點陣磁翻顯示
點陣磁翻顯示（Flip-disc Display），或稱「機械翻轉點陣屏」[1]，是一種用於通常被日光直射的大型戶外標誌牌的機電點陣顯示技術。點陣磁翻顯示技術已被北美、歐洲、澳大利亞和香港的巴士用作線路牌，以及道路上的可變訊息標誌。 它也被廣泛用於公共場所訊息顯示。[2] 一些電視遊戲節目也使用點陣磁翻顯示，包括加拿大電視節目Just Like Mom, The Joke's on Us和Uh Oh!，但最引人注目的是1976年至1995年間的美國電視遊戲節目家庭問答。
設計
[編輯]點陣磁翻顯示的部件，由兩面分別為黑色和淺色（典型的是day-glo螢光黃）的小圓盤組成的陣列，襯以黑色背景組成。通電時，圓盤翻動至另一側；翻動後圓盤將在不通電情況下維持在當前位置。
圓盤附在帶有一小塊永磁體的軸上。靠近磁體安放有一個螺線管。 通過電流給予螺線管適當的極性，軸上的永磁體會與產生的磁場匹配，帶動圓盤轉動。 另一種方案將磁體安裝在圓盤本體上，使用兩個裝在圓盤兩端或兩側的獨立螺線管驅動翻轉。
計算機化的驅動系統讀取數據——通常是字符，翻動適當的圓盤，產生所需的顯示內容。 部分顯示面板使用螺線管的另一端撥動一個簧片開關，控制圓盤後的LED陣列，令顯示面板在夜間可見而無需額外電器元件。
現有的點陣磁翻顯示使用了多種不同驅動方案。 方案的基本目的都是減少驅動螺線管所需的接線和電子元件的數量。所有的共通方法都以某種矩陣連接螺線管。一種驅動方式和磁芯存儲器相似：電磁線圈連接在一個簡單的矩陣上。螺線管位於兩條供電接線相交處，單一水平或垂直方向供電線只提供所需磁力的一半（電通量與電流成正比，電流反過來與電壓成正比），兩條供電線即能提供足夠的電流令圓盤翻轉。供電不足的圓盤（像素點）和未通電的供電線上的像素點不翻轉。
通常情況下，驅動方案工作的方式是從上到下，逐一向各水平方向線路通電時向所需的垂直方向線路通電，以完成該行像素點的設定。整個顯示內容設定過程需要幾秒鐘時間，期間發出的圓盤翻轉的聲音十分獨特。
另一種驅動方案使用二極體隔離非工作螺線管，使得僅有需要改變的像素點圓盤翻轉。這一方式耗能更低，可能也更可靠。
歷史
[編輯]點陣磁翻顯示是由當時供職於Ferranti-Packard的英國電子工程師和發明家Kenyon Taylor，應環加拿大航空（Trans-Canada Airlines，今天的加拿大航空）的要求開發的。在這一系統獲得專利的1961年，環加拿大航空已經失去了興趣，Ferranti的管理層也不認為這項目很有趣。
點陣磁翻顯示系統的第一個大機遇出現在1961年，當時蒙特婁證券交易所決定對交易信息顯示方式進行現代化改造。Ferranti-Packard和西屋競標這個項目，後者的方案採用電致發光技術。Ferranti在與交易所新辦公室一路之隔的一處廢棄倉庫，搭建了一個實物模型，以手工上色和翻轉的像素點展示系統如何工作，最終贏得了合同。像素點慢慢被可用的運作模塊代替。價值70萬加元的系統（相當於2017年的600萬加元）曾被進度延誤和技術問題所困擾，但當其達到完全可用後被認為十分可靠。
點陣磁翻顯示系統在當時相對昂貴，原因是採用了人工建造，顯示部件的「縫合」通常由女性完成，與磁芯存儲器的建造過程多少還十分相似。更糟糕的是，Ferranti簽訂的維護合同，到1971年每月虧損12000加元。工程和維修部門的重組佐證了這一問題，隨後系統造價開始下跌。至1977年這一系統贏得了世界上半數主要證券交易所的青睞。
隨著造價下跌，點陣磁翻顯示系統更廣泛的用途很快得到發掘，尤其是高速公路的標誌和公共運輸的信息系統。在歐洲和美國，基於同一技術的機械七段數字顯示成為加油站顯示價格的普遍手段。1974年Ferranti發起了一個項目，為公共汽車和火車的車頭開發小型化版本。至1977年，點陣磁翻顯示系統帶來的收入已經超過其他業務線。點陣磁翻顯示面板經常需要小規模的維護以釋放「卡住」的像素點圓盤。
替代技術
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點陣磁翻顯示系統分布依然廣泛，但是在新設備上已經難覓蹤跡。他們的位置已經由基於發光二極體（LED）的產品取代，LED恆定地而非在變換顯示內容時消耗少量電能，但是在光暗環境下更加易讀，並且沒有活動部件，很少需要維護。[3]
一些生產商提供組合點陣磁翻和LED技術的顯示面板（每個像素點圓盤都有各自的LED），從而結合其優勢。例如，捷克布蘭斯科的BUSE公司向中東歐供應擁有專利的 點陣磁翻-LED顯示面板。[4]這種結合技術被用於大部分新公共汽車和有軌電車的外部顯示。
圖集
[編輯]- 內部結構
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點陣磁翻顯示部件（特寫）： 圓盤圍繞裝在兩側三角柱上的軸旋轉。可見驅動旋轉的磁鐵被嵌入到圓盤上。圓盤下方是驅動用的螺線管；通電時，三角柱之間產生磁場，使圓盤翻動。當圓盤擊中圓柱時停止旋轉。 -
近距離特寫，該系統採用了方形像素點和三角形翻板 -
點陣磁翻顯示部件陣列側面特寫，可見白色的像素點圓盤和下方的螺線管 -
一排點陣磁翻顯示部件，採用黃色像素點圓盤 -
點陣磁翻顯示部件陣列側面特寫，像素點帶有LED照明
- 應用
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道路交通信息顯示（攝於捷克布拉格）
參見
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參考文獻
[編輯]- ^ 腦叔. 古老的技术(二)：机械翻转点阵屏(Flip-dot display). 知乎專欄 (腦震盪). 2017-03-24 [2018-07-16]. （原始內容存檔於2020-08-31） （中文）.
- ^ Norman Ball, John Vardalas, "Ferranti-Packard", McGill Queen's Press, 1994, ISBN 0-7735-0983-6
- ^ Tucker, Joanne. The Wireless Age for Digital Destination Signage Arrives. Metro Magazine. 2011年9月 [2014-11-21]. （原始內容存檔於2014-11-29）.
- ^ BUSE s. r. o. - Technology[永久失效連結]
