JPH07101333B2 - 情報表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、表示素子に発光ダイオードを用いた情報表
示装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、保守が容易なことから、発光ダイオードを用いた
情報表示装置が各所に用いられている。この表示装置に
おいて表示に変化をもたせるには、発光色の異なる発光
ダイオードをひとまとめにして１表示ドツトとし、その
表示ドツトを複数配設して表示面を形成している。そし
てこの表示装置に情報を表示するには、表示内容に対応
した位置の表示ドツトを選択し、さらに表示ドツト内の
発光色を選択するようにしている。

発光色の異なる発光ダイオードをひとまとめにする方法
としては第５図に示すように黄色発光ダイオードD₁と赤
色発光ダイオードD₂とを反射板Ｒに搭載して透明樹脂に
より成形し、表示ドツトＤとする方法がある。また、道
路情報板のように屋外で使用される情報表示装置におい
ては、発光ダイオードの発光光度が高い必要があるの
で、黄色発光ダイオードはGaPの材料で構成し、赤色発
光ダイオードはGaAlAsの材料で構成し、これらをダブル
ヘテロ構造とした超高輝度発光ダイオードと言われるも
のを用いることが多い。この場合、発光ダイオードを構
成する材料により、黄色発光ダイオードと赤色発光ダイ
オードの極性が逆になり、第５図に示す表示ドツトＤの
等価回路は第６図に示すようになる。この回路は端子
「ア」に黄色発光ダイオードD₁のアノードが、端子
「コ」に黄色発光ダイオードのカソードと赤色発光ダイ
オードD₂のアノードの接続部が、端子「カ」に赤色発光
ダイオードD₂のカソードがそれぞれ接続される。すなわ
ち、黄色発光ダイオードD₁と赤色発光ダイオードD₂が直
接接続されることになる。

第７図はこの表示ドツトＤを駆動する回路であり、第５
図と同一記号のものは相当部分を示している。黄色発光
ダイオードD₁は制御回路S₁がオンのとき、電源E₁から抵
抗R₁を介して電流I₁が供給されることによつて発光し、
赤色発光ダイオードD₂は制御回路S₂がオンのとき、電源
E₂から抵抗R₂によつて制限された電流I₂が供給されるこ
とによつて発光するようになつている。このように制御
回般S₁,S₂を制御することによつて黄色発光ダイオードD
₁と、赤色発光ダイオードD₂を独立してオン・オフ制御
することができ、黄色，赤色，黄赤混合の発光制御を行
なうことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこのような従来の回路は、制御回路S₁,S₂
と表示ドツトＤとの接続において、端子「コ」は各表示
ドツトで共通となるが、複数の表示ドツトを有するもの
は端子「ア」と端子「カ」の２本が表示ドツト毎に必要
となる。一般に発光ダイオードはパネル表面に取付けら
れるものであり、その他の回路部品は装置内部に実装さ
れるものであるから、発光ダイオードと回路部品との接
続は装置の大きさに相応した長さとなる。このため、表
示ドツトの数が増えると発光ダイオードへの配線数が多
くなり、接続工数が増えるとともにその配線の占めるス
ペースが大きくなつてしまい、回路部品の取付自由度が
小さくなつてしまう。また、電源が２電源となるため経
済性が悪く、回路も複雑になつてしまうという問題を有
していた。

〔問題点を解決するための手段〕

このような問題を解決するためにこの発明は、各表示ド
ツト共通に表示ドツトの上流側と下流側のスイツチング
を行なうようにするとともに各表示ドツトにおける発光
色の選択は個別制御回路によつて行なうようにしたもの
である。また発光色の異なるものどうしは眼の残像時間
より短かい周期で同時にオンとならない状態で駆動する
ようにしたものである。

