(57)【要約】【課題】多彩な画像表示が可能なスイング式表示装置を提供すること。【解決手段】複数の赤色ＬＥＤ１０Ｒが、第１発光素子はスイング方向に対して略垂直な方向に線状に配列され、さらに、複数の緑色ＬＥＤ１０Ｇが、赤色ＬＥＤ１０Ｒとペアとなるように各赤色ＬＥＤ１０Ｒの近傍にそれぞれ配列される。ＣＰＵは、各赤色ＬＥＤ１０Ｒおよび各緑色ＬＥＤ１０Ｇを所定時間毎に画像データに基づく輝度でそれぞれ発光させる。この結果、この画像データに対応する画像が残像効果によってスイング軌道上に表示される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状に配列された複数の発光素子を有し、装置本体がスイングされるときに当該発光素子を所定時間毎に所定の輝度で発光させることによって、残像効果を利用してスイング軌道上に画像を表示するスイング式表示装置であって、
スイング方向に対して略垂直な方向に線状に配列された、所定の色の光を発する複数の第１発光素子と、
各前記第１発光素子とペアとなるように当該第１発光素子の近傍にそれぞれ配列された、前記第１発光素子とは異なる色の光を発する複数の第２発光素子と、
各前記第１発光素子および各前記第２発光素子を前記所定時間毎に前記画像データに基づく輝度でそれぞれ発光させて、前記スイング軌道上に当該画像データに対応する画像を表示させる制御部とを備える、スイング式表示装置。
【請求項２】
前記所定時間が画像の１画素分の表示時間に相当することを特徴とする、請求項１に記載のスイング式表示装置。
【請求項３】
各ペアを構成する前記第１発光素子および前記第２発光素子が、スイング方向に並んで配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のスイング式表示装置。
【請求項４】
各前記第１発光素子および各前記第２発光素子の発光面を覆うように設置された、当該発光面から出力された光を伝播して当該装置外部に誘導するための、光透過特性を有する材料から成る光ガイドをさらに備え、
前記光ガイドは、各前記第１発光素子および各前記第２発光素子の発光面に面した第１の面と、当該第１の面が面する方向とは逆の方向に面した第２の面とを有し、
前記光ガイドを伝播した光を散乱させるための梨肌加工が前記第２の面の表面に施されていることを特徴とする、請求項１に記載のスイング式表示装置。
【請求項５】
前記第１の面上の、１つの前記第１発光素子および１つの前記第２発光素子からそれぞれ成る各ペアの発光素子の境界に対向する位置に、溝が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載のスイング式表示装置。
【請求項６】
前記制御部は、各前記第１発光素子および各前記第２発光素子を、前記所定時間毎に前記画像データに基づく周波数を有するパルスを用いてＰＷＭ方式でそれぞれ駆動し、
前記周波数は、前記画像データに応じて少なくとも２通りに変化することを特徴とする、請求項１に記載のスイング式表示装置。
【請求項７】
前記制御部は、各前記第１発光素子および各前記第２発光素子を、前記所定時間毎に前記画像データに基づく電流または電圧でそれぞれ駆動し、
前記電流または前記電圧は、前記画像データに応じて少なくとも２通りに変化することを特徴とする、請求項１に記載のスイング式表示装置。
【請求項８】
装置本体の傾きを検出可能な傾斜センサをさらに備え、
前記傾斜センサは、装置本体のスイング動作に同期して第１ポジションと第２ポジション間を交互に移動する球体を有し、
前記制御部は、前記球体が前記第１ポジションを離れたタイミングおよび前記球体が前記第２ポジションを離れたタイミングで、各前記第１発光素子および各前記第２発光素子の発光を開始することを特徴とする、請求項１に記載のスイング式表示装置。
【請求項９】
前記制御部は、各ペアを構成する前記第１発光素子および前記第２発光素子のうち、装置本体の移動方向に対して後方に位置する発光素子を、装置本体の移動方向に対して前方に位置する発光素子よりも所定時間だけ遅れて発光させることを特徴とする、請求項３に記載のスイング式表示装置。
【請求項１０】
線状に配列された複数の発光素子を有し、装置本体がスイングされるときに当該発光素子を所定時間毎に所定の輝度で発光させることによって、残像効果を利用してスイング軌道上に画像を表示するスイング式表示装置であって、
スイング方向に対して略垂直な方向に線状に配列された複数の発光素子と、
各前記発光素子を前記所定時間毎に前記画像データに基づく輝度でそれぞれ発光させて、前記スイング軌道上に当該画像データに対応する画像を表示させる制御部と、
各前記発光素子間に配置された、各前記発光素子の発光面から出力された光の進行方向を制限する複数の仕切り板と、
前記複数の発光素子および前記複数の仕切り板を覆うように設置された、光透過特性を有する材料から成るカバー部材とを備え、
前記カバー部材は、各前記発光面に面した第１の面と、当該第１の面が面する方向とは逆の方向に面した第２の面とを有し、
前記第１の面および前記第２の面のいずれか一方の面に、それぞれがスイング方向に沿って帯状に盛り上がった形状を有する複数本の凸部が形成されていることを特徴とする、スイング式表示装置。
