JP3628509B2

JP3628509B2 - Ｓｗ端子兼用ｌｃｄ駆動装置及びｓｗ端子兼用ｌｃｄ駆動装置を備えた体脂肪測定装置

Info

Publication number: JP3628509B2
Application number: JP02905198A
Authority: JP
Inventors: 耕二小熊
Original assignee: Tanita Corp
Current assignee: Tanita Corp
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1998-01-28
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2018-01-28
Also published as: JPH11206732A; US6198964B1

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
ＬＣＤ表示装置と、ＳＷを多数使用する、小型の電子基板を搭載する機器、具体例としては、小型の脂肪計付き体重計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
健康、美容に対するユーザーの欲求は年々高まっており、肥満防止も、体重の管理から脂肪率を管理する方向に向かっており、脂肪計付き体重計が提案され商品化されている。が、脂肪計付き体重計は、脂肪測定に必要な電極、ＳＷを備えることから、体重計より大型になる場合が多い。
【０００３】
しかし、住宅事情などから、より小型の脂肪計付き体重計が望まれている。ところが、脂肪計付き体重計は、多くの体積を脂肪測定のための電極部、秤機構などのメカニカル部で占めており、電子回路基板を実装できる部分は限られている。しかも、基板中も、脂肪測定のためのＡ／Ｄ部、重量測定のＡ／Ｄ部の面積が多くを占めており、それらによって、基板面積は制限を受けている。
【０００４】
体脂肪測定装置は、主にインピーダンス法が使われている。この方法は、人体のインピーダンス値を測定し、それを脂肪量に換算するものであるが、その換算のためのパラメータとして、被測定者の性別、身長、年齢層、体重等の値が必要となる。体重については、脂肪計付き体重計の場合は、同時測定が可能であるが、そのほかのパラメータについては、被測定者が入力する必要がある。
【０００５】
脂肪量測定時にこれら換算のためのパラメータを毎回入力することは煩雑であることから、「個人キー」を多数設けた商品が提供されている。
被測定者は各々、短期間では変化しない、又は一定である性別、身長、年齢層を、個々に「個人キー」に登録しておき、使用時は、個々の「個人キー」を押すだけで、測定が可能となり、極めて使い勝手が良いものとなる。
しかしパラメータの設定キーのほかに、通常４〜５個の「個人キー」が必要になる。
【０００６】
脂肪計付き体重計は、体重計に比し、表示情報も多く、ＬＣＤのピン数も多くなる傾向にあるが、さらに多数のＳＷが付くことにより、制御装置、入力装置が増大し、そのための配線が占める面積も大きくなる。従来は、
▲１▼ ＬＣＤの表示駆動が、一般的に複雑であるため、専用装置が必要になること。
▲２▼ ＬＣＤの表示駆動も、ＳＷの状態検出も共に常時行わなければならないこと。
▲３▼ ＬＣＤの駆動装置とＳＷの入力装置を同一の端子で配線した場合、ＳＷの状態により端子の電位がＨｉ、Ｌｏなどとなるため、本来消灯するべきＬＣＤのセグメントが点灯するなど、表示が異常になること。
などからＬＣＤには、その駆動のための装置を接続し、ＳＷにはまた別の入力装置を使用していたために、このような事が起きていた。
【０００７】
ＬＣＤ駆動装置と入力装置を一体にした制御装置（マイコン）も市販されているが、いずれにしても、ＬＣＤ、ＳＷがそれぞれ別のピンを使用するため、マイコンは、多ピンのものを使用せざるを得ず、多ピンのマイコンを使用するということは、マイコンが大きくなり、また配線も同様に増大することから、やはり、省スペースがやりにくいものである。
