KR101008894B1 - 발광 디바이스 - Google Patents

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데츠야 하라
모토히코 오카베
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가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

발광 디바이스(1)는, 전원 전압이 공급될 때, 발광부(7)를 점등시키면서, 펄스 발생 회로(2), 분주 회로(3), 카운트용 메모리 회로(4)에 의해, 연속 통전 시간을 계시시켜, 계시 결과에 따른 온/오프 패턴으로, 발광부(7)를 점멸시키고, 연속 통전 시간 정보를 외부에 발신시킨다.
Figure R1020087022085
발생 디바이스, LED, 발광부, 펄스 발생 회로, 분주 회로

Description

발광 디바이스{LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 발광 디바이스에 관한 것이다.
최근, 적색 LED 등의 발광 디바이스의 휘도가 대폭 향상되고, 도로표지의 표시 장치, 신호기, 표시 디스플레이 등의 광원으로서, 사용되는 것이 많아지고 있다.
또한, 최근 이러한 발광 디바이스에 표시 이외의 기능, 예를 들면 통신 기능을 부여하여, 다기능화시키는 것이 제안되고 있다.
예를 들면, 일본국 공개특허공보 2002-202741호 공보에는, 도로표지의 표시 장치로서 사용되고 있는 발광 디바이스를 점멸시켜, 주행중의 차량에 음성 정보 등의 정보를 전송하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 일본국 공개특허공보 2004-185359호 공보에는, 조명으로서 사용되고 있는 발광 디바이스를 점멸시켜 안내 메시지 등의 음성 정보를 전송하는 기술이 개시되어 있다.
이러한 발광 디바이스를 이용하여 통신 정보를 전송시키는 경우, 표시 데이터, 통신 데이터 등의 통신 정보를 유지하는 정보 유지 장치, 정보 유지 장치에 기억되어 있는 통신 정보를 수신하는 수신 장치, 수신 장치에서 수신된 통신 정보에 의거하여 발광 디바이스를 점등 제어하는 점등 제어 장치 등, 많은 전자 장치가 필요하다.
특히, 전달 대상이 되는 통신 정보를 유지하고 있는 정보 유지 장치와, 통신 정보를 표시하는 발광 디바이스와의 거리가 물리적으로 떨어져 있는 경우에는, 전송로나 구동 회로의 설치나 전송 경로에 의한 지연, 동력의 감쇠 등, 많은 과제를 고려할 필요가 있다.
또한, 알람이 발생했을 때에 점등하는 경고등이나, 기기의 상태를 나타내는 표시등 등에서는, 경고등이나 표시등이 점등하고 있을지 아닌지도 중요한 정보이지만, 언제부터 점등하고 있을지의 정보도 중요해진다.
그러나, 전술한 바와 같은 기술에서는, 통상, 전등한 후의 경과 시간을 표시하도록 되어 있지 않다. 따라서, 정보 유지 장치, 혹은 수신 장치 등에 경과 시간의 유지 기능을 설치하지 않으면 안되고, 그만큼 장치 전체가 대형화되어 버린다. 특히, 표시 디바이스 측에 충분한 수신 장치 설치 스페이스가 없을 때에는, 수신 장치에 유지 기능을 부가할 수 없고, 경과 시간을 표시할 수 없는 것이 많았다.
본 발명은, 상기의 사정에 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 경고등이나 표시등 등의 근방에 수신 장치, 점등 제어 장치 등을 배치시키는 일없이, 경고등이나 표시등 등의 점등 시간을 표시시킬 수 있는 발광 디바이스를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 주된 측면은, 구동 전압의 인가에 의해 발광하여 광신호를 출사하는 발광부와, 정보가 유지되는 메모리 회로와, 전원 전압을 스위칭하여, 상기 메모리 회로 내의 정보에 대응한 온/오프 패턴을 가지는 구동 전압을 생성하고, 상기 발광부에 인가하여 그 정보를 광신호로서 출사시키는 스위칭 회로를 구비한 발광 디바이스를 제공하는 것에 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발광 디바이스의 일 실시형태를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 나타난 분주 회로에서 생성되는 제1분주 신호~제4분주 신호의 일예를 나타낸 파형도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 스위칭 회로의 동작예를 나타낸 파형도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 발광부의 발광 동작예를 나타낸 파형도이다.
