WO1999066482A1 - Visuel - Google Patents

Description

明 細 書

表不装置

技術分野

本発明は、発光制御可能な表示モジュールを発光源として 用いた表示装置であって、たとえば舞台用の大型な画像表示 装置やフルカラー電飾システム等に適用可能な表示装置に 関する。

背景技術

従来から知られているこの種の表示装置と して、剛体から なる板状の支持基材に、複数個の L E D等の発光素子を所定 位置に配置し、これらの発光素子をコン トローラによって発 光制御するようにした所謂発光表示ボードがある。

この発光表示ボードは、支持基材が剛体にて形成されてい るため、 設置態様が固定的にならざるを得ない。 したがって 設置される現場の状況に合せて、 予め綿密な設置態様 （設置 位置、 設置姿勢等） を設計し、 精度よく製作した上、 設置作 業を正確に進める必要があった。

換言すれば、 設置態様の自由度が少いため、 当該現場の状 況に応じて設置態様を適宜変更することができず、応用性に 欠け、例えば舞台用表示装置としては使用しにくい欠点があ つた。

また剛体からなる板状の支持基材は、一般に重量が大きい ため、 大型の発光表示ボードは持ち運びが困難で、 簡単には 移動させ得ない。 このため設置作業が大掛かり となり、 設置 作業に長時間を要する難点があった。 上記の如く、従来の表示装置と しての発光表示ボードにあ つては、 設置態様が固定的で、 現場の状況に応じて設置態様 を適宜変更することができない上、 重量が大きく、 設置作業 が大掛かりになるという欠点がある。

本発明の目的は、下記のような利点を持つ表示装置を提供 することにある。

(a) 設置現場の状況に応じて、 表示画面部を任意な設置態様 (設置位置、 設置姿勢等） で設置することが可能であり、 例 えば、表示画面部が三次元曲面を呈するような態様に設置す ることも可能である。

(b) 表示画面部が軽量で、 設置作業が簡単である上、 移動制 御、 昇降制御等をも容易に行なうことができる。

(c) 表示画面部の裏側にある背景が見える上、 表示画面部の 後方から照明等を行なうことも可能であり、舞台用装置と し て使用した場合、 舞台効果を一層際立たせることができる。

発明の開示

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の表示装 置は下記に示す如く構成されている。

[ 1 ] 本発明の表示装置は、 網目部分を有するフレキシブル ネッ ト（30)と、 このフレキシブルネッ ト（30)に画素と して取 り付けられる発光制御可能な表示モジュール (40)と、 を備え たことを特徴と している。

上記表示装置においては、 フレキシブルネッ ト（30)の柔軟 性により、表示画面部の姿勢を任意に変更することが可能と なる。 [ 2 ] 本発明の表示装置は、 前記 [ 1 ] に記載の表示装置で あって、前記表示モジュール（40)は、発光素子（53R,53G，53B) を含む発光制御回路（50)を組み付けた配線基板（42)と、 前記 発光素子（53R，53G，53B) を露出させるための窓（44)を備え た表示基板（41)とを、 フレキシブルネッ ト（30)の表裏両面に 対向して配置し、且つ両基板相互間を上記フレキシブルネッ ト（30)の網目部分を通して結合することにより、 上記フレキ シブルネッ ト（30)に取り付けられることを特徴と している。 上記表示装置においては、 表示モジュール（40)をフレキシブ ルネッ ト（30)の網目部分を利用して取り付けることができ るので、 取付け作業が容易であり、 低コス トで製作可能とな る。

[ 3 ] 本発明の表示装置は、 前記 [ 1 ] に記載の表示装置で あって、 フレキシブルネッ ト（30)は、 柔軟性を有する （好ま しくは透光性を有する）網状部材で表示画面領域を形成する 如く設けられたものである事を特徴と している。

上記表示装置においては、表示画面部が網目となっている ため、 フレキシブルネッ ト（30)に取り付けられている各表示 モジュール (40)の隣接相互間に存在する網目部分を通して 表示画面部後方の背景が透けて見えることになる。また表示 画面部後方からの照明等が可能となる。 したがって本装置を 舞台用装置と して用いた場合にはより効果的な舞台効果を 奏し得るものとなる。

[ 4 ] 本発明の表示装置は、 柔軟性を有する網状部材で表示 画面領域を形成する如く設けられたフレキシブルネッ ト (30)と、 このフレキシブルネッ ト（30)にマ ト リクス状に取り 付けられた発光制御可能な表示モジュール（40)と、 これらの 表示モジュール (40)を二次元選択し、 且つ選択された当該表 示モジュール (40)の発光制御を行なう二次元選択表示制御 手段 （マスタ P C (1) , スレーブ P C (3) ， XYコン トロー ルユニッ ト（11X〜， 11Y 〜） 等） と、 を備えたことを特徴 としている。

