WO2025069362A1 - Operation display apparatus - Google Patents
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- G09F9/37—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being movable elements
Definitions
- the present invention relates to a motion display device.
- a conventionally known pin display has multiple pins arranged so that the axial direction of each pin is the z-direction and the set of x-coordinate values and y-coordinate values of the axis is different for each pin, and in the non-display state, one end of all the pins (hereinafter referred to as the "top end") is located on the same z-coordinate plane, and by applying a force acting in the z direction to a desired pin, the desired pin is moved in the z direction, and information is displayed by the three-dimensional point cloud formed by the top ends of the multiple pins.
- Non-Patent Document 1 A pin display that solves these problems and does not require an electrical control mechanism involving a power source or wiring is known from Non-Patent Document 1.
- the present invention aims to provide an operational display device that can form (write) and modify magnetic patterns while checking the operating status of a device placed on the display unit at any time by moving a magnetic sheet.
- One aspect of the present invention is an operational display device having a magnetic sheet drive unit that moves a magnetic sheet, a drawing window unit in which a magnetic visualization sheet that visualizes a magnetic pattern is placed on the magnetic sheet and a magnetic pattern is written from above the magnetic visualization sheet using a magnet, and a display unit in which a device that operates by magnetism is placed on the magnetic sheet.
- FIG. 1 is a perspective view illustrating a pin display system 300 .
- FIG. 2 is a perspective view illustrating a pin display system 300 .
- FIG. 3 is a side view illustrating a pin display system 300 .
- FIG. 4 is a perspective view illustrating the housing 110 of the pin display device 100.
- FIG. 5 is a perspective view illustrating the housing 110 of the pin display device 100, one pin 120 of the pin display device 100, and a state in which the pin 120 is inserted into the housing 110.
- FIG. Fig. 6A is a diagram illustrating the lower surface 121a of the pot magnet 121.
- Fig. 6B is a cross-sectional view illustrating the pot magnet 121.
- FIG. 6C is a cross-sectional view illustrating another example of the pot magnet 121.
- FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the housing 110 of the pin display device 100.
- FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the magnetization of the upper surface of the magnetic sheet and the magnetic flux density in the space near the upper surface of the magnetic sheet.
- Fig. 9A is a diagram showing a schematic example of a magnetic pattern of the magnetic sheet 200.
- Fig. 9B is a perspective view showing an example of a display state of the pin display device 100 when the magnetic pattern shown in Fig. 9A is magnetized on the magnetic sheet 200.
- Fig. 10A is a diagram showing a schematic diagram of another example of the magnetic pattern of the magnetic sheet 200.
- FIG. 10B is a perspective view showing an example of the display state of the pin display device 100 when the magnetic pattern shown in Fig. 10A is magnetized on the magnetic sheet 200.
- FIG. 11 is a side view illustrating a pin display system 301.
- FIG. 12 is a perspective view illustrating a pin display system 600 .
- FIG. 13 is a top view illustrating the housing 510 of the pin display device 500.
- FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a housing 510 of the pin display device 500.
- FIG. 15 is a perspective view illustrating the pins 520-X1, 520-X2, and 520-X3 of the pin display device 500.
- FIG. 16A is a diagram for explaining the magnetic flux density B(d)
- Fig. 16B is a diagram for explaining the magnetic flux density B(d, d').
- 17A and 17B are diagrams for explaining the visibility of the pin display device
- FIG. 17C is a diagram showing the bottom surface of a magnet and the top surface of a rectangular pin.
- FIG. 18 is a perspective view illustrating a pin display system 1300 .
- FIG. 19 is a perspective view illustrating a housing 1110 of a pin display device, one pin 1120 of the pin display device, and the manner in which the pin 1120 is inserted into the housing 1110.
- FIG. 20A is a diagram showing an example in which the top surfaces of the pins are square
- FIG. 20A is a diagram showing an example in which the top surfaces of the pins are square
- FIG. 20B is a diagram showing an example in which the arrangement of the top surfaces of the pins in FIG. 20A is rotated by 45°.
- FIG. 21A is a diagram showing an example in which the upper surfaces of the pins are circular
- FIG. 21B is a diagram showing an example in which the arrangement of the upper surfaces of the pins in FIG. 21A is rotated by 90°.
- FIG. 22A is a diagram showing an example in which the upper surfaces of the pins are rhombic
- FIG. 22B is a diagram showing an example in which the arrangement of the upper surfaces of the pins in FIG. 22A is rotated by 90°.
- FIG. 23A is a diagram showing an example in which the upper surfaces of the pins are regular hexagonal
- FIG. 23B is a diagram showing an example in which the arrangement of the upper surfaces of the pins in FIG. 23A is rotated by 90°.
- FIG. 24A is a diagram showing an example in which the upper surfaces of the pins are equilateral triangles
- FIG. 24B is a diagram showing an example in which the arrangement of the upper surfaces of the pins in FIG. 24A is rotated by 90°.
- FIG. 25 is a cross-sectional view illustrating the housing 1110 of the pin display device 1100.
- FIG. 26 is an exploded perspective view illustrating the housing 1110 of the pin display device 1100.
- FIG. 27 is a cross-sectional view illustrating a housing 1110 and pins 1120 of a pin display device 1100. As shown in FIG. FIG. FIG.
- FIG. 28 is a cross-sectional view illustrating a housing 1110 and pins 1120 of a pin display device 1100.
- FIG. Fig. 29A is a cross-sectional view illustrating a housing 1110 and pins 1120 of a pin display device 1100.
- Fig. 29B is an enlarged view of a portion surrounded by a dashed line in Fig. 29A.
- FIG. 30 is a cross-sectional view illustrating a housing 1110 and pins 1120 of a pin display device 1100.
- FIG. 31A is a diagram showing the interference range M of the magnetic field of magnet 1121
- FIGS. 31B and 31C are diagrams showing examples of the arrangement of magnet 1121.
- FIG. 31A is a diagram showing the interference range M of the magnetic field of magnet 1121
- FIGS. 31B and 31C are diagrams showing examples of the arrangement of magnet 1121.
- FIG. 32A is a diagram showing an interference range M of the magnetic field of magnet 1121
- FIG. 32B is a diagram showing an example of the arrangement of magnet 1121
- FIG. 33A is a diagram showing the interference range M of the magnetic field of magnet 1121
- FIG. 33B is a diagram showing an example of the arrangement of magnet 1121
- FIG. 34 is a diagram for explaining the relationship between magnet strength and spacing.
- FIG. 35 is a diagram showing the relationship between the magnet diameter d, the distance D(d, m), and the pin weight m [g].
- FIG. 36 is a diagram showing an example of a magnetic sheet 200, a magnetic pattern magnetized on the magnetic sheet 200, and a pin 1120. As shown in FIG. FIG. FIG.
- FIG. 37 is a diagram showing an example in which a small magnetic pattern passes between magnets 1121 and pin 1120 does not lift properly.
- FIG. 38 is a diagram showing an example in which magnets 1121 overlap in the ⁇ direction (x direction).
- FIG. 39A is a diagram showing an example of the display state of the pin display device 1100 in the arrangement example of FIG. 20A
- FIG. 39B is a diagram showing an example of the display state of the pin display device 1100 in the arrangement example of FIG. 20B.
- FIG. 40 is a perspective view illustrating the operation display device 2301.
- FIG. 41 is a side view illustrating the operation display device 2301.
- FIG. 42 is a diagram showing an example in which two drawing windows 2351 and a magnetic visualization sheet 2350 are arranged for one pin display device.
- FIG. 43 is a diagram showing an example of arranging two display units 2360 and a pin display device 1100 for the motion display device 2301 of FIG.
- FIG. 44 is a diagram showing an example of an operation display device 2301 including a lifting unit 2371 that lifts and lowers a magnetic pattern erasing unit 2370.
- FIG. 45 is a diagram showing an example in which the action display device 2301 is used in a game in which the player defeats an enemy.
- FIG. 46 is a diagram showing an example in which the motion display device 2301 is used in a game in which a ball is carried to a goal.
- 47A to 47D are diagrams for explaining the problems with the pin display device 1100.
- 48A to 48C are diagrams for explaining a method for solving the problems of the pin display device 1100.
- FIG. 49 is a diagram for explaining magnet arrangement and magnetic patterns.
- 50A to 50C are diagrams for explaining a method for solving the problems of the pin display device 1100.
- 51A to 51C are
- the pin display system 300 of the first embodiment includes a pin display device 100 and a magnetic sheet 200, as illustrated in FIG. 1 to FIG. 3.
- the pin display device 100 of the first embodiment includes a housing 110 and 25 pins 120.
- the axes orthogonal to each other in the three-dimensional space will be described as the x-axis, y-axis, and z-axis illustrated in FIG. 1 and FIG. 2.
- the pin display device 100 and the magnetic sheet 200 are arranged so that the lower surface 110a of the housing 110 of the pin display device 100 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 are in contact with or in close proximity to each other.
- the pin display device 100 is intended to be used as the pin display system 300 by bringing the lower surface 110a of the housing 110 into contact with or in close proximity to the upper surface 200a of the magnetic sheet 200.
- the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 is one of the two surfaces of the magnetic sheet 200.
- Proximity refers to a situation in which the pin display device 100 is affected by the magnetic field of the magnetic sheet 200 in a manner similar to the case where the lower surface 110a of the housing 110 of the pin display device 100 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 are in contact with each other, even though the lower surface 110a of the housing 110 of the pin display device 100 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 are not in contact with each other, such as when a thin-film object such as paper or cloth is placed on the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 and the lower surface 110a of the housing 110 of the pin display device 100 are in contact with each other.
- the pin display device 100 of the first embodiment has 25 pins 120, but in consideration of the ease of viewing each figure, only one pin 120 of the pin display device 100 is given a reference number. The same applies to the reference numbers of multiple pins, multiple pin insertion holes, and each part of the pins and pin insertion holes in each figure described later. Since the pin display system 300 utilizes gravity to move the pins 120 in the negative z direction (i.e., the opposite direction to the direction indicated by the arrow indicating the z direction in Figures 1 to 3), it is preferable to use the direction of gravity as the negative z direction. That is, it is preferable for the pin display system 300 to have the x-axis and y-axis as two orthogonal axes in a horizontal plane.
- the pin display system 300 it is sufficient for the pin display system 300 to use the direction in which gravity at least acts as the negative z direction. That is, the pin display system 300 can be used even if the x-axis and y-axis are two orthogonal axes in a plane that is slightly inclined with respect to the horizontal plane.
- the housing 110 has an approximately rectangular parallelepiped shape with a lower surface 110a that is a plane perpendicular to the z direction and an upper surface 110b that is a plane parallel to the lower surface 110a in the positive direction of the z direction with respect to the lower surface 110a, and has 25 pin insertion holes 111.
- each pin insertion hole 111 is a hole into which a pin 120 is inserted from the upper surface 110b side, a hole for allowing the approximately cylindrical pin 120 to move in the z direction, and is approximately cylindrical with a central axis in the z direction.
- each approximately cylindrical pin insertion hole 111 are an upper surface 111b within the upper surface 110b of the housing 110 and a lower surface 111a that is a plane perpendicular to the z direction and in the negative direction of the z direction with respect to the cylindrical upper surface 111b.
- the 25 pin insertion holes 111 are arranged at different positions on a plane perpendicular to the z direction, and specifically, the 25 pin insertion holes 111 are arranged in a 5 ⁇ 5 matrix, with 5 holes at equal intervals in the x direction and 5 holes at equal intervals in the y direction.
- the material of the housing 110 is a material that does not block or reduce magnetic field lines, does not control the path of magnetic field lines, and does not generate magnetic field lines, such as plastic, resin, or paper.
- the diameter of the approximately cylindrical shape of each pin insertion hole 111 is set in advance by experiment or the like as a value slightly larger than the diameter of the approximately cylindrical shape of the pin 120 so that the approximately cylindrical pin 120 can easily move in both the positive and negative directions in the z direction, but hardly moves in the x and y directions.
- each pin 120 is inserted into each pin insertion hole 111 of the housing 110, and has a substantially cylindrical outer shape with one end being a substantially circular lower surface 120a and the other end being an upper surface 120b that is a plane parallel to the lower surface 110a.
- Each pin 120 is provided with a pot magnet 121 at one end with the opening of the container (pot) facing outward, and is inserted into each pin insertion hole 111 of the housing 110 with the end provided with the pot magnet 121 facing in the negative z direction.
- the pot magnet 121 is a permanent magnet 1211 fixed inside a container 1212 made of a material with high magnetic permeability and an opening 1212a on one side, as shown in Fig. 6A (bottom view) and Fig. 6B (cross section taken along the dashed line in Fig. 6A), with one pole 1211b of the permanent magnet 1211 in contact with a contact surface 1212b on the inside of the container 1212, and the other pole 1211a of the permanent magnet 1211 exposed from the opening 1212a of the container 1212 on the bottom side 121a of the pot magnet 121.
- materials with high magnetic permeability include iron and stainless steel.
- a low permeability layer 1213 which is a layer of a material with low magnetic permeability, is provided between the non-pole part of the permanent magnet 1211 and the container 1212 to prevent the non-pole part of the permanent magnet 1211 from coming into contact with the container 1212 and short-circuiting the magnetic lines of force.
- materials with low magnetic permeability include resin, paper, and air.
- the permanent magnet 1211 is fixed to the container 1212 by using the attractive force generated between the pole 1211b of the permanent magnet 1211 and the contact surface 1212b of the container 1212, or by using an adhesive. In general, the permanent magnet 1211 and the container 1212 are often bonded together with an adhesive with strong adhesive strength so that they cannot be easily peeled off.
- the bottom surface 121a of the pot magnet 121 is formed by the pole 1211a of the permanent magnet 1211, the opening 1212a of the container 1212 that surrounds the pole 1211a of the permanent magnet 1211, and the bottom surface 1213a of the low permeability layer 1213 that is between the pole 1211a of the permanent magnet 1211 and the opening 1212a of the container 1212.
- the low permeability layer 1213 may be a layer of air, so the bottom surface 1213a of the low permeability layer 1213 may be invisible.
- the bottom surface 121a of the pot magnet 121 may be formed by the pole 1211a of the permanent magnet 1211 and the opening 1212a of the container 1212 that surrounds the pole 1211a so as not to come into contact with the pole 1211a.
- the pole 1211a of the permanent magnet 1211 and the opening 1212a of the container 1212 may be on the same plane as shown in FIG. 6B, but may not be on the same plane.
- the pole 1211a of the permanent magnet 1211 may be slightly closer to the inside of the container 1212 than the opening 1212a of the container 1212.
- the pole 1211a of the permanent magnet 1211 may be 0.2 mm to 0.4 mm closer to the inside of the container 1212 than the opening 1212a of the container 1212.
- the lower surface 1213a of the low permeable layer 1213 is clearly present, the lower surface 1213a of the low permeable layer 1213 is in the same plane as the opening 1212a of the container 1212 or is closer to the inside of the container 1212 than the opening 1212a of the container 1212.
- the pole 1211a of the permanent magnet 1211, the opening 1212a of the container 1212, and the lower surface 1213a of the low magnetic permeability layer 1213 are on the same plane as illustrated in FIG. 6B, i.e., an example in which the lower surface 121a of the pot magnet 121 is a circular flat surface, i.e., an example in which the lower surface 120a of the pin 120 is flat and the pin 120 is cylindrical.
- the containers 1212 of the pot magnets 121 provided in all pins 120 are made of the same material and have the same shape.
- the permanent magnets 1211 of the pot magnets 121 provided in all pins 120 are made of the same material, shape, and strength.
- the poles 1211a of the permanent magnets 1211 of the pot magnets 121 provided in all pins 120 are the same pole (e.g., N pole).
- Each pot magnet 121 is provided on the underside 120a of each pin 120 with the underside 121a of the pot magnet 121 facing outward. In other words, each pot magnet 121 is provided on the underside 120a of each pin 120 so that the underside 121a of the pot magnet 121 faces the underside 120a of the pin 120.
- each pin 120 may be configured so that the underside 121a, which is a circular flat surface of each pot magnet 121, is the underside 120a, which is one of the circular flat surfaces of the pin 120.
- the lower surface 120a of each pin 120 is in contact with the lower surface 111a of each pin insertion hole 111 of the housing 110 due to gravity.
- each pin 120 moves in the positive direction of the z direction (i.e., in a direction that includes at least the direction opposite to gravity) due to the repulsive force.
- each pot magnet 121 provided on each pin 120 needs to emit a magnetic field that can move each pin 120 in the positive direction of the z direction due to the repulsive force generated between the pot magnet 121 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200.
- each pin 120 i.e., the height of the cylinder of each pin 120
- the length of each pin 120 is the same as the depth of each pin insertion hole 111 (i.e., the height of the cylinder of each pin insertion hole 111) or is longer than the depth (length) of each pin insertion hole 111.
- the upper surface 120b of each pin 120 is at the same z coordinate position as the upper surface 111b of the pin insertion hole 111, or at a position having a predetermined z coordinate in the forward direction from the upper surface 111b of the pin insertion hole 111.
- the upper surfaces 120b of all pins 120 are at the same height as the upper surface 110b of the housing 110, or the upper surfaces 120b of all pins 120 are at a certain predetermined height higher than the upper surface 110b of the housing 110.
- the plane formed by the top surfaces 120b of all the pins 120 when the effect of this external magnetic field is small enough to be negligible corresponds to a state in which the pin display device 100 is not displaying anything.
- the pin display device 100 displays information using a three-dimensional point cloud formed by the top surfaces 120b of all the pins 120, it is not essential that the top surfaces 120b of each pin 120 are flat, and for example, the top surfaces 120b of each pin 120 may include an opening.
- each pin 120 moves in the positive z direction due to the repulsive force of the magnetic force generated between each pot magnet 121 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200.
- the maximum amount of movement of each pin 120 in the z direction is greater than the depth of each pin insertion hole 111 (i.e., the height of the cylindrical shape of each pin insertion hole 111)
- the pin 120 will pop out of the pin insertion hole 111 when the amount of movement of the pin 120 in the z direction reaches its maximum. Therefore, the depth of each pin insertion hole 111 needs to be greater than the maximum amount of movement of each pin 120 in the z direction, and the length of each pin 120 needs to be greater than the maximum amount of movement of each pin 120 in the z direction.
- each pin 120 be provided with a spacer 122, which is a part other than the pot magnet 121.
- Each spacer 122 should not block or reduce magnetic field lines, should not control the path of magnetic field lines, should not generate magnetic field lines, and should be as lightweight as possible so as not to impede the movement of each pin 120 in the positive z direction due to the magnetic repulsive force generated between each pot magnet 121 and the magnetic sheet 200.
- the spacer 122 be made of plastic or paper that contains a large hollow portion like a straw.
- the pin display device 100 moves a desired pin 120 among all the pins 120 provided in the pin display device 100 in the positive direction in the z direction by the repulsive force due to the magnetic force generated between the pot magnet 121 provided in the pin 120 and the magnetic sheet 200, thereby displaying information by a three-dimensional point cloud formed by the upper surfaces 120b of all the pins 120 provided in the pin display device 100.
- the magnetic force generated between the pot magnets 121 provided in the adjacent pins 120 affects the mutual movement of the adjacent pins 120. Therefore, it becomes necessary to widen the interval between the adjacent pins 120 so that the magnetic field emitted by the pot magnet 121 does not affect the movement of another pin 120. However, if the interval between adjacent pins 120 is widened, the resolution of the display in the x-direction and y-direction of the pin display device will decrease.
- the interval between adjacent pins 120 and the strength of the magnetic field emitted by the pot magnets 121 provided on each pin 120 must be determined taking into consideration the resolution of the display in the x-direction and y-direction of the pin display device and the displayable range in the z-direction by the pin display device 100. Specifically, the magnetic field emitted by the pot magnets 121 of each pin 120 must be such that the magnetic force generated between the pot magnets 121 provided on adjacent pins 120 does not affect the movement of the pins 120.
- the interval between adjacent pin insertion holes 111 must be equal to or greater than the shortest distance at which the magnetic force generated between the pot magnets 121 provided on the pins 120 inserted into the adjacent pin insertion holes 111 does not affect the movement of the pins 120.
- the maximum value of the attractive force can be calculated by, for example, the sum of the maximum value of the magnetic flux density on the cylindrical surface at a distance of half the distance from the central axis of the pot magnet 121 on the lower surface 121a side of the first pot magnet 121 (hereinafter, for convenience, referred to as the "first maximum value”) and the maximum value of the magnetic flux density on the cylindrical surface at a distance of half the distance from the central axis of the pot magnet 121 on the opposite side to the lower surface 121a of the second pot magnet 121 (i.e., the upper surface side) (hereinafter, for convenience, referred to as the "second maximum value").
- the magnetic force generated between the pot magnets 121 provided on the pins 120 inserted into the adjacent pin insertion holes 111 does not affect the movement of the pins 120. Therefore, for example, for the same pot magnet as used for pot magnet 121, measure the maximum magnetic flux density on the cylindrical surface at the same distance from the central axis of the pot magnet for each of the bottom side and the top side of the pot magnet, and double the distance from the central axis at which the sum of the maximum magnetic flux density on the bottom side and the maximum magnetic flux density on the top side is 4 mT or less. This is the shortest distance at which the magnetic force generated between pot magnets 121 provided on pins 120 inserted into adjacent pin insertion holes 111 does not affect the movement of the pins 120.
- the shortest distance at which the magnetic force generated between the pot magnets 121 provided on the pins 120 inserted into adjacent pin insertion holes 111 does not affect the movement of the pins 120 is based on various factors, such as the weight of the pins 120 and the friction between the pins 120 and the pin insertion holes 111, in addition to the spatial spread of the magnetic flux formed by the pot magnets 121. Therefore, it is advisable to experimentally determine this shortest distance.
- the housing 110 is arranged such that the lower surface 110a is in contact with or in close proximity to the upper surface 200a of the magnetic sheet 200.
- the magnetic sheet 200 has the pot magnets 121 of the upper surface 200a facing each other magnetized so that the pins 120 equipped with the pot magnets 121 move in the z direction by a desired amount due to the repulsive force caused by the magnetic force generated between the pot magnets 121 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200.
- the magnetic sheet 200 is a rewritable magnetic sheet, that is, a magnetic sheet in which each part of each surface can be arbitrarily set to be an S pole or an N pole by exposing each part to a magnetic field stronger than a predetermined value.
- a rewritable magnetic sheet is a ferrite magnetic rubber sheet, which is a mixture of a powdered ferromagnetic material and a material that does not block or reduce magnetic lines, does not control the path of magnetic lines, and does not generate magnetic lines, and is molded into a sheet shape.
- the magnetic sheet 200 can rewrite the orientation of the local magnetic poles, when the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 and the pot magnet 121 come into contact with each other, or when they come close to each other without coming into contact, the magnetic field emitted by the pot magnet 121 rewrites the orientation of the magnetic poles of the portion of the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 where the pot magnet 121 faces. Then, no repulsive force is generated between the pot magnet 121 and the portion of the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 where the pot magnet 121 faces. As a result, the pin 120 does not move, and the pin display device 100 does not display.
- the length in the z direction is such that the same magnetic sheet (i.e., a magnetic sheet with the same base material, the same ferromagnetic material, the same mixture ratio as the magnetic sheet 200, the same type as the magnetic sheet 200) is used for the magnetic sheet 200 due to the magnetic field emitted by the same pot magnet (i.e., a pot magnet that emits the same magnetic field as the pot magnet 121) used for the pot magnet 121.
- the same magnetic sheet i.e., a magnetic sheet with the same base material, the same ferromagnetic material, the same mixture ratio as the magnetic sheet 200, the same type as the magnetic sheet 200
- the same pot magnet i.e., a pot magnet that emits the same magnetic field as the pot magnet 121 used for the pot magnet 121.
- the length of gap 112 in the z direction should be the shortest distance or a length slightly longer than the shortest distance at which the magnetic sheet used in magnetic sheet 200 is not rewritten by the magnetic field emitted by the pot magnet used in pot magnet 121, that is, the first shortest distance or a length slightly longer than the first shortest distance.
- each pin insertion hole 111 of housing 110 i.e., the bottom of each pin insertion hole 111
- the magnetic field emitted by the pot magnet 121 weakens the magnetic pole of the portion of the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 where the pot magnet 121 faces. This weakens the repulsive force between the pot magnet 121 and the portion of the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 where the pot magnet 121 faces. As a result, the pin 120 may not move, and the pin display device 100 may not display anything.
- the length of gap 112 in the z direction should be greater than or equal to the shortest distance (hereinafter referred to as the "second shortest distance") that does not weaken the magnetic force of the same magnetic sheet used in magnetic sheet 200 due to the magnetic field emitted by the same pot magnet used in pot magnet 121.
- the second shortest distance is longer than the first shortest distance. From the above, it follows that the length of gap 112 in the z direction must be greater than or equal to the first shortest distance, and is desirably greater than or equal to the second shortest distance.
- the length of gap 112 in the z direction may be determined experimentally or based on the following calculation.
- the magnetic flux density B(d) at a point a distance d in the vertical direction from the center of a magnetic pole face of one side of a circular magnet with a radius R, which has a residual magnetic flux density Br as shown in Figure 16A, is approximately expressed by the following formula (1). Note that in the following, the unit of length is mm and the unit of magnetic flux density is mT.
- the pole 1211a of the permanent magnet 1211 there is a magnetic pole surface due to the pole 1211a of the permanent magnet 1211, and a magnetic pole surface due to the opening 1212a of the container 1212, which is the opposite pole to the pole 1211a of the permanent magnet 1211. Since the pole 1211b, which is the opposite pole to the pole 1211a of the permanent magnet 1211, is in contact with the contact surface 1212b inside the container 1212, the magnetic flux emitted from the pole 1211b of the permanent magnet 1211 passes through the container 1212 and is dispersed and emitted from the opening 1212a of the container 1212, so that the opening 1212a behaves like a magnetic pole. However, some of the magnetic flux leaks to the periphery of the container 1212.
- the radius of the poles 1211a, 1211b of the permanent magnet 1211 is R1
- the radius of the inner circumference of the opening 1212a of the container 1212 is R2
- the radius of the outer circumference of the opening 1212a of the container 1212 is R3
- the area of the poles 1211a, 1211b of the permanent magnet 1211 is S1
- the area of the opening 1212a of the container 1212 is S2
- the residual magnetic flux density of the permanent magnet 1211 is Br
- the loss coefficient based on leakage is c
- the residual magnetic flux density Br of the permanent magnet 1211 is about 800 mT to 1200 mT.
- the loss coefficient c depends on the magnetic permeability, thickness, and shape of the container 1212, but is generally about 0.8, and is in the range of about 0.5 to 1.0.
- the length of gap 112 in the z direction must be greater than or equal to the shortest distance d at which the magnetic flux density B(d, d') calculated by equation (2) using the above-mentioned values does not rewrite the polarity of the magnetic sheet used in magnetic sheet 200, and/or greater than or equal to the shortest distance d' at which the magnetic flux density B(d, d') calculated by equation (2) using the above-mentioned values does not rewrite the polarity of the magnetic sheet used in magnetic sheet 200.
- the length of the gap 112 in the z direction is a length such that the distance between the center of the pole 1211a of the permanent magnet 1211 of the pot magnet 121 and the top surface 200a of the magnetic sheet 200 is equal to or greater than the shortest distance d at which the magnetic flux density B(d, d') calculated by formula (2) using the above-mentioned values does not weaken the magnetic force of the same magnetic sheet used in the magnetic sheet 200, and/or the distance between the center of the opening 1212a of the container 1212 of the pot magnet 121 and the top surface 200a of the magnetic sheet 200 is equal to or greater than the shortest distance d' at which the magnetic flux density B(d, d') calculated by formula (2) using the above-mentioned values does not weaken the magnetic force of the same magnetic sheet used in the magnetic sheet 200.
