(57)【要約】【課題】  取り扱いを容易とする表示装置、蛍光表示管駆動回路、蛍光表示管を駆動する半導体装置を提供する。【解決手段】  電子を放出するカソードと電子の移動を制御するグリッドおよびアノードと電子が衝突することによって発光する蛍光体とを有する蛍光表示部２２と、蛍光表示部２２のグリッドおよびアノードに接続され蛍光体の発光を制御する蛍光表示部駆動部５０と、蛍光表示部駆動部５０に所定電圧を供給するスイッチングレギュレータと、蛍光表示部駆動部５０とスイッチングレギュレータの電源制御部３０を制御する共通制御部４０とを備えた。【選択図】図２
2007065074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子を放出するカソードと、前記電子の移動を制御するグリッドおよびアノードと、前記電子が衝突することによって発光する蛍光体と、を有する蛍光表示部と、
前記グリッドおよび前記アノードに接続され、前記蛍光体の発光を制御する蛍光表示部駆動部と、
前記蛍光表示部駆動部と接続され、前記蛍光表示部駆動部に所定電圧を供給する電圧変換部と、
前記蛍光表示部駆動部および前記電圧変換部を制御する共通制御部と、
を備える表示装置。
【請求項２】
前記蛍光表示部と、前記蛍光表示部駆動部と、前記電圧変換部の制御部である電源制御部と、前記共通制御部と、が、
少なくとも一方向から前記発光する蛍光体を視認可能とされ、真空に保たれた密封容器の内部に配されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記蛍光表示部が、
少なくとも一方向から前記発光する蛍光体を視認可能とされ、真空に保たれた密封容器の内部に配され、
前記蛍光表示部駆動部と、前記電圧変換部と、前記共通制御部と、が、前記密封容器の外部に配されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記共通制御部は、
所定周波数の基準発振信号を発生する発振器を具備し、
前記蛍光表示部駆動部は、
前記基準発振信号と整数関係を有する周波数のデコーダクロック信号に基づいて前記グリッドと前記アノードとに供給される電圧を制御する制御信号を発生するデコーダを具備し、
前記電圧変換部は、
前記基準発振信号と整数関係を有する周波数の電源クロック信号に基づいた周期のパルスの時比率を制御するパルス幅変調器を具備する請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記共通制御部は、
前記蛍光表示部駆動部または前記電圧変換部の動作の異常を検出する異常検出器と、
前記異常検出器からの信号に基づき、前記蛍光表示部駆動部に対して駆動部電力制御信号を送出するとともに、前記電圧変換部に対して供給電力制御信号を送出する保護制御器と、を具備し、
前記蛍光表示部駆動部は、
前記駆動部電力制御信号を受けて前記グリッドまたは／および前記アノードを駆動する制御信号を変化させる駆動部保護器を具備し、
前記電圧変換部は、
前記供給電力制御信号を受けて前記蛍光表示部駆動部に供給する電力の量を低減する電源部保護器を具備する請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
電子を放出するカソードと、前記電子の移動を制御するグリッドおよびアノードと、少なくとも一方向から視認可能とされる、前記電子が衝突することによって発光する蛍光体と、が、真空の密封容器の内部に形成されてなる蛍光表示管の前記グリッドおよび前記アノードに接続され、前記蛍光体の発光を制御する蛍光表示管駆動部と、
前記蛍光表示管駆動部と接続され、前記蛍光表示管駆動部に所定電圧を供給する電圧変換部と、
前記蛍光表示管駆動部および前記電圧変換部を制御する共通制御部と、
を備える蛍光表示管駆動回路。
【請求項７】
前記共通制御部は、
所定周波数の基準発振信号を発生する発振器を具備し、
前記蛍光表示管駆動部は、
前記基準発振信号と整数関係を有する周波数のデコーダクロック信号に基づいて前記グリッドと前記アノードとに供給される電圧を制御する制御信号を発生するデコーダを具備し、
前記電圧変換部は、
前記基準発振信号と整数関係を有する周波数の電源クロック信号に基づいた周期のパルスの時比率を制御するパルス幅変調器を具備する請求項６に記載の蛍光表示管駆動回路。
【請求項８】
前記共通制御部は、
前記蛍光表示管駆動部または前記電圧変換部の動作の異常を検出する異常検出器と、前記異常検出器からの信号に基づき、前記蛍光表示管駆動部に対して駆動部電力制御信号を送出するとともに、前記電圧変換部に対して供給電力制御信号を送出する保護制御器と、を具備し、
前記蛍光表示管駆動部は、
前記駆動部電力制御信号を受けて前記グリッドまたは／および前記アノードを駆動する制御信号を変化させる駆動部保護器を具備し、
前記電圧変換部は、
前記供給電力制御信号を受けて前記蛍光表示管駆動部に供給する電力の量を低減する電源部保護器を具備する請求項６に記載の蛍光表示管駆動回路。
【請求項９】
電子を放出するカソードと、前記電子の移動を制御するグリッドおよびアノードと、前記電子が衝突することによって発光する蛍光体と、を有する蛍光表示部の前記グリッドおよび前記アノードに接続され、前記蛍光体の発光を制御する蛍光表示部駆動部と、
前記蛍光表示部駆動部に所定電圧を供給する電圧変換部の制御部である電源制御部と、
前記蛍光表示部駆動部および前記電源制御部を制御する共通制御部と、
を備える、蛍光表示部を駆動する半導体装置。
【請求項１０】
前記共通制御部は、
所定周波数の基準発振信号を発生する発振器を具備し、
前記蛍光表示部駆動部は、
前記基準発振信号と整数関係を有する周波数のデコーダクロック信号に基づいて前記グリッドと前記アノードとに供給される電圧を制御する制御信号を発生するデコーダを具備し、
前記電源制御部は、
前記基準発振信号と整数関係を有する周波数の電源クロック信号に基づいた周期のパルスの時比率を制御するパルス幅変調器を具備する請求項９に記載の蛍光表示部を駆動する半導体装置。
【請求項１１】
前記共通制御部は、
前記蛍光表示部駆動部または前記電圧変換部の動作の異常を検出する異常検出器と、前記異常検出器からの信号に基づき、前記蛍光表示部駆動部に対して、駆動部電力制御信号を送出するとともに、前記電圧変換部に対して、供給電力制御信号を送出する保護制御器と、を具備し、
前記蛍光表示部駆動部は、
前記駆動部電力制御信号を受けて前記グリッドまたは／および前記アノードを駆動する制御信号を変化させる駆動部保護器を具備し、
前記電源制御部は、
前記供給電力制御信号を受けて前記蛍光表示部駆動部に供給する電力の量を低減する電源部保護器を具備する請求項９に記載の蛍光表示部を駆動する半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、蛍光表示管駆動回路、蛍光表示部を駆動する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置が、種々の産業分野で用いられている。表示装置に用いる表示部としては、ＬＣＤ（液晶表示器）、ＦＥＤ（電界放出表示器）、ＣＲＴ（陰極線管）に加え、蛍光表示管を用いるものがある。そして、蛍光表示管は、後述する種々の長所を有するために多用されている。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に、最も原理的な蛍光表示管の内部構造を示す。図１０（Ａ）は蛍光表示管の透視図であり、図１０（Ｂ）は、Ａ−Ａ断面によって切断した断面図である。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示すように、蛍光表示管は、密封容器内に電極が配置される構造を有している。すなわち、蛍光表示管の内部は、少なくとも一方向が透明とされ（フロントガラス側）、その内部は真空に保たれて、容器内に、カソード（フィラメント）、グリッド（メッシュ）およびアノードを基本的な電極として備えている。
【０００３】
蛍光表示管のフィラメント（カソード）から放出される熱電子は、グリッドおよびアノードによって、移動が制御されるようになされている。そのために、蛍光表示管の外部の回路（図示せず）と接続して、グリッドおよびアノードに電圧を供給するためのリード（端子）が設けられている。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示すキャラクタ表示用の蛍光表示管では、熱電子は、グリッドによってその動きを制御され、アノードに印加される電圧で加速され引き寄せられ、アノード上の表示すべきパターンの形状に塗布された蛍光体に衝突させられ所望のパターンを表示する。
【０００４】
蛍光表示管は、鮮明で見やすいこと、マルチカラー表示が可能であること、表示される画像のパターン設計の自由度が大きいこと、動作電圧が比較的低いこと（１２Ｖ〜１２０Ｖ程度）、信頼性が優れていること等の長所を有している。そして、今日では、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示した、桁ごとにグリッドおよびアノーが、区切られて構成された、キャラクタ表示用の蛍光表示管から、１画面に連続した絵柄を表示し、その表示の輝度も階調がついた、図形表示、漢字、平仮名等の広範囲なグラフィック表示ができる蛍光表示管へと進化を遂げている。そして、民生機器（例えば、オーディオ、ビデオ機器）、家電機器（冷蔵庫等）、産業機器（工作機器、事務機器、計測機器、通信機器等の様々な機器）の表示部、自動車の計器盤等に用いられ、表示装置として広く利用されている（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００５】
また、蛍光表示管と、この蛍光表示管を駆動する蛍光表示管駆動回路の主要部と、を一体に構成した蛍光表示管装置が広く用いられている。このような、蛍光表示管装置においては、その蛍光表示管に特化された蛍光表示管駆動回路が、半導体装置（ＩＣ）として形成されている。そして、半導体装置と蛍光表示管とは一体化されて蛍光表示管装置を構成している。
【０００６】
そして、蛍光表示管装置の一例としては、上述したカソード、グリッド、アノードおよび蛍光体から構成される蛍光表示部とともに、半導体装置を密封容器の内部に配した、所謂、ＣＩＧ（Ｃｈｉｐ  Ｉｎ  Ｇｌａｓｓ）ＶＦＤと称される構成のものがある。また、他の例としては、カソード、グリッド、アノードおよび蛍光体のみを密封容器に封止し、これらのカソード、グリッドおよびアノードの各々の電極と密封容器の外に配置された半導体装置とをパターンで接続して一体構成とした、所謂、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｕｔ  Ｇｌａｓｓ）ＶＦＤと称される構成のものがある。そして、このように一体化された蛍光表示管装置は、小型化が図られ、蛍光表示管を表示装置として採用するユーザの利便が図られている。
【０００７】
例えば、ユーザの利便性も考慮に入れ、蛍光表示管のアノードおよびグリッドからの数１０本の端子を、蛍光表示管駆動回路と接続する必要がないようになされている。すなわち、蛍光表示管装置の内部または外部にＩＣ化されたデコーダとドライバとを設けることによって、このＩＣの電源の端子と、このＩＣを制御するための信号線の端子と、フィラメントの端子と、をユーザは接続すれば良いようにされている。（例えば、特許文献１、非特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開２００３−１８７７２５号公報
【非特許文献１】岸野隆雄  編集  「蛍光表示管」  産業図書株式会社、平成２年１０月３１日、Ｐ７〜１４、Ｐ１５４〜１５８
【非特許文献２】双葉電子工業株式会社ホームページ、[平成１７年６月９日検索]インターネット＜URL:http://www.futaba.co.jp/display/variat.html#cigvfd＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、表示装置が使用される分野の拡大につれ、その要求される電圧仕様も種々のものとなってきている。上述したように、蛍光表示管のアノード電圧自体は、１２Ｖ（ボルト）〜１２０Ｖ程度の広範囲な対応が可能であるものの、このような種々の分野に蛍光表示管を導入しようとすると、電圧仕様ごとに、蛍光表示管、その蛍光表示管を駆動する蛍光表示管駆動回路、その蛍光表示管と蛍光表示管を駆動する蛍光表示管駆動回路の主要部とを一体とした蛍光表示管装置、その蛍光表示管を駆動する半導体装置を設計、製造する必要にせまられる。
【０００９】
そして、その都度、新規な設計、製造が必要となって設計、製造における効率化が図られない。また、ユーザの要望に合わせた様々な電圧仕様の蛍光表示管を少量、多品種、製造する場合には、量産効果によって生じるコストダウンを期待することが困難である。その結果、逆に蛍光表示管の有する数多くの長所に魅力を感じる多くのユーザが、コストを考慮して、その採用に躊躇をせざるを得ない場合もあった。
【００１０】
このような事態を解決するために、蛍光表示管の動作電圧の仕様と、これを装置の一部に用いる機器の採用する電源の電圧の仕様とが異なる場合には、図１に示すように、機器の採用する電源電圧である入力電圧Ｖｉｎを、入力電圧Ｖｉｎとは異なる電圧値の所定の仕様電圧である蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖに変換する電圧変換装置を、蛍光表示管装置の前に直列に接続して、表示装置としての機能を確保することが考えられる。そして、この場合に、電圧変換装置として、パルスの時比率を入力電圧Ｖｉｎに応じて変化させるパルス幅変調を用いたスイッチングレギュレータ方式によるものを用いれば、電力の損失も少なく好適である。
