JP2007140569A - パルス信号生成回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パルス信号の到来に応答してLED表示素子を駆動する出力パルス信号の論理レベルをPWM階調制御方式で制御するパルス信号生成回路である。パルス信号の到来のタイミングが表示装置における階調データに対応している。計数回路が入力されるパルス列のそれぞれのパルスの到来が、到来したパルスを特定する情報とともに通知する。比較回路は、パルス信号のそれぞれに対してパルス指定信号が入力され、このパルス指定信号で指定されたパルスが到来したか否かが、パルス信号ごとに判定する。パルス信号のパルス幅は、パルス列のパルス間隔とパルス指定信号とに応じて制御されるため、パルス指定信号のみでパルス幅の制御が行われる場合に比べて、パルス指定信号で伝送すべき情報量を少なくすることができる。
【選択図】図7
Description
図17は、単階調型のLEDドライバを用いて構成されたLED表示装置の一例の構成の一部を示すブロック図である。画像全体のうちの1ライン分の画素に対応する構成を示している。
図17に示すLED表示装置は、1ラインの640画素に対応する640個のLEDと、これらのLEDを駆動する出力チャンネル数が16のLEDドライバIC0〜IC39と、コントローラCT1とを有する。
640個のLEDは、コントローラCT1から供給されるラッチ信号S_LATに同期して、一斉にオンまたはオフに設定される。このオン/オフ設定が行われる度に、LEDドライバIC0〜IC39のシフトレジスタREG1にそれぞれ16ビットのオン/オフ制御信号がセットされる。このため、クロック信号CLKは、ラッチ信号S_LAに対して640倍の周波数を有している必要がある。
たとえば、1秒間に200枚の画像が表示される場合、LEDドライバから出力されるパルス電流の周波数は200Hzになる。階調数を256とすると、200Hzのパルス電流の1周期を256分割した各期間においてLEDのオン/オフが設定されるため、ラッチ信号S_LATの周波数は、約51kHz(200Hz×256)になる。
この場合、個々のLEDに供給されるパルス電流のデューティ比(パルスの1周期に対する駆動電流の出力期間の割合)は時分割数に応じて制限される。たとえば、4つのLEDが時分割で駆動されるものとすると(時分割数4)、各LEDに供給されるパルス電流のデューティ比は25%以下に制限される。
1枚の画像を表示させる期間において、時分割数だけのパルスが出力されるので、たとえば時分割数を4とすると、時分割数が1の場合に比べて、LEDドライバから出力されるパルス電流の周波数は4倍になる。上述の例と同様に、リフレッシュ・レートを200、階調数を256とすると、パルス電流の周波数は800Hz(200Hz×4)、ラッチ信号S_LATの周波数は約205kHz(200Hz×4×256)になる。
fmax1 = 200[r.r.] × 4[duty]× 256[GS]× 640[pixel]
= 200[r.r.] × 4[duty]× 256[GS]× 40[IC] × 16[output]
= 131[MHz] …(1)
図19は、PWM階調制御型のLEDドライバを用いて構成されたLED表示装置の一例の構成の一部を示すブロック図である。図17と同様に、画像全体のうちの1ライン分の画素に対応する構成を示している。
図19に示すLED表示装置は、1ラインの640画素に対応する640個のLEDと、これらのLEDを駆動する出力チャンネル数16のLEDドライバIC0A〜IC39Aと、コントローラCT1Aとを有する。
詳細に説明すると、PWM生成器PW1は、コントローラCT1Aから各LEDドライバへ共通に供給される階調クロック信号GSCLKを計数し、この計数値と、ラッチ回路LAT2から取得した8ビットのパルス幅設定信号の値とを比較して、各出力チャンネルに対応するパルス信号の値を‘1’または‘0’に設定する。8ビットのパルス幅設定信号は0〜255の値を有し、この値と計数値との比較結果に応じてパルス信号の値が反転されるタイミング、すなわちパルス幅が決まるため、階調数は256となる。階調クロック信号GSCLKの計数値は、コントローラCT1Aから各LEDドライバへ共通に供給されるリセット信号S_RSTに同期して初期化される。
