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Multiplexbare Anzeigevorrichtung
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Die Anmeldung betrifft eine Anzeigevorrichtung nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektronisch ansteuerbare
Anzeigezeilen zur Betrachtung aus größerer Entfernung, wie sie für Zugzielanzeiger
an Bahnhöfen, Abflug- und Ankunftstafeln in Flughäfen, Linien-, Ziel-und Haltestellen-Anzeigen
in Fahrzeugen des öffentlichen Personenverkehrs, in Schaltwarten und ähnlichen A.nwendungsfällen
gebraucht werden. Bekannte Ausführungsformen sind Bandanzeigegeräte, Fallblattanzeiger
sowie Matrixanzeigen, bei denen jedes Zeichen durch eine Punktkombination innerhalb
eines z.B. 5 mal 7-Punktrasters dargestellt wird.
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In einer bekannten Ausführungsform werden die Rasterpunkte durch Leuchtdioden
dargestellt, die mittels einer vorgesetzten Filterscheibe in unbeleuchtetem Zustand
unsichtbar
sind, während die eigenschalteten Dioden zusamnmengenommen ein Zeichen darstellen
können. Durch Erweiterung dieses Punktrasters zu einer Zeile mit vielen hundert
Dioden kann man eine Schriftzeile für variable Texte aufbauen. Nachteilig sind der
hohe Schaltungsaufwand, der hohe Stromverbrauch, die mangelnde Eignung für mehrfarbige
Schriften und der sog. wasch out-Effekt, der bei allen selbstleuchtenden Anzeigen
bei Sonneneinstrahlung dadurch eintritt, daß die Eigenleuchtdichte der Anzeige durch
die Leuchtdichte der Sonne überstrahlt wird.
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Demgegenüber hat eine zweite bekannte Ausführungsform, die auf Flüssigkristallbasis
arbeitet den Vorteil geringen Stromverbrauchs. Außerdem ist sie nicht selbstleuchtend,
so daß auch der wash out-Effekt entfällt. Nachteilig sind jedoch der verhältnismäßig
geringe Kontrast, die schwierige Multiplexbarkeit, die fehlende Mehrfarbigkeit und
die Begrenzung auf ziemlich kleine Zeichen.
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Bei einer dritten bekannten Ausführungsform wird jeder Rasterpunkt
durch eine mechanische Klappe dargestellt, die jeweils durch ein bistabiles Magnetsystem
impulsweise in Sicht- oder in Blindposition gesteuert wird. Dieses System hat den
Vorteil, daß nur während des Informationswechsels Strom verbraucht wird. Nachteilig
ist der sehr große technische Aufwand, da für ein einziges Zeichen mindestens 35
bistabile Magnetsysteme erforderlich sind.
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Außerdem ist keine mehrfarbige Darstellung möglich.
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Die ufqabe besteht darin, eine multiplexbare An zeig evorrichtung
für alphanumerische Zeichen zu schaffen, die bei einfachem Aufbau die Darstellung
mehrfarbiger Zeichen ermöglichst.
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e Aufgabe eird nach der Erfidnung durch die in de latentansprüchen
angegebenen Maßnahmen ge]nst.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand v(,n Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
näher beschriehrn.
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In Fig.1 und Fig.2 sind technische Einzelheiten des Erfirxdunysgegenstandes
stark vergrößert darqestelit, während Fig.3 und Fig.4 Draufsicht und Querschnitt
des kompletten Geräts in natürlicher Größe zeigen. Dabei wird zunächst ein Rasterfeld
beschrieben. Ein Rasterfeld besteht aus bistabil gelagerten rein mechanischen Klappen.
Aus Fig.3 geht hervor, daß jeder Rasterpunkt auf einer waagerechten Zeile liegt,
von denen 7 übereinander im Rastermaß angeordnet sind. Ferner sind eine große Anzahl
von Spalten vorhanden, die im Rastermaß nebeneinander liegen. Pro Zeichen werden
beispielsweise 5 Spalten mit je 7 Rasterpunkten benötigt; der Abstand zwischen zwei
Zeichen beträgt normalerweise 2 Spalten. Durch sieben im Rasterabstand übereinander
liegende Magnete 15 (Fig. 1 und 4) wird das gesamte Rasterfeld von links nach rechts
abgefahren, um sequentiell alle Klappen des Rasterfeldes in die dem gewünschten
Text entsprechende Sicht- und Blindposition zu bringen. Die Magnete 15 sind auf
der Rückseite des Schriftfeldes angeordnet. Die Betrachtungsrichtung ist durch Pfeil
22 definiert.
