DE2652576A1 - Erregerschaltung fuer ein fluessigkristall-anzeigegeraet - Google Patents

Erregerschaltung fuer ein fluessigkristall-anzeigegeraet

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DE2652576A1 DE19762652576 DE2652576A DE2652576A1 DE 2652576 A1 DE2652576 A1 DE 2652576A1 DE 19762652576 DE19762652576 DE 19762652576 DE 2652576 A DE2652576 A DE 2652576A DE 2652576 A1 DE2652576 A1 DE 2652576A1
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Description

Kurzer Auszug aus der Beschreibung;
Eine Methode und ein Gerät zur Erregung einer Flüssigkristall-Anzeigeinatrix, wobei Ziffernerregersxgnale zu Ziffernelektroden und Segmenterregersignale zu SegmentelektroSen geleitet werden. Jedes der Ziffernerregersignale hat erste Impulskomponenten einer ersten Impulsweite, die bei einer Mehrfalt von Spannungspotentialen in einer ersten vorbestimmten Folge während jedes Zyklus variieren, und einer zweiten Impulskomponente einer zweiten Impulsweite, die ein Ausgewähltes der Spannungspotentiale während jeder Halbzyklusperiode hat. Jedes der Segmenterregersignale hat erste Impulskomponenten einer ersten Impulsweite, die bei mindestens zwei der Spannungspotentiale in einer zweiten vorbestimmten Folge variieren, und einer zweiten Impulskomponente einer zweiten Impulsweite, die ein Spannungspotential gleich dem der zweiten Impulskomponente des Ziffernerregersignals hat. Die zweiten Impulskomponenten der Ziffern-und Segmenterregersignale sind synchron zueinander, wobei der Potentialunterschied zwischen den Elektroden null wird, um die auf die Flüssigkristall-Anzeigematrix angewandte quadratische Mittelwert-spannung zu reduzieren.
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Dr F Zumeteinsen. -Dr. E. Assmann
Dr. R. Koenlgsberger-DipL-Phys. ^ Heizbauer -
Dipl. - Ing- F- Klängst -"Π - Dr. Γ-. abstain jun. 265257
Patentanwälte ♦"
8 München 2, Bräuhausstraöe 4
Citizen Watch Company Limited
No. 9-18, 1-chome",
Nishishinjuku, Shinjuku-ku,
Tokyo, Japan
Erregerschaltung für ein Flüssigkristall-Anzeigegerät
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Erregerschaltungen für Flüssigkristall-Anzeigegeräte und besonders auf eine Erregerschaltung für ein in einer Matrix-Konfiguration angeordnetes Flüssigkristall-Anzeigegerät.
Wie gut bekannt ist, gibt es zwei Arten von Erregertechniken für Flüssigkristalle, nämlich eine statische Erregertechnik und eine dynamische oder Matrix-Erregertechnik Die dynamischen Erregertechniken wurden in den letzten Jahren immer häufiger verwendet, um die Größe der Hardware zu minimieren und die Herstellungskosten zu reduzieren. Die dynamischen Erregertechniken sind den statischen Erregertechniken in vielen Gesichtspunkten überlegen. Ein Problem bei den dynamischen Erregertechniken besteht jedoch darin,daß ein Kopiereffekt häufig stattfindet und so Matrix-Anzeigen unausführbar macht. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine Spannungsausgleichungsmethode vorgeschlagen, um die sich auf den halbselektierten Segmenten ergebenden Kopiereffekt-spannungenauszugleichen. Diese Methode ist klarworteilhalt gegenüber der Zwei-Frequenzenmethode, die ein Niederfrequenz-signal und ein Hochfrequenzsignal verwendet. Es ergeben sich jedoch noch immer viele Problem dadurch, daß das Kontrastverhältnis bei
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einem fixen Ansichtswinkel reduziert ist, wegen des rms (quadratischer Mittelwert)Verhaltens des in Matrix-feldern angeordneten Flüssigkristalls und der Stromverbrauch ist groß und verkürzt das Arbeitsleben der Batterie.
Gem'aß eines Gesichtspunktes vorliegender Erfindung, wird eine Methode zur Erregung eines Flüssigkristall-Anzeigegerates geschaffen, das zumindestens erste und zweite Ziffern-elektroden und eine Mehrfalt von Segmentelektroden besitzt, die in Bezug auf besagte Ziffernelektroden in einem Matrix-feld angeordnet sind, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Anwedung von ersten und zweiten Ziffer-erreger-signalen auf besagte Ziffern-elektroden, wobei jedes Signal aus ersten Impulskomponenten einer ersten Impulsweite, die bei einer Mehrfal.t von Spannungspotentialen in einer ersten vortestimmten Folge während jeder Zyklusperiode variiert, und aus einer-zweiten Impulskomponente einer zweiten Impulsweite besteht, die während jeder Halbzyklus-periode ein vorbestimmtes Spannungspotential besitzt;und ferner Anwendung von Segment-erreger-signalen auf besagte Segment-elektroden, wobei jedes Signal aus ersten Impulskomponenten besagter erster Impulsweite, die bei mindestens zwei von besagten Spannungs-potentialen in einer zweiten vorbestimmten Folge variiert, und aus einer zweiten Impulskomponente von besagter zweiter Impulsweite besteht, die ein Spannungspotential gleich dem der zweiten Impulskomponente des besagten .Zi ffernerreger-signals während jeder besagten Halbzyklusperiode hat.
Gemäß eines anderen Gesichtspunktes vorliegender Erfindung, wird eine Erregerschaltung fur ein Flussigkristall-anzeigeger'at geschaffen, das mindestens e:j;ste und zweite Ziffern-elektroden und eine Mehrfalt von Segment-elektroden besitzt, die in Bezug auf die Ziffernelektroden in einem Matrix-feld angeordnet sind, gekennzeichnet durch: Mittel zur Erzeugung von einer Mehrfalt von Zeitgeber-signalen einer ersten Impulsweite und eines Kontroll-signales einer zweiten Impulsweite; Mittelzur Erzeugung erster und zweiter Ziffernerreger-signale, wobei jedes aus ersten Impulskomponenten besagter erster Impulsweite, die bei einer Mehrfalt von Spannungs-potentialen während jeder Halb-zyklusperiode variiert- in einer ersten vorbestimmten Folge synchron mit besagten
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Zeitgeber-signalen und aus einer zweiten Impulskomponente besagter Impulsweite besteht, die ein von besagten Spannungspotentialen Ausgewähltes besitzt, während jeder Halbzyklusperiode synchron mit besagtem Kontroll-signal;und .Mittel zur Erzeugung einer Mehrfalt von Segmenterreger-signalen,-vrobei jedes aus ersten Impulskomponenten von besagter erster Impulsweite, die bei mindestens zwei besagter Spannungspotentiale in einer zweiten vorbestimmten Folge variiert, und aus einer zweiten Impulskomponente von besagter Impulsweite besteht, die ein aus besagten Spannungspotentialen Ausgewähltes während jeder Halbzyklusperiode besitzt, synchron mit besagtem Kontrollsignal; wobei ein Potentialunterschied zwischen besagten Elektroden Null wird, synchron mit besagtem Kontrollsignal, wenn besagtes Ziffern-erreger-signal und besagtes Segmenterregersignal auf besagte Ziffernelektrode · und besagte Segment-elektrode angewendet werden.
In den beiliegenden Widmungen ist:
Fig. 1 ist ein Graph, der die Charakteristik des Kontrastverhältnisses gegen die quadr. Mittelwert-spannung eines Flüssigkristalls illustriert;
Fig. 2 isteinWellenform-diagramm, das eine Matrix-erreger-methode bekannter Art zeigt;
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Kontrastverhältnis und einem Ansichtswinkel illustriert; . .
Fig. 4. ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der optischen Ansprechspannung und dem Ansichtswinkel zeigt;
Fig. 5 ist ein Block-diagramm einer ersten verbesserten Ausführung einer Erregerschaltung gemäß vorliegender Erfindung;
Fig. 6 ist ein Beispiel eines Zeitablaufplanes für Wellenformen, die durch die in Fig. 5 gezeigte Schaltung erhalten werden;
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KK
Fig. 7 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel der Verbindung zwischen zugehörigen Teilen der in Fig. 5 gezeigten Erregerschal-tung illustriert;
Fig. 8 ist der Fig. 7 ähnlich, zeigt aber ein anderes Beispiel der Verbindung zwischen zugehörigen Teilen;
Fig. 9 ist ein weiteres Beispiel eines Zeitablaufplanes für die Wellenformen, die durch die in Fig. 5 gezeigte Schaltung erhalten werden können ;
Fig. 10 ist noch ein anderes Beispiel eines Zeitablaufplanes für die Wellenformen, die durch die in Fig. 5 gezeigte Schaltung erhalten werden können;
Fig. 11 ist ein Block-diagramm eines Beispiels einer elektrischen Uhr, die eine Schaltung gemäß vorliegender Erfindung aufweist;
Fig. 12 ist ein verbessertes Beispiel eines Spannungs-generators, der einen Teil der in Fig. 11 gezeigten Erregerschaltung bildet;
Fig. 13 ist ein Zeitablaufplan zur Illustration der Arbeitsweise der in Fig. 12 gezeigten Schaltung;
Fig. 14 ist ein verbessertes Beispiel eines Zeitgeber-signal-generators, der einen Teil der in Fig. 11 gezeigten Schaltung bildet;
Fig.l5A ist ein Zeitablaufplan für die Wellenformen, die durch die in Fig.14 gezeigte Schaltung erhalten werden;
Fig.l5B ist ein Wellen-form-diagramm, das die verschiedenen Erreger-signale illustriert, die durch die in Fig. 11 gezeigte Schaltung erhalten werden;
Fig. 16 ist ein verbessertes Beispiel eines Ziffern-erregers, angeordnet
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um Ziffern-erreger-signale, wie in Fig. 15B gezeigt, zu erzeugen;
Fig. 17 ist ein Zeitablaufplan ftirdie Wellenformen, die in einem Segmenterreger verv;endet werden, der einen Teil der in Fig. 11 gezeigten- Erregerschaltung bildet;
Fig. 18 ist ein verbessertes Beispiel des Segment-erregers, um die in Fig.l5B gezeigten Segmenterreger-signale zu erzeugen;
Fig. 19 ist eine schema tische Ansicht, die ein Beispiel eines Fltissigkristall-Anzeigegerätes laut Fig. 11 illustriert;
Fig. 20 ist ein verbessertes Beispiel eines in Fig. 11 gezeigten Dekodierers;
Fig. 21 ist ein Blockdiagramm einer zweiten durch vorliegende Erfindung verbessertenAusf ührung einer Erregerschaltung;
Fig. 22 ist ein Detail-Schaltbild für einen Zeitgeber-generator, der einen Teil der Erregerschaltung von Fig. 21 bildet;
Fig. 23 ist ein Zeitablaufplan für die Wellenformen, die durch die Schaltung von Fig. 22 erhalten werden;
Fig. 24 ist ein Detail-Schaltbild für eine Selektor-schaltung, die einen Teil der Schaltung von Fig. 21 bildet;
Fig. 25A und Fig. 25B zeigen Wellenformdiagramme zur Illustration der Arbeitsweise der Schaltung von Fig. 21;
Fig. 26 ist ein Graph, der die Charakteristik des Kontrastverhältnisses gegen die quadratische Mittelwert-spannung illustriert;
Fig. 27 ist ein Blockdiagramm einer dritten durch vorliegende Erfindung verbesserten Ausführung einer Erregershaltung;
Fig. 28 ist ein Detail-.schcaltbild füreinen Temperatur-sensor, der einen
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Teil der Schaltung von Fig. 27 bildet;
Fig.29 ist ein Zeitablauf plan zur Illustration der Arbeitsweise der Schaltung von Fig.28;
Fig. 30 ist eine Detail-schaltbild für eine Führungs-schaltung und zugehörige Teile, die einen Teil der Schaltung von Fig. 27 bildet;
Fig. 31 ist eine Detail-schaltbild für eine in Fig. 30 gezeigte Steuerschaltung;
Fig. 32 ist eine schematische Ansicht, die verschiedene Ausgaben eines in Fig. 30 gezeigten Ringzählers illustriert;
Fig. 33 ist ein Wellenform-diagramm zur Illustration der Arbeitsweise der Schaltung von Fig. 27;
Fig. 34 ist ein Wellenform-diagramm, das die Ziffern-erreger-signale zeigt, die durch die Schaltung .von Fig. 27 erhalten werden;
Fig. 35 ist ein Blockdiagramm einer vierten durch die vorliegende Erfindung verbesserten Ausführung einer Erregerschaltung;
Fig. 36 ist ein Detail-schaltbild für einen Zeigeber-signal-generator, der einen Teil der Schaltung von Fig. 35 bildet;
Fig. 37 ist ein Zextablaufplan für die Wellenformen, die durch die Schaltung von Fig. 36 erhalten werden;
Fig. 38 ist ein Wellenform-diagramm zur Illustration der Ziffern- und Segment-erreger-signale, die durch die Schaltung von Fig. erhalten werden;
Fig. 39 ist ein Zextablaufplan zur Illustration des Potentialunterschiedes
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zwischen den Elektroden eines Flüssigkristall-rAnzeigegerätes, wie in Fig. 35 gezeigt;
Fig.4OA bis 4OE sind Ansichten zur Illustration des Übergangsmodus in den Erregersignalen, die auf den Flüssigkristall von Fig. 38 angewandt werden ;
Fig. 41 ist ein Graph zur Illustration der experimentellen Resultate des Spannungsverbrauches, und
Fig. 42 ist ein Zeitablaufplan der Ziffern- und Segment-erregersignale zur Illustration einer Erregermethode der vorliegenden Erfindung.
Vor dem Eingehen in eine detaillierte Diskussion der vorliegenden Erfindung, wird eine kurze Erklärung zur Matrix-erreger-methode früherer Art für ein Flüssigkristall-Änzeigegerät, für das die vorliegende Erfindung eine Verbesserung darstellt, gegeben.
Bei der Matrix-erreger-methode wird die quadratische Mittelwert-spannung eines ausgewählten Segmentes in Abhängigkeit zur Anzahl der Reihen einer Anzeige-matrix und einer AusgAhespannung einer Eponnungsquellt: bestimmt:. Die quadratischeMittelwerfc-spannung becbutet eine aktuelle Erregerspannung, bei der ein Flüssigkristall einen 1 icht-streuenden, oder einen lichttransparenten Zustand annimmt, und hat einen signifikanten EinfluS auf die Anzeigekontraste eines Flüssigkristall-Anzeigegerätes, wie untenstehend im Detail erläutert wird.
Fig. 1 zeigt die Charakteristik des Anzeigekontrastes gegen die quadratische Mittelwert-spannung (Vrms) des in einer Matrix-konfiguration angeordneten Flüssigkristalls. In Fig. 1 zeigt die Bezugsnummer 11 einen Bereich zwischen den eigentlichen quadrat. Mittelwert-Spannungen V und V
TH S
des Flüssigkristalls an, und die Bezugsnummer 13 zeigt einen Bereich zwischen den quadrat. Mittelwertspannungen V und V1 an, die durch eine
TH S
Erregerschaltung des Flüssigkristall bestimmt werden. Die quadrat. Mittelwert-spanhungen V und V werden im folgenden mit V bzw. V
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- ff-
bezeichnet werden. Wie gezeigt, ist der Flüssigkristall licht-transparent bevor die darauf angewandte quadratische Mittelwert-spannung die sogenannte eigentliche optische Schwell-spannung V erreicht. Wenn die quadratische Mittelwert-spannung die Schwell-stufe V des Fltissigkristalls tiberschreitet, nimmt der Flüssigkristall einen licht-streuenden Zustand an, undder.Anzeigekontrast steigt, wie in der Kurve 10 angezeigt. Der Anzeigekontrast erreicht die Sättigung 10a, wenn die quadrat. Mittelwertspannung die eigentliche Optische Sättigungs-spannung V überschreitet. Obwohl die Flüssigkristalle verschiedene Kontrast-charakteristiken in Abhängigkeitvoh den Materialien des Fltissigkristalls oder der spezifischen Strukturen der Molekül-anordnung aufweisen, wird ein sogenannter Kopiereffekt inveinemFall entstehen, wo das Verhältnis der Sättigungsspannung V zur Schwell-spannung V des Flüssigkristalls einen großen S TH
Wert annimmt und die Anzeige-matrix, die einen solchen Flüssigkristall verwendet, eine . große Anzahl von Reihen von Ziffernelektroden besitzt. Dieser Kopiereffekt reduziert den Anzeigekontrast sehr erheblich, wie schon erwähnt. Ein optimaler Anzeigekontrast kann erhalten werden, wenn man die quadrat. Mittelwert-Spannungen V __ und V fur die lichttransparenten und licht-streuenden Zustände des Anzeigegerätes gleich zu denWerten der eigentlichen Schwell-spannung V und der eigentlichen
TH
Sättigungs-spannung V eines ausgezeichenten Flüssigkristalls auswählt, der
für ein solches.Anzeigegerät verwendet wird, oder wenn man das Verhältnis der quadrat. Mittelwert-spannung für den lichtstreuenden Zustand zu dem für den licht-transparenten Zustand so wählt, daß es größer im Wert als
V /V ist. Wenn die angewandten quadrat. Mittelwert-Spannungen für S TH
den lichtstreuenden Zustand und für den licht-transparenten Zustand die Sättigungs-spannung V (V* ) und der Schwell-spannung V (V )
OXl -S O ti XcI
erreichen,welche höher als die eigentlichen Spannungen V bzw. V sind,
S TH
wird der Flüssigkristall in einem Bereich 13 von Fig. 1 erregt. In dieser Situation werden nicht-selektierte Anzeigeelemente einen leicht licht-streuenden Zustand annehmen und so den Anzeigekontrast erheblich reduzieren. Es ist deshalb notwendig, die quadrat. Mittelwert-Spannungen
V' und V den eigentlichen quadrat. Mittelwertspannungen V bzw V so TH S TH S
anzupassen, daß der Flüssigkristall in einem Bereich 11 von Fig. 1 erregt wird. In diesem Fall sollte V /V = V /V sein.
