(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセグメント単位で発光する発光素子を備え、複数のキー構成を備えたキーボードのキーボードマトリックス回路の各交点に一つずつフォト・トライアック等の発光素子点灯回路を設けて、各交点の前記発光素子点灯回路に前記発光素子をセグメント単位に接続し、前記キーボード上の特定のキーが押されたことを前記キーボードマトリックス回路の入出力を監視しているマイクロコンピュータにより検知する回路構成の線路と前記複数の発光素子の内の特定の発光素子セグメントの点滅制御を行う回路構成の線路とが同一の線路により達成するとともに、前記複数のセグメントから成る発光素子及びその駆動制御回路をスイッチング回路と一体化して構成したエレクトロルミネッセンス・エレメントを筐体に貼り付けたことを特徴とする電気機器。
【請求項２】
複数のセグメント単位で発光する発光素子を備え、複数のキー構成を備えたキーボードのキーボードマトリックス回路の各交点に一つずつフォト・トライアック等の発光素子点灯回路を設け、各交点の発光素子点灯回路に発光素子をセグメント単位に接続し、前記キーボード上の特定のキーが押されたことが前記キーボードマトリックス回路の入出力を監視しているマイクロコンピュータにより検知された際には、前記複数の発光素子の内の特定の発光素子セグメントの点滅制御を行うように構成し、前記キーボードマトリックス回路のスキャンニングの際に、各キーボードが押されたことを確認するスキャンニングの期間と各セグメント単位の発光素子の点灯制御の期間とを別の期間でシリアルに制御して、セグメント単位の発光素子の点滅制御を行うように構成するとともに、前記複数のセグメントから成る発光素子及びその駆動制御回路をスイッチング回路と一体化して構成したエレクトロルミネッセンス・エレメントを筐体に貼り付けたことを特徴とする電気機器。
【請求項３】
請求項１記載の一体化して構成したエレクトロルミネッセンス・エレメントを操作・表示パネルとして筐体に貼り付けたことを特徴とする電気機器。
【請求項４】
請求項１記載の一体化して構成したエレクトロルミネッセンス・エレメントを操作・表示パネルとして筐体に貼り付けたことを特徴とするオーディオ・ヴィジュアル機器。
【請求項５】
請求項１記載の一体化して構成したエレクトロルミネッセンス・エレメントを操作・表示パネルとして筐体に貼り付けたことを特徴とする電子炊飯器。
【請求項６】
請求項３記載の一体化して構成したエレクトロルミネッセンス・エレメントを自動車用メータ表示パネルとして車体に貼り付けたことを特徴とする自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のセグメントを有し、そのセグメント単位に独立して発光する新規な駆動回路を複数のセグメント発光素子と一体化して構成したエレクトロルミネッセンス・エレメントを筐体に貼り付けて構成した電気機器に関する。エレクトロルミネッセンス（electroluminescence）は、以下単に「ＥＬ」と称する。
【０００２】
本発明の電気機器は、具体的には、情報家電機器、オーディオ・ヴィジュアル機器、電子炊飯器、自動車である。
【背景技術】
【０００３】
ＥＬは薄型タイプの光源として有効で、さまざまな製品を薄型にすることを可能にしてきた。つまり、面発光を利用することにより既存製品の厚みを薄くすることが可能となったものである。既存製品の厚みを薄くした代表例は携帯電話だと言える。携帯電話では、ＥＬはスイッチ光源として採用されている。
また、ＥＬは、従来光源を持たなかった製品にも採用されており、自動車のナンバープレートや交通標識などに採用されている。これは、ＥＬが従来の光源よりも軽量であることが採用を可能にしている。
ＥＬの他の特徴は、自由に設計することが可能であり、色の選択も自由であり、採用する製品側の希望に沿うよう設計することができる。また、ＥＬは発熱せず、折り曲げることはできないが、通常の使用であれば割れない。
【０００４】
このような特徴を備えたＥＬは、面発光であるので発光面全体から均一な光が得られ、薄型・軽量であるので携帯型の製品などの光源として最適である。また、消費電力が小さく、均一で薄い面光源で、発熱しない事からデザイン照明や電気機器のバックライトとして普及してきた。また最近では、艶色性やデザイン性に優れ、耐久性が高く、低コストで生産できる事から、携帯電話のキースイッチ照明としてのフレキシブル型ＥＬの需要が健在化している。
【０００５】
このような薄型のＥＬの製造方法は印刷で製造可能なものであり、例えば、非特許文献１にその製造方法の概要が記載されている。
【０００６】
