JPH09292860A - Ｌｅｄランプ保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＬＥＤパネル内のＬＥＤランプの輝度劣化、
焼損を防止する。 【解決手段】 外部信号に基きマトリックス状に配置さ
れたＬＥＤパネル１５内の入力信号が示すＬＥＤランプ
１７選択し、間欠的に電流を流して点灯させる際、ウォ
ッチドッグタイマ２が、その入力信号を監視し、所定期
間変化しない場合に、ＬＥＤランプ１７への通電を禁止
する。同じＬＥＤランプに電流が流れ続けることがない
ので、劣化や焼損を防止できる。入力信号がパラレル信
号である場合には、それらのうちの複数の信号を監視す
るとよい。また、ＬＥＤランプへの通電を禁止する場合
には、外部にＥＲＲＯＲ信号を出力するとよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＥＤ表示装置の
分野にかかり、特にＬＥＤ表示装置のＬＥＤランプを保
護する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＥＤ表示装置は、多数のＬＥＤランプ
が配置されたＬＥＤパネルを複数個使用して、各ＬＥＤ
パネルに所望の文字や図形を映す表示装置である。通常
は１個のＬＥＤランプが文字の１つのドットに対応する
ことから、ドットマトリックスＬＥＤとも呼ばれてい
る。そのようなＬＥＤパネル内のＬＥＤランプを点灯さ
せる方法には、大きく分けてスタティック表示方式とダ
イナミック表示方式とがある。

【０００３】スタティック表示方式は、１個のＬＥＤラ
ンプに１個のＬＥＤドライバを対応させる方式であり、
点灯時にはＬＥＤランプに通電し続けて発光させるた
め、表示のコントロールは簡単ではあるが、ＬＥＤラン
プの数だけＬＥＤドライバを必要とするため駆動回路の
規模が大きくなるのが欠点である。

【０００４】他方、ダイナミック表示方式は、１個のＬ
ＥＤドライバで複数個のＬＥＤランプを点灯させる方式
であり、ＬＥＤドライバが点灯すべきＬＥＤランプに時
分割で通電し、短い周期で点灯と消灯とを繰り返させ、
人間の目の残像現象によって常時点灯しているように見
せかける方式である。このダイナミック表示方式ではＬ
ＥＤドライバの数が少なくて済み、ＬＥＤランプ駆動装
置が安価になることから近年主流になっている。そのよ
うなダイナミック表示方式のＬＥＤ表示装置の従来技術
の例を図５に示す。

【０００５】図５を参照し、符号１１５はＬＥＤパネル
であり、該ＬＥＤパネル１１５内には、ｎ本の行信号線
(ＬＩＮＥ₁〜ＬＩＮＥ_n)と、ｍ本の列信号線(ＲＯＷ₁〜
ＲＯＷ_m)とが設けられており、また、ＬＥＤランプがｎ
×ｍ個マトリックス状に配置され、アノードが行信号線
に、カソードが列信号線にそれぞれ接続され、ｎ本の行
信号線のうちの１本と、ｍ本の列信号線のうちの１本と
が選択されると１個のＬＥＤランプが特定できるように
構成されている。

【０００６】このＬＥＤパネル１１５を駆動するＬＥＤ
ランプ駆動装置は、コモンドライバ１１６と定電流セグ
メントドライバ１０３とで構成されており、前記ｎ本の
行信号線はコモンドライバ１１６の出力端子に接続さ
れ、ｍ本の列信号線は、定電流セグメントドライバ１０
３の出力端子に接続されている。

【０００７】コモンドライバ１１６は、ＬＩＮＥＳＥＬ
₀〜ＬＩＮＥＳＥＬ_k端子に入力される信号の内容に従っ
て、各行信号線ＬＩＮＥ₁〜ＬＩＮＥ_nのうちの１本を選
択し、その行信号線に電源電圧ラインＬＥＤＶ_ccの電圧
を印加するように構成されている。

