JPH06110391A

JPH06110391A - 多色大型表示装置及びこの装置に用いる色表示ユニット及び複合表示ユニット及び色表示素子

Info

Publication number: JPH06110391A
Application number: JP3158374A
Authority: JP
Inventors: Tadahiko Nakagiri; 忠彦中桐
Original assignee: T I SHII SHICHIZUN KK; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: T I SHII SHICHIZUN KK; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1994-04-22
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: EP0520418B1; AU647283B2; US5515075A; JPH0833710B2; KR960002147B1; US5627563A; EP0520418A1; AU1863492A; HK1007054A1; DE69223690D1; US5526016A; DE69223690T2

Abstract

(57)【要約】【目的】広告用等大型表示装置の表示色を多色化し、
画質のよい絵及び動画等を表示することができる多色大
型表示装置を得る。【構成】単位面積ブロックを細分化し、この細分化し
た複数の区画に、それぞれ回転自在に設けられた多面形
状の色表示体から成る色表示素子を配置し、この複数の
色表示素子によって単位面積ブッロクの色を再現するよ
うに構成される。【効果】単位面積ブロック内で表示される色を多色化
することができる。この結果、画質を向上することがで
きる。更に色表示素子の小型化により高速動作が可能で
動画を表示することができる。また装置の薄型化と軽量
化を達することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば広告用表示
板、あるいは交通機関の案内表示板等として利用するこ
とができる多色大型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特公昭６３−６３９１０号公報
及び特公昭６３−６３９１１号公報により提案されてい
る大型表示装置は図２２に示すように、四面が赤、白、
青、緑に塗られた５cm四方のプラスチック製立方体ＲＩ
を表示板ＢＯＤにＸ方向に４００個、Ｙ方向に２００の
合計で８万個程度取付け、各立方体ＲＩをそれぞれ磁気
作動装置ＧＩによって９０°ずつ回転させて、いわゆる
モザイク式に文字、絵等を表示する構造とされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】先に実用化されている
大型表示装置では、その表示素子は５cm四方のプラスチ
ック製立方体ＲＩによって構成し、この表示素子を一画
素とし、この一画素を構成する表示素子を磁気作動装置
ＧＩによって９０°ずつ回転させ、前面に表示させる色
の切換えを行う構造のため、一画素は白、赤、青、緑の
４色しか再現できない。またプラスチック製立方体ＲＩ
の形状が大きいため重量が重くなり、高速回転が不能で
ある。このため、絵の切換えが遅く、動画等の表示には
不向きである。

【０００４】また、表示ボードには表示素子として５cm
角の立方体ＲＩが並べられるから表示板ＢＯＤ全体の厚
みが大きくなることと、表示素子１個当たりの重量が重
いため全体の重量も重くなる欠点がある。更に一つの画
素が５cm角の大きさであることから、絵の解像度が悪い
欠点もある。

【０００５】この発明の主たる目的は、従来の技術で規
定される一画素に対応する面積を持つ単位面積ブロック
内で再現する色の種類を多色化し、色の再現性を向上さ
せると共に、色の多色化により画質を向上させることが
できる多色大型表示装置を提供することにある。また、
この発明の他の目的は表示素子の形状を小型化し、この
小型化によって高速動作を可能とし、動画をも表示する
ことができる多色大型表示装置を提供することにある。

【０００６】また、この発明の更に他の目的は、複数の
表示素子を共通の密封容器に収納して防水防塵構造と
し、屋外の厳しい気象条件下でも正確に動作する色表示
ユニット及び複合表示ユニットを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明では、一画素に
相当する単位面積ブロックを細分化し、この細分化した
複数の区画にそれぞれ回転自在に設けられた多面形状の
色表示体から成る色表示素子を配置し、この複数の色表
示素子によって一つの単位面積ブロックの色を再現する
構造とした多色大型表示装置を提案する。

【０００８】この発明の多色大型表示装置によれば、一
つの単位面積ブロックを複数の表示素子によって色を再
現するから、各単位面積ブロックで再現できる色の種類
は、４ⁿ（ｎは単位面積ブロック内に設ける色表示素子
の数、４は色表示素子が表示する色の数）となる。仮に
単位面積ブロックを９個の色表示素子によって細分化し
て表示することにより、４⁹＝２６２．１４４種類の混
色の組み合わせが可能となる。このことは従来、一画素
で表示可能な色が４色であったものが多色の中間色調を
表示することが可能となることを意味する。

【０００９】更に、この発明では一画素に相当する単位
面積ブロックを細分化し、この細分化した複数の区画に
それぞれ色表示素子を配置する構造を採ることにより、
各個の色表示素子は小型化される。つまり、多面形状の
色表示体は小型化されるから高速回転が可能となり、絵
の切換え時間を短縮することができる。この結果、動画
の表示も可能とする多色大型表示装置を提供することが
できる。また表示装置の厚みを薄型化することができ
る。

【００１０】更に、この発明では単位面積ブロックを構
成する複数の色表示素子を共通の密封容器に収納した構
造の色表示ユニットを提案する。この発明による色表示
ユニットによれば各表示素子は密封容器に収納されるか
ら、防水防塵効果が得られる。従って厳しい気象条件に
さらされても耐久性を有し、長期にわたって安定に動作
する多色大型表示装置を提供することができる。

【００１１】また、この発明では複数の色表示ユニット
を共通の密封容器に収納した構造の複合表示ユニットを
提案する。この構造の複合表示ユニットによれば、多色
大型表示装置を構成する部品の数を少なくすることがで
きる。従って、組立て、保守等を容易に行うことができ
る多色大型表示装置を提供することができる。更に、こ
の発明では多面形状の色表示体を回転駆動させるステッ
プモータとして、磁気板と回路基板とを積層して積層基
板を構成し、この積層基板に軸受孔を形成し、この軸受
孔を中心とする円の円周に沿って回路基板側に励磁コイ
ルを設けて、その端末を回路基板に形成した回路パター
ンに電気的に接続すると共に、この励磁コイルを貫通し
て磁性板に磁気的に結合した磁芯を植設し、この磁芯の
遊端部からリング状に延長形成したステータを設け、こ
のステータで囲まれた円形空間部分に回転軸に取付けら
れた永久磁石を設ける。この永久磁石を支持する回転軸
は一端側が積層基板に形成した軸受孔に軸受けされ、他
端側が積層基板から折り曲げ延長した支持部材に軸受け
されて支持される。

