(57)【要約】  ディスプレイ内の照射手段を制御する回路は、基本的に一定の電流が供給される、直列接続で配列された照射手段を含む。照射手段を個々に制御するために、個々の照射手段をバイパスすることができるようにスイッチが設けられ、直列接続内に基本的に一定の電流が維持される。スイッチは、グランド電位に対して浮動である。したがって、スイッチの適切な制御のために、結合手段が設けられる。本発明の一開発では、各照射手段およびスイッチと共に、浮動局所電源が、スイッチを動作させるために設けられる。局所電源は、一実施形態では、バイパススイッチを制御するために使用される制御信号から給電される。別の実施形態では、浮動局所電源に電力を供給するための準備が行われる。この回路の実施形態に応じた駆動方法も開示される。
2010503164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイ装置内の照射装置用の回路であって、
−  直列に結合された２つ以上の照射手段（５１１、５２１、５３１）と、
−  第１の供給電位および第２の供給電位（ＶＤＤ、ＧＮＤ）の間の電圧（ＶＤＤ）を発生させる、前記照射手段（５１１、５２１、５３１）の直列接続用の共通電源（４１０）と、
−  それぞれの照射手段（５１１、５２１、５３１）に関連付けられ、前記それぞれの照射手段（５１１、５２１、５３１）を選択的にイネーブルおよびディスエーブルにする第１のスイッチ（５１３、５２３、５３３）であって、それぞれの前記第１のスイッチは、その関連付けられた照射手段（５１１、５２１、５３１）の主電流伝導電極の１つの電位に対応する基準電位（ＶREF1、ＶREF2）を有し、各々のスイッチが制御端子を有することと、
−  前記それぞれの第１のスイッチ（５１３、５２３、５３３）を制御する、それぞれの対応する第１の制御信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）の供給源であって、前記共通電源（ＶSupply）の前記供給電位の一方（ＧＮＤ）に対応する基準電位を有することと、
−  それぞれの第１のスイッチ（５１３、５２３、５３３）に関連付けられ、前記それぞれの対応する第１の制御信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を前記対応する第１のスイッチ（５１３、５２３、５３３）に結合する結合手段（５０４）であって、第１のスイッチの前記制御端子における前記制御信号（Ｓ１’、Ｓ２’、Ｓ３’）が、前記それぞれの第１のスイッチの前記基準電位（ＶREF1、ＶREF2）を基準とすることと、
−  それぞれの照射手段（５１１、５２１、５３１）に関連付けられ、前記それぞれの関連付けられた第１のスイッチ（５１３、５２３、５３３）を動作させる局所電源（５０３）と
を備えたことを特徴とする回路。
【請求項２】
前記共通電源（４１０）は、前記照射手段（５１１、５２１、５３１）の直列接続に基本的に一定の電流を供給することを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記第１のスイッチ（５１３、５２３、５３３）は、前記それぞれの関連する照射手段（５１１、５２１、５３１）に並列に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の回路。
【請求項４】
前記結合手段（５０４）は、光結合、容量結合または誘導結合を備え、前記第１のスイッチは、トランジスタを含むことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の回路。
【請求項５】
信号保持手段（７５８、７５９）が、それぞれの第１のスイッチに関連付けられ、前記信号保持手段は、キャパシタンス、またはキャパシタンスおよび抵抗を含むことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の回路。
【請求項６】
−  第２の制御信号の供給源（８０６）であって、前記第２の制御信号は、前記第１の制御信号により変調されることと、
−  前記第２の制御信号は、前記第１の制御信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）の代わりに前記結合手段（５０４）に供給され、
−  前記第１のスイッチ（５１３、５２３、５３３）に関連付けられ、前記第２の制御信号を復調して、前記第１の制御信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）に対応する信号を発生させる復調手段であって、前記第１の制御信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）に対応する前記信号は、前記第１のスイッチ（５１３、５２３、５３３）に印加されてそれを制御することと
をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の制御回路。
【請求項７】
前記第２の制御信号は、前記それぞれの局所電源（７５４）に電力を供給するために使用されることを特徴とする請求項６に記載の回路。
【請求項８】
前記復調手段は、前記第２の制御信号により制御される第２のスイッチ（７５６）を含み、前記第２のスイッチ（７５６）は、前記局所電源（７５４）から、前記第１のスイッチ（７１３）に関連付けられた前記信号保持手段（７５８、７５９）を充電することを特徴とする請求項６または７に記載の回路。
【請求項９】
前記第２の制御信号の前記供給源（７０６）は、前記第１の制御信号によりその出力が変調される発振器を含むことを特徴とする請求項６乃至８いずれかに記載の回路。
【請求項１０】
複数の照射手段（８１１、８２１、８３１）用に、前記第２の制御信号の供給源として１つの発振器（８０６）が設けられ、前記発振器の出力信号が、分配手段（８０７）の入力に印加され、前記分配手段（８０７）は前記発振器信号を、第２の制御信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）として、関連付けられた照射手段（８１１、８２１、８３１）の１つまたは複数の結合手段（８１３、８２３、８３３）に印加することを特徴とする請求項９に記載の回路。
