DE2756048A1

DE2756048A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zum auslesen des anzeigezustands einer elektrochromen anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2756048A1
Application number: DE19772756048
Authority: DE
Inventors: Yasuhiki Inami; Hiroaki Kato; Katubumi Koyaanagi; Hiroshi Nakauchi; Yutaka Takafuji; Nara Tenri; Hisahi Uede
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1976-12-17
Filing date: 1977-12-15
Publication date: 1978-06-29
Also published as: CH631824A5; US4300138A; DE2756048C2

Description

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BESCHREIBUNG

Gegenstand der Erfindung ist eine Treiberschaltung für eine elektrochrome Anzeigevorrichtung, die ein zwischen zwei Elektroden eingebrachtes elektrochromes Material enthält. Die beiden Elektroden sind auf Trägerplatten aufgetragen, von denen wenigstens eine transparent ist. Bei solchen, meistens aus mehreren Anzeigezellen aufgebauten elektrochromen Anzeigen lassen sich die Lichtabsorptionseigenschaften bei Zuführung eines Stroms reversibel ändern. Zur Definition der Gattung solcher Ansteuerschaltungen wird auf den Oberbegriff der Patentansprüche verwiesen.

Elektrochrome Anzeigen - im folgenden auch als "ECDs¹ (Electrochromic Display) - lassen sich generall in zwei unterschiedliche Gruppen einteilen, wie beispielsweise in einem von L.A. Goodman unter dem Titel "Passive Liquid Displays" in RCA Report 613258 veröffentlichten Aufsatz erläutert ist. Der erste Typ solcher ECDs enthält einen auf

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Elektrodenflächen ausgebildeten anorganischen festen Film, an dem Farbänderungen durch Änderung der Opazität auftreten. Beim zweiten Typ solcher ECDs wird eine elektrisch induzierte chemische Reduktion einer farblosen Flüssigkeit ausgenutzt, die zu einem gefärbten unlöslichen Film auf einer Kathodenoberfläche führt.

Mit solchen ECDs lassen sich Speichereffekte erzielen, durch die der Anzeige- oder Färbungszustand bzw. der Lösch- oder Bleichzustand während mehrerer Stunden bis zu mehreren Tagen aufrechterhalten werden kann, solange die einzelnen ECD-Zellen in einem elektrisch offenen Zustand gehalten werden. Um die durch solche Anzeigevorrichtungen angezeigten Daten auch für weitere Datenverarbeitungsprozesse zur Verfügung zu haben, wäre es wünschenswert, aus der Anzeigevorrichtung selbst elektrische Signale abzuleiten, die anzeigen, ob eine ECD bzw. die Anzeigeelektroden einer ECD im Färbungs- oder Bleichzustand stehen.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Ansteuerschaltung für elektrochrome Anzeigevorrichtungen der genannten Art zu schaffen, mit der sich zusätzlich aus der Anzeigevorrichtung selbst Signale gewinnen lassen, die eine Aussage über den momentanen Anzeigezustand ermöglichen,

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Die Definition der erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgabe gibt der Patentanspruch 1 an. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind u.a. in der nachfolgenden Beschreibung erläutert sowie in Unteransprüchen gekennzeichnet.

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Eine ECD,für die sich die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung eignet, umfaßt eine rückseitige plattenartige Elektrode, die sogenannte Gegenelektrode und mindestens eine Anzeigeelektrode sowie eine Bezugselektrode, durch die ein bestimmtes konstantes Potential für die Anzeigeelektroden gewährleistet werden kann. Die einzelnen Anzeigezellen enthalten ein elektrochromes Material zwischen den Elektroden, die auf Trägerplatten aufgebracht sind, von denen wenigstens eine lichtdurchlässig ist. Erfindungsgemäß wird die elektromotorische Gegenkraft zwischen der oder den Anzeigeelektrode(n) und der Bezugselektrode durch einen Potentialfühler - im folgenden als "Detektor" bezeichnet - erfaßt, der mindestens zwei unterschiedliche Signalspannungswerte liefert, die einerseits den Färbungs- und andererseits den Bleichzustand anzeigen. Dieser Detektor erfaßt als Auslesewert den elektrischen Speicherzustand in der ECD. Weist die ECD beispielsweise in sieben Einzelsegmente unterteilte Anzeigeelektroden auf, so lassen sich mit der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung der Färbungszustand und der Bleichzustand der einzelnen Anzeigeelektroden elektrisch selektiv auslesen. Diese elektrischen Signale lassen sich durch einen Datenprozessor in an sich bekannter Weise weiterverarbeiten, beispielsweise über einen Decodierer, der die sieben Segment-Anzeigesignale in reine Binärsignale umsetzt.

Bei einer anderen Ausfuhrungsform ist die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung für ECDs geeignet, die eine Gegenelektrode, eine bestimmte Anzahl von Anzeigeelektroden sowie eine Bezugselektrode enthalten, die zur Messung der elektromotorischen Gegenkraft auf der Anzeigeelektrodenseite dient. Die elektrischen Signale werden durch einen Akkumulator/Zähler bzw. Summenzähler erfaßt, der bestimmte

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Zählwerte an die ECD weitergibt. Zwischen den einzelnen Anzeigeelektroden und der Bezugselektrode sind erfindungsgemäß Detektoren angeordnet, die den elektrischen Speicherzustand der betreffenden ECD als in dieser Anzeigevorrichtung entstandene elektromotorische Gegenkraft messen. Ein Komparator prüft die Koinzidenz zwischen dem Ausgangswert des Detektors und dem Ausgang des Akkumulator/Zählers. Wird eine Koinzidenz festgestellt, so wird der elektrische Speicherzustand der ECD als Anfangs- oder Ausgangswert in den Akkumulator/Zähler überschrieben.Die ECD und der Akkumulator/ Zähler stehen dann zur weiteren Anzeige und Aufsummierung von elektrischen Signalen bereit. Damit läßt sich auf einfache Weise die zurückgelegte Wegstrecke eines Fahrzeugs feststellen und anzeigen.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen in beispielsweisen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Prinzip-Schnittdarstellung einer Fest-

körper-ECD-Zelle;
Fig. 2 die Prinzip-Schnittdarstellung einer Flüssig-

ECD-Zelle;

Fig. 3 das Layout eines typischen Sieben-Segment-Ziffern-Anzeigemusters;

Fig. 4 das Schaltbild einer typischen Ansteuerschaltung für ECDs mit einem anhand von Fig. 3 veranschaulichten Anzeigemuster;

Fig. 5 die Schnittdarstellung einer Festkörper-ECD-Zelle, die mit einer Bezugselektrode versehen

ist.

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Fig. 6 die graphische Darstellung der Färbungsdichte, aufgetragen über der Speicherspannung für eine WO₃-ECD-ZeIIe;

Fig. 7 den Prinzipaufbau einer Schaltung zur Messung der Färbungsdichte/Speicherspannungs-Kennlinie

gem. Fig. 6;

Fig. 8 das Prinzipschaltbild einer Ansteuerschaltung zur Erregung einer mit Anzeigesegmenten versehenen ECD mit einem konstanten Potential und zur Erfassung des Anzeigezustands der einzel

nen Segmente;

Fig. 9 eine Schaltung zur Ermittlung des Anzeigezustands der einzelnen Segmente einer ECD in Zeitmultiplex-Technik;
Fig. 10 die zeitkorrelierte Darstellung einzelner

Steuer- und überwachungssignal zur Erfassung des Anzeigezustands einzelner Anzeigesegmente;

Fig. 11 das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung in Verbindung mit einem ECD-Akkumulator-Treiber;

Fig. 12 das Schaltbild eines Signalgenerators für die Ansteuerschaltung nach Fig. 11;

Fig. 13 die zeitkorrelierte Darstellung einzelner Signalverläufe innerhalb der Schaltung nach Fig. 12;

