JP2002091382A - 駆動回路および駆動ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、柔軟な接続を可能にした駆動回路および駆動
ユニットを提供することを目的とする。 【解決手段】上記目的を達成するために、本発明の駆動
回路は、発光素子を駆動する駆動回路において、データ
の受信および送信のいずれかを共通のラインによって通
信可能な第１の通信部と、データの受信および送信のい
ずれかを共通のラインによって通信可能な第２の通信部
と、データの受信処理を行う受信処理部と、初期設定時
に前記第１の通信部および前記第２の通信部を受信状態
とし、前記第１の通信部または前記第２の通信部の一方
にデータが受信されたとき、そのデータ受信に基づい
て、その一方の通信部に受信された以降のデータを前記
受信処理部に受信処理を行わせるとともに、他方の通信
部からデータを送信するように制御する通信制御部とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオー
ド）等の発光素子を駆動する駆動回路、およびＬＥＤデ
ィスプレイ、ＬＥＤ照明装置等に用いられる駆動ユニッ
トに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＥＤディスプレイの駆動方式として
は、一般にダイナミック駆動方式が用いられている。例
えば、図１に示すように、Ｍ行×Ｎ列ドットマトリクス
で構成されたＬＥＤディスプレイの場合、各行に位置す
る発光素子であるＬＥＤ１１ａのアノード端子が１つの
コモンソースライン１２に共通に接続され、各列に位置
するＬＥＤのカソード端子がその列の電流ライン１３に
共通に接続されている。電流ライン１３には、それぞれ
定電流源１４ａが接続されている。Ｍ行あるコモンソー
スライン１２が所定の周期で順次ＯＮされ、ＯＮしたラ
インに対応する画像データに応じて、Ｎ列ある電流ライ
ン１３にＬＥＤ駆動電流が供給される。これにより各画
素のＬＥＤ１１ａにその画像データに応じたＬＥＤ駆動
電流が印加され、画像が表示される。

【０００３】屋外に設置するような大型ＬＥＤディスプ
レイの場合は、一般に複数のＬＥＤユニットを組み合わ
せることにより構成されており、各々のＬＥＤユニット
に全画面データの各部分が表示される。ＬＥＤユニット
には、基板上にＲＧＢを一組とするＬＥＤがドットマト
リクス状に配置されており、各々のユニットが上述のＬ
ＥＤディスプレイと同様の動作を行う。サイズの大きな
大型ＬＥＤディスプレイでは多数のＬＥＤが使用され、
例えば縦３００×横４００の場合は合計１２万ものＬＥ
Ｄが使用される。

【０００４】図２は各ＬＥＤユニットにつき、従来の駆
動回路における信号の流れを示す。図２に示す画像表示
装置の駆動回路は、複数の発光素子をマトリクス状に配
置した表示部１と、表示部１の各行を選択して電圧を印
加し、順次垂直方向に切り替える垂直駆動部２と、選択
された表示部１の行に対し各列に表示データに応じた駆
動電流を供給する複数段の水平駆動部３を備える。

【０００５】パルス変調方式における輝度階調制御の場
合は、階調データ（ＤＡＴＡ）を画像表示装置の水平駆
動部３に入力する。表示部１は、垂直駆動部２によって
各行毎に順次切り替えられる。表示部１の各行にあたる
水平ライン毎の画像表示開始に同期して、点灯制御部１
５に入力される点灯制御信号が有効となる。この点灯制
御信号に同期して、画像データ保持を行うためのラッチ
（ＬＡＴＣＨ）信号が入力される。各色の階調データ
は、画像表示装置の水平駆動部３を構成するＬＥＤドラ
イバ部（ＬＥＤ Ｄｒｉｖｅｒ １〜Ｎ）のメモリ部１
７に備えるシフトレジスタに取り込まれ、これに同期し
たシフトクロック（ＳＣＬＫ）がデータの有効期間内に
制御部１８に入力される。ＬＥＤドライバ部は、例えば
所定数の定電流出力を有する水平駆動部３をＩＣ化した
ドライバＩＣとして構成したものである。

【０００６】表示部１に供給される水平ライン毎の駆動
電流は、水平駆動部３に設けられた各定電流駆動部１４
が供給する。垂直駆動部制御アドレスを点灯制御信号に
同期して、復号器１６より同期された制御信号が垂直駆
動部２に入力され、これに応じて各列に接続された水平
駆動部３の定電流駆動部１４より駆動電流が供給され
る。垂直駆動部２により表示部１の各行毎に順次切り替
えられて、点灯される。

【０００７】従来のＬＥＤディスプレイにおいては、デ
ィスプレイの各構成要素である各ＬＥＤユニット間の接
続は、駆動回路に入力される信号ラインの方向が一意的
に固定されている。従って、制御回路からＬＥＤユニッ
トへの接続は一方向であり、図３の様に、制御回路か
ら、各ＬＥＤユニットへの接続は制御回路からライン分
のケーブル接続を必要としていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＬＥＤユニットにおいては、発光素子を駆動する駆動回
路に相当するそれぞれのＬＥＤドライバ部（ＬＥＤ Ｄ
ｒｉｖｅｒ １〜Ｎ）における通信方向が固定であった
ために、これらを柔軟に接続することができなかった。
また、従来のＬＥＤディスプレイユニットにおいては、
たとえば、同一ＬＥＤディスプレイユニット内における
パターン配線の引き回しによって配線が長くなり、信号
の反射によるパルス歪みやパルス幅変動が発生するとい
う問題もあった。特に、多階調になるほど階調クロック
の周波数を上げる必要があるため、回路動作上この影響
は大きくなり、また放射ノイズ等によりデータバスへの
影響も無視できなくなる。そのためドライバＩＣ内にＰ
ＬＬ回路を実装し、低い周波数のクロックを供給する等
の対策が考えられるが、この方法ではさらにドライバＩ
Ｃのコストが高くなり、また階調基準クロックの変調に
より画像のガンマ補正を行うことができなくなるという
問題がある。

