JP3260019B2 - ダイナミック点灯制御回路 - Google Patents

ダイナミック点灯制御回路

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JP3260019B2 JP23797993A JP23797993A JP3260019B2 JP 3260019 B2 JP3260019 B2 JP 3260019B2 JP 23797993 A JP23797993 A JP 23797993A JP 23797993 A JP23797993 A JP 23797993A JP 3260019 B2 JP3260019 B2 JP 3260019B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイナミック点灯時に
LEDの輝度を個別に制御するダイナミック点灯制御回
路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のダイナミック点灯制御回
路は、図10に示したように構成されている。図10におい
て、1は出力信号及び走査信号を生成するシグナルジェ
ネレータ部、2〜4は出力信号を送出するアウトライ
ン、5〜8は走査信号を送出するスキャンライン、9〜
20はマトリクス配置されているLED、21〜24は輝度を
調節するための抵抗である。図11は各アウトライン2〜
4の出力信号及びスキャンライン5〜8の走査信号のタ
イミングチャートを示している。
【0003】上記のように構成された従来例について以
下に説明する。初めに、ダイナミック点灯とは、スタテ
ィック点灯とは違い、常に点灯しているわけではなく、
一定周期の間に、点灯している時間と消灯している時間
とがあり、擬似的に人間の目には点灯しているように見
せ、消費電流を節約している。しかし、点灯周期をあま
り長く取り過ぎるとちらついて見える。
【0004】便宜上、LED9,LED11,LED14,
LED15,LED17,LED20を点灯させ、LED10,
LED12,LED13,LED16,LED18,LED19を
消灯させることを例とする。LEDを点灯させるには、
シグナルジェネレータ部1のアウトラインの出力信号に
ハイレベル信号、スキャンラインの走査信号にローレベ
ル信号を出力する。それ以外の場合にはLEDは点灯し
ない。
【0005】図11のスキャンライン5の走査信号がロー
レベルの場合(タイムチャート54)、アウトライン2(タ
イムチャート51)、アウトライン4(タイムチャート53)
の出力信号がハイレベルとなっているのでLED9とL
ED17が点灯し、他のLEDは点灯しない。同様にスキ
ャンライン6の走査信号がローレベルの場合(タイムチ
ャート55)、アウトライン3(タイムチャート52)の出力
信号がハイレベルとなっているのでLED14が点灯し、
他のLEDは点灯しない。スキャンライン7の走査信号
がローレベルの場合(タイムチャート56)はLED11とL
ED15、スキャンライン8の走査信号がローレベルの場
合(タイムチャート57)はLED20がそれぞれ点灯し、他
のLEDは点灯しない。
【0006】LED9の点灯周期は、スキャンライン5
の走査信号がローレベルの状態(タイムチャート54)から
再びローレベルとなるまでの時間で、点灯時間はスキャ
ンライン5(タイムチャート54)の走査信号がローレベル
の状態で、アウトライン2の出力信号がハイレベル(タ
イムチャート51)となっている時間で、他の時間は点灯
していない。同様にLED10〜20の点灯周期及び点灯時
間は該当するスキャンラインの走査信号と、アウトライ
ンの出力信号との関係による。このように、点灯周期の
間に、点灯している時間と消灯している時間とがあり、
擬似的に人間の目には点灯しているように見せ、消費電
流を節約している。
【0007】このダイナミック点灯にてLEDの輝度を
変更したい場合、抵抗21〜24の値を変更する。抵抗21の
値を変更するとLED9,LED13,LED17の輝度が
変更される。また同様に、抵抗22の値を変更するとLE
D10,LED14,LED18、抵抗23の値を変更するとL
ED11,LED15,LED19、抵抗24の値を変更すると
LED12,LED16,LED20の輝度がそれぞれ変更さ
れるように動作する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成のダイナミック点灯制御回路は、LEDの輝度