【０００８】
通常は、多層配線基板を使用することで小型化が図られるが、この方法では、配線部分の縮小ができるだけであり、かつ、基板コストも大きく上昇してしまうものであり、従来は基板の小型化が難しかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ＬＣＤと多数のＳＷを有する機器の基板の、小型化と、コスト削減をする手段を提供するものであり、ＬＣＤの駆動とＳＷの状態の入力を、共通の端子を使用し、同時に行うことが可能な装置を構成し、装置の小型化、少端子化をはかることである。
【００１０】
通常、多くのセグメントを備えるＬＣＤは、ダイナミック駆動と呼ばれる方法で駆動される。
ダイナミック駆動は、コモン端子とセグメント端子により構成され、その配線のマトリックス上に、個々のセグメントが置かれる。
最も単純な例として、１／２バイアス、２時分割の例を述べる。
【００１１】
１／２バイアスの場合、ＬＣＤの駆動は、０Ｖ、Ｖddと、その１／２のバイアス電圧１／２Ｖddが使用される。２時分割の場合、ＬＣＤを駆動する交流電圧の１周期を２つに分割し、２つのコモン端子電圧にＬＣＤ表示を有効にする電圧をそれぞれ与える。各表示画素（セグメント）は、ＬＣＤを構成する２枚のガラスにそれぞれパターンとして描かれる。一方のガラスにコモン端子から配線される２本のパターンとして描かれ、もう一方のガラスにセグメント端子から配線され、２画素を一つのパターンとして描かれる（図２）。各画素は、コモン端子とセグメント端子により、マトリックス状に配線される。ＬＣＤは、各画素（セグメント）に一定以上の交流電圧を加えることにより、ガラス間の液晶と、ＬＣＤ上下に配置された偏光板により点灯する。各セグメントに加えられる交流電圧が一定以下であれば消灯する。図２で、たとえばセグメントｆを消灯させ、ｅを点灯するには、ｆがCOM１、SEG１で構成され、ｅがCOM２、SEG１で構成されていることから、COM１に有効電圧が出力されているときに、SEG１に非選択電圧を与え、COM２に有効電圧が出力されているときに、SEG１に選択電圧を与えることで実現する。
【００１２】
セグメントｆに印加される電圧は、ＳＥＧ１とＣＯＭ１の差であるから、図３のようになり、±１／２Ｖｄｄをピークとする交流電圧となる。
セグメントｅに印加される電圧は、ＳＥＧ１とＣＯＭ２の差であり、図３のように、±Ｖｄｄをピークとする。よって、±１／２Ｖｄｄをピークとする交流電圧では点灯せず、±Ｖｄｄでは点灯するように設計されたＬＣＤを使用すれば、セグメントｆは消灯、ｅは点灯する。
以上、ダイナミック駆動の最も単純な例を述べたが、このようにＬＣＤ駆動は複雑であり、専用のハードウェアを用意する必要があった。
【００１３】
一方、ＳＷの入力を検出する例を以下に述べる。（図４参照）
ＳＷの一端を０Ｖに、他の一端を入力装置と、抵抗に接続する。抵抗の他端はＶｄｄに接続する。
ＳＷが押されれば、接続された入力装置の端子はＬｏ（０Ｖ）になり、ＳＷが離されれば、Ｈｉ（Ｖｄｄ）になる。
制御装置は、入力装置を介して、ＳＷの状態を常時監視し、ＳＷが押された（Ｈｉの状態がＬｏに変わった）と判断された場合、それに対応する処理を行う。しかし、実際は、制御装置の処理はＳＷだけではなく、多種多様な処理が必要とされることから、たとえば５ミリ秒ごとにＳＷの検出を継続的に行うなどしている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
１回のＳＷの検出に要する時間は、数マイクロ秒〜数百マイクロ秒と短い。
これに着目して
１、ＬＣＤの駆動装置を、入出力が可能なハードウェア構成にする。
２、入出力可能なＬＣＤ駆動装置の端子を、制御装置によって、一定時間毎にＬＣＤの駆動と、ＳＷの検出に切り替える。
３、ＬＣＤの駆動時間に対して、ＳＷの検出時間を無視できるほど短くする。
【００１５】
【作用】
