(57)【要約】発明は少なくとも２つのエレクトロルミネセント（ＥＬ）ランプ（２８、３８）のルミネセント輝度を制御するためのＥＬランプドライバに関する。このドライバはＥＬランプのルミネセント輝度に対応する少なくとも２つの設定値を受け取り、受け取った設定値に基づいて充電波形（１２８、１３８）を作り、ＥＬランプ（２８、３８）２０充電又は放電するようになっている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのエレクトロルミネセント（ＥＬ）ランプ（２８、３８）の輝度を制御するためのＥＬランプドライバであって、前記夫々のＥＬランプの少なくとも２つのルミネセント輝度設定値を受け取るための手段と、少なくとも一つの充電手段とを備えるものにおいて、最大ルミネセント設定値でのＥＬランプのルミネセンス輝度の設定を充電手段（１０）の出力パラメタを制御して行い、単数又は複数のより低いルミネセント輝度設定値での単数又は複数のＥＬランプのルミネセンス輝度の設定を、この単数又はこれ等複数のＥＬランプが前記第１のＥＬランプに並列に充電される時間間隔を制御して行う制御手段で特徴付けられるＥＬランプドライバ。
【請求項２】
前記制御手段が、受け取った設定値に従って充電波形（１２８、１３８）を発生してＥＬランプ（２８、３８）を充電又は放電させる手段を含んで成る請求項１に記載のＥＬランプドライバ。
【請求項３】
前記制御手段が、最大の所望ルミネセント輝度をもつＥＬランプの第１のもの（２８又は３８）を充電する第１の充電波形（１２８）と、より低い所望ルミネセント輝度をもつ第２のＥＬランプ（３８又は２８）を充電する第２の充電波形とを発生する手段を含んで成る請求項１又は２に記載のＥＬランプドライバ。
【請求項４】
前記第１の充電波形が最大の所望ルミネセント輝度をもつＥＬランプの第１のもの（２８又は３８）を完全に充電し、前記第２の充電波形が、ＥＬランプの第１のものが充電される時間間隔より短い時間間隔の間、第１の充電波形と略等しい波形を有する請求項３に記載のＥＬランプドライバ。
【請求項５】
前記制御手段（４０；５０、５５、５６、６０、６５、６６、７０〜７９、９１〜９４）がその入力部にて、少なくとも２つのＥＬランプ（２８、３８）のルミネセント輝度設定値（４１、４２）と、少なくとも２つＥＬランプ（２８、３８）の実際のルミネセント輝度に対応する実際値（８４、８５）を受け取って、前記少なくとも２つのランプの各々の各設定値と実際値を比較し、前記ＥＬランプ（２８、３８）の充電手段（１０）と放電手段（１２）とＨブリッジ（２０〜２３、３０〜３３）を、前記少なくとも２つのＥＬランプ（２８、３８）の各々の設定値と実際値とが略等しくなるように駆動するようにして成る請求項１〜４の何れか一つに記載のＥＬランプドライバ。
【請求項６】
前記制御手段が前記少なくとも２つのＥＬランプ（２８、３８）の各々に対するコントローラ（５０、６０）を含んで成り、各コントローラ（５０、６０）がその入力部（５７、５８、６７、６８）にて、前記少なくとも２つのＥＬランプ（２８、３８）の対応するものの設定値と実際値を受け取り、その出力部にて、充電及び放電手段（１０、１２）、又は単数又は複数のより低いルミネセント輝度設定値をもつ前記単数又は複数のＥＬランプを充電又は放電を制御する制御信号（８３）を発生するためのパルス変調器（７２）を制御するための制御信号（５９、６９）を発生するようにして成る請求項１〜５の何れか一つに記載のＥＬランプドライバ。
【請求項７】
前記充電手段（１０）が前記複数のＥＬランプ（２８、３８）に電流を供給できる高電圧電源を含んで成る請求項１〜６の何れか一つに記載のＥＬランプドライバ。
【請求項８】
前記電源が、一次側スイッチングに際してデューティーサイクルを設定するための制御入力部を有するステップアップ・スイッチング電源である請求項７に記載のＥＬランプドライバ。
【請求項９】
前記放電手段（１２）がシンク電流量を決定する制御入力を含んで成る請求項１〜８の何れか一つに記載のＥＬランプドライバ。