を変更する場合、マトリクス配置されたLEDのスキャ
ンラインの抵抗値を変更していた。このため、同一スキ
ャンラインに接続されたLEDの輝度は個別に変更でき
ないという問題があった。
【0009】本発明は、上記従来技術の問題を解決する
ものであり、プログラマブルな制御にてマトリクス配置
されたLEDの輝度を、個別に変更できることを特徴と
するダイナミック点灯制御回路を提供することを目的と
する。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明はタイミング信号,走査信号及び輝度信号を
生成するシグナルジェネレータ部と、個別に設定した各
LEDの輝度信号値を保持するレジスタ部と、レジスタ
部に保持された輝度信号値により輝度信号を選択するセ
レクタ部と、セレクタ部より出力される複数の輝度信号
を多重化するマルチプレクサ部とから構成したものであ
る。
【0011】
【作用】上記構成によれば、シグナルジェネレータ部に
て予め定められた段階に応じた輝度信号を生成し、レジ
スタ部に個別に設定した各LEDの輝度信号値を保持す
る。セレクタ部はレジスタ部で保持された輝度信号値に
対応する輝度信号を選択する。マルチプレクサ部はセレ
クタ部で選択された複数の輝度信号を多重化し、各LE
Dの点灯情報として出力する。輝度信号のハイレベルの
期間は、予め定めた段階のそれぞれの輝度の設定により
異なり、ハイレベルの期間が長いほどLEDの輝度は明
るくなる。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して実施例を詳細に説明す
る。図1は本発明の一実施例であるダイナミック点灯制
御回路のブロック図を示している。図1において、101
は各部の同期を取るタイミング信号、ダイナミック点灯
時の点灯周期用の走査信号及び予め定められた段階に応
じた輝度信号を生成するシグナルジェネレータ部、102
は個別に設定された各LEDの輝度信号値を保持するレ
ジスタ部、103はレジスタ部102で保持された輝度信号値
に対応する輝度信号を選択するセレクタ部、104はセレ
クタ部103で選択された複数の輝度信号を多重化するマ
ルチプレクサ部、105〜116は輝度信号値の設定データを
保持するラッチレジスタ、117〜128はラッチレジスタ10
5〜116の保持した輝度信号値に対応する輝度信号を選択
するセレクタ、129〜131はセレクタ部103から出力され
た複数の輝度信号を多重化するためのマルチプレクサ、
132〜143はマトリクス配置されているLED、144〜146
は出力信号を送出するアウトライン、147〜150は走査信
号を出力するスキャンラインである。
【0013】ここで、LED132の設定した輝度信号値
を保持するのはラッチレジスタ105、輝度信号の選択に
はセレクタ117が対応する。マルチプレクサ129はセレク
タ117〜120の輝度信号を多重化し、マルチプレクサ13
0,131も同様にセレクタ121〜124,125〜128の輝度信号
を多重化するように対応する。
【0014】次に、上記のように構成されたダイナッミ
ク点灯制御回路の実施例の動作を説明する。便宜上、輝
度のレベルは5段階とし、後述するが、最も明るいもの
をレベル5の輝度信号、点灯しないものをレベル1の輝
度信号とし、LED132,LED139をレベル5、LED
136,LED143をレベル4、LED134,LED140をレ
ベル3、LED138,LED142をレベル2、LED13
3,LED135,LED137,LED141をレベル1の輝度
信号に設定する。
【0015】図2は本実施例のシグナルジェネレータ部
101の詳細説明図を示している。図2において、201,20
3,206〜209,211,212はDタイプフリップフロップ(以
後、D−FFと呼ぶ)、202は16進バイナリカウンタ(以
後、16進カウンタと呼ぶ)、204,210は2入力ORゲー
ト、205は8ビットシフトレジスタ(以後、シフトレジス
タと呼ぶ)、213はシステムクロック、214はシステムク
ロックのタイミング信号を2分周しダイナミック点灯制
御回路の基準クロックとなるマスタクロック、215はレ
ジスタ部102で設定データを保持するためのラッチトリ
ガ、216〜219は輝度信号を出力信号として一定期間だけ
出力を許可するイネーブルライン、220〜224は1〜5の
