JPH10293558A - Ledディスプレイユニット及びそれを用いた表示装置、点灯方法 - Google Patents
Ledディスプレイユニット及びそれを用いた表示装置、点灯方法Info
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- JPH10293558A JPH10293558A JP9104413A JP10441397A JPH10293558A JP H10293558 A JPH10293558 A JP H10293558A JP 9104413 A JP9104413 A JP 9104413A JP 10441397 A JP10441397 A JP 10441397A JP H10293558 A JPH10293558 A JP H10293558A
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Abstract
で文字情報や映像情報などを表示可能なLEDドライバ
ー回路やLEDディスプレイユニットなどに係わり、特
に表示面内のドット輝度バラツキ及びユニット間の輝度
バラツキが極めて少ないLEDディスプレイユニットな
どに関する。に関する。 【解決手段】本発明は、LEDディスプレイパネルと、
このLEDディスプレイパネルに接続され入力データに
応じてLEDを発光させる点灯手段と、を有するLED
ディスプレイユニットであり、点灯手段はLEDディス
プレイパネルの各ドットに対応して個々に出力レベルを
調節する第1の輝度補正手段と、調節されたドット毎の
出力レベルを同比率に維持したまま各ドット共通に出力
レベルを調節する第2の輝度補正手段と、を有するLE
Dディスプレイユニットである。
Description
タを入力することで文字情報や映像情報などを表示可能
なLEDドライバー回路やLEDディスプレイユニット
などに係わり、特に表示面内のドット輝度バラツキ及び
ユニット間の輝度バラツキが少ないLEDドライバー回
路、LEDディスプレイユニットなどに関する。
光可能な発光ダイオード(以下、LEDとも呼ぶ)を使
用して、フルカラーのLEDディスプレイユニットを実
現できる。このLEDディスプレイユニットは、発光色
をRGBとする3種類以上の発光素子を利用した発光ダ
イオードなどによりフルカラーの1ドットを構成するこ
とができる。1ドットを構成する各発光ダイオードは混
色が生ずる程度に互いに近接して配置される。この構造
のLEDディスプレイユニットは、RGBの明るさを調
節して、発光色を変更させることができる。例えば、全
ての発光ダイオードを点灯させると白色を表示させるこ
とができる。赤色と青色の発光ダイオードを点灯させる
とマゼンタ、赤色と緑色でイエロー、緑色と青色でシア
ンとなる。さらに、各発光ダイオードの明るさを調節し
て種々の発光色とすることができる。
でもって一定の周期でそれぞれ発光ダイオードを点灯さ
せている。点灯回路が発光ダイオードを点灯する一定周
期内での時間を調節させると、目に感じる明るさ、すな
わち、発光ダイオードの実質的な発光輝度を調節させる
ことができる。一定周期内における発光ダイオードの1
点灯時間を長くすると目には明るく感じられる。逆に点
灯時間を短くすると暗く感じられる。
ダイオードの点灯時間を演算する。発光ダイオードの点
灯時間を特定するために、点灯回路は、入力される階調
データに相当する時間幅のパルスを出力するパルス幅変
調回路及び/又は入力される階調データに相当する高さ
のパルスを出力する振幅変調回路を備える。パルス幅変
調回路やパルス振幅変調回路の出力パルスは、点灯手段
の発光ダイオードを点灯させるLED駆動回路に入力さ
れ、このパルス信号でLED駆動回路がスイッチングし
て発光ダイオードを点灯させる。パルス幅変調回路にお
いて、例えばLED駆動回路は入力されるパルスが”H
igh”の時に発光ダイオードを点灯し、”Low”の
時に消灯する。
に入力される階調データは、発光ダイオードの明るさを
決定するための情報である。パルス幅変調回路は入力さ
れる階調データが明るくなるにしたがって、出力するパ
ルスの時間幅を広くする。出力パルスの時間幅を広くす
ると階調データに比例して発光ダイオードの点灯時間を
長くさせることができる。同様にパルス振幅値変調回路
は、入力される階調データが明るくなるにしたがって、
出力するパルスの高さを高くする。階調データに比例し
て出力パルスの高さを高くさせることができる。点灯時
