JP2004319472A - 光デコレーション装置と電源回路とディスプレイ要素 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光素子等のディスプレイ要素の配置や数を自由に変更でき、さらに、複雑な点灯制御が可能な光デコレーション装置と電源装置とディスプレイ要素を提供する。
【解決手段】 電源電力と点灯パタン制御信号とを合成した合成信号を供給する電源装置１０と、この電源装置１０の出力端子に接続されて、合成信号を伝送する給電用線路１４と、この給電用線路中に配置され、当該給電用線路と電磁誘導結合して、合成信号を受け入れる電磁結合部２２と、電源電力により動作し、点灯パタン制御信号に従って点灯制御される発光素子２６を有し、給電用線路１４中に複数配置されたディスプレイ要素２０とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、店舗や各種の遊技施設及びこれらの付帯施設等を光学的に演出するために利用できる光デコレーション装置と電源回路とディスプレイ要素に関する。

従来、店舗や各種の遊技施設及びこれらの付帯施設等を光学的に演出するための装置には、例えばクリスマス等の季節に一時的に用いられるクリスマス用デコレーション装置があった。また、継続的に用いられるものには、広告用デコレーション装置があった。前者においては、一時的に使用されるという制約もあって、適切に色処理された光源用のランプを所定の間隔で接続したディスプレイ本体と、簡単な調光機能を備えた電源装置で構成されるのが一般的であった。また、後者においても、所望の表示色を実現するためのガスを封入したネオン管などが利用されている（特許文献１参照）。
特開平５−５３５１９号公報

ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
従来のデコレーション装置のうち、前者は構成が簡便で低コストで実現できるものの、対象物の規模等に応じて適切なサイズもしくは規模の装置を準備しなければならないだけでなく、ディスプレイランプの数量や規模に応じて適切に電圧を制御しないと簡単にランプが断線し、すべての照明が消えてしまうなど、信頼性や寿命の面で問題を抱えていた。また、個々のディスプレイランプは予め所定の長さの電線で接続されているため、これらの間隔やランプの数を変更するためには、接続長を変更したり、ランプの増減に応じて最適な電圧に調整し直すなどの必要があった。

また、構成が簡単なこともあって、高度な演出効果を実現するのが困難等の問題を抱えていた。また、後者の場合においては、演出効果に優れたデコレーション装置を実現するために、必要とされる表示色の数に応じてネオンサインを用意する必要があるばかりでなく、高電圧から人体への安全を確保するための防護装置が必要で、放電等に伴う近隣へのノイズの発生などの問題を抱えていた。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、発光素子等のディスプレイ要素の配置や数を自由に変更でき、さらに、複雑な点灯制御が可能な光デコレーション装置と電源回路とディスプレイ要素を提供することを目的とする。

本発明は次の構成により上記の課題を解決する。
〈構成１〉
電源電力信号と点灯パタン制御信号とを合成した合成信号を供給する電源装置と、この電源装置の出力端子に接続されて、上記合成信号を伝送する給電用線路と、この給電用線路中に配置され、当該給電用線路と電磁誘導結合して、上記合成信号を受け入れる電磁結合部と、上記電磁結合部を通じて受け入れた上記電源電力信号の電力により動作し、上記点灯パタン制御信号に従って点灯制御される発光素子を有し、上記給電用線路中に複数配置されたディスプレイ要素とを備えたことを特徴とする光デコレーション装置。

デコレーション対象物の規模と演出効果を考慮して、任意の経路と線路長を有する給電用線路を敷設した後、ディスプレイ要素の保持構造を用いて所望の間隔で所望個数のディスプレイ要素を給電用線路中に設置し固定した後、給電用線路と電源装置を接続し、一定の電流レベルで電源電力信号と点灯パタン制御信号とを合成した合成信号を供給することにより、演出効果の高い光デコレーション装置を実現することができる。電源装置からは常に一定の電流レベルを有する合成信号が供給されるため、負荷、すなわち、給電用線路の長さやディスプレイ要素の数量の増減に対しても常に安定した電力を供給できる。故に、ディスプレイ要素の破壊や断線などの点灯不具合が発生せず、信頼性も高い。また、万一いずれかのディスプレイ要素が故障もしくは断線しても当該ディスプレイ要素に点灯不具合を生ずるだけで、デコレーション装置全体としての点灯不具合は発生することがない。従って必要に応じて不具合を発生したディスプレイ要素のみを交換することにより対応可能となる。さらに、点灯パタン制御用の情報によって、ディスプレイ要素に対して、電力の供給に加えて、様々なパタンでの照明が可能となり、より演出効果の高い光デコレーション装置を実現することができる。

〈構成２〉
構成１に記載の光デコレーション装置において、上記電源装置は、上記給電用線路に供給する電流の平均値が、上記点灯パタン制御信号の内容にかかわらずほぼ一定になるように電源電力を上記給電用線路に供給することを特徴とする光デコレーション装置。

〈構成３〉
構成１に記載の光デコレーション装置において、上記電源装置は、波高値がほぼ等しく周波数もしくは位相の異なる交流信号を所定のタイミングで切り替えて出力することにより、上記点灯パタン制御信号を上記給電用線路に供給することを特徴とする光デコレーション装置。

