JP5470205B2 - 表示装置および表示制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示制御技術に関し、特にＬＥＤなどの表示素子を点消灯制御して各種情報を表示する際の表示制御技術に関する。

空調などの制御システムでは、システムで管理している各種情報を利用者に表示する際、ＬＥＤなどの表示素子が使用される。例えば、空調空間に設置された設定器では、上位コントローラからの供給電源で動作するＣＰＵにより、空調制御のオン／オフ、室温の設定・表示、風量切替など、上位コントローラとデータ通信や利用者の操作を示す各種情報を表示するものとなっている。

このような、設定器では、空調空間内の温度を計測するために温度センサが搭載されている。この温度センサで計測される温度は、空調空間内の温度のほかに、設定器自体で発する熱の変化の影響も受ける。例えば、設定器のＬＥＤがすべて点灯した場合には、設定器で消費する電流が増加し、設定器の電源回路で発生する熱が増加する。
したがって、このような温度センサを搭載する装置では、装置内で発生する熱による温度センサへの影響を抑制する必要がある。

従来、複数の表示素子を点消灯制御して各種情報を表示する表示装置において、表示素子での消費電力を一定に保持する技術が提案されている（例えば、特許文献１など参照）
。この技術では、複数の表示素子を直列接続するとともに、これら表示素子ごとに当該素子の両端にスイッチ素子を接続して、これらスイッチ素子をオン・オフ制御することにより表示素子の点消灯制御している。そして、直列接続されたこれら表示素子に対して、さらに定電流回路を直列接続して、各表示素子に流れる電流を一定値とすることにより、表示素子での消費電力を一定に保持している。

実開平５−９２６３９号公報

しかしながら、このような従来技術では、複数の表示素子を直列接続する必要があるため、回路規模や回路コストが増大するという問題点があった。
ＬＥＤなどの表示素子では、駆動に必要な電圧が定められている。例えば赤色ＬＥＤや緑色ＬＥＤでは、１つ当たり２．１Ｖ程度必要とし、白色ＬＥＤでは１つ当たり３．５Ｖ程度も必要となる。一方、ＣＰＵなどの制御系電源は、省電力化により電圧が低下傾向にあり、５Ｖ以下の電圧を用いるものが一般的である。このため、従来技術によれば、ＬＥＤ用に制御系電源電圧より高い電源電圧を供給する必要があり、回路規模や回路コストの増大に繋がる。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、回路規模や回路コストを増大させることなく、一定の発熱量で複数の表示素子を点消灯制御できる表示制御技術を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかる表示装置は、動作電源に対して互いに並列的に接続された複数の表示素子と、動作電源に対して表示素子と並列的に接続された負荷抵抗素子と、一定の周期期間内に時分割で設けた表示区間ごとに、表示素子のうち当該表示区間に対応する表示素子を点消灯制御する点消灯制御部と、周期期間内で負荷抵抗素子に流れる電流をスイッチング制御することにより、表示素子の消灯により生じる余剰電流分を負荷抵抗素子で消費させる電流調整部とを備えている。

この際、点消灯制御部で、表示区間ごとに、表示素子のうち当該表示区間に対応するいずれか１つの表示素子を点消灯制御するとともに、他の表示素子を消灯し、負荷抵抗素子は、表示素子間で等しく設定された、表示素子１つ分の点灯電流を消費する抵抗値を有し、電流調整部で、表示区間のうち当該表示素子を消灯させる表示区間に同期したタイミングで、負荷抵抗素子を駆動することにより、余剰電流を負荷抵抗素子で消費させるようにしてもよい。

また、電流調整部で、表示区間のうち当該表示区間と対応する表示素子を消灯させる表示区間ごとに、当該表示区間の時間長と当該表示素子の点灯電流との積からなる電流時間積を計算し、これら電流時間積の総和を負荷抵抗素子に流れる負荷電流で除算することにより、負荷抵抗素子の負荷駆動期間長を計算し、周期期間のうち負荷駆動期間長分だけ負荷抵抗素子を駆動することにより、余剰電流を負荷抵抗素子で消費させるようにしてもよい。

また、電流調整部で、表示区間Ｓのうち対応する表示素子を点灯させる表示区間Ｓｉごとに、当該表示区間の時間長と当該表示素子の点灯電流との積からなる電流時間積Ｑｉを計算し、周期期間長をＴｃとし、負荷抵抗素子に流れる負荷電流をＩｒｏｎとし、周期期間のうち記負荷抵抗素子の負荷駆動期間長をＴｒとし、当該表示装置のうち表示素子以外の回路部で定常的に消費される内部定常電流をＩｆとし、当該表示装置に対して外部から供給される供給電圧をＶｉｎとし、周期期間において当該表示装置全体で消費する消費電力をＰとした場合、
Ｐ／Ｖｉｎ＝Ｉｆ＋（ΣＱｉ＋Ｉｒｏｎ×Ｔｒ）／Ｔｃ
の関係式に基づいて負荷駆動期間長Ｔｒを計算し、周期期間のうち負荷駆動期間長Ｔｒ分だけ負荷抵抗素子を駆動することにより、余剰電流を負荷抵抗素子で消費させるようにしてもよい。

また、本発明の表示制御方法は、動作電源に対して互いに並列的に接続された複数の表示素子と、動作電源に対して表示素子と並列的に接続された負荷抵抗素子とを備える表示装置で用いられる表示制御方法であって、点消灯制御部が、一定の周期期間内に時分割で設けた表示区間ごとに、表示素子のうち当該表示区間に対応する表示素子を点消灯制御する点消灯制御ステップと、電流調整部が、周期期間内で負荷抵抗素子に流れる電流をスイッチング制御することにより、表示素子の消灯により生じる余剰電流分を負荷抵抗素子で消費させる電流調整ステップとを備えている。

