説明

表示装置および電気機器

【課題】表示面における表示の明るさを均一にした表示装置を提供することを課題とする。
【解決手段】印加電力に応じて明るさが変わる複数のLED1〜LED5と、各LED1〜LED5との距離が異なる表示面13と、LED1〜LED5と表示面13との距離が長くなる程増える印加電力をLED1〜LED5に供給して、LED1〜LED5を駆動制御する駆動制御回路とを有して構成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、印加電力に応じて複数の光源部の明るさを変える表示装置ならびにこの表示装置を備えた電気機器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている(特許文献1参照)。この文献には、LEDなどの複数の光源部に直列に接続する可変抵抗器の抵抗値を同時に変えることで、複数の光源部の電流値や輝度をお互いに同じ値とする技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2000−267614号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ユーザが実際に視認する表示面における光源の明るさは、表示装置を構成するLEDなどの光源の発光面と、ユーザが実際に視認する表示面との間の距離に応じて変化する。すなわち、光源の発光面と表示面との距離が長くなるにしたがって表示が暗くなる。
【0005】
したがって、光源の発光面と表示面とが非平行の場合、すなわち各光源と表示面との距離がそれぞれ異なるような場合には、上記従来技術のように各光源の輝度が均一であると、表示面における光源の明るさが不均一になってしまう。これにより、表示の明るさが不均一となり、表示が見にくくなるといった不具合を招いていた。
【0006】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表示面における表示の明るさを均一にした表示装置ならびにこの表示装置を備えた電気機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、印加電力に応じて明るさが変わる複数の光源部と、光源部との距離が異なる表示面を有する表示部と、光源部と表示面との距離に応じた印加電力を光源部に供給して、光源部を駆動制御する駆動制御部とを有することを特徴とする。
【0008】
本発明の電気機器は、本発明に係る上記表示装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係る表示装置は、光源部と表示面との距離に応じた印加電力を光源部に供給することで、表示面における表示の明るさを均一にすることができる。
【0010】
本発明に係る電気機器は、光源部と表示面との距離に応じた印加電力を光源部に供給する表示装置を備えることで、機器の表示面における表示の明るさを均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態1に係る表示装置の構成を示す図である。
【図2】本発明における、LED1〜LED5と表示面13との間の距離とLED1〜LED5に供給される駆動エネルギーとの関係を示す図である。
【図3】本発明の実施形態1に係る駆動制御回路の構成を示す図である。
【図4】本発明の実施形態1に係るLED1〜LED5と表示面13との間の距離と抵抗値との関係を示す図である。
【図5】本発明の実施形態2に係る駆動制御回路の構成を示す図である。
【図6】本発明の実施形態3に係る駆動制御回路の構成を示す図である。
【図7】本発明の実施形態4に係る駆動制御回路の構成を示す図である。
【図8】本発明の実施形態4に係る駆動制御回路で使用されるパルス信号のデューティ比を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を用いて本発明を実施するための実施形態を説明する。
【0013】
(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1に係る表示装置の構成を示す図である。図1に示す実施形態1の表示装置は、回路部11、導光棒12−1〜12−5、表示面13を備えている。
【0014】
なお、このような表示装置は、例えば二次電池を備えた電気かみそり、電動バリカン、脱毛器、電動歯ブラシといった小型の電気機器に搭載され、二次電池の電池容量を表示する装置などとして使用することができる。
【0015】
回路部11は、光源となる複数の発光ダイオードのLED1〜LED5(光源部)と、これらのLED1〜LED5を駆動制御する駆動制御回路(図示せず、後述する)とが搭載されている。
【0016】
LED1〜LED5は、同一性能の発光ダイオードであり、同一の印加電流や印加電圧の駆動エネルギー(印加電力)によって同一の明るさに発光する。LED1〜LED5は、後述する駆動制御回路によりそれぞれ独立して個別に印加電力が調整されて明るさが制御される。
【0017】
