JP4773228B2

JP4773228B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP4773228B2
Application number: JP2006046882A
Authority: JP
Inventors: 直雄今野
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2026-02-23
Also published as: JP2007228723A

Description

本発明は、電子機器に関するものであり、特に、電源としてバッテリを用いる電子機器に関するものである。

従来より、携帯電話機やディジタルカメラ等の電子機器は、ＰＷＭ制御により電源から供給される電力量を調整して出力するインバータ等の電力調整部を備えており、この電力調整部によって調整された電力により、液晶表示パネルのバックライトやステッピングモータ等の動作部の動作制御を行っていた。

このＰＷＭ制御とは、電源と動作部との接続をオン・オフするスイッチング手段を備えた電力調整部に、所望のパルス幅となるようにパルス幅変調したＰＷＭ信号を入力し、このＰＷＭ信号がハイレベルになっている期間だけ動作部に電源からの電力を供給する制御であり、電力調整部に入力するＰＷＭ信号のパルス幅を調整することにより、単位時間に動作部へ供給する電力量を調整して、動作部の動作制御を行う制御である。

このＰＷＭ制御を用いて、液晶表示パネルのバックライトに供給する電力量を調整することにより、バックライトが発する光の輝度を調整する電子機器が考案されている（例えば、特許文献１参照）。

このようなＰＷＭ制御を精度良く行うためには、ＰＷＭ信号のハイレベルを常時一定の値に保つ必要がある。

そのため、ＰＷＭ制御を行う電力調整部を備えた電子機器では、一般に、電力調整部へＰＷＭ信号を入力するためのＰＷＭ信号線にプルアップ抵抗の一端を接続するとともに、その他端を電源線に接続することによって、ＰＷＭ信号のハイレベルを電源電位に基づいて決定される一定値に保つようにしている。具体的には、図２に示すような回路構成により、ＰＷＭ制御を行っていた。

図２は、電子機器においてＰＷＭ制御を行う部分を示す回路図である。電力調整部１００により調整された電圧でバックライト用のＬＥＤ１０９が動作する。制御部１０２が電力調整部１００の動作を制御する。制御部１０２は、ＰＷＭ信号のパルス幅変調を行うスイッチング素子１０３と、電力調整部１００の待機状態と動作状態とで波高の異なる切換信号を生成する切換信号生成回路１０４を含んでいる。電力調整部１００には、電源となるバッテリ１０１から電力調整部１００へ電力を入力する電源線１０５、電力調整部１００へＰＷＭ信号を入力するＰＷＭ信号線１０６、電力調整部１００へ切換信号を入力する切換信号線１０７が接続されている。電源線１０５とＰＷＭ信号線１０６の間にはプルアップ抵抗１０８が設けられている。

このように構成した回路によりＰＷＭ制御を行う場合には、まず電子機器にバッテリ１０１を装着した状態で切換信号生成回路１０４から電力調整部１００へ切換信号を入力して電力調整部１００を動作状態にする。

次に、スイッチング素子１０３を所定のタイミングでオン・オフさせることにより所望のパルス幅となるようにパルス幅変調したＰＷＭ信号を生成して電力調整部１００へ入力する。電力調整部１００は、ＰＷＭ信号線１０６から入力されるＰＷＭ信号がハイレベルの期間、ＬＥＤ１０９へ電源線１０５から入力される電力を供給し、ＰＷＭ信号がローレベルの期間、ＬＥＤ１０９への電力供給を停止することにより、単位時間にＬＥＤ１０９へ供給する電力量を調整するＰＷＭ制御を行う。

このとき、スイッチング素子１０３をオフさせている間は、バッテリ１０１から電源線１０５とプルアップ抵抗１０８とＰＷＭ信号線１０６とを介して電力調整部１００へ電流が流れるのでＰＷＭ信号がハイレベルとなり、スイッチング素子１０３をオンさせている間は、バッテリ１０１から電源線１０５とプルアップ抵抗１０８とＰＷＭ信号線１０６とスイッチング素子１０３とを介してスイッチング素子１０３のグランドへ電流が流れるのでＰＷＭ信号がローレベルとなる。

このように、電源線１０５とＰＷＭ信号線１０６との間にプルアップ抵抗１０８を接続することによってＰＷＭ信号のハイレベルを電源電位に基づいて決定される一定値にすると共に、スイッチング素子１０３のオン期間及びオフ期間を調整することによってＰＷＭ信号のパルス幅変調を行って、バックライトＬＥＤ１０９の動作をＰＷＭ制御していた。
特開２００２−５６９９６号公報

