(57)【要約】【課題】  文字、画像等の様々な表示に対し、輝度ムラを起こすことなく、かつ、全体の輝度を確保しつつ消費電流を低減する携帯機器及び表示装置を得る。【解決手段】  外部に向けて投光する複数の発光ダイオードを平面上にマトリクス配列したＬＥＤ表示パネルと、このＬＥＤ表示パネルに表示させる表示パターンを基に、各々の上記発光ダイオードに隣接する発光ダイオードの発光が上記各々の発光ダイオードの発光ポイントに漏洩する光量に応じて上記各々の発光ダイオードの階調を下げるようにした表示データに基づいて上記ＬＥＤ表示パネルの上記発光ダイオードを表示制御する表示制御部とを備えた。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に向けて投光する複数の発光ダイオードを平面上にマトリクス配列したＬＥＤ表示パネルと、
このＬＥＤ表示パネルに表示させる表示パターンを基に、各々の上記発光ダイオードに隣接する発光ダイオードの発光が上記各々の発光ダイオードの発光ポイントに漏洩する光量に応じて上記各々の発光ダイオードの階調を下げるようにした表示データに基づいて上記ＬＥＤ表示パネルの上記発光ダイオードを表示制御する表示制御部と
を備えたことを特徴とする携帯機器。
【請求項２】
外部に向けて投光する複数の発光ダイオードを平面上にマトリクス配列したＬＥＤ表示パネルと、
入力された表示データに基づいて上記ＬＥＤ表示パネルの上記発光ダイオードを表示制御する表示制御部と、
上記ＬＥＤ表示パネルに表示させる表示パターンを基に、各々の上記発光ダイオードに隣接する発光ダイオードの発光が上記各々の発光ダイオードの発光ポイントに漏洩する光量に応じて上記各々の発光ダイオードの階調を下げるようにした表示データを生成し、この生成した表示データを上記表示制御部へ出力する主制御部と
を備えたことを特徴とする携帯機器。
【請求項３】
外部に向けて投光する複数の発光ダイオードを平面上にマトリクス配列したＬＥＤ表示パネルと、
入力された表示データに基づいて上記ＬＥＤ表示パネルの上記発光ダイオードを表示制御する表示制御部と、
上記ＬＥＤ表示パネルに表示させる表示パターンに基づき、当該発光ダイオードに隣接する発光ダイオードの階調に応じて、上記当該発光ダイオードの階調を下げる表示データを生成し、この生成した表示データを上記表示制御部へ出力する主制御部と
を備えたことを特徴とする携帯機器。
【請求項４】
表示データを記憶する記憶部を備え、
主制御部は、生成した表示データを上記記憶部に記憶し、ＬＥＤ表示パネルの発光ダイオードを表示するときには、上記記憶部に記憶している表示データを表示制御部へ出力する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の携帯機器。
【請求項５】
表示パターンを記憶する記憶部を備え、
主制御部は、ＬＥＤ表示パネルの発光ダイオードを表示するときに、上記記憶部に記憶している表示パターンに基づいて表示データを生成する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の携帯機器。
【請求項６】
外部に向けて投光する複数の発光ダイオードを平面上にマトリクス配列したＬＥＤ表示パネルと、
このＬＥＤ表示パネルに表示させる表示パターンを基に、各々の上記発光ダイオードに隣接する発光ダイオードの発光が上記各々の発光ダイオードの発光ポイントに漏洩する光量に応じて上記各々の発光ダイオードの階調を下げるようにした表示データに基づいて上記ＬＥＤ表示パネルの上記発光ダイオードを表示制御する表示制御部と
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