【請求項１１】
前記凸部がレンチキュラレンズ状またはくさび状に形成されていることを特徴とする、請求項１０に記載のスイング式表示装置。
【請求項１２】
前記カバー部材には、単一の前記発光素子に起因する当該カバー部材上の発光面内に複数本の前記凸部が形成されていることを特徴とする、請求項１１に記載のスイング式表示装置。
【請求項１３】
前記第１の面に前記複数本の凸部が形成されており、
前記カバー部材が、各前記仕切り板と所定の間隔を空けて設置されていることを特徴とする、請求項１０に記載のスイング式表示装置。
【請求項１４】
少なくとも前記第１の面の前記仕切り板に対面する部分に前記凸部が形成されていることを特徴とする、請求項１３に記載のスイング式表示装置。
【請求項１５】
前記所定時間が画像の１画素分の表示時間に相当することを特徴とする、請求項１０に記載のスイング式表示装置。
【請求項１６】
前記制御部は、各前記発光素子を前記所定時間毎に前記画像データに基づく周波数を有するパルスを用いてＰＷＭ方式で駆動し、
前記周波数は、前記画像データに応じて少なくとも３通りに変化することを特徴とする、請求項１０に記載のスイング式表示装置。
【請求項１７】
前記制御部は、各前記発光素子を前記所定時間毎に前記画像データに基づく電流または電圧でそれぞれ駆動し、
前記電流または前記電圧は、前記画像データに応じて少なくとも３通りに変化することを特徴とする、請求項１０に記載のスイング式表示装置。
【請求項１８】
装置本体の傾きを検出可能な傾斜センサをさらに備え、
前記傾斜センサは、装置本体のスイング動作に同期して第１ポジションと第２ポジション間を交互に移動する球体を有し、
前記制御部は、前記球体が前記第１ポジションを離れたタイミングおよび前記球体が前記第２ポジションを離れたタイミングで、各前記発光素子の発光を開始することを特徴とする、請求項１０に記載のスイング式表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスイング式表示装置に関し、より特定的には、線状に配列された複数の発光素子を有し、装置本体がスイングされるときにこれらの発光素子を所定時間毎に所定の輝度で発光させることによって、残像効果を利用してスイング軌道上に画像を表示するスイング式表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からよく知られているスイング式表示装置は、一列に並べられた複数の赤色ＬＥＤを備えている。そして、スイング式表示装置がスイングされるときに、これらの赤色ＬＥＤが所定のパターンで点滅することによって、残像現象を利用して「とまれ」などの文字を空間上に浮かびあがらせることができる（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−１１６３００号公報
【特許文献２】
特許第２５２４６７６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来のスイング式表示装置では、赤色ＬＥＤの明滅によって画像を表示するため、文字や単純な画像しか表示できないという問題がある。また、各赤色ＬＥＤの隙間に起因して、表示画像内に縞が発生してしまうという問題もある。
【０００５】
それゆえに本発明の目的は、多彩な画像表示が可能なスイング式表示装置を提供することであり、また本発明の別の目的は、各発光素子間の隙間に起因して現れる表示画像内の縞が目立たないスイング式表示装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号等は、本発明の理解を助けるために後述する実施形態との対応関係を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【０００７】
本発明のスイング式表示装置は、所定の色の光を発する複数の第１発光素子（１０Ｒ）と、第１発光素子とは異なる色の光を発する複数の第２発光素子（１０Ｇ）と、制御部（５１）とを備える。第１発光素子はスイング方向に対して略垂直な方向に線状に配列され、第２発光素子は各第１発光素子とペアとなるように第１発光素子の近傍にそれぞれ配列される。制御部は、各第１発光素子および各第２発光素子を所定時間（Ｔ）毎に画像データに基づく輝度でそれぞれ発光させる。スイング式表示装置がスイングされたときに、画像データに対応する画像がスイング軌道上に表示される。このように、異なる色の光を発する少なくとも２種類の発光素子を用いることにより、従来のスイング式表示装置では不可能であった多彩な画像表示が可能となる。なお、それぞれ異なる色の光を発する３種類の発光素子を用いれば、２種類の発光素子を用いる場合に比べてさらに多彩な画像表示が可能となる。なお画像データには、文字を示すデータも含まれるものとする。
【０００８】
上記所定時間は、典型的には、画像の１画素分の表示時間に相当する。この場合、スイング式表示装置の軌道上には画像を構成する各ライン（図６のライン１〜８）が順次表示され、最終的に、残像効果によってスイング軌道上に画像全体が表示されたように見える。
