JP2632697B2

JP2632697B2 - パルス変換回路

Info

Publication number: JP2632697B2
Application number: JP11696588A
Authority: JP
Inventors: 省三冨田; 英樹内藤
Original assignee: JEKOO KK; Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: JEKOO KK; Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1988-05-16
Filing date: 1988-05-16
Publication date: 1997-07-23
Anticipated expiration: 2012-07-23
Also published as: JPH01287697A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、パルス変換回路に関し、詳しくは、螢光
表示管やLED等の螢光を発生する発光表示装置の表示輝
度を制御するパルスを制御するためのパルス変換回路に
関するものである。

（従来の技術）螢光を発する発光表示装置、特に、自動車等に用いら
れる計器類の表示装置は、用いられる環境に応じて表示
輝度を変化させることが要求される。例えば、昼間は輝
度を高くしなければ表示読み取りが困難であるが、夜間
の走行では昼間より輝度を低くしなければ表示が明るす
ぎて運転の障害となる。

このような螢光を発する表示装置の輝度の調整はパル
スに対する応答が速いため、通常、入力する周期信号に
おける、発光に直接寄与するパルス（以下、本件におい
て周期信号の“H"レベルまたは“L"レベルのうち発光の
制御に直接寄与する信号レベル部分を動作信号という）
の信号長を変えることにより発光表示装置の点灯時間を
調整して行われる。

以下、従来技術を説明する。

従来、表示制御回路は第２図に示す様に、計器の主要
機能を果たす任意の論理ブロック201と、その出力信号
群a,b…ｇを第１の入力とし、輝度制御信号BLKをNOT回
路202によって反転して得られる輝度出力信号DISPを第
２の入力とするドライバ回路203と、前記ドライバ回路2
03の各入力端子a,b…ｇに対応する各出力信号ａ′,b′
…ｇ′をそれぞれ対応するセグメント電極ａ″,b″…
ｇ″に接続された螢光表示管204とから構成されてい
る。ここで、輝度制御信号BLKは外部から供給される輝
度制御のための周期信号である。

この動作を説明すると、前記輝度出力信号DISPが“H"
レベルであるとき前記任意の論理ブロック201の出力信
号群a,b…ｇは前記ドライバ回路203の対応する出力信号
群ａ′,b′…ｇ′の論理レベルに変換され、前記a,b…
ｇの各信号の論理レベルに応じて対応するセグメント電
極ａ″,b″…ｇ″が点灯もしくは非点灯となる。逆に、
前記輝度出力信号DISPが“L"であるとき、前記任意の論
理ブロック201の出力信号群の論理レベルのいかんにか
かわらず、前記ドライバ回路203の出力信号ａ′,b′…
ｇ′はある一定の論理レベルに固定され、前記螢光表示
管204の対応するセグメントａ″,b″…ｇ″は非点灯と
なるものである。

以上述べた回路における輝度制御信号BLKが第３図の
タイムチャートに示すように一定周期t0を持ち“H"レベ
ル時間幅もしくは“L"レベル時間幅が一定の信号である
とき、輝度制御信号BLKが“L"レベルのとき前記論理ブ
ロック201の出力信号の状態に従って該当するセグメン
トが発光し、前記BLK信号が“H"レベルであるとき、前
記論理ブロック201の出力信号がいかなる状態にあって
も該当するセグメントは発光しない。

このような動作は信号BLKの毎周期において同様であ
り、人体の視覚の残像効果により当該螢光表示管の輝度
もしくは明るさは信号BLKが“L"レベルで一定のときに
比べてt1/t0（以後d_in＝t1/t0という）となることが知
られており、信号BLKのデューティーに対する表示管204
の輝度特性は第４図で示すようになる。

第４図においてt1/t0＝１はt1＝t0すなわち輝度制御
信号BLKが“L"レベルの一定値であることを示す。この
ことにより、信号BLKのd_in値を変えることにより、当該
表示管204の輝度を自由に変化させることができる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、以上の様な輝度制御信号BLKによる輝
度制御では以下のような問題がある。

第１に、人間の視覚の感度は周囲が暗くなるほど鋭く
なるため、暗くなれば暗くなる程、より発光輝度を低下
させなくてはならず、輝度が低い状態での発光輝度の調
整は、輝度が高い状態での発光輝度の調整に比べ桁違い
に細かい調整を必要とするようになり、その結果、調整
の限界が生ずる。

