JP2001209340A

JP2001209340A - 全方向表示器

Info

Publication number: JP2001209340A
Application number: JP2000015521A
Authority: JP
Inventors: Noriji Ooishi; 則司大石
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-01-25
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2001-08-03

Abstract

(57)【要約】【課題】３６０度どの方向から見ても、全く同様の表
示内容が見える表示器を作成する。【解決手段】水平方向に縮小した表示内容を、上下に
細長いスリットにはめ込んだシリンドリカルレンズ越し
に見えるようにしたものを、垂直な軸を中心に水平面内
で回転すると、スリット越しに見える表示内容が、残像
によって水平方向に引き延ばされて見える。この装置は
軸の回りに対称であるため、見える像は３６０度どの方
向から見ても全く同じである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、看板、通路表示
板、時計、テレビなど情報を表示する機能を有する装置
に関するもので、特定の方向から見ることを前提とせ
ず、どの方向から見ても見やすい表示を実現するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の看板、表示板は表示面が平面であ
るものが一般的である。この種の表示板は正面からは良
好に見えるものの、角度の大きい斜めからは視界が悪化
し、横からは全く見えなくなってしまう。

【０００３】このため、表示器をゆっくり回転させた
り、表示面を曲面にして表示内容を移動させたり、ある
いは多角柱の各面に平面状の表示を複数繰り返すことで
広い角度範囲への表示に対応していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような方法は異な
る方向から見た視野が異なるため、表示内容が比較的簡
単な場合には良いが、特に電光掲示板やテレビなど表示
内容が複雑であったり、時々刻々変化する場合には不十
分であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による全方向表示
器は、スリットにはめ込まれたシリンドリカルレンズ
と、該シリンドリカルレンズの焦点面に置かれた平面的
な表示手段とからなるユニットを、該シリンドリカルレ
ンズと平行な回転軸から所定の距離をおいて、該スリッ
トを外に向けて回転させるものである。観測者の目には
スリットを通した該平面的表示手段の像が、残像の効果
により回転方向に引き延ばされて見える。装置の回転対
称性から明らかなように、この像の見え方は回転軸に垂
直な面内では３６０度どの方向から見ても全く同じであ
る。

【０００６】本発明請求項１では、平面的な表示手段と
して文字あるいは画像を形成する発光素子群を使用す
る。ここで発光素子とは、小型の表示器では発光ダイオ
ード、大型の表示器では大型の発光ダイオードあるいは
電球などである。

【０００７】請求項２では平面的な表示手段として、文
字あるいは画像を形成する透過光制御手段を使用し、さ
らにこの後方に光源を置き、この光を別のシリンドリカ
ルレンズを含むレンズ系により該透過光制御手段を通し
て該シリンドリカルレンズに導く。ここで透過光制御手
段とは、静止画表示の場合にはスライドフィルムのごと
きポジ像を有するフィルムないし透明板であり、動画表
示の場合には液晶パネルなどである。

【０００８】本発明の表示器は所定の回転軸を持って回
転する手段を有する。この形態は垂直軸型の風車と共通
している。そのため請求項１ないし請求項２の表示装置
を垂直軸型の風車と一体化して、全方向表示機能を有す
る風車とすることができる。これが請求項３である。こ
れに利用する風車としては、風力発電にも利用されてい
るダリウス風車が最も好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下図面を使って更に詳しく説明
する。本発明請求項１の全方向表示器の一例を図１に斜
視図をもって示した。この例では、一対のケース４にそ
れぞれ組み込まれたユニット二つがアーム２によって回
転軸１に取り付けられ、ボックス３内部に組み込まれた
モーターによって矢印のように回転する。ケース４の内
部には図２に透視図を示すように発光ダイオード（以下
ＬＥＤと記す）６が縦横に並んで取り付けられている。
図３に上方から見た平面図を示すとおり、これらＬＥＤ
６はシリンドリカルレンズ５の焦点面に位置し、スリッ
トにはめ込まれたシリンドリカルレンズ５に向けて光を
発している。これにより、それぞれのＬＥＤの光はシリ
ンドリカルレンズ５を通過してＬＥＤの取り付け位置に
対応した角度の光線となる。

【００１０】本表示器の表示内容はＬＥＤ６の配置と点
灯パターンによって形成される。図４（ａ）に時計のデ
ジタル表示を行う場合のＬＥＤ６の配置と、１２時３４
分を表す点灯状態の例を示す。図中では塗りつぶした小
円が点灯した状態を表し、白抜きの小円が消灯している
ことを表している。このように表示内容が数字やいくつ
かの文字に限定される場合には、図２のようにＬＥＤ６
をドットマトリクス状にすべて配置する必要はなく、必
要な位置に必要な数だけ置けばよい。

