JP2008083523A - 携帯電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】第１表示手段のための第１発光素子および第２表示手段のための第２発光素子を、低い駆動電圧で駆動でき、しかもリーク電流および電流変動も小さくできる携帯電子機器を提供する。
【解決手段】第１表示手段１５のための第１発光素子２３と、第１発光素子２３に直列に接続された第２表示手段１６のための第２発光素子２４と、第１発光素子２３を第１表示手段１５における調光量に応じたデューティ比でオン・オフ駆動し、第１発光素子２３のオフ期間に第２発光素子２４をオン駆動するように、第１発光素子２３および第２発光素子２４の駆動を制御する駆動制御手段３５と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、２つの表示手段を備える携帯電子機器に関するものである。

近年、２つの表示手段を備える携帯電子機器として、例えば透過型や半透過型の液晶表示素子（ＬＣＤ）をそれぞれ有する独立した２画面を備えるものが知られている。また、透過型や半透過型のＬＣＤのバックライト光源として、例えば白色光を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いるものも知られている。

ところで、２枚のＬＣＤのバックライト光源がそれぞれ１個のＬＥＤからなる場合のＬＥＤ駆動回路として、図８に示すように２枚のＬＣＤにおける２個のＬＥＤを直列接続して駆動するものと（例えば、特許文献１参照）、図９に示すように、２個のＬＥＤを並列接続して駆動するものとが考えられる（例えば、特許文献２参照）。

図８に示すＬＥＤ駆動回路は、駆動電圧端子（＋）５１とグランド５２との間に、電流制限抵抗５３を介して２個のＬＥＤ５４，５５を直列に接続し、さらに、ＬＥＤ５４，５５にはそれぞれ並列にスイッチングトランジスタ５６，５７を接続して、点滅制御信号１により抵抗５８を介してスイッチングトランジスタ５６をオン・オフ制御することにより、対応するＬＥＤ５４の点滅を制御し、点滅制御信号２により抵抗５９を介してスイッチングトランジスタ５７をオン・オフ制御することにより、対応するＬＥＤ５５の点滅を制御するようにしたものである。

すなわち、図８に示すＬＥＤ駆動回路では、点滅制御信号１によりスイッチングトランジスタ５６をオンすることによりＬＥＤ５４をオフ（消灯）させ、スイッチングトランジスタ５６をオフすることによりＬＥＤ５４をオン（点灯）させるようにしている。同様に、点滅制御信号２によりスイッチングトランジスタ５７をオンすることによりＬＥＤ５５をオフさせ、スイッチングトランジスタ５７をオフすることによりＬＥＤ５５をオンさせるようにしている。

また、図９に示すＬＥＤ駆動回路は、駆動電圧端子（＋）６１とグランド６２との間に、電流制限抵抗６３を介してＬＥＤ６４およびスイッチングトランジスタ６５を直列に接続するとともに、電流制限抵抗６６を介してＬＥＤ６７およびスイッチングトランジスタ６８を直列に接続し、点滅制御信号１により抵抗６９を介してスイッチングトランジスタ６５をオン・オフ制御することにより、対応するＬＥＤ６４の点滅を制御し、点滅制御信号２により抵抗７０を介してスイッチングトランジスタ６８をオン・オフ制御することにより、対応するＬＥＤ６７の点滅を制御するようにしたものである。

すなわち、図９に示すＬＥＤ駆動回路では、点滅制御信号１によりスイッチングトランジスタ６５をオンすることによりＬＥＤ６４をオン（点灯）させ、スイッチングトランジスタ６５をオフすることによりＬＥＤ６４をオフ（消灯）させるようにしている。同様に、点滅制御信号２によりスイッチングトランジスタ６８をオンすることによりＬＥＤ６７をオンさせ、スイッチングトランジスタ６８をオフすることによりＬＥＤ６７をオフさせるようにしている。

特開２００５−３１０９９７号公報 特開平９−４３６０４号公報

しかしながら、図８に示したＬＥＤ駆動回路では、直列に接続した２個のＬＥＤ５４，５５を、対応する点滅制御信号１，２によりそれぞれ独立して点滅制御しているため、２個のＬＥＤ５４，５５が同時に点灯する場合がある。この場合、ＬＥＤ駆動回路には、ＬＥＤ５４の電圧降下と、ＬＥＤ５５の電圧降下との和の電圧降下が生じることになる。このため、かかるＬＥＤ駆動回路では、ＬＥＤ５４，５５の２個分の電圧降下の総和を見越して、駆動電圧を高く設定する必要があることから、バッテリ駆動される携帯電子機器においては、バッテリ容量の点で不利となる。

