JPH08335056A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平均電力およびピーク電力を低減でき、発光
素子の寿命を伸ばすことができる表示装置を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 複数の発光ダイオード素子Ｌ１〜Ｌ１２と、
各発光ダイオード素子Ｌ１〜Ｌ１２を駆動する複数の駆
動バッファＢ１〜Ｂ１２と、各駆動バッファＢ１〜Ｂ１
２を制御する制御プロセッサＱ１とを有する表示装置に
おいて、発光ダイオード素子Ｌ１〜Ｌ１２とそれぞれに
対応する駆動バッファＢ１〜Ｂ１２とを規定数のグルー
プに振り分けるとともに、上記制御プロセッサによって
各グループの駆動バッファを任意のデューティ比で有効
にし、かつ、時間軸上において各グループの位相を、
（フレーム周期）／（グループ数）の間隔ずつずらしな
がら順々に有効にするようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電力によって発光する
素子、例えばＬＥＤ素子によって表示を行う表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えばファクシミリ装置や複
写機等の操作パネルには、ＬＥＤ素子の点灯状態によ
り、各種の状態を知らせるようにしたものが普及してい
る。

【０００３】図２は、ファクシミリ装置における操作パ
ネルの一例を示す平面図である。

【０００４】図中のＤＳＰ１は、液晶（ＬＣＤ）ディス
プレイであり、ＳＷ０１は、読み取り解像度指定のスイ
ッチである。また、ＳＷ０２は、読み取り濃度指定のス
イッチであり、ＳＷ０３は、読み取りモード切り替えの
スイッチである。

【０００５】また、ＳＷ０４は、受信モード切り替えの
スイッチであり、ＳＷ０５は、送信モード切り替えのス
イッチである。また、ＳＷ０６は、スタンプモード切り
替えのスイッチである。

【０００６】さらに、ＳＷ００、２４〜２７、３４〜３
７、４４〜４７、５４〜５７、６４〜６７、７４〜７６
のスイッチは、ワンタッチボタンのスイッチであり、Ｓ
Ｗ３０〜３３、４０〜４３、５０〜５３のスイッチは、
テンキースイッチである。

【０００７】Ｓ６１は、ストップキーのスイッチであ
り、Ｓ６０は、スタートキーのスイッチである。

【０００８】また、Ｌ１〜１２は、ＬＥＤ素子であり、
図８（表１）に示すような装置の各機能に割り当てられ
ており、その点灯、消灯等によって、それぞれの動作状
態を表すようになっている。

【０００９】そして、ＳＷ０１を押下するごとに、Ｌ１
→Ｌ２→Ｌ３→Ｌ１→…のようにトグル点灯し、ＳＷ０
２を押下するごとに、Ｌ４→Ｌ５→Ｌ６→Ｌ４→…のよ
うにトグル点灯する。

【００１０】また、ＳＷ０３を押下するごとに、Ｌ７→
Ｌ８→（消灯）→Ｌ７→…のようにトグル点灯し、ＳＷ
０４を押下するごとに、Ｌ９→Ｌ１０→（消灯）→Ｌ９
→…のようにトグル点灯する。

【００１１】また、ＳＷ０５を押下するごとに、Ｌ１１
→（消灯）→Ｌ１１→…のようにトグル点灯し、ＳＷ０
６を押下するごとに、Ｌ１２→（消灯）→Ｌ１２→…の
ようにトグル点灯する。

【００１２】すなわち、上記の例の場合、装置状態によ
り同時に点灯する必要があるＬＥＤ個数は１〜６個で可
変となる。

【００１３】図３は、図２に示す操作パネルにおける従
来のＬＥＤ駆動回路を示す回路図である。

【００１４】図において、Ｑ１は、ポート出力端子をも
つ１チップマイクロコンピュータであり、Ｐ１〜１２
は、ポート出力信号である。また、Ｂ１〜１２は、ＬＥ
Ｄ駆動用のバッファであり、Ｒ１〜１２は、電流制限用
の抵抗である。

【００１５】ＬＥＤポートは、２バイトで構成され、ビ
ット対応は図９に示すようになっている。

【００１６】そして、各ビットに１を書き込むと、その
ビットに対応するポートからＨレベルが出力され、各ビ
ットに０を書き込むと、そのビットに対応するポートか
らＬレベルが出力される。