도 5는 본 발명에 의한 발광 디바이스를 사용하여, 이상 발생을 알리는 표시 시스템을 구성했을 때의 일예를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 발광 디바이스를 사용하여, 엘리베이터의 승강기 위치를 표시하는 계상(階床) 표시 시스템을 구성했을 때의 일례를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 발광 디바이스의 다른 실시형태를 나타낸 블록도이다.
도 1은 본 발명에 따른 발광 디바이스의 일 실시형태를 나타내는 블록도이다.
이 도면에 나타난 발광 디바이스(1)는, 펄스 발생 회로(2)와, 분주 회로(3)와, 카운트용 메모리 회로(4)와, 메모리 판독 회로(5)와, 스위칭 회로(6)와, 발광부(7)와, 이를 몰드하여 일체화시키는 케이스(8)를 구비하고 있다. 또한, 발광 디바이스(1)에는, 전원(9)과 전원 스위치(10)가 접속되어 있다. 그리고, 전원 스위치(10)가 온(on)되고, 전원(9)으로부터 출력되는 전원 전압이 발광 디바이스(1)에 공급되고 있을 때, 발광 디바이스(1)는, 연속 통전 시간을 계시(計時)하고, 계시 결과에 따른 온/오프 패턴으로, 발광부(7)를 점멸시켜, 연속 통전 시간 정보를 외부에 발신한다.
펄스 발생부(2)는, 수정 진동자 등의 발진 디바이스 등을 구비하고 있다. 그리고, 전원 스위치(10)가 온되고, 전원(9)으로부터 출력되는 전원 전압이 전원 라인(11)에 인가되고 있을 때, 펄스 발생 회로(2)는, 발진 디바이스를 발진시키고, 미리 지정된 특성, 예를 들면, 펄스 간격 "1㎳", 듀티(duty)비 "1:1"의 펄스 신호를 발생하고, 분주 회로(3)와, 스위칭 회로(6)에 공급한다.
분주 회로(3)는, 다단화된 복수의 분주 소자(예를 들면, 토글(toggle)ㆍ플립 ㆍ플롭 등)을 구비하고 있다. 이러한 분주 소자는, 도 2(a)~ 도 2(h)에 나타난 바와 같이, 펄스 발생 회로(2)로부터 출력되는 펄스 간격 "1㎳"의 펄스 신호(도 2(a))를 분주하고, 펄스 간격 "10㎳"의 제 1 분주 신호(도 2(b), (c)), 펄스 간격 "100㎳"의 제 2 분주 신호(도 2(d), (e)), 펄스 간격 "1000㎳(1ｓ)"의 제 3 분주 신호(도 2(f), (g)), 및 펄스 간격 "10ｓ"의 제 4 분주 신호(도 2(h))를 생성한다. 그리고, 제 3 분주 신호는 메모리 판독 회로(5)에 공급되는 한편, 제 4 분주 신호 는 카운트용 메모리 회로(4)에 공급된다.
카운트용 메모리 회로(4)는, 다수의 카운터 소자(예를 들면, 2진수의 레지스터)를 구비하고 있다. 전원 스위치(10)가 온되고, 전원 라인(11)에 전원 전압이 인가되었을 때, 카운트용 메모리 회로(4)는, 각 카운터 소자를 리셋(reset)하고, 계수값(計數値)을 "0"에 되돌린 후, 분주 회로(3)로부터 출력되는 제 4 분주 신호를 받아들여, 계수값을 인크리먼트(increment)한다. 이때, 제 4 분주 신호의 펄스 간격이 "10ｓ"인 것으로부터, 계수값을 10배 한 값이 전원 스위치(10)가 온된 후의 경과 시간(연속 통전 시간)이 된다.
