(57)【要約】【課題】容量成分を有する電気負荷を正確に且つ効率よく駆動する。【解決手段】電気負荷に印加する切換前の電圧値を発生する第１の電源部と、切換後の電圧値を発生する第２の電源部と、これらの中間の電圧で動作して電力を蓄積可能な電力蓄積部とを設け、何れか一方の電源部を電気負荷に接続した状態から、他方の電源部を接続した状態に切り換えることで電気負荷を駆動する。ここで、電源部を切り換えるに際しては、一方の電源部に接続した状態から、電力蓄積部に接続した状態を経て、他方の電源部に接続した状態に切り換える。こうすれば、電気負荷の容量成分に蓄えられた電力を回収しながら、電気負荷を駆動することで効率よく駆動できる。また、最終的には第１の電源部または第２の電源部からの電圧を印加するので、安定して正確な電圧値で駆動することが可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量成分を有する電気負荷に対して、印加する電圧値を切り換えることにより、該電気負荷を駆動する電気負荷駆動回路であって、
前記電気負荷に印加される切り換え前の電圧値の電力を発生する第１の電源部と、
前記電気負荷に印加される切り換え後の電圧値の電力を発生する第２の電源部と、
電力の供給を受けると該電力を蓄えて、該蓄えた電力を外部に供給するとともに、前記切り換え前の電圧値と前記切り換え後の電圧値との間の電圧値で動作する電力蓄積部と、
前記電気負荷に接続される電源部を、前記第１の電源部または前記第２の電源部の一方から他方に切り換えることにより、該電気負荷に印加される電圧値を切り換える電圧値切換部と
を備え、
前記電圧値切換部は、前記電気負荷が前記第１の電源部または前記第２の電源部の一方に接続された状態から、前記電力蓄積部に接続された状態を経て、他方の電源部に接続された状態に切り換える電圧値切換部である電気負荷駆動回路。
【請求項２】
請求項１に記載の電気負荷駆動回路であって、
前記電圧値切換部は、前記電力蓄積部が動作する電圧値を検出するとともに、前記電気負荷と該電力蓄積部との接続を切り換える電圧値を、該検出した電圧値に基づいて決定する切換部である電気負荷駆動回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電気負荷駆動回路であって、
前記電気負荷は、複数の画素を用いて画像を表示する画像表示装置である電気負荷駆動回路。
【請求項４】
容量成分を有する電気負荷に対して、印加する電圧値を切り換えることにより、該電気負荷を駆動する電気負荷駆動方法であって、
前記電気負荷に印加される切り換え前の電圧値の電力を発生する第１の電源部を用意する工程と、
前記電気負荷に印加される切り換え後の電圧値の電力を発生する第２の電源部を用意する工程と、
電力の供給を受けると該電力を蓄えて、該蓄えた電力を外部に供給するとともに、前記切り換え前の電圧値と前記切り換え後の電圧値との間の電圧値で動作する電力蓄積部を用意する工程と、
前記電気負荷に接続される電源部を、前記第１の電源部または前記第２の電源部の一方から他方に切り換えることにより、該電気負荷に印加される電圧値を切り換える工程と
を備え、
前記電圧値を切り換える工程は、前記電気負荷が前記第１の電源部または前記第２の電源部の一方に接続した状態から、前記電力蓄積部に接続した状態を経て、他方の電源部に接続した状態に切り換える工程である電気負荷駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印加する電圧値を切り換えることによって、容量成分を有する電気負荷を駆動する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
印加する電圧値を切り換えることによって駆動する電気負荷には、種々の電気負荷が知られている。また、これら電気負荷の中には、いわゆる液晶画面のように容量成分を有する負荷も存在する。
【０００３】
電気負荷が容量成分を有している場合、容量成分に蓄えられた電荷に相当する電位差が、電気負荷に印加されている電圧値として現れる。従って、このような電気負荷では、印加する電圧値を上げるためには、容量成分に蓄えられた電荷を、電圧値の上昇に見合う分だけ増加させる必要があり、多くの電力を電気負荷に投入する必要が生じる。また逆に、印加する電圧値を下げるためには、容量成分に蓄えられた電荷を、電圧値の低下に見合う分だけ減少させる必要があり、これに伴って電気負荷からは、多くの電力が放出されることになる。
【０００４】