Fig. 14 die zeitkorrelierte Darstellung einzelner Signalverläufe unter Bezug auf ein alphanumerisches Sieben-Segment-Anzeigemuster;

Fig. 15 die Ansicht eines Fahrzeug-Armaturenbretts, das mit einer ECD-Geschwindigkeitsanzeige ausge

rüstet ist;

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Fig. 16 die Perspektivdarstellung einer Lampe zur Erleuchtung eines Fahrzeugarmaturenbretts und Fig. 17 die Seitenschnittdarstellung des Armaturenbretts nach Fig. 16.
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Anhand der Fig. 1 bis 4 wird nachfolgend zunächst der Aufbau von ECD-Elementen sowie eine Ansteuerschaltung für solche Elemente beschrieben:

Wie bereits erwähnt, gibt es zwei Arten von elektrochromen Anzeigen, die als ECDs zu bezeichnen sind. Bei der einen Art wird die Farbvariation durch Änderung der Lichtdurchlässigkeit oder Opazität eines anorganischen festen Films hervorgerufen. Den typischen Aufbau eines solchen Elements läßt die Fig. 1 erkennen, in der eine Schicht eines mit einem Bindemittel versetzten Kohlepulvers (bekannt unter der Handelsbezeichnung AQUADAG) mit Bezugshinweis 1 und eine nicht-rostende bzw. nicht-korrodierende Platte mit Bezugshinweis 2 gekennzeichnet sind. Sowohl die Schicht 1 als auch die Platte 2 bilden gemeinsam eine Stützplattenoder Gegenelektrode. Ein Abstandstück ist mit 3, eine lichtdurchlässige Transparentelektrode mit 4, ein Glassubstrat mit 5, ein anorganischer fester Film, an dem das elektrochrome Phänomen auftritt, mit 6 und ein Elekktrolyt mit 7 bezeichnet. Der anorganische Film besteht aus dem für eine Elektrokolorierung am häufigsten verwendeten Material WO, in einer Schichtdicke von etwa 1 um. Der Elektrolyt besteht aus einem Gemisch von Schwefelsäure und einem organischen Alkohol, etwa Glycerin und enthält außerdem ein feines weißes Pulver, etwa TiO₂. Der Alkohol dient zur Verdünnung der Säure, und das Pigment TiO₂ bildet einen weißen reflektierenden Hintergrund zur besseren Kontrastwirkung für das

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Färbungsphänomen. Die Dicke der Flüssigkeitsschicht beträgt normalerweise etwa 1 mm. Die Gegenelektrode ist so gewählt, daß sich eine gute Ansteuerung der Anzeigevorrichtung gewährleisten läßt.
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Der Film aus amorphem HO₃ verfärbt sich blau, wenn die Transparentelektrode in bezug auf die Gegenelektrode mit einem negativen Potential beaufschlagt wird; die zuzuführende Spannung beträgt mehrere Volt. Die blaue Farbe verschwindet oder bleicht aus, wenn die Polarität der zugeführten Spannung umgekehrt wird; dieses Phänomen wird als "Bleichen bezeichnet.

Die Kolorierung des Films entsteht offensichtlich durch Injektion von Elektronen oder Protonen in den WO₃-FiIm. Das Bleichen tritt bei Rückkehr der Elektronen bzw. Protonen in den Ausgangszustand ein, wenn die Polarität umgekehrt wird. Der Färbungszustand wird nach Abschalten der Färbungsspannung für mehrere Tage aufrechterhalten, solange keine Lösch- oder Bleichspannung zugeführt wird. Dieses Phänomen wird als "Speichereffekt" bezeichnet.

Bei der zweiten Art von ECD-Elementen entsteht die Kolorierung durch eine elektrisch induzierte chemische Reduktion einer farblosen Flüssigkeit, und es bildet sich ein farbiger unlöslicher Film auf der Kathodenoberfläche. Bei Abwesenheit von Sauerstoff verbleibt der gefärbte Film unverändert, solange kein Strom fließt. Die Verfärbung verschwindet jedoch allmählich bei Anwesenheit von Sauerstoff. Dieses Phänomen wird als "Fading" bezeichnet. Bei einer Umkehrung der anliegenden Spannung löst sich der Film in der Flüssigkeit auf und gleichzeitig verschwindet

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die Farbe. Als farblose Flüssigkeit, die die gestellten Anforderungen befriedigend erfüllt, wurde bisher eine wässrige Lösung eines leitenden Salzes, z.B. KBr, und eines organischen Materials, z.B. Heptylviologenbromid verwendet ein Material, bei dem durch elektrochemische Reduktion ein purpurartiger Film entsteht. Typische Betriebsspannungen liegen bei etwa 1,0 Volt Gleichspannung.

Den grundsätzlichen Aufbau einer solchen Zelle verdeutlicht die Fig. 2: Ein Glassubstrat ist mit 8, eine Rückseiten- oder Gegenelektrode mit 9, Anzeigeelektroden sind mit 10, ein Viologen-Flüssigkeitsgemisch mit 11, ein Abstandsstück mit 12 und ein Versiegelungsmaterial mit 13 bezeichnet. Die Dicke der Flüssigkeitsschicht beträgt normalerweise etwa 1 mm. ECD-Elemente auf der Basis von Viologen können als sogenannte Durchsichtelemente betrieben werden, wenn beide Elektroden lichtdurchlässig sind oder als Reflexionselemente, wenn ein weißes reflektierendes Pigment der klaren elektrochromen Flüssigkeit zugemischt wird.

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Ergänzend zu den beschriebenen Arbeitsprinzipien von ECD-Zellen sei noch auf die folgenden vorteilhaften und charakteristischen Eigenschaften solcher Elemente hingewiesen:

1. Der Sicht- oder Abstrahlwinkel ist extrem weit.

2. Eine Mehrzahl von Farben ist wählbar.

3. Für einen einzigen Betriebszyklus Färben/Bleichen beträgt die Verlustleistung mehrere bis mehrere zehn mj/cm , wobei die gesamte Verlustleistung

proportional ist zur Anzahl der Wiederholungszyklen.

4. Es lassen sich Speichereffekte erreichen, durch die der Färbungszustand für mehrere Stunden bis zu

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mehreren Tagen aufrechterhalten werden kann, nachdem die Färbungsspannung abgeklemmt wurde,solange die ECD-Zellen In einem elektrisch offenen Zustand gehalten werden. Zur Aufrechterhaltung der Speicherwirkung wird keinerlei extern zuzuführende Leistung benötigt.

Das Schaltbild der Fig. 4 zeigt die Anordnung einer typischen Ansteuerschaltung für ein Sieben-Segment-ECD-Ziffernanzeigeelement, dessen einzelne Segmente beispielsweise in der in Fig. 3 veranschaulichten Anordnung aufgeteilt sind. In der Figur sind zur Erleichterung der Übersicht lediglich drei Segmente S₁, Sj und S₃ veranschaulicht. Die Ansteuerschaltung nach Fig. 4 umfaßt im wesentlichen eine Speisequelle B, Polaritäts-Wählschalter SW_Q1 und SW_Q2, die miteinander gekoppelt sind₍sowie Segmentschalter SW₁, SW₂ und SW₃.

Soll nur ein spezielles Segment, beispielsweise das Segment S₁ koloriert werden, so werden die Wählschalter SW_Q1 und SW_Q2 mit den jeweils unteren Klemmen in Kontakt gebracht und nur der Segmentschalter SW₁ wird geschlossen, um die Verbindung zum Segment S₁ herzustellen. In diesem Augenblick fließt ein elektrischer Strom von der Gegenelektrode 9 über den Elektrolyten zur Segmentelektrode S₁, so daß sich dieses Segment färbt.

