特開 2023-43783 無線機および表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023043783

(43)【公開日】2023-03-29

(54)【発明の名称】無線機および表示装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/3827 20150101AFI20230322BHJP

   G06F 1/3287 20190101ALI20230322BHJP

【ＦＩ】

H04B1/3827

G06F1/3287

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021151583

(22)【出願日】2021-09-16

(71)【出願人】

【識別番号】000001122

【氏名又は名称】株式会社日立国際電気

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】堀田 昇

(72)【発明者】

【氏名】海藤 輝一

(72)【発明者】

【氏名】溝井 俊明

【テーマコード（参考）】

5B011

5K011

【Ｆターム（参考）】

5B011DA06

5B011DB05

5B011EA10

5B011EB09

5B011LL11

5K011JA01

5K011KA03

(57)【要約】

【課題】信号品質の低下を抑えつつ、表示装置の消費電力を改善し、無線機の消費電流を低減可能な技術を提供することにある。
【解決手段】無線機は、表示装置と、ＣＰＵと、抵抗素子とツェナダイオードで構成される保護回路とプルアップ電圧供給回路とを含むデジタル信号インターフェースと、を含む。表示装置は保護回路を介してＣＰＵとデジタル信号インターフェースで接続され、デジタル信号インターフェースのプルアップ電圧供給回路のオン・オフ制御はＣＰＵから制御可能である。プルアップ電圧供給回路は、表示装置の表示の更新が必要なタイミングの期間にＣＰＵによりオン制御され、表示装置の表示の更新が必要なタイミング以外の期間にＣＰＵによりオフ制御される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表示装置と、
ＣＰＵと、
抵抗素子とツェナダイオードで構成される保護回路とプルアップ電圧供給回路とを含むデジタル信号インターフェースと、を含み、
前記表示装置は前記保護回路を介して前記ＣＰＵと前記デジタル信号インターフェースで接続され、
前記デジタル信号インターフェースの前記プルアップ電圧供給回路のオン・オフ制御は前記ＣＰＵから制御可能である、無線機。

【請求項2】

請求項１の無線機において、
前記プルアップ電圧供給回路は、
前記表示装置の表示の更新が必要なタイミングの期間に、前記ＣＰＵによりオン制御され、
前記表示装置の表示の更新が必要なタイミング以外の期間に、前記ＣＰＵによりオフ制御される、無線機。

【請求項3】

表示装置と、
ＣＰＵと、
前記表示装置と前記ＣＰＵとの間に設けられ、前記ＣＰＵから前記表示装置の更新データが供給される信号線と、
前記信号線に直列に接続された抵抗素子と、前記信号線と接地電位線との間に接続されたツェナダイオードとを含む保護回路と、
前記信号線にプルアップ抵抗素子を介してプルアップ電圧を供給可能なプルアップ電圧供給回路と、を含み、
前記ＣＰＵは、
前記表示装置の表示の更新が必要なタイミングにおいて、前記プルアップ電圧供給回路のオン制御を行い、
前記表示装置の表示の更新が必要なタイミング以外において、前記プルアップ電圧供給回路のオフ制御を行う、無線機。

【請求項4】

ＣＰＵに接続された表示装置であって、
前記表示装置に接続され、前記ＣＰＵから前記表示装置の更新データが供給される信号線と、
前記信号線に直列に接続された抵抗素子と、前記信号線と接地電位線との間に接続されたツェナダイオードとを含む保護回路と、
前記信号線にプルアップ抵抗素子を介してプルアップ電圧を供給可能なプルアップ電圧供給回路と、を含み、
前記プルアップ電圧供給回路は、
前記表示装置の表示の更新が必要なタイミングにおいて、前記ＣＰＵからオン制御され、
前記表示装置の表示の更新が必要なタイミング以外において、前記ＣＰＵからオフ制御される、表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、無線機および表示装置に関し、特に、表示装置を有する防爆型の無線機に適用して有効な技術である。

【背景技術】

【0002】

無線機には、表示装置を有する携帯型無線機や、表示装置を有する携帯型の防爆型無線機などがある。防爆型無線機は、石油精製プラントや、化学工場、発電所など、爆発や発火の危険のある場所でも安全に利用するために製造された無線機である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－８４８８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

