JP3068238B2 - 表示装置及びその輝度調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光ダイオード表示装
置等の表示装置に係り、特に表示部である発光ダイオー
ド表示器における適正な輝度調整を行う表示装置及びそ
の輝度調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の発光ダイオード表示装置には、ダ
イナミック点灯方式の表示回路を用いるものが知られて
おり、その従来の発光ダイオード表示器の輝度を調整す
る方法には、表示器の電源電圧を変えることで輝度を調
整する方法と、表示器をパルス駆動とし、そのパルスの
パルス幅を変えることで輝度を調整する方法とが用いら
れていた。

【０００３】従来の発光ダイオード表示装置について、
図４のダイナミック点灯方式の表示回路図を使って説明
する。

【０００４】このダイナミック点灯方式とは、ｎ個の発
光ダイオード表示器（ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎ）５を切替信
号１〜ｎを切替スイッチ（Ｓ１〜Ｓｎ）７に転送して、
切替スイッチ（Ｓ１〜Ｓｎ）７を順次切替信号のパルス
幅の時間だけオンにして、表示データを表示ドライバ８
を介してＬＥＤ５に出力することで、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ
ｎの発光ダイオード表示器５を順次点灯させる方式であ
る。

【０００５】図４の表示回路において、具体的構成につ
いて説明すると、ｎ個の切替スイッチ７は、ダイナミッ
ク点灯のための電源（Ｖcc-1）９の電圧を発光ダイオー
ド表示器（ＬＥＤ）５に一定時間印加する表示器切替ス
イッチである。

【０００６】電源（Ｖcc-1）９は、発光ダイオード表示
器（ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎ）５に供給する電源電圧であ
り、切替スイッチ（Ｓ１〜Ｓｎ）７を介して発光ダイオ
ード表示器（ＬＥＤ）５に接続されている。また、ＬＥ
Ｄ１〜ＬＥＤｎは、ｎ個の発光ダイオード表示器５を表
しており、表示ドライバ８からの電流が供給される構成
となっている。

【０００７】切替信号入力１〜ｎは、ダイナミック点灯
のための表示器切替信号であり、１〜ｎの切替信号がそ
れぞれ切替スイッチ（Ｓ１〜Ｓｎ）７に転送されるよう
になっている。切替信号は、図４に示すように少しづつ
ずらしたパルスのパルス電圧を用い、切替信号のパルス
幅はＷとなるよう設定されている。

【０００８】表示データ入力Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの信号は、
発光ダイオード表示器５に所望の表示を行うためのデー
タである。そして、表示ドライバ８は、入力された表示
データＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを発光ダイオード表示器５の表示
データフォーマットに変換して、電流として出力するも
のである。

【０００９】抵抗器（Ｒ）１０は、表示ドライバ８で表
示データフォーマットに変換された電流を、発光ダイオ
ード表示器５に流すことができる電流として電流制限を
行うための抵抗器である。

【００１０】次に、パルス幅を変えて発光ダイオード表
示器５の輝度を調整する方法について、図４を使って具
体的に説明すると、図４において、発光ダイオード表示
器５は、切替信号１〜ｎによって、切替スイッチ（Ｓ１
〜Ｓｎ）７をオンにして電源（Ｖcc-1）９の電源電圧を
印加するパルス駆動となっており、この切替信号のパル
スのパルス幅Ｗを変えることにより、発光ダイオード表
示器５の輝度調整を行うものである。すなわち、輝度増
加の場合は、パルス幅Ｗを広げ、輝度減少の場合は、パ
ルス幅Ｗを狭くすることにより発光ダイオード表示器５
の点灯時間を可変し、輝度調整を行うものである。