【請求項１１】
前記発振器は、ハーフブリッジ構成の２つのトランジスタに接続されたインダクタンスおよびキャパシタンスを含むことを特徴とする請求項１０に記載の回路。
【請求項１２】
前記局所電源（５０３）は、ダイオード（７５１、７５２）およびキャパシタンス（７５４）を、スイッチトキャパシタ構成で含むことを特徴とする１乃至１１いずれかに記載の回路。
【請求項１３】
前記第１のスイッチ（１３１１、１３２１、１３３１）の基準電位をもつ回路ノード、および／または前記第１のスイッチ（１３１３、１３２３、１３３３）の制御電極が、リセット電位（ＧＮＤ）に切換え可能に接続されることを特徴とする請求項１乃至１２いずれかに記載の回路。
【請求項１４】
前記第１のスイッチ（１２１３）の基準電位をもつ回路ノード、および／または前記第１のスイッチ（１２１３）の制御電極の前記接続は、前記リセット電位（共通リセット）に向かって順方向にバイアスされたダイオード（１２５１、１２５２）を含むことを特徴とする請求項１３に記載の回路。
【請求項１５】
前記切換え可能接続は、共通接続線（共通リセット）を介して行われ、前記共通接続線（共通リセット）は、前記リセット電位にリセットスイッチ（ＲＥＳＥＴ）を介して切換え可能に接続されることを特徴とする請求項１３または１４に記載の回路。
【請求項１６】
過電圧保護手段（７５３）が、それぞれの第１のスイッチ（７１３）と共に設けられ、前記過電圧保護手段（７５３）は、前記それぞれの第１のスイッチ（７５３）の前記それぞれに対応する基準電位（ＶREF1）を基準とすることを特徴とする請求項１乃至１５いずれかに記載の回路。
【請求項１７】
結合手段（１２０４）として光カプラが備えられ、複数の光カプラのＬＥＤが、マトリクス様配列（１４０８）で接続され、前記光カプラの個々のＬＥＤが、多重化方式でアドレスされ、個々の光結合器が、前記光カプラのＬＥＤのアノード電極をＬＥＤのカソード電極よりも高い電位に適宜設定することにより、伝導モードに設定され、個々の光カプラは、ＬＥＤを適宜逆バイアスすることにより、またはＬＥＤのアノードおよびカソードを同じ電位に設定することにより、非伝導モードに設定されることを特徴とする請求項１乃至１６いずれかに記載の回路。
【請求項１８】
ディスプレイ内の照射装置を制御する方法であって、２つ以上の照射要素が直列接続で配列され、第１のスイッチが各照射手段に、前記照射手段を選択的に活性化または不活性化するために設けられ、前記第１のスイッチを制御するための制御信号が、前記それぞれの第１のスイッチに関連付けられた、基準電位をもつそれぞれの回路ノードを基準とし、また前記第１のスイッチの制御電極に印加され、局所電源が各第１のスイッチと共に設けられ、前記局所電源は、前記第１のスイッチの前記それぞれの基準電位を基準とし、
前記方法は、
ａ）前記直列接続に基本的に一定の電流を供給するステップと、
ｂ）前記第１のスイッチのそれぞれと共に局所的に設けられた前記電源に電力を供給するステップと、
ｃ）前記個々の照射手段に関連付けられた前記第１のスイッチが閉じられ、または開かれるように、選択的に制御するステップであって、第１のスイッチが閉じられると、前記基本的に一定の電流はバイパスされ、したがって、前記照射手段は基本的に全く電流を伝導せず、前記照射手段の直列接続内の前記基本的に一定の電流は維持されることと
を備え、
照射の知覚レベルが、前記照射手段のオン時間とオフ時間との比を適宜制御することにより設定されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
照射の前記知覚レベルをさらに調整するために、および／または電流と放射スペクトル範囲との関係を呈する照射手段の場合、前記照射の色相を調整するために、前記基本的に一定の電流を変化させるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
ｄ）前記基準電位をもつ回路ノードをリセット電位に選択的に接続するステップと、
ｅ）前記局所電源を初期電圧に設定するステップと、
ｆ）前記基準電位をもつ回路ノードを前記リセット電位から切り離すステップと
をさらに備えることを特徴とする請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ステップｄ）は、１つの直列接続の照射手段に関連付けられた全ての第１のスイッチを閉じるステップを含み、前記ステップｆ）は、前記直列接続の照射手段に関連付けられた前記第１のスイッチの少なくとも１つを開くステップを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記基準電位をもつ回路ノードをリセット電位に選択的に結合するために第３のスイッチが設けられ、前記ステップｄ）は、前記第３のスイッチを閉じるステップを含み、前記ステップｆ）は、前記第３のスイッチを開くステップを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１のスイッチの前記制御電極をリセット電位に選択的に結合するために第４のスイッチが設けられ、前記ステップｄ）は、前記第４のスイッチを閉じるステップをさらに含み、前記ステップｆ）は、前記第４のスイッチを開くステップをさらに含むことを特徴とする請求項２０乃至２２いずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトから放出された光を変調して画像を形成する透過ライトバルブを使用したディスプレイ装置に関する。本発明は、光が反射ライトバルブによって変調される投射型ディスプレイなどのディスプレイ装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
