CN1244940A - 用于显示字母－数字符号和/或图象标记的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种球形显示装置,在一个球形外壳(31)的内部设有一个包括驱动及控制部件及电子元件的电路板(4),及在外壳(31)内设有一个用于发光二极管或发光二极管组(6)的转动支架(5)。电能传送到电路板(4)上是通过无触点能量传递实现的。

Description

用于显示字母-数字符号和/或图象标记的装置

本发明涉及根据权利要求1前序部分的用于显示字母-数字符号和/或图象标记的装置。

用于显示字母-数字符号和/或图象标记的装置已在文献中有各种各样的描述并在实践中使用。这种装置例如是不同尺寸的、设有行列矩阵式布置的发光二极管的显示器。

一种所述类型的显示装置例如公开在国际专利申请PCT/RO95/00013中。其中在一个相应结构的支架上在垂直方向设置了一列LED’S或LED组(发光二极管组)，支架以大于1200转/分的恒定转速绕一个驱动电动机的垂直轴旋转。其电路框图主要包括：一个用于产生符号及图象序列的码序列的序列发生器，及一个检测转动的LED支架精确角位置的同步电路，由该电路求得LED支架的实际转速并对转速进行调节。

转动的LEP装置位于一个由丙烯玻璃或类似透明材料作的旋转对称形状的外壳内部。对于观看者将看到投影在外壳表面的一个静止图象，或一个静止的或以活动广告方式运动的可读符号和/或图象序列，它们对于观看者可从大于270°的角度范围上被看到。

为了对观看者产生可良好阅读的符号和/或图象序列，对LED’S的正确控制，尤其是对于LED装置的转速的正确控制具有决定性意义。

本发明的任务是创立一种开始部分所述类型的装置，它能以简单的技术并尤其是采用对旋转部件或旋转装置无磨损的能量传递装置来实现。

该任务将通过权利要求1的特征来解决。本发明的有利结构及进一步构型为从属权利要求的主题。

通过根据本发明的一个元触点式能量传递的特征，就创造了一种无任何磨损的装置，通过它，一方面可保证不需维修，另一方面由于构件的减少及结构的简化使整个显示装置的质量得以提高。

在该技术解决方案的有利构型中，提出以电感应能量传递作为无触点式能量传递。在此情况下，在一个第一方案中设置了一个转子它的线圈端部或绕组端部与电路板或电元件或电子元件电连接。在该转子外围设置了一个由两半壳构成的定子。转子至少具有一个线圈。通过转子与驱动轴的一起转动。由于外部半壳形磁铁在转子线圈中产生出电流，该电流将输送到转动的电子组件(电路板)上。

最好是，定子或定子的半壳由永久磁铁构成。此外有利的是，转子设有六个线圈包，它们的线圈轴定位在径向上，以便实现对效率及三相电压平波有利的三相系统。

在第二方案中，以很小的距离在电路板上及在电动机从动侧上面对地设置了环形线圈，它们用于在电路扳转动时电能的感应及传递。

在本发明的进一步构型中，为了传送控制及编程用的数据，该装置设有一个PC接口和/或一个红外接口。该红外接口可借助遥控器实现所需符号和/或图象序列的输入。

以下将借助附图来详细描述本发明的各种实施例。附图为：

图1是以沿装置转轴的剖面表示的一个显示装置的原理结构图；

图2是以放大图表示的图1中圆圈2内的无触点式能量传递部分的片断。

图3是沿图2中线IV-IV剖得的图2中实施例的剖面图；

图4是图2中所示实施例的一个变型沿图2中线IV-IV取得的剖面图；及

图5是以简化截面图方式表示的另一无触点式能量传递装置的实施例。

在图1中以沿装置旋转轴21的剖面方式表示出根据本发明的LED(发光二极管)显示装置。在一个基座、支脚或类似的安放或支承装置1上装有一个电动机2，该电动机被设计成具有合适的电机转速，例如从约1000至3000转/分，最好为2000至3000转/分。通常使用同步电动机作为该电动机2。当然也可使用其它类的驱动电动机，只要它们能符合确定的用途。

为了将一个电路板4连接在电动机2上并打算一起旋转，在电动机2的驱动轴20上固定着一个连接块3。在该连接块3或连接块3的从动侧上安装电路板4，该电路板相对驱动轴20的旋转轴线21以约90°角度定向地放置。该电路板4包括用于显示装置控制的所有电子电路。实质上，发光二极管(LED’S)6或LED组6通过可调节恒流源，字母-数字符号和/或图象标记的非易失性存储器及符号发生器的控制，后者将符号和/或图象序列转换成相应的LED控制信号。

电子电路板4同时用作一个支架5的机械保持，该支架以有利的方式相对电路板4约成直角、即约平行于旋转轴线21地布置。在支架5上安装了至少一系列径向向外的、最好垂直的，即实质上垂直于驱动轴20或旋转轴线21定向的LED’S或LED组6。