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-r-
Fig. 2 zeigt Beispiele von Wellenformen von Ziffern-erreger-signalen und Segment-erreger-signalen, die bei einer Matrix-erreger-methode früherer Art für ein Flüssigkristall-Anzeigegerät verwendet wurden. In Fig. 2 stelltdie Wellenform V . ein Erreger-signal dar, das auf eine i-te Ziffern-elektrode. des Flüssigkristall-Anzeigegerätes angewendet wird, und die Wellenform V stellt ein Ziffern-erreger-signal dar, welches auf dien-te Ziffernelektrode des Flüssigkristall-Anzeigegerätes angewendet wird. Wie gezeigt, haben die Ziffern-erreger-signale die Amplituden H und -H und eine Dauer W. Diese Ziffern-erreger-signale werden zu den Ziffern-elektroden des Flussigkristall-An zeigegerätes mit einem Wiederholungs takt 2L geleitet. Die Wellenform V stellt Segment-erreger-
S .L.
signale dar, deren Potentiale M und -M zu einer Segment-elektrode des Anzeigegerätes geleitet werden. Die Wellenform V , stellt den
pi
Potentialunterschiec zwischen der Ziffern-elektrode und der Segmentelektrode dar, wodurch ein ausgewähltes Anzeigesegment einen lichtstreuenden Zustand, d.h. einen sichtbaren Zustand, erreicht. Die Wellenform
V stellt den Potentialunterschied zwischen der Ziffern-elektrode und pn
der Segment-elektrode dar, wodurch das selektierte Element einen lichttransparenten Zustand erreicht. Die quadrat.Mittelwert-spannung V , bei
on
der der Flüssigkristall den lichtstreuenden Zustand annimmt, wird ausgedrückt als:
V = J \ [/{ - (H+M) 2 + — M2} dt on Il L η η
wobei L = HalbZykluszeit des Ziffern-erreger-signals η = die Anzahl der Reihen der Ziffern-elektroden H = die Amplitude des Ziffern-erreger-signals M = die Amplitude des Segment-erreger-signals t = Zeit
Die quadrat, Mittelwert-spanrmng V , bei der der Flüssigkristall den licht-transparenten Zustand annimmt, wird ausgedrückt als:
Nehmen wir an, daß M=I und L=I. Obige Gleichungen werden dann geschrieben als:
V = J - ( H+l)2 +
on ι η η
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-γΓ-
off Vn x ' η
Es ist aus obigen Gleichungen ersichtlich, daß die quadrat. Mittelwertspannungen des Flüssigkristall durch das Verhältnis der Ziffern-erregerspannung zur Segment-erreger-spannung , die absoluten Werte dieser Spannungen und durch die Anzahl der Reihen der Anzeigematrix bestimmt sind. Bei einer konventionellen halben Gitterverschiebungsspannungs-methode werden die Amplituden der Ziffern-erreger-spannung und der Segment-erregerspannung gleich zueinander gewählt, d.h., H=M, und Ziffern-erregersignale mit dem Impulsfaktor l/n werden zur Ziffern-elektrode des Flüssigkristalls geleitet. In diesem Fall wird die Halbzykluszeit L ausgedrückt durch L s= nxw, wobein= Anzahl der Reihen der Ziffernelektroden und w = Impulsweite. Bei einer konventionellen ein Dritte1-Gitterverschiebungspannungs-methode wird die Amplitude der Ziffern-erreger-spannung so gewählt, daß sie zweimal jener der Segment-erreger-spannung ist, d.h. H = 2M. Bei dieser Erreger-methode wird ein Spannungs-potential +3M zum Flüssigkristall während der vollen Anregungsperiode geleitet, und ein Spannungspotential +V wird während Halbanregungs- und Nichtanregungs-perioden geleitet.
In demlall,wo eine Erreger-spannung zu einem Flüssigkristall-Anzeigegerät geleitet wird, das eine besonders verschlungene numatische Struktur verwendet, wird sich der Anzeigezustand in Abhängigkeit zu den Ansichtswinkeln ändern. Fig. 3 zeigt eine Veranschaulichung in Diagrammform der Ansichtswinkel für eine Anzeige-tafel, die eine verschlungene nematische Struktur.verwendet. In Fig. 3, wenn die Anzeige-tafel entlang der Achse Z' betrachtet wird, werden die Anzeige-zustände voneinander verschieden sein, und zwar in jenen Fällen, wo der Ansichtswinkel mit der Achse Z1 ausgerichtet ist, d.h., θ = 90° und )f = 0° und wo der Ansichts winkel so geändert wird, daß der Winkel θ kleiner als 90° ist und derWinkelJp in Bezug auf die Achse Z1 vergrößert wird. Dieses Problem ist ernst, besonders wenn das Flüssigkristall-Anzeigegerät mit einer Matrix-erreger-methode erregt wird. Da in diesem Fall zu dem nichtselektierten Anzeige-elementen ein gewisses Spannungs-potential geleitet wird, können diese Anzeige-elemente unerwünschterweise in einem leicht lieht-streuenden Zustand bei gewissen Ansichts-winkeln sichtbar werden. Fig. 4 zeigt einen Graph, bei dem die optischen Schwell-spannungen V » bei welchen die
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nichtselektierten Anzeige-elemente einen licht-streuenden Zustand annehmen, in Ausdrücken des Winkels^ im Bezug auf die Achse Z1 abgetragen werden. Nehmen wir nun an, daß die in Fig. 3 gezeigte Anzeige-tafel entlang der Achse mit einem Winkel betrachtet wird, in einem durch die Achsen P-P' bestimmten Bereich, d.h., J3 = + 60° und θ >30°. In diesem Fall sinddLe nichtselektierten Anzeige-elemente in einem leicht lichtstreuenden Zustand sichtbar, wenn das Anzeigegerät durch konventionelle Erreger-methoden erregt wird, und dies resultiert in einem niedrigen Anze ige-kontras t.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der Schaffung einer verbesserteniSrreger-schaltung für eine Flüssigkristall-Anzeige-matrix, wobei der Anzeige-kontrast erheblich vergrößert wird und die nichtselektierten Anzeige-elemente einen völlig licht-transparenten Zustand erreichen können. Zu diesem Zweck schlägt die vorliegende Erfindung vor, reduzierte quadrat. Mittalwertspannungen zum Flüssigkristall-Anzeigegerät, zu leiten, ohne den Arbeits-spielraum zu beeinträchtigen (d.h., das Verhältnis der quadrat. Mittelwert-spannung, bei der der Flüssigkristall einen lichtstreuenden Zustandlerreicht zu jener Spannung, bei der der Flüssigkristall einen licht- transparenten Zustand erreicht.)
In Fig. 5 wird ein Block-diagramm einer durch die vorliegende Erfindung verbesserten ersten Ausführung einer Erreger-schaltung gezeigt. Wie gezeigt, beinhaltet die Erregerschaltung eine Spannungsquelle 12, die Ausgabespannungen für einen Spannungs-signal-generator 14 liefert. Der Spannungs-signal-generator 14 ist so angeordnet, um verschiedene Spannungs-signale bei den Potentialen 0, V und 2V in Erwiderung auf ein Kontroll-signal zu erzeugen, welches später beschrieben werden wird. Der Schwingkreis 16 kann einen durch einen Quarzkristall kontrollierten Oszillator beinhalten, der in einer relativ hohen Frequenzt schwingt. Dieses Hochfrequenz-signal wird zu einem Frequenz-konverter 18 mittels eines Teilers geleitet^ der das relativ hohe Frequenz-signal unterteilt, um ein relativ niedriges Frequenz-signal und ein ühr-signal zu liefern. Das Uhr-signal wird zu einem Zeitgeber-signal-generator geleitet, und das Niederfrequenz-signal wird zu einem logischen Stromkreis
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22 geleitet. Der logische Stromkreis 22 kann eine Kalkulator-schaltung beinhalten, die dazu adaptiert ist, um eine arithmetische Funktion in Erwiderung auf verschiedene Ausgabe-signale von einem (nicht gezeigten) Tastenfeld auszuüben, oder einen Zeit-zähler einer elektronischen Ohr. Die logische Schaltung 22 erzeugt Anzeige-informations-signale, die zu einem Dekodierer 26 geleitet werden. Der Dekodierer26 erzeugt binär verkodete Ausgabe-signale, welche zu einem Segment-erreger 28 geleitet werden, zu dem auch Spannungs-signale vom Spannungs-signal-generator geleitet werden. Der Zeitgeber-signal-generator 20 ist so angeordnet, um verschiedene Zeitgeber-signale und ein Kontrollsignal zu vorbestimmten Frequenzen zu erzeugen, in Erwiderung auf das Uhrsignal vom Frequenzkonverter 18. Das Kontroll-signal C wird auf den Spannungs-signal-generator 14 angewandt, der die verschiedenen Spannungssignale zu den Potentialen 0, V und 2V erzeugt, in Erwiderung auf das zuvor beschriebehe Kontrollsignal. Diese Spannungs-signale werden auf einen Ziffern-erreger 24 und den Segment-erreger 28 angewandt, auf den auch das Signal C angewandt wird.
Der Ziffern-erreger 24 erzeugt die Ziffern-erreger-signale D und D in Erwiderung auf die Zeitgeber-signale. Diese Zeit-erreger-signale sind voneinander durch ein bestimmtes Zeitintervall getrennt, u.Ii., eine Halbzyklus-periode des Ziffern-erreger-signals, wie in Fig. 6 gezeigt. Die Ziffern-erreger-signale werden auch zu den Ziffern-elektroden eines Flüssigkristall-Anzeigegerätes 30 geleitet, welches in einem Matrix-feld angeordnet ist. Wie in Fig. 6 gezeigt, variiert jedes der Ziffemerreger-signale D und D bei einer Mehrfalt von Spannungs-potentialen, d.h., 0, V und 2V während jeder Bild-zeit oder einer Zyklus-periode (4T+2t) in einer ersten vorbestimmten Folge. Genauer ausgedrückt, besteht das Ziffern-erreger-signal D aus ersten Impuls-komponenten P bis P. einer ersten Impulsweite T und variiert bei den Potentialen 0, V und 2V und aus zweiten Impuls-komponenten P_ bis P einer zweiten Impulsweite t kleiner als T und beim Potential V fixiert. Wie in Fig. 6 gezeigt, besitzt jedes der Ziffern-erreger-signale zumindestens eine Komponente, die wahrend jeder Halbzyklusperiode (2T+t) die Impulsweite t hat, synchron mit dem Kontroll-signal C. Es muß vermerkt werden, daß das
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Verhältnis t/T auf einen vorgeschriebenen Wert gesetzt wird, in Abhängigkeit zu der Beziehung zwischen den Schwellspannungen V und V (siehe Fig. 1) und das Verhältnis t/T wird vorzugsweise auf einen größeren Wert gesetzt, wenn die Unterschiede zwischen V und V
TH TH
bzw zwischen V und V groß sind. Es sollte ferner vermerkt werden, daß die Voll-Zyklus-periode des Ziffern-erreger-signals auf einen'Wert gezetzt wird, um das Flickern der Anzeige zu verhindern. Das Ziffernerreger-signal D ist dem Ziffern-erreger-signal D identisch, außer daß es im Platz vom Ziffern-erreger-signal D durch ein vorbestimmtes Zeitintervall verzögert ist, wie zuvor beschrieben.
Der Segment-erreger 28 erzeugt verschiedene Segment-erreger-signale S , S_, S und S , die bei den Potentialen 0, V und 2V in vorbestimmten Folgen variieren. Das Segment-erreger-signal S ist das Inverse vom Segment-erreger-signal S , aber ist mit jenem in identischer Phase.
Ahnlicherweise ist das Segment-erreger-signal S das Inverse des Segmenterreger-signals S , ist aber mit ihm in identischer Phase. Wie in Fig. gezeigt,besteht das Segment-erreger-signal S aus ersten Impuls-komponenten P_ bis P,nr die beim Potential V und 2V variieren und eine Impulsweite T gleich der Impulsweite der ersten Impuls-komponenten P bis P des Ziffern-erreger-signals haben, und aus zweiten Impulskomponenten P und P mit einer zweiten Impulsweite t gleich der zweiten Impulsweite der Impuls-komponenten P_ und P^ des Ziffern-erreger-signals. Jede der
b 6
zweiten Impuls-komponenten P und P ist auf demselben Potential wie die zweiten Impuls-komponenten P1. und P. des Ziffern-erreger-signals, d.h., auf dem Potential V. Auf diese Weise besitzt das Segment-erregersignal S zumindestens eine zweite Impuls-komponente einer Impulsweite t während jed=r Halbzyklus-periode, synchron mit dem Kontrollsignal C. Ahnlicherweise besitzt jedes der Segment-erreger-signale S , S und S. eine zweite Impuls-komponente P1 oder P' einer Impulsweite t während
iJ- J.4»
jeder Halbzyklus-periode, synchron mit dem Kontrollsignal C.
Die Ziffern-erreger-signale D und D werden zu "den Ziffern-elektroden der Flüssigkristall-Anzeigegerätes 30 geleitet, und die Segment-erregersignale S bis S werden zu den Segment-elektroden des Anzeigegerätes 30
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- yr-
geleitet. Die Wellenform V in Fig.. 6 zeigt den Potential-unterschied zwischen der Segment-und der Ziffern-elektrode D an , in einem Fall, wo das Segment-erreger-signal S zu einer Segment-elektrode des Anzeigegerätes 30 geleitet wirdj Die Wellenform V zeigt den Potential-unterschied zwischen der Segment-und der Ziffern-elektrode D an, in einem Fall, wo das
2 Segment-erreger-signal S zur Segment-elektrode des Anzeigegerätes 30 geleitet wird. Es ist nun bei diesen Wellenformen verständlich, daß der Potential-unterschied zwischen den Ziffern- und Segment-elektroden Null wird, wie durch Ρ"Ί_ angezeigt, synchron mit dem Kontrollsignal C
während jeder Halbzyklus-periode, wobei die auf das Anzeige-element angewandte guadrat. Mittelwert-spannung reduziert wird, ohne eine Änderung im Arbeits-spielraum des Flüssigkristalls zu verursachen, und erhöht dadurch den Anzeige-kontrast wesentlich und minimiert den Spannungs-verbrauch.
Fig. 7 zeigt ein verbessertes Beispiel der Bezeihung zwischen dem Frequenz-konverter 18 und dem Zeitgeber-signalgenerator 20, der einen Teil der in Fig. 5 gezeigten Erreger-β chal tung bildet.. Wie gezeigt, ist der Zeitgeber-signal-generator 20 bei seinem Eingabe-anschluß mit ersten und zwedten Zwischenstufen 10a und lob des Frequenz-Konverters 18 geschaltet, um die Uhr-signale θ und θ der ersten bzw. der zweiten Frequenzen zu empfangen. Das Uhr-signal θ hat eine höhere Frequenz als das Uhrsignal Θ, wenn T> t ist. Der Zeitgeber-signal-generator 20 umfasst eine Mehrfalt von (nicht gezeigten) Tor-mitteln, bei denen das Uhr-signal θ ,
el
zur Bestimmung des Wertes der Impuls-weite t der zweiten Impuls-komponenten verwendet wird, die im Erreger-signal (siehe Fig. 6) enthalten sind, und das Uhr-signal θ wird zur Bestimmung des Wertes der Impulsweite T der ersten Impuls-komponenten verwendet, die in den Erreger-signalen enthalten sind. Es ist also ersichtlich, daß das Verhältnis t/T mit einem fixen Wert gewählt werden kann, indem man die Frequenzen der Uhr-signale θ , und θ selektiert.
el
Fig. 8 zeigt ein anderes verbessertes Beispiel der Beziehung zwischen dem Frequenz-konverter 18 und dem Zeitgeber-signal-generator 20. In Fig. 8 besteht der Zeitgeber-signal-generator 20 aus einem modulo-n-Ring-zähler 32, der mit seinem Uhr-eingabe-anschluß zu einer Zwischenstufe 18b des
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Frequenz-konverters 18 geschaltet ist, und einem Zeitgeberimpuls-generator 34, der seine Eingaben zu den Ausgaben Q und Q des Ring-zählers 32 geschaltet hat. In diesem Fall kann das Verhältnis t/T verschiedene Werte annehmen ,indem man die Ausgabe-anschlüsse selektiv verbindet und die Ausgabe-anschlüsse des Ringzählers 32 können extern angebracht sein.
Während im Wellenform-diagramm von Fig. 6 jedes der Ziffern-erregersignale und der Segment-erreger-signale in der Form gezeigt wurde, daß es erste Impuls-komponenten der ersten Impuls-weite T -beinhaltet und eine zweite Impuls-komponente der zweiten Impuls-weite t währen! jeder Halbzyklus-periode beinhaltet, sollte vermerkt werden, daß jedes der Erreger-signale mehr als eine zweite Impuls-komponente der Impuls-weite t während jeder Halbzyklus-periode haben kann, wie in Fig. 9 gezeigt. In Fig. 9 besteht das Siffern-erreger-signal D1 aus ersten Impuls-komponenten P bis P_^» die die Impulsweite T besitzen, und aus zweiten Impulskomponenten P bis Ρ,,-,γ die die Impuls-weite t haben, während jeder Bild-zeit oder einer Zyklus-periode. Das Kontroll-signal C besteht aus den vier Impuls-komponenten C" bis C während jeder Zyklus-periode. Das Ziffern-erreger-signal D' ist zu dem Ziffern-erreger-signal D1 identisch, · außer daß es in Phase vom Ziffern-erreger-signal D* durch ein vorbestimmtes Zeitintervall verzögert ist. Ahnlicherweise besteht jedes der Segmenterreger-signale S* bis S1 aus ersten Impuls-komponenten P0 bis P , die
J- 4 2o
eine Impulsweite T haben, und aus zweiten Impuls-komponenten P_ bis P , die eine Impulsweite t besitzen. Die zweiten Impuls-komponenten jedes der Segment-erreger-signale S1 bis S1 sind mit den Impuls-komponenten C bis C des Kontroll-signals synchronisiert. So wird der Potentialunterschied zwischen den Ziffern- und Segment-elektroden Null, wie durch P" bis P" angezeigt, synchron mit dem Kontroll-signal C, und deshalb werden die zu den Änzeige-elementen geleiteten quadrat. Mittelwert-Spannungen reduziert,mit einem daraus resultierenden Anstieg im Anzeigekontrast.