【請求項１０】
前記放電手段（１２）が、抵抗、又はトランジスタに基づく電流シンク、又は単数又は複数のＥＬランプから除去されたエネルギーを吸収するため一次側に電荷蓄積装置を有するステップダウン・スイッチング電源を含んで成る請求項９に記載のＥＬランプドライバ。
【請求項１１】
前記出力パラメタが前記充電手段の出力電圧及び／又は出力電流を含んで成る請求項１〜１０の何れか一つに記載のＥＬランプドライバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つのエレクトロルミネセントランプを駆動するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロルミネセンス（ＥＬ）は電気エネルギーのルミナスエネルギーへの非熱的変換である。良く知られたエレクトロルミネセント装置は、ｐｎジャンクション近傍で電子と正孔の対を再結合させて光を発生させる発光ダイオード（ＬＥＤ）である。また、液晶ディスプレーを背面照射するための光源として人気のあるエレクトロルミネセント（ＥＬ）ランプが知られている。
【０００３】
ＥＬランプにおいては、ＺｎＳ：Ｍｎのような材料における高エネルギー電子による発光センタ（アクチベータと謂う）の衝撃励起により光が発生される。電子は高電場から高エネルギーを得る。従って、この種のエレクトロルミネセンスはしばしば、高電場エレクトロルミネセンスと呼ばれている。従って、ＥＬランプの駆動には高電圧を要する。
【０００４】
高電圧供給側に複雑さが少なく、単一の高電圧源をもつＥＬランプ用の従来のドライバの問題は、２つの別個のＥＬランプを、これ等２つのランプのルミネセント輝度が独立して連続的に制御可能なように駆動することができないことである。
【０００５】
現在利用可能な集積デュアルＥＬランプドライバ、例えばＳｕｐｅｒｔｅｘ  Ｉｎｃ．のＨＶ８３９、ＳｉｐｅｘのＳＰ４４９０、ＩＭＰのＩＭＰ５２２やＮＰＣのＳＭＳ１４５Ａでは、２つのＥＬランプの各々を完全にオン、オフにできるに過ぎない。オンに切り換わったときの２つのルミネセンス輝度は米国特許６５１５５２２にも開示されているように、同じに制御可能であるに過ぎない。米国特許６１４４１６４に開示されているもう一つの高価な具現化では、ランプをシーケンス制御している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、少なくとも２つのエレクトロルミネセントランプを駆動するための装置であって、これ等２つのルミネセントランプのルミネセント輝度を独立して、且つ連続的（無段階）に制御できる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の基礎をなす基本的思想は、ＥＬランプの充放電を充電波形により制御することにある。本発明によれば、これは論理回路を用いることに可能になる。
【０００８】
本発明は、少なくとも２つのエレクトロルミネセント（ＥＬ）ランプのルミネセント輝度を制御するＥＬランプドライバにおいて、このドライバはこれ等ＥＬランプのルミネセント輝度に対応する少なくとも２つの設定値を受け取り、受け取った設定値に従って充電波形を生成してこれ等ＥＬランプを充電又は放電するようにしたものに関する。この充電波形は一般に、ある一つの設定値で決定される所望のルミネセント輝度に応じて生成される。これは、開ループ制御又は、閉ループ制御の何れかでなされる。例えば開ループ制御による具現化では、テーブルは異なる設定値に対応する、あるＥＬランプの制御に必須な種々のパラメタを含むことができる。その場合、ある特定の設定値が受け取られたら、対応するパラメタを調べ、これ等のパラメタに応じてこのＥＬランプの充電波形を発生させることができる。
【０００９】
ドライバは好ましくは、最大の所望ルミネセント輝度をもつＥＬランプの内第１のものを充電する第１の充電波形と、より低い所望ルミネセント輝度の他の単数又は複数のＥＬランプを充電する第２の充電波形を生成するようにされる。