【００１１】
しかしながら、このような直列接続の構成を採用する場合には、蛍光表示管装置とは別に電圧変換装置を設けなければならない。そのために、蛍光表示管を用いる表示装置の提供者（蛍光表示管のユーザ）においては、新たに、電圧変換装置の設計、製造の必要が生じ、技術的負担は大きいものとなっている。また、このような電圧変換装置を設計、製造するユーザにおいては、かならずしも蛍光表示管装置に関して習熟しているとは限らず、技術的な問題が生じた場合に、電圧変換装置の側に問題があるのか、蛍光表示管装置の側に問題があるのか、あるいは、両者の整合性に問題があるのかの判断が困難な場合も発生する。
【００１２】
また、蛍光表示管装置と、外部に設ける電圧変換装置とを組み合わせることによって、両者の整合性に関する新たな技術的な課題が生じた（一例として、蛍光表示管装置のクロック周波数と電圧変換装置のクロック周波数とが異なることによる外部機器に対するビート周波数妨害の発生、また、他の例として、蛍光表示管装置または電圧変換装置のいずれかの一方に動作の異常が発生した場合に、その影響が、他方にまでおよび、装置全体の連鎖的破壊に至る場合もある）。
【００１３】
さらに、蛍光表示管装置と電圧変換装置との両方に対して費用が発生してしまい、装置全体としてのコストが高いものとなるのは避けられない。このような結果、コストを理由として、蛍光表示管を用いる表示装置の円滑な市場への導入に支障が生じる場合もあり得る。
【００１４】
特に、近年、表示装置を採用する機器の種類が多岐に渡っているが、その中で、画質の良さ、信頼性が高い等々の点から表示装置に蛍光表示管を採り入れることに、表示装置を用いた機器の提供者、これらの機器を使用する末端の顧客から、ますます大きな期待が集まっている。そして、表示装置に対する電源仕様の範囲拡大、数量の増大にともない、上述した、蛍光表示管の有する特有な事情は、解決すべき大きな技術課題となってきている。
【００１５】
一例として、蛍光表示管の一用途としての自動車産業だけを見ても、バッテリの電圧が１０Ｖから４８Ｖまでに及んでいる。このような事情を鑑みると、広範囲に渡る電源電圧に蛍光表示管を対応させることを可能とし、その対応策を実施のためのコストが安く、その対応策を実施するに当たって技術的な問題の発生する余地が少ない解決策を技術面から提供することが急務となっている。そして、この解決策は、一言で要約すると、蛍光表示管を採用する表示装置の提供者（蛍光表示管のユーザ）、表示装置を用いた機器の提供者（表示装置のユーザ、例えば、自動車製造者）にとって技術的、コスト的に負担のないものでなければならない。そうしないと、蛍光表示管を市場において、さらに拡大普及させることはできない。
【００１６】
そこで、本発明は、上述の課題を解決する表示装置、蛍光表示管装置、蛍光表示管駆動回路、蛍光表示管を駆動する半導体装置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】
【００１７】
本発明の表示装置は、電子を放出するカソードと、電子の移動を制御するグリッドおよびアノードと、電子が衝突することによって発光する蛍光体と、を有する蛍光表示部と、グリッドおよびアノードに接続され、蛍光体の発光を制御する蛍光表示部駆動部と、蛍光表示部駆動部と接続され、蛍光表示部駆動部に所定電圧を供給する電圧変換部と、蛍光表示部駆動部および電圧変換部を制御する共通制御部と、を備える。すなわち、蛍光表示部のグリッドおよびアノードに接続された、蛍光表示部駆動部が蛍光体の発光を制御する。また、電圧変換部は、蛍光表示管駆動部に所定電圧を供給する。そして、共通制御部が蛍光表示部駆動部および電圧変換部を制御する。
【００１８】
本発明の蛍光表示管駆動回路は、電子を放出するカソードと、電子の移動を制御するグリッドおよびアノードと、少なくとも一方向から視認可能とされる、電子が衝突することによって発光する蛍光体と、が、真空の密封容器の内部に形成されてなる蛍光表示管のグリッドおよびアノードに接続され、蛍光体の発光を制御する蛍光表示管駆動部と、蛍光表示管駆動部と接続され、蛍光表示管駆動部に所定電圧を供給する電圧変換部と、蛍光表示管駆動部および電圧変換部を制御する共通制御部と、を備える。すなわち、蛍光表示管駆動部が、蛍光表示管のグリッドおよびアノードに接続され、蛍光体の発光を制御する。また、電圧変換部が、蛍光表示管駆動部と接続され、蛍光表示管駆動部に所定電圧を供給する。そして、共通制御部が、蛍光表示管駆動部および電圧変換部を制御する。
【００１９】
本発明の蛍光表示部を駆動する半導体装置は、電子を放出するカソードと、電子の移動を制御するグリッドおよびアノードと、電子が衝突することによって発光する蛍光体と、を有する蛍光表示部のグリッドおよびアノードに接続され、蛍光体の発光を制御する蛍光表示部駆動部と、蛍光表示部駆動部に所定電圧を供給する電圧変換部の制御部である電源制御部と、蛍光表示部駆動部および電源制御部を制御する共通制御部と、を備える。すなわち、蛍光表示部駆動部が、蛍光表示管のアノードとグリッドに接続され、蛍光体の発光を制御する。また、電源制御部が、蛍光表示部駆動部に所定電圧を供給する電圧変換部を制御する。そして、共通制御部が、蛍光表示管駆動部および電源制御部を制御する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の表示装置、蛍光表示管駆動回路および蛍光表示部を駆動する半導体装置によれば、これらを用いるユーザの技術的困難を取り除き、広い電圧範囲の電源に対して適用可能とし、コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に説明をする種々の実施形態において、蛍光表示管は、フィラメント（カソード）、グリッド、アノードおよび蛍光体が真空容器の内部に形成されるものである。また、表示管を駆動する半導体装置は、蛍光表示部駆動部と、共通制御部と、少なくとも電圧変換部の一部である電源制御部とが、半導体装置（例えば、ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）として構成されているものである。また、蛍光表示管装置は、蛍光表示部と半導体装置とを含むものである。また、蛍光表示管駆動回路は、半導体装置と外付部品とを含むものである。また、表示装置は、蛍光表示管装置と外付部品とを含むものである。これらの構成および作用を、図面に沿って順に説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
図２に沿って第１実施形態の表示装置１０の説明を行う。
【００２３】
（表示装置の説明）
図２に示す表示装置１０は、蛍光表示管装置２０（一点鎖線で囲む範囲内）と外付部品とを有する。蛍光表示管装置２０は、所謂、ＣＩＧＶＦＤと、所謂、ＣＯＧＶＦＤと称される代表的な２種類の構成態様がある。ＣＩＧＶＦＤでは、１チップＩＣ（半導体装置）２１および蛍光表示部２２が真空容器の内部に封止されており、ＣＯＧＶＦＤでは、真空容器の内部に封止されるのは、蛍光表示部２２のみであり、１チップＩＣ（半導体装置）２１は、真空容器の外部に配され蛍光表示部２２と一体形成されている。外付部品は、表示装置１０を構成する蛍光表示管装置２０以外の構成部品からなっている。そして、表示装置１０は、装置外部とのインターフェイスのために、端子Ｖｈｈ、端子Ｖｄｄ、端子Ｄａｔ、端子Ｃｌｋ、端子Ｌａｔ、端子Ｃ／Ｄ、端子Ｆｍ１、端子Ｆｍ１および端子Ｇｎｄを備えている。
【００２４】
端子Ｖｈｈと端子Ｇｎｄとの間には、後述するステップアップ型スイッチングレギュレータに電力を供給するための入力電圧Ｖｉｎが供給される。また、端子Ｆｍ１と端子Ｆｍ２との間には、蛍光表示部２２のフィラメントに電流を流すためのフィラメント電圧Ｖｆｍが供給される。また、端子Ｖｄｄと端子Ｇｎｄとの間には、蛍光表示管装置２０に配された１チップＩＣ２１を動作させるための半導体装置電圧Ｖｌｖが供給される。
【００２５】
本実施形態では、入力電圧Ｖｉｎの値は、例えば、８Ｖ（ボルト）から１２Ｖ未満の範囲で可変なＤＣ（直流）電圧である。表示装置１０はこの範囲の入力電圧Ｖｉｎに対して適切に動作するようになされている。また、半導体装置電圧Ｖｌｖとしては、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ＩＣの標準的な電圧である３．３Ｖを採用している。また、フィラメント電圧Ｖｆｍの値としては、３ＶのＡＣ（交流）電圧またはＤＣ（直流）電圧を採用している。本実施形態で入力電圧Ｖｉｎの下限を８Ｖとしているのは、１０Ｖ用のバッテリの低減電圧にも対応可能とするためである。
【００２６】
また制御のための信号として、端子Ｄａｔと端子Ｇｎｄとの間には、発光表示および１チップＩＣ２１の制御のためのシリアル信号であるデータ信号Ｓｄｔが供給される。また、端子Ｃｌｋと端子Ｇｎｄとの間には、データ信号Ｓｄｔと同期した外部クロック信号Ｓｃｋが供給される。また、端子Ｌａｔと端子Ｇｎｄとの間には、データ信号Ｓｄｔの区切りを示すラッチ信号Ｓｌｔが供給される。また、端子Ｃ／Ｄと端子Ｇｎｄとの間には、データ信号Ｓｄｔが１チップＩＣ２１を制御するための制御命令データか蛍光表示部２２に表示されるべき表示データかを示す命令・データ切替信号Ｓｃｄが供給される。
【００２７】
本実施形態では、データ信号Ｓｄｔは、８ビットを１ワードとする信号である。また、外部クロック信号Ｓｃｋは、このデータ信号Ｓｄｔの１ビットの長さに対応した周期で繰り返す信号である。また、ラッチ信号Ｓｌｔはデータ信号Ｓｄｔの送信終了ごとに出力される信号である。また、命令・データ切替信号Ｓｃｄは、１ワード長のデータ信号Ｓｄｔに応じてＨ（ハイレベル）とＬ（ローレベル）とのいずれかが付与され、これによって、データ信号Ｓｄｔが制御命令データであるか、表示データであるかを区別する信号である。
【００２８】
端子Ｄａｔ、端子Ｃｌｋ、端子Ｌａｔおよび端子Ｃ／Ｄの各々は、表示装置１０の外部に設けられた、電圧仕様が３．３ＶのＭＰＵ（マイクロプロセッサ、図示せず）と接続され、データ信号Ｓｄｔ、外部クロック信号Ｓｃｋ、ラッチ信号Ｓｌｔおよび命令・データ切替信号Ｓｃｄは、ＭＰＵから供給される。そして、ＭＰＵが、データ信号Ｓｄｔに応じて所望のデスプレイ表示または表示装置１０の制御を行う。
【００２９】
以下に、図２に沿って表示装置１０の各部の詳細について順に説明をする。
【００３０】
（蛍光表示管装置）
蛍光表示管装置２０は、上述したようにＣＩＧＶＦＤにおいては、蛍光表示部２２と１チップＩＣ２１とが真空容器の中に配される形態で一体形成されており、ＣＯＧＶＦＤにおいては、蛍光表示部２２を封止する真空容器の外側に延長したアノード基板および蛍光体を形成した絶縁性基板の上面に１チップＩＣ２１が配される形態で一体形成されている。
【００３１】
すなわち、ＣＩＧＶＦＤにおいては、符号２０を付した一点鎖線の内部が真空に保たれた密封容器の内部に配されており、ＣＯＧＶＦＤにおいては、符号２２を付した破線の内部が真空に保たれた密封容器の内部に配されている。以下、特に明記しない場合には、蛍光表示管装置２０には、ＣＩＧＶＦＤおよびＣＯＧＶＦＤの両者が含まれるものとして説明をする。なお、「真空」の意味は、密封容器中に、まったく、気体分子が含まれない状態に限定されるものではなく、蛍光表示の機能を発揮するのに影響がない程度の空気の混入状態、その他の不活性ガス等の種々のガスのごく僅かな混入状態も含むものである。
【００３２】
（外付部品）
また、上述した外付部品は、本実施形態では、所謂、ステップアップ型スイッチングレギュレータを構成する部品の一部である。以下に外付部品の説明をする。
【００３３】
外付部品としては、スイッチ素子６１、ダイオード６２、インダクタ６３、コンデンサ６４、抵抗６５および抵抗６６が含まれる。これらの部品が外付部品とされている理由を以下に説明する。
【００３４】
スイッチ素子６１およびダイオード６２は、電力の取扱量が大きいので、ＩＣ化する場合にチップサイズが大きくなってＩＣのコストが高くなることと、外部から供給される入力電圧Ｖｉｎの値が広範囲に及んだ場合でも、スイッチ素子６１およびダイオード６２の電圧仕様および電流仕様を、入力電圧Ｖｉｎの値に応じたものとすることによって、広範囲な入力電圧Ｖｉｎに対応することを目的として、蛍光表示管装置２０に含まれない外付部品とされている。
【００３５】
また、インダクタ６３およびコンデンサ６４は、電力の取扱量が大きいために比較的に形状が大型であることと、高温下での使用が部品の性質上望ましくなく、蛍光表示管装置２０から発せられる熱を避けることとを理由として、蛍光表示管装置２０に含まれない外付部品とされている。
【００３６】
さらに、抵抗６５および抵抗６６は、蛍光表示部２２のアノードまたはグリッドの電圧仕様が少し変わったとしても、ある程度の範囲において、抵抗６５および抵抗６６を調整して、異なる電圧仕様の蛍光表示部２２の駆動を１種類の１チップＩＣ２１で対応可能とするために外付部品とされている。また、コンデンサ６７は、後述するダイナミック駆動において蛍光表示部２２を駆動する場合のスキャン周波数、デコーダクロック周波数およびステップアップ型スイッチングレギュレータのクロック周波数を調整可能とするために蛍光表示管装置２０に含まれない外付部品とされている。
【００３７】
（蛍光表示部）
図２における蛍光表示部２２（破線の範囲で示す）は、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に、背景技術として示したと同様に、透明なるガラス容器内にフィラメント、グリッドおよびアノードを有する３極管構造を有している。例えば、桁ごとにグリッドが配置され、各々の桁は７セグメントで構成され（図３（Ｃ）を参照）、各々の桁の同一のセグメント（図３（Ｃ）に示すセグメントａに属するセグメントであるａ１ないしセグメントａ４を初めとし、その他、セグメントｂに属するセグメントないしセグメントｇに属するセグメント）は相互に接続されている。そして、各々の桁のグリッドには、グリッド信号１Ｇないしグリッド信号４Ｇが時系列で順次印加（グリッドスキャン）されている（図３（Ａ）を参照）。
