JPS584762B2

JPS584762B2 - パ−セント表示装置

Info

Publication number: JPS584762B2
Application number: JP51017052A
Authority: JP
Inventors: 宮川宣明; 三木政之
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-02-20
Filing date: 1976-02-20
Publication date: 1983-01-27
Also published as: JPS52101062A; US4149149A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電気的に表示する自動車のインスツルメントパ
ネル等の表示装置に係り、特にアナログ量で検出される
回転数、車速、燃料残量、各種温度等の各入力量が最大
入力量の何パーセント（広く割合の意味）にあたるかを
表示セグメントによって表示するパーセント表示装置に
関する。

従来のこの種のアナログ入力量が最犬入力量の何パーセ
ント（割合）にあたるかを検出して液晶セグメントによ
り表示するパーセント表示装置として、第１図に示すよ
うな基本回路構成の装置が採用されていた。

第１図において、１００は負極接地のバツテリ、Ｖｉは
入力電圧、■８ｊは最犬入力電圧ｖｉｍａｘのｊパーセ
ントを表わす基準電圧、１１０は入力電田Ｖ１に接続さ
れる抵抗器、１１１は基準電田■ｓｊにアノード端を接
続されるダイオード、１１２は抵抗器１１０の他端をベ
ースに接続されダイオード１１１のカソード端をエミツ
タに接続されるｎｐｎ型トランジスタ、１１３は一端を
トランジスタ１１２のコレクタに接続され他端を接地さ
れる抵抗器、１１４は一端をトランジスタ１１２のコレ
クタに接続され他端をバツテリ（電源）１００の陽極に
接続される抵抗器、１１５は入力端をトランジスタ１１
２のコレクタ端に接続されるインバータ、１１６は入力
端の１つをインバータ１１５の出力端に接続される２人
カアンド回路、１１７は入力端をアンド回路１１６の他
の入力端に接続されるインバータ、１１８はインバータ
１１７の入力端に接続されるクロツ久信号入力端、１１
９はアンド回路１１６の出力端に接続される電極、１２
０はインバータ１１７の出力端に接続される電極、１２
１は表示セグメントとしての液晶素子である。

この構成で、入力電圧Ｖｉと基準電圧Ｖ８ｊの大小関係
がＶｉ＜Ｖｓｉのときには、ｎｐｎ型トランジスタ１１
２はしゃ断状態となるからインバータ１１５の出力は”
低゛レベルとなる。

このため２人カアンド回路１１６はクロツク信号入力端
１１８よりのクロツク信号の通過を阻止するから電極１
１９は常に”低″レベルとなる。

一方、電極１２０にはインバータ１１７を介してクロツ
ク信号入力端１１８よりのクロツク信号と位相が１８０
°異なる信号が印加される。

したがって液晶素子１２１にはクロツク信号レベルの交
流波形の電圧が印加されるが、液晶素子１２１が点灯す
るまでの実効値が得られないため液晶素子１２１は非点
灯となる。

また、■ｉ＞Ｖｓｉのときには、ｎｐｎ型トランジスタ
１１２は導通状態となってそのコレクタ電位はバツテリ
１００の電圧を抵抗器１１３と１１４で分圧された電圧
レベルとなるから、抵抗器１１３の抵抗値を抵抗器１１
４の抵抗値に比べて小さくしてコレクタ電位をインバー
タ１１５が反転しないレベルにすれば、アンド回路１１
６はクロツク信号入力端１１８よりのクロツク信号を通
過させるから電極１１９にはクロツク信号が印加される
。

一方、電極１２０には電極１１９に印加されるクロツク
信号と位相が１８０°異なる信号がインバータ１１７を
介して印加される。

したがって電極１１９と１２０の間で得られる液晶素子
１２１に印加される交流波形の電圧の実効値は液晶の点
灯レベル以上となるため液晶素子１２１は点灯される。

この第１図の動作波形を第２図に示す。

第２図Ａは液晶素子１２１の非点灯の場合、Ｂは同じく
点灯の場合で、ａはクロツク信号入力端１１８よりのク
ロツク信号波形、ｂはアンド回路１１６の出力信号波形
すなわち電極１１９の印加電圧波形であって非点灯時に
は”低”レベルとなり点灯時にはクロツク信号と同位相
の波形となる。

Ｃはインバータ１１７の出力信号波形すなわち電極１２
０の印加電圧波形であってクロック信号と位相が１８０
°異なる波形となる。

ｄは電極１１９と１２０の間で得られる液晶素子１２１
に印加される信号波形であって非点灯時には電極１２０
の印加電圧波形と同じであるが点灯時には電極１１９と
１２０の印加電圧波形の位相が互いに１８０°異なる
ため交流波形の実効値を大きくすることができる。

しかしながら、従来のこの種の入力電圧Ｖｉが最犬入力
電圧■ｉｍａｘの何パーセント（割合）であるかを液晶
セグメントにより表示するパーセント表示装置をＩＣ（
集積回路）化しようとすると、アナログ増幅用のバイポ
ーラ素子であるトランジスタ１１２が含まれるため通常
のバイポーラ素子（アナログ素子）では入力部分に要す
るチップ面積が大きくなって小型化、低価格化がはかれ
ない等の欠点があった。

