DE8716295U1 - Electric scale with an LCD display with brightness control - Google Patents
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Description
.10.10
J25J25
Die Erfihdühgiibeziehtsich auf eine elektrische Waage mit einer LCD-Anzeige zur Ausgabe der Wägedaten, mit einer Lichtquelle zur Beleuchtung der LCD-Anzeige sowie mit einem lichtempfindlichen Bauelement und einer Regelelektronik zur Regelung der Helligkeit der Lichtquelle* The invention relates to an electric scale with an LCD display for outputting the weighing data, with a light source for illuminating the LCD display and with a light-sensitive component and control electronics for controlling the brightness of the light source *
Waagen dieser Art sind bekannt und z.B. in dem deutschen Gebrauchsmuster 80 02 723 beschrieben. Nachteilig an den bekannten Ausführungsformen ist, daß das lichtempfindliche Bauelement nur die Umgebungshelligkeit erfaßt/ so daß z.B. eine Alterung der Lichtquelle nicht bemerkt wird und dadurch der Kontrast zur Umgebung im Laufe der Lebensdauer allmählich absinkt. Genauso führt eine Änderung der Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Bauelementes zu einer Änderung des Kontrastes der Anzeige.Scales of this type are known and are described, for example, in German utility model 80 02 723. The disadvantage of the known designs is that the light-sensitive component only detects the ambient brightness, so that, for example, an aging of the light source is not noticed and the contrast with the environment gradually decreases over the course of its life. In the same way, a change in the sensitivity of the light-sensitive component leads to a change in the contrast of the display.
■Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Helligkeitssteuerung der LCD-Anzeige so weiterzubilden, daß sowohl die Umgebungshelligkeit als auch die wirkliche Helligkeit der Lichtquelle zur Beleuchtung der Anzeige erfaßt werden können.■The object of the invention is therefore to further develop the brightness control of the LCD display so that both the ambient brightness and the actual brightness of the light source for illuminating the display can be detected.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß das lichtempfindliche Bauelement hinter einem LCD-Anzeigesegment jangeordnet ist, das von der Regelelektronik zu vorgegebenen Zeiten durchscheinend und nicht durchscheinend gesteuert wird.According to the invention, this is achieved in that the light-sensitive component is arranged behind an LCD display segment, which is controlled by the control electronics to be translucent and non-translucent at predetermined times.
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Ist das LCD-Anzeigesegment, das bekanntlich wie ein • , schaltbares optisches Tor" wirkt, durchscheinend geschaltet, so fällt sowohl das Licht aus der Umgebung der Waage auf das lichtempfindliche Bauelement als auch das reflektierte Licht von der Lichtquelle zur Beleuchtung der LCD-Anzeige. Ist das LCD-Änzeigesegment jedoch nicht durchscheinend geschaltet/ so erreicht nur das reflektierte Licht von der Lichtquelle zur Beleuchtung der "LCD-Anzeige das lichtempfindliche Bauelement. Dadurch erhält also die aiii lichtempfindlichen Bauelement angeschlossene Regelelektronik sowohl eine Information über die Helligkeit der Umgebung als auch über die Helligkeit der Lichtquelle zur Beleuchtung der LCD-Anzeige.If the LCD display segment, which acts like a "switchable optical gate", is switched to be translucent, then both the light from the environment of the scale and the reflected light from the light source for illuminating the LCD display fall on the light-sensitive component. However, if the LCD display segment is not switched to be translucent, then only the reflected light from the light source for illuminating the LCD display reaches the light-sensitive component. This means that the control electronics connected to the light-sensitive component receive information about both the brightness of the environment and the brightness of the light source for illuminating the LCD display.
in einer vorteilhaften Ausgestaltung wird innerhalb der '_ Regelelektronik der Quotient" gebildet aus dem Ausgangs- ·In an advantageous embodiment, the quotient is formed within the '_ control electronics from the output ·
signal des lichtempfindlichen Bauelementes während der ', Zeitdauer, in der das davor befindliche Anzeigesegment nicht durchscheinend ist, und dem Ausgangssignal des , lichtempfindlichen Bauelementes während der Zeitdauer, in ' der das davor befindliche Anzeigesegment durchscheinend "' ist; die Helligkeit der Lichtquelle zur Beleuchtung der LCD-Anzeige wird dann so geregelt, daß dieser Quotient einen vorgegebenen Wert - z.B. 0,5 - erreicht. Durch diese Quotientenbildung geht auch eine eventuelle Alterung des > lichtempfindlichen Bauelementes nicht in die Güte der . Helligkeitsregelung ein, da es auf den Absolutwert des Ausgangssignals des lichtempfindlichen Bauelementes nicht ankommt. Es kann daher ein sehr preiswertes lichtempfindiiehes Bauelement- ohne besondere Spezifikationen eingesetzt Werdenssignal of the light-sensitive component during the period in which the display segment in front of it is not translucent and the output signal of the light-sensitive component during the period in which the display segment in front of it is translucent; the brightness of the light source for illuminating the LCD display is then regulated so that this quotient reaches a predetermined value - e.g. 0.5. By forming this quotient, any aging of the light-sensitive component does not affect the quality of the brightness control, since the absolute value of the output signal of the light-sensitive component is not important. A very inexpensive light-sensitive component can therefore be used without any special specifications.
