JP2009151002A - ドットマトリクス表示装置、およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図ることが可能なドットマトリクス表示装置およびその制御方法を提供すること。
【解決手段】マトリクス状に配置された複数の発光素子と、走査信号Ｓｃが入力される走査ドライバＩＣと、階調信号Ｓｉが入力される階調ドライバＩＣと、を備える、ドットマトリクス表示装置Ａ１であって、パラレル信号として構成された階調信号Ｓｉをシリアル信号に変換した後に上記階調ドライバＩＣへと出力するパラレル−シリアル変換モジュール２を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、たとえば電光文字表示用途に用いられるドットマトリクス表示装置およびその制御方法に関する。

たとえば電車内の電光文字表示装置として、ドットマトリクス表示装置が広く用いられている。ドットマトリクス表示装置は、たとえば複数のＬＥＤチップがマトリクス状に配置された表示領域を有している。この表示領域に文字や記号を表示させることにより、ニュースなどが伝えられる。

図７は、従来のドットマトリクス表示装置の一例を示している（たとえば、特許文献１）。同図に示されたドットマトリクス表示装置Ｘは、コントローラ９１と複数のＬＥＤドットマトリクスユニット９２とを備えている。複数のＬＥＤドットマトリクスユニット９２は、互いに直列に連結されている。コントローラ９１からは、走査信号Ｓｃと階調信号Ｓｉとが、１つめのＬＥＤドットマトリクスユニット９２に送られる。このＬＥＤドットマトリクスユニット９２においては、階調信号ＳｉのうちそのＬＥＤドットマトリクスユニット９２が表示すべき内容に相当する部分を抜き出す。ＬＥＤドットマトリクスユニット９２に備えられた、走査ドライバＩＣと階調ドライバＩＣと（ともに図示略）は、走査信号Ｓｃと階調信号Ｓｉとに基づいてＬＥＤチップ（図示略）を発光させる。この表示処理が、直列に連結された各ＬＥＤドットマトリクスユニット９２においてなされることにより、ドットマトリクス表示装置Ｘは、ニュースなどを伝えるための文字や記号を順次表示する。

しかしながら、たとえばドットマトリクス表示装置Ｘを、車載オーディオ機器の表示部や、パチンコ遊技機の表示部に転用する場合、ドットマトリクス表示装置Ｘのさらなる小型化が求められる。コントローラ９１から出力される階調信号Ｓｉは、一般的にパラレル信号として構成される。この階調信号Ｓｉを受けるために、上記階調ドライバＩＣは、多数の入力ピンを備える必要がある。これにより、上記階調ドライバＩＣは、比較的平面視寸法が大となる。したがって、ドットマトリクス表示装置Ｘの小型化を十分に図れないという問題があった。

特開２００１−１８４０２７号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、小型化を図ることが可能なドットマトリクス表示装置およびその制御方法を提供することをその課題とする。

本発明の第１の側面によって提供されるドットマトリクス表示装置は、マトリクス状に配置された複数の発光素子と、走査信号が入力される走査ドライバＩＣと、階調信号が入力される階調ドライバＩＣと、を備える、ドットマトリクス表示装置であって、パラレル信号として構成された上記階調信号をシリアル信号に変換した後に上記階調ドライバＩＣへと出力する１以上のパラレル−シリアル変換手段を備えることを特徴としている。