〈構成４〉
点灯パタン制御信号を発生する回路と、波高値がほぼ等しく周波数の異なる交流信号を、上記点灯パタン制御信号の内容に対応させたタイミングで切り替えて出力する回路と、出力電流の平均値が、上記点灯パタン制御信号の内容にかかわらずほぼ一定になるように、上記点灯パタン制御信号を給電用線路に供給する回路とを備えたことを特徴とする、電磁結合により任意の数のディスプレイ要素に点灯パタン制御信号を供給するための、電源回路。

〈構成５〉
電源電力と点灯パタン制御信号とを合成した合成信号が供給された給電用線路中に配置され、当該給電用線路と電磁誘導結合して、上記合成信号を受け入れる電磁結合部と、上記電源電力により動作し、上記点灯パタン制御信号に従って点灯制御される発光素子とを有することを特徴とするディスプレイ要素。

〈構成６〉
構成５に記載のディスプレイ要素において、上記電磁結合部は、磁気コアと、この磁気コアに対して、上記給電用線路を１次巻線とし、２次巻線の出力を、上記合成信号を受け入れる回路に接続したものとからなることを特徴とするディスプレイ要素。

〈構成７〉
構成５に記載のディスプレイ要素において、上記点灯パタン制御信号は、点灯制御の対象となるディスプレイ要素を指定するアドレス信号と、上記発光素子の点灯情報信号とを含み、自己に割り付けられたアドレス信号が入力したときに、そのアドレス信号と同一フレームに含まれる点灯情報に従って、発光素子を点灯制御する回路が含まれることを特徴とするディスプレイ要素。

〈構成８〉
構成５に記載のディスプレイ要素において、上記給電用線路中に配置された位置を固定するための固定手段が設けられていることを特徴とするディスプレイ要素。

〈構成９〉
構成５に記載のディスプレイ要素において、上記電磁結合部の磁気コアが２分割構成とされ、当該磁気コアを磁気的かつ機械的に結合すると共に、上記給電用線路と上記ディスプレイ要素を連結一体化する保持部材を備えたことを特徴とするディスプレイ要素。

〈構成１０〉
構成９に記載のディスプレイ要素において、上記磁気コアが２分割構成とされ、当該磁気コアの形状を保持すると共に、上記給電用線路と上記ディスプレイ要素の発光素子と電気回路を搭載したモジュール部を連結一体化する保持部材を備えたことを特徴とするディスプレイ要素。

〈構成１１〉
構成１に記載の光デコレーション装置において、上記給電用線路は、上記合成信号を伝送するための往路用導体と復路用導体とを一体化したケーブルからなり、上記電磁結合部は、上記ケーブルの往路用導体と復路用導体とを局部的に分離した場所であって、往路用導体もしくは復路用導体に装着されていることを特徴とする光デコレーション装置。

以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は光デコレーション装置の具体例を示すブロック図である。
本発明による光デコレーション装置の実施例について以下、図面を用いて説明する。

点灯制御信号発生回路１１には、外部制御信号１５を接続する端子が設けられている。点灯制御信号発生回路１１の出力は、切替回路１２３の制御端子に接続されている。基本波信号発生回路１２１の出力は、分周回路１２２に入力すると共に切替回路１２３に入力するように接続されている。分周回路１２２の出力は、切替回路１２３に入力するように接続されている。基本波信号発生回路１２１の出力信号はF１で、分周回路１２２の出力信号は、F２であり、それぞれ図１の回路の下側にその波形を示した。F２は、F１の２分の１の周波数である。点灯制御信号発生回路１１の出力は、図１にＣＮＴＳと示したハイレベルＨとローレベルＬを組み合わせた２値信号で、ディスプレイ要素２０側に、任意の内容の点灯パタンを指示するデジタルデータである。

この信号を切替回路１２３の制御端子に入力すると、切替回路１２３の出力信号は、図１に示したＥＭＯＤの波形になる。この信号は、Ｆ１とＦ２とを組み合わせた信号で、ディスプレイ要素２０の点灯パタンを指示する点灯パタン信号となる。切替回路１２３の出力信号は、ディスプレイ要素２０に電源電力を供給するために電力増幅回路１３により増幅されて、給電用線路１４に供給される。給電用線路１４中には、電磁結合部２２を介してディスプレイ要素２０が配置されている。電磁結合部２２は、磁気コア２１を用いて、いわゆる電流トランスの原理で、給電用線路１４に供給された合成信号をディスプレイ要素２０の側に取り込む機能を持つ。

点灯制御信号発生回路１１は、ディスプレイ要素の点灯パタンを発生する回路で、１チップ型のマイクロコンピュータ（以下、１チップマイコン）等を用いて構成するのが望ましい。１チップマイコンの所定のメモリ領域には、ディスプレイ要素の輝度や、点灯色、点灯時間等を規定する一連の点灯パタン制御信号が格納されており、上記１チップマイコンのプログラムによって出力タイミングを制御されるように構成するのが望ましい。また、外部制御信号EXTCLを用いて、例えば、音楽と同期したテンポとパタンでの出力や、ランダムな順序で点灯パタン情報が発生可能なように構成することもできる。

