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Optische Digitalanzeige Die Erfindung bezieht sich auf eine optische
Digitalanzeige gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.
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Die Erfindung bezieht sich somit auf beleuchtete Anzeigen, insbesondere
von dem Typ, bei dem Lichtleiter dazu verwendet werden, eine variable Anzeige entfernt
von dieser Anzeige zu beleuchten, und zwar abhängig von einer Lichtquelle und Maskenmitteln.
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Im besonderen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Anzeige
des obengenannten Typs, bei dem Jeder langgestreckte Abschnitt einer digitalen Anzeige
selektiv durch einen einzigen Lichtleiter beleuchtet wird.
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Es sind zahlreiche Einrichtungen bekannt die Lichtleiter verwenden,
um eine visuelle Anzeige zu erzeugens die kennzeichnend für einen entfernt liegenden
Zustand ist. Die Lichtleiter sind im allgemeinen Lichtleitfasern, im allgemeinen
auch als Glasfaseroptik bezeichnet. Licht, das am einlaßseitigen Ende der Glasfaseroptik
empfangen
wird, wird an ihrem ausgangsseitigen Ende emittiert.
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Verschiedene Signale werden erzeugt, indem man eine Vielzahl der Lichtleitfasern
in einem Glasfaseroptik-Bündel anordnet, wobei die ausgangsseitigen Enden des Bündels
sichtbar angeordnet sind und wobei Maskenmittel, die zwischen die eingangsseitigen
Enden des Bündels und die Lichtquelle geschaltet sind, selektiv die Beleuchtung
von verschiedenen Kombinationen der Lichtleitfasern steuern.
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Die Vorteile, die durch die Lichtleitfasern erzielt werden können,
sind zahlreich und bekannt. Unter anderem kann eine einzige Lampe die erforderliche
Lichtquelle für eine Vielzahl von Ausgangs-Anzeigen erzeugen. Einfache Maskenmittel
vermeiden die Notwendigkeit für komplexes Schalten und komplexe Schaltkreise. Der
Leistungsbedarf wird wesentlich reduziert. Der gesamte Aufbau einschließlich Signalerzeugung,
Übertragung und Anzeige ist im Vergleich zu konventionellen, äquivalenten, bekannten
Systemen erheblich verkleinert.
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In Jüngster Zeit sind beachtliche Anstrenungen unternommen worden,
um Lichtleiter zur Darstellung einer direkt lesenden digitalen Ausgangsanzeige zu
verwenden. Diese Einrichtungen haben im allgemeinen einen ähnlichen Aufbau. Kurz
gesagt, sind die ausgangsseitigen Enden der Lichtleiterin einem Nebeneinander-Muster
(side-by-side
pattern) angeordnet, um so die Abschnitte einer variablen, digitalen Ausgabe zu
bilden, die gewöhnlich als eine 7-Abschnitts-Anzeige bezeichnet wird. Die eingangsseitigen
Enden der Lichtleiter sind in einer spezifischen Codieranordnung angeordnet zwecks
selektiver Beleuchtung in übereinstimmung mit auswechselbaren Maskenmitteln. Die
Maskenmittel sind auswecllselbarin Übereinstimmung mit einem beweglichen Element,
wodurch eine direkt lesbare beleuchtete Digitalanzeige entsteht an einem Punkt,
entfernt von dem beweglichen Element und als Anzeige für die momentane Position
des beweglichen Elementes.
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Lichtleiter haben Jedoch eine natürliche Begrenzung, die bislang ernsthaft
das Erzielen eines optimalen Erfolges verhindert hat. Dieser Nachteil beruht paradoxerweise
auf einer der primären attraktiven Eigenachaften der Lichtleitfaser, Licht wird
bei dieser Faser nämlich nur aus dem Ende der Faser emittiert. Aus diesem Grunde
war es notwendig, für Jedes Segment einer segmentierten Anzeige verschiedene Lichtleiter
zu verwenden. Dieser Umstand bedingte eine Anzeige mit geringwertiger visueller
Qualität. Zur Vermeidung von "hot spots und zwecks Ausbildung einer gleichför migeren
Anzeige, mußten zusätzliche Fasern in das optische Bündel aufgenommen werden, wodurch
die Kosten und die Komplexität der Anzeigeeinrichtung anstiegen.
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Die gegenwärtige Standardausführung verwendet drei oder vier getrennte
Fasern für Jedes einzelne Segment. Für Jede 7-Segment-Anzeige sind mindestens 21
getrennte Lichtleiter notwendig. Eine gefälligere Anordnung wird mit einem Bündel
von 28 Licht leitern erhalten. Die Komplexität bei der Ausbildung eines decadischen
Zählers, der nur eine Einer-Ziffer aufweist, ist naheliegend.
