説明

表示装置およびその表示制御方法

【課題】複数の発光素子(LED)を少ない制御端子に入力される表示制御信号により選択的に点灯又は消灯制御する表示装置およびその制御方法を提供する。
【解決手段】表示装置20を構成する複数の発光素子22a〜22lを相互に逆極性で並列接続された対22a−22b、22c−22d、22e−22f、・・・、22k−22lとし、複数の制御端子23a〜23dのうち各対の制御端子23a−23b、23b−23c、・・・間に接続される。そして、選択された制御端子23の対にH(高レベル)又はL(低レベル)、その他の制御端子にZ(ハイインピーダンス)の論理(ロジック)制御信号を入力する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は表示装置およびその表示制御方法に関し、特に所定の大きさの駆動電流を流すことにより発光する複数のLED(発光ダイオード)を使用する表示装置およびその表示制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
検出器や指示器その他の電子機器、電子計測機器等には、検出値や測定レベル等の表示を行う表示装置が使用される。斯かる表示装置の表示素子としては、低消費電力、長寿命且つ高発光輝度を有するLEDが多用されている。例えば多数のLEDを表示パネルに1列に配置し、制御信号によりそれらのLEDに選択的に駆動電流を流すことによりレベルや位置を表示することが可能である。
【0003】
斯かるLEDを使用する表示装置の従来例は、幾つかの技術文献に開示されている。図4は、LEDを使用する最も簡単な表示装置の1例を示す。この表示装置では、一端が正電源(例えば、+5V)に接続された抵抗(電流制限抵抗)41、この抵抗41の他端にアノードが接続されたLED42およびこのLED42のカソードに接続された制御端子43により構成される。
【0004】
図4に示す従来の表示装置40では、制御端子43に入力される制御信号の電圧がH(高レベル)又はL(低レベル)に応じて、LED42の点灯が制御可能である。即ち、図4に示す表示装置40では、制御端子43の制御信号がH(例えば、+5V)のとき、抵抗41およびLED42には電流が流れないので、LED42は点灯することなく、消灯状態である。しかし、制御信号がL(例えば、0V)のとき、電源電圧と制御信号の電圧差により、抵抗41およびLED42には、これら電圧差と抵抗41の抵抗値で決まる駆動電流が流れる。この駆動電流を、LED42の発光に必要な大きさに選定することにより、LED42を点灯することが可能である。また、必要に応じて、抵抗41の抵抗値を可変することにより、LED42の発光輝度を、周囲の照明状態その他の条件により調節可能である。
【0005】
次に、図5は、図4に示す表示装置40の原理を使用して、複数(図5の特定例では12個)のLEDを選択的に発光させる従来の表示装置の一例を示す。この表示装置50の具体例では、12個のLED52a〜52l、7個の制御端子53a〜53gおよび4個の抵抗51a〜51dにより構成される。
【0006】
7個の制御端子53a〜53gのうち4個の制御端子53a〜53dは、抵抗51a〜51dの一端が接続され、後述の如く選択的に正電圧が入力(又は供給)される。これら抵抗51a〜51dの他端は、上述したLED52a〜52lのうちの複数のLEDのアノードに接続される。更に、具体的に説明すると、抵抗51aの他端は3個のLED52a、52eおよび52iのアノードに、抵抗51bの他端は別の3個のLED52b、52fおよび52jのアノードに接続され、抵抗51cの他端は更に他の3個のLED52c、52gおよび52kのアノードに接続され、抵抗51dの他端は残りの3個のLED52d、52hおよび52lのアノードに接続される。
【0007】
一方、残りの3個の制御端子53e〜53gは、複数のLED52a〜52lのうちの複数のLEDのカソードに接続され、これらのLED52a〜52lのカソードを選択的に低電位源、例えば接地に接続する。即ち、制御端子53eは最初の4個のLED52a〜52dのカソード、制御端子53fは次の4個のLED52e〜52hのカソードおよび制御端子53gは残りの4個のLED52i〜52lのカソードに接続される。
【0008】
次に、図5に示す表示装置50の動作を説明する。制御端子53aに正電圧が入力されると、制御端子53e、53f又は53gが接地されることにより、それぞれLED52a、52e又は52iが点灯される。次に、制御端子53bに正電圧が入力されると、制御端子53e、53f又は53gが接地されることにより、LED52b、52f又は52jが選択的に点灯される。同様に、制御端子53cに正電圧が入力されると、LED52c、52g又は52kが選択的に点灯される。そして、制御端子53dに正電圧が入力されると、LED52d、52h又は52lが選択的に点灯される。