- the surface magnetic flux density at the centre of the bottom surface of the pot magnet was approximately 300 mT.
- the magnetic flux density of the pot magnet 121 is 200 mT or more, and the magnetic sheet 200 can be rewritten by the magnetic field emitted by the pot magnet 121.
- the magnetic flux density of the pot magnet 121 is 100 to 200 mT, and the magnetic field emitted by the pot magnet 121 is sufficient to temporarily weaken the magnetic field emitted from the magnetic sheet 200.
- the inventors set the z-direction length of the gap 112 of the pin display device 100 so that the distance in the z-direction between the opening 1212a of the container 1212 of the pot magnet 121 of the pin display device 100 and the top surface 200a of the magnetic sheet 200 is 1.0 mm, assuming that the first shortest distance is 0.5 mm and the second shortest distance is 0.8 mm, in order to more reliably control the pin 120.
- the distance between the center of the pole 1211a of the permanent magnet 1211 of the pot magnet 121 and the top surface 200a of the magnetic sheet 200, and/or the distance between the center of the opening 1212a of the container 1212 of the pot magnet 121 and the top surface 200a of the magnetic sheet 200 can be set so that the magnetic flux density B(d, d') calculated by equation (2) is a value less than 100 mT.
- the magnetic sheet 200 has the pot magnets 121 facing the upper surface 200a so that the amount of movement of each pin 120 equipped with each pot magnet 121 in the positive direction in the z direction is a desired amount due to the repulsive force caused by the magnetic force generated between each pot magnet 121 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200. If each pot magnet 121 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 are in contact with each other, the magnetic pattern of the upper surface 200a that is optimal for lifting the pin 120 is the same as the magnetic pattern of the lower surface 121a of the opposing pot magnet 121.
- each pin 120 has not moved at all in the positive direction in the z direction, the lower surface 121a of each pot magnet 121 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 are separated by the length d of the gap 112 in the z direction.
- the lower surface 121a of each pot magnet 121 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 are separated by a length equal to the sum of the z-direction length d of the gap 112 and each distance.
- each pin 120 is Di (where i is a number that identifies each pin and is an integer between 1 and 25)
- Di Di
- the magnetic force generated between each pot magnet 121 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 must generate a repulsive force greater than the gravity acting in the negative direction of the z direction of each pin 120.
- Figure 8 shows the results of the inventors measuring the magnetic flux density in the space near the top surface of the magnetic sheet by magnetizing a stripe-shaped magnetic pattern consisting of a band-shaped N pole and a S pole sandwiching the N pole, each band having a width of 2 mm to 6 mm, on the top surface of the magnetic sheet.
- the horizontal axis of Figure 8 is the short side direction of the band, and the vertical axis is the distance from the top surface.
- the magnetic pattern on the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 which is suitable for lifting the pin 120, is similar to the magnetic pattern on the lower surface 121a of the opposing pot magnet 121, and is slightly larger than the magnetic pattern on the lower surface 121a of the opposing pot magnet 121.
- the portion of the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 facing the pot magnet 121 of the pin 120 for which it is desired to maximize the amount of movement in the positive z direction can be magnetized with a magnetic pattern consisting of, for example, a circle of approximately the same size as the lower surface 121a of the opposing pot magnet 121, with the same pole (e.g., a north pole) as the pole 1211a of the permanent magnet 1211, and a ring-shaped pole (e.g., a south pole) that surrounds the circle and is opposite to the pole 1211a of the permanent magnet 1211.
- a magnetic pattern consisting of, for example, a circle of approximately the same size as the lower surface 121a of the opposing pot magnet 121, with the same pole (e.g., a north pole) as the pole 1211a of the permanent magnet 1211, and a ring-shaped pole (e.g., a south pole) that surrounds the circle and is opposite to the pole 1211a of the permanent magnet 1211.
- ⁇ Display of the top end of the pin 120 at various heights> In order to display the upper ends of the pins 120 at various heights on the pin display device 100, it is necessary to control the amount of movement of each pin 120 in the positive direction in the z direction. However, since the pin display device 100 displays information using a three-dimensional point cloud formed by the upper ends (upper surface 120b) of the multiple pins 120, it is not necessary to strictly control the amount of movement of each pin 120 in the positive direction in the z direction, and it is possible to realize display of the upper ends of the multiple pins 120 at various heights by controlling the relative amount of movement of each pin 120 in the positive direction in the z direction.
- the relative amount of movement of each pin 120 in the positive direction in the z direction can be controlled by taking into account the spatial spread of the magnetic flux in the three-dimensional space on the upper surface side of the magnetic sheet.
- the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 is magnetized with a magnetic pattern similar to a magnetic pattern consisting of a circular shape of approximately the same size as the lower surface 121a of the opposing pot magnet 121, with the same pole (e.g., a north pole) as the pole 1211a of the permanent magnet 1211, and a ring-shaped pole (e.g., a south pole) surrounding the circular shape, with the opposite pole to the pole 1211a of the permanent magnet 1211, so that the relative amount of movement of each pin 120 in the positive z direction can be controlled.
- a magnetic pattern similar to a magnetic pattern consisting of a circular shape of approximately the same size as the lower surface 121a of the opposing pot magnet 121, with the same pole (e.g., a north pole) as the pole 1211a of the permanent magnet 1211, and a ring-shaped pole (e.g., a south pole) surrounding the circular shape, with the opposite pole to the pole 1211a of the permanent magnet 1211, so that the
- the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 is magnetized with a magnetic pattern similar to a magnetic pattern composed of a band area of the same pole (e.g., a north pole) as the pole 1211a of the permanent magnet 1211, and an area of the opposite pole (e.g., a south pole) to the pole 1211a of the permanent magnet 1211, arranged on both sides of the band area, with the width of the band area being the diameter of the lower surface 121a of the opposing pot magnet 121, the greater the portion facing the pot magnet 121 of the pin 120 that is to be moved, so that the relative magnitude of the movement of each pin 120 in the positive z direction can be controlled.
- the portions of the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 facing the pot magnets 121 of the multiple pins 120 that move in the positive z direction are magnetized with a magnetic pattern consisting of a first portion having the same pole (e.g., N pole) as the pole 1211a of the permanent magnet 1211 of the opposing pot magnet 121, and a second portion surrounding the first portion and having the opposite pole (e.g., S pole) to the pole 1211a.
- the magnetic pattern magnetized in the portion facing the pot magnet 121 of the pin 120 that has a first movement amount in the positive z direction is different from the magnetic pattern magnetized in the portion facing the pot magnet 121 of the pin 120 that has a second movement amount in the positive z direction that is different from the first movement amount.
- ⁇ Display of the top end of the pin 120 in two values: high and low> In order to have the pin display device 100 display the two values of the high and low of the upper ends of the multiple pins 120, for example, it is sufficient to control whether or not each pin 120 moves in the positive direction in the z direction. If it is necessary to control whether or not each pin 120 moves in the positive direction in the z direction, it is sufficient that the portion of the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 facing the pot magnets 121 of each pin 120 is magnetized in a manner that corresponds to whether or not a repulsive force capable of moving each pin 120 equipped with each pot magnet 121 in the positive direction in the z direction is applied between each pot magnet 121 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200.
- the portions of the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 facing the pot magnets 121 of the pins 120 that move in the positive z-direction may be magnetized with a magnetic pattern consisting of a first portion having the same polarity (e.g., N pole) as the pole 1211a of the permanent magnet 1211 of the opposing pot magnet 121, and a second portion surrounding the first portion and having the opposite polarity (e.g., S pole) to the pole 1211a.
- the second portion may completely surround the first portion, or may partially surround the first portion, for example, sandwiching the first portion from both sides.
- the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 may have a stripe-shaped magnetic pattern magnetized in a portion facing each of the pot magnets 121 of the pins 120 that move in the positive z direction, the first portion being a band area of the same pole (e.g., N pole) as the pole 1211a of the permanent magnet 1211 of the opposing pot magnet 121, and the second portion on both sides of the first portion being the opposite pole (e.g., S pole) to the pole 1211a.
- the first portion being a band area of the same pole (e.g., N pole) as the pole 1211a of the permanent magnet 1211 of the opposing pot magnet 121
- the second portion on both sides of the first portion being the opposite pole (e.g., S pole) to the pole 1211a.
- the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 may have a magnetic pattern magnetized in a portion facing each of the pot magnets 121 of the pins 120 that do not move in the positive z direction, other than a magnetic pattern magnetized in a portion surrounding the third portion having the same pole (e.g., N pole) as the pole 1211a of the permanent magnet 1211 of the opposing pot magnet 121, and a fourth portion having the opposite pole (e.g., S pole) to the pole 1211a.
- the portions of the pins 120 that do not move in the positive z-direction facing the pot magnets 121 may be magnetized with a magnetic pattern consisting of a portion with a polarity (e.g., S pole) opposite to the pole 1211a of the permanent magnet 1211 of the opposing pot magnet 121 and a portion surrounding the portion with the same polarity (e.g., N pole) as the pole 1211a, or only the polarity (e.g., S pole) opposite to the pole 1211a of the permanent magnet 1211 of the opposing pot magnet 121 may be magnetized, or only the polarity (e.g., N pole) same as the pole 1211a of the permanent magnet 1211 of the opposing pot magnet 121 may be magnetized.
- the magnetization of the portions of the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 that are not directly below or facing the periphery of the pot magnets 121 of any of the pins 120 is optional.
- the pin display device 100 will display as illustrated in FIG. 10B.
- the magnetic patterns illustrated in Figures 9A and 10A can be magnetized, for example, by first magnetizing the entire upper surface 200a of the magnetic sheet 200 to the S pole, and then contacting the S pole of a powerful neodymium magnet with the portion of the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 that is colored dark in Figures 9A and 10A.
- a magnetizer with a S pole of a neodymium magnet at its tip can be used, the tip of the magnetizer can be pressed against the upper surface 200a of the magnetic sheet 200, and the tip of the magnetizer can be moved so as to draw the portion that is colored dark in Figures 9A and 10A.
- the pin display device 100 includes 25 pins 120 and pin insertion holes 111 has been described, but the number is not limited to this. That is, the pin insertion holes may be arranged at P ⁇ Q positions based on a pair of any one of P x coordinates and any one of Q y coordinates, where P and Q are integers of 2 or more, and the number of pins may be P ⁇ Q.
- the pin insertion holes do not need to be arranged in an array, and the pin insertion holes may include a plurality of pins with different x coordinates and a plurality of pins with different y coordinates, and the number of pins may be the same as the number of pin insertion holes.
- the x coordinates of all the pin insertion holes may be the same and only the y coordinates may be different, or the y coordinates of all the pin insertion holes may be the same and only the x coordinates may be different. That is, the positions of the pin insertion holes on a plane perpendicular to the z direction may be different from each other, and the number of pins may be the same as the number of pins.
- pin 120 and the pin insertion hole 111 are cylindrical, but the shapes of the pin and the pin insertion hole are not limited to being cylindrical and may be prisms or the like. Any shape may be used as long as it satisfies the condition that the pin can easily move through the pin insertion hole in both positive and negative directions in the z direction, but hardly moves in the x or y directions.
- the housing 110 of the pin display device 100 has an outer shape of a substantially rectangular parallelepiped, but the outer shape of the housing is not limited to a substantially rectangular parallelepiped.
- the upper surface 110b of the housing 110 is a flat surface parallel to the lower surface 110a, but it is not essential that the upper surface of the housing is parallel to the lower surface of the housing, and it is not essential that the upper surface of the housing is a flat surface.
- the housing has a side surface in the x direction or a side surface in the y direction.
- the poles 1211a of the permanent magnets 1211 of all the pot magnets 121 are the same (for example, N pole), but the poles of the permanent magnets exposed from the openings of the pot magnet containers may be different for each pin.
- the poles of the permanent magnets exposed from the openings of the pot magnet containers are different for each pin, it becomes necessary to be aware of the polarity of the permanent magnets exposed from the openings of the pot magnet containers of each pin when magnetizing the magnetic sheet for the desired display, which increases the difficulty of creating a magnetic pattern to magnetize the magnetic sheet, and also makes it impossible to use the pin display device and the magnetic sheet in a manner that changes the relative position as described later in the fourth embodiment. Therefore, it is better to keep the poles of the permanent magnets exposed from the openings of the pot magnet containers of all the pins the same.
- the pin 120 uses a pot magnet 121, but it is not essential that the magnet equipped in the pin is a pot magnet, and it may be a magnet without a container.
- the magnet equipped in the pin since the magnetic field lines do not concentrate on the opening surface of the container, it becomes necessary to make the interval between the pins wider than when a pot magnet is used, and the resolution of the display in the x and y directions of the pin display device becomes lower. Therefore, it is better for the magnet equipped in the pin to be a pot magnet.
- ⁇ Lamination of magnetic sheets> In the first embodiment, an example in which one magnetic sheet 200 is used has been described, but it is not essential to use one magnetic sheet, and multiple magnetic sheets may be stacked and used. In this case, multiple magnetic sheets may be stacked and then magnetized with a magnetic pattern, or each magnetic sheet may be magnetized with a magnetic pattern and then multiple magnetic sheets may be stacked and used. That is, all the magnetic sheets (magnetic sheet materials) to be stacked may be magnetized with the same magnetic pattern (same texture with S pole and N pole) in advance, and the same texture of all the magnetic sheets to be stacked may be stacked in the same position (laminated magnetic sheet) and used as the magnetic sheet 200.
- all the magnetic sheets (magnetic sheet materials) to be stacked may be magnetized with the same magnetic pattern (same texture with S pole and N pole) in advance, and the same texture of all the magnetic sheets to be stacked may be stacked in the same position (laminated magnetic sheet) and used as the magnetic sheet 200.
- each magnetic sheet (magnetic sheet material) to be stacked may be magnetized with a different magnetic pattern (different texture with S pole and N pole) in advance, and these magnetic sheets may be stacked and used as the magnetic sheet 200 (laminated magnetic sheet). In this way, it is possible to produce a display that is like a sum of the displays produced by each magnetic sheet.
- the pin display system 300 of the first and second embodiments performs display by arranging the lower surface 110a of the housing 110 of the pin display device 100 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 in contact or close proximity to each other.
- a magnetic pattern (texture with S poles and N poles) corresponding to each desired display is magnetized in advance on one side of each of a plurality of magnetic sheets 200-k (k is an integer between 1 and K inclusive) (K sheets, K is an integer between 1 and K inclusive), one magnetic sheet 200-k s (k s is any one integer between 1 and K inclusive) is made selectable from the K magnetic sheets 200-1 to 200-K, and the surface of the selected magnetic sheet 200-k s on which the magnetic pattern has been magnetized in advance is set as the upper surface 200a-k s , and the upper surface 200a-k s of the magnetic sheet 200-k s is placed in contact with or in close proximity to the lower surface 110a of the housing 110 of the pin display device 100.
- a user may select a desired magnetic sheet k s from among K magnetic sheets 200-1 to 200-K, and place the lower surface 110a of the housing 110 of the pin display device 100 in contact with or close to the upper surface 200a-k s of the selected magnetic sheet 200-k s .
- the selected magnetic sheet 200-k s may be placed with the upper surface 200a-k s facing up, and the pin display device 100 may be placed on top of it.
- a magnetic sheet 200-k s1 (k s1 is any one integer between 1 and K) having a magnetic pattern magnetized on the upper surface thereof as shown in Fig. 9A
- the pin display device 100 can display the display shown in Fig. 9B.
- a magnetic sheet 200-k s2 (k s2 is any one integer between 1 and K, different from k s1 ) having a magnetic pattern magnetized on the upper surface thereof as shown in Fig.
- the pin display device 100 can display the display shown in Fig. 10B.
- the pin display system may be provided with a selection unit which is a mechanical mechanism that selects a magnetic sheet k s from among the K magnetic sheets 200-1 to 200-K corresponding to the selection information received by the input unit by receiving a user's selection operation to select any one of the magnetic sheets k s from among the K magnetic sheets 200-1 to 200-K, and a placement unit which is a mechanical mechanism that places the lower surface 110a of the housing 110 of the pin display device 100 in contact with or close to the upper surface 200a-k s of the magnetic sheet 200-k s selected by the selection unit.
- a selection unit which is a mechanical mechanism that selects a magnetic sheet k s from among the K magnetic sheets 200-1 to 200-K corresponding to the selection information received by the input unit by receiving a user's selection operation to select any one of the magnetic sheets k s from among the K magnetic sheets 200-1 to 200-K
- a placement unit which is a mechanical mechanism that places the lower surface 110a of the housing 110 of the pin display device 100 in contact
- the pin display system 300 can display various desired displays by changing the relative positions.
- magnetic patterns corresponding to each desired display are magnetized in advance at different positions on the upper surface of the magnetic sheet 200, which has an area larger than the lower surface 110a of the housing 110 of the pin display device 100, and the user can change the relative positions of the pin display device 100 and the magnetic sheet 200 in a direction perpendicular to the z direction while the lower surface 110a of the housing 110 of the pin display device 100 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 are in contact or close proximity to each other.
- the magnetic sheet 200 is placed with the upper surface 200a facing up, the pin display device 100 is placed on top of it, and the user can grasp or support the pin display device 100 and/or the magnetic sheet 200 and move them in a direction perpendicular to the z direction.
- the pin display system may be provided with a mechanical mechanism that changes the relative position of the pin display device 100 and the magnetic sheet 200 in a direction perpendicular to the z direction when the lower surface 110a of the housing 110 of the pin display device 100 is placed in contact with or close to the upper surface 200a of the magnetic sheet 200.
- FIG. 11 An example of this pin display system is shown in FIG. 11.
- the pin display system 301 of FIG. 11 includes the pin display device 100, the magnetic sheet 200, the first roller 210, the second roller 220, the handle 230, and the support 240.
- the magnetic sheet 200 is in the form of an endless belt.
- the first roller 210 and the second roller 220 are supported by the support 240 and are arranged so that their respective axes are parallel to each other, and support the endless belt-like magnetic sheet 200 from the lower surface 200b side.
- the handle 230 is fixed to the first roller 210 and rotates simultaneously with the first roller 210.
- the pin display device 100 is supported by the support 240 with the lower surface 110a of the housing 110 of the pin display device 100 in contact with or close to the upper surface 200a of the magnetic sheet 200.
- the relative positions of the pin display device 100 and the magnetic sheet 200 can be changed in the x direction, which is perpendicular to the z direction.
- the relative position of the pin display device 100 and the magnetic sheet 200 is changed in a direction perpendicular to the z direction, in order to prevent the display from ending in an instant and to prevent frequent movement of the pins 120 in the z direction (i.e., frequent up and down movement of the pins 120), it is preferable to magnetize the pole of the permanent magnet 1211 of the pot magnet 121 on the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 in a band shape with the length direction being the direction in which the relative position is changed, rather than in a dot shape similar in shape to the pole 1211a.
- the pin display system 600 of the fifth embodiment includes a pin display device 500 and a magnetic sheet 200, as exemplified in FIG. 12.
- the pin display device 500 of the fifth embodiment includes a housing 510 and 12 pins 520-XY.
- the pin display device 500 and the magnetic sheet 200 are arranged such that the lower surface 510a of the housing 510 of the pin display device 500 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 are in contact with or in close proximity to each other, similar to the pin display device 100 and the magnetic sheet 200 of the first embodiment.
- the pin display system 600 of the fifth embodiment can be used in the manners of use described in the third and fourth embodiments, similar to the pin display system 300 of the first embodiment.
- the housing 510 of the pin display device 500 of the fifth embodiment has a bottom surface 510a which is a plane, and three top surfaces 510b-1, 510b-2, and 510b-3 which are planes parallel to the bottom surface 510a in the positive direction of the z direction with respect to the bottom surface 510a and have different distances from the bottom surface 510a, as shown in Fig. 13 (top view) and Fig. 14 (cross-sectional view cut along the dashed line in Fig. 13).
- the top surface 510b-1 is a surface equivalent to the partial area with the smallest y coordinate among the partial areas obtained by dividing the bottom surface 510a into three equal parts in the y direction, which is moved in the z direction by a distance z 1.
- the top surface 510b-2 is a surface equivalent to the partial area with the second smallest y coordinate among the partial areas obtained by dividing the bottom surface 510a into three equal parts in the y direction, which is moved in the z direction by a distance z 2 .
- the upper surface 510b-3 is a surface corresponding to the partial region with the third smallest y coordinate (i.e., the partial region with the largest y coordinate) among the partial regions obtained by dividing the lower surface 510a into three equal parts in the y direction, which is moved in the z direction by a distance z3.
- the distance z2 is greater than the distance z1
- the distance z3 is greater than the distance z2 .
- the distances z1 , z3 , and z3 from the lower surface 510a to the upper surfaces 510b-1, 510b-2, and 510b- 3 become greater as the y coordinate increases.
- the housing 510 has 12 pin insertion holes 511-XY.
- the 12 pin insertion holes 511-XY are arranged in a 4 x 3 matrix, with 4 holes spaced equally in the x direction and 3 holes spaced equally in the y direction.
- Each pin insertion hole 511-XY is a hole for allowing a cylindrical pin 520-XY (described later) to move in the z direction, similar to the pin insertion hole 111 of the housing 110 in the first embodiment, and is cylindrical with its central axis in the z direction.
- the top surface 511b-X1 of the four pin insertion holes 511-X1 arranged at equal intervals in the x direction is located within the top surface 510b-1 of the housing 510.
- the top surface 511b-X2 of the four pin insertion holes 511-X2 arranged at equal intervals in the x direction is located within the top surface 510b-2 of the housing 510.
- the top surface 511b-X3 of the four pin insertion holes 511-X3 arranged at equal intervals in the x direction is located within the top surface 510b-3 of the housing 510.
- the lower surface 511a-XY of each pin insertion hole 511-XY is a plane perpendicular to the z direction in the negative direction of the z direction with respect to the upper surface 511b-XY, that is, a plane parallel to the lower surface 510-a of the housing 510.
- a gap 512-XY that satisfies the condition described in the first embodiment is provided. That is, the length d XY in the z direction of all the gaps 512-XY is the same value d.
- the distance d XY between the lower surface 511a-XY of all the pin insertion holes 511-XY and the lower surface 510-a of the housing 510 is the same distance d. Therefore, the depth of each pin insertion hole 511-1Y (i.e., the height of the cylindrical shape of each pin insertion hole 511-1Y) is z 1 -d, the depth of each pin insertion hole 511-2Y (i.e., the height of the cylindrical shape of each pin insertion hole 511-2Y) is z 2 -d, and the depth of each pin insertion hole 511-3Y (i.e., the height of the cylindrical shape of each pin insertion hole 511-3Y) is z 3 -d.
- each pin 520-XY is inserted into a pin insertion hole 511-XY of the housing 510 corresponding to the pin (i.e., a pin insertion hole having the same X and Y values as the pin).
- each pin 520-XY has a cylindrical outer shape with one end being a lower surface 520a-XY that is a circular flat surface, and the other end being an upper surface 520b-XY that is a flat surface parallel to the lower surface 510a-XY.
- Each pin 520-XY is similar to the pin 120 of the first embodiment except for the length described below. That is, the pot magnets 521-XY and spacers 522-XY of each pin 520-XY are similar to the pot magnets 121 and spacers 122 of the pin 120 of the first embodiment.
- each pin 520-XY (i.e., the height of the cylinder of each pin 520-XY) is equal to or greater than the depth of the pin insertion hole 511-XY into which the pin is inserted (i.e., the pin insertion hole has the same X and Y values as the pin).
- the length L 1 of each pin 520-X1 is equal to or greater than z 1 -d
- the length L 2 of each pin 520-X2 is equal to or greater than z 2 -d
- the length L 3 of each pin 520- X3 is equal to or greater than z 3 -d.
- the pin display device 500 has a plane formed by the upper ends of all the pins tilted with respect to the z direction in a state where the influence of an external magnetic field is small enough to be negligible
- the length of the pin 520-XY should be slightly larger than the depth of 511-XY into which the pin is inserted, even if it is larger than the depth of 511-XY into which the pin is inserted.
- each pin 520-X1 is z 1 -d or z 1 -d+ ⁇ '
- the length L 2 of each pin 520-X2 is z 2 -d or z 2 -d+ ⁇ '
- the length L 3 of each pin 520-X3 is z 3 -d or z 3 -d + ⁇ '.
- the pin display system 600 described above is merely one example, and various modifications can be made to the pin display system 600 of the fifth embodiment in the same manner as those described in the second embodiment for the pin display system 300 of the first embodiment.
- each pin display device 100 may have at least one pin insertion hole 111 and one pin 120.
- the upper surface of the housing is J planes corresponding to J different partial areas (J is an integer of 2 or more) of the lower surface of the housing moved by different distances in the positive direction of the z direction, and the J planes that are the upper surface of the housing are arranged so that the distance from the lower surface of the housing increases in order, and the multiple pin insertion holes are arranged so that at least one pin is inserted from each of the J planes that are the upper surface of the housing.
- the pin display device 500 of the fifth embodiment is configured such that a plurality of pin display devices 100 each having a housing 110 with a different height from the lower surface 110a of the upper surface 100b and a pin 120 corresponding to the housing 110 are arranged such that the lower surfaces 110a of all the pin display devices 100 are on a single plane perpendicular to the Z direction, and the housings 110 of the plurality of pin display devices 100 are connected so that the distance from the lower surface 110a to the upper surface 110b increases in order.
- the pin includes a main body portion and a magnet, and the magnet is attached to one end (the end on the lower surface side) of the main body portion, and the area of the other end (the end on the upper surface side, the end on the information display side) of the main body portion is made larger than the area of the lower surface of the magnet.
- the black circles in FIG. 17C represent the surface formed by the lower surface of the magnet, and the rectangles surrounding each black circle represent the upper surface of the pin.
- the area of the top face of the pin and the area of the bottom face of the magnet are substantially the same, but in this embodiment, the area of the top face of the main body is made larger than the area of the bottom face of the magnet while maintaining the space between the magnets. With this configuration, the area of the surface formed by the top end of the pin is increased, improving visibility.
- the pin display system 1300 of the first embodiment includes a pin display device 1100 and a magnetic sheet 200, as illustrated in Fig. 18.
- the pin display device 1100 of the sixth embodiment includes a housing 1110 and 25 pins 1120.
- the magnetic sheet 200 and the arrangement of the pin display device 1100 and the magnetic sheet 200 are as described in the first embodiment.
- the housing 1110 differs from the housing 110 of the first embodiment in that the pin insertion hole 1111 is substantially rectangular prism shaped.
- the other configurations are the same as those of the housing 110 of the first embodiment.
- the inner circumference of the substantially rectangular prism shape of the pin insertion hole 111 is set in advance through experiments or the like to be a value slightly larger than the outer circumference of the substantially rectangular prism shape of the pin 1120 so that the substantially rectangular prism shape of the pin 1120 hardly moves in the x or y directions while the substantially rectangular prism shape of the pin 1120 can easily move in both the positive and negative directions in the z direction.
- each pin 1120 includes a main body portion 1122 and a pot magnet 121, and is inserted into each pin insertion hole 1111 of the housing 1110.
- One end (the end on the lower side) is a substantially circular shape consisting of the lower surface 121a of the pot magnet 121, and the other end is an upper surface 1120b that is a plane parallel to the lower surface of the housing 1110.
- the main body portion 1122 has an approximately rectangular prism shape with one end being an approximately square upper surface 1120b (one bottom surface) and the other end being an approximately square lower surface (the other bottom surface).
- the pin 112 Since the outer shape of the pin 112 depends in large part on the outer shape of the main body portion 1122, the pin 112 as a whole has an approximately rectangular prism shape.
- a pot magnet 121 is fixed to one end of each main body portion 1122 with the opening of the container (pot) facing outward, and each pin 1120 is inserted into each pin insertion hole 1111 of the housing 1110 with the end with the pot magnet 121 facing in the negative z direction.
