JPH075513Y2

JPH075513Y2 - 電光表示装置

Info

Publication number: JPH075513Y2
Application number: JP1988033948U
Authority: JP
Inventors: 一春青柳; 光一村山; 眞金児; 正永吉川
Original assignee: MK Seiko Co Ltd
Current assignee: MK Seiko Co Ltd
Priority date: 1988-03-15
Filing date: 1988-03-15
Publication date: 1995-02-08
Anticipated expiration: 2003-03-15
Also published as: JPH01136995U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は発光素子を用いた電光表示装置に係わり、特に
複数の発光ダイオードをマトリックス状に配して、文字
・数字・簡単な絵など所望のグラフィックパターンを表
示する事が可能な電光表示装置に関する。

［従来の技術］表示素子としてマトリックス状に配列した発光ダイオー
ド（以下LEDとよぶ）を用い、表示板コントローラで選
択的に点灯・非点灯し、その組み合わせで文字・数字・
絵から成る表示パターンを静止表示あるいは自在にスク
ロール表示する電光表示装置が従来より知られている。

このような電光表示装置は不特定多数の人に情報を表示
し提供するという機能上屋外に設置される場合が多く、
従って装置本体は風雨や異物の侵入を防ぐ目的で密閉構
造に形成している。

また、表示板は常に自然光の下で表示を行なわなければ
ならず、一日の中でも日中の明るい状態から夜間まで刻
々と変化する明るさの中で良好な視認性を確保する為
に、装置周囲の明るさを外光センサーで検出し、周囲が
暗い時はLEDの輝度を下げ、明るい時は上げる事で視認
性を向上させている。

しかし、多数のLEDを点滅駆動させることは多量の発熱
を招くものであり、特にLEDが直射日光を受けるような
表示板にとって非常に明るい状態ではLEDは最高輝度で
発光するので、LED自体の発熱に日光の熱が加わってLED
は非常に高温に達する。その為高温に耐えられなくなり
LED素子が破壊されたり、また密閉された装置内も放熱
が追いつかなくなり制御装置が正常に作動しなくなると
いった問題点があった。

［考案の目的］本考案は上記問題点に対処し成されたもので、表示板周
辺に設けられる温度センサーの検出温度が設定温度をこ
えるような高温レベルに上昇しても、LED輝度はそのま
まに旧表示パターンから新表示パターンに変わるインタ
ーバルにLED消灯期間を設け、LED及び装置内制御装置の
異常過熱を未然に防ぎ上記問題点を解決することを目的
としている。

［実施例］以下、図面を基に本考案実施例について詳細に説明す
る。

第１図は本考案実施例の構成ブロック図である。１は交
流電源を直流に交換する電源ユニット、２はマトリック
ス状に配した多数のLEDから成る表示板、３はマイクロ
コンピュータを備え表示板２に所望のグラフィックパタ
ーンを表示する制御装置、４は該制御装置３に与えられ
表示板２上のLEDを実際に点滅駆動する表示板コントロ
ーラ、５は使用時のみ外部より接続され、表示板２上に
表示すべき表示パターンをプログラムするプログラマー
ユニットである。

第２図は前記制御装置３周辺を更に詳しく示した構成ブ
ロック図である。尚、第１図の説明と重なる部分は同符
号で示している。

６は文字・数字・絵等のグラフィックパターンを記憶す
るメモリーで、７はCPU、８はインターフェースであ
る。９は外光を検出し周囲の明るさに比例した信号を出
力するフォトトランジスタから成る外光センサー、10は
装置内温度を検出する温度センサー、11はアナログ信号
で与えられる温度及び外光センサーからの信号をデジタ
ル信号に変換するA/Dコンバータ、12は後述するがその
デジタル信号化された外光センサーの信号レベルに応じ
てLEDの発光デューティー比をコントロールする際、そ
の基準となるタイムカウントを行なうタイマー、13は以
上の制御装置３で与えられるグラフィックパターンに関
する情報を一時記憶するVRAM、14はシフトレジスタ、15
は実際にLEDを点滅駆動させるトランジスタ等の半導体
スイッチング素子から成る電流ドライバである。尚、表
示板２上のマトリックス状LEDは縦16ドット横16ドット
で１文字分を構成し、本実施例では横一列に最大６文字
表示可能としている。

