(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ表示ユニット間又はＬＥＤ表示ユニットとＬＥＤ表示ユニットコントローラ間におけるパケットデータの通信を用いたＬＥＤ制御装置において、
前記ＬＥＤ制御装置は、少なくとも受信回路および送信回路を用いて外部と通信しており、
受信データの先頭部分である前記パケットデータの先頭に付加されたリセット信号を検出する検出手段と、該検出手段からの信号に基づいて通信部内の送受信回路の初期化を行うリセット手段と、を有し、
さらに、前記検出手段で前記リセット信号が検出された際に、前記パケットデータから前記受信データ部分のみを抽出する受信選択回路を前記受信回路に有しており、
抽出された前記受信データは、前記ＬＥＤ表示装置の制御信号として生成されるのとは別に、前記送信回路に送られ、前記受信データの先頭部分に再びリセット信号が付加されて前記パケットデータとして外部に出力されることを特徴とするＬＥＤ制御装置。
【請求項２】
前記検出手段からの信号に基づいて前記受信データを記憶するＬＥＤユニット内部記憶手段と、該ＬＥＤユニット内部記憶手段を制御する信号を生成すると共に、前記受信データを前記送信回路へ通信する受信データラッチ手段とを有する請求項１記載のＬＥＤ制御装置。
【請求項３】
前記パケットデータの受信状態を認識可能とする受信ステートカウンタと、前記パケットデータを送信するタイミングをとる送信ステートカウンタと、を有する請求項１又は２に記載のＬＥＤ制御装置。
【請求項４】
ＬＥＤ表示ユニット間又はＬＥＤ表示ユニットとＬＥＤ表示ユニットコントローラ間におけるパケットデータの通信を用いたＬＥＤディスプレイにおいて、
前記ＬＥＤディスプレイは、少なくとも受信回路および送信回路を用いて外部と通信しており、
受信データの先頭部分である前記パケットデータの先頭に付加されたリセット信号を検出する検出手段と、該検出手段からの信号に基づいて通信部内の送受信回路の初期化を行うリセット手段と、を有し、
さらに、前記検出手段で前記リセット信号が検出された際に、前記パケットデータから前記受信データ部分のみを抽出する受信選択回路を前記受信回路に有しており、
抽出された前記受信データは、前記ＬＥＤ表示装置の制御信号として生成されるのとは別に、前記送信回路に送られ、前記受信データの先頭部分に再びリセット信号が付加されて前記パケットデータとして外部に出力されるＬＥＤディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケットデータの通信を用いたＬＥＤ制御装置及びＬＥＤディスプレイ。
【０００２】
【従来技術】
近年、高性能の赤色、緑色や青色のＬＥＤが開発され、フルカラーのＬＥＤ表示が可能となった。大型表示装置の中でも高輝度、長寿命かつ軽量などＬＥＤの特長を生かした、ＬＥＤ表示装置が急速に普及している。また、その用途も多様化しつつあり、大型テレビ、広告、交通情報、立体表示器、照明用等あらゆるアプリケーションに柔軟に対応できるシステムが求められている。
【０００３】
このようなＬＥＤが用いられるディスプレイとしては、ビルボード用などとして屋外用の大型ディスプレイから、プラットホームなど半屋内の中・小画面サイズのものまで、用途・場所に応じて、ＬＥＤディスプレイの画面サイズおよび画素ピッチも多様になディスプレイが使用されるようになってきた。また、縦・横の画面比率（アスペクト比）も変化していく傾向にあり、ＨＤＴＶに代表されるようなハイビジョン映像をＬＥＤ表示する場合、映像データ量の増大、表示パネルのさらなる大画面化にも対応していかねばならない。また、高度情報ネットワーク下においては、ディスプレイもそうした通信インフラと接続され、遠隔操作で表示制御、メンテナンス等に対応できることが求められている。
【０００４】
このようなディスプレイは、たとえば１６ドット×１６ドット程度のＬＥＤをマトリクス状に配列させて、これを一つのＬＥＤユニットとしてモジュール化し、画面サイズや縦・横のアスペクト比などに応じて、ＬＥＤユニットをマトリクス状につなぎ合わせて構成される。図１に構成例としてＬＥＤディスプレイ８０１を示す。コントローラ８０３に接続された複数の分配器８０４はＬＥＤユニット８０２の各行毎に配設され、表示用の映像データおよび各種制御信号を各ＬＥＤユニット８０２に対し供給する。
【０００５】
制御信号８２０はたとえば、映像データの同期クロック、水平同期信号、垂直同期信号、ブランク信号、階調基準信号、および映像データのラッチ信号等があり、コントローラ８０３内で、信号の生成を行い分配器８０４を介して各ＬＥＤユニット８０２に供給する。分配器８０４から各ＬＥＤユニット８０２へ送信する表示用フルカラー映像データ８１０は少なくともＲＧＢ（赤色、緑色、青色）の各色の映像データを必要とし、階調分解能に応じて映像データのビット幅が決まる。
【０００６】
