JP4439901B2 - カーテンウォール超高層ビルの壁面ディスプレイ装置 - Google Patents

Description

この発明は、カーテンウォール超高層ビルの壁面を巨大画面のディスプレイとして機能させる壁面ディスプレイ装置に関し、とくに、カーテンウォールのガラスパネル等のパネル材には基本的に手を加えない構造に関する。

都会のビル街では、ビルの壁面に設置された大画面の公衆ディスプレイを目にすることが多い。最近では、ＬＥＤランプを表示素子としたドットマトリクス型のフルカラー大画面ＬＥＤ表示装置が公衆ディスプレイとして多用されており、テレビ映像と同様な多彩な映像を送りだしている。

この種の公衆ディスプレイとして使用される大画面ＬＥＤ表示装置は、既存のビルの壁面に外付けで据え付ける構造のものと、ビル壁面にあらかじめ設計した開口部を形成しておき、その開口部を埋め尽くすように据え付ける構造のものとが代表的である。これらの構造の装置はいずれも、現実的な施工性やメンテナンス性などの面で、多階層にわたる巨大な画面のディスプレイを構成するのに適しいるとは言い難いものであった。

このような技術的背景のもとで、出願人らは先に、透明ガラス外壁の内側に外に向けた巨大画面ディスプレイを装備した高層建築物（特開２０００−１３２１２３号公報）の発明をなした。この発明を適用した高層建築物は、実際に施工されて運用されている。またこれに関連し、出願人らは、巨大画面ディスプレイを構成するルーバー構造モジュール（特開２０００−２０００５４号公報）の発明をなしたり、低密度なドット構成の大画面のドットマトリクス型ディスプレイに高密度なドット構成のビットマップ画像データを表示する制御方法および表示システム（特許第３３１３３１２号公報）やフルカラーＬＥＤディスプレイシステム（特許第３２９４５９７号公報）の発明をなし、これらの技術も公衆ディスプレイに適用して実施している。

出願人らが開発して現に実施している「透明ガラス外壁の内側に外に向けた巨大画面ディスプレイを装備した高層建築物」では、巨大画面ディスプレイを組み込むことを前提としてビルの基本構造を設計する必要性があった。これとは異なり、ビルの基本設計には係わらずに、一般的なカーテンウォール構法の建築物の外周壁の一部に容易に大画面ＬＥＤディスプレイ装置を組み込むことができるようにした発明もなしており（特願２００２−３５５５５３号）、この装置もすでに実施している。これは、カーテンウォールのパネル材として、できるだけ薄く仕上げたＬＥＤドットマトリクスパネルを取り付けることができるように構成したものである。

すでに実施している上記の各発明と異なり、この発明は、さらに巨大なカーテンウォール超高層ビルを想定し、たとえば大きな川や入り江、あるいは鉄道や高速道路を挟んで遠くからビルを眺めるという環境下において、ビル壁面を巨大画面ディスプレイとして機能させることができ、かつ、カーテンウォールのパネル材には基本的に手を加えることがなく、パネル材を取り付けるための棒材（サッシ）に工夫をすることで、容易に実施することができる「カーテンウォール超高層ビルの壁面ディスプレイ装置」を提供するものである。

この発明に係る「カーテンウォール超高層ビルの壁面ディスプレイ装置」は、基本的には、構造躯体のスラブや梁に固定された支持機構に多数のパネル材を連接して固定することで外周壁が構成され、パネル材の端縁を固定する多数の棒材が外周壁面に平行に配列されているカーテンウォール超高層ビルにおいて、各棒材に多数の多色ランプユニットが取り付けられ、これら多色ランプユニットが外周壁面にほぼ均一な分布で配列され、多色ランプユニットは棒材に沿った配線を含んで表示駆動システムに電気的に接続され、表示駆動システムは各多色ランプユニットの発光色と輝度を個別に制御することを特徴とするものである。

