(57)【要約】【課題】従来のLED映像表示システムでは、ピクセル毎に輝度制御回路出力を必要とし、映像表示システムの規模が大きくなり、ピクセル数が増大するに従い、輝度制御回路、信号配線が複雑かつ膨大なものとなり、映像製作も困難となる。【解決手段】１つの輝度制御回路出力で輝度制御する制御単位を複数のLEDランプで構成するピクセルセットとし、ピクセルセットを構成するLEDランプの配置、形状自体に装飾効果を創出させ、かつ、輝度制御回路とピクセルユニット間にピクセルセットの規模、形状に応じたドライバ回路を付加させることにより、輝度制御回路とピクセルユニットの標準化を図り、それらの組み合わせの自由度を確保させることにより、装飾効果に優れた高度なLED映像表示システムを実現する。 【選択図】 図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のLEDランプと
フレーム周期内での点灯時間幅を制御することにより上記複数個のLEDランプを輝度制御する複数個の輝度制御出力を備えた輝度制御回路とから構成され、
上記複数個のLEDランプは、それぞれが接続される上記各輝度制御出力毎に組分けされ、
かつ、上記LEDランプの組を構成するLEDランプの空間配置そのものが装飾効果を演出していることを特徴とするLED映像表示システム。
【請求項２】
LEDランプの組を構成する各LEDランプの光軸方向が同一ではないことを特徴とする「請求項１」のLED映像表示システム。
【請求項３】
LEDランプの組を構成するLEDランプの個数、配置、発光色、あるいは光軸方向が各組によって異なることを特徴とする「請求項１」あるいは「請求項２」のLED映像表示システム。
【請求項４】
輝度制御出力を受けてLEDランプの組を駆動するドライバ回路を備え、
かつ、それらドライバ回路は駆動するLEDランプの組により駆動能力あるいは駆動回路方式が異なっていることを特徴とする「請求項１」あるいは「請求項２」あるいは「請求項３」のLED映像表示システム。
【請求項５】
複数のLEDランプを上下方向に起伏をもつ線状あるいは面状に連ねて構成される表示画面を備え、
その表示画面上に波頭を移動表示させ、起伏部を上る場合にはその移動速度の上向き速度を減速し、下る場合にはその移動速度の下向き速度を加速していることを特徴とするLED映像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各LEDランプを、フレーム周期内での点灯時間幅を制御することにより輝度制御するLED映像表示システムにおいて、それぞれの空間配置そのものが装飾効果を演出する複数個のLEDランプをまとめて１つの輝度制御回路出力により輝度制御することにより、あるいは、LEDランプの配置が定められたLED映像表示システムにおいて１つの輝度制御回路出力が輝度制御するLEDランプの組を適切に選択することにより新たな装飾効果を創出し、映像製作の効率化、回路、配線の簡略化に寄与することを特徴とする。
【背景技術】
【０００２】
３原色LEDランプより構成されるピクセルをプリント基板上に格子状に配置し、かつ各ピクセルが外部より与えられる輝度データにより輝度制御されるLEDモジュールを用いたフルカラー映像システムは、イベント会場等での大型LEDＴＶなどとして広く実用化されている。
【０００３】
こうした大型LEDＴＶを構成する各ピクセルは、輝度制御を受ける各色LEDランプの集合体であり、矩形平面状の画面上に映像を構成する１画素としての役割を担っている。しかしながら各ピクセルを構成するLEDランプの配置自体に画素としての役割以上の映像効果が期待されているわけではない。即ち、従来の大型LEDＴＶの画面を構成するピクセルは、画面上での各格子点に規則正しく配され、かつ各ピクセルを構成するLEDランプの個数、配置は全てのピクセルにおいて同一であり、通常、同心円状に配置されるなど、ピクセル内の各色ランプが別々に視認されることを防ぐいわゆる混色効果をねらい、できるだけ１カ所に一塊りとなるよう配置される。かつ、全てのLEDランプは画面前方の一定方向（表示画面に垂直方向）に向け光軸が設定されている。
【０００４】
つまり、こうした従来の大型LEDＴＶでは、その画面の大きさ、輝度を確保するため、しばしば、各ピクセルの各３原色について複数個のLEDランプが用いられることもあるものの、各ピクセルを構成するそれら複数個のLEDランプの配置そのものには（全体映像を構成する１画素としての役割以外の）何らの映像効果、装飾効果が期待されているわけではない。
【０００５】
