DE69410158T2 - Elektronische Anzeigesteueranordnung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Anzeige und vorzugsweise eine Taktschaltung mit variabler Geschwindigkeit zum Steuern der Anzeige.
• Elektronische Anzeigen sind auf dem Gebiet bekannt. So wie der Begriff "elektronische Anzeige" hier verwendet wird, repräsentiert er jedes elektronisch gesteuerte Terminal oder Monitor zur Anzeige graphischer und/oder alphanumerischer Symbole. Eine elektronische Anzeige umfaßt jede aktive oder passive Anzeigevorrichtung. Zu aktiven Vorrichtungen zählen Anzeigen, die die verschiedenen lichtemittierenden Vorgänge wie beispielsweise Katodolumineszenz, Photolumineszenz, Elektrolumineszenz, Plasmazerfall und Schwarzkörperstrahlung verwenden. Die Kathodolumineszenz umfaßt Kathodenstrahlröhren (CRTs), die Photolumineszenz umfaßt Vorrichtungen zur Entladung von farbigem Gas und Leuchtstofflampen, und zu den elektrolumineszenten Vorrichtungen gehören lichtemittierende Dioden (LEDs). Plasmazerfall und Schwarzkörperstrahlung werden üblicherweise bei Gasentladungstafeln bzw. Wolframfilamentprojektionsvorrichtungen verwendet. Zu den passiven Anzeigen zählen jene Anzeigen, die durch lichtabsorbierende oder lichtreflektierende Prozesse gesteuert sind. Zu den passiven Anzeigen gehören elektromechanische, elektrochromerische, elektropolarisierende und elektrophoretische Anzeigetechniken. Die gängigste passive Anzeige, welche die Elektropolarisation verwendet, umfaßt Flüssigkristallanzeigen (LCDs).
• Ein Objekt (alphanumerisches Zeichen oder graphische Darstellung) kann von elektronischen Anzeigen unter Verwendung verschiedener Fontgeometrien präsentiert werden. Eine CRT beispielsweise verwendet üblicherweise ein großes Array von Pixeln, die über die gesamte Anzeigefläche angeordnet sind. Ein oder mehrere Pixel können beleuchtet werden, um einen Bereich des gewünschten Objektes zu registrieren. Somit werden CRTs häufig zur Darstellung alphanumerischer oder graphischer Objekte verwendet. Passive Anzeigen wie LCDs verwenden häufig sieben oder zehn Segmentfonts. Anstelle eines über die gesamte Bildschirmfläche angeordneten Pixelarrays sind die Segmente auf einem Teil der Bildschirmfläche angeordnet. Wenn ein oder mehrere Segmente beleuchtet werden, bildet sich ein entsprechendes alphanumerisches Symbol. Abhängig von der gewählten Anzeigetechnik sind verschiedene Fonttypen geeignet.
• Ungeachtet der gewählten Anzeigetechnik oder des angezeigten Fonts sind elektronische Anzeigen im allgemeinen an die menschliche Wahrnehmung anpaßbar. Durch Betätigung eines oder mehrerer an dem Anzeigengehäuse angebrachter Knöpfe kann das Objekt horizontal oder vertikal bewegt werden. Auch der Betrachtungsbereich, entweder der horizontale oder der vertikale Bereich, kann zur Anpassung an den Betrachter ausgedehnt oder zusammengezogen werden. Weiterhin weisen viele Anzeigen Schalter auf, die die "Sichtbarkeit" des angezeigten Objektes variieren können. "Sichtbarkeit" ist hier als die zur Definition der Leichtigkeit, mit der der Benutzer das Objekt wahrnimmt, quantifizierbaren Faktoren definiert. Es gibt zwei die Sichtbarkeit definierende Größen: Anzeigekontrast und -helligkeit.
• Viele herkömmliche Anzeigen weisen einen Speicher auf, der die gewünschte optimale Objektposition und den Betrachtungsbereich nach deren Einstellung speichert. Bei jedem folgenden Einschalten der Anzeige werden die Anzeigeposition und das Sichtfeld durch den Speicher adressiert und auf dem Bildschirm in der eingestellten Position - festgelegt. Die optimale Sichtbarkeit läßt sich jedoch nicht leicht einstellen und aus dem Speicher abrufen. Sichtbarkeit ist ein subjektiver Standard, der von Benutzer zu Benutzer und von Einstellung zu Einstellung variiert. Was für den einen Benutzer als optimale Kontrast- und Helligkeitseinstellung wahrgenommen werden mag, ist für den anderen Benutzer nicht optimal. Ferner können in Abhängigkeit davon, ob die Anzeige in einem hellen oder einem dunklen Raum verwendet wird, periodische Veränderungen der Helligkeit und des Kontrastes erforderlich werden. Sonnenerhellte Räume verlangen möglicherweise ein größeres Kontrastverhältnis, um die Erkennbarkeit des Objektes gegenüber dem Anzeigenhintergrund zu steigern. Deswegen muß die Sichtbarkeit daher notwendigerweise auf einfache Weise variierbar bleiben, damit jeder Benutzer die Einstellung entsprechend der jeweiligen Umgebung oder dem Geschmack des Benutzers "einstellen" kann.
• Lichtemittierende Anzeigen wie LEDs, Plasma, CRTs und Vakuumfluoreszenzanzeigen messen die Luminanz als Anzahl der emittierten Foot-Lambert.. Der Emissionsbetrag wird als Luminanz bezeichnet, und die Luminanz verändert sich über die Anzeige in Abhängigkeit davon, ob die Emission vom Objekt oder vom Hintergrund ausgeht. Die psychologische Auslegung von Luminanz wird häufig als "Helligkeit" bezeichnet. Helligkeit bei einer passiven (nicht lichtemittierenden) Anzeige wird üblicherweise als prozentualer Anteil der Helligkeit eines weißen Standardmaterials repräsentiert. Passive Anzeigen reflektieren oder absorbieren verschiedene Lichtbeträge zurück zum Auge (oder Photometer). Eine Anzeige ohne Druck reflektiert beispielsweise einen prozentualen Anteil des Standardweiß. Der mit Druck versehene Bereich reflektiert einen geringeren Prozentsatz Standardweiß. Der Reflexionsbetrag bestimmt den Helligkeitsbetrag (in der durch das Auge wahrgenommenen Form). Die Differenz zwischen dem reflektierten Hintergrund und dem reflektierten, mit Druck versehenen Bereich kann daher in Form eines Kontrastverhältnisses quantifiziert werden.