ところが、上記従来の電子機器では、電力調整部１００にＰＷＭ信号を入力するためのＰＷＭ信号線１０６と電源線１０５との間にプルアップ抵抗１０８を接続することによりＰＷＭ信号のハイレベルを一定値に保つようにしていたため、電力調整部１００が待機状態のときであってもバッテリ１０１の電力を消耗していた。

すなわち、電力調整部１００が待機状態でバックライトＬＥＤ１０９が消灯している状態では、スイッチング素子１０３がオンとなっているので、バッテリ１０１から電源線１０５とプルアップ抵抗１０８とＰＷＭ信号線１０６とスイッチング素子１０３とを介してグランドへ電流が流れてバッテリ１０１の電力を消耗してしまう。

そのため、一回のバッテリ充電により電子機器を連続して使用可能な時間が短くなるおそれがあった。

そこで、本発明では、電源となるバッテリから供給される電力量を調整して出力する電力調整部と、電力調整部から出力される調整された電力により動作する動作部と、電力調整部における調整量を制御するためにパルス幅変調したＰＷＭ信号を当該電力調整部に入力するためのＰＷＭ信号線と、電力調整部の待機状態と動作状態とで波高の異なる切換信号を当該電力調整部に入力するための切換信号線とを備えた電子機器において、ＰＷＭ信号線に一端を接続したプルアップ抵抗の他端を切換信号線に接続することにより、電力調整部が動作状態のときの切換信号の波高に基づいてＰＷＭ信号の波高を決定することとした。

本発明によれば、電力調整部が待機状態の期間にバッテリが消耗する電力量を可及的に低減することができるので、電源としてバッテリを用いる電子機器を１回のバッテリ充電により連続して使用可能な時間が可及的に延長される。

本発明に係る電子機器は、電源となるバッテリから供給される電力をＰＷＭ（制御により調整して出力する電力調整部と、この電力調整部から出力される調整された電力により動作する動作部と、電力調整部の動作を制御する制御部とを備えている。

また、制御部は、電力調整部における調整量を制御するためにパルス幅変調したＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成回路と、電力調整部の待機状態と動作状態とで波高の異なる切換信号を生成する切換信号生成回路とを備えている。

そして、ＰＷＭ信号生成回路と電力調整部とはＰＷＭ信号線で接続されており、このＰＷＭ信号線を介してＰＷＭ信号生成回路から電力調整部へＰＷＭ信号を入力するようにしている。

このＰＷＭ信号線を介して電力調整部に入力されるＰＷＭ信号は、所定のタイミングでハイレベル（以下、「Ｈｉ」という。）である期間とローレベル（以下、「Ｌｏ」という。）である期間とが切り替わるパルス信号である。

そして、電力調整部は、このＰＷＭ信号がＨｉの期間だけ動作部へバッテリからの電力を供給し、ＰＷＭ信号がＬｏの期間は動作部への電力供給を停止して、単位時間に動作部へ供給する電力量を調整するＰＷＭ制御を行う。

また、切換信号生成回路と電力調整部とは切換信号線により接続されており、この切換信号線を介して切換信号生成回路から電力調整部へ切換信号を入力するようにしている。この切換信号線を介して電力調整部に入力される切換信号は、ＨｉとＬｏと２つの状態に切り替わる信号である。

そして、電力調整部は、Ｌｏの切換信号が入力されている期間待機状態を維持し、Ｈｉの切換信号が入力されている期間動作状態を維持する。特に、この電子機器では、ＰＷＭ信号線に一端を接続したプルアップ抵抗の他端を切換信号線に接続することにより、電力調整部が動作状態のときの切換信号の波高（信号レベル）に基づいてＰＷＭ信号のＨｉにおける波高を決定するようにしている。

このように本発明に係る電子機器では、ＰＷＭ信号線の中途部と切換信号線の中途部との間に所定の抵抗値を有するプルアップ抵抗を架設したため、電力調整部が待機状態のとき、すなわち、切換信号がＬｏのときにはプルアップ抵抗には電流が流れないので、電力調整部が待機状態の期間にバッテリが消耗する電力量を可及的に低減することができ、電源としてバッテリを用いる電子機器の連続動作時間を可及的に延長させることができる。

そのため、本発明は、バッテリを電源とする電子機器であって、バッテリから供給される電力をＰＷＭ制御により調整して動作部に供給することによって、動作部の動作制御を行うような任意の電子機器に適用することで、その電子機器の１回のバッテリ充電による連続使用時間を可及的に延長させることができ、例えば、携帯電話機に設けられる液晶表示パネルのバックライトや、ディジタルカメラに設けられるオートフォーカス用のステッピングモータ等の動作制御に適用することができる。

