WO2005104067A1

WO2005104067A1 - クラスターランプ及びそれを用いた大型映像表示装置

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Publication number: WO2005104067A1
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Inventors: Yoshikazu Kuyama
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Description

明細書クラスターランプ及びそれを用いた大型映像表示装置技術分野

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。背景技術

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 1 Bは、その裏面図である。図 1A、図 I B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 (1一 1、 1ー2、〜1—6) 力大型の筐体 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。

ランプュ二ット 1は、縦 16段に並んだ小ュニットで構成され、各小ュニットは、 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 1 6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 X (縦） 16 = (合計） 256 (個）の画素を形成している。各ランプュニット 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 6 4 0画素、縦 4 8 0画素は必要とされるから、全体では 6 4 0 X 4 8 0 = 3 0 7 2 0 0 (個）もの画素が必要となる。図 1 (a) , (b)では、模式的に、 6個のランプュニット 1、つまり、 6 X ( 1 6 X 1 6 ) = 1 5 3 6 (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、 3 0 7 2 0 0 (個） ÷ 1 5 3 6 (個） = 2 0 0 (個）のランプュニット 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 2 A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 2 Bは、そのランプ取付板の背面図である。図 2 A、図 2 Bに示す表示装置は、図 1 A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力単体で、図 2 Aに示す防雨構造の大きな筐体 1 1の中に、多数（図 2 A、図 2 Bに示す例では 6 (個） X 6 (個） =合計3 6 (個））配設されている。この場合は、通常、図 2 Aに示す表示画面全体の大きさに対応する図 2 Bに示すようなランプ取付板 1 2が必要であり、そめランプ取付板 1 2の背面と筐体 1 1の背部内面との間に、つまり、筐体 1 1の中に、制御用のプリント基板 1 3や映像信号用や電源用のケーブル 1 4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 1 4には、電源'映像信号供給装置 1 5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 6 4 0 X 4 8 0 = 3 0 7 2 0 0 (個）の画素数を持つ表示装置の場合であれば、それら 3 0 7 2 0 0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 1 4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ァ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 _ 1 2 7 9 1 3号公報の段落 0 0 1 9、段落 0 0 2 1、段落 0 0 2 2、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一ランプを 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、このため設置場所ゃ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レ、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。発明の開示

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ベく構成される。

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 X 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 X Z ) X 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、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ツシヨンを設けるので、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力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ツシヨ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。図面の簡単な説明

図 1 Aは従来の大型表示装置の外観を模式的に示す斜視図、図 1 Bはその裏面図である。

図 2 A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 2 Bはそのランプ取付板の背面図である。

図 3 A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 3 B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 5 A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 5 Bはその側面図、図 5 C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 5 Dはその上面図、図 5 Eは直線型表示装置の電源配線図、図 5 Fは赤外線信号の伝送方向を示す図、図 5 G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 7 A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 7 B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 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。

図 8 A、図 8 B、図 8 C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ょ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 1 0はカウンタのカウンタデータと発光素子（L E D) の輝度との関係を示す図である。

図 1 1 A、図 1 1 B、図 1 1 Cはは L E Dの発光特性とその補正について説明する図である。

図 1 2 Aは補正された電流値出力データに基づいて点灯される L E Dの点灯時間と輝度の関係を示す図、図 1 2 B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 1 3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ツトを示す図である。発明を実施するための最良の形態

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 3 A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 3 B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 3 Aに示すように、クラスターランプ 1 6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 1 7の表示面 1 8に、それぞれ R , G , Bの光を発光する 3色の発光素子 1 9 ( 1 9 R、 1 9 G、 1 9 B ) を備え、表示面 1 8の 4隅には、それぞれ取付ネジ孔 2 1を形成されている。

