JP2008233830A

JP2008233830A - 表示装置及び輝度調整方法

Info

Publication number: JP2008233830A
Application number: JP2007077521A
Authority: JP
Inventors: Koichi Takao; 浩市高尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2008-10-02

Abstract

【課題】高輝度化及び大画面化を推し進めながらも、特殊部品を使用することなく消費電力を低く抑えることができる表示装置及び輝度調整方法を得る。
【解決手段】点灯制御部１４と表示部１０との間に点灯データのデータ数を演算するデータ検出部１５と、点灯データのデータ数に基づいて輝度調整を行う機能を有する輝度制御部１４２を備える。データ検出部１５は、表示データから点灯制御部１４で点灯データに変換された信号を取り込み所定値と比較する。点灯データ計算値と所定値との比較において、点灯データ計算値が所定値を超える場合、表示部１０の輝度を下げる点灯輝度信号を輝度制御部１４２に入力し駆動回路１３を制御する。これにより、表示部１０に供給する駆動信号は点灯輝度のデューティ比が低くなり即ちオンする期間が短くなって、表示部１０の輝度が下がり、消費電力が低減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ（Light Emitted Diode：発光ダイオード）等の発光体を所定間隔で複数個並べ夫々を電力制御することにより文字やアニメーションなどを表現でき、商店の看板、商品のコマーシャル、情報表示などに利用される表示装置及び該表示装置における輝度調整方法に関する。

近年、ＬＥＤ等の発光体を用いた表示装置は、多機能化が進み、特に高輝度化、大画面化が進んでいる。これに伴い消費電力も上がるため、電源部の最大許容電力を高く設計する必要がある。

一方、電源部の最大許容電力が上がると、電源部のコストが高くなるため、電源部の最大許容電力をなるべく抑えたいという要望がある。

通常、電源部の設計の際は、点灯率１００％時の消費電力にも対応できるように設計するが、実際の使用環境では６０％以下でしか使われないため無駄がある。そこで、特許文献１のように、表示部に流れる電流値を検出して輝度を調整する方法が提案されている（特許文献１参照）。

図３は、特許文献１に記載の表示装置の概略構成を示すブロック図である。同図において、表示装置は、表示部（ＬＥＤドットマトリックス）１０と、電源部１１と、表示部１０の点灯を制御する点灯制御部５０と、電源部１１から表示部１０に供給される電流値を測定する電流測定部５１とを有する。表示部１０は、図４に示すように、ＬＥＤを所定間隔で複数個並べて構成されたものである。

図４，図５は表示部１０の外形を示す図であり、図４は正面図、図５は側面図である。図４，図５に示すように、複数のＬＥＤ１０１が回路基板１０２上に所定間隔で配置され、全面がパネル１０３で覆われてフレーム１０４で固定された構造を採る。

図３に戻り、電源部１１は、商用電源１００Ｖを直流５Ｖの点灯電圧に変換して表示部１０及び点灯制御部５０に供給する。点灯制御部５０は、外部より入力される表示データに従って表示部１０の各ＬＥＤ１０１をオン、オフさせる表示信号を生成して表示部１０に供給する。

この場合、表示部１０の各ＬＥＤ１０１には電源部１１より点灯電圧が印加されるので、各ＬＥＤ１０１に対してオン期間を設定することで点灯状態となる。また、点灯制御部５０は、電流測定部５１で測定された電流値から表示部１０の平均点灯率を求め、その平均点灯率に応じて表示部１０に供給する電流値又は表示部１０の点灯時間を制御して、表示部１０の消費電力が設計値を超えないように調整するようにしている。表示部１０の点灯率は、全てのＬＥＤ１０１の数に対する瞬間に同時点灯しているＬＥＤ１０１の数の比である。

特開２００４−３４１４３４号公報

しかしながら、上述した従来の表示装置においては、表示部１０に流れ込む電流の値を測定するために、電流値を電圧値に変換する抵抗やトランス等の特殊部品を用意する必要がある。このような特殊部品は、製品の設計（ＬＥＤ素子の数など）が変更されたときに、その都度変更する必要が生じ、その度に特殊部品を用意するのはコスト上の無駄が多い。

