JP2019060987A - Integrated circuit device and fluorescent display tube - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子を放出するフィラメントを有した蛍光表示管における前記フィラメントを駆動する集積回路装置と、前記蛍光表示管とに関するものである。 The present invention relates to an integrated circuit device for driving the filament in a fluorescent display tube having a filament that emits electrons, and the fluorescent display tube.
各種情報を表示する表示デバイスとして、VFD(Vacuum Fluorescent Display:蛍光表示管)が広く知られている。
周知のようにVFDは、電子を放出するフィラメント(直熱形カソード)と、電子の移動を制御するアノード電極上に蛍光体が形成されたアノードとが密封容器内に配置される。フィラメントに電圧を印加し加熱させることで熱電子を放出させ、熱電子をアノード上の蛍光体に衝突させることでアノードが点灯される。アノードは、所定のパターンで配列されており、点灯対象とするアノードに対して選択的に駆動電圧(直流電圧)を印加することで、該アノードの蛍光体のみがフィラメントより放出された熱電子によって励起発光され、所要の情報表示が実現される。
なお、VFDにおいては、フィラメントから放出された熱電子を加速させるグリッドがフィラメントとアノードとの間に配置される場合がある。
A VFD (Vacuum Fluorescent Display: fluorescent display tube) is widely known as a display device for displaying various information.
As well known, in a VFD, a filament (electron emitting cathode) emitting electrons and an anode having a phosphor formed on an anode electrode controlling transfer of electrons are disposed in a sealed container. By applying a voltage to the filament and heating it, thermal electrons are emitted, and the thermal electrons collide with the phosphor on the anode to light the anode. The anodes are arranged in a predetermined pattern, and by selectively applying a drive voltage (DC voltage) to the anodes to be lit, only the phosphors of the anodes are emitted by the thermal electrons emitted from the filament. Excitation emission is performed, and the required information display is realized.
In VFD, a grid may be disposed between the filament and the anode to accelerate the thermal electrons emitted from the filament.
VFDとしては、フィラメントの駆動に関して、例えば下記特許文献1に開示されるようなパルス駆動方式を採用するものがある。パルス駆動方式では、パルス状の駆動電圧を生成してフィラメントに印加し、パルス幅調整(ONデューティ調整)により駆動電圧又は駆動電流の実効値が一定の値となるように制御を行う。
As the VFD, there is one that employs a pulse drive method as disclosed in, for example,
特許文献1では、各フィラメントに一斉にパルス状の駆動電圧を印加する方式が開示されているが、これによると駆動回路に流れる電流の値が過大となり、駆動回路のサイズ大型化等の問題を招来する虞がある。
このため、フィラメントごとに異なるタイミングで駆動電圧を印加するいわゆる分割駆動を行う場合がある(例えば下記特許文献2を参照)。これにより、駆動回路に流れる電流の値はフィラメント1本分に流すべき電流の値と一致させることが可能となり、駆動回路のサイズ大型化等の問題を解消することができる。
Although
For this reason, so-called divided drive may be performed in which drive voltages are applied at different timings for each filament (for example, see
分割駆動を行う場合、駆動回路には、フィラメントごとに駆動電圧の出力制御を行う出力スイッチを設ける。該出力スイッチを順次にONさせることで、フィラメントごとに異なるタイミングで駆動電圧を印加することができる。 When divided driving is performed, the drive circuit is provided with an output switch that performs output control of the drive voltage for each filament. By sequentially turning on the output switches, drive voltages can be applied at different timings for each filament.
ここで、駆動電圧を出力するための駆動電圧出力端子とフィラメントとの間には、リードコンタクト等を介した接続による接触抵抗が生じる。該接触抵抗は、駆動電圧出力端子とフィラメントの各組間で一様とはならず、ばらつくことがある。
接触抵抗にばらつきがある場合には、各フィラメントの駆動電流値にばらつきが生じ、これに起因して輝度ムラが発生する虞がある。すなわち、該輝度ムラによる表示品質の低下を招く虞がある。
Here, a contact resistance is generated between the drive voltage output terminal for outputting the drive voltage and the filament due to connection via a lead contact or the like. The contact resistance is not uniform between the drive voltage output terminal and each set of filaments and may vary.
When the contact resistance varies, the drive current value of each filament varies, which may cause uneven brightness. That is, there is a possibility that the display quality may be lowered due to the uneven brightness.
また、分割駆動では、各出力スイッチについて駆動電圧のON期間が重ならないように制御を行うことで、駆動回路に流れる電流を小さくすることができるが、駆動電圧のON期間を重ならないようにすると、各出力スイッチについて、駆動電圧をONすることができる最大期間(以下「最大ON期間」と表記)を十分に確保できない虞もある。駆動電圧の最大ON期間を十分に確保できない場合には、駆動電圧の源となる入力電圧が低下した場合に駆動電圧の実効値を十分に高めることができず、輝度の低下を招来し、表示品質の低下を招く。 In addition, in split driving, the current flowing to the drive circuit can be reduced by performing control so that the ON periods of the drive voltage do not overlap for each output switch, but if the ON periods of the drive voltage are not overlapped There is also a possibility that the maximum period (hereinafter referred to as “maximum ON period”) in which the drive voltage can be turned ON can not be sufficiently secured for each output switch. If the maximum ON period of the drive voltage can not be secured sufficiently, the effective value of the drive voltage can not be sufficiently increased when the input voltage which is the source of the drive voltage decreases, leading to a decrease in luminance, and display It leads to the deterioration of quality.
そこで、本発明では上記事情に鑑み、接触抵抗のばらつきに起因した輝度ムラによる表示品質低下の防止を図りながら、駆動電圧の最大ON期間の拡大化によって入力電圧変動に対する表示品質のロバスト性向上を図ることを目的とする。 Therefore, in view of the above circumstances, the present invention improves the robustness of the display quality against the input voltage fluctuation by expanding the maximum ON period of the drive voltage while preventing the display quality deterioration due to the unevenness in the contact resistance. The purpose is to
本発明に係る集積回路装置は、電子を放出する複数のフィラメントを有した蛍光表示管における前記フィラメントを駆動する集積回路装置であって、それぞれが異なる前記フィラメントに対する駆動電圧の出力制御を行う複数の出力スイッチと、前記出力スイッチを順次にONさせて異なる前記フィラメントにパルス状の駆動電圧を順次に印加させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記フィラメントに流れる駆動電流の電流値又は前記フィラメントに印加される前記駆動電圧の電圧値に基づき、該フィラメントに接続される前記出力スイッチのONデューティを制御するフィードバック制御を行うフィードバック回路を複数有し、該複数のフィードバック回路を用いて各前記出力スイッチについての前記フィードバック制御を個別に行うと共に、前記駆動電圧を出力する順番が隣接している前記出力スイッチごとに、異なる前記フィードバック回路を用いて前記フィードバック制御を行うものである。 An integrated circuit device according to the present invention is an integrated circuit device for driving the filaments in a fluorescent display tube having a plurality of filaments emitting electrons, and a plurality of output control of driving voltages for the filaments different from each other. An output switch and a control unit for sequentially turning on the output switch to sequentially apply a pulse-like drive voltage to different filaments, the control unit including a current value of the drive current flowing through the filament or the control value A plurality of feedback circuits for performing feedback control to control the ON duty of the output switch connected to the filament based on the voltage value of the drive voltage applied to the filament, each of the plurality of feedback circuits using the plurality of feedback circuits Individually perform the feedback control for the output switch Both for each of the output switches the order to output the driving voltage is adjacent, and performs the feedback control using different said feedback circuit.
これにより、接触抵抗のばらつきに起因した輝度ムラの抑制を図るにあたり、駆動順番が隣接するフィラメント間において、駆動電圧のON期間をオーバーラップさせることが可能とされる。 As a result, in order to suppress the uneven brightness due to the variation in the contact resistance, it is possible to make the ON period of the drive voltage overlap between the filaments whose drive order is adjacent.
上記した本発明に係る集積回路装置においては、個々の前記フィードバック回路が複数の前記出力スイッチについての前記フィードバック制御を時分割により行う構成とすることが可能である。 In the integrated circuit device according to the present invention described above, each of the feedback circuits can be configured to perform the feedback control on a plurality of the output switches by time division.
これにより、出力スイッチごとに個別にフィードバック制御を行うにあたり、フィードバック回路を制御対象とする出力スイッチと同数設ける必要がなくなる。 As a result, when performing feedback control individually for each output switch, it is not necessary to provide the same number of output switches as feedback circuits to be controlled.
上記した本発明に係る集積回路装置においては、前記制御部は、前記複数のフィードバック回路として、前記駆動電圧を出力する順番が奇数番目となる前記出力スイッチについて前記フィードバック制御を行うフィードバック回路と、前記順番が偶数番目となる前記出力スイッチについて前記フィードバック制御を行うフィードバック回路とを有する構成とすることが可能である。 In the integrated circuit device according to the present invention described above, the control unit performs, as the plurality of feedback circuits, a feedback circuit that performs the feedback control on the output switches in which the order of outputting the drive voltage is an odd number; It is possible to have a configuration including a feedback circuit that performs the feedback control with respect to the even-numbered output switch.
これにより、駆動電圧の出力順番が隣接している二つの出力スイッチ同士でのみ駆動電圧ON期間をオーバーラップさせる場合において、フィードバック回路の数を最小とすることが可能とされる。 This makes it possible to minimize the number of feedback circuits in the case where the drive voltage ON periods overlap only between the two output switches adjacent to each other in the output order of the drive voltage.
上記した本発明に係る集積回路装置においては、前記フィードバック回路は、制御対象とする前記出力スイッチのONデューティを、該出力スイッチに接続される前記フィラメントに流れる駆動電流の電流値又は該フィラメントに印加される前記駆動電圧の電圧値の何れかの2乗値の時間積が一定値となるように制御する構成とすることが可能である。 In the integrated circuit device according to the present invention, the feedback circuit applies the ON duty of the output switch to be controlled to the current value of the drive current flowing through the filament connected to the output switch or the filament. The time product of any square value of the voltage value of the drive voltage may be controlled to be a constant value.
これにより、フィラメントの駆動電力が一定となるように制御が行われる。 Thus, control is performed such that the driving power of the filament is constant.
上記した本発明に係る集積回路装置においては、前記フィードバック回路は、前記2乗値に相当する電流によりコンデンサを充電させ、該コンデンサの充電電位が所定電位を超えることに応じて前記出力スイッチをOFFさせる構成とすることが可能である。 In the integrated circuit device according to the present invention described above, the feedback circuit charges a capacitor with a current corresponding to the square value, and turns off the output switch in response to the charging potential of the capacitor exceeding a predetermined potential. It is possible to set it as
これにより、出力スイッチのPWM(Pulse Width Modulation)制御にあたり、三角波発生回路を設ける必要がなくなる。 This eliminates the need to provide a triangular wave generation circuit for PWM (Pulse Width Modulation) control of the output switch.
上記した本発明に係る集積回路装置においては、前記フィードバック回路は、制御対象とする前記出力スイッチが切り替わる際に前記コンデンサを放電させる構成とすることが可能である。 In the integrated circuit device according to the present invention described above, the feedback circuit can be configured to discharge the capacitor when the output switch to be controlled is switched.
これにより、コンデンサに電荷が残った状態で次の出力スイッチについてのフィードバック制御が行われてしまうことの防止が図られる。 As a result, it is possible to prevent feedback control of the next output switch from being performed when charge remains in the capacitor.
また、本発明に係る蛍光表示管は、電子を放出する複数のフィラメントと、前記フィラメントを駆動する集積回路部とを備え、前記集積回路部は、それぞれが異なる前記フィラメントに対する駆動電圧の出力制御を行う複数の出力スイッチと、前記出力スイッチを順次にONさせて異なる前記フィラメントにパルス状の駆動電圧を順次に印加させる制御部と、を有し、前記制御部は、前記フィラメントに流れる駆動電流の電流値又は前記フィラメントに印加される前記駆動電圧の電圧値に基づき、該フィラメントに接続される前記出力スイッチのONデューティを制御するフィードバック制御を行うフィードバック回路を複数有し、該複数のフィードバック回路を用いて各前記出力スイッチについての前記フィードバック制御を個別に行うと共に、前記駆動電圧を出力する順番が隣接している前記出力スイッチごとに、異なる前記フィードバック回路を用いて前記フィードバック制御を行うものである。 Further, the fluorescent display tube according to the present invention comprises a plurality of filaments emitting electrons and an integrated circuit unit for driving the filaments, and the integrated circuit unit performs output control of drive voltages for the filaments different from one another. A plurality of output switches to be performed, and a control unit for sequentially turning on the output switches to sequentially apply a pulse-like drive voltage to the different filaments, the control unit including: a drive current flowing through the filaments; A plurality of feedback circuits for performing feedback control for controlling the ON duty of the output switch connected to the filament based on the current value or the voltage value of the drive voltage applied to the filament, and the plurality of feedback circuits Using the feedback control for each of the output switches individually To, for each of the output switches the order to output the driving voltage is adjacent, and performs the feedback control using different said feedback circuit.
本発明に係る蛍光表示管によっても、上記した本発明に係る集積回路装置と同様の作用が得られる。 The same effect as the integrated circuit device according to the present invention described above can be obtained by the fluorescent display tube according to the present invention.
本発明によれば、接触抵抗のばらつきに起因した輝度ムラによる表示品質低下の防止を図りながら、駆動電圧の最大ON期間の拡大化によって入力電圧変動に対する表示品質のロバスト性向上を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the robustness of the display quality against the input voltage fluctuation by extending the maximum ON period of the drive voltage while preventing the deterioration of the display quality due to the uneven brightness caused by the contact resistance variation. .
以下、本発明に係る実施の形態について説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
<1.第一実施形態>
[1-1.表示装置の構成]
[1-2.第一実施形態のフィラメント駆動]
[1-3.第一実施形態のまとめ]
<2.第二実施形態>
[2-1.第二実施形態の集積回路装置]
[2-2.第二実施形態のまとめ]
<3.第三実施形態>
[3-1.第三実施形態の集積回路装置及び蛍光表示管]
[3-2.第三実施形態のまとめ]
<4.変形例>
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described.
The description will be made in the following order.