携帯型無線機は、バッテリ駆動されるため、表示装置の消費電力を改善することが求められている。携帯型無線機において、表示装置の消費電力が多いと、バッテリライフの短縮に繋がり、携帯型無線機の利便性を大きく損なうことになる。

【0005】

本開示の課題は、信号品質の低下を抑えつつ、表示装置の消費電力を改善し、無線機の消費電流を低減可能な技術を提供することにある。

【0006】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。

【0008】

一実施の形態にかかる無線機は、表示装置と、ＣＰＵと、抵抗素子とツェナダイオードで構成される保護回路とプルアップ電圧供給回路とを含むデジタル信号インターフェースと、を含む。表示装置は保護回路を介してＣＰＵとデジタル信号インターフェースで接続され、デジタル信号インターフェースのプルアップ電圧供給回路のオン・オフ制御はＣＰＵから制御可能である。プルアップ電圧供給回路は、表示装置の表示の更新が必要なタイミングの期間にＣＰＵによりオン制御され、表示装置の表示の更新が必要なタイミング以外の期間にＣＰＵによりオフ制御される。

【発明の効果】

【0009】

上記一実施の形態に係る無線機によれば、信号品質の低下を抑えつつ、表示装置の消費電力を改善し、無線機の消費電流を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、比較例１に係る無線機の表示装置と制御装置との間のインターフェースを示す回路図である。

【図2】図２は、比較例２に係る無線機の表示装置と制御装置との間のインターフェースを示す回路図である。

【図3】図３は、実施例に係る無線機の表示装置と制御装置との間のインターフェースを示す回路図である。

【図4】図４は、実施例に係る無線機の表示更新処理制御フローを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

【0012】

実施例の理解を容易とするために、まず、課題を図１、図２を用いて説明する。

【0013】

図１は、比較例１に係る無線機の表示装置と制御装置との間のインターフェースを示す回路図である。図２は、比較例２に係る無線機の表示装置と制御装置との間のインターフェースを示す回路図である。

【0014】

図1に示すように、携帯型の無線機１ｒの液晶表示装置（ＬＣＤ）１０１の制御用インターフェースは、制御用の中央処理装置（ＣＰＵ）１０２とＬＣＤ１０１とが信号線１０３とクロック線１０４で接続されており、この２線（１０３，１０４）を介してＣＰＵ１０２からＬＣＤ１０１にデータを送信し、ＬＣＤ１０１の表示内容を更新する。信号線１０３とクロック線１０４はプルアップ抵抗１０６、１０８を介してプルアップ電圧１０５、１０７に接続されており、ＬＣＤ１０１-ＣＰＵ１０２間でデータのやり取りが無い期間は、信号線１０３とクロック線１０４の電圧はハイレベル（HIGH）に固定され、常に電流消費が発生する。

【0015】

一般的な液晶表示装置では供給された電源電圧をコントラスト調整に用いるための高電圧に昇圧して使用する。防爆仕様の携帯型の無線機１ｓでは、電源電圧を超える高電圧を生成する回路は非安全回路２０１とみなされ、安全回路２０２との接続に、図２に示した保護回路（２０３，２０４）を設ける必要が有る。例えば、無線機１ｓにおいて、安全回路２０２をＣＰＵ、非安全回路２０１をＬＣＤと見なす場合を考える。保護回路は直列抵抗２０３とツェナダイオード２０４で構成される。直列抵抗２０３は高電流が流れた場合ヒューズとして、ツェナダイオード２０４は高電圧防止用のバリア素子として機能し、安全回路２０２を保護する。

【0016】

このインターフェース回路は安全回路として機能する一方、直列抵抗２０３の抵抗値とツェナダイオード２０４の寄生容量が抵抗とコンデンサから構成されたＲＣローパスフィルタとして機能する。安全回路２０２から出力された信号波形２０５にこのローパスフィルタが適用され、非安全回路２０１の入力信号波形２０６がなまり、信号品質が低下してしまう。