또한, 메모리 판독 회로(5)는, 카운트용 메모리 회로(4)에서 생성되는 경과 시간의 비트 수에 대응하는 수의 게이트 소자 등을 구비하고 있다. 메모리 판독 회로(5)는, 분주 회로(3)로부터 제 3 분주 신호가 출력될 때마다, 카운트용 메모리 회로(4)로부터 "0"과 "1"의 비트 열(패러렐(parallel) 열)로 나타난 계수값을 판독하고, 스위칭 회로(6)에 공급한다.
스위칭 회로(6)는, 복수의 스위칭 소자, 패러렐/시리얼 변환 소자 등을 구비하고 있다. 전원 스위치(10)가 온되고, 전원 라인(11)에 전원 전압이 인가될 때, 스위칭 회로(6)는, 발광부(7)에 급전을 개시한다. 이후, 스위칭 회로(6)는, 도 3(a)~도 3(c)에 나타난 바와 같이, 제 3 분주 신호(도 3(c))에 동기하고, 메모리 판독 회로(5)로부터 계수값이 출력될 때마다, 이를 받아들이고, 패러렐/시리얼 변환한다. 그리고, 스위칭 회로(6)는, 이 변환 동작에서 얻은 비트열의 선두에 스타트 비트(2진수에서 "00")를 부가하고, 또한, 비트 열의 최후부에 스탑 비트(2진수 에서 "00")를 부가한다. 그 후, 스위칭 회로(6)는, 펄스 발생 회로(2)로부터 출력되는 펄스 신호(도 3(a))에 동기시키고, 비트열(온/오프 패턴)에 따른 전원 전압 열(列)(구동 전압 열)(도 3(b))을 생성하여, 발광부(7)에 공급한다.
이때, 카운트용 메모리 회로(4)가 "10초 간격"으로 값이 "1"씩 증가하도록 설정되어 있기 때문에, 도 3(a)~도 3(c)에 나타난 바와 같이, 카운트용 메모리 회로(4)로부터 판독한 계수값(카운트 값)이 2진수로 "10011101", 즉 십진수로 "157"이면, 전압 스위치(10)가 온되고, 스위칭 회로(6)에 전원 전압이 공급된 후, "1570초(26분 10초)"가 경과하고 있는 것을 나타내고 있다.
발광부(7)는, 가시광 LED 등의 발광 디바이스를 구비하고 있다. 발광부(7)는, 도 4(a), 도 4(b)에 나타난 바와 같이, 스위칭 회로(6)로부터 전원 전압 열(도 4(a))이 공급되고 있을 때, 발광하고, 경과 시간 정보(연속 통전 시간 정보)를 포함하는 가시광 신호를 생성하여, 외부에 출사한다.
이때, 펄스 생성 회로(2)의 발진 주파수가 "1000㎐"라면, 1초 간격으로 표시 내용이 갱신되고, 1000분의 1초 주기로 전압 전압이 온, 오프되게 된다. 따라서, 발광부(7)로부터 출사되는 가시광 신호의 데이터 전송 레이트(rate)가 비동기 통신에서 "1000비트/초"가 된다.
이에 따라 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 카운트용 메모리 회로(4)로부터 판독된 계수값(카운트 값)이 2진수로 “10011101", 즉 10진수로 “157"이라면, 1초간에서의 발광부(7)의 소등 연장 시간이 “1000분의 7초"가 된다. 따라서, 인간의 눈에 연속 점등하고 있도록 인식시키고, 발광부(7)의 표시 기능이나 조명 기능을 손상시키는 일 없이, 카운트용 메모리 회로(4)의 계수값을 외부 장치(예를 들면, 카메라 기능을 가지는 휴대 전화기 등)에 전송시킬 수 있다.
또한, 발광 디바이스(1)에서는, 발광 정보의 통신 포멧이나 프로토콜을 특히 규정할 필요가 없고, 비동기 통신에서도, 동기 통신에서도 채용하는 것이 가능하다. 또한, 발광 디바이스(1)에서는, 발광부(7)의 명멸(明滅)을 제어하는 스위칭 회로(6)의 통신 방식과, 카메라 기능을 가지는 휴대 전화기 등의 판독하여 해석하는 방식이 일치하고 있으면 어떠한 통신 방법을 이용해도 문제없다.