上記表示装置においては、 前記 [ 1 ] と同様にフレキシブ ルネッ ト（30)の柔軟性により、 表示画面に相当する部分の姿 勢を任意に変更することが可能である うえ、通常の TV画面 と同様の画像表示を行なう ことが可能となる。

[ 5 ] 本発明の表示装置は、 前記 [ 4 ] に記載の表示装置で あって、 表示モジュール（40)は、 赤， 青， 緑の三原色 L E D をサンプルホールド回路（51R，51G,51B) 及び L E D ドライ バ（52)と共に配線基板（42)上に組み付けたものであること を特徴と している。

上記表示装置においては、 前記 [4 ] と同様の作用効果を 奏する上、カラー画像を表示可能な画素と しての各表示モジ ユール (40)における配線基板 (42)には、 三原色 L E D

(53R,53G,53B) と、必要最小限の発光制御回路（50)とが搭載 され、その他必要な電気回路はすべて外部制御装置と して別 設される。 このため各表示モジュール（40)自体がコンパク ト なものとなり、 製作が容易化する上、 取り扱い操作も容易と なる。 図面の簡単な説明

図 1は本発明の一実施形態に係る表示装置全体の概略的 構成を示す正面図である。

図 2は本発明の一実施形態に係る表示装置全体の概略的 構成を示す側面図である。

図 3は本発明の一実施形態に係る表示装置における制御 システムの構成を示すブロック図である。

図 4は本発明の一実施形態に係る表示装置における表示 画面部の一部を切り出し拡大して示す正面図である。

図 5は本発明の一実施形態に係る表示装置における表示 モジュールの構造を示す図で、表面側から見た斜視図である。 図 6は本発明の一実施形態に係る表示装置における表示 モジュールの構造を示す図で、裏面側から見た斜視図である。 図 7は本発明の一実施形態に係る表示装置における表示 モジュールの電気系の構成を示すマ トリクス配線図である。 図 8は本発明の一実施形態に係る表示装置における表示 モジュールの電気系の構成を示す図で、同モジュールにおけ る発光制御回路の構成を示す図である。

発明を実施するための最良の形態 (一実施形態）

「構成」

図 1及び図 2は本発明の一実施形態に係る表示装置全体 の概略的構成を示す図である。 図 1及び図 2において、 Aは 制御系を示しており、 Bは表示系を示している。

図 1 に示す制御系 Aは、後述するマスタ P C等を含む制御 ユニッ ト AO と、 この制御ユニッ ト AO から制御指令を受 けて作動する第 1の制御ュニッ ト A1 ，第 2の制御ュニッ ト A2 ， 第 3の制御ユニッ ト A3 , …とからなっている。 上 記制御ュニッ ト Al , A2 ， A3 ， …は、 いずれも後述す るスレーブ P Cや XYコン トロールュニッ ト等を含んでい る。

表示系 Bは、 第 1の表示ュ-ッ ト B 1 ， 第 2の表示ュニッ ト B2 , 第 3の表示ュニッ ト B3 , …からなつている。 こ れらの表示ュニッ ト B 1 ， B2 , B3 ， …は前記制御ュニ ッ ト A1 ， A2 ， A3 ， …とそれぞれ 1 ： 1の関係で対応 接続されている。

なお、 上記制御ュニッ ト A1 ， A2 ， A3 ， …の数およ び表示ユニッ ト B 1 ， B2 , B3 ， …の数には格別の制限 はなく、状況に応じて任意の数に設定することができるが、 説明の都合上、本実施形態ではそれぞれ三つのュニッ トから なるものと して、 以下の説明を行なうことにする。

かく して本実施形態においては、独立的に設けられた三つ のュニッ トが、 一つに纏められた形態をとつており、 各表示 ユニッ ト B l 〜B3 の三つの画面が単一の大画面と して力 ラー画像表示等を行なえるものとなっている。

ところで表示ュニッ ト B 1 〜B3 における表示画面部は、 後述するように、柔軟性を有する網状部材からなるフレキシ ブルネッ ト 3 0に、発光制御可能な多数の表示モジュール 4 0が所謂画素と してマ ト リクス状に取り付けられたものと なっている。 したがって、 フレキシブルネッ ト 3 0の柔軟性 により、表示画面部はある程度自由にその姿勢を変更するこ とが可能となっている。