Fig. 10 zeigt ein Wellenform-diagramm von Ziffern- und Segment-.erregersignalen in einem Fall, wo die Anzeige-matrix aus drei Ziffern-elektroden besteht. In diesem Fall besteht das Ziffern-erreger-signal D" aus ersten
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Xl
Impulse-komponenten P bis P.,-» die beim Potential 0, V, 2V und 3V in einer vorbestimmten Folge variieren und die Impulsweite T besitzen, und aus zweiten Impulskomponenten P bis P mit der Impuls-weite t. Die zweiten Impulskomponenten P bis P verbleiben beim Potential O synchron mit dem Kontroll-signal C". Die Ziffern-erreger-signale D" und D" sind mit dem Ziffern-erregersignal D" identisch, aber in Phase davon durch vorbestimmte Zeitintervalle verzögert. Das Segment-erreger-signal S". besteht ausersten Impuls-komponenten, die bei den Potentialen 0, V, 2V und 3V variieren und die Impulsweite T haben, und aus zweiten Impulskomponenten, die eine Impulsweite t gleich der Impulsweite der zweiten Impulskomponenten des Ziffern-erreger-signales haben. Während in Fig. 10 nur ein Segmenterreger-signal S". als Beispiel gezeigt, wird, sollte verständlich sein, daß mehr als ein Segment-erreger-signal in Wirklichkeit verwendet wird und daß jedes der Segment-erreger-signale eine Mehrfalt von zweiten Impulskomponenten besitzt, die eine Impulsweite t synchron mit dem Kontrollsignal C" haben. Folgligh wird der Potentialunterschied zwischen den Segment- und Ziffern-elektroden, null, wie durch P1 bis P1ς- angezeigt, synchron mit dem Kontrollsignal C", und reduziert dadurch die zu den Anzeigeelemente geleiteten quadrat. Mittelwert-Spannungen. Während in den Fig. 6 und 9 die zweite Impulskomponente das Potential V besitzt und in Fig. 10 die zweite Impulskomponente das Potential 0 besitzt, sollte vermerkt werden, daß die zweite Impulskomponents der Impulsweite t auch andere Spannungspotentiale aufweisen kann.
Fig. 11 zeigt ein Blockdiagramm einer elektronischen Uhr, die eine Erregerschaltung gemäß vorliegender Erfindung beinhaltet, wobei gleiche· Teile gleiche Bezugsnummern, wie jene in Fig·. 5 verwendeten, tragen. Wie gezeigt,besteht die elektronische Uhr allgemein aus einer Spannungsquelle 40, einem Frequenz-Standard 42, der zur Spannungsquelle 40 geschaltet ist, einem ersten Frequenzteiler 44, der zum Frequenzstandard 42 geschaltet ist, einem zweiten Frequenzteiler 46, einem Niveau-schalter 48, car zwischen die ersten und zweiten Frequenzteiler und 46 geschaltet ist, einem Zeitzähler 50, der zum zweiten Frequenzteiler 46 geschaltet ist, einem zum Zeitzähler 50 geschalteten Dekodierer 52, einer Erregerschaltung 15 und einem Flüssig-kristall-Anzeigegerät 54.
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Der Frequenz-Standard 42 beinhaltet einen durch einen Quarzkristall kontrollierten Schwingkreis, der mit einer relativ hohen Frequenz schwingt. Dieses relativ hohe Frequenz-signal wird auf den ersten Frequenzteiler 44 angewandt, wodurch das relativ hohe Frequenzsignal zu einem relativ niedrigen Frequenzsignal unterteilt wird. Das relativ niedrige Frequenzsignal wird durch den Niveau-schalter 48 auf den Zeitgebersignal-generator 20 der Erregerschaltung 15 und auf den zweiten Frequenzteiler 46 angewandt. Der zweite Frequenzteiler 46 unterteilt das relativ niedrige Frequenzsignal, um Ausgabesignale von 1 Hz per Sekunde zu liefern, die auf den Zeitzähler 50 angewandt werden. Der Zeitzähler 50 zählt die Ausgabesignale, um die Anzeigeinformations-signale zu liefern, die die Zeit und das Kalenderdatum anzeigen. Diese Anzeigeinformationssignale werden auf den Dekodierer 52 angewandt, wodurch binär verkodete Ausgabesignale geliefert werden, die die Erregerschaltung 15 veranlassen, das Fltissigkristall-Änzeigegerät 54 so zu erregen, daß Zeit- oder Kalenderinformation angezeigt wird.
Fig. 12 zeigt ein Detail-schaltbild für den Spannungs-signal-generator 14, der einen Teil der in Fig. 11 gezeigten Erreger-schaltung formt. In Fig. 12 besteht der Spannungs-signal-generator 14 aus einem Kontrollende 60, das zum Empfang eines Kontrollsignals C adaptiert ist, und aus ersten und zweiten elektronischen Schaltermitteln 62 und 64, die in einer komplimentären Weise arbeiten, um die Spannungssignale zu den Ausgabe-enden 66, 68 und 70, die als E, F und G bezeichnet sind, zu liefern. Das erste elektronische Schaltermittel 62 beinhaltet ein erstes Öbertragungs-tor TGl, das zwischen das Potential 2V geschaltet ist, d.h. die Seite des positiven Potentials einer Batterie 40b wird in Serie mit einer anderen Batterie 40a der Spannungsquelle 40 und des Ausgabe- " ■ anschlusses 66 geschaltet, und ein zweites Übertragungs-tor TG2, das zwischen das Potential 0 geschaltet ist, d.h. der geerdeten Seite der Batterie und dem Ausgabe-anschluß 70 Jedes der Ubertragungs-tore TGl und TG2 besteht aus einem P-Kanal-Metalloxyd-Halbleiter-Feldffekt-Transistor (MOSFET), der seinen Tor-anschluß durch einen Inverter 72 zum Kontroll-anschluß 60 geschaltet hat, und aus einem N-Kanal-MOSFET, der seinen Tor anschluß zum Kontroll-ende 60 geschaltet hat.
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Die Quellen-enden des Ubertragungs-tores TGl bilden eine Eingabe, die zum Potential 2V geschaltet ist, und Drain-anschlüsse davon bilden eine Ausgabe, die zum Ausgaben-anschluß 66 geschaltet ist. Ahnlicherweise ' bilden die Quellen-enden des Ubertragungs-tores TG2 eine Eingabe, die zum PotentialO einer Spannungsquelle geschaltet ist, und die Ausfluß-enden davon bildeneine Ausgabe, die zu dem Ausgabe-anschluß 70 geschaltet wird. Ahnlicherweise besteht das zweite elektronische Schaltermittel 64 aus einem ersten Übertragungs-anschluß TG3, der zwischen dem Potential V der Spannungquelle und dem Ausgabe-anschluß 66 geschaltet ist, und aus
Il
einem zweiten Übertragungs-tor TG4, das zwischen dem Potential V der Spannungquelle 40 und dem Ausgabe-anschluß 70 geschaltet ist. Das Ausgabe-ende 68 wird direkt zum Potential V der Spannungquelle 40 geschaltet. Jedes der tibertragungs-tore TG3 und TG4 besteht aus einem P-Kanal MOSFET, der sein Tor-ende zum Kontroll-ende 60 geschaltet hat, und aus einem N-Kanal MOSFET, der sein Tor-ende zur Ausgabe des Inverters 72 geschaltet hat.
Wenn bei obenerwähnter Anordnung das Kontrollsignal C eine hohe Stufe
It
annimmt, werdendie Übertragungstore TGl und TG2 eingeschaltet und die Übertragungstore TG3 und TG4 werden abgeschaltet. In diesem Fall werden die Ausgabe-anschlüsse 66 und 70 zu den Potentialen 2V bzw.O geschaltet, während der Ausgabe-anschluß 68 zum Potential V geschaltet wird. So haben die Spannungssignale E, F und G die Potentiale 2V, V vzw. O.
Wenn das Kontrollsignal C eine niedrige Stufe annimmt, werden die tibertragungs-tore TG3 und TG4 eingeschaltet, während die Übertragungstore TGl und TG2 abgeschaltet werden. In diesem Zustand werden die Ausgabe-enden 66 und 70 nicht zu den Potentialen 2V bzw.O geschaltet, sondern werden direkt zum Potential V mittels der Übertragungs-tore TG3 und TG4 geschaltet. So haben alle Spannungssignale E, F und G das Potential V gleichzeitig, wie durch die Wellenformen E, F und G in Fig. 13 veranschaulicht, wenn das Kontrollsignal sich auf niedriger Stufe befindet.
Fig. 14 zeigt ein Detail-Schaltbild für den Niveau-Schalter und den
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Zeitgeber-signal-generator 20. Der Niveau-schalter 48 besteht aus P-Kanal MOSFETs und N-Kanal MOSFETs, die so angeordnet sind, um das Uhrsignal θ , das beim Potential V und 0 variiert vom ersten Frequentzteiler 44 zu einem ührsignal θ zu konvertieren, das bei den Potentialen O und 2V variiert. Das ührsignal θ wird auf den Zeitgeber-signal-generator 20 angewandt. Der Zeitgeber-signal-generator besteht allgemein aus einem modulo-7-Ringzähler 74, einem S-R Typ Flip-Flop 76·, einem modulo-2-Zähler 78, einem Inverter 80, und AND-Toren 82, 84, 86 und 88.
Das Uhrsignal θ wird auf den Ringzähler 74 angewandt, der Äusgabesignale einschließlichden Ausgaben Q und Q. liefert. Die Ausgabe Q. wird auf den Inverter 80 angewandt, der ein Kontrollsignal C erzeugt, welches das Inverse der Ausgabe Q ist. Die Ausgabe Q wird zu einem Einstell-anschluß des Flip-Flops 76 geschaltet, zu dessen Rückstell-anschluß die Q Ausgabe geschaltet wird. Das Flip-Flop 76 wird synchron zur Ansteuerungsflanke der Ausgabe Q eingestellt und synchron zur Ansteuerungsflanke der Q Ausgabe rückgestellt, und erzeugt so eine Ausgabe Q, . Die Ausgabe Q. wird auf die Eingaben der AND-Tore 82, 84, 86 und 88 und einem AusIe löse anschlug des Teilers 78 angewandt. Die Ausgabe Q. wird vom Zähler 78 durch 2 dividiert, was eine Ausgabe Q. liefert. Die Ausgabe Q. wird auch auf die verbleibenden Eingaben der AND-Tore 84 und 88 angewandt. Das AND-Tor 82 Liefert eine Ausgabe a inErwiderung auf die Ausgaben Q. und Q.. AND-Tor 84 liefert eine Ausgabe a in Erwiderung auf die Ausgaben Q., Q. und Q . Das AND-Tor 86 liefert eine Ausgabe a in Erwiderung auf die Ausgaben Q. und Q.. Das AND-Tor 88 liefert eine Ausgabe a in Erwiderung auf die Ausgaben Q. , Q. und Q . Die durch die Kontrollschaltung 20 gelieferte Ausgabe wird im Zeitablaufplan der Fig. 15A gezeigt. Das Kontrollsignal C wird auf den Spannungs-signal-generator, den Ziffern-erreger 24 und den Segment-erreger 28 angewandt, um die Impulsweite t der zweiten Impulskomponenten zu bestimmen, die in verschiedenen Erreger-signalen enthalten ist, wie bereits beschrieben. Die Ausgaben a bis a werden als Zeitgeber-signale verwendet und auf den Ziffern-erreger 24 und den Segment-erreger 28 angewandt, um die Impulsweite T der ersten Impuls-komponeiite zu bes timmen, die bei den verschiedenen Erreger-signalen enthalten ist.
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Fig. 16 zeigt ein Detail-Schaltbild für den in Fig. 11 beschriebenen Ziffern-erreger 24. Der Ziffern-erreger 24 besteht aus ersten und zweiten Schaltermitteln 90 und 92 zur Erzeugung der Ziffern-erregersignaleD und D in Erwiderung auf die Zeitgeber-signale a bis a. und das vom Zeitgeber-signal-generator gelieferte Kontrollsignal C. Das erste Schaltermittel 90 besteht aus ersten Übertragungstoren TG5 bis TG8, die auf die Zeitgebersignale a bis a ansprechen und einem zweiten (Jbertragungs-tor TG9, das auf das Kontrollsignal C anspricht. Im
ti
besonderen besteht jedes der Ubertragungs-tore aus einem N-Kanal-MOSFET und einem P-Kanal-MOSFET. Die Tor-anschlüsse der N-Kanal und P-Kanal-MOSFETs werden durchlas Zeitgebersignal kontrolliert. Die Quell-anschlüsse der Transistoren werden zusammengeschaltet und dienen als eine Eingabe, die mit dem Spannungssignal vom Spannungssignal-generator 14 angewandt wird. Die Drain-tore derTransistoren werden auch zusammengeschaltet und zu einer Ziffern-elektrode 94 des Anzeigegerätes geschaltet. Die Toranschlüsse der N-Kanal-MOSFETs der Ubertragungs-tore TG5 bis TG8 werden zu den ersten Kontroll-anschlüssen 98, 100, 102 bzw. 104 geschaltet, die als a , a , a und a bezeichnet sind, entsprechend den Wellenformen von Fig. 15. Die Tor-anschlüsse der P-Kanal-MOSFETs der Ubertragungs-tore TG5 bis TG8 werden zu den Ausgaben der Inverter 98', 100', 102" und 104' geschaltet, die ihre Eingaben zu den entsprechenden kontroll-enden geschaltet haben. Die Eingaben der Ubertragungs-tore TG5 und TG6 werden zu den Eingabe-anschlüssen 106 bzw. 110 geschaltet, die als E und G bezeichnet sind. Die Eingaben der Ubertragungstore TG7 und TG8 werden zum Eingabe-ende 108 -bezeichnet als F- geschaltet, auf das auch eine Eingabe des zweiten Übertragungs-tores TG9 geschaltet wird. Der Tor-anschluß des P-Kanal-MOSFET des tibertragungs-tores TG9 wird zum zweiten kontrollende geschaltet, während der Tor-anschluß des N-Kanal-MOSFET zu einer Ausgabe eines Inverters 114 geschaltet wird, der seine Eingabe zum zweiten Kontroll-ende 112 geschaltet hat. Die Ausgaben der Übertragungs-tore TG5 bis TG9 werden in 116 zus-ammengeschaltet und zur ersten Ziffern-elektrode 94 geschaltet.
Ahnlicherweise besteht das zweite Schaltermittel 92 aus ersten Ubertragungstoren TGlO bis TG13 und einem zweiten Übertragungs-tor TG14. Beim zweiten
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Schaltermittel 90 werden die Übertragungs-tore TG12 und TG13 zu den Eingabe-anschltissen 106 bzw. 108 geschaltet, während die Eingaben der
Il
anderen Übertragungs-tore TGlO, TGlI und TG14 zum Eingabe-anschluß 108 geschaltet werden. So wird das Zifferen-erreger-signal D in Phase vom Ziffern-erreger-signal D mit einem vorbestimmten Zeitintervall verzögert, wie später beschrieben werden wird. Die Verbindungen zwischen den
Il
ersten Ubertragungs-toren und den ersten Kontroll-enden sind identisch zu jenen des ersten Schaltermittels 90, und daher wird hier eine detaillierte Beschreibung unterlassen.
Die Arbeitsweise des Ziffern-erregers 24 wird nun in Bezugnahme auf die Fig. 13, 15A und 15B beschrieben. Während des Zeitintervalles t
II 1
verbleibt das Kontroll-signal C auf hoher Stufe, so daß die Ubertragungstore TG9 und TG14 abgeschaltet werden. Wie in Fig. 13 gezeigt, befinden sich die Spannungs-signale E, F und G bei den Potentialen 2V, V bzw. 0, wenn das Kontroll-signal auf hoher Stufe ist. Während des Zeitinterwalles t1 sind die Übertragungs-tore TG5 und TGlO eingeschaltet, da sich das
Il if
Zei-signal a auf hoher Stufe befindet, während die übrigen Übertragungstore abgeschaltet sind, unter diesen Bedingungen wird das Spannungs-signal E auf die Ziffern-elektrode 94 angewandt, so daß das Ziffern-erregersignal D das Potential 2V hat. Gleichzeitig wird das Spannungs-signal F auf die Ziffern-elektrode 96 angewandt, so daß das Ziffern-erregersignal D das Potential V hat, wie in Fig. 15B gezeigt.
Während des Zeitintervalles t strebt das Kontroll-signal einer niedrigen Stufe zu und die Spannungs-signale E, F und G, die bei den Eingabeanschltissen 106, 108 und 110 erschainen, haben das Potential V. In diesem Fall sind die Übertragungs-tore TG9 und TG14 der ersten und zweiten Schaltermitteln eingeschaltet, während die übrigen Übertragungs-tore der ersten und zweiten Schaltermitteln abgeschaltet sind. Folglich wird das Spannungs-signal F gleichzeitig auf die beiden Ziffern-elektroden 94 und 96 angewandt. So haben die Ziffern-erreger-signale D und D desselbe Potential d.h., das Potential V während· des Zeitintervalles t .
Während des Zeiteintervalles t strebt das Kontrollsignal C einer hohen
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Stufe zu, und das Zeitgebersignal a ist auch auf hoher Stufe. In diesem Fall sind die Ubertragungs-tore TG6 und TGIl eingeschaltet, während die übrigen Ubertragungs-tore abgeschaltet sind. Unter diesen Bedingungen wird das Spannungs-signal G auf die Ziffern-elektrode 94 angewandt, und das Spannungs-signal F wird auf die Ziffern-elektrode 96 angewandt. So besitzen die Ziffern-erreger-signale D und D die Potentiale 0 bzw. V.
Während des Zeitintervalles t verbleibt das Kontrollsignal C auf hoher Stufe, und dasfeitgeber-signal a geht auch auf hohe Stufe. Folglich
Il
sind die Ubertragungs-tore TG7 und TG12 eingeschaltet, während die
Il
verbleibenden Ubertragungs-tore abgeschaltet sind. Unter diesen Bedingungen werden die Spannungs-signale F und E auf die Ziffern-elektroden 94 bzw. 96 angewandt. So haben die Ziffern-erreger-signale D und D die Potentiale V und 2V.
