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Dokumentenidentifikation DE69223690T2 30.04.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0520418
Titel Vielfarben-Anzeigevorrichtung
Anmelder Citizen Watch Co., Ltd., Tokio/Tokyo, JP;
T.I.C. - Citizen Co. Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Nakagiri, Tadahiko, Nerima-ku Tokyo, JP;
Teramoto, Kazuo, Fuchu-shi Tokyo, JP;
Okamoto, Mitsuhiro, Sayama-shi Saitama, JP
Vertreter Patentanwälte Wilhelm & Dauster, 70174 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 69223690
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, LI, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 25.06.1992
EP-Aktenzeichen 921106605
EP-Offenlegungsdatum 30.12.1992
EP date of grant 29.12.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.1998
IPC-Hauptklasse G09F 9/37

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf ein mehrfarbiges Anzeigeelement und eine mehrfarbige Anzeigevorrichtung, die eine Mehrzahl von mehrfarbigen Anzeigeelementen verwendet. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine große mehrfarbige Anzeigevorrichtung, wie eine Werbeanzeigevorrichtung oder eine Verkehrsinformationstafel, die dynamisch eine große Anzahl von Buchstaben und Graphiken mit klaren Farben hoher Qualität mit hoher Geschwindigkeit anzeigt.

2. Beschreibung der einschlägigen Technik

Figur 1 zeigt eine große Anzeigevorrichtung, die in den japanischen Patentschriften mit den Nr. 63-63910 und 63-63911 offenbart ist. Diese Vorrichtung beinhaltet eine Anzeigetafel BOD, die 80.000 Kunststoffwürfel RI (400 x 200 Würfel, die in x- beziehungsweise y-Richtung angeordnet sind) aufweist. Jeder Würfel RI besitzt eine Seitenlänge von 5 cm und beinhaltet vier Ebenen, die rot, weiß, blau beziehungsweise grün gefärbt sind. Jeder Würfel RI ist mit einer magnetischen Vorrichtung GI versehen, die den Würfel RI zum jeweiligen Zeitpunkt um 90 Grad dreht. Diese Vorrichtung zeigt Buchstaben und Graphiken in einer Mosaikform an.

In dieser Vorrichtung dient jeder 5 cm Kunststoffwürfel RI als ein Anzeigeelement, d.h. als ein Pixel, das zum jeweiligen Zeitpunkt durch die magnetische Vorrichtung GI um 90 Grad gedreht wird, um farbige Bilder nacheinander auf einem Frontschirm anzuzeigen, wobei jedes Pixel lediglich vier Farben bereitstellt. Der Kunststoffwürfel RI ist zu groß und schwer, um mit hoher Geschwindigkeit gedreht zu werden, und daher ist die Vorrichtung zum Anzeigen von Trickbildern nicht geeignet.

Eine derartige herkömmliche Anzeigevorrichtung erfordert mehrere Sekunden oder sogar mehrere Minuten, um von einem angezeigten Bild zu einem anderen zu schalten. Außerdem machen die Würfel RI, die als Anzeigeelemente dienen, ein lautes Geräusch, wenn sie gedreht werden, um von einem angezeigten Bild zu einem anderen zu wechseln. Da die Abmessungen der Anzeigevorrichtung mit den 5 cm Würfeln RI etwa 10 m x 20 m betragen, erzeugt das Geräusch insgesamt ein ernsthaftes Umweltproblem. Die Anzeigetafel BOD ist dick und schwer und besitzt aufgrund der 5 cm Würfel RI eine schlechte Auflösung.

In einer informationsorientierten Gesellschaft dienen große Außenanzeigevorrichtungen als wichtige Kommunikations-, Werbe- und Informationsmedien. Im Hinblick darauf ist es erforderlich, daß die Anzeigevorrichtungen die Öffentlichkeit mit einer großen Menge an qualitativ hochwertiger Information durch Anzeigen von Trickbildern mit klaren Farben bei hoher Geschwindigkeit korrekt informieren. Die herkömmlichen mehrfarbigen Anzeigevorrichtungen erfüllen eine derartige Anforderung nicht.

Ein mehrfarbiges Anzeigeelement gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus EP 0 364 258 A2 bekannt, bei der das rotierende Element von rohrförmiger Gestalt ist und vier Anzeigetafeln aufweist. die um seine Achse herum mit gleichen Winkelintervallen von 90 Grad angeordnet sind. Das rohrförmige rotierende Element besitzt dafür einen quadratischen Querschnitt und kann durch eine Antriebsanordnung aus Permanentmagneten und einem Motormechanismus jeweils um 90 Grad gedreht werden.

Die Anzeigetafeln sind auf den freien Enden von Trägerstangen angebracht, deren andere Enden an einer rotierenden Welle angebracht sind. Bei einem mehrfarbigen Anzeigeelement gemäß jenen Merkmalen trifft man auf ähnliche Nachteile, wie bereits zuvor angegeben.

GB-A 2031210 zeigt schließlich ein Bildanzeigesystem mit einer Tafel oder einem Schirm, der aus einer Mehrzahl von Anzeigemodulen zusammengesetzt ist, von denen jedes aus einer Mehrzahl von Anzeigeelementen besteht, die Zylinder mit zwei Anzeigeoberflächen sind, eine in weiß und die andere in schwarz. Jeder Anzeigezylinder ist auf einer Achse angebracht, und alle Achsen liegen in einer Ebene und sind in Zeilen und Spalten angeordnet. Sie werden durch Elektromagnete gedreht, so daß ein schwarz/weißes (und graues) Bild erzielt werden kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines mehrfarbigen Anzeigeelements, das der obigen Anforderung genügt, sowie einer mehrfarbigen Anzeigevorrichtung, die eine Mehrzahl von mehrfarbigen Anzeigeelementen verwendet.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer großen mehr farbigen Anzeigevorrichtung mit Pixeln, die jeweils in der Lage sind, eine Mehrzahl von Farben wiederzugeben, um die Farbwiedergabefähigkeit und die Qualität der angezeigten Bilder zu verbessern.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines kompakten und mehrfarbigen Hochgeschwindigkeitsanzeigeelements sowie einer großen mehrfarbigen Anzeigevorrichtung, die eine Mehrzahl der Anzeigeelemente verwendet, um sogar Trickbilder anzuzeigen.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer mehrfarbigen Anzeigeeinheit oder einer zusammengesetzten mehrfarbigen Anzeigeeinheit, die selbst unter strengen Außenbedingungen korrekt arbeitet, sowie einer großen Anzeigevorrichtung, die eine Mehrzahl von mehrfarbigen Anzeigeeinheiten verwendet. Die mehrfarbige Anzeigeeinheit beinhaltet eine Mehrzahl von mehrfarbigen Anzeigeelementen, die in ein wasserdichtes und staubdichtes Gehäuse gepackt sind.

Um diese Aufgaben und Vorteile zu erreichen, beinhaltet die Erfindung die Merkmale von Anspruch 1.

Ein mehrfarbiges Anzeigeelement gemäß der Erfindung beinhaltet ein rotierendes Element mit unabhängigen Farbbereichen, die in verschiedenen Farben gefärbt sind, um die Farben getrennt anzuzeigen, ein Trägerelement, um eine rotierende Welle des rotierenden Elementes zu tragen, Antriebsmittel, um das rotierende Element zu drehen, und Steuermittel, um die Antriebsmittel derart zu steuern, daß einer der optionalen Farbbereiche des rotierenden Elementes in eine vorgegebene Position gedreht wird. Jeder der Farbbereiche des rotierenden Elementes ist quadratisch, wobei wenigstens eine Seite eine Länge von 20 mm oder weniger besitzt. Des weiteren wird das rotierende Element mit einer Geschwindigkeit von 100 Millisekunden oder weniger in eine vorgegebene Position gedreht.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung bildet eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeelemente eine mehrfarbige Anzeigeeinheit, und eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten bildet eine große mehrfarbige Anzeigevorrichtung, bei der jede der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten als ein Pixel dient.

In der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck "mehrfarbiges Anzeigeelement" ein Grundelement, das ein rotierendes Element mit einer Mehrzahl von gefärbten Abschnitten darauf, die jeweils eine voneinander verschiedene Farbe aufweisen, und einen Schrittmotor zum Drehen des rotierenden Elementes beinhalten, der auf einem geeig neten Trägerelement gehalten wird, und das mehrfarbige Anzeigeelement der vorliegenden Erfindung kann jede beliebige der auf dem rotierenden Element enthaltenen verschiedenen Farben anzeigen.

Zum einen meint der Ausdruck "mehrfarbige Anzeigeeinheit" eine Anzeigeeinheit, bei der eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeelemente, d.h. wenigstens zwei, aneinander angrenzend auf dem gleichen Trägerelement in einer beliebigen Konfigurationsform angeordnet ist, wie in einer seriellen Anordnung in einer Richtung oder in einer zweidimensionalen Anordnung oder dergleichen.

Zum anderen meint der Ausdruck "mehrfarbige Anzeigevorrichtung" eine Anzeigevorrichtung, die eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten beinhaltet, die aneinander angrenzend auf der gleichen Trägerplatte in einer beliebigen Konfigurationsform angeordnet sind, wie in einer seriellen Anordnung in einer Richtung oder in einer zweidimensionalen Anordnung oder dergleichen.

Da jede mehrfarbige Anzeigeeinheit, die als ein Pixel der großen mehrfarbigen Anzeigevorrichtung dient, eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeelemente beinhaltet, kann jedes Pixel eine von 4n Farben (wobei 4 die Anzahl von Farben ist, mit der jedes mehrfarbige Anzeigeelement gefärbt ist, und n die Anzahl der mehrfarbigen Anzeigeelemente ist, die in jeder mehrfarbigen Anzeigeeinheit angeordnet sind) wiedergeben.

Wenn jede mehrfarbige Anzeigeeinheit neun mehrfarbige Anzeigeelemente beinhaltet, kann jedes Pixel 4&sup9; = 262.144 Farbkombinationen bereitstellen. Im Vergleich zu der herkömmlichen Anzeigevorrichtung, die vier Farben für jedes Pixel bereitstellt, kann die mehrfarbige Anzeigevorrichtung der Erfindung viele Zwischenfarben darstellen.

Jedes mehrfarbige Anzeigeelement der Erfindung ist sehr klein, da eine Mehrzahl von Elementen jedes Pixel (mehrfarbige Anzeigeeinheit) der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung bilden muß. Aufgrund dieser Kompaktheit ist jedes mehrfarbige Anzeigeelement, das zylindrisch oder polyedrisch sein kann, in der Lage, mit einer hohen Geschwindigkeit zu drehen, um schnell von einem Anzeigebild auf ein anderes auf der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung umzuschalten, die daher Trickbilder darstellen kann. Das kompakte mehrfarbige Anzeigeelement reduziert außerdem die Abmessung der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung.

Die mehrfarbige Anzeigeeinheit kann in ein abgedichtetes Gehäuse gepackt sein. Das Gehäuse stellt für die Einheit wasserdichte und staubdichte Eigenschaften bereit, wodurch der stabile Betrieb und die Haltbarkeit der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung unter strengen Witterungsbedingungen verbessert wird.

Eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten kann in einem gemeinsamen abgedichteten Gehäuse angeordnet sein, um eine zusammengesetzte mehrfarbige Anzeigeeinheit zu bilden, und eine Mehrzahl der zusammengesetzten mehrfarbigen Anzeigeeinheiten kann eine große mehrfarbige Anzeigevorrichtung bilden. Dieses Verfahren reduziert die Anzahl von Teilen und vereinfacht den Aufbau und die Wartung der Vorrichtung.

Das zylindrische oder polyedrische mehrfarbige Anzeigeelement der Erfindung wird durch einen Schrittmotor angetrieben. Der Schrittmotor beinhaltet ein laminiertes Substrat, das aus einer magnetischen Platte und einer Leiterplatte gebildet ist, eine Lageröffnung, die in dem laminierten Substrat ausgebildet ist, Erregerspulen, die auf der Leiterplatte entlang eines Kreises angeordnet sind, der konzentrisch zu der Lageröffnung ist, wobei Enden der Erregerspulen mit Schaltkreisstrukturen elektrisch verbunden sind, die auf der Leiterplatte ausgebildet sind, magnetische Kerne in der magnetischen Platte durch die entsprechenden magnetischen Spulen verankert und mit dieser magnetisch verbunden sind, Statoren in einem Ring angeordnet und mit den freien Enden der jeweiligen magnetischen Kerne verbunden sind und ein Permanentmagnet an einer rotierenden Welle befestigt und in einem kreisförmigen Raum angeordnet ist, der von den Statoren umgeben ist. Ein Ende der rotierenden Welle wird von der Lageröffnung gehalten, die in dem laminierten Substrat ausgebildet ist, und das andere Ende von einem Trägerelement, das sich von dem laminierten Substrat aus erstreckt und gebogen ist.

Dieser Schrittmotor kann durch sequentielles Anordnen der Erregerspulen, der magnetischen Kerne, der rotierenden Welle und des Trägerelements auf dem laminierten Substrat zusammengebaut werden. Es ist daher möglich, eine automatische Zusammenbaumaschine zur Massenherstellung der Schrittmotoren aus Präzisionsteilen zu verwenden.

Wie zuvor erwähnt, beinhaltet jedes Pixel der herkömmlichen mehrfarbigen Anzeigevorrichtung ein mehrfarbiges Anzeigeelement, das sehr groß ist, wobei jede Seite wenigstens 5 cm lang ist, um langsam von einer Farbe zu einer anderen zu wechseln. Da jedes Pixel maximal vier Farben bereitstellt, zeigt die herkömmliche mehrfarbige Anzeigevorrichtung nur eine mäßige Auflösung von Buchstaben und Bildern. Die herkömmliche mehrfarbige Anzeigevorrichtung gibt nämlich keine klaren und farbkräftigen Buchstaben und Bilder wieder.

Um dieses Problem zu lösen, verwendet das mehrfarbige Anzeigeelement gemäß der Erfindung ein sehr kleines rotierendes Element mit Farbbereichen für eine getrennte Anzeige einer Mehrzahl von Farben. Die Abmessung des mehrfarbigen Anzeigeelements ist kleiner als die Hälfte der Abmessung des herkömmlichen mehrfarbigen Anzeigeelements. Zum Beispiel beträgt die Seitenlänge des Elements der Erfindung 20 mm oder weniger, vorzugsweise 10 mm oder weniger. Das mehrfarbige Anzeigeelement gemäß der Erfindung ist kompakt und leicht herzustellen. Mit anderen Worten ist ein zwischen den zwei angrenzenden mehrfarbigen Elementen 103 gebildetes Rastermaß auf weniger als 20 mm festgesetzt.

Das kompakte mehrfarbige Anzeigeelement der Erfindung kann mit hoher Geschwindigkeit gedreht werden. Die Kompaktheit des mehrfarbigen Anzeigeelements der Erfindung wird durch Antriebsmittel realisiert, die einen Feinmotor und eine Steuereinheit zum korrekten Antreiben des Elements beinhalten.

Das mehrfarbige Anzeigeelement der Erfindung kann so angetrieben werden, daß Farben mit einer Geschwindigkeit von 100 Millisekunden (msec) oder schneller, vorzugsweise 10 msec oder schneller, gewechselt werden. Demgemäß kann die große mehrfarbige Anzeigevorrichtung, welche die mehrfarbigen Anzeigeelemente der Erfindung verwendet, Trickbilder ähnlich einer Fernseheinrichtung anzeigen.

Da jedes Pixel der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung der Erfindung eine Mehrzahl von mehrfarbigen Anzeigeelementen beinhaltet, kann jedes Pixel verschiedene Farben und Abstufungen zeigen, wodurch Bilder mit verbesserter Auflösung und klaren natürlichen Farben angezeigt werden.

Zum Beispiel beseht ein Pixel, d.h. eine mehrfarbige Anzeigeeinheit gemäß der Erfindung, aus 9 (3 x 3), 16 (4 x 4) oder 25 (5 x 5) mehrfarbigen Anzeigeelementen, die in einer Matrix angeordnet sind. Demgemäß kann jedes Pixel in 9,16 oder 25 Farbniveaus verändert werden. Viele derartige mehrfarbige Anzeigeeinheiten, d.h. Pixel, sind so angeordnet, daß sie eine große mehrfarbige Anzeigevorrichtung bilden, die Bilder mit klaren und natürlichen Farben mit hoher Geschwindigkeit wiedergeben kann.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung und ein mehrfarbiges Anzeigeelement gemäß dem Stand der Technik zeigt;

Fig. 2(A) und 2(B) sind Vorderansichten, die eine große mehrfarbige Anzeigevorrichtung und eine der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten, die in der Vorrichtung angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die eine mehrfarbige Anzeigeeinheit mit mehrfarbigen Anzeigeelementen gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine mehrfarbige Anzeigeeinheit mit zylindrischen mehrfarbigen Anzeigeelementen gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 5(A) bis 5(F) sind Ansichten, die ein Gemisch von Farben zeigen, die durch die mehrfarbige Anzeigeeinheit gemäß der Erfindung dargestellt werden;

Fig. 6 ist eine Ansicht, die eine mehrfarbige Anzeigeeinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 7 ist eine Ansicht, die eine mehrfarbige Anzeigeeinheit gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 8 ist eine Schnittansicht, die ein mehrfarbiges Anzeigeelement für eine Massenherstellung gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 9 ist eine Draufsicht, die das mehrfarbige Anzeigeelement von Fig. 8 zeigt;

Fig. 10 ist eine Ansicht, die ein Ersatzschaltbild des mehrfarbigen Anzeigeelements von Fig. 8 zeigt;

Fig. 11 ist ein Schaltkreisdiagramm, das einen Schaltkreis zum Ansteuern des mehrfarbigen Anzeigeelements von Fig. 8 zeigt; Fig. 12(A) bis 12(D) sind Ansichten, die Betriebsvorgänge des mehrfarbigen Anzeigeelements von Fig. 8 erläutern;

Fig. 13(A) und 13(B) sind Draufsichten, die Modifikationen von Statoren des mehrfarbigen Anzeigeelementes von Fig. 8 zeigen;

Fig. 14 ist eine Draufsicht, die eine Modifikation von Statoren des mehrfarbigen Anzeigeelements von Fig. 8 zeigt;

Fig. 15 ist eine Ansicht, die mehrfarbige Anzeigeelemente gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 16 ist eine Vorderansicht, die eine mehrfarbige Anzeigevorrichtung zeigt, welche die mehrfarbigen Anzeigeelemente von Fig. 15 verwendet;

Fig. 17 ist eine Schnitt ansicht, welche die mehrfarbige Anzeigeeinheit von Fig. 16 zeigt;

Fig. 18 ist ein Schaltkreisdiagramm, das einen Ansteuerschaltkreis für ein mehrfarbiges Anzeigeelement gemäß der Erfindung zeigt, das in einer mehrfarbigen Anzeigeeinheit angeordnet ist;

Fig. 19 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für ein Signal zeigt, das zu der mehrfarbigen Anzeigeeinheit gemäß der Erfindung gesendet wird;

Fig. 20 ist eine Vorderansicht, die Adressen von mehrfarbigen Anzeigeelementen in der mehrfarbigen Anzeigeeinheit gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 21 ist ein Blockdiagramm, das einen Bildprozessor für die Zuführung eines Signals zu der großen mehrfarbigen Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 22 ist ein Blockdiagramm, das einen Bildprozessor für die Zuführung von Trickbildern zu der großen mehrfarbigen Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 23 ist ein Blockdiagramm, das einen IC in der mehrfarbigen Anzeigeeinheit gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 24 ist eine vergrößerte Ansicht, die ein mehrfarbiges Anzeigeelement gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 25(A) bis 25(D) sind Ansichten, die Verfahren zur Verbindung einer Spule mit einer Leiterplatte zeigen;

Fig. 26 ist eine Ansicht, die vier auf einem gemeinsamen Spulenkern angeordnete Spulen zeigt;

Fig. 27 ist eine Ansicht, die eine hohle Spule zeigt, die unter Verwendung eines oberen und eines unteren Spulenkerns gewickelt wurde;

Fig. 28 ist eine Ansicht, die magnetische Kerne eines mehrfarbigen Anzeigeelements gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 29 ist eine Ansicht, die eine für die Struktur von Fig. 28 verwendete Leiterplatte zeigt;

Fig. 30 ist eine Ansicht, die Beziehungen von Motoren angrenzender mehrfarbiger Anzeigeelemente gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 31 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die ein mehrfarbiges Anzeigeelement gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 32(A) und 32(B) sind Ansichten, die einen Magneten und Statoren eines Schrittmotors zeigen;

Fig. 33 ist eine Ansicht, die den Betrieb des Schrittmotors gemäß einem herkömmlichen ansteuernden Signalverlauf erläutert;

Fig. 34 ist eine Ansicht, die den Betrieb des Schrittmotors auf der Basis eines ansteuernden Signalverlaufs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erläutert;

Fig. 35 und 36 sind Ansichten, die Magnete und Statoren von herkömmlichen Schrittmotoren zeigen;

Fig. 37 ist eine Ansicht, die einen Magneten und Statoren eines Schrittmotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 38 ist eine Ansicht, die den Betrieb des Schrittmotors auf der Basis eines ansteuernden Signalverlaufs gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 39 ist eine Ansicht, die einen ansteuernden Signalverlauf zum Drehen eines mehrfarbigen Anzeigeelements der Erfindung um 180 Grad in eine vorgegebene Richtung zeigt;

Fig. 40 ist eine Ansicht, die einen ansteuernden Signalverlauf zum Drehen des mehrfarbigen Anzeigeelements der Erfindung um 180 Grad in zwei Schritten von jeweils 90 Grad zeigt;

Fig. 41(A) und 41(B) sind Ansichten, die einen Motor mit Detektionsspulen erläutern;

Fig. 42 ist ein Blockdiagramm, das ein Ansteuerungsverfahren gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 43 ist eine Ansicht, die den Betrieb eines Schrittmotors auf der Basis eines ansteuernden Signalverlaufs gemäß der Erfindung erläutert;

Fig. 44 ist eine Ansicht, die den Betrieb eines Schrittmotors auf der Basis eines ansteuernden Signalverlaufs gemäß der Erfindung erläutert;

Fig. 45 ist eine perspektivische Rückansicht, die eine mehrfarbige Anzeigeeinheit gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 46 ist eine Ansicht, die Adressen von mehrfarbigen Anzeigeelementen einer mehrfarbigen Anzeigeeinheit gemäß der Erfindung erläutert;

Fig. 47 ist eine Ansicht, die Adressen von mehrfarbigen Anzeigeeinheiten einer mehrfarbigen Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung erläutert;

Fig. 48 ist eine Ansicht, die ein serielles Anzeigesignal gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 49 ist ein Blockdiagramm, das einen Adressen-IC gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 50 ist ein Blockdiagramm, das einen Ansteuerungs-IC gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 51 ist eine Ansicht, die ein serielles Anzeigesignal gemäß der Erfindung erläutert;

Fig. 52(A) und 52(B) sind Ansichten, die einen Ausdünnungsschaltkreis des Ansteuerungs ICs von Fig. 50 zeigen;

Fig. 53 ist eine Ansicht. die ICs und Eingangssignalleitungen auf einer Hauptplatine gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 54 ist eine Seitenansicht, die zylindrische mehrfarbige Anzeigeelemente einer mehrfarbigen Anzeigeeinheit gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 55 ist eine Seitenansicht, die kubische mehrfarbige Anzeigeelemente einer mehrfarbigen Anzeigeeinheit gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 56 ist eine Seitenansicht, die zylindrische mehrfarbige Anzeigeelemente mit einer Maske gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 57 ist eine perspektivische Ansicht, die eine mehrfarbige Anzeigeeinheit mit einer Maske gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 58 ist eine Seitenansicht, die kubische mehrfarbige Anzeigeelemente mit einer Maske gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 59 ist eine perspektivische Ansicht, die eine mehrfarbige Anzeigeeinheit mit Masken gemäß der Erfindung zeigt, die integral mit einer Basisplatte sind;

Fig. 60 ist eine Schnittansicht, die eine mehrfarbige Anzeigeeinheit gemäß der Erfindung zeigt, die im Inneren eines Gehäuses angeordnet ist;

Fig. 61 ist eine Rückansicht, die mehrfarbige Anzeigeeinheiten gemäß der Erfindung von Fig. 60 zeigt, die an einem Trägerrahmen befestigt sind;

Fig. 62 ist eine Draufsicht, die Heizdrähte zeigt, die auf einer Innenseite eines Windschirms von Fig. 60 angeordnet sind;

Fig. 63 ist eine perspektivische Ansicht, die Gehäuse gemäß der Erfindung zeigt, die an einem Trägerrahmen befestigt sind;

Fig. 64 ist eine Schnittansicht, die mehrfarbige Anzeigeeinheiten zeigt, die im Inneren der Gehäuse von Fig. 63 angeordnet sind;

Fig. 65A ist eine Rückansicht, welche die Gehäuse von Fig. 63 zeigt, die in einer Matrix auf dem Trägerrahmen angeordnet sind;

Fig. 65B ist eine Ansicht, die Montage- und Demontageprozeduren des Gehäuses von Fig. 65 zeigt;

Fig. 66 ist eine Ansicht, die eine Anordnung von kubischen rotierenden Elementen zeigt;

Fig. 67 ist eine Draufsicht, die eine Anordnung von dreieckigen rotierenden Elementen gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 68(A) bis 68(C) sind Ansichten, die Betriebsweisen des rotierenden Elementes von Fig. 67 zeigen;

Fig. 69 ist eine Seitenansicht, die eine Anordnung von pentagonalen rotierenden Elementen gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 70 ist eine Seitenansicht, die eine Anordnung von hexagonalen rotierenden Elementen gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 71(A) bis 71(E) sind Ansichten, die Betriebsweisen des rotierenden Elements von Fig. 69 zeigen;

Fig. 72(A) bis 72(F) sind Ansichten, die Betriebsweisen des rotierenden Elements von Fig. 70 zeigen; und

Fig. 73 ist eine Ansicht, die eine Anordnung von mehrfarbigen Anzeigeelementen in einer mehrfarbigen Anzeigeeinheit gemäß der Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden mehrfarbige Anzeigeelemente, mehrfarbige Anzeigeeinheiten und mehrfarbige Anzeigevorrichtungen gemäß der Erfindung detailliert erläutert.