段階に分けて生成した輝度信号のレベル5〜1である。
また、図3は本実施例のシグナルジェネレータ部101の
タイミングチャートを示している。
【0016】図2及び図3を用いて、タイミング信号,
走査信号及び輝度信号を生成するシグナルジェネレータ
部101を説明する。システムクロック213(タイムチャー
ト301)のタイミング信号をD−FF201で2分周し、マ
スタクロック214(タイムチャート303)のタイミング信号
を生成する。マスタクロックのタイミング信号の反転信
号(タイムチャート302)を16進カウンタ202のクロックと
して入力し、その信号の立ち上がりで16進カウンタ202
はカウントアップする。Q1が最下位ビット、Q4が最
上位ビットとなり、Q1からQ4の出力の関係は図3の
タイミングチャートを参照(タイムチャート304,305,3
06,307)。
【0017】イネーブルライン216〜219のイネーブル信
号、スキャンライン147〜150の走査信号を生成するため
に、16進カウンタ202の出力Q3,Q4(タイムチャート
306,307)をD−FF203に入力する。
【0018】
【外1】
【0019】16進カウンタ202のQ1出力をラッチトリ
ガ215(タイムチャート304)のラッチ信号としシフトレジ
スタ205のクロックとして入力し、2入力ORゲート204
の出力(タイムチャート309)をシフトレジスタ205に入力
する。ラッチトリガ215のラッチ信号で1周期分ずつシ
フトしていく。それぞれ1周期、3周期、5周期、7周
期分ずつシフトしたものをイネーブルライン216(タイム
チャート310)、イネーブルライン217(タイムチャート31
1)、イネーブルライン218(タイムチャート312)、イネー
ブルライン219(タイムチャート313)のイネーブル信号と
する。
【0020】イネーブルライン216,217,218,219(タ
イムチャート310,311,312,313)のイネーブル信号と
マスタクロック214(タイムチャート303)のクロック信号
を、同期させるためにそれぞれD−FF206〜209に入力
し、その出力をスキャンライン147(タイムチャート31
4),スキャンライン148(タイムチャート315),スキャン
ライン149(タイムチャート316),スキャンライン150(タ
イムチャート317)の走査信号とする。
【0021】次に、輝度信号を生成するために、16進カ
ウンタ202のQ1(ラッチトリガ215)(タイムチャート30
4)とQ2(タイムチャート305)を、2入力ORゲート210
に入力しレベル4 221(タイムチャート320)の輝度信号
を生成する。2入力ORゲート210の出力(タイムチャー
ト318)をD−FF211に入力し、16進カウンタ202のQ1
出力(ラッチトリガ215)(タイムチャート304)の立ち上が
りで変化させレベル2 223(タイムチャート322)の輝度
信号を生成する。16進カウンタ202のQ2出力(タイムチ
ャート305)をD−FF212に入力し、16進カウンタ202の
Q1出力(ラッチトリガ215)(タイムチャート304)の立ち
上がりで変化させ、レベル3 222(タイムチャート321)
の輝度信号を生成する。レベル5 220の輝度信号とレベ
ル1 224の輝度信号はそれぞれ+5Vとグランドに直結
する(タイムチャート319,323)。
【0022】図4は本実施例のレジスタ部102の詳細説
明図を示している。図4において、401〜403は輝度を設
定するための輝度信号値を保持するラッチレジスタ105
に入力するA設定、404〜406はラッチレジスタ105に保
持された輝度信号値の出力のAデータ、407〜409はラッ
チレジスタ106に入力するB設定、410〜412はラッチレ
ジスタ106の出力のBデータ、413〜415はラッチレジス
タ107に入力するC設定、416〜418はラッチレジスタ107
の出力のCデータ、419〜421はラッチレジスタ108に入
力するD設定、422〜424はラッチレジスタ108の出力の
Dデータ、425〜427はラッチレジスタ109に入力するE
設定、428〜430はラッチレジスタ109の出力のEデー
タ、431〜433はラッチレジスタ110に入力するF設定、4
34〜436はラッチレジスタ110の出力のFデータ、437〜4
39はラッチレジスタ111に入力するG設定、440〜442は
ラッチレジスタ111の出力のGデータ、443〜445はラッ