【０００９】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、柔軟な接続を可能にした駆動回路および駆
動ユニットを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の駆動回路は、発光素子を駆動する駆動回路
において、データの受信および送信のいずれかを共通の
ラインによって通信可能な第１の通信部と、データの受
信および送信のいずれかを共通のラインによって通信可
能な第２の通信部と、データの受信処理を行う受信処理
部と、初期設定時に前記第１の通信部および前記第２の
通信部を受信状態とし、前記第１の通信部または前記第
２の通信部の一方にデータが受信されたとき、そのデー
タ受信に基づいて、その一方の通信部に受信された以降
のデータを前記受信処理部に受信処理を行わせるととも
に、他方の通信部からデータを送信するように制御する
通信制御部とを有する。

【００１１】また、本発明の駆動回路は、前記通信制御
部はデータ受信時の同期クロックに基づいて前記他方の
通信部からデータを送信するように制御する。

【００１２】また、本発明の駆動回路は、前記第１の通
信部および前記第２の通信部はそれぞれ受信バッファお
よび送信バッファを有し、前記通信制御部は、それぞれ
の通信部における前記受信バッファおよび前記送信バッ
ファのいずれを有効状態とするセレクト信号によって、
それぞれの通信部において受信または送信のいずれかを
選択するように制御を行う。

【００１３】また、本発明の駆動回路は、前記初期設定
は、駆動回路へのリセット信号の入力または受信処理部
におけるリセットデータの受信によって前記第１の通信
部および前記第２の通信部が受信状態に設定される。

【００１４】さらに、本発明の駆動ユニットは、発光素
子を駆動する複数の駆動回路を有する駆動ユニットにお
いて、それぞれの駆動回路は、データの受信および送信
のいずれかを共通のラインによって通信可能な２つの通
信部を有するとともに、前記共通のラインによって駆動
回路間が直列に接続されており、初期設定時、それぞれ
の駆動回路は２つの通信部ともにデータの受信が行われ
るように制御を行い、一方の通信部にデータが受信され
たとき、そのデータ受信に基づいて以降に一方の通信部
に受信されたデータを他方の通信部から送信を行い、他
の駆動回路は、共通ラインによって接続された順に、一
方の通信部にデータが受信されたとき、そのデータ受信
に基づいて、以降に一方の通信部に受信されたデータを
他方の通信部から送信を行うことによって、通信方向を
設定する。

【００１５】また、本発明の駆動ユニットは、前記駆動
回路は、一方の通信部にデータが受信されたとき、デー
タ受信時の同期クロックに基づいて以降に一方の通信部
に受信されたデータを他方の通信部から送信を行う。

【００１６】また、本発明の駆動ユニットは、前記駆動
ユニットにおける端部に接続された駆動回路の一方の通
信部にデータを送信することによって前記発光素子の駆
動を制御する駆動コントロール部をさらに有する。

【００１７】また、本発明の駆動ユニットは、前記初期
設定は、前記駆動コントロール部から駆動回路へのリセ
ット信号の入力または受信処理部におけるリセットデー
タの受信によって前記第１の通信部および前記第２の通
信部が受信状態に設定される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図４に本発明における
駆動回路の概念図を示す。データの受信および送信のい
ずれかを共通のラインＬによって通信可能な第１の通信
部１０１と、データの受信および送信のいずれかを共通
のラインＬによって通信可能な第２の通信部１０２と、
第１および第２の通信部１０１，１０２における通信を
制御する通信制御部１０３と、駆動回路に受信されたデ
ータの受信処理を行う受信処理部と、受信したデータに
基づいて発光素子を駆動する駆動部１０５から構成され
る。

【００１９】ラインＬを介して第１の通信部１０１に受
信されたデータは、第２の通信部１０２からラインＬに
送信可能に接続されるとともに、通信制御部１０３を介
して受信部１０４に受信したデータを入力することがで
きる。また同様に、ラインＬを介して第２の通信部１０
２に受信されたデータは、第１の通信部１０１からライ
ンＬに送信可能に接続されるとともに、通信制御部１０
３を介して受信部１０４に受信したデータを入力するこ
とができる。通信制御部１０３は、初期設定時に前記第
１の通信部および前記第２の通信部を受信状態とし、前
記第１の通信部または前記第２の通信部にデータが受信
されたとき、そのデータ受信に基づいて、その一方の通
信部に受信された以降のデータを前記受信部に受信させ
るとともに、他方の通信部からデータを送信するように
制御する。このようにして、本発明の駆動回路は、初期
設定後、受信されたデータに基づいて１つの方向にのみ
通信を行うよう設定することができる。

【００２０】また、通信制御部１０３はデータ受信時の
同期クロックに基づいて受信データを検出し、第１の通
信部１０１および第２の通信部１０２の通信の制御、す
なわち一方にデータが受信されたとき、そのデータ受信
に基づいて、その一方の通信部に受信された以降のデー
タを受信処理部１０４に受信処理を行わせるとともに、
他方の通信部からデータを送信するように制御すること
が好ましい。通信方向を示すデータを送信する必要がな
く、かつ迅速に通信方向の設定が可能になるためであ
る。

