DE2750504A1

DE2750504A1 - VISUAL DISPLAY DEVICE FOR DISPLAYING CHARACTERS

Info

Publication number: DE2750504A1
Application number: DE19772750504
Authority: DE
Inventors: George Jee Fan; Richard Lawrence Garwin; James Lewis Levine; Janusz Stanislaw Wilczynski
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1976-12-30
Filing date: 1977-11-11
Publication date: 1978-07-06
Also published as: FR2376479B1; IT1113823B; GB1592789A; FR2376479A1; CA1100112A; JPS5384699A

Description

Anmelderin: International Business MachinesApplicant: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504 heb-piCorporation, Armonk, N.Y. 10504 heb-pi

Sichtanzeigevorrichtung zur Darstellung von ZeichenVisual display device for displaying characters

Die Erfindung betrifft eine Sichtanzeigevorrichtung zur Darstellung von Zeichen. Bei der Konstruktion von Anzeigevorrichtungen mußte man sich zwischen einerseits teuren Anordnungen mit hoher Auflösung, bei denen für jeden Punkt eine gesonderte Lichtquelle vorgesehen ist und der Verwendung einer einzigen Linie von Lichtquellen und einem gleichförmig und ständig rotierenden Spiegel entscheiden, was zwar die Anzahl der erforderlichen Lichtquellen stark verringert, wobei jedoch die Bildanzeige wegen des rotierenden Spiegels Verzerrungen aufweist, die einen konkaven Eindruck liefern und ein sehr schmales Anzeigefeld ergeben, wodurch die Höhe des darzustellenden Gegenstandes beschränkt ist.The invention relates to a visual display device for displaying Sign. When designing display devices, one had to choose between expensive, high-resolution arrangements where a separate light source is provided for each point and the use of a single line of light sources and a uniformly and constantly rotating mirror decide what the number the required light sources is greatly reduced, but the image display has distortions due to the rotating mirror that have a concave appearance Make an impression and result in a very narrow display field, which limits the height of the object to be displayed.

Zusammenfassung der Erfindung:Summary of the invention:

Anzeigevorrichtungen lassen sich dadurch aufbauen, daß man dem von einer Quelle ausgehenden Licht eine Bewegung erteilt, so daß die Lichtquelle als Linie erscheint, wobei dann die Linie dadurch aus einzelnen Segmenten zu bestehen scheint, daß das von der Lichtquelle ausgehende Licht unterbrochen wird. Durch die Kombination des Einsatzes von nacheinander betätigten Lichtquellen in einer Linie und koordinierten Unterbrechungen des von jeder Lichtquelle ausgehenden Lichtes läßt sich ein zweidimensionales verzerrungsfreies Abbild erzielen.Display devices can be constructed in that one of light emanating from a source is given a movement so that the light source appears as a line, the line then being made up of individual elements Segments appear to exist that the light emanating from the light source is interrupted. By combining the use of successively actuated light sources in a line and coordinated interruptions of the light emanating from each light source, a two-dimensional, distortion-free image can be achieved.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.The invention is now illustrated in FIG Connection with the accompanying drawings described in more detail.

8098 2%/ 05988098 2% / 0598

YO 976 000YO 976 000

27506042750604

-H--H-

In den Zeichnungen zeigtIn the drawings shows Fig. 1 eine rein schematische Darstellung der funktionalen Be-Fig. 1 is a purely schematic representation of the functional loading

Ziehungen der einzelnen Teile der Erfindung, wie sie sich einem Beobachter darstellen;Drawings of the individual parts of the invention as they appear to an observer;

Fig. 2A,B und C eine Darstellung der gegenseitigen Beziehung der Bewegung mit dem An- und Abschalten der Lichtquelle zur Erzeugung von scheinbaren Lichtsegmenten;2A, B and C show the mutual relationship of the movement with the turning on and off of the light source for the generation of apparent light segments;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform3 shows a schematic representation of an embodiment

der Erfindung mit einem rotierenden Prisma;the invention with a rotating prism;

Fig. 4 ein Impulsdiagramm zur Verwendung in Verbindung mitFigure 4 is a timing diagram for use in conjunction with

Fig. 3 undFig. 3 and

Fig. 5 ein Blockschaltbild der in Fig. 3 schematisch gezeigtenFIG. 5 is a block diagram of that shown schematically in FIG

Anordnung. ^! Arrangement. ^!

