JP4884994B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば、時刻表示を行う蛍光表示管を有する表示装置に関するものである。

たとえば、時刻表示を行う蛍光表示管を有する車載用表示装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
一般的な表示装置においては、ＤＣ駆動の蛍光表示管に使用するフィラメントの径、長さによりフィラメントより放出される熱電子が安定するまで異なるため、個別にセグメント出力時間を設定している。

ところで、このような車載用表示装置は、基本的に車のバッテリ（ＢＡＴ）電圧およびそれに基づくアクセサリ電圧（ＡＣＣ）を受けて蛍光表示管の発光制御を行うが、バッテリ電圧はたとえば１２Ｖから１０Ｖ程度まで変動する。
この電圧変動に伴い蛍光表示管の光量が変化することから、表示装置には、一般的に電圧降下に応答して電圧降下を補償するための昇圧回路が設けられる。

図１は、昇圧回路を有する車載用表示装置の構成例を示す回路図である。

表示装置１は、水晶発振器ＸＴＡＬを有する発振部２、蛍光表示管（ＶＦＤ：Vacuum Fluorescent Display）３、マイクロコンピュータ（マイコン）により構成される制御回路４、昇圧回路５、電源端子（ＴＢＡＴ１）、ライト信号入力端子（ＴＬＩＧ２）、アクセサリ信号入力端子（ＴＡＣＣ３）、基準電位接続端子（ＴＧＮＤ４）、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１０、キャパシタＣ１，Ｃ２、定電圧ダイオードＺ１〜Ｚ３、インダクタＬ１、ｎｐｎトランジスタＴＲ１、およびｎチャネルＭＯＳ（ＮＭＯＳ）トランジスタＴＲ２を有する。

蛍光表示管３は、たとえば図１に示すように、フィラメント３１、グリッド電極３２、およびアノード電極３３を有する。
フィラメント３１には、ダイオードＤ２、抵抗素子Ｒ３およびＲ４を介してアクセサリ信号ＡＣＣが供給される。

制御回路４は、電源端子（ＶＤＤ）にダイオードＤ１および抵抗素子Ｒ１を介してバッテリ電圧ＶＢＡＴが供給され、Ｉ／Ｏ１端子に抵抗素子Ｒ２を介してライト信号ＬＩＧが供給され、Ｉ／Ｏ２端子にダイオードＤ２および抵抗素子Ｒ３を介してアクセサリ信号ＡＣＣが供給される。また、制御回路４には、端子（Ａ／Ｄ）に抵抗素子Ｒ５とＲ６の電圧変化情報を含む分圧信号が供給される。また、制御回路４の基準電位端子ＶＳＳは接地電位ＧＮＤに接続されている。
制御回路４は、たとえば発振部２から受信した発振信号を基に時刻情報を計時し、その時刻情報を基に表示制御用のグリッド制御信号ＣＴＬＧおよびアノード制御信号ＣＴＬＡを蛍光表示管３に出力する。
さらに、制御回路４は、バッテリ電圧ＶＢＡＴが１２Ｖから降下して、たとえば１０Ｖより低くなると、昇圧信号ＢＳＴを、キャパシタＣ１を介して昇圧回路５に供給する。

昇圧回路５は、制御回路４によるアクティブの昇圧信号ＢＳＴを受けると、昇圧電圧を電源端子ＴＢＡＴ１とダイオードＤ１のアノードとの接続ノードＮＤ１に供給する。

昇圧回路５は、図１に示すように、インダクタＬ１、キャパシタＣ２、抵抗素子Ｒ８〜Ｒ１０、およびダイオードＤ３〜Ｄ５、ｎｐｎトランジスタＴＲ１、およびＮＭＯＳトランジスタＴＲ２により構成されている。

ｎｐｎトランジスタＴＲ１のベースが昇圧信号ＢＳＴの供給ライン（キャパシタＣ１の一方の電極）、ダイオードＤ３のカソード、抵抗素子Ｒ８の一端に接続され、コレクタが抵抗素子Ｒ９の一端、および抵抗素子Ｒ１０の一端に接続され、エミッタが接地されている。
抵抗素子Ｒ８の他端と抵抗素子Ｒ９の他端が接続され、その接続点がダイオードＤ４のアノード並びに電源端子ＴＢＡＴ１とダイオードＤ１のアノードとの接続ノードＮＤ１に接続されている。ダイオードＤ４のカソードはインダクタＬ１の一端に接続されている。
ＮＭＯＳトランジスタＴＲ２のゲートが抵抗素子Ｒ１０の他端に接続され、ドレインがインダクタＬ１の他端およびダイオードＤ５のアノードに接続され、ソースが接地されている。
そして、キャパシタＣ２の一方の電極がダイオードＤ５のカソードおよび電源電位ＶＤＤに接続され、キャパシタＣ２の他方の電極が接地されている。

