JP2015511326A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

情報表示用の表示装置であって、前面側と背面側とを有する表示板本体と、その間には少なくとも一つの空洞部を備えている。供給流体ラインと、リターン流体ラインと、流体リザーバを有する流体閉回路内で空洞部とが接続されており、回路は、適切な着色流体を備えている。更に、着色流体を流体回路内に循環させるポンプを備えている。着色流体が充填されると、記号の形に形成した空洞部に表す情報を表示することができる。

Description

本発明は、記号（symbols）を可変又は取り除くことによって経時的に情報を変えることができる情報用、商業用（commercials）、交通標識用（traffic signs）などの表示装置に関する。

一般に、可変式情報表示板（changing information display）は、特に商業用に使用されている。また、他の分野においては、例えば、速度制限、ルート変更情報や道路閉鎖などの情報を可変させて表示させるような道路標識でニーズがある。

今日最も一般的に用いられている可変式表示板／標識（changeable displays／signs）は、ＬＥＤやＬＣＤである。しかしながら、これらの表示形式は、あまりにも低いコントラストと可視性を有するため、眩しい場所（明るい日差しの下など）には適さない。これらは、道路標識において特に問題になる。

流体を充填や排出させることで情報が変えられる流体充填標識（liquid-filled signs）の活用方法が以前から提案されているが、恐らく、柔軟性の欠如や漏洩の理由でこれまでのところ、そのような標識は、成功に至ってない。特許文献１には、透明板に設けた空洞部（cavities）に充填させて表示させることができることを特徴とする交通や商業用表示装置が記載されている。この装置は、可視化するためのバックライトが必要であるため、多くのポンプとシーリングを備えなければならなく、それが故に、漏洩を引き起こす可能性があり、また、極低温や極高温には適さない。

また、特許文献２には、標識と共に標識板を透過させた光線と密閉空間によって標識文字の輪郭を示すことができるものが記載されている。電磁石を作動させて更に同一のパイプを通じて重力によって空にさせたプランジャ（plunger）によって、密閉空間へ流体を充填させるようになっている。電磁石が動作中（active）の場合のみ標識の表示が可能になっており、即ち要求する継続的な電力供給が得られる場合のみ情報を表示することができるようになっている。

特許文献３には、空洞部に流体をマイクロポンプ（micropump）とマイクロバルブ（microvalves）を用いて充填させることができる腕時計に表示装置を嵌め込んだものが記載されている。マイクロバルブは、流体を交互に吸出と吸引させながら、空洞部を充填させたり空にさせたりすることができるようになっている。

スウェーデン特許ＳＥ２２０６２９号公報 米国特許ＵＳ１４５８８４０号公報 欧州特許ＥＰ１８６２８７４号公報

本発明の目的は、従来技術の問題点の少なくともいくつかを軽減させながら、情報を表示する為のバックライトを必要としない可変式表示装置（changeable display device）を提供することである。

これらの目的は、特許請求の範囲に記載された特徴的手段によって達成することが可能である。

一実施形態の情報表示用の表示装置であって、前面側と背面側とを有する表示板本体（display body）と、その間には少なくとも一つの空洞部を備え、供給流体ライン（supply fluid lines）と、リターン流体ライン（return fluid lines）と、流体リザーバ（fluid reservoir）を有する流体閉回路（closed fluid circuit）内で該空洞部とが接続されており、該回路は、適切な着色流体（colured fluid）を備え、更に、記号の形に形成した空洞部に表す情報を表示することができる。また、表示装置は、流体回路に着色流体を循環させるポンプを備えている。閉回路には着色流体があってもよく、着色流体が、着色液体であってもよい。

一実施形態の表示板本体は、少なくとも一部が透明部を有している。少なくとも表示板本体の前面側と空洞部との間は透明部を有している。

表示板本体は、光源を表示装置の背面側又は前面側に備えている。

表示板本体の裏面は、部分的又は全てが色で覆われている。透明な範囲を有する表示板本体の一実施形態は、塗料の着色によって覆われている。また、該塗料の着色は、環境光を使って視認性を高める反射性を有することができる。

一実施形態の表示板本体は、プラスチック材料で作られている。表示板本体の材料は、対候性を有し、使用目的の温度範囲内で低温度膨張係数を有し、且つ、可視光を透過させることができる。その様な材料の例として、ポリカーボネートがある。

