JPWO2005104067A1 - クラスターランプ及びそれを用いた大型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

本発明の大型映像表示装置は、無線でＲ，Ｇ，Ｂの表示信号を伝送でき任意の大きさの二次元表示面を構築できる。すなわち、直線型表示装置（２９）はクラスターランプ（１６）を直列にＮ×Ｚ連設し、下端部に映像信号の発信と電源の供給を行う制御装置（３６）が配置される。電源は陽極バー（３７）と支柱（３８）を兼ねる陰極（ＧＮＤ）によって、各クラスターランプ（１６）の電源受給端子（２４）と取付ネジ（２５）とを介し供給される。制御装置（３６）から送出される映像信号（４０）は各クラスターランプ（１６）の受光部（２６）と発光部（２７）を介し最下段のクラスターランプ（１６）から最上段のクラスターランプへと順次伝送されていく。各クラスターランプ（１６）は自己クラスターランプ（ＩＤ）を有する信号を抽出し、その信号に基づいて発光素子（１９）を所定の輝度で発光させる。

Description

本発明は、公共の場所などに設置される大型映像表示装置に関わり、更に詳しくは、発光素子を集合きせたクラスターランプに映像信号を無線で供給することにより信号ケーブル配線が無い簡単な構成で任意の大きさの二次元表示面を構築できる大型映像表示装置に関する。

従来より、公共の場に設置される大型表示装置がある。このような大型表示装置は、発光素子を多数配列して表示画面を構成するが、それら多数の発光素子へは電源の供給と制御信号を含む映像信号の供給とが必要である。
図１Ａは、そのような大型表示装置の外観を模式的に示す斜視図であり、図１Ｂは、その裏面図である。図１Ａ、図１Ｂに示すように、この大型表示装置は、横ａ、縦ｂの寸法から成るランプユニット１（１−１、１−２、〜１−６）が、大型の筐体２の装着部３（３−１、３−２、〜３−６）に収容され支持されて構成される。
ランプユニット１は、縦１６段に並んだ小ユニットで構成され、各小ユニットは、１枚のルーバ４と、このルーバ４の下方に日光等の上からの照射光から保護されて横一列に並ぶ１６個のクラスターランプ５から成る。クラスターランプ５は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の発光素子６を集合させて構成され、１画素を形成している。つまり各ランプユニット１は、（横）１６×（縦）１６＝（合計）２５６（個）の画素を形成している。
各ランプユニット１の裏面にはパネル制御プリント基板７が配設されており、このパネル制御プリント基板７には、信号ケーブル８と電源ケーブル９とがコネクタを介して配線される。
一般に表示画面を構成する画素数は、少ないものでも横６４０画素、縦４８０画素は必要とされるから、全体では６４０×４８０＝３０７２００（個）もの画素が必要となる。図１（ａ），（ｂ）では、模式的に、６個のランプユニット１、つまり、６×（１６×１６）＝１５３６（個）の画素構成で表示装置を示しているが、実際には、大型表示画面をこのようなランプユニット１を用いて構成するときは、３０７２００（個）÷１５３６（個）＝２００（個）のランプユニット１が必要である。このように多数のランプユニット１に配線される信号ケーブル８と電源ケーブル９は、本数的にも配設空間的にも膨大なものである。
また、上記のようにランプユニット１ではなく、クラスターランプ単体をそのまま配置する場合もある。
図２Ａは、そのようにクラスターランプ単体をそのまま配置した表示装置を模式的に示す正面図であり、図２Ｂは、そのランプ取付板の背面図である。図２Ａ、図２Ｂに示す表示装置は、図１Ａの場合と同様にＲ、Ｇ及びＢの発光素子６を集合させて構成されたクラスターランプ５が、単体で、図２Ａに示す防雨構造の大きな筐体１１の中に、多数（図２Ａ、図２Ｂに示す例では６（個）×６（個）＝合計３６（個））配設されている。この場合は、通常、図２Ａに示す表示画面全体の大きさに対応する図２Ｂに示すようなランプ取付板１２が必要であり、そのランプ取付板１２の背面と筐体１１の背部内面との間に、つまり、筐体１１の中に、制御用のプリント基板１３や映像信号用や電源用のケーブル１４等を収納することになる。これらの映像信号用や電源用のケーブル１４には、電源・映像信号供給装置１５から電源電圧と映像信号が送出される。
その場合、表示画面が大きくなるほど、その箱体も建築物と同等の大きな且つ頑強な構造とする必要がある。また、標準的な６４０×４８０＝３０７２００（個）の画素数を持つ表示装置の場合であれば、それら３０７２００個ものクラスターランプ５の発光素子６に接続される電源線や映像信号線のケーブル１４は、本数的にも配設空間的にも膨大なものである。
また、上記のように信号線ケーブルを用いずに、各クラスターランプに受信装置を備え、このクラスターランプを縦横にマトリックス状に配置して大型表示画面を構成することによって信号線の複雑な配線を無くした構成のものが提案されている。この方式は、基地局から電波を利用し、予めアドレスが割り付けられているクラスターランプへ一斉に映像を配信し、この配信をクラスターランプ側でランプ自身のアドレスの映像データを受信するものである（例えば、特開平９−１２７９１３号公報の段落００１９、段落００２１、段落００２２、図１、図３、図４を参照）。
ところで、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の発光素子を集合させたクラスターランプを１画素として構成したとき、表示装置の解像度に対応する画素数分だけクラスターランプをマトリックス状に配置することになるが、同じ解像度で表示装置のサイズが大型になるほど、配列するクラスターランプの数が増え、そのクラスターランプに付属する信号線と電源供給線の数は、上記のように大型表示装置内を埋め尽くす程の膨大なものとなり相当数の部品点数となる。
