DE3117270A1 - Elektronische uhr - Google Patents

Description

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Beschreibung
Elektronische Uhr

Die Erfindung betrifft eine elektronische Uhr gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine insbesondere für diese geeignete Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung.

In letzter Zeit ist große Aufmerksamkeit elektronischen Uhren gewidmet worden/ die Flüssigkristall-Anzeigeelemente als Anzeigeeinrichtung verwenden. Derartige Uhren sind zu Gebrauchsartikeln geworden/ die sich rasch einen großen Markt erobert haben. Der Grund hierfür liegt darin, daß beispielsweise die elektronische Uhr im Gegensatz zur 2Leigeruhr technisch leicht und mit geringen Herstellungskosten hergestellt werden kann. Die bekannten elektronischen Uhren mit Flüssigkristallanzeige sind zwar so abgewandelt worden, daß sie verschiedenste Funktionen ausführen, sind jedoch schwer zu bedienen. Im allgemeinen werden bislang die Arbeitsweisen dieser elektronischen Uhren mit Hilfe von Buchstaben am Rand der Anzeige erläutert. Dieser Rand ist jedoch schmal und daher die Buchstaben zu klein, um gelesen werden zu können. Sie haben auch kein feines Design.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Uhr dor eingangs bezeichneten Art zu schaffen, bei der die Vielfalt der Anzeigen erhöht und die Bedienbarkeit verbessert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäS durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.
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Die Lösung sieht vor, daß Betriebsarten mit Hilfe von Zeichen bzw. Buchstaben oder Figuren entsprechend einem Punktmatrix-Anzeigesystem angezeigt werden. Der Betrachter kann dann sofort aus den angezeigten Zeichen oder Figuren die Betriebsart erkennen. Auch eine Person, der die Sprache (meistens Englisch) der Betriebsartkennzeichnungen nicht geläufig ist, kann diese erfassen, falls sie durch Figuren dargestellt werden. Es gibt eine Uhr, bei der aus Segmenten zusammengesetzte Muster eine Stoppuhrbetriebsart, eine Weckerbetriebsart etc. darstellen. Bei dieser Uhr wird beispielsweise die Stoppuhrbetriebsart durch ein Muster dargestellt, das eine laufende Person zeigt. Nachteilig an dieser Uhr ist aber, daß, falls die Anzahl von Betriebsarten steigt, die Anzahl der erforderlichen Muster zunimmt und dementsprechend bei gleicher Größe des Gesamtanzeigefeldes das einzelne Muster notwendigerweise kleiner werden muß. Nachteilig an dieser Uhr ist ferner, daß, wenn das Anzeigemuster einer anderen als der gegenwärtigen Betriebsart verschwindet, die Anzeige in bezug auf das Design langweilig aussieht. Diese Nachteile werden mit der Erfindung beseitigt. Bei der Erfindung werden Figuren und Zeichen entsprechend dem Punktmatrix-Anzeigesystem angezeigt, so daß die Größe der Figuren oder Zeichen größer ist und die für die Anzeige nicht verwendete Fläche stark reduziert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf ein Aus

führungsbeispiel einer elektronischen Uhr gemäß der Erfindung,

Fig.2a bis 2c Darstellungen von Mustern zur Kennzeichnung von Betriebsarten,

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Fig. 3a und 3b Anzeigebeispiele einer Zeitstellbzw. Zeitkorrekhurbetriebsart/ Fig. 4a bis 4e Anzeigemuster zur Kennzeichnung einer Stoppuhrbetriebsart,
Fig. 5a bis 5e Anzeigemuster zur Kennzeichnung einer

Kurzzeitweckerbetriebsart,. Fig. 6 ein Blockschaltbild der gesamten

Schaltungsanordnung der elektronischen Uhr gemäß der Erfindung,

Fig. 7 die Unterteilung der Punktmatrix-

Anzeigeeinheit in Bildelementblöcke,

Fig. 8 ein Blockschaltbild des Punktmatrix-

Mustergenerators und seiner peripheren Schaltungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 9a und 9b Zeitdiagramme, aus denen die Zeitsteuerung des Umschaltens der Muster erkennbar ist, welche (a) die Stoppuhrbetriebsart bzw. (b) die Kurzzeitweckerbetriebsart kennzeichnen,

Fig. 10 die Kennlinie des Kontrasts bei einer

TN-Flüssigkristall-Anzeigeeinheit über der Effektivspannung,

Fig. 11a eine beispielhafte Darstellung von

Abtastelektroden in einer Punktmatrix-

Anzeigeeinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 11b ein beispielhaftes Diagramm von Signalelektroden der Punktmatrix-Anzeigeeinheit,

Fig. 12a eine beispielhafte Darstellung der

S-ammelelektroden in einem 7-Segment-Anzeigeabschnitt einer Ausführungsform der Erfindung,
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Fig. 12b eine beispielhafte Darstellung von Seg

mente lektrodeη in dem 7-Segment-Anzeigeabschnitt,

Fig. 13a und 13b verschiedene Anzeigen auf der Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung gemäß der

Erfindung,
Fig. 14a bis 14e Zeitdiagramme herkömmlicher Multiplex-

AnsteuerSignalverläufe,

Fig. 15a bis 15e Zeitdiagramme von Multiplex-Ansteuer-Signalverläufen gemäß der Erfindung,

und

Fig. 16 ein Schaltbild einer Schaltungsanordnung

zur Erzeugung der Sammelelektrodensignale einer Ausführungsform der Erfindung. 15

