JP2001337626A - パネル型led表示モジュール - Google Patents
パネル型led表示モジュールInfo
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- JP2001337626A JP2001337626A JP2000153560A JP2000153560A JP2001337626A JP 2001337626 A JP2001337626 A JP 2001337626A JP 2000153560 A JP2000153560 A JP 2000153560A JP 2000153560 A JP2000153560 A JP 2000153560A JP 2001337626 A JP2001337626 A JP 2001337626A
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- Led Device Packages (AREA)
Abstract
ともに、多数のモジュールを組み合わせて大画面を構成
する際の背面側の配線を著しく簡素なものにでき、ビル
壁面への設置工事が簡単で、部品点数および組立工数が
少なくて安価に構成できるパネル型LED表示モジュー
ルを提供する。 【解決手段】 プリント配線板1の正面において、各画
素ランプ7の間隔部分にランプ駆動用の複数個の集積回
路が実装され、これらに回路接続された2本の信号ケー
ブル13・14が配線板1の下辺側に引き出されてい
る。パネル型ケース2における配線板1の下辺の下側に
位置する間隔部分にはコネクタ付きの信号ケーブル13
・14を収容するための空間である。同一構成の多数の
モジュールを縦横に組み合わせる場合に、隣り合うモジ
ュールの信号ケーブルのコネクタを相互接続することで
表示用のデータ信号やコントロール信号の伝送路が構成
される。
Description
ビル外壁などに設置される大画面マルチカラーLEDデ
ィスプレイ装置を構築するためのパネル型LED表示モ
ジュールに関し、とくに、価格の低減と薄型化や設置工
事の容易化を実現する技術に関する。
の実用化により高性能なフルカラーLEDディスプレイ
装置が実現できるようになった。LEDディスプレイ
は、高輝度であることと大画面化が比較的容易であるこ
とから、街頭や空港などでの公衆ディスプレイとして応
用されることが多い。
小さな寸法のLED表示モジュールを縦横に組み合わせ
ることで必要な寸法の大画面を構成する基本設計となっ
ている。1つのLED表示モジュールには、たとえば8
×8=64個の画素ランプが一定ピッチで行列配置され
ている。1つの画素ランプはRGB3原色のLEDラン
プの集合体である。たとえば1200台のモジュールを
縦30・横40の比で組み合わせることで、縦240画
素・横320画素の大画面を作る。
LEDが行列配置された正面の寸法に対して半分近いの
奥行き寸法の直方体のケーシング形状になっていた。そ
れは、つぎのような内部構造に起因している。矩形の正
面プリント配線板に多数の画素ランプ(LED)が実装
されている。この正面プリント配線板の背面に何枚かの
プリント配線板が直交して取り付けられているか、正面
プリント配線板の背面側に適当な間隔を保って別のプリ
ント配線板が平行に取り付けられている。これらの背面
プリント配線板に表示駆動回路や電源回路(DC/DC
コンバータ)が実装されているとともに、これら全体が
奥行き寸法の大きな直方体のケーシングに内蔵されてい
る。
その枠内に多数のLED表示モジュールを縦横に並べて
配設する。各LED表示モジュールのケーシング背面に
データ信号やコントロール信号の端子と電源端子があ
り、これら背面側の端子群に信号ケーブルや電源ケーブ
ルをシステム的に接続する。
ュールは、ケーシングの奥行き寸法が大きいのに加え
て、そのケーシングの背面側に信号ケーブルや電源ケー
ブルを接続する構成となっていたので、多数のモジュー
ルを組み合わせて大画面を構成するときに、その画面構
成体の厚みがきわめて大きくなり、全体の重量も大きく