【００３８】
また、グリッド信号１Ｇないしグリッド信号４Ｇの各々は、フィラメントよりも正電位の場合に、該当する桁を点灯させる。ここで、図３（Ａ）の周期Ｔｓはスキャン周期、時間ｔｐは点灯時間を示し、時間ｔｐを周期Ｔｓで割った数値はスキャン時比率を表す。図３（Ａ）では記載が省略されているが、グリッド信号２Ｇないしグリッド信号４Ｇについても、本実施形態においてはグリッド信号１Ｇと同じ長さに時間ｔｐは制御されている。一方、図３（Ｂ）に示すアノード信号ａはセグメントａ１ないしセグメントａ４に印加される信号であり、その他のアノード信号の各々は該当するセグメントに印加される電圧である。そして、フィラメントよりも正電位の場合に、該当するセグメントを順次点灯させる（アノードスキャン）。このようなグリッドスキャンおよびアノードスキャンを行うための時系列信号の発生は、１チップＩＣ２１に配されたデコーダ５１によって行われる。
【００３９】
（１チップＩＣ）
図２においては、１チップＩＣ２１（２点鎖線の範囲で示す）は、ＣＭＯＳプロセスを用いて製造され、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴとＮチャンネルＭＯＳＦＥＴとを組み合わせて、アナログ回路とデジタル回路とが混在して形成されており、３Ｖないし５．５Ｖの電圧範囲で動作するようになされている。これによって３．３Ｖまたは５Ｖの仕様電圧のＭＰＵに対応可能とされている。本実施形態では３．３Ｖで動作させている。しかしながら、蛍光表示部２２のグリッドおよびアノードをドライブするドライバ５３については１２Ｖないし２０Ｖの電圧で動作するようにされている。本実施形態では蛍光表示部２２の仕様に合わせて端子Ｖｈｄに蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖの値として１２Ｖを印加して、ドライバ５３をこの電圧で動作させている。
【００４０】
１チップＩＣ２１は、機能的には、図２においては、各々、破線で囲み示す、電源制御部３０と共通制御部４０と蛍光表示部駆動部５０とを具備している。
【００４１】
電源制御部３０は、電圧変換部の主要部であり、この電源制御部３０に含まれる個別の回路は、端子Ｃｓｄと端子Ｆｂｋとを介して外付部品であるスイッチ素子６１と分圧抵抗である抵抗６５および抵抗６６とに接続されている。共通制御部４０は、電源制御部３０および蛍光表示部駆動部５０を制御するものであり、共通制御部４０は、端子Ｏｓｃを介してコンデンサ６７と接続されている。蛍光表示部駆動部５０は、蛍光表示部２２と蛍光表示管装置２０の内部に配された数１０本の内部配線パターンを介して接続されている。
【００４２】
具体的には、蛍光表示管装置２０に実装された１チップＩＣ２１は、リードフレームを介して、または介さず直接に蛍光表示管装置２０の配線パターンに接続され、この内部パターンが端子Ｃｓｄ、端子Ｆｂｋ、端子Ｖｈｄ、端子Ｏｓｃ、端子Ｖｄｄ、端子Ｄａｔ、端子Ｃｌｋ、端子Ｌａｔ、端子Ｃ／Ｄおよび端子Ｇｎｄと接続されるとともに、蛍光表示部２２の各々のアノードとグリッドとに接続されている。また、蛍光表示部２２に配されたフィラメントからの配線も配線パターンを介して端子Ｆｍ１および端子Ｆｍ２に接続されている。１チップＩＣ２１が蛍光表示部２２の内部に配されるＣＩＧＶＦＤの場合には、配線パターンは、真空容器の内部に配されている。また、ＣＯＧＶＦＤの場合には、真空容器の中の蛍光表示部２２から外部に伸びる配線パターンによって蛍光表示部２２と１チップＩＣ２１とは接続されている。
【００４３】
以下、電源制御部３０、共通制御部４０および蛍光表示部駆動部５０の各々についてより詳細に順に説明する。
【００４４】
（電源制御部と外付け部品からなる電圧変換部の説明）
まず、電源制御部３０の説明を行うが、併せて、外付部品と電源制御部３０とで構成されるステップアップ型スイッチングレギュレータについても説明をする。本実施形態においては、ステップアップ型スイッチングレギュレータは電圧変換部の一例として機能する。
【００４５】
電源制御部３０は、三角波発生器３１、誤差増幅器３２、パルス幅変調器３３およびスイッチ素子ドライバ３４を具備している。
【００４６】
三角波発生器３１は、後述する発振器４３からの基準発振信号Ｓｓｏを分周した電源クロック信号に基づき三角波電圧Ｖｔ（電圧の値が時間の経過に比例して増加し、所定の値に達すると、電圧の値が時間の経過に比例して減少し、電圧の値が零になると再び、電圧の値の上昇、下降を繰り返す周期的な波形の電圧、図４（Ｂ）を参照）を発生するようになされている。ここで、三角波発生器３１は、ＣＭＯＳで構成されるオペアンプ（演算増幅器）と１チップＩＣ２１の内部の静電容量を用いた積分器によって構成され、この積分器の出力として三角波電圧Ｖｔは得られるようになされている。また、基準発振信号Ｓｓｏと電源クロック信号との分周比については、デコーダ５１が、発する三角波発生器制御信号Ｓｓｆによって、三角波発生器３１に配されたプログラマブルな分周器（図示せず）を制御して、分周比を変化させることができるようになされている。
【００４７】
電源クロック信号の周波数は、スイッチ素子６１、ダイオード６２のスイッチング速度特性、インダクタ６３、コンデンサ６４の周波数特性等に応じて適宜決め得るものであるが、本実施形態では、発振器４３で発振する基準発振信号Ｓｓｏは４００ｋＨｚ（キロヘルツ）とし、分周比は１／４として、電源クロック信号の周波数は１００ｋＨｚとした。
【００４８】
また、誤差増幅器３２は、基準電圧Ｖｒｅｆの値とフィードバック電圧Ｖｆｂの値との差を増幅して増幅誤差電圧Ｖｅを出力するようになされており、誤差増幅器３２としては、ＣＭＯＳのオペアンプが用いられる。また、基準電圧Ｖｒｅｆの値は１．２４Ｖに選ばれている。
【００４９】
パルス幅変調器３３は、上述した三角波電圧Ｖｔと増幅誤差電圧Ｖｅとを比較し、三角波電圧Ｖｔの値と増幅誤差電圧Ｖｅの値とを比較し、両者の相対的な大小によってハイレベル信号（３．３Ｖ）またはローレベル信号（０Ｖ）を発生するＣＭＯＳで構成されるコンパレータ（大小比較器）によって構成されている。
【００５０】
また、スイッチ素子ドライバ３４は、ハイレベル信号またはローレベル信号に応じて、スイッチ素子６１をＯＮ（導通）、ＯＦＦ（切断）するための信号を出力する電力インターフェイスであり、スイッチ素子６１を制御するに十分な電力を供給できるようになされている。また、スイッチ素子ドライバ３４は、アンド（ＡＮＤ）回路を構成し、このアンド回路の１の入力端に、パルス幅変調器３３の出力端が接続され、このアンド回路の他の入力端には、後述する保護制御器４２からの供給電力制御信号Ｓｐｐが印加されるようになされ、これによってアンド回路を構成するスイッチ素子ドライバ３４の出力の電圧を強制的にローレベルとすることができるようになされている。
【００５１】
ここで、スイッチ素子ドライバ３４は、電源部保護器の一例として機能し、供給電力制御信号Ｓｐｐがローレベルの場合に保護機能が働く。そして、電圧変換部が何らかの原因で、過負荷になって発熱して損傷をする等の不具合が生じるのを防止する。また、蛍光表示部駆動部５０または蛍光表示部２２に異常が生じた場合にも、蛍光表示部駆動部５０への電力の供給を絶ち、蛍光表示部駆動部５０または蛍光表示部２２の発熱、破壊に至る等の不具合が生じるのを防止する。
【００５２】
次に、上述した電源制御部３０および外付部品である、スイッチ素子６１、ダイオード６２、インダクタ６３、コンデンサ６４、抵抗６５および抵抗６６で構成されたステップアップ型スイッチングレギュレータの動作を簡単に説明する。
【００５３】
このステップアップ型スイッチングレギュレータは、外部から供給される入力電圧Ｖｉｎの値が８Ｖから１２Ｖである場合に、入力電圧Ｖｉｎの値を変換して、蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖの値を、例えば、１２Ｖとするものである。これによって、１チップＩＣ２１の端子Ｖｈｄに入力される蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖの値は、入力電圧Ｖｉｎの電圧の変動および蛍光表示部２２に流れる電流の変動にかかわらず、略１２Ｖの一定値に保たれる。
【００５４】
図４（Ａ）ないし図４（Ｃ）に沿って、電源制御部３０の各部の動作の説明をする。図４（Ａ）にフィードバック電圧Ｖｆｂと基準電圧Ｖｒｅｆとを示す。基準電圧Ｖｒｅｆの値からフィードバック電圧Ｖｆｂの値を引いた電圧が、誤差電圧Δ１と誤差電圧Δ２である。図４（Ａ）では、左側に示す誤差電圧Δ１は、入力電圧Ｖｉｎの値が８Ｖである場合における誤差電圧を示し、右側に示す誤差電圧Δ２は、入力電圧Ｖｉｎの値が１０Ｖである場合における誤差電圧を示すものである。ここで、ステップアップ型スイッチングレギュレータは、フィードバック制御系を構成するものであり、適切に動作して、開ループゲインが十分に得られている場合には、誤差電圧Δ１および誤差電圧Δ２の値（定常偏差）は、蛍光表示部２２の輝度にほとんど影響を与えない程度の微小なものである。
【００５５】
図４（Ｂ）に三角波電圧Ｖｔと増幅誤差電圧Ｖｅとを示す。三角波電圧Ｖｔは、コンデンサ６７の値および三角波発生器３１に配された分周器の分周比によって定められる所定の周期Ｔ１で繰り返している。ここで周期Ｔ１は、上述したように、電源クロック信号の周波数は１００ｋＨｚとしているので、１０μＳｅｃ（マイクロ秒）である。一方、増幅誤差電圧Ｖｅは、誤差電圧Δ１または誤差電圧Δ２を誤差増幅器３２で増幅したものである。
【００５６】
図４（Ｃ）に、パルス幅変調器３３の出力の波形を示す。三角波電圧Ｖｔの値よりも増幅誤差電圧Ｖｅの値が大きい範囲でパルス幅変調器３３の出力は、ハイレベル（図４（Ｃ）の上方）となり、三角波電圧Ｖｔの値よりも増幅誤差電圧Ｖｅの値が小さい範囲でパルス幅変調器３３の出力は、ローレベル（図４（Ｃ）の下方）となる。パルス幅変調器３３の出力の波形は、電源クロック信号に基づいた周期のパルスであり、所定の周期Ｔ１で繰り返しながら期間Ｔ２１または期間Ｔ２２の間、ハイレベルとなるものである。ここで、期間Ｔ２１の長さは、期間Ｔ２２の長さよりも、長くなっている。期間Ｔ２１または期間Ｔ２２を周期Ｔ１で割ったものは、一般的に、時比率と称されている。
【００５７】
パルス幅変調器３３からの出力は、スイッチ素子ドライバ３４を介することによって、電力増幅がなされ、スイッチ素子６１のＯＮとＯＦＦとの制御が可能となる。本実施形態では、スイッチ素子６１はＮＰＮトランジスタで構成されており、パルス幅変調器３３の出力がハイレベルの場合にスイッチ素子６１は、ＯＮ（コレクタとエミッタ間がＯＮ）とされ、パルス幅変調器３３の出力がローレベルの場合にスイッチ素子６１は、ＯＦＦ（コレクタとエミッタ間がＯＦＦ）とされる。
【００５８】
スイッチ素子６１がＯＮとされる期間である、期間Ｔ２１または期間Ｔ２２においては、端子Ｖｈｈ→インダクタ６３→スイッチ素子６１→接地（Ｇｎｄ）の経路で電流が流れ、インダクタ６３に磁気エネルギ−が蓄えられる。そして、スイッチ素子６１がＯＦＦとされる期間においては、端子Ｖｈｈ→インダクタ６３→ダイオード６２→コンデンサ６４の経路で電流が流れ、コンデンサ６４に対して、蓄えられた磁気エネルギ−に応じた電荷が供給され、コンデンサ６４の両端の電圧、すなわち、端子Ｖｈｄに供給される蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖの値を上昇させ、一定の値（１２Ｖ）とするように作用する。
【００５９】
ここで、出力負荷が一定の場合、期間Ｔ２１で表す期間（入力電圧Ｖｉｎの値が８Ｖの場合の期間）の長さは、期間Ｔ２２で表す期間（入力電圧Ｖｉｎの値が１０Ｖの場合の期間）の長さより長い。つまり、入力電圧Ｖｉｎがより低い場合には、より大きな量の電荷をコンデンサ６４に供給して端子Ｖｈｄに供給される蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖの値を、入力電圧Ｖｉｎの如何にかかわらず、一定の値（１２Ｖ）に保っている。ここで、抵抗６５と抵抗６６とは蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖを分圧するためのものであり、蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖが１２Ｖのときに、分圧されたフィードバック電圧Ｖｆｂが１．２４Ｖ（基準電圧Ｖｒｅｆの値）となるように抵抗６５と抵抗６６との抵抗値が各々定められている。
【００６０】
（共通制御部の説明）
共通制御部４０は、発振器４３、保護制御器４２および異常検出器４１を具備している。
【００６１】
発振器４３は、その内部に配された電流源（図示せず）によって発生される所定の値の電流が、端子Ｏｓｃに接続されるコンデンサ６７を充電して、所定の電圧となると、コンデンサ６７の電圧をリセットする繰り返し動作を行うことによって、コンデンサ６７の値で定まる所定の周波数の基準発振信号Ｓｓｏを出力するようになされている。コンデンサ６７の容量値を適宜選択して、基準発振信号Ｓｓｏの周波数は、上述したように、４００ｋＨｚに設定されている。この基準発振信号Ｓｓｏは１チップＩＣ２１で行われるすべての処理の基準となる信号である。
【００６２】
異常検出器４１は、電圧変換部（ステップアップ型スイッチングレギュレータ）の異常と蛍光表示部駆動部５０の異常とを検出するものである。ここで、異常検出器４１が検出する異常は、フィードバック電圧Ｖｆｂの異常、パルス幅変調器３３の出力であるパルス幅信号Ｓｐｗの異常、デコーダ５１の動作等の異常である。なお、異常の用語は、一般的な動作状況ではないことを含み、必ずしも機能不全のみを意味するものではない。