本発明によれば、表示素子の点消灯状態が変化しても、表示素子および負荷抵抗素子での消費電力が一定に保たれるため、装置内で発生する熱による温度センサへの影響を抑制することができる。また、複数の表示素子を駆動する場合でも高い電圧を必要としないため、回路規模や回路コストを増大させることもない。

第１の実施の形態にかかる表示装置の構成を示すブロック図である。 駆動タイミングデータの構成例である。 点灯データの構成例である。 設定器の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態にかかる表示装置の表示制御処理を示すフローチャートである。 第１の実施の形態にかかる表示装置の表示制御処理を示すタイミングチャートである。 第２の実施の形態にかかる表示装置の表示制御処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態にかかる表示装置の表示制御処理を示すタイミングチャートである。 第３の実施の形態にかかる表示装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施の形態にかかる表示装置の表示制御処理を示すフローチャートである。 第３の実施の形態にかかる表示装置の表示制御処理を示すタイミングチャートである。 供給電圧と負荷駆動期間長との関係を示すグラフである。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる表示装置について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる表示装置の構成を示すブロック図である。
この表示装置１は、ＬＥＤなどからなる複数の表示素子を点消灯制御して各種情報を表示する表示装置である。

本実施の形態は、これら複数の表示素子を動作電源に対して互いに並列的に接続するとともに、これら表示素子と並列的に負荷抵抗素子を接続し、一定の周期期間内に時分割で設けた表示区間ごとに、表示素子のうち当該表示区間に対応する表示素子を点消灯制御し、周期期間内で負荷抵抗素子に流れる電流をスイッチング制御することにより、表示素子の消灯により生じる余剰電流分を負荷抵抗素子で消費させるようにしたものである。

次に、図１を参照して、本実施の形態にかかる表示装置の構成について詳細に説明する。ここでは、表示素子として３つのＬＥＤを有する場合を例として説明するが、表示素子はＬＥＤに限定されるものではなく、表示素子の数も３つに限定されるものではない。
表示装置１には、主な構成として、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３、表示制御部１０、および記憶部１５が設けられている。また、表示制御部１０には、主な処理部として、点消灯制御部１１と電流調整部１２が設けられている。

表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３は、動作電圧ＶＣＣに対して互いに並列的に接続されている。
表示素子ＬＤ１のアノード端子と動作電圧ＶＣＣとの間に、抵抗素子Ｒ１が直列接続されており、表示素子ＬＤ１のカソード端子が点消灯制御部１１に接続されている。
また、表示素子ＬＤ２のアノード端子と動作電圧ＶＣＣとの間に、抵抗素子Ｒ２が直列接続されており、表示素子ＬＤ２のカソード端子が点消灯制御部１１に接続されている。
同じく、表示素子ＬＤ３のアノード端子と動作電圧ＶＣＣとの間に、抵抗素子Ｒ３が直列接続されており、表示素子ＬＤ３のカソード端子が点消灯制御部１１に接続されている。

負荷抵抗素子Ｒは、一般的な抵抗素子であり、動作電圧ＶＣＣに対して表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３と並列的に接続されている。すなわち、負荷抵抗素子Ｒの一端が、動作電圧ＶＣＣに接続されており、他端が電流調整部１２に接続されている。
本実施の形態において、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３に流れる点灯電流Ｉ１ｏｎ，Ｉ２ｏｎ，Ｉ３ｏｎは、互いに等しい電流値Ｉｄｏｎであるものとする。また、負荷抵抗素子Ｒの負荷電流Ｉｒｏｎも電流値Ｉｄｏｎに等しくなるよう、負荷抵抗素子Ｒの抵抗値が予め選択されているものとする。

表示制御部１０は、専用の制御回路、あるいは記憶部１５で記憶するプログラムで動作するＣＰＵなどの演算処理回路からなり、点消灯制御部１１や電流調整部１２などの各種処理部を実現している。

点消灯制御部１１は、一定の周期期間内に時分割で設けた表示区間ごとに、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３のうち当該表示区間に対応する表示素子ＬＤｉを点消灯制御する機能を有している。
電流調整部１２は、周期期間内で負荷抵抗素子Ｒに流れる負荷抵抗素子電流Ｉｒをスイッチング制御することにより、表示区間のうち、当該表示素子ＬＤｉを消灯させる表示区間で余剰する余剰電流分を、負荷抵抗素子Ｒで消費させる機能を有している。

記憶部１５は、半導体メモリなどの記憶装置からなり、点消灯制御部１１や電流調整部１２での処理動作に用いる各種処理情報やプログラムを記憶する機能を有している。
記憶部１５で記憶する主な処理情報として、駆動タイミングデータ１５Ａや点灯データ１５Ｂがある。

図２は、駆動タイミングデータの構成例である。駆動タイミングデータ１５Ａは、周期期間Ｃ内に時分割で設けた表示区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３と表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を駆動するタイミングとの関係を示すデータである。図２では、表示区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ごとに、当該表示区間Ｓｉで駆動する表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３のうちのいずれか１つが組として登録されている。この際、周期期間Ｃについては、見かけ上で点滅が感じられない程度の時間長、例えば３０ｍｓ以下とし、表示区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、周期期間Ｃを表示素子数で分割して決定すればよい。また、点灯電流Ｉ１ｏｎ，Ｉ２ｏｎ，Ｉ３ｏｎは、表示区間長分の駆動により十分な明るさが得られる電流値を予め選択すればよい。