本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、高輝度化及び大画面化を推し進めながらも、特殊部品を使用することなく消費電力を低く抑えることができる表示装置及び輝度調整方法を提供することを目的とする。

本発明の表示装置は、通電することにより発光する発光体が複数個配置された表示手段を備える表示装置において、外部より入力された表示データのデータ数を計数する表示データ計数手段と、前記表示データ計数手段で計数された表示データ数に基づいて前記表示手段の輝度を調整する輝度調整手段とを備えるものである。

この構成によれば、表示データのデータ数に基づいて表示手段の点灯率（表示手段に設けられた発光体の全体の数に対する点灯している発光体の数の割合）が高いときに輝度を下げることができるので、表示部に流れ込む電流の値に基づいて輝度調整する従来の表示装置と比べて、抵抗やトランス等の特殊部品を用意する必要がない。したがって、表示装置の高輝度化及び大画面化を推し進めながらも、特殊部品を使用することなく消費電力を低く抑えることが可能となる。

また、上記構成において、前記輝度調整手段は、表示データ数が上限値に達するまでは前記表示手段を最大輝度で点灯させ、表示データ数が上限値を超えると前記表示手段の輝度を下げるものとしても良い。

この構成によれば、点灯率が最大のときに必要な電源容量、熱対策を軽減できるので、大画面化及び高輝度化に伴う大容量の電源、冷却用ファンの強化、放熱対策などのコストアップとなる要因を低く抑えることが可能となる。また、商品の設計（ＬＥＤ素子の数など）を変更する場合には、上限値の変更で対応することができる。

また、上記構成において、表示装置周囲の照度を検出する照度検出手段を備え、前記輝度調整手段は、前記照度検出手段からの照度情報に従い、表示装置周囲が予め設定された程度まで暗くなると表示データ数に基づく輝度調整を中止するものとしても良い。

この構成によれば、表示装置周囲が予め設定された程度まで暗くなると表示データ数に基づく輝度調整を中止することで、輝度の低下を目立ち難くすることができ、美観の低減を最小限に抑えることができる。

また、本発明の輝度調整方法は、通電することにより発光する複数の発光体が複数個配置された表示部を備える表示装置の輝度調整方法において、外部より入力された表示データのデータ数を計数するステップと、前記ステップで計数された表示データ数に基づいて前記表示手段の輝度を調整するステップと、を備えるものである。

この方法によれば、表示部の点灯率が高いときにのみ輝度を下げることができるので、表示部に流れ込む電流の値に基づいて輝度調整する従来の表示装置と比べて、抵抗やトランス等の特殊部品を用意する必要がない。したがって、表示装置の高輝度化及び大画面化を推し進めながらも、特殊部品を使用することなく消費電力を低く抑えることが可能となる。

本発明によれば、表示データのデータ数に基づいて表示部の輝度調整を行うので、表示装置の高輝度化及び大画面化を推し進めながらも、特殊部品を使用することなく消費電力を低く抑えることが可能となる。

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、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る表示装置の構成を示すブロック図である。なお、この図において前述した図３と同一の機能を有する部分には同じ符号を付けるとともに、その説明を省略する。図１に示すように、本実施の形態の表示装置１は、表示部（ＬＥＤドットマトリックス）１０と、電源部１１と、受光回路１２と、駆動回路１３と、点灯制御部１４と、データ検出部１５とを備えて構成される。

電源部１１は、商用電源１００Ｖを直流５Ｖの点灯電圧に変換して表示部１０及び点灯制御部１４に供給する。なお、電源部１１の電圧は、製品規格毎に異なるものであり、例えば、商用２００Ｖや、直流９Ｖ、１２Ｖなどの場合もある。

受光回路１２は、表示装置１の周囲の照度を検出し、照度情報を出力する。駆動回路１３は、パルス幅変調方式により表示部１０を駆動するものであり、表示信号と輝度信号に基づいて表示部１０の各ＬＥＤ１０１の電力制御（オン、オフ）を行う。

点灯制御部１４は、ＣＰＵ（中央処理装置）及び該ＣＰＵを動作させる制御プログラムが書き込まれたメモリ（いずれも図示略）と、Ａ／Ｄ変換器１４１と、輝度制御部１４２とを有している。点灯制御部１４は、外部より入力された表示データを、駆動回路１３が表示部１０の各ＬＥＤ１０１を点灯するための表示信号（点灯データ）に変換する。また、点灯制御部１４は、表示データから表示部１０の輝度を設定する輝度信号を生成し出力する。

