(57)【要約】【課題】サイズを容易に拡大／縮小でき、かつ単純な通信プロトコルで動作するタイル式表示装置を提供する。【解決手段】タイル式表示装置８は、画像データ源１４から画像データを受信し、表示のために該画像データをフォーマット設定する表示制御装置１２と、表示画素アレイ、タイル制御装置３２、クロック３３、メモリ３６および通信インタフェースを有する複数の表示タイルと、を含む。複数の表示タイル１０は、１つの表示タイルが表示制御装置１２に接続すると共に通信インタフェースを通して直列にシリーズ接続されており、表示制御装置１２が、画像全体についての画像データを１つの表示タイルまで送り、各表示タイルは表示すべき画像データの一部分を連続的に記憶し、残りの画像データをそのシリーズ中の次の表示タイルまで転送する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）画像データ源から画像データを受信し、該画像データを表示のためにフォーマット設定する表示制御装置と、
ｂ）表示画素アレイ、タイル制御装置、クロック、メモリおよび通信インタフェースを有する複数の表示タイルと、
を備え、
ｃ）前記表示タイルは、複数の該表示タイルのうちの１つが表示制御装置に接続されるようにして、前記通信インタフェースを通して直列にシリーズ接続されており、該表示制御装置は、画像全体についての画像データを前記の１つの表示タイルまで送信し、各前記表示タイルは表示すべき画像データの一部分を連続的に記憶し、残りの画像データを前記のシリーズ中の次の表示タイルへ転送することを特徴とするタイル式表示装置。
【請求項２】
タイル式表示は、直列に接続された複数の表示タイルの２次元アレイを含んでなる請求項１に記載のタイル式表示装置。
【請求項３】
前記表示制御装置は、表示画素アレイと、タイル制御装置と、メモリとを含み、複数の前記表示タイルが、前記表示制御装置を含んで線形アレイの形で配置される請求項１に記載のタイル式表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数のタイルからなるフラットパネル表示システム、より特定的には、表示装置に信号を供給するのに必要な電子システムに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
電子表示システムは、一般にコンピュータからの情報を表示するために使用されている。標準的な表示システムのサイズとしては、モバイルデバイス内で使用される小型表示装置から何千人もの人々が見られる非常に大型の表示装置まである。大型表示装置は時として、より小さな表示デバイスを合わせてタイル張りすることで作り上げられる。例えば、多数のビデオ表示装置を用いたビデオウォールが、電子媒体の中に頻繁に見られ、フラットパネル表示装置がタイル張りされて、より大きな表示装置を作り上げる。大型で高解像度のタイル式表示装置を作り出すために用いられるマルチプロジェクタシステムもまた利用可能である。
【０００３】
各タイルに別々に接続された基本投影ユニットを利用するプロジェクタシステムについては、１９９９年９月２１日付けでＫｒｅｉｔｍａｎ　ｅｔ　ａｌに対し発行された米国特許第５，９５６，０００号の中で記述されている。その代替設計として、１９９９年３月３０日付けでＳｅｒａｐｈｉｍ　ｅｔ　ａｌに対し発行された米国特許第５，８８９，５６８号では、各タイル式表示ユニットのための個々の制御ラインが、隣接するタイル上での相互接続を通して中央の制御装置に接続されるシステムについて記述している。さらに別の設計は、Ｌｅｗｉｓにより１９９４年８月４日に公表されたＷＯ９４／１７６３７の図８中に例示されており、ここでは、電子制御システムが１またはそれ以上のビデオ入力信号を受信し、入力ビデオ信号をデジタル化し、そのデジタル化した信号を複数のビデオ表示ユニットの各々に提供する。これらの設計の各々において、制御デバイスから各表示タイルまで直接個別に接続される。この種のポイント・ツー・ポイントな接続は、少数のタイルについて効率が良くかつ単純であるが、タイルが多数になると実用的ではなくなる。配線の問題と制御の問題との両方が、タイル数の増加すると連続的に増大することから、厄介なものとなる。その上、上記で参照された米国特許第５，８８９，５６８号で記述されている設計は、全てのタイルに共通のバックプレートを必要とし、不良タイルの交換はかなりむずかしい。このため、大型システムの生産およびメンテナンスは、困難かつ高価なものとなる。さらに、記述されている設計は、各々の考えられるシステムサイズについて調整されなくてはならず、容易に拡張または構成することができない。