空洞部は、表示すべき情報を表す記号の形に形成されている。これは、空洞部の容積が着色流体で満たされた時に、着色された流体が情報として表示されることを意味する。つまり、空洞部の輪郭と記号又は幾何学的形状の輪郭とを一致させて、情報を構成／表しながら表示させることができる。表示する情報は、如何なる情報であってもよく、例えば、交通標識、交通情報、商業上の情報等を記号、文字、番号で表しても良い。空洞部が空の状態では、情報が視認できない又はかろうじて見えるような空洞部は、装置本体と一体化されている。着色流体がポンプで循環している時、着色流体で空洞部が充填されると情報が見えるようになる。空洞部は、表示板本体の材料自体に凹部を形成させてもよく、或いは、別個の装置又は層（layerｓ）を形成させてもよく、さらに、表示板本体の材料と空洞部を連結させても良く又は表示本体材を空洞部に設けても良い。着色流体は、表示させる情報やコントラスト及びシャープネスなどの視認性の要件に依存する場合がある。

一実施形態では、空洞部の表面と流体間との相互作用は、ノンウェット（non-wetting）で行われる。ウェット（wetting）は、固体と液体の両者をくっつけた時、分子間の相互作用が生じることで、液体と固体との接触状態を維持する液体の能力である。ウエットの程度（湿潤性）は、粘着性と密着力との力のバランスによって決定される。

本明細書においてノンウェットとは、一滴の流体が固体材（空洞部の表面）に接触する角度が９０度と１８０度の間であることを意味する。ノンウェット状態の空洞部は、流体が循環している時に着色された液体の除去を容易行うことができるので、表示装置から表示情報を取り除くことができる。

一実施形態では、二桁の数字を構成／表せる２つの空洞部を備えている。他の実施形態では、二つの空洞部が２文字の単語を構成させてもよく、又は、各空洞部が如何なる文字や数字のテキスト（digit of a text）又は数字を構成／表せるように複数の空洞部を備えても良い。

異なる空洞部を同じ層や２層又はそれ以上の層の中に設けても良く、各層に、単一文字／数字を備えても良く、又は、その各層に、２つ又はそれ以上の文字／数字を備えても良い。

空洞部は、７セグメント表示板（seven-segment display）のセグメントを備え、個別に充填できるようにしても良い。セグメントは、同じ層又は異なる層に配置しても良い。このような７セグメント表示板は、数字や文字を表示するために使用することができる。更に、空洞部は、１４セグメント、１６セグメント又は画素マトリックスで表すことができる。このように、ラテン（Latin）文字、キリル（Cyrillic）文字と句読点を含むギリシャ語アルファベット（Greek alphabets）の他、番号を表示することができる。概ねあらゆる種類の情報を表示装置に表すことができる。

表示板の情報を変える場合、ポンプで流体を流体閉回路内で移動及び／又は循環させる。本明細書に記載のポンプは、液体、気体やスラリー（slurries）等の流体を移動させるのに使用される装置及び、物理的又は機械的な作用によって体積を変位させる任意の装置であると理解されるべきである。ポンプは、ダイレクトリフト（direct lift）、変位（displacement）、又は、重力ポンプ（gravity pump）のような任意の適したポンプであってもよい。

一実施形態では、ポンプは、信頼性を有し、更にバルブの必要性を排除できるホースポンプ（hose pump）、チューブポンプ（tube pump）又は他のぜん動ポンプ（peristaltic pump）である。ポンプは、別の実施形態では、空洞部の形状及び／又は体積を変化させることによって空洞部内に実装できるようにさせても良い。これは、例えば、空洞部内の可動壁によって行うことができる。例えば、空洞部の後壁（rear wall）を、前方へ移動させて空洞部からの流体／液体を排出させ、後壁を後方に移動させて、空洞部内に流体を吸引させながら記号を可視化させることができる。

流体回路が密閉されていれば着色流体は汚染されることがないので、表示装置は、流体の再充填を必要とせずに長期間使用すること可能になる。供給流体ラインを流体リザーバと空洞部との間に設け、必要な時に流体リザーバからの流体の流れを空洞内に着色流体と一緒に供給し、リターン流体ラインは、空洞部と流体リザーバとの間に結合させることで、空洞部からリザーバに流体を戻すことができる。一実施形態では、流体ラインの供給及び戻しは、同じ流体ラインで行う。