【００１２】ステップモータをこのように構成すること
により、積層基板に対して励磁コイル、磁芯、回転軸、
支持部材を順次装着すれば組立てることができる。よっ
て、自動組立機械を導入することができる。しかも自動
組立機械を導入することにより、微細加工された部品を
自動実装することができる。よって、超小型ステップモ
ータを量産することができる利点が得られる。

【００１３】

【実施例】図１にこの発明による多色大型表示装置の一
実施例を示す。図中ＢＯＤは表示板を示す。この表示板
ＢＯＤは横方向が約２０メートル、縦方向が１０メート
ル程度の大きさとされる。２０×１０メートルの大きさ
の表示板ＢＯＤ上に５×５cm角の単位面積ブロックＡＡ
を設定する。この単位面積ブロックの設定により、表示
板ＢＯＤ上にＸ_1,Ｙ₁〜Ｘ_400,Ｙ₂₀₀の８万個の単位面
積ブロックＡＡが形成される。

【００１４】この発明の特徴とする構造は、単位面積ブ
ロックＡＡ内を複数に細分化し、細分化した複数の区画
に例えば白、赤、青、緑の４色の色を表示することがで
きる色表示素子１００を配置し、一画素の色をこれら複
数の色表示素子１００の混色によって再現する構造とし
た点である。図１の例では、単位面積ブロックＡＡ内を
９個の区画に細分化し、この９個に細分化した各区画に
それぞれ色表示素子１００を配置した構造とした場合を
示す。単位面積ブロックＡＡが５×５cm各程度の大きさ
とすれば、色表示素子１００の表示面積は１２〜１３mm
角程度とすることができる。

【００１５】色表示素子１００は９個を単位としてマザ
ーボード１０１にマトリックス状に実装される。単位面
積ブロックの色を再現する色表示素子１００を実装した
１ブロックを以下では色表示ユニット２００と称する。
色表示素子１００は、例えば図２に示すように小型パル
スモータ１０２と、この小型パルスモータ１０２の回転
軸１０４に取付けられた多角形状の色表示体１０３とに
よって構成することができる。小型パルスモータ１０２
は後端側に支持板１０５が取付けられ、この支持板１０
５がマザーボード１０１に形成されてスリットに圧入さ
れて支持される。

【００１６】パルスモータ１０２は、例えばセイコーエ
プソン株式会社が製造し、販売している製品名ＳＴＰ−
１０Ｓと呼ばれているパルスモータを用いることができ
る。このパルスモータは外径及び長さが約１０mmで、こ
の実施例に充分実用できる条件を満たしている。ただ
し、このパルスモータは、１パルス１８°の駆動角であ
るため、この実施例に実用する場合は、１ステップ当た
り５個のパルスを与える必要がある。この処理は、電気
回路において実行させることができる。しかし、内部構
造を４極型に作ることにより、１パルス９０°のパルス
モータを得ることができる。

【００１７】色表示体１０３はプラスチックのような樹
脂材によって作ることができる。その形状は一端が閉塞
された四角形状の角筒状とされ、その閉塞板の中心に孔
が形成され、この孔にパルスモータ１０２の回転軸１０
４を嵌合させる。この嵌合によって色表示体１０３がパ
ルスモータ１０２によって回転自在に支持される。色表
示体１０３の角形の中空部にパルスモータ１０２のボデ
ィが挿入され、色表示体１０３の内にパルスモータ１０
２がかくされる。

【００１８】マザーボード１０１に色表示素子１００を
実装した状態で少なくとも前面が透明板とされた密封容
器１０６に収納する。１０６Ａは密封容器の裏蓋を示
す。パルスモータ１０２が９０°ずつ回転駆動されるこ
とによって、色表示体１０３の各面が順次前方を向く姿
勢となるように回転される。各色表示体１０３の４つの
面には、白（Ｗ），赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の４
色が付されているから、各色表示素子１００はパルスモ
ータ１０２の駆動によって４色のいずれか一つの色を表
示することができる。図１に各色表示素子１００が種々
の色を表示している状態を示している。各色表示素子１
００に付したＷ，Ｒ，Ｇ，Ｂはそれぞれ白、赤、緑、青
の各色を表示している状態を示し、各色がほゞ等間隔で
現れ、混色表示を可能としている。

【００１９】この実施例では９個の色表示素子１００に
よって一画素の色を再現する構造としたから、各画素の
色は４⁹種類の混色を組み合わせることが可能である。
色の組み合わせ種類でいえば、₄Ｈ₉＝₁₂Ｃ₉＝２２０
色となり、従来の技術では４原色の表示のみであった
が、この発明によれば中間色調を含めた多色表示を可能
としている。

【００２０】この発明による多色表示装置の混色表示効
果を図５を用いて説明する。図５Ａに示す如く、色表示
素子１００がすべて赤（Ｒ）を表示しているものとす
る。この赤（Ｒ）が、図５Ｆで示す全て白（Ｗ）になる
過程を図５Ｂ〜図５Ｅによって示されている。図５Ｂで
は白（Ｗ）は１個のみであり、この状態の色表示ユニッ
ト２００を多数並べた場合、遠くから見ると全体は少し
白味がかった赤色となる。図５Ｃ及びＤでは全体がピン
クから赤色に変化し、図５Ｅではやゝ赤の入った白色と
して表示される。他の色の組み合わせも同様に行うこと
が可能で、この実施例の場合、４色の混色表示が任意に
表示される。また、広告表示板の場合色の異なる斜めの
線や、円の線は図５Ｃ及びＤの境界線１６８，１６９で
示す如く、きめの細かい自然な境界線を形成することが
可能である。色表示ユニット２００を混色表示に使う場
合、図５Ｂ及びＥの白（Ｗ），赤（Ｒ）はそれぞれ図５
に示した端部ではなく、中央の位置１７１，１７２に表
示してもよく、その位置の違いを一種類として順列の計
数をすると、色表示素子１００が９個で４色表示の場
合、先に説明したように２６２，１４４種類となり、位
置が違ったのは同種であるとして組み合わせの計数をす
ると２２０種類の混色表示が可能である。