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Die Komplexitäten erhöhen sich wesentlich, wenn man eine Anzeige vorsieht,
die auch eine Zehner-Ziffer aufweist, so wie es beispielsweise in Verbindung mit
einem Anze-igerfür den Fernsehkanal nützlich sein kann. Die Anzahl der Licht leiter
und die Beschwerlichkeit des Maskensystems bedingen eine Unwirtschaftlichkeit, die
unterhalb praktischer Grenzen liegt, nämlich dann, wenn zusätzliche Stellen hinzugefügt
werden, um eine Ausgangsanzeige für die konventionellen vierstelligen Radios, die
sechsstelligen Uhren oder die neunstelligen Rechner zu erhalten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Probleme der bekannten
Anzeigen zu vermeiden. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruches.
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Es ist- somit ein prinzipielles Ziel der vorliegenden Erfindung, eine
verbesserte und vereinfachte optische Anzeige von dem Typ vorzusehen, der Lichtleiter
verwendet.
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Ein anderes Ziel besteht darin, eine längliche Anzeige vorzusehen,
die durch einen einzigen Lichtleiter beleuchtet wird.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine längliche, beleuchtete
Anzeige vorzusehen, die für sich oder in Vielfach-Kombinationen benutzt werden kann,
um so verschiedenartige Anzeigemuster vorzugeben.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine 7-Segment-Anzeige
vorzusehen, die nur mit 7 Lichtleitern beleuchtet wird.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine beleuchtete decadische
Anzeige mit einer schnell bzw. gut veränderbaren Zahl von Ziffern zum Gebrauch in
verschiedenen Einrichtungen vorzusehen.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine beleuchtete Vielsegment-Anzeige
vorzusehen, die durch eine einzige Lichtquelle und durch einfache Maskenmittel gesteuert
wird.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine längliche
beleuchtete Anzeige vorzusehen, die gleichförmig ausgeleuchtet ist und scharfe Konturen
aufweist.
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Schließlich besteht ein weiteres Ziel der Erfindung darin, eine Anzeige
vom obengenannten Typ vorzusehen, die einfach und wirtschaftlich herzustellen ist,
dauerhaft konstruiert ist und eine minimale Wartung erfordert.
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Kurz gesagt, werden die angestrebten Ziele der vorliegenden Erfindung
in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform dadurch erhalten, daß eine
optische Oberfläche vorgesehen ist, die mit einem konventionellen Licht leiter,
Lichtquelle und Maskenmittel zusammenarbeitet. Die optische Oberfläche erstreckt
sich ausgedehnt winkelförmig aufwärts von dem Ende des Lichtleiters.
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Das Licht, das von den Enden des Lichtleiters emittiert wird, wird
durch die optische Oberfläche aufgefangen und nach oben gerichtet, um so ein längliches
beleuchtetes Segment vorzugeben.
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Ein Licht-Diffusions-Muster, das integraler Bestandteil der optischen
Oberfläche ist, sorgt für eine konstante Beleuchtungsstärke des Musters. Reflektierende
Seitenwände, die von der stehen, optischen Oberfläche nach oben /sorgen für eine
Zerstreuung des Lichtmusters, um so ein scharf ausgebildetes Anzeige-Segment zu
schaffen.
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In einer weiteren Ausführungsform sind einige der vorgenannten Segmente
zu einer digitalen Anzeige zusammengeschaltet. Diese digitale Anzeige kann die Konfiguration
einer 7-Segment-Anzeige annehmen,
wobei Jedes einzelne Segment durch
einen einzigen Lichtleiter beleuchtet wird. Entsprechend einer Konfiguration davon
werden 7 optische Oberflächen integral zu einem einzigen Element verschmolzen, das
zur visuellen Anzeige der digitalen Ausgabe für das Anordnen eines beweglichen Elementes
entfernt davon dient. Codierte Maskenmittel, die abhängig von Positionsänderungen
des beweglichen Elementes veränderbar sind, steuern selektiv die Beleuchtung der
verschiedenen Lichtleiter, um die segmentierte Anzeige entsprechend vorbestimmter
Muster zu beleuchten.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung
ergben sich anhand der Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung des Grundprinzips
der vorliegenden Erfindung, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Anzeige-Segmentes,
das gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist und bei der Realisierung
des in Fig, 1 dargestellten Konzeptes verwendet wird,
Fig. 3 ein
Aufriß des Anzeige-Segmentes nach Fig, 2, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Einrichtung
nach Fig. 2, Fig, 5 eine perspektivische Ansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten
optischen digitalen Anzeigers, Fig. 6 ein Horizontalschnitt entlang der Linie 6-6
der Fig. 5, Fig. 7 eine perspektivische Teilansicht des Anzeigèteils der Einrichtung
nach Fig. 5 in einer Explosionsdarstellung, Fig. 8 eine perspektivische Teilansicht
des Signalerzeugungs-Abschnittes der Einrichtung nach Fig. 5, Fig. 9 ein Vertikalschnitt
entlang der Linie 9-9 der Fig. 8, Fig, lo eine Draufsicht auf ein Maskenmittel,
das in Verbindung mit dem Signalerzeugungs-Abschnitt der Fig. 8 verwendet wird,
das eine bevorzugte Codieranordnung trägt zwecks Erzeugung ausgewählter Digitalanzeigen,
Fig. 11 eine Draufsicht auf eine bevorzugte, alternative Konfiguration der optischen
Oberfläche, die entsprechend der vorliegenden Erfindung mit einem Anzeige-Segment.