도 5는 상술한 발광 디바이스(1)와 마찬가지로 구성되는 발광 디바이스를 이용하고, 이상 발생을 통지하는 표시 시스템을 구성할 때의 일예를 나타낸 개략적인 구성도이다.
이 도면에 나타난 표시 시스템(21)은, 어떠한 이상이 검지(檢知)되었을 때, 전원 전압을 출력하는 제어 장치(22)와, 일반인(23)이 통과하는 장소 등에 설치되는 비상등(26)과, 비상등(26) 내에 배치되어 전원 공급선(24)을 통하여, 전원 전압이 공급되었을 경우, 점등하고, 비상등(26)의 표시면에 설치된 "이상 발생" 문자를 배면 조명하는 가시 광원(25)과, 상술한 발광 디바이스(1)와 마찬가지로 구성되며, 비상등(26)의 표시면 등에 배치되어 전원 공급선(24)을 통하여, 전원 전압이 공급되었을 때, 전원 전압이 공급되었을 때부터의 경과 시간을 계시하면서, 적외선 신호로 경과 시간 정보를 출사하는 발광 디비이스(27)를 구비하고 있다.
그리고, 제어 장치(22)에 의해, 어떠한 이상이 검지되어, 전원 전압이 출력되었을 때, 제어 장치(22)→전원 공급선(24)→가시 광원(25), 발광 디바이스(27) 로 이루어진 경로로, 비상등(26) 내에 설치된 가시 광선(25)에 전원 전압을 공급하고, 이를 점등시켜, 비상등(26)의 표시면에 형성된 "이상 발생" 문자를 배면 조명시킨다. 이것에 의해, 일반인(23)에 이상 발생을 통지하는 동시에, 발광 디바이스(27)를 작동시키고, 계시 동작을 개시시켜, 이상이 발생한 후의 경과 시간을 나타내는 적외선 신호를 출사시킨다.
이에 따라, 일반인(23)은, 자신이 가지는 휴대 단말기(예를 들면, 적외선 통신 기능을 갖는 휴대 전화 등에 대표되는 휴대 단말기)(28)의 적외선 통신 기능을 이용하고, 발광 디바이스(27)로부터 발신되는 정보를 판독하여, 비상등(26)이 설치되어 있는 그 자리에서, 비상등(26)이 점등한 후의 경과 시간을 확인하는 것이 가능하다.
도 6은, 상술한 발광 디바이스(1)와 마찬가지로 구성되는 발광 디바이스를 이용하고, 엘리베이터의 승강기 위치를 표시하는 계상 표시 시스템을 구성했을 때의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
이 도면에 나타난 계상(階床) 표시 시스템(31)은, 엘리베이터 홀(32)에 설치된 계상 표시기(33)와, 상술한 발광 디바이스(1)와 마찬가지로 구성되고, 계상 표시기(33) 내에 배치되는 복수의 발광 디바이스(34)와, 엘리베이터의 보수원(保守員)(35)에 의해 휴대되는 가시광의 통신 단말기(36)를 구비하고 있어, 엘리베이터의 승강기를 제어하고 있는 제어 장치(32)로부터 승강기 위치 정보가 출력되었을 때, 계상 표시기(33) 내에 배치되는 각 발광 디바이스(34) 중, 승강기 위치 정보로 지정된 발광 디바이스(34), 예를 들면 1층에 대응하는 발광 디바이스(34)에 전원 공급선(37)을 통하여 전원 전압을 공급하고, 이를 점등시켜, 계수 표시기(33)의 계상 표시 문자 "1"를 배면 조명시킨다.
또한, 이 동작과 병행하여, 1층에 대응하는 발광 디바이스(34)에 의해, 계시 동작이 개시되고, 발광 디바이스(34)로부터 출사되는 가시광선 신호가 고속으로 온/오프되어, 승강기가 현재의 층에 정지한 후의 경과 시간을 나타내는 정보가 발신된다.
