JP3215441U - Ｌｅｄユニット及び当該ｌｅｄユニットを制御する制御手段 - Google Patents

Abstract

【課題】LEDランプで表現可能な色を、表示データの伝送上の制約なく、表示可能なLEDユニット及びLEDユニット制御手段を提供する。【解決手段】LEDユニット２２は、色を表示する光源が組み込まれたLEDランプ２２１と、LEDランプ２２１の表示を、受信した表示データ及びクロック信号に基づいて制御するLEDランプ制御手段２２２と、を有し、LEDユニット制御手段２１は、前記表示データ及び前記クロック信号を前記LEDユニット２２に出力し、LEDユニット２２とLEDユニット制御手段２１とは、前記光源数に等しい本数の表示データ線、及びクロック信号線で接続されており、LEDランプ制御手段２２２は、各LEDランプ２２１の表示を、複数のクロック単位の前記表示データに基づいて制御し、LEDユニット制御手段２１は、前記複数のクロック単位と同一のクロック単位で、LEDランプ２２１の1個分の前記表示データを出力する。【選択図】図３

Description

この考案は、LEDユニット及び当該LEDユニットを制御するLEDユニット制御手段に関するものである。

従来から、LEDユニットは、LEDランプが2次元配列状に並んだドットマトリクス型であって、LEDランプ毎に電流を流すように制御することで、個々のLEDランプを個別に点灯させ、文字や画像を表示する。そしてLEDユニットには、LEDユニットを制御するLEDユニット制御手段が接続されている。

各LEDランプには、通常、点灯色の異なる複数のLED素子（光源）が組み込まれている。そして、LEDユニットを制御するLEDユニット制御手段は、各LED素子に対する点灯/消灯の指令(表示データ)を1ビット（2値）で表現するため、LED素子が全体として表現可能な色数は、2値にLED素子（光源）の数を掛け合わせた数となる。例えば、LED素子が赤(R)、緑(G)、青(B)の3個である場合、「2×2×2」で8種類の色が表現可能である。この場合の8種類の色は、赤(R)、緑(G)、青(B)、水色(C)、マゼンタ(M)、黄色(Y)、白(W)、 黒、若しくはブランク(B)となる。

そして、これら8種類の色を全て表現させる場合、各LED素子に対する点灯/消灯の指令(表示データ)を1ビット（2値）で表現するため、LEDユニット制御手段とLEDユニットとは、通常、LEDランプに組み込まれたLED素子（光源）の数と等しい本数（本例では3本）の表示データ線とクロック信号を伝送するクロック信号線で接続されている。なおこの場合、図５に示すように、LEDユニットに設けられているLEDランプ制御手段は、1クロック単位の表示データに基づいて、1個（＝ドット）のLEDランプの表示を制御する。

従って例えば、LEDランプにフルカラーの色表現をさせる場合（組み込まれているLED素子は赤(R)、緑(G)、青(B)の3個）には、各LED素子を256階調で表現させる必要があるため、LEDユニット制御手段とLEDユニットとは、
24本(赤用、緑用、青用で夫々8本)の表示データ線とクロック信号線で接続される必要がある。

特許文献１では、従来技術として以下の内容が開示されている。ディジタル方式の液晶駆動用ＩＣの場合、階調を表現するために複数のビットデータが入力され、カラー表示の液晶表示用デバイスの場合、赤、緑および青を表現するために、さらに３倍のビットデータが必要である。また一般的に、自然画を無理なく表現するのに必要と言われている８ビット／カラーの構成にした場合、トータル２４ビットのデータビットが必要であり、最低でも２４本のバス配線が必要となる。

特開平０８−３１４４１３号公報

しかしながら、LEDユニットで用いるLEDランプに表現させる色数に合わせて、表示データ線の数を増加させることは、配線等が煩雑になる。また、LEDユニット及びLEDユニット制御手段が組み込まれる機器の配線や構造上の点から、表示データ線の数を増加させることが難しい場合がある。そのような場合、表示データの伝送上の制約によって、LEDランプに表現させたい色数のうち一部しか表示することができない時がある。

そこで、この考案は、LEDランプで表現可能な色を、表示データの伝送上の制約なく、表示可能なLEDユニット及びLEDユニット制御手段を提供することを目的としたものである。