ライトバルブは、画面上で見ることができる光量を制御している。ディスプレイという語は、以下において、反射ライトバルブまたは透過ライトバルブを使用するディスプレイ間の区別なく使用される。一般に、各々のライトバルブは、画像の１画素となっている。カラー画像再生の場合、原色の赤色、緑色および青色用の３組のライトバルブを１画素として使用し、それによって、多種多様な色の合成を、それに対応してこれらの原色を混合することにより可能にすることができる。この場合、バックライトは一般に、均一な白色光である。原色の単色画像を連続して生成することにより、カラー画像を生成することも可能である。この場合、色の混合は、観測者の目において、単色画像を時間にわたり積分することによって実施される。今日のディスプレイ装置はしばしば、透過ライトバルブとして液晶を使用する。液晶は、バックライトから装置の前面に向けて所望の光量を透過することができるように制御される。装置の前面は、スクリーン（画面）とも呼ばれる。投射型ディスプレイ装置は、ＤＭＤとしても知られるマイクロミラー、またはＬＣＯＳとも呼ばれるリキッドクリスタルオンシリコン（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌｓ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ）によって形成された反射ライトバルブを使用することもできる。
【０００３】
今日の液晶ディスプレイ、すなわちＬＣＤは、１：１０００の範囲のコントラスト比を提供する。これは、完全に閉じられたライトバルブを通して光が漏れるためである。しかし、人間の目は、１：１００，０００の範囲のコントラスト比を識別することができる。従来技術では、ディスプレイのコントラスト比を改善するために、ＬＣＤバックライトの強度を制御することが、一般に知られている。この場合、ディスプレイ装置のバックライトは、再生すべき画像内の画素に必要な最も高い輝度をもたらすように調整される。ライトバルブを使用した一般的なディスプレイ装置には、バックライトとしてガス放電ランプ、例えば、その頭字語によりＣＣＦＬとも呼ばれる冷陰極蛍光ランプ、または一般的なガス放電ランプが装備されている。さらに、特に投射装置で、アークランプまたはハロゲンランプを使用することもできる。これらの一般に使用されるバックライトの輝度は、例えば、供給電圧および／またはランプを通る電流を変化させることによって制御される。
【０００４】
最近になってようやく、発光ダイオード、すなわちＬＥＤが利用可能になり、ＬＥＤは、本明細書において言及するディスプレイ装置用のバックライトまたは投射光源として有用な所要の光量を提供する。ＬＥＤは、白色光を放出するＬＥＤでも良いし、それぞれが光を原色の形で放出する３組のＬＥＤであって、原色を適宜、同時にまたは時間にわたって連続的に混合することにより白色光が得られる３組のＬＥＤによって形成しても良い。しかし、ＬＥＤを通る電流を適宜制御することによるＬＥＤの従来の調光は、知覚色の変化ももたらすため、これは一般に望ましくない。
【０００５】
知覚色の変化を克服するためには、一定の大きさを有する電流をＬＥＤの駆動に使用し、所望の知覚光強度を達成するために、一定の大きさを有するその電流をパルス状にオンオフすることが知られている。知覚光強度は、パルスの数および／または持続時間によって変わる。このために、デューティサイクルを設定するための回路が一般に知られており、その回路はＰＬＬ段を含み、ＰＬＬ段は、ビデオ信号の垂直同期パルスにロックされる。既知の回路では、垂直同期パルスに従ってデューティサイクルを設定するために、カウンタ／比較器が使用されている。デューティサイクルを調整するための回路は開示されており（例えば、特許文献１を参照）、それをここに、参照により以下の明細書に組み込む。
【０００６】
ＬＥＤを使用したバックライトでは、短期間の間に、各ＬＥＤが一定の所定値、例えば最大許容パルス電流において点灯される。可変の光強度を達成するためには、この短期間がパルス密度様の変調の形で繰り返される。別の変形では、可変の光強度は、パルス幅変調によって達成される。パルスは、好ましくは、フレームレート、フィールドレート、またはラインレートと同期される。すなわち、個々のＬＥＤがライン（ｌｉｎｅ）およびカラム（列：ｃｏｌｕｍｎ）の形で配列され、ライン内にあるＬＥＤは、そのラインのビデオデータがそのラインの対応する光変調器に与えられたときに点灯することができる。このためには、ＬＥＤが個々に、または対応するグループの形でアドレス可能である必要がある。いずれにせよ、電流をある程度の精度で制御することが必要である。
【０００７】
制御可能な個々の照射、または領域の照射を達成するための、ＬＥＤをマトリクス様の配列で接続する４つの接続コンセプトが一般に知られている。
【０００８】
第１のコンセプトでは、供給電圧は、各ＬＥＤに抵抗器およびスイッチを介して供給される。スイッチは、制御信号が基準電位としてグランドを基準とすることを可能にするために、好ましくは配列のグランド接続のところにある。図１は、このコンセプトの例示的な概略図を示す。供給電圧ＶＤＤは、マトリクス全体内にある全ての要素について同じである。ＬＥＤ１１１、１２１、１３１、１４１を通る電流が、直列抵抗器１１２、１２２、１３２、１４２により調整される。温度によって変わることがあるＬＥＤ１１１、１２１、１３１、１４１の順方向電圧が、ＬＥＤ１１１、１２１、１３１、１４１を通る電流に影響を及ぼす。ＬＥＤ１１１、１２１、１３１、１４１を通る電流の良好な制御を達成するためには、供給電圧ＶＤＤは、ＬＥＤ１１１、１２１、１３１、１４１の順方向電圧よりも大幅に高く、ＬＥＤ１１１、１２１、１３１、１４１の順方向電圧の少なくとも２倍でなければならない。この場合、抵抗器１１２、１２２、１３２、１４２は、ＬＥＤ１１１、１２１、１３１、１４１と同量のエネルギーを消費する。
【０００９】
