JP2004295155A - 画像表示システムおよび表示ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ポール型表示ユニットを用いる追跡補間式スクロール表示システムにおいて、ユニット番号の設定登録が不必要で、何本のユニットを使おうともユニット側は無調整で済み、かつ画像データの直列転送が阻害される重大な故障が発生しにくい仕組みのシステム構成とユニット構成を提供する。
【解決手段】各表示ユニットのデータ処理回路５は、フレーム同期信号が入力されてからユニット同期信号の最初の入力に応動して、その直後に入力される１ユニット分の画像データ列を駆動回路４に取り込んで一時記憶する。各表示ユニットのデータ処理回路５は、フレーム同期信号が入力されてから最初に入力されるユニット同期信号を後段に転送せず、２番目以降に入力されるユニット同期信号を後段に転送する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、高輝度ＬＥＤ（発光ダイオード）などのランプを２次元的に配列して行方向と列方向とでドット密度に極端な差のある飛び飛びドット列の画面を構成し、その画面に文字や画像をスクロール表示するシステムに関し、とくに、画像の移動に視線を追従させることで残像効果で補間された精細なスクロール画像が見える仕組みの追跡補間式スクロール表示システムに関する。また、そのシステムを構成するための表示ユニットに関する。

さきに本出願人らは、特開平８−１７９７１７号公報に詳しく開示されている、つぎのようなスクロール表示システムを開発して実用化した。これは、少ない数の発光素子（ＬＥＤランプなど）により大サイズで精細な画像を視認できるスクロール表示技術である。きわめて特徴的なのは、スクロールする画像を視線で追跡することで始めて、残像効果で補間された精細な画像を視認できる仕組みである。この仕組みを追跡補間式スクロール表示と名付けた。

この追跡補間式スクロール表示システムにおいては、多数のＬＥＤランプを小さな一定間隔ｄ１で直線状に配列してランプ列を構成し、このランプ列を多数用意して前記ｄ１の数倍以上の一定間隔ｄ２で平行に配設する。そして、１列のドット構成が前記ランプ列の各素子に対応したビットマップ形式の画像データを用意し、この画像データの各列のデータを順番に前記各ランプ列にそれぞれ供給して表示ドライブする。このとき同時に、つぎのような時間的な制御を行う。多数の前記ランプ列にその配列順につけた番号をｉとし、前記画像データの各列データに順番につけた番号をｊとし、前記ｄ２に対応して適宜に設定された２以上の整数をａとし、ｉ列目の前記ランプ列をｊ列目の前記列データで表示ドライブするときに、（ｉ＋１）列目の前記ランプ列を（ｊ−ａ）列目の前記列データで表示ドライブするように、各ランプ列にそれぞれ供給する列データ間に時間差をもたせるのである。

この表示システムでは、原理的に、文字列や図形などの精細な画像を静止した状態で観察者に見せることはできない。行方向と列方向とでドット密度に極端な差のある飛び飛びドット列の画面上にて通常のスクロール表示よりも高速で画像を移動させる。その画像の移動に観察者が視線を追従させることで、観察者の網膜および視覚中枢の働きによる残像効果が引き出され、その残像効果により飛び飛びドット列の間隔部分が補間された精細なスクロール画像が見えるという原理である。

追跡補間式スクロール表示システムについて、本発明者らはさまざまな用途開発を行い、用途に応じたさまざまな実施形態を考案した。たとえば、商品陳列棚に置くような飛び飛びドット列の小画面を形成するパネル型のもの、ガソリンスタンドなどの店先に設置するような飛び飛びドット列の中画面を形成するハシゴ型のもの、ビルの透明カーテンウオールの内側にポール型表示ユニットを多数並べて外に向けた飛び飛びドット列の大画面を構成するもの、高速道路のカーブに沿ってポール型表示ユニットを比較的大きな間隔をおいて多数並べて飛び飛びドット列の超大型画面を形成するものなどである。

そして、ポール型のハウジングに沿って多数のランプを直線状に配列した表示ユニットを多数本用いるシステムにおいては、表示制御装置としてのコンピュータと多数の表示ユニットとをデイジーチエーン接続し、表示する画像データを時々刻々と各ポール型表示ユニットに転送分配する構成としている。

