(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示用発光素子および負荷に給電する電池よりなる電源と、表示用発光素子に流れる電流を可変とする電流制御手段と、電源の電圧を検出する電圧検出部と、電流制御手段および負荷を制御する制御部とを備え、制御部は、電圧検出部の出力に基づいて電源の電池の種類を判別する判別手段を有し、電源が投入されると負荷を一時的にオン、オフさせて負荷のオン、オフそれぞれの状態における電圧検出部による両検出電圧を記憶し、両検出電圧の差に基づいて電源の電池の種別を判別し、電池の種別に応じて負荷のオン、オフにかかわらず表示用発光素子に流れる電流がほぼ一定になるように負荷のオン、オフそれぞれに対応付けた第１の制御信号、第２の制御信号を決定し、表示用発光素子を点灯させる時には第２の制御信号に基づいて電流制御手段を制御し、表示用発光素子の点灯中に負荷をオンさせる時にはほぼ同時に第１の制御信号に基づいて電流制御手段を制御し、表示用発光素子の点灯中に負荷をオフさせる時にはほぼ同時に第２の制御信号に基づいて電流制御手段を制御することを特徴とする電池を電源とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池を電源とする表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電池を電源とする表示装置では、電池を電源とする表示用の発光素子の点灯方式としてスタティック方式やダイナミック方式が採用されており、発光素子の点灯・消灯を制御する制御部が必要である。つまり、制御部によって発光素子の点灯・消灯を制御しているのが現状である。
【０００３】
また、この種の表示装置を備えたガスコンロでは、電磁弁などの負荷への給電を上記制御部の制御によって上記電源から行っているのが一般的である。
【０００４】
しかしながら、発光素子および負荷が同じ電池を電源とする表示装置では、発光素子の点灯中に負荷の動作に伴って電源の電圧が変動する（電池から負荷へ負荷電流が流れている間は電池の内部抵抗による電圧降下が生じ電池の電圧が一時的に低下する）と、該変動が発光素子の明るさに影響し、発光素子がちらついてしまうという問題がある。
【０００５】
この種の問題を解決するものとして、電池よりなる電源の電圧が急激に変化した場合の発光素子のちらつきを抑制することを目的とした電池を電源とする表示装置が提案されている。図７にこの表示装置の基本構成例を示す。
【０００６】
図７に示す表示装置は、ガスコンロからなる調理器具に設けられるものであり、図示しないガスバーナ（燃焼装置）の点火、消火の手操作を行う器具栓の操作に連動する器具栓スイッチと、調理容器の底に接触させる温度センサによる検出温度に基づいて調理容器の温度を調整する目的で上記ガスバーナによる火力を段階的（例えば、大火、小火）に切り換えるためのバイパス上に配置されるラッチ式の温調用電磁弁５と、温調用電磁弁５を駆動する温調用電磁弁駆動回路１５と、表示用発光素子たる可視光発光ダイオード６（以下、発光ダイオード６と略称する）と、発光ダイオード６を駆動するＬＥＤ駆動回路７と、ＬＥＤ駆動回路７を制御して発光ダイオード６を点灯・消灯させるとともに温調用電磁弁駆動回路５を制御して電磁弁を開閉させる制御部３’と、発光ダイオード６および温調用電磁弁駆動回路１５および制御部３’に給電する電池よりなる電源１と、電源１の電圧を検出する電圧検出部たる電圧検出回路４とを備えている。なお、ＬＥＤ駆動回路７は発光ダイオード６をダイナミック方式で点灯させるための駆動回路であって電流制御手段を構成している。要するに、制御部３’は上記温度センサによる検出温度に基づいて電磁弁５を開閉制御する（オンオフ制御する）。
【０００７】