【０００４】
Ｔｏｍｏｏｋａ　ｅｔ　ａｌ．により２００１年１１月８日に公示された米国特許出願第２００１／００３８３８７Ａ１号は、再設計の必要なしに新しくかつさらに大きい表示装置を収容することのできる表示インタフェースを達成するため共通バス上でのパケット化された通信を利用するタイル式表示装置を開示している。タイル式表示装置内の各表示パネルは、パネル制御チップとこのチップに接続されたパネルメモリが具備されている。図２を参照すると、Ｔｏｍｏｏｋａ　ｅｔ　ａｌ．によって開示されたタイル式表示装置には、画像データ源１４から画像データを受信し、画像データをパケット化しデータパケットを共通バス１３上で複数の表示タイル１０まで伝送する表示制御装置１２が含まれている。
【０００５】
このアプローチに付随する問題点は、タイル式表示装置のサイズが大きくなるにつれて、共通バス上でパケット化された通信を使用することに付随するオーバーヘッドが帯域幅の制限となるということにある。さらに、タイル式アレイ内での共通バスの物理的実現は、共通バスに接続されたタイルの数が増大するにつれて問題の多いものとなる。
【０００６】
従って、上述の問題を克服する改良されたタイル式表示システムに対するニーズが存在する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このニーズは、本発明によれば、画像データ源から画像データを受信し、表示のため該画像データを書式設定するための表示制限装置および直列接続された複数の表示タイルを含み、１つの表示タイルが表示制御装置に接続され、各表示タイルが表示画素アレイと、タイル制御装置とメモリとを含むタイル式表示装置を提供することによって、満たされる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
拡張が可能であり、より大きいサイズのタイルアレイまで容易に拡大され、単一の共通ハードウェア接続デバイスを必要とせず、かつ自己設定できるタイル式表示装置に対しデータ信号を提供するための改良型設計が、単一の制御装置を源とする１つの表示タイルから次の表示タイルまでの直列電子接続の使用を通して提供される。各表示タイルは、２つの隣接タイルに接続され、各隣接タイルと通信する。一連の表示タイルの端部にある表示タイルは、それが接続されている単一の隣接パネルのみと通信することになる。
【０００９】
図１を参照すると、直列接続されたシリーズの表示タイル１０の２次元アレイが通信チャネル１１を通して接続され、タイル式表示装置８を形成する。隣接タイル間の通信チャネルは、従来の直列または並列プロトコルを用いて実現可能である。シリーズ中の最初の表示タイルは、画像データ源１４から画像データを受信する表示制御装置１２に接続されている。画像データ源１４は、当該技術分野において周知であるように、コンピュータハードドライブ、光ディスクといった記憶デバイスであってもよく、またテレビ信号といったようなコミュニケーションギヤへのインタフェースであってもよい。各表示タイル１０は、複数の区分２２へ分割された画像２０の一部分を表示し、これらの各区分２２が表示タイル１０のうちの対応する１つによって表示される。
【００１０】
表示制御装置１２は、表示装置８内の表示タイルの数または配置の如何に拘わらず、画像データをストリームにフォーマット設定し、全体画像２０についての画像データを、該装置１２が接続されている表示タイル１０まで伝送する。第１のタイルによって表示されるべき画像データは、この第１のタイル内のローカルメモリ内に記憶され、残りの画像データは、シリーズ中の次の表示タイルへと転送される。シリーズ中の次の表示タイルは、自らが表示すべき画像データを記憶すると共に、残りの画像データをシリーズ中の次の表示タイルに転送する。シリーズ中の表示タイルが自ら表示することになっている画像データの一部分を受信したときに、その表示タイルは該画像データのその一部分を表示することができる。