バッテリ電圧ＶＢＡＴが１０Ｖ以上に保たれているときは、昇圧信号ＢＳＴはローレベルに保持されることから、トランジスタＴＲ１はオンし、トランジスタＴＲ２がオフする。したがって、ノードＮＤ１は昇圧されない。
これに対して、バッテリ電圧ＶＢＡＴが１０Ｖより低くなると、昇圧信号ＢＳＴが供給されることから、昇圧動作が行われ、インダクタＬ１に蓄えられたエネルギーは、ノードＮＤ１に伝達され、ノードＮＤ１が昇圧される。
特開平９−２４０２６１号公報

上述した一般的な装置では、インダクタＬ１を有し、昇圧回路５を動作させると、インダクタＬ１に流れるスイッチング電流が大きく制御されるためにノイズが発生し、車両側の機器に対して大きな影響を与えるという不利益があった。

本発明の目的は、機器に影響を与えるようなノイズを発生させることなく、電圧変動に伴う光量変動を改善することが可能な表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の表示装置は、カソード電極を形成するフィラメント、グリッド電極、および前記フィラメントから出力される熱電子を前記グリッド電極を介して受けて発光する蛍光体が形成されるアノード電極を含む蛍光表示部と、電源端子にバッテリに基づく電源電圧が供給され、表示制御するために当該電源電圧レベルの制御信号を上記蛍光表示部に出力する制御回路と、供給される電源電圧があらかじめ設定した電圧値まで降下したか否かを検出する電圧降下検出部と、上記電圧降下検出部の検出信号が上記設定電圧値まで降下していないことを示す場合には、上記制御回路の基準電位端子レベルを基準電位より高い電位に設定し、上記設定電圧値まで降下したことを示す場合には、上記制御回路の上記基準電位端子レベルを基準電位に保持する基準電位調整部と、上記電圧降下検出部の検出結果が上記設定電圧値まで降下していないことを示す場合、上記設定電圧値まで降下したことを示す場合であっても上記フィラメント電圧を定格電圧に保持する電圧保持部とを有する。

好適には、上記基準電位調整部は、上記基準電位端子と基準電位間に接続され、上記基準電位端子の電位を当該基準電位より所定レベル高く保持するレベル保持素子と、上記基準電位端子と基準電位間に上記レベル保持素子と並列に接続された第１スイッチと、を含み、上記第１スイッチは、上記検出信号が上記設定電圧値まで降下したことを示す場合にオンし、上記レベル保持素子をバイパスして、上記基準電位端子と基準電位間を接続する。

好適には、上記電圧保持部は、電圧供給ラインとフィラメント端子間に接続された複数の抵抗素子と、上記電圧供給ラインと上記フィラメント端子間に接続された複数の抵抗素子のいずれかをバイパス可能に配置された第２スイッチと、を含み、上記第２スイッチは、上記検出信号が上記設定電圧値まで降下したことを示す場合にオンし、抵抗素子をバイパスする。

本発明によれば、機器に影響を与えるようなノイズを発生させることなく、電圧変動に伴う光量変動を改善することができる。

以下に、たとえば本発明の一実施形態に係る表示装置を採用した時刻表示を行う蛍光表示管を有する車載用表示装置について図面に関連付けて説明する。

図２は、本発明の実施形態に係る表示装置の構成例を示す回路図である。

図２に示すように、表示装置１０は、水晶発振器ＸＴＡＬを有する発振部１１、蛍光表示管（ＶＦＤ：Vacuum Fluorescent Display）１２、制御回路（ＩＣ)１３、電圧降下検出部１４、基準電位調整部１５、電圧保持部１６、電源端子（ＴＢＡＴ１１）、ライト信号入力端子（ＴＬＩＧ１２）、アクセサリ信号入力端子（ＴＡＣＣ１３）、基準電位接続端子（ＴＧＮＤ１４）、抵抗素子Ｒ１１〜Ｒ２１、定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）Ｚ１１〜Ｚ１３、ダイオードＤ１１〜Ｄ１３、ｐｎｐトランジスタＴＲ１１、ｎｐｎトランジスタＴＲ１２、ＴＲ１３を有する。

まず、表示装置１の各構成要素間の接続関係を説明する。
電源端子（ＴＢＡＴ１１）は、制御回路（ＩＣ）１３のＶＤＤ入力電流制御用の抵抗素子Ｒ１１の一端に接続され、抵抗素子Ｒ１１の他端は電源定電圧化用の定電圧ダイオードＺ１１のカソード、および制御回路１３の電源入力端子（ＶＤＤ）に接続されている。
抵抗素子Ｒ１１の他端、電源定電圧化用の定電圧ダイオードＺ１１のカソード、および制御回路１３の電源端子（ＶＤＤ）の接続点によりノードＮＤ１１が形成されている。
定電圧ダイオードＺ１１のアノードは基準電位、たとえば接地電位ＧＮＤに接続されている。
また、電源端子（ＴＢＡＴ１１）およびノードＮＤ１１は、電圧降下検出部１４に接続されている。