制御部３’は、マイクロコンピュータであって、器具栓スイッチＳＷがオンすると電源１により給電され、ＬＥＤ駆動回路７および温調用電磁弁駆動回路１５を制御するようになっている。また、図示していないが、電源投入に伴って制御部３’をリセットするリセット回路が設けられている。
【０００８】
次に、制御部３’の動作について図８および図９を参照しながら説明する。なお、図８（ａ）は電源１の電圧、同図（ｂ）は器具栓スイッチＳＷの状態、同図（ｃ）は温調用電磁弁５の状態、同図（ｄ）は発光ダイオード６に流れる電流、をそれぞれ示す。
【０００９】
まず、図８（ｂ）に示すように時刻ｔ1にて器具栓スイッチＳＷがオンになる（図９のＳ１１）と、リセット回路により制御部３’がリセットされ、制御部３’は時刻ｔ2にて温調用電磁弁５を開成させ（Ｓ１２）、電圧検出回路４による検出電圧（この時の電源１の電圧をＶａとする）を読み取って内蔵のメモリに記憶する（Ｓ１３）。ここにおいて、温調用電磁弁５を開成させると電源１から温調用電磁弁５へ負荷電流が流れるので、電源１である電池の内部抵抗による電圧降下が生じ電源１の電圧が低下する。次に、制御部３’は、時刻ｔ3にて温調用電磁弁５を閉成させ（Ｓ１４）、電圧検出回路４による検出電圧（この時の電源１の電圧をＶｂとする）を読み取って内蔵のメモリに記憶する（Ｓ１５）。続いて、制御部３’は、電源１の電圧が上記電圧Ｖａと上記電圧Ｖｂとのいずれの場合にも発光ダイオード６に流れる電流がほぼ同じになるように、温調用電磁弁５が開成状態（オン）の時にＬＥＤ駆動回路７を制御する第１のパルス信号（第１の制御信号）、温調用電磁弁５が閉成状態（オフ）の時にＬＥＤ駆動回路７を制御する第２のパルス信号（第２の制御信号）それぞれのデューティを決定する（Ｓ１６）。
【００１０】
その後、制御部３’は、時刻ｔ4にて発光ダイオード６を第２の制御信号で点灯させるようにＬＥＤ駆動回路７を制御する（Ｓ１７）。以降、制御部３は、温調用電磁弁５を開成させる場合には、温調用電磁弁５を開成させる（オン制御する）のとほぼ同時にＬＥＤ駆動回路７を第１のパルス信号（図８（ｅ）の右側に示すオン幅がＴ2のパルス信号）で制御し（Ｓ１８）、温調用電磁弁５を閉成させる場合には、温調用電磁弁５を閉成させる（オフ制御する）のとほぼ同時にＬＥＤ駆動回路７を第２のパルス信号（図８（ｅ）の左側に示すオン幅がＴ1のパルス信号）で制御する（Ｓ１９）。
【００１１】
したがって、図８（ｄ）の時刻ｔ4〜ｔ5の期間、時刻ｔ6〜ｔ7の期間は図８（ｅ）に示すデューティの第２のパルス信号Ａに基づいて発光ダイオード６に電流が流れ、時刻ｔ5〜ｔ6の期間、時刻ｔ7〜ｔ8の期間は図８（ｅ）に示すデューティの第１のパルス信号Ｂに基づいて発光ダイオード６に電流が流れるので、図８（ｃ）に示す温調用電磁弁５の開閉（負荷のオンオフ）に伴って図８（ａ）に示すように電源１の電圧が変動しているにもかかわらず、発光ダイオード６に流れる電流をほぼ一定（Ｉ1）に保つことができ、結果として発光ダイオード６のちらつきが防止されるのである。ここに、デューティを変化させるにあたっては、周期を一定としてオンデューティを変化させている。上記電圧Ｖａと上記電圧Ｖｂとの間には、Ｖａ＞Ｖｂという関係が成り立つから、図８（ｅ）に示すように、上記電圧Ｖａに対応付ける第２のパルス信号Ａのオン幅Ｔ1と上記電圧Ｖｂに対応付けられる第１のパルス信号Ｂのオン幅Ｔ2との大小関係は、Ｔ1＜Ｔ2となる。
【００１２】
要するに、図７に示す構成の表示装置では、温調用電磁弁５の動作に伴う電源１の電圧変動にかかわらず発光ダイオード６に流れる電流をほぼ一定に保つことができるから、発光ダイオード６の光出力が安定し、温調用電磁弁５の動作に伴って発光ダイオード６がちらつくという不具合の発生を抑制することができるのである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の表示装置では、電池の電圧が急激に変化した場合の発光素子のちらつきを抑制することができるが、電池はアルカリ電池やマンガン電池などその種類によって内部抵抗が異なるので、温調用電磁弁５の開成時（駆動時）の電源１の電圧（上記電圧Ｖａ）が電池の種類によって相違することがあり、電源１として使用する電池の種別によっては発光ダイオード６のちらつきを十分に抑制できない場合があった。
