(57)【要約】【課題】画像を読み取る場合、複数の発光ダイオードの配列長さに合わせたサイズの画像を用意しなければならないなどの問題点を解決し、これにより、使い易い残像表示装置を得ること。【解決手段】本願の１つの発明では、読取制御手段および生成手段は、複数の発光ダイオードの内の一部の発光ダイオードで読み取った画像を拡大した二次元の残像データを生成する（ＳＴ１６，ＳＴ２０）。そして、発光制御手段は、この拡大した二次元の残像データで、複数の発光ダイオードを発光制御する。【選択図】  図６
2004333542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略棒形状のハウジングと、
上記ハウジングの長手方向沿って配列される複数個の発光ダイオードと、
上記複数個の発光ダイオードを個別に発光させることができる発光手段と、
上記複数個の発光ダイオードの中の一部の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を出力する受光手段と、
上記受光手段によって上記光起電力あるいはその光起電力に基づく信号が出力される上記発光ダイオードの近傍に位置する上記発光ダイオードを上記発光手段により発光させ、その発光状態において上記発光ダイオードの上記光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を上記受光手段から出力させる読取制御手段と、
上記受光手段から出力される上記少なくとも２つ以上の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号に基づいて、上記複数個の発光ダイオードの二次元の残像データを生成する生成手段と、
上記二次元の残像データを記憶する記憶手段と、
上記ハウジングの振りに合わせて、上記発光手段に、上記記憶手段に記憶されている二次元の残像データに基づいて上記複数個の発光ダイオードを発光させる発光制御手段と、
を有することを特徴とする残像表示装置。
【請求項２】
略棒形状のハウジングと、
上記ハウジングの長手方向沿って配列される複数個の発光ダイオードと、
上記複数個の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を出力する受光手段と、
上記複数個の発光ダイオードの中の一部の発光ダイオードを個別に発光させることができる発光手段と、
上記受光手段によって上記光起電力あるいはその光起電力に基づく信号が出力される上記発光ダイオードの近傍に位置する上記発光ダイオードを上記発光手段により発光させ、その発光状態において上記発光ダイオードの上記光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を上記受光手段から出力させる読取制御手段と、
上記受光手段から出力される上記複数個の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号に基づいて、上記複数個の発光ダイオードの中の一部の発光ダイオードの二次元の残像データを生成する生成手段と、
上記二次元の残像データを記憶する記憶手段と、
上記ハウジングの振りに合わせて、上記発光手段に、上記記憶手段に記憶されている二次元の残像データに基づいて上記複数個の発光ダイオードの中の一部を発光させる発光制御手段と、
を有することを特徴とする残像表示装置。
【請求項３】
略棒形状のハウジングと、
上記ハウジングの長手方向沿って配列される複数個の発光ダイオードと、
上記複数個の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を出力する受光手段と、
上記複数個の発光ダイオードを個別に発光させることができる発光手段と、
上記受光手段によって上記光起電力あるいはその光起電力に基づく信号が出力される上記発光ダイオードの近傍に位置する上記発光ダイオードを上記発光手段により発光させ、その発光状態において上記発光ダイオードの上記光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を上記受光手段から出力させる読取制御手段と、
上記受光手段から出力される上記複数個の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号に基づいて、上記複数個の発光ダイオードの二次元の残像データを生成する生成手段と、
上記二次元の残像データを記憶する記憶手段と、
上記ハウジングの振りに合わせて、上記発光手段に、上記記憶手段に記憶されている二次元の残像データに基づいて上記複数個の発光ダイオードを発光させる発光制御手段と、を有し、
上記発光制御手段は、上記二次元の残像データによる上記複数個の発光ダイオードの発光期間が１／３０秒以下となるように上記発光手段に制御させることを特徴とする残像表示装置。
【請求項４】
前記ハウジングの振り方向が変化したことを検出する検出手段を設け、
前記発光制御手段は、上記検出手段による検出がされたときを基準として、前記二次元の残像データによる前記複数個の発光ダイオードの発光が終了してから上記検出手段による検出がなされるまでの時間と同じ時間だけ遅れた時間から、前記二次元の残像データによる前記複数個の発光ダイオードの発光を開始することを特徴とする請求項３記載の残像表示装置。
【請求項５】
略棒形状のハウジングと、
上記ハウジングの長手方向沿って配列される複数個の発光ダイオードと、
上記複数個の発光ダイオードとは上記ハウジングの裏側となる部位において、上記ハウジングの長手方向沿って配列される複数個の背面発光ダイオードと、
上記複数個の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を出力する受光手段と、
上記複数個の発光ダイオードおよび上記複数個の背面発光ダイオードを個別に発光させることができる発光手段と、
上記受光手段によって上記光起電力あるいはその光起電力に基づく信号が出力される上記発光ダイオードの近傍に位置する上記発光ダイオードを上記発光手段により発光させ、その発光状態において上記発光ダイオードの上記光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を上記受光手段から出力させる読取制御手段と、
上記受光手段から出力される上記複数個の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号に基づいて、上記複数個の発光ダイオードの中の二次元の残像データを生成する生成手段と、
上記二次元の残像データを記憶する記憶手段と、
上記ハウジングの振りに合わせて、上記発光手段に、上記記憶手段に記憶されている二次元の残像データに基づいて上記複数個の発光ダイオードおよび上記複数個の背面発光ダイオードを発光させる発光制御手段と、
を有することを特徴とする残像表示装置。
【請求項６】
略棒形状のハウジングと、
上記ハウジングの長手方向沿って配列される複数個の発光ダイオードと、
上記複数個の発光ダイオードのそれぞれと対応付けて配列され、上記複数個の発光ダイオードとは異なる色に発光する複数個の発光ダイオードと同数の異色発光ダイオードと、
上記複数個の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を出力する受光手段と、
上記複数個の発光ダイオードおよび上記複数個の異色発光ダイオードを個別に発光させることができる発光手段と、
上記受光手段によって上記光起電力あるいはその光起電力に基づく信号が出力される上記発光ダイオードの近傍に位置する上記発光ダイオードを発光させ、その発光状態において上記発光ダイオードの上記光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を上記受光手段から出力させる読取制御手段と、
上記受光手段から出力される上記複数個の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号に基づいて、上記複数個の発光ダイオードの中の二次元の残像データを生成する生成手段と、
上記二次元の残像データを記憶する記憶手段と、
上記ハウジングの振りに合わせて、上記発光手段に、上記記憶手段に記憶されている二次元の残像データに基づいて上記複数個の発光ダイオードを発光させ、且つ、上記発光ダイオードを発光させない場合にはそれに対応する上記異色発光ダイオードを発光させる発光制御手段と、
を有することを特徴とする残像表示装置。
【請求項７】
前記読取制御手段は、読み取りをする前記発光ダイオードの近傍に位置する前記発光ダイオードを発光させる替わりに、前記異色発光ダイオードを発光させ、その光の反射光を発光ダイオードで受光させることを特徴とする請求項６記載の残像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオードを発光させる残像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１には、画像読み取り機能を備えたスキャン式表示装置が開示されている。このスキャン式表示装置は、発光セルアレイと、受光素子とを有する。発光セルアレイは、直線状に配列された多数の発光セルで構成されている。そして、各発光セルから出射して遮蔽物の表面で反射した光が受光素子に入射する。各発光セルを１個づつ順番に点灯させながら受光素子の出力を読み取る。これにより、画像を読み取ることができる。また、このスキャン式表示装置は、メモリに格納されている画像データを所定量づつ順番に読み出して、そのデータに従って発光セルアレイを点滅駆動することで、残像効果によって面の画像が見えるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−９７９６９号公報（実施例、図面）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような特許文献１に開示される従来の残像表示装置には、以下のような各種の問題点がある。
【０００５】
第一に、従来の残像表示装置では、発光セルを順番に発光させて画像の読取処理を行う場合、読み取る画像は、発光セルの配列のサイズに合わせなければならない。つまり、複数の発光セルの配列長さに合わせたサイズの画像を用意しなければならない。
【０００６】
第二に、従来の残像表示装置では、発光セルを用いて読取処理を行う場合、その読み取った画像が残像として表示されるようにすることが難しい。しかも、読み取る画像のサイズが、残像として表示されるサイズ以下にならないといけない。
【０００７】
第三に、従来の残像表示装置では、一列に配列された発光セルアレイが対象に向けて発光させられる。そのため、残像表示装置を手に持って振っている人にとっては発光状態が見えず、所望の状態で画像が表示されているのかを確認することができない。
【０００８】
第四に、従来の残像表示装置では、文字や画像などの表示をさせたい部分のみが点灯する。そのため、たとえば線画や文字などを読み取らせた場合に、点灯しない背景部分が多くなる一方、点灯部分が全体的に少な目になる。その結果、線画や文字などを表示した場合に、観察者は、どのような画像が表示されているのかを認識しづらくなる。特に、ユーザの後ろ側が少しでも明るいと、その背景の明るさによって画像が目立たなくなってしまうので、画像を認識しづらいことがある。
【０００９】