Figur 1 ist eine Außenansicht eines Beispiels einer elektronischen Uhr gemäß der Erfindung. Die Uhr enthält 7-Segment-Anzeigeelemente 1a bis 1c, eine Punktmatrix-Anzeigeeinheit 2 und Druckschalter 3 bis 6. Die elektronische Uhr gemäß der Erfindung besitzt verschiedene Betriebsarten, nämlich die Normalbetriebsart (T-Betriebsart), bei der die laufende Tageszeit angezeigt wird, eine Stoppuhrbetriebsart (CH-Betriebsart), eine Weckzeitstellbetriebsart (AL-Betriebsart), eine Zeitgeber- bzw. Kurzzeitweckerbetriebsart (TR-Betriebsart) und eine Zeitstellbetriebsart (TS-Betriebsart). Diese Betriebsarten können durch Betätigung des Druckschalters 5 eingestellt werden. Genauer gesagt werden diese Betriebsarten in einer zyklischen Folge ausgewählt, wobei mit jeder Betätigung des Druckschalters eine andere Betriebsart eingestellt wird. Der Druckschalter 3 dient als Startschalter in der CH-Betriebsart oder in der TR-Betriebsart und als Wählschalter in der AL-Betriebsart oder der TS-Betriebsart. Der Druckschalter4 dient als sogenannter LAP-Schalter, mit Hilfe dessen man eine Zwischenzeit nehmen kann, und als Rückstellschalter in der

CH-Betriebsart, als Gin Stellschalter in der AL-Betriebsart und in der TS-Betriebsart und als ein Setzschalter und Rücksetzschalter in der TR-Betriebsart. Der Druckschalter 6 dient bei allen Betriebsarten als ein Lampenschalter.

Die 7-Segment-Anzeigeelemente 1a bis 1c zeigen in nachfolgender Weise numerische Werte und die Buchstaben A und P an:

In der Normalbetriebsart zeigen die Elemente Ia₇ 1b und 1c Stunden, Minuten bzw. Sekunden an. In der Stoppuhrbetriebsart zeigen die Elemente 1a und 1b Minuten bzw. Stunden und das Element 1c 1/100 Sekunden an. In der Weckzeitstellbetriebsart zeigen die Elemente 1a und 1b die Stunden bzw. Minuten der eingestellten Weckzeit an, während das Element 1c den Buchstaben A für AM (= Vormittag ) oder P für PM (= Nachmittag ) anzeigt. In der Kurzzeitweckerbetriebsart zeigt das Element 1a nichts an, das Element Ib die Minuten der eingestellten Kurzzeit und das Element 1c die Sekunden, die seit dem Start des Kurzzeitweckers vergangen sind. In der Zeitstellbetriebsart zeigen die Elemente 1a und 1b Stunden bzw. Minuten und das Element 1c Sekunden, solange die Zeit nicht korrigiert wird/ und A oder P, während die Zeit korrigiert wird, an.

Die Punktmatrixanzeigeeinheit 2 zeigt Buchstaben bzw. Zeichen oder Figuren bzw. Symbole, die verschiedene Betriebsarten darstellen, an. Fig. 2 zeigt Beispiele von Symbolen zur Darstellung verschiedener Betriebsarten.Beim Beispiel der elektronischen Uhr wird eine 16x17 Punktmatrix dadurch gebildet, daß Bildelemente in 16 Spalten und 17 Zeilen angeordnet werden. Mit Signalelektroden, die in der Mitte in zwei Gruppen unterteilt sind, wird eine Multiplex-Ansteuerung mit einem Tastverhältnis von 1/8 ausgeführt. In der CH-Betriebsart zeigt die Anzeige'S/G

V 4.

einheit. 2 eine laufende Person (Fig.2a). In der AL-Betriebsart zeigt die Anzeigeeinheit 2 ein Bild, das einen Summerton darstellen soll (Fig. 2b). In der TR-Betriebsart zeigt die Anzeigeeinheit 2 das Bild einer Sanduhr (Fig. 2c). Auf diese Weise können die Betriebsarten intuitiv erfaßt werden. In der T-Betriebsart zeigt die Anzeigeeinheit 2 den Tag und den Wochentag in einer 5x7 Punktmatrix an. In der TS-Betriebsart zeigt die Anzeigeeinheit 2 zur Kennzeichnung dieser Betriebsart in der oberen Zeile "SET" an und in der unteren Zeile nichts an (Fig. 3a), wenn Sekunden, Minuten und Stunden korrigiert werden. In dieser Betriebsart zeigt die Anzeigeeinheit 2 aber den Tag, den Monat bzw. den Wochentag an, wenn Tag, Monat oder Wochentag korrigiert werden, wie dies in Fig. 3b für den Tag dargestellt ist.

Bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung werden außerdem die Zustände in den einzelnen Betriebsarten durch Figuren angezeigt. In der CH-Betriebsart beispielsweise hat, bevor die Stoppuhr gestartet wird, der symbolhaft dargestellte Läufer eine Haltung an der Startlinie, wie in Fig. 4a gezeigt. Nach Drücken des Druckschalters 3 werden nacheinander die 5 Muster der Figuren 4b, 4c, 4d, 4e und 4a angezeigt, was dem Betrachter den Eindruck einer laufenden Person vermittelt. Wenn dann der Druckschalter 3 erneut gedrückt wird, beendet der Zähler seinen Zählbetrieb, während die 7-Segment-Anzeigeelemente die Zeit anzeigen und die Bewegung des Läufers gestoppt wird. Wird der Druckschalter 4 gedrückt, während die Stoppuhr arbeitet, dann bleibt das auf der Punktmatrix-Anzeigeeinheit 2 dargestellte Läufersymbol in Bewegung, während jedoch die mittels der 7-Segment-Anzeigeelemente angezeigte Zeit stehenbleibt/ d.h. es wird eine Zwischenzeit angezeigt. Auf diese Weise können die Betriebszustände der erfindungsgemäßen elektronischen Uhr visuell

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sofort erfaßt werden. Die TR-Betriebsart soll als weiteres Beispiel erläutert werden. Die TR-Betriebsart kann durch 5 Muster angezeigt werden, wie sie in den Figuren 5a bis 5e dargestellt sind. In dieser Betriebsart wird. zunächst eine gewünschte Kurzzeit durch Betätigung des Druckschalters 4 eingestellt. Der Zeitgeber oder Kurzzeitwecker kann in Schritten von 1 Minute bis auf 99 Minuten eingestellt werden. Danach zeigt die Punktmatrix-Anzeigeeinheit das in Fig. 5a wiedergegebene Muster an.