【００１４】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、電池よりなる電源の電圧が急激に変化した場合の発光素子のちらつきを電池の種類によらず抑制することができる電池を電源とする表示装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、表示用発光素子および負荷に給電する電池よりなる電源と、表示用発光素子に流れる電流を可変とする電流制御手段と、電源の電圧を検出する電圧検出部と、電流制御手段および負荷を制御する制御部とを備え、制御部は、電圧検出部の出力に基づいて電源の電池の種類を判別する判別手段を有し、電源が投入されると負荷を一時的にオン、オフさせて負荷のオン、オフそれぞれの状態における電圧検出部による両検出電圧を記憶し、両検出電圧の差に基づいて電源の電池の種別を判別し、電池の種別に応じて負荷のオン、オフにかかわらず表示用発光素子に流れる電流がほぼ一定になるように負荷のオン、オフそれぞれに対応付けた第１の制御信号、第２の制御信号を決定し、表示用発光素子を点灯させる時には第２の制御信号に基づいて電流制御手段を制御し、表示用発光素子の点灯中に負荷をオンさせる時にはほぼ同時に第１の制御信号に基づいて電流制御手段を制御し、表示用発光素子の点灯中に負荷をオフさせる時にはほぼ同時に第２の制御信号に基づいて電流制御手段を制御することを特徴とするものであり、電池の種別に応じて負荷のオン、オフにかかわらず表示用発光素子に流れる電流がほぼ一定になるように負荷のオン、オフそれぞれに対応付けた第１の制御信号、第２の制御信号が決定され、表示用発光素子の点灯中において負荷がオンする時にはほぼ同時に電流制御手段が制御され、表示用発光素子の点灯中において負荷がオフする時にはほぼ同時に電流制御手段が制御されるので、負荷のオン、オフによって電源電圧が変動しても表示用発光素子に流れる電流はほぼ一定に保たれるから、負荷の影響によって電源の電圧が急激に変化した場合の発光素子のちらつきを電池の種別によらず抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本実施形態の表示装置は、図７に示した従来構成と同様、ガスコンロからなる調理器具に設けられるものであり、図示しないガスバーナ（燃焼装置）の点火、消火の手操作を行う器具栓の操作に連動する器具栓スイッチと、調理容器の底に接触させる温度センサによる検出温度に基づいて調理容器の温度を調整する目的で上記ガスバーナによる火力を段階的（例えば、大火、小火）に切り換えるためのバイパス上に配置されるラッチ式の温調用電磁弁５と、温調用電磁弁５を駆動する温調用電磁弁駆動回路１５と、表示用発光素子たる可視光発光ダイオード６（以下、発光ダイオード６と略称する）と、発光ダイオード６を駆動するＬＥＤ駆動回路７と、ＬＥＤ駆動回路７を制御して発光ダイオード６を点灯・消灯させるとともに温調用電磁弁駆動回路５を制御して電磁弁を開閉させる制御部３と、発光ダイオード６および温調用電磁弁駆動回路１５および制御部３に給電する電池よりなる電源１と、電源１の電圧を検出する電圧検出部たる電圧検出回路４とを備えている。なお、ＬＥＤ駆動回路７は発光ダイオード６をダイナミック方式で点灯させるための駆動回路であって電流制御手段を構成している。要するに、制御部３は上記温度センサによる検出温度に基づいて電磁弁５を開閉制御する（オンオフ制御する）。
【００１７】