【０００９】
なお、各ペアを構成する第１発光素子および第２発光素子は、スイング方向に並んで配置されるのが好ましい（図１）。これにより、スイング式表示装置がスイングされたときの第１発光素子の軌道と第２発光素子の軌道とが一致し、画像が適切に表示される。さらに、制御部は、各ペアを構成する第１発光素子および第２発光素子のうち、装置本体の移動方向に対して後方に位置する発光素子を、装置本体の移動方向に対して前方に位置する発光素子よりも所定時間（図１５（ｂ）のΔｔ）だけ遅れて発光させてもよい。これにより、ある画素を表示するために第１発光素子が発光する位置と、同じ画素を表示するために第２発光素子が発光する位置とを一致させることが可能となり、画像をより適切に表示することができる。このような構成は、各ペアを構成する第１発光素子および第２発光素子の間隔が広い場合や、各発光素子が剥き出しで装置本体に設置されている場合にとりわけ有効である。
【００１０】
各第１発光素子および各第２発光素子から出力された光を伝播して装置外部に誘導するための光ガイド（２０）をさらに備えてもよい。さらに、光ガイドの装置外部に面した面に、光ガイドを伝播した光を散乱させるための梨肌加工が施されているのが好ましい（図２（ａ））。これにより、各ペアを構成する第１発光素子および第２発光素子の光が適度に散乱し、その結果として、各発光素子間の隙間に起因して現れる表示画像内の縞がより目立たなくなる（図３（ｂ））。さらに、上記光ガイドの、１つの第１発光素子および１つの第２発光素子からそれぞれ成る各ペアの発光素子の境界に対向する部分に、溝（２０１）が設けられているのが好ましい。これにより、あるペアの発光素子から出力された光が、光ガイドを通じて他のペアの発光素子の近傍にまで伝播してしまうのを防ぐことができる。
【００１１】
また、制御部は、各第１発光素子および各第２発光素子を、所定時間毎に画像データに基づく周波数を有するパルスを用いてＰＷＭ方式でそれぞれ駆動してもよい（図１２（ａ１）〜（ａ３））。この周波数を画像データに応じて少なくとも２通りに変化させることによって、各発光素子が単純に点滅するだけでなく、各発光素子の発光時の輝度が画像データに応じて変化するため、より多彩な画像表示が可能となる。また、制御部は、各第１発光素子および各第２発光素子を、所定時間毎に画像データに基づく電流または電圧でそれぞれ駆動してもよい（図１２（ｂ１）〜（ｂ３））。この場合にも、この電流または電圧を画像データに応じて少なくとも２通りに変化させることによって、各発光素子の発光時の輝度が画像データに応じて変化するため、より多彩な画像表示が可能となる。
【００１２】
また、装置本体のスイング動作に同期して第１ポジション（図４（ａ））と第２ポジション（図４（ｂ））間を交互に移動する球体（３０１）を有する傾斜センサ（３０）をさらに備えてもよい。そして制御部は、球体が第１ポジションを離れたタイミング（図８（ａ））および球体が第２ポジションを離れたタイミング（図９（ａ））で、各第１発光素子および各第２発光素子の発光を開始してもよい。これにより、単純な構成にも関わらずスイング軌道上の適切な位置に画像を表示することができる。
【００１３】
本発明の他のスイング式表示装置は、スイング方向に対して略垂直な方向に線状に配列された複数の発光素子（１０Ｒ）と、制御部（５１）と、複数の仕切り板（８０）と、光透過特性を有する材料から成るカバー部材（７０）とを備える。制御部は、各発光素子を所定時間毎に画像データに基づく輝度でそれぞれ発光させる。各仕切り板は、各発光素子間に配置され、各発光素子の発光面から出力された光の進行方向を制限する。この仕切り板によって、カバー部材に当たる光の領域を調整することができる。カバー部材は、複数の発光素子および複数の仕切り板を覆うように設置され、カバー部材には、それぞれがスイング方向に沿って帯状に盛り上がった形状を有する複数本の凸部（７０１）が形成されている。この凸部によって、発光素子すなわち点光源からの光が屈折しカバー部材の外側に導かれるので、光の輝度の低下を最小減に抑えることができ、カバー部材の発光面（すなわちカバー部材を伝播した光が出射する面）内において均一な輝度を得ることができる。その結果、画素間の縞を極めて目立たなくすることができる。
【００１４】
また、好ましくは、上記凸部がレンチキュラレンズ形またはくさび形に形成される（図２０の符合７０１）。このように凸部を形成することによってカバー部材の発光面内をより均一に発光させることができる（図１９，図２０参照）。
【００１５】
また、ガイド部材の凸部を、当該ガイド部材における発光面内に複数本形成してもよい。このように形成することによって、発光素子による画素間における凸部によって適度に隣り合う画素の色が混ざりあうので、より縞を消すことができる（図１９，図２０，図２１（ｃ）参照）。
【００１６】