Ist ein ausreichender Färbungszustand am Segment S₁ erreicht, so wird wenigstens einer der Wählschalter SW₀₁ bzw. SW₀₂ auf einen Zwischenzustand gebracht und gehalten, um den Stromfluß zu unterbrechen. Das Segment S₁ verbleibt

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so im gefärbten Zustand. Alternativ dazu wird dte Speicherbedingung für dae Segment S₁ hergeetellt, wenn der Segmentschalter SW. offen ist, selbst wenn die Wählschalter SW_Q1 und SW _ in Kontakt mit den unteren Anschlußklemmen bleiben. Der Farbton läßt sich durch eelektive Änderung der Einschaltperiode der jeweiligen Begmentschalter SW-, BW₂ und SW₃ einstellen.

Soll anschließend das Segment S₁ gelöscht werden, so werden die Wählschalter SW_Q1 und SW_Q2 mit den oberen Klemmen in Kontakt gebracht und nur der mit dem Segment S₁ verbundene Segmentschalter SW₁ wird geschlossen. In diesem Augenblick fließt ein Strom von der Segmentelektrode S₁ über den Elektrolyten zur Gegenelektrode 9, so daß das Segment S₁ gelöscht wird. Der Grad des Bleichens läßt sich ebenfalls durch Verändern der Einschaltperiode des Segmentschalters SW₁ steuern.

Wie bereits oben erwähnt, bieten ECD-Anzeigeelemente für viele Anwendungsfälle durch ihren Speichereffekt den Vorteil, daß nach Einstellung eines bestimmten Anzeigezustands keine äußere Leistung mehr zugeführt zu werden braucht. Ein weiteres Merkmal sind die zusätzlich zu den bereits erwähnten optischen Speichereffekten auftretenden elektrischen Speichereffekte. Bei der Erfindung werden speziell diese gespeicherten elektrischen Zustände ausgenutzt, die nachfolgend kurz erläutert werden:

Der Grund, weshalb Speichereffekte nur im elektrisch offenen Zustand zu erwarten sind, beruht auf einer im Färbungszustand auftretenden elektromotorischen Gegenkraft. Wird beispielsweise ein Weg zwischen einer Segmentelektrode und der Gegenelektrode überbrückt oder kurzgeschlossen, so fließt aufgrund der elektromotorischen Gegenkraft ein

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Strom in entgegengesetzter Richtung zum Kolorierungsvorgang, wodurch sich der Bleichzustand oder der Kolorierungszustand verschlechtert oder ganz verschwindet. Die experimentellen Meßergebnisse der elektromotorischen Gegenkraft bei WO₃ und dem in Fig. 5 veranschaulichten Zellenaufbau sind in der Fig. 6 dargestellt. Bei der Anzeigezelle nach Fig. 5 ist in Ergänzung zu der Zelle nach Fig. 1 noch eine Bezugselektrode 14 aus Indiumoxid (^2O₃) vorhanden, die also transparent ist.

Der Zweck der Bezugselektrode 14 ist folgender: Die elektromotorische Kraft eines Systems, das einen Elektrolyten und eine Elektrode enthält, entsteht zum einen durch eine halbe Batterie, die den Elektrolyten und die Elektrode umfaßt. Die extern zwischen zwei Elektroden meßbare elektromotorische Kraft summiert sich zur Gesamtspannung von zwei solcher Halb-Batterien. Wie bereits erwähnt, zeigen ECDs elektrische Speichereffekte. Dies impliziert ganz allgemein, daß die elektromotorische Kraft einer Halb-Batterie, die durch die Transparentelektrode 4, die Anzeigeelektrode 6 aus WO₃ und den Elektrolyten 7 gebildet ist, zwischen dem Bleichzustand und dem Färbungszustand des WO₃-FiImS unterschiedlich sein muß. Um die elektromotorische Kraft aus der so gebildeten Halb-Batterie abgreifen und Änderungen dieser elektromotorischen Kraft messen zu können, wird eine zweite Halb-Batterie benötigt. Dabei ist auch wichtig, daß die elektromotorische Kraft der zweiten Halb-Batterie stabil ist, da sich sonst Änderungen der elektromotorischen Kraft der ersten Halb-Batterie auf der Anzeigeelektrodenseite nicht richtig messen lassen würden. Zur Messung der elektromotorischen Gegenkraft dient die Bezugselektrode 14. Um Änderungen der elektromotorischen Kraft der auf der Bezugselektrodenseite liegenden Halb-Batterie

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in Abhängigkeit von einem über die Bezugselektrode fliessenden Strom zu verhindern, muß ein Voltmeter mit sehr hohem Eingangswiderstand verwendet werden. Eine andere Möglichkeit wäre, die elektromotorische Gegenkraft zwischen der Gegenelektrode und der Anzeigeelektrode zu messen. Dies jedoch ist äußerst schwierig, da beim Bleichen und Färben des WO₃-FiImS ein Strom über die Gegenelektrode fließt und die elektromotorische Kraft der Halb-Batterie auf der Seite der Gegenelektrode nicht stabil ist. Diese an sich gegebene Möglichkeit ist also nicht günstig.

Fig. 6 verdeutlicht den Zusammenhang zwischen dem Färbungsgrad und der elektromotorischen Gegenkraft, die ein Maß für den elektrischen Speicherzustand ist, gemessen an einem WO₃-FiIm mit einer Dicke von etwa 0,5 \im. Die

Fig. 7 zeigt den Aufbau der Meßschaltung. Bei der graphischen Darstellung der Fig. 6 ist auf der Ordinate die optische Dichte und auf der Abszisse die elektromotorische Gegenkraft aufgetragen. Bei der Meßschaltung der Fig. 7 ist mit 15 ein Gleichspannungs-Voltmeter bezeichnet. Die optische Dichte im Bleichzustand ist in Fig. 6 mit "0" gekennzeichnet; in diesem Zustand entspricht die elektromotorische Kraft einer positiven Spannung. Erreicht die optische Dichte dagegen im Färbungszustand beispielsweise den Wert 0,7, so liegt die elektromotorische Gegenkraft bei etwa -0,4 V. Da die optische Dichte im Lösch- oder Bleichzustand, wie erwähnt, zu "0" angenommen wird, ergibt sich ein beträchtlicher Unterschied für die elektromotorische Gegenkraft zwischen dem Färbungs- und dem Bleichzustand bei ECDs von beispielsweise 0,4 V. Mit der Erfindung werden die elektrischen Speichereffekte und die optischen Speichereffekte bei ECDs gleichzeitig ausgenutzt.

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Unter Bezug auf die Schaltung der Fig. 8 wird nachfolgend erläutert, wie sich der elektrische Speichereffekt bei ECOs in Verbindung mit einer Ansteuerschaltung ausnutzen läßt. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß die Ansteuerschaltung der Fig. 4 auch als "Konstant-Spannungsansteuerung" bezeichnet werden kann, während die ECD-Ansteuerschaltung nach Fig. 8 mit einem den elektrischen Speicherzustand abfragenden Detektor als "Konstant-Potentialansteuerung" bezeichnet werden kann. Die Konstant-Potentialansteuerung wird über eine negative RÜckkopplungsschleife erreicht, die die Bezugselektrode 14 und einen Treiberverstärker A₀ umfaßt. Die Schalter SW₀₁, SW_Q2, SW₁, SW₂ und SW₃ erfüllen die gleichen Funktionen, wie bei· Fig. 4,außer daß die angesteuerte ECD-Zelle nicht im Speicherzustand gehalten werden kann, selbst wenn der Schalter SW_Q1 oder SW_Q2 offen ist.