【0009】
上述の如く、7個の制御端子53a〜53gのうち、選択的に正電圧が入力されるLED52のアノード側に接続される制御端子53a〜53dと、例えば選択的に接地されるLED52のカソード側に接続される制御端子53e〜53gの組み合わせにより、12個のLED52a〜52lのうちの何れか1個を選択的に点灯可能にする。従って、これら複数(例えば、12個)のLED52a〜52lをパネル上に1列に並べて配置し、制御端子53a〜53gの入力電圧を切り替えることにより、複数のLED52を選択的に点灯可能である。或いは、LED52の点灯状態により、制御端子53に入力される制御信号を知ることが可能である。
【0010】
また、図6に示す如く、相互に逆極性で接続されたLED対に異なる方向に駆動電流を流すことにより、何れか一方のLEDを点灯させるLEDの駆動回路が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。この駆動回路60は、それぞれエミッタが接地されたトランジスタT10およびT20のコレクタ間にLED対LED1およびLED2が相互に並列且つ逆極性に接続される。これらトランジスタT10およびT20のコレクタには、それぞれエミッタに正電圧が印加された別のトランジスタT32およびT30のコレクタが接続される。また、これらトランジスタT32およびT30のベースには、それぞれイネーブル信号ENが直接および他のトランジスタT31を介して反転して入力される。
【0011】
このLED駆動回路60は、トランジスタT10、T30およびT31がオン状態のとき、図6中に実線で示す如くLED1に駆動電流が流れ、このLED1を点灯する。一方、トランジスタT20およびT32がオン状態のときは、図6中に点線で示す如く、LED2に駆動電流が流れ、このLED2を点灯する。このように、相互に並列且つ逆極性に接続された1対のLED1および2に、供給する駆動電流の方向を変えることにより、何れか一方のLEDを選択的に点灯可能なLED駆動回路が得られる。
【0012】
【特許文献1】特開昭61−48024号公報(第2頁、第2図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
上述の如き従来の表示装置および駆動回路は、同じ個数の発光素子(LED)を選択駆動するための制御端子および/制御信号の個数が多く、そのために構成が複雑且つ大型化する。また、斯かる制御端子に制御信号を入力するための制御回路も、特に発光素子(LED)の個数が増加すると複雑且つ大型となる。
【0014】
例えば、従来は、ワンチップマイクロコンピュータを使用した機器においてLEDの表示制御する際に、1個のLEDにつき1ビットの表示制御用信号を用い、LEDの点灯/消灯を制御していたため、複数のLED点灯を制御する場合には、多くのビット数の表示制御用信号が必要であった。また、74HC164等のシフトレジスタICを用いることで2ビットの表示制御用信号で8個のLED点灯を制御可能となるが、この場合には外付けICが増加し、製造コストと実装面積の点で不利となってしまう。
【0015】
本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、簡単な構成、即ち少ない制御端子および制御信号により多数のLEDの点灯/消灯(又はオン/オフ)を制御可能にする表示装置およびその表示制御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】
【0016】
(1)制御信号に基づいて複数の発光素子のうち選択された1個に駆動電流を流して発光させて表示する表示装置において、
前記制御信号が入力される複数の制御端子と、該複数の制御端子のうち各制御端子対間にそれぞれ対として相互に逆極性で並列接続された前記発光素子とを備え、
前記制御信号は、前記複数の制御端子対のうち点灯したい発光素子を含む発光素子対が接続されている制御端子対をH(高レベル)又はL(低レベル)とし、残りの制御端子をZ(ハイインピーダンス)とする表示装置。
(2)前記複数の発光素子は、それぞれ所定位置に配置されたLED(発光ダイオード)である上記(1)の表示装置。
(3)前記制御端子には、予め決められた抵抗値を有する抵抗が直列接続される上記(1)又は(2)の表示装置。
(4)前記制御端子に入力される前記制御信号は、トライステート論理回路から出力される上記(1)、(2)又は(3)の表示装置。