このように容量成分を有する電気負荷を駆動するためには、多くの電力が必要となる。そこで、印加する電圧値を下げる際に電気負荷から放出される電力を蓄えておき、印加する電圧値を上げる際に再利用することで、容量成分を有する電気負荷を駆動する際の電力消費を抑制しようとする技術が提案されている（特許文献１）。この提案の技術では、電圧値の異なる複数のコンデンサを設けておき、電気負荷に印加する電圧値を下げる際には、電気負荷から放出される電力を、電圧値の低いコンデンサに蓄えておく。電気負荷に印加されている電圧値がコンデンサの電圧値よりも下がった場合には、より電圧値の低いコンデンサに切り替えることによって、電気負荷から放出される電力を蓄えていく。その後、電気負荷に印加する電圧値を上げる際には、コンデンサに蓄えておいた電力を電気負荷に投入して電気負荷の電圧値を上昇させる。電気負荷に印加されている電圧値がコンデンサの電圧値よりも高くなった場合には、より電圧値の高いコンデンサに切り替えることによって更に電力を投入し、これによって電気負荷の電圧値を上げていく。このような方法によれば、電気負荷から放出される電力を再利用することができるので、容量成分を有する電気負荷の駆動に要する電力消費を、大幅に抑制することが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２８５４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、提案されている技術では、容量成分を有する電気負荷を駆動する際の電力消費を抑制可能であるものの、正確な電圧値で安定して電気負荷を駆動することが難しいという問題があった。すなわち、コンデンサに蓄えた電力を供給している関係上、電気負荷に電力を供給していると次第に電圧値が低下していく。逆に、電気負荷から電力を回収すると、コンデンサの電圧値が次第に上昇していく。従って、電源負荷の駆動状態によってコンデンサの電圧値が変動するので、正確な電圧値で安定して電気負荷を駆動することが困難となっているのである。
【０００７】
この発明は、従来の技術における上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、容量成分を有する電気負荷を駆動する際の電力消費を抑制しながら、正確な電圧値で駆動することが可能な技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の電気負荷駆動回路は次の構成を採用した。すなわち、
容量成分を有する電気負荷に対して、印加する電圧値を切り換えることにより、該電気負荷を駆動する電気負荷駆動回路であって、
前記電気負荷に印加される切り換え前の電圧値の電力を発生する第１の電源部と、
前記電気負荷に印加される切り換え後の電圧値の電力を発生する第２の電源部と、
電力の供給を受けると該電力を蓄えて、該蓄えた電力を外部に供給するとともに、前記切り換え前の電圧値と前記切り換え後の電圧値との間の電圧値で動作する電力蓄積部と、
前記電気負荷に接続される電源部を、前記第１の電源部または前記第２の電源部の一方から他方に切り換えることにより、該電気負荷に印加される電圧値を切り換える電圧値切換部と
を備え、
前記電圧値切換部は、前記電気負荷が前記第１の電源部または前記第２の電源部の一方に接続された状態から、前記電力蓄積部に接続された状態を経て、他方の電源部に接続された状態に切り換える電圧値切換部であることを要旨とする。
【０００９】
また、上記の電気負荷駆動回路に対応する本発明の電気負荷駆動方法は、
容量成分を有する電気負荷に対して、印加する電圧値を切り換えることにより、該電気負荷を駆動する電気負荷駆動方法であって、
前記電気負荷に印加される切り換え前の電圧値の電力を発生する第１の電源部を用意する工程と、
前記電気負荷に印加される切り換え後の電圧値の電力を発生する第２の電源部を用意する工程と、
電力の供給を受けると該電力を蓄えて、該蓄えた電力を外部に供給するとともに、前記切り換え前の電圧値と前記切り換え後の電圧値との間の電圧値で動作する電力蓄積部を用意する工程と、
前記電気負荷に接続される電源部を、前記第１の電源部または前記第２の電源部の一方から他方に切り換えることにより、該電気負荷に印加される電圧値を切り換える工程と
を備え、
前記電圧値を切り換える工程は、前記電気負荷が前記第１の電源部または前記第２の電源部の一方に接続した状態から、前記電力蓄積部に接続した状態を経て、他方の電源部に接続した状態に切り換える工程であることを要旨とする。
【００１０】
このような本発明の電気負荷駆動回路および電気負荷駆動方法においては、電気負荷に印加される切り換え前の電圧値の電力を発生する第１の電源部と、切り換え後の電圧値の電力を発生する第２の電源部とを用意しておく。また、電力の供給を受けるとその電力を蓄えて、蓄えた電力を外部に供給するとともに、第１の電源部の発生する電圧値と第２の電源部の発生する電圧値との間の電圧値で動作する電力蓄積部を用意しておく。そして、第１の電源部または第２の電源部の一方の電源部が電気負荷に接続された状態から、他方の電源部が接続された状態に切り換えることによって、電気負荷を駆動する。ここで、電気負荷に接続される電源部を切り換えるに際しては、一方の電源部に接続した状態から、電力蓄積部に接続した状態を経て、他方の電源部に接続した状態に切り換える。
【００１１】