四角いランプケース 1 7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 2 2を形成している。また、ランプケース 1 7の上記発光素子 1 9の実装面（表示面）の反対側面となる背面 2 3には、外部からの電源を発光素子 1 9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 2 4が突設されている。この電源受給端子 2 4は、ビス孔 2 4 a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 1 7全体、又はランプケース 1 7の取付ネジ孔 2 1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 1 9 や制御回路の接地回路の端子が接続されている。図 3 Bに示すように、クラスターランプ 1 6が金属性の取付ネジ 2 5により取付ネジ孔 2 1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 1 7又は取付ネジ孔 2 1部分が取付ネジ 2 5と電気的に導通し、発光素子 1 9や制御回路の接地部が取付ネジ 2 5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 1 7には、映像信号を赤外線により受信する受光部 2 6 と、赤外線による映像信号を送信する発光部 2 7が設けられている。これらの受光部 2 6と発光部 2 7は、ランプケース 1 7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 1 6には、ランプケース 1 7内に、上記の受光部 2 6及び発光部 2 7によつ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 1 6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 1 6の表示面 1 8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 2 8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 3 0を中心にして、電圧変換部 3 1、受光回路部 3 2、発光回路部 3 3、ドライバ一部 3 4で構成されている。

上記の受光回路部 3 2には赤外線光電変換回路と図 3 (a) , Bに示した受光部 2 6が形成されており、発光回路部 3 3には発光駆動回路と図 3 (a) , Bに示した発光部 2 7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 2 4を介して電圧変換部 3 1に供給される。この電源受給端子 2 4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 3 1は、この供給された電源電圧を、制御ロジック部 3 0には制御動作用電圧 V C C 3に変換して供給し、受光回路部 3 2には受光動作用電圧 V C C 4に変換して供給し、発光回路部 3 3には発光動作用電圧 V C C 1に変換して供給し、ドライバ一部 3 4には駆動動作用電圧 V C C 2に変換して供給し、そして、 3色の発光素子 1 9には発光用電圧 V Lに変換して供給する。上記各部の接地部（G N D) は、それぞれ接地回路 3 5に接続されており、接地回路 3 5は、ランプケース 1 7の取付ネジ孔 2 1部分を介して取付ネジ 2 5に接続される。取付ネジ 2 5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 3 2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 I D、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 3 0に出力する。

制御ロジック部 3 0は、内蔵のレジスタに自己のクラスターランプ用 I Dを記憶しており、受光回路部 3 2から入力されるデジタル電気信号を発光回路部 3 3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 I D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 3 0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 3 4に出力する。

ドライバー部 3 4は、制御ロジック部 3 0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 1 9をそれぞれ発光駆動する。

図 5 Aは、上記のように構成されるクラスターランプ 1 6を用いて構成される直線型表示装置の正面図であり、図 5 Bはその側面図、図 5 Cはクラスターランプ 1 6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 5 Dはその上面図、図 5 Eは直線型表示装置の電源配線図、図 5 Fは赤外線信号の伝送方向を示す図、そして、図 5 Gは伝送経路を具体的かつ模式的に示す図である。

図 5 A、図 5 Bに示すように、この直線型表示装置 2 9は、先ず、クラスタ一ランプ 1 6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 X 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 3 6 が配置される。

この制御装置 3 6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 3 7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 1 6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 3 8が立設されている。支柱 3 8は、制御装置 3 6内部の電源の陰極（G N D) に接続されている。

N X Z個のクラスターランプ 1 6は、図 3 B及び図 4に示した取付ネジ 2 5 により支柱 3 8に取り付けられる。そして図 5 Cに示すように、電源受給端子 2 4がビス孔 2 4 aを介しビス 3 9によって陽極バー 3 7に連結される。

この状態において、一方では図 5 Eに示す電源の通電システムが形成され、他方では図 5 F、図 5 Gに示す映像信号伝送路が形成される。なお、図 5 Eには図 5 A〜Dの構成と機能が同一な部分には、図 5 A〜Dと同一の番号を付与して示している。

上記の制御装置 3 6からは、図 5 Fに示すように、赤外線の映像信号 4 0が最下段のクラスターランプ 1 6 ( 1 ) に送出される。この映像信号 4 0は、図 5 Gに示すように、各クラスターランプ 1 6の受光部 2 6と発光部 2 7を介し、上段のクラスターランプ 1 6へと順次伝送されていく。

