JP2009109875A - 映像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】横方向に接続する表示ユニット数により表示データ同期用のクロック周波数の制限が超えた場合でも、その周波数制限の範囲内で映像分配ユニットの使用個数を最小限に抑えることができる映像表示システムを得る。
【解決手段】映像分配ユニット２は、映像信号を左右に２分割した夫々の表示データを交互に表示ユニット７に入力し、表示ユニット７は、入力された表示データを左領域と右領域の表示データ毎に分離し、表示ユニット７が位置する領域に対応した表示データを基に表示を行い、また表示ユニット７が１回の点灯で表示すべき発光素子に対応する情報を格納できる容量を超えた表示データについては映像分配ユニット２と同様の処理を行い次の表示ユニット７に入力する。これにより、横方向に接続する表示ユニット７の数により表示データ同期用のクロック周波数の制限が超えた場合でも、映像分配ユニット２を追加する個数を最小限に抑えることができ、従来の映像表示システムよりも大幅なコストダウンが図れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）ディスプレイ等の赤、緑、青色で発光する発光素子を用いた表示媒体に動画や文字といった映像をフルカラーで表示する映像表示システムに関する。

従来、図７に示すように、赤、緑、青色で発光する発光素子１０１を縦及び横に等間隔に並べ、ｍ行ｎ列を１つの表示ユニット１００として構成したものを、縦、横方向に複数並べて１つの表示媒体１１０（図８参照）として構成したものに動画や文字といった映像をフルカラーで表示する映像表示システムがある。

この映像表示システムは、図８に示すように、表示したい映像を表示媒体１１０に合った映像信号に変換する映像送出装置１１１と、表示媒体１１０のそれぞれの表示ユニット１００に対し、映像信号を分配して入力する映像分配ユニット１１２と、映像を表示する表示媒体１１０とから構成されている。横方向の表示ユニット１００は信号ケーブルで接続され、端の表示ユニット１００から映像信号を入力し、信号ケーブルを経由して次の表示ユニット１００に映像信号が伝送される仕組みとなっている。そのため、映像分配ユニット１１２は、縦方向の表示ユニット１００の数に応じて映像信号を分配して出力する。

映像分配ユニット１１２が出力する表示ユニット１００への映像信号は、図９に示すように、表示データと、表示データ同期用のクロック、表示データを決定するためのラッチ信号、点灯を制御するためのイネーブル信号、階調制御用の階調クロックとから構成される。表示データは、赤、緑、青の３種類の色データで構成され、それぞれの色データは表示ユニット１００の最大階調数に応じたビット数でパラレルに出力される。例えば、最大階調数が１０２４階調であれば色データは１０ビット（０〜１０２３）となる。これらの赤、緑、青の色データは、各発光素子１０１に対応し階調の値に応じた時間で点灯を制御する。

表示ユニット１００は、図１０に示すように、表示データと同期用クロックを受信する表示データ受信回路１０２と、１回に点灯する発光素子１０１の数の表示データを格納できるメモリ１０３と、表示データを決定するためのラッチ信号を保持するラッチ回路１０４と、表示ユニット１００が有する全ての発光素子１０１に対して点灯制御を行う発光素子点灯回路１０５とを有している。

メモリ１０３の容量は、表示ユニット１００の点灯制御に関係し、１回の点灯でｍ行ｎ列の発光素子１０１の全てを一斉に点灯するスタティック制御方式では、ｍ×ｎ×３色の表示データを格納できる容量となる。また、１回に点灯する発光素子１０１を行単位とし、目の残像効果を利用して点灯制御するダイナミック点灯方式ではｎ×３色×１回の点灯行数の容量となる。

表示ユニット１００は、１回に点灯する発光素子数を超える表示データが入力されると、新たに入力された表示データをメモリ１０３に格納し、古い表示データを次の表示ユニット１００に出力するように制御する。そのため、横方向に接続される表示ユニット１００の数をＮ、表示ユニット１００のメモリ容量をＬとすると、Ｎ×Ｌの表示データを出力することで、横方向全ての表示ユニット１００に表示データを格納できる。