請求項１の考案は、LEDユニット及び当該LEDユニットを制御するLEDユニット制御手段であって、
前記LEDユニットは、色を表示する光源が組み込まれたLEDランプと、
前記LEDランプの表示を、受信した表示データ及びクロック信号に基づいて制御するLEDランプ制御手段と、を有し、
前記LEDユニット制御手段は、前記表示データ及び前記クロック信号を前記LEDユニットに出力し、
前記LEDユニットと前記LEDユニット制御手段とは、前記光源数に等しい本数の表示データ線、及びクロック信号線で接続されており、
前記LEDランプ制御手段は、前記各LEDランプの表示を、複数のクロック単位の前記表示データに基づいて制御し、
前記LEDユニット制御手段は、前記複数のクロック単位と同一のクロック単位で、前記LEDランプ1個分の前記表示データを出力する、LEDユニット及び当該LEDユニットを制御するLEDユニット制御手段とした。

また請求項２の考案は、LEDユニット及び当該LEDユニットを制御するLEDユニット制御手段であって、
前記LEDユニットは、色を表示する光源が組み込まれたLEDランプと、
受信した表示データを記憶する記憶手段と、
前記LEDランプの表示を、前記表示データ及びクロック信号に基づいて制御するLEDランプ制御手段と、を有し、
前記LEDユニット制御手段は、前記表示データ及び前記クロック信号を前記LEDユニットに出力し、
前記LEDユニットと前記LEDユニット制御手段とは、前記光源数に等しい本数の表示データ線、及びクロック信号線で接続されており、
前記LEDランプ制御手段は、前記LEDユニット制御手段から伝送された前記表示データを前記記憶手段に記憶させる制御を行い、
前記各LEDランプの表示を、前記記憶手段に記憶された複数のクロック単位の前記表示データに基づいて制御し、
前記LEDユニット制御手段は、前記複数のクロック単位と同一のクロック単位で、前記LEDランプ1個分の前記表示データを出力する、LEDユニット及び当該LEDユニットを制御するLEDユニット制御手段とした。

また、請求項３の考案は、前記LEDユニット制御手段が、前記LEDランプの点消灯用に変換された前記表示データ、及び前記クロック信号を前記LEDユニットに出力する、請求項１又は２に記載のLEDユニット及び当該LEDユニットを制御するLEDユニット制御手段とした。

また、請求項４の考案は、前記複数のクロック単位とは、前記LEDランプに表現させる色数に相応する2〜8クロックである、請求項１〜３のいずれかに記載のLEDユニット及び当該LEDユニットを制御するLEDユニット制御手段とした。

本考案によれば、各LEDランプの表示を複数のクロック単位の表示データに基づいて制御する構成とすることによって、LEDユニットに送信する各LEDランプの表示データの色数を増やすことができる。その結果、LEDランプで表現可能な色を、表示データの伝送上の制約なく、また、表示データ線の本数に制約なく、表示することができる。

例えば、LEDユニットとLEDユニット制御手段とを接続する表示データ線の本数が従来3本で、LEDランプに、512色の色数を表現させたい場合には、各LEDランプの表示を3クロック単位の表示データに基づいて制御する構成とすることによって、表示データの伝送上の制約なく、また、従来の配線を変更することなく、全て表示することができる。

この考案の実施の形態例１のLEDユニット及びLEDユニット制御手段を用いた掲示器の表示システムの概略構成図である。 この考案の実施の形態例１のLEDユニット及びLEDユニット制御手段を用いた掲示器に係る掲示器操作制御装置のハードウェア構成を模式的に示した概念図である。 この考案の実施の形態例１のLEDユニット及びLEDユニット制御手段を用いた掲示器の概略構成図である。 この考案の実施の形態例１のLEDユニット及びLEDユニット制御手段を用いた掲示器のLEDランプ制御手段が、3クロック単位の表示データに基づいて、1個（＝ドット）のLEDランプを点灯させることを示した説明図である。 先行技術に係るLEDユニット及びLEDユニット制御手段を用いた掲示器のLEDランプ制御手段が、1クロック単位の表示データに基づいて、1個（＝ドット）のLEDランプを点灯させることを示した説明図である。

（実施の形態例１）
以下、この考案の実施の形態例１を図に基づいて説明する。図１はこの考案のLEDユニットを用いた掲示器の表示システムＡの概略構成図である。

＜表示システムＡの構成＞
表示システムＡは、主としてシステム全体を制御する掲示器操作制御装置１と、掲示器操作制御装置１から表示データを受信し、視覚情報を表示する掲示器２とから構成される。なお、図１では掲示器操作制御装置１が1台、掲示器２が3台示されているが、これに限定されるわけではなく、各1台以上であれば良い。掲示器操作制御装置１と掲示器２とは、ネットワーク５０を通じて接続されている。

