JP6343138B2 - Ｌｅｄ表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ表示装置に関する。

マトリクス状に配置された複数のＬＥＤチップによって構成されたＬＥＤ表示部を備えるＬＥＤ表示ユニットにおいて、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ）などからデジタルシリアル信号の形式で画像データを送信することが提案されている（たとえば、特許文献１）。このような構成においては、上記ＰＣによって、表示すべき画像から、各々がたとえばＲＧＢのデジタル階調を有する複数の画素によって構成されるデジタル画像データが生成される。このデジタル画像データが、デジタルシリアル信号の形式で上記ＬＥＤ表示ユニットへと送られる。これにより、たとえばアナログ形式によって画像データを送信する構成と比べて、信号伝送時の不安定要素を低減し、表示品質を向上させることができる。

しかしながら、上記ＬＥＤ表示ユニットにおける画像表示のタイミングは、上記ＰＣにおいて表示させるべきタイミングであると判断された時点からほぼリアルタイムで表示されることが好ましい。たとえば、画像が時系列で変化する、いわゆる一般的な映像を上記ＬＥＤ表示ユニットに表示させる場合、見る者が滑らかな映像であると認識できる程度の映像周波数で上記画像データを送信する必要がある。この映像周波数の１周期においては、上記ＰＣからの画像データを上記ＬＥＤ表示ユニットにおいて受信する処理、上記画像データを所定のクロック信号などの制御信号に基づいて各画素ごとに保持する処理、およびたとえばドライバ部に指令することにより、上記ＬＥＤチップを発光制御する処理を行うことが強いられる。このため、たとえば画像データの伝送時間を短縮する必要があり、多数のケーブルを介して上記画像データを送信するなどの方策が求められる。あるいは、電車の行き先表示パネルなどの比較的時系列の変化が少ない文字表示であっても、文字をスクロール表示させることなどが一般的であり、上記画像データの受信および処理と上記ＬＥＤチップの発光制御とをより高速に行う必要がある。特に、上記ＬＥＤ表示ユニットにおける表示色として微妙な中間色が求められる場合などは、上記画像データの転送量が膨大となりやすい。

特開２０００−２９３１１９号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、システム構成を複雑化することなくより多くの色数を有する画像を効率良く表示させることが可能なＬＥＤ表示ユニット、ＬＥＤ表示装置およびＬＥＤ表示システムを提供することをその課題とする。

本発明の第１の側面よって提供されるＬＥＤ表示ユニットは、各々が互いに発光色が異なる２以上のＬＥＤ発光部からなる複数の画素を具備するＬＥＤ表示部と、上記ＬＥＤ表示部の上記ＬＥＤ発光部の発光制御を行うドライバ部と、各々が上記ＬＥＤ表示部に表示させる画像データを記憶する２つの画像データ記憶手段と、上記画像データが入力される画像データ入力部と、上記２つの画像データ記憶手段の任意のいずれか一方を上記画像データ入力部からの上記画像データが書き込まれる入力モードとし、かつ、上記２つの画像データ記憶手段を上記画像データの読取りを可能とする出力モードとする、制御部と、を備えることを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の画素は、マトリクス状に配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記画素は、少なくとも３つの上記ＬＥＤ発光部からなる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記少なくとも３つのＬＥＤ発光部は、赤色光を発するＬＥＤ発光部、緑色光を発するＬＥＤ発光部および青色光を発するＬＥＤ発光部を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記３つのＬＥＤ発光部の少なくともいずれかは、２以上のＬＥＤチップを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記画像データは、上記各画素に対して、複数ｂｉｔからなる発光データを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、各々が上記ドライバ部に対して上記各画素の上記各ＬＥＤ発光部の所定の発光輝度を有する複数の表示色番号と、上記画像データに含まれ、上記複数の表示色番号の数よりも少ない数の複数の指示パレット番号と、を対応させる表示色対応処理部をさらに備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の指示パレット番号は、上記各ＬＥＤ発光部あたり１ｂｉｔで構成される。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の指示パレット番号は、上記各ＬＥＤ発光部あたり３ｂｉｔ以上で構成される。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の表示色番号は、上記各ＬＥＤ発光部あたり８ｂｉｔで構成される。

本発明の第２の側面よって提供されるＬＥＤ表示ユニットは、本発明の第１の側面によって提供される複数のＬＥＤ表示ユニットを備えたＬＥＤ表示装置であって、上記各ＬＥＤ表示装置は、上記画像データ入力部からの上記画像データを出力する画像データ出力部を備えており、上記複数のＬＥＤ表示装置が、カスケード接続されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記画像データの入出力は、５ＭＨｚ〜１０ＭＨｚのクロック周波数で行なわれる。