LEDドライバIC0A〜IC39AのシフトレジスタREG2には、パルス電流(図20(E)〜(G))の各サイクルにおいてそれぞれ128ビットのパルス幅設定信号が転送される。転送が完了した後、ラッチ信号S_LAT(図20(C))に同期して、転送されたパルス幅設定信号がラッチ回路LAT2に保持される。次いで、PWM生成器PW1において、階調クロック信号GSCLKの計数値が初期化され、新しくラッチ回路LAT2に保持されたパルス幅設定信号と、階調クロック信号GSCLKの計数値との比較が開始される。この比較結果に応じて、各出力チャンネルのパルス電流のパルス幅が設定される。
上述の例と同様に、リフレッシュ・レートを200、時分割数を4とすると、階調数は256なので、階調クロック信号GSCLKの周波数fmax2aは次式のようになる。
fmax2a = 200[r.r.]× 4[duty]× 256[GS]
= 205[kHz] …(2)
上述の例と同様に、リフレッシュ・レートを200、時分割数を4とすると、クロック信号CLKの周波数fmax2bは次式のようになる。
fmax2b = 200[r.r.]× 4[duty]× 640[pixel] × 8[bit]
= 4.1[MHz] …(3)
しかしながら、それぞれのLEDのオンとオフを逐一設定する必要があるため、コントローラとLEDドライバとの間に非常に高速な通信速度が必要になる問題がある。たとえば、数メートル四方にも及ぶディスプレイ上に、式(1)に示すような高周波の信号を伝送させることは非常に困難である。
コントローラの数が4倍になるため、コストが上昇してしまう不利益が生じる。
ライバに比べて回路構成が複雑であり、コストが高いという不利益が存在する。
所定の期間の間に供給されるパルス列の中の1つのパルス信号を指定するため
のパルス指定信号を初期化信号に応答して保持するパルス指定信号保持回路と、
上記初期化信号に応答してカウント値が所定の値にリセットされ、パルス信号の入力に応じて上記カウント値をカウントアップ又はカウントダウンする計数回路と、
上記パルス指定信号保持回路に保持されたパルス指定信号の値と上記計数回路のカウント値とを比較する比較回路と、
上記比較回路から出力される比較結果信号に応答して出力パルス信号の論理レベルを制御するパルス信号出力回路と、
を有するパルス信号生成回路が提供される。
また、そのようなパルス信号生成回路を有する簡易な構成の表示装置を提供できる。また、表示装置における制御回路(制御部)側のみを変更することで、表示精度(resolution)を任意に制御でき得る。
以下、詳細に述べる。
パルス生成回路では、パルス到来通知手段によって、入力されるパルス列のそれぞれのパルスの到来が、到来したパルスを特定する情報とともに通知される。パルス到来判定手段では、生成すべきパルス信号のそれぞれに対してパルス指定信号が入力され、このパルス指定信号で指定されたパルスが到来したか否かが、パルス到来通知手段の通知に基づいてパルス信号ごとに判定される。指定されたパルスがパルス到来判定手段において到来したと判定された場合、パルス指定信号でそのパルスを指定されたパルス信号は、パルス信号出力手段によって、当該パルスの到来に同期して出力レベルを反転される。
パルス信号のパルス幅は、パルス列のパルス間隔とパルス指定信号とに応じて制御されるため、パルス指定信号のみでパルス幅の制御が行われる場合に比べて、パルス指定信号で伝送すべき情報量を少なくすることができる。
これにより、それぞれのパルス信号生成回路では、イネーブル信号に応じて、パルス列の入力が有効化または無効化される。このため、複数のパルス信号生成回路に与えるパルス列を共通化して、配線の簡略化を図りながら、イネーブル信号に応じて、それぞれのパルス信号生成回路に所望のパルス列を入力させることが可能になる。
これにより、それぞれのパルス信号生成回路では、イネーブル信号に応じて、パルス列の入力が有効化または無効化される。このため、複数のパルス信号生成回路に与えるパルス列を共通化して、配線の簡略化を図りながら、イネーブル信号に応じて、それぞれのパルス信号生成回路に所望のパルス列を入力させることが可能になる。
これにより、縦続接続された複数のパルス信号生成回路の間で、イネーブル信号を伝送することが可能になる。それぞれのパルス信号生成回路に独立した配線
でイネーブル信号を伝送する場合に比べて、配線の簡略化を図ることができる。
これにより、第2の入力端子と第2の出力端子とを介して縦続接続された複数のパルス信号生成回路の間で、パルス指定信号を伝送することが可能になる。それぞれのパルス信号生成回路に独立した配線でパルス指定信号を伝送する場合に比べて、配線の簡略化を図ることができる。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。
図1に示す表示装置は、制御部1と、水平ライン選択部2_0〜2_119と、LEDアレイDA0〜DA119と、パルス信号生成部PG(0,0)〜PG(119,39)とを有する。