このようにして、電気負荷に接続する電源部を切り換えることによって電気負荷を駆動してやれば、次の理由から、容量成分を有する電気負荷を駆動する際の電力消費を抑制しながら、正確な電圧値で駆動することが可能となる。尚、説明の都合から、以下では、第１の電源部および第２の電源部のうちで高い電圧値を発生している電源部を「高電源部」と呼び、低い電圧値を発生している電源部を「低電源部」と呼ぶことにする。一例として、電気負荷に接続する電源部を、高電源部から低電源部に切り換える場合について考える。電気負荷を高電源部に接続した状態から、電力蓄積部に接続した状態に切り換えると、電気負荷に印加されていた高い電圧値が、より低い電圧値で動作する電力蓄積部に接続されたことになる。このため、電気負荷の容量成分に高い電圧値で蓄積されていた電力が、電力蓄積部に供給されて蓄えられる。高電源部との接続を解除した状態で、電気負荷から電力蓄積部に電力を供給すると、電気負荷に印加されている電圧値は次第に減少して行き、やがては電力蓄積部に電力を供給することが困難となる。そこで、電気負荷と電力蓄積部との接続を解除して、今度は、電気負荷と低電源部とを接続する。すると、電気負荷に印加されている電圧値は、低電源部の発生する電圧値まで低下する。結局、電気負荷に印加されている電圧値が、高電源部の発生する高い電圧値から、低電源部の発生する低い電圧値に切り換わったことになる。次に逆の場合、すなわち、電気負荷に低電源部が接続されている状態から、高電源部が接続された状態に切り換える場合について考える。電気負荷を低電源部に接続した状態から、電力蓄積部に接続した状態に切り換えると、電気負荷に印加されていた低い電圧値が、より高い電圧値で動作する電力蓄積部に接続されたことになるので、電力蓄積部に蓄えられていた電力が電気負荷に供給され、その結果として、電気負荷に印加される電圧値が上昇していく。電気負荷に印加されている電圧値が上昇すると、やがては電力蓄積部から電気負荷に電力を供給することが困難となるので、電気負荷と電力蓄積部との接続を解除して、今度は、電気負荷を高電源部に接続する。すると、電気負荷に印加されている電圧値が、高電源部の発生する電圧値まで上昇することとなり、結局、電気負荷に印加されている電圧値が、低電源部の発生する低い電圧値から、高電源部の発生する高い電圧値に切り換わる。このようにして、電気負荷に印加する電圧値を切り換えてやれば、印加する電圧値が低下する際には、電気負荷の電力を電力蓄積部に蓄えておき、印加する電圧値が上昇する際には、電力蓄積部に蓄えておいた電力を使って、電気負荷に印加する電圧値を上昇させることが可能となる。すなわち、印加する電圧値が低下する際に電気負荷から放出される電力を利用して、電気負荷に印加する電圧値を受賞させることができるので、電気負荷を駆動する際の電力消費を大幅に抑制することが可能となる。
【００１２】
また、電気負荷には、最終的には高電源部あるいは低電源部が接続されるので、高電源部あるいは低電源部が発生する正確で安定した電圧値を印加することができる。このため、電気負荷を正確に、しかも安定して駆動することが可能となる。
【００１３】
加えて、高電源部と低電源部との接続を切り換えるのではなく、電力蓄積部と接続された状態を介して切り換えているので、各種スイッチ類や電子部品などにかかる電圧差を、高々、高電源部と電力蓄積部との電圧差、あるいは電力蓄積部と低電源部との電圧差に抑制することができる。従って、高電源部と低電源部とを直接切り換えた場合に較べて電圧差が小さくなるので、各種スイッチ類や電子部品などの抵抗による電力損失が抑制され、その分だけ、電気負荷を駆動する際の電力消費を抑制することが可能となる。
【００１４】
また、上述した本発明の電気負荷駆動回路においては、電力蓄積部が動作する電圧値を検出するとともに、電気負荷と電力蓄積部との接続を切り換える電圧値を、検出した電圧値に基づいて決定することとしてもよい。
【００１５】
電力蓄積部は、供給された電力を蓄えるとともに、蓄えた電力を外部に供給することが可能であり、これに伴って、動作する電圧値が変動することも起こり得る。しかし、電力蓄積部が動作する電圧値を検出して、検出した電圧値に応じて決定された電圧値で、電気負荷と電力蓄積部との接続を切り換えてやれば、たとえ、電力蓄積部が動作する電圧値が大きく変動した場合でも、電気負荷を適切に駆動することが可能となる。
【００１６】
また、本発明の電気負荷駆動回路は、電気負荷として、液晶パネルや、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルなど、複数の画素を用いて画像を表示する各種の表示装置を駆動することとしてもよい。
【００１７】
画像の表示装置は、非常に多くの画素によって画像を表現しており、個々の画素での表示状態を制御するために、複数の配線が設けられている。従って、これら複数の配線間には大きな寄生容量が形成されるため、本発明の電気負荷駆動回路を用いることで、適切に且つ高い電力効率で駆動することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施例を説明する。
Ａ．電気負荷駆動回路の構成：
Ｂ．電気負荷駆動回路の動作：
Ｃ．変形例：
【００１９】