点灯制御信号発生回路１１に後続する回路は、ディスプレイ要素２０に電源電力と点灯パタン制御信号とを合成した合成信号を供給するための回路である。基本波信号発生回路１２１は、１０ｋＨｚ程度の高周波信号を発信する回路である。この周波数は、給電用線路１４から漏洩する電磁界が電波法等の規制の対象とならない周波数帯域を選択し、ディスプレイ要素２０に対しての安定な電力供給と、この高周波電流に重畳する点灯パタン制御信号の弁別が容易となるような値に選定するとよい。

分周回路１２２は、基本波信号発生回路１２１の出力信号を２分の１に分周する回路である。切替回路１２３は、点灯制御信号発生回路１１の出力により基本波信号発生回路１２１の出力と、分周回路１２２の出力のいずれか一方を選択して出力する機能を持つ。これにより、点灯制御信号の論理状態("Ｈ"または"Ｌ")に応じて周波数が変化する、いわゆるＦＳＫ（周波数シフトキーイング）変調された点灯制御信号が電力増幅回路１３に供給される。

本実施例では、論理レベル"Ｈ"にＦ１を、論理レベル"Ｌ"にＦ２を割りつけている。すなわち、Ｆ１＞Ｆ２でかつＦ１=２ * Ｆ２ の関係を有する２種の周波数発生器の出力を点灯制御信号の論理レベルに応じて切り替え出力する周波数変調方式による構成の一例を示した。なお、周波数変調方式に限定されることなく、例えば、位相の変化によって情報を伝送する位相変調方式やその他の方式を任意に選択して、同様の点灯制御信号を送信できることはいうまでもない。

電力増幅回路１３は、負荷変動があっても安定な合成信号を供給するために、例えば、電流帰還の施された電流帰還型の増幅回路とする。接続される負荷を考慮して十分な高電圧で駆動すると共に、負荷の種類に応じた適切な電流供給や輝度の調整が可能なように、出力電流の制御機能を持たせることが望ましい。図１の例では、給電用線路１４に予め設定した一定の電流を供給するために、定出力電流制御部１６を設けた。この回路は、電力増幅回路１３の出力電流を監視して、その電流値を一定に保持するように、電力増幅回路１３の増幅率を可変制御する機能を持つ。これにより、点灯パタンとは全く独立に、出力電流の平均値をほぼ一定に保持することで、ディスプレイ要素を自由に増減しても、安定した電力供給が可能になる。

図２は光デコレーション装置のディスプレイ要素２０の具体例を示すブロック図である。図２(a)において、電磁結合部２２の磁気コア２１により合成信号を取り出す２次巻線３１は、整流平滑回路３２に接続されている。この整流平滑回路３２は、２次巻線３１の出力する交流の合成信号を整流し、平滑して、一定の直流電力を取り出す回路である。この直流電力は、ディスプレイ要素２０の電源電力となる。

すなわち、ディスプレイ要素２０は、それ自身では、電源を持たなくても、以下に説明するような動作をし、さらに、点灯パタン制御信号によって、発光素子を発光させることができる。２次巻線３１の出力側には、さらに波形整形回路３４１が接続されている。波形整形回路３４１の出力側には、パルス発生回路３４２、弁別回路３４３、及び点灯パタン復調回路３５が順に接続されている。点灯パタン復調回路３５の出力側には、ディスプレイ部３３が接続されている。このディスプレイ部３３は、任意の数の発光素子ドライバ３３１と発光素子２６とを含んでいる。発光素子２６は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）などから構成されるとよい。

電磁結合部２２は、給電用線路１４を１次側とし、電源電力と点灯パタン制御信号とを合成した合成信号を授受する２次巻線を有する電流トランスである。給電用線路１４から効率よく電力を取り出すために、閉ループ構造の鉄心を有するトロイダルコアをはじめとする様々な形状のコア、例えば、Ｃ−Ｉ型や、Ｃ−Ｃ型などに巻回した構造とするのが望ましい。整流・平滑回路３２は、合成信号を整流平滑し、ディスプレイ要素全体に電力を供給する回路であり、本実施例のごとく周波数変調方式を用いた場合においては、点灯パタン制御信号の内容にかかわらず電流の平均値が一定なため、例えば、図示しない高周波用の整流ダイオードと平滑用のコンデンサとによる簡単な構成で、そのまま安定な電源回路を実現することができる。

合成信号ＭＯＤＳは、波形整形回路３４１で矩形波信号ＤＳに変換されたのち、パルス発生回路３４２に入力され、前記矩形は信号ＤＳの立ち上がりに同期した一定のパルス幅(Ｔ)を有する信号ＤＰＬＳを発生する。弁別回路３４３は、矩形波に変換された合成信号ＤＳの周波数の変化、具体的にはパルス幅（Ｔ１またはＴ２）を、前記の一定のパルス幅（Ｔ）を有する信号ＤＰＬＳと比較して合成信号に含まれる点灯パタン制御信号を復調する回路であり、点灯パタン復調回路３５とディスプレイ部３３により、点灯パタン制御信号で指定される内容に従って様々な色とタイミングとで点灯する。ディスプレイ部３３は、ＬＥＤや白熱ランプなどを用いて実現できるが、信頼性や消費電力を考慮すると、ＬＥＤを用いるのが好適である。さらにディスプレイとしてのより高度な演出効果を実現するためには、様々な発光色のＬＥＤや赤、青、緑の３原色のＬＥＤを用いてフルカラー化を図るなど、目的や用途に応じて様々な構成とすることができる。また、図２(b)は、点灯パタン復調回路３５の具体的な構成を示したものである。

