(57)【要約】【課題】メモリ容量の増加を最小限に抑えながらも青の階調数を増やすことができる表示装置及び階調情報記憶方法を得る。【解決手段】１ドットあたりの赤、緑、青の階調数を４ビットで表す。これにより、色調や色彩を含む細かな色の設定が可能になる。また、１画面目の各ドットの赤、緑、青それぞれの階調情報を１バイト内の下位４ビットに格納し、２画面目の各ドットの赤、緑、青それぞれの階調情報を１バイト内の上位４ビットに格納し、各色の階調情報をバイト単位で扱うようにした。これにより、表示処理の高速化が図れると共に、上位バイトと下位バイトに別々に階調情報を格納することでデータ領域の削減が可能となる。【選択図】図２
2009157222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１ドットを赤色、緑色、青色の３つの発光素子で構成したドットマトリクス表示画面で文字や画像を含む視覚情報を表示する表示装置であって、
１画面分の表示データから、前記マトリクス表示画面の各ドットの３つの発光素子の夫々の発光強度を決める階調情報を得て、それらの階調情報をメモリに格納する階調情報格納制御手段を備え、該階調情報格納制御手段は、所定ビット数を前記メモリに対するアクセス単位として、該アクセス単位で前記メモリ内に異なる複数画面の同一色に対する階調情報を格納する表示装置。
【請求項２】
前記階調情報格納制御手段は、１ドットを構成する赤色、緑色、青色の３つの発光素子の１つあたり最大１６階調の階調情報を扱う請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記アクセス単位は、１バイトであり、
前記階調情報格納制御手段は、１バイト内の上位４ビットと下位４ビットに異なる２画面の同一色に対する階調情報を格納する請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記階調情報格納制御手段は、１ドットを構成する赤色、緑色、青色の３つの発光素子の１つあたり最大２５６階調の階調情報を扱う請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記アクセス単位は、１ワードであり、
前記階調情報格納制御手段は、１ワード内の上位８ビットと下位８ビットに異なる２画面の同一色に対する階調情報を格納する請求項１又は請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記階調情報格納制御手段は、１ドットを構成する赤色、緑色、青色の３つの発光素子の１つあたり最大６５５３６階調の階調情報を扱う請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記アクセス単位は、１ロングワードであり、
前記階調情報格納制御手段は、１ロングワード内の上位１６ビットと下位１６ビットに異なる２画面の同一色に対する階調情報を格納する請求項１又は請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
１ドットを赤色、緑色、青色の３つの発光素子で構成したドットマトリクス表示画面で文字や画像を含む視覚情報を表示する表示装置における階調情報記憶方法であって、
１画面分の表示データから、前記マトリクス表示画面の各ドットの３つの発光素子の夫々の発光強度を決める階調情報を得ると共に、所定ビット数を前記メモリに対するアクセス単位として、該アクセス単位で前記メモリ内に異なる複数画面の同一色に対する階調情報を格納する階調情報記憶方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）ディスプレイ等の赤色、緑色、青色で発光する発光素子を用いた表示媒体に文字や画像を含む視覚情報を表示する表示装置及び該表示装置における階調情報記憶方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドットマトリクス表示画面の１ドットを赤色、緑色、青色で発光する発光素子（主に発光ダイオード）で構成し、１ドットごとに点滅制御を行う表示装置と、該表示装置の表示内容を作成する表示データ編集装置とを備えた電光表示システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１で開示された電光表示システムは、表示装置の１ドットを構成する赤色、緑色、青色の発光ダイオードをそれぞれ複数段階の明るさで点滅制御することで２５６色以上の表示を可能としている。