JP6021387B2

JP6021387B2 - 映像表示装置

Info

Publication number: JP6021387B2
Application number: JP2012083508A
Authority: JP
Inventors: 輝長金光
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2012-04-02
Publication date: 2016-11-09
Anticipated expiration: 2032-04-02
Also published as: JP2013213892A

Description

この発明は、ＬＥＤ（Lighting Emitted Diode）等に代表される複数の発光表示素子が画素としてマトリックス状に規則正しく配置された表示パネルを１単位とし、この表示パネルを複数枚直列連結して構成する映像表示装置において、表示パネル専用の供給電源が故障した時に生ずる映像制御データの伝送不良を回避する方法を取り入れた映像表示装置に関するものである。

例えば図４は従来の構成を示すブロック図であり、表示パネルを複数枚直列連結して構成する映像表示装置である。映像制御データ５２は、映像制御カード５１によって生成され、伝送路であるケーブル５９を経由して伝送し表示パネル５３に入力される。表示パネル５３では映像表示用処理をしつつ、次段の表示パネル５４へ映像制御データを伝送する必要性から、映像制御データは、表示パネル５３の出力からケーブル６０を経由して伝送され表示パネル５４に入力される。同様に、表示パネル５４では映像表示処理をしつつ、次段の表示パネル５５へ映像制御データを伝送する必要性から、映像制御データは、表示パネル５４の出力からケーブル６１を経由して伝送され表示パネル５５に入力される。

このように、表示パネルはインアウトの物理的接続形式となっており、各々の表示パネルは複数枚が直列連結して接続されている。また、表示パネル各々には映像表示装置の構造を薄型、軽量とするために、表示パネル専用の小型の電源５６〜５８を分散して配置している。この電源は、発光表示素子自体の発光表示素子駆動と映像制御演算処理をするための電源として共用されている。

図５は一つの表示パネル内の構成を示している。これは、映像制御データ（入力）６２（図４の符号５２に相当する）を物理的に入力するインターフェース用入力コネクタ６３、入力された映像制御データを電気的に増幅する入力バッファ６４、映像制御データを処理する映像制御演算回路６５、ＬＥＤ等の発光表示素子７１を駆動するドライバＩＣ７０、映像制御データを次段の表示パネルへ出力するために電気的に増幅する出力バッファ６６、映像制御データを出力バッファ６６を経由し物理的に外部へ出力するインターフェース用出力コネクタ６７、及び図４の電源５６〜５８の一つに相当する電源６９を備えている。６８は映像制御データ（出力）である。

映像制御データ（入力）６２は、インターフェース用入力コネクタ６３に入力され、入力バッファ６４で増幅された後、映像制御演算回路６５で処理され、出力バッファ６６で増幅され、出力コネクタ６７を介して映像制御データ（出力）６８として出力されて次段の表示パネルへ供給される。

ドライバＩＣ７０は、シフトレジスタからなる論理的回路と電気的出力増幅回路から構成されている。このドライバＩＣ７０は、発光表示素子７１を駆動するための映像制御データとして、発光表示素子７１の点灯、不点灯を確定する映像シリアルデータ、この映像シリアルデータをドライバＩＣ７０内のシフトレジスタにおいて、データシフトさせるためのシフトクロック、データを一定期間毎に確定させて全表示パネル分を電気的に出力するタイミングとするためのラッチ、及び出力をリアルタイムに電気的に入出力ゲート処理するためのイネーブルの４種類の映像制御信号を扱っている。

上記のような構成の映像表示装置において、表示パネルを複数枚直列連結して接続する目的は、表示パネルが多数の場合でも、１種類の制御線でほぼ無限に直列に接続して制御することが可能であるため、コストパフォーマンスに優れた回路構成で映像表示装置を構成することができるからである。

