JPS601438Y2 - 自動車用デジタル時計の輝度調整装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は螢光表示管を表示に使用する自動車デジタル
時計に於いて、外部光の強さに応じて表示輝度を自動的
に調整するようにした自動調整装置に関する。

自動車時計において発光体を表示に用いている場合にお
いては昼間は輝度を上げ、周囲が明るくてもその表示が
十分確認できるようにしなければならず、夜間は昼間の
輝度のままにしておくと表示が明るすぎて文字のにじみ
が出て見苦しく、或いは運転者の視覚に対腰悪影響を与
える。

従って夜間は輝度を下げた方が良い。

又昼と夜間とによって輝度を変化するのみならず、トン
ネル通過時や薄暮時など外部の明るさが変化する場合に
も時計装置の表示部の輝度を外部の明るさに応じて変え
ることは自動車時計として好ましいことである。

螢光表示管を使用したディジタル時計に於いてこのよう
に表示部の明るさの調整を自動的に行なう場合、外部の
明るさの情報をフォトトランジスタ、フォトタイオード
、光電素子などの光電変換素子を用いて電気的信号に変
換腰その変換出力を螢光表示管の輝度調整信号として利
用している。

螢光表示管の輝度調整方法としては周知のとうり、 （１） フィラメント電流の制度 （２） プレート及びグリッド電圧の同時制御、（３
）プレート電圧を固定としてグリッド電圧の制御 （４） プレート、グリッド印加電圧のパルス比の変換による制
御等がある。

これ等はそれぞれ一長一短の特徴があり、（１）は電流
が少いとき、表示にむらができやすく、又定格以上の電
流値になった場合表示管の寿命を短かくする。

（２）はスタテック駆動でＬＳＩを直接駆動する形態で
はＬＳＩ印加電圧を制御する必要があり、計時特性に支
障をきたす場合が有る。

又ＬＳＩと分離した駆動部を設け、その部分を制御して
輝度を変換するとしても、１セグメントに対し、１個以
上のトランジスタ、又はＬＳＩ駆動素子が必要となり、
全セグメントに対応するためには空間的にも価格的にも
無理が生ずる。

（４）のパルス幅変換による制御に於いては輝度むら等
の発生は最少限になるが、外部制御による調整は、ライ
トスイッチ連動等にした場合、ｌ〜２段階程度の調光し
かできない。

種々の制約の中で、安価にかつ占有空間が小さい自動調
光としては、（３）のグリッド電圧制御による、輝度調
整が比較的実用性があると思われる。

この考案は螢光表示管を使用したディジタル時計に於い
て、スタティック駆動、ＬＳＩ直接駆動、外光比例自動
調光という制約の中で、グリッド電圧制御方式を基本と
した回路に外光の変化に対しグリッド電圧の変化に遅延
を与える遅延機能を付加した回路を提供するものである
。

第１図は改良前のグリッド制御による自動輝度調整装置
の一例を示し、時計用集積回路１１内で時刻信号が作ら
れ、その時刻信号は螢光表示管１２に供給され、時刻が
テイジタル表示される。

調光回路２０において外光はフォトトランジスタ２１に
より電流に変換される。

外光が明るければフォトトランジスタ２１のコレクタ電
流が増加し、そのコレクタ抵抗器２２によりフォトトラ
ンジスタ２１のコレクタ電圧が下降し、これが抵抗器２
３を介してトランジスタ２４のベースに与えられ、この
トランジスタ２４を不導通領域に導く、トランジスタ２
４が不導通となれば定電圧回路１８の出力端子１９から
トランジスタ２４のコレクタ抵抗器２５に流れる電流は
螢光表示管１２のグリッド端子２６に流れるグリッド電
流だけとなり、定数の設定により出力端子１９の電圧と
ほぼ等しい値がグリッド端子２６に与えられる。

端子１９の電圧は螢光表示管１２のブレードにも与えら
れてあり、この電圧とグリッド端子２６の電圧とがほぼ
等しくなると螢光表示管は最高輝度になる。

逆に外光が暗くなればトランジスタ２４がオン領域にな
り、エミッタ抵抗器２７及びコレクタ抵抗器２５により
制限される電流が抵抗器２５を流れる。

このためグリッド端子２６の電圧は降下し、螢光表示ｖ
１２の輝度は減少する。

エミッタ抵抗器２７は螢光表示管１２の輝度が視認でき
ないくらいまで下がるのを防止するようにグリッド端子
２６の電葦が適当な電圧を保持するためのものである。

端子１９は抵抗器１５を通じて螢光表示管１２のヒータ
１６にも接続され定電圧回路１８には端子１７から電圧
が与えられている。

第２図は第１図に示した装置と同様の働きをもたせたも
のであるが、外光に対する感度を第１図の回路に比べ上
昇させるため、フォトトランジスタ２１の出力をトラン
ジスタ２８．２９により２段増幅としている。

以上の様な回路により外部光による資産調整が可能とな
るが、自動車の走行条件によっては最高輝度から最低輝
度まで一瞬にして変化する要因は多く、例えば距離の短
いトンネルや陸橋などの暗部や、採光を行っているトン
ネル等ではディジタル時計の表示部の変化がチラッキと
なって、運転者の視覚に悪影響を与える。

この考案はこの様な輝度調整の特に限界近くで生ずる悪
影響を除去するためのものであり、光電変換素子と螢光
表示管のグリッド端子との間にコンデンサ及び抵抗器よ
りなる遅延回路を設けて光電変換素子の出力の変化によ
るグリッド電圧の変化が遅れるようにする。