制御部1は、本発明の制御手段の一実施形態である。
LEDアレイDA0〜DA119は、本発明の表示素子の一実施形態である。
パルス信号生成部PG(0,0)〜PG(119,39)は、本発明のパルス信号生成回路の一実施形態である。
4本の水平ラインは、LEDに供給されるパルス信号の1周期において4分の1周期づつ選択され、電源ラインVccに接続される。これにより、パルス信号生成部PG(0,0)〜PG(119,39)の各出力チャンネルに接続された4つのLEDは時分割で駆動される。
LEDアレイDA0〜DA119による表示画像のサイズは640×480画素である。
すなわち図2に示すように、パルス信号生成部PG(i,0)〜PG(i,39)は、パルス指定信号DPの入出力端子を介して縦続に接続されており、初段のパルス信号生成部PG(i,0)には、制御部1からシリアル信号として出力されるパルス指定信号DPが入力され、初段に続く各段のパルス信号生成部には、前段から出力されるパルス指定信号DPが入力される。
制御部1からパルス信号生成部PG(i,0)〜PG(i,39)に対して与えられるパルス指定信号DP[0]〜DP[39]は、シリアル信号として‘DP[39],…,DP[0]’の順に制御部1から出力されて、縦続接続されたパルス信号生成部を次々と伝播する。そして、パルス指定信号DP[39],…,DP[0]がパルス信号生成部PG(i,39),…,PG(i,0)に到達したところで、各パルス信号生成部においてパルス指定信号が取り込まれる。
図3に示すパルス信号生成部PG(i,j)は、信号保持部3および4と、計数部5と、比較部6と、パルス信号出力部7と、電流出力部8とを有する。
信号保持部3は、本発明の第2の信号保持手段の一実施形態である。
信号保持部4は、本発明の第3の信号保持手段の一実施形態である。
計数部5は、本発明のパルス到来通知手段の一実施形態である。
比較部6は、本発明のパルス到来判定手段の一実施形態である。
たとえば、パルス指定信号DPが1ビット幅のシリアル信号として入出力されるものとすると、信号保持部3は、64ビットのシフトレジスタによって構成される。
ここでは一例として、計数部5が4ビットのカウンタにより構成されるものとし、ハイレベルのラッチ信号S_LATを受けて、計数値CTを‘15’(2進数表現では‘1111’)に初期化するものとする。これにより、計数値CTが‘15’に初期化された後、パルス列PSjの最初のパルスを計数した時点で、計数部5の計数値CTは‘0’になる。
すなわちパルス信号出力部7は、比較部6における比較結果に応じて、電流出力部8に供給する各パルス信号の出力レベル(ハイレベルまたはローレベル)を反転させる。たとえば、比較部6の比較結果信号が‘1’の場合、ハイレベルのパルス信号を出力し、比較結果信号が‘0’の場合は、ローレベルのパルス信号を出力する。比較結果信号が‘0’から‘1’へ変化する場合は、パルス信号の出力レベルをローレベルからハイレベルへ反転させ、比較結果信号が‘1’から‘0’へ変化する場合は、パルス信号の出力レベルをハイレベルからローレベルへ反転させる。
たとえば電流出力部8は、パルス信号出力部7から出力されるパルス信号がハイレベルのときに所定の定電流を出力し、パルス信号出力部7から出力されるパルス信号がローレベルの時に定電流を出力しない。すなわち、電流出力部8は、パルス信号出力部7からハイレベルのパルス信号が出力されるときに対応するLEDに対して定電流を供給し、パルス信号出力部7からローレベルのパルス信号が出力されるときに当該LEDに対して定電流を供給しない。
図4は、図2に示す表示装置の各信号のタイミング関係の一例を示すタイミングチャートである。
図4(A)は、制御部1から出力されるパルス指定信号を示す。
図4(B)は、パルス信号生成部PG(i,j)の信号保持部4に保持されるパルス指定信号を示す。
図4(C)は、制御部1から出力されるクロック信号CLKを示す。
図4(D)は、制御部1から出力されるラッチ信号S_LATを示す。
図4(E)は、制御部1からパルス信号生成部PG(i,0)に対して出力されるパルス列PS0を示す。
図4(F)は、パルス信号生成部PG(i,0)における計数部5の計数値CTを示す。
図4(G)〜(J)は、制御部1からパルス信号生成部PG(i,1)〜PG(i,39)に対して出力されるパルス列PSjを示す。
図4(K)は、パルス信号生成部PG(i,0)〜PG(i,39)の各出力チャンネルから出力されるパルス電流を示す。
