DE3025732C2

DE3025732C2 - Matrix-Anzeigevorrichtung mit Leuchtdioden und Foto- Speicherung

Info

Publication number: DE3025732C2
Application number: DE3025732A
Authority: DE
Inventors: Johann-Marius Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Milosiu
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-07-08
Filing date: 1980-07-08
Publication date: 1983-04-21
Also published as: DE3025732A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Matrix-Anzeigearrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. ine solche Anzeigevorrichtung ist durch die DE-AS 35 448 bekannt.

Jede Foto-Speicher-Zelle besteht dort aus einer Reihenschaltung aus einer Leuchtdiode und einem fotoempfindlichen Widerstand. Für die Wiedergabe (Einschreiben) der Information werden Übertragungszellen benützt, die ebenfalls aus einer Reihenschaltung aus Leuchtdiode (LED) und Fotowiderstand gebildet sind. Wenn der Fotowiderstand einer Übertragungszeile durch Betrahlung einer zuvor elektrisch zum Leuchten angeregten LED einen niedrigen ohmschen Wert hat, kann die Leuchtdiode einer zugeordneten Foto-Speicher-Zelle durch einen kurzen Spannungsimpuls in den leuchtenden Zustand versetzt werden, der dann durch Kopplung mit dem Fotowiderstand dieser Zelle durch Selbsthaltewirkung bestehenbleibt Eine rein elektrische Adressierung ist mit dieser bekannten Anzeigevorrichtung nicht möglich. Auch sind keine Angaben entnehmbar, wie die bekannte Anzeigevorrichtung optisch eingelesen und wie das elektrische Auslesen (Datenausgabe) der gespeicherten Anzeige vorgenommen werden könnte.

Durch die DE-OS 15 37 138 ist eine ähnliche Matrix-Anzeigevorrichtung mit Leuchtdioden und Selbsthaltewirkung bekannt Als selbsthaltende Elemente sind PSIN-Leuchtdioden mit einem Kennlinienbereich negativer Steigung eingesetzt Diese sind mit elektrolumineszierenden Anzeige-Elementen optisch gekoppelt, die in Reihe mit einem Fotowiderstand liegen. Die Adressierung der Anzeigeelemente erfolgt rein optisch durch die PSIN-Leuchtdioden. Die Anzeigeelemente in Reihe mit den Fotowiderständen liegen alle in Parallel-Schaltung an einer Wechselspannungsversorgung. Auslesen ist nicht möglich.

Durch die DE-AS 24 36 737 ist ebenfalls eine Matrix-Anzeigevorrichtung mit Speicherwirkung bekannt. Zur Anzeige dient eine Speicher-Plasma-Anzeigevorrichtung. Die Steueranordnung umfaßt zur Adressierung eine Koordinaten-Matrix, die mittels Druck, Licht, Wärme, magnetischem Feld oder dergleichen ansteuerbar ist und über Ladungsspeicherdioden die Plasma-Anzeigevorrichtung zündet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Foto-Speicher-Zellen sowohl rein elektrisch wie auch rein optisch adressierbar sind und die Möglichkeit gegeben ist, durch eine einfache Schaltungsergänzung auch das Auslesen (Datenausgabe) vornehmen zu können.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Durch die erfindungsgemäße Schaltung der Foto-Speicher-Zelle (kurz: Zelle) ist es möglich, die Steueranordnung durch einfache, übliche Schaltungselemente, wie Schieberegister und logische Verknüpfungsglieder, zu verwirklichen.

Wahlweise kann die Information auch durch optische Ansteuerung (Lichtgriffel, Projektion) der Zelle erfolgen.

Durch eine einfache Ergänzung der Schaltung der Zelle dur durch eine Kondensator-Dioden-Reihenschaltung wird auch das serielle Auslesen der angezeigten Daten möglich, wenn noch durch Fotowiderstände mit entsprechend gesteuerter Beleuchtung dafür gesorgt ist, daß die Zuleitungen zu den Kolonnenschienen hohen Widerstand aufweisen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführunesbeisniel Her Frfinrlnncr Ui in Hon

Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 - die Schaltung einiger Foto-Speicher-Zellen und deren Anschluß in der Matrix.

F i g. 2 — schematische Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels der Erfindung.

Fig.3 — Impulsdiagramm zur Erläuterung der Funktionen Wiedergabe und Aufnahme.

