JP2008216558A - Ｌｅｄ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通常表示時を含めた総消費電力の低減化をはかる。
【解決手段】ＬＥＤ表示パネル１００に文字・図形・シンボル等を表示する場合、ＬＥＤユニット１内の全てのＬＥＤ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを全消滅するユニットが存在する場合があるので、そのユニット単位でＬＥＤ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを全消滅するＬＥＤユニット１つまり、通常表示時に点灯表示データがないＬＥＤユニット１については、半導体スイッチ２０３をオフ（開）にして各ＬＥＤドライバ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂへの電力供給を停止することで、通常使用時の電力を低減する。また、待機時には、ＬＥＤ表示パネル１００を構成する複数のＬＥＤユニット１の全てに点灯表示データがない状況であるので、全てのＬＥＤユニット１の半導体スイッチ２０３をオフにして各ＬＥＤユニット１のＬＥＤドライバ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂへの電力供給を停止することで、待機時の電力を低減する。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示データに基づいてカラー映像や文字・図形・シンボルなどを表示するＬＥＤ表示装置に関する。

映像表示装置として、ＲＧＢの各色のＬＥＤをマトリクス状に配列してユニット化をはかり、更にそのＬＥＤユニットをマトリクス状に配列して大画面のＬＥＤ表示パネルを構築し、そのＬＥＤ表示パネルに制御部から表示データを送出して、ＬＥＤ表示パネルの多数個のＬＥＤを点灯あるいは点滅することによって、各種の映像をカラー表示するＬＥＤ表示装置がある。このようなＬＥＤ表示装置は、文字・図形・シンボル表示にも使用される。

ＬＥＤ表示パネルを構成するＬＥＤユニットの点灯制御方式としては、ＬＥＤドット配列の行方向または列方向を所定のデューティ比（例えば１／１６または１／８デューティ比等）でスキャンするダイナミックスキャン方式が採用されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ＬＥＤ表示装置において、高精細の画像を実現する技術として、特許文献１に記載の点灯制御方法が提案されている。この特許文献１に記載の点灯制御方法では、ＲＧＢの各色のＬＥＤがそれぞれ独立したピクセルとなるように配列されてなるＬＥＤユニットをダイナミックスキャン方式で点灯するにあたり、１フレーム間に複数回の画面表示を行うとともに、１画面表示が終了するごとに、点灯制御ラインをＬＥＤ配列の行方向または列方向にずらして表示データを表示することで、表示画像の分解能を高めている。
特開２００２−２３７００号公報

ところで、大画面のＬＥＤ表示パネルを備えたＬＥＤ表示装置は消費電力が大きいことから、省電力化の要求が高い。ＬＥＤ表示装置において省電力化をはかる技術として、例えばＬＥＤ表示パネルを構成する複数のＬＥＤユニットの全てが全消滅の状態であるとき（待機時）に、電源を低消費電力状態にコントロールするという方法が採られているが、このような待機時の電力低減に加えて、通常表示時における電力低減も望まれている。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、待機時の電力及び通常表示時の電力を低減することができ、総消費電力の低減化をはかることが可能なＬＥＤ表示装置の提供を目的とする。

本発明は、複数のＬＥＤがマトリクス状に配列されてなるＬＥＤユニットが複数配列されたＬＥＤ表示パネルと、前記ＬＥＤ表示パネルを構成するＬＥＤユニットごとに電源を供給して各ＬＥＤユニットをそれぞれダイナミックスキャン方式で点灯制御する点灯制御手段とを備えたＬＥＤ表示装置において、前記点灯制御手段は、前記ＬＥＤ表示パネルを構成する複数のＬＥＤユニットのうち、点灯表示データがないＬＥＤユニットについては電源供給を停止することを特徴としている。

本発明の具体的な構成として、ＬＥＤユニットのＬＥＤ群を駆動するＬＥＤドライバがＬＥＤユニットごとに設けられているとともに、ＬＥＤドライバに電源を供給する電源供給系と、その電源供給系に設けられたスイッチとを備え、ＬＥＤ表示パネルを構成する複数のＬＥＤユニットのうち、点灯表示データがないＬＥＤユニットについては、電源供給系のスイッチをオフにしてＬＥＤドライバへの電源供給を停止するという構成を挙げることができる。