映像分配ユニット１１２は、表示データの出力を終えると、ラッチ信号にて各表示ユニット１００のメモリ１０３に格納された表示データを決定し、イネーブル信号により点灯を開始する。各発光素子１０１の点灯時間は、階調クロックをカウントし、表示データの階調数に一致するまでとなる。この制御を繰り返し行うことで、フルカラーでの映像表示が可能となる。

国際特許出願第００／５７３９７号パンフレット （特許第３２９４５９７号公報）

ところで、上述した従来の映像表示システムでは、映像分配ユニット１１２が表示ユニット１００に入力する表示データ数は、横方向に接続される表示ユニット１００の数に比例して大きくなる。表示する映像は１秒間当たり６０フレームが一般的であり、そのフレーム数を満足させるためには表示データ同期用のクロック（図１０に示す同期用クロック）の周波数を高くし、単位時間当たりの表示データの送信数を増やす必要がある。

しかしながら、表示ユニット１００の内部の表示データ受信回路１０２及び発光素子点灯回路１０５に入力できる同期用クロックの周波数には制限があり、横方向に接続する表示ユニット１００の数により同期用クロックの周波数の制限を超えてしまうような場合には、図１１に示すように、横方向に接続する表示ユニット１００の数を同期用クロックの周波数の範囲内で構成したものを１ブロックとし、該ブロックを横方向に並べて複数の映像分配ユニット１１２を用いて構成する必要があった。

映像分配ユニット１１２は１つのユニットになるので、映像分配ユニット１１２の数を増やせば必然的にコストが上昇する問題が生ずる。また、映像分配ユニット１１２の数が増えると装置構成も複雑になってしまう。

本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、表示データ同期用のクロック周波数の制限を超えない範囲で、表示データの送信データ量を多くし、横方向に接続する表示ユニット数を増やすことで、映像分配ユニットの使用個数を最小限に抑えることができる映像表示システムを提供することを目的とする。

本発明の映像表示システムは、赤、緑、青色で発光する発光素子を複数個配置して構成された表示ユニットを有する映像表示システムにおいて、前記表示ユニットは、外部より入力された表示データの同期用クロックの立ち上がりと立ち下がりのタイミングにて表示データを取得する表示データ取得手段と、前記同期用クロックに同期した表示データを現表示タイミングで使用するデータと次の表示タイミングで使用するデータとに振り分ける表示データ分割手段と、前記表示データ分割手段で振り分けられた前記次の表示タイミングで使用するデータを一時的に格納する記憶手段と、前記表示データ分割手段で振り分けられた前記現表示タイミングで使用するデータと前記記憶手段に格納されたデータとを合成し前記同期用クロックに同期した表示データを生成する表示データ生成手段と、を備える。

かかる構成によれば、この表示ユニットを横方向に何枚も接続する場合、表示データ同期用のクロック周波数の制限を超えない範囲で、従来よりも表示データの送信データ量を多くすることができる。すなわち、横方向に接続する表示ユニットの数を従来よりも増やすことができる。

また、本発明の映像表示システムは、上記の表示ユニットに表示データと該表示データの同期用クロックを入力する映像分配ユニットを有する映像表示システムにおいて、前記映像分配ユニットは、同期用クロックの立ち上がりと立ち下がりで異なる表示データを出力する表示データ出力手段を備える。

かかる構成によれば、上記発明の表示ユニットに、表示データ同期用のクロックの１周期の間に２データ分の表示データを入力することができる。上記発明の表示ユニットは、表示データ同期用のクロック周波数の制限を超えない範囲で、従来よりも表示データの送信データ量を多くすることができるので、横方向に接続する表示ユニットの数を従来よりも増やすことができる。したがって、横方向に接続する表示ユニット数の多い大型の表示装置を製造する場合、従来と比べて映像分配ユニットが少なくて済むので、大型の表示装置を安価に製造することができる。