ＥＬを用途と特徴から分類すれば、モノクロ液晶のバックライト、船舶メータ、屋外看板、道路標識などの照光に用いられる、背面電極にアルミニウムを使用し、防湿フィルムにてラミネートした高耐湿、高寿命タイプのパッケージタイプのＥＬ（０.７ｍｍ〜）、ICカード読取機（簡易設置型）、ナンバープレート、自動車サイドステップ、電子辞書などの薄型機器のモノクロ液晶バックライトなどに用いられる、ＩＴＯフィルムをベースの印刷工法にて製作する薄型タイプのフレキシブルタイプのＥＬ（０.３ｍｍ〜）、携帯電話、携帯端末、リモコンなどのキースイッチ照光などに用いられる、有機材料を使用し、超薄型でメカニカルストレスに優れたタイプのＥＬ、スイッチ用として均一で見易い照光、クリック感触と打鍵耐久性を有するＥＬ（０.１ｍｍ〜）のようになる。
そして、携帯電話用キースイッチに用いられるＥＬの一般的な層構造は、保護フィルム、発光層、絶縁層、背面電極、レジスト層、電極の順に構成されており、現在では全体でも１００μｍ以下の厚みである。
【０００７】
このように多くの用途に用いられるＥＬの製品適用年の一例を年代順に上げれば、1981年  カメラ用フラッシュ、1985年  コピー機、1986年  露出計、1987年  自動車用エンブレム、1988年  ハンディーターミナル、1989年  計測器、1990年  時計、1992年  交通標識、1994年  ページャー、1996年  自動車ステップガイド、1998年  ＰＤＡ、2000年  携帯電話ＬＣＤバックライト、2001年  自動車ナンバープレート、2002年  内視鏡用コントラーラ、2003年  ＲＦＩＤスキャナー、2006年  携帯電話用キースイッチとなる。
【０００８】
一方、電機炊飯器等の電気機器の操作パネルは、例えば、特許文献１には、「本体に炊飯および保温に係わる操作を行わせる樹脂製の操作パネルと、この操作パネル表面に被着した柔軟なパネルシートを備えた炊飯器において、操作パネルは透明もしくは半透明な樹脂製とし、炊飯および保温に係わる操作用のスイッチボタン部を上下動可能に一体に成形し、スイッチボタン部下方に発光ダイオードを配し照光スイッチを兼ねさせ、またスイッチボタン部に光の拡散処理を施しランプカバーも兼ねさせるものとし、スイッチボタン部に対応するパネルシートのボタン面は透明もしくは半透明で操作パネルに対し非接着層とした」ものが開示されている。
【０００９】
また、特許文献２には、「操作パネルの裏側に配設されたプリント基板の上面に、炊飯運転に係わる操作を行なうための操作部を有する操作スイッチ、炊飯運転の炊飯と保温の行程を表示する表示部としての発光体及びデジタルタイマーを夫々配置し、操作パネルの表面には弾性シートから成る銘板を設けてその操作パネル表面をほぼ平坦状に形成し、この操作パネルを、これの表面が本体の上面に連なる状態で上向きとなるように設けた」ものが開示されている。
【００１０】
さらに、特許文献３には、「電気炊飯器における操作パネル部に、各種炊飯メニューを仮想円上に等間隔で配列表示してなる炊飯メニュー群を設けるとともに、マイコン基板側に接続され且つ炊飯メニューに対応する個数の固定接点を有する接点部と、該接点部における固定接点に対して択一的に接触する可動接点を有し且つ前記炊飯メニュー群Ｍの中心部に回転可能に突出するダイヤル部とからなるロータリースイッチを付設したことを特徴とする電気炊飯器」が開示されている。
【００１１】
さらに、フォト・トライアックの用途にとして、燃焼装置等に用いるモータ等の交流負荷の位相制御装置に関して特許文献４（特開平５−２８４７６７号公報）が知られており、フォト・トライアックカプラのフォトダイオードに流れる電流を断続化してフォトダイオードの長寿命化を図ることに関して特許文献５（特開平７−２５３８２０号公報）が知られている。
【００１２】
各文献は以下のとおりである。
【非特許文献１】「印刷で製造できる無機ＥＬ  寿命と色で有機ＥＬに挑戦」  ＭＩＴ発のベンチャー企業が開発（日経エレクトロニクス  2007.3.26）
【特許文献１】特許公開平９−１０８０９８号公報
【特許文献２】特許公開平９−４３３号公報
【特許文献３】特許公開平８−１５４８２４号公報
【特許文献４】特開平５−２８４７６７号公報
【特許文献５】特開平７−２５３８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明が解決しようとする課題は、複数のセグメントを有し、そのセグメント単位に独立して発光する新規な駆動回路を複数のセグメント発光素子と一体化して構成したエレクトロルミネッセンス・エレメントを筐体に貼り付けて構成した電気機器を提供することである。
【００１４】
さらに、本発明においては、フレキシブル型ＥＬの持つ低コスト主産性と耐久性に加えて、単なるキー照明としてのＥＬの活用法からパイロットランプに代えてＥＬを独立して点滅できるセグメントＥＬとキースイッチやタッチスイッチを一体にして組合せる事で、家電品や自動車機器などの表示・操作パネルとして広く活用できる事に着目して、研究・開発と用途開拓を始めたものである。現在の多くの情報機器や家電装置においては、表示・操作パネルも複雑化し高度化しており、ユーザフレンドリーでマニュアルを必要としない簡単で分かり易い操作パネルの需要が健在化している。