図４(a)は、合成信号ＭＯＤＳに含まれるひとまとまりの点灯パタン情報の概念を示したもので、ヘッダ５１に続く点灯パタン制御信号５２とフッタ５３で終了するフレーム構成とすることができる。ここで、ヘッダ５１とフッタ５３はフレームの開始と終了を判別するためのものであり、点灯パタン制御信号５２には、複数のディスプレイ要素の中から点灯すべきディスプレイ要素２０を特定するためのアドレス情報５４や、当該ディスプレイ要素２０の点灯パタンを指定する点灯パタン情報５５が含まれる。また、点灯パタン情報５５の中には、表示色情報５６、輝度情報５７等、システムの複雑さに応じた様々な情報が含むように構成できることはいうまでもない。
図５は、点灯パタン制御信号として８ビットを割りつけ、４ビットのアドレス情報と、４ビットの点灯パタン情報とを含むように構成した例を示したものである。また、図４(b)に示すように、点灯パタン情報５５の４ビットのうち、２ビットを表示色情報５６に、２ビットを輝度情報５７に割り付けることも可能である。これにより、１６ヶもしくは１６にグループ分けされたディスプレイ要素２０に対して、表示色と輝度等を含む１６種の点灯パタンが制御可能となる。

図３は、フレーム単位で伝送されるひとまとまりの点灯パタン情報から８ビットで構成される点灯パタン制御信号５２の復調動作を示すタイミングチャートを示したものであり、上部に示す"Ｌ"及び"Ｈ"は、フレーム内の信号の論理状態を表している。
図３（ａ）は、波形整形回路３４１の出力信号DＳを示したものである。前述のように、合成信号ＭＯＤＳは、２種類の周波数Ｆ１とＦ２(=F1/2)のみから構成された正弦波の信号であり、これをよく知られたリミッタ回路などを用いて矩形波に整形すると、時刻ｔ１で送出される"Ｌ"レベルのフレーム開始信号に続く時刻t2から、時刻ｔ１０で送出される"Ｈ"レベルのフレーム終了信号に挟まれたｔ9迄の区間が１フレームに含まれる点灯パタン制御信号５２の論理状態に応じ、周波数F2が割り付けられた論理"Ｌ"の部分は、パルス幅T2（=1/F1）の信号が、周波数F1を割り付けた論理"Ｈ"の部分はパルス幅T1(=1/2F1)の信号が得られる。図３（ｂ）は、パルス発生回路３４２の出力信号ＤＰＬＳを示したもので、前記信号ＤＳの立ち上がりに同期した一定のパルス幅Ｔを持つ信号で、そのパルス幅ＴはＴ１＜Ｔ＜Ｔ２なる関係を持つように設定されている。

図３(ｃ)は、弁別回路３４３の出力ＤＭＯを示したもので、前記ＤＰＬＳの立下がり時における前記ＤＳの論理状態を弁別し、信号ＤＳの論理状態が"Ｈ"のときは"Ｌ"に、論理状態が"Ｌ"のときは"Ｈ"にセットされる信号である。

前述のように、給電用線路１４には複数のディスプレイ要素２０が接続される。ここで、給電用線路１４に例えば、１６個のディスプレイ要素２０を配置したとき、各ディスプレイ要素２０にそれぞれ０１から０２、０３、・・・１６までのアドレス情報を付与しておく。そして、点灯パタン制御信号５２に含まれるアドレス情報５４によって、制御すべきディスプレイ要素２０を選択するように構成することにより、各々のディスプレイ要素を独立に点灯制御することができ、複雑な点灯パタンを実現することができる。
例えば、点灯パタン制御信号５２に表示色情報５６と輝度情報５７とを含むように構成すれば、指定したディスプレイ要素２０、例えば、給電用線路１４のディスプレイ要素を指定した色と指定した明るさで任意のタイミングで点灯させたり、消灯させたりする制御が可能になる。このように、ディスプレイ要素側には、自己に割り付けられたアドレス情報が入力したときに、そのアドレス情報と同一フレームに含まれる点灯パタン情報５５に従って、発光素子を点灯制御する回路が含まれる。