【００１１】また、電源電圧を変えて発光ダイオード表
示器５の輝度を調整する方法について、図４を使って説
明すると、図４において切替信号１〜ｎのパルス幅Ｗは
一定とし、電源（Ｖcc-1）９の電圧を可変にすることに
よって、発光ダイオード表示器５に供給する電圧を変え
て輝度調整を行うものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のパルス幅を可変にすることによって発光ダイオード
表示器の輝度を調整する方法、又は電源電圧を可変にす
ることによって発光ダイオード表示器の輝度を調整する
方法では、以下に説明する問題点があった。

【００１３】パルス幅を変える輝度調整方法において
は、輝度を減少させていくに従ってパルス幅Ｗが狭くな
り、パルス幅が狭いために発光ダイオード表示器から他
機器に対し放射妨害を与えるおそれがあり、その妨害レ
ベルは、輝度調整を行わない発光ダイオード表示器を使
用したダイナミック点灯表示回路と比べて増加するとの
問題点があった。

【００１４】また、パルス幅を変える輝度調整方法及び
電源電圧を変える輝度調整方法においては、発光ダイオ
ード表示器がその種類によって入力電圧対輝度特性が異
なるため、２種類以上の発光ダイオード表示器を混在使
用して輝度調整を行おうとすると、各種の発光ダイオー
ド表示器間における輝度にバラツキが生じてしまうとの
問題点があった。

【００１５】上記輝度のバラツキを補正するためには、
各発光ダイオード表示器毎に電流制限抵抗器を調整する
こと等が必要であったため、回路が非常に煩雑となって
しまっていた。

【００１６】更に、パルス幅を変える輝度調整方法及び
電源電圧を変える輝度調整方法においては、発光ダイオ
ード表示器は、固有の入力電圧対輝度特性をもっている
ので、輝度調整回路の入力電圧対輝度特性は、発光ダイ
オード表示器の特性で決まってしまうことになるため、
任意の入力電圧対輝度特性を自由に設定することはでき
ないとの問題点があった。

【００１７】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、発光ダイオード表示器から他の機器への放射妨害を
防止し、輝度のバラツキを補正して、任意の入力電圧対
輝度特性を得ることができる表示装置及びその輝度調整
方法を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための請求項１の発明は、複数の発光ダイオード
表示器を備える表示部を単一の電源電圧を用いて駆動す
る表示装置であって、輝度調整用入力電圧をディジタル
符号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記ディジタル符号を
前記輝度調整用入力電圧の入力電圧対輝度特性に適合す
るよう設定された値の符号に変換する符号変換部と、前
記符号をアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換部と、前記
電源電圧を前記アナログ電圧によって可変にする制御を
行う増幅部と、前記増幅部で可変にした電圧を前記複数
の発光ダイオード表示器に選択的に供給する切替スイッ
チとを有し、前記表示部が、前記切替スイッチを介して
供給される電圧により輝度調整される表示部であること
を特徴としている。

【００１９】上記従来例の問題点を解決するための請求
項２の発明は、表示装置の輝度調整方法において、輝度
調整用入力電圧をディジタル符号化し、前記ディジタル
符号を前記輝度調整用入力電圧の入力電圧対輝度特性に
適合するよう設定された値の符号に符号変換し、前記符
号をアナログ電圧に変換し、前記アナログ電圧により単
一の電源電圧を可変にし、当該可変にした電圧を複数の
発光ダイオード表示器に選択的に供給し、当該供給され
る電圧により表示部での輝度調整を行うことを特徴とし
ている。

【００２０】

【作用】請求項１記載の発明によれば、複数の発光ダイ
オード表示器を備える表示部を単一の電源電圧を用いて
駆動する表示装置であって、Ａ／Ｄ変換部で輝度調整用
入力電圧をディジタル符号に変換し、符号変換部でディ
ジタル符号を輝度調整用入力電圧の入力電圧対輝度特性
に適合するよう予め設定された値となる符号に変換し、
Ｄ／Ａ変換部で符号をアナログ電圧に変換し、増幅部で
電源電圧をアナログ電圧によって可変にする制御を行
い、増幅部で可変にした電圧を切替スイッチで複数の発
光ダイオード表示器に選択的に供給し、表示部で切替ス
イッチを介して供給される電圧により輝度調整される表
示装置としているので、表示部への電源電圧を切り替え
る切替信号のパルス幅を可変にする輝度調整方法とする
必要がなく、また入力電圧対輝度特性が異なる複数の発
光ダイオード表示器を混在使用しても各表示器間の輝度
のバラツキが生じることがない。

