JP5081907B2 - 組立ブロックおよび表示システム - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ、その他の発光素子を内蔵した組立ブロックおよびそれらを用いた表示システムに関するものである。

特開２００５−３２６４９号公報には、壁面等に複数配置した発光源を所定の発光タイミングで点滅することで装飾発光を行う発光装置において、発光素子をランプケース内に収容してなる発光体と、板状部材の一方の面に複数の前記発光体を取付可能にすると共に、他方の面を壁面等へ固定可能にした取付ベースと、前記発光体に関する点滅情報を記憶装置に記憶し、前記点滅情報に基づき点滅制御信号を発光体に送出するコントローラとを備え、前記取付ベースには、前記発光体を固定保持する係合部が一定間隔で複数設けられ、発光体を前記係合部に適宜間隔で着脱自在に取り付け可能にしたことを特徴とする発光装置が示されている。

特開平１０−１０８９８５号公報には、組立式玩具を構成するために必要な複数の機能のうちの少なくとも一つの機能を果たす組立ブロックであって、該組立ブロックの機能を発現するための機能発現手段と、該機能発現手段を制御する制御手段と、他の組立ブロックとの間の通信を行うための通信手段とを備えたことを特徴とする組立ブロックが示されている。

特表２００５−５１０００７（国際公開ＷＯ２００２／０９８１８２）号公報には、第１のデータ・ポートを介してデータ・ストリームを受信し、当該データ・ストリームの少なくとも第１の部分に基づいて少なくとも１つの照明条件を発生させ、第２のデータ・ポートを介して前記データ・ストリームの少なくとも第２の部分を伝達するように適合されたＬＥＤ照明システムと、前記ＬＥＤ照明システムを保持し、第１および第２のデータ・ポートを、第１の側と第１の側から電気的に絶縁されている第２の側とを有する少なくとも１つの不連続セクションを持つ電気的導体を備えるデータ接続部と電気的に関連付けるように適合されたハウジングと、を備え、前記ハウジングは、第１のデータ・ポートが不連続セクションの第１の側と電気的に関連付けられ、且つ第２のデータ・ポートが不連続セクションの第２の側と電気的に関連付けられるように適合されている、照明システムが示されている。

展示可能なスペースや壁面形状などに合わせて、自由な形状で発光できるシステムが要望されている。さらに、そのようなシステムを構成する発光単位を、それぞれ好適に制御できるようにすることが要望されている。特表２００５−５１０００７号公報に記載されているように、少なくとも１つのＬＥＤ光源および少なくとも１つの他の制御可能デバイスに結合された独立にアドレス指定可能なコントローラを用いることは１つの解決方法である。特開平１０−１０８９８５号公報においては、ネットワーク上で定義されたネットワーク変数を用いて各組立ブロックが通信することが開示されている。一方、特開２００５−３２６４９号公報には、取付ベースに、複数の発光体を一定間隔で固定保持することにより個々の発光体を位置決めすることが記載されている。

アドレス指定したり、ネットワーク変数を用いて個々を識別するためには、事前に、個々の発光体にアドレスを設定したり、ネットワーク変数を設定する必要がある。そして、所定のアドレスまたはネットワーク変数が設定された発光体を所定の場所に設置しないと、所望の効果が得られない。所定のアレンジの取付ベースに複数の発光体を取り付ける方法は、取付ベースで用意された範囲でしか発光体を配置できない。

そこで、本発明においては、スペースや壁面形状などに合わせて、さらに自由な形状で発光できるシステムを提供することを目的としている。たとえば、あるスペースにいったん組み立てた表示ユニットを分解して他のスペースに組み立てなおすことが容易なシステムを提供することを目的としている。さらに、組み立てなおす際に電気的な接続が判らなくなってしまうようなことを抑制でき、組み立てなおしてもそれぞれの発光素子を独立して制御することが容易なシステムを提供することを目的としている。

本発明の一態様は、発光素子と、発光素子から出力される光を制御する機能を含む制御ユニットと、これら発光素子および制御ユニットを少なくとも保持するハウジングとを有する組立ブロックである。ハウジングは、外部に対して機械的に連結するために第１の側および第２の側に設けられた機械的インターフェイスを含み、さらに、少なくとも一部が透光性である。制御ユニットは、ハウジングの第１の側の機械的インターフェイスに関連付けられた第１の電気的インターフェイスを介して、発光素子から出力される光の色を制御するデータを含む第１のデータセットおよび第１のデータセットの転送の指示を含む第１のコマンドを受信すると、受信した第１のデータセットをバッファに格納し、バッファに格納されていた格納済みの第１のデータセットを第１のコマンドとともに第２の側の機械的インターフェイスに関連付けられた第２の電気的インターフェイスを介して出力する第１の機能を有する。制御ユニットは、さらに第１の電気的インターフェイスを介して、ラッチの指示を含む第２のコマンドを受信すると、格納済みの第１のデータセットを当該制御ユニットが発光素子を制御するための次のデータセットに設定するとともに、第２のコマンドを第２の電気的インターフェイスを介して出力する第２の機能を有する。

この組立ブロックにおいては、第１の機能が、第１の電気的インターフェイスを介して受信した第１のデータセットをデータストリームとしてそのまま第２の電気的インターフェイスに転送しない。代わりに、第１の機能は、データバッファに格納済みの第１のデータセットを送る。すなわち、この組立ブロックの制御ユニットは、転送中の第１のデータセットをいったん自身が管理するデータバッファに格納する。制御ユニットは、さらに、まず、受信した第１のコマンドを第２の電気的インターフェイスを介して出力し、その後、格納済みの第１のデータセットを出力する。したがって、この組立ブロックにおいては、第１の電気的インターフェイスを介して受信した第１のコマンドを、シリアル転送中のデータセットを追い越すようにして、あるいは、シリアル転送中のデータセットに邪魔されずに第２の電気的インターフェイスから次に出力できる。

このため、共通のシリアルな伝達回路で電気的に接続した複数の組立ブロックを含むシステムにおいて、データセットとコマンドとを伝送したときに、単純なＦＩＦＯではなく、転送中の第１のデータセットを追い越して、あるいは転送中の第１のデータセットにより転送が阻止されずに、第２の電気的インターフェイスからコマンドを次に転送できる。したがって、ラッチを指示する第２のコマンドを、第１のデータセットと同じ電気的インターフェイスを介して供給（伝達）したときに、第２の機能は、第２のコマンドを第１のデータセットに先んじて転送することが可能となる。このため、複数の組立ブロックおよび／または複数の制御ユニットがシリアル接続されたシステムにおいて、ラッチを指示する第２のコマンドを適切なタイミングで供給することにより、それぞれの制御ユニットに所望の第１のデータセットを次のデータセットとして設定できる。

したがって、個々の組立ブロックあるいは制御ユニットに、ネットワークアドレスなどのそれら個々を特定する識別情報を付さなくても、所望の組立ブロックの制御ユニットに、所望の第１のデータセットを届け、ラッチさせることができる。たとえば、複数の組立ブロックにより表示ユニットを組み立て、個々の組立ブロックにアドレスの割り当てをすることなく、個々の組立ブロックに対し、所望の画像を表示するためのデータを転送できるようになる。制御ユニットは、さらに、第１の電気的インターフェイスを介して、発光素子の点灯制御の切り替えを指示する第３のコマンドを受信すると、次のデータセットに基づく点灯状態になるように発光素子を制御する第３の機能を備えていることが望ましい。第３の機能は、さらに、第３のコマンドを第２の電気的インターフェイスを介して出力することを含む。第１のデータセットを転送するのと共通の電気的インターフェイスを用いて点灯用の第３のコマンドを送信でき、個々の組立ブロックを所望の条件（色、輝度など）で点灯あるいは発光させることができる。

制御ユニットは、さらに、第１の電気的インターフェイスを介して、第１の側および／または第２の側の機械的インターフェイスにおける連結関係を示す情報を含む第２のデータセットの転送の指示を含む第４のコマンドを受信すると、第４のコマンドおよび第４のコマンドに続いて第１の電気的インターフェイスを介して受信した少なくとも１つの第２のデータセットを第２の電気的インターフェイスを介して出力する第４の機能を有することが望ましい。第４の機能は、さらに、受信した少なくとも１つの第２のデータセットに続いて当該組立ブロックの第２のデータセットを第２の電気的インターフェイスを介して出力することを含む。

複数の組立ブロックをシリアルな伝送回路により接続したときに、また、複数の組立ブロックによりシリアルな伝送回路を形成したときに、機械的な連結関係を第２のデータセットをシリアルな伝送回路を用いて送信することができる。複数の組立ブロックにより表示ユニットを形成したときに、それら複数の組立ブロックの連結関係を第２のデータセットにより収集して解析できる。連結関係が解析された情報（連結再現データ）に基づき第１のデータセットおよび第１のコマンド、さらには第２のコマンドを送信することにより、個々の組立ブロックにあらかじめアドレスが付されていなくても、表示ユニットで画像を表示するためのデータセットおよびコマンドを所定の組立ブロックにセットできる。

したがって、この組立ブロックは、スペースや壁面形状などに合わせて、さらに自由な形状で発光できる表示ユニットを形成するのに適している。この組立ブロックは、さらに、あるスペースにいったん組み立てた表示ユニットを分解して他のスペースに組み立てなおすことが容易なシステムに適している。さらに、この組立ブロックは、表示ユニットを組み立てなおす際に電気的な接続が判らなくなるという問題を抑制できる。組立ブロックに予めネットワークアドレスを設定する必要がないので、表示ユニットの組み立て直しにもフレキシブルな対応が可能となる。

組立ブロックは、第２の電気的インターフェイスを介して受信したデータを第１の電気的インターフェイスを介して直に出力する（戻す、逆流する）信号線（リターン線）をさらに有することが望ましい。複数の組立ブロックが含まれるシリアルな伝送回路、または複数の組立ブロックによるシリアルな伝送回路に対して、伝送回路の一方の端からデータセットおよびコマンドを提供でき、リターン線を用いることにより、伝送回路のその一方の端からデータセットを回収できる。

第１の側および第２の側の機械的インターフェイスは、それぞれ異なる他の組立ブロックのハウジングの機械的インターフェイスに連結でき、さらに、他の組立ブロックのハウジングおよび当該組立ブロックのハウジングの連結方向が可変の機械的連結ユニットであることが好ましい。複数の組立ブロックだけで、表示ユニットを組み立てられる。さらに、機械的連結ユニットは、少なくとも２方向の自由度で連結するための連結ユニットであることが好ましい。複数の組立ブロックにより組み立てられる表示ユニットの立体的な形状を変化させることができる。

さらに、それぞれの組立ブロックは、電気的接続ユニットであって、機械的連結ユニットが他の組立ブロックの機械的連結ユニットに連結されると、他の組立ブロックの電気的接続ユニットと電気的に接続される電気的接続ユニットを有することが望ましい。第１の電気的インターフェイスおよび／または第２の電気的インターフェイスは、機械的連結ユニットが連結されると、電気的接続ユニットを介して他の組立ブロックに含まれる制御ユニットの少なくともいずれかと（その制御ユニットの電気的インターフェイスと）電気的に接続できる。複数の組立ブロックにより表示ユニットを組み立てるだけで、それら複数の組立ユニットを電気的にも接続できる。

典型的な機械的連結ユニットおよび電気的接続ユニットの配置は、次のようなものである。機械的連結ユニットは、他の組立ブロックのハウジングの一部と、当該組立ブロックのハウジングの一部とがオーバーラップした状態で（ハウジング同士を）機械的に連結するように、それぞれのハウジングに設けられる。電気的接続ユニットは、当該組立ブロックにオーバーラップして接続された他の組立ブロックの電気的接続ユニットに接続するように、それぞれのハウジングに設けられる。これによりオーバーラップした組立ブロックを機械的に接続でき、また、それらの組立ブロックに含まれる制御ユニットを電気的（信号的）に接続でき、それらの制御ユニットが通信可能になる。

ハウジングの典型的な形状は、互いに並べたり重ねたりすることができる所定の立体形状を単位とし、その単位立体形状を１または複数個繋ぎ合わせた外形形状を含むものである。ハウジングが、複数の単位立体形状を繋ぎ合わせた外形形状を含む場合は、ハウジングの上面および下面に加えて、または代わりに、第１の側の機械的インターフェイスおよび第２の側の機械的インターフェイスは互いに異なる単位立体形状の部分に設けることが好ましい。ハウジングの上下方向だけではなく、水平な方向（左右方向、前後方向）にも、他の組立ブロックを連結できる。

組立ブロックは、複数の発光素子を含んでいてもよい。特に、ハウジングが、第１の単位立体形状の部分および第２の単位立体形状の部分を含む場合、第１の単位立体形状の部分に配置された第１の発光素子および第２の単位立体形状の部分に配置された第２の発光素子と、第１の発光素子の第１の制御ユニットおよび第２の発光素子の第２の制御ユニットとを含む発光システムを有することが望ましい。１つの組立ブロックにより多ドット、典型的には２つのドットを表示することができる。この場合、第１および第２の制御ユニットは、プリント基板などを含む発光システム内で接続することが好ましい。したがって、第２の制御ユニットの第１の電気的インターフェイスは、第１の制御ユニットを介して第１の側の前記機械的インターフェイスに関連付けられ、第１の制御ユニットの第２の電気的インターフェイスは、第２の制御ユニットを介して第２の側の機械的インターフェイスに関連付けられている。

発光システムは、第２の制御ユニットの第２の電気的インターフェイスを介して受信する信号を、第１の制御ユニットの第１の電気的インターフェイスを介して出力する（戻す、逆流する）信号線（リターン線）を含むことが望ましい。このリターン線は、第２の制御ユニットの第２の電気的インターフェイスに対応する電気的接続ユニットと、第１の制御ユニットの第１の電気的インターフェイスに対応する電気的接続ユニットとを直に接続するものであってもよい。

ハウジングは、第１の単位立体形状の部分および第２の単位立体形状の部分の間に配置された少なくとも１つの内部壁部を含むことが望ましい。内部壁部により、これらの単位立体形状を光学的に分離でき、混色（クロストーク）の発生を防止できる。ハウジングが３つ以上の単位立体形状を含む場合は、それぞれの単位立体形状を光学的にセパレートできる位置に内部壁部（隔壁）を設けることが望ましい。

電気的接続ユニットは、機械的連結ユニットによる連結方向、すなわちハウジング同士の連結方向により電気的な接続関係が不変なように配置された第１の端子群と、機械的連結ユニットによる連結方向により電気的な接続関係が変るように配置された第２の端子群とを含み、制御ユニットは、第２の端子群の電気的な接続関係により、連結方向を示す情報を含む第２のデータセットを生成する機能を含むことが望ましい。第１の端子群により、機械的な連結方向が変わっても、データセット、コマンドおよび点灯用の電源供給が確実に得られる。また、第２の端子群からの情報により、機械的な連結関係を自動的に取得できる。第２の端子群の典型的なものは、電気的接続ユニットの一方の第２の端子群が異なる電位を与える複数の基準端子を含み、電気的接続ユニットの他方の前記第２の端子群が連結方向により、複数の基準端子との接続が変わる複数の識別端子とを含むタイプである。

第１の端子群は、通信用の端子と、発光素子を発光させる電力を供給するための電力供給端子とを含む。第１の端子群および第２の端子群が長手方向を備えた形状の領域で接続するように配置されており、第１の端子群が複数の電力供給端子の組み合わせを含む場合、複数の電力供給端子は長手方向に分散して配置されていることが望ましい。ハウジング、機械的連結ユニット、さらには、電気的接続ユニットの機械的な歪みなどの要因により長手方向の一部の電気的接続が不十分になる可能性がある。複数の電力供給端子を長手方向に分散することにより、一部の電気的な接続が不十分になっても、電力供給が遮断されたり、一部の電力供給端子に負荷が集中し過ぎて電力供給端子が損傷することを抑制できる。

本発明の他の態様の１つは、上述した組立ブロックを複数有する表示システムである。表示システムは、隣接する他の組立ブロックと機械的インターフェイスにより接続された複数の組立ブロックを含む発光グループを少なくとも１つ含む。この少なくとも１つの発光グループでは、複数の組立ブロックが第１の電気的インターフェイスおよび第２の電気的インターフェイスにより電気的にも接続されている。表示システムは、さらに、少なくとも１つの発光グループの一方の端を構成する組立ブロックのそれぞれへ第１のデータセット、第１のコマンドおよび第２のコマンドを送信する機能を含む制御装置（表示制御装置）を有する。

制御装置は、連結関係を示す情報を１または複数の発光グループからそれぞれ取得する機能と、連結関係を示す情報を解析して、１または複数の発光グループにそれぞれ含まれる複数の組立ブロックの連結状況を示す連結再現データを生成する機能とを含むことが望ましい。送信する機能は、連結再現データに基づき、１または複数の発光グループのそれぞれに対して、それぞれの発光グループに含まれる組立ブロックのそれぞれに対応する第１のデータセットを送信する。典型的な連結関係を示す情報は、それぞれの組立ブロックの種類の情報と、それぞれの組立ブロックとそれに隣接する他の組立ブロックとの連結向きを示す情報とを含む。

取得する機能（取得機能ユニット）は、送信する機能（送信機能ユニット）に、それぞれの発光グループに対し、連結関係を示す情報を含む第２のデータセットの要求を含む第４のコマンドを送信させた後、１または複数の発光グループのそれぞれに含まれる組立ブロックのそれぞれの第２のデータセットを、第４のコマンドに続いて、１または複数の発光グループのそれぞれに含まれる組立ブロックの順番に従って受信することが望ましい。生成する機能（生成機能ユニット）は、第２のデータセットを受信した順番に従って連結再現データを生成することが望ましい。送信する機能は、当該表示システムで表示するための複数の第１のデータセットを連結再現データに基づいて並び替えて、１または複数の発光グループのそれぞれに送信できる。

本発明のさらに異なる態様の１つは、上記の組立ブロックを複数含む表示ユニットの制御装置である。制御装置は、１または複数の発光グループのそれぞれの一方の端を構成する組立ブロックへ第１のデータセット、第１のコマンドおよび前記第２のコマンドを送信する機能と、連結関係を示す情報を１または複数の発光グループからそれぞれ取得する機能と、連結関係を示す情報を解析して、１または複数の発光グループにそれぞれ含まれる複数の組立ブロックの連結状況を示す連結再現データを生成する機能とを含み、送信する機能は、連結再現データに基づき、１または複数の発光グループのそれぞれに対して、それぞれの発光グループに含まれる組立ブロックのそれぞれに対応する第１のデータセットを送信する。

