WO1997003429A1 - Display element - Google Patents
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- G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
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- G09F9/37—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being movable elements
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
- B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
- B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
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- B60K35/80—Arrangements for controlling instruments
Definitions
- the invention relates to a display element of the type mentioned in the preamble of claim 1.
- Such display elements are suitable, for example, for displaying the mileage in vehicles, the fill level of a tank, a consumption value in meters of all kinds, etc.
- An electrostatic miniature display arrangement is known from the Swiss patent specification CH 633 902.
- the display arrangement consists of metallic flaps which are arranged in recesses in a substrate and can be rotated about a predetermined axis by means of an electrostatic field.
- flaps are e.g. combined into a 7-segment display.
- the corresponding flaps of the 7-segment display are deflected from the rest position.
- the numbers shown are visible under normal lighting conditions. In the event of a power failure, all flaps turn back to their rest position: the display is not lost.
- the invention has for its object to provide a display element that combines the two functions of displaying and capturing a value and capturing the displayed value even in a de-energized state.
- FIG. 1 shows a display element designed as a 7-segment display
- FIG. 2 an electronic circuit integrated in the display element
- FIG. 3 a counter formed from a plurality of display elements
- FIG. 5 shows a third embodiment of a 7-segment display element
- FIG. 6 shows a display element designed as a matrix with 5x7 pixels
- the surface 2 of the display element 1 facing an observer has seven first partial surfaces 3 and a second partial surface 4.
- the first partial areas 3 represent the bars or segments of a 7-segment display, the second partial area 4 takes up the remaining space on the surface 2.
- the subareas 3 have a predetermined color which differs from the color of the subarea 4 serving as background with as much contrast as possible. Examples of advantageous color combinations are red / white or white / black.
- the surface 2 is further provided with six bearing elements 5 in the form of protruding pins for mounting one movable element 6 or 7 each, the elements 6, 7 being rotatable about the corresponding pin 5.
- the elements 6, 7 are designed as parallel to the surface 2, designed disk-shaped structures. 1, the shape of the elements 6, 7 is such that an element 6 arranged at the four outer corners of the display element 1, depending on its rotational position, has one, both or none of the two partial surfaces 3 converging in its corner can cover the top to the middle.
- the two elements 7 are designed such that they can cover none, only one, two or all three of the partial surfaces 3 that meet in the form of a “T” on their pin 5.
- the color of the elements 6 and 7 is, if possible, the same as the color of the background area 4. For the sake of clarity of the drawing, only two elements 6 and one element 7 are drawn.
- each individual partial surface 3 is either completely visible or covered except for a small area in the middle of the two elements 6 and 7 covering it and is therefore invisible.
- the digits "0" to "9" can be displayed with the display element 1 as a 7-segment display.
- each element 6, 7 is rigidly coupled to a drive element 8 that is not visible in FIG. 1.
- the display element 1 also contains an electronic circuit block 9 for controlling the drive elements 8. A block diagram of the circuit block 9 is shown in FIG. 2.
- Circuit block 9 has an input 10 for counting pulses and a reset input 11, six outputs 12 for controlling the drive elements 8 and an overflow output 13.
- Counting pulses arriving at input 10 are fed to a circuit block 14 which is designed as a BCD component (binary coded display) and has seven outputs 15 for direct control of a conventional 7-segment display and an overflow output 13.
- the seven outputs 15, the logical state of which indicates whether a partial area 3 (FIG. 1) serving as a segment should be visible or not, are fed to an interface circuit 16 which determines the rotational position for the elements 6, 7 corresponding to the segments 3 to be covered and controls the drive elements 8.
- the specific configuration of the interface circuit 16 is essentially determined by the type of drive elements 8.
- the display element 1 can be reset to the number "0" via the reset input 11. Every tenth counting pulse arriving at input 10 triggers a pulse at overflow output 13. It is not necessary to perform the functions of the circuit block 14 and the interface circuit 16 separately. A single circuit block can also be provided, which directly carries out the necessary electronic processing from the arrival of a counting pulse until the corresponding number is displayed.
- a plurality of display elements 1 can be combined in a cascade connection to form a display arrangement serving as a counter, the overflow output 13 of a display element 1 with the input 10 of the display element displaying the next higher decimal place 1 is connected.
- the display element 1 displaying this position preferably has a different color combination than the other display elements 1. It is also possible to provide a number k of segments that is different from the number seven.
- the circuit block 9 is either equipped with a captive memory 18 or intelligent sensors are arranged on the display element 1, by means of which the exact rotational position is arranged the elements 6, 7 can be detected. Instead of the memory 18, a circuit part is then provided which converts the signals supplied by the sensors into the value of the number shown. These sensors can also be used to precisely regulate the rotational position of the elements 6, 7 when a new number is set.
- the sensors can e.g. capacitive or optical type.
- the display element 1 has lateral dimensions that are comparable to the dimensions of a conventional display element of a counter for consumption meters of all kinds, such as Electricity meters are in the range of about 2 * 3 to 5 * 8 mm ⁇ .
- the linear dimensions of the elements 6, 7 are thus less than ten, typically one to four millimeters.
- the circuit block 9, optionally the memory 18 and / or the sensors are advantageously directly in the surface 2 of the display element 1, e.g. in CMOS technology, integrated, the display element 1 consists of silicon.
- electrostatic or electromagnetic micromotors can be used as drive elements 8, in which a rotor is rotated electrostatically by means of a stator.
- Such motors can be manufactured in various technologies such as the technology of "Silicon Surface Micromachining” or "LIGA” (German acronym for lithography, electroforming, molding) technology.
- LIGA Silicon Surface Micromachining
- An overview of various technologies can be found in the article "A survey ofthe present State of microsystem technology” by S. Fatikow, U. Rembold and G. Wöhlke in the Journal of Design and Manufacturing (1994), volume 4, page 293 - 306.
- An electrostatic micromotor with a particularly high torque is known, for example, from the article "Integrated Electrostatic Stepper Motors, Microfabricated Sensors and Actuators, 1991, IMT, University of Neuchatel, pp. 11-13. From the aforementioned article by S. Fatikow et al., an electrostatically driven micro-vibromotor is also known. In this micro-vibromotor, a linear reciprocating motion is transferred into the rotary motion of a rotor.
- the micro-vibromotor offers the advantage that it manages with lower voltages than an electrostatic micromotor Instead of an electric one, a pneumatic drive type is also possible, in which an air flow generated by means of a micropump, the E elements 6, 7 rotates into the desired position.
- a suitable electrostatic powered pump with a micro membrane is also in the article by S. Fatikow et al. described. With other micropumps, their pumping movement takes place using the memory metal effect or a thermally controlled bimetal actuator. Also known are micromechanical transmissions that can be connected as a mechanical transmission stage between the drive element 8 and the elements 6, 7.
- the elements 6, 7, as shown in FIG. 4 are designed as disks, the edge of which is provided with teeth 20.