【００２１】また、本発明の共通のラインによってデー
タの受信および送信が可能な２つの通信部を有する駆動
回路を、共通のラインによって直列に接続した駆動ユニ
ットを用いることによって、柔軟な接続が可能となる。
たとえば、図３に示した駆動コントロール部４００に対
して駆動ユニット３００をスター型として接続する接続
形態、図５に示す駆動コントロール部４００とそれぞれ
の駆動ユニット３００をデータの通信方向を同じ方向と
して直列に接続する接続形態、図６に示す駆動コントロ
ール部４００とそれぞれの駆動ユニット３００をデータ
の通信方向を交互に異なる方向として直列に接続する接
続形態等とすることができる。

【００２２】ここでは、駆動ユニット３００における駆
動回路が、外部に設けられた駆動コントロール部４００
からのデータを受信することによって制御される例を示
したが、駆動ユニット内部に駆動コントロール部を有し
ていてもよい。この場合、複数の駆動ユニットにおける
それぞれの駆動コントロール部が接続されて通信が行わ
れることによって、駆動コントロール部間の通信と、駆
動回路間の通信とを階層的に行うことができる。

【００２３】特に、図６の接続形態は、各駆動回路を直
列に接続しながら、かつ引き回しによって通信ラインが
長くなることを防止することができる。大画面表示装置
を実現する場合、画素ピッチサイズを大きくする必要が
あり、このことによって、１つのＬＥＤユニットのサイ
ズが大きくなり、この場合制御回路の出力ポート数を少
なくすると、図６の様な構成をとる必要がある。この構
成では、上段ユニットから下段ユニットへの信号配線は
ユニットが長ければ長いほど、ケーブル長が長くなり、
信号伝送の反射歪みによる影響が大きくなるため、ケー
ブル長の制限が発生することから、大型の表示装置にお
いては図６のような接続形態を実現することは極めて有
効である。また、図７に示す通り、屋外用の駆動ユニッ
ト等は外光を遮断するためのルーバー等を有しており、
一般に上下対称の構造ではないことから１種類の駆動ユ
ニットを上下方向を入れ換えて、通信方向を変更するこ
とが困難である。本発明の駆動ユニットは、図６の接続
形態を実現するために、異なる通信方向を有する駆動ユ
ニットを２種類用意する必要がない。

【００２４】ここで、駆動回路に必要なデータとは発光
素子の駆動電流値、階調制御データ等がある。通例、一
つの駆動回路を高集積化し、複数の発光素子を駆動する
構成をとり、画素数に応じて複数の駆動回路（Driver）
を接続する。図６は駆動回路が直列に通信部の通信端子
同士で接続している構成を示している。本発明における
各駆動回路は第１の通信部の通信端子および第２の通信
部の通信端子を有しており、図６の接続は、各駆動回路
の接続列に応じて、第１の通信部からの入力方向と第２
の通信部からの入力方向どちらの入力方向でも対応可能
とした場合の接続例を示しており、この様な接続形態で
あれば、上段駆動回路群から、下段駆動回路群への接続
を最短にケーブル配線にすることでき、配線長が短いこ
とによって、データ伝送品質を向上でき、より安定した
データ伝送システムが構築できる。

【００２５】図８は、本発明に係る駆動回路の通信機能
部分の一例を概略的に示すブロック図である。本発明の
駆動回路は、ハードウエア自律で、いずれの通信方向で
あっても設定することができる。左右通信端子（第１通
信部および第２通信部の通信端子）を左側通信端子ＤＡ
ＴＡ＿Ｌ、右側通信端子ＤＡＴＡ＿Ｒとして、左右それ
ぞれの端子に対する通信部はゲート制御機能を持った受
信バッファ及び送信バッファを有している。図中、左側
通信端子ＤＡＴＡ＿Ｌ側には受信バッファ７１１でデー
タを受信し、送信バッファ７１２でデータを送信する。
ただし、ゲート制御により、どちらか一方しか、ゲート
は有効動作しないようにする。初期状態におけるゲート
制御信号（セレクト信号）は左右両側端子とも受信バッ
ファ側が有効状態とする。受信データ検出部７３１、受
信データ検出部７３２は左右どちらかの端子よりデータ
を受信した場合に検出信号（データ受信検出フラグ）を
出力し、各送受信バッファのゲートを制御する。たとえ
ば、左側にデータ受信を検出した場合は受信データ検出
部７３１からデータ受信検出フラグＦ１の電圧レベルを
反転させ、右側の送信バッファ７２２のゲートを有効状
態とし、右側受信バッファ７２１を無効状態とする。こ
のとき、受信データ選択回路７４０は左側通信端子ＤＡ
ＴＡ＿Ｌから受信したデータを選択し、受信処理部７５
０へ送る。右側からデータが受信した場合も同様の処理
を行う。前提条件として、データの受信は左右どちらか
で一意的に決まっていることである。つまり、データの
受信方向は変化することはないというシステムである。

【００２６】

【実施例】図９は本発明の駆動回路における通信機能部
分の具体的な実施例を示している。信号伝送方式はデー
タ信号（図中：ＤＡＴＡ＿Ｌ／ＤＡＴＡ＿Ｒ）とストロ
ーブ信号（ＳＴＲＯＢＥ＿Ｌ／ＳＴＲＯＢＥ＿Ｒ）を使
用したＤＳ符号方式を採用した例を示しており、ＤＳ符
号は受信側でデータ信号ＤＡＴＡとストローブ信号ＳＴ
ＲＯＢＥの排他的論理和（以降ＥＸＯＲと呼ぶ）をとる
ことによって、同期クロック信号を得ることができる。
左右両端子（第１通信部および第２通信部の通信端子）
には負論理ゲート制御付受信バッファ（図中８０５、８
０８）及び、正論理ゲート制御付送信バッファ（図中８
０６、８０７）を設け、各ゲート制御は左側データ受信
検出部８０３、及び右側データ受信検出部８０４によっ
て、ゲート制御信号（セレクト信号；ＬＢｕｓ＿ＣＴＬ
／ＲＢｕｓ＿ＣＴＬ）を生成する。