これに対し、図９に示したＬＥＤ駆動回路では、２個のＬＥＤ６４，６７を並列に接続しているので、ＬＥＤ６４，６７が点灯した場合の電圧降下を、それぞれＬＥＤ１個分と小さくできる。したがって、駆動電圧を低く設定できるので、バッテリ容量の点で有利となる。

しかし、このＬＥＤ駆動回路では、ＬＥＤ６４，６７を並列に接続しているために、ＬＥＤ６４，６７を消灯した場合のリーク電流経路が２系統存在することになる。このため、図８に示したリーク電流経路が１系統のＬＥＤ駆動回路と比較して、全体のリーク電流が大きくなり、消費電力の点で不利となる。また、２個のＬＥＤ６４，６７を対応する点滅制御信号１，２によってそれぞれ独立して点滅制御しているため、２個のＬＥＤ６４，６７が同時に点灯および消灯する場合がある。このように、並列接続した２個のＬＥＤ６４，６７が同時に点灯および消灯すると、点灯・消灯の切り替えによる電流変動が大きくなって、例えば、基板サイズが小さく、グランドを自由に配置することが難しい携帯電話端末では、その電流変動がノイズ源となって音声にノイズがのる等の不具合が発生することが懸念される。

したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、第１表示手段のための第１発光素子および第２表示手段のための第２発光素子を、低い駆動電圧で駆動でき、しかもリーク電流および電流変動も小さくできる携帯電子機器を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に係る携帯電子機器の発明は、
第１表示手段のための第１発光素子と、
該第１発光素子に直列に接続された第２表示手段のための第２発光素子と、
前記第１発光素子を前記第１表示手段における調光量に応じたデューティ比でオン・オフ駆動し、該第１発光素子のオフ期間に前記第２発光素子をオン駆動するように、前記第１発光素子および前記第２発光素子の駆動を制御する駆動制御手段と、
を有することを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の携帯電子機器において、
前記第１表示手段はメインディスプレイであり、
前記第２表示手段はサブディスプレイであり、
前記駆動制御手段は前記第１発光素子のオン期間が前記第２発光素子のオン期間よりも長くなるように制御することを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の携帯電子機器において、
前記メインディスプレイは少なくとも動画像が表示可能なものであり、
前記サブディスプレイは所定のパターン画像を表示するものであることを特徴とするものである。

本発明によれば、第１発光素子と第２発光素子とを直列に接続するので、リーク電流を小さくできる。しかも、第１発光素子および第２発光素子は、同時にオンすることがないので、駆動電圧を低くできるとともに、電流変動も小さく抑えることができる。

以下、本発明の一実施の形態について、図を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る携帯電子機器としての携帯電話端末を示す外観斜視図である。この携帯電話端末１０は、折り畳み式のもので、上筐体１１と下筐体１２とがヒンジ部１３を介して折り畳み自在に連結されている。ヒンジ部１３は、上筐体１１と下筐体１２との成す角度αが、α＝０度となる上筐体１１および下筐体１２が完全に折り畳められた状態（収納状態）から、例えばα＝１６０となる上筐体１１および下筐体１２が完全に開放された（開放状態）との間の任意の角度で、上筐体１１および下筐体１２を保持可能となっている。

上筐体１１には、収納状態で下筐体１２に面する側に、第１表示手段であるメインディスプレイ１５が設けられている。同様に、下筐体１２には、収納状態で上筐体１１に面する側に、第２表示手段であるサブディスプレイ１６が設けられている。

メインディスプレイ１５は、種々のコンテンツ等の少なくとも動画像を表示可能なもので、透過型または半透過型の液晶表示素子（ＬＣＤ）と、第１発光素子である１個の発光ダイオード（ＬＥＤ）からなるバックライト光源とを有している。また、サブディスプレイ１６は、操作パネル等の所定のパターン画像を表示するもので、透過型または半透過型のＬＣＤと、第２発光素子である１個のＬＥＤからなるバックライト光源と、ＬＣＤに表示されたパターン画像に対する操作を検知するためのタッチセンサとを有している。