【００６３】
そして、異常検出器４１は、デコーダ５１が、発する異常検出器制御信号Ｓａｄによって、異常検出のレベル範囲を設定できるようになされている。具体的には、電圧変換部の異常については、フィードバック電圧Ｖｆｂを検出し、フィードバック電圧Ｖｆｂがどの範囲から外れた場合に異常として検出するか、パルス幅変調器３３のパルス幅信号Ｓｐｗを検出し、パルス幅（時比率）がどの範囲を越えた場合に異常として検出するかの範囲の設定を行うことができるようになされている。
【００６４】
また、蛍光表示部駆動部５０の異常については、デコーダ５１からのデコーダ警告信号Ｓｄｋを検出して、どのくらいの間、グリッドスキャンが停止した場合に異常と判定するかの時間、または、表示が頻繁に変化することが期待されている用途において、どのくらいの間、表示が固定したままで変化しない場合に異常と判断するかの時間の設定ができるようになされている。なお、表示が固定したままの場合は、必ずしも装置の異常ではなく、外部に付加されたＭＰＵの異常である場合もあり得るが、通常の動作ではないので異常として取り扱うこととしている。
【００６５】
保護制御器４２は、異常検出器４１からの異常を知らせる異常通知信号を受けて、１チップＩＣ２１の電源制御部３０および蛍光表示部駆動部５０に対して保護のための信号を出す。具体的には、スイッチ素子ドライバ３４に対しては、供給電力制御信号Ｓｐｐを出力する。また、後述するドライバ保護器５２にドライバ電力制御信号Ｓｐｄを送出する。さらに、保護制御器４２からデコーダ５１に対して、デコーダ制御信号Ｓｈｄを送出することができるようになされている。
【００６６】
デコーダ制御信号Ｓｈｄおよびドライバ電力制御信号Ｓｐｄは、本実施形態では駆動部電力制御信号の一例として機能する。また、保護制御器４２は、供給電力制御信号Ｓｐｐ、ドライバ電力制御信号Ｓｐｄおよびデコーダ制御信号Ｓｈｄをどのように組み合わせて出力するかを、保護制御器制御信号Ｓｈｃに応じて選ぶことができる。このために、デコーダ５１は、ＭＰＵからの指令によって、保護制御器４２に対して、保護制御器制御信号Ｓｈｃを出力できるようになされている。
【００６７】
なお、保護制御器４２がどのように動作するかについては、蛍光表示部駆動部５０について説明をした後により詳しく説明をする。
【００６８】
（蛍光表示管駆動部について）
蛍光表示部駆動部５０は、図２においては、細い一点鎖線で各々囲われた、デコーダ５１、ドライバ保護器５２、ドライバ５３を具備する。
【００６９】
デコーダ５１は、シフトレジスタ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、シフトレジスタ、カウンタ、アンド（ＡＮＤ）回路、オア（ＯＲ）回路を組み合わせたランダムロジック回路から構成されている（いずれも図示せず）。デコーダ５１の内部の回路は、デコーダクロック信号（図示せず）を基準に同期して動作する。このデコーダクロック信号は、基準発振信号Ｓｓｏをデコーダ５１の内部のカウンタで分周して作られるものであり、分周比は、後述するデータ信号Ｓｄｔに含まれる制御命令データの一つによって制御できるようになされている。本実施形態では、この分周比は１として、デコーダクロック信号の周波数は４００ｋＨｚとしている。
【００７０】
ここで、デコーダクロック信号の周波数と、電源クロック信号の周波数との関係について説明する、デコーダクロック信号および電源クロック信号のいずれも基準発振信号Ｓｓｏを分周器で分周（１も含む整数で割ること）されているので、デコーダクロック信号の周波数と電源クロック信号の周波数とはその周波数が整数の比で表されるものとなる。上述したように、本実施形態では４（４００ｋＨｚ）：１（１００ｋＨｚ）である。
【００７１】
デコーダクロック信号に基づき動作する蛍光表示部駆動部５０と電源クロック信号に基づき動作する電源制御部３０と外付部品とからなる電圧変換部とは、いずれも大きな電力を扱う。そのため、不要輻射妨害を周辺機器に与えることが多いが、このような場合でも、デコーダクロック信号の周波数と、電源クロック信号の周波数とが整数比で表される関係にあるので、不要輻射妨害の周波数は大きく変化することはない。一方、デコーダクロック信号と電源クロック信号とが無関係に設定された場合には、周波数と振幅が広範囲に変化する有害なビート妨害が発生する。そして、例えば、車載のラジオ、音響機器等に妨害を与える。この点において、基準発振信号Ｓｓｏに基づき蛍光表示部駆動部５０と電圧変換部とを同期的に動作させることは非常に有益なものである。
【００７２】
デコーダ５１に対して、表示装置１０の外部に配されたＭＰＵ（図示せず）からの制御信号として、データ信号Ｓｄｔ、外部クロック信号Ｓｃｋ、は命令・データ切替信号Ｓｃｄ、ラッチ信号Ｓｌｔが供給されるようになされている。図５に、各々の制御信号の内容を示す。図５においては、（Ａ）はデータ信号Ｓｄｔ、（Ｂ）は外部クロック信号Ｓｃｋ、（Ｃ）は命令・データ切替信号Ｓｃｄ、（Ｄ）はラッチ信号Ｓｌｔを示す。上述した各々の信号を表すグラフの横軸は時間軸を示すものである。
【００７３】
データ信号Ｓｄｔは、８ビットで１ワードを構成し、ＭＳＢ（Ｍｏｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｂｉｔ）が最初に出力され、ＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｂｉｔ）が最後に出力されるシリアルデータである。（Ａ）では、ＭＳＢをビットＢ７で表し、ＬＳＢをビットＢ０で表している。外部クロック信号Ｓｃｋの立ち上がり毎にデータ信号Ｓｄｔの内容がデコーダ５１のシフトレジスタに読み込まれる。そして、ラッチ信号Ｓｌｔの立ち上がり毎にその直前の８ビットのデータを、ビットＢ７ないしビットＢ０までの１ワードとして確定する。このときに、命令・データ切替信号ＳｃｄがＬである場合には、デコーダ５１の内部で、この１ワードのデータは制御命令データとして取扱われ、命令・データ切替信号ＳｃｄがＨである場合には、この１ワードのデータは表示データとして取扱われる。
【００７４】
制御命令データとしては、上述した、三角波発生器制御信号Ｓｓｆ、保護制御器制御信号Ｓｈｃおよび異常検出器制御信号Ｓａｄ、デコーダクロック信号の分周比、の各々に対応する命令が含まれる。また、表示データは、蛍光表示部２２に表示する発光表示の内容に対応するデータであり、デコーダ５１は、データ信号Ｓｄｔが指定する、表示データを格納するメモリ（またはレジスタ）のアドレスの内容に対応するグリッドとアノードとをドライブするための制御信号を、ドライバ保護器５２を介して、ドライバ５３に出力して、図３（Ａ）に示すグリッド信号１Ｇないしグリッド信号４Ｇおよび図３（Ｂ）に示すアノード信号ａないしアノード信号ｇによって蛍光表示部２２のグリッドおよびアノードを制御して、所望の発光表示を行う。
【００７５】
ここで、ドライバ保護器５２による保護動作が行われない場合には、上述したグリッドスキャンおよびアノードスキャンが行われ、グリッド信号１Ｇないしグリッド信号４Ｇおよびアノード信号ａないしアノード信号ｇは、時系列で刻々変化するスキャン信号として得られる（図３（Ａ）、図３（Ｂ）を参照）。すなわち、デコーダ５１は、４００ｋＨｚのデコーダクロック信号に基づいて、上述したように、データ信号Ｓｄｔが指定する、ＲＯＭのアドレスの内容に対応して、アノード信号（図３（Ｂ）を参照）を順次、出力する。また、デコーダ５１は、デコーダ制御信号Ｓｈｄによって、グリッドを駆動する制御信号であるグリッド信号１Ｇないしグリッド信号４Ｇ（図３（Ａ）に示すグリッド信号）の各々の時間ｔｐを変化させ、スキャン時比率を制御する。そして、スキャン時比率が小さい場合には、蛍光表示部２２の発光時間を短くして、その結果、蛍光表示部２２に供給される電力の低減を図ることができるようになされている。
【００７６】
ドライバ保護器５２は、図２において、ナンド（ＮＡＮＤ）回路５４ａとアンド回路５５ａとで示される保護回路が複数個、配されている。この保護回路の数は、グリッドの数とアノードの数との和に対応している。各々の、保護回路は、同一の構成を有しており、図２においては、符号５４ｂ、符号５４ｎ、符号５５ｂ、符号５５ｎ等の符号を付して、他のアンド回路とナンド回路との記載が省略されている。ナンド回路５４ａは、ドライバ回路のＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ５６ａのゲートに接続され、アンド回路５５ａは、ドライバ回路のＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ５６ａのゲートに接続されている。ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ５６ａとＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ５６ａからなるドライバ回路は、ドライバ５３の１構成要素であり、ドライバ５３は、同一構成を有する複数のドライバ回路から構成されており、図２においては、符号５６ｂ、符号５６ｎ、符号５７ｂ、符号５７ｎ等の符号を付して、ドライバ回路の記載が省略されている。
【００７７】
ナンド回路５４ａの一方の入力端およびアンド回路５５ａの一方の入力端には、保護制御器４２からのドライバ電力制御信号Ｓｐｄが供給されるようになされている。ナンド回路５４ａの他方の入力端およびアンド回路５５ａの他方の入力端の各々にはデコーダ５１からの制御信号が供給されるようになされている。ナンド回路５４ａとアンド回路５５ａとは、同一のドライバ回路を駆動するものであるので、デコーダ５１からのナンド回路５４ａへの出力信号とデコーダ５１からのアンド回路５５ａへの出力信号とは、相補的な信号（一方がＬ（Ｈ）であれば必ず他方がＨ（Ｌ）となる信号）とされている。デコーダ５１からの制御信号は、アノードを駆動するためのアノード信号または、グリッドを駆動するためのグリッド信号を発生し、ドライバ５３の各々のドライバ回路が、蛍光表示部２２のアノードまたはグリッドのいずれを駆動するものであるかによって、予め、アノード信号または、グリッド信号のいずれが印加されるかが決められている。本実施形態ではこの相補的な制御信号は、アノードを駆動するための制御信号であるとして以下説明を進める。
【００７８】
ドライバ５３の１構成要素であるドライバ回路は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ５６ａとＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ５７ａとから構成され、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ５６ａのドレインとＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ５７ａのドレインとは相互に接続され、その接続点は、蛍光表示管のアノードに接続されている。同様に、同一の構成を有する他のドライバ回路は、各々、他のアノードまたはグリッドと接続されている。また、各々のＰチャンネルＭＯＳＦＥＴのソースは１チップＩＣ２１の端子Ｖｈｄに接続され、各々のＮチャンネルＭＯＳＦＥＴのソースは接地されている。
【００７９】
ドライバ保護器５２、ドライバ５３を代表して、ナンド回路５４ａおよびアンド回路５５ａの出力のＨ（Ｌ）と、ドライバ回路のＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ５６ａおよびＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ５７ａのON／OＦＦとの関係を以下に説明する。まず、ナンド回路５４ａの出力がローレベル（Ｌ）の場合には、ドライバ回路のＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ５６ａはＯＮ（ソースとドレイン間がＯＮ）となり、ナンド回路５４ａの出力がハイレベル（Ｈ）の場合には、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ５６ａはＯＦＦ（ソースとドレイン間がＯＦＦ）となる。アンド回路５５ａの出力がＬの場合には、ドライバ回路のＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ５７ａはＯＦＦ（ソースとドレイン間がＯＦＦ）となり、アンド回路５５ａの出力がＨの場合には、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ５７ａはＯＮ（ソースとドレイン間がＯＮ）となる。以上の動作を前提として、ナンド回路５４ａおよびアンド回路５５ａの入力端子に印加されるドライバ電力制御信号Ｓｐｄがどのように作用するかについて、以下に説明をする。
【００８０】
保護制御器４２から供給されているドライバ電力制御信号ＳｐｄがＨである場合、すなわち、保護動作を行わない場合には、ナンド回路５４ａおよびアンド回路５５ａは以下のように動作する。
【００８１】
まず、デコーダ５１からナンド回路５４ａに出力される制御信号がＨ、デコーダ５１からアンド回路５５ａに出力される制御信号がＬである場合には、ナンド回路５４ａの出力はＬ、アンド回路５５ａの出力はＬとなる。よって、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ５６ａはＯＮとなりＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ５７ａはＯＦＦとなって、該当するアノード部分（セグメントａないしセグメントｇのいずれか一つのセグメント）に略１２Ｖの電圧が印加され、蛍光表示部２２のグリッドスキャンのタイミングと合った部分（図３（Ａ）を参照）が発光する。
