JP4284558B2 - 表示駆動装置及び表示装置並びにその駆動制御方法 - Google Patents
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Description
なお、上述したような有機EL表示パネルにおいて、表示画素をデルタ配列した構成については、例えば特許文献1等に詳しく記載されている。
すなわち、上述した表示パネルとしてアクティブマトリックス型の駆動方式を適用した有機EL表示パネルの場合、一般に、各表示画素は、発光素子である有機EL素子と、該有機EL素子に表示データに応じた駆動電流(発光駆動電流)を供給するための画素回路(画素駆動回路)とを備えた構成が適用されている。画素回路は、詳しくは後述するが、複数のスイッチング素子(例えば薄膜トランジスタ)を備えた回路構成を有している。
請求項5記載の発明は、請求項4記載の表示駆動装置において、前記カレントミラー回路に設定される前記電流設定比は、前記画素アレイに配列された前記各色の表示画素の前記発光効率のうち、最も低い前記発光効率を基準として設定されていることを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項6記載の表示駆動装置において、前記表示駆動装置は、前記各データラインに対応して設けられ、前記各電流変換回路に設けられた前記電流保持回路に保持された前記電圧成分に係る残留電荷を放電するリセット回路を有する電流リセット回路部を備えていることを特徴とする。
請求項13記載の発明は、請求項12記載の表示装置において、前記カレントミラー回路に設定される前記電流設定比は、前記画素アレイに配列された前記各色の表示画素の前記発光効率のうち、最も低い前記発光効率を基準として設定されていることを特徴とする。
請求項15記載の発明は、請求項14記載の表示装置において、前記表示装置は、前記各データラインに対応して設けられ、前記各電流変換回路に設けられた前記電流保持回路に保持された前記電圧成分に係る残留電荷を放電するリセット回路を有する電流リセット回路部を備えていることを特徴とする。
請求項18記載の発明は、請求項9乃至17のいずれかに記載の表示装置において、前記画素アレイに配列された前記表示画素は、各々、前記電流制御部から供給される前記階調電流に応じた電荷を保持し、当該電荷に基づいて所定の電流値を有する発光駆動電流を生成する画素駆動回路と、前記画素駆動回路から供給される前記発光駆動電流の電流値に基づいて、所定の輝度階調で発光動作する電流制御型の発光素子と、を備えることを特徴とする。
請求項20記載の発明は、請求項18又は19記載の表示装置において、少なくとも前記電流リセット回路部及び前記画素リセット回路部の一方が、前記画素駆動回路及び前記電流制御部と同一のチャネル極性を有する電界効果型トランジスタにより形成されていることを特徴とする。
請求項21記載の発明は、請求項18記載の表示装置において、前記電流制御型の発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする。
<第1の実施形態>
<表示装置>
図1は、本発明に係る表示装置の第1の実施形態を示す概略ブロック図であり、図2は、本実施形態に係る表示装置の要部構成(画素アレイ及び電流制御部)の一例を示す概略構成図である。
(画素アレイ110)
本実施形態に係る表示装置に適用可能な画素アレイ110は、例えば図2に示すように、行方向(図面左右方向)に赤(R)、緑(G)、青(B)の3色からなる色画素PIXが規則的に繰り返し配列され、かつ、隣接する行間で同色の色画素PIX相互が例えば1.5画素分ずつずらして配列されたデルタ配列を有している。
走査ドライバ120は、システムコントローラ150から供給される走査制御信号に基づいて、画素アレイ110に配設された各行の走査ラインSLに選択レベル(例えばハイレベル)の走査信号Vselを順次印加することにより、色画素PIXを各行ごとに選択状態に設定し、電流ドライバ130及び電流制御部140から各列のデータラインDLを介して供給される階調電流Ipixを、各色画素PIXに書き込むように制御する。
電流ドライバ130は、システムコントローラ150から供給されるデータ制御信号に基づいて、後述する表示信号生成部160から供給される表示データを、所定のタイミングで各行ごとに順次取り込んで保持し、上記表示データに含まれる輝度階調値に応じた電流値を有するデータ電流Idataを生成して、後述する電流制御部140(各列に対応して設けられた電流値変換回路部141−1、141−2、・・・141−m)に供給する動作を、一行分ずつ順次繰り返し実行する。