ι Die Erfindung macht von der Trägheit des menschlichen Auges und der jι The invention makes of the sluggishness of the human eye and the j

Möglichkeit, bestimmte Lichtquellen rasch an- und abschalten zu können und einer Relativbewegung Gebrauch, so daß dem menschlichen Auge ein , scheinbar zweidimensionales Abbild dargeboten wird. Dies wird dadurch ' erreicht, daß man dem von einer Lichtquelle ausgehenden Licht eine Be- j wegung in einer Dimension erteilt, wobei die Lichtquelle rasch ein- und ausschaltbar ist, womit dann das Licht während eines Bewegungszyklus selektiv aus- und eingeschaltet wird. Als Ergebnis erhält man einen Lichtpunkt der den Anschein einer Linie erweckt, wobei die Linie wiederum in auswählbare Segmente unterbrochen ist. Wird eine Reihe kleiner Lichtquellen in einer Linie senkrecht zur Bewegungsrichtung angeordnet und werden die Ein- und Ausschaltzeiten der Lichtquellen miteinander koordiniert, dann wird ein zweidimensionales Abbild angezeigt.Possibility of being able to switch certain light sources on and off quickly and of relative movement, so that the human eye apparently two-dimensional image is presented. This will be ' achieves that the light emanating from a light source is given a movement in one dimension, the light source rapidly moving in and out can be switched off, with which the light is then selectively switched off and on during a movement cycle. The result is a point of light which gives the appearance of a line, the line in turn being broken into selectable segments. Will a number of small light sources in arranged in a line perpendicular to the direction of movement and the switch-on and switch-off times of the light sources are coordinated with one another, then a two-dimensional image is displayed.

YO 976 040YO 976 040

80982^/059880982 ^ / 0598

ι In Fig. 1 sind schematisch die einzelnen Teile der Erfindung dargestellt. Dabei ist eine Lichtquelle gezeigt, die durch ein Steuerelement 2 selektiv unterbrochen werden kann. Das von der Lichtquelle 1 ausgehende Licht wird durch Einführen der Bewegung durch das Element 4 für einen Beobachter 3 den Anschein erwecken, als ob es sich linear bewegt. Das Element kann dabei eine unmittelbar auf die Lichtquelle selbst angesetzte Bewegungsvorrichtung sein oder in den Fällen, wo es vorzuziehen ist, daß die Lichtquelle feststeht, kann das Element 4 mit einer oszillierenden Winkelbewegung oder mit einer zyklischen Linearbewegung oder vorzugsweise ein lichtbrechendes Element sein, das den Lichtstrahl in der Weise umlenkt, daß dann, wenn das lichtbrechende Element 4 einen Bewegungszyklus durchläuft, der Beobachter 3 den Eindruck hat, als ob die Lichtquelle 1 eine Linie durchläuft. Ferner ist ein Modulator 5 vorgesehen, durch den die Ein- und Abschaltzeiten der Lichtquelle 1 mit der Position des Bewegungszyklus korreliert werden. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, den Anschein einer selektiven Darstellung von Segmenten einer Linie zu erwecken. Die einzelnen Segmente können dadurch kleiner und kleiner gemacht werden, daß man das Verhältnis der Ein- und Abschaltzeiten zu dem Bewegungszyklus verkürzt, wobei die Obergrenze natürlich bei den Abmessungen der Lichtquelle liegt.In Fig. 1, the individual parts of the invention are shown schematically. A light source is shown which can be selectively interrupted by a control element 2. The light emanating from the light source 1 will by introducing the movement through the element 4 make it appear to an observer 3 that it is moving linearly. The element can be a movement device attached directly to the light source itself or, in cases where it is preferable for the light source to be stationary, the element 4 can move with an oscillating angular movement or with a cyclic linear movement or preferably a light-refracting element which deflects the light beam in such a way that when the light-refracting element 4 passes through a movement cycle, the observer 3 has the impression that the light source 1 is a Line runs through. A modulator 5 is also provided, by means of which the switch-on and switch-off times of the light source 1 are correlated with the position of the movement cycle. This gives the opportunity to appear a selective display of segments of a line. The individual segments can thereby be made smaller and smaller, that one shortens the ratio of the switch-on and switch-off times to the movement cycle, the upper limit of course in the dimensions of the Light source lies.

; Die Lichtquelle muß dabei mit nur ganz geringem Nachglühen ein- und abschaltbar sein, so daß nur Teile des Bewegungszyklus beleuchtet werden,; The light source must be able to be switched on and off with only a very slight afterglow, so that only parts of the movement cycle are illuminated, j und sie sollte auch klein genug sein, daß sie in einer linienförmigen oder quasi linearen Anordnung zusammengefaßt angeordnet werden kann, die imj and it should also be small enough that it can be in a linear or quasi-linear arrangement can be summarized in the j wesentlichen kontinuierlich aussieht. Dies könnte beispielsweise eine ζ ickj essentially looks continuous. For example, this could be a ick jzack-förmige Linienführung sein. Eine Festkörperlichtquelle, wie z.B. einebe jzag-shaped lines. A solid state light source such as a

lichtemittierende Diode (LED) oder eine Elektrolumineszenzdiode erfüllt diese Bedingungen. ;light emitting diode (LED) or an electroluminescent diode fulfills these requirements Conditions. ;