【００２７】ここでは、左側の通信端子にデータが入力
されたときの動作説明を行う。左側データ受信検出部８
０３はＥＸＯＲ８０３ａにおいてデータが２ｂｉｔ受信
されると１パルスのクロックが生成でき、これの立ち下
がりエッジで、フリップフロップ８０３ｂをＨｉｇｈ出
力にラッチを行う。前記フリップフロップ８０３ｂはリ
セット時はＬＯＷレベル”０”を出力させる。つまりデ
ータが２ｂｉｔ入力されると、ＲＢｕｓ＿ＣＴＬはＬＯ
Ｗ”０”からＨＩＧＨ”１”に遷移し、右側通信バッフ
ァゲートは右側送信バッファ８０７がＯＮ、右側受信バ
ッファＲ８０８がＯＦＦ状態となる。このとき右側から
はデータ受信がないため、左側通信バッファ制御バスＬ
ｂ１におけるゲート制御信号ＬＢｕｓ＿ＣＴＬはＬＯＷ
状態のままとなり、左側通信バッファのゲート状態は、
左側受信バッファ８０５がＯＮ、左側送信バッファ８０
６がＯＦＦの状態となる。リセット直後、データが受信
されるまで、左右通信バッファは受信バッファがＯＮ状
態、つまり入力可能状態であり、送信バッファはＯＦＦ
状態となっている。その後、左右どちらかのデータ受信
が検出されると、受信側が受信バッファＯＮ状態、非受
信側は送信バッファＯＮとなり、左右両バッファの通信
方向は、左側および右側データ受信検出部８０３、８０
４にリセット信号（Ｘｒｅｓｅｔ）が入力されるまで固
定される。さらに通信方向決定後、データ選択回路８０
２で、左側通信バッファ制御バスＬｂ１におけるゲート
制御信号ＬＢｕｓ＿ＣＴＬ及び右側通信バッファ制御バ
スＬｂ２におけるゲート制御信号ＲＢｕｓ＿ＣＴＬの両
信号の選択制御によって、受信側のデータを選択し、受
信処理部８０１に入力される。以上ように、左右両方向
をリセット後、入力可能状態から、データ受信後、非受
信側を入力から出力状態とする。

【００２８】ここでは駆動回路の外部（たとえば駆動回
路コントロール部）からリセット信号（Ｘｒｅｓｅｔ）
が入力される例を示したが、駆動コントロール部等から
各駆動回路に対して初期設定を示すリセットデータを送
信し、受信処理部においてリセットデータを受信した場
合に初期設定を行うように構成してもよい。また、リセ
ットデータを受信した受信処理部がリセット信号を生成
し、左側および右側データ受信検出部８０３、８０４に
入力するように構成することが可能である。

【００２９】図１０ａ及び図１０ｂは、本発明の方向制
御機能持った駆動回路（図中ｄｒｖ１〜ｄｒｖ８）が直
列に接続され搭載されたＬＥＤユニット（駆動ユニッ
ト）３００の一例を示している。図１０ｃはデータ受信
時における１つのＬＥＤユニット内の駆動回路の送受信
方向を決めるゲート制御信号の動作タイムチャートを示
している。図１０ａは左側コネクタＣＯＮ＿Ｌからデー
タを入力、図１０ｂは右側コネクタＣＯＮ＿Ｒからデー
タを入力した例を示している。

【００３０】図１０ｃで示している通り、１つＬＥＤユ
ニット内に８個の駆動回路が存在する時、１６ｂｉｔの
データを入力することによって、同期クロックパルスを
ＲＣＬＫ８個発生させることができ、この同期クロック
パルスＲＣＬＫの立ち下がりエッジで各駆動回路（ｄｒ
ｖ１〜ｄｒｖ８）の右側通信バッファ制御バスＬｂ２に
おけるゲート制御信号ＲＢｕｓ＿ＣＴＬ又は、左側通信
バッファ制御バスＬｂ１におけるゲート制御信号ＬＢｕ
ｓ＿ＣＴＬを順次ＯＮすることによって、接続された順
に全駆動回路のデータ通信方向を決定できる。図１０ｃ
では図１０ａの左側データ入力時の動作タイムチャート
を示している。

【００３１】図１１は、本発明の駆動ユニットに係る画
像表示装置の一例を概略的に示すブロック図である。こ
の図に示す画像表示装置は、以下の構成を備える。 （ａ）複数の発光素子１１をＭ行×Ｎ列のマトリクス状
に配列してなる表示部１。 （ｂ）表示部１の各行に、その各行を選択しながら電流
を印加する垂直駆動部（駆動回路）２。 （ｃ）表示部１の各列に、選択された行に対応する画像
データに応じて、駆動電流を供給する水平駆動部３。 （ｄ）ユニット通信部５と、ドライバ通信部６と、第１
の基準クロック生成部７を備える駆動制御部（駆動コン
トロール部）４。 （ｅ）補正のための補正データを記憶した補正データ記
憶部９。

【００３２】各構成要素の動作は、駆動制御部４によっ
て制御される。この画像表示装置は、画像データを供給
する外部コントローラからは画像表示装置を制御するデ
ータのみ受信し、画像表示装置内部の駆動に必要な信号
は画像表示装置内部で自律生成して点灯表示を行う。本
実施例の駆動回路は、発光素子１１を電流制御で駆動す
る方式を示している。

