筆段翻轉式七段碼數字字符顯示裝置的製作方法

2023-04-28 14:10:11

專利名稱：筆段翻轉式七段碼數字字符顯示裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種發光、反光兩用可以兩色顯示的筆段翻轉式七段碼數字字符顯示裝置。
目前廣泛使用的七段碼數字字符顯示裝置其筆段基本上是用發光二極體(LED)點陣組成，這種顯示方式在較暗或黑暗光線條件下具有良好的顯示效果，但是在明亮光線條件下，由於受發光二極體發光亮度所限，顯示效果不好，尤其在太陽光直接照射條件下，可以說根本無法使用，因此這種形式的顯示裝置在明亮光線環境(例如街道、廣場、露天體育場等)下應用受到很大限制。且這種類型的顯示裝置只能以一種顏色顯示。
採用高亮度LED可以改善顯示效果，採用變色LED可實現兩色顯示，但是成本造價都很高(2-3倍於普通型LED)，發光二極體點陣型顯示裝置的材料成本與其字符面積的大小緊密相關，顯示字符尺寸較大時材料成本明顯增加，所以上述兩種方案在大字符使用時一般場合價格難以接受。
本實用新型的設計目的是提供一種在明亮光線條件下具有良好顯示效果，在黑暗光線條件下顯示效果也較好，且可以以兩種顏色顯示的七段碼數字字符顯示裝置。由於本設計是由簡單的筆段電驅動裝置、廉價的塑料或有機玻璃筆段殼體及內置光源組成，材料成本較為低廉，尤其在字符尺寸增大時，材料成本增長比率不高，在顯示字符尺寸比較大時，本設計的原材料成本不僅低於高亮度型和變色型LED同類產品，而且也低於一般LED型同類產品。
本顯示裝置每一位顯示字符的字模由七個筆段單元按阿拉伯數字「8」的形式組成七段碼結構，每一筆段為一截面為等邊三角形、三側面中兩個面分別由兩種不同顏色(以下簡稱A色、B色)的半透明材料、另一例面為顯示屏底色不透明材料製成的空心柱體，柱體的一端安裝在支撐軸承上，另一端聯接於轉動驅動裝置，控制器根據所要顯示的數字字符的形體特徵及色彩在各個筆段上呈現的特性(顯示或不顯示、顯示色A還是顯示色B)控制各筆段驅動裝置作0度或±120度轉動，在顯示裝置上呈現出一種顏色(A色)或另一種顏色(B色)七段碼形式的數字字符。
在筆段空心柱體內置一光源，環境光線明亮時光源不亮，顯示裝置以反光方式工作，當光線黑暗時啟動光源，顯示裝置以發光方式工作，使其無論在明亮光線條件下還是在黑暗環境條件下都有良好的顯示效果。
以下結合附圖及實施例詳細說明本設計的具體結構及技術特徵。


圖1是由七個筆段單元構成的七段碼字模的結構示意圖。
圖2為一個筆段單元內部結構的原理示意圖。
圖3為轉動限位、限流及回位裝置的結構、原理示意圖。
圖4為驅動電機控制電路的原理圖。
圖5為由13個筆段單元構成的七段碼字符結構圖。
實施例1．本例為一大屏幕電子數字顯示屏，每屏由兩位字符組成，應用於交通路口紅綠燈轉換倒計時顯示，目前較多使用的LED型這類裝置在傍晚、夜晚或陰雨天等陰暗環境下顯示效果較好，但在晴朗天氣、明亮環境條件下尤其在太陽光直接照射下顯示效果不夠好，甚至根本看不清楚。本例的這個顯示屏即為解決這個問題而設計，這種顯示屏不僅在明亮和黑暗環境條件下都有良好的顯示效果，而且還可以同時在時間和色彩兩個方面與紅綠燈的變化同步，即紅燈亮時顯示紅色字符，綠燈亮時顯示綠色字符。