이에 따라, 보수원(35)에 통신 단말기(36)에 표시되는 점등 시간을 판독시키는 것만으로, 엘리베이터가 1층에 정지한 후의 경과 시간을 확인시킬 수 있고, 엘리베이터가 고장나 정지했을 경우에도, 엘리베이터의 제어 장치가 설치되어 있는 장소까지 가지 않아도, 엘리베이터의 고장 등에 의한 정지 시간을 파악시키고, 메인터넌스(maintenance) 노력을 줄일 수 있다. 게다가, 본래라면, 정지하고 있지 않으면 안되는 시간대에 엘리베이터가 가동하고 있는 것을 파악할 수 있으므로, 부자연스러운 운전이나 범죄 발생 등의 시간대를 특정하는 일도 가능해진다.
이에 따라, 이 실시 형태에서는, 전원 전압이 공급되었을 때, 발광부(7)를 점등시키면서, 펄스 발생 회로(2), 분주 회로(3), 카운트용 메모리 회로(4)에 의해, 연속 통전 시간을 계시시켜, 계시 결과에 따른 온/오프 패턴으로, 발광부(7)를 점멸시키고, 연속 통전 시간 정보를 외부에 발신시키도록 하고 있기 때문에, 점등 시간을 계시하는 회로를 간소화시키고, 디바이스 전체를 소형화하면서, 경고등이나 표시등 등의 근방에 수신 장치, 점등 제어 장치 등을 배치시키는 일 없이, 경고등이나 표시등 등의 점등 시간을 표시시킬 수 있다. 이에 따라, 표시 시스템 전체의 구성을 간소화시켜, 대폭적인 비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 이 실시 형태에서는, 발광부(7)로부터 출사되는 가시광 신호의 소등 연장 시간을 "0초" ~ "0.5초"의 범위에 얻도록 하고 있으므로, 발광 디바이스(1)를 조명용의 광원으로 사용시켰을 때에도, 조명으로서의 기능을 손상시키지 않도록 할 수 있다.
또한, 이 실시 형태에서는, 스위칭 회로(6)에 의해서, 계시 결과를 나타내는 전원 전압 열의 선두에 스타트 비트 "00"의 전원 전압 펄스를 부가하는 동시에, 전원 전압 열의 최후미에 스탑 비트 "00"의 전압 전원 펄스를 부가하고, 발광부(7)에 공급해, 이를 발생시키도록 하고 있으므로, 경고등이나 표시등 등의 근방에 수신 장치, 점등 제어 장치 등을 배치시키지 않고, 외부 장치와의 동기를 용이하게 시키고, 경고등이나 표시등 등의 점등 시간을 표시시킬 수 있다. 이에 의해, 외부 장치를 포함한 표시 시스템 전체의 구성을 간소화시켜, 대폭적인 비용 절감을 달성시킬 수 있다.
또한, 이 실시 형태에서는, 발광부(7)로서, 가시광 LED, 적외선광 LED, 자외선광 LED 등, 어떠한 LED에서 사용할 수 있게 하고 있기 때문에, 가시광에서도, 또한, 적외선광에서도, 혹은 자외선광에서도, 경고등이나 표시등 등의 점등 시간을 외부 장치에 운송시키고, 표시시킬 수 있다.
<다른 실시형태>
도 7은 본 발명에 따른 발광 디바이스의 다른 실시 형태를 나타내는 블록도이다. 또한, 도 1과 동일 구성 부분에는 동일한 번호를 첨부하고 그 설명은 생략 한다.
이 도면에 나타난 발광 디바이스(41)는, 가시광 LED 등으로 구성된 가시광 발광부(42)와, 가시광 발광부(42)에 전원을 공급하는 시간 정보를 스위칭 회로(6)로부터 입력하여 시간 정보를 적외선 발광하는 적외선 발광부(43)를 구비한다.