本出願人らが先に開発したポール型表示ユニットを用いる追跡補間式スクロール表示システムでは、つぎのような２種類のデータ転送方式を採用していた。
ひとつはユニット番号設定方式である。飛び飛びドット列の画面を構成する多数の表示ユニットの個々に、その配列順に従ってユニット番号を割り当てる。表示ユニットにはＤＩＰスイッチなどからなる番号設定器があり、配列順に割り当てられたユニット番号を各表示ユニットの番号設定器に登録する。この番号順に並べた各表示ユニットとコンピュータとを所定のデータ伝送路でデイジーチエーン接続する。

コンピュータは各表示ユニットに分配すべき画像データをユニット番号順に直列に出力する。各表示ユニットは、クロックを計数したりアドレスを監視したりすることで画像データの宛先情報を認識するとともに、自分の番号設定器に登録されているユニット番号と認識した宛先情報とを比較する。そして、自分宛の画像データが送られてきたことを認識したならば、その画像データをユニット内のランプ駆動回路のレジスタに取り込み、所定のタイミングが来たならばレジスタにストアした画像データに従って各ランプを駆動する。この動作を高速に繰り返すことで追跡補間式スクロール表示が具現化する。

以上述べたユニット番号設定方式の場合は、表示ユニットに番号設定器を設けるとともに、画像データの宛先情報を認識するための回路を設ける必要があり、ユニットの構成が複雑で高価になるという問題がある。屋外用に防水構造にした表示ユニットの場合、番号設定器をどのように実装するのかが大きな問題となり、ユニットの製造コストに大きな影響を与える。

また、より重大なつぎの問題がある。使用現場に多数の表示ユニットを設置し、その配列順により決まるユニット番号を各ユニット内の番号設定器に登録することになるが、その番号設定の作業がきわめて面倒である。多数の表示ユニットをいろいろな現場で使用するような汎用的な使い方の場合（システムを構成するユニット本数も変わる）、ユニット番号を逐一設定することは実用性の面できわめて不便である。

もうひとつは直列シフトレジスタ方式である。コンピュータと多数の表示ユニットとをデイジーチエーンの形態で接続すると、各表示ユニットの画像データ受取用のシフトレジスタがすべて直列接続されて１本の長いシフトレジスタとなる。つまり、ひとつの表示ユニットにはｎビット・シフトレジスタがあり、システム全体でＭ本の表示ユニットを直列接続した場合、コンピュータからは（ｎ×Ｍ）ビットの直列シフトレジスタに見える。コンピュータは、この直列シフトレジスタに画像データを詰め込むようにデータ出力することで、各表示ユニットに所要の画像データを分配できる。

この方式によれば、表示ユニットに前述した番号設定器やデータ宛先認識回路などは不必要であり、ユニットの回路構成が簡単で安価になる。もちろん、何本の表示ユニットを使ってシステムを構成しても、各ユニットの配列順にユニット番号を登録するような面倒な作業はいっさいいらない。

しかし直列シフトレジスタ方式の場合、ある１本の表示ユニットが故障してシフトレジスタとして機能しなくなると、その先のユニットには画像データが転送されなくなり、ほとんどシステムダウンの状態となる。そのような重大な故障状態を発生しやすいという欠点を有している。ところで、最初に説明したユニット番号設定方式の場合、各ユニットは前段からの信号を単純にバッファリングして後段に受け渡すシンプルな構成であり、このデータ中継機能の故障率は直列シフトレジスタ方式のそれよりはるかに小さい。ある１本の表示ユニットの制御系や駆動系が故障してランプが光らなくなっても、データ中継機能が壊れなければ、重大なシステムダウンにはならない。

この発明は以上詳しく述べた従来技術の問題点を克服すべくなされたもので、その目的は、ポール型表示ユニットを用いる追跡補間式スクロール表示システムにおいて、ユニット番号の設定登録が不必要で、何本のユニットを使おうともユニット側は無調整で済み、かつ画像データの直列転送が阻害される重大な故障が発生しにくい仕組みのシステム構成とユニット構成を提供することにある。

この発明による追跡補間式スクロール表示システムはつぎの要件（１）〜（７）を備えたことを特徴とする。

（１）ポール型の多数の表示ユニットがほぼ一定間隔でほぼ平行に並べて設置される。各表示ユニットにはポール型のハウジングに沿って多数のランプが一定間隔で直線状に配列されている。各表示ユニットにおけるランプ配列間隔は比較的小さい。隣り合う表示ユニットのユニット間隔は比較的大きくてユニット内の前記ランプ配列間隔の数倍以上である。