〔作 用〕

このように構成したので、共通に用いるスイツチの部分
は表示ドツトが複数となつても渡り接続が行なえるよう
になるとともに、１電源で駆動できるようになる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図であり、第５
図〜第７図と同一部分は相当部分を示している。E₀は電
源であり、陽極はトランジスタTr₃とTr₁のエミツタに接
続されている。トランジスタTr₃は黄色発光ダイオードD
₁の電流を各表示ドツト共通にオン・オフ制御する共通
制御回路であり、そのコレクタは抵抗R₁を介して表示ド
ツトＤの端子「ア」に接続されるほか、点線で示す他の
表示ドツトの対応す端子に接続されている。またトラン
ジスタTr₃のベースは制御信号が入力されるもので、端
子Ａに接続されている。トランジスタTr₁は赤色発光ダ
イオードD₂の電流をオン・オフ制御する個別制御回路
で、各表示ドツト毎に個別に設けられている。そのコレ
クタは抵抗R₂を介して表示ドツトＤの端子「コ」に接続
され、ベースは端子Ｅに接続され制御信号が入力され
る。トランジスタTr₄は赤色発光ダイオードD₂の電流を
各表示ドツト共通にオン・オフ制御する共通制御回路で
あり、コレクタは表示ドツトＤの端子「カ」に接続され
るとともに他の表示ドツトの対応個所に接続されてい
る。またそのエミツタは電源E₀の陰極に接続され、ベー
ス端子Ｂに接続され制御信号が入力される。トランジス
タTr₂は黄色発光ダイオードD₁の電流をオン・オフ制御
する個別制御回路で、各表示ドツト毎に個別に設けられ
ている。そのコレクタは表示ドツトＤの端子「コ」に接
続され、エミツタは電源E₀の陰極に接続され、ベースは
端子Ｂに接続され、ベースに制御信号が入力される。

第２図は第１図の各部信号波形を示した図であり、第１
図と第２図によつて動作を説明する。第２図において期
間ａは黄色発光ダイオードD₁だけを発光させる場合の動
作であり、期間T₁では第２図（ａ），（ｄ）に示すよう
に端子A,Fに信号が入力されるためトランジスタTr₃とTr
₂がオンとなり、電流I₁がトランジスタTr₃,抵抗R₁を介
して端子「ア」に供給され、その電流が黄色発光ダイオ
ードD₁,端子「コ」，トランジスタTr₂を通り流れ、黄色
発光ダイオードD₁を発光させる。すなわち黄色発光ダイ
オードD₁の電流をオン・オフ制御する制御回路のドラン
ジスタTr₃とTr₂が同期して制御されオンすることで黄色
発光ダイオードD₁が発光することになる。期間Ｔは第２
図（ｂ）に示すように端子Ｂに信号が入力され、トラン
ジスタTr₄がオンするが、トランジスタTr₁〜Tr₃はいず
れもオフのため電流I₁,I₂が流れず表示ドツトＤは発光
しない。期間ａにおいて第２図では期間T₁とT₂が各１回
しか存在しないように記載されているが、期間T₁,T₂の
状態が繰返し発生するようにし、それぞれの期間が眼の
残像時間より短い周期で繰返すようておけば、期間ａで
はあたかも黄色発光ダイオードD₁だけが連続して発光し
ているように見える。

次に期間ｂは赤色発光ダイオードD₂だけを発光させる場
合の動作であり、期間T₁では第２図（ａ）に示すように
端子Ａだけに信号が入力してトランジスタTr₃がオンす
るが、トランジスタTr₁,Tr₂,Tr₄のいずれもがオフのた
め電流I₁,I₂が流れず、表示ドツトＤは発光しない。期
間T₂では第２図（ｂ），（ｃ）に示すように端子Ｂと端
子Ｅに信号が入力され、赤色発光ダイオードD₂に流れる
電流をオンオフ制御する制御回路であるトランジスタTr
₁とTr₄が同期してオン状態となるので、電流I₂がトラン
ジスタTr₁,抵抗R₂を介して端子「コ」に供給され、その
電流が赤色発光ダイオードD₂を流れ、発光ダイオードD₂
が発光する。そして前述したと同様に期間T₁とT₂の状態
が眼の残像時間より短い周期で繰返し発生するようにし
ておけば、期間ｂではあたかも赤色発光ダイオードD₂だ
けが連続して発光しているように見える。

期間ｃは黄色発光ダイオードD₁と赤色発光ダイオードD₂
をそれぞれ発光させる場合の動作で、期間T₁では第２図
（ａ），（ｄ）に示すように端子Ａと端子Ｆに信号が入
力され、トランジスタTr₃とTr₂が同期してオンするの
で、黄色発光ダイオードD₁が発光する。期間T₂では第２
図（ｂ），（ｃ）に示すように端子Ｂと端子Ｅに信号が
入力され、トランジスタTr₁とTr₄が同期してオンするの
で、赤色発光ダイオードD₂が発光する。そして前述した
と同様に期間T₁とT₂の状態が眼の残像時間より短い周期
で繰返し発生するようにしておけば、期間ｃではあたか
も黄色発光ダイオードD₁と赤色発光ダイオードD₂が同時
に発光し、混合色で発光しているように見える。