【００３３】表示部１は、導電性パターンが形成された
基板上に、複数の発光素子１１をＭ行×Ｎ列のマトリク
ス状に配列している。発光素子１１には、ＬＥＤなどが
利用される。この実施例では、赤、緑、青（ＲＧＢ）が
それぞれ発光可能な各発光ダイオードを３個単位で隣接
して配設し、一画素分を構成している。各画素毎にＲＧ
Ｂを隣接させたＬＥＤは、フルカラー表示を実現でき
る。ただ本発明はこの構成に限られず、２色を近接して
配置することも、また一色につき２個以上のＬＥＤを配
置することもできる。

【００３４】発光ダイオードは、種々の発光が可能な半
導体発光素子を利用することができる。半導体素子とし
ては、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、Ｇ
ａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、Ａ
ｌＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＡｌＮなどの半導体を発光層に
利用したものが挙げられる。また、半導体の構造もＭＩ
Ｓ接合、ＰＩＮ接合やＰＮ接合を有するホモ構造、ヘテ
ロ構造或いはダブルへテロ構造のものが挙げられる。

【００３５】半導体層の材料やその混晶度により、半導
体発光素子の発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択
することができる。さらに、量子効果を持たせるため
に、発光層を薄膜とした単一量子井戸構造や多重量子井
戸構造とすることもできる。

【００３６】ＲＧＢの３原色だけでなく、ＬＥＤチップ
からの光とこれにより励起され発光する蛍光物質との組
み合わせによる発光ダイオードを利用することもでき
る。この場合、発光ダイオードからの光により励起され
長波長に変換する蛍光物質を利用することにより、１種
類の発光素子を利用して白色がリニアリティ良く発光可
能な発光ダイオードとすることができる。

【００３７】さらに発光ダイオードは、種々の形状のも
のを用いることができる。具体的には、発光素子である
ＬＥＤチップをリード端子と電気的に接続させると共
に、モールド樹脂などで被覆した砲弾型や、チップタイ
プＬＥＤなどや発光素子そのものを利用するものが挙げ
られる。

【００３８】駆動制御部４は、ユニット通信部５と、ド
ライバ通信部６と、第１の基準クロック生成部７を備え
る。ユニット通信部５は、外部コントローラや次段に接
続された別の画像表示装置のユニット通信部５との間で
各種データの送受信を行い、さらにドライバ通信部６に
指示を与える。ドライバ通信部６は、外部から入力され
た画像データ（ＩＭＤＡＴＡ）を、画素毎の発光素子特
性のばらつきに応じて補正して水平駆動部３に出力す
る。一方水平駆動部３は、ドライバ通信部６とデータ受
信処理を行うための水平駆動側通信部８を備えている。

【００３９】図１１において、ドライバ通信部６はＤＭ
Ａ制御部６Ａとしている。ドライバ通信部６であるＤＭ
Ａ制御部６Ａは、画像データを一時的に蓄積するための
メモリ（ＲＡＭ）を備えている。また多くのデータを高
速にやりとりするため、ＤＭＡ制御部６Ａは直接ＲＡＭ
の内容をハードウェアにて高速で読み出しを行い、水平
駆動部３へのデータ転送を行う。

【００４０】第１の基準クロック生成部７は、垂直駆動
部２の各行毎の電流源切替を行う。また、点灯階調を制
御するための第１の基準クロックとして、階調基準クロ
ックの生成を行うタイミング生成部７Ａとして機能す
る。階調基準クロックは、タイミング生成部７Ａから各
水平駆動部３に送出される。ただ、本実施例では第１の
基準クロック生成部７を駆動制御部４に設けて階調基準
クロックを送信する構成としているが、水平駆動部３側
に第１の基準クロック生成部７を設けることでタイミン
グを自律生成する構成とすることもできる。

【００４１】駆動制御部４はさらに、画像データ補正
部、画像データ記憶部を備える。外部から入力された画
像データは、画像データ補正部で画素毎の発光素子１１
特性のばらつきに応じて補正されて、ＤＭＡ制御部６Ａ
から各水平駆動部３に出力される。この補正のための補
正データは、補正データ記憶部９に記憶されている。画
像データ補正部は、補正データ記憶部９から補正のため
の情報データを読み出して、データ補正を行う。補正デ
ータ記憶部９は、ＲＯＭなどのメモリ素子、好ましくは
Ｅ²ＰＲＯＭで構成されている。

【００４２】発光素子１１毎のばらつきを補正する補正
データは、補正データ記憶部９に記憶されている。補正
データ記憶部９は、あらかじめ算出した補正データを収
納するＲＯＭで構成される。図１１に示す駆動回路で
は、画像データ補正部を駆動制御部４と個別に設けてい
るが、駆動制御部４に組み込むこともできる。補正デー
タとしては、例えば各発光素子毎に輝度を補正するため
の輝度補正データなどがある。

【００４３】信号の物理インタフェースである接続部分
は、コントローラからのデータをＬＥＤユニットにシリ
アル伝送する手段であり、配線を用いて電気的に接続さ
せることもできるし、光ファイバ、電磁波を直接利用し
て伝送することもできる。

【００４４】垂直駆動部２は、表示部１の行方向に電流
を印加するコモンドライバであり、半導体スイッチング
素子などで構成されている。図１１においては、一の垂
直駆動部２が各行のコモンラインを所定の順序で切り替
えて、電流を印加している。垂直駆動部２が一度の動作
で選択する行は、表示部１の一行とすることも、複数行
を選択することも可能である。

【００４５】水平駆動部３は、図１１に示すように複数
段が連結されている。発光素子１１の列毎に各水平制御
部３を構成するＬＥＤドライバが接続されており、Ｎ列
分のＬＥＤドライバ１〜Ｎが直列に接続されている。隣
接するＬＥＤドライバ同士は、各々の水平駆動側通信部
８によって電気的に接続されている。