【００２１】更にこの発明においては、色表示ユニット
２００を構成する色表示素子１００の色を種々組み合わ
せ、例えば一つはＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗ，他はＲ，Ｇ，Ｙ
（黄），ＢＬ（黒）等の組み合わせを作ることにより、
上記に述べたより更に多くの色を表示することが可能と
なる。なお、色表示ユニット２００を構成する色表示素
子１００を４×４＝１６個で構成した場合には、４¹⁶＝４．３×１０⁹の色の順列₄ Ｈ₁₆＝₁₉Ｃ₁₆＝９６９色の組み合わせ５×５＝２５個の色表示素子１００で構成した場合に
は、４²⁵＝１．１２５×１０¹⁵の色の順列₄ Ｈ₂₅＝₂₈Ｃ₂₅＝３２７６色の組み合わせの表示色が得られ従来不可能であったきめの細かい中間
色の表示が可能となる。

【００２２】ところで、図１及び図２に示した色表示ユ
ニット２００においては、各色表示素子１００の回転軸
１０４を行ごとに一軸上に合致させてマザーボード１０
１に実装した例を示した。しかしながら、このように配
置し全ての色表示素子１００を同時に動作させようとし
た場合には、色表示体１０３の行間の間隙Ｗ（図１参
照）を比較的大きく採らなければならない。つまり、角
筒状の色表示体１０３が回転する際には角筒の角の部分
が描く円が最大半径を描くことになる。このため色表示
ユニット２００を構成する色表示素子１００の各色表示
体１０３を一度に回転させるものとすると、間隙Ｗは大
きく空けておく必要がある。間隙Ｗを大きく空けると表
示面の開口率が悪くなるから、間隙Ｗは可及的に小さい
方がよい。このため、この種の表示装置では一行おきに
回転駆動させ、間隙Ｗを一方の行の色表示体１０３が回
転できるだけの寸法に制限している。

【００２３】図３は開口率を悪化させることなく、色表
示素子１００を一度に回転操作できるように構成した実
施例を示す。この実施例では色表示ユニット２００を構
成する色表示素子１００の回転軸１０４の向きを交互に
９０°ずつ異ならせ、互いに辺が隣接する素子同士の回
転面が向かい合うことのないように配置する。このよう
に色表示素子１００を配置することにより、各色表示素
子１００の相互の間隙Ｗはいずれか一方の色表示体１０
３の回転を許すだけの寸法に採ればよく、開口率は図１
の場合と同じである。開口率が同じであるにもかかわら
ず、図３の実施例によれば全ての色表示素子１００を一
度に回転駆動しても相互に干渉することなく、円滑に色
表示体１０３を回転させることができる。

【００２４】図４はこの発明の他の実施例を示す。この
例では、同一のマザーボード１０１上に複数の色表示ユ
ニット２００を実装した場合を示す。つまり、この例で
は、３×３＝９個の色表示素子１００を１ブロックとし
た色表示ユニット２００を同一のマザーボード１０１に
複数ブロック実装し、複合色表示ユニット２５０を構成
した場合を示す。図４の例では４つの色表示ユニット２
００を一つのマザーボード１０１に実装し、このマザー
ボード１０１を密封容器１０６に収納した場合を示す。

【００２５】このように複数の色表示ユニット２００を
一つのマザーボード１０１に実装することにより、図１
に示した表示ボードＢＯＤに色表示ユニット２００を取
付ける作業を容易に行うことができる。なお、この実施
例のように、同一のマザーボード１０１に複数の色表示
ユニット２００を実装する場合、実装する色表示ユニッ
ト２００の数に制限はない。

【００２６】図６及び図７に量産に適した色表示素子の
構造の一例を示す。図６及び図７に示す符号５０１は積
層基板を示す。この積層基板５０１は回路基板５０２と
磁性板５０３とによって構成される。これら回路基板５
０２と磁性板５０３は、例えば接着剤によって接着され
積層基板５０１とされる。回路基板５０２は一端側にお
いて磁性板５０３より長く延長され、この延長部がマザ
ーボード１０１に形成されたスリットに差し込まれる。
マザーボード１０１に形成された回路パターン１０１Ａ
と回路基板５０２に形成された回路パターン５０２Ａと
を半田１０１Ｂで電気的に接続することにより、マザー
ボード１０１側の回路と回路基板５０２側の回路とが電
気的に接続される。これと共に積層基板５０１をマザー
ボード１０１に機械的に固定している。

【００２７】回路基板５０２には比較的直径が大きい孔
５０４が形成され、この孔５０４の形成によって露出さ
れた磁性板５０３に軸受孔５０５が形成される。軸受孔
５０５を中心とする円周に沿ってほゞ等間隔に、この例
では４個の励磁コイル５０６Ａ，５０６Ｂ，５０６Ｃ，
５０６Ｄが設けられる。各励磁コイル５０６Ａ〜５０６
Ｄの端子５０６Ｔは回路基板５０２に形成したスルーホ
ールに嵌合し、このスルーホールとの嵌合と、スルーホ
ール内の半田の溶解によって各励磁コイル５０６Ａ〜５
０６Ｄと回路基板５０２に形成された回路パターン５０
２Ａとの電気的な接続を達すると共に、各励磁コイル５
０６Ａ〜５０６Ｄを回路基板５０２に対して機械的強度
を持たせて支持させる。