期間ａのとき、端子Ａの信号が第２図（ａ）に点線で示
すように遅延した場合、点線で示す期間内は黄色発光ダ
イオードD₁の共通制御回路であるトランジスタTr₃と、
赤色発光ダイオードD₂の共通制御回路であるトランジス
タTr₄とが同時にオンするため、表示ドツトＤに電流I₁,
I₂がともに流れる。

期間ｃにおける端子Ｅの信号が第２図（ｃ）に示すよう
に遅延した場合は、点線の期間内は黄色発光ダイオード
D₁の個別制御回路であるトランジスタTr₂と、赤色発光
ダイオードD₂の個別制御回路であるトランジスタTr₁が
同時にオンするため、電流はトランジスタTr₁,抵抗R₂,
トランジスタTr₂を流れる。

このように信号の遅延が生じたときに抵抗R₁とR₂がない
と、トランジスタTr₃,Tr₄が同時にオンの場合は表示ド
ツトＤに大電流が流れ、発光ダイオードおよびトランジ
スタを破壊するおそれもあり、トランジスタTr₁,Tr₂が
同時にオンの場合も同様にそのトランジスタが破壊する
おそれもある。このため抵抗R₁,R₂は黄色発光ダイオー
ドD₁と赤色発光ダイオードD₂に一定電流を流すという効
果の他、制御信号のタイミングの誤動作による部品の破
壊を防止する役割をもつことになる。そして、抵抗R₁,R
₂が挿入される回路上の位置も重要で、この実施例のよ
うに黄色発光ダイオードD₁用の制御回路と、赤色発光ダ
イオードD₂用の制御回路が同時にオンしても、回路素子
を破損から守る位置に挿入する必要がある。また、黄色
発光ダイオードD₁と赤色発光ダイオードD₂を独立に制御
するためには、黄色発光ダイオード用の制御回路と、赤
色発光ダイオード用の制御回路が同時にオンとならない
ように制御する必要がある。

期間ｄは黄色発光ダイオードD₁の発光光度が赤色発光ダ
イオードD₂の発光光度よりも比較的低いときの制御動作
で、期間T₃を期間T₄より長く設定することで、黄色発光
ダイオードD₁に流れる電流I₁の時間が赤色発光ダイオー
ドD₂に流れる電流I₂の時間よりも長くなり、前述したと
同時に期間T₃とT₄の状態が眼の残像時間より短かい周期
で繰返し発生するようにしておけば、期間ｄでは黄色発
光ダイオードD₁と赤色発光ダイオードD₂が同じ明かるさ
で発光する。

期間ｅは夜間の調光動作であり、期間T₅とT₆を短かく
し、その状態を眼の残像時間より短かい周期で繰返す
と、黄色発光ダイオードD₁も赤色発光ダイオードD₂も暗
く見える。

表示ドツトＤは通常、表示面に設けられ、その他の回路
部品は表示を妨げない別の場所に設けられるが、このと
き表示ドツトＤと回路部との配線数がスペース上で重要
となる。第１図では、表示ドツトＤの端子「コ」に接続
する制御回路を個別制御回路とし、その他の端子
「ア」，「カ」に接続する制御回路を各表示ドツトに共
通な共通制御回路としていることから、表示ドツトＤの
配線とその他の配線の数を検討すると、表示ドツト毎に
長く引まわす配線は端子「コ」に接続される配線１本だ
けですむ。すなわち、第１図に太線で示す接続は発光ダ
イオード取付面で渡り接続するだけで良く、従来装置の
ように長く引まわす必要はない。

