CN1845221A - 一种高效节能信息显示技术 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种高效节能信息显示技术。是一种将电子显示方式与印刷显示方式有效融合的新的信息显示技术。信息内容可以和电子显示方式一样随时更新(需要供电电源或电池)。信息内容不变化时，可以类似印刷方式一样长期维持，且不需要消耗任何电能。同时阅读信息显示内容的方式和印刷显示方式一样，是通过反射外部环境光线而显示内容。因此更加节能、更加环保。显示信息的像素点是由一个微型机械电子控制单元(用于单色显示)或由三个微型机械电子控制单元按一定规律排列所构成。一个微型机械电子控制单元由可旋转机械部件III、多分辨率色带IV、电动执行部件II、电子控制部件I构成。

Description

一种高效节能信息显示技术

技术领域

本发明涉及一种用于展示信息的电子信息显示技术，尤其是构成信息显示阵列的像素点由微型机械电子控制单元构成。像素点的颜色分辨率由微型机械电子控制单元确定；属于电子信息显示技术领域。同时由于构成信息显示阵列的像素单元涉及精密的机械设计和电子控制技术，因此也属于机械控制和电气控制技术领域。

背景技术

目前公认的展示信息的方式包含两大类：可以动态改变信息内容的电子显示方式和不能改变内容的印刷显示方式。电子显示方式的主要包括阴极射线显示器CRT、液晶显示器LCD、固体发光显示LED、等离子显示器等。印刷显示方式包括报纸、杂志、书等。

现在常用的电子显示方式必须依靠电能供应才能展示信息，展示信息时需要消耗一定的电能，一旦失去电能，展示的信息也将消失。印刷显示方式的信息展示不需要电能。但存在信息内容不可更新的问题。

国内外在新信息显示技术方面也进行了探索。目前广泛研究的电子纸张技术就是其代表。主要有通过内置储能器的电子纸张设计和电子墨水。内置储能器的电子纸张利用所储存的能量可以在没有电能供应时维持一定的时间，具有电子信息显示和印刷显示的功能，但维持时间与储能能量与显示所耗电能相关，一段时间后，显示信息仍会消失。而电子墨水利用不同电荷的具有不同颜色来展示信息，可以将显示器做得很薄，但仍然需要供电才能工作。

由于电子显示方式对于人眼的伤害大于印刷显示方式。人们希望像看印刷资料一样阅读电子显示信息。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提出一种将电子显示方式与印刷显示方式有效融合的新的信息显示技术。信息内容可以和电子显示方式一样随时更新(需要供电电源或电池)。信息内容不变化时，可以类似印刷方式一样长期维持，且不需要消耗任何电能。同时观看信息显示的内容的方式和印刷显示方式一样，是通过反射外部环境光线而显示内容。因此更加节能、更加环保。

本发明的技术方案，包括

1、构成信息显示阵列的像素点具有以下特征：

1)像素点是由一个微型机械电子控制单元(用于单色显示)或由三个微型机械电子控制单元按一定规律排列所构成(用于彩色显示)。

2)构成像素点的微型机械电子控制单元由可旋转机械部件、多分辨率色带、电动执行部件、电子控制部件构成。

3)上面所述的可旋转机械部件旋转时带动上面所述的多分辨率色带转动。

4)上面所述的可旋转机械部件由上面所述的电子控制部件精确控制旋转角度和速度。

5)上面所述的多分辨率色带上的颜色是按预先设定的颜色分辨率平均分布在色带上对应的区域，每个颜色分辨率只占色带的一个区域。

6)上面所述像素点的颜色信息由上面所述的多分辨率色带所转动的角度决定。

7)上面所述微型机械电子控制单元具有机械锁定功能，使所述像素点的颜色信息在没有电源供给后仍然能够维持当前状态。

2、构成的信息显示阵列不需要背光系统。

3、构成的信息显示阵列在没有环境照明的环境中是看不到显示信息的。

4、构成的信息显示阵列所显示的信息状态在没有供电状态下可以长时间的维持。

5、构成的信息显示阵列可以显示单色文字和图像信息。此时的每个像素点可以由一个微型机械电子控制单元构成。

6、构成的信息显示阵列可以显示彩色文字和图像信息。此时的每个像素点可以由三个微型机械电子控制单元按一定规律排列构成，三个微型机械电子控制单元分别显示红、绿、蓝基色信息。