Figur 2(A) zeigt eine große mehrfarbige Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung.

In der Figur beinhaltet eine Anzeigetafel BOD mit einer Abmessung von etwa 20 m x 10 m 80.000 Einheitsblöcke AA von jeweils 5 cm². Die Blöcke AA werden mit (X1, Y1) bis (X400, Y200) bezeichnet. Jeder Einheitsblock bildet ein Pixel und entspricht einer mehrfarbigen Anzeigeeinheit der Erfindung.

Jeder Einheitsblock AA ist in Abschnitte unterteilt, und jeder der Abschnitte beinhaltet ein mehrfarbiges Anzeigeelement 103. Das mehrfarbige Anzeigeelement 103 ist in der Lage, zum Beispiel vier Farben, wie weiß, rot, blau und grün, anzuzeigen. Jeder Einheitsblock AA beinhaltet nämlich ein Gemisch von Farben, die durch die mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 angezeigt werden.

In Fig. 2(B) ist jeder Einheitsblock AA in neun Abschnitte unterteilt, die jeweils das mehrfarbige Anzeigeelement 103 besitzen. Die Abmessung jedes Einheitsblocks AA beträgt etwa 5 cm x 5 cm, so daß die Fläche jedes mehrfarbigen Anzeigeelements 103 etwa 5 mm² bis 13 mm² beträgt.

Die neun mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 sind in einer Matrix auf einer Hauptplatine 101 angeordnet, die als ein Trägerelement dient. Der Einheitsblock AA, der die neun mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 beinhaltet, welche die Farbe des Einheitsblocks bestimmen, bildet eine mehrfarbige Anzeigeeinheit 200.

In Fig. 3 beinhaltet jedes mehrfarbige Anzeigeelement 103 einen kompakten Schrittmotor 102 und ein zylindrisches oder polyedrisches rotierendes Element 100. Das rotierende Element 100 ist an einer rotierenden Welle 104 des Schrittmotors 102 befestigt. Eine Trägerplatte 105 ist an einem rückwärtigen Ende des Schrittmotors 102 befestigt und wird in einen auf der Hauptplatine 101 ausgebildeten Schlitz gedrückt.

Der Schrittmotor 102 kann ein von Seiko Epson Co. hergestellter Schrittmotor STP-10S sein. Dieser Schrittmotor weist einen Außendurchmesser und ebenso eine Länge von etwa 10 mm auf, so daß er auf diese Ausführungsform zufriedenstellend anwendbar ist. Da dieser Schrittmotor einen Antriebswinkel von 18 Grad pro Impuls liefert, müssen fünf Impulse an den Schrittmotor angelegt werden, wenn er in dieser Ausführungsform verwendet wird. Dies kann durch einen elektrischen Schaltkreis erreicht werden. Es ist möglich, einen 4-Pol-Schrittmotor zu bilden, der 90 Grad pro Impuls dreht.

Das rotierende Element 100 besteht zum Beispiel aus Harz, wie Kunststoff, und ist in einer quaderförmigen oder zylindrischen Gestalt mit einem geschlossenen Ende geformt. Das geschlossene Ende besitzt eine mittige Öffnung, in welche die rotierende Welle 104 des Schrittmotors 102 einpaßt ist. Demgemäß ist das rotierende Element 100 von dem Schrittmotor 102 drehbar gehalten. Der Schrittmotor 102 ist in einem hohlen Bereich des rotierenden Elements 100 aufgenommen und versteckt.

Das rotierende Element 100 weist getrennte Oberflächenbereiche auf, die in verschiedenen Farben gefärbt sind, um unabhängig angezeigt zu werden.

In Fig. 4 ist das rotierende Element 100 zylindrisch mit rechtwinkligen Oberflächenbereichen P1, P2, P3 und P4, die in verschiedenen Farben gefärbt sind.

In Fig. 3 ist die Hauptplatine 101 mit den mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 vorzugsweise im Inneren eines abgedichteten Gehäuses 106 mit einer transparenten Frontplatte und einer Rückwand 106A angeordnet.

Der Schrittmotor 102 dreht jedesmal um 90 Grad, so daß die Farbbereiche des mehrfarbigen Anzeigeelements 103 aufeinanderfolgend nach vorne orientiert sind. Die vier Farbbereiche des rotierenden Elements 100 sind zum Beispiel weiß (W), rot (R), grün (G) und blau (B) gefärbt, und eine dieser Farben wird gemäß der Drehung des rotierenden Elements 100, das durch den Schrittmotor 102 angetrieben wird, angezeigt.

In Fig. 2(B) zeigen die rotierenden Elemente 100 normalerweise verschiedene und mit W, R, G und B bezeichnete Farben an, und die mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 als Ganzes liefert ein Gemisch der Farben.

In Fig. 2(B) bilden die neun mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 ein Pixel, d.h. eine mehrfarbige Anzeigeeinheit 200. Dies bedeutet, daß jedes Pixel der mehrfarbigen Anzeigetafel BOD 4&sup9; Farbgemische bereitstellen kann. Dies entspricht 4H9 = 12C9 = 220 Farbkombinationen. Im Vergleich zu den vier Hauptfarben, die von dem herkömmlichen Anzeigeelement verwendet werden, das einem Pixel entspricht, kann die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung mehr Farben einschließlich Zwischenfarben anzeigen.

Die Figuren 5(A) bis (F) zeigen einen Farbmischeffekt der mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 der Erfindung. In Fig. 5(A) zeigen alle mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 der mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 rot (R) an. Dieses Rot wechselt über die Fig. 5(B) bis 5(E) hinweg allmählich zu weiß (W) in Fig. 5(F). Figur 5(B) beinhaltet lediglich ein Weiß (W), so daß die mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 ein leicht weißliches Rot bereitstellen kann, wenn es aus der Entfernung betrachtet wird. Die Figuren 5(C) und 5(D) können pink beziehungsweise eine rötliche Farbe bereitstellen, und Fig. 5(E) ein leicht rötliches Weiß. Es sind auch weitere Kombinationen von Farben möglich.

Die Ausführungsform liefert optionale Kombinationen der vier Farben ebenso wie verschiedene diagonale und kreisförmige Linien mit Grenzlinien 168 und 169, wie in den Fig. 5(C) und 5(D) gezeigt. Wenn die mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 ein Gemisch von Farben anzeigt, können weiß (W) und rot (R), die in den Fig. 5(B) und 5(E) gezeigt sind, in Mittelpunkten 171 und 172 anstatt Ecken 170 und 173 angezeigt werden.

Einschließlich positionsmäßiger Unterschiede bei der Berechnung von Permutationen mit den neun rotierenden Elementen 100, die jeweils vier Farben aufweisen, gibt es 262.144 Farbkombinationen, und bei Ausschließen der positionsmäßigen Unterschiede gibt es 220 Farbkombinationen.

Die mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 in jeder mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 können unterschiedliche Kombinationen von Farben aufweisen. Zum Beispiel weisen einige R, G, B und W auf, und andere weisen R, G, Y (gelb) und BL (schwarz) auf. Diese Anordnung liefert mehr Farben.

Wenn in jeder mehrfarbigen Anzeigeeinehit 200 16 (4 x 4) mehrfarbige Anzeigeelemente 103 eingebaut sind, liefert sie 4¹&sup6; = 4,3 x 10&sup9; Farbpermutationen und 4H16 = 19C16 = 969 Farbkombinationen. Wenn in jeder mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 25 (5 x 5) mehrfarbige Anzeigeelemente 103 eingebaut sind, liefert sie 4²&sup5; = 1,125 x 10¹&sup5; Farbpermutationen und 4H25 = 20C25 = 3.276 Farbkombinationen. Auf diese Weise kann die Erfindung feine Zwischenfarben anzeigen, die durch die herkömmliche Technik unerreichbar sind.

In den Fig. 2(B) und 3 sind die rotierenden Wellen 104 von jeder Zeile der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 in jeder mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 auf der Hauptplatine 101 axial ausgerichtet. Gemäß dieser Anordnung wird den mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 nur ermöglicht, sich gleichzeitig zu bewegen, wenn eine Lücke W (Fig. 2(B)) zwischen benachbarten Zeilen der rotierenden Elemente 100 größer als ein vorgegebener Wert ist, der relativ groß ist.

Wenn das rotierende Element 100 mit einer quaderförmigen Gestalt gedreht wird, beschreibt eine Ecke des Quaders einen maximalen Kreis. Wenn die rotierenden Elemente 100 der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 in einer mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 gleichzeitig gedreht werden, muß die Lücke W groß sein. Die große Lücke W verschlechtert einen Aperturfaktor der Einheit 200. Die Lücke W muß daher so klein wie möglich sein. Um die Lücke zu minimieren, besteht die übliche Technik darin, jede zweite Zeile der rotierenden Elemente 100 gleichzeitig zu drehen. Dies kann die Lücke W in einem Ausmaß verringern, das nur die Drehung von einer der benachbarten zwei Reihen der rotierenden Elemente 100 erlaubt.

Figur 6 zeigt eine mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 gemäß der Erfindung. In die mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 sind mehrfarbige Anzeigeelemente 103 eingebaut, die ohne Verschlechterung des Aperturfaktors gleichzeitig gedreht werden können. Rotierende Wellen von benachbarten mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 sind orthogonal orientiert, so daß rotierende Seiten der benachbarten Elemente einander nicht zugewandt sind. Gemäß dieser Anordnung kann eine Lücke zwischen den benachbarten mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 so eingestellt werden, daß die Drehung eines der rotierenden Elemente 100 der benachbarten mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 erlaubt ist. Der Aperturfaktor dieser Ausführungsform ist der gleiche wie jener der Ausführungsform von Fig. 2. Mit dem gleichen Aperturfaktor können alle mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 von Fig. 6 gleichzeitig drehen, ohne eine Wechselwirkung zu erzeugen.

Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

In dieser Ausführungsform ist eine mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 durch Anordnen von 9 (3 x 3) mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 auf einer Hauptplatine 101 gebildet, und des weiteren ist eine Mehrzahl (zum Beispiel 4 (2 x 2)) der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 auf einem gemeinsamen Trägerrahmen (nicht gezeigt) angeordnet, um eine zusammengesetzte mehrfarbige Anzeigeeinheit 250 zu bilden, d.h. eine mehrfarbige Anzeigevorrichtung 300, die im folgenden erläutert wird, und sie ist in einem geschlossenen Gehäuse 106 aufgenommen.

Diese Anordnung, bei der die zusammengesetzte mehrfarbige Anzeigeeinheit 250 eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeelemente 200 beinhaltet, die in dem geschlossenen Gehäuse 106 enthalten sind, vereinfacht die Arbeit des Installierens der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 auf einer Anzeigetafel, wie einer in Fig. 2(A) gezeigten. Die Anzahl der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200, die auf der gleichen Hauptplatine 101 angeordnet sind, ist nicht speziell beschränkt.

Die Figuren 8 und 9 zeigen ein mehrfarbiges Anzeigeelement gemäß der Erfindung.

Ein laminiertes Substrat 501 bildet einen Teil eines Trägerelements. Das laminierte Substrat 501 beinhaltet eine Leiterplatte 502 und eine magnetische Platte 503, die aneinander geklebt sind. Ein Ende der Leiterplatte 502 ist länger als jenes der magnetischen Platte 503, und der längere Teil der Leiterplatte 502 ist in einen auf der Hauptplatine 101 ausgebildeten Schlitz eingesetzt. Die Hauptplatine 101 besitzt eine Schaltkreisstruktur 101A, und die Leiterplatte 502 besitzt eine Schaltkreisstruktur 502A. Diese Schaltkreisstrukturen 101A und 502A sind durch eine Lötverbindung 101B elektrisch miteinander verbunden. Die laminierte Platte 501 ist somit mechanisch an der Hauptplatine 101 bfestigt.

Die Leiterplatte 502 weist eine relativ große Öffnung 504 auf, um die magnetische Platte 503 dort freizulegen, wo eine Lageröffnung 505 ausgebildet ist. Entlang eines Kreises, der konzentrisch mit der Lageröffnung 505 ist, sind vier Erregerspulen 506A, 506B, 506C und 506D angeordnet. Anschlüsse 506T der Erregerspulen 506A bis 506D sind an Durchkontaktlöchern angebracht, die in der Leiterplatte 502 ausgebildet sind. Da die Anschlüsse 506T an den Durchkontaktlöchern angebracht sind und da sie miteinander verlötet sind, sind die Erregerspulen 506A bis 506D mit der Schaltkreisstruktur 502A der Leiterplatte 502 elektrisch verbunden und mit der Leiterplatte 502 mechanisch verbunden.

Die magnetische Platte 503 dient als Trägerplatte, um die oben erwähnten Komponenten zu tragen.

Ein magnetischer Kern 507 ist in einer mittigen Öffnung von jeder der Erregerspulen 506A bis 506D eingesetzt. Ein Ende des magnetischen Kerns 507 ist durch die Leiterplatte 502 hindurchgeführt und an der magnetischen Platte 503 angebracht. Demgemäß ist jeder magnetische Kern 507 mit der magnetischen Platte 503 magnetisch verbunden. Ein freies Ende jedes magnetischen Kerns 507 erstreckt sich orthogonal zu dem magnetischen Kern 507, wodurch ein Stator 508 gebildet wird.

Jeder Stator 508 ist in einem Bogen gebildet, und vier Statoren 508 sind in einem Ring angeordnet, wie in Fig. 9 gezeigt. Ein magnetischer Spalt GCP ist zwischen benachbarten Statoren 508 ausgebildet (Fig. 9,10 und 12). Die Statoren 508 umgeben ein kreisförmiges Gebiet, in dem ein Permanentmagnet 509 drehbar von einer rotierenden Welle 511 gehalten ist.

Die rotierende Welle 511 ist eine Kombination aus verschiedenem Material. Die rotierende Welle 511 beinhaltet nämlich Drehgelenke 511A und 511B, die auf und unter dem Permanentmagneten 509 angeordnet sind. Enden der Drehgelenke S11A und 511B bestehen aus Metall. Ein Ende des Drehgelenks 511A ist integral in ein Wellenelement 511C aus Harz eingesetzt. Das Wellenelement 511C weist einen Flansch auf, der gebogen ist, um einen zylindrischen Bereich 511D zu bilden. Der Permanentmagnet 509 ist in den zylindrischen Bereich 511D gedrückt.

Das Drehgelenk 511B ist in eine mittige Öffnung eins Harzscheibenelements 511E eingesetzt, das in den zylindrischen Bereich 511D gedrückt ist, so daß die Drehgelenke 511A und 511B koaxial zueinander sind. Das andere Ende des Drehgelenks 511B ist von einer Lageröffnung 513 gehalten, die auf einem Trägerelement 512 ausgebildet ist. Das Trägerelement 512 ist gebogen, und ein Ende desselben ist an der magnetischen Platte 503 befestigt.

Ein offenes Ende des zvlindrischen Bereichs 511D ist orthogonal zu der rotierenden Welle 511 gebogen, und der Rand des gebogenen Endes ist an einem rotierenden Element 100 befestigt. Es ist bevorzugt, das rotierende Element 100, das Wellenelement S11C und den zylindrischen Bereich 511D mit dem gleichen Harzmaterial integral zu bilden.

Das Drehgelenk 511B der rotierenden Welle 511 ist von dem Lager 513 des L-förmigen Trägerelements 512 gehalten, das von der magnetischen Platte 503 gehalten ist. Diese Konfiguration beschränkt die Erfindung nicht. Zum Beispiel kann nur ein Ende der rotierenden Welle 511 an dem Trägerelement 503 befestigt sein.

Das rotierende Element 100 besitzt eine quaderförmige Gestalt mit vier Seiten, die weiß (W), rot (R), grün (G) beziehungsweise blau (B) gefärbt sind.

In Fig. 10 sind die Erregerspulen 506A und 506C seriell verbunden, und die Erregerspulen 506B und 506D sind seriell verbunden. Diese Spulen werden durch einen Ansteuerschaltkreis erregt, der in Fig. 11 gezeigt ist. Diese Figur zeigt einen Ansteuerschaltkreis, der einen Satz der Erregerspulen 506A und 506C oder 506B und 506D ansteuern kann. In der Praxis werden zwei Ansteuerspulen hergestellt, wie in Fig. 18 gezeigt.

Der Ansteuerschaltkreis von Fig. 11 führt einem Satz der Erregerspulen 506A und 506C oder 506B und 506D positive und negative Erregerströme +I und -I zu. Es ist daher möglich, durch aufeinanderfolgendes Umschalten der Richtung der Ströme, die den seriell verbundenden Erregerspulen zugeführt werden, aufeinanderfolgend magnetische Pole N1, S1, N2 und S2 in den Statoren 508 zu erzeugen, wie in den Fig. 12(A) bis 12(D) gezeigt. Hierbei werden die magnetischen Pole N1 und S1 durch die seriell verbundenen Erregerspulen 506A und 506C erzeugt, und die magnetischen Pole N2 und S2 werden durch die seriell verbundenen Erregerspulen 506B und 506D erzeugt. Gemäß diesen magnetischen Polen N1, S1, N2 und S2 sind die magnetischen Pole N und S des Permanentmagneten 509 so angeordnet, wie in den Fig. 12(A) bis 12(D) gezeigt.

Wenn eine Kombination der Erregerströme die Drehposition des Permanentmagneten 509 bestimmt, ist die Farbe des mehrfarbigen Anzeigeelements 103 festgelegt. Von einer Pfeilmarkierung LOK aus gesehen, zeigt Fig. 12(A) weiß (W), Fig. 12(B) blau (B), Fig. 12(C) grün (G) und Fig. 12(D) rot (R).

Die magnetischen Pole N1, S1. N2 und S2 werden durch die Statoren 508 nur während der Drehung des mehrfarbigen Anzeigeelements 103 erzeugt. Wenn das mehrfarbige Anzeigeelement 103 eine Zielposition erreicht, können die magnetischen Pole N1, S1, N2 und S2 verschwinden. Demgemäß können die Erregerströme, die den Erregerspulen 506A bis 506D zugeführt werden, Impulsströme sein. Während eines stationären Zustands sind die Erregerströme jeweils null. Selbst wenn die Erregerströme null sind, wird das mehrfarbige Anzeigeelement 103 durch eine magnetische Kraft des Permanentmagneten 509 in Position gehalten. Das mehrfarbige Anzeigeelement 103 ist nämlich stabilisiert, wenn die magnetischen Pole N und S des Permanentmagneten 509 in den magnetischen Spalten GCP zwischen den benachbarten Statoren 508 positioniert sind.

Das Weiß (W) von Fig. 12(A) kann zu grün (G) von Fig. 12(C) wechseln, oder blau (B) von Fig. 12(B) kann zu rot (R) von Fig. 12(D) wechseln. Auf diese Weise kann das mehrfarbige Anzeigeelement 103 optional um 90 Grad oder 180 Grad gedreht werden.

Die Figuren 13(A), 13(B) und 14 zeigen Modifikationen der Statoren 508. In den Fig. 13(A) und 13(B) besitzt jeder Stator 508 vorstehende Enden 508A, die in Richtung des Permanentmagneten 509 orientiert sind. Diese vorstehenden Enden 508A verstärken die magnetische Kraft zum Halten des Permanentmagneten 509 während eines stationären Zustands.

Figur 14 zeigt einen Stator 508 mit einem vertieften Ende 508B. Dieses vertiefte Ende 508B beschränkt die Drehrichtung des Permanentmagneten 509, wenn er um 180 Grad dreht. Um vom Zustand von Fig. 12(A) in den Zustand von Fig. 12(C) zu wechseln, werden die Statoren 508 erregt, wie in Fig. 12(C) gezeigt, wobei sich der Permanentmagnet 509 in der Position von Fig. 12(A) befindet. In diesem Fall ist es nicht leicht zu bestimmen, ob der Permanentmagnet 509 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird.

Im allgemeinen bestimmt ein magnetisches Ungleichgewicht in den magnetischen Polen N1, S1, N2 und S2, die durch die Statoren 508 erzeugt werden, die Drehrichtung des Permanentmagneten 509, um eine Drehung um 180 Grad zu erzielen. Wenn die magnetischen Pole N1, S1, N2 und S2 der Statoren 508 perfekt ausgeglichen sind, ist die Drehrichtung des Permanentmagneten 509 nicht festgelegt, und daher wird die Drehung um 180 Grad niemals erreicht. Demgemäß bewirken die Statoren 508 von Fig. 14 im voraus magnetische Ungleichgewichte an den Enden der Statoren 508, um die Drehrichtung des Permanentmagneten 509 einzuschränken, wenn er um 180 Grad dreht.

Um die Drehrichtung einzuschränken. ist es möglich, eine Phasendifferenz, eine Impulsbreitendifferenz oder eine Impulsamplitudendifferenz in den Impulserregerströmen zu erzeugen, die den seriell verbundenen Erregerspulen 506A und 506C oder 506B und 506D zugeführt werden.

In den Fig. 8 und 9 ist ein mehrfarbiges Anzeigeelement 103 auf einem laminierten Substrat 501 montiert. In Fig. 15 ist eine Mehrzahl von mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 auf einem laminierten Substrat 501 angeordnet, um eine mehrfarbige Anzeigeeinheit 220 zu bilden. Die mehrfarbige Anzeigeeinheit 220 von Fig. 15 beinhaltet drei mehrfarbige Anzeigeelemente 103, die auf dem gleichen laminierten Substrat 501 angeordnet sind. Ein Spalt W zwischen benachbarten mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 ist so festgelegt, daß nur einem der benachbarten mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 ermöglicht wird, sich zu drehen.

Die Figuren 16 und 17 zeigen eine mehrfarbige Anzeigeeinheit 200, welche die mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 von Fig. 15 beinhaltet, aufgenommen in einem gemeinsamen abgedichteten Gehäuse 106. Das Gehäuse 106 isoliert die mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 gegen von außen kommenden Staub, Feuchtigkeit, Wind etc., um die Lebensdauer der rotierenden Elemente 100 zu verlängern. Das Gehäuse 106 kann aus Harz oder Glas bestehen. Alternativ kann eine Frontseite des Gehäuses 106 aus Glas bestehen, und andere Teile können aus Keramik oder anderem organischem Material bestehen. Das Gehäuse 106 kann hermetisch abgedichtet und evakuiert sein. Wenn das Gehäuse 106 evakuiert ist, wird der Luftwiderstand gegen die Bewegung jedes rotierenden Elements 100 reduziert, um eine schnelle Reaktion zu erreichen. Das evakuierte Gehäuse 106 verhindert außerdem die Verdampfung von Öl um rotierende Teile herum, ein Eindringen von Feuchtigkeit und atmosphärische Wärmeleitung.