【００４６】水平駆動部３は、水平駆動側通信部８と、
メモリ部１７と、点灯制御部１５と、定電流駆動部１４
で構成される。メモリ部１７は、シフトレジスタ等で構
成される。水平駆動部３は、各列方向に配列されたＬＥ
Ｄと接続されており、垂直方向のＬＥＤに対して垂直駆
動部２の切替に同期して順次電流を供給し、ダイナミッ
ク点灯を行う。水平駆動部３は、半導体スイッチング素
子やドライバＩＣにより構成される。

【００４７】水平駆動部３は、水平駆動側通信部８を備
えている。水平駆動側通信部８は、駆動制御部４や次段
の水平制御部３に備えられた水平駆動側通信部８との間
で通信を行う。この水平駆動側通信部８は、データ信号
ＤＡＴＡとストローブ信号ＳＴＲＯＢＥの排他的論理和
（以降ＥＸＯＲと呼ぶ）をとることによって、同期クロ
ック信号を得ることができる。左右両端子（第１通信部
および第２通信部の通信端子）には負論理ゲート制御付
受信バッファ及び、正論理ゲート制御付送信バッファを
設け、各ゲート制御は左側データ受信検出部３、及び右
側データ受信検出部４によって、ゲート制御信号（セレ
クト信号）を生成する。これによって、左右どちらかの
通信端子にデータ受信が検出されると、受信側が受信バ
ッファＯＮ状態、非受信側は送信バッファＯＮとなり、
左右両バッファの通信方向はリセットが入力されるまで
固定される。

【００４８】さらに水平駆動側通信部８は、水平駆動部
３に備えられたメモリ部１７に対し、駆動制御部４のＤ
ＭＡ制御部６Ａから送られるデータの書き込みを行う。
図１１の例では、ＤＭＡ制御部６Ａは画像データをメモ
リ部１７に送出し、メモリ部１７はシフトレジスタで画
像データを保持する。各水平駆動部３には個別の識別情
報２３が割り当てられるよう構成されており、画像表示
装置の駆動制御部４から送付先の水平駆動部３の識別情
報２３を付加した画像データ等が送信される。水平駆動
部３側では、自身宛てのデータであることを認識した
後、受信処理を行う。

【００４９】一方、駆動制御部４はユニット通信部５を
備えている。ユニット通信部５は、画像表示のためのデ
ータを送信する外部コントローラからの制御データを受
信し、駆動制御部４のＤＭＡ制御部６Ａに対しメモリ、
レジスタ等の書き込みおよび読み出し操作を行う。例え
ば、ユニット通信部５が画像データを外部コントローラ
から受信し、ＤＭＡ制御部６Ａが備える画像データ蓄積
用ＲＡＭへの書換えを行えば、画像表示の更新が実行さ
れる。画像表示装置の制御データとしては、駆動回路へ
の制御、画像表示装置内部の温度情報や、電源電圧のモ
ニタ情報、表示デバイスと駆動回路との断線検出、水平
駆動部３の異常温度上昇による障害、画像表示装置内部
の信号パターン配線不良や制御部と水平駆動部３のデー
タ通信状態の確認、輝度補正データの書き込み等の処理
がある。これらのデータをユニット通信部５は、外部コ
ントローラと画像表示装置間で所定の通信方法に従って
やり取りを行う。

【００５０】ＤＭＡ制御部６Ａは、画像データ、輝度補
正データなどを所定のフォーマットとして水平駆動側通
信部８に対し、ハード自律で高速にデータ転送を行う。
特に、ＬＥＤを用いた画像表示装置の場合、通常のビデ
オレートによる画像リフレッシュレートよりもおよそ４
倍から１６倍の画像リフレッシュレートを必要とする。
このため、ダイナミック駆動時には、画像データや輝度
補正データはメモリから直接ハード処理で読み出し、高
速にデータ転送を行う必要がある。

【００５１】図１２に、１／４デューティ時のフレーム
サイクル動作におけるタイムチャートを示す。本実施例
では、水平駆動部３に識別情報２３を付与し、水平駆動
部３内のメモリへの書込み及び同期制御を外部コントロ
ーラからパケットの形式にして通信する方法を示してい
る。付与される識別情報２３としての識別ＩＤ２３ａ
は、たとえば各水平駆動部３を構成するＩＣに固有の識
別番号などである。図１２において、外部コントローラ
から画像表示装置に送出される信号の内、垂直同期検出
用のパケットをｃｓｐ（Ｃｙｃｌｅ Ｓｔａｒｔ Ｐａ
ｃｋｅｔ）とし、１〜Ｎまである水平駆動部３各々への
制御データパケットをｕｄ１〜ｕｄＮとしている。他
方、水平駆動部３から外部コントローラへ送出する応答
パケットをｒｅｓとする。本実施例では全２重双方向通
信としているが、半２重双方向通信でも同様の方法が可
能である。

【００５２】画像表示装置内において、ＤＭＡ制御部６
Ａから送出された水平駆動部３への制御データをｄａｔ
ａ＿０〜ｄａｔａ＿３とする。さらに図１２において、
ｖｓｙｎｃは垂直同期検出用データｃｓｐに応じて画像
表示装置内で生成される。このデータは各フレームデー
タを送出するパケットの周期を決定するものであり、各
水平駆動部３のフレーム同期、データのラッチトリガと
して使用される。