<1. First embodiment>
[1-1. Configuration of Display Device]
[1-2. Filament drive of the first embodiment]
[1-3. Summary of the first embodiment]
<2. Second embodiment>
[2-1. Integrated Circuit Device of Second Embodiment]
[2-2. Summary of Second Embodiment]
<3. Third embodiment>
3-1. Integrated Circuit Device and Fluorescent Display Tube of Third Embodiment]
[3-2. Summary of Third Embodiment]
<4. Modified example>
<1.第一実施形態>
[1-1.表示装置の構成]
図1は、本発明に係る第一実施形態としての蛍光表示管1を備えた表示装置100の回路構成を示した図である。なお、以下の説明では蛍光表示管を「VFD」(Vacuum Fluorescent Display)と表記することもある。
<1. First embodiment>
[1-1. Configuration of Display Device]
FIG. 1 is a view showing a circuit configuration of a display device 100 provided with a
表示装置100は、蛍光表示管1と、コントローラ101と、電源回路102と、ツェナーダイオードZDとを備えている。
コントローラ101は、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、及びRAM(Random Access Memory)等を備えたマイクロコンピュータを有して構成され、蛍光表示管1による表示動作を制御する。
The display device 100 includes a
The
蛍光表示管1は、それぞれがIC(Integrated Circuit)チップとして構成された第一IC2及び第二IC3と、発光による情報表示を行う表示部4と、後述するフィラメントFiに給電するための端子であるフィラメント端子f1a、f2a、…、fna、及びフィラメント端子f1b、f2b、…、fnbとを備えている。
The
ここで、図2により蛍光表示管1の構造について説明しておく。なお、図2Aは蛍光表示管1の一部を透視して表した概略透視図、図2Bは図2AのA−A’断面によって切断した蛍光表示管1の概略断面図である。
蛍光表示管1は、表示管基板1aと表示管基板1aの表面を覆うカバー部材1bとで構成された密封容器1cを備え、密封容器1c内においてフィラメント(直熱形カソード)FiとアノードAnとグリッドGrとを有する表示部4が形成されている。ここで、密閉容器1c内は真空状態とされている。
Here, the structure of the
The
表示部4において、電子を放出するフィラメントFiは複数本設けられている(図2Bの黒丸部分で表す)。ここでは、フィラメントFiが4本設けられた例としているが、フィラメントFiの本数は複数であればよい。以下、蛍光表示管1が備えるフィラメントFiの本数を「n」本と表記する。
In the
アノードAnは、フィラメントFiから放出された電子を制御するアノード電極上に蛍光体が形成されて成る。アノードAnは、表示管基板1a上に例えばパターン印刷により形成され、表示すべき情報に応じた所定のパターンにより配列されている。このように複数のアノードAnが所定パターンで配列された部分のことを以下、「アノードパターン部4a」と表記する。 The anode An is formed by forming a phosphor on an anode electrode that controls electrons emitted from the filament Fi. The anodes An are formed, for example, by pattern printing on the display tube substrate 1a, and are arrayed in a predetermined pattern according to the information to be displayed. The portion in which the plurality of anodes An are arranged in a predetermined pattern as described above is hereinafter referred to as "anode pattern portion 4a".
本例の蛍光表示管1は、例えば文字や数字等の情報であれば1桁や1文字である等、情報を所定単位ごとに区分して表示させることが可能とされている。図2の例では、単一の数字やアルファベット等の表示を可能とする7セグメント分のアノードAn(7つの独立したアノードAn)によって該所定単位分の表示領域が形成されている。このような所定単位分の表示領域を以下「表示ブロック」と表記する。アノードパターン部4aにおいては、このような表示ブロックが表示管基板1a上に複数配列されている。
なお、表示ブロックについて、図2Aに示すような7セグメント分のアノードAnの配列パターンはあくまで一例であり、表示ブロックを構成するアノードAnの配列パターンは該パターンに限定されるものではない。
For example, in the case of information such as characters and numbers, the
The arrangement pattern of the anodes An for seven segments as shown in FIG. 2A is only an example of the display block, and the arrangement pattern of the anodes An constituting the display block is not limited to this pattern.
グリッドGrは、フィラメントFiからアノードAnに対して放出される電子を加速させるメッシュ状の電極とされ、表示ブロックごとに形成されている。 The grid Gr is a mesh-like electrode that accelerates electrons emitted from the filament Fi to the anode An, and is formed for each display block.
蛍光表示管1において、カバー部材1bは例えばガラスで構成され、少なくとも表示管基板1aと対向する部分が透明とされている。つまり、該透明な部分を介してアノードAnの点灯に伴う表示情報を外部より目視することが可能とされている。
蛍光表示管1において情報が表示される側の面(つまり上記透明部分におけるアノードAnとの対向面とは逆側の面)を「表面S1」と表記する。また、蛍光表示管1における表面S1とは逆側の面を「裏面S2」と表記する。
In the
The surface on which information is displayed in the fluorescent display tube 1 (that is, the surface on the opposite side to the surface facing the anode An in the transparent portion) is referred to as “surface S1”. Further, the surface of the
蛍光表示管1において、アノードパターン部4aにおける表示ブロックのうち所望の表示ブロックに情報を表示させる際には、フィラメントFiに駆動電圧を印加した状態において、該表示ブロックに対応して設けられたグリッドGrと該表示ブロック内の所定のアノードAnとに直流電圧を印加する。これにより、該表示ブロックにおける所定のアノードAnにおける蛍光体のみがフィラメントFiより放出された熱電子によって励起発光され、情報の表示が実現される。
In the
説明を図1に戻す。
第一IC2は、図2に示した表示部4のアノードAnとグリッドGrの駆動を行う駆動回路が内蔵されている。
また、第二IC3は、フィラメントFiの駆動を行う駆動回路が内蔵されている。
The explanation is returned to FIG.
The
In addition, the
図2では図示を省略したが、本例の蛍光表示管1においては、第一IC2、及び第二IC3が表示管基板1aに実装されて、表示部4と共に密閉空間内に位置されている。すなわち、蛍光表示管1は所謂CIG(Chip In Glass)−VFDとして構成されているものである。
Although not shown in FIG. 2, in the
フィラメント端子f1a〜fna、及びフィラメント端子f1b〜fnbには、フィラメントFiが接続される。具体的に、本例ではn本のフィラメントFiのうち各1本は、それぞれ一端がフィラメント端子f1a、f2a、…、fnaのうち対応する一つに接続され、他端がフィラメント端子f1b、f2b、…、fnbのうち対応する一つに接続されている。
フィラメント端子f1a〜fnaは、それぞれ第二IC3に設けられた駆動電圧出力端子Tf1〜Tfnのうち対応する一つと接続されている。フィラメント端子f1b〜fnbは、アノードが接地されたツェナーダイオードZDのカソードに対して接続されている。
The filament Fi is connected to the filament terminals f1a to fna and the filament terminals f1b to fnb. Specifically, in this example, one end of each of n filaments Fi is connected to one corresponding one of filament terminals f1a, f2a,..., Fna, and the other end is filament terminals f1b, f2b, .., Fnb are connected to corresponding ones.
The filament terminals f1a to fna are connected to corresponding ones of drive voltage output terminals Tf1 to Tfn provided in the
コントローラ101は、第一IC2及び第二IC3に対し表示部4の表示制御のための信号を出力する。具体的に、コントローラ101は、第一IC2に対しては駆動対象とするアノードAnやグリッドGrを指示するための信号や、アノードAnの発光輝度を指示するための信号を出力する。
第一IC2は、これらの指示信号に従ってアノードAn及びグリッドGrの駆動を行う。なお、アノードAnの発光輝度の調整は、例えばアノードAnに対する駆動信号のONデューティを変化させることで行われる。
The
The
また、コントローラ101は、第二IC3に対しては、駆動すべきフィラメントFiを指示するための信号を出力する。
本例において、第二IC3は、駆動電圧出力端子Tf1〜Tfnがフィラメント端子f1a〜fnaと個別に接続されて、各フィラメントFiを個別に駆動可能とされている。そして、第二IC3は、コントローラ101からの上記信号により指示されるフィラメントFiを駆動可能とされている。
Further, the
In this example, the drive voltage output terminals Tf1 to Tfn are individually connected to the filament terminals f1a to fna in the
本例の蛍光表示管1は、表示部4の表示モードとして、表示部4の表示領域全体を対象として情報表示を行う表示モード(以下「全域表示モード」と表記)のみでなく、フィラメントFiの配列方向に分割された複数の表示領域のうち一部の表示領域のみを対象として情報表示を行う表示モード(以下「一部表示モード」と表記)を有している。
全域表示モード時には、コントローラ101からは全てのフィラメントFiを駆動する指示が、また一部表示モード時には一部のフィラメントFiのみを駆動する指示が第二IC3に行われる。
一部表示モード時には、一部表示領域におけるアノードAnの点灯に必要な一部のフィラメントFiのみが駆動される。すなわち、該アノードAnの点灯に不要とされるフィラメントFiが無駄に駆動されることがなくなり、これにより消費電力の削減が図られる。なお、このようなフィラメントFiの一部駆動機能を実現するための回路構成については図示を省略している。
The
In the full range display mode, the
In the partial display mode, only a part of the filament Fi necessary for lighting the anode An in the partial display area is driven. That is, the filament Fi unnecessary for lighting the anode An is not unnecessarily driven, thereby reducing power consumption. The circuit configuration for realizing such a partial drive function of the filament Fi is not shown.
また、本例における第二IC3は、複数本のフィラメントFiの駆動に関して、各フィラメントFiにそれぞれ異なるタイミングで駆動電圧を印加する。具体的に、第二IC3は、複数本のフィラメントFiについて、1本ずつずらしながら順番に駆動電圧を印加していく、いわゆる分割駆動を行う。この際、駆動電圧としては、パルス状(矩形波状)の電圧を印加する。
これにより、複数本のフィラメントFiに駆動電圧を一斉に印加する一斉駆動を行う場合に比べて、第二IC3内に流れる電流を小さくすることができる。例えば、1本のフィラメントFiに30mAの電流を流す必要があるとすれば、本例ではフィラメントFiを1本ずつ駆動し、同時に2本以上駆動することがないので、瞬間電流としてはフィラメントFiの1本分である30mAの電流で済む。一方、一斉駆動の場合は30mA×フィラメントFiの本数分の電流が流れることとなるため、フィラメントFiが例えば4本あれば120mAの電流が流れることになる。
一般にICに電流をより多く流すためにはIC内部の配線幅をより太くする必要があり、IC外形が大きくなり、ICのコストアップに繋がる。本例によれば、第二IC3内部に流れる電流量を少なくできるため、第二IC3内部の配線幅を縮小化でき、コスト削減を図ることができる。
また、第二IC3に流れる電流を小さくできることで、放射ノイズの低減を図ることができる。
In addition, the
As a result, the current flowing in the
Generally, in order to pass more current to the IC, it is necessary to make the wiring width inside the IC thicker, and the IC external size becomes larger, which leads to an increase in the cost of the IC. According to this embodiment, since the amount of current flowing inside the
In addition, since the current flowing to the
なお、第二IC3の内部回路構成については改めて説明する。
The internal circuit configuration of the
電源回路102は、第一IC2がアノードAn及びグリッドGrの駆動電圧として用いる高電圧VHと、第二IC3が各フィラメントFiの駆動電圧として用いる入力電圧VINとを生成する。
入力電圧VINは、第二IC3に設けられた入力端子Tviに供給される。
The
The input voltage VIN is supplied to the input terminal Tvi provided to the
[1-2.第一実施形態のフィラメント駆動]
図3は、第二IC3の内部回路構成について説明するための図である。なお、図3では第二IC3の内部回路構成のうち、主としてフィラメントFiの駆動に係る部分のみを抽出して示している。
[1-2. Filament drive of the first embodiment]
FIG. 3 is a diagram for describing an internal circuit configuration of the
図示のように第二IC3は、フィラメントFiに対する駆動電圧の出力制御を行う出力スイッチとして機能する出力トランジスタQ1を複数備えると共に、各々がこれら出力トランジスタQ1のうち対応する一つと並列接続された検出トランジスタQ2と、各出力トランジスタQ1、及び各検出トランジスタQ2のON/OFFを制御する制御回路30とを備えている。
図中では、各出力トランジスタQ1、各検出トランジスタQ2を区別するため、Q1、Q2の符号の末尾にハイフン(−)と1〜nの数値を付している。
検出トランジスタQ2−1、Q2−2、…、Q2−nは、それぞれ符号末尾の数値が一致する出力トランジスタQ1と並列接続されている。
As shown, the
In the figure, in order to distinguish each output transistor Q1 and each detection transistor Q2, hyphens (-) and numerical values of 1 to n are attached to the end of the signs of Q1 and Q2.
The detection transistors Q2-1, Q2-2,..., Q2-n are connected in parallel to the output transistor Q1 whose numerical value at the end of the code matches.
本例では、各出力トランジスタQ1及び各検出トランジスタQ2としては例えばp型のMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)が採用され、図示のように出力トランジスタQ1−1、Q1−2、…、Q1−nのソースは、検出トランジスタQ2−1、Q2−2、…、Q2−nのうち符号末尾の数値が一致するもののソースと接続されている。
出力トランジスタQ1−1、Q1−2、…、Q1−nのソースと、検出トランジスタQ2−1、Q2−2、…、Q2−nのソースとの各接続点は、入力端子Tviと接続されており、入力電圧VINが供給される。
In this example, for example, p-type MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors) are adopted as each output transistor Q1 and each detection transistor Q2, and output transistors Q1-1, Q1-2,. , Q1-n are connected to the sources of detection transistors Q2-1, Q2-2,.
Each connection point between the source of the output transistors Q1-1, Q1-2, ..., Q1-n and the source of the detection transistors Q2-1, Q2-2, ..., Q2-n is connected to the input terminal Tvi. An input voltage VIN is supplied.
出力トランジスタQ1−1、Q1−2、…、Q1−nのドレインは、駆動電圧出力端子Tf1〜Tfnのうち符号末尾の数値が一致するものと接続されている。これにより、出力トランジスタQ1−1、Q1−2、…、Q1−nがONされることで、それぞれ対応するフィラメントFiに入力電圧VINが駆動電圧Efとして印加される。
以下では、出力トランジスタQ1−1、Q1−2、…、Q1−nが出力するそれぞれの駆動電圧Efについては、符号末尾の数値を一致させて駆動電圧Ef1、Ef2、…、Efnと表記する。
The drains of the output transistors Q1-1, Q1-2,..., Q1-n are connected to ones of the drive voltage output terminals Tf1 to Tfn having the same numerical value at the end of the code. Thereby, when the output transistors Q1-1, Q1-2,..., Q1-n are turned ON, the input voltage VIN is applied as the drive voltage Ef to the corresponding filaments Fi.
Hereinafter, the drive voltages Ef output by the output transistors Q1-1, Q1-2,..., Q1-n are denoted as drive voltages Ef1, Ef2,.
出力トランジスタQ1−1、Q1−2、…、Q1−nのゲートは、検出トランジスタQ2−1、Q2−2、…、Q2−nのうち符号末尾の数値が一致するもの(つまりソース同士が接続されたもの)のゲートと接続されている。そして、これら出力トランジスタQ1−1、Q1−2、…、Q1−nと検出トランジスタQ2−1、Q2−2、…、Q2−nのゲート同士の各接続点には、制御回路30からの制御信号Sgが個別に供給される。以下、これらの制御信号Sgについては、符号末尾の数値を、供給先の出力トランジスタQ1及び検出トランジスタQ2の符号末尾の数値と一致させて制御信号Sg1、Sg2、…、Sgnと表記する。
各制御信号Sgにより、対応する出力トランジスタQ1と検出トランジスタQ2の組が共通にON/OFF制御される。
The gates of the output transistors Q1-1, Q1-2,..., Q1-n are those of the detection transistors Q2-1, Q2-2,. Connected with the gate of The
A pair of corresponding output transistor Q1 and detection transistor Q2 is controlled to be ON / OFF in common by each control signal Sg.