【００２８】各励磁コイル５０６Ａ〜５０６Ｄの軸芯に
は、磁性体で構成された磁芯５０７が挿入され、その先
端は回路基板５０２を貫通して磁性板５０３に嵌着され
る。この嵌着により各磁芯５０７は磁性板５０３と磁気
的に結合される。磁芯５０７の遊端側は、磁芯５０７と
直交する方向に延長されてステータ５０８が形成され
る。このステータ５０８は図７に示すように円弧状に折
り曲げられて環状に配置される。その相互の間に磁気ギ
ャップＧＣＰを形成する（図７，図８，図１０参照）。
ステータ５０８で囲まれた円形部分に永久磁石５０９が
回転軸５１１に支持されて回転自在に配置される。

【００２９】回転軸５１１はこの例では複合部材によっ
て構成した場合を示す。つまり、回転軸５１１は永久磁
石５０９を挟んで両端は金属材料で形成されたピボット
５１１Ａと５１１Ｂによって構成され、一方のピボット
５１１Ａの端部は樹脂材で作られた軸体５１１Ｃにイン
サートされて軸体５１１Ｃと一体化されている。軸体５
１１Ｃにはその周縁部分から一体にフランジが突出形成
され、フランジが折り曲げられて筒部５１１Ｄが形成さ
れる。永久磁石５０９はこの筒部５１１Ｄに圧入されて
支持される。ピボット５１１Ｂは円盤状の樹脂材５１１
Ｅの軸芯位置にインサートされて支持され、この樹脂材
５１１Ｅが円筒部５１１Ｄに圧入されてピボット５１１
Ｂがピボット５１１Ａと同一軸芯位置に支持される。ピ
ボット５１１Ｂは磁性板５０３に一端が固着され、磁性
板５０３から折り曲げ延長された支持体５１２に形成し
た軸受孔５１３に軸受けされる。

【００３０】円筒部５１１Ｄを構成する樹脂材は、その
開口部側が回転軸５１１の軸芯方向と直交する向きに折
り曲げ延長され、その端部の周縁に色表示体１０３が取
付けられる。従って、望ましくは色表示体１０３と軸体
５１１Ｃ及び円筒部５１１Ｄとは同一樹脂材によって一
体成形するとよい。色表示体１０３は先にも説明してい
るように、この例では四角筒状とされ、四面の各一面ご
とに白（Ｗ），赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色が
付される。励磁コイル５０６Ａ〜５０６Ｄはそれぞれ例
えば図８に示すように、励磁コイル５０６Ａと５０６
Ｃ，５０６Ｂと５０６Ｄが直列接続され、これら直列接
続した励磁コイル５０６Ａ−５０６Ｃ及び５０６Ｂ−５
０６Ｄは図９に示す駆動回路によって励磁される。図９
には１組の駆動回路を示すが、この１組の駆動回路によ
って１組の励磁コイル５０６Ａ−５０６Ｃまたは５０６
Ｂ−５０６Ｄが励磁される。よって実際には、図１６に
示すように２組の励磁回路が用意される。

【００３１】図９に示す駆動回路によれば、励磁コイル
５０６Ａ−５０６Ｃ及び５０６Ｂ−５０６Ｄの各直列回
路に正及び負のいずれの方向にも励磁電流＋Ｉ，−Ｉを
流すことができる。この結果、各励磁コイルの直列回路
に流す電流の向きを順次切換えることにより、ステータ
５０８に図１０Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに示すように磁極Ｎ₁，
Ｓ₁，Ｎ₂，Ｓ₂を順次発生させることができる。ここ
で磁極Ｎ₁，Ｓ₁は励磁コイル５０６Ａと５０６Ｃの直
列回路によって発生する磁極Ｎ₂，Ｓ₂は励磁コイル５
０６Ｂと５０６Ｄの直列回路が発生する磁極を指す。こ
れら磁極Ｎ₁，Ｓ₁及びＮ₂，Ｓ₂の発生によって永久
磁石５０９の磁極Ｎ−Ｓの位置が図１０のＡ〜Ｄに示す
ように決定される。永久磁石５０９の回転位置が励磁電
流の向きの組み合わせによって決定されることによって
色表示体１０３によって表示される色が決定される。つ
まり、図１０の例では矢印ＬＯＫの方向から見ているも
のとすると、図１０Ａでは白色（Ｗ）が表示され、図１
０Ｂでは青（Ｂ）が表示され、図９Ｃでは緑（Ｇ）が表
示され、図９Ｄでは赤（Ｒ）が表示される。

【００３２】ステータ５０８に発生させる磁極Ｎ₁，Ｓ
₁及びＮ₂，Ｓ₂は色表示体１０３が回転する間の時間
だけ発生すればよく、色表示体１０３が目的の位置に回
転すれば磁極Ｎ₁，Ｓ₁及びＮ₂，Ｓ₂は消去されてよ
い。従って、各励磁コイル５０６Ａ〜５０６Ｄに与える
励磁電流はパルス状でよく、静止状態では励磁電流はゼ
ロとされる。励磁電流がゼロの状態でも永久磁石５０９
の磁力によって色表示体１０３の表示位置は保持され
る。つまりステ−タ５０８の相互間に形成される磁気ギ
ャップＧＣＰに永久磁石５０９の磁極Ｎ及びＳが跨がっ
た位置が安定点とされる。色の切換えは、例えば図１０
Ａの白（Ｗ）を表示している状態から図１０Ｃに示す緑
（Ｇ）を表示する状態、あるいは図１０Ｂに示す青
（Ｂ）を表示する状態から図１０Ｄに示す赤（Ｒ）を表
示する状態に反転させることができる。つまり９０°ず
つ回転する動作と１８０°反転する動作を自由に実行す
ることができる。