なるという問題があった。そのためビル壁面などに簡単
に付設することができなかった。ディスプレイ設置用の
構造をビル壁面にあらかじめ施工しておくか、ビル壁面
に大掛かりな変更工事を行う必要があった。またモジュ
ール単体についても、部品点数が多いとともに組立工数
も多く、そのため価格が高くなるし、重量が大きいと
か、高い信頼性の防水構造を容易に実現できないなどの
問題もあった。
されたもので、その目的は、モジュール自体を薄型のパ
ネル構造とするとともに、多数のモジュールを組み合わ
せて大画面を構成する際の背面側の配線を著しく簡素な
ものにでき、ビル壁面への設置工事が簡単で、部品点数
および組立工数が少なくて安価に構成できるパネル型L
ED表示モジュールを提供することにある。
るものである。 (1)同一構成の多数のモジュールを縦横に組み合わせ
ることで大画面のマルチカラーLEDディスプレイ装置
を構築するためのパネル型LED表示モジュールであ
る。 (2)矩形のプリント配線板の正面に縦m個・横n個の
画素ランプが一定ピッチpで行列配置されている。1つ
の画素ランプは3原色LEDの集合体であり、1つの画
素ランプの占有空間の縦寸法をa・横寸法をbとする。
ランプ配列ピッチpは画素ランプ寸法a・bの数倍に設
定されている。前記プリント配線板の縦寸法Mと横寸法
Nはほぼつぎの式で表される。 M=(m−1)×p+a N=(n−1)×p+b (3)前記プリント配線板は矩形のパネル型ケースに収
納されている。このパネル型ケースの縦横の外形寸法H
・Wはほぼつぎの式で表される。 H=m×p W=n×p (4)前記パネル型ケース内において、前記プリント配
線板の上辺は前記パネル型ケースの上辺にできるだけ近
接して配置されており、前記プリント配線板の下辺と前
記パネル型ケースの下辺との間には(p−a)に近い寸
法の間隔がある。 (5)前記プリント配線板の正面において、各画素ラン
プの間隔部分に各画素ランプを駆動するための複数個の
集積回路が実装されている。これら集積回路に回路接続
された2本の信号ケーブルが前記プリント配線板の下辺
側に引き出されている。これら信号ケーブルの先端には
それぞれコネクタが取り付けられている。 (6)前記パネル型ケースにおける前記プリント配線板
の下辺の下側に位置する前記間隔部分には前記コネクタ
付きの信号ケーブルを収容するための空間であるケーブ
ル・コネクタ収容部が形成されている。 (7)同一構成の多数のモジュールを縦横に組み合わせ
る場合に、隣り合うモジュールの前記信号ケーブルの前
記コネクタを相互接続することで表示用のデータ信号や
コントロール信号の伝送路が構成される。
て、前記プリント配線板の正面における各画素ランプの
間隔部分に電源回路であるDC/DCコンバータが分散
的に実装されており、このDC/DCコンバータに入力
電源を供給するためのコネクタ付きの電源ケーブルが前
記プリント配線板の下辺から前記ケーブル・コネクタ収
容部側に引き出されていることを特徴とする。
ールであって、前記パネル型ケースは、前記プリント配
線板の4辺を取り囲む外枠体と、この外枠体の下辺部分
に付設された前記ケーブル・コネクタ収容部と、前記外
枠体の内側にあって前記プリント配線板の背面側を覆う
背面カバーと、前記外枠体の内側にあって前記プリント
配線板の正面側を覆う正面カバーとを備え、前記正面カ
バーには前記画素ランプを露呈させるためのランプ窓が
行列配置されて形成されていることを特徴とする。
て、前記外枠体と前記背面カバーと前記プリント配線板
は固定的に一体化されており、この一体物に対して前記
正面カバーがネジ止めされ、前記ケーブル・コネクタ収
容部の正面は前記正面カバーとは別体の小さなサブカバ
ーにより塞がれており、このサブカバーはスナップフィ
ット機構により前記ケーブル・コネクタ収容部に着脱自
在に装着されていることを特徴とする。
ールであって、前記パネル型ケースには、正面側から背
面側に前記プリント配線板をも貫通したネジ挿通穴を伴
った筒状体が複数個形成されていることを特徴とする。
ールであって、前記信号ケーブルの根元近傍部分にはケ