制御部３は、マイクロコンピュータであって、器具栓スイッチＳＷがオンすると電源１により給電され、ＬＥＤ駆動回路７および温調用電磁弁駆動回路１５を制御するようになっている。また、図示していないが、電源投入に伴って制御部３をリセットするリセット回路が設けられている。
【００１８】
ところで、本実施形態の表示装置は、制御部３が、電源１としての電池の種類を判別する判別手段を有し、電池の種類ごとに第１の制御信号、第２の制御信号を決定する点に特徴がある。以下、電池の種別の判別の仕方について図２を参照しながら説明する。
【００１９】
まず、器具栓の操作により器具栓スイッチＳＷがオンになる（Ｓ１）と、リセット回路により制御部３がリセットされ、その後、制御部３は温調用電磁弁５へ通電を行うことで温調用電磁弁を開成させ（Ｓ２）、電圧検出回路４による検出電圧（この時の電源１の電圧をＶａとする）を読み取って内蔵のメモリに記憶する（Ｓ３）。ここにおいて、温調用電磁弁のインピーダンスは１５Ω程度であり、温調用電磁弁５へ通電すると電源１から温調用電磁弁５へ比較的大きな負荷電流が流れるので、電源１である電池の内部抵抗ｒによる電圧降下が生じ電源１の電圧が低下する。次に、制御部３は、温調用電磁弁５への通電を停止させ（Ｓ４）、電圧検出回路４による検出電圧（この時の電源Ｅの電圧をＶｂとする）を読み取って内蔵のメモリに記憶する（Ｓ５）。続いて、制御部３は、上記電圧Ｖａと上記電圧Ｖｂとの電圧差（Ｖａ−Ｖｂ）が所定のしきい値以上であるか否かを判別し（Ｓ６）、上記電圧差が上記しきい値電圧以上である場合には、電池がマンガン電池と判定し（Ｓ７）、一方、上記電圧差が上記しきい値電圧未満である場合には、電池がアルカリ電池であると判定する（Ｓ８）。
【００２０】
図３に電池の電圧と内部抵抗との関係を示すが、同図中の▲１▼がアルカリ電池の特性を、同図中の▲２▼がマンガン電池を、それぞれ示す。図３から同じ電池電圧で比較すると、マンガン電池の方がアルカリ電池に比べて内部抵抗ｒが大きく、電池電圧が小さいほど内部抵抗ｒの差が大きくなることが分かる。つまり、電池としてマンガン電池を用いた場合とアルカリ電池を用いた場合とで、上記電圧差（Ｖａ−Ｖｂ）が異なることが分かる。図４に電池電圧と上記電圧差（Ｖａ−Ｖｂ）との関係を示す。本実施形態では、図４の関係に基づいて上記電圧差のしきい値電圧を０．４Ｖに設定してある。したがって、電池の電圧が３Ｖ以下であれば、上記電圧差（Ｖａ−Ｖｂ）としきい値とを比較することで電池の種別を判別することができる。ここにおいて、電池の種類を判別する判別手段は制御部３に設けられている。
【００２１】
制御部３は、以上の動作により電池の種類を上記判別手段にて判別した後、電池の種類に応じて温調用電磁弁５の開閉（オンオフ）に関わらず発光ダイオード６に流れる電流がほぼ一定になるように負荷５がオンの時にＬＥＤ駆動回路７を制御する第１のパルス信号（第１の制御信号）、負荷５がオフの時にＬＥＤ駆動回路７を制御する第２のパルス信号（第２の制御信号）それぞれのデューティを決定する。その後は、図６の従来構成と同様に、制御部３は、発光ダイオード６を第２の制御信号で点灯させるようにＬＥＤ駆動回路７を制御し、以降、制御部３は、温調用電磁弁５へ通電する（オン制御する）場合には、温調用電磁弁５をオン制御するのとほぼ同時にＬＥＤ駆動回路７を第１のパルス信号で制御し、温調用電磁弁５への通電を停止する（オフ制御する）場合には、温調用電磁弁５をオフ制御するのとほぼ同時にＬＥＤ駆動回路７を第２のパルス信号で制御する。つまり、発光ダイオード６のちらつきを軽減し明るさが一定になるようにＬＥＤ駆動回路７を制御する。
【００２２】
しかして、本実施形態では、温調用電磁弁５の開閉に伴って電源１の電圧が変動しているにもかかわらず、かつ電池の種類によらず、発光ダイオード６に流れる電流をほぼ一定に保つことができ、結果として発光ダイオード６のちらつきが防止されるのである。ここに、デューティを変化させるにあたっては、周期を一定としてオンデューティを変化させている。