F i g. 4 — Anordnung mehrerer Foto-Speicher-Zellen in einem Baustein. ι ο

Auf Grund der Figuren wird die Funktion einer Foto-Speicher-Zelle der Matrix-Anzeige 1 (abgekürzt: FRAM = Foto Random Access Memory) näher erläutert. Der Fototransistor FTi, j empfängt und verstärkt das Lichtsignal, das auf ihn fällt; mittels eines Transistors TXi. i und eines Widerstandes Ri,j wird dieses elektrisch umgewandelte Lichtsignal in ausreichendem Maße verstärkt, einer Leuchtdiode LEDiJ zugeführt, deren Strom und somit Betriebspunkt durch den Widerstand /?/)./'bestimmt wird; hier wird Licht erzeugt, das teilweise auf den Fototransistor FTi, j fällt und teilweise nach außen zu Anzeigezwecken abgestrahlt wird, so daß der Lichtanteil auf dem Fototransistor FTi, j groß genug ist, um auch bei Abwesenheit einer Bestrahlungsquelle dessen inneren Widerstand und dadurch auch den des Transistors TUy-niedrig zu halten, so daß die Betriebsspannung der Leuchtdiode LEDi, j auf Dauer gewährleistet wird und dadurch deren Lichtemission; es ergibt sich somit eine Foto-Speicherungseigenschaft für diese Schaltung; um die Leuchtdiode LEDi, j auch auf elektrischem Wege in leuchtenden Zustand zu bringen, werden die Transistoren 7"2^y(PNP) und 7"3Ay(NON) eingesetzt, deren Emitter-Anschlüsse verbunden sind und deren Basis-Anschlüsse an die Kolonnen-Schiene Ki (für T3i,j)bzv/. Linien-Schiene Lj(für TIi, j) dermaßen verbunden sind, daß, falls gleichzeitig je ein positiver Steuerimpuls durch die Kolonnen-Schiene Ki und ein negativer Steuerimpuls durch die Linien-Schiene Lj an die Basen der T2i,j und 7"3Ay angelegt wird, das positive Potential der Speisespannung + Va, durch die Transistoren 7"2Ay und T3i,j entsprechend gemindert an die Leuchtdioden LEDi, j gelangen und für die Dauer der Steuerimpulse sie zum Leuchten bringen wird; basierend auf der schon beschriebenen Foto-Speicherungseigenschaft dieser Schaltung wird die Leuchtdiode LEDi, j so lange Licht weitererzeugen, bis die Speisespannung unter eine gewisse Grenze absinkt; der Schaltung gehört auch ein Kondensator Ci, j und eine Trenndiode Di, j an, mit dem Zweck, den Zustand der Leuchtdiode (leuchtend oder nicht) auf elektrischem Wege und auf »Anfrage« mittels Aktivierung der Steuerelektroden (Kolonnen und Linien) mit je einem geeigneten Steuerimpuls — dessen Pegel aber klein genug ist, um kein Leuchten zu verursachen, falls die Leuchtdiode LEDi, j im nichtleuchtenden Zustand sich befindet — für den für alle Foto-Speicher-Zellen der Matrix-Anzeige 1 gemeinsamen, seriellen Datenausgang zugänglich zu machen.

Das Betreiben der Matrix-Anzeige mit Foto-Speicherung zur Erfüllung der Funktionen Wiedergabe, Aufnahme, Speicherung und Datenausgabe (Multiplexer-Funktion) bedarf noch einiger Steuerelemente, wie in F i g. 2 dargestellt.

Für die Wiedergabe-Funktion der Matrix-Anzeige 1 wird ein START-impuls von der Steuerung 2 erzeugt (nach Benutzerwunsch) und setzt somit den Antrieb des Magnetbandes 3 im Betrieb (Diagramm a — F i g. 3). Die auf Magnetband gespeicherte Information besteht (Diagramm b — Fig. 3) aus einer Folge positiver und negativer Signale von gleichmäßiger Amplitude A_norm. Für das Starten sind aber zunächst nur Signale von Bedeutung, deren Amplitude Asian den Wert A_norm wesentlich überschreitet. Die Amplitude Asian von drei hintereinander folgenden Schwingungen veranlaßt einen Diskriminator 4 — Baugruppe der Steuerung 2 —, drei Signale abzugeben und zwar zuerst ein CLEAR-Signal (F i g. 3 — Diagramm c), das dem Schieberegister für Linien 5 und dem Schieberegister für Kolonnen 6 an den CLEAR-Eingängen zugeführt wird und die Rückstellung ihres Inhalts auf Logik O bewirkt; danach wird ein START-Signal mit Logik 1 durch das ODER-Gate 7 an den Eingang des Schieberegisters für Linien 5 geführt (Diagramm d — F i g. 3) und unmittelbar danach wird ein Takt-Signal (Diagramm e — F i g. 3) an den Takt-Eingang desselben Schieberegisters für Linien 5, und zwar durch das ODER-Gate 8, geführt. Jetzt befindet sich am Ausgang 1 des Schieberegisters für Linien 5 ein Hoch-Pegel, also Logik 1. Durch das ODER-Gate 9 gelangt dieses Signal auch an den Eingang des Schieberegisters für Kolonnen 6.