特に、本発明を携帯電話機に設けられる液晶パネルのバックライトに適用した場合、すなわち、本発明における動作部を液晶パネルの光源として機能する発光手段とした場合には、電力調整部は、発光手段に供給する電力量をＰＷＭ制御により調整して発光手段が発する光の輝度を調整する。この場合、電力制御部が待機状態で、バックライトが消灯しているときには、上記した切換信号がＬｏであるためプルアップ抵抗に電流が流れることがなく、バッテリの消耗を抑制することがでるので、１回のバッテリ充電により携帯電話機を使用できる時間を可及的に延長させることができる。

以下、本発明に係る電子機器の実施例について、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明では、携帯電話機を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、バッテリを電源とする電子機器であって、バッテリから供給される電力をＰＷＭ制御により調整して動作部に供給することによって、動作部の動作制御を行うような任意の電子機器に適用することができる。

図１に示すように、本実施例の携帯電話機１は、その筐体の内部に文字情報や画像情報等の画像を表示する液晶表示モジュール２と、液晶表示モジュール２をはじめとする携帯電話機１全体の動作制御を行う各種電子回路が設けられたメイン基板３を備えている。

液晶表示モジュール２は、対向する２枚のガラス基板の間に液晶が封止された液晶表示パネル（図示略）と、この液晶表示パネルへ背面側から光を照射するための光源として機能する発光手段（以下、「バックライトＬＥＤ４」という）と、このバックライトＬＥＤ４に供給する電力量を調整することによって、バックライトＬＥＤ４が発する光の輝度を調整する電力調整部として機能するバックライト調光用ＩＣ５を備えている。

また、メイン基板３には、携帯電話機１全体の動作制御を行うＣＰＵ６と、このＣＰＵ６による制御に基づいてバックライト調光用ＩＣ５からバックライトＬＥＤ４に供給する電力の調整量を制御する制御部７と、これらＣＰＵ６、制御部７等、携帯電話機１を構成する全ての電子回路の電源として機能する着脱自在のバッテリ８とを備えている。

また、制御部７は、バックライト調光用ＩＣ５の待機状態と動作状態とで波高の異なる切換信号を生成してバックライト調光用ＩＣ５へ出力する切換信号生成回路９を備えている。この切換信号生成回路９は、ＣＰＵ６の制御に基づいてバックライト調光用ＩＣ５を待機状態とする期間Ｌｏの信号をバックライト調光用ＩＣ５へ継続的に出力する一方、バックライト調光用ＩＣ５を動作状態とする期間Ｈｉの信号をバックライト調光用ＩＣ５へ継続的に出力するロジック回路である。

さらに制御部７は、バックライト調光用ＩＣ５においてバックライトＬＥＤ４に供給する電力の調整量を制御するためにパルス幅変調したＰＷＭ信号を生成してバックライト調光用ＩＣ５へ出力するＰＷＭ信号生成回路１０を備えており、このＰＷＭ信号生成回路１０は、ＣＰＵ６による制御に基づいて所定のタイミングでオン・オフを繰り返すスイッチング素子である。

また、バッテリ８とバックライト調光用ＩＣ５とは電源線１１により接続しており、ＰＷＭ信号生成回路１０とバックライト調光用ＩＣ５とはＰＷＭ信号線１２により接続しており、切換信号生成回路９とバックライト調光用ＩＣ５とは切換信号線１３により接続している。

特に、この携帯電話機１では、ＰＷＭ信号線１２の中途部に所定の抵抗値を有するプルアップ抵抗１４の一端を接続すると共に、このプルアップ抵抗１４の他端を切換信号線１３の中途部に接続している。

このプルアップ抵抗１４は、ＰＷＭ信号がＨｉのときの波高を決定するための抵抗であり、上記のようにＰＷＭ信号線１２と切換信号線１３との間に接続することにより、ＰＷＭ信号がＨｉとなるときの波高は、Ｈｉの切換信号がバックライト調光用ＩＣ５へ入力されているときに切換信号線１３に印加されている電圧をプルアップ抵抗１４により所定電位だけ電圧降下した電圧に対応した波高となる。

また、バックライト調光用ＩＣ５に入力される切換信号がＬｏのときには、プルアップ抵抗１４に電流が流れることがないので、バックライト調光用ＩＣ５が待機中に制御部７が消費する電力量を可及的に低減することができる。

