JP3894164B2 - Ledドットマトリクス表示システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、LED画像表示装置に用いられるLEDドットマトリクス表示システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、画像表示装置においては大型化、高精細化が進む傾向にある。それ故に画面サイズが大きくなっても様々な映像ソースに対して均一なホワイトバランス調整が求められるため、LED画像表示装置に関しても各映像ソースに対応した忠実な色再現能力が要求される。
【0003】
以下に、従来のLEDドットマトリクス表示システムについて説明する。
【0004】
図7は従来のLEDドット表示システムのLED表示配列を示すものであり、図12は従来のLEDドット表示システムの構造を示すものであり、図13は図12におけるプログラマブル定電圧回路30の構造を示すものである。
【0005】
図7において、従来の構成で1は赤色用LED、2は緑色用LED、3は青色用LEDであり、1格子に赤色用LED、緑色用LED、青色用LEDの3色を各1個づつ正三角形に配置した構造をもつLED表示配列である。そして、配列の仕方には1種のみの配列及び2種の格子を組み合わせた配列の2通りが実施されている。
【0006】
図13において、15は赤原色の映像信号(以下赤原色信号とする)11のアナログ信号を映像信号のDCバイアスを調整する電圧(以下DCバイアス調整電圧とする)14をもとに赤色LEDを制御するデジタル信号(以下赤色デジタル信号とする)18に変換するアナログ信号からデジタル信号への変換器(以下A/D変換器とする)、16は緑原色の映像信号(以下緑原色信号とする)12のアナログ信号をDCバイアス調整電圧14をもとに緑色LEDを制御するデジタル信号(以下緑色デジタル信号とする)19に変換するA/D変換器、17は青原色の映像信号(以下青原色信号とする)13のアナログ信号をDCバイアス調整電圧14をもとに青色LEDを制御するデジタル信号(以下青色デジタル信号とする)20に変換するA/D変換器、21は前記赤色デジタル信号18、前記緑色デジタル信号19、前記青色デジタル信号20をもとにI/Oポート出力信号22を出力するI/Oポート、23は前記I/Oポート出力信号22をもとにCPU出力信号24、外部制御電圧25を出力するCPU、26は前記CPU出力24をもとに赤色LEDを制御する出力電圧27、緑色LEDを制御する出力電圧28、青色LEDを制御する出力電圧29を出力するI/Oポートである。そして30はA/D変換器15と、A/D変換器16と、A/D変換器17と、I/Oポート23と、CPU23と、I/Oポート26により構成されたプログラマブル定電圧回路である。
【0007】
図12において、30は図13に示すプログラマブル定電圧回路から出力された信号の処理回路の構成を示すものであり、31は出力電圧27をもとにLEDドット表示システム内の赤色用LEDの集合体(以下赤色用LED群とする)35に流す電流を制御する可変抵抗、32は出力電圧28をもとにLEDドット表示システム内の緑色用LEDの集合体(以下緑色用LED群とする)36に流す電流を制御する可変抵抗、33は出力電圧29をもとにLEDドット表示システム内の青色用LEDの集合体(以下青色用LED群とする)37に流す電流を制御する可変抵抗であり、34は赤色用LED群35、緑色用LED群36、青色用LED群37の全てに流す電流を外部制御電圧25をもとに制御するポテンショメータ、これらプログラマブル定電圧回路30、可変抵抗31、可変抵抗32、可変抵抗33、ポテンショメータ34、赤色用LED群35、緑色用LED群36、青色用LED群37により従来のLEDドットマトリクス表示システムが構成されている。
【0008】
以上のように構成されたLEDドットマトリクス表示システムについて、図12、図13を用いてその動作について説明する。
【0009】
図7(a)は従来のLEDドット表示システムのLED表示配列図であり、図7(b)は従来のLED表示配列を2種使用したLEDドット表示システムのLED表示配列図であり、図8、図9は従来のLEDドット表示システムの動作説明のための格子隣接部のLED表示図であり、図10は従来のLED表示配列を2種使用したLED表示システムの動作説明のための格子隣接部のLED表示図であり、図12は従来のLEDドット表示システムの機能ブロック図であり、図13は従来のLEDドット表示システムにおけるプログラマブル定電圧回路30の機能ブロック図である。
【0010】
