JP2914503B2 - ディスプレイ装置及びそのディスプレイエレメント - Google Patents

ディスプレイ装置及びそのディスプレイエレメント

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ディスプレイエレメントすなわち画素（ピ
クセル）及び複数のこれらのディスプレイエレメントす
なわち画素を備えたディスプレイ装置に関し、より詳し
くは、調節自在の光反射特性を備えた光反射ディスプレ
イエレメントすなわち画素に関する。本願明細書及び請
求の範囲の記載において、「画素（ピクセル）」なる用
語は、全体のイメージディスプレイ領域のうちの僅かな
部分を形成するにすぎないドットすなわちエレメントを
意味するものである。
スポーツ競技場の大規模ピクチャー装置、及び、空港
及び鉄道の駅における英数字ディスプレイ装置には多く
の欠点がある。例えば、３色ディスプレイのような発光
カラーディスプレイの場合には、各色を得るのに表面積
の一部のみが使用されている。カラーテレビジョンの原
理を用いている装置に「青色」を表示するには、移行可
能な表面積の1/3以下が使用されるに過ぎず、着色電球
を用いている装置の場合には、一層小さな表面積部分が
使用されるに過ぎない。シャッタ又はフラップを用いて
いる機械的な光反射ディスプレイ装置によるディスプレ
イは、シャッタが見える場合（この場合には、シャッタ
により、ディスプレイの視覚的体裁が損なわれる）であ
っても、或いはカバーの後ろに隠される場合（この場合
には、ディスプレイの有効表面積が減少する）であって
も、比較的ゆっくりと変化させ得るに過ぎない。
従って本発明の目的は、上記欠点の１つ以上を解消し
或いは低減させることにある。
国際公開公報W087/07066号に示されている初期の提案
は、次のような構成、すなわち、前に定義した複数の画
素であって、一定の領域をカバーするマトリックスを形
成すべく配置された複数の画素と、前記領域に所望の情
報が表示されるように各画素の特性を個々に設定する制
御手段とを有しているディスプレイ装置において、光反
射画素を有しており、各光反射画素が、互いに前後に配
置された２枚以上のベーンからなる複数の色表示器を備
えており、各色表示器の前面が前方から見えるように配
置されており、各色表示器内のベーンは互いに平行にか
つ近接して配置されており、色表示器同士も互いに平行
に前後に配置されており、最前方の色表示器を除く各色
表示器の対応するベーンにより形成される各群を個々に
駆動して、ベーンの前面を前方から選択的に見ることが
できるように駆動する手段を有しており、ベーンの各群
が、他の群の着色とは異なるそれぞれの単純色（plain
color）で着色されているディスプレイ装置が提案され
ている。上記種類の画素を用いかつベーンの１つの固定
群と２つの可動群（各群には、単一の純粋な原色が着色
されている）を用いることにより、混色（colour mixtu
res）の全スペクトルを得ることが可能になる。
今や、上記ディスプレイ装置と同様な機構ではある
が、色表示器が１個当り１枚の固定ベーンと１枚の可動
ベーンのみを備えているに過ぎない機構であって、混色
の広範囲のスペクトルを得ることができる機構を実現す
ることが可能になった。本発明によれば、次のような構
成、すなわち、２枚のベーンからなる複数の色表示器を
有している光反射形ディスプレイエレメントにおいて、
前記ベーンの各色表示器の前面が前方から見えるように
配置されており、各色表示器内のベーンが互いに平行に
かつ近接して前後に配置されており、前記ベーンの色表
示器同士も互いに平行でかつ前後に配置されており、ベ
ーンの後方の群はその前面を前方から選択的に見ること
ができるように駆動され、駆動手段が可動ベーンを２つ
の極端位置及び中間位置に位置決めできるようになって
おり、各ベーンの種々の着色領域を露出しかつ隠すこと
により、各色表示器の２枚のベーンから少なくとも３種
類の異なる混色が得られるように構成したことを特徴と
する光反射形ディスプレイエレメントが提供される。こ
のような構成のディスプレイエレメントは、少ないベー
ン群によりコントラストの大きな色を表示することが可
能になり、従って、従来提案されているディスプレイエ
レメントよりも安価に製造できかつ容易に制御すること
ができる。
好ましい形態においては、ベーンを、その移動方向に
対して横方向にベーンを横切って区画された少なくとも
