JP2008299127A - 表示管の駆動装置及び駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、スタンバイモードにおける表示管の消費電力量を効果的に削減することができ、十分に実用に適するようにした表示管の駆動装置及び駆動方法を提供することを目的としている。
【解決手段】ＡＶ機器に設置された表示管（２１）のフィラメントにフィラメント電圧（Ｖｆ）を印加する表示管の駆動装置であって、ＡＶ機器が通常モードにあるとき表示管（２１）のフィラメントに規定レベル（＋５Ｖ）のフィラメント電圧（Ｖｆ）を印加し、ＡＶ機器がスタンバイモードにあるとき表示管（２１）のフィラメントに規定レベル（＋５Ｖ）よりも低レベルのフィラメント電圧（Ｖｆ）を印加する制御手段（１７，２０，２５）を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、特に蛍光表示管（fluorescent character display tube）等の駆動に使用して好適する表示管の駆動装置及び駆動方法に関する。

周知のように、現在、ＡＶ（audio／visual）機器には、時刻を含む各種の状態を表示するために蛍光表示管が広く採用されている。この蛍光表示管は、表示内容に対応させてセグメント状に分離して配置された複数のアノードに蛍光体を塗布し、フィラメントから放出される電子を各蛍光体に選択的に当てて可視発光させることにより、所望の内容を表示させるようにしている。

ところで、ＡＶ機器には、電源スイッチが投入されることにより（電源オン時）、各部に電力が供給されて主要な機能動作を実現することができる通常モードの他に、例えば、電源スイッチが遮断された状態でも（電源オフ時）、電源プラグがコンセントに挿入されている状態であれば、特定の部分に対してのみ電力が供給されるようにしたスタンバイモードが備えられている。

そして、このスタンバイモードにあっては、ＡＶ機器が主要な機能動作を実現していない状態であることから、当然、消費電力量の削減を図ることが必要となる。この場合、特に、大多数のＡＶ機器は、スタンバイモードにおいて蛍光表示管に時刻表示を行なわせている。このため、スタンバイモードにおける蛍光表示管の消費電力量を削減することが重要な課題となる。

特許文献１には、通常表示モードからスタンバイ表示モードに移行するとき、表示管の中のスタンバイ表示モードでの表示が要求される特定の表示部のみを低電圧駆動させ、上記特定の表示部以外の表示部には駆動電圧を全く供給させないようにすることで、スタンバイ表示モード時における表示管の消費電力を少なくするようにした駆動回路の構成が開示されている。
特開平１１−１８４４２３号公報

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので、スタンバイモードにおける表示管の消費電力量を効果的に削減することができ、十分に実用に適するようにした表示管の駆動装置及び駆動方法を提供することを目的とする。

この発明に係る表示管の駆動装置は、ＡＶ機器に設置された表示管のフィラメントにフィラメント電圧を印加するものを対象としている。そして、ＡＶ機器が通常モードにあるとき表示管のフィラメントに規定レベルのフィラメント電圧を印加し、ＡＶ機器がスタンバイモードにあるとき表示管のフィラメントに規定レベルよりも低レベルのフィラメント電圧を印加する制御手段を備えるようにしたものである。

また、この発明に係る表示管の駆動方法は、ＡＶ機器に設置された表示管のフィラメントにフィラメント電圧を印加する方法を対象としている。そして、ＡＶ機器が通常モードにあるとき表示管のフィラメントに規定レベルのフィラメント電圧を印加し、ＡＶ機器がスタンバイモードにあるとき表示管のフィラメントに規定レベルよりも低レベルのフィラメント電圧を印加するようにしたものである。

上記した発明によれば、ＡＶ機器が通常モードにあるとき表示管のフィラメントに規定レベルのフィラメント電圧を印加し、ＡＶ機器がスタンバイモードにあるとき表示管のフィラメントに規定レベルよりも低レベルのフィラメント電圧を印加するようにしたので、スタンバイモードにおける表示管の消費電力量を効果的に削減することができ、十分に実用に適するものとすることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態で説明するＡＶ機器をその電源系を主体にして示している。すなわち、交流電源１１から得られる交流電圧は、整流平滑部１２、スイッチング部１３及びコンバータトランス１４により、後段の整流平滑部１５、負電圧整流平滑部１６及びフィラメント電圧整流平滑部１７でそれぞれ必要なレベルの交流電圧に変換される。なお、整流平滑部１５からは、制御回路１８を介してスイッチング部１３を制御するフィードバックループが形成されている。