- an adhesive can be used to fix the pot magnet 121 to the main body portion 1122.
- the area of the upper surface 1120b of the main body portion 1122 is larger than the area of the lower surface 121a of the pot magnet 121.
- the pot magnet 121 itself has the same configuration as in the first embodiment.
- Each pot magnet 121 is fixed to the underside of each main body portion 1122 of each pin 1120 with the underside 121a of the pot magnet 121 facing outward.
- each pot magnet 121 is provided on the underside of each main body portion 1122 of each pin 1120 such that the underside 121a of the pot magnet 121 faces the underside of the pin 1120.
- Each main body portion 1122 desirably does not block or reduce magnetic field lines, does not control the path of magnetic field lines, does not generate magnetic field lines, is as lightweight as possible, and has a certain rigidity so as to minimize the hindrance of the movement of each pin 1120 in the positive z direction due to the magnetic repulsive force generated between each pot magnet 121 and the magnetic sheet 200.
- the main body portion 1122 is not deformed by the vertical movement of the pin 1120, its own weight, or by human hands, and is desirably made of a material with a low specific gravity and low elasticity, such as styrene foam (expanded polystyrene or urethane).
- the main body portion 1122 has the outer shape of a roughly rectangular prism.
- each pin 1120 i.e., the height of the rectangular prism of each pin 1120
- the length of each pin 1120 is the same as the depth of each pin insertion hole 1111 (i.e., the height of the rectangular prism of each pin insertion hole 1111) or is longer than the depth (length) of the rectangular prism of each pin insertion hole 1111, as in the first embodiment.
- the length of the pin 1120 is approximately the same as the sum of the length of the main body portion 1122 (i.e., the height of the rectangular prism of the main body portion 1122) and the length of the pot magnet 121 (i.e., the height of the cylindrical shape of the pot magnet 121).
- the maximum amount of movement of each pin 120 in the z direction should be large, and the weight of the pin 1120, i.e., the total weight of the pot magnet 121 and the main body portion 1122, should be small.
- each pin insertion hole 1111 must be greater than the maximum amount of movement of each pin 1120 in the z direction, and the length of each pin 1120 must be greater than the maximum amount of movement of each pin 1120 in the z direction.
- the pin display system 1300 described in the sixth embodiment is merely one example, and various modifications can be made to the pin display system 1300 of the sixth embodiment, similar to those described in the second embodiment for the pin display system 300 of the first embodiment. Here, modifications different from the second embodiment will be described.
- the intervals between the upper surfaces 1120b of the pins 1120 are not uniform, unevenness in the display content depending on the position occurs even if the magnetic pattern is the same, so it is desirable to arrange the upper surfaces 1120b of the pins 1120 in a matrix with equal intervals in the x and y directions.
- the main body 1122 of the pin 1120 is a cylinder so as not to hinder movement in the z direction as much as possible.
- the shape of the upper surface 1122b of the main body 1122 may be an N-sided polygon (N is an integer of 3 or more), a circle, an ellipse, a star, a heart, or the like.
- FIG. 20A shows an example of a square
- FIG. 21A shows an example of a circle
- FIG. 22A shows an example of a diamond
- FIG. 23A shows an example of a regular hexagon.
- the closest-packed pin arrangement is an arrangement in which the center of the shape is the apex of an equilateral triangle.
- a cylinder magnetized uniformly in the axial direction for example, a cylindrical magnet 1121, can be used as the magnet included in the pin 1120.
- the magnet 1121 can be created by using a magnetic sheet and a drilling tool to hollow out a circle in the magnetic sheet (see Non-Patent Document 1). This configuration can reduce the manufacturing cost of the magnet and the weight of the pin 1120.
- One end of the pin 1120 is one bottom surface of the cylindrical magnet 1121, and the other end of the pin 1120 is one bottom surface of the cylindrical main body 1122, and the other bottom surface of the magnet 1121 and the other bottom surface of the main body 1122 are fixed in a position where the axes of the respective cylinders are aligned.
- the housing 1110 has pin insertion holes 1111 arranged at equal intervals in the x and y directions in a matrix so that the upper surface of the main body portion of the pins can be arranged with as high a density as possible, and further, it is desirable to have the pin insertion holes 1111 so that the pins are arranged as densely as possible.
- Each pin insertion hole 1111 is a hole into which the pin 1120 is inserted from the upper surface side of the housing 1110, a hole for allowing the pin 1120 of the column to move in the z direction, and is a column whose central axis is in the z direction.
- the pin insertion hole 1111 has a shape that matches the shape of the main body portion 1122, and for example, its cross section is a square, a circle, a rhombus, or a regular hexagon.
- the inner circumference of each pin insertion hole 1111 is set in advance by experiments, etc. as a value slightly larger than the inner circumference of the column of the pin 1120 so that the pin 1120 of the column can easily move in both the positive and negative directions in the z direction, but the pin 1120 of the column hardly moves in the x or y directions.
- the cross-sectional shape of the upper surface 1122b of the main body portion 1122 and the pin insertion holes 1111 may be an equilateral triangle as shown in FIG. 24A.
- the spacing D1-24A and D2-24A between the magnets in the y direction is not uniform, resulting in unevenness in the display content.
- the spacing D-24B between the magnets in the y direction can be made uniform, but the spacing between the magnets in the x direction will no longer be uniform, resulting in unevenness in the display content.
- each pin insertion hole 111 in the housing 110 has a bottom to provide a gap 112, but may also penetrate the housing 1110 as illustrated in FIG. 25.
- the two parallel, approximately circular bottom surfaces of each pin insertion hole 1111 in the housing 1110 are an upper surface 1111b located within the upper surface 1110b of the housing 1110, and a lower surface 1111a located within the lower surface 1110a of the housing 1110, as illustrated in FIG. 25.
- a second housing 1110-2 made of a separate member is attached to the housing 1110 to provide the gap 112 (see Figures 25 and 26).
- the second housing 1110 has an approximately rectangular parallelepiped outer shape with a bottom surface 1110a-2, which is a plane perpendicular to the z direction, and a top surface, which is a plane that is in the positive direction of the z direction relative to the bottom surface 1110a-2 and parallel to the bottom surface 1110a-2.
- the second housing 1110 is hollow, and the top surface of the second housing 1110 is open.
- the material of the second housing 1110-2 is a material that does not block or reduce magnetic field lines, does not control the path of magnetic field lines, and does not generate magnetic field lines, such as plastic, resin, or paper, and is, for example, the same material as the housing 1110.
- the length in the z direction between magnet 1121 and the top surface of magnetic sheet 200 is equal to or larger than the length of the magnetic sheet used for magnetic sheet 200 (i.e., a magnet that emits the same magnetic field as magnet 1121) due to the magnetic field emitted by the same magnet used for magnet 1121 (i.e., a magnet that emits the same magnetic field as magnet 1121).
- a gap 112 must be provided with a length in the z direction that is equal to or greater than the shortest distance at which the polarity of the magnet used in magnet 1121 (i.e., a magnet that emits the same magnetic field as magnet 1121) and the same magnetic sheet used in magnetic sheet 200 (i.e., a magnetic sheet with the same ferromagnetic material and the same mixing ratio as the base material, or the same type of magnetic sheet as magnetic sheet 200) is not rewritten, and is equal to or less than the longest distance at which no magnetic force is generated between the same magnet used in magnet 1121 (i.e., a magnet that emits the same magnetic field as magnet 1121) and the same magnetic sheet used in magnetic sheet 200 (i.e., a magnetic sheet with the same ferromagnetic material and the same mixing ratio as the base material, or the same type of magnetic sheet as magnetic sheet 200).
- each pin 1120 is a diagram for explaining the length of each pin 1120.
- the length of each pin 1120 i.e., the height of the column of each pin 1120
- each main body portion 1122 of each pin 1120 may have a convex portion 1122A extending outward from the central axis at the end in the negative z direction.
- the shape and size of the convex portion 1122A need only be such that it cannot pass through the pin insertion hole 1111 and is large enough so that adjacent convex portions 1122A do not engage with each other. With this configuration, the lower surface 1111a of the pin insertion hole 1111 and the upper surface of the convex portion 1122A come into contact with each other, preventing the pin 1120 from jumping out of the pin insertion hole 1111 when, for example, the pin display device 1300 is turned upside down.
- each main body portion 1122 of each pin 1120 may have a convex portion 1122B that extends outward at the end in the positive z direction so as to enlarge the shape of the upper surface 1122b of the main body portion 1122 (e.g., an N-sided shape (N is an integer equal to or greater than 1), a circle, an ellipse, a star, a heart shape).
- the size of the convex portion 1122B may be such that adjacent convex portions 1122B do not engage with each other. With this configuration, the area of the surface formed by the upper end of the pin per unit area is increased, improving visibility.
- each pin 1120 i.e., the height of the column of each pin 1120
- the length of each pin 1120 is the same as the distance D 2 from the upper surface 1110b of the housing 1110 to the inner peripheral surface of the second housing 1110-2 parallel to the upper surface 1110b plus the thickness (length in the z direction) of the protrusion 1122B, or is longer than the distance D 2 plus the thickness (length in the z direction) of the protrusion 1122B.
- FIG. 29B is an enlarged view of the dashed line portion in FIG. 29A. As shown in FIG. 29B, such problems can be alleviated by rounding the corners of at least one of the upper and lower surfaces of the protrusion 1122B.
- each body portion 1122 of each pin 1120 may have a protrusion 1122A and a protrusion 1122B.
- the axial length of the main body portion 1122 excluding the protrusions 1122A and 1122B is longer than the axial length of the pin insertion hole 1111.
- the shape of the magnets 1121 may be a shape other than a cylinder, and may be a cylinder, for example, a polygonal prism. A certain distance must be provided between adjacent magnets 1121 to prevent magnetic field interference, but this depends on the magnetic field distribution of each magnet 1121. For example, if the magnets 1121 have a magnetic field interference range M as shown in Figure 31A, an arrangement such as that shown in Figures 31B and 31C is adopted so that the interference ranges M do not overlap.
- the magnetic field distribution may differ depending on the shape of the magnetic field to which it is magnetized.
- the magnets 1121 in Figures 32A and 33A are prism-shaped with rectangular upper and lower surfaces, but the interference ranges M are different. Therefore, the optimal arrangement changes depending on the area range in which the spacing should be provided. For example, when the magnetic field interference range M of Figure 32A is present, an arrangement as shown in Figure 32B is adopted so that the interference ranges M do not overlap, and when the magnetic field interference range M of Figure 33A is present, an arrangement as shown in Figure 33B is adopted so that the interference ranges M do not overlap.
- the magnetic field emitted by the magnet 1121 can be increased by increasing the area of the bottom surface. As described in the first embodiment, it is better for the magnetic field emitted by the magnet 1121 of each pin 1120 of the pin display device 1300 to be strong. However, if the magnetic field emitted by the magnet 1121 is too strong, the magnetic force generated between the magnets 1121 of the adjacent pins 1120 will affect the movement of the adjacent pins 1120. Specifically, the magnetic field emitted by the magnet 1121 of each pin 1120 must be such that the magnetic force generated between the magnets 1121 of the adjacent pins 1120 does not affect the movement of the pins 1120. In other words, it is better to prepare a magnet that is maximum in the range where the magnetic field does not affect each other with respect to the pin pitch.
- a pin 1120 includes a rectangular prism body 1122 and a cylindrical magnet 1121.
- the cylindrical magnet 1121 is formed by hollowing out a magnetic sheet in a circular shape.
- X be the length of the square side of the base of the rectangular prism body 1122
- W be the thickness of the wall of the housing 1110 separating adjacent pins 1120
- a be the play between the body 1122 and the wall of the housing 1110.
- the play a is the space (gap) between the main body 1122 and the wall to allow the pin 1120 to move smoothly in the z direction, and is usually set to about 0.05 to 0.5 mm.
- m be the weight of the main body 1122 of the pin 1120 ( X2 ⁇ length of the pin ⁇ specific gravity of the material of the main body 1122), d be the diameter of the bottom surface of the cylindrical magnet 1121, and D(d,m) be the distance at which the influence of the magnetic fields of two magnets of diameter d carrying a load of weight m [g] can be ignored.
- P ⁇ D(d,m)+d It is advisable to select the diameter d so that
- D(d,m) can be found by experiment or simulation.
- Figure 35 shows the relationship between diameter d, distance D(d,m), and weight m [g].
- ⁇ Factors Determining the Configuration of Pins 1120> The shape, size and material density of main body portion 1122, the thickness W of the wall formed by housing 1110, the play a between main body portion 1122 and the wall formed by housing 1110, the thickness of gap 112 provided in housing 1110, the area and height of the bottom surface of the cylinder of magnet 1121, the shape of magnet 1121 itself, the shape of the magnetic field magnetized in magnet 1121, the arrangement and weight of magnet 1121, and the thickness and magnetic pattern of magnetic sheet 200 are set so that the maximum amount of movement of each pin 1120 in the z direction is the desired value.
- possible measures include reducing the height of main body portion 1122 to reduce its size, reducing the specific gravity of the material, thinning gap 112 provided in housing 1110 or second housing 1110-2, increasing the area of the bottom surface of the column of magnet 1121, increasing the height of magnet 1121, and increasing the thickness of magnetic sheet 200.
- pin 1120 jumps out of pin insertion hole 1111 when the amount of movement of pin 1120 in the z direction reaches its maximum value the opposite measure can be taken.
- the pin display system 1300 described in the sixth and seventh embodiments can be used in the manners of use described in the third and fourth embodiments, similar to the pin display system 300 of the first embodiment.
- a case where the system is used in the manner described in the fourth embodiment will be described.
- magnetic patterns (textures with south and north poles) corresponding to each desired display are pre-magnetized at different positions on the top surface 200a of the magnetic sheet 200, which has an area larger than the bottom surface 1110a of the housing 1110 of the pin display device 1100, and when the bottom surface 1110a of the housing 1110 of the pin display device 1100 and the top surface 200a of the magnetic sheet 200 are in contact or close to each other, the relative position of the pin display device 1100 and the magnetic sheet 200 can be changed in a direction perpendicular to the z direction, and the pin display system 1300 displays various desired displays by changing this relative position.
- the direction in which the relative position of the pin display device 1100 and the magnetic sheet 200 is changed is the ⁇ direction
- the direction perpendicular to the z direction and perpendicular to the ⁇ direction is the ⁇ direction.
- the pin display system is provided with a mechanical mechanism that changes the relative position of the pin display device 1100 and the magnetic sheet 200 in a direction ⁇ perpendicular to the z direction.
- the pin display system 1301 in FIG. 11 includes the pin display device 1100, the magnetic sheet 200, the first roller 210, the second roller 220, the handle 230, and the support 240.
- the ⁇ direction is a predetermined direction, and in the example of FIG. 11, the ⁇ direction is the x direction.
- the ⁇ direction is the y direction.
- Figure 36 shows an example of a magnetic sheet 200, a magnetic pattern magnetized on the magnetic sheet 200, and a pin 1120.
- Each pin 1120 moves in the positive z direction due to the repulsive force caused by the magnetic force generated between each magnet 1121 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200, and displays information using a three-dimensional point cloud consisting of the upper surface of the pin 1120.
- the surface of the magnet 1121 facing the magnetic sheet 200 is the N pole, and the portion of the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 that is colored dark in FIG. 36 is magnetized to the N pole, as in the magnetic pattern illustrated in FIG. 36 (handwritten magnetic pattern "A" in this example), and the portion of the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 that is not colored dark in FIG.
- the pin display device 1100 displays information using a three-dimensional point cloud corresponding to the magnetic pattern (handwritten magnetic pattern "A" in this example).
- the portions facing the magnets 1121 of the multiple pins 1120 that move in the positive z-direction are magnetized with a magnetic pattern consisting of a first portion having the same polarity (e.g., N pole) as the surface of the opposing magnet 1121 facing the magnetic sheet 200, and a second portion surrounding the first portion and having the opposite polarity (e.g., S pole) to the surface of the magnet 1121 facing the magnetic sheet 200.
- a first portion having the same polarity e.g., N pole
- S pole opposite polarity
- the magnetic pattern magnetized in the portion facing the magnet 1121 of the pin 1120 that has a first movement amount in the positive z direction is different from the magnetic pattern magnetized in the portion facing the magnet 1121 of the pin 1120 that has a second movement amount in the positive z direction that is different from the first movement amount.
- the spacing between the projected magnets 1121 in the ⁇ direction (y direction) is as small as possible. It is desirable that at least one of the magnets 1121 arranged at different positions in the ⁇ direction reacts to the smallest magnetic pattern expected in the ⁇ direction, causing the pin 1120 to lift up. Furthermore, as shown in FIG. 38, the magnets 1121 may overlap in the ⁇ direction (x direction) and the spacing between the magnets 1121 may be zero in the ⁇ direction (y direction). In other words, when the magnets 1121 are projected in the ⁇ direction, the projected magnets 1121 may overlap and the spacing between the projected magnets 1121 may be zero.
- each pin insertion hole 1111 is provided in the housing 1110 so that the spacing between the projected magnets 1121 in the ⁇ direction (y direction) is small.
- a densest pin arrangement is found that maximizes the surface area formed by the upper ends of the pins per unit area in accordance with the shape of the surface formed by the upper ends of the pins, and the densest pin arrangement is then rotated on the surface on which the densest pin arrangement was found to find an angle at which the spacing between the projected magnets 1121 is small in the ⁇ direction (y direction) when the magnets of the pins are projected in the ⁇ direction.
- Pin insertion holes 1111 corresponding to the densest pin arrangement and angle found are provided in the housing 1110, and the pins 1120 are inserted into the pin insertion holes 1111.
- both Fig. 20A and Fig. 20B are close-packed pin arrangements, but the arrangement of Fig. 20B, which is rotated 45 degrees from the arrangement of Fig. 20A, has a smaller spacing between the projected magnets 1121 in the ⁇ direction (y direction).
- the shape of the top surface 1122b is a square
- the length of the square side of the base of each square is 5 mm
- the diameter d of each magnet 1121 is 3 mm
- the pin pitch is 6.3 mm
- Figure 39A is a diagram showing an example of the display state of the pin display device 1100 in the example arrangement of Figure 20A
- Figure 39B is a diagram showing an example of the display state of the pin display device 1100 in the example arrangement of Figure 20B.
- FIGS. 21A and 21B show the case where the shape of the upper surface 1122b of the main body portion 1122 is circular
- Figs. 22A and 22B show the case where the shape of the upper surface 1122b of the main body portion 1122 is rhombic
- Figs. 23A and 23B show the case where the shape of the upper surface 1122b of the main body portion 1122 is a regular hexagon, and all of these are close-packed pin arrangements with the center of each shape being the center of an equilateral triangle.
- the spacing between the projected magnets 1121 in the ⁇ direction (y direction) is smaller in the arrangements of Figs. 21B, 22B, and 23B, which are rotated 90 degrees from the arrangements of Figs. 21A, 22A, and 23A.
- Forming a magnetic pattern on the magnetic sheet 200 requires the use of a dedicated pattern generator or magnetizer such as a plotting machine, and there is a problem in that the magnetic pattern cannot be written, erased, or changed at any time.
- the operation display device of this embodiment has a magnetic sheet drive unit that moves the magnetic sheet, a drawing window unit where a sheet that visualizes a magnetic pattern (hereinafter also referred to as the "magnetic visualization sheet") is placed on the magnetic sheet and a magnetic pattern is written from the magnetic visualization sheet by a magnet, and a display unit where a device that operates by magnetism is placed on the magnetic sheet.
- the pin display device described in the first to eighth embodiments can be used as the device that operates by magnetism on the magnetic sheet, and in this example, the pin display device 1100 is used.
- the spacing between the projected magnets 1121 in the ⁇ direction (y direction) of the pin display device 1100 is made as small as possible so that it can operate appropriately even with small magnetic patterns.
- This configuration makes it possible to move the magnetic sheet while visually checking the operating status of the device installed on the display unit at any time and to form (write) and modify the magnetic pattern, making it possible to interactively design the magnetic pattern according to the operating status of the device installed on the display unit.
- FIG. 40 is a perspective view illustrating the operation display device 2301
- FIG. 41 is a side view illustrating the operation display device 2301.
- the operation display device 2301 includes a magnetic sheet 200, a motor 205, a first roller 210, a second roller 220, a magnetic visualization sheet 2350, a drawing window portion 2351, a pin display device 1100, a display portion 2360, a support 240, and a magnetic pattern erasing portion 2370.
- the magnetic sheet 200 is in the form of an endless belt.
- the first roller 210 and the second roller 220 are supported by a support 240, and are arranged so that their respective axes are parallel to each other, and support the endless belt-like magnetic sheet 200 from the lower surface 200b side.
- Motor 205 for example, a stepping motor, is fixed to second roller 220, and when the stepping motor is rotated, second roller 220 rotates at the same time.
- Magnetic visualization sheet 2350, pin display device 1100, and magnetic pattern erasing unit 2370 are arranged in this order in the positive x-direction.
- the lower surface of magnetic visualization sheet 2350, the lower surface of housing 1110 of pin display device 1100, and the lower surface of magnetic pattern erasing unit 2370 in contact or close proximity with upper surface 200a of magnetic sheet 200, drawing window 2351, display unit 2360, and magnetic pattern erasing unit 2370 are supported by support 240.
- magnetic visualization sheet 2350 is supported by support 240 via drawing window 2351
- pin display device 1100 is supported by support 240 via display unit 2360.
- the first roller 210 and the second roller 220 rotate in the same direction as the motor 205, and with the lower surface of the magnetic visualization sheet 2350, the lower surface of the housing 1110 of the pin display device 1100, and the lower surface of the magnetic pattern erasing unit 2370 placed in contact or close proximity with the upper surface 200a of the magnetic sheet 200, the relative positions of the magnetic visualization sheet 2350, the pin display device 1100, and the magnetic pattern erasing unit 2370 to the magnetic sheet 200 can be changed in the x direction, which is perpendicular to the z direction.
- the first roller 210, the second roller 220, and the motor 205 correspond to the magnetic sheet drive unit.
- the motor 205 is, for example, a stepping motor, and the rotation direction, rotation speed, etc. can be easily controlled by a microcomputer.
- the motor 205 may be configured to automatically feed out at a constant speed.
- the magnetic sheet 200 for one screen displayed in the drawing window 2351 may be fed out at regular intervals or by pressing a specified switch, etc.
- an input information reading unit may be provided to read the written magnetic pattern and control the motor based on the read rotation direction, rotation speed, etc.
- the input information reading unit includes a camera, an image recognition unit, and a motor control unit, and the camera takes an image of the magnetic visualization sheet 2350, the image recognition unit performs image recognition processing on the captured image, and the motor control unit controls the motor 205 according to the recognition result.
- a device for reading the magnetic pattern may be provided instead of the camera, and the recognition unit may perform recognition processing on the magnetic pattern read.
- the motor control unit rotates the motor 205 clockwise at a predetermined speed.
- the motor control unit can control the rotation direction, rotation speed, rotation time, number of rotations, etc. of the motor 205.
- the motor control unit rotates the motor 205 clockwise or counterclockwise at a predetermined speed until a certain position on the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 makes a full revolution and returns to its original position.
- the entire upper surface 200a of the magnetic sheet 200 can be magnetized to the desired magnetic pole by the magnetic pattern erasing unit 2370, which will be described later, and the magnetic pattern can be reset.
- a handle may be provided instead of the motor 205, and the magnetic sheet may be driven by the user rotating the handle clockwise or counterclockwise, as described in the fourth embodiment.
- ⁇ Drawing window portion 2351 and magnetic visualization sheet 2350> In the drawing window 2351, a magnetic visualization sheet 2350 is placed on the magnetic sheet 200, and a magnetic pattern is written from above the magnetic visualization sheet 2350 using a magnet.
- the magnetic visualization sheet 2350 is a sheet that allows visual confirmation of the strength of the magnetic field and the boundary between magnetic poles of a magnetic sheet placed in contact with or close to the magnetic visualization sheet 2350.
- the sheet in Reference 1 is conceivable.
- Reference 1 "Magnet Viewer", [online], [searched on September 17, 2023], Internet ⁇ URL: https://www.amazon.co.jp/magfine-%E3%83%9E%E3%82%B0%E3%83%8D%E3%83%83%E3%83%88%E3%83%93%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%82%A2-200x200-mm/dp/B0125WO82Q>
- the magnetic visualization sheet 2350 includes a film-like sheet and a magnetic material encapsulated in microcapsules, with the magnetic material encapsulated in microcapsules sandwiched between the film-like sheet. When the magnetic material comes into contact with a magnet (which generates magnetic field lines), it reacts and
- the display unit 2360 has a pin display device 1100 arranged on a magnetic sheet 200, which is a device that operates by magnetism.
- the magnetic pattern erasing unit 2370 is a strong magnet that can magnetize the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 to a desired magnetic pole by contacting or bringing it close to the upper surface 200a of the magnetic sheet 200.
- the length of the magnetic pattern erasing unit 2370 in the y direction is equal to or greater than the length of the magnetic sheet 200 in the y direction.
- the magnetic pattern erasing unit 2370 is a neodymium magnet, which is a strong magnet.
- the magnetic pattern erasing unit 2370 plays a role in resetting the magnetic pattern on the upper surface 200a of the magnetic sheet 200, and is disposed in a location other than between the magnetic visualization sheet 2350 and the pin display device 1100.
- Example of operation An example of the operation of the operation display device 2301 will be described.
- the entire upper surface 200a of the magnetic sheet 200 facing the lower surface of the magnetic visualization sheet 2350 is magnetized to the south pole.
- the desired magnetic pattern can be magnetized by contacting the S pole of a magnet with the portion of the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 that corresponds to the desired magnetic pattern through the magnetic visualization sheet 2350.
- a magnetizer with a neodymium magnet at its tip is used in the drawing window portion 2351, and the tip of the magnetizer is pressed against the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 through the magnetic visualization sheet 2350, and the tip of the magnetizer is moved so as to draw the portion that corresponds to the desired magnetic pattern.
- the user can visually check the strength and weakness of the magnetic field of the magnetic sheet 200 and the boundary between the magnetic poles through the magnetic visualization sheet 2350.
- other magnets such as a stamp with a magnetic sheet cut into a shape that corresponds to the desired magnetic pattern may be used.
- the motor 205 is rotated clockwise, and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200, on which the desired magnetic pattern is magnetized, advances from the lower surface of the magnetic visualization sheet 2350 to the lower surface 1110a of the housing 1110 of the pin display device 1100.
- each pin 1120 moves in the positive z direction (i.e., a direction that at least includes the direction opposite to gravity) due to the repulsive force, and information is displayed using a three-dimensional point cloud.
- the user wants to check the operating status of the device and correct the operation, he or she rotates the motor 205 counterclockwise to move the upper surface 200a of the magnetic sheet 200, on which the magnetic pattern has been magnetized, toward the lower surface of the magnetic visualization sheet 2350, and while visually checking the strength of the magnetic field of the magnetic sheet 200 and the boundary between the magnetic poles through the magnetic visualization sheet 2350, for example, using a magnetizer with the south pole of a neodymium magnet at its tip, press the tip of the magnetizer against the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 through the magnetic visualization sheet 2350 and move the tip of the magnetizer so as to draw the part corresponding to the magnetic pattern to be corrected.
- the underside (not shown) of the magnetic pattern erasing unit 2370 is the north pole of a powerful neodymium magnet
- the underside of the magnetic pattern erasing unit 2370 when the underside of the magnetic pattern erasing unit 2370 is placed in contact with or close proximity to the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 moves in the positive x-direction, the entire upper surface 200a of the magnetic sheet 200 can be magnetized to the south pole, and the magnetic pattern can be reset.