（２）各表示ユニットはランプ駆動回路とデータ処理回路を内蔵しており、そのデータ処理回路には入力端と出力端がある。ある表示ユニットの前記出力端と隣の表示ユニットの前記入力端とが所定のデータ伝送路で接続され、すべての表示ユニットがその配列順にデイジーチエーン接続されている。片側の端に配列された表示ユニットの前記入力端が所定のデータ伝送路でコンピュータに接続されている。

（３）前記コンピュータが前記データ伝送路によりデイジーチエーン接続された各表示ユニットに画像データを直列転送する。各表示ユニットの前記データ処理回路が直列転送されてくる画像データの中から自分向けの画像データを前記駆動回路に取り込んで、前記駆動回路が取り込んだ画像データに従って前記ランプ列を駆動する。

（４）前記コンピュータから各表示ユニットに向けてフレーム同期信号とユニット同期信号とドット同期信号と前記画像データが出力される。フレーム同期信号は、直列接続された全表示ユニットに分配する１画面分の画像データ列の先頭を示すクロックである。ユニット同期信号は、１画面分の画像データ列の中の１ユニット分の画像データ列の区切りを示すクロックである。ドット同期信号は、前記各ランプに対応した１ドット分の画像データの個々に同期したクロックである。

（５）各表示ユニットの前記データ処理回路は、前記フレーム同期信号が入力されてから前記ユニット同期信号の最初の入力に応動して、その直後に入力される１ユニット分の画像データ列を前記駆動回路に取り込んで一時記憶する。

（６）各表示ユニットの前記データ処理回路は、前記フレーム同期信号が入力されてから最初に入力される前記ユニット同期信号を後段に転送せず、２番目以降に入力される前記ユニット同期信号を後段に転送する。

（７）前記コンピュータは、各表示ユニットの配列の間隔部分にも同じランプ列を持った仮想ユニットが存在して前記ランプ配列間隔と同程度のユニット間隔になった仮想ドットマトリクス画面を想定し、メモリに用意したビットマップ画像データをその仮想ドットマトリクス画面にスクロール表示する場合に実際に存在する各表示ユニットとビットマップ画像データとの対応関係に従って抽出した画像データを各表示ユニットに直列転送する。

また、以上の要件を備えたシステムにおいて、望ましくは、各表示ユニットの前記データ処理回路は、前段から入力される前記画像データを適宜に遅延するとともに波形再生して後段に出力する構成とする。この場合、前記データ処理回路としては、前段から入力される前記画像データを適宜に遅延してフリップフロップに入力するとともに、前段から入力される前記ドット同期信号を当該フリップフロップのクロックとしてこれを動作させ、当該フリップフロップの出力を前記画像データとして後段に転送するように構成できる。または、前記データ処理回路としては、前段から入力される前記画像データをフリップフロップに入力するとともに、前段から入力される前記ドット同期信号を適宜に遅延した信号を当該フリップフロップのクロックとしてこれを動作させ、当該フリップフロップの出力を前記画像データとして後段に転送するようにも構成できる。

また本発明は、以上のシステムを構成するための表示ユニットとして、ポール型のハウジングに沿って一定間隔で配列された多数の前記ランプと、前記ハウジングに内蔵された前記データ処理回路および前記ランプ駆動回路と、前記ハウジングの外面部分に配設された前記データ処理回路の入力端コネクタおよび出力端コネクタとを備えたユニットを提供する。

この発明によれば、ポール型表示ユニットを用いる追跡補間式スクロール表示システムにおいて、ユニット番号の設定登録が不必要で、何本のユニットを使おうともユニット側は無調整で済み、かつ画像データの直列転送が阻害される重大な故障が発生しにくい。

＝＝＝物理的画面と仮想的画面＝＝＝
図１（ａ）に示すように、細長いポール型ハウジングに沿って１６個の高輝度ＬＥＤランプＬ１〜Ｌ１６を密な間隔で直線状に配列して１本のポール型表示ユニットＢｉを構成する。図示の例では、３２本の表示ユニットＢ１〜Ｂ３２を用意し、これらを疎な間隔でほぼ平行に配設する。３２本の表示ユニットＢ１〜Ｂ３２からなる飛び飛びの縦列が横に帯状に連なり、密な１６ドットの縦の並びと、疎な３２ドットの横の並びによる（１６×３２）ドット構成の飛び飛びドット列の物理的画面を構成する。この実施例での３２本の表示ユニットＢ１〜Ｂ３２の配列間隔は、１本の表示ユニットＢｉにおける各ＬＥＤランプの縦の間隔の約４倍としている。