Während des Zeitintervalls t geht das Kontrollsignal C auf niedrige Stufe und die Ubertragungs-tore TG9 und TG14 sind eingeschaltet, während die verbleibenden Ubertragungs-tore abgeschaltet sind. So haben die Ziffernerregers ignale D und D dasselbe Potential, V, wie zuvor in Bezug auf das Zeitintervall t beschrieben wurde.
Während des Zeitintervalles t geht das Kontroll-signal auf hohe Stufe,
und das Zeitgeber-signal a geht auch auf hohe Stufe. Folglich sind die
Ubertragungs-toreTG8 und TG13 eingeschaltet, währent die verbleibenden
Ubertragungs-tore abgeschaltet sind. Unter diesen Bedingungen werden die Spannungs-signale F und G auf die Ziffern-elektrode 94 bzw. 96 angewandt. So haben die Ziffern-erreger-signal D und D die Potentiale V vzw. 0.
Es ist nun verständlich, daß die Ziffern-erreger-signale D und D dasselbe Potential bei einem vorbestimmten Zeitpunkt synchron mit dem Kontroll-signal C während jeder Halbzyklus-periode haben, wobei die auf den Flüssigkristall des Anzeigegerätes angewandte quadrat. Mittelwert-spannung reduziert werden kann, um den Anzeige-kontrast in einer zuvor beschriebenen Weise zu erhöhen.
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Fig. 17 zeigt einen Zeitablaufplan, der eine Methode zur Erzeugung von Zeitgeber-signalen illustriert, die beim Segment-erreger 28 von Fig. 11 verwendet wird. Die Wellenform Q zeigt die Ausgabe vom Ringzähler 74, der in Fig. 14 gezeigt wurde. Die Wellenform Q. zeigt die Ausgabe des Flip-Flops 76." Die Wellenform C entspricht der Ausgabe Q vom Ringzähler 74. Die Wellenform Q wird durch Eingabe der Ausgabe C und
Jc
der Ausgabe Q. in ein OR-Tor erhalten. Die Wellenform Q. ist die Ausgabe vom Teiler 78, und wird im folgenden als das Zeitgeber-signal Z bezeichnet. Die Wellenformen X und Y variieren zwischen dem Potential O und 2V und haben das Potential V während der Zeitintervalle t und fc . Diese Wellenform können mittels einer Schaltungsanordnung ähnlich der in Fig. gezeigten erhalten werden, und werden auch, im folgenden als Zeitgebersignale bezeichnet werden. In diesem Fall kann die Schaltungs-anordnung so konstruiert werden, daß das Zeitgeber-signal die Potential 2V, 0, 2V und O synchron mit den Zeitgeber-signalen a bis a. von Fig. 15A besitzt.
Fig. 18 zeigt ein Detail-schaltbild für den Segment-erreger 28, der einen Teil derin Fig. 13 gezeigten Erreger-schaltung bildet. Der Segmenterreger besteht aus einer Mehrfalt von Schaltermitteln 120a, 120b,
und 12On, die zuden Ausgabe-anschlüssen 124a, 124b, .... und 124n geschaltet werden/ die wiederum zu den Segment-elektroden des Änzeiqeaerätes 54 (siehe Fig. 11) geschaltet sind. Da die Schaltermittel identisch zueinander sind, wird nur das Schaltermittel 120a beschrieben. Das Schaltermittel besteht aus den Öbertragungs-toren TG15 bis TG18 und einem Inverter 122. Jedes der Übertragungs-tore besteht aus einem N-Kanal-MOSFET und einem P-Kanal-MOSFET. Der Tor-anschlug des N-kanal-MOSFET des Übertragungstores TG15 ist zu einem mit Z bezeihneten Kontrollanschluß 126 geschaltet,
ti auf den auch der Tor-anschluß des P-Kanal-MOSFET des Ubertragungstores TG16
geschaltet wird. Die Toranschalüsse der P-Kanal und N-Kanal-MOSFETs der
Ubertragungstore TG15 und TG16 werden über einen Inverter 126' zum Kontrollanschluß 126 geschaltet. Die Eingaben der ubertragungstore TG15 und TG16 werden2U den zweiten Kontrollanschlüssen 132 und 134 geschaltet, die mit d bzw. d bezeichnet werden. Die Symbole & und d stellen die Ausgabesignale vom Dekodierer 52 dar, der in Fig. 11 gezeigt wurde. Der Torarschaluß des N-Kanal-MOSFET des Übertragungstores TG17 wird zu den
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Ausgaben der Übertragungs-tore TG15 und TG16 geschaltet, zu welchen auch der Toranschluß des P-Kanal-MOSFET des Ubertragungstores TG18 geschaltet wird. Die Toranschlüsse des P-Kanal-MOSFET des Übertragungstores TG17 und der Toranschluß des N-Kanal-MOSFET des Übertragungstores TG18 werden über einen Inverter 122 zu den Ausgaben der Übertragungs-tore TG15 und TG16 geschaltet. Die Ausgaben der Übertragungstore TG17 und TG18 werden zusammengekuppelt und zum Ausgabeanschluß 124a geschaltet.
Die Beziehung zwischen den Dekodierer-Ausgaben d und d und den Spannungspotentialen der S&gment-erregersignale, die beim Ausgabeanschlu 124a erscheinen, wird in der folgenden Tabelle I gezeigt:
Table I
ZEIT
INTERVALL'
dld2
HH
dld2
LL
dld2
HL
dld2
LH
V 0 2V 0 2V
V V V V
*3 2V 0 2V 0
*4 0 2V 2V 0
*5 V V ■ V V
\ 2V 0 0 2V
In obiger Tabelle I zeigen die Symbole 1O', 1V und '2V die Spannungspotentiale der Segmenterregersignale an, die Symbole 'd ' und *d ' bedeuten die Ausgaben des .Dekodierers, und die Symbole 1H1 und 1L1 zeigen hohe bzw niedrige logische Stufe der Dekodierer-ausgaben an.
Die Arbeitsweise des Segmenterregers 28 wird nun im Hinblick auf obige Tabelle I und auf die Fig. 17 und 18 beschrieben. Nehmen wir an, daß beide Ansgaben d und d des Dekodieres sich während der Zeitintervalle t bis t auf hoher Stufe befinden. Während der Zeiteintervalle t , t und t geht das Zeitgebersignal Z auf eine hohe Stufe und deshalb wird das Übertragungstor TG15 eingeschaltet, während das Übertragungstor TG16 abgeschaltet wird. In diesem Fall wird die Ausgabe d des Dekodierers auf das Übertragungstor TG17 angewandt, welches folglich eingeschaltet wird.
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So wird das Signal Y, das beim Eingabeanschlug 130 erscheint, durch das
Ubertragungstor TG17 zum Ausgabeanschluß 124a weitergeleitet. Wie zuvor bemerkt, da das Signal Y bei den Potentialen 0, V und 2V während der Zeiteintervalle t , t , bzw. t variiert,variiert eine Ausgabespannung, die zu dem entsprechenden Segment des Anzeigegerätes mitteles des Äusgabeanschlusses 124a geleitet wird, bei denselben Potentialen wie das Signal Y, wie in obiger Tabelle I gezeigt. Während der Zeitintervalle
t , tc und t geht das Zeitgebersignal auf eine niedrige Stufe und 4 D ο
deshalb wird das Ubertragungstor TG16 eingeschaltet, während das Übertragungstor TG15 abgeschaltet ist. In diesem Fall wird die Ausgabe d des Dekodierers durch das Ubertragungstor TG16 und den Inverter 122 zum Ubertragungstor TG17 weitergeleitet, welcher folglich in seinem eingeschalteten Zustand verbleibt. So wird das Signal Y, das beim Eingabeanschluß 130 erscheint, durch das Ubertragungstor TG17 zum Ausgabeanschluß 124a geleitet. In diesen Fällen, da das Signal Y bei den Potentialen 0, V und 2V variiert, variiert die Ausgabespannung, die zu der Segmentelektrode des Anzeigegerätes geleitet wird, bei den Potentialen 0, V und 2V, wie in obiger Tabelle I angezeigt.
Es ist daher ersichtlich, daß , wenn beide Ausgaben d und d des Dekodierers einer hohen Stufe zustreben, das Segmenterregersignal variiert, wie in der Wellenform S in Fig. 15B gezeigt. In diesem Fall werden die zwei in einem Matrix-feld angeordneten Segmente einen-lichtstreuenden Zustand annehmen. Wenn beide Ausgaben d und d_ einer niedrigen Stufe zustreben, variiert das Segmenterregersignäl,wie in der Wellenform S in Fig. 15B gezeigt, und in diesem Fall werden beide Segmente einen licht-transparenten Zustand annehmen. Wenn die Ausgabe d einer hohen Stufe zustrebt, während die Ausgabe d in niedriger Stufe verbleibt, variiert das Segmenterregersignal, wie durch die Wellenform S in Fig. 15B gezeigt. In diesem Fall wird eines der Segmente einen lieht-streuenden Zustand annehmen, während das andere Segment einen licht-transparenten Zustand annimmt. Wenn die Ausgabe d einer hehen Stufe Zustrebt, während die Ausgabe d in de niedrigen Stufe verbleibt, variiert das Segmenterregersignal, wie durch die Wellenform S gezeigt. In diesem-Fäll'wird eines der Segmente einen licht-transparenten Zustand
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annehmen, während das andere Segment einen 'licht-streuenden Zustand annimmt.
Es ist aus Fig. 15B ersichtlich, daß die Erregersignale S bis S4 dieselben Potentiale während der Zeitinterwalle t und t haben, wobei der Potentialunterschied zwischen den Elektroden null wird und deshalb wird die auf den Flüssigkristall angewandte quadrat. Mittelv/ert-spannung reduziert, um den Anzeigekontrast zu erhöhen, wie bereits oben erwähnt. Ferner sollte vermerkt werden, daß das Verhältnis t/T von Fig. 15B gleich 1/3 ist.
Fig. 19 zeigt eine Detail-schalt-verbindung für die Ziffernelelektroden und die Segmentelektroden des Anzeige-gerätes 54, das in Fig. 11 gezeigt wird. In Fig.11 besteht das Anzeigegerät 54 aus Ziffernelektroden 140 und 142, die zu den Eingabeanschlüssen, bezeichnet mit D bzw. D , geschaltet sind, und eine Mehrfalt von Gruppen von Segmentelektroden 144, 146, 148 und 150, die zu den Eingabeanschlüssen, bezeichnet mit S , S., S
el Jj C
bzw. S geschaltet sind, zu denen die Segmenterregersignale, die bei den
d
Ausgabeanschlussen des Segmenterregers 28 von Fig. 18 erscheinen, geleitet werden. Das Anzeigegerät 54 besteht aus einer Minuten-anzeigesektion 152, einer Doppelpunktanzeigesektion 154 und einer Stunden-anzeigesektion 156, kann aber auch noch zusätzliche Anzeigesektionen, wie beispielsweise eine Sekunden-anzeigesektion oder eine Datums-anzeigesektion haben, falls erwünscht.
Die Beziehung zwischen den angezeigten Daten und den Dekodiere-ausgaben d und d wird in der folgenden Tabelle II illustriert:.
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Tabelle II
Angezeigte
Daten
S
dl<*2
Sb
dld2
S
C
dld2
Sd
d2
O HH • HL HH H
1 LL HL HL L
2 HL HH LH H
3 HL HH HL .H
4 LH HH HL L
5 HH LH HL H
6 HH LH HH H
7 HL HL HL L
8 HH HH HH H
9 HH HH HL H
Wie aus obiger Tabelle II ersichtlich, wird die Zahl 1I1 durch das Anzeigegerät 54 von Fig. 19 angezeigt, wenn beide Dekodierer-ausgaben d und d„ für den Eingabeanschluß S einer niedrigen Stufe zustreben, die Ausgaben
el
d und d für die Eingäbeanschlüsse S und S einer hohen bzw. niedrigen
J- ti* Jj C
Stufe zustreben, und die Ausgabe d für den Eingabeanschluß S einer niedrigen Stufe zustrebt. In dieser Weise werden sich die Anzeige-daten in Abhängigkeit von den logischen Stufen der Dekodierer-ausgaben d und d ändern, welcne auf die Schaltermitteln 120a, 120b, ... und 12On des Segmenterregers von Fig. 18 angewandt werden.
Fig. 20 illustriert ein Beispiel des Dekodierers 52, der aus OR-Toren 160, 162, 164, 166, 168, 170 und 172 besteht, adaptiert, um verkodete Ausgaben zu liefern. Wie gezeigt, hat der Dekodierer 52 Eingabeanschlüsse 174, 176, und 180, um die Ausgabesignale J, K, L und M vom Zeitzähler 50 der Fig. 11 zu empfangen, welche Bit- gewichte von 3, 2, 1 bzw. 0 darstellen. Das OR-Tor 160 hat eine erste Eingabe, adaptiert zum Empfang des Produktes der Sig-
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nale J und L, eine zweite Eingabe, adaptiert zum Empfang des Produktes der Signale J, K und M, eine dritte Eingabe, adaptiert zum Empfang des Produktes der Signale K, L und M, und eine vierte Eingabe, adaptiert zum Empfang des Produktes der Signale J, K und L. Die Ausgaben d und d von den OR-Toren 160 und 162 werden zum Schaltermitteln 120a des Segmenterregers 28 geleitet, das ein Segmenterregersignal auf eine bereits oben beschriebene Weise erzeugt. Dieses Segmenterregersignal wird zu einem Eingabeanschluß 124a, bezeichnet mit S , geleitet, der den Eingabeanschlüssen der .,
et
Segmentelektrode 144 von Fig. 19 entspricht. In diesem Fall werden die Ausgaben d und d von den OR-Toren 160 und 162 ausgedrückt als:
d = JL + JKM + KLM + JKL
d = JLM + JKL + JKL + JKM
Ahnlicherweise werden die auf das Schaltermittel 120b angewandten Ausgaben d.. und d ausgedrückt; als:
d = JK + KL. + JLM + JLM
d = JKL + JKL + JKL + JLM
Gleichfalls werden die auf das Schaltermittel 120c angewandten Ausgaben d und d ausgedrückt als:
d = JK + KL + JLM
d = KLM + JLM
Die Ausgabe d«, die zum Schaltermittel 12Od geleitet wird, wird ausgedrückt als:
d. = JKL + JLM + JKL + JKLM + JKM
Fig. 21 zeigt eine durch die vorliegende Erfindung verbesserte zweite Ausführung der Erregerschaltung. In Fig. 21 bezeichnet die Bezugsnummer 190 einen Schwingkreis, der ein relativ hohes Frequenzsignal liefert, welches zum Frequenzteiler 192 geleitet wird. Der Frequenzteiler 192 unterteilt das relativ hohen Frequenzsignal, um ein relativ niedriges Frequenzsignal zu produzieren, welches zu den ersten und zweiten Zeitgebersignalgeneratoren 194 und 196 geleitet wird. Der erste Zeitgebersignalgenerator 194 kann dieselbe Schaltungsanordnung wie jene in Fig. 14 gezeigte besitzen, und deshalb wird eine detaillierte Beschreibung derselben unterlassen. Der erste Zeitgebersignalgenerator 194 erzeugt ein Kontrollsignal C und eine Mhrfalt von Zeitgebersignalen a , a , a und a , welche zum Selektor-
J. £ O ft
Stromkreis 198 geleitet werden.
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Wie in Fig. 22 gezeigt, besteht der zweite Zeitgebersignalgenerator 196 aus einem modulo-6-Ringzähler 200 bei seinen Eingaben verbunden und zum Frequenzteiler 192 über einen Niveau-schalter 202 gekuppelt, um ein Uhrsignal θ zu empfangen. Die Q -Ausgabe des Ringzählers 200 wird zu einem Einstellanschluß S eines S-R- Flip-Flops 204 geschaltet, dessen Rückstell-anschluß zu der Q -Ausgabe des Ringzählers 200 geschaltet ist. Die Q -Ausgabe des
^r JL
Flip-Flops 204 ist zu den Eingaben der AND-Tore 208, 210, 212 und 214 und einer Eingabe eines modulo-2-Zählers 206 geschaltet. Die Q -Ausgabe des Zählers 206 wird zu den anderen Eingaben der AND-Tore 208, 210, 212 und 214 geschaltet. Diese AND-Tore 208, 210, 212 und 214 erzeugen das Zeitgebersignal b , b , b bzw. b in einer durch die'Wellenformen von Fig. 23 gezeigten Weise. Es ist aus Fig. 23 ersichtlich, daß die Zeitgeber-signale b„7 b_ und b synchron mit den fallenden Flanken der Zeitgebersignale b , b bzw. b steigen. Die so produzierten Zeitgebersignale werden zum Selektorstromkreis 198 geleitet.
Der Selektor-stromkreis 198 ist zu einem Temperatur-messer 220 geschaltet, um ein Temperatursignal TM vom dort zu empfangen. Der Temperatur-messer 220 ist angeordnet, um die Umgebungstemperatur zu messen und ein Temperatursignal TM zu erzeugen, welches einer hohen Stufe zustrebt, wenn die Umgebungstemperatur eine vorbestimmte Marke, beispielsweise 200C übersteigt, und strebt einer nieuriyeii Stufe zu, wenn die umgebungstemperatur unter die vorbestimmte Marke sinkt. Der Selektor-stromkreis dient zur Auswahl der Zeitsignale, die auf den Ziffernerreger 222 und den Segmenterreger 224 angewandt werden, in Erwiderung auf das Temperatursignal TM. Der Ziffernerreger 222 und der Segmenterreger 224 können wie in der in Fig. und Fig. 18 gezeigten Konstruktion angeordnet werden. Der Ziffernerreger 222 und der Segmenterreger 224 sind zum Empfang der Spannungssignale E, F und G von einem Spannungssignalgenerator 226 adaptiert, zu dem ein Kontrollsignal C vom ersten Kontrollstromkreis 194 durch ein NAND-Tor 228 geleitet wird, wenn das Temperatursignal TM einer hohen Stufe zustrebt.
Der Spannungssignalgenerator 226 kann aus derselben Schaltungs-anordnung bestehen wie jener in Fig. 12 gezeigten.