図３は、点灯データの構成例である。点灯データ１５Ｂは、周期期間Ｃにおける表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３の点消灯を示すデータである。図３では、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３ごとに、当該表示素子ＬＤｉの点消灯がＯＮ／ＯＦＦで設定されている。実際に、表示素子ＬＤｉの点消灯を切り替える場合には、この点灯データ１５Ｂが変更される。

図４は、設定器の構成を示すブロック図である。
本実施の形態にかかる表示装置１は、図４に示すような、例えば、空調などの制御システムの設定器の一部として用いられる。
設定器２は、コネクタＣＮおよび通信回線Ｌを介して上位コントローラＣＮＴと接続されて、上位コントローラＣＮＴからの供給電源により動作する端末装置である。

この設定器２には、主な機能部として、制御部２０、温度センサ２１、入力変換部２２、キー入力部２３、アドレス設定部２４、ＬＣＤ２５、ＬＥＤ２６、通信インターフェース部（以下、通信Ｉ／Ｆ部という）２７、電源監視部２８、および電源部２９が設けられている。

制御部２０は、サーミスタなどの温度センサ２１から入力変換部２２を介して温度を検出する機能と、キー入力部２３で検出した利用者操作の内容をＬＣＤ２５やＬＥＤ２６で表示する機能と、これら温度や利用者操作の内容を通信Ｉ／Ｆ部２７から上位コントローラＣＮＴへ通知する機能と、アドレス設定部２４で設定されたアドレスを自装置のシステム内でのアドレスとしてメモリ（図示せず）に設定する機能とを有している。

電源部２９は、電圧レギュレータなどの電源回路からなり、コネクタＣＮを介して得られた供給電源から動作電圧ＶＣＣを生成して供給する機能を有している。
電圧監視部２８は、動作電圧ＶＣＣを常時監視して、動作電圧ＶＣＣの低下を制御部２０へ通知する機能を有している。
制御部２０は、動作電圧ＶＣＣ低下の通知に応じて、障害発生を上位コントローラＣＮＴへ通知するなどの障害発生動作を行う機能を有している。

このような設定器２に対して、本実施の形態にかかる表示装置１を適用する場合、設定器２のうち、制御部２０により、点消灯制御部１１、電流調整部１２、および記憶部１５の機能を実現し、ＬＥＤ２６により表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３や抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を実現することになる。

［第１の実施の形態の動作］
次に、図５および図６を参照して、本実施の形態にかかる表示装置１の動作について説明する。図５は、第１の実施の形態にかかる表示装置の表示制御処理を示すフローチャートである。図６は、第１の実施の形態にかかる表示装置の表示制御処理を示すタイミングチャートである。
表示装置１の表示制御部１０は、一定の周期期間ごとに、図５の表示制御処理を実行する。

まず、表示制御部１０は、記憶部１５から点灯データ１５Ｂを取得する（ステップ１００）。なお、駆動タイミングデータ１５Ａについては、電源投入時の初期設定動作において記憶部１５から予め読み込まれているものとする。

次に、点消灯制御部１１は、駆動タイミングデータ１５Ａおよび点灯データ１５Ｂに基づいて、各表示区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３における表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３の駆動要否を決定する（ステップ１０１）。
図６に示すように、周期期間Ｃが３分割されて表示区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が順に設けられている。駆動タイミングデータ１５Ａが、前述した図２の内容である場合、表示区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の各タイミングで、点灯データ１５Ｂに基づき表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３が駆動される。

具体的には、点灯データ１５Ｂが、前述した図３の内容である場合、すなわち表示素子ＬＤ１，ＬＤ２を点灯し、表示素子ＬＤ３を消灯する場合、点消灯制御部１１は、表示区間Ｓ１において表示素子ＬＤ１を駆動し、表示区間Ｓ２において表示素子ＬＤ２を駆動する。これにより、表示区間Ｓ１において表示素子ＬＤ２に点灯電流Ｉ１ｏｎが流れ、表示区間Ｓ２において表示素子ＬＤ２に点灯電流Ｉ２ｏｎが流れる。なお、表示素子ＬＤ３は消灯であるから、表示区間Ｓ３において表示素子ＬＤ３に点灯電流Ｉ３ｏｎは流れない。

一方、電流調整部１２は、駆動タイミングデータ１５Ａおよび点灯データ１５Ｂに基づいて、各表示区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３における負荷抵抗素子Ｒの駆動要否を決定する（ステップ１０２）。

駆動タイミングデータ１５Ａが、前述した図２の内容である場合、表示区間Ｓ１，Ｓ２の各タイミングで、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２が駆動されるため、負荷抵抗素子Ｒは駆動しない。一方、表示区間Ｓ３のタイミングでは、表示素子ＬＤ３が駆動されないため、表示素子ＬＤ３の代わりに負荷抵抗素子Ｒを駆動する。

このようにして、各表示区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３における、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３および負荷抵抗素子Ｒの駆動要否を決定した後、点消灯制御部１１は、各表示区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のタイミング到来に合わせて、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３をそれぞれ駆動するとともに（ステップ１０３）、電流調整部１２は、各表示区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のタイミング到来に合わせて、負荷抵抗素子Ｒを駆動する（ステップ１０４）。

