JPH0535208A - 発光装置 - Google Patents

発光装置

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JPH0535208A
JPH0535208A JP3192344A JP19234491A JPH0535208A JP H0535208 A JPH0535208 A JP H0535208A JP 3192344 A JP3192344 A JP 3192344A JP 19234491 A JP19234491 A JP 19234491A JP H0535208 A JPH0535208 A JP H0535208A
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幸雄 吉川
Tatsuya Okonogi
達也 小此木
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 きめの細かいLEDの発光光量の制御を行
う。 【構成】 データラッチ信号の受信に応答したLED点
灯とともに設定スイッチ部1に設定された光量レベル
が、カウンタ回路部2に設定される。次に、時刻T=t
0 +T50から光量制御パルスを設定された光量レベルに
相当するパルス数だけカウントし、光量レベルが満たさ
れたとき、ゲート回路3及び遅延回路部4を経てブラン
ク信号をハイレベルにしてLEDを消灯させる。 【効果】 外部信号の受信周期間隔の間の任意の時間帯
でLEDの発光時間を制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光装置に関し、特
に、例えば、マトリクス型のLEDを用いた発光装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、数多くのLEDが使用されている
マトリクス型のLED表示装置では、複数のLEDで構
成されるユニット毎に明るさを制御し、複数のユニット
で構成される大きな表示パネル全体として明るさのばら
つきがなくなるようにしていた。このため、LEDの点
灯時間に関して、各ユニット単位にLEDの発光光量制
御のタイミングパルスをカウントすることによって、L
EDの発光光量がそのカウント数(n)に比例するよう
に制御が行われていた。例えば、表示データ入力が周期
的であって、1表示データ入力に対するLED最大点灯
時間の間にタイミングパルスがN回あるとすると、タイ
ミングパルス数(n)が0≦n≦Nの範囲のあるタイミ
ングでLEDを消灯させることによって、LED点灯時
間が可変、即ち、発光光量が可変となるようになってい
た。
【0003】ここで、1表示データ入力に対するLED
最大点灯時間とは、あるデータが装置でラッチされてか
ら次のデータがラッチされるまでの時間であり、LED
最大点灯時間(T100 )、LEDが点灯されるとは連続
点灯(消灯時間がない)ことを意味する。また、これ以
降、点灯時間(T)は1表示データ入力に対するLED
点灯時間についてのみ言及し、その時間をパーセント
(%)で表現するものとする。即ち、点灯時間がT=0
%とは消灯を、T=100%とは連続点灯を、T=50
%とは最大点灯時間(T100 )の2分の1の時間点灯し
て発光光量が最大点灯時間(T100 )の1/2となるこ
とを意味する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、点灯時間がT=0%や0%に近い値で実際に装
置が使用されることはないにもかかわらず、この範囲で
もLED点灯時間が可変となるような構成になってお
り、その結果、実際に頻繁に使用されるLED点灯時間
(T)の範囲での時間設定の分解能が低下するという問
題点があった。例えば、16段階の時間設定分解能があ
る装置において、仮に、T=50〜100%の範囲で時
間設定が均等分割できるとすると、各段階の間の分解能
は3.125 %であるが、T=0〜100%の範囲で時間設
定が均等分割になされると各段階の間の分解能は6.25%
に低下する。
【0005】このような問題を解決するために、時間設
定可能範囲を特定の狭い領域に限定して時間設定分解能
