(57)【要約】【課題】表示装置において、時分割で点灯される発光素子の各点灯期間の間で負荷の平準化を可能とする。【解決手段】表示装置１０は、グループ化部１１と、点灯駆動部１２と、表示ユニット１３とを有する。表示ユニット１３は、複数の発光素子を有する。グループ化部１１は、表示ユニット１３に含まれる複数の発光素子のうち、点灯させる発光素子を、複数のグループにグループ分けする。点灯駆動部１２は、表示ユニット１３の発光素子の点灯駆動を行う。点灯駆動部１２は、各グループに属する発光素子を、グループ間で点灯期間を互いにずらして点灯させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示ユニットに含まれる複数の発光素子のうち、点灯させる発光素子を、複数のグループにグループ分けするグループ化部と、
各グループに属する発光素子を、グループ間で点灯期間を互いにずらして点灯させる点灯駆動部とを備える点灯制御装置。
【請求項２】
前記グループ化部は、前記表示ユニットにおける前記複数の発光素子の点灯パターンを規定する表示信号に基づいて、前記グループ分けを実施する請求項１に記載の点灯制御装置。
【請求項３】
前記グループ化部は、前記表示信号に基づいて前記点灯させる発光素子を特定し、該特定した発光素子を複数のグループにグループ分けする請求項２に記載の点灯制御装置。
【請求項４】
前記グループ化部は、前記特定した発光素子を所定の規則に従って各グループにグループ分けする請求項３に記載の点灯制御装置。
【請求項５】
前記表示ユニットにおける１つの点灯期間が、前記複数のグループのそれぞれに対応した複数のサブ点灯期間に分割されており、前記点灯駆動部は、各サブ点灯期間において対応するグループに属する発光素子を点灯させる請求項１から４何れか１項に記載の点灯制御装置。
【請求項６】
前記点灯駆動部は、ｎをグループの数として、第１のグループに属する発光素子から第ｎのグループに属する発光素子を各グループに対応したサブ点灯期間において点灯させる処理を繰り返し実施する請求項５に記載の点灯制御装置。
【請求項７】
前記点灯駆動部は、所定時間間隔で、各グループに属する発光素子を点灯させる請求項１から６何れか１項に記載の点灯制御装置。
【請求項８】
前記グループ化部は、各グループに属する発光素子の数がほぼ均等となるようにグループ分けする請求項１から７何れか１項に記載の点灯制御装置。
【請求項９】
複数の発光素子を含む表示ユニットと、
前記複数の発光素子のうち、点灯させる発光素子を、複数のグループにグループ分けするグループ化部と、
各グループに属する発光素子を、グループ間で点灯期間を互いにずらして点灯させる点灯駆動部とを備える表示装置。
【請求項１０】
複数の発光素子を含む表示ユニットの点灯を制御する点灯制御方法であって、
前記複数の発光素子のうち、点灯させる発光素子を複数のグループにグループ分けするステップと、
各グループに属する発光素子を、グループ間で点灯期間を互いにずらして点灯させるステップとを有する点灯制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、更に詳しくは、複数の発光素子を有する表示装置に関する。また、本発明は、そのような表示装置における点灯制御装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の発光素子を有する表示器が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の表示器は、その動作モードとして、高輝度モードと低輝度モードとを有している。特許文献１に記載の表示器において、高輝度モード時は、マトリクス状に配列された表示ユニットの複数の発光素子が同時に点灯駆動される。一方、低輝度モード時は、複数の発光素子が時分割で点灯駆動される。
【０００３】
低輝度モード時の発光素子の時分割点灯駆動に関し、特許文献１には、時分割ライン切り換えスキャン点灯（ダイナミック点灯）で発光素子を駆動制御することが記載されている。具体的には、特許部文献１では、表示ユニットの各ラインは４つの組（グループ）に静的に振り分けられている。特許文献１に記載の表示器では、１組目から４組目までの各組に属するラインが順次に時分割で点灯される１／４デューティスキャン（Duty Scan）で、発光素子の点灯駆動が実施される。
【０００４】