在支架5上的LED’S是预定颜色及色彩序列的彩色发光二极管。既可以采用不断改变色彩的发光二极管也可采用相同色彩的发光二极管。彩色的选择实质上与所计划的选择有关。此外，并不限制在该实施例中所使用的、仅为一列十六个LED’S6。可视其应用情况而定，一排具有或多些或少些的LED’S。

电路板4的控制部分根据存储的给定信息(程序，计算机程序)负责每个所需LED’S6的预定时间的发光。通常，在此情况下可预先确定地输入字体(黑体字、斜体字等)及符号和/或图象序列的行进速度，使用者仅能选择及输入一种所需的符号和/或图象序列。利用一个复杂的灵活的编程工具当然也可以让使用者自由地选择字体，行进速度或待显示符号和/或图象序列的其它参数。

此外，为了通过设有红外控制部分27的计算机28来控制该装置，也可变换为借助红外摇控制29直接地控制上述装置。红外传感器30可安装在一个转动部件，如支架5或电路板4上与其一起运动。当将红外传感器30安装在一个可转动部件上时可达到这样的优点，即可在所有方向上借助遥控器将数据传送给所谓的球形显示器。

使用遥控器29的数据传送频率范围原则上不限制于红外范围，而可通过市场上通用遥控器的使用来自行提供。

与计算机28相反，遥控器29通常不具有任何图象屏或另外的显示元件来检验所输入的数据，在借助遥控器29传送数据的情况下，设有LED’S6的显示装置本身起着显示及检验输入数据的显示器的作用。

通过电动机2的驱动轴20的高转速转动，例如以3000转/分速度转动，对于显示装置的观看者将产生出具有约50Hz图象变化频率的“静止”图象。该图象可以是相应于预输入及编程的存储内容的一个由字母-数字符号组成的一个静止或运动的字体图，或也可以是一个图象。当然也可以是这些符号及图象的组合。

为了达到观察者对显示装置的较大看读角度，可使LED-显示头6倾斜，其中该倾斜最好是相对垂直方向进行。此外也可以使用SMD-LED’S(半导体金属发光二极管)6。

在电路板4上与LED支架5相反的一侧固定着一个可弯曲(可弹性向下弯曲)的弹簧钢杆7。在该弹簧钢杆7的自由端部设有一个可选择的重块8，它能以极其有利的方式在弹簧钢杆上沿长度方向移动。由此可获得一种最佳的、适合其结构如驱动性能的重量平衡。

也可使用具有类似特性的另外一种材料作的杆来取代弹簧钢杆7，其中弹性变形性能被认为是基本的材料特性。此外，也可设想，选用单一或多重可折叠或可收缩的杆或一种拉杆，它们由于转动时的离心力可以自动地卷起或伸展到其工作长度。

在该装置绕转轴线21开始转动时，弹簧钢杆7或等效杆件由于增大的离心力而对准在水平或近似水平位置上或在看作电路板4延长的位置上，并由此在工作状态中形成装置的稳定及重量平衡。弹簧钢杆7端部放置的配重8在此情况下补偿了所使用的LED装置5，6的重量。整个显示装置由此达到一种可靠的站立状态，而无需在一基础上作特殊附加的固定。

使用一种可弯曲的、可折叠或拉杆式的平衡单元7来取代刚性的机械平衡体具有安装简单的优点，尤其是可将整个装置简单地安装在具有小接收孔的外壳31中。

上述具有其构件的整个装置通常被安装在一个封密的外壳31中。该外壳31基本上是球形、圆柱形或其它旋转对称形状的外壳。球形外壳31由一种透明的材料，例如丙烯玻璃，塑料，玻璃或类似材料组成。一种优选采用的球壳31具有约30cm的直径及常有一个与直径相比明显较小的接收孔，通过该孔可将上述装置插入到外壳31中。这样外壳31就由基座或支脚1支承，在基座上安装有电动机2。

电路板4原则上也可安装在外壳31的外面。在此情况下，电控制信号通过电连接线32直接地输送给LED’S6。但电路板4安装在外壳31内部的结构是一种优选结构，因为所有的部件全都安装进去，并且LED显示装置本身也由此构成一个独立的结构单元。此外，外壳31也对电路板4提供了一种防尘污及防其它有害环境影响的保护。

通过基座1上的一个相应的穿孔，可使电动机2经由供电电缆10与电网相连接，由此当该系统接通电源的时可对电动机2供给所需的电能。

电能无接触地传送到电路板4上是根据图2至6的电感应原理来实现的。在该实施方式中将利用：当磁通穿过被电导体包围的面并随时间变化时，在该导体中将产生(感应)出电压。由此将在电路闭合时产生电流，而无需在电路中设置电压源。该电压的产生是根据以下一定规律条件实现的。