チレジスタ112に入力するH設定、446〜448はラッチレ
ジスタ112の出力のHデータ、449〜451はラッチレジス
タ113に入力するI設定、452〜454はラッチレジスタ113
の出力のIデータ、455〜457はラッチレジスタ114に入
力するJ設定、458〜460はラッチレジスタ114の出力の
Jデータ、461〜463はラッチレジスタ115に入力するK
設定、464〜466はラッチレジスタ115の出力のKデー
タ、467〜469はラッチレジスタ116に入力するL設定、4
70〜472はラッチレジスタ116の出力のLデータである。
【0023】図4を用いて、LED132〜143の輝度信号
値を設定するためのラッチレジスタ105〜116よりなるレ
ジスタ部102を説明する。まず、LED132をレベル5 2
20の輝度信号に設定するには、後述する図9の真理値表
より、ラッチレジスタ105のA設定401をハイレベル、A
設定402,403をローレベルの信号に設定する。A設定40
1〜403に設定されたハイ,ローの信号レベルをラッチト
リガ215のラッチ信号の立ち上がりで保持し、セレクタ1
17に対して輝度信号のAデータ404〜406として送出す
る。同様にLED133をレベル1 224の輝度信号に設定
するために、B設定407〜409にローレベルの信号を設
定、LED134をレベル3 222の輝度信号に設定するた
めに、C設定414にハイレベル、C設定413,415にロー
レベルの信号を設定、LED136をレベル4 221の輝度
信号に設定するために、E設定426,427にハイレベル、
E設定425にローレベルの信号を設定、LED138をレベ
ル2 223の輝度信号に設定するために、G設定439にハ
イレベル、G設定437,438にローレベルの信号を設定す
る。LED135,LED137,LED141はレベル1224の
輝度信号、LED142はレベル2 223の輝度信号、LE
D140はレベル3222の輝度信号、LED143はレベル4
221の輝度信号、LED139はレベル5220の輝度信号を
それぞれ選択するように、各ラッチレジスタのA,B,
C入力に設定する。この場合の設定方法としてCPUか
ら設定するか、ディップスイッチ等で設定してもよい。
【0024】図5は本実施例のセレクタ部103の詳細説
明図を示している。図5において、501はセレクタ117で
選択された輝度信号の出力でレベルA、502はセレクタ1
18で選択されたレベルB、503はセレクタ119で選択され
たレベルC、504はセレクタ120で選択されたレベルD、
505はセレクタ121で選択されたレベルE、506はセレク
タ122で選択されたレベルF、507はセレクタ123で選択
されたレベルG、508はセレクタ124で選択されたレベル
H、509はセレクタ125で選択されたレベルI、510はセ
レクタ126で選択されたレベルJ、511はセレクタ127で
選択されたレベルK、512はセレクタ128で選択されたレ
ベルLである。また、図6は本実施例のセレクタ部103
のタイミングチャートを示している。
【0025】図5及び図6を用いて、レジスタ部102に
設定された輝度信号値に応じて輝度信号を選択するセレ
クタ117〜128よりなるセレクタ部103を説明する。シグ
ナルジェネレータ部101で生成された輝度のレベル1 22
4(タイムチャート605),レベル2 223(タイムチャート6
04),レベル3 222(タイムチャート603),レベル4221
(タイムチャート602),レベル5 220(タイムチャート60
1)の輝度信号をそれぞれセレクタ117〜128のD1,D
2,D3,D4,D5に接続する。LED132の輝度信
号を選択するにはラッチレジスタ105より出力されたA
データ404〜406(タイムチャート606〜608)の輝度信号に
従い、ここでは、Aデータ404にハイレベル、Aデータ4
05,406がローレベルの信号であるので、D5に入力さ
れたレベル5 220の輝度信号が選択されレベルA501(タ
イムチャート609)の輝度信号として出力される。同様に
レベルBにはレベル1 224の輝度信号、レベルCにはレ
ベル3 222の輝度信号、レベルEにはレベル4 221の輝
度信号、レベルGにはレベル2 223の輝度信号がそれぞ
れ出力される(タイムチャート610〜625)。他のLEDの
輝度信号も同様にレジスタ部102に設定された輝度信号
が出力される。
【0026】図7は本実施例のマルチプレクサ部104の