Die Band-Signale mit der Amplitude A„_orm kommen jetzt der Reihe nach in den Diskriminator 4 zur Auswertung. Die z. B. positiven Signale (Diagramm b — F i g. 3) erzeugen Takt-Signale und werden dem Schieberegister für Kolonne 6 zugeführt, an seinen Takt-Eingang. Mit dem Eintreffen des ersten Takt-Ar-Signals wird der Logik-1-Zustand am Eingang des Schieberegisters für Kolonnen 6 an dessen Ausgang 1 gelangen. Dieser positive Pegel gelangt weiter durch einen Fotowiderstand FR 1 an die Kolonnen-Schiene K 1 der Matrix-Anzeige 1, und zwar (s. Fig. 1) an die Basis des Transistors 7"3u (NPN). Die nächste negative Amplitude (Diagramm b — Signal 1 — F i g. 3) wird im Diskriminator 4 invertiert und gelangt durch die serielle Dateneingabe in den Modulator 10, und zwar an einen der Eingänge eines NAND-Gates 10-1. An dem anderen Eingang dieses NAND-Gates 10-1 befindet sich schon seit geraumer Zeit Logik 1. Unter diesen Umständen liefert das Gate 10-1 an seinem Ausgang ein niedriges Potential, das durch die Linien-Schiene L\ an die Matrix-Anzeige 1 geführt wird, und zwar an die Basis des Transistors 7"2_U (PNP). Die Transistoren 7"3i.i und 7~2i.i sind jetzt für die kurze Zeit der Signaldauer (Diagramm b — Signal 1 — F i g. 3) zum Leiten gebracht und verursachen das Umschalten der Zelle 1-1 in leuchtenden Zustand. Jetzt klingt das Signal im seriellen Dateneingang ab und das NAND-Gate 10-1 wird wieder einen Hoch-Pegel (Logik-1) an seinem Ausgang liefern, was zur Folge hat, daß der Transistor T2\,\ sperrt. Das nächste Taktsignal K (Diagramm b — F i g. 3) erreicht jetzt wieder das Schieberegister für Kolonnen 6 an seinem Takteingang und verursacht das Schieben der Logik 1 in die nächste Position 6-2, und dieses positive Potential erreicht den Foto-Widerstand FR 2 und dadurch die Kolonne K2 der Matrix-Anzeige 1, und zwar auch den Transistor 7"32.i (NPN) von dieser. Damit ist die zweite Zelle der Anzeige vorbereitet zur Informationsübertragung. Angenommen (s. Diagramm b — Signal 0 — Fig.3), die nächste Information auf der Signal-Seite ist niedriges Potential (Logik 0), dann wird der Transistor 7"2₂.i weiterhin gesperrt, und die zweite Zelle wird nicht in leuchtenden Zustand gebracht, sie bleibt also dunkel — Logik 0 —. Dieser Informationswechsel vom Magnetband 3 auf die Anzeige verläuft jetzt nach dem beschriebenen Muster weiter, bis Logik 1 den letzten Ausgang 6-n des Schieberegisters für

Kolonnen 6 erreicht. Das Ausgangssignal von hier gelangt durch das ODER-Gate 9 zurück an den Eingang des Schieberegisters für Kolonnen 6 — dieses ist also ein Ringzähler - und gleichzeitig durch das UND-Gate

11 und ODER-Gate 8 als Takt 1 an den Takteingang des Schieberegisters für Linien 5 und verursacht hier zunächst ein Schieben der an der Stelle 5-1 befindlichen Logik 1 auf die Stelle 5-2. Das UND-Gate 11 ließ das Signal durch, weil sein anderer Eingang unter Logik 1-Signal stand, verursacht durch Invertieren im Inverter