また、従来のこの種のパーセント表示装置において、表
示セグメントとして発光ダイオードを用いる装置も採用
できるが、同じくＩＣ化ずるさいに小形化・低価格化で
きない等の欠点があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、ユ
ニポーラ素子である論理素子（デイジタル素子）を用い
て入力部分に要するＩＣのチップ面積を小さくすること
により小型化・低価格化が可能となるアナログ入力量の
パーセント表示装置を提供するにある。

本発明は、アナログ入力電圧が最犬入力電圧の何パーセ
ント（割合）にあたるかを入力電圧に対応して変化する
比較電圧とデイジタル素子（論理素子）からなる比較回
路のスレツショルド電圧の大小関係により検出するとと
もに、そのデイジタル出力信号に応じ表示セグメント（
液晶素子または発光ダイオード等）を駆動して表示せし
めるようにしたことを特徴とするパーセント表示装置で
あって、これによりＩＣのチップ面積を小さくして小形
化・低価格化が可能となる。

以下、図面にしたがって本発明の実施例を説明する。

第３図は本発明の液晶セグメントによるパーセント表示
装置の一実施例を示すブロック図で、Ｖｉはパーセント
表示すべきアナログ入力電圧、１は入力電圧■１に対応
して変化する比較電圧Ｖｓ，を生成する比較電圧生成回
路、２は比較電圧Ｖｓｊとデイジタル素子のスレショル
ド電圧Ｖｔｈの大小関係により入力電圧Ｖｉが最犬入力
電圧Ｖｉｍａｘの何パーセント（割合）にあたるかを検
出するためのデイジタル素子（論理素子）から成る比較
回路、３は液晶を駆動するためのクロツク信号を入力す
るクロツク信号入力端、４は比較回路２のデイジタル出
力の状態に応じてクロック信号を通過または阻止せしめ
る液晶駆動回路、５は表示セグメントとしての液晶であ
る。

第４図は本発明の一実施例である液晶セグメントによる
パーセント表示装置の基本回路図である。

この回路を第５図に示すように組合せることにより、本
実施例の全回路図ができあがる。

■１は入力電圧、１０は比較電圧生成回路１（第３図）
を構成すべく一端を入力電圧Ｖｉに接続される抵抗器、
１１は一端を抵抗器１０の他端に接続される抵抗器、１
２は一端を抵抗器１１の他端に接続される抵抗器、■ｓ
ｉ，■ｓｉはそれぞれ抵抗器１０と１１の接続点、抵抗
器１１と１２の接続点に生成される入力電圧Ｖｉのｉパ
ーセント、Ｊパーセントの電圧を表わす比較電圧２１は
比較回路２（第３図）を構成すべく１つの入力端を抵抗
１０と抵抗１１の接続点に接続され、他の入力端を抵抗
１１と抵抗１２の接続点に接続される２人カアンド回路
３はクロツク信号入力端、４１は液晶駆動回路４および
液晶５（第３図）を構成すべく１つの入力端を２人カア
ンド回路２１の出力端に接続され他の入力端をクロツク
信号入力端３に接続される２人カアンド回路、５０は入
力端をクロック信号入力端３に接続されるインバータ、
５１は２人カアンド回路４１の出力端に接続される電極
、５２はインバータ５０の出力端に接続される電極、５
３は表示セグメントとしての液晶である。

一般にデジタル素子（論理素子）である２人力アンド回
路２１においては、入力電圧の”低”レベルと”高”レ
ベルを判断するスレツショルド電圧Ｖｔｈを、電源電圧
やバイアス電圧を変えることで一定の値に設定できる。

したがって、いま比較電圧■ｓｉ，Ｖｓｉとスレツショ
ルド電圧Ｖｔｈの大小関係が■３１＞Ｖ１ｈ・ｖＳｊ＜
Ｖ１ｈのときには、アンド回路２１の出力電圧は”低″
レベルである。

このため２人カアンド回路４１はクロツク信号入力端３
よりのクロック信号の通過を阻止するから電極５１の電
圧は常に“低”レベルとなる。

一方の電極５２にはインバータ５０を介してクロツク信
号の反転した信号すなわちクロック信号と１８０°位相
の異なる信号が印加される。

したがって液晶５３にはクロツク信号レベルの交流波形
の電圧が印加されるが、その実効電圧が液晶の点灯レベ
ルに達しないため液晶５３は非点灯となる。

また■５ｊ〉■ｔｈ・Ｖ５ｊ＞Ｖ１ｈのときには、アン
ド回路２１の出力電圧は”高”レベルとなるため、２人
カアンド回路４１はクロツク信号を通過させるから電極
５１にはクロック信号が印加される。

一方の電極５２にはクロツク信号と１８０°位相の異な
る信号が印加さヘしたがって液晶５３に？加される交流
波形の実効電圧は液晶の点灯レベルとなって液晶５３は
点灯される。

第５図は本発明の液晶セグメントによるパーセント表示
装置の一実施例を示す回路図で、Ｒ５１〜Ｒｓｎは比較
電圧生成回路１（第３図）を構成すべく直列に接続され
る抵抗器であり、抵抗器Ｒ５１は一端を入力電圧Ｖｉに
接続され他端を抵抗器Ｒ５２に接続されて、以下順次接
続されていき、抵抗器Ｒｓｎは一端を抵抗器ＲＳｎ−１
に接続され他端を接地される。