In Fig. 2 ist die Rolle eines lichtbrechenden Elementes in der Bewegung im einzelnen gezeigt. Fign. 2A und 2B zeigen die Arbeitsweise eines Prismas 6 mit parallelen Seitenflächen. Fig. 2A zeigt dabei drei von einer Punktlichtquelle 7 ausgehende und an der linken Oberfläche des Prismas 6 gemäß demIn Fig. 2 is the role of a refractive element in the movement in individual shown. Figs. 2A and 2B show the operation of a prism 6 with parallel side surfaces. 2A shows three starting from a point light source 7 and on the left surface of the prism 6 according to FIG

anaa^/nsaaanaa ^ / nsaa

YO 976 040YO 976 040

SnelIschen Gesetz der Optik gebrochene typische Lichtstrahlen RI, R2 und j R3. Diese Lichtstrahlen durchlaufen das Prisma und treten an der rechten I Fläche aus, wo sie erneut gebrochen werden. Jeder Strahl verläßt das I Prisma in seiner ursprünglichen Richtung, jedoch seitlich verschoben. Die j austretenden Strahlen scheinen dabei ihren Ursprung am Punkt 8 zu haben, I wie dies durch die gestrichelten Linien angedeutet ist. Obgleich die optischen ; Verhältnisse mit einer Punktlichtquelle dargestellt wurden, ist das Verfahren i doch auch für eine räumlich ausgedehnte Lichtquelle, die aus vielen Punkt-Snel's law of optics refracted typical light rays RI, R2 and j R3. These rays of light pass through the prism and occur at the right I face from where they are broken again. Each ray leaves the I prism in its original direction, but shifted laterally. the j emerging rays seem to have their origin at point 8, I as indicated by the dashed lines. Although the optical ; Conditions were shown with a point light source, the method i is also for a spatially extended light source, which consists of many point

! lichtquellen bestehend gedacht werden kann, ebenfalls richtig.! light sources consisting of light sources can also be thought correctly.

I Fig. 2B zeigt den Fall, wenn das Prisma um die Achse 9 in Fig. 2A und 2B : gedreht wird. Das virtuelle Abbild liegt nunmehr bei 8', das gegenüber der vorhergehenden Position verschoben ist, die in Fig. 2B bei 8 eingezeichnet I ist. Die Verschiebung erfolgt dabei hauptsächlich in vertikaler Richtung, ι während vergleichsweise für praktische Werte des Brechungsindex die Ver- '■ Schiebung in horizontaler Richtung klein ist. Gleichung 1 gibt dabei die i vertikale Verschiebung des Bildes 8 mit einer praktisch brauchbaren Genauigkeit an, wenn der Beobachter in einem solchen Abstand von Abtastvorrichtung sich befindet, der groß genug ist im Vergleich mit den Abmessungen des Abtasters. Wenn man daher die Lichtquelle bei 7 unterbricht, wie dies durch die Impulse in Fig. 2C dargestellt ist, so erhält man die drei in Fig. 2C dargestellten Liniensegmente.I Fig. 2B shows the case when the prism is rotated about the axis 9 in Figs. 2A and 2B :. The virtual image is now at 8 ′, which is shifted with respect to the previous position, which is shown at 8 in FIG. 2B. The displacement is carried out mainly in the vertical direction, while comparatively ι for practical values of refractive index, the comparison '■ shift in the horizontal direction is small. Equation 1 gives the vertical displacement of the image 8 with a practically usable accuracy when the observer is at such a distance from the scanning device that is large enough in comparison with the dimensions of the scanner. If, therefore, the light source is interrupted at 7, as shown by the pulses in FIG. 2C, the three line segments shown in FIG. 2C are obtained.

Eine gewisse Flexibilität steht in der Auswahl des lichtbrechenden Elements zur Verfügung. Es ist lediglich notwendig, daß zwei Seiten mit einer derartigen geometrischen Beziehung zueinander vorhanden sind, daß sich eine seitliche Verschiebung eines Lichtstrahls ergibt, der an einer Seitenfläche eindringt und aus der anderen Seitenfläche wieder austritt. Für eine gegebene Gesamtdiagonalabmessung liefert ein vierseitiges Prisma das größte Bildfeld, wobei das Bildfeld mit zunehmender Anzahl von Prismaseiten kleiner wird.There is a certain flexibility in the selection of the refractive element to disposal. It is only necessary that there be two sides with such a geometrical relationship that one results in lateral displacement of a light beam that penetrates on one side surface and exits from the other side surface. For a given Overall diagonal dimensions, a four-sided prism provides the largest image field, the image field becoming smaller as the number of prism sides increases.

Es sei ferner daraufhingewiesen, daß dann, wenn die Bewegung eine Rotation ist, sich die Position der Punkte in der Linie des scheinbaren AbbildesIt should also be noted that when the movement is a rotation is the position of the points in the line of the apparent image

YO 976 040 8 0 9 8 2fy/ 0 5 9 8YO 976 040 8 0 9 8 2fy / 0 5 9 8

_₇_ 27505Q4_ ₇ _ 27505Q4

nicht linear mit dem Grad der Rotation ändert, so daß diese Tatsache beim An- und Ausschalten der Lichtquelle mit berücksichtigt werden muß.does not change linearly with the degree of rotation, so this fact at Switching the light source on and off must also be taken into account.