図２に示す第２のコンセプトでは、抵抗器２１２、２２２、２３２は、制御可能な電流源２１０、２２０、２３０、またはリニアレギュレータに組み込まれる。このコンセプトでは、抵抗器はＬＥＤ２１１、２２１、２３１を通る電流を測定するために使用される。このコンセプトは、電流のより厳格な制御を可能にする。電力は主として、アクティブなレギュレーション用要素内で消費される。抵抗器が温度による変動の影響を受けにくいので、供給電圧を、第１のコンセプトの場合よりも小さくなるように選択し、それでも、同等またはより良好なレギュレーションを達成することができる。ＬＥＤを通る電流のオンおよびオフへの切換えは、直列スイッチ２１３、２２３、２３３によって、またはレギュレータを適宜制御することによって、達成することができる。両方の変形が図２中に示されており、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、電流をオンおよびオフに切り換えるための制御信号を示す。電流の大きさは、内部基準２１４、２２４、２３４によって制御される。対応する制御信号Ａ１、Ａ２、Ａ３の適用によって、図１に示す第１のコンセプトでは可能ではない電流の大きさのさらなる調整が可能である。
【００１０】
図３に示す第３のコンセプトでは、図２のリニアレギュレータが、ＬＥＤ３１１、３２１、３３１に直列接続されたインダクタンスを含むスイッチモード電源３１０、３２０、３３０と置き換えられている。このようにして、制御回路内で消費される電力を、スイッチ、電流検出抵抗器３１２、３２２、３３２、およびインダクタンスの内部抵抗の損失に対して大幅に低減させることが可能である。図２に示す第２のコンセプトと同様に、電流の大きさが、内部基準３１４、３２４、３３４により制御される。対応する制御信号Ａ１、Ａ２、Ａ３を適応することによって、電流の大きさのさらなる調整が同様に可能である。
【００１１】
第４のコンセプトでは、複数のＬＥＤ４１１、４２１、４３１が直列に接続され、定電流が供給される。定電流は、図４に示すように、スイッチモード電源４１０から供給し、それにより良好な電力効率が確実になり得る。各ＬＥＤ４１１、４２１、４３１は、適宜制御されるスイッチ４１３、４２３、４３３によりバイパスすることができる。電流ＩLEDが一定に維持されるので、直列接続内にある１つまたは複数のＬＥＤ４１１、４２１、４３１をバイパスしても、バイパスされていないＬＥＤによりもたらされる照射強度の変化を生じない。このコンセプトは、本質的に、同じ直列接続内に配列されたＬＥＤ４１１、４２１、４３１を通る電流の良好な連結をもたらす。個々のＬＥＤ４１１、４２１、４３１のオンおよびオフへの切換えは、ＬＥＤ４１１、４２１、４３１に関連付けられたバイパススイッチ４１３、４２３、４３３を適宜制御することにより実施される。スイッチ４１３、４２３、４３３は、それに応じた制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３により制御される。スイッチが閉じられると、電流がそのスイッチを経由し、そのスイッチの両端間の電圧が基本的にゼロとなりり、したがってＬＥＤは点灯されない。スイッチが開いているとき、電流がＬＥＤを経由し、ＬＥＤが光を放出する。所望の電流に必要な供給電圧ＶＤＤは、バイパスされたＬＥＤの数によって変化し、バイパスされていないＬＥＤの数に基本的に比例する。ＬＥＤを通る電流は、電流検出抵抗器４１２の両端間の電圧降下を内部基準４１４と比較することにより制御される。対応する制御信号Ａ１を印加することによって、電流の大きさのさらなる調整が可能である。比較した結果が、パルス幅変調器４１５に供給され、パルス幅変調器４１５は、それに応じてスイッチモード電源の電力スイッチ４１６を制御する。電圧ＶＤＤは、電流を所望のレベルに維持するのに必要な値をとる。ダイオード４１７およびインダクタ４１８も、スイッチモード電源内に含まれている。制御信号Ｍ１を使用して、スイッチモード電源をイネーブルまたはディスエーブルにすることができる。電流制御回路内で消費される電力は、できる限り小さく維持され、基本的に一定である。共振スイッチングタイプの設計を含む、どんなタイプのスイッチモード電源も、このコンセプトに使用することができる。
【００１２】
ディスプレイ内で消費される電力はできる限り小さくあるべきであり、回路の複雑さもできる限り少なくあるべきなので、第４のコンセプトは、好ましいコンセプトと考えることができる。このコンセプトでは、最大電圧が好ましくは約２００Ｖに維持され、それにより、直列接続されるＬＥＤの数が約６０個から１００個に制限される。例えば、マトリクス内に１０００個のＬＥＤが配列される場合、ＬＥＤを通る定電流を制御するための１０から１５個の制御回路が必要になる。制御回路は、ディスプレイの周辺に構成することができる。これには、ＬＣＤ画面の場合、制御回路内で発生した熱がＬＣＤパネルの機能に影響を与えないというさらなる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０６２９０９１０号  明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１６４６１４３号  明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
第４のコンセプトにおける課題は、ＬＥＤに関連付けられた個々のスイッチを制御することと関連している。これらのスイッチは通常、トランジスタスイッチである。トランジスタスイッチでは、スイッチのオンまたはオフ状態を制御するために、電気制御信号が使用される。制御信号は通常、トランジスタの１つの電極の電位を基準とする。制御信号は、トランジスタの切換え状態を確実に制御するのに十分なほど大きくなければならない。それと同時に、それぞれに対応するスイッチの最大許容制御信号よりも小さくなければならない。ＬＥＤをバイパスするためにＬＥＤの直列接続内のどのスイッチが閉じられているかに応じて、基準電位が急速に変化する可能性がある。というのも、制御信号が基準とするトランジスタの電極が、ＬＥＤの１つの電極に接続されているためである。直列接続内にあるＬＥＤがバイパスされるときはいつでも、個々のスイッチの基準電位のグランドを基準とする絶対電位が変化する。したがって、スイッチのいずれかを制御するための制御信号は、制御信号が基準とする、それぞれに対応する基準電位が高いとき、切換えを引き起こすのに十分なほど大きくなければならず、制御信号が基準とする基準電位が低いとき、最大許容信号レベルを超えないのに十分なほど小さくなければならない。
【００１５】
