JP2003228314A - 表示素子駆動回路用の電源回路、表示素子及びカメラ - Google Patents
表示素子駆動回路用の電源回路、表示素子及びカメラInfo
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Abstract
動回路に低消費電力で安定した電源を供給するための電
源回路を提供する。 【解決手段】 電源から取り出された電圧を、各電圧レ
ベルごとにCMOS回路などで構成されたレギュレータ
回路を通じて安定化し、駆動回路の各電圧入力端子に供
給する。
Description
路、特に時分割駆動をおこなう表示装置、特に液晶駆動
回路の液晶駆動用電源供給回路に関する。
用電源供給方法の従来例を図8、図9に示す。
場合の抵抗分割型の例を示す図であり、101は電源で
あるところの電池、102は電池101に接続された、
電池101からの電圧を一定に保つためのレギュレー
タ、103、104、105は直列に接続されたそれぞ
れ同一の抵抗値の抵抗であり、抵抗103の一端がレギ
ュレータ102の出力に、抵抗105の一端が電池10
1のマイナス側及びレギュレータ102のグランド側に
接続され、レギュレータ102の出力電圧を分圧する構
成となっており、ここでレギュレータ102の出力電圧
が4.5Vとした場合、抵抗103と抵抗104の接続
点で3.0V、抵抗104と抵抗105の接続点で1.
5Vが得られるようになっている。
ライバ(LCDDR)であり、電池101から電源供給
を受けるとともにレギュレータ102の出力及び抵抗1
03、104、105で分圧された電圧を液晶駆動用電
源の供給を受けるようになっている。
パネルであり、レギュレータ102及び抵抗103、1
04、105により分圧された液晶駆動用電源により、
LCDドライバ106により点灯/非点灯制御がおこな
われるようになっている。
する場合のチャージポンプ型の例を示す物であり、10
8は電源であるところの電池、109は電池108に接
続された、電池108からの電圧を一定に保つためのレ
ギュレータ、110はレギュレータ109で一定に保た
れた電圧を、昇圧するためのチャージポンプ回路であ
り、ここでは入力電圧及び入力電圧の2倍昇圧及び3倍
昇圧電圧を出力するようになっており、ここでレギュレ
ータ109の出力電圧が1.5Vとした場合、2倍昇圧
電圧は3.0V、3倍昇圧電圧は4.5Vが得られるよ
うになっている。
ライバ(LCDDR)であり、電池101から電源供給
を受けるとともにチャージポンプ110からを液晶駆動
用電源の供給を受けるようになっている。112はLC
Dドライバに接続された液晶パネルであり、チャージポ
ンプ110からの液晶駆動用電源により、LCDドライ
バ106により点灯/非点灯制御がおこなわれるように
なっている。
うち図8に示す抵抗分圧型の場合、液晶駆動用電源とな
る3種類の電圧を生成するために分圧抵抗を用いるた
め、分圧抵抗に数十マイクロアンペア以上の電流を流さ
なければならず、電源に電池を用いて常時表示をおこな
う携帯機器などでは、消費電流が多いために電池寿命が
早期に完了してしまう問題がある。
ポンプアップ動作をおこなうための信号源となる発振回
路や電荷をためるためのコンデンサが必要となるため
に、液晶の駆動電圧の分割数が増えた場合、分割数の増
加分だけコンデンサを増やさなければならない。よって
昇圧する電圧分割数が増加すると、一番低い電圧から一
番高い電圧までの電圧比が大きくなり、スイッチングロ
スなどにより高い側の電圧が、正確な整数倍とならない
という問題がある。また、チャージポンプ方式を用いて
安定した電源を供給するためには、シリーズレギュレー
タ等の電源安定化手段を用いて電源を安定化させた後、
この電源をチャージポンプで昇圧しなければならず、回
路構成が複雑になってしまう。
晶ドライバも一部市販されているが、一般的にはチャー
ジポンプ回路を持たない液晶ドライバの方が多く市販さ
れている。よって液晶駆動用の電源を供給するためのチ
ャージポンプICはほとんど市販されておらず、一般的
なICを用いて低消費電流の液晶駆動回路を構成するこ
とが現実的に難しくなっている。
決するために、電池等の電源から供給される電圧を、複
数のCMOS回路等で構成された消費電流の非常に少な
いシリーズレギュレータ等を用いて、表示素子を時分割
駆動するための電源を得るようにすることで、チャージ
ポンプ回路のような複雑な回路を必要とせず、消費電流
の少ない表示素子駆動回路を提供することができる。