検出トランジスタQ2−1、Q2−2、…、Q2−nの各ドレインは、制御回路30と接続されている。
ここで、上記した各出力トランジスタQ1と各検出トランジスタQ2の接続形態によると、出力トランジスタQ1がONされた場合には、対応する検出トランジスタQ2のソース−ドレイン間に、該ONされた出力トランジスタQ1のソース−ドレイン間に流れる電流の電流値に応じた電流値による電流が流れる。つまり、制御回路30は、各検出トランジスタQ2のソース−ドレイン間を流れる電流を入力することで、各フィラメントFiの駆動電流値を検出することができる。
The drains of the detection transistors Q2-1, Q2-2,..., Q2-n are connected to the
Here, according to the connection form of each output transistor Q1 and each detection transistor Q2, when the output transistor Q1 is turned ON, the output transistor Q1 turned ON between the source and drain of the corresponding detection transistor Q2. The current according to the current value flows according to the current value of the current flowing between the source and drain of That is, the
制御回路30は、制御信号Sg1、Sg2、…、Sgnにより出力トランジスタQ1−1、Q1−2、…、Q−nのON/OFFを制御することで、各フィラメントFiに異なるタイミングで駆動電圧Efを印加させる。
The
図4は、分割駆動を行う場合における制御信号Sg1、Sg2、…、Sgnの波形の例を示している。
本例の分割駆動では、制御信号Sg1、Sg2、…、Sgnの順でONパルスを順に発生させている。この際、各制御信号Sg間において、ON期間は重複させないようにしている。これにより、上述のように第二IC3内に流れる電流を小さくすることができる。
なお、本例では、各出力トランジスタQ1、及び各検出トランジスタQ2として上述のようにp型のMOSFETを採用していることから、各制御信号SgのON期間は実際にはLレベルの期間となる。すなわち、制御信号SgがLレベルのとき、対応する出力トランジスタQ1及び検出トランジスタQ2がONされるものである。図4は、各制御信号Sgの実際の波形イメージを表すものではなく、あくまで各制御信号SgのON期間とOFF期間の別を表したものである。
FIG. 4 shows an example of waveforms of the control signals Sg1, Sg2,..., Sgn in the case of performing divisional driving.
In the divisional drive of this example, ON pulses are generated in order of control signals Sg1, Sg2,..., Sgn. At this time, the ON periods are not overlapped between the control signals Sg. Thereby, the current flowing in the
In this example, since the p-type MOSFET is adopted as each output transistor Q1 and each detection transistor Q2 as described above, the ON period of each control signal Sg is actually a period of L level. . That is, when the control signal Sg is at L level, the corresponding output transistor Q1 and detection transistor Q2 are turned on. FIG. 4 does not show an actual waveform image of each control signal Sg, but merely shows the ON period and the OFF period of each control signal Sg.
分割駆動において、全てのフィラメントFi(駆動電圧出力端子Tf)に対する駆動電圧Efの印加が一巡される期間を図示のように「スキャン期間」と表記する。また、スキャン期間において、フィラメントFiごとの駆動可能期間、すなわち駆動電圧の最大ON期間を「単位駆動期間」と表記する。
本例では、駆動電圧Efを出力する順番が駆動電圧出力端子Tf1、Tf2、…、Tfnの順(符号末尾の数値の昇順)とされているが、この場合の分割駆動では、駆動の順番が隣接している駆動電圧出力端子Tf間で単位駆動期間が重複しないようにされている。これにより、異なる駆動電圧出力端子Tfに接続されたフィラメントFi同士が同時駆動されないことが保証されている。
In divided driving, a period in which application of the drive voltage Ef to all the filaments Fi (drive voltage output terminals Tf) is cycled is referred to as a “scan period” as illustrated. Further, in the scan period, the drivable period for each filament Fi, that is, the maximum ON period of the drive voltage is referred to as a “unit drive period”.
In this example, the drive voltage Ef is output in the order of the drive voltage output terminals Tf1, Tf2,..., Tfn (ascending order of the numerical values at the end of the code). Unit drive periods do not overlap between adjacent drive voltage output terminals Tf. This ensures that the filaments Fi connected to different drive voltage output terminals Tf are not simultaneously driven.
説明を図3に戻す。
制御回路30は、検出トランジスタQ2−1、Q2−2、…、Q2−nを介して入力される電流(フィラメントFiの駆動電流値)に基づいて、出力トランジスタQ1−1、Q−2、…、Q1−nのONデューティを調整するフィードバック制御を行う。すなわち、PWM(Pulse Width Modulation)によるフィードバック制御を行う。
この際、各出力トランジスタについてのPWM制御は、図4に示したような単位駆動期間を最大ON期間として、制御信号SgのONデューティを調整する制御となる。
The explanation is returned to FIG.
The
At this time, PWM control for each output transistor is control for adjusting the ON duty of the control signal Sg with the unit drive period as shown in FIG. 4 as the maximum ON period.
ここで、上記のようなフィードバック制御として、仮に、フィラメントFiの駆動電流値を所定の目標電流値と一致させる制御を行ったのでは、フィラメントFiの温度を一定とすることができない。
このため、本実施形態では、フィラメントFiの温度を一定とするべく、制御回路30を以下のように構成する。
Here, if control is performed to match the drive current value of the filament Fi with a predetermined target current value as feedback control as described above, the temperature of the filament Fi can not be made constant.
Therefore, in the present embodiment, in order to keep the temperature of the filament Fi constant, the
図5は、制御回路30が備えるパルス幅制御部31についての説明図である。
なお、図5では、第二IC3が備える出力トランジスタQ1と検出トランジスタQ2の各組のうち出力トランジスタQ1−1と検出トランジスタQ2−1の組のみを抽出して示しており、また駆動電圧出力端子Tfについては出力トランジスタQ1−1と接続される駆動電圧出力端子Tf1のみを抽出して示している。
また、制御回路30は、図示のようにNANDゲート回路35を備えているが、図5に示すNANDゲート回路35は、後述する図7においては「NANDゲート回路35−1」に相当するものである。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the pulse
In FIG. 5, only the set of the output transistor Q1-1 and the detection transistor Q2-1 is extracted and shown among the set of the output transistor Q1 and the detection transistor Q2 included in the
Further, although the
図5において、パルス幅制御部31は、IV変換回路31a、2乗アンプ31b、VI変換回路31c、及び判定回路31dを備えている。
IV変換回路31aは、検出トランジスタQ2−1を介して入力される電流、すなわち、フィラメントFiの駆動電流値に応じた電流値による電流について、電流−電圧変換を行う。
2乗アンプ31bは、IV変換回路31aにより電流−電圧変換された電流値の2乗値を得る。
2乗アンプ31bにより得られた2乗値は、VI変換回路31cによって電圧−電流変換され、判定回路31dに入力される。
In FIG. 5, the pulse
The
The squared
The squared value obtained by the squared
判定回路31dは、VI変換回路31cより入力される上記2乗値に相当する電流に基づき、制御信号Sg1のOFFタイミングを指示するOFF指示信号Tcを出力する。後の説明から理解されるように、このOFF指示信号Tcにより、単位駆動期間内で駆動電圧Ef(ここではEf1)をOFFすべきタイミングが指示される。
The
図示のように判定回路31dは、コンデンサCc、リセットスイッチSWr、及びコンパレータCmpを備えている。
コンデンサCcは、VI変換回路31cの電流出力端子とアースとの間に挿入され、リセットスイッチSWrは、該電流出力端子とアースとの間においてコンデンサCcと並列に接続されている。
コンパレータCmpは、反転入力端子がコンデンサCcとリセットスイッチSWrとの接続点に接続され、非反転入力端子が基準電圧Vrefに接続されている。
As illustrated, the
The capacitor Cc is inserted between the current output terminal of the
The inverting input terminal of the comparator Cmp is connected to the connection point between the capacitor Cc and the reset switch SWr, and the non-inverting input terminal is connected to the reference voltage Vref.
NANDゲート回路35は、一方の入力端子にコンパレータCmpより出力されるOFF指示信号Tcが、他方の入力端子に後述するタイミング信号Tm1がそれぞれ入力される。このNANDゲート回路35の出力が、制御信号Sg1として、出力トランジスタQ1−1と検出トランジスタQ2−1の双方のゲートに供給される。
In the
図6は、パルス幅制御部31の動作を説明するための波形図であり、タイミング信号Tm1、Tm2、…、Tmn、OFF指示信号Tc、及び制御信号Sg1の各波形を示している。
タイミング信号Tm1、Tm2、…、Tmnは、出力トランジスタQ1−1、Q1−2、…、Q1−nごとの単位駆動期間を表す信号として、制御回路30内部で生成される信号である。なお、タイミング信号Tm1、Tm2、…、Tmnを生成するための構成については後に改めて説明する。
FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the pulse
The timing signals Tm1, Tm2,..., Tmn are signals generated in the
図5に示す判定回路31dにおいては、VI変換回路31cより入力される上記の2乗値に相当する電流によって、コンデンサCcが充電される。コンデンサCcの充電電位が基準電圧Vref以下である場合には、コンパレータCmpの出力であるOFF指示信号TcはHレベルとなり、コンデンサCcの充電電位が基準電圧Vrefを超えるとOFF指示信号TcはLレベルに立ち下がる。
In the
この前提を踏まえ、タイミング信号Tm1がHレベルに立ち上がる前の期間においては、制御信号Sg1はOFF状態(Hレベルの状態)を維持し、出力トランジスタQ1−1及び検出トランジスタQ2−1はOFFとされる。このため、該期間には検出トランジスタQ2−1を介してパルス幅制御部31に電流が流入せず、コンデンサCcに対する充電は行われない。従って、OFF指示信号TcはHレベルを維持する。
Based on this assumption, in a period before timing signal Tm1 rises to H level, control signal Sg1 maintains the OFF state (state of H level), and output transistor Q1-1 and detection transistor Q2-1 are turned OFF. Ru. Therefore, in the period, no current flows into the pulse
タイミング信号Tm1がHレベルに立ち上がると、NANDゲート回路35の入力が共にHレベルとなるため、制御信号Sg1がLレベルに立ち下がって(つまりON状態に転じて)出力トランジスタQ1−1及び検出トランジスタQ2−1がONとされ、駆動電圧出力端子Tf1を介した駆動電圧Ef1の出力、及び検出トランジスタQ2−1を介したパルス幅制御部31への電流流入が開始される。すなわち、上記した2乗値に相当する電流によるコンデンサCcの充電が開始される。
When the timing signal Tm1 rises to H level, both inputs of the
上述のように、コンデンサCcの充電電位が基準電圧Vrefを超えると、コンパレータCmpの出力であるOFF指示信号TcはLレベルに立ち下がる。つまりこれにより、NANDゲート回路35の入力の一方がLレベルとなり、これに伴いNANDゲート回路35の出力である制御信号Sg1としてはHレベルに立ち上がり、出力トランジスタQ1−1及び検出トランジスタQ2−1がOFFとされる。
As described above, when the charging potential of the capacitor Cc exceeds the reference voltage Vref, the OFF instruction signal Tc which is the output of the comparator Cmp falls to L level. That is, thereby, one of the inputs of
このように実施形態の制御回路30では、フィラメントFiの駆動電流の2乗値に相当する電流によるコンデンサCcの充電電位が所定の基準電圧VRefの値を超えること、つまりは、駆動電流の2乗値の時間積が所定値を超えたことに応じて、パルス状の駆動電圧Efが強制的にOFFとされる。なお、「2乗値の時間積」とは、2乗値と時間との積を意味するものである。
上記のような制御により、フィラメントFiの駆動電流の「2乗値の時間積」を一定値とするフィードバック制御が実現される。
As described above, in the
By the control as described above, feedback control is realized in which the “time product of the square value of the drive current of the filament Fi” is a constant value.
ここで、フィラメントFiの温度は、フィラメントFiの熱抵抗を「θ」、フィラメントFiの駆動電力を「P」とすると、「θ×P」と表すことができる。この点より、駆動電力Pを一定にすることでフィラメントFiの温度を一定にできることが分かる。
ジュールの法則より、駆動電力Pは、フィラメントFiの駆動電流値、駆動電圧値をそれぞれI、Vとすると、
P=I^2・θ
P=V^2/θ
と表される。但し、「^」はべき乗を意味する。
この点から理解されるように、フィラメントFiの駆動電力Pを一定とするには、駆動電流値I又は駆動電圧値Vの2乗値を一定とすればよいことが分かる。
Here, the temperature of the filament Fi can be expressed as “θ × P”, where “θ” is the thermal resistance of the filament Fi and “P” is the drive power of the filament Fi. From this point, it can be seen that the temperature of the filament Fi can be made constant by making the driving power P constant.
According to Joule's law, assuming that the drive current value of the filament Fi and the drive voltage value are I and V, respectively,
P = I ^ 2 · θ
P = V ^ 2 / θ
It is expressed as However, "^" means a power.
As understood from this point, it can be understood that in order to make the drive power P of the filament Fi constant, the drive current value I or the square value of the drive voltage value V may be made constant.
従って、本例のようにフィラメントFiをパルス駆動する場合において、上述のようにフィラメントFiの駆動電流の2乗値の時間積を一定値とするフィードバック制御を行うことで、フィラメントFiの温度を一定とすることができる。 Therefore, when the filament Fi is pulse-driven as in this example, the temperature of the filament Fi is constant by performing feedback control in which the time product of the square value of the drive current of the filament Fi is constant as described above. It can be done.
なお図5において、判定回路31dには、コンデンサCcを放電させるためのリセットスイッチSWrが設けられているが、該リセットスイッチSWr、及びリセットスイッチSWrのON/OFFを制御するためのリセット信号Srsについては改めて説明する。
In FIG. 5, the
上記では、出力トランジスタQ1−1についてフィードバック制御を行う構成のみを説明したが、本例では、同様のフィードバック制御を、検出トランジスタQ2−1、Q2−2、…、Q2−nを介して入力される電流の値に基づいて、出力トランジスタQ1−1、Q1−2、…、Q1−nごとに個別に行う。
このように フィードバック制御を各出力トランジスタQ1ごとに個別に行うのは、出力トランジスタQ1とフィラメントFiとの間に生じる接触抵抗のばらつきに起因した輝度ムラの発生防止を図るためである。
Although only the configuration for performing feedback control for output transistor Q1-1 has been described above, in this example, similar feedback control is input via detection transistors Q2-1, Q2-2,. , And Q1-n individually based on the value of the current.
The feedback control is performed individually for each output transistor Q1 as described above in order to prevent the occurrence of uneven brightness due to the variation in contact resistance generated between the output transistor Q1 and the filament Fi.
ここで、上記のようにフィードバック制御を各出力トランジスタQ1ごとに個別に行うにあたっては、出力トランジスタQ1ごとにパルス幅制御部31を設けることが考えられる。
しかしながら、パルス幅制御部31を出力トランジスタQ1ごとに設けることは第二IC3の回路規模増大に繋がり、望ましくない。
そこで、本例では、出力トランジスタQ1ごとのフィードバック制御を、単一のパルス幅制御部31を用いて時分割で行うものとしている。
Here, when performing feedback control individually for each output transistor Q1 as described above, it is conceivable to provide a pulse
However, providing the pulse
Therefore, in the present embodiment, feedback control for each output transistor Q1 is performed by time division using the single pulse
単一のパルス幅制御部31により出力トランジスタQ1ごとのフィードバック制御を時分割で行うための構成を含めた第二IC3内の回路構成について、図7の回路図を参照して説明する。
なお、図7では入力端子Tviの図示は省略している。
The circuit configuration in the
Note that illustration of the input terminal Tvi is omitted in FIG.