したがって、図６に示すように、表示区間Ｓ１，Ｓ２において表示素子ＬＤ１，ＬＤ２のみがそれぞれ点灯制御されるとともに、表示区間Ｓ３において表示素子ＬＤ３を含むすべての表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３が消灯制御される。これにより、これら表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３の表示素子電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を合計した総表示素子電流Ｉｄａｌｌは、表示区間Ｓ１，Ｓ２において表示素子１つ分の点灯電流Ｉｏｎとなり、表示区間Ｓ３においてゼロとなる。このため、すべての表示区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３において、対応する表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を順に点灯した場合と比較して、表示区間Ｓ３において余剰電流Ｉｓが発生する。

一方、負荷抵抗素子Ｒは、表示区間Ｓ１，Ｓ２で駆動されず、表示区間Ｓ３でのみ駆動される。このため、負荷抵抗素子Ｒに流れる負荷抵抗素子電流Ｉｒは、表示区間Ｓ１，Ｓ２においてゼロとなり、表示区間Ｓ３において表示素子ＬＤ１つ分の点灯電流Ｉｏｎとなる。
したがって、表示区間Ｓ３で生じた余剰電流Ｉｓが負荷抵抗素子電流Ｉｒとして流れるため、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３および負荷抵抗素子Ｒにおいて消費される総消費電流Ｉａｌｌは、表示区間Ｓ１，Ｓ２，３において、常に点灯電流Ｉｏｎに等しくなる。

［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、これら複数の表示素子ＬＤを動作電圧ＶＣＣに対して互いに並列的に接続するとともに、これら表示素子ＬＤと並列的に負荷抵抗素子Ｒを接続し、点消灯制御部１１により、一定の周期期間Ｃ内に時分割で設けた表示区間Ｓｉごとに、表示素子ＬＤのうち当該表示区間に対応する表示素子ＬＤｉを点消灯制御し、電流調整部１２により、周期期間Ｃ内で負荷抵抗素子Ｒに流れる電流をスイッチング制御することにより、表示素子ＬＤｉの消灯により生じる余剰電流Ｉｓ分を負荷抵抗素子Ｒで消費させるようにしたものである。

具体的には、点消灯制御部１１で、表示区間Ｓごとに、表示素子ＬＤのうち当該表示区間Ｓｉに対応するいずれか１つの表示素子ＬＤｉを点消灯制御するとともに、他の表示素子ＬＤを消灯し、負荷抵抗素子Ｒとして、表示素子ＬＤ間で等しく設定された、表示素子ＬＤ１つ分の点灯電流Ｉｏｎを消費する抵抗値を用い、電流調整部１２で、表示区間Ｓのうち当該表示素子ＬＤを消灯させる表示区間Ｓに同期したタイミングで、負荷抵抗素子を駆動することにより、余剰電流を負荷抵抗素子Ｒで消費させるようにしたものである。

これにより、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３および負荷抵抗素子Ｒにおいて消費される総消費電流Ｉａｌｌは、表示区間Ｓ１，Ｓ２，３において、常に点灯電流Ｉｏｎに等しくなる。このため、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３の点消灯状態が変化しても、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３および負荷抵抗素子Ｒでの消費電力が一定に保たれるため、装置内で発生する熱による温度センサへの影響を抑制することができる。また、複数の表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を駆動する場合でも高い電圧を必要としないため、回路規模や回路コストを増大させることもない。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態にかかる表示装置について説明する。
第１の実施の形態では、表示素子ＬＤｉの消灯により生じる余剰電流Ｉｓ分を負荷抵抗素子Ｒで消費させる具体的構成として、表示区間Ｓのうち当該表示素子ＬＤｉを消灯させる表示区間Ｓｉに同期したタイミングで、負荷抵抗素子Ｒを駆動する場合を例として説明した。

本実施の形態では、電流と時間長との積からなる電流時間積Ｑというスカラを導入し、表示区間Ｓのうち対応する表示素子ＬＤを消灯させる表示区間Ｓｉにおける電流時間積Ｑｉの総和と、負荷抵抗素子Ｒの電流時間積Ｑｒとが等しくなるよう、負荷抵抗素子Ｒの負荷駆動期間Ｓｒの時間長、すなわち負荷駆動期間長Ｔｒを調整して駆動する場合について説明する。

本実施の形態において、電流調整部１２は、表示区間Ｓのうち対応する表示素子ＬＤを消灯させる表示区間Ｓｉごとに、当該表示区間Ｓｉの表示区間長Ｔｉと当該表示素子ＬＤｉの点灯電流Ｉｉｏｎとの積からなる電流時間積Ｑｉを計算する機能と、これら電流時間積Ｑｉの総和である総電流時間積Ｑａｌｌを負荷抵抗素子Ｒに流れる負荷電流Ｉｒｏｎで除算することにより、負荷抵抗素子Ｒの負荷駆動期間長Ｔｒを計算する機能と、周期期間Ｃのうち負荷駆動期間長Ｔｒ分だけ負荷抵抗素子Ｒを駆動することにより、表示素子ＬＤｉの消灯により生じる余剰電流Ｉｓを負荷抵抗素子Ｒで消費させる機能とを有している。