以上の基本構成において、つぎの技術事項（Ａ）〜（Ｄ）を適宜に選択して付加的に採用することができる。
（Ａ）多色ランプユニットは、ＬＥＤ集合ランプと、ＬＥＤ集合ランプを駆動する低電流ドライバと、低電流ドライバに与える発光制御データを一時記憶するラッチ回路と、表示駆動システムからの発光制御データを転送するとともにラッチ回路に取り込むデータシフト回路とが一体的に実装されたものである。
（Ｂ）表示駆動システムと多数の多色ランプユニットとが樹枝状に分岐したデータ転送システムによって結合されており、データ転送システムの分岐点にはデータ分配制御回路が介在されている。
（Ｃ）表示駆動システムは、ビットマップ形式の画像データをメモリに記憶し、画像データを構成する各画素データをメモリから順次読み出し、各画素データを各多色ランプユニットに転送分配し、各多色ランプユニットを各画素データに基づいて発光駆動させる。
（Ｄ）外周壁を構成するパネル材がガラスパネルである。

この発明は、カーテンウォール構法のパネル材には基本的に手を加えることがなく、パネル材を取り付けるための棒材（サッシ）に工夫をすることで、容易に実施することができ、カーテンウォール超高層ビルの壁面を巨大画面のディスプレイとして活用することができる。

＝＝＝発明を適用したビルの外観＝＝＝
この発明を適用したカーテンウォール超高層ビルの大まかな外観を図１に示す。このビルの高さは約１６０メートルで、ビル横断面の形状はほぼ矩形である。ビル外周壁の４面は、多数のパネル材１、１、…の配列よって構成されている。周知のように、カーテンウォール構法では、建築物の構造躯体のスラブや梁にマリオンを適宜間隔に接合し、このマリオンの間にサッシや無目（これらを棒材とも称する）を介してパネル材１を固定して外周壁を構成する。この発明を適用するにあたってパネル材の種類には制約はなく、ガラスパネル・金属パネル・ＰＣパネルなど、いろいろなカーテンウォール外壁材料が使用可能である。
ビル外壁面には、多数のパネル材１を固定する支持機構の主要な棒材である縦桟２と横桟３が格子状に配設されている。縦桟２の配列ピッチは約１８０センチメートルであり、横桟３の配列ピッチは約４００センチメートルである。

＝＝＝画面領域ＸＹ＝＝＝
図１に示したビル外観において、右側のビル外壁面の中央部分に、この発明の壁面ディスプレイ装置が組み込まれている。壁面ディスプレイ装置の画面は、図１における横Ｘ・縦Ｙの符号を付けた領域である。以下では、この領域のことを画面領域ＸＹとも記す。

図１に表現された具体例では、画面領域ＸＹに、約１８０センチメートル間隔で配列された１７本の縦桟２が含まれるが、これらの縦桟２に沿って図２および図３に示すランプバー４が取り付けられている。

１本のランプバー４の全長は約４００センチメートルである。１本のランプバー４には１７個の多色ランプユニット５が一定ピッチ（約１７センチメートル）で取り付けられている。１個の多色ランプユニット５は、赤色ＬＥＤ・緑色ＬＥＤ・青色ＬＥＤを集合化して実装したランプである。

画面領域ＸＹの高さは約（４メートル×２７）であり、画面領域ＸＹ内の１本の縦桟２に沿って２７本のランプバー４が取り付けられている。画面領域ＸＹ内には１７本の縦桟２が含まれ、これらのすべてに２７本のランプバー４が取り付けられている。つまり、画面領域ＸＹには、１７本の縦ラインが１８０センチメートルピッチで平行に並び、各縦ラインのそれぞれに沿って２７本のランプバー４が１直線状に連続して配列されている。そして、ランプバー４には多色ランプユニット５が約１７センチメートルのピッチで配列されている。

すなわち、画面領域ＸＹには、２４×２７＝６４８個の多色ランプユニット５が約１７センチメートルのピッチで縦方向に配列されているとともに、横方向には１７個の多色ランプユニット５が約１８０センチメートルのピッチで配列されている。画面領域ＸＹには合計（６４８×１７＝１１０１６）個の多色ランプユニット５が縦横に整然と配列されている。この構成により、１個の多色ランプユニット５を１画素とするドットマトリクス式のディスプレイ画面が形成される。