本発明の好ましい実施の形態においては、隣り合う上記ＬＥＤ表示ユニットの上記画像データ入力部と上記画像データ出力部とが接続されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤ表示ユニットは、２つのみの上記ＬＥＤ発光部によって上記画素が構成されているものを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤ表示ユニットのうち２つのみの上記ＬＥＤ発光部によって上記画素が構成されているものは、上記画像データ入力部および上記画像データ出力部に、２本のみ画像データ用ケーブルが接続されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤ表示ユニットは、３つのみの上記ＬＥＤ発光部によって上記画素が構成されているものを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤ表示ユニットのうち３つのみの上記ＬＥＤ発光部によって上記画素が構成されているものは、上記画像データ入力部および上記画像データ出力部に、３本の画像データ用ケーブルのみが接続されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤ表示ユニットは、２つのみの上記ＬＥＤ発光部によって上記画素が構成されているものと、３つのみの上記ＬＥＤ発光部によって上記画素が構成されているものと、を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤ表示ユニットに表示させる上記画像データのすべてが、２つのみの上記ＬＥＤ発光部によって上記画素が構成されている上記ＬＥＤ表示ユニットのいずれか１つのみの上記画像データ入力部に入力される。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤ表示ユニットのうち３つのみの上記ＬＥＤ発光部によって上記画素が構成されているものは、上記画像データ出力部と上記画像データ入力部とに接続された還流ケーブルを備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤ表示ユニットのうち上記画素が３つのみの上記ＬＥＤ発光部からなるものの上記画素は、３つの上記ＬＥＤ発光部からなる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記３つのみのＬＥＤ発光部は、赤色光を発するＬＥＤ発光部、緑色光を発するＬＥＤ発光部および青色光を発するＬＥＤ発光部を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤ表示ユニットのうち３つのみの上記ＬＥＤ発光部によって上記画素が構成されているものに対する上記画像データは、上記各画素に対して、複数ｂｉｔからなる発光データを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤ表示ユニットのうち上記画素が３つのみの上記ＬＥＤ発光部からなるものは、各々が上記ドライバに対して上記各画素の上記各ＬＥＤ発光部の所定の発光輝度を有する複数の表示色番号と、上記画像データに含まれ、上記複数の表示色番号の数よりも少ない数の複数の指示パレット番号と、を対応させる表示色対応処理部をさらに備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の指示パレット番号は、上記各ＬＥＤ発光部あたり３ｂｉｔ以上で構成される。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の表示色番号は、上記各ＬＥＤ発光部あたり８ｂｉｔで構成される。

本発明の第３の側面によって提供されるＬＥＤ表示システムは、本発明の第１の側面によって提供されるＬＥＤ表示装置と、２つのみの上記ＬＥＤ発光部によって上記画素が構成されている上記ＬＥＤ表示ユニットのいずれか１つのみの上記画像データ入力部に上記画像データを入力する１つのみのコントローラと、を備えることを特徴としている。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤ表示ユニットを示すシステム構成図である。 （ａ）は、図１のＬＥＤ表示ユニットの画素の一例を示す拡大平面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、図１のＬＥＤ表示ユニットの画素の変形例を示す拡大平面図である。 図１のＬＥＤ表示ユニットの画素に対する画像データを示すタイミングチャートである。 図１のＬＥＤ表示ユニットのＬＥＤ表示部に対する画像データを示すタイムチャートである。 図１のＬＥＤ表示ユニットにおける画像データメモリの切り替え動作を示すタイミングチャートである。 図１のＬＥＤ表示ユニットにおける指示パレット番号と表示色番号とを示す対応表の一例である。 指示パレット番号および表示色番号と輝度との関係の例を示すグラフである。 図１のＬＥＤ表示ユニットにおける指示パレット番号と表示色番号とを示す対応表の他の例である。 本発明に係るＬＥＤ表示装置の一例およびこれを用いたＬＥＤ表示システムを示す概略平面図である。 図９のＬＥＤ表示装置に用いられる本発明の第２実施形態に基づくＬＥＤ表示ユニットを示すシステム構成図である。 図９のＬＥＤ表示装置に用いられる本発明の第３実施形態に基づくＬＥＤ表示ユニットを示すシステム構成図である。 図１１のＬＥＤ表示ユニットにおける画像データを示すタイミングチャートである。 本発明に係るＬＥＤ表示装置の他の例を示す概略平面図である。 図１３のＬＥＤ表示装置に用いられる本発明の第４実施形態に基づくＬＥＤ表示ユニットを示すシステム構成図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤ表示ユニットを示している。本実施形態のＬＥＤ表示ユニット１０１は、ＬＥＤ表示部２００、赤色用ドライバ部３１０、緑色用ドライバ部３２０、青色用ドライバ部３３０、画像データメモリ４１０，４２０、画像データ入力部５１０および制御部６００を備えている。

ＬＥＤ表示部２００は、たとえばＰＣなどから送られる画像データＤＩに基づいて画像を表示する部位であり、複数の画素２１０を有している。本実施形態においては、１６行１６列＝２５６個の画素２１０が備えられている。

図２（ａ）は、画素２１０を示す拡大平面図である。本図に示すように、画素２１０は、３つのＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂを有している。ＬＥＤ発光部２２０Ｒは赤色光を発し、ＬＥＤ発光部２２０Ｇは緑色光を発し、ＬＥＤ発光部２２０Ｂは青色光を発する。ＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂは、たとえば、基板などに直接実装されたＬＥＤベアチップによって構成される。あるいは、各々がＬＥＤチップ、このＬＥＤチップを収容するケースおよび実装用の実装端子を備えるＬＥＤモジュールによってＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂが構成されてもよい。ＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂに所望の色相の光を発光させるために、上記ＬＥＤチップを覆う蛍光樹脂を備える構成であってもよい。なお、ＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂは、互いに異なる波長の光を発する構成であればよく、発光色は赤色、緑色、青色に限定されるものではない。また、各色のＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇ、２２０Ｂは１つのＬＥＤチップからなる場合のみならず、光量を補う目的などで２つ以上のＬＥＤチップにより構成されていてもよい。たとえば、同図（ｂ）に示す変形例のように、ＬＥＤ発光部２２０Ｒを２つの赤色ＬＥＤチップ２２０Ｒａによって構成し、ＬＥＤ発光部２２０Ｇを１つの緑色ＬＥＤチップ、ＬＥＤ発光部２２０Ｂを１つの青色ＬＥＤチップ、によって構成してもよい。あるいは、同図（ｃ）に示す変形例のように、ＬＥＤ発光部２２０Ｇを２つの緑色ＬＥＤチップ２２０Ｇａによって構成し、ＬＥＤ発光部２２０Ｒを１つの赤色ＬＥＤチップ、ＬＥＤ発光部２２０Ｂを１つの青色ＬＥＤチップ、によって構成してもよい。なお、同図（ｂ）における２つの赤色ＬＥＤチップ２２０Ｒａの配置、および同図（ｃ）における２つの緑色ＬＥＤチップ２０Ｇａの配置は、例示であり、これらの配置は適宜設定できる。