外部に向けて投光する複数の発光ダイオードを平面上にマトリクス配列したＬＥＤ表示パネルと、
入力された表示データに基づいて上記ＬＥＤ表示パネルの上記発光ダイオードを表示制御する表示制御部と、
上記ＬＥＤ表示パネルに表示させる表示パターンを基に、各々の上記発光ダイオードに隣接する発光ダイオードの発光が上記各々の発光ダイオードの発光ポイントに漏洩する光量に応じて上記各々の発光ダイオードの階調を下げるようにした表示データを生成し、この生成した表示データを上記表示制御部へ出力する主制御部と
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
外部に向けて投光する複数の発光ダイオードを平面上にマトリクス配列したＬＥＤ表示パネルと、
入力された表示データに基づいて上記ＬＥＤ表示パネルの上記発光ダイオードを表示制御する表示制御部と、
上記ＬＥＤ表示パネルに表示させる表示パターンに基づき、当該発光ダイオードに隣接する発光ダイオードの階調に応じて、上記当該発光ダイオードの階調を下げる表示データを生成し、この生成した表示データを上記表示制御部へ出力する主制御部と
を備えたことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表示装置及びこの表示装置を設けた例えば、携帯電話機等の携帯機器に関し、特に、表示装置を点灯したときの輝度を確保しつつ、かつ、表示装置の消費電力を低減させた携帯機器及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、指定された領域内で点灯するＬＥＤの数が所定数以上のときに、それらＬＥＤの点灯デューティを遅くし点灯輝度を低下させることで、消費電力を抑える表示装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１５７４９５号公報（第３−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の表示装置は、表示装置の明るさをブロックごとに判定しているためブロックの境界で輝度ムラが発生してしまうという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、文字、画像等の様々な表示に対し、輝度ムラを起こすことなく、かつ、全体の輝度を確保しつつ消費電流を低減する携帯機器及び表示装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る携帯機器及び表示装置は、外部に向けて投光する複数の発光ダイオードを平面上にマトリクス配列したＬＥＤ表示パネルと、このＬＥＤ表示パネルに表示させる表示パターンを基に、各々の上記発光ダイオードに隣接する発光ダイオードの発光が上記各々の発光ダイオードの発光ポイントに漏洩する光量に応じて上記各々の発光ダイオードの階調を下げるようにした表示データに基づいて上記ＬＥＤ表示パネルの上記発光ダイオードを表示制御する表示制御部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る携帯機器及び表示装置は、ＬＥＤ表示パネルに表示させる表示パターンを基に、各々の発光ダイオードに隣接する発光ダイオードの発光が上記各々の発光ダイオードの発光ポイントに漏洩する光量に応じて上記各々の発光ダイオードの階調を下げるようにした表示データに基づいて上記ＬＥＤ表示パネルの上記発光ダイオードを表示制御するようにしたので、文字、画像等の様々な表示に対し、輝度ムラを起こすことなく、かつ、全体の輝度を確保しつつ消費電流を低減することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る携帯機器の一例としての二つ折り型携帯電話機の外観図であり、図１（ａ）は二つ折り型携帯電話機を開いた状態で正面側から見た斜視図、図１（ｂ）は背面側から見た斜視図である。