【００１０】
特に、第１の充電波形は最大の所望ルミネセント輝度をもつＥＬランプの第１のものを完全に充電し、第２の充電波形はＥＬランプの第１のものが充電される時間間隔より短い時間間隔の間、第１の充電波形と略等しい波形を有するようにされる。
【００１１】
その入力部にて、少なくとも２つのＥＬランプの所望のルミネセント輝度に対応する設定値と、少なくとも２つのＥＬランプの実際のルミネセント輝度に対応する実際値を受け取り、少なくとも２つのＥＬランプの各々の設定値と実際値を比較し、これ等ＥＬランプに対する充電手段と放電手段とＨブリッジとを、これ等少なくとも２つのＥＬランプの各々の設定値と実際値とが略等しくなるように駆動する制御装置をドライバが含んで成るようにすることができる。
【００１２】
ドライバの好適な実施例において、制御装置は、ＥＬランプの最大ルミネセント輝度設定値でのルミネセント輝度が充電手段の出力電圧を制御することにより設定され、単数又は複数のＥＬランプの単数又は複数のより低いルミネセント輝度設定値でのルミネセント輝度が、この単数又はこれ等複数のＥＬランプが第１のＥＬランプに並列に充電される期間間隔を制御することにより設定されるようにする。
【００１３】
更に、制御手段が少なくとも２つのＥＬランプの各々に対するコントローラを含んで成り、各コントローラがその入力部にて、少なくとも２つのＥＬランプの対応するものの設定値と実際値を受け取り、その出力部にて、充電及び放電手段、又は、この単数又はこれ等複数のＥＬランプを単数又は複数のより低いルミネセント輝度設定値で行う充電又は放電を制御する制御信号を発生するためのパルス変調器、を制御するための制御信号を発生するようにすることができる。
【００１４】
充電手段は複数のＥＬランプに電流を供給できる高電圧電源でも良い。
【００１５】
この電源は高い出力抵抗を有し、充電中のＥＬランプに掛かる歪を小さく保つようにすべきである。
【００１６】
この電源は好ましくは、一次側スイッチングに際してデューティーサイクルを設定するための制御入力部を有するステップアップ・スイッチング電源である。
【００１７】
放電手段はＥＬランプからの電流をシンク（沈下）できるどんな装置でも良い。
【００１８】
この装置は好ましくは、シンク電流量を決定する制御入力を有するようにすると良い。
【００１９】
この装置は好ましくは、抵抗、又はトランジスタに基づく電流シンク、又は単数又は複数のＥＬランプから除去されたエネルギーを吸収するため一次側に電荷蓄積装置を有するステップダウン・スイッチング電源であると良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明を以下、例示として添付図面を参照して説明する。
【００２１】
本発明によるＥＬランプドライバの好適な実施例を以下、説明する。これ等の実施例において、ドライバは２つ（又は多数）のＥＬランプの駆動に用いられるようになっている。
【００２２】
以下の記載において、同一及び／又は類似の素子は同一参照記号で表わす。
【００２３】
図１は、開ループ制御による２つのＥＬランプ２８及び３８用のエレクトロルミネセントランプドライバを示す。ドライバは、高圧充電手段１０、放電手段１２、２つのＥＬランプ２８及び３８の各々に対する１つのＨブリッジ２０〜２３、３０〜３３、及び制御装置４０を含んで成る。
【００２４】
制御装置４０は２つのＥＬランプ２８及び３８の輝度を制御するため、２つの設定値入力部４１及び４２にて入力制御電圧を受け取る。
【００２５】
入力部４１及び４２にて受け取られる入力制御電圧は、ＥＬランプ２８及び３８夫々の所望ルミネセント輝度に対応している。
【００２６】