導光棒12−1〜12−5は、各LED1〜LED5に対応して設けらている。すなわち、導光棒12−1はLED1に対応して、LED1の発光面と表示面13との間に設けられている。導光棒12−2はLED2に対応して、LED2の発光面と表示面13との間に設けられている。導光棒12−3はLED3に対応して、LED3の発光面と表示面13との間に設けられている。導光棒12−4はLED4に対応して、LED4の発光面と表示面13との間に設けられている。導光棒12−5はLED5に対応して、LED5の発光面と表示面13との間に設けられている。
【0018】
各導光棒12−1〜12−5の長さは、それぞれ異なっている。すなわち、回路部11の載置面と表示面13との距離に応じて設定されている。したがって、導光棒12−1の長さが最も短く、導光棒12−2、導光棒12−3、導光棒12−4、導光棒12−5の順に順次長くなっている。
【0019】
導光棒12−1〜12−5は、LED1〜LED5に対向する一方の端部からLED1〜LED5の発光光を導入し、その内部で発光光を伝搬し、表示面13の目標となる表示領域に導く透明部材から構成される。
【0020】
表示面13は、LED1〜LED5の点灯/消灯によって所定の情報を表示する表示部において、ユーザが表示を視認する視認面を構成し、回路部11の載置面に対して非平行になっている。すなわち、図1に示すようにLED1との距離がLED5との距離に比べて短くなるように傾斜している。
【0021】
このように、表示面13がLED1〜LED5に対して非平行な場合には、前述したように各LED1〜LED5に同量の駆動エネルギー与えると、導光棒12−1〜12−5の長さが長いものほど表示面13からみるLED1〜LED5の明るさは暗くなる。すなわち、LED5の明るさが最も暗くなる。
【0022】
そこで、本発明では、導光棒12−1〜12−5の長さに応じてLED1〜LED5に与える駆動エネルギーを変えるようにしている。すなわち、導光棒12−1〜12−5の長さに応じた駆動エネルギーを各LED1〜LED5に与える。
【0023】
LED1〜LED5の発光面と表示面13との間の距離と導光棒12−1〜12−5の長さが概ね同等とし、LED1〜LED5の発光面と表示面13との間の距離と駆動エネルギーとの関係は、例えば図2に示すように設定される。図2において、LED1に与える駆動エネルギーを基準の値とすると、LED2には基準の1.1倍(基準×1.1)、LED3には基準の1.2倍(基準×1.2)、LED4には基準の1.3倍(基準×1.3)、LED5には基準の1.4倍(基準×1.4)となるように設定する。
【0024】
このように、表示面13との距離が長くなるLED1〜LED5ほどLED1〜LED5に与える駆動エネルギーを増加させる。これにより、表示面13から見たLED1〜LED5の明るさを均一にすることができる。この結果、ユーザが表示面13を見た際に複数のLED1〜LED5による表示の明るさが均一となり、従来に比べて表示を見やすくすることができる。
【0025】
なお、駆動エネルギーの値は、図2に示す値に制約されるものではなく、LED1〜LED5の発光面と表示面13との間の距離に応じて、表示面13から見たLED1〜LED5の明るさが均一となるように適宜設定されるものである。
【0026】
図3はLED1〜LED5を駆動制御する駆動制御回路の構成を示す図である。図3に示す駆動制御回路は、LED1〜LED5に与える駆動エネルギーとしてLED1〜LED5に印加する印加電流を制御する。
【0027】
各LED1〜LED5は、そのアノード端子がLED1〜LED5の点灯/消灯を切り換えるスイッチ32を介して電池などの電源31の+極に共通接続されている。LED1のカソード端子は、LED1に印加される印加電流を制限する抵抗R1の一端が接続されている。LED2のカソード端子は、LED2に印加される印加電流を制限する抵抗R2の一端が接続されている。LED3のカソード端子は、LED3に印加される印加電流を制限する抵抗R3の一端が接続されている。LED4のカソード端子は、LED4に印加される印加電流を制限する抵抗R4の一端が接続されている。LED5のカソード端子は、LED5に印加される印加電流を制限する抵抗R5の一端が接続されている。各抵抗R1〜R5の他端は、電源31の−極(グランド電極)に共通接続されている。
【0028】
各抵抗R1〜R5の抵抗値とLED1〜LED5に印加する印加電流量(図2の駆動エネルギーに相当)との関係は、例えば図4に示すように設定される。図4において、抵抗R1の抵抗値を基準の値とすると、抵抗R2の抵抗値は基準の0.9倍(基準×0.9)、抵抗R3の抵抗値は基準の0.8倍(基準×0.8)、抵抗R4の抵抗値は基準の0.7倍(基準×0.7)、抵抗R5の抵抗値は基準の0.6倍(基準×0.6)となるように設定される。
【0029】
このように、各抵抗R1〜R5の抵抗値を調整することで、図4に示すLED1〜LED5に印加する印加電流量の割合を実現することが可能となり、この結果図2に示すような駆動エネルギーを実現することができる。また、抵抗を用いて印加電流量を調整することで、小型でかつ簡単に駆動制御回路を構成することが可能となる。
【0030】
(実施形態2)