すなわち、周囲が暗い中での調整は、周囲が明るい中
での調整に比べ、d_inが1/100,1/200もしくはそれ以上に
小さい値が必要とされるが、通常用いられるボリウム抵
抗のような安価で簡便な調整手段では困難となり、第４
図に示すようにd_inの値は実質的にd_minが限界となるの
である。

第２に、螢光を発する表示装置は単独で用いられる
他、自動車のようにランプ等の熱発光装置と同時に使用
される場合があり、このとき、同じ輝度制御信号BLKに
より輝度の調整をすると、螢光による発光と熱による発
光の特性の違いから、これら両者の輝度のバランスをと
るのが困難であった。

（課題を解決するための手段）この発明は、外部から入力する、デューティー可変の
第１の周期信号における“H"レベルまたは“L"レベルの
いずれかのレベルを動作信号とし、この動作信号長を計
測する手段と、この計測値を保持する手段を有する輝度
制御信号測定部と、外部から入力する、所定のデューティーの第２の周期
信号における“H"レベルまたは“L"レベルのいずれかの
レベルを動作信号とし、この動作信号長から前記計数値
に基づいた信号長を減じた輝度出力信号を出力する輝度
出力信号発生部とを有するものである。

（作用）本発明は、第２の周期信号により表示装置の輝度の最
大値を可変としたので、輝度の最大値を小さくしておく
ことにより輝度が低い状態での制御が容易となるのであ
る。

また、第１の周期信号の動作信号長を計測した値に基
づいて第２の周期信号の動作信号長を減ずるようにした
ので、第１の周期信号の動作信号長の計測手段と第２の
周期信号の信号長を減ずるための信号長の算出手段を変
えることにより、第１の周期信号の動作信号長の変化に
対する第２の周期信号の動作信号長の減じ方の割合を変
えることができるのである。

（実施例）第１図はこの発明のパルス変換回路の第１の実施例を
示すブロック図であり、以下第５図のタイムチャートを
参照しつつ説明する。

図においてパルス変換回路は、輝度制御信号測定部10
1とこの出力により輝度出力信号を発生する輝度出力信
号発生部102とから構成される。

輝度制御信号測定部101は、微分回路103と、ANDゲー
ト104と、ｎビットアップカウンタ105（ｎは正の整数）
と、ｎビットラッチ回路106とを有する。

微分回路103は、外部から与えられる輝度制御信号BLK
と基準クロックCKを入力し、この輝度制御信号BLKの動
作信号である“H"レベルの立ち上がりパルス信号（以下
開始パルス信号という）resetと輝度制御信号BLKの“H"
レベルの立ち下がりパルス信号（以下終了パルス信号と
いう）loadの微分出力及び、パルス信号resetを出力し
てからloadを出力するまでの間が“H"レベルとなる非点
灯相当区間信号measの出力をする。ここで、輝度制御信
号BLKは一定周期でかつそのデューティーが可変できる
信号である。

ANDゲート104は、非点灯相当区間信号measと基準クロ
ックCKを入力し、非点灯相当区間信号measの“H"レベル
の出力を基準クロックCKのパルス信号に変換する。

ｎビットアップカウンタ105は、開始パルス信号reset
によりその内容がクリアされ、前記ANDゲート104のパル
ス出力をカウントする。

ｎビットラッチ回路106は、ｎビットアップカウンタ1
05の内容を終了パルス信号loadによってプリセットし、
少なくとも次の終了パルス信号loadの入力まで保持す
る。

輝度出力信号発生部102は、同期プリセットｎビット
ダウンカウンタ107と、輝度出力信号発生回路108とを有
する。

同期プリセットｎビットダウンカウンタ107は、ｎビ
ットラッチ回路106の出力信号をロード信号1aによりプ
リセットし基準クロックCKによりダウンカウントしてカ
ウント０状態信号1bを出力する。

輝度出力信号発生回路108は、外部から与えられる輝
度周波数信号HPの動作信号である“H"レベル立ち上がり
パルス信号をｎビットダウンカクタン107のロード信号1
aとして出力するとともに、輝度周波数信号HPの“H"レ
ベルのうち、この輝度周波数信号HPが入力してからｎビ
ットダウンカウンタ107のカウント０状態信号1bが入力
するまでの間部分が削除された輝度出力信号DISPを出力
する。ここで、輝度周波数信号HPは一定周期で、一定デ
ューティーの信号である。