このことは、配線やクラスターランプ（ランプユニットの場合も同様）の取付等の作業を行う場合、その作業効率が著しく低下させるものであり、また、クラスターランプの取付後つまり大型表示装置の据付け完了後に発生する保守作業においても作業内容が煩雑なものとなって保守作業の効率も悪くなるという問題を有している
特に、クラスターランプ単体をそのまま配置する場合は、上述したように表示画面全体の大きさに対応するランプ取付板を含む筐体が必要であり、その筐体の中に制御用のプリント基板やケーブル等を収納することになるが、その場合、筐体は防水構造にする必要があることは勿論であり、また、表示画面が大きくなるほど、その箱体も建築物と同等の大きな且つ頑強な構造とする必要があり、このため設置場所やコストパフォーマンスが制限されるという問題が発生する。
また、ランプによる表示装置は、ランプの数によってコストが決まってくるようなものであるから、映像表示面にランプを敷き詰めて大型画面を作ると、極めてコストが高くなる。したがって、部品点数を少なくし更にコストを下げるために、一般にランプ数をある程度減らしても大画面の場合は見た目に余り変わりがないことを利用して、表示画面全体の大きさをそのままにして画素数（ランプ数）を少なくする（解像度を落とす）ことがある。
しかし、そのようにしても各画素間の間隔が大きくなるから、映像信号を伝送する制御部からランプまでの距離が離れてしまい、その分電源線や信号線が長くなり、装置として伝送可能距離の限界や電圧低下といった不具合が生じて、部品点数を少なくしたりランプ数を落としてコストを低減させた利点が相殺されてしまうという問題を有している。
また、各ランプに受信装置を備えて、電波により映像信号を送出する方法は、上記の問題を解決するものとして注目されるものではあるが、制御装置から発信する使用周波数の許可申請手続きなどの面倒な問題を有してることの他に、各クラスターランプ毎に設けるアンテナや受信回路、その受信制御回路、発光素子を点灯させる制御回路、その点灯させるときのドライブ回路などを収納するスペースをどのように確保するかが大きな問題となり設計上の自由度を制限するという問題を有している。
本発明の目的は、上記従来の実情に鑑み、Ｒ，Ｇ，Ｂ発光素子からなり無線で比較的簡単に映像信号を伝送させることができる回路を備えたクラスターランプと、そのクラスターランプに用いる信号ケーブル配線が無い簡単な構成で任意の大きさの二次元表示面を構築できる大型映像表示装置を提供することである。

本発明のクラスターランプは、少なくとも、一面が開口する筐体と、該筐体に配設されたＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の発光素子と、外部電源の受給端子及び接地部と、映像信号を赤外線により送受信する発光部及び受光部と、を有して構成される。
そして、このクラスターランプは、例えば上記受給端子は、外部直流電源の供給電路に直接接続されるべく上記筐体の上記発光素子の実装面の反対側面に設けられ、上記接地部は、上記外部直流電源の接地電路に対し上記筐体の取付ネジを介して接続されるべく電導体からなる取付ネジ孔部に接続するよう設けて構成される。
また、上記発光部と上記受光部は、例えば上記筐体の相反する２側面に相反する方向に向けて一軸方向に位置して配設されて構成される。
また、本発明のクラスターランプ集合装置は、少なくとも、一面が開口する筐体と、該筐体に配設されたＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の発光素子と、外部電源の受給端子及び接地端子と、映像信号を赤外線により送受信する発光部及び受光部と、を有し、上記受給端子は、外部直流電源の供給電路に直接接続されるべく上記筐体の上記発光素子の実装面の反対側面に設けられ、上記接地端子は、上記外部直流電源の接地電路に対し上記筐体の取付ネジを介して接続されるべく電導体からなる取付ネジ孔部に接続するよう設けられ、上記発光部と上記受光部は、上記筐体の相反する２側面に相反する方向に向けて一軸方向に位置して配設されて成るクラスターランプを、信号伝達ケーブルを有することなく上記一軸方向に直列にＮ個配列させ、赤外線信号発信源からの上記クラスターランプへの駆動信号を、上記受光部及び上記発光部を介してＮ個の上記クラスターランプに順次伝送すべく構成される。
更に、本発明の直線型表示装置は、上記発明のクラスターランプ集合装置を上記一軸方向にＺ個接続して成る「Ｎ×Ｚ」個のクラスターランプ多段集合装置と、該クラスターランプ多段集合装置の上記一軸方向の一端に配置され該クラスターランプ多段集合装置に対し上記発光部と上記受光部を介して伝送される映像信号を発信する制御部と、該制御部から上記一軸方向に延在して配設され上記クラスターランプ多段集合装置の各クラスターランプに電源を直接供給する棒状または板状の導電体からなる給電路と、を備えて構成される。
そして、本発明の大型映像表示装置は、上記発明の直線型表示装置を上記一軸方向に対し垂直方向にＭ個配列され、「（Ｎ×Ｚ）×Ｍ」個のクラスターランプによるドットマトリックス型の表示装置で構成される。
また、上記発明のクラスターランプは、例えば上記筐体の側面周囲に所定の幅の縁面を備えるように構成しても良い。
そして、上記発明の大型映像表示装置は、上記発明のクラスターランプを隣接する上記縁面の端部を接して縦横に所定個数を配置してクラスターランプによるドットマトリックス型の表示装置を形成し、一部又は全ての上記縁面を着色して全体として発光部を除く面に固定図柄を描いて成るように構成される。
以上のように本発明のクラスターランプは、一軸の線上に配置された赤外線の受光部と発光部を有するので、この一軸上にクラスターランプを単に連設するだけで簡単に映像信号を一端のクラスターランプから他端のクラスターランプまで伝送することができ、これにより、電源給電線と信号線の複雑で多量な配線部を設けることなく、あるいは煩雑な手続きと複雑な制御回路の必要な無線電波を用いることなく、直線型表示装置を容易に構築することが可能となる。