２つの領域に分割し、それぞれの領域に異なる純色を着
色する。
以下、添付図面に関連して本発明の好ましい実施例を
説明する。尚、図示の実施例は本発明の単なる例示に過
ぎないものである。
第１図は、本発明の第１実施例によるディスプレイエ
レメントの底部から見た斜視図である。
第２図は、本発明の第１実施例によるディスプレイエ
レメントの一部を構成するベーンの側面図である。
第３図は、本発明の第２実施例によるディスプレイエ
レメントの一部を構成するベーンの側面図である。
第４図は、本発明による３つのディスプレイエレメン
トを備えたディスプレイ装置を示すものである。
第５図及び第６図は、本発明によるディスプレイエレ
メントの２つの駆動手段を示す概略図である。
第１図及び第２図には、本発明の第１実施例によるデ
ィスプレイエレメント100が示されている。このディス
プレイエレメント100は単独で使用することもできる
が、通常は、これらのディスプレイエレメント100を直
接隣接させて複数の横列（rows）及び縦列（columns）
に配列し、大型ディスプレイを形成するのに使用され
る。ディスプレイエレメント100は、前方に透明窓102を
備えたケーシング101を有している。このケーシング101
内で、透明窓102に隣接する位置には、４つの色表示器1
0、20、30、40を構成する複数の矩形プレートすなわち
矩形ベーンが設けられており、各色表示器には２枚のベ
ーンが含まれている。各色表示器における対応するベー
ンの前面は同じ色で着色されていて、一群のベーンを形
成している。１つの群における各ベーンは、２種類の色
でカラーストライプの形態に着色されている。一方の色
はベーン上方の見える部分50に着色されており、他方の
色はベーン下方の見える部分51に着色されている。従っ
て、例えば、ベーンの群11、21、31、41の上方かつ前方
の見える部分を黄色に着色し、下方かつ前方の見える部
分をブルーシアン色（青がかった緑色）に着色すること
ができ、この群をA1と呼ぶことにする。ベーンの群12、
22、32、42の前面は、例えば、ベーンの上方かつ前方の
部分と同じマゼンタ色（赤紫色）及び下方の部分と同じ
ブルーシアン色に着色することができ、この群をA2と呼
ぶことにする。
図示のように、群A1のベーンはケーシング101に対し
て固定されており、群A2のベーンは、軸線方向に移動で
きる支持ロッド110に取り付けられたプレート130に取り
付けられている。双頭矢印111で示すように、ロッド110
は電磁駆動手段120により往復運動されるようになって
いる。第１図において、群A2は、該群A2が完全に隠れた
状態の「下」位置にあり、従って、Ｘの角度範囲内でデ
ィスプレイエレメントを見る者にとっては、ディスプレ
イの色は緑色（黄色とブルーシアン色との混色）に見え
ることになる。ロッド110により群A2が「半上昇」位置
まで移動されると、群A2における上部のベーンが現れる
ようになり、従ってディスプレイは赤色（マゼンタ色と
黄色との混色）になる。群A2が「完全上昇」位置に移動
すると、該群A2における上下両部のベーンが現れるよう
になり、このためディスプレイは青色（マゼンタ色とブ
ルーシアン色との混色）になる。単一のディスプレイエ
レメントを使用した場合には、前方のベーン11すなわち
ケーシング101の一部は依然として見える状態にある。
しかしながら、ディスプレイ装置の縦列を形成するのに
複数のディスプレイエレメント100を使用した場合に
は、前方のベーン11は、ディスプレイエレメントのケー
シング101により隠れてしまうが、或いは下にある次の
ディスプレイエレメントの後方のベーン42の後ろに隠れ
てしまう。
上記の３つの位置以外にも、ロッド110を任意の他の
中間位置に移動させることができ、これにより、エレメ
ント100によって、黄色とブルーシアン色とマゼンタ色
との種々の割合の混色（通常の視認距離において別の色
に見える色）を表示させることができる。
従って、適当な原色を用い、各群の相互の変位を制御
することにより、原色からできる限り多くの等和色が得
られるようにするのが好ましい。これらの原色として、
赤色、緑色及び青色を用いることができる。
上記実施例については、多数の変更を施すことができ
る。例えば１つの群におけるベーンを３色以上の色にす
ることができ、その場合には、より広範囲の混色及び／
又はよりフレキシブルなディスプレイが得られるであろ