【0017】

この対策のために、信号線のプルアップ電圧を上昇させ、閾値電圧に至るまでの時間を短縮する、といった手法を用いることができる(例えば、図１参照）。しかし、この手法は、プルアップ抵抗に流れる電流値の上昇、つまりはバッテリライフの短縮に繋がり、携帯型の無線機の利便性を大きく損なうものである。

【実施例0018】

次に、図３および図４を用いて、実施例を説明する。図３は、実施例に係る無線機の表示装置と制御装置との間のデジタル信号インターフェースを示す回路図である。図４は、実施例に係る無線機の表示更新処理制御フローを示す図である。

【0019】

図３に示すように、携帯型および防爆型の無線機３００は、中央処理装置（ＣＰＵ）３０２と、液晶表示パネルを用いた表示装置（ＬＣＤ）３０１と、信号線３０３と、クロック線３０４と、直列抵抗素子３０５，３０６とツェナダイオード３０７，３０８と含む防爆保護回路３２０と、を含む。無線機３００は、さらに、プルアップ抵抗素子３０９、３１０と、レギュレータ（ＬＤＯ）３１１と、制御信号線３１２と、を含む。無線機３００のデジタル信号インターフェースは、信号線３０３と、クロック線３０４と、直列抵抗素子３０５，３０６とツェナダイオード３０７，３０８と含む防爆保護回路３２０と、プルアップ抵抗素子３０９、３１０と、レギュレータ（ＬＤＯ）３１１と、制御信号線３１２と、を含む。

【0020】

ＣＰＵ３０２とＬＣＤ３０１とは信号線３０３とクロック線３０４とにより接続される。ＣＰＵ３０２は、この２線（３０３，３０４）を介して、ＬＣＤ３０１の液晶表示パネルに表示される表示内容を更新するために必要な更新表示データをＬＣＤ３０１に送信する。この２線（３０３，３０４）は、直列抵抗素子３０５、３０６、ツェナダイオード３０７，３０８による防爆保護回路３２０を介して接続され、かつ、２線（３０３，３０４）の電圧をハイレベル（HIGH）に固定するためのプルアップ抵抗素子３０９，３１０を介してＬＤＯ３１１の出力端子と接続される。ツェナダイオード３０７のアノードとカソードとは、接地電位線ＶＳＳと信号線３０３とに接続されている。ツェナダイオード３０８のアノードとカソードとは、接地電位線ＶＳＳとクロック線３０４とに接続されている。防爆保護回路３２０の抵抗３０５，３０６は高電流が流れた場合ヒューズとして機能し、ツェナダイオード３０７，３０８は高電圧防止用のバリア素子として機能し、ＣＰＵ３０２を保護する。

【0021】

ＬＤＯ３１１はLow Dropoutレギュレータの略で、低い入出力間電位差でも動作するリニアレギュレータであり、例えば、低損失型リニアレギュレータや低飽和型リニアレギュレータと呼ぶ場合もある。ＬＤＯ３１１はプルアップ電圧供給回路と言うこともできる。ＬＤＯ３１１は制御信号線３１２を介してＣＰＵ３０２と接続されている。ＣＰＵ３０２は制御信号線３１２を用いてＬＤＯ３１１のオン・オフの制御を行う。つまり、ＣＰＵ３０２はＬＤＯ３１１のオン・オフを制御可能である。ＬＤＯ３１１はたとえば、制御信号線３１２が制御レベルのようなハイレベルとされると、オン制御されて、プルアップ電圧としての出力電圧を生成し、生成した出力電圧（プルアップ電圧）をその出力端子から発生する。つまり、ＬＤＯ３１１はプルアップ電圧を供給可能である。一方、ＬＤＯ３１１は、たとえば、制御信号線３１２が非制御レベルのようなロウレベルとされると、オフ制御されて、出力電圧（プルアップ電圧）の生成を停止し、その出力端子をたとえばハイインピーダンス状態にする。

