JP3570886B2 - スクロール表示装置における画面構成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高輝度ＬＥＤ（発光ダイオード）などの発光セルを２次元的に配列した発光セルアレイに文字や図形をスクロール表示する装置に関し、とくに、たとえば競馬場にて大画面を構成するのに適した画面構成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＥＤなどの発光セルを一定間隔で縦横に配列したドットマトリクス型の表示パネルが一般に広く普及している。電車内の案内表示や商店の広告表示に使用されている簡便なＬＥＤ表示パネルでは、限られたサイズの表示パネルに主として文字列をスクロール表示している。例えば１６×１６ドットで１文字を構成するビットマップ形式の文字列データを順次生成し、例えば縦は１６ドットで横は少なくとも１６の数倍以上のドット数のドットマトリクス型表示パネルにスクロール表示する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、前記のように横長のドットマトリクス型表示パネルに文字列を横方向に移動表示（スクロール表示）するものにおいて、一度に表示可能な文字数を増やすには、当然ながら表示パネルの横方向のドット数を増やさなければならない。したがって、このような単純な表示パネルの拡大でも相当のコスト増加を伴う。
【０００４】
また大サイズの表示を行うべく、縦横に配列した発光セルの間隔を大きくして表示パネルの寸法を拡大したのでは、表示画像が非常に粗くなり、表示品質が著しく低下する。そこで、発光セルの間隔をそれほど増やさずに、発光セルの数を増やすことで表示パネルの寸法を拡大する。一方、３２×３２ドットで１文字を構成するなど、表示データの精細度を高くする。こうすることで、大サイズで高品質な表示を行える。しかし、これには著しいコスト増加を覚悟しなければならない。
【０００５】
また従来のドットマトリクス型表示パネルは、その寸法の大小にかかわらず、多数の発光セルを基板に実装してドライブ回路とともに偏平なパネル型ケースに収まっている。当然ながら、その表示パネルは剛体であり、自由に折り畳んだり（数分割程度は可能かもしれない）、小さく分解したり、縮めたり伸ばしたりするフレキシブルなものではない。ごく小型の表示パネルは全体を持ち運ぶことは容易であるが（商店の広告用表示パネルには可搬型のものもある）、この種の表示パネルの多くは所定の場所に固定的に設置されている。この装置形態が用途拡大のネックになっている面がある。
【０００６】
この発明は前述した従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、少ない数の発光セル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装置を提供するとともに、とくに、たとえば競馬場において大画面を構成するのに適した画面構成方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の対象となるスクロール表示装置は、多数の発光セルが小さな一定間隔で直線状に配列されて発光セル列が形成され、多数の発光セル列が前記一定間隔の５倍以上の一定間隔で平行に配列され、各発光セル列のドライブ回路とデータ伝送系で結合されており、各ドライブ回路に画像データを分配するとともに全体を同期制御してスクロール表示を行うための中央制御装置を備え、各発光セル列にその配列順につけた番号をｉとし、画像データの各列データに順番につけた番号をｊとし、５以上の整数をａとしたとき、中央制御装置は、ｉ列目の発光セル列をｊ列目の列データで表示ドライブするときに、（ｉ＋１）列目の発光セル列を（ｊ−ａ）列目の列データで表示ドライブするように、各発光セル列に対して画像データを分配するように構成されている。
【０００８】