う。また、群のうちの少なくとも１つを２色以上の色で
着色し、他のものを単一色で（ベーンの上下両部分を単
一色で）着色してもよい。多色ベーンの色は、ディスプ
レイエレメントの適用例に応じて、ベーンの前方から見
える領域の等しい量又は異なる量を占めることができ
る。
好ましくは、既存のカラーストライプ同士の間に付加
カラーストライプを配置する。付加する色は、黒色、中
間色、又はディスプレイ装置のバックグラウンドで混合
できる色のいずれかにすることができる。この付加カラ
ーストライプは、より大きな寸法公差を補償する上で必
要なものである。
第２実施例は、他の群に用いた色とは異なる色をもつ
付加ベーン群を、第１実施例において説明した群に追加
したものであり、第３図には本発明のこの第２実施例に
よるディスプレイエレメントが示されている。図示のよ
うに、３枚のベーンからなる２つの色表示器20、21に
は、２枚のベーンからなる３つの群200、201、202があ
る。各群200、201、202における各ベーンは、同一の２
色に着色されている。見る位置（視認位置）に最も近い
位置にある群200のベーンは固定されておりかつシアン
色及びマゼンタ色に着色されている。これらのベーンの
後ろには、黄色及び色マゼンタン色に着色された移動ベ
ーン201があり、移動ベーン201は、ベーンの第１移動群
201を構成している。更にこれらのベーンの後ろには、
白色及びマゼンタ色に着色されたベーンがあり、これら
のベーンは第２移動群202を構成している。ベーンのこ
れらの第１及び第２移動群201、202は、それぞれ別々の
電磁駆動手段により駆動され、「下」位置、「半上昇位
置」及び「上」位置に保持されるようになっている。
第３図においては、第１移動群201のベーンが「下」
位置にあり、第２移動群202のベーンが「上」位置にあ
る。従って、これを見る者には、白色とマゼンタ色との
混色が見えるであろう。第１実施例の場合と同様に、前
方のベーンは依然として見える状態にあるが、実施に際
しては、第１実施例の場合に説明したようなディスプレ
イエレメントの縦列を用いて前方のベーンを隠すことも
できる。ベーンが第３図に示す位置にあり、次いで、第
１移動群201のベーンが「半上昇」位置に移動すると、
白色と黄色との混色が見えるようになるであろう。次
に、第１移動群201のベーンが「上」位置に移動する
と、黄色のマゼンタ色との混色が見えるであろう。第３
図に示すように、この形式のディスプレイエレメント
は、全部で６種類の異なる色を作り出すことができる。
この実施例は、本発明の第１実施例によるディスプレイ
エレメントにより作り出される色の種類よりも多くの色
の種類を作り出すことができ、ディスプレイとしてのフ
レキシビリティが大きいものである。
本発明の上記両実施例は、例えば３つのディスプレイ
エレメント301、302、303を備えたディスプレイ装置に
使用することができる（第４図）。この形式のディスプ
レイ装置は、ディスプレイ領域の全てをディスプレイプ
ロセスに使用できるという長所を有している。また、こ
の装置を傾けてベーンが或る角度をなすようにして、矢
印304の方向において（及びこの方向の回りで）明瞭な
イメージ（像）が得られる最適角度でこの装置が見られ
るようにすることができる。
本発明の上記両実施例についても多くの変更を施すこ
とができる。
ベーンの数、サイズ、高さ及び厚さは、種々の適用例
に合うように選択することができる。ディスプレイが、
通常、下前方から見られるものである場合には、ベーン
は、第１図に示すように、全体として上方及び前方に傾
けられる。ベーンを動力学的に作動させ、これにより、
１つの群におけるベーン（該ベーンがいかなる位置にあ
っても）を振動させて、これらの直ぐ後ろに配置された
群のベーンの全て又は一部が連続的及び交互に露出又は
遮蔽されるように構成することができる。これを適当な
速度で行えば、群のうちの見ることができる部分の混色
を作り出すことができ、肉眼によって全部の混色を識別
できるであろう。
ベーンは、蛍光塗料又は燐光塗料を含む任意の適当な
塗料で着色することができる。
ベーンの直ぐ下に電磁駆動手段を取り付ける代わり
に、ベーンに対して支持ロッドを直角に配置することに
より、電磁駆動手段をベーンの後ろに配置することがで
きる。電磁駆動手段のこの形態は、国際公開公報WO86/0
7066号において詳細に説明されている。
他の適当な製造方法及び塗装方法も、上記国際公開公