- users can easily write magnetic patterns using magnets without using a dedicated pattern generator or magnetizer such as a plotting machine. Furthermore, they can immediately check the actual operating status of the pin display device that operates according to the magnetic pattern, and can modify the magnetic pattern taking into account the actual operating status, allowing for interactive design of magnetic patterns.
- two drawing windows 2351 and two magnetic visualization sheets 2350 may be arranged for one pin display device.
- each magnetic visualization sheet 2350 is arranged on the magnetic sheet 200, and a magnetic pattern is written from above each magnetic visualization sheet 2350 by a magnet.
- the magnetic pattern written in the first drawing window 2351 can be corrected in the second drawing window 2351.
- Three or more drawing windows 2351 and magnetic visualization sheets 2350 may be arranged.
- each display unit 2360 and pin display devices 1100 may be arranged for the operation display device 2301 of FIG. 42.
- Each display unit 2360 is arranged on the magnetic sheet 200, and each pin display device 1100 is a device that operates by magnetism.
- the operating status of the first pin display device 1100 in response to the magnetic pattern written in the first drawing window 2351 can be confirmed in the first display unit 2360, the magnetic pattern can be corrected in the second drawing window 2351 taking into account the actual operating status, and the operating status of the second pin display device 1100 in response to the corrected magnetic pattern can be confirmed in the second display unit 2360.
- Three or more display units 2360 and pin display devices 1100 may be arranged.
- the magnetic visualization sheet 2350, the pin display device 1100 and the magnetic pattern erasing unit 2370 are arranged in this order in the positive direction of the x direction, but since it is sufficient for the magnetic pattern written on the magnetic visualization sheet 2350 to be displayed on the pin display device 1100, the magnetic pattern erasing unit 2370 may be arranged anywhere other than between the magnetic visualization sheet 2350 and the pin display device 1100, and for example, the magnetic pattern erasing unit 2370, the magnetic visualization sheet 2350 and the pin display device 1100 may be arranged in this order in the positive direction of the x direction.
- the magnetic pattern erasing unit 2370 may be disposed between the magnetic visualization sheet 2350 and the pin display device 1100.
- the lifting unit 2371 is supported by the support 240, and lowers the magnetic pattern erasing unit 2370 to a state in which the lower surface of the magnetic pattern erasing unit 2370 is in contact with or close to the upper surface 200a of the magnetic sheet 200, or raises the magnetic pattern erasing unit 2370 so that the distance from the lower surface of the magnetic pattern erasing unit 2370 to the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 is equal to or greater than the shortest distance that does not weaken the magnetic force of the same magnetic sheet used for the magnetic sheet 200 due to the magnetic field emitted by the same magnet used for the magnet 1121.
- the lifting unit 2371 raises the magnetic pattern erasing unit 2370, and the magnetic pattern written in the drawing window unit 2351 is displayed on the display unit 2360.
- the lifting unit 2371 lowers the magnetic pattern erasing unit 2370, and erases the written magnetic pattern.
- an operation for erasing the magnetic pattern may be performed in addition to an operation for advancing the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 facing the lower surface of the housing of the pin display device 1100 in the negative x-direction.
- the ends of the magnetic sheet 200 in the x direction are fixed to the first roller 210 and the second roller 220, respectively, and the two motors 205 are fixed to the first roller 210 and the second roller 220, respectively.
- the motor 205 fixed to the second roller 220 clockwise, the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 advances in the positive direction of the x direction, and by rotating the motor 205 fixed to the first roller 210 counterclockwise, the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 advances in the negative direction of the x direction.
- the operation display device 2301 is intended to display the magnetic pattern written on the upper surface 200a of the magnetic sheet 200, but the three-dimensional shape presented by the pin display device 1100 may be used for games, etc.
- the increased interactivity of the operation display device 2301 makes such applications possible.
- a ball 2404 is placed on top of the pin display device 1100, and the motion display device 2301 is used in a game in which the ball 2404 is carried to the goal at the end in the positive x direction by using a solid object corresponding to the magnetic pattern written on the top surface 200a of the magnetic sheet 200.
- a configuration that combines a camera, an image recognition unit, a projector, etc. to perform projection mapping can be used not only as a game, but also in combination with the pin display systems of the sixth to eighth embodiments and the motion display devices of the ninth and tenth embodiments.
- a greater variety of expressions becomes possible.
- a desired advertisement is written in advance on the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 using a magnetic pattern.
- the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 is advanced in the positive x-direction by the motor 205 so that the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 on which the advertisement is written using a magnetic pattern faces the lower surface of the drawing window portion 2351.
- a user can check the advertisement written in advance on the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 through the magnetic visualization sheet 2350.
- the user can write the desired text on the advertisement. For example, writing can be performed by contacting a magnet through the magnetic visualization sheet 2350 with a portion of the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 that corresponds to the desired writing.
- the motor 205 is rotated clockwise, and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200, on which a magnetic pattern that has been modified by adding the user's writing to the previously written magnetic pattern, is magnetized, and moves from the lower surface of the magnetic visualization sheet 2350 to the lower surface 1110a of the housing 1110 of the pin display device 1100.
- each pin 1120 moves in the positive z direction (i.e., a direction that at least includes the direction opposite to gravity) due to the repulsive force, and information is displayed using a three-dimensional point cloud.
- This configuration allows users to write their own comments on the advertisements being displayed.
- a device for reading a magnetic pattern is disposed between the drawing window 2351 and the magnetic pattern erasing unit 2370 of the operation display device 2301 on the side that reads the magnetic pattern, reads the magnetic pattern written in the drawing window 2351, and transmits the read magnetic pattern via a transmission unit to the operation display device 2301 on the writing side.
- a device for writing the received magnetic pattern onto the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 is disposed in a location other than between the display unit 2360 and the magnetic pattern erasing unit 2370 of the operation display device 2301 on the writing side. With this configuration, the shape can be transmitted.
- magnetic pattern data can be sent in both directions to transmit the shape.
- Control of Motor 205 The motor 205 included in the magnetic sheet driving unit that moves the magnetic sheet may be controlled using input values or electrical signals from other sensors.
- the objective of this embodiment is to provide a pin display device and pin display system that can display information corresponding to a large magnetic pattern that is highly visible and has a large surface area formed by the upper ends of the pins while maintaining the pin pitch.
- the magnetic pattern is magnetized in a stripe shape as shown in FIG. 48B.
- the magnets 1121 are arranged so that when the magnets 1121 are projected in the ⁇ direction (the direction that changes the relative position of the pin display device 1100 and the magnetic sheet 200, for example the x direction), there is a gap between the projected magnets in the ⁇ direction (the direction perpendicular to the z direction and perpendicular to the ⁇ direction, for example the y direction), and a magnetic pattern consisting of the same magnetic pole as the magnetic pole (for example the N pole) of the magnet 1121 is written on the upper surface 200a of the magnetic sheet 200 directly below the magnet 1121 whose position changes relatively.
- the width of the darkly colored portion of the stripes in FIG. 49 is, for example, the length of the magnet 1121 in the ⁇ direction, and the spacing of the stripes is, for example, the same spacing as the spacing between the projected magnets 1121 in the ⁇ direction.
- the width of the darkly colored stripe portion may be any width that allows the desired amount of movement of the pin 1120 in the z direction to be achieved by the repulsive force caused by the magnetic force generated between the magnet 1121 and the upper surface 200a of the magnetic sheet 200.
- the spacing between the stripes may be sufficient to generate magnetic field lines evenly.
- magnets with the opposite magnetic pole to the magnets for writing magnetic patterns may be placed between the magnets for writing magnetic patterns, and magnetized with the opposite magnetic pole to the striped magnetic pattern.
- the entire upper surface 200a of the magnetic sheet 200 is magnetized in a striped pattern as shown in Figure 50A.
- Possible methods for magnetizing the magnetic pattern in a striped pattern include arranging magnets for writing the magnetic pattern, each having the same length as the length of the magnets 1121 in the ⁇ direction, at intervals equal to the intervals between the projected magnets 1121 in the ⁇ direction, and sliding them in the x direction to magnetize the striped magnetic pattern, or magnetizing the pattern using a stamp equipped with a striped magnetic sheet.
- the portion of upper surface 200a of magnetic sheet 200 that is to be recessed is magnetized with the opposite magnetic pole (e.g., south pole) to that of magnet 1121, eliminating the stripes (see Figure 50B).
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Abstract
Description
本発明は、動作表示装置に関する。 The present invention relates to a motion display device.
三次元の各軸をx軸とy軸とz軸とすると、従来から知られているピンディスプレイは、各ピンの軸方向がz方向であり、軸のx座標値とy座標値の組がピンごとに異なるように配列された複数個のピンを備え、無表示の状態では全てのピンの一端(以下、「上端」という)が同じz座標値の平面に位置するようにされており、所望のピンにz方向に働く力を加えることにより、当該所望のピンをz方向に移動させて、複数個のピンの上端が形成する三次元の点群により情報を表示するものある。 If the three-dimensional axes are the x-axis, y-axis, and z-axis, a conventionally known pin display has multiple pins arranged so that the axial direction of each pin is the z-direction and the set of x-coordinate values and y-coordinate values of the axis is different for each pin, and in the non-display state, one end of all the pins (hereinafter referred to as the "top end") is located on the same z-coordinate plane, and by applying a force acting in the z direction to a desired pin, the desired pin is moved in the z direction, and information is displayed by the three-dimensional point cloud formed by the top ends of the multiple pins.
従来のピンディスプレイ装置で表示を行うためには、各ピンに対応する各電磁石を電気的な制御によって駆動する必要があった。すなわち、ピンディスプレイの従来技術には、電源や配線を伴う電気的な制御機構を要するという課題があった。
このような課題を解決した、電源や配線を伴う電気的な制御機構を必要としないピンディスプレイとして、非特許文献1が知られている。
In order to display information using a conventional pin display device, it was necessary to electrically control the electromagnets corresponding to each pin. In other words, the conventional pin display technology had the problem of requiring an electrical control mechanism involving a power source and wiring.
A pin display that solves these problems and does not require an electrical control mechanism involving a power source or wiring is known from Non-Patent
従来技術では、磁性シートへの磁気パタンの形成は専用のパタンジェネレータやプロッティングマシン等の着磁器を用いる必要があり、任意のタイミングで磁気パタンの書き込みや消去、変更を行うことができない、という課題がある。
本発明は、磁性シートを移動させながら、随時、表示部に設置されるデバイスの動作状況を確認しつつ、磁気パタンの形成(書き込み)および修正が可能な動作表示装置を提供することを目的とする。
In conventional technology, forming a magnetic pattern on a magnetic sheet requires the use of a dedicated pattern generator or magnetizer such as a plotting machine, and there is an issue that it is not possible to write, erase, or change the magnetic pattern at any time.
The present invention aims to provide an operational display device that can form (write) and modify magnetic patterns while checking the operating status of a device placed on the display unit at any time by moving a magnetic sheet.
本発明の一態様は、磁性シートを移動させる磁性シート駆動部と、磁気パタンを可視化するシートである磁気可視化シートが磁性シート上に配置され磁気可視化シート上から磁石により磁気パタンの書き込みが行われる描画窓部と、磁性シート上において磁気により動作するデバイスが配置される表示部と、を有する動作表示装置である。 One aspect of the present invention is an operational display device having a magnetic sheet drive unit that moves a magnetic sheet, a drawing window unit in which a magnetic visualization sheet that visualizes a magnetic pattern is placed on the magnetic sheet and a magnetic pattern is written from above the magnetic visualization sheet using a magnet, and a display unit in which a device that operates by magnetism is placed on the magnetic sheet.
本発明によれば、磁性シートを移動させながら、随時、表示部に設置されるデバイスの動作状況を確認しつつ、磁気パタンの形成(書き込み)および修正が可能である。 According to the present invention, it is possible to form (write) and modify magnetic patterns while moving the magnetic sheet and checking the operating status of the device installed on the display unit at any time.
[第1実施形態]
第1実施形態では、ピンディスプレイシステムの一例について説明する。第1実施形態のピンディスプレイシステム300は、図1から図3に例示するように、ピンディスプレイ装置100と磁性シート200を含む。第1実施形態のピンディスプレイ装置100は、筐体110と25個のピン120を含む。以下、三次元空間において直交する各軸を図1と図2に例示するx軸とy軸とz軸として説明する。ピンディスプレイ装置100と磁性シート200は、ピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aと、磁性シート200の上面200aと、が接触または近接するように配置される。すなわち、ピンディスプレイ装置100は、筐体110の下面110aを磁性シート200の上面200aに接触または近接させてピンディスプレイシステム300として用いるためのものである。磁性シート200の上面200aは、磁性シート200が備える2つの面のうちの一方の面である。「近接」とは、磁性シート200の上面200aの上に紙や布などの薄膜状の物を置き、その薄膜状の物の上にピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aが薄膜状の物に接するように置く場合などのように、ピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aと磁性シート200の上面200aが接触していないものの、ピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aと磁性シート200の上面200aが接触している場合とほぼ同じように、ピンディスプレイ装置100が磁性シート200の磁場の影響を受ける状況のことである。なお、第1実施形態のピンディスプレイ装置100は25個のピン120を備えるが、各図の見易さを考慮して、ピンディスプレイ装置100が備える1個のピン120のみに参照番号を付してある。後述する各図における複数個のピン、複数個のピン挿入穴、ピンやピン挿入穴の各部などの参照番号についても同様である。ピンディスプレイシステム300は、ピン120のz方向の負方向(すなわち、図1から図3のz方向を示す矢印が指す方向とは逆方向)への移動に重力を利用することから、重力の方向をz方向の負方向として用いられるようにするのがよい。すなわち、ピンディスプレイシステム300は、x軸とy軸が水平面内の直交する2軸になるようにするのがよい。ただし、ピンディスプレイシステム300は、重力が少なくとも働く方向をz方向の負方向として用いられるようにすればよい。すなわち、x軸とy軸が水平面に対して若干傾いた面内の直交する2軸である場合でも、ピンディスプレイシステム300を用いることが可能である。
[First embodiment]
In the first embodiment, an example of a pin display system will be described. The
<筐体110>
筐体110は、図4に例示するように、z方向と垂直な平面である下面110aと、下面110aに対してz方向の正方向にあり下面110aと平行な平面である上面110bと、を備える略直方体の外形を有し、25個のピン挿入穴111を備える。各ピン挿入穴111は、図5に例示するように、上面110b側からピン120が挿入される穴であり、略円柱形のピン120をz方向に移動可能とするための穴であり、中心軸がz方向である略円柱形である。略円柱形の各ピン挿入穴111の2つの平行な略円形の底面は、図7に例示するように、筐体110の上面110b内にある上面111bと、円柱形の上面111bに対してz方向の負方向にあるz方向と垂直な平面である下面111aである。25個のピン挿入穴111はz方向と垂直な面における位置が互いに異なり、具体的には、25個のピン挿入穴111は、x方向に等間隔に5個、y方向に等間隔に5個、の5×5の行列状に配置されている。筐体110の素材は、例えばプラスチックや樹脂や紙などのように、磁力線を遮断も低減もせず、磁力線の経路を制御せず、磁力線を発生しない素材である。各ピン挿入穴111の略円柱形の直径は、略円柱形のピン120がz方向には正方向にも負方向にも容易に移動可能であるものの、略円柱形のピン120がx方向やy方向にはほとんど移動しないように、ピン120の略円柱形の直径より僅かに大きな値として予め実験等により設定されたものである。
<
As illustrated in Fig. 4, the
<ピン120>
各ピン120は、図5に例示するように、筐体110の各ピン挿入穴111に挿入されるものであり、一方の端が略円形の下面120aであり、他方の端が下面110aと平行な平面である上面120bである、略円柱形の外形を有する。各ピン120は、一方の端にポット磁石121が容器(ポット)の開口部を外側に向けて備えられており、ポット磁石121が備えられた端がz方向の負方向に向けられて筐体110の各ピン挿入穴111に挿入されるものである。
<Pin 120>
5, each
ポット磁石121とは、下面図を図6Aに例示し、図6Aの破線に沿って切断した断面図を図6Bに例示するように、1つの面に開口部1212aがある透磁率が高い素材の容器1212の内部に永久磁石1211が固定されたものであり、永久磁石1211の一方の極1211bが容器1212の内側にある接触面1212bに接しており、ポット磁石121の下面121aにおいては、容器1212の開口部1212aから永久磁石1211の他方の極1211aが露出している。透磁率が高い素材とは、例えば鉄やステンレスなどである。永久磁石1211の極でない部分と容器1212の間には、永久磁石1211の極でない部分が容器1212と接触して磁力線が短絡することを防ぐために、透磁率が低い素材の層である低透磁層1213が設けられている。透磁率が低い素材の例は、樹脂、紙、空気などである。永久磁石1211の容器1212への固定には、永久磁石1211の極1211bと容器1212の接触面1212bの間で発生する吸引力が用いられていることもあり、接着剤が用いられていることもある。一般的には、永久磁石1211と容器1212は、強い接着力を有する接着剤を用いて、容易に剥がせないように接着されていることが多い。
The
ポット磁石121の下面121aは、永久磁石1211の極1211aと、永久磁石1211の極1211aを囲む容器1212の開口部1212aと、永久磁石1211の極1211aと容器1212の開口部1212aとの間にある低透磁層1213の下面1213aと、によって形成されている。ただし、上述したように低透磁層1213は空気の層であってもよいので、低透磁層1213の下面1213aは不可視であることもある。すなわち、ポット磁石121の下面121aは、永久磁石1211の極1211aと、極1211aに接触しないように極1211aを囲む容器1212の開口部1212aと、によって形成されていることもある。ポット磁石121の下面121aにおいては、永久磁石1211の極1211aと容器1212の開口部1212aは、図6Bに例示するように同一平面上にあることもあるが、同一平面上にないこともあり、図6Cに例示するように、永久磁石1211の極1211aが容器1212の開口部1212aよりも僅かに容器1212の内側方向にあることがある。例えば、永久磁石1211の極1211aは、容器1212の開口部1212aよりも0.2mmから0.4mmほど容器1212の内側方向にあることがある。なお、低透磁層1213の下面1213aが明に存在する場合には、低透磁層1213の下面1213aは、容器1212の開口部1212aと同一平面内か、容器1212の開口部1212aよりも容器1212の内側方向にある。