次に、第３図は表示板上に配されるLEDの回路構成図で
ある。G₁〜G₄は発光色が緑のLED、R₁〜R₄は発光色が赤
のLEDで、それらは極性が互いに逆方向になるように緑
色・赤色LEDそれぞれ１コづつを１セットとし、並列接
続している。そして、更にそれを４セット直列に接続し
て１ドットを構成している。Tr1・Tr2・Tr3・Tr4はドッ
トを構成する各LEDのスイッチングを行なうトランジス
タで、各コレクタを接地し各エミッタはLEDを介して電
源Ｅに接続し、そのベースはそれぞれIC化されたシフト
レジスタS₁・S₂・S₃・S₄に接続している。

次に、その動作について説明する。シフトレジスタS₁の
出力信号がTr1のベースに印加されると電源Ｅより逆流
防止ダイオードD₂を介してG₄‐G₃‐G₂‐G₁‐Tr1と電源
が流れ、緑色LEDG₁〜G₄が発光する。同様にシフトレジ
スタS₂よりTr2のベースに信号が印加されると、D₁‐R₁
‐R₂‐R₃‐R₄‐Tr2と電流が流れ、赤色LEDR₁〜R₄が発光
する。この場合、シフトレジスタS₁・S₂は同時に信号を
出力することなく、後述するが前記制御装置３にて周期
512μsecの範囲内で発光デューティーをコントロール
し、それに従って出力する。

このようにして前記制御装置３より与えられるグラフィ
ックパターンの信号に応じて各ドットが点灯または消灯
し、全体として表示板２上にグラフィックパターンが表
示される。

尚、ここでは１ドットについてのみ説明したが、以下各
ドットは同様に構成され接続される。

第４図は外光センサー及び温度センサーの出力データに
応じて制御装置３にて行なわれる緑色LEDと赤色LEDの発
光デューティーコントロールに関するタイムチャートで
ある。

（ア）は緑色LED及び赤色LEDの発光切換時に発生するRe
d/Greenリセットパルスである。

（イ）は前記外光センサー９と温度センサー10の与える
周囲条件に関するデータに応じて赤色LEDブランキング
タイムを決定するパルスであり、（ウ）も同じく緑色LE
Dブランキングタイムを決定するパルスである。

（エ）は赤色LEDの発光期間を表し、（オ）は緑色LEDの
発光期間を表す。

今、（ア）で示されるRed/Greenリセットパルスが発生
すると、その立ち下がりと同時に前記シフトレジスタに
信号が送られ、それまで点灯していた緑色LEDが消灯す
る（オ）。その間赤色LEDは消灯した状態が続き
（エ）、次に（イ）で示される赤色LEDブランキングタ
イム決定のパルスが発生すると、その立ち上がりで今度
は点灯状態になる（エ）。Red/Greenリセットパルスの
立ち上がりからこれまでの消灯期間が赤色LEDブランキ
ングタイムで、TRで示す。また、Taはハードウェアブラ
ンキングタイムで、本実施例では４μsecである。赤色L
ED点灯状態はRed/Greenリセットパルスの発生まで続き
（ア）、詳しくは該パルスの立ち下がりで消灯し
（エ）、緑色LED点灯準備状態になる。そして、その緑
色LED消灯状態は（ウ）で示される緑色LEDブランキング
タイム決定のパルス発生まで続き、その立ち上がりと同
時に点灯する（オ）。つまり、その消灯期間TGが緑色LE
Dブランキングタイムである。また、緑色LED点灯期間は
Red/Greenリセットパルス立ち下がりまで続く。

以上が１サイクルで、その周期は512μsecである。従っ
て、Red/Greenリセットパルス及び両ブランキング決定
のパルスは共に256μsec毎に発生し、その間隔が変化す
ることはない。つまり、両LEDの発光時間を決定するの
は（イ）（ウ）で示されるブランキングタイム決定のパ
ルスで、該パルスの発生タイミングを相互にスライドす
ることで発光時間が決定する。

即ち、緑色・赤色各LEDの発光デューティーＤは次式で
求められる。

T/2−Ta−Tn×ｔＴ但しＴ：周期（512μsec） Ta：ハードウェアブランキングタイム（４μsec） Tn:TRまたはTGのタイマーカウント数（２≦Tn≦504）ｔ：タイマーカウントの１カウントに要する時間（0.5μsec）尚、上式で求められる発光ディーティーＤは０〜49％の
範囲で可変可能であり、緑色・赤色各LEDに対してそれ
ぞれ独立して設定される。つまり発光ディーティーＤが
０％とは、両LEDもしくは片方が全く発光しない消灯し
た状態を指し、49％とは少なくとも片方のLEDが発光し
得る時間内で最も長く発光している状態で、例えば赤色
LEDの発光ディーティーが49％で緑色LEDの発光ディーテ
ィーが０％であれば、全体として赤色発光し、両LEDが
共に49％であれば装置として最も高発光輝度で表示する
状態となり、人間の目には明るいオレンジ色として写
る。従って、両LEDの発光ディーティーをそれぞれコン
トロールすることで多色可変表示及びLED発光輝度調節
を行なっている。

