JPH04229893A - 表示装置及びリードスイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リードスイッチを使用
して、単一要素として、又はアレイ内の画素として明る
い外観又は暗い外観を与える表示要素に関し、更にまた
リードスイッチ制御装置にも関する。

【０００２】

【従来技術及びその課題】本発明の関係する表示要素は
、オン位置とオフ位置との間で静止要素に関して動くこ
とができ、これらの位置においては観察方向で見てそれ
ぞれ明領域又は暗領域を提供する可動要素を持つ。可動
要素とともに動く永久磁石が設けられる。切り替え可能
な磁気コアが静止要素に設けられ、これは、一方の極性
のとき可動要素をオン位置に動かし、他方の極性のとき
オフ位置に動かすように、永久磁石と共同作用する位置
に置かれる。コアは励磁用巻線で囲まれた高残留磁気材
料製であることが好ましく、かつこれは可動要素がオン
位置とオフ位置との間を動くに要する時間よりもかなり
短い時間でコアの極性を切り替えるように励磁電流によ
りパルス状に励振される。

【０００３】上述のような表示装置は当業者によく知ら
れ、このための特許には次のものが含まれる。

【０００４】エヌイーアイ・カナダ・リミッテドに譲渡
されたジョン・ブラウンの１９８９年８月２９日付け、
米国特許第４８６０４７０号、エヌイーアイ・カナダ・
リミッテドに譲渡されたジョン・ブラウン他の１９８８
年７月１７日付け、米国特許第４７４４１６３号、エヌ
イーアイ・カナダ・リミッテドに譲渡されたドナルド・
ウインロウ他の１９８６年１月２８日付け、米国特許第
４５６６２１０号、エヌイーアイ・カナダ・リミッテド
に譲渡されたドナルド・ウインロウの１９８４年１月２
４日付け、米国特許第４４２６７９９号。

【０００５】本発明は、そのある様相においては、オン
位置における観察方向での明領域の表示が発光ダイオー
ド又は光ファイバーのような光源により強調され、更に
オフ位置ではかかる光源は消灯され又は観察者からは遮
蔽される、上に定義されたような表示要素に特に関連す
る。光ファイバーを使用したかかる表示要素の例は、ソ
シエテ・デチューデ・プール・デヴェロップマンに譲渡
されたジャック・ル・ガルの米国特許第４８３３８０６
号である。

【０００６】かかる光強調要素は、ある距離から読まれ
るようにされた「書きうる」高速道路用標識に特に効果
的であることに注意することが有用である。かかる信号
は、自動車運転者に情報を集中的に提供する明領域又は
暗領域を個別的かつ選択的に表示するために、切り替え
うる画素として作動する表示要素のアレイより形成され
るであろう。かかる標識には、運転者の注意を引くよう
に全体としての要素の視角より狭い視線回りのビームに
光源が収束し、従って運転者が表示を全体的に見たとき
、各画素の光源により強調された輝部によりその明部と
暗部の双方の集合効果からそれが表示する情報を得るこ
とが望ましいことが多い。

【０００７】静止部材コアにより （ａ）点灯又は観察者への光源の暴露の状態、あるいは
（ｂ）消灯又は観察者からの光源の遮蔽の状態に切り替
えられるリードスイッチ（開及び閉の状態を持つ）が配
置された電磁式駆動部を有する表示要素を提供すること
が本発明の１様相の目的である。

【０００８】オン位置にある光で強調された表示要素は
、頂角が９０°より大きな視線回りの視角を定め、この
視角内に、要素がオンのとき、頂角が約１５°のより小
さな収束した光ビームがある。

【０００９】静止要素の切り替え可能なコア（「第１の
コア」と呼ぶことがある）及び高残留磁気の第２のコア
の双方により影響されるように置かれたリードスイッチ
を提供することが、前節で述べた様相における本発明の
目的である。第１及び第２のコアはほぼ平行で、かつ両
コアが同じ極性を持ったとき２個のコアの集合的な戻り
の磁束がスイッチに一方の状態を取らせ、２個のコアが
反対の極性を持ったときはスイッチに他方の状態を取ら
せるように配置される。スイッチは、一方の状態におい
ては点灯又は光源を露出させ、他方の状態では消灯又は
光源を遮蔽するように接続される。こうして、光の強調
の制御が従来の装置によるよりもより容易なオン及びオ
フによる光強調式の表示要素が提供される。

【００１０】例えば、米国特許第４８３３８０６号にお
いては、光源（光ファイバー）の遮蔽は、円盤の１８０
°の回転又は円盤への特別な遮蔽の付加の存在を必要と
する。１８０°の回転は、磁気駆動の強度を減らし、一
方、遮蔽の付加は円盤の費用が増加する。比較して、切
り替え可能なコアにより制御されるリードスイッチは、
白熱灯発光ダイオードのような光源のオン及びオフを切
り替える平易な制御を提供する。ガラスファイバーの場
合は、リードスイッチはファイバーを含む光路における
シャッターを作動させ、あるいはファイバーが個々の光
源を持つ場合は、前の例の電灯又は発光ダイオードのよ
うな光源のスイッチのオンオフを行う。