- the teeth 20 of adjacent elements 6, 7 engage in one another, so that the rotary movements of all elements 6, 7 are rigidly coupled.
- Only a single drive element 8 is required to represent the digits "0" to "9".
- the electronic circuit 9 is expanded by a logic circuit so that the drive element 8 rotates the elements 6, 7 by the angle (p-9) * ⁇ when changing from the number "9" to the number "0".
- the rotation by the angle (p-9) * ⁇ does not occur all at once when changing from the number "9” to the number "0", but is distributed over different number changes, so that an optimal arrangement the contactor 21 can be reached.
- the electronic circuit 9 is to be adapted accordingly.
- the sum of the angles ⁇ Q + ⁇ ⁇ + ⁇ 2 + ... + ⁇ n is 360 °.
- the electronic circuit 9 is therefore expanded by memory elements that cannot be used for storing the currently displayed number and for storing the angles ⁇ Q, ..., ⁇ n , and is set up, in each case the elements 6, 7 upon arrival of a next count pulse by the change of the corresponding one Digits correct angle ⁇ .
- the display element 1 is equipped with intelligent sensors for detecting the displayed digit and with memory elements that cannot be stored for storing the angles ⁇ Q, ..., ⁇ n , so that the elements 6, 7 also rotate by the correct angle ⁇ when a next count pulse arrives .
- a lens for the optical enlargement of the numbers shown is arranged above each display element 1 (FIG. 1), which, with a constant visual impression, is a allows further miniaturization of the display elements 1 and a reduction in their unit costs.
- eight flaps are provided as movable elements 6, 7.
- One flap 6 is assigned to each of the segments 3a, and two flaps 7 are assigned to the segment 3b.
- the bearing elements 5 for the rotatable fastening of the flaps 6, 7 are arranged such that the flaps 6, 7 are rotatable about an axis arranged perpendicular to the surface 2 of the display element 1.
- the flaps 6 are dimensioned such that they can completely cover a segment 3a, the flaps 7 so that they can cover approximately half the length of the segment 3b.
- the flaps 6, 7 are formed in the vicinity of the bearing elements 5, for example as a gear 22, in which a gear 23 of the associated drive element 8 engages.
- the drive element 8 is, for example, a micromotor manufactured in "LIGA" technology, the rotor of which is rigidly coupled to the gear 23.
- the use of a transmission consisting of at least these two gear wheels 22, 23 allows a simple translation between the drive element 8 and the corresponding flap 6, 7, so that on the one hand the micromotor has to apply a lower torque and on the other hand a more precise adjustment of the rotational position the flaps 6, 7 is possible.
- each flap 6, 7 either covers the associated segment 3a, 3b or exposes it.
- two cams 24, 25 serving as stops are provided, which limit the freedom of movement of the flaps 6, 7.
- the drive element 8 is activated for a predetermined period of time, which ensures that the assigned flap 6 or 7 is moved as far as the stop on the corresponding cam 24 or 25.
- flaps displaceable along an axis can also be used.
- a combination of a rotary and a translational movement is also conceivable. Examples of such elements and a technology for making such elements are disclosed in Muller et al., U.S. Patent No. 4,740,410. described, which is hereby inserted as a reference.
- FIG. 6 shows a display element 27 designed as a matrix with 5x7 pixels 26.
- the pixels 26 represent first partial areas of a predetermined color and are arranged in five columns and seven rows.
- the background area has, as the second partial area 4, a color that clearly contrasts with the pixels 26.
- a movable element 28 is assigned to each pixel 26, so that each pixel 26 can be covered individually.
- the elements 28 are of the same color as the background area 4.
- the display element 27 is provided with an integrated electronic circuit 31 for controlling the elements 28.
- the circuit 31 has a counting pulse and a reset input, as well as an overflow output.
- a digit is displayed analogously to a display element formed with light-emitting diodes, in that the "luminous" pixels 26 are visible and the "non-luminous” pixels 26 are covered by the associated element 28.
- the elements 28 are held on the bearing elements 5 so as to be rotatable about an axis perpendicular to the surface 2 of the display element 27.
- the rotational movement of each element 28 is through two cams 24, 25 serving as stops are limited so that the associated pixel 26 is visible when the element 28 stops on the cam 24 and is not visible when it stops on the cam 25.
- photodiodes 29, 30 with an evaluation circuit are also integrated in the surface 2 of the display element 27 and connected to the circuit 31.
- the photodiodes 29, 30 and the evaluation circuit represent an intelligent sensor with which the position of the element 28 in natural ambient light can be detected electronically at any time, in particular after a power supply failure.
- the circuit 31 is therefore set up to query the position of all 5 ⁇ 7 elements 28 each time it is supplied with voltage again after an interruption. As soon as the circuit 31 receives a counting pulse, the circuit 31 ensures that the elements 28 are rotated up to the stop on the cam 24 if the corresponding pixel 26 has to be visible, or up to the stop on the cam 25 if the corresponding pixel 26 does not must be visible.
- the element 28 can be manufactured in an expanded "LIGA" technology and, as shown in FIG. 7, preferably contains a rotor 32 made of electrically conductive material, which acts as a drive element in the side of the element 28 facing the surface 2 ( Fig. 6) is integrated.
- the surface 2 of the display element 27 is formed with integrated stators 33 for driving and a bolt for mounting the element 28.
- the number of rotor blades is e.g. four, the number of stators 33 eight.
- the electronic circuit 31 is constructed similarly to the circuit block 9 shown in FIG. 2 and will not be described in more detail here.
- the display element 27 can be produced as any display element with m x n columns and rows.
- Other sensors in particular of a capacitive type, can also be used to control the photodiodes 29, 30. It is also possible to provide the display element 27 with further electrical outputs, so that the number displayed and detected by the sensors after a power failure can be transmitted to the outside.
- a captive memory element can take over the function of the sensors.
- the formation of the display element 27 with the counting pulse input 10 and the reset input 11 permits serial control for displaying a new number or a new character, by first setting the reset input 11 and then assigning the counting pulse input 10 one of the numbers or characters Number of counts is transmitted.
- the reset input 11 assigns the counting pulse input 10 one of the numbers or characters Number of counts is transmitted.
- there is a large number of inputs so that a new number or a new character can be set at least partially as a unit.
- micromechanical display elements 1, 27, which are designed as an electronic chip with micromechanical elements, have several advantages. This means that they can be read by the eye even when there is no power supply. If they are equipped with intelligent sensors, they also represent an unusable memory and are therefore particularly suitable for counters. The space required in depth is much less than with a conventional counter. Finally, they can be mounted directly on a circuit board like a semiconductor component. Smaller ones Inaccuracies in the design of the micromechanical elements hardly affect the visual impression that the display element conveys to a human viewer.
- the partial areas 3, 4 can also produce other optical effects, which e.g. based on diffraction and / or interference.