ズレギュレータの出力電圧は安定しており、駆動電圧分
割数が増えた場合にも、チャージポンプ方式のように低
電圧と高電圧での電圧を正確に整数倍にすることができ
る。
回路に複数の電圧を供給するための電源回路に関して、
前記複数の電圧の各々が、電源からの電圧を分圧して一
定の電圧レベルに保つレギュレータで構成された定電圧
回路を経由して出力されることを特徴とする表示素子駆
動回路用の電源回路である。
型レギュレータであることを特徴とする請求項1に記載
の電源回路である。
より出力電圧を補正する手段を有することを特徴とする
請求項1及至2のいずれかに記載の電源回路である。
された一つのレギュレータICを用いることを特徴とす
る請求項1乃至2のいずれかに記載の電源回路である。
接続構成に関して、各々の定電圧回路は少なくとも2つ
の入力端子を持ち、前記一方の入力端子は電源の正極に
接続され、他方の入力端子は他の定電圧回路の出力に接
続された定電圧回路とを備えたことを特徴とする請求項
1乃至4のいずれかに記載の電源回路である。
接続構成に関して、各々の定電圧回路は少なくとも2つ
の入力端子を持ち、前記入力端子が前記電源の正極及び
負極に接続された第一の定電圧回路と、前記入力端子が
電源の正極と前記第一の定電圧回路の出力に接続された
第二の定電圧回路とを備えたことを特徴とする請求項1
乃至4のいずれかに記載の電源回路である。
備えた表示素子、および液晶素子、さらには前記液晶素
子の表示データをフィルムに写し込むためのデータ写し
込み機能を備えたカメラである。
づいて詳細に説明する。
子用駆動回路の構成を示すブロック図であり、ここでは
表示素子として液晶素子を例に取り、消費電力の少ない
CMOS回路にて構成されたレギュレータを用いた例を
示す。1は電源である電池、2は入力が電池1の正極、
VSSが電池36の負極に接続され電池1からの電圧を
一定電圧に保つためのCOMS回路にて構成されたレギ
ュレータである。3は入力が電池1の正極、VSSがレ
ギュレータ2の出力に接続されており、電池1からの電
圧を一定電圧に保つためのCOMS回路にて構成された
レギュレータであり、同様に4は入力が電池1の正極、
VSSがレギュレータ3の出力に接続され、電池1から
の電圧を一定電圧に保つためのCOMS回路にて構成さ
れたレギュレータである。
れ同じ出力電圧を持つレギュレータであり、レギュレー
タ3のVSSがレギュレータ2の出力に接続されている
ために、レギュレータ2のVSSを基準とすると、レギ
ュレータ3の出力電圧は、レギュレータ2の出力電圧の
2倍となる。さらにレギュレータ4のVSSがレギュレ
ータ3の出力に接続されているために、レギュレータ2
のVSSを基準とすると、レギュレータ4の出力電圧
は、レギュレータ2の出力電圧の3倍となるようになっ
ている。
1の電圧を5V、各レギュレータ単体の出力電圧を1.
5Vとした場合、レギュレータ2の出力電圧は、1.5
V、レギュレータ3の出力電圧は3.0V、レギュレー
タ4の出力電圧は4.5Vとなるようになっている。
ギュレータ2、3、4の出力を液晶駆動用の電源とする
液晶ドライバ(LCDDR)であり、レギュレータ2の
出力がVL1に、レギュレータ3の出力がVL2に、レ
ギュレータ4の出力がVL3にそれぞれ接続されてい
る。6は液晶ドライバ5に接続された液晶表示素子(液
晶パネル)であり、COM0、COM1、COM2のコ
モン信号とSEG0からSEG21のセグメント信号を
コモン電極とセグメント電極より印加する事により時分
割信号を出力し、液晶パネル6を駆動する。
ータ2,3,4の内部回路の詳細を説明するための図で
あり、101は、レギュレータの電源入力端子に接続さ
れた電流源、102は電流源101から供給される電流
を基に、基準電圧を発生するための基準電圧回路、10
3はレギュレータの出力端子に一端が接続された抵抗、
104は一端が抵抗103に接続され他端がGNDに接
続された抵抗、105は負入力が基準電圧回路102の
出力に接続され、かつ正入力が抵抗103と抵抗104
に接続されたオペアンプである。106は出力電圧制御
素子でありソースがコンパレータの電源入力に接続さ
れ、かつドレインがレギュレータの出力に接続され、ま
たゲートがオペアンプ105の出力に接続されたPチャ
ンネルMOSFETである。レギュレータの出力電圧を
抵抗103,104で分圧した電圧と基準電圧回路の出
力電圧とを、オペアンプ105で比較してオペアンプの
出力により、PチャンネルMOSFETのゲート電圧を
制御する事によって、入力電圧を規定の出力電圧に制御