点灯制御部１４のＡ／Ｄ変換器１４１は、受光回路１２が出力する外光輝度検出信号（照度情報）をデジタル変換する。

点灯制御部１４の輝度制御部１４２は、表示データに基づいて輝度信号を可変する。また、輝度制御部１４２は、受光回路１２から出力された外光輝度検出信号値を基に表示装置１周囲の明暗に合わせた表示輝度調整を行う。すなわち、外光が明るければ輝度を上げ、暗ければ輝度を落とすように輝度信号を可変する。さらに、輝度制御部１４２は、外光輝度検出信号値が輝度減光設定値に達した場合（即ち外光輝度検出信号値が輝度減光設定値まで低下した場合）に、後述する点灯データ数に基づく輝度調整を中止する。即ち、外光輝度が輝度減光設定値に対応する程度まで装置周囲が暗くなった場合に点灯データ数に基づく輝度調整を中止して、輝度の低下を目立ち難くする。

データ検出部１５は、点灯制御部１４から出力された点灯データの点灯データ数をカウントし、所定値と比較する。なお、所定値はデータとして点灯制御部１４の輝度制御部１４２にて保持され、表示装置１の電源投入時に読み出されてデータ検出部１５に設定される。点灯データの計算値と所定値との比較において、点灯データ計算値が所定値を超える場合、表示部１０の輝度を下げる点灯輝度信号を点灯制御部１４の輝度制御部１４２に入力し、駆動回路１３を制御させる。

これにより、表示部１０に供給する駆動信号は、点灯輝度のデューティ比が低くなって（即ちオンする期間が短くなって）表示部１０の輝度が低下する。このデータ検出部１５によって点灯率に応じて変化するデータを監視することが可能となり、表示部１０の消費電流が増加しても、表示部１０における点灯率が高い場合に限り輝度を下げることで、消費電力を制限することが可能となる。

なお、表示部１０は表示手段に対応し、データ検出部１５は表示データ計数手段に対応し、点灯制御部１４は輝度調整手段に対応する。また、受光回路１５は照度検出手段に対応する。

図２は、点灯制御部１４の動作を示すフローチャートである。同図において、処理を開始すると、並行して外光輝度の読み込みを行う（ステップＳ１０）。即ち、受光回路１２が出力する外光輝度検出信号を読み込む。

そして、読み込んだ外光輝度検出信号の値即ち外光輝度検出信号値Ｌｆを予め設定された輝度減光設定値Ｌｅと比較し（ステップＳ１１）、輝度減光設定値Ｌｅ未満であれば、ステップＳ１０に戻り、外光輝度検出信号値Ｌｆが輝度減光設定値Ｌｅ以上になるまで、ステップＳ１０とステップＳ１１の処理を繰り返す。

このステップＳ１０、Ｓ１１の処理を繰り返している間は、表示部１０の点灯輝度が外光の暗さに同期して点灯輝度のデューティ比が低くなり即ちオンする期間が短くなるため、消費電力は小さくなっており、点灯データが最大でも電源部１１の負荷は減少している。

この場合、点灯データの検出を無効とする。すなわち、周囲が暗くなっていて、表示部１０の点灯輝度が既に低くなっているため、敢えて点灯データ数による輝度調整を行う必要がないので、点灯データの検出を無効とする。

一方、ステップＳ１１の判定において、外光輝度検出信号値Ｌｆが輝度限定値Ｌｅ以上であれば、ステップＳ１２に進み、点灯データの入力を有効とする。点灯データ入力が有効となった後、点灯データの検出を行い（ステップＳ１３）、さらに検出した点灯データを一定時間内での点灯データ数の平均値Ｄｂを求めるための演算処理を行う（ステップＳ１４）。

点灯データの平均値Ｄｂを求めた後、点灯データ上限値Ｄａと比較し（ステップＳ１５）、点灯データ平均値Ｄｂがデータ数上限値Ｄａ未満であれば（ステップＳ１５の判定でＮｏの場合）、最大点灯率の点灯輝度データを駆動回路１４に入力する（ステップＳ１６）。これにより、駆動回路１３が表示部１０に対し、点灯輝度が最大となる電力制御制御を行う。ステップＳ１６の処理を終えた後はステップＳ１２に戻る。