【００１７】例えば、Ｐ１にＨレベルを出力すると、Ｂ
１バッファの出力がＬレベルとなり、電源→Ｒ１→Ｌ１
→Ｂ１の電流経路が形成されＬ１が点灯する。

【００１８】逆に、Ｐ１にＬレベルを出力すると、Ｂ１
バッファの出力がＨレベルになり、電流が流れずにＬ１
は消灯する。

【００１９】また、ＬＥＤ駆動の１つの方式として直流
点灯がある。この方式は１００％デューティ比で電流を
ＬＥＤに流すものである。具体的な制御方法としては、
点灯するＬＥＤのポートを有効にして（Ｈレベル出
力）、消灯するＬＥＤのポートは無効にする（Ｌレベル
出力）という単純な制御を行う。

【００２０】なお、発光強度は、直流に挿入した抵抗に
よってＩＦを調整して設定できる。そして、通常は、直
流点灯時にＬＥＤに流れる順電流ＩＦは数十ｍＡであ
る。

【００２１】また、他の方式としてはパルス点灯があ
る。この方式は点灯させる各ＬＥＤを１００％以下のデ
ューティ比で、かつ高速フレーム周期で電流をＬＥＤに
流すものである。このパルス点灯の長所は平均電力を少
なくすることである。

【００２２】当然、遅いフレーム周期でデューティをか
けると、点滅して見えるだけであるので、点灯して見え
るためには、数ＫＨｚ以上のフレーム周波数が必要であ
る。また、パルス点灯に限りパルス順電流ＩＦＰとして
直流点灯の順電流ＩＦよりも大きくできる。一般的に、
ＩＦＰはデューティが少ないほど、あるいはフレーム周
期が短いほど大きくとれる。従って、パルス点灯による
発光強度は、ＩＦＰを直流点灯時よりも大きく設定した
り、デューティ比の割合を変化させるなどして調整でき
る。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
直流点灯では、ＬＥＤを駆動するためには１個あたり数
十ｍＡの電流を流す必要があり、平均電力かつピーク電
力を大きく消費してしまう。

【００２４】例えば、図２のような操作部のＬＥＤ駆動
回路の例では、装置状態により６個のＬＥＤを同時に点
灯しなければならない場合がある。直流点灯時にＬＥＤ
１個当たりＩＦ＝１５ｍＡの設定であれば、６個同時点
灯によって９０ｍＡもの消費電流が必要となってしま
う。

【００２５】一方、パルス点灯では平均電力を少なくす
ることが可能であるが、複数のＬＥＤを同一タイミング
でデューティをかけると、ピーク電力は直流点灯と変わ
らないか、あるいは、ＩＦＰ＞ＩＦで使用した場合は直
流点灯より大きくなるという欠点は回避できない。

【００２６】本発明は、平均電力およびピーク電力を低
減でき、発光手段の寿命を伸ばすことができる表示装置
を提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は、電力によって
発光する複数の発光手段と、各発光手段を駆動する複数
の駆動手段と、各駆動手段を制御する制御手段とを有す
る表示装置において、上記各発光手段とそれぞれに対応
する駆動手段とを規定数のグループに振り分けるととも
に、上記制御手段によって各グループの駆動手段を任意
のデューティ比で有効にし、かつ、時間軸上において各
グループの位相を、（フレーム周期）／（グループ数）
の間隔ずつずらしながら順々に有効にすることを特徴と
する。

【００２８】また、各グループ内で同時点灯する発光手
段とそれぞれに対応する駆動手段の数は、（同時点灯の
最大個数）≧（グループ数）の場合であって、（同時点
灯の最大個数）÷（グループ数）＋１で計算される値未
満の整数値であることを特徴とする。

【００２９】

【作用】本発明では、平均電力が直流点灯に比べ軽減で
き、かつピーク消費電力が従来のパルス点灯に比べ軽減
でき、かつデューティ比によって発光強度の調整が可能
であり、かつ直流点灯に比べ実質の点灯時間が短くなる
ので、経時変化によるＬＥＤ素子等の発光手段の劣化が
少なく、寿命が長くなる。

【００３０】

【実施例】図１は、本発明の一実施例におけるＬＥＤ駆
動制御の動作を示すフローチャートである。なお、本実
施例は、例えば上記図２に示すＦＡＸ操作パネルのＬＥ
Ｄを駆動するものであり、ＬＥＤ駆動回路の構成は、図
３に示した回路と同様であるものとする。