このような構成によれば、上記階調ドライバＩＣとして、シリアル信号が入力されるタイプのものを用いることが可能である。シリアル信号入力タイプの上記階調ドライバＩＣの設置面積は、パラレル信号入力タイプの上記階調ドライバＩＣの設置面積よりも顕著に小である。したがって、上記ドットマトリクス表示装置の小型化を図ることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記走査信号を１走査分遅延させて上記走査ドライバＩＣに出力する走査信号制御手段をさらに備える。このような構成によれば、パラレル−シリアル変換を行うことによって上記階調信号が上記走査信号に対して１周期分遅れてしまうといった不具合を回避することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の発光素子は、複数のセグメントに区画されており、上記各セグメント毎に、上記パラレル−シリアル変換手段と、階調信号制御手段とを備えており、上記階調信号制御手段は、上記階調信号のうち上記各セグメントに対応する部分を上記パラレル−シリアル変換手段に出力し、かつ上記階調信号を他の上記階調信号制御手段へと出力する。このような構成によれば、複数の上記セグメント間においては、上記階調信号をパラレル信号として送受すればよい。このため、上記セグメントの個数が増えても、上記階調信号の一部が送信からもれてしまうなどの不具合を防止することができる。

本発明の第２の側面によって提供されるドットマトリクス表示装置の制御方法は、マトリクス状に配置された複数の発光素子を、走査信号が入力される走査ドライバＩＣおよび階調信号が入力される階調ドライバＩＣにより発光させるドットマトリクス表示装置の制御方法であって、パラレル信号として構成された上記階調信号を、シリアル信号に変換した後に上記階調ドライバＩＣに入力することを特徴としている。

このような構成によれば、上記階調ドライバＩＣとして、シリアル信号が入力されるタイプのものを用いることが可能である。シリアル信号入力タイプの上記階調ドライバＩＣの設置面積は、パラレル信号入力タイプの上記階調ドライバＩＣの設置面積よりも顕著に小である。したがって、上記ドットマトリクス表示装置の小型化を図ることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の発光素子は、複数のセグメントに区画されており、上記各セグメント毎に、パラレル−シリアル変換手段が設けられており、パラレル信号として構成された上記階調信号のうち、上記各セグメントに対応する部分を上記各パラレル−シリアル変換手段によってシリアル信号に変換する。このような構成によれば、複数の上記セグメント間においては、上記階調信号をパラレル信号として送受すればよい。このため、上記セグメントの個数が増えても、上記階調信号の一部が送信からもれてしまうなどの不具合を防止することができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明に係るドットマトリクス表示装置の第１実施形態を示している。本実施形態のドットマトリクス表示装置Ａ１は、コントローラ１、パラレル−シリアル変換モジュール２、および複数のＬＥＤドットマトリクスユニット３を備えている。ドットマトリクス表示装置Ａ１は、たとえば車載オーディオ機器の表示部や、パチンコ遊技機の表示部に用いるのに適する程度の比較的小型の表示装置として構成されている。

コントローラ１は、ドットマトリクス表示装置Ａ１としての入出力機能およびデータ処理機能を有している。コントローラ１は、走査信号Ｓｃ、階調信号Ｓｉ、ラッチ信号Ｓｌ、およびモード信号Ｓｍをパラレル−シリアル変換モジュール２に対して出力する。階調信号Ｓｉは、パラレル信号として構成されている。

走査信号Ｓｃは、コモンラインのアドレス選択を指示する信号である。階調信号Ｓｉは、各ドットの階調を指示する信号であり、本実施形態においては、輝度と相対階調とを指示する。ラッチ信号Ｓｌは、走査信号Ｓｃと階調信号Ｓｉとの同期を図る信号である。モード信号Ｓｍは、その時点で階調信号Ｓｉが輝度および相対階調のいずれを指示するものであるかを選択するのに参照する信号である。

パラレル−シリアル変換モジュール２は、階調信号Ｓｉをパラレル信号からシリアル信号に変換する機能を果たす。図２に示すように、パラレル−シリアル変換モジュール２は、スイッチ回路２１、相対階調用シフトレジスタ２２Ａ、輝度用シフトレジスタ２２Ｂ、メモリ２３Ａ，２３Ｂ、パラレル−シリアル変換回路２４Ａ，２４Ｂ、クロック回路２５、および走査信号出力制御回路２６を備えている。