本発明によれば、待機時の電力及び通常表示時の電力をともに低減することができる。この点について以下に説明する。

−待機時−
まず、待機時には、ＬＥＤ表示パネルを構成する複数のＬＥＤユニットの全てのＬＥＤが全消滅状態であり、各ＬＥＤユニットに点灯表示データがないので、全てのＬＥＤユニットへの電力供給を停止することで、待機時における電力を低減することができる。

−通常表示時−
複数のＬＥＤユニットで構成されるＬＥＤ表示パネルにおいて、文字・図形・シンボル等を表示する場合、１つのＬＥＤユニット内の全てのＬＥＤを全消滅するユニットが存在する場合がある。この点に着目して、本発明では、通常点灯時においてＬＥＤ表示パネルを構成する複数のＬＥＤユニットのうち、ユニット単位でＬＥＤを全消滅するＬＥＤユニット、つまり、通常点灯時に点灯表示データがないＬＥＤユニットについては電力供給を停止することで、通常使用時における電力の低減を実現する。

本発明によれば、ＬＥＤ表示パネルを構成する複数のＬＥＤユニットのうち、点灯表示データがないＬＥＤユニットについては電源供給を停止するので、待機時の電力及び通常表示時の電力をともに低減することが可能となり、総消費電力の低減化をはかることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１はＬＥＤ表示装置の一例を示すブロック図である。

この例のＬＥＤ表示装置は、ＬＥＤユニット１・・１がマトリクス状に配列されたＬＥＤ表示パネル１００、各ＬＥＤユニット１の点灯制御を行うユニットコントローラ部２００・・２００、及び、表示データ制御部３００などを備えている。なお、ユニットコントローラ部２００は、各ＬＥＤユニット１ごとに設けられている。

ユニットコントローラ部２００・・２００は、表示データ制御部３００に対して互いに直列に接続され、表示データ制御部３００から出力された表示データ（ＲＧＢデータ）がシリアル信号で各ユニットコントローラ部２００に順を追って転送される。

ＬＥＤユニット１には、図２に示すように、ＬＥＤ２Ｒ・・２Ｒを駆動するＬＥＤドライバ（１６ビット）２０Ｒ、ＬＥＤ２Ｇ・・２Ｇを駆動するＬＥＤドライバ（１６ビット）２０Ｇ、ＬＥＤ２Ｂ・・２Ｂを駆動するＬＥＤドライバ（１６ビット）２０Ｂ、及び、インターフェース３０が設けられている。なお、図２には、ＲＧＢの各色のＬＥＤドライバ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂをそれぞれ２組しか記載していないが、この例では、ＬＥＤ配列（物理ドット配列）が８ドット×８ドットのＬＥＤユニット１を点灯制御するので、ＲＧＢの各色のＬＥＤドライバ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂはそれぞれ４個ずつ必要である。

ＬＥＤユニット１は、図３に示すように、ＲＧＢの各色のＬＥＤ２Ｒ・・２Ｒ，２Ｇ・・２Ｇ，２Ｂ・・２Ｂを基板１０上に実装したドットマトリクス構造（８ドット×８ドット）となっている。各色のＬＥＤ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、それぞれ独立したピクセルとなるように正三角形状の配置で配列されている。各色のＬＥＤ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの配列ピッチは、例えばＬＥＤ配列の行方向（Ｘ方向）が約６ｍｍであり、ＬＥＤ配列の列方向（Ｙ方向）が６ｍｍである。

ＬＥＤユニット１を構成する基板１０の互いに対向する１組の端部１０ａ，１０ｂ（図３の左側の辺部と右側の辺部）は、それぞれ凹凸を繰り返す形状に加工されており、図４に示すように、複数のＬＥＤユニット１・・１をマトリクス状に配列して、大画面のＬＥＤ表示パネル１００を構築する際に、互いに隣接するＬＥＤユニット１の各端部１０ａ，１０ｂ同士を相互に嵌め込むことができる。