ライト信号入力端子（ＴＬＩＧ１２）は、制御回路（ＩＣ）１３の減光入力端子用入力電流制御抵抗素子Ｒ１２の一端に接続され、抵抗素子Ｒ１２の他端は制御回路１３の減光入力端子（ＤＩＭ）、および定電圧ダイオードＺ１２のカソードに接続され、定電圧ダイオードＺ１２のアノードは基準電位に接続されている。

アクセサリ信号入力端子（ＴＡＣＣ１３）は、制御回路（ＩＣ）１３の蛍光表示管点灯消灯制御入力端子（／ＢＬＡＮＫ）用入力電流制御用抵抗素子Ｒ１３の一端に接続されている。抵抗素子Ｒ１３の他端は定電圧ダイドードＺ１３のカソード、制御回路１３の蛍光表示管点灯消灯制御入力端子（／ＢＬＡＮＫ）、および電圧保持部１６の入力に接続されている。定電圧ダイオードＺ１３のアノードは基準電位に接続されている。

基準電位接続端子（ＴＧＮＤ１４）は、基準電位、たとえば接地電位ＧＮＤに接続されている。

電源端子（ＴＢＡＴ１１）には、たとえば、車両に内蔵されたバッテリによる電源電圧（たとえば１２Ｖ）が印加される。

ライト信号入力端子（ＴＬＩＧ１２）には、たとえば車両に備えられたライトが点灯時に、ハイレベルのライト信号（ＬＩＧ）が印加され、ライト消灯時にはローレベルのライト信号（ＬＩＧ）が印加される。
アクセサリ信号入力端子（ＴＡＣＣ１３）には、たとえば、車両のエンジンキーを「ＡＣＣ」の位置まで回した場合にハイレベルのアクセサリ信号（ＡＣＣ）が印加され、エンジンキーがそれよりも前の位置（オフ状態）ではローレベルのアクセサリ信号（ＡＣＣ）が印加される。
つまり一般的な車両では、少なくともエンジン駆動時にはアクセサリ信号入力端子（ＴＡＣＣ１３）には、ハイレベルのアクセサリ信号が印加される。

発振部１１は、たとえば水晶発振器ＸＴＡＬが生成する発振信号を制御回路１３に出力する。制御回路１３は発振部１１から受信した発振信号を基に時刻情報を計時し、その時刻情報を基に時刻表示用の制御信号であるグリッド制御信号ＣＴＬＧ１３、およびアノード制御信号ＣＴＬＡ１３を蛍光表示管１２に出力する。

蛍光表示管１２は、たとえばダイナミック駆動方式による平板型の表示電子管であり、制御回路１３からの制御信号ＣＴＬＧ１３、ＣＴＬＡ１３を受けて、たとえば時刻表示を行う。

図３は、図２に示した表示装置１０の蛍光表示管１２を説明するための図である。
蛍光表示管１２は、たとえば図３に示すように、フィラメント１２１、グリッド電極１２２、およびアノード電極１２３を有する。
フィラメント１２１は、カソード電極に相当し、たとえば、ストロンチウム、バリウム、カルシウムなどの酸化物がコーティングされたタングステンフィラメントなどにより構成される。
フィラメント１２１に所定の電流が流れるとフィラメント１２１が発熱して熱電子が放出される。

蛍光表示管１２の概略発光原理は、フィラメント１２１により放出される熱電子が、自らの電子エネルギーにより高い電圧が印加されているグリッド電極１２２方向に加速され、グリッド電極１２２を通過した熱電子がアノード電極１２３に衝突することにより、運動エネルギーが光として放出される。
蛍光体（発光体）が、エネルギーが低い状態からエネルギーが高い状態に励起されて発光する。ゆえに、グリッド・アノード電圧を高くすれば高発光が可能となる。

グリッド電極１２２は、たとえば後述するようにフィラメント１２１とグリッド電極１２２間に所定電圧が印加されると、フィラメント１２１から放出された熱電子を、選択および拡散してその熱電子をアノード電極１２３に到達させる。たとえば図３に示すように、グリッド電極１２２は、網目形状に形成されている。
グリッド電極１２２およびアノード電極１２３に印加される電圧は、制御回路１３により制御される。

本実施形態に係るグリッド電極１２２は、たとえば図３に示すように、第１のグリッド電極１２２１、および第２のグリッド電極１２２２を有する。
また、アノード電極１２３は、第１のアノード電極１２３１、および第２のアノード電極１２３２を有する。
たとえば図３に示すように、第１および第２のアノード電極１２３１，１２３２が並列に形成され、第１および第２のグリッド電極１２２１，１２２２が並列に形成されている。また、たとえばアノード電極１２３１，１２３２は同一平面上に形成され、グリッド電極１２２１，１２２２は同一平面状に形成されている。第１のグリッド電極１２２１は、第１のアノード電極１２３１とフィラメント１２１の間に配置され、第２のグリッド電極１２２２は第２のアノード電極１２３２とフィラメント１２１の間に配置されている。