赤色用ドライバ部３１０、緑色用ドライバ部３２０、青色用ドライバ部３３０はそれぞれ、複数の画素２１０のＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂを個別に発光駆動させるための処理を行うものであり、たとえばＩＣからなる。赤色用ドライバ部３１０、緑色用ドライバ部３２０、青色用ドライバ部３３０は、ＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂを任意の輝度で発光させることが可能に構成されており、たとえばＰＷＭ制御によってＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂの輝度を調整する。

画像データメモリ４１０，４２０は、画像データＤＩを一時的に記憶するものであり、本発明で言う画像データ記憶手段の一例に相当する。画像データメモリ４１０，４２０はそれぞれ、ＬＥＤ表示部２００の複数の画素２１０のＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂについて１画面分の表示に相当する画像データＤＩを記憶可能な要領を有する。

画像データ入力部５１０は、たとえばＰＣなどから画像データＤＩが入力される部位であり、本実施形態においては、３本の画像データ用ケーブル７１０が接続されている。これらの３本の画像データ用ケーブル７１０の本数は、画素２１０を構成するＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂの個数に便宜上対応させられている。また、３本の画像データ用ケーブル７１０に加えて、画像データ入力部５１０には、制御信号用ケーブル７２０が接続されている。制御信号用ケーブル７２０は、上記ＰＣからの制御信号ＣＩを伝送するためのものである。制御信号ＣＩは、ＬＥＤ表示ユニット１０１における画像データＤＩに基づいた画像を表示する処理のタイミングなどをコントロールするためのものであり、たとえばクロック信号、ラッチ信号、ストローブ信号などが含まれる。

制御部６００は、上記ＰＣからの画像データＤＩおよび制御信号ＣＩに基づいてＬＥＤ表示部２００に所望の画像を表示させるための制御処理を行うものである。本実施形態においては、制御部６００は、メモリ切替制御部６１０、画像データ処理部６２０、タイミングコントローラ６３０、および表示色対応処理部６４０を具備している。制御部６００としては、たとえばメモリ切替制御部６１０、画像データ処理部６２０、タイミングコントローラ６３０、および表示色対応処理部６４０のそれぞれの処理を実行するＣＰＵなどの集積回路と、プログラムおよびデータを記憶するメモリなどによって構成される。ただし、制御部６００がメモリ切替制御部６１０、画像データ処理部６２０、タイミングコントローラ６３０、および表示色対応処理部６４０のすべてを含む構成に限定されず、それぞれが個別のＩＣなどによって構成されていてもよい。

メモリ切替制御部６１０は、画像データメモリ４１０，４２０の動作切替処理を行う。あるタイミングにおいて、画像データメモリ４１０を画像データ入力部５１０からの画像データＤＩが書き込まれ、これを記憶する入力モードに設定し、かつ、これと同時に、画像データメモリ４２０を制御部６００の画像データ処理部６２０による画像データＤＩが読み取られる出力モードに設定することが可能に構成されている。メモリ切替制御部６１０の制御により、画像データメモリ４１０，４２０は、任意のいずれか一方が入力モードとされ、他方が出力モードとされる状態を、任意のタイミングで取ることができる。図５は、画像データメモリ４１０，４２０の入力モードおよび出力モードの切替を示すタイミングチャートである。この切替は、たとえば、ＰＣから新たな１画面分の画像データＤＩが送信されるたびに行われる。画像の切り替えタイミングが頻繁である場合、画像データメモリ４１０，４２０は、常に行われることとなる。一方、たとえばある文字や図形をある一定時間変化なく表示する場合、画像データメモリ４１０，４２０の入力モードおよび出力モードの切替が常に行われる必要はなく、切替を休止していてもよい。

なお、メモリ切替制御部６１０に相当する制御機能と画像データメモリ４１０，４２０とが一体的にパッケージされたいわゆるデュアルポートメモリを採用してもよい。

画像データ処理部６２０は、画像データメモリ４１０，４２０のうちメモリ切替制御部６１０によって出力モードとされたものから、画像データＤＩを読取り、この画像データＤＩに基づいて赤色用ドライバ部３１０、緑色用ドライバ部３２０、青色用ドライバ部３３０に表示指令を出力するものである。画像データ処理部６２０は、ある時刻に表示されるべき１画面分の画像データＤＩから、赤色用ドライバ部３１０、緑色用ドライバ部３２０、青色用ドライバ部３３０に対して各画素２１０のＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂが発光すべき輝度を指令する。

タイミングコントローラ６３０は、制御信号ＣＩが入力されることにより、ＬＥＤ表示ユニット１０１の表示制御のタイミングをコントロールするためのクロック信号やラッチ信号、ストローブ信号を生成し、各部にこれらの信号を供給するためのものである。制御信号ＣＩがクロック信号やラッチ信号、ストローブ信号そのものから構成されていてもよいし、たとえば、制御信号ＣＩに基づいてタイミングコントローラ６３０がクロック信号を生成する構成であってもよい。タイミングコントローラ６３０は、メモリ切替制御部６１０の切替処理、画像データ処理部６２０による画像データＤＩの読取処理および赤色用ドライバ部３１０、緑色用ドライバ部３２０、青色用ドライバ部３３０への発光指令処理において必要とされる同期制御を行う。本実施形態における構成の場合、クロック信号のクロック周波数は、たとえば５ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ程度に設定される。