In Fig. 3 ist eine Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Anordnung von lichtemittierenden Dioden und einem rotierenden Prisma gezeigt. Die Anzeigevorrichtung besteht dabei aus einer Anordnung von lichtemittierenden Dioden als Lichtquellen IA bis 1N, die eng benachbart längs einer Linie angeordnet sind. Festkörper-Leuchtdioden haben als Lichtquelle insofern eine Anzahl von Vorteilen, da sie ausreichend klein sind, womit eine größere Anzahl eng benachbart zueinander angebracht werden können, so daß man in der horizontalen Dimension der Anzeigevorrichtung eine bessere Auflösung erhält. Die lichtemittierenden Dioden haben außerdem die Eigenschaft, daß der Übergang vom Ausschaltzustand zum Einschaltzustand und von Einschaltzustand zum Ausschaltzustand nahezu augenblicklich erfolgt. Diese Eigenschaft ergibt auch in vertikaler Dimension eine größere Auflösung. Die Bewegung wird dadurch erzeugt, daß man ein vierseitiges brechendes Prisma 6 rotiert, so daß jeder von einer der lichtemittierenden Dioden 1A bis 1N ausgehende Lichtstrahl sich dem Beobachter 3 als ein Linienzug darstellt, wobei diese Linie unterbrochen werden kann. Eine beispielhafte Darstellung geben hierbei fünf lichtemittierende Dioden, die die Darstellung des alphabetischen Zeichens Y liefern.In Fig. 3 is a display device according to the invention with an arrangement of light emitting diodes and a rotating prism. The display device consists of an arrangement of light-emitting Diodes as light sources IA to 1N, which are arranged closely together along a line. Solid-state light-emitting diodes therefore have a light source Number of advantages as they are small enough, bringing a greater one Number can be mounted closely adjacent to each other, so that one has a better resolution in the horizontal dimension of the display device receives. The light-emitting diodes also have the property that the transition from the switched-off state to the switched-on state and from the switched-on state to the switched-off state takes place almost instantaneously. This property also results in a greater resolution in the vertical dimension. The movement is generated by using a four-sided refractive prism 6 rotates so that each light beam emanating from one of the light-emitting diodes 1A to 1N presents itself to the observer 3 as a line of lines, wherein this line can be broken. An example of this is given by five light-emitting diodes that represent the alphabetical Character Y deliver.

Für eine Korrelation der Rotationsbewegung mit der Unterbrechung des Lichtes muß eine Reihe von Signalen mit nicht gleichförmigen zeitlichen Abständen bereit gestellt werden, wenn das Licht durch jede Fläche hindurchi tritt. Die Rotation des lichtbrechenden Elements oder Prismas 6 verschiebt I den scheinbaren Ort der Elemente IA bis 1N in vertikaler Richtung gemäß der ' Beziehung der Gleichung 1, wenn Eintritts- und Austrittsflächen parallel sind.For a correlation of the rotational movement with the interruption of the Light must be provided with a series of signals at non-uniform time intervals as the light passes through each surface. The rotation of the refractive element or prism 6 shifts I the apparent location of the elements IA to 1N in the vertical direction according to FIG 'Relationship of equation 1 when entry and exit surfaces are parallel.

Gleichung 1: Y=T Sin θ '- ^{Cos θ} Equation 1: Y = T Sin θ '- ^{Cos θ}

YO 976 040 80 98 V%/ 0 5 9 8YO 976 040 80 98 V% / 0 5 9 8

wobei Y die Verschiebungwhere Y is the displacement

T die Dicke des Brechungselements 6
N der Brechungsindex und
Öder Rotationswinkel ist.T is the thickness of the refractive element 6
N is the index of refraction and
Or the angle of rotation is.

¹ Der Rotationswinkel θ nimmt linear mit der Zeit zu, daher erhält man Gleichung 2: θ = 2 ir ft
. wobei f die Rotationsfrequenz und t die Zeit ist. ¹ The angle of rotation θ increases linearly with time, so equation 2 is obtained: θ = 2 ir ft
. where f is the frequency of rotation and t is time.

j Ein vierseitiges quadratisches Prisma führt für eine Umdrehung vier voll-j A four-sided square prism leads four full

' ständige vertikale Abtastbewegungen je eine für jede Seite aus. Da das Bild'Continuous vertical scanning movements, one for each side. As the picture

ι dadurch erzeugt wird, daß die lichtemittierenden Dioden zum richtigen Zeiti
punkt impulsmäßig betätigt werden, wird die Impulsfolge einmal je Seite für das Prisma 6 wiederholt. Die Trägheit des Auges ergibt dann den Eindruck eines stehenden Bildes, wenn die Rotationsgeschwindigkeit ausreichend hoch ist. Mit einer Rotationsfrequenz von 15 je Sekunde oder 900 Umdrehungen pro Minute erzielt man eine Flackerfrequenz von 60 Hz, die für die meisten Zwecke ausreicht. Für eine ruhige Betrachtung reichen 60 vollständige Bilder je Sekunde aus und ein Flackereffekt der Anzeige wird vermieden.ι is generated in that the light emitting diodes at the right time i
are operated point-like impulses, the impulse sequence is repeated once per side for the prism 6. The sluggishness of the eye gives the impression of a still image if the speed of rotation is sufficiently high. With a rotation frequency of 15 per second or 900 revolutions per minute, a flicker frequency of 60 Hz is achieved, which is sufficient for most purposes. For calm viewing, 60 complete images per second are sufficient and a flickering effect of the display is avoided.