この発明に係る画面構成方法は、上記の構成を備えたスクロール表示装置において、前記発光セル列と前記ドライブ回路とを実装した棒状表示器を多数本設け、各棒状表示器の下端部を地面に埋め込んで垂直に立設し、各棒状表示器をその正面を揃えて一定間隔で平行に配列することを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】
ここでは、この発明が採用している残像効果で補間されたスクロール画像を視認させる原理について説明する。
【００１０】
前記の「従来の技術」の項で説明した一般的なドットマトリクス型表示パネルを想定する。縦は１６ドットで横は１２８ドットの横長の表示パネルとする（もちろん縦横のドット間隔は等しい）。縦の１６ドットを発光セル列と呼ぶこととすると、この表示パネルは１２８本の発光セル列が等間隔に配列されたもので、その間隔は縦のドット間隔と等しい。そして、１６×１６ドットで１文字を構成したビットマップ形式の文字列の画像データをこの表示パネルに順次供給して横方向に移動するスクロール表示を行う。この例では同時に８文字を表示可能で、スクロール速度としては毎秒４文字とする（これは通常より相当速いスクロールである）。
【００１１】
前記の表示パネルにおいて、発光セル列を等間隔に５本に１本だけ活かし、他の４本は隠して見えないようにする。つまり、発光セル列の１本目を活かし、２本目から５本目までは隠し、６本目は活かし、７〜１０本目までは隠し、１１本目を活かす。以下同様にして１６本目、２１本目、２６本目というように、各発光セル列にその配列順に付けた番号をｍとし、ｎを整数としたとき、ｍ＝５ｎ＋１で表わされる合計２５本の発光セル列を活かし、他の１０３本の発光セル列をマスクして見えなくする。この状態で通常通りに文字列をスクロール表示する。５本に４本の割り合いで発光セル列が隠されているのに、人はスクロール文字を視認することができるのである。このことを確認して本発明がなされた。
【００１２】
マスクをしていない通常の状態では、１文字は１６本の発光セル列（１６×１６ドットの発光セル・マトリクス）で表示されるのであるが、マスクをしたのに相当するこの発明においては、１６本のうちの３本しか見えない。したがって、ある瞬間でとらえると、間隔が大きくあいた３本の表示では到底文字を認識することができない。しかし、ある速度以上でスクロール表示すると、はっきりと文字として認識できるのである。もちろん１６×１６ドットで構成された文字の品位で認識される。
【００１３】
たとえば、１６個の発光セルを小さな一定間隔ｄ１で直線状に配列して発光セル列を構成し、この発光セル列を２５本用意して前記ｄ１の５倍の間隔で平行に配列する（ａ＝ｄ２÷ｄ１＝５となる）。そして、１６×１６ドットで１文字を構成したドットマトリクス形式の文字列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発光セル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。多数の前記発光セル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、ｉ列目の前記発光セル列をｊ列目の前記列データで表示ドライブするときに、（ｉ＋１）列目の前記発光セル列を（ｊ−５）列目の前記列データで表示ドライブするように、各発光セル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。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施例によるデータ伝送系を図１に示している。この例では１６個のＬＥＤ１を小さな一定間隔ｄ１で直線状に配列して多数の発光セル列Ａ１、Ａ２、Ａ３、…を設け、各発光セル列Ａ１、Ａ２、Ａ３、…を前記ｄ１の５倍の間隔ｄ２で平行に配設する。
【００１５】