本発明のさらに異なる他の態様の１つは、上記の組立ブロックを複数有する表示システムを制御する方法である。当該方法は、１または複数の発光グループのそれぞれの一方の端を構成する組立ブロックへ第１のデータセット、第１のコマンドおよび第２のコマンドを送信することを含む。

この方法は、以下のステップを有することが好ましい。
１．連結関係を示す情報を１または複数の発光グループからそれぞれ取得すること。
２．連結関係を示す情報を解析して、１または複数の発光グループのそれぞれに含まれる複数の組立ブロックの連結状況を示す連結再現データを生成すること。

送信するステップは、連結再現データに基づき、１または複数の発光グループのそれぞれに対して、それぞれの発光グループに含まれる組立ブロックのそれぞれに対応する第１のデータセットを送信することを含む。

取得するステップは、それぞれの発光グループに対し、連結関係を示す情報を含む第２のデータセットの要求を含む第４のコマンドを送信することと、その後、それぞれの発光グループに含まれる組立ブロックのそれぞれの第２のデータセットを、第４のコマンドに続いて、それぞれの発光グループに含まれる組立ブロックの順番に従って受信することとを含む。生成することは、第２のデータセットを受信した順番に従って連結再現データを生成することを含む。

送信するステップは、さらに、当該表示システムで表示するための複数の第１のデータセットを前記連結再現データに基づいて並び替えて、前記それぞれの発光グループに送信することを含む。

本発明のさらに異なる他の態様の１つは、上述の組立ブロックを複数有する表示システムの制御装置（表示制御装置）としてコンピュータを機能させるためのプログラム（プログラム製品）である。プログラムをコンピュータに実装したときに実現される制御装置は、発光グループの一方の端を構成する組立ブロックへ前記第１のデータセット、第１のコマンドおよび第２のコマンドをそれぞれ送信する機能を含む。

プログラムによりコンピュータに実装される制御装置は、連結関係を示す情報を１または複数の発光グループからそれぞれ取得する機能と、連結関係を示す情報を解析して、複数の組立ブロックの連結状況を示す連結再現データを生成する機能とを含むことが望ましい。送信する機能は、連結再現データに基づき、１または複数の発光グループのそれぞれに対して、それぞれの発光グループに含まれる組立ブロックのそれぞれに対応する第１のデータセットを送信する。取得する機能は、送信する機能に、それぞれの発光グループに対し、連結関係を示す情報を含む第２のデータセットの要求を含む第４のコマンドを送信させた後、それぞれの発光グループに含まれる組立ブロックのそれぞれの第２のデータセットを、第４のコマンドに続いて、前記それぞれの発光グループに含まれる組立ブロックの順番に従って受信し、生成する機能は、第２のデータセットを受信した順番に従って連結再現データを生成し、送信する機能は、当該表示システムで表示するための複数の第１のデータセットを連結再現データに基づいて並び替えて、それぞれの発光グループに送信することが好ましい。

典型的なプログラム（プログラム製品）は、パーソナルコンピュータにインストールして表示制御装置として使用できるようにするものであり、ＣＤ−ＲＯＭなどの適当な記録媒体に記録して提供できる。また、インターネットなどのコンピュータネットワークを用いて、このプログラム（プログラム製品）を流通させることができる。

組立ブロックにより組み立てられた表示ユニットを含む表示システムの概要を示す図。 図２（Ａ）はシングルサイズの組立ブロックの透視側面図、図２（Ｂ）はダブルサイズの組立ブロックの透視側面図、図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）と異なるダブルサイズの組立ブロックの透視側面図。 図３（Ａ）は、シングルサイズのスタートコネクタおよび入力用プリント基板を含む組立ブロックの透視側面図、図３（Ｂ）は、シングルサイズの終端カバーを含む組立ブロックの透視側面図。 シングルサイズの組立ブロックのハウジング構造を示す分解図。 シングルサイズの組立ブロックにおけるオスコネクタの配置を示す図。 シングルサイズの組立ブロックにおけるメスコネクタの配置を示す図。 図７（Ａ）は２つの標準ブロックが９０度で連結した状態を示し、図７（Ｂ）は２つの標準ブロックが１８０度で連結した状態を示し、図７（Ｃ）は２つの標準ブロックが２７０度で連結した状態を示す図。 組立ブロックにより組み立てられた異なる表示ユニットを含む表示システムの概要を示す図。 図８のフラットパネル状の表示ユニットにおける複数の組立ブロック（ドットモジュール）の電気的な接続を示す図。 図１のタワー形状の表示ユニットにおける複数の組立ブロック（ドットモジュール）の電気的な接続を示す図。 ダブルの組立ブロックに搭載される発光システム（メインプリント基板）のブロック図。 組立ブロックの連結方向と２桁の方向検出ビットとの対応関係を示すテーブル。 組立ブロックの種類とＤＩＰスイッチの設定値との対応関係を示すテーブル。 制御ユニット（ドット制御ＩＣ）に実現される機能を示すブロック図。 コマンドコードおよび付随するデータを示すテーブル。 プロフィールデータのデータ構造を示す図。 制御ユニット（ドット制御ＩＣ）の通信方式（通信プロトコル）を示すタイミングチャート。 図１８（Ａ）は組立ブロックにより組み立てられた表示ユニットの異なる例を示し、図１８（Ｂ）はその電気的接続を示し、図１８（Ｃ）はデータの転送経路シリアル通信ループを示す。 表示制御装置により、イニシャライズ処理、消灯処理および点灯処理を連続的に実行させる様子を示すタイミングチャート。 表示制御装置により連結状況問合せコマンドを送信したときの通信データの流れを示すタイミングチャート。 表示制御装置の機能構成を示すブロック図。 表示制御装置の取得機能および生成機能による表示ユニットの立体形状再現処理の流れを示すフローチャート。 組立ブロックにより組立られた表示ユニットのドット表示（組立ブロックのコンフィグレーション）の仮想三次元空間へのマッピング結果例を示す図。 表示ユニットの構成を再現して表示した例。 表示制御装置の送信機能により表示ユニットの表示を制御する処理の流れを示すフローチャート。 表示データを並べ替えて生成する送信データ列の一例を示す図。 １回の表示データの送信における通信処理の流れを示すタイミングチャート。 コネクタの変形例（圧着コネクタ）を示す図。 オスコネクタの異なるアレンジを示す図。 メスコネクタの異なるアレンジを示す図。

発明を実施するための形態

以下、図面に基づいてさらに詳しく説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る表示システム（発光装置）１を示す斜視図である。表示システム１は、複数のドットモジュールを組合せて四角いタワー形状に形成された表示ユニット（発光体）２と、この表示ユニット２へ電力を供給するとともにこの表示ユニット２の表示出力（発光）を制御するコントローラ（制御装置）としてのコンピュータ端末３とを有する。表示ユニット２とコンピュータ端末３とは、フラットケーブル４により接続されている。フラットケーブル４は、コンピュータ端末３から表示ユニット２へ電力を供給するための電源線と、コンピュータ端末３と表示ユニット２との間での通信データを伝送する通信線とを有する。

制御装置として機能するコンピュータ端末（パーソナルコンピュータ）３は、表示デバイス１１、入力デバイス１２およびＰＣ（パーソナルコンピュータ）本体１３からなり、インストールされたプログラム１３ｐを実行することにより表示ユニット２の制御装置として機能する。ＰＣ本体１３は公知のハードウェア資源を備えている。さらに、このＰＣ本体１３は、外部電源としての電源回路１４を有し、この電源回路１４により生成された所定の電圧により表示ユニット２へ電力を供給する。なお、表示ユニット２へ電力を供給したり、表示ユニット２の発光を制御したりするコントローラとしては、コンピュータ端末３以外にも、たとえば、表示システムの専用のコントローラなどであってもよい。

表示ユニット２は、少なくとも１つのドットモジュールとして機能する各種の組立ブロック２０を組合せてなるものである。なお、ドットモジュールとは、後述するように、少なくとも１つのＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子（発光素子の一種）５１を有し、受信した輝度データなどによりこのＬＥＤ素子５１の発光を独自に制御するものである。すなわち、ドットモジュールは、表示ユニット２における発光制御単位（画像表示制御単位）である。

図２および図３は、表示ユニット２に使用可能な各種の組立ブロック（発光ユニット）２０のいくつかの例を示す透視側面図である。図２（Ａ）は、１つのドットモジュールとして機能するシングルブロック２１である。図２（Ｂ）は、２つのドットモジュールとして機能する標準ブロック２２である。図２（Ｃ）は、２つのドットモジュールとして機能する斜上ブロック２３である。図３（Ａ）は、１つのドットモジュールを基本構造として、上述したフラットケーブル４を接続可能なシングル入力ブロック２４である。図３（Ｂ）は、１つのドットモジュールを基本構造として、通信データをコンピュータ端末３へ戻すシングル終端ブロック２５である。なお、図示はしないが、組立ブロック２０にはこの他にも、標準ブロック２２を基本構造として、フラットケーブル４を接続可能な標準入力ブロックや、標準ブロック２２を基本構造として、通信データをコンピュータ端末３へ戻す標準終端ブロックなどがある。

図４は、１つのドットモジュールとして機能するシングルサイズの組立ブロック２０のハウジング３０の構造を示す分解図である。図２（Ａ）のシングルブロック２１、図３（Ａ）のシングル入力ブロック２４、および図３（Ｂ）のシングル終端ブロック２５は、シングルサイズの組立ブロック２０である。なお、後述するダブルサイズの組立ブロック２０でも、入力ブロックや終端ブロックを形成することができる。

シングルサイズの組立ブロック２０は、共通のシングルボディ３１を有する。このシングルボディ３１は、立方体形状の外形を有し、シングルボディ３１の上面から下面にかけて貫通する断面四角形の貫通孔を有する。このため、シングルボディ３１は、４つの側面部からなる枠構造となる。

そして、図２（Ａ）のシングルブロック２１のハウジング３０は、凸スカート３２と、このシングルボディ３１と、凹スカート３３とを有する。凸スカート３２は、シングルボディ３１の上側に配設され、凹スカート３３は、シングルボディ３１の下側に配設される。なお、シングルブロック２１において、凸スカート３２および凹スカート３３は、それらの四隅がシングルボディ３１とともにネジ止めされることにより、シングルボディ３１と一体化する。各組立ブロック２０の凸スカート３２は、他の組立ブロック２０の凹スカート３３と嵌め合わせることができる。これにより、各組立ブロック２０は、いずれの種類の組立ブロック２０とも連結することができる。すなわち、凸スカート３２と凹スカート３３とは、当該ハウジング３０を外部に対して機械的に連結するために第１の側および第２の側に設けられた機械的インターフェイスである。

これらの機械的インターフェイスを特定する第１の側および第２の側は以下で説明する電気的な信号の入力側（第１の電気的インターフェイス）および出力側（第２の電気的インターフェイス）のそれぞれと関連付けされるものを含む。第１の機械的インターフェイスと第１の電気的インターフェイスとの関連付けは、第１の機械的インターフェイスと第１の電気的インターフェイスとがともに（同時に）、直接的または間接的に他の電気的インターフェイスとの接続がオンオフされるものを含む。また、第１の機械的インターフェイスと第１の電気的インターフェイスとの関連付けは、直接、または、他の制御ユニットあるいは回路を介して、第１の機械的インターフェイスとともに接続および切り離しされる電気的および／または光学的なコネクタに接続されているものを含む。第２の機械的インターフェイスおよび第２の電気的インターフェイスの関連づけも同様である。また、機械的インターフェイスは、電気的な信号の入力および／または出力を伴わない機械的な連結を実現するために用いられるものも含む。さらに、この例で示す凸スカート３２および凹スカート３３は、電気的な信号の入力側および出力側のいずれと関連付けされていてもよく、以下の例で示す信号の入出力との関連付けは例示である。シングルブロック２１において、凸スカート３２はハウジング３０の上方に設けられ、凹スカート３３はハウジング３０の下方に設けられており、上下に他の組立ブロック２０を連結できる。

さらに、凸スカート３２および凹スカート３３は、立方体形状に基づいて４方向の自由度により嵌め合わせることができる。すなわち、凸スカート３２および凹スカート３３はそれぞれ異なる他の組立ブロック２０のハウジング３０の凹スカート３３および凸スカート３２に連結でき、それらの連結方向、すなわち、他の異なる組立ブロック２０のハウジング３０および当該組立ブロック２０のハウジング３０の連結方向がそれぞれ可変の機械的連結ユニットの一例である。その結果、複数種類の組立ブロック２０を自由に組合せて、立体的な形状を形成することができる。

凸スカート３２は、図４に示すように、シングルボディ３１の外形と同じサイズの四角形の略板状部３２ａと、その上面から突出する凸部３２ｂとを有する。また、凸部３２ｂの内側に上記配設状態においてシングルボディ３１の貫通孔と連通する孔３２ｃを有する。

凹スカート３３は、シングルボディ３１の外形と同じサイズの四角形の略板状部３３ａと、その下面に形成される凹部３３ｂとを有する。凹部３３ｂは、凸スカート３２の凸部３２ｂが嵌め合わされる。また、凹部３３ｂの内側に上記配設状態においてシングルボディ３１の貫通孔と連通する孔３３ｃを有する。

以上の図２（Ａ）のシングルブロック２１に対して、図３（Ａ）のシングル入力ブロック２４のハウジング３０は、凸スカート３２と、シングルボディ３１と、凹スカート３３と、入力カバー３４とからなる。入力カバー３４は、凹スカート３３の下側に配設される。凸スカート３２、凹スカート３３および入力カバー３４は、それらの四隅がシングルボディ３１とともにネジ止めされることにより、シングルボディ３１と一体化する。

入力カバー３４は、図４の右下に示すように、凸スカート３２と略同様の形状および構造を有する。そして、入力カバー３４内には、入力用プリント基板３５が配設される。入力用プリント基板３５の一端部は、入力カバー３４の側面に開設された孔を貫通して、入力カバー３４の外へ突出する。また、入力用プリント基板３５には、凹部３４ａ内において２つのメスコネクタ３６が配設され、外においてフラットケーブル４用のコネクタ３７が配設される。なお、この２つのメスコネクタ３６は、後述するサブプリント基板４２の２つのメスコネクタ５４と同じ配置で配列されて、入力カバー３４がシングルボディ３１と一体化された状態において、後述するメインプリント基板４１のオスコネクタ５３と接続される。

また、図３（Ｂ）のシングル終端ブロック２５のハウジング３０は、終端カバー３８と、凸スカート３２と、シングルボディ３１と、凹スカート３３とからなる。終端カバー３８は、凸スカート３２の上側に配設される。終端カバー３８、凸スカート３２および凹スカート３３は、それらの四隅がシングルボディ３１とともにネジ止めされることにより、シングルボディ３１と一体化する。

終端カバー３８は、図４の右上に示すように、凹スカート３３と略同様の形状および構造を有する。そして、終端カバー３８内には、終端用プリント基板３９が配設される。終端用プリント基板３９には、４つのオスコネクタ４０が配設される。なお、この４つのオスコネクタ４０は、後述するメインプリント基板４１の４つのオスコネクタ５３と同じ配置で配列されて、終端カバー３８がシングルボディ３１と一体化された状態において、後述するサブプリント基板４２のメスコネクタ５４と接続される。

また、これら組立ブロック２０のハウジング３０として用いられるシングルボディ３１、凸スカート３２、凹スカート３３、入力カバー３４、終端カバー３８、後述するダブルボディ５５などは、半透明のプラスチック材料により形成される。典型的には、ハウジング３０は、透光性の乳白色のプラスチック部材により形成される。そのため、１つのあるいはそれより多いドットモジュールとして機能する組立ブロック２０は、その内部に配設されたＬＥＤ素子５１の発光光を、略全面的に且つ略均一に透過する。すなわち、組立ブロック２０は、ＬＥＤ素子５１の発光光に基づいて、ドットモジュール毎に立体的に発光することになる。

また、シングルサイズの組立ブロック２０のハウジング３０内には、シングルサイズのメインプリント基板４１と、シングルサイズのサブプリント基板４２とが配設される。このメインプリント基板４１とサブプリント基板４２とは、４本のリード線４３により電気的に接続されている。この４本のリード線４３は、後述するＶＣＣ線７２の一部、後述するグランド線７１の一部、後述するシリアル通信線７３の一部、後述するリターン線７４の一部として使用される。

メインプリント基板４１の上面には、ＬＥＤ素子５１、ドット制御ＩＣ（Integrated Circuit）５２などが実装され、下面には、４つのオスコネクタ５３が実装される。メインプリント基板４１は、シングルボディ３１の下側に配設される。なお、ドット制御ＩＣ５２は、ＬＥＤ素子５１の発光を制御する制御手段（制御ユニット、ドット制御ユニット）である。すなわち、メインプリント基板４１は、発光素子５１、および発光素子５１から出力される光を制御する機能を含む制御ユニット（ドット制御ＩＣ）５２を含む発光システムであり、透光性のハウジング３０に保持されている。

さらに、凸スカート３２が設けられたハウジング３０の上方にはサブプリント基板４２を介してメスコネクタ５４が配置され、凹スカート３３が設けられたハウジング３０の下方にはオスコネクタ５３が配置されており、これらオスコネクタ５３およびメスコネクタ５４はドット制御ＩＣ５２の電気的インターフェイス７９ａおよび７９ｂに電気的に接続されている。したがって、オスコネクタ５３およびメスコネクタ５４は電気的接続ユニットである。

この組立ブロック２０においては、機械的連結ユニットである凸スカート３２が中空となっており、その中にメスコネクタ５４が現れている。また、機械的連結ユニットである凹スカート３３も、凸スカート３２が入るように中空になっており、オスコネクタ５３が現れている。このため、この組立ブロック２０が他の組立ブロック２０と、凸スカート３２および凹スカート３３により機械的に連結（接続）されると、オスコネクタ５３およびメスコネクタ５４により電気的にも接続される。すなわち、電気的接続ユニットであるオスコネクタ５３およびメスコネクタ５４は、機械的連結ユニットである凸スカート３２および凹スカート３３が連結されると、自動的に（自律的に）電気的にも接続される構造となっている。他のタイプの組立ブロック２０においても同様である。