電流ドライバ130は、例えば図3に示すように、システムコントローラ150からデータ制御信号として供給されるシフトクロック信号CLKに基づいて、サンプリングスタート信号STRを順次シフトしつつシフト信号を出力するシフトレジスタ回路131と、該シフト信号の入力タイミングに基づいて、表示信号生成部160から供給される1行分のデジタルデータからなる表示データ(輝度階調値)D0〜Dmを順次取り込むデータレジスタ回路132と、データラッチ信号STBに基づいて、データレジスタ回路132により取り込まれた1行分の表示データD0〜Dmを保持するデータラッチ回路133と、図示を省略した電源供給手段から供給される階調基準電圧V0〜Vpに基づいて、上記保持された表示データD0〜Dmを所定のアナログ信号電圧(データ電圧Vdata)に変換するデジタル−アナログ変換回路(以下、「D/Aコンバ−タ」と略記する)134と、データ電圧Vdataに基づいて、表示データ(輝度階調値)D0〜Dmに応じた電流値を有するデータ電流Idataを生成し、システムコントローラ150から供給される出力イネ−ブル信号OEに基づいて後述する電流制御部140(電流値変換回路部141−1、141−2、・・・)に一斉に供給する電圧電流変換・電流供給回路135と、を備えている。
電流制御部140は、システムコントローラ150から供給される電流制御信号に基づいて、電流ドライバ130から供給される1行分の表示データ(輝度階調値)に基づくデータ電流Idataを第1の動作期間で一斉に取り込み、各列の色画素PIXごとに個別に保持し、上述した走査ドライバ120により特定の行の走査ラインSLが選択状態に設定された第2の動作期間で、上記保持したデータ電流Idataに基づいて当該選択状態に設定された各色画素PIXの電流効率に対応するように生成された階調電流Ipixを、各データラインDLを介して各色画素PIXに一斉に供給する。
図4は、本実施形態に係る表示装置に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)の一例を示す回路構成図である。なお、ここでは、画素アレイ110に配設された特定の列(例えばj列目;jは1≦j≦mの範囲内の任意の整数)のデータラインDLに接続される電流制御部(電流値変換回路部)のみを示す。また、図4は、本実施形態に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)の一例を示すものにすぎず、この回路構成に何ら限定されるものではない。
システムコントローラ150は、上述した走査ドライバ120、電流ドライバ130及び電流制御部140に対して、動作状態を制御する走査制御信号、データ制御信号及び電流制御信号を供給することにより、走査ドライバ120において走査信号Vselを生成して走査ラインSLに印加する動作、電流ドライバ130において表示データに応じたデータ電流Idataを生成する動作、及び、電流制御部140においてデータ電流Idataを変換して階調電流Ipixを生成してデータラインDLに供給する動作を、各々所定のタイミングで実行させて、表示データを各色画素PIXに書き込み適切な輝度階調で発光動作させ、映像信号に基づく所定の画像情報を画素アレイ110に表示させる制御を行う。
表示信号生成部160は、例えば表示装置100Aの外部から供給される映像信号から輝度階調値を含む信号成分を抽出し、画素アレイ110の1行分ごとに表示データとして電流ドライバ130に供給する。ここで、上記映像信号が、テレビ放送信号(コンポジット映像信号)のように、画像情報の表示タイミングを規定するタイミング信号成分を含む場合には、表示信号生成部160は、上記輝度階調値を含む信号成分を抽出する機能のほか、タイミング信号成分を抽出してシステムコントローラ150に供給する機能を有するものであってもよい。この場合においては、図1に示すように、上記システムコントローラ150は、表示信号生成部160から供給されるタイミング信号に基づいて、走査ドライバ120や電流ドライバ130、電流制御部140に対して供給する各種制御信号を生成する。
次に、上述した表示装置における駆動制御方法について、図面を参照して説明する。