したがって、高切換え速度、高精度および高効率で照射の強度を大域的または局所的に変調することを可能にする、ディスプレイ内の照射装置用の制御回路を提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１に記載の装置とそれに加えて従属する下位請求項も、バックライトを大域的または局所的に制御するための解決策を提示する。
【００１７】
本発明によれば、照射装置用の回路は、直列接続で結合された２つ以上の照射手段を含む。照射手段の直列接続用の共通電源が、第１の供給電位と第２の供給電位の間の電圧を発生させる。共通電源は、照射手段の直列接続に基本的に一定の電流を供給する。第１のスイッチが、それぞれの照射手段に、それぞれの照射手段を選択的にイネーブルおよびディスエーブルにするために関連付けられる。それぞれの第１のスイッチは、その関連する照射手段の主電流伝導電極の一方の電位に対応する基準電位を有する。それぞれの第１のスイッチはさらに、制御電極を有し、対応する制御信号が基準電位を基準とする。この回路は、個々の第１のスイッチを制御するための、それぞれに対応する第１の制御信号の供給源を有する。第１の制御信号の供給源は、共通電源の供給電位の一方に対応する基準電位を有する。結合手段が、それぞれの第１のスイッチに、それぞれに対応する第１の制御信号を対応する第１のスイッチに結合するために関連付けられる。第１のスイッチの制御電極における制御信号は、それぞれの第１のスイッチの基準電位を基準とする。結合手段、スイッチ、およびＬＥＤは、グランド接続に対して浮動である。浮動という語は、時間にわたって固定の絶対電位を有していないという意味において使用される。結合手段は、光カプラまたは光学的に結合された固体リレーなどの光結合手段、ならびに例えばコンデンサまたは変圧器を介した、容量結合または誘導結合を含む。第１のスイッチは、バイポーラまたはＭＯＳ−ＦＥＴタイプのトランジスタを含む。
【００１８】
本発明の一実施形態では、第１のスイッチが、それぞれの関連付けられた照射手段に並列に接続される。
【００１９】
別の実施形態では、信号保持手段が、それぞれの第１のスイッチに関連付けられ、信号保持手段は、キャパシタンス、またはキャパシタンスおよび抵抗を含む。信号保持手段は、低域通過フィルタを形成してよい。
【００２０】
別の実施形態では、局所電源が、それぞれの照射手段に、照射手段に関連付けられた第１のスイッチを動作させるために関連付けられる。局所電源は、ダイオードおよびキャパシタンスを、スイッチトキャパシタ構成で含んで良い。
【００２１】
スイッチ用の光学的に結合される制御信号の場合には、スイッチを動作させるための電力が、好ましくは、制御信号自体により伝達される。この場合、光カプラは、スイッチを完全に動作させる、すなわちスイッチを完全に開く、または閉じるのに十分なほど高い入力信号対出力信号の結合比を有する必要がある。現在利用可能な光カプラの場合には、伝達比が幾分低いことがあるので、ダーリントントランジスタ出力段を有する光カプラが、好ましい選択肢の１つである。このようにして、スイッチト電流（ｓｗｉｔｃｈｅｄ  ｃｕｒｒｅｎｔ）の高信号伝達比を達成することができる。
【００２２】
分離された浮動スイッチを駆動するための、別の光学的に制御される解決策には、ＯｐｔｏＭＯＳ（登録商標）スイッチとしても知られる光学リレー、すなわち固体リレーがある。ＯｐｔｏＭＯＳ（登録商標）は、Ｃｌａｒｅ，Ｉｎｃ．、ＵＳＡの登録商標である。この固体リレーは、光カプラを介して伝達される制御電流によりオンまたはオフに切り換えられるＭＯＳ−ＦＥＴトランジスタを特徴として有する。固体リレーは、オフ状態中に電流伝導電極間に高インピーダンスをもたらし、また、オン状態中に電流伝導電極間に低インピーダンス電流伝導経路をもたらす。さらに、制御端子と電流伝導電極との間が分離されている。
【００２３】
別の実施形態では、第２の制御信号の供給源が設けられる。第２の制御信号は、第１の制御信号により変調される。第２の制御信号は、第１の制御信号の代わりに結合手段に供給される。第２の制御信号を復調するために、第１のスイッチに復調手段が関連付けられる。復調後の第２の制御信号は、第１の制御信号に対応する信号を与え、それが第１のスイッチに印加されて、それを制御するために使用される。
【００２４】
一実施形態では、第２の制御信号が、それぞれの局所電源に電力を供給するためにも使用される。
【００２５】
本発明の別の開発では、復調手段が第２のスイッチを含む。第２のスイッチは、第２の制御信号により、局所電源から、第１のスイッチに関連付けられた信号保持手段を充電するように制御される。
【００２６】
第２の制御信号の供給源は、第１の制御信号によりその出力が変調される発振器を含んで良い。変調には、この出力をオンまたはオフに切り換えることが含まれる。
【００２７】
別の実施形態では、複数の照射手段用に、第２の制御信号の供給源として１つの発振器が設けられる。発振器の出力信号が、マルチプレクサの入力に印加される。マルチプレクサは発振器信号を、第２の制御信号として、関連付けられた照射手段の１つまたは複数の結合手段に選択的に印加する。
【００２８】
本発明の一実施形態では、発振器は、ハーフブリッジ構成の２つのトランジスタに接続されたインダクタンスおよびキャパシタンスを含む。この実施形態は、有利には、エネルギー回復も可能にすることができる。インダクタンスおよびキャパシタンスを含むハーフブリッジ構成の詳細な説明は、特許文献２から入手することができ、それをここに、参照により本明細書に組み込む。
【００２９】
本発明の別の開発では、第１のスイッチの基準電位と同じ電位を有する回路ノードが、リセット電位に切換え可能に接続される。
【００３０】
別の実施形態では、第１のスイッチの制御電極が、リセット電位に切換え可能に接続される。
【００３１】
リセット電位への回路ノードの切換え可能接続は、リセット電位に向かって順方向に接続されたダイオードを含んで良い。
【００３２】
本発明の一開発では、切換え可能接続が、共通接続線を介して行われる。共通接続線は、リセット電位にリセットスイッチを介して切換え可能に接続される。
【００３３】
本発明の一改良では、過電圧保護手段が、それぞれの第１のスイッチと共に設けられる。過電圧保護手段は、それぞれの第１のスイッチのそれぞれに対応する基準電位を基準とする。