スイッチ回路２１は、入力された階調信号Ｓｉを相対階調信号Ｓｇまたは輝度信号Ｓｂとして出力する。いずれの信号であるかの選択は、モード信号Ｓｍの指示によって行う。相対階調信号Ｓｇは、相対階調用シフトレジスタ２２Ａに送られる。相対階調用シフトレジスタ２２Ａは、ラッチ信号Ｓｌをトリガとしてメモリ２３Ａに相対階調信号Ｓｇを送る。一方、輝度信号Ｓｂは、輝度用シフトレジスタ２２Ｂに送られる。輝度用シフトレジスタ２２Ｂは、ラッチ信号Ｓｌをトリガとしてメモリ２３Ｂに輝度信号Ｓｂを送る。

パラレル−シリアル変換回路２４Ａ，２４Ｂは、それぞれ相対階調信号Ｓｇおよび輝度信号Ｓｂをパラレル信号からシリアル信号に変換する。この変換に際して、パラレル−シリアル変換回路２４Ａ，２４Ｂには、クロック回路２５から階調クロック信号Ｓｃｌが入力される。階調クロック信号Ｓｃｌは、シリアル信号としての相対階調信号Ｓｇおよび輝度信号Ｓｂのクロックとして用いられる。パラレル信号からシリアル信号への変換の後に、パラレル−シリアル変換回路２４Ａ，２４Ｂは、ラッチ信号Ｓｌをトリガとして相対階調信号Ｓｇ、輝度信号Ｓｂ、および階調クロック信号Ｓｃｌを出力する。相対階調信号Ｓｇおよび輝度信号Ｓｂは、シリアル信号とされた階調信号Ｓｉとして出力される。このように、パラレル信号の階調信号Ｓｉがパラレル−シリアル変換モジュール２に入力されてからシリアル信号の階調信号Ｓｉが出力されるまでには、ラッチ信号Ｓｌが２回入力される。

走査信号出力制御回路２６には、走査信号Ｓｃとラッチ信号Ｓｌとが入力される。走査信号出力制御回路２６は、あるラッチ信号Ｓｌが入力されたときに出力すべき走査信号Ｓｃを、その次のラッチ信号Ｓｌをトリガとして出力する。すなわち、ラッチ信号Ｓｌが１回入力される期間、走査信号Ｓｃの出力を遅延させる。この結果、パラレル−シリアル変換モジュール２から出力される階調信号Ｓｉと走査信号Ｓｃとが同期される。

図３〜図５に示すように、ＬＥＤドットマトリクスユニット３は、基板３１、複数のＬＥＤモジュール３２、走査ドライバＩＣ３３、階調ドライバＩＣ３４、およびコネクタ３５を備えている。

基板３１は、たとえばガラスエポキシ樹脂からなり、長矩形状とされている。基板３１の表面には複数のＬＥＤモジュール３２がマトリクス状に配置されている。基板３１の裏面には、走査ドライバＩＣ３３、階調ドライバＩＣ３４、およびコネクタ３５が実装されている。基板３１のサイズは、たとえば３６ｍｍ×７２ｍｍ程度である。ＬＥＤモジュール３２は、たとえば赤色光、緑色光、青色光を発する３つのＬＥＤチップを備えており、これらのＬＥＤチップが各別に発光可能に構成されている。基板３１には、２４個×４８個のＬＥＤモジュール３２が１．５ｍｍピッチでマトリクス状に配置されている。

走査ドライバＩＣ３３は、走査信号Ｓｃによって指示されたアドレスのコモンラインをＯＮさせるものである。階調ドライバＩＣ３４は、各ドットに対して、階調信号Ｓｉによって指示された電流値およびデューティー比で通電する機能を有する。階調ドライバＩＣ３４は、シリアル信号である階調信号Ｓｉが入力されるものであるため、パラレル信号が入力されるＩＣと比べて入力ピン数が極端に少ない。たとえば、本実施形態の階調ドライバＩＣ３４の入力ピン数は、２４本であり、平面視寸法が５ｍｍ角程度である。