【００１５】
一例として、電機炊飯器の操作パネルにおいては、ＬＥＤ光源のスイッチ部と液晶表示からなる操作パネル持ち、タイマー設定は液晶表示を併用しながら設定を行うように構成されているのが普通である。そして、操作パネル（銘板）の下部にはスイッチ基板が必要であるために、操作部は盛り上がる形体となる場合が多い。
【００１６】
従って、基板部と操作パネルが別な部品なので、設計、部品、組み立てコストが高くなり、無機ＥＬを使用する場合は、発光は直流を交流に変換する電源が必要となるし、無機ＥＬの点灯、消灯は別途にスイッチング回路が必要となり、必然的に、操作パネル（銘板）は盛り上がり、コンパクト化の障害になり、デザイン自由度も低くなってしまう。
【００１７】
また、スイッチ部を操作してLED表示でタイマー設定を確認する構成となっているために、設定変更等の操作が複雑で、直感的に操作できない構成となっており、操作するには、マニュアル読みを十分に理解する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の請求項１記載の電気機器は、複数のセグメント単位で発光する発光素子を備え、複数のキー構成を備えたキーボードのキーボードマトリックス回路の各交点に一つずつフォト・トライアック等の発光素子点灯回路を設けて、各交点の前記発光素子点灯回路に前記発光素子をセグメント単位に接続し、前記キーボード上の特定のキーが押されたことを前記キーボードマトリックス回路の入出力を監視しているマイクロコンピュータにより検知する回路構成の線路と前記複数の発光素子の内の特定の発光素子セグメントの点滅制御を行う回路構成の線路とが同一の線路により達成するとともに、前記複数のセグメントから成る発光素子及びその駆動制御回路をスイッチング回路と一体化して構成したエレクトロルミネッセンス・エレメントを筐体に貼り付けたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項２記載の電気機器は、複数のセグメント単位で発光する発光素子を備え、複数のキー構成を備えたキーボードのキーボードマトリックス回路の各交点に一つずつフォト・トライアック等の発光素子点灯回路を設け、各交点の発光素子点灯回路に発光素子をセグメント単位に接続し、前記キーボード上の特定のキーが押されたことが前記キーボードマトリックス回路の入出力を監視しているマイクロコンピュータにより検知された際には、前記複数の発光素子の内の特定の発光素子セグメントの点滅制御を行うように構成し、前記キーボードマトリックス回路のスキャンニングの際に、各キーボードが押されたことを確認するスキャンニングの期間と各セグメント単位の発光素子の点灯制御の期間とを別の期間でシリアルに制御して、セグメント単位の発光素子の点滅制御を行うように構成するとともに、前記複数のセグメントから成る発光素子及びその駆動制御回路をスイッチング回路と一体化して構成したエレクトロルミネッセンス・エレメントを筐体に貼り付けたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項３記載の電気機器は、請求項１記載の一体化して構成したエレクトロルミネッセンス・エレメントを操作・表示パネルとして筐体に貼り付けたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項４記載のオーディオ・ヴィジュアル機器は、請求項１記載の一体化して構成したエレクトロルミネッセンス・エレメントを操作・表示パネルとして筐体に貼り付けたことを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項５記載の電子炊飯器は、請求項１記載の一体化して構成したエレクトロルミネッセンス・エレメントを操作・表示パネルとして筐体に貼り付けたことを特徴とする電子炊飯器。
【００２３】
本発明の請求項６記載の自動車は、請求項３記載の一体化して構成したエレクトロルミネッセンス・エレメントを自動車用メータ表示パネルとして車体に貼り付けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、従来のパイロットランプとスイッチの組合せとは異なり、筐体の型加工が大幅に簡素化でき、電子基板やＬＥＤ、スイッチなどの個別部品が一体化できる事から、大幅な型代の削減と部品・加工工程の大幅な削減が可能である。
【００２５】
また、本発明では、表示とスイッチを連動して、マイコンなどの制御デバイスで制御できることから、ユーザフレンドリーでマニュアルレスの表示・操作パネルが低コストで実現できる。
【００２６】
