JP2000250454A

JP2000250454A - 蛍光表示装置の駆動回路

Info

Publication number: JP2000250454A
Application number: JP5002599A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Kusuki; 良二楠木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】蛍光表示装置の駆動回路において、ダイナミ
ック駆動時の無点灯状態での不用意なグリッド信号発生
を抑制し、セグメント単位での明暗階調の制御、蛍光体
の色種別に最低限必要なパルス幅を検証、補正を行うこ
とを目的とする。【解決手段】セグメントデータラッチ回路の出力をオ
ア回路で連結し、出力された演算結果とグリッド信号生
成回路の出力をアンド回路で連結し、不要なグリッド信
号生成をなくす、また、セグメントデータラッチ回路の
出力データのパルス幅を１倍或いは１／２倍に切り替え
るための明暗階調制御用ＲＡＭを内蔵する、また、色種
格納レジスタを有し、最低限必要なデューティが設定さ
れていなければ、自己診断、再設定、補正することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蛍光表示管の蛍光体
を利用して、各種文字・図形・記号などを表示する蛍光
表示装置の駆動回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、蛍光表示装置は各種文字・図形
・記号の表示パターンに割り付けられた蛍光体画素を駆
動制御用の半導体集積回路を用いて、ダイナミックに駆
動することにより、各種文字・図・記号などを表示する
ものとなっている。

【０００３】次に表示部における駆動回路の動作原理を
説明する。

【０００４】図６にダイナミック駆動の基本回路と電位
関係を図７にはグリッド６１およびセグメント６２に与
えられるパルス信号のタイミングチャート例を示す。グ
リッド６１ごとに分かれて引き出されたグリッド６１に
は図７に示したような桁信号に応じたパルス電圧が順次
繰り返しながら印加され、各セグメント６２にはセグメ
ント６２入力に応じたパルス電圧（図７の例では２桁
で”４３”と表示されている）が加えられる。

【０００５】しかしながら、ダイナミック駆動において
は、必ずセグメント６２のパルス信号の有無に関わら
ず、常に時系列にグリッド６１のパルス信号が発生され
るため、不要な電流を消費し、スパイクノイズの原因と
もなっていた。図６に示した抵抗６３は、パルス信号が
ターンオフする際にセグメント６１よグリッド６２に印
加されているパルス電圧波形の立ち下がりを速やかにす
るために挿入されるプルダウン抵抗と呼ばれるもので、
電圧が加わった（オン）状態では表示管と並列の負荷と
して無効電力を消費するので、あまり小さな値にするの
は好ましくないが、反面値が大きすぎると立ち下がりの
なまりやスパイクノイズによる漏れ発光を生じやすくな
るため、通常数１０ｋΩ程度が適当である。一方、図７
にｔｂで示したブランキング時間は、パルス波形のなま
りに隣接する桁の信号がずれ込んで生じる漏れ発光を防
ぐために必要なもので、通常２０μｓ程度が適当であ
る。なお、ブランキング時間を大きく取りすぎると、そ
の分Ｄｕが小さくなり、輝度が下がることはいうまでも
ない。次にパルスの繰り返し周期Ｔは、人間の目の残像
効果からちらつきを感じないためには２０ｍｓ以下にす
ることが必要で、特に表示管が振動したり動く場合は余
計にちらつきが目立ちやすいので、１０ｍｓ以下にする
ことが望ましい。Ｄｕは桁数（タイミングの分轄数）と
ブランキング時間のパルス幅に対する比率がほぼ定まる
ので、動作条件の設定は必要な輝度とＤｕから前述の動
作領域特性によってセグメント、グリッド電圧を求め
る。

【０００６】Ｄｕは輝度に比例するため、セグメント、
グリッド電圧とパルス幅を変えないで繰り返し周期を長
くすることによって、どの様な比率にもムラなどの表示
品質の低下なしに自由に調整が行える。また、輝度調整
は、一律にＤｕ制御によるものだけで、各セグメントご
とに輝度を変えることが出来ず、表示の自由度に制約が
あった。