各クラスターランプ 1 6の図 4に示した制御ロジック部 3 0は、前述したように、映像信号 4 0の中から自己のクラスターランプ I D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 1 9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 3 6からの、クラスターランプ 1 6への駆動信号としての映像信号を、受光部 2 6及び発光部 2 7を介して N X Z個のクラスターランプ 1 6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 3 6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 1 6の受光部 2 6 と発光部 2 7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 X Z個のクラスターランプ 1 6から成る構成の直線型表示装置 2 9を、横方向に、つまり図 5 Gに示した受光部 2 6及び発光部 2 7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 2 9 のそれぞれの制御装置 3 6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 1 6の受光部 2 6に送出され、同じ直線型表示装置 2 9の上段に続くクラスターランプ 1 6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 2 8を内蔵したクラスターランプ 1 6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 3 6からそれぞれのクラスターランプ 1 6の受光部 2 6及び発光部 2 7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 3 6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 1 6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 1 7の周辺部に、エスカツションを備えることにより、クラスターランプ 1 6をドットマトリックス状に配列したとき、各々のエス力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 7 A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 7 B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 7 A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 7 Aに示すように、このクラスターランプ 4 1は、ランプケース 1 7の側面周囲に、寸法 d / 2の幅の、縁面としてのエスカツシヨン 4 2が取り付けられている。このクラスターランプ 4 1から図 5 A、図 5 B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 7 B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 7 Cに示すように、隣接するクラスターランプ 4 1の表示面 1 8 (厳密にはランプケース 1 7 ) と表示面 1 8との間に、寸法 dのエスカツション部が形成される。

このように、寸法 d / 2の幅のエスカツシヨン 4 2を有するクラスターランプ 4 1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ツ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、このエスカツシヨン部を着色してエスカツシヨン部に固定図柄（静止画）を形成する。これにより、クラスターランプ 4 1で映像等の動画表示を行うと、エス力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 8 A、 B、 Cは、参考のために示す図であり、図 8 A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のクラスタ一ランプ、 ' . .、 nのクラスターランプで示し、図 8 B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ょうとした場合の、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 8 C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 3 6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 6 0フレームである。すなわち 1 フレーム分の信号を約 1 6 . 6 m s e cで送信することになる。

図 8 A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 2 5 5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 2 5 4階調、 Bの発光素子については 1階調であるとする。

図 8 B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 2 5 5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 8 B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つて各色 R、 G、 Bのデータが転送される。各色 R、 G、 Bには、 2 5 5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 8 Bにおいて、 R— D A T A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 2 5 5階調目まで「0」の階調データが送信される。

また、 G— D A T A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 2 5 4階調であるから、 1階調目から 2 5 4

P皆調目まで「1」、 2 5 5階調目で「0」となっている。

そして、 B—D A T A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のクラスタ一ランプの 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 2 5 5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一ブル信号で、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 8 C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 2 5 5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 2 5 4階調目まで点灯し、 2 5 5階調目のみ消灯している。そして、 B発光素子は 1 P皆調目のみ点灯し、 2階調目から 2 5 5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 8 Aに示す階調構成に基づいて、図 8 Bのように階調信号が送信され、図 8 C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ょうとすると、 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、ィネーブル信号、及び図には省略したク口ック用の 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ょうとすると、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 2 6と発光部 2 7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 1 6に内蔵されている通信制御回路の中のドライバ一部 3 4を更に詳しく説明する図である。なお、この図 9に示すドライバ一部 3 4 ' は、 3色の R、 G、 Bのいずれか 1色の発光素子（L E D)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一部 3 4は、図 9に示すドライバ一部 3 4 ' 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 3 0もその一部を図示している。

図 9において、ドライバ一部 3 4 ' は、比較器 a 4 3、フリップフロップ 4 4、比較器 b 4 5、定電流ドライバ 4 6、カウンタ 4 7、補正テーブル 4 8、電子ボリューム 49、可変抵抗 R 51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 R 51の抵抗値で決まる。その可変抵抗 R 51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 R 51の抵抗値を決定する。この可変抵抗 R 5 1の抵抗値が大きければ LEDランプ 1 9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 0 OH 〜 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 b 45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、電子ボリユームは、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 LED 1 9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、 LED 1 9の輝度が決まってくるので、 LED 19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 LED 1 9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〜 25 5 (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 LED 19の輝度が直線的に上昇していく。

他方、ドライバ一部 34' の比較器 a 43には、制御ロジック部 30から I D— CODEと I D— DATAが入力される。 I D— CODEは、制御ロジック部 3◦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 I Dデータであり、 I D— DAT A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一部 34' に転送された映像信号の中の I D— DATAである。比較器 a 43は、入力端子 Aに入力された I D_ CODEと、入力端子 Bに入力された I D— 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 a 43からの一致信号をラツチ部にラツチし、このラツ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 b 45に転送する。