12 der angezapften Logik 0 des letzten Ausgangs 5-m des Schieberegisters für Linien 5. Durch das nächste Taktsignal am Schieberegister für Kolonnen 6 wird sich das ganze Umschaltspiel für Linie Li und für alle Kolonnen wiederholen. Auf diese Weise wird Information vom Magnetband 3 auf die Matrix-Anzeige 1 übertragen, bis die letzte Zelle angewählt wird. Die optisch angezeigte Information ergibt ein Bild. Die jetzt von den entsprechenden letzten Stellen 5-m und 6-n der Schieberegister 5 und 6 stammenden Signale liegen am Eingang des UN D-Gates 13 und erzeugen ein Logik-1-Signal an seinem Ausgang, das an die START/STOP-Einrichtung 14 bei geschlossenem Schalter 15 abgegeben wird und von dieser bearbeitet wird je nach Benutzerwunsch. Möglichkeiten der Wiedergabe sind:

— automatischer Bildwechsel, was zur Folge hat, daß Bilder in schneller Folge engezeigt oder bei größerer Geschwindigkeit bewegliche Bilder veranschaulicht werden; der Schalter 15 innerhalb der Steuerung 2 muß in diesem Fall zu sein, um das Signal vom Ausgang des UND-Gates 13 an die START/STOP-Einrichtung 14 der Steuerung 2 zu übertragen, und nach Ablauf einer Pause für den Bandbetrieb, deren Größe vorprogrammiert wird, setzt sich das Magnetband 3 wieder in Bewegung und bei Gewinnung der Signale mit der Amplitude Astan findet eine neue Informationsübertragung vom Magnetband 3 auf die Matrix-Anzeige 1 statt,

— tastendruckbedingter Bildwechsel: Schalter 15 ist in offenem Zustand, wobei man die Möglichkeit hat, ein angezeigtes Bild beliebig lange Zeit zu erhalten. In diesem Fall wird der Antrieb des Magnetbandes 3 durch die START/STOP-Einrichtung 14 ausgeschaltet. Ein Bildwechsel findet erst dann statt, wenn der Schalter 15 gedruckt wird, worauf wieder ein positives Signal den Ausgang des UND-Gates 13 verläßt und wie im vorherigen Fall die Übertragung stattfindet, und zwar beginnend mit der Zelle 1-1 der Matrix-Anzeige 1.

Um einen Bildwechsel hervorzubringen, ohne daß die angezeigten Informationen sich überlappen, ist es notwendig, daß man vor dem Bildwechsel (automatischer oder tastenbedingter) die Spannungsversorgung der Matrix-Anzeige 1 kurzzeitig unterbricht, so daß alle Foto-Speicher-Zellen in nicht leuchtenden Zustand gebracht werden; auch diese Aufgabe übernimmt die Steuerung 2.

Für die optische Aufnahmefunktion der Matrix-Anzeige 1 wird folgendermaßen verfahren. Man benutzt einen lichtemittierenden Griffel 37 (F i g. 4) oder eine Lichtprojektion, um auf die Matrix-Anzeige 1 eine Information einzutragen. Nachher wird, bedingt durch Druck auf die Aufnahmetaste 16, ein positives Signa! — Logik 1 — der Steuerung 2 zugeführt und wird hier folgende Vorgänge auslösen für das Auslesen (Datenausgabe) der eingetragenen Information:

— Magnetband 3 in Betrieb setzen durch die START/STOP-Einrichtung 14 und gleichzeitig

- Inbetriebsetzung eines Oszillators 17 zur Erzeugung von Signalen, die auf Magnetband 3 aufgenommen werden. Anfangs sind diese Signale mit einer größeren Amplitude versehen, die aber sehr schnell auf eine Größe entsprechend A„_orm to (Diagramm b — F i g. 3) herabgesetzt wird. Sobald die Signalgröße A„_orm erreicht ist, wird der Weg dafür zum Takteingang des Schieberegisters 6 frei.