【０００７】また、蛍光体は色の種類によって、パルス
応答が違うため、Ｄｕの設定によっては、必要なパルス
幅が得られず、表示ムラを起こす可能性があった。た
だ、パルス幅設定の検証の仕組みがなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな蛍光表示のダイナミック駆動回路において、必ず時
系列に各グリッド信号がセグメント信号の発生の有無に
関わらず発生される。そのため、無点灯状態でも不要な
電流を発生してしまう欠点を有する。そのため消費電流
が多く、また不要なパルスが発生してしまうため、スパ
イクノイズの要因ともなる。また、ダイナミック駆動は
パルス動作によるため、応答速度が遅いとパルス幅の短
い条件での使用は、必要な輝度を得る上で不利となる。
各種カラー蛍光体のパルス応答特性において、緑色蛍光
体のみ極めて応答が速く、それ以外は大体１００μｓ〜
３００μｓの立ち上がりおよび立ち下がり速度を示す
が、通常それと同程度のパルス幅で使用すれば、人間の
目にちらつきを感じない繰り返し周波数の範囲ではＤｕ
にほぼ比例するといって差し支えないが、そのパルス幅
の指定を各カラー蛍光体別に検証できる手法がない。

【０００９】また、輝度は一律に表示画素のパターン全
体を制御するしかできないが、一部の表示画素のみ明る
く、一部を暗くするといった表示の明暗の切り替えを個
々の表示画素ごとに設定することができない。

【００１０】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたものであり、蛍光表示を駆動する回路
において、低消費電力、スパイクノイズの低減、色別の
必要パルス幅チェックおよび表示の自由度向上を目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の蛍光表示装置
の駆動回路は、セグメント表示データＲＡＭを備えアド
レスバスおよびデータバスに接続されデータが格納され
る上記セグメント表示データが格納されるセグメント表
示データラッチ器と全てのセグメント表示データラッチ
された値のＯＲ演算を行うＯＲ演算器とＯＲ演算結果と
グリッド信号のＡＮＤ演算を行うＡＮＤ演算器により、
グリッド信号生成を補正する機能を備えているものであ
る。

【００１２】請求項２の蛍光表示装置の駆動回路は、各
セグメントに対する表示データＲＡＭに加え、明暗階調
データＲＡＭを備え、セグメント１表示時間を決定する
ためのプリスケーラ、カウンタを有し、アドレスバス及
びデータバスに接続された明暗階調データＲＡＭより、
輝度制御切替ビットを判別し、輝度信号生成を１００％
か５０％に切替る機能を備えているものである。

【００１３】請求項３の蛍光表示装置の駆動回路は、蛍
光体の色種を格納するレジスタを有し、グリッドのデュ
ーティ設定レジスタに設定されている値を比較により比
較し、不適切であればデューティ設定を自動補正する機
能を備えているものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、この発明
の実施の形態を図１及び図２を参照して説明する。図１
は、２グリッド×７セグメントで構成される蛍光表示管
を駆動する場合のタイミングチャートを示している。蛍
光表示管の表示パターンは、１グリッド（１桁）当た
り、７セグメント（ａ〜ｇ）が割り付けられており、合
計２グリッド（２桁）表示を実現している。グリッド１
Ｇ、２Ｇは、同一のｔｐ（パルス幅）のＨのパルスで構
成され、まず１Ｇ、次に２Ｇと時系列にスキャンしてい
く。グリッド１Ｇ，２ＧのＨ区間が重なることなく、ｔ
ｂ（ブランキング時間）を確保している。

【００１５】グリッド信号がＨ区間の間に、セグメント
がＨであれば、それぞれのセグメントに割り付けられた
蛍光体が発光する原理である。従って、この場合、１表
示周期Ｔで、１Ｇに割り付けられたセグメントのみ”
３”と発光表示されており、２ＧのＨ区間は、全セグメ
ントがＨでないため、無点灯状態である。しかしなが
ら、蛍光表示管の仕様上、輝度を決定する要因のデュー
ティは、一律に決まっており、必ず、２Ｇの無点灯状態
でも、本グリッドスキャン方式では、２Ｇの信号を発生
させなければならない。これが、不必要な電流を発生す
る要因となり、本来ならば発生すべきパルスではないの
である。これを回避すべき回路工夫を施したのが図２で
ある。図２の回路構成は、１グリッドに対応する構成図
である。これは、図１の例あれば、全グリッド本数分、
この場合、２グリッド分に対応する。図２の発明の実施
の形態は、セグメント表示データラッチ器２１、全セグ
メント表示データラッチ器の出力データの論理和演算を
行うＯＲ器２２、ＯＲ器２２とグリッド信号発生器２４
より発生されたグリッド信号の論理積演算を行うＡＮＤ
器２３からなる。セグメント表示データラッチ器１１の
データ入力には、図１のセグメント信号（ａ〜ｇ）が取
り込まれる。グリッド信号発生器２４からは、各グリッ
ド別に１Ｇと２Ｇのパルスが発生される。この場合、２
Ｇのグリッドにおいては、全セグメント（ａ〜ｇ）の論
理和が「Ｌ」であるため、当然、２Ｇのグリッド信号と
の論理積は「ｌ」となり、最終的に２Ｇのグリッド信号
を発生しない。従って、図１の右図のタイミングチャー
トに示される様な、パルスを実現できる訳である。