そして、上記整流平滑部１５から出力される直流電圧は、ＡＶ機器の主要な機能を実現するための各種回路機構部１９と、ＡＶ機器の全ての動作を統括的に制御するためのマイクロコンピュータ部２０と、蛍光表示管２１を駆動するための表示管コントローラ２２とにそれぞれ供給されている。蛍光表示管２１による表示は、マイクロコンピュータ部２０から発生されたデータに基づいて、表示管コントローラ２２が蛍光表示管２１を駆動することにより行なわれる。

また、上記負電圧整流平滑部１６から出力される直流負電圧は、スイッチ２３及び負電圧安定化部２４を介して表示管コントローラ２２に供給されている。このスイッチ２３は、マイクロコンピュータ部２０から発生される表示管オンオフ信号に基づいてオンオフ制御される。すなわち、マイクロコンピュータ部２０は、蛍光表示管２１に表示を行なわせるとき表示管オン信号を発生し、これにより、スイッチ２３がオンされる。スイッチ２３がオンされると、負電圧整流平滑部１６から出力される直流負電圧が負電圧安定化部２４を介して表示管コントローラ２２に供給され、表示管コントローラ２２が蛍光表示管２１を駆動するようになる。

さらに、上記フィラメント電圧整流平滑部１７から出力される直流電圧は、フィラメント電圧切替部２５を介して蛍光表示管２１に供給されている。このフィラメント電圧切替部２５は、マイクロコンピュータ部２０から発生された電源オンオフ信号に基づいて、表示管２１に供給するフィラメント電圧Ｖｆを、規定レベルである＋５Ｖとそれよりも低いレベル（例えば＋３．５Ｖ程度）とに切り替えている。すなわち、マイクロコンピュータ部２０は、通常モードのとき電源オン信号を発生し、スタンバイモードのとき電源オフ信号を発生する。そして、フィラメント電圧切替部２５は、電源オン信号が発生されたとき表示管２１に規定レベルのフィラメント電圧Ｖｆを供給し、電源オフ信号が発生されたとき表示管２１に低レベルのフィラメント電圧Ｖｆを供給するように切り替えている。

なお、上記負電圧安定化部２４の出力端とフィラメント電圧切替部２５の０レベル出力端との間には、カットオフ電圧生成部２６が介在されている。また、上記整流平滑部１５から出力される直流電圧は、スイッチ２７を介して上記各種回路機構部１９に供給されている。このスイッチ２７は、マイクロコンピュータ部２０から電源オン信号が発生されたときオンされる。スイッチ２７がオンされると、整流平滑部１５から出力される直流電圧が各種回路機構部１９に供給され、これにより、各種回路機構部１９が駆動されるようになる。

図２は、図１に示したＡＶ機器から、この実施の形態で説明すべき主要部の構成を取り出して示している。すなわち、上記表示管コントローラ２２には、上記整流平滑部１５から出力される直流電圧（＋５Ｖ）が常時供給されている。そして、この表示管コントローラ２２には、マイクロコンピュータ部２０が表示管オン信号を発生したときに、上記負電圧安定化部２４から出力される直流負電圧（−３０Ｖ）が供給される。これにより、表示管コントローラ２２は、蛍光表示管２１に表示用のデータを送って、蛍光表示管２１を表示駆動するようになる。

また、上記蛍光表示管２１には、フィラメント電圧Ｖｆの負（−）極性側入力端−Ｆと正（＋）極性側入力端＋Ｆとが設けられている。このうち、負極性側入力端−Ｆには、フィラメント電圧切替部２５の０レベル出力端から得られる０Ｖ（接地レベル）のフィラメント−（マイナス）電圧が印加されている。また、蛍光表示管２１のフィラメント電圧Ｖｆの正極性側入力端＋Ｆには、フィラメント電圧切替部２５の正レベル出力端から得られる所定レベルのフィラメント＋（プラス）電圧が印加されている。

このフィラメント＋電圧は、マイクロコンピュータ部２０から発生された電源オンオフ信号に基づいて、規定レベルである＋５Ｖとそれよりも低レベル（例えば＋３．５Ｖ程度）とに切り替えられるようになっている。すなわち、蛍光表示管２１のフィラメント電圧Ｖｆの正極性側入力端＋Ｆには、電源オン信号が発生されたとき規定レベルのフィラメント＋電圧が供給され、電源オフ信号が発生されたとき低レベルのフィラメント＋電圧が供給されるようになっている。