Wenn die Umgebungstemperatur unter der vorbestimmten Marke ist, strebt das
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Temperatursignal TM einer niedrigen Stufe zu. Deshalb ist das NAND-Tor 228. blockiert und seine Ausgabe strebt einer hohen Stufe zu, so daß der Schalter-stromkreis 226 die Spannungssignale E, F und G bei den Potentialen 2V, V bzw. 0 erzeugt. Wenn die Umgebungstemperatur die vorbestimmte Marke übersteigt, strebt das. Temperatursignal einer hohen Stufe zu und öffnet dadurch das NAND-Tor 228, welches das Kontrollsignal C vom ersten Kontrollstromkreis 194 zum Schalter-stromkreis 226 durchlässt. In diesem Fall erzeugt der Schalterstromkreis 226 die Spannungssignale E, F und G, wie in Fig. 13 gezeigt. Es ist also ersichtlich, wenn die Umgebungstemperatur unter eine vorbestimmte Marke absinkt, daß die Ziffern- und Segmenterreger 222 bzw. 224 Erregersignale erzeugen, welche die auf den Flüssigkristall angewandten quadrat. Mittelwert-spannungen vergrössern.
Fig. 24 zeigt ein Beispiel eines Detailschaltbildes für den Selektor-stromkreis von Fig. 21. Wie gezeigt besitzt der Erreger-stromkreis 198 einen Kontrollanschluß 230, zu dem das Temperatursignal TM vom Temperatur-messer 220 geleitet wird, und eine Mehrfalt von Ausgabeanschlüssen 232 bis 238, die zum Ziffernerreger 222 und zum Segmenterreger 224 geschaltet sind. Die Schaltermittel sind identisch und deshalb wird nur das Schaltermittel 240 beschrieben. Das Schaltermittel 240 besteht aus den ersten und zweiten Übertragungstrorem TG20 ung TG21, die ihre Eingaben zum Empfang der Zeitgebersignale a bzw. a adaptiert haben, welche vom ersten und zweiten Zeitgebersignalgenerator 194 und 196 hergeleitet werden (siehe Fig. 21). Der Toranschluß des N-Kanal-MOSFET des Übertragungstores TG20 wird zum Kontrollanschluß 230 geschaltet, auf den auch der Tor-anschluß des P-Kanal-MOSFET geschaltet ist. Der Toranschluß des P-Kanal-MOSFET des Obertragungstores TG20 und der Toranschluß des N-Kanal-MOSFET des Obertragungstores TG21 werden zusammengeschaltet und zum Kontrollanschluß 230 über einen Inverter 230' geschaltet.
Bei dieser Anordnung wird, wenn das Temperatursignal TM einer niedrigen Stufe zustrebt, das Übertragungstor TG21 eingeschaltet, während das Übertragungstor TG20 abgeschaltet wird. In diesem Fall wird das Zeitgebersignal b. vom zweiten Kontroll-stromkreis 196 zum Ausgabeanschluß 232 geleitet. Wenn das Tomperatursignal TM einer hohen Stufe zustrebt, wird das Übertragungstor TG20 eingeschaltet, während das Übertragungstor TG21 abgeschaltet
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ist, um das Zeitgebersignal a vom ersten Kontrollstromkreis 194 zum Ausgabeanschluß 232 weiterzuleiten. In dieser Art leitet der Selektorstromkreis 198 die Zeitgebersignale b , b , b und b vom zweiten
JL £ <j ^i
Zextgebersxgnalgenerator 196 zum Ziffernerreger 222 und zum Segmenterreger 224, wenn die Umgebungstemperatur unter die vorbestimmte Marke absinkt. Wenn die Umgebungstemperatur die vorbestimmte Marke übersteigt, leitet der Selektorstromkreis 198 die Zeitgebersignale a , a , a und a vom
Ju JL ό Q
ersten Zextgebersxgnalgenerator 194 zum Ziffernerreger 222 und zum Segmenterreger 224. Es sollte vermerkt werden, wenn die Zeitgebersignale verwendet werden, daß die in Fig. 17 gezeigten Wellenformen X und so modifiziert werden, daß sie zwischen den Potentialen 0 und 2V variieren und kein dazwischenliegendes Spannungspotential während der Zeitintervalle t bis t besitzen. Der Ziffernerreger 222 und der Segmenterreger erzeugen Ziffern- und Segmenterregersignale, wie durch die Wellenfonnen von Fig. 25A gezeigt, in Erwiderung auf die Zeitgebersignale b bis b ,wenn die Umgebungstemperatur unter die vorbestimmte Marke absinkt.
In diesem Fall haben die Erregersignale keine zweiten Impulskomponenten (t=0) wie bei der früheren Art von Erregersignalen. Wenn die Umgebungstemperatur die vorbestimmte Marke übersteigt, erzeugen der Ziffererreger 222 und der Segmenterreger 224 Ziffern- und Segmenterregersignale, wie durch die Wellenformen von Fig. 25B gezeigt. Es ist dahe-r ersichtlich, daß der obenerwähnte Erregerstromkreis erste und zweite Erregersignale in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur erzeugen kann, wobei das Flüssigkristall-Anzeigegerät geeigneterweise erregt werden kann, um erhöhten Anzeigekontrast beizubehalten und den Stromverbrauch zu reduzieren.
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Fig. 26 zeigt einen Graph, der die Beziehung zwischen der quadrat. Mittelwert-spannung die zum Flüssigkristall geleitet wird, und den Anzeigekontrast ilustriert. In Fig. 26 illustriert die Kurve 240 die Arbeits-charakteristik des FlÜssigkristalles bei einer Umgebungstemperatur von 100C. Die Kurve 242 zeigt die Arbeits-charakteristik des FlÜssigkristalles bei einer Umgebungstemperatur von 200C. Die Kurve 244 zeigt die Arbeitscharakteristik des FlÜssigkristalles bei einer Umgebungstemperatur von 300C. Es ist aus diesen Kurven ersichtlich, daß die Schwell- und Sättigungs-spannungen des FlÜssigkristalles abnehmen, wenn die Umgebungstemperatur zunimmt.
Fig. 27 zeigt ein Blockdiagramm einer durch die vorliegende Erfindung verbesserten dritten Ausführung, adaptiert zum Erregen eines FlÜssigkristalles bei verschiedenen quadrat. Mittelwert-Spannungen in Abhängigkeit von den Schwankungen in der Umgebungstemperatur, um einen optimalen Anzeigekontrast zu gewährleisten. In Fig. 27 wird eine Spannungsquelle 250 zu einem Schwingkreis 252 geschaltet, der ein relativ hohes Frequenzsignal liefert, welches zum Frequenzteiler 254 geleitet wird. Der Frequenzteiler 254 unterteilt das relativ hohe Frequenzsignal, um die tihrsignale θ und θ xmd ein relativ niedriges Frequenzsignal zu liefern. Das Uhrsignal θ wird auf einen d.c.-Konverter 256 angewandt, zu dem auch die Spannungsquelle 250 geschaltet ist. Der d.c.-Konverter verwandelt die Ausgangsspannung der Spannungsquelle 250 zu einer Ausgabespannung mit dem Potential 2V, welche zu einem Spannungssignalgenerator 258 geleitet wird, zu dem auch die Spannungsquelle 250 geschaltet ist. Der Spannungssignalgenerator kann dieselbe Konstruktion wie jener von Fig. 12 aufweisen, und erzeugt die Spannungssignale E, F und G. Die Ausgabe des Frequenzteilers 254 wird zu einem logischen Stromkreis 260 geschaltet. Der logische Stromkreis 260 kann aus einem Kalkulator-Stromkreis bestehen, adaptiert zur Ausführung einer arithmetischen Funktion in Erwiderung auf die verschiedenen Ausgabesignale von einem Tastenfeld (nicht gezeigt) oder von einem Zeitzähler einer elektronischen Uhr. Der logische Stromkreis 260 erzeugt Anzeigeinformationssignale, welche zu einem Dekodierer 262 geleitet werden. Der Dekodierer 262 kann dieselbe Konstruktion wie der in Fig. 20 haben und erzeugt binär verkodete Ausgabesignale.
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Das Uhrsignal θ vom Frequenzteiler 254 wird auf eine Kontrolleinheit 264 angewandt, die aus einem modulo-9-Ringzähler 266 und einem Frequenzteilerverhältnis-Kontrollierer 268 besteht. Der Frequenzteilerverhältnis-Kontrollierer 268 wird bei seiner Eingabe zu einem Steuerungs-stromkreis 270, geschaltet der verschiedene Steuerungssignale erzeugt, in Erwiderung auf die von einem Temperaturmesser 272 hergeleiteten Temperatursignale. Der Frequenzteilerverhältnis-Kontrollierer leitet ausgewählte Ausgaben des Ringzählers 266 zu einem Zeitgebersignalgenerator 274. Der Zeitgebersignalgenerator 274 erzeugt verschiedene Kontrollsignale und Zeitgebersignale in Erwiderung auf die ausgewähl ten Ausgaben des Ringzählers 266. Die Kontrollsignale werden zum Spannungssignalgenerator 258, zum Ziffernerreger 276 und zum Segmenterreger 278 geleitet. Die Zeitgebersignale v/erden zum Ziffernerreger 276 und zum Segmenterreger 278 geleitet, welche verschiedene Erregersignale bei einer Mehrfalt von vorbestimmten Folgen erzeugen, um ein Flüssigkristall-Anzeigegerät 280 mit einem optimalen Modus zu erregen, um den Anzeigekontrast zu erhöhen.
Fig. 28 zeigt ein Detail-schaltbild für den Temperatur-messer 272 von Fig. 27. Wie gezeigt, besitzt der Temperaturmesser 272 einen Eingabeanschluß 281, um ein Eingabesignal f einer vorbestimmten Frequenz zu empfangen, beispielsweise» eine Frequenz gleich Ic Minuten, se Jap die ürigebungstenperatur alle Io Minuten gemessen wird. Das Eingabesignal f wird,auf eine Integierschalt Integierschaltung 282 angewandt. Das Eingabesignal kann von einer geeigneten Stelle des Teilers 254 oder des logischen Stromkreises 260 erhalten werden. Die Integrierschaltung 282 besteht aus einem Widerstand 284, der zum Eingabeanschluß 281 geschaltet ist, und einem Kondensator 286, der zwischen dem Widerstand 284 und Erde geschaltet ist. Die Integriererschaltung 282 integriert das Eingabesignal f nach der Zeit, um eine Ausgabenwellenform in Abhängigkeit von der durch R und C bestimmten Integrationskonstanten zu erzeugen. Die Ausgabenwellenform der Integriererschaltung 282 wird von einem Inverter 288 geformt und zu einer Eingabe des ÄND-Tores 290 geleitet, zu dessen anderer Eingabe auch das Signal f geleitet wird. So erzeugt das AND-Tor 290 eine Ausgabe f , die einen Pflicht-zyklus niediger als jenen des Eingabesignales f hat, in Fig. 29 gezeigt, um den zur Temperaturmessung benötigten Stromverbrauch zu reduzieren. Die Ausgabe f wild zu einer Eingabe
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eines AND-Tores 292, einem Verzögerungs-stromkreis 294 und einem elektronischen Schalter 296 geleitet. Der VerzögerungsStromkreis 294 besteht aus von in Serie geschalteten Invertern und erzeugt eine Ausgabe f , wie in Fig. 29 gezeigt, welche auf die andere Eingabe des AND-Tores angewandt wird, wodurch ein "Ausgabesignal f erzeugt wird, wie in Fig. 29 gezeigt. Das Ausgabesignal f wird auf erste und zweite Daten-typ Flip-Flops 298 und 300 angewandt, von denen jedes vier NAND-Tore beinhaltet.
Der elektronische Schalter 296 kann aus einem Übertragungstor bestehen, das aus MOSFETs besteht, welche eingeschaltet sind, um .eine Ausgäbespannung einer Batterie 302 auf ein Temperatur messendes Element, wie beispielsweise ein Thermistor 304 anzuwenden, wenn das Signal f einer hohen Stufe zustrebt. Mit 306 ist ein als R bezeichneter Widerstand angezeigt. Der Themistor 304 kann aus einer Widerstandsschaltungs-komponente bestehen, die einen hohen negativen Temperatur-koeffizient des Widerstandes besitzt, so daß sein Widerstand abnimmt, wenn die Temperatur zunimmt. So erzeugt der Thermistor 304 verschiedene Spannungssignale in Abhängigkeit von den Schwankungen in der Umgebungstemperatur. Die bei der Zuführung 308 erscheinenden Spannungssignale werden auf erste und zweite Spannungsmesser-mitteln und 312 angewandt, von denen jedes aus. einem Inverter besteht, der aus einem komplimentären Paar von MOSFETs gebildet wird. Die Schwellspannung V1 des Inverters 310 wird auf einen ersten Wert gleich den der Spannungsstufe
V des Signals, das beider Zuführung 308 erscheint, gesetzt, wenn die Umgebungstemperatur 100C erreicht. Ahnlicherweise wird die Schwellspannung
V des Inverters 312 auf einen zweiten Wert gleich der Spannungsstufe V des bei der Zuführung 308 erscheinenden Signales gesetzt, wenn die Umgebungstemperatur 300C erreicht. Die Ausgaben der Inverter 310 und werden durch die Inverter 314 und 316 zu den Dateneingabe-anschlüssen D der Flip-Flops 298 bzw.300 geleitet, deren Uhreingabe-anschlüsse c mit dem Signal f vom AND-Tor 292 hergeleitet werden.
Wenn die Spannungs-stufe V des Signals, das bei der Zufuhrung 308 erscheint, durch die Beziehung V , V , V während des Zeitintervalls I in Fig. 29 ausgedrückt wird, heißt das, daß die Umgebungstemperatur unter 100C ist. In diesem Fall stregen die Ausgaben der Inverter 314 und 316 einer niedrigen
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Stufe zu, so daß die Ausgaben T und T der Flip-Flops 298 und 300 eine niedrige Stufe aufweisen. Wenn die Umgebungstemperatur während des Zeitintervalls I 100C erreicht, dann strebt die Ausgabe des Inverters 314 einer hohen Stufe zu und deshalb geht die Ausgabe T auf hohe Stufe, wie in Fig. 29 gezeigt. Wenn die Umgebungstemperatur während des ZeitintervalIs I 300C erreicht, dann strebt die Ausgabe des Inverters 316 einer hohen Stufe zu und deshalb geht die Ausgabe T auf eine hohe Stufe, wie in Fig. 29 gezeigt. Die Ausgaben T und T werden zur Steuerungsschaltung 270 geleizet.
Wie in Fig. 30 gezeigt, besteht die Steuerungsschaltung 270 aus ersten, zweiten und dritten AND-Toren 320, 322 und 324, von denen jedes erste und zweite Eingaben zu den Eingabeanschlüssen 326 und 328, bezeichnet mit T bzw. T„, geschaltet hat. Die AND-Tore 320 und 324 erzeugen Temperatursignale
T , T1 , und T in Abhängigkeit von den Signalen T, und T„, die vom abc 12
Temperaturmesser 272 geliefert werden. Die Beziehungen zwischen den Ausgaben T und T„ und den Temperatursignalen T , T, und T werden
L £ a JD C
ausgedrückt als:
Ta = V2
T13 = T1T2
- T = TnT
c 12
Es sollte vermerkt werden, daß das Temperatürsignal T anzeigt,.daß
cL
die Umgebungstemperatur unter 100C ist. Das Signal T zeigt an, daß die Umgebungstemperatur zwischen 10° und 300C ist, und das Signal T zeigt an, daß die Umgebungstemperatur über 300C ist. Diese Temperatursignale T , T.
a b
und T werden zum Frequenzteilerverhältnis-Kontrollierer 268 der Kontrolleinheit 264 geleitet.
Wie in den Fig. 30 und 31 gezeigt, besteht der Frequenzteilerverhältnis-Kontrollierer aus ersten und zweiten Ausgabe-selektor-stromkreisen 330 und 332. Der Ausgabe-selektor-stromkreis 330 dient als eine Einheit zur Kontrolle des Arbeits-modus des Ringzählers 266, während der Ausgabe-selektor-stromkreis 332 als eine Einheit zur Bestimmung des Verhältnisses der Impulsweiten der ersten und zweiten Impulskomponenten dient, die die Erregersignale für ein Flüssigkristall bilden, nämlich t/T. Die ersten und zweiten Ausgabe-selektor
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-Stromkreise 330 und 332 haben gemeinsame Kontrolleingabeanschlüsse 334, 336 land 338, mit T , T, bzw. T bezeichnet. Der erste Ausgabe-selektor -Stromkreis 330 besteht aus Schaltermitteln wie beispielsweise Obertragungstore TG30, TG31 und TG32, die ihre Kontrolltore zu den Kontrolleingabe-anschltissen 334, 336 bzw. 338 geschaltet haben. Die Übertragungstore TG30, TG31 und TG32 haben Eingaben, die zu den Eingabeanschlüssen 340, 342 und 344 geschaltet sind, bezeichnet mit Q , Q_ bzw. Q und Ausgaben, die zusainmengekuppelt und zu einem Ausgabeanschluß 346 geschaltet werden. Gleichfalls besteht der zweite Ausgabe-selektorstromkreis 332 aus Schaltermitteln wie beispielsweise Übertragungstoren TG33, TG34 und TG35, die ihre Kontrolltore zu den gemeinsamen Kontrolleingabe-anschltissen 334, 336 bzw. 338 geschaltet haben. Die Übertragungstore TG33, TG34 und TG35 haben Eingaben, die zu den Eingabeanschlüssen 348, 350 und 352 geschaltet werden, bezeichnet mit Q , Q bzw. Q , und Ausgaben, die zusammengekuppelt und zum Ausgabeanschluß 354 geschaltet werden. Die Symbole Q-, Q., Q-r Q1 und Q- stellen Ausgaben des Ringzählers 266 dar, der aus den Flip-Flops Q bis Q besteht, wie in Fig. 32 gezeigt. Das Uhrsignal vom Teiler 254 wird durch die Zuführung 355 auf einen Uhreingabe-anschluß des Ringzählers 266 angewandt.