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Erfindungsgemäß wird das gesamte Rasterfeld (siehe Fig.
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und 2) durch Klappen 4 bzw. 5 gefüllt, die auf Achsen aufgefädelt
sind, von denen die ersten drei mit 1, 2 und 3 bezeichnet sind. Jeder Spalte ist
eine Achse zugeordnet, auf die bei einfarbiger Ausführung des Rasterfeldes sieben
Klappen 4 gesteckt sind. Dem hier beschriebenen Beispiel liegt eine zweifarbige
Ausführung zugrunde. Daher sind auf jede Achse 1, 2, 3 usw. sbwechselnd je siebes
Klappen 4 und sieben Klappen 5 aufgefädelt Diese beiden Klappen-
typen
sind konstrukitiv so ineinandergeschachtelt gestaltet (siche Fig. 2), daß sie wahlweise
mit voller Sichtfläche 6 bzw. 7 der Blickrichtur.g 22 zugewendet werden können.
Dies ist die sog. Sichtposition, die in Fig. 1 auf Achse 1 von der Klappe 4 und
auf Achse 3 von der Klappe 5 eingenowmen wird. r;uf Achse 2 befinden sich beide
Klappen 4 und 5 in Blindposition.
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Zur anschaulicheren Beschreibung sei definiert, daß alle Klappen 4
eine weiße Sichtfläche 6 besitzen und alle Klappen 5 eine rote Sichtfläche 7. Während
die Klappen 4 und 5 eine schwarze, reflexionsfreie Eigenfärbung besitzen, ist die
Reflexionsindikatrix der Sichtflächen 6 und 7 so gestaltet, daß bei Beleuchtung
und Betrachtung in Pfeilrichtung 22 in Sichtposition der Klappen 4 und 5 eine maximale
Reflexion auftritt und in Blindposition der Klappen 4 und 5 eine Nullreflexion.
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Damit die Klappen 4 bzw. 5 eindeutig in Sicht- oder in Blindposition
stehen, werden sie bistabil fixiert durch Ausnehmungen 8 an allen Achsen 1, 2,3
usw. in Verbindungb mit abgefederten Armen 9, die integraler Bestandteil aller Klappen
4 und 5 sind. Auf Achse 2 drückt der Arm 9 konzentrisch auf den rechten Teil der
A.usnehmung 8 und fixiert hierdurch die Klappe 5 bzw. 4 in Blindposition.
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Wird die Klappe 5 im Gegenzeigersinn in Sichtposition geschwenkt,
so muß der Arm 9 den Scheitelpunkt 10 der Ausnehmung 8 überwinden und entgegen seiner
Vorspannung radial nach außen wandern. Nach Uherwindllng des Scheitelpunkts 10 bei
weiterer Schwenkbewequng drückt der Arm 9 nunmehr auf die obere Fläche der Ausnehmung
8 und fixiert somit die Klappe 5 in Sichtposition (dargestellt auf Achse 3).
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Die Betätigung der Schwenkbewegung eiiolgt für dle tilappen 4 durch
Schaltnasen 11 und für die Klappen 5 durch Schaltnasen 12. Diese Schaltnasen sind
wie die r: e 9 ein stückig mit den Klappen 4 bzw. 5 verbunden.
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In Fig.4 ist zu sehen, wie auf den Achsen 1, 2, 3 usw.
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abwechselnd die Klappen 4 und 5 aufgefädelt sind. Diese Achsen sind
im Gehäuseprofil 23 z.B. mit Preßsitz und im Gehäuseprofil 24 mit Gleitsitz gelagert.
Auf der Rückseite zur Betrachtungsrichtung 22 sind 7 Magnete 15 auf einem Schlitten
25 befestigt, der über eine Spindel 26 in Zeilenrichtung 17 oder in Gegenrichtung
18 bewegt werden kann.
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Auf der Gegenseite zur Spindel 26 stützt sich der Schlitten 25 an
einer Schiene 27 ab, so daß ein sehr genauer Abstand der Magnete 15 zu den Schaltnasen
der Klappen 4 und 5 gegeben ist.
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Das Zusammenwirken der Magnete 15 mit den Schaltnasen der Klappen
4 bzw. 5 ist in Fig.1 dargestellt: Der Magnetanker 14 des Magneten 15 trägt einen
Schaltnocken 13, der in stromlosen Zustand des Magneten 15 durch eine Zugfeder 16
in den Wirkungsbereich der Schaltnasen 11 oder 12 gebracht wird. Die Magnete 15
sind auf einem Schlitten 25 montiert, der die Magnete 15 in Richtung 17 oder 18
transportiert.