表示ユニットをダイナミック点灯する場合において、全ての発光素子を同時に点灯させると、電源部から全ての発光素子に一斉に電流が供給されることになる。その場合、電源部から発光素子に供給される電流のピーク値が高くなり、大電流が流れることに伴ってノイズが発生する。特許文献１では、特に低輝度モード時に複数の発光素子を異なるタイミングで点灯駆動することで、複数の発光素子を同時に点灯する場合に比べて、電源部から発光素子に供給される電流のピーク値を低下させ、大電流が流れることに伴うノイズの発生を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０１４７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１において、１／４デューティスキャンで点灯される各組の発光素子には、表示データに応じて、点灯される発光素子と、点灯されない（消灯している）発光素子とが含まれる。極端な例では、ある組（組Ａ）では全ての発光素子が点灯されないのに対し、別の組（組Ｂ）では全ての発光素子が点灯される場合も考えられる。その場合、組Ａの点灯期間では電源部から点灯ユニットに供給される電流の値は低いものの、組Ａの点灯期間では電源部から点灯ユニットに大電流が供給されることになる。このように、特許文献１では、時分割で点灯駆動される各組の点灯期間において、負荷を平準化することはできない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、時分割で点灯される発光素子の各点灯期間の間で負荷の平準化が可能な表示装置、並びに点灯制御装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、表示ユニットに含まれる複数の発光素子のうち、点灯させる発光素子を、複数のグループにグループ分けするグループ化部と、各グループに属する発光素子を、グループ間で点灯期間を互いにずらして点灯させる点灯駆動部とを備える点灯制御装置を提供する。
【０００９】
また、本発明は、複数の発光素子を含む表示ユニットと、前記複数の発光素子のうち、点灯させる発光素子を、複数のグループにグループ分けするグループ化部と、各グループに属する発光素子を、グループ間で点灯期間を互いにずらして点灯させる点灯駆動部とを備える表示装置を提供する。
【００１０】
本発明は、更に、複数の発光素子を含む表示ユニットの点灯を制御する点灯制御方法であって、前記複数の発光素子のうち、点灯させる発光素子を複数のグループにグループ分けするステップと、各グループに属する発光素子を、グループ間で点灯期間を互いにずらして点灯させるステップとを有する点灯制御方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の表示装置、並びに点灯制御装置及び方法は、時分割で点灯される発光素子の各点灯期間の間で負荷を平準化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の表示装置を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に係る表示装置を示すブロック図。
【図３】複数の発光素子のグループ分けの一例を示す図。
【図４】各グループの点灯期間を示すタイミングチャート。
【図５】表示装置における点灯制御の動作手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態の説明に先立って、本発明の概要を説明する。図１は、本発明の表示装置を示す。本発明の表示装置１０は、グループ化部１１と、点灯駆動部１２と、表示ユニット１３とを有する。表示装置１０の構成要素のうち、グループ化部１１及び点灯駆動部１２は、表示ユニット１３の点灯駆動を実施する点灯制御装置に相当する。
【００１４】
表示ユニット１３は、複数の発光素子を含む。グループ化部１１は、表示ユニット１３の複数の発光素子のうち、点灯させる発光素子を、複数のグループにグループ分けする。点灯駆動部１２は、各グループに属する発光素子を、グループ間で点灯期間を互いにずらして点灯させる。
【００１５】
本発明の表示装置１０では、表示ユニット１３の発光素子のうちの点灯される発光素子が複数のグループにグループ分けされ、各グループの発光素子がタイミングをずらして点灯される。本発明では、発光素子が静的にグループ分けされる特許文献１とは異なり、点灯される発光素子をグループ分けしている、このため、本発明では、あるグループに属する発光素子が点灯されている期間と、別のグループに属する発光素子が点灯される期間とで、点灯される発光素子の数はほぼ同じとすることができる。このようにすることで、ある点灯期間だけ大電流が流れ、他の点灯期間では電流がほとんど流れないといった事態を回避することが可能であり、各点灯期間において負荷の平準化が可能である。