比較器 b 45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、ィネーブル信号を定電流ドラィバ 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ー致するまで、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、 LED 19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さる。

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 1 0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捕正しなければならない。

図 1 1A、 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 1 1 A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つて発光駆動される L E Dの発光の輝度を示している。

一般に、 L E Dの発光特性は、電流値に対して図 1 1 A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 1 1 A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 1 1 A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 1 1 B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捕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、て実際の階調に応じた電流値として補正する。

図 1 1 B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「FFJ (255) まで示している。図 1 1 B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 1 1 Bの縦軸及び図 1 1 C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 1 1 C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 1 1 C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 4 9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 L E Dの場合には、補正値テーブルは、図 1 1 Bの逆になつて、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 1 2 A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 L E Dの点灯時間と輝度の関係を示す図であり、図 1 2 Bは、その点灯時間によつ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 1 2 A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 1 2 Bのように、 Y = A X 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つている。

これらの発光特 1"生を利用して、クラスターランプ 1 6 (又は 4 1 ) 内で R、 G、 Bの発光素子（L E D ) 1 9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 6 O H zであり約 16. 6ms, つまり 60画面秒である）に、 NXZ (制御装置 36に連なるクラスターランプの数） X 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 I D、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 X 3色分 =48回のバケツ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一マットを示す図である。図 1 3は、最上部に、制御装置 36 (図 6又は図 7 B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一ランプ 1 6 (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（1 6) を示している。

なお、実際のクラスターランプの配置は、図 5 A〜Gで説明したように、 ― 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（1 6) 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 I D ( I D-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、 I D、色識別コード、及び階調データがバケツトで転送される。

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、 1 I D_R、 1 Rデータ、 1 I D — G、 1 Gデータ、 1 I D— B、 1 Bデータ、で示している。クラスターランプ側では、自己の I Dと一致したバケツトのみを取り込み（図 9で説明した I D— C O D Eと I D— D A T Aがー致したとき）、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、ドライバ一部 3 4 ' により、 D A T Aとしてラッチされ、この階調データの値とカウンタ 4 7のカウンタデータとがー致するまでの間、イネ一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 1 6 (クラスターランプ数） X 3 . (発光素子数） = 4 8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 1 2 Aに示した時間 tと輝度との関係図において、カウンタ 4 7で 0〜 2 5 5までカウントされる期間中（図 1 3の電流フォーマツト 5 3 ) 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 3 6に連設されている 1〜1 6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、フリツ力一防止などの画質向上に貢献している。また、図 1 3に示す例では、説明を簡単にするため、 1 6個のクラスターランプでの転送フォーマツトを示している力実際は図 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。産業上の利用可能性

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、ランプュニット

2 筐体

3 (3— 1、 3— 2、 3-6)

4 ノレ一ノ s

5 クラスターランプ

6 5B光ナ

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

1 1 防雨構造の大筐体

1 2 ランプ取付板

1 3 制御用プリント基板

14 信号用 ·電源用ケーブル

1 5 電源 ·映像信号供給装置

1 6 クラスターランプ

1 7 ランプケース

18 表示 ¾

1 9 ( 1 9 R、 1 9 G、 1 9 B) 発光素子

21 ネジ孔

22 ノレ一ノー

23 背面

24 プラス側端子 2 5 金属性ネジ

2 6 受光部

2 7 発光部

2 8 プリント基板

2 9

3 0 制御ロジック部

3 1 電圧変換部

3 2 受光回路部

3 3 発光回路部

3 4 ドライバ一部

3 4 L E D 1個に対応する

3 5 接地回路

3 6 制御部

3 7 陽極バー

3 8 支柱

3 9 ビス

4 0 映像信号

4 1 クラスターランプ

4 2 エス力ッション

4 3 比較器 a

4 4 フリップフロップ

4 5 比較器 b

4 6 定電流ドライバ

4 7

4 8 ネ兩正テープノレ電子ボリューム

可変抵抗 R

周波数発信器

電流フォーマット図 13) 前フレームの点灯

Claims

請求の範囲

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 X 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 X Z ) X MJ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。