また、本発明の大型映像表示装置は、上記の直線型表示装置を単に横方向に並設するだけで構築できるので、電源給電線と信号線の複雑で多量な配線部を設けることなく、あるいは煩雑な手続きと複雑な制御回路の必要な無線電波を用いることなく、映像信号を全クラスターランプに容易に伝送することができ、これにより、表示装置の部品点数が大幅に減少して組立て作業や保守作業の際の作業効率を向上させることができて経済的である。
また、本発明のクラスターランプは、個々に防水構造となっているので、どのような規模の大型映像表示装置であっても表示装置全体を覆う防水構造の大型の筐体を設ける必要がなく、これにより、軽量で簡単な構成で設置場所に制限されない大型映像表示装置を実現することが可能となる。
また、本発明のクラスターランプは、ランプ自体にエスカッションを設けるので、大型映像表示装置を構築するに際して、ランプ表示面と表示面の間に新たにエスカッション部を設ける必要がなく、大型映像表示装置の組立作業が容易になって便利である。
また、非発光領域となるエスカッション部に着色を施して任意の図柄の静止画を形成し、この静止画上でクラスターランプによる動画を映出できるので、広告等に使用して高い訴求力のある広告表示装置を演出することができる。

図１Ａは従来の大型表示装置の外観を模式的に示す斜視図、図１Ｂはその裏面図である。
図２Ａは従来のクラスターランプ単体をそのまま配置した表示装置を模式的に示す正面図、図２Ｂはそのランプ取付板の背面図である。
図３Ａは第１の実施の形態におけるクラスターランプを示す図、図３Ｂは取付ネジにより配設部に取り付けられた状態のクラスターランプのみを取り出して示す図である。
図４は第１の実施の形態におけるクラスターランプに内蔵されている通信制御回路のブロック図である。
図５Ａは第１の実施の形態におけるクラスターランプを用いて構成される直線型表示装置の正面図、図５Ｂはその側面図、図５Ｃはクラスターランプを１個のみ取り出して示す側面図、図５Ｄはその上面図、図５Ｅは直線型表示装置の電源配線図、図５Ｆは赤外線信号の伝送方向を示す図、図５Ｇは伝送経路を具体的かつ模式的に示す図である。
図６は直線型表示装置を横方向にＭ個配列して構成したドットマトリックス型の大型映像表示装置を示す図である。
図７Ａは第２の実施の形態におけるクラスターランプを示す図、図７Ｂはそのクラスターランプで構成した直線型表示装置を横方向にＭ個並設して構成した大型映像表示装置を示す正面図、図７Ｃはその配置構成の一部を取り出して拡大して示す図である。
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃは参考までにクラスターランプを連設して直線型表示装置としものに従来同様に配線によって映像信号を送信しようとした場合の映像信号の送信方法を示す図である。
図９はクラスターランプ内蔵の通信制御回路のドライバー部を更に詳しく説明する図である。
図１０はカウンタのカウンタデータと発光素子（ＬＥＤ）の輝度との関係を示す図である。
図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１ＣははＬＥＤの発光特性とその補正について説明する図である。
図１２Ａは補正された電流値出力データに基づいて点灯されるＬＥＤの点灯時間と輝度の関係を示す図、図１２Ｂはその点灯時間によって示される入力階調と実際に表現される階調との関係を示す図である。
図１３は本発明の直線型表示装置における電流値出力データを出力する際のデータ転送フォーマットを示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図３Ａは、第１の実施の形態におけるクラスターランプを示す図であり、左に正面（表示面）図、中央に側面図、右に背面図を示している。図３Ｂは、取り付けねじにより後述する配設部に取り付けられた状態のクラスターランプのみを取り出して示す図であり、左に正面（表示面）図、中央に側面図、右に背面図を示している。
図３Ａに示すように、クラスターランプ１６は、少なくとも、一面（表示面側）が開口する筐体としてのランプケース１７の表示面１８に、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの光を発光する３色の発光素子１９（１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂ）を備え、表示面１８の４隅には、それぞれ取付ネジ孔２１を形成されている。
四角いランプケース１７の上辺の縁部は表示面前方に延び出して形成され、ルーバー２２を形成している。また、ランプケース１７の上記発光素子１９の実装面（表示面）の反対側面となる背面２３には、外部からの電源を発光素子１９や後述する通信制御回路に給電するための電源受給端子２４が突設されている。この電源受給端子２４は、ビス孔２４ａと不図示のビスにより、後述するように、直流電源の供給電路に直接接続されるようになっている。
また、ランプケース１７全体、又はランプケース１７の取付ネジ孔２１の部分は、適宜の金属からなる電導体からなり、特には図示しないが発光素子１９や制御回路の接地回路の端子が接続されている。図３Ｂに示すように、クラスターランプ１６が金属性の取付ネジ２５により取付ネジ孔２１を介して、後述する直流電源の接地電路を形成している配設部に取り付けられた状態で、ランプケース１７又は取付ネジ孔２１部分が取付ネジ２５と電気的に導通し、発光素子１９や制御回路の接地部が取付ネジ２５を介して直流電源の接地電路に導通する。