周期期間Ｃ内に設けた表示区間Ｓｉについては、第１の実施の形態と同様に、各表示区間Ｓ間で等しい時間長としてもよいし、表示区間Ｓｉごとに異なる時間長を設定してもよい。また、表示素子ＬＤｉの点灯電流Ｉｉｏｎについては、第１の実施の形態と同様に、各表示素子ＬＤ間で等しい電流値としてもよいし、表示素子ＬＤｉごとに異なる点灯電流Ｉｉｏｎであってもよい。各表示区間Ｓｉの時間長や表示素子ＬＤｉの点灯電流Ｉｉｏｎについては、周期期間Ｃ内で表示制御する表示素子ＬＤの数や表示素子ＬＤに要求される明るさに基づいて、予め設定しておけばよい。

一方、周期期間Ｃ内には、各表示区間Ｓとは別個に、負荷抵抗素子Ｒを駆動するための調整区間Ｓｘが設けられている。この調整区間Ｓｘのうち、電流時間積Ｑから計算した負荷駆動期間長Ｔｒだけ負荷抵抗素子Ｒを駆動する。負荷抵抗素子Ｒの負荷抵抗素子電流Ｉｒについては、第１の実施の形態と同様に、表示素子ＬＤｉの点灯電流Ｉｉｏｎと等しい値であってもよく、点灯電流Ｉｉｏｎとは異なる電流値を用いてもよい。すべての表示素子ＬＤを消灯する場合、これら消灯により生じる余剰電流分を調整区間Ｓｘ内で負荷電流Ｉｒｏｎにより消費する必要があり、この条件下で、調整区間Ｓｘおよび負荷電流Ｉｒｏｎを選択し、負荷抵抗素子Ｒの抵抗値を設定すればよい。
なお、本実施の形態にかかる表示装置１のうち、他の構成については、第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。

［第２の実施の形態の動作］
次に、図７および図８を参照して、本実施の形態にかかる表示装置１の動作について説明する。図７は、第２の実施の形態にかかる表示装置の表示制御処理を示すフローチャートである。図８は、第２の実施の形態にかかる表示装置の表示制御処理を示すタイミングチャートである。
表示装置１の表示制御部１０は、一定の周期期間ごとに、図７の表示制御処理を実行する。

まず、表示制御部１０は、記憶部１５から点灯データ１５Ｂを取得する（ステップ２００）。なお、駆動タイミングデータ１５Ａについては、電源投入時の初期設定動作において記憶部１５から予め読み込まれているものとする。
次に、点消灯制御部１１は、駆動タイミングデータ１５Ａおよび点灯データ１５Ｂに基づいて、各表示区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３における表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３の駆動要否を決定する（ステップ２０１）。

一方、電流調整部１２は、駆動タイミングデータ１５Ａおよび点灯データ１５Ｂに基づいて、各表示区間Ｓのうち、当該表示区間と対応する表示素子ＬＤを消灯する表示区間Ｓｉについて、電流時間積Ｑｉを計算する（ステップ２０２）。表示区間Ｓｉの電流時間積Ｑｉは、当該表示区間Ｓｉと対応する表示素子ＬＤｉの点灯電流Ｉｉと、表示区間Ｓｉの時間長Ｔｉとの積、すなわちＱｉ＝Ｉｉ×Ｔｉで求められる。
続いて、電流調整部１２は、これら電流時間積Ｑｉの総和Ｑａｌｌを負荷抵抗素子Ｒに流れる負荷電流Ｉｒｏｎで除算することにより、負荷抵抗素子Ｒの負荷駆動期間長Ｔｒを計算する（ステップ２０３）。

このようにして、各表示区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３における、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３の駆動要否決定するとともに、負荷抵抗素子Ｒの負荷駆動期間長Ｔｒを計算した後、点消灯制御部１１は、各表示区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のタイミング到来に合わせて、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３をそれぞれ駆動するとともに（ステップ２０４）、電流調整部１２は、負荷駆動期間長Ｔｒに合わせて負荷抵抗素子Ｒを駆動する（ステップ２０５）。

したがって、図８に示すように、表示区間Ｓ１，Ｓ２において表示素子ＬＤ１，ＬＤ２のみがそれぞれ点灯制御されるとともに、表示区間Ｓ３において表示素子ＬＤ３を含むすべての表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３が点消灯制御される。これにより、これら表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３の表示素子電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を合計した総表示素子電流Ｉｄａｌｌは、表示区間Ｓ１，Ｓ２においてそれぞれ点灯電流Ｉ１ｏｎ，Ｉ２ｏｎとなり、表示区間Ｓ３においてゼロとなる。このため、すべての表示区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３において、対応する表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を順に点灯した場合と比較して、表示区間Ｓ３において余剰電流Ｉｓが発生する。

一方、負荷抵抗素子Ｒは、表示区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３では駆動されず、調整区間Ｓｘのうち負荷駆動期間Ｓｒでのみ駆動される。このため、負荷抵抗素子Ｒに流れる負荷抵抗素子電流Ｉｒは、表示区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３においてゼロとなり、負荷駆動期間Ｓｒにおいて負荷電流Ｉｒｏｎとなる。
したがって、時間長Ｔ３の表示区間Ｓ３で生じた余剰電流Ｉｓが、負荷駆動期間長Ｔｒの負荷駆動期間Ｓｒ分だけ負荷電流Ｉｒｏｎとして流れるため、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３および負荷抵抗素子Ｒにおいて消費される総消費電流Ｉａｌｌは、各周期期間Ｃ間において、常に等しくなる。

［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、電流と時間長との積からなる電流時間積Ｑというスカラを導入し、表示区間Ｓのうち対応する表示素子ＬＤを消灯させる表示区間Ｓｉにおける電流時間積Ｑｉの総和と、負荷抵抗素子Ｒの電流時間積Ｑｒとが等しくなるよう、負荷抵抗素子Ｒの負荷駆動期間長Ｔｒを調整して駆動するようにしたものである。