を向上させることもできるが、そのためには発光光量制
御用タイミングパルスが単一周波数のクロックパルスで
はなく、LED点灯後のパルス幅を長く、その後の時間
設定可能範囲のパルス幅を短くするような変則的なパル
スが必要である。このような変則的パルス発生のために
は複雑なクロック回路が必要であり、装置の信頼性やコ
ストの面からやはり問題であった。
【0006】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、簡単な制御できめの細かい光量制御が可能な発光装
置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の発光装置は、以下の様な構成からなる。即
ち、マトリクス型のLEDを用いた発光装置であって、
前記LEDの発光を指示する所定周期の外部信号を受信
する受信手段と、前記LEDの発光光量を設定する設定
手段と、前記外部信号の受信を契機として前記設定手段
に設定された前記発光光量に相当する光が前記LEDか
ら発光されるように、前記外部信号の前記所定周期間隔
の間の任意な時間帯で前記LEDの発光時間を制御する
制御手段とを有することを特徴とする発光装置を備え
る。
【0008】
【作用】以上の構成により、本発明は外部信号の周期間
隔の間の任意な時間帯で設定手段に設定された発光光量
に相当するようにLEDの発光時間を制御するよう動作
する。
【0009】
【実施例】以下添付図面を参照して本発明の好適な実施
例を詳細に説明する。
【0010】[装置構成の概要(図1〜図2)]図1
は、以下に説明する本発明の3つの代表的な実施例で共
通に用いるLED表示制御装置の基本構成を示すブロッ
ク図である。図1に示す装置ではマトリクス型LED表
示装置1ユニットの光量制御を行うことができる。図1
において、1は、設定スイッチ部であり、1ユニット分
のLEDの光量をプリセットする。2は、データラッチ
信号入力によって設定スイッチ部1にプリセットされた
光量をロードし、光量制御パルスをクロックとしてプリ
セットされた光量に対応するカウント数をカウントする
カウンタ回路部である。3は、設定スイッチ部1にプリ
セットされた光量に対応するカウント数が光量制御パル
スによってカウントされたとき、信号レベルが“ロー”
レベルから“ハイ”レベルに変わり、ハイレベルの信号
を出力するAND回路で構成されるゲート回路部であ
る。4は、ゲート回路部からの信号を入力し、クロック
とデータラッチ信号がリセット信号として供給されて動
作し、後述するブランク信号を出力する遅延回路部であ
る。5は、ブランク信号、データラッチ信号、データク
ロック信号、そして、データ信号を受信して1ユニット
分をLEDを所定時間、発光させるLEDドライブ回路
である。6は、光量制御パルスをゲート回路部3の出力
に基づいてカウンタ回路部2に供給するAND回路で構
成されるカウンタクロックゲートである。また、14は
クロック、15は光量制御パルスを発生するパルスジェ
ネレータである。
【0011】図2は、LEDドライブ回路5の詳細な構
成を示す図である。図2において、7はシフトレジスタ
回路、8は表示データ信号をラッチするラッチ回路、9
はゲート回路、10はセグメントドライブ回路、11は
デコード回路、12はコモンドライブ回路、そして、1
3はLEDマトリックス(16行×16列)である。 [装置動作の概要]まず、設定スイッチ1に所定の光量
をプリセットしておく。次にデータラッチ信号を受信す
ると、これを契機としてカウンタ回路部2は、まずカウ
ンタ回路部2に設定されていたカウンタ値をリセットし
て設定スイッチ1にプリセットされた所定の光量レベル
に対応するカウント値をロードする。これと同時に、カ
ウンタ回路部2は、ゲート回路部3からの出力が“ロ
ー”レベルになるようリセット信号を発信する。これを
受けて、ゲート回路部3からの“ロー”レベル信号は、
カウンタクロックゲート6の入力端子Bにフィードバッ
クされて入力される。このとき、その入力端子Bには入
力信号が反転されて入力されるので、カウンタクロック
ゲート6の入力端子Bには、“ハイ”レベル信号が供給
される。