また、カバー部材の、各発光素子の発光面に面した面に、上記の複数の溝（７０１）が形成されており、カバー部材が、各仕切り板（８０）と所定の間隔を空けて設置されていてもよい（図１９（ｂ））。これにより、各発光素子から出力された光が仕切り板を適度に越えるため、各発光素子間の隙間に起因して現れる表示画像内の縞がより目立たなくなる。またさらに、その面の仕切り板に対面する部分に上記凸部が形成されていてもよい（図１９および図２０の一点鎖線）。これにより、仕切り板を越えた光が屈折し、各発光素子の発光面に対して垂直な方向に出力され、結果として表示画像内の縞がより目立たなくなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の種々の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
まず本発明の第１の実施形態について説明する。第１の実施形態の大きな特徴は、２色のＬＥＤを用いるとともに各色のＬＥＤの明るさを個別に変化させることで、複数の色の表示を可能にしたことである。
【００１８】
図１に、本発明の第１の実施形態に係るスイング式表示装置の外観を示す。スイング式表示装置は、図１に示すように、１６個の赤色ＬＥＤ１０Ｒと、１６個の緑色ＬＥＤ１０Ｇと、光ガイド２０と、傾斜センサ３０と、把持部４０とを備えている。赤色ＬＥＤ１０Ｒは、図１に示すスイング方向に対して略垂直な方向に線状に配列されている。そして、各緑色ＬＥＤ１０Ｇは、赤色ＬＥＤ１０Ｒとペアとなるように、各赤色ＬＥＤ１０Ｒの近傍にそれぞれ配列されている。
【００１９】
なお本実施形態では、図１に示すように、各ペアを構成する赤色ＬＥＤ１０Ｒおよび緑色ＬＥＤ１０Ｇがスイング方向に並んで配置されている。このように配置することによって、スイング式表示装置がスイングされたときの赤色ＬＥＤ１０Ｒの軌道と緑色ＬＥＤ１０Ｇの軌道とが一致し、画像が適切に表示されるという利点がある。しかしながら、本発明は必ずしもこれに限定されず、例えば、各ペアを構成する赤色ＬＥＤ１０Ｒおよび緑色ＬＥＤ１０Ｇがスイング方向に対して垂直な方向に並んで配置されても構わない。
【００２０】
光ガイド２０は、例えばアクリルなどの光透過特性を有する材料から成り、各赤色ＬＥＤ１０Ｒおよび各緑色ＬＥＤ１０Ｇの発光面を覆うように設置されている。光ガイド２０は、各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇの発光面から出力された光を伝播してスイング式表示装置の外部に誘導する役目を果たす。
【００２１】
図２を参照して、図１に示すＡ−Ａ’断面およびＢ−Ｂ’断面について説明する。
図２（ａ）に示すように、各ペアを構成する赤色ＬＥＤ１０Ｒおよび緑色ＬＥＤ１０Ｇがスイング方向に並んで配置されており、これらＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇの発光面を覆うように光ガイド２０が配置されている。光ガイド２０の外側表面は、梨肌加工が施され、ざらざらになっている。これにより、光ガイド２０を伝播した光が光ガイド２０の外側表面で適度に散乱し、その結果として、各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇの隙間に起因して現れる表示画像内の縞がより目立たなくなる。例えば、光ガイド２０が設けられていない場合や、光ガイド２０が設けられていたとしてもその表面に梨肌加工が施されていない場合には、図３（ａ）に示すように各ＬＥＤの隙間が暗く見えてしまうが、光ガイド２０の表面に梨肌加工を施すことにより、図３（ｂ）に示すように各ＬＥＤの隙間が少し明るく見えるようになる。光ガイド２０の内側表面は、赤色ＬＥＤ１０Ｒおよび緑色ＬＥＤ１０Ｇの光が入射しやすいように、梨肌加工はされず滑らかである。
【００２２】
光ガイド２０の内側表面には、図２（ｂ）に示すように、１つの赤色ＬＥＤ１０Ｒおよび１つの緑色ＬＥＤ１０Ｇからそれぞれ成る各ペアの境界に対向する位置に、スイング方向に沿って複数の溝２０１が設けられている。これにより、あるペアのＬＥＤから出力された光が、光ガイド２０を通じて他のペアのＬＥＤの近傍にまで伝播してしまうのを防ぐことができる。
【００２３】
傾斜センサ３０は、傾きを検出する際に一般的に用いられるセンサである。ただし、本実施形態では、スイング式表示装置の傾きを検出するためではなく、スイング式表示装置がスイングされている方向を検出したり、各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇの発光タイミングを決定したりするために、傾斜センサ３０が設けられている。
【００２４】
図４を参照して、傾斜センサ３０の構造を説明する。図４に示すように、傾斜センサ３０は、少なくとも表面が導体から成る球体３０１と、４つの端子３０２ａ〜３０２ｄを備えている。球体３０１は、スイング式表示装置のスイング動作に同期して傾斜センサ３０の内部を左右に移動する。ここでは、図１において緑色ＬＥＤ１０Ｇ側を左側とし、赤色ＬＥＤ１０Ｒ側を右側とする。傾斜センサ３０の内部において、球体３０１が左端に移動すると、図４（ａ）に示すように端子３０２ａおよび端子３０２ｂ間が導通し、球体３０１が右端に移動すると、図４（ｂ）に示すように端子３０２ｃおよび端子３０２ｄ間が導通する。
【００２５】