入力電圧Ｖｉに対応して比較電圧生成回路の抵抗器Ｒ５
１〜Ｒ，。

の各接続点に生成される比較電圧■５〜■ｓｎ−ｔは次
のように表わされる。

？１）式で表わされる比較覚圧■，１〜Ｖｓｎ−１の入
力電圧Ｖｉに対する値は、入力電圧Ｖｉが最犬入力電圧
Ｖｉｍａｘの何パーセント（割合）にあたるかを検出し
て表示すべき所定パーセントの値を示すように、抵抗器
ＲＳＩ〜Ｒ，。

の抵抗値の選択により決められる。

ついでＡ２〜Ａ２ｎ−１は比較回路２（第３図）を構成
すべくそれぞれの２つの入力端を対応する比較電圧Ｖ５
〜Ｖｓｎ＾−１の隣接する２つの電圧に接続される２人
カアンド回路である。

さらに３はクロツク信号を入力するためのクロック信号
入力端、Ａ４１〜Ａ４ｎ−１は液晶駆動回路４および液
晶５（第３図）を構成すべくそれぞれの１つの入力端を
比較回路のアンド回路Ａ２〜？２ｎ−１の出力端に接続
され他の入力端をクロツク信号入力端３に接続される２
人カアンド回路、Ｇ５１〜Ｇ５ｏ−１はそれぞれ２人カ
アンド回路Ａ４〜Ａ４ｎ−１の出力端に接続される電極
、５０は入力端をクロック信号入力端３に接続されるイ
ンバータ、Ｈ５１〜Ｈ５ｎ−１はそれぞれインバータ５
０の出力端に接続される電極、Ｉ５〜Ｉ５ｏ−１は液晶
である。

この構成で、いま入力電圧■ｉが入力されると、アンド
回路Ａ２１の１つの入力端には（１）式で表わされる比
較電圧■，１が入力され他の入力端には比較電圧Ｖ８が
入力されるから、比較電圧■，１・■Ｓ２とアンド回路
Ａ２１のスレツショルド電圧？１ｈの大小関係がＶ５１
＞ｖｔｈ・■，２〈■ｔｈのときには比較電圧Ｖｓｔは
アンド回路Ａ２１に対して“高”レベルとなるが比較電
圧■８はアンド回路Ａ２１に対して”低”レベルとなる
ためアンド回路Ａ２１の出力電圧は６低”レベルであり
、またＶｓｔ＞Ｖｔｈ”ｖｓ２＞ｖｔｈのときには比較
電圧Ｖ，１・■５２はともにアンド回路Ａ２，に対して
”高”レベルとなるためアンド回路Ａ２１の出力電圧は
゛高”レベルとなる。

同様にしてｊ番目の２人カアンド回路Ａ２・では、比較
電圧Ｖｓ・・Ｖｓｉ＋１とアンド回路Ａ２ｊのスレツジ
ョルド電圧Ｖｔｈの大小関係がＶｓｊ＞ｖｔｈ”ｓｊ＋
ｔ＜Ｖｔｈのときにはアンド回路Ａ２ｊの出力電圧は”
低”レベルであり、？５ｊ＞Ｖｔｈ・■ｓｊ＋１〉ｖｔ
ｈのときにはアンド回路Ａ２ｊの出力電圧は“高”レベ
ルとなる。

このときアンド回路Ａ２〜Ａ２ｉ−１の比較電圧■，１
〜Ｖ５ｊはそれぞれスレツショルド電圧Ｖｔｈを超えて
いるので、アンド回路Ａ２〜Ａ２ｉ―１の出力は”高”
レベルとなる。

したがってアンド回路Ａ２、〜Ａ２ｎ＋１は、入力電圧
Ｖｉに対応したアンド回路Ａ２ｔ〜Ａ２・までが”高”
レベルとなり、アンド回路Ａ２ｊ＋〜Ａ２ｏ−１が”低
”レベルとなる。

ついで、比較電圧ｖｓｊ＞ｖｔｈ・Ｖｓｊ＋１＜Ｖｔｈ
のときに比較回路のアンド回路Ａ２ｊの出力電圧が”低
”レベルとなれば、液晶駆動回路の２人カアンド回路Ａ
４ｊはクロツク信号入力端３よりのクロック信号の通過
を阻するから、電極Ｇ５ｊには”低”レベルの電圧が印
加される。

このとき一方の電極Ｈ５ｊにはインバータ５０を介して
クロツク信号と１８０°位相の異なる信号が印加される
ため、液晶■５ｊにはクロツク信号レベルの交流波形の
電圧が印加されるが、その実効電圧が液晶の点灯レベル
に達しないため液晶■５ｊは点灯しない。

また■ｓｊ＞■ｔｈ・Ｖ５ｊ＋１＞■ｔｈのときに比較
回路のアンド回路Ａ２ｊの出力電圧力ぜ高”レベルとな
わば、液晶駆動回路のアンド回路Ａ４ｊはクロツク信号
を通過させるから、電極Ｇ５ｊにはクロツク信号と同位
相の信号が印加される。