【００３１】上記図１のフローチャートは、定期的にサ
ブルーチンとして実行される。例えば、１ｍｓ周期のタ
イマインタラプトによってサブルーチンコールされる。

【００３２】図１において、Ｓ１は、このサブルーチン
のエントリーである。そして、Ｓ２では、ワークメモリ
上のＬＥＤパラメータＰを読み出して、テンポラリレジ
スタ（ＣＰＵのレジスタなど）に記憶させる。

【００３３】つまり、ＬＥＤを点灯させるには、直接ポ
ートをアクセスするのではなく、１度ワークメモリ上に
用意したＬＥＤパラメータ（２バイト）をアクセスす
る。

【００３４】また、ＬＥＤパラメータのビット対応は、
図１０に示すようになっている。そして、各ビットに１
を書き込むと、本サブルーチンによって対応するＬＥＤ
を点灯させる。また、各ビットに０を書き込むと、本サ
ブルーチンによって対応するＬＥＤを消灯させる。従っ
て、テンポラリレジスタも２バイトを要する。

【００３５】次に、Ｓ３では、トグルカウンタｋの値を
ワークメモリから読み出す。トグルカウンタｋは、１→
２→３→４→５→６→７→８→９→１→…と、９つのカ
ウンタ値を繰り返すもので、初期値は１〜９の間で任意
とし、サブルーチンがコールされるごとに値を変化さ
せ、ワークメモリに格納する。

【００３６】本実施例では、ＬＥＤを３グループに分け
ている。上記従来技術の説明で既に述べたが、ＬＥＤの
同時点灯の必要最大個数は６個であるので、各グループ
で同時点灯する個数を （同時点灯の最大個数）÷（グループ数）＋１＝６÷３
＋１＝３ の計算結果によって、各グループ内で同時に点灯するＬ
ＥＤの最大個数を３未満の整数値である２、１、０のい
ずれかになるように振り分ける。

【００３７】その結果、次のように３つのグループＧｒ
１〜３を構成する。

【００３８】 Ｇｒ１＝Ｌ１、２、３、４、５、６（グループ内最大点灯個数２） Ｇｒ２＝Ｌ７、８、９、１０ （グループ内最大点灯個数２） Ｇｒ３＝Ｌ１１、１２ （グループ内最大点灯個数２） また、図５は、図２の操作部のＬＥＤ部分を拡大して描
いたものであるが、上記のグループ分けの様子を点線で
示してある。

【００３９】次に、Ｓ４では、Ｓ３で読み出したｋに対
応するマスクデータＭ（ｋ）をプログラムメモリから読
み出す。図１１は、マスクデータＭ（ｋ）の構成を示し
ている。

【００４０】このマスクデータＭ（ｋ）は、１バイトの
データで、下位３ビットが有効データであり、３つのグ
ループのマスク情報を示している。例えば、Ｍ（ｋ）の
Ｇｒ３ビットが「０」であれば、マスク実行として、グ
ループ３に属しているＬＥＤ１１、１２を強制的に消灯
するようにする。他方、Ｇｒ３ビットが「１」であれ
ば、マスク非実行として、グループ３に属しているＬＥ
Ｄ１１、１２の点灯状況に影響を与えないようにする。

【００４１】Ｍ（ｋ）は、９バイトのデータ群で構成さ
れるが、これによってＬＥＤ点灯時のデューティ比を制
御することになる。よって、Ｍ（ｋ）は、ＬＥＤ点灯時
の発光強度に影響する。ＬＥＤの発光強度を固定にする
ならば、Ｍ（ｋ）は、１種類の固定データとしてプログ
ラムメモリに格納しておく。また、ＬＥＤの発光強度を
可変にする場合、発光強度毎に複数のＭ（ｋ）データ群
をプログラムメモリに格納しておく。

【００４２】次に、Ｓ５では、Ｓ２で読み出したＰとＳ
４で読み出したＭ（ｋ）とによってＬＥＤポートに出力
するデータを演算によって求める。

【００４３】既に、少し説明したが、Ｍ（ｋ）の各グル
ープに対応しているビットが「０」であれば、そのグル
ープに属しているＬＥＤに対応するＬＥＤポートの値は
強制的に「０」でマスク、すなわち消灯させられる。