本構成においては、入出力バッファ６４及び６６、映像制御演算回路６５、ドライバＩＣ７０、及び発光表示素子７１等の電源は、すべて電源６９から供給される。そのため、この構成では、映像表示装置を複数枚直列連結して構成している途中の表示パネルの電源の供給がストップすると、それ以降に接続された全ての表示パネルへ映像制御データが伝送されず、映像表示が行なわれなくなることに注意が必要である。

特開２００３−１５０１１９号公報特開２００６−１４５８９０号公報特許第３７５６０３５号公報

従来の映像表示装置は、以上のように構成されているので、図４において、例えば、表示パネル５３の電源５６が故障した場合、以降の表示パネル５４及び５５への映像制御データ５２が伝送されず、表示パネル５４及び５５の映像表示が出来なくなるというような、本来表示するべき映像表示が出来なくなるという問題点があった。この問題は重大であり、例えばこの映像表示装置が高速道路料金所の進入路表示板として使用されているような場合、途中の映像表示が切れていると、自動車は誤った進入路に入ってしまい、大渋滞を引き起こしたり、人身事故が引き起こされることも考えられる。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、映像表示装置を複数枚直列連結して構成する途中の表示パネルの電源が故障し、電力供給がストップしても、それ以降に接続される表示パネルへ映像制御データを伝送し、故障した表示パネルのみ映像表示がストップしても、それ以外の表示パネルの映像表示は正常に表示が可能になる、よりコストを削減した映像表示装置を提供することを目的とする。

この発明に係る映像表示装置は、複数の発光表示素子が画素としてマトリックス状に配置された表示パネルを複数枚直列連結して構成する映像表示装置において、前記表示パネルの各々には表示パネル内の発光表示素子及びドライバＩＣを含む全ての要素に電力を供給する第１の電源を備え、一方、全ての前記表示パネルの発光表示素子及びドライバＩＣを除く要素に電力を供給する、全ての前記表示パネルに共通のバックアップ電源を備え、前記第１の電源の故障時にのみ、故障した前記第１の電源を持つ表示パネルに、前記バックアップ電源で電力を供給するように切替えるバックアップ電源切替え回路を前記表示パネルの各々に設けたものである。

この発明によれば、映像表示装置を複数枚直列連結して構成する途中の表示パネルの電源が故障し、供給がストップしても、制御カードから供給される代替バックアップ用の電源ラインと表示パネル内電源切り替え回路を設けたので、それ以降に接続される表示パネルへ映像制御データを伝送し、故障した表示パネルのみ映像表示が表示されず、それ以外の表示パネルの映像表示は正常に表示を保持し、故障を最低限に抑える効果が得られる。

また、例えば、故障箇所の表示パネル上のコンテンツを故障箇所以外の表示パネルに移動させて表示させるなどの機能と併用すれば、重要な映像情報を欠損することなく表示することが可能となり、表示の信頼性向上に役立つ。

この発明の実施の形態１に係る映像表示装置の表示パネル間の接続示すブロック図である。この発明の実施の形態１に係る表示パネル内の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１に係る映像表示装置を形成する表示パネル内のバックアップ電源切替え回路の一例を示す構成図である。従来の映像表示装置の表示パネル間の接続示すブロック図である。従来の映像表示装置の表示パネル内の構成を示すブロック図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る映像表示装置の構成を示すブロック図であり、表示パネルの数を３枚として例示している。図１は、表示パネルを複数枚直列連結して構成した映像表示装置であり、映像制御データ２は、映像制御カード１によって生成され、伝送路としてのケーブル１０を経由して伝送され、表示パネル３に入力される。さらにこのケーブル１０内には、制御カード内で生成した表示パネルのバックアップ電源用のライン６が一体に収容されている。