図13において赤原色信号11とDCバイアス調整電圧14をもとに赤色デジタル信号18がA/D変換器15で作成され、同様に緑原色信号12とDCバイアス調整電圧14をもとに緑色デジタル信号19がA/D変換器16で作成され、青原色信号13とDCバイアス調整電圧14をもとに青色デジタル信号20がA/D変換器17で作成される。前記赤色デジタル信号18、緑色デジタル信号19、青色デジタル信号20をもとにI/Oポート21でI/Oポート出力信号22が作成され、前記I/Oポート出力信号22をもとにCPU23において外部制御電圧25、CPU出力信号24が出力され、前記CPU出力信号24はI/Oポート26を介して出力電圧27、出力電圧28、出力電圧29となる。
【0011】
図12において、図13で示したプログラマブル定電圧回路30により赤原色信号11、緑原色信号12、青原色信号13、DCバイアス調整電圧14をもとに出力電圧27、出力電圧28、出力電圧29が出力され、前記出力電圧27をもとに外部制御電圧25で制御されるポテンショメータ34と可変抵抗31で赤色用LED群35に流す電流を制御することで赤色LED群35の輝度を調整し、同様にして、出力電圧28をもとにポテンショメータ34と可変抵抗32で緑色用LED群36に流す電流を制御することで緑色LED群36の輝度を調整し、出力電圧29をもとにポテンショメータ34と可変抵抗33で青色用LED群37に流す電流を制御することで青色LED群37の輝度を調整する。つまり図12に示す回路はプログラマブル定電圧回路30、可変抵抗31、可変抵抗32、可変抵抗33、ポテンショメータ34、赤色用LED群35、緑色用LED群36、青色用LED群37により構成され、1格子のホワイトバランスを3色のLEDの輝度調整により制御するLEDドット表示システムである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の構成では、図8、図9に示す通り、隣接する格子間でLED間隔に差が存在するため画面全体において1格子単位で明暗の差が生じるという問題点を有している。
【0013】
さらに、2種の組合せ配列の場合には、図10、図11に示す通り、隣接する格子間でLED間隔が縦同士、横同士の間隔は均等になるものの、縦方向と横方向とのLED間隔に差が存在するため画面全体において1格子単位で明暗の差が生じるという問題点を有している。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、赤色用LEDと緑色用LEDと青色用LEDからなる3行3列のドットマトリクス格子を格子単位とし、前記格子単位を配列して構成されたLEDドットマトリクス表示システムであって、前記格子単位に前記緑色用LEDを対角線に3つ並べ、前記青色用LEDを前記緑色用LEDの2個と隣り合う位置に4個並べ、残りの位置に赤色用LED2個を配置することで、3色のLED個別の発行効率の差を1格子単位で補正し、格子単位だけではなく隣接する格子間においても赤色用LEDと、緑色用LEDと、青色用LEDとの比率を2:3:4に維持でき、かつ、全ての隣接する格子間で各色LEDが縦・横方向に等間隔に配置される構成を有している。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明は、赤色用LED2個、緑色用LED3個、青色用LED4個を用いて構成される3行3列のドットマトリクス格子であって、前記緑色用LEDを対角線に3つ並べ、前記青色用LEDを前記緑色用LEDの2個と隣り合う位置に4個並べ、残りの位置に赤色用LED2個を配置することを特徴とするLEDドットマトリクス表示システムであり、発光効率の差をマトリックスの1格子単位で補正し、加えて格子単位だけでなく隣接する格子間においてもホワイトバランスの均一化を実現するという効果を有する。
【0016】
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図6、図13を用いて説明する。
【0017】
(実施の形態1)
以下に、本発明の第1の実施例について図1、図2を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施の形態によるLEDドットマトリクス表示システムのLED表示配列図、図2は本発明の一実施の形態によるLEDドットマトリクス表示システムの動作説明のための格子隣接部のLED表示図である。
【0018】
図1において、図1に示すLED表示配列図の41は3行3列ドットマトリクス格子の右上赤色用LED群、同様に42は格子の左下赤色用LED群、43は格子の左上緑色用LED群、44は格子の中央緑色用LED群、45は格子の右下緑色用LED群、46は格子の上中青色用LED群、47は格子の左中青色用LED群、48は格子の下中青色用LED群、49は格子の右中青色用LED群である。