第１のグリッド電極１２２１は、グリッド信号線ＬＧＲ１に接続されている。第２のグリッド電極１２２２は、グリッド信号線ＬＧＲ２に接続されている。

アノード電極１２３（１２３１，１２３２）は、たとえば図３に示すように、時刻表示を行うために複数のセグメントが形成されている。アノード電極１２３（１２３１，１２３２）において、各セグメントは、制御回路１３のセグメント端子ＳＧ１，ＳＧ２，…，ＳＧＮそれぞれに接続されている。
たとえば簡潔に説明するために、図３に示すようにアノード電極１２３（１２３１，１２３２）の各セグメントにはセグメント端子ＳＧ１，ＳＧ２，…，ＳＧ７それぞれに共通に接続されている。つまり、蛍光表示管１２の内部では、グリッド電極１２２（１２２１，１２２２）それぞれにより表示制御される、アノード電極１２３（１２３１，１２３２）の各セグメントは共通配線により接続されている。
制御回路１３は、蛍光表示管１２の各セグメントに対応するアノード電極１２３に、時刻情報に応じたハイレベルまたはローレベルの電圧を印加する。
アノード電極１２３の表面付近には蛍光体（ＦＬＵ）が形成されており、フィラメント１２１から放出された熱電子が蛍光体（ＦＬＵ）に到達すると、蛍光体（ＦＬＵ）が発光する。こうすることで時刻表示を行う。

また、制御回路１３は、グリッド信号に印加する電圧を制御することにより、カソードに相当するフィラメント１２１からアノード電極１２３に到達する熱電子の個数や速度を制御し、その結果、蛍光体（ＦＬＵ）による発光の輝度や発光のオン状態またはオフ状態を制御する。つまり制御回路１３は、蛍光表示管１２の輝度や発光のオン状態またはオフ状態を制御する。

制御回路１３は、電源端子（ＶＤＤ）に電源電圧が供給され、減光制御入力端子（ＤＩＮ）にライト信号（ＬＩＧ）が供給され、点灯消灯制御入力端子（／ＢＬＡＮＫ）のアクセサリ信号ＡＣＣが供給される。
また、制御回路１３は、基準電位端子（ＶＳＳ）が基準電位調整部１５に接続されており、供給される電源電圧ＶＤＤが１０Ｖより（〜１２Ｖ）高い場合には、基準電位である接地電位０Ｖに対して０．７Ｖ高い電位に保持される。
一方、制御回路１３の基準電位端子（ＶＳＳ）は、供給される電源電圧ＶＤＤが１０Ｖ以下（あるいはそれより低い電圧）になると、基準電位調整部１５により接地電位０Ｖに保持される。
すなわち、制御回路１３は、供給される電源電圧ＶＤＤが１０Ｖより（〜１２Ｖ）高い場合には、１２Ｖ−０．７Ｖの１１．３Ｖの大きさをもって動作し、制御信号ＣＴＬＧ１３、ＣＴＬＡ１３のハイレベルを１１．３Ｖで出力する。
制御回路１３は、供給される電源電圧ＶＤＤが１０Ｖ以下（あるいはそれより低い電圧）の場合には、１０Ｖ−０Ｖの１０Ｖの大きさをもって動作し、制御信号ＣＴＬＧ１３、ＣＴＬＡ１３のハイレベルを１０Ｖで出力する。

電圧降下検出部１４は、供給される電源電圧ＶＤＤがあらかじめ設定した電圧（設定電圧）がたとえば１０Ｖ以下（あるいはそれより低い電圧）であるか否かを検出し、その検出結果を示す検出信号ＤＴ１４を基準電位調整部１５および電圧保持部１６に出力する。
電圧降下検出部１４は、電源電圧ＶＤＤが設定電圧値まで降下していない場合には検出信号ＤＴ１４をローレベルで出力し、電源電圧ＶＤＤが設定電圧値まで降下した場合には検出信号ＤＴ１４をハイレベルで出力する。

本実施形態の電圧降下検出部１４は、図２に示すように、ｐｎｐトランジスタＴＲ１１、バッテリ電圧降下検出用抵抗素子Ｒ１４，Ｒ１５、アクセサリ電圧降下検出用抵抗素子Ｒ１６，Ｒ１７、トランジスタＴＲ１１の安定用抵抗素子Ｒ１８、およびダイオードＤ１１，Ｄ１２により構成されている。