【００１６】（実施の形態２）以下、この発明の実施の
形態を図３及び図４を参照して説明する。図３は、先程
の実施の形態１の説明の図１と同様、２グリッド×７セ
グメントで構成される例を示している。各７セグメント
（ａ〜ｇ）の表示情報（点灯／無点灯）は内蔵ＲＡＭに
表示データ用ＲＡＭとして、各７セグメント（ａ〜ｇ）
につき、１ビットずつ割り付けられている。ビットの重
み付けは、この場合、”１”が点灯、”０”が無点灯と
定義している。従って、この表示データによれば、１Ｇ
（１桁）のＨ区間では、ＲＡＭアドレスｘ’０Ｆ６０’
＝Ｘ’１１００１１０’、２Ｇ（２桁）のＨ区間では、
ＲＡＭアドレスｘ’０Ｆ６１’＝Ｘ’１００１１１１’
のため、表示パターンとして、”４３”が表示されてい
ることになる。しかしながら、表示データ用ＲＡＭに加
え、更に内蔵ＲＡＭに新しく、明暗階調データ用ＲＡＭ
を導入する。これは、先程の表示データ用ＲＡＭと同様
に各桁（１Ｇ、２Ｇ）のＨ区間での各セグメント（ａ〜
ｇ）に対し、ＲＡＭアドレスｘ’０ＦＢ０’、ｘ’０Ｆ
Ｂ１’の各１ビットずつに、明表示の場合”１”、暗表
示の場合”０”というように重み付けを与える。このこ
とにより、従来の蛍光表示管の駆動方式では、全桁一律
にしか、明暗の階調をグリッドのデューティでしか、制
御できなかったものが、グリッドだけでなく、セグメン
ト単位において、明暗の階調を制御できる訳である。こ
の例では、各表示パターン”４３”の場合、”４”を太
字で書いている部分が”３”より明るく表示されてい
る。

【００１７】実現の方法について、図４にて説明する。
図４は、１セグメントについての説明図であり、他のセ
グメントについても同様である。１グリッド時間生成用
８ビットレジスタ＋一致回路４１、８ビットカウンター
４２、明暗階調データ４３、輝度信号生成用８ビットレ
ジスタ１＋一致回路４４、輝度信号生成用８ビットレジ
スタ２＋一致回路４５から構成される。１グリッド時間
つまりｔｐ（パルス幅）を１グリッド時間生成用８ビッ
トレジスタ＋一致回路４１に設定する。設定された値に
応じて、８ビットカウンター４２を動作させる。１グリ
ッドごとの明暗階調データ４３を読み込む。輝度信号生
成用８ビットレジスタ１＋一致回路４４にて、セグメン
ト信号の立ち上がりのトリガーを発生させる。次に、先
程、読み込んだ明暗階調データが明（ビット”１”）で
あるか暗（ビット”０”）であるかによって、輝度信号
生成用８ビットレジスタ２＋一致回路４５にて、セグメ
ント信号の立ち下がりのトリガーを発生させる。つま
り、読み込んだ明暗階調データ４３によって、輝度信号
生成用８ビットレジスタ２＋一致回路４５で生成される
トリガーを変化させる訳である。