【００５３】駆動制御部４では、外部コントローラから
送出される垂直同期検出用データｃｓｐを受信して画像
フレームデータの先頭を認識し、垂直同期を行う。この
同期検出によって、画像表示装置内の点灯制御信号（Ｂ
ＬＡＮＫ）、垂直駆動部制御アドレスを所定の表示倍速
に基づいて生成する。図１２では、垂直同期周期６０Ｈ
ｚに対し４倍速点灯の例を示しており、一画像表示装置
の一画面表示を行うための一垂直駆動周期は２４０Ｈｚ
となる。この場合、６０Ｈｚの垂直同期周期の一フレー
ムパケット区間（約１６ｍｓ）に対し駆動デューティ比
が１／４で、４コモンライン制御時となる。この実施例
では、点灯倍速を可変とすることでリフレッシュレート
の可変機能を実現している。また、画像データ、輝度調
整データ等の各種データは、垂直同期検出用データｃｓ
ｐの一周期の間に、制御対象である水平駆動部３の数で
あるＮ（ｕｄ１〜ｕｄＮ）だけ転送される。各水平駆動
部３でこれらのデータを受信処理後、次回の垂直周期で
当該データを反映する。従って、各種データ受信中は各
水平駆動部３内のメモリへの書込みを行い、現在表示し
ている画像データは前の垂直周期の際に転送されたもの
を適用する。

【００５４】図１３は、ドライバ通信部６であるＤＭＡ
制御部６Ａで各水平駆動部３を制御する際に、送信デー
タをパケット形式にして通信を行う場合のデータのフォ
ーマット構成を示している。この形式のデータパケット
２０は、コントロールフィールド２１と情報フィールド
２２からなり、コントロールフィールド２１はさらに識
別情報２３（ＩＤ部）と制御識別情報２４（ＣＭＤ部）
に分けられる。

【００５５】コントロールフィールド２１は、実データ
に付加する各種の識別情報を格納する部分である。識別
情報２３は、各水平駆動部３を識別するための情報を示
す。各水平駆動部３は個別に識別情報２３として識別Ｉ
Ｄ２３ａを与えられているため、この情報は送信される
データの宛先を示すものであるといえる。

【００５６】制御識別情報２４は、水平駆動部３に対し
どのような制御を行うかという制御種別を示す情報であ
る。データの種別としては、例えば水平同期信号（ＨＳ
ＹＮＣ）データ、画像データ、階調データ、輝度調整デ
ータ、輝度補正データの書換え、障害データの読み取り
等がある。

【００５７】情報フィールド２２では、ＣＭＤ部の制御
識別情報２４に応じた実際のデータである制御データの
内容を示している。これにより水平駆動部３毎の個別の
制御を可能とする。

【００５８】データパケットには、個別の水平駆動部に
対し送信する画像データなどのデータ以外にも、すべて
の水平駆動部に対し送信すべきデータもある。すべての
水平駆動部に対し送信するデータパケットとしては、例
えばＨＳＹＮＣ、自動ＩＤ付与命令などがある。これら
のデータパケットには、識別情報２３として共通ＩＤ２
３Ｂが設定される。

【００５９】図１４は、図１３の形式のデータパケット
２０を駆動制御部４が送信し、各水平駆動部３が受信す
る状態を示すブロック図である。この実施例では、複数
の水平駆動部３が直列に駆動制御部４と接続されてい
る。水平駆動部３は１入力、１出力を備えており、駆動
制御部４のドライバ通信部６と水平駆動部３の水平側通
信部との間、ならびに水平側通信部を介して水平駆動部
３間同士が接続される。駆動制御部４から出力されたパ
ケットデータは、すべての水平駆動部３へ透過的に転送
できるようにしている。

【００６０】この実施例では、データ通信の流れを一方
向のみで行っている。図１４において、水平駆動部３の
水平駆動側通信部８は一方向にのみデータの出力が可能
となっている。直列に接続された複数の水平駆動部３
は、駆動制御部４を介して環状に接続されている。この
ため、駆動制御部４のドライバ通信部６から出力された
データパケット２０は、各水平駆動部３を透過的に一巡
して、データパケット２０の送信方向に対して最後の段
に接続されている水平駆動側通信部８から出力されるデ
ータパケット２０が、駆動制御部４のドライバ通信部６
に入力される。つまり駆動制御部４から送信されるデー
タパケット２０が各水平駆動部３をループ状に一巡し
て、駆動制御部４に返信されるよう構成されている。た
だ、本発明の駆動回路は、双方向通信で構成することも
可能である。

【００６１】各水平駆動部３に識別情報２３が設定され
ている場合、各水平駆動部３はデータパケット２０の識
別情報２３であるＩＤを監視し、ＩＤの値が自身の識別
ＩＤ２３ａと一致した時、付随するパケットデータを駆
動装置内部のメモリ部１７に蓄積する。図１４におい
て、駆動制御部４は、データパケット２０１、２０２、
２０３を順次水平駆動部３に対し送出している。ＩＤ＝
１の水平駆動部３（ＬＥＤドライバ１）は、データパケ
ット２０１が通過する際に受信処理を行ってＤＡＴＡ１
をメモリ部１７に蓄積し、ＩＤ＝２の水平駆動部３（Ｌ
ＥＤドライバ２）はデータパケット２０２が通過する際
にＤＡＴＡ２をメモリ部１７に蓄積している。

【００６２】ここでは、ＬＥＤディスプレイユニットの
例を説明したが、本発明の駆動回路、駆動ユニットは、
たとえばＬＥＤ等の発光素子からなる照明装置に適用す
ることも可能である。

【００６３】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によって、柔
軟な接続を可能にした駆動回路および駆動ユニットを提
供することができる。さらに、２つの通信部のいずれか
らデータが入力された場合であっても共通のラインによ
って通信が可能であり、駆動回路あるいは駆動ユニット
の接続を最短に配線にすることでき、データ伝送品質を
向上でき、より安定したデータ伝送システムを構築する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 画像表示装置の駆動方式概略を示す回路図