ネットワーク５０は、有線/無線を問わずデータ送受信が可能な回線であればどのような構成でも良い。例えば、公衆回線（アナログ回線、ISDN（Integrated Services Digital Network）等）やWAN（Wide Area Network）、無線LAN等により構成してもよい。なお、ネットワーク５０上の通信プロトコルは、例えば、TCP/IP（TransmissionControl Protocol/Internet Protocol）等を採用することができる。

＜掲示器操作制御装置１の構成＞
掲示器操作制御装置１は、プログラム制御により動作するPC（＝Personal Computer）やワークステーション等の情報処理装置である。掲示器操作制御装置１のハードウェア構成について、図２を参照して説明する。図２は、掲示器操作制御装置１のハードウェア構成を模式的に示した概念図である。

図２において、制御手段１１は、例えば、CPU(＝Central Processing Unit)であって、後述する記憶手段１２のHD（＝ハードディスク）等に格納されているアプリケーションプログラム、オペレーティングシステム（OS）や制御プログラム等を実行し、記憶手段１２のRAM(Random Access Memory )等にプログラムの実行に必要な情報、ファイル等を一時的に格納する制御を行う。

記憶手段１２のROM（図示省略）等は、内部に基本I/Oプログラム等のプログラム、基本処理において使用する各種データを記憶する。記憶手段１２のRAM（図示省略）等は各種データを一時記憶するためのものであり、CPU等の制御手段１１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。

外部記憶ドライブ１３は、記録媒体へのアクセスを実現するためのものであり、メディア（記録媒体）１４に記憶されたプログラム等を掲示器操作制御装置１にロードすることができる。尚、メディア１４には、例えば、フレキシブルディスク（FD）、CD-ROM、CD-R、CD-RW、PCカード、DVD、ICメモリカード、MO、メモリスティック等が含まれる。

記憶手段１２は、例えば、HD等の外部記憶装置を有しており、大容量メモリとして機能する。記憶手段１２のHDには、アプリケーションプログラム、OS、制御プログラム、関連プログラム等が格納される。また、記憶手段１２のHD内には、表示データの構成要素となる文字データや図形データ、またシステムの運用のために必要な制御データ等が格納されている。

入力手段１６は、例えば、キーボードやポインティングデバイス（マウス等）、タッチパネルである。入力手段１６を通じて、コマンド等の入力やデータを編集する事ができる。

表示手段１７は、例えば液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、CRTであり、入力手段１６から入力されたコマンドや、それに対する表示システムＡの状態等を表示するものである。

システムバス１９は、掲示器操作制御装置１内のデータの流れを司るものである。１８は通信手段であり、この通信手段１８を介して掲示器操作制御装置１は外部装置とデータや信号のやり取りを行う。詳しくは、通信手段１８は、制御手段１１から受け取った表示データ等を掲示器２に出力し、掲示器２から受け取ったデータを制御手段１１に転送する。

尚、以上の各装置と同等の機能を実現するソフトウェアにより、ハードウェア装置の代替として構成することもできる。

本実施の形態例では、メディア１４から本実施の形態例に係るプログラム及び関連データを直接記憶手段１２のRAM等にロードして実行させる例を示しているが、これ以外にも、本実施の形態例に係るプログラムを動作させる度に、既にプログラムがインストールされている記憶手段１２のHD等から記憶手段１２のRAM等にロードするようにしてもよい。また、本実施の形態例に係るプログラムを記憶手段１２のROM等に記録しておき、これをメモリマップの一部をなすように構成し、直接制御手段１１で実行することも可能である。

また、本実施の形態例では、説明の便宜のため、掲示器操作制御装置１を1つの装置で実現した構成について述べるが、複数の装置にリソースを分散した構成によって実現してもよい。例えば、記憶や演算のリソースを複数の装置に分散した形に構成してもよい。或いは、掲示器操作制御装置１上で仮想的に実現される構成要素毎にリソースを分散し、並列処理を行うようにしてもよい。