図２は、本実施の形態の携帯電話端末におけるＬＥＤ駆動回路の原理図である。本実施の形態では、駆動電圧端子（＋）２１とグランド２２との間に、メインディスプレイ１５用のＬＥＤ２３と、サブディスプレイ１６用のＬＥＤ２４と、定電流源２５とを直列に接続する。また、ＬＥＤ２３，２４には、それぞれ並列にスイッチングトランジスタ２６，２７のエミッタ−コレクタ通路を接続して、ＬＥＤ２３，２４をパルス駆動するための点滅制御信号（PULSE）を、抵抗２８を介してスイッチングトランジスタ２６のベースに供給するとともに、インバータ２９および抵抗３０を介してスイッチングトランジスタ２７のベースに供給する。また、定電流源２５には、電流オフ信号（CURRENT OFF）を選択的に供給して、電流オフ信号が供給されている期間は、点滅制御信号に拘わらずＬＥＤ２３，２４が点灯しないように制御する。

本実施の形態では、メインディスプレイ１５が動画像を表示可能であることから、ＬＥＤ２３を５０％を超えるデューティ比で点滅させるように調光する。このため、点滅制御信号は、スイッチングトランジスタ２６，２７としてＰＮＰトランジスタを用いる場合にはデューティ比が５０％を超えるパルス信号とし、スイッチングトランジスタ２６，２７としてＮＰＮトランジスタを用いる場合にはデューティ比が５０％未満のパルス信号とする。図２では、スイッチングトランジスタ２６，２７としてＰＮＰトランジスタを用いているので、点滅制御信号はデューティ比が５０％を超えるパルス信号とする。

図２に示す構成によると、定電流源２５に電流オフ信号が供給されていない期間では、メインディスプレイ１５用のＬＥＤ２３は、点滅制御信号により５０％を超えるデューティ比で点滅して調光されることになる。また、サブディスプレイ１６用のＬＥＤ２４は、点滅制御信号がインバータ２９で反転されて、対応するスイッチングトランジスタ２７に供給されるので、メインディスプレイ１５用のＬＥＤ２３がオフの期間に点灯することになる。したがって、サブディスプレイ１６用のＬＥＤ２４は、５０％未満のデューティ比で点滅することになるが、サブディスプレイ１６は、上述したように、操作パネル等の所定のパターン画像を表示するものであるので、動画像が表示可能なメインディスプレイ１５よりも多少暗くても問題になることはない。また、定電流源２５に電流オフ信号が供給されている期間は、点滅制御信号に拘わらずＬＥＤ２３，２４は点灯しないように制御される。

このように、メインディスプレイ１５用のＬＥＤ２３と、サブディスプレイ１６用のＬＥＤ２４と、定電流源２５とを直列に接続して、ＬＥＤ２３を所望の調光量に応じたデューティ比の点滅制御信号でオン・オフ駆動し、ＬＥＤ２４はＬＥＤ２３のオフ期間にオン駆動させれば、直列接続であっても、２個のＬＥＤ２３，２４を同時に点灯することなく、１個のＬＥＤ２３または２４を定電流源２５で設定された定電流で点灯させることができる。したがって、駆動電圧を１個のＬＥＤを駆動する電圧と同程度に低くできるとともに、ＬＥＤの点滅による電流変動も小さく抑えることができる。また、２個のＬＥＤ２３，２４と定電流源２５とを直列に接続しているので、リーク電流も小さくできる。

図３は、本実施の形態の携帯電話端末におけるＬＥＤ駆動回路の具体的回路図である。なお、図３において、図１および図２に示した構成要素と同一構成要素には、同一参照符号を付して説明を省略する。

図３において、メインディスプレイ１５は、携帯電話端末１０の全体の動作を制御する中央制御部３１により、メインディスプレイドライバ３２を介して制御される。同様に、サブディスプレイ１６は、中央制御部３１によりサブディスプレイドライバ３３を介して制御される。また、駆動電圧端子２１とグランド２２との間に直列接続されたＬＥＤ２３、ＬＥＤ２４および定電流源２５は、中央制御部３１により駆動制御手段である制御信号生成部３５を介して制御されるようになっている。

中央制御部３１は、制御信号生成部３５に対して、点滅制御信号（PULSE）、ＬＥＤ２３用の制御信号（LED1 OFF N）、およびＬＥＤ２４用の制御信号（LED2 OFF N）を出力するようになっている。また、メインディスプレイドライバ３２は、制御信号生成部３５に対して、メインディスプレイ１５用の垂直同期信号（VSYNC1）を出力し、同様に、サブディスプレイドライバ３３は、制御信号生成部３５に対して、サブディスプレイ１６用の垂直同期信号（VSYNC2）を出力するようになっている。