また、本発明では、キースイッチと一体化したＥＬ照光により、間接光のＬＥＤ照明に比べ、均一照光が得られる。さらに、従来はＬＥＤ、キースイッチ、基板、点灯電源の４点からなるが、本発明においては、（キースイッチ＋ＥＬ＋照明配線）と（基板＋制御ＳＷ＋点灯電源）とから成る多機能化した２部品で構成することにより、部品点数が１／２になり構造が簡単となり小型・薄型が実現できる。
【００２７】
また、本発明では、そのエレクトロルミネッセンス・エレメントを筐体に貼り付けた電気機器を構成することにより、表示とスイッチを連動して、マイコンなどの制御デバイスで制御できることから、ユーザフレンドリーでマニュアルレスの表示・操作パネルを備えた電気機器が低コストで実現できる。
【００２８】
また、本発明では、ＥＬパネルをセグメント化して、必要なキースイッチの照明や、ガイド表示灯を点灯する機能とスイッチのＯＮ／ＯＦＦを検知する機能との両方を持たせ、そのＥＬ照明駆動回路は、スイッチング機能を有する回路と電源及びその線路が一体となり、製品のスイッチ制御用マイコンで、ＥＬキースイッチの照明をも制御できるようになる。これにより部品点数の大幅な省略化が実現できる。
【００２９】
ＥＬは交流電源を印可することにより発光するために、通常は、ＣＰＵから直接的にＥＬを発光させることができないが、本発明の回路構成では、ＣＰＵからフォト・トライアックを制御することで間接的にＥＬの発光を制御できるので、直流でＥＬ発光制御する回路を構成することが可能となり、ＣＰＵ制御との親和性が高い装置が提供できる。
【００３０】
本発明のセグメントＥＬスイッチ・エレメントは、銘板、スイッチ、ＥＬ電源及び点滅制御マイコンを一体化しているので、そのままの構成で、電子情報機器や家電製品等の電気機器の筐体に貼り付けて、製品の制御ＣＰＵにフラットケーブル等で接続するだけで良い。
【００３１】
本発明のセグメントＥＬスイッチ・エレメントは、製品ＣＰＵにキーのＯＮ／ＯＦＦを識別するスキャン信号を提供し、ＥＬを点灯・消灯させるためのＤＣ信号を受けるだけで、スイッチとその照光を制御する手段を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明するが、本発明の実施例を説明する前に、セグメントＥＬの構成及びエレクトロルミネッセンス・エレメントの構成を説明する必要がある。これらについては、本発明と同日で出願している。図１は本発明のエレクトロルミネッセンス・エレメントに用いられているＥＬの構成の概要を示す回路図であり、図２はその動作を説明するために一つのＥＬセグメントのみを抜き出して描いた回路図である。
【００３３】
図１において、１０，１１，１２，１３はＥＬの発光素子群（ＥＬセグメント）、２０，２１，２２，２３は交流電源制御素子群、３０,３１，３２，３３はスイッチ素子群、４０はＣＰＵインターフェース、６０は交流のインバータ電源である。図１に示したＥＬ駆動回路は、発光素子群が複数の発光素子（ＥＬセグメント）１０，１１，１２，１３・・・から成り、夫々のＥＬセグメントに対して、交流電源制御素子群及びスイッチ素子群は、複数のフォト・トライアック２０，２１，２２，２３・・・、及び複数のキースイッチ３０，３１，３２，３３・・・を備えている。夫々のＥＬセグメント１０，１１，１２，１３・・・は、ＣＰＵインターフェース４０からの制御によってインバータ電源６０からの電源を制御することにより点滅される。
【００３４】
ＣＰＵインターフェース４０は、公知のキーマトリックス・スキャン回路を備えており、入出力ポート側にプルアップ抵抗の構成を備えている。インバータ電源６０は全てのＥＬセグメント１０，１１，１２，１３・・・に対して共通に設けられている。インバータ電源６０から供給される交流電源は１００Ｖ、４００Ｈｚである。
【００３５】
図１のＥＬの点滅制御及びキースイッチスキャン回路は、格子状に接続されたキーボード回路上のキースイッチ（これについては周知の構成であるので、詳細の説明はしない）に対して、フォト・トライアック（交流を制御するための公知のフォトカプラであるので、特にその詳細の説明はしない）２０，２１，２２，２３・・・の発光素子側を並列接続し、受光素子側を交流インバータ電源６０とＥＬセグメント１０，１１，１２，１３・・・に直列接続した回路構成になっており、キーボード上の特定のキーが押されたことをキーボードマトリックス回路の入出力を監視しているマイクロコンピュータにより検知する回路構成の線路と複数のＥＬセグメントの内の特定のＥＬセグメントの点滅制御を行う回路構成の線路とが同一の線路により達成されるように、キーボード回路上にＥＬの点滅回路を重ねた構成になっている。
【００３６】
図１に示された実施例の回路の動作を、図２の一つのＥＬセグメントのみを抜き出して描いた回路図によって説明する。今、マイクロコンピュータに、キースイッチ３０を押した際にＥＬセグメント１０を点灯させるというプログラムが設定されているとして、その際の動作を説明する。
【００３７】