図7に示すように制御回路30には、パルス幅制御部31と共に、タイミング生成回路32、発振回路33、設定レジスタ34、及びn個のNANDゲート回路35(35−1、35−2、…、35−n)を備えている。
タイミング生成回路32は、発振回路33が出力する一定周期による周期信号に基づき、タイミング信号Tm1、Tm2、…、Tmn、及びリセット信号Srsを生成する。
前述のようにタイミング信号Tm1、Tm2、…、Tmnは、出力トランジスタQ1−1、Q1−2、…、Q1−nごとの単位駆動期間を表す信号である、
本例では、発振回路33が出力する周期信号は、例えば、図4に示したスキャン期間の開始タイミングごとにHレベルに立ち上がる信号とされる。タイミング生成回路32は、該周期信号によって表されるスキャン期間をn等分した各期間を表す信号をタイミング信号Tm1、Tm2、…、Tmnとして出力する。具体的に、該n等分した各期間のうち、1番目の期間でのみHレベルとなる信号をタイミングTm1として出力し、以降、2番目、…、n番目の期間でのみそれぞれHレベルとなる信号をタイミングTm2、…、Tmnとしてそれぞれ出力する。
As shown in FIG. 7, the
The
As described above, the timing signals Tm1, Tm2,..., Tmn are signals representing a unit driving period for each of the output transistors Q1-1, Q1-2,.
In this example, the periodic signal output from the
本例におけるタイミング生成回路32は、設定レジスタ34に対する設定値に応じて、タイミング信号Tmの出力本数、及び各タイミング信号TmのHレベル期間を変更可能とされている。
具体的に、設定レジスタ34には、スキャン期間に対し単位駆動期間が占める割合(%)の値を設定可能とされている。例えば、n=10とする場合には、該割合の値として「10%」を示す値が設定される。
タイミング生成回路32は該割合の値に基づき、タイミング信号Tmの出力本数、及び各タイミング信号TmのHレベル期間を可変設定する。例えば、上記「10%」の設定であれば、タイミング信号Tmとして、それぞれHレベル期間をスキャン期間の10%とした10本のタイミング信号Tmを出力する。
これにより、単一のタイミング生成回路32によってフィラメントFiの本数がそれぞれ異なる場合に対応することができる。
The
Specifically, in the
The
Thus, the single
タイミング信号Tm1、Tm2、…、Tmnは、NANDゲート回路35−1、35−2、…、35−nのうち符号末尾の数値が一致するNANDゲート回路35の一方の入力とされる。
NANDゲート回路35−1、35−2、…、35−nの各他方の入力は、パルス幅制御部31が出力するOFF指示信号Tcとされる。図示のようにNANDゲート回路35−1、35−2、…、35−nの出力が、それぞれ制御信号Sg1、Sg2、…、Sgnとされる。
The timing signals Tm1, Tm2,..., Tmn are used as one input of the
The other inputs of the NAND gate circuits 35-1, 35-2,..., 35-n are used as an OFF instruction signal Tc output from the pulse
ここで、出力トランジスタQ1−1、Q1−2、…、Q1−n、及び検出トランジスタQ2−1、Q2−2、…、Q2−nは、タイミング信号Tm、Tm2、…、TmnのON期間(Hレベル期間)が重複せず且つ順番に訪れることから、出力トランジスタQ1−1及び検出トランジスタQ2−1の組から出力トランジスタQ1−n及び検出トランジスタQ2−nの組にかけて順に重複せずONされていく。
図示のように、検出トランジスタQ2−1、Q2−2、…、Q2−nの各ドレインは、パルス幅制御部31におけるIV変換回路31aと接続されているため、IV変換回路31aには、順次ONされる検出トランジスタQ2−1、Q2−2、…、Q2−nを介して順に検出電流が入力される。
Here, the output transistors Q1-1, Q1-2,..., Q1-n and the detection transistors Q2-1, Q2-2,..., Q2-n are ON periods of the timing signals Tm, Tm2,. Since the H level period) does not overlap and comes in order, it is turned ON without overlapping from the set of output transistor Q1-1 and detection transistor Q2-1 to the set of output transistor Q1-n and detection transistor Q2-n. Go.
As illustrated, since the drains of the detection transistors Q2-1, Q2-2,..., Q2-n are connected to the
前述のように、タイミング信号Tm1がHレベルに立ち上がることに応じては、出力トランジスタQ1−1及び検出トランジスタQ2−1の組がONとなって、検出トランジスタQ2−1を介してIV変換回路31aへの電流入力が開始され、コンデンサCcの充電が開始される。そして、コンデンサCcの充電電位が基準電圧VRefを超えることで、OFF指示信号TcがHレベルからLレベルに立ち下がり、制御信号Sg1がOFFに転じて出力トランジスタQ1−1及び検出トランジスタQ2−1の組がOFFされる。
As described above, in response to the timing signal Tm1 rising to the H level, the pair of the output transistor Q1-1 and the detection transistor Q2-1 is turned on, and the
以降も同様に、タイミング信号Tm2、…、タイミング信号Tmnが順にHレベルに立ち上がることに応じては、出力トランジスタQ1−2及び検出トランジスタQ2−2の組、…、出力トランジスタQ1−n及び検出トランジスタQ2−nの組が順にONとなって、検出トランジスタQ2−2、…、Q2−nを介してIV変換回路31aへの電流入力が順次開始され、コンデンサCcの充電が順次開始される。そして、コンデンサCcの充電電位が基準電圧VRefを超えるごとに、OFF指示信号TcがHレベルからLレベルに立ち下がり、制御信号Sg2、…、Sgnが順次OFFに転じていき、これにより出力トランジスタQ1−2及び検出トランジスタQ2−2の組、…、出力トランジスタQ1−n及び検出トランジスタQ2−nの組が順にOFFされていく。
Similarly, in response to timing signal Tm2, ..., timing signal Tmn sequentially rising to H level, a set of output transistor Q1-2 and detection transistor Q2-2, ..., output transistor Q1-n and detection transistor The set of Q2-n is sequentially turned on, current input to the
この間、出力トランジスタQ1ごとのOFFタイミングは、上述したパルス幅制御部31の動作により、対応する検出トランジスタQ2による検出電流の2乗値の時間積を一定値とするタイミングに制御される。
つまり、この点から理解されるように、図7に示す制御回路30の構成によれば、単一のパルス幅制御部31によって各出力トランジスタQ1ごとのフィードバック制御が時分割で行われるものである。
During this time, the OFF timing of each output transistor Q1 is controlled by the operation of the pulse
That is, as understood from this point, according to the configuration of the
ここで、上記のように単一のパルス幅制御部31を用いて出力トランジスタQ1ごとのフィードバック制御を時分割で行うことに対応して、本例のパルス幅制御部31には、コンデンサCcを適宜放電させるためのリセットスイッチSWrを設けている(図5参照)。
Here, in response to performing feedback control for each output transistor Q1 in a time division manner using the single pulse
このリセットスイッチSWrのON/OFFを行うためのリセット信号Srsは、タイミング生成回路32が生成する。具体的に、タイミング生成回路32は、リセット信号Srsとして、タイミング信号Tm1、Tm2、…、Tmnの各立ち下がりタイミングの直前タイミングでそれぞれリセットスイッチSWrを所定時間ONとする信号を生成する。リセット信号Srsとしては、少なくとも、OFF指示信号Tcの立ち下がりタイミングよりも後であって、対応するタイミング信号Tmの立ち下がりタイミングよりも前となるタイミングでリセットスイッチSWrのON指示を開始する信号として生成されればよい。例えば、各タイミング信号Tmの立ち下がりタイミングを基準タイミングとし、該基準タイミングよりも一定時間前のタイミングから所定時間にわたってリセットスイッチSWrをONとする信号として生成することが考えられる。
このようなリセット信号Srsは、フィードバック制御の対象とする出力トランジスタQ1が切り替わる際に、リセットスイッチSWrを順次ONとする信号であると換言できる。
The
It can be said that such a reset signal Srs is a signal that sequentially turns on the reset switch SWr when the output transistor Q1 to be subjected to feedback control is switched.
上記のようなリセット信号SrsによりリセットスイッチSWrがON/OFF制御されることで、パルス幅制御部31が制御対象とする出力トランジスタQ1を順次切り替えてフィードバック制御を行う過程において、コンデンサCcに電荷が残った状態で次の出力トランジスタQ1についてのフィードバック制御が行われてしまうことの防止が図られる。
従って、出力トランジスタQ1のONパルス幅を正確に制御でき、フィードバック制御の正確性向上を図ることができる。
As the reset switch SWr is ON / OFF controlled by the reset signal Srs as described above, charge is stored in the capacitor Cc in the process of sequentially switching the output transistor Q1 to be controlled by the pulse
Therefore, the ON pulse width of the output transistor Q1 can be accurately controlled, and the accuracy of feedback control can be improved.
なお、上記では、出力トランジスタQ1に並列接続した検出トランジスタQ2によってフィラメントFiの駆動電流値を検出する例を挙げたが、例えば各出力トランジスタQ1ごとに駆動電圧Efの出力ライン上に電流検出抵抗を設け、該電流検出抵抗によりフィラメントFiの駆動電流値を検出する等、他の手法により駆動電流値の検出を行うこともできる。 In the above, an example in which the drive current value of the filament Fi is detected by the detection transistor Q2 connected in parallel to the output transistor Q1 has been described. For example, a current detection resistor is provided on the output line of the drive voltage Ef for each output transistor Q1. Alternatively, the drive current value may be detected by another method such as detecting the drive current value of the filament Fi by the current detection resistor.
また、上記では、駆動電流値に基づいたフィードバック制御を行う例を挙げたが、駆動電圧Efの電圧値に基づいたフィードバック制御を行うこともできる。その場合は、検出トランジスタQ2及びIV変換回路31aを省略し、代わりに各駆動電圧Efの電圧値を検出する構成を追加して、検出した電圧値を図5中の破線矢印Vで表すように2乗アンプ31bに対して入力する構成とすればよい。
Further, although the example in which the feedback control based on the drive current value is performed has been described above, the feedback control based on the voltage value of the drive voltage Ef can also be performed. In that case, the detection transistor Q2 and the
また、上記では基準電圧Vrefを固定値とすることを前提としたが、基準電圧Vrefは可変とすることもできる。
これにより、フィラメントFiの目標温度を蛍光表示管1の仕様に応じて任意に変更することができる。
In addition, although it is assumed that the reference voltage Vref is a fixed value in the above, the reference voltage Vref may be variable.
Thereby, the target temperature of the filament Fi can be arbitrarily changed according to the specification of the
また、上記では、フィラメントFiの駆動電流値(又は駆動電圧Efの電圧値)の2乗値の時間積を一定値とするフィードバック制御を、フィラメントFiの分割駆動を行う場合に適用した例を挙げたが、該フィードバック制御は、複数のフィラメントFiを一斉に駆動する場合においても好適に適用することができる。 Further, in the above, an example in which the feedback control in which the time product of the square value of the drive current value (or the voltage value of the drive voltage Ef) of the filament Fi is made a constant value However, the feedback control can be suitably applied even in the case of simultaneously driving a plurality of filaments Fi.
また、上記では、フィラメントFiの駆動電流値(又は駆動電圧Efの電圧値)の2乗値の時間積を一定値とするフィードバック制御を、駆動電圧Efの電圧値を一定とする前提の下で駆動電圧Efのパルス幅を調整する場合に適用する例を挙げたが、該フィードバック制御は、駆動電圧Efのパルス幅を一定とする前提の下で駆動電圧Efの電圧値を調整する場合にも好適に適用することができる。 Also, in the above, the feedback control in which the time product of the square value of the drive current value of the filament Fi (or the voltage value of the drive voltage Ef) is a constant value is based on the premise that the voltage value of the drive voltage Ef is constant. Although the example applied to the case of adjusting the pulse width of the drive voltage Ef has been mentioned, the feedback control is also applied to the case of adjusting the voltage value of the drive voltage Ef under the premise that the pulse width of the drive voltage Ef is constant. It can apply suitably.
さらに、上記では、該フィードバック制御において制御対象とするスイッチがトランジスタとされた例を挙げたが、トランジスタによるスイッチ以外のスイッチを対象として該フィードバック制御を行うことも可能である。
Furthermore, although the example in which the switch to be controlled in the feedback control is a transistor has been described above, it is also possible to perform the feedback control on a switch other than a switch by a transistor.
[1-3.第一実施形態のまとめ]
上記のように第一実施形態の集積回路装置(第二IC3)は、電子を放出するフィラメント(同Fi)を有した蛍光表示管(同1)におけるフィラメントを駆動する集積回路装置であって、フィラメントに対する駆動電圧の出力制御を行う出力スイッチ(出力トランジスタQ1)と、フィラメントに流れる駆動電流の電流値、又はフィラメントに印加される駆動電圧の電圧値を検出する検出部(検出トランジスタQ2等)と、検出部が検出した電流値又は電圧値に基づき、該電流値又は該電圧値の何れかの2乗値の時間積が一定値となるように出力スイッチのスイッチング動作を制御するフィードバック制御を行う制御部(制御回路30)と、を備えている。
[1-3. Summary of the first embodiment]
As described above, the integrated circuit device (second IC 3) according to the first embodiment is an integrated circuit device for driving a filament in a fluorescent display tube (1) having a filament (Fi) emitting electrons. An output switch (output transistor Q1) for controlling the output of the drive voltage to the filament, and a detection unit (detection transistor Q2 or the like) for detecting the current value of the drive current flowing through the filament or the drive voltage applied to the filament The feedback control is performed to control the switching operation of the output switch based on the current value or the voltage value detected by the detection unit, such that the time product of any current value or the square value of the voltage value becomes a constant value. And a control unit (control circuit 30).
これにより、フィラメントの駆動電力が一定となるように制御が行われる。
従って、フィラメントの温度を一定に保つことができる。
フィラメントの温度が一定に保たれることで、フィラメントの寿命低下の抑制を図ることができる。
Thus, control is performed such that the driving power of the filament is constant.
Therefore, the temperature of the filament can be kept constant.
By keeping the temperature of the filament constant, it is possible to suppress the decrease in the life of the filament.
また、第一実施形態の集積回路装置においては、出力スイッチとして、異なるフィラメントが接続される複数の出力スイッチを備え、検出部は、出力スイッチごとに、接続されたフィラメントの電流値又は電圧値を個別に検出し、制御部は、検出部が個別に検出した電流値又は電圧値に基づき、出力スイッチごとにフィードバック制御を行っている。 Further, in the integrated circuit device according to the first embodiment, the output switch includes a plurality of output switches to which different filaments are connected, and the detection unit detects the current value or the voltage value of the connected filaments for each output switch. The control unit separately performs feedback control for each output switch based on the current value or the voltage value individually detected by the detection unit.
これにより、出力スイッチとフィラメントとの間の接触抵抗にばらつきがある場合にも、各フィラメントの温度が一定となるように制御が行われる。
従って、該接触抵抗のばらつきに起因した輝度ムラの抑制を図ることができ、表示品質の向上を図ることができる。
As a result, even when the contact resistance between the output switch and the filament varies, control is performed so that the temperature of each filament becomes constant.
Therefore, it is possible to suppress the unevenness in luminance due to the variation in the contact resistance, and to improve the display quality.
さらに、第一実施形態の集積回路装置においては、制御部は、フィードバック制御を行うフィードバック回路として、出力スイッチのONパルス幅を制御するフィードバック回路(パルス幅制御部31)を有し、単一のフィードバック回路が複数の出力スイッチについてのフィードバック制御を時分割により行っている。 Further, in the integrated circuit device according to the first embodiment, the control unit has a feedback circuit (pulse width control unit 31) for controlling the ON pulse width of the output switch as a feedback circuit for performing feedback control. A feedback circuit performs feedback control on a plurality of output switches by time division.