この例に用いるＬＥＤ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように矩形状の薄型チップＬＥＤ（例えば１．６ｍｍ×０．８ｍｍ×０．４ｍｍ（高さ））であって、基板２２に形成された一対のパッド２３，２４とその各パッド２３，２４にそれぞれ導通する電極２５，２６及びＬＥＤチップ２１を備え、一方のパッド２３にＬＥＤチップ２１が、その下面の端子を当該パッド２３に接続した状態で実装されており、さらにＬＥＤチップ２１の上面の端子がワイヤー２７を介して他方のパッド２４に接続されている。これらＬＥＤチップ２１、パッド２３，２４及びワイヤー２７等は、透光性の樹脂（例えばエポキシ樹脂）２８にて保護されている。

以上のＬＥＤ表示パネル１００を構成するＬＥＤユニット１・・１は、それぞれ、ユニットコントローラ部２００によって点灯制御される。

ユニットコントローラ部２００は、図２に示すように、点灯制御部２０１、電源入力部２０２、半導体スイッチ２０３、及び、インターフェース２０４などを備えている。

点灯制御部２０１は、表示データ制御部３００（図１）から送信された表示データ（ＲＧＢデータ）を採り込んで、調光・面輝度補正及び表示データの並び替えなどの処理を行い、その処理後のデータを、コントローラ部側のインターフェース２０４及びユニット側のインターフェース３０を介してＬＥＤユニット１の各ＬＥＤドライバ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに送出して、ＬＥＤユニット１内のＬＥＤ２Ｒ・・２Ｒ、ＬＥＤ２Ｇ・・２Ｇ、ＬＥＤ２Ｂ・・２Ｂの点灯制御を行う。なお、後述するように、各ＬＥＤドライバ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂには、電源入力部２０２に供給された電力が半導体スイッチ２０３、インターフェース２０４，３０を介して供給される。

次に、ＬＥＤユニット１の点灯制御の一例を説明する。

まず、この例のユニットコントローラ部２００の点灯制御部２０１は、ＬＥＤユニット１を１／８デューティ比のダイナミック方式で点灯制御する。

具体的には、図６及び図７に示すように、１回目にユニット１行目と９行目のライン（行Ｎｏ．０・Ｎｏ．８）を点灯制御し（表示点灯順序ラインＳ１）、２回目にユニット２行目と１０行目のライン（行Ｎｏ．１・Ｎｏ．９）を点灯制御し（表示点灯順序ラインＳ２）、３回目にユニット３行目と１１行目のライン（行Ｎｏ．２・Ｎｏ．１０）を点灯制御し（表示点灯順序ラインＳ３）、・・・・８回目にユニット８行目と１６行目のライン（行Ｎｏ．７・Ｎｏ．１５）を点灯制御する（表示点灯順序ラインＳ８）という処理により１画面の表示を行う。

そして、図８に示すように、１フレームの間にライン走査による画面表示を４回実行し、その４回の画面表示（下記のＡ画面表示〜Ｄ画面表示）において、各表示の１ドットを構成するＲＧＢの各ＬＥＤ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの組合せ（点灯制御ライン）を各画面ごとに異ならせるとともに（図９）、各表示画面ごとに表示データを並び替える処理を行うことにより、高精細な表示（例えば分解能が４倍）を実現する（具体的なデータ処理については、例えば、特許３４５２８７２号（特開２００２−０２３７００号公報）に記載の点灯制御方法を参照）。

Ａ画面表示：標準となる点灯制御ラインでの画面（図９（ａ））
Ｂ画面表示：Ａ画面表示から点灯制御ラインを、ユニット横方向（Ｘ方向）に、表示の１ドットを構成するＲＧＢの３つのＬＥＤのうち、１色のＬＥＤの組合せが異なるように１／３ラインずらした画面表示（図９（ｂ））
Ｃ画面表示：Ａ画面表示から点灯制御ラインを、ユニット縦方向（Ｙ方向）に、表示の１ドットを構成するＲＧＢの３つのＬＥＤのうち、２色または１色のＬＥＤの組合せが異なるように１／２ラインずらした画面（図９（ｃ））
表示Ｄ画面表示：Ａ画面表示から点灯制御ラインを、ユニット横方向（Ｘ方向）に、表示の１ドットを構成するＲＧＢの３つのＬＥＤのうち、１色のＬＥＤの組合せが異なるように１／３ライン、ユニット縦方向（Ｙ方向）に、表示の１ドットを構成するＲＧＢの３つのＬＥＤのうち、２色または１色のＬＥＤの組合せが異なるように１／２ラインずらした画面表示（図９（ｄ））
−省電力制御−
次に、この例において実行する省電力制御について説明する。