次に、各回路についてより詳細に説明する。

まず、微分回路103を第６図の回路図と第８図のタイ
ムチャートにより説明する。

微分回路103は、基準クロックCKの反転信号と輝度制
御信号BLKとを入力し出力信号6aを出力するＤフリップ
フロップ601と、出力信号6aと基準クロックCKを入力し
出力信号6bを出力するＤフリップフロップ602と、出力
信号6aと出力信号6bを入力し非点灯相当区間信号measを
出力するANDゲート603と、出力信号6aと出力信号6bの反
転出力を入力し開始パルス信号resetを出力するANDゲー
ト604と、出力信号6aの反転出力と出力信号6bの出力を
入力し終了パルス信号を出力するANDゲート605とから構
成される。

次に、輝度出力信号発生回路108を、第７図の回路図
と第９図のタイムチャートにより説明する。

輝度出力信号発生回路108は、輝度周波数信号HPと基
準クロックCKの反転信号を入力し出力信号7aを出力する
Ｄフリップフロップ701と、Ｄフリップフロップ701の出
力信号7aと基準クロックCKの反転信号を入力し出力信号
7bを出力するＤフリップフロップ702と、出力信号7aと
出力信号7bの反転信号を入力しロード信号1aを出力する
ANDゲート703と、出力信号7aと出力信号7bを入力し出力
信号7cを出力するORゲート704と、カウント０状態信号1
bと基準クロックCKの反転信号を入力し出力信号7dを出
力するＤフリップフロップ705と、出力信号7cと出力信
号7dを入力するANDゲート706と、ANDゲート706の出力信
号をセット入力に入力し出力信号7cの反転信号をリセッ
ト入力に入力し輝度出力信号DISPを出力するRSフリップ
フロップ707とから構成される。尚、出力信号7aの反転
出力を出力ENAとして出力するが、この信号の用途につ
いては、後述する。

次に、第１の実施例の定量的な説明を、第５図、第８
図及び第９図を用いて行う。

輝度制御信号BLKは、“L"レベルの区間に表示管を発
光させ、この幅が表示管の輝度に比例するので、輝度の
レベルをパルス周期に対する発光の有効区間の比すなわ
ちデューティーとして表現すると、 d_in＝t1/t0 として与えられる。前記、ｎビットアップカウンタに入
力する基準クロックCKの周期をt_cとすると、輝度制御信
号測定部101の測定データｍは、ｍ＝t2/t_c＝t0（１−d_in）／t_c となる。

次に、輝度周波数信号HPの“H"レベルの区間のデュー
ティーＮを、Ｎ＝t0/t5（０＜Ｎ＜１）とすると、前記測定データｍの値を基準クロックCKによ
ってプリセットダウンした分だけ輝度周波数信号HPの
“H"レベルの区間t6を減少させたものすなわちt7を輝度
出力信号DISPの点灯部分として出力するから、 t7＝Ｎ・t5−ｍ・t_c である。したがって表示管の輝度は、 d_out＝t7/t5＝Ｎ−t0（１−d_in）/t5（０＜Ｎ＜１）
（１）として表わされ、第10図の特性１に図示される特性とな
る。

ここで、ｔは輝度制御信号BLKの周期、t5は輝度周波
数信号HPの周期である。

以上述べたように、t0及びd_inが輝度制御信号BLKの信
号を規定するパラメータであり、輝度周波数信号HPの
“H"レベル区間のデューティーＮが輝度出力の最大値を
示し、t5により、その特性の勾配を規定することができ
る。

第11図は本発明の第２の実施例を説明するためのブロ
ック図であって、第１図に示す実施例中のｎビットアッ
プカウンタ105の入力パルスを規定するANDゲート104の
入力信号である基準クロックCKを1/Q分周出力に置き換
えるための1/Q分周回路110を挿入したものである。尚、
この分周回路110はそのリセット入力に開始パルス信号r
esetを入力する。このような1/Q分周回路110を設けたこ
とにより、第１の実施例に於ける測定データｍの値は、ｍ＝t2/Qt_c＝t0（１−d_in）／Qt_c に置き換えられる。したがって、輝度出力d_outは d_out＝Ｎ−t0（１−d_in）/Qt5（０＜Ｎ＜１） ……
（２）したがって、最大値がＮで、Ｑ及びt5で決まる勾配を持
つ輝度特性を実現でき、その特性を第10図の特性２に示
す。