図において、操作側筐体１には複数の操作キー２を配列した操作部を有しており、一端側がヒンジ３により表示側筐体４の一端と連結されている。操作側筐体１の他端側にはユーザが通話に使用するマイク５が設けられている。一方、表示側筐体４の正面側には図１（ａ）に示されるように文字や画像を表示する主表示部６が設けられている。この主表示部６は液晶表示装置（ＬＣＤ）である。表示側筐体４の他端側には通話相手の音声を出力するレシーバ７が設けられている。また、図１（ｂ）に示すように表示側筐体４の背面側には複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）８がマトリクス配列されたＬＥＤ表示パネル９が設けられている。このＬＥＤ表示パネル９は、表示側筐体４背面に形成した表示窓に装着されており、ＬＥＤ８をｍ行×ｎ列、図の例では１７行×９列の１５３個配列している。ＬＥＤ８は、３．２ｍｍピッチで実装されており、ＬＥＤ表示パネル９の表示部分の大きさは約２．４インチ（５３．９ｍｍ×２８．３ｍｍ）である。したがって、ＬＥＤ表示パネル９は、表示側筐体４背面の略全域を占めており、比較的大きな画面に高輝度の表示をすることができる。
【０００９】
図２は、この実施の形態１に係る二つ折り型携帯電話機のブロック構成図である。図において、無線通信するためのアンテナ１０は、通話相手から受信した電波を受信して、無線部１１へ入力する。無線部１１では入力した信号を増幅及び周波数変換してベースバンドＩＣ１２へ入力する。主制御部としてのベースバンドＩＣ１２は、携帯電話機全体の制御を司るものであり、記憶部としてのメモリ部１３に記憶されているプログラムにしたがって動作する。メモリ部１３はベースバンドＩＣ１２を動作させるプログラムの他に各種のデータ及びベースバンドＩＣ１２が処理するデータを記憶している。
ベースバンドＩＣ１２は通話着信があった場合、音響部１４を介してスピーカ１５を鳴動し、着信をユーザに報知すると共に、ユーザが着信応答した場合、通話相手の端末と回線を接続して、マイク５及びレシーバ７を使った通話を可能にする。ユーザの音声はマイク５を通して携帯電話機に取り込まれ、音響部１４、ベースバンドＩＣ１２、無線部１１、アンテナ１０を介して送信される。
操作部１６は操作キー２からなる。ＲＴＣ（ｒｅａｌ  ｔｉｍｅ  ｃｌｏｃｋ）１７は、正確な時間情報を出力する。電源制御部１８は電池１９の発生する電力を各部に供給すると共に、充電端子２０から入力する電力を電池１９へ給電し、電池１９を充電するものである。なお、電池１９は操作側筐体１に収納されている。赤外線通信手段２１は近距離データ通信を行い、カメラ２２は携帯電話機に内蔵されている。
【００１０】
ＬＥＤ表示パネル９は、制御マイコン２３、Ｘ方向制御ドライバ２４、Ｙ方向制御ドライバ２５及び１７行９列にマトリクス配列されたＬＥＤ８からなる。制御マイコン２３、Ｘ方向制御ドライバ２４、Ｙ方向制御ドライバ２５はＬＥＤ８を表示制御する表示制御部として機能する。
表示は、図形、模様などのパターンを表示させることが可能であり、例えば、携帯電話機が着信したとき或いは通話中に表示させるものである。ＬＥＤ表示パネル９に表示されているパターンは左右方向、上下方向に表示をスクロールさせたり、表示を点滅させたり、階調をつけて表示したりすることができる。したがって、高輝度の表示で、しかもインパクトのある表示ができることから、ユーザから離れた位置で携帯電話機が着信していてもユーザは着信に気付くことができる。
【００１１】