各発光セル列Ａｉ（ｉ＝１、２、３、…）には１６ビットのドライブ回路ＤＳｉが付帯している。ドライブ回路ＤＳｉは、１６ビットのシフトレジスタとラッチドライバを一体化したものである。また各ドライブ回路ＤＳｉには１６×５＝８０ビットのシフトレジスタＳＲｉが付帯している。ｉ列目のシフトレジスタＳＲｉの出力端子ＯＵＴがつぎのｉ＋１列目のシフトレジスタＳＲｉ＋１の入力端子ＩＮに接続されており、全列のシフトレジスタが直列につながっている。また各列の出力端子ＯＵＴはドライブ回路ＤＳｉの入力inにもつながっている。
【００１６】
初段のシフトレジスタＳＲｉの入力端子ＩＮは中央制御装置２の画像メモリ３のデータ出力につながっており、また、このデータ伝送系全体が中央制御装置２のタイミング発生回路４からのクロックに同期してつぎのように動作する。
【００１７】
１６×１６ビットで１文字を構成したビットマップ形式の文字列の画像データが画像メモリ３に用意されているものとする。その画像データの各縦列の１６ビット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）。
【００１８】
中央制御装置２は、画像メモリ３から各列データの順番で直列にデータを読み出して、直列接続された各シフトレジスタＳＲｉ列に直列に入力していく。各シフトレジスタＳＲｉは１６×５＝８０ビットの遅延回路として作用し、各列データＤｊが入力端子ＩＮに供給されてから５列分だけ遅延されてドライブ回路ＤＳｉに入力される。タイミング発生回路４は、列データの１６ビットを画像メモリ３から読み出すごとに、全ドライブ回路ＤＳｉに一斉にラッチ信号を供給する。つまり、画像データの各列のデータを順番に各列のドライブ回路に供給して発光セル列の１６個のＬＥＤ１をドライブ回路にラッチされた１６ビットの列データに従って表示ドライブする。
【００１９】
このとき同時に、シフトレジスタＳＲｉのデータ遅延作用により、つぎのような時間的な制御が行われる。ｉ列目の発光セル列Ａｉをｊ列目の列データＤｊで表示ドライブするときに、（ｉ＋１）列目の発光セル列Ａｉ＋１は（ｊ−５）列目の列データＤｊ−５で表示ドライブされる。このように、各発光セル列にそれぞれ供給する列データ間に５列分の時間差をもたせるのである。
【００２０】
以上の実施例における発光セル列Ａｉと列データＤｊの関係を図２に模式的に示している。１文字が１６×１６ドットで構成された「マル」という２文字のビットマップ形式の画像データの流れと、６本の発光セル列ＡｉからＡｉ＋５とを重ねて表現している。データのドットとＬＥＤ１のドットとが重なった部分は黒丸で示しているが、この黒丸のＬＥＤ１が発光する。「作用」の項で説明したのと同様に、１６本の列データで構成される１文字のデータのうち、３本の列データのみが３本の発光セル列にて表示されるが、他の１３本の列データはまったく表示されない。しかし、例えば毎秒４文字の速度でスクロール表示制御を行うことで、これを観察する人は１６×１６ビット構成の文字として認識する。
【００２１】
以上の実施例は、画像データを遅延ラインとしてのシフトレジスタ列に順に流して、各発光セル列にて相互に一定の時間関係にある列データをピックアップして表示ドライブする構成となっている。この発明はこのような回路方式に限定されるものではない。
【００２２】
例えば、マイクロコンピュータにより画像メモリから１６ビットの列データを１ワードとして読み出すようにし、表示ドライブの１周期内に各列のドライブ回路にそれぞれ所定の列データを転送してラッチするように構成し、前記実施例と同じデータの流れの時間関係を容易に作り出すことができる。このように表示ドライブの１周期ごとに画像メモリから各ドライブ回路に各列データを分配する回路方式を採用する場合、画像データに動画像の要素を含めることができる。つまり、画像メモリから各ドライブ回路にデータを分配する処理と並行的に、画像メモリのデータを書き換える処理を実行して、画像データに時間的変化を与えることで、スクロール表示される画像を動画的に変化させることができる。
【００２３】
