JP2012027484A

JP2012027484A - パネル型ｌｅｄ表示モジュール

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Publication number: JP2012027484A
Application number: JP2011196096A
Authority: JP
Inventors: Toyotaro Tokimoto; 豊太郎時本; Masatoshi Oishi; 昌利大石
Original assignee: Avix Inc
Current assignee: Avix Inc
Priority date: 2011-09-08
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2012-02-09
Anticipated expiration: 2019-12-01
Also published as: JP5079911B2

Abstract

【課題】薄型で軽いパネル型表示モジュールを提供する。
【解決手段】パネル型表示モジュールであって、矩形のプリント配線板の表面に多数のＬＥＤランプを縦方向にピッチａで直線上に実装してなる第１色〜第３色ＬＥＤランプ列の合計３列を前記ピッチａと同等以下のピッチｂで平行に配置して３原色ＬＥＤランプ列セットに形成するとともに複数の３原色ＬＥＤランプ列セットを所定間隔をおいて平行に配置してなり、隣り合う３原色ＬＥＤランプ列セット間の前記ピッチｂの２倍以上の幅ｄの無ランプ帯状エリアを設け、この無ランプ帯状エリアにそれぞれ１個以上の集積回路を実装し、右端および左端のＬＥＤランプ列と前記配線板の右端および左端との間隔ｐおよびｑの合計寸法を無ランプ帯状エリアの幅ｄより小さくし、前記配線板の端部に実装されたコネクタや前記ＬＥＤランプと前記集積回路とを結ぶラインをパターン形成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば街頭での広告看板や空港での案内表示板として応用されるパネル型ＬＥＤ表示装置に関し、とくに、ＬＥＤランプ駆動回路の実装技術の改良に関する。

街頭での広告看板や空港での案内表示板として大画面のパネル型ＬＥＤ装置（ＬＥＤディスプレイ）がある。このＬＥＤディスプレイはドットマトリクス状に配置されたＬＥＤを適宜に点灯駆動してそのドットマトリクス画面に文字や画像を表示する。

通常、大画面のＬＥＤディスプレイを設置する場合、複数の小型のパネル型表示モジュールを使用し、このモジュールを縦横に連結して大画面に構成する。各モジュールは、厚みのあるパネル状ケースの前面にＬＥＤランプを実装し、そのケース内部にＬＥＤの駆動回路を内蔵している。また、パネル側面など適宜な位置には他のモジュールと電気的に接続するためのコネクタが配設されている。

上述のＬＥＤディスプレイのパネル状ケース内には、ＬＥＤランプを実装した正面基板と、各種電気回路を実装した多数の回路基板とが収納されている。回路基板は正面基板の背後に直交して組み合わされて棚状に積層されている。そのため、従来のモジュールは薄型・軽量化が困難になるという問題を有している。また、一般的にモジュールを組み合わせて大画面のディスプレイにする場合、あらかじめ大画面に組み立てた状態で搬入して設置する。したがって、巨大なディスプレイを設置場所に搬入しなくてはならず、輸送コストが嵩む。さらに、ディスプレイを設置した後に一部のモジュールが故障した場合、モジュールの交換作業が困難であり、メンテナンス性が悪い。

したがって本発明の目的は、薄型・軽量化を達成し、組立・設置・交換が容易なパネル型表示モジュールを提供することにある。

＝＝＝本発明の前提＝＝＝
本出願人らは、さきに特開平８−１７９７１７号公報に詳しく開示されているスクロール表示装置を開発して実用化した。本発明はこのタイプの表示装置の特徴を積極的に活用することで上記目的を達成している。この表示装置は、少ない数の発光素子（ＬＥＤランプなど）により大サイズで精細な画像を視認できるスクロール表示技術を利用したものである。

図４（Ａ）（Ｂ）は、このスクロール表示装置の画面部分についての概略図を示している。多数のＬＥＤランプ３を小さな一定間隔ａで直線状に配列してランプ列８を構成し、このランプ列８を複数列用意して前記ａの数倍以上の一定間隔ｃで平行に配設している。この飛び飛びに配置された複数列のランプ列によってスクロール表示装置の画面２０が構成される（Ａ）。各ランプ列８は矩形筒状のケース２１前面に実装され、その駆動回路がケース２１内部に収納されている（Ａ）。また、カラー表示を行う場合は、図４（Ｂ）に示すように３原色に対応して３列のＬＥＤランプ列８ａ〜８ｂを前記ａと同等以下の間隔ｂで平行に並べて３原色ＬＥＤランプ列セット９とし、隣り合うＬＥＤランプ列セット９を間隔ｃにして平行に並べればよい。なお、梯子状のケースを採用して、その桟部分にＬＥＤランプ列を配設した形態としてもよい。つぎに、この飛び飛びに配置されたＬＥＤランプ列を画面としてスクロール表示させるための表示制御について説明する。