図３は、ある画素２１０分の画像データＤＩを示すタイミングチャートである。クロック信号ＣＬＫに同期して、画像データＤＩが送られてくる。この画像データＤＩは、画像データＤＩＲ（ｉ），ＤＩＧ（ｉ），ＤＩＢ（ｉ）からなる。なお、ｉは、ある画素２１０に対応する画素番号であり、本実施形態においては、ｉ＝０〜２５５である。また、画像データＤＩＲ（ｉ），ＤＩＧ（ｉ），ＤＩＢ（ｉ）は、３本の画像データ用ケーブル７１０によって個別に伝送される。画像データＤＩＲ（ｉ），ＤＩＧ（ｉ），ＤＩＢ（ｉ）はそれぞれ、３ｂｉｔの情報を含んでいる。これにより、画素２１０に対して３ｂｉｔＸ３＝９ｂｉｔの画像データＤＩ（ｉ）が割り当てられる。

図４は、ある時刻においてＬＥＤ表示部２００に表示させるべき画像１画面分に相当する画像データＤＩを示している。各画素２１０に対応する画像データＤＩＲ（ｉ），ＤＩＧ（ｉ），ＤＩＢ（ｉ）が、１番目の画素２１０から最終のｎ番目の画素２１０のものまでが、３本の画像データ用ケーブル７１０から画像データ入力部５１０、画像データメモリ４１０，４２０のいずれかを介して画像データ処理部６２０に送られる。本実施形態においては、ｎ＝５１２である。

表示色対応処理部６４０は、画像データ処理部６２０に送られた画像データＤＩ（ｉ）から生成された９ｂｉｔの情報からなる指示パレット番号ＰＮとＬＥＤ表示部２００に表示させる表示色に相当する表示色番号ＤＮとを対応させる処理を行う。

図６は、指示パレット番号ＰＮと表示色番号ＤＮとの対応の一例を示している。表示色対応処理部６４０は、画像データ処理部６２０からの各色ごとの指示パレット番号ＰＮを各色ごとの表示色番号ＤＮに対応させる。たとえば、画像データＤＩＲ（ｉ）によって指示された赤色の指示パレット番号ＰＮが０である場合、表示色対応処理部６４０は、赤色の表示色番号ＤＮとして表示色番号ＲＬ０を対応させる。この対応処理を各色に対して行うことにより、ＲＧＢの各色に表示色番号ＲＬ０〜ＲＬ７，ＧＬ０〜ＧＬ７，ＢＬ０〜ＢＬ７のいずれかが割り当てられる。

図７は、赤色についての指示パレット番号および表示色番号と輝度との関係の例を示すグラフである。表示色番号ＲＬ０〜ＲＬ７は、それぞれにＬＥＤ発光部２２０Ｒの輝度があらかじめ設定されている。同図において、縦軸はＬＥＤ発光部２２０Ｒの輝度を示し、下端が０％、上端が１００％である。表示色番号ＲＬ０が０％に対応し、表示色番号ＲＬ７が１００％に対応しており、表示色番号ＲＬ１〜ＲＬ６は、０％側に偏った設定とされている。これは、人間が目視した場合、たとえば５０％の輝度であっても１００％の輝度の場合の半分とは感じられず、より明るく感じる傾向があることに対応させている。したがって、指示パレット番号０〜７を指示することにより、人間にとって明るさの変化がリニアであると感じさせることができる。

また、明るさの変化をリニアに感じさせることに代えて、ＬＥＤ表示ユニット１０１の使用者が有限数の微妙な中間色を含む画像を表示させたい場合には、たとえば、各色８ｂｉｔの輝度分解能から任意の３ｂｉｔ分を表示色番号ＲＬ０〜ＲＬ７，ＧＬ０〜ＧＬ７，ＢＬ０〜ＢＬ７として割り当てておいてもよい。この場合、画素２１０に表示される色は、あらゆる色相を広く均一に網羅することには必ずしもならないが、使用者が意図する微妙な中間色に十分にマッチした色を発色させることができる。

表示色対応処理部６４０によって表示色番号ＲＬ０〜ＲＬ７，ＧＬ０〜ＧＬ７，ＢＬ０〜ＢＬ７が決定した後は、制御信号ＣＩによる画像表示タイミング指示に基づいて、赤色用ドライバ部３１０、緑色用ドライバ部３２０、青色用ドライバ部３３０に対して画素２１０を発光させる指令を行う。これにより、ＬＥＤ表示部２００には、ＰＣから司令された画像が表示される。赤色用ドライバ部３１０、緑色用ドライバ部３２０、青色用ドライバ部３３０に対する発光指示を保持することにより、ＬＥＤ表示部２００にある画像を表示させ続けることができる。あるいは、ＰＣからの画像書き換えが行われていないと制御部６００が判断し、メモリ切替制御部６１０による画像データメモリ４１０，４２０の入力モードおよび出力モードの切替を行わない状態で、画像データ処理部６２０による画像データＤＩの読取りおよび発光指示を一定サイクルで継続処理してもよい。この場合、画像データメモリ４１０，４２０のうち出力モードとされているものに記憶された画像データＤＩに基づいた画像表示が保持されることとなる。