このようにして表示板２を多色発光表示させ、使用者が
予め設定した表示プログラムに従って表示板２上に主に
16文字以内の一文章から成る表示パターンを順次周期的
に表示する。

第５図は表示画面書き換えに関するタイムチャート図で
ある。今、表示板２上にある表示パターン“Ａ・・・”
を表示し、次に“Ｂ・・・”という表示パターンを続け
て表示する場合を例にとって第５図を基に説明する。

先に表示される“Ａ・・・”の表示中に、前記制御装置
では次に表示される“Ｂ・・・”という新パターンに関
するデータ読み込みを開始するスタートコマンド信号が
発生する（カ）。それを受け前記メモリー６内では16文
字分に相当する記憶エリアに１文字分ずつ緑色LED赤色L
ED毎に点灯データをセットする。それを示すのが（ク）
の出力BUSYである。Taはハードウェアブランキングタイ
ムで、（カ）のスタートコマンドを受けるとTaをはさん
でLED点灯データを読み込みセットする。その期間がTb
であり、これは表示文字数に応じて変化する（ただし16
文字以内）。データをセットし終え出力BUSYのパルスが
立ち下がると、（キ）の出力終了割り込みパルスが立ち
上がり、そのまま次に（カ）のスタートコマンドパルス
が立ち上がるまでその状態を保持し、スタートコマンド
パルスが立ち上がるとハードウェアブランキングタイム
Taをおいて出力終了割り込みパルスは立ち下がる。該出
力終了割り込みパルスが発生すると、制御装置３より前
記表示板コントローラ４のVRAM13に以上のLED点灯デー
タ（表示データ）を与え、VRAM13ではそれを記憶し新パ
ターン表示準備状態となる。つまり、以上の動作は旧パ
ターンにあたる“Ａ・・・”の表示中に行なわれ、旧パ
ターンが表示され終えると（ケ）のラッチストローブの
パルスが発生する。該パルスを受けると表示板コントロ
ール４ではVRAM13内にLED点灯データを読み出し、表示
板２上の各ドットに対応するシフトレジスタS₁，S₂，…
にLED点灯データを送出し、前記電流ドライバ15にて各
ドットをスイッチングして表示板２上に表示パターンが
表示される。

尚、前記出力期間Tbは表示パターンが最高の16文字から
構成される場合で1.024msec要し、６文字で構成される
場合は384μsecである。従って、新しいデータ読み込み
を開始するスタートコマンドのパルスが発生し、上記の
動作が行なわれて表示パターンが書き換えられ、再び次
のスタートコマンドパルスが発生するまでの表示出力書
き換え周期T₂は長くても1.04msec以内である。

つまり、本実施例では約1msec毎に表示画面を書き換え
ているものであり、ここでは“Ａ・・・”から“Ｂ・・
・”と、それまでの表示パターン内容とは違う新しい表
示パターンに書き換えられる場合を例に説明したが、例
えば表示パターンを各種スクロール表示する場合も、書
き換え毎にスクロール方法に応じ表示パターンをわずか
づつずらす事で行なっている。そうする事で結果的に人
間の目には表示パターンが表示板２上を移動して見え
る。

次に、第６図は本考案実施例による制御系に関する構成
ブロック図で、第７図は表示板周囲の明るさレベルとそ
れに対するLEDの発光輝度変化例を示したものである。

外光センサー９の検出する明るさに関するデータを第７
図に示すように数段階のレベルに分割し、該レベルに応
じて予め設定した発光デューティーを記憶手段19にデー
タテーブルとして記憶させておき、明るさレベル判定手
段17にてレベルを判定し、更に発光デューティー設定手
段18にて外光レベルに応じた最も適当な発光デューティ
ーを設定してロードする。それを受けて表示板コントロ
ーラ４はLED、即ち表示板２の発光輝度をコントロール
する。