図５は、シングルサイズの組立ブロック２０における、４つのオスコネクタ５３の配置を示す説明図である。図５は、実際には、シングルブロック２１の底面図である。４つのオスコネクタ５３は、四角い枠形状のシングルボディ３１の各側面に沿って、シングルボディ３１の中心に対して略点対称となる位置関係で配設される。

サブプリント基板４２の上面には、２つのメスコネクタ５４が実装される。サブプリント基板４２は、シングルボディ３１の上側に配設される。

図６は、シングルサイズの組立ブロック２０における、２つのメスコネクタ５４の配置を示す説明図である。図６は、実際には、シングルブロック２１の上面図である。２つのメスコネクタ５４は、四角い枠形状のシングルボディ３１の対向する一対の側面に沿って、シングルボディ３１の中心に対して略点対称となる位置関係で配設される。

以上の単位立体形状のハウジング３０を備えたシングルサイズの組立ブロック２０に対して、図２（Ｂ）および（Ｃ）に例示するダブルサイズの組立ブロック２０は、２つのシングルボディ３１を一体化させた共通のダブルボディ５５のハウジング３０を有する。すなわち、ダブルサイズの組立ブロック２０のダブルボディ５５は、一方向に長い直方体の枠形状を有し、第１の単位立体形状の部分および第２の単位立体形状の部分を有する。また、２つの立方体の間には、シングルボディ３１の側部と比べて、その二倍の厚さを有する内部壁部５６が形成される。この内部壁部５６が２つの立方体の間に介在することにより、一方の立方体（ドットモジュール）でのＬＥＤ素子５１の発光光が、他方の立方体（ドットモジュール）内へ透過し難くなる。つまり、立方体（ドットモジュール）同士は、ダブルボディ５５の内部において光学的に分離される。そのため、一体化された２つの立方体（ドットモジュール）間での混色が生じ難く、各立方体（ドットモジュール）は、それぞれの制御色により、それぞれの明るさで発光することができる。たとえば暗く光らせる立方体（ドットモジュール）が、一体化された他の立方体（ドットモジュール）の光により明るくなってしまわないようにすることができる。３つ以上の単位立体形状の部分を備えたハウジング３０を有する組立ブロック２０においても同様である。

図２（Ｂ）の標準ブロック２２のハウジング３０は、このダブルボディ５５と、凸スカート３２と、凹スカート３３と、２つのキャップ５７とを含む。キャップ５７は、ダブルボディ５５の貫通孔を密閉して、ハウジング３０内へ塵などが入り込まないようするためのものである。図２（Ｂ）の標準ブロック２２において、凸スカート３２および凹スカート３３は、ダブルボディ５５の下側に並べて配設される。また、２つのキャップ５７は、ダブルボディ５５の上側に並べて配設される。すなわち、ハウジング３０が、複数の単位立体形状を繋ぎ合わせた外形形状を含む場合は、第１の側の機械的インターフェイスである凸スカート３２および第２の側の機械的インターフェイスは凹スカート３３は、上下に異なるように配置するとともに、および／または代わりに、互いに異なる単位立体形状の部分に設けることが好ましい。ある組立ブロック２０のハウジング３０の上下方向だけではなく、水平な方向（左右方向、前後方向）にも、他の組立ブロック２０を連結できる。なお、２つのキャップ５７は、一体化されていてもよい。

また、標準ブロック２２のハウジング３０内には、ダブルサイズのメインプリント基板５８が配設される。標準ブロック２２用のメインプリント基板５８は、ダブルボディ５５の下側に配設される。この標準ブロック２２用のメインプリント基板５８の表面には、ドットモジュール（立方体）毎に、ＬＥＤ素子５１およびドット制御ＩＣ５２が実装され、メインプリント基板５８をベースとして発光システムが構成されている。また、標準ブロック２２用のメインプリント基板５８の裏面には、４つのオスコネクタ５３および２つのメスコネクタ５４が配設される。４つのオスコネクタ５３は、凹スカート３３内に配設され、２つのメスコネクタ５４は、凸スカート３２内に配設される。

すなわち、標準の組立ブロック２２のハウジング３０は、一方のドットモジュール（第１の単位立体形状の部分）および他方のドットモジュール（第２の単位立体形状の部分）を含む。組立ブロック２２の発光システムであるメインプリント基板５８はダブルサイズとなり、一方のドットモジュールに配置された一方の発光素子（第１の発光素子）５１および他方のドットモジュールに配置された他方の発光素子（第２の発光素子）５１と、第１の発光素子５１の第１の制御ユニット（ドット制御ＩＣ）５２および第２の発光素子５１の第２の制御ユニット（ドット制御ＩＣ）５２とを含む。そして、これら２つのドット制御ＩＣ５２はメインプリント基板５８の上で接続されている。

したがって、複数ドットの組立ブロック２２においては、第２の制御ユニット５２の第１の電気的インターフェイスはメインプリント基板５８の上における第１の制御ユニット５２との接続であり、第１の制御ユニット５２を介して第１の側の機械的インターフェイス（機械的連結ユニット）である凸スカート３２または凹スカート３３に関連付けられている。また、第１の制御ユニット５２の第２の電気的インターフェイスもメインプリント基板５８の上における第２の制御ユニット５２との接続であり、第２の制御ユニット５２を介して第２の側の機械的インターフェイス（機械的連結ユニット）である凹スカート３３または凸スカート３２に関連付けられている。

図２（Ｃ）の斜上ブロック２３のハウジング３０は、ダブルボディ５５と、凸スカート３２と、凹スカート３３と、２つのキャップ５７とを含む。凸スカート３２および１つのキャップ５７は、ダブルボディ５５の上側に並べて配設される。凹スカート３３と残りのキャップ５７は、ダブルボディ５５の下側に並べて配設される。また、凸スカート３２と凹スカート３３とは別々の貫通孔と重ねて配設される。したがって、斜上ブロック２３において、凸スカート３２は凹スカート３３の斜め上方に位置する。

また、斜上ブロック２３のハウジング３０内には、ダブルサイズのメインプリント基板５８と、２つのメスコネクタ５４が実装されたシングルサイズのサブプリント基板４２とが配設される。斜上ブロック２３用のメインプリント基板５８は、ダブルボディ５５の下側に配設される。サブプリント基板４２は、ダブルボディ５５の上側において、凸スカート３２内に配設される。

斜上ブロック２３用のメインプリント基板５８の表面には、ドットモジュール毎に、ＬＥＤ素子５１およびドット制御ＩＣ５２が実装される。また、斜上ブロック２３用のメインプリント基板５８の裏面には、４つのオスコネクタ５３が配設される。４つのオスコネクタ５３は、凹スカート３３内に配設される。

図２および図３に示す複数種類の組立ブロック２０は、以上のような構成を有する。各組立ブロック２０の凸スカート３２は、他の組立ブロック２０の凹スカート３３と嵌め合わせることができる。これにより、各組立ブロック２０は、いずれの種類の組立ブロック２０とも連結できる。また、凸スカート３２と凹スカート３３とは、立方体形状に基づいて４方向の自由度により嵌め合わせることができる。その結果、複数種類の組立ブロック２０を自由に組合せて、立体的な形状を形成できる。

図７は、２つの標準ブロック２２の連結方向の自由度を説明する図である。２つの標準ブロック２２の連結方向には、３方向の自由度がある。図７（Ａ）は、２つの標準ブロック２２を、互いの長手方向が９０度をなす向きで連結した状態を示す図である。この連結状態において、図中下側の標準ブロック２２の２つのメスコネクタ５４は、図中上側の標準ブロック２２において、その短尺方向に並ぶ２つのオスコネクタ５３と電気的に接続される。図中上側の標準ブロック２２は、図中下側の標準ブロック２２を基準として９０度の向きで連結されている。

図７（Ｂ）は、２つの標準ブロック２２を、互いの長手方向が一直線状となる向きで連結した状態を示す図である。この連結状態において、図中下側の標準ブロック２２の２つのメスコネクタ５４は、図中上側の標準ブロック２２において長尺方向に並ぶ２つのオスコネクタ５３と電気的に接続される。図中上側の標準ブロック２２は、図中下側の標準ブロック２２を基準として１８０度の向きで連結されている。

図７（Ｃ）は、２つの標準ブロック２２を、互いの長手方向が図７（Ａ）とは逆の９０度となる向きで連結した状態を示す図である。この連結状態において、図中下側の標準ブロック２２の２つのメスコネクタ５４は、図中上側の標準ブロック２２において短尺方向に並ぶ２つのオスコネクタ５３と電気的に接続される。図中上側の標準ブロック２２は、図中下側の標準ブロック２２を基準として２７０度の向きで連結されている。

以上の連結例のように、図２および図３に示す複数種類の組立ブロック２０は、オスコネクタ５３とメスコネクタ５４との電気的な接続を得ながら、基本的に４方向の自由度により他の組立ブロック２０と連結することができる。たとえば、直線および９０度方向の少なくとも２方向の自由度があれば、組立ブロック２０により立体的な表示ユニット２を組立できる。これらの図７（Ａ）〜（Ｃ）からわかるように、組立ブロック２０においては、機械的連結ユニットである凸スカート３２および凹スカート３３は、隣接（この例では上下方向に隣接）する他の組立ブロック２０のハウジング３０の一部と、当該組立ブロック２０のハウジング３０の一部とがオーバーラップした状態でハウジング３０同士を機械的に連結するように、それぞれのハウジングに設けられている。したがって、電気的接続ユニットであるオスコネクタ５３およびメスコネクタ５４も、当該組立ブロック２０にオーバーラップして接続された隣接する他の組立ブロック２０を通信可能に接続するように、それぞれのハウジング３０に設けられている。

そのため、図２および図３に示す組立ブロック２０を組合せることにより、図１に示すように四角いタワー形状の表示ユニット（発光体）２を形成することができる。また、そのタワー形状の表示ユニット２において、すべてのドットモジュールを電気的に接続することができる。また、図１のタワー形状の表示ユニット２を分解し、そのタワー形状の表示ユニット２で使用していた複数の組立ブロック２０を用いて、他の立体形状の表示ユニット２を形成することができる。ユーザは、組立ブロック２０を互いに嵌め合わせるだけで、所望の立体形状の表示ユニット２を形成することができる。ユーザは、組立ブロック２０をネジ止めする必要がない。表示ユニット２の組立作業および分解作業は、簡単である。

図８は、フラットパネル形状の表示ユニット２を有する表示システム１を示す斜視図である。図９は、図８の表示ユニット２における複数の組立ブロック２０（ドットモジュール）の電気的な接続を、ハウジング３０を省略し、発光システムであるメインプリント基板５８を中心として示す内部接続図である。

図８および図９に示すように、このフラットパネルの表示ユニット２は、１つのシングル入力ブロック２４と、２つのシングルブロック２１と、１つのシングル終端ブロック２５と、８つの標準ブロック２２とを組み合わせることにより形成されている。そのため、この図８のフラットパネル形状の表示ユニット２は、図１のタワー形状の表示ユニット２で使用していた組立ブロック２０などを用いて形成することができる。

なお、シングル入力ブロック２４は、図中右端の最下段で用いられ、２つのシングルブロック２１は、図中左端から二段目および三段目で用いられ、シングル終端ブロック２５は、図中右端の最上段で用いられている。また、最下段の２つの標準ブロック２２と下から三段目の２つの標準ブロック２２とは、凹スカート３３および凸スカート３２が上側となる向きで使用され、それぞれの上段の組立ブロック２０と連結される。このような２段の積み上げ構造を基本とする組立構造により、複数の組立ブロック２０は、フラットパネル形状に形成され、且つ、その形状においてすべてのドットモジュールが互いに電気的に接続される。

図１０は、図１に示したタワー形状の表示ユニット２における複数の組立ブロック２０（ドットモジュール）の電気的な接続を、ハウジング３０を省略し、メインプリント基板５８を中心に示す内部接続図である。図１のタワー形状の表示ユニット２は、１３の標準ブロック２２と、１つの斜上ブロック２３（下から３段目）と、１つの標準入力ブロック（最下段）と、１つの標準終端ブロック（最上段）とを用いて構成されている。図１のタワー形状を構成する場合、たとえば４つの標準ブロック２２を四角枠形状に並べて各段を構成する。また、下から数えて奇数段の標準ブロック２２は、凹スカート３３および凸スカート３２が上側となる向きで使用され、それぞれの上段の組立ブロック２０と連結される。このような積み上げを基本とする組立構造により、複数の組立ブロック２０は、タワー形状に形成され、且つ、その形状において互いに電気的に接続される。

図１１は、図２（Ｂ）の標準ブロック２２に搭載されるメインプリント基板（発光システム）５８の電気的な接続を示す配線図である。２つのドットモジュールとして機能する標準ブロック２２のプリント基板５８の表側には、２つのＬＥＤ素子５１と、２つのドット制御ＩＣ５２と、２つの３端子レギュレータ５９と、２つのＤＩＰスイッチ６０とが搭載されている。各ドット制御ＩＣ５２は、データ入力端子７９ａと、データ出力端子７９ｂと、ＬＥＤ素子５１へ発光信号を出力する信号出力端子７８と、ＤＩＰスイッチ６０との接続端子７７と、方向検出端子７６とを備えている。また、標準ブロック２２のメインプリント基板５８の裏側には、一方のタイプの電気的接続ユニットである複数のオスコネクタ５３が配置された入力コネクタ（第１接続部）６１と、他方のタイプの電気的接続ユニットである複数のメスコネクタ５４が配置された出力コネクタ（第２接続部）６２とが設けられている。

複数のオスコネクタ５３が配置された入力コネクタ６１と、複数のメスコネクタ５４が配置された出力コネクタ６２とは、機械的インターフェイス（機械的連結ユニット）である凹スカート３３および凸スカート３２の内部から外に現れるように組み立てられる。図２（Ｂ）に示すように、標準ブロック２２においては、プリント基板５８に入力コネクタ６１および出力コネクタ６２が設けられ、ハウジング３０の上下いずれか一方の凹スカート３３および凸スカート３２の内部から外に現れるようにハウジング３０に取り付けられる。図２（Ｃ）に示すように、斜上ブロック２３においては、入力コネクタ６１および出力コネクタ６２の一方がメインプリント基板５８に設けられ、他方がサブプリント基板４２に設けられる。そして、メインプリント基板５８およびサブプリント基板４２は、入力コネクタ６１および出力コネクタ６２がハウジング３０の上下に分かれて凹スカート３３および凸スカート３２の内部から外に現れるようにハウジング３０に取り付けられる。

図１１の右側のドット制御ＩＣ（第１の制御ユニット）５２のデータ入力端子（第１の電気的インターフェイス）７９ａはプリント基板５８の通信回路（シリアル通信線）７３により入力コネクタ６１に接続されている。図１１の左側のドット制御ＩＣ（第２の制御ユニット）５２のデータ出力端子（第２の電気的インターフェイス）７９ｂはプリント基板５８の通信回路（シリアル通信線）７３により出力コネクタ６２に接続されている。また、図１１の右側のドット制御ＩＣ（第１の制御ユニット）５２のデータ出力端子（第２の電気的インターフェイス）７９ｂと左側のドット制御ＩＣ（第２の制御ユニット）５２のデータ出力端子（第１の電気的インターフェイス）７９ａとはプリント基板５８の通信回路（シリアル通信線）７３により接続されている。したがって、１つのＬＥＤ素子５１に対して、制御要素として、１つのドット制御ＩＣ５２と、１つの３端子レギュレータ５９と、１つのＤＩＰスイッチ６０とがプリント基板５８に搭載されている。そして、各ドット制御ＩＣ５２は、第１の側の機械的インターフェイスである凹スカート３３に関連付けられたデータ入力端子（第１の電気的インターフェイス）７９ａを介してデータを受信し、第２の側の機械的インターフェイスである凸スカート３２に関付けられたデータ出力端子（第２ん電気的インターフェイス）７９ｂを介してデータを出力する。

ＬＥＤ素子５１は、互いに別々の制御（たとえばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御）により発光可能な赤色発光体、緑色発光体および青色発光体を有し、フルカラーでの発光が可能なものである。なお、ＬＥＤ素子５１は、たとえば赤色や青色などの単一色で発光可能なものであってもよい。

入力コネクタ６１は、４つのオスコネクタ５３からなり、接続される他の組立ブロック２０の出力コネクタ６２から電力を供給されたり、通信データを受信したりする。オスコネクタ５３は、１０本の接続端子としてのピン６３を有するものである。出力コネクタ６２は、２つのメスコネクタ５４からなり、接続される他の組立ブロック２０の入力コネクタ６１へ電力を供給したり、通信データを送信したりする。また、メスコネクタ５４は、１０個の接続端子としてのピン挿入孔６４を有する。各メスコネクタ５４は、各オスコネクタ５３と電気的に接続可能である。

なお、これらのオスコネクタ５３およびメスコネクタ５４において、１０本のピン６３あるいは１０個のピン挿入孔６４は、５つずつ二列に配列されている。以下の説明において、各コネクタ中の複数のピン６３あるいは複数のピン挿入孔６４を互いに区別する場合には、図１１中において各コネクタの周囲に記載する１〜１０の番号（実際には図中には「１」、「５」、「６」および「１０」のみを図示する。）を用いて説明する。また、以下の説明において、入力コネクタ６１の４つのオスコネクタ５３や、出力コネクタ６２の２つのメスコネクタ５４を互いに区別する場合、図１１の姿勢における上下左右を用いて区別する。すなわち、入力コネクタ６１は、上オスコネクタ５３、下オスコネクタ５３、左オスコネクタ５３および右オスコネクタ５３からなる。また、出力コネクタ６２は、左メスコネクタ５４および右メスコネクタ５４からなる。また、標準ブロック２２内の２つのドット制御ＩＣ５２、２つのＬＥＤ素子５１、２つの３端子レギュレータ５９、２つのＤＩＰスイッチ６０などを互いに区別する場合、図１１において入力コネクタ６１側のものに対して、「入力側の」または「第１の」の文字を付し、図１１において出力コネクタ６２側のものに対して、「出力側の」または「第２の」の文字を付して説明する。