図5は本発明の実施形態2に係る表示装置における駆動制御回路の構成を示す図である。この実施形態2の特徴とするところは、先の図3に示す駆動制御回路に対して、各抵抗R1〜R5に代えて、電流源I1〜I5を採用したことにある。
【0031】
電流源I1〜I5は、対応したLED1〜LED5に先の図4に示す電流量を印加するように電流値が設定されている。すなわち、電流源I1の電流量を基準の値とすると、電流源I2の電流量は基準の1.1倍(基準×1.1)、電流源I2の電流量は基準の1.1倍(基準×1.1)、電流源I3の電流量は基準の1.2倍(基準×1.2)、電流源I4の電流量は基準の1.3倍(基準×1.3)、電流源I5の電流量は基準の1.4倍(基準×1.4)に設定されている。
【0032】
このように、電流源I1〜I5を用いることで、図4に示すLED1〜LED5に印加する印加電流量の割合を実現することが可能となり、先の実施形態1と同様の効果を得ることが可能となる。また、抵抗値が固定された抵抗により印加電流を調整する場合には、抵抗値などは予め固定的に決められているため、印加電流を微調整するのは困難となる。しかし、電流源を用いることで、抵抗を用いた場合に比べて印加電流を微調整することが可能となり、LED1〜LED5の明るさをより細かく調整制御することが可能となる。
【0033】
(実施形態3)
図5は本発明の実施形態3に係る表示装置における駆動制御回路の構成を示す図である。この実施形態3の特徴とするところは、先の図3に示す駆動制御回路に対して、各抵抗R1〜R5に代えて、3端子レギュレータ(定電圧回路)RG2〜RG5によりLED1〜LED5に与える駆動エネルギーとしての印加電圧を調整する構成を採用したことにある。
【0034】
3端子レギュレータRG2〜RG5は、その入力端子がスイッチ32を介して電源31の+極に共通接続されている。3端子レギュレータRG2は、その出力端子がLED2のアノード端子に接続され、3端子レギュレータRG3は、その出力端子がLED3のアノード端子に接続され、3端子レギュレータRG4は、その出力端子がLED4のアノード端子に接続され、3端子レギュレータRG5は、その出力端子がLED5のアノード端子に接続されている。各3端子レギュレータRG2〜RG5のグランド端子は、電源31の−極に共通接続されている。
【0035】
LED1のアノード端子は、スイッチ32を介して電源31の+極に接続されている。各LED1〜LED5のカソード端子は、電流制限用の抵抗33を介して電源31の−極に接続されている。
【0036】
3端子レギュレータRG2〜RG5は、対応したLED2〜LED5に先の図2に示す駆動エネルギーを印加するように印加電圧(出力電圧)の割合が設定されている。すなわち、電源31の電源電圧を基準の値とすると、3端子レギュレータRG2の出力電圧は基準の1.1倍(基準×1.1)、3端子レギュレータRG3の出力電圧は基準の1.2倍(基準×1.2)、3端子レギュレータRG4の出力電圧は基準の1.3倍(基準×1.3)、3端子レギュレータRG5の出力電圧は基準の1.4倍(基準×1.4)に設定されている。
【0037】
このように、3端子レギュレータRG2〜RG5を用いることで、図4に示すLED1〜LED5に印加する印加電流量の割合を実現することが可能となり、先の実施形態1と同様の効果を得ることが可能となる。
【0038】
(実施形態4)
図7は本発明の実施形態4に係る表示装置における駆動制御回路の構成を示す図である。
【0039】
図7に示す駆動制御回路は、図3に示すと同様の電源31ならびにスイッチ32と、電流制限用の抵抗34、スイッチング素子Q1〜Q5、矩形波(パルス信号)出力素子G1〜G5を備えて構成されている。駆動制御回路は、LED1〜LED5に与える駆動エネルギーとしてLED1〜LED5に印加する印加電流を制御する。
【0040】
各LED1〜LED5は、そのアノード端子が直列接続されたスイッチ32と抵抗34を介して電源31の+極に共通接続され、カソード端子が対応するスイッチング素子Q1〜Q5のコレクタ端子に接続されている。
【0041】
スイッチング素子Q1〜Q5は、例えばトランジスタで構成され、各エミッタ端子が電源31の−極に接続されている。スイッチング素子Q1のコレクタ端子は、LED1のアノード端子に接続され、スイッチング素子Q2のコレクタ端子は、LED2のアノード端子に接続され、スイッチング素子Q3のコレクタ端子は、LED3のアノード端子に接続され、スイッチング素子Q4のコレクタ端子は、LED4のアノード端子に接続され、スイッチング素子Q5のコレクタ端子は、LED5のアノード端子に接続されている。
【0042】
パルス信号出力素子G1〜G5は、電源31から給電され、同周期(例えば1MHz程度)のパルス信号に対して図8に示すようなデューティ比のパルス信号を対応するスイッチング素子Q1〜Q5のベース端子に出力して、スイッチング素子Q1〜Q5をスイッチング制御する。なお、パルス信号出力素子G1〜G5は、MCU(マイクロ・コントロール・ユニット)として1素子に集約されて構成されているものでもよい。
【0043】