(5)複数の発光素子のうち制御信号に応じて選択された1個の発光素子を点灯する表示装置の表示制御方法において、
前記複数の発光素子をそれぞれ相互に逆極性で並列接続された1対の発光素子を含む対とするステップと、
該ステップで対とされた発光素子をそれぞれ複数の制御端子の異なる1対の制御端子間に接続するステップと、
前記複数対の制御端子のうち何れか1対の制御端子をH又はLとし、残りの全ての制御端子をZとする制御信号を入力するステップとを備え、
前記H又はLの制御信号が入力された前記1対の発光素子のうち前記制御信号のH又はLで決まる何れか一方の発光素子を点灯する表示装置の表示制御方法。
(6)前記複数の発光素子を、アプリケーションにより決まる所定位置に配列するステップを更に備える上記(5)の表示装置の表示制御方法。
(7)前記制御信号は、前記複数の制御端子に入力する前記H、LおよびZを予めプログラムされ、前記複数の発光素子をダイナミック表示するステップを更に備える上記(5)又は(6)の表示装置の表示制御方法。
(8)前記複数の発光素子の発光色を異なる色に予め選定するステップを更に備える上記(5)、(6)又は(7)の表示装置の表示制御方法。
【発明の効果】
【0017】
本発明の表示装置およびその表示制御方法によると、次の如き実用上の顕著な効果が得られる。即ち、少ない制御端子又は制御信号により多数の発光素子の点灯又は消灯が制御可能であるので、小型(コンパクト)、安価且つ低消費電力の表示装置が得られる。また、制御端子に入力される表示制御信号は、例えば市販の論理(ロジック)回路等で安価に実現可能である。更に、本発明の表示装置は、多数の発光素子を点灯又は消灯制御する種々のアプリケーションに応用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明による表示装置およびその表示制御方法の好適実施形態の構成および動作を、添付図面、特に図1〜図3を参照して詳細に説明する。
【0019】
先ず、図1は、本発明による表示装置の基本原理を説明する説明図である。この表示装置10は、それぞれ並列且つ相互に逆極性で接続された1対のLED(発光素子)12a、12b、制御信号が入力される1対の制御端子13a、13bおよびこれら制御端子13に直列接続された抵抗(電流制限抵抗)11a、11bにより構成される。そして、1対のLED12a,12bは、抵抗11a、11bの制御端子13a、13bから遠い端に接続されている。
【0020】
制御端子13a、13bに入力される制御信号は、好ましくは論理(ロジック)信号である。一方の制御端子13aの制御信号がH(高レベル)であり、他方の制御端子13bの制御信号がL(低レベル)であると、これら両制御信号の電圧差(即ち、論理レベル差)により制御端子13aから抵抗11aおよび一方のLED12bおよび抵抗11bを介して制御端子13bへ電流が流れ、一方のLED11bを駆動して点灯(又は発光)させる。他方、制御端子13aの制御信号がLで制御端子13bの制御信号がHのときは、制御端子13b、抵抗11b、LED12aおよび抵抗11aを介して制御端子13aに電流が流れ、LED12aを駆動して点灯させる。ここで、LED12a又は12bの駆動電流は、制御信号の論理レベル差と抵抗11a、11bの抵抗値により決定される。
【0021】
尚、抵抗11aおよび11bは常時直列接続されるので、何れか一方の制御端子、例えば制御端子13aのみに1個の抵抗(例えば、11aを接続してもよい。その場合には、抵抗11aの抵抗値を抵抗11aおよび11bの抵抗値の和(即ち、抵抗11a又は11bの抵抗値の2倍)に設定すると同様の機能(即ち、LED12の駆動電流の制限)を果たすことが可能である。
【0022】
次に、図2は、本発明による表示装置の好適実施形態の構成図である。この表示装置20は、複数対(6対、即ち12個)のLEDを選択的に点灯する実施形態である。この表示装置20では、相互に並列且つ逆極性関係の6対のLED22a−22b、22c−22d、22e−22f、22g−22h、22i−22jおよび22k−22l、4個の制御端子23a〜23dおよびこれら制御端子23にそれぞれ直列接続された抵抗21a〜21dにより構成される。
【0023】
上述した6対のLED22は、それぞれ直列接続された抵抗21を介して4個の制御端子23のうちのそれぞれ2個の制御端子23間に接続される。具体的には、LED対22a−22bは制御端子23a−23b間に、LED対22c−22dは制御端子23a−23c間に、LED対22e−22fは制御端子23b−23c間に、LED対22g−22hは制御端子23a−23d間に、LED対22i−22jは制御端子23b−23d間に、およびLED対22k−22lは制御端子23c−23d間に接続される。