Figur 17 zeigt ein Beispiel für eine Packung eines IC 515 zur Steuerung der mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200. Der IC 515 ist an die auf der Rückseite der Hauptplatine 101 ausgebildete Schaltkreisstruktur 101A gelötet. Der IC 515 erzeugt eine Menge Wärme, da er einen Schaltkreis beinhaltet, um den Erregerspulen 506A bis 506D der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 Erregerströme zuzuführen. Um die Wärme abzustrahlen, sind Strahlungsplatten 516 und 517 über dem IC 515 angeordnet, und diese Strahlungsplatten werden bei Bedarf an einer Rückwand 106A des Gehäuses 106 angebracht, um Wärme in den Außenraum des Gehäuses 106 abzuführen Vier Anschlüsse 518, 519, 521 und 522 erstrecken sich von der Hauptplatine 101 aus. Diese Anschlüsse 518, 519, 521 und 522 sind zum Beispiel ein Masseanschluß, ein Leistungsversorgungsanschluß, ein Signalanschluß und ein Steueranschluß Der IC 515 arbeitet in Reaktion auf Eingangssignale zu den Anschlüssen 518, 519, 521 und 522, um die jeweihgen rotierenden Elemente 100 in optionale Positionen zu drehen.

In Fig. 17 ist ein Heizer 523 in einem unteren Teil der Rückseite einer Frontplatte des Gehäuses 106 angeordnet und mit dem Leistungsversorgungsanschluß 519 und dem Masseanschluß 518 über einen Halbleiterschalter verbunden. Wenn erforderlich, wird der Halbleiterschalter in Reaktion auf ein Steuersignal auf AN geschaltet, um eine Anzeigeoberfläche zu erwärmen, um Schnee etc. auf der Anzeigeoberfläche zu schmelzen.

Der IC 515 kann auf der Hauptplatine 101 gemäß Packungstechniken wie DIP, QFP, Flip-Chip-Montage, Chip-Bonden, Mini-Mod, Gesicht nach unten etc. angeordnet werden. Die mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 ist in dem abgedichteten Gehäuse 106 derart aufgenommen, daß sie nach einer Anbringung auf einer großen Anzeigetafel BOD leicht ersetzt und gewartet werden kann.

Bisher wurden die Strukturen der großen mehrfarbigen Anzeigevorrichtungen, mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 und mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 erläutert. In den Erläuterungen war das rotierende Element 100 zwecks Einfachheit quaderförmig. Das rotierende Element 100 kann ein dreieckiges Rohr zur Bereitstellung von drei Farben, ein pentagonales Rohr zur Bereitstellung von fünf Farben, ein Zylinder etc. sein. Wenn das rotierende Element 100 ein Zylinder ist, kann eine Mehrzahl der rotierenden Elemente 100 dicht beinander angeordnet sein, um den Aperturfaktor der mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 zu verbessern.

Es wird ein elektrisches Steuersystem der großen mehrfarbigen Anzeigevorrichtung 300 erläutert. Das mehrfarbige Anzeigeelement 103 mit vier Anzeigefarben kann durch ein digitales 2-Bit-Signal gesteuert werden.

Figur 18 zeigt einen Ansteuerschaltkreis, der vier Farben gemäß einem digitalen 2- Bit-Signal steuert. Ein Seriell-Parallel-Wandler (nicht gezeigt) empfängt ein 2-Bit- Farbsignal 602 und wandelt es in ein paralleles Signal um. Ein 2-Bit-4-Bit-Wandler 601 empfängt das umgewandelte 2-Bit-Farbsignal 602 und einen Ausblendimpuls 603, und liefert, während der Ausblendimpuls 603 zum Beispiel auf einem logischen H-Pegel liegt, über Ausgangsanschlüsse TA, TB, TC und TD ein 4-Bit-Signal.

Wenn das 2-Bit-Farbsignal 602 "0, 0" ist, liefern die Ausgangsanschlüsse TA bis TD ein 4-Bit-Signal von zum Beispiel "1010". Demgemäß fließt ein Erregerstrom IA durch die seriell verbundenen Erregerspulen 506A und 506C und ein Erregerstrom IC durch die seriell verbundenen Erregerspulen 506B und 506D während einer Zeitspanne, die der Impulsbreite des Ausblendimpulses 603 entspricht. Als ein Ergebnis zeigt das mehrfarbige Anzeigeelement 103 zum Beispiel weiß (W) an.

Wenn das 2-Bit-Farbsignal 602 "0,1" ist, liefern die Ausgangsanschlüsse TA bis TD ein 4-Bit-Signal von zum Beispiel "1001". Demgemäß fließt der Erregerstrom IA durch die seriell verbundenen Erregerspulen 506A und 506C und ein Erregerstrom ID durch die seriell verbundenen Erregerspulen 506B und 506D während einer Zeitspanne, die der Impulsbreite des Ausblendimpulses 603 entspricht. Als ein Ergebnis zeigt das mehrfarbige Anzeigeelement 103 zum Beispiel blau (B) an.

Wenn das 2-Bit-Farbsignal 602 "1, 0" ist, liefern die Ausgangsanschlüsse TA bis TD ein 4-Bit-Signal von zum Beispiel "0110". Demgemäß fließt ein Erregerstrom IB durch die seriell verbundenen Erregerspulen 506A und 506C und der Erregerstrom IC durch die seriell verbundenen Erregerspulen 506B und 506D während einer Zeitspanne, die der Impulsbreite des Ausblendimpulses 603 entspricht. Als ein Ergebnis zeigt das mehrfarbige Anzeigeelement 103 zum Beispiel grün (G) an.

Wenn das 2-Bit-Farbsignal 602 "1, 1" ist, liefern die Ausgangsanschlüsse TA bis TD ein 4-Bit-Signal von zum Beispiel "0101". Demgemäß fließt der Erregerstrom IB durch die seriell verbundenen Erregerspulen 506A und 506C und der Erregerstrom ID durch die seriell verbundenen Erregerspulen 506B und 506D während einer Zeitspanne, die der Impulsbreite des Ausblendimpulses 603 entspricht. Als ein Ergebnis zeigt das mehrfarbige Anzeigeelement 103 zum Beispiel rot (R) an.

Figur 19 zeigt die Farbsignale 602, die zu einer großen mehrfarbigen Anzeigevorrichtung 300 übertragen werden.

In der Figur sind XN und YM Adressensignale, die jeweiligen mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 zugewiesen sind, die an Pixelpositionen der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung angeordnet sind. Gemäß der Ausführungsform von Fig. 2 kann N eine Zahl von 1 bis 400 und M eine von 1 bis 200 sein. In diesem Fall kann jede Adresse X neun Bit und jede Adresse Y acht Bit umfassen. Ein Signal für eine Adresse (X, Y) kann daher 17 Bit umfassen.

In Fig. 20 sind in jeder mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 neun mehrfarbige Anzeigeelemente 103 eingebaut, die durch Adressen (x1, y1) bis (x3, y3), die jeweils vier Bit umfassen, adressiert sind.

Das Farbsignal 602 wird jedem der Adressensignale (x1, y1) bis (x3, y3) folgend übertragen, die den mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 zugewiesen sind. Insgesamt kann jede mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 ein Signal von 71(17 + 9 x 6 = 71) Bit empfangen.

Figur 21 zeigt einen Viedeosignalgenerator zur Erzeugung der Adressensignale (XN, YM) und (xn, ym) und der Farbsignale 602, wie in Fig. 19 gezeigt.

Der Videosignalgenerator beinhaltet Videosignalquellen 340 und 341, eine n-Farben- Trennsteuereinheit, einen (XN, YM) Adressengenerator 343, einen (xn, ym)-Adressen generator 344, einen Farbsignalgenerator 345, einen Parallel-Seriell-Wandler 346 und einen Busleitungssignalausgangsteil 347.

Die Videosignalquelle 340 kann ein Fernsehsignalgenerator sein, wie eine Fernsehkamera oder ein VTR. Die andere Videosignalquelle 341 kann eine Bildleseeinheit sein, wie ein Bildscanner.

Videosignale, die von den Videosignalquellen 340 und 341 bereitgestellt werden, werden der n-Farben-Trennsteuereinheit 342 zugeführt, welche die Videosignale in eine Mehrzahl von Einheitsblöcken trennt, die jeweils einer mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 entsprechen. Diese Trennung kann bewerkstelligt werden, indem die Videosignale in einen Bildspeicher geholt werden und indem den Einheitsblöcken, die den mehr farbigen Anzeigeeinheiten 200 entsprechen, Adressenbereiche des Speichers zugewiesen werden.

Die Videosignale, die in die Adressenbereiche des Bildspeichers getrennt werden, werden gemittelt, um jeweils mittlere Farben für die Adressenbereiche zu liefern. Dies bedeutet, daß, wenn jede mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 9 (3 x 3) mehrfarbige Anzeigeelemente 103 beinhaltet, eine von 220 Farben für den entsprechenden Adressenbereich der mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 ausgewählt wird.

Nach der Bestimmung der von den mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 anzuzeigenden Farben erzeugt der (XN, YM)-Adressengenerator 343 ein Adressensignal für jede mehrfarbige Anzeigeeinheit 200. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt der (xn, ym)-Adressengenerator 344 Adressensignale (xn, ym) für die mehrfarbigen Anzeigeelemente 103, die in einer entsprechenden mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 enthalten sind. Außerdem nimmt der Farbsignalgenerator 345 von einer Tabelle von durch die mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 anzuzeigenden Farbkombinationen ein 2-Bit-Farbsignal 602 für jedes mehrfarbige Anzeigeelement 103 auf, um eine der 220 Farben anzuzeigen. Das Farbsignal und das von dem (xn, ym)-Adressengenerator 344 erzeugte, entsprechende Adressensignal (xn, ym) werden zu dem Parallel-Seriell-Wandler 346 übermittelt.

Der Parallel-Seriell-Wandler 346 wandelt das Parallelsignal in ein serielles Signal um, das dem Busleitungssignalausgangsteil 347 zugeführt wird. Der Busleitungssignalausgangsteil 347 verstärkt das serielle Signal geeignet und führt das Signal einem Ausgangsanschluß 348 zu. Gleicheitig führt der Wandler 346 einem Ausgangsanschluß 349 ein Steuersignal, wie ein Taktsignal und einen Ausblendimpuls, zu.

Figur 22 zeigt einen Trickbildanzeigeschaltkreis. Dieser Schaltkreis tastet intermittierend ein Hochgeschwindigkeitssignal, wie ein Fernsehsignal, ab und liefert ein Videosignal mit kleiner Geschwindigkeit, das als Trickbilder auf der großen mehrfarbigen Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung angezeigt werden kann. Der Schaltkreis speichert zeitweilig Einzelbilder, die zur Anzeige von Trickbildern notwendig sind, in einem Speicher und sendet die Bilder mit einer wählbaren Geschwindigkeit aus.

Ein Eingangsanschluß 358 ist zum Beispiel mit dem Ausgangsanschluß 348 von Fig. 21 verbunden. Ein Eingangssignal in den Eingangsanschluß 358 wird durch einen Busleitungssignaleingangsteil 361 geformt und einer CPU 362 zugeführt. Ein Eingangsanschluß 359 ist zum Beispiel mit dem Steuerausgangsanschluß 349 von Fig. 21 verbunden. Ein Eingangssignal in den Eingangsanschluß 359 wird durch einen Steuerschaltkreis 364 in ein Taktsignal, ein Adressensignal und ein Datensignal getrennt und der CPU 362 zugeführt.

Die CPU 362 ist mit einem ROM 369 und einem Taktschaltkreis 370 verbunden. Die CPU 362 wandelt das Eingangsvideosignal in eine Sequenz von Bits um, die leicht in einer Gruppe von Speichern gespeichert werden, und wählt Einzelbilder aus, die zu überspringen sind. Ausgangsbits der CPU 362 werden zeitweilig in den geeigneten Aufzeichnungsmitteln. wie einem RAM 371, einer Diskette 372, einer Festplatte 373 und einer Laserdiskette 374, gespeichert. Die gespeicherten Daten werden bei Bedarf ausgelesen.

Eine Steuereinheit 381 steuert das Lesen einer Bitsequenz. Ein Busleitungssignalausgangsschaltkreis 382 verstärkt das Lesesignal und führt einem Ausgangsanschluß 383 zum Beispiel ein R5232C-Signal zu. Gleichzeitig stellt der Busleitungssignalausgangsschaltkreis 382 einen Steuerausgangsanschluß 385 bereit, wobei ein Steuersignal einen Taktimpuls beinhaltet, der zur Bestimmung einer Bitkonfiguration des Ausgangs signals verwendet wird.

Um Trickbilder anzuzeigen, müssen Farbsignale mit hoher Geschwindigkeit übertragen werden. Zu diesem Zweck können 400 Ausgangsanschlüsse 383, die den X-Adressen entsprechen, am Busleitungssignalausgangsschaltkreis 382 erzeugt werden, um Farbdaten in Y-Richtung für jeden der 400 Ausgangsanschlüsse zu übertragen. Diese Anordnung kann die Signalübertragungsgeschwindigkeit etwa 400fach verbessern. In diesem Fall sind die Adressensignale (XN, YM) erforderlich, um 200 Stück der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 in y-Richtung voneinander zu unterscheiden, so daß jedes der Adressensignale (XN, YM) 8 Bit umfassen kann. Demgemäß ist die Anzahl von Bits des seriellen Signals von Fig. 19 62 (8 + 6 x 9 = 62).

Gemäß der Erfindung wird zu jeder mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 ein Farbsignal zur Spezifizierung von zum Beispiel 220 Farben übertragen. Um 220 Farben zu spezifizieren, kann das Farbsignal 8 Bit umfassen. Wenn lediglich ein Signalpfad verwendet wird, um serielle Signale für die 80.000 mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung der Erfindung zu übertragen, umfaßt jedes Adressensignal (XN, YM) 17 Bit, und das Farbsignal umfaßt 8 Bit zur Spezifizierung von 220 Farben.

Jede der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 dekodiert das übertragene 8-Bit-Farbsignal und wandelt es unter Verwendung einer Umwandlungstabelle in ein (2x9)-Bit-Signal um, um Farben zu spezifizieren, die von den neun mehrfarbigen Anzeigeelementen der mehrfarbigen Anzeigeeinheit anzuzeigen sind. Gemäß diesem Signalübertragungsverfahren wird jeder der 80.000 mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 das 25-Bit(17 + 8 = 25)-Signal zugeführt.

Figur 23 zeigt einen IC, der in jeder mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 angeordnet ist. Ein Eingangsanschluß 401 ist mit dem Ausgangsanschluß 348 oder 383, wie in den Fig. 21 und 22 gezeigt. über eine Busleitung, wie ein Koaxialkabel, verbunden, um die Farbsignale 602 mit den Adressensignalen zu empfangen, wie in Fig. 19 gezeigt. Ein Eingangspuffer 402 formt die Eingangssignale und führt sie einem Schieberegister 404 zu, das serielle Bits speichert. Andererseits ist ein Steuereingangsanschluß 407 mit dem Steuerausgangsanschluß 349 oder 385 der Fig. 21 und 22 durch ein Koaxialkabel verbunden, um das Taktsignal und ein Unterscheidungssignal zu empfangen, das zum Trennen der Adressensignale und Farbsignale 602 von Fig. 19 voneinander verwendet wird.

Eine Steuereinheit 408 läßt einen Taktschaltkreis 409 einen Taktimpuls erzeugen, und das Schieberegister 404 führt einem (XN, YM)-Adressenzwischenspeicher 410 eine Adresse (XN, YM) zu. Ein Koinzidenzschaltkreis 414 vergleicht die von dem Zwischenspeicher 410 gespeicherte Adresse mit einer in einem EEPROM 411 gespeicherten spezifischen Adresse. Wenn diese Adressen miteinander übereinstimmen, werden die folgenden Adressen (xn, ym) und Farbdaten hereingenommen, und wenn sie nicht miteinander übereinstimmen, wi rd das Schieberegister 404 zurückgesetzt.

Das EEPROM 411 ist ein Festspeicher zum Speichern einer Adresse, die für die entsprechende mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 spezifisch ist, so daß er auch ein ROM, EPROM, MONOS (ein elektrisch beschreib- und löschbarer Halbleiterspeicher) oder eine gelötete Verdrahtung sein kann. Hinsichtlich Reparatur und Ersetzung ist ein EEPROM oder MONOS bevorzugt, da er ohne weiteres neu beschrieben werden kann.

Wenn der Koinzidenzschaltkreis 414 eine Übereinstimmung der Adresse (XN, YM) feststellt, läßt die Steuereinheit 408 einen (xn, ym)-Adressenzwischenspeicher 418 die Adresse eines mehrfarbigen Anzeigeelements 103 zwischenspeichern. Gleichzeitig puffert ein Farbanzeigesignalzwischenspeicher 420 Farbdaten. Die Zwischenspeicher 418 und 420 steuern einen Treiberteil 422 eines mehrfarbigen Anzeigeelements gemäß dem Adressen- und Farbsignal 602 an.

Auf diese Weise werden die Farbsignaldaten des übertragenen ursprünglichen Bildes durch die Empfängerseite dekodiert und zur Wiedergabe des ursprünglichen Bildes verwendet.

Gemäß dieser Ausführungsform zeigt jedes mehrfarbige Anzeigeelement 103 vier Farben an, und jede mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 beinhaltet eine Mehrzahl von mehrfarbigen Anzeigeelementen 103. Demgemäß ist jede mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 in der Lage, ein Gemisch der xy-ten Leistung der vier Farben, d.h. der 4ten, 9ten, 16ten, 25ten,... Leistung der vier Farben, anzuzeigen. Als ein Ergebnis sind Pixel, die jeweils die mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung der Erfindung beinhalten, sehr fein.

Jedes rotierende Element 100 besitzt einen Durchmesser von zum Beispiel 5 mm bis 10 mm, so daß es einen sehr geringen elektrischen Energieverbrauch haben kann und mit hoher Geschwindigkeit drehbar ist. Als ein Ergebnis kann die große mehrfarbige Anzeigevorrichtung gemaäß der Erfindung Trickbilder anzeigen. Da das rotierende Element 100 kleine Vorsprünge aufweist, kann die transparente Frontplatte des abgedichteten Gehäuses 106 in der Nähe der rotierenden Elemente 100 angeordnet werden, wodurch die Klarheit der Anzeige verbessert wird.

Die mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200, die in dem abgedichteten Gehäuse 106 aufgenommen sind, sind vor Staub, Regen, Wind etc. geschützt, um die Haltbarkeit zu verbessern.

Die Dicke jeder mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 ist lediglich ein Bruchteil der Dicke der herkömmlichen Einheit. so daß die große mehrfarbige Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung von geringem Gewicht ist, was möglicherweise einen einfacheren Trägerrahmen erfordert.

Der Dekodier-IC von Fig. 23 ist im Inneren jeder mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 angeordnet, um die Anzahl von Anschlüssen der mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 ebenso wie die Anzahl von Leitungen, die zu der Anzeigevorrichtung führen, auf zum Beispiel drei zu reduzieren.

Demzufolge weist die mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 eine einfache Struktur auf, die automatisch zusammengebaut werden kann, um Kosten zu sparen und die Qualität zu verbessern.

Es wird ein mehrfarbiges Anzeigeelement gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erläutert.

In den obigen Ausführungsformen beinhaltet das mehrfarbige Anzeigeelement 103 eine relativ große Anzahl von Teilen, die viele Zusammenbauprozesse, Komplikationen, ein Anwachsen der Produktionskosten und Schwankungen der Eigenschaften des mehrfarbigen Anzeigeelements beinhalten können. Es ist daher notwendig, die Teile und den Zusammenbau zu vereinfachen.

Im Hinblick darauf beinhaltet ein mehrfarbiges Anzeigeelement der zweiten Ausführungsform ein rotierendes Element mit unabhängigen Farbbereichen, die in verschiedenen Farben gefärbt sind, um die Farben getrennt anzuzeigen, ein Trägerelement zum Halten einer rotierenden Welle des rotierenden Elements, Antriebsmittel zum Drehen des rotierenden Elements sowie einen Trägerrahmen zum Tragen dieser Komponenten. Die Antriebsmittel beinhalten wenigstens vier Spulen, magnetische Kerne, die für die Spulen angeordnet sind, Statoren, die mit den magnetischen Kernen verbunden und durch die Spulen magnetisiert sind, um magnetische Pole zu bilden, einen Permanentmagneten, der an dem rotierenden Element befestigt ist, und eine rotierende Welle des rotierenden Elements, die an dem Permanentmagneten befestigt ist. Die magnetischen Kerne sind durch nach oben gebogene Teile einer Basisplatte des Trägerrahmens gebildet, der aus magnetischem Material besteht. Die Statoren sind jeweils auf den magnetischen Kernen angeordnet.

Die rotierende Welle, an welcher der Permanentmagnet und das rotierende Element befestigt sind, bildet einen Rotor. Andererseits bilden die magnetischen Kerne und Spulen, die um den Rotor herum angeordnet sind, einen Statorteil. Der Rotor- und der Statorteil sind auf der Basisplatte angeordnet, um einen Motor zu bilden. Die magnetischen Kerne sind durch nach oben gebogene Teile der Basisplatte gebildet. Die Statoren sind jeweils für die magnetischen Kerne angeordnet, und bei Bedarf ist ein Statorrahmen zur Befestigung der Statoren angeordnet. Der Statorrahmen ist vorzugsweise mit einer Lageröffnung versehen, um die rotierende Welle aufzunehmen.

Eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeelemente kann zusammen auf einer einzelnen Basisplatte ausgebildet sein. In diesem Fall ist eine Mehrzahl von magnetischen Kernen für eine Mehrzahl von Motoren integral aus der Basisplatte geformt, um eine Mehrzahl von Motoren auf der einzelnen Basisplatte herzustellen. Die Basisplatte dient als neutraler Punkt von magnetischen Schaltkreisen der Motoren.

Figur 24 zeigt ein mehrfarbiges Anzeigeelement 103 gemäß der Erfindung.

Vier magnetische Kerne 112, die als Statoren eines Elektromagneten dienen, sind durch gebogene Teile einer magnetischen Basisplatte 111 gebildet, die als Trägerrahmen des mehrfarbigen Anzeigeelements dient. Vier Bogenstatoren 123 sind an vorgegebenen Positionen eines Statorrahmens 124 befestigt. Der Statorrahmen 124 ist auf dem Elektromagneten derart angeordnet, daß die Statoren 123 jeweils an den magnetischen Kernen 112 befestigt sind, um magnetische Pfade zu bilden. Der Statorrahmen 124 weist eine Lageröffnung 125 auf, die als oberes Lager für eine rotierende Welle 121 dient.

Eine Mehrzahl der auf diese Weise gebildeten mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 kann so angeordnet werden, daß eine mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 gebildet wird. In diesem Fall können sich eine Zeile oder eine Spalte der mehrfarbigen Anzeigeelemente eine einzelne Basisplatte 111 und eine einzelne Leiterplatte 144 teilen.

Das mehrfarbige Anzeigeelement 103 von Fig. 24 reduziert die Anzahl von Teilen und wird durch aufeinanderfolgendes Zusammenbauen der Basisplatte, der Leiterplatte, der Spulen, des Statorrahmens und des mehrfarbigen Anzeigeelements aufeinander hergestellt. Wenn eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 auf einer einzelnen Basisplatte angeordnet wird, wirkt die Basisplatte als ein magnetisch neutraler Punkt, um eine magnetische Interferenz der Motoren zu verhindern.

In Fig. 24 werden die magnetischen Kerne 112 durch gebogene Teile der magnetischen Basisplatte 111 gebildet. In der Mitte der Basisplatte 111, die von den vier magnetischen Kernen 112 umgeben ist, ist eine Lageröffnung 113 ausgebildet, um einen unteren Teil einer rotierenden Welle 121 aufzunehmen. Die Leiterplatte 144 besitzt Spulenanschlußöffnungen 115 und vorgegebene Verdrahtungsstrukturen. Die Leiterplatte 144 weist außerdem Öffnungen 116 zum jeweiligen Aufnehmen der magnetischen Kerne 112 und eine abführende Öffnung 117 zum Aufnehmen der rotierenden Welle 121 auf. Die Leiterplatte 114 ist über der Basisplatte 111 angeordnet. Vier Spulen 118 befinden sich auf der Leiterplatte 114, um jeweils die magnetischen Kerne 112 zu umgeben.

