JP2006049445A - ボタン照明点灯回路の制御方法及びボタン照明点灯回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 ボタンを均一に照明することができ、負荷に過大な電圧や電流が流れるのを防止したボタン照明点灯回路の制御方法及びボタン照明点灯回路を提供する。
【解決手段】 負荷である照明手段１９〜２４と定電流設定値とを切り替える直前に一旦昇圧回路を停止させることにより過大な電圧が負荷に加わらないので過大な電流が流れない。また、発光ダイオード１９〜２４を照明に用いた場合に面を均一の明るさに調整できる。この結果、どの場所においても一定の照度のため、場所による視認性の違いが排除できる。これは別々の負荷に独立した一定の電流値を流すことが可能であり発光ダイオード１９〜２４が密集する密集領域では電流値を少なくし発光ダイオード１９〜２４が少ない分散領域では電流値を多くできるためである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ボタン照明点灯回路の制御方法及びボタン照明点灯回路に関する。

従来のボタン照明点灯回路は、負荷を並列に接続してそれぞれに挿入する抵抗値を変えることで負荷毎の電流値を調節することができた。
しかし、この従来技術には次のような問題点があった。
第１の問題点は、負荷の両端電圧が並列に接続しているもの全てが同じ電圧であるため、負荷ごとに挿入している抵抗による損失が発生し、無駄な消費電流が発生していた。
この状態を図６を用いて説明する。

図６はボタン照明点灯回路の従来例を示す概念図である。
電池１のプラス端子がチョークコイル２の一端（図では左端）に接続され、チョークコイル２の他端（この場合、右端）はＭＯＳ型電界効果トランジスタ（金属酸化膜電界効果トランジスタ、以下「トランジスタ」という）３のドレインとダイオード５のアノード端子とに接続されている。電池１のマイナス端子は接地されている。トランジスタ３のソースは接地されている。ダイオード５のカソード端子は、負荷となるコンデンサ１５及び発光ダイオード１９，２３のアノードに接続されている。発光ダイオード１９には発光ダイオード２０、２１、２２が直列に接続され、発光ダイオード２３には発光ダイオード２４が直列に接続されている。発光ダイオード２４のカソードは一端が接地された抵抗器３６の他端に接続されている。発光ダイオード２２のカソード端子は、一端が接地された抵抗器２７の他端と抵抗器１６の一端（図では下端）に接続されている。抵抗器１６の他端（この場合、上端）は電圧比較器７の非反転入力端子に接続され、電圧比較器７の反転入力端子は、マイナス端子が接地された基準電源１３のプラス端子に接続されている。

トランジスタ３のゲート端子は緩衝器４の出力に接続され緩衝器４の入力はＰＷＭ波形生成器６の出力に接続されている。ＰＷＭ波形生成器６は電圧比較器７と発振器８とが接続されている。
電流３７は一定の電流が流れている。負荷にかかっている電圧は電圧４１と電圧４２とを加えたものである。電圧４１は発光ダイオード１９、２０、２１、２２の順方向電圧の和であり、電圧４２は抵抗２７と電流３７との積である。一方で並列に接続されている発光ダイオード２３、２４と抵抗３６との負荷には電流３８を流しているが、発光ダイオードの数が２つであるため、電圧４０は電圧４１の約半分であると考えられる。この場合、抵抗３６に加わっている電圧３９は次の数式（１）で表される。
電圧３９＝（電圧４１＋電圧４２）−電圧４０ …（１）
電圧４０＝電圧４１÷２ …（２）
として数式（２）を数式（１）に代入すれば、数式（３）となる。
電圧３９＝電圧４１÷２＋電圧４２ …（３）
つまり、抵抗３６には発光ダイオード２個直列分の電圧が抵抗２７と比べ余計に加わることになり損失が発生する。

そこで、一つのスイッチングレギュレータにより複数の光源ブロックを適切に点灯させることにより消費電力を押さえることができる点灯回路（例えば、特許文献１参照）や、バックライト等の複数のＬＥＤをパルス駆動する際のスイッチングノイズの低減や明るさの変動防止を図った発光素子駆動制御装置（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
特開２００４−１３４１４６号公報 特開２００１−３０８３８４号公報