たとえば１色当たり２５６階調で表示する場合には、８ビット幅の映像データバスが３色分必要となる。これら映像データはＬＥＤユニットの数×表示ドットの数を時分割して、ＬＥＤユニット８０２に供給される。各ＬＥＤユニット８０２内のシフトレジスタ回路８０５で映像データ８１０をビットシフトしていき、ある所定のデータ数を供給した時点でデータをラッチし、表示用映像データ８１０として取り込み映像データを表示することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなＬＥＤ表示装置はコントローラ８０３、分配器８０４とＬＥＤユニット８０２間の表示用映像データ８１０を信号インタフェースとしてパラレルバスで伝送し、それに同期した同期クロックと各種制御信号８２０を供給している。そのため、ＬＥＤ表示装置が高精細化或いは大型化するにしたがって信号線数が増大するという問題があった。特に、表示画面が大型化しＬＥＤユニット数が増大する傾向にある現在においては、信号線が増大し長くなると階調用基準信号、映像データの同期クロックのパルス幅劣化、ノイズへの影響が大きな問題となる。
【０００８】
また、ＨＤＴＶ仕様に対応するために、画面のアスペクト比が変わり、接続するＬＥＤユニット数をさらに増やす必要性が発生し、映像データの転送速度をそれに応じてあげてやらなければならない。ＬＥＤユニットの接続数が多くなると、各信号のパルス劣化が増大し、特に映像データと同期クロックとの入出力タイミングがさらに難しくなるという問題もある。
【０００９】
さらにＬＥＤ表示装置の映像表示における画質の要求レベルも年々高くなってきており、ＬＥＤの小型化とも相まって、精細表示可能なＬＥＤディスプレイの技術開発が急務となってきている。映像の精細表示化を実現しようとするためには、階調分解能を上げる必要がある。具体的には、表示用映像データバス幅を８ビットから１０ビットにするなどのバス仕様を変更する必要がある。また、精細表示を実現する為には、ＬＥＤを小型化しドットピッチ幅を小さくする必要もある。ドットピッチを小さくすると、ＬＥＤユニットサイズがそれに比例して小さくなる。そのため映像データバス幅増大により、コネクタ等の部品実装面積の比率が大きくなるという問題がある。
【００１０】
また、ＬＥＤ表示装置は、たとえば表示階調や、１つのＬＥＤ表示装置当たりの画素数が異なる複数のＬＥＤ表示装置に対して、共通の通信方法によって通信を行うことができなかった。
すなわち、パケットデータを受信する場合、データ受信前に送受信回路が正常動作を行っていないと正常受信できないという問題や、送られてくるデータが全て正常な形式で送られてくるとは限らないので、例えば、ノイズや電源変動により不正な内容のデータを受信し、そのデータが内部記憶手段に格納されてしまうと、そのデータを読み出してLEDドライバICの制御等を行っている部分の動作不良の原因となるという問題があった。さらに、不正なデータがそのまま送信データとして出力されてしまうと、次につながっているLEDユニットにも影響を与えてしまうというような課題があった。
【００１１】
【特許文献１】
ＷＯ  ０２／０３３６５
【００１２】
本発明は、データ受信前に送受信回路の正常動作を行える状態にしておくことを目的とし、さらに不正な内容のデータは内部記憶手段に格納されないようにすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のＬＥＤ制御装置は、ＬＥＤ表示ユニット間又はＬＥＤ表示ユニットとＬＥＤ表示ユニットコントローラ間におけるパケットデータの通信を用いたＬＥＤ制御装置において、前記ＬＥＤ制御装置は、少なくとも受信回路および送信回路を用いて外部と通信しており、受信データの先頭部分である前記パケットデータの先頭に付加されたリセット信号を検出する検出手段と、該検出手段からの信号に基づいて通信部内の送受信回路の初期化を行うリセット手段と、を有し、さらに、前記検出手段で前記リセット信号が検出された際に、前記パケットデータから前記受信データ部分のみを抽出する受信選択回路を前記受信回路に有しており、抽出された前記受信データは、前記ＬＥＤ表示装置の制御信号として生成されるのとは別に、前記送信回路に送られ、前記受信データの先頭部分に再びリセット信号が付加されて前記パケットデータとして外部に出力されるＬＥＤ制御装置である。これにより、データの受信前に必ず送受信回路がリセットされることができ平滑なデータ送受信を実施することが出来る。
【００１４】
本発明のＬＥＤ制御装置は、前記検出手段からの信号に基づいて前記受信データを記憶するＬＥＤユニット内部記憶手段と、該ＬＥＤユニット内部記憶手段を制御する信号を生成すると共に、前記受信データを前記送信回路へ通信する受信データラッチ手段とを有するＬＥＤ制御装置である。この構成により、データ受信前に受信回路を正常動作を行える状態に復旧しておくことが可能になる。また、不正な内容のデータは内部記憶手段に格納されないようになり、信頼性が向上する。