【０００８】定電流セグメントドライバ１０３内には、
定電流ドライバ１０４と、データラッチ１０５とシフト
レジスタ１０６とが設けられており、定電流ドライバ１
０４はデータラッチ１０５内の記憶データに従って、列
信号線ＲＯＷ₁〜ＲＯＷ_mのうちの複数本又は１本を選択
し、その列信号線から定電流をシンクできるように構成
されている。

【０００９】そのとき、コモンドライバ１１６が選択し
た行信号線のうちの１本に電圧を印加していると、その
行信号線と選択された列信号線との間に設けられたＬＥ
Ｄランプに通電される。

【００１０】所定時間ＬＥＤランプの通電した後、ＢＬ
ＡＮＫ端子を消灯モードとして定電流ドライバ１０４の
動作を止めている間に、シフトレジスタ１０６内の記憶
データをデータラッチ１０５に複写してデータラッチ１
０５の記憶データを更新すると同時に、コモンドライバ
１１６によって行信号線を次のラインに切り替えた後、
ＢＬＡＮＫ端子を点灯モードとする。この一連の動作を
行うことにより、点灯させたいＬＥＤランプへの短時間
の通電が行われる。この動作を所定間隔で繰り返し行う
と、間欠的に通電されるＬＥＤランプが常時点灯してい
るように見える。

【００１１】このようなダイナミック表示方式では、点
灯すべきＬＥＤランプには間欠的に通電されるので、点
灯している時間はスタティック表示方式に比べて短くな
る。従って、常時点灯しているようには見えるが、暗く
感じてしまう。そこでダイナミック表示方式では、通電
時間が短い分、点灯すべきＬＥＤランプへの通電量を大
きくし、スタティック表示方式と同等の明るさが感じら
れるようにしている。例えば、スタティック表示方式で
ＬＥＤランプに２０ｍＡの電流を流す場合、ダイナミッ
ク表示方式では、１周期のうちの２５％の時間だけ８０
ｍＡの電流を流せば、同等の明るさを得ることができる
こととなる。

【００１２】このように、ダイナミック表示方式でのＬ
ＥＤランプへの通電量は、スタティック表示方式におけ
る通電量の数倍から、ときには数十倍になるが、その大
きさがＬＥＤランプの定格電流を超えるような場合で
も、通電時間はごく短時間であることから、ＬＥＤラン
プの劣化や破壊は起こらない。

【００１３】しかしながら、何らかの理由により、ある
行信号線に電圧が印加されたままになった場合には、そ
の行信号線と、選択されている列信号線との間に設けら
れたＬＥＤランプに大電流が流れ続けてしまう。ＬＥＤ
ランプの絶対最大定格を超えてしまった場合には、ＬＥ
Ｄランプが輝度劣化や焼損を起こし、そのＬＥＤランプ
が使用できなくなってしまう。通常のＬＥＤパネルは、
ＬＥＤランプ１個だけの交換はできないので、そのよう
な場合にはＬＥＤパネル全体を交換しなければならず、
その修理のために煩雑な手数と高額な費用を要してい
た。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の不都合を解決するために創作されたもので、その目的
は、ＬＥＤパネル内のＬＥＤランプの輝度劣化、焼損を
防止する技術を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、ＬＥＤランプがマトリック
ス状に配置されたＬＥＤパネルと、入力信号の内容に応
じて前記ＬＥＤパネル内のＬＥＤランプを選択し、間欠
的に通電して点灯させるＬＥＤランプ駆動装置とを有す
るＬＥＤ表示装置の、前記各ＬＥＤランプを保護するＬ
ＥＤランプ保護回路であって、該ＬＥＤランプ保護回路
は、前記ＬＥＤランプ駆動装置への入力信号を監視し、
その入力信号が所定期間変化しない場合にＬＥＤランプ
への通電を禁止することを特徴とする。