本発明は、以上のような課題に鑑みなされたものであり、複数の発光ダイオードを用いた従来の残像表示装置における各種の問題点を解決し、これにより従来の残像表示装置よりも使い易い残像表示装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る残像表示装置は、略棒形状のハウジングと、ハウジングの長手方向沿って配列される複数個の発光ダイオードと、複数個の発光ダイオードを個別に発光させることができる発光手段と、複数個の発光ダイオードの中の一部の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を出力する受光手段と、受光手段によって光起電力あるいはその光起電力に基づく信号が出力される発光ダイオードの近傍に位置する発光ダイオードを発光手段により発光させ、その発光状態において発光ダイオードの光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を受光手段から出力させる読取制御手段と、受光手段から出力される少なくとも２つ以上の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号に基づいて、複数個の発光ダイオードの二次元の残像データを生成する生成手段と、二次元の残像データを記憶する記憶手段と、ハウジングの振りに合わせて、発光手段に、記憶手段に記憶されている二次元の残像データに基づいて複数個の発光ダイオードを発光させる発光制御手段と、を有するものである。
【００１１】
この構成を採用すれば、読取制御手段が、受光手段に、複数個の発光ダイオードの中の一部の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を出力させ、生成手段が、この受光手段から出力される少なくとも２つ以上の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号に基づいて、複数個の発光ダイオードの二次元の残像データを生成する。そして、発光制御手段は、二次元の残像データに基づいて複数個の発光ダイオードを発光させる。したがって、複数個の発光ダイオードの中の一部の発光ダイオードで画像を読み取って、その画像を複数個の発光ダイオードで拡大して発光することができる。
【００１２】
本発明に係る他の残像表示装置は、略棒形状のハウジングと、ハウジングの長手方向沿って配列される複数個の発光ダイオードと、複数個の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を出力する受光手段と、複数個の発光ダイオードの中の一部の発光ダイオードを個別に発光させることができる発光手段と、受光手段によって光起電力あるいはその光起電力に基づく信号が出力される発光ダイオードの近傍に位置する発光ダイオードを発光手段により発光させ、その発光状態において発光ダイオードの光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を受光手段から出力させる読取制御手段と、受光手段から出力される複数個の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号に基づいて、複数個の発光ダイオードの中の一部の発光ダイオードの二次元の残像データを生成する生成手段と、二次元の残像データを記憶する記憶手段と、ハウジングの振りに合わせて、発光手段に、記憶手段に記憶されている二次元の残像データに基づいて複数個の発光ダイオードの中の一部を発光させる発光制御手段と、を有するものである。
【００１３】
この構成を採用すれば、読取制御手段が、受光手段に、複数個の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を出力させ、生成手段が、この受光手段から出力される少なくとも２つ以上の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号に基づいて、複数個の発光ダイオードの中の一部の発光ダイオードの二次元の残像データを生成する。そして、発光制御手段は、二次元の残像データに基づいて複数個の発光ダイオードの中の一部の発光ダイオードを発光させる。したがって、複数個の発光ダイオードで画像を読み取って、その画像を複数個の発光ダイオードの中の一部の発光ダイオードで縮小して発光することができる。
【００１４】
本発明に係るさらに他の残像表示装置は、略棒形状のハウジングと、ハウジングの長手方向沿って配列される複数個の発光ダイオードと、複数個の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を出力する受光手段と、複数個の発光ダイオードを個別に発光させることができる発光手段と、受光手段によって光起電力あるいはその光起電力に基づく信号が出力される発光ダイオードの近傍に位置する発光ダイオードを発光手段により発光させ、その発光状態において発光ダイオードの光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を受光手段から出力させる読取制御手段と、受光手段から出力される複数個の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号に基づいて、複数個の発光ダイオードの二次元の残像データを生成する生成手段と、二次元の残像データを記憶する記憶手段と、ハウジングの振りに合わせて、発光手段に、記憶手段に記憶されている二次元の残像データに基づいて複数個の発光ダイオードを発光させる発光制御手段と、を有し、発光制御手段が、二次元の残像データによる複数個の発光ダイオードの発光期間が１／３０秒以下となるように発光手段に制御させるものである。
【００１５】
この構成を採用すれば、画像のサイズにかかわらず、その全体が１／３０秒以下にて表示される。したがって、画像の全体が１つの残像として認識されることになる。
【００１６】
本発明に係るさらに他の残像表示装置は、さらに、ハウジングの振り方向が変化したことを検出する検出手段を設け、発光制御手段が、検出手段による検出がされたときを基準として、二次元の残像データによる複数個の発光ダイオードの発光が終了してから検出手段による検出がなされるまでの時間と同じ時間だけ遅れた時間から、二次元の残像データによる複数個の発光ダイオードの発光を開始するものである。
【００１７】
この構成を採用すれば、残像表示装置を往復に繰り返して振ったときには、各振りで形成される残像が空間の略一定の位置に表示されることになる。そのため、画像の全体が１つの残像として認識されることと相俟って、画像を認識し易くなる。
【００１８】
本発明に係るさらに他の残像表示装置は、略棒形状のハウジングと、ハウジングの長手方向沿って配列される複数個の発光ダイオードと、複数個の発光ダイオードとはハウジングの裏側となる部位において、ハウジングの長手方向沿って配列される複数個の背面発光ダイオードと、複数個の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を出力する受光手段と、複数個の発光ダイオードおよび複数個の背面発光ダイオードを個別に発光させることができる発光手段と、受光手段によって光起電力あるいはその光起電力に基づく信号が出力される発光ダイオードの近傍に位置する発光ダイオードを発光手段により発光させ、その発光状態において発光ダイオードの光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を受光手段から出力させる読取制御手段と、受光手段から出力される複数個の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号に基づいて、複数個の発光ダイオードの中の二次元の残像データを生成する生成手段と、二次元の残像データを記憶する記憶手段と、ハウジングの振りに合わせて、発光手段に、記憶手段に記憶されている二次元の残像データに基づいて複数個の発光ダイオードおよび複数個の背面発光ダイオードを発光させる発光制御手段と、を有するものである。
【００１９】
この構成を採用すれば、複数個の発光ダイオードとはハウジングの裏側となる部位に複数個の背面発光ダイオードが設けられ、この複数個の背面発光ダイオードが複数個の発光ダイオードとともに発光制御される。したがって、複数個の発光ダイオードを観察者側に向けた状態でも、複数個の背面発光ダイオードが自分の方に向いているので、この複数個の背面発光ダイオードによる残像を観察することで、表示装置を振っているユーザは、画像がきちんと所望の状態で表示されているのかを確認することができる。
【００２０】
本発明に係るさらに他の残像表示装置は、略棒形状のハウジングと、ハウジングの長手方向沿って配列される複数個の発光ダイオードと、複数個の発光ダイオードのそれぞれと対応付けて配列され、複数個の発光ダイオードとは異なる色に発光する複数個の発光ダイオードと同数の異色発光ダイオードと、複数個の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を出力する受光手段と、複数個の発光ダイオードおよび複数個の異色発光ダイオードを個別に発光させることができる発光手段と、受光手段によって光起電力あるいはその光起電力に基づく信号が出力される発光ダイオードの近傍に位置する発光ダイオードを発光させ、その発光状態において発光ダイオードの光起電力あるいはその光起電力に基づく信号を受光手段から出力させる読取制御手段と、受光手段から出力される複数個の発光ダイオードに発生する光起電力あるいはその光起電力に基づく信号に基づいて、複数個の発光ダイオードの中の二次元の残像データを生成する生成手段と、二次元の残像データを記憶する記憶手段と、ハウジングの振りに合わせて、発光手段に、記憶手段に記憶されている二次元の残像データに基づいて複数個の発光ダイオードを発光させ、且つ、発光ダイオードを発光させない場合にはそれに対応する異色発光ダイオードを発光させる発光制御手段と、を有するものである。
【００２１】
この構成を採用すれば、発光ダイオードが発光しない場合には、それに対応する異色発光ダイオードが発光する。発光ダイオードを発光制御している間は、異色発光ダイオードによって、画像の背景が形成される。したがって、線画や文字などを表示する場合であっても、観察者は、どのような画像が表示されているのかを簡単に認識することができる。特に、ユーザの後ろ側が少し明るい状態であっても、その背景色と、画像の色との違いによって画像を正確に認識することができる。
【００２２】
本発明に係るさらに他の残像表示装置は、さらに、読取制御手段は、読み取りをする発光ダイオードの近傍に位置する発光ダイオードを発光させる替わりに、異色発光ダイオードを発光させ、その光の反射光を発光ダイオードで受光させるものである。
【００２３】
この構成を採用すれば、画像の読み取り時には、発光ダイオードは読み取りだけをすればよくなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態に係る残像表示装置および残像表示方法を、図面に基づいて説明する。残像表示方法は、残像表示装置の動作の一部として説明する。
【００２５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る残像表示装置を側面から見た透視図である。
【００２６】
残像表示装置は、ハウジング１を有する。ハウジング１は、略円柱の細長い棒形状を有する。ハウジング１の長さは、約２０〜６０ｃｍに形成する。ハウジング１の長手方向の一端部には、手で握るためのグリップ部２が形成されている。残像表示装置は、このグリップ部２を手で握った状態で左右に振って使用する。
【００２７】
なお、このグリップ部２の内部に、後述する電池１１が配設される。この電池１１の重さにより、残像表示装置はグリップ部２寄りの重心となる。そのため、グリップ部２を手で持って振ったときに、軽い振り心地を与えることができる。
【００２８】
ハウジング１の長手方向の他端からグリップ部２までの残像表示装置の先端部３には、残像表示装置の長手方向に沿って、複数の発光ダイオード４が一列に配列されている。この複数の発光ダイオード４が配列される側であって各発光ダイオード４の正面（図１では下方側）が、残像表示装置の正面となる。
【００２９】
発光ダイオード４は、アノードがカソードよりも高い電位になることで、内部に電流が流れ、発光する。アノードの電位がカソードの電位よりも高くなればなるほど、大量の電流が流れ、強く発光する。なお、この実施の形態１では、赤色に発光する発光ダイオードを使用する。