しかしながら、上述した特許文献１記載の技術では負荷に過大な電圧や電流が流れ、負荷の寿命が短くなり、特許文献２記載の技術では消費電力の低減が不十分であるという問題がある。
そこで、本発明の目的は、ボタンを均一に照明することができ、負荷に過大な電圧や電流が流れるのを防止したボタン照明点灯回路の制御方法及びボタン照明点灯回路を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１記載の発明は、電子機器のボタンの周囲に配置され、各ボタンを照明する複数の照明手段の明るさを制御するボタン照明点灯回路の制御方法において、制御手段により前記ボタンが密集する密集領域の照明手段と前記ボタンが分散する分散領域の照明手段とを所定の間隔で交互に点灯させる直前に前記照明手段への電圧を一旦停止した後印加し、前記密集領域の照明手段の定電流設定値を前記分散領域の照明手段の定電流設定値より少なくすることで全ボタンの見かけ上の明るさが均一になるように制御することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、チョークコイルを用いたチョッパ方式の昇圧回路からのエネルギを、電子機器のボタンの周囲に配置され、各ボタンを照明する複数の照明手段に印加する際に、基準電源に基づいて前記照明手段の明るさを制御するボタン照明点灯回路の制御方法において、制御手段により前記ボタンが密集する密集領域の照明手段と前記ボタンが分散する分散領域の照明手段とを所定の間隔で交互に点灯させる直前に前記昇圧回路を一旦停止させた後作動させ、前記密集領域の照明手段の定電流設定値を前記分散領域の照明手段の定電流設定値より少なくすることで全ボタンの見かけ上の明るさが均一になるように制御することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記制御手段は、前記密集領域の照明手段に流れる定電流設定値と前記分散領域の照明手段に流れる定電流設定値とを、基準電源を切り替えて全ボタンの見かけ上の明るさが均一になるように制御することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記制御手段は、前記密集領域の照明手段に流れる電流を検出する密集側電流検出抵抗と前記分散領域の照明手段に流れる電流を検出する分散側電流検出抵抗とを切り替えて、全ボタンの見かけ上の明るさが均一になるように制御することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記制御手段は、前記密集領域の照明手段に流れる電流と前記分散領域の照明手段に流れる電流とを、Ｄ／Ａ変換器の出力電圧によって基準電源の設定値を切り替えて全ボタンの見かけ上の明るさが均一になるように制御することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、電子機器のボタンの周囲に配置され各ボタンを照明する複数の照明手段と、チョークコイルを用いたチョッパ方式により各照明手段を点灯させるためのエネルギを発生する昇圧回路と、基準電源に基づいて前記昇圧回路のＯＮ／ＯＦＦ間隔を変えて前記照明手段の明るさを制御する制御手段とを有するボタン照明点灯回路において、前記制御手段は、前記密集領域の照明手段に流れる定電流設定値と前記分散領域の照明手段に流れる定電流設定値とを切り替える直前に前記昇圧回路を一旦停止させた後作動するように切り替える設定値側切替手段と、前記密集領域の照明手段の定電流設定値を前記分散領域の照明手段の定電流設定値より少なくすることで全ボタンの見かけ上の明るさが均一になるように前記昇圧回路のＯＮ／ＯＦＦ間隔を前記設定値側切替手段の切り替えと同時に切り替える間隔切替手段とを備えたことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、電子機器のボタンの周囲に配置され各ボタンを照明する複数の照明手段と、チョークコイルを用いたチョッパ方式により各照明手段を点灯させるためのエネルギを発生する昇圧回路と、基準電源に基づいて前記昇圧回路のＯＮ／ＯＦＦ間隔を変えて前記照明手段の明るさを制御する制御手段とを有するボタン照明点灯回路において、前記制御手段は、前記密集領域の照明手段に流れる電流を検出する密集側電流検出手段と、前記分散領域の照明手段に流れる電流を検出する分散側電流検出手段と、前記密集側電流検出手段の検出結果と前記分散側電流検出手段の検出結果とを切り替える結果切替手段と、前記密集領域の照明手段の定電流設定値を前記分散領域の照明手段の定電流設定値より少なくすることで全ボタンの見かけ上の明るさが均一になるように前記昇圧回路のＯＮ／ＯＦＦ間隔を前記設定値側切替手段の切り替え直前に前記昇圧回路を一旦停止させた後作動させるように切り替える間隔切替手段とを備えたことを特徴とする。

請求項８記載の発明は、電子機器のボタンの周囲に配置され各ボタンを照明する複数の照明手段と、チョークコイルを用いたチョッパ方式により各照明手段を点灯させるためのエネルギを発生する昇圧回路と、基準電源に基づいて前記昇圧回路のＯＮ／ＯＦＦ間隔を変えて前記照明手段の明るさを制御する制御手段とを有するボタン照明点灯回路において、前記制御手段は、前記密集領域の照明手段に流れる定電流設定値と前記分散領域の照明手段に流れる定電流設定値とを切り替える直前に前記昇圧回路を一旦停止させた後作動させる設定値側切替手段と、前記設定値側切替手段の各設定値をディジタル信号に変換するＤ／Ａ変換器と、前記密集領域の照明手段の定電流設定値を前記分散領域の照明手段の定電流設定値より少なくすることで全ボタンの見かけ上の明るさが均一になるように前記昇圧回路のＯＮ／ＯＦＦ間隔を前記設定値側切替手段の切り替えと同時に切り替える間隔切替手段とを備えたことを特徴とする。

負荷である照明手段と定電流設定値とを切り替える直前に一旦昇圧回路を停止させることにより過大な電圧が負荷に加わらないので過大な電流が流れない。また、発光ダイオードを照明に用いた場合に面を均一の明るさに調整できる。この結果、どの場所においても一定の照度のため、場所による視認性の違いが排除できる。これは別々の負荷に独立した一定の電流値を流すことが可能であり発光ダイオードが密集する密集領域では電流値を少なくし発光ダイオードが少ない分散領域では電流値を多くできるためである。