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る表示装置を示す。表示装置１０１は、電源部１１１、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）１１２、及び表示ユニット１１３を有する。表示装置１０１は、表示指示装置１０２と接続される。表示指示装置１０２は表示信号ソース１２１を含む。表示装置１０１は、表示信号ソース１２１から出力される信号（表示信号）に基づいて、例えば画像、文字、図形、パターン、或いはそれらの組み合わせを表示する。
【００１７】
表示ユニット１１３は、複数の発光素子を有する。発光素子には、例えばＬＥＤ（light emitting diode）が用いられる。表示ユニット１１３において、複数のＬＥＤは例えばマトリクス状に配列される。例えば、本実施形態において、複数のＬＥＤはそれぞれに専用の駆動信号線を有しており、表示ユニット１１３では各ＬＥＤを個別に点灯駆動することができる。
【００１８】
なお、ＬＥＤの配列の仕方は特に限定されない。表示ユニット１１３において、ＬＥＤが同心円状に配列されていてもよいし、或いは放射状に配列されていてもよい。表示ユニット１１３に含まれる発光素子は、電流が供給されることで点灯（発光）するものであればよく、ＬＥＤには限定されない。例えば、発光素子に電球などが用いられることとしてもよい。
【００１９】
ＣＰＬＤ１１２は、表示ユニット１１３のＬＥＤ（発光素子）を点灯駆動する。本実施形態において、ＣＰＬＤ１１２は、表示信号ソース１２１から、表示ユニット１１３における複数のＬＥＤの点灯パターンを規定する表示信号を受信し、受信した表示信号に基づいて、表示ユニット１１３の複数のＬＥＤの点灯を制御する。電源部１１１は、例えば直流電源である。電源部１１１は、ＣＰＬＤ１１２を介して表示ユニット１１３のＬＥＤに電流を供給し、ＬＥＤを点灯させる。
【００２０】
ＣＰＬＤ１１２は、図１のグループ化部１１及び点灯駆動部１２としても機能する。ＣＰＬＤ１１２は、表示ユニット１１３に含まれる複数のＬＥＤのうち、点灯させるＬＥＤを、複数のグループにグループ分けする。ＣＰＬＤ１１２は、例えば表示信号ソース１２１から受信した表示信号に基づいて、ＬＥＤのグループ分けを実施する。ＣＰＬＤ１１２は、例えば表示信号に基づいて、表示ユニット１１３の複数のＬＥＤのうちで点灯させるＬＥＤを特定し、特定したＬＥＤを複数のグループにグループ分けする。ＣＰＬＤ１１２は、各グループに属するＬＥＤを、グループ間で点灯期間を互いにずらして点灯させる。ＣＰＬＤ１１２は、例えば、各グループに属するＬＥＤを所定時間間隔で繰り返し点灯させる。
【００２１】
図３は、複数のＬＥＤのグループ分けの一例を示す。表示ユニット１１３は、例えば計Ｎ個のＬＥＤを有しているとする。表示ユニット１１３の各ＬＥＤには、１からＮまでの番号が割り当てられている。図３における「ｏｎ」はＬＥＤが点灯されるものであることを表し、「ｏｆｆ」は非点灯（消灯状態）であることを表す。図３の例では、グループ分けされるグループ（以下、カラムとも呼ぶ）の数は４つであり、ＣＰＬＤ１１２は、Ｎ個のＬＥＤのうち、点灯されるＬＥＤを、カラム１からカラム４の何れかに所属させる。
【００２２】
ＣＰＬＤ１１２は、点灯させるＬＥＤを所定の規則に従って各グループにグループ分けする。ＣＰＬＤ１１２は、各カラムに属するＬＥＤの数が均等か、ほぼ均等となるようにグループ分けすることが好ましい。ＣＰＬＤ１１２は、例えば、点灯させるＬＥＤを、番号が小さい順に、カラム１からカラム４に均等に割り当てる。
【００２３】
具体的に、ＣＰＬＤ１１２は、図３に示すように、点灯させるＬＥＤのうち最も番号が小さいＮｏ．１のＬＥＤをカラム１に所属させ、次に番号が小さいＮｏ．３のＬＥＤをカラム２に所属させ、次いで、Ｎｏ．５のＬＥＤをカラム３に所属させ、Ｎｏ．９のＬＥＤをカラム４に所属させる。以下、同様に、ＣＰＬＤ１１２は、Ｎｏ．１１のＬＥＤをカラム１に所属させ、Ｎｏ．１２のＬＥＤをカラム２に所属させ、Ｎｏ．１４のＬＥＤをカラム３に所属させ、Ｎｏ．１５のＬＥＤをカラム４に所属させる。
【００２４】