このような表示パターンは、メモリ部１３に記憶しており、例えば着信などのイベントが発生し、ベースバンドＩＣ１２がこれを検知すると、メモリ部１３から表示パターンのデータを読み出して制御マイコン２３へ転送する。表示パターンのデータを受け取った制御マイコン２３は、そのデータに基づいてＸ方向制御ドライバ２４及びＹ方向制御ドライバ２５を駆動し、マトリクス配列されたＬＥＤ８に図形、模様などのパターンを表示させる。
【００１２】
図３は、この実施の形態１に係る二つ折り型携帯電話機の表示制御原理を、ＬＥＤ表示パネル９の一部（３行×３列）を使って示した説明図であり、図４は、この発明に係るＬＥＤ８の階調特性を示す図である。
【００１３】
図３において、（ａ）はＬＥＤ表示パネル９の一部（３行×３列）の斜視図であり、本実施例では、基板２６上にＬＥＤ８がピッチ間隔３．２ｍｍでマトリクス配列されており、基板２６と平行にあるＬＥＤ８の投影面２７との間隔は１．６ｍｍである。（ｂ）はＬＥＤ表示パネル９の一部（３行×３列）を投影面２７側から見た簡略図であり、Ａ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈは各ＬＥＤ８に対応する投影面２７上の発光ポイントであり、エリアＡ’，ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’，ｅ’，ｆ’，ｇ’，ｈ’は発光ポイントＡ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈにそれぞれ対応するＬＥＤ８によって明るく照らされるエリアを示している。（ｃ）はＬＥＤ表示パネル９の一部を真横から見た簡略図であり、発光ポイントＡ，ｇ，ｈの位置関係を示している。
【００１４】
図４は、この実施の形態１に係るＬＥＤ８の輝度・階調特性を示す図であり、ＬＥＤ８が最大輝度である階調３５〜最低輝度である階調０まで３６階調にコントロールされることを示している。
【００１５】
ここで、発光ポイントＡの下に隣接する発光ポイントｇ及び発光ポイントＡの右斜め下に隣接する発光ポイントｈの対応するＬＥＤ８が点灯した場合に、発光ポイントｇ及び発光ポイントｈに対応するＬＥＤ８からそれぞれ発光ポイントＡに洩れる光量について説明する。
【００１６】
発光ポイントｇに対応するＬＥＤ８を最大輝度である階調３５で点灯させた場合の発光ポイントｇにおける輝度は、図４より約８２０ｃｄ／ｍ２である。従って、発光ポイントｇに対応するＬＥＤ８より１．６√５ｍｍ離れた距離にある発光ポイントＡにおける輝度は、
８２０÷（１．６√５÷１．６）２＝１６４ｃｄ／ｍ２
となる。しかしながら、ＬＥＤ８には指向性があり、発光ポイントｇの中心点から離れるほど、つまりエリアｇ’の外側になるほど急激に減衰量が大きくなる。ここでは、便宜上、減衰量を１／５として計算すると、発光ポイントｇに対応するＬＥＤ８が最大輝度で点灯した場合に発光ポイントＡに洩れる光量は、
１６４÷５＝３２．８ｃｄ／ｍ２
となる。つまり、各ＬＥＤ８に対し、上下左右に隣接するＬＥＤ８に対応する発光ポイントに洩れる光量は、３２．８ｃｄ／ｍ２ということになる。
【００１７】
同様に、発光ポイントｈに対応するＬＥＤ８を最大輝度である階調３５で点灯させた場合、発光ポイントｈに対応するＬＥＤ８より１．６×３ｍｍ離れた距離にある発光ポイントＡにおける輝度は、
８２０÷（１．６×３÷１．６）２≒９１．１ｃｄ／ｍ２
となる。減衰量を１／５として計算すると、発光ポイントｈに対応するＬＥＤ８が点灯した場合に発光ポイントＡに洩れる光量は、
９１．１÷５≒１８．２ｃｄ／ｍ２
となる。つまり、各ＬＥＤ８に対し、斜めに隣接するＬＥＤ８に対応する発光ポイントに洩れる光量は、１８．２ｃｄ／ｍ２ということになる。