このような制御をするために、点灯パタン復調回路は、図２（ｂ）に示すようなものになる。この点灯パタン復調回路は、図２を用いて説明したディスプレイ部３３を駆動するためのものである。フレーム検出回路３５１と制御信号レジスタ３５２には、図２に示した弁別回路３４３の出力信号ＤＭＯとパルス発生回路３４２の出力信号ＤＰＬＳが入力するように構成されている。フレーム検出回路３５１は、図４（ａ）に示すようなヘッダ５１やフッダ５３などのフレーム判別信号を識別し、１つのフレームの信号を他のフレームの信号と区別する。実際には、ヘッダ５１を検出し、その後に続く点灯パタン制御信号を所定の順番に制御信号レジスタ３５２に格納する機能を持つ。
図３(d)は、図２(b)に示すフレーム検出回路３５１の出力ＦＬを示したものでt1におけるフレーム検出信号の送出を検出した後ｔ２で"Ｈ“になり、フレーム終了信号を検出し終わるｔ１０の時間で"Ｈ"になる信号である。

また、図３(e)は、制御信号レジスタ３５２の出力ＲＯを示したもので、t2からｔ９の時間に送出される点灯パタン制御信号の出力が、ｔ３からｔ１０の区間に順番に出力される。さらに、制御信号レジスタ３５２の出力ＲＯは、表示色制御回路３５４と輝度制御回路３５５に入力するよう構成されている。制御信号レジスタ３５２の中から取り出されたアドレス信号、すなわち、図４(b)に示す構成ではt3からｔ６の時間に対応する４ビットの信号は、アドレスデコーダ３５３に入力され、素子アドレスレジスタ３５６の出力するアドレス信号と比較されるように構成されている。
アドレス情報５４は、アドレスデコーダ３５３において、このディスプレイ要素固有の素子アドレスと比較される。アドレスが一致すると、アドレスデコーダ３５３からイネーブル信号が表示色制御回路３５４と輝度制御回路３５５に入力する。
図３(ｆ)は、アドレスデコーダ３５３からのイネーブル信号出力ＥＮを示したもので、t10においてフッタが検出されてフレームが終了した時点で"Ｈ"になる信号である。

これにより、表示色制御回路３５４や輝度制御回路３５５が起動し、発光素子ドライバ３３１に表示色情報や輝度情報を供給する。制御信号レジスタ３５２の表示色情報５３に相当する部分、例えば、図４(a)の例ではｔ６からｔ７の時間に送出される２ビットのデータは、表示色制御回路３５４に、ｔ８からｔ９の時間に送出される輝度情報に対応する２ビットのデータは、輝度制御回路３５５に転送される。

なお、上記説明では点灯パタン制御信号の送出タイミングによって点灯制御する構成例を示したが、点灯パタン制御信号の点灯パタン情報に、点滅周期や繰り返し回数などの点灯タイミングを制御する情報を追加し、ディスプレイ要素側にも点灯パタン情報の復調回路を設け、送出される点灯パタン信号に予め設定された点灯タイミングで自立的に点滅周期や繰り返し回数を制御するように構成することもできる。
これにより、次の自分あての点灯パタン制御信号を受信するまでの間、直前に受信した点灯パタン制御信号で、予め指定された周期と回数の点滅動作を実行することができる。

図４(b)は、上記に示す点灯パタン制御信号の変形例を示す概念図である。
給電用線路１４に接続された複数のディスプレイ要素２０に対して様々なパタンでの点灯を制御する信号を送信可能とするために、複数のディスプレイ要素２０の中から特定のディスプレイ要素を特定するためのアドレス情報５４と各々のディスプレイ要素の点灯パタンを指定する点灯パタン情報５５に、表示色情報５６や輝度情報５７に加え、点滅周期や回数等を指定する点灯タイミング情報５８を含むように構成する。

次に、ディスプレイ要素２０を給電用線路１４に対して磁気的かつ機械的に保持し固定する構造について説明する。
光デコレーション装置としての演出効果の最適化や信頼性の維持、さらには保守性等を考慮すると、前述のごとく給電用線路１４が敷設された後に、ディスプレイ要素２０が着脱可能なように構成するのが望ましい。また、構造の簡略化のためには、該ディスプレイ要素２０への電力供給を行う電流トランス部の構造を利用して実現するのが望ましい。

図６（ａ）は光デコレーション装置全体の外観斜視図で、図６（ｂ）はそのディスプレイ要素２０の斜視図である。
光デコレーション装置全体は、図６（ａ）に示すように、電源装置１０に対して、給電用線路１４を接続し、その任意の場所に複数のディスプレイ要素２０を配置したものである。ディスプレイ要素２０は、図示するように、基板２７の上に発光素子２６を任意の数だけ配置したものである。この発光素子２６の数は、１個でも、それ以上何個でも、構わない。

図２を用いて説明した回路は、基板２７に取り付けられる。磁気コア２１には、２次巻線２５が巻き付けられている。１次巻線となる給電用線路１４は、磁気コア２１を貫通するように配置されている。なお、この状態では、ディスプレイ要素２０が、給電用線路１４中で、自由に移動してしまう。従って、例えば、後述する固定手段１７を設けることによって、位置決めすると共に固定するようにしている。

