(57)【要約】【課題】  複数個のバックライト用ＬＥＤを切り換え可能にして、２線式伝送器用と電池用を１つの基板上で外部電源の有無により切り替えて使用できるようにする。【解決手段】  ２線式伝送器の一部を構成する計測器は、バックライトユニットを有する液晶表示器を含む電源電圧の負荷となる計測及び表示回路を備えて、計測及び表示回路により計測した計測値を表示するよう構成し、かつ、伝送線より電源電圧が供給されないとき該計測器を電池駆動により現場単独で使用するよう構成する。バックライトユニットは、伝送線よりの電源電圧を検出するとき、バックライト用ＬＥＤを直列に駆動すると共に該バックライト用ＬＥＤを負荷とも直列に接続する一方、伝送線よりの電源電圧を検出せずに電池駆動されるとき、バックライト用ＬＥＤを並列に駆動すると共に該バックライト用ＬＥＤを負荷とも並列に接続する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送線より電源電圧を得て動作し、電流信号を伝送線に出力する計測器において、
バックライトユニットを有する液晶表示器を含む電源電圧の負荷となる計測及び表示回路を備えて、前記表示回路に、計測した計測値を表示するよう構成し、かつ、伝送線より電源電圧が供給されないとき電池駆動により現場単独で使用するよう構成し、
前記バックライトユニットは、複数個のバックライト用ＬＥＤを並列に接続可能な回路と、複数個のバックライト用ＬＥＤを直列に接続可能な回路とを設け、
伝送線よりの電源電圧を検出するとき、前記直列接続のバックライト用ＬＥＤを駆動すると共に該バックライト用ＬＥＤを前記負荷とも直列に接続する一方、伝送線よりの電源電圧を検出せずに電池駆動されるとき、前記並列接続のバックライト用ＬＥＤを駆動すると共に該バックライト用ＬＥＤを前記負荷とも並列に接続する、
ことから成る表示器のバックライト用ＬＥＤを切換え駆動可能にした計測器。
【請求項２】
前記直列接続のバックライト用ＬＥＤ又は前記並列接続のバックライト用ＬＥＤを、バックライトユニットの外部に備えた切り換えスイッチにより切換え駆動する請求項１に記載の表示器のバックライト用ＬＥＤを切換え駆動可能にした計測器。
【請求項３】
前記バックライトユニットには複数個のＬＥＤを備えると共に、各ＬＥＤ毎に個々にその両端から端子をバックライトユニット外部に引き出し、そして、バックライトユニットを装着したプリント基板上に備えたスイッチの切換により、前記直列接続のバックライト用ＬＥＤ又は前記並列接続のバックライト用ＬＥＤを構成した請求項１に記載の表示器のバックライト用ＬＥＤを切換え駆動可能にした計測器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト用ＬＥＤを切換え駆動可能にした２線式伝送器に関し、特に、バックライトユニットを有する液晶表示器を備えて、計測した計測値を表示するよう構成すると共に、伝送線より電源電圧が供給されないとき電池駆動により現場単独で使用するよう構成した計測器を有する２線式伝送器に関する。
【背景技術】
【０００２】
流量などの測定値を４〜２０ｍＡの統一電気信号として伝送する２線式伝送器が知られている（特許文献１参照）。２線式伝送器は、２本のケーブルで電源電流の供給と電流信号の伝送とが可能であり、また配線工事に要する費用等が抑えられるという理由から従来からよく用いられている。
【０００３】
図５は、一般的２線式伝送器の構成を示す図である。この２線式伝送器は、伝送線に直流電圧を出力する直流電圧源と、伝送線より電源電圧を得て動作し、電流信号を伝送線に出力する計測器と、計測器よりの電流信号を受信する受信計器とで構成されている。計測器は、通常、電源の負荷として、マイクロプロセッサＣＰＵ等による計測及び表示回路を有して、センサより検知した電圧或いは電流信号に基づき、例えば流量値を演算する。また、計測及び表示回路は液晶表示器を有して、演算した流量値を表示する。この演算された計測値は、出力トランジスタＴｒを介して電流信号に変換されて、受信計器に向けて伝送される。さらに、液晶表示器のバックライト用のＬＥＤが、負荷としての計測及び表示回路と直列に接続されている。
【０００４】
このような２線式伝送器において、２本の線によって信号を伝送するには、計測器内部の消費電流を常に伝送すべき信号電流より低く抑える必要がある。上述したように、測定値（流量計の場合は流量値）は、４〜２０ｍＡの統一電気信号として伝送されるが、この伝送信号の値よりも計測器内部の消費電流の方が大きくなってしまうと、伝送線上の電流を正常な出力値に維持できないことになる。そのため、比較的大きな電流を必要とするＬＥＤの様な電子部品は負荷に対して並列に接続することができない。さらに明るくさせる場合は、複数個（例えば２個）のＬＥＤを互いに直列に接続して用いる。