何の情報が表示されてない時は、流体は流体リザーバの中、又は、他の流体回路に格納されている。情報が表示されている時には、ポンプは、流体が到達するまで流体を循環させ、完全又は実質的に空洞部内が充填されると循環を停止する。

一実施形態では、表示装置は、ポンプ及び流体の循環を制御するためのコピュータ又は他の処理装置を備えている。表示装置は、処理装置にフィードバックを提供するために、更に流体レベルセンサ（fluid level sensors）や流量センサ（flow sensors）のようなセンサを備えても良い。流体センサは、空洞部内又は他の場所の流体回路内の例えば供給流体ラインの中及び／又はリターン流体ラインに設けることができる。

流体の特性は、表示装置の使用目的に適合させるべきである。一実施形態では、着色流体が、摂氏マイナス４０℃と摂氏プラス６０℃の温度範囲で流れるような流体となっている。別の実施形態では、着色流体が、摂氏マイナス５０℃と摂氏プラス８０℃の温度範囲で流れるような流体となっている。更に、流体は非腐食性流体（non-corrosive fluid）であり、又は、表示装置及び／又は空洞部の材料に対して不活性又はアグレシブ（aggressive）でない流体であり、更に、環境に優しい物質であっても良い。一実施形態では、二つの非混和性流体（non-mixable fluids）が使用されても良い。一つは着色された流体で、二つ目はクリア／透明である。この場合、システムは、情報を表示する時に空洞部に着色流体を圧送するように適合され、且つ、何の情報が表示されてない時は、透明な流体が空洞部内に圧送される。

本発明の一実施形態に係る表示装置を示す。 本発明の別の実施形態に係る表示装置を示す。 本発明の別の実施形態に係る表示装置を示す。 図３の表示装置に係る概略図を示す。 図２の表示装置に係る概略図を示す。 図２の表示装置に係る詳細図を示す。 図５の表示装置に係る詳細図を示す。 ７つの空洞部を有する表示装置を示す。

本発明について添付の図面を参照しながらより詳細に説明をする。

図１は、道路標識の形態の本発明の一実施形態に係る表示装置を示している。図示された表示装置は、前面側１１と背面側１２及び３つの空洞部１３、１４、１５を有する表示板本体を備えている。空洞部は、情報の表示が表示できるように記号の形に形成され、この場合、３つの空洞部は、数字９０を形成している。即ち、２桁の数字；９と０（１３と１４）と環状縁部（annular edge）１５で構成されている。

空洞部は、供給流体ライン１６、１６ａと、リターン流体ライン１７、１７ａ及び流体リザーバ１８、１８ａを備える閉回路中で接続され、且つ、着色流体を有している。流体回路は、流体回路に着色流体を循環させるためのポンプ１９、１９ａに接続されている。この実施形態では、数字９０に接続された流体回路は、黒色の流体を含み、一方、環状縁部に接続された流体回路は、赤色の流体を含んでいる。代替的に環状縁部は、箔又は塗料によって永久的に表示装置の前面又は背面側に設けても良い。この実施形態では、２桁の数字９と０は同じ流体閉回路内に設けて同時に充填することができる、他の実施形態において２桁の数字は、別個の流体回路を構成して個別に充填することもできる。

つまり、空洞部が流体で充填されている場合は、リザーバから汲み上げられた流体が空洞部内に保持されており、表示装置は、この場合においては、速度制限を示す交通標識の情報を表示することができる。表示する情報がない時間帯は、つまり他の時間帯や速度制限してない場合、流体が空洞部から排出されている。

図２は、２つの異なる数字９０（２１）と６０（２２）を表示することが可能な２つの状態を有する表示装置を示している。

図３に示すその他の実施形態の表示装置は、２つの状態を有し、この表示板が速度制限６０と交通標識が速度制限終了（end of speed limit）であること示している。

図４は、図３の表示装置の概略図を示す。数字６０は、２つの状態において表示されている。つまり、２桁の数字の６と０の両方を形成する空洞部が充填される一方、傾斜ライン４０を形成する空洞部は一つの状態では充填され、他の状態では空になる。