端子「ア」は他の表示ドツトと共通の共通制御回路に抵
抗R₁を介して接続するので、表示ドツトＤを取付けるプ
リント基板上で簡単に接続でき、接続のためのコネクタ
等を表示ドツト毎に設ける必要はない。また端子「カ」
も同様に、他の表示ドツトと共通の共通制御回路に接続
するので、プリント基板上で簡単に接続できる。すなわ
ち、配線数としては表示ドツト毎に１本と各表示ドツト
共通に２本となり、従来の配線数と比較すると非常に少
なくなる。このため、道路情報表示装置等、数千以上の
表示ドツトを設けた装置では組立作業性が非常に向上
し、省スペース効果も顕著になる。

第３図は他の実施例であり、第１図と同一記号は相当部
分を示し、ダイオードD₃,D₄はそれぞれ共通制御回路の
トランジスタTr₃,Tr₄から全ての表示ドツトＤの端子
「ア」と端子「コ」に抵抗R₁,R₂を介して接続され、ま
わり込みを防止している。動作については第１図のもの
と同様である。この例では表示ドツトＤの端子「ア」と
「カ」が共通接続されていることから、配線数を従来の
ものより減少させることができる。

第４図は第１図を変形したもので、第１図と同一記号の
部分は相当部分を示している。この例ではダイオードD₃
が共通制御回路のトランジスタTr₄から全ての表示ドツ
トＤの端子に抵抗R₂を介して接続されているので、まわ
りこみが防止できる。動作については第１図のものと同
様である。第４図のものは表示ドツト毎に設ける個別制
御回路がNPNトランジスタに統一できるので、同一ICで
の制御ができる。このように、共通制御回路と個別制御
回路の接続先を変えることによつて、同一機能を持ちな
がら種々の回路構成が可能になる。

なお、以上の説明は発光ダイオードの表示色を黄色と赤
色で説明したが、他の色でも良く、表示ドツトも２つの
発光ダイオードで構成するようにしたが、直列接続，並
列接続等により更に多くの数で構成できる。さらに、制
御回路はトランジスタの他、SCRなど他の素子で構成し
ても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明は、各表示ドツト共通に表
示ドツトの上流側と下流側のスイツチングを行なうよう
にしたので、接続線数を減少できるとともに電源が１種
類だけですむようになり、組付工数および部品費が少な
くてすみ、経済性が良いという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は第
１図の動作を説明する波形図、第３図および第４図は他
の実施例を示す回路図、第５図は発光ダイオードの構造
を示す図、第６図は第５図に示す発光ダイオードの等価
回路を示す回路図、第７図は第５図に示す発光ダイオー
ドを駆動する回路の従来例を示す回路図である。 E₀……電源、Tr₁〜Tr₄……トランジスタ、R₁,R₂……抵
抗、D₁,D₂……発光ダイオード、Ｄ……表示ドツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発光色の異なる発光ダイオードにより表示
   ドットを構成し、この表示ドットが複数配列されている
   情報表示装置において、 第１の発光ダイオードと第２の発光ダイオードが第１の
   端子と第２の端子との間に直列接続され、かつ前記第１
   の発光ダイオードと第２の発光ダイオードの接続点が第
   ３の端子に接続された、前記表示ドットを構成する表示
   素子と、 各表示素子の第１の端子に一方の端子がそれぞれ接続さ
   れた第１の電流制限抵抗と、 前記表示素子のうちの１つの特定表示素子に接続された
   第１の電流制限抵抗の他方の端子と電源の一方の電源と
   の間に接続された第１のスイッチング素子と、 前記特定表示素子の第２の端子と前記電源の他方の電極
   との間に接続された第２のスイッチング素子と、 前記第３の端子に一方の端子が接続された第２の電流制
   限抵抗と、 前記第２の電流制限抵抗の他方の端子と前記電源の一方
   の電極との間に接続された第３のスイッチング素子と、 前記第３の端子と前記電源の他方の電極との間に接続さ
   れた第４のスイッチング素子と、 前記特定表示素子に接続された第１の電流制限抵抗の他
   方の端子と第１のスイッチング素子との接続点と、各表
   示素子に接続された第１の電流制限抵抗の他方の端子と
   の間を渡り接続する第１の接続線と、 前記特定表示素子の第２の端子と第２のスイッチング素
   子との接続点と、各表示素子の第２の端子との間を渡り
   接続する第２の接続線と から構成され、 前記第１および第２の発光ダイオードは眼の残像時間よ
   り短い周期で、かつ第１および第２の発光ダイオードが
   同時にはオンとならない状態で駆動されることを特徴と
   する情報表示装置。