【００３３】図１１及び図１２はステータ５０８の変形
実施例を示す。図１１Ａ及び図１１Ｂの例では、ステー
タ５０８の端部に永久磁石５０９に向かって突出した突
起５０８Ａを設けた場合を示す。このように突起５０８
Ａを設けることにより、静止時における永久磁石５０９
の磁気的な保持力を強くすることができる。図１２の例
ではステータ５０８の一端部に凹部５０８Ｂを設けた場
合を示す。この凹部５０８Ｂを設けたことにより、永久
磁石５０９が１８０°回転する場合に、その回転方向を
一方向に制限することができる。つまり、例えば図１０
Ａの状態から図１０Ｃの状態に移る過程において、永久
磁石５０９が図１０Ａの位置にある状態で、ステータ５
０８が図１０Ｃに示す状態に励磁された場合、永久磁石
５０９は時計回りまたは反時計回りのいずれの方向に回
転すべきかが、方向付けされない、一般にはステータ５
０８が発生する磁極Ｎ₁，Ｓ₁及びＮ₂，Ｓ₂の磁気的
なバランスの不揃いによって回転方向が決定され、１８
０°の回転が達せられている。しかしながら、ステータ
５０８の磁極Ｎ₁，Ｓ₁及びＮ₂，Ｓ₂が完全にバラン
スしている場合には回転方向が決まらず、１８０°の回
転が達せられない不都合が生じる。このようなために、
図１２の例では各ステータ５０８の一端部に予め磁気的
な不平衡を生じさせておき、永久磁石５０９が１８０°
反転する場合の回転方向を規定できるように構成した場
合を示す。

【００３４】なお、この回転方向を規定する他の方法と
しては、励磁コイル５０６Ａ−５０６Ｃ及び５０６Ｂ−
５０６Ｄの各直列回路に与えるパルス状の励磁電流に位
相差を持たせるか、あるいはパルス幅に差を持たせる
か，又はパルスの振幅に差を持たせることによって回転
方向を規定することもできる。なお、図６及び図７では
１個の色表示素子１００を１枚の積層基板５０１に組立
てた場合を説明したが、図１３に示すように１枚の積層
基板５０１に複数の色表示素子１００を実装することが
できる。図１３の例では１枚の積層基板５０１に３個の
色表示素子１００を実装した場合を示す。各色表示素子
１００の間の間隙Ｗは一方の色表示素子１００が回転で
きるだけの寸法に選定される。

【００３５】図１４及び図１５は図１３に示した色表示
素子１００を共通の密封容器１０６に収納して色表示ユ
ニット２００を構成した例を示す。密封容器１０６に収
納することによって外気と完全に遮断することができ、
埃、湿気、風を防ぎ、色表示体１０３の回転に対する寿
命を延長することができる。密封容器１０６は樹脂材に
よって構成することができるが、その他に全部をガラ
ス、正面のみガラス、他はセラミック材あるいは他の有
機材で構成し、ハーメチックシールを行い内部を真空に
することができる。

【００３６】内部を真空にすることにより、色表示体１
０３の空気抵抗を少なくすることができ、表示の応答性
を高めることができる。また回転部の油の蒸発を防いだ
り、湿気が入ることを防止したり、外気の熱伝導を防止
したり等の効果が得られる。図１５に、色表示ユニット
２００を制御するＩＣ５１５の実装構造の一例を示す。
ＩＣ５１５はマザーボード１０１の背面に形成した回路
パターン１０１Ａに半田付けされて実装される。ＩＣ５
１５は色表示素子１００を構成する励磁コイル５０６Ａ
〜５０６Ｄに励磁電流を与える駆動回路を内蔵するから
発熱量が大きい。この放熱のために、この例ではＩＣ５
１５の上面に放熱板５１６と５１７を設けると共に、必
要ならば密封容器１０６の裏板１０６Ａに密着して熱を
密封容器１０６の外部に放出させる構造となっている。

【００３７】また、この例ではマザーボード１０１から
は４本の端子５１８，５１９，５２１，５２２が導出さ
れる。これらの端子５１８，５１９，５２１，５２２
は、例えばグランド端子５１８，電源端子５１９，信号
端子５２１，制御端子５２２で構成されている。これ等
の端子５１８，５１９及び５２１，５２２からの入力に
よって、ＩＣ５１５が動作し、それぞれの表示素子１０
０を任意の位置に回転させる。尚、図１５に示す５２３
はヒータを示す。ヒータ５２３は密封容器１０６の前面
板の裏側下辺近くに配置され、半導体スイッチ素子を介
して電源端子５１９とグランド端子５１８に接続され、
必要に応じて制御信号により半導体スイッチ素子をオン
に制御して表示面を加熱し、雪等の付着を防ぐために設
けている。

【００３８】ＩＣ５１５の取付け方法は、ＤＩＰ，ＱＦ
Ｐ等のパッケージ方式やフリップチップ、チップボンデ
ィング、ミニモッド、フェースダウン等、色々の方式を
適用可能である。また、上記の色表示ユニット２００は
密封容器１０６に収納されているため、大型表示板ＢＯ
Ｄでの交換が容易で維持管理がし易くなっている。以上
により、この発明による多色大型表示装置及びこの多色
大型表示装置に用いる色表示素子１００の構造、色表示
ユニット２００の構造が理解されよう。なお、上述では
説明を簡素化するために色表示体１０３の形状を四角筒
として統一して説明したが、色表示体１０３は表示する
色を３色でよしとするならば、三角筒状でよく、また５
色とすれば五角筒状、円筒状の各形状を採り得ることは
容易に理解できよう。円筒状とした場合は、隣接する色
表示体１０３を近接して配置することができ、開口率を
向上させることができる。