【００１８】
したがって、発光ポイントｇに対応するＬＥＤ８と発光ポイントｈに対応するＬＥＤ８とが階調３５で点灯していると、発光ポイントＡにおける輝度は、例え対応するＬＥＤ８が点灯していなくても、
３２．８＋１８．２＝５１．０ｃｄ／ｍ２
となり、図４より２階調分の明るさを確保できることになる。
さらに、発光ポイントＡに対応するＬＥＤ８に隣接する８つのＬＥＤ８が全て階調３５で点灯していると、発光ポイントＡにおける輝度は、例え対応するＬＥＤ８が点灯していなくても、
３２．８×４＋１８．２×４＝２０４．０ｃｄ／ｍ２
となり、図４より９階調分の明るさを確保できることになる。
この場合、発光ポイントＡに対応するＬＥＤ８は、
８２０−２０４．０＝６１６ｃｄ／ｍ２
の輝度で点灯すれば、最大輝度である３５階調分の輝度８２０ｃｄ／ｍ２を確保できることになる。
【００１９】
１灯のＬＥＤ８を８２０ｃｄ／ｍ２（階調３５）の輝度で点灯させるために２０ｍＡの電流を必要とすると、２０４．０ｃｄ／ｍ２の輝度で点灯させるための消費電流
（２０４．０×２０）÷８２０≒４．９８ｍＡ
が低減できる。
【００２０】
次に、この特性を利用した表示パターンの変換処理について説明する。
【００２１】
図５において、（ａ）は、メモリ部１３に記憶されているｍ行×ｎ列のマトリクス配列をしたＬＥＤ８の表示パターン、つまり各ＬＥＤ８で必要とされる輝度Ｄの構成を示す図である。（ｂ）は、（ａ）の表示パターンの外周部に輝度「０」の領域を仮想的に付加した表示パターンにおける輝度構成を示す図であり、（ｃ）は、この実施の形態１における階調変換処理を実行した後の表示パターンにおける輝度Ｎの構成を示す図である。
【００２２】
ここで、ＬＥＤ８を最大輝度である階調３５で点灯させた発光ポイントにおける輝度は約８２０ｃｄ／ｍ２であり、上下左右に隣接するＬＥＤ８から中心発光ポイントに洩れる光量は３２．８ｃｄ／ｍ２なので、
３２．８÷８２０＝０．０４
の計算により、上下左右に隣接するＬＥＤ８からは０．０４倍の光量が洩れてくることになる。つまり、中心発光ポイントを（χ，γ）、上下左右に隣接するＬＥＤ８における輝度をＤとすると、上下左右に隣接するＬＥＤ８から中心発光ポイントに洩れる光量は、
０．０４×（Ｄχ−１，γ＋Ｄχ，γ＋１＋Ｄχ＋１，γ＋Ｄχ，γ−１）
という計算式で表すことができる。
同様に、斜めに隣接するＬＥＤ８から中心発光ポイントに洩れる光量は１８．２ｃｄ／ｍ２なので、
１８．２÷８２０≒０．０２
の計算により、斜めに隣接するＬＥＤ８からは０．０２倍の光量が洩れてくることになる。つまり、斜めに隣接するＬＥＤ８から中心発光ポイントに洩れる光量は、
０．０２×（Ｄχ−１，γ＋Ｄχ，γ＋１＋Ｄχ＋１，γ＋Ｄχ，γ−１）
という計算式で表すことができる。
【００２３】
したがって、各ＬＥＤ８に対応する発光ポイントへ隣接するＬＥＤ８から洩れる光量は、
０．０４×（Ｄχ−１，γ＋Ｄχ，γ＋１＋Ｄχ＋１，γ＋Ｄχ，γ−１）
＋０．０２×（Ｄχ−１，γ−１＋Ｄχ−１，γ＋１＋Ｄχ＋１，γ−１＋Ｄχ＋１，γ＋１）
となるので、中心発光ポイント（χ，γ）で必要とされる輝度Ｄχ，γを確保するために、中心発光ポイントに対応するＬＥＤ８において必要な点灯輝度は、
Ｎχ，γ＝Ｄχ，γ
−｛０．０４×（Ｄχ−１，γ＋Ｄχ，γ＋１＋Ｄχ＋１，γ＋Ｄχ，γ−１）
＋０．０２×（Ｄχ−１，γ−１＋Ｄχ−１，γ＋１＋Ｄχ＋１，γ−１＋Ｄχ＋１，γ＋１）｝
という変換式Ａで表すことができる。
【００２４】
しかし、隣接するＬＥＤ８における輝度Ｄは、実際は変換後の輝度Ｎで点灯することになるので、隣接するＬＥＤ８から洩れる光量が変換式の計算より少なくなってしまう。そこで、０＜α＜１である補正係数αを使用して、変換式Ａを次のように補正して変換式Ｂとする。