verbunden ist,
Fig. 12 ein vertikaler Schnitt entlang der Linie
12-12 der Fig. 11, Fig. 13 ein bevorzugtes alternatives Maskenmittel zur Verwendung
in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung, Fig. 14 eine Draufsicht auf einen
bevorzugten alternativen optischen Digitalanzeiger, ausgebildet gemäß der Lehre
der vorliegenden Erfindung, Fig. 15 ein Vertikalschnitt entlang der Linie 15-15
der Fig.14, Fig. 16 ein Vertikalschnitt entlang der Linie 16-16 der Fig.14, und
Fig. 17 ein Aufriß einer bevorzugten alternativen Ausführungsform einer optischen
Digitalanzeige, die ähnlich der Einrichtung nach Fig. 14 ist.
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In der Zeichnung sind dabei entsprechende Elemente in den verschiedenen
Figuren mit denselben Bezugsziffern versehen.
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In der Fig. 1 ist eine Lichtleitfaser 20 dargestellt, die allgemein
als Glasfaseroptik bezeichnet wird, und die ein eingangsseitiges Ende 21 und ein
ausgangsseitiges Ende 22 aufweist. Das Licht,
das an dem eingangsseitigen
Ende 21 eintritt, wird an dem ausgangsseitigen Ende 22 emittiert, ohne daß Licht
entlang der Länge der Faser-/optik 20 verlorengeht. Das bedeutet, die Faseroptik
20 überträgt Licht einer Quelle an eine Anzeige, die entfernt von der Quelle angeordnet
ist. Betrachtet man den Weg von der Lichtquelle zu der Anzeige, dann besteht derprinzipielle
Vorteil, der durch die Faseroptik gegeben ist, der im vorliegenden Zusammenhang
benutzt wird und ganz allgemein repräsentativ für die gesamte Klasse von Einrichtungen,
die generell als Lichtleiter bekannt sind, ist, in der Fähigkeit, irgendeine Konfiguration
entlang des Lichtweges anzunehmen, ohne Beeinträchtigung der übertragungs-Charakteristika.
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Eine natürliche Begrenzung der Faseroptiken oder der Lichtleiter,
zumindest in bestimmten Anwendungen, besteht in der Tatsache, daß das Licht von
dem Ende des Lichtleiters in Form eines konzentrierten Strahles emittiert wird,
der einen Querschnitt entsprechend der Gestalt des Endes des Lichtleiters hat. In
den üblichen verkleinerten Anwendungsformen, für die die Faseroptik sehr bekannt
ist, erscheint das Licht als ein kleiner brillant beleuchteter Punkt.
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Entsprechend der konventionellen Praxis wird das eingangsseitige 21
Ende/des Lichtleiters 20 mittels einer Lichtquelle beleuchtet, die in Fig. 1 als
Glühlampe 23 dargestellt ist. Lichtstrahlen, wie sie durch die Pfeile 24 dargestellt
sind, werden von der
Glühlampe 23 auf das Ende 21 gerichtet. Zwischen
das eingangsseitige Ende 21 und die Lichtquelle 23 ist ein Maskenmittel, allgemein
mit der Bezugsziffer 27 versehen, geschaltet. Das Maskenmittel 27 weist Rahmen27A
und 27B auf. Zum Zwecke der Erläuterung sind die Rahmen 27A und 27B durch eine gestrichelte
Linie 28 geteilt. Das Maskenmittel ist in zwei Richtungen beweglich, so wie es durch
den doppelseitigen Pfeil 29 gekennzeichnet ist.
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Das Maskenmittel 27 ist lichtundurchlässig, ausgenommen die Offnung
30 im Rahmen 27A , deren Größe und deren Abmessungen auf das eingangsseitige Ende
21 abgestimmt sind. Wenn das Maskenmittel in der gezeichneten Stellung ist, dann
liegt der Rahmen 27A derart zwischen der Lichtquelle 23 und dem eingangsseitigen
Ende 21, daß Lichtstrahlen 24 durch die Öffnung 30 hindurchgehen und den Lichtleiter
20 beleuchten. Bewegt man das Maskenmittel 27 in der Alternativ-Position, dann wird
der Rahmen 27B zwischen die Lichtquelle 23 und das eingangsseitige Ende 21 plaziert
und der Lichtleiter 20 wird nicht beleuchtet.