図１（ａ）に示した飛び飛びドット列の物理的画面について、図１（ｂ）に示すように、疎な３２列の並びの列間隔部分にも各３本のドット列を仮想的に配置して、密な１６ドットの縦方向の並びとほぼ同等なドット密度とした（１６×１２５）ドット構成の均一的ドット分布の仮想的画面を想定する。つまり、隣り合う２本の表示ユニットの間隔部分に３本の表示ユニットが等間隔で並んでいるように仮定した画面のことを仮想的画面と称する。

＝＝＝スクロール表示の原理的動作＝＝＝
（１６×３２）ドット構成の飛び飛びドット列の物理的画面と、（１６×１２５）ドット構成の均一的ドット分布の仮想的画面と、この画面にスクロール表示しようとするビットマップ画像データの関係を図２に示している。図２の例では、「あいうえお」という５文字の画像を適当なスペースをあけて横方向にスクロール表示しようとしている。この例の文字フォントは（１６×１６）ドット構成である。

表示しようとする５文字分の画像データが文字間のスペースも含めて、１列が１６ドットで１行が１２５ドットのビットマップデータであるとする。この（１６×１２５）ドットの画像データを、図２に示すように、（１６×１２５）ドット構成の均一的ドット分布の仮想的画面に展開して表示するものとする。実際の表示制御としては、１２５列分の画像データの中から飛び飛びに選択した３２列分の画像データを３２本の表示ユニットＢ１〜Ｂ３２に分配して、各列１６ドットのデータに従って各表示ユニットＢｉにおける１６個のランプＬ１〜Ｌ１６を制御駆動する。

１２５列分の画像データの中から３２列分の画像データを飛び飛びに選択して３２本の表示ユニットＢ１〜Ｂ３２に分配する制御において、飛び飛び選択の列間隔は、前記仮想的画面に分散配列されている各表示ユニットＢ１〜Ｂ３２の配列間隔に対応して決まる。つまり図１および図２の例では、画像データ中の４列ごとに１列を抽出して各表示ユニットＢ１〜Ｂ３２に分配する。

そして仮想的画面に展開するビットマップ画像データを行方向に移動させながら、前記のように飛び飛びに選択した画像データに従って各表示ユニットＢ１〜Ｂ３２の各ランプＬ１〜Ｌ１６を制御駆動するデータ処理を繰り返すことで、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に例示するように、仮想的画面を観察する人の視覚残像効果により１列が１６ドットで１行が１２５ドットの密度のスクロールする画像を視認させる。

＝＝＝表示制御系の概要＝＝＝
この発明のシステムのデータ処理系の全体的な概要を図３に示している。システムの中枢となるコンピュータ１としては一般的なパソコンを利用できる。コンピュータ１の拡張バスに専用のデータ転送回路２を結合している。このデータ転送回路２と３２本の表示ユニットＢ１〜Ｂ３２が伝送ケーブル３でデイジーチエーン接続されている。コンピュータ１のメインメモリ上にスクロール表示処理のための画像メモリ１１と転送バッファ１２が設定される。また、コンピュータ１のハードディスク装置１３にはスクロール表示の対象となる多数の画像データが蓄積されている。

表示ユニットＢｉは、１６ドット分のランプＬ１〜Ｌ１６を駆動するランプ駆動回路４と、コンピュータ１からの画像データを中継転送するとともに自分宛の画像データを取り込んでランプ駆動回路４に供給するデータ処理回路５とを備える。データ処理回路５には入力端コネクタＩＮと出力端コネクタＯＵＴがあり、伝送ケーブル３のプラグがこのコネクタにはめ込まれて、各要素がデイジーチエーン接続される。

＝＝＝データ転送回路から送出される信号＝＝＝
表示ユニットＢｉにおけるランプ駆動回路４とデータ処理回路５の詳細を図４に示し、コンピュータ１のデータ転送回路２からデイジーチエーン接続された各表示ユニットＢ１〜Ｂ３２に流される画像データおよび同期信号のタイミング関係を図５に示している。

１つの表示ユニットＢｉに含まれる１６個のランプＬ１〜Ｌ１６はそれぞれＲＧＢの集合ランプからなる多色発光可能なものである。この実施例では、ＲＧＢ各１ビットの合計３ビットのデータで１つのランプを駆動するものとする。ＲＧＢの３ビットのセットが１ドット分の画像データである。