【００１１】
図４を参照すると、各表示タイル１０は、表示画素アレイ３０と、タイル制御装置３２と、クロック３３と、隣接する表示タイルとの通信インタフェース３４と、その表示タイルにより表示されるべき画像データの部分を記憶するためのメモリ３６と、を含む。表示画素アレイは、例えば（ＣＲＴまたはマイクロ−ミラーデバイスといったような）プロジェクタ、または（液晶表示装置または電子発光表示パネル例えば有機発光ダイオードＯＬＥＤ表示パネルといったような）フラットパネル表示デバイスにより形成できる。通信インタフェースは、局所記憶装置（例えばＳＲＡＭ、ダブルバッファメモリおよびビデオＲＡＭ）がそうであるように、従来のものである（例えばドライバを伴うレジスタ）。タイル制御装置３２は、画像データのどの部分をメモリ３６内に記憶すべきかを決定し、表示し、メモリからの画像データの表示を制御しかつ表示タイル間の通信を管理するために、従来のデジタルロジックを採用する。
【００１２】
動作中、表示制御装置１２は、画像データ１４から画像データを受信する。この画像データは、表示制御装置１２により、直列データストリームの形にフォーマット設定される。例えば画像画素は行の中に逐次的にその順序が決定され、さらにそれらの行が逐次的に順序づけされる。画像画素の行は、一連の表示タイルに沿って移行させられる。各表示タイルは、自らが担当すべき画像データの部分を記憶し、残りの画像データがあればそれをシリーズ中の次の表示タイルへと転送する。かくして図１に示す例では、シリーズ中の最初の表示タイルは、画像データの右下側部分以外の全てを、次の表示タイルへと移行させることになる。タイル制御装置３２は、局所的に記憶すべき画像の部分を計算し、その画像サイズ、表示サイズおよび表示構成に応じて、拡大、縮小、トリミングなどに関する適切な処理を行うように、プログラミングされている。
【００１３】
一実施形態においては、メモリ３６は、現在伝送中である画像の部分のみ、例えば、ラインの一部分のみを格納する。次のラインが受信されたときに、表示すべきラインの一部分は、メモリ３６内に先に記憶されていた部分と置き換わる。あるいは、各表示タイル１０上のメモリ３６は、全画像の完全な部分２２を記憶するのに充分大きいものとする。当該技術分野において周知である画像メモリ回路（例えばビデオＲＡＭ）がこの役目を果たすのに利用される。さらに、１つの画像部分が伝送されている間にもう１つの画像部分をローカルメモリから表示させるように画像データをダブルバッファすることができる充分大きなローカルメモリ３６とすることができる。いずれの実施形態についても、周知のダブルバッファ技術を利用することができる。ダブルバッファは、ローカルストレージの役割を増大させるがその一方で、表示タイル間の通信データ速度を低減させる。
【００１４】
画像データを伝送するに先立ち、各タイル制御装置３２が表示装置８を操作するのに必要な情報の全てを、表示制御装置１２に入力し、そしてこの表示制御装置１２からタイル制御装置３２へと通信することができる。あるいは、予備構成プロトコルにおいて、表示制御装置１２から最初の表示タイルまで、表示すべき画像のサイズについての情報と共に、ゼロカウントを通信することによって、情報の一部を計算することが可能である。このとき、各タイル制御装置３２は、そのカウントを増加させ、表示タイルの全シリーズをカウントし終えるまで、そのカウントを隣接するタイル制御装置に渡す。シリーズ中の最後のタイルは、シリーズ中の次のタイルとの通信を実施できない場合に、それが最後のタイルであることを検知する。このとき、最後のタイルは全カウントを、シリーズを通して表示制御装置１２まで戻す。各タイル制御装置３２は、合計カウントを記憶する。共通のアルゴリズムを用いて、各タイル制御装置３２は次にアレイのサイズおよび構成そしてアレイ内の該装置３２自身の位置を計算し、この位置はその後、画像データ内のその局所的画像部分の場所を判別するために用いられる。一連の表示タイルを通して画像データが送られるときに、タイル制御装置３２は、適切な画像データ部分を記憶しあるいはそのまま転送する。例えば、特定の縦横比および予め定められた通信パターンが与えられていることから、タイル制御装置３２は、表示タイル計数の平方根を計算し、それを、Ｘ、Ｙ値まで四捨五入して構成を決定する。