まず、図２に示すように、各ＬＥＤユニット１の点灯制御を行うユニットコントローラ部２００にはそれぞれ電源入力部２０２が設けられている。電源入力部２０２に供給された電力は、半導体スイッチ２０３、コントローラ部側のインターフェース２０４及びユニット側のインターフェース３０を介してＬＥＤユニット１の各ＬＥＤドライバ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに供給される。この電源供給系に設けられた半導体スイッチ２０３の開閉は点灯制御部２０１によって制御される。

点灯制御部２０１は、表示データ制御部３００から送信された表示データが、ＬＥＤユニット１内の全てのＬＥＤ２Ｒ・・２Ｒ，２Ｇ・・２Ｇ，２Ｂ・・２Ｂを全消滅するデータである場合（つまり点灯表示データがない場合）、ＬＥＤユニット１の各ＬＥＤドライバ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂへのデータ転送を停止するとともに、半導体スイッチ２０３をオフ（開）にして各ＬＥＤドライバ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂへの電力供給を停止し、ＬＥＤユニット１のダイナミックスキャン動作を停止する。なお、半導体スイッチ２０３は、常時オン（常時閉）であり、ＬＥＤユニット１に点灯表示データがないときのみオフ（開）に制御される。

以上のような制御を行うことにより、ＬＥＤ表示パネル１００を構成する複数のＬＥＤユニット１・・１のうち、点灯表示データがないＬＥＤユニット１については電力供給を停止することができる。これによって、ＬＥＤ表示パネル１００を文字・図形・シンボル表示に使用する場合に、通常表示時における消費電力の低減をはかることができる。

すなわち、ＬＥＤ表示パネル１００に文字・図形・シンボルを表示する場合、ＬＥＤユニット１内の全てのＬＥＤ２Ｒ・・２Ｒ，２Ｇ・・２Ｇ，２Ｂ・・２Ｂを全消滅するユニットが存在する場合があるので、そのユニット単位でＬＥＤ２Ｒ・・２Ｒ，２Ｇ・・２Ｇ，２Ｂ・・２Ｂを全消滅するＬＥＤユニット１、つまり、通常点灯時に点灯表示データがないＬＥＤユニット１については、半導体スイッチ２０３をオフ（開）にして各ＬＥＤドライバ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂへの電力供給を停止することで、通常使用時の電力を低減することができる。

また、待機時には、ＬＥＤ表示パネル１００を構成する複数のＬＥＤユニット１・・１の全てに点灯表示データがない状況であるので、全てのＬＥＤユニット１・・１の半導体スイッチ２０３をオフ（開）にして全てのＬＥＤユニット１・・１のＬＥＤドライバ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂへの電力供給を停止することで、待機時の省電力化を達成することができる。

以上のように、この例では、待機時の電力及び通常表示時の電力をともに低減することができ、総消費電力の低減化をはかることができる。

−他の実施形態−
以上の例では、説明の簡略化のために、ＲＧＢの各色のＬＥＤ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを８ドット×８ドット（物理ドット）で配列した例を示しているが、これに限られることなく、ＬＥＤ配列のドット数は任意である。具体的には、例えば図５に示すような矩形薄型チップＬＥＤ（１．６ｍｍ×０．８ｍｍ×０．４ｍｍ（高さ））を用いた場合、３２ドット×４８ドットのＬＥＤユニットを構築することが可能である。

また、本発明は、ＲＧＢの各色のＬＥＤ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを１６ドット×１６ドットで配列したＬＥＤユニットにも適用できる。