抵抗素子Ｒ１４とＲ１５は、電源端子（ＴＢＡＴ１１）と基準電位（本実施形態では接地電位ＧＮＤ）との間に直列に接続され、抵抗素子Ｒ１４，Ｒ１５の接続点がダイオードＤ１１のカソードに接続され、ダイオードＤ１１のアノードがトランジスタＴＲ１１のベースに接続されている。また、抵抗素子Ｒ１８がノードＮＤ１１とトランジスタＴＲ１１のベースとの間に接続されている。
トランジスタＴＲ１１のエミッタがノードＮＤ１１に接続され、コレクタが抵抗素子Ｒ２１の一端、基準電位調整部１５の入力、および電圧保持部１６の入力に接続されている。トランジスタＴＲ１１のコレクタ側により検出信号ＤＴ１４の出力ノードＮＤ１２が形成される。
抵抗素子Ｒ１６とＲ１７は、アクセサリ信号入力端子（ＴＡＣＣ１３）と基準電位（本実施形態では接地電位ＧＮＤ）との間に直列に接続され、抵抗素子Ｒ１６，Ｒ１７の接続点がダイオードＤ１２のカソードに接続され、ダイオードＤ１２のアノードがトランジスタＴＲ１１のベースに接続されている。
そして、トランジスタＴＲ１１のベース、抵抗素子Ｒ１８の一端、ダイオードＤ１１のアノード、およびダイオードＤ１２のアノードの接続点によりノードＮＤ１３が形成されている。

このような電圧降下検出部１４においては、抵抗素子Ｒ１４とＲ１５、抵抗素子Ｒ１６とＲ１７の抵抗値（分圧値）は、バッテリ電圧ＶＢＡＴ、アクセサリ電圧ＶＡＣＣが通常の１２Ｖから１０以下にあるとトランジスタＴＲ１１がオンするように、設定されている。
本実施形態においては、トランジスタＴＲ１１のベース電圧が９．３Ｖになると、トランジスタＴＲ１１がオンするように構成されている。
また、本実施形態の電圧降下検出部１４は、ダイオードＤ１１、Ｄ１２のアノード側をトランジスタＴＲ１１のベースに接続し、カソード側を分圧抵抗素子Ｒ１４とＲ１５の接続点、抵抗素子Ｒ１６とＲ１７の接続点に接続するように構成されていることから、バッテリ電圧ＶＢＡＴとアクセサリ電圧ＶＡＣＣともに１０Ｖ以下になってときにトランジスタＴＲ１１がオンする。
これにより、的確な電圧降下検出を行うことができる。

基準電位調整部１５は、電圧降下検出部１４の検出信号ＤＴ１４が設定電圧値（本実施形態では１０Ｖ）まで降下していないことを示す（検出信号ＳＴ１４がローレベル）場合には、制御回路１３の基準電位端子（ＶＳＳ）レベルを基準電位（本実施形態では接地電位ＧＮＤ）より所定電位高い電位（本実施形態では０．７Ｖ）に設定する。
基準電位調整部１５は、電圧降下検出部１４の検出信号ＤＴ１４が設定電圧値（本実施形態では１０Ｖ）まで降下したことを示す（検出信号ＳＴ１４がハイレベル）場合には、制御回路１３の基準電位端子（ＶＳＳ）レベルを基準電位（本実施形態では接地電位ＧＮＤ）に設定する。

本実施形態の基準電位調整部１５は、図２に示すように、第１スイッチとしてのｎｐｎトランジスタＴＲ１２、およびレベル保持素子としてのダイオードＤ１３により構成されている。
ダイオードＤ１３のアノードおよびトランジスタＴＲ１２のコレクタが制御回路１３の基準電位端子（ＶＳＳ）に接続され、これらの接続点によりノードＮＤ１４が形成されている。
ダイオードＤ１３のカソードおよびトランジスタＴＲ１２のエミッタが基準電位（本実施形態では接地電位ＧＮＤ）に接続されている。
そして、トランジスタＴＲ１２のベースが電圧降下検出部１４のトランジスタＴＲ１１のコレクタ（検出信号ＤＴ１４の出力端）に接続されている。

図２の基準電位調整部１５においては、電圧降下検出部１４の検出信号ＤＴ１４が設定電圧値（本実施形態では１０Ｖ）まで降下していないことを示す（検出信号ＳＴ１４がローレベル）場合には、トランジスタＴＲ１２がオフし、基準電位端子（ＶＳＳ）は基準電位ＧＮＤよりダイオードＤ１３の順方向電圧ＶＦである０．７Ｖだけ高く設定される。
また、基準電位調整部１５においては、電圧降下検出部１４の検出信号ＤＴ１４が設定電圧値（本実施形態では１０Ｖ）まで降下したことを示す（検出信号ＳＴ１４がハイレベル）場合には、トランジスタＴＲ１２がオンし、ダイオードＤ１３がバイパスされて基準電位端子（ＶＳＳ）が直接基準電位ＧＮＤに接続され、０Ｖに設定される。