また、ランプケース１７には、映像信号を赤外線により受信する受光部２６と、赤外線による映像信号を送信する発光部２７が設けられている。これらの受光部２６と発光部２７は、ランプケース１７の相反する２側面（図３の例では上面と下面）に、相反する方向（上方と下方）に向けて、一軸方向（図３の例では同一の垂直線上）に位置して配設される。そして、このクラスターランプ１６には、ランプケース１７内に、上記の受光部２６及び発光部２７によって赤外線通信を行うための通信制御回路が内蔵されている。
図４は、クラスターランプ１６に内蔵されている通信制御回路のブロック図である。この通信制御回路は、クラスターランプ１６の表示面１８から見ていずれか一方の側面に位置して配設されるプリント基板２８上に形成されている。図４に示すように、通信制御回路は、制御ロジック部３０を中心にして、電圧変換部３１、受光回路部３２、発光回路部３３、ドライバー部３４で構成されている。
上記の受光回路部３２には赤外線光電変換回路と図３（ａ），Ｂに示した受光部２６が形成されており、発光回路部３３には発光駆動回路と図３（ａ），Ｂに示した発光部２７が形成されている。
この通信制御回路に対し、後述するように、外部からの直流電源が電源受給端子２４を介して電圧変換部３１に供給される。この電源受給端子２４には、通常の設計では、電源のプラス側電位の電圧が供給される。
電圧変換部３１は、この供給された電源電圧を、制御ロジック部３０には制御動作用電圧ＶＣＣ３に変換して供給し、受光回路部３２には受光動作用電圧ＶＣＣ４に変換して供給し、発光回路部３３には発光動作用電圧ＶＣＣ１に変換して供給し、ドライバー部３４には駆動動作用電圧ＶＣＣ２に変換して供給し、そして、３色の発光素子１９には発光用電圧ＶＬに変換して供給する。
上記各部の接地部（ＧＮＤ）は、それぞれ接地回路３５に接続されており、接地回路３５は、ランプケース１７の取付ネジ孔２１部分を介して取付ネジ２５に接続される。取付ネジ２５は、後述すように、接地電路を兼ねる外部取付け部に接続される。
受光回路部３２は、外部（本例では下方）から入力される少なくともクラスターランプ用ＩＤ、色識別用データ、及び階調データからなる赤外線信号を受信して、この受信した赤外線信号をデジタル電気信号に変換し、この変換したデジタル電気信号を制御ロジック部３０に出力する。
制御ロジック部３０は、内蔵のレジスタに自己のクラスターランプ用ＩＤを記憶しており、受光回路部３２から入力されるデジタル電気信号を発光回路部３３に送出すると共に、そのデジタル電気信号の中から自己のクラスターランプ用ＩＤを含む色識別用データと階調データを抽出する。
制御ロジック部３０は、この抽出した色識別用データと階調データとに基づいて発光駆動制御信号を生成し、この生成した発光駆動制御信号をドライバー部３４に出力する。
ドライバー部３４は、制御ロジック部３０から入力される発光駆動制御信号に基づいて、３色の発光素子１９をそれぞれ発光駆動する。
図５Ａは、上記のように構成されるクラスターランプ１６を用いて構成される直線型表示装置の正面図であり、図５Ｂはその側面図、図５Ｃはクラスターランプ１６の取り付け状態を示すために１個のみを取り出して示す側面図、図５Ｄはその上面図、図５Ｅは直線型表示装置の電源配線図、図５Ｆは赤外線信号の伝送方向を示す図、そして、図５Ｇは伝送経路を具体的かつ模式的に示す図である。
図５Ａ、図５Ｂに示すように、この直線型表示装置２９は、先ず、クラスターランプ１６を一軸方向に直列にＮ個配列させてクラスターランプ集合装置を形成し、更に、このクラスターランプ集合装置を同じく一軸方向にＺ個接続して「Ｎ×Ｚ」個のクラスターランプで形成されたクラスターランプ多段集合装置を形成する。そして、そのクラスターランプ多段集合装置の一方の端部（図５に示す例では下端部）に、映像信号の発信と電源の供給を行う制御装置３６が配置される。
この制御装置３６には、内部の電源（不図示）から伸びる導電体から成る陽極のバー３７が上方に延在して立設され、更にこれと並行して、クラスターランプ１６を取り付ける断面がコの字形に屈折した板状の導電体から成る支柱３８が立設されている。支柱３８は、制御装置３６内部の電源の陰極（ＧＮＤ）に接続されている。
Ｎ×Ｚ個のクラスターランプ１６は、図３Ｂ及び図４に示した取付ネジ２５により支柱３８に取り付けられる。そして図５Ｃに示すように、電源受給端子２４がビス孔２４ａを介しビス３９によって陽極バー３７に連結される。
この状態において、一方では図５Ｅに示す電源の通電システムが形成され、他方では図５Ｆ、図５Ｇに示す映像信号伝送路が形成される。なお、図５Ｅには図５Ａ〜Ｄの構成と機能が同一な部分には、図５Ａ〜Ｄと同一の番号を付与して示している。
上記の制御装置３６からは、図５Ｆに示すように、赤外線の映像信号４０が最下段のクラスターランプ１６（１）に送出される。この映像信号４０は、図５Ｇに示すように、各クラスターランプ１６の受光部２６と発光部２７を介し、上段のクラスターランプ１６へと順次伝送されていく。
各クラスターランプ１６の図４に示した制御ロジック部３０は、前述したように、映像信号４０の中から自己のクラスターランプＩＤを有する信号を抽出してこの抽出した信号に基づいて所定の発光素子１９を所定の輝度で発光させる。
このように、この直線型表示装置は、信号伝達ケーブルを有することなく、赤外線信号発信源としての制御装置３６からの、クラスターランプ１６への駆動信号としての映像信号を、受光部２６及び発光部２７を介してＮ×Ｚ個のクラスターランプ１６に順次伝送することができる。
なお、上記の直線型表示装置における制御装置３６の配置は、下端部と限ることなく上端部に配置してもよい。その場合は、赤外線映像信号の伝送方向は、上記のように下方から上方へではなく、各クラスターランプ１６の受光部２６と発光部２７の配置が上下入れ替わって、赤外線映像信号の伝送方向は上方から下方へ伝達されることになる。
図６は、上記のようなＮ×Ｚ個のクラスターランプ１６から成る構成の直線型表示装置２９を、横方向に、つまり図５Ｇに示した受光部２６及び発光部２７が配置される一軸方向に対し垂直方向に、Ｍ個配列して構成したドットマトリックス型の大型映像表示装置を示す図である。
