JPH0275197A - 発光表示装置の輝度制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車等に搭載される計器類の発光表示装置の
輝度を変えるため、同装置に使用する蛍光表示管、ＬＥ
Ｄ等の発光素子を駆動する周期パルス信号のパルス幅を
制御する回路に関するものである。

（従来の技術） 自動車等に搭載される計器類の発光表示装置は、使用時
の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、昼は輝度を高くしなければ表示の読み取りが
困難であるが、夜間の走行中は昼間より輝度を低くしな
ければ運転の障害になる。

このような表示装置の発光素子はパルスに対する応答が
速いので、一般に駆動入力に周期パルス信号を用い、該
パルス信号の　Ｈ″′　レベル又は”　Ｌ　”レベルの
うち発光の制御に直接寄与する論理レベルの区間の幅を
変えることにより、発光表示装置の点灯時間を調節して
輝度を変えていた。

以下、従来技術について説明する。

第２図は従来の蛍光表示管の輝度制御回路の一例のブロ
ック図である。第２図において８は計器の主要機能を実
行する任意の論理回路、８０１はドライバ回路、　８０
５は蛍光表示管、　８１０はＮ０７回路、ａｊ　ｂ、　
　・・　・　ｇは論理回路８の出力信号群、ａ／　、　
ｂ７．・　・　ｇ′はドライバ回路８０１の出力信号群
、ａ“、ｂ’、・・　・・・　ｇ’は前記信号群”　ｐ
　ｂ’　ｐ　”’　”’ｇ’　　に対応する蛍光表示管
８０５のセグメント電極、ＢＬＫは外部から供給される
周期パルス信号である輝度制御信号（以下、ＢＬＫ信号
という）、ＤＩＳＰは前記ＢＬＫ信号をＮＯＴ回＠８１
０によって反転して得られた輝度出力信号（以下、ＤＩ
ＳＰ信号という）である。

第２図に示すようにドライバ回路８０１は、論理回路８
の出力信号群ａＰ　ｂ＃　　・・・　ｇ　を第１の入力
とし、前記ＤＩＳＰ信号を第２の入力とし、その出力に
は、前記第１の入力に対応する出力信号群ａ′、ｂ′　
・・　　ｇ′を出力し、該出力はそれぞれ対応する蛍光
表示管８０５のセグメント電極ａ“、ｂ“　　・　ｇ″
に接続されている。

前記ＤＩＰＳ信号の論理レベルが“Ｈ”であるときには
前記論理回路８の出力信号群　ａ、ｂ、・・・・・ｇの
論理レベルは前記ドライバ回路８０１の対応する出力信
号群ａ／　、　ｂ７．・　・・・　ｇ′の論理レベルに
変換されて、前記ａｊ　ｂ＃　　・　・・　ｇの各信号
の論理レベルが”　Ｈ”もしくは”　Ｌ　”のときそれ
ぞれの信号に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の
で、その発光状態によって前記論理回路８の出力信号群
ａｐ　ｂｐ　”’　”’　　ｇの論理レベルを表示でき
るものである。

また、前記ＤＩＳＰ信号の論理レベルが”Ｌ“′である
ときは、前記論理回路８の出力信号群　ａ。

ｂ、・・・　　ｇの論理レベルの如何にかかわらず前記
ドライバ回路８０１の出力信号群、／　、　ｂ／。

・　・　ｇ′はある一定の論理レベルに固定され、前記
蛍光表示管８０５の対応するセグメントａ″。

ｂ＃、・・・・・・　ｇ“がすべで非点灯となるように
したものが使用されている。

以上述べた回路におけるＢＬＫ信号のタイムチャートを
第３図に示す。

第３図に示すように　ＢＬＫ　信号は一定周期ｔ。

を持ち　ＩＩ　ＨＩ＋レベル区間幅もしくは゛′Ｌ″レ
ベル区間幅が一定の信号であるときは、ＢＬＫ信号が゛
′Ｌ″レベルのとき、前記論理回路８の出力信号の論理
レベルの状態に従って、前記蛍光表示管の対応セグメン
トが点灯し、またＢＬＫ信号が′“Ｈ”レベルであると
きには、前記論理回路８の出力信号の論理レベルの状態
に無関係となり、前記蛍光表示管の対応するセグメント
は点灯しない。