信号保持部4において信号保持が実行されてから次に信号保持部4において信号保持が実行されるまでの間、制御部1では、次のサイクルで各出力チャンネルのパルス信号に所望のパルス幅を設定するための新たなパルス指定信号が生成され、パルス信号生成部PG(i,0)〜PG(i,39)のそれぞれに向けて順次出力される(図4(A))。制御部1から出力されたパルス指定信号は、クロック信号CLK(図4(C))に同期して、縦続接続されたパルス信号生成部の各段を順次シフトされ、それぞれ目的のパルス信号生成部へ転送される。
この期間(時刻t1〜t3)において、制御部1ではパルス信号生成部PG(i,0)〜PG(i,39)に対する新たなパルス指定信号が生成され、順次出力される。パルス信号生成部PG(i,j)に向けて生成された新たなパルス指定信号‘DA2’は、パルス信号生成部PG(i,0)〜PG(i,j−1)を順次シフトされて、パルス信号生成部PG(i,j)の信号保持部3に保持される。保持されたパルス指定信号‘DA2’は、時刻t3においてラッチ信号S_LATのパルスにより信号保持部4に保持される(図4(B))。
以降、パルス列PS0の各パルスが計数部5に入力されて計数される度に、計数値CTは‘1’,‘2’,‘3’…と順次増加していき、4ビットのパルス指定信号がこの計数値CTと一致する出力チャンネルにおいて、出力電流が遮断される。
このように、パルス信号生成部PG(i,0)〜PG(i,39)の各出力チャンネルのパルス幅は、制御部1から転送される4ビットのパルス指定信号DP[0]〜DP[39]とパルス列PS0〜PS39とに応じて制御される。
図5(A)は、パルス信号生成部PG(i,0)〜PG(i,39)において生成されるパルス信号のパルス幅の分解能、すなわち階調数を決める、階調クロック信号GSCLKの一例を示している。この階調クロック信号GSCLKは、制御部1の内部信号である。
制御部1において生成されるパルス列PSjは、パルス信号生成部の各出力チャンネルのパルス信号が所望のパルス幅となるように、図5(A)に示すような階調クロック信号GSCLKのクロックパルス中から一部のクロックパルスを選択して生成されたパルス列と見なすことができる。
また、出力チャンネル‘0’に対して与えられるパルス指定信号は値‘0’であるため、そのパルス信号(図5(C))は、パルス列PSjの先頭パルス(0番目のパルス)からローレベルのままになる。この場合、出力チャンネル‘0’のパルス信号は、256段階(0〜255)の‘0’に対応するパルス幅を有することになる。
パルス指定信号(パルス幅設定信号)のデータ長が半分に削減されることから、パルス信号生成部PG(i,0)〜PG(i,39)における信号保持部3、信号保持部4、計数部5および比較部6の回路構成が簡易化されるので、回路規模を非常に小さくすることができる。
たとえば、式(1)と同一条件(リフレッシュ・レート200、時分割数4)において、クロック信号CLKの周波数fmax3aは次式のようになる。
fmax3a = 200[r.r.]× 4[duty]× 640[pixel] × 4[bit]
= 2.0[MHz] …(4)
fmax3b = 200[r.r] × 4[duty]× 256[GS]
= 205[kHz] …(5)
次に、本発明の第2の実施形態について述べる。
第2の実施形態に係る表示装置においては、たとえば、図1に示す表示装置における制御部1およびパルス信号生成部PG(i,j)が、次に述べる制御部1Aおよびパルス信号生成部PGA(i,j)に置き換えられる。
またパルス信号生成部PGA(i,j)は、制御部1Aもしくは前段のパルス信号生成部PGA(i,j−1)から出力されるイネーブル信号DEおよびパルス指定信号DPを入力し、入力したイネーブル信号DEおよびパルス指定信号DPを、クロック信号CLKに同期して保持するとともに、次段のパルス信号生成部PGA(i,j+1)へ出力する。
すなわち、パルス信号生成部PGA(i,0)〜PGA(i,39)は、イネーブル信号DEおよびパルス指定信号DPの入出力端子を介して縦続に接続されており、初段のパルス信号生成部PGA(i,0)には、制御部1Aからシリアル信号として出力されるイネーブル信号DEおよびパルス指定信号DPが入力され、初段に続く各段のパルス信号生成部には、前段から出力されるイネーブル信号DEおよびパルス指定信号DPが入力される。
また、初段のパルス信号生成部PGA(i,0)に対しては、クロック信号CLKに同期して、シリアル信号としてのイネーブル信号DEおよびパルス指定信号DPを出力する。すなわち、パルス信号生成部PGA(i,0)〜PGA(i,39)に与えるイネーブル信号DE[0]〜DE[39]およびパルス指定信号DP[0]〜DP[39]を、それぞれ‘DE[39],…,DE[0]’、‘DP[39],…,DE[0]’の順に出力する。