するようになっている。
で作られており、電圧制御をおこなうPチャンネルMO
SFETのゲート電圧を制御することにより出力電圧を
制御している。これによってバイポーラ型トランジスタ
のように電圧制御素子のベース電流が不要になり、電流
源の電流を少なくすることができるために、消費電流を
ごくわずかな量とすることができる。
動する際のコモン、セグメント電極に与えられる駆動電
圧を示す図であり、液晶ドライバ5から液晶表示素子6
に印加される信号波形を示している。なお、ここでは1
/3バイアス、1/3DUTY方式を具体的な例として
説明する。
号(COM)は、液晶の表示状態に従って、レギュレー
タ2、3、4により生成されたVL1、VL2、VL3
及び0Vの電圧が出力される。この時COM0とSEG
1が接続された液晶表示部には、ON電圧として図3
の”COM0−SEG1”で示す信号が印加され、この
実効値電圧が液晶の点灯電圧を超えるために液晶表示が
点灯する。さらに、SEG2が接続された液晶表示部に
は、図3の”COM1−SEG2”で示す信号が印加さ
れ、実効値電圧が液晶の点灯電圧よりも低い電圧である
ために非点灯状態となるようになっている。
図4は前記液晶駆動回路及び液晶表示素子をカメラに応
用した例を示したカメラの電気的構成を示すブロック図
である。同図において、11はカメラ全体の制御を行う
マイクロコンピュータ、12は前記マイクロコンピュー
タ11に外付け(内蔵でも良い)されたメモリ手段であ
るところのRAM、13は前記マイクロコンピュータ1
1に外付け(内蔵でも良い)された不揮発性メモリ手段
であるところのEEPROMである。14は前記マイク
ロコンピュータ11に接続され、オートフォーカスを行
うための焦点検出センサ、15は前記マイクロコンピュ
ータ11に接続され、被写体の輝度を測定するための測
光回路、16は前記マイクロコンピュータ11に接続さ
れ、カメラ本体に着脱可能な交換レンズの内部の電子回
路を制御するためのレンズ制御回路である。17は前記
レンズ制御回路16に接続され、該レンズ制御回路16
からの制御信号にしたがってレンズを制御する電子回路
を含む、カメラ本体に着脱可能な交換レンズである。
タ11に接続され、測光や焦点検出を開始するためのス
イッチ、19(SW2)は前記マイクロコンピュータ1
1に接続され、露光を開始するためのスイッチであり、
スイッチSW1とSW2は2段スイッチ構成のレリーズ
スイッチとなっていて、レリーズスイッチの第1ストロ
ークでスイッチSW1がONし、第2ストロークでスイ
ッチSW1とSW2が共にONするようになっている。
続され、焦点検出センサ14に具備された複数のAF領
域のうち、どれか一つのAF領域を任意に選択するため
のAF領域選択スイッチ、21は前記マイクロコンピュ
ータ11に接続され、カメラに設けられた各種設定のた
めのダイヤルの動作を検出するためのダイヤル検出回
路、22は前記ダイヤル検出回路21に接続され、カメ
ラの各種の設定を行うための設定ダイヤルであり、AF
領域選択スイッチ20とこのダイヤルにより、任意のA
F領域を選んだり、カメラが自動的にAF領域を選択す
る自動AF領域選択を選んだりすることが出来る。
ィルム、24は前記マイクロコンピュータ11により制
御され、前記フィルム23の位置を検出するためのフィ
ルム検出回路、25は前記フィルム検出回路24により
駆動され、前記フィルム23の位置を検出するフォトセ
ンサ、26は前記マイクロコンピュータ11により制御
され、フィルム給送用モータ27を駆動して前記フィル
ム23の巻き上げや巻き戻しをするためのフィルム給送
回路である。28は前記マイクロコンピュータ11によ
り制御され、露光のためにシャッタを制御するためのシ
ャッタ制御回路、29は前記シャッタ制御回路28によ
り制御され、露光を行うためのシャッタである。
接続され、各種情報をLCDに表示するための液晶ドラ
イバであり、図1の5に相当する。31は液晶ドライバ
30にLCD駆動用電源を供給するためのLCD用電源
回路であり、図1のレギュレータ2、3、4に相当す
る。32は液晶ドライバ30に接続され、カメラの各種
設定状態や動作状態、露出情報などを表示するためのL
CDパネルであり、図1のLCD6に相当する。33
は、液晶ドライバ30に接続され撮影日時やユーザ設定
情報などをフィルム23に写し込むための写し込みLC
Dであり、同様に図1のLCD6に相当する。34はフ
ィルムに写し込みLCD33に表示された各種情報をフ
ィルムに写し込むためのランプ、35はランプ34を発