【００８２】
一方、デコーダ５１からナンド回路５４ａに出力される制御信号がＬ、デコーダ５１からアンド回路５５ａに出力される制御信号がＨである場合には、ナンド回路５４ａの出力はＨ、アンド回路５５ａの出力はＨとなる。よって、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ５６ａはＯＦＦとなりＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ５７ａはＯＮとなって、アノードに略０Ｖの電圧が印加され、蛍光表示部２２の該当するアノード部分を光らせることはない。
【００８３】
このようにして、ドライバ電力制御信号ＳｐｄがＨである場合には、デコーダ５１からナンド回路５４ａおよびアンド回路５５ａに出力される制御信号にしたがって、蛍光表示部２２の蛍光体の発光表示は制御される。
【００８４】
すなわち、ドライバ電力制御信号ＳｐｄがＨである場合には、デコーダ５１からナンド回路５４ａおよびアンド回路５５ａに出力される制御信号によってアノード信号が発生され、グリッド信号１Ｇないしグリッド信号４Ｇのスキャン時比率（デコーダ制御信号Ｓｈｄによって制御される）によって蛍光表示部２２に表示される発光表示の輝度の調整および蛍光表示部で消費される電力の調整が行われる。
【００８５】
ドライバ電力制御信号ＳｐｄがＬである場合、すなわち、保護動作を行う場合には、ナンド回路５４ａおよびアンド回路５５ａは以下のように動作する。
【００８６】
デコーダ５１からナンド回路５４ａに出力される制御信号がＨまたはＬにかかわらず、また、デコーダ５１からアンド回路５５ａに出力される制御信号がＬまたはＨにかかわらず、ナンド回路５４ａの出力はＨ、アンド回路５５ａの出力はＬとなる。よって、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ５６ａはＯＦＦとなり、また、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ５７ａはＯＦＦとなって、アノードはドライバ回路と接続されていないのと等価となる。ドライバ電力制御信号Ｓｐｄは、ドライバ保護器５２のすべてのナンド回路とすべてのアンド回路とに供給されているので、ドライバ電力制御信号ＳｐｄがＬの場合には、このようにして、蛍光表示部２２のすべてのグリッドと、すべてのアノードとを蛍光表示部駆動部５０から等価的に切り離し、蛍光表示部２２に電力が印加されることを防止する。
【００８７】
（保護制御器の動作について）
上述したドライバ電力制御信号Ｓｐｄによって、蛍光表示部２２に供給される電力の制御ができることを説明したが、如何なる場合にドライバ電力制御信号ＳｐｄがＬとなるかを、如何なる場合に供給電力制御信号ＳｐｐがＬとなるかを含めて以下に説明し、併せて、駆動部保護器（ドライバ保護器５２、デコーダ５１）および電源部保護器（スイッチ素子ドライバ３４）の動作についても説明をする。
【００８８】
本実施形態においては、保護制御器４２が駆動部保護器および電源部保護器に対して働くのは、以下の場合に該当するように設定している。（１）フィードバック電圧Ｖｆｂが所定の範囲から外れた場合。（２）パルス幅変調器３３からのパルス幅信号Ｓｐｗの時比率が規定の範囲を越えた場合（ハイレベルが規定以上続く場合）。（３）デコーダ５１からのデコーダ警告信号Ｓｄｋを検出した場合。
【００８９】
上述した（１）の場合の説明をする。まず、フィードバック電圧Ｖｆｂが所定の値から下回る場合について説明する。この場合の想定される原因は、蛍光表示管装置２０に異常が生じ過負荷電力が供給されているか、入力電圧Ｖｉｎの値が大きく低下してステップアップ型スイッチングレギュレータの正常動作範囲を外れているか、ステップアップ型スイッチングレギュレータの動作異常が生じたか、の３つの場合である。
【００９０】
仮に、事態発生の原因が、過負荷電力、すなわち、蛍光表示部駆動部５０に過大な電力を供給している場合には、このまま放置しておくと、蛍光表示部駆動部５０が破壊に至るおそれがあり、さらに、蛍光表示部駆動部５０の破壊を原因として電圧変換部（ステップアップ型スイッチングレギュレータ）も破壊に至る蓋然性も高くなる。そこで、ドライバ電力制御信号Ｓｐｄをローレベル（Ｌ）にして、蛍光表示管装置２０で消費する電力を減少させるとともに、さらに、安全のために、供給電力制御信号Ｓｐｐも同時にローレベル（Ｌ）にして、ステップアップ型スイッチングレギュレータの昇圧の動作を停止させている。これによって、表示装置１０の動作を一旦停止させ表示装置１０の全体が破壊に至るのを防止し、その後、再び、表示装置１０の動作を開始して様子をみることができる。
【００９１】
次に、フィードバック電圧Ｖｆｂが所定の値から上回る場合の説明をする。この場合に想定される原因は、入力電圧Ｖｉｎの値が１２Ｖ以上となっているか、ステップアップ型スイッチングレギュレータの動作異常が生じたか、の２つの場合である。この場合には、発光の輝度が高くなりすぎて、蛍光表示部２２を損傷するおそれがあるので、ドライバ電力制御信号Ｓｐｄをローレベル（Ｌ）にするとともに、さらに、安全のために、供給電力制御信号Ｓｐｐもローレベル（Ｌ）にしている。
【００９２】
上述した（２）の場合の説明をする。パルス幅変調器３３からのパルス幅信号Ｓｐｗの時比率が規定の範囲を越えて大きく広がった場合には、入力電圧Ｖｉｎの値が予定の範囲を越えて、大きく低下している場合と、電圧変換部が過負荷になった場合とが予想される。いずれの場合にも放置すると、ステップアップ型スイッチングレギュレータのインダクタ６３およびスイッチ素子６１に過大な電流を流すこととなるので、これを防止し、インダクタ６３およびスイッチ素子６１を保護するために、デコーダ制御信号Ｓｈｄをデコーダ５１に送出して、デコーダ５１から出力されるアノードおよびグリッドを駆動するための制御信号の時比率を変化させて、蛍光表示部２２の輝度を下げて、蛍光表示部駆動部５０で消費される電力を低減し、表示装置１０の全体を無理なく動作させるようにしている。
【００９３】
上述した（３）の場合の説明をする。デコーダ５１からのデコーダ警告信号Ｓｄｋを検出した場合で、その警告の内容が、万一、グリッドスキャン停止である場合には、蛍光表示部２２を破壊に至らしめる可能性があるので、ドライバ電力制御信号Ｓｐｄをローレベル（Ｌ）にするとともに、供給電力制御信号Ｓｐｐもローレベル（Ｌ）にして、完全に表示装置１０の動作を停止してしまう。そして、電源を再投入することによって、この現象の発生が解除されていれば、表示装置１０は、再び使用可能となる。
【００９４】
また、デコーダ５１からのデコーダ警告信号Ｓｄｋを検出した場合で、その警告の内容が、発光表示の内容が長時間固定したものであることを示す場合には、特定の一箇所のみに強い電子が照射され続け、これにより蛍光表示部２２に劣化が生じることを、防止するために、デコーダ制御信号Ｓｈｄをデコーダ５１に送出して、デコーダ５１から出力されるアノードおよびグリッドを駆動するための制御信号の時比率を小さくして、蛍光表示部２２の発光輝度を下げ、一箇所のみに強い電子が照射され続けることを防止するようにしている。
【００９５】
上述した表示装置１０は、電子を放出するカソードと、電子の移動を制御するグリッドおよびアノードと、電子が衝突することによって発光する蛍光体と、を有する蛍光表示部２２と、蛍光表示部２２のグリッドおよびアノードに接続されており、蛍光体の発光を制御する蛍光表示部駆動部５０と、蛍光表示部駆動部５０と接続され、蛍光表示部駆動部５０を動作させる電圧を発生させる電圧変換部と、蛍光表示部駆動部５０および電圧変換部を制御する共通制御部４０と、を備えている。
【００９６】
そして、共通制御部が、蛍光表示部駆動部５０および電圧変換部を制御するので、蛍光表示管駆動部と電圧変換部とを別個に動作させる場合のように動作に不整合を来すことなく、表示装置１０全体を矛盾なく安定動作させることができる。
【００９７】
また、上述した表示装置１０では、蛍光表示部２２と、この蛍光表示部２２に特化した蛍光表示部駆動部５０と、この蛍光表示部駆動部５０に電力を供給するのに特化した電圧変換部と、で構成されているので、この表示装置１０を適用する機器と接続するだけで、直ちに適正なる使用が可能となり、これを用いるユーザは、技術的な負担を負うことがない。
【００９８】
さらに、共通制御部４０は、種々な構成態様とすることができ、それによって種々の利益が得られる。
【００９９】
その一例としては、上述したように、共通制御部４０は、基準発振信号Ｓｓｏを発生する発振器４３を具備する。そして、この場合には、蛍光表示部駆動部５０は、基準発振信号Ｓｓｏと整数関係を有する周波数のデコーダクロック信号に基づいてグリッドとアノードとを駆動する制御信号を発生するデコーダ５１を動作させ、電源制御部３０は、基準発振信号Ｓｓｏと整数関係を有する周波数の電源クロック信号に基づいた周期のパルスの時比率をパルス幅変調器３３によって変化させる。このように、共通の基準発振信号Ｓｓｏからデコーダクロック信号と電源クロック信号とが生成されるので、表示装置１０のなかでの処理はすべて基準発振信号Ｓｓｏに基づいたものとなる。
【０１００】
本実施形態では、基準発振信号Ｓｓｏに基づいたデコーダクロック信号の周波数は、４００ｋＨｚ、基準発振信号Ｓｓｏに基づいた電源クロック信号の周波数は１００ｋＨｚと、両者の周波数は整数関係であるので、この周波数を基準にして動作する蛍光表示部駆動部５０、電圧変換部（ステップアップ型スイッチングレギュレータ）の２つの電力部から輻射される電磁波が、ビート妨害を他の機器に与えることがない。このように、共通制御部４０を設ける利益は大きなものである。さらに、蛍光表示部駆動部５０と電圧変換部（ステップアップ型スイッチングレギュレータ）の２つの電力部とが、相互に干渉し、ノイズを与えあって処理の不安定さを相互に与えることもないものである。
【０１０１】
また、表示装置１０の内部の動作に関しても、基準発振信号Ｓｓｏに基づいて、すべての回路が動作することは、非常に大きな利益が有る。例えば、デコーダ５１は、デコーダクロック信号に基づいて動作する、同期式の論理回路で構成されている。そして、この論理回路におけるデジタルデータの処理は、デコーダクロック信号の立ち上がり信号に同期して行われる。従って、外部からのノイズが、デコーダクロック信号と同期している限り、データ処理に誤りが生じる場合は少ない。すなわち、電圧変換部の電源クロック信号は、デコーダクロック信号と同期しているので、電圧変換部がデコーダ５１に処理の誤りを引き起こすことは少ない。このような事情は、デコーダ５１に限られず、他の回路部についても同様のことが言える。このように、基準発振信号Ｓｓｏに基づいて、すべての回路を動作させることは、利益が大きいものである。
【０１０２】
また他の例としては、上述したように、共通制御部４０は、蛍光表示部駆動部５０または電圧変換部の動作の異常を検出する異常検出器４１と、異常検出器４１からの信号に基づき、蛍光表示部駆動部５０に対して駆動部電力制御信号（ドライバ電力制御信号Ｓｐｄ、デコーダ制御信号Ｓｈｄ）を送出し、電圧変換部に対して供給電力制御信号Ｓｐｐを送出する保護制御器４２と、を具備する。
【０１０３】
そして、保護制御器４２に対応して、蛍光表示部駆動部５０と電源制御部３０とは、以下の各部を備える。すなわち、蛍光表示部駆動部５０は、保護制御器４２からの駆動部電力制御信号の一つであるドライバ電力制御信号Ｓｐｄを受けてグリッドおよびアノードを駆動するグリッド信号およびアノード信号の供給を停止させるドライバ保護器５２を備えるとともに、駆動部電力制御信号の他の一つであるデコーダ制御信号Ｓｈｄを受けてグリッド信号１Ｇないしグリッド信号４Ｇのスキャン時比率変化させるデコーダ５１を備える。一方、電圧変換部の電源制御部３０は、保護制御器４２からの供給電力制御信号Ｓｐｐを受けて蛍光表示部駆動部５０に供給する電力の量を低減する電源部保護器（スイッチ素子ドライバ３４）を具備する。
【０１０４】
このように、蛍光表示部駆動部５０と電圧変換部とは、共通制御部４０を介することによって、連携をとった動作がなされるように構成されているので、表示装置１０における異常発生の場合の保護機能は非常に高いものとなる。
【０１０５】
例えば、蛍光表示部駆動部５０に何かの原因で異常が発生した場合に、蛍光表示部駆動部５０の動作を停止、または発光表示の輝度を低減するのみならず、電圧変換部（ステップアップ型スイッチングレギュレータ）の動作も停止する。同様に、電圧変換部（ステップアップ型スイッチングレギュレータ）に何かの原因で異常が発生した場合に、電圧変換部の動作を停止するのみならず、蛍光表示部駆動部５０の動作を停止、または発光表示の輝度を低減する。このようにして、従来は、一方の部分における異常の発生が、他の部分に及び、さらに、連鎖的に異常が拡大し、致命的な表示装置１０の故障に至る場合も多かったが、本実施形態においては、上述した連携動作によって、このような事態の発生を防止できる。このように、共通制御部４０を設けて蛍光表示部駆動部５０と電圧変換部とを共に制御する利益は大きなものである。
【０１０６】
また、別の例としては、共通制御部４０は、通常は頻繁に変化する発光表示の内容が、全く変化しないことを検出した場合においては、デコーダ制御信号Ｓｈｄによってデコーダ５１を制御し、蛍光表示部２２を駆動するグリッド信号のスキャン時比率を小さくし、輝度を低下させる。しかしながら、電圧変換部から蛍光表示部駆動部５０に供給される電圧は低減されることがないようにして、蛍光表示部駆動部５０の動作の安定を図ることができる。このように、共通制御部４０を設けて蛍光表示部駆動部５０と電圧変換部とを共に制御する利益は大きなものである。