本発明は、電子機器のボタンを一斉に照明する際に、チョークコイルを用いたチョッパ方式の昇圧回路と組み合わせた定電流回路とを用いてそれぞれの発光素子に流れる平均電流を変えることによりボタン毎の明るさを変えることができる構成を提供するものである。
図１は本発明のボタン照明点灯回路の制御方法を適用したボタン照明点灯回路の一実施の形態を示す概念図である。
図１に示すボタン照明点灯回路は、抵抗２７の両端の電圧を監視することで定電流制御を行うチョッパ方式の昇圧回路において、定電流が流れる負荷（それぞれ直列に接続された発光ダイオード１９、２０、２１、２２、発光ダイオード２３、２４及びコンデンサ１５）、を切り替えるトランジスタ２５及びトランジスタ２６及び抵抗１７、抵抗１８、スイッチ１１、ゲートバイアス電源１０で構成された負荷切替回路と、定電流制御の定電流値を変えるための基準電源１３及び基準電源１４及びスイッチ１２とで構成された定電流値切替回路を有し、前述の２つの切替回路が発振器９の波形により同期して切り替えることが可能となっている。ただし、切り替え回路を切り替える際に一旦昇圧回路を停止した後作動させるようになっている。
発振器９の出力波形によりスイッチ１１及びスイッチ１２が同期して切り替わりトランジスタ２５がＯＮした場合に基準電源１３で決まる定電流２８が直列に接続された発光ダイオード１９、２０、２１、２２に流れ、トランジスタ２６がＯＮした場合に基準電源１４で決まる定電流２９が直列に接続された発光ダイオード２３、２４に流れる。
このようにして直列に接続された発光ダイオード１９、２０、２１、２２及び、発光ダイオード２３、２４は発振器９の発振波形に従ってそれぞれに設定された定電流値で交互に点灯を繰り返す。このとき発光ダイオードの点滅が人間の目では分からないように発振器９の発振周波数を十分高い周波数（例えば、５０Ｈｚ）としている。
このようにしてそれぞれ直列に接続された発光ダイオード１９、２０、２１、２２及び発光ダイオード２３、２４に流れる平均電流を個々に設定することが可能となる。

（構成）
図１を参照すると、本発明のボタン照明点灯回路の制御方法を適用したボタン照明点灯回路の一実施の形態が示されている。
同図において、マイナス端子が接地された電池１のプラス端子がチョークコイル２の一端（図では左端）に接続されている。チョークコイル２の他端（この場合、右端）はトランジスタ３のドレインＤとダイオード５のアノード端子Ａとに接続されている。トランジスタ３のソースＳは接地され電池１のマイナス端子と接続されている。ダイオード５のカソード端子Ｋは負荷となるコンデンサ１５及び直列に接続された発光ダイオード１９、２０、２１、２２及び２３、２４のそれぞれ発光ダイオード１９、２３のアノード端子Ａに接続されている。発光ダイオード２２のカソード端子はトランジスタ２５のドレイン端子Ｄに接続され、発光ダイオード２４のカソード端子はトランジスタ２６のドレイン端子Ｄに接続されている。トランジスタ３のゲート端子Ｇは緩衝器４の出力に接続され緩衝器４の入力はＰＷＭ波形生成器６の出力に接続されている。

ＰＷＭ波形生成器６の入力には電圧比較器７の出力、発振器８の出力、エッジ検出器５０の出力及びエクスクルーシブオアゲート５１の一方の入力（図では下側）が接続されている。エッジ検出器５０の入力とエクスクルーシブオアゲート５１の他方の入力（この場合、上側）は発振器９の出力に接続されている。
電圧比較器７のプラス端子（非反転入力端子）には抵抗１６を介して一端（図では上端）が接地された抵抗２７の他端（この場合、他端）に接続されている。また、電圧比較器７のマイナス端子（反転入力端子）にはスイッチ１２によって選択が可能な基準電源１３もしくは基準電源１４が接続されるようになっている。トランジスタ２５及びトランジスタ２６のソースには一端が接地された抵抗２７の他端が接続されている。ゲートバイアス電源１０にはスイッチ１１によって選択が可能なトランジスタ２５のゲートもしくはトランジスタ２６のゲートが接続されるようになっている。トランジスタ２５のゲートには一端が接地された抵抗１７の他端が接続され、同様にトランジスタ２６のゲートには一端が接地された抵抗１８の他端が接続されている。スイッチ１１及びスイッチ１２は双極双投（ＤＰＤＴ：double poles double throws）型のスイッチであり、エクスクルーシブオアゲート５１の出力がＨになったときに同時に切り替わるようになっている。

ここで、電池１、チョークコイル２、及びトランジスタ３で昇圧回路が構成されている。緩衝器４、ＰＷＭ波形生成器６、電圧比較器７、発振器８、発振器９、ゲートバイアス電源１０、スイッチ１１、スイッチ１２、基準電源１３、基準電源１４、抵抗１６、抵抗１７、抵抗１８、トランジスタ２５、トランジスタ２６、及び抵抗２７で制御手段が構成されている。発光ダイオード１９〜２４は照明手段が構成されている。緩衝器４、ＰＷＭ波形生成器６、電圧比較器７、発振器８、発振器９、スイッチ１２、基準電源１３、基準電源１４、エッジ検出器５０、及びエクスクルーシブオアゲート５１で設定値側切替手段が構成されている。ゲートバイアス電源１０、スイッチ１１、抵抗１７、抵抗１８、トランジスタ２５、トランジスタ２６、及び抵抗２７で間隔切替手段が構成されている。