図7に示すように、パルス信号生成部PGA(i,j)は、図3に示すパルス信号生成部PG(i,j)と同一の構成を有するとともに、信号保持部9とAND回路10とを有する。
信号保持部9は、本発明の第1の信号保持手段の一実施形態である。
AND回路10は、信号保持部9に保持されたイネーブル信号DEとパルス列PSとの論理積を演算し、演算結果を計数部5に出力する。
計数部5では、パルス列PSの各パルスのうち、信号保持部9にハイレベルのイネーブル信号DE(j+1)が保持される期間に入力されるパルスが計数される。
図8は、図6に示す表示装置の各信号のタイミング関係の一例を示すタイミングチャートである。
図8(A)は、制御部1Aから出力される信号を示す。
図8(B)は、パルス信号生成部PGA(i,j)の信号保持部4に保持されるパルス指定信号を示す。
図8(C)は、制御部1Aから出力されるイネーブル信号DEを示す。
図8(D)は、制御部1Aから出力されるクロック信号CLKを示す。
図8(E)は、制御部1Aから出力されるラッチ信号S_LATを示す。
図8(F)は、制御部1Aから出力されるパルス列PSを示す。
図8(G)は、パルス信号生成部PGA(i,0)〜PGA(i,39)の各出力チャンネルから出力されるパルス電流を示す。
信号保持部4において信号保持が実行されてから次に信号保持部4において信号保持が実行されるまでの間、制御部1Aでは、次のサイクルで各出力チャンネルのパルス信号に所望のパルス幅を設定するための新たなパルス指定信号が生成され、パルス信号生成部PGA(i,0)〜PGA(i,39)のそれぞれに向けて順次出力される(図8(A))。出力されたパルス指定信号は、クロック信号CLK(図8(D))に同期して、縦続接続されたパルス信号生成部の各段を順次シフトされ、それぞれ目的のパルス信号生成部へ転送される。
ただし、周期Tpにおけるクロック信号CLKのクロック数は、後述するように、パルス信号生成部PGA(i,0)〜PGA(i,39)に転送されるパルス指定信号の全体のビット長(640×4ビット)に比べて多いので、周期Tpの一部の期間では、信号保持部4に保持されるパルス指定信号とは無関係なダミーデータが制御部1Aから出力される。
たとえば図8(A)に示すように、制御部1Aから出力される信号のうち、周期Tpの前半の期間(時刻t5〜t6)において出力される信号は、パルス指定信号とは無関係なダミーデータであり、周期Tpの後半の期間(時刻t6〜t7)において出力される信号は、各パルス信号生成部に向けたパルス指定信号である。
パルス信号生成部PGA(i,j)に向けて生成された新たなパルス指定信号‘DA2’は、パルス信号生成部PGA(i,0)〜PGA(i,j−1)を順次シフトされて、パルス信号生成部PGA(i,j)の信号保持部3に保持される。保持されたパルス指定信号‘DA2’は、時刻t3においてラッチ信号S_LATのパルスにより信号保持部4に保持される(図8(B))。尚、イネーブル信号とパルス指定信号とに共通のクロック信号を用いず、それぞれ独立のクロック信号を用いる場合には、図8(A)のように、パルス指定信号にダミーデータを付与する必要はない。
周期Trごとに、パルス信号生成部PGA(i,0)〜PGA(i,39)に対してそれぞれ1ビットのイネーブル信号が出力されるので、周期Tpでは256×40ビットのイネーブル信号が制御部1Aから出力される。
この時、信号保持部9に値‘1’のイネーブル信号が保持されているパルス信号生成部では、入力されたパルスがAND回路10を透過して計数部5に入力され、計数部5の計数値がインクリメントされる。信号保持部9に値‘0’のイネーブル信号が保持されているパルス信号生成部では、AND回路10の出力値がローレベルのままとなり、計数部5の計数値はインクリメントされない。
すなわち、パルス信号生成部PGA(i,0)〜PGA(i,39)では、パルス列PSのそれぞれのパルスのうち、パルス入力の許可を示す値‘1’のイネーブル信号が与えられた場合に入力されるパルスが、計数部5において計数される。
たとえば、式(1)と同一条件(リフレッシュ・レート200、時分割数4)において、図6に示す表示装置のクロック信号CLKの周波数fmax4は次式のようになる。
fmax4 = 200[r.r.] × 4[duty]× 256[GS]× 40[IC]
= 8.2[MHz] …(6)
図7に示したパルス信号生成部PGA(i,j)において、ラッチ信号S_LATにより計数部5をリセットし、パルス列PSの1番目のパルスに応じて16出力に対応する各LEDの発光を開始させ、それ以降のパルスで各LEDの発光を停止させる場合について考察する。