' &idigr; '&idgr;
Erfindung wird im folgenden anhand dur schematischeh
figuren beschrieben. Dabei zeigt:
Fig\ 1 eine,perspektivische Ansicht der elektrischenThe invention is described below using schematic figures.
Fig\ 1 is a perspective view of the electrical
Waage,Scale,
» Fig. 2 die LCD-Anzeige mit dem zusätzlichen Anzeigesegment, » Fig. 2 the LCD display with the additional display segment,
Fig. 3 einen Schnitt durch die LCD-Anzeige und die Beleuchtung undFig. 3 a section through the LCD display and the lighting and
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Fiy. 4Fiy. 4
ein Blockschaltbild der elektrischen Waage und de* Regelelektronik zur Helligkeitsregelung.a block diagram of the electrical scale and the control electronics for brightness control.
In Fig. 1 erkennt man das Gehäuse 1 der elektrischen Waage, die Waagschale 2 zur Aufnahme des Wägegutes, die LCD-Anzeige 3 und Bedienungstasten 7 und £(, beispielsweise zürn ,Tarieren Und zum Umschalten zwischen siwei Wägbereichen. Die LCD-Anzeige 3, die in Fig. 2 nochmal detaillierter gezeigt ist, umfaßt mehrere Ziffern 4 in Sieben-Segment-Förm zur Anzeige des Wägeergebnisses und eine Matrix 5' zur Anzeige der Maßeinheit des Wägeergebnisses, wobei diese Matrix &egr;&igr;&ogr; gestaltet ist, daß auch Unterlängen dargestellt werden können - wie z*B. das "g"-Symbol 5 in Fig. 1 - und auch Maßeinheiten mit zwei Zeichen, wie z.B. "kg" oder "et". Weiter umfaßt die LCD-Anzeige 3 ein zusätzliches Segment 6, hinter dem sich ein in den Fig. 1 und 2 nicht gezeichnetes lichtempfindliches Bauelement befindet. Die Lage des zusätzlichen Segmentes 6 innerhalb der LCD-Anzeige 3 sowie seine Form und Größe ist dabei beliebig und kann nach konstruktiven Erfordernissen gewählt werden. Beispielsweise kann das zusätzliche Anzeigesegment auch die Form eines "g" aufweisen und damit gleichzeitig als Anzeigesymbol 5 für die Maßeinheit dienen, so daß die Matrix 51 entfallen kann.In Fig. 1 you can see the housing 1 of the electric scale, the weighing pan 2 for holding the weighed goods, the LCD display 3 and operating buttons 7 and £(, for example for setting, taring and for switching between two weighing ranges. The LCD display 3, which is shown in more detail in Fig. 2, comprises several digits 4 in seven-segment form for displaying the weighing result and a matrix 5' for displaying the unit of measurement of the weighing result, whereby this matrix is designed so that descenders can also be displayed - such as the "g" symbol 5 in Fig. 1 - and also units of measurement with two characters, such as "kg" or "et". The LCD display 3 also comprises an additional segment 6, behind which there is a light-sensitive component not shown in Figs. 1 and 2. The position of the additional segment 6 within the The LCD display 3 and its shape and size are optional and can be selected according to design requirements. For example, the additional display segment can also have the shape of a "g" and thus simultaneously serve as a display symbol 5 for the unit of measurement, so that the matrix 5 1 can be omitted.
Die Lage des lichtempfindlichen Bauelementes 9 ist aus Fig. 3 ersichtlich. Es befindet sich direkt hinter dem zusätzlichen Anzeigesegment 6 der LCD-Anzeige 3. Weiter erkennt man die Lichtquelle 12 zur Beleuchtung der LCD-The position of the light-sensitive component 9 can be seen in Fig. 3. It is located directly behind the additional display segment 6 of the LCD display 3. The light source 12 for illuminating the LCD can also be seen.