まず、間隔ｃで飛び飛びに配列されたＬＥＤランプ列（３原色のＬＥＤランプ列がある場合はＬＥＤランプ列セット）の間にも仮想のＬＥＤランプ列があると仮定し、この仮想のＬＥＤランプを含めたドットマトリクス画面に表示するビットマップ形式の画像データを用意する。この画像データのうち、実際に存在するＬＥＤランプ列に割り当てられたデータを使用して対応するＬＥＤを駆動する。さらに、ＬＥＤランプ列を横断する方向にスクロールするように前記ビットマップ画像を所定時間間隔毎に更新して、この更新された画像のうち実際のＬＥＤランプに該当するデータで対応するＬＥＤランプ（ＬＥＤランプ列）の各ＬＥＤランプを駆動する。

この表示システムでは、原理的に、文字列や図形などの精細な画像を静止した状態で観察者に見せることはできない。行方向と列方向とでドット密度に極端な差のある飛び飛びドット列の画面上にて通常のスクロール表示よりも高速で画像を移動させる。その画像の移動に観察者が視線を追従させることで、観察者の網膜および視覚中枢の働きによる残像効果が引き出され、その残像効果により飛び飛びドット列の間隔部分が補間された精細なスクロール画像が見えるという原理である。このスクロールする画像を視線で追跡することで始めて、残像効果で補間された精細な画像を視認できるという特徴的な仕組みを追跡補間式スクロール表示と名付け、この方式を採用した表示ディスプレイを追跡補間式スクロール表示装置と呼ぶことにした。

そこで本発明者は、上記ドットマトリクス型ＬＥＤ表示装置と同様にこの追跡補間式スクロール表示装置をモジュール化することで様々な画面サイズに柔軟に対応できるようにしたいと考えた。上記追跡補間式スクロール表示装置は、従来のＬＥＤディスプレイと比較して、ＬＥＤランプの数が極めて少なく、駆動回路もＬＥＤの個数に比例して少なくなる。そのため、ＬＥＤディスプレイの薄型・軽量化の可能性をもともと内在していると言える。この追跡補間式スクロール表示装置の特徴を活用して、さらなる軽量・薄型化や組立・交換の容易性の向上を目指した。

＝＝＝本発明の要旨＝＝＝
本発明のパネル型ＬＥＤ表示モジュールの典型例は、つぎの要件（１）〜（９）を備えている。
（１）矩形のプリント配線板の表面において、多数のＬＥＤランプが縦方向に一定の小さなピッチａで直線上に配列されて実装されている。この縦方向の１列のＬＥＤランプの集合のことをＬＥＤランプ列と称する。ＬＥＤランプ列には、第１色ＬＥＤランプの列と第２色ＬＥＤランプの列と第３色ＬＥＤランプの列の３種類がある。
（２）第１色ＬＥＤランプ列の１列と第２色ＬＥＤランプ列の１列と第３色ＬＥＤランプ列の１列の合計３列は前記ピッチａと同等以下のピッチｂで所定の順番で平行に配置されている（ｂ≦ａ）。この合計３列の第１色・第２色・第３色ＬＥＤランプ列の集合のことを３原色ＬＥＤランプ列セットと称する。
（３）複数の３原色ＬＥＤランプ列セットが前記ピッチｂの４倍以上のピッチｃで平行に配置されている（ｃ＞４ｂ）。
（４）前記プリント配線板において、隣り合う３原色ＬＥＤランプ列セット間には前記ピッチｂの２倍以上の幅ｄの無ランプ帯状エリアが存在する（ｄ＞２ｂ）。各無ランプ帯状エリアにそれぞれ１個以上の集積回路が実装されている。
（５）右端のＬＥＤランプ列と前記プリント配線板の右端との間隔ｐと、左端のＬＥＤランプ列と前記プリント配線板の左端との間隔ｑの合計寸法は前記無ランプ帯状エリアの寸法ｄより小さい（ｐ＋ｑ＜ｄ）。
（６）前記プリント配線板の端部に電源やデータ信号およびコントロール信号を外部要素と受け渡しするコネクタが実装されている。
（７）前記プリント配線板において前記コネクタと前記各集積回路とを結ぶ電源ラインがパターン形成されている。
（８）前記プリント配線板において前記コネクタと前記各集積回路とを結ぶデータ・コントロール信号ラインがパターン形成されている。
（９）前記プリント配線板において各ＬＥＤランプ列とそれに隣接して実装された前記集積回路とを結ぶ駆動信号ラインがパターン形成されている。