【0024】
図2に示す表示装置20において、制御端子23a〜23dには、論理制御回路(図示せず)から選択された何れか2個の制御端子の一方にH(論理高レベル)、他方にL(論理低レベル)および残りの2個の制御端子にZ(ハイインピーダンス)となるような制御信号が入力される。即ち、制御回路は、任意構成の周知のトライステート論理回路である。斯かる論理制御回路は、当業者には周知の如く、例えば電源と接地間に直列接続された相互に逆極性又は導電形の1対のトランジスタ、例えばPNP形トランジスタとNPN形トランジスタ又はNチャネル形MOSトランジスタとPチャネル形MOSトランジスタを含む回路により構成される。
【0025】
表示装置20の動作を説明する。先ず、第1対のLED22a−22bの点灯(オン)又は消灯(オフ)制御について説明する。この場合には、制御端子23a−23bの制御信号をH又はLに、残りの制御端子23c−23dをZに制御する。制御端子23aがLで、制御端子23bがHのとき、LED22aが点灯する。逆に、制御端子23aがHで、制御端子23bがLのとき、LED22bが点灯する。
【0026】
次に、第2対のLED22c−22dの点灯又は消灯するには、制御端子23aおよび23cの制御信号をH又はLとし、残りの制御端子23bおよび23dをZとする。制御端子23aがLで、制御端子23cがHのとき、LED22cが点灯する。逆に、制御端子23aがHで、制御端子23cがLのとき、LED22dが点灯する。以下同様に、第3対のLED22e−22fの点灯又は消灯には、制御端子23bおよび23cの制御信号をH又はLとし、他の制御端子23aおよび23dの制御信号をZとする。第4対のLED22g−22hの点灯又は消灯には、制御端子23aおよび23dの制御信号をH又はLとし、他の制御端子23bおよび23cの制御信号をZとする。また、第5対のLRD22i−22jの点灯又は消灯には、制御端子23bおよび23dの制御信号をH又はLとし、他の制御端子23aおよび23cの制御信号をZとする。最後に、第6対のLED22k−22lの点灯又は消灯には、制御端子23cおよび23dの制御信号をH又はLとし、他の制御端子23aおよび23bの制御信号をZとする。
【0027】
図3は、上述した制御端子23とLEDの点灯又は消灯状態の説明図である。このように、相互に逆極性で並列接続された1対のLED22a−22b、22c−22d、・・・・、22k−22lが接続された1対の制御端子23a−23b、23a−23c、23b−23c、・・・の制御信号をH又はLとし、他の制御端子の制御信号をZとすることにより、最小限の制御端子(又は制御信号)で多くのLED(発光素子)の点灯又は消灯を制御可能である。即ち、同じ12個のLEDの点灯又は消灯を制御する上述した従来技術(図5参照)および本発明(図2参照)を対比すると明らかな如く、従来技術では7個の制御端子および制御信号を必要としていたが、本発明では僅か4個でよく、略半減可能である。
【0028】
以上、本発明による表示装置およびその表示制御方法を好適実施形態に基づいて詳述した。しかし、斯かる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではない。本発明の要旨や精神を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【0029】
例えば、表示装置を構成するLEDの個数は上述の実施形態の如く6対である必要はなく、それ以上又はそれ以下の個数であってもよい。また、LEDの発光色は、白、赤、青、緑、黄、オレンジ等の種々であるので、各対のLEDを異なる発光色に選定してもよい。更に、制御端子23に直列接続される抵抗21は、上述の如くLED22の駆動電流を制限する電流制限抵抗であるので、制御端子23に入力される制御信号の大きさ(電圧値、更に具体的には、HレベルとLレベルの電圧差)および必要なLED22の発光輝度等により適宜選定され、周囲の明るさ等に応じて抵抗値を手動又は自動で可変するように構成してもよい。
【0030】