【０１０７】
また、本実施形態では、表示装置１０は、ステップアップ型スイッチングレギュレータで構成される電圧変換部を備えるので、表示装置１０に印加される入力電圧Ｖｉｎの値が、蛍光表示部２２を点灯させる電圧に満たない場合であっても、安定した、十分な輝度で蛍光表示部２２を点灯させることができる。
【０１０８】
上述した、本実施形態の蛍光表示管装置２０は、電子を放出するカソードと、電子の移動を制御するグリッドおよびアノードと、電子が衝突することによって発光する蛍光体と、を有する蛍光表示部２２と、蛍光表示部２２のグリッドおよびアノードに接続されており、蛍光体の発光を制御する蛍光表示部駆動部５０と、蛍光表示部駆動部５０と接続され、蛍光表示部駆動部５０に１２Ｖの電圧を供給する電圧変換部（ステップアップ型スイッチングレギュレータ）の制御部である電源制御部３０と、蛍光表示部駆動部５０および電圧変換部を制御する共通制御部４０と、を備える。
【０１０９】
このように、本実施形態の蛍光表示管装置２０は、蛍光表示部２２と、蛍光表示部駆動部５０と、電源制御部３０と、共通制御部４０と、を備えるものであり、これらが一体に構成されている。蛍光表示部駆動部５０と、電源制御部３０と、共通制御部４０との各々は、主として半導体部品からなる小型部品であるので、これらを蛍光表示管装置２０の内部に組み込むことができる。蛍光表示部２２とともに、真空容器の内部に組み込むに際しては、１チップＩＣとして組み込むことも、複数のブロックに分けた複数のＩＣチップを組み込むことも、個別の部品として組み込むこともできる。蛍光表示部２２の真空容器の内部に組み込んだ場合には、酸素等の有害なガスを含む空気に晒されることがなく、これらを構成する部材、内部配線パターンが腐食することなく、装置の信頼性が向上する。
【０１１０】
また、蛍光表示部駆動部５０と、電源制御部３０と、共通制御部４０とを真空容器の外部に組み込むＣＯＧＶＦＤの場合においては、万一、蛍光表示部駆動部５０と、電源制御部３０と、共通制御部４０の一部または蛍光表示管に、故障が発生したときには、蛍光表示管装置２０のすべてを廃棄するのではなく、修理して再生することが可能となる。すなわち、本実施形態の蛍光表示管装置２０においては、共通制御部４０が、蛍光表示部駆動部５０と電圧変換部（ステップアップ型スイッチングレギュレータ）を、ともに制御するので、故障が連鎖的に広がることはなく、損傷の拡大が妨げられ、損傷が部分的なものとなるので、故障箇所のみを取り替える修理が可能となる。
【０１１１】
上述した、本実施形態の蛍光表示管駆動回路は、電子を放出するカソードと、電子の移動を制御するグリッドおよびアノードと、電子が衝突することによって発光する蛍光体と、を有する蛍光表示部２２（または蛍光表示管）のグリッドおよびアノードに接続され、蛍光体の発光を制御する蛍光表示部駆動部５０と、蛍光表示部駆動部５０と接続され、蛍光表示部駆動部５０に所定電圧である１２Ｖを供給する電圧変換部と、蛍光表示部駆動部５０および電圧変換部を制御する共通制御部４０と、を備える。
【０１１２】
この蛍光表示管駆動回路は、ステップアップ型スイッチングレギュレータを有するので、蛍光表示部２２（または蛍光表示管）を接続するだけで、入力される電源の入力電圧Ｖｉｎの範囲が蛍光表示部２２の動作電圧範囲よりも低い場合においても、容易に表示装置として機能させることができる。
【０１１３】
上述した、本実施形態の蛍光表示部２２を駆動する半導体装置は、電子を放出するカソードと、電子の移動を制御するグリッドおよびアノードと、電子が衝突することによって発光する蛍光体と、を有する蛍光表示部２２（または蛍光表示管）のグリッドおよびアノードに接続され、蛍光体の発光を制御する蛍光表示部駆動部５０と、蛍光表示部駆動部５０と接続され、蛍光表示部駆動部５０に所定電圧の１２Ｖを供給する電圧変換部を制御する電源制御部３０と、蛍光表示部駆動部５０および電圧変換部を制御する共通制御部４０と、を備える。そして、半導体装置としてこれらの機能が集積されているので、この半導体装置を用いることによって、装置の小型化、電力削減、ローコスト化を図ることができる。
【０１１４】
上述の本実施形態の蛍光表示管装置２０、蛍光表示管駆動回路、蛍光表示部２２を駆動する半導体装置の各々は、共通制御部４０を有し、共通制御部４０は、表示装置１０の説明の部分において説明をしたのと同様に、基準発振信号Ｓｓｏを発生する発振器４３を具備する場合には、蛍光表示部駆動部５０と電源制御部３０とを、この基準発振信号Ｓｓｏに基づき動作させ、ビート妨害を他の機器に与えることがない。さらに、蛍光表示部駆動部５０と電源制御部３０とが同一の基準発振信号Ｓｓｏに基づき動作するので、お互いにノイズを与えあって、干渉することなく、蛍光表示部駆動部５０と電源制御部３０のいずれにおいても誤動作がノイズによって引き起こされることが避けられる。
【０１１５】
また、共通制御部４０は、表示装置１０の説明の部分において説明をしたのと同様に、蛍光表示部駆動部５０または電圧変換部の動作の異常を検出する異常検出器４１と、保護制御器４２と、を具備する場合には、共通制御部４０は、表示装置１０の一部に生じた異常を検出し、その異常によって他の部分が破壊されることを防止することができる。
【０１１６】
（第２実施形態）
図６に沿って第２実施形態の表示装置１１の説明を行う。図２に示す第１施形態におけると同一の構成を有し、同一の作用を奏する部分については、図２におけると同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１７】
第２実施形態においては、外付部品によって構成される電圧変換部が第１実施形態とは異なる。第１実施形態においては、外付部品によってステップアップ型スイッチングレギュレータが構成されていたが、第２実施形態においては、外付部品によってステップダウン型スイッチングレギュレータが構成されている。本実施形態においては、ステップダウン型スイッチングレギュレータは電圧変換部の一例として機能する。
【０１１８】
このようなステップダウン型スイッチングレギュレータを備えるために、入力電圧Ｖｉｎの値が、端子Ｖｈｄに印加される蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖの値よりも大きい場合においても、表示装置１１は、適正に機能して所望の発光表示を行うことができる。
【０１１９】
まず、このステップダウン型スイッチングレギュレータの説明を以下に行う。ステップダウン型スイッチングレギュレータは、電源制御部３０および外付部品である、スイッチ素子７７、スイッチ素子制御素子７１、ダイオード７２、インダクタ６３、コンデンサ６４、抵抗６５、抵抗６６、抵抗７４、抵抗７３およびコンデンサ６４によって構成されている。
【０１２０】
このステップダウン型スイッチングレギュレータは、外部から供給される入力電圧Ｖｉｎの値が、例えば、１２Ｖから５０Ｖの範囲で動作する。すなわち、この１２Ｖから５０Ｖの範囲の電圧を１２Ｖに変換して、入力電圧Ｖｉｎの電圧の変動および蛍光表示部２２に流れる電流の変動にかかわらず、蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖの値が、略１２Ｖとなるように安定化制御を行う。
【０１２１】
電源制御部３０の各部における動作波形は、図４の（Ａ）ないし（Ｃ）に示すものと同様である。
【０１２２】
すなわち、端子Ｆｂｋにフィードバックされるフィードバック電圧Ｖｆｂが低下すると、パルス幅変調器３３の出力の波形は、所定の周期Ｔ１で繰り返しながらハイレベルの期間が拡大する（時比率が大きくなる）。
【０１２３】
そして、スイッチ素子ドライバ３４の出力がハイレベルのときに、スイッチ素子制御素子７１はＯＮ（コレクタとエミッタの間がＯＮ）となって、スイッチ素子７７をＯＮ（コレクタとエミッタの間がＯＮ）とする。この結果、端子Ｖｈｈ→スイッチ素子７７→インダクタ６３→コンデンサ６４の経路で電流が流れ、インダクタ６３に磁気エネルギ−が蓄えられる、
【０１２４】
そして、スイッチ素子ドライバ３４の出力がローレベルのときに、スイッチ素子制御素子７１はＯＦＦ（コレクタとエミッタの間がＯＦＦ）となって、スイッチ素子７７がＯＦＦ（コレクタとエミッタの間がＯＦＦ）とされる。この結果、ダイオード７２→インダクタ６３→コンデンサ６４の経路で電流が流れ、コンデンサ６４に磁気エネルギ−に応じた電荷が供給され、コンデンサ６４の両端の電圧が上昇する。このようにして、フィードバック電圧Ｖｆｂ、すなわち、端子Ｖｈｄに供給される蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖの値を一定の値（１２Ｖ）に保つように、スイッチ素子７７のＯＮとＯＦＦとが制御される。ここで、抵抗７３はスイッチ素子７７のスイッチ速度改善のためのものであり、抵抗７４はスイッチ素子制御素子７１のコレクタ電流を適切にするためのものである。
【０１２５】
第２実施形態に示す、ステップダウン型スイッチングレギュレータを構成の要素として含む表示装置１１および蛍光表示管駆動回路は、第１実施形態においては、入力電圧Ｖｉｎの値が１２Ｖ未満であったのに対して、入力電圧Ｖｉｎの値が１２Ｖ以上である点が相違する。また、共通制御部４０からの供給電力制御信号Ｓｐｐがローレベルとなった場合には、端子Ｖｈｄに供給する蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖの値を０Ｖとすることができる点が相違する。しかしながら、その他については、第１の実施形態と同様の動作をするものであり、第２実施形態における、表示装置１１、蛍光表示管装置の奏する効果も第１の実施形態におけると同様である。
【０１２６】
（第３実施形態）
図７に沿って第２実施形態の表示装置１２の説明を行う。図２に示す第１実施形態および図６に示す第２実施形態におけると同一の構成を有し、同一の作用を奏する部分については、図２および図６におけると同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２７】
第３実施形態においては、外付部品によって構成される電圧変換部の構成および電源制御部１３０の構成が第１実施形態および第２実施形態とは異なる。第１実施形態においては、外付部品によってステップアップ型スイッチングレギュレータが構成され、第２実施形態においては、外付部品によってステップダウン型スイッチングレギュレータが構成されていたが、第３実施形態においては、外付部品によってステップアップ型スイッチングレギュレータおよびステップダウン型スイッチングレギュレータが構成されており、その両者のいずれかを、入力電圧Ｖｉｎの値に応じて選択して動作させることができるものである。
【０１２８】
図７において、外付部品のうち、スイッチ素子６１、ダイオード６２、インダクタ６３、コンデンサ６４、抵抗６５および抵抗６６がステップアップ型スイッチングレギュレータを構成するものである。また、外付部品のうち、スイッチ素子７７、スイッチ素子制御素子７１、ダイオード７２、インダクタ６３、コンデンサ６４、抵抗６５、抵抗６６、抵抗７４および抵抗７３がステップダウン型スイッチングレギュレータを構成するものである。すなわち、インダクタ６３、コンデンサ６４、抵抗６５および抵抗６６が両者に共用されている。
【０１２９】
また、外付部品として、抵抗７５および抵抗７６を含むが、この抵抗は入力電圧Ｖｉｎの値を分圧するもので、この分圧された入力分圧電圧Ｖｄｉは１チップＩＣ１２１の端子Ｖｃｇに入力されている。
【０１３０】
１チップＩＣ１２１は、電源制御部１３０と、共通制御部４０と、蛍光表示部駆動部５０とから構成されており、共通制御部４０および蛍光表示部駆動部５０は、第１実施形態と同様の構成を有するので、図７では記載が省略され図示されていない。また、蛍光表示部２２も第１実施形態と同様の構成を有し、第１実施形態と同様に蛍光表示部駆動部５０と接続されているので、図７では記載が省略されている。
【０１３１】
本実施形態においては、電源制御部１３０と外付部品で構成されるステップアップ型スイッチングレギュレータおよびステップダウン型スイッチングレギュレータは電圧変換部の一例として機能する。
【０１３２】
電源制御部１３０が、電源制御部３０と異なる点は、スイッチ素子ドライバ３４に代えてステップアップ型スイッチングレギュレータ用のスイッチ素子ドライバ３７、電圧切替器３９およびステップダウン型スイッチングレギュレータ用のスイッチ素子ドライバ３８を具備する点である。スイッチ素子ドライバ３７は、３入力のアンド回路として構成され、スイッチ素子ドライバ３８は、アンド回路とオア（ＯＲ）回路との組み合わせで構成される３入力の論理回路である。スイッチ素子ドライバ３８を構成するオア（ＯＲ）回路の１の入力端子は電圧切替器３９の出力と接続されている。また、スイッチ素子ドライバ３７の１の入力端子も同様に、電圧切替器３９の出力と接続されている。
【０１３３】
電圧切替器３９はＣＭＯＳのコンパレータで構成されており、電圧切替器３９の負極性の入力端子は端子Ｖｃｇに接続され、入力分圧電圧Ｖｄｉが入力され、正極性の端子は基準電圧Ｖｒｅｆが入力されている。
【０１３４】
入力分圧電圧Ｖｄｉの値が１．２４Ｖ（基準電圧Ｖｒｅｆの値）を越えると、電圧切替器３９の出力はローレベルとなって、スイッチ素子ドライバ３８の出力はパルス幅変調器の出力レベルに応じたものとされ、スイッチ素子ドライバ３７の出力は常にローレベルとされる。一方、入力分圧電圧Ｖｄｉの値が１．２４Ｖ（基準電圧Ｖｒｅｆの値）未満の場合には、電圧切替器３９の出力はハイレベルとなって、スイッチ素子ドライバ３８の出力は常にハイレベルとされ、スイッチ素子ドライバ３７の出力はパルス幅変調器の出力レベルに応じたものとされる。なお、電圧切替器３９は、所謂、ヒシテリシスコンパレータとされており、入力電圧Ｖｉｎが１２Ｖ付近で細かく上下する場合に、電圧切替器３９の出力が、ローレベルとハイレベルとを頻繁に交互に出力することがないようになされている。