【００３０】
なお、発光ダイオード４の光電変換特性は、可逆性を有する。すなわち、発光ダイオード４は、発光していないときに光が入射すると、その光量に応じた電流をアノードからカソードへ流そうとする。この電流が発光ダイオード４内を流れることで、発光ダイオード４には、微小な電圧が励起される。発光ダイオード４は、入射光の光量が多くなればなるほど、大量の電流を流そうとし、その電流が流れることによってアノードとカソードとの間に励起される電圧も大きくなる。
【００３１】
また、発光ダイオード４としては、赤色に発光するもの以外に、緑色に発光するものや、青色に発光するものや、白色に発光するものがある。赤色に発光する発光ダイオード４の替わりに、これらの中のいずれかの色に発光するものを使用してもよい。また、異なる色に発光するもの同士を組み合わせて使用してもよい。
【００３２】
発光ダイオード４とグリップ部２との間には、スタートボタン５が設けられている。ハウジング１の先端部３の背面には、電源スイッチ６と、モード設定スイッチ７と、読取倍率設定スイッチ８と、が配設されている。
【００３３】
スタートボタン５とグリップ部２との間には、ドーナッツ状の円環部材９が配設されている。円環部材９は、円形状の外形と円形状の内形とを有する。円形状の内形の中に、ハウジング１が挿入される。円環部材９は、ハウジング１の周囲で回転することができる。円環部材９の外周は、ハウジング１の外形よりも一回り大きい。
【００３４】
ハウジング１の先端には、円板部材１０が回転可能に配設されている。円板部材１０の外周は、円環部材９の外周と略同じである。つまり、円環部材９の外周は、ハウジング１の外形よりも一回り大きい。
【００３５】
これら円環部材９および円板部材１０が設けられていることで、残像表示装置を机などの上に置いた状態では、これら円環部材９および円板部材１０が、机面などに当接することになる。その載置状態で、ハウジング１またはグリップ部２を手に持って残像表示装置を机の上で移動させると、ハウジング１は、机面と一定の間隔（図１で示す隙間Ｈ）を維持した状態で滑らかに机面を移動することになる。なお、円環部材９の外周および円板部材１０の外周には、凹凸を設けることで梨地状としたり、粘着テープを貼るなどして滑り止めを施しておくとよい。滑り止めを施すことで、机面とこれら円環部材９および円板部材１０との間のすべりをなくしたり、減少させることができ、円環部材９および円板部材１０の回転量が、残像表示装置の机面の移動距離に完全に等しくしたり、略同一とすることができる。
【００３６】
図２は、図１の残像表示装置の内部に配設され、複数個の発光ダイオード４を制御する電気回路を示す回路図である。
【００３７】
残像表示装置の内部に配設される電気回路において、電源スイッチ６は、電池１１のプラス極と電源ライン２１との間に接続される。電池１１のマイナス極は、グランドライン２２に接続される。なお、実際には、電池１１は、その蓄電電力が交換できるように図示外の電池ボックスに収容され、この電池ボックスが電源スイッチ６およびグランドライン２２に接続されている。また、電源スイッチ６は、電池１１のマイナス極とグランドライン２２との間に接続されていてもよい。
【００３８】
電気回路は、マイクロコンピュータ２３を有する。マイクロコンピュータ２３は、中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２４と、記憶手段であるメモリ２５と、タイマ２６と、を有する。
【００３９】
マイクロコンピュータ２３には、検出手段である水銀リレー２７と、スタートボタン５と、モード設定スイッチ７と、読取倍率設定スイッチ８と、ロータリエンコーダ２８と、が接続される。
【００４０】
水銀リレー２７は、水銀を格納するセルと、セルに突出する第一端子と、第一端子と対向する位置においてセルに突出する第二端子と、第一端子と第二端子との間でセルに突出する第三端子と、を有する。水銀リレー２７は、ハウジング１の先端寄りに配設されている。水銀リレー２７は、第一端子と第二端子とを結ぶ方向が、残像表示装置の振り方向に沿った方向となる姿勢で配設される。これにより、たとえば残像表示装置を正面から見て右から左に振ったときに第一端子と第三端子とが水銀によって導通するものとすると、残像表示装置を正面から見て左から右に振ったときには、第二端子と第三端子とが水銀によって導通することになる。第三端子が第一端子および第二端子の中のどちらに導通しているのかを検出することで、マイクロコンピュータ２３は、残像表示装置の振り方向を判別することができる。
【００４１】
なお、この水銀リレー２７に替えて、速度センサ、振り方向センサなどを使用しても良い。振り方向センサは、たとえば、円柱形状の空洞内にボールを収容するとともに、円柱形状の空洞の両端部それぞれに発光素子および受光素子を配設したものである。そして、円柱形状の空洞の軸方向が残像表示装置の振り方向に沿う姿勢で配設すると、残像表示装置を一方から他方へ振ったときには、発光素子からの光が一方側に移動しているボールによって遮断されることで、一方の受光素子から受光信号が得られなくなる。逆に、残像表示装置を他方から一方へ振ったときには、発光素子からの光が他方側に移動しているボールによって遮断されることで、他方の受光素子から受光信号が得られなくなる。この２つの受光素子の中のどちらの受光が遮断されているかを検出することで、マイクロコンピュータ２３は、残像表示装置の振り方向を判別することができる。
【００４２】
スタートボタン５は、その両端がマイクロコンピュータ２３に接続されている。マイクロコンピュータ２３は、このスタートボタン５が接続される２つの端子の間が導通しているか否かを検出することで、スタートボタン５が押されているか否かを検出することができる。
【００４３】
モード設定スイッチ７は、その一端がマイクロコンピュータ２３に接続されている。モード設定スイッチ７の他端は、電源ライン２１に接続されている。また、モード設定スイッチ７の一端とグランドライン２２との間には、抵抗素子２９が接続されている。したがって、モード設定スイッチ７がオン状態になると、マイクロコンピュータ２３には電源ライン２１の電圧、すなわちハイレベルが入力される。モード設定スイッチ７がオフ状態になると、マイクロコンピュータ２３にはグランドライン２２の電圧、すなわちローレベルが入力される。マイクロコンピュータ２３は、このモード設定スイッチ７から入力される電圧のレベルを判定することで、２つのモードを判定することができる。この実施の形態１では、ハイレベルを読取モードとし、ローレベルを発光モードとする。
【００４４】
読取倍率設定スイッチ８は、その一端がマイクロコンピュータ２３に接続されている。読取倍率設定スイッチ８の他端は、電源ライン２１に接続されている。また、読取倍率設定スイッチ８の一端とグランドライン２２との間には、抵抗素子３０が接続されている。したがって、読取倍率設定スイッチ８がオン状態になると、マイクロコンピュータ２３にはハイレベルが入力される。読取倍率設定スイッチ８がオフ状態になると、マイクロコンピュータ２３にはローレベルが入力される。マイクロコンピュータ２３は、この読取倍率設定スイッチ８から入力される電圧のレベルを判定することで、２つのモードを判定することができる。この実施の形態１では、ハイレベルを拡大モードとし、ローレベルを通常モードとする。
【００４５】
ロータリエンコーダ２８は、円板部材１０の回転量を読み取る。円板部材１０の回転量が所定の回転角度になる度に、パルスを出力する。このパルスは、マイクロコンピュータ２３に入力される。したがって、マイクロコンピュータ２３は、入力されるパルスの数をカウントすることで、円板部材１０の回転量を判断することができる。
【００４６】
また、マイクロコンピュータ２３には、マルチプレクサ３１が接続される。マルチプレクサ３１には、複数個の駆動回路３２が接続される。各駆動回路３２は、各発光ダイオード４に接続される。マルチプレクサ３１および駆動回路３２は、発光手段および受光手段として機能する。
【００４７】
図３は、図１中の１組の駆動回路３２と発光ダイオード４とを示す回路図である。
【００４８】
駆動回路３２は、電源ライン２１に接続される第一分圧抵抗素子４１と、第一分圧抵抗素子４１とグランドライン２２との間に接続される第二分圧抵抗素子４２とを有する。発光ダイオード４のカソードは、第一分圧抵抗素子４１と第二分圧抵抗素子４２との間に接続される。発光ダイオード４のアノードには、ＰＮＰトランジスタ４３のコレクタが接続される。ＰＮＰトランジスタ４３のエミッタは、電源ライン２１に接続される。したがって、ＰＮＰトランジスタ４３のベースがローレベルに制御されて、ＰＮＰトランジスタ４３がオン状態になると、ＰＮＰトランジスタ４３から発光ダイオード４へ電流が流れる。この電流で、発光ダイオード４は赤色に発光する。なお、ＰＮＰトランジスタ４３のベースとグランドライン２２との間には、２つの抵抗素子４４，４５が直列に接続されている。
【００４９】
発光ダイオード４のアノードには、さらに、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）４６のゲートが接続される。ＦＥＴ４６のソースと電源ライン２１との間には、負荷抵抗素子４７が接続される。ＦＥＴ４６のドレインとグランドライン２２との間には、抵抗素子４８が接続される。そして、ＦＥＴ４６のゲートには、第二分圧抵抗素子４２の電圧に、発光ダイオード４に発生している電圧が加算された加算電圧が印加される。ＦＥＴ４６には、この加算電圧とグランドライン２２の電圧との電位差に応じた電流が流れる。この電流で、負荷抵抗素子４７に電圧が発生する。したがって、たとえば、発光制御されていない発光ダイオード４に入射する光量が変化することで、発光ダイオード４に発生している電圧が変化すると、その変化に応じた電圧変化が、負荷抵抗素子４７の電圧にも現れる。
【００５０】
マルチプレクサ３１は、図２に示すように、２つのスイッチアレイを有する。
【００５１】
２つのスイッチアレイの中の一方のスイッチアレイは、複数のスイッチ５１で構成されている。複数のスイッチ５１は、それぞれの一方が共通の端子に接続される。共通の端子がマイクロコンピュータ２３のアナログデータをデジタルデータに変換するためのＡＤポートに接続される。一方のスイッチアレイの各スイッチ５１は、各駆動回路３２の負荷抵抗素子４７とＦＥＴ４６のソースとの間に接続される。複数のスイッチ５１は、マイクロコンピュータ２３からの受光切換信号で開閉が制御される。受光切換信号で指定されたスイッチ５１が閉じる。これにより、閉じたスイッチ５１に接続される駆動回路３２の負荷抵抗素子４７の電圧が、マイクロコンピュータ２３のＡＤポートに入力される。なお、この実施の形態１では、一方のスイッチアレイの複数のスイッチ５１は、受光切換信号が入力されないときには、開いているものとする。
【００５２】
２つのスイッチアレイの中の他方のスイッチアレイは、複数のスイッチ５２で構成されている。複数のスイッチ５２は、それぞれの一方が共通の端子に接続される。共通の端子が電源ライン２１に接続される。他方のスイッチアレイの各スイッチ５２は、各駆動回路３２の２つの抵抗素子４４，４５の間に接続される。複数のスイッチ５２は、マイクロコンピュータ２３からの発光切換信号で開閉が制御される。発光切換信号で指定されたスイッチ５２が開く。これにより、開いたスイッチ５２に接続される駆動回路３２ではＰＮＰトランジスタ４３がオン状態となり、発光ダイオード４が発光する。なお、この実施の形態１では、他方のスイッチアレイの複数のスイッチ５２は、発光切換信号が入力されないときには、閉じているものとする。
【００５３】
図４は、図２中のマイクロコンピュータ２３のメモリ２５に記憶されているプログラムおよびデータを示す説明図である。
【００５４】
メモリ２５には、モード制御プログラム６１と、読取制御プログラム６２と、発光制御プログラム６３と、が記憶されている。また、メモリ２５には、二次元の残像データ６４、最小有効列データ６５、最大有効列データ６６、切換時間６７が記憶されている。