これにより、表示素子ＬＤを消灯させる表示区間Ｓｉで生じた余剰電流Ｉｓが、負荷駆動期間長Ｔｒの負荷駆動期間Ｓｒ分だけ負荷電流Ｉｒｏｎとして流れるため、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３および負荷抵抗素子Ｒにおいて消費される総消費電流Ｉａｌｌは、各周期期間Ｃ間において、常に等しくなる。
したがって、例えば赤色ＬＥＤや白色ＬＥＤなど、電気的特性の異なる複数の表示素子の表示制御を行う場合のように、表示素子ＬＤｉごとに、表示区間Ｓｉの時間長Ｔｉおよび点灯電流Ｉｉｏｎが異なる場合でも、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３および負荷抵抗素子Ｒでの消費電力が一定に保たれるため、装置内で発生する熱による温度センサへの影響を抑制することができる。

［第３の実施の形態］
次に、図９を参照して、本実施の形態にかかる表示装置１について説明する。図９は、第３の実施の形態にかかる表示装置の構成を示すブロック図である。

第２の実施の形態では、電流と時間長との積からなる電流時間積Ｑというスカラを導入し、消灯する表示素子の電流時間積Ｑｉの総和と、負荷抵抗素子Ｒの電流時間積Ｑｒとが等しくなるよう、負荷抵抗素子Ｒの負荷駆動期間長Ｔｒを調整する場合について説明した。
本実施の形態では、第２の実施の形態にかかる電流時間積を利用して、外部装置（図示せず）から表示装置１へ供給される供給電圧Ｖｉｎの変動による、表示装置１での消費電力の変化を、負荷抵抗素子Ｒの負荷駆動期間長Ｔｒで調整する場合について説明する。

本実施の形態において、表示制御部１０には、電圧検出部１３が追加されている。電圧検出部１３は、供給電圧Ｖｉｎを抵抗ＲＡ，ＲＢで分圧した入力電位に基づいて、供給電圧Ｖｉｎの電圧値を検出する機能を有している。
電源部１６は、電圧レギュレータなどの定電圧回路からなり、入力された供給電圧Ｖｉｎから一定電圧の動作電圧ＶＣＣを生成して、各回路部へ供給する機能を有している。
電流調整部１２は、表示装置１全体の消費電力Ｐと、供給電圧Ｖｉｎと、表示素子ＬＤおよび負荷抵抗素子Ｒの電流時間積Ｑと、表示素子ＬＤおよび負荷抵抗素子Ｒ以外の回路部に定常的に流れる内部定常電流Ｉｆとの関係を示す関係式に基づいて、負荷抵抗素子Ｒの負荷駆動期間長Ｔｒを計算する機能を有している。

本実施の形態では、２つの表示素子ＬＤ１，ＬＤ２が動作電圧ＶＣＣに対して互いに並列的に接続されており、負荷抵抗素子Ｒが動作電圧ＶＣＣに対して表示素子ＬＤ１，ＬＤ２と並列的に接続されている場合を例として説明する。
一方、周期期間Ｃ内には、各表示区間Ｓ１，Ｓ２とは別個に、負荷抵抗素子Ｒを駆動するための調整区間Ｓｘが設けられている。この調整区間Ｓｘのうち、上記関係式から計算した負荷駆動期間長Ｔｒだけ負荷抵抗素子Ｒを駆動する。

負荷抵抗素子Ｒの負荷電流Ｉｒｏｎについては、第１の実施の形態と同様に、表示素子ＬＤｉの点灯電流Ｉｉｏｎと等しい値であってもよく、点灯電流Ｉｉｏｎとは異なる電流値を用いてもよい。すべての表示素子ＬＤを消灯する場合、これら消灯により生じる余剰電流分を調整区間Ｓｘ内で負荷抵抗素子電流Ｉｒにより消費する必要があり、この条件下で、調整区間Ｓｘおよび負荷電流Ｉｒｏｎを選択し、負荷抵抗素子Ｒの抵抗値を設定すればよい。
なお、本実施の形態にかかる表示装置１のうち、他の構成については、第１および第２の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。

［第３の実施の形態の動作］
次に、図１０および図１１を参照して、本実施の形態にかかる表示装置１の動作について説明する。図１０は、第３の実施の形態にかかる表示装置の表示制御処理を示すフローチャートである。図１１は、第３の実施の形態にかかる表示装置の表示制御処理を示すタイミングチャートである。
表示装置１の表示制御部１０は、一定の周期期間ごとに、図１０の表示制御処理を実行する。

まず、表示制御部１０は、記憶部１５から点灯データ１５Ｂを取得する（ステップ３００）。なお、駆動タイミングデータ１５Ａについては、電源投入時の初期設定動作において記憶部１５から予め読み込まれているものとする。
続いて、電圧検出部１３は、供給電圧Ｖｉｎを検出する（ステップ３０１）。

次に、点消灯制御部１１は、駆動タイミングデータ１５Ａおよび点灯データ１５Ｂに基づいて、各表示区間Ｓ１，Ｓ２における表示素子ＬＤ１，ＬＤ２の駆動要否を決定する（ステップ３０２）。
一方、電流調整部１２は、駆動タイミングデータ１５Ａおよび点灯データ１５Ｂに基づいて、各表示区間Ｓのうち、当該表示区間と対応する表示素子ＬＤを点灯する表示区間Ｓｉについて、電流時間積Ｑｉを計算する（ステップ３０３）。表示区間Ｓｉの電流時間積Ｑｉは、当該表示区間Ｓｉと対応する表示素子ＬＤｉの点灯電流Ｉｉと、表示区間Ｓｉの時間長Ｔｉとの積、すなわちＱｉ＝Ｉｉ×Ｔｉで求められる。