【００１１】切り替え可能なコアにより制御されるリー
ドスイッチは、光源又は光路の制御以外の目的に使用す
ることができる。例えば、リードスイッチの付けられた
電線は、磁気コアの状態を走査器又は制御器に信号で返
すために使用できる。制御されたリードスイッチは、同
形式又は別の形式の従属表示器の駆動のようなその他の
目的に使用しうる。

【００１２】

【実施例】本発明の好ましい実施例が図面に示される。

【００１３】図において、通常性の少ない部分を従えた
より通常性の多い部分を説明することが提案される。図
１−４に示された表示要素は、単一状態要素又は図６に
示された形式のアレイの部品のいずれかでよい。

【００１４】図１は、向き合った支柱１４Ａ、１４Ｂを
支持している基板１２を示し、この支柱の外側端部には
表示円盤１８の軸１６を取り付けるように溝が切られる
。

【００１５】表示円盤１８は、示されるように弾性プラ
スチック材２２の円盤を取り付けた円形フレーム２０を
持つ。弾性プラスチック材２２は、オン位置（図３）に
おいて視線の方向で表示される方の側２２Ａを明るく彩
色され、背景から際立つようにされる。弾性プラスチッ
ク材２２のもう一方の側２２Ｂは、背景（及び円盤のリ
ム）と釣り合うように暗くされ、従って観察者に向いた
部分は、オン位置では明るく、オフ位置では暗い。（弾
性プラスチック２２は図２では省略される）表示円盤は
、支柱１４Ｂに取り付けられ、図３（方向Ｖにおいて見
たときの円盤の明るい面を示す）のオン位置において円
盤の回転を停止させる停止具２４とオフ位置（図４）に
おいて円盤停止に使用される後述の受け台２６との間を
回転できるように軸１６上に枢支される。オフ位置では
、観察者は円盤の暗い縁と（オン位置では明るい側が有
った場所における）要素の暗い背景とを見ることに注意
されたであろう。

【００１６】図３及び４に示されるように直径に沿って
磁化された円柱状永久磁石２８が、軸１６上の円盤１８
とともに回転可能である。

【００１７】好ましくは延びた真っ直ぐな形の好ましく
は高残留磁気材のコア３０が支柱１４Ｂに取り付けられ
、これはここから観察方向に突き出し、永久磁石２８の
位置の近くでその外側の極３２を形成する。コアの極３
２は、円盤を極３２の極性の切り替えごとにオン位置と
もにオフ位置との間を交替させるように、永久磁石２８
の磁軸及び停止具２４と２６に関して位置決めされる。 励磁巻線３４がコアを取り巻き、図示されない電源から
コア極性を切り替えるように励磁電流を供給する。 コア３０は「固い」又は高残留磁気形のものが好ましく
、これによりコアの切り替えは、要素がオン位置とオフ
位置との間を機械的に動くに要する時間よりも短時間の
ごく短い励磁電流パルスで行うことができる。

【００１８】機械的運動を完了させ、その後、要素を適
正位置に保持するための磁気トルクが磁石のコア３０の
残留磁束により提供される。極３２の切り替えられた極
性はＮ’、Ｓ’で示される。

【００１９】説明されたように切り替えられる要素は、
この開発以前によく知られた設計及び作動原理に一致し
て説明のように作動する限り、単独で、又は図６のアレ
イの部品として使用できる。

【００２０】本発明により、説明されたリードスイッチ
の制御の下で、円盤の明るい側は、円盤のオン位置にお
いて点灯する光源の存在又はオン位置での照明により強
調され、オフ位置においては消灯される。

【００２１】好ましい実施例においては、円盤には、円
盤の軸から離された円穴４０が設けられ、更に円盤のオ
ン位置において開口４０を通って照明するように７列の
発光ダイオード４２が設けられる。発光ダイオードの列
は、受け台２６の外側端部に支持される。発光ダイオー
ドには、これらの光線が原則的に視線方向Ｖを中心とす
る頂角１５°の円錐内で照射するように焦点用レンズを
設けることが好ましい。図２には、側方の放射又は反射
を制限するように発光ダイオード列の上方に設けられる
ことが好ましい円筒状側壁又は遮蔽が鎖線で示される。 その他の要素を明瞭とするために、これ以外の図におい
ては側壁は示されない。