【0022】

次に、図４を用いて、図３の無線機３００のＬＣＤ３０１の液晶表示パネルに表示される表示内容を更新する更新処理制御フローを説明する。

【0023】

ステップ４０１（開始）：
図４の更新処理制御フローは、ＣＰＵ３０２がＬＣＤ３０１の液晶表示パネルの表示データを更新すべき時に、開始される。つまり、更新処理制御フローの開始は、ＣＰＵ３０２が更新すべき表示データを生成した場合やＣＰＵ３０２が更新すべき表示データが発生したことを検出した場合に、ＣＰＵ３０２により開始される。

【0024】

ステップ４０２（プルアップ（ＬＣＤ）ＯＮ）：
ＣＰＵ３０２が、制御信号線３１２をハイレベルにして、ＬＤＯ３１１をオン制御する。これにより、ＬＤＯ３１１はプルアップ電圧としての出力電圧を生成し、生成した出力電圧（プルアップ電圧）をその出力端子から発生する。プルアップ電圧は、プルアップ抵抗素子３０９、３１０を介して信号線３０３とクロック線３０４とに供給される。

【0025】

ステップ４０３（ＬＣＤ更新データ送信）：
ＣＰＵ３０２がクロック線３０４のクロック信号に従って、信号線３０３に更新すべき表示データを送信する。これにより、ＬＣＤ３０１は、ＣＰＵ３０２から更新すべき表示データを受信ずる。信号線３０３の電位がプルアップ電圧により上昇されているので、更新すべき表示データが閾値電圧に至るまでの時間を短縮することができる。直列抵抗素子３０５の抵抗値とツェナダイオード３０７の寄生容量が抵抗とコンデンサから構成されたＲＣローパスフィルタとして機能する。ＣＰＵ３０２から出力された表示データの信号波形（矩形形状）にこのローパスフィルタが適用されるが、信号線３０３の電位がプルアップ電圧により上昇されているので、ＬＣＤ３０１の入力信号波形のなまりが低減され、信号品質の低下が抑制されることになる。

【0026】

ステップ４０４（プルアップ（ＬＤＯ）ＯＦＦ）：
ステップ４０３の終了後、ＣＰＵ３０２が、制御信号線３１２をロウレベルにして、ＬＤＯ３１１をオフ制御する。これにより、ＬＤＯ３１１はプルアップ電圧としての出力電圧の生成を停止する。したがって、ＬＤＯ３１１は、ステップ４０２の前にオン制御され、ステップ４０３の期間にオン制御され、ステップ４０３の終了後、直ちに、オフ制御される。言い換えれば、ＬＣＤ更新データ送信（ステップ４０３）の前に、まず、プルアップ電圧(ＬＤＯ３１１をオン制御)を生成させ（ステップ４０２）、ＬＣＤ更新データ送信（ステップ４０３）が完了した後、プルアップ電圧(ＬＤＯ３１１をオフ制御)の生成を停止する(ステップ４０４)。あるいは、前記プルアップ電圧供給回路は、ＬＣＤ３０１の表示の更新が必要なタイミング（ステップ４０３）の期間に、ＣＰＵ３０２によりオン制御され、ＬＣＤ３０１の表示の更新が必要なタイミング（ステップ４０３）以外の期間に、ＣＰＵ３０２によりオフ制御される。

【0027】

したがって、ＬＤＯ３１１によるプルアップ電圧の生成は、比較的短いステップ４０２，４０３の期間のみであり、ＬＣＤ３０１を低消費電力化でき、また、無線機３００を低消費電力化できる。したがって、無線機３００のバッテリライフの短縮を防止でき（バッテリライフを延長でき）、携帯型の無線機３００の利便性を大きく向上できる。

【0028】

ステップ４０５（終了）：
ステップ４０４の終了後、ＣＰＵ３０２は、更新処理制御フローを終了する。

【0029】

実施例によれば、信号品質の低下を抑えつつ、表示装置の消費電力を改善し、無線機の消費電流を低減できる。

【0030】

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0031】

３００：無線機
３０２：中央処理装置（ＣＰＵ）
３０１：表示装置（ＬＣＤ）
３０３：信号線
３０４：クロック線
３０５，３０６：直列抵抗素子
３０７，３０８：ツェナダイオード
３０９，３１０：プルアップ抵抗素子
３１１：レギュレータ（ＬＤＯ）
３１２：制御信号線
３２０：防爆保護回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】