【0012】さて、遅延回路部4ではデータラッチ信号
をリセット信号として動作しブランク信号が“ハイ”か
ら“ロー”に変わりLED発光抑止が解除される。ブラ
ンク信号とは、遅延回路部4からLEDドライブ回路5
に発信される信号であり、この信号が“ハイ”状態のと
きにはLED発光が抑止されるように、“ロー”状態の
ときにはLED発光が行われるようにLEDドライブ回
路5は制御を行う。
【0013】次に、カウンタ回路部2は、後述する各実
施例で言及する周波数の光量制御パルスをカウンタクロ
ックゲート6を通して受信し、これをカウンタ計数信号
として用い、パルスをカウントする。このパルスカウン
ト値がプリセットされた所定の光量に対応するカウント
値となったときに、ゲート回路部3の出力は“ロー”レ
ベルから“ハイ”レベルに変わり、“ハイ”レベルの信
号を遅延回路部4に出力する。遅延回路部4では、これ
を受信後、回路構成に依存した所定の遅延時間の後、ブ
ランク信号を“ロー”レベルから“ハイ”レベルに変え
て、“ハイ”レベルの信号をLEDドライブ回路5に出
力する。LEDドライブ回路5ではこれに応じて、LE
D発光を抑止する。
【0014】一方、ゲート回路部3の出力は分岐して、
“ハイ”レベルの信号はカウンタクロックゲート6の入
力端子Bに入力される。これを契機にカウンタ回路部2
へのクロック供給は停止し、カウンタ計数動作も停止す
る。
【0015】以降、次のデータラッチ信号入力までLE
Dの発光は停止する。
【0016】[設定スイッチの構成(図3)]以下に説
明する3つの実施例において、共通に使用する設定スイ
ッチ1の構成を図3に示す。設定スイッチ1は、バイナ
リ4ビットコードスイッチであり、4ビットのオン・オ
フの組み合わせ、即ち、スイッチ31〜34のオン・オ
フの組み合わせによって16段階(0レベルから15レ
ベルまで)のLEDの明るさを設定できるようになって
いる。例えば、スイッチ31〜34の全てがオンとなっ
ているなら0レベル、スイッチ31〜34の全てがオフ
となっているなら15レベルとなるように、つまり負論
理で定義する。
【0017】以下に3つの実施例を説明するが、これら
の実施例においては図1〜図3を用いて説明した装置を
共通に使用するので、すでに説明した装置構成要素には
共通の装置参照番号を用い説明を省略する。また、すで
に説明した共通な装置動作の説明も省略する。
【0018】[第1実施例(図4〜図6)]ここでは、
特定のパルスパターンをもつ光量制御パルスをパルスジ
ェネレータ15から供給することによってLED光量の
制御を行う場合について説明する。図4は、本実施例の
特徴であるDフリップフロップを1段用いた遅延回路部
4の構成を示すブロック図である。図4において、4a
はDフリップフロップである。本実施例では、D側に入
力されたゲート回路部3の出力が、光量制御パルスをク
ロックとしてQ側からブランク信号としてLEDドライ
ブ回路5に出力される。図5は、パルスジェネレータ1
5の詳細な構成を示す論理回路図である。この回路は公
知の技術によって構成されるので、詳細な説明は省略す
るが、クロック14の供給を受けて図6の62に示すよ
うな光量制御パルスを発生する。図6は、本実施例のL
ED表示制御装置にデータラッチ信号が入力されてか
ら、どのようにLEDの点灯時間が設定スイッチ部1に
プリセットされた値によって制御されるかを示した各制
御信号のタイムチャートである。
【0019】まず最初に、設定スイッチ部1のスイッチ
31〜34の全てがオンとなって0レベルが設定されて
いる場合について考える。このときは、データラッチ信
号61が時刻T=t0 において、カウンタ回路部2に入
力されると、カウント値“1”がセットされる。データ
ラッチ信号61の入力とともに、ブランク信号は“ロ
ー”レベルになってLEDは点灯するが、図6の62に
示すような光量制御パルスが供給されるので、時刻T=
0 からT=t0 +T50までは、カウンタクロックゲー
ト6からカウンタ回路部2へのパルスは供給されず、カ
ウント計数も行われない。従って、ブランク信号63は
“ロー”レベルのままとなりLED点灯は続く。
【0020】しかし、時刻T=t0 +T50において、光