図６（ｂ）はディスプレイ要素２０を、給電用線路１４に結合した後、該給電用線路の所定の位置に固定する機能を有する固定手段１７の構成に係る第一の実施例を示したものである。
この固定手段１７は、ゴム弾性部材や発泡樹脂により、中央部が若干くびれた円筒体に構成したもので、給電用線路１４に挿通されている。この円筒体１７は、磁気コア２１の内径寸法より大きな外径寸法を有しており、磁気コア２１に圧入することにより、円筒体１７の弾力で両者が固定されると共に、円筒体１７と給電用線路１４との摩擦力によりディスプレイ要素２０が給電用線路１４に保持固定される。

図７はディスプレイ要素２０の各種変形例を示す斜視図である。
図７（ａ）に示すように、基板６１の上に１個の発光素子６２を設けたディスプレイ要素が考えられる。さらに、図７（ｂ）に示すように、基板６３の上に、多数の発光素子６４を一定のパタンで配列したものが考えられる。このように、任意の形状の任意の数の発光素子と図示しない電気回路を搭載した基板を用いて、ディスプレイ要素を構成することが可能である。

２次巻線は、図７（ｃ）に示すようなリング状の磁気コア６７や、図７（ｄ）に示すパイプを切断したような磁気コア６８などに回巻することができる。
なお、図７（ｅ）に示すように給電用線路７１を磁気コア６８に貫通させる一方、２次巻線７２を１ターンもしくは必要なターン数だけ巻き付ける方法によって、より高い電圧を取り出すことも可能である。

いずれの場合においても磁気コアに給電用線路を貫通させる必要があり、図７（ｆ）に示す例では、この磁気コアを二つ割りにして給電用線路の任意の箇所に取り付けられるようにしている。すなわち、磁気コアが、コ字状部分８４と板状部分８５とに分かれている。コ字状部分８４には、２次巻線６６が巻回されている。板状部分８５は、コ字状部分８４の両端面に載置される。図７（ｇ）は、図７（ｆ）に示した各部品を組み立てた後の側面図を示す。２次巻線６６の両端子は表示素子や電気回路を搭載したモジュール部６５にハンダ付け接続される。

なお、２分割した磁気コア８４と８５をモジュール部６５に押し付けて固定するために、逆Ｕ字形のクランプ８３が設けられている。クランプ８３は、その両端部がくさび状に形成されており、これらをモジュール部６５に設けた２つの開口８２にそれぞれ圧入することにより、磁気コア８４と８５をモジュール部６５に固定する。また、ゴム状弾性体からなるストッパ８８を用いて、給電用線路６９と２次巻線６６とを押さえつけ、その周りをクランプ８３で固定することにより、ディスプレイ要素２０が給電用線路に位置決めされると共にストッパ８８の弾力で固定される。

また、上記実施例においては、一時的に使用される応用、すなわち、ディスプレイ要素２０を露出して使用する場合について説明したが、給電用線路１４にディスプレイ要素２０を所定の間隔で保持固定した後、適当の形状に成形された光透過パイプ等に通し、給電用線路の両端部を封止することにより、ネオンサイン等のように継続的に利用可能な形態を実現することができる。また、上記実施例においては、たがいに周波数の異なる２種の交流信号を所定のタイミングで切り替えて出力することにより、上記点灯パタン制御信号を生成した。しかしながら、例えば、基準となる一定周波数の信号に対して、たがいに位相の異なる２種の交流信号を所定のタイミングで切り替えて出力するようにしても、同様の制御が可能である。また、位相は異なっていても周波数が同一であるときは、給電用線路に供給する電流の平均値が、上記点灯パタン制御信号の内容にかかわらずほぼ一定になるようにする制御が容易になるという効果がある。さらに、上記のように、点灯パタン制御信号をデジタルデータとし、任意の点滅状態制御を行うようにしたが、例えば、単に、"Ｈ"レベルの信号のときは点灯、"Ｌ"レベルの信号のときは消灯といった点灯パタン制御信号により、すべてのディスプレイ要素を同時に同一のタイミングで点滅制御するような制御方法も可能である。

図８は、本発明の光デコレーション装置の変形例を示す概略図で、（ａ）は給電用線路へディスプレイ要素を装着したときの一例を示す斜視図、（ｂ）は給電用線路の変形例斜視図、（ｃ）はディスプレイ要素装着部分の主要部縦断面図である。
この装置は、電源装置１０に接続された給電用線路９０が、対撚りケーブルとされたものである。対撚りケーブルは、それぞれ絶縁被覆された往路用導体と復路用導体とを所定のピッチで撚り合わせたものである。この給電用線路９０の終端では、往路導体と復路用導体とを圧着端子９１で電気接続している。給電用線路９０に向けて送り出す合成信号は、上記の実施例で説明した通り、交流電流である。従って、時間的に交互に一方の導体が往路用導体になり、他方の導体が復路用導体になる。

このような構成にしたのは、給電用線路９０から副射される電磁波を抑制するためである。給電用線路９０を敷設した場所の周辺の電子機器に電波障害を発生させることがないように、往路用導体で発生した電磁界を復路用導体でうち消すことができる対撚り線とした。また、対撚り線にしたことによって、図に示すように、ディスプレイ要素２０を給電用線路９０に装着した時、位置決めが極めて容易になるという格別の効果がある。すなわち、上記の説明では、給電用線路９０にディスプレイ要素２０を装着した時、位置ずれ防止のための機構が必要であった。しかしながら、対撚りした給電用線路９０に図に示すようにディスプレイ要素２０を装着すると、撚り合わされた導体の節の部分で、ディスプレイ要素２０の移動が妨げられる。従って、簡単にディスプレイ要素２０を位置決めできるという効果がある。