第３図はこの考案による自動輝度調整装置の実施例を示
し、第２図に示した回路におけるフォトトランジスタ２
１のエミッタと接地との間にコンデンサ３２を挿入する
。

こうすることによりフォトトランジスタ２１に流れる電
流が外光により変化するが、これは一旦コンデンサ３２
に蓄えられる。

外部光が弱くなり、フォトトランジスタ２１のコレクタ
ＷｉＩＣがほとんど流れなくなると、コンデンサ３２に
蓄積されていた電荷が、コレクタ電流１ｃによって充電
される以上に、抵抗器３１を通じてトランジスタ２８の
ペースエミッタ間へ流出する電流が大きくなり、第４図
の曲線３３．３４に示すような放電特性により、コンデ
ンサ３２の電圧は漸時減少していき、トランジスタ２８
の飽和レベルＶ、以下になると、トランジスタ２８が比
例変化領域となり、トランジスタ２９のコレクタ負荷出
力の電圧は第４図の曲線５０．５１に示すような変化を
し、グリッド端子２６の電圧が減少し、表示部の輝度が
下る。

第４図に示すように輝光時点りからあるいはＴ′１だけ
遅れをもって減輝度効果が発生する。

第４図においてＶｌはトランジスタ２８の飽和レベルで
あり、コンデンサ３２の電圧が下り、■、になると、螢
光表示管の輝度減少が開始する。

Ｔ１″は輝度減少開始から最底輝度に到達するまでの遅
延時間である。

時点ｔ２に外部光か入射すると、コンデン′ザ３２の電
圧は曲線３５．３６として示すように上昇し、これ等曲
線に沿ってｔ２から、コンデンサ３２の電圧がＶｌにな
るまでの時間Ｔ２．Ｔ２′だけ最：底輝度から最高輝度
に達するまでの時間が遅れる。

なお曲線３３．３５は外部光が０〜５０Ｑｌｕｘの量変
化した場合の特性、曲線３４．３６は０〜３５０１ｕＸ
の量変化をした場合の特性である。

このようにコンデンサ３２を追加するだけでも、時間遅
れ要素をつくり出せるが、第４図からもわかる様に減光
時と増光時とでは、最高輝度から最低輝度までの、又は
最低輝度から最高輝度までの遅延時間の違いが大きくな
り又、外部光の明るさによってもコンデンサ３２の電圧
が変動するためトランジスタ２８の飽和レベル■１まで
到達する時間が変化してしまい、あまり好ましくない場
合がある。

従って輝度調整を必要とする以外の必要以上に明るい領
域での外光強度に左右されず、明から暗、暗から明への
遅延時間がほぼ同一 となる様にすることが望ましい。

このためには例えば第５図に示すように第３図に示した
回路においてコンデンサ３２と並列に抵抗器４１を接続
腰またフォトトランジスタ２１のコレクタと直列に抵抗
器４２を挿入する。

抵抗器４２は外部光によるフォトトランジスタ２１のコ
レクタ電流Ｉｃの変化を制限するもので数１００にΩの
抵抗値とし、極度に外光が明るい場合でもコレクタ電流
Ｉｃを制限することによりコンデンサ３２に蓄えられる
電荷を押え、即ちコンデンサ３２の電圧の上昇を押えよ
うとするものである。

抵抗器４１はコンデンサ３２に蓄積される電荷が抵抗器
４１を通じて放電をされるので、これを接続しない場合
より、充電時間が延長される。

これを利用して暗から明に移ったとき、第４図の曲線３
３．３６に示した特性の様な急激な立上がりを押え、遅
延時間を延ばそうとする役目のものである。

第６図に第５図の外部光の変化に対するコンデンサ３２
の電圧変化の状況を示す。

曲線４３，４４．４５はそれぞれ外部光が１ｏｏｏｌｕ
ｘｔ ３５０１ｕｘ。

２００１ ｕｘからＱｌｕｘになった時の特性であり、
曲線４６．４７，４８は外部光がそれぞれＱｌｕｘから
２００１ｕｘ、 ３５０１ｕｘ、 １０００１ｕｘにな
った場合の特性である。

又、コンデンサ３２の電圧変化に伴うトランジスタ２９
のコレクタ負荷電圧、即ちグリッド電圧は６３〜６８に
示す特性となる。

減光の場合と増光の場合とで外部光の明るさにより第４
図の場合よりは小さいが若干の時間、ばらつきが見られ
るが、実用的にはほぼさしつかえない範囲の変動である
。

このように増光時、減光時ともに同一の遅延時間を得る
ことが可能であり、又最低輝度、最高輝度ＯＮ、 ＯＦ
Ｆ的制御だけでなく、外部光が中間的照度であればコン
デンサ３２の電荷がトランジスタ２８の比例領域内を変
動するように定数を設定することにより、比例的輝度調
達も可能となることは云うまでもない。

このように調光回路にコンデンサ、抵抗器の付加するこ
とにより調光遅延が行なわれるため、自動車走行中に生
ずる外部光の異常な変化にも表示部の輝度は急激な変化
やちらつきが発生することなく、又漸減する外部光の変
化、即ち薄暮から夜間へ移る際の外部光の変化に対して
は従来の機能をそこなうことなく、調光が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ改良前の調光回路の例を示
す接続図、第３図はこの考案による輝度調整装置の実施
例を示す接続図、第４図は第３図の示した回路の遅延時
間特性を示す曲線図、第５図はこの考案による輝度調整
装置の他の例を示す接続図、第６図は第５図の回路の遅
延特性曲線図である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 螢光表示管が使用された自動車用デジタル時計において
   、外部の光を受光して電気信号に変換する受光素子と、
   その受光素子の出力に応じて上記螢光表示管のグリッド
   電圧を変化させる手段と、上記受光素子の出力の変化を
   遅延させる少くともコンデンサを含む遅延手段とを具備
   する輝度調整装置。