表示パネル３では映像表示用処理をしつつ、次段の表示パネル４へ映像制御データ２を伝送する必要性から、表示パネル３の出力が、ケーブル１１を経由して次段の表示パネル４に入力される。同様に、表示パネル４では映像表示用処理をしつつ、次段の表示パネル５へ映像制御データ２を伝送する必要性から、表示パネル４の出力が、ケーブル１２を経由して次段の表示パネル５に入力される。なお、ケーブル１１及び１２内には、制御カード１内で生成した表示パネルのバックアップ電源用のライン６がケーブル１０から延長して一体に収容されている。

また、表示パネル３には電源７が、表示パネル４には電源８が、表示パネル５には電源９がそれぞれ接続されている。これらの電源７〜８（第１の電源と呼ぶ）は、映像表示装置の構造を薄型、軽量とするために、表示パネル専用に分散して配置された小型の電源となっており、後述のように、表示パネル内の各要素に電力を供給している。表示パネル間の各ケーブル１０〜１２は、例えば定格300V、許容電流3AのUL1007規格のAWG26電線のように、外形が１〜２ｍｍの細線で構成する廉価なワイヤーハーネスで構成し、表示パネルを含め廉価な物理的構成としている。そして上述のように、ケーブル１０〜１２には、一体にバックアップ電源用のライン６が実装されている。

図２は実施の形態１に係る映像表示装置の一つの表示パネル内の構成を示すブロック図である。表示パネルは、映像制御データ（入力）１３（図１の映像制御データ２に相当する）を物理的に入力するインターフェース用入力コネクタ１４、入力された映像制御データを電気的に増幅する入力バッファ１５、映像制御演算回路１６、映像制御データを次段の表示パネルへ出力するために電気的に増幅する出力バッファ１８、映像制御データ（出力）２０を物理的に次段の表示パネルへ出力するインターフェース用出力コネクタ１９、ＬＥＤ等の発光表示素子２４を駆動するドライバＩＣ２３、及び電源２１を備えている。なお、電源２１（図１の電源７〜９の一つである第１の電源に相当する）は、ドライバＩＣ２３及び発光表示素子２４のほか、入力バッファ１５、映像制御演算回路１６、及び出力バッファ１８に共通して電源を供給するものである。

表示パネルには、電源２１とは別に、映像制御カード１からバックアップ電源（第２の電源と呼ぶ）用のライン６に接続されたバックアップ電源切替え回路２２が設置されている。バックアップ電源用のライン６からは、バックアップ電源切替え回路２２を通して、入力バッファ１５と映像制御演算回路１６と出力バッファ１８に電力を供給する。つまり、入力バッファ１５と映像制御演算回路１６と出力バッファ１８については、電源２１とバックアップ電源用のライン６の二重化構成で電力が供給されるようになっている。バックアップ電源用のライン６は、平常時にはバックアップ電源切替え回路２２が第１の電源側に接続されているため、電力供給を行なっていないが、表示パネル内の電源の不調を検出すると、図３の構成のバックアップ電源切替え回路が自動的に働いて、入力バッファ１５と映像制御演算回路１６と出力バッファ１８に電力を供給するようになされている。

図３は、バックアップ電源切り替え回路２２を示すブロック図である。電源２１（Ｖｃｃ）は、逆流防止用ダイオードＤ１を通して、電圧安定化レギュレータＩＣ３０に接続されルート（１）により電力を供給する。電圧安定化レギュレータＩＣ３０の入出力逆電圧防止用ダイオードＤ２が設けられる。バックアップ電源用のライン６（Ｖｂａｋ）は、切替ダイオードＤ３を介してルート（３）により電力を供給するよう構成されている。

図３の電源の切替え回路２２の動作を説明すると、平常時の電源２１は、ルート（１）によりダイオードＤ１を経由し、電圧安定化レギュレータＩＣ３０で電圧を安定化及び整形し、入力バッファ１５、出力バッファ１８、映像制御演算回路１６、ドライバＩＣ２３、及び発光表示素子２４に電源供給をしている。ここでの電圧安定化レギュレータＩＣ３０の機能は、ノイズ削減と電圧の安定化及び整形を行なうものであり、必須の構成となる。入力バッファ１５と出力バッファ１８、及び映像制御演算回路１６を３.３Vで動作させている場合、例えば５Vの電源ＶｃｃはダイオードＤ１でＶｆ分の０.６V降下し、電圧安定化レギュレータＩＣで出力は３.３Vとなって動作している。