次に、図５を参照して、スイング式表示装置の内部構成を説明する。図５に示すように、スイング式表示装置の内部では、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ６１、傾斜センサ３０、ＬＥＤ駆動バッファ、赤色ＬＥＤ１０Ｒ、および緑色ＬＥＤ１０Ｇが電気的に接続されている。
【００２６】
ＲＯＭ６１には、図６に示すように、表示すべき画像に対応した画像データが記憶されている。ＲＯＭ６１に記憶されている画像データは、複数（ここでは８つ）のラインから成り、各ラインは複数の画素から成る。なお、図６の例では画像データのサイズが９×８画素であるが、本発明はこれに限らない。
【００２７】
ＣＰＵ５１は、傾斜センサ３０の出力に基づいて、ＲＯＭ６１に記憶されている画像データを１ラインずつ順番に読み出す。より具体的に説明すると、ＣＰＵ５１は、図７に示すように、傾斜センサ３０の左出力がＯＮ（端子３０２ａと端子３０２ｂ間が導通している状態）からＯＦＦ（端子３０２ａと端子３０２ｂ間が導通していない状態）に変化したタイミング、つまり、球体３０１が図４（ａ）の位置から離れるタイミングで画像データの読出しを開始する。このとき画像データを読み出す順番は、図７の「データ読出し１」に示すように、ライン１からライン８への順番となる。また、ＣＰＵ５１は、傾斜センサ３０の右出力がＯＮ（端子３０２ｃと端子３０２ｄ間が導通している状態）からＯＦＦ（端子３０２ｃと端子３０２ｄ間が導通していない状態）に変化したタイミング、つまり、球体３０１が図４（ｂ）の位置から離れるタイミングでも画像データの読み出しを開始する。このとき画像データを読み出す順番は、図７の「データ読出し２」に示すように、ライン８からライン１への順番となる。なお、画像データの読出し周期はＴ（例えば１ｍｓ）であり、時間Ｔ毎に１ライン分の画像データが順次読み出される。
【００２８】
ところで、ユーザは、スイング式表示装置に対して右向きの加速度と左向きの加速度を交互に与えることによって、スイング式表示装置をスイングするが、球体３０１が図４（ａ）の位置から離れるタイミングは、ユーザがスイング式表示装置を右向きに加速させるのを止めるタイミングに相当する。より具体的に説明すると、ユーザがスイング式表示装置を左側に振った直後は、球体３０１は図４（ａ）の位置に位置する。その後、ユーザは振り方向を反転させてスイング式表示装置を右側に振り始めるが、それからしばらくの間は、スイング式表示装置に対して右向きの加速度がユーザによって与えられるため、球体３０１は図４（ａ）の位置に留まる。しかしながら、スイング式表示装置がさらに右方向に移動するにつれて、ユーザがスイング式表示装置を右側へ振ろうとする力は徐々に弱まり、それに対応して、スイング式表示装置に対して与えられていた右向きの加速度も徐々に減少する。その結果、あるタイミングで球体３０１は図４（ａ）の位置から離れる。このタイミングは、図８（ａ）に示すタイミングとなる。ＣＰＵ５１は、図８（ａ）のタイミングで画像データをライン１から順番に読み出して、この画像データに基づいて各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇを駆動するためのパルス（図５のＰ１−ｒ，Ｐ１−ｇ，Ｐ２−ｒ，Ｐ２−ｇ，・・・，Ｐｎ−ｒ，Ｐｎ−ｇ）を生成して出力する。その結果、図８（ｂ）に示すように、画像データに対応する画像がスイング軌道上に一瞬だけ表示される。
【００２９】
同様に、球体３０１が図４（ｂ）の位置から離れるタイミングは、ユーザがスイング式表示装置を左向きに加速させるのを止めるタイミングに相当する。このタイミングは、図９（ａ）に示すタイミングとなる。ＣＰＵ５１は、図９（ａ）のタイミングで画像データをライン８から順番に読み出して、この画像データに基づいて各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇを駆動するためのパルスを生成して出力する。その結果、図９（ｂ）に示すように、画像データに対応する画像がスイング軌道上に一瞬だけ表示される。
【００３０】
このように、スイング式表示装置を右に振ったときと左に振ったときとで同じ画像が表示されるので、スイング式表示装置を往復させることによって、残像効果により図１０に示すようにスイング軌道上に画像が表示される。
【００３１】
なお、本実施形態では、画像データの各画素は４ビットのデータから成っており、ＣＰＵ５１は、この画像データに応じて赤色ＬＥＤ１０Ｒおよび緑色ＬＥＤ１０Ｇを個別に制御することにより、赤や緑や黄や橙などを含んだ多彩な画像を表示することができる。より具体的に説明すると、図１１に示すような、データとデューティー比との対応関係を示すテーブルが予め用意されており、ＣＰＵ５１は、このテーブルに基づいて、各画素のデータに応じたデューティー比のパルスを生成して出力する。なお、図１１に示したテーブルは単なる一例であって、例えば１画素のデータは３ビットでもよく、また例えば赤と緑の各色に対して４通りのデューティー比（例えば０％、３３％、６６％、１００％）を設定してもよい。
【００３２】