7、构成的信息显示阵列的像素点颜色信息的变化是通过微型机械电子控制单元的电子控制部件控制可旋转机械部件，可旋转机械部件带动多分辨率色带旋转而完成的。

8、构成的信息显示阵列的像素点本身不发光，是通过反射环境光线而显示颜色信息。与平面印刷显示信息的方式相同。

9、可以将该技术应用于各种需要显示信息的系统中，包括但不限于电脑显示器、各种数字终端显示器、广告墙、电子公告牌等

10、至少可以通过如下方式提高信息显示的分辨率和精度：

1)通过提高构成像素点的微型机械电子控制单元加工工艺和设计水平来缩小像素点的尺寸，从而提高信息显示的空间分辨率，实现相同显示面积中增加像素点的数量。

2)通过提高构成像素点的微型机械电子控制单元加工工艺和设计水平以增加控制系统转动的精度和提高色带的颜色分辨率，从而提高信息显示的颜色分辨率。

3)通过提高构成像素点的微型机械电子控制单元加工工艺和设计水平以保证像素点的质量一致性和固定像素点的准确性，从而提高信息显示的精度。

4)采用最新的微机电系统(MEMS)工艺技术实现上面所述的微型机械电子控制单元的设计加工可以使与像素点相应的微型机械电子控制单元尺寸达到微米数量级，从而可以达到高清晰度电视显示分辨率和精度要求。

5)通过提高构成像素点的微型机械电子控制单元加工工艺和设计水平以增加色带的颜色亮度和各级颜色的对比度，从而提高信息显示的颜色亮度和对比度。

附图说明

图1是本发明微型机械电子控制单元示例示意图。

图2是本发明用多个微型机械电子控制单元设计显示器原理示例图。

图3是本发明用多个微型机械电子控制单元设计32×32单色显示器像素点阵列示例图。

图4本发明中的微型机械电子控制单元中的多分辨率色带(黑白，32级)示例图

具体实施方式

下面结合附图和实施示例对本发明的技术方案进一步详细说明：

图1是本发明微型机械电子控制单元示例示意图。由可旋转机械部件III、多分辨率色带IV、电动执行部件II、电子控制部件I构成。多分辨率色带IV固定在可旋转机械部件III的表面。可旋转机械部件III的顶面是像素点对应信息显示面V。通过可旋转机械部件III的转动可以使多分辨率色带IV上的任何一个颜色停留在像素点对应信息显示面V的位置上。当可旋转机械部件III旋转时带动多分辨率色带IV转动，多分辨率色带IV停留在像素点对应信息显示面V处的颜色信息就是像素点的颜色信息，从而可以改变像素点对应信息显示面V的颜色信息。

在图1中，电子控制部件I用于存储像素点对应的颜色数字信息，并由相应的控制电路生成电动执行部件II的控制信息，电动执行部件II根据电子控制部件I发出的控制信息驱动可旋转机械部件III转动对应的一个角度，可旋转机械部件III转动时带动多分辨率色带IV转动，使多分辨率色带IV停留在像素点对应信息显示面V的颜色信息发生变化。

在图1中所述微型机械电子控制单元具有机械锁定功能，使所述像素点的颜色信息在没有电源供给后仍然能够维持当前状态。

在图1中所述的多分辨率色带IV上的颜色是按预先设定的颜色分辨率平均分布在色带上对应的区域，每个颜色分辨率只占色带的一个区域。

图2是是本发明用多个微型机械电子控制单元设计显示器原理示例图。由像素点阵列VI、像素点数字信息生成电路VII、数字信息存储与控制电路VIII、外部接口电路IX构成。需要显示的图文信息通过外部接口电路IX接收并存储到数字信息存储与控制电路VIII，然后由数字信息存储与控制电路VIII将存储的数字信息取出传送到像素点数字信息生成电路VII中，由像素点数字信息生成电路VII将图文信息转化为点阵中像素点的颜色信息后传送到像素点阵列VI的每个像素点的微型机械电子控制单元中。由微型机械电子控制单元控制像素点阵列VI中每个像素点的颜色。

图3是本发明用多个微型机械电子控制单元设计32×32单色显示器像素点阵列示例图，共需要1024个微型机械电子控制单元，每个微型机械电子控制单元对应一个像素点。对于像素点分辨率为1024×768的VGA单色显示器共需要786432个微型机械电子控制单元。对于像素点分辨率为1024×768的VGA彩色显示器共需要2359296个微型机械电子控制单元。

图4本发明中的微型机械电子控制单元中的多分辨率色带(黑白，32级)示例图。多分辨率色带的分级级数由所述的微型机械电子控制单元的尺寸和控制精度决定。当每个微型机械电子控制单元中多分辨率色带分级级数达到256级(0到255)，那么构成的彩色显示器就具有24位真彩色显示效果。