本発明は、表示データ同期用のクロック周波数の制限を超えない範囲で、表示データの送信データ量を多くし、横方向に接続する表示ユニット数を増やすことで、映像分配ユニットを追加する個数を少なくでき、従来の映像表示システムよりも大幅にコストダウンが図れる。

以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る映像表示システムの概略構成を示すブロック図である。図２は、図１の映像分配ユニットの概略構成を示すブロック図である。図３は、図２の映像分配ユニットが出力する映像信号を示すタイミングチャートである。図４は、図２の映像分配ユニットが出力する映像信号と表示データとの関係を示す図である。

図１において、本実施の形態の映像表示システム１は、映像分配ユニット２と、映像送出装置３と、表示媒体４とを備えている。映像分配ユニット２には、映像送出装置３から映像信号Ｓ３が入力される。映像信号Ｓ３は、表示媒体４に表示可能なフォーマット（以降、フレームと記載）で構成され、１秒間に６０フレームのタイミングで映像送出装置３から出力される。映像信号Ｓ３は、２つに分けられて、その一方が表示媒体４のＡエリア５用、他方が表示媒体４のＢエリア６用とし、フレームデータ格納用メモリ２２（図２参照）に格納される。

図２に示すように、映像分配ユニット２は、映像信号制御回路２１と、フレームデータ格納用メモリ２２と、映像信号生成回路２３と、クロック発生回路２４とを備えている。映像信号制御回路２１は、映像信号Ｓ３を連続２フレーム以上受信すると、フレームデータ格納用メモリ２２より、Ａエリア５の映像信号Ｓ９と、Ａエリア５の１フレーム前のＢエリア６の映像信号Ｓ１０を読み出し、映像信号生成回路２３に入力する。

映像信号生成回路２３は、映像信号Ｓ９と映像信号Ｓ１０を各列の表示ユニット毎に分割し、表示ユニット毎に表示信号Ｓ１２を生成する。表示信号Ｓ１２の生成には、クロック発生回路２４で生成された許容周波数の範囲内である同期用クロックを用い、図３に示すように表示ユニット７の発光素子１０１に対応した表示データ赤Ｄ１４、表示データ緑Ｄ１５、表示データ青Ｄ１６として、クロックの立ち上がりで映像信号Ｓ９を、クロックの立ち下がりで映像信号Ｓ１０を交互に出力する。

ここで、図３のハッチングされている部分は、表示データ赤Ｄ１４、表示データ緑Ｄ１５、表示データ青Ｄ１６のＢエリア６に対応し、ハッチングされていない部分は表示データ赤Ｄ１４、表示データ緑Ｄ１５、表示データ青Ｄ１６のＡエリア５に対応することを示しており、またこれは図１のハッチング有り及び無しの領域に対応している。前記の処理を映像信号Ｓ３としてフレームが受信される毎に繰り返し行うことで表示信号Ｓ１２を連続して送信する。

図４は前記処理の連続性を示した図である。図４において、映像送出装置３から１フレーム目１７、２フレーム目１８、３フレーム目１９と連続した映像信号Ｓ３が入力された場合、各フレームにおけるＡエリア５の領域をそれぞれＡ１、Ａ２、Ａ３とし、Ｂエリア６の領域をそれぞれＢ１、Ｂ２、Ｂ３とした場合、映像分配ユニット２が出力する表示データＤ２０は、１フレーム目１７ではＡエリアはＡ１、Ｂエリアは前フレームのＢエリア、２フレーム目１８ではＡエリアはＡ２、ＢエリアはＢ１、３フレーム目１９ではＡエリアはＡ３、ＢエリアはＢ２となる。

図５は、表示ユニット７の概略構成を示すブロック図である。また、図６は表示ユニット７における表示データ分割の概念図である。図５において、表示ユニット７は、表示データ分割回路７１と、表示データ受信回路７２と、未表示データ一時確保用メモリ７３と、メモリ７４と、表示データ生成回路７５と、ラッチ回路７６と、発光素子点灯回路７７とを備えている。