まず、図１及び図２を用いて、本発明の駆動回路の動作の概略を説明する。ＥＬの点滅制御はインバータ電源で生成した交流電源のゼロクロス点をＣＰＵの割り込みとして、このタイミングでＣＰＵの出力ポート（Ｏ１〜Ｏ４）からフォト・トライアックの受光部のアノード側に対してＨｉ信号を出力する。また、同様にＣＰＵの入出力ポート（Ｉ１〜Ｉ４）からフォト・トライアックの受光部のカソード側に対してＬｏｗ信号を出力しフォトトラアックをオンする。フォト・トライアックのターンオン保持特性を利用して、この割り込みのタイミングの時だけフォト・トライアックの制御をするだけでＥＬの点灯／点滅／消灯を制御することができる。このように、ＥＬの点滅制御にはほとんど時間が掛からないので、この空き時間にキースイッチスキャンを実効する。キースイッチスキャンは、ＣＰＵの出力ポート（Ｏ１〜Ｏ４）から順次Ｌｏｗ信号を出力して入出力ポート（Ｉ１〜Ｉ４）でスイッチが押されていればＬｏｗ、スイッチが押されていなければＨｉを検出することができる。このように、ＥＬとキースイッチが同一配線上に存在するがそれぞれ制御が独立しているので、あるスイッチ入力を検出して、ある特定のＥＬを点灯させるといったような制御を行うことができる。
【００３８】
つまり、図２において、キースイッチ３０が押されると、キースイッチ３０の接点は閉じる。ここで出力ポート（ＯＵＴ）の一番目の端子Ｏ１からプラスの信号を出すと、出力ポート（ＯＵＴ）の一番目の端子Ｏ１からキースイッチ３０を通して電流が流れ、その立ち上がりを入力ポート（ＩＮ）で所定のスキャンニングタイムで見ていれば、キースイッチ３０が押されたことが検出できる。
【００３９】
一方、図２において、フォト・トライアック２０と交流インバータ電源６０とＥＬセグメント１０とが直列で接続された回路を抜き出して、ＥＬセグメント１０を点灯させる動作の説明をする。
【００４０】
フォト・トライアックは、交流信号をＯＮ・ＯＦＦするための素子であり、本発明においてはフォト・トライアックを利用したが、特にフォト・トライアックに限定されるものではない。図３（Ａ）に示すように、本発明では、インバータ電源６０から、例えば１００Ｖ、４００Ｈｚ（１周期２．５msec）の交流電源が供給されており、その交流電源のゼロクロスのポイント（ａ）で、フォト・トライアック２０の入力側のＬＥＤにパルスを出してやれば受光側のトライアックが半周期（１．２５msec）の期間はオンし、それに繋がったＥＬセグメント１０は点灯することになる。しかしながら、ＥＬは電流が供給され続けないと点灯を連続させることができない。そこで、インバータ電源６０からの交流の次のゼロクロスのポイント（ｂ）で、次のパルスを出してやればフォト・トライアック２１の受光側のトライアックを次の半周期（１．２５msec）の期間もオンさせることが可能となる。
【００４１】
このように、図３（Ａ）図に示す如く、インバータ電源の負荷電圧がゼロクロス電圧以下のポイントでフォト・トライアックの入力側ＬＥＤに対してパルス信号を出力することにより受光側のトライアックをオンさせることができる。この動作を、セグメント単位で、インバータ電源のゼロクロスのポイントで毎回制御を行うことで、各セグメントＥＬの点灯、点滅、消灯を制御することが可能となる。
【００４２】
次に、キースイッチ４０のスキャンニングとフォト・トライアック２０の点滅制御との関係を説明する必要がある。そのためには、それら二つの動作は同一のスキャンニングマトリックス回路により構成されているために、キーボードマトリックス回路のスキャンニングの際に、各キーボードが押されたことを確認するスキャンニングの期間と各セグメント単位の発光素子の点灯制御の期間とを別の期間でシリアルに制御して、セグメント単位の発光素子の点滅制御を行うように構成する必要がある。それを説明しているものが、図３（Ｂ）図である。本実施例では、インバータ電源６０からの交流電源は１００Ｖ、４００Ｈｚ（１周期２．５msec）であるので、その半周期の十分短い時間をＥＬセグメントの点滅制御期間とし、残りの時間を各キーボードのスキャンニング期間とするものである。
【００４３】
つまり、ＥＬの点滅制御はインバータ電源で生成した交流電源のゼロクロス点をＣＰＵの割り込みとして、このタイミングでＣＰＵの出力ポート（Ｏ１〜Ｏ４）からフォト・トライアックの受光部のアノード側に対してＨｉ信号を出力する。また、同様にＣＰＵの入出力ポート（Ｉ１〜Ｉ４）からフォト・トライアックの受光部のカソード側に対してＬｏｗ信号を出力しフォトトラアックをオンする。前述したように、フォト・トライアックのターンオン保持特性を利用して、この割り込みのタイミングの時だけフォト・トライアックの制御をするだけでＥＬの点灯／点滅／消灯を制御することができる。このように、ＥＬの点滅制御にはほとんど時間が掛からないので、この空き時間にキースイッチスキャンを実効することが可能である。キースイッチスキャンは、ＣＰＵの出力ポート（Ｏ１〜Ｏ４）から順次Ｌｏｗ信号を出力して入出力ポート（Ｉ１〜Ｉ４）でスイッチが押されていればＬｏｗ、スイッチが押されていなければＨｉを検出することができる。このように、ＥＬとキースイッチが同一配線上に存在するがそれぞれ制御が独立しているので、あるスイッチ入力を検出して、ある特定のＥＬを点灯させるといったような制御を行うことができる。