本発明は、追跡補間式スクロール表示装置の特徴である飛び飛びのＬＥＤランプ列配置を活用することで各種集積回路を効率的に実装することが可能となり、軽量・薄型のパネル型表示モジュールを達成できた。すなわち、プリント基板配線板に複数のＬＥＤランプ列セットを実装するとともに隣り合うＬＥＤランプ列セット間に各種集積回路を実装した構造によって、モジュールを極めて薄く、軽量にすることに成功した。

したがって、このモジュールを複数併設して大型のディスプレイ装置として設置する場合、モジュール単体で設置場所に搬入して、プリント配線板をその設置場所に適宜に固定するだけで容易に短時間で大型ディスプレイに組み立てることが可能となる。そのため、輸送コストや組立コストを抑えることができる。

さらに、ＬＥＤランプ列の実装とその駆動回路を収納するためのケースに替えてプリント基板配線板を使用しているため、ケース内の回路とケース表面に配設されたＬＥＤと電気的に接続する必要がなく、製造コストを抑えることもできる。もちろん、ケース自体に掛かるコストも存在しない。

本発明の実施例におけるパネル表示型モジュールの外観図である。上記実施例における平面図である。（Ａ）に全体図を示し、（Ｂ）にその一部拡大図を示した。上記実施例を含む追跡補間式スクロール表示装置の概略構成図である。従来の追跡補間式スクロールロール表示装置の概略構成図である。（Ａ）は単色表示の場合の構成であり、（Ｂ）は多色表示の場合の構成をそれぞれ示している。

発明の実施の形態

＝＝＝モジュールの構成＝＝
図１、図２に本発明の実施例におけるパネル型表示モジュール（以下、モジュール）の構成を示した。図１はモジュール外観を斜視図として示し、図２（Ａ）はその平面図を示している。また図２（Ｂ）にモジュールの一部拡大図を示した。モジュール１はプリント配線板（以下、基板）２の表面に多数のＬＥＤランプ３ａ〜３ｃとそのランプ３ａ〜３ｃの駆動用ＩＣ４やデータ処理用ＩＣ５を実装している。裏面にはデータやコントロール信号の通信経路に接続される信号用コネクタ６と、給電経路に接続される電源用コネクタ７とが実装されている。

ＬＥＤランプ３ａ〜３ｃはＲＧＢの各３原色に対応して３種類ある。ＲＧＢ各色のＬＥＤランプ３ａ〜３ｃは所定ピッチａで並べられて各色のＬＥＤランプ列８ａ〜８ｃに形成されている。さらに、この各色のＬＥＤランプ列８ａ〜８ｃがピッチａと同等以下のピッチｂで３列に密に並べられてＬＥＤランプ列セット９を形成している。

本実施例では、基板２に５列のＬＥＤランプ列セット９が所定間隔ｄを隔てて飛び飛びに配設されている。この間隔ｄは前記ｂの２倍以上である。そして、この間隔ｄによって形成された各ＬＥＤランプセット９間の空隙部（無ランプ帯状エリア）１０が上記各ＩＣ４，５の実装領域となっている。

さらに、基板２上で右端に実装されているＬＥＤランプ列と基板右端との距離ｐと、左端のＬＥＤランプ列と基板左端との距離ｑの合計（ｐ＋ｑ）は上記ＬＥＤランプ列セット９間の間隔ｄ（無ランプ帯状エリア１０の幅）より小さく設定されている。それによって、このモジュール１を左右方向に並設したとき、モジュール１の右端（左端）のＬＥＤランプ列９とその右（左）に並べられるモジュール１の左端（右端）とのＬＥＤランプ列９の間隔を無ランプ帯状エリア１０の幅ｄと等しくなるように調整しても、隣り合うモジュール１の基板２同士が重ならないようになっている。

基板２の両面にはプリント配線が施されている。このプリント配線によって信号用コネクタ６が含む各信号線に対応する端子と所定のデータ処理用ＩＣ５の所定の端子とが接続され、電源用コネクタ７の各極性（＋／−）に対応する各端子と各ＩＣ４、５の電源端子や接地端子とが接続されている。また、各駆動用ＩＣ４は隣接するＬＥＤランプ列セット９の各ＬＥＤランプ３ａ〜３ｃを駆動し、各駆動用ＩＣ４の所定の端子と対応のＬＥＤランプ３ａ〜３ｃの端子とが適宜に接続されている。もちろん、抵抗やコンデンサなど各種実装部品も基板２両面の適宜な位置に実装されるとともにプリント配線によって適宜に接続されている。さらに、本実施例では信号用コネクタ６および電源用コネクタ７は対になってそれぞれ２つずつあり、信号用コネクタ６が含む各信号線や電源用コネクタ７の極性が互いに一致するようにプリント配線によって相互に接続され、一方のコネクタを信号や電源の入力側、他方を出力側としている。このコネクタ６、７を介して他のモジュールなどの外部要素とデータやコントロール信号および電源を受け渡しする。