制御信号生成部３５は、２入力のＯＲゲート３６、インバータ３７、３入力のＡＮＤゲート３８，３９、および２入力のＮＯＲゲート４０を有しており、中央制御部３１からのPULSEはＯＲゲート３６の一方の入力端子に供給されるとともに、インバータ３７で反転されてＡＮＤゲート３９の第１入力端子に供給され、ＯＲゲート３６の出力は、ＡＮＤゲート３８の第１入力端子に供給される。また、中央制御部３１からのLED1 OFF Nは、ＡＮＤゲート３８の第２入力端子に供給されるとともに、ＮＯＲゲート４０の一方の入力端子に供給され、中央制御部３１からのLED2 OFF Nは、ＡＮＤゲート３９の第２入力端子に供給されるとともに、ＮＯＲゲート４０の他方の入力端子に供給され、ＮＯＲゲート４０の出力は、電流オフ信号（CURRENT OFF）として定電流源２５に供給される。

メインディスプレイドライバ３２からのVSYNC1は、ＡＮＤゲート３８の第３入力端子に供給され、このＡＮＤゲート３８の出力が、抵抗２８を介してメインディスプレイ１５用のＬＥＤ２３と並列に接続されたスイッチングトランジスタ２６のベースに供給される。また、サブディスプレイドライバ３３からのVSYNC2は、ＡＮＤゲート３９の第３入力端子に供給され、このＡＮＤゲート３９の出力が、抵抗３０を介してサブディスプレイ１６用のＬＥＤ２４と並列に接続されたスイッチングトランジスタ２７のベースに供給される。

定電流源２５は、ＮＰＮ型のトランジスタ４１、電流制限抵抗４２、バイアス抵抗４３、定電圧ダイオード４４、ＮＰＮ型のスイッチングトランジスタ４５、および抵抗４６を有している。トランジスタ４１は、コレクタをＬＥＤ２４およびＬＥＤ２３を介して駆動電圧端子２１に接続し、エミッタは電流制限抵抗４２を介してグランド２２に接続し、ベースはバイアス抵抗４３を介して電源端子４７に接続するとともに、定電圧ダイオード４４を介してグランド２２に接続する。また、スイッチングトランジスタ４５は、そのコレクタをトランジスタ４１のベースに接続し、エミッタをグランドに接続し、ベースには抵抗４６を接続して、この抵抗４６を介して制御信号生成部３５からのCURRENT OFFを供給する。

図３に示す構成において、図４にタイミングチャートを示すように、中央制御部３１から出力するPULSEをデューティ比が５０％を超える矩形波とし、LED1 OFF NおよびLED2 OFF Nをそれぞれハイレベル（High）とすると、CURRENT OFFはローレベル（Low）となって定電流源２５のスイッチングトランジスタ４５はオフとなり、トランジスタ４１はオンとなる。したがって、メインディスプレイドライバ３２によりメインディスプレイ１５に動画像等の画像表示が開始されると、その画像表示におけるVSYNC1がHighの期間において、メインディスプレイ１５用のＬＥＤ２３は、PULSEに同期してそのデューティ比で点滅駆動される。また、サブディスプレイドライバ３３によりサブディスプレイ１６に所定のパターン画像の表示が開始されると、その画像表示におけるVSYNC2がHighの期間において、サブディスプレイ１６用のＬＥＤ２４は、PULSEのLow期間に点灯するように点滅駆動される。したがって、この状態において、電流制限抵抗４２を流れる回路電流は、トランジスタ４１によって一定に制御される。

図４に示す状態から、図５に示すように、LED1 OFF NをLowにすると、ＡＮＤゲート３８の出力は常時Lowになる。したがって、ＬＥＤ２３と並列に接続されたスイッチングトランジスタ２６は常時オンとなって、メインディスプレイ１５用のＬＥＤ２３は常時消灯し、サブディスプレイ１６用のＬＥＤ２４のみが、PULSEのLow期間に点灯するように点滅駆動される。この状態においても、電流制限抵抗４２を流れる回路電流は、トランジスタ４１によって一定に制御される。

同様に、図４に示す状態から、図６に示すように、LED2 OFF NをLowにすると、ＡＮＤゲート３９の出力が常時Lowになり、ＬＥＤ２４と並列に接続されたスイッチングトランジスタ２７は常時オンとなって、サブディスプレイ１６用のＬＥＤ２４は常時消灯し、メインディスプレイ１５用のＬＥＤ２３のみが、PULSEに同期してそのデューティ比で点滅駆動される。この状態においても、電流制限抵抗４２を流れる回路電流は、トランジスタ４１によって一定に制御される。