Zur Einstellung des Potentials an der Bezugselektrode 14 dient ein veränderbarer Widerstand IL.... Die Ausgangsspannung des Treiberverstärkers A₀ und damit die Spannung an der Gegenelektrode der ECD-Zelle ändert sich so, daß das Potential auf der Bezugselektrode dem durch die Einstellung des Widerstands Ry₁ eingestellten Potential gleich ist. Zur Abfrage der Potentiale der Bezugselektrode bzw. der Segmente S₁, S₂ bzw. S₃ dienen Pufferverstärker A_ßR, A_ß1, A_ß2 bzw. Aq₃. Diese Pufferverstärker halten Änderungen der elektromotorischen Gegenkraft auf einem Minimum, die durch einen Stromfluß während der Messung der elektromotorischen Gegenkraft verursacht werden könnten. Ein Verstärker A₁^ verschiebt den Ausgangspegel von A_ßR durch Veränderung eines Widerstands Ry₂* ^Ein Verstärker A₁ invertiert den

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Ausgang von A , so daß der pegelverschobene Ausgang des

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Verstärkers A_nD als Ausgang bei A₁ auftritt. Die Ausgangspegel von ^₁, A _ und A₃ werden durch Komparatoren Cj, Cy bzw. C, gegen den Ausgangspegel des Verstärkers A.. verglichen. Die Verstärkungsgrade der Verstärker A_L und A^ sind jeweils durch einen Widerstand R auf den Faktor -1 eingestellt.

Die Schaltung nach Fig. 8 arbeitet wie folgt: Wie sich aus Fig. 6 ersehen läßt, liegt die elektromotorische Gegenkraft bei etwa -0,4 V, wenn die optische Dichte im Färbungszustand zu etwa 0,7 angenommen wird. Der Widerstand R _ in Fig. 8 ist damit so einzustellen, daß der Ausgang des Verstärkers A.. bei etwa der Hälfte von 0,4 V, also um 0,2 V niedriger liegt als der Ausgangspegel des Verstärkers Α__η. Steht das Segment S₁ im Bleich-

BK I

zustand, so beträgt der Pegel der elektromotorischen Gegenkraft etwa null, wie sich aus Fig. 6 ersehen läßt. Zu diesem Zeitpunkt beträgt der Unterschied zwischen dem positiven und dem negativen Eingang des Komparators C^ etwa 0,2 V, wobei der Pegel am positiven Eingang niedriger liegt als am negativen Eingang. Ist das Segment S.. also gebleicht, so steht der Ausgang des Komparators C., d.h., eine Klemme M₁ auf niedrigem Pegel.

Ist andererseits das Segment S₂ gefärbt, so tritt (vgl. die obigen Ausführungen zu Fig. 6) eine elektromotorische Gegenkraft von etwa -0,4 V auf, so daß die Potentialdifferenz zwischen den beiden Eingängen am Komparator C~ bei etwa 0,2 V liegt,mit einem höheren Pegel am positiven Eingang. Die Ausgangsklemme M2 des Komparators C- nimmt damit hohen Pegel ein. Durch die Schaltung nach Fig. 8

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lassen sich also die Bleich- oder Färbungszustände der jeweiligen Anzeigesegmente als elektrische Signale mit hohem bzw. niedrigem Signalpegel an den Ausgängen der Komparatoren durch Ausnutzung der vorhandenen elektromotorischen Gegenkraft darstellen oder in anderen Worten, durch Ausnutzung der inhärent vorhandenen elektrischen Speichereffekte.

Obgleich beim Ausführungsbeispiel der Fig. 8 für jedes der Segmente ein zugeordneter Pufferverstärker bzw. Komparator vorgesehen ist,läßt sich die Anzahl dieser Bauelemente auch stark einschränken und zwar beispielsweise durch die Verwendung von Demultiplexern bzw. D-Flip-Flops. Die Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine solche Lösung:

Ersicherlichterweise sind die Anzeigesegmente jeweils nur auf einen Verstärker A₀ schaltbar und das jeweils momentan auf diesen Verstärker zu schaltende Segment wird durch zwei Richtungs-Schalter B_gl, B_g2 bzw. B₅₃ innerhalb des Demultiplexers 15 bestimmt. Außerdem ist nur ein Komparator C vorhanden, dessen Ausgangssignal auswahlweise in eines von drei D-Flip-Flops übertragen wird, deren Ausgänge mit Q₁, Q₂ bzw. Q₃ bezeichnet sind. Die Widerstände R mit zugeordneten Kondensatoren C_L bilden ein Tiefpaßfilter und die durchgelassenen Signale gelangen auf die Takteingänge CI₁, CI₃ bzw. CI₃ der D-Flip-Flops. Mit Cont-, Cont« und Cont₃ sind Steuersignale für die zwei Richtungs-Schalter bezeichnet; diese Schalter werden EIN-geschaltet, wenn die Steuersignale hohen Pegel einnehmen und stehen bei niedrigem Signalpegel entsprechend im Zustand AUS. Die Fig. 10 verdeutlicht den Zusammenhang zwischen den Steuersignalen für die zwei Richtungs-Schalter und den Taktsignalen für die D-Flip-Flops. Unmittelbar vor der Um-

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schaltung der Taktsignale auf hohen Pegel geben die Ausgänge Q₁ , Q₂ und Q-. die Eingangszustände der D-Flip-Flops wieder.

Die Schaltung der Fig. 9 arbeitet wie folgt:

Um den AnzeLgezustand, also entweder den Färbungsoder BleLchzustand der überprüften ECD-Zelle abzutasten, wird beispielsweise Cont₁ auf Pegel "hoch" geschaltet. In diesem Fall wird der Zweirichtungs-Schalter B_c1 leitend, so daß der positive Eingang des Pufferverstärkers A_R mit dem Segment S₁ verbunden wird. Der Ausgang des Komparators C schaltet jetzt auf hohen Pegel um, wenn das Segment S₁ gefärbt ist und nimmt niedrigen Signalpegel ein, wenn das Segment S₁ im Bleichzustand steht, wie zuvor oben in Verbindung mit Fig. 8 erläutert. Das Signal Cont.. mit hohem Pegel wird durch das betreffende durch einen der Widerstände R und einen zugeordneten Kondensator C_r gebildete Tief-

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paßfilter in ein Takteingangssignal C . umgewandelt, was

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zur Folge hat, daß das am Ausgang des Komparators C in bezug auf die Rückflanke von Cont₁ verzögerte Ausgangssignal am Ausgang Q des D-Flip-Flops auftritt. Das Tiefpaßfilter stellt sicher, daß das Ausgangssignal des Komparators C auf die Ausgänge der D-Flip-Flops übertragen wird, da die Taktsignale für die D-Flip-Flops hinter den Steuer-Signalen für die Analogschalter liegen.

Der Anzeigezustand der übrigen Segmente läßt sich in gleicher Weise überprüfen. Mit der Mehrfachausnutzung des Pufferverstärkers A_n und des Komparators C in zeitunter-

teilter Folge läßt sich der Schaltungsaufwand insbesondere im Falle einer großen Anzahl von Segmenten beträchtlich senken, was insbesondere bei einer integrierten Schaltung zu einer beträchtlichen Kostenverminderung führt. Ist also

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eine große Anzahl von Anzeigesegmenten zu überprüfen, so bietet sich diese Art von Zeitmultiplex-Technik an, bei der zur Bestimmung, ob die einzelnen Segmente entweder im Färbungs- oder im Bleichzustand stehen, mit einem Verstärker und einem Komparator oder ggfs. mit wenigen solcher Baueinheiten möglich ist.