量制御パルス62の最初のパルスが供給されると、カウ
ンタクロックゲート6からカウンタ回路部2へのパルス
が供給される。さて、カウンタ回路部2にセットされた
カウント値は“1”なので、最初のパルス入力でカウン
タ回路部2はゲート回路部3の出力を“ロー”レベルか
ら“ハイ”レベルにするように制御信号を送る。これに
応じて、ゲート回路部3が“ハイ”レベルの信号を遅延
回路部4に入力すると、遅延回路部4から出力されるブ
ランク信号63が“ロー”レベルから“ハイ”レベルに
なってLEDが消灯される。図6によると、光量制御パ
ルス62の最初のパルスは、データラッチ信号61のパ
ルス間隔(T100 )の2分の1の時間で供給されるの
で、設定スイッチ部1に0レベルが設定されている場
合、50%の点灯時間となるように制御がなされる。
【0021】次に、設定スイッチ部1のスイッチ31、
33、34がオンに32がオフとなって4レベルが設定
されている場合について考える。このときは、データラ
ッチ信号61が時刻T=t0 において、カウンタ回路部
2に入力されると、カウント値“4”がセットされる。
ここでも、前述のケースと同様に、時刻T=t0 +T 50
において、光量制御パルス62の最初のパルスが供給さ
れ、カウンタ回路部2におけるカウント計数が始まる。
今回の場合は、4つ目のパルスが入力されたときに、ゲ
ート回路部3の出力信号が“ハイ”レベルになって、そ
の信号が遅延回路部4に供給される。遅延回路部4が
“ハイ”レベルを受信し、光量制御パルス62が次に立
ち上がると、前述と同様にブランク信号64が“ロー”
レベルから“ハイ”レベルになってLEDが消灯され
る。図6によると、光量制御パルス62のパルス間隔
は、データラッチ信号61のパルス間隔(T100 )の3
0分の1なので、設定スイッチ部1に4レベルが設定さ
れている場合、50%+(1/30)×4×100%=
63.3%の点灯時間となるように制御がなされる。
【0022】従って本実施例に従えば、パルスジェネレ
ータ15から供給される特有なパターンを有する光量制
御パルスと設定スイッチ部1に設定された16段階の光
量レベルに基づいて、LED点灯時間を50〜100%
の範囲で16段階に制御することができる。
【0023】[第2実施例(図7)]第1実施例ではパ
ルスジェネレータ15を用いて特定のパルスパターンを
もつ光量制御パルスを供給することによってLED光量
制御を行う場合について説明したが、本実施例ではパル
スジェネレータ15を用いずに、直接、クロック14か
ら供給される一定周波数のクロックパルスを光量制御パ
ルスとして用いてLED光量制御を行う場合について説
明する。
【0024】本実施例では、クロックパルスと光量制御
パルスとが共通信号となってパルスジェネレータ15が
不要となり、遅延回路部4に5段シフトレジスタを用い
る他は、第1実施例と同じ回路構成である。ここでは、
5段シフトレジスタはDフリップフロップを5個直列に
接続して構成されるものとしている。図7は、本実施例
のLED表示制御装置にデータラッチ信号71が時刻T
=t0 で入力後、どのようにLEDの点灯時間が設定ス
イッチ部1にプリセットされた値によって制御されるか
を示した各制御信号のタイムチャートである。図7で
は、データラッチ信号71のパルス間隔(T100 )の2
0分の1の周期をもつクロックパルス72が光量制御パ
ルスとして供給されている例を示している。
【0025】まず最初に、設定スイッチ部1のスイッチ
31〜34の全てがオンとなって0レベルが設定されて
いる場合について考える。データラッチ信号61が時刻
T=t0 において、カウンタ回路部2に入力されると、
カウント値“0”がセットされる。データラッチ信号6
1の入力とともに、ブランク信号は“ロー”レベルにな
ってLEDは点灯する。さて、カウンタ回路部2にセッ
トされたカウント値は“0”なので、図7の72に示す
ように時刻T=t0 において、カウンタ回路部2はゲー
ト回路部3の出力を“ロー”レベルから“ハイ”レベル
にするように制御信号を送る。これに応じて、ゲート回
路部3が“ハイ”レベルの信号を遅延回路部4に入力す
る。
【0026】しかしながら、遅延回路部4がDフリップ