入力コネクタ６１に配置された４つのオスコネクタ５３はそれぞれ１０本のピン６３（Ｐ１〜Ｐ１０）を備えている。出力コネクタ６２に配置された２つのメスコネクタ５４は１０個のピン挿入孔６４（Ｒ１〜Ｒ１０）を備えており、ピンＰ１〜Ｐ１０は、孔Ｒ１〜Ｒ１０にそれぞれ挿入され、電気的に接続される。実際は、１つの組立ブロック２０の入力コネクタ６１の４つのオスコネクタ５３のうち２つは、他の組立ブロック２０の出力コネクタ６２の２つのメスコネクタ５４に挿入されることにより電気的に接続される。また、その１つの組立ブロック２０の出力コネクタ６２の２つのメスコネクタ５４には、さらに異なる他の組立ブロック２０の入力コネクタ６１の４つのオスコネクタ５３が挿入されることにより電気的に接続される。しかしながら、簡単のため、図１１に示した１つの組立ブロック（標準ブロック）２２の入力コネクタ６１および出力コネクタ６２が接続されたとして、各ピンＰ１〜Ｐ１０と、各孔Ｒ１〜Ｒ１０の接続を説明する。

電気的接続ユニットであるオスコネクタ５３のピン（端子群）Ｐ１〜Ｐ１０と、メスコネクタ５４の孔（端子群）Ｒ１〜Ｒ１０とは大きく２つのグループに分けられる。第１の端子群Ｇ１は、ピンＰ１、Ｐ３〜Ｐ８、Ｐ１０、それに対応した孔Ｒ１、Ｒ３〜Ｒ８、Ｒ１０を含む。この端子群Ｇ１は、４方向の接続の自由度を持つ機械的連結ユニット（凸スカート３２および凹スカート３３）による連結方向、すなわち、ハウジング３０同士の連結方向により電気的な接続関係が変わらないようにアレンジされている。第２の端子群Ｇ２は、ピンＰ２およびＰ９、それに対応した孔Ｒ２およびＲ９を含む。この端子群Ｇ２は、４方向の接続の自由度を持つ機械的連結ユニット（凸スカート３２および凹スカート３３）による連結方向、すなわち、ハウジング３０同士の連結方向により接続関係が変わり、４方向の連結方向を識別できるようにアレンジされている。

第１の端子群Ｇ１は、電源線としてのＶＣＣ線７２に接続される端子群Ｇ１ｖと、グランド線７１に接続される端子群Ｇ１ｅと、信号線に接続される端子群Ｇ１ｓとを含む。端子群Ｇ１ｖは、オスコネクタ５３のピンＰ４、Ｐ５およびＰ１０と、それらが挿入されるメスコネクタ５４の孔Ｒ４、Ｒ５およびＲ１０とにより構成される。これらのピンおよび孔はＶＣＣ線７２に接続されており、２つの３端子レギュレータ５９に接続される。各３端子レギュレータ５９が生成する直流電圧は、左右の各組のドット制御ＩＣ５２およびＬＥＤ素子５１へ供給される。これにより、標準ブロック２２内の各素子へ電力が供給される。さらに、電力は、入力コネクタ６１および出力コネクタ６２を介して、１つの組立ブロック２０から他の組立ブロック２０へ供給される。なお、各ドットモジュールにおいて、それぞれのＬＥＤ素子５１の赤色制御端子、緑色制御端子および青色制御端子は信号出力端子７８を介してそれぞれのドット制御ＩＣ５２に接続される。

端子群Ｇ１ｅは、オスコネクタ５３のピンＰ１、Ｐ６およびＰ７と、それらが挿入されるメスコネクタ５４の孔Ｒ１、Ｒ６およびＲ７とにより構成される。これらのピンおよび孔はグランド線７１に接続されており、端子群Ｇ１ｖが高電位の電力を供給するのに対して、低電位または接地電位の条件を供給する。

端子群Ｇ１ｓは、オスコネクタ５３のピンＰ３およびＰ８と、それらが挿入されるメスコネクタ５４の孔Ｒ３およびＲ８とにより構成される。端子群Ｇ１ｓは信号を伝達するための端子群であり、ノイズの混入を防止するため、４つのオスコネクタ５３のうち、下オスコネクタと左オスコネクタとに限って信号線と接続され、メスコネクタ５４の一方とだけ電気的接続が成立するようになっている。

端子群Ｇ１ｓのピンおよび孔のうち、ピンＰ８および孔Ｒ８は、組立ブロック２０間の通信データの伝送を可能とするためのシリアル通信線（信号線の一種）７３に接続されている。すなわち、オスコネクタ５３のピンＰ８は通信線７３により第１のドット制御ＩＣ５２の入力端子７９ａに接続されている。メスコネクタ５４の孔Ｒ８は通信線７３により第２のドット制御ＩＣ５２の出力端子７９ｂに接続されている。なお、第１のドット制御ＩＣ５２の出力端子７９ｂは第２のドット制御ＩＣ５２の入力端子７９ａと通信線７３により接続されている。この接続により、標準ブロック２２内の各ドット制御ＩＣ５２は、入力コネクタ６１から通信データを受信し、且つ、通信データを出力コネクタ６２から送信する。すなわち、入力側のドット制御ＩＣ５２は、入力コネクタ６１から通信データを受信し、受信した通信データを出力側のドット制御ＩＣ５２へ送信する。また、出力側のドット制御ＩＣ５２は、受信した通信データを、出力コネクタ６２に接続される他の組立ブロック２０の入力側のドット制御ＩＣ５２へ送信する。

端子群Ｇ１ｓのピンＰ３および孔Ｒ３は、リターン線（信号線の一種）７４により直に接続されている。リターン線７４は、連結される複数のドット制御ＩＣ５２の中の最後のものと、コンピュータ端末３とを接続するために用いられるものである。

第２の端子群Ｇ２は、電気的接続ユニットの一方の第２の端子群が異なる電位を与える複数の基準端子を含み、電気的接続ユニットの他方の第２の端子群が連結方向により複数の基準端子との接続が変わる複数の識別端子とを含むタイプである。そのため、オスコネクタ５３の第２の端子群Ｇ２のピンＰ２およびＰ９はドット制御ＩＣ５２の方向検出端子７６にそれぞれ接続されている。具体的には、左右のオスコネクタ５３のピンＰ９が入力側のドット制御ＩＣ５２の方向検出端子７６のビット０の端子に接続される。上および右のオスコネクタ５３のピンＰ２が入力側のドット制御ＩＣ５２の方向検出端子７６のビット１の端子に接続される。一方、メスコネクタ５４の第２の端子群Ｇ２の孔Ｒ２およびＲ９では、右メスコネクタ５４の孔Ｒ２およびＲ９がプルアップ抵抗素子６９を介してＶＣＣ線７２に接続されている。また、左メスコネクタ５４の孔Ｒ２およびＲ９はグランド線７１に接続される。したがって、接続されるオスコネクタ５３と、メスコネクタ５４により方向検出端子７６に現れるデータが異なり、制御ＩＣ５２は連結方向を解析できる。

図１２は、組立ブロック２０の他の組立ブロック２０に対する連結方向と、２つの方向検出端子（ビット０およびビット１）に基づいて入力側のドット制御ＩＣ５２により得られる２桁の方向検出ビットとの対応関係を示すテーブルである。２桁の方向検出ビットは、２つの方向検出端子（ビット１およびビット０）のレベルに対応し、ピンＰ２および／またはＰ９が孔Ｒ２および／または孔Ｒ９によりグランド側に接続されれば各ビットは「０」となり、ＶＣＣ側に接続されれば各ビットは「１」になる。なお、この図１２のテーブルは、コンピュータ端末３の図示外の内蔵メモリに記憶され、後述するプロフィールデータに基づいて、各組立ブロック２０の上流側の組立ブロック２０に対する接続方向を判断するために使用される。図１２のテーブルの各連結角度（連結方向）は、図７（Ａ）〜（Ｃ）に対応している。

図１１に示したＤＩＰスイッチ６０は、４ビット分のスイッチを有し、各スイッチに設定された値を各ドット制御ＩＣ５２へ出力する。図１３は、ドット制御ＩＣ５２とＤＩＰスイッチ６０の４ビットの設定値との対応関係を示す図である。図１３に基づいて、たとえば、標準ブロック２２の入力側のドット制御ＩＣ５２に対応するＤＩＰスイッチ６０には、「００００」が設定され、出力側のドット制御ＩＣ５２に対応するＤＩＰスイッチ６０には、「１１１１」が設定される。このように、ＤＩＰスイッチ６０には、組立ブロック２０の種類や、組立ブロック２０内における各ドット制御ＩＣ５２の順番（入力から出力に数えた順番）に応じて異なる値が設定される。なお、ＤＩＰスイッチ６０の替わりにリード線４３などを用いて、ドット制御ＩＣ５２のＤＩＰスイッチ６０が接続される端子を、ＶＣＣ線７２やグランド線７１に固定的に接続するようにしてもよい。

なお、図１１の標準ブロック２２以外の組立ブロック２０も、ドットモジュール毎の回路として、ＬＥＤ素子５１、ドット制御ＩＣ５２、３端子レギュレータ５９およびＤＩＰスイッチ６０を有する。また、各組立ブロック２０は、入力コネクタ６１と、出力コネクタ６２とを有する。また、入力コネクタ６１および出力コネクタ６２の構造および結線も、図１１の標準ブロック２２のものと同様である。すなわち、各組立ブロック２０は、上述したブロック間の電力供給機能と、上述したブロック間の通信データの伝送機能と、上述した上流側のブロックに対する連結角度の検出機能と、上述したＤＩＰスイッチ６０によるドット制御ＩＣ５２への設定機能とを備える。

図１４は、図１１の各ドット制御ＩＣ５２において実現される機能を示すブロック図である。ドット制御ＩＣ５２はＬＥＤ素子５１から出力される光を制御する機能を含む制御ユニットとして動作する。典型的な制御ＩＣ５２の１つのタイプは、ＣＰU（Central Processing Unit）およびメモリを有し、ＣＰUがメモリに記憶される図示外のプログラムを読み込んで実行することにより所望の機能を実現する。また、典型的な制御ＩＣ５２の他のタイプは、各機能を実現する専用回路を有するものであり、ＣＰＵと専用回路との組み合わせで所望の機能を実現するものも含まれる。このドット制御ＩＣ５２は、受信部８１、ラッチ処理部８２、３つのＰＷＭ信号生成部８３、３つの論理和演算部８４、プロフィール生成部８５、送信部８６などの機能を備えている。また、ドット制御ＩＣ５２のメモリは、オンオフ制御レジスタ８７、赤輝度データレジスタ８８、赤輝度受信バッファ８９、緑輝度データレジスタ９０、緑輝度受信バッファ９１、青輝度データレジスタ９２、青輝度受信バッファ９３、コマンド受信バッファ９４、プロフィールレジスタ９５などの格納領域を含む。

受信手段としての受信部８１は、ドット制御ＩＣ５２のシリアル入力端子７９ａに入力される通信データを受信し、それを各種のレジスタ８７，８９，８１，９３，９４に保存する。受信部８１が受信する通信データは、所定のビット数（たとえば８ビット）の通信データである。そして、この通信データには、ドット制御ＩＣ５２の発光を制御するためのコマンドコードや、輝度データやプロフィールデータなどのデータがある。

図１５に、連結された複数のドット制御ＩＣ５２およびコンピュータ端末３の間で送受されるコマンドコードおよび付随するデータの例を示す。コマンドコードと付随するデータとは別々の送信データとして送受される。コマンドコードは、上から順番に、各ドット制御ＩＣ５２によりそれぞれのＬＥＤ素子５１を消灯させるコマンドコード（８０Ｈ：Ｈは１６進数を示す。以下同様）、ＬＥＤ素子５１を点灯させるコマンドコード（８１Ｈ）（第３のコマンド）、ＬＥＤ素子５１の表示色を指定するデータ転送用コマンドコード（８３Ｈ）（第１のコマンド）、新たに転送した表示色指定データによる点灯色制御を開始させるラッチコマンドコード（８４Ｈ）（第２のコマンド）、連結状況問合せコマンドコード（ＦＥＨ）（第４のコマンド）、ドット制御ＩＣ５２を初期化するコマンドコード（ＦＦＨ）などである。

データ転送用コマンドコード（８３Ｈ）は、ＬＥＤ素子５１から出力される光の色を制御するデータを含む第１のデータセットＤ１の転送を指示する第１のコマンドである。第１のデータセットＤ１は、赤輝度データ（Ｒデータ）、緑輝度データ（Ｇデータ）および青輝度データ（Ｂデータ）を含む。各色の輝度データの最上位ビットは０であり、残りの７ビットにより輝度値が指定される。また、連結状況問合せコマンドコード（ＦＥＨ）は第４のコマンドであり、そのコマンドには、接続されているドット制御ＩＣ５２の個数をカウントするための個数データやプロフィールデータが付随される。

受信部８１は、コマンドコードを受信すると、コマンド受信バッファ９４に保存する。受信部８１は、所定の色の輝度データセット（第１のデータセット）Ｄ１を受信すると、それに対応する色の輝度データ受信バッファ８９、９１、９３からなるデータバッファ１２１に保存し、格納済みのデータセット（格納済みの第１のデータセット）ＤＳ１とする。受信部８１は、ＬＥＤ素子５１を点灯させるコマンドコード（８１Ｈ）（第３のコマンド）を受信すると、オンオフ制御レジスタ８７に「１」を書込む。受信部８１は、ＬＥＤ素子５１を消灯させるコマンドコード（８０Ｈ）を受信すると、オンオフ制御レジスタ８７に「０」を書込む。

ラッチ処理部８２は、コマンド受信バッファ９４にラッチコマンドコード（８４Ｈ）（第２のコマンド）が書き込まれると、各色の輝度データ受信バッファ８９、９１、９３を含むデータバッファ１２１に格納されている輝度データ（格納済みの第１のデータセット）ＤＳ１を、各色の輝度データレジスタ８８、９０、９２を含むデータレジスタ１２２に次のデータセットＤＮ１として書き込む。

ドット制御ＩＣ５２の発光を制御する機能（手段）１１５は、ＰＷＭ信号生成部８３および論理和演算部８４を含む。各ＰＷＭ信号生成部８３は、それぞれが対応する色の輝度データレジスタ８８，９０，９２（データレジスタ１２２）に書き込まれている輝度データ（次のデータセットＤＮ１）を読み込み、その値に応じたＰＷＭ信号を生成する。各論理和演算部８４は、対応する各ＰＷＭ信号生成部８３が生成したＰＷＭ信号と、オンオフ制御レジスタ８７の値との論理和を演算する。各論理和演算部８４は、オンオフ制御レジスタ８７の値が「１」であるとき、ＰＷＭ信号を出力し、オンオフ制御レジスタ８７の値が「０」であるとき、ＰＷＭ信号を出力しない。したがって、受信部８１がＬＥＤ素子５１を点灯させるコマンドコード（８１Ｈ）（第３のコマンド）を受信するとオンオフ制御レジスタ８７に「１」がセットされ、次のデータセットＤＮ１に基づき生成されたＰＷＭ信号がＬＥＤ素子５１へ各色の発光制御信号として供給される。

その結果、ＬＥＤ素子５１の赤色発光体、緑色発光体および青色発光体は、それぞれに供給されるＰＷＭ信号に応じた光量を出力する。ＬＥＤ素子５１は、赤輝度データレジスタ８８、緑輝度データレジスタ９０および青輝度データレジスタ９２に書き込まれた輝度データの値の組合せに応じた色の光を発光する。ＬＥＤ素子５１の発光色により、ドットモジュール（立方体）が全面的に発光する。

プロフィール生成部８５は、連結状況問合せコマンドコード（ＦＥＨ）（第４のコマンド）がコマンド受信バッファ９４に書き込まれると、自身のプロフィールデータを生成する。プロフィール生成部８５は、方向検出端子７６の入力とＤＩＰスイッチ６０による設定値とを読み取り、それらに基づく値を有する自身のプロフィールデータ（第２のデータセット）Ｄ２を生成する。また、プロフィール生成部８５は、生成した自身のプロフィールデータＤ２をプロフィールレジスタ９５に保存する。

図１６は、プロフィール生成部８５が生成するプロフィールデータＤ２のデータ構造を示している。プロフィールデータＤ２は、８ビットの通信データであり、
最上位ビットは、「０」に固定されている。上述した図１５の各種のコマンドの最上位ビットは、すべて「１」である。この実施の形態の表示システム１では、通信データの最上位ビット（先頭ビット）が「０」であるか「１」であるかに応じて、コマンドとデータとを区別することができる。

プロフィールデータＤ２の第６ビットから第３ビットまでには、図１３のＤＩＰスイッチ６０により設定された値（前記組立ブロックの種類などを示す形状設定ビット）があてはめられる。また、データＤ２の第１ビットおよび第０ビットには、各ドット制御ＩＣ５２の２つの方向検出端子のレベルに応じた値（ビット１およびビット０：他の組立ブロックとの連結向きを示す方向検出ビット）があてはめられる。

送信手段としての送信部８６は、ドット制御ＩＣ５２のコマンド受信バッファ９４に新たな通信データが書き込まれると、それを読み込んで、ドット制御ＩＣ５２のシリアル出力端子から送信する。たとえば、送信部８６は、コマンド受信バッファ９４にコマンドコードなどが保存されると、それを読み込んでシリアル出力端子から送信する。

したがって、このドット制御ＩＣ５２は、受信部８１、コマンド受信バッファ９４および送信部８６を含む第１の機能（第１の機能ユニット）１１１を有する。この第１の機能１１１は、入力端子（第１の電気的インターフェイス）７９ａを介して、ＬＥＤ素子５１から出力される光の色を制御するデータを含む第１のデータセットＤ１および第１のデータセットＤ１の転送を指示する第１のコマンド（８３Ｈ）を受信すると、受信した第１のデータセットＤ１をデータバッファ１２１に格納する。第１の機能１１１は、さらに、バッファ１２１に格納されていた格納済みの第１のデータセットＤＳ１を第１のコマンド（８３Ｈ）とともに出力端子（第２の電気的インターフェイス）７９ｂから出力する。