Wenn in diesem Zustand der Druckschalter 3 gedrückt wird, werden nacheinander die in den Fig. 5a bis 5e dargestellten Muster angezeigt, was dem Betrachter den Eindruck von fallendem Sand in einer Sanduhr vermittelt. Dies zeigt an, daß der Kurzzeitwecker in Betrieb ist. Wird der Schalter erneut gedrückt, dann wird der Betrieb des Kurzzeitweckers gestoppt und auch das dargestellte Bild angehalten. Die Anzeige der Restzeit des Kurzzeitweckers wird durch Drücken des Druckschalters 4 zurückgesetz-t. Aus der vorangegangenen Beschreibung wird deutlich, daß bei der erfindungsgemäßen Uhr die Betriebsarten mit einem Blick visuell erfaßt werden können. Diese elektronische Uhr ist daher besonders bequem zu benutzen.

Es soll nun die Schaltung der voranstehend beschriebenen Uhr erläutert werden. Fig. 6 ist ein Blockschaltbild der Schaltung eines Ausführungsbeispiels der elektronischen Uhr gemäß der Erfindung. Die Schaltung umfaßt einen Normalzeitsignalgeber 7, einen Frequenzteiler 8, einen Zeitzähler 9, eine Prellschutzschaltung 10, eine Steuerschaltung 11, einen Alarmeinstellzähler oder Weckzeitspeicher 12, einen Stoppzeitzähler 13, eine Auffangschaltung 14, einen Kurzzeitzähler 15, eine Weckzeitdetektorschaltung 16, eine Kurzzeitdetektorschalter 17, die feststellt, wann die eingestellte Kurzzeit abgelaufen ist, einen Multiplexer 18 zur Anzeige der Daten, einen 7-Segment-

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Anzeigedecoder 19, einen Segmentelektrodentreiber 20 für ein 7-Segment-Anzeigeelement, einen Sammelelektrodentreiber 21 für ein 7-Segment-Anzeigeelement, einen Punktmatrix-Mustergenerator 22, einen Signalelektrodentreiber 23 für die Punktmatrix-Anzeigeeinheit, einen Abtastelektrodentreiber 24 für die Punktmatrix-Anzeigeeinheit, ein Flüssigkristall-Anzeigefeld 25, einen Spannungsvervielfacher 26, eine Batterie 27, einen Summertreiber 50 und einen Summer 51.

Das vom Normalzeitsignalgeber 7 abgegebene Normalzeitsignal (32768 Hz) wird mit Hilfe des Frequenzteilers 8 zu einem 1-Hz-Signal frequenzgeteilt, das dem Zeitzähler 9 eingegeben wird. Der Zeitzähler 9 zählt das Signal in der Reihenfolge Sekunden, Minuten und Stunden. Die Ausgangssignale des Zeitzählers 9 werden über den Multiplexer 18 an den Decoder 19 angelegt, in welchem sie in 7-Segment-Signale umgesetzt werden. Die 7-Segment-Signale gelangen über den Segmentelektrodentreiber 20 an das Flüssigkristall-Anzeigefeld 25, um dieses anzusteuern. In der AL-Betriebsart, der CH-Betriebsart und der TR-Betriebsart wird der Multiplexer 18 mit Hilfe eines Signals M, das von der Steuerschaltung 11 ausgegeben wird, so geschaltet, daß die Ausgangsdaten des jeweiligen Zählers an den 7-Segment-Anzeige- elementen angezeigt werden. Diese Arbeitsweise entspricht derjenigen einer herkömmlichen Uhr mit Wecker und Stoppuhrbetrieb und soll daher nicht weiter beschrieben werden. Wichtig für die Erfindung ist die Anzeige der Punktmatrix-Anzeigeeinheit, die nun näher beschrieben werden soll.

Die folgende Tabelle 1 gibt die Daten wieder, die in den verschiedenen Betriebsarten an der Punktmatrix-Anzeigeeinheit angezeigt werden. Im Hinblick auf Tabelle 1 ist anzumerken, daß die 16 x 17 Bildelemente in drei Blöcke U₁, U₂ und U₃ in der oberen Zeile und einen Block D in der unteren Zeile unterteilt sind, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist.

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Tabelle 1

	Sekunde	Läufer	U2	U3	D
Ü1	Minute	Weckton symbol·	0-9	*\ kA '	Wochen tag
Normalbetriebsart/ kA > / 1,2,3	Stunde	Sanduhr	Läufer	Läufer	Läufer
Stoppuhrbe- triebsart	Tag	S	Weckton symbol	Weckton- symbol	Weckton- symbol
Weckzeitstell·- betriebsart	Monat	S	Sanduhr	Sanduhr	Sanduhr
Kurzzeitwecker betriebsart	Wochentag	S	E	T	kA ;
+) M- fd ω SX Q) -H M- ■μ <ü Λ H H Q) ■Ρ (Ω -P ■rH φ	kA*), 1/2,3	E	T	kA*>
kA ' , 1	E	T	kA*)
S	0-9	kA*>	SET
0-9	kA*>	SET
E	T	Wochen tag

kA = keine Anzeige

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, gibt es zehn Betriebsarten, so daß 4-Bit Betriebsartcodes zur Kennzeichnung der Betriebsarten notwendig sind. In jeder Betriebsart wird ein zum Umschalten der Muster notwendiger Code entsprechend der größten Anzahl von in den Blöcken anzuzeigenden Mustern festgel·egt. Beispieisweise in den Blöcken U1 und U3 haben die Stoppuhrbetriebsart und die Kurzzeitweckerbetriebsart die größte Anzahl von Mustern, nämlich fünf. Daher sind in diesem Fall· 3-Bit Mustercodes erforderlich. Im Block U2 ist es notwendig, die Ziffern 0 bis 9 anzuzeigen, wofür 4-Bit Mustercodes benötigt werden. Im Block D sind 3-Bit Mustercodes notwendig, um in der Kormalbetriebsart und der Zeitstell-

betriebsart den Wochentag anzuzeigen.Zur Kennzeichnung von Punktmatrix-Anzeigesegmentdaten werden Abtastcodes (3 Bits bei einem Tastverhältnis von 1/8) zur Kennzeichnung der Abtastelektroden sowie die oben beschriebenen Betriebsartcodes und Mustercodes benötigt.