【００３９】以下では、多色大型表示装置の電気的制御
系について説明する。各色表示素子１００によって４色
表示させるものとすると、その制御は２ビットのディジ
タル信号によって行うことができる。図１６に２ビット
のディジタル信号により４色の色表示を行わせる駆動回
路の一例を示す。図中６０１は２ビット−４ビット変換
器を示す。この変換器６０１に２ビットの色信号６０２
が入力される。この２ビットの色信号６０２は、ここで
は直−並列変換器（特に図示しない）により並列信号に
変換されて、２ビット−４ビット変換器６０１に与えら
れるものとする。２ビットの色信号６０２が入力され、
更にストローブパルス６０３が入力されると、ストロー
ブパルス６０３が例えばＨ論理にある間だけ出力端子Ｔ
_A，Ｔ_B，Ｔ_C，Ｔ_Dにそれぞれビット変換された４ビ
ットの信号が出力される。

【００４０】色信号６０２が「０，０」のとき、ストロ
ーブパルス６０３が入力されると、出力端子Ｔ_A〜Ｔ_D
に、例えば「１０１０」の４ビットの信号を出力させる
ことができる。従ってこの場合、励磁コイル５０６Ａ−
５０６Ｃと５０６Ｂ−５０６Ｄの直列回路にストローブ
パルス６０３のパルス幅の間だけ励磁電流Ｉ_AとＩ_Cが
流れ、色表示素子１００に、例えば白（Ｗ）を表示させ
ることができる。

【００４１】色信号６０２が「０，１」のとき、ストロ
ーブパルス６０３が入力されると、出力端子Ｔ_A〜Ｔ_D
に、例えば「１００１」の４ビットの信号を出力させる
ことができる。従ってこの場合、励磁コイル５０６Ａ−
５０６Ｃと５０６Ｂ−５０６Ｄの直列回路にストローブ
パルス６０３のパルス幅の間だけ励磁電流Ｉ_AとＩ_Dが
流れ、色表示素子１００に、例えば青（Ｂ）を表示させ
ることができる。

【００４２】色信号６０２が「１，０」のとき、ストロ
ーブパルス６０３が入力されると、出力端子Ｔ_A〜Ｔ_D
に、例えば「０１１０」を出力させることができる。従
ってこの場合は、励磁コイル５０６Ａ−５０６Ｃと５０
６Ｂ−５０６Ｄの直列回路に励磁電流Ｉ_BとＩ_Cが流
れ、色表示素子１００に例えば緑（Ｇ）を表示させるこ
とができる。

【００４３】更に色信号６０２が「１，１」のとき、ス
トローブパルス６０３が入力されると、出力端子Ｔ_A〜
Ｔ_Dから「０１０１」の４ビットの信号を出力すること
ができる。この４ビットの信号によって励磁コイル５０
６Ａ−５０６Ｃと５０６Ｂ−５０６Ｄの各直列回路に励
磁電流Ｉ_BとＩ_Dが流れ、色表示素子１００に例えば赤
（Ｒ）を表示させることができる。

【００４４】図１７に多色大型表示装置に伝送する色信
号６０２のビット構成の一例を示す。図中Ｘ_N，Ｙ_Mは
画素位置に配置した色表示ユニット２００に割り当てた
アドレス信号を示す。図１に示した実施例に従えば、Ｎ
は１〜４００，Ｍは１〜２００まで変化する。Ｘアドレ
スが１〜４００，Ｙアドレスが１〜２００とすれば、Ｘ
アドレスは９ビット、Ｙアドレスは８ビットで構成する
ことができ、ＸとＹで１７ビットのアドレス信号とな
る。

【００４５】ｘ₁，ｙ₁〜ｘ₃，ｙ₃は、図１８に示す
ように各色表示ユニット２００に収納した色表示素子１
００に割り当てたアドレスを示す。各色表示ユニット２
００に９個の色表示素子１００を収納したとすると、各
色表示素子１００にはｘ₁，ｙ₁〜ｘ₃，ｙ₃の９個の
アドレスが割り当てられる。アドレス信号ｘ₁，ｙ₁〜
ｘ₃，ｙ₃は４ビットで構成することができる。

【００４６】各色表示素子１００に割り当てたアドレス
信号ｘ₁，ｙ₁〜ｘ₃，ｙ₃の次にそれぞれ色信号６０
２が付されて伝送される。従って、この例では１個の色
表示ユニット２００に与える信号は１７＋９×６＝７１
ビットの信号となる。図１９は図１７に示したアドレス
信号Ｘ_N，Ｙ_M，ｘ_n，ｙ_mと、色信号６０２を生成す
る画像信号発生器の一例を示す。この画像信号発生器は
画像信号源３４０，３４１と、ｎ色分解制御部３４２
と、Ｘ_N，Ｙ_Mアドレス発生部３４３と、ｘ_n，ｙ_mア
ドレス発生部３４４と、色信号生成部３４５と、並直列
変換部３４６と、バスライン信号出力部３４７とによっ
て構成することができる。

【００４７】画像信号源３４０は、例えばテレビカメ
ラ、ＶＴＲ等のテレビジョン信号発生器を用いることが
できる。また他方の画像信号源３４１はイメージスキャ
ナのような画像読取装置とすることができる。これらの
画像信号源３４０及び３４１から出力される画像信号は
ｎ色分解制御部３４２に入力され、色表示ユニット２０
０の各１個に対応する単位面積ブロックに仕分けされ
る。この単位面積ブロックに仕分けする方法としては、
例えば画像信号を画像メモリに取り込み、この画像メモ
リ上において、色表示ユニット２００の各１個に対応す
る面積ブロックをアドレス領域に対応させて区分するこ
とにより仕分けすることができる。