【００１６】この場合、請求項２記載の発明のように、
前記ＬＥＤランプ駆動装置への入力信号がパラレル信号
である場合には、該パラレル信号の複数の信号を監視す
ることも可能である。

【００１７】これらのＬＥＤランプ保護回路では、請求
項３記載の発明のように、前記所定期間を変更できるよ
うにしておくと便利である。

【００１８】また、請求項４記載の発明のように、前記
ＬＥＤランプへの通電を禁止するときに、外部に信号を
出力するように構成しておくと、異常事態の発見や回復
が容易になって好ましい。

【００１９】一般に、マトリックス状に配置されたＬＥ
Ｄパネル内のＬＥＤランプを入力信号によって選択し、
間欠的に通電して点灯させるダイナミック表示方式で
は、その入力信号を出力するＩＣの故障等により、ＬＥ
Ｄランプ駆動装置へ信号が正常に入力されなくなった場
合には、同じＬＥＤランプが選択されたままになり、そ
のＬＥＤランプに電流が流れ続けてしまう。そのような
異常事態が生じる場合は、行信号線の信号変化がなくな
るときなので、その信号変化を監視し、所定期間無変化
であった場合にＬＥＤランプへの通電を禁止すれば、Ｌ
ＥＤランプの劣化や焼損を防止することが可能となる。

【００２０】ＬＥＤランプ駆動装置の行信号線に入力さ
れる信号はパラレル信号であるので、それらのうちの任
意の一信号(特にスキャン信号が好ましい)を監視しても
よいが、パラレル信号のうちの複数の信号を監視するこ
とも可能である。

【００２１】監視している信号の全てが所定期間変化し
ないときにＬＥＤランプへの通電を禁止するようにした
場合には、正常動作であるのに誤ってＬＥＤランプへの
通電を禁止せずに済む。他方、監視している信号のいず
れか１つでも所定期間信号変化がないときにＬＥＤラン
プへの通電を禁止するようにした場合には、ＬＥＤラン
プを確実に保護することができる。

【００２２】ところで、正常に動作をしているときであ
っても入力信号が変化しない期間があるが、その長さは
ＬＥＤ表示装置の用途によって異なるので、ＬＥＤラン
プへの通電を禁止するための前記所定期間は変更できる
ように構成しておくと好ましい。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用い
て説明する。一般に、ＬＥＤ表示装置は、多数のＬＥＤ
パネルと、各ＬＥＤパネルをそれぞれ駆動するＬＥＤラ
ンプ駆動装置とで構成されているが、図１の符号１２で
示すＬＥＤ表示装置は、それらのうちの１枚のＬＥＤパ
ネル１５と、それを駆動するＬＥＤランプ駆動装置だけ
が図示されているものとする。

【００２４】このＬＥＤパネル１５内には、ｎ本の行信
号線(ＬＩＮＥ₁〜ＬＩＮＥ_n)と、ｍ本の列信号線(ＲＯ
Ｗ₁〜ＲＯＷ_m)とが設けられており、符号１７で示すＬ
ＥＤランプが、ｎ×ｍ個マトリックス状に配置されてい
る。各ＬＥＤランプ１７のアノードは行信号線に、カソ
ードは列信号線にそれぞれ接続されており、ｎ本の行信
号線のうちの１本と、ｍ本の列信号線のうちの１本とが
選択されると１個のＬＥＤランプが特定できるように構
成されている。

【００２５】このＬＥＤランプ駆動装置は、コモンドラ
イバ１６と、定電流セグメントドライバ３とを有してお
り、前記各行信号線ＬＩＮＥ₁〜ＬＩＮＥ_nはコモンドラ
イバ１６のｎ個の出力端子にそれぞれ接続され、また、
前記各列信号線ＲＯＷ₁〜ＲＯＷ_mは定電流セグメントド
ライバ３のｍ個の出力端子にそれぞれ接続されている。