一方、ＰＣから画像書き換え要求が出されたと制御部６００が判断すると、メモリ切替制御部６１０による画像データメモリ４１０，４２０の入力モードおよび出力モードの切替が行われる。このメモリ切替制御部６１０による切替処理と画像データ処理部６２０による画像データＤＩの読取りおよび発光指示とを制御信号ＣＩに基づいて同期処理すると、ＬＥＤ表示部２００には、時々刻々と変化する画像が表示される。

次に、ＬＥＤ表示ユニット１０１の作用について説明する。

本実施形態によれば、画像データメモリ４１０，４２０のうち入力モードに設定されたものに画像データ入力部５１０からの画像データＤＩを書き込む処理と、画像データメモリ４１０，４２０のうち出力モードに設定されたものから画像データ処理部６２０が画像データＤＩを読み取る処理とを並行して行うことができる。これにより、ＬＥＤ表示部２００の表示サイクルの１周期内において画像データＤＩの書き込み処理と読み取り処理とを直列に行うことが不要となる。したがって、システム構成を複雑化することなく画像データＤＩに基づくＬＥＤ表示ユニット１０１の表示を効率良く行うことができる。

画像データＤＩが各色３ｂｉｔの情報を有することにより、指示パレット番号ＰＮは、５１２色に対応する数となる。このような複数ｂｉｔ化による多色表示を行う際に、上述した画像データＤＩの書き込み処理と読み取り処理とを並列に行う構成であることにより、ＬＥＤ表示部２００での表示制御をＰＣなどからの指令に遅延することなく適切に行うことができる。

指示パレット番号ＰＮよりも多い表示色番号ＤＮを設定することにより、不必要に多くの情報をＬＥＤ表示ユニット１０１に指示することなく、多彩な中間色などを選択的に表示させることができる。図７に示した対応を取ることにより、いわゆるガンマ補正を行う効果が得られる。これにより、使用者は、各色の輝度に相当する指示パレット番号ＰＮを指示することにより、リニアで豊かな階調表現を実現することができる。

図８は、指示パレット番号ＰＮと表示色番号ＤＮとの対応の他の例を示している。指示パレット番号ＰＮは、３ｂｉｔＸ３＝５１２の階調として定義されている。これは、上述の例において、ＲＧＢ各３ｂｉｔを各色固有の階調として位置づけていたのに対し、５１２階調をＲＧＢに固定されない番号としているものである。一方、表示色番号ＤＮは、この例においてはＲＧＢ各色が８ｂｉｔ階調とされた、１６，７７７，２１６色、いわゆるフルカラーの各色を示す番号とされている。この対応は、あらかじめ表示色対応処理部６４０に内蔵されたメモリに記憶されている。また、この対応は、ＬＥＤ表示ユニット１０１の製造工程において確定されてもよいし、外部からの専用の指示信号によって設定可能な構成であってもよい。

このような対応付けを採用することにより、使用者は、人間が目視によって識別するのに十分であると考えられるフルカラーの中から任意の５１２色を表示色として選択することが可能である。

なお、本実施形態と異なり、画素２１０をたとえば２つのＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇのみによって構成してもよい。この場合、２本のみの画像データ用ケーブル７１０が画像データ入力部５１０に接続された構成とすることができる。また、当然に青色用ドライバ部３３０は不要である。画素２１０が２つのＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇのみの構成であっても、画像データメモリ４１０，４２０を切り替えて用いることにより、より効率良く画像を表示することができる。また、画像データＤＩＲ（ｉ）、ＤＩＧ（ｉ）を、１ｂｉｔのみのいわゆるＯＮ／ＯＦＦ階調のデータとして構成してもよい。

図９〜図１２は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図９は、本発明に係るＬＥＤ表示装置の一例およびこれを用いたＬＥＤ表示システムを示している。本実施形態のＬＥＤ表示装置１１１は、３つのＬＥＤ表示ユニット１０２と１つのＬＥＤ表示ユニット１０３とによって構成されている。３つのＬＥＤ表示ユニット１０２は、画素２１０がたとえば２つのＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇのみからなり、ＬＥＤ表示ユニット１０３は、画素２１０が３つのＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂからなる。これにより、ＬＥＤ表示ユニット１０３は、ＬＥＤ表示ユニット１０２よりも表示色の色相が豊富である。また、本実施形態のＬＥＤ表示システム１２１は、ＬＥＤ表示装置１１１とコントローラ８００とによって構成されている。

３つのＬＥＤ表示ユニット１０２と１つのＬＥＤ表示ユニット１０３とは、これらのＬＥＤ表示部２００が隣接して１列に配置された構成とされている。図中において右端に位置するＬＥＤ表示ユニット１０２のみの後述する画像データ入出力部５２０に、たとえばＰＣなどに代表されるコントローラ８００からの画像データＤＩおよび制御信号ＣＩが送られる。なお、本実施形態においては、ＬＥＤ表示装置１１１への画像データＤＩおよび制御信号ＣＩの送信は、１つのコントローラ８００のみによってなされる。画像データＤＩは、２本の画像データ用ケーブル７１０によって伝送され、制御信号ＣＩは制御信号用ケーブル７２０によって伝送される。隣り合うＬＥＤ表示ユニット１０２どうしは、２本の画像データ用ケーブル７１０および制御信号用ケーブル７２０によっていわゆるカスケード接続されている。図中最も右側に位置するＬＥＤ表示ユニット１０２とＬＥＤ表示ユニット１０３とは、２本の画像データ用ケーブル７１０および制御信号用ケーブル７２０によって接続されており、いわゆるカスケード接続とされている。さらに、ＬＥＤ表示ユニット１０３は、還流ケーブル７３０を備えている。