例えば、ある画素のデータが「１１１１」であった場合、ＣＰＵ５１は、図１２（ａ１）に示すように、この画素に対応する赤色ＬＥＤ１０Ｒに対してデューティー比が１００％であるパルスを供給し、かつこの画素に対応する緑色ＬＥＤ１０Ｇに対してデューティー比が１００％であるパルスを供給する。その結果、赤色ＬＥＤ１０Ｒと緑色ＬＥＤ１０Ｇがそれぞれ高輝度で発光する。その結果、赤色ＬＥＤ１０Ｒによる濃い赤と緑色ＬＥＤ１０Ｇによる濃い緑が混ざり合って、スイング軌道上には濃い橙が表示されることになる。
【００３３】
また例えば、ある画素のデータが「１０１０」であった場合、ＣＰＵ５１は、図１２（ａ２）に示すように、この画素に対応する赤色ＬＥＤ１０Ｒに対してデューティー比が５０％であるパルスを供給し、かつこの画素に対応する緑色ＬＥＤ１０Ｇに対してデューティー比が５０％であるパルスを供給する。その結果、スイング軌道上にはうすい橙が表示されることになる。同様に、ある画素のデータが「１０１１」であった場合には、図１２（ａ３）に示すように、スイング軌道上には黄が表示されることになる。
【００３４】
なお本実施形態では、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式を用いて各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇを駆動するとしたが、本発明はこれに限らず、例えば図１２（ｂ１）〜（ｂ３）に示すように、画像データに応じて各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇに供給する電圧または電流の大きさを変化させることによっても同様の表示が可能である。
【００３５】
以上の処理により、本実施形態のスイング式表示装置によれば図１３に示すような多彩な画像を表示することができる。
【００３６】
次に、図１４に示すフローチャートを参照して、本実施形態におけるＣＰＵ５１の処理の流れを説明する。電源が投入されると、ＣＰＵ５１は、傾斜センサ３０の右出力および左出力のいずれかがＯＮからＯＦＦに変化したかどうかをモニタし（Ｓ１１）、変化した場合にはステップＳ１２に進み、その他の場合はモニタを続ける。ステップＳ１２では、ＯＮからＯＦＦに変化したのが傾斜センサ３０の右出力かどうかを判断し、右出力であった場合には、図７の「データ読出し２」のように画像の右端から順番にラインをカウントするようなラインカウンタをセットする（Ｓ１３）。一方、ＯＮからＯＦＦに変化したのが傾斜センサ３０の左出力であった場合には、図７の「データ読出し１」のように画像の左端から順番にラインをカウントするようなラインカウンタをセットする（Ｓ１４）。
【００３７】
ラインカウンタのセットが完了すると、続いてＣＰＵ５１は、ラインカウンタが示しているラインの画像データをＲＯＭ６１から読み出す（Ｓ１５）。そして、読み出した画像データに応じたパルスを出力し、各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇを発光させる（Ｓ１６）。
【００３８】
ステップＳ１７では、傾斜センサ３０の右出力および左出力のいずれかがＯＮからＯＦＦに変化したかどうかを判断し、変化していた場合にはステップＳ１２に戻り、その他の場合はステップＳ１８に進む。ステップＳ１８で、ＣＰＵ５１は、画像データの全てのラインについて読出しが完了したかどうかを判断し、まだ完了していなければ、ステップＳ１５に戻って次のラインの処理に移る。一方、画像データの全てのラインについて読出しが完了していた場合には、ステップＳ１１に戻る。
【００３９】
なお、本実施形態では、画像データに応じて赤色ＬＥＤ１０Ｒおよび緑色ＬＥＤ１０Ｇを同時に発光させるとしたが、本発明はこれに限らず、赤色ＬＥＤ１０Ｒおよび緑色ＬＥＤ１０Ｇの発光タイミングを適宜ずらしても構わない。例えば、赤色ＬＥＤ１０Ｒおよび緑色ＬＥＤ１０Ｇを同時に発光させて橙色の画素を表示しようとした場合、赤色ＬＥＤ１０Ｒと緑色ＬＥＤ１０Ｇがスイング方向に並んで配置されているため、図１５（ａ）に示すように、赤色ＬＥＤ１０Ｒが発光する位置と緑色ＬＥＤ１０Ｇが発光する位置がずれ、結果として赤や緑が見えてしまう。これは、赤色ＬＥＤ１０Ｒと緑色ＬＥＤ１０Ｇの間隔が広い場合や、各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇがスイング式表示装置に剥き出しで設置されている場合に特に目立ってしまう。そこで、これを避けるために、図１５（ｂ）に示すように、ＣＰＵ５１が、赤色ＬＥＤ１０Ｒおよび緑色ＬＥＤ１０Ｇのうち、スイング式表示装置の移動方向に対して後方に位置するＬＥＤ（ここでは緑色ＬＥＤ１０Ｇ）を、前方に位置するＬＥＤ（ここでは赤色ＬＥＤ１０Ｒ）よりも所定時間Δｔだけ遅れて発光させるようにしてもよい。これにより、赤色ＬＥＤ１０Ｒが発光する位置と緑色ＬＥＤ１０Ｇが発光する位置が一致し、画像をより適切に表示することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、赤色ＬＥＤ１０Ｒと緑色ＬＥＤ１０Ｇの２色のＬＥＤを用いて画像を表示するとしたが、本発明はこれに限らず、例えば図１６に示すように、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤの３色のＬＥＤを用いることによって、さらに多彩な画像表示が可能となる。この場合、ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ６２に記憶されている画像データに基づいて赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤを個別に制御する。各ＬＥＤの階調を増やすことによりフルカラー表示も可能となる。