【００５５】
次に、以上のように構成される残像表示装置の動作を説明する。
【００５６】
電源スイッチ６がオフ状態からオン状態へ切り替えられると、電池１１の電圧が電源ライン２１に供給される。他方のスイッチアレイの複数のスイッチ５２は閉じているので、複数個の発光ダイオード４は、発光しない。
【００５７】
電源ライン２１から供給される電力で、マイクロコンピュータ２３は起動する。マイクロコンピュータ２３が起動されると、中央処理装置２４は、各種の内部設定を完了した後、モード制御プログラム６１を実行する。これにより、モード制御部が実現される。
【００５８】
図５は、モード制御部による制御処理を示すフローチャートである。
【００５９】
モード制御部は、モード設定スイッチ７から入力される電圧のレベルを判定する（ＳＴ１）。そして、電圧レベルがハイレベルである場合には、読取モードとして、中央処理装置２４に読取制御プログラム６２を実行させる（ＳＴ２）。また、電圧レベルがローレベルである場合には、発光モードとして、中央処理装置２４に発光制御プログラム６３を実行させる（ＳＴ３）。
【００６０】
中央処理装置２４が読取制御プログラム６２を実行することで、読取制御手段および生成手段として機能する読取制御部が実現される。図６は、読取制御部による制御処理を示すフローチャートである。
【００６１】
読取制御部は、二次元の残像データ６４、切換時間６７、最小有効列データ６５および最大有効列データ６６に書き込まれているデータを消去する（ＳＴ１１）。その後、スタートボタン５の押し操作待ち状態になる（ＳＴ１２）。
【００６２】
図７は、残像表示装置に二次元の表示データ７０を残像データ６４として読み取らせる場合の一例を示す説明図である。図７の例では、表示データ７０は、縦長の白色の用紙７１に、文字データ７２として数字の「２」が縦に黒色で印刷されている。そして、この用紙７１と残像表示装置とを、たとえば机面に置く。用紙７１は、数字「２」が印刷されている面を表にして置く。残像表示装置は、用紙７１の横方向の左側に置く。
【００６３】
そして、ユーザは、たとえば読取倍率設定スイッチ８をオフ状態にした後、スタートボタン５を押す。その後、ユーザは、残像表示装置の正面を下向きの姿勢に維持しながら、すなわち複数個の発光ダイオード４が机面と対向する姿勢を維持しながら、残像表示装置を、用紙７１の左端から右端まで移動させる。残像表示装置が用紙７１の右側まで移動したら、スタートボタン５を離す。
【００６４】
スタートボタン５が押されることで、読取制御部は、読取処理を開始する。読取制御部は、一列分の残光像データの読取処理を行う（ＳＴ１３）。
【００６５】
具体的には、たとえば、読取制御部は、まず、図２の一番上の発光ダイオード４に駆動回路３２を介して接続されているスイッチ５１を閉じる受光切換信号を出力するとともに、図２の上から二番目の発光ダイオード４に駆動回路３２を介して接続されているスイッチ５２を閉じる発光切換信号を出力する。これにより、図２の上から二番目の発光ダイオード４は発光する。そして、その光は用紙７１で反射され、図２の一番上の発光ダイオード４により受光される。マイクロコンピュータ２３には、この図２の一番上の発光ダイオード４の受光光量に応じたレベルの電圧が入力される。
【００６６】
発光ダイオード４の受光光量は、用紙７１で反射される反射光量に略比例する。用紙７１の色が白いほど反射光量は多く、黒いほど反射光量は少ない。したがって、マイクロコンピュータ２３に入力される電圧のレベルは、用紙７１の色が白いほど低く、黒いほど高くなる。マイクロコンピュータ２３は、この電圧のレベルと所定の閾値レベルとを比較し、閾値レベルよりも高い電圧が入力されると用紙７１の色が黒であると判定し、二次元の残像データ６４としてメモリ２５に「１」を書き込む。マイクロコンピュータ２３は、閾値レベルよりも低い電圧が入力されると用紙７１の色が白であると判定し、二次元の残像データ６４としてメモリ２５に「０」を書き込む。なお、判定する色とメモリ２５に書き込む値との対応関係は逆であってもよい。所定の閾値レベルは、たとえばメモリ２５に記憶させておけばよい。
【００６７】
図２の一番上の発光ダイオード４の受光光量に基づく値の書込みが終了すると、読取制御部は、図２の上から二番目の発光ダイオード４に駆動回路３２を介して接続されているスイッチ５１を閉じる受光切換信号を出力するとともに、図２の上から三番目の発光ダイオード４に駆動回路３２を介して接続されているスイッチ５２を閉じる発光切換信号を出力する。そして、読取制御部は、図２の上から二番目の発光ダイオード４の受光光量に応じた電圧のレベルと所定の閾値レベルとを比較し、判定した色に対応する値を、二次元の残像データ６４としてメモリ２５に書き込む。
【００６８】
読取制御部は、各発光ダイオード４による受光処理を、すべての発光ダイオード４について行う。これにより、発光ダイオード４と同数の値が、一列分の残光像データとして、メモリ２５に書き込まれる。なお、図２の一番下の発光ダイオード４には、それよりも下側に発光ダイオード４が無い。そのため、図２の一番下の発光ダイオード４で受光する場合には、たとえば、図２の下から二番目の発光ダイオード４を発光させるようにすればよい。
【００６９】
以上のような一列分の残光像データの読取が完了すると、読取制御部は、スタートボタン５が押されたままであるか否かを確認し（ＳＴ１４）、押されたままである場合には、ロータリエンコーダ２８から入力されたパルスの数に基づいて、残像表示装置の列間移動量を判定する（ＳＴ１５）。残像表示装置の列間移動量が所定の移動量以上になると、上述した一列分の残光像データの読取処理を再度実行する（ＳＴ１３）。これにより、メモリ２５には、合計二列分の残光像データが書き込まれる。なお、所定の移動量は、たとえばメモリ２５に記憶させておけばよい。
【００７０】
読取制御部は、スタートボタン５が押されなくなるまで、所定の列間移動量毎に一列分の残光像データの読取処理（ＳＴ１３〜ＳＴ１５）を繰り返す。図７において残像表示装置が用紙７１の右側まで移動した時点でスタートボタン５が離されると、図８に示すような二次元の残像データ６４がメモリ２５に書き込まれることになる。図８に示す例では、二次元の残像データ６４は、第一列から第九列までの９列分の残像データで構成されている。
【００７１】
スタートボタン５が押されなくなると、読取制御部は、読取倍率設定スイッチ８から入力される電圧レベルを読み取り、拡大か否かを判定する（ＳＴ１６）。今回は読取倍率設定スイッチ８がオフ状態になっているので、ローレベルの電圧に基づいて通常モードと判定する。読取制御部は、メモリ２５に記憶されている二次元の残像データ６４に基づいて、最小有効列データ６５、最大有効列データ６６および切換時間６７をメモリ２５に書き込む（ＳＴ１７，ＳＴ１８，ＳＴ１９）。
【００７２】
最小有効列データ６５は、以下の手順で生成することができる。たとえば、読取制御部は、二次元の残像データ６４の第一列から順番に、その列に「１」が含まれているか否かを判定する。そして、読取制御部は、列のデータの中に「１」が初めて含まれる最初の列の列番号を抽出する。読取制御部は、この抽出した列番号を、最小有効列データ６５としてメモリ２５に書き込む。図８の二次元の残像データ６４では、第二列に相当する「２」が、最小有効列データ６５としてメモリ２５に書き込まれる。
【００７３】
最大有効列データ６６は、以下の手順で生成することができる。たとえば、読取制御部は、二次元の残像データ６４の最後の列から順番に、その列に「１」が含まれているか否かを判定する。そして、読取制御部は、列のデータの中に「１」が初めて含まれる列の列番号を抽出する。読取制御部は、この抽出した列番号を、最大有効列データ６６としてメモリ２５に書き込む。図８の二次元の残像データ６４では、第八列に相当する「８」が、最大有効列データ６６としてメモリ２５に書き込まれる。
【００７４】
切換時間６７は、以下の手順で生成することができる。たとえば、読取制御部は、最小有効列データ６５から最大有効列データ６６までの列数を計算する。読取制御部は、次に、３３．３ｍｓ（≒１／３０秒）の表示時間を、その列数で除算する。読取制御部は、その商を切換時間６７としてメモリ２５に書き込む。図８の二次元の残像データ６４では、最小有効列データ６５が第二列、最大有効列データ６６が第八列となっている。列数は、７列である。したがって、たとえば４．７ｍｓ（≒３３．３ｍｓ÷７）が切換時間６７としてメモリ２５に書き込まれる。
【００７５】
次に、図９に示すように、図７の数字よりも小さい数字である文字データ７２Ａを読み取る場合について説明する。なお、この場合も、図６に示すフローチャートに基づいて処理される。このように小さいサイズの画像である表示データ７０Ａを読み取る場合には、予め読取倍率設定スイッチ８をオン状態に設定する。
【００７６】
その後、スタートボタン５が押されると（ＳＴ１２）、読取制御部は、読取処理を開始する。読取制御部は、スタートボタン５が押されなくなるまで、所定の列間移動量毎の一列分の残光像データの読取処理（ＳＴ１３〜ＳＴ１５）を繰り返す。図９において残像表示装置が用紙７１Ａの右側まで移動した時点でスタートボタン５が離されると、図１０に示すように二次元の残像データ６４がメモリ２５に書き込まれることになる。図１０に示す二次元の残像データ６４は、第一列から第五列までの５列分の残像データで構成されている。
【００７７】
スタートボタン５が押されなくなると、読取制御部は、読取倍率設定スイッチ８から入力される電圧レベルを読み取り、拡大か否かを判定する（ＳＴ１６）。今回は読取倍率設定スイッチ８がオン状態になっているので、ハイレベルの電圧に基づいて拡大モードと判定する。読取制御部は、像の拡大処理を実行する（ＳＴ２０）。具体的には、たとえば、読取制御部は、読み取った二次元の残像データ６４の画像としてのサイズを２倍にする処理を行う。画像の面積で言うと４倍となる。
【００７８】
画像サイズを２倍にする処理は、たとえば、以下のような処理で実現できる。読取制御部は、二次元の残像データ６４の最後の列番号を読み取る。ここでは、最後の列番号をｍ（ｍは自然数）とする。読取制御部は、読み取った二次元の残像データ６４の第ｍ列のデータを第（２ｍ−１）列と、第２ｍ列とに書き込む。次に、読取制御部は、読み取った二次元の残像データ６４の第（ｍ−１）列のデータを第（２ｍ−３）列（＝２（ｍ−１）−１）と、第（２ｍ−２）列（＝２（ｍ−１））とに書き込む。このような列データの移動処理を第１列までおこなう。これにより、読み取った二次元の残像データ６４による画像は、列方向に２倍に拡大される。
【００７９】
読取制御部は、次に、二次元の残像データ６４の最後の行番号を読み取る。ここでは、最後の行番号をｎ（ｎは自然数）とする。読取制御部は、読み取った二次元の残像データ６４の第ｎ行のデータを第（２ｎ−１）行と、第２ｎ行とに書き込む。次に、読取制御部は、読み取った二次元の残像データ６４の第（ｎ−１）行のデータを第（２ｎ−３）行（＝２（ｎ−１）−１）と、第（２ｎ−２）行（＝２（ｎ−１））とに書き込む。このような行データの移動処理を第１行までおこなう。これにより、読み取った二次元の残像データ６４による画像は、行方向に２倍に拡大される。
【００８０】
以上の移動処理により、メモリ２５に記憶されている二次元の残像データ６４は、読み取った二次元の残像データ６４に対して、２倍の画像サイズになる。これにより、図１０の残像データ６４に基づいて、図１１に示す二次元の新たな残像データ６４が生成される。図１１に示す二次元の残像データ６４は、図８の二次元の残像データ６４と略同じ画像サイズになっている。
【００８１】
なお、倍率は、たとえば３倍などの他の倍率であってもよい。また、固定的な倍率であっても、ユーザが設定できるようにしてもよい。また、上記説明では、列方向に二倍にした後、行方向において２倍にする処理を行っているが、先に行方向において２倍にした後、列方向において二倍にする処理を行っても同じ二次元の残像データ６４を得ることができる。さらに、上記説明では、単にデータを移動させる処理だけで、拡大した二次元の残像データ６４を得ているが、この移動後の画像においてアウトライン処理や補間処理などの後処理を行っても良い。