由于本发明中的微型机械电子控制单元具有机械锁定功能，当所显示的信息稳定后就可以不需要电源的供给，只有在需要更新显示信息的时候才需要电源的供给。因此具有很高的节能效果。特别是在信息公告牌、广告显示牌等的应用中既节省电能，又具有按需更新信息的功能。随着微机电系统(MEMS)工艺技术的发展，本发明中的技术将适合所有需要显示信息的应用环境当中。同时信息展示方式类似于印刷信息，没有任何电子辐射，可以很好保护人们的视力和身体健康。

最后所应说明的是：以上实施示例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实例对本发明进行了详细说明，本领域的技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者同等替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或者局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1、一种高效节能信息显示技术，其特征在于，构成信息显示阵列的像素点具有以下特征：

1)像素点是由一个微型机械电子控制单元(用于单色显示)或由三个微型机械电子控制单元按一定规律排列所构成(用于彩色显示)，

2)构成像素点的微型机械电子控制单元由可旋转机械部件、多分辨率色带、电子控制部件构成，

3)上面所述的可旋转机械部件旋转时带动上面所述的多分辨率色带转动，

4)上面所述的可旋转机械部件由上面所述的电子控制部件精确控制旋转角度和速度，

5)上面所述的多分辨率色带上的颜色是按预先设定的颜色分辨率平均分布在色带上对应的区域，每个颜色分辨率只占色带的一个区域，

6)上面所述像素点的颜色信息由上面所述的多分辨率色带所转动的角度决定。

7)上面所述微型机械电子控制单元具有机械锁定功能，使所述像素点的颜色信息在没有电源供给后仍然能够维持当前状态。

2、一种高效节能信息显示技术，其特征在于，构成的信息显示阵列不需要背光系统。

3、一种高效节能信息显示技术，其特征在于，构成的信息显示阵列在没有环境照明的环境中是看不到显示信息的。

4、一种高效节能信息显示技术，其特征在于，构成的信息显示阵列所显示的信息状态在没有供电状态下可以长时间的维持。

5、一种高效节能信息显示技术，其特征在于，构成的信息显示阵列可以显示单色文字和图像信息。此时的每个像素点可以由一个微型机械电子控制单元构成。

6、一种高效节能信息显示技术，其特征在于，构成的信息显示阵列可以显示彩色文字和图像信息。此时的每个像素点可以由三个微型机械电子控制单元按一定规律排列构成，三个微型机械电子控制单元分别显示红、绿、蓝基色信息。

7、如权利要求1所述的一种高效节能信息显示技术，其特征在于构成的信息显示阵列的像素点颜色信息的变化是通过微型机械电子控制单元的电子控制部件控制可旋转机械部件，可旋转机械部件带动多分辨率色带旋转而完成的。

8、如权利要求1所述的一种高效节能信息显示技术，其特征在于构成的信息显示阵列的像素点本身不发光，是通过反射环境光线而显示颜色信息。与平面印刷显示信息的方式相同。

9、如权利要求1、2、3、4、5、6、7所述的一种高效节能信息显示技术，其特征在于可以将该信息显示技术应用于各种需要显示信息的系统中，包括但不限于电脑显示器、各种数字终端显示器、广告墙、电子公告牌等

10、如权利要求1、2、3、4、5、6、7所述的一种高效节能信息显示技术，其特征在于至少可以通过如下方式提高信息显示的分辨率和精度：

1)通过提高构成像素点的微型机械电子控制单元加工工艺和设计水平来缩小像素点的尺寸，从而提高信息显示的空间分辨率，实现相同显示面积中增加像素点的数量，

2)通过提高构成像素点的微型机械电子控制单元加工工艺和设计水平以增加控制系统转动的精度和提高色带的颜色分辨率，从而提高信息显示的颜色分辨率，

3)通过提高构成像素点的微型机械电子控制单元加工工艺和设计水平以保证像素点的质量一致性和固定像素点的准确性，从而提高信息显示的精度，

4)采用最新的微机电系统(MEMS)工艺技术实现上面所述的微型机械电子控制单元的设计加工可以实现构成像素点的微型机械电子控制单元尺寸达到微米数量级，从而可以达到高清晰度电视显示分辨率和精度要求，

5)通过提高构成像素点的微型机械电子控制单元加工工艺和设计水平以增加色带的颜色亮度和各级颜色的对比度，从而提高信息显示的颜色亮度和对比度。