【0019】
以上のように構成されたLEDドットマトリクス表示システムについて、図1、図2、図3を用いてその動作を説明する。
【0020】
図1に示すLED表示配列は、図2に示す通り3行3列のドットマトリクス格子における全ての隣接する格子間で各色LEDが縦・横方向に等間隔に配置されているため、画面全体における明暗の差を解消することができ、格子単位だけではなく隣接する格子間においてもホワイトバランスの均一化を実現することができる。
【0021】
次に、本発明のLEDドットマトリクス表示システムの動作例について図4を参照しながら説明する。図4は本発明の一実施の形態によるLEDドットマトリクス表示システムを示す機能ブロック図であり、図13は図4におけるプログラマブル定電圧回路30の構造を示すもので従来の構成を示す図12におけるプログラマブル定電圧回路30と同一のものである。
【0022】
図4において30は赤原色信号11、緑原色信号12、青原色信号13、DCバイアス調整電圧14をもとに、外部制御電圧25、出力電圧27、出力電圧28、出力電圧29を出力するプログラマブル定電圧回路、34は前記プログラマブル定電圧回路30から出力される前記外部制御電圧25により回路内の全てのLEDに流す電流を制御するポテンショメータ、51、52は赤色用LED群、53、54、55は緑色用LED群、56、57、58、59は青色用LED群、31は前記赤色LED群51、52に流す電流を制御する可変抵抗、32は前記緑色LED群53、54、55に流す電流を制御する可変抵抗、33は前記青色LED群56、57、58、59に流す電流を制御する可変抵抗である。
【0023】
以上のように構成されたLEDドットマトリクス表示システムについて、図4、図13を用いてその動作を説明する。
【0024】
図13において赤原色信号11とDCバイアス調整電圧14をもとに赤色デジタル信号18がA/D変換器15で作成され、同様に緑原色信号12とDCバイアス調整電圧14をもとに緑色デジタル信号19がA/D変換器16で作成され、青原色信号13とDCバイアス調整電圧14をもとに青色デジタル信号20がA/D変換器17で作成される。前記赤色デジタル信号18、緑色デジタル信号19、青色デジタル信号20をもとにI/Oポート21でI/Oポート出力信号22が作成され、前記I/Oポート出力信号22はCPU23において外部制御電圧25と、CPU出力信号24を出力し、前記CPU出力信号24はI/Oポート26を介して、出力電圧27、出力電圧28、出力電圧29となる。
【0025】
図4において、図13で示したプログラマブル定電圧回路30により赤原色信号11、緑原色信号12、青原色信号13、DCバイアス調整電圧14をもとに出力電圧27、出力電圧28、出力電圧29が出力され、前記出力電圧27をもとに前記外部制御電圧25により制御されるポテンショメータ34と可変抵抗31とで前記赤色用LED群51、52に流す電流を制御することで前記赤色用LED群51、52の輝度を調整し、同様にして、出力電圧28をもとにポテンショメータ34と可変抵抗32とで前記緑色用LED群53、54、55に流す電流を制御することで前記緑色用LED群53、54、55の輝度を調整し、出力電圧29をもとにポテンショメータ34と可変抵抗33とで前記青色用LED群56、57、58、59に流す電流を制御することで前記青色用LED群56、57、58、59の輝度を調整することで、各色LED個別の発光効率の差を格子単位で補正し、3行3列の格子単位でホワイトバランスの均一調整を実現することを特徴とするLEDドットマトリクス表示システムである。
【0026】
(実施の形態2)
以下に、本発明の第2の実施例について図5を参照しながら説明する。図5は本発明の一実施の形態によるLEDドットマトリクス表示システムを示す機能ブロック図であり、図6は図5におけるプログラマブル定電圧回路65の構造を示すものである。
【0027】
図6において、15は赤原色信号11のアナログ信号をDCバイアス調整電圧14をもとに赤色LEDを制御する赤色デジタル信号18に変換するA/D変換器、16は緑原色信号12のアナログ信号をDCバイアス調整電圧14をもとに緑色LEDを制御する緑色デジタル信号19に変換するA/D変換器、17は青原色信号13のアナログ信号をDCバイアス調整電圧14をもとに青色LEDを制御する青色デジタル信号20に変換するA/D変換器、21は前記赤色デジタル信号18、緑色デジタル信号19、青色デジタル信号20をもとにI/Oポート出力信号22を出力するI/Oポート、26は前記CPU出力24をもとに赤色LEDを制御する出力電圧27、緑色LEDを制御する出力電圧28、青色LEDを制御する出力電圧29を出力するI/Oポートで、以上は図13に示すプログラマブル定電圧回路30の構成と同様なものである。