データ転送回路２からは、画像データと、ドット同期信号ＤＣＫと、ユニット同期信号ＵＣＫと、フレーム同期信号ＦＣＫとが送出される。ドット同期信号ＤＣＫの各クロックに同期して、１ドット分の３ビット並列の画像データが直列出力される。表示ユニットＢｉに分配すべき１６ドット分の画像データは連続して出力される。最初の１６ドット分の画像データが第１の表示ユニットＢ１宛てのデータであり、続く１６ドット分の画像データが第２の表示ユニットＢ２宛てのデータであり、さらに続く１６ドット分の画像データが第３の表示ユニットＢ３宛てのデータである、という具合に順次画像データとドット同期信号ＤＣＫが出力される。

ドット同期信号ＤＣＫの１６クロックごとにユニット同期信号ＵＣＫの１クロックが出力される。つまりユニット同期信号ＵＣＫは、直列出力される画像データの１ユニット分＝１６ドット分の区切りに同期したクロックである。

この実施例では３２本の表示ユニットＢ１〜Ｂ３２で物理的画面を構成している。データ転送回路２からは、３２本の表示ユニットＢ１〜Ｂ３２に分配すべき１画面分＝３２ユニット分の画像データを出力開始するときに、フレーム同期信号ＦＣＫの１クロックが出力される。つまりフレーム同期信号ＦＣＫは、直列出力される画像データの１画面分＝３２ユニット分の区切りに同期したクロックである。

＝＝＝表示ユニットＢｉにおける制御系＝＝＝
図４に示すように、表示ユニットＢｉのランプ駆動回路４としては、１６個のランプＬ１〜Ｌ１６のそれぞれをＲＧＢの３ビットのデータで駆動するドライバ４１と、ドライバ４１に１６ドット分の画像データを与えるラッチ回路４２と、直列転送されてきた１６ドット分の画像データを取り込んで並列にしてラッチ回路４２に与えるシフトレジスタ４３とを備えている。
また図４に詳しく示す回路構成により、表示ユニットＢｉのデータ処理回路５は、コンピュータ１からの画像データを中継転送するとともに自分宛の画像データを取り込む。

前段から入力される画像データは遅延回路５１で若干遅延され、ドット同期信号ＤＣＫのタイミングでラッチ回路５２にサンプリングされることで波形整形とタイミング調整が施され、ランプ駆動回路４のシフトレジスタ４３のデータ入力となるとともに、後段に向けて出力される。

前段から入力されるドット同期信号ＤＣＫとフレーム同期信号ＦＣＫは、それぞれバッファ５８とバッファ５９を経て後段に向けて出力される。前段から入力されるユニット同期信号ＵＣＫは遅延回路６１で若干遅延され、ドット同期信号ＤＣＫのタイミングでラッチ回路６２にサンプリングされることで波形整形とタイミング調整が施され、この回路６１と６２を経たユニット同期信号ＵＣＫがアンドゲート５５を経て後段に向けて出力される。

前段からのフレーム同期信号ＦＣＫの立上りで２つのフリップフロップ５３と５４がリセットされる。前段からのユニット同期信号ＵＣＫの立上りで、２つのフリップフロップ５３と５４はそれぞれのＤ入力を読み込む。１段目のフリップフロップ５３のＤ入力は常時“１”であり、これのＱ出力が２段目のフリップフロップ５４のＤ入力となっている。

したがって、フレーム同期信号ＦＣＫでリセットされてから、最初のユニット同期信号ＵＣＫが入力された時点で、フリップフロップ５３はセットされ（Ｑ出力が“１”となる）、フリップフロップ５４はリセットのままである。
続いて２発目のユニット同期信号ＵＣＫが入力されると、フリップフロップ５４もセットされて、そのＱ出力が“１”となる。フリップフロップ５３と５４は一度セットされると、つぎのフレーム同期信号ＦＣＫが入力されるまでセットされたままである。

前段からのユニット同期信号ＵＣＫは、アンドゲート５５を経て後段に出力される。このアンドゲート５５にはフリップフロップ５４のＱ出力がゲート信号として印加されている。フリップフロップ５４は、前記のように、フレーム同期信号ＦＣＫの入力後の１発目のユニット同期信号ＵＣＫの入力時点ではリセットされたままであり、２発目のユニット同期信号ＵＣＫの立上りでセットされる。したがって、１発目のユニット同期信号ＵＣＫはアンドゲート５５を通過せず、２発目以降のユニット同期信号ＵＣＫがアンドゲート５５を通過して後段に出力される。