Es erscheint angebracht, den Pufferverstärker noch etwas näher zu erläutern:

Wie bereits erwähnt, dient der Pufferverstärker dazu, Änderungen der elektromotorischen Kraft der Halb-Batterie auf der Seite der Bezugselektrode'oder der Segmentelektrode zu beseitigen oder mindestens auf einem sehr kleinen Wert zu halten. Diese Änderungen der elektromotorischen Kraft können durch den Meßstrom durch die Meßschaltung hervorgerufen werden. Andererseits eröffnet sich durch diese Feststellung auch folgende Möglichkeit: Der Pufferverstärker ist dann entbehrlich, wenn sich die elektromotorische Kraft in sehr kurzer Zeit messen läßt, die zu praktisch keinen Änderungen der EMK führt. Dies ist dann möglich, wenn die Eingangsimpedanzen des Verstärkers A₁. bzw. des Komparators C in Fig. 9 so hoch sind, daß Änderungen der EMK praktisch vernachlässigbar sind.

Die Erfindung wird nachfolgend in Anwendung auf den Wegstreckenmesser bzw. Kilometerzähler eines Fahrzeugs weiter erläutert. Speziell für Motorfahrzeuge gibt es heute bereits eine Vielzahl von elektronischen Uberwachungshilfen für den Motor und andere wesentliche Baugruppen des Fahrzeugs. Es sei hier eine Möglichkeit für einen elektronischen Wegstreckenanzeiger dargestellt:

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Ganz allgemein zeichnen sich opto-elektronische Anzeigen, wie etwa lichtemittierende Dioden oder Flüssigkristallanzeigen durch geringe Betriebsspannungen und vergleichsweise niedrige Ansteuerleistungen aus. Bei vielen dieser Anzeigen, die beispielsweise mit lichtemittierenden Dioden ausgerüstet sind, ergeben sich jedoch unter bestimmten Betriebsumständen, beispielsweise wenn das Fahrzeuginnere der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, erhebliche Ableseschwierigkeiten, da die lichtemittierenden Dioden zu den sogenannten aktiven Anzeigeelementen zählen, die selbst Licht emittieren. Andererseits zählen die mit Flüssigkristall ausgerüsteten Anzeigen zu den passiven Anzeigeelementen, die das Umgebungslicht ausnützen, wobei sich gute Anzeigequalitäten dann ergeben, wenn helle Umgebungslicht-Verhältnisse vorliegen. Flüssigkristallanzeigen lassen sich bei Nacht durch eine Lampe ausleuchten. Flüssigkristallanzeigen besitzen jedoch keine elektrische Speicherfunktion, so daß sie insofern,aber auch in einer Reihe von anderen Eigenschaften den hier beschriebenen ECD~Anzeigeelementen

20 unterlegen sind.

Die Fig. 11 zeigt den Aufbau einer Schaltung zur Aufsummierung und Zählung von durch ein Motorfahrzeug zurückgelegten Wegstücken (Weginkrementen), die eine ECD-Ansteuerschaltung gemäß der Erfindung umfaßt.Die Fig. 12 verdeutlicht den Aufbau eines Signalgenerators für die Schaltung nach Fig. 11 und Fig. 13 gibt die Signalverläufe an verschiedenen Punkten der Generatorschaltung nach Fig. 12 wieder.

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Eine Mehrzahl von zu Einzelgruppen zusammengefaßten Anzeigesegmenten ist in einer ECD-Anzeigevorrichtung zur

Wiedergabe der zurückgelegten Wegstrecke vorhanden und mit 16 bzw. 17 bezeichnet. Soll beispielsweise ein Weginkrement von 10Om innerhalb eines gesamten Anzeigebereichs von 100 000 km angezeigt werden, so sind sieben derartiger Segmentfamilien erforderlich, die jeweils beispielsweise den Sieben-Segment-Aufbau nach Fig. 3 aufweisen können. Für die zwei Richtungs-Schalter 21 werden FETs vom Anreicherungstyp verwendet, deren jeweils eine Klemme auf eine gemeinsame Spannungsquelle V-. geschaltet ist. Ein Demultiplexer 22 ist aus FETs ebenfalls vom Anreicherungstyp₍ aufgebaut und schaltet die einzelnen Segmentelektroden in zeitunterteilter Folge auf den Pufferverstärker Ag, wobei die Gates der FETs von den Parallelausgängen eines Schieberegisters 35 angesteuert sind. Ein D-Flip-Flop 23 speichert das Ausgangssignal des !Comparators C für die jeweiligen Segmentelektroden. Zur Umsetzung der Sieben-Segment-Signale (vgl. die Segmentanordnung nach Fig. 3) in Binärsignale, deren Anzahl der Höchstzahl der anzuzeigenden Ziffernstellen entspricht, dient ein Codierer 36. Ein Permanentmagnet 24 dreht sich mit einer Antriebswelle und der jeweilige Drehwinkel des Magneten 24 wird durch eine feststehende Spule 25 abgefragt, um die Geschwindigkeit bzw. zurückgelegte Wegstrecke des Fahrzeugs in elektrische Signale umzusetzen. Die niedrige Induktionsspannung der Spule 25 wird durch einen Verstärker 26 angehoben. Zur Formung der Ausgangssignale des Verstärkers 26 dient ein NAND/Schmitt-Trigger 27, dessen Ausgangsimpulse durch einen Frequenzteiler 28 untersetzt werden. Dieser Frequenzteiler 28 speist die niedrigstsignifikante Ziffernstelle der Anzeige, die_; wie oben an-

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gegeben, Weginkremente von 100 m anzeigt, d.h., der Ausgang des Frequenzteilers 28 ist mit einem einstellbaren binär arbeitenden Dekadenzähler 29 verbunden. Der Dekadenzähler 29 weist jedoch eine Ubertrag-Ausgangsklemme CO auf, deren Potential R vom Pegel "niedrig" zum Pegel "hoch" umschaltet, wenn sich der Ausgang in dezimaler Notierung von "neun" auf "null" ändert. Da die Klemme CO mit einer Eingangsklemme der nächstnachfolgenden Stufe verbunden ist, läßt sich eine vielstellige Ziffernanzeige durch Kaskadenverbindung einer Mehrzahl solcher Dekadenzähler 29 zusammenstellen. Ein Decodierer 30 dient zur Umsetzung der binär codierten Ausgangssignale des Dekadenzählers 29 in Sieben-Segment-Signale zur Anzeige über ein Anzeigeelement gemäß Fig. 3. In der Darstellung sind bezüglich des Codierers 36 und des Decodierers 30 die binär-codierten Signale mit A, B, C und D bezeichnet, während die Sieben-Segment-Signale mit a, b, c, d, e, f und g angegeben sind. Die Signalzuordnung veranschaulicht die Fig. 14.

Die D-Flip-Flops 31 und 32 speichern die Ausgangssignale des Decodierers 30 unter Steuerung durch die Taktsignale CI- und CI₂ · Tritt die Vorderflanke der Taktsignale auf, so erscheinen die Eingangssignale für die D-Flip-Flops genau dann, wenn das vorhergehende Taktsignal auf Niedrigpegel steht, so daß mit der Rückflanke der übertrag auf die Ausgänge Q erfolgt. Aus Fig. 13 ist ersichtlich, daß die Vorderflanke des Taktsignals CI- um einen sehr kurzen Zeitabschnitt vor dem Gegenstück CI₂ liegt. Das Eingangssignal für das D-Flip-Flop 32 ist auch das Eingangssignal für das D-Flip-Flop 31. Das D-Flip-Flop 32 speichert damit das Signal des D-Flip-Flops 31, das vor den eintreffenden Taktsignalen vorhanden war. Das Ausgangssignal a des Decodierers 30 gelangt auf das D-Flip-Flop 31, so daß