図5は、本実施形態に係る表示装置における駆動制御動作(駆動制御方法)の一例を示すタイミングチャートである。ここでは、上述したように、画素アレイ110がn行×m列(nは偶数、mは3の倍数)の画素配列を有する場合について、奇数(2i−1)行及び偶数(2i)行の色画素PIX(iは、1≦2i−1≦n−1、2≦2i≦nを満たす正の整数)に対する表示データのラッチ動作及び書込動作について具体的に説明する。また、図6〜図8は、本実施形態に係る電流制御部(電流値変換回路部)における動作状態を示す動作概念図である。
すなわち、表示データに基づいて電流ドライバ130から各データラインDLに対応して供給されるデータ電流Idataが、各電流値変換回路部141を形成する2組の電流ラッチ・変換回路142a、142bのうちの、一方の電流ラッチ・変換回路側(例えば電流ラッチ・変換回路142a)に取り込み保持される期間に、同時並行して他方の電流ラッチ・変換回路側(例えば電流ラッチ・変換回路142b)から一つ前の取込タイミングで取り込み保持されたデータ電流Idataに応じた階調電流Ipixが各データラインDLに供給されることになり、後述するように、電流ドライバ130及び電流制御部140から、実質的に連続して表示データに基づく階調電流Ipixが生成されて、各列のデータラインDLに供給する動作が実行される。
次に、上述した実施形態に係る表示装置に適用可能な表示画素の具体的な回路例について、図面を参照して説明する。
図9は、本発明に係る表示装置に適用可能な表示画素(画素駆動回路、発光素子)の一具体例を示す回路構成図である。
ここで、トランジスタTr11〜Tr13はいずれもnチャネル型の薄膜トランジスタ(電界効果型トランジスタ)を適用することができる。また、キャパシタCsはトランジスタTr13のゲート−ソース間に形成される寄生容量、又は、該ゲート−ソース間に付加的に形成される補助容量である。
図10は、本実施例に係る表示画素(画素駆動回路)の基本動作を示すタイミングチャ−トであり、図11は、本実施例に係る表示画素(画素駆動回路)の駆動制御動作を示す概念図である。
まず、電流書込動作(電流書込動作期間Tse)においては、上述した電流制御部140の動作(図6、図7参照)においても説明したように、図10に示すように、走査ドライバ120から特定の行(例えば(2i−1)行目又は2i行)の走査ラインSLに対して、ハイレベル(H)の走査信号Vselを印加して当該行の色画素PIXを選択状態に設定するとともに、当該行の色画素PIXに接続された電源ラインVLに対して、ローレベル(L)の電源電圧Vscを印加する。また、このタイミングに同期して、電流制御部140(電流ラッチ・変換回路142a又は142b)から、表示データに応じた電流値を有する負極性の階調電流Ipixを各データラインDLに対して供給する。
次いで、電流書込動作終了後の発光動作(発光動作期間Tnse)においては、図10に示すように、走査ドライバ120から各行の走査ラインSLに対して、ローレベル(L)の走査信号Vselを印加して当該行の色画素PIXを非選択状態に設定するとともに、当該行の電源ラインVLに対して、ハイレベル(H)の電源電圧Vscを印加する。また、このタイミングに同期して、電流制御部140による階調電流Ipixの供給を遮断して引き込み動作を停止する。
そして、このような一連の駆動制御動作を、画素アレイ110に配列された全ての色画素PIXについて、各行ごとに順次繰り返し実行することにより、1画面分の表示データが書き込まれて所定の輝度階調で発光し、所望の画像情報が表示される。
次に、本発明に係る表示装置の第2の実施形態について、図面を参照して説明する。
上述した第1の実施形態においては、各列のデータラインに各々電流比の異なるカレントミラー回路を備えた2組(一対)の電流ラッチ・変換回路が並列に接続され、電流ドライバから出力されるデータ電流を一方の電流ラッチ・変換回路で取り込み保持しつつ、同時に、他方の電流ラッチ・変換回路で先の動作期間で取り込み保持したデータ電流に応じた階調電流を色画素に供給する動作を、各行ごとに交互に繰り返し実行する場合について説明したが、第2の実施形態においては、データラインに並列に接続された2組の電流取込・変換回路のうち、一方の電流取込・変換回路でデータ電流を取り込むと同時に、当該電流取込・変換回路によりデータ電流に応じた階調電流を色画素に供給する動作を、他方の電流取込・変換回路との間で交互に繰り返し実行することを特徴としている。