＝＝＝ランプバー４の取付構造＝＝＝
図４に示すのは、画面領域ＸＹにおいて、ビル外壁面を形成するガラスパネル６（二重の板ガラスである）と、ガラスパネル６を支持する縦桟２と、前記のランプバー４との位置関係である。縦桟２は、隣り合う２枚のガラスパネル６の接合部分のビル内側に位置している。ランプバー４は、ビル外側において縦桟２に近接してこれに沿うように位置している。

図２と図３にも示すように、ランプバー４は、背部を抱きかかえる形態のブラケット７に取り付けられている。ブラケット７の背部には複数個の連結金具８が取り付けられ、連結金具８が、隣り合う２枚のガラスパネル６の接合部を貫いてビル内側の縦桟２とビル外側のブラケット７・ランプバー４とを機械的に連結して固定している。

＝＝＝ランプバー４の内蔵回路＝＝＝
２４個の多色ランプユニット５を備えた１本のランプバー４には、図５に示す電気回路が内蔵されている。この内蔵回路は、ＬＥＤ駆動回路部９と、通信回路部１０と、電源回路部１１とに分かれる。
ＬＥＤ駆動回路部９は、２４個の多色ランプユニット５を個別に発光駆動する回路の集合体であり、かつ、１個の多色ランプユニット５における赤色ＬＥＤ・緑色ＬＥＤ・青色ＬＥＤを個別に発光駆動する回路である。
ＬＥＤ駆動回路部９に対して、通信回路部１０が、２４個の多色ランプユニット５の個々について赤色データ・緑色データ・青色データのセット（これを画素データと記す）と制御信号を送り込んでくる。ＬＥＤ駆動回路部９は、２４ドット分の画素データを一時記憶し、各画素データに基づいて２４個の各多色ランプユニット５を発光駆動する。

通信回路部１０は、入力ケーブルＫinから直列入力されてくる画素データの受信し、自身のランプバー４に取り込むべき２４ドット分の画素データをＬＥＤ駆動回路部９に送り込むとともに、それ以外の画素データは出力ケーブルＫout から順次出力する（中継転送する）。
電源回路部１１は、電源ケーブルＫｐから供給される直流１５ボルト電源を受けて、通信回路部１０およびＬＥＤ駆動回路部９におけるロジック回路用の直流５ボルト電源に変換し、要所に供給する。なお直流１５ボルト電源は、多色ランプユニット５の駆動電源として要所に印加される。

＝＝＝ランプバー４の相互接続＝＝＝
図５で説明したように、また図２と図３に示すように、１本のランプバー４の下端部から入力ケーブルＫin・出力ケーブルＫout ・電源ケーブルＫｐが引き出されている。そして図３に示すように、各ランプバー４のケーブルは横方向に相互連結されている。
あるランプバー４の出力ケーブルＫout が隣のランプバー４の入力ケーブルＫinに接続されるという関係で、横方向に並ぶ１７個のランプバー４のデータ転送ラインが直列接続されている。
また、図示していない大本の電源装置に縦電源ケーブル１２が繋がり、これから２７本の横電源ケーブル１３が分岐している。横方向に並ぶ１７個のランプバー４の電源ケーブルＫｐは、横電源ケーブル１３に接続された複数台の電源ユニット１４に接続されて、給電を受ける。

＝＝＝表示駆動システム＝＝＝
壁面ディスプレイ装置の全体的な表示駆動システムの構成例を図６に示している。画像送出装置２０は、この壁面ディスプレイ装置を運用するコンピュータであり、メモリ２１に用意された画像データを所定の順番・速度で読み出して、画像データを構成する各画素データと制御信号を順次送出する。

画像送出装置１２から直列出力される画像データは、図３にも示している縦データケーブル１５を通じて画面領域ＸＹへと転送される。縦データケーブル１５には、２７台のデータ分配ユニット１６が分岐接続されている。２７台のデータ分配ユニット１６には、それぞれ、横接続された１７個のランプバー４の中の端に位置するランプバー４の入力ケーブルＫinが接続されている。