이러한 구성으로 하는 것에 따라, 시간 정보만을 적외선 발광부(43)에 의해 출력하는 것이 가능하므로, 상술한 바와 같은 적외선 통신 기능을 갖는 휴대 전화와의 사이에 통신이 가능해진다.
이상, 각 실시 형태에서는, 카운트용 메모리 회로(4)의 계수값(시간 정보)을 발광시키도록 했다. 그러나, 도 1, 도 7에 나타난 카운트용 메모리 회로(4) 내에 각종의 정보를 기입하거나, 또는 카운트용 메모리 회로(4) 대신에 각종의 정보를 유지하는 메모리 회로를 구비하여, 발광시에 정기적으로 메모리 내의 각종 정보를 발광부(7)나 적외선 발광부(43)로부터 출력시키도록 해도 좋다. 이 경우, 각종 정보로서는 위치 정보나 음성 안내 정보, 문자 정보, 또는 온도 정보 등의 센서 정보 등, 다양한 정보가 고려된다.
본 발명에 따르면, 경고등이나 표시등 등의 발광 디바이스로부터 각종의 정보를 발광에 동기시켜서 출력할 수 있어, 표시 시스템 전체의 구성을 간소화시키고, 대폭적인 비용 절감을 달성시킬 수 있다.
또한, 경고등이나 표시등 등의 근방에 수신 장치, 점등 제어 장치 등을 배치시키는 일이 없고, 또한 조명으로서의 기능을 손상시키는 일이 없고, 경고등이나 표시등 등의 점등 시간을 표시시킬 수 있고, 이것에 의해 표시 시스템 전체의 구성을 간소화시키고, 대폭적인 비용 절감을 달성시킬 수 있다.
또한, 점등 시간을 계시하는 회로를 간소화시키고, 디바이스 전체를 소형화하면서, 경고등이나 표시등 등의 근방에 수신 장치, 점등 제어 장치 등을 배치시키는 일이 없고, 또한 조명으로서의 기능을 손상시키는 일이 없고, 경고등이나 표시 등등의 점등 시간을 표시시킬 수 있고, 이것에 의해 표시 시스템 전체의 구성을 간소화시키고, 대폭적인 비용 절감을 달성시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 구동 전압의 인가에 의해 발광하여 광신호를 출사하는 제1 발광부와,
    정보가 유지되는 메모리 회로와,
    전원 전압의 인가에 의해 계시 동작을 개시하고, 상기 제1 발광부의 발광 시간을 구하여 상기 정보로서 상기 메모리 회로에 유지하는 계시 회로와,
    전원 전압을 스위칭하여, 상기 메모리 회로 내의 정보에 대응한 온/오프 패턴을 갖는 구동 전압을 생성하고, 상기 제1 발광부에 인가하여 그 정보를 광신호로서 출사시키는 스위칭 회로를 구비하며,
    상기 계시 회로는, 지정한 주파수에서 발진해서 펄스 신호를 생성하는 발진 회로와,
    상기 발진 회로에서 얻어진 펄스 신호를 분주해서 복수의 분주 신호를 생성하는 분주 회로와,
    상기 분주 회로에서 얻어진 분주 신호를 계수(計數)해서 발생 시간을 구하는 계수 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 발광부는, 기사광, 적외선광 또는 자외선광 중 어느 하나를 출사하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로로부터 공급되는 발광 시간에 대응하는 온/오프 패턴을 갖는 구동 전압에 의해서 구동되는 제2 발광부를 더 구비하고,
    상기 제1 발광부는, 가시광을 출사하는 가시광 발광부이고, 상기 제2 발광부는, 적외선광을 출사하는 적외선 발광부인 것을 특징으로 하는 발광 디바이스.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는, 전원 전압을 스위칭하여 구동 전압을 생성할 때, 온/오프 패턴의 연장 오프 시간에 대한 연장 온 시간의 비를 2배 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는, 전원 전압을 스위칭하여 구동 전압을 생성할 때, 온/오프 패턴에 동기 비트를 부가하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스.
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