Ａ．電気負荷駆動回路の構成  ：
図１は、電気負荷として液晶表示パネル２００を駆動する本実施例の電気負荷駆動回路１００の構成を概念的に示した説明図である。周知のように液晶表示パネル２００は、２枚のガラス板の間に液晶層を挟んだ構造となっており、一方のガラス板には共通電極が形成され、他方のガラス板には画素電極が形成されている。そして、画素電極に印加する電圧値によって液晶層内の液晶分子の向き（配向）が変化し、その結果として光の透過率が変化する性質を利用して画像を表示する。
【００２０】
また、画素電極は、複数のソース線と複数のゲート線とを薄い絶縁層を介して交差させ、その交点毎に薄膜トランジスタを形成することによって構成されている。図１中の液晶表示パネル２００には、縦方向に走る複数のソース線と、横方向の走る複数のゲート線との交点にトランジスタが形成されて、複数の画素電極が形成されている様子が示されている。こうして一方のガラス板側に形成された複数の画素電極は、液晶層を介して他方のガラス板に形成された共通電極と向き合うことによって、それぞれに画素を形成する。このように画素は、液晶層を挟んで画素電極と共通電極とが向き合うことによって形成されているので、個々の画素が一定の容量（画素容量）を有するコンデンサとなっている。また、画素電極についても、絶縁層を挟んで設けられたソース線とゲート線との間に、小さなコンデンサが形成されている。図１中の液晶表示パネル２００では、ソース線とゲート線との間に容量Ｃｓの小さなコンデンサが形成されている様子が示されている。尚、ソース線とゲート線との間に形成されたコンデンサは、意図せずに形成されたコンデンサという意味で「寄生コンデンサ」と呼ばれることがある。
【００２１】
図１には、以上のような構成の液晶表示パネル２００を駆動するために、本実施例の電気負荷駆動回路１００の大まかな回路構成が示されている。図示されるように、電気負荷駆動回路１００には、複数の電源部１０と、電力蓄積部２０と、電圧切換部３０とが設けられている。ここで、複数の電源部１０は、液晶表示パネル２００の画素電極に印加するべき電圧値の電力を発生する電源部である。前述したように液晶表示パネル２００は、画素電極に印加する電圧値によって光の透過率を変化させることで画像を表示している。従って、液晶表示パネル２００を駆動するためには、光が透過し易い状態となる電圧値と、光が透過し難い状態となる電圧値との、少なくとも２つの電圧値を用意しておき、各画素の画素電極に印加する電圧値を切り換える必要がある。また、実際には画質を向上させる観点から、光の透過率を種々に変更することが可能なように、より多くの電圧値が用意されており、画素電極に印加する電圧値を切り換えていることが通常である。本実施例の電気負荷駆動回路１００には、画素電極に印加される電圧値毎に電源部１０が設けられており、各電源部１０はそれぞれの電圧値の電力を発生する。
【００２２】
尚、図１では、図示が煩雑となることを避けるために、電圧値Ｅ１の電力を発生する電源部１０と、電圧値Ｅ２の電力を発生する電源部１０と、電圧値Ｅ３の電力を発生する電源部１０の、３つのみの電源部が設けられているものとしている。また、個々の電源部を識別する必要のない場合は、単に電源部１０とのみ表示するが、個々の電源部を識別する必要がある場合は、電圧値Ｅ１の電力を発生する電源部を電源部１０ａと表示し、電圧値Ｅ２の電力を発生する電源部を電源部１０ｂと表示し、電圧値Ｅ３の電力を発生する電源部を電源部１０ｃと表示して区別するものとする。
【００２３】
電力蓄積部２０は、電力の供給を受けるとその電力を蓄えるとともに、蓄えた電力を外部に供給することが可能となっている。このような電力蓄積部２０としては、コンデンサや二次電池などを用いることができる。また、電力蓄積部２０が動作する電圧値は、複数の電源部１０が発生する電圧値の間の電圧値に設定されている。例えば、図１に示した例では、３つの電源部１０がそれぞれ電圧値Ｅ１、Ｅ２，Ｅ３の電力を発生するとしているから、電力蓄積部２０としては、電圧値Ｅ１〜電圧値Ｅ２の範囲内の電圧値Ｃ１で動作する電力蓄積部２０と、電圧値Ｅ２〜電圧値Ｅ３の範囲内の電圧値Ｃ２で動作する電力蓄積部２０の、２つの電力蓄積部２０が設けられている。
【００２４】
尚、図１では、図示が煩雑となることを避けるために、それぞれの電圧範囲内に１つずつ電力蓄積部２０が設けられているものとしているが、動作する電圧値を異ならせて複数の電力蓄積部２０を設けることとしても良い。また、上述した電源部１０の場合と同様に、個々の電力蓄積部を識別する必要のない場合は、単に電力蓄積部２０とのみ表示するが、個々の電力蓄積部を識別する必要がある場合は、電圧値Ｃ１で動作する電力蓄積部を電力蓄積部２０ａと表示し、電圧値Ｃ２の電圧値で動作する電力蓄積部を電力蓄積部２０ｂと表示して区別するものとする。
【００２５】
電圧切換部３０は、複数のスイッチから構成されており、複数設けられた電源部１０あるいは電力蓄積部２０の何れかと、電気負荷とを電気的に接続することが可能となっている。図１に示した例では、電気負荷として液晶表示パネル２００を駆動することとしているから、電圧切換部３０は、液晶表示パネル２００に複数設けられているそれぞれのソース線に接続されている。