以上の例では、ＲＧＢの各色のＬＥＤ２Ｒ、２Ｇ，２Ｂを正三角形状に配置しているが、その配置は二等辺三角形状であってもよい。

以上の例では、薄型チップＬＥＤを用いたＬＥＤユニットに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、ＲＧＢの各色を出力するＬＥＤ素子を透光性樹脂でモールドしたＬＥＤランプを、図３に示すような配列で配置したＬＥＤユニットにも適用できる。

以上の例では、１フレームの間にライン走査による画面表示を４回実行し、その４回の画面表示（Ａ画面表示〜Ｄ画面表示）において、各表示の１ドットを構成するＲＧＢの各ＬＥＤ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの組合せを各画面ごとに異ならせることにより、高精細な表示を実現しているが、このような高精細表示処理を実施せずに、各ＬＥＤユニットをダイナミックスキャン方式で点灯制御するＬＥＤ表示装置にも本発明は適用可能である。

以上の例では、ＲＧＢの３色のＬＥＤをマトリクス状に配列してなる複数のＬＥＤユニットによってＬＥＤ表示パネルを構成しているが、本発明はこれに限られることなく、ＲＧＢのうち、１色または２色のＬＥＤをマトリクス状に配列してなる複数のＬＥＤによってＬＥＤ表示パネルを構成し、そのＬＥＤ表示パネルに、文字・図形・シンボル等を１色または２色を組合せた色で表示するようにしてもよい。

ＬＥＤ表示装置の構成を示すブロック図である。 ＬＥＤユニット及びユニットコントローラ部の各構成を示すブロック図である。 図１のＬＥＤ表示装置に用いるＬＥＤユニットの正面図である。 図３のＬＥＤユニットを使用したＬＥＤ表示パネルの一部を示す正面図である。 図３のＬＥＤユニットに用いるＬＥＤの正面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）を併記して示す図である。 本発明の実施形態において実行する点灯表示処理のタイミングを示す図である。 本発明の実施形態において実行する点灯表示処理のタイミングを示す図である。 本発明の実施形態において実施する画面表示順序の説明図である。 本発明の実施形態において１ドットを構成するＬＥＤの組合せを模式的に示す図である。

符号の説明

１ ＬＥＤユニット
２Ｒ ＬＥＤ（赤）
２Ｇ ＬＥＤ（緑）
２Ｂ ＬＥＤ（青）
１０ 基板
２０Ｒ ＬＥＤドライバ（赤）
２０Ｇ ＬＥＤドライバ（緑）
２０Ｂ ＬＥＤドライバ（青）
３０ インターフェース
１００ ＬＥＤ表示パネル
２００ ユニットコントローラ部
２０１ 点灯制御部
２０２ 電源入力部
２０３ 半導体スイッチ
２０４ インターフェース
３００ 表示データ制御部

Claims (2)

1. 複数のＬＥＤがマトリクス状に配列されてなるＬＥＤユニットが複数配列されたＬＥＤ表示パネルと、前記ＬＥＤ表示パネルを構成するＬＥＤユニットごとに電源を供給して各ＬＥＤユニットをそれぞれダイナミックスキャン方式で点灯制御する点灯制御手段とを備えたＬＥＤ表示装置において、
   前記点灯制御手段は、前記ＬＥＤ表示パネルを構成する複数のＬＥＤユニットのうち、点灯表示データがないＬＥＤユニットについては電源供給を停止することを特徴とするＬＥＤ表示装置。
2. 請求項１記載のＬＥＤ表示装置において、
   前記ＬＥＤユニットのＬＥＤ群を駆動するＬＥＤドライバがＬＥＤユニットごとに設けられているとともに、前記ＬＥＤドライバに電源を供給する電源供給系と、前記電源供給系に設けられたスイッチとを備え、前記点灯制御手段は、前記ＬＥＤ表示パネルを構成する複数のＬＥＤユニットのうち、点灯表示データがないＬＥＤユニットについては、前記電源供給系のスイッチをオフにして前記ＬＥＤドライバへの電源供給を停止することを特徴とするＬＥＤ表示装置。

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