このタイプの実施例を図５のブロック図と図６のフローチャートに示している。図５に示すように、１６個のＬＥＤ１を小さな一定間隔ｄ１で直線状に配列してｎ個の発光セル列Ａ１、Ａ２、Ａ３、…Ａｎを設け、各発光セル列Ａ１、Ａ２、Ａ３、…Ａｎを前記ｄ１の例えば１０倍の間隔ｄ２で平行に配設する。各発光セル列Ａｉ（ｉ＝１、２、３、…ｎ）には１６ビットのドライブ回路ＤＳｉが付帯している。ドライブ回路ＤＳｉは、１６ビットのシフトレジスタ５１と、１６ビットのラッチ回路５２と、１６ビットのドライバ５３を一体化したものである。合計ｎ個のドライブ回路ＤＳｉの各シフトレジスタ５１が直列接続されており、全体で（１６×ｎ）ビットのシフトレジスタが構成されている。
【００２４】
中央制御装置２の画像メモリ３には、縦１６ビットで横は自由な大きさのビットマップ形式の画像データが格納されている。その画像データの各縦列の１６ビット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、画像メモリ３は１ワード＝１６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。
【００２５】
中央制御装置２のプロセッサ５４が以下のようにして画像メモリ３をリードアクセスする。画像メモリ３から１６ビット並列に読み出される列データＤｊは並列／直列変換用のシフトレジスタ５５を介して直列になり、前述のようにｎ個の１６ビットシフトレジスタ５１が直列になった（１６×ｎ）ビットシフトレジスタに入力される。この（１６×ｎ）ビットシフトレジスタに中央制御装置２からｎ列分の列データを直列入力することで、ｎ個の１６ビットシフトレジスタ５１にそれぞれ１６ビットの列データを与えたことになる。この時点で中央制御装置２から各ドライブ回路ＤＳｉにラッチ信号を与え、シフトレジスタ５１のデータをラッチ回路５２に移し、そのデータによりドライバ５３で各ＬＥＤ１を駆動する。同時に各シフトレジスタ５１のデータを更新する。以上の動作を繰り返すことでスクロール表示が行われる。
【００２６】
中央制御装置２におけるプロセッサ５４のによる画像メモリ３のリードアクセスの制御手順を図６のフローチャートに示している。最初のステップ６０１ではスタートポインタＰを０にし、つぎのステップ６０２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＝０となる）。また、ステップ６０３で列カウンタＣを０にする。
【００２７】
つぎのステップ６０４で、アドレスポインタｊが示すアドレスｊで画像メモリ３をリードアクセスし、読み出した列データＤｊを前記のように直列にして転送する。つぎのステップ６０５ではアドレスポインタｊに１０を加算する。この実施例では１６個のＬＥＤ１を小さな一定間隔ｄ１で直線状に配列してｎ個の発光セル列Ａ１、Ａ２、Ａ３、…Ａｎを設け、各発光セル列Ａ１、Ａ２、Ａ３、…Ａｎの列間隔ｄ２を各列中の前記セル間隔ｄ１の１０倍として平行に配設している。前記のアドレスポインタｊの加算値１０は、ｄ２÷ｄ１＝１０に対応している。
【００２８】
つぎのステップ６０６で列カウンタＣに１を加算し、つづくステップ６０７で列カウンタＣの値が最終値ｎに達したか否かをチェックする。Ｃ＝ｎになるまではステップ６０４に戻り、ステップ６０５で更新したアドレスポインタｊに従って画像メモリ３をリードアクセスする。Ｃ＝ｎになれば、ｎ個のシフトレジスタ５１にそれぞれ列データを分配したことになる。この場合はステップ６０８に進んで前述のようにラッチ信号を発生する。
【００２９】
つぎのステップ６０９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６１０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６０２に戻り画像のスクロールを進め、Ｐ＝ＭＡＸになるとステップ６０１に戻って画像のスクロールを最初からやり直す。
【００３０】