パルス信号生成部PGA(i,j)に接続される16個のLEDが全て点灯し、かつ全て異なるタイミングで消灯する場合、これら各LEDの点灯、消灯の制御には17個のパルスが必要となるから、計数部5は17を計数でき得る5ビットのカウンタである必要があり、パルス指定信号DPも5ビットのデータである必要がある。これを4ビットのカウンタと4ビットのパルス指定信号で実現するものが本変形例である。
ここで、ラッチ信号S_LATにより計数部5が15にリセットされ、1番目のパルスの入力により0となり、以降のパルスの入力で順次カウントアップされるものとする。
点灯しないLEDが含まれる場合、その点灯しないLEDに対応するパルス指定信号の値は0であり、点灯の後にn番目(nは1以上15以下)のパルスで消灯となるLEDに対応するパルス指定信号の値はnである。
全てのLEDが点灯してそれぞれ異なるタイミング消灯する場合、1番目に消灯するLEDに対応するパルス指定信号は1であり、一番最後、即ち、16番目に消灯するLEDに対応するパルス指定信号は0となる。
上記点灯しないLEDに対応するパルス指定信号の値と16番目に消灯するLEDに対応するパルス指定信号の値が同じになるので、これらをイネーブル信号DEにより識別する。即ち、ラッチ信号S_LATが入力されるときに信号保持部9から出力されるイネーブル信号がアクティブであれば、0のパルス指定信号を点灯することのないLEDのためのデータと認識させ、ラッチ信号S_LATが入力されるときに信号保持部9から出力されるイネーブル信号がアクティブでないならば、0のパルス指定信号を点灯の後に16番目に消灯するLEDのためのデータと認識させる。
図9において、フリップフロップFF1,FF2とインバータINV1とイクスクルーシブオア回路EXOR1とオア回路OR1は、新たに追加された回路であり、イネーブル信号DE(out)とパルス列PSに応じたパルス信号を出力する。比較器CMPとフリップフロップFF3,FF4とインバータINV2とイクスクルーシブオア回路EXOR2とオア回路OR2とナンド回路NAND1とアンド回路AND1は比較部6に含まれる回路であり、フリップフロップFF3以外の回路は比較部6の出力毎、即ち、本例では16組設けられる。
ラッチ信号S_LATが入力されると、計数部5のカウント値が15にリセットされ、フリップフロップFF1,FF2,FF4の出力がローレベルにセットされ、フリップフロップFF3の出力がハイレベルにプリセットされる。次に、パルス列PSの1番目のパルスが入力されると、フリップフロップFF1,FF2とインバータINV1とイクスクルーシブオア回路EXOR1とによりワンショットパルスが生成されるので、信号保持部9から出力されるイネーブル信号の論理値に拘わらず、計数部5とフリップフロップFF3,FF4に対してパルスが供給される。
1番目のパルスの供給により、計数部5のカウント値は0となり、比較器CMPにおいてパルス指定信号の値と上記カウント値の比較が行なわれる。このとき、比較器CMPからパルス指定信号の値とカウント値との一致を示すハイレベルの一致信号が出力されない限り、フリップフロップFF4からハイレベルの信号が出力され、パルス信号出力部7に対してLEDの点灯の指示がなされる。
ここで、比較器CMPの出力信号がハイレベルの場合、フリップフロップFF4の出力は、信号保持部9から出力されるイネーブル信号DE(out)の論理レベルに依存する。上記イネーブル信号DE(out)がハイレベルの場合、オア回路OR2の出力がハイレベルとなり、比較器CMPの出力のレベルに応じてフリップフロップFF4の出力の論理レベルが変化する。一方、上記イネーブル信号DE(out)がローレベルの場合、オア回路OR2の出力がローレベルとなり、比較器CMPの出力の論理レベルに拘わらず、フリップフロップFF4の出力はハイレベルとなる。
このように、パルス指定信号の値が0であり、パルス列の1番目のパルスが入力されるときに、信号保持回路9から出力されるイネーブル信号がローレベルであると、当該パルス指定信号は16番目に消灯となるLEDのためのデータと認識される。一方、パルス指定信号の値が0であり、パルス列の1番目のパルスが入力されるときに、信号保持回路9から出力されるイネーブル信号がハイレベルであると、当該パルス指定信号は点灯しないLEDのためのデータと認識される。
上述の第2の実施形態においては、ラッチ信号S_LATが制御部1Aから供給される構成としているが、パルス信号生成部PGA(i,j)内において、パルス列PSの1番目のパルスを用いて当該ラッチ信号S_LATを生成するように構成してもよい。例えば、パルス列PSの1番目のパルスが入力されるときにクロック信号CLKがハイレベルとなり、2番目以降のパルスが入力されるときにクロック信号CLKがローレベルとなるようにクロック信号CLKを制御すれば、論理回路により上記1番目のパルスに同期したラッチ信号を得ることができる。