Die Spulen 118 sind mit der Leiterplatte 114 verbunden, indem Spulenenden direkt an die Leiterplatte angelötet sind oder indem jedes Spulenende um einen Anschlußstift gewunden und der Anschlußstift an die Leiterplatte angelötet ist.

Die Figuren 25(A) bis 25(D) zeigen verschiedene Formen der Verbindung des Spulenendes mit der Leiterplatte.

In Fig. 25(A) ist ein Anschluß 132 auf einem Spulenflansch 131 ausgebildet. Das Spulenende ist an den Anschluß 132 angelötet und dann ist der Anschluß 132 an die Leiterplatte 114 angelötet.

In Fig. 25(B) ist ein Anschlußstift 133 auf einem Spulenflansch 131 ausgebildet. Das Spulenende ist um den Anschlußstift 133 herum gewunden, und der Anschlußstift 133 ist an die Leiterplatte 114 angelötet.

In diesen zwei Fällen wird das Spulenende zuerst mit einem Anschluß einer Spule verbunden. Diese Technik ist bei der Handhabung der Spulen während des Zusammenbaus vorteilhaft.

Die Figuren 25(C) und 25(D) verwenden keinen Lötvorgang. Ein Anschluß 132 oder ein Anschlußstift 134 sind auf einem Spulenflansch ausgebildet. Das Spulenende wird an dem Anschluß 132 oder Anschlußstift 134 durch ein Werkzeug 135 zum thermischen Pressen angebracht, und dann werden der Anschluß 132 oder der Anschlußstift 134 in das Durchgangsloch 115 der Leiterplatte 114 eingesetzt. Diese Technik ist ebenfalls vorteilhaft. Die Leiterplatte 114 von Fig. 24 ist mit den Durchgangslöchern 115 zum Aufnehmen der Anschlußstifte 119 der Spulen 118 versehen.

Figur 26 zeigt vier Spulen, die auf einem gemeinsamen Spulenkern 141 angeordnet sind. Diese Anordnung ist leichter zusammenzubauen.

Figur 27 zeigt eine Anordnung, die bei der Bildung eines kompakten Anzeigeelements ohne Spulenkern vorteilhaft ist. Zuerst werden ein oberer und ein unterer Spulenkern 151 und 152 aneinander angebracht, und eine Spulenwicklung wird um diese herum gewunden. Es wird ein Werkzeug zum thermischen Pressen verwendet, um ein Spulenwicklungsende thermisch an einem Anschlußstift 134 des unteren Spulenkerns 152 zu befestigen. Die Spulenwicklung wird erwärmt, so daß Wachs über der Oberfläche der Spulenwicklung schmilzt, um die Spulenwicklung zu verfestigen. Danach wird der obere Spulenkern 151 entfernt, um eine hohle Spule 153 zu erzeugen. In diesem Fall ist der Durchmesser einer mittigen Öffnung der Spule im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des magnetischen Kerns 112.

Wiederum bezugnehmend auf Fig. 24 ist der Permanentmagnet 122 an der rotierenden Welle 121 befestigt, und das untere Ende der Welle 121 ist in die Lageröffnung 113 der Basisplatte 111 eingesetzt.

Um die magnetischen Eigenschaften des Schrittmotors zu verbessern, ordnet die Struktur von Fig. 8 die Statoren von Fig. 9 an den oberen Enden der magnetischen Kerne 507 an. Jeder Stator ragt zur linken und rechten Seite in einer Bogenform hervor. Die vier Statoren sind in geeigneten Intervallen angeordnet und umgeben den Permanentmagneten 509.

Gemäß der Ausführungsform von Fig. 24 kann jedoch die Spule nicht installiert werden, wenn jeder Stator von dem magnetischen Kern 112 vorsteht, der integral mit der Basisplatte 111 ist. Demgemäß werden die magnetischen Kerne 112 und Statoren 123 getrennt hergestellt, und die vier Statoren 123 werden an dem Statorrahmen 124 befestigt. In Fig. 24 ist der Statorrahmen 124 zu Erläuterungszwecken teilweise gebrochen. In der Mitte des Statorrahmens 124 ist eine Öffnung 125 ausgebildet, um das obere Ende des Rotors 120 zu lagern. Jeder Stator 123 weist eine Öffnung 126 auf, um mit dem magnetischen Kern 112 gekoppelt zu werden. Die vier Spulen 118 sind jeweils um die magnetischen Kerne 112 herum angeordnet. Der Statorrahmen 124 mit den Statoren ist auf den magnetischen Kernen 112 plaziert. Die Oberseiten der magnetischen Kerne 112 werden in die Öffnungen 126 eingesetzt, wodurch die magnetischen Kerne 112 und die Statoren 123 miteinander verbunden werden. Das obere Ende 121a des Rotors 120 ist in der Lageröffnung 125 aufgenommen. Auf diese Weise hält der Statorrahmen 124 die Statoren 123 und trägt den Rotor 120. Der Statorrahmen 124 besteht aus Kunststoff, wie Teflon, das einfach zu formen ist und einen geringen Reibungskoeffizienten aufweist. Die Statoren 123 sind mit dem Statorrahmen 124 verklebt oder in diesen eingesetzt.

Jeder magnetische Kern 112 kann aus der Basisplatte 111 durch Ziehen gebildet werden, um einen quadratischen Querschnitt aufzuweisen. Der magnetische Kern 112 kann unter Verwendung von oberen und unteren Formen mit semizylindrischen Vertiefungen geformt werden, um einen kreisförmigen Querschnitt zu bilden. Diese Gestalt erhöht das Spulenwindungsvolumen. In diesem Fall muß auch die Öffnung 126 im Stator 123 kreisförmig sein.

Wenn der Statorrahmen 124 mit den vier Statoren 123 an den oberen Enden der vier magnetischen Kerne 112 mit den Spulen 118 angebracht ist, ragt das obere Ende 121a der rotierenden Welle 121 aus der Lageröffnung 125 des Statorrahmens 124 hervor. Eine mittige Öffnung 128 des rotierenden Elements 127 wird an dem Wellenende 121a angebracht und befestigt. Dies stellt den Aufbau fertig. Das rotierende Element 127 besteht zum Beispiel aus Kunststoff und weist Farbbereiche auf, die in einer Mehrzahl von Farben gefärbt sind. In der Ausführungsform ist das rotierende Element 127 zylindrisch. Es kann ein polyedrisches Rohr mit flachen Anzeigeflächen sein.

Eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103, die jeweils die oben erwähnte Struktur aufweisen, werden in einer Matrix angeordnet, um eine große mehrfarbige Anzeigevorrichtung zu bilden.

Gemäß der Ausführungsform werden die mehrfarbigen Anzeigeelemente zusammen auf einer Hauptplatine angeordnet. Eine Zeile der mehrfarbigen Anzeigeelemente ist auf einer gemeinsamen Basisplatte 111 angeordnet, und eine Mehrzahl von derartigen Basisplatten 111 ist an der Hauptplatine angebracht.

In Fig. 4 beinhaltet die Hauptplatine 101 eine Mehrzahl von Trägerplatten 105, und jede der Trägerplatten 105 trägt eine Zeile von mehrfarbigen Anzeigeelementen.

Figur 28 zeigt ein Beispiel für eine gemeinsame Basisplatte 161. Eine Mehrzahl von magnetischen Kernen 164 für eine Zeile von mehrfarbigen Anzeigeelementen ist integral mit der Basisplatte 161 ausgebildet, wobei jeweils vier magnetische Kerne 164 ein mehrfarbiges Anzeigeelement bilden. Eine Leiterplatte 162, wie in Fig. 29 gezeigt, wird ebenfalls von einer Zeile der mehrfarbigen Anzeigeelemente gemeinsam genutzt. Die gemeinsame Leiterplatte 162 besitzt Öffnungen zum Aufnehmen von magnetischen Kernen und rotierenden Wellen ebenso wie Verdrahtungsstrukturen für eine Zeile der mehrfarbigen Anzeigeelemente.

Die gemeinsame Basisplatte 105 von Fig. 4, die sich eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeelemente teilen, ist zur Vereinfachung der Struktur und zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften der Motoren vorteilhaft.

Figur 30 zeigt magnetische Beziehungen zwischen den mehrfarbigen Anzeigeelementen, die auf einer gemeinsamen Basisplatte angeordnet sind. Ein mehrfarbiges Anzeigeelement 176 ist auf einer Basisplatte 161b angeordnet. Ein Paar von Elektromagneten 181 und 182 des mehrfarbigen Anzeigeelements 176 ist über einen zwischenliegenden Basisplattenbereich 183 miteinander verbunden. Der Basisplattenbereich 183 befindet sich an einer magnetisch neutralen Position eines magnetischen Schaltkreises, der durch die Elektromagneten 181 und 182 und einen Permanentmagneten 184 gebildet wird. Demgemäß verursacht der Basisplattenbereich 183 im wesentlichen keinen Flußleckverlust, der mit einem auf einer benachbarten Basisplatte 161a angeordneten mehrfarbigen Anzeigeelement 175 wechselwirkt.

Andererseits bewirken Spalte zwischen den Elektromagneten 185 und 186 und dem Permanentmagneten 187 des mehrfarbigen Anzeigeelements 175 einen Leckverlust des Flusses, der in den Basisplattenbereich 183 des mehrfarbigen Anzeigeelements 176 gelangen kann, wie mit Pfeilmarkierungen bezeichnet. Dieser Bereich 183 ist jedoch ein magnetisch neutraler Punkt des Motors des mehrfarbigen Anzeigeelements 176, so daß der Fluß in den Spalten 188 und 189 des Motors des mehrfarbigen Anzeigeelements 176 durch den Leckfluß nicht beeinflußt wird.

Die mehrfarbigen Anzeigeelemente 176 und 177 sind einander auf der gleichen Basisplatte 161b benachbart. Da das mehrfarbige Anzeigeelement 176 an dem magnetisch neutralen Punkt 183 integral mit der Basisplatte ist, wird der magnetische Schaltkreis des mehrfarbigen Anzeigeelements 176 mit dem Basisplattenbereich 183 seines eigenen Bereichs, den Elektromagneten 181 und 182 sowie dem Permanentmagneten 184 vervollständigt. Demzufolge wird der magnetische Schaltkreis des mehrfarbigen Anzeigeelements 176 niemals das benachbarte mehrfarbige Anzeigeelement 177 über einen zwischenliegenden Pukt 190 zwischen den mehrfarbigen Anzeigeelementen 176 und 177 hinweg beeinflussen. Auf diese Weise ist es beim Integrieren einer Mehrzahl von Motoren mehrfarbiger Anzeigeelemente und von Basisplatten wichtig, daß jede Basisplatte als ein neutraler Punkt der magnetischen Schaltkreise der Motoren dient. Diese Anordnung verhindert eine magnetische Interferenz der Motoren, wodurch eine magnetische Abschirmung der Motoren unnötig gemacht und ermöglicht wird, daß die mehrfarbigen Anzeigeelemente in einer Matrix dicht angeordnet werden.

Wie oben erläutert, kann das mehrfarbige Anzeigeelement der Erfindung durch sequentielles Zusammenbauen von Teilen aufeinander hergestellt werden. Demgemäß ist es für einen automatischen Zusammenbau geeignet. Statoren und magnetische Kerne werden separat hergestellt, so daß die Statoren eine wählbare Form aufweisen können, die für Motoreigenschaften geeignet ist. Als erstes werden vier Statoren an einem Statorrahmen befestigt, so daß die Statoren korrekt relativ zueinander positioniert werden können und Spalte zwischen den Statoren und einem Rotor präzise eingestellt werden. Dies verbessert die Motoreigenschaften, wie Drehmoment und Bremskraft.

Beim Anordnen der mehrfarbigen Anzeigeelemente in einer Matrix wird eine Zeile der mehrfarbigen Anzeigeelemente auf einer einzelnen Basisplatte und einer einzelnen Leiterplatte angeordnet, um eine mehrfarbige Anzeigeeinheit zu bilden. Im Vergleich zu einem Verfahren der Anbringung jedes mehrfarbigen Anzeigeelements auf einer Basisplatte reduziert die Anordnung der Erfindung die Anzahl von Teilen und die Herstellungskosten beträchtlich. Außerdem kann gemäß der Anordnung der Erfindung ein Spalt zwischen benachbarten mehrfarbigen Anzeigeelementen minimiert werden, um die Elemente dicht anzuordnen, wodurch der Aperturfaktor, d.h. ein Verhältnis einer effektiven Anzeigefläche zu einer Gesamtanzeigefläche, verbessert wird.

Die große mehrfarbige Anzeigevorrichtung der Erfindung kann Bilder mit hoher Geschwindigkeit anzeigen, da sie die mehrfarbigen Anzeigeeinheiten beinhaltet, welche die kompakten mehrfarbigen Anzeigeelemente verwenden. Für den Hochgeschwindigkeitsanzeigebetrieb ist es notwendig, rasch von einer Farbe auf eine andere umzuschalten. Zu diesem Zweck muß das rotierende Element mit einer Mehrzahl von Farbbereichen von jedem mehrfarbigen Anzeigeelement durch Antriebsmittel präzise und schnell um einen vorgegebenen Winkel gedreht werden. Gleichzeitig muß einer der geforderten Farbbereiche korrekt hinter einem Anzeigefenster des mehrfarbigen Anzeigeelements angehalten werden. Nach Anhalten des rotierenden Elementes muß seine Vibration so gut wie möglich unterdrückt werden.

Ein Antriebssteuersystem gemäß der Erfindung kann diese Anforderungen erfüllen.

Es werden die Betriebsweisen und positionsmäßigen Beziehungen von Farbbereichen des mehrfarbigen Anzeigeelements gemäß der Erfindung detailliert erläutert.

Das rotierende Element besitzt zum Beispiel eine zylindrische Form. Die Oberfläche des rotierenden Elements weist zum Beispiel vier gleiche Farbbereiche auf, die in verschiedenen Farben gefärbt sind. Um eine Farbe auf einem Farbbereich benachbart zu einem momentan angezeigten Farbbereich anzuzeigen, wird das rotierende Element um 90 Grad gedreht. Eine Farbe auf einem Farbbereich, der zu dem momentan angezeigten Farbbereich entgegengesetzt liegt, kann durch Drehen des rotierenden Elementes um 180 Grad angezeigt werden. Um eine Farbe auf einem Farbbereich anzuzeigen, der in der anderen Richtung benachbart zu dem momentan angezeigten Farbbereich liegt, kann das rotierende Element um 90 Grad in entgegengesetzter Richtung gedreht werden, anstatt es um 270 Grad zu drehen.

Ein Antriebssteuerverfahren, das auf diesen Antriebsprinzipien zum präzisen und schnellen Drehen und Anhalten des rotierenden Elements beruht, wird detailliert erläutert.

Dieses Antriebsverfahren wird mit dem Hochgeschwindigkeitsschrittmotor erreicht, der in dem in den Fig. 8 und 24 gezeigten mehrfarbigen Anzeigeelement verwendet wird. Aufgrund des Hochgeschwindigkeitssteuerverfahrens und des Schrittmotors kann die mehrfarbige Anzeigeeinheit sukzessive Farben mit hoher Geschwindigkeit ohne einen Fehler wechseln. Die mehrfarbige Anzeigeeinheit der Erfindung verbraucht daher eine geringe Leistung, besitzt eine einfache Konfiguration und ist mit geringen Kosten herstellbar.

Um den 4-Pol-Schrittmotor zu steuern, verwendet die Erfindung einen Beschleunigungsimpuls und einen Bremsimpuls, wodurch die Betriebszeit des Motors verkürzt wird. Diese zwei Impulse können einen zwischenliegenden Signalverlaufsbereich zwischen sich besitzen, um den Leistungsverbrauch des Motors zu reduzieren.

Spalte zwischen Statoren und zwischen den Statoren und einem Magnet des Schrittmotors können minimiert werden, um die Selbsthaltewirkung, die für einen normalen Motor charakteristisch ist, auf nahezu null zu reduzieren. Gleichzeitig verwendet der Schrittmotor der Erfindung einen Drehwiderstand aufgrund von Lagerreibung zwischen sich drehenden Teilen, um eine Drehkraft der Selbsthaltewirkung auszugleichen und eine Vibration beim Bremsen des Rotors zu unterdrücken. Dies verbessert den Hochgeschwindigkeitsbetrieb.

Gemäß der Erfindung kann ein Ende jedes Stators des Motors eine spezielle Form aufweisen, um ein magnetisches Ungleichgewicht zwischen den Statoren zu bewirken, wodurch der Rotor so eingeschränkt wird, daß er sich nur in eine Richtung dreht, wenn sich der Rotor um 180 Grad dreht.

Um die Rotationsrichtung des Rotors zu bestimmen und denselben sicher um 180 Grad zu drehen, setzt die Erfindung eine Phasendifferenz, eine Spannungsdifferenz oder eine Signalverlaufsdifferenz zwischen Antriebsimpulsen ein, die an die zwei Sätze von Spulen des Motors anzulegen sind.

Bei Drehen des Rotors um 180 Grad kann die Erfindung jeder Spule des Motors zuerst einen Impuls zum Drehen des Rotors um 90 Grad und danach einen Impuls zum Drehen des Rotors um weitere 90 Grad in der gleichen Richtung zuführen, wodurch der Rotor insgesamt um 180 Grad gedreht wird.

Um einen Drehvorgang des Rotors zu detektieren, kann die Erfindung eine elektromotorische Gegenkraft verwenden, die von den Spulen oder von zusätzlichen Detektionsspulen erzeugt wird. Gemäß der detektierten Kraft erzeugt die Erfindung einen Bremsimpuls, um den Rotor schnell anzuhalten.

Die Erfindung verwendet außerdem die elektromotorische Gegenkraft dazu, einen Stillstand des Rotors und eine Abweichung von einer Halteposition zu detektieren und basierend auf der Detektierung den Spulen wiederum einen Antriebsimpuls zum Korrigieren der Position des Rotors zuzuführen.

Ein oder eine Kombination der obigen Mittel versetzt den Schrittmotor in die Lage, bei hoher Geschwindigkeit korrekt zu arbeiten. Demgemäß kann der Schrittmotor Farben, die auf der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung angezeigt werden, mit hoher Geschwindigkeit umschalten, um Buchstaben und Graphiken gleichförmig auf der Vorrichtung anzuzeigen. Außerdem ist der Schrittmotor in der Lage, Bilder auf der Anzeigevorrichtung innerhalb einer Einzelbildzeit ähnlich einem Fernsehsystem zu wechseln. Die Anzeigevorrichtung der Erfindung ist daher in der Lage, Trickbilder in ähnlicher Qualität wie Filmbilder anzuzeigen.

Figur 31 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die ein mehrfarbiges Anzeigeelement zeigt, das den Schrittmotor der Erfindung verwendet.

In der Figur besteht eine Basisplatte 111 aus magnetischem Material. Vier magnetische Kerne 112 sind aufrecht stehend auf der Basisplatte 111 ausgebildet. Statoren 123 sind jeweils mit den Oberseiten der magnetischen Kerne 112 verbunden. Die Statoren 123 umgeben einen Magneten 122 mit Magnetspalten 211 und Statorspalten 212 zwischen diesen. Spulen 191,192,193 und 194 sind jeweils um die magnetischen Kerne 112 herum gewunden. Die gegenüberliegenden Spulen 191 und 192 sind seriell verbunden, und die gegenüberliegenden Spulen 193 und 194 sind seriell verbunden. Spulenenden 195,196,197 und 198 empfangen unterschiedliche Antriebsimpulse.

Eine rotierende Welle 121 ist an dem Magneten 122 befestigt. Die Oberseite der rotierenden Welle 121 ist durch eine Lageröffnung 125 eines Statorrahmens 124 hindurchgeführt und an einer mittigen Öffnung 128 eines rotierenden Elements 127 angebracht. Die zylindrische Oberfläche des rotierenden Elements 127 ist axial zum Beispiel in vier Farben gefärbt. Das rotierende Element 127 wird mit dem Magneten 122 gedreht, so daß die vier Farben bei Betrachtung von der Seite des rotierenden Elements 127 von einer zur anderen umgeschaltet werden.

Der Statorrahmen 124 ist ein Kunststoffrahmen zur Positionierung und zum Halten der vier Statoren 123. In der Figur sind der Statorrahmen 124 und das rotierende Element 127 zwecks leichtem Verständnis nach oben gezogen. Nach ihrem Zusammenbau dreht sich der Magnet 122 im Inneren des Statorrahmens 124, und der Statorrahmen 124 und ein Elektromagnetteil einschließlich der magnetischen Kerne 112 mit den Spulen 191 bis 194 sind in dem rotierenden Element 127 aufgenommen.

Die Figuren 32(A) und 32(B) erläutern den Magneten und die Statoren des Schrittmotors von Fig. 31. In Fig. 32(A) sind N- und S-Pole des Magneten 122 stabilisiert, wobei die vier Statoren 123a, 123b, 123c und 123d wie gezeigt magnetisiert sind. Um den Magneten 122 um 90 Grad im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, sind die vier Statoren in Polaritäten magnetisiert, die in Fig. 32(B) gezeigt sind.

Figur 33 erläutert eine Betriebsweise des Schrittmotors von Fig. 32, der gemäß einem herkömmlichen ansteuernden Signalverlauf angetrieben wird.

Zwei Sätze von Spulen des Motors werden gemäß einem einzelnen Impuls 241 angesteuert, um die Polaritäten der Statoren von Fig. 32(A) bis Fig. 32(B) zu wechseln. Der N-Pol des Magneten 122 wird von einer Haltekraft des Statorspalts 212 von Fig. 32(A) gelöst und in eine Richtung 232 orientiert, die um etwa 45 Grad nach links bezüglich der ursprünglichen Richtung 231 geneigt ist. Danach bewegt eine Inertialkraft den N-Pol des Magneten 122 in eine Richtung 233, die um 90 Grad nach links bezüglich der ursprünglichen Richtung 231 geneigt ist.

Eine Kurve 242 von Fig. 33 zeigt eine Rotationsgeschwindigkeit (positiv im Gegenuhrzeigersinn) des Magneten 122 basierend auf dem Antriebsimpuls 241 an. Wenn der Antriebsimpuls 241 angelegt wird, wird der N-Pol beschleunigt, um die Drehung zu starten. Selbst nachdem der Antriebsimpuls 241 verschwindet, rotiert der N-Pol aufgrund einer von dem Magneten 122 und dem rotierenden Element 127 erzeugten Inertialkraft kontinuierlich. wie auf dem Geschwindigkeitssignalverlauf angezeigt. Wenn der N-Pol nach Bewegen um 90 Grad in der Richtung 233 orientiert ist, erreicht die Geschwindigkeit dank einer Anziehungskraft des Statorspalts in der Position 233 das Maximum. Zu diesem Zeitpunkt ist der Antriebsimpuls 241 bereits verschwunden. Der N-Pol des Magneten 122 bewegt sich dank der Trägheit nach oben in eine Position 234 von Fig. 32(B) und führt eine gedämpfte Vibration um die Position 233 herum aus, wie auf der Geschwindigkeitskurve 242 zu sehen ist.

Dieses Antriebsverfahren kann zur Reduzierung des Leistungsverbrauchs vorteilhaft sein, ist jedoch zum Anzeigen von Bildern mit hoher Geschwindigkeit aufgrund der Vibration nicht geeignet.

Figur 34 erläutert eine Betriebsweise des Schrittmotors gemäß einem ansteuernden Signalverlauf der Erfindung.

Ein Bremsimpuls 244 wird nach einem Beschleunigungsimpuls 243 angelegt, um Vibrationen zu unterdrücken und den Magneten 122 innerhalb einer kürzeren Zeitspanne als in dem Beispiel von Fig. 33 zu stoppen. Die Antriebsspannung wird während einer Zeitspanne 245 abgesenkt. Selbst wenn die Antriebsspannung auf null abgesenkt wird, drehen sich der Magnet 122 und das rotierende Element 127 kontinuierlich aufgrund der Trägheit, um elektrische Leistung zu sparen. Der Bremsimpuls 244 hält den Magneten 122 und das rotierende Element 127 schnell an. Während der Nullspannungs- Zeitspanne 245 wird der Magnet 122 nicht beschleunigt, so daß die elektrische Leistung für den Bremsimpuls 244 miminiert werden kann. Die Polarität des ansteuernden Signalverlaufs ist so eingestellt, daß die Statorpolaritäten von Fig. 32(A) in jene von Fig. 32(B) geändert werden. Der Beschleunigungsimpuls 243 und der Bremsimpuls 244 besitzen die gleiche Polarität.