Die letzten drei Signale mit der Amplitude As,_art werden dem Diskriminator 4 zugeführt und erzeugen hier wie im Wiedergabe-Fall folgende Signale:

— CLEAR-Signal, das an die CLEAR-Eingänge der Schieberegister 5 und 6 angelegt wird (Diagramm c -Fi g. 3),

— START-Signal am Eingang des Schieberegisters für Linien 5 (Diagramm d — F i g. 3),

— erstes Taktsignal am Schieberegister für Linien 5 (Diagramm e — F i g. 3). Jetzt befindet sich am Ausgang 5-1 des Schieberegisters für Linien 5 ein positives Signal. Durch das ODER-Gate 9 erreicht dieses Signal den Eingang des Schieberegisters für Kolonnen 6. Jetzt wird vom Oszillator 17 nur noch ein Signal mit der Amplitude A_norm geliefert. Der erste positive Impuls gelangt durch den umgeschalteten Diskriminator 4 jetzt an den Takteingang des Schieberegisters für Kolonnen 6 und gibt das am Eingang stehende positive Signal an den ersten Ausgang weiter (6-1).

— Die Steuerung 2 liefert jetzt durch die Leitung »serielle Dateneingabe« an den Modulator 10 (alle Eingänge gleichzeitig) ein haltendes, positives Signal.

Unter diesen Umständen wird versucht, die erste Zelle der Matrix-Anzeige einzuschalten (in leuchtenden Zustand). Die Beleuchtungsvorrichtung 18 für die Fotowiderstände FR\ ... FR_n leuchtet jetzt mit geminderter Stärke, was zur Folge hat, daß diese Fotowiederstände einen viel größeren Widerstand aufweisen als bei der Wiedergabe-Funktion und die an die Leuchtdioden LEDi, j durch die Transistoren T3i,j und T2i,j ankommende Spannung nicht mehr ausreicht, diese zum Leuchten zu bringen für die Dauer des Schaltimpulses.

so Falls die Leuchtdiode LEDiJ im nichtleuchtenden Zustand ist, überträgt sich der Impuls vom Kollektor des Transistors TIiJdurch den Kondensator Ci.j'und die Trenndiode Di, j zum seriellen Datenausgang der Matrix-Anzeige 1. Falls die Leuchtdiode LEDiJ im leuchtenden Zustand ist, wird sich durch den Kondensator CiJ und die Trenndiode DiJ nur noch ein zu vernachlässigender Impuls an den seriellen Datenausgang der Matrix-Anzeige 1 übertragen. Der Datenaus gang ist durch die Drossel L an einem, bezogen auf den negativen Pol der Speisequelle 0, negativen Potential

— V; angeschlossen, oder direkt an den negativen Pol der Speisung. Nach diesem Muster wird nach dem ersten Takt-fc-Signal die erste Zelle der Matrix-Anzeige 1 angesteuert und das Ergebnis als negativer Impuls.

unmittelbar nach Aufzeichnung des positiven Taktimpulses, auf das Band 3 aufgenommen. Jeder nachfolgende Taktimpuls wird, nach entsprechender Aufzeichnung, die restlichen Zellen der Matrix-Anzeige 1 wie bei der

Wiedergabe-Funktion ansteuern und so das optisch angezeigte Bild durch die serielle Datenausgabe und Steuerung 2 zum Aufzeichnen liefern.

Um bei Bedarf das negierte einer Information wiedergeben zu können, ist ein Schalter 19 in der Leitung »serieller Dateneingang« eingebaut, so daß der Inverter 20 wirken kann.

Um bei Aufnahme einer Information bei Bedarf diese auch in negierter Form auf Band aufnehmen zu können, ist in der Leitung »serieller Datenausgang« ein Schalter 21 vorhanden, der den Inverter 22 wirken lassen kann.

Durch die elektrische Kopplung zweier oder mehreren solcher Matrix-Anzeigen 1 entsteht ein Informationsverbund. In diesem Informationsverbund dient eine Matrix-Anzeige als Informationssender — sie befindet sich in der Betriebsart Aufnahme oder Wiedergabe —, während die anderen als Informationsempfänger dienen - sie befinden sich in der Betriebsart Wiedergabe -. So wirkt der serielle Datenausgang des Informationssenders auf alle seriellen Dateneingänge der Informationsempfänger, und die binär codierte Information wird übertragen; die Steuerung 2 des Informationssenders liefert auch die entsprechenden Taktimpulse für die Steuerungen 2 der Informationsempfänger. Ein gleichzeitiges Wirken zweier oder mehrerer Informationssender ist auch möglich und gibt in den Informationsempfängern Nachrichten wieder, die sich überlagern. Diese Möglichkeit könnte sehr gut in den Schulen Anwendung finden.