特に、特許文献１では、データサイズを小さくするために、１ドットあたり、赤色３ビット、緑色３ビット、青色２ビットの合計８ビットで階調情報を保存している。なお、青の表現に２ビットしか割り当てないのは、青色の発光ダイオードの輝度が赤色と緑色に比べて低く細かな階調調整を行う必要がないからである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０１１０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、青色の発光ダイオードの高輝度化が進み、赤色や緑色の発光ダイオードと略同等レベルの明るさになってきたため、青色の階調数が少ないことが色表現の妨げとなってきている。また、階調数が増えることで表示データの容量が大幅に増加してしまい、表示データを記憶するメモリに容量の大きなものが必要となり、その分、コストが嵩むことになる。
【０００６】
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、表示データを記憶するためのメモリの容量増加を最小限に抑えつつ、青色の階調数を増やすことができる表示装置及び階調情報記憶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】
【０００７】
本発明の表示装置は、１ドットを赤色、緑色、青色の３つの発光素子で構成したドットマトリクス表示画面で文字や画像を含む視覚情報を表示する表示装置であって、１画面分の表示データから、前記マトリクス表示画面の各ドットの３つの発光素子の夫々の発光強度を決める階調情報を得て、それらの階調情報をメモリに格納する階調情報格納制御手段を備え、該階調情報格納制御手段は、所定ビット数を前記メモリに対するアクセス単位として、該アクセス単位で前記メモリ内に異なる複数画面の同一色に対する階調情報を格納する。
【０００８】
上記構成によれば、例えばメモリに対するアクセス単位を１バイトとして、１バイトの下位４ビットに１画面目の１ドット目の赤色の階調情報を格納でき、また上位４ビットに２画面目の１ドット目の赤色の階調情報を格納できるので、赤色、緑色、青色の３つの発光素子で同一の階調（アクセス単位を１バイトとすれば４ビットを確保できることから１６階調）を表現できると共に、青色の階調数を増やすことによるメモリ容量の増加を最小限に抑えることができる。アクセス単位は、１バイト以外に、１ワードや１ロングワードとすることも勿論可能である。
【０００９】
また、上記構成において、前記階調情報格納制御手段は、１ドットを構成する赤色、緑色、青色の３つの発光素子の１つあたり最大１６階調の階調情報を扱う。
【００１０】
上記構成によれば、各色最大１６階調表現が可能となり、表現できる色数は４０９６色となるので、色調や色彩を含む細かな色の設定が可能となる。
【００１１】
また、上記構成において、前記アクセス単位は、１バイトであり、前記階調情報格納制御手段は、１バイト内の上位４ビットと下位４ビットに異なる２画面の同一色に対する階調情報を格納する。
【００１２】
上記構成によれば、例えば１バイトの下位４ビットを１画面目の１ドット目の赤色の階調情報を格納でき、また上位４ビットに２画面目の１ドット目の赤色の階調情報を格納できるので、赤色、緑色、青色の３つの発光素子で同一の階調を表現できると共に、青色の階調数を増やすことによるメモリ容量の増加を最小限に抑えることができる。
【００１３】
また、上記構成において、前記階調情報格納制御手段は、１ドットを構成する赤色、緑色、青色の３つの発光素子の１つあたり最大２５６階調の階調情報を扱う。
【００１４】
上記構成によれば、各色最大２５６階調表現が可能となり、表現できる色数は１６７７７２１６色となるので、色調や色彩を含む細かな色の設定が可能となる。
【００１５】
また、上記構成において、前記アクセス単位は、１ワードであり、前記階調情報格納制御手段は、１ワード内の上位８ビットと下位８ビットに異なる２画面の同一色に対する階調情報を格納する。
【００１６】
上記構成によれば、例えば１ワードの下位８ビットを１画面目の１ドット目の赤色の階調情報を格納でき、また上位８ビットに２画面目の１ドット目の赤色の階調情報を格納できるので、赤色、緑色、青色の３つの発光素子で同一の階調を表現できると共に、青色の階調数を増やすことによるメモリ容量の増加を最小限に抑えることができる。
【００１７】