-当电导体在磁场中这样运动，以致切割了磁力线时；

-当电导体固定不动而磁铁运动时；

-当电导体及磁铁均固定，而磁场变化时；

-当电导体及磁场静止及在固定磁场情况下将具有另外相对导磁率的物质引入磁场；或

-当电导体扭曲时。

在所有上述情况中，感应电压均是通过磁通随时间变化来实现的。

在图2中表示出一种无触点式能量传输的实施例。电动机2通过供电电缆10与电源相连接，并通过驱动轴20驱动电路板4及LED’S或LED组6。并同时通过电动机2使一个具有线圈15的转子14转动起来。在转子14周围放置着一个由两个半圆壳17构成的、固定安装的定子16，如从图3的截面图可清楚看到的。定子16可通以直流或交流电流，或也可以是一个永久磁铁。定子16的这两个半壳17的自由端面18彼此相隔距离19地布置，由此在它们中间形成空气隙。图中表明，线圈15的线圈端部13电连接到电路板4上，电路板则被驱动轴20驱动旋转。线圈15中可设有一个铁心或软铁心(未示出)。为了保护线圈15免受气候影响，它至少部分地被设置在一个铸壳中。

也可以设置多个沿圆周围绕着转子14的壳来代替两个半圆壳17。其中总为偶数的壳17的数目可根据关系n·1/2来计算，这里n也是一偶数。

在此情况下，固定安装的定子16由一个永久磁铁34构成，该永久磁铁被一个铁壳35包围着。与电动机2的驱动轴20一起转动的转子14具有一个环状布置的六线圈体32，其线圈的纵轴定向在径向上，以致使线圈体32的端面相对永久磁铁34大致平行地布置。为了增强感应作用，该六线圈体32具有一个铁心或软铁心33，后者最好具有图4中表示的轭形横截面。线圈体32的线圈端部类似上述实施例的情况，与电路板4及与电路板4上的电子组件形成电连接。

最后，图5表示另一种变型，其中电动机2也通过供电电缆10被供给电能，并借助驱动轴20驱动电路板4转动。隔开一个很小的气缝22、最大约至2毫米，在电路板4的下方设置了一个具有磁铁芯或线圈芯24(铁心，软铁心)的原边线圈23，其中线圈轴的方向约垂直于电路板4。该原边线圈23直接地面对电路板下方的次边线圈25，其中线圈23及25的各自端面大致彼此平行地对置。次边线圈25可与一个线圈芯26镶放在电路板下侧面中。但是，次边线圈25也可设置在电路板4的下侧面上或用镀层技术镀制。

该所述变型例的能量感应传递是通过原边电路(原边线圈)通电使电能感应到次边线圈来实现的。

Claims (13)

1.用于显示字母-数字符号和/或图象标记的装置，具有一个外壳(31)，其中电动机(2)驱动一个支架(5)，在支架上至少设置了一列发光二极管或发光二极管组(6)，其中发光二极管(6)基半上垂直于驱动轴(20)地定向，并具有一个设有发光二极管(6)的控制电路的电路板(4)，其特征在于：电能和/或数据无触点地传送到电路板(4)或相关的用电能供电的元件上。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于：电能无触点地传送是通过电磁感应以发电机或变压器方式实现的。

3.根据权利要求2的装置，其特征在于：与电路板(4)相连接的电动机(2)驱动一个转子(14)，该转子至少设有一个线圈(15，32)，其线圈端部(13)与电路板(4)或相关元件电连接，及在转子(15)的外围相隔地设有一个固定不动的定子(16，33)。

4.根据权利要求3的装置，其特征在于：该定子(16)至少由两个半壳(17)构成。

5.根据权利要求3的装置，其特征在于：定子(33)是由一个永久磁铁构成的。

6.根据权利要求3至5中一项的装置，其特征在于：转子(14)设有至少四个，最好六个线圈体(32)，它们的线圈轴定向在径向上。

7.根据权利要求2的装置，其特征在于：在电路板(4)上设有的一个次边线圈(25)隔开一个很小的空气隙(22)与接通电能并设在电动机从动侧的一个原边线圈(23)面对地布置。

8.根据权利要求7的装置，其特征在于：在电路板(4)上的次边线圈(25)是用镀层技术或作为薄膜设置的。

9.根据权利要求7的装置，其特征在于：次边线圈(25)镶放在电路板(4)的表面中。

10.根据以上权利要求中一项的装置，其特征在于：一个或多个线圈(12，15，23，25，32)具有一个铁心。

11.根据以上权利要求中一项的装置，其特征在于：线圈(12，15，23，25，32)被嵌放在一个铸壳中。

12.根据权利要求1的装置，其特征在于：电能无触点的传递是以电容方式实现的。

13.根据以上权利要求中一项的装置，其特征在于：为了输入待显示的字母-数字符号和/或图象标记至少在输入装置及显示装置间设有一个PC接口(27)和/或红外或无线电接口(30)。

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