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines Segmentmustergenerators für die Punktmatrix-Anzeigeeinheit einschließlich peripherer Schaltungen. Die Schaltung von Fig. 8 umfaßt folgende Elemente: Adressendecoder 28a bis 28d, Speicherbereiche 29a bis 29d in einem Mustergenerator-ROM, Ausgangsauffang- und Pegelschieberschaltungen 30a bis 3Od im Mustergenerator-ROM, Multiplexer 31a bis 31d, einen Zehner-Tageszähler 32₇ einen Einer-Tageszähler 33, einen Wochentagszähler 34, einen Zehner-Monatsdecoder 46, einen Einer-Monatsdecoder 47 und Gruppen taktgesteuerter Schaltglieder 35, 36 bis 45, 48 und 49. Es sei angemerkt, daß in Fig. 8 Schaltungselemente, deren Bezugszahl "a" hinzugefügt ist, dem Block U1, Schaltungselemente, deren Bezugszahl "b" hinzugefügt ist, dem Block U2, Schaltungselemente, deren Bezugszahl "c" hinzugefügt ist, dem Block U3 und Schaltungselemente, deren Bezugszahl "d" hinzugefügt ist, dem Block D zugeordnet sind. Zur Adressierung der Blöcke werden ein Betriebsart-Code (MD. - MD₄) und ein Abtast-Code (S₁ - S₃) gemeinsam Anschlüssen A_Q bis A- (4 Bits) bzw. Anschlüssen A. bis A, (3 Bits) der Adressendecoder 28a bis 28d eingegeben. Für die Blöcke charakteristische Muster-Codes werden den Anschlüssen A₇ bis A₁₀ der Adressendecoder 28a bis 28d eingegeben. In der Normalbetriebsart sind die Schaltglieder der Gruppen 42 bis 45 gesperrt, während diejenigen der Gruppen 38 bis 41 durchgeschaltet sind, so daß Ausgangssignale cu _Qd und 3_1Qd vom Zehner-Tageszähler an die Anschlüsse A₇ und Ag im Block U1 angelegt werden und abhängig von diesen Ausgangssignalen in Block U1 entweder nichts oder eine der Ziffern 1, 2 und 3 angezeigt wird. In ähnlicher Weise wird im Block U2 abhängig von den Ausgangsdaten

yf M.

ad, ßd, yd und öd des Einer-Tageszählers eine der Ziffern O bis 9 angezeigt. Im Block U3 wird nichts angezeigt. Der Wochentag, der durch die Ausgangsdaten aDY, ßDY und γΟΥ des Wochentag-Zählers festgelegt ist, wird im Block D angezeigt. In der Stoppuhrbetriebsart sind die Schaltglieder der Gruppen 38 bis 41, 36 und 37 gesperrt, während diejenigen der Gruppen 42 bis 45 und 35 durchgeschaltet sind. Als Folge davon werden die in den Fig. 4a bis 4e gezeigten Muster von den Ausgangssignalen der 1/10 Sekunden-BCD-Zähler des Stoppzeitzählers 13 umgeschaltet. Fig. 9a ist ein Zeitdiagramm der Ausgangssignale ßd/10s, yc1/10s und 6c1/10s, durch die die Muster umgeschaltet werden. Wenn der Stoppzeitzähler im Rücksetzzustand gehalten wird, wird das in Fig. 4a gezeigte Muster angezeigt. Nachdem dann aber der Pegel eines Signals C-RUN zum Start des Stoppzeitzählers auf "H" angehoben wurde, ändern sich die Ausgangssignale ßd/10s, yc1/10s undöc1/10s, und folglich werden die in Fig. 4a bis 4e gezeigten Muster in der angegebenen Reihenfolge alle 2 00 ms umgeschaltet. Wenn das C-RUN-Signal auf "L" gesetzt wird, wird der Stoppzeitzähler angehalten und abhängig von den Ausgangssignalen ßd/10s, Yc1/10s oder 5c1/10s zu diesem Zeitpunkt das Muster, d.h. der dargestellte Läufer, gestoppt. Im LAP-Betrieb arbeitet der Zähler so, daß die den Läufer darstellenden Muster umgeschaltet werden. Die 7-Segment-Anzeige wird jedoch gestoppt und zeigt die Zwischenzeit an. Die Zeitanzeige der 7-Segment-Anzeige geht nach Lösen des LAP-Betriebs wieder zur Anzeige der laufenden Stoppzeit über. In der Kurzzeitweckerbetriebsart sind die Schaltglieder der Gruppen 38 bis 41 und 35 gesperrt, während diejenigen der Gruppen 42 bis 45 und 36 durchgeschaltet sind, so daß die Ausgangssignale ßTRs, yTRs und STRs von Sekundenzählern des Kurzzeitzählers 15 (BCD-Aufwärts/Abwärts-Zähler) an die Anschlüsse A_ bis A₁, der Adressendecoder 28a bis 28d angelagt werden, um die Anzeigemuster umzuschalten. Fig. 9b