＝＝＝ＬＥＤディスプレイの構成＝＝＝
本発明のモジュールは、複数台並列に並べられることで、上述した追跡補間式スクロール表示装置のディスプレイ画面を構成する。図３に本実施例のモジュール１を含んで構成された追跡補間式スクロール表示装置の概略図を示した。この表示装置は、ＬＥＤランプ列９の間隔が全てｃとなるように複数のモジュールを左右に並べて画面を形成している。なお、この画面の設置（モジュールの固定）に際しては、モジュールの背後にフレームなどを設置し、このフレームに基板を直接ボルトなどで固定すればよい。もちろんこの設置方法に限るものではなく、例えば、基板の外形に沿った枠を用意するなどして他の方法によっても適宜に固定することができる。

上述したように、各モジュール１には一対の信号用コネクタと電源用コネクタとがある。そして、隣り合うモジュール１同士で入力側と出力側のコネクタをディジチェーン接続することで前段のモジュールから次段のモジュールへデータ信号やコントロール信号および電源が順次受け渡されていく。また、末端のモジュール１Ｅの入力側コネクタにはデータやコントロール信号などの信号源からの通信経路１１や電源からの給電経路１２が接続される。

各モジュールでは、各データ処理用ＩＣが自身宛のデータを取り込んで対応する駆動用ＩＣにそのデータを転送し、駆動用ＩＣがそのデータに従って所定のＬＥＤランプを適宜に点灯駆動する。

＝＝＝その他、応用例・変更例＝＝＝
（１）モジュールにおけるＬＥＤランプ列の構成は上記実施例に限らず、ＬＥＤランプ列セットやＬＥＤランプ列が含むＬＥＤランプの数は適宜に増減できる。また、モジュールを行方向に連結することなく単体で追跡補間式スクロール表示装置の画面を構成することとしてもよい。
（２）モジュールを設置する際、モジュールをそのまま露出させてディスプレイ画面を構成してもよいし、前面が透明なケースに収納するなどしてもよい。

１パネル型表示モジュール
２プリント配線板
３、３ａ〜３ｃＬＥＤランプ
４、５集積回路
６、７コネクタ
８、８ａ〜８ｃＬＥＤランプ列
９ＬＥＤランプ列セット
１０無ランプ帯状エリア

Claims

矩形のプリント配線板のおもて面に複数のＬＥＤランプおよびランプ駆動制御用の複数の集積回路が実装されたパネル型ＬＥＤ表示モジュールであって、
ＬＥＤランプは等しい構成の複数の群に区分されてプリント配線板に配設され、各群は細長い直線帯状をなす３原色ＬＥＤランプ列セットを形成し、各３原色ＬＥＤランプ列セットは一定間隔をおいて平行に配設され、
各３原色ＬＥＤランプ列セットは、第１色ＬＥＤランプをピッチａで配列した第１色ＬＥＤランプ列と、第２色ＬＥＤランプをピッチａで配列した第２色ＬＥＤランプ列と、第３色ＬＥＤランプをピッチａで配列した第３色ＬＥＤランプ列とを、ピッチａと同等以下のピッチｂで平行に配列したものであり、
プリント配線板のおもて面において、隣り合う３原色ＬＥＤランプ列セットの間には前記ピッチｂの２倍以上の寸法ｄの無ランプ帯状エリアが存在し、この無ランプ帯状エリアに前記複数の集積回路が配設され、
右端のＬＥＤランプ列と前記プリント配線板の右端との間隔ｐと、左端のＬＥＤランプ列と前記プリント配線板の左端との間隔ｑの合計寸法は前記無ランプ帯状エリアの寸法ｄより小さく、
前記複数の集積回路は、外部からの制御に従って順次供給される画像データに基づき各３原色ＬＥＤランプ列セットを順次発光させ、各３原色ＬＥＤランプ列セットの間隔部分に観察者の残像効果による補間画像を視認させる追跡補間式スクロール表示を行わせる回路である
パネル型ＬＥＤ表示モジュール。