Um ein flächiges Sichteinzeigefeld jeder gewünschten Abmessungen schaffen zu können, ist nach Fig.4 vorgesehen, mehrere Foto-Speicher-Zellen zusammen in einem Baustein 23 zu montieren. Der Baustein 23 hat z. B. eine rechteckige Form und weist unter seiner Oberfläche 23a die optokopplerbildenden Paare von Leuchtdioden LEDi, j und Fototransistoren FTi, j auf; so z. B. können auf einem derartigen Baustein 23 12x12 Matrix-Zellen sich befinden. Die TSN-Leuchtdioden (LEDi, j) befinden, sich mit dem Reflektorteil 24 angeschweißt an den Metallüberzug 25 auf einer Trägerplatte 26, aus isolierendem Material. In diesem Fall wurden TSN-Leuchtdioden verwendet, weil die eine viel größere Leuchtkraft besitzen als die anderen Sorten, und das ergibt eine hell strahlende Anzeige, gut sichtbar auch bei Tageslicht Die Leuchtdioden LEDi, j befinden sich innerhalb der freien Flächen eines gitterartigen, lichtundurchlässigen Aufteilungselementes 27. Innerhalb der freien Flächen befinden sich, jeweils nahe an vier Ecken, elektrische Kontaktstifte 28, 29,30 und 31, die die Trägerplatte durchdringen und von dem Metallüberzug 25, durch entsprechende Ätzungen 32, isoliert sind bzw., für den Stift 31, damit verbunden ist. Der Kontaktstift 28 ist mit dem positiven Pol der TSN-Leuchtdiode LEDiJ, der Kontaktstift 29 ist mit dem Kollektor-Anschluß des Fototransistors FTi, j und der Kontaktstift 30 mit dem Emitter-Anschluß des

ίο Fototransistors verbunden. An zwei benachbarten Seiten des Bausteins 23 bzw. des Aufteilungselements 27 fehlen die letzten, äußeren Leisten 27a, so daß beim Aneinanderreihen der Bausteine 23 keine Unregelmäßigkeiten in der Anordnung der Matrix-Punkte entstehen. Die Leuchtdiode LEDi, j und Fototransistoren FTi, j sind eingegossen in einer Kunststoffmasse 33, die die ganze Oberfläche 23a des Bausteins 23 bedeckt und über jeder Leuchtdiode LEDi, j eine Linsenform annimmt. Die Kunststoffmasse 33 ist für die von den Leuchtdioden abgegebene Strahlung transparent. Die Schutzscheibe 34 der Anzeige ist wiederum transparent, aber weist an der äußeren Oberfläche ein dichroitisches Lichtfilter 34a in Form aufgedampfter Schichten auf, damit Licht praktisch nur in einem engen Wellenlängenbereich (in dem die Leuchtdioden arbeiten) durchgelassen wird. Falls die äußere Beleuchtung eine gewisse als normal anzusehende Stärke nicht überschreitet, kann dieses dichroitische Filter 34a fehlen. In diesem Fall wird die Schutzscheibe 34 eine geeignete Einfärbung — jedoch transparent für den Arbeitsbereich der Leuchtdioden — bekommen. Auf der Rückseite der Trägerplatte 26 befindet sich ein anderer metallischer Überzug 35, der an den positiven Pol der Speisespannung angeschlossen wird. Der Kontaktstift 29 ist an den

metallischen Überzug 35 elektrisch angeschlossen. Der Metallüberzug 25 ist mit dem negativen Pol der Speisespannung verbunden.