各発光セル列の配列が必ずしも平行ではなく、必ずしも一定間隔に配列されていない場合を想定すると、つぎのような一般的な制御方式で画像メモリのデータを読み出して各発光セル列にデータを分配することでスクロール表示を実現できる。つまり、（ｍ×ｗ）ドットの画素構成と見なしている前記仮想表示領域に前記画像データを仮想的に展開するとともにｎ本の前記各発光セル列の配列パターンを仮想的に重ね合わせ、それぞれの発光セル列のｍ個の各セルの位置にそれぞれ重なるｍドット分のデータを前記メモリから抽出して該当の前記発光セル列の駆動回路に供給するのに相当するデータ抽出操作を行い、また、前記仮想表示領域に展開する前記画像データの位置をスクロール方向に少しずつ移動させながら前記のデータ抽出操作を繰り返す。
【００３１】
つぎに、この発明に係るスクロール表示装置における画面構成方法の一実施例について説明する。
【００３２】
例えば競馬場において、表示装置を中央フィールド（内馬場）に設置してスタンドの観客に向けて前述のスクロール表示を行う。この実施例の概略を図３に示している。この場合、高輝度のＬＥＤ集合ランプなどの発光セル１を１０センチメートル間隔で６４個直線状に配列した全長７メートル程度の棒状表示器１０を多数設ける。この棒状表示器１０の下端部を地面に埋め込んで垂直に立設する。２３本の棒状表示器１０を５０センチメートル間隔で平行に配設し、全体が１つの平面をなすように配置する。もちろん、各棒状表示器１０の正面（発光セル列のある面）をスタンドに向けて揃える。こうすると縦６．４メートル×横１１．５メートルの巨大サイズの画面が構成でき、この画面に縦６４ドット×横１１５０ドットの品位の画像をスクロール表示できる。表示サイズが巨大であるにも係わらず、装置の主体は２３本の棒状表示器１０からなり、その運搬、設置、撤去も非常に簡単であり、設置状態で風圧をあまり受けないので、設置強度をそれほど大きくしなくても良い。もちろん、装置価格が従来のドットマトリクス型の表示パネルに比べて大幅に安くなる。
【００３３】
つぎの例はもっと小型の表示装置である。図４にその使用例を示している。これは、自動車に常時積んでおいて事故発生時などに後続車に異常を知らせる表示装置である。多数（１６個または３２個）のＬＥＤを小さな一定間隔ｄ１で直線状に配列してなる全長４０センチメートル程度の棒状表示器２０を多数設け（１６本）、これら棒状表示器２０をリンク機構２１により結合し、各棒状表示器２０を前記ｄ１の数倍以上の一定間隔ｄ２で平行に配置させる伸長状態（図の状態）と、各棒状表示器２０を密に集積する収縮状態とに折り畳み自在に構成している。図示例では「故障注意」という文字列をスクロール表示している。これを折り畳めば自動車のトランクに容易に収納できる大きさになる。ｄ１を１センチメートル、ｄ２を５センチメートルとすれば、使用状態では横幅が７５センチメートルの大きさの表示画面が形成される。１本の棒状表示器２０の幅を１センチメートルとすれば、折り畳み状態では全体の横幅を１８センチメートル程度まで小さくできる。
【００３４】
また図７（ａ）に示すように、フレキシブルな長い帯状のシート７０に各棒状表示器２０を大きなほぼ一定間隔でほぼ平行に配置して取り付けたり、また図７（ｂ）に示すように、各棒状表示器２０を大きなほぼ一定間隔でほぼ平行に配置して複数本の紐状体７１で相互に連結した装置構成を採れる。この場合は、ビルの屋上から壁面に沿って棒状表示器の平行列を垂れ下げたり、あるいは壁面に沿って水平方向に広げて、広告や案内メッセージを表示するなどの用途が考えられる。この場合の特徴は、不必要なときには装置を小さくまるめて倉庫に保管しておき、必要なときに必要な場所で広げて大サイズ（長尺）の画面を形成し、前記のスクロール表示を行うことができることである。
【００３５】