ーブルを取り囲むように埋め込んだプラスチック製の防
水駒が一体成形されていて、この防水駒は前記パネル型
ケースにおける下辺内壁に沿ってその内側に位置決め固
定され、前記プリント配線板の正面側に一定の厚みで充
填された防水樹脂が前記防水駒の内側周囲を取り囲んで
いることを特徴とする。
型LED表示モジュールの構造について添付図面ととも
に詳細に説明する。このモジュールを構成する主な部品
は、各種の回路部品を実装した図1に示すプリント配線
板1と、パネル型ケースのベースとなる図2に示すケー
ス基体2と、図3に示す背面カバー3と、図4に示す内
部枠体4と、図5に示す正面カバー5と、図6に示すサ
ブカバー6である。これらを組み合わせて構成したモジ
ュールを図7と図8に示している。
その正面に64個の画素ランプが30mmのピッチで8
×8の行列に配列されている。1つの画素ランプは、2
個の赤色LEDランプ7rと1個の緑色LEDランプ7
gと1個の青色LEDランプ7bとの集合体である。こ
れら4個のランプは2×2の行列でできるだけ近接して
配置されており、4個の集合体(画素ランプ7と記す)
の占有空間の縦寸法はほぼ10mm以内に収まり、横寸
法はほぼ12mm以内に収まる。したがって、隣り合う
画素ランプ7と画素ランプ7と間には縦方向にほぼ20
mmの大きな間隔があり、横方向にほぼ18mmの大き
な間隔がある。
ンプ7の大きな間隔部分に複数の回路素子が表面実装さ
れており、各画素ランプ7を表示駆動する回路系と、D
C/DCコンバータからなる電源回路系とが構成されて
いる。配線板1に分散配置された12個のQFPタイプ
集積回路8が表示駆動回路系の主要素である。配線板1
の左右両辺近くに4つのDC/DCコンバータが実装さ
れている。1つのDC/DCコンバータは、1個のスイ
ッチング制御用のSOPタイプ集積回路9と、3個のイ
ンダクタ10と、1個の主スイッチングトランジスタ1
1と、1個の主キャパシタ12などによって構成されて
いる。そのほか、大画面ディスプレイを構成する際の他
のモジュールとデータ転送するための回路系や、水晶発
振回路などが実装されている。
信号ケーブル13と出力信号ケーブル14と電源ケーブ
ル15が回路接続されている。これら各ケーブルの先端
には防水型コネクタ13a・14a・15aが一体化さ
れている。多数のモジュールにより大画面ディスプレイ
を構成する際に、あるモジュールの入力信号ケーブル1
3と隣のモジュールの出力信号ケーブル14とをコネク
タ接続することで、各モジュールを横断するデータ転送
路が形成され、表示制御装置から送り出される表示デー
タ信号とコントロール信号が各モジュールに分配され
る。電源ケーブル15のコネクタ15aは所定の直流電
源に接続される。
ル13・14・15を通すための切欠部16が形成され
ている。また各ケーブル13・14・15の根元部分
(配線板1の下辺に位置する部分)にはケーブル固定用
の防水駒17がケーブルを取り囲むように装着されてい
る。またプリント配線板1には、四隅寄りにそれぞれ1
個の大穴38が形成されているとともに、多数の中穴3
9と、いくつかの小穴が分散して形成されている。
ように、矩形の外枠体18と、その背部において外枠体
18をリブで縦横に連結する骨格体19と、パネル面に
垂直な姿勢で骨格体19に一体形成されたネジ挿通用の
4個の大径の筒状体20と、同様に骨格体19に一体成
形されたタッピングネジ固定用の小径のネジ止め用ボス
21(長いボスと短いボスとがある)と、同様に骨格体
19に一体成形された位置決め突起22とを有してい
る。
23bの二重構造になっており、下辺部分は外壁24a
と内壁24bの二重構造になっている。外枠体18の上
辺と右辺と左辺内壁23bと下辺内壁24bとによって
一辺がほぼ225mmの正方形の基板収容空間が形成さ
れている。また外枠体18の外形は一辺がほぼ240m
mの正方形である。外枠体18の下辺の外壁24aと内
壁24bとの間隔部分(内寸はほぼ11mmである)が
前述したケーブル・コネクタ収容部である。
形品であり、図3に示すように、プリント配線板1より