【００４８】画像メモリのアドレス領域上で仕分けされ
た画像信号は、各アドレス領域ごとに色の平均が求めら
れ、色表示ユニット２００が３×３の色表示素子１００
で構成される場合は、あらかじめ用意した２２０色の中
のいずれか一つの色に当てはめられる。各色表示ユニッ
ト２００に表示すべき色が決定されることにより、
Ｘ_N，Ｙ_Mアドレス発生部３４３では各色表示ユニット
２００のアドレス信号を生成し、ｘ _n，ｙ_mアドレス発
生部３４４では各色表示ユニット２００内の色表示素子
１００に割り当てたアドレス信号ｘ_n，ｙ_mを生成し、
色信号生成部３４５では２２０色の色を表示するために
あらかじめ用意した各色表示素子１００に表示させる色
の組み合わせ表から多色表示素子１００に表示させる２
ビットの色信号６０２を取り出し、この色信号をｘ_n，
ｙ_mアドレス発生部３４４で生成されたアドレス信号ｘ
_n，ｙ_mと共に、並直列変換部３４６に送り出す。

【００４９】並直列変換部３４６では並列信号を直列信
号に変換し、その直列信号をバスライン信号出力部３４
７に入力する。バスライン信号出力部３４７では適当に
電力増幅し、出力端子３４８に直列信号を出力する。こ
れと共に、出力端子３４９にクロック或いはストローブ
パルス等の制御信号を出力する。図２０は動画を表示す
る場合の実施例を示す。この実施例では、テレビ信号の
ような高速信号をコマ落としして、この発明による多色
大型表示装置で表示可能な速度の画像信号に変換し、動
画として表示できるように構成したものである。そのた
め必要な動画のフレーム分を一旦メモリ部に蓄積し、任
意の速度で送り出すことができるように構成する。

【００５０】入力端子３５８には、例えば図１９の出力
端子３４８が結線され、バスライン信号入力部３６１に
よって波形整形が行われ、次のＣＰＵ３６２に供給され
る。同時に入力端子３５９には、例えば図１９の制御出
力端子３４９が結線され、制御回路３６４によって、ク
ロックやアドレスとデータの判別が行われ、次のＣＰＵ
３６２に供給される。ＣＰＵ３６２は通常の構成となっ
ており、ＲＯＭ３６９，クロック回路３７０が結線され
ている。ＣＰＵ３６２は入力された画像信号を次段のメ
モリ群に蓄積しやすいビットラインに変換し、また飛び
越しすべきフレームの取捨選択を行っている。ＣＰＵ３
６２のビット出力は、ＲＡＭ３７１，フロッピーディス
ク３７２，ハードディスク３７３，レーザディスク３７
４等の適当な記録手段に一旦蓄えられ、必要に応じて再
び読み出される。読み出しのビットライン制御は、制御
部３８１によって行われ、バスライン信号出力回路３８
２が信号を電力増幅し、例えばＲＳ２３２Ｃ信号によっ
て出力端子３８３に送り出すと共に、ぞれぞれのビット
構成を受信側で判別するためのクロックパルスを含む等
の制御信号を同時に制御出力端子３８５に送り出してい
る。

【００５１】なお、こゝで動画を表示するには色信号を
高速伝送しなければならない。このためには、例えばバ
スライン信号出力回路３８２から引き出される出力端子
３８３をＸアドレス数に相当する、この例では４００本
分設け、この４００本の出力端子からＹアドレス方向に
連結された色データを送出するように構成することが考
えられる。このように構成した場合には、信号の伝送速
度を約４００倍にすることができる。また各色表示ユニ
ット２００を指定するアドレス信号Ｘ_N，Ｙ_MはＹ方向
の２００個を判別すればよいから、８ビットで構成する
ことができる。よって、図１７に示した直列信号のビッ
ト数は８＋６×９＝６２ビットとすることができる。

【００５２】また、この発明の特徴とする多色表示方法
を活かす信号伝送方法としては、各色表示ユニット２０
０に対して、一例として２２０種類の色を指定して色信
号を伝送すればよいことがわかる。２２０種類を指定す
るには８ビットの色信号で済ませることができる。従っ
て、８万個の色表示ユニット２００に対して一本の信号
路により全て直列信号で伝送する場合、色表示ユニット
２００を指定するためのアドレス信号Ｘ_N，Ｙ_Mは１７
ビット必要とするが、色信号は８ビットで済む。この８
ビットの色信号により２２０種類の色を指定する。

【００５３】各色表示ユニット２００では、送られてき
た８ビットの色信号を解読し、９個の色表示素子１００
にどの色を表示させるべきかを変換表を参照して２×９
ビットの色信号に変換するように構成すればよい。この
ような信号伝送方法を採ることにより、各色表示ユニッ
ト２００に対して１７＋８＝１５ビットの信号により８
万個の色表示ユニット２００に対する色信号を伝送する
ことができる。

【００５４】図２１は色表示ユニット２００に収納する
ＩＣ内の構成を示す。入力端子４０１には図１９または
図２０に示した出力端子３４８，３８３が同軸ケーブル
等バスラインを経由して結線され、図１７で説明したア
ドレス信号を含む色信号６０２が供給される。入力バッ
ファ４０２は入力信号を波形整形し、次段のシフトレジ
スタ４０４に入力して、直列ビットを記憶する。一方、
制御入力端子４０７には図１９または図２０に示した制
御出力端子３４９，３８５が同軸ケーブル等を経由して
結線されており、図１７で説明したアドレス信号と色信
号６０２を判別するためのクロックや判別信号が入力さ
れる。制御部４０８はクロック回路４０９でクロックパ
ルスを発生させ、かつＸ_N，Ｙ_Mのアドレス列をシフト
レジスタ４０４から取り出し、Ｘ_N，Ｙ_Mアドレスラッ
チ４１０に与え、ＥＥＰＲＯＭ４１１にあらかじめ入れ
てある特定のアドレスと一致回路４１４によって比較
し、こゝで一致すれば、その後につながるｘ_n，ｙ_mア
ドレスと色データを更に取り込むが、一致しなければシ
フトレジスタ４０４の内容をリセットする。