The
以降では、説明を簡単化するために、明示して説明をする場合を除いて、永久磁石1211の極1211aと容器1212の開口部1212aと低透磁層1213の下面1213aが図6Bに例示するように同一平面上にある例、すなわち、ポット磁石121の下面121aが円形の平面である例、すなわち、ピン120の下面120aが平面であり、ピン120が円柱形である例、で説明する。
In the following, in order to simplify the explanation, unless otherwise explicitly stated, an example will be described in which the
全てのピン120が備えるポット磁石121の容器1212の素材及び形状は同じである。また、全てのピン120が備えるポット磁石121の永久磁石1211の素材及び形状及び強さは同じである。全てのピン120が備えるポット磁石121の永久磁石1211の極1211aは、同じ極(例えばN極)とされている。各ポット磁石121は、各ピン120の下面120aに、ポット磁石121の下面121aが外側に向けて備えられる。すなわち、各ポット磁石121は、各ピン120の下面120aに、ポット磁石121の下面121aがピン120の下面120a側となるように備えられる。例えば、各ピン120は、各ポット磁石121の円形の平面である下面121aがピン120の円形の一方の平面である下面120aとなるように構成すればよい。各ピン120の下面120aは、外部の磁場がその影響を無視できる程度に小さい状態では、重力により筐体110の各ピン挿入穴111の下面111aに接している。そして、筐体110の下面110aと磁性シート200の上面200aが接触または近接したときには、各ピン120は、各ピン120の各ポット磁石121と磁性シート200の上面200aの間に発生する磁力による反発力がある場合には、その反発力によってz方向の正方向(すなわち、重力とは逆の方向を少なくとも含む方向)に移動する。このために、各ピン120が備える各ポット磁石121は、磁性シート200の上面200aとの間に発生する磁力による反発力によって、z方向の正方向に各ピン120を移動可能な磁場を放出するものである必要がある。
The
各ピン120の長さ(すなわち、各ピン120の円柱形の高さ)は、各ピン挿入穴111の深さ(すなわち、各ピン挿入穴111の円柱形の高さ)と同じ、または、各ピン挿入穴111の深さ(長さ)より長い。各ピン120の上面120bは、z方向の逆方向が重力が少なくとも働く方向であり、外部の磁場がその影響を無視できる程度に小さい状態では、ピン挿入穴111の上面111bと同じz座標の位置、または、ピン挿入穴111の上面111bより正方向にある所定のz座標を有する位置、にある。すなわち、z方向の逆方向が重力が少なくとも働く方向であり、外部の磁場がその影響を無視できる程度に小さい状態では、全てのピン120の上面120bが筐体110の上面110bと同じ高さにあるか、全てのピン120の上面120bが筐体110の上面110bより高いある所定の高さにある。この外部の磁場がその影響を無視できる程度に小さい状態における全てのピン120の上面120bが形成する平面が、ピンディスプレイ装置100が何も表示していない状態に対応する。なお、ピンディスプレイ装置100は、全てのピン120の上面120bにより形成される三次元の点群により情報を表示するものであるので、各ピン120の上面120bが平面であることなどは必須ではなく、例えば、各ピン120の上面120bには開口している部分が含まれていてもよい。
The length of each pin 120 (i.e., the height of the cylinder of each pin 120) is the same as the depth of each pin insertion hole 111 (i.e., the height of the cylinder of each pin insertion hole 111) or is longer than the depth (length) of each
各ピン120は、各ポット磁石121と磁性シート200の上面200aの間に発生する磁力による反発力によって、z方向の正方向に移動する。ピンディスプレイ装置100による表示により多くのバリエーションを持たせるためには、各ピン120のz方向への移動可能な量の最大値は大きいほうがよい。ただし、各ピン120のz方向への移動可能な量の最大値が各ピン挿入穴111の深さ(すなわち、各ピン挿入穴111の円柱形の高さ)より大きいと、ピン120のz方向への移動量が最大値になったときにピン120がピン挿入穴111から飛び出してしまう。したがって、各ピン挿入穴111の深さは各ピン120のz方向への移動可能な量の最大値より大きな値である必要があり、各ピン120の長さは各ピン120のz方向への移動可能な量の最大値より大きな値である必要がある。
Each
しかしながら、各ピン120の各ポット磁石121に市販されている一般的なポット磁石を用いると、各ピン120の長さを各ピン120の移動可能な量の最大値より大きな値にできない場合が多い。このような場合には、各ピン120には、ポット磁石121以外の部分であるスペーサー122を備えるとよい。各スペーサー122は、各ポット磁石121と磁性シート200の間に発生する磁力による反発力による各ピン120のz方向の正方向への移動をなるべく妨げないように、磁力線を遮断も低減もせず、磁力線の経路を制御せず、磁力線を発生せず、なるべく軽量であるのがよく、例えばストローのように中空部分を多く含むプラスチックや紙などで構成するとよい。
However, if a commercially available general pot magnet is used for each
<ポット磁石121の強さと間隔の関係>
ピンディスプレイ装置100は、ピンディスプレイ装置100が備える全てのピン120のうちの所望のピン120を、当該ピン120が備えるポット磁石121と磁性シート200の間に発生する磁力による反発力によってz方向の正方向に移動させることで、ピンディスプレイ装置100が備える全てのピン120の上面120bにより形成される三次元の点群により情報を表示する。ピンディスプレイ装置100によるz方向の表示可能範囲を大きくするためには、ピンディスプレイ装置100によるz方向の移動可能な範囲を大きくすればよく、ピンディスプレイ装置100が備える各ピン120が備えるポット磁石121が放出する磁場は強いほうがよい。ただし、ポット磁石121が放出する磁場をあまり強くしてしまうと、隣接するピン120に備えられたポット磁石121の間で発生する磁力が隣接するピン120相互の動きに影響してしまう。そこで、ポット磁石121が放出する磁場が別のピン120の動きに影響しないように、隣接するピン120の間隔を拡げる必要が生じる。ただし、隣接するピン120の間隔を拡げてしまうと、ピンディスプレイ装置の表示のx方向とy方向の表示の解像度が低下してしまう。したがって、隣接するピン120の間隔と各ピン120が備えるポット磁石121が放出する磁場の強さは、ピンディスプレイ装置の表示のx方向とy方向の表示の解像度と、ピンディスプレイ装置100によるz方向の表示可能範囲と、を考慮して決定される必要がある。具体的には、各ピン120のポット磁石121が放出する磁場は、隣接するピン120に備えられたポット磁石121の間で発生する磁力がピン120の動きに影響しない必要がある。言い換えると、隣接するピン挿入穴111の間隔は、隣接するピン挿入穴111に挿入されるピン120に備えられたポット磁石121の間で発生する磁力がピン120の動きに影響しない最短距離以上である必要がある。
<Relationship between strength and spacing of
The
なお、発明者による実験によれば、隣接するピン挿入穴111に挿入されるピン120に備えられたポット磁石121の間で発生する磁力がピン120の動きに影響しない最短距離は、あるピン挿入穴111に挿入された第1のピン120に備えられた第1のポット磁石121と、当該ピン挿入穴111に隣接したピン挿入穴111に挿入された第2のピン120に備えられた第2のポット磁石121と、のそれぞれが独立してz方向に移動した状態における、第1のポット磁石121と第2のポット磁石121の間で発生する吸引力の最大値、に依存することが明らかにされている。この吸引力の最大値は、第1のポット磁石121と第2のポット磁石121に同じ構成及び特性のポット磁石が用いられることからすれば、例えば、第1のポット磁石121の下面121a側において当該ポット磁石121の中心軸から間隔の2分の1の距離にある円筒面における磁束密度の最大値(以下、便宜的に「第1最大値」という)と、第2のポット磁石121の下面121aとは反対側(すなわち、上面側)において当該ポット磁石121の中心軸から間隔の2分の1の距離にある円筒面における磁束密度の最大値(以下、便宜的に「第2最大値」という)と、の合計で計算できる。発明者が実装したピンディスプレイ装置100では、この第1最大値と第2最大値の合計が4mT以下であれば、隣接するピン挿入穴111に挿入されるピン120に備えられたポット磁石121の間で発生する磁力がピン120の動きに影響しないことが分かった。したがって、例えば、ポット磁石121に用いるのと同じポット磁石について、当該ポット磁石の下面側と当該ポット磁石の上側のそれぞれについて当該ポット磁石の中心軸から同一距離にある円筒面における磁束密度の最大値を測定し、下面側の磁束密度の最大値と上側の磁束密度の最大値の合計が4mT以下となる中心軸からの距離を2倍したものを、隣接するピン挿入穴111に挿入されるピン120に備えられたポット磁石121の間で発生する磁力がピン120の動きに影響しない最短距離とすればよい。
In addition, experiments conducted by the inventors have revealed that the shortest distance over which the magnetic force generated between
ただし、隣接するピン挿入穴111に挿入されるピン120に備えられたポット磁石121の間で発生する磁力がピン120の動きに影響しない最短距離には、ポット磁石121が形成する磁束の空間的な広がりだけではなく、ピン120の重さ、ピン120とピン挿入穴111の摩擦、などの様々な要素にも基づくことから、当該最短距離は実験的に定めるとよい。
However, the shortest distance at which the magnetic force generated between the
<磁性シート200>
上述したように、筐体110は、下面110aが磁性シート200の上面200aに接触または近接して配置されるものである。磁性シート200には、各ポット磁石121と磁性シート200の上面200aの間に発生する磁力による反発力によって、各ポット磁石121を備えた各ピン120がz方向への移動量が所望の大きさとなるように、上面200aの各ポット磁石121が対向する部分が着磁されている。磁性シート200は、書き換え可能な磁性シート、すなわち、各面の各部位を所定以上の強い磁界に晒すことでS極とするかN極とするかを任意に設定できる磁性シートである。書き換え可能な磁性シートの例は、フェライト磁性ゴムシートのように、粉末状の強磁性体と、磁力線を遮断も低減もせず、磁力線の経路を制御せず、磁力線を発生しない素材と、を混合してシート状に成形されたものである。
<
As described above, the
<間隙112>
磁性シート200は局所的な磁極の向きが書き換え可能であるので、磁性シート200の上面200aとポット磁石121が接触したり、接触しないまでも相当近い距離まで近接したりすると、ポット磁石121が放出した磁場によって磁性シート200の上面200aのポット磁石121が対向する部分の磁極の向きが書き換えられてしまう。そうすると、ポット磁石121と磁性シート200の上面200aのポット磁石121が対向する部分の間に反発力が発生しなくなってしまう。その結果、ピン120が移動しなくなってしまい、ピンディスプレイ装置100が表示をしなくなってしまう。逆に、ポット磁石121と磁性シート200の上面200aが遠過ぎると、磁性シート200の上面200aに所望の着磁がされた状態であっても、各ポット磁石121と磁性シート200の上面200aの間に反発力が発生せずに、ピンディスプレイ装置100が所望の表示しなくなってしまう。これらのことから、図7に示す筐体110の断面図のように、筐体110の下面110aと筐体110の各ピン挿入穴111の下面111a(すなわち、各ピン挿入穴111の底)の間には、z方向の長さが、ポット磁石121に用いるのと同じポット磁石(すなわち、ポット磁石121と同じ磁場を放出するポット磁石)が放出する磁場により磁性シート200に用いるのと同じ磁性シート(すなわち、磁性シート200と同じ基材と同じ強磁性体と同じ混合比の磁性シート、磁性シート200と同種の磁性シート)の極性を書き換えない最短距離(以下、「第1最短距離」という)以上であり、かつ、ポット磁石121に用いるのと同じポット磁石(すなわち、ポット磁石121と同じ磁場を放出するポット磁石)と磁性シート200に用いるのと同じ磁性シート(すなわち、磁性シート200と同じ基材と同じ強磁性体と同じ混合比の磁性シート、磁性シート200と同種の磁性シート)の間で磁力が発生しなくなる最長距離以下である、z方向の長さを有する間隙112が設けられている必要がある。なお、ポット磁石121に用いるのと同じポット磁石と磁性シート200に用いるのと同じ磁性シートの間で磁力が発生しなくなる最長距離に間隙が近いほど、ピン120を大きく移動させることができなくなり、ピンディスプレイ装置100による表示のバリエーションが少なくなってしまう。したがって、この観点も考慮すると、間隙112のz方向の長さは、ポット磁石121に用いるのと同じポット磁石が放出する磁場により磁性シート200に用いるのと同じ磁性シートの書き換えが生じない最短距離またはその最短距離を僅かに超える長さ、すなわち、第1最短距離または第1最短距離を僅かに超える長さ、とするのがよい。なお、筐体110の下面110aと筐体110の各ピン挿入穴111の下面111a(すなわち、各ピン挿入穴111の底)の間の距離は、磁力による反発力により、ピン120がz方向の正方向に移動していない状態(ポット磁石121がピン挿入穴111の底についている状態)におけるポット磁石121と磁性シート200の上面との間の距離と同じである。
<
Since the
ただし、磁性シートは、磁極の向きの書き換えに至るほどの強さではないものの、ある程度の強さの逆向きの磁場に晒されると、発する磁場が弱くなる。したがって、このことも考慮して間隙112のz方向の長さを設定するとよい。間隙112のz方向の長さが、ポット磁石121に用いるのと同じポット磁石が放出する磁場により磁性シート200に用いるのと同じ素材の磁性シートの極性を書き換えない最短距離(すなわち、第1最短距離)に近いと、ポット磁石121が放出した磁場によって磁性シート200の上面200aのポット磁石121が対向する部分の磁極が弱まってしまう。そうすると、ポット磁石121と磁性シート200の上面200aのポット磁石121が対向する部分の間に反発力が弱くなってしまう。その結果、ピン120が移動しなくなってしまい、ピンディスプレイ装置100が表示をしなくなってしまうことがある。したがって、間隙112のz方向の長さは、ポット磁石121に用いるのと同じポット磁石が放出する磁場により磁性シート200に用いるのと同じ磁性シートの磁力を弱めない最短距離(以下、「第2最短距離」という)以上とするとよい。なお、第2最短距離は第1最短距離より長い。以上のことから、間隙112のz方向の長さは、第1最短距離以上である必要があり、第2最短距離以上であることが望ましい、ということになる。間隙112のz方向の長さは、実験的に定めてもよいし、以下の計算に基づいて定めてもよい。
However, when the magnetic sheet is exposed to a magnetic field of a certain strength in the opposite direction, the magnetic field it emits weakens, although it is not strong enough to rewrite the direction of the magnetic poles. Therefore, it is advisable to set the length of the
まず、図16Aに示す、残留磁束密度Brである半径Rの円形の磁石の片側の磁極面に分布する磁荷による当該磁極面の中心から垂直方向に距離dの点における磁束密度B(d)は、下記の式(1)によって近似的に表される。なお、以下では、長さの単位はmmであるとし、磁束密度の単位はmTであるとする。
ポット磁石121の下面121aには、永久磁石1211の極1211aによる磁極面と、永久磁石1211の極1211aとは逆の極である容器1212の開口部1212aによる磁極面と、が存在する。永久磁石1211の極1211aとは反対側の極である極1211bは容器1212の内側にある接触面1212bに接していることから、永久磁石1211の極1211bから出た磁束は容器1212の中を通り、容器1212の開口部1212aから分散して発せられるため、開口部1212aは磁極のように振る舞う。ただし、一部の磁束は容器1212の周辺に漏えいする。したがって、永久磁石1211の極1211a、1211bの半径をR1とし、容器1212の開口部1212aの内周の半径をR2とし、容器1212の開口部1212aの外周の半径をR3とし、永久磁石1211の極1211a、1211bの面積をS1とし、容器1212の開口部1212aの面積をS2とし、永久磁石1211の残留磁束密度をBrとし、漏えいに基づく損失係数をcとすると、図16Bに示す、永久磁石1211の極1211aの中心から垂直方向に距離dでありかつ容器1212の開口部1212aの中心から垂直方向に距離d'である点における磁束密度B(d,d')は、下記の式(2)によって計算できる。
なお、永久磁石1211がネオジウム磁石である場合には、永久磁石1211の残留磁束密度Brは800mTから1200mT程度である。また、損失係数cは、容器1212の透磁率や厚みや形状に依存するが、一般的には0.8程度であり、ほぼ0.5から1.0の範囲にある。また、図6Bに例示したように永久磁石1211の極1211aと容器1212の開口部1212aが同一平面上にある場合にはd'=dであり、図6Cに例示したように永久磁石1211の極1211aと容器1212の開口部1212aが同一平面上にない場合にはδを実測値としてd'=d+δである。なお、δは上述したように0.2mmから0.4mm程度である。
When the
したがって、間隙112のz方向の長さは、ポット磁石121の永久磁石1211の極1211aの中心と磁性シート200の上面200aの距離が、上述した各値を用いて式(2)により計算される磁束密度B(d,d')が磁性シート200に用いるのと同じ磁性シートの極性を書き換えない値となる最短の距離d以上、および/または、ポット磁石121の容器1212の開口部1212aの中心と磁性シート200の上面200aの距離が、上述した各値を用いて式(2)により計算される磁束密度B(d,d')が磁性シート200に用いるのと同じ磁性シートの極性を書き換えない値となる最短の距離d'以上となる長さ、とする必要がある。また、間隙112のz方向の長さは、ポット磁石121の永久磁石1211の極1211aの中心と磁性シート200の上面200aの距離が、上述した各値を用いて式(2)により計算される磁束密度B(d,d')が磁性シート200に用いるのと同じ磁性シートの磁力を弱めない値となる最短の距離d以上となる長さ、および/または、ポット磁石121の容器1212の開口部1212aの中心と磁性シート200の上面200aの距離が、上述した各値を用いて式(2)により計算される磁束密度B(d,d')が磁性シート200に用いるのと同じ磁性シートの磁力を弱めない値となる最短の距離d'以上となる長さ、とすることが望ましい。
Therefore, the length of
発明者による実験によれば、直径が5mmであり高さが5mmであり永久磁石の直径が3mmであり高さが2mmであるポット磁石においては、ポット磁石の下面中央における表面磁束密度は300mT程度であった。このポット磁石をポット磁石121として備えたピン120を、間隙112のz方向の長さを様々に異ならせた筐体110を用いて磁性シート200で持ち上げる実験を行ったところ、ポット磁石121の容器1212の開口部1212aと磁性シート200の上面200aのz方向の距離が0.5mm以下ではピン120は持ち上がらず、ポット磁石121の容器1212の開口部1212aと磁性シート200の上面200aのz方向の距離が0.5から0.8mmではピン120の挙動は安定せず、ポット磁石121の容器1212の開口部1212aと磁性シート200の上面200aのz方向の距離が0.9mm以上ではピン120は安定して持ち上がった。また、ポット磁石121の容器1212の開口部1212aの中心軸上の、開口部1212aと磁性シート200の上面200aの距離が0.5mm以下の点においては、ポット磁石121による磁束密度が200mT以上あり、ポット磁石121が放出する磁場により磁性シート200を書き換え可能であった。また、ポット磁石121の容器1212の開口部1212aの中心軸上の、開口部1212aと磁性シート200の上面200aの距離が0.5から0.8mmの点においては、ポット磁石121による磁束密度は100~200mTであり、ポット磁石121が放出する磁場は磁性シート200から発せられる磁場を一時的に弱めるに十分であった。そこで、発明者は、第1最短距離が0.5mmであり、第2最短距離が0.8mmであるとして、ピン120の制御をより確実なものとすべく、ピンディスプレイ装置100のポット磁石121の容器1212の開口部1212aと磁性シート200の上面200aのz方向の距離が1.0mmとなるように、ピンディスプレイ装置100の間隙112のz方向の長さを設定した。
According to experiments conducted by the inventors, for a pot magnet with a diameter of 5 mm and a height of 5 mm and a permanent magnet with a diameter of 3 mm and a height of 2 mm, the surface magnetic flux density at the centre of the bottom surface of the pot magnet was approximately 300 mT. An experiment was conducted in which a
間隙112のz方向の長さを計算に基づいて定める場合には、磁性シート200に用いるのと同じ磁性シートの磁力を弱めない磁束密度が100mT未満であることからすると、式(2)により計算される磁束密度B(d,d')が100mT未満の値となるように、ポット磁石121の永久磁石1211の極1211aの中心と磁性シート200の上面200aの距離、および/または、ポット磁石121の容器1212の開口部1212aの中心と磁性シート200の上面200aの距離を設定すればよい。
When the length of the
なお、以下では、説明を簡単化するために、間隙のz方向の長さがdであるとして説明する。 In the following, to simplify the explanation, the length of the gap in the z direction will be assumed to be d.
<磁性シート200の上面200aの磁気パタン>
上述したように、磁性シート200には、各ポット磁石121と磁性シート200の上面200aの間に発生する磁力による反発力によって、各ポット磁石121を備えた各ピン120のz方向の正方向への移動量が所望の大きさとなるように、上面200aの各ポット磁石121が対向する部分が着磁されている。もし各ポット磁石121と磁性シート200の上面200aが接触しているのであれば、ピン120を持ち上げるのに最適な上面200aの磁気パタンは、対向するポット磁石121の下面121aと同じ磁気パタンである。しかし、各ピン120がz方向の正方向に全く移動していない状態であっても、各ポット磁石121の下面121aと磁性シート200の上面200aは、間隙112のz方向の長さdだけ離れている。また、各ピン120がz方向の正方向に所望の移動量だけ移動した状態では、各ポット磁石121の下面121aと磁性シート200の上面200aは、間隙112のz方向の長さdに各移動量を加えた長さだけ離れている。したがって、各ピン120の所望の移動量をDi(ただし、iは、各ピンを特定する番号であり、1以上25以下の整数)とすると、各ピン120をz方向の正方向に所望の移動量Diだけ移動させるためには、各ポット磁石121の下面121aと磁性シート200の上面200aの距離がdからd+Diまでの範囲内にあるときには、各ポット磁石121と磁性シート200の上面200aの間に発生する磁力が、各ピン120のz方向の負方向に働く重力より大きな反発力を生じさせるものである必要がある。
<Magnetic Pattern on
As described above, the
このために発明者が着目したのが、磁性シートの上面に着磁された磁気パタンの空間周波数が異なると、磁性シートの上面側の三次元空間における磁束の空間的な広がりが異なることである。図8は、磁性シートの上面に、幅が2mmから6mmの帯状の、N極と、N極を挟むS極と、によるストライプ状の磁気パタンを着磁して、磁性シートの上面の付近の空間の磁束密度を発明者が測定した結果である。図8の横軸は帯の短手方向であり、縦軸は上面からの距離である。図8に示したように帯状の極の幅が狭い場合(すなわち、帯状の極の短手方向の長さが短い場合)には、磁束の空間的な広がりが狭く、磁力線は帯状の極の近くに集中しており、帯状の極の幅が広い場合(すなわち、帯状の極の短手方向の長さが長い場合)には、磁束の空間的な広がりが広く、磁力線は帯状の極の遠くにある。 To this end, the inventors have noticed that when the spatial frequency of the magnetic pattern magnetized on the top surface of the magnetic sheet is different, the spatial spread of the magnetic flux in the three-dimensional space on the top surface of the magnetic sheet is different. Figure 8 shows the results of the inventors measuring the magnetic flux density in the space near the top surface of the magnetic sheet by magnetizing a stripe-shaped magnetic pattern consisting of a band-shaped N pole and a S pole sandwiching the N pole, each band having a width of 2 mm to 6 mm, on the top surface of the magnetic sheet. The horizontal axis of Figure 8 is the short side direction of the band, and the vertical axis is the distance from the top surface. As shown in Figure 8, when the width of the band-shaped pole is narrow (i.e., when the length of the band-shaped pole in the short side direction is short), the spatial spread of the magnetic flux is narrow and the magnetic lines of force are concentrated near the band-shaped pole, and when the width of the band-shaped pole is wide (i.e., when the length of the band-shaped pole in the short side direction is long), the spatial spread of the magnetic flux is wide and the magnetic lines of force are far from the band-shaped pole.
磁性シートの上面側の三次元空間における磁束の空間的な広がりを考慮すると、ピン120を持ち上げるのに好適な磁性シート200の上面200aの磁気パタンは、対向するポット磁石121の下面121aの磁気パタンと相似であり、対向するポット磁石121の下面121aの磁気パタンより若干大きい磁気パタンである。したがって、図6Aから図6Cに例示したポット磁石121を備えたピン120を用いる場合であれば、磁性シート200の上面200aのうちの、z方向の正方向への移動量を最大にしたいピン120のポット磁石121に対向する部分には、例えば、対向するポット磁石121の下面121aと略同じ大きさの円形の、永久磁石1211の極1211aと同じ極(例えばN極)と、当該円形を囲む輪形の、永久磁石1211の極1211aとは逆の極(例えばS極)と、により構成される磁気パタンを着磁しておけばよい。
Considering the spatial spread of magnetic flux in three-dimensional space on the upper surface side of the magnetic sheet, the magnetic pattern on the
<ピン120の上端の様々な高さでの表示>
ピンディスプレイ装置100にピン120の上端の様々な高さでの表示をさせるためには、各ピン120のz方向の正方向への移動量を制御する必要がある。ただし、ピンディスプレイ装置100は、複数個のピン120の上端(上面120b)が形成する三次元の点群により情報を表示するものであるので、各ピン120のz方向の正方向への移動量の大きさを厳密に制御する必要はなく、各ピン120のz方向の正方向への移動量の相対的な大小を制御することで、複数個のピン120の上端の様々な高さでの表示を実現できる。各ピン120のz方向の正方向への移動量の相対的な大小は、磁性シートの上面側の三次元空間における磁束の空間的な広がりを考慮すれば、制御することができる。
<Display of the top end of the
In order to display the upper ends of the
図6Aから図6Cに例示したポット磁石121を備えたピン120を用いる場合であれば、例えば、磁性シート200の上面200aには、大きく移動させるピン120のポット磁石121に対向する部分ほど、対向するポット磁石121の下面121aと略同じ大きさの円形の、永久磁石1211の極1211aと同じ極(例えばN極)と、当該円形を囲む輪形の、永久磁石1211の極1211aとは逆の極(例えばS極)と、により構成される磁気パタン、に近い磁気パタンが着磁されていれば、各ピン120のz方向の正方向への移動量の相対的な大小を制御することができる。また、図6Aから図6Cに例示したポット磁石121を備えたピン120を用いる場合であって、磁性シート200の上面200aの磁気パタンとして帯領域の極と当該帯領域の極を挟む逆の極による磁気パタンを用いる場合であれば、磁性シート200の上面200aには、大きく移動させるピン120のポット磁石121に対向する部分ほど、対向するポット磁石121の下面121aの直径を帯領域の幅とする、永久磁石1211の極1211aと同じ極(例えばN極)の帯領域と、当該帯領域の両側に配置された、永久磁石1211の極1211aとは逆の極(例えばS極)の領域と、により構成される磁気パタン、に近い磁気パタンが着磁されていれば、各ピン120のz方向の正方向への移動量の相対的な大小を制御することができる。なお、磁性シート200の上面200aのうちの何れのピン120のポット磁石121の直下にも周縁にも対向しない部分の着磁は任意である。
When using pins 120 equipped with
したがって、ポット磁石121の永久磁石1211の極1211aがN極である場合であって、図9Aに例示する磁気パタンのように、磁性シート200の上面200aのうちの図9Aで濃色に着色されている部分がN極に着磁されていて、磁性シート200の上面200aのうちの図9Aで濃色に着色されていない部分がS極に着磁されている場合には、ピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aと磁性シート200の上面200aとを接触または近接して配置すると、ピンディスプレイ装置100は図9Bに例示するような表示をする。すなわち、図9Aと図9Bから分かる通り、磁性シート200の上面200aのうちの、z方向の正方向への移動をさせる複数個のピン120のポット磁石121それぞれに対向する部分には、対向するポット磁石121の永久磁石1211の極1211aと同じ極(例えばN極)である第1の部分と、当該第1の部分を囲み、極1211aとは逆の極(例えばS極)である第2の部分と、による磁気パタンが着磁されていて、磁性シート200の上面200aのうちの、z方向の正方向への移動をさせる複数個のピン120のうちのz方向の正方向への移動量を第1の移動量とするピン120のポット磁石121に対向する部分に着磁されている磁気パタンと、z方向の正方向に移動させる複数個のピン120のうちのz方向の正方向への移動量を第1の移動量とは異なる第2の移動量とするピン120のポット磁石121に対向する部分に着磁されている磁気パタンと、は異なるようにされている。
Therefore, when the
<ピン120の上端の高低の二値での表示>
ピンディスプレイ装置100に複数個のピン120の上端の高低の二値での表示をさせるためには、例えば、各ピン120のz方向の正方向への移動の有無を制御すればよい。各ピン120のz方向の正方向への移動の有無を制御するのであれば、磁性シート200の上面200aのうちの、各ピン120のポット磁石121に対向する部分には、各ポット磁石121を備えた各ピン120をz方向の正方向に移動させることが可能な反発力を、ポット磁石121それぞれと磁性シート200の上面200aの間に働かせるか否か、に対応する着磁がされていればよい。例えば、磁性シート200の上面200aのうちの、z方向の正方向への移動をさせるピン120のポット磁石121それぞれに対向する部分には、対向するポット磁石121の永久磁石1211の極1211aと同じ極(例えばN極)である第1の部分と、当該第1の部分を囲む部分であり極1211aとは逆の極(例えばS極)である第2の部分と、による磁気パタンが着磁されていればよい。なお、第2の部分は、第1の部分を完全に囲んでいてもよいし、例えば第1の部分を両側から挟むように、第1の部分を部分的に囲んでいてもよい。すなわち、磁性シート200の上面200aのうちの、z方向の正方向への移動をさせるピン120のポット磁石121それぞれに対向する部分には、対向するポット磁石121の永久磁石1211の極1211aと同じ極(例えばN極)の帯領域である第1の部分と、第1の部分の両側にあり、極1211aとは逆の極(例えばS極)である第2の部分と、によるストライプ状の磁気パタンが着磁されていてもよい。磁性シート200の上面200aのうちの、z方向の正方向への移動をさせないピン120のポット磁石121それぞれに対向する部分には、対向するポット磁石121の永久磁石1211の極1211aと同じ極(例えばN極)である第3の部分と、当該第3の部分を囲む部分であり極1211aとは逆の極(例えばS極)である第4の部分とによる磁気パタン、ではない磁気パタンが着磁されていればよい。例えば、z方向の正方向への移動をさせないピン120のポット磁石121それぞれに対向する部分には、例えば、対向するポット磁石121の永久磁石1211の極1211aとは逆の極(例えばS極)である部分と、当該部分を囲み、極1211aと同じ極(例えばN極)である部分と、による磁気パタンが着磁されていてもよいし、対向するポット磁石121の永久磁石1211の極1211aと逆の極(例えばS極)のみが着磁されていてもよいし、対向するポット磁石121の永久磁石1211の極1211aと同じ極(例えばN極)のみが着磁されていてもよい。なお、磁性シート200の上面200aのうちの何れのピン120のポット磁石121の直下にも周縁にも対向しない部分の着磁は任意である。
<Display of the top end of the
In order to have the
したがって、ポット磁石121の永久磁石1211の極1211aがN極である場合に、図10Aに例示する磁気パタンのように、磁性シート200の上面200aのうちの図10Aで濃色に着色されている部分がN極に着磁されていて、磁性シート200の上面200aのうちの図10Aで濃色に着色されていない部分がS極に着磁されている場合には、ピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aと磁性シート200の上面200aとを接触または近接して配置すると、ピンディスプレイ装置100は図10Bに例示するような表示をする。
Therefore, if the
なお、図9Aや図10Aに例示した磁気パタンは、例えば、まず磁性シート200の上面200aの全体をS極に着磁し、次に磁性シート200の上面200aのうちの図9Aや図10Aで濃色に着色されている部分に強力な磁石であるネオジウム磁石のS極を接触させることで、着磁することができる。磁性シート200の上面200aのうちの図9Aや図10Aで濃色に着色されている部分を着磁する際には、例えば、先端にネオジウム磁石のS極を備えた着磁器を用いて、着磁器の先端を磁性シート200の上面200aに押し当てて、図9Aや図10Aで濃色に着色された部分を描くように着磁器の先端を移動させればよい。