図 2は、その姿勢変更の一例を破線で示した表示装置の側 面図である。 図示の如く、 表示ュ-ッ ト B l 〜B3 の表示 画面部は、二点鎖線で示す如く、表示画面部前方（図中右方） から見て凹面状あるいは凸面状を呈する如く湾曲ないし屈 曲し得るものとなっている。 したがつてこの表示画面部の表 示内容を観察する者に対し例えばパノラマ感等を与え得る ものとなっている。

図 3は、本実施形態の表示装置に係る制御システムの構成 を示すブロック図である。 図 3に示す如く、 制御系 Aはマス タ （P C) 1 と、 オペレ一ション端末 2 と、 スレーブ （P C) 3 n 、 スレーブ （P C) 3 n +1 …と、 Xコン トロールラ イン 4 Xと、 Yコン ト口ールライン 4 Yと、 Xコン ト口一ル ユニッ ト 1 1 X， 1 2 X…と、 Yコン ト口一ルュ二ッ ト 1 1 Y, 1 2 Υ'··等からなっている。

図 3に示すマスタ （P C) 1 とオペレーション端末 2 とは、 表示系 Bの全体に対して共通に設けられており、図 1の制御 ュニッ ト AO に対応している。

図 3に示すスレ一プ （P C) 3 n 、 スレ一ブ （P C) 3 n +1 …と、 Xコン トロールュニッ ト 1 I X， 1 2 X…と、 Y コン トロールュニッ ト 1 1 Y, 1 2 Y…等は、 表示系 Bの一 つのュニッ ト、 例えば B 1 用と して設けられており、 図 1に 示した例えば制御ュニッ ト A1 に対応している。

したがって図 1の制御ユニッ ト A2 ， A3 に対応する上 記と同様に構成されたスレーブ （P C )， χ γコン トロール ュニッ ト等が存在しているが、図 3にはその記載が省略され ている。

図 3に示すように、 各 Xコン ト口一ルュ-ッ ト 1 1 X， 1

2 X…は、マ ト リクス状に配設されている多数の表示モジュ —ル 4 0に対し、 X方向 （図中縦方向） に共通配線されてい る複数本の X側配線束毎に、それぞれ対応して接続されてい る。 また各 Yコン トロールュニッ ト 1 1 Y， 1 2 Y…は、 同 じくマ トリクス状に配設されている多数の表示モジュール 4 0に対し、 Y方向 （図中横方向） に共通配線されている複 数本の Y側配線束毎にそれぞれ対応して接続されている。 力 く して上記 Xコン ト口一ルュニッ ト 1 1 X， 1 2 X…お よび Yコン トロ一ルュニッ ト 1 1 Y， 1 2 Υ…は、 マ トリク ス状に配設されている多数の表示モジュール 4 0を二次元 選択し、且つ選択された当該表示モジュール 4 0における発 光制御を行なう二次元選択表示制御手段の主要部を構成し ている。

図 4は表示ュニッ ト Β 1 〜Β 3 における表示画面部の外 観を示す図で、 表示画面部の一部を切り出し、 拡大して示す 正面図である。 この図 4に示すように、 フレキシブルネッ ト

3 0は、 柔軟性を有する例えば合成樹脂製 （好ましくは透光 性を有するもの） の網状部材であり、 その大きさ （面積） が 表示画面領域を形成する大きさとなるように縦幅および横 幅を設定されている。 このフレキシブルネッ ト 3 0には、 発 光制御可能な多数の表示モジュール 4 0がマ トリクス状に 取り付けられている。この表示モジュール 4 0は正方形をな す基板に、 発光素子と して赤， 青， 緑の三原色 L E Dが装着 されたものとなっている。

そして X方向 （本図では横方向） に配列されている各列毎 の表示モジュール 4 0に対しては、複数本の信号線からなる X側配線束 2 0 X-1, 2 0 X-2, …がそれぞれ共通に配線さ れている。

同様に Y方向 （本図では縦方向） に配列されている各行毎 の表示モジュール 4 0に対しては、複数本の信号線からなる Y側配線束 2 0 Y-1, 2 0 Y-2, …がそれぞれ共通に配線さ れている。

