JPS6141975A - ク−ロンメ−タ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は電流駆動による素子（以下電流素子と言う）、
たとえばエレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ　
）の特性としての電荷量を測定するクーロンメーターに
関するものである。

〈従来技術〉 電流駆動による表示素子、発光型表示素子としてエレク
トロルミネサンス（ＥＬ）とライトエミッティングダイ
オード（ＬＥＤ）とがある。

また受光型表示素子にはＥＣＤが近年開発されて来てい
る。

ＥＣＤは基本要素である電気化学的発色物質（エレクト
ロクロミック物質）が無機物質と有機物質に大別でさる
。次にもう一つの基本要素であるプロトン（またはカチ
オン）供給物質に固体であるものと液体であるものとに
区別でさる。着消色の動作原理はすでに知られているよ
うに、いずれも電気化学的にプロトン（カチオン）、電
子の結分、解離、移動で行なわれる。次にＥＣＤの特徴
としては、 １、　視覚依存性が無く、鮮やか九発色し見やすい。

２．１〜２■程度の低電圧駆動である。

３、　メモリー効果を有する。

４、　発色（着色）濃度は電荷量と比例する。

がある。

以上よりＥＣＤの発色（着色）特性は電荷量を測定する
ことにより、簡単で確実に把握することが出来、これは
電流Ａと時間Ｔの積算で表わされる。

このために、電荷量を測定する装置としては従来より第
４図に示されるものが用いられている。

すなわち電流素子（２）をある抵抗値Ｒ（Ω）を持った
抵抗と考え、測定抵抗Ｒ１３）と直列に接続し、この測
定抵抗ＲＬ（３）を流れる電流ＩＫよる電圧降下を利用
してペンレコーダ（４）に、電流値として記録させてい
る。

このようにしてペンレコーダー（４）の記録紙（５）上
に記入された電流波形に対して、横軸に時間Ｔ〔秒〕、
縦軸に電流Ｉ（ｍＡ）の目盛を付は加え、斜線部の面積
を求める事によりクーロン量を測定している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このような測定装置では、計算を仕置したり、図を切り
抜いて面積を求めなければならない等、手間のかかるも
のであり、求めたいクーロン量をすぐに知ることが出来
ない。さらにＥＣＤは１０７〜１０８回以上の繰り返り
回数が可能となって来ているが、この繰り返し中の特性
変化を知るための連続クーロン量測定には、きわめて困
難である。

本発明は、このような従来技術に対してなされたもので
あり、電流素子による表示体の連続した繰り返し動作中
のクーロン量を、繰り返し動作を損なうこと無く、簡単
かつ正確に直接測定出来るよう圧したクーロンメータな
提供するものである。

く問題点を解決するための手段及び作用〉以下本発明を
図面の参照により詳細に説明する。

第１図はＥＣＤの特性を知るための本発明によるクーロ
ンメータの主要部を示す回路の概略説明図である。

タイミング部（力ではＥ　ＣＤ　（２）の発色、消色を
繰り返し行なわしめるためのタイミング信号ヲ発生させ
る所であり、ＥＣＤ駆動回路（６）はトランジスター、
オペアンプ、リレースイッチの組み合わせからなり、該
タイミング信号に基づいて、ＥＣＤの発色、消色を駆動
させるものである。

ここでクーロンメーター（Ｉ７）には、電流電圧変換器
ｕ■、コンデンサー（１４１とオペアンプ（１３１を並
列に組み合わせた積分器（１５１、電荷量をＬＥＤによ
り表示する表示部α印がある。また積分された電荷量の
ピーク値を一定時間保持させるだめのクーロン量保持回
路αａ、クーロン量の繰り返し測定動作を行なうための
セットリレースイッチ■、リセットリレースイッチ（２
１）、及びその制御を行なうリレースイッチ制御回路（
９）が同時に設けられている。

〈実施例〉 次により具体的な回路説明および、その動作説明を、Ｅ
ＣＤ表示装置をクーロンメータ内に設けた回路図である
第２図、およびその主要部におけるタイミングチャート
図である第６図に基づい−て説明する。

着消色時間設定スイッチ罰は、水晶発振器四のパルス幅
を０．５〜３．０秒まで０．５秒区切りで任意に設定す
ることを可能にするものであり、このパルスが、第６図
Ａに示すＥＣＤの着消色タイミングパルスとしてＥＣＤ
駆動回路（６）、リレースイッチ制御回路（９）、クー
ロン量保持回路Ｑ２＋へ送られる。

ＥＣＤ駆動回路（６）テハ、ＥＣＤ駆動アンプＯＰ１．
０Ｐ２Ｃ３１）で着色電圧、消色電圧が作り出され、消
色用トランジスタＴｒＧ３．および着色用トランジスタ
’ｆｒ［有］により電流変換され、その駆動電流がＥ　
ＣＤ　（２＋へ供給される。