• Das Kontrastverhältnis wird im allgemeinen als eine der wichtigsten Charakteristiken einer Anzeige angesehen. Die alleinige Funktion einer Anzeige besteht darin, durch Modifizieren eines Arrays von Pixeln oder Segmenten auf einem Bildschirm Informationen zu übermitteln. Das Kontrastverhältnis gibt den Differenzbetrag zwischen einem Pixel oder Segment innerhalb einer beleuchteten Objektfläche und einem Pixel oder Segment innerhalb des Anzeigenhintergrunds an. Daher wird das Kontrastverhältnis zur Unterscheidung zwischen einem beispielsweise vollkommen eingeschalteten Pixel und einem vollkommen ausgeschalteten Pixel verwendet. Das Kontrastverhältnis wird häufig in einfachen Begriffen wie folgt definiert:
• Kontrastverhältnis = Luminanz der "eingeschalteten" Fläche (Objekt)/Luminanz der "ausgeschalteten" Fläche (Hintergrund)
• Luminanz wird häufig als Betrag der Luminanz pro Flächeneinheit, oder Lux, definiert. Also wird das Kontrastverhältnis durch Messen des Verhältnisses der eingeschalteten Luminanz und der ausgeschalteten Luminanz pro Flächeneinheit bestimmt. Die Luminanz der eingeschalteten Fläche ist als jene Fläche definiert, durch die Licht emittiert wird (aktive Anzeigen), oder jene Fläche, durch die Licht reflektiert oder absorbiert wird (passive Anzeigen).
• Wie oben erwähnt, können bei jeder Verwendung der Anzeige zahlreiche Sichtbarkeitseinstellungen (Kontrast und Helligkeit) erforderlich sein. In den meisten Fällen muß die Sichtbarkeit nur wenig verändert werden, um geringen Veränderungen bei der menschlichen Wahrnehmung und relativ geringen Veränderungen bei der Umgebungsbeleuchtung gerecht zu werden. Muß die Sichtbarkeit jedoch drastisch verändert werden, ist es von Wichtigkeit, daß sie sich schnell und präzise zu der exakten optimalen Einstellung verändern läßt.
• Das IBM Technical Disclosure Bulletin Band 36, Nummer 10, Oktober 1993, Seiten 395 bis 397, offenbart eine digitale Kontrast- und Helligkeitssteuervorrichtung flur eine Flüssigkristallanzeige. Die Helligkeit der Anzeige kann durch Drücken eines Schalters verändert werden. Ein Zeitgeber erkennt das Niederdrücken des Schalters. Falls der Schalter 0,4 Sekunden nach dem anfänglichen Drücken immer noch gedrückt ist, beginnt der Serviceprozessor mit der Inkrementierung oder Dekrementierung des Kontrastes des Helligkeitswertes um einen Schritt pro 0,1 Sekunden. Bleibt der Schalter für weniger als 0,4 Sekunden gedrückt, modifiziert der Serviceprozessor den entsprechenden Potentiometerwert um einen einzigen Schritt. Daher wird die Helligkeit entweder um einen einzigen Schritt oder ansonsten mit einer einzigen Veränderungsrate modifiziert.
• JP-A-4 069 697 offenbart eine Steuervorrichtung, die zur Einstellung der Helligkeit einen Computer verwendet.
• Die vorliegende Erfindung sieht eine Steuervorrichtung flur eine elektronische Anzeige vor, mit:
• - einem Potentiometer, das in der Lage ist, eine inkrementale Veränderung der Ausgangsspannung für eine elektronische Anzeige in Reaktion auf ein Taktsignal zu erzeugen;
• - einer Taktschaltung;
• dadurch gekennzeichnet, daß die Taktschaltung in der Lage ist, das Taktsignal mit einer Abfolge von Übergängen zu erzeugen, die mit einer zunächst niedrigen Frequenz und einer nachfolgend höheren Frequenz auftreten, wobei die Taktschaltung aufweist:
• eine bistabile Schaltung, die auf einen Trigger-Eingang (TRI) reagiert;
• einen Entladungspfad (DSCH), der zwischen der Masseversorgung und den Trigger- Eingang koppelbar ist;
• einen ersten Ladepfad eines ersten Widerstands (R7), der zwischen die Energieversorgung und den Trigger-Eingang koppelbar ist;
• einen zweiten Ladepfad eines zweiten Widerstands, der zwischen die Energieversorgung und den Trigger-Eingang koppelbar ist;
• eine Einrichtung zum Koppeln des ersten Ladepfades für eine erste Zeitspanne und zum Koppeln des Entladepfades für eine zweite Zeitspanne, wobei die zweite Zeitspanne von der ersten Zeitspanne verschieden ist;
• eine Einrichtung zum Koppeln des zweiten Ladepfades für eine dritte Zeitspanne und zum Koppeln des Entladepfades für eine vierte Zeitspanne, wobei die vierte Zeitspanne von der dritten Zeitspanne verschieden ist; und
• eine Schalteinrichtung zum Aktivieren der Taktschaltung.
• Somit erlauben die elektronische Anzeige und die erfindungsgemäße Steuervorrichtung für eine elektronische Anzeige einem Benutzer, die Sichtbarkeitsparameter der Anzeige schnell und genau einzustellen. Die Sichtbarkeit des angezeigten Objektes kann durch Betätigung eines Knopfs oder Schalters auf dem äußeren Gehäuse der Anzeige schnell und genau dem Wunsch eines neuen Benutzers entsprechend verändert werden. Eine anfängliche Betätigung des Knopfes dient zur Feineinstellung der Sichtbarkeit, während eine längere Betätigung die Sichtbarkeitseinstellung beschleunigt.