Eine nahe bei der Netzfrequenz, jedoch geringfügig von ihr abweichende Umdrehungszahl je Sekunde kann stark störende Interferenzschwingungen bei der Hintergrundbeleuchtung hervorrufen, da das Licht und insbesondere das Fluoreszenzlicht bei Harmonischen der Netzfrequenz moduliert ist. Es ist daher erwünscht, bei Verwendung von Rotation den Antrieb mit einem Synchronmotor vorzunehmen, der bei einer phasenstarren Frequenz arbeitet, die mit der Netzfrequenz in einem harmonischen Verhältnis steht. Für eine Netzfrequenz von 60 Hz ist beispielsweise ein Synchronmotor mit 900 Umdrehungen pro Minute brauchbar.A speed close to the mains frequency, but slightly different from it per second can cause very annoying interference oscillations in the background lighting, since the light and especially the Fluorescent light is modulated at harmonics of the mains frequency. It is therefore desirable to use a synchronous motor for the drive when using rotation that works at a phase-locked frequency that corresponds to the mains frequency is in a harmonious relationship. For a mains frequency of 60 Hz, for example, a synchronous motor with 900 revolutions per minute is required useful.

Die vertikale Höhe der Anzeige ergibt sich aus der folgenden Gleichung 3:The vertical height of the display is given by Equation 3 below:

H = 2 YMaxH = 2 Y Max

YO 976 ooo 80982^/0598YO 976 ooo 80982 ^ / 0598

In Gleichung 3 wird Y Max durch Gleichung 1 berechnet, für den maximalen Winkel, der für ein vierseitiges quadratisches Prisma bei etwa 40° liegt. Für ein Material mit Brechungsindex von 1,5 ist H etwa 0,56 T. Unter diesen Umständen liefern Winkel größer als 40° wegen innerer Reflexionen ; Mehrfachbilder. In der Praxis hat eine etwas geringere Bildhöhe als die volle vertikale Bildhöhe den wünschenswerten Vorteil, daß sich der Beobachter 3 bewegen kann.In Equation 3, Y Max is calculated by Equation 1, for the maximum Angle that is around 40 ° for a four-sided square prism. For a material with a refractive index of 1.5, H is about 0.56 T. Below these circumstances provide angles greater than 40 ° because of internal reflections; Multiple images. In practice it has a slightly lower image height than that full vertical image height has the desirable advantage that the observer 3 can move.

Für eine gute Bildqualität sollten die Auftastimpulse für die lichtemittierenden Dioden für die vertikale Richtung einen gleichmäßigen Abstand aufweisen, und dieser Abstand sollte etwa gleich dem Abstand in horizontaler Richtung sein. Es ist außerdem erwünscht, daß die durch jede Seite des Prismas I erzeugten Bilder eng zusammenfallen. Das Ausmaß, mit der dieser Forde- ; rungen erzielbar sind, hängt im wesentlichen von einem Ausgleich zwischen ' der Komplexität der Apperatur und der Klarheit des Bildes ab. Je unklarer das Bild sein kann, umso weniger genau kann die Steuerung sein.For good image quality, the gating pulses for the light-emitting Diodes for the vertical direction are evenly spaced, and this spacing should be approximately the same as the spacing in the horizontal direction be. It is also desirable that the images produced by each side of the prism I coincide closely. The extent to which this demand ; ments can be achieved depends essentially on a balance between 'the complexity of the apparatus and the clarity of the image. The more unclear the picture can be, the less precise the controls can be.

In Fig. 4 sind die Taktsignale für die zeitlichen Beziehungen von Fig. 3 gezeigt. In Fig. 4 sind dabei vier Diagramme gezeigt, deren Zeitmaßstab gleich der Durchlaufdauer einer Seite des Prismas 6 in Fig. 3 ist. In Fig. 3 ist auf der gleichen Rotationsachse 9 eine Taktgeberscheibe 10 angeordnet,FIG. 4 shows the clock signals for the temporal relationships of FIG. 3 shown. In Fig. 4 four diagrams are shown, their time scale is equal to the passage time of one side of the prism 6 in FIG. In Fig. 3 a clock disk 10 is arranged on the same axis of rotation 9, : die beispielsweise eine durchscheinende Scheibe mit undurchsichtigen Marken 11 sein kann, die gleiche Abstände voneinander aufweisen und jede Fläche des Prismas 6 kennzeichnen. Da das Prisma 6 quadratisch ist, sind hier vier Marken 11 vorgesehen. Zwischen den einzelnen Anzeige-: the example of a translucent disk with opaque Marks 11 may be, which are equally spaced from one another and identify each surface of the prism 6. Since the prism 6 is square, four brands 11 are provided here. Between the individual display . marken 11 liegen Kodiermarken 12, die die Startzeiten der Einschaltperioden. marks 11 are coding marks 12, which the start times of the switch-on periods ι der lichtemittierenden Dioden steuern.ι control the light emitting diodes.