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Bei dem Transport in Richtung 17 werden je nach Wirksamkeit der Magnete
15 die Schaltnasen und damit die Klappen entweder nicht geschwenkt (Magnet wirksam,
sodaß Schaltnocke 13 außer Eingriff kommt) oder in Sichtposition geschwenkt (Magnet
stromlos, Schaltnocke 13 nimmt Schaltnase 11 bzw. 12 mit). Auf diese Weise wird
ein einfacher Zeitmultiplexbetrieb zur Erzeugung eines Textes realisiert.
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Nach kompletten Durchlauf des Sclllittens 25 vom linken bis zum rechten
Zeilenrand stehen die Klappen des gesamten
Festerfeldes so, daß
der gewünschten Text zur Abbildung kcri;it. Solange der Text nicht geändert oder
gelöscht Y:crden voll, braucht keine Energie mehr zugeführt zu wrrJei.
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Zum Löschen des Textes fährt der Schlitten 25 im stromlosen Zustand
der Magnete 15 in Pfeilrichtunc 18 von rechts nach links, dadurch alle nach rechts
stehenden Schaltnasen 11 bzw. 12 (Fig.1) von rechts nach links geschwenkt werden,
wodurch alle betroffenen Klappen 4 bzw.
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5 aus der Sichtposition in die Blindposition gesetzt werden. Das Setzen
eines neuen Textes kann dann'wie bereits beschrieben, vom linken. Textrand her beginnend
durch Bewegung des Schlittens 25 mit textgerechter Wirksmakeit der Magneten 15 in
Pfeilrichtung 17 eingeGeitet werden.
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Bei zweifarbigen Texten ist vorgesehen, daß die sieben Magnete 15
gemeinsam um den halben Mittenabstand der Rasterpunkte verschoben werden können.
Hierfür ist in Fiy.4 der Zwischenraum 28 vorgesehen. Die Betätigung dieser Verschiebung
durch Motor oder Magnet ist zeichnerisch nicht dargestellt.
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Aus Fig.2 ist zu ersehen, daß auf Achse 2 von unten her sich zunächst
die Klappe 5 mit der Sichtfläche 7 (rot) und der Schaltnase 12 befindet. Dann folgt
die Klappe 4 mit der (weißen) Sichtfläche 6 und der Schaltnase 11.
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Dann folgt wieder eine Klappe 5 mit der (roten) Sichtfläche 7 und
der Schaltnase 12. Auf diese folgt wiederum (nicht mehr gezeichnet) eine Klappe
4 mit (weißer) Sichtfläche 6 und Schaltnase 11 usw. Für die Darstellung einer roten
Schrift sind die Magnete 15 so angeordnet, daß ihre Mittellinien sich mit den Mittellinien
19 der Schaltnasen 12 decken. Da die Schaltnocken 13 der Magnete 15
nur
die Breite der Schaltnasen 11 bzw. 12 haben, LleibLn bei der genannten Magnetanordnung
alle Schaltnasen al außer Eingriff, so daß nur roter Text gesetzt werden kann.
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Hingegen geraten bei Anordnung der Magnete 15 auf die Mittellinien
20 der Schaltnocken 11 die (roten) Klappen 5 außer Eingriff und die (weißen) Klappen
4 in Eingriff.
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Bei dieser Verschiebung der Magnete 15 von der Mittellinie 19 auf
20 und umgekehrt kann jedoch eine Spalte eines Zeichens jeweils nur rot oder weiß
erscheinen.
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Normalerweise tritt die Umschaltung auf eine andere Farbe nur zwischen
zwei Worten auf. Da hierbei sechzehn Leerspalten auftreten, bei denen keine Klappenbewegung
erforderlich wird, kann die Verschiebung der Magnete 15 zwecks Farbumstellung bequem
während der kontinuierlichen Schlittenbewegung in Pfeilrichtung 17 erfolgen.
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Zum Löschen zweifarbiger Texte durch Bewegung des Schlittens 25 in
Pfeilrichtung 18 werden die Magnete 15 mit ihrer Mittellinie genau zwischen die
Mittellinien 19 und 20 der Schaltnasen 11 und 12 gesetzt, nämlich auf die Mittellinien
21 der Klappen 4 bzw. 5. Hierdurch werden alle Schaltnasen 11 und 12 gemeinsam von
den Schaltnocken 13 erfaßt und in Blindposition geschwenkt.