• Die Sichtbarkeitseinstellung wird durch Verwendung einer Taktschaltung mit variabler Geschwindigkeit erzielt, die mit einem elektronisch gesteuerten Potentiometer gekoppelt ist, welches mit der Energieversorgung der Anzeige in Verbindung steht. Die Taktschaltung wird durch Drücken des Knopfes oder Schalters an dem Anzeigengehäuse aktiviert. Sobald die Taktschaltung aktiviert ist, sendet die Taktschaltung ein Taktsignal mit einer ersten Taktfrequenz zu dem Potentiometer. Jeder Taktimpuls bewirkt inkrementale Veränderungen des Potentiometerausgangs, wodurch die Helligkeit des Anzeigeobjekts, des Anzeigehintergrundes oder beider inkremental zu- oder abnimmt. Eine folgende höhere Taktfrequenz des Taktsignals kann zu dem Potentiometer gesendet werden, wenn der Benutzer weiter auf den Sichtbarkeitseinstellungsknopf oder -schalter drückt. Die Impulse mit höherer Frequenz verursachen eine schnellere Inkrementierung des Potentiometers, wodurch eine schnellere (oder gröbere) Einstellung der Sichtbarkeit erfolgt. Demnach bewirkt das Drücken des Knopfes über eine eingestellte Zeitspanne während eines ersten Teils der eingestellten Zeit eine langsamere/feine Sichtbarkeitseinstellung und anschließend während eines zweiten Teils der eingestellten Zeit eine schnellere/grobe Sichtbarkeitseinstellung. Wenn der Benutzer den Knopf zu lange aktiviert und über die gewünschte Objektsichtbarkeitseinstellung hinausschießt, kann ein Umkehrknopf aktiviert werden, der bewirkt, daß die Sichtbarkeitseinstellungen zunächst um feine Einstellungsbeträge dekrementiert und dann, falls der Umkehrknopf aktiv bleibt, um grobe Einstellungsbeträge dekrementiert werden. Somit können grobe und feine Einstellungsschritte inkrementiert (z. B. Kon trast und Helligkeit erhöht) oder dekrementiert (z. B. Kontrast und Helligkeit vermindert) werden.
• Im umfassenden Sinne sieht die Anmelderin eine Steuervorrichtung für eine elektronische Anzeige vor, die ein Potentiometer aufweist, das in der Lage ist, eine inkrementale Veränderung der Ausgangsspannung für eine elektronische Anzeige in Reaktion auf ein Taktsignal zu erzeugen. Eine Taktschaltung ist in der Lage, das Taktsignal mit einer variablen Frequenz zu erzeugen, und zum Initiieren der Taktschaltung kann ein Schalter aktiviert werden. Die Taktschaltung weist eine bistabile Schaltung, die auf einen von dem Schalter herkommenden Trigger-Eingang reagiert, und eine mit der Schaltung gekoppelte Energieversorgung und Masseversorgung auf. Zwischen die Masseversorgung und den Trigger-Eingang kann ein Entladungspfad gekoppelt sein. Ein erster Ladepfad eines ersten Widerstandes kann zwischen die Energieversorgung und den Trigger-Eingang gekoppelt sein, während ein zweiter Ladepfad eines zweiten Widerstandes zwischen die Energieversorgung und den Trigger-Eingang gekoppelt sein kann. Der erste Ladepfad kann für eine erste Zeitspanne gekoppelt sein und der Entladungspfad kann für eine zweite Zeitspanne gekoppelt sein, wobei die zweite Zeitspanne von der ersten Zeitspanne verschieden erscheint. Der zweite Ladepfad kann für eine dritte- Zeitspanne gekoppelt sein und der Entladungspfad kann für eine vierte Zeitspanne gekoppelt sein, wobei die vierte Zeitspanne von der dritten Zeitspanne verschieden erscheint. Die erste und die zweite Zeitspanne sind untereinander zyklisch, die dritte und die vierte Zeitspanne sind untereinander zyklisch, und die erste und die zweite Zeitspanne treten vor der dritten und der vierten Zeitspanne auf.
• Ferner sieht die Anmelderin eine elektronische Anzeige vor. Die Anzeige weist eine Außenfläche und eine Energiequelle auf, die innerhalb der Außenfläche gehalten ist. Wenn die Taktschaltung aktiv ist, ist sie in der Lage, zunächst eine Vielzahl von Taktzyklen mit relativ niedriger Frequenz und anschließend eine Vielzahl von Taktzyklen mit relativ hoher Frequenz zu erzeugen. Die Anzeige weist ein Potentiometer mit einem Eingang und einem Ausgang auf, wobei der Eingang zum Empfang der Taktzyklen von der Taktschaltung gekoppelt ist und der Ausgang mit der Energiequelle verbunden ist. An der Außenfläche ist ein Schalter zum Aktivieren der Taktschaltung und zum inkrementalen Variieren des Potentiometerausgangs in Reaktion auf den Taktzyklus angebracht. Eine Aktivierung des Schalters bewirkt, daß eine Folge von Taktzyklen mit niedriger Frequenz zu dem Potentiometer gesendet werden, wodurch der von dem Potentiometer zu der elektronischen Anzeige gesendete Spannungsbetrag langsam ansteigt. Falls der Schalter für eine verlängerte Zeitspanne aktiv bleibt, beginnt die Taktschaltung mit der Erzeugung einer Vielzahl von Taktzyklen mit relativ hoher Frequenz, die zu dem Potentiometer gesendet werden, wodurch der von dem Potentiometer zu der elektronischen Anzeige gesendete Spannungsbetrag rascher ansteigt. Dadurch kann das Potentiometer die mit dem Energieversorgungsausgang zusammenhängenden Sichtbarkeitseinstellungen langsam einstellen (fein einstellen). Falls der Sichtbarkeitsschalter nach Verstreichen einer Feineinstellungszeitspanne betätigt bleibt, kann das Potentiometer die mit dem Energieversorgungsausgang zusammenhängenden Sichtbarkeitseinstellungen schnell einstellen (grob einstellen). Jedesmal, wenn das Potentiometer einen Impuls empfängt, wird die von der Anzeige erzeugte Energie inkremental nach oben oder nach unten justiert, je nachdem, ob der Auf oder Ab- Sichtbarkeitsschalter (z. B. Kontrast- und Helligkeitsschalter) aktiv ist. Eine Erhöhung der Taktfrequenz steigert oder mindert daher die Kontrast- und Helligkeitseinstellungen von feinen zu groben inkrementalen Beträgen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung sowie bei Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, welche zeigen:
• Fig. 1 eine Ansicht einer elektronischen Anzeige gemäß der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 2 eine Draufsicht einer elektronischen Anzeige und variablen Energiequelle gemäß der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Steuervorrichtung für eine elektronische Anzeige gemäß der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 4a-41 Zeitdiagramme von Spannungspegeln, die jeweils an verschiedenen Stellen in der Steuervorrichtung für eine elektronische Anzeige gemäß der vorliegenden Erfindung auftreten; und
• Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Teils einer Taktschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, zeigt Fig. 1 eine elektronische Anzeige 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Anzeige 10 weist ein Außengehäuse 12 und ein Sichtfenster oder einen Bildschirm 14 auf. Während die Anzeige 10 aktiv ist, können wenigstens über einen Teil des Bildschirms 14 Objekte, entweder graphischer oderalphanumerischer Art, angezeigt werden. An dem Gehäuse 12 sind eine Reihe von Schaltern oder Knöpfen 16 angebracht. Die Knöpfe 16 sind von herkömmlicher Ausgestaltung und können zum Einschalten der Anzeige 10, zum Einstellen der Position des Objektes und zum Variieren des vertikalen und horizontalen Betrachtungsbereiches gedrückt werden. Weiterhin umfassen die Knöpfe 16 Sichtbarkeitsknöpfe, die zur Steigerung und/oder Minderung von Helligkeit und Kontrast verwendet werden können. Zwei Knöpfe 16a und 16b können beispielsweise zur Steigerung bzw. Verminderung der Helligkeit verwendet werden. Zwei weitere Knöpfe 16c und 16d können beispielsweise zur Steigerung bzw. Verminderung des Kontrastes verwendet werden. Dadurch wird die Anzeige 10 zur Darstellung jeder analogen oder digitalen Informa tion, die über einen zwischen die Anzeige 10 und eine elektronische Host-Vorrichtung 18 geschalteten Leiter oder Datenbus empfangen wird, verwendet.
• Fig. 2 zeigt eine Draufsicht einer elektronischen Anzeige einschließlich eines Bildschirms 14 und einer variablen Energiequelle 20. Die Quelle 20 wird zur Ausgabe einer variablen Energiemenge verwendet. Die Energie kann Spannung mit entweder positiver oder negativer Polarität sein. Es kann beispielsweise zwischen einer Anode 22 und einer Kathode 24 variable Spannung angelegt werden, um variable Energie zu erzeugen, die zur Einstellung der Sichtbarkeit einer aktiven Lichtemissions-Anzeigevorrichtung notwendig ist. Dagegen kann die variable Quelle 20 zwischen Glasplatten und selektiv über transparente Elektroden gekoppelt sein, um die Sichtbarkeit einer passiven lichtreflektierenden oder lichtabsorbierenden Anzeigevorrichtung (z. B. einer reflektierenden LCD-Anzeige) einzustellen.
• In Fig. 3 wird die Quelle 20 mit variabler Energie (oder variablem Widerstand) am Ausgang einer Steuervorrichtung 30 für eine elektronische Anzeige erzielt. Die Anzeigesteuervorrichtung 30 weist ein Potentiometer 32 mit einem Widerstandswert auf, der durch Bewegen eines Kontaktes VW oder Wischen entlang seines Widerstandselements verändert werden kann, um einen gewünschten Ausgangswiderstandswert zuwählen. Das Potentiometer 32 weist zwei Anschlüsse, einen Hoch- und einen Niederspannungsanschluß (VH bzw. VL), auf. Die an die Anschlüsse angelegten Mindest- und Höchst-Hoch- und Niederspannungen werden durch die Spannung an dem Energieversorgungspin VDD bestimmt. Dem Wischeranschluß ist eine Spannung VW zugeordnet, die einem bewegbaren Anschluß äquivalent ist und im Bereich zwischen VL und VH liegt. Die Richtung, in der sich die Wischerspannung VW bewegt, entweder gegen VH oder gegen VL, hängt von dem logischen Zustand an dem Eingangspin U/ ab. Falls beispielsweise U/ eine relativ hohe Spannung empfängt, bewegt sich Vw gegen VH. Falls dagegen U/ eine relativ niedrige Spannung empfängt, bewegt sich VW gegen VL. Die Bewegung von VW wird inkremental durch die zu dem INC-Bar gesendeten Taktsignale ausgelöst. Der INC-Bar-Eingang wird durch eine negative Flanke getriggert. Durch das Kippen des INC-Bars wird VW bewegt und ein interner Zähler in dem Potentiometer 32 in der durch den Logikpegel an dem U/ -Eingang angegebenen Richtung entweder inkrementiert oder dekrementiert. Die Position des Wischers und der zugehörigen Spannung VW kann daher in einem leistungsunabhängigen Speicher gespeichert und dann bei einem späteren Einschaltvorgang wieder aufgerufen werden. Das Potentiometer 32 wird nur zur Veränderung der Potentiometereinstellung aktiviert, wenn Energie angelegt wird oder wenn der CS-Bar-Eingang low ist. Der an dem INC- Bar-Eingang empfangene aktuelle Zählwert wird in dem leistungsunabhängigen Speicher gespeichert, wenn der CS-Bar wieder auf high zurückgekehrt ist, während der INC-Bar ebenfalls high ist.