本発明は、種々の用途に適用可能である。例えば、温度計や体温計の如く温度その他のセンサと組み合わせて検出値や計測値を発光素子の位置により示すスタティック表示装置に適用可能である。また、全てのLED22の表示制御をするためには、制御端子23に入力される制御用信号を予め選定(又はプログラム)されたパターンで順次切り換えてダイナミック表示することも可能である。例えば、12個のLEDを一列に配置し、フリッカ(ちらつき)が発生しない周期でダイナミック表示することで棒状のレベルメータ表示が可能である。または円盤の外周に60個のLEDを円周状に配置し、それらのLEDを例えば1秒毎に順次点灯することにより、時計の秒針の如く発光表示することも可能である。斯かる用途では、5個又は15個毎のLEDを異なる発光色としてもよい。更に他の応用例として、道路又は通路に並べた多数の発光素子を順次一定方向へ点灯することにより車両や歩行者の進行方向又は非常時の避難方向を指示することも可能である。また、本発明は、ワンチップマイクロコンピュータを用いた複数のLED表示を行う各種の機器へ適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明による表示装置の基本原理を説明する図である。
【図2】本発明による表示装置の好適実施形態を示す回路図である。
【図3】図2に示す表示装置の動作説明図である。
【図4】従来の表示装置の基本原理を説明する図である。
【図5】図4に示す表示装置の具体例を示す回路図である。
【図6】従来の表示装置の駆動回路の回路図である。
【符号の説明】
【0032】
10、20 表示装置
11,21 抵抗
12、22 発光素子(LED)
13、23 制御端子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
制御信号に基づいて複数の発光素子のうち選択された1個に駆動電流を流して発光させて表示する表示装置において、
前記制御信号が入力される複数の制御端子と、該複数の制御端子のうち各制御端子対間にそれぞれ対として相互に逆極性で並列接続された前記発光素子とを備え、
前記制御信号は、前記複数の制御端子対のうち点灯したい発光素子を含む発光素子対が接続されている制御端子対をH(高レベル)又はL(低レベル)とし、残りの制御端子をZ(ハイインピーダンス)とすることを特徴とする表示装置。
【請求項2】
前記複数の発光素子は、それぞれ所定位置に配置されたLED(発光ダイオード)であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記制御端子には、予め決められた抵抗値を有する抵抗が直列接続されることを特徴とする請求項1又は2に記載の表示装置。
【請求項4】
前記制御端子に入力される前記制御信号は、トライステート論理回路から出力されることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の表示装置。
【請求項5】
複数の発光素子のうち制御信号に応じて選択された1個の発光素子を点灯する表示装置の表示制御方法において、
前記複数の発光素子をそれぞれ相互に逆極性で並列接続された1対の発光素子を含む対とするステップと、
該ステップで対とされた発光素子をそれぞれ複数の制御端子の異なる1対の制御端子間に接続するステップと、
前記複数対の制御端子のうち何れか1対の制御端子をH又はLとし、残りの全ての制御端子をZとする制御信号を入力するステップとを備え、
前記H又はLの制御信号が入力された前記1対の発光素子のうち前記制御信号のH又はLで決まる何れか一方の発光素子を点灯することを特徴とする表示装置の表示制御方法。
【請求項6】
前記複数の発光素子を、アプリケーションにより決まる所定位置に配列するステップを更に備えることを特徴とする請求項5に記載の表示装置の表示制御方法。
【請求項7】
前記制御信号は、前記複数の制御端子に入力する前記H、LおよびZを予めプログラムされ、前記複数の発光素子をダイナミック表示するステップを更に備えることを特徴とする請求項5又は6に記載の表示装置の表示制御方法。
【請求項8】
前記複数の発光素子の発光色を異なる色に予め選定するステップを更に備えることを特徴とする請求項5、6又は7に記載の表示装置の表示制御方法。


【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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【図6】
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【公開番号】特開2007−249097(P2007−249097A)
【公開日】平成19年9月27日(2007.9.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−75902(P2006−75902)
【出願日】平成18年3月20日(2006.3.20)
【出願人】(000232254)日本電気通信システム株式会社 (586)
【Fターム(参考)】