これにより、接触抵抗のばらつきに起因した輝度ムラの抑制を図るにあたり、出力スイッチごとにフィードバック回路を設ける必要性をなくすことが可能とされる。
すなわち、接触抵抗のばらつきに起因した輝度ムラの抑制を図るにあたっての回路構成を簡略化でき、部品点数削減によるコスト削減を図ることができる。
This makes it possible to eliminate the need for providing a feedback circuit for each output switch in order to suppress unevenness in luminance due to variations in contact resistance.
That is, the circuit configuration can be simplified in order to suppress the uneven brightness due to the variation in the contact resistance, and the cost can be reduced by reducing the number of parts.
さらにまた、第一実施形態の集積回路装置においては、制御部は、フィードバック制御を行うフィードバック回路として、出力スイッチのONパルス幅を制御するフィードバック回路(パルス幅制御部31)を有し、フィードバック回路は、2乗値に相当する電流によりコンデンサ(同Cc)を充電させ、該コンデンサの充電電位が所定電位を超えることに応じて出力スイッチをOFFさせている。 Furthermore, in the integrated circuit device according to the first embodiment, the control unit has a feedback circuit (pulse width control unit 31) that controls the ON pulse width of the output switch as a feedback circuit that performs feedback control. The capacitor (Cc) is charged by the current corresponding to the square value, and the output switch is turned off in response to the charging potential of the capacitor exceeding a predetermined potential.
これにより、出力スイッチのPWM制御にあたり、三角波発生回路を設ける必要がなくなる。
従って、フィードバック回路の構成を簡易化することができ、部品点数削減によるコスト削減を図ることができる。
This eliminates the need to provide a triangular wave generation circuit for PWM control of the output switch.
Therefore, the configuration of the feedback circuit can be simplified, and the cost can be reduced by reducing the number of parts.
また、第一実施形態の集積回路装置においては、フィードバック回路は、2乗値に相当する電流によりコンデンサ(同Cc)を充電させ、該コンデンサの充電電位が所定電位を超えることに応じて出力スイッチをOFFさせると共に、制御対象とする出力スイッチが切り替わる際にコンデンサを放電させている。 In the integrated circuit device according to the first embodiment, the feedback circuit charges the capacitor (the capacitor Cc) with a current corresponding to a square value, and the output switch is responsive to the charging potential of the capacitor exceeding a predetermined potential. Is turned off, and the capacitor is discharged when the output switch to be controlled is switched.
これにより、コンデンサに電荷が残った状態で次の出力スイッチについてのフィードバック制御が行われてしまうことの防止が図られる。
従って、出力スイッチのONパルス幅を正確に制御でき、フィードバック制御の正確性向上を図ることができる。
As a result, it is possible to prevent feedback control of the next output switch from being performed when charge remains in the capacitor.
Therefore, the ON pulse width of the output switch can be accurately controlled, and the accuracy of feedback control can be improved.
また、第一実施形態の蛍光表示管(同1)は、電子を放出するフィラメント(同Fi)と、フィラメントを駆動する集積回路部(第二IC3)とを備え、集積回路部は、フィラメントに対する駆動電圧の出力制御を行う出力スイッチ(出力トランジスタQ1)と、フィラメントに流れる駆動電流の電流値、又はフィラメントに印加される駆動電圧の電圧値を検出する検出部(検出トランジスタQ2等)と、検出部が検出した電流値又は電圧値に基づき、該電流値又は該電圧値の何れかの2乗値の時間積が一定値となるように出力スイッチのスイッチング動作を制御するフィードバック制御を行う制御部(制御回路30)と、を備えている。 Further, the fluorescent display tube (1 of the first embodiment) includes a filament (Fi) emitting electrons and an integrated circuit unit (second IC 3) driving the filament, and the integrated circuit unit An output switch (output transistor Q1) that performs output control of the drive voltage, a detection unit (such as a detection transistor Q2) that detects the current value of the drive current flowing through the filament or the voltage value of the drive voltage applied to the filament Control unit that performs feedback control to control the switching operation of the output switch based on the current value or the voltage value detected by the control unit so that the time product of either the current value or the square value of the voltage value becomes a constant value And (control circuit 30).
このような第一実施形態の蛍光表示管によっても、上記した第一実施形態の集積回路装置と同様の作用及び効果が得られる。
The same function and effect as the integrated circuit device of the first embodiment described above can be obtained by the fluorescent display tube of the first embodiment.
<2.第二実施形態>
[2-1.第二実施形態の集積回路装置]
続いて、本発明に係る第二実施形態について、図8乃至図10を参照して説明する。
第二実施形態は、駆動電圧Efの最大ON期間の拡大化に係るものである。
なお以下の説明において、既に説明済みとなった部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。
<2. Second embodiment>
[2-1. Integrated Circuit Device of Second Embodiment]
Subsequently, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 8 to FIG.
The second embodiment relates to the enlargement of the maximum ON period of the drive voltage Ef.
In the following description, parts that are the same as the parts already described are given the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.
先の第一実施形態では、複数のフィラメントFiを分割駆動する場合において、単一のパルス幅制御部31により各出力トランジスタQ1についてのフィードバック制御を時分割で行う例を挙げたが、その場合、出力トランジスタQ1間でON期間を重複させることは許容されない。
このため、各出力トランジスタQ1の最大ON期間(各フィラメントFiの駆動電圧Efの最大ON期間)は、スキャン期間(図4参照)をn等分した期間よりも拡大することができない。
In the first embodiment described above, an example in which feedback control for each output transistor Q1 is performed by time division by a single pulse
Therefore, the maximum ON period (maximum ON period of the drive voltage Ef of each filament Fi) of each output transistor Q1 can not be extended more than the period obtained by equally dividing the scan period (see FIG. 4) into n.
図8は、出力トランジスタQ1の数が10個とされた場合における各出力トランジスタQ1の最大ON期間の例を説明するための図であり、図8Aは、10個全ての出力トランジスタQ1を使用するとした場合における最大ON期間の例を、図8Bは、10個のうち5個の出力トランジスタQ1のみを使用するとした場合における最大ON期間の例を示している。
図8Aの場合、各出力トランジスタQ1の最大ON期間は、スキャン期間の10%(1/10)となり、図8Bの場合、各出力トランジスタQ1の最大ON期間はスキャン期間の20%(1/5)となる。
FIG. 8 is a diagram for explaining an example of the maximum ON period of each output transistor Q1 when the number of output transistors Q1 is ten, and FIG. 8A assumes that all ten output transistors Q1 are used. FIG. 8B shows an example of the maximum ON period in the case where only five out of ten output transistors Q1 are used.
In the case of FIG. 8A, the maximum ON period of each output transistor Q1 is 10% (1/10) of the scan period, and in the case of FIG. 8B, the maximum ON period of each output transistor Q1 is 20% of the scan period (1/5). ).
フィラメントFiをパルス駆動する場合、駆動電圧Efの実効値は次のように表される。
実効値=駆動電圧Efの電源電圧値(入力電圧VINの電圧値)×パルス電圧のONデューティの平方根
例えば、入力電圧VINが5Vであるとして、駆動電圧Efの実効値を2V得たいとした場合、図8Aの例では、駆動電圧Efの実効値は最大でも5V×1/√10=1.58Vであり、目標の2Vを達成できない。
一方、図8Bの例では、駆動電圧Efの実効値は最大で5V×1/√5=2.24Vであり、目標の2Vを達成可能となる。
When the filament Fi is pulse-driven, the effective value of the drive voltage Ef is expressed as follows.
Effective value = power supply voltage value of drive voltage Ef (voltage value of input voltage VIN) × square root of ON duty of pulse voltage
For example, assuming that the input voltage VIN is 5V and it is desired to obtain 2V of the effective value of the drive voltage Ef, in the example of FIG. 8A, the effective value of the drive voltage Ef is at most 5V × 1 / √10 = 1.58V And can not achieve the target 2V.
On the other hand, in the example of FIG. 8B, the effective value of the drive voltage Ef is 5 V × 1 / √5 = 2.24 V at maximum, and the target 2 V can be achieved.
但し、駆動電圧Efの電源電圧(駆動のための入力電圧)は変動する虞があり、該電源電圧が低下した場合には目標の実効値を達成できない虞がある。目標とする実効値を達成できない場合には、輝度の低下を招来し、表示品質の低下を招来してしまう。 However, the power supply voltage (input voltage for driving) of the drive voltage Ef may fluctuate, and when the power supply voltage is lowered, there is a possibility that the target effective value can not be achieved. If the target effective value can not be achieved, the brightness is reduced and the display quality is reduced.
そこで、第二実施形態では、出力トランジスタQ1ごとにフィードバック制御を個別に行うことによる輝度ムラの発生防止(表示品質低下の防止)を図りながら、駆動電圧Efの最大ON期間の拡大化を図ることで、入力電圧変動に対する表示品質のロバスト性向上を図る。 Therefore, in the second embodiment, the maximum ON period of the drive voltage Ef is expanded while preventing occurrence of luminance unevenness (preventing deterioration in display quality) by individually performing feedback control for each output transistor Q1. To improve the robustness of the display quality against input voltage fluctuations.
図9は、第二実施形態としての第二IC3Aの内部構成を示した回路図である。
なお第二実施形態において、表示装置100における第二IC3A以外の構成については第一実施形態の場合と同様となるため図示による説明は省略する。
FIG. 9 is a circuit diagram showing an internal configuration of the
In the second embodiment, the configuration other than the
図示のように第二IC3Aにおいては、制御回路30が二つ設けられている。
一方の制御回路30は、駆動電圧Efを出力する順番が奇数番目の出力トランジスタQ1(Q1−1、Q1−3、…、Q1−(n−1))を対象として各出力トランジスタQ1のフィードバック制御を時分割で行い、他方の制御回路30は、駆動電圧Efを出力する順番が偶数番目の出力トランジスタQ1(Q1−2、Q1−4、…、Q1−n)を対象として各出力トランジスタQ1のフィードバック制御を時分割で行う。なお、ここでの「n」は偶数である。
何れの制御回路30においても、フィードバック制御は、制御対象とする出力トランジスタQ1間でON期間が重複しないように行われる。
As shown, in the
One
In any
一方の制御回路30は、検出トランジスタQ2−1、Q2−3、…、Q2−(n−1)からの検出電流をIV変換回路31aに入力可能とされると共に、出力トランジスタQ1−1及び検出トランジスタQ2−1の各ゲート、出力トランジスタQ1−3及び検出トランジスタQ2−3の各ゲート、…、出力トランジスタQ1−(n−1)及び検出トランジスタQ2−(n−1)の各ゲートに制御信号Sg1、Sg3、…、Sg(n−1)をそれぞれ出力する。
他方の制御回路30は、検出トランジスタQ2−2、Q2−4、…、Q2−nからの検出電流をIV変換回路31aに入力可能とされると共に、出力トランジスタQ1−2及び検出トランジスタQ2−2の各ゲート、出力トランジスタQ1−4及び検出トランジスタQ2−4の各ゲート、…、出力トランジスタQ1−n及び検出トランジスタQ2−nの各ゲートに制御信号Sg2、Sg4、…、Sgnをそれぞれ出力する。
One
The
上記のように第二IC3Aにおいては、駆動電圧Efを出力する順番が隣接している出力トランジスタQ1ごとに、異なる制御回路30を用いてフィードバック制御を行っている。
これにより、駆動順番が隣接するフィラメントFi間において、駆動電圧のON期間をオーバーラップさせることが可能とされる。
As described above, in the
As a result, it is possible to make the ON periods of the drive voltage overlap between the filaments Fi in which the drive order is adjacent.
図10は、上記のように制御回路30を二つ設けた場合の効果を説明するための図であり、図10Aは先の図8Aの場合に対応した効果を、図10Bは先の図8Bの場合に対応した効果を説明するための図である。
図8Aに示したように10個全ての出力トランジスタQ1を使用する場合に第二IC3Aの構成を適用することによっては、各出力トランジスタQ1の最大ON期間は、図8Aの場合の2倍である20%(スキャン期間の20%)に拡大可能となる。一方、図8Bのように10個のうち5個の出力トランジスタを使用する場合にあっては、第二IC3Aの構成の適用により、各出力トランジスタQ1の最大ON期間は20%から33%(1/3)に拡大可能となる。
FIG. 10 is a diagram for explaining the effect when two
When the configuration of the
ここで、第二IC3Aにおいても、各出力トランジスタQ1についてのフィードバック制御が個別に行われている。このため、接触抵抗のばらつきに起因した輝度ムラの抑制が図られる。
従って、第二IC3Aによれば、接触抵抗のばらつきに起因した輝度ムラによる表示品質低下の防止を図りながら、最大ONデューティの拡大化により、入力電圧変動(入力電圧VINの変動)に対する表示品質のロバスト性向上を図ることができる。
Here, also in the
Therefore, according to the
なお、上記では制御回路30の数を二つとする例を挙げたが、例えば駆動電圧Efの出力順番が奇数番目の出力トランジスタQ1用の制御回路30を二つ、該順番が偶数番目の出力トランジスタQ1用の制御回路30を二つ設ける等、制御回路30の数は任意とすることができる。奇数番目、偶数番目の出力トランジスタQ1用の制御回路30をそれぞれ複数設けることで、駆動電圧Efの出力順番が隣接している出力トランジスタQ1同士のみでなく、該順番が隣接していない出力トランジスタQ1間においても駆動電圧ON期間を重複させることができる。すなわち、各出力トランジスタQ1の最大ON期間のさらなる拡大化を図ることができる。
駆動電圧Efの最大ON期間の拡大化を図るにあたっては、少なくとも、駆動電圧Efの出力順番が隣接している各出力トランジスタQ1のフィードバック制御を、異なる制御回路30が行うようにされていればよい。
Although an example in which the number of
In order to expand the maximum ON period of the drive voltage Ef,
また、第二実施形態において、制御回路30によるフィードバック制御は、フィラメントFiの駆動電流又は駆動電圧Efの2乗値の時間積を一定値とする制御に限定されない。例えば、フィラメントFiの駆動電流値、又は駆動電圧Efの電圧値の時間積を一定値とする制御とすることもできる。すなわち、第二実施形態におけるフィードバック制御は、フィラメントFiの駆動電流値、又は駆動電圧Efの電圧値に基づき、出力トランジスタのONデューティを制御するものであればよい。
In the second embodiment, the feedback control by the
[2-2.第二実施形態のまとめ]
上記のように第二実施形態の集積回路装置(第二IC3A)は、電子を放出する複数のフィラメント(同Fi)を有した蛍光表示管(同1)におけるフィラメントを駆動する集積回路装置であって、それぞれが異なるフィラメントに対する駆動電圧の出力制御を行う複数の出力スイッチ(出力トランジスタQ1)と、出力スイッチを順次にONさせて異なるフィラメントにパルス状の駆動電圧を順次に印加させる制御部(制御回路30及び制御回路30)と、を備え、制御部は、フィラメントに流れる駆動電流の電流値又はフィラメントに印加される駆動電圧の電圧値に基づき、該フィラメントに接続される出力スイッチのONデューティを制御するフィードバック制御を行うフィードバック回路(制御回路30)を複数有し、該複数のフィードバック回路を用いて各出力スイッチについてのフィードバック制御を個別に行うと共に、駆動電圧を出力する順番が隣接している出力スイッチごとに、異なるフィードバック回路を用いてフィードバック制御を行っている。
[2-2. Summary of Second Embodiment]
As described above, the integrated circuit device (
これにより、接触抵抗のばらつきに起因した輝度ムラの抑制を図るにあたり、駆動順番が隣接するフィラメント間において、駆動電圧のON期間をオーバーラップさせることが可能とされる。
従って、接触抵抗のばらつきに起因した輝度ムラによる表示品質低下の防止を図りながら、最大ONデューティの拡大化により入力電圧変動に対する表示品質のロバスト性向上を図ることができる。
As a result, in order to suppress the uneven brightness due to the variation in the contact resistance, it is possible to make the ON period of the drive voltage overlap between the filaments whose drive order is adjacent.