Auf der Rückseite der Trägerplatte 26 befindet sich ein Raum für die Unterbringung der Foto-Speicher-Zel-Ie-Chips, die als integrierte Schaltung zusammen mit den damit verbundenen LED's und FT's je eine oder mehrere Foto-Speicher-Zellen darstellen. An der Rückseite des Bausteins 23 befinden sich auch die Kontaktstifte 36, die die Verbindungen zu den Linien-Schienen Lj und Kolonnen-Schienen Ki sowie zur Speisespannung und zum seriellen Datenausgang herstellen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Matrix-Anzeigevorrichtung mit Leuchtdioden und Foto-Speicherung, bei der jede Matrixzelle eine Foto-Speicher-Zelle mit einer Leuchtdiode (LEDi, j) und einer elektrisch und optisch mit ihr gekoppelten, ein fotoempfindliches Element (FTi, j) aufweisenden Schaltung (FTiJ, TM, j- T3i,j, Ri₁J) ist, wobei die Leuchtdiode (LEDi, j) einerseits das anzeigende Element ist und andererseits mit der Schaltung (FTi, j, Tli,j-T3i,j, Ri, j) derart elektrisch und optisch gekoppelt ist, daß der leuchtende Zustand durch Selbsthaltewirkung aufrechterhalten bleibt, bis eine allen Zellen gemeinsame Speisespannung (+ Va) abgeschaltet ist, und wobei die Matrix-Anzeigevorrichtung eine Steueranordnung aufweist, die zur Wiedergabe der anzuzeigenden Information alle Zeiten durch Linienabtastung und Kolonnenabtastung nacheinander adressiert und die Leuchtdioden (LEDiJ) durch serielle Dateneingabe je nach Datenwert entweder in den leuchtenden Zustand bringt oder im nichtleuchtenden Zustand beläßt, gekennzeichnetdurch folgende Merkmale:

25 das fotoempfindliche Element ist ein Fototransistor (FTi, j)

die Schaltung jeder Zelle ist wie folgt ausgebildet:

2.1 der Emitter des Fototransistors (FTiJ) ist mit der Basis und sein Kollektor mit dem Kollektor eines ersten Transistors (TMJ) verbunden, dessen Emitter über einen ohmschen Widerstand (RiJ) mit dem einen Pol der Leuchtdiode (LEDiJ) verbunden ist,

2.2 zwischen diesen einen Pol der Leuchtdiode (LEDiJ) und den Kollektor des Fototransistors (FTiJ) ist eine Reihenschaltung der Emitter-Kollektor-Streoken zweier weiterer Transistoren (T2i,j, T3iJ) geschaltet, wobei die Basis des ersten weiteren Transistors (TIiJ) mit der zur Zelle gehörigen Linienschiene (Lj) und die Basis des zweiten Transistors (T3i,j)m\\ der zur Zelle gehörigen Kolonnenschiene (Ai^verbunden ist, die Speisespannung (+ Va) ist mit einem Pol an die miteinander verbundenen Kollektoren aller Fototransistoren (FTi, j) und mit dem anderen Pol an die miteinander verbundenen zweiten Pole aller Leuchtdioden (LEDi, j) gelegt,

die Steueranordnung umfaßt

4.1 zur seriellen Adressierung der einzelnen Zellen ein Kolonnen-Schieberegister (6) und ein Linien-Schieberegister (5) und zur Dateneingabe eine Leitung für die serielle Dateneingabe (DE), wobei jede Kolonnenschiene (Ki) und jede Linienschiene (Lj) mit dem zugeordneten Schieberegister-Ausgang elektrisch verknüpft ist, zwischen Linien-Schieberegister (5) t>o und Linienschienen (Lj) ein Modulator (10) geschaltet ist, der die Ausgangssignale der Linien-Schieberegisters (5) mit den auf der Leitung für die serielle Dateneingabe (DE) angelieferten Daten logisch verknüpft, und

4.2 eine Steuerungsschaltung (Steuerung 2), die 4.2.1 Taktsignale an das Linien-Schieberegister (5) und das Kolonnen-Schieberegister (6) zur seriellen Adressierung der einzelnen Zellen liefert, und

422 bei Wiedergabe-Betrieb die Daten für die anzuzeigende Information entsprechend den Taktsignalen seriel! an die Leitung für die serielle Dateneingabe (DE) abgibt

2. Matrix-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein lichtemittierender Griffel (37, Fig.4) oder eine Lichtprojektion zur optischen Dateneingabe vorgesehen ist.

3. Matrix-Anzeigevorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Datenausgabe der in der Matrix-Anzeigevorrichtung gespeicherten Information Schaltungsmaßnahmen mit folgenden Merkmalen vorgesehen sind:

a) zwischen den Emitter des ersten Transistors (TMJ) jeder Zelle und einem für alle Zellen gemeinsamen Ausgang (DA) für serielle Datenausgabe ist eine Serienschaltung aus einem Kondensator (CiJ) und einer Diode (DiJ) geschaltet,

b) jeder Ausgang (1 — η) des Kolonnen-Schieberegisters (6) ist mit der zugehörigen Kolonnenschiene (Ki) über einen Fotowiderstand (FRi) verbunden, die alle im Falle der Datenausgabe durch eine von der Steuerung (2) gesteuerten Beleuchtungsvorrichtung (18) hochohmig geschaltet sind, und

c) die Steuerung (2) liefert an die Leitung für serielle Dateneingabe (DE) ein konstantes Signal.