Landscapes
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- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
Description
AnzeigeelementDisplay element
Die Erfindung betrifft ein Anzeigeelement der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.The invention relates to a display element of the type mentioned in the preamble of claim 1.
Solche Anzeigeelemente eignen sich beispielsweise zur Anzeige des Kilometerstandes in Fahrzeugen, des Füllstandes eines Tanks, eines Verbrauchswertes in Zählern aller Art, etc.Such display elements are suitable, for example, for displaying the mileage in vehicles, the fill level of a tank, a consumption value in meters of all kinds, etc.
Aus der schweizerischen Patentschrift CH 633 902 ist eine elektrostatische Miniaturanzeigeanordnung bekannt. Die Anzeigeanordnung besteht aus metallischen Klappen, die in Ausnehmungen eines Substrates angeordnet und mittels eines elektrostatischen Feldes um eine vorgegebene Achse drehbar sind. Mehrere Klappen sind z.B. zu einer 7-Segment Anzeige zusammengefasst. Zur Darstellung einer bestimmten Ziffer werden die entsprechenden Klappen der 7-Segment Anzeige aus der Ruheposition ausgelenkt. Die dargestellten Ziffern sind unter normalen Beleuchtungsverhältnissen sichtbar. Bei einem Ausfall der Energieversorgung drehen alle Klappen in ihre Ruhelage zurück: die Anzeige ist nicht unverlierbar.An electrostatic miniature display arrangement is known from the Swiss patent specification CH 633 902. The display arrangement consists of metallic flaps which are arranged in recesses in a substrate and can be rotated about a predetermined axis by means of an electrostatic field. Several flaps are e.g. combined into a 7-segment display. To display a specific number, the corresponding flaps of the 7-segment display are deflected from the rest position. The numbers shown are visible under normal lighting conditions. In the event of a power failure, all flaps turn back to their rest position: the display is not lost.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anzeigeelement zu schaffen, das die beiden Funktionen Anzeigen und unverlierbar Speichern eines Wertes vereint und das Ablesen des angezeigten Wertes auch im spannungslosen Zustand ermöglicht.The invention has for its object to provide a display element that combines the two functions of displaying and capturing a value and capturing the displayed value even in a de-energized state.
Die Erfindung besteht in den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The invention consists in the features specified in claim 1. Advantageous configurations result from the dependent claims.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing.
Es zeigen: Fig. 1 ein als 7-Segment Anzeige ausgebildetes Anzeigeelement,1 shows a display element designed as a 7-segment display,
Fig. 2 eine im Anzeigeelement integrierte elektronische Schaltung, Fig. 3 ein aus mehreren Anzeigeelementen gebildetes Zählwerk,2 an electronic circuit integrated in the display element, FIG. 3 a counter formed from a plurality of display elements,
Fig. 4 eine zweite Ausführung eines 7-Segment Anzeigeelementes,4 shows a second embodiment of a 7-segment display element,
Fig. 5 eine dritte Ausführung eines 7-Segment Anzeigeelementes,5 shows a third embodiment of a 7-segment display element,
Fig. 6 ein als Matrix mit 5x7 Pixeln ausgebildetes Anzeigeelement und6 shows a display element designed as a matrix with 5x7 pixels and
Fig. 7 eine Rotor - Stator Anordnung.7 shows a rotor-stator arrangement.
Die Fig. 1 zeigt ein Anzeigeelement 1 zur Darstellung der Ziffern "0" bis "9". Die einem Beobachter zugewandte Oberfläche 2 des Anzeigeelementes 1 weist sieben erste Teilflächen 3 und eine zweite Teil¬ fläche 4 auf. Die ersten Teilflächen 3 stellen die Balken oder Segmente einer 7-Segment Anzeige dar, die zweite Teilfläche 4 riimmt den restlichen Platz auf der Oberfläche 2 ein. Die Teilflächen 3 weisen eine vorbestimmte Farbe auf, die sich von der Farbe der als Hintergrund dienenden Teilfläche 4 möglichst kontrastreich unterscheidet. Beispiele für vorteilhafte Farbkombinationen sind rot/weiss oder weiss/schwarz. Die Oberfläche 2 ist weiter mit sechs Lagerelementen 5 in der Form von vorstehenden Zapfen zur Lagerung von je einem beweglichen Element 6 oder 7 versehen, wobei die Elemente 6, 7 um den entsprechenden Zapfen 5 drehbar sind. Die Elemente 6, 7 sind als zur Oberfläche 2 planparallele, scheibenförmige Gebilde ausgestaltet. Die Form der Elemente 6, 7 ist, wie aus der Fig. 1 ersichtlich, dergestalt, dass ein an den vier äusseren Ecken des Anzeigeelementes 1 angeordnetes Element 6 entsprechend seiner Drehlage jeweils eine, beide oder keine der beiden in seiner Ecke zusammenlaufenden Teilflächen 3 von der Spitze bis zur Mitte abdecken kann. Die beiden Elemente 7 sind so ausgebildet, dass sie von den in der Form eines "T" an ihrem Zapfen 5 zusammentreffenden Teilflächen 3 keine, nur eine, zwei oder alle drei abdecken können. Die Farbe der Elemente 6 und 7 ist möglichst die gleiche wie die Farbe der Hintergrundfläche 4. Der Klarheit der Zeichnung wegen sind nur zwei Elemente 6 und ein Element 7 gezeichnet. Die Elemente 6, 7 können nun je einzeln in eine solche Drehlage gebracht werden, dass jede einzelne Teilfläche 3 entweder vollständig sichtbar oder bis auf einen kleinen Flächenanteil in der Mitte der beiden sie bedeckenden Elemente 6 bzw. 7 abgedeckt und somit unsichtbar ist. Somit sind die Ziffern "0" bis "9" mit dem Anzeigeelement 1 als 7-Segment Anzeige darstellbar.1 shows a display element 1 for displaying the digits "0" to "9". The surface 2 of the display element 1 facing an observer has seven first partial surfaces 3 and a second partial surface 4. The first partial areas 3 represent the bars or segments of a 7-segment display, the second partial area 4 takes up the remaining space on the surface 2. The subareas 3 have a predetermined color which differs from the color of the subarea 4 serving as background with as much contrast as possible. Examples of advantageous color combinations are red / white or white / black. The surface 2 is further provided with six bearing elements 5 in the form of protruding pins for mounting one movable element 6 or 7 each, the elements 6, 7 being rotatable about the corresponding pin 5. The elements 6, 7 are designed as parallel to the surface 2, designed disk-shaped structures. 1, the shape of the elements 6, 7 is such that an element 6 arranged at the four outer corners of the display element 1, depending on its rotational position, has one, both or none of the two partial surfaces 3 converging in its corner can cover the top to the middle. The two elements 7 are designed such that they can cover none, only one, two or all three of the partial surfaces 3 that meet in the form of a “T” on their pin 5. The color of the elements 6 and 7 is, if possible, the same as the color of the background area 4. For the sake of clarity of the drawing, only two elements 6 and one element 7 are drawn. The elements 6, 7 can now be brought individually into such a rotational position that each individual partial surface 3 is either completely visible or covered except for a small area in the middle of the two elements 6 and 7 covering it and is therefore invisible. Thus, the digits "0" to "9" can be displayed with the display element 1 as a 7-segment display.