次に、本発明の第3の実施形態について述べる。
第3の実施形態に係る表示装置においては、たとえば、図6に示す表示装置の制御部1Aの動作が次に述べるように変更される。なお、その他の構成とその動作については図6に示す表示装置と同じにすることができる。
図10(A)は、制御部1Aから出力される信号を示す。
図10(B)は、パルス信号生成部PGA(i,j)の信号保持部4に保持されるパルス指定信号を示す。
図10(C)は、制御部1Aから出力されるクロック信号CLKを示す。
図10(D)は、制御部1Aから出力されるラッチ信号S_LATを示す。
図10(E)〜(H)は、パルス信号生成部PGA(i,0)〜PGA(i,39)の信号保持部9に保持されるイネーブル信号DE0〜DE39を示す。
図10(I)は、制御部1Aから出力されるパルス列PSを示す。
図10(J)〜(M)は、パルス信号生成部PGA(i,0)〜PGA(i,39)の各出力チャンネルから出力されるパルス電流を示す。
制御部1Aから出力されるその他の信号のタイミング関係は、図8および図9において同様である。
図6に示す表示装置では、たとえば図8の時刻t8において、パルス信号生成部PGA(i,0)〜PGA(i,39)の駆動パルス信号が一斉にハイレベルへ変化するため、電源電流が急激に増大して、電源電圧の低下を招いたり、大きなノイズを発生させてしまう不利益がある。これに対し、本実施形態においては、図10の時刻t9〜t12に示すように、駆動パルス信号のレベル変化時点がパルス信号生成部ごとにずれるため、このような電源電流の急変を抑えることができる。
次に、本発明の第4の実施形態について述べる。
第4の実施形態に係る表示装置においては、たとえば、図6に示す表示装置における制御部1Aおよびパルス信号生成部PGA(i,j)が、次に述べる制御部1Bおよびパルス信号生成部PGB(i,j)に置き換えられる。
図6と図11のブロック図を比較して分かるように、図6に示す表示装置において制御部1Aからパルス信号生成部PGA(i,j)に出力されていたラッチ信号S_LATが、図11に示す表示装置の制御部1Bとパルス信号生成部PGB(i,j)との間では削除されている。
その他、制御部1Aおよびパルス信号生成部PGA(i,j)の入出力信号は、制御部1Bおよびパルス信号生成部PGB(i,j)の入出力信号と同等である。
図12に示すように、パルス信号生成部PGB(i,j)は、図7に示すパルス信号生成部PGA(i,j)と同一の構成を有するとともに、AND回路11を有する。
AND回路11は、本発明の論理演算手段の一実施形態である。
図13(A)は、制御部1Bから出力される信号を示す。
図13(B)は、パルス信号生成部PGB(i,j)の信号保持部4に保持されるパルス指定信号を示す。
図13(C)は、制御部1Bから出力されるイネーブル信号DEを示す。
図13(D)は、制御部1Bから出力されるクロック信号CLKを示す。
図13(E)は、制御部1Bから出力されるパルス列PSを示す。
図13(F)は、パルス信号生成部PGB(i,0)〜PGB(i,39)の各出力チャンネルから出力されるパルス電流を示す。
その他の動作については、第2の実施形態に係る図6の表示装置の動作と同様である。
次に、本発明の第5の実施形態について述べる。
第5の実施形態に係る表示装置においては、たとえば、図11に示す表示装置の制御部1Bの動作が次に述べるように変更される。なお、その他の構成とその動作については図11に示す表示装置と同じにすることができる。
図14(A)は、制御部1Bから出力される信号を示す。
図14(B)は、パルス信号生成部PGB(i,j)の信号保持部4に保持されるパルス指定信号を示す。
図14(C)は、制御部1Bから出力されるクロック信号CLKを示す。
図14(D)〜(G)は、パルス信号生成部PGB(i,0)〜PGB(i,39)の信号保持部9に保持されるイネーブル信号DE0〜DE39を示す。
図14(H)は、制御部1Bから出力されるパルス列PSを示す。
図14(I)〜(L)は、パルス信号生成部PGB(i,0)〜PGB(i,39)の各出力チャンネルから出力されるパルス電流を示す。
制御部1Bから出力されるその他の信号のタイミング関係は、図13および図14において同様である。