ここで、点灯されるＬＥＤの数がカラムの数の倍数と一致する場合、各カラムに所属するＬＥＤの数はカラム間で一致する。一方、点灯されるＬＥＤの数が、カラムの数の倍数と一致しない場合、カラムに所属するＬＥＤの数がカラム間で一致しない。例えば、図３の例では、番号が最も大きいＮｏ．ＮのＬＥＤはカラム３に所属させられており、カラム４に所属するＬＥＤの数は、カラム１からカラム３に所属するＬＥＤの数よりも少ない。カラム間で所属するＬＥＤの差が１つの場合は、各カラムに属するＬＥＤの数がほぼ均等であるとみなせる。
【００２５】
図４は、各カラムの点灯期間を示す。表示ユニット１１３の点灯駆動において、表示ユニット１１３における各点灯期間は、複数のグループのそれぞれに対応した複数の点灯期間（サブ点灯期間）に分割されている。図４において、１つ目の点灯期間Ｔ１は、カラム１からカラム４に対応した４つのサブ点灯期間Ｔ１１からＴ１４に均等に分割されている。また、２つ目の点灯期間Ｔ２は、カラム１からカラム４に対応した４つのサブ点灯期間Ｔ２１からＴ２４に均等に分割されている。各点灯期間において、カラムとサブ点灯期間との対応関係は固定的に設定される。
【００２６】
ＣＰＬＤ１１２は、各サブ点灯期間において、対応するカラムに所属するＬＥＤを点灯させる。ＣＰＬＤ１１２は、例えば図４に示すように、１つ目の点灯期間Ｔ１において、カラム１に対応したサブ点灯期間Ｔ１１でカラム１に所属するＬＥＤを点灯させ、カラム２に対応したサブ点灯期間Ｔ１２でカラム２に所属するＬＥＤを点灯させ、カラム３に対応したサブ点灯期間Ｔ１３でカラム３に所属するＬＥＤを点灯させ、カラム４に対応したサブ点灯期間Ｔ１４でカラム４に所属するＬＥＤを点灯させる。
【００２７】
ＣＰＬＤ１１２は、２つ目の点灯期間Ｔ２においても、同様に、サブ点灯期間Ｔ２１でカラム１に所属するＬＥＤを点灯させ、サブ点灯期間Ｔ２２でカラム２に所属するＬＥＤを点灯させ、サブ点灯期間Ｔ２３でカラム３に所属するＬＥＤを点灯させ、サブ点灯期間Ｔ２４でカラム４に所属するＬＥＤを点灯させる。一般に、ｎをグループの数とした場合、ＣＰＬＤ１１２は、第１のグループに所属するＬＥＤから第ｎのグループに所属するＬＥＤを、各グループに対応したサブ点灯期間において点灯させる処理を繰り返し実施する。
【００２８】
図５は、表示装置１０１における表示ユニット１１３の点灯制御の動作手順を示す。表示指示装置１０２の表示信号ソース１２１は、表示装置１０１のＣＰＬＤ１１２に表示信号を入力する（ステップＳ１）。ＣＰＬＤ１１２は、入力された表示信号に基づいて、表示ユニット１１３に含まれる複数のＬＥＤのうち、どのＬＥＤを点灯させるかを特定する（ステップＳ２）。ＣＰＬＤ１１２は、例えばステップＳ２では、消灯状態にさせるＬＥＤ以外のＬＥＤを、点灯させるＬＥＤとして特定する。
【００２９】
ＣＰＬＤ１１２は、ステップＳ２で特定した点灯させるＬＥＤを、複数のグループにグループ分けする（ステップＳ３）。ＣＰＬＤ１１２は、ステップＳ３では、例えば図３に示されるように、点灯させるＬＥＤを、ＬＥＤの番号に従ってカラム１からカラム４に割り当てる。ＣＰＬＤ１１２は、各グループに属するＬＥＤを、グループ間で点灯期間を互いにずらして時分割で点灯させる（ステップＳ４）。ＣＰＬＤ１１１は、ステップＳ４では、例えば図４に示すように、１つの点灯期間を４分割した各サブ点灯期間のそれぞれで、カラム１からカラム４に所属するＬＥＤを点灯させる。
【００３０】
ＣＰＬＤ１１２は、ステップＳ１で表示信号が入力されるたびにステップＳ２〜Ｓ４を実施し、表示ユニット１１３のＬＥＤを、表示信号に基づいて点灯駆動する。本実施形態では、ＬＥＤがどのカラムに属するかは表示信号に基づいて定まり、ＬＥＤと所属するカラムとの対応関係が固定されない。どのＬＥＤを点灯するかは表示信号に応じて定まるため、ある点灯期間と、別の点灯期間とで、カラム１からカラム４のそれぞれに所属するＬＥＤは変化し得る。
【００３１】
本実施形態では、表示ユニット１１３の発光素子のうちの点灯されるＬＥＤが複数のカラムに均等に割り当てられ、各カラムのＬＥＤがタイミングをずらして点灯される。このようにすることで、あるカラムに所属するＬＥＤが点灯されている期間と、別のカラムに所属するＬＥＤが点灯される期間とで、点灯されるＬＥＤの数をほぼ同じにすることができる。従って、ある点灯期間（サブ点灯期間）だけ大電流が流れ、他の点灯期間では電流がほとんど流れないといった事態を回避することが可能であり、各点灯期間において負荷の平準化が可能である。