Therefore, it is possible to improve the robustness of the display quality with respect to the input voltage fluctuation by enlarging the maximum ON duty while preventing the display quality deterioration due to the uneven brightness caused by the variation of the contact resistance.
また、第二実施形態の集積回路装置においては、個々のフィードバック回路が複数の出力スイッチについてのフィードバック制御を時分割により行っている。 Further, in the integrated circuit device of the second embodiment, each feedback circuit performs feedback control for a plurality of output switches by time division.
これにより、出力スイッチごとに個別にフィードバック制御を行うにあたり、フィードバック回路を制御対象とする出力スイッチと同数設ける必要がなくなる。
従って、制御部の回路構成の簡略化が図られ、部品点数の削減によるコスト削減が図られる。
As a result, when performing feedback control individually for each output switch, it is not necessary to provide the same number of output switches as feedback circuits to be controlled.
Therefore, the circuit configuration of the control unit can be simplified, and the cost can be reduced by reducing the number of parts.
さらに、第二実施形態の集積回路装置においては、制御部は、複数のフィードバック回路として、駆動電圧を出力する順番が奇数番目となる出力スイッチについてフィードバック制御を行うフィードバック回路と、該順番が偶数番目となる出力スイッチについてフィードバック制御を行うフィードバック回路とを有している。 Furthermore, in the integrated circuit device according to the second embodiment, the control unit performs, as the plurality of feedback circuits, a feedback circuit that performs feedback control on output switches in which the order of outputting the drive voltage is an odd number; And a feedback circuit that performs feedback control on the output switch.
これにより、駆動電圧の出力順番が隣接している二つの出力スイッチ同士でのみ駆動電圧ON期間をオーバーラップさせる場合において、フィードバック回路の数を最小とすることが可能とされる。
従って、制御部の回路構成の簡略化が図られ、部品点数の削減によるコスト削減が図られる。
This makes it possible to minimize the number of feedback circuits in the case where the drive voltage ON periods overlap only between the two output switches adjacent to each other in the output order of the drive voltage.
Therefore, the circuit configuration of the control unit can be simplified, and the cost can be reduced by reducing the number of parts.
さらにまた、第二実施形態の集積回路装置においては、フィードバック回路は、制御対象とする出力スイッチのONデューティを、該出力スイッチに接続されるフィラメントに流れる駆動電流の電流値又は該フィラメントに印加される駆動電圧の電圧値の何れかの2乗値の時間積が一定値となるように制御している。 Furthermore, in the integrated circuit device of the second embodiment, the feedback circuit is configured to apply the ON duty of the output switch to be controlled to the current value of the drive current flowing to the filament connected to the output switch or the filament. The time product of any square value of the voltage value of the driving voltage is controlled to be a constant value.
これにより、フィラメントの駆動電力が一定となるように制御が行われる。
従って、フィラメントの温度を一定に保つことができる。フィラメントの温度が一定に保たれることで、フィラメントの寿命低下の抑制を図ることができる。
Thus, control is performed such that the driving power of the filament is constant.
Therefore, the temperature of the filament can be kept constant. By keeping the temperature of the filament constant, it is possible to suppress the decrease in the life of the filament.
また、第二実施形態の集積回路装置においては、フィードバック回路は、2乗値に相当する電流によりコンデンサ(同Cc)を充電させ、該コンデンサの充電電位が所定電位を超えることに応じて出力スイッチをOFFさせている。 Further, in the integrated circuit device according to the second embodiment, the feedback circuit charges the capacitor (the same Cc) with a current corresponding to a square value, and the output switch is performed in response to the charging potential of the capacitor exceeding a predetermined potential. Is turned off.
これにより、出力スイッチのPWM制御にあたり、三角波発生回路を設ける必要がなくなる。
従って、フィードバック回路の構成を簡易化することができ、部品点数削減によるコスト削減を図ることができる。
This eliminates the need to provide a triangular wave generation circuit for PWM control of the output switch.
Therefore, the configuration of the feedback circuit can be simplified, and the cost can be reduced by reducing the number of parts.
さらに、第二実施形態の集積回路装置においては、フィードバック回路は、制御対象とする出力スイッチが切り替わる際にコンデンサを放電させている。 Furthermore, in the integrated circuit device of the second embodiment, the feedback circuit discharges the capacitor when the output switch to be controlled is switched.
これにより、コンデンサに電荷が残った状態で次の出力スイッチについてのフィードバック制御が行われてしまうことの防止が図られる。
従って、出力スイッチのONパルス幅を正確に制御でき、フィードバック制御の正確性向上を図ることができる。
As a result, it is possible to prevent feedback control of the next output switch from being performed when charge remains in the capacitor.
Therefore, the ON pulse width of the output switch can be accurately controlled, and the accuracy of feedback control can be improved.
また、第二実施形態の蛍光表示管(同1)は、電子を放出する複数のフィラメント(同Fi)と、フィラメントを駆動する集積回路部(第二IC3A)とを備え、集積回路部は、それぞれが異なるフィラメントに対する駆動電圧の出力制御を行う複数の出力スイッチ(出力トランジスタQ1)と、出力スイッチを順次にONさせて異なるフィラメントにパルス状の駆動電圧を順次に印加させる制御部(制御回路30及び制御回路30)と、を備え、制御部は、フィラメントに流れる駆動電流の電流値又はフィラメントに印加される駆動電圧の電圧値に基づき、該フィラメントに接続される出力スイッチのONデューティを制御するフィードバック制御を行うフィードバック回路(制御回路30)を複数有し、該複数のフィードバック回路を用いて各出力スイッチについてのフィードバック制御を個別に行うと共に、駆動電圧を出力する順番が隣接している出力スイッチごとに、異なるフィードバック回路を用いてフィードバック制御を行っている。
The fluorescent display tube (1) of the second embodiment includes a plurality of filaments (Fi) emitting electrons and an integrated circuit unit (
このような第二実施形態の蛍光表示管によっても、上記した第二実施形態の集積回路装置と同様の作用及び効果が得られる。
The same operation and effect as the integrated circuit device of the second embodiment described above can be obtained by the fluorescent display tube of the second embodiment.
<3.第三実施形態>
[3-1.第三実施形態の集積回路装置及び蛍光表示管]
第三実施形態は、フィラメントFiを駆動するための駆動チャンネルごとに複数の駆動電圧出力端子Tfを設けた場合の対策である。
蛍光表示管1が備えるフィラメントFiの本数は、仕様により様々である。フィラメントFiの本数が異なる場合にも共通の駆動回路を使用可能とするため、出力トランジスタQ1の一つにつき、換言すれば、フィラメントFiを駆動するチャンネル(駆動チャンネル)の一つにつき、駆動電圧出力端子Tfを複数設けるということが行われる。
<3. Third embodiment>
3-1. Integrated Circuit Device and Fluorescent Display Tube of Third Embodiment]
The third embodiment is a countermeasure in the case where a plurality of drive voltage output terminals Tf are provided for each drive channel for driving the filament Fi.
The number of filaments Fi included in the
図11は、駆動チャンネルごとに複数の駆動電圧出力端子Tfを設けた第二IC3’の構成例を示した回路図である。
図11では、出力トランジスタの数n=10とされ、駆動チャンネルごとの駆動電圧出力端子Tfの数が2とされた例を示している。
ここで、駆動チャンネルとは、フィラメントFiの駆動電圧Efの出力1ビットに相当するものであり、それぞれが別の制御信号Sgによって駆動電圧Efの出力制御が為される系統を意味する。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration example of a
FIG. 11 shows an example in which the number n of output transistors is 10 and the number of drive voltage output terminals Tf is 2 for each drive channel.
Here, the drive channel corresponds to one bit of the output of the drive voltage Ef of the filament Fi, and means a system in which output control of the drive voltage Ef is performed by another control signal Sg.
例えば、図11に示す構成を採った場合、対応可能なフィラメントFiの本数は、駆動チャンネルごとに片方の駆動電圧出力端子TfのみにフィラメントFiを接続した場合における10本から、駆動チャンネルごとに双方の駆動電圧出力端子TfにフィラメントFiを接続した場合の20本までの任意の本数とすることが可能である。
また、10個の駆動チャンネルのうち任意の駆動チャンネルを不使用とすることも可能である(先に説明した設定レジスタ34に対する割合の設定により)。その場合は、フィラメントFiの本数が9本以下とされる場合にも対応可能となる。
For example, when the configuration shown in FIG. 11 is adopted, the number of applicable filaments Fi is 10 in the case where filaments Fi are connected to only one drive voltage output terminal Tf for each drive channel, both for each drive channel. When the filament Fi is connected to the drive voltage output terminal Tf, it is possible to use any number up to 20.
It is also possible to discontinue any of the ten drive channels (by setting the ratio to the
但し、蛍光表示管1が備えるフィラメントFiの本数と駆動チャンネルごとの駆動電圧出力端子Tfの数との関係によっては、駆動チャンネル間で接続されるフィラメントFiの本数に差が生じることがある。
例えば、上記で例示したように駆動チャンネルが10、1チャンネルあたりの駆動電圧出力端子Tfの数が2である場合において、蛍光表示管1が備えるフィラメントFiの本数が偶数本であれば駆動チャンネルごとのフィラメント接続本数は1本又は2本で共通とできるが、奇数本の場合には、一つの駆動チャンネルのみ1本接続、他の駆動チャンネルが全て2本接続となることがある(フィラメント本数が11、13、15等の場合)。
駆動チャンネルごとの駆動電圧出力端子Tfの数をmとすると、フィラメントFiの本数がmで割り切れない本数である場合には、このような駆動チャンネル間におけるフィラメント接続本数の差が生じ得る。
However, depending on the relationship between the number of filaments Fi included in the
For example, in the case where the number of drive channels is 10 and the number of drive voltage output terminals Tf per channel is 2 as exemplified above, if the number of filaments Fi included in the
Assuming that the number of drive voltage output terminals Tf for each drive channel is m, if the number of filaments Fi is not divisible by m, such a difference in the number of filament connections between drive channels may occur.
駆動チャンネル間でフィラメント接続本数の差が生じた場合には、それら駆動チャンネル間で接続される負荷に差が生じるため、フィラメントFiの駆動電流にも差が生じてしまう。 When a difference in the number of filament connections occurs between the drive channels, a difference occurs in the loads connected between the drive channels, and a difference also occurs in the drive current of the filament Fi.
図12は、フィラメントFiの接続本数の差に起因して生じる駆動電流の差を例示した図である。
具体的に、図12では任意の駆動チャンネルについて、二つ設けられた駆動電圧出力端子Tfn1、Tfn2の双方にフィラメントFiを接続した場合(図12A)と、駆動電圧出力端子Tfn1にのみフィラメントFiを接続した場合(図12B)のそれぞれについて、フィラメントFiに流れる電流の差を例示している。
FIG. 12 is a diagram illustrating the difference in drive current caused by the difference in the number of connected filaments Fi.
Specifically, in FIG. 12, when the filament Fi is connected to both of two provided drive voltage output terminals Tfn1 and Tfn2 for an arbitrary drive channel (FIG. 12A), the filament Fi is provided only to the drive voltage output terminal Tfn1. For each of the connected cases (FIG. 12B), the difference in the current flowing through the filament Fi is illustrated.
ここでは、対象とする駆動チャンネルにおける検出トランジスタQ2−nと出力トランジスタQ1−n間の電流比が図示のように1:1000である場合を例示する。
なお、電流比は、出力トランジスタQ1や検出トランジスタQ2がMOSFETとされる場合には、ゲート長やゲート幅により変更可能なものである。検出トランジスタQ2−nについては、検出電流としてフィードバック制御が可能な程度の電流が流れればよいため、出力トランジスタQ1−nと比較して電流比の値が大幅に小さくされている。
Here, the case where the current ratio between the detection transistor Q2-n and the output transistor Q1-n in the target drive channel is 1: 1000 as illustrated is illustrated.
The current ratio can be changed by the gate length and the gate width when the output transistor Q1 and the detection transistor Q2 are MOSFETs. For the detection transistor Q2-n, it is sufficient if a current capable of feedback control flows as a detection current, so that the value of the current ratio is significantly reduced compared to the output transistor Q1-n.
図12A、図12Bの双方において、出力トランジスタQ1−nのソース−ドレイン間に流れる電流は「Io」、検出トランジスタQ2に流れる電流(検出電流)は「Id」、駆動電圧出力端子Tfn1、Tfn2に流れる電流はそれぞれ「Io1」「Io2」と表記する。
この場合、各フィラメントFiの駆動電流値は10mAであると仮定する。
これによると、図12Aのように駆動電圧出力端子Tfn1、Tfn2の双方にフィラメントFiが接続された場合において、電流Io1、Io2の電流値はそれぞれ10mAであると表記でき、また、電流Ioの電流値は20mAと表記することができる。この場合、検出電流Idの電流値は、20mA×(1/1000)=0.02mAと表記することができる。
12A and 12B, the current flowing between the source and the drain of the output transistor Q1-n is “Io”, the current (detection current) flowing to the detection transistor Q2 is “Id”, and the drive voltage output terminals Tfn1 and Tfn2 are present. The flowing current is described as "Io1" and "Io2", respectively.
In this case, it is assumed that the drive current value of each filament Fi is 10 mA.
According to this, when the filament Fi is connected to both of the drive voltage output terminals Tfn1 and Tfn2 as shown in FIG. 12A, the current values of the currents Io1 and Io2 can be expressed as 10 mA, respectively. The value can be written as 20 mA. In this case, the current value of the detection current Id can be expressed as 20 mA × (1/1000) = 0.02 mA.
一方、図12Bの場合は、図12Aの場合に対し駆動電圧出力端子Tfn2が非接続とされて電流Io2が流れなくなる(電流Io2=0mA)ため、電流Ioの電流値については10mAと表すことができる(電流Io1はこの場合も10mA)。そしてこの場合、検出電流Idについては、電流Ioが10mAであることから、10mA×(1/1000)=0.01mAと表記することができる。 On the other hand, in the case of FIG. 12B, the drive voltage output terminal Tfn2 is not connected to the case of FIG. 12A and the current Io2 does not flow (current Io2 = 0 mA), so the current value of the current Io can be expressed as 10 mA Yes (current Io1 is again 10 mA). In this case, since the current Io is 10 mA, the detection current Id can be expressed as 10 mA × (1/1000) = 0.01 mA.