【００４４】
このように、ＥＬの点灯を制御するためには、図３（Ｂ）のように、ＰｏｒｔＡからＨｉ信号を出力しているタイミングでＰｏｒｔＢからＬｏｗ信号を出力することにより、ＥＬの点灯を制御することができる。また、ＰｏｒｔＡからＬｏｗ信号を出力しているタイミングでＰｏｒｔＢを入力ポートに設定することでスイッチがＯＮの時はＬｏｗ、ＯＦＦの時はＨｉをＰｏｒｔＢで検出することができる。
【００４５】
図１及び図２の回路図では、キーボード上の特定のキーが押されたことをキーボードマトリックス回路の入出力を監視しているマイクロコンピュータにより検知する回路構成の線路と複数のＥＬセグメントの内の特定のＥＬセグメントの点滅制御を行う回路構成の線路とが同一の線路により達成されているので、その回路構成により達成される二つの操作、つまり、各キーボードが押されたことを確認するスキャンニングと各セグメント単位の発光素子の点灯制御とが関連性を持っていなければならない（例えば、キースイッチ３０が押されたらＥＬセグメント１０が点灯する）ようにも理解されがちであるが、これら二つの動作は全く関係なく操作することが可能なものである。
【００４６】
図４において、ＥＬセグメント１０を点灯させる際の操作を説明する。図４に示すように、点灯すべきＥＬセグメント１０のマトリックス構成のＰｏｒｔＡからＨｉ信号を出力し、ＰｏｒｔＢからＬｏｗ信号を出力する。これにより、ォト・トライアック２０の入力側ＬＥＤに電流が流れる回路が構成される。このように、ＰｏｒｔＡからＨｉ信号、ＰｏｒｔＢからＬｏｗ信号を出力しない限り、フォト・トライアック２０の入力側ＬＥＤに給電することができないため、単にスイッチ３０のＯＮ／ＯＦＦではＥＬセグメントの点灯を制御することができない回路構成になっている。また、スイッチと直列に大きな値の抵抗Ｒｓｗを配置することでＥＬセグメント１０の点灯制御時にスイッチ３０を押下しても、スイッチ３０側に流れる電流を抑制しフォト・トライアック２０の入力側ＬＥＤに安定して電流を供給できるのでスイッチ３０のＯＮ／ＯＦＦの影響を受けずＥＬセグメント１０の点灯制御を行うことが可能である。
【００４７】
以上の回路構成を備え、二つの操作の制御期間を分けることにより、一つの回路構成により、キーボードが押されたことを確認するスキャンニングと各セグメント単位の発光素子の点灯制御とを別々に制御することが可能となるものである。つまり、押されたキースイッチと同一線路上に配置されたＥＬセグメントを点滅制御することも可能であるし、押されたキースイッチとは同一線路上に配置されていない別のＥＬセグメントを点滅制御することも可能である。勿論、キースイッチＯＮ／ＯＦＦとは全く関係なく、マイコンでのプログラミングにより任意のＥＬセグメントを点滅制御することも可能である。
【００４８】
つまり、複数のキースイッチに対応して、位置的には各々の複数のキースイッチの下に一つずつのＥＬセグメントを配置しておけば、特定のキースイッチが押されたら、その下に配置してあるＥＬセグメントを点灯させて、押したキースイッチが何であるかをユーザに分からしめることも可能であるし、特定のキースイッチが押されたら、次に操作すべきキースイッチの下に配置してあるＥＬセグメントを点滅させて、ユーザによる次の操作のガイダンスに用いてもよいし、キースイッチの操作とは全く関係なく、例えば、時間により或いは操作モードにより、ユーザに注意を喚起すべきキースイッチの下に配置してあるＥＬセグメントを点滅させても良い。このように自由な、制御動作が一つの回路構成により達成できるものである。
【００４９】
このように、キーボードが押されたことを確認するスキャンニングと各セグメント単位の発光素子の点灯制御とを時分割で別々に制御するためには、本発明の最適な実施例としては、二つの制御動作を同一の線路上で達成できる構成のものを説明しているが、次善の策としては、図５に示すように、その二つの制御動作を夫々達成する回路構成を別々に形成しても良い。
【００５０】
図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ＰｏｒｔＡにフォト・トライアック群２０，２１，２２、ＰｏｒｔＢにスイッチ群３０，３１，３２を別々に接続して、各ＥＬセグメント１０，１１，１２の点灯消灯を制御する場合はＰｏｒｔＡから各ＥＬセグメント１０，１１，１２に対応するフォト・トライアック２０，２１，２２の入力側ＬＥＤに対してＨｉ信号を出力することで点灯させ、Ｌｏｗ信号を出力することで消灯させることができる。また、ＰｏｒｔＢに接続した各スイッチ３０，３１，３２はスイッチＯＦＦ時にＨｉを検出、スイッチＯＮ時にＬｏｗを検出することができる。これらのＰｏｒｔＡとＰｏｒｔＢの制御を時分割で行うことで同一配線上にスイッチとフォト・トライアックを接続した回路と同等の機能が得られる。