本例屏幕上兩顯示字符的字模結構是由七個筆段單元構成的七段碼字模結構(如
圖1所示)，其中每一筆段單元為一截面為等邊三角形、三個側面為相同的六邊形的空心柱體，六邊形由中部的長方形和在長方形的兩短邊側拼接兩個等腰直角三角形構成，各筆段寬度相等，其長度根據字型高矮胖瘦需要而定，三側面均由透明有機玻璃板製成，且兩顯示側面及底色面分別貼以製作燈箱廣告用的紅色、綠色燈箱布及不透明底色PVC板。(構成七筆段字模的任意兩個筆段單元之間的距離L應大於筆段寬度W的四分之一，即L≥W/4，否則影響轉動。)控制器根據所要顯示的數字字符的形體特徵及色彩在各個筆段上呈現的特性(顯示或不顯示、顯示紅色還是顯示綠色)向其各筆段輸出零或正負控制信號，控制各筆段驅動裝置作0度或±120度轉動，在顯示屏上呈現出紅色或綠色七段碼形式的數字字符。
每一位字符的各筆段單元的內部結構完全相同，圖2描述了每一筆段單元的具體結構，三個側表面固定在上、下兩個「Y」字形骨架上圍構成筆段的可轉動外部殼體，筆段殼體的上骨架(1)的中心安裝在筆段上端支撐軸(3)上的軸承(2)上，筆段殼體下骨架(6)的中心固定在轉動驅動裝置的輸出軸上。
轉動驅動裝置由驅動直流電機(14)、回位遊絲(8)、轉動限位器(13)及其上的正、負向限位(7)(11)、驅動裝置密封殼(16)及固定於殼上的且與正、負向限位各成120度的常閉型正、負向限位限流開關(9)(10)組成。驅動電機與密封殼一起固定在筆段下端支架(15)上，回位遊絲中心端固定於電機輸出軸(17)上，外端用帶可調節螺絲的遊絲固定樁(12)固定於驅動裝置的密封殼體上，隨著電機軸的±120度轉動回位遊絲舒張或收縮，產生恢復力矩。安裝時調節遊絲外端長度，使其各筆段殼體底色面朝向顯示器前方，使無驅動信號作用下的原始狀態為不顯示狀態。正、負向限流限位開關固定於驅動裝置密封殼體上，帶有正、負向限位的限位器固定在電機的輸出軸上，隨著電機軸的轉動作±120度轉動，觸動限流限位開關後停止，當控制器對某一筆段輸出零控制信號時控制觸點P、N均不接通，電機無驅動電壓，不轉動，該筆段殼體在回位遊絲靜止力矩的作用下靜止不動，呈原狀態，即不顯示狀態，當控制器對該筆段輸出正控制信號時，控制觸點P通導，電機被較大正電流驅動，筆段殼體克服遊絲阻力正向快速轉動，轉動120度時正向限位與正向限位限流開關接觸，轉動停止，同時限流開關被觸動而斷開，較大的驅動電流被限流電阻R限制，選擇適當的R值，一個能產生略大於回位遊絲反向力矩的電流維持筆段殼體於該位置使其呈現一種顏色(設為紅色)的顯示狀態。當需要以另一種顏色顯示時控制器對該筆段輸出負向控制信號，N通導，原理與正向控制相同，只是轉動方向相反，此時該筆段呈現另外一種顏色即綠色的顯示狀態。當控制器再次向該筆段輸出零控制時，電驅動消失，回位遊絲的恢復力矩驅動筆段殼體迴轉到原始狀態，其結構、原理如圖3圖4所示。
筆段上端支撐軸(空心，以通電線)端頭上安裝有光源座(4)，置一長型螢光節能燈(5)，環境光線明亮時光源不亮，環境光線黑暗時啟動光源，顯示裝置以發光工作方式。
筆段驅動電機為直流電機，回位遊絲用碳素鋼絲碟形繞制3-5圈而成。