【００４４】次に、Ｓ６では、Ｓ５の演算結果をＬＥＤ
ポートに出力する。そして、Ｓ７では、ｋの値を調べ
る。

【００４５】ここで、ｋ≧９の場合には、Ｓ８でｋを１
に戻してワークメモリに格納する。また、ｋ＜９の場合
には、Ｓ９でｋをインクリメントしてワークメモリに格
納する。この後、Ｓ１１で、本サブルーチンを復帰す
る。

【００４６】次に、Ｍ（ｋ）とＬＥＤポートへの出力の
例について説明する。

【００４７】まず、Ｍ（ｋ）を図１２に示すようにする
と、デューティ比６／９の発光強度の動作となる。そし
て、この場合には、図４（ａ）のタイミングチャートに
示すようにポートが出力される。

【００４８】次に、Ｍ（ｋ）を図１３に示すようにする
と、デューティ比４／９の発光強度の動作となる。そし
て、この場合には、図４（ｂ）のタイミングチャートに
示すようにポートが出力される。

【００４９】ところで、本実施例では、サブルーチンを
呼び出すタイマ周期によってフレーム周期（トグルカウ
ンタが１周する周期）を変化させており、実際の動作は
点滅であるが、ある程度にフレーム周期を早くすれば、
人間の目には点灯しているように見える。また、不必要
に周期を早めると、バッファ等の動作電流が増えてしま
うので、適度に早い周期にするのが良い。だいたい数ｍ
ｓ程度が経験的に良い周期である。そこで、本実施例の
フレーム周期は９ｍｓにしてある。

【００５０】また、ｋの値は、グループ数の倍数を選ぶ
と都合がよい。そこで、本実施例では、３倍の９を選ん
だ。なお、ｋの値を大きくすると、発光強度の調整がき
め細かくなるという利点がある。

【００５１】本実施例の特有の効果として、以下のよう
なものが挙げられる。

【００５２】・従来回路をそのまま流用してポート出力
制御のみで実現できるので実質コストの上昇が無い。

【００５３】・平均電力が直流点灯に比べ軽減できる。

【００５４】・グループ毎に位相をずらすので、ピーク
消費電力が従来のパルス点灯に比べ軽減できる。

【００５５】・実質の点灯時間が短くなるので経時変化
によるＬＥＤの劣化が少ない、すなわち寿命が長くな
る。

【００５６】・発光強度が９段階で調整できる。

【００５７】なお、以上の実施例では、発光手段として
ＬＥＤを例に説明したが、他の電流駆動型の発光手段
（電球等）についても、同様な制御が可能である。

【００５８】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。

【００５９】図６は、本発明の他の実施例におけるＬＥ
Ｄ駆動回路を示す回路図である。

【００６０】そして、図中のＱ１、Ｂ１〜１２、Ｌ１〜
１２、Ｒ１〜１２は、上記図３と同様の要素であが、本
図では、グループ毎に回路要素のシンボルをまとめて描
いている。

【００６１】また、Ｑ２は、トグルカウンタであり、１
ｍｓのクロックを入力して、図７に示すタイミングチャ
ートのように信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を出力する。

【００６２】また、Ｇ１〜１２は、２入力ＡＮＤゲート
である。そして、一方の入力端子には、Ｑ１から出力さ
れるポート信号をそれぞれ入力する。また、他方の入力
端子には、Ｇ１〜６はＣ１を、Ｇ７〜１０はＣ２を、Ｇ
１１〜１２はＣ３をそれぞれ入力する。

【００６３】Ｑ２は、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３のそれぞれから
ｎ／９のデューティ（可変）の信号を発生し、それぞれ
の位相が等間隔にずれるように出力される。

【００６４】追加した回路Ｑ２、Ｇ１〜１２の消費電力
が上乗せされるが、低消費型のデバイスを使用すれば、
ＬＥＤの消費電力に比べれば小さいものになる。

【００６５】本実施例の特有の効果として、以下のよう
なものが挙げられる。

【００６６】・ハードウェアのみで制御するので、ソフ
トウェアは従来通り直流点灯制御と同じ方法で点灯・消
灯の管理をすれば良い。

【００６７】・平均電力が直流点灯に比べ軽減できる。

【００６８】・ピーク消費電力が従来のパルス点灯に比
べ軽減できる。

【００６９】・実質の点灯時間が短くなるので経時変化
による劣化、すなわち寿命が長くなる。

【００７０】・発光強度がＣ１、Ｃ２、Ｃ３によって９
段階で調整できる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
平均電力が直流点灯に比べ軽減でき、ピーク消費電力が
従来のパルス点灯に比べ軽減できる。また、直流点灯に
比べ実質の点灯時間が短くなるので、経時変化による劣
化が低減でき、発光手段の寿命が長くなる。また、デュ
ーティ比の選択によって発光強度の調整が容易に可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるＬＥＤ制御動作を示す
フローチャートである。