【０１３５】
ここで、入力電圧Ｖｉｎの値が１２Ｖ以上であれば、入力分圧電圧Ｖｄｉの値が１．２４Ｖ以上となり、入力電圧Ｖｉｎの値が１２Ｖ未満であれば、入力分圧電圧Ｖｄｉの値が１．２４Ｖ未満となるように、予め、抵抗７５と抵抗７６との分圧比が定められている。
【０１３６】
上述したように、入力分圧電圧Ｖｄｉの値が１．２４Ｖ（基準電圧Ｖｒｅｆの値）を越える場合には、スイッチ素子ドライバ３７の出力は常にローレベルとされるので、スイッチ素子６１はＯＦＦとなってステップアップ型のスイッチングレギュレータは動作しない。一方、スイッチ素子ドライバ３８の出力はパルス幅変調器の出力レベルに応じたものとされるので、ステップダウン型のスイッチングレギュレータは動作する。
【０１３７】
すなわち、スイッチ素子ドライバ３８の出力がハイレベルのときに、スイッチ素子７７をＯＮにして、端子Ｖｈｈ→スイッチ素子７７→インダクタ６３→ダイオード６２→コンデンサ６４の経路で電流が流れ、インダクタ６３に磁気エネルギ−が蓄えられる、そして、スイッチ素子ドライバ３８の出力がローレベルのときに、スイッチ素子７７をＯＦＦにして、ダイオード７２→インダクタ６３→ダイオード６２→コンデンサ６４の経路で電流が流れ、コンデンサ６４に磁気エネルギ−に応じた電荷が供給され、コンデンサ６４の両端の電圧が上昇する。このようにして、フィードバック電圧Ｖｆｂ、すなわち、端子Ｖｈｄに供給される蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖの値を略一定の値（１２Ｖ）に保つように、動作する。
【０１３８】
また、上述したように、入力分圧電圧Ｖｄｉの値が１．２４Ｖ未満の場合には、スイッチ素子ドライバ３８の出力は常にハイレベルとされ、スイッチ素子７７は常時ＯＮとなるので、ステップダウン型のスイッチングレギュレータは動作しない。一方、スイッチ素子ドライバ３７の出力はパルス幅変調器の出力レベルに応じたものとされるので、ステップアップ型のスイッチングレギュレータは動作する。
【０１３９】
すなわち、スイッチ素子ドライバ３７の出力がハイレベルのときに、スイッチ素子６１をＯＮにして、端子Ｖｈｈ→スイッチ素子７７→インダクタ６３→スイッチ素子６１→接地の経路で電流が流れ、インダクタ６３に磁気エネルギ−が蓄えられる、そして、スイッチ素子ドライバ３７の出力がローレベルとされる期間においては、スイッチ素子６１をＯＦＦにして、端子Ｖｈｈ→スイッチ素子７７→インダクタ６３→ダイオード６２→コンデンサ６４の経路で電流が流れ、コンデンサ６４に磁気エネルギ−に応じた電荷が供給され、コンデンサ６４の両端の電圧、すなわち、端子Ｖｈｄに供給される蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖの値を略一定の値（１２Ｖ）に保つ。
【０１４０】
第３実施形態に示す、表示装置１２および蛍光表示管駆動回路は、例えば、８Ｖから５０Ｖまでの広範囲な入力電圧Ｖｉｎに適用が可能となり、第１実施形態におけるすべての効果と第２実施形態におけるすべての効果とを併せ持つ優れた特性を有するものである。
【０１４１】
また、第３実施形態に示す、蛍光表示管装置１２０は、蛍光表示部２２（または、蛍光表示管）と蛍光表示部駆動部５０と共通制御部４０と、電源制御部１３０と、を有し、外部に外付部品を付加することによって、容易に８Ｖから５０Ｖまでの広範囲な入力電圧Ｖｉｎに適用が可能な表示装置を構成できるものである。なお、真空容器の内部に、上述の蛍光表示部２２と蛍光表示部駆動部５０と共通制御部４０と、電源制御部１３０とが配されている場合には、蛍光表示管装置１２０はＣＩＧＶＦＤであり、真空容器の内部に、上述の蛍光表示部２２のみが配されて蛍光表示管として構成され、蛍光表示部駆動部５０と共通制御部４０と、電源制御部１３０とが、真空容器の外部に配されている場合には、蛍光表示管装置１２０はＣＯＧＶＦＤである。
【０１４２】
また、第３実施形態に示す、蛍光表示部駆動部５０と共通制御部４０と、電源制御部１３０と、を有する半導体装置（１チップＩＣ１２１）は、外部に外付部品および蛍光表示部２２（または、蛍光表示管）を付加することによって、容易に８Ｖから５０Ｖまでの広範囲な入力電圧Ｖｉｎに適用が可能な表示装置を構成できるものである。
【０１４３】
また、スイッチ素子ドライバ３８は、入力電圧Ｖｉｎの値が１２Ｖ未満の場合には、常にスイッチ素子７７をＯＮとする論理回路としたが、入力電圧Ｖｉｎの値が１２Ｖ未満の場合、１２Ｖ以上の場合にかかわらず、供給電力制御信号Ｓｐｐがローレベル（Ｌ）となる場合には、スイッチ素子ドライバ３８からの出力をローレベル（Ｌ）として、電圧変換部から、蛍光表示部駆動部５０へ供給する電力を絶つようにしても良い。
【０１４４】
（第４実施形態）
図８に沿って第４実施形態の表示装置１３の説明を行う。第１実施形態ないし第３実施形態におけると同一の構成を有し、同一の作用を奏する部分については、図２、図６および図７におけると同一の符号を付して説明を省略する。
【０１４５】
第４実施形態の表示装置１３は、蛍光表示部駆動部５０を動作させるに必要とされる端子Ｖｈｄに印加される１２Ｖの蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖのみならず、蛍光表示部２２を動作させるに必要とされる端子Ｆｍ１と端子Ｆｍ２の間に印加される交流（ＡＣ）３Ｖのフィラメント電圧Ｖｆｍおよび端子Ｖｄｄに印加される３．３Ｖの半導体装置電圧Ｖｌｖのすべてを入力電圧Ｖｉｎから変圧して供給し、より、容易に表示装置が構成できるようにしたものである。
【０１４６】
本実施形態においては、電源制御部２３０と外付部品で構成されるステップアップ型スイッチングレギュレータと２つのステップダウン型スイッチングレギュレータは電圧変換部の一例として機能する。
【０１４７】
フィラメント電圧Ｖｆｍとして、交流電圧を発生させている。フィラメントを直流で駆動する場合には、蛍光表示管の両端では、フィラメント電圧分だけグリッドおよびアノードに対して、カソードの電圧に差が生じてしまう。このような現象を電極構造で補正することも考えられるが、大型の蛍光表示管においては困難である。そこで、第４実施形態では、ブリッジスイッチ回路をさらに設け、フィラメント電圧Ｖｆｍとして交流を得ている。
【０１４８】
また、半導体装置電圧Ｖｌｖは３．３Ｖと低い電圧であるが、電力を消費するので、ステップダウン型スイッチングレギュレータによって降圧し、３．３Ｖを得ている。
【０１４９】
図８に沿って表示装置１３の説明をする。端子Ｖｈｈに加えられる入力電圧Ｖｉｎの範囲は８Ｖから１２Ｖである。第１実施形態と第４実施形態との異なる点は、端子Ｖｄｄに印加される３．３Ｖの半導体装置電圧Ｖｌｖを供給するために、第１のステップダウン型スイッチングレギュレータを具備し、さらに、端子Ｆｍ１と端子Ｆｍ２の間に印加される交流３Ｖのフィラメント電圧Ｖｆｍを供給するための第２のステップダウン型スイッチングレギュレータおよびブリッジスイッチ回路を具備する点である。
【０１５０】
また、図８において、太い２点鎖線で囲った１チップＩＣ２２１は、第１のステップダウン型スイッチングレギュレータ、第２のステップダウン型スイッチングレギュレータおよびブリッジスイッチ回路の各々を駆動するために、電源制御部を１個有する第１実施形態の電源制御部３０に代えて電源制御部を３個有するとともにブリッジスイッチ回路を有する電源制御部２３０を具備する点で、第１実施形態とは相違する。
【０１５１】
また、外付部品も、第１のステップダウン型スイッチングレギュレータ、第２のステップダウン型スイッチングレギュレータおよびブリッジスイッチ回路の各々に対応して増加している点で相違する。
【０１５２】
しかしながら、１チップＩＣ２２１は、第１実施形態におけると同一構成の共通制御部４０、蛍光表示部駆動部５０（図８には、いずれも図示せず）を有し、第１実施形態におけると同一構成の蛍光表示部２２（図８には、図示せず）を駆動する。また、端子Ｖｈｄに印加される１２Ｖの蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖを供給するためのステップアップ型スイッチングレギュレータについては、第１実施形態におけると同様の構成を採用している。以下の説明において、第１実施形態と同一の構成を有し、同一の作用を奏する部分については、第１の実施形態におけると同一の符号を付して説明を省略する。
【０１５３】
まず、図８において、太い破線で囲った電源制御部２３０の説明をする。電源制御部２３０は第１実施形態における電源制御部３０と同一構成を有する、３組の、誤差増幅器およびパルス幅変調器を有する。誤差増幅器２３２および誤差増幅器３３２は誤差増幅器３２と、パルス幅変調器２３３およびパルス幅変調器２３３はパルス幅変調器３３と、各々同一の構成を有しているが、各々を区別するために、異なる符号を付している。また、ステップアップ型スイッチングレギュレータを制御する部分については、第１実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。また、スイッチ素子ドライバ２３４およびスイッチ素子ドライバ２３４は、スイッチ素子制御素子２７１およびスイッチ素子制御素子３７１をＯＮ（導通）、ＯＦＦ（切断）するための信号を出力する電力インターフェイスである。
【０１５４】
また、第１のステップダウン型スイッチングレギュレータは、電源制御部２３０に配された、誤差増幅器２３２、パルス幅変調器２３３、スイッチ素子ドライバ２３４および外付部品である、スイッチ素子２７７、スイッチ素子制御素子２７１、ダイオード２７２、インダクタ２６３、コンデンサ２６４、抵抗２６５、抵抗２６６、抵抗２７４、抵抗２７３およびコンデンサ２６４によって構成されている。そして、端子Ｆｂｋ２に入力されるフィードバック電圧Ｖｆｂ２と１．２４Ｖ（基準電圧Ｖｒｅｆ）との差である誤差電圧を増幅して、増幅誤差電圧Ｖｅ２を得、増幅誤差電圧Ｖｅ２と三角波電圧Ｖｔとに基づいてパルス幅変調器２３３において、パルス幅変調を行い、フィードバック電圧Ｖｆｂ２を略１．２４Ｖに保ち、それにより、端子Ｖｄｄに略３．３Ｖに一定化された半導体装置電圧Ｖｌｖを得ている。
【０１５５】
電源制御部２３０は、さらに、ブリッジスイッチ回路３１０を駆動するための、フィラメントＡＣ駆動器３００を具備している。フィラメントＡＣ駆動器３００はブリッジスイッチ回路３１０を制御して、交流の電流をフィラメントに流す。ここで、交流の周波数は、フィラメントＡＣ駆動器３００に内蔵されている分周器によって、基準発振信号Ｓｓｏを分周することによって定められる。本実施形態では、４００ｋＨｚの基準発振信号Ｓｓｏを１／８０００に分周して５０Ｈｚのフィラメント交流周波数を得ている。
【０１５６】
交流３Ｖのフィラメント電圧Ｖｆｍを供給するために、第２のステップダウン型スイッチングレギュレータが設けられている。そして、４個のＰチャンネルＭＯＳＦＥＴからなるブリッジスイッチ回路３１０の２個のＰチャンネルＭＯＳＦＥＴをフィラメントに流れる電流が通過するために、規定のフィラメント電圧よりも、２個のＰチャンネルＭＯＳＦＥＴの電圧低下分、さらに、後述するカットオフ電圧用のダイオードセットＤｃの順方向電圧分、ブリッジスイッチ回路３１０に印加される電圧は予め高いものに設定されている。
【０１５７】
この第２のステップダウン型スイッチングレギュレータは、外付部品として、スイッチ素子３７７、スイッチ素子制御素子３７１、ダイオード３７２、インダクタ３６３、コンデンサ３６４、抵抗３６５、抵抗３６６、抵抗３７４、抵抗３７３およびコンデンサ３６４で構成されている。その動作は、増幅誤差電圧Ｖｅ３を得、増幅誤差電圧Ｖｅ３と三角波電圧Ｖｔとに基づいてパルス幅変調器３３３において、パルス幅変調を行い、スイッチ素子ドライバ３３４の出力によって、スイッチ素子３７７のＯＮとＯＦＦが繰り返され、抵抗３６５と抵抗３６６とで分圧されるフィードバック電圧Ｖｆｂ３の値が、１．２４Ｖであるときに、上述した２個のＰチャンネルＭＯＳＦＥＴでの電圧降下分と、ダイオードセットＤｃの順方向電圧と、３Ｖとを加算した電圧が得られるようになされている。
【０１５８】
フィラメントＡＣ駆動器３００からは、ブリッジスイッチ制御信号Ｓｆ１ないしブリッジスイッチ制御信号Ｓｆ４が、端子Ｆｄ１ないし端子Ｆｄ４を介してブリッジスイッチ回路３１０の各々のＰチャンネルＭＯＳＦＥＴに供給される。５０Ｈｚの繰り返しの半周期において、ブリッジスイッチ制御信号Ｓｆ１とブリッジスイッチ制御信号Ｓｆ３とが同時にハイレベルとなり、このときには、ブリッジスイッチ制御信号Ｓｆ２とブリッジスイッチ制御信号Ｓｆ４とが同時にローレベルとなる。そして、次の半周期において、ブリッジスイッチ制御信号Ｓｆ２とブリッジスイッチ制御信号Ｓｆ４とが同時にハイレベルとなり、このときには、ブリッジスイッチ制御信号Ｓｆ１とブリッジスイッチ制御信号Ｓｆ３とが同時にローレベルとなる。このように交互に反転することによって、端子Ｆｍ１と端子Ｆｍ２との間には交流の電圧が印加され、フィラメントは規定の３Ｖ付近の交流電圧によって点灯する。
【０１５９】
ブリッジスイッチ回路３１０と接地の間に３個のダイオードからなるダイオードセットＤｃが付加されている。これは、フィラメント電圧Ｖｆｍを接地点電位（０Ｖ）より正方向に浮かせ、グリッドまたはアノード電圧を０Ｖとしたときに、蛍光表示部２２が完全に消灯するように、カットオフ電位を与えるためのものである。
【０１６０】