【００８２】
読み取った二次元の残像データ６４の画像サイズの拡大処理が完了すると、読取制御部は、メモリ２５に記憶されている拡大された二次元の残像データ６４に基づいて、最小有効列データ６５、最大有効列データ６６および切換時間６７をメモリ２５に書き込む（ＳＴ１７，ＳＴ１８，ＳＴ１９）。図１１の二次元の残像データ６４の場合、最小有効列データ６５は第三列、最大有効列データ６６は第八列、切換時間６７は５．５ｍｓ（≒３３．３ｍｓ÷６）となる。
【００８３】
以上のように、読取制御部の制御によって、メモリ２５には、二次元の残像データ６４と、最小有効列データ６５と、最大有効列データ６６と、切換時間６７とが記憶される。モード設定スイッチ７から入力される電圧レベルがローレベルであると、モード制御部は、発光モードとして、中央処理装置２４に発光制御プログラム６３を実行させる。中央処理装置２４が発光制御プログラム６３を実行することで、発光制御手段として機能する発光制御部が実現される。
【００８４】
図１２は、発光制御部による制御処理を示すフローチャートである。発光制御部は、まず、スタートボタン５の押し操作待ち状態になる（ＳＴ３１）。
【００８５】
図１３は、残像表示装置を用いて残像を表示する使用例を示す図である。ユーザは、スタートボタン５を押してから、残像表示装置のグリップ部２を手で持つ。そして、ユーザは、残像表示装置の正面が自身の正面方向に向いた状態で、残像表示装置を振り始める。ここでは、ユーザは、自身の右手方向から左手方向（図１３の矢示Ａ方向）へ振り始めるものとする。また、ユーザは、Ａ方向へ振った後、逆方向（図１３の矢示Ｂ方向）へ振り、さらに次にＡ方向というように振る方向を交互に反転させることで、所定の振り角度範囲で残像表示装置を往復させる。以下の説明では、メモリ２５には、図８に示す二次元の残像データ６４が記憶されているものとする。
【００８６】
スタートボタン５が押されることで、発光制御部は、発光処理を開始する。発光制御部は、まず、水銀リレー２７の導通状態に基づいて残像表示装置の振り方向を判定する（ＳＴ３２）。振り方向が、ユーザ自身の右手方向から左手方向である場合には、発光制御部は、順発光処理を行う。振り方向が、ユーザ自身の左手方向から右手方向（図１３の矢示Ｂ方向）である場合には、発光制御部は、逆発光処理を行う。
【００８７】
順発光処理は、たとえば、以下のような処理である。発光制御部は、メモリ２５に格納されている最小有効列データ６５を読み込み、最小有効列データ６５の列番号を変数ｘに代入する（ＳＴ３３）。そして、発光制御部は、二次元の残像データ６４の第ｘ列のデータを読み込み、データの値が「１」である行に対応する発光ダイオード４を発光させる発光制御信号を出力する。図８の二次元の残像データ６４では、最小有効列データ６５として第二列が指定されている。したがって、図２において上から第四番目の発光ダイオード４、上から第五番目の発光ダイオード４および上から第１２番目の発光ダイオード４が発光する（ＳＴ３４）。
【００８８】
発光制御部は、タイマ２６の値に基づいて、上記第二列の発光を開始してからの時間Ｔ１が、メモリ２５に記憶されている切換時間６７以上になったか否かを判定する。図８の二次元の残像データ６４では、４．７ｍｓ以上になつたか否かを判定することになる（ＳＴ３５）。第ｘ列の発光期間が４．７ｍｓ以上になったら、発光制御部は、変数ｘの値を１つインクリメントし（ＳＴ３６）、このインクリメントされた変数ｘの値が最大有効列データ６６の列番号を超えているか否かを判定する（ＳＴ３７）。このタイミングでは、ｘの値は、３なので、最大有効列データ６６の列番号（８）よりも小さい。したがって、発光制御部は、二次元の残像データ６４の第三列のデータを読み込み、データの値が「１」である行に対応する発光ダイオード４を発光させる発光制御信号を出力する（ＳＴ３４）。
【００８９】
発光制御部は、インクリメントされた変数ｘの値が最大有効列データ６６の列番号を超えると、二次元の残像データ６４の読出し処理（ＳＴ３４〜ＳＴ３７）を終了する。図８では、変数ｘの値が９になった時点で、読出し処理が終了する。これにより、変数ｘの値が２から９まで変化する３２．９ｍｓ（４．７ｍｓ×７）の間に、二次元の残像データ６４の第二行から第八行までのデータが読み出され、このデータに基づいて複数の発光ダイオード４が発光制御される。その結果、図１３の矢示Ａ方向に１回振ることで図１３に示すように、ユーザの正面側にいる人には、数字の「２」が残像として見える。
【００９０】
二次元の残像データ６４の読出し処理が終了すると、発光制御部は、タイマ２６をリセットする（ＳＴ３８）。その後、反転検出待ち状態となる（ＳＴ３９）。発光制御部は、水銀リレー２７の導通状態を監視する。そして、水銀リレー２７の導通状態に基づいて残像表示装置の振り方向が反転したことを検出したら、つまり残像表示装置の振り方向がユーザ自身の左方向から右方向への方向（図１３の矢示Ｂ方向）へと変化したら、発光制御部は、そのタイミングでのタイマ２６の値を、すなわちタイマリセットされて（ＳＴ３８）から反転を検出するまでの時間Ｔ２をメモリ２５に格納し（ＳＴ４０）、直にタイマ２６をリセットする（ＳＴ４１）。次に、発光制御部は、タイマ２６の値を監視する。そして、タイマ２６の値がメモリ２５に格納したタイマ２６の値である時間Ｔ２以上になったら（ＳＴ４２）、発光制御部は、順発光処理を終了して、逆発光処理を開始する。
【００９１】
逆発光処理は、たとえば、以下のような処理である。発光制御部は、メモリ２５に格納されている最大有効列データ６６を読み込み、最大有効列データ６６の列番号を変数ｘに代入する（ＳＴ４３）。そして、発光制御部は、二次元の残像データ６４の第ｘ列のデータを読み込み、データの値が「１」である行に対応する発光ダイオード４を発光させる発光制御信号を出力する。図８の二次元の残像データ６４では、最大有効列データ６６として第八列が指定されている。したがって、図２において上から第四番目の発光ダイオード４、上から第五番目の発光ダイオード４、上から第六番目の発光ダイオード４および上から第１２番目の発光ダイオード４が発光する（ＳＴ４４）。
【００９２】
発光制御部は、タイマ２６の値に基づいて、上記第八列の発光を開始してからの時間Ｔ３が、メモリ２５に記憶されている切換時間６７以上になったか否かを判定する。図８の二次元の残像データ６４では、４．７ｍｓ以上になつたか否かを判定することになる（ＳＴ４５）。第ｘ列の発光期間が４．７ｍｓ以上になったら、発光制御部は、変数ｘの値を１つデクリメントし（ＳＴ４６）、このデクリメントされた変数ｘの値が最小有効列データ６５の列番号よりも小さいか否かを判定する（ＳＴ４７）。このタイミングでは、ｘの値は、７なので、最小有効列データ６５の列番号「２」よりも大きい。したがって、発光制御部は、二次元の残像データ６４の第七列のデータを読み込み、データの値が「１」である行に対応する発光ダイオード４を発光させる発光制御信号を出力する（ＳＴ４４）。
【００９３】
発光制御部は、デクリメントされた変数ｘの値が最小有効列データ６５の列番号よりも小さくなると、二次元の残像データ６４の読出し処理（ＳＴ４４〜ＳＴ４７）を終了する。図８では、変数ｘの値が１になった時点で、読出し処理が終了する。これにより、変数ｘの値が８から１まで変化する３２．９ｍｓ（４．７ｍｓ×７）の間に、二次元の残像データ６４の第八行から第二行までのデータが読み出され、このデータに基づいて複数の発光ダイオード４が発光制御される。その結果、矢示Ｂ方向に１回振られることで図１３に示すように、ユーザの正面側にいる人には、数字の「２」が残像として見える。
【００９４】
二次元の残像データ６４の読出し処理が終了すると、発光制御部は、タイマ２６をリセットする（ＳＴ４８）。その後、反転検出待ち状態となる（ＳＴ４９）。発光制御部は、水銀リレー２７の導通状態を監視する。そして、水銀リレー２７の導通状態に基づいて残像表示装置の振り方向が反転したことを検出したら、つまり残像表示装置の振り方向がユーザ自身の右方向から左方向への方向へと変化したら、発光制御部は、そのタイミングでのタイマ２６の値を、すなわちタイマリセットされて（ＳＴ４８）から反転を検出するまでの時間Ｔ４をメモリ２５に格納し（ＳＴ５０）、直にタイマ２６をリセットする（ＳＴ５１）。次に、発光制御部は、タイマ２６の値を監視する。そして、タイマ２６の値がメモリ２５に格納したタイマ２６の値である時間Ｔ４以上になったら（ＳＴ５２）、発光制御部は、逆発光処理を終了して、順発光処理を行う。
【００９５】
以上のように、残像表示装置は、ユーザ自身の右方向から左方向（図１３の矢示Ａ方向）へ振ることで、発光制御部が順発光処理（ＳＴ３３〜ＳＴ４２）を行い、且つ、ユーザ自身の左方向から右方向（図１３の矢示Ｂ方向）へ振ることで、発光制御部が逆発光処理（ＳＴ４３〜ＳＴ５２）を行う。したがって、ユーザが、図１３に示すように、残像表示装置をほぼ同じ振り範囲において振り続けることで、発光制御部は、順発光処理と逆発光処理とを交互に実行し、二次元の残像データ６４に基づく残像が繰り返し表示されることになる。
【００９６】
また、この実施の形態１では、複数個の発光ダイオード４の中の一部の発光ダイオード４で画像を読み取り、その読み取った画像を拡大した二次元の残像データ６４を生成する。そして、その拡大した二次元の残像データ６４で、複数個の発光ダイオード４を発光制御する。したがって、複数個の発光ダイオード４の中の一部の発光ダイオード４で画像を読み取って、その画像を複数個の発光ダイオード４で拡大して表示することができる。
【００９７】
さらに、この実施の形態１では、読み取った画像のサイズにかかわらず、画像部分、すなわち発光部分の全体が１／３０秒以下にて表示される。したがって、画像の全体が１つの残像として認識されることになる。しかも、画像を表示し終わってから反転するまでの時間を利用して次の発光開始のタイミングを制御している。そのため、残像表示装置を往復に繰り返して振ったときには、各振りで形成される残像が空間の略一定の位置に表示されることになる。その結果、画像の全体が１つの残像として認識されることと相俟って、画像を認識し易くなる。
【００９８】
なお、図１１に示す二次元の残像データ６４がメモリ２５に格納されている場合には、発光制御部は、３３ｍｓ（≒５．５ｍｓ×６）の間に、二次元の残像データ６４の第三行から第八行までのデータを読み出す。その結果、図８に示す二次元の残像データ６４と同様に、ユーザの正面側にいる人には、数字の「２」を残像として見せることができる。
【００９９】
また、この実施の形態１では、一列分の残光像データの読取処理（ＳＴ１３）において、読取制御部は、上から順番に１つずつ発光ダイオード４を受光状態に制御し、その受光状態にある発光ダイオード４の隣りの発光ダイオード４を発光状態に制御している。この他にもたとえば、図１４に示すように、複数の発光ダイオード４を偶数番目のグループと奇数番目のグループとに分け、偶数番目のグループの発光ダイオード４を受光状態とするとともに奇数番目のグループの発光ダイオード４を発光状態とし、さらに、奇数番目のグループの発光ダイオード４を受光状態とするとともに偶数番目のグループの発光ダイオード４を発光状態とするように制御してもよい。これにより、複数の発光ダイオード４の受光処理をグループ毎に同時に処理することができるので、一列分の残光像データの読取時間を縮めることができる。図１４では、まず、偶数番目のグループの発光ダイオード４を受光状態とし、次に奇数番目のグループの発光ダイオード４を受光状態としている。黒く塗りつぶされたマスは「１」に対応し、白いマスは「０」に対応している。
【０１００】
実施の形態２．
実施の形態２に係る残像表示装置のハードウェア構成は、図１から図３に示す実施の形態１に係る残像表示装置と同じ構成である。したがって、実施の形態２に係る残像表示装置のハードウェア構成を説明するに当たり、図１から図３に示す実施の形態１に係る残像表示装置のハードウェア構成と同一の符号を付すと共にその詳細な説明を省略する。