Damit die Ziffern entsprechend einem vorgegebenen Wert oder inkremental aufgrund von Zählimpulsen einstellbar sind, ist jedes Element 6, 7 starr mit einem in der Fig. 1 nicht sichtbaren Antriebselement 8 gekoppelt. Weiter enthält das Anzeigeelement 1 einen elektronischen Schaltungsblock 9 zur Steuerung der Antriebselemente 8. Ein Blockschaltbild des Schaltungsblockes 9 ist in der Fig. 2 dargestellt. DerSo that the digits can be set according to a predetermined value or incrementally on the basis of counting pulses, each element 6, 7 is rigidly coupled to a drive element 8 that is not visible in FIG. 1. The display element 1 also contains an electronic circuit block 9 for controlling the drive elements 8. A block diagram of the circuit block 9 is shown in FIG. 2. The
Schaltungsblock 9 weist einen Eingang 10 für Zählimpulse und einen Reset Eingang 11, sechs Ausgänge 12 zur Steuerung der Antriebselemente 8 sowie einen Überlaufausgang 13 auf. Am Eingang 10 eintreffende Zählimpulse werden einem wie ein BCD-Baustein (binary coded display) ausgebildeten Schaltungsblock 14 zugeführt, der über sieben Ausgänge 15 zur direkten Ansteuerung eines handels- übüchen 7-Segment Displays, sowie einen Überlaufausgang 13 verfugt. Die sieben Ausgänge 15, deren logischer Zustand angibt, ob eine als Segment dienende Teilfläche 3 (Fig. 1) sichtbar sein soll oder nicht, sind einer Schnittstellenschaltung 16 zugeführt, welche für die Elemente 6, 7 entsprechend den abzudeckenden Segmenten 3 die Drehlage ermittelt und die Antriebselemente 8 ansteuert. Die konkrete Ausgestaltung der Schnittstellenschaltung 16 ist im wesentlichen bestimmt durch die Art der Antriebs- elemente 8. Über den Reset Eingang 11 ist das Anzeigeelement 1 auf die Ziffer "0" zurücksetzbar. Jeder zehnte am Eingang 10 eintreffende Zählimpuls löst einen Impuls am Überlaufausgang 13 aus. Es ist nicht erforderlich, die Funktionen des Schaltungsblockes 14 und der Schnittstellenschaltung 16 getrennt auszuführen. Es kann auch ein einziger Schaltungsblock vorgesehen sein, der die nötige elektronische Verarbeitung ab Eintreffen eines Zählimpulses bis zur Anzeige der entsprechenden Ziffer direkt ausführt.Circuit block 9 has an input 10 for counting pulses and a reset input 11, six outputs 12 for controlling the drive elements 8 and an overflow output 13. Counting pulses arriving at input 10 are fed to a circuit block 14 which is designed as a BCD component (binary coded display) and has seven outputs 15 for direct control of a conventional 7-segment display and an overflow output 13. The seven outputs 15, the logical state of which indicates whether a partial area 3 (FIG. 1) serving as a segment should be visible or not, are fed to an interface circuit 16 which determines the rotational position for the elements 6, 7 corresponding to the segments 3 to be covered and controls the drive elements 8. The specific configuration of the interface circuit 16 is essentially determined by the type of drive elements 8. The display element 1 can be reset to the number "0" via the reset input 11. Every tenth counting pulse arriving at input 10 triggers a pulse at overflow output 13. It is not necessary to perform the functions of the circuit block 14 and the interface circuit 16 separately. A single circuit block can also be provided, which directly carries out the necessary electronic processing from the arrival of a counting pulse until the corresponding number is displayed.
Zur Darstellung einer aus mehreren Ziffern bestehenden Zahl sind, wie in der Fig. 3 gezeigt, mehrere Anzeigeelemente 1 in einer Kaskadenschaltung zu einer als Zählwerk dienenden Anzeigeanordnung zusammensetzbar, wobei jeweils der Überlaufausgang 13 eines Anzeigeelementes 1 mit dem Eingang 10 des die nächsthöhere Dezimalstelle anzeigenden Anzeigeelementes 1 verbunden ist. Falls eine Dezimalzahl mit einer Stelle nach dem Komma anzuzeigen ist, wie es beispielsweise bei Verbrauchszählem oder bei Kilometerzählern zur Anzeige von Zehnteln der Masseinheit der Fall ist, weist das diese Stelle anzeigende Anzeigeelement 1 bevorzugt eine andere Farbkombination als die übrigen Anzeigeelemente 1 auf. Es ist auch möglich, eine Zahl k von Segmenten vorzusehen, die von der Zahl sieben verschieden ist. Ebenso ist es möglich, mehrere Anzeigeelemente 1 zur Darstellung von mehrstelligen Zahlen zu kombinieren, wobei die angezeigte Zahl auch einem anderen Zahlensystem als dem Dezimalsystem angehören kann. Dabei ist die Zahl der Zählimpulse, die einen Impuls am Überlaufausgang 13 auslösen, entsprechend anzupassen.To display a number consisting of several digits, as shown in FIG. 3, a plurality of display elements 1 can be combined in a cascade connection to form a display arrangement serving as a counter, the overflow output 13 of a display element 1 with the input 10 of the display element displaying the next higher decimal place 1 is connected. If a decimal number with a decimal place is to be displayed, as is the case, for example, with consumption meters or with odometers for displaying tenths of the unit of measure, the display element 1 displaying this position preferably has a different color combination than the other display elements 1. It is also possible to provide a number k of segments that is different from the number seven. It is also possible to combine a plurality of display elements 1 to represent multi-digit numbers, the number displayed also being able to belong to a number system other than the decimal system. The number of counting pulses that trigger a pulse at the overflow output 13 must be adjusted accordingly.
Damit die Information über die dargestellte Ziffer bei einem Ausfall der Energieversorgung des Schaltungsblockes 9 (Fig. 2) nicht verloren geht, ist der Schaltungsblock 9 entweder mit einem unverlierbaren Speicher 18 ausgerüstet oder es sind aufdem Anzeigeelement 1 intelligente Sensoren angeordnet, mittels derer die genaue Drehlage der Elemente 6, 7 erfassbar ist. Anstelle des Speichers 18 ist dann ein Schaltungsteil vorgesehen, das die von den Sensoren gelieferten Signale umsetzt in den Wert der dargestellten Ziffer. Diese Sensoren können zudem auch eingesetzt werden, um die Drehlage der Elemente 6, 7 beim Einstellen einer neuen Ziffer genau einzuregeln. Die Sensoren können z.B. kapazitiver oder optischer Art sein.So that the information about the number shown is not lost in the event of a power failure of the circuit block 9 (FIG. 2), the circuit block 9 is either equipped with a captive memory 18 or intelligent sensors are arranged on the display element 1, by means of which the exact rotational position is arranged the elements 6, 7 can be detected. Instead of the memory 18, a circuit part is then provided which converts the signals supplied by the sensors into the value of the number shown. These sensors can also be used to precisely regulate the rotational position of the elements 6, 7 when a new number is set. The sensors can e.g. capacitive or optical type.
