多重表示

多重化ディスプレイは、ディスプレイ全体が一度に駆動されない 電子ディスプレイ デバイスです。

代わりに、ディスプレイのサブユニット (通常はドット マトリックスディスプレイの行または列、文字指向ディスプレイの個々の文字、場合によっては個々のディスプレイ要素) が多重化され、つまり 1 つずつ駆動されますが、高いスイッチング周波数と視覚の持続性が組み合わさって、視聴者はディスプレイ全体が継続的にアクティブであると信じます。

多重化ディスプレイには、多重化されていないディスプレイに比べていくつかの利点があります。

• 必要な配線の数が少なくなる（多くの場合、配線の数が大幅に減る）
• よりシンプルな運転用電子機器を使用できる
• どちらもコスト削減につながる
• 消費電力の削減

多重化ディスプレイは、大きく 2 つのカテゴリに分けられます。

1. 文字指向ディスプレイ
2. ピクセル指向ディスプレイ

文字指向ディスプレイのほとんど ( 7 セグメント ディスプレイ、14 セグメント ディスプレイ、16 セグメント ディスプレイなど) は、一度に 1 つの文字全体を表示します。各文字のさまざまなセグメントは、2 次元ダイオード マトリックスで接続されており、マトリックスの「行」と「列」の両方のラインが適切な電位にある場合にのみ点灯します。発光素子は通常、発光ダイオード(LED) の形をしており、電気は一方向にのみ流れ、マトリックスの個々の「行」と「列」は互いに電気的に分離されています。液晶ディスプレイの場合、行と列の交差部はまったく導電性がありません。

上に示した VCR ディスプレイの例では、点灯する要素は、同じ真空エンクロージャを共有する多数の三極 真空管のプレートです。三極管のグリッドは、一度に 1 つの数字だけが点灯するように配置されています。すべての数字の同様のプレート (たとえば、すべての数字の左下のプレート) はすべて並列に接続されています。ディスプレイを駆動するマイクロプロセッサは、数字のグリッドに正の電圧をかけ、次に適切なプレートに正の電圧をかけることで、数字を 1 つずつ有効にします。電子は数字のグリッドを流れ、正の電位にあるプレートに当たります。

ディスプレイが各セグメントを個別に接続して構築されていた場合、ディスプレイには数字だけで 49 本の配線が必要となり、点灯可能な他のすべてのインジケータにはさらに多くの配線が必要になります。ディスプレイを多重化することで、必要なのは 7 本の「数字セレクタ」ラインと 7 本の「セグメントセレクタ」ラインのみです。追加のインジケータ (この例では、「VCR」、「Hi-Fi」、「STEREO」、「SAP」など) は、追加の数字のセグメント、または既存の数字の 2 つ以上の追加セグメントであるかのように配置され、実際の数字と同じ多重化戦略を使用してスキャンされます。

文字指向ディスプレイのほとんどは、1 桁全体の適切なセグメントをすべて同時に表示します。文字指向ディスプレイの中には、一度に 1 つのセグメントのみを表示するものもあります。Hewlett -Packard HP-35のディスプレイはその一例です。この計算機は、非常に短い光パルスが、同じ時間積分強度の長い光パルスよりも明るく感じられるという、 パルス LED 操作の効果を利用しています。

キーボード マトリックス回路は、多重化ディスプレイと非常によく似た配置になっており、同じ利点を多く備えています。配線数をさらに減らすために、多重化ディスプレイとキーボード マトリックスの間で配線を「共有」して、配線数をさらに減らす人もいます。^[1]

比較すると、ドットマトリックスディスプレイでは、個々のピクセルはマトリックスの「行」と「列」の交点に配置され、各ピクセルを個別に制御できます。

ここで、配線の節約ははるかに劇的になります。一般的な 1024×768 ( XGA ) のコンピュータ画面の場合、非多重化制御には 2,359,296 本の配線が必要になります。これだけの配線数はまったく実用的ではありません。しかし、ピクセルを多重化マトリックスに配置すると、必要な配線は 1792 本だけになり、完全に実用的な状況になります。

ピクセル指向ディスプレイは、一度に 1 つのピクセルを駆動することも、ピクセルの行全体または列全体を同時に駆動することもできます。アクティブ マトリックス液晶ディスプレイは、各ピクセルにストレージ要素を備えているため、アクティブに駆動されていない場合でも、ピクセルは正しい状態を表示し続けます。

ほとんどの多重化ディスプレイは、ディスプレイ全体を同時に表示しないため、観察者の視点が動いていると「途切れる」ことがあります。たとえば、観察者が多重化ディスプレイ上で視線を素早く動かすと、一貫したディスプレイではなく、個々の数字がごちゃ混ぜに表示される場合があります (ディスプレイが観察者の視点に対して動いている場合も、同じ効果が発生する可能性があります)。眼振(不随意眼球運動) のある人は、この効果を経験する可能性が非常に高く、多重化ディスプレイの一部が読みにくいと感じる場合があります。また、硬いキャンディーを噛むことで誘発されることもあります。これにより、ユーザーの目が振動し、ディスプレイが途切れます。

ディスプレイの多重化特性は、回転するスロット付きホイールなどの 機械式ストロボスコープを通して観察することによっても明らかにすることができます。

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