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ψ' /IS'

zeigt die Zeitsteuerung für die Umschaltung der Muster. Wenn der Kurzzeitwecker anfänglich gesetzt wird, werden die Sekundenzähler auf O eingestellt und daher das in Fig. 5a gezeigter Muster angezeigt. Nachdem dann der Pegel eines TR-RUN-Signals auf "H" angehoben wurde, um eine Zeitsubtraktion zu starten, werden die in den Fig. 5a bis 5e gezeigten Muster synchron mit den Ausgangssignalen 3TRs bis 6TRs umgeschaltet. Das bedeutet, daß die Muster alle zwei Sekunden umgeschaltet werden und das erste Muster nach zehn Sekunden wieder erscheint. In der Weckzeitstellbetriebsart wird das Wecktonsymbol (wie es in Fig. 2b gezeigt ist) ständig unabhängig von den an die Anschlüsse A₇ bis Ag angelegten Daten angezeigt. In der Zeitstellbetriebsart hängt die Anzeige davon ab, welche der Größen von Sekunde bis Wochentag eingestellt wird. Bei Einstellung von Sekunde bis Stunde wird an den Blöcken U1 , U2 und U3 unabhängig von den an die Anschlüsse A₇ bis Ag angelegten Daten "S", "E" bzw. "T" und in Block D nichts angezeigt. Bei Korrektur des Tages wird an den Blöcken U1 und U2 mittels der Ausgangssignale vom Zehner-Tageszähler und vom Einer-Tageszähler in ähnlicher Weise wie bei der Normalbetriebsart ein Datum angezeigt, während im Block U3 der Buchstabe "D" als Kennzeichnung des Tageskorrekturbetriebs angezeigt wird. Zur gleichen Zeit wird "SET" als Kennzeichnung der Zeitkorrektur- bzw. Zeitstellbetriebsart am Block D angezeigt. In der Betriebsweise zur Korrektur des Monats sind nur die Schaltglieder der Gruppen 48, 49 und 40 durchgeschaltet. Deshalb werden die Ausgangsdaten vom Monatsdecoder an die Anschlüsse A₇ bis Ag angelegt, so daß an den Blöcken U1 und U2 ein Monat angezeigt wird, während der diese Monatskorrekturbetriebsweise kennzeichnende Buchstabe "M" im Block U3 angezeigt wird. Ähnlich wie im Fall der Betriebsweise zur Korrektur des Tages wird im Block D "SET" angezeigt. Bei der Betriebsweise zur Korrektur des Wochentages wird "SET" in den Blöcken U1, U2 und U3 angezeigt. Der Wochentag, der durch die Ausgangsdaten

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aDY, ßDY und γ DY vom WochenLag-iJähler 3 4 bestimmt wird, wird im Block D mit drei Buchstaben in englischer Abkürzung angezeigt.

Der Mustergenerator-ROM, der auf diese Weise adressiert wird, liefert Daten entsprechend der Anzahl von Segmenten in den Blöcken (6 für Ul und U2, 5 für U3 und 17 für D) an die jeweiligen parallelen Datenauffangschaltungen 30a bis 3Od, in denen die Daten mit geeigneter Zeitsteuerung aufgefangen und als Steuersignale der Segmenttreibermultiplexer 31a bis 31d für die Periode eines Abtastsignals gehalten werden. Da die Signale für die Signalelektroden im Parallelbetrieb verarbeitet werden, wie oben beschrieben, erübrigt sich eine Serien-Parallel-Umsetzung mit der Folge eines verminderten Leistungsverbrauchs.

Die für den Mustergenerator-ROM erforderliche Speicherkapazität entspricht etwa 17,8 Musterstücken. Da es notwendig ist, für jedes Muster 272 Bits zu verwenden, werden für den Mustergenerator etwa 5 K (5000) Bits benötigt. In der letzten Zeit ist der Integrationsgrad so stark erhöht worden, daß diese Bits leicht auf einem Chip vorgesehen werden können. Auf der anderen Seite wird der Leistungsverbrauch zur Übertragung der Anzeigedaten erhöht. Dieses Problem kann jedoch bei Verwendung von Lithiumbatterien oder Solarbatterien gelöst werden.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung sind der Punktmatrixabschnitt bzw. die Punktmatrix-Anzeigeeinheit und der 7-Segment-Abschnitt bzw. die 7-Segment-Anzeigeelemente in einem Feld in derselben Ebene in der Draufsicht angeordnet. Es könnten aber statt dessen auch zwei Anzeigefelder, von denen eines auf dem anderen liegt/ in einer solchen Weise verwendet werden, daß die 7-Segment-Anzeigeelemente auf dem ersten Anzeigefeld und die Punkt-

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matrix-Anzeigeeinheit auf dem zweiten Anzeigefeld angeordnet sind. Darüber hinaus können für die 7-Segment-Anzeigeelemente und die Punktmatrix-Anzeigeeinheit zwei Anzeigefelder verwendet werden. In diesem Fall kann für die Punktmatrix-Anzeigeeinheit ein sogenanntes aktives Matrixfeld verwendet werden, bei dem für jedes Bildelement ein aktives Element ausgebildet ist.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Mustergeneratorschaltung dadurch gesteuert, daß der Festwertspeicher des Mustergenerators, d.h. der Muütergenerator-ROM, adressiert wird. Der Mustergenerator-ROM könnte aber auch so ausgelegt sein, daß die Ausgangssignale aller Betriebsarten im Parallelbetrieb anstehen und mittels eines Multiplexers gesteuert werden.

Der nachfolgend erläuterte Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, bei der eine Punktmatrixanzeige und eine Segmentanzeige kombiniert verwendet werden.

Flüssigkristallanzeigen sind vorteilhaft, weil sie einen geringen Leistungsverbrauch besitzen, weil sie mit niedriger Betriebsspannung arbeiten und sehr klein ausgebildet werden können. Aus diesem Grund werden Flüssigkristallanzeigen in großem Ausmaß bei Uhren und Taschenrechnern eingesetzt. Dabei ist die Notwendigkeit der Anzeige einer Vielfalt von Informationen aufgetreten. Aus diesem Grund ist zur Ansteuerung der Flüssigkristallanzeigen in erster Linie ein Multiplexansteuersystem eingesetzt worden. Auch ein Punktmatrix-Anzeigefeld ist zur Anzeige einer Vielfalt von Informationen eingesetzt worden. Bei dem Punktmatrix-Anzeigefeld sind Bildelemente an den Schnittpunkten einer Vielzahl paralleler Abtastelektroden und einer Vielzahl paralleler Signalelektroden gebildet. Mit diesem Anzeigefeld

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können Buchstaben oder Figuren leicht angezeigt werden.