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der Ausgang eines exklusiven ODER-Glieds 33, das durch die Ausgänge der D-Flip-Flops 31 und 32 beaufschlagt ist, auf Pegel "hoch" umschaltet, wenn der Ausgang a des Decodierers sich vom Pegel "niedrig" auf Pegel "hoch" ändert und vice versa. Ein mit 34 bezeichneter Schaltkreis steuert die Zweirichtungs-Schalter 21, die ihrerseits die Anzeigesegmente 16 bzw. 17 an- und abschalten. Der Schaltkreis 34 steuert im Zusammenwirken mit dem exklusiven ODER-Glied die Zweirichtungs-Schalter 21 über ein Färbungs- oder Schreibsignal W, wenn der Ausgang des Decodierers 30 sich vom Pegel "niedrig" zum Pegel "hoch" ändert und schaltet andererseits die Zweirichtungs-Schalter 21 aus, wenn ein Bleich- oder Löschsignal E den Aisgang des Decodierers 30 vom Pegel "hoch" auf Pegel "niedrig" umschaltet. Zur Auffrischung der Anzeigequalität dienen unter Steuerung eines Signals X die mit R- bezeichneten Auffrischsignale. Unter der Voraussetzung, daß das Signal X auf hohem Signalpegel steht, ermöglichen die Auffrischsignale R_e£» daß sowohl die Signale E als auch W durchschalten, wenn der Ausgang a auf Pegel "hoch" steht. Dagegen kann nur das Signal E passieren, wenn der Ausgang a auf einem niedrigen Pegel steht, wodurch der Färbungszustand bzw. Bleichzustand regeneriert wird. Ein von einem manuell zu betätigenden Tastschalter oder beispielsweise dem Zündschlüssel eines Automobils zu triggernder monostabiler Multivibrator kann dazu verwendet werden, um den Pegel "hoch" für das Signal X festzulegen. Mit V_ß ist die Batteriespannung des Fahrzeugs bezeichnet. V gibt eine auf halbem Pegel von V_ stehende Zwischenspannung an. Junction-FETs 18 wirken zusammen mit Widerständen 19 als Konstantspannungsguellen. FETs 20 übertragen eine durch die Widerstände 19 festgelegte Färbungsbzw. Bleichspannung unter Steuerung durch die Signale W bzw. E an den Gates auf einen Treiberverstärker A₀. Steht

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das Signal W auf hohem Pegel, so gelangt eine bezüglich der Zwischenspannung V positive Spannung auf die positive Eingangsklemme des Treiberverstärkers A_n, so daß das mit dem Zweirichtungs-Schalter 21 momentan verbundene Segment in Synchronisation zum Signal W einschaltet, also gefärbt wird. Steht andererseits das Signal W auf hohem Pegel, so wird der positive Eingang des Verstärkers A mit einer in bezug auf die Zwischenspannung V negativen Spannung beaufschlagt, so daß das momentan mit dem Zweirichtungs-Schalter 21 verbundene Segment gelöscht, d.h. gebleicht wird, wiederum in Synchronisation mit dem Signal E.

Bei der Schaltung nach Fig. 12 gelangt durch Betätigen des Zündschlüssels die Spannung V_ einer Fahrzeugbatterie 39 auf den Signalgenerator. Mit Bezugszeichen 37 ist ein NAND/Schmitt-Trigger bezeichnet und ein Schaltkreis 38 liefert über Widerstände R_n eine aus der Batteriespannung abgeleitete Zwischenspannung VV. (in diesem Fall: V„ = 1/2 V_ß) Ein Binärzähler 41 wird in Abhängigkeit von der Rückflanke eines der I.P.-Klemme zugeführten Signals wirksam. An einer Ausgangsklemme Q_ treten Impulse auf, deren Frequenz genau der Hälfte der Frequenz von Impulsen entspricht, die an der Klemme Q₁ auftreten. Und die Ausgangsimpulse an der Klemme Q₃ sind hinsichtlich ihrer Frequenz wiederum mit Faktor 2 gegenüber der Frequenz der Impulse an der Ausgangsklemme Q- untersetzt.

Die Fig. 13 verdeutlicht in einer zeitkorrelierten Darstellung die Signalverläufe an verschiedenen Punkten der Schaltung nach Fig. 12:

Die Signale W und E entsprechen den oben erwähnten Färbungs- bzw. Bleichsignalen und CI- und CI₂ sind die Taktimpulse für die D-Flip-Flops in Fig. 11, deren Impuls-

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breite identisch ist mit jener der Signale W bzw. E. Die Anzeigeinhalte der ECD-Anzeige ändern sich von einer zur nächsten Impulsbreite. Fährt das Fahrzeug beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 100 km/h, also mit etwa 28 m/sec, so kann die Impulsbreite dieser Impulse in der Praxis beispielsweise zwischen einer und vier Sekunden liegen, da die niedrigst-signifikante Anzeigestell^e im gegebenen Beispiel Wegstücke von 1OO m wiedergibt. In Fig. 13 entspricht das Verhältnis der Impulsbreite des Schreibsignals W zu dem des Löschsignals E dem Wert 1:3, so daß, wenn der Zyklus beispielsweise zu vier Sekunden gewählt wird, das Schreibsignal W für eine Sekunde und das Löschsignal E für drei Sekunden vorhanden ist. Allgemein sollten diese Perioden mindestens solang gewählt werden, daß das Färben bzw. Löschen sicher erreicht werden kann. Die Vorderflanke der Auffrischimpulse R - fällt mit der Vorderflanke des Löschsignals E zusammen, während die Rückflanke mit der Rückflanke des Schreibsignals übereinstimmt. Diese gewählte Übereinstimmung dient dazu, das Segment zunächst vollständig zu bleichen und danach wieder erneut zu färben, wenn die Anzeigequalität sich beispielsweise aufgrund des oben erläuterten Fadings verschlechtert hat. Das oben in Verbindung mit Fig. 11 erläuterte Signal X sollte auf hohem Pegel oder niedrigem Pegel stehen, wenn der Auffrischimpuls R ~ niedrigen Signalpegel einnimmt. Erfolgt dieser Vorgang bei hohem Signalpegel des Auffrischsignals R_ef so kann das Färben bzw. Bleichen nach dem Auffrischvorgang zu nicht ganz befriedigenden Anzeigeergebnissen führen.

Unter Bezug auf die Fig. 11-13 werden nachfolgend die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile für die speziell erläuterte Schaltung dargestellt:

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Verläßt der Fahrer das Kraftfahrzeug, so wird der
Batteriestromkreis normalerweise mit dem Abziehen des
Zündschlüssels unterbrochen. Auch beim Auswechseln einer
Batterie sind sämtliche Stromkreise abgeklemmt. Die gesamte bis zu diesem Zeitpunkt durch das Fahrzeug zurückgelegte
Wegstrecke soll jedoch auch dann festgehalten bleiben, wenn sämtliche Versorgungsspannungen unterbrochen sind. Wie bereits oben bemerkt, zeichnen sich gerade ECD-Anzeigen dadurch aus, daß der optische Speichereffekt und der elektrisehe Speichereffekt auch dann beibehalten bleiben, wenn die Stromversorgung unterbrochen ist, so daß nicht wie bei
sonstigen elektronischen Kilometerstandsanzeigern spezielle Speicherelemente benötigt werden. Wird das Fahrzeug erneut
gestartet, so werden die gespeicherten Inhalte der ECD-

Anzeige-Elemente automatisch ausgelesen und der ausgelesene Wert wird als Anfangswert in einen Zähler überschrieben,
um die neue Wegstrecke zu erfassen.