【００２６】
以上のような構成を有する本実施例の電気負荷駆動回路１００は、液晶表示パネル２００のような容量成分を有する電気負荷を、極めて高い電力効率で、しかも正確に駆動することが可能となっている。以下では、この点について説明する。
【００２７】
Ｂ．電気負荷駆動回路の動作  ：
図２は、本実施例の電気負荷駆動回路１００が液晶表示パネル２００を駆動する様子を示した説明図である。尚、前述したように、液晶表示パネル２００には複数のゲート線が設けられており、各ゲート線に複数の画素電極が接続されている。実際には、各ゲート線を順繰りに選択して、ゲート線毎に画素電極に印加する電圧値を切り替えていくのであるが、説明が煩雑となることを避ける観点から、ここでは１つのゲート線に着目して説明することとする。
【００２８】
図２（ａ）には、着目しているゲート線に接続された２つの画素電極に、所望の電圧値を印加する様子が示されている。図中では、着目しているゲート線を実線で表している。図示されているように、ゲート線に接続された２つの画素電極のうち、左側の画素電極が接続された左側のソース線、および右側の画素電極が接続された右側のソース線は、それぞれ電圧切換部３０に接続されている。また、電圧切換部３０には、Ｓ１〜Ｓ５の５つのスイッチが設けられている。このうち、左側のソース線に接続された電圧切換部３０では、スイッチＳ１のみがＯＮとなり、他のスイッチはＯＦＦとなっている。このため、電圧値Ｅ１を発生する電源部１０ａのみがソース線に接続されて、左側の画素電極には電圧値Ｅ１が印加されている。これに対して、右側のソース線に接続された電圧切換部３０では、スイッチＳ５のみがＯＮとなっている。このため、電圧値Ｅ３を発生する電源部１０ｃのみがソース線に接続されて、右側の画素電極には電圧値Ｅ３が印加された状態となっている。このように、画素電極に印加する電圧値は、電圧切換部３０内で何れのスイッチをＯＮにするかによって決定されており、スイッチＳ１がＯＮにされている状態から、スイッチＳ５がＯＮにされている状態に切り換えれば、印加電圧を電圧値Ｅ１から電圧値Ｅ３に切り換えることができる。逆に、スイッチＳ５がＯＮにされている状態から、スイッチＳ１がＯＮにされている状態に切り換えれば、電圧値Ｅ３から電圧値Ｅ１に印加電圧を切り換えることができる。
【００２９】
しかし、本実施例の電気負荷駆動回路１００では、単にスイッチＳ１とスイッチＳ５とでＯＮ，ＯＦＦを切り換えるのではなく、次のように他のスイッチをＯＮにした状態を経由して切り換えることで、電力効率を大幅に改善させている。この点について、図２（ｂ）を参照しながら説明する。
【００３０】
図２（ｂ）は、画素電極に印加する電圧値を電圧値Ｅ１から電圧値Ｅ３に切り換えた後、再び電圧値Ｅ１を印加する場合を例にとって、印加電圧を切り換える様子を示した説明図である。初めは電圧値Ｅ１を印加しているから、電圧切換部３０内のスイッチの状態は、図２（ａ）を用いて前述したように、スイッチＳ１のみがＯＮとなっている。
【００３１】
この状態から、本実施例の電気負荷駆動回路１００では、スイッチＳ２のみがＯＮとなった状態に切り換える。図２（ａ）に示されるように、スイッチＳ２のみをＯＮにすると電力蓄積部２０ａが接続されるので、画素電極に印加される電圧値は電圧値Ｅ１から電圧値Ｃ１に上昇する。換言すれば、スイッチＳ２をＯＮにしたことで、画素電極にはより高い電圧値の電力蓄積部２０ａが接続され、電力蓄積部２０ａから電力が供給されて、画素電極の電圧値が上昇したことになる。図２（ｂ）には（図中の左下隅）、スイッチＳ１がＯＮの状態から、スイッチＳ２がＯＮの状態に切り換えることで、電力蓄積部２０ａから電力が供給され、その結果として、画素電極の印加電圧値が上昇する様子が模式的に表現されている。
【００３２】
画素電極の印加電圧値が上昇すると、電力蓄積部２０ａとの電位差が小さくなるので、やがては、それ以上に印加電圧値を上げることができなくなる。そこで、スイッチＳ２をＯＦＦにして電力蓄積部２０ａとの接続を解除するとともに、今度は、スイッチＳ４をＯＮにして電力蓄積部２０ｂと画素電極とを接続する。すると、画素電極にはより高い電圧値の電力蓄積部２０ｂが接続され、電力蓄積部２０ｂから電力が供給されて、画素電極の電圧値が上昇する。図２（ｂ）には、スイッチＳ２がＯＮの状態から、スイッチＳ４がＯＮの状態に切り換えることで、電力蓄積部２０ｂから電力が供給され、その結果として、画素電極の印加電圧値が上昇する様子が模式的に表現されている。こうして印加電圧値を上昇させると、やがては、それ以上に印加電圧値を上げることができなくなるので、スイッチＳ４をＯＦＦにし、スイッチＳ５をＯＮにする。その結果、電源部１０ｃと画素電極とが接続されて、画素電極に電圧値Ｅ３が印加された状態となる。図２（ｂ）には、スイッチＳ４がＯＮの状態から、スイッチＳ５がＯＮの状態に切り換えることで、電源部１０ｃから電力が供給され、その結果として、画素電極の印加電圧値が電圧値Ｅ３に上昇する様子が模式的に表現されている。