【００３４】
結合手段として光カプラが使用される本発明の別の開発では、複数の光カプラのＬＥＤが、マトリクス様の配列で接続される。個々のＬＥＤが、多重化方式でアドレスされる。個々の光カプラが、光カプラのＬＥＤのアノード電極をＬＥＤのカソード電極よりも高い電位に適宜設定することにより、伝導モードに設定される。したがって、個々の光結合器は、ＬＥＤを逆バイアスすることにより、またはＬＥＤのアノードおよびカソードを同じ電位に設定することにより、非伝導モードに設定される。この実施形態は、有利には、光カプラの複数のＬＥＤのアノードおよびカソードを、同じ制御線に接続することを可能にする。接続線のレベルを適宜制御することによって、個々のＬＥＤを独立にアドレスすることができる。本発明のこの実施形態は、制御線の所要数を減らす。
【００３５】
２つ以上の照射要素が直列接続で配列され、また第１のスイッチが各照射要素に、照射手段を選択的に活性化または不活性化するために関連付けられた照射装置を制御する、本発明による方法では、直列接続に基本的に一定の電流が供給される。個々の照射手段に関連付けられた第１のスイッチが、対応する照射手段を不活性化または活性化するために閉じられ、または開かれるように制御される。第１のスイッチが閉じられると、基本的に一定の電流はバイパスされ、したがって、照射手段は基本的に全く電流を伝導しない。それにも関わらず、照射手段の直列接続内の基本的に一定の電流は維持される。第１のスイッチが閉じられているか、それとも開かれているかに応じて、照射の知覚レベルを設定することができる。照射の知覚レベルは、所定の間隔中の照射手段のオン時間とオフ時間との比によって決まる。第１のスイッチは、例えば、パルス密度変調またはパルス幅変調方式で制御することができる。
【００３６】
本発明による方法の一開発では、照射の知覚レベルをさらに調整するために、基本的に一定の電流を変更することができる。電流と放射スペクトル範囲との関係を呈する照射手段の場合、基本的に一定の電流の変更を、照射の色相を調整するために使用することもできる。
【００３７】
本発明の方法は、第１のスイッチの基準電位となっている回路ノードをリセット電位に選択的に接続することをさらに含むことができる。第１のスイッチの基準電位となっている回路ノードがリセット電位に接続された後、それぞれの第１のスイッチに関連付けられた局所電源を初期電圧に設定することができる。その後、基準電位となっている回路ノードが、リセット電位から切り離される。本発明の方法のこの実施形態は、初期電圧をそれぞれの第１のスイッチに関連付けられた全ての局所電源に同時に供給することを可能にする。というのも、第１のスイッチの基準電位となっているそれぞれの回路ノードがリセット電位に接続されているとき、全ての局所電源は並列に接続されているためである。初期電圧はこの場合、全ての局所電源について同じであり、それにより、回路の複雑さおよび方法を実施するためのステップ数が低減される。
【００３８】
方法の一実施形態では、１つの直列接続の照射手段に関連付けられた全ての第１のスイッチを閉じることにより、基準電位となっている回路ノードがリセット電位に接続される。スイッチの抵抗が基本的にゼロなので、基準電位となっている回路ノードは、リセット電位に並列に接続される。それぞれの第１のスイッチに関連付けられた局所電源に初期電圧が供給された後、直列接続の照射手段に関連付けられた第１のスイッチの少なくとも１つが開かれる。
【００３９】
第１のスイッチの基準電位となっている回路ノードをリセット電位に選択的に結合するために、第３のスイッチが設けられる場合、方法は、リセット電位への所望の接続を確立するために、第３のスイッチを閉じるステップを含むことができる。それぞれの第１のスイッチに関連付けられた局所電源に初期電圧が供給された後、第３のスイッチが開かれる。
【００４０】
第１のスイッチの制御電極をリセット電位に接続するために、第４のスイッチが設けられる場合、方法は、第１のスイッチの基準電位となっている回路ノードがリセット電位に接続されているとき、第４のスイッチを閉じることをさらに含むことができる。それぞれの第１のスイッチに関連付けられた局所電源に初期電圧が供給され、第３のスイッチが開かれているとき、第４のスイッチも開かれる。方法のこの実施形態は、第１のスイッチの制御信号をリセットすることを可能にする。このことは、第１のスイッチと共に設けられた信号保持手段が、それに以前に印加された制御信号、またはその小部分を依然として保持することができるときに必要となり得る。
【００４１】
第３または第４のスイッチが、それぞれの回路ノードを共通接続線に接続している場合、線には、共通接続線をリセット電位に接続するための第５のスイッチを設けることができる。この場合、方法は、それぞれの回路ノードを共通接続線に接続すること、およびその線をリセット電位に接続することを含むことができる。回路ノードが所望の電位に設定された後、以前に確立された接続が開かれる。
【００４２】
次に本発明を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】照射手段に電流を選択的に供給する第１の既知コンセプトを示す図である。
【図２】照射手段に電流を選択的に供給する第２の既知コンセプトを示す図である。
【図３】照射手段に電流を選択的に供給する第３の既知コンセプトを示す図である。
【図４】照射手段に電流を選択的に供給する本発明による基本コンセプトを示す図である。
【図５】照射手段に電流を選択的に供給する本発明による第１の実施形態の詳細を示す図である。
【図６】照射手段に電流を選択的に供給する本発明による第２の実施形態の詳細を示す図である。
【図７】照射手段に電流を選択的に供給する本発明による第３の実施形態の詳細を示す図である。
【図８】照射手段に電流を選択的に供給する本発明による改良された概念を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態で使用される発振器の基本概念を示す図である。
【図１０】図９の発振器を含む、図８の改良された概念を示す図である。
【図１１】本発明の別の実施形態の基本概念を示す図である。