上記の図12Aと図12Bの対比より、フィラメントFiの接続本数が異なると、制御回路30への検出電流Idの電流値に差が生じることが分かる。このように検出電流Idの差が生じると、フィードバック制御により、フィラメントFiの駆動パルスの幅に差が生じることになる。すなわち、フィラメントFiの駆動電流の実効値に差が生じるものである。具体的に、図12Aと図12Bの関係においては、検出電流Idの電流値が下がる図12Bの方が、図12Aの場合よりも駆動パルス幅が長くなるように制御が行われることになり、駆動電流の実効値が図12Aの方が低く、図12Bの方が高くなってしまう。
From the comparison between FIG. 12A and FIG. 12B described above, it can be seen that when the number of connected filaments Fi is different, a difference occurs in the current value of the detection current Id to the
このようなフィラメント接続本数の差に起因した駆動電流の差が駆動チャンネル間で生じると、輝度ムラの発生を助長し、表示品質の低下を招来してしまう。 If a difference in drive current resulting from such a difference in the number of filament connections is generated between the drive channels, the occurrence of uneven brightness is promoted and the display quality is degraded.
図13は、第三実施形態としての第二IC3Bの内部構成を示した回路図である。
なお、表示装置100における第二IC3B以外の構成については第一実施形態の場合と同様となるため図示による説明は省略する。
FIG. 13 is a circuit diagram showing an internal configuration of the
The configuration other than the
図13では、駆動チャンネルの数が10とされ、また駆動チャンネルごとの駆動電圧出力端子Tfの数が二つとされた場合を例示している。つまり、駆動電圧出力端子Tfとしては、1番目の駆動チャンネル〜10番目の駆動チャンネルに対応した駆動電圧出力端子Tf1〜Tf10がそれぞれ二つ設けられている。ここで、駆動電圧出力端子Tf1〜Tf10については、駆動チャンネルごとに末尾に「1」「2」を付して区別している。 FIG. 13 illustrates the case where the number of drive channels is 10 and the number of drive voltage output terminals Tf for each drive channel is two. That is, as the drive voltage output terminals Tf, two drive voltage output terminals Tf1 to Tf10 corresponding to the first drive channel to the tenth drive channel are respectively provided. Here, the drive voltage output terminals Tf1 to Tf10 are distinguished by adding "1" and "2" to the end of each drive channel.
また、図13では、フィラメントFiの本数が19本とされた場合を例示している。この場合、表示装置100には、19本のフィラメントFiに対応してフィラメント端子f1a〜f19aが設けられており、10番目の駆動チャンネルのみ、片側の駆動電圧出力端子Tf101のみがフィラメント端子f19aと接続され、他の駆動チャンネルでは、符号末尾が「1」「2」それぞれの駆動電圧出力端子Tfに対し、フィラメント端子f1a〜f18aのうち対応する一つのフィラメント端子fが接続されている。 Further, FIG. 13 illustrates the case where the number of filaments Fi is nineteen. In this case, the display device 100 is provided with filament terminals f1a to f19a corresponding to the 19 filaments Fi, and only the drive voltage output terminal Tf101 on one side is connected to the filament terminal f19a in only the tenth drive channel. In the other drive channels, one corresponding filament terminal f of the filament terminals f1a to f18a is connected to the drive voltage output terminal Tf whose code end is “1” or “2”, respectively.
第二IC3Bにおいては、駆動チャンネルごとに複数の出力トランジスタQ1が設けられている。具体的に、各駆動チャンネルには、駆動電圧Efの電圧源(ここでは入力端子Tviが該当)に対し各々が並列の関係に接続された複数の出力トランジスタQ1が設けられている。本例では、駆動チャンネルごとの出力トランジスタQ1の数は2とされ、図中では、それぞれ出力トランジスタ「Q1a」「Q1b」のように符号中に「a」「b」を付して各出力トランジスタQ1を区別している。
駆動チャンネルごとの出力トランジスタQ1a、Q1bについては、符号末尾にハイフンと共に数値を昇順に振って区別している(本例では「−1」〜「−10」)。
In the
The output transistors Q1a and Q1b for each drive channel are distinguished by giving numerical values in ascending order with hyphens at the end of the code (in the present example, “−1” to “−10”).
各駆動チャンネルにおいて、出力トランジスタQ1aと出力トランジスタQ1bは、それぞれソースが入力端子Tviに接続されている。また各駆動チャンネルにおいて、出力トランジスタQ1aのドレインは、対応する駆動チャンネルに設けられた符号末尾が「1」の駆動電圧出力端子Tfに接続され、出力トランジスタQ1bのドレインは、対応する駆動チャンネルに設けられた符号末尾が「2」の駆動電圧出力端子Tfに接続されている。 The source of each of the output transistor Q1a and the output transistor Q1b is connected to the input terminal Tvi in each drive channel. Further, in each drive channel, the drain of output transistor Q1a is connected to drive voltage output terminal Tf whose code end is “1” provided in the corresponding drive channel, and the drain of output transistor Q1b is provided in the corresponding drive channel The end of the sign is connected to the drive voltage output terminal Tf of "2".
各駆動チャンネルにおける検出トランジスタQ2は、入力端子Tviに対し、同一の駆動チャンネルにおける出力トランジスタQ1a、Q1bと並列の関係に接続されている。 The detection transistor Q2 in each drive channel is connected to the input terminal Tvi in parallel with the output transistors Q1a and Q1b in the same drive channel.
この場合、制御回路30は、1番目から10番目の各駆動チャンネルに対応した制御信号Sg1〜Sg10をそれぞれ出力するが、各駆動チャンネルにおいては、対応する制御信号Sgが出力トランジスタQ1a、Q1b、及び検出トランジスタQ2の各ゲートに共通に供給される。
In this case,
本例では、各駆動チャンネルにおける出力トランジスタQ1a、Q1b間の電流比は「1:1」とされている。また、各駆動チャンネルにおいて、検出トランジスタQ2と各出力トランジスタQ1間の電流比(Q2:Q1a又はQ1b)は「1:500」とされている。 In this example, the current ratio between the output transistors Q1a and Q1b in each drive channel is “1: 1”. Further, in each drive channel, the current ratio (Q2: Q1a or Q1b) between the detection transistor Q2 and each output transistor Q1 is "1: 500".
図14は、第三実施形態としての第二IC3Bによる作用の説明図であり、任意の駆動チャンネルについて、駆動電圧出力端子Tfn1、Tfn2の双方にフィラメントFiを接続した場合(図14A)と、駆動電圧出力端子Tfn1にのみフィラメントFiを接続した場合(図14B)のそれぞれについて、フィラメントFiに流れる電流の差を例示している。
なお、先の説明から理解されるように、本例では、検出トランジスタQ2−nと出力トランジスタQ1a−n、Q1b−nの電流比(Q2−n:Q1a−n:Q1b−n)は「1:500:500」と表記できる。
FIG. 14 is an explanatory view of the operation of the
As understood from the above description, in this example, the current ratio (Q2-n: Q1a-n: Q1b-n) of the detection transistor Q2-n and the output transistors Q1a-n and Q1b-n is “1”. : 500: 500 "can be written.
図14A、図14Bでは、出力トランジスタQ1a−n、Q1b−nに流れる電流をそれぞれ「Ioa」「Iob」と表記する。
この場合も、各フィラメントFiの駆動電流値は10mAであると仮定する。
これによると、図14Aのように駆動電圧出力端子Tfn1、Tfn2の双方にフィラメントFiが接続された場合において、電流Io1、Io2の電流値はそれぞれ10mAであると表記でき、また、電流Ioa、Iobとしても、それぞれ電流値は10mAと表記することができる。そして、検出電流Idの電流値は、10mA×(1/500)=0.02mAと表記することができる。
In FIG. 14A and FIG. 14B, the currents flowing through the output transistors Q1a-n and Q1b-n are denoted as "Ioa" and "Iob", respectively.
Also in this case, it is assumed that the drive current value of each filament Fi is 10 mA.
According to this, when the filament Fi is connected to both of the drive voltage output terminals Tfn1 and Tfn2 as shown in FIG. 14A, the current values of the currents Io1 and Io2 can be represented as 10 mA, respectively, and the currents Ioa and Iob Also, each current value can be expressed as 10 mA. The current value of the detection current Id can be expressed as 10 mA × (1/500) = 0.02 mA.
一方、図14Bの場合、電流Io1及び電流Ioaの電流値については共に10mAと表すことができる。そして、電流Ioaが10mAであることから、検出電流Idの電流値は10mA×(1/500)=0.02mAと表記することができる。 On the other hand, in the case of FIG. 14B, the current values of the current Io1 and the current Ioa can both be expressed as 10 mA. And since the current Ioa is 10 mA, the current value of the detection current Id can be expressed as 10 mA × (1/500) = 0.02 mA.
このように、第二IC3Bによれば、駆動チャンネルに対するフィラメントFiの接続本数によらず、検出電流Idの電流値は一定とすることができる。このため、先の図12の場合のようにフィラメントFiの接続本数の差に起因してフィラメントFiの駆動パルス幅に差が生じることがなく、フィラメントFiの駆動電流の実効値に差が生じないようにすることができる。
Thus, according to the
上記のように第三実施形態の第二IC3Bによれば、駆動チャンネルごとに駆動電圧出力端子Tfを複数設ける場合において、駆動チャンネル間でフィラメントFiの接続本数が異なっても(つまり駆動電圧出力端子Tfの使用数が異なっても)、フィラメントFiの駆動電流の実効値に差が生じないようにすることが可能とされる。
従って、駆動チャンネル間での駆動電圧出力端子Tfの使用数の差に起因した輝度ムラの発生防止が図られ、該輝度ムラによる表示品質低下の防止を図ることができる。
As described above, according to the
Therefore, the occurrence of luminance unevenness due to the difference in the number of drive voltage output terminals Tf used between drive channels can be prevented, and the display quality deterioration due to the luminance unevenness can be prevented.
なお、上記では、駆動チャンネルごとに駆動電圧出力端子Tfを二つ設ける場合を例示したが、駆動チャンネルごとに設ける駆動電圧出力端子Tfの数は3以上とすることもできる。駆動電圧出力端子Tfの数が3以上とされる場合も、各駆動チャンネルでは、駆動電圧出力端子Tfと同数の出力トランジスタQ1を設け、それらの出力トランジスタQ1を駆動電圧Efの電圧源に対して検出トランジスタQ2と並列の関係に接続する。
この場合においても、駆動電圧出力端子Tfの使用数によらず、制御回路30に検出入力される電流値を一定とできることに変わりはない。すなわち、フィードバック制御により、駆動電圧出力端子Tfの使用数の差によってフィラメントFiの駆動電流実効値に差が生じてしまうことの防止が図られる。
In the above description, two drive voltage output terminals Tf are provided for each drive channel. However, the number of drive voltage output terminals Tf provided for each drive channel can be three or more. Even when the number of drive voltage output terminals Tf is three or more, in each drive channel, output transistors Q1 equal in number to the drive voltage output terminals Tf are provided, and those output transistors Q1 are compared to the voltage source of the drive voltage Ef. It is connected in parallel with the detection transistor Q2.
Also in this case, the current value detected and input to the
また、上記では、各出力トランジスタQ1間の電流比を「1:1」とする例を挙げたが、本実施形態では、このような電流比の設定により、各フィラメントFiの駆動電流値に差が生じないように図っている。
つまり、このような電流比の設定によって、駆動チャンネルに接続された各フィラメントFi間での輝度ムラ発生防止が図られている。
なお、該輝度ムラ発生防止を図るにあたり、各出力トランジスタQ1間の電流比は厳密に「1:1」であることは必須ではなく、略「1:1」であればよい。
Further, although the example in which the current ratio between the output transistors Q1 is “1: 1” has been described above, in the present embodiment, the drive current value of each filament Fi is different due to such setting of the current ratio. Are trying to prevent
That is, by setting the current ratio as described above, occurrence of uneven brightness between the filaments Fi connected to the drive channel is prevented.
It is not essential that the current ratio between the output transistors Q1 be strictly “1: 1” in order to prevent the occurrence of the uneven brightness, and it may be approximately “1: 1”.
なお、第三実施形態において、制御回路30によるフィードバック制御は、フィラメントFiの駆動電流の2乗値の時間積を一定値とする制御に限定されない。例えば、フィラメントFiの駆動電流値の時間積を一定値とする制御とすることもできる。すなわち、第三実施形態におけるフィードバック制御は、検出トランジスタQ2を介して入力される電流の値に基づき、出力トランジスタのONデューティを調整する制御とされればよい。
In the third embodiment, the feedback control by the
ここで、駆動チャンネルにおいて、駆動電圧出力端子Tfの使用数を複数とする場合には、図15に示すように、それら複数の駆動電圧出力端子Tfが、共通の配線Wを介して複数のフィラメントFiに接続された構成を採ることができる。
図15では、先の図13と同様に10番目の駆動チャンネルのみがフィラメントFiを1本接続、他の駆動チャンネルがフィラメントFiを2本接続する場合の例を示している。この場合、フィラメントFiを2本接続する駆動チャンネルでは、各駆動電圧出力端子Tfをそれぞれボンディングワイヤー等を介して共通の配線W(例えばアルミプリント配線)に接続し、該共通の配線Wに対し、対象とするフィラメントFiが接続される各フィラメント端子fを接続する。例えば、1番目の駆動チャンネルを例に挙げると、駆動電圧出力端子Tf11、Tf12を共通の配線W1に接続し、配線W1に対し、フィラメント端子f1a、f2aを接続する。
Here, in the case where a plurality of drive voltage output terminals Tf are used in the drive channel, as shown in FIG. 15, the plurality of drive voltage output terminals Tf are formed of a plurality of filaments via the common wiring W. The configuration connected to Fi can be taken.
FIG. 15 shows an example where only the tenth drive channel is connected with one filament Fi, and the other drive channel is connected with two filaments Fi, as in FIG. In this case, in a drive channel in which two filaments Fi are connected, each drive voltage output terminal Tf is connected to a common wire W (for example, an aluminum printed wire) through a bonding wire or the like. Each filament terminal f to which the target filament Fi is connected is connected. For example, taking the first drive channel as an example, the drive voltage output terminals Tf11 and Tf12 are connected to the common wire W1, and the filament terminals f1a and f2a are connected to the wire W1.
このように、駆動電圧出力端子Tfの使用数が複数とされた駆動チャンネルにおいて、複数の駆動電圧出力端子Tfが共通の配線Wを介して複数のフィラメントFiに接続された構成とすることで、同一の駆動チャンネル内において、複数の駆動電圧出力端子Tf間でフィラメントFiとの間の接触抵抗が異なってしまうことの防止が図られる。
従って、同一の駆動チャンネルに接続された複数のフィラメントFi間で接触抵抗の差に起因した輝度ムラが発生することの防止が図られ、表示品質の低下防止を図ることができる。
As described above, in the drive channel in which the number of use of the drive voltage output terminals Tf is plural, the plural drive voltage output terminals Tf are connected to the plural filaments Fi via the common wiring W, In the same drive channel, it is possible to prevent the contact resistance between the plurality of drive voltage output terminals Tf from being different from that of the filament Fi.
Therefore, it is possible to prevent the occurrence of uneven brightness due to the difference in contact resistance among the plurality of filaments Fi connected to the same drive channel, and to prevent the deterioration of display quality.