これらの手段はそれぞれ概略つぎのように動作する。
電池１は回路に電源を供給する。チョークコイル２はエネルギを蓄積また、これを放出することが可能で、電池１の電圧に直列に起電力を生じさせることが可能である。トランジスタ３はＰＷＭ波形生成器６から緩衝器４を通してゲートに供給される波形に従い、ゲート電圧がトランジスタ３の閾値電圧を超えていればＯＮし、閾値以下であればＯＦＦするように動作する。緩衝器４は出力側の影響を入力に与えないように動作する。ＰＷＭ波形生成器６は発振器８の発振周波数を基準として電圧比較器７の出力により出力波形のＨ／Ｌ比率を変化させる。発振器８は一定の周波数を出力する。電圧比較器７は２つの入力端子をもちそれぞれの入力の電圧を比較することで出力論理をＨまたは、Ｌに変化させる。スイッチ１１及びスイッチ１２は２つの接続先を切り替えることができ、発振器９の出力波形に同期してスイッチ１１及びスイッチ１２とも同時に切り替わる。

発振器９は一定の周波数を出力する。基準電源１３及び基準電源１４は高精度な電圧を出力する。ダイオード５はチョークコイル２で発生した電圧により充電されたコンデンサ１５の電荷を逆流させないように働く。コンデンサ１５はチョークコイル２で発生したエネルギを蓄えておくことができる。発光ダイオード１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５はそれぞれ電流が流れることで光を発することができる。トランジスタ２５及び、トランジスタ２６はゲート−ソース間に閾値電圧以上が加わった場合にＯＮし、閾値電圧以下の場合にはＯＦＦする。抵抗２７は発光ダイオードに流れた電流に比例した電圧を抵抗の両端に発生させる。抵抗１６は抵抗２７に発生した電圧を電圧比較器７に供給させる。
抵抗１７及び抵抗１８はスイッチ１１によってゲートバイアス電源１０が加わっていない場合にトランジスタ２５及びトランジスタ２６のゲート電圧が不定にならないようにゲートバイアス電圧を接地電位に固定する。ゲートバイアス電源１０はトランジスタ２５及びトランジスタ２６がＯＮできるよう十分な電圧を出力する。
エッジ検出器５０は、発振器９からの入力波形のＨ→ＬやＬ→Ｈへの立ち上がり、立ち下がり変化点であるエッジを検出し、このエッジを検出するたびに短いパルス状の波形を出力する。このエッジ検出器５０は、一般的に知られている、立ち上がりエッジを検出してＨパルスを出力する立ち上がりワンショットマルチバイブレータと、立ち下がりエッジを検出してＨパルスを出力する立ち下がりワンショットマルチバイブレータと、立ち上がりワンショットマルチバイブレータの出力の和を取るアンドゲート（いずれも図示省略）とで構成されている。

エクスクローシブオアゲート５１は２つの入力がそれぞれ異なった論理の場合にＨを出力し、同じ論理の場合にＬを出力する。発振器９とエッジ検出器５０との出力を入力することでスイッチ１１、１２を切り替える制御信号を出力することができる。
エッジ検出器５０は、発振器９の出力信号の波形の立ち上がり及び立ち下がりのエッジを検出してパルスを出力する。このパルスはＰＷＭ波形生成器６に入力される。ＰＷＭ波形生成器６はエッジ検出器５０からのＨパルスが入力されている期間、発振を停止し、トランジスタ３がＯＦＦするように動作する。この発振停止期間は、タイミング１０１からタイミング１０４、タイミング１０２からタイミング１０５の期間となる。ＰＷＭ波形生成器６はこの間発振が停止しているので、昇圧動作が行われない。このため、電流２８、２９に示すように電流が徐々に減少する。エッジ検出器５０からＰＷＭ波形生成器６に入力される波形がＬになった場合、ＰＷＭ波形生成器６は発振動作が行える状態に復帰し、電流２８、２９は設定してある電流値まで増加する。また、エクスクルーシブオアゲート５１は発振器９の出力信号とエッジ検出器５０の出力信号との排他的論理和をとり、スイッチ１１、１２に切替制御信号を与える。この結果、エッジ検出器５０のパルス波形信号だけ発振器９の信号波形に遅れが生じたタイミングでスイッチ１１とスイッチ１２とが切り替わる。

（動作の説明）
次に、図１を参照して本実施の形態の全体の動作について詳細に説明する。
図１において、直列に接続された発光ダイオード１９、２０、２１、２２及び発光ダイオード２３、２４を点灯させるため、電池１から供給された電源電圧より高い出力電圧を得るように電池１とチョークコイル２を直列に接続し、チョークコイル２と電池１で閉回路を断続的に構成できるようにトランジスタ３を接続する。
電源電圧を高い電圧に昇圧するため、トランジスタ３をＯＮし電池１とチョークコイル２で閉回路を構成することでチョークコイル２に電流を流しチョークコイル２にエネルギを蓄える。チョークコイル２はコイルの基本的な性質で流れている電流を維持しようとする力が働くためトランジスタ３をＯＦＦすることでトランジスタ３がＯＦＦとなる直前の電流をダイオード５を通じてコンデンサ１５、発光ダイオード１９、２０、２１、２２または発光ダイオード２３、２４に向かって流すように働く。このときチョークコイル２に蓄えられたエネルギを用いて、前述の電流を流すため、電流を流すために必要な起電力がチョークコイル２に生じ、これにより昇圧が行われることになる。
トランジスタ３は発振器（ＯＳＣilator）８の発振周波数を基本としたＰＷＭ（Pulse Width Modulation）波形生成器６の出力波形によってＯＮ／ＯＦＦを制御される。ＯＮ時間が長ければチョークコイル２に蓄えられるエネルギは大きくなり、逆にＯＮ時間が短ければチョークコイル２に蓄えられるエネルギは小さくなる。