Wenn demnach das Segmentanzeigesystem mit dem Punktmatrix-Anzeigesystem zu einer Flüssigkristall-Arizcigeeinrichtung kombiniert wird, dann wird diese Anzeigeeinrichtung vorteilhafter und erhält einen höheren Gebrauchswert, da eine Betriebsart, deren Anzeige schwierig war oder die der Anzeige einer Vielfalt von Informationen entgegenstand, mit Hilfe von Zeichen bzw. Buchstaben oder Figuren angezeigt werden kann.
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Die Anzeige von Daten auf einer solchen Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung, bei der zwei Systeme kombiniert sind, wirft jedoch die folgenden Probleme auf.

Fig. 10 zeigt die Kennlinie des Kontrasts einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeigeeinheit über der Effektivspannung, wobei es sich um einen sogenannten TN-Flüssigkristall (verdrillte nematische Zelle) handelt. In Fig.10 kennzeichnet A eine Effektivspannung, bei der der Kontrast 10 % des Differenzwertes zwischen dem Kontrast bei einer Effektivspannung von 0 und dem Kontrast bei einer Sättigungseffektivspannung beträgt. B kennzeichnet die Effektivspannung, bei welcher der Kontrast 90 % des genannten Differenzwerts ist. Die Effektivspannungen A und B werden auch als Schwellenspannung Vth bzw. Sättigungseffektivspannung Vs bezeichnet werden. Die Schwellenspannung Vth liegt so, daß der sich bei einer Effektivspannung, die unter der Schwellenspannung Vth liegt, ergebende Kontrast im wesentlichen dem Kontrast einer Effektivspannung von 0 Volt gleich ist. Zur Verhinderung der Erzeugung von Halbtönen muß E .;.p<Vth sein. Liegt E „_ zwischen den Effektivspannungen A -und B, dann werden Halbtöne erzeugt. Beim Multiplex-Ansteuersystem sind die Effektivspannung E im Einschaltbetrieb und die Effektivspannung E ^- im Abschaltbetrieb wie folgt:

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ρ — on	1 vo γι +	a2-1	I	2)2 -	1
Eoff	= 1 Vo VI a V		N

(wobei N die Anzahl von Abtastelektroden, a das Vorspannungsverhältnis und Vo die Troiberspannung sind).

Wie aus diesen Ausdrücken ersichtlich wird der Bereich des Verhältnisses E /E ^„ kleiner, wenn der Wert N größer wird. Das bedeutet, daß die Kontrastdifferenz mit größer werdendem N kleiner wird. Deshalb sollte N so klein wie möglich sein. Im Fall einer Punktmatrix ist jedoch eine Anzahl von Bildelementen vorhanden, und es ist demzufolge schwierig, wegen der Anzahl von Elektrodenanschlüssen, eine zufriedenstellende Anzeige zu erzielen, ohne den Wert von N zu erhöhen auf ein Tastverhältnis von 1/7 oder 1/8. Im Falle eines Anzeigefeldes mit regelmäßiger Form wie bei einer Punktmatrixanordnung, ist, selbst wenn in gewissem Ausmaß Halbtöne erzeugt werden, die Uneinheitlichkeit infolge der erzeugten Halbtöne nicht so deutlich, wie erwartet. Wenn jedoch der Wert N auf ein Tastverhältnis von 1/7 oder 1/8 beispielsweise eingestellt ist, dann wird es im Fall eines 7-Segment-Systems sehr schwierig, eine Anzeige mit Halbtönen zu lesen. Demzufolge ist in diesem Fall der Wert von N auf ein Tastverhältnis von 1/4 beschränkt, soll auf der Flüssigkristalloberfläche eine zufriedenstellende Anzeige geschaffen werden. Wenn unter dieser Voraussetzung eine Anzeige an einem Flüssigkristallanzeigefeld mit einem Tastverhältnis von 1/8 für die Punktmatrixseite und einem Tastverhältnis von 1/7 für die 7-Segment-Seite ausgeführt wird, dann sind die Effektivspannungen im Einschaltbetrieb -f2-Vo/3 bzw. "/3^l-Vo/3, wobei a = 3. Dies führt dazu, daß die Anzeige Teile mit unterschiedlichem Kontrast besitzt, wenn das Flüssigkristall-

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Anzeigefeld eingeschaltet wird, so daß die Ungleichförmigkeit infolge des unterschiedlichen Kontrasts deutlich wird.

Mit der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung soll diese Schwierigkeit beseitigt werden. Die Figuren 11a und 11b zeigen ein Ausführungsbeispiel. Fig. 11a zeigt acht transparente Elektroden auf einer Seite eines Punktmatrix-Anzeigeabschnitts, die horizontal verlaufen.

Diese Elektroden werden Abtastelektroden Y1, Y2, ..., Y8 genannt. Fig. 11b zeigt 34 transparente Elektroden auf der anderen Seite des Anzeigeabschnitts. Diese Elektroden werden Signalelektroden X1, X2, .../ X34 genannt. Zwischen den Abtastelektroden und den Signalelektroden befindet sich eine Flüssigkristallschicht. Die Schnittpunkte der Abtastelektroden und der Signalelektroden sind die Bildelemente. Folglich wird bei diesem Ausführungsbeispiel eine Punktmatrix in einer 16 ·χ 17 Anordnung gebildet.

Die Fig. 12a und 12b zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 12a zeigt ein transparentes Elektrodenmuster eines 7-Segment-Anzeigeabschnitts, das vier sogenannte Samme!elektroden COM1 bis COM4 enthält. Fig. 12b zeigt das andere transparente Elektrodenmuster des 7-Segment-Anzeigeabschnitts, das 12 sogenannte Segmentelektroden SEG1 bis SEG12 enthält. Zwischen den Sammelelektroden und den Segmentelektroden befindet sich eine Flüssigkristallschicht, so daß Bildelemente an den Schnittstellen der Sammelelektroden mit den Segmentelektroden gebildet werden.