図１０は、本発明の第２実施形態に基づく構成とされたＬＥＤ表示ユニット１０２を示している。ＬＥＤ表示ユニット１０２は、ＬＥＤ表示ユニット１０１とは異なり、画像データ入出力部５２０を備えている。画像データ入出力部５２０は、本発明で言う画像データ入力部と画像データ出力部との機能を併せ持つ。なお、同図は、ＬＥＤ表示部２００を除き、便宜上、図９に示されたＬＥＤ表示装置１１１のＬＥＤ表示ユニット１０２を裏側から見た状態を主として記載されている。このため、同図においては、画像データ入出力部５２０の図中左側から入力用の画像データ用ケーブル７１０および制御信号用ケーブル７２０が接続されている。そして、画像データ入出力部５２０の図中右側に出力用の２本の画像データ用ケーブル７１０および制御信号用ケーブル７２０が接続されている。これらの２本の画像データ用ケーブル７１０および制御信号用ケーブル７２０は、隣接するＬＥＤ表示ユニット１０２またはＬＥＤ表示ユニット１０３の画像データ入出力部５２０に接続されている。

図１１は、本発明の第３実施形態に基づく構成とされたＬＥＤ表示ユニット１０３を示している。ＬＥＤ表示ユニット１０３は、ＬＥＤ表示ユニット１０２と同様に画像データ入出力部５２０を備えている。この画像データ入出力部５２０は、３つの画像データ入力用端子を備えている。３つの画像データ入力用端子のうちの２つには、隣接するＬＥＤ表示ユニット１０２から延びる２本の画像データ用ケーブル７１０が接続されている。また、画像データ入出力部５２０には、隣接するＬＥＤ表示ユニット１０２から延びる制御信号用ケーブル７２０が接続されている。また、これらに加え、ＬＥＤ表示ユニット１０３は、還流ケーブル７３０を備えている。還流ケーブル７３０は、画像データ入出力部５２０の出力端子から３つの画像データ入力用端子の残りの１つへと接続されている。

図１２は、ＬＥＤ表示装置１１１に入力される画像データＤＩの一例を示している。本実施形態においては、上述したＬＥＤ表示ユニット１０１における画像データＤＩＲ（ｉ），ＤＩＧ（ｉ）が画像データＤＩ（ｉ）として入力される。本実施形態においては、たとえば制御信号ＣＩにＬＥＤ表示ユニット１０２，１０３ごとに個別に付されたアドレス情報が含まれている。ＬＥＤ表示ユニット１０２，１０３の制御部６００は、ある時刻において制御信号ＣＩから指示されたアドレス情報が該当すると判断した場合に、上述した処理により、画像データＤＩの読み込みを行う。

まず、図９において右端に位置するＬＥＤ表示ユニット１０２のアドレスが指定されると、このＬＥＤ表示ユニット１０２において、図１２の左側の１ブロックの画像データＤＩが読み取られる。この画像データＤＩは、画素２１０が２つのＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇのみによって構成されたＬＥＤ表示ユニット１０２の１画面分に相当する。次いで、図９において右から２つ目に位置するＬＥＤ表示ユニット１０２のアドレスが指定されると、このＬＥＤ表示ユニット１０２において、図１２の左から２つ目の１ブロックの画像データＤＩが読み取られる。次いで、図９において右から３つ目に位置するＬＥＤ表示ユニット１０２のアドレスが指定されると、このＬＥＤ表示ユニット１０２において、図１２の左から３つ目の１ブロックの画像データＤＩが読み取られる。

次いで、ＬＥＤ表示ユニット１０３のアドレスが指定されると、ＬＥＤ表示ユニット１０３において、図１２の右端の１ブロックの画像データＤＩが読み取られる。この読取りにおいては、まず、先行する画像データＤＩＲ（ｉ）と画像データＤＩＧ（ｉ）とを、それぞれ読み取り、画像データメモリ４１０，４２０のうち入力モードとされたものに記憶する。その後、画像データＤＩＲ（ｉ）と同じ画像データ用ケーブル７１０によって伝送された画像データＤＩＢ（ｉ）を、画像データ入出力部５２０から出力し、還流ケーブル７３０を介して、画像データ入出力部５２０の上述した画像データ用端子に還流させる。この画像データ用端子への入力を青色用の画像データＤＩＢ（ｉ）として画像データメモリ４１０，４２０のうち入力モードとされたものに記憶する。このように、ＬＥＤ表示ユニット１０２の２画面分の時間を経過させることにより、ＬＥＤ表示ユニット１０３の画像データＤＩの読取り処理が完了する。

そして、３つのＬＥＤ表示ユニット１０２およびＬＥＤ表示ユニット１０３において、制御信号ＣＩに基づく表示同期指示にしたがって、それぞれのＬＥＤ表示部２００に所定の画像を表示する。これにより、ＬＥＤ表示装置１１１には、横長の表示領域に所望の文字や画像が表示される。この後は、制御信号ＣＩからの画面書き換え要求に基づいて、３つのＬＥＤ表示ユニット１０２およびＬＥＤ表示ユニット１０３において、メモリ切替制御部６１０による画像データメモリ４１０，４２０のモード切替を行いつつ、画像データＤＩの読み込みとＬＥＤ表示部２００の表示処理を継続する。