抵抗１６を通じて取得した抵抗２７の両端電圧とスイッチ１２によって選択された基準電源１３または、基準電源１４を電圧比較器７で比較し、この比較結果をＰＷＭ波形生成器６に伝えトランジスタ３をＯＮ／ＯＦＦさせる制御波形のＨ／Ｌ比率を可変させることでチョークコイル２に蓄えられるエネルギを調節し、発光ダイオード１９、２０、２１、２２及び、発光ダイオード２３、２４に流れる電流を一定に保つように働く。
スイッチ１１とスイッチ１２とは発振器９によって制御され、スイッチ１１とスイッチ１２が同期してスイッチが切り替わるように構成されている。スイッチ１１はトランジスタ２５またはトランジスタ２６をＯＮさせるためのゲートバイアス電源１０の接続切替を行っている。トランジスタ２５または、トランジスタ２６はスイッチ１１によってゲートバイアス電源１０の電圧がそれぞれのトランジスタのゲートに加わった場合にＯＮするように構成されトランジスタ２５がＯＮした場合発光ダイオード１９、２０、２１、２２に電流が流れ発光し、またトランジスタ２６がＯＮした場合発光ダイオード２３、２４に電流が流れ発光する。

ここで、特に前述した特許文献１記載の従来技術に対して次の点で改良されている。
定電流が流れる負荷と定電流設定値とを同時に切り替えることで、切り替えた瞬間に切り替える直前まで制御されていた電圧が切替後の負荷に加わることになる。例えば、ＬＥＤが直列に１０個接続されていた負荷からＬＥＤが２個直列に接続されている負荷に切り替わった場合、直列１０個分に定電流を流すためにかかっていた電圧がＬＥＤ直列２個に加わる。この結果、設定値より大きな電流がＬＥＤ直列２個の負荷に流れ、電流が大きいため、電流値を下げるように昇圧回路にフィードバックがかかる。フィードバックがかかって設定した電流値になるまでは時間が必要であり、この間、設定値より大きな電流がＬＥＤに流れ、この電流がＬＥＤの定格を超えた場合ＬＥＤの損傷につながるおそれがある。

そこで、本発明ではこの問題を解決するため、エッジ検出器５０及びエクスクルーシブオアゲート５１を用いて負荷と定電流設定値とを切り替える直前に一旦昇圧回路を停止させることにより、過大な電圧が負荷を切り替えた瞬間に加わらないようにする。
このように構成することで、負荷に過大な電圧や電流が流れないようにすることができる。この結果、負荷に損傷を与えないで済み、負荷の寿命を伸ばすことが可能となる。

スイッチ１１とスイッチ１２とが同時に切り替わる様子を図２を参照して詳細に説明する。
図２は図１に示した概念図の各部材における信号を示す。横軸はいずれも時間軸であり、波形Ｗ９は発振器９の出力を示し、波形Ｗ５０はエッジ検出器５０の出力を示している。波形Ｗ１３はスイッチ１２が基準電源１３を選択したときをＯＮとする波形を示している。波形Ｗ１４はスイッチ１２が基準電源１４を選択したときをＯＮとする波形を示し、波形Ｗ２５はトランジスタ２５がＯＮしている状態をＯＮとする波形を示している。波形Ｗ２６はトランジスタ２６がＯＮしている状態をＯＮとする波形を示している。波形Ｗ２８は図１の電流値２８を示し、波形Ｗ２９は図１の電流値２９を示している。
波形Ｗ９に記載された信号は発振器９の出力波形である。
波形Ｗ５０に記載された信号はエッジ検出器５０の出力波形であり、電子機器のボタンが密集する密集領域の照明手段とボタンが分散する分散領域の照明手段とを所定の間隔で交互に点灯させる直前に照明手段への電圧を一旦停止した後印加する期間に相当する時間（例えば、タイミング１０１〜タイミング１０４、タイミング１０２〜タイミング１０５）だけＨになるようになっている。
波形Ｗ１３に記載された信号は電圧比較器７のマイナス入力端子（反転入力端子）に接続されたスイッチ１２が基準電源１３を選択した場合をＯＮとしたときの出力波形である。
波形Ｗ１４に記載された信号は電圧比較器７のマイナス入力端子（反転入力端子）に接続されたスイッチ１２が基準電源１４を選択した場合をＯＮとしたときの出力波形である。
波形Ｗ２５に記載された信号はスイッチ１１によりゲートバイアス電源１０の電圧がトランジスタ２５のゲートに加わったことによりトランジスタ２５がＯＮしている状態をＯＮとしたときの出力波形である。
波形Ｗ２６に記載された信号はスイッチ１１によりゲートバイアス電源１０の電圧がトランジスタ２６のゲートに加わったことによりトランジスタ２６がＯＮしている状態をＯＮとしたときの出力波形である。
波形Ｗ２８に記載された信号は図１に示した電流２８の電流値を示し、矢印方向にいくほど電流が大きいことを示している。
波形Ｗ２９に記載された信号は図１に示した電流２９の電流値を示し、矢印方向にいくほど電流が大きいことを示している。また、電流２８及び電流２９の波形中の横に引かれている２点破線はそれぞれの平均電流値を表している。