あるいは、表示制御装置１２は、画像部分のサイズおよび場所を計算してその情報を、各表示タイルに通信することができる。この方法は、表示タイルの一次元および２次元アレイの双方に対し適用可能である。画像サイズは、システム管理に必要なその他のあらゆる情報と共に、表示制御装置１２によってタイル制御装置３２に通信される。タイル式表示装置８のサイズは、アレイ内の表示タイルの行または列の数を変えることによって、拡大または縮小可能である。必要な情報を通信および計算するための計算技術は、Ｐｒｅｎｔｉｃｅ　Ｈａｌｌ，　１９９１年に刊行されたＲｏｎａｌｄ　Ｓ．　Ｃｏｋによる「トランスピュータ用の並行プログラム」の中で詳述されている。
【００１５】
一実施形態においては、表示装置８は、通信チャネル１１の通信帯域幅およびメモリ３６のサイズの限界内で、あらゆるサイズの画像を表示することができる。表示タイルは、その構成情報を用いて、表示装置８内のそれらの位置に対応する画像データのサイズおよび場所を計算し、表示装置内のそれらの位置に対応する画像データの部分を記憶し、その他の表示タイルに対応する部分を通信する。画像サイズが表示サイズよりも大きい場合、表示タイル内部の画像の部分は例えば、間引きや抜き取りによって縮小される。画像サイズが表示サイズよりも小さい場合、表示タイル内部の画像部分は、例えば内挿により拡大される。画像をいかに取扱うかについてのある特定の命令が、タイル制御装置３２内に記憶される。一変形実施形態においては、画像のあらゆる縮小または拡大が、画像の伝送に先立ち表示制御装置１２によって実施される。
【００１６】
本発明は、タイル式表示装置８内の大きなタイルアレイに適した単純で拡張可能な設計を提供する。唯一の通信が表示タイル間の局所的なものであることから、通信の同時発生の問題を伴うような大型で長いバスを使う必要性はない。本発明はまた、制限された範囲で、単一表示タイル内の部分的障害にも対処することができる。表示タイルが通信能力をもつものの、個別の画素またはタイル全体を表示できない場合、システムは、画像の一部分が欠如している状態であっても、ひきつづき機能できる。このことは、表示が全くないよりは一部分でもあった方がましであるような状況において有用であろう。通信リンク１１に障害が発生した場合、利用可能な残りの表示タイルを用いて画像を表示するように、システムを再構成することができる。
【００１７】
図５を参照すると、大きな画像サイズを必要とするか、または高いリフレッシュ速度のために高いデータ速度が必要とされる利用分野のための一変形実施形態においては、表示タイル間の局所的通信速度は、きわめて高いものとなる。このような状況下で、本発明は、表示タイルの各行についての行制御装置４２を用いることによって上記の必要性に対処することができる。これらの行制御装置４２は、１つの行制御装置から次の行制御装置への、高データ速度の付加的な通信チャネル４４を有する。第１の行制御装置４６が、画像データ源１４に接続される。動作中、第１の行制御装置４６は、該当する行の画像データを、付随する一連の表示タイルに送り、その他の行の画像データを、同様の要領で動作する次の行制御装置に送る。かくして、画像データは、同様に直列接続されている一連の表示タイル行に分配される。
【００１８】
図６を参照すると、行制御装置４２は、通信インタフェース５２と、直列接続された表示タイル１０の列４０が付随する通信インタフェース１１と、ローカルメモリ５４と、を含む。
【００１９】
前述の実施形態と同様、行制御装置４２およびタイル制御装置３２を動作するために必要とされる全ての情報を、第１の行制御装置４６から通信でき、そうでなければ、表示装置の１つの寸法を決定するため行制御装置間の通信によっておよび第２の寸法を決定するため行内のタイル制御装置を通した通信によって、その情報の一部を計算することができる。これらの寸法は次に、表示アレイ内の行制御装置４２およびタイル制御装置３２の局所的位置を決定し、適切な局所的画像データを通信および記憶することができるように、これらの装置に通信される。タイル式表示装置は、部分的な表示タイル障害に対処するかまたは上述のようにサイズを変更することができる。行制御装置４２、４６にはまた、行内の第１の表示装置として作用する表示タイルを、内蔵することもできる。
【００２０】