以上により、縦６４８ドット×横１７ドットのドットマトリクス構成の多色ランプユニット群に対し、各多色ランプユニット５の発光色と輝度を個別に制御する表示駆動システムが構成されている。画像送出装置２０は、メモリ２１に用意したビットマップ形式の画像データの各画素データを縦６４８ドット×横１７ドットの多色ランプユニット５の予定通りに分配する。これで画面領域ＸＹに送出した画像データに対応する画像が表示されることになる。

＝＝＝防水構造＝＝＝
多色ランプユニット５およびランプバー４は、ビル外面で雨に晒されるので、防水構造とする。この部分の防水構造については、すでに多くの実績のある公知技術が知られている。この発明においては、ランプバー４から引き出されたケーブルＫin・Ｋout・Ｋｐをビル外壁面の内側に配線するので、ビル外壁パネル材７０をケーブルが貫通する部分に防水対策を要する。この部分の防水構造の一実施例を図７に示している。この例のように、ケーブルＫを通すブッシング７２とブッシングナット７１とでパネル材７０を挟み込む構成とし、シールリング７３と７４で２箇所の接合部の防水を図っている。

なお、図１に示した具体的な数値例は、必ずしも望ましい例というわけではなく、図面の解像力を考慮した説明例である。

この発明を適用した超高層ビルの大まかな外観図である。 この発明の一実施例に係る１本のランプバーの外観図である。 実施例におけるランプバー相互の関係図である。 実施例におけるガラスパネルと縦桟とランプバーの関係図である。 実施例におけるランプバーの内蔵回路のブロック図である。 実施例における表示駆動システムのブロック図である。 実施例におけるケーブル貫通部の防水構造の断面図である。

符号の説明

１ パネル材 ２ 縦桟 ３ 横桟
４ ランプバー ５ 多色ランプユニット ６ ガラスパネル
７ ブラケット ８ 連結金具 ９ ＬＥＤ駆動回路部
１０ 通信回路部 １１ 電源回路部 １２ 縦電源ケーブル
１３ 横電源ケーブル １４ 電源ユニット １５ 縦データケーブル
１６ データ分配ユニット ２０ 画像送出装置 ２１ メモリ
Ｋin 入力ケーブル Ｋout 出力ケーブル Ｋｐ 電源ケーブル、

Claims (5)

1. 構造躯体のスラブや梁に固定された支持機構に多数のパネル材を連接して固定することで外周壁が構成され、パネル材の端縁を固定する多数の棒材が外周壁面に平行に配列されているカーテンウォール超高層ビルにおいて、各棒材に多数の多色ランプユニットが取り付けられ、これら多色ランプユニットが外周壁面にほぼ均一な分布で配列され、多色ランプユニットは棒材に沿った配線を含んで表示駆動システムに電気的に接続され、表示駆動システムは各多色ランプユニットの発光色と輝度を個別に制御することを特徴とするカーテンウォール超高層ビルの壁面ディスプレイ装置。
2. 請求項１において、多色ランプユニットは、ＬＥＤ集合ランプと、ＬＥＤ集合ランプを駆動する定電流ドライバと、定電流ドライバに与える発光制御データを一時記憶するラッチ回路と、表示駆動システムからの発光制御データを転送するとともにラッチ回路に取り込むデータシフト回路とが一体的に実装されたものであるカーテンウォール超高層ビルの壁面ディスプレイ装置。
3. 請求項１または２において、表示駆動システムと多数の多色ランプユニットとが樹枝状に分岐したデータ転送システムによって結合されており、データ転送システムの分岐点にはデータ分配制御回路が介在されていることを特徴とするカーテンウォール超高層ビルの壁面ディスプレイ装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、表示駆動システムは、ビットマップ形式の画像データをメモリに記憶し、画像データを構成する各画素データをメモリから順次読み出し、各画素データを各多色ランプユニットに転送分配し、各多色ランプユニットを各画素データに基づいて発光駆動させることを特徴とするカーテンウォール超高層ビルの壁面ディスプレイ装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、外周壁を構成するパネル材がガラスパネルであることを特徴とするカーテンウォール超高層ビルの壁面ディスプレイ装置。

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