• Potentiometer sind auf diesem Gebiet recht gebräuchlich. Ein geeignetes Potentiometer kann bei Xicor, Corp., Milipitas, Kalifornien, Teil Nr. X9CMME, bezogen werden. Der Ausgang VW des Potentiometers 32 wird zur Steuerung der zu der Anzeige 10 gehörenden Energiequelle verwendet. Wie oben beschrieben, kann die variable Energiequelle 20 entweder an eine aktive oder an eine passive Anzeige angeschlossen werden.
• Es sei auf die Wichtigkeit dessen verwiesen, daß Fig. 3 ein zur Steuerung eines Sichtbarkeitsparameters, wie beispielsweise des Kontrastes, notwendiges Blockschaltbild darstellt. Es sei darauf hingewiesen, daß mehrere Sichtbarkeitsparameter jeweils von einer in Fig. 3 gezeigten Schaltung gesteuert werden können. Somit ist zur Steuerung anderer Sichtbarkeitsparameter wie beispielsweise der Helligkeit eine weitere Steuerschaltung erforderlich. Dementsprechend können zwei Steuervorrichtungen für elektronische Anzeigen benötigt werden, um für die Einstellung der Sichtbarkeit zu sorgen und dabei sowohl der Helligkeit (sowohl Auf als auch Ab-Knöpfe) als auch dem Kontrast (sowohl Auf als auch Ab-Knöpfe) Rechnung zu tragen.
• In Fig. 3 sind zwei Knöpfe oder Schalter gezeigt. Die als Beispiel dargestellten Knöpfe können zur Steuerung der Helligkeitssteigerungs- und -minderungseinstellungen notwendige Knöpfe, z. B. 16a und 16b, sein. Falls weder Schalter 16a noch 16b aktiviert ist, ziehen die Widerstände R1 und R2 die Eingänge auf das NAND-Gatter 34, wodurch an dem Eingang zu dem NAND-Gatter 36 eine relativ niedrige Spannung verursacht wird. Dann wird an dem C5-Bar eine resultierende Hochspannung angelegt, wodurch das Potentiometer 32 inaktiviert wird. Falls einer der Knöpfe gedrückt wird (beispielsweise Knopf 16b), empfängt das NAND-Gatter 34 einen Low-Eingang, wodurch an dem Eingang des NAND-Gatters 36 eine logische High-Spannung angesteuert wird. Dadurch wird eine sich ergebende Niederspannung an den zur Auswahl des Potentiometers 32 notwendigen C5-Bar angelegt. Sobald das Potentiometer 32 gewählt ist, ist es in der Lage, Taktsignale von einer Taktschaltung 38 zu empfangen. Die Taktschaltung 38 liefert eine Folge von Impulsen mit variabler Impulsperiode oder -frequenz an den Eingangs-INC-Bar. Falls beispielsweise der Knopf 16b gedrückt ist, ist der Eingang U/ relativ low, wodurch eine dekrementale Spannungsanpassung bei jedem Empfang eines Taktimpulses durch den INC-Bar angezeigt wird. Wenn dagegen der Knopf 16b nicht gedrückt und der Knopf 16a gedrückt ist, steigern die Impulssignale an dem INC-Bar-Eingang die Spannung an VW.
• Die Schalter 16a und 16b weisen zwei Pull-up-Widerstände R1 und R2; NAND-Gatter 34 und 36 (z. B. 74ACT132), eine Bypass-Diode D1 und ein Widerstands-Kondensator-Netzwerk R3 und C 1 auf. Der Widerstand R3 ist wesentlich größer als die Widerstände R1 und R2, und der Kondensator C1 ist ziemlich klein, wobei eine geeignete Größe bei ungefähr 0,001 uf läge. Das Widerstands-Kondensator-Netzwerk R3 und C 1 arbeitet als Tiefpaßfilter und erzeugt eine Zeitverzögerung, die von dem Potentiometer 32 benötigt wird, wenn das Signal an dem Ausgang des NAND-Gatters 34 von einer logischen Eins auf eine logische Null umschaltet. Wenn der Ausgang des NAND- Gatters 34 von einer logischen Null auf eine logische Eins umschaltet, wird die Diode D 1 eingeschaltet und lädt schnell den Kondensator C 1 auf. Ein schnell ladender Kondensator C1 macht es möglich, daß der Ausgang des NAND-Gatters 36 aktiv low wird, bevor der Ausgang des NAND-Gatters 42 auf aktiv Low geht.
• Die Taktschaltung 38 weist eine bistabile Schaltung 40 auf, die ähnlich wie ein R5- Flipflop funktioniert, wobei externe Kippeingänge von zwei Spannungskomparatoren 50 getrieben werden. Die Schaltung 40 wird ausgewählt, wenn der Eingang des Rücksetz-Bars (RST-Bar) eine logische High-Spannung empfängt. Eine Hochspannung an dem RST-Bar gibt nicht nur die Schaltung 40 frei, sondern spannt auch die Diode D3 in Gegenrichtung vor, wodurch die Spannung an dem Eingang des NAND-Gatters 42 (z. B. 74ACT132) ansteigen kann, und nach ausreichender Aufladung von C3 ermöglicht wird, daß das NAND-Gatter 42 in einen Spannungszustand umschalten kann, der von dem an seinem Eingang entwickelten Spannungspegel abhängt. Auf diese Weise garantiert ein High-Ausgang von dem NAND-Gatter 34 die Funktionsfähigkeit der Taktschaltung 38. Sobald der Ausgang des NAND-Gatters 34 auf Low geht, wird die Diode D2 in Vorwärtsrichtung vorgespannt und die Taktschaltung 38 stoppt den Ausgabebetrieb, gleichzeitig wird der Ausgang des NAND-Gatters 36 über R3 und C 1 verzögert - ein Erfordernis des Potentiometers 32 beim Speichern des Wertes der Potentiometereinstellung.
• Die Schaltung 40 weist ein Ausgangssignal auf, welches mit von den Spannungszuständen an dem Eingangs-Trigger-Pin (TRI) und Schwellen-Pin (THR) abhängenden Impulsfrequenzen taktet. Falls TRI und THR beispielsweise unter 1/3 VDD liegen, ist die OUT-Spannung hoch. Sind dagegen TRI und THR größer als 2/3 VDD, ist die OUT-Spannung niedrig. Die Spannungen an TRI und THR werden durch die Aktivierung des Entladungs-Pins (DSCH) moduliert. Sobald TRI und THR über 2/3 VDD gehen, wird der Entladungsschalter eingeschaltet, wodurch bewirkt wird, daß DSCH Spannung an C2 auf Masse entlädt. Die Ladung an TRI und THR wird über DSCH verringert, bis TRI und THR unter 1/3 VDD gehen; zu diesem Zeitpunkt wird der Entladungsschalter gesperrt und DSCH leitet keinen Strom mehr auf Masse ab. Zu diesem Zeitpunkt werden TRI und THR über C2 wieder auf ein hohes Niveau aufgeladen (2/3 VDD), wodurch sich der Lade- und Entladezyklus wiederholt. Die Schaltung 40 weist eine beliebige bistabile Schaltung auf, die Setz- und Rücksetzfähigkeiten hat, welche bei der Bildung einer monolithischen Zeitsteuerungsschaltung notwendig sind.