本発明は、表示タイル間のオーバラップに容易に適合するように対処する。例えば、投影表示装置は、往々にして較正がむずかしく、タイル間の差異がかなり目につく。これらの差異は、２つのタイルが例えば半輝度で同じデータを各々表示できるようにタイル間で情報をオーバラップさせることによって、軽減できる。各表示タイルは単により大きいローカルデータセットを記憶し、従って構成上は、行または列の局所的カウントに応じて対処する。
【００２１】
図７を参照すると、本発明の好ましい実現においては、表示タイル１０の構成要素（３０、３２、３３、３６）は、回路板６２上に取付けられ、例えばＰｏｌｌａｒｄに対し１９８６年９月２３日に発行された米国特許第４，６１３，２１０号の中で示されているような、表示タイル間に目につく継目なしに表示装置を容易にタイル張りできるようにするために表示装置３０の表面上に取付けられた画像拡張用光ファイバ面板６０およびプラグ６４を含んでいる。表示タイル１０は、ブラケット７２を設けることによって、支持体７０上に取付けられている。支持体は、プラグ６４を収容するためのソケットアレイ７４を含む。ソケット７４を直列に接続するため、支持体７０上に通信リンク１１が具備されている。表示制御装置１２もまた支持体７０上に設けられ、第１のソケットに直列接続されている。
【００２２】
好ましい一実施形態においては、本発明は、１９８８年９月６日付けでＴａｎｇ　ｅｔ　ａｌに対して発行された米国特許第４，７６９，２９２号および１９９１年１０月２９日付けでＶａｎＳｌｙｋｅ　ｅｔ　ａｌに対して発行された米国特許第５，０６１，５６９号の中で（ただしこれらに制限されるわけではないが）開示されているような、小さい分子または重合体ＯＬＥＤからなるＯＬＥＤ表示デバイスのタイル張りされたフラットパネルアレイの中で利用される。有機発光表示装置の数多くの組合せおよび変形形態を用いてかかるデバイスを製造することができる。
【００２３】
本発明は、共通の制御装置から各表示デバイスに直接接続されたハードウェアデバイスまたはポイント・ツー・ポイントの通信を必要としない、タイル式表示装置システムにおける分配および表示のための自己構成機構を提供する。こうして表示システムの堅牢性および柔軟性は増大し、通信上の問題は減少する。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、タイル式表示装置のサイズがより容易に拡大縮小され、さらに単純な通信プロトコルを有し、実現のためにクロック信号または共通バス構造を必要としないという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるタイル間の直列データ通信で動作するタイル式表示装置の概略図である。
【図２】共通バス上での表示装置のタイルに対する並列画像データ通信で動作する従来技術のタイル式表示装置の概略図である。
【図３】図１および図２の表示装置によって生成されるタイル式画像を示す概略図である。
【図４】本発明で利用される表示タイルを示す概略ブロック図である。
【図５】本発明の一変形実施形態によるタイル式表示装置の概略図である。
【図６】図５で使用される行制御装置の概略図である。
【図７】本発明の一実施形態によるタイル式表示装置の側面図である。
【符号の説明】
８…タイル式表示装置
１０…表示タイル
１１…通信チャネル
１２…表示制御装置
１４…画像データ源
２０…画像
３０…表示画素
３２…タイル制御装置
３３…クロック
３４…通信インタフェース
３６…メモリ
４０…行
４２…行制御装置
４４…通信チャネル
４６…第１の行制御装置
５２…通信インタフェース
５４…ローカルメモリ
６０…画像拡張用光ファイバ面板
６２…回路板
６４…プラグ
７０…支持体
７２…ブラケット
７４…ソケット
【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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【図６】
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【図７】
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