＝４＝ この動作はＢＬＫ信号の短周期について行われるので、
人間の視覚に対する残像効果により当該蛍光表示管の輝
度もしくは明るさは　ＢＬＫ　信号が゛Ｌ″レベル一定
のとき、すなわち　１．　＝　１８　のときに比べて１
．／１ｏ（以下、１．／１ｏをｄｉｎで表わしｄｉｎを
デユーティという）となることが知られており、ＢＬＫ
信号のデユーティに対する蛍光表示管の輝度特性は第４
図に示すようになる。第４図においてｔ、／１ｏ＝１は
１．　＝　１ｏすなわち、ＢＬＫ信号は゛Ｌ″レベル一
定であることを示す。

以上述べたように従来は、ＢＬＫ信号のデユーティを変
えることにより、前記蛍光表示管の輝度を変えていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、以上述べた回路においては、ＢＬＫ信号
のデユーティ値と蛍光表示管の輝度との関係は一次的に
定まっており、その特性を任意に変えることができない
という問題点があった。

また人間の視覚は周囲が暗くなると鋭くなるので、低輝
度で使用する場合には前記デユーティ値を細かく調節し
なければならず、ｄｉｎ＝　１／１００．１／２００も
しくはそれ以下の小さい値を必要とする場合もあるので
通常の可変抵抗器を使用したのではこのような微細な調
節を行うことができないという問題点があった。更に自
動車に装備される計器類のなかには蛍光表示管の輝度特
性と異なる白熱電球のような熱発光素子を使用したもの
もあるので、これらに対しても前記のＢ　Ｌ　Ｋ信号を
適用した場合にはデユーティ値はたかだか１１５程度ま
でしか変えられないので、蛍光表示管に対して上記のよ
うな低輝度を与えることが難しく、自動車の夜間におけ
る安全走行に必要とされる適正輝度に設定できないとい
う問題点があった。

本発明は上記の諸々の問題点を除くため、ｄｉｎ値対輝
度の上限と下限を任意に設定できるようにした発光表示
装置の輝度制御回路を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明の発光表示装置の
輝度制御回路は外部から入力される一定周期、デユーテ
ィ可変の第１のパルス信号の２つの論理レベルのうち発
光輝度制御に係わる論理１ノベル区間を制御信号とし、
該制御信号の幅を基準クロック信号のパルス数に置換し
て計測する手段と、該計測手段により得られた計測デー
タを保持する手段とを設けた輝度制御信号測定部と、該
測定部から出力されろ前記データが所定の最大値を超え
たときは、該最大値に出力を制限する手段を設けたデー
タ制限部と、該制限部から出力されるデータをプリセッ
トし、前記クロッ信号により減算して、該データに基づ
く幅を求める手段と、外部から入力され、所定の周期と
デユーティを有する第２のパルス信号の２つの論理レベ
ルのうち発光動作に係わる論理レベル区間を動作信号と
し、該動作信号の幅から前記データに基づく幅を差引い
て得られた幅を有し、前記第２のパルス信号の周期と同
一の周期を有する発光素子駆動パルス信号を発生する手
段とを設けた輝度出力信号発生部とにより構成したもの
である。