Man sieht aus Gleichung 1, daß die Verschiebung eine nichtlineare Funktion des Rotationswinkels θ und damit der Zeit ist, so daß die Auftastimpulse nicht mit gleichförmigen Abstand erzeugt werden können. Der Abstand ist dann am größten, wenn die Fläche des Prismas 6 nahezu senkrecht verläuftIt can be seen from equation 1 that the displacement is a non-linear function of the angle of rotation θ and hence the time, so that the gating pulses cannot be generated with uniform spacing. The distance is then greatest when the surface of the prism 6 is almost perpendicular

YO 976 040 80 9 8 2^L/ 0 S 9 8YO 976 040 80 9 8 2 ^ L / 0 S 9 8

für O= 0, und die Auftastimpulse liegen am nächsten beieinander, wenn die j Grenzen des ausnutzbaren Sichtwinkels durch das Prisma erreicht sind. jfor O = 0, and the gating pulses are closest to each other if the j Limits of the usable viewing angle are reached by the prism. j

Die Codiermarken 12 werden auf der Taktgeberscheibe 10 für jede Fläche 'The coding marks 12 are on the clock disc 10 for each area '

i des Prismas 6 in durch Gleichung 1 bestimmte Positionen angebracht. !i of the prism 6 is attached in positions determined by equation 1. !

Obgleich zwischen den die Kanten der Seitenflächen des Prismas kennzeichnenden Marken 11 fünf Codiermarken 12 je Seitenfläche des Prismas dargestellt sind, j so leuchtet doch sofort ein, daß mit zunehmender oder abnehmender Anzahl dieser Codiermarken die Bildauflösung sich verändert.Although between the edges of the side faces of the prism Marks 11 five coding marks 12 are shown per side surface of the prism, j it immediately makes sense that with increasing or decreasing number of these coding marks the image resolution changes.

Die Marken werden dadurch abgefühlt, daß eine Lichtquelle 13 und ein damit zusammenwirkender Lichtdetektor 14 entsprechende Taktsignale erzeugen, die in Fig. 1 als Codierimpulse bezeichnet sind und die wiederum
einen Impulsgenerator 15 ansteuern, der die in Fig. 4 mit Auftastimpulse
bezeichneten rechteckigen Impulse abgibt.The marks are sensed in that a light source 13 and a light detector 14 interacting therewith generate corresponding clock signals, which are designated as coding pulses in FIG. 1 and which in turn
control a pulse generator 15, which in Fig. 4 with Aufstimpulse
emits designated rectangular pulses.

In Fign. 4 und 5 ist die Erzeugung des Buchstabens Y in Verbindung mit der
in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Dabei ist das Abbild in dieser Figur 3 auf der Vorderseite des Prismas dargestellt, sollte jedoch, wie sich aus Fig. 2 ergibt, etwas hinter dem Prisma liegen. Der Buchstabe Y kann durch fünf lichtemittierende Dioden und fünf Auftastimpulse dargestellt werden, wie sich dies aus dem Impulsdiagramm der Fig. 4 ergibt.In FIGS. 4 and 5 is the generation of the letter Y in conjunction with the
in Fig. 3 shown embodiment of the invention shown. The image in this FIG. 3 is shown on the front side of the prism, but should, as can be seen from FIG. 2, lie somewhat behind the prism. The letter Y can be represented by five light emitting diodes and five strobe pulses, as can be seen from the pulse diagram of FIG.

Das funktionell Blockdiagramm gemäß Fig. 5 enthält einen Speicher 16
mit wahlfreiem Zugriff, der in fünf Worten zu je fünf Bit organisiert ist, wie
dies Tabelle 1 zeigt.The functional block diagram according to FIG. 5 contains a memory 16
with random access organized in five words of five bits each, such as
this is shown in Table 1.