なお、上記カットオフ電圧生成部２６は、ツェナーダイオードＤＺ２によってカットオフ電圧Ｖｋを得るように構成されている。

上記した実施の形態によれば、通常モードのとき、マイクロコンピュータ部２０から発生される電源オン信号に基づいて、蛍光表示管２１が規定レベルのフィラメント電圧Ｖｆで表示駆動され、スタンバイモードのとき、マイクロコンピュータ部２０から発生される電源オフ信号に基づいて、蛍光表示管２１が低レベルのフィラメント電圧Ｖｆで表示駆動されるようにしたので、スタンバイモードにおける蛍光表示管２１の消費電力量を効果的に削減することができる。

この点について、現状では、表示管コントローラ２２に供給する直流負電圧（−３０Ｖ）を、スタンバイモードのときに−５Ｖに変更することで消費電力量の削減を行なう構成も考えられている。しかしながら、スタンバイモードでは、大多数のＡＶ機器が蛍光表示管２１に時刻表示を行なわせているだけである。そして、時刻表示に使用される電流は３ｍＡ程度であって、通常モードでも［５Ｖ−（−３０Ｖ）］×３ｍＡ＝０．１０５Ｗの電力損失しか生じていない。

これに対し、フィラメントラインの負荷は、通常２５Ω程度であって、フィラメント電圧Ｖｆを規定レベル（＋５Ｖ）から３０％（１．５Ｖ）下げて３．５Ｖにするだけで、（５Ｖ×５Ｖ／２５Ω）−（３．５Ｖ×３．５Ｖ／２５Ω）＝０．５１Ｗの電力を削減することができるようになる。ＡＶ機器のスタンバイモードにおける消費電力量は３Ｗ程度であるため、０．５１Ｗ−０．１０５Ｗ＝０．４０５Ｗの電力削減は、上記した現状のものに比して、大きな効果となる。

次に、図３は、蛍光表示管２１のアノード電圧とフィラメント電圧Ｖｆとの関係を示している。すなわち、蛍光表示管２１では、図３の実線ａに示すように、蛍光表示管２１の負極性側入力端−Ｆに０Ｖのフィラメント−電圧が印加され、正極性側入力端＋Ｆに規定レベル（＋５Ｖ）のフィラメント＋電圧が印加された状態、つまり、フィラメントの一端部に０Ｖが印加され、他端部に＋５Ｖが印加された通常モードのときに、蛍光表示管２１の両端部のアノード電圧（Ｖｂ＋），（Ｖｂ−）が等しくなるように、アノードに対するフィラメント電圧Ｖｆの傾きを調整して、蛍光表示管２１の左右で輝度ムラが発生しないようにしている。実際には、蛍光表示管２１のアノードに対してフィラメントを物理的に傾けて設置している。

このため、先に述べたように、スタンバイモードのときに、フィラメント電圧Ｖｆの正極性側入力端＋Ｆに規定レベル（＋５Ｖ）よりも低レベルのフィラメント＋電圧を印加するようにすると、図３の実線ｂに示すように、フィラメント電圧Ｖｆの傾きがアノードに対応しなくなり、アノード電圧がＶｂ１〜Ｖｂ６に示すように、蛍光表示管２１の各部で異なるようになるため、輝度ムラが発生し易くなる。

そこで、蛍光表示管２１の表示領域を、中央部の表示位置２と、フィラメント電圧Ｖｆの正極性側入力端＋Ｆに近い表示位置１と、フィラメント電圧Ｖｆの負極性側入力端−Ｆに近い表示位置３との３つに分割して考える。この場合、表示位置１，３は同じ表示幅とし、表示位置２は表示位置１，３よりも表示幅が長いものとする。

すると、それぞれの表示位置１〜３におけるフィラメント電圧Ｖｆの傾きは同じであるが、表示位置２の場合は、表示位置３に対して表示幅が長いため輝度ムラが発生し易くなっている。

また、表示位置２の両端部におけるアノード電圧Ｖｂ３，Ｖｂ４の差分を（ΔＶｂ４−３）とし、表示位置３の両端部におけるアノード電圧Ｖｂ５，Ｖｂ６の差分を（ΔＶｂ６−５）とすると、
（ΔＶｂ４−３）＞（ΔＶｂ６−５）
となり、表示位置２の方が表示位置３よりもアノード電圧が高くなり、消費電力量も大きくなる。