Das Anzeigeelement 1 weist seitliche Abmessungen auf, die vergleichbar den Abmessungen eines konventionellen Anzeigeelementes eines Zählwerkes für Verbrauchszähler aller Art wie z.B. Elektrizititäts- zähler sind und im Bereich von etwa 2*3 bis 5*8 mm^ hegen. Die linearen Abmessungen der Elemente 6, 7 betragen somit weniger als zehn, typisch eins bis vier Millimeter. Es gibt verschiedene, vorwiegend mikromechanische Technologien, die sich für die Herstellung der Elemente 6, 7 und der dazugehörigen Antriebselemente 8 eignen. Der Schaltungsblock 9, gegebenfalls der Speicher 18 und/oder die Sensoren sind vorteilhaft direkt in die Oberfläche 2 des Anzeigeelementes 1, z.B. in CMOS Technologie, integriert, wobei das Anzeigeelement 1 aus Silizium besteht.The display element 1 has lateral dimensions that are comparable to the dimensions of a conventional display element of a counter for consumption meters of all kinds, such as Electricity meters are in the range of about 2 * 3 to 5 * 8 mm ^. The linear dimensions of the elements 6, 7 are thus less than ten, typically one to four millimeters. There are various, predominantly micromechanical technologies which are suitable for the production of the elements 6, 7 and the associated drive elements 8. The circuit block 9, optionally the memory 18 and / or the sensors are advantageously directly in the surface 2 of the display element 1, e.g. in CMOS technology, integrated, the display element 1 consists of silicon.
Als Antriebselemente 8 können beispielsweise elektrostatische oder elektromagnetische Mikromotoren eingesetzt werden, bei denen ein Rotor mittels eines Stators elektrostatisch in Drehung versetzt wird. Solche Motoren sind in verschiedenen Technologien wie z.B. der Technologie des "Silicon Surface Micromachining" oder der "LIGA" (deutsches Akronym für Lithographie, Galvanoformung, Abformung) Technologie herstellbar. Eine Übersicht über verschiedene Technologien findet sich im hiermit per Referenz eingeschlossenen Artikel "A survey ofthe present State of microsystem technology" von S. Fatikow, U. Rembold und G. Wöhlke im Journal of Design and Manufacturing (1994), Heft 4, Seiten 293 - 306. Ein elektrostatischer Mikromotor mit einem besonders hohen Drehmoment ist z.B. bekannt aus dem Artikel "Integrated Electrostatic Stepper Motors, Microfabricated Sensors and Actuators, 1991, IMT, University of Neuchatel, S. 11 - 13. Aus dem genannten Artikel von S. Fatikow et al. ist auch ein elektrostatisch angetriebener Mikro-Vibromotor bekannt. Bei diesem Mikro-Vibromotor wird eine lineare Hin- und Herbewegung in die Drehbewegung eines Rotors übertragen. Der Mikro-Vibromotor bietet den Vorteil, dass er mit kleineren Spannungen als ein elektrostatischer Mikromotor auskommt. Anstelle einer elektrischen ist auch eine pneumatische Antriebsart möghch, bei der ein mittels einer Mikropumpe erzeugter Luftstrom die Elemente 6, 7 in die gewünschte Lage dreht. Eine dazu geeignete elektrostatisch angetriebene Pumpe mit einer Mikromembrane ist ebenfalls im Artikel von S. Fatikow et al. beschrieben. Bei anderen Mikropumpen erfolgt ihre Pumpbewegung unter Ausnutzung des Memoryrnetalleffektes oder eines thermisch gesteuerten Bimetallaktuators. Ebenfalls bekannt sind mikromechanische Getriebe, die als mechanische Übersetzungsstufe zwischen das Antriebselement 8 und die Elemente 6, 7 geschaltet werden können.For example, electrostatic or electromagnetic micromotors can be used as drive elements 8, in which a rotor is rotated electrostatically by means of a stator. Such motors can be manufactured in various technologies such as the technology of "Silicon Surface Micromachining" or "LIGA" (German acronym for lithography, electroforming, molding) technology. An overview of various technologies can be found in the article "A survey ofthe present State of microsystem technology" by S. Fatikow, U. Rembold and G. Wöhlke in the Journal of Design and Manufacturing (1994), volume 4, page 293 - 306. An electrostatic micromotor with a particularly high torque is known, for example, from the article "Integrated Electrostatic Stepper Motors, Microfabricated Sensors and Actuators, 1991, IMT, University of Neuchatel, pp. 11-13. From the aforementioned article by S. Fatikow et al., an electrostatically driven micro-vibromotor is also known. In this micro-vibromotor, a linear reciprocating motion is transferred into the rotary motion of a rotor. The micro-vibromotor offers the advantage that it manages with lower voltages than an electrostatic micromotor Instead of an electric one, a pneumatic drive type is also possible, in which an air flow generated by means of a micropump, the E elements 6, 7 rotates into the desired position. A suitable electrostatic powered pump with a micro membrane is also in the article by S. Fatikow et al. described. With other micropumps, their pumping movement takes place using the memory metal effect or a thermally controlled bimetal actuator. Also known are micromechanical transmissions that can be connected as a mechanical transmission stage between the drive element 8 and the elements 6, 7.