フロップを5個直列に接続した構成の5段シフトレジス
タなので、時刻T=t0 における最初のパルスでは、出
力のブランク信号は“ロー”レベルから“ハイ”レベル
にはならない。図7に示すようにブランク信号73は、
5つ目のクロックパルスが入力される時刻T=t0
(T100 /20)×5で、“ロー”レベルから“ハイ”
レベルに変わりLEDが消灯される。この結果、設定ス
イッチ部1に0レベルが設定されている場合、25%の
点灯時間となるように制御がなされる。
【0027】次に、設定スイッチ部1のスイッチ31、
33、34がオンに32がオフとなって4レベルが設定
されている場合について考える。このときは、データラ
ッチ信号61が時刻T=t0 において、カウンタ回路部
2に入力されると、カウント値“4”がセットされる。
ここでも、前述のケースと同様に、時刻T=t0 からカ
ウント計数が始まるが、今回の場合は、4つ目のパルス
が入力されたときに、ゲート回路部3の出力信号が“ハ
イ”レベルになって、その信号が遅延回路部4に供給さ
れる。しかしながら、すでに説明したように遅延回路部
4の出力のブランク信号74が“ロー”レベルから“ハ
イ”レベルに変化するのは、時刻T=t 0 +(T100
20)×9においてである。この結果、設定スイッチ部
1に4レベルが設定されている場合、45%の点灯時間
となるように制御がなされる。
【0028】従って本実施例に従えば、データラッチ信
号71のパルス間隔(T100 )の20分の1のクロック
パルスを光量制御パルスとして用い、設定スイッチ部1
に設定された16段階の光量レベルに基づいて、LED
点灯時間を25〜95%の範囲で16段階に制御するこ
とができる。
【0029】[第3実施例(図8〜図10)]第2実施
例では、遅延回路部4に5段のシフトレジスタを用い、
一定周期のクロックパルスを光量制御パルスとして用い
てLED光量制御を行う場合について説明したが、本実
施例では遅延回路部4に第2実施例より短周期のクロッ
クパルスを用いて、さらに狭い範囲での細かいLED光
量制御を行う場合について説明する。
【0030】図8は、本実施例において用いられる遅延
回路部4の構成を示すブロック図である。図8におい
て、81はゲート回路部3からの信号を入力するAND
回路、82は4ビットカウンタ、83は4ビットカウン
タ82の各ビット出力84〜87を入力とするAND回
路である。この遅延回路部4では、データラッチ信号を
リセット信号として受信し、カウンタ値を“ゼロ”にリ
セットされ、それ以後、15個のクロックパルスが供給
された後、各ビット出力84〜87がオンとなりAND
回路83から“ハイ”レベルが出力される。
【0031】また、図9は、本実施例のLED表示制御
装置にデータラッチ信号91が時刻T=t0 で入力後、
どのようにLEDの点灯時間が設定スイッチ部1にプリ
セットされた値によって制御されるかを示した各制御信
号のタイムチャートである。図9では、データラッチ信
号91のパルス間隔(T100 )の30分の1の周期をも
つクロックパルス92が光量制御パルスとして供給され
ている例を示している。
【0032】まず最初に、設定スイッチ部1のスイッチ
31〜34の全てがオンとなって0レベルが設定されて
いる場合について考える。この時、最初のクロックパル
ス入力時(時刻T=t0 )にゲート回路部3が“ハイ”
レベルの信号を遅延回路部4に供給するが、そのときに
は、同時にデータラッチ信号91の入力があるので、カ
ウンタ値はゼロリセットの状態となり、遅延回路部4か
らのブランク信号93は“ロー”レベルのままである。
その後、15個のクロックパルスが入力されると、カウ
ンタ値がカウントアップされて各ビット出力84〜87
がオンとなりAND回路83から“ハイ”レベルが出力
されLEDが消灯される。この結果、設定スイッチ部1
に0レベルが設定されている場合、50%の点灯時間と
なるように制御がなされる。
【0033】次に、設定スイッチ部1のスイッチ31、
33、34がオンに32がオフとなって4レベルが設定
され、データラッチ信号91の時刻T=t0 における入
力さに伴って、カウンタ回路部にカウント値“4”がセ
ットされる場合について考える。この場合は、4つ目の