さらに、このような構成にすると、給電用線路の敷設状態に制約を受けなくなるという効果もある。既に説明した実施例のように、往路用導体を敷設して、これとは別に復路用導体を敷設するように工事をすると、それぞれ別々に敷設用のルートを確保しなければならない。また、各導体を壁面等に固定する手段がそれぞれ必要になる。ところが、図８に示すように往路用導体と復路用導体とを一体化したケーブルの場合には、比較的剛性が高まり、支持固定が容易になる。また、例えば、壁を貫通させたり、障害物を乗り越えて敷設をするような場合であっても、復路用導体の敷設を考慮するひつようが無く、敷設後ただちに任意の場所にディスプレイ要素２０を装着することかできるという効果がある。

なお、上記のような給電用線路は、往路用導体と復路用導体とが一体化されていればよく、対撚りされたものの他、図８（ｂ）に示したような、平行線を絶縁被覆により一体化した平行ケーブル９２であっても構わない。この場合には、図８（ｃ）に示すように、必要な場所で往路用導体と復路用導体を切り離し、そのいずれか一方にディスプレイ要素２０の磁気コア２１を装着するといった方法で、上記のような光デコレーション装置が実現する。この場合においても、ディスプレイ要素２０を装着した場所の両側で、往路用導体と復路用導体が一体化されているため、ディスプレイ要素２０は、ケーブル長手方向に移動しない。従って、容易に位置決めが可能になる。なお、図８（ａ）に示したような対撚りケーブルを用いた場合には、任意の場所で往路用導体と復路用導体とを引き離してディスプレイ要素２０を装着できるため、絶縁被覆を切り削くための工具が必要でない、という効果もある。こうして、図８の実施例では、敷設しやすく、ディスプレイ要素を自由な場所に簡単に固定できる実用性の高い光デコレーション装置が提供できる。

本発明による光デコレーション装置においては、次のような効果が期待できる。
１）給電用線路と、ディスプレイ要素とが容易に分離可能な構造が採用できるため、デコレーション対象物の規模や構造の変化に対して柔軟に対応可能である。
２）また、ディスプレイ要素の増減や交換、移動が容易なため設置段階での変更に柔軟に対応でき、高度な演出効果を実現できる。
３）ディスプレイ要素への電源供給を、給電用線路に一定の電流を供給する方法にしたため、給電用線路長やディスプレイ要素の数の変動にかかわらず面倒な電圧調整が不要で、過電圧等による光源の断線事故が発生しにくい。さらに、万一、断線しても全体としての機能喪失につながらず、きわめて信頼性の高い光デコレーション装置を実現できる。
４）電源装置に実装される点灯パタン復調回路と、ディスプレイ要素に実装される点灯パタンの弁別制御回路の規模と機能を、目的や用途に応じて適切に設定することにより、幅広い用途に対して適切なコストでの光デコレーション装置に対応できる。
５）放電等の手段を用いないため高電圧が不要で安全性が高い。また、ノイズなどの発生もないため、近隣への電波障害の恐れもない。
６）さらに、ディスプレイ要素そのものの信頼性の高さに加え、適切な形状に成形したパイプに通し、給電用線路の引出部を封止して、位置決めをする固定手段を設けたことにより、ネオンサインなどのように風雨にさらされる屋外環境での使用に際しても信頼性の高い光デコレーションと装置を実現できる。

実施例１の光デコレーション装置の具体例を示すブロック図である。 光デコレーション装置のディスプレイ要素の具体例を示すもので、（ａ）は、ディスプレイ要素の回路例を示すブロック図、（ｂ）は点灯パタン復調回路の具体的な構成を示すブロック図である。 ディスプレイ要素の回路中の信号例を示すもので、（ａ）は波形整形回路の出力信号の、（ｂ）はパルス発生回路３４２の出力信号の、（ｃ）は弁別回路３４３の出力信号の、(d)はフレーム検出回路３５１の出力信号の、(e)は制御信号レジスタ３５２の出力信号の、そして、(f)はアドレスデコーダから出力される信号のタイミングチャートである。 点灯パタン制御信号のフレーム構成例を示すもので、（ａ）は点灯パタン制御信号の一具体例を示すブロック図、（ｂ）は点灯パタン制御信号の変形例を示すブロック図である。 点灯パタン制御信号として８ビットを割りつけ、１６ヶもしくは１６グループのディスプレイ要素に対して１６とおりの点灯パタンを選択できるようにした例を示した説明図である。 光デコレーション装置全体及びそのディスプレイ要素を示すもので、（ａ）は光デコレーション装置全体の外観斜視図、（ｂ）はディスプレイ要素の斜視図である。 ディスプレイ要素の各種変形例を示すもので、（ａ）は１個の発光素子を設けたディスプレイ要素の斜視図、（ｂ）は多数の発光素子を一定のパタンで配列したディスプレイ要素の斜視図、（ｃ）はディスプレイ要素のリング状の磁気コアの斜視図、（ｄ）はディスプレイ要素のパイプ状の磁気コアの斜視図、（ｅ）は線路を磁気コアに貫通させたディスプレイ要素の斜視図、（ｆ）は磁気コアが弓状部分と板状部分とに分かれているディスプレイ要素の斜視図、（ｇ）は（ｆ）に示した各部品を組み立てた後の側面図である。 実施例２の光デコレーション装置を示す概略図で、（ａ）は給電用線路へディスプレイ要素を装着したときの一例を示す斜視図、（ｂ）は給電用線路の変形例斜視図、（ｃ）はディスプレイ要素装着部分の主要部縦断面図である。