【００２１】請求項２記載の発明によれば、輝度調整用
入力電圧をディジタル符号化し、ディジタル符号を輝度
調整用入力電圧の入力電圧対輝度特性に適合するよう予
め設定された値の符号に符号変換し、符号をアナログ電
圧に変換して、アナログ電圧により単一の電源電圧を可
変にし、可変にした電圧を複数の複数の発光ダイオード
表示器に選択的に供給し、その供給される電圧により表
示部での輝度調整を行う表示装置の輝度調整方法として
いるので、表示部への電源電圧を切り替える切替信号の
パルス幅を可変にする輝度調整方法とする必要がなく、
また入力電圧対輝度特性が異なる複数の発光ダイオード
表示器を混在使用しても各表示器間の輝度のバラツキが
生じることがない。

【００２２】

【実施例】本発明の一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。図１は、本発明の一実施例に係る発光ダイ
オード表示装置の輝度調整回路の構成ブロック図であ
る。また、図２は、本実施例の輝度調整回路を用いた発
光ダイオード表示装置の表示回路図である。尚、図４と
同様の構成をとる部分について同一の符号を付して説明
する。

【００２３】本実施例の輝度調整回路の構成は、図１に
示すように、アナログ電圧をディジタル符号に変換する
Ａ／Ｄ変換部（Ａ／Ｄコンバータ）１と、入力のディジ
タル符号の符号変換を行う符号変換器２と、ディジタル
符号をアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換部（Ｄ／Ａコ
ンバータ）３と、アナログ電圧を増幅する増幅器４と、
輝度調整の対象とされる発光ダイオード表示器５とから
構成される。

【００２４】図１において、アナログ電圧の輝度調整用
入力電圧をＡ／Ｄ変換部１でディジタル符号に変換し、
このディジタル符号を符号変換器３で符号変換し、符号
変換されたディジタル符号をＤ／Ａ変換部３でアナログ
電圧に変換する。このアナログ電圧は、増幅器４により
発光ダイオード表示器５の点灯に必要な電圧まで増幅さ
れ、増幅された電圧により発光ダイオード表示器５への
電源電圧を電圧供給するようになっている。

【００２５】ここで、符号変換器２は、所望とする入力
電圧対輝度特性となるような電圧を発生させるためのデ
ィジタル符号への符号変換を行うものであり、このディ
ジタル符号をＤ／Ａ変換部３で所望する入力電圧対輝度
特性を引き出すことができる値となるアナログ電圧に変
換するものである。

【００２６】次に、発光ダイオード表示器５に対する所
望の入力電圧対輝度特性を求める方法について、図３を
使って説明する。図３は、発光ダイオード表示器単体の
入力電圧対輝度特性と、符号変換して発光ダイオードに
供給する電圧特性の関係の一例を示した図である。

【００２７】図３の横軸は、輝度調整のための制御入力
電圧を表わし、図３の右側の縦軸は、輝度調整のために
発光ダイオード表示器に供給する電源電圧を表わし、図
３の左側の縦軸は、発光ダイオード表示器の輝度を表わ
している。

【００２８】図３中の特性は、発光ダイオード表示器
単体の入力電圧対輝度特性の一例を示したものであり、
特性は、輝度調整回路で所望とする入力電圧対輝度特
性の一例を示したものであり、特性は、入力電圧対発
光ダイオード表示器へ供給する電源電圧の特性を示した
ものである。