Wenn das Temperatursignal T einer hohen Stufe zustrebt, wird das Übertragungstor TG30 eingeschaltet, und das Signal Q wird zum Ausgabeanschluß 346 weitergeleitet, von welchem das Signal Q durch die Zuführung 356 zum Eingabeanschluß des Flip-Flops Q des Ringzählers 266 geleitet wird. Folglich dient der Ringzähler als ein Zähler modulo 9. Gleichzeitig ist das Übertragungstor TG33 eingeschaltet, und das Signal Q wird zum Ausgabeanschluß 354 weitergeleitet, vom welchem das Signal Q .als eine Eingabe Q" durch die Zuführung 358 zum Zeitgebersignalgenerator 274 geleitet wird, zu welchem auch das Signal Q vom Ringzähler 266 als eine Eingabe Q" durch die Zuführung 360 geleitet wird. Die Wellenformen für die Eingaben Q" und Q" werden in Fig. 33 gezeigt.
J- O
Ähnlicherweise, wenn das Temperatursignal T einer hohen Stufe zustrebt, werden
die Übertragungstore TG31 und TG34 eingeschaltet,"um die Signale Q und Q zu den Ausgabesignalen 346 bzw. 354 weiterzuleiten. In diesem Fall dient der Ringzähler 266 als ein Zähler modulo-7, dessen Q Ausgabe als eine Eingabe Q" durch die Zuführung 360 zum Zeitgebersignalgenerator 274 geleitet wird.
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MH
und die Q Ausgabe wird als eine Eingabe Q' zum Zeitgebersignalgenerator 274 geleitet. Die Wellenformen für die Eingaben Q' und Q1 werden in Fig. 33 gezeigt. Gleichfalls, wenn das Temperatursignal T einer hohen Stufe zustrebt, dient der Ringzähler 266 als ein Zähler modulo-5, dessen Q Ausgabe als eine Eingabe Q durch die Zuführung 360 zum Zeitgebersignalgenerator 274 geleitet wird, zu dem die Q Ausgabe als eine Eingabe Q geleitet wird, wie in Fig. 33 gezeigt.
Daraus ist ersichtlich, daß die Frequenz des bei der Zuführung 360 aufscheinenden Signals in Abhängigkeit von den Schwankungen in der Umgebungstemperatur variiert wird, und die Ausgabe-stufe des Ringzählers 266 in Abhängigkeit von den Temperaturschwankungen selektiert wird, um den Wert der Frequenz der zweiten Impulskomponente im Hinblick auf die Frequenz der ersten Impulskomponente des zum Flüssigkristall-Anzeigegeräte geleiteten Erregersignals zu bestimmen.
Der Zeitgebersignalgenerator 274 kann in einer ähnlichen Weise wie in Fig. 14 gezeigt, angeordnet werden, und in diesem Fall wird die Zuführung 360 zum Einstell-anschluß des Flip-Flops 76 verbunden, während die Zuführung 358 zum Rückstell-anschluß des Flip-Flops 76 verbunden wird. Zusätzlich kann die Zuführung 358 zum Inverter 80 geschaltet werden, um ein Kontrollsignal C wie in Fig. 15A gezeigt, zu erzeugen, und zu den AND-Toren 84 und 88.
Wenn also das Temperatursignal T einer hohen Stufe zustrebt, erzeugt der
el
Zeitgebersignalgenerator 274 ein Kontrollsignal C", welches das Inverse des Eingabesignals Q" ist, und eine Mehrfalt von Zeitgebersignalen a"
bis a" . Wenn das Temperatursignal T einer hohen Stufe zustrebt, 4 b
erzeugt der Zeitgebersignalgenerator ein Kontrollsignal C, welches das Inverse des Eingabesignals Q1 ist, und eine Mehrfalt von Zeitgebersignalen
a1 bis a1 . Wenn das Temperatursignal T einer hohen Stufe zustrebt, 14 c
erzeugt der Zeitgebersignalgenerator ein Kontrollsignal C, welches das Inverse des Eingabesignals Q ist, und eine Mehrfalt von Zeitgeber-Signalen a bis a . Die Wellenformen für die Kontrollsignale und die Zeitgebersignale werden in Fig. 33 gezeigt.
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Wenden wir uns nun der Fig. 27 zu: die Kontrollsignale vom Zeitgebersignalgenerator 274 werden zum Spannungssignalgenerator 25S geleitet/ der die Spannungssignale E, F und G synchron mit den Kontrollsignalen erzeugt - in einer in den Fig. 12 und 13 zuvor beschriebenen Weise. Diese Kontrollsignale und die Zeitgebersignale werden zum Ziffererreger 276 und zum Segmenterreger 278 geleitet. Der Ziffernerreger 276 kann dieselbe Konstruktion wie jene von Fig. 16 aufweisen.
Wenn die Umgebungstemperatur größer als 300C ist, werden die Zeitgebersignale a bis a zum Ziffernerreger 278 geleitet, durch den Ziffernsignale D und D erzeugt werden, wie in Fig. 34 gezeigt. In diesem Fall wird das Verhältnis t/T = 1/2.
Wenn die Umgebungstemperatur zwischen 10° und 300C ist, erzeugt der Ziffernerreger 278 Ziffernerregersignale D' und D1 , wie in Fig. 34 gezeigt, in Erwiderung auf die Zeitgebersignale a1 bis a1 und das Kontrollsignal C'. In diesem Fall ist das Verhältnis t/T = 1/3.
Wenn die Umgebungstemperatur kleiner als 100C ist, erzeugt der Ziffernerreger 278 die Ziffernerregersignale D" bis D" , wie in Fig. 34 gezeigt, in Erwiderung auf die Zeitgebersignale a" bis a" und das Kontrollsignal C". In diesem Fall ist das Verhältnis t/T = 1/4.
Es ist nun verständlich, daß der Impulsfaktor der Ziffernerregersignale in Abhängigkeit von den Temperaturschwankungen variiert wird, wobei die zum Flüssigkristall-Anzeigegerät 280 geleiteten quadrat. Mittelwertspannungen geeigneterweise variiert werden können. Während die vom Segmenterreger 276 erzeugten Segmenterregersignale nicht in den Zeichnungen gezeigt werden, sollte vermerkt werden, daß der Segmenterreger 276 Segmenterregersignale in einer zuvor beschriebenen Weise erzeugt. Ferner sollte vermerkt werden, daß der Thermzstor 304 des Temperatur-messers 272 durch einen Spannungs-messer ersetzt werden kann. Welcher die Stufe der Ausgäbespannung einer Stromquelle mißt und, dadurch bedingt, die zum Flüssigkristall Anzeigegerät geleiteten quadrat. Mittelwert-Spannungen ändert, wenn die Ausgabe der Stromquelle unter eine vorbestimmte Marke absinkt.
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Fig. 35 zeigt ein Blockdiagrainm einer durch die vorliegende Erfindung verbesserten vierten Ausführung einer Erregerschaltung, adaptiert zur Minimierung des Stromverbrauches bei einer Matrix-erregung. Die Errgerschaltung von Fig. 35 besteht aus einer Stromquelle 380, welche die Spannung für einen Schwingkreis 382 liefert, adaptiert zur Lieferung eines relativ hohen Frequenzsignales. Dieses Hochfrequenzsignal wird zu einem Frequenzteiler 284 geleitet, der das Hochfrequenzsignal unterteilt, um ein relativ niedriges Frequenzsignal und Uhrsignale θ , θ , θ und θ zu liefern. Die Uhrsignale θ und θ zind synchron mit den steigenden Flanken
des Uhrsignales θ . Das Uhrsignal θ wird zu einem d.c.-Konverter 385 ex*
geleitet, der eine Ausgabespannung der Stromquelle 380 in Erwiderung auf das Uhrsignal θ vom Frequenzteiler 384 konvertiert, um eine Ausgabespannung mit dem Potential 2V zu liefern. Die Ausgabespannungen von der Stromquelle 380 und vom d.c.-Konverter 386 werden zu ersten und zweiten Spannungssignalgeneratoren 388 und 390 geleitet. Der erste Spannungssignalgenerator 388 erzeugt die Spannungssignale E, F und G synchron mit einem Kontrollsignal Q.f welches später beschrieben wird. Ähnlicherweise erzeugt der zweite Spannungssignalgenerator 390 die Spannungssignale E1, F' und G1 synchron mit einem Kontrollsignal Q1., welches auch später beschrieben werden wird. Das Niederfrequenzsignal vom Frequenzteiler 384 wird zu einem logischen Stromkreis 392 geleitet, der zur Erzeugung von Anzeigeinformationssignalen angeordnet ist, welche zu einem Dekodierer 394 geleitet werden. Der Dekodierer 394 konvertiert die Anzeigeinformationssignale, um binar verkodete Ausgabesignale zu liefern. Die Uhrsignale θ ., θ und θ werden zu einem Zeitgebersignalgenerator 396 geleitet, welcher eine erste Gruppe von Zeitgebersignalen e1 , e', e', e1 , und e1 und ein erstes Kontrollsignal Q1. liefert, und eine zweite Gruppe von Zeitgebersignalen g',» g' , 9* ν 'S*λ
JL JL ^ O rl
und g' ein zweites Kontrollsignal Q1. liefert.
Fig. 36 zeigt ein Detail-schaltbild für einen Zeitgebersignalgenerator 396 von Fig. 35. Wie gezeigt, hat der Zeitgebersignalgenerator 396 Eingabeanschlüsse 398, 400 und 402 zu den Zwischenstufen des Frequenzteilers 384 gekuppelt, um die Uhrsignale θ , θ und θ davon zu empfangen. Das
CJC χ c*
Uhrsignal <5 wird zur Bestimmung, der Impulsweite t einer in den Ziffern-
Ca»
und Segmenterregersignalen enthaltenen Impulskomponente bestimmt, und das Uhrsignal θ wird zur Bestimmung einer Bildzeit oder einer Vollzyklus-periode
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der Erregersignale verwendet. Das beim Eingabeanschluß 398 erscheinende Uhrsignal θ . wird durch einen Inverter 404 zu den Uhreingabeanschltissen der ersten und zweiten Klink-schaltungen 406 und 408 geleitet. Die erste Klinkschaltung 406 hat ihren Dateneingabe-anschluß zum Eingabeanschluß 400 gekuppelt, um das Uhrsignal θ zur Erzeugung einer in Fig. 37 gezeigten Ausgabe zu empfangen. Die zweite Klinkschaltung 408 hat ihren Dateneingabeanschluß zum Eingabeanschluß 402 gekuppelt, um das Uhrsignal θ zur Erzeugung einer in Fig. 37 illustrierten Ausgabe Q zu empfangen.
Wie gezeigt, besteht der Zeitgebersignalgenerator 396 aus ersten und zweiten Schaltungs-sektionen 410 und 412. Die erste Schaltungs-sektion 410 besteht aus AND-Toren 414, 416, 418, 420 und 424 und einem OR-Tor 422. Das AND-Tor 414 hat eine erste Eingabe zum Eingabeanschluß 402, und eine dritte Eingabe zur Q -Ausgabe der ersten Klink-schaltung 406 geschaltet. So erzeugt das AND-Tor eine Ausgabe e , die das Produkt von θ , θ und θ ist, wie in Fig. 37 gezeigt. Das AND-Tor 416 hat eine erste Eingabe zur Q1-Ausgabe der ersten Klink-schaltung 406 und eine zweite Eingabe zur Q Ausgabe der zweiten Klink-schaltung 408 verbunden, um eine Ausgabe e zu erzeugen, welche das Produkt von Q und Q ist. Das AND-Tor 418 hat eine erste Eingabe zu einer Ausgabe eines Inverters 426 geschaltet und eine zweite Eingabe zum Eingabeanschluß 400 geschaltet, und eine dritte Eingabe zur 0. Ausgabe de»r ersten Klink-Echaltung 4OS geschalte!-, um eine Ausgabe e zu erzeugen, die das Produkt von θ , θ und Q ist. Das AND-Tor 420 hat eine erste Eingabe zur Q Ausgabe der ersten Klink-schaltung 406 geschaltet und eine zweite Eingabe zur Q Ausgabe der zweiten Klink-schaltung 408, um eine Ausgabe e zu liefern, welche das Produkt von Q und Q ist. Das OR-Tor 422 erzeugt ein Zeitgebersignal e welches die Summe von e und e ist. Das AND-Tor 424 hat ein erste Eingabe zu einer Ausgabe des Inverters 428 geschaltet, und eine zweite Eingabe zur Q Ausgabe der ersten Klinkschaltung 406 geschaltet, um eine Ausgabe Q. zu liefern, welche das Produkt von θ und Q ist. Die Ausgaben e bis e und Q. variieren zwischen den Potentialen O und V, wie in Fig. 37 gezeigt. Diese Ausgaben werden zu einem Niveauschalter 430 geleitet, der eine erste Gruppe von Zeitgebersignaien e' bis e' und ein erstes Kontrollsignal Q' liefert, welche zwischen den Potentialen 0 und 2V variieren. Diese Signale sind zu den Ausgaben e bis er und Q. identisch, außer daß die Impulsamplituden voneinander verschie-
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den sind und deshalb werden sie nicht in den Zeichnungen dargestellt, um diese einfach zu halten.
Ähnlicherweise besteht die zweite SchaltungsSektion 412 aus AND-Toren 432, 434, 436, 438 und-442, und einem OR-Tor 440. Das AND-Tor 432 erzeugt
eine Ausgabe g , welche das Produkt von Q und θ ist. Das AND-Tor 434 X X^
erzeugt eine Ausgabe g , welche das Produkt von θ , θ und Q ist. Das AND-Tor 436 erzeugt eine Ausgabe g , welche das Produkt von θ und Q ist. Das AND-Tor 438 erzeugt eine Ausgabe g welche das Produkt von θ , θ und Q ist. Das OR-Tor 440 liefert eine Ausgabe g , welche die Summe von g und g ist. Das AND-Tor 442 erzeugt eine Ausgabe Q., welche das Produkt von θ und Q ist. Diese Ausgaben haben die in Fig. 37 gezeigten Wellenformen, und werden zu einem Niveau-schalter 444 geleitet, der eine zweite Gruppe von Zeitgebersignalen g1 bis g1 und ein zweites Kontrollsignal Q'. liefert, das zwischen den Potentialen 0 und 2V variiert.
Wenden wir uns nun der Fig. 35 zu: Die erste Gruppe von Zeitgebersignalen e1 bis e1 und das erste Kontrollsignal Q". werden zu einem ersten Ziffererreger 450 geleitet, zu dem auch die Spannungssignale E, F und G vom ersten Spannungssignalgenerator 388 geleitet werden. Der erste Ziffernerreger 450 erzeugt ein erstes Ziffernerregersignal D , das die in Fig. 38 gezeigte Wellenform hat. Die zweite Gruppe von Zeitgebersignalen g' bis g1 und das zweite Kontrollsignal Q1. werden zu einem zweiten Ziffernerreger 452 geleitet, zu dem auch die Spannungssignale E1, F1 und G1 vom zweiten Spannungssignalgenerator 390 geleitet werden. Der zweite Ziffernerreger 452 erzeugt ein zweites Ziffernerregersignal D , das die in Fig. 38 gezeigte Wellenform hat. Ähnlicherweise werden die ersten Zeitgebersignale e' bis e' und das erste Kontrollsignal Q1. zu einem ersten Segmenterregersignalgenerator 454 geleitet, zu dem auch die Spannungssignale E, F und G geleitet werden. So erzeugt der erste Zeitgebersignalgenerator 454 Segment erregersignale S uns S , die in Fig. 38 gezeigten Wellenformen haben. Ähnlicherweise werden die zweiten Zeitgebersignale g' und g1 und das zweite Kontrollsignal Q'. zu einem zweiten Segmenterregersignalgenerator 456 geleitet, zu dem auch die Spannungssignale E1, F', und G1 geleitet werden. Der zweite Segmenterregersignalgenerator 456 liefert die Segmenterregersignale S und S , die die Wellenform in Fig.
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38 gezeigten Wellenformen besitzen. Die ersten und zweiten Ziffernerregersignale D und D werden zu ersten und zweiten Ziffernelektroden eines Flüssigkristall-Anzeigegerätes geleitet. Andererseits wird ein aus den Segmenterregersignalen S bis S Ausgewähltes zu jeder der Segmentelektroden des Anzeigegerätes 460 durch einen Segmenterreger 458 geleitet, in Erwiderung auf die Dekodierer-ausgaben.
Wie am besten durch Fig. 38 gezeigt, haben die Ziffernerregrsignale D und D vier Impulskomponenten einer Impulsweite t die das Potential V während jeder Bildzeit oder Vollzyklus-periode besitzen, wohingegen die Segmenterregersignale S bis S zwei Impulskomponenten der Implsweite t haben, die das Potential V während jeder Bild-zeit besitzen, Die Impulskomponenten P bis P des ersten Ziffernerregersignals D und die 61 64 1
Impulskomponenten V bis P des zweiten Ziffernerregersignales D sind
6b 68 2.
synchron miteinander, und haben auch dasselbe Potential V- Die Impulskomponenten P und P des Segmenterregersignale S und die Impulskomponenten P',Q und P1^n des Segmenterregersignals S haben dasselbe Potential und sind synchron miteinander. Andererseits haben die Impulskomponenten P und P des Segmenterregersignals S und die Impulskomponenten P' und Ρ1-,- des Segmenterregersignales S dasselbe Potential V und sind synchron miteinander. Zusätzlich sind die Impulskomponenten P und P1Vq der Segmenterregersignale S uns S zu den Impulskomponenten P und P der Ziffernerregersignale D. und D bei
DJ. DO X S.
einer ersten Zeitgebung, d.h. während des Zeitintervalls t synchron. Während dieses Zeitintervalls hat das Segmenterregersignal S das Potential 0, und die das Segmenterregersignal S hat das Potential 2V. Die Impulskomponenten P -und P1 der Segmenterregersignale S und S
/ JL / J- S. £
sind zu den Impulskomponenten P und P der Ziffernerregersignale D
o2 öd 1
und D bei einer zweiten Zeitgebung, d.h. während des Zeitintervalls t, synchron. Während dieses Zeitintervalls hat das Segmenterregersignal S das Potential 2V, und das Segmenterregersignal S hat das Potential 0. Auf diese Weise haben die Segmenterregersignale S und S dasselbe Potential wie die Ziffernerregersignale D und D während der Zeitintervalle t und t in jeder Halbzyklus-periode, bei der die Segmenterregersignale
Z D
von V verschiedene Potentiale besitzen. Ahnlicherweise haben die Segmenterregersignale S und S dasselbe Potential wie die Ziffernerreger-
JL £*
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signale D und D während der Zeitintervalle t und t in jeder Halbzyklus periode, bei der die Segmenterregersignale S und S von V verschiedene " Potentiale besitzen.