Mit dem Schließen des durch das Zündschloß betätigten
Schalters 40 in Fig. 12 wird auch die Schaltung nach Fig. an Spannung gelegt. Damit beginnen die aus Widerständen und Kondensatoren sowie den NAND/Schmitt-Triggern 37 aufgebauten monostabilen Multivibratoren sequentiell zu arbeiten. Ein
Signal X₁ schaltet auf hohen Pegel um, identisch mit einem
Signal X₅, wodurch das Schieberegister 35 rückgesetzt wird, so daß alle Parallelausgänge 0 zwangsweise auf Niedrigpegel schalten. Der in der nächstfolgenden Stufe vorhandene monostabile Multivibrator beginnt mit der Rückflanke des Signals X.. , begleitet von einem auf hohen Signalpegel springenden Ausgangssignal X₂. Das Signal X₂ steuert einen

freilaufenden Multivibrator, der weiterläuft, solange das
Signal X₂ auf hohem Signalpegel verbleibt. Das Ausgangssignal des freilaufenden Multivibrators ist mit X₃ bezeich-

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net. Es stellt das Taktsignal für das Schieberegister 35 dar. Die Serieneingänge SI des durch das Signal X₁ rückgesetzten Schieberegisters 35 werden durch über die Widerstands-Kondensator-Kombination verzögerte Eingangssignale beaufschlagt. Es ist daher möglich, den ersten Taktimpuls des Signals X2 bereits zuzuführen, während der Eingang SI noch auf hohem Pegel steht. Ausgelöst durch die Vorderflanke des ersten Taktimpulses akzeptiert das Schieberegister 35 die hohen Signalpegel. Die Verzögerungszeit für das dem Eingang SI zugeführte Signal X₁ ist so bestimmt, daß SI auf Niedrigpegel umschaltet, bevor die Vorderflanke des zweiten Impulses des Signals X, eintrifft. Dadurch ist es nur einem der Parallelausgänge O des Schieberegisters 35 möglich, auf hohen Pegel umzuschalten. Diese Schaltstellung, bei der der Ausgang auf hohem Pegel steht, wird sequentiell in Abhängigkeit von den Vorderflanken auf die nächstfolgenden Taktsignale geschoben. Da die Ausgänge des Schieberegisters 35 mit den zugeordneten Gates der FETs 22 verbunden sind, und die verzögerten Ausgangssignale des Schieberegisters 35 als Taksgignale auf die D-Flip-Flops gelangen, speichern diese die Anzeigeinhalte der jeweils zugeordneten Segmente als Schaltposition mit hohem Signalpegel am Ausgang des Schieberegisters 35. Dies bedeutet, daß die Anzahl der Impulse X₃ bei hohem Signalpegel des Signals X- größer sein sollte als die Anzahl der Segmente. Die in den D-Flip-Flops 23 gespeicherten Signale werden über den Codierer 36 in die entsprechenden binärcodierten Signale umgesetzt und gelangen auf einen Blockiereingang J des Dekadenzählers 29. Die Rückflanke des Signals X₂ schaltet den monostabilen Multivibrator der letzten Stufe wirksam, dessen Ausgang X₄ hohen Signalpegel einnimmt. Das Signal X₄ ist nach Durchlaufen eines ODER-Glieds mit X^ bezeichnet und dient als Rücksetzsignal für das Schiebe-

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register 35 sowie als Voreinstellsignal P₁₇ für den Dekadenzähler 29. Steht das Signal P„ auf hohem Pegel, so wird der Eingang J in den Dekadenzähler 29 überschrieben. Steht das Signal X. nach der Rückflanke des Signals X₂ auf hohem Pegel, so werden die Anzeigeinhalte der ECD-Anzeige als Anfangswert in den Dekadenzähler 29 überschrieben. Während das Schieberegister 35 zu diesem Zeitpunkt rückgesetzt ist, ändert sich der Inhalt des D-Flip-Flops 23 nicht. Das Signal X, entspricht dem Ausgang eines logischen NOR bezüglich der drei Signale X₁, X- und X.. Solange dieses Signal auf niedrigem Pegel steht, erscheint auch am Ausgang des Glieds 35' ein niedriger Signalpegel, d.h., der Zweirichtungs-Schalter 21 wird nicht eingeschaltet. Dieses Signal stellt also sicher, daß die Anzeigeinhalte der ECD-Anzeige sich solange nicht ändern, als diese nach dem Betätigen des Zündschlüssels nicht als Anfangswerte in den Dekadenzähler 29 überschrieben worden sind.

Wie bereits erwähnt, ist das Signal X₅ das Rücksetzsignal für den Frequenzteiler 28, der zur Aufsummierung und Anzeige der Gesamtdistanz dient, sobald der Anfangswert in den Dekadenzähler 29 überschrieben ist. Dieser Vorgang benötigt maximal eine Sekunde. Sobald wenigstens zwei Taktimpulse CI₁ nach den vorbereiteten Schritten zugeführt sind, beginnt der Schaltkreis nach Fig. 11 zu arbeiten.

Fährt das Fahrzeug, so dreht sich der Permanent magnet 24 und der Frequenzteiler 28 beaufschlagt die erste Stufe des Dekadenzählers 29 mit einem Impuls pro festgelegter Wegstrecke (beispielsweise 100 m); dieser Distanzwert wird zu dem Anfangswert hinzuaddiert. Der Ausgang des

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Dekadenzählers 29 wird über den Dekodierer 30 in Sieben-Segment-Signale umgesetzt. Diese Sieben-Segment-Signale werden mit jeder Periode der Taktsignale CI₁ und CI₂ in die D-Flip-Flops 31 und 32 eingelesen. Sollen die Anzeigezustände der einzelnen Segmente auf Färbungs- bzw. Bleichzustand verändert werden, so wird der Zweirichtungsschalter 21 entsprechend synchron zum Schreibsignal W oder zum Löschsignal E eingeschaltet, wodurch der Anzeigeinhalt der ECD-Anzeige verändert wird.

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Fig. 15 veranschaulicht das Armaturenbrett eines Fahrzeugs, das mit einer Entfernungsspeicher- und Anzeigevorrichtung gem. der Erfindung ausgerüstet ist. Zusätzlich zur oben beschriebenen Kilometerstandsanzeige und Speicherung kann auch ein Tageskilometerzähler 42, ein Geschwindigkeitsanzeiger 43, ein Drehzahlanzeiger 44, ein Benzinstandanzeiger 45, ein Thermometer 46, ein Öldruckmesser 47, ein Amperemeter 47', ein Richtungsanzeiger 48 vorhanden sein. Außerdem kann eine Mehrzahl von Alarmanzeigen 49 eingebaut sein, so etwa für die Kontrolle der Frontscheinwerfer, eine Anzeige für den Ausfall einzelner Lampen, eine Alarmanzeige für die Tür, für die Sicherheitsgurte, eine Bremslichtalarmanzeige, für den Ladezustand der Batterie, für den Zustand eines katalytischen Abgaskonverters, ein Radioanzeiger, ein Anzeiger für ein Signalhorn 50 usw. Alle diese Anzeigen lassen sich mit ECD-Elementen in einem einzigen Armaturenbrettpaneel verwirklichen.

Die Fig. 16 und 17 veranschaulichen ein durch eine Lampe beleuchtetes Armaturenbrett. Da ECDs zur Gruppe der

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passiven Anzeigeelemente gehören, benötigen sie eine Hilfsbeleuchtung bei Nacht, bei der Fahrt in Tunneln od.dgl. Das mit ECD-Anzeigeelementen bestückte Armaturenbrett 51 läßt sich sehr wirkungsvoll über einen Lichtdiffuser 53 von einer einzigen Hilfslampe 52 aus beleuchten, ohne gleichzeitig das Sichtfeld des Fahrers zu beeinträchtigen.

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Claims

TER MEER - MÜLLER - STEINMEIST D-8OOO München 22 D-4BOO Bielefeld Triftstraße 4 Siekerwall 7 450-GER 15. Dezember 1977 Sharp Kabushiki Kalsha 22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka, Japan Verfahren und Schaltungsanordnung zum Auslesen des Anzeigezustands einer elektrochromen Anzeigevorrichtung Prioritäten: 17. Dezember 1976, Japan, Ser.Nr. 154768/1976 25. Februar 1977, Japan, Ser.Nr. 20494/1977 PATENTANSPRÜCHE

1.J Verfahren zum Auslesen des Anzeigezustands einer elektro-"cnromen Anzeigevorrichtung, die zwei Elektroden und ein zwischen die Elektroden eingebrachtes elektrochromes Material zur Aufrechterhaltung von optischen bzw. elektrischen Speichereffekten enthält, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen dem Färbungs- und dem Bleichzustand der elektrochromen Anzeigevorrichtung auftretende Differenz einer inneren elektromotorischen Gegenkraft abgetastet und das daraus

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gewonnene Signal zur Betriebszustandsanzeige der Anzeigevorrichtung weiterverarbeitet wird.