【００３３】
尚、画素電極に印加する電圧値を上昇させるために、電力蓄積部２０や電源部１０から供給される電力は、直接的には、画素電極が形成する容量成分に供給されるのであるが、図１を用いて前述したように、液晶表示パネル２００のソース線は複数のゲート線との間で寄生コンデンサを形成している。そして、ゲート線は非常に多く存在するために、寄生コンデンサの容量は画素電極の容量に較べて非常に大きくなっている。その結果、印加電圧値を上昇させるために投入する電力のかなりの部分が、実際には、寄生コンデンサに供給されている。
【００３４】
以上、画素電極に印加されている電圧値を、電圧値Ｅ１から電圧値Ｅ３に上昇させる場合について説明したが、逆に電圧値Ｅ３から電圧値Ｅ１に減少させる場合は、次のようなスイッチ操作を行う。先ず、スイッチＳ５がＯＮになっている状態（すなわち、画素電極に電圧値Ｅ３が印加されている状態）から、スイッチＳ４がＯＮになっている状態に切り換える。すると、電圧値Ｅ３が印加されていた画素電極が、より低い電圧値Ｃ２で動作する電力蓄積部２０ｂに接続された状態になるので、画素電極の側に蓄えられていた電力が電力蓄積部２０ｂに流れ込み、その結果として、画素電極に印加されている電圧値が低下する。図２（ｂ）には、スイッチＳ５がＯＮの状態から、スイッチＳ４がＯＮの状態に切り換えることで、画素電極の側から電力蓄積部２０ａに電力が流れ込み、その結果として、画素電極の印加電圧値が低下する様子が示されている。
【００３５】
画素電極の印加電圧値が低下していくと、やがては画素電極の印加電圧値を、それ以下に下げることができなくなる。そこで、スイッチＳ４をＯＦＦにして電力蓄積部２０ｂとの接続を解除し、スイッチＳ２をＯＮにして電力蓄積部２０ａに接続する。すると、画素電極は、より低い電圧値Ｃ１で動作する電力蓄積部２０ａが接続されるので、画素電極に溜まっていた電力が電力蓄積部２０ａへと再び流れ込むようになって、画素電極の印加電圧値が低下する。図２（ｂ）には、スイッチＳ４がＯＮの状態から、スイッチＳ２がＯＮの状態に切り換えることで、画素電極から電力蓄積部２０ａに電力が流れ込み、その結果として、画素電極の印加電圧値が低下する様子が示されている。
【００３６】
こうして印加電圧値を低下させると、やがては、それ以下に印加電圧値を下げることができなくなるので、スイッチＳ２をＯＦＦにするとともに、スイッチＳ１をＯＮにして、電源部１０ａと画素電極とを接続する。電源部１０ａの発生する電圧値Ｅ１は、画素電極に印加されていた電圧値Ｃ１よりも低いので、画素電極から電源部１０ａに電力が流れ込み、最終的にはグランドに放出される。その結果、画素電極の印加電圧値が次第に減少して、電圧値Ｅ１が印加された状態となる。図２（ｂ）には、スイッチＳ２がＯＮの状態から、スイッチＳ１がＯＮの状態に切り換えることで、画素電極から電力が放出されて、画素電極の印加電圧値が電圧値Ｅ１に低下する様子が示されている。
【００３７】
以上に説明したように、画素電極の印加電圧値を電圧値Ｅ３から電圧値Ｅ１に低下させる際には、画素電極の側（正確には、画素電極の容量および寄生コンデンサの容量）に蓄えられた電力を、電力蓄積部２０ａおよび電力蓄積部２０ｂに蓄えることができる。そして、逆に、画素電極の印加電圧値を電圧値Ｅ１から電圧値Ｅ３に上昇させる際には、電力蓄積部２０ａおよび電力蓄積部２０ｂに蓄えておいた電力を利用することができる。すなわち、図２（ｂ）に示したように、画素電極の印加電圧値を電圧値Ｅ１から電圧値Ｃ１に上昇させる際には、電力蓄積部２０ａに蓄えた電力を画素電極の側に供給すれば良く、同様に、画素電極の印加電圧値を電圧値Ｃ１から電圧値Ｃ２に上昇させる際には、電力蓄積部２０ｂに蓄えた電力を供給すれば良い。従って、印加電圧値を電圧値Ｃ２から電圧値Ｅ３に上昇させる時にだけ、電源部１０ｃから新たな電力を供給してやれば、画素電極に電圧値Ｅ３の電圧値を印加することができる。図２（ｂ）で、電圧値Ｃ２から電圧値Ｅ３への矢印が、黒塗りの矢印となっているのは、電源部１０から新たな電力を供給して電圧値を上昇させていることを表している。また、電圧値Ｅ１から電圧値Ｃ１への矢印、あるいは電圧値Ｃ１から電圧値Ｃ２への矢印が白抜きの矢印となっているのは、電源部１０からは新たな電力を供給することなく電圧値を上昇させていることを表している。
【００３８】
印加電圧値を低下させる場合についても同様に、電圧値Ｅ３から電圧値Ｃ２への矢印、あるいは電圧値Ｃ２から電圧値Ｃ１への矢印が白抜きの矢印となっているのは、このときに画素電極の側（正確には、画素電極の容量および寄生コンデンサの容量）から放出される電力が、電力蓄積部２０ｂあるいは電力蓄積部２０ａに蓄えられて、再利用可能であることを表している。また、電圧値Ｃ１から電圧値Ｅ１への矢印が黒塗りの矢印となっているのは、このときに画素電極の側から放出される電力は、グランドに排出されて、再利用できないことを表している。
【００３９】