表示データ分割回路７１は、同期用クロックＳ２２に同期した内部クロックＳ２５（図６参照）を生成し、内部クロックＳ２５に同期して、表示データ赤Ｄ１４、表示データ緑Ｄ１５、表示データ青Ｄ１６をそれぞれＡエリア５に対応する表示データ(Ａ)Ｄ２６とＢエリア６に対応する表示データ(Ｂ)Ｄ２７とに分割する。表示データの分割方法は、同期用クロックＳ２２の立ち上がりタイミングでＡエリア５に対応する表示データ(Ａ)Ｄ２６とし、立ち下がりタイミングでＢエリア６に対応する表示データ(Ｂ)Ｄ２７として表示データを分割する。

分割された表示データ(Ａ)Ｄ２６と表示データ(Ｂ)Ｄ２７の処理は、表示ユニット７がＡエリア５もしくはＢエリア６のどのエリアに属するかにより異なる。例えば、表示ユニット７がＡエリア５に属している場合は、表示データ(Ａ)Ｄ２６は内部クロックＳ２５と共に表示データ受信回路７２に入力され、表示データ(Ｂ)Ｄ２７は未表示データとして未表示データ一時確保用メモリ７３に格納される。すなわち、この場合、表示データ(Ａ)Ｄ２６は現表示タイミングで使用するデータであり、表示データ(Ｂ)Ｄ２７は次の表示タイミングで使用するデータである。また、表示ユニット７がＢエリア６に属している場合は、表示データ(Ｂ)Ｄ２７は内部クロックＳ２５と共に表示データ受信回路７２に入力され、表示データ(Ａ)Ｄ２６は未表示データとして未表示データ一時確保用メモリ７３に格納される。

表示データ受信回路７２は、表示データ分割回路７１からの表示データ(Ａ)Ｄ２６もしくは表示データ(Ｂ)Ｄ２７をメモリ７４に格納する。未表示データ一時確保用メモリ７３とメモリ７４は、表示ユニット７が１回の点灯で表示すべき発光素子１０１に対応する情報を格納できる容量を持っており、この容量を超えた場合は新しい表示データを格納し、古い表示データを次の表示ユニット７へ出力することとなる。そのため、表示データ分割回路７１は、前記の容量を超えた表示データを表示データ受信回路７２から取得すると共に、未表示データ一時確保用メモリ７３も同様に容量超えの表示データを読み出し、次表示ユニット送信用の表示データ(Ａ)Ｄ２６と表示データ(Ｂ)Ｄ２７として、表示データ生成回路７５に入力する。

表示データ生成回路７５は、表示データ分割回路７１からの表示データ(Ａ)Ｄ２６と表示データ(Ｂ)Ｄ２７を基に図３に示す表示信号Ｓ１２を生成し、次の表示ユニット７に入力する。全ての表示データの出力が完了するとラッチ信号Ｓ３２にて各表示ユニット７のメモリ７４に格納された表示データをラッチ回路７６で決定し、発光素子点灯回路７７に入力する。

発光素子点灯回路７７は、イネーブル信号Ｓ３５と階調クロックＳ３６により点灯を開始する。各発光素子１０１の点灯時間は、階調クロックＳ３６をカウントし、表示データの階調数に一致するまでとなる。前記制御を繰り返し行うことで、Ａエリア５とＢエリア６が図４に示すタイミングで映像表示が行われることとなる。

次に、上記構成の映像表示システム１の動作について説明する。
まず、映像分配ユニット２の動作について説明する。
映像送出装置３から映像信号Ｓ３が入力されると、その映像信号Ｓ３を映像信号制御回路２１が取り込む。映像信号制御回路２１は、取り込んだ映像信号Ｓ３を表示媒体４のＡエリア５とＢエリア６用に２つに分けてフレームデータ格納用メモリ２２に格納する。映像信号制御回路２１は映像信号Ｓ３を連続２フレーム以上受信すると、フレームデータ格納用メモリ２２より、Ａエリア５の映像信号Ｓ９とＡエリア５の１フレーム前のＢエリア６である映像信号Ｓ１０を読み出し、映像信号生成回路２３に入力する。