【０００５】
一方、このような計測器は、直流電圧源及び受信計器とは切り離して、電池駆動（図示省略）により現場において単独で動作させることも必要となる。この場合、電池電圧には制限（通常３Ｖ程度）があるため、図５中の「計測及び表示回路」とバックライト用ＬＥＤは、並列に接続する必要がある。直列接続すると、ＬＥＤの順方向電圧降下（１Ｖ程度）は電池電圧（３Ｖ）に対し大きく、計測及び表示回路が動作困難となる。さらに、通常複数個用いられるバックライト用のＬＥＤは、互いに並列に接続する必要がある。
【０００６】
従来、計測器を２線式伝送器として構成する場合、ある程度以下（４ｍＡ以下）の電流で回路を動かさなければならないため、複数個のバックライト用ＬＥＤと負荷は直列になってしまう。これに対して、計測器を電池駆動により現場単独で使用する場合、電池電圧に制限（３Ｖ程度）があるため、複数個のバックライト用ＬＥＤと負荷は並列にしなければならない。
【０００７】
このように、一つの製品で、次の２つの状態が発生する時、既存のバックライト付液晶表示器LCDでは対応できない。第１の状態は、電圧は余裕があるが、電流は余裕が無い状態で、ＬＥＤを負荷に対し直列に駆動できるが、並列には駆動できない。また、第２の状態は、電圧に余裕が無いが、電流に余裕がある状態で、ＬＥＤを負荷に対し並列には駆動できるが、直列には駆動できない。例えば、２線式アナログ出力（電流に制限有り）と、電池駆動（電圧に制限あり）のラインナップがあり、外部電源の供給の有無で動作を切り替える場合、上記の様な問題が発生する。
【特許文献１】特開２００１−５２２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる問題点を解決して、複数個のバックライト用ＬＥＤを切り換え可能にして、２線式伝送器用と電池用を１つの基板上で使用できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
２線式伝送器は、伝送線に直流電圧を出力する直流電圧源と、伝送線より電源電圧を得て動作し、電流信号を伝送線に出力する計測器と、計測器よりの電流信号を受信する受信計器とで構成される。本発明の計測器は、バックライトユニットを有する液晶表示器を含む電源電圧の負荷となる計測及び表示回路を備えて、表示回路に計測した計測値を表示するよう構成し、かつ、伝送線より電源電圧が供給されないとき該計測器を電池駆動により現場単独で使用するよう構成する。バックライトユニットは、複数個のバックライト用ＬＥＤを並列に接続した回路と、複数個のバックライト用ＬＥＤを直列に接続した回路とを設け、伝送線よりの電源電圧を検出するとき、直列接続のバックライト用ＬＥＤを駆動すると共に該バックライト用ＬＥＤを負荷とも直列に接続する一方、伝送線よりの電源電圧を検出せずに電池駆動されるとき、並列接続のバックライト用ＬＥＤを駆動すると共に該バックライト用ＬＥＤを負荷とも並列に接続する。
【発明の効果】
【００１０】
直列のバックライトの回路と、並列のバックライトの回路を一つの基板上に各々設け、２以上（複数）のＬＥＤをジャンパ（スイッチ）を使用し切り換えることで電源用と電池用（直列と並列）を使用できるようにしたことにより、バックライトの機能を有したまま、２線式アナログ出力と、電池駆動を外部電源の有無で動作を切り替えて使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、例示に基づき本発明を説明する。図１は、並列回路と直列回路の両方を内蔵したバックライト回路を例示する図である。図示したように、バックライトユニットに、複数（２個の場合を図示）のＬＥＤを並列に接続した回路と、複数（２個の場合を図示）のＬＥＤを直列に接続した回路の両方を設ける。このバックライトユニットの外部に備えた切り換えスイッチにより、電圧に余裕があるが、電流に余裕は無い第１の状態で、ＬＥＤを直列に接続した回路を駆動する。一方、電圧に余裕が無いが、電流に余裕がある第２の状態では、ＬＥＤを並列に接続した回路を駆動する。
【００１２】
図２は、バックライト回路の別の例を示す図である。図示の例において、複数個のＬＥＤの全てについて、各ＬＥＤ毎に個々にその両端から端子を、バックライトユニット外部に引き出している。これによって、バックライトユニットを装着したプリント基板上で直列回路、並列回路を構成でき、図１と同様に、第１の状態或いは第２の状態に応じて、それぞれ直列回路或いは並列回路を駆動するよう構成できる。この場合、プリント基板の配線により様々な回路が構成でき、多くの製品に対して使用が可能となり、汎用性が高い。なお、プリント基板上でＬＥＤ端子を固定的に接続することに代えて、バックライト外部にスイッチ回路を備え、これによって、ＬＥＤを直列に接続し、また並列に接続するよう切り替えることも可能である。