制御装置４０は制御信号４４〜４７、２８’、２９、３８’及び３９を発生して、２つのＥＬランプ２８及び３８の充電及び放電を、受け取った入力制御電圧に従って制御する。特に、制御信号４４及び４５を発生して、夫々放電手段１２及び充電手段１０を制御する。更に、充電スイッチ装置１１及び放電スイッチ装置１３に対して夫々、制御信号４６及び４７を発生する。ＥＬランプ２８のためのＨブリッジのスイッチ装置２０、２３及び２１、２２は、信号２８‘及び２９により夫々制御される。ＥＬランプ３８のためのＨブリッジのスイッチ装置３０、３３及び３１、３２は、信号３８’及び３９により夫々制御される。
【００２７】
制御装置４０は、受け取られた入力制御電圧を処理し、上記その制御信号を発生するようにプログラムされたマイクロコントローラから構成されている。特に、制御装置４０は両ＥＬランプ２８及び３８の中ルミネセント輝度が高いほうのＥＬランプに対して充電波形を発生する。もしＥＬランプ２８がより高い輝度のランプであれば、このランプを充電するための制御信号２８’及び２９はこのランプを完全に充電する充電波形から成る。制御信号３８’及び３９は制御信号２８‘及び２９と略同一の充電波形から成るが、設定値入力４２において決定された入力制御電圧に充電するだけ、即ち第１のランプ、即ちＥＬランプ２８の充電時間間隔と較べて短い時間間隔の間、ＥＬランプ３８を充電するに過ぎない。第２のＥＬランプ３８に対する充電時間間隔は、入力制御電圧により決定される所望の輝度を達成するように選ばれる。これは、この制御装置のメモリに、即ち輝度と対応する充電時間間隔に対応する値から成るテーブルを用いてプログラムすることができる。
【００２８】
図２は、本発明によるドライバを閉ループ制御で具現化したものを示す。制御装置は、その各々がＥＬランプ２８及び３８の所望ルミネセント輝度に対応する入力制御電圧を夫々受け取る設定値入力部４１及び４２を含んで成る。更に、ＥＬランプ２８の実際値を受け取る入力部８４と、ＥＬランプ３８の実際値を受け取る入力部８５を含んで成る。制御装置のコントローラ７０は２つの設定値を互いに比較し、ＥＬランプ２８の設定値がＥＬランプ３８の設定値より高ければ論理「０」を、逆の場合は論理Ｔを出力する。
【００２９】
２つのＰＩ（比例・積分）コントローラ５０及び６０が制御装置に設けられ、受け取った信号を処理する。
【００３０】
入力部４１における設定値が入力部４２におけるものより高ければ、制御装置のＰＩコントローラ５０はその設定値入力部５７において設定値入力値４１を、マルチプレクサ５５を通して受け取り（マルチプレクサの位置はコンパレイタ出力８０上の論理０により定まる）、その実際値入力部５８においてＥＬランプ２８のルミネセント輝度の実際値を、マルチプレクサ５６を通して受け取る。
【００３１】
ＰＩコントローラ６０はその設定値入力部６７において設定値入力４２を、マルチプレクサ６５を通して受け取り、その実際値入力部６８においてＥＬランプ３８のルミネセント輝度の実際値を、マルチプレクサ６６を通して受け取る。
【００３２】
入力部４１における設定値が入力部４２におけるものより低ければ、２つのＰＩコントローラ５０及び６０の入力はマルチプレクサ５５、５６、６５及び６６の作用で互いに交換される。
【００３３】
この実施例においては、コントローラ５０及び６０は例示目的のみのためのＰＩコントローラに過ぎず、その制御作用により、その設定値入力と実際値の差を略ゼロにする他の種類の閉ループコントローラで置き換えることができる。
【００３４】
ＰＩコントローラ５０は充電手段１０及び放電手段１２の制御入力部を駆動する。充電手段１０は、ＥＬランプ２８及び３８に電流を供給でき、出力電圧又は電源の供給電流量を決定する制御入力部を有するどんな高電圧電源でも良いが、充電時間中にＥＬランプに掛かる歪を小さく保つため、出力抵抗が比較的高い電源とすると良い。一例としては、制御入力部が一次側のスイッチングのデューティーサイクルを設定するようにしたステップアップ・スイッチング電源である。
【００３５】
放電手段１２は、ＥＬランプの電流をシンクすることのできるどんな装置でも良いが、吸込み（シンク）電流量を決定する制御入力部をもつものが必要とは言わないまでも、望ましい。例としては、抵抗、又はトランジスタに基づく電流シンク、又はＥＬランプから除かれるエネルギーを吸収するため一次側に電荷蓄積装置をもつ、反対（ステップダウン）方向に動作する上記スイッチング電源である。