【0028】
図13と異なるのは、前記I/Oポート出力信号22をもとに前記CPU出力信号24、前記外部制御電圧25、映像振幅出力信号62を出力するCPU61と、前記CPU出力24をもとに各色用LEDに流す電流を制御する赤色制御信号67、緑色制御信号68、青色制御信号69を出力するLED制御信号出力回路63と、各色用LEDの点灯と消灯を切り換える切換信号71〜76を出力する切換信号出力回路64をホワイトバランスの自動調整を実現するために用いた点である。これらの制御信号67、68、69と切換信号71〜76を用いた動作説明を以下に記載する。
【0029】
図5において34は前記プログラマブル定電圧回路65から出力される前記外部制御電圧25により回路内の全てのLEDに流す電流を制御するポテンショメータ、51、52は赤色用LED群、53、54、55は緑色用LED群、56、57、58、59は青色用LED群で、以上は図4の構成と同様なものである。
【0030】
図4と異なるのは、前記プログラマブル定電圧回路65から出力される前記赤色制御信号67、緑色制御信号68、青色制御信号69をもとに各色用LED群51〜59に流す電流を制御する電流制御回路77、78、79と、前記プログラマブル定電圧回路65から出力される前記切換信号71〜76をもとに各色用LED群51〜59の点灯と消灯を切り換えるスイッチ81〜86をホワイトバランスの自動調整を実現するために用いた点である。
【0031】
以上のように構成されたLEDドットマトリクス表示システムについて、図5、図6を用いてその動作を説明する。
【0032】
図6において赤原色信号11とDCバイアス調整電圧14をもとに赤色デジタル信号18がA/D変換器15で作成され、同様に緑原色信号12とDCバイアス調整電圧14をもとに緑色デジタル信号19がA/D変換器16で作成され、青原色信号13とDCバイアス調整電圧14をもと青色デジタル信号20がA/D変換器17で作成され、前記赤色デジタル信号18、緑色デジタル信号19、青色デジタル信号20をもとにI/Oポート21でI/Oポート出力信号22が作成され、前記I/Oポート信号22をもとにCPU61において外部制御電圧25、CPU出力信号24、映像振幅出力信号62が出力され、前記CPU出力信号24はI/Oポート26を介して出力電圧27、出力電圧28、出力電圧29となり、前記映像振幅出力信号62は前記LED制御信号出力回路63において各色用LED群に流す電流を制御するための赤色制御信号67、緑色制御信号68、青色制御信号69となり、前記切換信号出力回路64において各色用LED群の点灯と消灯を切り換えるための切換信号71〜76となる。
【0033】
図5において、図6で示したプログラマブル定電圧回路65により赤原色信号11、緑原色信号12、青原色信号13、DCバイアス調整電圧14をもとに外部制御電圧25、出力電圧27、出力電圧28、出力電圧29、赤色制御信号67、緑色制御信号68、青色制御信号69、切換信号71〜76が出力され、前記出力電圧27をもとに前記外部制御電圧25で制御されるポテンショメータ34と前記赤色制御信号67で制御される電流制御回路77により前記赤色用LED群51、52に流す電流を制御することで前記赤色用LED群51、52の輝度を調整し、前記切換信号71をもとに前記赤色LED群51の点灯と消灯を切り換えることで赤単色の輝度を調整する。同様にして、前記出力電圧28をもとに前記ポテンショメータ34と前記緑色制御信号68で制御される電流制御回路78により前記緑色用LED群53、54、55に流す電流を制御することで前記緑色用LED群53、54、55の輝度を調整し、前記切換信号72、73もとに前記緑色LED群53、54の点灯と消灯を切り換えることで緑単色の輝度を調整する。そして、前記出力電圧29をもとに前記ポテンショメータ34と前記青色制御信号69で制御される電流制御回路79により前記青色用LED群56、57、58、59に流す電流を制御することで前記青色用LED群56、57、58、59の輝度を調整し、前記切換信号74、75、76をもとに前記青色LED群56、57、58の点灯と消灯を切り換えることで青単色の輝度を調整する。
【0034】
従って図5に示す構成図は、プログラマブル定電圧回路65、ポテンショメータ34、電流制御回路77、78、79、赤色用LED群51、52、緑色用LED群53、54、55、青色用LED群56、57、58、59、スイッチ81〜86を備え、入力される映像ソースが変化しホワイトバランスが変化しても、入力映像信号の信号振幅に追従して、ホワイトバランスの自動調整を実現することを特徴とするLEDドットマトリクス表示システムである。