Die Figuren 35 und 36 zeigen Beziehungen zwischen Statoren 123 und einem Magneten 122 eines herkömmlichen Schrittmotors. Der Magnet 122 wird in einer Position angehalten, die durch Beziehungen zwischen dem Magneten 122 und den Statoren 123a, 123b, 123c und 123d festgelegt ist.

In Fig. 35 ist ein Statorspalt 212 breiter als ein Magnetspalt 211, so daß der N-Pol des Magneten 122 durch eine Selbsthaltekraft in der Mitte des Statorspalts 212 angehalten wird.

In Fig. 36 ist ein Statorspalt breiter als jener in Fig. 35, so daß der N-Pol des Magneten 122 durch die Selbsthaltekraft in einer Position, die einem der Statoren 123a bis 123d zugewandt ist, anstelle der Position im Statorspalt angehalten wird.

Figur 37 zeigt Beziehungen zwischen Statoren 123 und einem Magneten 122 gemäß der Erfindung. In dem herkömmlichen Schrittmotor erzeugen die Statoren eine Selbsthaltekraft für den Magneten. In Fig. 37 ist jedoch ein Statorspalt 212 im wesentlichen gleich oder kleiner als ein Magnetspalt 211. Diese Anordnung reduziert eine Selbsthaltekraft, so daß der Beschleunigungsimpuls und der Bremsimpuls von Fig. 34 effektiv arbeiten können. Wenn der Statorspalt 212 und der Magnetspalt 211 so eng wie möglich gemacht werden, wird die Selbsthaltekraft minimiert, um die Beschleunigungs- und Bremswirkungen zu verbessern.

Wenn die mehrfarbigen Anzeigeeinheiten in einem Gehäuse mit einem Windschirm eingeschlossen sind, um eine unerwünschte Rotation der rotierenden Elemente aufgrund von Wind zu verhindern, ist die Selbsthaltekraft nicht notwendig. Bei Fehlen einer merklichen Selbsthaltekraft wird eine große Beschleunigungskraft erzeugt, selbst wenn der Beschleunigungsimpuls 243 von Fig. 34 schwach ist. Wenn der Beschleunigungsimpuls 243 schwach ist, ist die Vibration des Magneten 122 aufgrund der Selbsthaltekraft klein und erfordert daher eine kleinere Amplitude im Bremsimpuls 244. Als ein Ergebnis kann der Magnet 122 mit hoher Geschwindigkeit gedreht und angehalten werden, um klare Bilder anzuzeigen.

Selbst wenn der Statorspalt 212 reduziert wird, wird die Selbsthaltekraft niemals verschwinden, wenn ein Spalt vorhanden ist. Demgemäß erzeugt die Erfindung durch Reibung einen Drehwiderstand und verwendet ihn zur Unterdrückung der Vibration des Rotors, die durch die Selbsthaltekraft verursacht wird. In Fig. 31 ist nämlich der Durchmesser eines Lagerbereichs der rotierenden Welle 121 vergrößert, um Lagerreibung aufgrund des Gewichts des Rotors zu erhöhen. Alternativ sind die Querschnittshöhen des Magneten 122 und der Statoren 123 unterschiedlich ausgebildet, um eine axiale magnetische Anziehung auf die Statoren 123 in Richtung des Magneten 122 zu erzeugen. Diese Anziehung drückt eine Schulter der rotierenden Welle 121 zu der Kante der Lageröffnung. um eine Reibung zwischen diesen zu erhöhen. Es ist außerdem möglich, einen kleinen Federstreifen, der als ein Bremselement dient, in Kontakt mit der rotierenden Welle 121 anzuordnen, so daß die rotierende Welle 121 diametral oder axial gedrückt wird, um Reibung zu erzeugen.

Durch diese Mittel gleicht die Rückwirkungskraft des Rotors aufgrund der Selbsthaltekraft den Drehwiderstand aufgrund der Reibung aus. Der Drehwiderstand, der ursprünglich ein Faktor der Verschlechterung der Motoreffizienz ist, kann auf diese Weise dazu verwendet werden. eine Vibration des Rotors während eines Bremszustands zu verhindern, wodurch ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb erreicht wird, der zur Anzeige von Trickbildern erforderlich ist.

Figur 38 zeigt eine Betriebsweise des Schrittmotors gemäß einem weiteren ansteuernden Signalverlauf der Erfindung.

Dieser ansteuernde Signalverlauf beinhaltet nicht den Nullspannungs- Signalverlauf 245 zwischen dem Beschleunigungsimpuls 243 und dem Bremsimpuls 244 von Fig. 34. In Fig. 38 setzt sich ein Beschleunigungsimpuls 243, der üblicherweise endet, wenn sich der Magnet 122 in die Position 232 von Fig. 32(B) dreht, als eine Beschleunigungsspannung 245' fort, bis sich der Magnet 122 in die Position 233 dreht. Danach wird eine Bremsspannung 244' angelegt, um die Drehung des Magneten 122 innerhalb einer minimalen Zeitspanne zu beenden. Um die Drehung des Magneten 122 sicherzustellen, ist es bevorzugt, die Bremsspannung 244' fortzusetzen, bis der Magnet 122 vollständig angehalten ist. Der ansteuernde Signalverlauf dieses Beispiels wird effektiver, wenn er zusammen mit dem Schrittmotor von Fig. 37 verwendet wird.

Figur 39 zeigt ein Verfahren zur Bereitstellung eines ansteuernden Signalverlaufs, der ein magnetisches Ungleichgewicht in Statoren bewirkt, wenn ein Magnet um 180 Grad gedreht wird.

In der Figur wird ein Impulssignalverlauf 261 an die Spulen der Statoren 123a und 123c von Fig. 32(A) angelegt, und ein Impulssignalverlauf 262 wird an die Spulen der Statoren 123b und 123d angelegt. Zwischen den Impulssignalverläufen 261 und 262 gibt es eine Phasendifferenz 265, so daß die zwei Sätze von Spulen mit einer Zeitdifferenz zwischen ihnen angesteuert werden. Dies verursacht ein magnetisches Ungleichgewicht in den Statoren, wodurch der gleiche Effekt wie bei den vertieften Statoren von Fig. 14 bereitgestellt wird.

Anstelle der Phasendifferenz von Fig. 39 können andere Mittel zur Verursachung einer Differenz in den ansteuernden Signalverläufen verwendet werden, um ein magnetisches Ungleichgewicht zu erzeugen. Zum Beispiel kann bezüglich des ansteuernden Signalverlaufs 261, der an einen Satz von Spulen angelegt wird, ein oszillierender Signalverlauf 266 in einen ansteuernden Signalverlauf 263 eingesetzt werden, der an einen anderen Satz von Spulen angelegt wird, wie in Fig. 39 gezeigt. Alternativ kann ein Signalverlauf 264 an den anderen Satz von Spulen angelegt werden, wobei der Signalverlauf 264 eine Spannung 268 aufweist, die kleiner als eine Spannung 267 des ansteuernden Signalverlaufs 261 ist. Außerdem ist es mögich, eine Kombination dieser Verfahren zu verwenden. Durch diese Verfahren wird der Magnet sicher um 180 Grad in einer vorgegebenen Richtung gedreht.

Figur 40 zeigt einen ansteuernden Signalverlauf zum Drehen des Motors um 180 Grad in zwei Schritten von jeweils 90 Grad. Ein ansteuernder Signalverlauf 271 wird gleichzeitig an die Antriebsspulen der Statoren 123a bis 123d von Fig. 32(A) angelegt, um den Magneten 122 um 90 Grad zu drehen. Der N-Pol des Magneten 122 dreht sich um 90 Grad aus der Position 231 von Fig. 32(A) in die Position 233 im Gegenuhrzeigersinn, ähnlich wie im Fall von Fig. 38. Diese Bewegung wird mit einer durchgezogenen Linie 272 auf einem Geschwindigkeitssignalverlauf von Fig. 40 angezeigt. Danach empfangen die Spulen einen Antriebsimpuls 273 erforderlicher Polarität für eine weitere Drehung um 90 Grad. Diese Bewegung ist mit einer gepunkteten Linie 274 auf dem Geschwindigkeitssignalverlauf angezeigt. Der Magnet 122 wird kontinuierlich beschleunigt, bis er eine um 180 Grad gedrehte Position 275 (Fig. 32(B)) erreicht, so daß die Rotationsgeschwindigkeit weiter zunimmt, wie in Fig. 40 gezeigt. Als ein Ergebnis wird die zweite Drehung um 90 Grad innerhalb einer Zeitspanne 277 bewerkstelligt, die ungefähr die Hälfte einer Zeitspanne 276 für die erste Drehung um 90 Grad beträgt. Nach der Zeitspanne 277 dient der Impuls 273 während einer Zeitspanne 278 als ein Bremsimpuls, um den Magneten 122 anzuhalten, ähnlich wie im Fall von Fig. 38. Gemäß diesem Verfahren kann sich der Rotor innerhalb der kürzesten Zeitspanne um 180 Grad drehen.

Figur 41(A) zeigt magnetische Kerne eines Motors, die mit Detektionsspulen versehen sind, und Fig. 41(B) zeigt Antriebsimpulse und Betriebsweisen der Anordnung von Fig. 41(A).

In Fig. 41(A) weisen magnetische Kerne 112 des Motors Antriebsspulen 191 bis 194 beziehungsweise Detektionsspulen 281 bis 284 auf. In Fig. 41(B) führt ein Magnet 122 eine Trägheitsdrehung aus und oszilliert wiederholt nach dem Verschwinden eines ansteuernden Signalverlaufs 285. Dieser Zustand ist auf einem Gesdiwindigkeitssignalverlauf 286 gezeigt. Da Magnetfelder in Reaktion auf die Bewegungen des Magneten 122 geändert werden, wird eine Spannung 287 auf den Detektionsspulen 281 bis 284 induziert. Die induzierte Spannung 287 ist proportional zu dem ansteuernden Signalverlauf 285 und dem Geschwindigkeitssignalverlauf 286. Mit Ausnahme einer Antriebszeitspanne 288 wird die induzierte Spannung 287 in einen Signalverlauf 289 verstärkt, der als ein Bremsimpuls an die Antriebsspulen 191 bis 194 angelegt wird. Der Grad der Verstärkung kann optional ausgewählt werden, um einen geeigneten Bremsimpuls bereitzustellen, wie mit gepunkteten Linien 290 gezeigt.

Während die Ausführungsform von Fig. 41 die vier Detektionsspulen verwendet, kann eine Detektionsspule genügen. Anstelle der Detektionsspulen kann eine elektromotorische Gegenspannung auf den Antriebsspulen verwendet werden. In diesem Fall ist es notwendig, im voraus eine Oszillationsfrequenz zu messen.

Figur 42 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zum Antreiben eines Motors basierend auf der wie oben erwähnt detektierten elektromotorischen Gegenspannung zeigt. Dieses Verfahren überwacht die elektromotorische Gegenspannung und stellt bei Detektieren eines abnormalen Betriebs einen korrigierenden Antriebsimpuls bereit. Der Schritt 291 detektiert die elektromotorische Gegenspannung. Der Schritt 292 bestimmt, ob der Motor korrekt arbeitet oder nicht. Wenn eine Abnormalität, wie ein Betriebsversagen, auftritt, versieht der Schritt 293 den Motor 294 mit einem korrigierenden Antriebsimpuls. Danach wird die elektromotorische Gegenspannung erneut überprüft.

Dieses Verfahren der Erfindung treibt den Schrittmotor mit hoher Geschwindigkeit an und stoppt den Motor sicher bei einer vorgegebenen Position. Demgemäß kann das rotierende Element, das koaxial an dem Motor angebracht ist, schnell von einer Anzeigefarbe auf eine andere umschalten, um Trickbilder wie bei einem Fernsehaufbau anzuzeigen. Dieses Verfahren der Erfindung ist auf eine mehrfarbige Hochgeschwindigkeitsanzeigevorrichtung anwendbar, die einen Punktmatrix- Farbmischeffekt einsetzt.

Außerdem ist dieses Verfahren effektiv für eine beträchtliche Reduzierung von Vibrationen unmittelbar vor einem Anhalten des rotierenden Elements des mehrfarbigen Anzeigeelements. Das obige Verfahren kann jedoch die Vibration nicht vollständig eliminieren. Insbesondere ist es bei der Anzeige von Trickbildern für das obige Verfahren schwierig, von einem Einzelbild auf ein anderes innerhalb einer kurzen Zeitspanne umzuschalten. Dies kann manchmal die Qualität der angezeigten Bilder verschwommen machen und verschlechtern.

Die Erfinder haben ein Ansteuerverfahren entwickelt, das dieses Problem löst und die Qualität der angezeigten Bilder weiter verbessert. Das neu entwickelte Verfahren schiebt einen Verzögerungsimpuls zwischen dem Beschleunigungsimpuls 243 und dem Bremsimpuls 244 von Fig. 34 ein. Dieser Verzögerungsimpuls versieht den Magneten mit einem entgegengesetzten Drehmoment. Gemäß dem Verfahren wird der Rotor aktiviert und mit dem Beschleunigungsimpuls beschleunigt, durch das entgegengesetzte Drehmoment, das durch den Verzögerungsimpuls geliefert wird, schnell verzögert und durch den Bremsimpuls mit minimierter Vibration gestoppt.

Figur 43 erläutert eine Betriebsweise eines Schrittmotors gemäß diesem Verfahren. Nach einem Beschleunigungsimpuls 301 wird ein Verzögerungsimpuls 303 bereitgestellt, um Vibrationen zu unterdrücken und einen Rotor des Motors in einer kürzeren Zeitspanne als jener in den Fällen der Fig. 33 und 34 zu stoppen.

In Fig. 43 ist die Polarität des Verzögerungsimpulses 303 entgegengesetzt zu jenen des Beschleunigungsimpulses 301 und des Bremsimpulses 302. Wenn der Magnet nämlich um 90 Grad im Gegenuhrzeigersinn von dem Zustand von Fig. 32(A) in den Zustand von Fig. 32(B) gedreht wird, magnetisieren der Beschleunigungsimpuls 301 und der Bremsimpuls 302 die Statoren 123a bis 123d so, wie in Fig. 32(B) gezeigt, und der Verzögerungsimpuls 303 magnetisiert die Statoren so, wie in Fig. 32(A) gezeigt.

Eine Geschwindigkeitskurve 305 ist in einer Zeitspanne 312 in Fig. 43 flach. Der N-Pol des Magneten 122 beginnt, sich vom Zustand von Fig. 32(A) aus im Gegenuhrzeigersinn zu drehen und wandert zu einer Zwischenposition zwischen den Positionen 232 und 232' von Fig. 32(B), wo die Rotationsenergie aufgrund der Trägheit des Magneten 122 und des mehrfarbigen Anzeigeelements 127 groß ist. Demgemäß wird der Verzögerungsimpuls 303 während einer Zeitspanne 313 von Fig. 43 angelegt, um ein Drehmoment bereitzustellen, um den Magneten 122 in Richtung der ursprünglichen Position 231 von Fig. 32(A) zurückzubringen. Aufgrund dieses Gegendrehmoments wird der Magnet 122 plötzlich gebremst und in einer Position 232" von Fig. 32(B) ausreichend verlangsamt, wie auf der Geschwindigkeitskurve 305 von Fig. 43 angezeigt. Während einer Zeitspanne 314 erreicht der Magnet 122 die Zielposition 233 von Fig. 32(B). Dann arbeitet der Bremsimpuls 302 von Fig. 43 dahingehend, den Magneten 122 während einer Zeitspanne 315 anzuhalten. Während dieser Zeitspanne wird eine Vibration des N-Pols des Magneten 122 unterdrückt, so daß er sich nicht zu Positionen 234' und 234 von Fig. 32(B) hinausbewegen kann. Die Zeitspannen 311 und 315 der Antriebsimpulse von Fig. 43 können gemäß den Trägheiten der rotierenden Elemente, der Stärke des Magneten, der Antriebsleistung etc. eingestellt werden. Die Zeitspannen 312 und 314 können zum Beispiel weggelassen werden.

In der obigen Erläuterung wird der Magnet um 90 Grad gedreht. Er kann grundsätzlich in der gleichen Weise um 180 Grad gedreht werden. Die Breite und die Spannung des Antriebsimpulses 301 in der Zeitspanne 311 von Fig. 43 können zum Beispiel so ausgewählt werden, daß sich der Magnet um die ersten 90 Grad dreht. Dann wird der Magnet während der Zeitspanne 312 durch Trägheit um die zweiten 90 Grad gedreht. Unmittelbar bevor der Magnet die Position 275 von Fig. 32(B) nach der Drehung um 180 Grad erreicht, wird der Verzögerungsimpuls 303 angelegt.

Figur 44 zeigt ein Ansteuerverfahren, das zwei Beschleunigungsimpulse 321a und 321b beinhaltet. Diese Impulse drehen den Magneten 122 geringfügig mit einer Geschwindigkeit, die so konstant wie möglich ist. Dann unterdrücken ein Verzögerungsimpuls 323 und ein Bremsimpuls 322 Vibrationen und stoppen den Magneten. Der Verzögerungs impuls 323 kann mehrere kurze Impulse beinhalten, deren Breiten und deren Anzahl in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen geeignet gewählt werden.

Dieses Verfahren dreht und stoppt das rotierende Element mit unterdrückter Vibration, wodurch in einer kurzen Zeitspanne von einer angezeigten Farbe auf eine andere umgeschaltet wird. Dies reduziert Schaltzeiten beim Anzeigen von Einzelbildern, erhöht eine Bildanzeigezeit, verhindert eine Mischung von ungewünschten Farben und verbessert die Qualität von angezeigten Bildern, insbesondere von Trickbildern. Der Verzögerungsimpuls dieses Verfahrens hilft dabei, die Breite des Bremsimpulses zu verringern, wodurch Elektrizität gespart wird.

Wie zuvor erläutert, verwendet die Erfindung eine Mehrzahl von mehrfarbigen Anzeigeelementen, um eine mehrfarbige Anzeigeeinheit zu bilden, und stellt mit einer Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten eine große mehrfarbige Anzeigevorrichtung her. Demgemäß sind in die große mehrfarbige Anzeigevorrichtung der Erfindung zehn- oder hunderttausende der mehrfarbigen Anzeigeelemente eingebaut, die unabhängig und nach Wahl mit hoher Geschwindigkeit gesteuert werden. Dies erfordert komplizierte Steuermittel und Betriebsvorgänge.

Gemäß einer herkömmlichen großen mehrfarbigen Anzeigevorrichtung, die viele Anzeigeelemente verwendet, werden den Anzeigeelementen Anzeigesteuersignale von einer äußeren Signalquelle durch eine große Anzahl von Leitungen zugeführt, die schwierig herzustellen und zu unterhalten sind. Um diese Schwierigkeit zu lösen, haben die Erfinder eine Technik entwickelt, um die Signalleitungen zwischen der Anzeigevorrichtung und den Signalquellen zu vereinfachen.

Gemäß der Erfindung ist eine Mehrzahl von mehrfarbigen Anzeigeelementen in Zeilen angeordnet, um eine mehrfarbige Anzeigeeinheit zu bilden, und eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten ist in einer Matrix angeordnet, um eine große mehrfarbige Anzeigevorrichtung zu bilden. Jede mehrfarbige Anzeigeeinheit besitzt einen Adressen-IC und eine Mehrzahl von Ansteuer-ICs. Diese ICs sind mit einer kleinen Anzahl von Signalleitungen verbunden, durch die eine Signalquelle den ICs serielle Signale mit Anzeigedaten zuführt.

Jeder Adressen-IC speichert eine spezifische Adresse, welche die Position der entsprechenden mehrfarbigen Anzeigeeinheit in der Anzeigevorrichtung anzeigt. Jeder Ansteuer-IC beinhaltet einen Schaltkreis zur Ansteuerung von Spulen von Motoren der mehrfarbigen Anzeigeelemente und einen Ausdünnungsschaltkreis, um Wärme der Spulen zu unterdrücken, wenn anzuzeigende Farben häufig gewechselt werden. Die mehrfarbige Anzeigeeinheit kann einen Kondensator oder eine Batterie zum Akkumulieren von Elektrizität besitzen, die verwendet wird, um die mehrfarbigen Anzeigeelemente gleichzeitig zu aktivieren.

Das von der Signalquelle zu den ICs übertragene serielle Signal beinhaltet Daten, die sich auf die Adressen der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten und der mehrfarbigen Anzeigeelemente in der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung beziehen, ebenso wie Daten, die sich auf anzuzeigende Farben beziehen. Das serielle Signal wird als erstes zu den Adressen- ICs gesendet. Jeder Adressen-IC überprüft Adressendaten in dem Signal und empfängt lediglich seine eigenen Daten. Der Adressen-IC sortiert die Daten hinsichtlich anzuzeigender Farben und sendet sie zu den jeweiligen Ansteuer-ICs. Jeder der Ansteuer-ICs steuert die entsprechenden mehrfarbigen Anzeigeelemente an, um geforderte Farben anzuzeigen. Jedem der Ansteuer-ICs wird periodisch ein Einzelbildlöschsignal zugeführt, um eine fehlerhafte Anzeige zu korrigieren.

Auf diese Weise besitzt gemäß der Erfindung jede mehrfarbige Anzeigeeinheit einen Adressen-IC und eine Mehrzahl von Ansteuer-ICs. Die mehrfarbige Anzeigeeinheit kann eine vorgegebene Anzahl von Einheitsblöcken beinhalten, die jeweils eine Mehrzahl von mehrfarbigen Anzeigeelementen aufweisen, und jeder Ansteuer-IC steuert die mehrfarbigen Anzeigeelemente eines entsprechenden Einheitsblocks. In der mehrfarbigen Anzeigeeinheit kann jeder Einheitsblock eine Zeile oder eine Spalte von mehrfarbigen Anzeigeelementen umfassen. Außerdem kann jeder Einheitsblock der mehrfarbigen Anzeigeeinheit eine Matrix von mehrfarbigen Anzeigeelementen aufweisen.

In jedem Fall ist jeder der Einheitsblöcke mit einem Ansteuer-IC versehen, der von einem einzelnen Adressen-IC gesteuert wird, der für jede mehrfarbige Anzeigeeinheit vorgesehen ist.

Zu Fig. 4 zurückkehrend, beinhaltet die mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 Spalten aus den mehrfarbigen Anzeigeelementen 103. Eine Spalte C1 aus den mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 ist auf dem Trägerrahmen angeordnet, der aus der Basisplatte 105 und einer Leiterplatte 502 besteht. Spalten C1 bis C3 aus den mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 sind an der Hauptplatine 101 angebracht. Die Basisplatte 105 besteht aus magnetischem Material. Magnetische Kerne (nicht gezeigt), die als Statoren eines Motors dienen, werden durch Biegen von Teilen der Basisplatte 105 gebildet. Das Anzeigeelement 103 besitzt eine zylindrische Oberfläche, die axial in vier Farben gefärbt ist. Die mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 wird in der Richtung einer Pfeilmarke K betrachtet.

Gemäß dieser Ausführungsform sind 16 mehrfarbige Anzeigeelemente 103 auf einer Leiterplatte 502 angeordnet, um die Spalte C1 zu bilden, und 16 Spalten C1 bis C16 sind an der Hauptplatine 101 angebracht (es ist zu beachten, daß in Fig. 45 lediglich 3 Spalten gezeigt sind). 256 (16 x 16 = 256) mehrfarbige Anzeigeelemente bilden somit eine mehrfarbige Anzeigeeinheit 200.