詳細説明図を示している。図7において、701〜704,70
6〜709,711〜714は3ステートバッファ、705,710,71
5はD−FF、716,717,718はD−FF705,710,715
のD入力A,D入力B,D入力Cである。また、図8は
本実施例のマルチプレクサ部104のタイミングチャート
を示している。
【0027】図7及び図8を用いて、LED132〜135に
対して出力信号を送出するマルチプレクサ129、LED1
36〜139に対して出力信号を送出するマルチプレクサ13
0、LED140〜143に対して出力信号を送出するマルチ
プレクサ131よりなる、マルチプレクサ部104について説
明する。マルチプレクサ129は輝度信号のレベルA501〜
レベルD504を多重化し出力信号として送出する。同様
に、マルチプレクサ130,131も輝度信号のレベルE505
〜レベルH508,レベルI509〜レベルL512を多重化
し、出力信号として送出する。
【0028】レベルA501(タイムチャート806)の輝度信
号は、イネーブルライン216(タイムチャート802)のイネ
ーブル信号がローレベルのときだけD−FFの705に対
して送出される。同様にレベルB502(タイムチャート80
7)の輝度信号はイネーブルライン217(タイムチャート80
3)のイネーブル信号が、レベルC503(タイムチャート80
8)の輝度信号はイネーブルライン218(タイムチャート80
4)のイネーブル信号が、レベルD504(タイムチャート80
9)の輝度信号はイネーブルライン219(タイムチャート80
5)のイネーブル信号がそれぞれローレベルのときだけD
−FF705に対して送出される。
【0029】3ステートバッファ701〜704で多重化され
た信号は、マスタクロック214(タイムチャート801)のタ
イミング信号に同期化及び多重化時のハザードを取り除
くために、D−FF705のD入力A716(タイムチャート8
18)に入力され、出力をアウトライン144(タイムチャー
ト821)の出力信号としてLED132〜135に送出する。同
様にマルチプレクサ130,131もアウトライン145,146の
出力信号として、LED136〜139(タイムチャート810〜
813,819,822),LED140〜143(タイムチャート814〜
817,820,823)に送出する。
【0030】LED132はスキャンライン147の走査信号
がローレベル(タイムチャート824)のとき、アウトライ
ン144の出力信号がハイレベル(タイムチャート821)であ
れば点灯する。LED136もスキャンライン147の走査信
号がローレベル(タイムチャート824)のとき、アウトラ
イン145の出力信号がハイレベル(タイムチャート822)で
あれば点灯する。しかしLED132と136とでは出力信号
のハイレベルの期間が異なるため点灯時間も違ってく
る。このことから、LED132と136とでは輝度が違い、
同じスキャンライン147上にあるLEDであっても輝度
を個別に制御できる。同様に他のスキャンライン148〜1
50においても同じである。
【0031】図9は本実施例のシグナルジェネレータ部
101,レジスタ部102,セレクタ部103,マルチプレクサ
部104で使用している各ロジック回路の真理値表を示し
ている。2入力ORゲートは、2つの入力のうち1つで
もハイレベルとなれば出力はハイレベルとなり、2つの
入力ともローレベルであれば出力はローレベルとなる。
【0032】
【外2】
【0033】ラッチレジスタはCLK入力の立ち上がり
でA,B,Cの入力が保持され、Q1,Q2,Q3に出
力される。シフトレジスタはCLK入力の立ち上がりで
Q1からQ8の方向に状態が遷移していく。16進カウン
タはCLK入力の立ち上がりでカウントアップを行い、
Q1が最下位ビット、Q4が最上位ビットとなる。セレ
クタはA,B,C入力に応じてD1からD8までの入力
を選択する。
【0034】このように構成された本実施例によれば、
LEDの点灯するスキャンラインの走査信号の一定周期
中にアウトラインの出力信号を変えることにより、同じ
スキャンライン上にあるLEDでも輝度を個別に制御す
ることができる。
【0035】なお、シグナルジェネレータ部101,レジ
スタ部102,セレクタ部103,マルチプレクサ部104の各
信号の生成段階で使用するロジック回路は、本実施例の