【００２２】当業者に公知のリードスイッチ４４は、切
り替え可能なコア３０と平行でかつ付近に置かれたベー
ス上に支持される。リードスイッチは、リードスイッチ
の長手方向軸に沿って構成要素に対して十分な磁束の場
があるときに閉じられ、不十分なときに開放するように
設計される。このリードスイッチは常時開（ノルマルオ
ープン）である。常時閉のリードスイッチを使用するこ
ともできるが、これは好ましい作動配列における回路を
より複雑化させる。

【００２３】コア３０に関して長手方向軸リードスイッ
チ４４とは反対側にコア３０から同じ距離を空けかつ平
行に第２の長手方向に延びているコア４６が置かれる。 第２のコアはコア３０と同じ残留磁気を持つことが好ま
しい。

【００２４】第２のコアは切り替えられず、図示のよう
な永久極性を持つ。

【００２５】リードスイッチ４４は図７に図式的に示さ
れるように発光ダイオードの列と直列に接続されるが、
発光ダイオードは供給電圧により決定されるように互い
に並列に接続できる。図７の回路には、発光ダイオード
の電流を制限するために発光ダイオードと直列に抵抗４
３が設けられる。リードスイッチが開閉すると、発光ダ
イオードは点滅する。リードスイッチの作動モードは図
８及び９に示される如くである。

【００２６】図９では、切り替え可能なコア３０は、極
３２が、表示要素３０を図３に示されたオン位置に駆動
するＳ’極を作るように励磁されている。第２のコア４
６の極性は、切り替え可能なコア３０がオンのとき、両
コアの磁化が図９に示されたように同じ極性を持つよう
に選定される。図９に図式的に示されるように、２個の
コアの戻り磁束の幾分かがリードスイッチの長さに沿っ
て結合され、コアの位置と残留磁気は、この長さに沿っ
て結合された磁束がリードスイッチを閉じ発光ダイオー
ド列を点灯させ、観察方向で観察者に向いた円盤の明る
い側を強調するように選定される。

【００２７】円盤がオフ方向にあることが望まれるとき
は、第１のコア３０は極３２がＮ’極となるように切り
替えられる（図８）。このときは、第１のコアと第２の
コアは反対の極性になるため、各コアは他方のコア戻り
磁束の大部分に対する好ましい磁路として作用する。磁
気のパラメーターとリードスイッチは、リードスイッチ
に沿った磁束がこれを閉じるには不十分であるように選
定され、従ってリードスイッチは開放され、発光ダイオ
ード列を消灯させる。そこで、高速道路上の観察者は、
暗い背景、円盤の縁と「オフ」状態の発光ダイオード、
図６に図式的に示されたアレイ内の暗い画素となってい
る円盤の暗領域（ここは、「オン」状態では明るい部分
であった）を見る。

【００２８】高速道路用においては、発光ダイオードは
、標識から表示された距離（ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｄｉ
ｓｔａｎｃｅ）で高速道路において好ましくは１５°の
ビームに光を収束させるレンズを備えることが普通であ
る。一方、円盤の明るい側及び対になる暗い画素の視角
は、通常９０°よりかなり広い。従って、図６の５×７
列の画素で示されたような「Ｓ」形のアレイでは、運転
者接近の早期段階でオン画素の発光ダイオードが運転者
の注意を引き付け、運転者は、暗い画素とは対照的に、
円盤の明るい側と発光ダイオードとの結合効果により作
られたアレイのメッセージを読むように注意される。

【００２９】光源は、選択的に白熱灯又は光ファイバー
とすることができる。白熱光は発光ダイオードにおける
と同様にリードスイッチにより点灯及び消灯させうる。 各画素ファイバーに対して個々の光があるならば、各画
素に対する光ファイバーへの光の供給もまたオン及びオ
フに切り替えうる。アレイの総ての光ファイバーに対し
て１個の光があるならば、リードスイッチは対応してい
る光ファイバー経路を遮断するシャッターを作動させる
ように接続されるであろう。

【００３０】第１及び第２のコアはリードスイッチに関
して反対側に配されて示される。磁気パラメーターは、
これらのコアが正三角形の隅で（リードスイッチととも
に）互いに近くにあるように（ｎｅａｒｅｒ　ｔｏ　ｅ
ａｃｈ　ｏｔｈｅｒ　ｓａｙ　ａｔ　ｔｈｅ　ｃｏｒｎ
ｅｒｓ（ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｅａｄ　ｓｗｉｔｃｈ）
）選定することができる。明らかに、第２のコアは、こ
れが磁石の励磁に影響しないように永久磁石の位置から
十分に離して置かねばならない。

【００３１】第１及び第２のコアは、磁束がリードスイ
ッチを第１のコアの極性により決定された状態に置くよ
うにこれらの位置が選定される限り、リードスイッチか
ら異なった距離（及び異なった残留磁気）とすることが
できる。

