CN1584958A - 电机显示器 - Google Patents

Abstract

电机显示器，它的像素是由，直线步进电机和颜色载体组成。它是在CN1392524A公布的《平板显示器及显示方法》、以及CN1458643A公布的《平板显示器的驱动电路》中提供的。本发明利用“薄片线线圈数控直线电机”的优点，和通过信号线与电机线圈的重新排列；缩短了像素之间的距离、提高了显示器的分辨率、简化了驱动电路。如果把本发明中设计的行、列驱动器，制成集成电路块儿，可以提高该显示器的可靠性，有利于扩大该显示器的应用范围，和产品的迅速推广。

Description

电机显示器

一种电机显示器，它的像素是由，直线步进电机和颜色载体组成。它是一种平板式直观显示器。有画面记忆功能。自身不发光，靠自然光反射实现图像显示。

现在显示器的种类很多，它的发展方向是大、薄、高清晰度。发明专利公报第19卷，第04期，公布的CN 1392524A《平板显示器及显示方法》，以及第19卷，第48期公布的CN1458643A《平板显示器的驱动电路》。中提供的显示器，虽然它不受原材料的限制、可以做的很大。但是这种显示器的厚度取决于步进电机的体积，清晰度取决于步进电机之间的距离。如果要是做到大、薄、高清晰度，还要压缩它的整体结构。在步进电机推动颜色载体显示图像时，颜色载体会出现凹凸不平的现象，显示较小的像素时，在某些角度会被旁边的颜色载体所遮挡。在不同视角上会出现颜色偏差，图像质量不理想。

本发明的目的是：提高图像的质量。为实现这一目的，本发明采取了一下三种措施，第一，压缩显示器的结构，提高该显示器的分辨率。第二，避免颜色载体在显示面上出现凹凸不平、互相遮挡的现象，使图像的色彩纯正。第三，为了更准确的显示像素色，重新设计颜色载体的形状。

本发明的目的是这样实现的：首先，采用“薄片线线圈”制作的数控直线电机，作为像素电机。这种电机结构紧凑、占用空间小。把所有的电机线圈和扫描信号线粘合在一起，形成显示板。节省了电机固定物所占用的空间。

三色相素，呈三角形排列，正反三角形间隔排列成一行像素，行扫描开关信号线从中穿过，形成一行电机线圈一行开关信号线的排列关系。像素信号线与电机线圈的排列关系也是，一行电机线圈一行像素信号线。这种排列结构，可以使信号线的数量减到最少。可以缩短像素之间的距离，提高了显示器的分辨率。

通过以上的改造，该显示器的驱动电路也需要作相应的改变：图像信号通过接口存入存储器，存储器的信息被送入解码器，译码后，进入由开关管组成的开关电路，开关电路在扫描电路的控制下，把电源的电流送到输出端——列开关控制电极。

第二，把颜色载体固定在，由像素电机组成的显示板上，在颜色载体上套一个可以活动的环，通过联接连杆，把环与步进电机相连。步进电机带动环在颜色载体上划动，控制颜色载体的开合，这样颜色载体在显示面上的高度变化不大，显示面上不会出现凹凸不平的现象，即使显示很小的像素点，也不会被旁边的颜色载体所遮挡，使显示器在显示图像时不会出现颜色偏差。

第三，把颜色载体制成花瓣形，这种形状有利于控制像素色的大小，提高颜色的准确性。

如果把颜色载体制成多层花瓣形，或把纤维状颜色载体固定在花瓣形颜色载体中，可以进一步提高图像质量。

本发明的优点是：利用“薄片线线圈数控直线电机”的优点，和通过信号线与电机线圈的重新排列；缩短了像素之间的距离、提高了显示器的分辨率、简化了驱动电路。如果把本发明中设计的行、列驱动器，制成集成电路块儿，可以提高该显示器的可靠性，有利于扩大该显示器的应用范围，和产品的迅速推广。采用固定颜色载体于由显示板上的方法，解决了，在像素电机驱动颜色载体改变像素点大小的过程中，颜色载体出现的相互遮挡的现象，扩大了显示器的视角，是该显示器能够做到近距离观看大画面。颜色载体采用花瓣形结构，可以更准确的显示像素色的大小，使显示画面的颜色更逼真。如果把纤维状颜色载体固定在花瓣之中，效果会更好。