映像信号生成回路２３は、入力された映像信号Ｓ９と映像信号Ｓ１０を各列の表示ユニット毎に分割し、表示ユニット毎に表示信号Ｓ１２を生成する。表示信号Ｓ１２の生成には、クロック発生回路２４が生成された許容周波数の範囲内である同期用クロックを用い、表示ユニット７の発光素子１０１に対応した表示データ赤Ｄ１４、表示データ緑Ｄ１５、表示データ青Ｄ１６として、映像信号Ｓ９と映像信号Ｓ１０を交互に出力する。この処理を映像信号Ｓ３としてフレームが受信される毎に繰り返し行うことで、表示信号Ｓ１２を連続して出力する。

次に、表示ユニット７の動作について説明する。
映像分配ユニット２から表示信号Ｓ１２が入力されると、表示データ分割回路７１が同期用クロックＳ２２に同期した内部クロックＳ２５（図６参照）を生成し、内部クロックＳ２５に同期して、表示データ赤Ｄ１４、表示データ緑Ｄ１５、表示データ青Ｄ１６を夫々、Ａエリア５に対応する表示データ(Ａ)Ｄ２６とＢエリア６に対応する表示データ(Ｂ)Ｄ２７に分割する。

そして、表示ユニット７がＡエリア５に属している場合は、表示データ(Ａ)Ｄ２６を内部クロックＳ２５と共に表示データ受信回路７２に入力し、表示データ(Ｂ)Ｄ２７は未表示データとして未表示データ一時確保用メモリ７３に格納する。表示ユニット７がＢエリア６に属している場合は、表示データ(Ｂ)Ｄ２７を内部クロックＳ２５と共に表示データ受信回路７２に入力し、表示データ(Ａ)Ｄ２６は未表示データとして未表示データ一時確保用メモリ７３に格納する。

表示データ受信回路７２は、表示データ分割回路７１からの表示データ(Ａ)Ｄ２６もしくは表示データ(Ｂ)Ｄ２７が入力されると、メモリ７４に格納する。未表示データ一時確保用メモリ７３とメモリ７４は、表示ユニット７が１回の点灯で表示すべき発光素子１０１に対応する情報を格納できる容量を持っており、この容量を超えた場合は新しい表示データを格納し、古い表示データを次の表示ユニット７へ出力することとなる。

そのため、表示データ分割回路７１は、未表示データ一時確保用メモリ７３とメモリ７４の容量を超えた表示データを表示データ受信回路７２から取得すると共に、未表示データ一時確保用メモリ７３も同様に容量超えの表示データを読み出し、次表示ユニット送信用の表示データＡ２６と表示データＢ２７として、表示データ生成回路７５に入力する。

表示データ生成回路７５は、表示データ分割回路７１からの表示データ(Ａ)Ｄ２６と表示データ(Ｂ)Ｄ２７を基に表示信号Ｓ１２を生成し、次の表示ユニット７に入力する。全ての表示データの出力が完了すると、ラッチ信号Ｓ３２にて各表示ユニット７のメモリ７４に格納された表示データをラッチ回路７６で決定し、発光素子点灯回路７７に入力する。発光素子点灯回路７７は、イネーブル信号Ｓ３５と階調クロックＳ３６により点灯を開始する。各発光素子１０１の点灯時間は、階調クロックＳ３６をカウントし、表示データの階調数に一致するまでとなる。以上の制御を繰り返し行うことで、Ａエリア５とＢエリア６において映像表示が行われる。