The magnetic patterns illustrated in Figures 9A and 10A can be magnetized, for example, by first magnetizing the entire
[第2実施形態]
第1実施形態で説明したピンディスプレイシステム300はあくまでも一例であり、第2実施形態で説明する通りの様々な変形が可能である。
[Second embodiment]
The
<ピンとピン挿入穴の個数、ピン挿入穴の配置>
第1実施形態ではピンディスプレイ装置100が25個のピン120とピン挿入穴111を含む例を説明したが、この個数に限られない。すなわち、ピン挿入穴は、PとQを2以上の整数として、P個のx座標のうちの何れか1つのx座標とQ個のy座標のうちの何れか1つのy座標との組によるP×Q個の各位置に配置されていればよく、ピンはP×Q個あればよい。さらにいえば、ピン挿入穴がアレイ状に整列されている必要はなく、ピン挿入穴は、x座標が異なる複数個を含み、かつ、y座標が異なる複数個を含んでいればよく、ピン挿入穴と同数のピンがあればよい。また、用途次第では、z方向と垂直な1軸上での表示のみを行えばよい場合もあり、この場合には、例えば、複数個のピン挿入穴全てのx座標が同じであってy座標のみが異なっていてもよいし、複数個のピン挿入穴全てのy座標が同じであってx座標のみが異なっていてもよい。すなわち、複数個のピン挿入穴は、z方向と垂直な面における位置が互いに異なればよく、ピン挿入穴と同数のピンがあればよい。
<Number of pins and pin insertion holes, and arrangement of pin insertion holes>
In the first embodiment, an example in which the
<ピンの形状、ピン挿入穴の形状>
第1実施形態ではピン120とピン挿入穴111が円柱形である例を説明したが、ピンとピン挿入穴の形状は、円柱に限られず、角柱などでもよく、ピンが、ピン挿入穴をz方向には正方向にも負方向にも容易に移動可能であるものの、x方向やy方向にはほとんど移動しないという条件を満たす形状であれば、どのような形状であってもよい。
<Pin shape, pin insertion hole shape>
In the first embodiment, an example was described in which the
<筐体の形状>
第1実施形態ではピンディスプレイ装置100の筐体110が略直方体の外形を有する例を説明したが、筐体の外形は略直方体に限られない。例えば、第1実施形態では筐体110の上面110bが下面110aと平行な平面である例を説明したが、筐体の上面が筐体の下面と平行であることは必須ではなく、筐体の上面が平面であることも必須ではない。また、筐体がx方向の側面やy方向の側面を有することも必須ではない。
<Shape of case>
In the first embodiment, an example was described in which the
<ポット磁石の形状、素材、磁石の強さ>
第1実施形態では全てのピン120が備えるポット磁石121の容器1212の素材及び形状が同じであり、全てのピン120が備えるポット磁石121の永久磁石1211の素材及び形状及び強さが同じである例を説明したが、容器1212の素材と形状と永久磁石1211の素材と形状と強さのうちの少なくとも何れかがピンごとに異なっていてもよい。ただし、前述した素材と形状と強さのうちの少なくとも何れかをピンごとに異ならせた場合には、所望の表示をするための磁性シートの着磁をする際に各ピンのポット磁石の容器の素材と形状と永久磁石の素材と形状と強さのうちの少なくとも何れかの異なりを意識する必要が生じてしまい、磁性シートに着磁する磁気パタンの作成の難易度が高くなり、また、第4実施形態で後述するようなピンディスプレイ装置と磁性シートとの相対位置を変化させる使い方ができなくなってしまう。したがって、全てのピンが備えるポット磁石の容器の素材と形状と永久磁石の素材と形状と強さは同じにしておくほうがよい。
<Pot magnet shape, material, and magnetic strength>
In the first embodiment, an example was described in which the material and shape of the
<ポット磁石の極>
第1実施形態では全てのポット磁石121の永久磁石1211の極1211aが同じ極(例えばN極)である例を説明したが、ポット磁石の容器の開口部から露出した永久磁石の極はピンごとに異なっていてもよい。ただし、ポット磁石の容器の開口部から露出した永久磁石の極をピンごとに異ならせた場合には、所望の表示をするための磁性シートの着磁をする際に各ピンのポット磁石の容器の開口部から露出した永久磁石の極性を意識する必要が生じてしまい、磁性シートに着磁する磁気パタンの作成の難易度が高くなり、また、第4実施形態で後述するようなピンディスプレイ装置と磁性シートとの相対位置を変化させる使い方ができなくなってしまう。したがって、全てのピンが備えるポット磁石の容器の開口部から露出した永久磁石の極は同じにしておくほうがよい。
<Poles of a pot magnet>
In the first embodiment, the
<容器の有無>
第1実施形態ではピン120がポット磁石121を用いる例を説明したが、ピンが備える磁石がポット磁石であることは必須ではなく、容器を備えない磁石であってもよい。ただし、容器を備えない磁石の場合には、磁力線が容器の開口面に集中しないことから、ポット磁石を用いる場合よりもピンの間隔を広くする必要が生じ、ピンディスプレイ装置の表示のx方向とy方向の表示の解像度が低くなってしまう。したがって、ピンが備える磁石はポット磁石としたほうがよい。
<With or without container>
In the first embodiment, an example was described in which the
<磁性シートの積層>
第1実施形態では1枚の磁性シート200を用いる例を説明したが、磁性シートを1枚とするのは必須ではなく、複数枚の磁性シートを重ねて用いてもよい。その際、複数枚の磁性シートを重ねてから磁気パタンを着磁するようにしてもよいし、それぞれに磁性シートに磁気パタンを着磁してから複数枚の磁性シートを重ねて用いるようにしてもよい。すなわち、重ねられる全ての磁性シート(磁性シート材)には、同じ磁気パタン(S極とN極による同じテクスチャ)が予め着磁されており、重ねられる全ての磁性シートの同じテクスチャが同じ位置で重なるように積層したもの(積層磁性シート)を磁性シート200として用いるようにしてもよい。このようにすれば、磁性シートを1枚だけ用いる場合よりも、強い磁力が得られるため、ピンのz方向の正方向への移動量を大きくすることが可能となる。また、重ねられる各磁性シート(磁性シート材)には異なる磁気パタン(S極とN極による異なるテクスチャ)が予め着磁されており、これらの磁性シートを積層したもの(積層磁性シート)を磁性シート200として用いるようにしてもよい。このようにすれば、それぞれの磁気シートによる表示を足し合わせたような表示をすることが可能となる。
<Lamination of magnetic sheets>
In the first embodiment, an example in which one
[第3実施形態]
第3実施形態では、ピンディスプレイシステムの利用形態について説明する。第1実施形態及び第2実施形態のピンディスプレイシステム300は、ピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aと磁性シート200の上面200aが接触または近接して配置されることで表示を行うものである。したがって、ピンディスプレイシステム300に所望の様々な表示をさせるためには、複数枚(K枚、Kは2以上の整数)の磁性シート200-k(kは1以上K以下の各整数)それぞれの一方の面に所望の各表示に対応する磁性パタン(S極とN極によるテクスチャ)を予め着磁しておき、K枚の磁性シート200-1~200-Kのうちから1枚の磁性シート200-ks(ksは1以上K以下のいずれか1つの整数)を選択可能としておき、選択された磁性シート200-ksの磁性パタンが予め着磁された面を上面200a-ksとして、磁性シート200-ksの上面200a-ksがピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aと接触または近接させて配置されるようにすればよい。例えば、K枚の磁性シート200-1~200-Kのうちから利用者が所望の磁性シートksを選択し、選択した磁性シート200-ksの上面200a-ksにピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aを接触または近接させて配置すればよい。より平易な表現を採用するのであれば、選択した磁性シート200-ksを上面200a-ksが上側になるよう置き、その上にピンディスプレイ装置100を置けばよい。
[Third embodiment]
In the third embodiment, a usage form of the pin display system will be described. The
例えば、上面に図9Aに示す磁気パタンが着磁された磁性シート200-ks1(ks1は1以上K以下のいずれか1つの整数)を選択して、選択した磁性シート200-ks1の上面200a-ks1にピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aを接触または近接させて配置すれば、ピンディスプレイ装置100に図9Bに示す表示をさせることができる。また例えば、上面に図10Aに示す磁気パタンが着磁された磁性シート200-ks2(ks2は、1以上K以下の、ks1とは異なるいずれか1つの整数)を選択して、選択した磁性シート200-ks2の上面200a-ks2にピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aを接触または近接させて配置すれば、ピンディスプレイ装置100に図10Bに示す表示をさせることができる。
For example, by selecting a magnetic sheet 200-k s1 (k s1 is any one integer between 1 and K) having a magnetic pattern magnetized on the upper surface thereof as shown in Fig. 9A, and placing the
なお、K枚の磁性シート200-1~200-Kのうちから何れかの磁性シートksを選択することの利用者の選択操作を受け付けることで、K枚の磁性シート200-1~200-Kのうちから入力部が受け付けた選択情報に対応する磁性シートksを選択する機械機構である選択部と、選択部が選択した磁性シート200-ksの上面200a-ksにピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aを接触または近接させて配置する機械機構である配置部と、をピンディスプレイシステムに備えるようにしてもよい。
The pin display system may be provided with a selection unit which is a mechanical mechanism that selects a magnetic sheet k s from among the K magnetic sheets 200-1 to 200-K corresponding to the selection information received by the input unit by receiving a user's selection operation to select any one of the magnetic sheets k s from among the K magnetic sheets 200-1 to 200-K, and a placement unit which is a mechanical mechanism that places the
[第4実施形態]
第4実施形態でも、ピンディスプレイシステムの利用形態について説明する。第3実施形態のように複数枚の磁性シートを用いないでも、ピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aより広い面積の磁性シート200の上面200aの異なる位置それぞれに所望の各表示に対応する磁性パタン(S極とN極によるテクスチャ)を予め着磁しておき、ピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aと磁性シート200の上面200aとを接触または近接させた状態で、ピンディスプレイ装置100と磁性シート200の相対位置をz方向に垂直な方向に変化可能とされていれば、ピンディスプレイシステム300はこの相対位置の変化によって、所望の様々な表示をすることができる。また、第4実施形態のピンディスプレイシステム300によれば、ピンディスプレイ装置100と磁性シート200の相対位置の変化を用いて、波動、模様、形状変化などを表示することもできる。
[Fourth embodiment]
In the fourth embodiment, the use of the pin display system will also be described. Even without using a plurality of magnetic sheets as in the third embodiment, if magnetic patterns (textures by S poles and N poles) corresponding to each desired display are magnetized in advance at different positions on the
例えば、ピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aより広い面積の磁性シート200の上面の異なる位置それぞれに所望の各表示に対応する磁性パタンを予め着磁しておき、ピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aと磁性シート200の上面200aとを接触または近接させた状態で、ピンディスプレイ装置100と磁性シート200の相対位置を利用者がz方向に垂直な方向に変化させればよい。より平易な表現を採用するのであれば、磁性シート200を上面200aが上側になるよう置き、その上にピンディスプレイ装置100を置き、ピンディスプレイ装置100または/および磁性シート200を利用者が把持または支持してz方向に垂直な方向に移動させればよい。
For example, magnetic patterns corresponding to each desired display are magnetized in advance at different positions on the upper surface of the
または、磁性シート200の上面200aにピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aを接触または近接させて配置した状態で、ピンディスプレイ装置100と磁性シート200の相対位置をz方向に垂直な方向に変化させる機械機構をピンディスプレイシステムに備えるようにしてもよい。このピンディスプレイシステムの一例を図11に示す。図11のピンディスプレイシステム301は、ピンディスプレイ装置100と磁性シート200と第1ローラー210と第2ローラー220とハンドル230と支持具240を備える。磁性シート200は、無端ベルト状にされている。第1ローラー210と第2ローラー220は、支持具240に支持されており、それぞれの軸心が互いに平行になるように配置されており、無端ベルト状の磁性シート200を下面200b側から支持する。ハンドル230は、第1ローラー210に固定されており、第1ローラー210と同時に回転する。ピンディスプレイ装置100は、磁性シート200の上面200aにピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aを接触または近接させて配置した状態で、支持具240に支持されている。これにより、利用者がハンドル230を時計回りまたは半時計回りに回転させることで、第1ローラー210と第2ローラー220がハンドル230と同じ方向に回転し、磁性シート200の上面200aにピンディスプレイ装置100の筐体110の下面110aを接触または近接させて配置した状態で、ピンディスプレイ装置100と磁性シート200の相対位置をz方向に垂直な方向であるx方向に変化させることができる。
Alternatively, the pin display system may be provided with a mechanical mechanism that changes the relative position of the
なお、ピンディスプレイ装置100と磁性シート200の相対位置をz方向に垂直な方向に変化させて用いる場合には、表示が一瞬で終わってしまうことやピン120のz方向への頻繁な移動(すなわち、ピン120の頻繁な上下動)を抑えるために、磁性シート200の上面200aのポット磁石121の永久磁石1211の極1211aと同じ極の着磁は、極1211aと相似形状の点状ではなく、相対位置を変化させる方向を長さ方向とした帯状にするとよい。
When the relative position of the
[第5実施形態]
外部の磁場がその影響を無視できる程度に小さい状態において、ピンディスプレイ装置の全ピンの上端が形成する平面がz方向に対して傾斜していてもよく、このために筐体の上側が階段状にされていてもよい。この形態を第5実施形態として、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。以下では、Xを1以上4以下の各整数とし、Yを1以上3以下の各整数として、具体例を用いて説明する。第5実施形態のピンディスプレイシステム600は、図12に例示するように、ピンディスプレイ装置500と磁性シート200を含む。第5実施形態のピンディスプレイ装置500は、筐体510と12個のピン520-XYを含む。ピンディスプレイ装置500と磁性シート200は、第1実施形態のピンディスプレイ装置100と磁性シート200と同様に、ピンディスプレイ装置500の筐体510の下面510aと、磁性シート200の上面200aと、が接触または近接するように配置される。第5実施形態のピンディスプレイシステム600は、第1実施形態のピンディスプレイシステム300と同様に、第3実施形態と第4実施形態で説明した利用形態でも利用することができる。
[Fifth embodiment]
In a state where the influence of an external magnetic field is small enough to be negligible, the plane formed by the upper ends of all the pins of the pin display device may be inclined with respect to the z direction, and therefore the upper side of the housing may be stepped. This embodiment will be described as the fifth embodiment, focusing on the differences from the first embodiment. In the following, a specific example will be described with X being an integer between 1 and 4, and Y being an integer between 1 and 3. The
<筐体510>
第5実施形態のピンディスプレイ装置500の筐体510は、図13に上面図を例示し、図14に図13の破線に沿って切断した断面図を例示するように、1つ平面である下面510aと、下面510aに対してz方向の正方向にあり下面510aと平行な平面であり、下面510aからの距離が互いに異なる3個の上面510b-1、510b-2、510b-3を有する。上面510b-1は、下面510aをy方向に3等分した部分領域のうちのy座標が最も小さい部分領域をz方向に距離z1だけ移動したものに相当する面である。上面510b-2は、下面510aをy方向に3等分した部分領域のうちのy座標が2番目に小さい部分領域をz方向に距離z2だけ移動したものに相当する面である。上面510b-3は、下面510aをy方向に3等分した部分領域のうちのy座標が3番目に小さい部分領域(すなわち、y座標が最も大きい部分領域)をz方向に距離z3だけ移動したものに相当する面である。距離z2は距離z1より大きく、距離z3は距離z2より大きい。すなわち、下面510aから上面510b-1、510b-2、510b-3までの距離z1、z3、z3は、y座標が大きいほど大きい。
<
The
筐体510は、12個のピン挿入穴511-XYを備える。12個のピン挿入穴511-XYは、x方向に等間隔に4個、y方向に等間隔に3個、の4×3の行列状に配置されている。各ピン挿入穴511-XYは、第1実施形態の筐体110のピン挿入穴111と同様に、後述する円柱形のピン520-XYをz方向に移動可能とするための穴であり、中心軸がz方向である円柱形である。x方向に等間隔に配置された4個のピン挿入穴511-X1の上面511b-X1は、筐体510の上面510b-1内にある。x方向に等間隔に配置された4個のピン挿入穴511-X2の上面511b-X2は、筐体510の上面510b-2内にある。x方向に等間隔に配置された4個のピン挿入穴511-X3の上面511b-X3は、筐体510の上面510b-3内にある。
The
各ピン挿入穴511-XYの下面511a-XYは、上面511b-XYに対してz方向の負方向にあるz方向と垂直な平面であり、すなわち、筐体510の下面510-aと平行な平面である。各ピン挿入穴511-XYの下面511a-XYと筐体510の下面510-aの間には、第1実施形態で説明した条件を満たす間隙512-XYが設けられている。すなわち、すべての間隙512-XYのz方向の長さdXYは同じ値dである。言い換えると、すべてのピン挿入穴511-XYの下面511a-XYと筐体510の下面510-aの距離dXYは同じ距離dである。したがって、各ピン挿入穴511-1Yの深さ(すなわち、各ピン挿入穴511-1Yの円柱形の高さ)はz1-dであり、各ピン挿入穴511-2Yの深さ(すなわち、各ピン挿入穴511-2Yの円柱形の高さ)はz2-dであり、各ピン挿入穴511-3Yの深さ(すなわち、各ピン挿入穴511-3Yの円柱形の高さ)はz3-dである。
The
<ピン520-XY>
各ピン520-XYは、当該ピンに対応する筐体510のピン挿入穴511-XY(すなわち、Xの値とYの値がピンと同じであるピン挿入穴)に挿入されるものである。各ピン520-XYは、図15に例示するように、一方の端が円形の平面である下面520a-XYであり、他方の端が下面510a-XYと平行な平面である上面520b-XYである、円柱形の外形を有する。各ピン520-XYは、以下で説明する長さに関すること以外は第1実施形態のピン120と同様である。すなわち、各ピン520-XYのポット磁石521-XYやスペーサー522-XYに関することなどは、第1実施形態のピン120のポット磁石121やスペーサー122に関することと同様である。
<Pin 520-XY>
Each pin 520-XY is inserted into a pin insertion hole 511-XY of the
各ピン520-XYの長さ(すなわち、各ピン520-XYの円柱形の高さ)は、当該ピンが挿入されるピン挿入穴511-XY(すなわち、Xの値とYの値がピンと同じであるピン挿入穴)の深さと同じ、または、当該ピンが挿入されるピン挿入穴511-XYの深さより大きい。したがって、各ピン520-X1の長さL1はz1-d以上であり、各ピン520-X2の長さL2はz2-d以上であり、各ピン520-X3の長さL3はz3-d以上である。
The length of each pin 520-XY (i.e., the height of the cylinder of each pin 520-XY) is equal to or greater than the depth of the pin insertion hole 511-XY into which the pin is inserted (i.e., the pin insertion hole has the same X and Y values as the pin). Thus, the
ただし、ピンディスプレイ装置500は、外部の磁場がその影響を無視できる程度に小さい状態において、全ピンの上端が形成する平面をz方向に対して傾斜させたものであるので、ピン520-XYの長さは、当該ピンが挿入される511-XYの深さより大きい場合でも、当該ピンが挿入される511-XYの深さよりも僅かに大きい程度とするのがよい。したがって、δ'を十分に小さな値とすると、各ピン520-X1の長さL1はz1-dまたはz1-d+δ'であり、各ピン520-X2の長さL2はz2-dまたはz2-d+δ'であり、各ピン520-X3の長さL3はz3-dまたはz3-d+δ'である。
However, since the
<変形例>
以上で説明したピンディスプレイシステム600はあくまでも一例であり、第5実施形態のピンディスプレイシステム600についても第1実施形態のピンディスプレイシステム300に対して第2実施形態で説明したのと同様の様々な変形が可能である。
<Modification>
The
例えば、ピンディスプレイ装置500の筐体510が下面510aからの距離が互いに異なる3個の上面510b-1、510b-2、510b-3を有する例を上述したが、上面は下面からの距離が互いに異なる複数個であれば何個であってもよい。ただし、複数個の上面は、下面からの距離が順に大きくなるように配置されているのがよい。なお、第5実施形態のピンディスプレイ装置500をこのような形態とする場合には、各ピンディスプレイ装置100が備えるピン挿入穴111とピン120は最低1個でよい。すなわち、第5実施形態のピンディスプレイ装置500は、筐体の上面が、筐体の下面の互いに異なるJ個(Jは2以上の整数)の部分領域をz方向の正方向に互いに異なる距離だけ移動させたものに対応するJ個の平面であり、筐体の上面であるJ個の平面が、筐体の下面からの距離が順に大きくなるように配置されており、複数個のピン挿入穴が、筐体の上面であるJ個の平面それぞれから、少なくとも1つのピンが挿入されるように配置されたものである。
For example, the above is an example in which the
言い換えると、第5実施形態のピンディスプレイ装置500は、上面100bの下面110aからの高さが互いに異なる筐体110と当該筐体110に対応するピン120とを備えた複数個のピンディスプレイ装置100が、Z方向に垂直な1つの平面に全てのピンディスプレイ装置100の下面110aがあるように配置された構成であり、かつ、下面110aから上面110bまでの距離が順に大きくなるように配置された構成となるように、複数個のピンディスプレイ装置100の筐体110を連結した形態であるともいえる。
In other words, the
[第6実施形態]
第1実施形態で説明したように、ポット磁石が放出する磁場が別のピンの動きに影響しないように、隣接するピンの間隔を拡げる必要が生じる。しかしながら、隣接するピンの間隔を拡げると、単位面積当たりのピンの上端が形成する面の面積が小さくなり、視認性が低下するという課題がある。そこで、本実施形態では、ピンピッチを維持したまま、ピンの上端が形成する面の面積を大きくし、視認性の向上を図る。例えば、文字「C」をピンディスプレイ装置で表示した場合であって、ピンピッチが同じ場合、図17Aよりも図17Bの視認性が高い。このような構成を実現するため、本実施形態ではピンは本体部分と磁石とを含み、本体部分の一方の端(下面側の端)に磁石を接着し、本体部分の他方の端(上面側の端であり、情報表示側の端)の面積を磁石の下面の面積よりも大きくする。図17Cの黒丸は磁石の下面が形成する面を表し、各黒丸を囲む四角形はピンの上面を表す。第1実施形態ではピンの上面の面積と磁石の下面の面積とが略同じであったが、本実施形態では、磁石間の間隔を維持したまま、本体部分の上面の面積を磁石の下面の面積よりも大きくする。このような構成とすることで、ピンの上端が形成する面の面積を大きくし、視認性の向上を図る。
Sixth Embodiment
As explained in the first embodiment, it is necessary to widen the interval between adjacent pins so that the magnetic field emitted by the pot magnet does not affect the movement of other pins. However, when the interval between adjacent pins is widened, the area of the surface formed by the upper end of the pin per unit area becomes smaller, which is a problem in that visibility decreases. Therefore, in this embodiment, the area of the surface formed by the upper end of the pin is increased while maintaining the pin pitch, thereby improving visibility. For example, when the character "C" is displayed on a pin display device and the pin pitch is the same, the visibility of FIG. 17B is higher than that of FIG. 17A. To realize such a configuration, in this embodiment, the pin includes a main body portion and a magnet, and the magnet is attached to one end (the end on the lower surface side) of the main body portion, and the area of the other end (the end on the upper surface side, the end on the information display side) of the main body portion is made larger than the area of the lower surface of the magnet. The black circles in FIG. 17C represent the surface formed by the lower surface of the magnet, and the rectangles surrounding each black circle represent the upper surface of the pin. In the first embodiment, the area of the top face of the pin and the area of the bottom face of the magnet are substantially the same, but in this embodiment, the area of the top face of the main body is made larger than the area of the bottom face of the magnet while maintaining the space between the magnets. With this configuration, the area of the surface formed by the top end of the pin is increased, improving visibility.
以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
第1実施形態では、ピンディスプレイシステムの一例について説明する。第1実施形態のピンディスプレイシステム1300は、図18に例示するように、ピンディスプレイ装置1100と磁性シート200を含む。第6実施形態のピンディスプレイ装置1100は、筐体1110と25個のピン1120を含む。磁性シート200、および、ピンディスプレイ装置1100と磁性シート200の配置は第1実施形態で説明した通りである。
The following description will focus on the differences from the first embodiment.
In the first embodiment, an example of a pin display system will be described. The
<筐体1110>
筐体1110は、そのピン挿入穴1111が、略四角柱形である点が、第1実施形態の筐体110とは異なる。他の構成は第1実施形態の筐体110と同じである。なお、ピン挿入穴111の略四角柱形の内周は、略四角柱形のピン1120がz方向には正方向にも負方向にも容易に移動可能であるものの、略四角柱形のピン1120がx方向やy方向にはほとんど移動しないように、ピン1120の略四角柱形の外周より僅かに大きな値として予め実験等により設定されたものである。
<
The
<ピン1120>
各ピン1120は、図19に例示するように、本体部分1122とポット磁石121を含み、筐体1110の各ピン挿入穴1111に挿入されるものであり、一方の端(下面側の端)がポット磁石121の下面121aからなる略円形であり、他方の端が筐体1110の下面と平行な平面である上面1120bである。本体部分1122は、一方の端が略正方形の上面1120b(一方の底面)であり、他方の端が略正方形の下面(他方の底面)である、略四角柱形の外形を有する。ピン112の外形は本体部分1122の外形に依拠する部分が多いため、ピン112は全体として略四角柱形の外形を有する。各本体部分1122は一方の端にポット磁石121が容器(ポット)の開口部を外側に向けて固定されており、各ピン1120はポット磁石121が備えられた端がz方向の負方向に向けられて筐体1110の各ピン挿入穴1111に挿入されるものである。例えば、ポット磁石121の本体部分1122への固定には、接着剤を用いることができる。なお、本体部分1122の上面1120bの面積は、ポット磁石121の下面121aの面積よりも大きい。
<
As shown in Fig. 19, each
ポット磁石121自体は、第1実施形態と同様の構成である。各ポット磁石121は、各ピン1120の各本体部分1122の下面に、ポット磁石121の下面121aが外側に向けて固定される。すなわち、各ポット磁石121は、各ピン1120の各本体部分1122の下面に、ポット磁石121の下面121aがピン1120の下面側となるように備えられる。
The
各本体部分1122は、各ポット磁石121と磁性シート200の間に発生する磁力による反発力による各ピン1120のz方向の正方向への移動をなるべく妨げないように、磁力線を遮断も低減もせず、磁力線の経路を制御せず、磁力線を発生せず、なるべく軽量であり、一定の剛性を有することが望ましい。例えば、ピン1120の垂直な移動や自重、人の手によって変形しないほうがよく、スチレンフォーム(発砲スチロールやウレタン)など比重が小さく弾性の低い素材で構成されることが望ましい。本実施形態では、本体部分1122は、略四角柱の外形を有する。
Each
各ピン1120の長さ(すなわち、各ピン1120の四角柱形の高さ)は、第1実施形態と同様に、各ピン挿入穴1111の深さ(すなわち、各ピン挿入穴1111の四角柱形の高さ)と同じ、または、各ピン挿入穴1111の四角柱形の深さ(長さ)より長い。なお、ピン1120の長さは、本体部分1122の長さ(すなわち、本体部分1122の四角柱形の高さ)とポット磁石121の長さ(すなわち、ポット磁石121の円柱形の高さ)との和と略同じ値となる。
The length of each pin 1120 (i.e., the height of the rectangular prism of each pin 1120) is the same as the depth of each pin insertion hole 1111 (i.e., the height of the rectangular prism of each pin insertion hole 1111) or is longer than the depth (length) of the rectangular prism of each
また、第1実施形態と同様に、ピンディスプレイ装置100による表示により多くのバリエーションを持たせるためには、各ピン120のz方向への移動可能な量の最大値は大きいほうがよく、ピン1120の重さ、つまり、ポット磁石121と本体部分1122の総重量は小さいほうが良い。
Also, as in the first embodiment, in order to provide more variety in the display by the
各ピン挿入穴1111の深さは各ピン1120のz方向への移動可能な量の最大値より大きな値である必要があり、各ピン1120の長さは各ピン1120のz方向への移動可能な量の最大値より大きな値である必要がある。
このような構成により、ピンピッチを維持したまま、ピンの上端が形成する面の面積を大きくし、視認性の向上を図ることができる。
The depth of each
With this configuration, the area of the surface formed by the upper ends of the pins can be increased while maintaining the pin pitch, thereby improving visibility.