本実施形態においては、３つのＬＥＤ表示ユニット１０２には、赤色と緑色とを原色とする色相を有する画像が表示される。一方、ＬＥＤ表示ユニット１０３は、赤色、緑色、青色を原色とする色相を有する画像が表示される。３つのＬＥＤ表示ユニット１０２およびＬＥＤ表示ユニット１０３においては、ＬＥＤ表示ユニット１０１と同様の指示パレット番号ＰＮと表示色番号ＤＮとの対応が採用される。

このような実施形態によれば、たとえばＬＥＤ表示装置１１１を駅構内における列車行き先表示装置に適用した場合に、行き先の地名や発車時刻などを比較的単純な色相とされた文字情報として、ＬＥＤ表示ユニット１０２によって表示可能である。その一方、列車の種別を示す文字をＬＥＤ表示ユニット１０３による豊かな色相を有する表示とすることにより、表示された列車がどのような種類の列車であるかを乗客が直感的かつ迅速に把握することができるという利点がある。

ＬＥＤ表示装置１１１は、いわゆるフルカラーに近い色相の画像を部分的に表示可能であるにもかかわらず、ＬＥＤ表示ユニット１０２およびＬＥＤ表示ユニット１０３を互いにカスケード接続する画像データ用ケーブル７１０の本数は、２本で足りる。これは、既に２つの原色からなる画素を有するＬＥＤ表示装置が採用されている機器に、より豊かな表現力を与えることを目的としてＬＥＤ表示装置１１１に置き換える場合に、ケーブルの再敷設などの煩雑な作業を顕著に省略することができる。特に、１のＬＥＤ表示ユニット１０２の画像データ入出力部５２０のみに、画像データＤＩおよび制御信号ＣＩを入力させる構成であることにより、上述した２つの原色からなる画素を有するＬＥＤ表示装置が採用されている機器における信号線のみを用いてＬＥＤ表示装置１１１への信号伝送を行うことができる。すなわち、新たな信号線の敷設が不要であるという利点がある。また、本実施形態におけるコントローラ８００は、既に２つの原色からなる画素を有するＬＥＤ表示装置が採用されている機器に用いられていたコントローラをそのまま流用することが可能である。したがって、２つの原色からなる画素を有するＬＥＤ表示装置が採用されている既存機器に対して、その一部をＬＥＤ表示装置１１１に交換する作業のみによって、フルカラーに近い色相の画像を部分的に表示可能なＬＥＤ表示システム１２１を構築することができる。

なお、ＬＥＤ表示装置１１１の変形例として、複数のＬＥＤ表示ユニット１０３を含む構成としてもよい。

図１３は、本発明に係るＬＥＤ表示装置の他の例を示している。本実施形態のＬＥＤ表示装置１１２は、本発明の第４実施形態に基づく構成とされた４つのＬＥＤ表示ユニット１０４を備えている。隣り合う４つのＬＥＤ表示ユニット１０４どうしは、３本の画像データ用ケーブル７１０と制御信号用ケーブル７２０とによってカスケード接続されている。

図１４に示すように、ＬＥＤ表示ユニット１０４は、赤色用ドライバ部３１０、緑色用ドライバ部３２０、青色用ドライバ部３３０を備えており、各画素２１０が図２に示されるように、３つのＬＥＤ発光部２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂによって構成されている。ＬＥＤ表示ユニット１０４においては、ＬＥＤ表示ユニット１０１と同様の表示処理が行われる。各ＬＥＤ表示ユニット１０４どうしの同期については、たとえばＬＥＤ表示装置１１１で採用された制御信号ＣＩに含まれるアドレス情報が適宜用いられる。

このような実施形態によっても、システム構成を複雑化することなくより多くの色数を有する画像を効率良く表示させることができる。

本発明に係るＬＥＤ表示ユニット、ＬＥＤ表示装置およびＬＥＤ表示システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るＬＥＤ表示ユニット、ＬＥＤ表示装置およびＬＥＤ表示システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

たとえば、図９や図１３に示したように、複数のＬＥＤ表示ユニットを１列に配置した例を示したが、本発明はこれに限られず、２列以上に配置してもよい。この場合、複数のＬＥＤ表示ユニットが直列にカスケード接続されていてもよい。たとえば、１列目の最後のＬＥＤ表示ユニットが２列目の最初のＬＥＤ表示ユニットに接続されているような構成である。このようにすれば、上下左右に広い表示器を構成することができる。

また、指示パレット番号はＬＥＤ発光部あたり１ｂｉｔや３ｂｉｔの例を説明したが、３ｂｉｔ以上が表現色数が多くなり好ましい。たとえばＲＧＢ各６ｂｉｔでもよい。これにより、２６２，１４４色の表示を行なうことが可能となる。画像がスムーズに表示されるように６ｂｉｔの画像データをシリアル通信により送信するため、クロック周波数は、５ＭＨｚ〜１０ＭＨｚとなる。従来、パラレル通信によってたとえば１ＭＨｚ程度でフルカラー表示をさせていたが、本願発明の構成ではクロック周波数は６倍（３ｂｉｔの場合は３倍）になるものの、それでも５ＭＨｚ〜１０ＭＨｚの範囲に収まる。それにもかかわらず、表現色数はたとえば６ｂｉｔの場合は２６２，１４４色、３ｂｉｔの場合は５１２色といわゆるマルチカラー表示を行うことが可能である。この程度の周波数による通信は、従来から用いられているインターフェースでも十分に実現が可能である。したがって、従来から存在する表示装置に本願発明の表示ユニットを組み込んでも問題なく動作（マルチカラー表示）させることができる。当然ながら、画素が２色のＬＥＤ発光部からなる場合でも同様に、指示パレット番号は、３ｂｉｔ以上が好ましい。