光させてデータを写し込むための制御をおこなうための
ランプ制御回路である。
た電圧を複数のレギュレータを用いて複数の一定電圧を
生成し、この複数の一定電圧を液晶駆動用の電源とし
て、液晶ドライバを経由してLCDを表示させるように
なっている。
つのレギュレータの出力と他の一つのレギュレータのV
SSを接続することで、液晶駆動用の異なる電圧を得る
ことができる。
時分割駆動方式を、1/3バイアス、1/3DUTYで
説明したが、レギュレータの数を変えることで、他のバ
イアスの時分割駆動方式にも使用することができる。
でカメラのように電池を電源とした機器でも、消費電流
が少なくなり容易に常時表示をおこなうことができる。
態に係わる表示素子駆動回路の第二の構成を示すブロッ
ク図である。36は電源である電池、37は入力が電池
36の正極、VSSが電池36の負極に接続され電池3
6からの電圧を一定電圧に保つためのレギュレータであ
りここでは、1.5Vの電圧を出力する。38は入力が
電池36の正極、VSSが電池36の負極に接続され電
池36からの電圧を一定電圧に保つためのレギュレータ
であり、レギュレータ37の出力電圧の2倍の電圧であ
る3.0Vを出力する。39は入力が電池36の正極、
VSSが電池36の負極に接続され電池36からの電圧
を一定電圧に保つためのレギュレータであり、レギュレ
ータ37の出力電圧の3倍の電圧である4.5Vを出力
するレギュレータである。ここでは、具体的な出力電圧
を1.5V、3.0V、4.5Vとしたが、LCDの駆
動電圧にあわせて設定する電圧を変更することで駆動電
圧の異なるLCDを駆動することができる。
し、レギュレータ37、38、39の出力を液晶駆動用
の電源とする液晶ドライバであり、レギュレータ37の
出力がVL1に、レギュレータ38の出力がVL2に、
レギュレータ39の出力がVL3にそれぞれ接続されて
いる。41は液晶ドライバ40に接続された液晶表示素
子であり、COM0、COM1、COM2のコモン信号
とSEG0からSEG21のセグメント信号により液晶
が駆動される。
本発明の実施形態に係わる複数出力端子を有するレギュ
レータを用いた液晶駆動回路の第三の構成を示すブロッ
ク図である。
42の正極、VSSが電池42の負極に接続され電池3
6からの電圧を複数の一定電圧に保つためのレギュレー
タでありここでは、第一の出力が1.5V、第二の出力
が3.0V、第三の出力が4.5Vの複数の電圧を出力
する構成となっている。
し、レギュレータ43の複数の出力を液晶駆動用の電源
とする液晶ドライバであり、レギュレータ43の第一の
出力がVL1に、第二の出力がVL2に、第三の出力が
VL3にそれぞれ接続されている。45は液晶ドライバ
44に接続された液晶表示素子であり、COM0、CO
M1、COM2のコモン信号とSEG0からSEG21
のセグメント信号により液晶が駆動される。
きさをコンパクトにすることができる。
ュレータと液晶駆動回路を一体化した本発明の実施形態
に係わる液晶駆動回路の第四の構成を示すブロック図で
ある。
電源を生成するレギュレータと液晶表示装置を駆動する
ための液晶ドライバ機能を含む集積回路である。この集
積回路は1チップ構成でも、マルチチップ構成でもかま
わない。
らの電圧を一定電圧に保つためのレギュレータでありこ
こでは、1.5Vの電圧を出力する。49は集積回路入
力が電源、VSSがレギュレータ48の出力に接続され
た電圧を一定電圧に保つためのレギュレータであり、レ
ギュレータ48の出力電圧の2倍の電圧である3.0V
を出力する。50は入力が電源、VSSがレギュレータ
49の出力に接続された電圧を一定電圧に保つためのレ
ギュレータであり、レギュレータ48の出力電圧の3倍
の電圧である4.5Vを出力するレギュレータである。
ここでは、具体的な出力電圧を1.5V、3.0V、
4.5Vとしたが、LCDの駆動電圧にあわせて電圧を
変更することで駆動電圧の異なるLCDを駆動すること
ができる。51は、集積回路47に内蔵された、レギュ
レータ48、49、50の出力を液晶駆動用の電源とす
る液晶ドライバであり、レギュレータ48の出力がVL
1に、レギュレータ49の出力がVL2に、レギュレー
タ50の出力がVL3にそれぞれ接続されている。41
は液晶ドライバ40に接続された液晶表示素子であり、
COM0、COM1、COM2のコモン信号とSEG0
からSEG21のセグメント信号により液晶が駆動され
る。
た電圧を複数のレギュレータを用いて複数の一定電圧を
生成し、この複数の一定電圧を液晶駆動用の電源とし