【００２６】コモンドライバ１６には、入力端子とし
て、ＬＩＮＥＳＥＬ₀〜ＬＩＮＥＳＥＬ_k端子が設けられ
ており、パラレル信号を入力信号にできるように構成さ
れている。ＬＩＮＥＳＥＬ₀端子には所定クロックのス
キャン信号が入力されており、コモンドライバ１６に内
蔵されたデコーダーが、ＬＩＮＥＳＥＬ₁〜ＬＩＮＥＳ
ＥＬ_k端子にパラレルに入力される信号の内容を、前記
スキャン信号によってタイミングをとりながら解釈し、
該入力信号の示す行信号線を選択し、選択した行信号線
を、１本ずつ所定期間、電源電圧ラインＬＥＤＶ_ccの電
圧を印加するように構成されている。

【００２７】定電流セグメントドライバ３には、本発明
の一例のＬＥＤ保護回路であるウォッチドッグタイマ２
と、定電流ドライバ４と、データラッチ５と、シフトレ
ジスタ６とが内蔵されており、シフトレジスタ６のｍ個
の出力端子はデータラッチ５のｍ個の入力端子に接続さ
れ、該データラッチ５のｍ個の出力端子は定電流ドライ
バ４のｍ個の入力端子に接続されている。

【００２８】また、シフトレジスタ６には、出力端子と
してＤＡＴＡＯＵＴ端子が設けられ、また、入力端子と
してＤＡＴＡＩＮ端子とＳＣＬＫ端子とが設けられてお
り、ＳＣＬＫ端子に入力されるクロック信号の周期に従
って、該シフトレジスタ６内の記憶データをシフトし、
オーバーフローしたデータをＤＡＴＡＯＵＴ端子に出力
するとともに、ＤＡＴＡＩＮ端子に入力された信号を、
最もＤＡＴＡＩＮ端子に近い記憶位置に取り込むように
動作をする。

【００２９】このシフトレジスタ６のＤＡＴＡＩＮ端子
は前段のＬＥＤ表示装置(定電流セグメントドライバ)の
ＤＡＴＡＯＵＴ端子に接続されており、また、該シフト
レジスタ６のＤＡＴＡＯＵＴ端子は後段のＬＥＤ表示装
置のＤＡＴＡＩＮ端子に接続されている。従って、各Ｌ
ＥＤパネルに設けられた定電流セグメントドライバのシ
フトレジスタ内のデータはＳＣＬＫ端子に入力されるク
ロック信号の周期に従って、シフトレジスタ間で前段か
ら後段に向け、１ビットずつ順次転送されることとな
る。

【００３０】データラッチ５には、入力端子としてＬＡ
Ｔ端子が設けられており、前述したシフトレジスタ６内
の記憶データのシフトが終了すると、そのＬＡＴ端子が
トリガーされ、該シフトレジスタ６内の新たな記憶デー
タがデータラッチ５内に複写される。

【００３１】定電流ドライバ４には入力端子としてＢＬ
ＡＮＫ端子が設けられており、データラッチ５への複写
の際には、該ＢＬＡＮＫ端子に消灯モードの信号が入力
されており、定電流ドライバ４の動作は禁止され、ＬＥ
Ｄランプは全て消灯するようにされている。

【００３２】データラッチ５への記憶データの複写が完
了すると、定電流ドライバ４は前記各列信号線ＲＯＷ₁
〜ＲＯＷ_mのうち、データラッチ５内の記憶データの示
す列信号線を選択し、その選択した列信号線を定電流シ
ンク可能な状態にする。

【００３３】コモンドライバ１６は、このときまでにＬ
ＩＮＥＳＥＬ₀〜ＬＩＮＥＳＥＬ_k端子に入力される信号
に従った行信号線の選択を完了しており、ＢＬＡＮＫ端
子に点灯モードの信号が入力される前に、選択している
行信号線のうちの１本を電源電圧ラインＬＥＤＶ_ccに接
続しておく。