また、ブリッジスイッチ回路３１０を４つのＰチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成せずに、２つのＰチャンネルＭＯＳＦＥＴを異なる極性（方向）の電流が流れる各々の電流路の２つのＰチャンネルＭＯＳＦＥＴに代えて２つのダイオードを用いるものとし、ブリッジスイッチ制御信号Ｓｆ１ないしブリッジスイッチ制御信号Ｓｆ４に代えて、ハイレベルとローレベルとが相補的に出力される２つのブリッジスイッチ制御信号Ｓｆ１とブリッジスイッチ制御信号Ｓｆ２とを、端子Ｆｄ１と端子Ｆｄ２とを介してブリッジスイッチ回路３１０の２つのＰチャンネルＭＯＳＦＥＴに供給されるものとすることによって１チップＩＣ２２１の端子の数を削減することができる。
【０１６１】
また、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴのＯＮのときの抵抗値およびダイオードセットＤｃの順方向の電圧は、温度依存性を有する。このために、端子Ｆｍ１と端子Ｆｍ２との間の印加されるフィラメント電圧が環境温度に依存して変化する。これを防止するために、第２のステップダウン型スイッチングレギュレータは、電圧を一定とするのではなく、フィラメントに流れる電流を一定とする定電流電源として、さらに、温度変化による輝度変化を少なくすることができる。
【０１６２】
また、カットオフ電圧を印加する別の方法としては、ダイオードセットＤｃの順方向電圧を用いるのではなく、第３のステップダウン型スイッチングレギュレータ（図示せず）を設け、その出力電圧の印加点を現在ダイオードセットＤｃが接続されている点とし、ダイオードセットＤｃを取り外すことができる。このような構成を採用すれば、第２のステップダウン型スイッチングレギュレータと第３のステップダウン型スイッチングレギュレータの各々からの安定化した電圧の差がフィラメント電圧Ｖｆｍとして用いられるので電圧の安定度は、ダイオードセットＤｃを用いる場合にくらべてより高いものとなる。
【０１６３】
第４実施形態に示す、表示装置１３および蛍光表示管駆動回路は、第１実施形態におけるすべての効果を有するとともに、さらに、外部から端子Ｖｄｄに印加される３．３Ｖの半導体装置電圧Ｖｌｖと、交流３Ｖのフィラメント電圧Ｖｆｍとを供給することなく、入力電圧Ｖｉｎのみを与えることによって表示装置１３および蛍光表示管駆動回路を動作させることができるものである。
【０１６４】
また、第４実施形態に示す、蛍光表示部２２（または蛍光表示管）と蛍光表示部駆動部５０と共通制御部４０と、電源制御部２３０と、を有する蛍光表示管装置２２０は、外部に外付部品を付加することによって、例えば、８Ｖから１２Ｖまでの入力電圧Ｖｉｎのみを電源として備えれば、表示装置１３を容易に構成できるものである。
【０１６５】
また、第４実施形態に示す、蛍光表示部駆動部５０と共通制御部４０と、電源制御部２３０と、を有する半導体装置（１チップＩＣ２２１）は、外部に外付部品および蛍光表示部２２（または蛍光表示管）を付加することによって、例えば、８Ｖから１２Ｖまでの入力電圧Ｖｉｎのみを電源として備えれば、容易に表示装置１３を構成できるものである。
【０１６６】
（第５実施形態）
図９に沿って第５実施形態の表示装置１４の説明を行う。第１実施形態におけると同一の構成を有し、同一の作用を奏する部分については、図２におけると同一の符号を付して説明を省略する。
【０１６７】
表示装置１４は第１実施形態と同一の蛍光表示管装置２０を用いるので、この部分については説明を省略する。外付部品として、一次巻線Ｎ１と二次巻線Ｎ２ないし二次巻線Ｎ４を同一コアに巻回したトランスを備えて、二次巻線Ｎ２ないし二次巻線Ｎ４の巻数に応じた電圧を各々発生させ、１２Ｖの蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖのみならず、直流３Ｖのフィラメント電圧Ｖｆｍおよび３．３Ｖの半導体装置電圧Ｖｌｖのすべてを入力電圧Ｖｉｎから変圧して供給するものである。
【０１６８】
本実施形態においては、電源制御部３０と外付部品で構成されるトランスを用いたＤＣ／ＤＣコンバータは電圧変換部の一例として機能する。
【０１６９】
各々の巻線に付けた●（黒丸）は、巻線の巻始めを示すもので、図９に示す回路構成は、所謂、ＯＮ／ＯＮ型のＤＣ／ＤＣコンバータと称されるものである。このタイプのＤＣ／ＤＣコンバータでは、一次巻線Ｎ１に電流が流れるときに、二次巻線Ｎ２ないし二次巻線Ｎ４から一次側に供給された電力を取り出すように構成されている。
【０１７０】
スイッチ素子１６１は、スイッチ素子ドライバ３４によってＯＮとＯＦＦが制御され、スイッチ素子１６１がＯＮのときに、一次巻線Ｎ１に電流を流し、スイッチ素子１６１がＯＦＦのときに、一次巻線Ｎ１の電流は零とされる。そして、この繰り返しの周期とＯＮの時間との比（時比率）を制御することによって、所定の電圧の電力を二次巻線Ｎ２ないし二次巻線Ｎ４の各々から二次側の回路に供給するようになされている。端子Ｖｈｄに加わる蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖが抵抗１５４と抵抗１５５とによって分圧されて、フィードバック電圧Ｖｆｂとして端子Ｆｂｋに印加されるようになされている。
【０１７１】
蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖ、半導体装置電圧Ｖｌｖ、フィラメント電圧Ｖｆｍの各々を供給するいずれの回路も、同一の構成と作用をするものであって、二次巻線Ｎ２ないし二次巻線Ｎ４の相互の巻数の比率が異なり、これによって、異なる電圧を得ているものであるので、蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖを得る、二次巻線Ｎ２を備える二次側回路について動作の説明を行って、他の部分の動作の説明を代表する。
【０１７２】
スイッチ素子１６１がＯＮとなるときに、一次巻線Ｎ１に入力電圧Ｖｉｎが印加され、それによって、二次巻線Ｎ２にも電圧が発生する。このときに二次巻線Ｎ２に発生する電圧は、一次巻線Ｎ１と二次巻線Ｎ２の比率に応じたのものとなる。そして、二次巻線Ｎ２→ダイオード１５１→インダクタ１５２→コンデンサ１５３の経路で電流が流れ、コンデンサに充電電流を流す。一方、スイッチ素子１６１がＯＦＦとなるときに、一次巻線Ｎ１に入力電圧Ｖｉｎは印加されず、二次巻線Ｎ２には電圧が発生しない。そして、ダイオード１５６→インダクタ１５２→コンデンサ１５３の経路で電流が流れ、コンデンサに充電電流を流す。ここで、スイッチ素子１６１の時比率が大きいほど、コンデンサ１５３の電圧は高くなる。そしてコンデンサ１５３の電圧、すなわち、半導体装置電圧Ｖｌｖは、上述したように、フィードバック電圧Ｖｆｂの値が１．２４Ｖとなるように制御され、半導体装置電圧Ｖｌｖの電圧値は１２Ｖに安定化される。
【０１７３】
同様にして、予め定められた、二次巻線Ｎ２ないし二次巻線Ｎ４の相互の巻数の比率に応じた電圧が、半導体装置電圧Ｖｌｖ、フィラメント電圧Ｖｆｍとして、二次巻線Ｎ３、二次巻線Ｎ４に接続された回路から得られる。
【０１７４】
二次巻線Ｎ２ないし二次巻線Ｎ４の各々の巻線比によって、得られる電圧の相互の比は固定されたものになるので、１２Ｖの蛍光表示部駆動電圧Ｖｈｖのみを安定化させれば、他のフィラメント電圧Ｖｆｍおよび半導体装置電圧Ｖｌｖについても略、所定の範囲とすることができる。また、一次巻線Ｎ１と二次巻線Ｎ２との巻線比を調整することによって、入力電圧Ｖｉｎの値は第１実施形態ないし第４実施形態のいずれよりも広範囲なものとすることができる。また、抵抗５００とツェナーダイオード５０１は、カットオフ電圧を得るためのものであり、これによって蛍光表示部２２の表示を完全に消すことができる
【０１７５】
（他の実施形態）
上述した第１実施形態ないし第５実施形態に示された部分を適宜組み合わせ、新たな実施形態の表示装置、蛍光表示管装置、蛍光表示管駆動回路、蛍光表示管を駆動する半導体装置を構成することが勿論可能である。その他に、例えば、以下のような実施形態を適宜用いることができる。
【０１７６】
蛍光表示管は、上述の実施形態に示したキャラクタ表示用にかぎられず、グラフィック表示用のものであっても良い。また、蛍光表示管の駆動方法としては、ダイナミック駆動をする場合に限られず、スタティツク駆動をするものであっても良い。また、表示装置、蛍光表示管装置、蛍光表示管駆動回路に用いられる半導体装置は１チップＩＣとして構成するのみならず適宜、複数のチップを組み合わせるものでも良い。
【０１７７】
また、上述した実施形態では、半導体装置の外部に付加したスイッチ素子６１、スイッチ素子７７等を半導体装置に積載するものであっても良い。また、半導体の製造プロセスとしては、バイポーラプロセスによるものであっても良く、さらに、アナログ回路とデジタル回路とで構成するのではなく、Ａ／Ｄ変換器を積載してデジタル回路のみで構成するものとしても良い。また、外付部品のスイッチ素子はトランジスタに限らず、ＦＥＴ（Ｆｉｅｄ  Ｅｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）でも良い。
【０１７８】
また、基準発振信号と整数関係を有する周波数のデコーダクロック信号、基準発振信号と整数関係を有する周波数の電源クロック信号を得るに際して、分周するのではなく、逓倍（周波数を上げる）するものであっても良い。
【０１７９】
また、上述した実施形態に示す入力電圧Ｖｉｎの範囲は、一例として、８Ｖから５０Ｖとしたが、この範囲に限られるものではなく、スイッチングレグレータにおいては、インダクタ、スイッチ素子およびダイオードの仕様を適切に選択することによって、さらに広範囲な電圧範囲に対応することができる。また、トランスを用いるＤＣ／ＤＣコンバータにおいては、巻線仕様、スイッチ素子を選択することによって、さらに広い範囲の入力電圧Ｖｉｎ（例えば、３Ｖから５０Ｖ）に対応することも可能である。また、第５実施形態におけるトランスの一次側巻線仕様を変更することによって、より高圧な入力電圧Ｖｉｎに対応可能とし、ワールドワイドに、家庭用のＡＣ１００ＶからＡＣ２３０Ｖの商用電源を整流した直流電圧を表示装置の入力電圧Ｖｉｎとして用いることができる。
【０１８０】
また、トランスを用いて電圧変換を行う場合には、第５実施形態に示したＯＮ／ＯＮコンバータを用いるものに限らず、ＯＮ／ＯＦＦコンバータ、ハーフブリッジコンバータ、フルブリッジコンバータの如何なるものであっても良い。
【０１８１】
駆動部保護器の動作に関しては、上述した実施形態では、一例として、ドライバ電力制御信号Ｓｐｄがローレベル（Ｌ）である場合には、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴとＮチャンネルＭＯＳＦＥＴの両方をＯＦＦとするものとしたが、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴをＯＦＦとして、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴをＯＮとして、グリッドとアノードとに０Ｖを印加するものとしても良い。また、グリッドとアノードとの両方をドライバ電力制御信号Ｓｐｄで制御するのみならず、グリッとのみ、あるいは、アノードのみを制御するようにしても良く、このようにしても同様の効果を得ることができる。さらに、デコーダ制御信号Ｓｈｄによってスキャン時比率を変化させる場合においても、グリッド信号の時間ｔｐを変化させるのみならず、アノード信号の時比率（図３（Ｂ）において、各々のセグメントを選択可能な時間と実際に各々のアノード信号がハイレベルとなっている時間との比）を変化させるようにしても同様の効果を得ることができる。
【０１８２】
また、電源部保護器の動作に関しては、上述した実形態では、供給電力制御信号Ｓｐｐがローレベル（Ｌ）である場合に、ステップアップ型のスイッチングレギュレータでは、入力電圧Ｖｉｎをそのまま、蛍光表示管駆動回路に加え、ステップダウン型のスイッチングレギュレータ、トランスを用いる場合には、電圧変換部からの電圧を０Ｖとするようにしたが、これに限らず、０Ｖと蛍光表示管の仕様電圧（１２Ｖ）との間の適宜任意の電圧としても良く、この場合においては、表示装置としての動作を維持しつつ、表示の装置の保護ができるという利益を得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】電圧変換装置と蛍光表示管装置との組み合わせを説明する図である。
【図２】実施形態の表示装置を示す図である。
【図３】実施形態におけるグリッド信号およびアノード信号ならびにセグメント構成を説明する図である。
【図４】実施形態の電源制御部の動作を示す図である。
【図５】実施形態のデコーダの入力信号を示す図である。
【図６】実施形態の表示装置を示す図である。
【図７】実施形態の表示装置を示す図である。
【図８】実施形態の表示装置を示す図である。
【図９】実施形態の表示装置を示す図である。
【図１０】蛍光表示管の構造の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１８４】
１０、１１、１２、１３、１４  表示装置、２０、１２０、２２０  蛍光表示管装置、２１、１２１、２２１  半導体装置（ＩＣ）、２２  蛍光表示部、
３０、１３０、２３０  電源制御部、３１  三角波発生器、
３２  誤差増幅器、３３  パルス幅変調器、
３４、３７、３８、２３４、３３４  スイッチ素子ドライバ、
４０  共通制御部、４１  異常検出器、４２  保護制御器、４３  発振器
５０  蛍光表示部駆動部、５１  デコーダ、５２  ドライバ保護器、
５３  ドライバ、６１、７７、２７７、３７７  スイッチ素子、６２  ダイオード、６３  インダクタ、６４  コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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