2. Ansteuerschaltung für elektrochrome Anzeigevorrichtungen, die eine Gegenelektrode, mindestens eine Anzeigeelektrode sowie eine Bezugselektrode zur Aufrechterhaltung eines Festpotentials an der Anzeigeelektrode aufweisen, gekennzeichnet durch einen Detektor (15 i.V.m. Fig. 8 bzw. Fig. 11), der die zwischen der Anzeigeelektrode (4; S₁, S_ ...; 16, 17) und der Bezugselektrode (14) auftretende elektromotorische Gegenkraft feststellt und ein den Färbungs- bzw. Bleichzustand an der Anzeigeelektrode signalisierendes Spannungssignal liefert.

3. Ansteuerschaltung nach Anspruch 2 mit einem zur Aufrechterhaltung von optischen und elektrischen Speichereffekten zwischen die Elektroden eingebrachten elektrochromen Material, wobei sich durch die Bezugselektrode ein Festpotential an einer der Elektroden aufrechterhalten läßt, dadurch gekennzeichnet , daß der Detektor einen Unterschied in der zwischen einer der Elektroden und der Referenzelektrode auftretenden elektromotorischen Gegenkraft feststellt, wenn die eine Elektrode im Färbungszustand bzw. im Bleichzustand gehalten ist und das Ausgangssignal des Detektors den momentanen Anzeigezustand der elektrochroraen Anzeigevorrichtung angibt.

4. Ansteuerschaltung nach Anspruch 2 zur Ansteuerung einer elektrochromen Anzeigevorrichtung, die eine Mehrzahl von in bestimmter Musterverteilung angeordnete und auswahlweise ansteuerbare Segmentelektroden und ein zwischen die Gegenelektrode und die Segmentelektroden eingebrachtes elektrochromes Material aufweist, wobei die Bezugselektrode zur Aufrechterhaltung eines Festpotentials an wenigstens einer der Segmentelektroden dient,

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gekennzeichnet durch

- eine zwischen der Bezugselektrode (14) und der Gegenelektrode (9) liegende Rückkopplungsschleife (A i.V.m. R^₁, SW₁, SW -, B; ABR, AL, AI) zur überwachung der Spannung der Gegenelektrode;

- eine festgelegte Anzahl von mit den Segmentelektroden (S₁, S-, S₃; 16, 17) verbundenen Schaltern (SW₁, SW_, SW₃; 21) zur auswahlweisen Erregung der Segmentelektroden auf Färbungs- bzw. Bleichzustand;

- eine bestimmte Anzahl von mit zugeordneten Segmentelektroden verbundenen Verstärkern (AB₁, AB₃, AB₃; AB) zur Potentialprüfung und damit der an den Segmentelektroden auftretenden elektromotorischen Gegenkräfte und

- eine Mehrzahl von mit den zugeordneten Verstärkern verbundener Komparatoren (C₁, C₂* C₃; C), die die Ausgangssignale der Verstärker gegen ein vorgebbares Bezugspotential vergleichen und deren Ausgangssignale eine Anzeige dafür abgeben, welche der Segmentelektroden im Färbungs- und welche im Bleichzustand stehen.

5. Ansteuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Verstärker als Pufferverstärker wirken und Abweichungen der elektromotorischen Gegenkraft aufgrund eines Meßstroms auf einem Minimumwert halten.

6. Ansteuerschaltung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß die an den Bezugseingängen der Komparatoren liegenden Bezugsspannungen über einen Widerstand voreinstellbar sind.

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7. Ansteuerschaltung nach Anspruch 2 zur Ansteuerung einer elektrochromen Anzeigevorrichtung, die eine Mehrzahl von in bestimmter Musterverteilung angeordnete und auswahlweise ansteuerbare Segmentelektroden und ein zwischen die Gegenelektrode und die Segmentelektroden eingebrachtes elektrochromes Material enthält, und bei der die Bezugselektrode zur Aufrechterhaltung eines Festpotentials an wenigstens einer der Segmentelektroden dient,
gekennzeichnet durch

- eine Mehrzahl von mit den Segmentelektroden verbundenen Schaltern (S.., S-, S₃; 21) zur auswahlweisen Ansteuerung der zu färbenden bzw. zu bleichenden Elektroden;

- einen mit den Schaltern für die Segmentelektrodenauswahl verbundenen Multiplexer (15);

- einen über den Multiplexer mit jeweils zugeordneten Segmentelektroden verbundenen Verstärker (AB) zur Abfrage der an den jeweiligen Segmentelektroden auftretenden elektromotorischen Gegenkräfte und

- einen mit dem Verstärker verbundenen Komparator (C), der das Ausgangssignal des Verstärkers gegen ein an einem Vergleichseingang liegendes Bezugspotential vergleicht und als Ausgangssignal eine Anzeige dafür liefert, welche der Segmentelektroden im Bleich- bzw. Färbungszustand stehen.

8. Ansteuerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die einzelnen Segmentelektroden über den Multiplexer in zeitunterteilter Folge (in Zeitmultiplex) auf den Verstärker schaltbar sind.

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9. Ansteuerschaltung nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet , daß der Multiplexer eine
Mehrzahl von zwei Richtungs-Schalterelementen (BS₁, BS-,
BS₃; 21) enthält.

10. Ansteuerschaltung nach Anspruch 2, bei der die elektrochrome Anzeigevorrichtung eine Mehrzahl von Anzeigeelektroden sowie ein zwischen die Gegenelektrode und die Anzeigeelektroden eingebrachtes elektrochromes Material aufweist und bei der

die Bezugselektrode zur Messung der auf der Seite der Anzeigeelektroden auftretenden elektromotorischen Gegenkraft dient, gekennzeichnet durch

- einen Summenzähler (29' i.V.m. 24-27) , der eingangsseitig eintreffende elektrische Signale zählt und die erfaßten Zählwerte an die elektrochrome Anzeigevorrichtung weitergibt;

- einen zwischen die Anzeigeelektroden (16, 17) und die Bezugselektrode (14) geschalteten Detektor, der den
als Wert der elektromotorischen Gegenkraft erfaßbaren elektrischen Speicherzustand der elektrochromen Anzeigevorrichtung ermittelt und

- einen Komparator (C), der eine Koinzidenz zwischen
dem Ausgang des Detektors und dem Ausgang des Summenzählers erfaßt und bei Koinzidenz den elektrischen
Speicherzustand der elektrochromen Anzeigevorrichtung als Anfangswert in den Sununenzähler überträgt.

11. Ansteuerschaltung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet , daß diese in Verbindung mit einem Meßgerät zur Anzeige der zurückgelegten Wegstrecke in
ein Fahrzeug eingebaut und der Sununenzähler die in Weginkremente unterteilte zurückgelegte Strecke aufsummiert, und
daß die Aufladung des Summenzählers mit dem Anfangswert des

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elektrischen Speicherzustands der elektrochromen Anzeigevorrichtung bei Inbetriebsetzung des Fahrzeugs erfolgt:

12. Ansteuerschaltung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine die elektrochrome Anzeigevorrichtung erleuchtende Lampe (52 i.V.m. 53).

13. Ansteuerschaltung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese am Fahrzeugarmaturenbrett angebracht ist.

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