図６に示す大型映像表示装置において、映像信号は、各直線型表示装置２９のそれぞれの制御装置３６から赤外線発光して、それぞれの先頭の（最下端の）クラスターランプ１６の受光部２６に送出され、同じ直線型表示装置２９の上段に続くクラスターランプ１６に順次伝送される。
このように、本発明の大型映像表示装置は、特別に大掛かりな電波回路を用いることなく、簡単な回路構成のプリント基板２８を内蔵したクラスターランプ１６をドットマトリックス型に配置して用いるだけで、各制御装置３６からそれぞれのクラスターランプ１６の受光部２６及び発光部２７を介して映像信号を行き渡らせることができる。
また、この大型映像表示装置においては、映象信号送信部すなわち制御装置３６を一方の辺に集約することができ、このように大画面の表示盤であっても表示盤の裏側にプリント基板や配線を収納する防水箱体などを設ける必要がなくなり、保守作業が極めて容易になって便利である。
ところで、図６のようにクラスターランプ１６をドットマトリックス状に配置する場合、クラスターランプ単位でランプケース１７の周辺部に、エスカションを備えることにより、クラスターランプ１６をドットマトリックス状に配列したとき、各々のエスカッション部が隙間なく隣接して並んで表示板を構成することができる。これを第２の実施の形態として以下に説明する。
図７Ａは、第２の実施の形態におけるクラスターランプを示す図であり、左に正面（表示面）図、中央に側面図、右に背面図を示している。図７Ｂは、そのクラスターランプで図５（ａ），Ｂの場合と同様に構成した直線型表示装置を横方向にＭ個並設して構成した大型映像表示装置を示す正面図であり、図７（ｃ）はその配置構成の一部を取り出して拡大して示す図である。なお、図７Ａには、図３（ａ），Ｂと同一の構成部分には図３（ａ），Ｂと同一の番号を付与して示している。
図７Ａに示すように、このクラスターランプ４１は、ランプケース１７の側面周囲に、寸法ｄ／２の幅の、縁面としてのエスカッション４２が取り付けられている。このクラスターランプ４１から図５Ａ、図５Ｂの場合と同様に直線型表示装置を構成し、この直線型表示装置を図７Ｂに示すように横方向にＭ個並設して大型映像表示装置を構成すると、図７Ｃに示すように、隣接するクラスターランプ４１の表示面１８（厳密にはランプケース１７）と表示面１８との間に、寸法ｄのエスカッション部が形成される。
このように、寸法ｄ／２の幅のエスカッション４２を有するクラスターランプ４１を用いると、ランプをドットマトリックス状に配列した後に新たにエスカッションとなる板をランプ表示面が存在しないところに敷き詰めなくてもいいので、大型映像表示装置を構成するに際して重い板金の設置が必要でなくなり、手数が省けて設置の作業能率が向上すると共に、資材的にも設置コストを低減させることができる。
そして、このエスカッション部を着色してエスカッション部に固定図柄（静止画）を形成する。これにより、クラスターランプ４１で映像等の動画表示を行うと、エスカッション部の固定図柄の中に動画を映し出すことができる。
図８Ａ、Ｂ、Ｃは、参考のために示す図であり、図８Ａは、上述したクラスターランプを直線型に連設した形状を、１のクラスターランプ、２のクラスターランプ、・・・、ｎのクラスターランプで示し、図８Ｂは、その場合に、従来同様に配線によって各クラスターランプに映像信号を送信しようとした場合の、その映像信号の送信タイミングチャートを、代表的に１と２のクラスターランプの場合を例にとって示し、図８Ｃは、その場合の各クラスターランプの点灯状態を、代表的に１と２のクラスターランプの場合を例にとって示す図である。
以下、簡潔に１で示す１番目の（図５以降の例では制御装置３６に接する最下段の）クラスターランプの信号について想定して説明する。なお、このような表示装置の画面の時間当たりの構成は毎秒６０フレームである。すなわち１フレーム分の信号を約１６．６ｍｓｅｃで送信することになる。
図８Ａに示すように、１のクラスターランプに１フレーム目で送信される階調データは、８ビット構成の２５５階調データとして、Ｒの発光素子については２階調、Ｇの発光素子については２５４階調、Ｂの発光素子については１階調であるとする。
図８Ｂに示すように、１フレーム分の階調データは１階調目から２５５階調目まで、各階調ごとに１のクラスターランプからｎのクラスターランプまでの信号が纏めて送信される。このデータ転送には、図８Ｂには図示を省略しているデータ転送用クロックが共通に用いられ、このデータ転送用クロックによって各色Ｒ、Ｇ、Ｂのデータが転送される。各色Ｒ、Ｇ、Ｂには、２５５階調分の点灯枠が設けられ１階調枠毎に１のクラスターランプからｎのクラスターランプ分だけの階調データがシフトしながら転送される。
図８Ｂにおいて、Ｒ−ＤＡＴＡで示されるＲの発光素子についての階調データで、１のクラスターランプの階調データについて見ると、上記のように１のクラスターランプのＲの発光素子については２階調であるから、１階調目で「１」、２階調目でも「１」、そして３階調目から最後の２５５階調目まで「０」の階調データが送信される。
また、Ｇ−ＤＡＴＡで示されるＧの発光素子についての階調データで、１のクラスターランプの階調データについて見ると、上記のように１のクラスターランプのＧの発光素子については２５４階調であるから、１階調目から２５４階調目まで「１」、２５５階調目で「０」となっている。
そして、Ｂ−ＤＡＴＡで示されるＢの発光素子についての階調データで、１のクラスターランプの階調データについて見ると、上記のように１のクラスターランプのＢの発光素子については１階調であるから、１階調目でのみ「１」、あとは２階調目から２５５階調目で「０」となっている。
これらの階調データが、下方に示すラッチ信号でラッチされ、そのラッチ後の点灯イネーブル信号で、階調データに応じて、すなわち上記データが「１」となっている回数分だけ発光素子に電流が印加され、各色の発光素子が点灯する。