このとき一方の電極Ｈ，ｊにはクロツク信号と１８０°
位相の異なる信号が印加されるため、液晶■５，に印加
される交流波形の実効電圧が液晶の点灯電圧レベルとな
って液晶Ｉ５ｊは点灯される。

このときＡ２１〜Ａ２ｊ−１までも６高”レベルとなっ
ているために、Ａ４１〜Ａ４ｊ−１が６高”レベルとな
り、液晶Ｉ５１〜？ｓｊ−ｔを点灯する。

したがってＩ５１〜■５ｊまでが点灯し、入力電圧Ｖｉ
の最大入力電圧■ｉｍａＸに対する割合を表示すること
が可能になる。

第６図Ａ，Ｂは第５図の入力電圧Ｖｉに対する比較回路
のアンド回路Ａ２１〜Ａ２ｏ−１の動作限界および電極
Ｇ，１〜Ｇ５ｎ−１の印加電圧波形を示す説明図で、第
６図Ａの横軸は入力電圧Ｖｉを示し、縦軸は比較回路の
アンド回路Ａ２１〜Ａ２ｎ−１の動作する下限界を示す
とともに、第６図ＢはＡに対応して横軸の入力電圧Ｖｉ
に対するクロツク信号Ｃと電極０５１〜Ｇ５ｎ一１の印
加電圧波形を示す。

第６図Ａに示すように入力電圧Ｖｉに対する各アンド回
路Ａ２〜Ａ２ｎ−、の動作限界値（下限値）？あるオフ
セット電圧をもった一定の傾きの直線上にある。

このオフセット電圧が必要となるのは前述したように一
般のデイジタル素子としてアンド回路Ａ２〜Ａ２ｏ−１
には電源電圧の何パーセントかのところにスレツショル
ド電圧Ｖｔｈがあることによるものである。

これに対応して第６図Ｂに示すように、入力電圧Ｖｉの
変化に対応して比較電圧■，１〜Ｖ８，，と比較回路の
アンド回路Ａ２１Ａ２ｏ−１のスレツショルド電圧Ｖｔ
ｈとの大小関係が■ｓｔ＞Ｖｔｈ，ｖｓ２＞■ｔｈのと
きには電極Ｇ，，にクロツク信号Ｃと同位相の信号波形
が印加されて液晶Ｉ５１が点灯され、ついでＶｓ２＞■
ｔｈｔＶＳ３〉Ｖｔｈのときには電極Ｇ５にクロツク信
号？と同位相の信号波形が印加されて液晶■５が点灯さ
れ、以下順次に電極０５３〜Ｇ，，−２にクロック信号
波形が印加されて液晶Ｉ５３〜■５ｎ−２が点灯され、
さいごにｖ５ｎ−２〉Ｖｔｈ，Ｖｓｎ−１〉Ｖｔｈのと
きには電極Ｇ５，，にクロツク信号波形が印加されて液
晶Ｉ５ｎ−１が点灯される。

こうして入力電圧Ｖｉが最大入力電圧ｖｉｍａｘの所定
パーセントになるにともない対応する個数の液晶が順次
点灯されていき、入力電圧Ｖｉが最犬入力電圧Ｖｉｍａ
ｘに等しいときには全個数の液晶が点灯されることにな
る。

第７図Ａ，Ｂは第５図の任意のアナログ入力電圧Ｖｉが
入力されたときの入力電圧Ｖｉの変化と比較回路のアン
ド回路Ａ２１〜Ａ２，（Ａ２ｎ−１がＡ２，に等しい場
合）の動作限界したがって液晶ＩＩ５１〜Ｉ５５の動作
（点灯）レベルの関係およびこれに対応した電極Ｇ，，
〜Ｇ，，の印加信号波形を示す説明図で、第７図Ａの横
軸は時間ｔを示し、縦軸は入力電圧Ｖｉおよびアンド回
路Ａ２１〜Ａ２，の動作限界値または液晶Ｉ５１〜Ｉ５
５の動作レベルを示すとともに、第７図ＢはＡに対応し
た電極Ｇ５１〜Ｇ，，へのクロツク信号Ｃの印加信号波
形を示す。

第７図Ａに示すように任意のアナログ入力電圧Ｖｉが入
力された場合にも、入力電圧■ｉの変化に応じて各アン
ド回路Ａ２１〜Ａ２，が各動作限界をこえた入力電圧Ｖ
ｉのときに動作し、したがって各液晶Ｉ５１〜Ｉ５５は
各動作レベルをこえた入力電圧Ｖｉのときに点灯される
ことによって、各時点における入力電圧Ｖｉが最大入力
電圧■ｉｍａｘの何パーセント（割合）にあたるかを検
出して表示することができる。

また、第ｉ図Ａに対応して第７図Ｂに示すように、各電
極Ｇ５１〜Ｇ５５には第７図Ａのアンド回路Ａ２１〜Ａ
２５の動作域（したがって液晶Ｉ５１〜Ｉ５５の点灯域
）においてクロツク信号Ｃと同位相の信号波形が印加さ
れ、このとき他の電極Ｈ，１〜Ｈ，，にクロツク信号Ｃ
と１８０°位相の異なる信号波形が印加されていること
とあいまって、液晶■５１〜Ｉ５５の点灯域における交
流波形の実効電圧が点灯レベルとなる。