Fig. 39 zeigt ein Beispiel eines Wellenformdiagrammes zur
Illustration des Potentialunterschiedes zwischen den Ziffernelektroden und den Segmentelektroden. In Fig. 39 zeigen die Wellenforraen DS und DS den Potentialunterschied zwischen den Elektroden an, wenn das Segmenterregersignal S zur Segmentelektrode geleitet wird. Die Wellenformen DS und DS zeigen den Potentialunterschied zwischen den Elektroden an, wenn das Segmenterregersignal S zur Segmentelektrode geleitet wird. Die Wellenformen DtS3 und D2S2 zeigen den Potentialunterschied zwischen den Elektroden an, wenn das Segmenterregersignal S_ zur Segmentelektrode geleitet wird. Die Wellenformen D S und DS zeigen den Potentialunterschied zwischen den Elektroden an, wenn das Segmenterregersignal S zur Segmentelektrode geleitet wird.
Verschiedene Vorteile, die durch die Erregersignale von Fig. 38 erhalten werden, werden untenstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 4OA, 4OB, 4OC, 4OD und 4OE beschrieben. In Fig. 4OA wird die Verbindung zwischen den Elektroden D und S eines Flüssigkristalles 500 und einer Stromquelle 501 schematisch gezeigt. Ein Block 502 zeigt die Anschlüsse A, B, und C, und ein Block 504 zeigt die Anschlüsse E, F und G an. Die Anschlüsse A und E werden zum Potential 2V geschaltet und B und F werden zum Potential V geschaltet, und C und G werden zum Potential 0 geschaltet. Wenn die Ziffernelektrode D zum Anschluß A geschaltet wird, und die Segmentelektrode zum Anschluß G geschaltet wird, dann ist der Potentialunterschied zwischen den Elektroden 2V. Auf diese Weise hat der Potentialunterschied zwischen den Elektroden voneinander versciedene Werte in Abhängigkeit von den Verbindungen zwischen den Elektroden und den Anschlüssen. Fig. 4OB zeigt die verschiedenen Kombinationen der Spannungen 0, V und 2V, die zur Ziffernelektrode D und zur Segmentelektrode S geleitet werden-Beispielsweise zeigt ein Block 506 einen Zustand, wo die Ziffernelektrode D zum Anschluß B beim Potential V geschaltet ist, und die Segmentelektrode S zum Anschluß E beim Potential 2V geschaltet ist, so daß der Potentialunterschied zwischen den Elektroden V ist. Ähnlicherweise zeigt ein Block
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508 einen Zustand, wo die Ziffernelektrode D zum Potential 2V geschaltet ist und die Segmentelektrode S zum Potential 0 geschaltet ist, so dag der Potentialunterschied zwischen den Elektroden 2V ist.
Betrachten wir nun den Flüssigkristall als einen Kondensator mit der Kapazität C. Wenn der Kondensator eine Spannung V speichert, dann wird die gespeicherte Ladung Q ausgedrückt als:
Q = CV
Um eine zusätzliche Ladung äQ zur gespeicherten Ladung Q zu leiten, wird BdQ von Arbeit bezüglich der Stromquelle verrichtet und die Menge du der Arbeit wird ausgedrückt als:
du = VdQ = %
Deshalb,
Die obige Gleichung zeigt eine Energie-Übertragung, die beim Ladungsvorgang des Kondensators stattfindet.
In Fig. 4OC, die eine Ladungs-übertragung bei einer Konventionellen Erregermethode zeigt, fließt eine elektrischer Spannung gleich 6QV von Arbeit von der Stromquelle während jedes der Prozesses a1 -*■ c1 und d' -»· a1 Während jedes der Prozesse a1 -*\ b1 und c1 ■*■· d1 fließt eine elektrische Spannung gleich QV von Arbeit in die Stromquelle. So ist ersichtlich, daß 10QV von Arbeit bezüglich der Stromquelle während eines Zyklus der Prozesse a1 ■*" b1"*" c1^" d1^· a1 verrichtet wird.
Bei einer Erregermethode,.durch die in Fig. 35 gezeigte Erregerschaltung verwirklicht, wird 4QV von Arbeit bezüglich der Stromquelle während jedes der Prozesse c -»■ d und f-*-a von Fig. 4OD verrichtet. Während der Prozesse b + c und e-*-f, ist die verrichtete Arbeit null. Ähnlicherweise ist ersichtlich, daß 6QV von Arbeit von der Stromquelle während eines vollen Zyklus von a->b-*c->d-»-e-»-f-»-a verrichtet wird. So wird der Stromverbrauch in jedem Zyklus bemerkenswerterweise mit 40% erspart im Vergleich zu der früheren Art der Erregermethode. Experimentelle Resultate des Stromverbrauches werden in Fig. 42 abgetragen. Die Kapazität des Flüssigkristalles war 1000 PF. Die Erregerspannungen wurden zum Flüssigkristall bei den
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- usr-
Potentialen V=2Volt und 2V = 4VoIt geleitet. Der Stromverbrauch wurde mit T=7.8 Millisekunden genessen/ während der Wert der Impulsweite t der in den Erregersignalen enthaltenen Impulskomponenten variiert wurde. Während der Stromverbrauch mit 40% gespart werden kann, wenn - == r-r^· ist, wird das Reduktionsverhältnis des Stromverbrauches konstant sein, wenn der Wert ■ von t/T steigt. Es sollte hierbei vermerkt werden, daß der Stromverbrauch des Flüssigkristalles erheblich reduziert werden kann, sogar wenn das Zeitintervall t einen kleinen Wert hat.
und VQff beschrieben,
Es werden nun die quadrat. Mittelwert-spannungen V die durch die Wellenformen von Fig. 6, 9 und 10 erhalten werden. Wenn die Flüssigkristall-Anzeigematrix mit den Ziffern und Segmenterregersignalen von Fig. 6 gespeist wird, wird die quadrat. Mittelwert-spannung V^ für das selektierte Element ausgedrückt als:
ι! 5T
V = M · V
on H 2T+t
Die quadrat. Mittelwert-spannung V für das nichtselektierte Segment
wird ausgedrückt als:
T
off 1 2T+t
Der Arbeits-spielraum k wird als k =\|5 geschrieben, dessen wert gleich dem eines Arbeits-spielraumes ist, der in der konventionellen Erregermethode erhalten wird, wobei t=0. Die quadrat. Mittelwert-Spannungen V^ und V
werden in Äbhängiykeit von den Werten von t/T variieren, wie in der folgenden Tabelle III gezeigt.
Tabelle III
t/T 2 0 1/5 1/2 1 94 3/2 2 68
V
on
1 .-37 2.26 2.12 1. 87 1.79 1. 75
Voff .06 1.01 0.95 0. 0.80 0.
In obiger Tabelle III zeigt ein Symbol t eine Impulsweite einer zweiten Impulskomponente an, die in jedem Erregersignal beinhaltet ist, und T repräsentiert eine Impulsweite einer ersten Impulskomponente, die in jedem Erregersignal beinhaltet ist. Wenn die optische Schwell-spannung V einer besonderen Flüssigkristall-Anzeigematrix 0.9 V ist, wahrend die optische Sättigungsspannung V davon 1.8 Vrms ist und die Stromquellenspannungen V und 2V 1.5 bzw. 3.0 Volt sind, wird die Flüssigkristall-
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Anzeigematrix in einem Bereich 13 von Fig. 1 erregt, mit einer resultierenden Abnahme im Kontrastverhältnis. Wenn der Wert t/T = 1 gewählt wird, wie in obiger Tabelle III gezeigt, wird die Flüssigkristall-Anzeigematrix in einem Bereich 11 von Fig. 1 erregt, ohne einen Kopiereffekt zu verursachen, so daß ein erhöhtes Kontrastverhältnis erhalten wird.
Die durch die Erregersignale von Fig. 9 erhaltenen quadrat. Mittelwertspannungen werden ausgedrückt als:
V
on
off \2(T+t)
In obigem Fall wird der Arbeits-spielraum k ausgedrückt als k =
Die durch die Erregersignale von Fig'. 10 erhaltenen quadrat. Mittelwertspannungen werden ausgedrückt als:
HT
Der Arbeitsspielraum k wird geschrieben als k =γΐΐ/3
Es ist nun verständlich, daß bei Verwendung der in Fig. 2 gezeigten Erregersignale in der konventionellen Erregermethode die Impulsweite W jeder Impulskomponente der Erregersignale ausgedrückt ist als: -W = L/n, d.h. L = η χ W (wobei L eine Halbzyklus-periode und η die Anzahl der Ziffernelektroden ist; und der Impulsfaktor des Ziffernerregersignals ist l/n). In der vorliegenden Erfindung wird der Impulsfaktor des Ziffernerregersignals kleiner als l/n gewählt, indem man eine zweite Impulskomponente im Ziffernerregersignal einbaut. Wenn in diesem Fall das Ziffernerregersxgnal mit einer Anzahl m von zweiten Impulskomponenten während einer Halbzyklusperiode L ausgestattet wird, dann wird die Halbzyklusperiode ausgedrückt als:
L = - + m.t, wobei T die Impulsweite einer erst« η
Impulsweite einer zweiten Impulskomponente ist.
T
L= - +m.t, wobei T die Impulsweite einer ersten Impulskomponente und t die
Es ist nun verständlich, da3 die zv/eite Impulskomponente der Erregersignale von Fig. 38 einen verschiedenen Zweck hat,als den der zweiten Impulskomponente der Erregersignale von Fig. 6, 9 und 10. In den Wellenformdiagrammen der
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Fig. 6, 9 und 10 werden die zweiten Impulskomponenten in den Erregersignalen eingebaut unter Berücksichtigung des Erhaltens eines optimalen Anzeige-kontrastverhältnisses während der Arbeits-spielraum konstant bleiben soll. In dem. Wellenformdiagramm von Fig. 38 werden jedoch die zweiten Impulskomponenten in die Erregersigriale eingebaut, mit der Absicht, den Stromverbrauch der Flüssigkristall-Anzeigematrix zu minimieren. Die bei den in Fig. 38 gezeigten Wellenformen erhaltenen quadrat. Mittelwert-spannungen werden geschrieben als:
on
off
T+t
2(T+t)
=»/= χ V
Wobeir T = die Impulsweite der ersten Impulskomponenten, t = die Impulsweite der zweiten Impulskomponenten, V = zugeleitete Spannung.
Deshalb lässt sich der Arbeits-spielraum ausdrücken als: |5T+t
Dieser Arbeits-spielraum variiert in Abhängigkeit vom Wert t/T. Folglich, wenn t/T - 1/1000, dann k- 2.23 und wenn t/T - 1/10 dann k - 2.15. Wie zuvor bemerkt, da der Stromverbrauch erheblich reduziert wer-en kann, sogar wenn t/T - 1/100 ist, wird das Kontrastverhältnis der Anzeigematrix nicht nachteilig beeinflußt. sogar in dem Fall wo t/T - 1/100.
Der Stromverbrauch einer Flüssigkristall-Anzeigematrix wird zusammen mit dem Abnehmen einer bezüglich einer Stromquelle während jeder Zyklusperiode oder Bild-zeit verrichteten Arbeit abnehmen, wenn der Zustand einer zwischen den Ziffern- und Segementelektroden der Anzeigematrix gespeicherten elektrischen Ladung zu einem anderen Zustand variiert. Gemäß vorliegender Erfindung wird ein Zeitintervall geschaffen, in welchem eine Entladung stattfinden wird, nicht durch die Stromquelle in zumindestens einem Teil der Ladungs-übertragungs-prozesse, nämlich in den Prozessen b-^c und e-*-f, wie in Fig. 4OD gezeigt.
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Diese Prozesse sind denen ähnlich, wo der Spannungspotential -unterschied zwischen den Elektroden null wird, wenn zur Flüssigkristall-Anzeigematrix Erregersignale wie in Fig. 6, 9 und 10 gezeigt, geleitet werden. Um den .Stromverbrauch zur Erregung der Flüssigkristall-Anzeigematrix nötigen Stromverbrauch einzusparen, ist es erforderlich, daß die Spannungspotentiale, die zu den Ziffern- und Segmentelektroden geleitet werden bei einer möglichst kleinen Stufe varriieren. Während im Wellenformdiagramm von Fig. die Ziffern- und Segmenterregersignale zweite Impulskomponenten desselben Potentials bei einem ausgewählten Zeitabschnitt haben, so daß die quadrat. Mittelwert-spannungen V und V jedes Anzeige-elementes zueinander gleich sind, sollte vermerkt werden, daß bei Verwendung eines besonderen Anzeigeelementes zur Anzeige von Information, des häufiger als andere Anzeigeelemente verwendet wird, die Erregersignale modifiziert werden können, um den Stromverbrauch eines besonderen Anzeige-elementes in größerem Umfang zu reduzieren. Dies wird dadurch erreicht, indem man zu den Ziffern- und Segmentelektroden solche Erregersignale leitet, die einen Ladungs-transfer nicht in einem Schritt E->A verursachen, sondern in den Schritten E-*-D->A oder E->-B->A von Fig. 4OE. In diesem Fall ist die bezüglich der Stromquelle verrichtete Arbeit=3QVx in jedem Schritt. Obwohl in diesem Fall die quadrat. Mittelwert-spannungen V und V jedes Anzeige-elementes voneinander in Stufe bei jedem Zustand verschieden sein werden, wird das Kontrast-verhaltnis nur in einem vernachlässigbaren Grad variieren, da die Impulsweite t der zweiten Impulskomponente der Erregersignale so eingestellt werden kann, daß sie ein signifikant kleines Zeitintervall besitzt, wie zuvor beschrieben. Obige Vorschläge sind besonders vorteilhaft für eine l-zu-3 Vorspannungserreger-methode, die drei oder vier verschiedene Spannungsquellen verwendet.
Fig. 42 zeige, ein Wellenformdiagramm für Erregersignale,, die vier Spannungsquellen zur Erregung einer Flüssigkristall-Anzeigematrix verwenden, deren Anzahl von Ziffernelektroden gleich zwei ist, d.h. n=2. In Fig. 42 stellen die Symbole D und S Ziffern- und Segment-erregersignale dar, die durch die vorliegende Erfindung erhalten werden, und D-S zeigt den Potentialunterschied zwischen den Elektroden an- Die Symbole D1 und S1 representieren die bei einer konventionellen l-zu-3-Vorspannungs-erreger-methode verwendeten Ziffern- und Segment-erreger-signale, und D'-S1 zeigt den Potentialunterschied zwischen den Elektroden an, wenn die Ziffern- und Segmenterregersignale D1
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und S1 zu der Flüssigkristall-Anzeigematrix geleitet werden. In der
konventionellen Erregermethode besteht das Ziffernerregersignal D1 aus den Impulskomponenten P bis P von derselben Impulsweite T'. Ähnlicherweise
oü 83
besteht das Segment erregersignal S1 aus den Impulskomponenten P bis P _
84 ο /
von derselben Impulsweite T'. So variiert der Potentialunterschied zwischen den Elektroden bei den Potentialen 3V, -Vf-3V und V während jeder Zyklusperiode, wie in den Wellenformen D1-S1 in Fig. 42 gezeigt.
Gemäß vorliegender Erfindung besteht das Ziffernerregersignal aus ersten
Impulskomponenten P bis P einer ersten Impulsweite T, zweiten
Impulskomponenten PQ. und P einer zweiten Impulsweite t, und dritten Impulskomponenten P bis P einer dritten Impulsweite t1. Wie in Fig. 42
96 99
gezeigt, besitzt das Ziffernerregersignal D zumindestens eine dritte
Impulskomponente Pqft zwischen den ersten und zweiten Impulskomponenten P
und P während jeder Halbzyklus-periode, wobei besagte dritte Impulskomponente ein zwischen den Potentialen der ersten und zweiten Impulskomponenten dazwischenliegendes Potential hat. Die dritte Impulskomponente P ist
zwischen die Impulskomponenten P und P eingebaut und hat ein zwischen
den Potentialen der Impulskomponenten P und P liegendes Potential.
Ähnlicherweise besteht das Segmenterregersignal S aus ersten Impulskomponenten P' bis Ρ1«, einer ersten Impulsweite T, zweiten Impulskomponenten pl g4
und P' einer zweiten Impulsweite t und dritte Impulskomponenten P1 c bis 9b yo
P1 einer dritten Impulsweite t1. Die dritte Impulskomponente-P1 ist-zu der dritten Impulskomponente P des Ziffemerregersignales D synchron und hat ein Spannungspotential V verschieden von jenem der dritten Impulskomponente P des Ziffernerregersignals D. Ähnlicherweise ist die dritte Impul.skomponente P1 zu der dritten Impulskomponente P des Ziffernerregersignals D synchron und besitzt ein Spannungspotential verschieden von jenem der dritten Impulskomponente PQ7· Die zweite Impulskomponente P1 . ist zu der zweiten Impulskomponente P des Ziffemerregersignales D synchron und hat dasselbe Spannungspotential wie jenes von der zweiten Impulskomponente P .. Es ist ersichtlich, daß der Potentialunterschied zwischen den
Elektroden null wird, synchron zu den zweiten Impulskomponenten der Ziffern- und Segmenterregersignale und hat eine Zwischenstufe zwischen jener der
benachbarten Impulskomponenten synchron zu den dritten Impulskomponenten
der Ziffern- und Erregersignale. Auf diese Weise wird ein optimales Kontrast-
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verhältnis erhalten und der Stromverbrauch ist aus obenerwähnten Gründen erheblich reduziert.