（作用） 本発明は前記のように輝度制御回路を構成し、発光表示
器の輝度調節を行うために外部から入力されるデユーテ
ィ可変のＢＬＫ信号の論理レベルの一方を制御信号とし
、その幅をクロック信号のパルス数に置換してアップカ
ウンタにより計数し、そのデータをプリセッタブルダウ
ンカウンタにより減算して、カウント０信号を発生させ
る。また発光表示器に所要の最大輝度を与えるようにデ
ユーティの設定が可能な外部から入力される輝度周波数
信号ＨＰの点灯に寄与する論理レベル区間においても、
前記カウント０信号が印加されない限り、ＤＩＳＰ信号
が発光表示器へ出力されないようにしたので、輝度調節
器によって前記ＢＬＫ信号のデユーティを変えると、前
記計数データが変化し、カウントＯ信号の発生時点が変
わるのでＤＩＳＰ信号の幅も変わり発光表示器の輝度も
変化するのである。すなわち計数データが少ないときは
明る（計数データが多いときは暗くなる。このとき計数
データがある値以上になると、ＤＩＳＰ信号の出力が極
端に減少し、目視不能となる恐れがあるので、データ制
限部において計数データが所定の最大値を超えたときは
、この最大値に制限するようにしたので発光表示器が目
視不能になるほど輝度が低下することを防止できるので
ある。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例のブロック図である。

第１図において１は輝度制御信号測定部、２は輝度出力
信号発生部、２０（よデータ制限部である。

輝度制御信号測定部１は外部から入力される一定周期で
、かつ、デユーティが可変の第３図に示すようなりＬＫ
信号を、基準クロック信号ＣＫ　　（以下クロックＣＫ
という）を用いて、ＢＬＫ信号の論理レベルのうちの輝
度制御に係わる区間の幅の測定を開始する時刻を指定す
る　ｒｅｓｅｔ信号と、測定終了時刻を指定する　１ｏ
ａｄ信号ならびに測定実行時間を指定するｍｅａｓ信号
を得る微分回路３と、前記「ｅｓｅｔ信号により、その
内容がクリアされ、前記ｍｅａｓ信号が”　Ｈ”　Ｉ／
ベベルある間に、前記クロックＣＫのパルス数を計数し
て出力データｍ（０〜２’−１）を得るｎピッ）・　（
ｎば正の整数）のアップカウンタ４と、ｎビット目のデ
ータが”　Ｌ　”レベルになるときセットされ′″Ｈ”
レベルを出力するＤ形フリップフロップ１５とＡＮＤゲ
ート９と前記アップカウンタ４のｎビット出力と、前記
り形フリップフロップ１５の出力１７が接続され前記ア
ップカウンタ４のデータｍを前記１ｏａｄ信号によりロ
ードされ、少なくとも次の　１ｏａｄ信号が到来するま
で、前記データを保持するｎ　＋１ビツトラツチ５とＡ
ＮＤゲート１０とで形成される。

第６図は本発明の一実施例の微分回路３の＠略図であり
、第９図は微分回＄３の動作を説明するタイムチャート
である。第６図、第９図に示す実施例においては、ＢＬ
Ｋ信号の輝度制御に係わる区間すなわち非点灯区間の論
理レベルが′Ｈ″になると、周期ｔｃｋのクロックＣＫ
の立下り時に　Ｄ形フリップフロップ３０１の出力３０
９が゛Ｈ″レベルになる。この出力３０９が“Ｈｌルベ
ルになると、次のクロックＣＫの立上りによりＤ形フリ
ップフロップ３０２の出力３１０が”　Ｈ”レベルにな
る間に、ｒｅｓｅｔ信号を発生しカウンタ４とＤ形フリ
ップフロップ１５をリセットし、前記非点灯区間中に入
力されるクロックＣＫのパルスの計数を開始する時刻を
指定するとともに、該パルス数の測定実行時間を指定す
るｍｅａｓ信号を発生し、ＢＬＫ信号の論理レベルがＬ
″になると、測定を停止するとともにラッチ５にカウン
タ４のデータｍをラッチする　１ｏａｄ信号を発生ずる
。なお、前記測定実行時間中は前記ｍｅａｓ信号はクロ
ックＣＫとともにＡＮＤゲート９に印加され、出力１１
ζこカウンタ４が計数するパルスを発生ずる。

データ制限部２０はｎ　＋１ビツトの前記ラッチ５の出
力信号群をデコードして、そのデータｍがある一定値（
最大値、第７図に示す実施例では２４ｏ）以上になると
　ｍ　ａ　ｙ　信号として”　Ｈ”レベルを出力する最
大検出回路１８と、該回路１８の出力が゛Ｈ″レベルの
ときは前記ラッチ５の内容にかかわらず最大値を出力す
るデコーダ回路１９とで形成される。