なお、この第1の動作期間においては、電流取込・変換回路142dのトランジスタTb1、Tb5がオフ状態に設定されているので、電流取込・変換回路142d側には電流が流れず、データ電流の取込動作も、階調電流の書込動作も行われない。
なお、この第2の動作期間においては、電流取込・変換回路142cのトランジスタTa1、Ta5がオフ状態に設定されているので、電流取込・変換回路142c側には電流が流れず、データ電流の取込動作も、階調電流の書込動作も行われない。
次に、本発明に係る表示装置の第3の実施形態について、図面を参照して説明する。
図16は、本発明に係る表示装置の第3の実施形態を示す概略ブロック図であり、図17は、本実施形態に係る表示装置の要部構成(画素アレイ、電流制御部及びミラーリセット回路部)を示す概略構成図である。また、図18は、本実施形態に係る表示装置に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)及びミラーリセット回路部(リセット回路)の一例を示す回路構成図である。ここで、上述した第1の実施形態と同等の構成については、同等又は同一の符号を付してその説明を簡略化又は省略する。
図19は、本実施形態に係る表示装置における駆動制御動作(駆動制御方法)の一例を示すタイミングチャートである。ここでは、本実施形態に特有の駆動制御動作(ミラーリセット動作)について詳しく説明し、その他の動作(電流ラッチ動作、電流書込動作)については、上述した第1の実施形態(図5)を参照してその説明を簡略化又は省略する。
図20は、本実施形態に係る表示装置に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)及びミラーリセット回路部(リセット回路)の他の例を示す回路構成図である。ここで、図18と同等の構成については、その説明を簡略化又は省略する。
次に、本発明に係る表示装置の第4の実施形態について、図面を参照して説明する。
図22は、本発明に係る表示装置の第4の実施形態を示す概略ブロック図であり、図23は、本実施形態に係る表示装置の要部構成(画素アレイ、電流制御部、ミラーリセット回路部及び画素リセット回路部)を示す概略構成図である。また、図24は、本実施形態に係る表示装置に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)、ミラーリセット回路部(リセット回路)及び画素リセット回路部(リセット回路)の一例を示す回路構成図である。ここで、上述した第1又は第3の実施形態と同等の構成については、同等又は同一の符号を付してその説明を簡略化又は省略する。
図25は、本実施形態に係る表示装置における駆動制御動作(駆動制御方法)の一例を示すタイミングチャートである。ここでは、本実施形態に特有の駆動制御動作(画素リセット動作、ミラーリセット動作)について詳しく説明し、その他の動作(電流ラッチ動作、電流書込動作)については、上述した第1又は第3の実施形態(図5、図19)を参照してその説明を簡略化又は省略する。
図26は、本実施形態に係る表示装置に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)、ミラーリセット回路部(リセット回路)及び画素リセット回路部(リセット回路)の他の例を示す回路構成図である。ここで、上述した第3の実施形態(図20参照)又は図24と同等の構成については、その説明を簡略化又は省略する。
すなわち、図26に示すように、リセット回路171は、イネーブル信号ENBに基づいて、電流ドライバ130から入力されるデータ電流Idataを電流値変換回路部141に通過(スルー)させるトランジスタTc3と、リセット制御信号RSmに基づいて、所定の低電位電圧Veeを電流値変換回路部141に印加するトランジスタTc4と、を備えるとともに、上記イネーブル信号ENBとリセット制御信号RSmは相互に逆相関係を有するように設定されている。
110 画素アレイ
120 走査ドライバ
130 電流ドライバ
140 電流制御部
141 電流値変換回路部
142a、142b 電流ラッチ・変換回路
150 システムコントローラ
160 表示信号生成部
170 ミラーリセット回路部
171 リセット回路
180 画素リセット回路部
181 リセット回路
PIX 色画素
DC 画素駆動回路
OLED 有機EL素子
SL 走査ライン
DL データライン
VL 電源ライン
Claims (26)