【図２】ＦＡＸ操作部のキー配列例を示す平面図であ
る。

【図３】ＬＥＤ制御回路の構成例を示す回路図である。

【図４】上記実施例によるＬＥＤ制御を示すタイミング
チャートである。

【図５】上記ＦＡＸ操作部におけるＬＥＤ表示部を示す
拡大平面図である。

【図６】本発明の他の実施例におけるＬＥＤ制御回路の
構成例を示す回路図である。

【図７】上記他の実施例によるＬＥＤ制御を示すタイミ
ングチャートである。

【図８】ＬＥＤ素子と装置の各機能との対応関係を示す
図表である。

【図９】ＬＥＤポートのビット対応を示す説明図であ
る。

【図１０】ＬＥＤパラメータのビット対応を示す説明図
である。

【図１１】マスクデータのビット構成を示す説明図であ
る。

【図１２】マスクデータの具体例を示す説明図である。

【図１３】マスクデータの他の具体例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

Ｂ１〜１２…ＬＥＤ駆動用バッファ、 Ｌ１〜１２…ＬＥＤ素子、 Ｑ１…１チップマイクロコンピュータ、 Ｑ２…トグルカウンタ、 Ｒ１〜１２…電流制限用抵抗。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力によって発光する複数の発光手段
   と、各発光手段を駆動する複数の駆動手段と、各駆動手
   段を制御する制御手段とを有する表示装置において、 上記各発光手段とそれぞれに対応する駆動手段とを規定
   数のグループに振り分けるとともに、上記制御手段によ
   って各グループの駆動手段を任意のデューティ比で有効
   にし、かつ、時間軸上において各グループの位相を、
   （フレーム周期）／（グループ数）の間隔ずつずらしな
   がら順々に有効にすることを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１の表示装置において、 各グループ内で同時点灯する発光手段とそれぞれに対応
   する駆動手段の数は、（同時点灯の最大個数）≧（グル
   ープ数）の場合であって、（同時点灯の最大個数）÷
   （グループ数）＋１で計算される値未満の整数値である
   ことを特徴とする表示装置。
3. 【請求項３】 電力によって発光する複数の発光素子
   と、各発光素子を駆動する複数の駆動回路と、各駆動回
   路を制御する制御回路とを有する表示装置において、 上記各発光素子とそれぞれに対応する駆動回路とを規定
   数のグループに振り分けるとともに、上記制御回路によ
   って各グループの駆動回路を任意のデューティ比で有効
   にし、かつ、時間軸上において各グループの位相を、
   （フレーム周期）／（グループ数）の間隔ずつずらしな
   がら順々に有効にすることを特徴とする表示装置。
4. 【請求項４】 請求項３の表示装置において、 各グループ内で同時点灯する発光素子とそれぞれに対応
   する駆動回路の数は、（同時点灯の最大個数）≧（グル
   ープ数）の場合であって、（同時点灯の最大個数）÷
   （グループ数）＋１で計算される値未満の整数値である
   ことを特徴とする表示装置。
5. 【請求項５】 複数の発光ダイオード素子と、各発光ダ
   イオード素子を駆動する複数の駆動バッファと、各駆動
   バッファを制御する制御プロセッサとを有する表示装置
   において、 発光ダイオード素子とそれぞれに対応する駆動バッファ
   とを規定数のグループに振り分けるとともに、上記制御
   プロセッサによって各グループの駆動バッファを任意の
   デューティ比で有効にし、かつ、時間軸上において各グ
   ループの位相を、（フレーム周期）／（グループ数）の
   間隔ずつずらしながら順々に有効にすることを特徴とす
   る表示装置。
6. 【請求項６】 請求項５の表示装置において、 各グループ内で同時点灯する発光ダイオード素子とそれ
   ぞれに対応する駆動バッファの数は、（同時点灯の最大
   個数）≧（グループ数）の場合であって、（同時点灯の
   最大個数）÷（グループ数）＋１で計算される値未満の
   整数値であることを特徴とする表示装置。