【００４１】
また、図５や図１６の例のように、各ＬＥＤに個別にパルスを供給して各ＬＥＤを駆動するのではなく、図１７に示すように、各ＬＥＤを時分割方式で駆動しても構わない。図１７の例では、ＣＰＵ５３は、１ラインあたりの表示時間Ｔを、赤色ＬＥＤを発光させるための期間と緑色ＬＥＤを発光させるための期間と青色ＬＥＤを発光させるための期間とに分割し、これらの期間毎に、各パルス（図１７のＰ１〜Ｐｎ）のデューティー比をＲＯＭ６３に記憶されている画像データに応じて変化させる。これにより、スイング式表示装置を構成する部品点数が削減され、スイング式表示装置の大きさやコストが低減される。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の大きな特徴は、第１の実施形態の光ガイド２０に替えて複数の仕切り板とカバー部材を設けることで、各ＬＥＤ間の隙間に起因して現れる表示画像内の縞を目立たなくしたことである。
【００４３】
図１８に、本発明の第２の実施形態に係るスイング式表示装置の外観を示す。スイング式表示装置は、図１８に示すように、１６個の赤色ＬＥＤ１０Ｒと、１６個の緑色ＬＥＤ１０Ｇと、カバー部材７０と、傾斜センサ３０と、把持部４０とを備えている。なお、図１８において、図１に示した構成と同様の構成には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００４４】
カバー部材７０は、例えばアクリルなどの光透過特性を有する材料から成り、各赤色ＬＥＤ１０Ｒおよび各緑色ＬＥＤ１０Ｇの発光面を覆うように設置されている。
【００４５】
図１９（ｂ）を参照して、図１８に示すＣ−Ｃ’断面について説明する。
１つの赤色ＬＥＤ１０Ｒおよび１つの緑色ＬＥＤ１０Ｇからそれぞれ成る各ペアの境界部分には、仕切り板８０がそれぞれ配置されている。仕切り板８０は、各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇの発光面から出力された光の進行方向を制限するために設けられている。仕切り板８０としては、光を透過しない材料を利用するのが好ましく、さらに光を多く反射するような色や材質を選択するのが好ましい。これにより、各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇの光をスイング式表示装置の外部に効率良く出力することができ、より明るい表示が可能となる。
【００４６】
カバー部材７０の内側表面には、それぞれがスイング方向に沿って帯状に盛り上がった形状を有する複数本の凸部７０１が形成されている。凸部７０１の断面は、例えば図１９に示すようにレンチキュラレンズ形である。ただし、凸部７０１の断面は必ずしもレンチキュラレンズ形である必要はなく、例えば図２０に示すようなくさび形であっても構わない。ただし、凸部７０１の断面をレンチキュラレンズ形にすれば、各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇから出力された光のエネルギーを無駄なく表示に利用できるため特に効果的である。
【００４７】
カバー部材７０は、図１９に示すように、各仕切り板８０と所定の間隔を空けて設置される。これにより、隣接するＬＥＤから出力された光が仕切り板８０を越えて適度に混ざるため、ＬＥＤの境界に対応するカバー部材７０の領域からも光が外部に出力される。よって、各ＬＥＤ間の隙間に起因して現れる表示画像内の縞がより目立たなくなる。特に、カバー部材７０の内側表面の、仕切り板８０に対面する部分は、図１９に示すように凸部７０１となっているため、仕切り板８０を越えた光は凸部７０１において屈折し、各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇの発光面に対して垂直な方向に出力される。この結果、カバー部材７０をスイング式表示装置の外部から見ると、図１９（ａ）に示すように、隣接するＬＥＤからの光が、ＬＥＤの境界部分で適度に混ざり合い、各ＬＥＤ間の隙間に起因して現れる表示画像内の縞がより目立たなくなる。
【００４８】