符号の説明

１０ 電源装置
１１ 点灯制御信号発生回路
１２１ 基本波信号発生回路
１２２ 分周回路
１２３ 切替回路
１３ 電力増幅回路
１４ 給電用線路
１５ 外部制御信号
１６ 定出力電流制御部
１７ 固定手段
２０ ディスプレイ要素
２１ 磁気コア
２２ 電磁結合部
２５ ２次巻線
２６ 発光素子
２７ 基板

Claims (11)

1. 電源電力信号と点灯パタン制御信号とを合成した合成信号を供給する電源装置と、
   この電源装置の出力端子に接続されて、前記合成信号を伝送する給電用線路と、
   この給電用線路中に配置され、当該給電用線路と電磁誘導結合して、前記合成信号を受け入れる電磁結合部と、
   前記電磁結合部を通じて受け入れた前記電源電力信号の電力により動作し、前記点灯パタン制御信号に従って点灯制御される発光素子を有し、前記給電用線路中に複数配置されたディスプレイ要素とを備えたことを特徴とする光デコレーション装置。
2. 請求項１に記載の光デコレーション装置において、
   前記電源装置は、前記給電用線路に供給する電流の平均値が、前記点灯パタン制御信号の内容にかかわらずほぼ一定になるように電源電力を前記給電用線路に供給することを特徴とする光デコレーション装置。
3. 請求項１に記載の光デコレーション装置において、
   前記電源装置は、波高値がほぼ等しく周波数もしくは位相の異なる交流信号を所定のタイミングで切り替えて出力することにより、前記点灯パタン制御信号を前記給電用線路に供給することを特徴とする光デコレーション装置。
4. 点灯パタン制御信号を発生する回路と、
   波高値がほぼ等しく周波数の異なる交流信号を、前記点灯パタン制御信号の内容に対応させたタイミングで切り替えて出力する回路と、
   出力電流の平均値が、前記点灯パタン制御信号の内容にかかわらずほぼ一定になるように、前記点灯パタン制御信号を給電用線路に供給する回路とを備えたことを特徴とする、電磁結合により任意の数のディスプレイ要素に点灯パタン制御信号を供給するための、電源回路。
5. 電源電力と点灯パタン制御信号とを合成した合成信号が供給された給電用線路中に配置され、当該給電用線路と電磁誘導結合して、前記合成信号を受け入れる電磁結合部と、
   前記電源電力により動作し、前記点灯パタン制御信号に従って点灯制御される発光素子とを有することを特徴とするディスプレイ要素。
6. 請求項５に記載のディスプレイ要素において、
   前記電磁結合部は、磁気コアと、この磁気コアに対して、前記給電用線路を１次巻線とし、２次巻線の出力を、前記合成信号を受け入れる回路に接続したものとからなることを特徴とするディスプレイ要素。
7. 請求項５に記載のディスプレイ要素において、
   前記点灯パタン制御信号は、点灯制御の対象となるディスプレイ要素を指定するアドレス信号と、前記発光素子の点灯情報信号とを含み、
   自己に割り付けられたアドレス信号が入力したときに、そのアドレス信号と同一フレームに含まれる点灯情報に従って、発光素子を点灯制する回路が含まれることを特徴とするディスプレイ要素。
8. 請求項５に記載のディスプレイ要素において、
   前記給電用線路中に配置された位置を固定するための固定手段が設けられていることを特徴とするディスプレイ要素。
9. 請求項５に記載のディスプレイ要素において、
   前記電磁結合部の磁気コアが２分割構成とされ、当該磁気コアを磁気的かつ機械的に結合すると共に、前記給電用線路と前記ディスプレイ要素を連結一体化する保持部材を備えたことを特徴とするディスプレイ要素。
10. 請求項９に記載のディスプレイ要素において、
    前記磁気コアが２分割構成とされ、当該磁気コアの形状を保持すると共に、前記給電用線路と前記ディスプレイ要素の発光素子と電気回路を搭載したモジュール部を連結一体化する保持部材を備えたことを特徴とするディスプレイ要素。
11. 請求項１に記載の光デコレーション装置において、
    前記給電用線路は、前記合成信号を伝送するための往路用導体と復路用導体とを一体化したケーブルからなり、前記電磁結合部は、前記ケーブルの往路用導体と復路用導体とを局部的に分離した場所であって、往路用導体もしくは復路用導体に装着されていることを特徴とする光デコレーション装置。

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