die Unterteilung der Segmente der Anzeigevorrichtung eine Fehleranzeige liefert, soweit sich der Fehler nicht auf alle einem gleichen Segment zugeordneten Erregungselemente erstreckt.

Im Fall von Flüssigkristallzellen überwiegt der Gewinn hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Anzeige bei weitem die .erhöhten Herstellungskosten, denn die Erregungsschaltungen 18 und 28 sind Organe, die wegen ihrer Massenfertigung mit geringem Aufwand hergestellt v/erden können. Die Ausbildung der Elektroden durch die Lichtdrucktechnik ergibt nur eine geringfügige Mehrarbeit beim Zeichnen der Masken.

Die Erkennung des fehlerhaften Charakters der Anzeige kann dadurch noch verbessert werden, daß die Segmente etwa in der in Fig. 3 dargestellten Weise ausgeschnitten werden.

In Fig. 1 war zu erkennen, daß die Unterteilung der Segmente entlang einer gekrümmten, gebrochenen oder polygonalen Linie erfolgen kann, und daß sich daraus im Fall eines Fehlers eine dünne, unregelmäßige Anzeige der Segmente ergibt. Die Deutung eines unregelmäßigen Linienzugs durch einen Beobachter, der an das Ablesen von geringfügig verstümmelten Anzeigen gewöhnt

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ist, ergibt die Gefahr, daß dieser Beobachter den Linienzug einem normalen Linienzug gleichsetzt und somit eine zweifelhafte Anzeige gültig macht. Umgekehrt neigt ein argwöhnischerer Beobachter dazu, eine gültige Anzeige für ungültig zu erklären, v/eil er glaubt, daß ihm die Linienzüge nicht vollkommen homogen erscheinen.

Zur Vermeidung dieser Art von Unsicherheiten ist es möglich, die Segmente so auszuschneiden, daß wenigstens einer der das Segment bildenden komplementären Bereiche eine regelmäßige Form hat, welche direkt die Unbestimmtheit der Anzeige erkennen läßt.

Fig. 3 zeigt eine Anzeigevorrichtung, bei der die Segmente, die denjenigen von Fig. 1 ähnlih sind, so ausgeschnitten sind, daß sie einen nichtschraffierten Bereich in Form eines Fragezeichens enthalten.

Wenn die Erregung der beiden Teile eines Segmentes übereinstimmt, ist das Segment vollständig sichtbar oder unsichtbar, so daß es nicht möglich ist, das im Segment enthaltene Fragezeichen zu bemerken.

Sobald jedoch die Erregung der beiden Teile eines Segments infolge eines einfachen Fehlers nicht übereinstimmt, beobachtet man sehr deutlich das Fragezeichen, denn es hebt sich entweder von einem dunklen oder von einem hellen Hintergrund ab, je nachdem, ob es aufleuchtet oder erloschen ist. Es braucht nur ein einziges Fragezeichen zu erscheinen, um die ganze Anzeige ungültig zu machen und dies entspricht auch der Wirkung, die auf jeden beliebigen ungeschulten Beobachter ausgeübt wird.

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In Fig. 3 ist nur ein einziges,die Ungültigkeit anzeigendes Zeichen in jedem Segment dargestellt, doch kann man dieses Zeichen auch wiederholen oder sogar ein Wort vorsehen, das die Ungültigkeit angibt.

Die Erfindung ist natürlich in keiner ¥eise auf die numerische oder alphanumerische Anzeige beschränkt; sie ist im Grenzfall sogar bei einem einzigen Segment anwendbar, das in seiner Gesamtheit einen Signalwert aufweist, wobei wenigstens eine Unterteilung dieses Segments einen anderen Signalwert hat, mit welchem der erste Signalwert bestätigt oder ungültig erklärt wird.

¥ie bereits zu erkennen war, ist die Erfindung auch nicht auf eine einzige Art von Anzeigevorrichtungen beschränkt; sie eignet sich sowohl für Anzeigevorrichtungen mit eingebauten Lichtquellen als auch für Anzeigevorrichtungen, die auf der Verwendung von Flüssigkristallen oder von ferroelektrischen Materialien beruhen. Sie eignet sich sowohl für eine Anzeige, die auf einem Helligkeitskontrast beruht, als auch für eine Anzeige, die auf einem Farbkontrast beruht.

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Claims

Patentansprüche

Datenanzeigevorrichtung mit wenigstens einem Segment, dessen Form einen Signalwert besitzt, wobei sich das Aussehen dieser Form unter der Einwirkung eines an Erregungsmittel für das Segment angelegten Steuersignals merklich ändert, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment aus mehreren zueinander komplementären Bereichen gebildet ist, daß die Erregun;gsmittel in ebensoviele Erregungsblöcke unterteilt sind, wie Bereiche im Segment vorhanden sind, und daß die Erregungsblöcke mit den Bereichen elektrisch über getrennte Verbindungen verbunden sind und gleichzeitig durch das Steuersignal gesteuert werden.

Datenanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Gruppe von in einer Ebene nebeneinanderliegenden Segmenten, die durch Kombination unterschiedliche Konfigurationen ergeben, die nacheinander unter der Steuerung von gleichzeitig an die Erregungsblöcke angelegten Steuersignalgruppen erscheinen.

Datenanzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment durch mehrere Elementarlichtquellen gebildet jst, die jeweils einem der zueinander komplementären Bereiche zugeordnet sind.

Datenanzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment durch eine Schichtstruktur gebildet ist, die eine Gruppe von lichtdurchlässigen elementaren Elektroden, eine Schicht eines Materials, dessen optische Eigenschaften sich unter

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der Einwirkung eines elektrischen Feldes verändern und wenigstens eine der Elektrodengruppe gegenüberliegende Gegenelektrode enthält, und daß die elementaren Elektroden jeweils die zueinander komplementären Bereiche abgrenzen.

5. Datenanzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material ein Flüssigkristall ist.

6. Datenanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstellen zwischen den zueinander komplementären Bereichen die Form von zusammenhängenden Linien haben, welche den Umfang des Segments schneiden.

7. Datenanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Bereiche jedes Segments die Form eines graphischen Zeichens hat, das eine Anzeige für eine aus der unvollständigen Erregung des Segments folgenden Zweideutigkeit ergibt.

8. Datenanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7j dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment zwei zueinander komplementäre Bereiche aufweist.

9. Datenanzeigevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des Segments einen Eigensignalwert hat, der von dem Signalwert des graphischen Zeichens verschieden ist.

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