波形Ｗ９の信号が１０１でＬからＨに切り替わったときに波形Ｗ１３、波形Ｗ１４、波形Ｗ２５、波形Ｗ２６、波形Ｗ２８、波形Ｗ２９の信号は同時に変化し、電圧比較器には基準電源１３からの信号が印加され、トランジスタ２５がＯＮする。トランジスタ２５がＯＮしたことで電流２８が流れ始め、抵抗２７には電流２８に応じた電圧が発生する。この電圧は抵抗１６を通して電圧比較器７に戻され基準電源１３と比較を行う。比較の結果、抵抗２７の両端電圧が低い場合には電流２８が設定値より不足していると判断されＰＷＭ波形生成器６のＯＮ／ＯＦＦ比率（デューティー比）を高めるように動作する。また、抵抗２７に発生した電圧が高い場合には電流２８が設定値を上回ったと判断されＰＷＭ波形生成器６のＯＮ比率を下げるように動作する。これを繰り返し抵抗２７の両端電圧が一定になるように動作するため電流２８は設定した一定の電流値を保つことができる。このときトランジスタ２６はＯＦＦのため電流２９は流れていない。

次に波形Ｗ９の信号が１０１でＨからＬに切り替わったときに波形Ｗ１３、波形Ｗ１４、波形Ｗ２５、波形Ｗ２６、波形Ｗ２８、波形Ｗ２９の信号は同時に変化し電圧比較器には基準電源１４からの電圧が印加され、トランジスタ２６がＯＮする。トランジスタ２６がＯＮしたことで電流２９が流れ始め、抵抗２７には電流２９に応じた電圧が発生する。この電圧は抵抗１６を通して電圧比較器７に戻され基準電源１４と比較を行う。比較の結果、抵抗２７の両端電圧が低い場合には電流２９が設定値より不足していると判断されＰＷＭ波形生成器６のＯＮ比率を高めるように動作する。また、抵抗２７に発生した電圧が高い場合には電流２９が設定値を上回ったと判断されＰＷＭ波形生成器６のＯＮ比率を下げるように動作する。これを繰り返し抵抗２７の両端電圧が一定になるように動作するため電流２９は設定した一定の電流値を保つことができる。このときトランジスタ２５はＯＦＦのため電流２８は流れていない。次に９の波形が１０３でＨに切り替わったときに１０１で切り替わったときと同様に動作する。以下、これを繰り返している。
以上において、一定の電流２８及び電流２９はそれぞれ基準電源１３及び基準電源１４と抵抗２７の両端電圧の比較で決まるためそれぞれ独立した電流値を設定することが可能である。
このようにして一定の電流２８および電流２９を別々の負荷に交互に流すことが可能となる。

（効果の説明）
第１の効果は、発光ダイオードを照明に用いた場合に面を均一の明るさに調整できることにある。この結果、どの場所においても一定の照度のため、場所による視認性の違いが排除できる。
その理由は別々の負荷に独立した一定の電流値を流すことが可能であり発光ダイオードが密集する部分では電流値を少なくし発光ダイオードが少ない部分では電流値を多くできるためである。図３を用いて説明する。発光ダイオード１９、２０、２１、２２、２３、２４は図３に示すような配置となっている。斜線で示されるキー（ボタン）２０２は発光ダイオード１９、２１、２３、２４に囲まれた形になっている。これに対してキー（ボタン）２０１は発光ダイオード１９による照明が主である。発光ダイオードの明るさが全て同一の場合キー２０１は暗く、キー２０２は明るいという状態が発生する。これを改善するため、斜線で示される発光ダイオード２３、２４の電流値を調節し暗めに設定することで、できるだけキー毎に明るさの差が生まれないようにし見かけ上の明るさが均一になるようにすることを可能としている。

第２の効果は、昇圧回路を共用できることにある。この結果、部品点数を削減することができ、実装面積を減らすことができる。
その理由は、負荷の切り替えと定電流値の切り替えとを同時に行える回路を構成し交互に負荷に電流を流すことができるためである。
第３の効果は、無駄な消費電流を削減することにある。この結果、電池の使用可能な時間を延長することができる。
その理由は、それぞれの負荷に流す電流を変化させるためにそれぞれの負荷に見合った昇圧電圧に変える回路構成となっているからである。

（他の実施の形態）
次に、本発明の他の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図４は本発明のボタン照明点灯回路の制御方法を適用したボタン照明点灯回路の他の実施の形態を示す概念図である。
図４を参照すると、本実施の形態は図１で示された実施の形態における構成に抵抗３０が追加され、電圧比較器７へ戻す電圧をスイッチ３１で抵抗２７または抵抗３０から選択できるようになっている。また、電圧比較器７の基準電源は基準電源１３のみの固定となっている点で異なっている。
また、図４において、電圧比較器７、基準電源１３、抵抗１６、及び抵抗３０で密集側電流検出手段が構成され、電圧比較器７、基準電源１３、抵抗１６、及び抵抗２７で分散側電流検出手段が構成されている。スイッチ３１は結果切替手段を構成している。緩衝器４、ＰＷＭ波形生成器６、発振器９、基準電源１０、スイッチ１１、抵抗１７、抵抗１８、トランジスタ２５、トランジスタ２６、エッジ検出器５０、及びエクスクルーシブオアゲート５１で間隔切替手段が構成されている。