• Eine geeignete Schaltung 40 ist bei Texas Instruments, Inc., Dallas, Texas, Teil Nr. TLC556, erhältlich.
• Während die Spannungen an TRI und THR über den DSCH-Pin auf Masse entladen werden, können sie auf zwei verschiedene Arten geladen werden. Abhängig von dem Spannungszustand am Ausgang des NAND-Gatters 42 werden TRI und THR von einem zweiten leitenden Pfad 44 über den Widerstand R10 oder von einem ersten leitenden Pfad über den Widerstand R7 aufgeladen. Der Widerstand R7 ist absichtlich höherwertiger ausgebildet als der Widerstand R10. Ein geeigneter Widerstandswert für R7 liegt bei 100 KS2 und für R10 bei ungefähr 10 KS2, um ein hohes Verhältnis zwischen ihnen zu erzielen. Bei einer Kopplung mit dem Kondensator C2 ermöglichen die Widerstandsdifferenzen eine Aufladung des gewählten Widerstand-Kondensator- Pfades mit veränderlichen Raten, und zwar abhängig davon, welcher Widerstand ausgewählt wird. Wird beispielsweise Widerstand R7 ausgewählt, laden sich TRI und THR langsamer auf als wenn Widerstand R10 gewählt wird. Auf diese Weise ermöglicht ein schnelleres oder langsameres Aufladen von TRI und THR einen schnelleren oder langsameren Frequenzausgang von der Schaltung 40 zu dem NAND-Gatter 42.
• Im folgenden wird der Betrieb der Anzeigesteuervorrichtung 30 mit Bezug auf die Fig. 4a-41 ausführlicher beschrieben. Genauer gesagt, sind die Fig. 4a-41 Zeitdiagramme verschiedener Spannungspegel, die an den in Fig. 3 gezeigten Stellen A bis I auftreten. Bevor die Knöpfe 16a oder 16b aktiv sind, ist sowohl der in Fig. 4a gezeigte Knotenpunkt A als auch der in Fig. 4b gezeigte Knotenpunkt 4b low. Knotenpunkt C führt zu Hochspannung, wie in Fig. 4c gezeigt, um den sich verändernden Wert des Potentiometers 32 zu sperren. Da der Knotenpunkt A low ist, ist auch der in Fig. 4d gezeigte Knotenpunkt D low und der RST-Bar ist low, wodurch ein Low-Ausgang am Knotenpunkt G verursacht wird, wie in Fig. 4g gezeigt. Ein Knotenpunkt D, der low ist, gewährleistet ungeachtet der Spannung an dem Knotenpunkt G stets einen High- Ausgang von dem NAND-Gatter 42 und, daß das NAND-Gatter 42 nicht kippt.
• Die Betätigung eines der Knöpfe 16a oder 16b verursacht zum Zeitpunkt t1 ein Ansteigen des Knotenpunkts A auf eine Hochpegelspannung. Sobald der Knotenpunkt A auf High geht, geht der Knotenpunkt B nach einer bestimmten Verzögerungszeitspanne td (abhängig vom Wert des Einschaltwiderstandes der Diode D 1 und des Kondensators C 1) auf High. Dementsprechend geht der Knotenpunkt C auf Low, wodurch das Potentiometer 32 freigegeben wird. Eine logische High-Spannung am Knotenpunkt A verursacht ferner eine langsame Spannungserhöhung am Knotenpunkt D, die durch den Wert des Widerstands R4 und des Kondensators C4 vorgegeben wird (d. h., die Diode D2 ist zu diesem Zeitpunkt in umgekehrter Richtung vorgespannt). Sobald der Knotenpunkt D auf High geht, kippen die Taktsignale an dem Knotenpunkt G das NAND- Gatter 42 und inkrementieren oder dekrementieren die Spannung VW des Potentiometers 32.
• Wie oben beschrieben, ermöglicht eine Hochspannung am RST-Bar-Eingang ein Kippen von OUT zwischen einem High- und einem Low-Zustand, und zwar abhängig von den Werten von C2, R8, R7 und R10. Das Laden und Entladen von TRI und THR am Knotenpunkt F ist in Fig. 4f dargestellt. Knotenpunkt F wird über einen leitenden Pfad zwischen VDD und VSS und über die Widerstände R7, R8 und den Kondensator - C2 auf ein Niveau von 2/3 VDD aufgeladen. Danach wird der Kondensator C2 über den Widerstand R8 durch DSCH auf Masse entladen, sobald TRI und THR eine Spannung von 2/3 VDD erreichen. Unter der Voraussetzung, daß der RST-Bar high bleibt, wird das Laden und Entladen des Kondensators C2 am Knotenpunkt F wiederholt. Falls Knopf 16a oder 16b nach einer bestimmten Zeitspanne gedrückt bleibt, lädt die Spannung am Knotenpunkt G schließlich den Knotenpunkt H über den Widerstand R9 und den Kondensator C3 auf einen relativ hohen Wert auf und zwingt den Ausgang des NAND-Gatters 42 am Knotenpunkt I auf einen Low-Pegel. Die Spannungszustände an den Knotenpunkten H und I sind in den Fig. 4h bzw. 41 dargestellt.
• Sobald der Knotenpunkt I auf Low geht, wird der Hilfsladepfad 44 aktiv. Der erste Ladepfad über den Widerstand R7 ist immer aktiv, wenn DSCH nicht aktiv low ist. Der Hilfsladepfad wird aufgrund des Einschaltens des Transistors Q1 aktiviert, wenn der Knotenpunkt I einer niedrigen logischen Spannung gleichkommt. Q1 wird nicht eher eingeschaltet, bis Strom über den Widerstand R6 auf Masse gezogen wird, wenn dex Knotenpunkt I low ist. Das Widerstands-Dividiereinrichtungs-Netzwerk R5 und R6 gewährleistet, daß der bipolare Transistor Q1 eingeschaltet bleibt, wenn der Knotenpunkt I low ist, und ausgeschaltet bleibt, wenn der Knotenpunkt I high ist. Der zweite Ladepfad 44 umfaßt den Einschaltwiderstand von Transistor Q 1 und Widerstand R 10 parallel mit Widerstand R7. Vorzugsweise ist der Widerstand R7 um ein Mehrfaches größer als Einschaltwiderstand Q1 und Widerstand R10. Die Taktzyklen mit höherer Frequenz haben eine Anstiegszeit, die im wesentlichen gleich (R7 + R8)C2 ist, und eine Entladezeit, die im wesentlichen gleich R8 · C2 ist. Ähnlich haben die Taktzyklen mit niedrigerer Frequenz eine Anstiegszeit von ungefähr {[(R10 · R7)/ (R10 + R7)]+R8} · C2, und eine Entladezeit, die ungefähr gleich R8 · C2 ist.