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Obwohl in Fig. 1 nicht dargestellt, ist es leicht zu sehen, daß, wenn
man die Maskenmittel 27 durch ein bewegbares ObJekt antreiben läßt, eine visuelle
Anzeige der Position des beweglichen ObJektes an einem davon entfernteren Ort vorgesehen
werden kann. Beispielsweise können die Maskenmittel 27 in Verbindung mit einem Ventil
oder einem Schalter arbeiten und eine beleuchtete Anzeige ankiner
entfernt
liegenden Anzeigetafel erzeugen, wenn der Schalter geöffnet ist. Die natürliche
Begrenzung dieser Anordnung stellt Jedoch die Größe der visuellen Anzeige dar. Da
der gegenwärtige Trend dahingeht, die Faseroptik zu miniaturisieren, und da Licht
von dem Ende der Faseroptik in einer im wesentlichen geraden Linie emittiert wird,
erscheint die visuelle Anzeige als ein schmaler Punkt mit geringeren als an sich
wünschenswerten visuellen Charakteristika. Die Wahrnehmbarkeit der visuellen Anzeige
zu vergrößern, ist ObJekt bemerkenswerter Untersuchungen gewesen.
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Ganz allgemein wird gemäß besonderer Technik die Verwendung von Vielfach-Lichtleitern
vorgeschlagen, um ein einziges Signal zu erzeugen, beispielsweise ein langgestrecktes
Segment das aus den benachbarten Enden von drei oder vier Lichtleitern besteht.
Dieser Vorschlag hat sich Jedoch als völlig unbefriedigend vom Standpunkt der Miniaturisierung,
der Herstellungskosten und der Qualität der visuellen Anzeige herausgestellt.
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Die vorliegende Erfindung überwindet die Mängel des Standes der Technik,
indem sie eine langgestreckte optische Oberfläche 31 vorsieht, die so aufgefaßt
werden kann, aaß sie eine longitudinale Achse besitzt, die durch die strichpunktierte
Linie 32 dargestellt wird. In der Draufsicht ist die longitudinale Achse 32 mit
der longitudinalen Achse des Endteilesdes Lichtleiters 20 ausgerichtet. Im Aufriß
betrachtet erstreckt sich
die longitudinale Achse 32 vom Ende 22
aus gesehen, vorwärtsaufwärts. Bei einer sehr präzisen Anordnung stimmt das erste
Ende 33 der optischen Oberfläche, das ist dasjenige Ende, das dem ausgangsseitigen
Ende 22 näherliegt, mit der unteren Kante des ausgangsseitigen Endes 22 überein,
während das zweite Ende 34 der optischen Oberfläche 31 sich bis zu einer Höhe erhebt,
die mit dem obersten Teil des ausgangsseitigen Endes 22 übereinstimmt.
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Mit anderen Worten, die Oberfläche 31 hat eine Breite und eine proJizErte
Höhe, die gleich dem Durchmesser des ausgangsseitigen Endes 22 ist. Das von dem
ausgangsseitigen Ende 22 emittierte Licht, dargestellt durch die Pfeile 36 und 37,
wird von der optischen Oberfläche empfangen und in eine zweite Richtung reflektiert,
wie es durch die Pfeile 36A und 37A dargestellt ist. Dies sieht eine langgestreckte,
beleuchtete visuelle Anzeige vor, wie sie durch das gestrichelte Rechteck 38 umrissen
ist. Um ein Abrunden des Lichtmusters an seinen Enden zu verhindern, und um ein
Lichtmuster von gleichförmiger Intensität vorzusehen, kann die optische Oberfläche
31 lichtstreuende Mittel aufweisen, die später noch näher beschrieben werden.
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Die Fig. 2 bis 4 stellen ein Anzeige-Segment dar, das generell mit
der Bezugsziffer 40 versehen ist; dieses Segment ist in Übereinstimmung mit der
Lehre der vorliegenden Erfindung konstruiert, für den Zweck, Licht von dem ausgangsseitigen
Ende 22 des Lichtleiters
20 zu empfangen und eine langgestreckte
beleuchtete visuelle Anzeige darzustellen, mit einer Fläche, die wesentlich größer
ist als die Lichtfläche, die normalerweise durch das ausgangsseitige Ende 22 vorgesehen
wird. Das Anzeigesegment 40, das leicht geformt, gegossen oder sonstwie aus Glas,
Plexiglas oder anderen durchlässigen Materialien gebildet werden kann, weist ein
erstes Ende 41 und ein zweites Ende 42 auf. Das von dem ausgangsseitigen Ende 22
des Hchtleiters 20 emittierte Licht wird durch eine Eingangsoberfläche 43 empfangen,
die einstückig mit dem ersten Ende 41 zusnmenfällt, so wie es durch die gestrichelte
Pfeillinie 44 dargestellt ist. Das Licht fällt dann auf die optische Oberfläche
47 und wird auf die Anzeigeoberfläche 48 gerichtet. Die optische Oberfläche 47 ist
auf das ausgangsseitige Ende 22 ausgerichtet, wie es vorher in Verbindung mit Fig.