また、表示位置１の場合は、表示位置３と表示幅が同じであるため、輝度ムラは同じになる。そして、表示位置１の両端部におけるアノード電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２の差分を（ΔＶｂ２−１）とすると、
（ΔＶｂ２−１）＝（ΔＶｂ６−５）
となるが、Ｖｂ１＞Ｖｂ２＞Ｖｂ５＞Ｖｂ６であるため、アノード電圧が高くなり、アノード電流が大きくなるので、消費電力量が大きくなる。

そこで、この実施の形態では、スタンバイモードにおいて、蛍光表示管２１が低レベルのフィラメント電圧Ｖｆで駆動されたとき、輝度ムラ及び消費電力量等を考慮して、フィラメント電圧Ｖｆの負極性側入力端−Ｆに近い表示位置３に、スタンバイモードでの表示（例えば時刻表示等）を行なわせるようにしている。

フィラメント電圧Ｖｆを規定レベルよりも低レベルにすると、通常モードのときよりも輝度が低下し表示が暗くなるが、スタンバイモードのときだけであるため実使用上問題とはならない。逆に、夜間におけるスタンバイモードでの表示が明るすぎることに対する対策となる。要するに、スタンバイモードのとき、蛍光表示管２１のフィラメント電圧Ｖｆの負極性側入力端−Ｆに近い位置に表示を集中させることにより、輝度ムラが少なく、省電力での表示を可能とすることができる。

図４及び図５は、図１に示したＡＶ機器の各ブロックを具体的に示している。まず、図４において、トランスＴ１がコンバータトランス１４を構成し、ダイオードＤ１及びコンデンサＣ１が整流平滑部１５を構成し、ダイオードＤ２及びコンデンサＣ２が負電圧整流平滑部１６を構成し、ダイオードＤ３及びコンデンサＣ３がフィラメント電圧整流平滑部１７を構成している。

また、トランジスタＱ１〜Ｑ３がスイッチ２３を構成し、抵抗Ｒ１及びツェナーダイオードＤＺ１が負電圧安定化部２４を構成し、抵抗Ｒ３，トランジスタＱ６〜Ｑ８及びツェナーダイオードＤＺ３，ＤＺ４がフィラメント電圧切替部２５を構成し、ツェナーダイオードＤＺ２がカットオフ電圧生成部２６を構成し、トランジスタＱ４，Ｑ５がスイッチ２７を構成している。

スタンバイモードのときには、マイクロコンピュータ部２０からＬ（low）レベルの電源オフ信号が発生されるので、トランジスタＱ８がオフ状態、トランジスタＱ７がオン状態となるため、ツェナーダイオードＤＺ４がトランジスタＱ７によって側路される。これにより、蛍光表示管２１に与えるフィラメント電圧Ｖｆが低レベルに切り替えられる。

また、通常モードのときには、マイクロコンピュータ部２０からＨ（high）レベルの電源オン信号が発生されるので、トランジスタＱ８がオン状態、トランジスタＱ７がオフ状態となるため、ツェナーダイオードＤＺ３，ＤＺ４で決まる規定レベル（＋５Ｖ）のフィラメント電圧Ｖｆが、蛍光表示管２１に与えられることになる。

なお、スタンバイモードのときに、整流平滑部１５から出力される直流電圧（＋５Ｖ）と抵抗Ｒ３とによって決定されるトランジスタＱ７に流れる電流は１ｍＡ程度であり、スタンバイモードでの電力損失の増加分は５Ｖ×１ｍＡ＝０．００５Ｗだけとなる。この値は、先に述べたフィラメント電圧Ｖｆを低下させることによる電力削減分（０．４０５Ｗ）に比べて非常に小さく、消費電力量の削減を何ら妨げるものではない。

次に、図５においては、トランスＴ１がコンバータトランス１４を構成し、ダイオードＤ１及びコンデンサＣ１が整流平滑部１５を構成し、ダイオードＤ２及びコンデンサＣ２が負電圧整流平滑部１６を構成し、ダイオードＤ３及びコンデンサＣ３がフィラメント電圧整流平滑部１７を構成している。

また、トランジスタＱ１，Ｑ２がスイッチ２３を構成し、抵抗Ｒ１及びツェナーダイオードＤＺ１が負電圧安定化部２４を構成し、抵抗Ｒ３，Ｒ４，トランジスタＱ７〜Ｑ９及びツェナーダイオードＤＺ５がフィラメント電圧切替部２５を構成し、ツェナーダイオードＤＺ２がカットオフ電圧生成部２６を構成し、トランジスタＱ４，Ｑ５がスイッチ２７を構成している。