[第7実施形態]
第6実施形態で説明したピンディスプレイシステム1300はあくまでも一例であり、第6実施形態のピンディスプレイシステム1300についても第1実施形態のピンディスプレイシステム300に対して第2実施形態で説明したのと同様の様々な変形が可能である。ここで、第2実施形態とは異なる変形例について説明する。
[Seventh embodiment]
The
<ピン1120およびピン挿入穴1111の形状、配置>
ピンディスプレイシステム1300は視認性の向上を図るためにピン1120の上端が形成する面の面積を大きくすることが望ましい。そのため、ピン1120はできるだけ高い密度で配列することが望ましく、同一の大きさ、形状のピンの上面が最も密に配置できることが望ましい。なお、この配置を以下「最密ピン配置」ともいう。最密ピン配置を採用することで、高密度のピンディスプレイを実現でき、所望の磁気パタンを高精度で表示することができる。また、ピン1120の上面1120b間の間隔が揃っていない場合、同じ磁気パタンであっても、位置による表示内容のムラが発生してしまうため、ピン1120の上面1120bが行列上にx方向、y方向に均等な間隔をあけて配置されることが望ましい。
<Shapes and arrangements of
In the
ピン1120の本体部分1122は、z方向の移動をなるべく妨げないように柱体であることが望ましい。例えば本体部分1122の上面1122bの形状は、N角形(Nは3以上の整数)、円形、楕円形、星形、ハート形などでもよい。図20Aは正方形の例、図21Aは円形の例、図22Aは菱形の例、図23Aは正六角形の例を示す。本体部分1122の上面1122bが、円形、菱形、正六角形等の場合には、最密ピン配置は、図形の中心を正三角形の頂点とした配置となる。なお、ピン1120に含まれる磁石として、ポット磁石121以外にも、軸方向に一様に着磁された柱体、例えば円柱形の磁石1121を使用することができる。例えば、磁石1121は、磁性シートと穴あけ工具を使って、磁性シートを円形にくりぬくことで作成することができる(非特許文献1参照)。このような構成とすることで、磁石の作成コストを下げることができ、また、ピン1120の重さを軽くすることができる。なお、ピン1120の一方の端は柱体の磁石1121の一方の底面であり、ピン1120の他方の端は柱体の本体部分1122の一方の底面であり、磁石1121の他方の底面と本体部分1122の他方の底面とが各柱体の軸を一致させた位置で固定されている。
It is desirable that the
この場合、筐体1110は、ピンの本体部分の上面をできるだけ高い密度で配列することができるように、行列上にx方向、y方向に均等な間隔をあけて設けられたピン挿入穴1111を備えることが望ましく、さらに、最密ピン配置となるように、ピン挿入穴1111を備えることが望ましい。各ピン挿入穴1111は、筐体1110の上面側からピン1120が挿入される穴であり、柱体のピン1120をz方向に移動可能とするための穴であり、中心軸がz方向である柱体である。ピン挿入穴1111は、本体部分1122の形状に合わせた形状であり、例えば、その断面は、正方形、円形、菱形、正六角形である。各ピン挿入穴1111の内周は、柱体のピン1120がz方向には正方向にも負方向にも容易に移動可能であるものの、柱体のピン1120がx方向やy方向にはほとんど移動しないように、ピン1120の柱体の内周より僅かに大きな値として予め実験等により設定されたものである。
In this case, it is desirable that the
ピンディスプレイシステム1300は視認性の向上を図るためにピン1120の上端が形成する面の面積を大きくするという観点から考えると、本体部分1122の上面1122bおよびピン挿入穴1111の断面の形状は、図24Aに示すように正三角形などでもよい。ただし、図24Aの場合、y方向の磁石の間隔D1-24A、D2-24Aが均一ではないため、表示内容のムラが発生してしまう。xy平面上でピン1120およびピン挿入穴1111の配置を90度回転させることで、y方向の磁石の間隔D-24Bを均一にすることができるが、x方向の磁石の間隔が均一ではなくなり、表示内容にムラが発生してしまう。
When considering the
また、第1実施形態では、図7に例示するように、筐体110の各ピン挿入穴111は、間隙112を設けるために、底を備えるが、図25に示すように筐体1110を貫通してもよい。この場合、筐体1110の各ピン挿入穴1111の2つの平行な略円形の底面は、図25に例示するように、筐体1110の上面1110b内にある上面1111bと、筐体1110の下面1110a内にある下面1111aである。
In the first embodiment, as illustrated in FIG. 7, each
さらに、間隙112を設けるための別部材からなる第二の筐体1110-2を筐体1110に取り付ける(図25,26参照)。
Furthermore, a second housing 1110-2 made of a separate member is attached to the
第二の筐体1110は、図26に例示するように、z方向と垂直な平面である下面1110a-2と、下面1110a-2に対してz方向の正方向にあり下面1110a-2と平行な平面である上面と、を備える略直方体の外形を有する。第二の筐体1110は中空であり、第二の筐体1110の上面は開口している。第二の筐体1110-2の素材は、例えばプラスチックや樹脂や紙などのように、磁力線を遮断も低減もせず、磁力線の経路を制御せず、磁力線を発生しない素材であり、例えば、筐体1110と同じ素材である。なお、磁力による反発力により、ピン1120がz方向の正方向に移動していない状態(ピン1120の磁石1121側の端が第二の筐体1110の内周面につき、第2の筐体1110-2の下面が磁性シート200の上面についている状態)における磁石1121と磁性シート200の上面との間には、z方向の長さが、磁石1121に用いるのと同じ磁石(すなわち、磁石1121と同じ磁場を放出する磁石)が放出する磁場により磁性シート200に用いるのと同じ磁性シート(すなわち、磁性シート200と同じ基材と同じ強磁性体と同じ混合比の磁性シート、磁性シート200と同種の磁性シート)の極性を書き換えない最短距離以上であり、かつ、磁石1121に用いるのと同じ磁石(すなわち、磁石1121と同じ磁場を放出する磁石)と磁性シート200に用いるのと同じ磁性シート(すなわち、磁性シート200と同じ基材と同じ強磁性体と同じ混合比の磁性シート、磁性シート200と同種の磁性シート)の間で磁力が発生しなくなる最長距離以下である、z方向の長さを有する間隙112が設けられている必要がある。
26, the
図27は、各ピン1120の長さを説明するための図である。このような構成の場合、各ピン1120の長さ(すなわち、各ピン1120の柱体の高さ)は、筐体1110の上面1110bから上面1110bと平行な第二の筐体1110-2の内周面までの距離D2と同じ、または、距離D2より長い。
27 is a diagram for explaining the length of each
図28に示すように、各ピン1120の各本体部分1122は、z方向の負方向における端部において、中心軸から外側に向かって伸びる凸部1122Aを有してもよい。なお、凸部1122Aの形状および大きさは、ピン挿入穴1111を通過できない形状および大きさであり、かつ、隣接する凸部1122Aが係合しない大きさであればよい。このような構成とすることで、ピン挿入穴1111の下面1111aと凸部1122Aの上面とが当接し、例えば、ピンディスプレイ装置1300を逆さにしたときに、ピン1120がピン挿入穴1111から飛び出してしまうことを防ぐことができる。
As shown in FIG. 28, each
また、図29Aに示すように、各ピン1120の各本体部分1122は、z方向の正方向における端部において、本体部分1122の上面1122bの形状(例えば、N角形(Nは1以上の整数)、円形、楕円形、星形、ハート形)を拡大するように外側に向かって伸びる凸部1122Bを有してもよい。なお、凸部1122Bの大きさは、隣接する凸部1122Bが係合しない大きさであればよい。このような構成とすることで、単位面積当たりのピンの上端が形成する面の面積が大きくなり、視認性が向上する。なお、この場合、各ピン1120の長さ(すなわち、各ピン1120の柱体の高さ)は、筐体1110の上面1110bから上面1110bと平行な第二の筐体1110-2の内周面までの距離D2に凸部1122Bの厚さ(z方向の長さ)を加えた長さと同じ、または、距離D2に凸部1122Bの厚さ(z方向の長さ)を加えた長さより長い。なお、凸部1122Bを設け、何らかの理由(例えば、本体部分1122とピン挿入穴1111との隙間が想定よりも大きく、ピン1120が想定よりも斜めに移動し、x方向およびy方向の少なくとも何れかにおいてズレが生じた等)により、隣接する凸部1122Bが係合し、ピン1120のz方向の移動を阻害する可能性がある。図29Bは、図29Aの破線部分の拡大図である。図29Bに示すように、凸部1122Bの上面と下面の少なくとも何れかにおいて角を丸めることでこのような問題を軽減することができる。
Also, as shown in FIG. 29A, each
さらに、図30に示すように各ピン1120の各本体部分1122は、凸部1122Aと凸部1122Bを有してもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 30, each
なお、図28~図30の構成の場合、本体部分1122の凸部1122A、1122Bを除いた部分の軸方向の長さは、ピン挿入穴1111の軸方向の長さより長い。
In the configurations shown in Figures 28 to 30, the axial length of the
<磁石1121の形状、配置>
磁石1121の形状は円柱以外の形状でもよく、柱体、例えば、多角柱でもよい。隣接する磁石1121どうしの間には磁場干渉を防ぐべく一定の距離を設ける必要があるが、それは互いの磁石1121の磁場分布に依存する。例えば、磁石1121が図31Aのような磁場の干渉範囲Mを持つ場合、干渉範囲Mが重ならないように図31B、図31Cのような配置を採用する。
<Shape and arrangement of
The shape of the
また、磁石の形状が同じでも着磁されている磁場の形状によって磁場分布が異なる場合がある。図32Aおよび図33Aの磁石1121は、上面および下面が長方形の四角柱形であるが、干渉範囲Mは異なる。そのため、間隔を設けるべき領域範囲に応じて最適な配列は変化する。例えば、図32Aの磁場の干渉範囲Mを持つ場合干渉範囲Mが重ならないように図32Bのような配置を採用し、図33Aの磁場の干渉範囲Mを持つ場合干渉範囲Mが重ならないように図33Bのような配置を採用する。
In addition, even if the shape of the magnet is the same, the magnetic field distribution may differ depending on the shape of the magnetic field to which it is magnetized. The
<磁石1121の強さと間隔の関係>
磁石1121が柱体の場合、底面の面積を大きくすることで、磁石1121が放出する磁場を大きくすることができる。第1実施形態で説明した通り、ピンディスプレイ装置1300が備える各ピン1120が備える磁石1121が放出する磁場は強いほうがよい。ただし、磁石1121が放出する磁場をあまり強くしてしまうと、隣接するピン1120に備えられた磁石1121の間で発生する磁力が隣接するピン1120相互の動きに影響してしまう。具体的には、各ピン1120の磁石1121が放出する磁場は、隣接するピン1120に備えられた磁石1121の間で発生する磁力がピン1120の動きに影響しない必要がある。つまり、ピンピッチに対して、磁場が影響を及ぼし合わない範囲で最大となる磁石を用意するとよい。
<Relationship between the strength and spacing of
When the
ここでは、単純な例として、図34に示すように、ピン1120が、四角柱の本体部分1122と円柱の磁石1121とを含む場合について説明する。円柱の磁石1121は、磁性シートを円形にくりぬいたものとする。
Xを四角柱の本体部分1122の底面の正方形の辺の長さ、Wを隣接するピン1120を隔てる筐体1110の成す壁の厚みとし、aを本体部分1122と筐体1110の成す壁との間の遊びとすると、ピンピッチPは、
P=X+2a+W
と表すことができる。なお、遊びaは、ピン1120がz方向にスムーズに移動するための本体部分1122と壁の間の空間(隙間)であり、通常0.05~0.5mm程度に設定する。mをピン1120本体部分1122の重さ(X2×ピンの長さ×本体部分1122の素材比重)とし、dを円柱の磁石1121の底面の直径とし、D(d,m)を重量m[g]の負荷を載せた直径dの2つの磁石が、互いの磁場による影響が無視できる距離とすると、
P≧D(d,m)+d
を満たすように直径dを選択するとよい。
34, a case will be described in which a
Let X be the length of the square side of the base of the
P=X+2a+W
It can be expressed as follows. The play a is the space (gap) between the
P≧D(d,m)+d
It is advisable to select the diameter d so that
D(d,m)は、実験やシミュレーションにより求めることができる。例えば、図35は、直径dと距離D(d,m)と重量m[g]の関係を示す。本体部分1122を含まない場合と、本体部分1122の重量が0.029gの場合について調べた。本体部分1122の重量が重いほうが互いの磁場による影響が無視できる距離D(d,m)は小さくなる。また、D(d,m)+dが10mm以下のスケールでは磁石1121の直径dのサイズに応じてD(d,m)+dも増加するため、D(d,m)+dはほぼ1次関数で示すことができる。
D(d,m) can be found by experiment or simulation. For example, Figure 35 shows the relationship between diameter d, distance D(d,m), and weight m [g]. We investigated the case where the
例えば、本体部分1122の底面の正方形の辺の長さを5mmとし、本体部分1122の高さ(z方向の長さ)を20mmとし、本体部分1122の重さm=0.029g、Wを隣接するピン1120を隔てる筐体1110の成す壁の厚みW=1mm、遊びa=0.15mmとすると、6.3 ≧ d+D(d,0.029)となるdとして、d=4.5 mmなどが求まる。
For example, if the length of the sides of the square bottom surface of
<ピン1120の構成を決定する要因>
各ピン1120のz方向への移動可能な量の最大値が、所望の値となるように本体部分1122の形状、大きさおよび素材比重、筐体1110の成す壁の厚みW、本体部分1122と筐体1110の成す壁との間の遊びa、筐体1110に設けられる間隙112の厚さ、磁石1121の柱体の底面の面積、高さ、磁石1121自体の形状、磁石1121に着磁されている磁場の形状、磁石1121の配置および重さ、磁性シート200の厚みおよび磁気パタンを設定する。例えば、各ピン1120のz方向への移動可能な量の最大値が、所望の値よりも小さい場合、本体部分1122の高さを低くして大きさを小さくし、素材比重を軽くし、筐体1110または第二の筐体1110-2に設けられる間隙112を薄くし、磁石1121の柱体の底面の面積を大きくし、磁石1121の高さを高くし、磁性シート200の厚みを厚くする等の対策が考えられる。逆に、ピン1120のz方向への移動量が最大値になったときにピン1120がピン挿入穴1111から飛び出してしまう場合、逆の対策が考えられる。
<Factors Determining the Configuration of
The shape, size and material density of
[第8実施形態]
第6,7実施形態で説明したピンディスプレイシステム1300は、第1実施形態のピンディスプレイシステム300と同様に、第3実施形態と第4実施形態で説明した利用形態でも利用することができる。
ここで、第4実施形態で説明した利用形態で利用した場合について説明する。
[Eighth embodiment]
The
Here, a case where the system is used in the manner described in the fourth embodiment will be described.
本実施形態でも第4実施形態と同様に、ピンディスプレイ装置1100の筐体1110の下面1110aより広い面積の磁性シート200の上面200aの異なる位置それぞれに所望の各表示に対応する磁性パタン(S極とN極によるテクスチャ)を予め着磁しておき、ピンディスプレイ装置1100の筐体1110の下面1110aと磁性シート200の上面200aとを接触または近接させた状態で、ピンディスプレイ装置1100と磁性シート200の相対位置をz方向に垂直な方向に変化可能とし、ピンディスプレイシステム1300はこの相対位置の変化によって、所望の様々な表示をする。ピンディスプレイ装置1100と磁性シート200の相対位置を変化させる方向をα方向とし、z方向に垂直かつα方向に垂直な方向をβ方向とする。
In this embodiment, as in the fourth embodiment, magnetic patterns (textures with south and north poles) corresponding to each desired display are pre-magnetized at different positions on the
例えば、ピンディスプレイ装置1100と磁性シート200の相対位置をz方向に垂直な方向αに変化させる機械機構をピンディスプレイシステムに備える。図11のピンディスプレイシステム1301は、ピンディスプレイ装置1100と磁性シート200と第1ローラー210と第2ローラー220とハンドル230と支持具240を備える。このような構成の場合、α方向は所定の方向になり、図11の例ではα方向はx方向となる。β方向はy方向である。
For example, the pin display system is provided with a mechanical mechanism that changes the relative position of the
図36は、磁性シート200と磁性シート200に着磁された磁性パタン、ピン1120の例を示す。
Figure 36 shows an example of a
各ピン1120は、各磁石1121と磁性シート200の上面200aの間に発生する磁力による反発力によって、z方向の正方向に移動し、ピン1120の上面からなる三次元の点群により情報を表示する。磁石1121の磁性シート200と対向する面がN極である場合であって、図36に例示する磁気パタン(この例では手書きの磁気パタン「A」)のように、磁性シート200の上面200aのうちの図36で濃色に着色されている部分がN極に着磁されていて、磁性シート200の上面200aのうちの図36で濃色に着色されていない部分がS極に着磁されている場合には、ピンディスプレイ装置1100の筐体1110の下面1110aと磁性シート200の上面200aとを接触または近接して配置すると、ピンディスプレイ装置1100は磁気パタン(この例では手書きの磁気パタン「A」)に対応する三次元の点群により情報を表示する。すなわち、磁性シート200の上面200aのうちの、z方向の正方向への移動をさせる複数個のピン1120の磁石1121それぞれに対向する部分には、対向する磁石1121の磁性シート200と対向する面と同じ極(例えばN極)である第1の部分と、当該第1の部分を囲み、磁石1121の磁性シート200と対向する面の極とは逆の極(例えばS極)である第2の部分と、による磁気パタンが着磁されていて、磁性シート200の上面200aのうちの、z方向の正方向への移動をさせる複数個のピン1120のうちのz方向の正方向への移動量を第1の移動量とするピン1120の磁石1121に対向する部分に着磁されている磁気パタンと、z方向の正方向に移動させる複数個のピン1120のうちのz方向の正方向への移動量を第1の移動量とは異なる第2の移動量とするピン1120の磁石1121に対向する部分に着磁されている磁気パタンと、は異なるようにされている。
Each
磁石1121をα方向に投影したとき、β方向(y方向)において、投影した磁石1121間の間隔が大きく、磁気パタンがその間隔よりも小さい場合、図37に示すように、小さい磁気パタンが磁石1121の間を通過し、的確にピン1120が持ち上がらない場合がある。特に、パタンジェネレータやプロッティングマシン等を用いずに、磁石等を用いて手書きで磁気パタンを書き込む場合にこのような問題が生じやすい。
When
このような問題を解決するために、磁石1121をα方向に投影したとき、β方向(y方向)において、投影した磁石1121間の間隔はできるだけ小さいほうがよい。想定されるβ方向において最も小さい磁気パタンに対して、β方向において異なる位置に配置された磁石1121のうちの少なくとも1つが反応し、ピン1120が持ち上がることが望ましい。さらに、図38に示すように、α方向(x方向)において磁石1121が重複し、β方向(y方向)において磁石1121間の間隔を0としてもよい。別の言い方をすると、磁石1121をα方向に投影したとき、投影した磁石1121が重複し、投影した磁石1121間の間隔を0としてもよい。
To solve this problem, when the
各ピン挿入穴1111に挿入した各ピン1120の各磁石1121をα方向に投影したとき、β方向(y方向)において、投影した磁石1121間の間隔が小さくなるように筐体1110に各ピン挿入穴1111を設ける。そのためには、ピンの上端が形成する面の形状に合わせて、単位面積当たりのピンの上端が形成する面の面積が大きくなる最密ピン配置を求め、さらに、最密ピン配置を求めた面上で最密ピン配置を回転させ、ピンの磁石をα方向に投影したとき、β方向(y方向)において、投影した磁石1121間の間隔が小さくなる角度を求め、求めた最密ピン配置および角度に対応したピン挿入穴1111を筐体1110に設け、ピン挿入穴1111にピン1120を挿入する。
When each
例えば、本体部分1122の上面1122bの形状が正方形の場合、図20Aおよび図20Bは何れも最密ピン配置であるが、図20Aの配置を45度回転させた図20Bの配置のほうが、β方向(y方向)における投影した磁石1121間の間隔は小さくなる。例えば、上面1122bの形状が正方形であり、各正方形の底面の正方形の辺の長さを5mm、各磁石1121の直径dを3mmとし、ピンピッチを6.3mmとすると、図20Aの配置の場合には、β方向(y方向)における投影した磁石1121の中心軸間の距離はピンピッチ6.3mmと同じであり、図20Bの配置の場合には、β方向(y方向)における投影した磁石1121の中心軸間の距離は4.45mmである。図39Aは図20Aの配置例におけるピンディスプレイ装置1100の表示状態の例を示す図であり、図39Bは図20Bの配置例におけるピンディスプレイ装置1100の表示状態の例を示す図である。
For example, when the shape of the top surface 1122b of the
図21Aおよび図21Bは本体部分1122の上面1122bの形状が円形の場合であり、図22Aおよび図22Bは本体部分1122の上面1122bの形状が菱形の場合であり、図23Aおよび図23Bは本体部分1122の上面1122bの形状が正六角形の場合であり、何れも各図形の中心を正三角形の中心とした最密ピン配置である。この場合、図21A、図22A、図23Aの配置を90度回転させた図21B、図22B、図23Bの配置のほうが、β方向(y方向)における投影した磁石1121間の間隔は小さくなる。
21A and 21B show the case where the shape of the upper surface 1122b of the
[第9実施形態]
磁性シート200への磁気パタンの形成は専用のパタンジェネレータやプロッティングマシン等の着磁器を用いる必要があり、任意のタイミングで磁気パタンの書き込みや消去、変更を行うことができない、という課題がある。
[Ninth embodiment]
Forming a magnetic pattern on the
本実施形態の動作表示装置は、磁性シートを移動させる磁性シート駆動部と、磁気パタンを可視化するシート(以下、「磁気可視化シート」ともいう)が磁性シート上に配置され磁気可視化シート上から磁石により磁気パタンの書き込みが行われる描画窓部と、磁性シート上において磁気により動作するデバイスが配置される表示部と、を有する。ここで、磁性シート上に磁気により動作するデバイスとして、第1~第8実施形態で説明したピンディスプレイ装置を利用することができ、この例では、ピンディスプレイ装置1100を用いる。第8実施形態で説明したように、磁性シートを移動させる際に、小さい磁気パタンに対しても的確に動作するように、ピンディスプレイ装置1100のβ方向(y方向)における投影した磁石1121間の間隔はできるだけ小さくする。
The operation display device of this embodiment has a magnetic sheet drive unit that moves the magnetic sheet, a drawing window unit where a sheet that visualizes a magnetic pattern (hereinafter also referred to as the "magnetic visualization sheet") is placed on the magnetic sheet and a magnetic pattern is written from the magnetic visualization sheet by a magnet, and a display unit where a device that operates by magnetism is placed on the magnetic sheet. Here, the pin display device described in the first to eighth embodiments can be used as the device that operates by magnetism on the magnetic sheet, and in this example, the
このような構成により、磁性シートを移動させながら、随時、目視で表示部に設置されるデバイスの動作状況を確認しつつ、磁気パタンの形成(書き込み)および修正が可能となるため、表示部に設置されるデバイスの動作状況に応じてインタラクティブに磁気パタンのデザインを行うことが可能となる。 This configuration makes it possible to move the magnetic sheet while visually checking the operating status of the device installed on the display unit at any time and to form (write) and modify the magnetic pattern, making it possible to interactively design the magnetic pattern according to the operating status of the device installed on the display unit.
図40は動作表示装置2301を例示した斜視図であり、図41は動作表示装置2301を例示した側面図である。動作表示装置2301は、磁性シート200とモータ205と第1ローラー210と第2ローラー220と磁気可視化シート2350と描画窓部2351とピンディスプレイ装置1100と表示部2360と支持具240と磁気パタン消去部2370を備える。
FIG. 40 is a perspective view illustrating the
<第1ローラー210、第2ローラー220およびモータ205>
磁性シート200は、無端ベルト状にされている。第1ローラー210と第2ローラー220は、支持具240に支持されており、それぞれの軸心が互いに平行になるように配置されており、無端ベルト状の磁性シート200を下面200b側から支持する。
<
The
また、モータ205、例えば、ステッピングモータが、第2ローラー220に固定されており、ステッピングモータを回転させると同時に第2ローラー220が回転する。x方向の正方向に磁気可視化シート2350、ピンディスプレイ装置1100および磁気パタン消去部2370の順に配置されている。磁性シート200の上面200aに磁気可視化シート2350の下面、ピンディスプレイ装置1100の筐体1110の下面および磁気パタン消去部2370の下面を接触または近接させて配置した状態で、描画窓部2351、表示部2360および磁気パタン消去部2370が支持具240に支持されている。なお、磁気可視化シート2350は描画窓部2351を介して支持具240に支持され、ピンディスプレイ装置1100は表示部2360を介して支持具240に支持されている。
これにより、モータ205を時計回りまたは半時計回りに回転させることで、第1ローラー210と第2ローラー220がモータ205と同じ方向に回転し、磁性シート200の上面200aに磁気可視化シート2350の下面、ピンディスプレイ装置1100の筐体1110の下面および磁気パタン消去部2370の下面を接触または近接させて配置した状態で、磁気可視化シート2350、ピンディスプレイ装置1100および磁気パタン消去部2370と磁性シート200の相対位置をz方向に垂直な方向であるx方向に変化させることができる。
As a result, by rotating the
この例では、第1ローラー210と第2ローラー220とモータ205が磁性シート駆動部に相当する。モータ205は、例えば、ステッピングモータからなり、回転方向、回転速度等は簡単にマイコンで制御することができる。モータ205は、自動で、一定速度で、送り出す構成としてもよい。また、磁性シート200を送り出す速度(速度=0も含む)と方向を制御するスイッチを設け、利用者がスイッチを押下してモータを操作してもよい。また、例えば、一定時間毎、または、所定のスイッチ等を押下することで、描画窓部2351で提示される1画面分の磁性シート200を送り出す構成としてもよい。
In this example, the
また、図示しない入力情報読み取り部を設け、書き込まれた磁気パタンを読み取り、読み取った回転方向、回転速度等に基づきモータを制御してもよい。例えば、入力情報読み取り部は、カメラと画像認識部とモータ制御部とを含み、カメラで磁気可視化シート2350を撮影し、画像認識部において撮影した画像に対して画像認識処理を行い、モータ制御部は認識結果に従ってモータ205を制御する。なお、カメラに代えて磁気パタンを読み取る装置を配置し、認識部において読み取った磁気パタンに対して認識処理を行う構成としてもよい。例えば、認識結果が、「再生」とのテキスト、または、再生することを意味する何らかの記号(例えば「>」)やジェスチャー(例えば、磁気可視化シート2350の特定の位置をタップするジェスチャー)を表す場合、モータ制御部は、モータ205を所定の速度で時計回りに回転させる。モータ制御部では、モータ205の回転方向、回転速度、回転時間、回転回数等を制御することができる。また、例えば、認識結果が、「消去」とのテキスト、または、消去することを意味する何らかの記号(例えば、消しゴムのマーク)やジェスチャー(例えば、磁気可視化シート2350の特定の位置をダブルタップするジェスチャー)を表す場合、モータ制御部は、磁性シート200の上面200aのある所定の位置が一周周って元の位置に戻るまで、モータ205を所定の速度で時計回りまたは反時計回りに回転させる。このような処理により、後述する磁気パタン消去部2370によって、磁性シート200の上面200aの全体を所望の磁極に着磁することができ、磁気パタンをリセットすることができる。
Also, an input information reading unit (not shown) may be provided to read the written magnetic pattern and control the motor based on the read rotation direction, rotation speed, etc. For example, the input information reading unit includes a camera, an image recognition unit, and a motor control unit, and the camera takes an image of the
モータ205を用いることで、入出力間の時間の短縮が期待される。これにより、立体提示におけるインタラクティブ性が高まり、お絵かき感覚での立体提示を実現できる。ただし、モータ205に代えてハンドルを設け、第4実施形態で説明したように、利用者がハンドルを時計回りまたは半時計回りに回転させることで、磁性シートを駆動させてもよい。
By using the
<描画窓部2351および磁気可視化シート2350>
描画窓部2351では、磁気可視化シート2350が磁性シート200上に配置され、磁気可視化シート2350上から磁石により磁気パタンの書き込みが行われる。
<Drawing
In the
磁気可視化シート2350は、磁気可視化シート2350に接触または近接させて配置された磁性シートの磁場の強弱や磁極の境目を目視で確認可能なシートである。例えば、参考文献1のシート等が考えられる。
(参考文献1)「マグネットビューア」、[online]、[令和5年9月17日検索]、インターネット<URL:https://www.amazon.co.jp/magfine-%E3%83%9E%E3%82%B0%E3%83%8D%E3%83%83%E3%83%88%E3%83%93%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%82%A2-200x200-mm/dp/B0125WO82Q>
この例では、磁気可視化シート2350は、フィルム状のシートとマイクロカプセルに包まれた磁性体とを含み、フィルム状のシートの中にマイクロカプセルに包まれた磁性体が挟まれている。磁石(磁力線を発生するもの)に接触させると磁性体が反応し向きが変わり、光の反射率の変化によって色が変化することで、利用者は、磁場の強弱や磁極の境目を目視で知覚できる。
The
(Reference 1) "Magnet Viewer", [online], [searched on September 17, 2023], Internet <URL: https://www.amazon.co.jp/magfine-%E3%83%9E%E3%82%B0%E3%83%8D%E3%83%83%E3%83%88%E3%83%93%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%82%A2-200x200-mm/dp/B0125WO82Q>
In this example, the
<表示部2360およびピンディスプレイ装置1100>
表示部2360は、磁性シート200上において磁気により動作するデバイスであるピンディスプレイ装置1100が配置される。
<
The
<磁気パタン消去部2370>
磁気パタン消去部2370は、磁性シート200の上面200aに接触または近接させることで、磁性シート200の上面200aに所望の磁極に着磁することができる強力な磁石である。磁気パタン消去部2370のy方向の長さは、磁性シート200のy方向の長さ以上とする。例えば、磁気パタン消去部2370は、強力な磁石であるネオジウム磁石とする。磁気パタン消去部2370は、磁性シート200の上面200aの磁気パタンをリセットする役割を担い、磁気可視化シート2350とピンディスプレイ装置1100の間以外の場所に配置される。
<Magnetic
The magnetic
<動作例>
動作表示装置2301の動作例について説明する。
例えば、磁気可視化シート2350の下面に対抗する磁性シート200の上面200aの全体が、S極に着磁されている。
<Example of operation>
An example of the operation of the
For example, the entire
所望の磁気パタンは、磁性シート200の上面200aのうちの所望の磁気パタンに対応する部分に磁気可視化シート2350を介して磁石のS極を接触させることで、着磁することができる。磁性シート200の上面200aのうちの所望の磁気パタンに対応する部分を着磁する際には、例えば、描画窓部2351において、先端にネオジウム磁石のS極を備えた着磁器を用いて、磁気可視化シート2350を介して着磁器の先端を磁性シート200の上面200aに押し当てて、所望の磁気パタンに対応する部分を描くように着磁器の先端を移動させればよい。このような構成とすることで、利用者は、磁気可視化シート2350を介して磁性シート200の磁場の強弱や磁極の境目を目視で確認することができる。所望の磁気パタンを磁性シート200の上面200aに着磁する際には、所望の磁気パタンに対応する形状に切り抜かれた磁気シートを備えるスタンプ等、他の磁石を用いてもよい。
The desired magnetic pattern can be magnetized by contacting the S pole of a magnet with the portion of the
所望の磁気パタンを磁性シート200の上面200aに着磁した後、モータ205を時計回りに回転させ、所望の磁気パタンが着磁された磁性シート200の上面200aが、磁気可視化シート2350の下面からピンディスプレイ装置1100の筐体1110の下面1110aに進行する。
After the desired magnetic pattern is magnetized on the
各ピン1120は、各ピン1120の各磁石1121と磁性シート200の上面200aの間に発生する磁力による反発力がある場合には、その反発力によってz方向の正方向(すなわち、重力とは逆の方向を少なくとも含む方向)に移動し、三次元の点群により情報を表示する。
When there is a repulsive force due to the magnetic force generated between each
このとき、利用者は、デバイスの動作状況を確認し、動作を修正したい場合には、モータ205を反時計回りに回転させ、磁気パタンが着磁された磁性シート200の上面200aを磁気可視化シート2350の下面に進行させ、磁気可視化シート2350を介して磁性シート200の磁場の強弱や磁極の境目を目視で確認しつつ、例えば、先端にネオジウム磁石のS極を備えた着磁器を用いて、磁気可視化シート2350を介して着磁器の先端を磁性シート200の上面200aに押し当てて、修正したい磁気パタンに対応する部分を描くように着磁器の先端を移動させる。
At this time, if the user wants to check the operating status of the device and correct the operation, he or she rotates the
例えば、磁気パタン消去部2370の図示しない下面が強力な磁石であるネオジウム磁石のN極の場合、磁性シート200の上面200aに磁気パタン消去部2370の下面を接触または近接させて配置した状態で、磁性シート200の上面200aが、x方向の正方向に進行すると、磁性シート200の上面200aの全体をS極に着磁することができる、磁気パタンをリセットすることができる。
For example, if the underside (not shown) of the magnetic
このような構成により、専用のパタンジェネレータやプロッティングマシン等の着磁器を用いずに、利用者は磁石を用いて手軽に磁気パタンを書き込むことができ、さらに、磁気パタンに応じて動作するピンディスプレイ装置の実際の動作状況をすぐに確認することができ、実際の動作状況を考慮して磁気パタンを修正することでき、インタラクティブに磁気パタンのデザインを行うことができる。 With this configuration, users can easily write magnetic patterns using magnets without using a dedicated pattern generator or magnetizer such as a plotting machine. Furthermore, they can immediately check the actual operating status of the pin display device that operates according to the magnetic pattern, and can modify the magnetic pattern taking into account the actual operating status, allowing for interactive design of magnetic patterns.