上記▲１▼で、ＬＣＤの表示駆動に専用装置が必要になると述べたが、駆動装置を、入出力が可能なハードウェア構成に変えれば、駆動もＳＷの検出もできる。
上記▲２▼で、ＬＣＤの駆動も、ＳＷの検出も常時行っていると述べたが、制御装置によって、一定時間毎にＬＣＤの駆動と、ＳＷの検出に切り替えることにより、両立させることは可能である。
上記▲３▼で、共通の端子を使った場合、ＳＷの状態がＨｉ、Ｌｏとなり、ＬＣＤ表示が乱れると述べたが、ＬＣＤの駆動時間に対して、ＳＷの検出時間を無視できるほど短くすることにより、ＳＷによるＬＣＤ駆動電圧の誤差は小さくなり、ほとんど表示に現れない程度にすることが可能である。
これを実現させることにより、ＬＣＤ駆動は、ほぼ常時継続され、ＬＣＤ駆動端子と、ＳＷ検出端子の共通化が図れることになる。
【００１６】
【実施の形態】
ＬＣＤ駆動用の出力装置と、ＳＷ検出用の入力装置を切り替える入出力切り替え装置を設け、制御装置により、制御する。
制御装置にはタイマを設け、一定時間毎に、入出力切り替え装置により、入力装置に切り替え、短時間でＳＷの状態を検出し、出力装置に切り替える。ＳＷの状態を検出したデータは、記憶装置に記憶させる。
制御装置（マイコン）がＳＷの状態を要求するときは、記憶装置に記憶されたＳＷの状態を読み、随時ＳＷの検出を行う。
【００１７】
【実施例】
実施例を図５に示す。
ＬＣＤの端子と、ＳＷの間に、過大な電流を制限する抵抗群Ｒｘを接続する。これは、制御装置が切り換え器により、端子が出力装置（ＬＣＤ駆動装置）に切り換えられている状態で、ＳＷが押され、端子がＬｏ状態になっていると、出力装置によりＬｏ以外（Ｈｉなど）が出力されたときに、ショート状態になり、過大な電流が流れるのを防ぐためのものである。
Ｒｘがなくても、過大な電流が流れない構造になっていればよい。たとえば、ＳＷとＧＮＤ（０Ｖ）の間にＲ１等より十分小さい抵抗を入れ、ＳＷを押してもショート状態にならないようにすれば、ＳＷを離せばＨｉ、ＳＷを押せばほぼ０Ｖとなり、Ｌｏと検出できる。
【００１８】
周期ｔで、制御装置により入力に切り替え、ＳＷの検出する場合の、前記のＬＣＤセグメントの波形を図６に示す。
ＳＷ１は常に押された状態、すなわちＬｏであるとする。
ＳＥＧ１とＳＷ１は、抵抗Ｒ１を介して接続されている。
よって、ＳＥＧ１の波形は、周期ｔで、制御装置により端子が入力に切り換えられる微少な時間Δｔの間、ＳＷ１の状態Ｌｏとなる。
入力に切り換える時間は微少であるため、その間、端子がＬｏになることによるＬＣＤセグメント波形の乱れは、短時間で収まる。
よって、ほぼＬＣＤ表示に影響を与えることなく、ＳＷの状態が検出できることがわかる。
【００１９】
このままでも実用になるが、図６で、ｆのセグメントに印加される電圧波形に、−Ｖｄｄの電圧が一瞬現れている。これは、消灯しているはずのセグメントｆが、かすかに点灯して見える事を示唆している。よって、より高品位なＬＣＤ表示にするためには、この現象を防ぐ必要がある。
これを解決する手段としての駆動例を図７に示す。
制御装置は、ＳＷの検出のために端子を入力に切り換える間、コモン端子を全て、１／２Ｖｄｄにするように、出力装置（ＬＣＤ駆動装置）を設定する。
つまり、ＳＷの状態検出の間も、ＳＷのＯＮ／ＯＦＦにかかわらず（０ＶでもＶｄｄでも）、各セグメントに印加される電圧、すなわちＳＥＧ端子と、ＣＯＭ端子間の電圧差は、±１／２Ｖｄｄとなる。また、入力に切り換える周期ｔも、ＬＣＤのセグメント／コモンの電位を切り換える周期Ｔの１／２に同期させるとよい。ｔを生成するためのタイマを用意せずにすむ。
図７の駆動例では、ｔ＝１／２Ｔとしているが、ｔは３／２Ｔなど、１／２Ｔに対する任意の整数倍の時間でよい。
【００２０】
ＳＷ検出処理中Δｔの間は、ＣＯＭ１、ＣＯＭ２とも１／２Ｖｄｄに設定されるため、ＳＷが押されたとき（０Ｖ）、セグメントに印加される電圧は−１／２Ｖｄｄになっていることがわかる。
ＳＷが押されていないときのΔｔの間は、ＳＥＧ１端子はＶｄｄであるので、＋１／２Ｖｄｄということになる。