Ｎχ，γ＝Ｄχ，γ
−｛０．０４×α×（Ｄχ−１，γ＋Ｄχ，γ＋１＋Ｄχ＋１，γ＋Ｄχ，γ−１）
＋０．０２×α×（Ｄχ−１，γ−１＋Ｄχ−１，γ＋１＋Ｄχ＋１，γ−１＋Ｄχ＋１，γ＋１）｝
【００２５】
ベースバンドＩＣ１２は、メモリ部１３に図５（ａ）の表示パターンのデータを記憶させるときに、図５（ａ）の表示パターンの外周部に輝度「０」の領域を仮想的に付加した表示パターンである図５（ｂ）を生成する。その後、図５（ｂ）の表示パターンのデータから変換式Ｂを用いて図５（ｃ）の表示パターンのデータを生成し、メモリ部１３へ格納する。
【００２６】
ベースバンドＩＣ１２は、ＬＥＤ表示パネル９に図形、模様などの表示パターンを表示させるときに、メモリ部１３から図５（ｃ）の表示パターンのデータを読み出して、制御マイコン２３へ転送する。この表示パターンのデータを受け取った制御マイコン２３は、そのデータに基づいてＸ方向制御ドライバ２４及びＹ方向制御ドライバ２５を駆動し、マトリクス配列されたＬＥＤ８に図形、模様などのパターンを表示させる。
【００２７】
このように、表示させたい図形、模様などの表示パターンのデータに基づいて、各ＬＥＤ８に隣接するＬＥＤ８から洩れる光量を利用して、ＬＥＤ８の階調を下げて点灯させるようにしたので、輝度ムラを起こすことなく、かつ、全体の輝度を確保しつつ消費電流を低減することができる。
【００２８】
この実施の形態では、ＬＥＤ表示パネル９上のＬＥＤ８を同時点灯（スタティック点灯制御）する場合について説明したが、行走査や列走査（ダイナミック点灯制御）する場合にも適用できる。この場合、同一行かつ隣接するＬＥＤ８から洩れる光量のみを利用することができるので、変換式は、
Ｎχ，γ＝Ｄχ，γ
−０．０４×α×（Ｄχ，γ＋１＋Ｄχ，γ−１）
となる。
【００２９】
また、この実施の形態では、図５（ａ）の表示パターンのデータをメモリ部１３に格納するときに図５（ｃ）の表示パターンのデータに変換して格納しておくようにしたが、ＬＥＤ表示パネル９に表示するときに、ベースバンドＩＣ１２が図５（ａ）の表示パターンのデータをメモリ部１３から読み出し、上記変換式を用いて図５（ｃ）の表示パターンのデータに変換しながら制御マイコン２３へ転送するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明に係る携帯機器は、携帯電話機などの携帯無線端末、携帯情報端末等の分野で利用することができる。また、本発明に係る表示装置は、マトリクス配置された多数の発光ダイオードにより表示する新幹線や銀行等に設置される電光掲示板の分野でも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明に係る携帯機器としての二つ折り型携帯電話機の外観図である。
【図２】この実施の形態１に係る二つ折り型携帯電話機のブロック構成図である。
【図３】この実施の形態１に係る二つ折り型携帯電話機の表示制御原理を示す図である。
【図４】この実施の形態１に係るＬＥＤ８の輝度・階調特性を示す図である。
【図５】この実施の形態１に係るＬＥＤ表示パネル９の表示パターンの輝度構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
８  ＬＥＤ
９  ＬＥＤ表示パネル
１２  ベースバンドＩＣ
１３  メモリ部
２３  制御マイコン
２４  Ｘ方向制御ドライバ
２５  Ｙ方向制御ドライバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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