すでに繰り返し述べたように、各発光セル列の配列は必ずしも平行でなくてもよく、また各列の間隔も必ずしも一定でなくてもよい。例えば図８（ａ）に示すように、各発光セル列Ａがほぼ平行に配列されていて、これら各列Ａ間の間隔は場所により異なる形態も採り得る。また図８（ｂ）（ｃ）に示すように、各発光セル列Ａの一部または全部がほぼ放射状に配列されている形態も採り得る。また図８（ｄ）に示すように、各発光セル列Ａの一部または全部がほぼ三角波状に配列されている形態も採り得る。したがって、ビルディングの壁面やトラス橋の鉛直材や斜材などにこの発明のスクロール表示装置を設置する場合に、棒状表示器の取り付け位置や間隔がさまざまな要因で制約を受けたとしても、原理的にこの発明のスクロール表示方法を実施可能である。
【００３６】
図１の実施例においては、１本の発光セル列中のセル間隔ｄ１と各発光セル列の配列間隔ｄ２との比（ｄ２÷ｄ１）は５であった。また図３の実施例においては（ｄ２÷ｄ１）＝１０であった。（ｄ２÷ｄ１）の値が大きいほど装置を構成する発光セルの数が少なくなり、この発明によるコスト低減効果が大きくなる。この点においては、（ｄ２÷ｄ１）の値が２程度と小さくても、従来の表示装置に比べて明らかなコスト低減効果が認められる。
【００３７】
【発明の効果】
この発明の対象となるスクロール表示装置によれば、少ない数の発光セルにより大サイズで精細な画像を視認可能なスクロール表示を行うことができ、さまざまな状況下でさまざまな装置形態でこのスクロール表示を実施できる。いずれの場合も従来のドットマトリクス型表示パネルに比べ、精細な表示性能や表示サイズの大きさから見て大幅に装置価格を安くすることができる。
【００３８】
この発明の画面構成方法を適用した具体的な装置形態として、多数の発光セルを小さな一定間隔で直線状に配列してなる棒状表示器を多数設け、これら棒状表示器を空間内において大きな一定間隔で平行に配設する構成を採用した場合、巨大サイズの表示を行うにも装置の設置や撤去がきわめて簡単であり、また風圧などの影響をほとんど受けない装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のスクロール表示装置におけるデータ伝送系の一実施例を示すブロック図である。
【図２】この発明のスクロール表示装置の原理的な説明図である。
【図３】この発明による画面構成方法を適用した競技場の大画面スクロール表示装置の概略外観図である。
【図４】この発明に類似した原理の別の装置形態を示す概略図である。
【図５】この発明のスクロール表示装置におけるデータ伝送系の他の実施例を示すブロック図である。
【図６】図５の実施例における画像データ読み出し処理の制御手順を示すフローチャートである。
【図７】この発明に類似した原理の別の装置形態を示す概略図である。
【図８】この発明に類似した原理の別の装置形態を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 発光セル
２ 中央制御装置
３ 画像メモリ
４ タイミング発生回路
１０、２０ 棒状表示器
５１ シフトレジスタ
５２ ラッチ回路
５３ ドライバ
７０ シート
８０ 紐状体
ＤＳｉ ドライブ回路
ＳＲｉ シフトレジスタ
Ａｉ 発光セル列
Ｄｊ 列データ

Claims (1)

1. 多数の発光セルが小さな一定間隔で直線状に配列されて発光セル列が形成され、多数の発光セル列が前記一定間隔の５倍以上の一定間隔で平行に配列され、各発光セル列のドライブ回路とデータ伝送系で結合されており、各ドライブ回路に画像データを分配するとともに全体を同期制御してスクロール表示を行うための中央制御装置を備え、各発光セル列にその配列順につけた番号をｉとし、画像データの各列データに順番につけた番号をｊとし、５以上の整数をａとしたとき、中央制御装置は、ｉ列目の発光セル列をｊ列目の列データで表示ドライブするときに、（ｉ＋１）列目の発光セル列を（ｊ−ａ）列目の列データで表示ドライブするように、各発光セル列に対して画像データを分配するスクロール表示装置における画面構成方法であって、
   前記発光セル列と前記ドライブ回路とを実装した棒状表示器を多数本設け、各棒状表示器の下端部を地面に埋め込んで垂直に立設し、各棒状表示器をその正面を揃えて一定間隔で平行に配列することを特徴とする画面構成方法。

Images