Fig. 13a zeigt eine Anzeige der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung als Anzeigeteil einer Armbanduhr. Der 7-Segment-Anzeigeabschnitt zeigt 10H24H35S (10:24*35") an. Die Stunden, Minuten und Sekunden sind als

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"η", "M" bzw. "S" angezeigt. Der Punktmatrix-An^eigeabschnitt zeigt den Tag, nämlich den 20., und den Wochentag, nämlich Sunday (= Sonntag), an. Fig. 13b zeigt die Anzeige im Fall einer Stoppuhrbetriebsart der Uhr. Der 7-Segment-Anzeigeabschnitt zeigt 2 M 23,54 S (2¹ 23,54") an, während der Punktmatrix-Anzeigeabschnitt symbolhaft einen Läufer anzeigt. Wenn etwa fünf verschiedene Bilder dieses Symbols vorgesehen und nac hainander angezeigt werden, dann ergibt sich ein bewegtes Bild, das auf einen Blick erkennen läßt, daß im Stoppuhrbetrieb die Zeit genommen wird.

Die Fig. 14a bis 14e zeigen Beispiele von Spannungsverläufen bei einer Multiplexansteuerung. Fig. 14a zeigt ein Beispiel eines Signals, das an die Abtastelektroden angelegt wird. Eine Periode T des Signals erstreckt sich von t = 0 bis t = t.. Während der Periode T erstreckt sich das erste Bild von t = 0 bis t = t₂ (wobei t₂ = t₄/2 ist). Das zweite Bild erstreckt sich von t₂ bis t.. Beim zweiten Bild ist die Polarität der an den Flüssigkristall angelegten Spannung umgekehrt, um eine Beeinträchtigung des Flüssigkristalls zu verhindern. Das Wählzeitintervall im ersten Bild ist von t = 0 bis t₁, dasjenige im zweiten Bild von t„ bis t₃· Die Einschalt- und Ausschaltzustände des den Bildelementen entsprechenden Flüssigkristalls werden durch Signale bestimmt, die an die Signalelektroden angelegt werden, während die Abtastelektroden ausgewählt sind. Das heißt, daß die Einschalt- und Ausschaltzustände nicht von Signalen bestimmt werden, die an die Signalelektroden angelegt werden, während die Abtastelektroden nicht ausgewählt sind.

Das Verhältnis des Zeitintervalls, währenddessen eine Abtastelektrode ausgewählt ist, zu einer Periode, d.h. (t.. + (t₃ - t„))/t. in Fig. 14a wird Ansteuertastverhältnis oder Tastverhältnis genannt. Wenn die Anzahl von Abtastelektröden N ist und jede Abtastelektrode gesondert abgetastet wird, dann ist das Ansteuertastverhältnis 1/N. Die Fig. 14b und 14c

zeigen ein Signal, daß an eine während der vollen Periode ausgewählte Signalelektrode bzw. eine nicht ausgewählte Signalelektrode angelegt wird. Die Spannungsverläufe, die in diesem Fall zwischen der Abtastelektrode und den Signalelektroden anstehen, sind gemäß Fig. 14d bzw. 14e. Die Effektivspannungen/ die an dem Flüssigkristall in den Einschalt- und Ausschaltzuständen anliegen, erhält man aus den oben beschriebenen Ausdrücken. Wenn der Punktmatrix-Anzeigeabschnitt mit einem Ansteuertastverhältnis von 1/8 angesteuert wird, erhält man E = -/^'Vo/S und E _- = Vo/3 (wobei a = 3) .

Die grundsätzliche Multiplexansteuerung ist wie oben beschrieben. Wird dieses System auf die 1/4-Tastverhältnis-Ansteuerung des 7-Segment-Anzeigeabschnitts angewendet, dann ergibt sich E = -fj · Vo/3. Eine Möglichkeit dafür, diesen Wert mit der Effektivspannung E des Punktmatrix-Anzeigeabschnitts in Übereinstimmung zu bringen, soll nun beschrieben werden.

Die Fig. 15a bis 15e zeigen Spannungsverläufe der Ansteuerspannung des 7-Segment-Anzeigeabschnitts. Fig. 15a zeigt ein Beispiel eines Signals, das an die Sammelelektrode angelegt wird. Eine Periode T des Signals erstreckt sich von t = 0 bis tr¹. Innerhalb einer Periode t erstreckt sich das erste Bild von t = 0 bis a und das zweite Bild von a bis t,-' . Die Wählzeitintervalle im ersten und im zweiten Bild sind von t = 0 bis t ' bzw. von t-,' bis t,' . Im Zeitintervall t„' - a des ersten Bildes und im Zeitintervall t.' - t ' des zweiten Bildes ist die Effektivspannung Null unabhängig davon, ob die Elektrode ausgewählt ist oder nicht ausgewählt ist. Fig. 15c zeigt ein Signal, das im Zeitintervall t = 0 bis t' dem Zustand "ausgewählt" und im Zeitintervall a bis t,' dem Zustand "nicht-ausgewählt" entspricht. In diesem Fall werden Spannungsverläufe, wie

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sie in den Fig. 15d und 15e gezeigt sind, an die Sammelelektrode und die Segmentelektrode angelegt.

Um bei dieser Ausführungsform die Effektivspannung des Einschaltzustands für den Fall, daß der 7-Segment-Anzeigeabschnitt ein Tastverhältnis von 1/4 besitzt, gleich derjenigen für den Fall des Punktmatrix-Anzeigeabschnittes mit einem Tastverhältnis von 1/8 zu machen, wird das Verhältnis des Zeitintervalls, währenddessen eine Sammelelektrode ausgewählt ist, zu einer Periode, d.h. (t. + (t ' - a)) /t ' auf 1/6 eingestellt und das Verhältnis eines Zeitintervalls, währenddessen die Effektivspannung Null ist, zu einer Periode, d.h. ((a - t₂') + U₅ ¹ - t₄'))/t₅' auf 2/6. Die Effektivspannung im Einschaltzustand wird dann \2. · Vo/3 und ist gleich derjenigen des Punktmatrix-Anzeigeabschnitts. Die Effektivspannung des Ausschaltzustands ist *j2/2/ · Vo und damit niedriger als die gewöhnliche Effektivspannung des 1/4-Ansteuertastverhältnisses, so daß bei kleinem Betrachtungswinkel kaum ein Halbton erzeugt wird.