また、上記構成において、前記階調情報格納制御手段は、１ドットを構成する赤色、緑色、青色の３つの発光素子の１つあたり最大６５５３６階調の階調情報を扱う。
【００１８】
上記構成によれば、各色最大６５５３６階調表現が可能となり、表現できる色数は６５５３６３色となるので、色調や色彩を含む細かな色の設定が可能となる。
【００１９】
また、上記構成において、前記アクセス単位は、１ロングワードであり、前記階調情報格納制御手段は、１ロングワード内の上位１６ビットと下位１６ビットに異なる２画面の同一色に対する階調情報を格納する。
【００２０】
上記構成によれば、例えば１ロングワードの下位１６ビットを１画面目の１ドット目の赤色の階調情報を格納でき、また上位１６ビットに２画面目の１ドット目の赤色の階調情報を格納できるので、赤色、緑色、青色の３つの発光素子で同一の階調を表現できると共に、青色の階調数を増やすことによるメモリ容量の増加を最小限に抑えることができる。
【００２１】
本発明の階調情報記憶方法は、１ドットを赤色、緑色、青色の３つの発光素子で構成したドットマトリクス表示画面で文字や画像を含む視覚情報を表示する表示装置における階調情報記憶方法であって、１画面分の表示データから、前記マトリクス表示画面の各ドットの３つの発光素子の夫々の発光強度を決める階調情報を得ると共に、所定ビット数を前記メモリに対するアクセス単位として、該アクセス単位で前記メモリ内に異なる複数画面の同一色に対する階調情報を格納する。
【００２２】
上記方法によれば、例えばメモリに対するアクセス単位を１バイトとして、１バイトの下位４ビットに１画面目の１ドット目の赤色の階調情報を格納でき、また上位４ビットに２画面目の１ドット目の赤色の階調情報を格納できるので、赤色、緑色、青色の３つの発光素子で同一の階調（アクセス単位を１バイトとすれば４ビットを確保できることから１６階調）を表現できると共に、青色の階調数を増やすことによるメモリ容量の増加を最小限に抑えることができる。アクセス単位は、１バイト以外に１ワードや１ロングワードとすることも勿論可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、表示データを記憶するためのメモリの容量増加を最小限に抑えながらも青色の階調数を増やすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施の形態に係る表示装置の概略構成を示すブロック図である。この図において、本実施の形態の表示装置１０は、１ドットを赤色、緑色、青色で発光する発光ダイオードで構成したものを縦及び横に等間隔に並べて１画面分の文字や画像を含む視覚情報を表示する表示部１１と、外部より入力される表示データ（文字や画像を含む視覚情報）を取り込むデータ入力部１２と、データ入力部１２で取り込まれた表示データを記憶する表示データ記憶部１３と、表示データ記憶部１３に記憶された表示データを２画面ずつ読み出すと共に表示部１１で表示可能なデータ（１画面分の各ドットに対応する色情報）に展開する表示制御部（階調情報格納制御手段）１４と、表示制御部１４の制御に従い、１画面分の各ドットに対応する色情報を表示部１１へ出力する表示出力部１５と、を備えている。
【００２６】
表示データ記憶部１３には、データの書き込みや消去を自由に行うことができ、しかも電源を切っても内容が消えないフラッシュメモリが好適である。表示出力部１５は、図２のブロック図に示すように、少なくとも２画面分の色情報を記憶する表示データ受信バッファ２０と、表示データ受信バッファ２０で記憶されている奇数画面目の色情報を一時的に保持する下位４ビット格納バッファ２１と、表示データ受信バッファ２０で記憶されている偶数画面目の色情報を一時的に保持する上位４ビット格納バッファ２２と、下位４ビット格納バッファ２１と上位４ビット格納バッファ２２の切り替えを行う読出し位置切替器２３とを有する。下位４ビット格納バッファ２１には、最初に１画面目の色情報が格納され、次に３画面目の色情報が格納され、さらにその次に５画面目の色情報が格納される。このように奇数画面目の色情報が格納される。他方、上位４ビット格納バッファ２２には、最初に２画面目の色情報が格納され、次に４画面目の色情報が格納され、さらにその次に６画面目の色情報が格納される。このように偶数画面目の色情報が格納される。
【００２７】