また、フリップフロップ５３のＱ出力とフリップフロップ５４の反転Ｑ出力とがアンドゲート５６で論理積をとられる。したがって、フレーム同期信号ＦＣＫの入力後の最初のユニット同期信号ＵＣＫの立上り時点から２発目の立上り時点までの期間だけ、アンドゲート５６の出力が“１”となる。アンドゲート５６の出力が“１”になると、前段からのドット同期信号ＤＣＫがアンドゲート５７を通過してシフトレジスタ４３のクロック入力端に印加される。このときのクロック入力に同期してラッチ回路５２を経た画像データがシフトレジスタ４３にシフト入力される。

もう一度整理して説明する。前段からフレーム同期信号ＦＣＫが入力された後、前段から入力される最初のユニット同期信号ＵＣＫの立上り時点から２発目の立上り時点までの期間だけ、前段からのドット同期信号ＤＣＫがシフトレジスタ４３に印加され、そのクロックに同期して前段からの画像データがシフトレジスタ４３にシフト入力される。この期間には、ドット同期信号ＤＣＫの１６クロックに同期して１６ドット分＝１ユニット分の画像データが前段から入ってきている。この１ユニット分の画像データがシフトレジスタ４３に読み込まれる。

ここで、コンピュータ１が発するフレーム同期信号ＦＣＫの間隔期間をフレームサイクルと呼ぶ。フレームサイクルにコンピュータ１から発せられる３２発のユニット同期信号ＵＣＫについて、発生順にＵＣＫ１、ＵＣＫ２、ＵＣＫ３、……ＵＣＫ３２と呼ぶ。
コンピュータ１に一番近い１段目の表示ユニットＢ１には、３２発のユニット同期信号ＵＣＫ１、ＵＣＫ２、ＵＣＫ３、……ＵＣＫ３２がすべて入力され、ＵＣＫ１〜ＵＣＫ２の期間に入力された１ユニット分の画像データが表示ユニットＢ１のシフトレジスタ４３に取り込まれる。
２段目の表示ユニットＢ２に対しては、ＵＣＫ１は伝達されず、ＵＣＫ２、ＵＣＫ３、ＵＣＫ４、……ＵＣＫ３２が入力され、ＵＣＫ２〜ＵＣＫ３の期間に入力された１ユニット分の画像データが表示ユニットＢ２のシフトレジスタ４３に取り込まれる。
３段目の表示ユニットＢ３に対しては、ＵＣＫ２も伝達されず、ＵＣＫ３、ＵＣＫ４、ＵＣＫ５、……ＵＣＫ３２が入力され、ＵＣＫ３〜ＵＣＫ４の期間に入力された１ユニット分の画像データが表示ユニットＢ３のシフトレジスタ４３に取り込まれる。
そして最終段の表示ユニットＢ３２に対しては、ＵＣＫ３２しか入力されず、ＵＣＫ３２の入力時点からつぎのフレームサイクルの冒頭のフレーム同期信号ＦＣＫの入力時点までの期間に入力された１ユニット分の画像データが表示ユニット３２のシフトレジスタ４３に取り込まれる。

以上のようにして、１フレームサイクル中にコンピュータ１から直列出力された１画面分＝３２ユニット分の画像データが、３２本の表示ユニットＢ１〜Ｂ３２に順番に分配されて、それぞれのシフトレジスタ４３に取り込まれる。そして、つぎのフレームサイクルの開始を告げるフレーム同期信号ＦＣＫがコンピュータ１から出力されると、全表示ユニットＢ１〜Ｂ３２において、そのフレーム同期信号ＦＣＫがラッチ回路４２のストローブ信号となり、シフトレジスタ４３の画像データがラッチ回路４２に読み込まれる。同時に、ランプＬ１〜Ｌ１６はラッチ回路４２に読み込まれた画像データに従って発光駆動される。

以上のフレームサイクルのデータ処理を高速で繰り返すことで、３２本の表示ユニットＢ１〜Ｂ３２で構成された飛び飛びドット列の画面に、追跡補間式のスクロール表示が具現化する。

＝＝＝コンピュータ１の側の処理手順＝＝＝
前述したように、コンピュータ１のメインメモリ上にスクロール表示処理のための画像メモリ１１と転送バッファ１２が設定され、ハードディスク装置１３にはスクロール表示の対象となる多数の種類の画像データが蓄積されている。コンピュータ１が実行するスクロール表示処理の概要を図５のフローチャートに示している。まず、どの画像をスクロール表示するのかを画像ＩＤで指定して実行指令を与える。すると図５のフローチャートに示す処理が開始される。