わずかに小寸法の正方形の板に多数の穴が形成されてい
るとともに絞りによる凹凸が形成されている。図7・図
8に示すように、背面カバー3は、ケース基体2の正面
側から外枠体18にはめ込まれて骨格体19に接して固
定される。つまり、骨格体19から突出している筒状体
20・ネジ止め用ボス21・位置決め突起22に干渉し
ないように、背面カバー3に多数の穴が形成されてい
る。
ー3の上にわずかな間隔を保って重なるように、ケース
基体1の外枠体18にはめ込まれている。プリント配線
板1にも骨格体19から突出した筒状体20や長いネジ
止め用ボス21と干渉しない穴が形成されている。プリ
ント配線板1は短いネジ止め用ボス21の上に当接し、
配線板1の正面からそのボス21にタッピングネジを捩
じ込むことで配線板1が固定される。
下辺側に引き出されている3本のケーブル13・14・
15の根元近傍部分にはそれぞれ防水駒17が装着され
ているが、これら防水駒17が外枠体18の下辺の内壁
24bに形成された3個の切欠凹部25(図2)にはめ
込まれる。これにより各ケーブル13・14・15の引
き出し位置が規制されるとともに、引き出し部の防水性
が高まる構造になっている。
うに細いリブの格子からなり、ケース基体2の外枠体1
8にはめ込まれたプリント配線板1の上に重ねるように
装着される。内部枠体4の格子はプリント配線板1に実
装された画素ランプ7や回路部品に干渉しないととも
に、骨格体19から突出している4本の筒状体20を貫
通させる穴26が形成されている。
る。図5に示すように、正面カバー5の外形は縦寸法が
ほぼ228mmで横寸法がほぼ240mmの長方形であ
り、ケース基体2の外枠体18の右辺と左辺外壁23a
と上辺と下辺内壁24bの上面にぴったりと重なる大き
さである。正面カバー5には、各画素ランプ7を外部に
露呈させる64個の矩形のランプ窓27が30mmのピ
ッチで縦横に配列形成されている。正面カバー5に形成
された4個の大きな穴28には骨格体19から突出して
いる筒状体20が覗いている。正面カバー5に形成され
た4個の小さな穴29の直下に骨格体19から突出して
いる長いネジ止め用ボス21の上端が当接しており、こ
こにタッピングネジを捩じ込むことで正面カバー5がケ
ース基体2に固定される。正面カバー5における各ラン
プ窓27の上部に、太陽光などが画素ランプ7に直射す
るのを防止する目的のヒサシ30が形成されている。
3とプリント配線板1の間の空間にエポキシ樹脂などが
充填されるとともに、内部枠体4が組み付けられたプリ
ント配線板1の正面側に一定の厚みでエポキシ樹脂など
が充填される。これによってプリント配線板1が収納さ
れたパネル型ケース内をほぼ完全に防水している。
係、また各防水駒17と外枠体18の下辺内壁24bに
形成された各切欠凹部25との関係はみんな同様なの
で、ここでは図9と図10に基づいてケーブル13を代
表として説明する。図10に点線で示すように、ケーブ
ル13の所定位置の外周に金属リング40を装着してケ
ーブル13にかしめて固定し、このリング40の装着部
分を埋め込むようにプラスチックのインサート成形によ
って防水駒17をケーブル13の周囲に一体化してい
る。したがって、ケーブル13と防水駒17との接合面
はほぼ完全に気密化されているとともに、ケーブル13
と金属リング40のかしめ結合とこれらを埋め込んでい
るプラスチック製防水駒17との一体構造により、防水
駒17とケーブル13とがずれることはない(金属リン
グ40がアンカーのように機能する)。
体をなしており、その正面よりの両側面に縦にスリット
41が形成されている。外枠体18の下辺内壁24bに
形成された各切欠凹部25は、防水駒17の正面の寸法
に合わせた長方形をなしており、その切欠の両側部には
防水駒17のスリット41にぴったりはまり込む形状の
縦リブ42が形成されている。また、防水駒17には縦
に貫通したネジ挿通穴43が形成されている。
ブ42とをかみ合わせて防水駒17を外枠体下辺内壁2
4bの切欠凹部25に装着することで、切欠凹部25に
よる開口が防水駒17で埋められる。この状態では、防