【００３６】
スイッチ装置１１及び１３は電流ノード１４に対して、電流の供給と吸込みを交互に行う。スイッチ装置１１及び１３は、制御装置のシーケンサ７１により制御ライン４６及び４７を通して制御される。充電制御ライン４６及び放電制御ライン４７の夫々の波形と供給ノード１４の波形の例が図３のタイミング図に示されている。タイミング図における数字は図２における制御ラインの数字に対応し、図３における信号は論理的に「高（ハイ）」であれば、活動状態である。
【００３７】
ＰＩコントローラ６０は、制御装置のパルス幅変調器７２の制御入力部を駆動する。パルス幅変調器７２はその入力部において、ＰＩコントローラ６０からの制御信号６９と、充電制御信号４６を受け取る。パルス幅変調器７２の出力部８３におけるパルス幅は、ＰＩコントローラ６０の出力部６９における入力電圧に実質的に比例する。出力部８３における最小パルス幅は制御ライン６９上の最小電圧に対して略０秒であり、制御ライン６９上の最大電圧に対して充電制御信号４６のパルス幅に実質的に等しい。制御信号８３のタイミングの一例を図３に示す。
【００３８】
シーケンサ７１は反転ゲート７３、論理ＯＲゲート７４及び７４、及び論理ＡＮＤゲート７６、７７、７８及び７９と共に、ＥＬランプ２８及び３８が正又は負方向（任意に定めた）に充電されるか、何れも充電されないかを決定する。制御ライン８１及び８２は充電方向を決定する。ライン８１上の論理「ハイ」は両ＥＬランプ２８、３８の正充電を可能にし、ライン８２上の論理「ハイ」は両ＥＬランプの負充電を可能とする。
【００３９】
入力部４１の設定値が入力部４２の設定値より高ければ、制御ライン８１及び８２は夫々ＡＮＤゲート７６及び７７を通してライン２８’及び２９に論理的に連結される。そのとき、ライン２８’又は２９の一方は常に論理的に「ハイ」であり、ＥＬランプ２８のルミネセント輝度はＰＩコントローラ５０により完全に制御されることを意味している。制御ライン８１及び８２が何れも論理的「ハイ」であり、パルス幅変調器７２の出力８３が論理的に「ハイ」であれば、ライン３８’及び３９は論理的に「ハイ」に過ぎず、これはＥＬランプ３８のルミネセント輝度はＰＩコントローラ６０により完全に制御されることを示している。
【００４０】
入力部４１の設定値が入力部４２の設定値より低ければ、反対となり、ＥＬランプ２８はＰＩコントローラ６０により制御され、ＥＬランプ３８はＰＩコントローラ６１により制御される。
【００４１】
ライン２８が論理的に「ハイ」であり、ライン２９が論理的に「低（ロー）」であれば、スイッチ手段２０及び２３はオンであり、スイッチ手段２２及び２１はオフであり、ＥＬランプ２８は正方向に充電される。放電手段１２が活動状態にあり、スイッチ装置１３がオンであれば、ＥＬランプ２８及び３８はその電荷の極性に応じてダイオード２４及び２７又は２５及び２６を通して、ダイオード３４及び３７又は３５及び３６を通して夫々、放電される。図３における波形１２８及び１３８は、入力部４１上の設定値が入力部４２上の設定値より高い場合の、ＥＬランプ２８及び３８に夫々跨る電圧の例である。
【００４２】
差動増幅器９１及び９３と整流器９２及び９４は、ＥＬランプ２８及び３８のルミネセント輝度の実際値を夫々決定する。図示の例では、ＥＬランプ２８及び３８に跨る整流された電圧差をルミネセント輝度の実際値として用いているが、他の量、例えば平均絶対電流、絶対ピーク電圧振幅、又は光ダイオード等の光感知電子素子で測定された実ルミネセント輝度を実際値として用いることができることは明らかである。
【００４３】
この構成は本思想を例示するためにのみ示されており、他の構成も可能であることは明らかであり、例えば、シーケンス、制御及び信号測定や普通の種目７０、５５、５６、５０、６５、６６、６０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、９１、９２、９３、９４をアナログ‐ディジタル変換器、パルス幅変調器やパルス発生器等の集積周辺ブロックを含む単一のマイクロコントローラを用いて構成することができる。