尚、第11図では、更に第７図で説明した出力ENAを終
了パルス信号とともにANDゲート111に入力してAND論理
をとってからｎビットラッチ回路106のプリセット入力
に入力しているが、これは、ｎビットアップカウンタ10
5の出力信号の読み取り中でラッチ回路の出力が変化中
の測定データｍをｎビットダウンカウンタ107の動作中
に読み取らないようにするためである。すなわち、ｎビ
ットダウンカウンタ107がｎビットラッチ回路106の出力
である測定データｍを読み取るタイミングがこのラッチ
回路106の出力が変化中となる場合には、このラッチ回
路106のプリセットを中止するためである。

このようなことが好ましい理由は、第５図に示すよう
に、輝度制御信号BLKと輝度周波数信号HPは非同期であ
るためｎビットラッチ回路106において変化中の測定デ
ータｍをｎビットダウンカウンタ107が読み取るタイミ
ングが存在し、この変化中のタイミングの測定データは
この前後の測定データと大きく値が異なるため輝度出力
が大きく変化し表示画面のちらつきが発生することがあ
るためである。

この出力ENAの入力は第１の実施例で行っても同様に
画面ちらつきの防止の効果があることは言うまでもな
い。

以上動作信号として、輝度制御信号BLK及び輝度周波
数信号HPのいずれにおいても“H"レベルを例としたが、
“L"レベルを用いても同様なパルス変換を行うことがで
きる。ただし、輝度制御信号BLKの動作信号を“L"レベ
ルとすると輝度の明暗制御が反転し、また、輝度周波数
信号HPの動作信号を“L"レベルとすると、表示の際の論
理が反転することになる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、外部から入力
する。デューティー可変の第１の周期信号における動作
信号長を計測して計測値を得、外部から入力する、所定
のデューティーの第２の周期信号における動作信号長か
ら前記計数値に基づいた信号長を減じた輝度出力信号を
出力する様に構成したので、前記第２の周期信号の動作
信号長を変えることにより、輝度の最大値を制御するこ
とができる。

そのため、前記第２の周期信号の動作信号長を小さく
することで、発光輝度の小さい状態での制御が容易とな
る。

また、前記第１の周期信号における動作信号長の計測
と前記第２の周期信号における動作信号長の減じる割合
を調整することで表示装置の発光の特性を変えることが
でき、螢光を発生する表示装置とその他の光を発生する
表示装置との輝度のバランスを容易にとることができる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパルス変換回路の第１の実施例を説明
するためのブロック図、第２図は従来技術を説明するた
めの表示制御回路のブロック図、第３図は信号BLKのタ
イムチャート、第４図は従来の表示制御回路の輝度特
性、第５図は本発明の第１の実施例を説明するためのタ
イムチャート、第６図は本発明のパルス変換回路に用い
る微分回路の一例を示す回路図、第７図は本発明のパル
ス変換回路に用いる輝度出力信号発生回路の一例を示す
回路図、第８図は微分回路の動作を説明するためのタイ
ムチャート、第９図は本発明の第１の実施例を説明する
ためのより詳細なタイムチャート、第10図は本発明のパ
ルス変換回路を用いた場合と用いない場合の輝度特性を
説明するためのグラフ、第11図は本発明の第２の実施例
を説明するためのブロック図。 101…輝度制御信号測定部、102…輝度出力信号発生部、
103…微分回路、104…ANDゲート、105…ｎビットアップ
カウンタ、106…ｎビットラッチ回路、107…同期プリセ
ットｎビットダウンカウンタ、108…輝度出力信号発生
回路、601,602,701,702,705…Ｄフリップフロップ、603
〜605,703,706,111…ANDゲート、705…ORゲート、707…
RSフリップフロップ、110…1/Q分周回路、BLK…輝度制
御信号、CK…基準クロック、HP…輝度周波数信号、rese
t…開始パルス信号、load…終了パルス信号、meas…非
点灯相当区間信号、DISP…輝度出力信号、1a…ロード信
号、1b…カウント０状態信号、6a,6b,7a,7b,7c,7d…出
力信号。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外部から入力する、デューティー可変の第
１の周期信号における“H"レベルまたは“L"レベルのい
ずれかのレベルを動作信号とし、この動作信号長を計測
する手段と、この計測値を保持する手段を有する輝度制
御信号測定部と、外部から入力する、所定のデューティーの第２の周期信
号における“H"レベルまたは“L"レベルのいずれかのレ
ベルを動作信号とし、この動作信号長から前記計数値に
基づいた信号長を減じた輝度出力信号を出力する輝度出
力信号発生部とを有するパルス変換回路。