また、画像データ用ケーブルの本数が２本のみや３本のみの例を説明したが、４本以上であってもよい。画像データ用ケーブルの本数を増やすことにより、指定できる色の範囲を広げることができる。

また、画素がＲＧの２色のＬＥＤ発光部またはＲＧＢの３色のＬＥＤ発光部からなる例を説明したが、ＲＧＢに加えて黄色などの他の色を含んだ４色のＬＥＤ発光部によって画素を構成してもよい。当然５色以上のＬＥＤ発光部によって画素を構成してもよい。

１０１〜１０３ ＬＥＤ表示ユニット
１１１ ＬＥＤ表示装置
１２１ ＬＥＤ表示システム
２００ ＬＥＤ表示部
２１０ 画素
２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂ ＬＥＤ発光部
３１０ 赤色用ドライバ部
３２０ 緑色用ドライバ部
３３０ 青色用ドライバ部
４１０、４２０ 画像データメモリ（画像データ記憶手段）
５１０ 画像データ入力部
５２０ 画像データ入出力部（画像データ入力部、画像データ出力部）
６００ 制御部
６１０ メモリ切替制御部
６２０ 画像データ処理部
６３０ タイミングコントローラ
６４０ 表示色対応処理部
７１０ 画像データ用ケーブル
７２０ 制御信号用ケーブル
７３０ 還流ケーブル
８００ コントローラ
ＤＩ 画像データ
ＤＩＲ 赤色用画像データ
ＤＩＧ 赤色用画像データ
ＤＩＢ 赤色用画像データ
ＣＩ 制御信号
ＣＬＫ クロック信号
ＬＡＴ ラッチ信号
ＳＴＲ ストローブ信号
ＰＮ 指示パレット番号
ＤＮ 表示色番号

Claims (7)

1. 各々が互いに発光色が異なる２以上のＬＥＤ発光部からなる複数の画素を具備するＬＥＤ表示部と、
   上記ＬＥＤ表示部の上記ＬＥＤ発光部の発光制御を行うドライバ部と、
   各々が上記ＬＥＤ表示部に表示させる画像データを記憶する２つの画像データ記憶手段と、
   上記画像データが入力される画像データ入力部と、
   上記２つの画像データ記憶手段の任意のいずれか一方を上記画像データ入力部からの上記画像データが書き込まれる入力モードとし、かつ、上記２つの画像データ記憶手段の他方を上記画像データの読取りを可能とする出力モードとする、制御部と、
   を各々が備える複数のＬＥＤ表示ユニットを備えたＬＥＤ表示装置であって、
   上記各ＬＥＤ表示ユニットは、上記画像データ入力部からの上記画像データを出力する画像データ出力部を備えており、
   上記複数のＬＥＤ表示ユニットが、カスケード接続されており、
   上記複数のＬＥＤ表示ユニットは、第１および第２色のみを表示する２つのみの上記ＬＥＤ発光部によって上記画素が構成されている２色ＬＥＤ表示ユニットと、第１色ないし第３色のみを表示する３つのみの上記ＬＥＤ発光部によって上記画素が構成されている３色ＬＥＤ表示ユニットと、を含み、
   上記３色ＬＥＤ表示ユニットは、カスケード接続における末端に接続されており、
   上記２色ＬＥＤ表示ユニットは、上記画像データ入力部および上記画像データ出力部に、２本のみの第１色画像データ用ケーブルおよび第２色画像データ用ケーブルが接続されており、
   上記３色ＬＥＤ表示ユニットは、上記画像データ入力部に、上記２色ＬＥＤ表示ユニットの上記画像データ出力部に接続された２本の第１色画像データ用ケーブルおよび第２色画像データ用ケーブルが接続されているとともに、上記画像データ出力部と上記画像データ入力部とに接続された還流ケーブルを備えており、
   上記画像データは、上記第１色画像データ用ケーブルを介して送信される第１色画像データと、上記第２色画像データ用ケーブルを介して送信される第２色画像データとを含み、且つ上記第１色画像データは第３色画像データをさらに含んでおり、
   上記第１色画像データに含まれる上記第３色画像データが、上記還流ケーブルを介して上記３色ＬＥＤ表示ユニットの上記画像データ出力部から上記画像データ入力部に入力されることを特徴とする、ＬＥＤ表示装置。
2. 上記画像データの入出力は、５ＭＨｚ〜１０ＭＨｚのクロック周波数で行なわれる、請求項１に記載のＬＥＤ表示装置。
3. 上記３色ＬＥＤ表示ユニットは、赤色光を発するＬＥＤ発光部、緑色光を発するＬＥＤ発光部および青色光を発するＬＥＤ発光部を含む、請求項１または２に記載のＬＥＤ表示装置。
4. 上記３色ＬＥＤ表示ユニットに対する上記画像データは、上記各画素に対して、複数ｂｉｔからなる発光データを含む、請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤ表示装置。
5. 上記複数のＬＥＤ表示ユニットは、各々が上記ドライバ部に対して上記各画素の上記各ＬＥＤ発光部の所定の発光輝度を有する複数の表示色番号と、上記画像データに含まれ、上記複数の表示色番号の数よりも少ない数の複数の指示パレット番号と、を対応させる表示色対応処理部をさらに備える、請求項４に記載のＬＥＤ表示装置。
6. 上記複数の指示パレット番号は、上記各ＬＥＤ発光部あたり３ｂｉｔ以上で構成される、請求項５に記載のＬＥＤ表示装置。
7. 上記複数の表示色番号は、上記各ＬＥＤ発光部あたり８ｂｉｔで構成される、請求項５または６に記載のＬＥＤ表示装置。

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