ここで、図３〜図５を参照して表示データ受信バッファ２０に対する色情報の書き込みの詳細について説明する。図３は表示部１１における赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の発光ダイオードの配置を模式的に示した図であり、１組の赤色、緑色、青色の発光ダイオードで１ドットが構成される。図４は表示データ受信バッファ２０のデータ記憶領域を模式的に示した図である。表示データ受信バッファ２０には、１ドットの色情報を構成する階調情報が書き込まれる。すなわち、８ビットを１バイトとするバイト単位で、１ドットを構成する赤色、緑色、青色の３つの発光ダイオードの１つあたりの階調情報が書き込まれる。なお、階調情報とは、赤色、緑色、青色の各色の明るさの程度（即ち階調）を決定する情報であり、色情報とは、赤色、緑色、青色の各色の階調を総合し、１ドットの色合を決定する情報である。
【００２８】
１バイトの下位４ビットには、１画面目の１ドットの赤色、緑色又は青色のいずれかの階調情報が書き込まれ、上位４ビットには、２画面目の１ドットの赤色、緑色又は青色のいずれかの階調情報が書き込まれる。このように、表示データ受信バッファ２０にバイト単位で赤色、緑色又は青色の各色の階調情報を書き込むので、表示データ受信バッファ２０からのデータの取り出し（即ち、階調情報の取り出し）が容易になる。
【００２９】
ところで、１バイトを下位４ビットと上位４ビットに分けたのは、赤色、緑色、青色の各色の階調を１６段階の４ビットで表現するようにしたからである。赤色、緑色、青色の各色の階調を１６段階の４ビットとすることで、１バイトのうち４ビットだけ使用することになり、図５の（ａ）に示すように、残りの４ビットが未使用となり無駄が生じてしまう。そこで、図５の（ｂ）に示すように、未使用となっている４ビットに次の画面の階調情報を書き込むようにした。すなわち、赤色に対応する未使用の４ビットに次の画面の赤色の階調情報を書き込み、緑色に対応する未使用の４ビットに次の画面の緑色の階調情報を書き込み、青色に対応する未使用の４ビットに次の画面の青色の階調情報を書き込むようにした。
【００３０】
このように１バイト全て使用することでメモリ領域の無駄が省け、また青色の階調数を増やすことによるメモリ容量の増加を最小限に抑えることができる。なお、当然ながら、赤色、緑色、青色の各色の階調を１６段階で表現するので、色調や色彩を含む細かな色の設定が可能となる。
【００３１】
因みに、赤色、緑色、青色の各色の階調を４ビットで表現すると、１ドットの色情報は１２ビット（４ビット×３）となり、１ドットごとに１２ビットの色情報を表示データ受信バッファ２０に書き込んで行くと、赤色、緑色、青色の色ごとの階調情報の格納場所が一定にならない。これでは色情報を取り出す際にビット演算処理が発生し、表示処理の負荷が大きくなってしまう。例えば、図６において、赤色の階調情報を読み出す場合、赤色の階調情報が全て先頭位置に来てないので、赤色の階調情報を読み出すごとに読み出し位置を変更する必要がある。この処理が大きな負担になってしまう。本発明では上述したようにこのような問題は生じない。
【００３２】
図２に戻り、下位４ビット格納バッファ２１には、奇数画面目の各ドットの色情報が書き込まれ、上位４ビット格納バッファ２２には、偶数画面目の各ドットの色情報が書き込まれる。読出し位置切替器２３は、下位４ビット格納バッファ２１と上位４ビット格納バッファ２２の切り替えを行う。すなわち、奇数画面目の各ドットの色情報を読み出すときはＯＦＦ側に切り替え、偶数画面目の各ドットの色情報を読み出すときはＯＮ側に切り替える。なお、図４には、表示データ受信バッファ２０のデータ記憶領域に、１画面目および２画面目のデータが格納される例を示しているが、それぞれ、奇数画面目、偶数画面目の場合も同様となる。
【００３３】
次に、図７に示すフローチャートを参照して、表示制御部１４のデータ転送処理を説明する。この図において、まず表示データ記憶部１３から２画面分の表示データを取得する（ステップＳＴ１０）。次いで、取得した２画面分の表示データのそれぞれについて、各ドットの赤色、緑色、青色の色ごとに展開し、色情報として表示出力部１５の表示データ受信バッファ２０に記憶させる（ステップＳＴ１１）。
【００３４】
次いで、表示出力部１５を制御して、表示データ受信バッファ２０に記憶されている奇数画面目の色情報を読み出して下位４ビット格納バッファ２１に格納する（ステップＳＴ１２）。例えば１画面目の色情報を読み出して格納する。次に、下位４ビット格納バッファ２１に格納した奇数画面目の色情報を表示部１１へ出力する（ステップＳＴ１３）。例えば、１画面目の色情報が格納されていれば、その色情報を出力する。