最初のステップ５０１では、指定された画像データをハードディスク装置１３から読み出して画像メモリ１１にビットマップ展開する。このビットマップ画像データは、縦が１６ドット（１ドットはＲＧＢの合計３ビット）で横は自由な大きさである。この縦１６ドット分のデータを列データと称し、各列データに順番にＤ１、Ｄ２、Ｄ３、…という番号をつける（一般項をＤｊと表記する）。また簡単な説明のために、画像メモリ１１は１ワードが（１６×３）ビットの構成で、アドレスｊに列データＤｊが格納されているものとする。

ステップ５０２ではスタートポインタＰを１にし、つぎのステップ５０３ではアドレスポインタｊにスタートポインタＰの値を移す（この説明の段階ではｊ＝Ｐ＝１となる）。またステップ５０４で列カウンタＣを１にする。

つぎのステップ５０５で、アドレスポインタｊが示すアドレスｊで画像メモリ１１をリードアクセスし、読み出した列データＤｊを転送バッファ１２における列カウンタＣが示すアドレスＣに書き込む。つぎのステップ５０６ではアドレスポインタｊに４を加算する。ここでアドレスポインタｊに１を加算するのではなくて「ｊに４を加算する」ことが追跡補間式スクロール表示システムの特徴を端的に表わしている。

つぎのステップ５０７で列カウンタＣの値が最終値ｎ＝３２に達したか否かをチェックする。Ｃ＝３２になるまではステップ５０８で列カウンタＣに１を加算してからステップ５０５に戻り、ステップ５０６で更新したアドレスポインタｊに従って画像メモリ１１をリードアクセスし、その列データＤｊを転送バッファ１２における更新されたアドレスＣに書き込む。Ｃ＝３２になれば、３２本の表示ユニットＢ１〜Ｂ３２に転送すべき３２列分の表示データが転送バッファ１２に揃ったことになる。

ここでステップ５０９に進み、転送バッファ１２上の３２列分の列データＤ１〜Ｄ３２をデータ転送回路２から各表示ユニットＢｉに向けて出力させる。このデータ転送の動作はすでに詳しく説明した。つぎのステップ５１０ではスタートポインタＰに１を加算し、表示しようとする画像をスクロール方向に１単位だけ進めるための準備をする。

つぎのステップ５１１では、スタートポインタＰの値が表示しようとする画像の端を示す値ＭＡＸに達したか否かをチェックする。Ｐ＝ＭＡＸになるまではステップ５０３に戻り画像のスクロールを進め、Ｐ＝ＭＡＸになるとステップ５０２に戻って画像のスクロールを最初からやり直す。

以上の一連の処理により、さきに詳しく説明した図２（ａ）（ｂ）（ｃ）の例のように、仮想的画面を観察する人の視覚残像効果を引き出して、１列が１６ドットで１行が１２５ドットの密度のスクロールする画像を視認させることができる。

＝＝＝画像データの中継に伴うタイミング調整＝＝＝
図４の実施例においては、前段からの画像データを遅延回路５１により若干遅延させ、ラッチ回路５２によりドット同期信号ＤＣＫに合せてサンプリングすることで波形整形とタイミング調整を行っている。これにより多数の表示ユニットをデイジーチエーン接続してシステムを構成しても、各ユニットによりデータが正しく中継転送されるとともに、各ユニットにて自分向けのデータを正しく受け取ることができる。

このタイミング調整の機能は、図４の実施例と異なる図７に示す回路構成によっても同様に実現できる。図７の実施例においては、前段からの画像データを遅延せずにラッチ回路５２に入力するとともに、前段からのドット同期信号ＤＣＫを遅延回路６３により若干遅延してラッチ回路５２のストローブ信号とする。また、遅延したドット同期信号ＤＣＫを自分のシフトレジスタ４３のクロック信号とするとともに、バッファ５８を介して後段に転送する。また図７の実施例においては、図４の実施例における遅延回路６１とラッチ回路６２はなく、前端からのユニット同期信号ＵＣＫはアンドゲート５５を介して後段に伝送される。

この発明の一実施例における物理的画面（ａ）と仮想的画面（ｂ）の模式図である。 同上物理的画面と仮想的画面と残像補間式スクロール表示の画像データの関係を示す模式図である。 この発明の一実施例システムのデータ処理系の全体的な概要を示す図である。 この発明の一実施例による１本の表示ユニットの回路構成を示す図である。 同上実施例においてデータ転送回路からデイジーチエーン接続された表示ユニットに向けて出力される信号のタイミングチャートである。 この発明の一実施例による追跡補間式スクロール表示システムのコンピュータ側の処理手順を示すフローチャートである。 この発明の他の実施例による１本の表示ユニットの回路構成を示す図である。