【００３４】その接続が完了した後、ＢＬＡＮＫ端子に
点灯モードの信号が入力されると、電源電圧ラインＬＥ
ＤＶ_ccに接続されている行信号線と、選択されている列
信号線との間に接続されたＬＥＤランプに通電される。
そのとき流れる電流は定電流であり、その大きさは、定
電流ドライバ４のＩＲＥＦ端子に入力される信号の内容
に応じた大きさになるようにされている。

【００３５】列信号線の選択状態を変えないで、電源電
圧ラインＬＥＤＶ_ccに接続する行信号線を切り替えて行
くと、ＬＥＤパネル１５内で、その切り替えられた行信
号線と選択された列信号線とで特定されるＬＥＤランプ
１７に順次通電される。

【００３６】列信号線との選択状態を変えないで、その
ような行信号線の切り替えを繰り返し行うと、点灯すべ
き全てのＬＥＤランプに所定周期で定電流が流されるの
で、各ＬＥＤランプは同じ輝度で常時点灯しているよう
に見える。

【００３７】また、次のような駆動方法をとることもで
きる。所定時間ＬＥＤランプに通電した後、ＢＬＡＮＫ
端子を消灯モードとして定電流ドライバ４の動作を止め
ている間に、シフトレジスタ６内の記憶データをデータ
ラッチ５に複写してデータラッチ５の記憶データを更新
すると同時に、コモンドライバ１６によって行信号線を
次のラインに切り替えた後、ＢＬＡＮＫ端子を点灯モー
ドとする。この一連の動作を行うことにより、点灯させ
たいＬＥＤランプへの短時間の通電が行われる。この動
作を所定間隔で繰り返し行うと、間欠的に通電されるＬ
ＥＤランプが常時点灯しているように見える。

【００３８】このとき、行信号線の切り替えが成されな
いと、同じＬＥＤランプに電流が流れ続けてしまう。Ｌ
ＥＤ表示装置には、ＣＰＵが出力するシリアル信号を受
けてパラレル信号に変換し、ＬＩＮＥＳＥＬ₀〜ＬＩＮ
ＥＳＥＬ_k端子に出力するシリアル−パラレル変換器が
設けられているが(図示せず)、そのような異常事態は、
例えば、ＣＰＵ、シリアル−パラレル変換器、コモンド
ライバ等における電気的接続が不完全な場合である。

【００３９】この実施例では、ＬＩＮＥＳＥＬ₀端子へ
所定クロックで入力されるスキャン信号がウォッチドッ
グタイマ２に設けられたＷＤＴ端子にも入力されてお
り、該ウォッチドッグタイマ２は、ＷＤＴ端子に入力さ
れるスキャン信号を監視し、所定期間変化がない場合に
動作を開始し、外部からＢＬＡＮＫ端子に点灯モードの
信号が入力されていても、ＢＬＡＮＫ端子を強制的に消
灯モードにし、ＬＥＤランプへの通電を禁止する。

【００４０】他方、このウォッチドッグタイマ２は、正
常な状態ではＢＬＡＮＫ端子には信号を出力しないの
で、定電流ドライバ４の動作を妨害することはない。

【００４１】このようなウォッチドッグタイマ２を用
い、ＷＤＴ端子への入力信号を監視する場合、その信号
が変化しなくなってからＬＥＤランプへの通電を禁止す
るまでの所定期間は信号の無変化状態を許容する必要が
あるが、このウォッチドッグタイマ２では、ＷＤＣ端子
に接続するコンデンサのキャパシタンス値を変えること
で、その所定期間の長さを設定できるように構成されて
いるので、種々の用途のＬＥＤ表示装置に対応すること
が可能である。

【００４２】また、このウォッチドッグタイマ２には、
ＥＲＲＯＲ端子が設けられており、ＢＬＡＮＫ端子を強
制的に消灯モードにし、ＬＥＤランプへの通電を禁止し
た場合に、そのＥＲＲＯＲ端子からその旨の信号を出力
し、外部で異常事態を検知できるように構成されてい
る。