このように本実施の形態の映像表示システム１によれば、映像分配ユニット２は、映像信号を左右に２分割した夫々の表示データを交互に表示ユニット７に入力し、表示ユニット７は、入力された表示データを左領域と右領域の表示データ毎に分離し、表示ユニット７が位置する領域に対応した表示データを基に表示を行い、また表示ユニット７が１回の点灯で表示すべき発光素子１０１に対応する情報を格納できる容量を超えた表示データについては映像分配ユニット２と同様の処理を行い次の表示ユニット７に入力するので、横方向に接続する表示ユニット７の数により表示データ同期用のクロック周波数を超えない範囲で表示データの送信データ量を多くし、映像分配ユニット２を追加する個数を最小限に抑えることができ、従来の映像表示システムよりも大幅なコストダウンが図れる。

また、表示ユニット７に対して、表示データ同期用のクロックである同期用クロックの１周期の間に２フレーム分の表示データを入力するので（すなわち、同期用クロックの立ち上がりと立ち下がりの夫々において表示データを入力するので）、同期用クロックの周波数を上げることなく表示データの入力速度を上げることができる。このことは、同期用クロックの周波数を上げることなく表示データの入力速度を上げることができることを意味し、同期用クロックの最大クロック数が決まっていてそれ以上にクロック周波数を上げることができない場合に極めて有効である。

本発明は、横方向に接続する表示ユニット数により表示データ同期用のクロック周波数の制限の範囲内で映像分配ユニットを追加する個数を少なくでき、従来の映像表示システムよりも大幅にコストダウンが図れるといった効果を有し、宣伝及び広告を目的とした映像表示システムへの適用が可能である。

本発明の一実施の形態に係る映像表示システムの概略構成を示すブロック図 図１の映像表示システムにおける映像分配ユニットの概略構成を示すブロック図 図１の映像表示システムにおける映像分配ユニットが出力する映像信号のタイミングチャート 図１の映像表示システムにおける映像信号と表示データの関係図 図１の映像表示システムにおける表示ユニットの概略構成を示すブロック図 図１の映像表示システムにおける表示ユニットの表示データ分割の概念図 従来の映像表示システムにおける表示ユニットの発光素子の配置図 従来の映像表示システムの概略構成を示すブロック図 従来の映像表示システムにおける映像信号のタイミングチャート 従来の映像表示システムにおける表示ユニットの概略構成を示すブロック図 周波数許容範囲を超えた場合の従来の映像表示システムの概略構成を示すブロック図

符号の説明

１ 映像表示システム
２ 映像分配ユニット
３ 映像送出装置
４ 表示媒体
５ 表示媒体のＡエリア
６ 表示媒体のＢエリア
７ 表示ユニット
２１ 映像信号制御回路
２２ フレームデータ格納用メモリ
２３ 映像信号生成回路
２４ クロック発生回路
７１ 表示データ分割回路
７２ 表示データ受信回路
７３ 未表示データ一時確保用メモリ
７４ メモリ
７５ 表示データ生成回路
７６ ラッチ回路
７７ 発光素子点灯回路
１０１ 発光素子

Claims (2)

1. 赤、緑、青色で発光する発光素子を複数個配置して構成された表示ユニットを有する映像表示システムにおいて、
   前記表示ユニットは、
   外部より入力された表示データの同期用クロックの立ち上がりと立ち下がりのタイミングにて表示データを取得する表示データ取得手段と、
   前記同期用クロックに同期した表示データを現表示タイミングで使用するデータと次の表示タイミングで使用するデータとに振り分ける表示データ分割手段と、
   前記表示データ分割手段で振り分けられた前記次の表示タイミングで使用するデータを一時的に格納する記憶手段と、
   前記表示データ分割手段で振り分けられた前記現表示タイミングで使用するデータと前記記憶手段に格納されたデータを合成し前記同期用クロックに同期した表示データを生成する表示データ生成手段と、
   を備える映像表示システム。
2. 請求項１に記載の映像表示システムの表示ユニットに表示データと該表示データの同期用クロックを入力する映像分配ユニットを有する映像表示システムにおいて、
   前記映像分配ユニットは、
   同期用クロックの立ち上がりと立ち下がりで異なる表示データを出力する表示データ出力手段を備える映像表示システム。

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