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Die elektronische Steuerung der Anzeigevorrichtung ist nicht dargestellt,
sie soll jedoch zum Verständnis des Erfindungsgegenstandes erwähnt werden: Die mit
der Anzeigevorrichtung darzustellenden Zeichen sind in Festwertspeichern abrufbar
untergebracht und zwar derart, daß jede der m Klappen jeder der n Achsen bei Durchlauf
des Schlittens (25) betätigt wird oder nicht.
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Das zeitrichtige Wirksamwerden der Magnete (15) während des Durchlaufs
des Schlittens (25) wird dadurch erreicht,
daß uf dSr Spindel (26)
(inc I...pulsscheiDc angfhrecht ist, die durch eine Lichtschranke abgetastet wird.
Die Steigung der Spindel und die Impulsscheibe sind derart aufeinander abgestimmt,
daß der Abstand zweier Impulse dem Abstand zweier Achsen (1, 2, 3, ...) entspricht.
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Somit entspricht jedem Impuls eine Zeichenspalte n, zu der eine dem
jeweiligen Zeichen charakteristische Auswahl der m Klappen gehört. Die Folge der
p Zeichen bildet die Textzeile der Anzeigevorrichtung und ist ebenfalls in elektronischen
Speichern abrufbar gespeichert.
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Da die Klappen 4 und 5 sehr klein und leicht ausgeführt sind und da
sie durch die Federkraft ihrer Arme 9 zuverlässig auf den Ausnehmungen 8 der Achsen
fixiert sind, ist eine ungewollte Verstellung der Klappen durch Massenkräfte (Schwingungen
oder Stöße) extrem unwahrscheinlich.
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Daher eignet sich die Erfindung gut für den Einsatz in Fahrzeugen
des öffentlichen Pcrsonenverkehrs.
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Zur Realisierung mehrzeiliger Anzeigen gibt es unterschiedliche Lösungen:
å) Montage mehrere kompletter Anzeigezeilen untereinander.
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Aus Fig.3 und 4 geht hervor, daß sich die Anzeigezeilen wegen ihrer
Quaderform gut für eine Anreihung eignen.
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Da außerdem die Gehäuseprofile 23 und 24 verhältnismäßig schrnal
sind, läßt sich ein Abstand zwischen den Zeichen realisieren, der nur 60 % der Zeichenhöhe
beträgt.
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b) Erweiterung des Rasterfeldes auf mehrere Zeilen, entsprechende
Verlängerung des Schlittens und Einsatz von je sieben weiteren Magneten je weiterer
Zeile (Parallelschreiben aller Zeilen)
c) wie vorstehend, jedoch
anstelle von weiteren Magneten Ausbau der für die Farbumstellung bereits beschriebenen
Magnetverschiebung zum Zeilensprung. Hierbei werden die Zeilen nacheinander geschrieben.
Dattit bei der Rückwurtsbewegung des Schlittens 25 nicht die zuvor geschriebene
Zeile gelöscht wird, müssen in diesem Fall alle Magnete 15 wirksam geschaltet werden,
um die Schaltnocken 13 außer Einyriff mit den Schaltnasen 11 und 12 zu lassen.
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Die Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht auf die Zeichendarstellung
im 5 mal 7-Raster. Mit etwas höherem Aufwand kann auch die Zeichendarstellung im
z.B. 7 mal il-Raster erfolgen. Schließlich erscheint es möglich, ein großflächiges
Klappenfeld für allgemeine farbige Bildinformationen in der erfindungsgemäßen Technik
zu realisieren.
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Die Ansteuerung der Anzeigevorrichtung erfolgt vorzugsweise mit Hilfe
eines nicht dargestel)ten Impulsgebers für die Magnetansteuerung und zweier Endschalter
sowie einer Lichtschranke.
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Gegenüber 966 bistabilen Magnetsystemen (für eine bekannte 20-Zeichen-Anzeige)
werden für die Anzeigevorrichtung nach der Erfindung nur 7 einfache Magnete, 1 Lichtschranke,
2 Mikroschalter, 1 Motor, 1 Spindel und 1 Sch]itten benötigt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, statt einer
einzigen Klappe pro Rasterpunkt mehrere verschiedenfarbige Klappen anzuwenden, die
wahlweise in die Sichtposition des Rasterpunkts eingeschwenkt werden können und
somit eine mehrfarbige Anzeige gestatten.