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• ··
&bgr; 6 -&bgr; 6 -
und ><?inah reflektierenden Schirm 15 und eineand ><?inah reflecting screen 15 and a
I Mattscheibe la zur gleichmäßigen Ausleuchtung der Anzeige«I Ground glass la for even illumination of the display«
;'j Die Beleuchtuncfseinheit ist nur schematisch dargestellt, da ;'j The lighting unit is only shown schematically, since
Ij ihre zweckmäßige Gestaltung einem Fachmann leicht möglichIj their practical design is easily possible for a specialist
[j 5 ist. Das lichtempfindliche Bauelement 9 ist nun so ange-[j 5. The light-sensitive component 9 is now arranged
J; , ordnet, daß es bei undurchlässig geschaltetem Anzeige-J; , orders that when the display is switched to opaque
IJ, segment 6 einen Teil des Lichtes der Lichtquelle 12 IJ, segment 6 a part of the light from the light source 12
h ,empfängt, beispielsweise durch Reflexion an der hinterenh ,receives, for example by reflection at the rear
~!i- - - -—Baaranzunasflächa der Scheibe der LCD—Anzeiae 3. Bei~!i- - - - —Baranzasflächa of the LCD—Display 3.
H 10r,"durchlässig geschaltetem Anzeigesegment 6 empfängt dasH 10r,"transparent display segment 6 receives the
'•;s lichtempfindliche Bauelement 9 zusätzlich das Licht, das '•;s light-sensitive component 9 additionally the light that
&Aacgr; . aus der Umgebung der Waage auf die LCD-Anzeige 3 fällt. &Aacgr; . from the surroundings of the scale falls onto the LCD display 3.
,Die Auswertung der Ausgangssignale des lichtempfindlichen 15 ., Bauelementes 9 ist in Fig. 4 anha,nd eines Blockschalt-. bildes gezeigt. Die normale Waaganalektronik ist zunächst mit dem Meßwerbaufnehmer 10, der analogen und/oder digitalen Signalverarbeitung 11 und der Meßwertanzeige 4 nur angedeutet, da sie für die Erfindung unwesentlich ist. ' 20 Die Regelelektronik für die Helligkeitsregelung wird durch ! den Block 13 gebildet. Sie etft.hält das Ausgangssignal des,The evaluation of the output signals of the light-sensitive component 9 is shown in Fig. 4 using a block diagram. The normal balance electronics are initially only indicated with the measuring sensor 10, the analog and/or digital signal processing 11 and the measured value display 4, since they are not essential for the invention. ' 20 The control electronics for the brightness control are formed by block 13. They hold the output signal of the
&igr; lichtempfindlichen Bauelementes 9 über eine Leitung 17 und ' gibt dieses abwechselnd auf zwei Sample-and-hold-Glieder &igr; light-sensitive component 9 via a line 17 and ' outputs this alternately to two sample-and-hold elements
bzw. 19. Der Umschalter 20 ist dabei mit der Ansteueri , 25 . schaltung 21 für das LCD-Anzeigesegment 6 gekoppelt: Wirdor 19. The switch 20 is coupled with the control circuit 21 for the LCD display segment 6:
,das Anzeigesegment 6 nicht durchscheinend geschaltet, so \, ' . gelangt das Ausgangssignal des lichtempfindlichen Bau-I .. elementes 9 mmf das Sample-and-hold-Glied 18 - dort steht ff - damit ein Signal proportional züj. Helligkeit der Licht- ■ä " 30 ''-quelle 12 zur Verfugung -, wird das Anzeigesegment 6 jedoch f durchscheinend geschaltet, so gelangt das Ausgangssignal,the display segment 6 is not switched to transparent, the output signal of the light-sensitive component 9 reaches the sample-and-hold element 18 - there is a signal proportional to the brightness of the light source 12 -, however, if the display segment 6 is switched to transparent, the output signal reaches
des lichtempfindlichen Bauelementes 9 auf das Sample-and-of the light-sensitive component 9 to the sample-and-
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hold-Glied 19 - dort steht damit ein Signal zur Verfügung, • das um den Anteil der Umgebungshelligkeit höher ist. Hinter dem Sample-and-hold-Glied 19 ist ein Spannungsteiler 22 angeordnet, der dessen Ausgangssignal herunterteilt, z.B. auf die Hälfte. Dieses heruntergeteilte Signal und das Signal des Sample-and-hold-Gliedes 18 wird dem Differenzsingang eines Regelverstärkers 23 zugeführt, der die Lichtquelle 12 ansteuert. Der Regelverstärker 23 ist dabei in bekannter Weise so ausgelegt, daß er die versorgungsspannung der Lichtquelle 12 so lange nachregelt, bis die Differenz der beiden eingangssignale Null ist. Nimmt z.B. die Umgebungshelligkeit zu, so steigt das Signal am Sample-and-hold-Glied 19, während das Signal am Sample-andhold-Glied 18 konstant bleibt. Damit erhöht der Regelverstärker 23 die Versorgungsspannung der Lichtquelle 12 so lange, bis die beiden Eingangssignale wieder gleich sind, die Differenz also Null wird» Dasselbe passiert, wenn z.B. die Lichtquelle 12 altert und bei gleicher Versorgungsspannung weniger Licht liefert. Das Signal an beiden Sample-and-hold-Gliedern 18 und 19 sinkt dadurch um den gleichen Betrag; wegen des Spannungsteilers 22 