電圧保持部１６は、電圧降下検出部の検出信号ＤＴ１４が設定電圧値まで降下していないことを示す場合、設定電圧値まで降下したことを示す場合であってもフィラメント１２１の電圧を定格電圧（たとえば１．３Ｖ±１０％）に保持する。

電圧保持部１６は、フィラメント電流制御用抵抗素子Ｒ１９、Ｒ２０、および第２スイッチとしてのｎｐｎトランジスタＴＲ１３を有する。
抵抗素子Ｒ１９の一端が抵抗素子Ｒ１３の他端に接続され、抵抗素子Ｒ１９の他端が抵抗素子Ｒ２０の一端およびトランジスタＴＲ１３のコレクタに接続されている。
抵抗素子Ｒ２０の他端がフィラメント端子およびトランジスタＴＲ１３のエミッタに接続され、トランジスタＴＲ１３のベースが電圧降下検出部１４の検出信号ＤＴ１４の出力ラインおよび抵抗素子Ｒ２１の一端に接続されている。抵抗素子Ｒ２１の他端は基準電位、たとえば接地電位ＧＮＤに接続されている。
そして、フィラメント端子と抵抗素子Ｒ２０の他端とトランジスタＴＲ１３のエミッタとの接続点によりノードＮＤ１５が形成されている。フィラメント１２１の他端は基準電位、たとえば接地電位ＧＮＤに接続されている。

電圧保持部１６においては、電圧降下検出部１４の検出信号ＤＴ１４が設定電圧値（本実施形態では１０Ｖ）まで降下していないことを示す（検出信号ＳＴ１４がローレベル）場合には、トランジスタＴＲ１３がオフし、抵抗素子Ｒ１３、Ｒ１９、Ｒ２０を通してフィラメント１２１の端子電圧が１．３Ｖ±１０％に保持される。
電圧保持部１６においては、電圧降下検出部１４の検出信号ＤＴ１４が設定電圧値（本実施形態では１０Ｖ）まで降下したことを示す（検出信号ＳＴ１４がハイレベル）場合には、トランジスタＴＲ１３がオンし、抵抗素子Ｒ２０がバイパスされて、抵抗素子Ｒ１３、Ｒ１９を通してフィラメント１２１の端子電圧が１．３Ｖ±１０％に保持される。

図４は、図２に示した表示装置１０を採用した車載用表示装置の一具体例を説明するための図である。
たとえば図４に示すように、表示装置１０は、正面上部に時刻表示を行う蛍光表示管１２が形成されている。図に向かって蛍光表示管１２の右部には、時情報修正スイッチＳＷ１が形成され、その下部に分情報修正スイッチＳＷ２が形成され、さらにその下部に正時合わせスイッチＳＷ３が形成されている。

蛍光表示管１２は、たとえば図４に示すように、４つのアノード電極１２３により構成され、セグメント共通配線ａとセグメント共通配線ｄが接続され、セグメント共通配線ｂとセグメント共通配線ｃが接続されている。

蛍光表示管１２の下部には、たとえば図４に示すように、車両に備えられた装置を操作するための操作入力装置と車両に備えられた装置の状態を表示する装置表示部とを有する操作表示部１７が形成されている。

操作表示部１７は、詳細にはたとえば図４に示すように、温度調整スイッチ１７１、風量調整スイッチ１７２、エアコンディショニング（エアコン：Ａ／Ｃ）スイッチ１７３、温度表示部１７４、エアバック状態表示部１７５、およびシートベルト装着状態表示部１７６などを有する。

温度調整スイッチ１７１は、たとえば、車両に設けられた空調装置による車両内部の設定温度を設定する際に操作される。制御回路１３は、温度調整スイッチ１７１による操作に応じて空調装置の設定温度を制御する。

風量調整スイッチ１７２は、たとえば、車両に設けたれた空調装置による風量を設定する際に操作される。制御回路１３は、風量調整スイッチ１７２による操作に応じて空調装置の風量を制御する。

エアコン（Ａ／Ｃ）スイッチ１７３は、たとえば車両に設けられた空調装置に含まれる冷房装置のオン状態またはオフ状態を切り替える際に操作される。制御回路１３は、エアコン（Ａ／Ｃ）スイッチ１７３の操作に応じて冷房装置のオン状態またはオフ状態を切り替える。
温度表示部１７４は、たとえば車両の室内の温度を検出する温度センサによる信号を基に、室内温度を表示する。
エアバック状態表示部１７５は、たとえば車両に備えられた乗員安全装置であるエアバッグが備えられている際に点灯する表示部である。
シートベルト装着状態表示部１７６は、たとえば車両に備えられた乗員安全装置であるシードベルトが適正に装着されている場合に点灯する表示部である。