結局、本実施例の電気負荷駆動回路１００では、図２（ｂ）に示されるように、画素電極に印加する電圧値を、電圧値Ｅ１と電圧値Ｅ３との間で切り換える場合でも、新たな電力を供給する必要があるのは、電圧値を電圧値Ｃ２から電圧値Ｅ３に上昇させる場合だけで良い。また、供給した電力を、再利用できない形で排出するのは、電圧値を電圧値Ｃ１から電圧値Ｅ１に低下させる場合だけであり、その他の電圧範囲であれば、再利用可能な形で蓄えておくことができる。その結果、液晶表示パネル２００などの容量成分を有する電気負荷を、たいへんに高い電力効率で駆動することができる。
【００４０】
尚、本実施例の電気負荷駆動回路１００では、図示が煩雑となることを避けるため、電力蓄積部２０は２つのみが設けられているものとして説明した。しかし、上述した説明から明らかなように、より多くの電力蓄積部２０を設けておき、画素電極に印加するべき電圧値Ｅ１と電圧値Ｗ３との間を、より細かい電圧範囲に区分してやれば、更に電力効率を向上させることができる。例えば、電力蓄積部２０ｂが動作する電圧値Ｃ２と、電源部１０ｃが発生する電圧値Ｅ３との間の電圧値で動作する新たな電力蓄積部２０を設けておけば、電源部１０ｃから新たに供給しなければならない電力を減少させることができる。同様に、電力蓄積部２０ａが動作する電圧値Ｃ１と、電源部１０ａが発生する電圧値Ｅ１との間の電圧値で動作する新たな電力蓄積部２０を設けておけば、画素電極の印加電圧値が電圧値Ｃ１より低くなっても、新たに設けた電力蓄積部２０で電力を回収することができる。その結果、電気負荷駆動回路１００としての電力効率をより一層高めることが可能となる。
【００４１】
もちろん、電力蓄積部２０ａや電力蓄積部２０ｂは、電力を蓄積したり放出したりすることで、動作する電圧値（ここでは、電圧値Ｃ１、電圧値Ｃ２）が増減し得る。しかし、これらの電圧値は、画素電極に印加する電圧値を切り換える際に、一時的に経由する電圧値に過ぎず、切り換え前後の電圧値（ここでは、電圧値Ｅ１、電圧値Ｅ２）については、それぞれ電源部１０ａ、電源部１０ｃから安定して正確な電圧値を供給することができる。従って、本実施例の電気負荷駆動回路１００では、液晶表示パネル２００などの電気負荷の駆動状況によらず、常に安定して正確な電圧値を印加することが可能となる。尚、図２（ｂ）の印加電圧値の欄で、電圧値Ｅ１および電圧値Ｅ３が、二重の矩形で囲って示されているのは、これらの電圧値については、電源部１０から正確な電圧値が安定して供給されていることを表したものである。
【００４２】
また、本実施例の電気負荷駆動回路１００では、電圧値Ｅ１から電圧値Ｅ３に一気に昇圧させたり、逆に、電圧値Ｅ３から電圧値Ｅ１に一気に降圧させたりするのではなく、電圧値Ｃ１、電圧値Ｃ２という中間の電圧値を経て、段階的に昇圧あるいは降圧させている。このため、電気負荷駆動回路１００の内部の各種スイッチや電子部品にかかる電圧差が小さくなって、これらの内部抵抗による電力損失も抑制することができる。その結果、より一層、効率よく電気負荷を駆動することが可能となる。
【００４３】
上述した実施例では、画素電極の印加電圧を、電圧値Ｅ１と電圧値Ｅ３との間で切り換える場合について説明した。しかし、図１に示したように、本実施例の電気負荷駆動回路１００には、電圧値Ｅ２の電力を発生する電源部１０ｂも設けられているので、電圧値Ｅ１と電圧値Ｅ２との間で印加電圧値を切り換えたり、電圧値Ｅ２と電圧値Ｅ３との間で切り換えたりすることも可能である。
【００４４】
図３は、画素電極に印加する電圧値を、電圧値Ｅ１、電圧値Ｅ２、電圧値Ｅ３の間で切り換える様子を示した説明図である。電圧値Ｅ１と電圧値Ｅ２との間には、電圧値Ｃ１で動作する電力蓄積部２０ａが設けられているから、画素電極に印加する電圧値を電圧値Ｅ１と電圧値Ｅ２との間で切り換える際には、一旦、電力蓄積部２０ａに接続することで電力効率を高めることができる。すなわち、図３に示されているように、スイッチＳ１がＯＮにされている状態からスイッチＳ２がＯＮの状態に切り換えることで、画素電極に印加されている電圧値を一旦、電圧値Ｃ１まで上昇させた後、スイッチＳ３をＯＮの状態として、電圧値Ｅ２を印加する。こうすれば、電源部１０ｂからは電圧値Ｃ１から電圧値Ｅ２に昇圧させるだけの電力を供給すればよい。この状態から、再びスイッチＳ２がＯＮの状態を経由して、スイッチＳ１がＯＮの状態に切り換えてやれば、画素電極の印加電圧値が電圧値Ｅ２から電圧値Ｃ１に低下する際に放出する電力を回収して、電力蓄積部２０ａに蓄えておき、再び電圧値を上昇させる際に利用することができる。このため、電圧値Ｅ１と電圧値Ｅ２との間で印加する電圧値を切り換える場合にも、高い電力効率で電気負荷を駆動することができる。もちろん、電圧値Ｅ２と電圧値Ｅ３との間で印加する電圧値を切り換える場合にも、高い電力効率で駆動することが可能である。
【００４５】
Ｃ．変形例  ：
以上に説明した本実施例の電気負荷駆動回路１００には、変形例が存在している。以下では、この変形例について簡単に説明する。
【００４６】