図１ではスイッチ１１とスイッチ１２とが同時に切り替わることでそれぞれの負荷に流れる電流値を切り替えていたが、本実施の形態ではスイッチ１１とスイッチ３１とが同時に切り替わることでそれぞれの負荷に流れる電流値を切り替えることができる。負荷に流れる電流値は、抵抗２７または抵抗３０の両端電圧を電圧比較器７に戻すことで決まる。スイッチ１１はゲートバイアス電圧１０がトランジスタ２５のゲートに加わるように接続された場合、トランジスタ２５はＯＮし、トランジスタ２６はＯＦＦする。同時にスイッチ３１は抵抗２７の両端電圧が抵抗１６を通して電圧比較器７に戻すように切り替わる。この状態でＰＷＭ波形生成器６は図１に示した実施の形態における動作を行い、電流２８が一定になる。また、スイッチ１１はゲートバイアス電圧１０がトランジスタ２６のゲートに加わるように接続された場合、トランジスタ２６はＯＮし、トランジスタ２５はＯＦＦする。同時にスイッチ３１は抵抗３０の両端電圧を抵抗１６を通して電圧比較器７に戻すように切り替わる。この状態でＰＷＭ波形生成器は図１に示した実施の形態における動作と同様の動作を行い、電流２９が一定になる。この動作を発振器９の波形によって繰り返し図１で示された実施の形態と同等の効果が得られる。

図５は本発明のボタン照明点灯回路の制御方法を適用したボタン照明点灯回路の他の実施の形態を示す概念図である。
また、図５を参照すると、本実施の形態は図１で示された実施の形態における構成の基準電源１３、１４の代わりにディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器(Digital-Analog Converter)３２とディジタル信号となる設定値電源３４、３５とこれらの設定値電源３４、３５の設定値を選択するスイッチ３３になっている点で異なる。
図５において、緩衝器４、ＰＷＭ波形生成器６、電圧比較器７、発振器８、Ｄ／Ａ変換器３２、スイッチ３３、設定値電源３４、及び設定値電源３５で設定値側切替手段が構成されている。発振器９、基準電源１０、スイッチ１１、抵抗１７、抵抗１８、トランジスタ２５、トランジスタ２６、抵抗２７、エッジ検出器５０、及びエクスクルーシブオアゲート５１で間隔切替手段が構成されている。

図１ではスイッチ１１とスイッチ１２が同期して同時に切り替わることでそれぞれの負荷に流れる電流値を切り替えていたが、本実施の形態ではスイッチ１１とスイッチ３３とが同時に切り替わることでそれぞれの負荷に流れる電流値を切り替えることができるようになっている。負荷に流れる電流値は、Ｄ／Ａ３２の出力電圧を変えることで決まる。Ｄ／Ａ３２の出力電圧はスイッチ３３の切り替えによって設定値電源３４または設定値電源３５によって決まる。スイッチ１１はゲートバイアス電圧１０がトランジスタ２５のゲートに加わるように接続された場合、トランジスタ２５はＯＮし、トランジスタ２６はＯＦＦする。同時にスイッチ３３は設定値電源３４に接続されるためＤ／Ａ３２は設定値電源３４に従った出力電圧を電圧比較器７に入力する。この状態でＰＷＭ波形生成器６は図１に示した実施の形態における動作と同様の動作を行い、電流２８が一定になる。また、スイッチ１１はゲートバイアス電圧１０がトランジスタ２６のゲートに加わるように接続された場合トランジスタ２６はＯＮし、トランジスタ２５はＯＦＦする。同時にスイッチ３３は設定値３５に接続されるためＤ／Ａ３２は設定値３５に従った出力電圧を電圧比較器７に入力する。この状態でＰＷＭ波形生成器６は図１に示した実施の形態における動作を行い、電流２８が一定になる。この動作を発振器９の出力信号の波形に従って繰り返し、図１に示した実施の形態と同等の効果が得られる。

本発明の負荷の数は本実施の形態では２つだが、スイッチ１１、１２、３１、３３を多接続にすることで個別に電流値を設定できる負荷の数を増やすことも可能である。また、スイッチは論理ゲートを用いて構成したり、差動増幅器を用いて構成したりすることも可能である。

本発明のボタン照明点灯回路の制御方法を適用したボタン照明点灯回路の一実施の形態を示す概念図である。 図１に示した概念図の各部材における信号を示す図である。 電子機器のボタンと発光ダイオードの配置関係を示す図である。 本発明のボタン照明点灯回路の制御方法を適用したボタン照明点灯回路の他の実施の形態を示す概念図である。 本発明のボタン照明点灯回路の制御方法を適用したボタン照明点灯回路の他の実施の形態を示す概念図である。 ボタン照明点灯回路の従来例を示す概念図である。

符号の説明

１ 電池
２ チョークコイル
３、２５、２６ ＭＯＳ型電界効果トランジスタ（トランジスタ）
４ 緩衝器
５ ダイオード
６ ＰＷＭ
７ 電圧比較器
８、９ 発振器
１０ ゲートバイアス電源
１１、１２ 切替スイッチ
１３、１４ 基準電源
１５ コンデンサ
１６、１７、１８、２７ 抵抗
１９、２０、２１、２２、２３、２４ 発光ダイオード（照明手段）

Claims (8)