【００４４】
また、個々に駆動されるＥＬランプの数を、２つから任意数に拡張し、最大のルミネセント輝度設定値をもつＥＬランプを、充電手段及び放電手段を制御する閉ループコントローラで制御し、ＥＬランプの残部の各々を、各ＥＬランプの充電時間をパルス幅変調で制御する閉ループコントローラで制御することにより、上記拡張を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】開ループ制御による本発明のエレクトロルミネセントドライバの第１の実施例を示す。
【図２】閉ループ制御による本発明のエレクトロルミネセントドライバの第２の実施例を示す。
【図３】図２のドライバの信号の波形を示すタイミング図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０       充電手段
１１       スイッチ装置
１２       放電手段
１３       スイッチ装置
１４       供給ノード
２０〜２３  スイッチ装置
２４〜２７  ダイオード
２８       ＥＬランプ
２８’、２９      制御ライン
３０〜３３  スイッチ装置
３４〜３７  ダイオード
３８       ＥＬランプ
３８’、３９      制御ライン
４０       制御装置
４１       設定値入力部
４２       設定値入力部
４４       放電手段制御信号
４５       充電手段制御信号
４６       充電スイッチ装置制御信号
４７       放電スイッチ装置制御信号
５０       ＰＩコントローラ
５１       減算器
５２       増幅器
５３       積算器
５４       加算器
５５、５６  マルチプレクサ
５７       ＰＩコントローラ５０の設定値入力部
５８       ＰＩコントローラ５０の実際値入力部
５９       ＰＩコントローラ５０の出力
６０       ＰＩコントローラ
６１       減算器
６２       増幅器
６３       積算器
６４       加算器
６７       ＰＩコントローラ６０の設定値入力部
６８       ＰＩコントローラ６０の実際値入力部
６９       ＰＩコントローラ６０からの出力
７０       比較器
７１       シーケンサ
７２       パルス幅変調器
８０       比較器出力
８３       パルス幅変調７２の出力
８４       ＥＬランプ２８の実際値のノード
８５       ＥＬランプ３８の実際値のノード
９１、９３  差動増幅器
９２、９４  整流器
１２８     ＥＬランプ２８の電圧波形
１３８     ＥＬランプ３８の電圧波形
【図１】
2007509474.tif 000003
【図２】
2007509474.tif 000004
【図３】
2007509474.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月26日(2006.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
前記充電手段（１０）が前記複数のＥＬランプ（２８、３８）に電流を流す高電圧電源を含んで成る請求項１〜６の何れか一つに記載のＥＬランプドライバ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
前記放電手段（１２）がＥＬランプからのシンク電流量を決定する制御入力を含んで成る請求項１〜８の何れか一つに記載のＥＬランプドライバ。
【国際調査報告】
2007509474.tif 000006
2007509474.tif 000007
2007509474.tif 000008