【００２９】本実施例の符号変換器２は、図３のの特
性をの特性に変換するために、ディジタル符号の符号
変換を行うものである。つまり、図３において、の特
性を有する発光ダイオード表示器を用いて、に示す所
望の特性を得ることができるように、の特性を持った
電圧を発光ダイオード表示器に与えれば所望の入力電圧
対輝度特性が得られるものである。

【００３０】図３におけるの特性を求める方法につい
て、以下に示す手順に従って説明する。図３の中のＡ〜
Ｅの点は、の特性線の求め方を説明するための点であ
る。

【００３１】図３の入力電圧のＡ点における、発光ダイ
オード表示器へ供給する電源電圧を求めるためには、ま
ず、Ａ点から垂直上方向に線を引きの特性線との交点
Ｂを求める。そして、Ｂ点から図中水平右方向に線を引
き、の特性線との交点Ｃを求める。Ｃ点か更に垂直下
方向に線を引き、横軸との交点Ｄを求め、この時の電圧
を読み取る。

【００３２】次に、右側の縦軸に上記Ｄ点における電圧
と同じ電圧となるＤ点をとり、図中水平左方向に線を引
いて、入力電圧のＡ点からの垂線との交点Ｅを求める。
このＥ点が入力電圧のＡ点での入力電圧対輝度特性に
対する電源電圧特性を示している。

【００３３】上記手順を繰り返すことによって、発光ダ
イオード表示器へ供給する電源電圧特性の特性線を求
めることができ、図３の入力電圧対輝度特性の特性に
対して電源電圧特性の特性に変換するよう符号変換器
２において変換の定数を設定し、ディジタル符号の符号
変換を行わせるものである。

【００３４】次に、図１に示した輝度調整回路を用いた
ダイナミック点灯方式の発光ダイオード表示装置及びそ
の輝度調整方法について図２の回路図を使って説明す
る。

【００３５】図２において、Ａ／Ｄ変換部１は、Ａ／Ｄ
コンバータであり、アナログ電圧をディジタル符号に変
換するものである。また、ＭＰＵ６は、マイクロプロセ
ッサであり、図１における符号変換器２の機能と表示デ
ータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを表示ドライバ８に出力する機能と
を有している。

【００３６】具体的には、ＭＰＵ６は、取り込んだディ
ジタル符号に対して符号変換を行うものである。この符
号変換は、前述した図３の入力電圧対輝度特性の特性
を、電源電圧特性の特性に変換するものであり、符号
変換は、取り込んだディジタル符号に対して変換テーブ
ル又は加減算処理等を行うことにより実現するものであ
る。

【００３７】Ｄ／Ａ変換部３は、Ｄ／Ａコンバータであ
り、ディジタル符号をアナログ電圧に変換するものであ
る。また、増幅器４は、アナログ電圧を増幅するもので
ある。

【００３８】供給電圧制御用トランジスタ（Ｑ）１１
は、発光ダイオード表示器５に供給する電源（Ｖcc）９
からの電源電圧を制御するためのトランジスタであり、
増幅器４からの増幅されたアナログ電圧により発光ダイ
オード表示器５へ供給される電源電圧を可変にするもの
である。

【００３９】切替スイッチ（Ｓ１〜Ｓｎ）７は、ダイナ
ミック点灯のための表示器切替スイッチであり、ＭＰＵ
６から出力されたダイナミック点灯のための切替信号１
〜ｎによって選択制御されてオン・オフするものであ
る。ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎは、発光ダイオード表示器５で
あり、ｎ個の表示器から構成されている。

【００４０】切替信号１〜ｎは、ダイナミック点灯のた
めの表示器切替信号であり、図４に示したのと同様のパ
ルス波形を有しており、切替スイッチ（Ｓ１〜Ｓｎ）７
の制御用に用いられるものである。

【００４１】表示データＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、発光ダイオ
ード表示器５に表示するデータであり、表示ドライバ８
は、表示データＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを発光ダイオード表示器
５の表示データフォーマットに変換するものである。ま
た、抵抗器（Ｒ）１０は、発光ダイオード表示器５に流
す電流を制限するための抵抗器であり、電源（Ｖcc）９
は、発光ダイオード表示器５に供給する電源電圧であ
る。