次に、図２１を参照して、本実施形態の効果をより具体的に説明する。従来のスイング式表示装置では、図２１（ａ）に示すように各ＬＥＤの隙間に対応する部分が暗く見えてしまう。一方、前述の第１の実施形態で説明したように、梨肌加工を施した光ガイドを設けた場合には、図２１（ｂ）に示すように各ＬＥＤの隙間に対応する部分も少し明るく見えるようになる。ただしこの場合は、梨肌面において点光源からの光を散乱させることによって明るく見える範囲を広げているため、各ＬＥＤの境界部分に近づくほど（換言すれば、ＬＥＤに対面する面の中央から遠ざかるにつれて）輝度が低下する。よって、図２１（ｂ）に示すように、各ＬＥＤ間の隙間に起因して現れる表示画像内の縞は完全には消えない。しかしながら、本実施形態では、カバー部材には、ＬＥＤに対面する領域に複数本の凸部が設けられており、これらの凸部によって点光源からの光を直接屈折させることによって明るく見える範囲を広げている。その結果、各ＬＥＤの境界においても十分な輝度が得られ、図２１（ｃ）に示すように、各ＬＥＤ間の隙間に起因して現れる表示画像内の縞をほぼ完全に消すことができる。参考までに、アクリルの屈折率はおよそ１．５８であることが知られている。なお、本実施形態では、各ＬＥＤの対面の発光領域（各ＬＥＤからの光がそれぞれ透過するカバー部材の領域）に対してそれぞれ複数本の凸部を形成したが、例えば一本の凸部にしてもよい。
【００４９】
なお、本実施形態では、赤色ＬＥＤ１０Ｒと緑色ＬＥＤ１０Ｇの２色のＬＥＤを用いて画像を表示するとしたが、本発明はこれに限らず、単一の種類のＬＥＤだけ（例えば赤色ＬＥＤだけ）を用いて画像を表示する場合にも本実施形態を適用することができる。この場合にも、本実施形態と同様の効果、すなわち各ＬＥＤ間の隙間に起因して現れる表示画像内の縞が目立たなくなるという効果が得られることは、以上の説明から明らかである。
【００５０】
また、本実施形態では、カバー部材７０の内側表面に複数の凸部７０１を設けるとしたが、本発明はこれに限らず、図２２に示すように、カバー部材７０の外側表面に複数の凸部７０１を設けても構わない。この場合、カバー部材７０と仕切り板８０との間には必ずしも所定の間隔が空けられていなくてもよい。各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇからの光が各ＬＥＤの境界部分からも適宜に出力されるように、仕切り板８０の高さは、カバー部材７０の厚みや、カバー部材７０と各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇ間の距離も考慮して決定されるべきである。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、多彩な画像表示が可能なスイング式表示装置が得られる。
【００５２】
また、本発明によれば、各発光素子間の隙間に起因して現れる表示画像内の縞が目立たないスイング式表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスイング式表示装置の外観図である。
【図２】第１の実施形態に係るスイング式表示装置の断面図である。
【図３】梨肌加工の効果を示す図である。
【図４】傾斜センサの断面図である。
【図５】第１の実施形態に係るスイング式表示装置の内部構成図である。
【図６】ＲＯＭ６１に記憶される画像データの一例を示す図である。
【図７】画像データの読出しタイミングを示す図である。
【図８】スイング式表示装置を右に振ったときの画像データの表示タイミングを示す図である。
【図９】スイング式表示装置を左に振ったときの画像データの表示タイミングを示す図である。
【図１０】スイング軌道上に表示される画像の一例を示す図である。
【図１１】画像データに基づいてパルスを生成する際に参照されるテーブルの一例を示す図である。
【図１２】赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤの駆動例を示す図である。
【図１３】スイング軌道上に表示される画像の一例を示す図である。
【図１４】ＣＰＵ５１の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】赤色ＬＥＤの発光タイミングと緑色ＬＥＤの発光タイミングをずらす効果を示す図である。
【図１６】３色のＬＥＤを用いる場合のスイング式表示装置の内部構成図である。
【図１７】各ＬＥＤを時分割方式で駆動する場合のスイング式表示装置の内部構成図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態に係るスイング式表示装置の外観図である。
【図１９】第２の実施形態に係るスイング式表示装置の断面図である。
【図２０】第２の実施形態に係るスイング式表示装置の変形例を示す図である。
【図２１】第２の実施形態の効果を示す図である。
【図２２】第２の実施形態に係るスイング式表示装置の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１０Ｒ  赤色ＬＥＤ
１０Ｇ  緑色ＬＥＤ
２０  光ガイド
３０  傾斜センサ
４０  把持部
５１〜５３  ＣＰＵ
６１〜６３  ＲＯＭ
７０  カバー部材
８０  仕切り板
２０１  溝
３０１  球体
３０２ａ〜３０２ｄ  端子
７０１  凸部
【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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