パルス信号出力素子G1は、その出力端子がスイッチング素子Q1のベース端子に接続され、デューティ比が60%のパルス信号をスイッチング素子Q1のベース端子に出力してスイッチング素子Q1をスイッチング制御する。パルス信号出力素子G2は、その出力端子がスイッチング素子Q2のベース端子に接続され、デューティ比が70%のパルス信号をスイッチング素子Q2のベース端子に出力してスイッチング素子Q2をスイッチング制御する。パルス信号出力素子G3は、その出力端子がスイッチング素子Q3のベース端子に接続され、デューティ比が80%のパルス信号をスイッチング素子Q3のベース端子に出力してスイッチング素子Q3をスイッチング制御する。パルス信号出力素子G4は、その出力端子がスイッチング素子Q4のベース端子に接続され、デューティ比が90%のパルス信号をスイッチング素子Q4のベース端子に出力してスイッチング素子Q4をスイッチング制御する。パルス信号出力素子G5は、その出力端子がスイッチング素子Q5のベース端子に接続され、デューティ比が100%のパルス信号をスイッチング素子Q5のベース端子に出力してスイッチング素子Q5をスイッチング制御する。
【0044】
各スイッチング素子Q1〜Q5を上記デューティ比のパルス信号によりPWM制御することで、LED1〜LED5に以下に示すような電流量が印加される。すなわち、LED5に印加される電流量を基準の値とすると、LED4に印加される電流量は基準の0.9倍(基準×0.9)、LED3に印加される電流量は基準の0.8倍(基準×0.8)、LED3に印加される電流量は基準の0.8倍(基準×0.8)、LED2に印加される電流量は基準の0.7倍(基準×0.7)、LED1に印加される電流量は基準の0.6倍(基準×0.6)となる。
【0045】
このように、デューティ比の異なるスイッチング信号によりスイッチング素子Q1〜Q5をPWM制御する構成を用いることで、図4に示すLED1〜LED5に印加する印加電流量の割合と概ね同等を実現することが可能となる。これにより、先の実施形態1と同様の効果を得ることが可能となる。また、抵抗値が固定された抵抗により印加電流を調整する場合には、抵抗値などは予め固定的に決められているため、印加電流を微調整するのは困難となる。しかし、スイッチング素子Q1〜Q5をPWM制御することで得られる電流を印加電流として用いることで、抵抗を用いた場合に比べて印加電流を微調整することが可能となり、LED1〜LED5の明るさをより細かく調整制御することが可能となる。
【符号の説明】
【0046】
11…回路部
12−1〜12−5…導光棒
13…表示面
31…電源
32…スイッチ
33,34,R1〜R5…抵抗
G1〜G5…パルス信号出力素子
I1〜I5…電流源
LED1〜LED5…発光ダイオード
Q1〜Q5…スイッチング素子
RG2〜RG5…3端子レギュレータ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
印加電力に応じて明るさが変わる複数の光源部と、
前記光源部との距離が異なる表示面を有する表示部と、
前記光源部と前記表示面との距離に応じた印加電力を前記光源部に供給して、前記光源部を駆動制御する駆動制御部と
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項2】
前記駆動制御回路は、前記光源部と前記表示面との距離が長くなるほど、前記光源部に供給する印加電力を増やす
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記駆動制御回路は、前記光源部に対応した抵抗により前記光源部に印加される電流を調整制御する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。
【請求項4】
前記駆動制御回路は、前記光源部に対応した電流源により前記光源部に印加される電流を調整制御する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。
【請求項5】
前記駆動制御回路は、前記光源部に対応した定電圧回路により前記光源部に印加される電圧を調整制御する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。
【請求項6】
前記駆動制御回路は、前記光源部に対応したスイッチング素子をPWM制御することにより前記光源部に印加される電流を調整制御する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。
【請求項7】
請求項1〜6のいずれか1項に記載の表示装置を備えた
ことを特徴とする電気機器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2012−22112(P2012−22112A)
【公開日】平成24年2月2日(2012.2.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−159447(P2010−159447)
【出願日】平成22年7月14日(2010.7.14)
【出願人】(000005832)パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Fターム(参考)】