以上の第３〜５図の実施例によれば入力電圧Ｖｉが最犬
入力電圧Ｖ１ｍａｘの何パーセントにあたるかを検出し
て液晶セグメントにより表示するのに、デイジタル素子
（論理素子）だけで検出して液晶を駆動できるため、装
置をＩＣ化するさいにチップ面積を小さくして小型化・
低価格化が可能となり信頼性が向上できる。

第８図は本発明の液晶セグメントによるパーセント表示
装置の他の実施例の基本構成を示す回路図で、第４図と
対応してＶｉは入力電圧、１０〜１２は比較電圧生成回
路の抵抗器、■３１，■ｓ・は抵抗器１０と１１、１１
と１２の接続点に生成される比較電圧、２１１，２２１
は比較回路を構成するナンド素子、３はクロツク信号入
力端、４１，４２はアンド回路、５０はインバータ、５
１１，５１２はそれぞれアンド回路４１ｙ４２の出力端
に接続される電極、５２１，５２２はそれぞれインバー
タ５０の出力端に接続される電極、５３１，５３２は液
晶である。

この回路では第４図の回路のアンド回路２１等をナンド
素子２１１，２２１等に置き換えることにより、第４図
の回路が入力電圧Ｖｉの増大とともに液晶５３等の点灯
個数が増えてパーセント表示するのに対して、この回路
では入力電圧Ｖｉの増大とともに液晶５３１，５３２等
の点灯個数が減少してパーセント表示することかできる
。

第９図は本発明の液晶セグメントによるパーセント表示
装置を用いた自動車のインスツルメントパネルの一実施
例を示す正面図で、Ｉ５１〜Ｉ５ｎ−１は表示セグメン
トとしての液晶である。

図に示すように自動車の各部分および各要素の運転状態
ととの変化量などを運転者に知らせるインスツルメント
パネルの表示要素に液晶Ｉ５１〜Ｉ５ｎ−１を使用する
とともに、第３〜５図または第８図の本発明のパーセン
ト表示装置を利用して、例えば燃料の残量、各種温度、
車速、回転数などの最大値に対するパーセント（割合）
を表示することができる。

なお、この場合に各検出信号に対応した入力電圧Ｖｉを
必要に応じて切換スイッチにより切り換えることにより
共通の液晶セグメントに切換え表示することができる。

以上の第３〜９図の実施例によれば、アナログ入力電圧
の最犬入力電圧に対するパーセント表示を液晶筆グメン
トにより実現でき、しかもデイジタル素子（論理素子）
だけで検出をおこないかつ液晶を駆動できるため装置を
ＩＣ化する場合にもチップ面積を小さくできて小型化・
低価格化が可能となる効果が得られる。

つぎに、第１０図は本発明の発光ダイオード・セグメン
トによるパーセント表示装置の他の実施例を示すブロッ
ク図で、Ｖｉはアナログ入力電圧、１は入力電圧Ｖｉに
対応して変化する比較電圧■ｓｊを生成する比較電圧生
成回路、２は比較電圧■ｓ・とデイジタル素子のスレシ
ョルド電圧Ｖｔｈとを比較するデイジタル素子（論理素
子）からなる比較回路、３１は駆動電源電圧Ｅの入力端
、４００は比較回路２の出力に対応して開閉するスイツ
チング回路（駆動回路）、５００は表示セグメントとし
ての発光ダイオードである。

第１１図は本発明の他の実施例である発光ダイオード・
セグメントによるパーセント表示装置の基本回路図であ
る。

この回路を第１２図のように組合せることにより本実施
例の回路図ができあがる。

Ｖｉは入力電圧、１０〜１２は比較電圧生成回路１（第
１０図）を構成すべく直列に接続された抵抗器、Ｖ５ｉ
，Ｖｓ・は抵抗器１０と１１、１１と１２の各接続点に
生成される入力電圧Ｖ・のｉパーセント、ｊパーセント
の電圧を表わす比較電圧、２１は比較回路２（第１０図
）を構成すべく１つの入力端を比較電圧■５１に接続さ
れ他の入力端を比較電圧■ｓｉに接続される２人カアン
ド回路、３１は電源電圧Ｅの入力端、４０１は一端をア
ンド回路２１の出力端に接続される抵抗器、４０２はス
イッチング回路４００（第１０図）を構成すべくベース
入力端を抵抗器４０１の他端に接続されコレクタ端を電
源電圧Ｅの入力端３１に接続されるｎｐｎ型トランジス
タ、５０１は一端をトランジスタ４０２のエミツタ端に
接続される抵抗器、５０２は表示セグメントとしての発
光ダイオード５００を構成すべくアノーρ端を抵抗器５
０１の他端に接続されカソード端を接地される発光ダイ
オードである。