第７図は本発明の一実施例のデータ制限部２０の回路図
で、前記ラッチ５のデータｍが、前記のある一定値（２
４０）以上になると最大検出回路１８の４人力ＡＮＤゲ
ート１８０の出力１８２の論理レベルは′Ｈ″”となり
、これによってＯＲゲート１８１の出力の論理レベルは
”Ｈ″′となり、最大値の検出を示す信号ｍａχを出力
する。　この出力”　Ｈ”はデコーダ回路１９において
、ＮＯＴＯＲゲート１８１反転されて、　ＡＮＤゲー　
ト１．９０〜１９３に印加されるので、前記ラッチ５の
出力Ｑ、、　Ｑ２．　Ｑ３．　Ｑ４　はデコーダ回路の
出力　Ｐｌ。

Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４　に現われないのでデータの最大値は
２４０までに制限される。しかし、データが最大値２４
０に達しないときは信号ｍａχ（、ｔ′″Ｌ　”である
のでラッチ５の出力Ｑ１〜Ｑ８　はそのままＰ。

〜Ｐ８　に出力される。輝度出力信号発生部２は前記デ
コーダ回路１９の出力信号群をプリセット入力とし、前
記クロックＣＫによってダウンカウンタシ、カウントＯ
信号工３を出力するｎビットのプリセッタブルダウンカ
ウンタ６と蛍光表示管の点灯信号として外部から入力さ
れ、前記ＢＬＫ信＝１２− 号の周期と異なる所定の周期と所定のデー−ティを有す
る輝度周波数信号ＨＰ（以下、ＨＰ倍信号いう）の点灯
区間であるｌ　Ｈｌ”レベルへの立上す点の検出パルス
を、前記ダウンカウンタ６のロード信号１４として出力
し、該ロード信号１４によって該カウンタ６に前記デー
タをプリセットし、カウント終了後、該カウンタ６から
出力されるカウント０信号１３を受けて、前記ＨＰ倍信
号点灯区間の一部をＤＩＳＰ信号として出力する輝度出
力信号発生回路７とから形成されている。

第８図は本発明の一実施例の輝度出力信号発生回路７の
回路図であり、第１０図は輝度出力信号発生部２の動作
を説明するタイムチャートである。

第８図、第１０図に示すように、外部から与えられるＨ
Ｐ倍信号点灯区間である論理レベル゛Ｉ］″への立上り
とクロックＣＫとによってＤ形フリップフロップフ０コ
　および７０２、　ＡＮＤゲート７０５、ＮＯＴ　　ゲ
ート７０７を用いてプリセッタダブルダウンカウンタ６
　のロードパルス１４を発生させるとともに、ＯＲゲー
ト７０６の出カフ１５ば”　Ｔ（”　Ｉ／ベベルなるの
で、前記ＨＰ信号の論理レベルが”　Ｈ”の間に、前記
カウンタ６がロードされたデータｍのカウントダウンを
終了したとき発生するカウントゼロ信号１３を受けて、
Ｄ形フリップフロップ７０３の出カフ１６もＩＩ　ＨＩ
＋レベルとなり、ＡＮＤゲー１．７０８を介してＳＲフ
リップフロップ７０４がセットされてＤＩＳＰ信号が出
力され、蛍光表示管が点灯する。前記ＨＰ倍信号論理レ
ベルがＩＩ　Ｌ　ＩＩになり前記ＯＲゲート７０６の出
カフ１５が”　ｒ−”レベルになると同時にＤＩＳＰ信
号も”　Ｌ　”レベルになり蛍光表示管は消灯する。な
おＥＮＡ信号はＢＬＫ信号のデータが確定しない前に前
記カウンタ６にプリセットされて、ＤＩＳＰ信号の長さ
が変化することによる蛍光表示管のチラッキを防止する
ためラッチ５への１ｏａｄ信号の印加時刻を制御するも
のである。