【００１１】図１の装置で図４（ａ）のＬＥＤ配列の場
合、スリットから漏れる光、すなわちシリンドリカルレ
ンズ５を通過した光を観測すると、観測者に見える像は
いずれの方向から見ても同じで図４（ｂ）のようにな
る。ＬＥＤの像は水平方向に拡大されて見えるが、図３
に示したように、シリンドリカルレンズ５から見たＬＥ
Ｄ６の広がる最大角がθであるとき、充分離れた位置か
ら見える像の幅Ｌは、回転中心からシリンドリカルレン
ズまでの距離をｒとすると２ｒsinθである。ＬＥＤの
置かれる位置と像の位置の関係はリニアではないため、
歪みのない像を形成するためには、図３（ａ）のよう
に、ＬＥＤの間隔を中央で狭く、端で広くなるように配
置しなければならない。

【００１２】本実施例では、全く同じ表示ユニット二つ
がそれぞれアームの反対側に位置し、同じ軌道を回って
いる。本表示器は残像現象を使って像を形成するため、
ユニットの回転が遅い場合にはちらつきを生じるが、二
つのユニットの表示内容を同一にすれば、一回転する間
に二回像が表示されるのでちらつきを減少させる効果が
あり、また明るさも二倍になる。さらにユニット数を増
やせば、ちらつきと明るさはさらに改善する。あるいは
各ユニットの表示色や表示内容を変えれば、観測される
像はこれらの重ね合わせとなるため、これを利用して表
現の幅を広げることも可能である。

【００１３】本表示器に使われるＬＥＤを点灯するに
は、原則的には点滅を伴わない静的なドライブが好まし
い。動的なドライブを使用する場合には、点滅の周波数
を十分高くして像に悪影響が出ないようにする必要があ
る。

【００１４】次に本発明請求項２の全方向表示器の一例
の外観を、図５に斜視図をもって示した。この例では、
円筒形のケース７に納められた三つのユニットが台９の
上で回転する。ケース７の側面には三本のスリットが開
いており、それぞれにシリンドリカルレンズ８ａ，８
ｂ，８ｃがはめ込まれ、その内の８ａ，８ｂの二本が見
えている。

【００１５】ケース７の内部に納められたユニットの一
つを図６に透視図をもって示す。該ユニットは光源１０
ａ、透過光制御手段１３ａ、シリンドリカルレンズ１２
ａ，１４ａを基本的な構成要素とし、さらに光源の効率
を高めるためのカバー１１ａとミラー１５ａが置かれて
いる。光源１０ａの光はシリンドリカルレンズ１２ａで
屈折し、透過光制御手段１３ａを通過した後、シリンド
リカルレンズ１４ａによってシリンドリカルレンズ８ａ
に集光される。８ａを通って漏れ出た光を観測すれば、
前述の請求項１と同様の原理で、１３ａの表示内容が水
平方向に拡大された像が見える。これによって、１３ａ
の表示内容をあらかじめ所定の関数に従って縮小してお
けば、希望通りの表示像が得られることになる。

【００１６】この例の光源１０ａは蛍光灯を使用してお
り、リレーコンデンサーレンズとしてシリンドリカルレ
ンズ１２ａを用いている。カバー１１ａの内面はミラー
になっており、光源１０ａの光の内、シリンドリカルレ
ンズ１２ａに向かう成分以外を反射して閉じこめてい
る。さらにミラー１５ａで光源１０ａの光を反射するこ
とによって、１３ａの表示内容の下端まで十分に照明し
ている。光源には他にもハロゲンランプやメタルハライ
ドランプなど点光源に近い物も使用できるが、その場合
にはシリンドリカルレンズ１２ａの代わりに通常の凸レ
ンズをリレーコンデンサーレンズとして使用する。他方
でシリンドリカルレンズ１４ａは通常の凸レンズに換え
ることはできない。

【００１７】図７はこの表示器内部を上部から見た平面
図である。本表示器は三つの同型のユニットを有し、回
転軸１６を中心に回転する。図中に光線の伝搬する様子
を矢印付きの破線で示しているが、シリンドリカルレン
ズ８ａから見た角度θと半径ｒから、像の横幅２ｒsin
θが決まる。ただしこれは無限遠から見たときの像の幅
であって、観測者が接近するほど像の幅は狭くなる。

【００１８】本表示器において、透過光制御手段１３
ａ，１３ｂ，１３ｃに液晶パネルを使い、電気的に制御
することでテレビのような動画を表示することができ
る。この際光源１０ａ，１０ｂ，１０ｃにそれぞれＲ，
Ｇ，Ｂの三原色のものを使うか、あるいはそれぞれのユ
ニットに三原色のフィルターを導入するなどの方法で各
ユニットに三原色の像を割り振り、これらを合成してカ
ラー画像を得ることができる。この方法によれば、モノ
クロの液晶パネルを使ってカラー画像を表示できるた
め、光の利用効率やコストの面で有利である。

【００１９】一方で、看板や通路表示板など表示内容を
変更する必要が無い場合には、透過光制御手段１３ａ，
１３ｂ，１３ｃはスライドフィルムのようなものでよ
い。また前述のように光源１０ａ，１０ｂ，１０ｃに異
なる色のものを使う必要がなければ、回転軸１６の位置
に一つの光源を置いて供用する構成にしても良い。