【００３２】
本実施形態では、表示ユニット１１３の複数のＬＥＤをカラムに均等に振り分け、各カラムに所属するＬＥＤをフリッカ点灯する。ＬＥＤの点灯タイミングを、カラムごとにずらすことで、ＬＥＤの同時点灯を分散させることができる。従って、本実施形態の表示装置１０１では、ＬＥＤが点灯する瞬間の突入電流に起因する瞬間最大消費電力、及び同時スイッチングノイズを抑制できる。
【００３３】
例えば、表示ユニット１１３に含まれるＬＥＤのうち、常に又は平均的に全体の１／４のＬＥＤを点灯させて表示を行う場合を考える。例えば、マトリクス状に配列されたＬＥＤのうち、あるラインのＬＥＤを全て点灯させる場合、特許文献１ではラインごとにグループが固定的に割り当てられているため、あるグループに所属するＬＥＤが全て点灯することになる。これに対し、本実施形態では、点灯されるＬＥＤを対象にグループへの割り当てがフレキシブルに実施されるため、１つのラインを４つのグループに分散させることができ、瞬間最大消費電力を１／４にすることが可能である。
【００３４】
表示装置１０１においては、突入電流の影響で、電源デバイス及び電源パターンは最大消費電力を考慮した選定及び配線をする必要がある。本実施形態では、上記したように瞬間最大消費電力を抑えることができるため、電源部１１１に、低電力の電源デバイスを使用できる。低電力の電源デバイスを使用することで、電源部１１１の発熱を抑えることができ、部品の長寿命化を見込むことができる。また、電源部１１１の放熱パターンも小規模化することができ、基板サイズのコンパクト化も実現できる。従って、本実施形態の表示装置１０１では、保守リスクの低減及び基板製造コストの削減を図ることができる。
【００３５】
例えば、上記した瞬間最大消費電力を１／４にすることが可能な表示装置の場合、電源配線幅は１／４まで狭めることができる。また、多層基板を採用した場合においては、層間に必要なＶＩＡの個数も１／４に減らすことができる。特許文献１との比較において、例えば導体間の隙間とパターン幅とを含めると、導体間の隙間が配線幅に対して与える影響が小さいほど、配線幅削減の効果が高まる。例えば導体間の隙間と配線幅との比率が１：１であるとすれば、配線幅を１／４とすることで、基板面積を４０％削減することが可能である。
【００３６】
また、熱の観点で見ると、高密度の基板製造においては、基板上の排熱を考慮せずに集積度を上げる代わりに、ヒートシンクや、排熱シート、冷却用ファンなどの他の手段で排熱を実施することがある。その場合、排熱処理にコストが掛かる。本実施形態では発熱を抑えることができるため、そのような排熱のための手段が不要であり、排熱に掛かるコストを削減することが可能である。
【００３７】
表示装置１０１では、信号品質上、ノイズの影響があるパターンを避けたバスパターン配線を行うことが推奨される。特に、高速バスパターンに関しては、ノイズの影響があるパターンを避けることが望ましい。本実施形態では、ＬＥＤのスイッチングノイズを低減できるため、ＬＥＤの電源パターンと交差するバスパターンへの影響を低減できる。このため、基板内のバスパターン配線制限を緩和できる。従って、本実施形態の表示装置１０１では、製品の信号品質の向上、高集積化、及び基板製造コストの削減が可能である。
【００３８】
なお、上記実施形態では、図１のグループ化部１１及び点灯駆動部１２の機能を、ＣＰＬＤ１１２を用いて構成する例を説明したが、これには限定されない。それらの機能を、他のプログラマブルデバイスを用いて構成することも可能である。あるいは、それらの機能を、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）などのＩＣで構成することも可能である。
【００３９】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に対して変更や修正を加えたものも、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
１０：表示装置
１１：グループ化部
１２：点灯駆動部
１３：表示ユニット
１０１：表示装置
１０２：表示指示装置
１１１：電源部
１１２：ＣＰＬＤ
１１３：表示ユニット
１２１：表示信号ソース
【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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