[3-2.第三実施形態のまとめ]
上記のように第三実施形態の集積回路装置(第二IC3B)は、電子を放出する複数のフィラメント(同Fi)を有した蛍光表示管(同1)におけるフィラメントを駆動する集積回路装置であって、フィラメントを駆動する駆動チャンネルとして、それぞれが個別の制御信号(同Sg)に基づきフィラメントの駆動電圧を出力する複数の駆動チャンネルを備え、駆動電圧の出力制御を行う出力トランジスタであって、駆動電圧の電圧源に対し各々が並列の関係に接続された複数の出力トランジスタ(同Q1a、Q1b)と、出力トランジスタごとに個別に接続された駆動電圧出力端子(同Tf11、Tf12、Tf21、Tf22、…、Tf101、Tf102)と、電圧源に対し複数の出力トランジスタと並列の関係に接続されたトランジスタである検出トランジスタ(同Q2)と、を駆動チャンネルごとに有すると共に、駆動チャンネルごとに、検出トランジスタを介して入力される電流の値に基づき、駆動電圧出力端子に接続されたフィラメントに流れる電流について出力トランジスタのONデューティを調整することによるフィードバック制御を行う制御部(制御回路30)を備えている。
[3-2. Summary of Third Embodiment]
As described above, the integrated circuit device (
上記集積回路装置においては、駆動チャンネルごとに検出電流に基づくフィードバック制御が個別に行われるため、駆動電圧出力端子とフィラメントとの間の接触抵抗に駆動チャンネル間でばらつきが生じる場合にも、各フィラメントの駆動電流に差が生じないようにすることが可能とされる。
従って、該接触抵抗のばらつきに起因した輝度ムラの抑制を図ることができ、表示品質低下の防止を図ることができる。
また、上記のように検出トランジスタに対し複数の出力トランジスタが並列接続された構成とすることで、各駆動チャンネルにおいては、駆動電圧出力端子の使用数によらず、制御部に検出入力される電流値が一定とされる。このため、駆動電圧出力端子の使用数が変化しても、フィラメントに流れる電流に差が生じないようにすることが可能とされる。
従って、駆動チャンネル間での駆動電圧出力端子の使用数の差に起因した輝度ムラの発生防止が図られ、該輝度ムラによる表示品質低下の防止を図ることができる。
このように第三実施形態の集積回路装置によれば、フィラメント間で駆動電流がばらつくことに起因して生じる輝度ムラによる表示品質低下の防止を図ることができる。
また、第三実施形態の集積回路装置によると、駆動電圧出力端子の使用数の差に起因してフィラメントの駆動電流に差が生じないようにするにあたり、駆動電圧出力端子の使用数に応じてフィードバック制御の手法を切り替える必要がなくなるため、回路構成の簡易化が図られ、部品点数削減によるコスト削減を図ることができる。
In the above integrated circuit device, feedback control based on the detection current is separately performed for each drive channel, so that each filament may be dispersed even when the contact resistance between the drive voltage output terminal and the filament varies. It is possible to make sure that there is no difference in the drive current of
Therefore, it is possible to suppress the uneven brightness due to the variation in the contact resistance, and to prevent the display quality from being reduced.
Further, as described above, by configuring the plurality of output transistors to be connected in parallel to the detection transistor, in each drive channel, the current detected and input to the control unit regardless of the number of drive voltage output terminals used The value is fixed. Therefore, even if the number of drive voltage output terminals used changes, it is possible to prevent a difference in the current flowing through the filament.
Therefore, the occurrence of uneven brightness due to the difference in the number of drive voltage output terminals used between the drive channels can be prevented, and the reduction in display quality due to the uneven brightness can be prevented.
As described above, according to the integrated circuit device of the third embodiment, it is possible to prevent the deterioration in display quality due to the uneven brightness caused by the variation of the drive current among the filaments.
Further, according to the integrated circuit device of the third embodiment, in order to prevent the difference in the drive current of the filament due to the difference in the number of drive voltage output terminals used, according to the number of drive voltage output terminals used Since it is not necessary to switch the feedback control method, the circuit configuration can be simplified, and the cost can be reduced by reducing the number of parts.
また、第三実施形態の集積回路装置においては、制御部は、検出トランジスタを介して入力される電流の2乗値の時間積が一定となるように前記フィードバック制御を行っている。 In the integrated circuit device according to the third embodiment, the control unit performs the feedback control such that the time product of the square value of the current input through the detection transistor is constant.
これにより、フィラメントの駆動電力が一定となるように制御が行われる。
従って、フィラメントの温度を一定に保つことができる。フィラメントの温度が一定に保たれることで、フィラメントの寿命低下の抑制を図ることができる。
Thus, control is performed such that the driving power of the filament is constant.
Therefore, the temperature of the filament can be kept constant. By keeping the temperature of the filament constant, it is possible to suppress the decrease in the life of the filament.
さらに、第三実施形態の集積回路装置においては、駆動チャンネルにおいて、各出力トランジスタ間の電流比が略1:1とされている。 Furthermore, in the integrated circuit device of the third embodiment, in the drive channel, the current ratio between the output transistors is approximately 1: 1.
これにより、駆動チャンネルに接続される各フィラメントの駆動電流値に差が生じないように図られる。
従って、駆動チャンネルに接続された各フィラメント間での輝度ムラ発生防止を図ることができる。
As a result, no difference occurs in the drive current value of each filament connected to the drive channel.
Therefore, it is possible to prevent the occurrence of uneven brightness between the filaments connected to the drive channel.
さらにまた、第三実施形態の集積回路装置においては、制御部は、検出トランジスタを介して入力される電流の値に基づきフィードバック制御を行うフィードバック回路(パルス幅制御部31)を有し、単一のフィードバック回路が複数の駆動チャンネルについてのフィードバック制御を時分割により行っている。 Furthermore, in the integrated circuit device according to the third embodiment, the control unit has a feedback circuit (pulse width control unit 31) that performs feedback control based on the value of the current input via the detection transistor, and is single The feedback circuit of (1) performs feedback control for a plurality of drive channels by time division.
これにより、接触抵抗のばらつきに起因した輝度ムラの発生防止を図るにあたり、出力トランジスタごとにフィードバック回路を設ける必要性をなくすことが可能とされる。
すなわち、接触抵抗のばらつきに起因した輝度ムラの抑制を図るにあたっての回路構成を簡略化でき、部品点数削減によるコスト削減を図ることができる。
This makes it possible to eliminate the need for providing a feedback circuit for each output transistor in order to prevent the occurrence of uneven brightness due to the variation in contact resistance.
That is, the circuit configuration can be simplified in order to suppress the uneven brightness due to the variation in the contact resistance, and the cost can be reduced by reducing the number of parts.
また、第三実施形態の蛍光表示管は、電子を放出するフィラメント(同Fi)と、フィラメントを駆動する集積回路部(第二IC3B)と、を備え、集積回路部は、フィラメントを駆動する駆動チャンネルとして、それぞれが個別の制御信号に基づきフィラメントの駆動電圧を出力する複数の駆動チャンネルを有し、駆動電圧の出力制御を行う出力トランジスタであって、駆動電圧の電圧源に対し各々が並列の関係に接続された複数の出力トランジスタ(同Q1)と、出力トランジスタごとに個別に接続された駆動電圧出力端子(同Tf11、Tf12、Tf21、Tf22、…、Tf101、Tf102)と、電圧源に対し複数の出力トランジスタと並列の関係に接続されたトランジスタである検出トランジスタ(同Q2)と、を駆動チャンネルごとに有すると共に、駆動チャンネルごとに、検出トランジスタを介して入力される電流の値に基づき、駆動電圧出力端子に接続されたフィラメントに流れる電流について出力トランジスタのONデューティを調整することによるフィードバック制御を行う制御部(制御回路30)を有している。
The fluorescent display tube of the third embodiment includes a filament (Fi) emitting electrons and an integrated circuit unit (
このような第三実施形態の蛍光表示管によっても、上記した第三実施形態の集積回路装置と同様の作用及び効果が得られる。 The same function and effect as the integrated circuit device of the third embodiment described above can be obtained also by the fluorescent display tube of the third embodiment.
また、第三実施形態の蛍光表示管においては、駆動チャンネルにおける複数の駆動電圧出力端子が、共通の配線(同W)を介して複数のフィラメントに接続されている。 Further, in the fluorescent display tube of the third embodiment, the plurality of drive voltage output terminals in the drive channel are connected to the plurality of filaments via the common wiring (the same W).
これにより、同一の駆動チャンネル内において、複数の駆動電圧出力端子間でフィラメントとの間の接触抵抗が異なってしまうことの防止が図られる。
従って、同一の駆動チャンネルに接続された複数のフィラメント間で接触抵抗の差に起因した輝度ムラが発生することの防止が図られ、表示品質の低下防止を図ることができる。
Thereby, it is possible to prevent the contact resistance between the plurality of drive voltage output terminals from being different in the same drive channel.
Therefore, it is possible to prevent the occurrence of uneven brightness due to the difference in contact resistance among a plurality of filaments connected to the same drive channel, and to prevent the deterioration of display quality.
<4.変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれまでで説明した具体例に限定されるべきものではない。
例えば、上記では、フィラメントFiから放出される電子を加速させるためのグリッドGrを有する蛍光表示管に対して本発明が適用される場合を例示したが、本発明は、グリッドGrが省略されたいわゆる2極管構造が採られた蛍光表示管にも好適に適用することができる。
<4. Modified example>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention should not be limited to the specific examples described above.
For example, although the case where the present invention is applied to a fluorescent display tube having a grid Gr for accelerating the electrons emitted from the filament Fi has been described above, the present invention is not so-called so-called grid Gr is omitted. The present invention can be suitably applied to a fluorescent display tube in which a two-pole tube structure is adopted.
また、本発明は、CIG−VFD以外のVFDにも好適に適用することができる。 In addition, the present invention can be suitably applied to VFDs other than CIG-VFD.
1 蛍光表示管、Fi フィラメント、3、3A、3B 第二IC、f1a〜fna、f1b〜fnb フィラメント端子、Tf(T1〜Tfn、Tf11〜Tf102) 駆動電圧出力端子、Tvi 入力端子、100 表示装置、Q1(Q1−1〜Q1−n、Q1a−1〜Q1a−10、Q1b−1〜Q1b−10) 出力トランジスタ、Q2(Q2−1〜Q2−n、Q2−1〜Q2−10) 検出トランジスタ、30 制御回路、31 パルス幅制御部、31a IV変換回路、31b 2乗アンプ、31c VI変換回路、31d 判定回路、Cc コンデンサ、SWr リセットスイッチ、32 タイミング生成回路
1 fluorescent display tube, Fi filament, 3, 3A, 3B second IC, f1a to fna, f1b to fnb filament terminal, Tf (T1 to Tfn, Tf11 to Tf102) driving voltage output terminal, Tvi input terminal, 100 display device Q1 (Q1-1 to Q1-n, Q1a-1 to Q1a-10, Q1b-1 to Q1b-10) Output transistor, Q2 (Q2-1 to Q2-n, Q2-1 to Q2-10) detection transistor,
Claims (7)
それぞれが異なる前記フィラメントに対する駆動電圧の出力制御を行う複数の出力スイッチと、
前記出力スイッチを順次にONさせて異なる前記フィラメントにパルス状の駆動電圧を順次に印加させる制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記フィラメントに流れる駆動電流の電流値又は前記フィラメントに印加される前記駆動電圧の電圧値に基づき、該フィラメントに接続される前記出力スイッチのONデューティを制御するフィードバック制御を行うフィードバック回路を複数有し、該複数のフィードバック回路を用いて各前記出力スイッチについての前記フィードバック制御を個別に行うと共に、前記駆動電圧を出力する順番が隣接している前記出力スイッチごとに、異なる前記フィードバック回路を用いて前記フィードバック制御を行う
集積回路装置。 An integrated circuit device for driving said filament in a fluorescent display tube having a plurality of filaments emitting electrons,
A plurality of output switches for performing output control of drive voltages to the filaments different from one another;
A control unit which turns on the output switch sequentially to apply a pulse drive voltage to different filaments sequentially;
The control unit
A plurality of feedback circuits performing feedback control for controlling the ON duty of the output switch connected to the filament based on the current value of the drive current flowing through the filament or the voltage value of the drive voltage applied to the filament The feedback control for each of the output switches is performed individually using the plurality of feedback circuits, and the output voltage is output using the different feedback circuits for each of the output switches adjacent to each other. Integrated circuit device that performs feedback control.
請求項1に記載の集積回路装置。 The integrated circuit device according to claim 1, wherein each feedback circuit performs the feedback control of a plurality of the output switches by time division.
前記複数のフィードバック回路として、前記駆動電圧を出力する順番が奇数番目となる前記出力スイッチについて前記フィードバック制御を行うフィードバック回路と、前記順番が偶数番目となる前記出力スイッチについて前記フィードバック制御を行うフィードバック回路とを有する
請求項2に記載の集積回路装置。 The control unit
A feedback circuit that performs the feedback control with respect to the output switch in which the order of outputting the drive voltage is an odd number as the plurality of feedback circuits, and a feedback circuit that performs the feedback control with respect to the output switch in the order with an even number. The integrated circuit device according to claim 2.
制御対象とする前記出力スイッチのONデューティを、該出力スイッチに接続される前記フィラメントに流れる駆動電流の電流値又は該フィラメントに印加される前記駆動電圧の電圧値の何れかの2乗値の時間積が一定値となるように制御する
請求項1乃至請求項3の何れかに記載の集積回路装置。 The feedback circuit is
The ON duty of the output switch to be controlled is the time of the square of either the current value of the drive current flowing through the filament connected to the output switch or the voltage value of the drive voltage applied to the filament The integrated circuit device according to any one of claims 1 to 3, wherein the product is controlled to be a constant value.
前記2乗値に相当する電流によりコンデンサを充電させ、該コンデンサの充電電位が所定電位を超えることに応じて前記出力スイッチをOFFさせる
請求項4に記載の集積回路装置。 The feedback circuit is
The integrated circuit device according to claim 4, wherein the capacitor is charged by the current corresponding to the square value, and the output switch is turned off in response to the charging potential of the capacitor exceeding a predetermined potential.
制御対象とする前記出力スイッチが切り替わる際に前記コンデンサを放電させる
請求項5に記載の集積回路装置。 The feedback circuit is
The integrated circuit device according to claim 5, wherein the capacitor is discharged when the output switch to be controlled is switched.
前記フィラメントを駆動する集積回路部とを備え、
前記集積回路部は、
それぞれが異なる前記フィラメントに対する駆動電圧の出力制御を行う複数の出力スイッチと、
前記出力スイッチを順次にONさせて異なる前記フィラメントにパルス状の駆動電圧を順次に印加させる制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記フィラメントに流れる駆動電流の電流値又は前記フィラメントに印加される前記駆動電圧の電圧値に基づき、該フィラメントに接続される前記出力スイッチのONデューティを制御するフィードバック制御を行うフィードバック回路を複数有し、該複数のフィードバック回路を用いて各前記出力スイッチについての前記フィードバック制御を個別に行うと共に、前記駆動電圧を出力する順番が隣接している前記出力スイッチごとに、異なる前記フィードバック回路を用いて前記フィードバック制御を行う
蛍光表示管。 Multiple filaments that emit electrons,
An integrated circuit unit for driving the filament;
The integrated circuit unit is
A plurality of output switches for performing output control of drive voltages to the filaments different from one another;
A control unit which turns on the output switch sequentially to apply a pulse drive voltage to different filaments sequentially;
The control unit
A plurality of feedback circuits performing feedback control for controlling the ON duty of the output switch connected to the filament based on the current value of the drive current flowing through the filament or the voltage value of the drive voltage applied to the filament The feedback control for each of the output switches is performed individually using the plurality of feedback circuits, and the output voltage is output using the different feedback circuits for each of the output switches adjacent to each other. Fluorescent display tube for feedback control.
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