Bei einer besonderen Ausführung des beschriebenen Anzeigeelementes 1 sind die Elemente 6, 7, wie in der Fig. 4 dargestellt, als Scheiben ausgebildet, deren Rand mit Zähnen 20 versehen ist. Die Zähne 20 benachbarter Elemente 6, 7 greifen ineinander ein, so dass die Drehbewegungen aller Elemente 6, 7 starr gekoppelt sind. Zur Darstellung der Ziffern "0" bis "9" ist nur ein einziges Antriebselement 8 erforderlich. Das Antriebselement 8 dreht jedes Element 6, 7 Schritt um Schritt um einen vorbestimmten Winkel Δφ = 3607p, wobei p eine ganze Zahl bedeutet. Nach p Schritten hat sich jedes Element 6, 7 um 360° gedreht. Bei der Wahl p=10 lassen sich nacheinander die Ziffern "0", "1",..., "9" darstellen. Die Elemente 6, 7 sind nun so mit Schlitzen 21 ausgebildet, dass in jeder diskreten Drehlage ψQ = 0°, ψ\ = Δφ, cf>2 = 2*Δφ, ..., φ 9 = 9*Δφ die die entsprechende Ziffer darstellenden Segmente 3 freigelegt und die anderen Segmente 3 abgedeckt sind. Das in der Fig. 4 gezeigte Anzeigeelement 1 bringt die Ziffer "2" zur Anzeige. Bei einer Scheibe 6 ist mehr als ein Schlitz 21 gezeichnet, bei den anderen Scheiben 6, 7 ist nur ein Schlitz 21 gezeichnet. Da die Möglichkeit besteht, dass eine bestimmte Fläche der Elemente 6, 7 bei einer Drehlage φa Teil eines Schlitzes 21 sein müsste, in einer anderen Drehlage φb jedoch nicht, sind bessere Resultate mit p=l 1 oder p=13 erzielbar. In diesen Fällen ist die elektronische Schaltung 9 um eine logische Schaltung so erweitert, dass das Antriebselement 8 beim Wechsel von der Ziffer "9" zur Ziffer "0" die Elemente 6, 7 um den Winkel (p-9)*Δφ weiterdreht. Bei einer weiteren Lösung ist es möghch, dass die Drehung um den Winkel (p-9)*Δφ nicht auf einmal beim Wechsel von der Ziffer "9" zur Ziffer "0" erfolgt, sondern auf verschiedene Ziffernwechsel verteilt ist, damit eine optimale Anordnung der Schütze 21 erreicht werden kann. Die elektronische Schaltung 9 ist entsprechend anzupassen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Unterteilung in p=10 Schritte zu wählen, so dass nach zehn Schritten eine volle Umdrehung der Elemente 6, 7 um 360° vollzogen ist, wobei jedoch die Elemente 6, 7 nicht bei jedem Schritt um den gleichen Winkel Δφ gedreht werden, sondern um einen vortestimmten Winkel θn mit n=0, 1, ..., 9. Die Summe der Winkel ΘQ + θ\ + Θ2 +...+ θn beträgt also 360°. Die elektronische Schaltung 9 ist deshalb um unverüerbare Speicherelemente erweitert zur Speicherung der aktuellen dargestellten Ziffer und zur Speicherung der Winkel ΘQ, ..., θn, sowie eingerichtet, jeweils die Elemente 6, 7 beim Eintreffen eines nächsten Zahümpulses um den dem Wechsel der entsprechenden Ziffern korrekten Winkel θ zu drehen. Alternativ ist das Anzeigeelement 1 mit intelligenten Sensoren zur Erfassung der dargesteUten Ziffer und mit unverüerbaren Speicherelementen zur Speicherung der Winkel ΘQ, ..., θn eingerichtet, so dass die Elemente 6, 7 beim Eintreffen eines nächsten Zählimpulses ebenfalls um den korrekten Winkel θ drehen.In a special embodiment of the display element 1 described, the elements 6, 7, as shown in FIG. 4, are designed as disks, the edge of which is provided with teeth 20. The teeth 20 of adjacent elements 6, 7 engage in one another, so that the rotary movements of all elements 6, 7 are rigidly coupled. Only a single drive element 8 is required to represent the digits "0" to "9". The drive element 8 rotates each element 6, 7 step by step by a predetermined angle Δφ = 3607p, where p is an integer. After p steps, each element 6, 7 has rotated through 360 °. If p = 10, the digits "0", "1", ..., "9" can be displayed one after the other. The elements 6, 7 are now formed with slots 21 such that in each discrete rotational position ψQ = 0 °, ψ \ = Δφ, cf> 2 = 2 * Δφ, ..., φ 9 = 9 * Δφ which is the corresponding digit performing segments 3 are exposed and the other segments 3 are covered. The display element 1 shown in FIG. 4 displays the number "2". With one disk 6, more than one slot 21 is drawn, with the other disks 6, 7 only one slot 21 is drawn. Since there is the possibility that a certain surface of the elements 6, 7 would have to be part of a slot 21 at a rotational position φ a , but not in another rotational position φb, better results can be achieved with p = l 1 or p = 13. In these cases, the electronic circuit 9 is expanded by a logic circuit so that the drive element 8 rotates the elements 6, 7 by the angle (p-9) * Δφ when changing from the number "9" to the number "0". In another solution, it is possible that the rotation by the angle (p-9) * Δφ does not occur all at once when changing from the number "9" to the number "0", but is distributed over different number changes, so that an optimal arrangement the contactor 21 can be reached. The electronic circuit 9 is to be adapted accordingly. Another possibility is to choose a subdivision into p = 10 steps so that after ten steps the elements 6, 7 are rotated through 360 °, but the elements 6, 7 are not at the same angle with each step Δφ are rotated, but by a predetermined angle θ n with n = 0, 1, ..., 9. The sum of the angles ΘQ + θ \ + Θ2 + ... + θ n is 360 °. The electronic circuit 9 is therefore expanded by memory elements that cannot be used for storing the currently displayed number and for storing the angles ΘQ, ..., θ n , and is set up, in each case the elements 6, 7 upon arrival of a next count pulse by the change of the corresponding one Digits correct angle θ. Alternatively, the display element 1 is equipped with intelligent sensors for detecting the displayed digit and with memory elements that cannot be stored for storing the angles ΘQ, ..., θ n , so that the elements 6, 7 also rotate by the correct angle θ when a next count pulse arrives .
Bei einer vorteilhaften Ausführung ist über jedem Anzeigeelement 1 (Fig. 1) eine Linse zur optischen Vergrösserung der dargestellten Ziffern angeordnet, was bei gleichbleibendem optischem Eindruck eine weitere Miniaturisierung der Anzeigeelemente 1 und eine Senkung von deren Stückkosten ermöglicht.In an advantageous embodiment, a lens for the optical enlargement of the numbers shown is arranged above each display element 1 (FIG. 1), which, with a constant visual impression, is a allows further miniaturization of the display elements 1 and a reduction in their unit costs.
Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel eines Anzeigeelementes 1 mit k=7 Segmenten 3a, 3b. Zur Abdeckung der Segmente 3a, 3b sind als bewegüche Elemente 6, 7 acht Klappen vorgesehen. Den Segmenten 3a ist je eine Klappe 6, dem Segment 3b sind zwei Klappen 7 zugeordnet. Die Lagerelemente 5 zur drehbeweglichen Befestigung der Klappen 6, 7 sind so angeordnet, dass die Klappen 6, 7 um eine senkrecht zur Oberfläche 2 des Anzeigeelementes 1 angeordnete Achse drehbar sind. Die Klappen 6 sind so bemessen, dass sie ein Segment 3a vollständig abdecken können, die Klappen 7 so, dass sie etwa die halbe Länge des Segmentes 3b abdecken können. Die Klappen 6, 7 sind in der Nähe der Lagerelemente 5 beispielsweise als Zahnrad 22 ausgebildet, in das ein Zahnrad 23 des zugeordneten Antriebselementes 8 eingreift. Das Antriebselement 8 ist beispielsweise ein in "LIGA"-Technologie hergesteUter Mikromotor, dessen Rotor starr mit dem Zahnrad 23 gekoppelt ist. Die Verwendung eines aus wenigstens diesen beiden Zahnrädern 22, 23 bestehenden Getriebes erlaubt eine einfache Übersetzung zwischen dem Antriebs¬ element 8 und der entsprechenden Klappe 6, 7, so dass einerseits der Mikromotor ein geringeres Dreh¬ moment aufbringen muss und andererseits eine genauere EinsteUung der Drehlage der Klappen 6, 7 möglich ist. Bei der Darstellung der verschiedenen Ziffern oder Schriftzeichen deckt jede Klappe 6, 7 entweder das zugehörige Segment 3a, 3b ab oder legt es frei. Um zu erreichen, dass die Klappen 6, 7 die Segmente 3a, 3b einwandfrei abdecken oder freigeben, sind jeweils zwei als Anschlag dienende Nocken 24, 25 vorgesehen, die die Bewegungsfreiheit der Klappen 6, 7 begrenzen. Bei der Einstellung einer neuen Ziffer wird das Antriebselement 8 jeweils für eine vorbestimmte Zeitdauer aktiviert, die gewährleistet, dass die zugeordnete Klappe 6 bzw. 7 bis zum Anschlag am entsprechenden Nocken 24 oder 25 bewegt wird.5 shows a further exemplary embodiment of a display element 1 with k = 7 segments 3a, 3b. To cover the segments 3a, 3b, eight flaps are provided as movable elements 6, 7. One flap 6 is assigned to each of the segments 3a, and two flaps 7 are assigned to the segment 3b. The bearing elements 5 for the rotatable fastening of the flaps 6, 7 are arranged such that the flaps 6, 7 are rotatable about an axis arranged perpendicular to the surface 2 of the display element 1. The flaps 6 are dimensioned such that they can completely cover a segment 3a, the flaps 7 so that they can cover approximately half the length of the segment 3b. The flaps 6, 7 are formed in the vicinity of the bearing elements 5, for example as a gear 22, in which a gear 23 of the associated drive element 8 engages. The drive element 8 is, for example, a micromotor manufactured in "LIGA" technology, the rotor of which is rigidly coupled to the gear 23. The use of a transmission consisting of at least these two gear wheels 22, 23 allows a simple translation between the drive element 8 and the corresponding flap 6, 7, so that on the one hand the micromotor has to apply a lower torque and on the other hand a more precise adjustment of the rotational position the flaps 6, 7 is possible. In the representation of the various numbers or characters, each flap 6, 7 either covers the associated segment 3a, 3b or exposes it. In order to ensure that the flaps 6, 7 perfectly cover or release the segments 3a, 3b, two cams 24, 25 serving as stops are provided, which limit the freedom of movement of the flaps 6, 7. When a new number is set, the drive element 8 is activated for a predetermined period of time, which ensures that the assigned flap 6 or 7 is moved as far as the stop on the corresponding cam 24 or 25.
Anstelle der drehbaren Klappen 6, 7 können auch entlang einer Achse verschiebbare Klappen verwendet werden. Denkbar ist auch eine Kombination einer Dreh- und einer Translationsbewegung. Beispiele solcher Elemente und eine Technologie zur Herstellung solcher Elemente sind in der amerikanischen Patentschrift US 4 740410 von Muller et al. beschrieben, welche hiermit als Referenz eingefügt ist.Instead of the rotatable flaps 6, 7, flaps displaceable along an axis can also be used. A combination of a rotary and a translational movement is also conceivable. Examples of such elements and a technology for making such elements are disclosed in Muller et al., U.S. Patent No. 4,740,410. described, which is hereby inserted as a reference.
Die Fig. 6 zeigt ein als Matrix mit 5x7 Pixeln 26 ausgebildetes Anzeigeelement 27. Der Übersichtlichkeit wegen sind gleiche Elemente nicht 35mal gezeichnet, sondern nur so oft wie zum Verständnis nötig. Die Pixel 26 stellen erste Teilflächen einer vorbestimmten Farbe dar und sind in fünf Kolonnen und sieben Reihen angeordnet. Die Hintergrundsfläche weist als zweite Teilfläche 4 eine zu den Pixeln 26 deutlich konstrastierende Farbe auf. Jedem Pixel 26 ist ein beweghches Element 28 zugeordnet, so dass jedes Pixel 26 einzeln abdeckbar ist. Die Elemente 28 sind von der gleichen Farbe wie die Hintergrundsfläche 4. Das Anzeigeelement 27 ist mit einer integrierten elektronischen Schaltung 31 zur Ansteuerung der Elemente 28 versehen. Die Schaltung 31 hat einen Zählimpuls- und einen Reset Eingang, sowie einen Überlaufausgang. Die Anzeige einer Ziffer erfolgt analog zu einem mit Leuchtdioden gebildeten Anzeigeelement, indem die "leuchtenden" Pixel 26 sichtbar und die "nicht leuchtenden" Pixel 26 mittels des zugehörigen Elementes 28 abgedeckt sind. Die Elemente 28 sind an den Lagerelementen 5 um eine senkrecht zur Oberfläche 2 des Anzeigeelementes 27 stehende Achse drehbar gehalten. Die Drehbewegung jedes Elementes 28 ist durch zwei als Anschlag dienende Nocken 24, 25 so begrenzt, dass das dazugehörige Pixel 26 beim Anschlag des Elementes 28 am Nocken 24 sichtbar und beim Anschlag am Nocken 25 nicht sichtbar ist.FIG. 6 shows a display element 27 designed as a matrix with 5x7 pixels 26. For the sake of clarity, the same elements are not drawn 35 times, but only as often as is necessary for understanding. The pixels 26 represent first partial areas of a predetermined color and are arranged in five columns and seven rows. The background area has, as the second partial area 4, a color that clearly contrasts with the pixels 26. A movable element 28 is assigned to each pixel 26, so that each pixel 26 can be covered individually. The elements 28 are of the same color as the background area 4. The display element 27 is provided with an integrated electronic circuit 31 for controlling the elements 28. The circuit 31 has a counting pulse and a reset input, as well as an overflow output. A digit is displayed analogously to a display element formed with light-emitting diodes, in that the "luminous" pixels 26 are visible and the "non-luminous" pixels 26 are covered by the associated element 28. The elements 28 are held on the bearing elements 5 so as to be rotatable about an axis perpendicular to the surface 2 of the display element 27. The rotational movement of each element 28 is through two cams 24, 25 serving as stops are limited so that the associated pixel 26 is visible when the element 28 stops on the cam 24 and is not visible when it stops on the cam 25.