[第10実施形態]
第9実施形態で説明した動作表示装置2301はあくまでも一例であり、第10実施形態で説明する通りの様々な変形が可能である。
[Tenth embodiment]
The
<描画窓部2351の複数配置>
図42に示すように、1つのピンディスプレイ装置に対して2つの描画窓部2351および磁気可視化シート2350を配置してもよい。各描画窓部2351では、各磁気可視化シート2350が磁性シート200上に配置され、各磁気可視化シート2350上から磁石により磁気パタンの書き込みが行われる。
<Arrangement of
42, two
このような構成にすることにより、x方向の正方向に並んだ2つの描画窓部2351のうち、1つ目の描画窓部2351で書き込まれた磁気パタンを、2つ目の描画窓部2351で修正することができる。3つ以上の描画窓部2351および磁気可視化シート2350を配置してもよい。
By configuring in this way, of the two
さらに、図43に示すように、図42の動作表示装置2301に対して2つの表示部2360およびピンディスプレイ装置1100を配置してもよい。各表示部2360は、磁性シート200上において磁気により動作するデバイスである各ピンディスプレイ装置1100が配置される。
Furthermore, as shown in FIG. 43, two
このような構成にすることにより、x方向の正方向に並んだ2つの描画窓部2351と表示部2360のうち、1つ目の描画窓部2351で書き込まれた磁気パタンに対する1つ目のピンディスプレイ装置1100の動作状況を1つ目の表示部2360で確認し、2つ目の描画窓部2351で実際の動作状況を考慮して磁気パタンを修正し、修正した磁気パタンに対する2つ目のピンディスプレイ装置1100の動作状況を2つ目の表示部2360で確認することができる。3つ以上の表示部2360およびピンディスプレイ装置1100を配置してもよい。
By configuring in this way, of the two
<磁気パタン消去部2370の位置>
第9実施形態では、x方向の正方向に磁気可視化シート2350、ピンディスプレイ装置1100および磁気パタン消去部2370の順に配置されているが、磁気可視化シート2350上から書き込まれた磁気パタンがピンディスプレイ装置1100で表示されればよいため、磁気パタン消去部2370は、磁気可視化シート2350とピンディスプレイ装置1100の間以外の場所であればどこに配置してもよく、例えば、x方向の正方向に磁気パタン消去部2370、磁気可視化シート2350およびピンディスプレイ装置1100の順に配置してもよい。
<Position of magnetic
In the ninth embodiment, the
さらに、図44に示すように、磁気パタン消去部2370を昇降させる昇降部2371を含む場合には、磁気パタン消去部2370は、磁気可視化シート2350とピンディスプレイ装置1100の間に配置されてもよい。なお、昇降部2371は、支持具240に支持されており、磁性シート200の上面200aに磁気パタン消去部2370の下面を接触または近接させて配置した状態まで磁気パタン消去部2370を下げる、または、磁気パタン消去部2370の下面から磁性シート200の上面200aまでの距離が、磁石1121に用いるのと同じ磁石が放出する磁場により磁性シート200に用いるのと同じ磁性シートの磁力を弱めない最短距離以上となるように磁気パタン消去部2370を上げる。
Furthermore, as shown in FIG. 44, when the
磁気可視化シート2350の下面に対向する磁性シート200の上面200aをx方向の正方向に進行させる場合、昇降部2371は磁気パタン消去部2370を上げ、描画窓部2351で書き込まれた磁気パタンが表示部2360で表示される。一方、ピンディスプレイ装置1100の筐体の下面に対向する磁性シート200の上面200aをx方向の負方向に進行させる場合、昇降部2371は磁気パタン消去部2370を下げ、書き込まれた磁気パタンを消去する。なお、磁気パタンを消去する際には、ピンディスプレイ装置1100の筐体の下面に対向する磁性シート200の上面200aをx方向の負方向に進行させるための操作とともに、磁気パタンを消去するための操作(例えば、スイッチの押下や入力情報読み取り部を利用した操作)を行う構成としてもよい。
When the
なお、この例では、磁性シート200のx方向の端部はそれぞれ第1ローラー210と第2ローラー220に固定され、2つのモータ205はそれぞれ第1ローラー210と第2ローラー220に固定されている。第2ローラー220に固定されたモータ205を時計回りに回転させることで磁性シート200の上面200aをx方向の正方向に進行させ、第1ローラー210に固定されたモータ205を反時計回りに回転させることで磁性シート200の上面200aをx方向の負方向に進行させる。
In this example, the ends of the
[第11実施形態]
第9実施形態、第10実施形態では、動作表示装置2301は磁性シート200の上面200aに書き込まれた磁気パタンを表示することを目的としているが、ピンディスプレイ装置1100で提示される立体形状を用いて、ゲームなどに利用してもよい。動作表示装置2301のインタラクティブ性の高まりにより、このような応用が可能となる。
[Eleventh embodiment]
In the ninth and tenth embodiments, the
<ゲームとしての利用例>
例えば、図45の例では、ピンディスプレイ装置1100の上部に敵2401や味方2402を配置し、磁性シート200の上面200aに書き込まれた磁気パタンに対応する立体を利用して敵を倒すゲームに動作表示装置2301を利用している。
<Example of use as a game>
For example, in the example of Figure 45, an
また、例えば、図46の例では、ピンディスプレイ装置1100の上部にボール2404を配置し、磁性シート200の上面200aに書き込まれた磁気パタンに対応する立体を利用してボール2404をx方向の正方向の端部のゴールまで運ぶゲームに動作表示装置2301を利用している。
In the example of FIG. 46, for example, a
さらに、カメラと画像認識部とプロジェクタ等を組み合わせることでよりインタラクティブ性を高めることができる。例えば、カメラでピンディスプレイ装置1100の上面を撮影し、画像認識部は撮影した画像に対して画像認識処理を行い、プロジェクタを利用して立体形状に映像を張り合わせ、プロジェクションマッピングを行うことで、よりインタラクティブ性を高め、より多様な表現が可能となる。
Furthermore, by combining a camera, an image recognition unit, a projector, etc., it is possible to further increase interactivity. For example, a camera can capture an image of the top surface of the
さらに、カメラと画像認識部とプロジェクタ等を組み合わせ、プロジェクションマッピングを行う構成は、ゲームとしてだけではなく、第6実施形態~第8実施形態のピンディスプレイシステムや第9実施形態および第10実施形態の動作表示装置と組み合わせてもよい。立体形状に映像を張り合わせて着色することで、より多様な表現が可能となる。 Furthermore, a configuration that combines a camera, an image recognition unit, a projector, etc. to perform projection mapping can be used not only as a game, but also in combination with the pin display systems of the sixth to eighth embodiments and the motion display devices of the ninth and tenth embodiments. By pasting images onto a three-dimensional shape and coloring them, a greater variety of expressions becomes possible.
その他の動作表示装置2301の利用方法として、以下の例が考えられる。
(1)インタラクティブな広告媒体としての利用
磁性シート200の上面200aに予め所望の広告を磁気パタンで書き込む。磁気パタンで広告が書き込まれた磁性シート200の上面200aが描画窓部2351の下面と対向するように、モータ205により磁性シート200の上面200aをx方向の正方向に進行させる。利用者は、磁気可視化シート2350を介して、磁性シート200の上面200aに予め書き込まれた広告を確認することができる。利用者は、広告に対して、所望の書き込みを行うことができる。例えば、磁性シート200の上面200aのうちの所望の書き込みに対応する部分に磁気可視化シート2350を介して磁石を接触させることで、書き込むことができる。
Other examples of the usage of the
(1) Use as an interactive advertising medium A desired advertisement is written in advance on the
さらに、モータ205を時計回りに回転させ、予め書き込まれた磁気パタンに利用者の書き込みを加えて修正した磁気パタンが着磁された磁性シート200の上面200aが、磁気可視化シート2350の下面からピンディスプレイ装置1100の筐体1110の下面1110aに進行する。
Furthermore, the
各ピン1120は、各ピン1120の各磁石1121と磁性シート200の上面200aの間に発生する磁力による反発力がある場合には、その反発力によってz方向の正方向(すなわち、重力とは逆の方向を少なくとも含む方向)に移動し、三次元の点群により情報を表示する。
このような構成により、流れている広告に利用者が自分で書き込むことができる。
When there is a repulsive force due to magnetic force generated between each
This configuration allows users to write their own comments on the advertisements being displayed.
(2)形状の伝送
2台の動作表示装置2301を組み合わせて、立体形状の伝送を行うことができる。
磁気パタンを読み取る側の動作表示装置2301の描画窓部2351と磁気パタン消去部2370の間に磁気パタンを読み取る装置を配置し、描画窓部2351で書込まれた磁気パタンを読み取り、伝送部を介して読み取った磁気パタンを書き込み側の動作表示装置2301に送信する。書き込み側の動作表示装置2301の表示部2360と磁気パタン消去部2370の間以外の場所に受信した磁気パタンを磁性シート200の上面200aに書き込む装置を配置する。このような構成により、形状を伝送することができる。2台の動作表示装置2301にそれぞれ磁気パタンを読み取る装置と書き込む装置を配置することで、双方向に磁気パタンデータを送り合い、形状を伝送できる。
(2) Shape Transmission By combining two
A device for reading a magnetic pattern is disposed between the drawing
(3)モータ205の制御
磁性シートを移動させる磁性シート駆動部に含まれるモータ205の制御は、他のセンサからの入力値や電気信号を使用してもよい。
(3) Control of
[第12実施形態]
ピンディスプレイ装置1100で図47Aに示すような一塊の大きな凸面を表現しようと、図47Bに示すように磁石を用いて磁性シート200の上面200aを磁性シート200の上面200aに着磁されている磁極とは逆の磁極で着磁し、一塊の大きな凸面に対応する一塊の所望の磁気パタンとなるように塗りつぶした場合、図47Cに示すように磁極の境界に磁力線が集中し、中心部分に磁力線が発生しにくいため、図47Dに示すように中心部分のピンが上がらず、凹んで表現されてしまい、所望の磁気パタンに対応する情報を表示することができないという課題がある。より詳しく説明すると、隣接するピンの間隔を拡げると、単位面積当たりのピンの上端が形成する面の面積が小さくなり、視認性が低下するという従来技術の課題とともに、一塊の大きな磁気パタンを表現しようとすると中心部分のピンが上がらず、凹んで表現されてしまい、所望の磁気パタンに対応する情報を表示することができないという課題がある。本実施形態では、ピンピッチを維持したまま、ピンの上端が形成する面の面積が大きく、視認性の高く、一塊の大きな磁気パタンに対応する情報を表示することができるピンディスプレイ装置、ピンディスプレイシステムを提供することを目的とする。
[Twelfth embodiment]
In the
そこで、ピン1120の磁石1121の直下にピン1120を持ち上げる磁極がくるような磁気パタンを書き込む図48Aに示すような着磁器を使用することで、図48Bに示すような磁気パタンを着磁させ、均等に磁力線を発生させ、中心部分にも磁力線が構成され、図48Cに示すような大きな凸面を提示することができ、所望の磁気パタンに対応する情報を表示することができる。
Therefore, by using a magnetizer as shown in Figure 48A, which writes a magnetic pattern in which the magnetic pole that lifts the
均等に磁力線を発生させるために、本実施形態では、図48Bに示すように磁気パタンをストライプ状に着磁させる。図49に示すように、磁石1121の配置は、磁石1121をα方向(ピンディスプレイ装置1100と磁性シート200の相対位置を変化させる方向であり、例えばx方向)に投影したとき、β方向(z方向に垂直かつα方向に垂直な方向であり、例えばy方向)において投影した磁石間に間隔が存在する配置とし、磁性シート200の上面200aには相対的に位置が変化する磁石1121の直下に磁石1121の磁極(例えばN極)と同じ磁極からなる磁気パタンが書き込まれる。図49のストライプの濃色に着色されている部分の幅は例えば磁石1121のβ方向の長さであり、ストライプの間隔は例えばβ方向における投影した磁石1121間の間隔と同じ間隔である。ただし、これは一例であり、ストライプの濃色に着色されている部分の幅は、磁石1121と磁性シート200の上面200aとの間に発生する磁力による反発力により、ピン1120のz方向への移動量を所望の移動量とすることができるものであればよい。また、ストライプの間隔は、均等に磁力線を発生させるために十分な間隔が設けられれば良い。
In order to generate magnetic lines of force uniformly, in this embodiment, the magnetic pattern is magnetized in a stripe shape as shown in FIG. 48B. As shown in FIG. 49, the
磁気パタンをストライプ状に着磁させるための方法としては例えば以下のような方法が考えられる。 The following methods can be considered as a way to magnetize the magnetic pattern into stripes:
(1)例えば鉄やステンレスなど、透磁率の高い素材でできた薄いシートを所望の形状にくり抜きマスキングシートとし、そのマスキングシートの上から、磁石1121のβ方向の長さと同じ長さの磁気パタン書き込み用の磁石を、β方向における投影した磁石1121間の間隔と同じ間隔で並べ、x方向にスライドさせて、ストライプ状の磁気パタンを着磁させる。なお、磁気パタン書き込み用の磁石の間に磁気パタン書き込み用の磁石とは逆の磁極の磁石を配置し、ストライプ状の磁気パタンとは逆の磁極で着磁してもよい。
(1) A thin sheet made of a material with high magnetic permeability, such as iron or stainless steel, is cut into the desired shape to use as a masking sheet, and magnets for writing magnetic patterns, each having the same length as the length of
(2)図49に示すようなストライプ状の所望の磁気パタンに対応する磁気シートを備えるスタンプを用いて着磁させる。 (2) Magnetize the material using a stamp equipped with a magnetic sheet that corresponds to the desired striped magnetic pattern as shown in Figure 49.
また、逆に、全体にピンを持ち上げる磁気パタンを予め着磁しておくことで、手書きパタンを書いた部分だけ凹ませるという表現が可能となる。 On the other hand, by magnetizing the entire pin with a magnetic pattern that lifts it, it is possible to create a concave effect only in the areas where the handwritten pattern is written.
この場合、まず、図50Aに示すように磁性シート200の上面200aの全体をストライプ状に着磁させる。磁気パタンをストライプ状に着磁させるための方法としては、磁石1121のβ方向の長さと同じ長さの磁気パタン書き込み用の磁石を、β方向における投影した磁石1121間の間隔と同じ間隔で並べ、x方向にスライドさせて、ストライプ状の磁気パタンを着磁させる方法や、ストライプ状の磁気シートを備えるスタンプを用いて着磁させる方法が考えられる。
In this case, first, the entire
磁石1121の磁極(例えばN極)と同じ磁極からなる書き込み用の磁石により、磁性シート200の上面200aの凹ませたい部分を、磁石1121の磁極と逆の磁極(例えばS極)に着磁させ、ストライプをなくす(図50B参照)。
Using a writing magnet with the same magnetic pole as magnet 1121 (e.g., north pole), the portion of
図50Bのような磁性シート200の上面200aにディスプレイ装置1100を配置することで、図50Cに示すように所望の形状に対応する部分だけを凹ませ、所望の情報を表示することができる。
By placing the
[第13実施形態]
第9実施形態と異なる部分を中心に説明する。
動作表示装置2301は、ピンディスプレイ装置に代えて、磁性シート200上において磁気により動作するデバイスを備える構成としてもよい。磁気により動作するデバイスであればどのようなものでもよく、例えば、非特許文献1の玩具(図51Aおよび図51B参照)や音楽機器(図51C参照)、参考文献2の玩具などが考えられる。
(参考文献2)「「マグネタクトアニマル」オープニング」、[online]、[令和5年9月17日検索]、インターネット<URL:https://www.youtube.com/watch?v=wZ1CE_zbxp0>
図51A、図51Bおよび参考文献2の玩具は磁気パタンによりオブジェクトの一部が動かされるデバイスであり、図51Cの音楽機器は磁気パタンに応じて音を発生させるデバイスである。このように磁気により動作するデバイスを表示部2360に配置することで、第9実施形態と同様に、磁性シートを移動させながら、随時、表示部に設置されるデバイスの動作状況を確認しつつ、磁気パタンの形成(書き込み)および修正が可能となるため、表示部に設置されるデバイスの動作状況に応じてインタラクティブに磁気パタンのデザインを行うことが可能となる。
[Thirteenth embodiment]
The following description will focus on the differences from the ninth embodiment.
Instead of the pin display device, the
(Reference 2) "Magnetact Animal Opening", [online], [searched on September 17, 2023], Internet <URL: https://www.youtube.com/watch?v=wZ1CE_zbxp0>
The toys in Figures 51A and 51B and
[その他の変形例等]
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
[Other Modifications, etc.]
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
Claims (6)
磁気パタンを可視化するシートである磁気可視化シートが前記磁性シート上に配置され前記磁気可視化シート上から磁石により磁気パタンの書き込みが行われる描画窓部と、
前記磁性シート上において磁気により動作するデバイスが配置される表示部と、を有する
動作表示装置。 a magnetic sheet driving unit that moves the magnetic sheet;
a drawing window portion in which a magnetic visualization sheet for visualizing a magnetic pattern is placed on the magnetic sheet and a magnetic pattern is written from above the magnetic visualization sheet by a magnet;
and a display unit on which a device that operates by magnetism is placed on the magnetic sheet.
前記磁性シートの上面に接触または近接させることで、前記磁性シートの前記上面に所望の磁極に着磁することができる強力な磁石であり、前記磁性シートの移動方向に垂直な方向、かつ、重力が少なくとも働く方向の負方向に垂直な方向において、前記磁性シートの長さ以上の長さであり、前記磁気可視化シートと前記デバイスの間以外の場所に配置される磁気パタン消去部を有する、
動作表示装置。 2. The motion display device of claim 1,
a strong magnet that can magnetize the upper surface of the magnetic sheet to a desired magnetic pole by contacting or bringing it close to the upper surface of the magnetic sheet, the magnet having a length equal to or greater than the length of the magnetic sheet in a direction perpendicular to the moving direction of the magnetic sheet and perpendicular to at least the negative direction of the direction in which gravity acts, and a magnetic pattern erasing unit that is disposed in a location other than between the magnetic visualization sheet and the device;
Operation indicator.
前記磁性シートの上面に接触または近接させることで、前記磁性シートの前記上面に所望の磁極に着磁することができる強力な磁石であり、前記磁性シートの移動方向に垂直な方向、かつ、重力が少なくとも働く方向の負方向に垂直な方向において、前記磁性シートの長さ以上の長さであり、前記磁気可視化シートと前記デバイスの間に配置される磁気パタン消去部と、
前記磁気パタン消去部を昇降させる昇降部とを有し、
前記磁気可視化シートの下面に対向する前記磁性シートの前記上面を前記デバイスの下面に対向する位置に進行させる場合、前記昇降部は前記磁気パタン消去部の下面から前記磁性シートの前記上面までの距離が、前記磁石に用いるのと同じ磁石が放出する磁場により前記磁性シートに用いるのと同じ磁性シートの磁力を弱めない最短距離以上となるように前記磁気パタン消去部を上げ、前記デバイスの前記下面に対向する前記磁性シートの前記上面を前記磁気可視化シートの下面に対向する位置に進行させる場合、前記昇降部は前記磁性シートの前記上面に前記磁気パタン消去部の下面を接触または近接させて配置した状態まで前記磁気パタン消去部を下げる、
動作表示装置。 2. The motion display device of claim 1,
a magnetic pattern erasing unit that is a strong magnet that can be brought into contact with or close to the upper surface of the magnetic sheet to magnetize the upper surface of the magnetic sheet with a desired magnetic pole, the magnetic pattern erasing unit having a length equal to or greater than the length of the magnetic sheet in a direction perpendicular to the moving direction of the magnetic sheet and in a direction perpendicular to at least the negative direction in which gravity acts, and that is disposed between the magnetic visualization sheet and the device;
a lifting unit for lifting and lowering the magnetic pattern erasing unit,
when the upper surface of the magnetic sheet facing the lower surface of the magnetic visualization sheet is advanced to a position facing the lower surface of the device, the lifting unit lifts the magnetic pattern erasing unit so that the distance from the lower surface of the magnetic pattern erasing unit to the upper surface of the magnetic sheet is equal to or greater than the shortest distance that does not weaken the magnetic force of the same magnetic sheet used for the magnetic sheet due to a magnetic field emitted by the same magnet as used for the magnet, and when the upper surface of the magnetic sheet facing the lower surface of the device is advanced to a position facing the lower surface of the magnetic visualization sheet, the lifting unit lowers the magnetic pattern erasing unit until the lower surface of the magnetic pattern erasing unit is positioned in contact with or close to the upper surface of the magnetic sheet.
Operation indicator.
前記磁性シート駆動部は、モータを含み、前記モータの回転により、前記磁性シートを移動させる、
ことを特徴とする動作表示装置。 2. The motion display device of claim 1,
The magnetic sheet driving unit includes a motor, and moves the magnetic sheet by rotation of the motor.
13. An operation display device comprising:
前記デバイスは、
筐体と複数個のピンを備えるピンディスプレイ装置であり、
重力が少なくとも働く方向をz方向の負方向として、前記筐体の下面を前記磁性シートの上面に接触または近接させてピンディスプレイシステムとして用いるためのものであって、
前記筐体は、z方向と垂直な平面である前記筐体の前記下面と、前記筐体の前記下面に対してz方向の正方向にある前記筐体の上面と、前記ピンと同数のピン挿入穴を備え、
前記各ピン挿入穴は、前記ピンが挿入される穴であり、
前記ピンと同数のピン挿入穴は、z方向と垂直な面における位置が互いに異なり、
前記筐体の素材は、磁力線を遮断も低減もせず、磁力線の経路を制御せず、磁力線を発生しない素材であり、
前記各ピンは柱体の本体部分と柱体の磁石と含み、前記磁石は軸方向に一様に着磁されており、前記各ピンの一方の端は前記磁石の一方の底面であり、前記各ピンの他方の端は前記本体部分の一方の底面であり、前記本体部分の前記底面の面積は前記磁石の前記底面の面積よりも大きく、前記磁石の一方の底面である前記各ピンの一方の端がz方向の負方向に向けられて前記ピン挿入穴に挿入されるものであり、
前記各磁石は、当該磁石が備えられた前記ピンが前記ピン挿入穴に挿入されている状態において、当該磁石と前記磁性シートの前記上面との間に発生する磁力による反発力により、当該磁石が備えられた前記ピンをz方向の正方向に移動可能な磁場を放出するものであり、
隣接する前記ピン挿入穴の間隔は、当該隣接する前記ピン挿入穴に挿入される前記ピンの前記磁石の間で発生する磁力が前記ピンの動きに影響しない最短距離以上であり、
前記磁力による反発力により、前記ピンがz方向の正方向に移動していない状態において、前記磁石と前記磁性シートの前記上面との間には、z方向の長さが、前記磁石と同じ磁場を放出する磁石が放出する磁場によって前記磁性シートと同種の磁性シートの書き換えが生じない最短距離以上である間隙が設けられている
ことを特徴とする動作表示装置。 2. The motion display device of claim 1,
The device comprises:
A pin display device having a housing and a plurality of pins,
The direction in which gravity acts is defined as the negative z-direction, and the lower surface of the housing is brought into contact with or close to the upper surface of the magnetic sheet for use as a pin display system,
the housing includes a bottom surface of the housing that is a plane perpendicular to the z direction, an upper surface of the housing that is in a positive direction of the z direction with respect to the bottom surface of the housing, and pin insertion holes the same number as the pins;
Each of the pin insertion holes is a hole into which the pin is inserted,
The pin insertion holes, the number of which is the same as the number of pins, are located at different positions in a plane perpendicular to the z direction,
The material of the housing is a material that does not block or reduce magnetic field lines, does not control the path of magnetic field lines, and does not generate magnetic field lines;
each of the pins includes a cylindrical main body and a cylindrical magnet, the magnet is uniformly magnetized in the axial direction, one end of each of the pins is one bottom surface of the magnet and the other end of each of the pins is one bottom surface of the main body, the area of the bottom surface of the main body is larger than the area of the bottom surface of the magnet, and one end of each of the pins which is one bottom surface of the magnet is inserted into the pin insertion hole with the one end facing in the negative z direction,
Each of the magnets emits a magnetic field capable of moving the pin equipped with the magnet in the positive z-direction by a repulsive force caused by a magnetic force generated between the magnet and the upper surface of the magnetic sheet when the pin equipped with the magnet is inserted into the pin insertion hole,
the interval between adjacent pin insertion holes is equal to or greater than the shortest distance at which the magnetic force generated between the magnets of the pins inserted into the adjacent pin insertion holes does not affect the movement of the pins,
This motion display device is characterized in that, when the pin is not moving in the positive z direction due to the repulsive force of the magnetic force, there is a gap between the magnet and the upper surface of the magnetic sheet, the length of which in the z direction is greater than the shortest distance over which a magnetic sheet of the same type as the magnetic sheet is not rewritten by a magnetic field emitted by a magnet that emits the same magnetic field as the magnet.
前記磁石の配置は、前記磁石を前記磁性シートを移動させる方向であるα方向に投影したとき、z方向に垂直かつα方向に垂直な方向であるβ方向において投影した前記磁石間に間隔が存在する配置とし、
前記磁性シートの前記上面には相対的に位置が変化する前記磁石の直下に前記磁石の磁極と同じ磁極からなる磁気パタンが書き込まれる、
ことを特徴とする動作表示装置。 6. The motion display device of claim 5,
The magnets are arranged such that, when the magnets are projected in the α direction, which is the direction in which the magnetic sheet is moved, there is a gap between the magnets when projected in the β direction, which is perpendicular to the z direction and perpendicular to the α direction;
A magnetic pattern having the same magnetic pole as that of the magnet is written on the upper surface of the magnetic sheet directly below the magnet whose position changes relatively.
13. An operation display device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Citations (6)
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| JPH09218656A (en) * | 1996-02-09 | 1997-08-19 | Star Micronics Co Ltd | Electronic information display device |
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2023
- 2023-09-29 WO PCT/JP2023/035585 patent/WO2025069362A1/en active Pending
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