次に本発明の実施例について定量的な説明を第５図、第
９図、第１０図を用いて述べる。

第９図に示すようにＢ　Ｌ　Ｋ信号の１′Ｈ′ルベル区
間幅はｒｅｓｅｔパルスにより測定が開始され、測定は
　ｌ　ｏａｄパルスの発生によって終了し、測定結果は
ラッチ５ヘロードされ、ラッチ出力値ｍを生成する。こ
の測定の流れは第５図に示すように、ＢＬＫ信号の毎周
期に測定され、■、■、　■、　■・　・のようにたえ
ず更新される。

一方ＨＰ信号はＢＬＫ信号と周期が異なる一定周期の信
号であって、第１０図に示すようにＨＰ信号の立上りの
微分パルス　すなわち　ロード信号１４によって、ラッ
チ５に保持されているデータｍが前記カウンタ６にプリ
セットされた後、周期ｔｃｋのクロックＣＫによりダウ
ンカウントされて、該カウンタ６の内容が０になると、
カウント０４Ｍ号１３を発生し、これによってＤＩＳＰ
信号が立」ニリ、”　Ｈ”区間つまり点灯区間が始まり
、前記ＨＰ信号の立下りによって、ＤＩＳＰ信号の”Ｈ
“′区間が終了し、非点灯となる。ここて、前記カウン
タ６へのデータのプリセットは前記ラッチ５のデータが
更新されろたびに行われるのでなく、第５図に示すよう
に、ＨＰ倍信号立上りすなわちロード信号１４の発生の
時にラッチ５に保持されているデータが前記カウンタ６
ヘプリセツトされ、カウントダウンされて内容が０にな
ったときカウントＯ信号１３を発生し、ＤＩＳＰ信号が
立上る。

したがって、第５図において■は無視されることになる
。

なおりＬＫ信号のＩ　ＨＩ＋レベル区間の幅がＤＩＳＰ
信号のデユーティを制御し、発光素子の輝度はＤＩＳＰ
信号のデユーティに比例することは従来技術の説明で明
らかである。

いま、発光素子の輝度をｄｏｕｔ＝　ｔ７／１５．　Ｂ
ＬＫ信号の制御入力をｄｉｎ＝ｔ１／ｌｏと定義し、前
記アップカウンタ４へ印加されるクロックＣＫの周期を
　ｔｃｋとすると輝度制御信号測定部１の測定データす
なわち、ラッチ５の出力データｍは、 ｍ　＝　ｔ２／１ｃｋ＝＝　ｔｏ（１−ｄ　ｉ　ｎ）　
／ｌｃｋとなる。

次にＨＰ信号の論理レベルがパＨ′″の区間のデユーテ
ィをＮ＝ｔ６／１５（ただし０（Ｎ＜１）とすると、前
記出力データｍの値をダウンカウンタ６にプリセットし
、クロックＣＫによってＯまでカラレトダウンしてから
ＨＰ倍信号立上るのでＨＰ倍信号“′Ｈ′ルベルの区間
ｔ６は短縮される。

この短縮された時間をｔ７とすると ｔ７＝　Ｎ　ｔ５−　ｍｔｃｋ となる。

従って蛍光表示管の輝度は ただし、Ｏ＜Ｎ＜１ として表わされる。しかし、データｍを前記データ制限
回路２０によって固定される値Ｍ（Ｍは正の整数、Ｍ〈
２′）、すなわちｍ　＝　Ｍとすると、となり、輝度特
性は第１１図の■に示ずようになる。ここでｔｏはＢＬ
Ｋ信号の周期、ｔ５はＨＰ倍信号周期である。