スタンバイモードのときには、マイクロコンピュータ部２０からＬレベルの電源オフ信号が発生されるので、トランジスタＱ８がオフ状態、トランジスタＱ７がオフ状態、トランジスタＱ９がオフ状態となるため、抵抗Ｒ４の電流制限作用により、フィラメント電圧整流平滑部１７から出力される規定レベルのフィラメント電圧Ｖｆが降下され、これにより、蛍光表示管２１に与えるフィラメント電圧Ｖｆが低レベルに切り替えられる。

また、通常モードのときには、マイクロコンピュータ部２０からＨレベルの電源オン信号が発生されるので、トランジスタＱ８がオン状態、トランジスタＱ７がオン状態となるため、ツェナーダイオードＤＺ５で決まる規定レベル（＋５Ｖ）のフィラメント電圧Ｖｆが、蛍光表示管２１に与えられることになる。

なお、この発明は上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化することができる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

この発明の実施の形態を示すもので、ＡＶ機器をその電源系を主体にして説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態におけるＡＶ機器の主要部を取り出して説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態におけるＡＶ機器の蛍光表示管のアノード電圧とフィラメント電圧との関係を説明するために示す図。 同実施の形態におけるＡＶ機器の各ブロックの一具体例を説明するために示すブロック回路構成図。 同実施の形態におけるＡＶ機器の各ブロックの他の具体例を説明するために示すブロック回路構成図。

符号の説明

１１…交流電源、１２…整流平滑部、１３…スイッチング部、１４…コンバータトランス、１５…整流平滑部、１６…負電圧整流平滑部、１７…フィラメント電圧整流平滑部、１８…制御回路、１９…各種回路機構部、２０…マイクロコンピュータ部、２１…蛍光表示管、２２…表示管コントローラ、２３…スイッチ、２４…負電圧安定化部、２５…フィラメント電圧切替部、２６…カットオフ電圧生成部、２７…スイッチ。

Claims (7)

1. ＡＶ機器に設置された表示管のフィラメントにフィラメント電圧を印加する表示管の駆動装置であって、
   前記ＡＶ機器が通常モードにあるとき前記表示管のフィラメントに規定レベルのフィラメント電圧を印加し、前記ＡＶ機器がスタンバイモードにあるとき前記表示管のフィラメントに前記規定レベルよりも低レベルのフィラメント電圧を印加する制御手段を具備することを特徴とする表示管の駆動装置。
2. 前記制御手段は、
   直流電圧を生成する生成手段と、
   前記ＡＶ機器が通常モードであることを示す信号に基づいて、前記生成手段で生成された直流電圧から前記規定レベルのフィラメント電圧を得て前記表示管のフィラメントに印加させ、前記ＡＶ機器がスタンバイモードであることを示す信号に基づいて、前記生成手段で生成された直流電圧から前記規定レベルよりも低レベルのフィラメント電圧を得て前記表示管のフィラメントに印加させる電圧切替手段とを具備することを特徴とする請求項１記載の表示管の駆動装置。
3. 前記ＡＶ機器がスタンバイモードにあるときには、前記表示管におけるフィラメント電圧の負極性側入力端に近い位置で表示を行なわせることを特徴とする請求項１記載の表示管の駆動装置。
4. 前記表示管は、蛍光表示管であることを特徴とする請求項１記載の表示管の駆動装置。
5. ＡＶ機器に設置された表示管のフィラメントにフィラメント電圧を印加する表示管の駆動方法であって、
   前記ＡＶ機器が通常モードにあるとき前記表示管のフィラメントに規定レベルのフィラメント電圧を印加し、前記ＡＶ機器がスタンバイモードにあるとき前記表示管のフィラメントに前記規定レベルよりも低レベルのフィラメント電圧を印加することを特徴とする表示管の駆動方法。
6. 直流電圧を生成する生成工程と、
   前記ＡＶ機器が通常モードであることを示す信号に基づいて、前記生成工程で生成された直流電圧から前記規定レベルのフィラメント電圧を得て前記表示管のフィラメントに印加させ、前記ＡＶ機器がスタンバイモードであることを示す信号に基づいて、前記生成工程で生成された直流電圧から前記規定レベルよりも低レベルのフィラメント電圧を得て前記表示管のフィラメントに印加させる電圧切替工程とを具備することを特徴とする請求項５記載の表示管の駆動方法。
7. 前記ＡＶ機器がスタンバイモードにあるときには、前記表示管におけるフィラメント電圧の負極性側入力端に近い位置で表示を行なわせることを特徴とする請求項５記載の表示管の駆動方法。

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