その結果、図８Ｃに示すように、１のクラスターランプのＲ発光素子は１階調目と２階調目とで点灯し、その後２５５階調目まで消灯している。また、Ｇ発光素子は１階調目から２５４階調目まで点灯し、２５５階調目のみ消灯している。そして、Ｂ発光素子は１階調目のみ点灯し、２階調目から２５５階調目まで消灯している。２のクラスターランプからｎのクラスターランプまでも同様に、図８Ａに示す階調構成に基づいて、図８Ｂのように階調信号が送信され、図８Ｃに示すように発光動作する。
この映像信号の送信方法は極めて一般的に用いられる方法であるが、このように、直線型の表示装置に有線によって映像信号を送信しようとすると、１個のクラスターランプに対し、Ｒ、Ｇ、Ｂ用の３本の信号線と、ラッチ信号、イネーブル信号、及び図には省略したクロック用の３本の信号線とで合計６本の信号線が必要になる。信号の送信方法をやや複雑してＲ、Ｇ、Ｂ用の信号を１本の信号線で送信するとしても、合計４本の信号線が必要である。
したがって、上述した構成の直線型の表示装置を横に連設して構成する大型表示装置において、有線によって映像信号を送信しようとすると、図１又は図２に示した場合よりも、なお一層、配線数が増加して、且つ制御が複雑になる。まして、このような個々のクラスターランプが直線型に連設された表示装置を無線電波による映像信号の送信で表示駆動することはできない。
本発明の直線型表示装置においては、その表示駆動のための映像信号の送信（伝送）をただ一対の受光部２６と発光部２７とによって行うことができる。以下これについて説明する。
図９は、図４に示したクラスターランプ１６に内蔵されている通信制御回路の中のドライバー部３４を更に詳しく説明する図である。なお、この図９に示すドライバー部３４′は、３色のＲ、Ｇ、Ｂのいずれか１色の発光素子（ＬＥＤ）に対応する回路であり、図４に示した通信制御回路のドライバー部３４は、図９に示すドライバー部３４′と同一構成の３つの回路から成っている。また、図９には、制御ロジック部３０もその一部を図示している。
図９において、ドライバー部３４′は、比較器ａ４３、フリップフロップ４４、比較器ｂ４５、定電流ドライバ４６、カウンタ４７、補正テーブル４８、電子ボリューム４９、可変抵抗Ｒ５１を備えている。
上記の定電流ドライバ４６はＬＥＤランプ１９を点灯させる。このＬＥＤランプ１９を点灯させるために流れる電流値は、定電流ドライバ４６と可変抵抗Ｒ５１の抵抗値で決まる。その可変抵抗Ｒ５１の抵抗値を可変するために電子ボリューム４９が設けられている。この電子ボリューム４９によりデジタル信号に基づいて可変抵抗Ｒ５１の抵抗値を決定する。この可変抵抗Ｒ５１の抵抗値が大きければＬＥＤランプ１９に流れる電流値は小さく、抵抗値が小さければ電流値は大きい。
また、カウンタ４７には、制御ロジック部３０の周波数発信器５２から基準クロックが入力する。カウンタ４７は、各色の階調数を生成するものであり、各色に設定される階調が２５６階調であれば、８ビットカウンタが用いられる。その場合、カウンタ４７は、基準クロックを用い、８ビットで自動的に００Ｈ〜ＦＦＨ（０〜２５５）までカウントアップし、これを常時繰り返す。
この０〜２５５までカウントされるカウントデータは、２つに分岐して、一方は比較器ｂ４５に送られ、他方は補正テーブル４８を介して電子ボリューム４９に送られる。
補正テーブル４８によって後述すように補正されて電子ボリューム４９に入力されるカウントデータの順次０〜２５５まで増加する値によって、電子ボリュームは、抵抗が大きい方から小さい方へ変化する。これに対応して、定電流ドライバ４６からＬＥＤ１９に印加される電流値は、小さい方から大きい方へ、２５６段階の電流値を作ることができる。それに伴って、ＬＥＤ１９の輝度が決まってくるので、ＬＥＤ１９は、２５６段階の輝度を作ることができる。
図１０は、上記のカウンタデータとＬＥＤ１９の輝度との関係を示す図である。なお、図１０はカウンタデータが補正されていない場合を示している。図１０は横軸にカウンタデータとこれに対応する抵抗値と電流値を示し、縦軸に輝度を示している。図１０に示すように、カウントデータの値が順次０〜２５５（００〜ＦＦ）まで増加するに応じて電子ボリューム４９の働きによって可変抵抗５１の抵抗値が大きい方から小さい方へ変化し、これに応じて定電流ドライバ４６から出力される印加電流値が小さい方から大きい方へ変化し、これに応じてＬＥＤ１９の輝度が直線的に上昇していく。
他方、ドライバー部３４′の比較器ａ４３には、制御ロジック部３０からＤ−ＣＯＤＥとＩＤ−ＤＡＴＡが入力される。ＩＤ−ＣＯＤＥは、制御ロジック部３０の内蔵レジスタに記憶されている自己クラスターランプ用ＩＤデータであり、ＩＤ−ＤＡＴＡは受光回路部３２から制御ロジック部３０に入力されドライバー部３４′に転送された映像信号の中のＩＤ−ＤＡＴＡである。比較器ａ４３は、入力端子Ａに入力されたＩＤ−ＣＯＤＥと、入力端子Ｂに入力されたＩＤ−ＤＡＴＡとが一致したとき、一致信号をフリップフロップ４４に出力する。
フリップフロップ４４には、そのデータ入力端子に、制御ロジック部３０から階調データが入力されている。フリップフロップ４４は、比較器ａ４３からの一致信号をラッチ部にラッチし、このラッチ部に一致信号が入力している間だけ、制御ロジック部３０からの階調データを比較器ｂ４５に転送する。
比較器ｂ４５は、フリップフロップ４４から入力される階調データに示される値と、カウンタから入力されるカウント値とを比較し、カウント値が０から階調データに示される値と同じになるまでの間、イネーブル信号を定電流ドライバ４６に出力する。
これにより、カウントデータが０から２５５までカウントアップされる間に、カウントデータと階調データとが一致するまで、定電流ドライバ４６からの発光駆動電流の出力が有効となることから、ＬＥＤ１９を、図１０に示したように、２５６階調の中の階調データに対応する階調の輝度で発光させることができる。