TABLE 1

11 YO 976 040YO 976 040 00 00 33 00 44th 11 55 — Adresse- Address 00 00 11 00 88th 11 8 248 24 00 b98b98 — Adresse- Address 11 00 00 11 00 00 — Adresse- Address 22 00 00 11 00 00 — Adresse- Address 33 00 00 11 00 00 — Adresse- Address 44th Bit 1Bit 1 Bit 2Bit 2 Bitbit Bitbit Bitbit 0909 i/oi / o

j -"- 2750S04j - "- 2750S04

Wenn das Muster gemäß Tabelle 1 zum Einschalten der lichtemittierenden Dioden IA bis IE für einen Teil des Rotationszyklus benutzt wird, dann wirdWhen the pattern shown in Table 1 to turn on the light-emitting Diodes IA to IE are used for part of the rotation cycle, then will !über die Trägheit des menschlichen Auges der Buchstabe Y erzeugt, wie dies! via the indolence of the human eye, the letter Y generates like this

{Fig. 3 zeigt.{Fig. 3 shows.

Die Taktgabe und Arbeitsweise des Speichers 16 wird durch einen Impulszähler 17 gesteuert, der ein Dreibit-Binärzähler ist. Dem Zähler werden zwei Eingangssignale zugeführt, wobei das erste Eingangssignal den Zähler !dann löscht, wenn jede Prismafläche an der der Oberseite der Anzeigefläche entsprechenden Position ankommt, sowie ein zweites Eingangssignal, das die Codierimpulse zählt und die Adressen im Speicher 16 fortschaltet. Die zum Löschen des Impulszählers 17 bei Beginn jeder Fläche verwendeten Impulse sind in Fig. 4 mit "Startimpulse¹¹ bezeichnet. Diese Impulse werden durch die mit "Start" bezeichnete Schaltung 18 in Fig. 5 ausgewählt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Anzeigemarken 11 der Taktgeberscheibe breiter sind als die Codiermarken. In gleicher Weise .nimmt die in Fig. 5 mit "Takt" bezeichnete Schaltung 21 selektiv die Codieri impulse auf und erzeugt daraus die in Fig. 4 mit "Taktimpulse¹¹ bezeichnetenThe timing and operation of the memory 16 is controlled by a pulse counter 17 which is a three-bit binary counter. Two input signals are fed to the counter, the first input signal clearing the counter when each prism surface arrives at the position corresponding to the top of the display surface, as well as a second input signal which counts the coding pulses and advances the addresses in memory 16. The pulses used to clear the pulse counter 17 at the beginning of each area are ^{labeled "start pulses 11} " in Figure 4. These pulses are selected by circuit 18 labeled "start" in Figure 5. This can be achieved, for example, by using the are wider indication marks 11 of the clock disc than the Codiermarken. Similarly, the designated in Fig. 5 with "clock" circuit 21 .nimmt selectively Codieri pulses, and generates therefrom the designated in FIG. 4 "clock pulses ¹¹

jlmpulse. Die Taktimpulse betätigen wiederum eine monostabile Kippschaltung 20, die dann die in Fig. 4 dargestellten Auftastimpulse erzeugt. Die Dauer dieser Impulse steuert dabei die Einschaltzeit der lichtemittierenden Dioden, wie dies noch in der nachfolgenden Beschreibung der Fig. 5 erläutert j wird, und bestimmt damit die Schärfe der Abbildung. Die Hinterkanten der ; Auftastimpulse dienen der Fortschaltung des Impulszählers 17.jlmpulse. The clock pulses in turn actuate a monostable multivibrator 20, which then generates the gating pulses shown in FIG. The duration of these pulses controls the switch-on time of the light-emitting diodes, as will be explained in the following description of FIG j, and thus determines the sharpness of the image. The trailing edges of the; Gating pulses are used to advance the pulse counter 17.

Gemäß Fig. 5 wird jedes Bit eines im Speicher 16 adressierten Wortes einem Eingang eines zugeordneten UND-Gliedes(19A bis 19E) zugeführt. An den anderen Eingängen liegen die gemeinsam zugeführten Auftastimpulse. Die Ausgangssignale der UND-Glieder werden den lichtemittierenden Dioden IA bis IE zugeleitet. Nach Feststellen eines Startimpulses wird der Impulszähler 17 gelöscht, und das bei der Adresse 0 im Speicher 16 abgespeicherte Bitmuster wird den UND-Gliedern zugeleitet. Die Ausgangssignale der UND-Glieder bleiben so lange null, bis der erste Codierimpuls die Erzeugung eines Auftastimpulses einleitet. Die den logischen Einsen in dem bei der Adresse 05, each bit of a word addressed in memory 16 becomes one Input of an associated AND gate (19A to 19E) supplied. To the other inputs are the jointly supplied touch-up pulses. The output signals of the AND gates are the light emitting diodes IA forwarded to IE. After a start pulse has been determined, the pulse counter 17 is cleared, and the one stored in the memory 16 at address 0 Bit pattern is sent to the AND gates. The output signals of the AND gates remain zero until the first coding pulse is generated Initiates touch pulse. The logical ones in the one at address 0