Bei den Nocken 24, 25 sind weiter Photodioden 29, 30 mit einer Auswerteschaltung in die Oberfläche 2 des Anzeigeelementes 27 integriert und mit der Schaltung 31 verbunden. Die Photodioden 29, 30 und die Auswerteschaltung stellen einen intelligenten Sensor dar, mit dem die Lage des Elementes 28 im natürlichen Umgebungslicht jederzeit, insbesondere nach einem Ausfall der Energieversorgung, elektronisch erfassbar ist. Die Schaltung 31 ist deshalb eingerichtet, jedesmal die Position aller 5x7 Elemente 28 abzufragen, wenn sie nach einem Unterbruch wieder mit Spannung versorgt ist. Sobald die Schaltung 31 einen Zählimpuls erhält, sorgt die Schaltung 31 dafür, dass die Elemente 28 bis zum Anschlag am Nocken 24 gedreht werden, falls das entsprechende Pixel 26 sichtbar sein muss, oder bis zum Anschlag am Nocken 25, falls das entsprechende Pixel 26 nicht sichtbar sein muss.In the case of the cams 24, 25, photodiodes 29, 30 with an evaluation circuit are also integrated in the surface 2 of the display element 27 and connected to the circuit 31. The photodiodes 29, 30 and the evaluation circuit represent an intelligent sensor with which the position of the element 28 in natural ambient light can be detected electronically at any time, in particular after a power supply failure. The circuit 31 is therefore set up to query the position of all 5 × 7 elements 28 each time it is supplied with voltage again after an interruption. As soon as the circuit 31 receives a counting pulse, the circuit 31 ensures that the elements 28 are rotated up to the stop on the cam 24 if the corresponding pixel 26 has to be visible, or up to the stop on the cam 25 if the corresponding pixel 26 does not must be visible.
Das Element 28 kann in einer erweiterten "LIGA" Technologie hergesteüt sein und enthält, wie in der Fig. 7 gezeigt, vorzugsweise einen aus elektrisch leitendem Material bestehenden Rotor 32, der als Antriebs¬ element in der der Oberfläche 2 zugewandten Seite des Elementes 28 (Fig. 6) integriert ist. Die Oberfläche 2 des Anzeigeelementes 27 ist mit integrierten Statoren 33 zum Antrieb und einem Bolzen zur Lagerung des Elementes 28 ausgebildet. Die Zahl der Rotorblätter beträgt z.B. vier, die Zahl der Statoren 33 acht. Die elektronische Schaltung 31 ist ähnüch aufgebaut wie der in der Fig. 2 dargestellte Schaltungsblock 9 und wird hier nicht näher beschrieben.The element 28 can be manufactured in an expanded "LIGA" technology and, as shown in FIG. 7, preferably contains a rotor 32 made of electrically conductive material, which acts as a drive element in the side of the element 28 facing the surface 2 ( Fig. 6) is integrated. The surface 2 of the display element 27 is formed with integrated stators 33 for driving and a bolt for mounting the element 28. The number of rotor blades is e.g. four, the number of stators 33 eight. The electronic circuit 31 is constructed similarly to the circuit block 9 shown in FIG. 2 and will not be described in more detail here.
Das Anzeigeelement 27 ist als beliebiges Anzeigeelement mit m x n Kolonnen und Reihen herstellbar. AnsteUe der Photodioden 29, 30 können auch andere Sensoren, insbesondere kapazitiver Art, eingesetzt sein. Auch ist es mögüch, das Anzeigeelement 27 mit weiteren elektrischen Ausgängen zu versehen, so dass die angezeigte und nach einem Stromunterbruch mit den Sensoren erfasste Ziffer nach aussen übertragbar ist. Weiter kann ein unverlierbares Speicherelement die Funktion der Sensoren übernehmen.The display element 27 can be produced as any display element with m x n columns and rows. Other sensors, in particular of a capacitive type, can also be used to control the photodiodes 29, 30. It is also possible to provide the display element 27 with further electrical outputs, so that the number displayed and detected by the sensors after a power failure can be transmitted to the outside. Furthermore, a captive memory element can take over the function of the sensors.
Die Ausbildung des Anzeigeelementes 27 mit dem Zählimpulseingang 10 und dem Reset Eingang 11 erlaubt eine serielle Ansteuerung zum Darstellen einer neuen Ziffer bzw. eines neuen Schriftzeichens, indem zuerst dem Reset Eingang 11 ein Setzimpuls und anschliessend dem Zählimpulseingang 10 eine der Ziffer bzw. dem Schriftzeichen zugeordnete Anzahl von Zählimpulsen übermittelt wird. Es sind jedoch auch andere Lösungen denkbar, bei denen eine grössere Anzahl von Eingängen vorhanden ist, so dass das Setzen einer neuen Ziffer bzw. eines neuen Schriftzeichens wenigstens teüweise paraUel erfolgen kann.The formation of the display element 27 with the counting pulse input 10 and the reset input 11 permits serial control for displaying a new number or a new character, by first setting the reset input 11 and then assigning the counting pulse input 10 one of the numbers or characters Number of counts is transmitted. However, other solutions are also conceivable in which there is a large number of inputs, so that a new number or a new character can be set at least partially as a unit.
Die beschriebenen mikromechanischen Anzeigeelemente 1, 27, die als elektronischer Chip mit mikromechanischen Elementen ausgebildet sind, weisen mehrere Vorteile auf. So sind sie auch bei fehlender Spannungsversorgung von Auge ablesbar. Weiter stellen sie bei entsprechender Ausrüstung mit intelligenten Sensoren einen unverüerbaren Speicher dar und sind deshalb für Zählwerke besonders geeignet. Der Platzbedarf in die Tiefe ist wesentlich geringer als bei einem herkömmhchen Zählwerk. Schliesslich sind sie wie ein Halbleiterbauelement direkt auf einer Leiterplatte montierbar. Kleinere Ungenauigkeiten in der Ausgestaltung der mikromechanischen Elemente wirken sich kaum auf den optischen Eindruck aus, den das Anzeigeelement einem menschlichen Betrachter vermittelt.The described micromechanical display elements 1, 27, which are designed as an electronic chip with micromechanical elements, have several advantages. This means that they can be read by the eye even when there is no power supply. If they are equipped with intelligent sensors, they also represent an unusable memory and are therefore particularly suitable for counters. The space required in depth is much less than with a conventional counter. Finally, they can be mounted directly on a circuit board like a semiconductor component. Smaller ones Inaccuracies in the design of the micromechanical elements hardly affect the visual impression that the display element conveys to a human viewer.
Anstelle kontrastierender Farben können die Teilflächen 3, 4 auch andere optische Effekte erzeugen, die z.B. auf Beugung und/oder Interferenz beruhen. Instead of contrasting colors, the partial areas 3, 4 can also produce other optical effects, which e.g. based on diffraction and / or interference.
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0306821A1 (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic device with calendar function |
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1995
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