以上述へたように発光表示素子を駆動するＤＩとなるよ
うに輝度特性を規定することができる。

従って外部から入力されるＢＬＫ信号のデユーティを調
節するために、外部に設けられた輝度調節器の可変範囲
に関係なく、輝度の最小値をデータ制限部によって設定
できるので、輝度調節器の操作を誤っても輝度が０とな
り発光表示装置が目視できなくなるということを防止す
ることができる。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように本発明によれば、発光表示
装置の輝度制御回路を輝度制御信号測定部と、データ制
限部と、輝度出力信号発生部とによって構成したので、
外部から入力されるＢＬＫ信号の周期およびデユーティ
の調節可能範囲内において、ＤＩＳＰ信号の最大値はＨ
Ｐ信号の動作信号レベル区間のデユーティの増加により
可能であり、また前記ＤＩＳＰ信号の最小値は前記デー
タ制限部において制限するデータの最大値を設定するこ
とにより可能となるので、発光表示器の最大輝度、最小
輝度並びに輝度特性の勾配を任意に選択できるという効
果が期待できる。更に外部から入力されるＨＰ信号とＢ
ＬＫ信号は非同期でよいので、それぞれの周波数を任意
に選ぶことができ、本発明に係わる部分以外の外部回路
の設計が容易になるとともに、ＢＬＫ信号の周波数が低
い場合でも、前記ＥＮＡ信号によってチラッキのないＤ
ＩＳＰ信号をうろことができるという効果がある。また
、データ制限部の付加によって、発光表示器の最小輝度
は設定値以下にはならないので輝度調節を誤っても発光
表示器が目視不能となるというような不都合を防止でき
るという効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は従来
の蛍光表示管の輝度制御回路の一例のブロック図、第３
図はＢ　Ｌ　Ｋ信号のタイムチャート、第４図は従来の
輝度制御回路の一例の輝度特性図、第５図は本発明の一
実施例の動作を説明するタイムチャート、第６図は本発
明の一実施例の微分口＄３の回路図、第７図は本発明の
一実施例のデータ制限部２０の回路図、第８図は本発明
の一実施例の輝度出力信号発生回路７の回路図、第９図
は微分口ＦＩＩ！Ｉ３の動作を説明するタイムチャート
、第１０図は輝度出力信号発生部２の動作を説明するタ
イムチャート、第１１図は本発明の実施例と従来技術の
輝度特性比較図である。 １　・輝度制御信号測定部、２　輝度出力信号発生部、
２０　データ制限部、Ｂｗｉ分回路、４・アップカウン
タ、５・・ラッチ、６・・プリセッタブルダウンカウン
タ、７・輝度出力信号発生回路、８・・・任意の論理回
路、１３・・カウントＯ信号、１４・ロード信号、１５
．３０１．３０２．７０１．７０２．７０３・・・Ｄ形
フリップフロップ、７０４・・ＳＲフリップフロップ、
１８・・最大検出回路、１９・・デコーダ回路、９．１
０．１８０．１９０〜１９３．７０５．７０８・・・Ａ
ＮＤゲート、１８１．７０６・・・ＯＲゲート、１９８
．７０７．８１０・・・ＮＯＴゲート、８０１・・・ド
ライバ回路、８０５・蛍光表示管。 王　　　　　、　へ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一定周期のパルス信号により間欠的に駆動し、該パ
   ルス信号のデューティを変えて、発光輝度を調節する発
   光表示装置の輝度制御回路において、 外部から入力される一定周期、デューティ可変の第１の
   パルス信号の２つの論理レベルのうち発光輝度制御に係
   わる論理レベル区間を制御信号とし、該制御信号の幅を
   基準クロック信号のパルス数に置換して計測する手段と
   、該計測手段により得られた計測データを保持する手段
   とを設けた輝度制御信号測定部と、該測定部から出力さ
   れる前記データが所定の最大値を超えたときは、該最大
   値に出力を制限する手段を設けたデータ制限部と、該制
   限部から出力されるデータをプリセットし、前記クロッ
   ク信号により減算して、該データに基づく幅を求める手
   段と、外部から入力され、所定の周期とデューティを有
   する第２のパルス信号の２つの論理レベルのうち、発光
   動作に係わる論理レベル区間を動作信号とし、該動作信
   号の幅から前記データに基づく幅を差引いて得られた幅
   を有し、前記第２のパルス信号の周期と同一の周期を有
   する発光素子駆動パルス信号を発生する手段とを設けた
   輝度出力信号発生部とにより構成したことを特徴とする
   発光表示装置の輝度制御回路。