【００１３】
図３は、外部電源駆動時のバックライト用ＬＥＤ駆動回路を例示する図である。図５を参照して前述したように、２線式伝送器は、伝送線に直流電圧を出力する直流電圧源（図３における「外部電源」）と、伝送線より電源電圧を得て動作し、電流信号を伝送線に出力する計測器と、計測器よりの電流信号を受信する受信計器とで構成されている。図３に例示の回路は、２線式伝送器の計測器に相当し、伝送線より供給される外部電源（例えば、１２ＶＤＣ）を、直流電圧源として駆動される場合を想定している。電源の負荷として、マイクロプロセッサＣＰＵ等を含む計測及び表示回路を有して、センサにより検知した信号に基づき、例えば流量値を演算する。また、この計測及び表示回路は液晶表示器を有して、演算した流量値を表示する。この演算された計測値は、出力トランジスタＴｒを介して電流信号に変換されて、受信計器（図示省略）に向けて伝送される。さらに、液晶表示器のバックライト用のＬＥＤが、後述するように、負荷としての計測及び表示回路と直列に接続されることになる。
【００１４】
計測器内部に、所定電圧（例えば３．６ＶＤＣ）の電池を有しているが、この電池電圧よりも、ツェナーダイオードＺＤ設定電圧を高くすることにより、外部電源と直列に接続されたダイオードＤ１及び電池と直列に挿入されたダイオードＤ２の作用のために、外部電源が供給されている時は、負荷としての計測及び表示回路には、電池ではなく、外部電源から負荷電流が供給されることになる。
【００１５】
バックライト用ＬＥＤは、２個のみ図示しているが、より多く接続できることは前述したとおりである。今、外部電源が供給されていると仮定しているので、この電圧が検出されて、スイッチ（ジャンパ）Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をそれぞれ、図示したオン、オフ状態になるように切り換える。これによって、外部電源は、４ｍＡ定電流回路から、互いに直列に接続した２つのバックライト用ＬＥＤを通り、さらに、負荷としての計測及び表示回路に対して直列に供給される。
【００１６】
このように、外部電源駆動時、外部電源が供給されていることを検出し、切替信号でスイッチを制御することにより、バックライト用ＬＥＤ駆動回路は直列回路となり、且つ、バックライトを駆動する信号源は、電池ではなく４ｍA定電流のラインが選択される。外部電源駆動時、電圧には余裕があるので、バックライト用ＬＥＤを直列に複数個駆動することも可能となる。その反面、電流は４ｍA以上は取れないので、ＬＥＤ並列回路を駆動することはできない。計測信号は、通常のように、４〜２０ｍA電流出力として出力トランジスタＴｒを介して、受信計器（図示省略）に向けて伝送される。
【００１７】
図４は、図３に示した計測器を、直流電圧源及び受信計器とは切り離して、電池駆動により現場において単独で動作させる場合の動作を説明する図である。この場合、外部電源は供給されず、この電圧無しが検出されて、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をそれぞれ、図示したオン、オフ状態になるように切換え制御する。これによって、２つのバックライト用ＬＥＤは互いに並列に接続されると共に、負荷としての計測及び表示回路とも並列に接続される。電池電圧は、ダイオードＤ２を介して、これら並列接続のバックライト用ＬＥＤ及び計測及び表示回路に供給されることになる。
【００１８】
外部電源なし(電池駆動時）では、外部電源が供給されていないことを検出し、切替信号を制御することにより、バックライト用ＬＥＤ駆動回路は並列回路となり、且つ、バックライトを駆動する信号源は、電池電圧が選択される。これによって負荷としての計測及び表示回路と同じレベルで電池電源の負荷として、ＬＥＤ回路が追加されるかたちとなり、電池の性能を超えない限りは、動作上において電流の制限は無い。その反面、電圧は電池電圧以上は取れないので、ＬＥＤを直列にして駆動することはできない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】並列回路と直列回路の両方を内蔵したバックライト回路を例示する図である。
【図２】バックライト回路の別の例を示す図である。
【図３】外部電源駆動時のバックライト用ＬＥＤ駆動回路を例示する図である。
【図４】図３に示した計測器を、直流電圧源及び受信計器とは切り離して、電池駆動により現場において単独で動作させる場合の動作を説明する図である。
【図５】一般的２線式伝送器の構成を示す図である。
【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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