図５は、図２の表示装置の概略図を示す。数字９０と６０を形成す２桁目の数字９と６は２つの別個の層内でオーバーラップ（overlapping）した状態で配置されている。数字９０を表示するためには、空洞部５２に形成された９は充填され、空洞部５１に形成された６は空になる。数字６０を表示するためには、空洞部５１に形成された６は充填され、空洞部５２に形成された９は空になる。両方の場合において、空洞部５３に形成された０は充填され、この空洞部は、９と６の形に形成した空洞部を介してバルブに接続され、又は、別個の流体回路に設けられている。

図６ａと図６ｂは、図２と図５の表示装置に係る詳細図を示す。図６ａは正面側を示し、図６ｂは背面側を示している。背面側の流体回路部６１が示されている。この実施形態では、数字６、９、０を形成する３つの空洞部６０ａ、６０ｂ、６０ｃは、別個の流体回路内に配置され、それぞれポンプ６２ａ、６２ｂ、６２ｃを有している。図６ａ、６ｂは、空洞部を部分的に充填している状態であり、数字６０を形成する空洞部を充填中であることを示す。

図７は、７つに区切られた空洞部７１−７７を有する表示装置を示す。各空洞部は、７区分表示板の部分／区分で構成され、各々が任意の数字又は文字が形成できるように個別に充填することができる。図では、７つの全ての空洞部７１−７７は、充填され、結果的に数字８を形成している。空洞部は、個別に形成してもよく、流体回路を分割してもよく、又は同じ流体回路に接続させても良いが、各空洞部は、空洞部を充填させるためにバルブを介して接続されている。

１０ 表示板本体
１１ 前面側
１２ 背面側
１３，１４ 空洞部
１５ 空洞部（環状縁部）
１６，１６ａ 供給流体ライン
１７，１７ａ リターン流体ライン
１８，１８ａ 流体リザーバ
１９，１９ａ ポンプ
２１，２２ 番号
４０ 傾斜ライン
５１，５２，５３ 空洞部
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ 空洞部
６１ 流体回路部
６２ａ，６２ｂ，６２ｃ 空洞部
７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７ 空洞部

Claims (15)

1. −前面側（１１）と背面側（１２）とを有する表示板本体（１０）と、その間に設けられた少なくとも一つの空洞部（１３，１４，１５）を備え、
   −供給流体ライン（１６，１６ａ）と、リターン流体ライン（１７，１７ａ）と、流体リザーバ（１８，１８ａ）を有する流体閉回路内で前記空洞部とが接続されており、前記回路は、着色流体を含んでおり、前記空洞部は表す情報を表示できるように記号の形に形成されており、
   −前記着色流体を流体回路内に循環させるポンプ（１９，１９ａ）は、前記着色流体を前記空洞部へ供給し、また、前記空洞部からリザーバへ流体を戻すことを特徴とする情報表示用表示装置。
2. 前記空洞部（１３，１４，１５）の内側の表面と流体間での相互作用は、ノンウェットで行われることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. ２つの空洞部（１３，１４）は２桁の数字の形を形成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 複数の空洞部（５１，５２）が２層乃至それ以上の層の中に設けられ、各層が単一文字／数字／記号を含んでいることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
5. ７区分表示板の区分を備えた空洞部（７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７）に流体回路の着色流体を個別に充填することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置。
6. 前記ポンプ（１９，１９ａ）は、ホースポンプであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示装置。
7. 前記表示板本体（１０）が少なくとも透明であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の表示装置。
8. 前記表示板本体の裏面が着色でされていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の表示装置。
9. 前記表示板本体がプラスチック材料で作られていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の表示装置。
10. 前記流体が摂氏マイナス５０℃と摂氏プラス８０℃の温度範囲で良く流れることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の表示装置。
11. 流体が非腐食性流体であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の表示装置。
12. 更に光源を含んでいることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の表示装置。
13. 少なくとも２つの空洞部を備え、各空洞部が別個に構成する流体閉回路内に接続され、流体回路内の流体は異なる色を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の表示装置。
14. 着色流体が閉回路内にあることの組み合わせを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の表示装置。
15. 着色流体が液体であることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。

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