図 5及び図 6は表示モジュール 4 0の構造を示す斜視図 であり、 図 5は表面側から見た斜視図、 図 6は裏面側から見 た斜視図である。 図 5及び図 6に示すように、 この表示モジ ユール 4 0は、表面側に位置する正方形状の表示基板 4 1 と、 裏面側に位置する同じく正方形状の配線基板 4 2 と、この一 対の基板同士を各コーナ部で一体的に結合する 4本の結合 ピン 4 3 と、前記表示基板 4 1のほぼ中央部位に設けられ発 光素子である赤， 青， 緑の三原色 L E D 5 3 R, 5 3 G, 5 3 Bを外部に露出させるための窓 4 4 と、前記配線基板 4 2 に装着された上記発光素子を含む発光制御回路 5 0 とから なっている。

配線基板 4 2の裏面には、 Y側配線接続端子 5 0 aおよび X側配線接続端子 5 0 b、 プリ ン ト配線部 5 0 c、 I C回路 部 5 0 dおよび 5 0 eが組み付けられている。発光素子であ る赤， 青， 緑の三原色 L E D 5 3 R, 5 3 G , 5 3 Bは、 配 線基板 4 2の表面側、すなわちプリ ント配線部 5 0 c等が設 けられている面とは反対側の面に装着されており、その発光 部を前述した表示基板 4 1の窓 4 3から外へ露出させてい る。

この表示モジュール 4 0はフレキシブルネッ ト 3 ◦に対 して次のように取付けられている。前記表示基板 4 1 と配線 基板 4 2 とを、フレキシブルネッ ト 3 0の表裏両面に対向配 置する。 そして両基板相互の各コーナ部に設けた取付け孔

(不図示）に対して 4本の結合ピン 4 3を前記フレキシブル ネッ ト 3 0の網目部分を介して貫通させる。こうすることに より、 両基板相互間が一体結合されると同時に、 上記表示モ ジュール 4 0がフレキシブルネッ ト 3 0に固定される。 図 7は表示モジュール 4 0の電気系の構成を示すマ トリ クス配線図である。 図 7に示すように、 X方向 （本図では縦 方向）に配列されている各列毎の各表示モジュール 4 0は、 Bアナログ輝度信号線、 Gアナログ輝度信号線、 Rアナログ 輝度信号線、 +V線、 GND線からなる X側配線束 2 0 X- 1， 2 0 X-2, …に対してそれぞれ共通に配線されている。 同様に Y方向 （本図では横方向） に配列されている各行毎 の表示モジュール 4 0は、 ラッチパルス線、 + V線、 GND 線、 からなる Y側配線束 2 0 Y-1, 2 0 Y-2, …に対してそ れぞれ共通に配線されている。

図 8は表示モジュール 4 0の電気系の構成を示す図で、同 モジュールにおける発光制御回路 5 0の構成を示す図であ る。 図 8に示すように、 発光制御回路 5 0は、 赤， 青， 緑の 三原色に対応したアナ口グサンプル &ホールド回路 5 1 R, 5 1 G , 5 1 Bと、 L E D ドライノく 5 2 と、 赤， 青， 緑の三 原色に対応した L E D 5 3 R， 5 3 G, 5 3 Bと、 電流制限 抵抗 5 4 R, 5 4 G, 5 4 Bと力 らなっている。

「動作」

上記の如く構成された本表示装置は、概ね下記のような表 示動作を行なう。

1 ) 静止画は要求される表示時間に対応して、 また動画は必 要なフ レーム レートに対応して、各表示画素に対応して設け られているスレ一ブ P C内のフレームバッ ファメモリ に逐 次書き込まれる。

2 ) フ レームバッファ レート書き換えが完了した後、 第 1行 目の画素データが、列ァ ドレスに対応する Xコン ト口一ルュ ニッ ト 1 I X， 1 2 X…に対してシリ アル転送される。

3 ) 各 Xコン トロールュ-ッ ト 1 I X， 1 2 X…は、 受け取 つたデータを、列ァ ドレスに対応する画素と しての各表示モ ジュール 4 0の L E D 5 3 R， 5 3 G, 5 3 Bに対するアナ 口グ信号に変換し、各列毎の R G Bバス即ち X側配線束 2 0 X-1, 2 0 X-2, …に出力する。

4 )列ア ドレス全てのアナログ信号の出力完了後において、 Y (行） コン ト口一ルュ二ッ ト 1 1 Y， 1 2 Υ…は第 1行目 のサンプルホールド開始パルス即ちラツチパルスを出力す る。

5 )画素と しての各表示モジュール 4 0はサンプルホールド 用のラツチパルスにより、 R G B列データを保持し、 各 L E Dを該当電圧レベルで発光させ、その状態を次に与えられる サンプリ ング周期まで保持する。