これらの着色、消色電力は、着消色タイミングパルスに
より、着消色リレー駆動トランジＴｒａ。

ＴｒｂＣ３０１が半パルスごとに交互に動作し、消色リ
レースイッチ（至）と着色リレースイッチＣ３５１が同
様に駆動することにより、Ｅ　ＣＤ　（２１へ第３図Ｂ
に示すパルスとして入力さね２、ＥＣＤの発色、消色が
繰り返し行なわれる。

このＥ　ＣＤ　ｆ２１に入力される電流パルスはｓｌ”
１時にクーロンメータ卸のオペアンプで構成さね、ろＩ
／Ｖ変換器（１〔に入って電圧に変換される。この変換
された電圧Ｖは、両極性の繰り返しであり、帰還抵抗Ｒ
Ｃ１９で帰還制御される。次に後述するセットリレース
イッチ■の働きで、着色あるいは消色時の任意の適正時
期が得られ、積分器（１９で積分される。例えばＢに示
すＥＣＤ入力電流パルスのうち＋側のライト電流の時の
みセットリレースイッチ■がＯＮになるように設定する
と、Ｃに示すパルスのうちで最初に示す部分のパルスが
セットリレースイッチαωを通過することになる。

次にオペアンプがこのパルスを入力すると、電荷はコン
デンサーＩにチャージされることにより、積分機能が働
く。該コンデンサー（１４Ｊには時間とともに電荷が蓄
えられ、該オペアンプの出力側へ設けられである表示部
へその電荷量が出力され、表示されることになる。

次にセットリレースイッチ■、リセットリレースイッチ
３υを制御する、リレースイッチ制御回路（９）、及び
クーロン量保持回路Ｑ２について説明する。

水晶発振器■から出力されるタイミングノくルスヲ１、
着・消色モードを手動で選択切換を行なうＮ・消色モー
ド切換スイッチ５ＷＩＣ１’２１に入力されている。

ここで一方はインバーターを通しているので、該層・消
色モード切換スイッチＳ　Ｗ　１２Ｚにより、タイミン
グパルスの半パルス差の着色モード、消色モードの切換
が行なわれる。

次にリレースイッチ■、圓の働きについて具体的に説明
する。介層消色モード切換スイッチ（２ｚをａ側にして
お（。すると水晶発振器のからのタイミングパルスＡが
フリップ７０ツブＣ４１のＣ端子、ＮＡΔつゲート（４
６）の一方の端子、またインバータ＋４０を介してＮＡ
ＮＤゲート（４りの一方の端子へ入力される。

ここでホールドスイッチリな閉じてお（と、フリップフ
ロップｃ！４１のＤ端子はアースされることによりＬ（
レベル）の状態となっている。この状態では、該フリッ
プフロップ１２４１のＱ出力はＩ−Ｉの状態となって、
ＮＡＮＤゲート０２１．（４ｅ、それぞれの一方の端子
へ入力されろ。このことによりＮＡＮ　Ｄゲートの論理
式により、その出力はＨ，Ｌのくり返しとなって出力さ
れ、それぞれインバータ（４４）、（４８１を介して、
駆動トランジスター。翰のベースへ入力される。なおこ
の時の同期はタイミングパルスＡの周期である。また駆
動トランジスタＧ、四の位相比較はインバータ（４））
のために半相ずれた形となり、タイミングパルスＡとの
比較では駆動トランジスタ（ハ）の位相と同相の関係に
なっている。

駆動トランジスタ１２３ｒ、弼はベース側がＨの状態で
、その出力側に駆動電流が流れるようになっており、こ
の駆動電流により、リレースイッチ四、圓はＯＮの状態
となるものである。したがってこのベース側へ入力され
る信号と同じ周期、位相でリレースイッチ囚、ＣＤのＯ
Ｎ％ＯＦＦが制御される。前述した如く、それぞれのベ
ース側へ入力される信号の位相は半相ずれているため、
セットリレースイッチ−とリセットリレースイッチＣＤ
のＯＮ、ＯＦＦ動作は第３図、Ｃ及びＤに示す如く、文
相にくり返されろ。

なお本発明の装置ではクーロン量保持回路α２−を設け
て、くり返し行なわれているライト、イレース用クーロ
ン量表示を見やす（するため、任意の時点のライト、イ
レース用クーロン量を測定して、その表示を任意の一定
時間保持してお（クーロン量保持機能を有している。