4. Matrix-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aufnahme die Taktsignale an die Steuerung (2) von dem Informationsträger (3) geliefert werden.

5. Matrix-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Datenausgabe die Taktsignale durch einen von der Steuerung (2) umfaßten Oszillator (17) geliefert werden.

6. Matrix-Anzeigevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wiedergabe der Information in negierter Form ein Schalter (19) in der Leitung für serielle Dateneingabe (DE) vorgesehen ist, mit dem ein Inverter (20) in die Leitung eingeschaltet wird.

7. Matrix-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Datenausgabe in negierter Form ein Schalter (21) an dem Datenausgang (DA) vorgesehen ist, mit dem ein Inverter (22) angeschaltet wird.

8. Matrix-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit weiteren derartigen Matrix-Anzeigevorrichtungen zu einem Informationsverbund gekoppelt ist und die Steuerung (2) der als Sender arbeitenden Matrix-Anzeigevorrichtung die Taktsignale für alle Matrix-Anzeigevorrichtungen liefert.

9. Matrix-Anzeigevorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale bei Beginn der Adressierung der Matrix Startsignale mit größerer Amplitude (As_lan) sind, wobei mittels eines Diskriminator (4) durch das erste Startsignal die Rückstellung der Schieberegister erfolgt und mit dem zweiten Startsignal über ein Odergate (7) der Eingang des Linien-Schiebere-

gisters (5) angesteuert ist und das dritte Startsignal das erste Taktsignal für das Linien-Schieberegister (5) darstellt

10. Matrix-Anzeigevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (13, 14) für einen automatischen Bildwechsel vorgesehen ist, die nach abgeschlossenener Adressierung der Matrix durch die von den letzten Stellen der Schieberegister (5,6) kommenden Signale nach Abiauf einer vorprogrammierbaren Pause die Adressierung erneut startet

11. Matrix-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der serielle Datenausgang (DA) durch eine Drossel (L) an einem, bezogen auf den negativen Pol (0) der is Speisespannung (+ VaJi negativen Potential (— Vi) oder an den negativen Pol (0) der Speisespannung (+ Va) angeschlossen ist.

12. Matrix-Anzeigevorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden weiteren Transistoren (T2i,J, T3i,j)von komplementärem Typ sind.

13. Matrix-Anzeigevorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zellen in einem Baustein (23) montiert sind, auf dessen Oberfläche die Leuchtdioden (LEDiJ) und die Fototransistoren (FTiJ) angeordnet und benachbarte Zellen durch lichtundurchlässige Aufteilungselemente (27) getrennt sind, daß Kontaktstifte (28—31) durch eine Trägerplatte (26) hindurch mit den übrigen Bauelementen (TMJ- TZiJ, RiJ, CiJ, Di, j) der Zelle verbunden sind, die unter der Trägerplatte (26) angeordnet sind, und daß die Kunststoffmasse (33), mit der die Leuchtdioden (LEDi, j) und Fototransistoren (FTiJ) vergossen sind, über jeder Leuchtdiode (LEDiJ) eine Linsenform annimmt.

14. Matrix-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdioden (LEDiJ) von Typ Transparent-Substrate-Nitrogen sind und deren Reflektor (24) jeweils an einem Metallüberzug (25) der Trägerplatte (26) angeschweißt ist, der an den negativen Pol (0) der Speisespannung (+ Va) angeschlossen ist.

15. Matrix-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine transparente Schutzscheibe (34), die auf der äußeren Oberfläche ein dichroitisches Lichtfilter aufweist, auf jedem Baustein (23) angeordnet ist.

16. Matrix-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bausteine (23) aneinandergefügt sind, wobei an zwei benachbarte Seiten die äußersten Leisten (27a,l der Aufteilungselemente (27) eines Bausteins (23) fehlen, derart, daß beim Aneinander- v, fügen keine Unregelmäßigkeiten in der Anordnung der Matrixpunkte entstehen.

17. Matrix-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ihre Verwendung im schulischen Bereich. oo