図４は、変形例の電気負荷駆動回路１００の大まかな構成を例示した説明図である。変形例の電気負荷駆動回路１００は、図２を用いて前述した本実施例の電気負荷駆動回路１００とほぼ同様の構成であるが、電力蓄積部２０ａおよび電力蓄積部２０ｂが動作している電圧値Ｃ１，Ｃ２を電圧切換部３０が検出して、スイッチＳ１〜Ｓ５の切り換えタイミングを制御している点のみが異なっている。
【００４７】
前述したように、電力蓄積部２０は、電力の放出あるいは蓄積によって、動作する電圧値が変動する可能性がある。仮に動作する電圧値が低下していると、画素電極（すなわち電気負荷）に印加する電圧値を上昇させようとして電力蓄積部２０に接続しても、低下した電圧値までしか上昇させることができない。従って、この場合は、早めに（まだ低めの電圧値の段階で）、より高い電圧値で動作する電力蓄積部２０、あるいはより高い電圧値を発生する電源部１０に接続を切り換えてやることが望ましい。
【００４８】
また、逆に、電力蓄積部２０の動作する電圧値が上昇していると、画素電極（すなわち電気負荷）に蓄えられている電力を回収しようとして電力蓄積部２０に接続しても、上昇した電圧値までしか電力を回収することができない。従って、この場合も、早めに（まだ高めの電圧値の段階で）、より低い電圧値で動作する電力蓄積部２０、あるいはより低い電圧値を発生する電源部１０に接続を切り換えてやることが望ましい。
【００４９】
変形例の電気負荷駆動回路１００では、電力蓄積部２０の動作する電圧値を検出しているので、各電力蓄積部２０の動作する電圧値が変動しても、適切なタイミングでスイッチを切り換えることが可能となる。
【００５０】
尚、以上では、容量成分を有する最も代表的な電気負荷として、液晶表示パネル２００を駆動する場合について説明した。しかし、本実施例の電気負荷駆動回路１００は、容量成分を有する電気負荷であれば、どのような電気負荷に対しても好適に適用することができる。
【００５１】
図５は、本実施例の電気負荷駆動回路１００を用いて、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルを駆動する様子を例示した説明図である。有機ＥＬパネルも、ソース線とゲート線とが交差する部分に画素が構成されている。あるゲート線を選択すると、そのゲート線にゲート電極が接続されたトランジスタＴｒ１がＯＮとなって、その下流側に設けられたコンデンサに、ソース線から電流が流れ込む。その結果、コンデンサにかかる電圧によってトランジスタＴｒ２がＯＮとなり、有機ＥＬに電流が流れて、電流量に応じた明るさで有機ＥＬが発光する。このようにして、１つ１つの画素を、ソース線に印加した電圧値に応じて光らせることによって画像を表示することが可能となっている。
【００５２】
このような有機ＥＬパネルについても、ソース線とゲート線との間には寄生コンデンサＣｓが形成されており、しかも非常に多くのソース線およびゲート線が設けられているので、有機ＥＬパネル全体として見れば、寄生コンデンサの容量はかなりの容量となる。このことから、有機ＥＬパネルを駆動する場合も、本実施例の電気負荷駆動回路１００を用いて駆動すれば、非常に高い電力効率で、正確に且つ安定して駆動することが可能となる。
【００５３】
また、印加した電圧値に応じて伸び縮みする性質を有し、種々のアクチュエータとして用いられているピエゾ素子も、容量成分を有することが知られている。従って、ピエゾ素子を搭載した電気負荷を駆動する場合も、本実施例の電気負荷駆動回路１００を適用することで、高い電力効率で駆動することができる。特に、インク滴を吐出して画像を印刷するインクジェットプリンタのインク吐出ヘッドは、画質上の要請から、極めて正確な電圧値を印加する必要があることから、本実施例の電気負荷駆動回路１００を用いれば、非常に高い電力効率を維持しながら、正確な電圧値を印加することが可能となるので好適である。
【００５４】
以上、変形例を含めて本実施例の電気負荷駆動回路について説明したが、本発明は上記の実施例あるいは変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】電気負荷として液晶表示パネルを駆動する本実施例の電気負荷駆動回路の構成を概念的に示した説明図である。
【図２】本実施例の電気負荷駆動回路が液晶表示パネルを駆動する様子を示した説明図である。
【図３】画素電極に印加する電圧を３つの電圧値の間で切り換える様子を示した説明図である。
【図４】変形例の電気負荷駆動回路の大まかな構成を例示した説明図である。
【図５】本実施例の電気負荷駆動回路を用いて有機ＥＬパネルを駆動する様子を例示した説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０…電源部、    ２０…電力蓄積部、    ３０…電圧切換部、
１００…電気負荷駆動回路、    ２００…液晶表示パネル
【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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