次に電源故障で電源２１の供給が断たれた場合、ルート（３）により入力バッファ１５と出力バッファ１８と映像制御演算回路１６へバックアップ電源用のライン６から電力が供給される。例えば、バックアップ電源を３.３Vとすることで、ダイオードＤ３のＶｆ分の０.３V降下し、このとき３Vで入力バッファ１５と出力バッファ１８と映像制御演算回路１６は動作する。ダイオードＤ３の役目は、通常の電源動作時にルート（１）からインピーダンスの低いバックアップ電源用のライン６へ電源電流が逆流しないためのものである。ダイオードＤ１の役目は、電源故障時にルート（２）でインピーダンスの低くなった故障した電源２１へ向かい無駄な電源電流を供給しない目的である。

以上のように構成された映像表示装置においては、図１において、例えば、表示パネル４の電源８が故障して、電源２１が消失した場合、表示パネル４内のバックアップ電源切替え回路２２がバックアップ電源側に切替わる。このとき、このバックアップ電源用のライン６は表示パネル内において、ドライバＩＣ２３及び発光表示素子２４には電力供給をしない、映像制御データを入出力するインターフェース回路１５及び１８と映像制御演算回路１６には電力供給をするため、電源故障が生じた表示パネル４は点灯せず、映像表示はしないが、内部の映像制御データを処理する回路は動作し、以降の表示パネルへ映像制御データを伝送する。

バックアップ電源用のライン６で供給されるバックアップ電源は、上記のように映像制御データを入出力する回路への高々数十mAという微小電力供給用であり、発光表示素子２４における数十Aという大電力供給用でないため、バックアップ電源用のライン６は、廉価なワイヤーハーネスとすることが可能となり、例えばフラットケーブルなどで、映像制御データと同じケーブル１０〜１２内に、あたかも信号ラインと同様に実装した使い方をすることで、廉価な構成を実現することが可能となる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することができる。

１映像制御カード、
２映像制御データ、
３表示パネル、
４表示パネル、
５表示パネル、
６バックアップ電源（第２の電源）用のライン、
７電源、
８電源、
９電源、
１０〜１２ケーブル、
１３映像制御データ（入力）、
１４入力コネクタ、
１５入力バッファ、
１６映像制御演算回路、
１８出力バッファ、
１９出力コネクタ、
２０映像制御データ（出力）、
２１電源（第１の電源）、
２２バックアップ電源切替え回路、
２３ドライバＩＣ、
２４発光表示素子、
３０電圧安定化レギュレータＩＣ、
Ｄ１〜Ｄ３ダイオード。

Claims

複数の発光表示素子が画素としてマトリックス状に配置された表示パネルを複数枚直列連結して構成する映像表示装置において、前記表示パネルの各々には表示パネル内の発光表示素子及びドライバＩＣを含む全ての要素に電力を供給する第１の電源を備え、一方、全ての前記表示パネルの発光表示素子及びドライバＩＣを除く要素に電力を供給する、全ての前記表示パネルに共通のバックアップ電源を備え、前記第１の電源の故障時にのみ、故障した前記第１の電源を持つ表示パネルに、前記バックアップ電源で電力を供給するように切替えるバックアップ電源切替え回路を前記表示パネルの各々に設けたことを特徴とする映像表示装置。
前記バックアップ電源の供給ラインは、前記表示パネルの各々を結ぶ映像制御データ伝送用のケーブルに一体に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
前記バックアップ電源切替え回路は、前記第１の電源に接続され、ノイズ削減と電圧の安定化及び整形を行なう電圧安定化レギュレータＩＣを内蔵していることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。