この構成で、一般にデイジタル素子（論理素子）である
２人カアンド回路２１には電源電圧によってきまるスレ
ツショルド電圧Ｖｔｈがある。

したがって、いま比較電圧ｖＳｉ，ＶＳｊとスレツショ
ルド電圧■、ｈの大小関係がｖｓｉ＞ｖｔｈｔＶｓｊ＜
Ｖｔｈのときには、比較電圧ｖ５１は２人カアンド回路
２１に対して”高”レベルとなるが比較電圧Ｖｓ・は２
人カアンド回路２１に対して”低”レベルとなるから、
このとき２人カアンド回路２１の出力電圧は６低”レベ
ルとなる。

このためトランジスタ４０２はしゃ断状態となり、し
たがって発光ダイオード５０２も駆動電源電圧Ｅのしゃ
断状態となるため発光ダイオード５０２は点灯しない。

またＶＳｉ＞Ｖ１ｈ，Ｖ３３＞Ｖ１ｈのときには、比較
電圧■５１，■Ｓｊはともに２人カアンド回路２１に対
して６高”レベルとなるから、このとき２人カアンド回
路２１の出力電圧は６高”レベルとなる。

このためトランジスタ４０２は導通状態となり、これに
ともない発光ダイオード５０２も駆動電源電圧Ｅの導通
状態となるため発光ダイオード５０２は点灯される。

第１２図は本発明の発光ダイオード・セグメントによる
パーセント表示装置の他の実施例を示す？路図で、■ｉ
は入力電圧、Ｒ５、〜Ｒ，。

は比較電圧生成回路を構成すべく直列に接続されるとと
もにその一端を入力電圧Ｖｉに接続され他端を接地され
る抵抗器、ｖｓ〜Ｖ５ｎ−１は抵抗器Ｒｓ１〜Ｒ５ｎの
各接続点に生成される比較電圧である。

この比較電圧ｖ，１〜ｖｓｎ−ｔはそれぞれ前記の（１
）式？よって表わされ、比較電圧■５〜ｖＳｎ−１の入
力電圧ｖ１に対する値は入力電圧Ｖｉの最犬入力電圧ｖ
ｉｍａｘに対して表示すべき所定パーセントの値を示す
ように抵坑器Ｒ５。

〜Ｒｓｎの値を選択して決められる。

Ａ２１〜Ａ２ｎ−１は比較回路２（第１０図）を構成す
べくそれぞれの２つの入力端を対応する比較電圧ｖ８１
〜■８ｎ−１の隣接する２つの電圧に接続される２人カ
アンド回路である。

３１は駆動電源電圧Ｅの入力端、Ｒ４１〜Ｒ４ｎ−１は
それぞれの一端をアンド回路Ａ２１〜Ａ２ｏ−１の出力
端に接続される抵抗器、Ｔｒ１〜Ｔｒｎ−はスイッチン
グ回路（駆動回路）４００（第１０図）を構成すべくそ
れぞれのベース端を抵抗器Ｒ４〜？４ｎ−１の他端に接
続されそれぞれのコレクタ端を電源電圧Ｅの入力端３１
に接続されるｎｐｎ型トランジスタ、Ｒ５、〜Ｒ５ｎ−
ｉはそれぞれの一端をトランジスタＴｒ１〜Ｔｒｎ−１
のエミツタ端に接続される抵抗器、Ｄ，１〜Ｄ，。

−１は発光ダイオード５００（第１０図）を構成すべく
それぞれのアノード端を抵抗器Ｒ５１〜Ｒ５ｎ−１の他
端に接続されそれぞれのカソード端を接地される発光ダ
イオードである。

この構成で、いま比較電圧Ｖ８１，Ｖｓ２と比較回路の
アンド回路Ａ２１のスレツショルド電圧Ｖｔｈの大小関
係が■，１〉Ｖ１ｈ，Ｖ８２〈ｖｔｈのときには比較電
圧■８はアンド回路Ａ２１に対して６高”レベルとなる
が比較電圧■５２はアンド回路Ａ２に？して”低′゛レ
ベルとなるためアンド回路Ａ２の出力電圧は”低”レベ
ルであり、また■，，〉■１ｈ，■５〉■ｔｈのときに
は比較電圧ＶＳＩｊＶＳ２はともにアンド回路Ａ２，に
対して”高”レベルとなるためアンド回路Ａ２１の出力
電圧は”高”レベルとなる。

以下同様にしてｊ番目のアンド回路Ａ２・では、比較電
圧Ｖｓｉ，Ｖｓｊ＋１とアンド回路Ａ２ｊのスレツショ
ルド電圧Ｖｔｈの大小関係がＶ５ｊ＞■、ｈ，ｖｓｊ＋
１〈ｖｔｈのときにはアンド回路Ａ２ｊの出力電圧は”
低”レベルであり、またＶｓｉ〉ｖｔｈ，■ｓｊ＋１〉
Ｖ１ｈのときにはアンド回路Ａ２ｊの出力電圧は６高”
レベルとなる。

ついで、スイッチング回路では、前記の■ｓ１〉■ｔｈ
，■５２くＶｔｈのときに比較回絽のアンド回路Ａ２、
の出力電圧が”低”レベルとなれば、スイッチング回路
のトランジスタＴｒ１はしゃ断状態となるから、このと
き発光ダイオードＤ５１も電源電圧Ｅに対しし？断状態
となるため発光ダイオードＤ５１は点灯しない。