YO 976 040YO 976 040

8 0 9 8 2<|/ 0 5 9 88 0 9 8 2 <| / 0 5 9 8

275050Λ275050Λ

gespeicherten Muster entsprechenden lichtemittierenden Dioden (in diesem Fall die Dioden IA und IE) werden dann für die Dauer des Auftastimpulses eingeschaltet. Am Ende des Auftastimpulses wird der Impulszähler 17 weitergeschaltet, und das Bitmuster der Adresse 1 wird den UND-Gliedern zugeleitet. Der nächste Auftastimpuls schaltet dann die Dioden 1B und ID ein. _; Für den dritten, vierten und fünften Auftastimpuls wird jeweils nur die Diode _: IC eingeschaltet. Die gesamte Folge wird für jede Seitenfläche der Abtastvorrichtung wiederholt, so daß ein flackerfreies Abbild des Buchstabens Y entsteht. Der Speicher 16 kann dabei in bekannter Weise über einen Eingang mit jedem beliebigen darzustellenden Muster geladen werden. Dabei erhält man eine große Flexibilität, da praktisch jedes beliebige Muster zur Darstellung in den Speicher eingegeben werden kann.light-emitting diodes corresponding to the stored pattern (in this case the diodes IA and IE) are then switched on for the duration of the gating pulse. At the end of the gating pulse, the pulse counter 17 is incremented and the bit pattern of address 1 is fed to the AND gates. The next gating pulse then switches on diodes 1B and ID. _; _{Only the diode:} IC is switched on for the third, fourth and fifth pulse. The entire sequence is repeated for each side surface of the scanning device, so that a flicker-free image of the letter Y is produced. The memory 16 can be loaded in a known manner via an input with any desired pattern to be displayed. This gives a great deal of flexibility, since practically any pattern can be entered into the memory for display.

Die Erfindung kann dabei noch in verschiedener Weise ausgebaut werden, beispielsweise dadurch, daß man eine Linearbewegung der Lichtquelle verwendet oder durch geeignete Wahl des Winkels der Prismaflächen in bezug auf die Rotationsachsen des aus einem lichtbrechenden Material bestehenden Prismas bewirken kann, daß die Lichtquellen als Segmente in verschiedenen Linien auftreten.The invention can be expanded in various ways, for example by using a linear movement of the light source or by a suitable choice of the angle of the prism surfaces in relation on the axes of rotation of the prism made of a refractive material can cause the light sources as segments in different Lines occur.

YO 976 ow 80 9 8 2«/0 598YO 976 ow 80 9 8 2 «/ 0 598

Claims

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS

Sichtanzeigevorrichtung zur Erzeugung von linienförmigen Lichtsegmenten, dadurch gekennzeichnet, daß dem von einer Lichtquelle ausgehenden Licht entweder durch Bewegung der Lichtquelle oder durchVisual display device for generating linear light segments, characterized in that the light emanating from a light source either by moving the light source or by Rotation eines lichtbrechenden Elements eine zyklische Bewegung erteilbar ist und daß dabei die Lichtquelle selektiv für mindestens einen Zeitabschnitt während jedes Zyklus der zyklischen Bewegung einschaltbar ist.Rotation of a refractive element a cyclical movement can be given and that the light source is selective for at least one Time segment can be switched on during each cycle of the cyclical movement.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Lichts durch eine zyklische Linearbewegung eines Spiegels erzielbar ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the movement of the light by a cyclic linear movement of a mirror is achievable.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Licht- : quelle eine Festkörper-Lichtquelle (z.B. IA) dient.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the light : source a solid-state light source (e.g. IA) is used.

! 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 zur Erzeugung einer flächenhaften! 4. Apparatus according to claim 1 to 3 for generating an areal

zweidimensionaien Darstellung aus einer eindimensionalen Reihenanordnung von Lichtquellen, dadurch gekennzeichnet, daß dem nichtreflek-two-dimensional representation of a one-dimensional row arrangement of light sources, characterized in that the non-reflective

! tierenden Licht einer jeder dieser Lichtquellen (IA bis IN) eine zykli-! animal light of each of these light sources (IA to IN) a cyclical

sehe, senkrecht zu der Reihe der Lichtquellen verlaufende Bewegungsee movement perpendicular to the row of light sources

j erteilbar ist, und daß dabei jede der Lichtquellen während jedesj is assignable, and that each of the light sources during each

Zyklus der zyklischen Bewegung selektiv für mindestens einen Zeitabschnitt einschaltbar ist.Cycle of the cyclical movement can be switched on selectively for at least one period of time.

YO 976 040 809 8 2fy 0 5 9 8YO 976 040 809 8 2fy 0 5 9 8

Visual display device according to Claims 1 to 4 for two-dimensional display of characters with a single linear arrangement of controllably switchable on and off light sources and one arranged in parallel rotatable prismatic body consisting of a light-breaking material, characterized in that this body has at least one pair of side surfaces running parallel to the axis of rotation, so that the one entering on one surface of a pair Light after double reflection in the prismatic body appears as a line segment during its cyclical rotation and that the Light sources can be pulsed on and off synchronously with the revolution of the prismatic body and that during one revolution of the prismatic body, the light sources can be selectively switched on at least once.

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