【００５１】
このような構成により、ＥＬの点滅制御とキースイッチスキャン制御を同一配線でタイムシェアリングして使用している。また、キースイッチはＥＬの点滅用として専用に設けたスイッチではなく、ＥＬの点滅以外においても何らかの制御をするスイッチとして構成することができる。勿論、ＥＬ点滅用のスイッチとしても使用するのが可能であることは言うまでもない。
【００５２】
以上のように、駆動回路をセグメントＥＬとスイッチング回路とを一体化して構成することにより、電子情報機器や家電製品等の筐体に貼り付けて利用することも可能とするものである。そこで、以上の回路構成を組み込んだユニットの具体的な外観構成を説明すると、図６の通りである。また、このユニット構成の層構成は図７に示すとおりである。このように構成することにより、本発明者等は、本発明の駆動回路を最終的にはカスタムＩＣ化してＥＬと共に供給することを可能としたものである。
【００５３】
このような実施例においては、本発明者等が、今までに蓄積したフレキシブル型ＥＬの設計・製造技術に加えて、ＥＬ上でセグメントに分けた文字や図柄やアイコンをマイコンと親和性の高い制御回路で制御し、キー配線とＥＬ配線を共有化して、低コストで信頼性の高い制御用ＩＣと共に供給することで、低コストのマンマシンインターフェイスを可能とする最新型の表示・操作パネルを提供することが可能となったものである。
【００５４】
本実施例のセグメントＥＬスイッチユニットに用いられるセグメントＥＬの代表的な基本層構造は、クリック感に優れるＥＬ背面側に金属ドームＳＷを一体化した構造が望ましい。一体化したセグメントＥＬ１００は、図６に示すように、一体化セグメントＥＬ１００内に、ＥＬ駆動用ＩＣ１０１とスイッチ制御用ＩＣ１０２を組み込んでおり、それ等ＩＣを制御するＣＰＵ１０３を外部に設けている。従って、どのような電気機器に対しても、筐体にこの一体化セグメントＥＬ１００を貼り付けることによって、表示・操作パネルを提供することができるものである。
【００５５】
一体化セグメントＥＬ１００は、その層構成が図８に詳細に示されているように、上面より、所定の配置で所定数のキー凸部１０４、１０４、１０４・・・を形成したベースフィルム１０５、銘板或いはキー表示部から成る加飾印刷層１０６、各ＥＬセグメント単位に対して共通して給電を行う回路構成を備えた透明電極層１０７、ＥＬセグメント単位に所定の配置で所定数のセグメントからなるＥＬ蛍光体層１０８、ＥＬ蛍光体層１０８に対応した所定数で所定配置に形成された絶縁及び耐圧性向上のための誘電体層１０９、各ＥＬセグメント単位に対して独立して給電を行う背面電極層１１０、これより上の回路構成と、これより下の回路構成間での絶縁を達成するための絶縁層１１１、基板貼り付け用の接着層（粘着層）１１２、ドーム型をした所定数で所定配置に置かれた金属ドーム（メタルドーム）１１３、１１３、１１３・・・、所定のキーに対応した回路構成が印刷されたプリント基板（ＰＣＢ）１１４から成っている。この一体化セグメントＥＬ１００には、その背面電極層１１０の回路構成中に、ＥＬ駆動用回路を構成するＥＬ駆動用ＩＣ１０１と、スイッチ制御用ＩＣ１０２とが設けられている。スイッチ制御用ＩＣ１０２内には所定数のフォト・トライアックが組み込まれている。この一体化セグメントＥＬ１００からは、発光制御用ＣＰＵ１０３との接続を取るために、ゴムコネクタ（ＡＣＦ）１１５がプリント基板１１４上に設けられている。
【００５６】
この一体化セグメントＥＬ１００の製造工程においては、所定のキーに対応した回路構成が印刷されたプリント基板１１４のキー対応の位置にドーム型をした金属ドーム１１３、１１３、１１３・・・を配置し、粘着層１１２を形成した上に、順次、各層を印刷して形成し、最後に、キー凸部１０４、１０４、１０４・・・を形成したベースフィルム１０５を貼り合わせれば良い。このように、セグメントＥＬは銘板に加飾印刷と同様に直接印刷形成するか貼り合わせて形成することができる。また、詳細に説明することはしないが、ＥＬ発光面側にタッチパネルスイッチを貼り合わせた構造で、安価な照光タッチパネルスイッチを提供することもできる。
【００５７】
これにより、形成した一体化セグメントＥＬは、基板上のドームスィッチに接着して一体化され、十分のキー打鍵耐久性を有しており、キー部を独立して直接照光でき、３mm程度の厚みで各種電気機器の照光スイッチボタンを実現できるものである。
【００５８】
さらに、以上のような駆動回路をセグメントＥＬとスイッチング回路とを一体化してセグメントＥＬエレメントを構成することにより、電子情報機器や家電製品等の電気機器の筐体に貼り付けて利用することも可能とするものである。
【００５９】