ドット制御ＩＣ５２は、また、受信部８１、コマンド受信バッファ９４、ラッチ処理部８２および送信部８６を含む第２の機能（第２の機能ユニット）１１２を有する。この第２の機能１１２は、入力端子７９ａを介して、ラッチを指示する第２のコマンド（８４Ｈ）を受信すると、バッファ１２１に格納済みの第１のデータセットＤＳ１をドット制御ＩＣ５２がＬＥＤ素子５１の制御するための次のデータセットＤＮ１としてデータレジスタ１２２に設定する。第２の機能１１２は、それとともに、第２のコマンド（８４Ｈ）を出力端子７９ｂを介して出力する。

第１の機能１１１は、入力端子７９ａを介した受信したデータセットＤ１をデータストリームとしてそのまま出力端子７９ｂに転送するのではなく、データバッファ１２１に格納済みのデータセットＤＳ１を送る。したがって、複数のドット制御ＩＣ５２がシリアル通信線７３、入力コネクタ６１および出力コネクタ６２により電気的にシリアルに接続されたシステムでは、転送中のデータセットＤ１は必ずいったん自分（ドット制御ＩＣ５２）が管理するデータバッファ１２１に格納される。さらに、まず、受信したコマンド、たとえば、転送コマンド（８３Ｈ）を出力端子７９ｂから送信した後に、格納済みのデータセットＤＳ１を出力する。したがって、入力端子７９ａを介して受信したコマンド（８３Ｈ）を、格納済みのデータセットＤＳ１を追い越して、出力端子７９ｂから隣のドット制御ＩＣ５２に伝達できる。このため、第１の機能１１１により実現されるデータ転送システムは単純なＦＩＦＯあるいはシリアル転送ではなく、転送中のデータセットＤ１を追い越して、あるいは転送中のデータセットＤ１を出力せず、転送中のデータセットＤ１に阻止されずに、出力端子７９ｂから所望のコマンドを転送できる。

したがって、第２の機能１１２は、ラッチを指示する第２のコマンド（８４Ｈ）を、データセットＤ１と同じ入力端子７９ａおよび出力端子７９ｂを含む伝達システム、すなわち、同じ（共通の）信号線７３、入力コネクタ６１および出力コネクタ６２を介して伝達できる。さらに、第２の機能１１２は、第２のコマンド（８４Ｈ）をデータバッファ１２１に格納されている第１のデータセットＤ１を追い越して、先行するデータセットＤ１に阻止されることなく（邪魔されずに）、また、データバッファ１２１に保持した状態で隣のドット制御ＩＣ５２へ伝達する。このため、複数のドット制御ＩＣ５２がシリアル接続されたシステムに対し、ラッチを指示する第２のコマンド（８４Ｈ）を適切なタイミングで供給することにより、それぞれのドット制御ＩＣ５２に所望のデータセットＤ１を次の発光制御用のデータセットＤＮ１としてセットできる。

したがって、個々のドット制御ＩＣ５２に、ネットワークアドレスなどの個々のドット制御ＩＣ５２を特定するための識別情報を付さなくても（記録させなくても）、所望の発光用のデータセットＤ１を届け、ラッチさせることができる。このため、シリアル接続された複数のドット制御ＩＣ５２のそれぞれに対して、個別に、アドレス設定をしなくても、所望の第１のデータセットＤ１を設定でき、個々にドット制御ＩＣ５２を制御できる。その結果、アドレス設定をしないで、所望のＬＥＤ素子５１を個々に制御できる。アドレス設定をしないということは、データセットＤ１およびその他のコマンドを所望のドット制御ＩＣ５２にセットするためにアドレスの設定は不要であることを意味している。したがって、その他の目的でドット制御ＩＣ５２にアドレス設定をしても良い。

図１７に、第１の機能（第１の機能ユニット）１１１により転送コマンド（８３Ｈ）および第１のデータセットＤ１を転送し、第２の機能（第２の機能ユニット）１１２によりデータセットＤ１をラッチする様子をタイミングチャートにより示している。この例は、後に説明する１２個のドット制御ＩＣ５２（以降では、制御ユニットＭ１〜Ｍ１２）がシリアル接続されたシステムであって、制御ユニットＭ１からデータセットおよびコマンドが順番に供給されるシステムを示している。特に、この図は、このシステムの７番目の制御ユニットＭ７におけるデータセットおよびコマンドの受信（入力）と送信（出力）とを示している。なお、このシステムの総合的なデータセットおよびコマンドの送信手順については、図２７に示しているので参照されたい。

制御ユニットＭ７の第１の機能１１１の受信部８１が時刻Ｔ４７に入力端子７９ａを介して前の制御ユニットＭ６から転送コマンド（８３Ｈ）（第１のコマンド）を受信すると、送信部８６は時刻Ｔ４８に出力端子７９ｂを介して、その転送コマンド（８３Ｈ）を次の制御ユニットＭ８に向けて出力する。制御ユニットＭ７の第１の機能１１１の受信部８１が時刻Ｔ４８〜Ｔ５０に制御ユニットＭ８用のデータセットＤＭ８を、入力端子７９ａを介して受信すると、データバッファ１２１にデータセットＤＭ８に格納する。また、送信部８６は、時刻Ｔ４９〜Ｔ５１に出力端子７９ｂを介して、データバッファ１２１に格納されていたデータセットＤＭ９を次の制御ユニットＭ８に向けて出力する。

同様に、制御ユニットＭ７の第１の機能１１１の受信部８１が時刻Ｔ５１に入力端子７９ａを介して制御ユニットＭ６から転送コマンド（８３Ｈ）を受信すると、送信部８６は時刻Ｔ５２に出力端子７９ｂを介して、その転送コマンド（８３Ｈ）を制御ユニットＭ８に向けて出力する。制御ユニットＭ７の第１の機能１１１の受信部８１が時刻Ｔ５２〜Ｔ５４に制御ユニットＭ７用のデータセットＤＭ７、すなわち、自己用のデータセットＤＭ７を、制御ユニットＭ６から入力端子７９ａを介して受信すると、データバッファ１２１にデータセットＤＭ７に格納する。送信部８６は、時刻Ｔ５３〜Ｔ５５に出力端子７９ｂを介して、データバッファ１２１に格納されていたデータセットＤＭ８を次の制御ユニットＭ８に向けて出力する。

制御ユニットＭ７の第２の機能１１２の受信部８１が時刻Ｔ５５に入力端子７９ａを介して制御ユニットＭ６からラッチコマンド（８４Ｈ）（第２のコマンド）を受信すると、送信部８６は時刻Ｔ５６に出力端子７９ｂを介して、そのラッチコマンド（８４Ｈ）を制御ユニットＭ８に向けて出力する。制御ユニットＭ７の第２の機能１１２のラッチ処理部８２は、時刻Ｔ５６にデータバッファ１２１に格納済みのデータセットＤＭ７により、データレジスタ１２２の内容を更新する。これにより、制御ユニットＭ７用のデータセットＤＭ７がＬＥＤ素子５１の点灯制御のために有効となる。したがって、この後、制御ユニットＭ７が点灯のコマンド（８０Ｈ）（第３のコマンド）を受信すると、データセットＤＭ７に基づいてＬＥＤ素子５１を点灯できる。

ドット制御ＩＣ５２は、さらに、受信部８１、コマンド受信バッファ９４、送信部８６およびオンオフ制御レジスタ８７を含む第３の機能（第３の機能ユニット）１１３を有する。この第３の機能１１３は、第１の電気的インターフェイスを介して、ＬＥＤ素子５１の点灯制御の切り替えを指示する点灯（ライトオン）コマンド（８０Ｈ）（第３のコマンド）を受信すると、データレジスタ１２２にセットされている次のデータセットＤＮ１に基づく点灯状態になるようにＬＥＤ素子５１を制御する。第３の機能１１３は、それとともに、点灯コマンド（８０Ｈ）を出力端子７９ｂを介して出力する。

ドット制御ＩＣ５２は、さらに、受信部８１、コマンド受信バッファ９４、送信部８６、プロフィール生成部８５およびプロフィールレジスタ９５を含む第４の機能（第４の機能ユニット）１１４を有する。この第４の機能１１４は、入力端子７９ａを介して、入力コネクタ６１における連結関係を示す情報を含むプロフィールデータ（第２のデータセット）Ｄ２の転送を指示する連結問合せコマンド（ＦＥＨ）（第４のコマンド）を受信すると、連結問合せコマンド（ＦＥＨ）を出力端子７９ｂを介して出力する。第４の機能１１４は、連結問合せコマンド（ＦＥＨ）に続いてデータセット数Ｄ３を含むデータを受信すると、データセット数Ｄ３に含まれる数値に１を足した数値をデータセット数Ｄ３にセットして出力端子７９ｂから出力する。第４の機能１１４は、その後、受信したデータセット数Ｄ３に含まれた数の、１または複数のプロフィールデータＤ２を入力端子７９ａを介して受信すると、それら１または複数のプロフィールデータＤ２を出力端子７９ｂから順番に出力する。さらに、第４の機能１１４は、プロフィールレジスタ９５に格納されている自己のプロフィールデータＤ２を出力端子７９ｂを介して出力する。

図１８（Ａ）〜（Ｃ）に示した表示システム１を例として、コンピュータ端末（表示制御装置）３による表示ユニット２の発光制御（表示制御）について説明する。図１８（Ａ）は、この表示ユニット２における組立ブロック２０の連結図である。図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）の連結状態における複数の組立ブロック２０の電気的な接続を示す内部接続図である。図１８（Ｃ）は、各ＬＥＤ素子５１と１対１に対応する複数のドット制御ＩＣ５２およびそれらを接続する信号線（リターン線７４を含むシリアル通信用の信号線）の接続関係を示す説明図である。なお、この表示ユニット２も、図１の表示ユニット２で使用した組立ブロック２０を用いて構成することができる。

この表示システム１は、図１８（Ａ）に示すように、組立ブロック２０を二段に積んだ表示ユニット２を有する。この表示ユニット２は、１つのシングルサイズの入力用の組立ブロック２４と、５つの標準ブロック（ダブルサイズの組立ブロック）２２と、１つのシングルサイズの終端用の組立ブロック２５とを組合せることにより構成されている。そして、この表示ユニット２は、２段６列の合計１２個のドット（ドットモジュール）を備えた表示パネルである。表示ユニット２は、組立ブロック２０が上下２段に並んでいるが、組立ブロック２０は水平または左右方向に隣接する組立ブロック２０と直に機械的および電気的には接続されていない。それぞれの組立ブロック２０の上下に配置された機械的連結ユニットである凸スカート３２および凹スカート３３により上下に隣接する組立ブロック２０が機械的に接続される。それとともに、凸スカート３２および凹スカート３３の中央にそれぞれ露出した出力コネクタ６２のメスコネクタ５４および入力コネクタ６１のオスコネクタ５３により上下の組立ブロック２０に収納されているメインプリント基板５８が電気的にも接続され、それぞれのプリント基板５８に搭載されているドット制御ＩＣ５２がシリアル通信できるように接続される。また、ＬＥＤ素子５１を点灯させるための電力供給回路もこれらのコネクタ５３および５４の接続により生成される。

さらに、上下に配置されたダブルサイズの標準ブロック２２は、ハウジング３０の一部がオーバーラップするように配列されており、それらが上下に機械的および電気的に接続することにより、上下だけではなく水平方向に広がりのある表示ユニット２を組み立てできる。このような機械的な連結によりマトリクス状に配置されたこれら２つのシングルサイズの組立ブロック２４および２５および５個の標準ブロック２２が機械的に一体になり、１つの表示ユニット２を形成する。それとともに、それら合計７個の組立ブロック２０に内蔵されている１２個のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１〜Ｍ１２）が上下にジグザグではあるが一筆書きでシリアル通信できるように接続される。機械的および電気的な接続の具体例は、図１８（Ｂ）および（Ｃ）に示している。

図１８（Ｃ）に示すように、複数の組立ブロック２０のシリアル通信線７３およびリターン線７４により、シリアル通信ループが構成されている。コンピュータ端末３および複数のドット制御ＩＣ５２は、このシリアル通信ループを用いて、通信データをシリアル通信する。この例では、制御装置であるコンピュータ端末３は、図１８（Ｃ）の右下のシングル入力ブロック２４のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１）へ通信データを送信する。シングル入力ブロック２４のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１）は、受信した通信データなどを、その上の標準ブロック２２の入力側のドット制御ＩＣ５２（Ｍ２）へ送信する。そして、図１８（Ｃ）の左下のシングル終端ブロック２５のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１２）は、すべての組立ブロック２０のリターン線７４を介して、受信した通信データなどをコンピュータ端末３へ送信する。通信データは、シリアル通信により通信路の上流側のドット制御ＩＣ５２から下流側のドット制御ＩＣ５２へ順次送信され、複数のドット制御ＩＣ５２の連結順にしたがって、図１８（Ｃ）中のすべてのドット制御ＩＣ５２間で順次送信される。

図１９は、イニシャライズ処理、消灯処理および点灯処理を連続的に実行させる場合の通信データの流れを示すタイミングチャートである。図１９において、Ｔ１〜Ｔ１５は、通信タイミングあるいはクロックサイクルであり所定の時刻と呼ぶことにする。また、たとえば、図１９の最上行は、コンピュータ端末３がフラットケーブル４を介して最初のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１）へ送信する通信データであり、図１９の最下行は、最後に連結されたドット制御ＩＣ５２（Ｍ１２）がリターン線７４およびフラットケーブル４を介してコンピュータ端末３へ送信する通信データである。

コンピュータ端末３が、上記３つの処理を各ドット制御ＩＣ５２に実行させるために、初期化コマンドコード（ＦＦＨ）、消灯コマンドコード（８０Ｈ）および点灯コマンドコード（８１Ｈ）を順番にシリアル送信する（タイミングＴ１〜Ｔ３）。これらのコマンドは、図１７に示した転送コマンド（８３Ｈ）、ラッチコマンド（８４Ｈ）と同様に、個々のドット制御ＩＣ５２において、第３の機能ユニット１１３により、入力端子７９ａを介して受信した次のタイミングで出力端子７９ｂから次のドット制御ＩＣ５２に向けて出力される。個々のドット制御ＩＣ５２においては、コマンド受信バッファ９４に順番に書き込まれ、ドット制御ＩＣ５２は、コマンド受信バッファ９４に書き込まれている各コマンドコードを解釈し、初期化処理、消灯処理および点灯処理を順番に実行する。

この例では、初期化処理したのち、消灯処理および点灯処理を行うので、初期化によりセットされるディフォルトの色の光が各ＬＥＤ素子５１から出力される。ディフォルトの色はたとえば白色である。図１７に示したように、コンピュータ端末３がデータセットＤＭ１〜ＤＭ１２を送り出した後、ラッチコマンド（８４Ｈ）に続いて、点灯コマンド（８１Ｈ）を送り出すことが可能である。この場合、点灯コマンド（８１Ｈ）は、１サイクルの遅れでドット制御ＩＣ５２（Ｍ１〜Ｍ１２）に順番に伝達される。したがって、それぞれのドット制御ＩＣ５２に対応したＬＥＤ素子５１が、データセットＤＭ１〜ＤＭ１２により指定された色および強度で１サイクルの遅れで順番に点灯する、または、色および／または強度が変わる。

シリアル接続されている１２個のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１〜Ｍ１２）は、図１９の上から三行目以下に示すように、同様の処理を繰り返す。通信データの伝送タイミングは、ドット制御ＩＣ５２を１つ通過する度に１つずつ遅れる。したがって、最後のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１２）は、図１９の最下行に示すように、コンピュータ端末３が送信した各コマンドを、１１サイクル遅れたタイミングにおいて受信し、そのコマンドを実行する。最後のドット制御ＩＣ５２からは１２サイクル遅れたタイミングでリターン線７４によりコンピュータ端末３へコマンドが返されるが、コンピュータ端末３は、それにより最後のドット制御ＩＣ５２までコマンドが正常に到達したことを確認してもよい。一般的には、Ｎ（Ｎは自然数）個のドット制御ＩＣ５２が接続されている場合、Ｎ個目のドット制御ＩＣ５２は、コマンドを（Ｎ−１）サイクルの遅れで受信し、リターン線７４へＮサイクルの遅れで送信する。したがって、コンピュータ端末３はＮサイクルの遅れで自分が送信した通信データを受信することになる。

図２０は、コンピュータ端末３が連結状況問合せコマンドコード（ＦＥＨ）を送信した場合の通信データの流れを示すタイミングチャートである。図１５に示すように、コンピュータ端末３は、最初のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１）へ、連結状況問合せコマンドコード「ＦＥＨ」および個数データＤ３（初期セットは「００」）の、２つの通信データをシリアル送信する（タイミングＴ１，Ｔ２）。

最初のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１）の第４の機能１１４は、受信部８１によりこれらの通信データを１つずつ順番に受信し、コマンド受信バッファ９４に順番に書き込む。プロフィール生成部８５は、コマンド受信バッファ９４に連結状況問合せコマンドコード「ＦＥＨ」が保存されると、自身のプロフィールデータを生成し、プロフィールレジスタ９５に保存する。最初のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１）は、シングル入力ブロック２４である。そのため、プロフィール生成部８５は、「１０Ｈ」を生成し、プロフィールレジスタ９５に保存する。

ドット制御ＩＣ５２（Ｍ１）の第４の機能１１４は、送信部８６によりコマンド受信バッファ９４に保存された連結状況問合せコマンドコード「ＦＥＨ」を送信し、コマンド受信バッファ９４に保存された個数データＤ３を１インクリメントさせた個数データ「０１」を送信し、さらに、プロフィールレジスタ９５に保存された自身のプロフィールデータを読み込んで送信する。したがって、最初のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１）は、この３つの通信データをシリアル送信する（タイミングＴ２〜Ｔ４）。

図１８の１２個のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１〜Ｍ１２）の第４の機能１１４は、連結状況問合せコマンドコード「ＦＥＨ」を受信するのと同様の処理を繰り返す。通信データの伝送タイミングは、ドット制御ＩＣ５２を１つ通過する度に１サイクルずつ遅れる。また、ドット制御ＩＣ５２を通過する度に、通信データの最後に、新たなプロフィールデータが追加される。