符号の説明

Ｌ１〜Ｌ１６ ＬＥＤ集合ランプ
Ｂｉ、Ｂ１〜Ｂ３２ ポール型表示ユニット

Claims (5)

1. つぎの要件（１）〜（７）を備えたことを特徴とする追跡補間式スクロール表示システム。
   （１）ポール型の多数の表示ユニットがほぼ一定間隔でほぼ平行に並べて設置される。各表示ユニットにはポール型のハウジングに沿って多数のランプが一定間隔で直線状に配列されている。各表示ユニットにおけるランプ配列間隔は比較的小さい。隣り合う表示ユニットのユニット間隔は比較的大きくてユニット内の前記ランプ配列間隔の数倍以上である。
   （２）各表示ユニットはランプ駆動回路とデータ処理回路を内蔵しており、そのデータ処理回路には入力端と出力端がある。ある表示ユニットの前記出力端と隣の表示ユニットの前記入力端とが所定のデータ伝送路で接続され、すべての表示ユニットがその配列順にデイジーチエーン接続されている。片側の端に配列された表示ユニットの前記入力端が所定のデータ伝送路でコンピュータに接続されている。
   （３）前記コンピュータが前記データ伝送路によりデイジーチエーン接続された各表示ユニットに画像データを直列転送する。各表示ユニットの前記データ処理回路が直列転送されてくる画像データの中から自分向けの画像データを前記駆動回路に取り込んで、前記駆動回路が取り込んだ画像データに従って前記ランプ列を駆動する。
   （４）前記コンピュータから各表示ユニットに向けてフレーム同期信号とユニット同期信号とドット同期信号と前記画像データが出力される。フレーム同期信号は、直列接続された全表示ユニットに分配する１画面分の画像データ列の先頭を示すクロックである。ユニット同期信号は、１画面分の画像データ列の中の１ユニット分の画像データ列の区切りを示すクロックである。ドット同期信号は、前記各ランプに対応した１ドット分の画像データの個々に同期したクロックである。
   （５）各表示ユニットの前記データ処理回路は、前記フレーム同期信号が入力されてから前記ユニット同期信号の最初の入力に応動して、その直後に入力される１ユニット分の画像データ列を前記駆動回路に取り込んで一時記憶する。
   （６）各表示ユニットの前記データ処理回路は、前記フレーム同期信号が入力されてから最初に入力される前記ユニット同期信号を後段に転送せず、２番目以降に入力される前記ユニット同期信号を後段に転送する。
   （７）前記コンピュータは、各表示ユニットの配列の間隔部分にも同じランプ列を持った仮想ユニットが存在して前記ランプ配列間隔と同程度のユニット間隔になった仮想ドットマトリクス画面を想定し、メモリに用意したビットマップ画像データをその仮想ドットマトリクス画面にスクロール表示する場合に実際に存在する各表示ユニットとビットマップ画像データとの対応関係に従って抽出した画像データを各表示ユニットに直列転送する。
2. 請求項１において、各表示ユニットの前記データ処理回路は、前段から入力される前記画像データを適宜に遅延するとともに波形再生して後段に出力することを特徴とする追跡補間式スクロール表示システム。
3. 請求項２において、各表示ユニットの前記データ処理回路は、前段から入力される前記画像データを適宜に遅延してフリップフロップに入力するとともに、前段から入力される前記ドット同期信号を当該フリップフロップのクロックとしてこれを動作させ、当該フリップフロップの出力を前記画像データとして後段に転送することを特徴とする追跡補間式スクロール表示システム。
4. 請求項２において、各表示ユニットの前記データ処理回路は、前段から入力される前記画像データをフリップフロップに入力するとともに、前段から入力される前記ドット同期信号を適宜に遅延した信号を当該フリップフロップのクロックとしてこれを動作させ、当該フリップフロップの出力を前記画像データとして後段に転送することを特徴とする追跡補間式スクロール表示システム。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の追跡補間式スクロール表示システムを構成するための前記表示ユニットであって、ポール型のハウジングに沿って一定間隔で配列された多数の前記ランプと、前記ハウジングに内蔵された前記データ処理回路および前記ランプ駆動回路と、前記ハウジングの外面部分に配設された前記データ処理回路の入力端コネクタおよび出力端コネクタとを備えたことを特徴とする表示ユニット。

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