6 ) 第 2行目以降のデータを出力するため、 スレーブ P C内 の行カウンタ一は加算を行ない、 2 ) 以降の動作を繰り返え す。

7 ) フレームバッファーメモリ の最終行まで上記動作は行な われる。

なお、 ビデオ · T Vの画像表示の場合は、 要求されるフレ —ムレ一トは 3 0 フレーム/秒であるから、 1 ) の動作はそ れに対応して行なわれる。 アニメーショ ン表示は、 必要とさ れるアニメーショ ン速度に対応して、 1 ) の動作が行なわれ る。 静止画の場合は、 画面の書き換え要求があるまで、 1 ) の動作は必要とされない。

「作用」

本実施形態の表示装置においては、画素と しての表示モジ ュ一ノレ 4 0が、 フレキシブルネッ ト 3 0 に取り付けられてい る。 したがって表示画面部を任意な姿勢 （方位， 角度） で、 しかも三次元曲面にして設置することが可能である。また指 示基材と して従来のように剛体構造の板状体を用いたもの に比べると、フレキシブルネッ ト 3 0は相当軽量であるので、 表示画面部を大幅に軽量化できる。 したがって表示装置全体 の移動や昇降制御等が著しく容易となる。 さらに画素と して の表示モジュール 4 0を所定の間隔をおいてフレキシブル ネッ ト 3 0に取り付けることにより、表示画面部前方より見 た場合、フレキシブルネッ ト 3 0の隙間から背景が透けて見 えると共に、表示画面部後方から照明等を行なう事が可能と なる。このため本表示装置を舞台用装置と して使用した場合、 舞台効果をより一層高め得る利点を有している。

(変形例）

上述した一実施形態に示された表示装置は、下記の変形例 を含んでいる。

•竹製， 木製、 金属製のフレキシブルネッ トを採用したもの。 •発光素子と して L E D以外の素子を用いたもの。

• 図 2に示す制御システムを、他の一般的な制御手段で実施 可能と したもの。

産業上の利用可能性

本発明に係る表示装置は、支持基材と してフレキシブルネ ッ トを用いているので、 設置現場の状況に応じて、 表示画面 部を任意な設置態様 （設置位置、 設置姿勢等） で設置するこ とが可能であり、 例えば、 表示画面部が三次元曲面を呈する ような態様に設置することも可能となる。また支持基材と し てフレキシブルネッ トを用いていることから、剛体構造の板 状体を支持基材と して用いたものに比べると、表示画面部が 軽量であり設置作業等が簡単である上、移動制御や昇降制御 等をも容易に行なえるものとなる。 さらに画素と しての表示 モジュールを、所定間隔をもつてフレキシブルネッ トに取り 付け得るため、表示画面部の裏側にある背景を透視すること が可能である上、表示画面部の後方から照明等を行なう こと も可能である。 従って舞台用装置と して使用した場合、 舞台 効果を向上させ得るものとなる。かく して本発明の表示装置 は、たとえば舞台用の大型な画像表示装置やフルカラー電飾 システム等に広く適用可能である。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 網目部分を有するフレキシブルネッ ト と、

このフレキシブルネッ トに画素と して取り付けられる発 光制御可能な表示モジュールと、

を備えたことを特徴とする表示装置。

2 . 前記表示モジュールは、

発光素子を含む発光制御回路を組み付けた配 線基板と、

前記発光素子を露出させるための窓を備えた 表示基板とを、

前記フレキシブルネッ トの表裏両面に対向配置し、且つ両 基板相互間を上記フレキシブルネッ トの網目部分を通して 結合することにより、前記フレキシブルネッ トに取り付けら れることを特徴とする請求項 1 に記載の表示装置。

3 . 前記フレキシブルネッ トは、

柔軟性を有する網状部材で表示画面領域を形成する如く 設けられたものであることを特徴とする請求項 1 に記載の 表示装置。

4 .柔軟性を有する網状部材で表示画面領域を形成する如 く設けられたフレキシブルネッ ト と、

このフレキシブルネッ トにマ ト リ クス状に取り付けられ た発光制御可能な表示モジュールと、

これらの表示モジュールを二次元選択し、且つ選択された 当該表示モジュールの発光制御を行なう二次元選択表示制 御手段と、 を備えたことを特徴とする表示装置。

5. 前記表示モジュールは、

赤， 青， 緑の三原色 L E Dを、 サンプルホ一ルド回路及び L E D ドライバと共に、配線基板上に組み付けたものである ことを特徴とする請求項 4に記載の表示装置。