報W086/07066号において説明されている。
実質的に連続的なディスプレイの代わりに、７セグメ
ント文字表示ユニットの個々のセグメントを構成するよ
うに、ディスプレイエレメントを配置することができ
る。ベーンの個々の反射領域が正方形、円形、長方形又
はハニカム形であるドットマトリックス形式のディスプ
レイユニットを形成することもできる。
本発明の全ての実施例において、垂直軸線の回りでベ
ーンを湾曲させることにより、水平視認角度を改善する
ことができる。通常、ベーンの１つの群は固定されるけ
れども、所望ならば、全ての群を動き得るようにしても
よい。また、本発明のディスプレイエレメントは、一組
のベーンから成る色表示器で構成することができる。
更に、本発明の各ディスプレイエレメントには、アー
マチャの変位により駆動されるスイッチを組み込むこと
もできる。
別の実施例においては、全ての群のベーンを弧状に作
り、各１つのベーンの表面が仮想円の周上に位置するよ
うに構成して、内側ベーンにより形成される円の半径が
徐々に小さくなるようにする特徴をもたせることができ
る。このようにして、全ての円が同心状に配置され、群
の変位が円形を描けば、ベーンが互いに障害となること
はない。
また、このように構成すれば、１組のベーンが、１つ
のエレメントを多数の組に分けるのではなく、１つのエ
レメントの全サイズを首尾良くカバーできるようになる
（即ち、エレメントに１組のみが含まれるように構成す
ることができる）。
上記ディスプレイエレメントの電磁駆動手段は、種々
の形式のもので構成することができ、単安定形（monost
able）のもの（例えば、ばね付勢アーマチャを単安定状
態にできるもの）、分極形（polarised）のもの、又は
双安定形（bistable）のもの（例えば、アーマチャを２
つの位置のうちのいずれか一方の位置に電磁的にラッチ
できるもの）で構成することができる。別の方法とし
て、多安定状態形の電磁駆動手段を用いて、ベーンが中
間位置を占めように構成することもできる。これらの電
磁駆動手段の幾つかについて以下に説明する。これらの
全ての電磁駆動手段において、アーマチャは、非磁性ピ
ンによりベーンに連結されている。
第１のアクチュエータ（第５図）は、ソレノイド411
の形態をなす主電磁石を備えていて、第１アーマチャ41
2の変位418を生じさせるようになっている（この変位41
8は、ばね417により拘束されるようになっている）。リ
レー413の形態をなす第２電磁石は、第２アーマチャ415
を拘束するばね416を備えている。第２アーマチャ415
は、摩擦係数の大きな材料で作られた圧力パッド414を
介して第１アーマチャ412の他端部に当接しているラッ
チを形成している。第１及び第２アーマチャ412、415
は、シャーシ419に堅固に連結されている。第２アーマ
チャ415は番号410で示す方向に移動する。
通電を遮断すると、第１アーマチャ412は、圧力パッ
ド414を保持しておくばね416の作用により、永久的に所
定位置に保持される。第１アーマチャ412を変位させる
には、先ずリレー413を付勢して第１アーマチャ412を自
由にし、次いでソレノイド411を付勢し、これにより第
１アーマチャ412に所望の変位を生じさせる。ひとたび
第１アーマチャ412の位置が定まったならば、リレー413
を除勢し、再び圧力パッド414を第１アーマチャ412に接
触させて該第１アーマチャ412を所定位置に保持する。
次に、ソレノイド411を除勢する。この装置（アクチュ
エータ）では、第１アーマチャ412を或る位置から他の
位置に変位させるときにのみ、電力を消費するに過ぎな
い。このアクチュエータは、ベーンを第１アーマチャ41
2に連結することによりディスプレイエレメントに使用
することができる。
第２のアクチュエータ（第６図）は、１つの共通停止
機構を共有している多数の電磁石を有している。この構
成では、単一停止片527を使用するのに、全ての電磁石
の付勢及び除去を同時に行う必要がある。このアクチュ
エータは３つのソレノイド521を有しており、かつ、３
つのアーマチャ522、523、524の各々が、それぞれのば
ね（図示せず）により、第１のアクチュエータ（第５
図）と同様な方法で拘束されている。ばね528を備えた
単一のリレー525により、停止アーマチャ526が拘束され
るようになっている。停止アーマチャ526は、摩擦係数