また、図４に示す状態から、図７に示すように、LED1 OFF NおよびLED2 OFF NをそれぞれLowにすると、メインディスプレイ１５用のＬＥＤ２３およびサブディスプレイ１６用のＬＥＤ２４はそれぞれ常時消灯する。また、LED1 OFF NおよびLED2 OFF NがともにLowになったタイミングで、ＮＯＲゲート４０の出力であるCURRENT OFFはHighになるので、この時点で定電流源２５のスイッチングトランジスタ４５はオンとなり、トランジスタ４１はオフとなる。したがって、その後は、トランジスタ４１でリークする電流が電流制限抵抗４２をリーク電流として流れることになる。

このように、図３に示す回路構成においては、中央制御部３１から出力するLED1 OFF NをHighとすることで、メインディスプレイ１５への動画像等の画像表示におけるVSYNC1のHigh期間において、メインディスプレイ１５用のＬＥＤ２３をPULSEに同期してそのデューティ比で点滅駆動することができ、また、LED2 OFF NをHighとすることで、サブディスプレイ１６への所定のパターン画像の表示におけるVSYNC2のHigh期間において、サブディスプレイ１６用のＬＥＤ２４をPULSEのLow期間に点灯するように点滅駆動することができる。しかも、ＬＥＤ２３，２４を点灯させる際の電流は、トランジスタ４１によって一定に制御される。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、メインディスプレイ１５用のＬＥＤ２３は、点滅のデューティ比が５０％を超える調光量に限らず、任意のデューティ比の調光量で点滅駆動することができる。また、サブディスプレイ１６用のＬＥＤ２４のオン期間は、メインディスプレイ１５用のＬＥＤ２３のオフ期間内で任意に設定することができる。さらに、本発明は携帯電話端末に限らず、ゲーム機等の他の２画面を有する携帯電子機器に有効に適用することができる。また、発光素子もＬＥＤに限らず、ＥＬ等の他の光源を用いる場合にも本発明を有効に適用することができる。さらに、表示手段についても、透過型または半透過型のＬＣＤを用いる場合に限らず、反射型のＬＣＤやＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を用い、発光素子を照明光源として用いる場合にも本発明を有効に適用することができる。

本発明の一実施の形態に係る携帯電子機器としての携帯電話端末を示す外観斜視図である。 図１に示す携帯電話端末におけるＬＥＤ駆動回路の原理図である。 同じく、ＬＥＤ駆動回路の具体的回路図である。 図３に示すＬＥＤ駆動回路の動作を説明するタイミングチャートである。 同じく、動作を説明するタイミングチャートである。 同じく、動作を説明するタイミングチャートである。 同じく、動作を説明するタイミングチャートである。 ２個のＬＥＤを直列接続した従来のＬＥＤ駆動回路を示す図である。 ２個のＬＥＤを並列接続した従来のＬＥＤ駆動回路を示す図である。

符号の説明

１０ 携帯電話端末
１１ 上筐体
１２ 下筐体
１３ ヒンジ部
１５ メインディスプレイ
１６ サブディスプレイ
２１ 駆動電圧端子
２２ グランド
２３，２４ ＬＥＤ
２５ 定電流源
２６，２７ スイッチングトランジスタ
２８，３０ 抵抗
２９ インバータ
３１ 中央制御部
３２ メインディスプレイドライバ
３３ サブディスプレイドライバ
３５ 制御信号生成部
３６ ＯＲゲート
３７ インバータ
３８，３９ ＡＮＤゲート
４０ ＮＯＲゲート
４１ トランジスタ
４２ 電流制限抵抗
４３ バイアス抵抗
４４ 定電圧ダイオード
４５ スイッチングトランジスタ
４６ 抵抗
４７ 電源端子

Claims (3)

1. 第１表示手段のための第１発光素子と、
   該第１発光素子に直列に接続された第２表示手段のための第２発光素子と、
   前記第１発光素子を前記第１表示手段における調光量に応じたデューティ比でオン・オフ駆動し、該第１発光素子のオフ期間に前記第２発光素子をオン駆動するように、前記第１発光素子および前記第２発光素子の駆動を制御する駆動制御手段と、
   を有することを特徴とする携帯電子機器。
2. 前記第１表示手段はメインディスプレイであり、
   前記第２表示手段はサブディスプレイであり、
   前記駆動制御手段は前記第１発光素子のオン期間が前記第２発光素子のオン期間よりも長くなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器。
3. 前記メインディスプレイは少なくとも動画像が表示可能なものであり、
   前記サブディスプレイは所定のパターン画像を表示するものであることを特徴とする請求項２に記載の携帯電子機器。

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