また、もっぱら電飾映像システムとして用いられる従来の連珠状LEDモジュール（特許文献１）では、モジュールを構成する各ピクセルは外部より供給される輝度データを受けて輝度制御され、かつ空間内でその位置、光軸方向に関してピクセルを自由に配置できる特徴を有するものの、３原色LEDランプで構成される各ピクセルは、前記大型LEDＴＶと同様、電飾映像を構成する１画素としての役割を担っているのみであり、１つのピクセルを構成するLEDランプの構成、配置は全てのピクセルについて同一なものとなっている。
【０００６】
なお、白熱豆ランプをひも状に連ねたいわゆるルミチューブをLEDランプに置き換えた、LEDルミチューブは様々な形状に仕立て上げることができる電飾システムとして広く普及している。しかしながら、それらLEDルミチューブは表示部全体を複数の組に区分し、外部データによりそれらの区分けされた組単位で各フレーム周期内での点灯時間幅制御により個別に輝度制御を受けるという基本的機能に欠け、本発明が対象とする映像表示システムではない。
【特許文献１】特開２００４−０７０１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記大型LEDＴＶなど従来のLEDモジュールの各ピクセルを構成するLEDランプは、各種方式の違いはあるものの、基本的にはＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation・・・・１フレーム時間内での点灯時間幅を制御）による輝度制御回路出力を受けて駆動されている。即ち輝度制御回路出力とピクセルは１対１対応となっており、従来のLED映像システムでは、ピクセル数と同数の輝度制御回路出力が備えられ、各ピクセルと輝度制御回路出力とは１対１に接続されている。
【０００８】
これらピクセル、輝度制御回路出力間の配線をどのように行うかは、映像装置を構成する上での大きな課題であり、各ピクセルが平面、かつマトリックス状に配置される大型LEDＴＶの場合にはsource＆sink方式によるダイナミック点灯方式を採用するなどの工夫により配線の簡略化が計られている。
【０００９】
また、大型LEDＴＶの場合には、基本的にはＴＶ映像をそのまま表示させるという方式を導入することで、全てのピクセルを独立に輝度制御出来る機能をことさら意識しなくても、ＴＶカメラ、パソコン等により容易に映像生成を行うことが出来る。すなわち、映像製作上、各画素（ピクセル）を構成するLEDランプの個数、配置等がことさら意識されることはない。
【００１０】
一方、ピクセルを空間内に自由に配置して構成するいわゆる電飾システムの場合、上記従来の大型LEDＴＶと同様にピクセル単位で輝度制御するについては、ピクセル数だけの輝度制御回路出力を用意しなければならないという基本的問題以外に、ピクセルが平面、マトリックス状に配置されているとは限らないことから、輝度制御回路出力とピクセル間を結ぶ配線が容易ではないこと、また、各ピクセルを独立に輝度制御させるという高度な機能を実現させたとしても、電飾システムの空間形状に見合った電飾映像は、矩形平面画面を前提として作成されるＴＶ映像等をそのまま利用することはできず、所詮１つ１つ手作りする必要があり、そうした高度な輝度制御機能を映像作成面で十分活用することが困難であることの問題を抱えている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、電飾システムを設計、構築する際の従来から用いられてきた２つの基本的手順・・・所定の空間内へのピクセル配置とそれらのピクセルの輝度制御（映像製作）・・・に対して、もう１つの新たな手順・・・１つの輝度制御出力が輝度制御対象とするピクセル群の設定、選定、配置設計・・・を設けていることを特徴とする。  即ち、本発明によるLED映像システムでは１つの輝度制御回路出力は複数個のピクセルを同時に駆動する（以下１つの輝度制御回路出力により駆動されるピクセル群をピクセルセットと呼ぶ）ことが前提となっている。それらのピクセルセットは、それぞれの空間的配置自体が装飾効果を演出するよう予め空間配置が決定されているLEDランプ群により構成されるピクセルセットから選ぶ、あるいはピクセル配置が完了している電飾システムのピクセル群を適切に区分け、選択することにより設定される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるLED映像システムでは、１つの輝度制御回路出力により輝度制御されるのは複数のLEDランプで構成されるピクセルセット単位であり、１つ１つのピクセルを独立に駆動する場合に比べ、輝度制御回路、およびそれに付随する信号配線回路を大幅に簡略化することができる。
この場合、ピクセルセット内の個々のLEDランプを独立に輝度制御することはできなくなり、表示の自由度は制限されるものの、１つの輝度制御出力により制御されるピクセルセットを従来の単なる”ＬＥＤランプの塊”でなく、それ自体が、装飾効果の大きいまとまりある形状、大きさとすることにより、新たな装飾効果を創出することができる。