ところで、電流値とＬＥＤの輝度との関係は、図１０に示すように直線的に比例して対応しているものとしているが、ＬＥＤの発光特性として、ＬＥＤを発光駆動する電流値とＬＥＤの発光輝度との関係は、実際には、必ずしも図１０に示すように変化するものではない。その場合は、ＬＥＤ個々の発光特性に応じて電流値を補正しなければならない。
図１１Ａ、Ｂ、Ｃは、ＬＥＤの発光特性と、その補正について説明する図である。図１１Ａは横軸にＬＥＤを発光駆動する電流値を示し、縦軸にその電流値によって発光駆動されるＬＥＤの発光の輝度を示している。
一般に、ＬＥＤの発光特性は、電流値に対して図１１Ａの破線で示すように直線的に変化することはなく、実際には例えば図１１Ａの実線で示すように直線よりも上に凸な曲線を描いて変化する。あるいは、特には図示しないが、直線よりも下に凸な極線を描いて変化する。
例えば、この図１１Ａのように、直線よりも上に凸な曲線を描いて変化する発光特性を有するＬＥＤの場合には、図１１Ｂに示すように、直線よりも下に凸な曲線を描いて変化する補正値をテーブルとして持って、出力する電流値をこのテーブルに基づいて実際の階調に応じた電流値として補正する。
図１１Ｂの補正テーブルは、横軸にカウンタデータを「００」から「ＦＦ」（２５５）まで示し、縦軸に電流値出力データを同じく「００」から「ＦＦ」（２５５）まで示している。図１１Ｂに示すように、補正テーブルが下に凸であることによって、映像信号の階調データに応じたカウンタデータが、図１１Ｂの縦軸及び図１１Ｃの横軸の下方に示すように、カウント値が少しずつ下方に、つまり少ないカウント値に補正されて、この補正されたカウント値が電流値出力データとして出力される。
これにより、図１１Ｃの破線（同図Ａの実線と同じ）で示す本来のＬＥＤの発光特性が、図１１Ｃの実線で示す補正後の発光特性に示すように、上記補正後の階調に応じた電流値に対して直線的に変化するようになる。このように、カウンターデータに対して補正テーブルにより補正した８ビットデータを電子ボリューム４９に転送することで、輝度特性を直線的にすることができる。
勿論、直線よりも下に凸な曲線を描いて変化する発光特性を有するＬＥＤの場合には、補正値テーブルは、図１１Ｂの逆になって、直線よりも上に凸な曲線を描いて変化する補正値テーブルとなる。
図１２Ａは、上記の補正された電流値出力データに基づいて点灯されるＬＥＤの点灯時間と輝度の関係を示す図であり、図１２Ｂは、その点灯時間によって示される入力階調と、実際に表現される階調との関係を示す図である。
一般に、人間の目が映像の階調に対して持っている感度は、光が多すぎると分解能を失って階調の変化を認識できなくなる。これに対して光の少ないときは分解能が高く階調の変化を敏感に認識できる。したがって、図１２Ａのように輝度が直線的に変化する階調構成であると、低階調部分で階調の変化を良く認識できるのに引き換え、高階調部分では階調の変化を良く認識できなくなる。
ところで、電流値出力データとして出力されるパルス数（時間）による輝度（階調）の変化には、時間的な積分効果が伴うため、実際に表現される階調は、図１２Ｂのように、Ｙ＝ＡＸ＾２となる発光特性を示し、低階調部分では輝度の変化が低く、高階調部分では輝度の変化が大きくなる。ところが、この階調構成が丁度人間の目の光の階調に対する感度に調和し、低階調部分でも高階調部分でも、階調の変化が一様な感度で、換言すれば、どの階調のときでも平均した階調の変化として認識することができるようになっている。
これらの発光特性を利用して、クラスターランプ１６（又は４１）内でＲ、Ｇ、Ｂの発光素子（ＬＥＤ）１９を、それぞれ図９に示した回路によって点灯させる。これを映像信号の１フレーム間（１フレームは一般には６０Ｈｚであり約１６．６ｍｓ、つまり６０画面／秒である）に、Ｎ×Ｚ（制御装置３６に連なるクラスターランプの数）×３（Ｒ，Ｇ，Ｂの発光素子数）の回数だけ繰り返す。
これは、例えば制御装置３６に１６個のクラスタランプが連設されている場合を例とすれば、これにデータを転送（送信）する場合、クラスタランプ用ＩＤ、色識別用データ、及び階調データとを１パケットで転送すると、１フレーム間で１６個×３色分＝４８回のパケットで転送することになる。
図１３は、上述したような電流値出力データを出力する際のデータ転送フォーマットを示す図である。図１３は、最上部に、制御装置３６（図６又は図７Ｂ参照）から出力される映像信号のパケットデータを示し、左方に、分かりやすくするために１６個のクラスターランプから成る直線型表示装置のクラスターランプ１６（又は４１）を、上から順に、一番目のクラスターランプ（１）、二番目のクラスターランプ（２）、・・・と、１６番目のクラスターランプ（１６）を示している。
なお、実際のクラスターランプの配置は、図５Ａ〜Ｇで説明したように、一番目のクラスターランプ（１）は制御装置３６に最も近い最下段、二番目のクラスターランプ（２）はそのすぐ上の段、順次上に続いて、１６番目のクラスターランプ（１６）は最上段に配置されている。
これらのクラスターランプには、それぞれ予めＩＤ（ＩＤ−ＣＯＤＥ）が割付けられており、制御装置３６から、１のクラスターランプのＲ、Ｇ、Ｂ、２のクラスターランプのＲ、Ｇ、Ｂ、・・・の順に、ＩＤ、色識別コード、及び階調データがパケットで転送される。
なお、図では、１のクラスターランプのＲ、Ｇ、Ｂに対するパケットは、図の最上段に「１のパケットデータ」として、１ＩＤ−Ｒ、１Ｒデータ、１ＩＤ−Ｇ、１Ｇデータ、１ＩＤ−Ｂ、１Ｂデータ、で示している。
クラスターランプ側では、自己のＩＤと一致したパケットのみを取り込み（図９で説明したＩＤ−ＣＯＤＥとＩＤ−ＤＡＴＡが一致したとき）、そのＲ、Ｇ、Ｂの階調データをそれぞれ取込む。