【０１０１】
なお、この実施の形態２では、読取倍率設定スイッチ８がオン状態であるときには、マイクロコンピュータ２３は、この読取倍率設定スイッチ８から入力される電圧のレベルに基づいて、縮小モードと判定する。読取倍率設定スイッチ８がオフ状態であるときには、マイクロコンピュータ２３は、この読取倍率設定スイッチ８から入力される電圧のレベルに基づいて、通常モードと判定する。
【０１０２】
図１５は、本発明の実施の形態２のマイクロコンピュータ２３のメモリ２５に記憶されているプログラムおよびデータを示す説明図である。メモリ２５には、モード制御プログラム６１と、読取制御プログラム８１と、発光制御プログラム６３と、が記憶されている。また、メモリ２５には、二次元の残像データ６４、最小有効列データ６５、最大有効列データ６６、切換時間６７が記憶されている。
【０１０３】
マイクロコンピュータ２３の中央処理装置２４がモード制御プログラム６１を実行することで、モード制御部が実現される。マイクロコンピュータ２３の中央処理装置２４が読取制御プログラム８１を実行することで、読取制御手段および生成手段として機能する読取制御部が実現される。マイクロコンピュータ２３の中央処理装置２４が発光制御プログラム６３を実行することで、発光制御部が実現される。実施の形態２に係るモード制御部および発光制御部は、実施の形態１に係る同名のものと同じ制御フローを実行する。したがって、実施の形態２では、実施の形態１の同名のプログラムには同一の符号を付すと共にその詳細な説明を省略する。
【０１０４】
図１６は、実施の形態２に係る読取制御部による制御処理を示すフローチャートである。
【０１０５】
読取制御部は、メモリ２５に書き込まれている二次元の残像データ６４、最小有効列データ６５、最大有効列データ６６および切換時間６７の各データを消去する（ＳＴ１１）。その後、スタートボタン５の押し操作待ち状態になる（ＳＴ１２）。
【０１０６】
スタートボタン５が押されることで、読取制御部は、読取処理を開始する。読取制御部は、一列分ずつの残光像データの読取処理を行う（ＳＴ１３〜ＳＴ１５）。スタートボタン５が押されなくなると、読取制御部は、読取倍率設定スイッチ８から入力される電圧レベルを読み取る。今回は読取倍率設定スイッチ８がオン状態になっているので、ハイレベルの電圧に基づいて縮小モードと判定する（ＳＴ６１）。読取制御部は、像の縮小処理を実行する（ＳＴ６２）。具体的には、たとえば、読取制御部は、読み取った二次元の残像データ６４の画像としてのサイズを半分にする処理を行う。画像の面積で言うと１／４倍となる。
【０１０７】
画像サイズを半分にする処理は、たとえば、以下のような処理で実現できる。ここでは、図１１に示す二次元の残像データ６４が、読み取られた場合を例に説明する。図１１に示す二次元の残像データ６４は、１２行×１０列のデータである。以下、この二次元の残像データ６４の各データを個別に示す場合には（ｎ，ｍ）データ（図１１ではｎは１〜１２、ｍは１〜１０の各整数）と記載する。たとえば、（２，３）データと記載した場合には、第二行、第三列のデータを意味する。
【０１０８】
読取制御部は、変数ｘおよびｙに「１」を代入し、（ｘ，ｙ）データ、（ｘ，ｙ＋１）データ、（ｘ＋１，ｙ）データおよび（ｘ＋１，ｙ＋１）データを読み取り、これらの平均値を演算する。平均値が０．５以上である場合には、（ｘ，ｙ）データに「１」を書き込む。平均値が０．５よりも小さい場合には、（ｘ，ｙ）データに「０」を書き込む。具体的には、読取制御部は、最初に、（１，１）データ、（１，２）データ、（２，１）データおよび（２，２）データを読み取り、これらの平均値を演算する。そして、図１１では、読み込んだ４つのデータはすべて「０」なので、平均値は「０」となり、（１，１）データには「０」が書き込まれる。
【０１０９】
次に、読取制御部は、変数ｘに２を加えて、同様の平均値処理を繰り返す。読取制御部は、変数ｘの値が発光ダイオード４の個数あるいは発光ダイオード４の個数に１を加えた値になるまで、繰り返す。これにより、図１０に示す残像データの第一列がメモリ２５に記憶される。
【０１１０】
また、読取制御部は、変数ｙに２を加えて、この一列分を生成する処理を繰り返す。これにより、図１０に示す残像データの第二列がメモリ２５に保存される。読取制御部は、変数ｙの値が読み取った二次元の残像データ６４の最後の列の列番号、あるいは最後の列の列番号に１を加えた値になるまで、繰り返す。これにより、図１０に示す残像データのすべてがメモリ２５に記憶される。
【０１１１】
以上の移動処理により、メモリ２５に記憶されている二次元の残像データ６４は、読み取った二次元の残像データ６４に対して、半分の画像サイズになる。これにより、図７のような大きさの画像に基づいて、図９に示すような大きさの画像と同様な大きさの画像データを読み込んだときと同じサイズのデータを得ることができる。すなわち、図１１に示す大きさの残像データ６４に基づいて、図１０に示す大きさの残像データ６４が生成される。また、上記縮小処理においてデータの書き込みを行わなかったメモリ部分には、すべて「０」を書き込む。これにより、縮小前の残像データがメモリ２５上から消去される。なお、縮小率は、たとえば１／３倍などの他の縮小率であってもよい。また、固定的な縮小率であっても、ユーザが設定できるようにしてもよい。
【０１１２】
読取制御部は、この縮小した二次元の残像データ６４の最小有効列データ６５、最大有効列データ６６、切換時間６７を生成し、メモリ２５に記憶させる（ＳＴ１７，ＳＴ１８，ＳＴ１９）。なお、通常モードの場合の読取制御部の制御フローは、実施の形態１での通常モードと同じであり、説明を省略する。
【０１１３】
そして、発光制御部は、残像表示装置が左右に振られる度に、このように縮小された二次元の残像データ６４に基づいて、複数の発光ダイオード４の発光を制御する。これにより、縮小された二次元の残像データ６４に基づく残像が繰り返しに表示されることになる。
【０１１４】
以上のように、この実施の形態２では、複数個の発光ダイオード４で画像を読み取り、その読み取った画像を縮小した二次元の残像データ６４を生成する。そして、その縮小した二次元の残像データ６４で、複数個の発光ダイオード４の中の一部の発光ダイオード４を発光制御する。したがって、複数個の発光ダイオード４で画像を読み取って、その画像を複数個の発光ダイオード４の中の一部の発光ダイオード４で縮小して発光することができる。なお、複数個の発光ダイオード４の中のどの部分を使用して発光させるかは、自由に選択可能となっている。
【０１１５】
実施の形態３．
図１７は、本発明の実施の形態３に係る残像表示装置を側面から見た透視図である。
【０１１６】
実施の形態３の残像表示装置の先端部３の背面には、正面の複数の発光ダイオード４とは別に、複数の背面発光ダイオード９１が一列に配列されている。なお、背面の複数の発光ダイオード４以外の構成は、実施の形態１の残像表示装置と同じ機能を有するので、実施の形態１と同一の符号を付すと共にその詳細説明を省略する。
【０１１７】
図１８は、図１７の残像表示装置の内部に配設され、正面の複数個の発光ダイオード４と、背面の複数個の背面発光ダイオード９１とを制御する電気回路を示す回路図である。
【０１１８】
マイクロコンピュータ２３には、第二マルチプレクサ９２が接続される。第二マルチプレクサ９２は、１つのスイッチアレイを有する。スイッチアレイは、複数のスイッチ９３で構成されている。複数のスイッチ９３は、それぞれの一方が共通の端子に接続される。この共通の端子は、電源ライン２１に接続されている。各スイッチ９３は、各背面発光ダイオード９１のアノードに接続されている。複数の背面発光ダイオード９１のカソードは、グランドライン２２に接続されている。
【０１１９】
複数のスイッチ９３は、マイクロコンピュータ２３からの背面発光切換信号で開閉が制御される。背面発光切換信号で指定されたスイッチ９３が閉じる。これにより、閉じたスイッチ９３に接続される背面発光ダイオード９１が発光する。なお、この実施の形態３では、第二マルチプレクサ９２の複数のスイッチ９３は、背面発光切換信号が入力されないときには、開いているものとする。
【０１２０】
これ以外の電気回路の構成要素は、実施の形態１の残像表示装置と同じ機能を有するので、実施の形態１と同一の符号を付すと共にその詳細説明を省略する。
【０１２１】
図１９は、図１８中のマイクロコンピュータ２３のメモリ２５に記憶されているプログラムおよびデータを示す説明図である。
【０１２２】
メモリ２５には、モード制御プログラム６１と、読取制御プログラム６２と、発光制御プログラム９４と、が記憶されている。また、メモリ２５には、二次元の残像データ６４、最小有効列データ６５、最大有効列データ６６、切換時間６７が記憶されている。
【０１２３】
マイクロコンピュータ２３の中央処理装置２４がモード制御プログラム６１を実行することで、モード制御部が実現される。マイクロコンピュータ２３の中央処理装置２４が読取制御プログラム６２を実行することで、読取制御部が実現される。マイクロコンピュータ２３の中央処理装置２４が発光制御プログラム９４を実行することで、発光制御手段として機能する発光制御部が実現される。実施の形態３に係るモード制御部および読取制御部は、実施の形態１に係る同名のものと同じ制御フローを実行する。したがって、実施の形態３に係るプログラムや制御フローにおいて、実施の形態１の同名のプログラムや同名のステップには同一の符号を付すと共にその詳細説明を省略する。なお、読取制御部は、実施の形態２の同名のものと同じ制御フローを実行してもよい。
【０１２４】
図２０は、発光制御部による制御処理を示すフローチャートである。発光制御部は、まず、スタートボタン５の押し操作待ち状態になる（ＳＴ３１）。
【０１２５】
スタートボタン５が押されることで、発光制御部は、発光処理を開始する。発光制御部は、まず、水銀リレー２７の導通状態に基づいて残像表示装置の振り方向を判定する（ＳＴ３２）。振り方向が、ユーザ自身の右手方向から左手方向（図１３の矢示Ａ方向）である場合には、発光制御部は、順発光処理を行う。振り方向が、ユーザ自身の左手方向から右手方向（図１３の矢示Ｂ方向）である場合には、発光制御部は、逆発光処理を行う。
【０１２６】
順発光処理において、発光制御部は、変数ｘに初期値として最小有効列データ６５の列番号を代入するとともに、変数ｙに初期値として最大有効列データ６６の列番号を代入する（ＳＴ７１）。その後、発光制御部は、二次元の残像データ６４の第ｘ列のデータを読み込み、データの値が「１」である行に対応する発光ダイオード４を発光させる発光制御信号を出力する。また、発光制御部は、二次元の残像データ６４の第ｙ列のデータを読み込み、データの値が「１」である行に対応する背面発光ダイオード９１を発光させる背面発光制御信号を出力する（ＳＴ７２）。
【０１２７】
発光制御部は、タイマ２６の値に基づいて、上記第ｘ列の発光を開始してからの時間Ｔ１が、メモリ２５に記憶されている切換時間６７以上になったか否かを判定する（ＳＴ３５）。また、発光制御部は、変数ｘの値を１つインクリメントするとともに、変数ｙの値を１つデクリメントする（ＳＴ７３）。そして、このインクリメントされた変数ｘの値が最大有効列データ６６の列番号を超えている場合（ＳＴ３７）には、発光制御部は、二次元の残像データ６４の読出し処理（ＳＴ７２，ＳＴ３５，ＳＴ７３）を終了し、超えていない場合には、変数ｘおよび変数ｙによる発光制御（ＳＴ７２，ＳＴ３５，ＳＴ７３）を繰り返す。
【０１２８】
これにより、残像表示装置がユーザ自身の右手方向から左手方向へ振られることに基づいて、変数ｘの値が最小有効列データ６５の列番号から最大有効列データ６６の列番号を超えるまでに変化する間に、二次元の残像データ６４の最小有効列データ６５の列番号から最大有効列データ６６の列番号までの範囲のデータが一列毎に順番に読み出され、このデータに基づいて複数の発光ダイオード４が発光制御される。その結果、残像表示装置が矢示Ａ方向に振られると図１３に示すように、ユーザの正面側にいる人には、数字の「２」が残像として見える。