＜掲示器２の構成＞
掲示器２は、広く公共空間、または会社、学校、工場などの限定的な私的空間に設置されている。例えば、駅の改札やホーム等に設置されている。掲示器２は、ネットワーク５０を通じて掲示器操作制御装置１から受信した表示データを、ドットマトリクス状（＝点格子状）に配列されたLEDランプ２２１（後述）を用いて表示する。即ち、文字等を表示する場合は、行（水平方向：Ｈ）と列（垂直方向：Ｖ）を選択して必要箇所のLEDランプ２２１を点灯させる。例えば、1文字を表示する場合には「縦：24個（＝ドット）×横：24個（＝ドット）」の合計576個（＝ドット）のLEDランプ２２１を使用する。

掲示器２は、図３に示すように、主として1〜複数枚の基板から成るCPU基板等のLEDユニット制御手段２１、LEDユニット２２、直流安定化電源２３とから構成されている。図３は、掲示器２の概略構成図である。

LEDユニット制御手段２１は、掲示器操作制御装置１から伝送された表示データの受信、記憶及び掲示器２全体の制御・監視を行う機能を有し、例えば、8ビットのマイクロコンピュータが組み込まれている。

LEDユニット制御手段２１は、掲示器操作制御装置１から伝送された表示データを、LEDユニット２２にドットマトリクス状に配列されたLEDランプ２２１のうち、どの箇所のLEDランプ２２１を何色に点灯させ、どの箇所のLEDランプ２２１を消灯するといったデータに変換して、変換後の表示データをLEDユニット２２に出力する。

なお、LEDランプ制御手段２２２が変換後の表示データに基づいてLEDランプ２２１を点灯させることができるように、LEDランプ制御手段２２２が1個（＝ドット）のLEDランプ２２１を点灯させるために用いる表示データの複数のクロック単位と同一のクロック単位で、LEDユニット制御手段２１は、LEDランプ２２１の1個（＝ドット）分の表示データを出力する。例えば、LEDランプ制御手段２２２が、3クロック単位の表示データに基づいて、1個（＝ドット）のLEDランプ２２１を点灯させる構成であれば、LEDユニット制御手段２１は、3クロック単位で、LEDランプ２２１の1個（＝ドット）分の表示データを出力する。

また、LEDユニット制御手段２１は、クロック信号が立ち上がったタイミング等の所定の周期で動作を行う。

そして、LEDユニット制御手段２１とLEDユニット２２とは、表示データをR、G、Bの3つに区分けして送信するための3本の表示データ線７０と、クロック信号（＝タイミング情報）送信用のクロック信号線７１等で接続されている。なお、表示データ線７０、クロック信号線７１は夫々、例えば通信ケーブルを用いることができる。

LEDユニット２２は、主としてドットマトリクス状に配列された複数のLEDランプ２２１とLEDランプ２２１を制御する、ロジック回路等のLEDランプ制御手段２２２と、RAM等の記憶手段２２３とから構成されている。LEDランプ２２１は、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)のLED素子（光源）が組み込まれたLEDランプである。LEDランプ制御手段２２２は、LEDユニット制御手段２１から伝送された変換後の表示データを記憶手段２２３に記憶させる。そして、LEDランプ制御手段２２２は、記憶手段２２３に記憶された変換後の表示データの内容に基づいて、所定の周期で必要箇所のLEDランプ２２１を点灯させる。

この「LEDランプ制御手段２２２が、記憶手段２２３に記憶された変換後の表示データの内容に基づいて、LEDランプ２２１を点灯させる」点について以下、詳しく説明する。LEDランプ制御手段２２２は、複数のクロック単位（図４では、3クロック単位）の表示データに基づいて、1個（＝ドット）のLEDランプ２２１を点灯させる。

このような構成とすることにより、LEDユニット２２に伝送する各LEDランプ２２１の表示データの色数を増やすことができる。その結果、LEDランプ２２１で表現可能な色を、表示データの伝送上の制約なく、また、表示データ線の本数に制約なく、表示することができる。

その結果、表示データ線７０の本数に制約がある場合であっても、LEDランプ制御手段２２２及びLEDユニット制御手段２１に対し、LEDランプ２２１で表現させる色数に相応するように、複数のクロック単位を設定することによって、LEDランプ２２１に表現させたい色を、表示することができる。即ち、LEDランプ２２１の1個（＝ドット）分の表示データの複数のクロック単位を変更することによって、表示データ線７０の本数等を変更することなく、LEDランプ２２１に表現させたい色を、表示することができる。

直流安定化電源２３は、交流の入力電力を直流に変換し出力する機能を有している。掲示器２には通常、供給する用途別に、LEDユニット制御手段２１用、LEDユニット２２用の複数台の直流安定化電源２３が実装され、夫々から直流電圧を出力する。