【００１３】
また、輝度制御の単位をLEDランプ単体でなく、形状配置自体に装飾的意味をもつLEDランプの集合体とすることにより、それらで構成されるLED電飾システムの映像製作の効率を向上させることが可能となる。（この映像製作の効率化は、音楽の世界で、全ての音を自由に発することができる音響発生装置から成るオーケストラの作曲より、発生できる音が、音楽的に価値のある音色、音階に予め限定された”楽器”から構成されているオーケストラの方が良い音楽を効率的に作曲できることに例えることができる。）
【００１４】
即ち、電飾システムの全LEDランプを装飾的に意味のある適当な大きさの組（ピクセルセット）に区分けし、これらピクセルセット単位で、予め用意された標準的「色調の時系列」（以下カラーストリームという）を組み合わせることにより、所定の期間に渡るカラー映像を作り出す方が、全てのLEDランプに任意の色調を自由に設定できる環境より、優れた映像をより効率的に作り出すことができる。
【００１５】
この場合、各ピクセルセット内のLEDランプは全て同一色で一体的に色調制御されるため、上記標準的カラーストリームは、ピクセルセットの規模、形状とは関係なく（音楽の世界で音符が楽器の種類に関係なく適応されると同様）全ピクセルセット共通に使用できるものとして予め用意しておくことができる。即ち、これら、標準的カラーストリームをパソコン等で記憶、全ピクセルセットに編集、適応することにより簡単に電飾システム全体の電飾映像を効率的に制作することが可能となる。
【００１６】
上記標準的カラーストリームの例としては、色調、周期、時間幅を指定した点滅、あるいは、ある色調から他の色調に特定の時間幅をもって移行する時間的グラデーションなどである。各ピクセルセット毎に、これらの標準的カラーストリームの詳細（上記色調、時間幅等）とその生起順、タイミングを指定することで電飾システム設置現場においてもパソコン等を用いて容易にその映像表示システムの構成、目的にふさわしい電飾映像を制作することが可能となる。
【実施例１】
【００１７】
「実施例１」は、様々な模様、文字、立体図形等、空間配置自体に装飾効果が期待できる形状に予め加工されているピクセルセットを選択し、空間内の自由な位置、角度に配置して組み上げられる電飾システムに関する。
【００１８】
「図１」はそのようにして構成された電飾システムの例である。予め用意されているピクセルセットの中から英文字型ピクセルセット（Ｐ、ｉ、ｘ・・・）を選択し、楕円状ピクセルセット内に並べている。
【００１９】
図２に示されるように、この電飾システムの輝度制御回路としては、前記連珠状ＬＥＤモジュールが採用されている。図２において、2-a、2-bは連珠状LEDモジュールのランプユニットであり、それらはひも状に連ねられ、制御ユニット2-cに接続される。各ピクセルセットを構成するLEDランプは各色毎に直列に接続され、その一端は連珠状LEDモジュールのランプユニット出力へと接続される。
例えば、図２において、2-g、2-h、2-iはＰ文字型ピクセルセットを構成する赤、青、緑のLEDランプを直列に接続して構成されるLEDランプの組であり、それぞれの組の一端はランプユニット2-eの各色輝度制御出力2-d、2-e、2-fに、ドライバ回路2-ｐ、2-ｑ、2-ｒを介して接続される。  ドライバ回路2-ｐ、2-ｑ,2-ｒ・・・はこの文字型電飾システムのように１つの電飾システムの内に規模、形状の異なるピクセルセットが混在する場合、ピクセルセットとそれを駆動する輝度制御回路出力の間に挿入される。
【００２０】
即ち、これらのドライバ回路に各ピクセルセットに含まれるLEDランプの個数の違いを吸収させ、形状、大きさ、規模の異なるピクセルセットに対して、それぞれに適したドライバ回路を介在させることにより、全てのピクセルユニットを同一規格の輝度制御回路出力に統一的に接続できる効果を生む。
【００２１】
これにより、ピクセルセットは形状、規模にかかわらず、自由に選択、組み合わせることができ、かつ、輝度制御回路（前記連珠状LEDモジュールランプユニット等）、ドライバ、ピクセルセットは部品としてそれぞれ独立に製造、供給され、LED電飾システム設置現場での自由な組み合わせ（例えば文字と装飾図形の組み合わせ等）による設計、製作を可能としている。
【００２２】
この場合、先にも述べた通り、各ピクセルセット内のLEDランプは全て同一色で一体的に色調制御されるため、標準的カラーストリームは、ピクセルセットの規模、形状とは関係なく全ピクセルセット共通に使用できるものとして予め用意しておくことができる。即ち、これら、標準的カラーストリームをパソコン等で記憶、全ピクセルセットに編集、適応することにより簡単に映像表示システム全体の電飾映像を効率的に制作することが可能となる。