これに対し、ステップＳ１５の判定において、点灯データ数平均値Ｄｂが点灯データ数上限値Ｄａ以上であれば（ステップＳ１５の判定でＹｅｓの場合）、輝度を減光させるための点灯輝度データを駆動回路１３に入力する（ステップＳ１７）。これにより、駆動回路１３が表示部１０に対し、低いデューティ比で電力制御を行う。ステップＳ１７の処理を終えた後はステップＳ１２に戻る。

このように本実施の形態の表示装置１によれば、データ検出部１５で点灯データを監視して、表示部１０の点灯率が高い場合（即ち発光するＬＥＤ数が多く、負荷が高い場合）にのみ輝度を下げるので、表示装置１の大画面化及び高輝度化の目的を損なわず輝度調整ができる。

さらに、点灯率が最大のときに必要な電源容量、熱対策を軽減できるので、大画面化及び高輝度化に伴う大容量の電源、冷却用ファンの強化、放熱対策などのコストアップとなる要因を低く抑えることが可能となる。また、製品設計（ＬＥＤ数など）を変更する場合には、点灯データ上限値Ｄａの変更で対応することができる。

また、一定時間内での点灯データの平均値を求め、求めた平均値の点灯データ数検出値に基づいて輝度調整するので、最適な輝度調整が可能となる。

また、受光回路１２で外光の暗さに同期して点灯輝度のデューティ比が低くなり即ちオンする期間が短くなっている期間は点灯データ検出を無効とすることで、夜間など周囲が暗くなった場合に点灯輝度を更に下げてしまう弊害は無くなり、表示内容を明確に把握することができる。

なお、上記実施の形態では、点灯データ平均値Ｄｂが点灯データ上限値Ｄａを超えたときに直ぐに輝度を下げるようにしたが、点灯データ平均値Ｄｂが点灯データ上限値Ｄａを超えたときから点灯データ平均値Ｄｂの増加に従って段階的に輝度を下げるようにしても良い。

また、上記実施の形態では、外部から入力される表示データを、表示部１０の駆動回路１３に送信する点灯データに変化した後で、その点灯データを用いてＬＥＤの点灯する数を計数する構成について説明したが、これに限らず、点灯データに変換する前の表示データを用いて、表示データを計数しても良い。

本発明は、高輝度化を推し進めながらも、消費電力を低く抑えることができるといった効果を有し、広告用の電飾スタンド看板などへの適用が可能である。

本発明の一実施の形態に係る表示装置の概略構成を示すブロック図上記実施の形態に係る表示装置の点灯制御部の動作を説明するためのフローチャート従来の表示装置の概略構成を示すブロック図図３の表示装置の外形を示す正面図図３の表示装置の外形を示す側面図

符号の説明

１表示装置
１０表示部
１１電源部
１２受光回路
１３駆動回路
１４点灯制御部
１５データ検出部
１４１Ａ／Ｄ変換器
１４２輝度制御部

Claims

通電することにより発光する発光体が複数個配置された表示手段を備える表示装置において、
外部より入力された表示データのデータ数を計数する表示データ計数手段と、
前記表示データ計数手段で計数された表示データ数に基づいて前記表示手段の輝度を調整する輝度調整手段と、
を備える表示装置。
前記輝度調整手段は、表示データ数が上限値に達するまでは前記表示手段を最大輝度で点灯させ、表示データ数が上限値を超えると前記表示手段の輝度を下げる請求項１に記載の表示装置。
表示装置の周囲の照度を検出する照度検出手段を備え、
前記輝度調整手段は、前記照度検出手段からの照度情報に従い、表示装置の周囲が予め設定された程度まで暗くなると表示データ数に基づく輝度調整を中止する請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
通電することにより発光する発光体が複数個配置された表示部を備える表示装置の輝度調整方法において、
外部より入力された表示データのデータ数を計数するステップと、
前記ステップで計数された表示データ数に基づいて前記表示部の輝度を調整するステップと、
を備える輝度調整方法。