1 beschrieben worden ist.
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Das Anzeigesegment 40 und die dargestellten spezifischen Konfigurationen
dienen als eine einzelne visuelle Anzeige in Verbindung mit einem Lichtleiter und
einfachen, oben beschriebenen Maskenmitteln. Alternativ kann eine Vielzahl von Anzeigesegmenten
40 nebeneinander oder in eInem Muster in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten
Codeanordnung an geordnet werde, wobei ein Anzeige-Segnient oder eine Vielzahl von
Anzeigesegmenten zum Anzeigen von verschiedenen Daten beleuchtet werden könnens
Bei einer Vielfach-
Anordnung wird Jedes Anzeige-Segment durch
einen separaten Lichtleiter oder Faseroptik beleuchtet, wobei Jeder Leiter Licht
einer einzelnen Lichtquelle erhält. Bei einer solchen Anordnung kann die Beleuchtung
der Lichtleiter leicht durch Maskenmittel gesteuert werden, die eine Vielzahl von
Rahmen aufweisen, von denen Jeder verschlüsselt ist und spezifischen, zu übertragenden
Daten entspricht.
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40 Das Licht, das von dem Lichtleiter 20 zu dem Anzeige-Segment/über
tragen wird, wird in diesem dadurch festgehalten, daß alle Oberflächen des Anzeige-Segmentes
40, ausgenommen die Eingangsoberfläche 43 und die Anzeigeoberfläche 48, einen spiegelnden
Belag aufweisen. Man kann durch unterschiedlich eingefärbte Oberflächenbehandlungen
der Anzeigeoberfläche 48 oder alternativ durch die Farbe des Materials, aus dem
das Anzeige-Segment 40 hergestellt wird, unterschiedlich gefärbte Anzeigen erzeugen.
Es ist zu bemerken, daß die Anzeigeoberfläche 48 von einem erhöhten Teil des Anzeigesegmentes
40 getragen wird, um den Einbau in eine Anzeigetafel zu erleichtern. Bei einer anderen
möglichen Anwendung kann die Anzeigeoberfläche 48 einen Scheitel bilden, mit einer
optischen Oberfläche 47 am zweiten Ende 42.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beruht
auf dem Anzeigesegment 48 und sieht eine leicht unterscheidbare
Anzeige
vor, so wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Die Einrichtung wird nachfolgend noch
in näheren Einzelheiten erläutert werden, es sei Jedoch bemerkt, das 14 Anzeige-Segmente
in zwei Gruppen zu Je 7 Anzeige-Segmenten angeordnet sind, wobei Jede Gruppe eine
veränderliche Digitalausgabe vorgibt, die üblicherweise als eine 7-Segment-Anzeige
bezeichnet wird. Die Segmente sind zu einem Anzeige-Element integriert, das generell
durch die Bezugsziffer 50 gekennzeichnet ist. Jedes Segment wird durch einen separaten
Lichtleiter 20 beleuchtet, der üblicherweise als Faseroptik-Bündel bezeichnet ist.
Eine einzige Lichtquelle 51 ist fähig, alle Lichtleiter 20 zu beleuchten. Es sind
Maskenmittel 52 vorgesehen, die eine Vielzahl von verschlüsselten Rahmen 52A haben,
die zwischen die Lichtquelle 51 und die Lichtleiter 20 geschaltet sind. Die Rahmen
52A sind entsprechend der Position eines beweglichen Teiles 53 vertauschbar, wobei
das bewegliche Element 53 zum Zwecke der Erläuterung als Steuer-Drehknopf dargestellt
ist.
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Die Fig. 6 und 7 zeigen eine weitere Darstellung des Anzeigeelementes
50, das vorzugsweise aus transparentem Acrylglas hergestellt wird. Von der Frontfläche
57 des Anzeige-Elementes 50 sind nach stehend oben /die Anzeige-Oberflächen 58 vorgesehen.
Die Anzeige-Oberflächen 58 sind zu austauschbaren numerischen Anzeigen 59 angeordnet,
die Ublicherweise als 7-Segment-Anzeigen oder Figur-8-Matrix bezeichnet
werden.
Eine lichtundurchlässige Maske 60 liegt an der Frontfläche 57 an und weist Ausnehmungen
darin auf, um durch sie die erhabenen Anzeige-Oberflächen 58 zu empfangen Die Masken
60 verbessern das Aussehen der Anzeige-Segmente und können eine ästhetisch wirkende
Oberflächen-Endbearbeitung aufweisen, die in Einklang steht mit der Umgebung, in
der das Anzeige-Element verwendet wird.