经过本发明的改造，提高了电机显示器的图像质量，扩大了电机显示器的应用范围，。使该种显示器可以用于电视、电脑、游戏机的显示器和户外的电视墙、广告牌等。还可以发挥一个奇特的功能那就是：在关闭显示器后，最后一幅图像记在显示面上，直至再次开启，利用这一功能，和大画面、高分辨率的特点，选择图片装饰室内墙壁，可以做到任意改变室内视觉环境。

下面结合附图对本发明的电机显示器予以详细描述。

图1是“薄片线线圈”直线步进电机的形状示意图。

这种“薄片线线圈”直线步进电机，是由单层线，制成的薄片线线圈(1)和磁性材料(2)以及数字电路组合而成，在线圈(1)上使用异向性导电胶条，粘贴信号线(4)，使之与数字电路连接。在线圈的孔(3)内放一个磁性材料(2)，在线圈(1)上取两条信号线，它们的间距与磁性材料的长度相似，通入直流电，磁性材料与该段线圈相吸，保持通两个信号线的间距不变，改变被通电的信号线，磁性材料随之移动。有几组这样的信号线，直线步进电机就会有几种位置的变化。如果改变两个通电信号线的间距，把其中的一个信号线上的电流，通到与它相邻的信号线上去，直线步进电机就会出现比先前多一倍的位置变化。利用薄片线线圈每圈的间距短和不用支撑骨架的优点，可以使电机的体积缩到最小，便于制造微形步进电机和微动步进电机。

如果在线圈上粘贴两组信号线，可以在64个信号线的步进电机上得到256种位置的变化，进一步缩小电机的体积。

在本发明中，为了简化电路，把开关管设置在线圈(1)长度方向的中间部位，行扫描信号通过开关管，控制上下两部分线圈的导通。磁性材料(2)的长度等于，上部分线圈的第一圈，到下部分线圈的第一圈的距离。上下两部分线圈的列驱动信号线，相对应，分别作为线圈的正负极电流。例如，上部分线圈的第一圈作为正极，下部分线圈的第一圈作为负极。列信号线为电机提供驱动电流，行信号线为线圈上的开关管，提供开关电流。

图2、图3是薄片线线圈与像素信号线和行扫描信号线粘合成显示板的正面图，和侧面图。

所有电机的线圈(1)和列扫描信号线(4)、行扫描开关信号线(5)粘合成显示板(6)。选择其中一面作为显示面(7)。

为了减少信号线的数量，三色相素，呈三角形排列，正反三角形间隔，排列成一行像素。行扫描开关信号线(5)和列扫描信号线(4)与电机线圈(1)，形成，一行电机一行信号线的排列关系。

为了使线圈内的电流，按预定的方向流动，在电机的线圈(1)与列扫描信号线(4)之间设置一个二极管。

列扫描信号线(4)与电机的线圈(1)排列成S型的一列，电机由两边列扫描信号(4)和横向的行扫描开关信号线(5)来控制。由于上下相邻的电机线圈，共用两组列扫描信号线(4)，所以要设两组行扫描开关信号线(5)，分时对其驱动。左右相邻的电机线圈，公用一组列扫描信号线，也有可能出现误操作的现象。解决这个问题的方法是：设置两个列扫描驱动电路，分别提供正负级电流。把两个列扫描信号线，在电机线圈两侧的位置上，左右交叉。使电机线圈一侧的列扫描信号不能产生回路，只有在该列扫描信号到来，电机线圈两侧都有列扫描信号时，电机才可能被启动。