間が長く、点灯輝度が高い発光ダイオードは、目に明る
く感じるので、階調データに比例して発光ダイオードを
明るく点灯できる。RGBの発光ダイオードとも同様に
駆動され、入力される階調データに比例して明るさが調
節される。階調データに比例してRGBの各LEDの明
るさを調節するLEDディスプレイは、フルカラーの表
示ができる。
配置させたLEDディスプレイユニットは、縦16個、
横16個の発光ダイオードを用いた1ユニットでさえR
GBそれぞれで256×3個の発光ダイオードが配置さ
れる。このような構成のLEDディスプレイユニットを
複数電気的に接続された表示装置は、各発光ダイオード
ごとの輝度のバラツキが問題となる。これらの弊害を防
止するために、各発光色の発光ダイオードを輝度別にレ
ベル選別することができる。しかしながら、表示装置を
構成する各発光ダイオードの全輝度を揃えることは著し
いコスト高を招く。また、選別した発光ダイオードを使
用し階調データにより明るさをさらに細かく調節する
と、より輝度むらが目立つようになる。そのため、さら
に細かいレベルで発光ダイオードを選別する必要が生ず
る。
バラツキを電気的に補正する方法が考えられる。電気的
に輝度バラツキを補正する方法としては、点灯手段で電
気的な補正を行い発光ダイオードに流れる電流出力の振
幅値やパルス幅を調節することで輝度バラツキの補正を
行うことができる。具体的には、輝度補正データを各発
光ダイオードを駆動させる駆動ICと電気的に接続され
た記憶装置から表示データと共に転送書き込みを行う。
記憶装置には、例えば不揮発性のROM(ReadOnly Mem
ory)を用いて輝度補正データを保持する。LEDディ
スプレイの各表示ラインの点灯動作に合わせて記憶装置
から駆動ICに順次補正データを転送して補正を行うこ
とができる。ドット輝度補正では、各発光ダイオードへ
の電流出力毎に調節量を決めて補正を行うことでドット
輝度バラツキを低減させることができる。
キが低減されると各LEDディスプレイユニットごとの
発光輝度のバラツキが目立つようになる。LEDディス
プレイユニット間に面輝度のバラツキがあると、タイル
状など(面)輝度むらが識別されてLEDディスプレイ
の品質を大きく低下させる。このようなLEDディスプ
レイユニット間の面輝度もドット輝度と同様に電気的に
補正することができる。すなわち、LEDディスプレイ
ユニットの点灯手段には一度に各発光ダイオードに電流
を流す電流出力部がある。面輝度補正ではこの電流出力
部を調整することによりLEDディスプレイユニットご
とに共通分量だけ調節し面輝度補正を行うことが考えら
れる。このように、各発光ダイオードへの電流出力量な
どを調節させることで面輝度の補正をも実現することが
できる。
輝度補正とドット輝度補正とを同時に行った場合、どう
しても新たなバラツキなどが生ずることとなっていた。
具体的には、図5の如く、ドット輝度補正の為に各発光
ダイオードへの電流出力のパルス高である振幅値をドッ
ト輝度のバラツキに応じて必要なレベル量にまで低く
し、バラツキを低減する。また、面輝度補正のために点
灯手段の全電流出力をLEDディスプレイユニットごと
の共通量だけ低減する。この場合、各発光ダイオードの
ドット輝度のバラツキを補正しても面輝度補正を行うこ
とで各ドット間の補正バランスが崩れてしまい再設定を
行うことになる。
る輝度補正の手段として表示データの階調表現範囲内で
ドット輝度の補正量に応じて表示データのとる最大階調
数を変化させる方法がある。図6には、補正を行わない
場合256階調ある例を示す。この方法の場合は、輝度
調節後の最終階調表現範囲が狭まるという問題を有す
る。最終階調表現範囲が狭まると階調表現のSTEPが
あらくなる。そのため、LEDディスプレイを駆動させ
た場合、色再現性が悪くなり表示品質上の制限が生ず
る。
増やし最大階調数の範囲内で表現階調数を維持したまま
ドット輝度補正量に応じてデータを増減させる方法も考
えられる。しかしながら、この方法においても各発光ダ
イオードの電流出力に面輝度補正としてユニットごとの
共通量を減らすと、やはり各発光ダイオードのドット輝
度のバラツキを補正していても面輝度補正を行うことで
ドット間の補正バランスが崩れてしまい再設定を行うこ
とになる。したがって、本発明は、ドット輝度補正及び
面輝度補正を正確且つ簡便に行いうるLEDドライバー
手段やLEDディスプレイユニットなどを提供すること
にある。
プレイパネルに接続され入力データに応じてLEDを発