いま第３図Ｆに示すＸの時点で、ホールドスイッチ圏を
任意に開く。このことによりフリップ７０ツブＣ２４Ｊ
（７）Ｄ端子には電圧が印加され、Ｉ−Ｉ　（レベル）
の信号が入力される。するとフリップフロップの持つ働
きにより、次に来るタイミングパルス信号Ａの立ち士り
時点ｆで、Ｑ出力はＨからＬになる。するとＮＡＮＤゲ
ート０り、３ａのそれぞれの入力端子の一端には一定時
間りの信号が入力さねることになる。このことにより、
ＮＡＮＤゲートＱＺ、に４）のそれぞれの入力端子のも
う一方に入力されるパルスのＨ，Ｌにかかわらず、出力
信号は、その論理処理により常にＨの出力が得られ、次
にインバータ（４４）、０砂を介することにより、駆動
トランジスタ（ハ）、Ｃ１１９のベース側には、共にＬ
の信号が入力されることになり、駆動電流は流れない、
、５になる。したがってセットリレースイッチの、すセ
ットリレースイッチＣυは共に開いた状態となる。

このホールド状態のタイミング信号を説明すると、Ｘ時
点でホールドをかげると、次のｆ点でのタイミングパル
スの立上りでフリップフロップのＱ出力信号はＨからＬ
になる。すると本来ならｆ点でリセットリレースイッチ
（２ＤがＯＮになるはずのものが、前述の理由でＱ出力
がＬのため、ＯＦＦの状態がつづく。すると、ｅｆ間で
流れるライト電流を、その間セットリレースイッチがＯ
Ｎになっていることにより、そのクーロン量はコンデン
サー（１４１に蓄えられて、リセットがかからないため
そのまま保持される。ｆ点から一定時間は、セットリレ
ーパルスＣ，リセットリレーパルスＯは、ともＫＯＦＦ
の状態となる。この状態では、メーター００は、クーロ
ン量のピーク値が保持されて表示されることになる。

次にこの保持状態を解除するにはホールドスイッチのを
、例えばＹ時点で閉じる。このことによりフリップフロ
ップ３４０ｐ端子へは、Ｈの信号が入力され、この後の
Ｃ端子へ入力されるタイミングパルスの立上りである彫
時点でＱ出力はＨになる。この石時点以降は、セットリ
レースイッチ（２■、リセットリレースイッチＣυは、
前回同様のくり返し動作が行なわれ、保持状態は解除さ
れたことになる。

〈発明の効果〉 本発明は以上の如き構成を有するので、以下に示す如き
、すぐれた効果を示すものである。

■　電流電圧変換素子（オペアンプ）を用いることによ
り、測定抵抗等の誤差要因を付加しないために動作中の
電流素子に影響を及ぼすことなく正確な測定が行なえる
。

■　リレースイッチ及びその制御回路により、繰り返し
動作中の電流素子におけるクーロン量を、連続的に測定
表示することができる。

■　ホールドスイッチ、及びフリップフロップ回路等を
設けることにより、繰り返し動作中の、ある−動作のク
ーロン量のピーク値を、繰り返し動作を損なうことなく
、測定保持することが出来、読みやすくなる。

■　このようなことＫより、例えばＥＣＤの保存状態試
験に供することが出来、また繰り返し使用する事が可能
な電池、いわゆる二次電池の充電、放電のサイクルをシ
ュミレートすることが可能で、電池容量はクーロン量と
して正確に表示され、二次電池の寿命試験を行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置を示すブロック図の説明図、第２
図は本発明の装置全体を示す回路図、第６図は、第２図
における各地点を比較したタイミングチャート図、第４
図は従来例を示すクーロンメーターの回路図の説明図。 （２）・・・電流素子（ＥＣＤ）（６）・・・ＥＣＤ駆
動回路（力・・・タイミング部　（９）・・・リレース
イッチ制御回路ａＱ・・・電流電圧（工／■）変換器（
オペアンプ）ａｚ・・・クーロン量保持回路 （１３１、Ｃ３υ、　・・・オペアンプ（１４Ｊ・・・
コンデンサー（１５１・・・積分器　　　　αｅ・・・
表示部（Ｉ７）・・・クーロンメーター ■、２１１．（ロ）、田・・・リレースイッチの・・・
着消色モード切換スイッチ ＠・・・ホールドスイッチ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電流駆動による素子の特性として、クーロン量を測
   定する装置において、 該素子を駆動する電流に影響を与えずに入力電流を出力
   電圧特性をリニア（線形）変換する電流電圧変換素子と
   、 オペアンプとコンデンサー等の組み合わせで、該出力電
   圧の積分を行なう積分手段と、 リレースイッチと、その制御回路を設けて、タイミング
   信号に基づき、クーロン量測定を繰り返し行なうクーロ
   ン量繰り返し測定手段と、 ホールドスイッチ及びフリップフロップ等により、一定
   時間のクーロン量ピーク値の表示を保持するクーロン量
   表示保持手段と、 を設けたことを特徴とするクーロンメーター。