【０１２９】
また、変数ｘの値が最小有効列データ６５の列番号から最大有効列データ６６の列番号を超えるまで変化する間に、変数ｙの値は、最大有効列データ６６の列番号から最小有効列データ６５の列番号よりも小さくなるまで変化する。そして、二次元の残像データ６４の最大有効列データ６６の列番号から最小有効列データ６５の列番号までの範囲のデータが一列毎に順番に読み出され、このデータに基づいて複数の背面発光ダイオード９１が発光制御される。その結果、残像表示装置が矢示Ｂ方向に振られると、ユーザの背面側にいる人には、そのユーザを含めて、数字の「２」が残像として見える。すなわち、背面側では、数字の「２」の右から左に向かって順次表示されることとなり、結果として「２」が残像表示される。
【０１３０】
二次元の残像データ６４の読出し処理が終了すると、発光制御部は、タイマ２６をリセットし（ＳＴ３８）、水銀リレー２７の導通状態に基づいて反転を検出し（ＳＴ３９）、その検出したタイミングのタイマ２６の値である時間Ｔ２をメモリ２５に格納する（ＳＴ４０）。また、発光制御部は、タイマ２６をリセットし（ＳＴ４１）、タイマ２６の値がメモリ２５に格納したタイマ２６の値である時間Ｔ２以上になったら、発光制御部は、順発光処理を終了（ＳＴ４２）して、逆発光処理を開始する。
【０１３１】
逆発光処理は、たとえば、以下のような処理である。逆発光処理において、発光制御部は、変数ｘに初期値として最大有効列データ６６の列番号を代入するとともに、変数ｙに初期値として最小有効列データ６５の列番号を代入する（ＳＴ７４）。その後、発光制御部は、二次元の残像データ６４の第ｘ列のデータを読み込み、データの値が「１」である行に対応する発光ダイオード４を発光させる発光制御信号を出力する。また、発光制御部は、二次元の残像データ６４の第ｙ列のデータを読み込み、データの値が「１」である行に対応する背面発光ダイオード９１を発光させる背面発光制御信号を出力する（ＳＴ７５）。
【０１３２】
発光制御部は、タイマ２６の値に基づいて、上記第ｘ列の発光を開始してからの時間Ｔ３が、メモリ２５に記憶されている切換時間６７以上になったか否かを判定する（ＳＴ４５）。また、発光制御部は、変数ｘの値を１つデクリメントするとともに、変数ｙの値を１つインクリメントする（ＳＴ７６）。そして、このデクリメントされた変数ｘの値が最小有効列データ６５の列番号よりも小さくなった場合（ＳＴ４７）には、発光制御部は、二次元の残像データ６４の読出し処理（ＳＴ７５，ＳＴ４５，ＳＴ７６）を終了し、小さくなっていない場合には、変数ｘおよび変数ｙによる発光制御を繰り返す（ＳＴ７５，ＳＴ４５，ＳＴ７６）。
【０１３３】
これにより、残像表示装置がユーザ自身の左手方向から右手方向へ振られることに基づいて、変数ｘの値が最大有効列データ６６の列番号から最小有効列データ６５の列番号よりも小さくなるまでに変化する間に、二次元の残像データ６４の最大有効列データ６６の列番号から最小有効列データ６５の列番号までの範囲のデータが一列毎に順番に読み出され、このデータに基づいて複数の発光ダイオード４が発光制御される。その結果、図１３に示すように、矢示Ｂ方向に振られる間にユーザの正面側にいる人には、数字の「２」が残像として見える。
【０１３４】
また、変数ｘの値が最大有効列データ６６の列番号から最小有効列データ６５の列番号よりも小さくなるまで変化する間に、変数ｙの値は、最小有効列データ６５の列番号から最大有効列データ６６の列番号を超えるまでに変化する。そして、二次元の残像データ６４の最小有効列データ６５の列番号から最大有効列データ６６の列番号までの範囲のデータが一列毎に順番に読み出され、このデータに基づいて複数の背面発光ダイオード９１が発光制御される。その結果、ユーザの背面側にいる人には、そのユーザを含めて、数字の「２」が残像として見える。
【０１３５】
二次元の残像データ６４の読出し処理（ＳＴ７５，ＳＴ４５，ＳＴ７６）が終了すると、発光制御部は、タイマ２６をリセットし（ＳＴ４８）、水銀リレー２７の導通状態に基づいて反転を検出し（ＳＴ４９）、その検出したタイミングのタイマ２６の値である時間Ｔ４をメモリ２５に格納する（ＳＴ５０）。また、発光制御部は、タイマ２６をリセットし（ＳＴ５１）、タイマ２６の値がメモリ２５に格納したタイマ２６の値である時間Ｔ４以上になったら、発光制御部は、逆発光処理を終了（ＳＴ５２）して、順発光処理を開始する。
【０１３６】
以上のように、残像表示装置は、ユーザ自身の右方向から左方向へ振ることで、発光制御部が順発光処理を行い、且つ、ユーザ自身の左方向から右方向へ振ることで、発光制御部が逆発光処理を行う。したがって、ユーザが、図１３に示すように、残像表示装置をほぼ同じ振り範囲において振り続けることで、発光制御部は、順発光処理と逆発光処理とを交互に実行し、二次元の残像データ６４に基づく残像が正面側および背面側に繰り返しに表示されることになる。
【０１３７】
したがって、複数個の発光ダイオード４を観察者側に向けた状態でも、複数個の背面発光ダイオード９１が自分の方に向いているので、この複数個の背面発光ダイオード９１による残像を観察することで、表示装置を振っているユーザは、どのような画像が表示されているのかを確認することができる。
【０１３８】
実施の形態４．
図２１は、本発明の実施の形態４に係る残像表示装置をその先端部３のハウジング１を取り除いた状態を示す斜視図である。
【０１３９】
実施の形態４の残像表示装置の先端部３の正面には、複数の発光ダイオード４とは別に、複数の異色発光ダイオード１０１が一列に配設されている。各異色発光ダイオード１０１は、各発光ダイオード４と１対１対応で設けられている。また、異色発光ダイオード１０１は、青色に発光する。
【０１４０】
残像表示装置の先端部３とグリップ部２との間には、図示外の切換スイッチ１０３が配設されている。
【０１４１】
これ以外の構成は、実施の形態１の残像表示装置と同じ機能を有するので、実施の形態１と同一の符号を付すと共にその詳細説明を省略する。
【０１４２】
図２２は、図２１の残像表示装置の内部に配設され、複数個の発光ダイオード４と、複数個の異色発光ダイオード１０１とを制御する電気回路を示す回路図である。
【０１４３】
他方のスイッチアレイの複数のスイッチ５２には、バッファ１０２がそれぞれ接続されている。各バッファ１０２は、各異色発光ダイオード１０１のアノードに接続されている。複数の異色発光ダイオード１０１のカソードは、切換スイッチ１０３に共通に接続されている。切換スイッチ１０３は、グランドライン２２に接続されている。これ以外の構成は、実施の形態１の残像表示装置と同じ機能を有するので、実施の形態１と同一の符号を付すと共にその詳細説明を省略する。
【０１４４】
図２３は、図２２中のマイクロコンピュータ２３のメモリ２５に記憶されているプログラムおよびデータを示す説明図である。
【０１４５】
メモリ２５には、モード制御プログラム６１と、読取制御プログラム６２と、発光制御プログラム１０４と、が記憶されている。また、メモリ２５には、二次元の残像データ６４、最小有効列データ６５、最大有効列データ６６、切換時間６７が記憶されている。
【０１４６】
マイクロコンピュータ２３の中央処理装置２４がモード制御プログラム６１を実行することで、モード制御部が実現される。マイクロコンピュータ２３の中央処理装置２４が読取制御プログラム６２を実行することで、読取制御部が実現される。マイクロコンピュータ２３の中央処理装置２４が発光制御プログラム１０４を実行することで、発光制御手段として機能する発光制御部が実現される。実施の形態２に係るモード制御部、読取制御部および発光制御部は、実施の形態１に係る同名のものと同じ制御フローを実行する。したがって、実施の形態４に係るプログラムや制御フローにおいて実施の形態１の同名のプログラムや同名のステップには同一の符号を付すと共にその詳細説明を省略する。
【０１４７】
そして、読取制御部は、残像表示装置の振り方向に応じて、メモリ２５に記憶されている二次元の画像データに基づいて、複数の発光ダイオード４を発光させるための発光切換信号を出力する。このとき、発光切換信号で指定された他方のスイッチアレイのスイッチ５２が開く。開いたスイッチ５２に駆動回路３２を介して接続されている発光ダイオード４は、発光する。
【０１４８】
このように発光ダイオード４が発光するとき、開いたスイッチ５２が接続されているバッファ１０２には、ローレベルが入力される。このバッファ１０２は、ローレベルを出力する。したがって、切換スイッチ１０３が閉じていても、異色発光ダイオード１０１は点灯しない。
【０１４９】
逆に、他方のスイッチアレイのスイッチ５２が閉じているとき、閉じたスイッチ５２に駆動回路３２を介して接続されている発光ダイオード４は、点灯しない。このように発光ダイオード４が消灯しているとき、閉じたスイッチ５２が接続されているバッファ１０２には、ハイレベルが入力される。このバッファ１０２は、ハイレベルを出力する。したがって、切換スイッチ１０３が閉じられていると、異色発光ダイオード１０１は点灯する。
【０１５０】
したがって、切換スイッチ１０３を閉じた状態で残像表示装置を振ると、複数の発光ダイオード４が二次元の画像データの「１」に基づいて点灯制御され、複数の異色発光ダイオード１０１が二次元の画像データの「０」に基づいて点灯制御される。
【０１５１】
これにより、複数の発光ダイオード４による残像として形成される画像の輪郭の周囲に、複数の異色発光ダイオード１０１による残像としての背景画像が形成されることになる。
【０１５２】
以上のように、この実施の形態４では、発光ダイオード４が発光しない場合には、それに対応する異色発光ダイオード１０１が発光する。発光ダイオード４を発光制御している間は、異色発光ダイオード１０１によって、画像の背景が形成される。したがって、線画や文字などを表示する場合であっても、観察者は、どのような画像が表示されているのかを簡単に認識することができる。特に、ユーザの後ろ側が少し明るい状態であっても、その背景色と、画像の色との違いによって画像を正確に認識することができる。
【０１５３】
なお、発光ダイオード４と異色発光ダイオード１０１が大きく離れているときは時間差を考慮した発光制御が必要となるが、発光ダイオード４と異色発光ダイオード１０１との距離が離れていないときには、同一列にこれらが存在すると考えて制御することができる。
【０１５４】
実施の形態５．
実施の形態５に係る残像表示装置のハードウェア構成は、実施の形態４に係る残像表示装置と同じ構成である。したがって、実施の形態４に係る残像表示装置のハードウェア構成と同一の符号を付すと共にその詳細説明を省略する。
【０１５５】
図２４は、本発明の実施の形態５のマイクロコンピュータ２３のメモリ２５に記憶されているプログラムおよびデータを示す説明図である。メモリ２５には、モード制御プログラム６１と、読取制御プログラム１１１と、発光制御プログラム１０４と、が記憶されている。また、メモリ２５には、二次元の残像データ６４、最小有効列データ６５、最大有効列データ６６、切換時間６７が記憶されている。
【０１５６】
マイクロコンピュータ２３の中央処理装置２４がモード制御プログラム６１を実行することで、モード制御部が実現される。マイクロコンピュータ２３の中央処理装置２４が読取制御プログラム１１１を実行することで、読取制御手段および生成手段として機能する読取制御部が実現される。マイクロコンピュータ２３の中央処理装置２４が発光制御プログラム１０４を実行することで、発光制御部が実現される。実施の形態５に係るモード制御部および発光制御部は、実施の形態４に係る同名のものと同じ制御フローを実行する。したがって、実施の形態５に係るプログラムや制御フローにおいて、実施の形態４の同名のプログラムや同名のステップには同一の符号を付すと共にその詳細説明を省略する。
【０１５７】
図２５は、読取制御部による制御処理を示すフローチャートである。なお、読み取り処理を実行するときには、切換スイッチ１０３は閉じておく。読取制御部は、メモリ２５に記憶されている二次元の残像データ６４、最小有効列データ６５、最大有効列データ６６および切換時間６７に書き込まれている各データを消去する（ＳＴ１１）。その後、スタートボタン５の押し操作待ち状態になる（ＳＴ１２）。