続いて、電流調整部１２は、これら電流時間積Ｑｉ、周期期間Ｃの時間長Ｔｃ、負荷抵抗素子Ｒに流れる負荷電流Ｉｒｏｎ、負荷抵抗素子Ｒを駆動する負荷駆動期間長Ｔｒ、表示装置１のうち表示素子以外の回路部で定常的に消費される内部定常電流Ｉｆ、供給電圧Ｖｉｎ、および周期期間Ｃにおいて表示装置１全体で消費する消費電力Ｐに基づいて、次の式（１）に示す関係式に基づいて、負荷駆動期間長Ｔｒを計算する（ステップ３０４）。
Ｐ／Ｖｉｎ＝Ｉｆ＋（ΣＱｉ＋Ｉｒｏｎ×Ｔｒ）／Ｔｃ …（１）

このようにして、各表示区間Ｓ１，Ｓ２における、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２の駆動要否を決定するとともに、負荷抵抗素子Ｒの負荷駆動期間長Ｔｒを計算した後、点消灯制御部１１は、各表示区間Ｓ１，Ｓ２のタイミング到来に合わせて、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２をそれぞれ駆動するとともに（ステップ３０５）、電流調整部１２は、負荷駆動期間長Ｔｒに合わせて負荷抵抗素子Ｒを駆動する（ステップ３０６）。

したがって、図１１に示すように、例えば、表示区間Ｓ１，Ｓ２において表示素子ＬＤ１，ＬＤ２がそれぞれ点灯制御された場合、表示素子電流Ｉ１，Ｉ２を合計した総表示素子電流Ｉｄａｌｌは、表示区間Ｓ１，Ｓ２においてそれぞれ点灯電流Ｉ１ｏｎ，Ｉ２ｏｎとなる。また、内部定常電流Ｉｆは、周期期間Ｃにおいて一定である。

一方、これら表示素子ＬＤ１，ＬＤ２の電流時間積Ｑ１，Ｑ２が計算されて、前述した式（１）に基づいて、負荷抵抗素子Ｒの負荷駆動期間長Ｔｒが計算され、調整区間Ｓｘのうち負荷駆動期間長Ｔｒ分だけ、負荷抵抗素子Ｒが駆動されて負荷電流Ｉｒｏｎが流れる。

これにより、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２の消灯による余剰電流Ｉｓと、供給電圧Ｖｉｎの変動に起因して発生する電圧変動電流Ｉｖとが、負荷電流Ｉｒｏｎとして流れるため、表示装置１全体で消費される総消費電力は、各周期期間Ｃ間において、常に等しくなる。
したがって、供給電圧Ｖｉｎが変動する場合でも、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２および負荷抵抗素子Ｒでの消費電力が一定に保たれるため、装置内で発生する熱による温度センサへの影響を抑制することができる。

図１２は、供給電圧と負荷駆動期間長との関係を示すグラフであり、横軸が供給電圧Ｖｉｎを示し、縦軸が負荷駆動期間長Ｔｒを示している。
ここでは、供給電圧ＶｉｎがＤＣ２４Ｖ±１５％で変動し、消費電力Ｐ＝２６０ｍＷ、内部定常電流Ｉｆ＝５ｍＡ、点灯電流Ｉ１ｏｎ＝Ｉ２ｏｎ＝負荷抵抗素子Ｒに流れる負荷電流＝８ｍＡ、表示区間長Ｔ１＝Ｔ２＝５ｍｓ、周期期間長Ｔｃ＝２０ｍｓとした。この際、負荷駆動期間Ｔｒは、第１の実施の形態のように、必ずしもＳｘのタイミング内とする必要はなく、Ｓ１、Ｓ２タイミング内も使用できるが、周期期間長Ｔｃは超えないようにする。

図１２のうち、特性Ｆ１は、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２の両方を点灯した場合、特性Ｆ２は、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２のいずれか一方のみを点灯した場合、特性Ｆ３は、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２の両方を消灯した場合を示している。
これら特性Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３は、供給電圧Ｖｉｎが上昇するに連れて、負荷駆動期間長Ｔｒが単調減少しており、供給電圧Ｖｉｎの上昇で増加した電圧変動電流Ｉｖ分だけ、負荷抵抗素子Ｒで消費する負荷電流の電流量が削減されていることが分かる。

［第３の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、第２の実施の形態にかかる電流時間積を利用して、表示装置１へ供給される供給電圧Ｖｉｎの変動による、表示装置１での消費電力の変化を、負荷抵抗素子Ｒの負荷駆動期間長Ｔｒで調整するようにしたので、表示装置１全体で消費される総消費電力は、各周期期間Ｃ間において、常に等しくなる。
したがって、供給電圧Ｖｉｎが変動する場合でも、表示素子ＬＤ１，ＬＤ２および負荷抵抗素子Ｒでの消費電力が一定に保たれるため、装置内で発生する熱による温度センサへの影響を抑制することができる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。