【図２】 従来の画像表示装置の駆動回路を示すブロッ
ク図

【図３】 従来の画像表示装置における駆動回路の接続
例を示す図

【図４】 本発明における駆動回路の概念図

【図５】 駆動回路がデータの通信方向を同じ方向とし
て直列に接続された接続形態を示す図

【図６】 駆動回路がデータの通信方向を交互に異なる
方向として直列に接続された接続形態を示す図

【図７】 ルーバーを有する駆動ユニットの概略図

【図８】 本発明における駆動回路の通信機能部分の一
例を概略的に示すブロック図

【図９】 本発明の駆動回路における通信機能部分の具
体的な実施例を示す回路図

【図１０】 本発明における駆動ユニット内の通信方向
設定の一例を示す概略図

【図１１】 本発明の一実施例に係る画像表示装置の駆
動回路を示すブロック図

【図１２】 図３の駆動回路のフレームサイクル動作を
示すタイミングチャート

【図１３】 送信データのフォーマット形式を示す概念
図

【図１４】 パケット形式のデータ受信の流れを示すブ
ロック図

【符号の説明】

１０１・・・第１の通信部 １０２・・・第２の通信部 １０３・・・通信制御部 １０４・・・受信処理部 １０５・・・駆動部 ３００・・・駆動ユニット ４００・・・駆動コントロール部 ７１１，７２１・・・受信バッファ ７２１，７２２・・・送信バッファ ７３１，７３２・・・受信データ検出部 ７４０・・・受信データ選択回路 ７５０、８０１・・・受信処理部 ８０２・・・データ選択回路 ８０５・・・左側受信バッファ ８０６・・・左側送信バッファ ８０７・・・右側送信バッファ ８０８・・・右側受信バッファ １…表示部 ２…垂直駆動部 ３…水平駆動部 ４…駆動制御部 ５…ユニット通信部 ６…ドライバ通信部 ６Ａ…ＤＭＡ制御部 ７…第１の基準クロック生成部 ７Ａ…タ
イミング生成部 ８…水平駆動側通信部 ９…補正データ記憶部１１ａ…ＬＥＤ １２…コモンソースライン １３…電流ライン １４…定電流駆動部 １４ａ…定電流源 １５…点灯制御部 １６…復号器 １７…メモリ部 １８…制御部 ２０…データパケット ２０１、２０２、２０３…データパケット ２１…コントロールフィールド ２２…情報フィールド ２３…識別情報 ２３ａ…識別ＩＤ ２３Ａ…個別ＩＤ ２３Ｂ…共通ＩＤ ２４…制御識別情報

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発光素子を駆動する駆動回路において、 データの受信および送信のいずれかを共通のラインによ
   って通信可能な第１の通信部と、 データの受信および送信のいずれかを共通のラインによ
   って通信可能な第２の通信部と、 データの受信処理を行う受信処理部と、 初期設定時に前記第１の通信部および前記第２の通信部
   を受信状態とし、前記第１の通信部または前記第２の通
   信部の一方にデータが受信されたとき、そのデータ受信
   に基づいて、その一方の通信部に受信された以降のデー
   タを前記受信処理部に受信処理を行わせるとともに、他
   方の通信部からデータを送信するように制御する通信制
   御部とを有する駆動回路。
2. 【請求項２】前記通信制御部はデータ受信時の同期クロ
   ックに基づいて前記他方の通信部からデータを送信する
   ように制御する請求項１に記載の駆動回路。
3. 【請求項３】前記第１の通信部および前記第２の通信部
   はそれぞれ受信バッファおよび送信バッファを有し、 前記通信制御部は、それぞれの通信部における前記受信
   バッファおよび前記送信バッファのいずれを有効状態と
   するセレクト信号によって、それぞれの通信部において
   受信または送信のいずれかを選択するように制御を行う
   請求項１乃至２に記載の駆動回路。
4. 【請求項４】前記初期設定は、駆動回路へのリセット信
   号の入力または受信処理部におけるリセットデータの受
   信によって前記第１の通信部および前記第２の通信部が
   受信状態に設定される請求項１乃至３に記載の駆動回
   路。
5. 【請求項５】発光素子を駆動する複数の駆動回路を有す
   る駆動ユニットにおいて、 それぞれの駆動回路は、データの受信および送信のいず
   れかを共通のラインによって通信可能な２つの通信部を
   有するとともに、前記共通のラインによって駆動回路間
   が直列に接続されており、 初期設定時、それぞれの駆動回路は２つの通信部ともに
   データの受信が行われるように制御を行い、 一方の通信部にデータが受信されたとき、そのデータ受
   信に基づいて以降に一方の通信部に受信されたデータを
   他方の通信部から送信を行い、 他の駆動回路は、共通ラインによって接続された順に、
   一方の通信部にデータが受信されたとき、そのデータ受
   信に基づいて、以降に一方の通信部に受信されたデータ
   を他方の通信部から送信を行うことによって、通信方向
   を設定する駆動ユニット。
6. 【請求項６】前記駆動回路は、一方の通信部にデータが
   受信されたとき、データ受信時の同期クロックに基づい
   て以降に一方の通信部に受信されたデータを他方の通信
   部から送信を行う請求項５に記載の駆動ユニット。
7. 【請求項７】前記駆動ユニットにおける端部に接続され
   た駆動回路の一方の通信部にデータを送信することによ
   って前記発光素子の駆動を制御する駆動コントロール部
   をさらに有する請求項５乃至６に記載の駆動ユニット。
8. 【請求項８】前記初期設定は、前記駆動コントロール部
   から駆動回路へのリセット信号の入力または受信処理部
   におけるリセットデータの受信によって前記第１の通信
   部および前記第２の通信部が受信状態に設定される請求
   項７に記載の駆動ユニット。