Figur 45 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Rückseite der mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 von Fig. 4 zeigt. Die Leiterplatten der Spalten C1 bis C16 sind mit der Hauptplatine 101 elektrisch verbunden. Ein Adressen-IC 390 und 16 Ansteuer-ICs 363 sind auf der Rückseite der Hauptplatine 101 angeordnet. Ein Ansteuer-IC 363 steuert eine Spalte aus den 16 mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 auf einer Leiterplatte 502 an, so daß 16 Ansteuer-ICs 363 für die 16 Spalten angeordnet sind. Anzeigedaten von einer externen Signalquelle (nicht gezeigt) werden zuerst von dem Adressen-IC 390 empfangen, und nur Daten, die mit der fraglichen Einheit in Beziehung stehen, werden von den Ansteuer-ICs 363 verteilt, welche die Motoren der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 der jeweiligen Spalten ansteuern, um geforderte Farben anzuzeigen. Die ICs 363, 390 etc. sind durch Mittel wie Drahtbonden, Flip-Chip-Anbringung, Mini-Mod etc. direkt auf der Hauptplatine 101 montiert. Eine oder eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 sind in einem Gehäuse aufgenommen, das eine transparente Anzeigefläche besitzt, um die Motoren der mehrfarbigen Anzeigeelemente vor Staub und Wasser zu schützen.

Figur 46 zeigt Adressen (Xn, Ym) der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 in einer mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200. In der Figur gibt es 16 Zeilen "x1" bis "x16" und 16 Spalten "y1" bis "y16", d.h. 256 (16 x 16 = 256) mehrfarbige Anzeigeelemente 103 in einer mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200.

Figur 47 zeigt eine große Anzeigevorrichtung 300, wie ein Fernsehsystem, zum Anzeigen von Trickbildern. Diese Vorrichtung 300 beinhaltet eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 von Fig. 46. Jede Einheit 200 ist mit einer Adresse (XN, YM) gekennzeichnet. In Fig. 47 gibt es 80 Zeilen X1 bis X80 und 60 Spalten Y1 bis Y60, d.h. 4.800 (80 x 60 = 4.800) mehrfarbige Anzeigeeinheiten 200. Wie in Fig. 45 gezeigt, besitzt jede Einheit einen Adressen-IC 390, so daß die Anzeigevorrichtung 300 von Fig. 47 4.800 Adressen-ICs 390 beinhaltet. Jeder Adressen-IC 390 speichert seine eigene spezifische Adresse (XN, YM). Der Adressen-IC 390 weist eine übliche Maskenstruktur auf. Wie in Fig. 47 gezeigt, muß jede Einheit 200 entsprechend ihrer eigenen Position in der Anzeigevorrichtung 300 eine andere Adresse besitzen. Demgemäß kann der Adressen-IC 390 aus einem löschbaren MONOS, wie einem EPROM oder EEPROM, bestehen.

Die Anzeigevorrichtung 300 von Fig. 47 ist sehr groß mit 4.800 mehrfarbigen Anzeigeeinheiten, d.h. 4.800 Adressen. Bei einer einfacheren Anzeigevorrichtung für ein horizontales Anzeigen von Buchstaben zwecks Werbung und Information genügen zehn horizontal angeordnete mehrfarbige Anzeigeeinheiten. In diesem Fall gibt es zehn Adressen von (X1, Y1) bis (X10, Y1).

Figur 48 zeigt ein Beispiel für ein serielles Anzeigesignal, das von der externen Signalquelle zu den 4.800 Adressen-ICs 390 der Anzeigevorrichtung 300 von Fig. 47 übertragen wird. Ein synchrones Signal CL ist zum Beispiel ein serielles 20-Bit-Signal. Ein Taktgenerator, der aus einem extern synchronisierten Multivibrator und PLL des Adressen-IC besteht, empfängt das Signal CL und reproduziert Taktsignale, die von der mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 verwendet werden. Dem Signal CL folgen intermittierende Signale. Zuerst gibt es ein 13-Bit-Einheitsadressensignal xnym zum Spezifizieren einer der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten. Diesem Signal folgen Daten zum Ansteuern der entsprechenden 256 mehrfarbigen Anzeigeelemente 103.

Wenn das Signal CL nicht verwendet wird, muß die Signalquelle Taktimpulse zusätzlich zu dem Anzeigesignal bereitstellen.

In Fig. 47 gibt es 4.800 mehrfarbige Anzeigeeinheiten 200. Der Adressenbereich XNYM des Signals von Fig. 48 kann daher 13 Bit umfassen, um 8.192 (213 = 8.192) Adressen auszudrücken, die ausreichen, um die mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 von Fig. 47 abzudecken. Die folgenden y1 bis y16 des Signals xl sind jeweils 2-Bit-Daten zum Spezifizieren einer von vier Farben für eines der entsprechenden 16 mehrfarbigen Anzeigeelemente x1ly1 bis x1y16 in der Spalte x1 in der mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 (Fig. 46), die durch das Adressensignal XNYM identifiziert wird. Demgemäß besteht das Signal x1 aus 32 (2 x 16 = 32) Bit. In ähnlicher Weise beinhaltet jede der Spalten x2 bis x16 ein 32-Bit-Anzeigesignal, so daß die Anzahl an Bits, die für die 16 Spalten der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 in jeder mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 erforderlich ist, 512 (32 x 16 = 512) Bit beträgt. Insgesamt 545 Bit einschließlich des synchronen 20-Bit-Signals und des 13-Bit-Adressensignals bilden nämlich die Daten, die zur Steuerung jeder mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 notwendig sind. Dies bedeutet, daß die 4.800 mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 der Anzeigevorrichtung 300 insgesamt die folgenden Bits benötigen:

545 Bit x 4.800 Einheiten = 2.616.000 Bit

Zum Anzeigen von Bildern mit einer Geschwindigkeit von 24 Einzelbildern pro Sekunde, wie eines Films, mit dieser Anzeigevorrichtung 300 ist es notwendig, Daten mit der folgenden Rate zuzuführen:

2.616.000 Bit x 24 Einzelbilder = 62.784.000 Bit/Sek. Dies ist ungefähr gleich 63 MHz.

Wenn die Anzeigevorrichtung 10 mehrfarbige Anzeigeeinheiten 200 zum Zwecke einfacher Werbung und Information beinhaltet, benötigt die Vorrichtung die folgenden Bits:

54 Bit x 10 Einheiten = 5.450 Bit.

Für sich mit einer Geschwindigkeit von 16 Spalten pro Sekunde bewegende Buchstaben ist es notwendig, Daten mit der folgenden Geschwindigkeit zuzuführen:

5.450 Bit x 16 Spalten = 87.200 Bit/Sek. Dies ist ungefähr gleich 10 kHz

Figur 49 ist ein Blockdiagramm, das den Adressen-IC 390 zeigt. Gemäß der Erfindung ist ein Adressen-IC 390 für eine mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 angeordnet, d.h. 4.800 Adressen-ICs 390 insgesamt in der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung. Ein Dateneingangssignal 330 ist ein Impulszugsignal, wie ein in Fig. 48 gezeigtes. Das erste Signal CL der Eingabe 330 fällt in einen Durchlaßbereich eines Bandpaßfilters 331, so daß das Signal CL das Bandpaßfilter 331 durchläuft und einem Taktgenerator 332 zugeführt wird, der einen extern synchronisierten Multivibrator und ein PLL beinhaltet. Der Taktgenerator 332 erzeugt die gleichen Taktimpulse wie jene in der Signalquelle verwendeten. Der Adressen-IC 390 arbeitet gemäß diesen Taktimpulsen.

Dem Signal CL folgende Datenimpulse werden durch das Bandpaßfilter 331 entfernt, so daß sie keine Frequenzen beeinflussen, die von dem Taktgenerator 332 erzeugt werden. Ein 20-Bit-Zähler 333 stellt ein Signal bereit, das einen Zählwert des Signals CL anzeigt, um ein Gatter 334 zu öffnen. Dann durchläuft das 13-Bit-Einheitsadressensignal XnYm (Fig. 48), das dem Signal CL folgt, das Gatter 334 und wird in einem 13-Bit- Zwischenspeicher 338 gespeichert. Ein Adressenspeicher 342 ist ein Permanentspeicher, der eine Adresse speichert, welche die Position der fraglichen Einheit in der Anordnung von Fig. 47 anzeigt.

Ein Koinzidenzschaltkreis 340 vergleicht die Einheitsadresse XMYN, die in dem durch den Zwischenspeicher 338 zwischengespeicherten Datensignal enthalten ist, wobei die Adresse in dem Adressenspeicher 342 gespeichert ist. Wenn sie miteinander übereinstimmen, liefert der Koinzidenzschaltkreis 340 ein Koinzidenzsignal, um ein Gatter 345 zu öffnen, um Daten y1 bis y16 (Fig. 48) mit 32 Bit für die 16 mehrfarbigen Anzeigeelemente in der Spalte x1 der fraglichen mehrfarbigen Anzeigeeinheit zu einem 32-Bit-Zähler 347 und zu einer Gruppe von Gattern 355 zu leiten. Das Koinzidenzsignal durchläuft außerdem ein Gatter 351, um einen 16-Bit-Zähler 352 zu inkrementieren.

In Reaktion auf ein Ausgangssignal des 16-Bit-Zählers 352 wird ein erstes Gatter der Gattergruppe 355 geöffnet, um die Daten für die Spalte x1 zu einem Ansteuer-IC 363 zur Steuerung der Spalte x1 zu senden. Wenn der 32-Bit-Zähler alle 32-Bit-Daten zählt, durchläuft ein Ausgangssignal des Zählers 347 das Gatter 351, um den 16-Bit-Zähler 352 zu inkrementieren. Dann wird gemäß einem Ausgangssignal des Zählers 352 das nächste Gatter der Gattergruppe 355 geöffnet, um 32-Bit-Daten für eine Spalte x2 zu einem Ansteuer-IC 363 zum Ansteuern der Spalte x2 zu senden.

Der 16-Bit-Zähler 352 wählt nämlich für den ersten Zählwert das Gatter für die Zeile x1 in der Gattergruppe 355 in Reaktion auf das Koinzidenzsignal aus, das von dem Koinzidenzschaltkreis 340 bereitgestellt wird. Danach zählt der 16-Bit-Zähler 352 Ausgangssignale des 32-Bit-Zählers 347, um sukzessive Gatter für Spalten x2, x3, ..., x16 aus der Gattergruppe 355 auszuwählen. Auf diese Weise werden Datensignale sukzessive zu den 16 Ansteuer-ICs 363 gesendet.

Wann immer irgendeine der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten ersetzt wird, wird die Adresse der fraglichen Einheit von außen in den Adressenspeicher 342 durch eine Adressenumschreibeingabe 350 geschrieben.

Figur so ist ein Blockdiagramm das den Ansteuer-IC 363 zeigt. Wie zuvor erläutert, steuert ein Ansteuer-IC 363 eine Spalte von 16 mehrfarbigen Anzeigeelementen in einer mehrfarbigen Anzeigeeinheit an, und in dem obigen Beispiel sind 16 Ansteuer-ICs 363 für 16 Spalten der mehrfarbigen Anzeigeelemente einer mehrfarbigen Anzeigeeinheit angeordnet. In Fig. So ist ein xi-Eingangssignal 360 eines der x1- bis x16-Eingangssignale 360 in Fig. 49, d.h. der 32-Bit-Daten für eine entsprechende Spalte der mehrfarbigen Anzeigeelemente unter den Datensignalen, die von dem Adressen-IC 390 ausgewählt werden. Wie oben erläutert, bezeichnen je 2 Bit eine von vier Farben, und es gibt insgesamt 32 Bit für die 16 mehrfarbigen Anzeigeelemente.

Die Eingangsdaten werden zuerst in einem Zwischenspeicher 362 für momentane 32 Bit gespeichert. Es ist ein Zwischenspeicher 364 für vorherige 32 Bit zum Speichern von vorherigen 32-Bit-Daten vorgesehen.

Eine Gruppe von NAND-Gattern 366 vergleicht je zwei Bit der Inhalte der zwei Zwischenspeicher 362 und 364 miteinander. Jedes NAND-Gatter 366, das eine Übereinstimmung findet, stellt kein Ausgangssignal zum Aktivieren eines entsprechenden Spulenpolaritätsumschalt-Schaltkreises 370 zum Umschalten der Polaritäten der Spulen des Motors des entsprechenden mehrfarbigen Anzeigeelements bereit. Wenn die momentanen und vorherigen Daten miteinander übereinstimmen, wird eine anzuzei gende Farbe nicht gewechselt. In diesem Fall wird die angezeigte Farbe beibehalten, wie sie ist.

Wenn momentane und vorherige Daten für irgendein mehrfarbiges Anzeigeelement nicht miteinander übereinstimmen, wird eine von dem fraglichen mehrfarbigen Anzeigeelement anzuzeigende Farbe geändert. In diesem Fall stellt das entsprechende NAND-Gatter 366, d.h. der Vergleichsschaltkreis, ein Ausgangssignal bereit, das einem entsprechenden Spulenpolaritätsumschalt- Schaltkreis 370 zugeführt wird. Auf diese Weise werden neue Daten in alle 4.800 mehrfarbigen Anzeigeeinheiten geschrieben. Danach wird allen Einheiten eine Rotationsbefehlseingabe 390 zugeführt. Dann legt jeder Spulenpolaritätsumschalt-Schaltkreis 370 gemäß den eingegebenen 2- Bit-Daten eine anzuzeigende Farbe fest und führt vier Ausgangsleitungen 372, die mit einem der entsprechenden y1 bis y16 mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 verbunden sind, Spannungen zu. Als ein Ergebnis werden die zwei Sätze von Spulen des Motors des mehrfarbigen Anzeigeelements 103 dazu angesteuert, die spezifizierte Farbe anzuzeigen. Mit Ausnahme jener ohne Farbwechsel wechseln die mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 ihre Anzeigefarben gleichzeitig. Danach werden die Inhalte des Zwischenspeichers 362 für momentane 32 Bit zu dem Zwischenspeicher 364 für vorherige 32 Bit übertragen, um sich für den Empfang der nächsten Daten bereitzumachen. Auf diese Weise werden die momentanen und vorherigen Daten miteinander verglichen, und die mehrfarbigen Anzeigeelemente ohne Datenänderung werden nicht aktiviert. Dies verhindert ein Flimmern des Schirms und spart Leistung.

Wenn ein fehlerhafter Betrieb aufgrund von Rauschen etc. bewirkt, daß eine unerwünschte Farbe angezeigt wird, und wenn es während einer langen Zeitspanne keine Änderung der Anzeigedaten gibt, wird die unerwünschte Farbe während einer langen Zeitspanne angezeigt. Um diese Art von nachteiligem Effekt zu vermeiden, wird eine Einzelbildlöscheingabe 380 zum Beispiel alle 10 Minuten zugeführt, um eine Bereitstellung von Ausgangssignalen der Zwischenspeicher 364 für vorherige 32 Bit zu stoppen, wodurch alle Motoren der 16 mehrfarbigen Anzeigeelemente gemäß den Daten von den Zwischenspeichern 362 für momentane 32 Bit aktiviert werden. Diese Technik korrigiert die angezeigten unerwünschten Farben. Dieser Vorgang wird durch sequentielles Spezifizieren der Adressen (XN, YM) und (xn, ym) durchgeführt. Die Einzelbildlöscheingabe 380 kann von der Signalquelle über eine ausschließlich hierfür genutzte Signalleitung zugeführt oder in das Datensignal eingefügt werden. Ein großer Betrag an Leistung ist notwendig, wenn die 4.800 mehrfarbigen Anzeigeeinheiten gleichzeitig gelöscht werden. Demgemäß werden die Einheiten sequentiell gelöscht, um Energie zu sparen.

Figur 51 erläutert ein weiteres Datenformat gemäß dererfindung. Dieses Format spezifiziert die Adressen und Farben der mehrfarbigen Anzeigeelemente jeder mehrfarbigen Anzeigeeinheit. Die Signalquelle wählt nämlich für jede mehrfarbige Anzeigeeinheit mehrfarbige Anzeigeelemente aus, deren Farben zu ändern sind, und liefert jede Einheitsadresse (XN, YM). gefolgt von Daten (xn1, ym1) bis (xnk, ymk), wobei die Daten (xn, ym) die Adressen der ausgewählten 256 mehrfarbigen Anzeigeelemente in jeder mehrfarbigen Anzeigeeinheit sind und die unteren zwei Bit der Spezifizierung von einer der vier Farben für entsprechende ausgewählte mehrfarbige Anzeigeelemente dienen. Ein für dieses Verfahren verwendeter Schaltkreis wird durch Modifizieren der Schaltkreise von Fig. 49 und 50 gebildet, so daß die Details desselben nicht erläutert werden. Wenn die Anzahl der mehrfarbigen Anzeigeelemente, deren Farben zu wechseln sind, nicht so groß ist, beinhaltet dieses Verfahren eine kleinere Menge an Bits als das Beispiel von Fig. 48, das Daten von allen mehrfarbigen Anzeigeelementen sendet.

Figur 52(A) ist ein Blockdiagramm, das einen Ausdünnungsschaltkreis 430 zeigt, der zwischen dem Spulenpolaritätsumschalt-Schaltkreis 370 des Ansteuer-IC 363 von Fig. 50 und dem mehrfarbigen Anzeigeelement 103 angeordnet ist. Figur 52(B) ist eine Ansicht, die ein Spulenansteuerausgangssignal zeigt. Wenn der Motor des mehrfarbigen Anzeigeelements häufig bei der Anzeige von Trickbildern betrieben wird, können die Spulen des Motors auf eine hohe Temperatur erwärmt werden. In diesem Fall ist es notwendig, die Schaltfrequenzen von angezeigten Bilden durch Ausdünnen der anzuzeigenden Bilder etwas zu verringern.

Der Spulenpolaritätsumschalt-Schaltkreis 370 liefert ein Spulenansteuerausgangssignal 431, das einem Taktzähler 433 zugeführt wird. Der Taktzähler 433 überwacht die Dichte des Spulenansteuerausgangssignals in einer festen Zeitspanne. In einer Zeitspanne 465 liegt die Dichte in einem Bereich, der kein Wärmeproblem erzeugt. In diesem Fall steuert das Spulenansteuerausgangssignal 431, wie es ist, das mehrfarbige Anzeigeelement 103 über Gatter 442 und 452 an. In einer Zeitspanne 467 steigt die Dichte auf ein kritisches Niveau an. Dann schließt ein Ausgangssignal 440 des Taktzählers 433 das Gatte3r 442 und öffnet ein Gatter 444. Demgemäß wird das Spulenansteuerausgangssignal 431 zu einem Ausdünnungs-Taktzähler 446 geführt. Der Ausdünnungs-Taktzähler 446 vermindert die Dichte der Antriebsimpulse während einer Zeitspanne 478, wodurch die Spulen des Motors gekühlt werden. Der Ausdünnungs- Taktzähler 446 kann aus einem üblichen Frequenzteilungsschaltkreis etc. bestehen. Wenn die Abkühlung nicht ausreichend ist, überprüft dies ein Temperatursensor (nicht gezeigt), der in der Nähe der Motorspulen angeordnet ist, oder der Taktzähler 433 oder ein weiterer separater Taktzähler überwachen wiederum die Dichte eines ausgedünnten Ausgangssignals 450, um den Ausdünnungsprozeß zu wiederholen. Die Ansteuerausgangssignale 431 oder die ausgedünnten Ausgangssignale 450 durchlaufen das Gatter 452, um den Motor des mehrfarbigen Anzeigeelements 103 anzusteuern. Während der normalen Zeitspannen 465 und 488 wird der Taktzähler 433 nach der festen Zeit zurückgesetzt und liefert nicht das Ausgangssignal 440.

Figur 53 zeigt die Adressen- und Ansteuer-ICs auf der Hauptplatine 101. Diese ICs sind auf der Rückseite der Hauptplatine 101 montiert, wie in Fig. 45 gezeigt. Wie zuvor erläutert, werden die Daten-, Rot ationsbefehls-, Einzelbildlösch-, Adressenumschreibund Taktsignale den ICs von der Signalquelle zugeführt. Diese Signale können durch separate Signalleitungen oder einige gemeinsame Signalleitungen übertragen werden. Zusätzlich zu diesen Signalen wird den ICs Elektrizität von einer positiven Spannungsquelle 492 und GND 494 zugeführt.

Die positive Spannungsquelle 492 ist mit einem Kondensator 496 verbunden, der auf der Hauptplatine 101 angeordnet ist. Der Kondensator 496 ist durch die positive Spannungsquelle 492 stets geladen. Wenn viel elektrische Leistung von den Ansteuer-ICs 363 benstigt wird, um die Motoren der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 gleichzeitig anzusteuern, liefert der Kondensator 496 zusätzlich elektrische Leistung. Aufgrund des Kondensators 496 kann die Kapazität der positiven Spannungsquelle 492 relativ klein sein. Gemäß der Ausführungsform erfordern die 4.800 mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 4.800 Kondensatoren. Diese Kondensatoren können insgesamt auf der Leistungsversorgungsseite angeordnet sein. Anstelle der Kondensatoren können Batterien mit einem größeren Puffereffekt als die Kondensatoren verwendet werden.

Wie oben erläutert, ordnet diese Erfindung die Adressen-ICs und Ansteuer-ICs auf der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung an, um die Vorrichtung mit Intelligenz zu versehen. Es ist nämlich nicht notwendig, eine Signalquelle direkt mit jeweiligen mehrfarbigen Anzeigeelementen zu verbinden. Diese Anordnung ist in der Lage, Adressen- und Farbdaten als serielle Signale zu senden, um die Anzeigevorrichtung zu steuern, wodurch eine Verbindung zwischen der Signalquelle und der Anzeigevorrichtung ebenso wie die Signalquelle selbst vereinfacht werden. Die Erfindung verbessert daher Produktivität und Zuverlässigkeit, ergibt eine leichte Wartung und reduziert Kosten. Die mehrfarbige Anzeigeeinheit und die mehrfarbige Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung verwenden bevorzugt eine Maske, die über der Frontseite einer Anzeigefläche angeordnet ist. Die Maske hilft dabei, Farben klar anzuzeigen und benachbarte Farben klar zu trennen.

Wenn sich keine Maske vor jedem mehrfarbigen Anzeigeelement 103 in der mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung 300, wie in Fig. 4 gezeigt, befindet, können Farben, die benachbart zu einer angezeigten Farbe liegen, von außen gesehen werden.

Figur 54 ist eine Seitenansicht, die zwei mehrfarbige Anzeigeelemente 103 zeigt. Jedes der Elemente 103 zeigt rot (R) an. In diesem Fall sind grün (G) und weiß (W), die benachbart zu rot (R) liegen, durch einen Spalt zwischen den zwei mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 sichtbar, wodurch der Kontrast der Anzeigevorrichtung insgesamt verschlechtert wird.

In Fig. 55 besitzt jedes der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 eine quaderförmige Gestalt mit flachen Farbbereichen. Benachbarte mehrfarbige Anzeigeelemente 103 sind ausreichend voneinander getrennt, um frei drehbar zu sein. Die Elemente 103 sind nämlich derart angeordnet, daß die umschriebenen Kreise 72 der benachbarten mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 nicht miteinander wechselwirken. Als ein Ergebnis ist die Oberfläche der Hauptplatine 101, die hinter den mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 angeordnet ist, durch Spalte zwischen den Elementen 103 sichtbar. Außerdem sind auch grün (G) und weiß (W) aus einer schrägen Richtung sichtbar, so daß die Qualität von angezeigten Bildern verschlechtert wird.

Um diese Probleme zu lösen, ordnet die Erfindung, wie in Fig. 56 gezeigt, eine Maske 75 mit vielen Fenstern 76 vor der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung 300 oder der mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 an, die eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 beinhaltet. Die Fenster 76 sind so konfiguriert, daß sie jeweils die mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 zeigen. Der feste Teil der Maske 75 bedeckt die Hauptplatine 101 und Seitenflächen der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103, wodurch unerwünschte Farben verdeckt werden.

Figur 56 ist eine Seitenansicht, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigt. In der Figur ist jedes der zylindrischen mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 in vier Farben gefärbt, d.h. rot (R), grün (G), blau (B) und weiß (W). Eine Maske 75 ist angeordnet, um Spalte zwischen benachbarten mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 zu bedecken. Der gefärbte Bereich zur Anzeige von jedem der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 ragt vorzugsweise von einem entsprechenden Fenster 76 der Maske 75 hervor. Dies ist hinsichtlich der Lichtmenge, die den Farbbereich bestrahlt, und eines Sichtbarkeitswinkels vorteilhaft.

Figur 57 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Anzeigevorrichtung mit der Maske 75 von Fig. 56 zeigt. Die Maske 75 ist in einer Matrix ausgebildet. Die Abmessung jedes Fensters der Maske 75 ist von der Abmessung eines entsprechenden mehrfarbigen Anzeigeelements 103 abhängig.