實施例2．本例為一大型數顯電子鐘顯示屏。顯示屏由六個字符單元組成，每兩個字符一組，分別顯示時、分、秒。應用於車站、機場、碼頭等露天廣場的時間顯示。為使顯示字符形象完整美觀，本例的七段碼字模用13個矩形筆段單元按圖5形式組成，其中七個長方形單元18、19、20、21、22、23、24作為基本筆段單元構成七段碼字模，六個正方形單元25、26、27、28、29、30作為輔助單元置於各基本單元接點處，當基本筆段單元構成七段碼數字字符時輔助單元對其形象的不完整性進行補充，例如基本單元19、20呈顯示狀態構成數字「1」時上下短，中同斷，字形不完整，此時令輔助單元26、26、27呈顯示狀態進行補充，則一個形象完整「1」顯現出來。本例中每一筆段單元的內部結構及控制原理與例1完全相同。
權利要求1．一種可以以兩種顏色顯示的筆段翻轉式七段碼數字字符顯示裝置，顯示裝置的每一位顯示字符的字模由七個筆段單元按阿拉伯數字「8」的結構形式組成，根據所要顯示的字符的形體特徵讓各筆段單元分別呈顯示或不顯示狀態，從而組成0-9十個阿拉伯數字及一些簡單的英文字符，其特徵在於每一筆段單元為一截面為等邊三角形、三側面中兩個側面由兩種不同顯示色材料、另一側面由與顯示屏底色同色材料圍成的空心柱體，柱體兩端各置一「Y」形骨架(1)(6)，一端骨架聯接於支撐軸承，另一端骨架聯接於轉動驅動裝置上，轉動驅動裝置由密封外殼(16)、驅動直流電機(15)、回位遊絲(8)、±120度轉動限位器(13)及常閉型正、負向限位限流開關(9)(10)組成，回位遊絲中心端固定於電機輸出軸上，外端用帶可調節遊絲長度的螺絲的固定樁(12)固定於驅動裝置的密封殼體上，使其隨著電機軸的±120度轉動而舒張或收縮，產生恢復力矩，使筆段在失去驅動信號時迴轉到初始狀態，控制器根據所要顯示的字符的形體特徵及色彩在各個筆段上呈現的特性(顯示還是不顯示、以何種顏色顯示)控制各筆段驅動裝置作0度或±120度轉動，在顯示屏上呈現出一種或另一種顏色的七段碼字符。
2．根據權利要求1所述的筆段翻轉式七段碼數字字符顯示裝置，其特徵在於構成筆段空心柱體的兩顯示側面為顯示色透光材料製成，底色側面為不透光材料製成，筆段空心柱體內筆段支撐軸(3)端頭上置一光源，環境光線明亮時光源不亮，顯示裝置以反光方式工作，當環境光線黑暗時啟動光源，顯示裝置以發光方式工作。
3．根據權利要求1所述的筆段翻轉式七段碼數字字符顯示裝置，其特徵在於七段碼字模由13個矩形筆段單元組成，其中七個長方形單元(18)、(19)、(20)、(21)、(22)、(23)、(24)作為基本筆段單元構成七段碼字模，六個正方形單元(25)、(26)、(27)、(28)、(29)、(30)作為輔助單元置於各基本單元相互接點處，在基本單元構成七段碼數字字符時對其形象的不完整性進行補充。
專利摘要本設計是一種不論在明亮光線條件下還是在黑暗環境下都有良好顯示效果且具有兩種顯示顏色的七段碼數字字符顯示裝置,該裝置各筆段為一截面為等邊三角形、三側面分別為兩顯示色半透明、低色不透明材料做成的內置光源的可轉動空心柱體,控制器根據所要顯示的數字字符的形體特徵及色彩分別控制各筆段作0度或±120度轉動,在顯示屏上呈現出一種顏色或另一種顏色七段碼字符。
文檔編號G09F9/30GK2317522SQ9724886
公開日1999年5月5日 申請日期1997年12月5日 優先權日1997年12月5日
發明者仲崇義 申請人:仲崇義