コネクタ３５は、隣り合うＬＥＤドットマトリクスユニット３を連結するためのものであり、接続モジュール４が嵌められる。接続モジュール４は、接続基板４１、コネクタ４２、およびボス部材４３を備えている。接続基板４１は、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる。コネクタ４２は、ＬＥＤドットマトリクスユニット３のコネクタ３５に接続される。ボス部材４３は、ＬＥＤドットマトリクスユニット３あるいはドットマトリクス表示装置Ａ１を固定するために用いられる。

次に、ドットマトリクス表示装置Ａ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、パラレル−シリアル変換モジュール２からＬＥＤドットマトリクスユニット３へは、シリアル信号に変換された階調信号Ｓｉが入力される。このため、階調ドライバＩＣ３４としては、シリアル信号が入力されるタイプのものを用いることが可能である。階調ドライバＩＣ３４と同等の機能を果たすパラレル信号入力タイプの階調ドライバＩＣの場合、入力ピン数が１００本程度となる。これに対し、階調ドライバＩＣ３４の入力ピン数は２４本にすぎない。この結果、階調ドライバＩＣ３４の設置面積をパラレル信号入力タイプの階調ドライバＩＣの設置面積の１／４〜１／９程度に縮小可能である。したがって、ＬＥＤドットマトリクスユニット３ひいてはドットマトリクス表示装置Ａ１の小型化を図ることができる。

パラレル−シリアル変換モジュール２において、階調信号Ｓｉは、ラッチ信号Ｓｌが２回入力されると出力されることになる。このため、走査信号Ｓｃを、一般的な制御方法と同様にラッチ信号Ｓｌが１回入力されたことによって出力してしまうと、階調信号Ｓｉと走査信号Ｓｃとを同期しえない。本実施形態においては、走査信号出力制御回路２６により、走査信号Ｓｃの出力をラッチ信号Ｓｌが１回入力される分、意図的に遅延させている。これにより、階調信号Ｓｉと走査信号Ｓｃとを適切に同期させることができる。

図６は、本発明に係るドットマトリクス表示装置の第２実施形態を示している。なお、本図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。本実施形態のドットマトリクス表示装置Ａ２は、各ＬＥＤドットマトリクスユニット３にパラレル−シリアル変換回路３８が備えられている点が、上述した実施形態と異なっている。本図においては、上記実施形態のラッチ信号Ｓｌおよびモード信号Ｓｍは省略している。

ドットマトリクス表示装置Ａ２は、コントローラ１に複数のＬＥＤドットマトリクスユニット３が直列に接続された構成とされている。ＬＥＤドットマトリクスユニット３は、ＬＥＤモジュール３２、走査ドライバＩＣ３３、階調ドライバＩＣ３４に加えて、シフトレジスタ３６、メモリ３７、パラレル−シリアル変換回路３８、およびデコーダ３９を備えている。

シフトレジスタ３６は、パラレル信号である階調信号Ｓｉのうち、当該ＬＥＤドットマトリクスユニット３で表示すべき内容に該当する部分をメモリ３７に格納する。この該当部分は、本実施形態においては、階調信号Ｓｉのうち、２４×４８ドット分、文字数にして３文字分である。そして、シフトレジスタ３６は、この該当部分を除いた部分を階調信号Ｓｉとして次のＬＥＤドットマトリクスユニット３に出力する。

メモリ３７に格納された階調信号Ｓｉの一部分は、パラレル−シリアル変換回路３８に送られる。パラレル−シリアル変換回路３８は、パラレル信号である階調信号Ｓｉの上記一部分をシリアル信号に変換する。シリアル信号とされた階調信号Ｓｉの上記一部分が階調ドライバＩＣ３４に送られる。その一方で、走査信号Ｓｃがデコーダ３９を介して走査ドライバＩＣ３３に送られる。この処理においては、上述した実施形態におけるラッチ信号Ｓｌ、モード信号Ｓｍが同様に用いられる。