蛍光表示管１２、操作表示部１７、スイッチ群１８の近傍には、各種構成要素を照らすための発光素子１９が設けられている。

詳細には、蛍光表示管１２の図に向かって左部、およびスイッチ群１２の右部には、蛍光表示管１２やスイッチ群１８を照らすための発光素子１９が設けられている。また、操作表示部１７の温度調整スイッチ１７１からシートベルト装着状態表示部１７６の近傍に、発光素子１９が設けられている。
本実施形態に係る制御回路１３は、たとえばライト点灯時に、蛍光表示管１２へのグリッド信号に基づいて発光素子１９の発光による輝度を制御することによりスイッチ群１８や、蛍光表示管１２、および操作表示部１７などへの照明の輝度を制御する。

次に、表示装置１０の動作を、図５（Ａ）〜（Ｉ）に関連付けて説明する。
なお、図５（Ａ）はバッテリ電圧ＶＢＡＴ（たとえば１２Ｖ）を、図５（Ｂ）はアクセサリ信号ＡＣＣを、図５（Ｃ）はフィラメント１２１のノードＮＤ１５の電位を、図５（Ｄ）はノードＮＤ１３の電位を、図５（Ｅ）は検出信号ＤＴ１４（ノードＮＤ１２）を、図５（Ｆ）はノードＮＤ１４の電位を、図５（Ｇ）はノードＮＤ１１の電位を、図５（Ｈ）はグリッド制御信号ＣＴＬＧ１３を、図５（Ｉ）はアノード制御信号ＣＴＬＡ１３をそれぞれ示している。

たとえば、図５（Ａ）に示すように、時刻ｔ１において電源端子（ＴＢＡＴ１１）には電源電圧ＢＡＴ（１２Ｖ）が印加され、定電圧ダイオードＺ１の機能により、一定電圧が制御回路１３の電源入力端子（ＶＣＣ）に印加される。このとき、アクセサリ信号ＡＣＣは、図５（Ｂ）に示すように、同じく１２Ｖレベルとなる。
電源電圧ＶＤＤが１２Ｖの場合、トランジスタＴＲ１１〜ＴＲ１３はオフしている。
図５（Ｃ）に示すように、フィラメント１２１の端子であるノードＮＤ１５は定格電圧１．３Ｖに保持される。これは、電圧保持部１６により電源電圧の変動があったとしても定格電圧１．３Ｖに保持される。
また、制御回路１３の基準電子端子（ＶＳＳ）は０．７Ｖに保持される。
したがって、制御回路１３のＶＤＤ−ＶＳＳ（グリッド、アノード制御信号を含む）間電位差は１２Ｖ−０．７Ｖ＝１１．３Ｖに保持される。
そして、制御回路１３において、このレベルで蛍光表示管１２の表示制御が行われる。

一方、図５（Ａ），（Ｂ），（Ｇ）に示すように、電圧が１０Ｖ以下に降下すると、ノードＮＤ１３が１２Ｖから９．３Ｖまで降下してトランジスタＴＲ１１がオンする。その結果、図５（Ｅ）に示すように、電圧降下検出部１４からハイレベルの検出信号ＤＴ１４が基準電位調整部１５および電圧保持部１６に出力される。
その結果、基準電位調整部１５のトランジスタＴＲ１２がオンして、図５（Ｆ）に示すように、ノードＮＤ１４が０Ｖに保持される。また、電圧保持部１６では、トランジスタＴＲ１３がオンし、フィラメント１２１の端子であるノードＮＤ１５は定格電圧１．３Ｖに保持される。
したがって、制御回路１３のＶＤＤ−ＶＳＳ（グリッド、アノード制御信号を含む）間電位差は１０Ｖ−０Ｖ＝１０Ｖに保持される。
そして、制御回路１３において、このレベルで蛍光表示管１２の表示制御が行われる。

蛍光表示管１２の特性により、光量はグリッド、アノード電圧の２．７乗で変化する。
この場合、電源電圧ＶＤＤが１２Ｖ時の１０Ｖ時の本装置での光量変化は、１２Ｖ時に対して１０Ｖ時７２％の光量変化となる。
電源電圧ＶＤＤが１０Ｖ時のフィラメント電圧は、電圧保持部１６がない場合には、定格以下の１．１Ｖでこのときの光量は８５％（フィラメント定格の）×７２％＝６１．２％である。
これに対して、本実施形態においては、電圧保持部１６のトランジスタＴＲ１３がオンすることにより、フィラメント電圧を７３％アップのたとえば１．４Ｖ時、フィラメント電力１４０ｍＷで熱電子量７３％となる。
本実施形態においては、フィラメントは定格１．３Ｖ±１０％の範囲で、かつ、光量も±１０％の範囲で変化するため、本表示装置１０では、電源電圧ＶＤＤが１２Ｖ時の蛍光表示管１２の光量の（７２％＋１０％（フィラメント定格＋１０％））＝８２％（１２Ｖ時の−１８％）となる。すなわち、本実施形態の表示装置１０は、蛍光表示管１２の光量変化を改善することが可能となる。