最後のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１２）は、コンピュータ端末３が送信した連結状況問合せコマンドコード「ＦＥＨ」を１１サイクル遅れて受信し、１２サイクル遅れで、リターン線７４を介してコンピュータ端末３へ直に、他のドット制御ＩＣ５２を介さずに、送信することができる。ドット制御ＩＣ５２（Ｍ１２）が出力する個数データＤ３は「１２」であり、１２個数のプロフィールデータＰＭ１〜ＰＭ１２が続いていることを示している（タイミングＴ１３〜Ｔ２６）。

図２１に、表示装置（表示システム）１を、制御系を中心に示している。ここに示した表示ユニット２は、図１８に示した表示ユニットのように複数の組立ブロック２０が２段に積まれた状態で連結された３つの発光グループ２００が積層あるいは多段（この場合は３段）に積まれたものである。１つの発光グループ２００は、９個のダブルサイズの組立ブロック２２と、シングルの入力ブロック２４と、シングルの終端ブロック２５とを含み、２×１０個の画素を表示できる。したがって、この表示ユニット２は、８×１０個の画素を表示できる。各々の発光グループ２００は、個別のケーブル４により分配ユニット１０５に接続され、分配ユニット１０５を介して表示制御装置３により一括して管理される。

表示制御装置３は、コンピュータ端末により実現されており、コンピュータ本体１３、たとえば、パーソナルコンピュータは、インストールされているプログラム１３Ｐを実行することにより表示制御装置としての機能を果たす。

制御装置３は、発光グループ２００の一方の端を構成する組立ブロック（入力ブロック）２４へ第１のデータセットＤ１、第１のコマンドである転送コマンド（８３Ｈ）および第２のコマンドであるラッチコマンド（８４Ｈ）をそれぞれ送信する機能（発信ユニット、送信機能ユニット、送信手段）１３１を有する。制御装置３は、連結関係を示す情報（プロフィールデータ）Ｄ２を複数の発光グループ２００からそれぞれ取得する機能（受信ユニット、取得機能ユニット、取得手段）１３２と、プロフィールデータＤ２をライブラリ１３７に基づき解析して、複数の組立ブロックの連結状況を示す連結再現データ１３６を生成する機能（ジェネレータ、生成機能ユニット、生成手段）１３３とを含む。送信機能１３１は、連結再現データ１３６に基づき表示データ１３５を再編し、複数の発光グループ２００のそれぞれに対して、それぞれの発光グループ２００に含まれる組立ブロック２０のそれぞれに対応する第１のデータセットＤ１を送信する。さらに、送信機能１３１は、点灯コマンドなどの他のコマンドを送信する機能を含む。

この例では、取得機能１３２は、送信機能１３１を介してそれぞれの発光グループ２００に対し、プロフィールデータＤ２を要求する第４のコマンドである連結問合せコマンド（ＦＥＨ）を送信する。その後、それぞれの発光グループ２００に含まれる組立ブロック２０のそれぞれのプロフィールデータＤ２を、コマンド（ＦＥＨ）および数データＤ３に続いて、それぞれの発光グループ２００に含まれる組立ブロック２０の順番に従って受信する。生成機能１３３は、プロフィールデータＤ２を受信した順番に従って、ここの組立ブロック２０のタイプおよび連結方向などを解析して連結再現データ１３６を生成する。送信機能１３１は、表示ユニット２で表示するための複数の第１のデータセットＤ１を連結再現データ１３６に基づいて並び替えて、それぞれの発光グループ２００に送信する。

図２２は、コンピュータ端末を用いた表示制御装置３により表示ユニット２の立体形状を再現する処理の流れをフローチャートにより示している。制御装置３の取得機能１３２は、まず、各組立ブロック２０の連結関係を要求する連結状況問合せコマンドコード（ＦＥＨ）および個数データＤ３を送信して、取得処理を開始する（ステップＳＴ１）。所定の遅延後、送信した連結状況問合せコマンドコード（ＦＥＨ）や、連結されているすべての組立ブロック２０のドット制御ＩＣ５２のプロフィールデータＤ２を受信する（ステップＳＴ２）。表示制御装置３の生成機能１３３は、複数の組立ブロック２０の連結関係を示すプロフィールデータＤ２の受信順に複数の組立ブロック２０が接続されている条件の下で、解析処理を開始する。生成機能１３３は、まず、受信したプロフィールデータの中の未処理の最初のプロフィールデータを取得する（ステップＳＴ３）。そして、コンピュータ端末３は、仮想三次元空間に、そのプロフィールデータにより示される位置にドット制御ＩＣ５２（組立ブロック２０）をマッピングする（ステップＳＴ４）。

受信直後の最初の処理では、生成機能１３３は、受信したプロフィールデータの中の先頭のものを取得し、このプロフィールデータに対応するドット制御ＩＣ５２を、仮想三次元空間の原点にマッピングする。プロフィールデータＤ２が終わるまで（ステップＳＴ５）、生成機能１３３は、次のプロフィールデータを取得し（ステップＳＴ３）、それを解析して特定した位置にドット制御ＩＣ５２をマッピングする（ステップＳＴ４）処理を繰り返す。

図２０により取得された１２個のプロフィールデータＤ２を例にすると、生成機能１３３は、組立ブロック２０のタイプ、連結データなどが含まれているライブラリ１３７を参照し、１つ目のプロフィールデータ「１０」により、１つ目のドット制御ＩＣ５２を含む組立ブロック２０がシングルブロック２１であると判断する。生成機能１３３は、この１つ目のドット制御ＩＣ５２を仮想三次元空間の原点にマッピングする。生成機能３３は、２つ目のプロフィールデータ「００」により、２つ目のドット制御ＩＣ５２が標準ブロック２２の入力側のものであると判断する。この場合、コンピュータ端末３は、仮想三次元空間の１つの軸方向（たとえばＸ軸が水平、Ｙ軸が垂直としたときに、Ｙ軸の正方向）へ１ずらした位置に、２つ目のドット制御ＩＣ５２をマッピングする。

生成機能１３３は、３つ目のプロフィールデータ「７８」により、３つ目のドット制御ＩＣ５２が標準ブロック２２の出力側のものであると判断する。生成機能１３３は、２つ目のプロフィールデータ「００」と３つ目のプロフィールデータ「７８」とによりこれらのドット制御ＩＣ５２が１つの標準ブロック２２の入力側および出力側のものであると判断し、１つ目と２つ目とを結ぶ直線と垂直な方向、たとえばＸ軸の正方向へ１ずらした位置に、３つ目のドット制御ＩＣ５２をマッピングする。

生成機能１３３は、４つ目のプロフィールデータ「００」により、４つ目のドット制御ＩＣ５２が標準ブロック２２の入力側のものであると判断する。３つ目までのプロフィールデータの解析処理により、この標準ブロック２２は、前の標準ブロック２２に連結されている次の標準ブロック２２であることが判断できる。生成機能１３３は、仮想三次元空間のＹ軸の負方向へ１ずらした位置に、４つ目のドット制御ＩＣ５２をマッピングする。

一方、たとえば３つ目までのプロフィールデータの解析処理により、前のブロックが斜上ブロック２３であり、それに次の標準ブロック２２が連結されていると判断した場合、生成機能１３３は、仮想三次元空間において先とは逆の方向、すなわち、Ｙ軸の正方向へ１ずらした位置に、４つ目のドット制御ＩＣ５２をマッピングする。また、４つ目のプロフィールデータが「０１」であれば、前の標準ブロック２２に対する次の標準ブロック２２の連結方向は９０度になるので、生成機能１３３は、仮想三次元空間においてＹ軸の負方向へ１ずらした位置に４つ目のドット制御ＩＣ５２をマッピングするとともに、次のドット制御ＩＣ５２の向きをＺ軸の正方向へ１ずらした位置にセットする。プロフィールデータに他の連結方向が含まれている場合も同様である。

このような処理を繰り替えすことで、生成機能１３３は、すべてのプロフィールデータに対応するドット制御ＩＣ５２を仮想三次元空間にマッピングする。受信したすべてのプロフィールデータＤ２の解析処理を終えると、生成機能１３３は連結再現データ１３６を、コンピュータ資源に含まれている適当な記録媒体、たとえば、フラッシュメモリ、ＨＤＤなどに記録する。さらに、生成機能１３３は、連結再現データ１３６に基づく表示ユニット２の構成を発光体グループ２００の単位で表示デバイス１１、たとえば、液晶ディスプレイに立体的に表示する（ステップＳＴ６）。ユーザは、連結再現データ１３６によりディスプレイ１１に表示される立体により、自動的に取得されたデータに基づく組立ブロック２０の機械的連結の状態および電気的接続の状態を視覚的に確認できる。さらに、生成機能１３３は、複数の発光グループ２００の連結関係をマニュアル入力する機能（ステップＳＴ７）を備えている。相互に電気的に接続されている複数の組立ブロック２０のコンフィグレーションは、プロフィールデータＤ２を取得することにより自動的に解析することができる。しかしながら、図２１に示した表示ユニット２のように複数の発光グループ２００を含む表示ユニット２は、機械的には連結されているが、電気的には接続されていない接続関係を含む。たとえば、上下に積層された複数の発光グループ２００の間は機械的には連結されているが、電気的には接続されてない。したがって、ユーザは、このような連結関係をマニュアルで入力することにより、連結再現データ１３６の精度をさらに向上できる。

図２３は、図２０に示した１２個のプロフィールデータＤ２に基づく１２個のドット制御ＩＣ５２の仮想三次元空間へのマッピング結果を示す。上述したプロフィールデータＤ２の解析・生成処理により、コンピュータ端末を用いた制御装置３は、図１８（Ｃ）の実際の１２個のドット制御ＩＣ５２の接続関係と一致するマッピング結果を得ることができる。

送信機能１３１は、マッピング結果を示す連結再現データ１３６により特定される複数のドット制御ＩＣ５２の配置を用いて、図２あるいは図３の組立ブロック２０の外形に相当するポリゴンデータ（表示データ）１３５を編集し、各発光グループ２００へ表示用のデータセットＤ１として送信する。

図２４は、表示ユニット２の再現画像の表示画面例である。図２４の表示ユニット２の再現画像は、図２０のプロフィールデータＤ２に基づいて再現された構成であり、表示デバイス１１に表示できる。図２４の再現画像中の表示ユニット２は、組立ブロック２０を２段６列に積んだ形状を有し、１段目の左右両端にシングルブロック２１が配設され、残りの部分に標準ブロック２２が配設されているものである。なお、図中の「←入力」の文字は、通信データの入力を示し、右端下のシングルブロック２１から通信データが入力されることを意味している。これらは、図１８（Ａ）〜（Ｃ）に示す表示ユニット２の組立ブロック２０の連結構造に対応する。

図２５は、コンピュータ端末を用いた表示制御装置３により表示ユニット２の表示（発光）を制御する処理をフローチャートにより示している。この処理（制御）は、図２２に示した、プロフィールデータＤ２を取得する処理と、連結再現データ１３６を生成する処理とに続いて行われる。図２２に示した、プロフィールデータＤ２を取得する処理と、連結再現データ１３６を生成する処理とは、表示ユニット２と表示制御装置３とを接続したときの初期処理として実行され、その後、図２５に示した表示する処理（表示用のデータセットおよびコマンドを送信する処理）が行われる。

制御装置３の送信機能１３１は、たとえば入力デバイス１２から発光指示があると（ステップＳＴ１１）、表示ユニット２の１回の表示に用いる表示データ１３５をメモリなどから読み込む（ステップＳＴ１２）。表示ユニット２の１回の表示に用いる表示データ１３５は、たとえば図２４の再現画像において、ビットモジュール毎になされた色づけ処理などに基づいて生成され、ビットモジュール毎の色データを有する。なお、色データは、赤色の輝度データと、緑色の輝度データと、青色の輝度データとで構成することができる。また、発光指示は、表示ユニット２による発光を開始するとき、表示ユニット２の発光色を変更するときなどにおいて、入力デバイス１２などにより生成される。

表示ユニット２の１回（１フレーム）の表示に用いる表示データ１３５を読み込んだ送信機能１３１は、その表示データ１３５を送信順、すなわち、ドット制御ＩＣ５２の接続順に並べ替えて、発光指示のための送信データ列を生成する（ステップＳＴ１３）。複数のドット制御ＩＣ５２は、図１８（Ａ）あるいは図２３における表示ユニット２の配列方向にしたがった順番に接続されていない。図１８（Ａ）および図２３では組立ブロック２０が横一列の順番で整列（配列）されているが、電気的には、そのような配列で接続されていないことは上述した通りである。送信機能１３１は、１回の表示に用いる表示データ１３５を、最も末端に接続されているドット制御ＩＣ５２（ここではＭ１２）用のものから、最も手前に接続されているドット制御ＩＣ５２（ここではＭ１）用のものまでの順番と一致するように、ビットモジュール毎の色データ（輝度データ）Ｄ１を並べ替える。

図２６は、並べ替え処理後の送信データ列の一例を示す図である。図２６において、各セルは、ビットモジュール（ドット制御ＩＣ５２）毎の色データ（輝度データ）に対応する。また、各セル内の番号は、図２３のマッピング結果での（Ｘ，Ｙ）座標値を示している。図２６に示すように、送信機能１３１は、末端のドット制御ＩＣ５２（ここではＭ１２）用の色データ（輝度データ）を先頭（時間軸の先頭、最初）とし、且つ、最も手前のドット制御ＩＣ５２（ここではＭ１）用の色データ（輝度データ）を最後（時間軸の最後）とする送信データ列を生成する。

表示データ中のドット毎の色データを、シリアル通信ループにおける複数のドット制御ＩＣ５２の順番に並べ替えて、送信データ列を生成した後、送信機能１３１は、転送コマンド（８３Ｈ）と、送信データ列中のドット単位の色データセットＤ１とを交互に送信し、最後に、ラッチ処理コマンドコード（８４Ｈ）を送信する（ステップＳＴ１４）。シリアル接続された各ドット制御ＩＣ５２においては、図１４および図１７に示したように、第１の機能１１１が、受信した色データセットＤ１をバッファし、転送コマンド（８３Ｈ）に続いてバッファ済みの先の色データセットＤＳ１を送信する。そして、送信データ列に続いてラッチコマンド（８４Ｈ）を受信すると、ドット制御ＩＣ５２の第２の機能１１２は、バッファ済みの先の色データセットＤＳ１は送信せずに、ＬＥＤ素子５１の次の色データセットＤＮ１としてセットし、ラッチコマンド（８４Ｈ）だけを転送する。これにより、ラッチコマンド（８４Ｈ）は、色データセットＤ１を追い越して（色データセットＤ１の転送を伴わずに）シリアル通信回路を伝播する。したがって、シリアル通信回路により順番に接続された各ドット制御ＩＣ５２は、送信データ列に、その順番に対応するように並べられた色データセットＤ１をそれぞれラッチする。さらに、送信機能１３１が点灯コマンド（８１Ｈ）を送信すると（ステップＳＴ１５）、ドット制御ＩＣ５２の第３の機能１１３がラッチされた色データセットＤ１に基づきＬＥＤ素子５１を点灯する。なお、ラッチコマンド（８４Ｈ）が点灯コマンドを兼ねていてもよく、この場合は、ラッチコマンド（８４Ｈ）を受信した次のサイクルでＬＥＤ素子５１の点灯（発光）状態を変えることができる。ラッチコマンドと点灯コマンドを分けることにより、データセットＤ１の転送時期と、それらのデータセットＤ１に基づきＬＥＤ素子５１を点灯させる時期とを変えることができる。

ステップＳＴ１６において、一連で表示ユニット２に表示する表示データ１３５が終了するまで上記の処理を繰り返す。この結果、複数の組立ブロック２０により組み立てられた表示ユニット２に動画、静止画を含めた様々な画像を表示できる。

図２７は、１回の表示データの送信のために、コンピュータ端末（表示制御装置）３および複数のドット制御ＩＣ５２が実行する通信処理の流れを示すタイミングチャートである。この表示データの送信処理において、表示制御装置３の送信機能１３１は、まず、データ転送用コマンドコード（８３Ｈ）を送信し（タイミングＴ１）、次に、送信データ列の先頭の１組の色データセットＤ１（ドット制御ＩＣ５２（Ｍ１２）用の輝度データ）を送信する（タイミングＴ２〜Ｔ４）。送信機能１３１は、送信データ列中のドット単位の色データセット（輝度データを含む）毎に同様の処理を繰り返し、送信データ列中のすべてドット単位の組（すなわち、ドット制御ＩＣ５２毎）の色データセットＤ１に、データ転送用コマンドコード（８３Ｈ）を付加して送信する（タイミングＴ１〜Ｔ４８）。その後、送信機能１３１は、ラッチコマンドコード（８４Ｈ）を送信する（タイミングＴ４９）。

なお、図２７のタイミングチャートにおいて、ドットモジュール毎の色データセットＤ１の送信に３サイクル（なお、シリアル通信による１つの通信データの送信処理を１サイクルとよぶ。）使用しているのは、各ドット制御ＩＣ５２用の色データとして、赤輝度データと、緑輝度データと、青輝度データとの３つの輝度データを送信する必要があり、この例では、それぞれの輝度データの転送に１サイクルを要するためである。

表示制御装置３の送信機能１３１がタイミングＴ１〜タイミングＴ４９までに送信した複数の通信データは、最初のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１）により順番に受信される。最初のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１）の送信部８６は、新たなデータ転送コマンド「８３Ｈ」が受信されると、データ転送コマンド「８３Ｈ」を送信した後、受信バッファ８９，９１，９３に記憶されていた１組の輝度データセット（データセットＤＳ１）を、次のドット制御ＩＣ５２（Ｍ２）へシリアル送信する（第１の機能１１１）。すなわち、最初のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１）は、それよりも連結方向の下流側に接続されているすべてのドット制御ＩＣ５２（Ｍ２〜１２）で使用する色データセットを、次のドット制御ＩＣ５２（Ｍ２）へ送信する（タイミングＴ６〜Ｔ４９）。その後、転送コマンド（８３Ｈ）の代わりにラッチコマンド（８４Ｈ）を受信するので、最後に受信した自身の色データセット（Ｍ１用のデータ）は送信せずに、最初のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１）の送信部８６は、表示制御装置３から受信したラッチコマンドコード（８４Ｈ）を送信する（タイミングＴ５０）（第２の機能１１２）。したがって、Ｍ１用のデータセットに阻止されずに、ラッチコマンド（８４Ｈ）を同じシリアル通信ループを用いて、次のドット制御ＩＣ５２（Ｍ２）に転送でき、そのドット制御ＩＣ５２に自身のＭ２用のデータセットをラッチさせることができる。