【００３５】
次いで、上記同様に、表示出力部１５を制御して、表示データ受信バッファ２０に記憶されている偶数画面目の色情報を読み出して上位４ビット格納バッファ２２に格納する（ステップＳＴ１４）。例えば２画面目の色情報を読み出して格納する。次に、上位４ビット格納バッファ２２に格納した偶数画面目の色情報を表示部１１へ出力する（ステップＳＴ１５）。例えば、２画面目の色情報が格納されていれば、その色情報を出力する。
【００３６】
なお、３画面以上の画面があれば、１画面目の色情報を出力した後、３画面目の色情報を下位４ビット格納バッファ２１に格納し、また２画面目の色情報を出力した後、４画面目の色情報を下位４ビット格納バッファ２２に格納する。以後同様にして、奇数画面目の色情報を下位４ビット格納バッファ２１に格納し、偶数画面目の色情報を上位４ビット格納バッファ２２に格納する。
【００３７】
このように本実施の形態の表示装置１０によれば、１ドットあたりの赤色、緑色、青色の階調数を４ビットで表すようにしたので、色調や色彩を含む細かな色の設定が可能になる。また、表示データ受信バッファ２０に対する色情報の書き込みにおいて、奇数画面目の各ドットの赤色、緑色、青色の色ごとの階調情報を１バイト内の下位４ビットに格納し、偶数画面目の各ドットの赤色、緑色、青色の色ごとの階調情報を１バイト内の上位４ビットに格納するようにして各色の階調情報をバイト単位で扱うことを可能にしたので、表示処理の高速化が図れると共に表示データ記憶部１３のメモリ容量の削減が可能となる。
【００３８】
なお、本実施の形態ではバイトアクセスを基準としたが、これに限定されるものではなく、例えばワードアクセスやロングワードアクセスを基準としても良い。要はデータを扱う単位を何ビットで構成するかで決まるものであり、決定したビット数を基準とすれば良い。ワードアクセスの場合は、１６ビットを１単位として、上位８ビットと下位８ビットに分けることができ、赤色、緑色、青色の各色最大２５６階調が可能となる。ロングワードアクセスの場合は、３２ビットを１単位として、上位１６ビットと下位１６ビットに分けることができる。
【００３９】
そして、ワードアクセスの場合は、１ドットを構成する赤色、緑色、青色の３つの発光素子の１つあたり最大２５６階調表現が可能となり、色調や色彩を含む細かな色の設定が可能となる。また、ロングワードアクセスの場合は、１ドットを構成する赤色、緑色、青色の３つの発光素子の１つあたり最大６５５３６階調表現が可能となり、さらに細かな色の設定が可能となる。
【００４０】
また、本実施の形態では、赤色、緑色、青色のカラー表示としたが、モノクロ表示でも同様に実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、メモリ容量の増加を最小限に抑えながらも青色の階調数を増やすことができるといった効果を有し、複数配列した発光素子を点滅させることで文字や画像を含む視覚情報を表示する表示装置への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る表示装置の概略構成を示すブロック図
【図２】図１の表示出力部の概略構成を示すブロック図
【図３】図１の表示部における赤色、青色、緑色の各色の発光ダイオードの配置を模式的に示した図
【図４】図１の表示出力部の表示データ受信バッファのデータ記憶領域を模式的に示した図
【図５】図１の表示出力部の表示データ受信バッファのデータ記憶領域への赤色、緑色、青色の各色の階調情報の設定を説明するための図
【図６】赤色、緑色、青色の各色の階調情報設定における問題点を説明するための図
【図７】図１の表示出力部の動作を説明するためのフローチャート
【符号の説明】
【００４３】
１０  表示装置
１１  表示部
１２  データ入力部
１３  表示データ記憶部
１４  表示制御部
１５  表示出力部
２０  表示データ受信バッファ
２１  下位４ビット格納バッファ
２２  上位４ビット格納バッファ
２３  読出し位置切替器
【図１】
2009157222.tif 000003
【図２】
2009157222.tif 000004
【図３】
2009157222.tif 000005
【図４】
2009157222.tif 000006
【図５】
2009157222.tif 000007
【図６】
2009157222.tif 000008
【図７】
2009157222.tif 000009