Während die Erregerschaltung der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde für den Fall, wo sie auf eine normale Flüssigkristall-Anzeigematrix des verschlungenen nematischen Typs angewandt wird, sollte vermerkt werden, daß die vorliegende Erfindung auch auf ein Farbanzeige-Flüssigkristall angewandt werden kann, um die Farbänderungen zu kontrollieren. Es gibt zwei Typen von Farbanzeige-Flüssigkristallen, erregt durch einen elektrisch kontrollierten Doppelbrechungseffekt (ECB-Effekt) und ein sogenannter Gast-Wirt-Effekt. Bei einem Flüssigkristall des Gast-Wirt-Effekt Typs werden 'Gast'-Mehrfarben-Farbstoffe in die nematischen 'Wirt'-Materialien eingebaut. Die Farbstoffe haben verschiedene Absorptions-koeffizienten parallel und lotrecht zu ihren optischen achsen. Die Farbstoffmoleküle können durch das elektrische Feld orientiert werden. Bei einem Nullfeld ist der Flüssigkristall in einhaitlich paralleler Orientierung und die Farbstoffmoleküle sind mit der langen Achse parallel zum optischen Vektor des linear polarisierten Lichtes ausgerichtet. In dieser Anordnung haben die Farbstoffmoleküle Absorptionsbänder im Sichtbarkeitsbereich. Ober der Schwellspannung neigt die nematische Flüssigkeit der positiven dielektrischen Anisotropie dazu, sich parallel zum Feld auszurichten. Dies ist die Bedingung für niedrige Farbstoff-absorption. Folglich kann eine Farbänderung zwischen den zwei Zuständen beobachtet werden. Bei einem Flüssigkristall des ECB-Effekt Typs ist die nematische Flüssigkeit im lotrechten Zustand, wenn keine Spannung zugeleitet wird. Die Oberflächenorientierung der Moleküle bleibt konstant, sogar wenn das Feld angewandt wird, während die spannungs-induzierte Deformation gegen das Zentrum der Zelle hin zunimmt. Wenn die zugeleitete Spannung die Schwell-spannung überschreitet, verzerrt sich das Flüssigkristall, wenn es negative dielektrische Anisotropie hat. Die lotrechte Struktur ist optisch isotrop zu Licht, welches sich lotrecht zu den Zellwänden fortpflanzt. Folglich wird, bei überkreuztem Polarisator und Analysator, kein Licht durch den Analysator ausgesandt. Während der Deformation der Flüssigkeit wird der Flüssigkristall doppelbechend zu dem ausgesendeten Licht, und ein Teil des Lichtes geht zum Analysator weiter. Auf diese Weise kann eine Farbänderung zwischen den verschiedenen Zuständen beobachtet werden.
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Wie oben beschrieben, da die Farbänderung durch das Kontrollieren einer zugeleiteten Spannung erhalten werden kann, kann eine durch die vorliegende Erfindung aufgezeigte Erreger-technik auf den Farbanzeige-Flüssigkristall angewandt werden, und es ist möglich, die Farbe des Flüssigkristalles durch Variieren des Impulsfaktors der Erregersignale zu ändern, in einer bereits oben bezüglich meherer Ausführungen beschriebenen Weise.
Die durch die vorliegende Erfindung aufgezeigte Erreger-technik kann auch auf die Gast-Wirt-Methode angewandt werden, um das Kontrastverhältnis zwischen verschiedenen Farben zu adjustieren. In diesem Fall wird die zum nichtselektierten Änzeige-element geleitete quadrat. Mittelwert-spannung reduziert, indem der Impulsfaktor der Erregersignale geändert wird. Wie zuvor bemerkt, kann die Temperaturschwankung dadurch kompensiert werden, indem man den Impulsfaktor der Erregersignale mittels des Ringzählers veränderlich gestaltet.
Es sollte vermerkt werden, daß eine mehrfarbige Anzeige des Flüssigkristalles auf verschiedene Daten mit verschiedenen Farben in einer elektronischen Uhr angewandt werden kann, in Abhängigkeit von Zeitinformation oder dem internen Modus oder Zustand der Uhr. Beispielsweise können verschiedene Farben.zur Anzeige der Vormittag/Nachmittag-Markierung verwendet werden, oder zur Unterscheidung der Anzeige von Stunden und Monaten zu der Anzeige von Monaten und Tagen, und zur Anzeige der zu korrigierenden Ziffer. Zusätzlich ist es möglich, in einem Fall, wo der Impulsfaktor des Erregersignals in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur geändert wird, die Temperatur-information zusammen mit der Zeit-information anzuzeigen. In einer Anwendung der Farbanzeige auf Kalkulatoren können verschiedene Farben zur Anzeige davon verwendet werden, daß eine Speicherungs-taste gedrückt wird und daß die gespeicherten Daten angezeigt werden.
Es sollte aus obiger Beschreibung verständlich sein, daß eine durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagene Erregerschaltung verschiedene Vorteile und viele Änwedungsmöglichkeiten hat.
Während die vorliegende Erfindung im Hinblick auf besondere Ausfuhrungen gezeigt und beschrieben wurde, sollte bemerkt werden, daß verschiedene
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andare Änderungen oder Modifikationen.gemacht' werden können, ohne vom Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Claims (21)

  1. Patent an Sprüche
    1- Eine Methode zur Erregung eines Flüssigkristall-Anzeigegerätes, das zumindest erste und zweite Ziffernelektroden und eine Mehrfalt von Segmentelektroden hat, die bezüglich besagter Ziffernelektrode in einem Matrix-feld angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    Anwendung auf besagte Ziffernelektroden von ersten und zweiten Ziffernerregersignalen, von denen jedes aus ersten Impulskomponenten einer ersten Impulsweite besteht, die bei einer Mehrfalt von Potentialen in einer ersten vorbestimmten Folge während jeder Zyklus-periode variiert, und aus zweiten Impulskomponenten einer zweiten Impulsweite besteht, die ein vorbestimmtes Spannungs-potential während jeder Halbzyklus-periode besitzen; und
    Anwendung auf besagte Segmentelektroden von Segment-erregersignalen, von denen jedes aus ersten Impulskomponenten einer besagten ersten Impulsweite besteht, die bei mindestens zwei von besagten Spannungs-potentialen in einer zweiten vorbestimmten Folge variiert, und aus einer zweiten Impulskomponente der besagten Impulsweite besteht, die ein Spannungspol-pn-t-i^T gleich dem der zweiten'Impulskomponente des besagten Ziffernerregersignales während jeder besagten Halbzyklus-periode hat.
  2. 2. Eine Methode gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Impulskomponenten der besagten Ziffernerregersignale und der besagten Segment-erregersignale synchron zueinander sind.
  3. 3. Eine Methode gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Impulskomponente jedes der besagten Segment-erregersignale synchron zu der zweiten Impulskomponente des besagten ersten Ziffern-erregersignals ist, während die zweite Impulskomponente des anderen besagten Segmenterregersignales synchron zu der zweiten Impulskomponente des besagten zweiten Ziffern-erregersignales ist.
  4. 4. Eine Methode gemäß den Patentansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
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    ORlGiNAL INSPECTED
    daß das Verhältnis der besagten zweiten Impulsweite zu der besagten ersten Impulsweite in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur variiert wird.
  5. 5. Eine Methode gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der besagten Ziffern- und Segment-erregersignale zumindestens eine dritte Impulskomponente einer dritten Impulsweite zwischen den besagten Impulskomponenten während jeder besagten Halbzyklus-periode hat, wobei die dritten Impulskomponenten der besagten Ziffern- und Segment-erregersignale synchron zueinander sind und voneinander verschiedene Spannungs-potentiale besitzen.
  6. 6. Eine Erregerschaltung für ein Flttssigkristall-Anzeigegerät, das zumindest erste und zweite Ziffern-elektroden und eine Mehrfalt von Segmentelektroden besitzt, die bezüglich der Ziffernelektroden in einem Matrix-feld angeordnet sind, gekennzeichnet durch:
    Mittel (20, 194, 274, 396) zur Erzeugung einer Mehrfalt von Zeitgebersignalen einer ersten Impulsweite und eines Kontrollsignales einer zweiten Impulsweite;
    Mittel (24, 222, 396, 450, 452) zur Erzeugung erster und zweiter Ziffernerregersignale, von danen jedes aus ersten Impulskomponenten der besagten ersten Impulsweite besteht, die bei einer Mehrfalt von Spannungspotentialen während jeder Halbzyklusperiode in einer ersten vorbestimmten Folge synchron zu besagten Zeitgebersignalen variieren, und aus einer zweiten Impulskomponente der besagten zweiten Impulsweite besteht, die ein vorbestimmtes Spannungspotential während jeder Halbzyklus-periode synchron zu dem besagten Kontrollsignal hat; und
    Mittel (28, 224, 278, 454, 450) zur Erzeugung einer Mehrfalt von Segmenterregersignalen, von denen jedes aus einer ersten Impluskomponente der besagten ersten Impulsweite besteht, die bei mindestens zwei der besagten Spannungs-potentialen in einer zweiten vorbestimmten Folge variiert und aus einer zweiten Impulskomponente der besagten Bnpulsweite besteht, die ein Spannungspotential gleich dem der zweiten "Impulskomponente der besagten Ziffernerregersignale während jeder Halbzyklus-periode synchron zu besagtem Kontrollsignal hat;
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    wobei, wenn das besagte Ziffernerregersignal und das besagte Segmenterregersignal zu besagter Ziffernelektrode und zu besagter Segmnetelektrode geleitet werden, der Potentialunterschied zwischen den besagten Elektroden null wird, synchron mit besagtem Kontrollsignal.
  7. 7. Eine Erregerschaltung gemäß Patentanspruch 6, ferner gekennzeichnet durch Mittel (14, 226, 258) zur Erzeugung von Spannungssignalen bei besagten Spannungspotentialen synchron mit besagten Kontrollsignal.
  8. 8. Eine Erregerschaltung gemäß Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Spannungssignal erzeugende Mittel aus ersten und zweiten Schaltermitteln (62, 64) besteht, die in einer komplimentären Weise in Erwiderung auf besagtes Kontrollsignal arbeiten.
  9. 9. Eine Erregerschaltung gemäß Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der besagten ersten und zweiten Schaltermitteln aus einer Mehrfalt von Übertragungstoren besteht, von denen jedes eine Eingabe zu einer Stromquelle (40) gekuppelt hat, und ein Komtrolltor geschaltet hat, um das besagte Kontrollsignal zu empfangen.
  10. 10. Eine Erregerschaltung gemäß jedem der Patentansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Zeitgebersignal erzeugende Mittel (20) aus einem Ringzähler (74) besteht, der in Erwiderung auf ein Uhrsignal arbeitet, um erste und zweite Ausgaben zu liefern. Mittel (76) zur Erzeugung einer dritten Ausgabe der besagten Impulsweite in Erwiderung auf die besagten ersten und zweiten Ausgaben, Mittel (80) zur Erzeugung des besagten Kontrollsignales in Erwiderung auf besagte zweite Ausgabe, Mittel (78) zur Teilung besagter dritter Ausgabe, um eine vierte Ausgabe von niedrigerer Frequenz als besagte dritte Ausgabe zu liefern, und Tormitteln (82, 84, 86, 88) zur Erzeugung besagter Zeitgebersignale in Erwiderung auf besagte dritte und vierte Ausgaben.
  11. 11. Eine Erregerschaltung gemäß jedes der Patentansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes die Ziffernerregersignale erzeugendes Mittel (24) aus einer Mehrfalt von Schaltermitteln (90, 92) besteht, von denen jedes erste Ubertragungstcre (TG5 bis TG8 oder TG 10 bis TG 13) beinhaltet zur Erzeugung der ersten Impulskomponente der besagten Ziffernerregersignale
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    in Erwiderung auf besagte Zeitgebersignale, und aus einem zweiten Übertragungstor (TG9 oder TG14) besteht, zur Erzeugung der zweiten Impulskomponente der besagten Ziffemerregersignale in Erwiderung auf das besagte Kontrollsignal.
  12. 12. Ein Erregerstromkreis gemäß jedem der vorigen Patentansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das das Segmenterregersignal erzeugende Mittel (28) aus einer Mehrfalt von Schaltermitteln (120a, 120b, 12On) besteht zur Erzeugung der besagten Segmenterregersignale in Erwiderung auf binär verkodete Signale.
  13. 13. Eine Erregerschaltung gemäß Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der besagten Schalter mittel aus Übertragungstoren (TG 15 bis TG 18) besteht, die auf die besagten binär verkodeten Signale ansprechen.
  14. 14. Eine Errgerschaltung gemäß jedes der Patentansprüche 6 bis 9, ferner gekennzeichnet durch Mittel (196) zur Erzeugung der zweiten Zeitgebersignale der besagteb ersten Impulsweite, Mittel (220) zur Messung der Umgebungstemperatur zur Erzeugung eines Temperatursignales und Selektorschaltungsmittel (198) zur selektiven Weitergabe der besagten Zeitgebersignale von besagten erst-erwahnten Zeitgebersignal erzeugenden Mittel (194) und besagter zweiter Zeitgebersignale vom besagten zweiten Zeitgebersignal erzeugenden Mittel (196) zu besagtem Ziffernerregersignal erzeugenden Mittel (222) und zu besagten Segmenterregersignal erzeugenden Mittel (224) in Erwiderung auf das besagte Temperatursignal; besagtes Ziffernerregersignal erzeugende Mittel (222) spricht auf besagte zweite Zeitgebersignale an, um Ziffernerregersignale zu liefern, von denen jedes nur aus besagten ersten Impulskomponenten besteht, und besagtes Segmenterregersignal erzeugendes Mittel (224), das auf die besagten Zeitgebersignale anspricht, um Segmenterregersignale zu erzeugen, von denen jedes nur aus besagten ersten Impulskomponenten besteht.
  15. 15. Eine Erregerschaltung gemäß Patentanspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Selektorschaltungsmittel (198) aus einer Mehrfalt von Schaltermitteln (240, 242, 244, 246) besteht, von denen jedes erste und zweite Übertragungstore (TG20 und TG21) beinhaltet, die ihre Eingaben geschaltet
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    haben, um das besagte ersterwähnte Zeitgebersignal und das besagte zweite Zeitgebersignal zu empfangen und auf das besagte Temperatursignal ansprechen.
  16. 16. Eine Erregerschaltung gemäß jedes der Patentansprüche 6 bis 9, ferner gekennzeichnet durch Mittel (264) zur Kontrolle der Frequenzen des besagten Kontrollsignales und der besagten Zeitgebersignale in Abhängigkeit von den Schwankungen in der Umgebungstemperatur, und dementsprechend das Verhältnis der besagten zweiten Impulsweite zu der besagten ersten Impulsweite variiert.
  17. 17. Eine Erregerschaltung gemäß Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Kontrolmittel (264) aus einem Ringzähler (266) besteht, der eine Mehrfalt von Ausgaben hat, Mittel (272) zur Erzeugung der Temperatursignale in Abhängigkeit von besagter Umgebungstemperatur, und Mittel (268) zur Kupplung von Ausgewählten aus der besagten Mehrfalt von Ausgaben des besagten Ringzählers zu besagtem Zeitgebersignal erzeugenden Mittel in Erwiderung auf die Umgebungstemperatursignale.
  18. 18. Eine Erregerschaltung gemäß Patentanspruch 17 dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Temperatursignal erzeugendes Mittel aus Mitteln (281, 304) besteht, zur Messung der Uinbegungstemperatur zu einem vorbestimmten Zeitpunkt.
  19. 19. Eine Erregerschaltung gemäß den Patentansprüchen 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Kupplungsmittel (268) aus einem ersten Ausgabeselektor (330) besteht, der zu einer ersten Gruppe von Ausgaben des besag-
    r:- ten Ringzahlers gekuppelt ist und die Arbeitsweise des besagten Ringzählers kontrolliert in Erwiderung auf besagte Temperatursignale, und aus einem zweiten Ausgabeselektor(332) besteht, die ihre Eingaben zu einer zweiten Gruppe von Ausgaben des besagten Ringzählers geschaltet haben und Ausgewählte aus der besagten Gruppe von besagten Ausgaben zu besagten Zeitgebersignal erzeugenden Mittel leiten, in Erwiderung auf besagte Temperatursignale.
  20. 20. Eine Erregerschaltung gemäß Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß besagter Zeitgebersignalgenerator (396) aus einer ersten Schaltungssektion (410) besteht, zur Erzeugung erster Zeitgebersignale und eines ersten Kontrollsignales, und aus einer zweiten Schaltungs-sektion (412) zur Erzeugung zweiter Zeitgebersignale und eines zweiten Kontrollsignales,
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    das in Phase von besagtem ersten Kontrollsignal verzögert ist, wobei besagtes Erregersignal erzeugendes Mittel aus einem ersten Ziffernerreger (450) besteht, der auf besagte erste Zeitgebersignale und auf besagtes erstes Kontrollsignal anspricht, um besagtes zweites Ziffernerregersignal zu liefern, und wobei besagtes Segmenterregersignal erzeugendes Mittel aus einem ersten Segmenterregersignalgenerator (454) besteht, der auf besagte erste Zeitgebersignale und besagtes erstes Kontrollsignal anspricht, um eines der besagten Segmenterregersignale zu liefern, und aus einem zweiten Segmenterregersxgnalgenerator (456), der auf besagte zweite Zeitgebersignale und auf besagtes zweites Kontrollsignal anspricht, um das andere der besagten Segmenterregersignale zu liefern, wobei die zweite Impulskomponente des besagten ersten Segementerregersignales synchron zu besagtem ersten Kontrollsignal und zur zweiten Impulskomponente des besagten ersten Ziffernerregersignales, ist, und die zweite Impulskomponente des besagten zweiten Segmenterregersignales synchron zu besagtem zweiten Kontrollsignal und zu der zweiten Impulskomponente des besagten Ziffernerregersignales ist.
  21. 21. Eine Erregerschaltung gemäß Patentanspruch 20, ferner gekennzeichnet durch einen ersten Spannungs-signalgenerator (388), der auf besagtes erstes Kontrollsignal anspricht, um erste Spannungssignale bei besagten Spannungspotentialen zu erzeugen in Erwiderung darauf, und einem zweiten Spannungssignalgenerator (390), der auf besagtes zweites Kontrollsignal anspricht, um zweite Spannungssignale bei besagten Potentialen in Erwiderung darauf zu erzeugen.
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