の大きな材料で作られたパッド527を介してアーマチャ5
22、523、524に当接している。この第２のアクチュエー
タの作動原理は、両ソレノイドのスイッチを同時にオン
・オフさせる必要がある点を除き、第１のアクチュエー
タ（第５図）の作動原理と同じである。
電磁駆動装置以外に、静電形、圧電形、油圧形、空気
圧形及びその他の形式の適当な駆動装置を使用すること
もできる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ８８００４４０ (32)優先日 1988年１月11日 (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号 ８８００４４１ (32)優先日 1988年１月11日 (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G09F 9/37

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】それぞれ２枚のページ（11,12;21,22・・
    ・）からなる複数の色表示器（40,20,・・・40）を有し
    ている光反射形ディスプレイエレメントであって、各色
    表示器の前面が前方から見えるように配置されており、
    各色表示器内のベーンは互いに平行に、近接して、一方
    （12）が他方（11）の背後に配置されており、色表示器
    同士も互いに平行であるが前後に配置されており、各色
    表示器内の後方ベーンからなるベーン群は、その前面を
    前方から選択的に見ることができるように駆動可能であ
    り、駆動手段（110,120）が可動ベーンを２つの極端位
    置及び中間位置に位置決めできるようになっている光反
    射形ディスプレイエレメントにおいて、ベーンが露出さ
    れるか又は覆われるとき、各色表示器の２枚のベーンか
    ら少なくとも３つの異なる色の混色が前方から見えるよ
    うに、各ベーン（11,12）が異なる色の領域（W,C,Y,M）
    を有すること、を特徴とする光反射形ディスプレイエレ
    メント。
  2. 【請求項２】前記ベーンの各色表示器には第３の可動ベ
    ーン（202）が設けられており、該第３の可動ベーン
    は、前記２枚のベーンと協働して、各色表示器の３つの
    ベーンから６種類の混色が得られるように構成されたこ
    とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光反射形ディ
    スプレイエレメント。
  3. 【請求項３】前記各色表示器のベーンが単一の純色で着
    色された表面を備えていることを特徴とする請求の範囲
    第１項又は第２項に記載の光反射形ディスプレイエレメ
    ント。
  4. 【請求項４】前記各着色領域が、ベーンの移動方向に対
    して横方向に区画されており、ベーンの全表面の1/2を
    占めていることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２
    項に記載の光反射形ディスプレイエレメント。
  5. 【請求項５】使用される色が三原色又は加法式三原色で
    あることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光反射
    形ディスプレイエレメント。
  6. 【請求項６】前記ベーンに使用される色に白色が含まれ
    ていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の光反
    射形ディスプレイエレメント。
  7. 【請求項７】前記ベーンの駆動可能な各群が、ベーンの
    移動平面及びベーンの軸線に対して平行に移動するそれ
    ぞれの支持エレメント（110）に取り付けられているこ
    とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光反射形ディ
    スプレイエレメント。
  8. 【請求項８】前記ベーンの駆動可能な各群が、ベーンの
    移動平面に対して実質的に横方向に移動するそれぞれの
    支持エレメントに取り付けられていることを特徴とする
    請求の範囲第１項に記載の光反射形ディスプレイエレメ
    ント。