最初のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１）の後に順番に接続されている１１個のドット制御ＩＣ５２（Ｍ２〜１２）は、最初のドット制御ＩＣ５２（Ｍ１）と同様に、新たなデータ転送コマンド「８３Ｈ」を受信すると、受信バッファ１２１に記憶されていた輝度データセット（ＤＳ１）を次のドット制御ＩＣ５２（Ｍ２）へ送信する（タイミングＴ１１〜Ｔ５９）（第１の機能１１１）。また、ラッチコマンドコード（８４Ｈ）を受信すると、次のドット制御ＩＣ５２（Ｍ３〜１２）へラッチコマンドコード（８４Ｈ）を送信する（タイミングＴ５１〜Ｔ６０）（第２の機能１１２）。
ラッチコマンドコード（８４Ｈ）を受信すると、各ドット制御ＩＣ５２は、それぞれの輝度データ受信バッファ８９、９１、９３に記憶されている輝度データを、それぞれの輝度データレジスタ８８、９０、９２に書き込む（ラッチする）。各ＰＷＭ信号生成部８３は、輝度データレジスタ８８、９０、９２の値が変更されると、その変更後の値に応じたＰＷＭ信号を生成する。

その後、点灯コマンド（８１Ｈ）を受信すると、各ドット制御ＩＣ５２の第３の機能１１３により発光が制御される各ＬＥＤ素子５１の発光色は、個別に変更される。各ドットモジュール（立方体）の発光色は、それぞれのＬＥＤ素子５１の発光色の変化にしたがって変化する。

以上のように、表示システム１は、互いに連結されることで表示ユニット２を物理的に形成し、さらに、シリアルな電気的接続形態を自動的に実現する複数の組立ブロック２０と、この表示ユニット２と接続されて、各組立ブロック２０において発光の制御に用いられるコマンドコードを送信するコンピュータ端末（表示制御装置）３と、を有する。表示ユニット２は、複数の組立ブロック２０の組み合わせにより自由な形状において発光および画像表示が可能である。しかも、複数の組立ブロック２０を連結するだけの簡単な手作業により、所望の形状の発光体を作成したり、分解したりすることができる。また、この表示ユニット２によるパネルやオブジェの形状変更や移設などは容易である。

表示制御装置３は、複数の組立ブロック２０から取得した複数の連結関係を示すプロフィールデータＤ２に基づいて連結再現データ１３６を生成し、この連結再現データ１３６に基づく通信制御により、複数の組立ブロック２０に対してそれぞれを個別に制御するためのコマンドコードを送信する。したがって、表示制御装置３は、複数の組立ブロック２０を用いて大きな表示ユニット２や複雑な表示ユニット２を形成した場合でも、各組立ブロック２０の発光を、他の組立ブロック２０の発光とは独立して制御することができる。つまり、発光する複数の組立ブロック２０を用いて展示スペースなどの発光装置（表示ユニット）２を構成でき、その際、複数の組立ブロック２０の間での電気的な接続が判らなくなってしまうことはなく、好適にそれぞれの組立ブロック２０の発光を制御できる。

典型的な連結関係を示すプロフィールデータＤ２は、各組立ブロック２０の種類などを示す形状設定ビットと、他の組立ブロック２０との連結向きを示す方向検出ビットとを含み、これらの情報に基づき、制御装置３の生成機能１３３は連結再現データ１３６を生成できる。

各組立ブロック２０は、それぞれの発光を制御するための制御ユニット（ドット制御ＩＣ）５２を有し、複数の制御ユニット５２は、複数の組立ブロック２０が連結されることで、データセットおよびコマンドコードを順番に送受する１つのシリアル通信ループを構成する。さらに１つのシリアル通信ループにより、データセットとコマンドコードとを通信できる。表示制御装置３は、入力端の１つのドット制御ＩＣ５２へコマンドコードおよびデータセットを送信することにより、シリアル通信ループにより連結されたすべての組立ブロック２０の制御ユニット５２へコマンドコードおよびデータセットを伝達できる。また、リターン線７４を用いることにより、表示制御装置３は、コマンドコードを受信することが可能であり、これによりコマンドコードがすべての組立ブロック２０の制御ユニット５２へ送信されたことを知ることができる。したがって、各組立ブロック２０の制御ユニット５２は、表示制御装置３に対して、コマンドコード受信のリプライをしなくても通信が行われたことを表示制御装置３は知ることができる。連結可能な組立ブロック２０の個数の制限は基本的には無い。しかしながら、コマンドコードの転送に１サイクルを消費するので、電気的に接続する組立ブロックの数は、その遅延による画像表示の質の劣化が目立たない範囲にすることが望ましい。

表示制御装置３は、各組立ブロック２０の連結関係を要求するコマンドコードを送信する。各制御ユニット（ドット制御ＩＣ）５２は、受信したコマンドコードおよび受信した他の制御ユニット５２により生成された組立ブロック２０の連結関係を示す１または複数のプロフィールデータセットＤ２の後に続けて、自らの連結関係を示すプロフィールデータセットＤ２を送信する。表示制御装置３は、複数のプロフィールデータセットＤ２をリターン線７４を介して取得し、複数の組立ブロック２０が複数のプロフィールデータセットＤ２の受信順に接続されている条件の下で、連結再現データ１３６を生成する。複数の制御ユニット５２がシリアル接続されていることを好適に利用し、各組立ブロック２０の連結関係を示すプロフィールデータセットＤ２を利用して、表示ユニット２における複数の組立ブロック２０の連結状況を示す連結再現データ１３６を生成することができる。

表示制御装置３は、連結再現データ１３６に基づいて、複数の組立ブロック２０のそれぞれの表示色を指定する色データセットＤ１を、シリアル通信ループにおける複数の制御ユニットＩＣ５２の順番に並べ替えて送信する。したがって、表示ユニット２を構成する複数の組立ブロック２０は、それぞれの指定色で発光することができる。表示制御装置３は、すべての組立ブロック２０への色データを送信した後、ラッチコマンドコードを送信する。また、各制御ユニット５２は、ラッチコマンドコードの受信に基づいてそれぞれの表示色を色データにより指定された色へ変更する。したがって、ラッチコマンドコードがコマンド通信ループ内を伝送し、これにより複数の制御ユニット５２は、略同時に表示色を切り替えることができる。１つの表示ユニット２において、複数の組立ブロック２０の表示色は、ラッチコマンドコードの伝送タイミングにより略同時に切り替わる。これにより、連結された複数の組立ブロック２０において、シリアル通信ループでの接続にしたがって一方向に色が流れる以外の発光をさせることができる。

このような機能を備えた表示制御装置３は、上述したように、汎用のコンピュータ装置でプログラム１３Ｐを実行することにより実現できる。プログラム（プログラム製品）１３Ｐは、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリなどの適当な記録媒体に記録して提供できる。また、インターネットなどのコンピュータネットワークを用いても提供できる。

上記実施の形態では、各組立ブロック２０の入力コネクタ６１が４つのオスコネクタ５３であり、出力コネクタ６２が２つのメスコネクタ５４である。これら対応関係は、逆であってもよい。この他にもたとえば、入力コネクタ６１および出力コネクタ６２に、たとえば複数のピンあるいは複数のピン挿入孔が正方形に配列される共通のコネクタを用いたりしてもよい。この変形例の場合、共通のコネクタは、その中心がハウジング３０の中心と一致するように配設すればよい。

図２８は、伸縮可能な１０個のピンを有する圧着式のオスコネクタ１０１である。１０個のピンは、二列に配列されている。このような圧着コネクタ１０１を１つだけ用いて、入力コネクタ６１あるいは出力コネクタ６２を構成することができる。このコネクタ１０１の各ピンは図２８の矢印方向に伸縮する（縮む）。

図２９および図３０は、異なる配置の電気的接続コネクタを示している。図２９は、オスコネクタ１０１であり、１０本のピンＰ１〜Ｐ１０が長手方向に２列に並んだ配置を備えている。図３０はメスコネクタ１０２であり、２１個のパッドを備えている。オスコネクタ１０１は、ピンＰ１〜Ｐ５を含む一方の列が、機械的連結ユニットである凸スカート３２の中央ライン３２Ｓと一直線になるように配置されている。したがって、凸スカート３２の向きを変えると、ピンＰ６〜Ｐ１０を含む他方の列は中央ライン３２ｓに対する位置関係が変わるようになっている。

オスコネクタ１０１は、メスコネクタ１０２との接続方向により電気的な接続関係が変わらないようにアレンジされた第１の端子群Ｇ１と、接続方向により電気的な接続関係が変わる第２の端子群Ｇ２とを含む。第１の端子群Ｇ１は、ピンＰ１〜Ｐ６、Ｐ８およびＰ１０を含む。第２の端子群Ｇ２は、ピンＰ７およびＰ９を含む。第１の端子群Ｇ１は、電源線としてのＶＣＣ線７２に接続される端子群Ｇ１ｖと、グランド線７１に接続される端子群Ｇ１ｅと、信号線に接続される端子群Ｇ１ｓとを含む。端子群Ｇ１ｅは、中央ライン３２Ｓに沿って、オスコネクタ１０１の長手方向に配置されたピンＰ１、Ｐ３およびＰ５を含む。端子群Ｇ１ｖは、中央ライン３２ｓに沿って、オスコネクタ１０１の長手方向に配置されたピンＰ２およびＰ４と、垂直な方向の中央ライン３２ｓに沿って配置されたピンＰ８とを含む。これらの端子（ピン）は、オスコネクタ１０１の長手方向に分散して配置されているので、種々の理由により、たとえば、機械的な接続の歪みの蓄積、組立ブロックのサイズ公差の積み重ねなどにより、オスコネクタ１０１とメスコネクタ１０２との接触が部分的に不十分になった場合でも、ほぼ確実に少なくとも２本のピンが接触する。したがって、電流が１つのピンに集中して流れて損傷するような事態を未然に防止できる。

端子群Ｇ１ｓは、オスコネクタ１０１のピンＰ６およびＰ１０を含む。ピンＰ１０がデータ入力用の端子であり、シリアル通信線７３を形成する。ピンＰ６がデータ出力用の端子であり、リターン線７４を形成する。

第２の端子群Ｇ２は、オスコネクタ１０１のピンＰ７およびＰ９を含む。これらのピンＰ７およびＰ９に印加される電圧信号の相違（高電圧または低電圧（接地電圧））により、メスコネクタ１０２に対するオスコネクタ１０１の向きがわかり、組立ブロック同士の機械的な連結方向が判断できる。

図３０はメスコネクタ１０２のパッド配置を示す。これら２１個のパッドのうち、凹スカート３３の直交する２本の中央ライン３３Ｓに沿って十字に配置されたパッドＲ１〜Ｒ３は、電源供給用のパッドである。中央のパッドＲ３は接地線であり、その外側のパッドＲ２は電力線（ＶＣＣ線）であり、その外側のパッドＲ１は接地線である。パッドＲ１およびＲ３は、オスコネクタ１０１の端子群Ｇ１ｅ（ピンＰ１、Ｐ３およびＰ５）に対応し、電気的に接続される。パッドＲ２は、オスコネクタ１０１の端子Ｇ１ｖ（ピンＰ２、Ｐ４およびＰ８）に対応し、電気的に接続される。パッドＲ１の両側に配置されたパッドＲ６およびＲ１０は、オスコネクタ１０１の端子群Ｇ１ｓ（ピンＰ６およびＰ１０）に対応しており、電気的に接続することにより、リターン線７４およびシリアルループ７３をそれぞれ構成する。

パッドＲ２の両側に配置されたパッドＲ７・９は、オスコネクタ１０１と、メスコネクタ１０２との接続方法（凸スカート３２と凹スカート３３との連結方向）により、オスコネクタ１０１の第２の端子群Ｇ２のピンＰ７またはＰ９に接触する。したがって、これらのパッドＲ７・９を高電圧または低電圧（接地電圧）に設定することにより、連結方向により第２の端子群Ｇ２のピンＰ７およびＰ９から得られる情報（方向検出用の２ビットの情報）が変わり、連結方向を判断できる。したがって、制御装置３は、複数の組立ブロック２０のそれぞれの連結向きを判断し、これに基づいて仮想三次元空間に表示ユニット２の形状を再現し、その形状を表示することができる。

組立ブロック２０の１つの典型的なタイプは、ハウジング３０が立方体で１つのドットを表示するモジュール２１である。この立方体モジュールには、１つのＬＥＤ素子５１が設けられている。発光素子は、１つのＬＥＤ素子に限らず、協調して制御されて、１つの発光色を作る複数の発光素子であってもよい。立方体モジュールが複数のドットを表示するための複数の発光素子を含んでいてもよい。発光素子としては、ＬＥＤ以外にも、有機ＥＬ（organic electroluminescence）、無機ＥＬ（inorganic electroluminescence）、プラズマ発光デバイスなどの各種のものを採用できる。

組立ブロック２０の他の典型的なタイプは、ハウジング３０が直方体状で、ほぼ２つの上記の立方体に相当するサイズの、ダブルサイズの組立ブロック（標準ブロック）２２である。この標準ブロック２２は、２つのドットを表示するモジュールとして機能し、２つのＬＥＤ素子５１と、それらをそれぞれ制御するための２つ制御ユニット５２とを含む。１つのＩＣに２つの制御ユニットとしての機能を含めることも可能である。組立ブロック２０は、単位立体形状を、３つ以上の複数個繋ぎ合わせた外形形状を含むものであっても良い。また、組立ブロック２０の形状の単位は、立方体（正六面体）に限定されず、その他の多面体であってもよく、球形、筒形、柱形などであってもよい。立方体を単位とする組立ブロック２０は隙間のない表示ユニット２を形成する好適な実施形態の１つである。

特に、２つのドットモジュールに相当する標準ブロック２２や斜上ブロック２３は、立方体を２つ繋ぎ合わせたマルチサイズの外形形状の最少単位であり、互いに並べたり重ねたりするために有用である。マルチサイズの組立ブロック２０を使用することにより、複数の組立ブロック２０により組立可能な形状バリエーションを増やすことができる。たとえば、シングルサイズの組立ブロック２１に加え、標準ブロック２２や斜上ブロック２３などの、２つのドットモジュールに相当する組立ブロック２０を含めることにより、中空のタワー形状の表示ユニットなどを容易に組み立てることができる。

したがって、複数の組立ブロック２０を組み合わせることにより、展示会場、店舗などに設置するパネルやオブジェを作成し、これを所望のドットパターンで発光させることができる。また、複数の組立ブロック２０の組立にはネジなどを使用する必要が無いので、手作業で簡単に分解することができ、パネルやオブジェの形状変更や移設などが容易である。表示ユニット２は、複数の組立ブロック２０のみにより構成されていてもよい。表示ユニット２は、ベース部材と、このベース部材に取り付けられる組立ブロック２０との組合せにより構成されていてもよい。

各組立ブロック２０は、立方体の外形形状あるいは立方体を複数個連結した外形形状を有するハウジング３０と、立方体（ドットモジュール）毎にハウジング３０内に配設された、立方体（ドットモジュール）と同数の複数のＬＥＤ素子５１とを有する。また、入力コネクタ６１および出力コネクタ６２は、ハウジング３０の上面あるいは下面に配設されている。したがって、複数の組立ブロック２０は、２段による積み上げを基本とする連結により組み合わせることができ、しかも、その積み上げた状態において各組立ブロック２０の側面は、立方体単位で面的に発光することができる。したがって、この複数の組立ブロック２０を用いることで、表示ユニット２の露出する側面を主体とし、上面、底面などを含めて、略連続的な１つの面として発光させることができる。

また、標準ブロック２２や斜上ブロック２３は、ドット単位でハウジング３０の内部を分離する内部壁部５６を有する。したがって、マルチサイズ、マルチドットの組立ブロック２０において、ドット毎の発光色の独立性を確保することができ、混色（クロストーク）を抑制できる。たとえば暗く光らせるドットが、それと同一の組立ブロックの他のドットの光により明るくなることを抑制できる。

複数の組立ブロック２０には、入力コネクタ６１と出力コネクタ６２との電気的な接続により表示制御装置３に含まれる外部電源からの電力が供給される。したがって、各組立ブロック２０にバッテリを設ける必要がない。バッテリは遮光部材であり、各組立ブロック２０にバッテリを含めないことにより、各組立ブロック２０のより多くの面を透光性にすることができる。典型的には各組立ブロック２０の全面を発光させ、表示ユニット２の側面などを略連続的な画像表示用の面として使用できる。

典型的な組立ブロック２０は、１つの入力コネクタ６１と、１つの出力コネクタ６２とを有する。組立ブロック２０は、複数の入力コネクタ６１あるいは複数の出力コネクタ６２を有するタイプの組立ブロック２０を含んでいてもよい。組立ブロック２０は、入力コネクタ６１および出力コネクタ６２の中の少なくとも一方が２つ以上設けられたタイプの組立ブロック２０を含んでいてもよい。

上記では、組立ブロック２０の機械的インターフェイスとして差し込むことにより機械的連結が可能な凸スカート３２および凹スカート３３の組み合わせを用いている。機械的インターフェイスは、たとえば、磁力で結合あるいは連結するものであっても良く、ハウジング同士をオーバーラップさせずに面と面とで接触するような形態で連結することも可能である。