【０１５８】
スタートボタン５が押されることで、読取制御部は、読取処理を開始する。読取制御部は、一列分ずつ残光像データの読取処理を行う（ＳＴ８１）。具体的には、たとえば、読取制御部は、まず、図２２の一番上の発光ダイオード４に駆動回路３２を介して接続されているスイッチ５１を閉じる受光切換信号を出力するとともに、図２２の上から一番目の異色発光ダイオード１０１に駆動回路３２を介して接続されているスイッチ５２を閉じる発光切換信号を出力する。これにより、図２２の上から一番目の異色発光ダイオード１０１は発光する。そして、その光は用紙７１で反射され、図２２の一番上の発光ダイオード４により受光される。マイクロコンピュータ２３には、この図２２の一番上の発光ダイオード４の受光光量に応じたレベルの電圧が入力される。
【０１５９】
マイクロコンピュータ２３は、この電圧のレベルと所定の閾値レベルとを比較し、閾値レベルよりも高い電圧が入力されると画像の色が黒であると判定し、二次元の残像データ６４としてメモリ２５に「１」を書き込む。マイクロコンピュータ２３は、閾値レベルよりも低い電圧が入力されると画像の色が白であると判定し、二次元の残像データ６４としてメモリ２５に「０」を書き込む。なお、判定する色とメモリ２５に書き込む値との対応関係は逆であってもよい。所定の閾値レベルは、たとえばメモリ２５に記憶させておけばよい。
【０１６０】
図２２の一番上の発光ダイオード４の受光光量に基づく値の書込みが終了すると、読取制御部は、図２２の上から二番目の発光ダイオード４に駆動回路３２を介して接続されているスイッチ５１を閉じる受光切換信号を出力するとともに、図２２の上から二番目の異色発光ダイオード１０１に駆動回路３２を介して接続されているスイッチ５２を閉じる発光切換信号を出力する。そして、読取制御部は、図２２の上から二番目の発光ダイオード４の受光光量に応じた電圧のレベルと所定の閾値レベルとを比較し、判定した色に対応する値を、二次元の残像データ６４としてメモリ２５に書き込む。
【０１６１】
読取制御部は、各発光ダイオード４による受光処理を、すべての発光ダイオード４について行う。これにより、発光ダイオード４と同数の値が、一列分の残光像データとして、メモリ２５に書き込まれる。
【０１６２】
以上のような一列分の残光像データの読取（ＳＴ８１）が完了すると、読取制御部は、スタートボタン５が押されたままであること確認し（ＳＴ１４）、押されたままである場合には、ロータリエンコーダ２８から入力されたパルスの数に基づいて、残像表示装置の列間移動量を判定する（ＳＴ１５）。残像表示装置の列間移動量が所定の移動量以上になると、上述した一列分の残光像データの読取処理（ＳＴ８１）を実行する。これにより、メモリ２５には、二列分の残光像データが書き込まれる。なお、所定の移動量は、たとえばメモリ２５に記憶させておけばよい。
【０１６３】
スタートボタン５が押されなくなると、読取制御部は、読取倍率設定スイッチ８から入力される電圧レベルに基づいて必要に応じて拡大モードを実行する（ＳＴ１６）。その後、読取制御部は、メモリ２５に記憶されている二次元の残像データ６４に基づいて、最小有効列データ６５、最大有効列データ６６、切換時間６７を生成し、メモリ２５に記憶させる（ＳＴ１７，ＳＴ１８，ＳＴ１９）。
【０１６４】
そして、発光制御部は、残像表示装置が左右に振られる度に、メモリ２５に記憶されている二次元の残像データ６４に基づいて、複数の発光ダイオード４の発光を制御する。切換スイッチ１０３が閉じていると、発光ダイオード４が消灯されているときに、異色発光ダイオード１０１は発光する。これにより、複数の発光ダイオード４による残像として形成される画像の輪郭の周囲に、複数の異色発光ダイオード１０１による残像としての背景画像が形成されることになる。
【０１６５】
なお、この実施の形態５では、青色に発光する異色発光ダイオード１０１と赤色に発光する発光ダイオード４とを組み合わせて使用し、青色の発光光を赤色に発光する発光ダイオード４で受光して、画像を読み取っている。
【０１６６】
発光ダイオード４は、基本的に、Ｐ型半導体とＮ型半導体とを接合した構造を有する。Ｐ型半導体がアノードに接続され、Ｎ型半導体がカソードに接続されている。Ｐ型半導体とＮ型半導体との間のエネルギーギャップをＥｇとした場合、下記式１に示す波長λよりも短波長の光がＰ型半導体とＮ型半導体との接合部に入射することで、発光ダイオードに光起電力が生じる。
【０１６７】
λ  ＝  １２４０／Ｅｇ（ｎｍ）  ・・・式１
【０１６８】
赤色に発光する発光ダイオード４では、この波長λは、約６６０ｎｍになる。つまり、赤色に発光する発光ダイオード４は、約６６０ｎｍよりも短波長の光が入射されることで、光起電力を発生することになる。青色に発光する発光ダイオードは、４００〜６００ｎｍの間の波長の光を発する。したがって、青色に発光する異色発光ダイオード１０１の光を、赤色に発光する発光ダイオード４で受光することで、画像を読み取ることができる。逆に、赤色に発光する発光ダイオード４の光を青色に発光する発光ダイオードで読み取ることはできない。
【０１６９】
つまり、受光素子として用いる発光ダイオード４の発光色よりも短い波長の光を発する発光ダイオードを異色発光ダイオード１０１として用いることで、画像を読み取ることができる。発光ダイオードの発光色（可視光の範囲内）には、たとえば、約６６０ｎｍの赤色に発光するもの、約６２０ｎｍの橙色に発光するもの、約５７０ｎｍの黄色に発光するもの、約５６５ｎｍの黄緑色に発光するもの、約４９０ｎｍの青色に発光するもの、白色に発光するものなどがある。白色に発光するものには、純粋に白色を発光するものと、赤、緑、青の三色を組み合わせたものがある。
【０１７０】
したがって、たとえば、発光ダイオード４として赤色に発光するものを使用した場合には、その他のいずれの色に発光するものを異色発光ダイオード１０１として利用しても、画像の読み取りが可能となる。逆に、発光ダイオード４として青色に発光するものを使用した場合には、赤、緑、青の三色を組み合わせた白色に発光するものを異色発光ダイオード１０１との組み合わせでしか、画像の読み取りができない。
【０１７１】
以上のように、この実施の形態５では、異色発光ダイオード１０１を発光させ、その光の反射光を発光ダイオード４で受光させて、画像を読み取る。したがって、画像の読み取り時には、発光ダイオード４は読み取りだけをすればよくなる。
【０１７２】
以上の各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
【０１７３】
上述した各実施の形態では、複数の発光ダイオード４が先端部３の先端からグリップ部２に向かって一列に配置される例を示したが、残像表示装置の軸方向に垂直な平面となるように周面方向に円形状に発光ダイオードを配置し、残像表示装置を軸方向に左右に揺らすように動作させてもよい。その他にも、風船状に残像表示装置を形成し、その罫線方向、また保線方向に発光ダイオードを並べて配置するようにしてもよい。
【０１７４】
上述する各実施の形態では、残像表示装置が棒形状のハウジングを有している。この他にもたとえば、警察官や道路工事の交通誘導員が手にもって使用する点滅ライトや、パトカーや消防車などに載せたり防犯のために設置したりする警光灯、回転灯、信号灯などにも、本発明の構成を適用することができる。そして、これらの発光装置に、任意の画像や文字を像データとして読み込ませて表示させることで、単に点滅したり点灯したりする場合に比べて、それぞれの目的にあったメッセージなどを表示して、より的確で理解し易い指示や表示を簡単に行うことが可能となるとともに変更が容易となる。
【０１７５】
【発明の効果】
本発明では、複数の発光ダイオードを用いた従来の残像表示装置における各種の問題点を解決し、これにより従来の残像表示装置よりも使い易い残像表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る残像表示装置を示す透視図である。
【図２】図１の残像表示装置の内部に配設され、複数個の発光ダイオードを制御する電気回路を示す回路図である。
【図３】図１中の１組の駆動回路と発光ダイオードとを示す回路図である。
【図４】図２中のマイクロコンピュータのメモリに記憶されているプログラムおよびデータを示す説明図である。
【図５】実施の形態１のモード制御部による制御処理を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１の読取制御部による制御処理を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１の残像表示装置に、二次元の表示データを残像データとして読み取らせる場合の一例を示す説明図である。
【図８】図７の画像を読み込んだ場合に、メモリに書き込まれる二次元の残像データを示す図である。
【図９】図７の数字よりも小さい数字を読み取る場合を示す説明図である。
【図１０】図９の画像を読み込んだ場合に、メモリに書き込まれる二次元の残像データを示す図である。
【図１１】図１０の二次元の残像データを拡大した二次元の残像データを示す図である。
【図１２】実施の形態１の発光制御部による制御処理を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態１の残像表示装置を用いて残像を表示する使用例を示す図である。
【図１４】実施の形態１に係る残像表示装置の変形例の説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態２のマイクロコンピュータのメモリに記憶されているプログラムおよびデータを示す説明図である。
【図１６】実施の形態２の読取制御部による制御処理を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施の形態３に係る残像表示装置を示す透視図である。
【図１８】図１７の残像表示装置の内部に配設され、正面の複数個の発光ダイオードと、背面の複数個の背面発光ダイオードとを制御する電気回路を示す回路図である。
【図１９】図１８中のマイクロコンピュータのメモリに記憶されているプログラムおよびデータを示す説明図である。
【図２０】実施の形態３の発光制御部による制御処理を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の実施の形態４に係る残像表示装置を示す透視図である。
【図２２】図２１の残像表示装置の内部に配設され、複数個の発光ダイオードと、複数個の異色発光ダイオードとを制御する電気回路を示す回路図である。
【図２３】図２２中のマイクロコンピュータのメモリに記憶されているプログラムおよびデータを示す説明図である。
【図２４】本発明の実施の形態５のマイクロコンピュータのメモリに記憶されているプログラムおよびデータを示す説明図である。
【図２５】本発明の実施の形態５の読取制御部による制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ハウジング
４  発光ダイオード
３１  マルチプレクサ（発光手段の一部、受光手段の一部）
３２  駆動回路（発光手段の一部、受光手段の一部）
２４  中央処理装置（読取制御手段の一部、生成手段の一部、発光制御手段の一部）
６２，８１，１１１  読取制御プログラム（読取制御手段の一部、生成手段の一部）
６３，９４，１０４  発光制御プログラム（発光制御手段の一部）
６４  二次元の残像データ
２５  メモリ（記憶手段）
２７  水銀リレー（検出手段）
９１  背面発光ダイオード
１０１  異色発光ダイオード
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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