- 異なる色の複数の表示画素が規則的に配列された画素アレイの列方向に配設され、行毎に異なる2色の前記表示画素が交互に接続される複数のデータラインの各々に、表示データに応じた階調電流を供給することにより、前記複数の表示画素を所定の表示階調で駆動させて、前記画素アレイに所望のカラー画像を表示する表示駆動装置において、
前記表示データに基づくデータ電流を生成して出力するデータ駆動部と、
前記データ駆動部から出力される前記データ電流を取り込み、前記各データラインに接続される前記各色の表示画素の表示特性に応じた電流値を有する前記階調電流を生成して、前記各データラインを介して前記複数の表示画素に供給する電流制御部と、
を備えていることを特徴とする表示駆動装置。 - 前記電流制御部は、前記各データラインに接続された前記2色の表示画素に対応して、前記データ電流を前記各表示画素の前記表示特性に応じた電流値を有する前記階調電流に変換する電流変換回路を前記各データラインに対応して2組有していることを特徴とする請求項1記載の表示駆動装置。
- 前記電流制御部は、前記2色の表示画素に対応して設けられた2組の前記電流変換回路が前記各データラインに対応して並列に設けられ、前記データラインと2組の前記電流変換回路のいずれかを選択的に接続する接続切換回路を前記各データラインに対応して有していることを特徴とする請求項2記載の表示駆動装置。
- 前記電流変換回路は、前記データ電流の電流値を前記各色の表示画素の発光効率に応じた所定の電流設定比に基づいて前記階調電流に変換するカレントミラー回路であることを特徴とする請求項2又は3記載の表示駆動装置。
- 前記カレントミラー回路に設定される前記電流設定比は、前記画素アレイに配列された前記各色の表示画素の前記発光効率のうち、最も低い前記発光効率を基準として設定されていることを特徴とする請求項4記載の表示駆動装置。
- 前記電流制御部における前記各電流変換回路は、前記データ電流を電圧成分に変換して保持する電流保持回路を有していることを特徴とする請求項2記載の表示駆動装置。
- 前記表示駆動装置は、前記各データラインに対応して設けられ、前記各電流変換回路に設けられた前記電流保持回路に保持された前記電圧成分に係る残留電荷を放電するリセット回路を有する電流リセット回路部を備えていることを特徴とする請求項6記載の表示駆動装置。
- 前記表示駆動装置は、前記各データラインに対応して設けられ、前記画素アレイに配列された前記複数の表示画素に供給された前記階調電流に係る残留電荷を放電するリセット回路を有する画素リセット回路部を備えていることを特徴とする請求項1記載の表示駆動装置。
- 行方向に配設された複数の走査ラインと列方向に配設された複数のデータラインの各交点近傍に、異なる色の複数の表示画素が規則的に配列され、前記複数のデータラインの各々に、行毎に異なる2色の前記表示画素が交互に接続される画素アレイを備え、前記複数のデータラインを介して前記表示画素の各々に表示データに応じた階調電流を供給することにより、前記複数の表示画素を所定の表示階調で駆動させて、前記画素アレイに所望のカラー画像を表示する表示装置において、
前記複数の表示画素を各行ごとに選択状態に設定する走査駆動部と、
前記表示データに基づくデータ電流を生成して出力するデータ駆動部と、
前記データ駆動部から出力される前記データ電流を取り込み、前記各データラインに接続される前記各色の表示画素の表示特性に応じた電流値を有する前記階調電流を生成して、前記各データラインを介して前記複数の表示画素に供給する電流制御部と、
を備えていることを特徴とする表示装置。 - 前記電流制御部は、前記各データラインに接続された前記2色の表示画素に対応して、前記データ電流を前記各表示画素の前記表示特性に応じた電流値を有する前記階調電流に変換する電流変換回路を前記各データラインに対応して2組有していることを特徴とする請求項9記載の表示装置。
- 前記電流制御部は、前記2色の表示画素に対応して設けられた2組の前記電流変換回路が前記各データラインに対応して並列に設けられ、前記データラインと2組の前記電流変換回路のいずれかを選択的に接続する接続切換回路を前記各データラインに対応して有していることを特徴とする請求項10記載の表示装置。
- 前記電流変換回路は、前記データ電流の電流値を前記各色の表示画素の発光効率に応じた所定の電流設定比に基づいて前記階調電流に変換するカレントミラー回路であることを特徴とする請求項10又は11記載の表示装置。