また■８１〉■１ｈ，■５〉ｖ１ｈのときにアンド回路
Ａ２１の出力電圧が“高”レベルとなれば、トランジス
タＴｒ１は導通状態となり、このとき発光ダイオードＤ
５，も電源電圧Ｅに対し導通状態となるため、発光ダイ
オードＤ５１にはトランジスタＴｒ１を介して電源電圧
Ｅと抵抗器Ｒ５１の抵抗値と発光ダイオードＤ５１の内
部抵抗ｒＤ５１の値によって決められる電流が流れるか
ら、この電流値を発光ダイオードＤ５１が点灯する電流
値以上になるようにしておけば発光ダイオードＤ５１は
点灯される。

以下同様にして、■，ｊ〉■１ｈ，Ｖ８ｊ＋１〈■１ｈ
のときにｊ番目のアンド回路Ａ２ｊの出力電圧が”低′
レベルとなれば、トランジスタＴｒｉはしゃ断状態とな
るため発光ダイオードＤ，ｊは点灯せず、また■ｓｊ＞
■ｔｈ，■ｓｊ＋ｔ＞Ｖｔｈのときにアンド回路Ａ２ｊ
の出力電圧が６高”レベルとなれば、トランジスタＴｒ
・は導通状態となるため発光ダイオードＤ５ｊは点灯さ
れる。

こうして入力電圧Ｖｉの変化に対応して比較電圧Ｖ８、
〜Ｖ８ｎ−１とアンド回路Ａ２１〜Ａ４ｏ−１のスレツ
ショルド電圧Ｖｔｈの大小関係が■ｓｔ〜ＶＳｎ−１〈
■ｔｈのときにはいずれの発光ダイオードＤ５１〜Ｄ５
ｎ−１も点灯せず、Ｖｓ１〜■５ｊ＋ｔ＞ｖｔｈのとき
には発光ダイオードＤ５１〜Ｄ５ｊが点灯され、■５，
〜■３ｎ−１〉Ｖ１ｈのとき？はいずれの発光ダイオー
ドＤ５１〜Ｄ，。

−１も点灯され、これにより入力電圧Ｖｉが最犬入力電
圧ＶＩｍａｘの何パーセント（割合）以上にあたるかが
点灯される発光ダイオード（またはその個数）によって
わかる。

なお、発光ダイオードＤ５〜Ｄ５ｎ−１とそれぞれ直列
に挿入された抵抗器Ｒ５１〜Ｒ，ｎ−，は、発光ダイオ
ードＤ５１〜Ｄ５ｎ−１が導通したときに各発光ダイオ
ードＤ５〜Ｄ５ｉ１−１に流れる電流ＩＤ５１〜ＩＤ５
ｎ−１を制限して発光ダイオードを保護するとともに輝
度を均一にする役目をする。

第１３図Ａ，Ｂは第１２図の入力電圧Ｖｉに対する発光
ダイオードＤ５１〜Ｄ５ｎ−１の動作限界、および比較
回路のアンド回路Ａ２１〜Ａ２ｎ−１の出力レベルを示
す説明図である。

第１３図Ａにおいて、横軸の入力電圧Ｖｉに対する縦軸
の発光ダイオードＤ５１〜Ｄ５ｎ−１の動作限界すなわ
ち点灯域の下限界はあるオフセット電圧をもつ直線上に
ある。

また、第１３図Ｂにおいて、横軸の入力電圧？ｉに応じ
て比較回路のアンド回路Ａ２１〜Ａ２，−，の出力電圧
が”低”レベルのときには対応する発光ダイオードＤ５
１〜Ｄ，。

−１が非点灯で、Ａ２１〜Ａ２ｎ−，の出力電圧が”高
”レベルのときには対応する発光ダイオードＤ５１〜Ｄ
５ｎ−１が点灯となる。

第１４図Ａ，Ｂは第１２図の任意のアナログ入力電圧Ｖ
ｉが入力されたときの入力電圧Ｖｉの変化と発光ダイオ
ードＤ５１〜Ｄ５６（Ｄ５ｎ−１がＤ５６に等しい場合
）の動作限界（点灯レベル）、および比較回路のアンド
回路Ａ２１〜Ａ２６の出力レベルを示す説明図で、第１
４図Ａの横軸は時間ｔで縦軸は入力電圧Ｖｉおよび発光
ダイオードＤ５〜Ｄ５６の点灯レベルを示し、第１４図
ＢはＡに対応した？ンド回路Ａ２１〜Ａ２６の出力電圧
波形を示す。

第１４図Ａにおいて、入力電圧Ｖｉの変化に応じて発光
ダイオードＤ５〜Ｄ５６が点灯することにより、入力電
圧Ｖｉが最犬入力電圧■ｉｍａｘの何パーセント（割合
）にあたるかを表示することができる。

また第１４図Ｂにおいて、比較回路Ａ２１〜Ａ２６の出
力電圧が”低”レベルのときには対応する発光ダイオー
ドＤ５１〜Ｄ５６が非点灯で、Ａ２〜Ａ２６の出力電圧
が”高”レベルのときには対応する発光ダイオードＤ５
１〜Ｄ５６が点灯される。