例えば、第７図に示すように夜間や日没直後など装置周
囲が非常に暗い状態であるレベルＡ・Ｂでは両LEDの発
光デューティーを共に小さくし、全体として輝度を下げ
視認性を向上させる。そして周囲が明るくなるにつれ、
LEDの発光デューティーを大きくして輝度を上げる。し
かし、この時両LED共点灯しているのはレベルＣ・Ｄま
でで、緑色が確認できなくなるＥ・Ｆのレベルでは赤色
LEDのみ点灯し、レベルＧに達すると最高発光輝度で赤
色発光する。

一方、温度センサー10は常時表示板２周囲の温度を検出
しているものであり、温度レベル判定手段20にて検出温
度ｔをモニタしてｔがどの温度レベルにあるか判定す
る。即ち、予めt₁・t₂・t₃という温度を設定し、第１の
設定温度t₁（例えば70℃）を超えるような非常に高い温
度を検出したら、その時は外光センサー９の検出データ
（周囲の明るさ）に関係なく、発光デューティー設定手
段18にて発光デューティー０％をロードして、ｔがt₁よ
り低い温度になるまで全ての動作に優先し赤色・緑色両
LEDを消灯するものとする。

ところが、もし検出温度ｔがt₁ほど高温でなく、第２の
設定温度t₂（例えば60℃）からt₁の範囲（t₂≦ｔ＜t₂）
であれば、温度レベル判定手段20はそれを判定し表示画
面書き換え手段21に与える。表示画面書き換え手段で
は、旧パターンから新パターンに変わるインターバル
に、第５図中に示した表示出力書き換え周期T₂の20秒に
相当する周期にわたってLED点灯データ読み込み期間Tb
中にLED無点灯のデータを読み込ませる。つまり、前記
した例で説明すると、“Ａ・・・”の表示パターンが表
示板から消えて次に“Ｂ・・・”が表示されるまでに無
表示の状態（LED消灯期間）が20秒間続くことになる。

次に、検出温度ｔがt₂には達しないが、第３の設定温度
t₃（例えば50℃）からt₂の範囲（t₃≦ｔ＜t₂）に含まれ
る場合には、上記同様温度レベル判定手段20がそれを判
定し、表示画面書き換え手段21は表示出力書き換え周期
T₂の10秒に相当する周期にわたって、LED無点灯のデー
タを読み込み、旧パターンから新パターンへの表示切り
換え時に10秒間の無表示期間（LED消灯期間）を設け
る。

尚ここで、以上の説明で用いた設定温度・無表示期間等
の具体的な数値はこれに限るものではなく、使用するLE
Dの耐熱性能や装置の放熱条件によってその機能と目的
を果たす範囲で可変するものである。

［考案の効果］以上説明したように本考案は、温度センサーで表示板周
囲の温度を常にモニターし、検出温度が設定温度以上の
上昇を示した時は、旧パターンから新パターンに変わる
表示パターンの表示切り換え時に無表示期間を設けるよ
う構成したので、表示板周囲が非常に明るくまた気温も
高いような状態において、外光センサーの検出データに
応じてLEDの発光輝度を上げたとしても、LED自体の発熱
と表示板を照射する外光による発熱で装置内温度及びLE
D自体の温度が異常上昇し、これら電子部品に悪影響を
与えるような状況に陥る前に防止することができる。そ
の上、LEDの輝度はそのままに、旧パターンから新パタ
ーンに変わるそのインターバルにLED消灯期間を設ける
ので、表示パターンの表示中は周囲外光に応じた良好な
視認性が確保されたままであり、従って情報を表示する
という本来の機能を損なう事なくLED及び装置内制御装
置の異常温度上昇が防げるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の構成ブロック図。第２図は同実施例制御装置周辺の構成ブロック図。第３図は同実施例表示板上に配される発光ダイオードの
回路構成図。第４図は緑色LEDと赤色LEDの発光デューティーコントロ
ールの一例を示すタイムチャート。第５図は表示パターンの書き換えに関するタイムチャー
ト。第６図は本考案実施例による制御系に関する構成ブロッ
ク図。第７図は外光の明るさレベルとそれに対応する発光ダイ
オードの発光輝度変化例。 G₁〜G₄・R₁〜R₄は発光ダイオード、２は表示板、３は制
御装置、４は表示板コントローラ、10は温度センサー。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】マトリックス状に配される複数の発光素子
から成る表示板と、該発光素子を選択的に点灯し表示パ
ターンを表示する表示板コントローラと、前記表示板周
辺温度を検出する温度センサーと、予め設定される表示
プログラムに従い前記表示板コントローラを制御する制
御装置とを備え、前記温度センサより検出される温度が
設定温度以上の場合は表示パターンの表示切り換え時に
無表示期間を設けることを特徴とする電光表示装置。