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Die Rückseite 61 des Anzeige-Elementes 50 ist ausgehöhlt und weist
nach innen gebogene Seitenwände 62 auf. Optische Oberflächen 63, die mit der Jeweiligen
Anzeige-Oberfläche 58 übereinstimmen, erstrecken sich von dem Rücken des Anzeige-Elementes
50. Eine Vielzahl von Einschnitten 64 sind in den gebogenen Seitenwänden 64 62 vorgesehen.
Jeder Einschnitt ist in Breite und Tiefe so ausgestaltet, daß er darin einen Lichtleiter
oder eine Faseroptik 20 aufnehmen kann, wobei er sich von der Eingangs-Oberfläche,
die der passenden optischen Oberfläche 63 zugeordnet ist, erstreckt, um den entsprechenden
Lichtleiter 20 in einer Position zu halten, derart, daß das Licht, das von ihm ausgeht,
durch die Eingangs-Oberfläche hindurch empfangen wird. Analog zu der im Vorstehenden
erläuterten Art und Weise werden alle Oberflächen des Anzeige-Elementes 50, ausgenommen
die Eingangs-Oberfläche und die Anzeige-Oberfläche spiegelnd bearbeitet.
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Das Rückhalte-Element 67 ist kantenförmig ausgebildet und weist eine
äußere Fläche auf, die mit der Konfiguration einer hohlen Rückseite des Anzeige-Elementes
50 übereinstimmt. Wenn es mit dem Anzeige-Element 50 in Eingriff kommt, dann fixiert
das Rüekhalte-Element 67 die verschiedenen Lichtleiter an ihrem Platz.
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Ist weiterhin das Rückhalte-Element nicht mit einer spiegelnden Oberfläche
versehen, dann kann das Rdckhalte-Element 67 eine angepaßte Endbearbeitung erfahren,
um ein gewUnschte Abdeckung zwischen den entsprechenden Anzeige-Elementen vorzusehen.
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Ein selektives Beleuchten vorbestimmter Anzeige-Oberflächen 58 entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durch einen Aufbau
erzielt, der in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist. Die 14 Lichtleiter 20, die Jeweils
einer der Anzeige-Oberflächen 58 entsprechen, werden in einer verschlüsselten Matrix
70 aufgenommen, derart, daß ihre eingangsseitigen Enden in einer Position gehalten
werden, daß sie durch eine Lichtquelle 51 beleuchtet werden. Die Lichtquelle 51
ist in einem lichtdichten Gehäuse 71 eingeschlossen, das an einem Ende einen Lichtschild
72 besitzt. Der Lichtschild 72 weist eine Vielzahl von öffnungen 73 auf, die in
einer Matrix angeordnet sind, die den eingangsseitigen Enden 21 der verschiedenen
Licht leiter 20 entspricht. Auf diese Weise ist die einzig mögliche Lichtemission
von dem Gehäuse 71 mit den eingangsseitigen Enden 21 ausgerichtet.
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Zwischen dem Licht schild 72 und der Matrix 70 befinden sich Maskenmittel
52. Die Maskenmittel 52 drehen sich zusammen mit dem beweglichen Element 53, um
in Übereinstimmung mit den Positionsänderungen des beweglichen Elementes 53 vorbestimmt
Maskenrahmen 52A zwischen die Matrix 70 und. den Lichtschild 72 zu positionieren.
Jeder Rahmen 52A, der später noch in näheren Einzelheiten beschrieben wird, ermöglicht
oder verhindert eine Verbindung zwischen Lichtschild 72 und Matrix 70 oder zwischen
Lichtquelle 51 und entsprechenden Licht leitern 20, zur Darstellung eines selektiven
beleuchteten digitalen Ausgangssignals, angezeigt auf dem Anzeige-Element 50.
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Die Fig lo, dargestellt in drei Segmenten A, B und C, zeigt eine Verschlüsselungs-Anordnung
für die Maskenrahmen 52A zur Verwendung in Verbindung mit dem Signal-Erzeugnngsmechanismus,
wie er in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist. Die Fig. lo zeigt weiterhin das Muster
der Matrix 70. Betrachtet man im speziellen den Rahmen 52B, so erkennt man eine
Maske zum Erzeugen der Ziffer O in der Einer-Position einer zweiziffrigen Anzeige.
Die Position der Licht leiter innerhalb der Matrix entsprechend den 7 Segmenten
der Zehnerziffer, wird angezeigt durch die Kreuze in den ersten beiden linksseitigen
Spalten, bezeichnet mit A und B.
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Die 7 Segmente der Einer-Ziffern sind in Übereinstimmung mit den beiden
rechtssettigen Spalten angeordnet, die mit C und D
bezeichnet sind.
Die Spalten A und C entsprechen den vertikalen Segmenten Jeder Anzeige, während
die Spalten B und D den horizontalen Segmenten Jeder Anzeige entsprechen. Die Maske
52B weist oeffnungen 73 für den Lichtdurchtritt von der Lichtquelle 51 zu dem eingangsseitigen
Ende 21 Jedes Lichtleiters und des entsprechenden zu beleuchtenden Segmentes auf.