下面是该显示板的一种制造方法。首先，把厚度与电机的线圈线相同的导电材料(薄铜版)，用绝缘材料粘合成多层板，多层板的厚度等于电机线圈长度的一半，宽度等于列扫描信号线的长度，把两个相同的多层板之间加一层，厚的绝缘材料，再次粘合成双层的多层板。在线圈的外表面溅射上一层二极管后，以适当的间隔，预粘接在异向性导电胶条上。用线切割机，把多层板按，列扫描信号线的边缘形状切开，在电机的位置，放入预粘接好的一串电机线圈。合上多层板，把电机线圈、异向性导电胶条加在其中，按着列扫描信号线的宽度，切割下一条。最好利用切割多层板时产生的温度，加热异向性导电胶条，使其补充固化，把电机线圈与列扫描信号线粘牢。到这一步，制成的显示板还是半成品，还需要在双层的多层板之间，厚的绝缘材料那里切开，在切面上铺设导线和粘贴三极管，行扫描开关信号线制作完后，再次粘合，成为显示板。

图4是该显示器列扫描驱动电路的方块图。

通过上述对信号线与电机的改造，该显示器的驱动电路也作了相应的变化。数字显示信号按每个像素的三原色排序，在行脉冲信号(13)的控制下，图像信号通过接口(11)存入存储器(14)或(15)。在读、写脉冲信号(12)的控制下，利用一个反相器，实现存储器(14)和(15)的读、写工作轮流执行。存储器的信息被送入解码器(16)，译码后，进入由开关管组成的开关电路。每一组开关控制一列像素电机，它们的输出端是列扫描信号电极(20)。开关电路在扫描电路(18)的控制下，把电源(19)的电流送到列扫描信号电极(20)。因为一行像素有两排像素电机，在一列开关控制电极上，要连续输出两个开关控制信号，所以出现两个读脉冲信号(12)，才有一个扫描电路(18)的控制信号(17)。

列扫描信号电极(20)的数量与存储器的储存量相对应。根据显示器的刷新速度、和像素电机的反应速度来确定。这种设计可以使电源(19)的电压有一个很大的取值范围，能适应各种像素电机、制造不同大小的显示器。如将该电路制成，列驱动集成电路块儿(8)，有利于该显示器的迅速推广。

图5是该显示器行扫描驱动电路的方块儿图。

行扫描电路(21)在行脉冲信号(13)的控制下，通过开关管把像素电机的开关电流(22)送到行开关控制电极(23)。行开关电流(22)提供方波电流，通过一个反相器，分时给每行的上下两组像素电机，提供开关电流。该电路也可以制成行驱动集成电路块儿(10)。

图6是该显示器电路的方块图。

在该电路图中，有一个列驱动集成电路块儿(9)，它的电路图与列驱动集成电路块儿(8)的原理相同，区别在于：送入列扫描信号电极(20)的，一个是电源(19)的正极，另一个是负极。分别给像素电机的，上、下部分线圈输送电流。

该显示器包括；列驱动集成电路块儿(8)、列驱动集成电路块儿(9)、行驱动集成电路块儿(10)、显示板(6)、控制器(24)等组成。其中：控制器(24)提供的，读脉冲信号(12)、列扫描控制信号(17)、行开关电流(22)，的波形及时间关系，在图中也作了介绍。由于该显示器是存储型，所以不需要很高的刷新率，就可以得到很好的图像质量，把行列驱动器制成集成电路块，上述的优点为把显示器做成，大画面、高清晰创造了有利的条件。