次に、本発明の電気機器としての最終製品イメージを詳細に説明する。以下の実施例においては、電気機器として電子炊飯器を例として説明する。従来の電子炊飯器の表示・操作パネル部分は製品に搭載されたマイコンでスイッチをモニターしている構成で、図９に示すように、上面は銘板１２０、１２１が加飾を施した層であり、その下にスイッチ部１２２（キースイッチカバー／スイッチスペーサ部／キースイッチ部）があり、これによってユニットは１０ｍｍと厚くなる。また、高さの違う部品を実装するので部品毎にスペーサ１２３が必要である事とスイッチ部１２２と発光部（ＬＥＤ）１２４が分かれている為、部品数が多く、取付け工数も多くなり、コストが高くなる。
【００６０】
これに対して、電子炊飯器の表示・操作パネル部分をセグメントＥＬスイッチで構成した場合は、成形型も少なくコストが低く、部品数も少なくして、多数の照光・点滅・スイッチ機能を備えた電気機器が提供できる。この場合、セグメントＥＬスイッチ・エレメントは３mmと薄く構成することが可能であり、スイッチやＥＬの実装スペースも少ないので、電子機器のデザインの自由度も高くなる。
【００６１】
さらに、本発明は、クリック感の無いタッチパネル式のオーディオ機器等に適用することが可能である。通常、タッチパネルにはクリック感がないので、単独ではスイッチングの実感が味わえない。そこで、ＣＲＴや液晶に貼り合わせ、画面表示の変化との組み合わせることで、始めてスイッチとして機能させることが可能となる。しかしながらＣＲＴや液晶は表示素子として優れているものの、コストが非常に高くなってしまい、単に、スイッチの照光機能を満足させる機器として考えた場合には過剰品質になってしまう。
【００６２】
それに対して、本発明のセグメントＥＬスイッチユニットは、外部ＣＰＵとの親和性が高く、任意のパターン形状、自由な点滅制御が可能な為、タッチパネルスイッチの自由なスイッチ形状の選択・変形・変化にも対応することができるガイド照光機能と、スイッチングのモニター照光機能を容易に付与することが可能となる。つまり、本発明のセグメントＥＬスイッチユニットとタッチパネルスイッチを張り合わせて使用することにより、操作・表示部分にＣＲＴや液晶の搭載が見合わない安価なオーディオ機器やリモコン等にもタッチパネルスイッチを容易に使用できる可能性を提供できる。
【００６３】
さらに、上記一体化したユニット構成のＥＬを電子情報機器や家電製品等の筐体に貼り付けて利用する例を具体的に説明する。キースイッチとＥＬ点灯駆動回路を利用してスイッチのＯＮ／ＯＦＦをスキャンキースイッチ照明が点灯、点滅して操作キースィッチに誘導することで、マニュアルが無くても誘導で操作が可能となる。
【００６４】
このように、本発明はＬＥＤ光源に変えて、スイッチと一体化して薄型化できるセグメント化したＥＬパネルを採用し、点灯制御は、制御ＣＰＵからトライアック素子を利用したスイッチング回路より点灯制御するように構成し、又、同じ回路を利用してスイッチのＯＮ／ＯＦＦをスキャンする機能を持たせるように構成した。これにより、操作キースイッチに誘導するインターフェースを持たせることができるようになったものである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明のＥＬの駆動回路の概要を示す回路図である。
【図２】本発明のＥＬの駆動回路の動作説明のために一つのセグメントＥＬのみを抜き出して描いた回路図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）  本発明のＥＬ点灯制御とスイッチ検出制御の説明図である。
【図４】本発明のＥＬ点灯制御の詳細説明図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）  本発明の別実施例を示す回路図である。
【図６】本発明の回路構成を組み込んだユニットの外観構成図である。
【図７】本発明のセグメントＥＬユニットの層構造を示す断面図である。
【図８】本発明のセグメントＥＬユニットの層構造を示す詳細斜視図である。
【図９】従来の電子炊飯器の表示・操作パネル部分を示す詳細斜視図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０，１１，１２，１３・・・ＥＬの発光素子群（ＥＬセグメント）
２０，２１，２２，２３・・・交流電源制御素子群（フォト・トライアック）
３０，３１，３２，３３・・・スイッチ素子群（キースイッチ）
４０・・・ＣＰＵインターフェース、６０・・・交流のインバータ電源
１００・・・一体化セグメントＥＬ、１０１・・・ＥＬ駆動用ＩＣ
１０２・・・スイッチ制御用ＩＣ、１０３・・・ＣＰＵ
【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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【図９】
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