【図１２】図１１に示す別の概念と共に使用される、制御信号用の浮動基準電位を有するスイッチを制御するための結合回路の一実施形態を示す図である。
【図１３】図１２に示す結合回路を含む、図１１の概念を示す図である。
【図１４】結合手段が多重化方式で制御された、本発明による回路の別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下の図では、同一のまたは類似の要素は、同一の符号によって参照されている。
【００４５】
図１から図４については、上により詳しく説明しており、再度詳細に参照しない。
【００４６】
図５は、照射手段に電流を選択的に供給する、本発明による第１の実施形態の詳細を示す図である。供給電圧ＶＤＤが、照射手段５１１、５２１、５３１の直列接続に供給される。電流検出抵抗器５１２が、照射手段５１１、５２１、５３１の直列接続とグランド電位ＧＮＤとの間に直列接続される。供給電圧ＶＤＤおよびグランド電位ＧＮＤは、電源（図示せず）の第１および第２の電位を形成する。第１のスイッチ５１３、５２３、５３３が、それぞれに対応する照射手段５１１、５２１、５３１に並列に結合される。第１のスイッチ５１３、５２３、５３３は、制御信号Ｓ１’、Ｓ２’、Ｓ３’によって制御される。電流検出抵抗器５１２の両端間の電圧が、供給電圧ＶＤＤを適宜レギュレーションするために、電源（図示せず）にフィードバックされる。低電圧電源５０１が、それぞれの照射手段５１１、５２１、５３１に関連付けられた局所電源５０３に電力を供給するために設けられる。局所電源５０３は、図５ではコンデンサによって表されている。低電圧電源５０１からコンデンサ５０３に、ダイオード５０２を介して電圧が供給される。低電圧電源５０１からコンデンサ５０３にダイオード５０２を介して電圧が供給される方式は、チャージポンプ回路として構成することができる。チャージポンプ回路は当業者に既知であり、したがって、ここでは詳細に論じない。
【００４７】
局所電源５０３に結合手段５０４が接続される。結合手段５０４は、制御信号Ｓ２を受け取って、スイッチ５２３を制御するための制御信号Ｓ２’を与える。制御信号Ｓ２は、グランド電位ＧＮＤを基準とすることができる。制御信号Ｓ２’は、スイッチ５２３の基準電位ＶREF2を基準とする。したがって、結合手段５０４は、信号Ｓ２およびＳ２’の異なる基準電位の変換を行う。図を見やすくするために、図５には１つの結合手段５０４および１つの局所電源５０３しか示していない。これまでに詳細に論じた回路が、直列接続内にある照射手段の数に応じて数回設けられることは、言うまでもない。
【００４８】
図６は、照射手段に電流を選択的に供給する、本発明による第２の実施形態の詳細を示す。供給電圧ＶＤＤおよびグランド電位ＧＮＤを供給する電源、照射手段６１１、６２１、６３１の直列接続、および電流検出抵抗器６１２、ならびにスイッチ６１３、６２３、６３３の配置は、図５のもとで論じた配置と類似している。図を見やすくするために、図６には１つの結合回路６０４しか示していない。制御信号Ｓ２を発生させるために、手段６０６が設けられる。制御信号Ｓ２は、グランド電位ＧＮＤを基準とする。結合手段６０４はコンデンサであり、パルス状の制御信号Ｓ２を受け取って、それを制御信号Ｓ２’としてスイッチ６２３の制御端子に渡す。制御信号Ｓ２’は、スイッチ６２３の基準電位ＶREF2を基準とし、スイッチ６２３に所望の切換え状態をとらせる。過電圧保護手段６０７が、基準電位ＶREF2とスイッチ６２３の制御端子との間に設けられる。過電圧保護手段６０７は、ツェナーダイオードまたは電圧を制限するのに適した任意の他の手段を含んで良い。
【００４９】
図７は、照射手段に電流を選択的に供給する、本発明による第３の実施形態の詳細を示す図である。図７には、図を簡単にするために、１つの照射手段および関連付けられた回路しか示していない。実際の適用例では、複数の照射手段が、図５または図６のもとで説明したのと類似の方式で、直列接続で接続される。電源（図示せず）が、供給電圧ＶＤＤおよびグランド電位ＧＮＤを照射手段７１１に供給する。電源（図示せず）は定電流をもたらし、定電流は、電流検出抵抗器７１２を使用することにより決まる。スイッチ７１３が、照射手段７１１に並列に接続される。信号発生器７０６が、制御信号Ｓ１を結合コンデンサ７０４に供給する。制御信号Ｓ１は、所定の周波数を有する変調後信号である。制御信号Ｓ１の形状は、とりわけ正弦波形ならびに三角波形、のこぎり波形もしくは方形波形を含んで良い。変調は、前述の波形を有する信号をオンおよびオフに単純に切り換えることを含んで良い。変調は、好ましくは、制御信号Ｓ１の所定の周波数よりも実質的に低い周波数で行われる。制御信号Ｓ１は、例えば、より高周波数の信号のバーストとして現れる。ダイオード７５１、７５２、７５３が、コンデンサ７０４の下流の信号Ｓ１が、いずれの場合にも基準電位ＶREF1を基準とするマイナスＶｄからツェナーダイオード７５３によって決まる電圧までしかスイングすることができないように、コンデンサ７０４の下流の信号を基準電位ＶREF1にクランプする。電圧Ｖｄは、ダイオード７５１の順方向電圧降下を表す。基準電位ＶREF1は、スイッチ７１３を制御するのに使用される制御信号Ｓ１’が基準とする電位である。コンデンサ７０４の下流の制御信号Ｓ１は、ツェナーダイオード７５３によって決まる最大レベルまで、ダイオード７５２を介してコンデンサ７５４を充電する。コンデンサ７５４は、照射手段７１１に関連付けられた局所電源となっている。コンデンサ７５４の両端間の電圧は、基本的に一定にとどまることができるが、コンデンサの両端部の電位は、同じ直列接続内にある他の照射手段のバイパススイッチ７１３の切換え状態に応じて、グランド電位ＧＮＤに対して変化する可能性がある。したがって、局所電源は、グランド電位ＧＮＤに対して浮動である。抵抗器７５５が、コンデンサ７５４を放電させるために設けられる。トランジスタスイッチ７５６が、コンデンサ７０４によりもたらされる局所電源とスイッチ７１３の制御端子との間に接続される。コンデンサ７０４の下流の信号Ｓ１は、コンデンサ７５４を充電するだけでなく、トランジスタスイッチ７５６の制御端子に印加もされる。