【００１５】
本発明のＬＥＤ制御装置は、前記送信回路には、パケット先頭に付加されたリセット信号を追加して送信する付加回路を備えたＬＥＤ制御装置である。
さらに、前記パケットデータの受信状態を認識可能とする受信ステートカウンタと、前記パケットデータを送信するタイミングをとる送信ステートカウンタと、を有するＬＥＤ制御装置である。これにより、ＬＥＤユニット間又はＬＥＤユニットコントローラとＬＥＤユニット間において信頼性の高通信が出来る。
【００１６】
本発明のＬＥＤディスプレイは、ＬＥＤ表示ユニット間及びＬＥＤ表示ユニットとＬＥＤ表示ユニットコントローラ間におけるパケットデータの通信を用いたＬＥＤディスプレイにおいて、前記ＬＥＤディスプレイは、少なくとも受信回路および送信回路を用いて外部と通信しており、受信データの先頭部分である前記パケットデータの先頭に付加されたリセット信号を検出する検出手段と、該検出手段からの信号に基づいて通信部内の送受信回路の初期化を行うリセット手段と、を有し、さらに、前記検出手段で前記リセット信号が検出された際に、前記パケットデータから前記受信データ部分のみを抽出する受信選択回路を前記受信回路に有しており、抽出された前記受信データは、前記ＬＥＤ表示装置の制御信号として生成されるのとは別に、前記送信回路に送られ、前記受信データの先頭部分に再びリセット信号が付加されて前記パケットデータとして外部に出力されるＬＥＤディスプレイである。これにより、データの受信前に必ず送受信回路がリセットされることができ平滑なデータ送受信を実施することが出来る。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明においては、パケットデータフォーマットの先頭に任意の内容の固定データSOP（Start  of  Packet：パケットデータの先頭に付加された信号）を利用する。パケットデータ受信回路内部にSOPを検出できる回路を用意しておき、SOPを検出する毎にSOPリセット信号を出力し、その直後にSOPフラグを挙げる。SOPリセット信号は、受信回路内の主要な回路及び、送信回路の主要な回路のリセット端子に入力されリセット手段により初期化される。これにより受信回路及び送信回路のほとんどの回路はSOPを追加されたパケットデータを受け取った直後にリセット(初期化)され、データ受信前に受信回路および送信回路の正常動作を行える状態にしておくことができる。
【００１８】
また、送信回路にSOP付加回路を追加して、全ての送信データについてもSOPを付加して送るようにする。これにより送信対象となるLEDユニットのデータ受信前のリセットができる。
さらに、受信データ選択回路を用意しておき、SOPフラグが挙がらなければ、受信データが内部記憶手段に格納されないようにしておく。つまり、内部記憶手段に取り込むための制御信号やデータ、また、LED点灯表示を行うための制御信号等の生成は一切行わない。
【００１９】
本発明回路のブロック図を図１、タイミングチャートを図２に示す。外部から通信により受信パケットデータが通信部内の受信回路に入力されると、まずシリアル-パラレル変換回路でシリアルデータからパラレルデータ(データ１)に変換される。このデータ受信中はと図１内の受信ステートカウンタが動作して、現在の受信状態が認識できるようになっている。例えば図２で、受信上位ステートが"3"、受信下位ステートが"C"の場合はDATA1が受信された状態であることや、受信上位ステートが"7"、受信下位ステートが"C"の場合はDATA2が受信された状態にあるといことが受信ステートカウンタの値から分かるようになっている。そして、あるステートのときにあるデータが受信されると、どのような内部動作が行われるかが規定されており、上記の受信上位ステートが"3"、受信下位ステートが"C"の場合はDATA1が受信された状態であると、そのデータに応じた内部動作、例えばAという動作を行う。同様に、受信上位ステートが"7"、受信下位ステートが"C"の場合はDATA2を受信すると、例えばBという動作を行う。
【００２０】
一方送信回路も図１内の送信ステートカウンタがあり、受信回路から送信フラグが挙がると送信ステートカウンタを動作させる。そして、ある送信上位ステートのある下位ステートでは、ある決められたデータを送信するようになっている。例えば、図２内の送信上位ステートが"1"で送信下位ステートが"FC"の場合はデータ１の送信を始めることや、送信上位ステートが"3"で送信下位ステートが"FC"の場合はデータ２の送信を始める。
【００２１】