【００５５】ＥＥＰＲＯＭ４１１は特定アドレスの永久
記憶回路であるから、ＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ，ＭＯＮＯＳ
（電気書込消去型半導体記憶素子）または半田結線型の
いずれでもよいが、修理時の交換のためには、ＥＥＰＲ
ＯＭやＭＯＮＯＳの方が特定アドレスの再書込み易さの
点でより便利である。一致回路４１４がｘ_n，ｙ_mアド
レスの一致を出力すると、シフトレジスタ４０４の出力
は、制御部４０８の出力とｘ_n，ｙ_mアドレスラッチ４
１８によって各色表示素子１００のアドレスをラッチ
し、同時に色表示信号ラッチ４２０も色データをラッチ
し、それぞれ色表示素子駆動部４２２を各アドレスごと
に色信号６０２で規定される位置に駆動する。上記の如
くして送信側の原画像の色信号データは受信側でデコー
ドされ、原画像が再現される。

【００５６】

【発明の効果】この発明の構成によれば、例えば１個の
色表示素子１００が４色の色表示を行うとすれば、この
色表示素子１００を複数具備した色表示ユニット２００
は、４のＸ・Ｙ乗、つまり４の４乗、９乗、１６乗、２
５乗…等の混色表示が可能となり、画素のきめも細かく
なる。

【００５７】また、回転部の色表示体１０３は、例えば
５〜１０ミリ位の径で構成されるため消費電力は非常に
少なく、高速回転が可能なことから、動画表示も可能と
なり、かつ色表示体１０３が回転するときの突出部が少
ないため、密封容器１０６の前面透明板を色表示体１０
３に近付けることができる。この結果、表示開口効率を
上げることが可能である。

【００５８】また、色表示ユニット２００を密封容器１
０６に収納することができるので、埃、風雨から保護さ
れ耐久性は一段と向上する。また、色表示ユニット２０
０は従来の数分の１の厚みで構成できる。また広告板等
の大型表示装置の全体の重さ、支持枠の構成を簡素にす
ることができる。また、色表示ユニット２００内にデコ
ーダ用のＩＣを設けるため、色表示ユニット２００から
生じる端子数も、また広告板への配線数も極端に少なく
なる。

【００５９】また、構造上自動組立化が可能なため、コ
スト、品質面に優れた装置の提供が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による多色大型表示装置の一実施例を
示す正面図。

【図２】この発明による多色大型表示装置に用いる色表
示ユニット及び色表示素子の構造の一例を説明するため
の断面図。

【図３】図２の正面図。

【図４】色表示ユニットの変形実施例を示す正面図。

【図５】この発明による色表示ユニットの混色効果を説
明するための図。

【図６】量産に適した構造とした色表示素子を説明する
ための断面図。

【図７】図６の平面図。

【図８】図６に示した色表示素子の動作を説明するため
の等価回路図。

【図９】図６に示した色表示素子を駆動するための回路
構造を説明するための接続図。

【図１０】図６に示した色表示素子の動作を説明するた
めの図。

【図１１】図６に示した色表示素子のステータの変形実
施例を説明するための平面図。

【図１２】図１１と同様の平面図。

【図１３】図６に示した色表示素子の変形実施例を説明
するための平面図。

【図１４】図１３に示した色表示素子によって色表示ユ
ニットを構成した実施例を示す正面図。

【図１５】図１４の断面図。

【図１６】色表示ユニットに内蔵される色表示素子の駆
動回路を説明するための接続図。

【図１７】色表示ユニットに伝送する信号の一例を示す
図。

【図１８】色表示ユニットに内蔵した色表示素子に付す
アドレスの状況を説明するための正面図。

【図１９】この発明による多色大型表示装置に与える信
号を生成する画像処理装置の一実施例を示すブロック
図。

【図２０】この発明による多色大型表示装置に動画を与
えるに適した画像処理装置の一例を説明するためのブロ
ック図。

【図２１】この発明による色表示ユニットに内蔵するＩ
Ｃの回路構成の一例を説明するためのブロック図。

【図２２】従来の技術を説明するための正面図。

【符号の説明】

ＡＡ単位面積ブロック１００色表示素子１０１マザーボード１０２パルスモータ１０３色表示体１０６密封容器２００色表示ユニット２５０複合表示ユニット５０１積層基板５０２回路基板５０３磁性板５０５軸受孔５０６Ａ〜５０６Ｄ励磁コイル５０７磁芯５０８ステータ５０９永久磁石５１１回転軸５１２支持体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単位面積ブロックを細分化し、この細分
化した複数の区画にそれぞれ回転自在に設けられた多面
形状の色表示体を具備した色表示素子を複数配置し、こ
の複数の色表示素子によって単位面積ブロックの色を再
現するように構成したことを特徴とする多色大型表示装
置。
【請求項２】上記単位面積ブロックの色を再現する複
数の色表示素子を共通の密封容器に収納して構成した色
表示ユニット。
【請求項３】単位面積ブロックの色を再現する複数の
色表示素子から成る色表示ユニットを共通の密封容器に
複数収納して構成した複合表示ユニット。
【請求項４】Ａ．磁性板と回路基板とを積層して構成
した積層基板と、Ｂ．この積層基板に形成した軸受孔と、Ｃ．この軸受孔を中心とする円周上に配置され、上記磁
気板に磁気的に結合して上記回路基板を貫通して植設さ
れた複数の磁芯と、Ｄ．この磁芯に巻装され、端末が上記回路基板に形成さ
れた回路パターンに電気的に接続された複数の励磁コイ
ルと、Ｅ．上記磁性板に形成した軸受孔に一端が軸支され、他
端が上記磁性板から折り曲げ延長された支持部材によっ
て軸支された回転軸と、Ｆ．この回転軸に取付けられ、回転軸の軸芯を点対称と
して１８０°対向する位置に互いに異なる極性の磁極を
持つ永久磁石と、Ｇ．上記複数の磁芯から延長されて、上記永久磁石の磁
極が描く回転円を取り囲んで配置された複数のステータ
と、Ｈ．上記回転軸に取付けられ外周面に上記励磁コイルの
数に対応した数の色表示面が形成された多角形状の色表
示体と、によって構成したことを特徴とする色表示素子。