图7是把颜色载体固定在由像素电机组成的显示板上的侧视图。

在显示板(6)的显示面(7)上，线圈上的孔(3)之间，固定颜色载体(25)，使每一个像素电机有一个相应的颜色载体(25)存在。

图8、图9是在颜色载体上套的可以活动的环的示意图。

在电机“动子”(2)上设一个联接连杆(26)，接连杆上有一个环(27)。像素电机“动子”(2)通过连杆(26)带动环(27)在颜色载体(25)上划动时，颜色载体(25)做开合动作，在这一过程中颜色载体(25)的高度变化小，如图9。从正面看，颜色载体(25)，形成，像素点的大小变化。当像素点变小时不会被其它的颜色载体遮挡。使画面的视角广阔。这样在近距离观看大画面时，不会出现颜色的偏差。

图10是把颜色载体制成花瓣形的侧视图。

图11是把颜色载体制成花瓣形的俯视图。

把颜色载体制成花瓣形，花瓣(28)的个数不限，花瓣(28)的宽度不超过花瓣中心(29)的直径。花瓣(28)要有一个向后弯曲的弧度，如图10，当花瓣全部打开时，花瓣(28)的底部直径等于花瓣中心(29)的直径。花瓣(28)的顶部直径等于像素点的最大直径。线圈(1)长度的一半，加上环(27)的高度，等于花瓣(28)的高度。

图12是把颜色载体制成多层花瓣形。

把图10所示的花瓣形颜色载体叠加，制成多层花瓣形颜色载体。如图12所示。由于在显示板(4)的显示面(6)上涂有黑色作为底色，所以制成多层花瓣形颜色载体可以使像素的显示区域不会露出底色，有利于提高显示器的亮度和对比度。图13、14、15是在花瓣形颜色载体顶端折一个角度，这样对颜色的控制更有利。

图16是把颜色载体制成喇叭形的侧视图。

把颜色载体制成喇叭形，较厚的地方(30)用来支撑喇叭的形状，较薄的地方(31)易折叠。它结构简单，在制造时可以一次加工成型。制成塑料的、塑胶的都可以。

图17是把纤维状颜色载体固定在花瓣形或喇叭形之中。

把纤维状颜色载体(25)加在花瓣形颜色载体(28)或喇叭型颜色载体的喇叭口(32)之中，可以进一步提高图像的质量。

该显示器，三个像素为一组，每组像素的颜色载体由三原色组成，通过电机带动颜色载体的开合变化，能组合出各种颜色，及亮度。在显示板(4)的显示面(6)上，涂有黑色，作为底色。花瓣形或喇叭形或纤维状颜色载，涂有像素色。联接杆(26)，和环(27)涂成黑色。它的制作全过程，适合于自动化流水线生产。

Claims (10)

1、一种电机显示器，它的像素是由，步进电机和颜色载体组成，其特征是：采用“薄片线线圈”数控直线电机，作为像素电机。

2、根据权利要求1所述的电机显示器，其特征是：显示板是由，所有的电机线圈和信号线粘合成。

3、根据权利要求1、2所述的电机显示器，其特征是：把颜色载体制成花瓣形，固定在显示板上。

4、根据权利要求1、2所述的电机显示器，其特征是：把颜色载体制成喇叭形，固定在显示板上。

5、根据权利要求1、2所述的电机显示器，其特征是：把纤维状颜色载体固定在显示板上。

6、根据权利要求1、2所述的电机显示器，其特征是：行扫描开关信号线和列扫描开关信号线与电极线圈，形成，一行电机一行信号线的排列关系。

7、根据权利要求1、2、6所述的电机显示器，其特征是：列驱动器将图像信号通过接口存入存储器，存储器的信息被送入解码器，译码后，进入由开关管组成的开关电路，开关电路在扫描电路的控制下，把电源的电流送到输出端——列开关控制电极。

8、根据权利要求，1、3或4或5所述的电机显示器，其特征是：在颜色载体上套一个能活动的环，通过联接连杆，把环与电机“动子”连接在一起。

9、根据权利要求1、2、6、7所述的电机显示器，其特征是：把权利要求4中所述的列驱动器，制成集成电路块儿。

10、根据权利要求1、4、8所述的电机显示器，其特征是：把纤维状颜色载体固定在花瓣或喇叭形颜色载体中。

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