＜変形例＞
なお、本実施の形態例では、複数のクロック単位として、3クロック単位の表示データに基づいて、1個（＝ドット）のLEDランプ２２１を点灯させる構成を示したが、この構成に限定されるわけではなく、複数のクロック単位の表示データに基づいて、1個（＝ドット）のLEDランプ２２１を点灯させる構成であれば良い。例えば、複数のクロック単位として、8クロック単位の表示データに基づいて、1個（＝ドット）のLEDランプ２２１を点灯させる構成とすれば、 LEDランプ２２１に対しフルカラーの色表現をさせることができる。いずれにしても複数のクロック単位の表示データに基づいて、１個（＝ドット）のLEDランプ２２１を点灯させる場合には、LEDユニット制御手段２１の動作周期に影響しない範囲とすることが望ましい。

また、本実施の形態例では、LEDユニット２２に記憶手段２２３を設け、LEDユニット制御手段２１から伝送された変換後の表示データを一旦記憶手段２２３に記憶させる構成を示したが、この構成に限定されるものではなく、LEDユニット制御手段２１から変換後の表示データを受信すると、LEDランプ制御手段２２２は、当該変換後の表示データの内容に基づいて、所定の周期で必要箇所のLEDランプ２２１を点灯させる構成としても良い。

Ａ：表示システム、
１：掲示器操作制御装置、１１：制御手段、１２：記憶手段、１３：外部記憶ドライブ、１４：メディア、１６：入力手段、１７：表示手段、１８：通信手段、１９：システムバス、
２：掲示器、２１：LEDユニット制御手段、２２：LEDユニット、２２１：LEDランプ、２２２：LEDランプ制御手段、２２３：記憶手段、２３：直流安定化電源、
５０：ネットワーク、
７０：表示データ線、７１：クロック信号線

Claims (4)

1. LEDユニット及び当該LEDユニットを制御するLEDユニット制御手段であって、
   前記LEDユニットは、色を表示する光源が組み込まれたLEDランプと、
   前記LEDランプの表示を、受信した表示データ及びクロック信号に基づいて制御するLEDランプ制御手段と、を有し、
   前記LEDユニット制御手段は、前記表示データ及び前記クロック信号を前記LEDユニットに出力し、
   前記LEDユニットと前記LEDユニット制御手段とは、前記光源数に等しい本数の表示データ線、及びクロック信号線で接続されており、
   前記LEDランプ制御手段は、前記各LEDランプの表示を、複数のクロック単位の前記表示データに基づいて制御し、
   前記LEDユニット制御手段は、前記複数のクロック単位と同一のクロック単位で、前記LEDランプ1個分の前記表示データを出力することを特徴とする、LEDユニット及び当該LEDユニットを制御するLEDユニット制御手段。
2. LEDユニット及び当該LEDユニットを制御するLEDユニット制御手段であって、
   前記LEDユニットは、色を表示する光源が組み込まれたLEDランプと、
   受信した表示データを記憶する記憶手段と、
   前記LEDランプの表示を、前記表示データ及びクロック信号に基づいて制御するLEDランプ制御手段と、を有し、
   前記LEDユニット制御手段は、前記表示データ及び前記クロック信号を前記LEDユニットに出力し、
   前記LEDユニットと前記LEDユニット制御手段とは、前記光源数に等しい本数の表示データ線、及びクロック信号線で接続されており、
   前記LEDランプ制御手段は、前記LEDユニット制御手段から伝送された前記表示データを前記記憶手段に記憶させる制御を行い、
   前記各LEDランプの表示を、前記記憶手段に記憶された複数のクロック単位の前記表示データに基づいて制御し、
   前記LEDユニット制御手段は、前記複数のクロック単位と同一のクロック単位で、前記LEDランプ1個分の前記表示データを出力することを特徴とする、LEDユニット及び当該LEDユニットを制御するLEDユニット制御手段。
3. 前記LEDユニット制御手段が、前記LEDランプの点消灯用に変換された前記表示データ、及び前記クロック信号を前記LEDユニットに出力することを特徴とする、請求項１又は２に記載のLEDユニット及び当該LEDユニットを制御するLEDユニット制御手段。
4. 前記複数のクロック単位とは、前記LEDランプに表現させる色数に相応する2〜8クロックであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のLEDユニット及び当該LEDユニットを制御するLEDユニット制御手段。