wirkt sich dieses Absinken an den beiden Eingängen 24 und 25 des Regelverstärkers jedoch verschieden aus, am Eingang 24 stärker als am Eingang 25, so daß der Regelverstärker 23 in gleicher Weise wie oben beschrieben die Versorgungsspannung so lange erhöht, bis der Helligkeitsverlust der Lichtquelle ausgeglichen ist.hold element 19 - a signal is therefore available there that is higher by the proportion of the ambient brightness. A voltage divider 22 is arranged behind the sample-and-hold element 19, which divides its output signal down, e.g. by half. This divided signal and the signal from the sample-and-hold element 18 are fed to the differential input of a control amplifier 23 that controls the light source 12. The control amplifier 23 is designed in a known manner so that it adjusts the supply voltage of the light source 12 until the difference between the two input signals is zero. If, for example, the ambient brightness increases, the signal at the sample-and-hold element 19 increases, while the signal at the sample-and-hold element 18 remains constant. The control amplifier 23 therefore increases the supply voltage of the light source 12 until the two input signals are equal again, i.e. the difference becomes zero. The same thing happens if, for example, the light source 12 ages and supplies less light with the same supply voltage. The signal at both sample-and-hold elements 18 and 19 therefore drops by the same amount; however, due to the voltage divider 22, this drop has different effects on the two inputs 24 and 25 of the control amplifier, more strongly at input 24 than at input 25, so that the control amplifier 23 increases the supply voltage in the same way as described above until the loss of brightness of the light source is compensated.
Demgegenüber wirkt sich eine Abnahme der Empfindlichkeit ^es lichtempfindlichen Bauelementes 9, z.B. infolge Alterung, nicht aus. Sinkt die Empfindlichkeit z.B. auf 90 %, so sinkt das Signal sowohl am Sample-and-hold-In contrast, a decrease in the sensitivity of the light-sensitive component 9, e.g. due to aging, has no effect. If the sensitivity drops to 90%, for example, the signal decreases both at the sample-and-hold
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&Igr;»1 !&Igr;» 1 !
&igr; &igr; &igr; aii · &igr; &igr; i &igr;&igr;&igr; aii · &igr;&igr; i * ·* ·
I Il III J ti ·>·I Il III J ti ·>·
Glied 18 als auch am Sample-and-hold-Glied 19 als auch am
Ausgang des Spannungsteilers 22 auf 90 % und die Spannungsdifferenz Null am Eingang des Regelverstärkers 23 bleibt
unverändert.
5Element 18 as well as the sample-and-hold element 19 as well as the output of the voltage divider 22 to 90% and the zero voltage difference at the input of the control amplifier 23 remains unchanged.
5
Die optimale Einstellung des Spannungsteilers 22 hängt natürlich von dem gewünschten Kontrastverhältnis ab, aber auch von der Anordnung des lichtempfindlichen Bauelementes 9 hinter dem LCD-Anzeigesegment 6, da ja diese geometrische Anordnung zusammen mit den Reflexionsverhältnissen den Bruchteil des Lichtes bestimmen, der von der .Lichtquelle 12 der Beleuchtungseinrichtung zum lichtempfindlichen Bauelement 9 gelangt.The optimal setting of the voltage divider 22 naturally depends on the desired contrast ratio, but also on the arrangement of the light-sensitive component 9 behind the LCD display segment 6, since this geometric arrangement together with the reflection conditions determine the fraction of the light that reaches the light-sensitive component 9 from the light source 12 of the lighting device.
Der Helligkeitsregelkreis ist im vorstehenden als analoger Regelkreis erläutert worden. Selbstverständlich kann der Regelkreis auch digital aufgebaut sein, so daß die Bauteile 18 ... 23 in Fig. 4 durch einen A/D-Wandler und ein digitales Regelsystem ersetzt werden. Dieses digitale Regelsystem kann selbstverständlich auch als ein Programmpaket in einem Mikroprozessor vorhanden sein, der gleichzeitig die digitalen Funktionen der Signalverarbeitimg 11 für den Meßwertaufnehmer 10 realisiert.The brightness control circuit has been explained above as an analog control circuit. Of course, the control circuit can also be constructed digitally, so that the components 18 ... 23 in Fig. 4 are replaced by an A/D converter and a digital control system. This digital control system can of course also be present as a program package in a microprocessor, which simultaneously implements the digital functions of the signal processing 11 for the sensor 10.
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DE202005021775U1 (en) | 2005-04-15 | 2010-06-02 | Leifheit Ag | Libra with display |
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- 1987-12-10 DE DE8716295U patent/DE8716295U1/en not_active Expired
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