このように構成した携帯電話機１では、以下のようにしてバックライトＬＥＤ４が発する光の輝度を制御する。

まず、充電の完了したバッテリ８をメイン基板３に装着する。このとき、バッテリ８を装着しただけではＣＰＵ６は動作しないので、制御部７が動作することもなく、切換信号生成回路９からバックライト調光用ＩＣ５へはＬｏの切換信号が入力されている状態となる。

そのため、バッテリ８を装着しただけの状態では、バックライト調光用ＩＣ５及び制御部７においてほとんどバッテリ８の電力を消費することがない。

次に、ＣＰＵ６から切換信号生成回路９へ制御信号を入力することにより切換信号生成回路９を動作させ、切換信号生成回路９からバックライト調光用ＩＣ５へＨｉの切換信号を入力してバックライト調光用ＩＣ５を動作状態とする。

次に、ＣＰＵ６は、ユーザーにより設定された設定値に基づく制御信号をＰＷＭ信号生成回路１０へ入力してＰＷＭ信号生成回路１０を動作させる。

ＰＷＭ信号生成回路１０は、ＣＰＵ６から入力される制御信号に基づいてスイッチング素子をオン・オフさせることにより、所定のタイミングでＨｉの期間とＬｏの期間とが切り換るＰＷＭ信号を、ＰＷＭ信号線１２を介してバックライト調光用ＩＣ５へ入力する。

このとき、ＰＷＭ信号生成回路１０のスイッチング素子をオンさせると、切換信号生成回路９から出力される電流がバックライト調光用ＩＣ５へ流れると共に、切換信号線１３と、プルアップ抵抗１４と、ＰＷＭ信号線１２とを介して、ＰＷＭ信号生成回路１０の接地端子へ流れるので、ＰＷＭ信号線１２の電位が接地電位となり、バックライト調光用ＩＣ５へＬｏのＰＷＭ信号が入力されることになる。

一方、ＰＷＭ信号生成回路１０のスイッチング素子をオフさせると、切換信号生成回路９から出力される電流がバックライト調光用ＩＣ５へ流れると共に、切換信号線１３と、プルアップ抵抗１４と、ＰＷＭ信号線１２とを介してバックライト調光用ＩＣ５へ流れるので、ＰＷＭ信号線１２の電位は、切換信号線１３の電位をプルアップ抵抗１４により所定電位まで降下させた電位となり、バックライト調光用ＩＣ５へＨｉのＰＷＭ信号が入力されることとなる。

バックライト調光用ＩＣ５は、このＰＷＭ信号が入力されると、バッテリ８から供給される電力をＰＷＭ信号がＨｉの期間だけバックライトＬＥＤ４へ供給し、ＰＷＭ信号がＬｏの期間ではバックライトＬＥＤ４への電力供給を停止して、単位時間にバックライトＬＥＤ４へ供給する電力量を調整することによってバックライトＬＥＤ４が発する光の輝度を調整する。

このように、本実施例の携帯電話機１では、バッテリ８を装着した状態であっても、バックライト調光用ＩＣ５が待機状態であれば、バックライトＬＥＤ４の調光制御を行うＰＷＭ信号生成回路１０やバックライト調光用ＩＣ５等の電子回路で電力を消費することがないので、１回のバッテリ充電で携帯電話機１を連続使用できる時間を可及的に延長することができる。

本発明の電子機器を示す回路ブロック図である。従来の電子機器を示す回路ブロック図である。

符号の説明

１携帯電話機
２液晶表示モジュール
３メイン基板
４バックライトＬＥＤ
５バックライト調光用ＩＣ
６ＣＰＵ
７制御部
８バッテリ
９切換信号生成回路
１０ＰＷＭ信号生成回路
１１電源線
１２ＰＷＭ信号線
１３切換信号線
１４プルアップ抵抗

Claims

バッテリから供給される電力量を調整して出力する電力調整部と、
前記電力調整部から出力される調整された電力により動作する動作部と、
前記電力調整部における調整量を制御するためにパルス幅変調したＰＷＭ信号を当該電力調整部に入力するためのＰＷＭ信号線と、
前記電力調整部の待機状態と動作状態とで波高の異なる切換信号を当該電力調整部に入力するための切換信号線と、を備えた電子機器において、
前記ＰＷＭ信号線に一端を接続したプルアップ抵抗の他端を前記切換信号線に接続することにより、前記電力調整部が動作状態のときの前記切換信号の波高に基づいて前記ＰＷＭ信号の波高を決定することを特徴とする電子機器。
前記動作部は、液晶表示パネルの光源として機能する発光手段であり、
前記電力調整部は、前記発光手段に供給する電力量を調整することによって、前記発光手段が発する光の輝度を調整することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。