Fig. 16 ist ein Schaltbild zum Anschluß der Sammelelektroden der Ausführungsform der Erfindung. Die Schaltungsanordnung umfaßt eine Stromquellenschaltung 71, drei Spannungspegelumsetzmultiplexer 72, zwei Flüssigkristallwechselstromansteuermultiplexer 73 und vier Analogmultiplexer 74. In Fig. 16 bezeichnet der Buchstabe W ein Signal, dessen Pegel sich mit jedem Bild ändert. Das heißt, daß das Signal W einen niedrigen Pegel im ersten Bild (t = 0 bis a in Fig.15a) und einen hohen Pegel im zweiten Bild (a bis t^¹ in Fig. 15a) aufweist. Der Buchstabe G₀ in Fig. 16 bezeichnet ein Signal zur Steuerung des Zeitintervalls (t-,¹ - a und t^j' - tr' in Fig. 15a), innerhalb dessen die Effektivspannung Null ist. Dieses Signal ist während dieser Zeitintervalle auf einem hohen Pegel. Die Bezugszeichen G-, G„, G, und G₄ bezeichnen Signale, die die Sammelelektroden COM1,

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COM2, COM3 bzw. COM4 steuern. Diese Signale G. bis G. sind auf hohem Pegel, solange sie die jeweiligen Sammelelektroden auswählen. Die Beschreibung der Signale für die Segmentelektroden erübrigt sich, da diese Signale auf gleiche Weise gebildet werden können.

Obwohl nicht näher beschrieben, umfaßt die Schaltung einen Oszillator, einen Frequenzteiler und einen Zähler.

Wie aus der vorangegangenen Beschreibung hervorgeht, werden in einem Fall, wo wenigstens zwei Muster in der gleichen Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit unterschiedlichem Ansteuer-Tastverhältnis angesteuert werden, erfindungsgemäß Zeitintervalle vorgesehen, innerhalb welcher die Effektivspannung Null ist, um auf diese Weise die Effektivspannungen im Einschaltzustand nahezu gleich zu machen. Die Folge davon ist eine schöne und leicht zu erkennende Anzeige, die insbesondere für die Anwendung bei einer Armbanduhr von Interesse ist.

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Claims (8)

1. 81/8712

   Patentansprüche

   (j\J Elektronische Uhr, umfassend eine Standardsignalgeneratorschaltung, eine Frequenzteilerschaltung, eine Zeitzählerschaltung, eine Anzeigedecoderschaltung, Anzeigeelemente, eine äußere Bedienungseinrichtung und eine Batterie, dadurch gekennzeichne t , daß zusätzlich zu einem 7-Segment-Ziffernanzeigeabschnitt (1a bis 1c) ein Punktmatrix-Anzeigeabschnitt (2) und eine Schaltung vorgesehen sind, durch die durch Anzeige von Zeichen oder Bildern auf dem Punktmatrixabschnitt Betriebsartanzeigen ausführbar sind.
2. 2. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der 7-Segment-Ziffernanzeigeabschnitt (1a bis 1c) und der Punktmatrix-Anzeigeabschnitt (2) aus einem Flüssigkristall-Anzeigeelement, einem elektrochromen Anzeigeelement (ECD) oder einem Photodiodenelement gebildet sind.
3. 3. Elektronische Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der 7-Segment-Ziffernanzeigeabschnitt (1a bis 1c) und der Punktmatrix-Anzeigeabschnitt (2) auf demselben Flüssigkristall-Anzeigefeld in Draufsicht ausgebildet sind.
4. 4. Elektronische Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der 7-Segment-Ziffernanzeigeabschnitt und der Punktmatrix-Anzeigeabschnitt jeweils auf verschiedenen Schichten einer Mehrschicht-Flüssigkristall-Anzeigefeldanordnung ausgebildet sind.
5. 5. Elektronische Uhr nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der 7-Segment-Ziffernanzeigeabschnitt (1a bis 1c) und der Punktmatrix-Anzeigeabschnitt bei Verwendung eines Flüssigkristallanzeigeelements mit unterschiedlichen Ansteuer-Tastverhältnissen multiplex-gesteuert sind.
6. 6. Elektronische Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz-eichnet , daß für den Punktmatrix-Anzeigeabschnitt ein Anzeigefeld verwendet ist/ bei dem für jedes Bildelement ein aktives Element gebildet ist.
7. 7. Elektronische Uhr nach einem der vorhergehenden

   Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Schaltung besitzt, die Funktionsanzeigemuster mit Hilfe von Ausgangssignalen von Zählerschaltungen/ die in jeweiligen Betriebsarten arbeiten, umschaltet.
8. 8. Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung, insbesondere zur Verwendung für eine elektronische Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der eine Vielzahl von Segmentelektroden und Signalelektroden auf einem Substrat angeordnet sind und eine Vielzahl von Sammelelektroden und Abtastelektroden auf dem anderen Substrat angeordnet sind, um eine Segmentanzeige und eine Punktmatrixanzeige auszuführen, wobei die Segmentanzeige und die Punktmatrixanzeige mit unterschiedlichen Ansteuer-Tastverhältnissen multiplexgesteuert sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Effektivspannungen, die an den eingeschalteten Bildelementen von Segmentanzeige und Punktmatrixanzeige anstehen, dadurch nahezu gleich gemacht sind, daß die

   fs.

   1 Effektivspannung der Segmentanzeige mit Hilfe des Segmentelektrodensignals und des Sammelelektrodensignals, die wenigstens einmal während eines Bildintervalls auf glei-• ches elektrisches Potential kommen, niedrig gemacht ist. 5