• Durch die Aktivierung des zweiten (oder Hilfs-)Ladepfades 44 können TRI und THR mit einer viel schnelleren Rate als in Fig. 4f gezeigt aufgeladen werden. Schnellere Aufladeraten werden in einen höheren Frequenzausgang der Schaltung 40 an dem Knotenpunkt G umgesetzt, wie dies in Fig. 4g gezeigt ist. Dementsprechend kippt der Knotenpunkt E ebenfalls bei einer höheren Frequenz, wodurch das Potentiometer 32 mit einer schnelleren Rate inkrementiert oder dekrementiert wird. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird die Schaltung 43 durch den Spannungszustand am Knotenpunkt G getrieben. Wenn der Knotenpunkt G eine logische High-Spannung ist, wird die Diode D4 in Vorwärtsrichtung vorgespannt, so daß der Kondensator C3 über den Widerstand R9 laden kann. Geht der Knotenpunkt G auf einen logischen Low-Pegel, schaltet sich die Diode D4 aus, so daß die Ladung an dem Kondensator C3 beibehalten werden kann. Wenn der Knotenpunkt G wieder in einen logischen High-Zustand zurückkehrt, wird die Diode D4 wieder eingeschaltet, so daß C3 wieder (auf einen hohen Pegel) laden kann. Die Schaltung 43 gestattet eine relativ lange Ladezeit, wobei eine kostengünstigere Konfiguration (d. h. ein kostengünstiger Kondensator C3) verwendet wird.
• Dementsprechend geht aus der vorliegenden Erfindung hervor, daß die Anzeigesteuervorrichtung 30 für jede Sichtbarkeitsanzeigeneinstellung verwendet werden kann und die Einstellung bei der Energieversorgung mit veränderlichen Raten oder Frequenzen inkrementieren kann. Zunächst wird die Energieversorgung 2d langsam (d. h. mit einer langsameren Eingangstaktfrequenz) inkrementiert oder dekrementiert. Falls der Knopf 16 nach einer bestimmten Zeitspanne aktiv bleibt, wird die Energieversorgung mit einer viel schnelleren Rate (d. h. mit einer schnelleren Eingangstaktfrequenz) inkrementiert oder dekrementiert. Auf diese Weise kann der Benutzer die Sichtbarkeitseinstellung während der Anfangsphasen der Sichtbarkeitsveränderung langsam von einem Wert zu einem anderen Wert inkrementieren (feineinstellen). In den meisten Fällen brauchen nur geringe Veränderungen vorgenommen zu werden, da die Benutzervorlieben im allgemeinen nur wenig variieren. Demnach können die meisten Veränderungen mit einer Feineinstellung von höherer Präzision vorgenommen werden. Falls die Präferenz des Benutzers eine Grobeinstellung verlangt, braucht der Benutzer lediglich die konstante Aktivierung des Knopfes beizubehalten, um die Sichtbarkeitseinstellungsrate zu erhöhen. Das Maß der Feineinstellung vor der Grobeinstellung kann in Abhängigkeit von den für den Widerstand R9 und den Kondensator C3 gewählten Werten variiert werden. Bei dem gezeigten bevorzugten Beispiel liegen die geeigneten Widerstands- und Kondensatorwerte für den Widerstand R9 und den Kondensator C3 bei 100KΩ bzw. 0,001 uf. Eine Erhöhung des Widerstands bei den Widerstands- oder Kondensatorwerten sorgt für eine längere Feineinstellungszeit vor der Grobeinstellung. Werden dagegen die Werte für den Widerstand R9 und den Kondensator C3 verringert, verkürzt sich die Feineinstellungszeitspanne, wodurch ggf. mehr Zeit für die Grobeinstellung geboten wird.
• In Fig. 5 ist eine bistabile Schaltung 40 dargestellt. Die Schaltung 40 weist ein RS- Flipflop 46, eine n-Kanal-FET-Vorrichtung 48, zwei Spannungskomparatoren 50, ein Widerstands-Dividiereinrichtungs-Netzwerk und eine Inverter-/Puffer-Ausgabevorrichtung 52 auf. Die an dem TRI- und THR-Eingang erfaßten Spannungen steuern den Spannungspegel an OUT. THR und TRI sind miteinander verbunden (siehe Fig. 3), und die Spannungspegel an TRI und THR werden von der Spannung an DSCH moduliert. Wenn der Knotenpunkt F 2/3 VDD übersteigt, wird das R5-Flipflop rückgesetzt, und wenn der Knotenpunkt unter 1/3 VDD liegt, wird das R5-Flipflop gesetzt.
• Für den Fachmann auf dem Gebiet mit dem Vorteil der vorliegenden Offenbarung ist ersichtlich, daß davon ausgegangen wird, daß diese Erfindung bei zahlreichen Typen elektronischer Anzeigen, entweder aktiven oder passiven Anzeigen, und anderen Lastschaltungen oder Vorrichtungen, die eine breite Steuerungsspanne mit anfänglicher Fein- und anschließender Grobsteuerungsauflösung erfordern, einsetzbar ist. Ferner sei auch darauf hingewiesen, daß die gezeigte und beschriebene Form der Erfindung als gegenwärtig bevorzugtes Ausführungsbeispiel anzusehen ist. Es können verschiedene Modifikationen und Veränderungen vorgenommen werden, ohne vom in den Ansprüchen angegebenen Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispiele für Modifkationen können verschiedene Veränderungen bei den Widerstands- oder Kondensatorwerten sowie Veränderungen an der internen Schaltungsanordnung der Schaltung 40 und des Potentiometers 32 beinhalten, vorausgesetzt, daß die Schaltung 40 und das Potentiometer 32 auf einen variablen Taktschaltungsausgang hin einen variablen Spannungsausgang liefern.