光させる点灯手段を有するLEDディスプレイユニット
に関する。特に、本発明の点灯手段は、LEDディスプ
レイパネルの各ドットに対応して個々に出力レベルを調
節する第1の輝度補正手段と、調節されたドット毎の出
力レベルを同比率に維持したまま各ドット共通に出力レ
ベルを調節する第2の輝度補正手段と、を有する。
レイユニットは、第1の輝度補正手段がドット輝度補正
レジスタによって重み付けされている。
レイの点灯方法は、LEDディスプレイパネルを表示デ
ータに合わせて所望に点灯させるLEDディスプレイの
点灯方法に関する。特に、表示データに加えてLEDデ
ィスプレイパネルの各ドットに対応する個々の出力レベ
ルをドット間の光度差が最小となるように調節する第1
の輝度補正工程と、調節されたドット毎の出力レベルに
対して同比率で各ドット共通に出力レベルを調節する第
2の輝度補正工程と、補正された表示データに基づいて
各LEDを点灯させる工程と、を有する。
EDディスプレイパネルに接続され入力データに応じて
LEDを発光させる点灯手段を持ったLEDディスプレ
イユニットが複数電気的に接続されている。また、各L
EDディスプレイユニットがLEDディスプレイパネル
の各ドットに対応して個々に出力レベルを調節する第1
の輝度補正手段と、調節されたドット毎の出力レベルに
対して同比率で各ドット共通に出力レベルを調節する第
2の輝度補正手段を有する。
ライバー回路は、外付け抵抗により決定される基準定電
流源を外部から入力することが可能な面輝度補正データ
に基づいて増減する定電流調整回路と、面輝度補正され
た定電流をLEDで構成される各ドットに分配するカレ
ントミラー回路と、外部から入力することが可能なドッ
ト補正データに基づいて各ドットの定電流出力値を個別
に補正する回路を有する。
て調整されたドット毎(各LED毎)の発光割合(出力
レベルと同比率)を維持する。各ドット毎のドット補正
量でなく、ドット毎の発光割合を維持したまま、LED
ディスプレイユニット毎の出力レベルを面輝度補正手段
によって補正する。これにより一度調整されたドット毎
の出力レベルが狂うことなく面輝度補正ができる。した
がって、より正確且つ簡便にドット輝度及び面輝度の補
正を同時に行える。
特定のドット輝度及び面輝度補正により輝度バラツキが
大きく低減されることを見いだし本願発明を成すに到っ
た。
輝度補正されたデータの比率を保ったまま、第2の輝度
補正手段により面輝度補正を行う。即ち、補正量ではな
く補正比率を維持させたまま別の補正を行うことができ
る。そのため面輝度補正による補正後の比率が変わるこ
とがない。これによって、ドット輝度補正及び面輝度補
正を行ったとしてもそれぞれの補正比率を保った各LE
Dごとの発光とすることができる。
に示す。図2には、ドットマトリクスに配置されたドッ
トを構成する1種類のLEDにおける1列に接続された
発光ダイオード16個の出力例を示してある。各LED
に供給される電流が100%の場合は、補正が行われて
いない場合である。ここで各LEDに供給される電力の
うち、点線の矢印分の総電流量をそれぞれ減らす或い
は、その補正に相当する総電流量まで増やすことにより
LEDごとのドット輝度補正を行うことができる。具体
的には出力1のLEDには、ドット補正を行わず100
%電流が流れる。出力2では、ドット輝度補正によって
補正前の90%に相当する電流が流れる。出力3ではド
ット輝度補正により補正前の80%に相当する電流が流
れる。こうして出力1から出力16まで同様にドット輝
度補正がされる。次に面輝度補正によって実線の矢印分
の電流が減らされる、或いはその補正に相当する総電流
量まで増やすことになる。このLEDディスプレイユニ
ットには面輝度補正として半分の出力に抑制される。具
体的には、第1の輝度補正手段により点線の矢印分のド
ット輝度補正が行われる。また、第2の輝度補正手段に
より実線の矢印分の面輝度補正が行われる。これにより
出力1は、各補正前の出力に対して50%に抑制され
る。補正後の出力値として斜線の電流が流れることとな
る。一方、出力2は、ドット輝度補正により90%にな
った電流が面輝度補正によって半分の45%に抑制され
る。出力3は、各補正前の出力に対し40%に抑制され
る。このように出力1の面輝度補正分と同量の電流量を
出力2、出力3・・・出力16から同様に減らすのでは
なくドット輝度補正された各LEDが発光する割合を維
持させたまま面輝度補正を行う。そのため、ドット輝度