各組立ブロック２０に含まれる制御ユニット５２は、シリアル通信線７３により接続され、シリアル通信線７３は終端ブロック２５によりリターン線７４に接続され、全体としてループ状の接続が成り立つ。シリアル通信線７３およびリターン線７４は、単線の通信線であり、単相の信号（ハイ・ロウ（１，０））でコマンドおよびデータを転送している。シリアル通信線７３およびリターン線７４を複数線で構成することも可能であり、２相の信号でコマンドおよびデータを転送することにより通信の信頼性をさらに向上できる。さらに、各組立ブロック２０は、機械的に連結される他の組立ブロック２０との間で、電気的接続を光学的なインターフェイスまたは無線通信インターフェイスにより実現してもよく、それらのインターフェイスに他の組立ブロック２０に対する連結方向を判別する機能を含めてもよい。

以上に本発明の実施の形態を幾つか示したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形や変更が可能である。

Claims (34)

1. 発光素子と、
   前記発光素子から出力される光を制御する機能を含む制御ユニットと、
   前記発光素子および前記制御ユニットを少なくとも保持するハウジングであって、当該ハウジングを外部に対して機械的に連結するために第１の側および第２の側に設けられた機械的インターフェイスを含み、少なくとも一部が透光性のハウジングとを有し、
   前記制御ユニットは、前記ハウジングの前記第１の側の前記機械的インターフェイスに関連付けられた第１の電気的インターフェイスを介して、前記発光素子から出力される光の色を制御するデータを含む第１のデータセットおよび前記第１のデータセットの転送の指示を含む第１のコマンドを受信すると、受信した前記第１のデータセットをバッファに格納し、前記バッファに格納されていた格納済みの第１のデータセットを前記第１のコマンドとともに前記第２の側の前記機械的インターフェイスに関連付けられた第２の電気的インターフェイスを介して出力する第１の機能と、
   前記第１の電気的インターフェイスを介して、ラッチの指示を含む第２のコマンドを受信すると、前記格納済みの第１のデータセットを当該制御ユニットが前記発光素子を制御するための次のデータセットに設定するとともに、前記第２のコマンドを前記第２の電気的インターフェイスを介して出力する第２の機能とを含む、組立ブロック。
2. 請求項１において、
   前記制御ユニットは、前記第１の電気的インターフェイスを介して、前記発光素子の点灯制御の切り替えの指示を含む第３のコマンドを受信すると、前記次のデータセットに基づく点灯状態になるように前記発光素子を制御するとともに、前記第３のコマンドを前記第２の電気的インターフェイスを介して出力する第３の機能を、さらに含む、組立ブロック。
3. 請求項１において、
   前記制御ユニットは、前記第１の電気的インターフェイスを介して、前記第１の側および／または前記第２の側の前記機械的インターフェイスにおける連結関係を示す情報を含む第２のデータセットの転送の指示を含む第４のコマンドを受信すると、前記第４のコマンドおよび前記第４のコマンドに続いて前記第１の電気的インターフェイスを介して受信した少なくとも１つの第２のデータセットを前記第２の電気的インターフェイスを介して出力するとともに、前記受信した少なくとも１つの第２のデータセットに続いて当該組立ブロックの第２のデータセットを前記第２の電気的インターフェイスを介して出力する第４の機能をさらに含む、組立ブロック。
4. 請求項３において、
   前記第２の電気的インターフェイスを介して受信したデータを前記第１の電気的インターフェイスを介して直に出力する信号線をさらに有する、組立ブロック。
5. 請求項１において、
   前記第１の側および第２の側の機械的インターフェイスはそれぞれ異なる他の組立ブロックのハウジングの機械的インターフェイスに連結でき、さらに、前記異なる他の組立ブロックのハウジングおよび当該組立ブロックのハウジングの連結方向が可変の機械的連結ユニットである、組立ブロック。
6. 請求項５において、
   前記機械的連結ユニットは、少なくとも２方向の自由度で連結するための連結ユニットである、組立ブロック。
7. 請求項５において、
   電気的接続ユニットであって、前記機械的連結ユニットが他の組立ブロックの機械的連結ユニットに連結されると、前記他の組立ブロックの電気的接続ユニットと電気的に接続される電気的接続ユニットを有し、
   前記第１の電気的インターフェイスおよび／または前記第２の電気的インターフェイスは、前記機械的連結ユニット同士が連結されると、前記電気的接続ユニットを介して前記他の組立ブロックに含まれる制御ユニットの少なくともいずれかと電気的に接続される組立ブロック。
8. 請求項７において、
   前記機械的連結ユニットは、前記他の組立ブロックのハウジングの一部と、当該組立ブロックのハウジングの一部とがオーバーラップした状態で機械的に連結するように、それぞれのハウジングに設けられ、
   前記電気的接続ユニットは、当該組立ブロックにオーバーラップして接続された前記他の組立ブロックの電気的接続ユニットに接続するように、それぞれのハウジングに設けられている、組立ブロック。
9. 請求項１において、
   第１の発光素子および第２の発光素子と、前記第１の発光素子の第１の制御ユニットおよび前記第２の発光素子の第２の制御ユニットとを含む発光システムをさらに有し、
   前記第２の制御ユニットの前記第１の電気的インターフェイスは、前記第１の制御ユニットを介して前記第１の側の機械的インターフェイスに関連付けられており、前記第１の制御ユニットの前記第２の電気的インターフェイスは、前記第２の制御ユニットを介して前記第２の側の機械的インターフェイスに関連付けられている、組立ブロック。
10. 請求項１において、
    前記ハウジングは、互いに並べたり重ねたりすることができる所定の立体形状を単位とし、その単位立体形状を１または複数個繋ぎ合わせた外形形状を含む、組立ブロック。
11. 請求項１０において、
    前記ハウジングは、複数の前記単位立体形状を繋ぎ合わせた外形形状を含み、前記第１の側の機械的インターフェイスおよび前記第２の側の機械的インターフェイスは互いに異なる単位立体形状の部分に設けられている、組立ブロック。
12. 請求項１１において、
    前記ハウジングは、第１の単位立体形状の部分および第２の単位立体形状の部分を含み、
    前記第１の単位立体形状の部分に配置された第１の発光素子および前記第２の単位立体形状の部分に配置された第２の発光素子と、前記第１の発光素子の第１の制御ユニットおよび前記第２の発光素子の第２の制御ユニットとを含む発光システムをさらに有し、
    前記第２の制御ユニットの前記第１の電気的インターフェイスは、前記第１の制御ユニットを介して前記第１の側の機械的インターフェイスに関連付けられており、前記第１の制御ユニットの前記第２の電気的インターフェイスは、前記第２の制御ユニットを介して前記第２の側の機械的インターフェイスに関連付けられている、組立ブロック。
13. 請求項１２において、
    前記ハウジングは、前記第１の単位立体形状の部分および前記第２の単位立体形状の部分の間に配置された少なくとも１つの内部壁部を含む、組立ブロック。
14. 請求項１２において、
    前記第１の側の機械的インターフェイスおよび前記第２の側の機械的インターフェイスは前記第１の単位立体形状の部分および前記第２の単位立体形状の部分にそれぞれ設けられている、組立ブロック。
15. 請求項１４において、
    前記第１の側の機械的インターフェイスおよび前記第２の側の機械的インターフェイスはそれぞれの単位立体形状の部分の上面または下面にそれぞれ設けられている、組立ブロック。
16. 請求項１において、
    前記機械的インターフェイスは、それぞれ異なる他の組立ブロックのハウジングの機械的インターフェイスに連結でき、さらに、他の組立ブロックのハウジングおよび当該組立ブロックのハウジングの連結方向が可変の機械的連結ユニットであり、
    さらに、電気的接続ユニットであって、前記機械的連結ユニットが前記他の組立ブロックの機械的連結ユニットに連結されると、前記他の組立ブロックの電気的接続ユニットと電気的に接続される電気的接続ユニットを有し、前記第１の電気的インターフェイスおよび／または前記第２の電気的インターフェイスは、前記電気的接続ユニットを介して前記他の組立ブロックに含まれる制御ユニットの少なくともいずれかと電気的に接続され、さらに、
    前記電気的接続ユニットは、前記機械的連結ユニットによる連結方向により電気的な接続関係が不変なように配置された第１の端子群と、
    前記機械的連結ユニットによる連結方向により電気的な接続関係が変るように配置された第２の端子群とを含み、
    前記制御ユニットは、前記第２の端子群の電気的な接続関係により、前記連結方向を示す情報を含む第２のデータセットを生成する機能を含む、組立ブロック。
17. 請求項１６において、
    前記電気的接続ユニットの一方の前記第２の端子群は、異なる電位を与える複数の基準端子を含み、前記電気的接続ユニットの他方の前記第２の端子群は、前記連結方向により、前記複数の基準端子との接続が変わる複数の識別端子とを含む、組立ブロック。
18. 請求項１６において、
    前記第１の端子群は、通信用の端子と、前記発光素子を発光させる電力を供給するための電力供給端子とを含む、組立ブロック。
19. 請求項１８において、
    前記第１の端子群および前記第２の端子群は、長手方向を備えた形状の領域で接続するように配置されており、前記第１の端子群は複数の前記電力供給端子の組み合わせを含み、それら複数の電力供給端子は前記長手方向に分散して配置されている、組立ブロック。
20. 請求項１に記載の組立ブロックを複数含む表示ユニットを有する表示システムであって、
    前記表示ユニットは、他の組立ブロックと前記機械的インターフェイスにより接続された複数の組立ブロックを含む発光グループであって、それら複数の組立ブロックが前記第１の電気的インターフェイスおよび第２の電気的インターフェイスにより電気的にも接続された発光グループを少なくとも１つ含み、
    当該表示システムは、さらに、前記少なくとも１つの発光グループの一方の端を構成する組立ブロックへ前記第１のデータセット、前記第１のコマンドおよび前記第２のコマンドをそれぞれ送信する機能を含む制御装置を有する表示システム。
21. 請求項２０において、
    それぞれの組立ブロックは、前記機械的インターフェイスが前記他の組立ブロックの機械的インターフェイスに連結されると、前記他の組立ブロックの電気的接続ユニットと電気的に接続される電気的接続ユニットを有し、前記第１の電気的インターフェイスおよび／または前記第２の電気的インターフェイスは、前記電気的接続ユニットを介して前記他の組立ブロックに含まれる制御ユニットの少なくともいずれかと電気的に接続される、表示システム。
22. 請求項２１において、
    前記制御ユニットは、前記電気的接続ユニットの接続に基づき前記他の組立ブロックに対する連結関係を示す情報を取得可能であり、
    前記制御装置は、
    前記連結関係を示す情報を前記少なくとも１つの発光グループから取得する機能と、
    前記連結関係を示す情報を解析して、前記少なくとも１つの発光グループに含まれる複数の組立ブロックの連結状況を示す連結再現データを生成する機能とを含み、
    前記送信する機能は、前記連結再現データに基づき、前記少なくとも１つの発光グループに対して、前記少なくとも１つの発光グループに含まれる組立ブロックのそれぞれに対応する第１のデータセットを送信する、表示システム。
23. 請求項２２において、
    前記連結関係を示す情報は、それぞれの組立ブロックの種類の情報と、前記それぞれの組立ブロックとそれに接する他の組立ブロックとの連結向きを示す情報とを含む、表示システム。
24. 請求項２２において、
    前記取得する機能は、前記送信する機能に、前記少なくとも１つの発光グループに対し、前記連結関係を示す情報を含む第２のデータセットの要求を含む第４のコマンドを送信させた後、前記少なくとも１つの発光グループに含まれる組立ブロックのそれぞれの第２のデータセットを、前記第４のコマンドに続いて、前記少なくとも１つの発光グループに含まれる組立ブロックの順番に従って受信し、
    前記生成する機能は、前記第２のデータセットを受信した順番に従って前記連結再現データを生成する、表示システム。
25. 請求項２２において、
    前記送信する機能は、前記表示ユニットで表示するための複数の第１のデータセットを前記連結再現データに基づいて並び替えて、前記少なくとも１つの発光グループに送信する、表示システム。
26. 請求項１に記載の組立ブロックを複数含む表示ユニットの制御装置であって、
    他の組立ブロックと前記機械的インターフェイスにより接続された複数の組立ブロックを含む少なくとも１つの発光グループが構成され、それら複数の組立ブロックが前記第１の電気的インターフェイスおよび第２の電気的インターフェイスにより電気的にも接続されており、
    それぞれの組立ブロックは、前記機械的インターフェイスが前記他の組立ブロックの機械的インターフェイスに連結されると、前記他の組立ブロックの電気的接続ユニットと電気的に接続される電気的接続ユニットを有し、前記第１の電気的インターフェイスおよび／または前記第２の電気的インターフェイスは、前記電気的接続ユニットを介して前記他の組立ブロックに含まれる制御ユニットの少なくともいずれかと電気的に接続され、前記それぞれの組立ブロックの制御ユニットは、前記電気的接続ユニットの接続に基づき前記他の組立ブロックに対する連結関係を示す情報を取得可能であり、
    当該制御装置は、
    前記少なくとも１つの発光グループの一方の端を構成する組立ブロックへ前記第１のデータセット、前記第１のコマンドおよび前記第２のコマンドを送信する機能と、
    前記連結関係を示す情報を前記少なくとも１つの発光グループから取得する機能と、
    前記連結関係を示す情報を解析して、前記少なくとも１つの発光グループに含まれる複数の組立ブロックの連結状況を示す連結再現データを生成する機能とを含み、
    前記送信する機能は、前記連結再現データに基づき、前記少なくとも１つの発光グループに対して、前記少なくとも１つの発光グループに含まれる組立ブロックのそれぞれに対応する第１のデータセットを送信する、制御装置。
27. 請求項１に記載の組立ブロックを複数有する表示ユニット。
28. 請求項１に記載の組立ブロックを複数有する表示ユニットを制御する方法であって、
    他の組立ブロックと前記機械的インターフェイスにより接続された複数の組立ブロックを含む少なくとも１つの発光グループが構成され、それら複数の組立ブロックが前記第１の電気的インターフェイスおよび前記第２の電気的インターフェイスにより電気的にも接続されており、
    当該方法は、
    前記少なくとも１つの発光グループの一方の端を構成する組立ブロックへ前記第１のデータセット、前記第１のコマンドおよび前記第２のコマンドを送信することを含む、方法。
29. 請求項２８において、
    それぞれの組立ブロックは、前記機械的インターフェイスが前記他の組立ブロックの機械的インターフェイスに連結されると、前記他の組立ブロックの電気的接続ユニットと電気的に接続される電気的接続ユニットを有し、前記第１の電気的インターフェイスおよび／または前記第２の電気的インターフェイスは、前記電気的接続ユニットを介して前記他の組立ブロックに含まれる制御ユニットの少なくともいずれかと電気的に接続され、前記それぞれの組立ブロックの制御ユニットは、前記電気的接続ユニットの接続に基づき前記他の組立ブロックに対する連結関係を示す情報を取得可能であり、
    当該方法は、
    前記連結関係を示す情報を前記少なくとも１つの発光グループから取得することと、
    前記連結関係を示す情報を解析して、前記少なくとも１つの発光グループに含まれる複数の組立ブロックの連結状況を示す連結再現データを生成することとを含み、
    前記送信することは、前記連結再現データに基づき、前記少なくとも１つの発光グループに対して、前記少なくとも１つの発光グループに含まれる組立ブロックのそれぞれに対応する第１のデータセットを送信することを含む、方法。
30. 請求項２９において、
    前記取得することは、前記少なくとも１つの発光グループに対し、前記連結関係を示す情報を含む第２のデータセットの要求を含む第４のコマンドを送信することと、
    その後、前記少なくとも１つの発光グループに含まれる組立ブロックのそれぞれの第２のデータセットを、前記第４のコマンドに続いて、前記少なくとも１つの発光グループに含まれる組立ブロックの順番に従って受信することとを含み、
    前記生成することは、前記第２のデータセットを受信した順番に従って前記連結再現データを生成することを含む、方法。
31. 請求項２９において、
    前記送信することは、前記表示ユニットで表示するための複数の第１のデータセットを前記連結再現データに基づいて並び替えて、前記少なくとも１つの発光グループに送信することを含む、方法。
32. 請求項１に記載の組立ブロックを複数有する表示ユニットの制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
    隣接する他の組立ブロックと前記機械的インターフェイスにより接続された複数の組立ブロックを含む少なくとも１つの発光グループが構成され、それら複数の組立ブロックが前記第１の電気的インターフェイスおよび前記第２の電気的インターフェイスにより電気的にも接続されており、
    前記制御装置は、前記少なくとも１つの発光グループの一方の端を構成する組立ブロックへ前記第１のデータセット、前記第１のコマンドおよび前記第２のコマンドを送信する機能を含む、プログラム。
33. 請求項３２において、
    それぞれの組立ブロックは、前記機械的インターフェイスが前記他の組立ブロックの機械的インターフェイスに連結されると、前記他の組立ブロックの電気的接続ユニットと電気的に接続される電気的接続ユニットを有し、前記第１の電気的インターフェイスおよび／または前記第２の電気的インターフェイスは、前記電気的接続ユニットを介して前記他の組立ブロックに含まれる制御ユニットの少なくともいずれかと電気的に接続され、前記それぞれの組立ブロックの制御ユニットは、前記電気的接続ユニットの接続に基づき前記他の組立ブロックに対する連結関係を示す情報を取得可能であり、
    前記制御装置は、
    前記連結関係を示す情報を前記少なくとも１つの発光グループから取得する機能と、
    前記連結関係を示す情報を解析して、複数の組立ブロックの連結状況を示す連結再現データを生成する機能とを含み、
    前記送信する機能は、前記連結再現データに基づき、前記少なくとも１つの発光グループに対して、前記少なくとも１つの発光グループに含まれる組立ブロックのそれぞれに対応する第１のデータセットを送信する、プログラム。
34. 請求項３３において、
    前記取得する機能は、前記送信する機能に、前記少なくとも１つの発光グループに対し、前記連結関係を示す情報を含む第２のデータセットの要求を含む第４のコマンドを送信させた後、前記少なくとも１つの発光グループに含まれる組立ブロックのそれぞれの第２のデータセットを、前記第４のコマンドに続いて、前記少なくとも１つの発光グループに含まれる組立ブロックの順番に従って受信し、
    前記生成する機能は、前記第２のデータセットを受信した順番に従って前記連結再現データを生成し、
    前記送信する機能は、前記表示ユニットで表示するための複数の第１のデータセットを前記連結再現データに基づいて並び替えて、前記少なくとも１つの発光グループに送信する、プログラム。

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