Claims (11)

1. Steuervorrichtung für eine elektronische Anzeige, mit:

- einem Potentiometer (32), das in der Lage ist, eine inkrementale Veränderung der Ausgangsspannung für eine elektronische Anzeige (14) in Reaktion auf ein Taktsignal zu erzeugen;

- einer Taktschaltung (38);

- einer Energieversorgung und einer Masseversorgung;

dadurch gekennzeichnet, daß die Taktschaltung in der Lage ist, das Taktsignal mit einer Abfolge von Übergängen zu erzeugen, die mit einer zunächst niedrigen Frequenz und einer nachfolgend höheren Frequenz auftreten, wobei die Taktschaltung aufweist:

eine bistabile Schaltung (40), die auf einen Trigger-Eingang (TRI) reagiert;

einen Entladungspfad (DSCH), der zwischen der Masseversorgung und den Trigger- Eingang koppelbar ist;

einen ersten Ladepfad eines ersten Widerstands (R7), der zwischen die Energieversorgung und den Trigger-Eingang koppelbar ist;

einen zweiten Ladepfad eines zweiten Widerstands (44), der zwischen die Energieversorgung und den Trigger-Eingang koppelbar ist;

eine Einrichtung zum Koppeln des ersten Ladepfades für eine erste Zeitspanne und zum Koppeln des Entladepfades für eine zweite Zeitspanne, wobei die zweite Zeitspanne von der ersten Zeitspanne verschieden ist;

eine Einrichtung zum Koppeln des zweiten Ladepfades für eine dritte Zeitspanne und zum Koppeln des Entladepfades für eine vierte Zeitspanne, wobei die vierte Zeitspanne von der dritten Zeitspanne verschieden ist; und

eine Schalteinrichtung (16) zum Aktivieren der Taktschaltung.

2. Anzeigesteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Potentiometer aufweist: einen Auf-/Ab-Wähleingang, der zum Empfangen eines Aufwärts-Spannungspegels von der Schalteinrichtung gekoppelt ist;

einen zum Empfangen des Taktsignals gekoppelten inkrementierenden Eingang;

wobei die variable Ausgangsspannung bei jedem Übergang von Low nach High des Taktsignals um einen festen Betrag ansteigt.

3. Anzeigesteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Potentiometer aufweist:

einen Auf-/Ab-Wähleingang, der zum Empfangen eines Abwärts-Spannungspegels von der Schalteinrichtung gekoppelt ist;

einen zum Empfangen des Taktsignals gekoppelten inkrementierenden Eingang;

wobei die variable Ausgangsspannung bei jedem Übergang von Low nach High des Taktsignals um einen festen Betrag abnimmt.

4. Anzeigesteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die erste Zeitspanne und die zweite Zeitspanne untereinander zyklisch sind und die erste und zweite Zeitspanne vor der dritten und vierten Zeitspanne auftreten.

5. Anzeigesteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der erste Widerstand größer als der zweite Widerstand ist.

6. Anzeigesteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der erste Ladepfad und der zweite Ladepfad einen zwischen den Trigger-Eingang und die Masseversorgung gekoppelten Kondensator aufweisen.

7. Anzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Schalteinrichtung aufweist:

eine Energieversorgung und eine Masseversorgung;

ein NAND-Gatter (34) mit zwei Eingängen, das einen mit der Taktschaltung gekoppelten Ausgang (LA) aufweist;

einen Aufwärts-Schalter (166), der zwischen der Masseversorgung und einem Eingangdes NAND-Gatters mit zwei Eingängen gekoppelt ist;

einen Abwärts-Schalter (16a), der zwischen der Masseversorgung und dem anderen Eingang des NAND-Gatters mit zwei Eingängen gekoppelt ist; und

einem Pull-Up-Widerstand (R1; R2), der zwischen der Energieversorgung und jedem Eingang des NAND-Gatters mit zwei Eingängen gekoppelt ist.

8. Anzeige nach Anspruch 7, bei der der eine Eingang des NAND-Gatters mit zwei Eingängen mit einem Auf-/Ab-Wähleingang des Potentiometers verbunden ist.

9. Elektronische Anzeige mit einer Anzeigesteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einer visuellen Anzeige (14) mit einer Außenfläche und einer Energieversorgung, wobei die Schalteinrichtung an der Außenfläche angebracht ist.

10. Anzeige nach Anspruch 9, bei der die visuelle Anzeige eine lichtemittierende Anzeige aufweist.

11. Anzeige nach Anspruch 9, bei der die visuelle Anzeige eine lichtreflektierende Anzeige aufweist.