取込まれた階調データは、ドライバー部３４′により、ＤＡＴＡとしてラッチされ、この階調データの値とカウンタ４７のカウンタデータとが一致するまでの間、イネーブル信号として使用され、これにより階調輝度が決定される。この決定に従って、その後は、例えば１６（クラスターランプ数）×３（発光素子数）＝４８回（信号転送回数）、次のフレームのデータが入力されるまで、繰返し点灯する。
この各繰り返し点灯動作における１回の点灯時間は、図１２Ａに示した時間ｔと輝度との関係図において、カウンタ４７で０〜２５５までカウントされる期間中（図１３の電流フォーマット５３）の上記階調データで決定される０からのカウント期間である。これを制御装置３６に連設されている１〜１６のクラスタランプまで順次行い、順次点灯させる。
なお、このように、１フレーム間で同じ点灯を複数回行うことは、フリッカー防止などの画質向上に貢献している。また、図１３に示す例では、説明を簡単にするため、１６個のクラスターランプでの転送フォーマットを示しているが、実際は図５〜図７に示したように更に多くのクラスターランプが連設されるのであり、その場合は、クラスターランプの数に応じて点灯回数を多くし、パケット数を多くすることで、画面の１列分のデータを転送し点灯させることができる。

以上のように本発明のクラスターランプは信号ケーブル配線が無い簡単な構成で任意の大きさの二次元表示面を構築するような大型映像表示装置を用いる全ての産業において利用することが可能である。

符号の説明

１（１−１、１−２、〜１−６） ランプユニット
２ 筐体
３（３−１、３−２、〜３−６） 装着部
４ ルーバ
５ クラスターランプ
６ 発光素子
７ パネル制御プリント基板
８ 信号ケーブル
９ 電源ケーブル
１１ 防雨構造の大筐体
１２ ランプ取付板
１３ 制御用プリント基板
１４ 信号用・電源用ケーブル
１５ 電源・映像信号供給装置
１６ クラスターランプ
１７ ランプケース
１８ 表示面
１９（１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂ） 発光素子
２１ ネジ孔
２２ ルーバー
２３ 背面
２４ プラス側端子
２５ 金属性ネジ
２６ 受光部
２７ 発光部
２８ プリント基板
２９ 直線型表示装置
３０ 制御ロジック部
３１ 電圧変換部
３２ 受光回路部
３３ 発光回路部
３４ ドライバー部
３４′ ＬＥＤ１個に対応するドライバー部
３５ 接地回路
３６ 制御部
３７ 陽極バー
３８ 支柱
３９ ビス
４０ 映像信号
４１ クラスターランプ
４２ エスカッション
４３ 比較器ａ
４４ フリップフロップ
４５ 比較器ｂ
４６ 定電流ドライバ
４７ カウンタ
４８ 補正テーブル
４９ 電子ボリューム
５１ 可変抵抗Ｒ
５２ 周波数発信器
５３ 電流フォーマット
ａ （図１３）前フレームの点灯

Claims (8)

1. 少なくとも、一面が開口する筐体と、該筐体に配設されたＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の発光素子と、外部電源の受給端子及び接地部と、映像信号を赤外線により送受信する発光部及び受光部と、を有することを特徴とするクラスターランプ。
2. 前記受給端子は、外部直流電源の供給電路に直接接続されるべく前記筐体の前記発光素子の実装面の反対側面に設けられ、前記接地部は、前記外部直流電源の接地電路に対し前記筐体の取付ネジを介して接続されるべく電導体からなる取付ネジ孔部に接続するよう設けられることを特徴とする請求項１記載のクラスターランプ。
3. 前記発光部と前記受光部は、前記筐体の相反する２側面に相反する方向に向けて一軸方向に位置して配設されることを特徴とする請求項１記載のクラスターランプ。
4. 少なくとも、一面が開口する筐体と、該筐体に配設されたＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の発光素子と、外部電源の受給端子及び接地端子と、映像信号を赤外線により送受信する発光部及び受光部と、を有し、前記受給端子は、外部直流電源の供給電路に直接接続されるべく前記筐体の前記発光素子の実装面の反対側面に設けられ、前記接地端子は、前記外部直流電源の接地電路に対し前記筐体の取付ネジを介して接続されるべく電導体からなる取付ネジ孔部に接続するよう設けられ、前記発光部と前記受光部は、前記筐体の相反する２側面に相反する方向に向けて一軸方向に位置して配設されて成るクラスターランプを、
   信号伝達ケーブルを有することなく前記一軸方向に直列にＮ個配列させ、
   赤外線信号発信源からの前記クラスターランプへの駆動信号を、
   前記受光部及び前記発光部を介してＮ個の前記クラスターランプに順次伝送すべく構成された、
   ことを特徴とするクラスターランプ集合装置。
5. 請求項４記載のクラスターランプ集合装置を前記一軸方向にＺ個接続して成る「Ｎ×Ｚ」個のクラスターランプ多段集合装置と、
   該クラスターランプ多段集合装置の前記一軸方向の一端に配置され該クラスターランプ多段集合装置に対し前記発光部と前記受光部を介して伝送される映像信号を発信する制御部と、
   該制御部から前記一軸方向に延在して配設され前記クラスターランプ多段集合装置の各クラスターランプに電源を直接供給する棒状または板状の導電体からなる給電路と、
   を備えたことを特徴とする直線型表示装置。
6. 請求項５記載の直線型表示装置を前記一軸方向に対し垂直方向にＭ個配列され、「（Ｎ×Ｚ）×Ｍ」個のクラスターランプによるドットマトリックス型の表示装置から成ることを特徴とする大型映像表示装置。
7. 前記筐体の側面周囲に所定の幅の縁面を備えたことを特徴とする請求項１記載のクラスターランプ。
8. 請求項７記載のクラスターランプを隣接する前記縁面の端部を接して縦横に所定個数を配置してクラスターランプによるドットマトリックス型の表示装置を形成し、一部又は全ての前記縁面を着色して全体として発光部を除く面に固定図柄を描いて成ることを特徴とする大型映像表示装置。

Images