【００２３】
なお、予め形状が定められたピクセルセット以外にも、前記連珠状ＬＥＤモジュールと同様、設置現場で個別に形状が設定できる形状的柔軟性を備えたピクセルセットを用意することも、高い装飾効果を備えたＬＥＤ映像表示システムの制作を効率化する上で効果的である。
【実施例２】
【００２４】
本実施例は水の放射流を模し、放物線状にLEDランプを配した放物線ユニット（図５）１２本から構成される噴水型電飾システム（図３）である。
【００２５】
１２本の放物線ユニットを構成する全てのピクセルを個別に輝度制御することも可能であるが、この噴水を模した電飾映像システムの場合、各放物線ユニットには全て同一の水流映像（後述）を表示することとしてもその装飾効果を損なうことはない。
【００２６】
「図４」にその構成が示されるピクセルセットはそうした前提から選ばれている。この図に示されるように、ピクセルセットは、各放物線ユニットにおいて同じ相対位置にあるLEDランプ計１２個をリング状に水平に連ねて構成される。すなわち、全映像システムは径の異なるこうしたリング状ピクセルセットを重ねあわせることにより構成されている。「実施例１」と同様、輝度制御回路としては連珠状LEDモジュールが採用されており、各リング状ピクセルセットを構成するLEDランプは相互に直列に接続され、その一端はその輝度制御回路（ランプユニット）出力に接続される。
【００２７】
輝度制御、色調制御はこのリング状ピクセルセット単位で行われ、全てのLEDランプに対して輝度制御回路（ランプユニット）出力を必要としていた従来の連珠状ＬＥＤモジュール等によるシステム構成と比べ、輝度制御回路（ランプユニット）の数が激減し、信号配線も極めて単純化される。そして機能的には、個別のLEDランプは独立して色調制御できないものの、リング状のピクセルセット単位で時系列的にカラーストリームを設定することができる。そのカラーストリーム生成の観点からは各ピクセルセットは色調制御可能な１ピクセルと等価であることから、「図５」に示される放物線ユニットの各LEDランプにカラーストリームを与える作業と等価なものとなる。即ち１つの放物線ユニットに与えられた映像は、実際の回路でリング状ピクセルセットに適応されると自動的に１２本の放物線ユニットへと拡大表示されることになる。
【００２８】
なお、放物線ユニットを対象とする映像は水の流れを模した水流映像が基本となる。視線に水の流れを感じさせる最も基本的手法は”波頭”を表現することである。”波頭”は時間的に位置を変え、その形状が多少変化したとしても人間の目が、同じものとして追随、認識できる一種のマーカーであり、水泡あるいは水の色の境界（潮目）などとして表現される。
【００２９】
本実施例の場合、上方に向かって放出された水流が頂点に達し再び落下するという噴水の流れをより現実的なものとして実感させるため、放物線ユニットを移動する波頭は、上方に向かうときは垂直方向に負の加速度を、下方に向かうときは垂直方向に正の加速度を持つよう移動早さが調整される。
「図５」は放物線ユニットの一端から一定の初速度、等時間間隔で連続的に放射される波頭の時間断面（特定時刻での各波頭位置）を図示したものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】予め用意されているピクセルセットを組み合わせて構成される電飾システ        ムの例である。
【図２】電飾システムの回路図である。
【図３】噴水型電飾システムの全体図である。
【図４】噴水型電飾システムを構成するピクセルセットを図示している。
【図５】放物線ユニットに表示される波頭の映像例である。
【符号の説明】
【００３１】
2-a・・・ランプユニット
2-b・・・ランプユニット
2-c・・・制御ユニット
2-d・・・ランプユニット輝度制御出力（赤）
2-ｅ・・・ランプユニット輝度制御出力（青）
2-ｆ・・・ランプユニット輝度制御出力（緑）
2-ｇ・・・Ｐ文字型ピクセルセットLEDランプ（赤）
2-ｈ・・・Ｐ文字型ピクセルセットLEDランプ（青）
2-ｉ・・・Ｐ文字型ピクセルセットLEDランプ（緑）
2-ｍ・・・ｉ文字型ピクセルセットLEDランプ（赤）
2-ｎ・・・ｉ文字型ピクセルセットLEDランプ（青）
2-ｏ・・・ｉ文字型ピクセルセットLEDランプ（緑）
2-p、2-q、2-r、2-s、2-t、2-u・・・ドライバ回路
4-ａ・・・リング状ピクセルセット
5-ａ、5-b、5-c、5-d、5-e、5-f、5-g、5-h・・・波頭
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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