Figur 58 zeigt eine Seitenansicht, die mehrfarbige Anzeigeelemente 103 zeigt, die jeweils eine quaderförmige Gestalt aufweisen. Eine Maske 75 ist vor den Elementen 103 angeordnet.

Figur 59 zeigt eine \iaske gemäß der Erfindung, die keine unabhängige Struktur darstellt. Ein Bereich 77 ist von einer Basisplatte 105 aus gebogen, um einen Maskenbereich zur Abdeckung eines Spalts zwischen entsprechenden mehrfarbigen Anzeigeelementen zu bilden. Eine Endfläche 78 der Basisplatte 105 dient außerdem als Maske zur Abdeckung eines Teils einer Hauptplatine 101. Diese Struktur reduziert die Anzahl von Teilen und die Kosten.

In den obigen Ausführungsformen ist es bevorzugt, die Maske 75 in einer einzigen Farbe zu färben. Wenn eine der Farben, mit denen die mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 gefärbt sind, als Hintergrundfarbe bei der Anzeige von Buchstaben und Graphiken verwendet wird, ist die Maske vorzugsweise in der Hintergrundfarbe gefärbt, um einen leuchtenden Hintergrund bereitzustellen. Wenn die Farben der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 verschieden kombiniert und additiv gemischt werden, ist es bevorzugt, die Maske 75 schwarz zu färben.

Als nächstes wird eine schützende Struktur für die mehrfarbige Anzeigevorrichtung 300 und die mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 gemäß der Erfindung erläutert.

Die mehrfarbige Anzeigevorrichtung 300 und die mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 werden drinnen und draußen zur öffentlichen Betrachtung installiert. Die Vorrichtung 300 und die Einheiten 200 sind daher stets Licht, Wärme, Staub, Regen, Wind, Schnee, Salz etc. ausgesetzt. Daher ist es notwendig, die Vorrichtung 300 und die Einheiten 200 mit irgendwelchen schützenden Mitteln zu versehen. Ansonsten kann es sein, daß die rotierenden Teile, Antriebsmittel, Steuerschaltkreise etc. der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 versagen, indem sie unbeweglich werden. Außerdem können Ultraviolettstrahlen die Farben, mit denen die mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 gefärbt sind, verändern und verschlechtern. Außerdem können Komponenten der Vorrichtung 300 und der Einheiten 200 brechen und korrodieren und defekt werden.

In den Fig. 3, 6, 16 und 17 packt die Erfindung eine Gruppe der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 in das abgedichtete Gehäuse 106, um sie zu schützen.

Es wird ein neues abgedichtetes Gehäuse mit erweiterten Funktionen gemäß der Erfindung erläutert.

Ein staubdichtes und wasserdichtes Gehäuse 106 gemäß der Erfindung ist mit einem Ultraviolettstrahlenfilter und Heizerdrähten versehen. Das Gehäuse 106 verhindert, daß Staub und Wasser in die mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 gelangen, das Ultraviolettstrahlenfilter verhindert eine Verschlechterung der Farben der mehrfarbigen Anzeigeelemente, und der Heizer verhindert ein Einfrieren.

Das schützende Gehäuse gemäß der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 60, 61 und 62 erläutert.

In Fig. 60 ist eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 mit Schrauben 26 und Buchsen 27 an einem Trägerrahmen 25 angebracht. Figur 61 ist eine Ansicht von rechts von Fig. 60, die den Trägerrahmen 25 und mehrfarbige Anzeigeeinheiten 200 zeigt. Der Trägerrahmen 25 ist in einer Matrix ausgebildet. Das schützende Gehäuse beinhaltet in erster Linie einen transparenten Windschirm 28, einen äußeren Rahmen 29 und eine Rückwand 31. Der Trägerrahmen 25, an dem mehrfarbige Anzeigeeinheiten 200 angebracht sind, ist an einem inneren Rahmen 30 mit Schrauben 33 befestigt. Eine Abdichtung 32, der Windschirm 28 und der innere Rahmen, wobei der Trägerrahmen 25 eine mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 trägt, sind in dem äußeren Gehäuse 29 angeordnet. Die Rückwand 31 ist an dem äußeren Gehäuse 29 mit Schrauben 35 über eine Abdichtung 34 befestigt. Der Windschirm 28 weist eine grobkörnige Außenseite 28a auf, um eine Reflektion von externem Licht zu verhindern. Ein Ultraviolettstrahlenfilter 36 ist über der Innenseite des Windschirms 28 angeordnet, um zu verhindern, daß Ultraviolettstrahlen die Farben der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 ändern. Heizerdrähte 37 sind auf der Innenseite des Windschirms 28 angeordnet.

Figur 62 zeigt die Innenseite des Windschirms 28. Die Heizerdrähte 37 sind zwischen niederohmigen gemeinsamen Leitungen 38 und zwischen den mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 derart angeordnet, daß die Heizerdrähte die Anzeigeelemente 103 nicht stören. Drähte 40 von Heizeranschlüssen 39, ein Verbindungselement 41 und Drähte 42 sind mit Leistungsversorgungsleitungen der Hauptplatine 101 verbunden. Die Heizerdrähte 37 können über einer Maske 75 anstatt über der Innenseite des Windschirms 28 angeordnet sein. Die Maske 75 selbst kann aus Widerstandsheizmaterial oder einer Oberflächenheizschicht ohne Verwendung der Heizerdrähte bestehen.

Auf diese Weise ist die mehrfarbige Anzeigevorrichtung 300, die eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 beinhaltet, in dem abgedichteten Gehäuse aufgenommen. Ein Kabel 43, ein Verbindungselement 44 und ein Kabel 45 von der Hauptplatine 101 jeder mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 sind durch einen wasserdichten Ring 46 hindurchgeführt, der auf der Rückwand 31 angeordnet und mit einer externen Leistungsversorgungs-/Signalleitung 48 durch ein wasserdichtes Verbindungselement 47 verbunden ist. Die mehrfarbige Anzeigevorrichtung, die in dem Gehäuse aufgenommen ist, ist mit Schrauben 49 an einer Außenwand 50 angebracht.

Die Figuren 63, 64, 65(A) und 65(B) zeigen ein abgedichtetes Gehäuse gemäß einer weiteren Ausführungsforrn der Erfindung. Figur 63 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Rückseite einer mehrfarbigen Anzeigevorrichtung 300 gemäß der Ausführungsform zeigt. Jede der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 ist in einem separaten Gehäuse 106 aufgenommen. Das Gehäuse 106 besitzt eine Rückwand 31, an der ein Hebel 62 angebracht ist. Der Hebel 62 ist mit Schrauben 64 an einem Trägerrahmen 63 befestigt. Der Trägerrahmen 63 ist an einem Trägerrahmen 65 befestigt.

Figur 64 ist eine Schnittansicht, die das Gehäuse 106 von Fig. 63 zeigt. Ein äußerer Rahmen 66 weist eine boxartige Gestalt mit einem integral ausgebildeten Windschirmbereich und Seitenflächenbereichen auf. Der äußere Rahmen 66 muß nach dem Zusammenbau Last und Schocks aufnehmen, so daß die Windschirmfläche eine Dicke von zum Beispiel einem Millimeter aufweisen kann. Da jede Seitenfläche des äußeren Rahmens 66 eine Verbindungsstelle bezüglich des angrenzenden Gehäuses 106 bildet und das Erscheinungsbild des Schirms beeinflußt, muß sie dünn sein, zum Beispiel 0,2 Millimeter. Der Windschirmbereich des äußeren Rahmens 66 besitzt eine grobkörnige Außenseite, um Reflektion zu verhindern, und ein Ultraviolettstrahlenfilter ist über der Innenseite des Windschirmbereichs angeordnet. Eine Maske 75 und die mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 sind in dem äußeren Rahmen 66 aufgenommen, und die Rückwand 31 ist an dem äußeren Rahmen 66 durch eine Abdichtung 68 angebracht und mit einem Abdichtungsagens 69 abgedichtet. Dies vervollständigt eine staubdichte und wasserdichte Struktur.

Die Hauptplatine 101 der mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 besitzt ein elektrisches Kabel 70, das durch einen wasserdichten Ring 71 auf der Rückwand 31 hindurchgeführt und mit einem externen Leistungsversorgungs-/Signalkabel 73 durch ein wasserdichtes Verbindungselement 72 verbunden ist. Das Kabel 73 ist durch den Trägerrahmen 63 hindurchgeführt, an dem der Hebel 62 des Gehäuses 106 befestigt ist, und mit einem Leistungsversorgungsschaltkreis (nicht gezeigt), einem Steuerschaltkreis (nicht gezeigt) etc. verbunden.

Heizerdrähte sind über der Innenseite des Windschirmbereichs des äußeren Rahmens 66 oder über der Maske 75 angeordnet. In Fig. 64 sind die Heizerdrähte 74 in Vertiefungen angeordnet, die auf der Maske 75 ausgebildet sind. Wenn die Maske dünn ist, sind die Vertiefungen nicht notwendig. Die Heizerdrähte 74 sind mit einer Spannungsquelle durch Leitungen (nicht gezeigt) verbunden. Ähnlich wie bei der vorigen Ausführungsform kann die Maske selbst aus heizendem Material bestehen.

Figur 65(A) ist eine Rückansicht, welche die Trägerrahmen 63 und 65 zeigt, die eine Gitterstruktur bilden. Viele mehrfarbige Anzeigeeinheiten, die jeweils separat in einem Gehäuse eingeschlossen sind, sind in einer Matrix angeordnet und an dem Trägerrahmen 63 mit Schrauben 64 befestigt. Die Trägerrahmen 63 sind in Intervallen mit der Breite eines Gehäuses angeordnet. während die Trägerrahmen 65 in Intervallen mit der Breite von zwei Gehäusen angeordnet sind. Mit dieser Anordnung kann jede der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200, die in dem Gehäuse 106 eingeschlossen sind, von der Rückseite her entfernt und eingebaut werden, wie durch (1), (2), (3) und (4) in Fig. 65(B) angezeigt. Diese Anordnung vereinfacht die Montage und Ersetzung der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung 300 an bzw. von einem hohen Platz, wie der Oberseite eines Gebäudes.

Wie oben erläutert, baut die Erfindung eine mehrfarbige Anzeigevorrichtung in ein staubdichtes und wasserdichtes Gehäuse derart ein, daß die Vorrichtung eine hohe Zuverlässigkeit und Haltbarkeit erreicht, selbst wenn sie draußen angeordnet ist. Die Windschirmoberfläche der Vorrichtung verhindert Reflektion, und Heizerdrähte derselben verhindern ein Einfrieren. Die Vorrichtung der Erfindung ist leicht zu installieren und zu warten.

In den obigen Ausführungsformen beinhaltet jedes mehrfarbige Anzeigeelement ein zylindrisches oder quaderförmiges rotierendes Element mit einer Mehrzahl von Farbbereichen (P1, P2, P3, P4). Gemäß der Erfindung ist die Gestalt des rotierenden Elements des mehrfarbigen Anzeigeelements nicht auf diese Beispiele beschränkt. Die Gestalt kann zum Beispiel polyedrisch sein.

Wenn das rotierende Element eine quaderförmige Gestalt besitzt, kann diese Gestalt eine Integration der mehrfarbigen Anzeigeelemente oder eine Erhöhung der Anzahl von angezeigten Farben auf mehr als vier verhindern.

Es werden polyedrische rotierende Elemente gemäß der Erfindung mit dreieckigen, pentagonalen und hexagonalen Querschnitten erläutert.

Figur 66 zeigt mehrfarbige Anzeigeelemente 103, die Seite an Seite angeordnet sind. Jedes der Elemente 103 ist quaderförmig. Diese Elemente 103 müssen gedreht werden, ohne einander zu stören. Zu diesem Zweck muß ein Abstand p zwischen den Elementen 103 größer als ein Durchmesser d eines umschriebenen Kreises 51 der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 sein. Dies bedeutet, daß die Länge "a" einer Seite eines Farbbereichs der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 kleiner als 0,707 p ist.

Wenn viele mehrfarbige Anzeigeelemente in einer Matrix auf einer mehrfarbigen Anzeigevorrichtung angeordnet sind, ist ein Aperturfaktor der Vorrichtung als ein Verhältnis von effektiver Anzeigefläche zu einer Gesamtanzeigefläche definiert. Je größer der Aperturfaktor ist, desto klarer wird ein Bild auf der Vorrichtung angezeigt. Es ist erwünscht, den Aperturfaktor der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung zu erhöhen.

Um farbkräftig Bilder mit der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung mit vielen mehrfarbigen Anzeigeelementen, die in einer Matrix angeordnet sind, anzuzeigen, muß jedes der mehrfarbigen Anzeigeelemente viele Farben aufweisen, die von einer auf die andere umzuschalten sind. Vier Farben für jedes der mehrfarbigen Anzeigeelemente sind daher manchmal nicht ausreichend.

Andererseits kann, wenn erforderlich ist, daß die Anzeigevorrichtung lediglich rote oder blaue Buchstaben auf einem weißen Hintergrund anzeigt, jedes der mehrfarbigen Anzeigeelemente nur drei Farben aufweisen, d.h. rot, blau und weiß. In diesem Fall verwendet die mehrfarbige Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung mehrfarbige Anzeigeelemente, die jeweils eine dreieckige Röhrenform aufweisen. Wenn ein Abstand zwischen benachbarten zwei mehrfarbigen Anzeigeelementen p ist, wird die Länge jeder Seite eines Farbbereichs des mehrfarbigen Anzeigeelements auf 0,866p erweitert.

Figur 67 ist eine Seitenansicht, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigt. In der Figur sind mehrfarbige Anzeigeelemente 103, die jeweils ein rotierendes Element be sitzen, Seite an Seite angeordnet. Jedes der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 besitzt eine gleichseitige dreieckige Röhrenform. Um die mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 frei drehen zu lassen, muß ein Abstand p zwischen den benachbarten mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 gleich oder größer als ein Durchmesser d' eines umschriebenen Kreises 12 des Dreiecks sein. Dies bedeutet, daß die Länge a' eines Farbbereichs der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 0,866p beträgt. Im Vergleich zu 0,707p der quaderförmigen Gestalt kann die gleichseitige dreieckige Röhre der Erfindung die Länge jeder Seite des Farbbereichs um 22% erhöhen.

Um das in drei Farben gefärbte dreieckige rotierende Element des mehrfarbigen Anzeigeelements korrekt zu positionieren, muß ein Rotor eines Motors des rotierenden Elements jedesmal um eine drittel Umdrehung angetrieben werden. Zu diesem Zweck muß der Motor drei magnetische Kerne, drei Spulen und drei Statoren besitzen, die in gleichem Abstand um den Rotor herum angeordnet sind.

Die Figuren 68(A) bis 68(C) zeigen die Anordnung eines derartigen mehrfarbigen Anzeigeelements. Wenn die Spulen, die um die magnetischen Kerne gewunden sind, angesteuert werden, um die Statoren 123 zu polarisieren, wie in Fig. 68(A) gezeigt, wird ein magnetischer Pol eines Magneten 122 des Rotors von der Mitte eines der Statoren 123 angezogen, während der andere magnetische Pol des Magneten 122 von einem Spalt zwischen benachbarten Statoren angezogen wird. Demgemäß kann der Rotor drei Positionen einnehmen, um eine der drei Farben des mehrfarbigen Anzeigeelements 103 anzuzeigen. Auf diese Weise werden die Farben auf den Farbbereichen von einer auf die andere durch Steuern der Magnetisierung der Statoren 123 umgeschaltet.

Diese Ausführungsform erhöht den Aperturfaktor der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung 300, wodurch Bilder klar angezeigt werden, die Sichtbarkeit verbessert wird und Informationen effektiv übertragen werden.

Die mehrfarbige Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung verwendet zum Beispiel additive Primärfarben, d.h. rot, grün und blau. Demgemäß können verschiedene Kombinationen dieser Farben bei Betrachtung aus einer Entfernung eine Vielzahl von Farben bereitstellen. Tatsächlich werden die geforderten Farben jedoch aufgrund eines Mangels an Helligkeit nicht immer korrekt erhalten. Wenn zum Beispiel rot, grün und blau gleichmäßig gemischt werden, liefert das Gemisch theoretisch weiß. In der Praxis liefert es jedoch eine schwärzliche Farbe aufgrund eines Mangels an Helligkeit. Demgemäß ist es üblich, mehrfarbige Anzeigeelemente zu verwenden, die jeweils vier Farbberei che besitzen, die in den drei Primärfarben zuzüglich weiß gefärbt sind. Diese Technik kann weiß liefern, jedoch nicht schwarz. Eine weitere schwierige Farbe ist gelb. Gelb ist theoretisch eine Mischung von rot und grün, tatsächlich wird es jedoch mit sehr geringer Helligkeit erreicht. Demgemäß hat das dreieckige rotierende Element eine Beschränkung bei der Wiedergabe einer Vielzahl von Farben.

Wie wiederholt erläutert, sind viele mehrfarbige Anzeigeelemente angeordnet, um eine mehrfarbige Anzeigeeinheit zu bilden, und viele mehrfarbige Anzeigeeinheiten sind angeordnet, um eine mehrfarbige Anzeigevorrichtung herzustellen. Wenn jedes der mehrfarbigen Anzeigeelemente eine quaderförmige Gestalt mit vier in rot, grün, blau und weiß gefärbten Farbbereichen besitzt, ist dies manchmal nicht ausreichend, um effektive Farben bereitzustellen. Manchmal ist es nämlich erforderlich, daß jedes der mehrfarbigen Anzeigeelemente mehr Farbbereiche aufweist.

Um einer derartigen Anforderung zu genügen, stellt die Erfindung ein mehrfarbiges Anzeigeelement mit Farbbereichen bereit, die zum Beispiel in fünf Farben von rot, grün, blau, weiß und schwarz, oder sechs Farben gefärbt sind, wobei gelb zu den fünf Farben hinzugefügt ist. Um diese Farben korrekt anzuzeigen, ist ein Motor des mehrfarbigen Anzeigeelements so ausgelegt, daß er sich in Intervallen von einer fünftel oder einer sechstel Umdrehung dreht. Diese Art von mehrfarbigem Anzeigeelement kann schwarz, gelb etc. klar anzeigen, die für die herkömmliche Anzeigevorrichtung schwierig anzuzeigen sind.

Figur 69 ist eine Seitenansicht, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigt. Mehrfarbige Anzeigeelemente 103 besitzen jeweils ein rotierendes Element 127 mit einer regelmäßigen pentagonalen Röhrengestalt. Das rotierende Element 127 besitzt Farbbereiche, die rot (R), grün (G), blau (B), weiß (W) und schwarz (Bk) gefärbt sind. Dieses Anzeigeelement 103 kann schwarz anzeigen, das durch Mischen von Farben nicht erzielbar ist. Eine Maske 75 bedeckt alle Farbbereiche mit Ausnahme des vorderen. Um die rotierenden Elemente 127 frei zu drehen, muß ein Abstand p zwischen den benachbarten mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 gleich oder größer als ein Durchmesser d eines umschriebenen Kreises 12 der pentagonalen Röhre sein. Dies bedeutet, daß die Länge "a" jeder Seite des Farbbereichs im wesentlichen O,588p ist. Diese Figur ist eine obere Grenze eines Aperturfaktors, d.h. eines Verhältnisses einer effektiven Anzeigefläche zu einer Gesamtanzeigefläche.

Figur 70 ist eine Seitenansicht, die eine weitere Ausführungsforrn der Erfindung zeigt.

Mehrfarbige Anzeigeelemente 103 sind benachbart zueinander angeordnet. Jedes der mehrfarbigen Anzeigeelemente 103 besitzt ein rotierendes Element 127 von regelmäßiger hexagonaler Röhrengestalt. Das rotierende Element 127 weist Farbbereiche auf, die rot (R), grün (G), blau (B), weiß (W), schwarz (Bk) und gelb (Y) gefärbt sind. Demgemäß kann dieses mehrfarbige Anzeigeelement schwarz und gelb klar anzeigen. Eine Maske 75 bedeckt die Farbbereiche mit Ausnahme des vorderen.

Bei einem Abstand p zwischen den benachbarten mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 und einem Durchmesser d' eines umschriebenen Kreises 22 ist der Abstand a' einer Seite jedes Farbbereichs 0,5p, was eine obere Grenze eines Aperturfaktors darstellt.

Für das mehrfarbige Anzeigeelement 103, welches das rotierende Element 127 von pentagonaler oder hexagonaler Röhrengestalt verwendet, muß sich ein Rotor eines Motors in Intervallen von einer fünftel oder einer sechstel Umdrehung drehen. Die Figuren 71(A) bis 71(E) zeigen einen Motor für ein derartiges pentagonales rotierendes Element 127. Der Motor beinhaltet fünf magnetische Kerne, Spulen und Statoren, die in gleichem Abstand um einen Rotor herum angeordnet sind. Die Spulen, die um die magnetischen Kerne herum gewunden sind, werden angesteuert, um die Statoren 123 zu polarisieren. wie in den Figuren gezeigt. Als ein Ergebnis wird ein magnetischer Pol eines Magneten 122 des Rotors von der Mitte eines der Statoren 123 angezogen, und der andere magnetische Pol desselben wird durch ein Magnetfeld in einem Spalt zwischen jeweiligen der benachbarten Statoren 123 angezogen. Demgemäß kann der Rotor in einer optionalen der fünf Stellen positioniert werden, um einen der optionalen fünf Farbbereiche des rotierenden Elements 127 anzuzeigen.

Die Figuren 72(A) bis 72(F) zeigen einen Motor für das hexagonale rotierende Element. Der Motor beinhaltet einen Rotor und drei magnetische Kerne, Spulen und Statoren, die um den Rotor herum angeordnet sind. Die Anzahl der magnetischen Kerne, Spulen und Statoren kann jeweils sechs anstelle von drei sein. Die Spulen, die um die magnetischen Kerne herum gewunden sind, werden angesteuert, um die Statoren 123 zu polarisieren, wie in den Figuren gezeigt. Ein magnetischer Pol eines Magneten 122 des Rotors wird von der Mitte eines der Statoren 123 angezogen, und der andere magnetische Pol des Magneten 122 wird von einem Spalt zwischen benachbarten Statoren angezogen. Demgemäß wird der Rotor in einer von sechs Stellen positioniert, um eine der optionalen sechs Farbbereiche des rotierenden Elements 127 anzuzeigen.

Auf diese Weise wird die Magnetisierung der Statoren 123 gesteuert, um von einer angezeigten Farbe zu einer anderen zu wechseln. Die Konfiguration des Motors ist nicht auf jene oben erläuterten beschränkt. Wenngleich die Ausführungsformen der Fig. 69 bis 72 pentagonale und hexagonale Anzeigeelemente verwenden, beschränken diese Gestaltungen die Erfindung nicht. Die rotierenden Elemente gemäß der Erfindung können eine zylindrische Gestalt, die durch einen umschriebenen Kreis einer polyedrischen Röhre definiert ist, mit fünf oder sechs axialen Farbbereichen aufweisen, die auf dem Umfang des Zylinders definiert und in verschiedenen Farben gefärbt sind. Die fünf oder sechs Farben, die mit den Ausführungsformen erläutert wurden, sind lediglich Beispiele. Jegliche Farben und jegliche Kombinationen der Farben können nach Bedarf ausgewählt werden.

Diese oben erläuterten Ausführungsformen zeigen direkt schwarz, gelb etc. an, die für eine herkömmliche additive Mischung von drei Primärfarben, d.h. rot, grün und blau, schwierig zu erzeugen sind. Die Ausführungsformen können daher klare Bilder mit einer Vielzahl von Farben anzeigen.

Gemäß der Erfindung wird eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeelemente zusammengebaut, um eine mehrfarbige Anzeigeeinheit 200 zu bilden, und eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 wird zusammengebaut, um eine mehrfarbige Anzeigevorrichtung 300 zu bilden. Jedes Pixel der Vorrichtung 300 beinhaltet nämlich eine mehrfarbige Anzeigeeinheit 200. In dieser Anordnung ist eine Kombination von Farben, die durch die mehrfarbigen Anzeigeelemente bereitgestellt werden, ein sehr wichtiger Faktor in jeder der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200, und in ähnlicher Weise ist eine Kombination der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten 200 ein sehr wichtiger Faktor in der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung 300.