【００２３】
例えば、図５に示すように、複数の発光ダイオード６1〜６2を有し、制御部３が、ＬＥＤ駆動回路７1〜７3への出力および端子ＣＯＭ１、端子ＣＯＭ２それぞれの出力を制御するように構成されている場合、制御部３は、電圧検出回路４（図１参照）により検出される電源１の電圧（図６（ａ）参照）により端子ＣＯＭ１、端子ＣＯＭ２の出力信号のオン幅ＴON1，ＴON2（図６（ｂ）、（ｃ）参照）を変化させ、また、電池がアルカリ電池とマンガン電池とのどちらかであるかに応じてあらかじめ個別に設定されたＬＥＤ駆動回路７1〜７3の制御信号を選択することでデューティを変化させる。なお、図５中のＤＴ１，ＤＴ２は両方とも３ステートバッファを示し、Ｂはバッファを示す。
【００２４】
ところで、本実施形態では、電池としてアルカリ電池およびマンガン電池について説明したが、電池の種類はこれらに限定されるものではなく、他の電池を用いてもよいし、また、例えば上記しきい値を２値設けて３つの電池の種類を判別できるようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、表示用発光素子および負荷に給電する電池よりなる電源と、表示用発光素子に流れる電流を可変とする電流制御手段と、電源の電圧を検出する電圧検出部と、電流制御手段および負荷を制御する制御部とを備え、制御部は、電圧検出部の出力に基づいて電源の電池の種類を判別する判別手段を有し、電源が投入されると負荷を一時的にオン、オフさせて負荷のオン、オフそれぞれの状態における電圧検出部による両検出電圧を記憶し、両検出電圧の差に基づいて電源の電池の種別を判別し、電池の種別に応じて負荷のオン、オフにかかわらず表示用発光素子に流れる電流がほぼ一定になるように負荷のオン、オフそれぞれに対応付けた第１の制御信号、第２の制御信号を決定し、表示用発光素子を点灯させる時には第２の制御信号に基づいて電流制御手段を制御し、表示用発光素子の点灯中に負荷をオンさせる時にはほぼ同時に第１の制御信号に基づいて電流制御手段を制御し、表示用発光素子の点灯中に負荷をオフさせる時にはほぼ同時に第２の制御信号に基づいて電流制御手段を制御するものであり、電池の種別に応じて負荷のオン、オフにかかわらず表示用発光素子に流れる電流がほぼ一定になるように負荷のオン、オフそれぞれに対応付けた第１の制御信号、第２の制御信号が決定され、表示用発光素子の点灯中において負荷がオンする時にはほぼ同時に電流制御手段が制御され、表示用発光素子の点灯中において負荷がオフする時にはほぼ同時に電流制御手段が制御されるので、負荷のオン、オフによって電源電圧が変動しても表示用発光素子に流れる電流はほぼ一定に保たれるから、負荷の影響によって電源の電圧が急激に変化した場合の発光素子のちらつきを電池の種別によらず抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態を示すブロック図である。
【図２】同上の動作説明図である。
【図３】電池の特性説明図である。
【図４】同上の動作説明図である。
【図５】同上の動作説明図である。
【図６】同上の要部回路例図である。
【図７】従来例を示すブロック図である。
【図８】同上の動作説明図である。
【図９】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
１  電源
３  制御部
４  電圧検出回路
５  温調用電磁弁
６  発光ダイオード
７  ＬＥＤ駆動回路
ｒ  内部抵抗
ＳＷ  器具栓スイッチ
【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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