【0035】
なお、以上の説明では、大型LEDドット表示ディスプレイをLEDドットマトリクス表示システムで構成した例で説明したが、その他のLEDドット表示ディスプレイ及びLED以外で発光効率に差のあるドット表示ディスプレイについても同様に実施可能である。
【0036】
【発明の効果】
以上のように本発明は、1格子当たりに赤色用LED2個、緑用LED3個、青色用LED4個を所定の3行3列のドットマトリクスに配列することで、3色のLED個別の発行効率の差を格子単位で補正するため、格子単位だけでなく隣接する格子間においてもホワイトバランスの均一化を実現することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態によるLEDドットマトリクス表示システムのLED表示配列図
【図2】(a)本発明の一実施の形態によるLEDドットマトリクス表示システムの動作説明のためのLED表示図
(b)本発明の一実施の形態によるLEDドットマトリクス表示システムの動作説明のための格子斜め側隣接部のLED表示図
【図3】(a)本発明の一実施の形態によるLEDドットマトリクス表示システムの動作説明のための格子右側隣接部のLED表示図
(b)本発明の一実施の形態によるLEDドットマトリクス表示システムの動作説明のための格子左側隣接部のLED表示図
(c)本発明の一実施の形態によるLEDドットマトリクス表示システムの動作説明のための格子上側隣接部のLED表示図
(d)本発明の一実施の形態によるLEDドットマトリクス表示システムの動作説明のための格子下側隣接部のLED表示図
【図4】本発明の一実施の形態によるLEDドットマトリクス表示システムを示す機能ブロック図
【図5】本発明の一実施の形態によるLEDドットマトリクス表示システムを示す機能ブロック図
【図6】本発明の一実施の形態によるLEDドットマトリクス表示システムにおけるプログラマブル定電圧回路の機能ブロック図
【図7】(a)従来のLEDドット表示システムのLED表示配列図
(b)従来のLED表示配列を2種使用したLEDドット表示システムのLED表示配列図
【図8】(a)従来のLEDドット表示システム動作説明のためのLED表示図
(b)従来のLEDドット表示システム動作説明のための格子斜め側隣接部のLED表示図
【図9】(a)従来のLEDドット表示システム動作説明のための格子右側隣接部のLED表示図
(b)従来のLEDドット表示システム動作説明のための格子左側隣接部のLED表示図
(c)従来のLEDドット表示システム動作説明のための格子上下側隣接部のLED表示図
【図10】従来のLED表示配列を2種使用したLEDドット表示システムの動作説明のためのLED表示図
【図11】従来のLED表示配列を2種使用したLEDドット表示システムの動作説明のための格子左側隣接部のLED表示図
【図12】従来のLEDドット表示システムの機能ブロック図
【図13】従来のLEDドット表示システムにおけるプログラマブル定電圧回路の機能ブロック図
【符号の説明】
1、41、42 赤色用LED
2、43、44、45 緑色用LED
3、46、47、48、49 青色用LED
11 赤原色信号
12 緑原色信号
13 青原色信号
14 DCバイアス調整電圧
15、16、17 A/D変換器
18 赤色デジタル信号
19 緑色デジタル信号
20 青色デジタル信号
21、26 I/Oポート
22 I/Oポート出力信号
23、61 CPU
24 CPU出力信号
25 外部制御信号
27、28、29 出力電圧
30 プログラマブル定電圧回路
31、32、33 可変抵抗
34 ポテンショメータ
35、51、52 赤色用LED群
36、53、54、55 緑色用LED群
37、56、57、58、59 青色用LED群
62 映像振幅出力信号
63 LED制御信号出力回路
64 切換信号出力回路
65 プログラマブル定電圧回路
67 赤色LED制御信号
68 緑色LED制御信号
69 青色LED制御信号
71、72、73、74、75、76 切換信号
77、78、79 電流制御回路
81、82、83、84、85、86 スイッチ
Claims (1)
- 赤色用LEDと緑色用LEDと青色用LEDからなる3行3列のドットマトリクス格子を格子単位とし、前記格子単位を配列して構成されたLEDドットマトリクス表示システムであって、
前記格子単位に前記緑色用LEDを対角線に3つ並べ、前記青色用LEDを前記緑色用LEDの2個と隣り合う位置に4個並べ、残りの位置に赤色用LED2個を配置することを特徴とするLEDドットマトリクス表示システム。
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