  9. 【請求項９】前記支持エレメントが、前記ベーンから一
    定距離を隔てた位置において枢動できるように構成した
    ことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の光反射形デ
    ィスプレイエレメント。
  10. 【請求項１０】前記駆動可能な群のベーンが２つの極端
    位置を占めることができかつ駆動手段により任意の中間
    位置に連続的に駆動できるように構成したことを特徴と
    する請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか１項に記載
    の光反射形ディスプレイエレメント。
  11. 【請求項１１】前記ベーンの駆動可能な各群が、駆動手
    段により、人間が追従できない程速い速度で振動される
    ように構成したことを特徴とする請求の範囲第１項乃至
    第６項のいずれか１項に記載の光反射形ディスプレイエ
    レメント。
  12. 【請求項１２】前記ベーンの移動可能な各群が、電磁駆
    動手段により駆動されることを特徴とする請求の範囲第
    １項乃至第11項のいずれか１項に記載の光反射形ディス
    プレイエレメント。
  13. 【請求項１３】それぞれが請求の範囲第１項乃至第12項
    のいずれか１項に記載の光反射形ディスプレイエレメン
    トにより構成された複数の画素（301,302,303）であっ
    て一定の領域をカバーするマトリックスを形成すべく配
    置された複数の画素（301,302,303）と、前記一定の領
    域に所望の情報が表示されるように各画素の特性を個々
    に設定する制御手段と、を有することを特徴とするディ
    スプレイ装置。
  14. 【請求項１４】少なくとも１つの前記画素のベーンが、
    隣接する画素のベーンの少なくとも一部において隠れる
    ように構成したことを特徴とする請求の範囲第13項に記
    載のディスプレイ装置。
  15. 【請求項１５】前記一定の領域が１つの平面内にあり、
    前記ベーンの前面が前記平面に対して鋭角をなして配置
    されていて、前記平面が垂直に配置されるとき、前記ベ
    ーンの前面への垂線が下方かつ前方に向くように構成し
    たことを特徴とする請求の範囲第13項又は第14項に記載
    のディスプレイ装置。
  16. 【請求項１６】２枚以上のベーン（11,12）からなる複
    数の色表示器を有している光反射形ディスプレイエレメ
    ントであって、前記ベーンの各色表示器の前面が前方か
    ら見えるように配置されており、各色表示器内のベーン
    が互いに平行にかつ近接して、一方（12）が他方（11）
    の背後に配置されており、前記ベーンの色表示器同士も
    互いに平行であるが前後に配置されており、最前方の色
    表示器を除く各色表示器の対応するベーンにより形成さ
    れるこれらの全ての群（A1,A2・・・・）は、それらの
    前面を前方から少なくとも部分的に選択的に見ることが
    できるように個々に駆動可能であり、前記ベーンの各群
    が、他の群の着色とは少なくとも一部が異なる純粋色で
    着色されている光反射形ディスプレイエレメントにおい
    て、ベーンが露出されるか又は覆われるとき、各色表示
    器の２枚のベーンから少なくとも３つの異なる色の混色
    が前方から見えるように、又は、各色表示器の３枚のベ
    ーンから６つの異なる色の混合色が前方から見えるよう
    に、各ベーン（11,12）が異なる色の領域（W,C,Y,M）を
    有すること、を特徴とする光反射形ディスプレイエレメ
    ント。
  17. 【請求項１７】前記駆動手段はソレノイドを通って移動
    する磁気アーマチャを有するアクチュエータ装置を備
    え、該磁気アーマチャは、この磁気アーマチャ上及びこ
    の磁気アーマチャの運動経路に隣接する１つ以上の位置
    にそれぞれ配置された磁気部材同士の間の磁気的相互作
    用により複数の位置のうちの１つの位置に停止できるよ
    うに構成したことを特徴とする請求の範囲第１項に記載
    の光反射形ディスプレイエレメント。
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