Es ist leicht erkennbar, daß,wenn keine Öffnungen in den Spalten A und B vorhanden
sind, die Zehnerziffer dunkel bleiben wird, während die Einer-Stelle beleuchtet
werden wird, ausgenommen das horizontale Zwischensegment, wodurch die Beleuchtung
der passenden Lichtleiter gewährleistet ist, um die Ziffer O an der Frontfläche
des Anzeigeelementes zu erzeugen.
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Die Anzeigezahl, die durch jede der zusätzlich dargestellten Maskenmittel
erzeugt wird, ist am Kopf des entsprechenden Rahmens angemerkt. Zum Zwecke der Darstellung
ist die Zahl so bezeichnet, daß sie der Konfiguration der Ausgabe gemäß der 7-Segment-Anzeige
entspricht. Die Fig. loA und 1oB zeigen im speziellen das Rahmenmuster zum Darstellen
Jeder der 1o Einer-Ziffern. Die Fig. loC ist ein Beispiel für eine zweiziffrige
Ausgabe, wobei die eine Ziffer der Einer-Stelle und die andere Ziffer der Zehner-Stelle
zugeordnet ist. Aufgrund der vorangegangenen Beschreibung ist es unmittelbar zu
ersehen, daß zusätzliche Ziffern leicht in den Rahmen eingearbeitet werden können,
um zusätzliche Ziffern der ganzen Zahl oder der Dezimal-Ziffern vorzusehen.
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Es wurde bereits oben erwähnt, daß die optischen Oberflächen, die
durch die Bezugsziffern 47 und 63 gekennzeichnet sind, Lichtstreumittel aufweisen
können, um die Intensität des von den Oberflächen reflektierten Lichtes anzugleichen.
Die Fig. 11 und 12 zeigen eine bestimmte Streu-Konfiguration, die in Verbindung
mit einer optischen Oberfläche 80 verwendet wird, die repräsentativ für die vorerwähnten
optischen Oberflächen ist, die oben durch die Bezugsziffern 31, 47 oder 63 bezeichnet
worden sind.
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Bei der vorliegenden Anordnung ist in der optischen Oberfläche 80
ein Kreuzmuster von Ausnehmungen 81 ausgebildet. Die Ausnehmungen sind in zwei Sätzen
angeordnet, die gegenseitig im Winkel von 900 orientiert sind, wobei jede Ausnehmung
im Winkel von 450 zur Längskante der optischen Oberfläche 80 ausgerichtet ist. Die
Ausnehmungen 80 erzeugen eine Vielzahl von vierseitigen Pyramidenseiten 82, die
ähnlich dem sogenannten "Rot-Reflektor" ausgebildet sind, wie er üblicherweise an
dem hinteren Schutzblech von Ktnder-Fahrrädern verwendet wird. Licht, das von dem
ausgangsseitigen Ende 22 des Lichtleiters 20 unter einem Winkel auf die Pyramiden82
fällt und das von den verspiegelten Seiten des Anzeige-Segmentes darauf reflektiert
wird, wird in einem Maße gestreut, daß das Licht gleichförmig über die optische
Oberfläche 80 und die Anzeige-Oberflächen,die im Vorstehenden durch die Bezugsziffern
48 und 50 gekennzeichnet worden waren, erscheint.
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Die Fig. 13 zeigt die Alternative für einen Maskenrahmen, der generell
durch die Bezugsziffer 83 gekennzeichnet ist, wobei die Maske oeffnungen 84 aufweist,
um selektiv die Beleuchtung von spezifischen Licht leitern eines Bündels von 14
Lichtleitern zu steuern, um eine beleuchtete Anzeige, dih. Leuchtanzeige der Zahl
26 an einer zweiziffrigen 7-Segment-Anzeige in Ubereinstimmung mit dem vorbeschriebenen
Verfahren zu erzeugen. Der Maskenrahmen 83 weist weiterhin eine Öffnung 87 auf,
getrennt von den die Ziffern erzeugenden öffnungen 84. Die öffnung 87 steuert die
Beleuchtung eines zusätzlichen, d.h. 15. Lichtleiters, und arbeitet natürlich mit
der einzigen Lichtquelle zusammen, die die Lichtleiter der geteilten Anzeige beleuchten.
Die Anzeige, die durch den Licht leiter erzeugt wird, der der Öffnung 87 zugeordnet
ist, wird von Jeder 7-Segment-Anzeige getrennt und kann dazu verwendet werden, einen
Arbeitszustand der Einrichtung, bei der die vorliegende Erfindung verwendet wird,
anzuzeigen. Beispielsweise kann bei Anwendung in einem Fernseh-Kanalwähler die zusätzliche
Anzeige die VHF-Einstellung anzeigen; wenn die Erfindung in Verbindung mit einen
Radio benutzt wird, kann sie z.B. die Arbeitsweise im UKW-Bereich anzeigen. Ganz
offensichtlich können zusätzliche.spezielle Anzeigen für verschiedene andere Einrichtungen
eingearbeitet werden und die einzelnen Anzeige oberflächen können ausgewählte Kennungen
aufweisen.