また、上述した制御部1Bの動作によれば、パルス信号生成部PGB(i,0)〜PGB(i,39)の駆動パルス信号(OUTx(0)〜OUTx(39))のレベルが変化する時点を、パルス列PSの周期に応じた時間間隔だけずらすことができるので、電源電流の急変による電源電圧の変動やノイズの増加を抑制できる。
次に、本発明の第6の実施形態について述べる。
第6の実施形態に係る表示装置においては、たとえば、図1に示す表示装置における制御部1およびパルス信号生成部PG(i,j)が、次に述べる制御部1Cおよびパルス信号生成部PGC(i,j)に置き換えられる。
図15に示すように、パルス信号生成部PGC(i,0)〜PGC(i,39)は、パケット伝送用信号DTおよびSTの入出力端子を介して縦続に接続されている。初段のパルス信号生成部PGC(i,0)には、制御部1Cから出力されるパケット伝送用信号DTおよびSTが入力され、初段に続く各段のパルス信号生成部には、前段から出力されるパケット伝送用信号が入力される。
パルス信号生成部PGC(i,j)は、パケット信号処理部12と、計数部5と、比較部6と、パルス信号出力部7と、電流出力部8と、AND回路10とを有する。ただし、図7と図16の同一符号は同一の構成要素を示す。
パケット信号処理部12は、本発明のパケット信号処理手段の一実施形態である。
また、パケット信号処理部12は、たとえば、パケット伝送用信号DTおよびSTから復号化したデータ信号およびクロック信号を、再びDS−LINK方式によって符号化し、次段のパルス信号生成部へ出力する。
たとえば、上述した実施形態では、制御部からパルス信号生成部へ制御信号を伝送する方式として、縦続接続されたパルス信号生成部の初段から終段に向かって1ビットまたは複数ビットの信号を順次シフトさせる方式や、パケット化した制御信号をDS−LINK方式などの高速な符号化方式を用いて伝送する方式が説明されているが、本発明はこれらの例に限定されない。たとえば、CPUと周辺装置とのインターフェースとして一般的に用いられているデータ・バスとアドレス・バスとを用いた方式など、他の種々の信号伝送方式を用いても良い。
すなわち、パルス列中の特定のパルスを指定する方法として、上述した実施形態のようにパルスの計数値を用いる方法の他に、たとえば、パルスの振幅やパルスの幅に関する情報を用いて、パルスを指定しても良い。
パルス振幅でパルスを特定する方法では、たとえば、入力されるパルスの振幅をA/Dコンバータなどを用いてデジタル信号に変換し、これとパルス指定信号とを比較部によって比較することにより、パルス指定信号で指定される特定のパルスが到来したか否かを判定し、パルス信号出力部の出力パルスのレベルを反転させても良い。
また、パルス幅でパルスを特定する方法では、たとえば、入力されるパルスのパルス幅をカウンタなどを用いてデジタル信号に変換し、これとパルス指定信号とを比較部によって比較することにより、パルス指定信号で指定される特定のパルスが到来したか否かを判定し、パルス信号出力部の出力パルスのレベルを反転させても良い。
上述の実施形態においては、256階調、1つのパルス信号生成部の出力が16チャンネルのものを例示したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その他の階調、出力チャンネル数に変更できることは云うまでもない。また、表示装置の表示サイズも任意に選択できる。
また、上述の例では、同時に又は順次に複数のLEDがONした後に、階調に応じて各LEDのOFFのタイミングを制御するものとしたが、任意のタイミングで複数のLEDがそれぞれONし、各LEDが同時に又は順次にOFFするように制御してもよい。
上述の実施形態においては、LEDを用いた表示装置を例に挙げて本発明を説明したが、本発明はLED表示装置に限定されず、液晶表示装置、PDP(プラズマ・ディスプレイ・パネル)表示装置などの階調データを扱う表示装置全般に適用可能である。
Claims (1)
- パルス信号の到来に応答して出力パルス信号の論理レベルを制御するパルス信号生成回路であって、
所定の期間の間に供給されるパルス列の中の1つのパルス信号を指定するため
のパルス指定信号を初期化信号に応答して保持するパルス指定信号保持回路と、
上記初期化信号に応答してカウント値が所定の値にリセットされ、パルス信号の入力に応じて上記カウント値をカウントアップ又はカウントダウンする計数回路と、
上記パルス指定信号保持回路に保持されたパルス指定信号の値と上記計数回路のカウント値とを比較する比較回路と、
上記比較回路から出力される比較結果信号に応答して出力パルス信号の論理レベルを制御するパルス信号出力回路と、
を有するパルス信号生成回路。
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