以上、説明したように、本実施形態によれば、カソード電極を形成するフィラメント１２１、グリッド電極１２２、およびフィラメントから出力される熱電子をグリッド電極１２３を介して受けて発光する蛍光体が形成されるアノード電極を含む蛍光表示管１２と、電源端子（ＶＤＤ）にバッテリに基づく電源電圧を供給され、表示制御するための電源電圧レベルの制御信号ＣＴＬＧ１３、ＣＴＬＡ１３を蛍光表示管１２に出力する制御回路１３と、供給される電源電圧があらかじめ設定した電圧値まで降下したか否かを検出する電圧降下検出部１４と、電圧降下検出部の検出信号ＤＴ１４が設定電圧値まで降下していないことを示す場合には、制御回路１３の基準電位端子（ＶＳＳ）レベルを基準電位より所定電位高い電位に設定し、設定電圧値まで降下したことを示す場合には、制御回路１３の基準電位端子（ＶＳＳ）レベルを基準電位に保持する基準電位調整部１５と、電圧降下検出部の検出信号ＤＴ１４が設定電圧値まで降下していないことを示す場合、設定電圧値まで降下したことを示す場合であってもフィラメント電圧を定格電圧に保持する電圧保持部１６とを有することから、以下の効果を得ることができる。
電圧降下時の蛍光表示管の光量アップを、インダクタによる昇圧回路を使用することなく光量変化量が改善可能となり、さらにインダクタに流れるスイッチング電流によりノイズの発生がなく、車両の各機器に影響を与えることを防止できる利点がある。

なお、本発明は本実施形態に限られるものではなく、任意好適な種々の変更が可能である。
上述した形態では車載用表示装置を説明したが、この形態に限られるものではない。

昇圧回路を有する車載用表示装置の構成例を示す回路図である。 本発明の実施形態に係る表示装置の構成例を示す回路図である。 図２に示した表示装置の蛍光表示管を説明するための図である。 図２に示した表示装置を採用した車載用表示装置の一具体例を説明するための図である。 本実施形態の表示装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

１０・・・表示装置、１１・・・発振部、１２・・・蛍光表示管、１３・・・制御回路（ＩＣ)、１４・・・電圧降下検出部、１５・・・基準電位調整部、１６・・・電圧保持部、ＴＢＡＴ１１・・・電源端子、ＴＬＩＧ１２・・・ライト信号入力端子、ＴＡＣＣ１３・・・アクセサリ信号入力端子、ＴＧＮＤ１４・・・基準電位接続端子、Ｒ１１〜Ｒ２１・・・抵抗素子、Ｚ１１〜Ｚ１３・・・定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）、Ｄ１１〜Ｄ１３・・・ダイオード、ＴＲ１１・・・ｐｎｐトランジスタ、ＴＲ１２、ＴＲ１３・・・ｎｐｎトランジスタ。

Claims (3)

1. カソード電極を形成するフィラメント、グリッド電極、および上記フィラメントから出力される熱電子を前記グリッド電極を介して受けて発光する蛍光体が形成されるアノード電極を含む蛍光表示部と、
   電源端子にバッテリに基づく電源電圧が供給され、表示制御するために当該電源電圧レベルの制御信号を上記蛍光表示部に出力する制御回路と、
   供給される電源電圧があらかじめ設定した電圧値まで降下したか否かを検出する電圧降下検出部と、
   上記電圧降下検出部の検出信号が上記設定電圧値まで降下していないことを示す場合には、上記制御回路の基準電位端子レベルを基準電位より高い電位に設定し、上記設定電圧値まで降下したことを示す場合には、上記制御回路の上記基準電位端子レベルを基準電位に保持する基準電位調整部と、
   上記電圧降下検出部の検出結果が上記設定電圧値まで降下していないことを示す場合、上記設定電圧値まで降下したことを示す場合であっても上記フィラメント電圧を定格電圧に保持する電圧保持部と
   を有する表示装置。
2. 上記基準電位調整部は、
   上記基準電位端子と基準電位間に接続され、上記基準電位端子の電位を当該基準電位より所定レベル高く保持するレベル保持素子と、
   上記基準電位端子と基準電位間に上記レベル保持素子と並列に接続された第１スイッチと、を含み、
   上記第１スイッチは、上記検出信号が上記設定電圧値まで降下したことを示す場合にオンし、上記レベル保持素子をバイパスして、上記基準電位端子と基準電位間を接続する
   請求項１記載の表示装置。
3. 上記電圧保持部は、
   電圧供給ラインとフィラメント端子間に接続された複数の抵抗素子と、
   上記電圧供給ラインと上記フィラメント端子間に接続された複数の抵抗素子のいずれかをバイパス可能に配置された第２スイッチと、を含み、
   上記第２スイッチは、上記検出信号が上記設定電圧値まで降下したことを示す場合にオンし、抵抗素子をバイパスする
   請求項１または２記載の表示装置。

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