水駒17のネジ挿通穴43がケース基体2に一体形成さ
れているネジ止め用ボス21に合致し、この穴43にタ
ッピングネジ44を挿通し、ネジ止め用ボス21に捩じ
込むことで防水駒17をケース基体2に固定する。
いるのは、プリント配線板1の正面側にほぼ一定の厚み
で充填した防水樹脂(エポキシ、シリコン、耐候性ウレ
タンなど)である。以上の構造によって各ケーブル13
・14・15の引き出し部分はほぼ完璧に防水される。
ル・コネクタ収容部の正面は前記の正面カバー5によっ
ては覆われていない。この部分を覆うのは、この部分に
ぴったり合わせた寸法の細長いサブカバー6である。サ
ブカバー6はスナップフィット機構によりケース基体2
に着脱自在に装着される。サブカバー6もプラスチック
成形品であり、図6に示すように、サブカバー6の背面
の3箇所に弾性爪31が形成されている。これに対応し
て外枠体18の下辺外壁24aと内壁24bとの間の3
箇所に係合部32が形成されている。
ュールを必要数だけ縦横に連結して据え付けることで大
画面ディスプレイを構成する。その際に、各モジュール
のケース基体2の外枠体18同士をくっつけるように配
設する。そうすれば、1つのモジュール内の画素ランプ
7のピッチが30mmであり、隣接するモジュール間の
画素ランプ7の配列ピッチも30mmになる。また、1
つのモジュールのパネル型ケースには前述の4個の筒状
体20が正面から背面に貫通している。この筒状体20
に正面側からネジを挿通して背面の設置ベースに捩じ込
むことで、きわめて簡単に各モジュールを設置ベースに
据え付けていくことができる。
カバー6を取り外した状態で、隣り合うモジュールの入
力信号ケーブルコネクタ13aと出力信号ケーブルコネ
クタ14bとを接続するとともに、電源ケーブルコネク
タ15aに給電ケーブルコネクタ(図示していない)を
接続する。そして、それらコネクタを各モジュールのケ
ーブル・コネクタ収納部の空間に収めた後、そこにサブ
カバー6を被せて装着する。
外壁23aと内壁3bとの間の空間を有効活用していな
いが、この部分を電源ケーブルの接続収納空間として利
用したり、給電系統の接続機構に利用すればさらに望ま
しい。
よれば、大画面ディスプレイを構成するためのマルチカ
ラーLED表示モジュール自体が薄型のパネル構造にな
るとともに、高信頼性の防水性能を容易に実現でき、ま
た多数のモジュールを組み合わせて大画面を構成する際
の背面側の配線を著しく簡素なものにでき、ビル壁面へ
の設置工事が簡単であり、モジュールを構成する部品点
数および組立工数が少なくて安価に量産することができ
る。
構成図である。
図である。
図である。
である。
図である。
図である。
モジュールの正面図である。
細を示す分解斜視図である。
る。
Dランプ 7g 緑色LEDランプ 7b 青色LE
Dランプ 8 QFPタイプ集積回路 9 SOPタイ
プ集積回路 10 インダクタ 11 主スイッ
チングトランジスタ 12 キャパシタ 13 入力信号
ケーブル 14 出力信号ケーブル 15 電源ケー
ブル 13a・14a・15a 防水型コネクタ 16 切欠部 17 防水駒 18 外枠体 19 骨格体 20 筒状体 21 ネジ止め
用ボス 22 位置決め突起 23a 左辺の
外壁 23b 左辺の内壁 24a 下辺の
外壁 24b 下辺の内壁 27 ランプ窓 30 ヒサシ 31 弾性爪 32 係合部
Claims (6)
- 【請求項1】 つぎの特定事項(1)〜(7)を充足す
る発明。 (1)同一構成の多数のモジュールを縦横に組み合わせ
ることで大画面のマルチカラーLEDディスプレイ装置
を構築するためのパネル型LED表示モジュールであ
る。 (2)矩形のプリント配線板の正面に縦m個・横n個の
画素ランプが一定ピッチpで行列配置されている。1つ
の画素ランプは3原色LEDの集合体であり、1つの画
素ランプの占有空間の縦寸法をa・横寸法をbとする。
ランプ配列ピッチpは画素ランプ寸法a・bの数倍に設
定されている。前記プリント配線板の縦寸法Mと横寸法