【００４３】以上説明したウォッチドッグタイマ２は定
電流セグメントドライバ３内に設けたが、独立したウォ
ッチドッグタイマ回路２₁として、図２に示すように、
ウォッチドッグタイマを有しない従来の定電流セグメン
トドライバ１０３に外付してもよい。

【００４４】更に、図３に示すように論理回路７を設
け、ＬＩＮＥＳＥＬ₀〜ＬＩＮＥＳＥＬ_k端子のうちの所
望本数を論理回路７の入力端子に接続し、該論理回路７
の出力端子を前記ウォッチドッグタイマ回路２₁のＷＤ
Ｔ端子に接続し、複数の信号を監視することができる。
この場合、論理回路７内の論理を変えることで、監視し
ている信号の全てが一定時間以上変化しなくなった場合
に、ドライバ２２のＢＬＡＮＫ端子を強制的に消灯モー
ドにしたり、監視している信号のいずれか１つが一定時
間以上変化しなくなった場合に、ドライバ２２のＢＬＡ
ＮＫ端子を強制的に消灯モードにしたりすることが可能
となる。その論理回路７は、図４に示すように、ウォッ
チドッグタイマ２₂内に内蔵させてもよい。

【００４５】上述した実施例においては、ＬＥＤランプ
のカソード側を駆動するドライバに定電流ドライバを設
ける構成としているが、ＬＥＤランプのアノード側を駆
動するドライバに定電流ドライバを設ける構成としても
よい。この場合の駆動方法は、上述した実施例と同様に
なる。

【００４６】

【発明の効果】同じＬＥＤランプに電流が流れ続けるこ
とがないので、ＬＥＤの劣化、焼損を防止することがで
きる。複数の信号を監視すれば異常事態を確実に検出す
ることができる。また、ＬＥＤランプへの通電を禁止し
た信号を出力すれば、正常状態への復帰が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ＬＥＤランプ保護回路を定電流セグメントド
ライバ側に接続した一例

【図２】 その接続状態の他の例

【図３】 ＬＥＤランプ保護回路をコモンドライバ側に
接続した一例

【図４】 その接続状態の他の例

【図５】 従来技術のＬＥＤランプ駆動装置

【符号の説明】

２、２₁、２₂……ＬＥＤ保護回路(ウォッチドッグタイ
マ) ３……ＬＥＤランプ駆動装置(定電流セグメントドライ
バ) １２……ＬＥＤ表示装置 １５……ＬＥＤパネル １６……ＬＥＤランプ駆動装置(コモンドライバ) １７……ＬＥＤランプ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＬＥＤランプがマトリックス状に配置さ
   れたＬＥＤパネルと、 入力信号の内容に応じて前記ＬＥＤパネル内のＬＥＤラ
   ンプを選択し、間欠的に通電して点灯させるＬＥＤラン
   プ駆動装置とを有するＬＥＤ表示装置の、前記各ＬＥＤ
   ランプを保護するＬＥＤランプ保護回路であって、 該ＬＥＤランプ保護回路は、前記ＬＥＤランプ駆動装置
   への入力信号を監視し、その信号が所定期間変化しない
   場合にＬＥＤランプへの通電を禁止することを特徴とす
   るＬＥＤランプ保護回路。
2. 【請求項２】 前記ＬＥＤランプ駆動装置への入力信号
   がパラレル信号である場合に、 該パラレル信号の複数の信号を監視することを特徴とす
   る請求項１記載のＬＥＤランプ保護回路。
3. 【請求項３】 前記所定期間は、変更できるように構成
   されたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれ
   か１項記載のＬＥＤランプ保護回路。
4. 【請求項４】 前記ＬＥＤランプへの通電を禁止すると
   きに、外部に信号を出力するように構成されたことを特
   徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のＬ
   ＥＤランプ保護回路。