1. 電子機器のボタンの周囲に配置され、各ボタンを照明する複数の照明手段の明るさを制御するボタン照明点灯回路の制御方法において、
   制御手段により前記ボタンが密集する密集領域の照明手段と前記ボタンが分散する分散領域の照明手段とを所定の間隔で交互に点灯させる直前に前記照明手段への電圧を一旦停止した後印加し、前記密集領域の照明手段の定電流設定値を前記分散領域の照明手段の定電流設定値より少なくすることで全ボタンの見かけ上の明るさが均一になるように制御することを特徴とするボタン照明点灯回路の制御方法。
2. チョークコイルを用いたチョッパ方式の昇圧回路からのエネルギーを、電子機器のボタンの周囲に配置され、各ボタンを照明する複数の照明手段に印加する際に、基準電源に基づいて前記照明手段の明るさを制御するボタン照明点灯回路の制御方法において、
   制御手段により前記ボタンが密集する密集領域の照明手段と前記ボタンが分散する分散領域の照明手段とを所定の間隔で交互に点灯させる直前に前記昇圧回路を一旦停止させた後作動させ、前記密集領域の照明手段の定電流設定値を前記分散領域の照明手段の定電流設定値より少なくすることで全ボタンの見かけ上の明るさが均一になるように制御することを特徴とするボタン照明点灯回路の制御方法。
3. 前記制御手段は、前記密集領域の照明手段に流れる定電流設定値と前記分散領域の照明手段に流れる定電流設定値とを、基準電源を切り替えて全ボタンの見かけ上の明るさが均一になるように制御することを特徴とする請求項２記載のボタン照明点灯回路の制御方法。
4. 前記制御手段は、前記密集領域の照明手段に流れる電流を検出する密集側電流検出抵抗と前記分散領域の照明手段に流れる電流を検出する分散側電流検出抵抗とを切り替えて、全ボタンの見かけ上の明るさが均一になるように制御することを特徴とする請求項２記載のボタン照明点灯回路の制御方法。
5. 前記制御手段は、前記密集領域の照明手段に流れる電流と前記分散領域の照明手段に流れる電流とを、Ｄ／Ａ変換器の出力電圧によって基準電源の設定値を切り替えて全ボタンの見かけ上の明るさが均一になるように制御することを特徴とする請求項２記載のボタン照明点灯回路の制御方法。
6. 電子機器のボタンの周囲に配置され各ボタンを照明する複数の照明手段と、
   チョークコイルを用いたチョッパ方式により各照明手段を点灯させるためのエネルギーを発生する昇圧回路と、
   基準電源に基づいて前記昇圧回路のＯＮ／ＯＦＦ間隔を変えて前記照明手段の明るさを制御する制御手段とを有するボタン照明点灯回路において、
   前記制御手段は、
   前記密集領域の照明手段に流れる定電流設定値と前記分散領域の照明手段に流れる定電流設定値とを切り替える直前に前記昇圧回路を一旦停止させた後作動するように切り替える設定値側切替手段と、
   前記密集領域の照明手段の定電流設定値を前記分散領域の照明手段の定電流設定値より少なくすることで全ボタンの見かけ上の明るさが均一になるように前記昇圧回路のＯＮ／ＯＦＦ間隔を前記設定値側切替手段の切り替えと同時に切り替える間隔切替手段とを備えたことを特徴とするボタン照明点灯回路。
7. 電子機器のボタンの周囲に配置され各ボタンを照明する複数の照明手段と、
   チョークコイルを用いたチョッパ方式により各照明手段を点灯させるためのエネルギーを発生する昇圧回路と、
   基準電源に基づいて前記昇圧回路のＯＮ／ＯＦＦ間隔を変えて前記照明手段の明るさを制御する制御手段とを有するボタン照明点灯回路において、
   前記制御手段は、
   前記密集領域の照明手段に流れる電流を検出する密集側電流検出手段と、
   前記分散領域の照明手段に流れる電流を検出する分散側電流検出手段と、
   前記密集側電流検出手段の検出結果と前記分散側電流検出手段の検出結果とを切り替える結果切替手段と、
   前記密集領域の照明手段の定電流設定値を前記分散領域の照明手段の定電流設定値より少なくすることで全ボタンの見かけ上の明るさが均一になるように前記昇圧回路のＯＮ／ＯＦＦ間隔を前記設定値側切替手段の切り替え直前に前記昇圧回路を一旦停止させた後作動させるように切り替える間隔切替手段とを備えたことを特徴とするボタン照明点灯回路。
8. 電子機器のボタンの周囲に配置され各ボタンを照明する複数の照明手段と、
   チョークコイルを用いたチョッパ方式により各照明手段を点灯させるためのエネルギーを発生する昇圧回路と、
   基準電源に基づいて前記昇圧回路のＯＮ／ＯＦＦ間隔を変えて前記照明手段の明るさを制御する制御手段とを有するボタン照明点灯回路において、
   前記制御手段は、
   前記密集領域の照明手段に流れる定電流設定値と前記分散領域の照明手段に流れる定電流設定値とを切り替える直前に前記昇圧回路を一旦停止させた後作動させる設定値側切替手段と、
   前記設定値側切替手段の各設定値をディジタル信号に変換するＤ／Ａ変換器と、
   前記密集領域の照明手段の定電流設定値を前記分散領域の照明手段の定電流設定値より少なくすることで全ボタンの見かけ上の明るさが均一になるように前記昇圧回路のＯＮ／ＯＦＦ間隔を前記設定値側切替手段の切り替えと同時に切り替える間隔切替手段とを備えたことを特徴とするボタン照明点灯回路。

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