以上の第１０〜１２図の実施例によれば、アナログ入力
電圧Ｖｉが最犬入力電圧Ｖｉｍａｘの何パーセント（割
合）にあたるかを発光ダイオード・セグメントにより表
示でき、しかも入力電圧の変化に応じて変化する比較電
圧とデイジタル素子（論理素子）のスレツショルド電圧
の大小関係により検出しているため省電力化できるのみ
ならず、装置をＩＣ化するときには小型化・低価格化が
可能となり信頼性が向上できる効果が得られる。

なお、本発明の発光ダイオード・セグメントによるパー
セント表示装置のさらに他の実施例では、例えば第１２
図の比較回路のアンド回路Ａ２１〜Ａ２ｎ−１をナンド
素子に置き換えることにより、第１２図の回路が入力電
圧Ｖｉの増大とともに発光ダイオードＤ５１〜Ｄ５ｎ−
１の点灯個数が増加してパーセント表示するのに対して
、この回路では入力電圧Ｖｉの増大とともに発光ダイオ
ードＤ５、〜Ｄ５ｏ−１の点灯個数が減少してパーセン
ト表示することができる。

また、本発明の発光ダイオード・セグメントによるパー
セント表示装置を用いた自動車のインスツルメントパネ
ルの他の実施例によれば、第９図のインスツルメントパ
ネルの表示要素に液晶Ｉ５１〜Ｉ，。

一、のかわりに発光ダイオードＤ５、〜Ｄ５ｎ−１を使
用するとともに、第１０〜１２図の本発明のパーセント
表示装置を利用して、例えば燃料の残量、各種温度、車
速、回転数などの最大値に対するパーセント（割合）を
表示することができる。

以上の第１０〜第１２図および他の実施例によれば、ア
ナログ入力電圧の最大入力電圧に対するパーセント表示
を発光ダイオード・セグメントにより実現でき、しかも
比較回路をディジタル素子（論理素子）で構成している
ため省電力化されるとともに、装置のＩＣ化により小型
化・低価格化が可能となり信頼性が向上でき、自動車の
インスツルメントパネル等に好適に利用できる。

以上の説明から明らかなように、本発明のパーセント表
示装置によれば、入力電圧の変化に応じて変化する比較
電圧とディジタル素子（論理素子：からなる比較回路の
スレツショルド電圧の大小関係により入力電圧の最大入
力電圧に対するパーセント（割合）を検出して、そのデ
ィジタル出力信号に応じ液晶または発光ダイオード等の
表示セグメントを駆動して表示するようにしているため
、ユニポーラ素子の使用により入力部分に要するＩＣの
チップ面積を小さくして小型化・低価格化が可能となり
信頼性も向上できる利点が得られ、自動車のインスツル
メントパネル等の表示装置として最も好適に利用できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパーセント表示装置を例示する基本回路
図、第２図は第１図の動作波形図、第３図は本発明の液
晶によるパーセント表示装置の一実施例を示すブロック
図、第４図は同じく基本回路図、第５図は同じく回路図
、第６図Ａ，Ｂは第５図の入力電圧に対する比較回路の
アンド回路の動作限界および一方の電極の印加電圧波形
を示す説明図、第７図は同じく任意に変化するアナログ
入力電圧に対する説明図、第８図は同じく他の実施例を
示す基本回路図、第９図は同じく自動車用インスツルメ
ントパネルの正面図、第１０図は本発明の発光ダイオー
ドによるパーセント表示装置？一実施例を示すブロック
図、第１１図は同じく基本回路図、第１２図は同じく回
路図、第１３図Ａ，Ｂは第１２図の入力電圧に対する発
光ダイオードの動作限界および比較回路のアンド回路の
出力レベルを示す説明図、第１４図Ａ，Ｂは同じく任意
に変化するアナログ入力電圧に対する説明図である。符号の説明、１・・・・・・比較電圧生成回路、１０〜
１２ｙＲ２１〜Ｒ２ｎ・・・・・・比較電圧生成回路の
直列抵抗器、２・・・・・・比較回路、２１，Ａ２１〜
Ａ２ｎ−１・・・・・・比較回路のアンド回路、４，４
００・・・・・・駆動回路、４１，Ａ４〜Ａ４ｎ−１・
・・・・・駆動回路のアンド回路、４０２，Ｔｒｔ〜Ｔ
ｒｎ−１・・・・・・駆動回範のトランジスタ、５，５
３，Ｉ，１〜Ｉ５ｎ−１・・・・・・液晶セグメント、
５００ｔ５０２ｔＤｓｔ〜Ｄ，。一、・・・・・・発光ダイオード・セグメント。

Claims

【特許請求の範囲】

１アナログ入力電圧を入力する入力手段と、少なくと
も２個の入力端を有し、各入力の入力電圧にスレツショ
ルドレベルを有する少なくとも１つの比較回路と、前記
入力電圧を分圧し、前記比較器の各入力に所定の電位差
を有する分圧電圧である比較電圧を供給する比較電圧生
成回路と、前記比較器の各入力電圧がそれぞれスレツシ
ョルドレベルを超えた時に駆動される少なくとも１つの
表示セグメントから構成されるパーセント表示装置。