Nはほぼつぎの式で表される。 M=(m−1)×p+a N=(n−1)×p+b (3)前記プリント配線板は矩形のパネル型ケースに収
納されている。このパネル型ケースの縦横の外形寸法H
・Wはほぼつぎの式で表される。 H=m×p W=n×p (4)前記パネル型ケース内において、前記プリント配
線板の上辺は前記パネル型ケースの上辺にできるだけ近
接して配置されており、前記プリント配線板の下辺と前
記パネル型ケースの下辺との間には(p−a)に近い寸
法の間隔がある。 (5)前記プリント配線板の正面において、各画素ラン
プの間隔部分に各画素ランプを駆動するための複数個の
集積回路が実装されている。これら集積回路に回路接続
された2本の信号ケーブルが前記プリント配線板の下辺
側に引き出されている。これら信号ケーブルの先端には
それぞれコネクタが取り付けられている。 (6)前記パネル型ケースにおける前記プリント配線板
の下辺の下側に位置する前記間隔部分には前記コネクタ
付きの信号ケーブルを収容するための空間であるケーブ
ル・コネクタ収容部が形成されている。 (7)同一構成の多数のモジュールを縦横に組み合わせ
る場合に、隣り合うモジュールの前記信号ケーブルの前
記コネクタを相互接続することで表示用のデータ信号や
コントロール信号の伝送路が構成される。 - 【請求項2】 請求項1に記載のパネル型LED表示モ
ジュールであって、前記プリント配線板の正面における
各画素ランプの間隔部分に電源回路であるDC/DCコ
ンバータが分散的に実装されており、このDC/DCコ
ンバータに入力電源を供給するためのコネクタ付きの電
源ケーブルが前記プリント配線板の下辺から前記ケーブ
ル・コネクタ収容部側に引き出されていることを特徴と
するパネル型LED表示モジュール。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載のパネル
型LED表示モジュールであって、前記パネル型ケース
は、前記プリント配線板の4辺を取り囲む外枠体と、こ
の外枠体の下辺部分に付設された前記ケーブル・コネク
タ収容部と、前記外枠体の内側にあって前記プリント配
線板の背面側を覆う背面カバーと、前記外枠体の内側に
あって前記プリント配線板の正面側を覆う正面カバーと
を備え、前記正面カバーには前記画素ランプを露呈させ
るためのランプ窓が行列配置されて形成されていること
を特徴とするパネル型LED表示モジュール。 - 【請求項4】 請求項3に記載のパネル型LED表示モ
ジュールであって、前記外枠体と前記背面カバーと前記
プリント配線板は固定的に一体化されており、この一体
物に対して前記正面カバーがネジ止めされ、前記ケーブ
ル・コネクタ収容部の正面は前記正面カバーとは別体の
小さなサブカバーにより塞がれており、このサブカバー
はスナップフィット機構により前記ケーブル・コネクタ
収容部に着脱自在に装着されていることを特徴とするパ
ネル型LED表示モジュール。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のパネル
型LED表示モジュールであって、前記パネル型ケース
には、正面側から背面側に前記プリント配線板をも貫通
したネジ挿通穴を伴った筒状体が複数個形成されている
ことを特徴とするパネル型LED表示モジュール。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載のパネル
型LED表示モジュールであって、前記信号ケーブルの
根元近傍部分にはケーブルを取り囲むように埋め込んだ
プラスチック製の防水駒が一体成形されていて、この防
水駒は前記パネル型ケースにおける下辺内壁に沿ってそ
の内側に位置決め固定され、前記プリント配線板の正面
側に一定の厚みで充填された防水樹脂が前記防水駒の内
側周囲を取り囲んでいることを特徴とするパネル型LE
Dモジュール。
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---|---|---|---|
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