【００４２】次に、本実施例の発光ダイオード表示器の
輝度調整方法について、以下説明する。Ａ／Ｄ変換部１
に入力される輝度調整用入力電圧は、輝度調整のための
制御入力電圧であり、この輝度調整用入力電圧がＡ／Ｄ
変換部１でディジタル符号に変換されて、ＭＰＵ６に入
力される。

【００４３】そして、ＭＰＵ６は、変換テーブル又は加
減算処理等を用いて、発光ダイオード表示器５単体の入
力電圧対輝度特性を入力電圧対発光ダイオード表示器へ
供給する電源電圧特性に符号変換を行ってディジタル符
号を出力し、Ｄ／Ａ変換部３にこのディジタル符号が入
力される。このディジタル符号はＤ／Ａ変換部３でアナ
ログ電圧に変換され、増幅器４で増幅される。

【００４４】増幅器４で増幅されたアナログ電圧は、電
源（Ｖcc）９から発光ダイオード表示器５へ供給される
電圧を制御する供給電圧制御用トランジスタ（Ｑ）１１
を駆動させ、発光ダイオード表示器５へ供給する電圧を
可変するよう動作する。

【００４５】切替スイッチ（Ｓ１〜Ｓｎ）７は、ＭＰＵ
６から出力されたダイナミック点灯のための切替信号１
〜ｎにより選択されて、可変にされた供給電圧を発光ダ
イオード表示器（ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎ）５に供給する。

【００４６】また、表示データは、ＭＰＵ６から出力さ
れる切替信号１〜ｎと同期してＭＰＵ６から出力され、
表示ドライバ８で発光ダイオード表示器５の表示フォー
マットに変換した後、発光ダイオード表示器５に与えら
れる。

【００４７】供給電圧制御用トランジスタ（Ｑ）１１を
通して発光ダイオード表示器５に供給する電圧は、図３
の特性に示した電圧である。従って、図３の特性の
特性を有する発光ダイオード表示器５に図３の特性の
電圧が供給されるため、図３の特性に示した所望の入
力電圧対輝度特性に従った輝度調整が可能となる。

【００４８】本実施例における発光ダイオード表示装置
の輝度調整方法は、発光ダイオード表示器５に供給する
電圧を可変する方式であり、輝度調整のためにパルス幅
を可変することはないため、ダイナミック点灯方式の表
示回路に本実施例の輝度調整法を用いると、発光ダイオ
ード表示器５からの放射妨害レベルは、輝度調整を行わ
ない場合のダイナミック点灯表示回路と同一であり、輝
度調整を行うことによって放射妨害が悪化させない効果
がある。このため、発光ダイオード表示器５からの放射
妨害は、輝度調整の方法として、ダイナミック点灯のた
めの切替パルスのパルス幅を可変する方式に比べ改善で
きる効果がある。

【００４９】また、本実施例における発光ダイオード表
示装置の輝度調整方法では、発光ダイオード表示器単体
の入力電圧対輝度特性に対して、所望とする入力電圧対
輝度特性を得るために、符号変換器２を用いてディジタ
ル的に符号変換を行っている。従って、符号変換器２
は、異なる種類の発光ダイオード表示器毎に符号変換を
行うことができ、所望の入力電圧対輝度特性を得ること
ができる効果がある。

【００５０】つまり、異なる種類の発光ダイオード表示
器５を混在使用しても、各種発光ダイオード表示器間の
輝度のバラツキをなくすることができる効果がある。

【００５１】更に、本実施例の輝度調整法では、所望の
入力電圧対輝度特性を得るために、ディジタル的に符号
変換を行っているのが特徴であり、この符号変換の時に
所望とする入力電圧対輝度特性を任意の特性に設定する
ことができる効果がある。