Beispiele für große Anzeigevorrichtungen sind zum Beispiel in den japanischen Patentschriften Nr. 63-63910 und 63-63911 offenbart. Ein Beispiel für eine mehrfarbige Anzeigevorrichtung ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr.3-158374 dieses Anmelders offenbart. Gemäß diesen Offenbarungen beinhaltet eine mehrfarbige Anzeigevorrichtung viele Anzeigeelemente, die in einer Matrix angeordnet sind. Jedes der Anzeigeelemente besitzt vier Farbbereiche, die zum Beispiel rot, grün, blau beziehungsweise weiß gefärbt sind. Diese Farbbereiche werden gedreht, um eine geforderte Farbe anzuzeigen, um dadurch Farbbuchstaben und -graphiken auf der Anzeigevorrichtung anzuzeigen. Die Anzeigeelemente von jeder dieser offenbarten Anzeigevorrichtungen verwenden die gleiche Kombination von Farben.

Wenn die Anzeigeelemente die gleiche Kombination von Farben verwenden, ist es unmöglich, Komplementärfarben der Farben, mit denen die Anzeigeelemente gefärbt sind, mit der gleichen Helligkeit anzuzeigen, und es ist auch unmöglich, schwarz bezüglich weiß anzuzeigen.

Diese Probleme werden detailliert mit einem einfachen Einheitsblock erläutert, der 4 Anzeigeelemente (2 Zeilen und 2 Spalten) beinhaltet. Jedes der Anzeigeelemente ist rot, grün, blau und weiß gefärbt. Wenn der Einheitsblock aus der Entfernung betrachtet wird, wird die Helligkeit jeder Farbe über ihre Fläche gemittelt. Wenn rot, grün und blau jeweils eine Helligkeit von 1 aufweisen und weiß eine Helligkeit von 3 aufweist und wenn der Einheitsblock eines von rot, grün und blau anzeigt, ist die Helligkeit des Einheitsblock 1 x 4 / 4 = 1. In ähnlicher Weise ist, wenn der Einheitsblock weiß anzeigt, die Helligkeit desselben 3 x 4 / 4 = 3. In jedem Fall ist die Helligkeit des Einheitsblocks gleich der Helligkeit jedes Anzeigeelements.

Um mit diesem Einheitsblock gelb anzuzeigen, wird ein additives Gemisch von rot und grün verwendet. Zwei der Anzeigeelemente zeigen nämlich rot an und die anderen zwei zeigen grün an. In diesem Fall wird die Fläche jeder Farbe im Vergleich zur Anzeige von einer von rot, grün, blau und weiß mit allen vier Anzeigeelementen halbiert. Während der Einheitsblock dieser Farbkombination bei Betrachtung aus der Entfernung gelb liefert, beträgt die Helligkeit von rot und grün jeweils 1 x 2 / 4 = 0,5. Demzufolge ist die Helligkeit des Gelbs als ein Ergebnis des additiven Gemischs von rot und grün ebenfalls 0,5. In ähnlicher Weise weisen magentarot und cyan eine Helligkeit von 0.5 auf.

Eine aktuelle Anzeigevorrichtung besitzt mehr Anzeigeelemente, um die Farbanzeigefähigkeit zu verbessern. Es ist jedoch theoretisch schwierig, bei einer gemischten Farbe die gleiche Helligkeit wie jene bei einer einzelnen Farbe zu erzielen. Wie aus der obigen Erläuterung ersichtlich, wird die Helligkeit verschlechtert, wenn zwei oder drei von rot, blau und grün in gleichen Teilen gemischt werden. Wenn sie als Ersetzung von schwarz gemischt werden, gibt es kein Problem. Wenn sie gemischt werden, um cyan, magentarot oder gelb, d.h. eine Komplementärfarbe von irgendeiner von rot, grün und blau, anzuzeigen, verschlechtert sich die Helligkeit.

Um das Problem zu lösen, verwendet die Erfindung Anzeigeelemente mit verschiedenen Farbkombinationen. Eine Kombination von Farben, die von einigen der Anzeigeelemente verwendet wird, ist nämlich von einer Kombination von Farben, die von anderen verwendet wird, verschieden. Diese unterschiedlichen Anzeigeelemente sind in einem vorgegebenen Verhältnis in einem Einheitsblock angeordnet.

Figur 73 zeigt eine mehrfarbige Anzeigeeinheit 200, die eine Mehrzahl von mehrfarbigen Anzeigeelementen 103 beinhaltet, wobei die Einheit 200 als ein Einheitsblock in einer mehrfarbigen Anzeigevorrichtung 300 gemäß der Erfindung dient. In der Figur beinhaltet der Einheitsblock, d.h. die mehrfarbige Anzeigeeinheit 200, 64 mehrfarbige Anzeigeelemente. die in acht Zeilen und acht Spalten angeordnet sind. In der mehrfarbigen Anzeigeeinheit 200 gibt es erste mehrfarbige Anzeigeelemente 103-1, die jeweils vier Farbbereiche aufweisen, die zum Beispiel rot, grün, blau beziehungsweise weiß gefärbt sind, und zweite mehrfarbige Anzeigeelemente 103-2, die jeweils vier Farbbereiche aufweisen, die cyan, magentarot, gelb beziehungsweise schwarz gefärbt sind. Die ersten und zweiten mehrfarbigen Anzeigeelemente 103-1 und 103-2 sind mit einem Verhältnis von 3:1 angeordnet. Die Helligkeit, d.h. die Sättigung, der ersten mehrfarbigen Anzeigeelemente 103-1 ist 1 und jene der zweiten mehrfarbigen Anzeigeelemente 103-2 ist 2,5.

Wenn irgendeine von rot, grün. blau und weiß gefordert ist, zeigen die ersten mehrfarbigen Anzeigeelemente 103-1 direkt die geforderte Farbe an, während die zweiten mehrfarbigen Anzeigeelemente 103-2 schwarz anzeigen. Wenn gelb gefordert ist, zeigt eine Hälfte der ersten mehrfarbigen Anzeigeelemente 103-1 rot an, und der Rest derselben zeigt grün an. Gleichzeitig zeigen alle zweiten mehrfarbigen Anzeigeelemente 103-2 gelb an. Bei Betrachtung aus der Entfernung ist die Sättigung von gelb, die durch rot und grün der ersten mehrfarbigen Anzeigeelemente 103-1 realisiert wird, 0,5, während jene von gelb, das direkt durch die zweiten mehrfarbigen Anzeigeelemente angezeigt wird, 2,5 ist. Demgemäß ist die Sättigung pro Einheitsfläche (0,5 x 3 + 2,5) / 4 = 1. Diese Sättigung ist die gleiche wie jene, die erreicht wird, wenn eine von rot, grün, blau und weiß angezeigt wird. Das gleiche gilt für cyan und magentarot.

Andere Farben als die obigen können durch Ändern der Farbkombinationen frei angezeigt werden. Es ist außerdem möglich, die Arten von Farben, das Sättigungsverhältnis und die Anzahlen der ersten und zweiten mehrfarbigen Anzeigeelemente 103-1 und 103- 2 in einem Einheitsblock zu ändern, um eine Vielzahl von Farbeindrücken zu erzielen. Gemäß der Erfindung kann eine mehrfarbige Anzeigevorrichtung Kombinationen von verschiedenen Arten von mehrfarbigen Anzeigeeinheiten (200-1, 200-2, 200-3, ...) verwenden, die jeweils unterschiedliche Anzahlen der ersten und zweiten mehrfarbigen Anzeigeelemente beinhalten. Dies realisiert eine Vielzahl von mehrfarbigen Anzeige vorrichtungen, die gemäß den Anforderungen ausgewählt werden können. Wie oben erläutert, realisiert die mehrfarbige Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung eine Vielzahl von Farbeindrücken im Vergleich zu einer mehrfarbigen Anzeigevorrichtung, die eine einzige Art von mehrfarbigen Anzeigeelementen verwendet.


Anspruch[de]

1. Mehrfarbiges Anzeigeelement mit:

einem rotierenden Element (100) mit einer Vielzahl von separaten Anzeigebereichen, um zu jedem Zeitpunkt einen der Anzeigebereiche anzuzeigen;

einem Trägerelement, um eine rotierende Welle (104) des rotierenden Elementes zu tragen;

Antriebsmitteln (102) zum Drehen des rotierenden Elementes, die mit Steuermitteln verbunden sind, um die Antriebsmittel (102) derart zu steuern, daß ein wählbarer von den Anzeigebereichen in eine vorgegebene Position gedreht wird;

dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der separaten Anzeigebereiche in verschiedenen Farben gefärbt ist, daß die Länge des Elementes weniger als 20 mm beträgt, und wobei in der vorgegebenen Position die Anzeigebereiche in einer Zeit von weniger als 100 Millisekunden gedreht werden, um von einem Bereich zu einem anderen gewechselt zu werden.

2. Mehrfarbiges Anzeigeelement nach Anspruch 1, wobei die äußere Form des rotierenden Elementes (100) aus einem Rohr mit entweder einem zylindrischen, einem dreieckigen, würfelförmigen, pent agonalen, hexagonalen oder polyedrischen Querschnitt besteht.

3. Mehrfarbiges Anzeigeelement nach Anspruch 1, wobei die Antriebsmittel eine Mehrzahl von Spulen, magnetischen Kernen, die jeweils für die Spulen angeordnet sind, Statoren, die jeweils mit den magnetischen Kernen verbunden sind, damit sie von den Spulen magnetisiert werden, um magnetische Pole zu bilden, und einen Permanentmagneten beinhalten, der an dem rotierenden Element befestigt ist.

4. Mehrfarbiges Anzeigeelement nach Anspruch 1 mit: einem laminierten Substrat (501), das aus einem Trägerelement (503) und einer Leiterplatte (502) gebildet ist, wobei das Trägerelement eine magnetische Platte ist;

einer Lageröffnung (505), die in dem laminierten Substrat ausgebildet ist;

einer Mehrzahl von magnetischen Kernen (507), die auf der Leiterplatte entlang eines Kreises angeordnet sind, der konzentrisch zu der Lageröffnung ist, so daß die magnetischen Kerne magnetisch mit der Magnetplatte wechselwirken,

einer Mehrzahl von Erregerspulen (506A, 506N, 506C, 506D), die jeweils um die magnetischen Kerne gewickelt sind, wobei die Anschlüsse der Erregerspulen mit den Schaltkreisstrukturen elektrisch verbunden sind, die auf der Leiterplatte ausgebildet sind;

einer rotierenden Welle (511), die von einem geeigneten Trägerelement getragen ist, das auf der magnetischen Platte ausgebildet ist;

einem Permanentmagneten, der an dem rotierenden Element befestigt ist, einer Mehrzahl von Statoren (508), die mit den magnetischen Kernen verbunden sind und sich jeweils von diesen aus erstrecken, um einen Kreis zu umgeben, der von den magnetischen Polen des Permanentmagneten abgesteckt wird; und

wobei das rotierende Element eine zylindrische oder polyedrische Rohrform aufweist. die an der rotierenden Welle angebracht ist; wobei der Rand des rotierenden Elementes Farbanzeigebereiche beinhaltet; wobei die Anzahl der Farbanzeigebereiche der Anzahl der Erregerspulen entspricht.

5. Mehrfarbiges Anzeigeelement nach Anspruch 4, wobei die magnetischen Kerne (507) gebildet sind. indem Teile einer magnetischen Basisplatte des Trägerelements gebogen sind, und wobei die Statoren an den entsprechenden magnetischen Kernen angebracht sind.

6. Mehrfarbiges Anzeigelement nach Anspruch 4, wobei die Statoren separat von den magnetischen Kernen hergestellt und dann jeweils an den magnetischen Kernen angebracht sind.

7. Mehrfarbiges Anzeigeelement nach Anspruch 4, wobei die Statoren einstückig mit den Oberseiten der entsprechenden magnetischen Kerne sind.

8. Mehrfarbiges Anzeigeelernent nach Anspruch 3, das des weiteren einen Statorrahmen beinhaltet, um die Statoren fixiert zu halten.

9. Mehrfarbige Anzeigeeinheit mit einer Mehrzahl von mehrfarbigen Anzeigeelementen nach Anspruch 4, wobei eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeelemente in einer Zeile auf einem einzelnen laminierten Substrat angeordnet ist, um einen mehrfar bigen Anzeigeblock zu bilden, eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeblöcke parallel oder in einer Matrix auf einer Hauptplatine angeordnet ist und ein Adressenschaltkreis und Ansteuerschaltkreise auf der Hauptplatine oder auf den Leiterplatten der laminierten Substrate angeordnet sind.

10. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung mit einer Mehrzahl von mehrfarbigen Anzeigeeinheiten nach Anspruch 9, wobei die mehrfarbigen Anzeigeeinheiten so angeordnet sind, daß sie eine Zeile, eine Spalte oder eine Matrix bilden.

11. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10, wobei ein Anzeigesignal, das Anzeigefarb daten beinhaltet, zu jeder mehrfarbigen Anzeigeeinheit gesendet wird; der Adressenschaltkreis jeder der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten das Anzeigesignal an die entsprechenden Ansteuerschaltkreise verteilt. um die entsprechenden mehrfarbigen Anzeigeelemente anzusteuern.

12. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Anzeigefarbdaten, die in dem Anzeigesignal enthalten sind, alle Daten für die Farben beinhalten, die durch die mehrfarbigen Anzeigeelemente in der Vorrichtung anzuzeigen sind.

13. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, wobei jeder der Ansteuerschaltkreise einen Anzeigefarbdat enspeicherschalt kreis und einen Anzeigefarbdatenvergleichsschaltkreis beinhaltet; wobei der Vergleichsschaltkreis vorherige Daten für Farben, die durch die entsprechenden mehrfarbigen Anzeigeelemente angezeigt werden, mit momentanen Daten für Farben vergleicht, die durch die entsprechenden mehrfarbigen Anzeigeelemente anzuzeigen sind, und wobei Ansteuerausgangssignale für die mehrfarbigen Anzeigeelemente bereitgestellt werden, deren Farbdaten nicht miteinander übereinstimmen.

14. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Vergleichsschaltkreis periodisch ein Bildlöschsignal empfängt, um die Bereitstellung eines Koinzidenzsignals zu stoppen.

15. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung nach Anspruch 14, wobei das Bildlöschsignal den mehrfarbigen Anzeigeeinheiten der mehrfarbigen Anzeigevorrichtung sequentiell mit einer vorgegebenen Zeitdifferenz zugeführt wird.

16. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Anzeigefarbdaten, die in dem Anzeigesignal enthalten sind, Adressen der anzusteuernden mehrfarbigen

Anzeigeelemente und anzuzeigende Farben beinhaltet und die Ansteuerschaltkreise die mehrfarbigen Anzeigeelemente gemäß den in den Anzeigefarbdaten enthaltenen Adressen ansteuern.

17. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Anzeigesignal Taktsignale einer Signalquelle beinhaltet und der Adressenschaltkreis einen Takterzeugungsschaltkreis beinhaltet, um die Taktsignale zu extrahieren und Betriebstaktimpulse zu erzeugen.

18. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Adressenschaltkreis ein nichtfiüchtiges Speicherelement besitzt, in das und von dem die spezielle Adresse der entsprechenden mehrfarbigen Anzeigeeinheit elektrisch geschrieben und gelöscht werden kann, und Schreib- und Löschanschlüsse des Speicherelementes mit externen Verbindungsanschlüssen der mehrfarbigen Anzeigeeinheit verbunden sind.

19. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, wobei eine Leistungseingangsstufe der mehrfarbigen Anzeigeeinheit mit einem Kondensator ausgestattet ist, um zusätzliche elektrische Leistung zum Ansteuern der entsprechenden mehrfarbigen Anzeigeelemente zuzuführen.

20. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Ansteuerschaltkreis einen Ausdünnungsschaltkreis beinhaltet, der einen Zeittaktzähler zum Detektieren der Frequenz von Ansteuerausgangssignalen und einen Ausdünnungszeittakt zähler zum Verkleinern der Ansteuerausgangssignale gemäß dem Ausgangssignal des Zeittaktzählers aufweist.

21. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, wobei gleichzeitig allen mehrfarbigen Anzeigeeinheiten eine Drehanweisung zugeführt wird, nachdem ein Anzeigesignal für ein Bild an alle mehrfarbigen Anzeigeeinheiten gesendet wurde.

22. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Adressenschaltkreis und die Ansteuerschaltkreise unabhängig voneinander als adressierender integrierter Halbleiterschaltkreis und ansteuernde integrierte Halbleiterschaltkreise gebildet sind.

23. Mehrfarbiges Anzeigeelement nach Anspruch 3, wobei ein an die Spulen angelegter ansteuernder Signalverlauf einen Beschleunigungsimpuls und einen Bremsimpuls beinhaltet.

24. Mehrfarbiges Anzeigeelement nach Anspruch 23, wobei ein gering ansteuernder oder nicht ansteuernder Zwischenbereich zwischen den Beschleunigungsimpuls und den Bremsimpuls eingefügt ist.

25. Mehrfarbiges Anzeigeelement nach Anspruch 3, wobei ein Zwischenraum zwischen benachbarten Statoren gleich groß wie oder schmäler als ein Zwischenraum zwischen dem Magnet und den Statoren ist, um eine Selbsthaltekraft der Statoren zum Halten des Magnets zu reduzieren, und das Drehmoment, das durch die Selbsthaltekraft erzeugt wird, im wesentlichen gleich dem Drehwiderstand aufgrund von Lagerreibung der rotierenden Welle oder dem Drehwiderstand ist, der durch ein Bremselement erzeugt wird.

26. Mehrfarbiges Anzeigeelement nach Anspruch 25, wobei an einem Ende von jedem der Statoren eine Vertiefung ausgebildet ist, um den Magnet zur Drehung in eine Richtung einzuschänken, wenn der Magnet um 180 Grad gedreht ist.

27. Mehrfarbiges Anzeigeelement nach Anspruch 23, wobei die Phase eines an einen Satz der Spulen angelegten ansteuernden Signalverlaufs bezüglich der Phase eines an den anderen Satz der Spulen angelegten ansteuernden Signalverlaufs verzögert ist oder die Amplitude des an einen Satz der Spulen angelegten ansteuernden Signalverlaufs kleiner als die Amplitude des an den anderen Satz der Spulen angelegten ansteuernden Signalverlaufs ist, um den Magnet zur Drehung in einer Richtung einzuschränken, wenn der Magnet um 180 Grad gedreht ist.

28. Mehrfarbiges Anzeigeelement nach Anspruch 3, wobei ein an die Spulen für eine Drehung von 180 Grad angelegter ansteuernder Signalverlauf in einen Signalverlauf für eine erste Drehung von 90 Grad und einen Signalverlauf für eine zweite Drehung von 90 Grad unterteilt ist.

29. Mehrfarbiges Anzeigeelement nach Anspruch 3 oder 23, wobei die Spulen der Statoren oder Detektionsspulen, die für die Statoren vorgesehen sind, eine Spannung detektieren, die durch eine von der Bewegung des Magneten verursachte Magnetfeldänderung induziert wird, und der detektierte Signalverlauf verstärkt und als ein Bremsimpuls an die Spulen angelegt wird.

30. Mehrfarbiges Anzeigeelement nach Anspruch 3 oder 23, wobei die Spulen der Statoren oder Detektionsspulen, die für die Statoren vorgesehen sind, eine Spannung überwachen, die durch eine durch die Bewegung des Magneten verursachte Magnetfeldänderung induziert wird, um einen fehlerhaften Betrieb des Motors zu detektieren und die Spulen erneut mit einem Antriebsimpuls zu beaufschlagen.

31. Mehrfarbiges Anzeigeelement nach Anspruch 23, wobei der antreibende Signalverlauf, der an die Spulen angelegt wird, einen Verzögerungsimpuls beinhaltet.

32. Mehrfarbiges Anzeigeelement nach Anspruch 31, wobei wenigstens entweder der Beschleunigungsimpuls oder der Verzögerungsimpuls aus einer Mehrzahl von Impulsen besteht.

33. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10, die des weiteren eine Maske beinhaltet, die vor den mehrfarbigen Anzeigeelementen angeordnet ist; wobei die Maske eine Mehrzahl von Fenstern zum Freigeben von vorgegebenen Farbanzeigebereichen der rotierenden Elemente aufweist.

34. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung nach Anspruch 33, wobei die Maske in einer der Farben der Farbanzeigebereiche des rotierenden Elementes des mehrfarbigen Anzeigeelementes oder schwarz gefärbt ist.

35. Mehrfarbige Anzeigeeinheit nach Anspruch 9, wobei verschiedene Kombinationen von Farben für die Farbanzeigebereiche der rotierenden Elemente der mehrfarbigen Anzeigeelemente hergestellt sind und die mehrfarbigen Anzeigeelemente, die verschiedene Farbkombinationen aufweisen. in einem vorgegebenen Verhältnis angeordnet sind.

36. Mehrfarbige Anzeigeeinheit nach Anspruch 35, wobei eine erste Farbkombination und eine zweite Farbkombination hergestellt sind; wobei die Farben der zweiten Kombination Komplementärfarben der Farben der ersten Kombination sind.

37. Mehrfarbige Anzeigeeinheit nach Anspruch 36 oder 40, wobei die mehrfarbigen Anzeigeelemente, welche die erste Farbkombination aufweisen, und jene, welche die zweite Farbkombination aufweisen, in einem Verhältnis von 3:1 mit einem Sättigungsverhältnis von 1:2,5 gemischt sind.

38. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung mit mehrfarbigen Anzeigeeinheiten nach Anspruch 35, wobei sich Kombinationen von Farben der Farbanzeigebereiche der rotierenden Elemente der mehrfarbigen Anzeigeelemente in wenigstens einer Einheit von Kombinationen von Farben der Farbanzeigebereiche der sich drehenden Elemente der mehrfarbigen Anzeigeelemente in anderen mehrfarbigen Anzeigeeinheiten unterscheiden.

39. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung mit mehrfarbigen Anzeigeeinheiten nach Anspruch 35, wobei eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten das gleiche Anordnungsverhältnis der mehrfarbigen Anzeigeelemente aufweist.

40. Mehrfarbige Anzeigeeinheit nach Anspruch 9, die in einem abgedichteten Gehäuse (106) mit einem transparenten Windschirm aufgenommen ist.

41. Mehrfarbige Anzeigeeinheit nach Anspruch 40, wobei das Gehäuse einen äußeren Rahmen und eine Rückwand beinhaltet; wobei der äußere Rahmen den transparenten Windschirm aufweist und ein seitlicher Rahmen integral mit dem Windschirm ausgebildet ist; wobei die mehrfarbige Anzeigeeinheit in Kontakt mit der Innenfläche der Seite des äußeren Rahmens ist, wobei die Farbanzeigeoberflächen von rotierenden Elementen dem transparenten Windschirm zugewandt sind; wobei die Seite des äußeren Rahmens und die Rückwand dicht miteinander verbunden sind.

42. Mehrfarbige Anzeigeeinheit nach Anspruch 41, wobei die Seite des äußeren Rahmens dünner als der Windschirm ist.

43. Mehrfarbige Anzeigeeinheit nach Anspruch 41, wobei die Außenseite des Windschirms eine rauhe Oberfläche ist.

44. Mehrfarbige Anzeigeeinheit nach Anspruch 41, wobei eine Ultraviolettfilterschicht über der Innenseite des Windschirms angeordnet ist.

45. Mehrfarbige Anzeigeeinheit nach Anspruch 41, wobei Heizdrähte auf der Innenseite des Windschirms angeordnet sind.

46. Mehrfarbige Anzeigeeinheit nach Anspruch 40, wobei eine Maske vor den Farbanzeigebereichen der mehrfarbigen Anzeigeelemente angeordnet ist.

47. Mehrfarbige Anzeigeeinheit nach Anspruch 46, wobei ein Heizmechanismus mit der Maske angeordnet ist.

48. Mehrfarbige Anzeigeeinheit nach Anspruch 47, wobei Heizdrähte mit der Maske angeordnet sind oder die Maske selbst aus wärmeerzeugendern Material besteht.

49. Mehrfarbige Anzeigeeinheit nach Anspruch 41, wobei ein Hebel auf der Rückwand des Gehäuses ausgebildet ist und der Hebel abnehmbar mit einem geeigneten Trägerrahmen verbunden ist.

50. Mehrfarbige Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10, wobei eine Mehrzahl der mehrfarbigen Anzeigeeinheiten an einem gemeinsamen Trägerrahmen befestigt ist, der in dem abgedichteten Gehäuse mit einem transparenten Windschirm aufgenommen ist.







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