【００１８】（実施の形態３）以下、この発明の実施の
形態を図５を参照して説明する。色種格納レジスタ５
１、最小ｔｐ（パルス幅）決定器５２、デューティ設定
レジスタ５３、ｔｐ（パルス幅）決定器５４、パルス幅
比較器５５、デューティ変更器５６より構成される。色
種格納レジスタ５１には、蛍光表示管に使用されている
蛍光体の種別（青、緑、黄緑、黄、橙、赤茶、赤橙等）
を３ビットレジスタで定義する。そして、最小ｔｐ（パ
ルス幅）決定器５２にて、色種別に、必要最小のグリッ
ド信号のパルス幅が決定される。また、デューティ設定
レジスタ５３、パルス幅比較器５５で同様に、設定しよ
うとしているグリッド信号のパルス幅が決定される。そ
して、パルス幅比較器５５にて、最小ｔｐ（パルス幅）
決定器５２とｔｐ（パルス幅）決定器５４で決定された
パルス幅を比較し、ｔｐ（パルス幅）が最小ｔｐ（パル
ス幅）を満足しなければ、デューティ変更器５６にて、
自動再設定を実施する。このことにより、各蛍光体別に
最低限必要なグリッドのパルス幅チェックを実施でき、
パルス幅不十分による、表示のちらつきをなくすことが
できる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明では、ダ
イナミック駆動回路では、どうしても避けられない不用
意に発生してしまうグリッド波形生成を抑え、消費電流
を低減かつスパイクノイズによる漏れ発光を抑制し、従
来、表示パターン全体でしか、輝度設定しかできなかっ
たが、各セグメントごとの輝度調整が可能となり、表示
の自由度が向上し、蛍光表示の色別に最低限必要なグリ
ッドのオン期間が確保出来ていない場合、自動的に設定
を切り替えることにより、表示のちらつきを抑制する効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による蛍光表示装置の駆
動回路のタイミングチャート

【図２】本発明の実施の形態１による蛍光表示装置の駆
動回路のブロック図

【図３】本発明の実施の形態２による蛍光表示装置の表
示／明暗階調データ図

【図４】本発明の実施の形態２による蛍光表示装置の駆
動回路のブロック図

【図５】本発明の実施の形態３による蛍光表示装置の駆
動回路のブロック図

【図６】一般的な蛍光表示のダイナミック駆動の基本回
路のブロック図

【図７】一般的な蛍光表示のダイナミック駆動の電位関
係を示したタイミングチャート

【符号の説明】

２１セグメント表示データラッチ器２２ＯＲ回路２３ＡＮＤ器２４グリッド信号発生器４１１グリッド時間生成用８ビットレジスタ＋一致回
路４２８ビットカウンター４３明暗階調データ４４輝度信号生成用８ビットレジスタ１＋一致回路４５輝度信号生成用８ビットレジスタ２＋一致回路５１色種格納レジスタ５２最小ｔｐ（パルス幅）決定器５３デューティ設定レジスタ５４ｔｐ（パルス幅）決定器５５パルス幅比較器５６デューティ変更器６１グリッド６２セグメント６３プルダウン抵抗

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蛍光体画素に対して個々の表示すべきデー
タを出力することにより、各種文字・図形などを表示す
る蛍光表示装置の駆動回路において、各蛍光体画素ごと
に設けられた陽極電圧を印加する駆動部と、各蛍光体画
素ごとに設けられ、それぞれの蛍光体画素に対応する表
示データを所定の内部クロック信号に基づいて時系列
に、パルスを生成し前記駆動部に出力するグリッド信号
生成回路と、各蛍光体画素ごとに設けられ、所定のラッ
チ信号に基づいて対応する表示データを保持して前記駆
動部に出力するセグメントデータラッチ回路と、各蛍光
体画素に対応したセグメントデータラッチ回路の出力全
てをオア回路で連結し、出力された演算結果とグリッド
信号生成回路の出力をアンドで補正し、不要なグリッド
信号生成をなくしたことを特徴とする蛍光表示装置の駆
動回路。
【請求項２】請求項１に記載の蛍光表示装置の駆動回路
において、セグメントデータラッチ回路の出力データの
パルス幅を１倍或いは１／２倍に切り替えるための明暗
階調制御用ＲＡＭを内蔵し、各蛍光体画素ごとの明暗切
り替えを可能とすることを特徴とする蛍光表示装置の駆
動回路。
【請求項３】請求項１に記載の蛍光表示装置の駆動回路
において、各種蛍光体の色種を格納するレジスタを有
し、蛍光表示管に用いられている蛍光体の色種に対し、
表示の輝度調整を行うデューティが不適切であれば、自
己診断、再設定を行うことを特徴とする蛍光表示装置の
駆動回路。