構成に限らず様々な構成方法がある。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シグナルジェネレータ部にて予め定められた段階に応じ
た輝度信号を生成し、レジスタ部に各LEDの個別に設
定した輝度信号値を保持する。保持された輝度信号値よ
り輝度信号をセレクタ部にて選択し、マルチプレクサ部
で選択された複数の輝度信号を多重化し出力する。これ
により、同じスキャンライン上にあるLEDを、スキャ
ンラインの走査信号の一定周期中のアウトラインの出力
信号を変えることで、LEDの輝度を個別に制御するこ
とができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるダイナミック点灯制
御回路のブロック図である。
【図2】本実施例におけるシグナルジェネレータ部の詳
細説明図である。
【図3】本実施例におけるシグナルジェネレータ部のタ
イミングチャートである。
【図4】本実施例におけるレジスタ部の詳細説明図であ
る。
【図5】本実施例におけるセレクタ部の詳細説明図であ
る。
【図6】本実施例におけるセレクタ部のタイミングチャ
ートである。
【図7】本実施例におけるマルチプレクサ部の詳細説明
図である。
【図8】本実施例におけるマルチプレクサ部のタイミン
グチャートである。
【図9】本実施例のシグナルジェネレータ部,レジスタ
部,セレクタ部,マルチプレクサ部で使用している各ロ
ジック回路の真理値表の図である。
【図10】従来のダイナミック点灯制御回路のブロック
図である。
【図11】従来のダイナミック点灯制御回路のタイミン
グチャートである。
【符号の説明】
101…シグナルジェネレータ部、 102…レジスタ部、
103…セレクタ部、 104…マルチプレクサ部、 105〜1
16…ラッチレジスタ、 117〜128…セレクタ、129〜131
…マルチプレクサ、 132〜143…LED、 144〜146…
アウトライン、147〜150…スキャンライン、 201,20
3,206〜209,211,212,705,710,715…Dタイプ
フリップフロップ(D−FF)、 202…16進バイナリカ
ウンタ、 204,210…2入力ORゲート、 205…8ビ
ットシフトレジスタ 213…システムクロック、 214…
マスタクロック、 215…ラッチトリガ、 216〜219…
イネーブルライン、 220〜224…レベル5〜1 401〜4
03…A設定、 404〜406…Aデータ、 407〜409…B設
定、 410〜412…Bデータ、 413〜415…C設定、 41
6〜418…Cデータ、 419〜421…D設定、 422〜424…
Dデータ、 425〜427…E設定、 428〜430…Eデー
タ、 431〜433…F設定、 434〜436…Fデータ、437
〜439…G設定、 440〜442…Gデータ、 443〜445…
H設定、 446〜448…Hデータ、 449〜451…I設定、
452〜454…Iデータ、 455〜457…J設定、458〜460
…Jデータ、 461〜463…K設定、 464〜466…Kデー
タ、 467〜469…L設定、 470〜472…Lデータ、 50
1〜512…レベルA〜L、 701〜704,706〜709,711〜7
14…3ステートバッファ、 716…D入力A、 717…D
入力B、 718…D入力C。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09G 3/32 G09G 3/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各部の同期を取るタイミング信号,ダイ
    ナミック点灯時の点灯周期用の走査信号及び予め定めら
    れた段階に応じた輝度信号を生成するシグナルジェネレ
    ータ部と、個別に設定した発光素子の輝度信号値を保持
    するレジスタ部と、該レジスタ部に保持された前記輝度
    信号値により前記シグナルジェネレータ部で生成された
    前記輝度信号を選択するセレクタ部と、該セレクタ部よ
    り出力される複数の輝度信号を多重化するマルチプレク
    サ部とからなり、マトリクス配置された前記発光素子を
    ダイナミック点灯する場合、各素子の輝度を個別に制御
    できることを特徴とするダイナミック点灯制御回路。
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