- 前記カレントミラー回路に設定される前記電流設定比は、前記画素アレイに配列された前記各色の表示画素の前記発光効率のうち、最も低い前記発光効率を基準として設定されていることを特徴とする請求項12記載の表示装置。
- 前記電流制御部における前記各電流変換回路は、前記データ電流を電圧成分に変換して保持する電流保持回路を有していることを特徴とする請求項10記載の表示装置。
- 前記表示装置は、前記各データラインに対応して設けられ、前記各電流変換回路に設けられた前記電流保持回路に保持された前記電圧成分に係る残留電荷を放電するリセット回路を有する電流リセット回路部を備えていることを特徴とする請求項14記載の表示装置。
- 前記表示装置は、前記各データラインに対応して設けられ、前記画素アレイに配列された前記複数の表示画素に供給された前記階調電流に係る残留電荷を放電する画素リセット回路を有する画素リセット回路部を備えていることを特徴とする請求項9記載の表示装置。
- 前記画素アレイは、前記異なる色の前記複数の表示画素がデルタ配列されていることを特徴とする請求項9記載の表示装置。
- 前記画素アレイに配列された前記表示画素は、各々、
前記電流制御部から供給される前記階調電流に応じた電荷を保持し、当該電荷に基づいて所定の電流値を有する発光駆動電流を生成する画素駆動回路と、
前記画素駆動回路から供給される前記発光駆動電流の電流値に基づいて、所定の輝度階調で発光動作する電流制御型の発光素子と、
を備えることを特徴とする請求項9乃至17のいずれかに記載の表示装置。 - 少なくとも前記画素駆動回路及び前記電流制御部は、同一のチャネル極性を有する電界効果型トランジスタにより形成されていることを特徴とする請求項18記載の表示装置。
- 少なくとも前記電流リセット回路部及び前記画素リセット回路部の一方が、前記画素駆動回路及び前記電流制御部と同一のチャネル極性を有する電界効果型トランジスタにより形成されていることを特徴とする請求項18又は19記載の表示装置。
- 前記電流制御型の発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項18記載の表示装置。
- 行方向に配設された複数の走査ラインと列方向に配設された複数のデータラインの各交点近傍に、異なる色の複数の表示画素が規則的に配列され、前記複数のデータラインの各々に、行ごとに異なる2色の前記表示画素が交互に接続される画素アレイを備え、前記複数のデータラインを介して前記表示画素の各々に表示データに応じた階調電流を供給することにより、前記複数の表示画素を所定の表示階調で駆動させて、前記画素アレイに所望のカラー画像を表示する表示装置の駆動制御方法において、
前記複数の表示画素を行ごとに順次選択状態に設定する動作と、
前記選択状態に設定される行に対応する表示データに基づくデータ電流を取り込む動作と、
前記データ電流に基づいて、前記各データラインに接続された、前記選択状態に設定された行の、前記2色のうちの何れか一方の色の前記表示画素の表示特性に応じた電流値を有する前記階調電流を生成して、前記各データラインを介して前記選択状態に設定された前記表示画素に供給する動作と、
を含むことを特徴とする表示装置の駆動制御方法。 - 前記選択状態に設定された特定の行の前記表示画素に対応した前記階調電流を前記表示画素に供給する動作と、当該特定の行の次の行の前記表示画素に対応した前記データ電流を取り込む動作と、を所定の動作期間内に同時並行して実行することを特徴とする請求項22記載の表示装置の駆動制御方法。
- 前記選択状態に設定された特定の行の前記表示画素に対応した前記データ電流を取り込む動作と、当該特定の行の前記表示画素に対応した前記階調電流を前記表示画素に供給する動作と、を所定の動作期間内に同時並行して実行することを特徴とする請求項22記載の表示装置の駆動制御方法。
- 前記データ電流を取り込む動作に先立って、当該動作期間の一つ前の前記動作期間において取り込んだ前記データ電流に起因する残留電荷を放電する動作を実行することを特徴とする請求項24に記載の表示装置の駆動制御方法。
- 前記階調電流を前記表示画素に供給する動作に先立って、当該動作期間の一つ前の前記動作期間において供給された前記階調電流に起因する当該表示画素における残留電荷を放電する動作を実行することを特徴とする請求項23乃至25のいずれかに記載の表示装置の駆動制御方法。
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