【００５２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、複数の発
光ダイオード表示器を備える表示部を単一の電源電圧を
用いて駆動する表示装置であって、Ａ／Ｄ変換部で輝度
調整用入力電圧をディジタル符号に変換し、符号変換部
でディジタル符号を輝度調整用入力電圧の入力電圧対輝
度特性に適合するよう予め設定された値となる符号に変
換し、Ｄ／Ａ変換部で符号をアナログ電圧に変換し、増
幅部で電源電圧をアナログ電圧によって可変にする制御
を行い、増幅部で可変にした電圧を切替スイッチで複数
の発光ダイオード表示器に選択的に供給し、表示部で切
替スイッチを介して供給される電圧により輝度調整され
る表示装置としているので、表示部への電源電圧を切り
替える切替信号のパルス幅を可変にする輝度調整方法と
する必要がないため放射妨害を防止することができる効
果があり、また入力電圧対輝度特性が異なる複数の発光
ダイオード表示器を混在使用しても各表示器間の輝度の
バラツキが生じない効果がある。

【００５３】請求項２記載の発明によれば、輝度調整用
入力電圧をディジタル符号化し、ディジタル符号を輝度
調整用入力電圧の入力電圧対輝度特性に適合するよう予
め設定された値の符号に符号変換し、符号をアナログ電
圧に変換して、アナログ電圧により単一の電源電圧を可
変にし、可変にした電圧を複数の複数の発光ダイオード
表示器に選択的に供給し、その供給される電圧により表
示部での輝度調整を行う表示装置の輝度調整方法として
いるので、表示部への電源電圧を切り替える切替信号の
パルス幅を可変にする輝度調整方法とする必要がないた
め放射妨害を防止することができる効果があり、また入
力電圧対輝度特性が異なる複数の発光ダイオード表示器
を混在使用しても各表示器間の輝度のバラツキが生じな
い効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る発光ダイオード表示装
置の輝度調整回路の構成ブロック図である。

【図２】本実施例の発光ダイオード表示装置の表示回路
図である。

【図３】入力電圧対輝度特性と供給電圧特性の関係を示
す図である。

【図４】従来の発光ダイオード表示装置のダイナミック
点灯方式の表示回路図である。

【符号の説明】

１…Ａ／Ｄ変換部、 ２…符号変換器、 ３…Ｄ／Ａ変
換部、 ４…増幅器、５…発光ダイオード表示器、 ６
…ＭＰＵ、 ７…切替スイッチ、 ８…表示ドライバ、
９…電源、 １０…抵抗器、 １１…供給電圧制御用
トランジスタ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発光ダイオード表示器を備える表
   示部を単一の電源電圧を用いて駆動する表示装置であっ
   て、 輝度調整用入力電圧をディジタル符号に変換するＡ／Ｄ
   変換部と、 前記ディジタル符号を前記輝度調整用入力電圧の入力電
   圧対輝度特性に適合するよう設定された値の符号に変換
   する符号変換部と、 前記符号をアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換部と、前記電源電圧を前記アナログ電圧によって可変にする制
   御を行う増幅部と、 前記増幅部で可変にした電圧を前記複数の発光ダイオー
   ド表示器に選択的に供給する切替スイッチとを有し、 前記表示部が、前記切替スイッチを介して供給される電
   圧により輝度調整される表示部である ことを特徴とする
   表示装置。
2. 【請求項２】 輝度調整用入力電圧をディジタル符号化
   し、前記ディジタル符号を前記輝度調整用入力電圧の入
   力電圧対輝度特性に適合するよう設定された値の符号に
   符号変換し、前記符号をアナログ電圧に変換し、前記ア
   ナログ電圧により単一の電源電圧を可変にし、当該可変
   にした電圧を複数の発光ダイオード表示器に選択的に供
   給し、当該供給される電圧により表示部での輝度調整を
   行うことを特徴とする表示装置の輝度調整方法。