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Eine andere mögliche bevorzugte Ausführungsform eines Anzeige-Elementes,
das generell mit der Bezugsziffer 9o versehen ist, ist in den Fig. 14 bis 16 dargestellt.
Ähnlich zu der oben beschriebenen Ausführungsform weist das Anzege-Element 9o zum
Zwecke der Erläuterung zwei 7-Segment-Anzeigen auf, nämlich eine Einer-Ziffer 91
und eine Zehner-Ziffer 92. Jede Anzeige 91 und 92 besteht aus einer Vielzahl von
Anzeige-Segmenten 93, die Jeweils optische Oberflächen 94 und Anzeige-Oberflächen
95 aufweisen.
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Aus ästhetischen Gründen sind die Anzeigen 91 und 92 leicht abgeschrägt.
Dadurch erscheint die Ziffer natürlicher. Dieses Erscheinungsbild wird durch zwei
vertikale Anzeige-Segmente 98 unterstützt, die, um die Ziffer 1 darzustellen, zwischen
die Anzeigen 91 und 92 plaziert sind. Die Anzeige-Segmente 98 werden gleichzeitig
mit dem Anzeige-Segment 91 oder dem Anzeige-Segment 92, und zwar sowohl hinsichtlich
der Zehner-Ziffer als hinsichtsichtlich der Einer-Zfer beleuchtet. Jedes Segment
98 wird durch einen einzelnen Lichtleiter beleuchtet und erfordert zwei zusätzliche
Positionen auf den entsprechenden Maskenmitteln, so wie es im vorhergehenden beschrieben
worden ist.
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Im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform ist anzumerken,
daß von dem Ende Jedes der Anzeige-Segmente 93 und 98 gebogene, zylindrische Ansätze
99 ausgehen. Die Ansätze 99 sind einstückig
mit dem Anzeige-Element
9o gebildet und schließen mit der Eingangs-Oberfläche loo ab, zwecks Aufnahme des
Lichtes aus dem ausgangsseitigen Ende eines Lichtleiters. Versuche haben gezeigt,
daß bestimmte Materialien, beispielsweise Acryl, sich als geeignet für die Herstellung
des Anzeige-Elementes 9o gezeigt haben, und zusätzlich die Funktion eines Lichtleiters
besitzen.
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Es ist anzumerken, daß die Ansätze 9o mit parallelen Achsen und mit
in einer Ebene befindlichen Eingangs-Oberflächen 100 enden. Bei der Herstellung
wird der Zusammenbau im Vergleich zu der Ausführungsform, wie er in den Fig. 6 und
7 dargestellt ist, wesentlich beschleunigt, da es weder notwendig ist, die Enden
der Licht leiter abzubiegen, noch Maßnahmen zu treffen, um alle Lichtleiter zu fixieren,
bis das Rückhalte-Element 67 in den Aufbau eingefügt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform
ist es nur notwendig, daß das Zurückhalte-Element eine Vielzahl von Fassungen aufweist,
von denen Jeweils eine einen Lichtleiter aufnimmt, und zwar im Rahmen eines geradlinig
ausgerichteten Aufbaues.
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Die Fig. 17 zeigt eine weitere Veränderung, bei der die Ansätze 99
des Anzeige-Elementes 9o sich so erstrecken, daß integral ausgebildete Lichtleiter
1o1 geschaffen werden Funktionsmäßig ist die Ausführungsform nach Fig. 17 äquivalent
der Ausführungsform mit getrennten Anzeige-Elementen und Licht leitern, wie sie
im Vorstehenden beschrieben wurde.
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Die Erfindung bezieht sich somit zusammenfassend dargestellt auf eine
optische Digitalanzeige, bei der auswechselbare Maskenmittel zwischen das Einlaßende
eines Lichtleiters und eine Lichtquelle geschaltet sind, die selektiv die Beleuchtung
des Lichtleiters steuern. Das Licht, das von dem Lichtleiter emittiert wird, wird
gegen eine ausgedehnte optische Oberfläche gerichtet.
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Die optische Oberfläche ist longitudinal und winkelförmig in Bezug
auf das Ausgangsende des Lichtleiters ausgerichtet, wobei Licht, das aus dem ausgangsseitigen
Ende des Lichtleiters austritt, entSr,g der Länge der optischen Oberfläche einfällt,
und von hier in einem ausgedehnten Muster reflektiert wird. Eine Vielzahl von optischen
Oberflächen, die Jeweils selektiv durch einen einzigen Licht leiter in Übereinstimmung
mit vertauschbaren Maskenmitteln beleuchtet werden, sind so angeordnet, um eine
variable, digitale Leucht-Ausgangs-Anzeige vorzugeben.