て、液晶ドライバを経由してLCDを表示させるように
なっている。
を複数の出力端子を持つレギュレータを用いて複数の一
定電圧を生成し、この複数の一定電圧を液晶駆動用の電
源として、液晶ドライバを経由してLCDを表示させる
ようになっている。
度の変化に応じて最適駆動電圧が異なることから、幅広
い温度環境で安定したコントラストが得られるように駆
動するためには、駆動電圧の温度補償をおこなうことが
必要となる。
タ内部に温度センサ機能を持たせてレギュレータからの
出力電圧を液晶の駆動電圧に沿って、温度補償をおこな
うことで液晶パネルに最適な電圧を印加することもでき
る。このためには温度保障回路内に温度と出力電圧の関
係を参照テーブルにして備えておき、温度センサからの
出力に応じて電源電圧自体を変化させる方法が有効であ
る。
構造は、消費電流の少ないCMOS回路による構成が一
般的であるが、消費電流が少なければ、バイポーラタイ
プなど他の種類の物を用いてもかまわない。
給される電圧を、複数のCMOS回路等で構成された消
費電流の非常に少ないレギュレータ等を用いて、液晶素
子のような表示素子を時分割駆動するための電源を得る
方法を提供した。これによってチャージポンプ回路のよ
うな複雑な回路を必要とせず、消費電流の少ない液晶駆
動回路を提供することができる。
ドライバのみを用いた簡単な構成でカメラなどの電池を
電源とする機器においても、電池寿命を気にすることな
く、液晶表示部に常時表示を簡単な回路構成で行なうこ
とが可能となる。
ック図
ク図
ク図
ク図
0 レギュレータ 5、30、40、44、51 液晶ドライバ 6、41、45、52 液晶表示パネル 5 シンクロ接点 11 マイクロコンピュータ 31 液晶用電源 32 表示用液晶パネル 33 情報写し込み用液晶パネル 34 情報写し込み用ランプ 47 液晶駆動用集積回路 105 オペアンプ 106 出力電圧制御素子であるPチャンネルMOSF
ET
Claims (9)
- 【請求項1】 表示素子を時分割駆動する駆動回路に複
数の電圧を供給するための電源回路に関して、前記複数
の電圧の各々が、電源からの電圧を分圧して一定の電圧
レベルに保つレギュレータで構成された定電圧回路を経
由して出力されることを特徴とする表示素子駆動回路用
の電源回路。 - 【請求項2】 前記定電圧回路は、降圧型レギュレータ
であることを特徴とする請求項1に記載の電源回路。 - 【請求項3】 前記定電圧回路は、温度により出力電圧
を補正する手段を有することを特徴とする請求項1及至
2のいずれかに記載の電源回路。 - 【請求項4】 前記定電圧回路が複数集積された一つの
レギュレータICを用いることを特徴とする請求項1乃
至2のいずれかに記載の電源回路。 - 【請求項5】 前記複数の定電圧回路の接続構成に関し
て、各々の定電圧回路は少なくとも2つの入力端子を持
ち、前記一方の入力端子は電源の正極に接続され、他方
の入力端子は他の定電圧回路の出力に接続された定電圧
回路とを備えたことを特徴とする請求項1乃至4のいず
れかに記載の電源回路。 - 【請求項6】 前記複数の定電圧回路の接続構成に関し
て、各々の定電圧回路は少なくとも2つの入力端子を持
ち、前記入力端子が前記電源の正極及び負極に接続され
た第一の定電圧回路と、前記入力端子が電源の正極と前
記第一の定電圧回路の出力に接続された第二の定電圧回
路とを備えたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれ
かに記載の電源回路。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかに記載の電源
回路を用いた駆動回路を備えた表示素子。 - 【請求項8】 前記表示素子が液晶素子であることを特
徴とする請求項7の表示素子。 - 【請求項9】 請求項7に記載の液晶素子と前記液晶素
子を照明する光源及び前記液晶素子の表示データをフィ
ルムに写し込むためのデータ写し込み機能を備えたカメ
ラ。
Priority Applications (3)
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US11/156,729 US7088357B2 (en) | 2002-02-06 | 2005-06-21 | Power circuit for display driver, display device, and camera |
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