【００３２】第１及び第２のコアは正確に平行であるこ
とを要せず、通常は、２個のコアがほぼ平行であれば、
小形化とパラメーターの計算の容易さとは改良できる。

【００３３】リードスイッチは、２個のコアと正確に平
行でなくてもよいが、リードスイッチの通常の作動モー
ドでは、コアが、リードスイッチの長手方向軸の方向に
かなりの成分のある戻りの磁路を提供することが要求さ
れる。

【００３４】リードスイッチは、もし希望するならば、
予定値以上の磁束値で開き、その値以下では閉じる形式
のものとすることができる。しかし、これは好ましい実
施例における光源用の切り替え制御を複雑化させるであ
ろう。

【００３５】照明の切り替え以外のその他の機能にリー
ドスイッチを使うことができる。例えば、上記のように
制御されるリードスイッチは、制御又は指令装置に第１
のコアの磁気状態を信号するために使用できる。

【００３６】図１０は、複数個のリードスイッチを同じ
切り替え可能コア３０で制御しうることを示す。常時開
のリードスイッチ４４が切り替え可能なコアの各側に置
かれる。２個の永久極性コア４６（第１及び第２のコア
）の各が切り替え可能コアから見てリードスイッチの両
側に置かれる。２個の永久極性コアは示されるように反
対方向の極性を持つ。切り替え可能コアと第２及び第３
のコアとの戻り磁束の組み合わせは、それぞれリードス
イッチを閉状態及び開状態にするであろう。これらの状
態は、切り替え可能コア３０が逆の極性に切り替えられ
たとき、逆転するであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による表示要素の斜視図である。

【図２】図１の装置の分解図である。

【図３】オン位置における図１の装置の部分的に断面と
した側面図である。

【図４】オフ位置における図３の装置の部分的に断面と
した側面図である。

【図５】高速道路上方に直立したアレイの図式的な図面
である。

【図６】図５のアレイの前面の部分図である。

【図７】リードスイッチ及び発光ダイオードの列を含ん
だ回路を示す。

【図８】リードスイッチがオフ及びオンの場合の磁場を
図式的に示す。

【図９】リードスイッチがオフ及びオンの場合の磁場を
図式的に示す。

【図１０】切り替え可能なコアが２個のリードスイッチ
と組み合わせられた場合の磁場を図式的に示す。

【符号の説明】

１２　　基板 １６　　軸 １８　　円盤 ２２　　弾性プラスチツク材 ２４　　停止具 ２６　　受け台 ２８　　永久磁石 ３０　　コア ３４　　巻線 ４２　　発光ダイオード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可動要素と静止要素とを有し、前記可動要
   素は前記静止要素上に観察する方向において領域の上で
   明るい面が表示されるオン位置とオフ位置との間で動き
   うるように取り付けられ、更に前記可動要素のオフ位置
   において、観察する方向における前記領域を暗く見える
   ようにされた手段、前記可動要素とともに動きうる永久
   磁石、前記可動要素を一方の極性においてはオン位置に
   、他方の極性においてはオフ位置にそれぞれ動かすよう
   に前記永久磁石と共同作用するようにされた高残留磁気
   磁石の第１のコア、前記極性を切り替えるようにされた
   前記コアの回りの励磁用巻線を有する表示装置において
   、前記第１のコアの戻り磁束路内に置かれたリードスイ
   ッチを備え、前記リードスイッチはこれに接続された電
   気回路の開状態及び閉状態を制御し、更に前記第１のコ
   アとほぼ平行に置かれ、前記リードスイッチが前記第２
   のコアからの戻りの磁束の経路内に有るように置かれた
   第２のコアを備え、前記第１及び第２のコア及びリード
   スイッチは、前記第１のコアの前記一方の極性及び他方
   の極性の位置において、前記第１及び第２のコアの結合
   された戻り磁束が前記リードスイッチを一方の状態及び
   他方の状態に置くように位置決めされ方向付けられるこ
   とを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】可動要素と静止要素とを有し、前記可動要
   素は明るい面及び暗い面を有し前記静止要素上に観察す
   る方向において領域の上で前記光面が表示されるオン位
   置と暗い面がこの領域の上で表示されるオフ位置との間
   で動きうるよう取り付けられ、更に前記可動要素ととも
   に動きうる永久磁石、前記可動要素を一方の極性におい
   てはオン位置に、他方の極性においてはオフ位置にそれ
   ぞれ動かすように前記永久磁石と共同作用するようにさ
   れた高残留磁気磁石の第１のコア、前記極性を切り替え
   るようにされた前記コアの回りの励磁用巻線、前記オン
   位置において前記明るい面の領域の観察方向での外見を
   強調するように置かれた少なくも１個の発光ダイオード
   、前記可動要素がオン位置にあるとき前記発光ダイオー
   ドを発光させかつ前記可動要素がオフ位置にあるとき前
   記発光ダイオードを消灯させるように切り替える手段を
   具備することを特徴とする表示装置。