１…表示装置、１０…表示制御部、１１…点消灯制御部、１２…電流調整部、１３…電圧検出部、１５…記憶部、１５Ａ…駆動タイミングデータ、１５Ｂ…点灯データ、１６…電源部、２…設定器、２０…制御部、２１…温度センサ、２２…入力変換部、２３…キー入力部、２４…アドレス設定部、２５…ＬＣＤ、２６…ＬＥＤ、２７…通信Ｉ／Ｆ部、２８…電源監視部、２９…電源部、ＣＮＴ…上位コントローラ、Ｌ…通信回線、ＣＮ…コネクタ、Ｃ…周期期間、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ，Ｓｉ…表示区間、Ｓｘ…調整区間、Ｓｒ…負荷駆動期間、ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ，ＬＤｉ…表示素子、Ｒ…負荷抵抗素子、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，ＲＡ，ＲＢ…抵抗素子、Ｉ１ｏｎ，Ｉ２ｏｎ，Ｉ３ｏｎ，Ｉｄｏｎ，Ｉｉｏｎ…点灯電流、Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉｉ…表示素子電流、Ｉｄａｌｌ…総表示素子電流、Ｉｓ…余剰電流、Ｉｒ…負荷抵抗素子電流、Ｉｒｏｎ…負荷電流、Ｉａｌｌ…総消費電流、Ｉｆ…内部定常電流、Ｔｃ…周期期間長、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３…表示区間長、Ｔｒ…負荷駆動期間長、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑｉ，Ｑｒ…電流時間積、Ｑａｌｌ…総電流時間積、ＶＣＣ…動作電圧、Ｖｉｎ…供給電圧、Ｐ…消費電力、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３…特性。

Claims (5)

1. 動作電源に対して互いに並列的に接続された複数の表示素子と、
   前記動作電源に対して前記表示素子と並列的に接続された負荷抵抗素子と、
   一定の周期期間内に時分割で設けた表示区間ごとに、前記表示素子のうち当該表示区間に対応する表示素子を点消灯制御する点消灯制御部と、
   前記表示区間のうち前記表示素子が消灯制御される表示区間、または前記周期期間のうち前記表示区間以外の調整区間において、前記負荷抵抗素子に流れる電流をスイッチング制御することにより、前記表示区間のいずれかで消灯制御した前記表示素子の点灯電流に相当する余剰電流を前記負荷抵抗素子に流す電流調整部と
   を備えることを特徴とする表示装置。
2. 請求項１に記載の表示装置において、
   前記点消灯制御部は、前記表示区間ごとに、前記表示素子のうち当該表示区間に対応するいずれか１つの表示素子を点消灯制御するとともに、他の表示素子を消灯し、
   前記負荷抵抗素子は、前記表示素子間で等しく設定された、表示素子１つ分の点灯電流を消費する抵抗値を有し、
   前記電流調整部は、前記表示区間のうち当該表示素子を消灯させる表示区間に同期したタイミングで、前記負荷抵抗素子を駆動することにより、前記余剰電流を前記負荷抵抗素子で消費させる
   ことを特徴とする表示装置。
3. 請求項１に記載の表示装置において、
   前記電流調整部は、前記表示区間のうち当該表示区間と対応する表示素子を消灯させる表示区間ごとに、当該表示区間の時間長と当該表示素子の点灯電流との積からなる電流時間積を計算し、これら電流時間積の総和を前記負荷抵抗素子に流れる負荷電流で除算することにより、前記負荷抵抗素子の負荷駆動期間長を計算し、前記周期期間のうち前記負荷駆動期間長分だけ前記負荷抵抗素子を駆動することにより、前記余剰電流を前記負荷抵抗素子で消費させる
   ことを特徴とする表示装置。
4. 請求項１に記載の表示装置において、
   前記電流調整部は、前記表示区間Ｓのうち対応する表示素子を点灯させる表示区間Ｓｉごとに、当該表示区間の時間長と当該表示素子の点灯電流との積からなる電流時間積Ｑｉを計算し、前記周期期間長をＴｃとし、前記負荷抵抗素子に流れる負荷電流をＩｒｏｎとし、前記周期期間のうち前記記負荷抵抗素子の負荷駆動期間長をＴｒとし、当該表示装置のうち前記表示素子以外の回路部で定常的に消費される内部定常電流をＩｆとし、当該表示装置に対して外部から供給される供給電圧をＶｉｎとし、前記周期期間において当該表示装置全体で消費する消費電力をＰとした場合、
   Ｐ／Ｖｉｎ＝Ｉｆ＋（ΣＱｉ＋Ｉｒｏｎ×Ｔｒ）／Ｔｃ
   の関係式に基づいて前記負荷駆動期間長Ｔｒを計算し、前記周期期間のうち前記負荷駆動期間長Ｔｒ分だけ前記負荷抵抗素子を駆動することにより、前記余剰電流を前記負荷抵抗素子で消費させる
   ことを特徴とする表示装置。
5. 動作電源に対して互いに並列的に接続された複数の表示素子と、前記動作電源に対して前記表示素子と並列的に接続された負荷抵抗素子とを備える表示装置で用いられる表示制御方法であって、
   点消灯制御部が、一定の周期期間内に時分割で設けた表示区間ごとに、前記表示素子のうち当該表示区間に対応する表示素子を点消灯制御する点消灯制御ステップと、
   電流調整部が、前記表示区間のうち前記表示素子が消灯制御される表示区間、または前記周期期間のうち前記表示区間以外の調整区間において、前記負荷抵抗素子に流れる電流をスイッチング制御することにより、前記表示区間のいずれかで消灯制御した前記表示素子の点灯電流に相当する余剰電流を前記負荷抵抗素子に流す電流調整ステップと
   を備えることを特徴とする表示制御方法。

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