よって、ＳＷのＯＮ／ＯＦＦにかかわらず、セグメントｆには、±１／２Ｖｄｄ以下の電圧しか印加されず、消灯状態であり、かすかな点灯などといった現象は起こらずに、良好なＬＣＤ表示が可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
ＬＣＤ端子とＳＷが多い機器において、本発明により端子が統合され、端子が大幅に少なくなる事は、小型化を可能とするのみならず、本装置のような機能を実現する、比較的単純なＩＣのチップ面積は端子数によって制限を受けるため、端子数が最小限ですむ本発明により、小さなチップ面積のＩＣで済み、従来より低価格のＩＣとなる。基板も小さくなるため、安価となる。
また、ＩＣチップをパッケージするときの配線や、基板に実装するための半田接続が少なくなるため、これらによって生じる実装不良も減少する。
【図面の簡単な説明】
【図１】脂肪計付き体重計の構成を示すブロック図
【図２】１／２バイアス、２時分割ダイナミック駆動ＬＣＤの模式図
【図３】１／２バイアス、２時分割ダイナミック駆動ＬＣＤの電圧図
【図４】ＳＷ部のブロック図
【図５】本発明実施例要部のブロック図
【図６】本発明実施例におけるＬＣＤの電圧図
【図７】本発明の他の実施例におけるＬＣＤの電圧図

Claims

ＬＣＤ駆動用端子を備えるＬＣＤ表示装置と、
一方の端子をＧＮＤに接続し、もう一方の端子をＳＷ検出用の端子とするＳＷと、
前記ＳＷ検出用の端子に前記ＬＣＤ駆動用端子を接続することによって成る共通の端子と、
前記共通の端子から前記ＧＮＤまでの間の何れかの位置に配した、電流を制限する抵抗群と、
前記共通の端子に接続するＬＣＤ駆動用端子以外のＬＣＤ駆動用端子に繋がれた出力装置と、
ＳＷの状態を検出する入力装置と、
前記共通の端子、出力装置及び入力装置を接続する入出力切り換え装置と、
前記入出力切り換え装置に接続する制御装置と、
ＳＷの状態を記憶する記憶装置とを備え、
前記制御装置は、前記入出力切り換え装置を介してＬＣＤを駆動している状態で、ＬＣＤ駆動周期に対して無視できる短い時間だけ定期的に前記入出力切り換え装置をＳＷの状態を検出する入力状態に切り換えることでＳＷの状態を検出し、前記ＳＷの状態を記憶装置に記憶することを特徴とするＳＷ端子兼用ＬＣＤ駆動装置。
前記入出力切り換え装置に接続されるＬＣＤ駆動用端子はセグメント端子であり、入出力切り換え装置をＳＷの入力状態に切り換える間、全てのコモン端子をＬＣＤの駆動電圧の最小値及び最大値の中間の電圧にすることを特徴とする請求項１に記載のＳＷ端子兼用ＬＣＤ駆動装置。
体脂肪を測定するセンサと、
ＬＣＤ駆動用端子を備えるＬＣＤ表示装置と、
一方の端子をＧＮＤに接続し、もう一方の端子をＳＷ検出用の端子とするＳＷと、
前記ＳＷ検出用の端子に前記ＬＣＤ駆動用端子を接続することによって成る共通の端子と、
前記共通の端子から前記ＧＮＤまでの間の何れかの位置に配した、電流を制限する抵抗群と、
前記共通の端子に接続するＬＣＤ駆動用端子以外のＬＣＤ駆動用端子に繋がれた出力装置と、
ＳＷの状態を検出する入力装置と、
前記共通の端子、出力装置及び入力装置を接続する入出力切り換え装置と、
前記入出力切り換え装置に接続する制御装置と、
ＳＷの状態を記憶する記憶装置とを備え、
前記制御装置は、前記入出力切り換え装置を介してＬＣＤを駆動している状態で、ＬＣＤ駆動周期に対して無視できる短い時間だけ定期的に前記入出力切り換え装置をＳＷの状態を検出する入力状態に切り換えることでＳＷの状態を検出し、前記ＳＷの状態を記憶装置に記憶することを特徴とするＳＷ端子兼用ＬＣＤ駆動装置を備えた体脂肪測定装置。
前記入出力切り換え装置に接続されるＬＣＤ駆動用端子はセグメント端子であり、入出力切り換え装置をＳＷの入力状態に切り換える間、全てのコモン端子をＬＣＤの駆動電圧の最小値及び最大値の中間の電圧にすることを特徴とする請求項３に記載のＳＷ端子兼用ＬＣＤ駆動装置を備えた体脂肪測定装置。