補正及び面輝度補正を行ったとしても正確且つ簡便に補
正を同時に行える。そのため面輝度補正の後などに、ド
ット輝度補正を再度行う必要がなく入力データに正確な
発光を得ることができるLEDディスプレイユニットな
どとすることができる。なお、各輝度補正比率が維持で
きる限り面輝度補正の後にドット輝度補正することも可
能である。
する。なお、本発明は具体的な実施例のみに限定される
ものでないことはいうまでもない。マルチカラーのLE
Dディスプレイユニットとして図1に示す。
(赤色系106、緑色系107、青色系108)の発光
色のLEDと、各発光色のLEDを点灯するLEDの点
灯手段とを備える。LEDは、発光色をRGBとする3
個を互いに接近して混色発光可能な如く配置している。
LEDディスプレイごとのLEDは、RGB3個で1ド
ットを構成し例えば16×16のマトリックス状に配置
されている。このLEDディスプレイユニットは、RG
Bに発光する3個のLEDの発光時間で明るさを調節し
てフルカラーの1ドットを表示するダイナミック駆動方
式をとる。点灯手段はドット輝度を補正するドット輝度
補正手段101と、面輝度を補正する面輝度補正手段1
02と、表示データを各補正値に基づいて補正したパル
スを作成するパルス幅変調回路103及びパルス幅変調
回路からの出力により各LEDを駆動させるドライバー
と、を備える。ドライバーは、補正されたデータ出力に
基づいて階調ドライバー104を駆動させると共に走査
ドライバー105をスキャンすることによって各LED
を所望に点灯させる。
ライバーの内部ブロック図例を示す。各表示データは、
RGBの表示データごとにそれぞれの定電流駆動回路に
入力される。また順次、次の横段に表示データを転送出
力させている。表示データレジスタは列を構成する各L
ED分ある。表示データはシフトレジスタによって不示
図の転送クロックに同期して順次、各列分のLED点灯
データとして転送される。転送された各列のデータは、
ラッチ信号によってラッチ回路にラッチされホールドさ
れる。
回路からカウント用クロックが階調クロックカウンタに
入力されホールドされた各表示データ値とカウンタ出力
値をコンパレータ回路で比較する。表示データの値とカ
ウント出力値が一致するとLEDを消灯する一致信号を
各LEDごとに発生する。
列のLEDのドライバーがONされ、LEDは点灯可能
状態を保っている。次のBLANK信号が来るときまで
にはその列の階調ドライバーは、上述の消灯させる一致
信号に基づいてそれぞれ全てOFFされた状態になる。
即ち、BLANK信号間にはカウンター出力と同期した
各LEDごとのドット輝度及び面輝度補正された表示デ
ータを表す電流が出力される。
流出力に対してLEDディスプレイユニットごとの共通
出力比率を決める面輝度補正用の基準定電流源と、基準
定電流源の出力に接続され各電流出力に対して1対1に
対応するドット輝度補正用の定電流出力回路を持ってい
る。ここで、面輝度補正データは、外部から入力するこ
とが可能な構成とさせてある。面輝度補正データは、外
部から転送されると共に順次隣の面輝度補正レジスタに
データ転送される。また、面輝度補正レジスタからの面
輝度データに基づき定電流調整された基準定電流源の出
力がドット輝度補正データの定電流回路へ入力される。
また、ドット輝度補正データは、ドット輝度補正レジス
タに入力され順次隣のドット輝度補正データにデータ転
送される。
路などで構成され共通の基準定電流源からの出力を受け
て出力値が決まる定電流出力部とドット輝度補正データ
の各ビットに対応したSW回路部よりなる。8chない
し16chで代表される図4の如き複数の定電流出力回
路で構成することができる。1ch分の定電流出力は、
ドット輝度補正データのビット数以上に分割されてお
り、同一の基準定電流源からの入力によって出力する電
流値がその補正データビットに対応して重み付けされた
定電流出力回路となっている。
から最上位ビット(MSB)のビットに応じて電流出力
の比率がビットの重みに一致するように構成する。重み
付けして分割された定電流出力は最終的には1つにまと
まり1ch分の定電流出力となる。重み付けして分割さ
れた定電流出力は共通の基準定電流源を使用するため重
み付けの関係を維持したまま出力電流値を同比率で増減
できる。ドット輝度補正データの各ビット値に応じてc
h内で分割された定電流出力はon/offし、chの
出力値が決まる。その結果、1ch内の定電流出力回路
は出力端子の前に一つにまとめられ補正された定電流値