パルスが入力されたときに、ゲート回路部3の出力信号
が“ハイ”レベルになって、その信号が遅延回路部4に
供給される。しかしながら、すでに説明したように遅延
回路部4の出力のブランク信号94が“ロー”レベルか
ら“ハイ”レベルに変化するのは、ゲート回路部3の出
力信号が“ハイ”レベルになった後に、15個のクロッ
クパルスが入力された時刻T=t0 +(T100 /30)
×19においてである。この結果、設定スイッチ部1に
4レベルが設定されている場合、63.3%の点灯時間
となるように制御がなされる。
【0034】従って本実施例に従えば、データラッチ信
号91のパルス間隔(T100 )の30分の1のクロック
パルス92を光量制御パルスとして用い、設定スイッチ
部1に設定された16段階の光量レベルに基づいて、L
ED点灯時間を50〜100%の範囲で16段階に制御
することができる。
【0035】なお、本実施例では遅延回路部4に4ビッ
トカウンタを1つと2つのAND回路を用いる構成とし
たが、例えば、図10に示すようなDフリップフロップ
101と1つのAND回路102で遅延回路部4を構成
しても同じ制御を行うことができる。
【0036】上述の説明では、本発明の好適な実施例の
みが示された。様々な態様が、本明細書に記載の特許請
求の範囲によつてのみ限定される本発明の範囲から逸脱
することなく、当業者には明らかである。それ故に、本
発明はここで示され説明された実施例のみに限定される
ものではない。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、外
部信号の受信間隔の間の任意な時間帯でLEDの発光時
間を制御することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の代表的な実施例であるLED表示制御
装置を示すブロック図である。
【図2】LEDドライブ回路の詳細な構成を示すブロッ
ク図である。
【図3】設定スイッチの構成を示す図である。
【図4】第1実施例に従うDフリップフロップを1段用
いた遅延回路部の構成を示すブロック図である。
【図5】第1実施例に従うパルスジェネレータの構成を
示すブロック図である。
【図6】第1実施例に従う光量制御パルスとブランク信
号のタイムチャートを示す図である。
【図7】第2実施例に従う光量制御パルスとブランク信
号のタイムチャートを示す図である。
【図8】第3実施例に従う遅延回路部の構成を示すブロ
ック図である。
【図9】第3実施例に従う光量制御パルスとブランク信
号のタイムチャートを示す図である。
【図10】第3実施例に従う、より単純な遅延回路部の
構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 設定スイッチ部 2 カウンタ回路部 3 ゲート回路部 4 遅延回路部 5 LEDドライブ回路 6 カウンタクロックゲート 14 クロック 15 パルスジェネレータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マトリクス型のLEDを用いた発光装置
    であって、 前記LEDの発光を指示する所定周期の外部信号を受信
    する受信手段と、 前記LEDの発光光量を設定する設定手段と、 前記外部信号の受信を契機として前記設定手段に設定さ
    れた前記発光光量に相当する光が前記LEDから発光さ
    れるように、前記外部信号の前記所定周期間隔の間の任
    意な時間帯で前記LEDの発光時間を制御する制御手段
    とを有することを特徴とする発光装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は前記発光時間を計測する
    ために所定のパターンを有する制御パルスを用いること
    を特徴とする請求項第1項に記載の発光装置。
  3. 【請求項3】 前記制御手段は前記発光時間を計測する
    ために所定周波数のクロックを制御パルスとして用いる
    ことを特徴とする請求項第1項に記載の発光装置。
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