本発明回路ではデータ1があるタイミングで入力されたとき、つまり図２内の受信上位ステートが"0"、受信下位ステートが"1"の場合にSOPが受信されていると、図１内のSOP検出回路がSOPを受信したことを認識してSOPリセット信号が出力される。このSOPリセット信号は図２に示すように受信上位ステート、受信終了信号、SOPフラグ、内部動作A,B,C、送信フラグ、送信下位ステート、送信上位ステート、送信終了信号等の送受信回路の主要な部分のリセットを行う。即ち、SOPを検出した直後に送受信回路の大部分のリセットが可能になり、その後に来るデータ受信前に受信回路の正常動作を行える状態にしておくことができる。但し、シリアル-パラレル変換回路、受信下位ステート等の受信データを取り込み動作を行っている部分の回路のリセットは行わない。
【００２２】
データ１のパケットデータの先頭にあるデータSOPが検出手段（以下、SOP検出回路ともいう）で検出されると、SOPフラグを挙がり、検出されないとSOPパケットは挙がらない。データ１は受信データ選択回路に入り、ここでSOPフラグが挙がっていれば、その期間中のデータ１の受信データ部分のみを抽出すし(データ２）、挙がっていなければ受信データの抽出は一切行われない。つまり、パケットデータの先頭にSOPが無いとそのパケットデータは無視され、データとして取り扱われることはない。もし、先頭パケット以外にSOPと同じデータが入力されても、SOP検出回路はSOPと認識せず(SOPフラグを挙げず)、フラグが挙がっている場合は通常の受信データとして取り扱う。
【００２３】
また、データ２は受信データラッチ手段で一時保持された後、送信部へ送られる（データ３）。送信部に送られたデータ３はSOP付加回路により再びSOPを先頭に付加されたデータ４になり、パラレル-シリアル変換回路に入力された後、シリアルデータ（送信パケットデータ）となって外部に出力される。
【００２４】
受信データ選択回路でSOPフラグが挙がらないためにデータ２が抽出できなかった場合は、受信データが内部記憶手段に格納されないようにしておく。つまり、内部記憶手段に取り込むための制御信号やデータ、また、LED点灯表示を行うための制御信号等の生成は一切行わない。
【００２５】
【実施例】
実際に設計を行い動作させた実施例を図３に示す。LEDユニットコントローラとLEDユニットを複数段接続したもの(LEDユニットブロック)を構成し、LEDユニットコントローラ対LEDユニット間やLEDユニット間で全２重双方向パケット通信を行う。LEDユニットは双方向通信を用いることによって、信号の方向が固定されなくなることによりコネクタの入力と出力の区別は無くなって(左右のどちらからでも入出力可能)、各ユニット間の通信線は最短距離で結ぶことが可能となっている。このことにより、通信距離の長さによって生じる信号波形の減衰や、輻射ノイズ等を最小限に抑えることができる。さらに信号線数が少なくなっているので差動型の伝送方式(平衡伝送方式)が使えるようになり、輻射ノイズや通信距離、通信速度を向上させることも可能になっている。本実施例では平衡伝送方式、非平衡伝送方式、またはその混在、例えばコントローラからは平衡伝送方式で送信、LEDユニットの前で非平衡伝送方式に変換するような構成でも実施を行い正常動作の確認を行っている。
【００２６】
LEDユニットコントローラは、パケットデータを全LEDユニットに対し個別に送ることが可能で、表示データパケットについては通常60Hzの周期で全LEDユニットに対して送信を行う。受信した表示データは、LEDユニットの中に各１個ずつ搭載されているLED駆動回路内部の通信部によって記憶装置に送られる。そのデータをドライバIC制御回路が読み出すことによりLEDドライバICへ表示データが送られ、LEDの点灯動作が開始されるようになっている。
【００２７】
本発明回路は、LEDユニット内部のLED駆動回路の中にある通信部の受信回路内部、送信回路内部とその周辺回路で構成されている。今回パケットデータの先頭部のSOPには"0100101110110100"という16bitのデータを全ての種類のパケットフォーマットに適用し正常動作を確認している。このデータ長は短すぎるとノイズ等のランダムな受信データを取り込んでしまう確率が増加し、逆に長すぎるとデータ転送効率が落ちてしまう。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の構成により、データ受信前に受信回路を正常動作を行える状態に復旧しておくことが可能になる。また、不正な内容のデータは内部記憶手段に格納されないようになり、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の回路ブロックを示す概念図である。
【図２】  図２は本発明の動作説明をするタイミングチャートを示す。
【図３】  図３は本発明の実施例に関わる模式的ブロック図である。
【図１】
0004244607.tif 000002
【図２】
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【図３】
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