として、最終出力段に出力される。複数の出力chの間
でも同様の関係で作用し、設定されたドット輝度補正後
の各ch間の比率を保った状態で共通の基準定電流源の
入力に応じて各定電流値を増減できる。一方、基準定電
流源の出力値は面輝度補正データによって決まり、各c
hに共通に設定可能となる。ドット輝度補正データ、面
輝度補正データのそれぞれ反映された各LEDごとの定
電流出力となる。コンパレータからの一致信号により定
電流出力がOFFされる。したがって、各列のLEDを
補正された表示データに従ってダイナミック駆動させる
ことができる。
び面輝度補正された表示データとしてLEDを点灯させ
る。複数のLEDディスプレイユニットが電気的に接続
されている場合、それぞれ同様にして表示装置を構成す
ることができる。各LEDディスプレイユニットが複数
電気的に接続された表示装置は、上記動作が各LEDデ
ィスプレイユニット毎に行われ所望の画像が得られる。
どは、ドット間の輝度バラツキ補正比率を維持したま
ま、全電流出力同比率で電流振幅値を補正することがで
きる。そのためドット輝度バラツキ補正と面輝度バラツ
キ補正をより正確且つ簡便に精度良く両立させることが
できる。特に、発明の請求項1記載のLEDディスプレ
イユニットとすることによってドット輝度補正及び面輝
度補正を正確且つ簡便に行った表示データを再現可能と
なる。
レイユニットとすることによってより簡便にドット輝度
補正の比率を維持させることができる。
て、ドット輝度補正及び面輝度補正を正確且つ簡便に行
った表示データを再現させることができる。
て、ドット輝度補正及び面輝度補正を正確且つ簡便に行
った表示データを再現させることができる。
イバー回路とすることによってドット輝度補正及び面輝
度補正を正確且つ簡便に行った表示データを再現可能と
なる。
イユニットの模式的ブロック図である。
る。
である。
表す機能ブロック図である。
整による出力補正を示す説明図である。
幅調整による出力補正を示す説明図である。
の拡大による出力補正を示す説明図である。
Claims (5)
- 【請求項1】LEDディスプレイパネルと、該LEDデ
ィスプレイパネルに接続され入力データに応じてLED
を発光させる点灯手段と、を有するLEDディスプレイ
ユニットであって、 前記LEDディスプレイパネルの各ドットに対応して個
々に出力レベルを調節する第1の輝度補正手段と、調節
されたドット毎の出力レベルを同比率に維持したまま各
ドット共通に出力レベルを調節する第2の輝度補正手段
と、を有することを特徴としたLEDディスプレイユニ
ット。 - 【請求項2】前記第1の輝度補正手段は、ドット輝度補
正レジスタによって重み付けされている請求項1記載の
LEDディスプレイユニット。 - 【請求項3】LEDディスプレイパネルを表示データに
合わせて所望に点灯させるLEDディスプレイユニット
の点灯方法であって、 表示データに加えてLEDディスプレイパネルの各ドッ
トに対応する個々の出力レベルをドット間の光度差が最
小となるように調節する第1の輝度補正工程と、調節さ
れたドット毎の出力レベルに対して同比率で各ドット共
通に出力レベルを調節する第2の輝度補正工程と、補正
された表示データに基づいて各LEDを点灯させる工程
と、を有することを特徴としたLEDディスプレイユニ
ットの点灯方法。 - 【請求項4】LEDディスプレイパネルに接続され入力
データに応じてLEDを発光させる点灯手段を持ったL
EDディスプレイユニットが複数電気的に接続された表
示装置であって、 前記LEDディスプレイユニットがLEDディスプレイ
パネルの各ドットに対応して個々に出力レベルを調節す
る第1の輝度補正手段と、調節されたドット毎の出力レ
ベルに対して同比率で各ドット共通に出力レベルを調節
する第2の輝度補正手段を有することを特徴とする表示
装置。 - 【請求項5】複数のLEDが駆動可能なLED定電流ド
ライバー回路であって、外付け抵抗により決定される基
準定電流源を外部から入力することが可能な面輝度補正
データに基づいて増減する定電流調整回路と、面輝度補
正された定電流をLEDで構成される各ドットに分配す
るカレントミラー回路と、外部から入力することが可能
なドット補正データに基づいて各ドットの定電流出力値
を個別に補正する回路を有することを特徴とするLED
定電流ドライバー回路。
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