【００２０】本表示器では、ちらつきを抑えるためには
なるべく高速で回転することが好ましいが、装置が大型
になると実質的に高速回転は困難になる。このような場
合には表示ユニットの数を増やすことが効果がある。ま
た使用する光源を点滅を伴う交流点灯する場合には、そ
の周波数を十分高くして像に悪影響を及ぼさないように
する必要がある。原則的には直流点灯が好ましい。

【００２１】本発明の表示器で得られる像の水平解像度
は、表示器と観測者の距離によって異る。実際には観測
者が離れるほど低下し、最悪でスリット幅に等しくな
る。従って水平解像度値の面ではスリット幅は狭い程良
い。一方でスリット幅が狭くすると表示に利用できる光
線が減って明るさが低下するため、むやみに狭くするこ
とはできず、実際には必要な水平解像度と一致する幅に
すればよい。

【００２２】さらに図８は、請求項３による垂直軸風車
の一例である。本風車は風力発電にも利用されているダ
リウス風車である。ブレード１７の内部に請求項１ある
いは請求項２の表示ユニットを内蔵し、ブレード外側に
はスリットにはめ込まれたシリンドリカルレンズ１８が
見える。ダリウス風車はブレード１７に風を受けて回転
軸１９を中心に回転するものであるから、これで請求項
１ないし請求項２の全方向表示器の機能を発揮する。こ
のようにして全方向表示機能を有する風車ができる。

【００２３】本風車は、風のある時には風力にて回転
し、回転軸１９に連結した発電器にて発電を行う、いわ
ゆる風力発電を行い。同時に全方向表示器の機能により
メッセージを表示することができる。またダリウス風車
には一般に回転を開始するための動力が備わっているた
め、風のない時にもこの動力にて風車を回転させ、表示
器の機能を使うことができる。本表示器は残像を利用し
て表示を行うものであるため、明るい昼間に屋外で十分
よく見える表示を行うのは困難であるが、夜間であれ
ば、十分な表示が可能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明によって、３６０度どの方向から
見ても表示内容がよく見える全方向表示が可能になっ
た。さらに風力発電に利用される垂直軸風車に全方向表
示機能を付加することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明請求項１による全方向表示器の外形であ
る。

【図２】図１の表示ユニット部の透視図である。

【図３】図１の表示ユニット部の内部を上部から見た平
面図である。

【図４】図１の全方向表示器で表示される像を説明する
図である。

【図５】本発明請求項２による全方向表示器の外形であ
る。

【図６】図５の表示ユニット部の透視図である。

【図７】図５の全方向表示器の内部を上部から見た平面
図である。

【図８】本発明請求項３によるダリウス風車の外形であ
る。

【符号の説明】

１・・・回転軸２・・・アーム３・・・回転動力部４・・・ケース５・・・シリンドリカルレンズ６・・・発光ダイオード（ＬＥＤ）７・・・ケース８ａ，８ｂ，８ｃ・・・シリンドリカルレンズ９・・・土台（回転動力部）１０ａ，１０ｂ，１０ｃ・・・光源（蛍光灯）１１ａ，１１ｂ，１１ｃ・・・光源カバー１２ａ，１２ｂ，１２ｃ・・・シリンドリカルレン
ズ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ・・・透過光制御手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃ・・・シリンドリカルレン
ズ１５ａ・・・ミラー１６・・・回転軸１７・・・ブレード１８・・・シリンドリカルレンズ１９・・・回転軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3H078 AA08 AA26 BB30 CC02 CC22 5C096 AA06 AA07 AA28 BA04 BA05 BB01 BB07 BB18 BB22 BB40 BC02 BC13 BC20 CA06 CA17 CA18 CB06 CC04 CC06 CC23 CG03 CJ13 DA01 DB06 DB09 DB10 DB11 DB12 DB13 DB18 DB26 DB32 DB37 DB38 DC02 DC03 DC04 DC05 DC06 DC07 FA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スリットにはめ込まれたシリンドリカル
レンズと、該シリンドリカルレンズの焦点面に、該シリ
ンドリカルレンズに向けて設置された、文字あるいは画
像を形成する発光素子群とからなるユニットを、少なく
とも一つ以上、該シリンドリカルレンズと平行な回転軸
から所定の距離をおいて、該スリットを外に向けて回転
させることを特徴とする、全方向表示器。
【請求項２】スリットにはめ込まれたシリンドリカル
レンズと、該シリンドリカルレンズの焦点面に設置され
た、文字あるいは画像を形成する透過光制御手段と、該
シリンドリカルレンズから見て該透過光制御手段の後方
に置かれた光源と、該光源の光を該透過光制御手段を通
して該シリンドリカルレンズに導く別のシリンドリカル
レンズを含むレンズ系とからなるユニットを、少なくと
も一つ以上、該シリンドリカルレンズと平行な回転軸か
ら所定の距離をおいて、該スリットを外に向けて回転さ
せることを特徴とする、全方向表示器。
【請求項３】ブレードの内部に、請求項１ないし請求
項２に記載のユニットを内蔵することを特徴とする、全
方向表示機能を有する垂直軸風車。