このような実施形態によれば、ＬＥＤドットマトリクスユニット３間においては、階調信号Ｓｉがパラレル信号として送受される。このため、多数のＬＥＤドットマトリクスユニット３を連結させた構成であっても、階調信号Ｓｉの一部が送信漏れしてしまうなどのおそれが少ない。したがって、ドットマトリクス表示装置Ａ２の小型化を図りつつ、多数のＬＥＤドットマトリクスユニット３を適切に発光表示させることができる。

本発明に係るドットマトリクス表示装置およびその制御方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るドットマトリクス表示装置およびその制御方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明に係るドットマトリクス表示装置の第１実施形態を示す概念図である。 図１に示すドットマトリクス表示装置に用いられるパラレル−シリアル変換モジュールを示す概念図である。 図１に示すドットマトリクス表示装置に用いられるＬＥＤドットマトリクスユニットを示す概念図である。 図３に示すＬＥＤドットマトリクスユニットの斜視図である。 図３に示すＬＥＤドットマトリクスユニットの斜視図である。 本発明に係るドットマトリクス表示装置の第２実施形態を示す概念図である。 従来のドットマトリクス表示装置の一例を示す概念図である。

符号の説明

Ａ１，Ａ２ ドットマトリクス表示装置
Ｓｂ 輝度信号
Ｓｃ 走査信号
Ｓｃｌ 階調クロック信号
Ｓｇ 相対階調信号
Ｓｉ 階調信号
Ｓｌ ラッチ信号
Ｓｍ モード信号
１ コントローラ
２ パラレル−シリアル変換モジュール
３ ＬＥＤドットマトリクスユニット
４ 接続モジュール
２１ スイッチ回路
２２Ａ 相対階調用シフトレジスタ
２２Ｂ 輝度用シフトレジスタ
２３Ａ，２３Ｂ メモリ
２４Ａ，２４Ｂ パラレルシリアル変換回路
２５ クロック回路
２６ 走査信号出力制御回路
３１ 基板
３２ ＬＥＤモジュール
３３ 走査ドライバＩＣ
３４ 階調ドライバＩＣ

Claims (5)

1. マトリクス状に配置された複数の発光素子と、
   走査信号が入力される走査ドライバＩＣと、
   階調信号が入力される階調ドライバＩＣと、
   を備える、ドットマトリクス表示装置であって、
   パラレル信号として構成された上記階調信号をシリアル信号に変換した後に上記階調ドライバＩＣへと出力する１以上のパラレル−シリアル変換手段を備えることを特徴とする、ドットマトリクス表示装置。
2. 上記走査信号を１走査分遅延させて上記走査ドライバＩＣに出力する走査信号制御手段をさらに備える、請求項１に記載のドットマトリクス表示装置。
3. 上記複数の発光素子は、複数のセグメントに区画されており、
   上記各セグメント毎に、上記パラレル−シリアル変換手段と、階調信号制御手段とを備えており、
   上記階調信号制御手段は、上記階調信号のうち上記各セグメントに対応する部分を上記パラレル−シリアル変換手段に出力し、かつ上記階調信号を他の上記階調信号制御手段へと出力する、請求項１に記載のドットマトリクス表示装置。
4. マトリクス状に配置された複数の発光素子を、走査信号が入力される走査ドライバＩＣおよび階調信号が入力される階調ドライバＩＣにより発光させるドットマトリクス表示装置の制御方法であって、
   パラレル信号として構成された上記階調信号を、シリアル信号に変換した後に上記階調ドライバＩＣに入力することを特徴とする、ドットマトリクス表示装置の制御方法。
5. 上記複数の発光素子は、複数のセグメントに区画されており、
   上記各セグメント毎に、パラレル−シリアル変換手段が設けられており、
   パラレル信号として構成された上記階調信号のうち、上記各セグメントに対応する部分を上記各パラレル−シリアル変換手段によってシリアル信号に変換する、請求項４に記載のドットマトリクス表示装置の制御方法。

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