制御信号Ｓ１が回路に印加されるとき、トランジスタスイッチ７５６は、制御信号Ｓ１の所定の周波数に従って開かれまたは閉じられるように制御される。トランジスタスイッチ７５６が開かれると、局所電源からコンデンサ７５８を充電し、それにより、コンデンサ７５８の両端間に電圧が発生する。そのように発生した電圧が制御信号Ｓ１’を形成して、それがスイッチ７１３の制御端子に印加され、この制御端子がその結果閉じられる。抵抗器７５９が、コンデンサ７５８に並列に接続される。抵抗器７５９およびコンデンサ７５８は、制御信号Ｓ１に対する低域通過フィルタを形成する。その結果として、信号Ｓ１の所定の周波数は、信号Ｓ１’内に存在しない。しかし、信号Ｓ１が、信号Ｓ１の所定の周波数よりも低い周波数でオンまたはオフに切り換えられると想定すると、信号Ｓ１’は、信号Ｓ１のオンおよびオフへの切換えを表す。この回路は、制御信号Ｓ１を変調するのに使用される信号を復調または再構築する、復調手段と解釈することができる。高周波数制御信号Ｓ１が、スイッチ７１３に関連付けられたチャージポンプ様局所電源を動作させるのに使用され、制御信号Ｓ１をオンおよびオフに切り換えるシーケンスが、スイッチ７１３のオンおよびオフへの切換えを制御するのに使用される。制御信号Ｓ１の所定の周波数、および制御信号Ｓ１がオンおよびオフに切り換えられる周波数を適切に選択することによって、結合手段内で、抵抗器７５９およびコンデンサ７５８を含む低域通過フィルタにより両周波数間の適切な区別を達成することができる。
【００５０】
コンデンサ７０４の下流の制御信号Ｓ１がオフに切り換えられるとすぐに、トランジスタスイッチ７５６はもはやコンデンサ７５８を充電しない。コンデンサ７５８内の残りの電荷が、コンデンサ７５９を介して急速に放電され、その結果、スイッチ７１３が開かれる。しかし、放電は直ちに生じないので、低域通過フィルタ構成を信号保持手段と解釈することもできる。低域通過フィルタは、制御信号Ｓ１を変調するのに使用された再構築後の信号が、変調された制御信号Ｓ１がもはや印加されなくなってから所定の時間内にリセットされるような十分に短い保持時間を伴って設計される。直列接続内にある他の照射手段がバイパスされ、またはバイパスが開かれる場合、照射手段のうち１つまたは複数の基準電圧ＶREF1の電位は、グランド電位ＧＮＤに対して変化する可能性がある。基準電位ＶREF1のこの変化は、コンデンサ７０４を介して伝導される単一パルス、またはコモンモード干渉と解釈することができる。しかし、単一パルスは、スイッチ７１３を導通させることができる電圧レベルまでコンデンサ７５８を充電するのに十分ではない。
【００５１】
上述の実施形態は、有利には、ＬＥＤおよびスイッチの直列接続内にあるスイッチの一部が切り換わるため導入される恐れがあるコモンモード干渉に対する耐性をもたらす。先に述べたように、ＬＥＤに関連付けられたスイッチの切換えにより、ＬＥＤ両端間の電圧が変化し、その変化が、同じ直列接続内に構成されたスイッチの個々の基準電位ＶREFnに影響を及ぼす可能性がある。この耐性は、より高周波数の信号を、より低周波数の有用な信号で変調することによるものであり、それにより、結合コンデンサをより小さくすることがさらに可能になる。さらに、コモンモード干渉は、浮動局所供給電圧にしか影響を与えず、浮動局所供給電圧は、対応する保護手段により過電圧に対して保護されている。コモンモード信号のエッジまたは過渡だけが、ＬＥＤをバイパスするスイッチに加えて追加されたスイッチを通過して、そのスイッチを短パルスとして活性化することができる。しかし、変調された制御信号のエッジよりもずっと小さな繰返し数で生じる単一エッジパルスは、信号保持手段内で、ＬＥＤに関連付けられたスイッチを活性化するのに足りるほど大きい信号を形成するのに十分ではない。１つの例示的実施形態では、ＬＥＤに関連付けられたスイッチがフレーム周期内に１０回作動されると想定すると、制御信号の変調周波数は５００ｋＨｚ、すなわち２μｓ間隔の範囲内であるが、切換えによるコモンモード干渉は、１３．３μｓの最小間隔を有する。この場合、１３．３μｓよりも狭い間隔で繰り返すエッジを有する結合コンデンサの下流の信号だけを、制御信号として解釈すべきである。変調された制御信号の５００ｋＨｚバーストの持続時間は、ＬＥＤに関連付けられたバイパススイッチが閉じられている時間を決定する。
【００５２】
図８は、照射手段に電流を選択的に供給する、本発明の第３の実施形態を組み込んだ改良された概念を示す図である。図では、照射手段８１１、８２１、８３１、およびそれらに関連付けられたスイッチ８１３、８２３、８３３、ならびに電流検出抵抗器８１２が、直列接続の形で示されている。図を見やすくするために、符号８１３、８２３、８３３は、スイッチと関連付けられた結合手段の両方をまとめて指す。インダクタ８１８およびダイオード８１７を含むスイッチモード電源８１０が、直列接続を通る定電流をもたらす。スイッチモード電源サーベイ（ｓｕｒｖｅｙ）は、パルス幅変調器８１５および内部基準８１４を含む。制御信号Ｍ１およびＡ１が、スイッチモード電源をイネーブルにし、基本的に一定の電流を調整するために設けられる。直列接続内にある全ての照射手段を制御するために、単一信号発生器８０６が設けられる。単一信号発生器８０６から来る出力信号は、分配手段８０７に供給される。分配手段８０７は、１つまたは複数のスイッチ８１３、８２３、８３３に、それぞれに対応する関連付けられた結合手段を介して、単一信号発生器８０６から与えられた信号を選択的に印加する。このために、分配手段８０７は、多重化手段および増幅手段を備えることができる。分配手段８０７は、単一信号発生器８０６から来る信号を変調する、すなわちその信号をオンおよびオフに切り換えるためにも使用される。分配手段８０７は、好ましくは、スイッチの所望の状態についての情報を受け取るデジタルインターフェースを介して制御される。
【００５３】
図９は、本発明の一実施形態で使用される発振器の基本概念を示す図である。供給電圧ＶSupplyが、ハーフブリッジ構成で接続された２つのトランジスタＭ１およびＭ２に供給される。ハーフブリッジ構成の中心点から、インダクタンスＬおよびキャパシタンスＣの直列接続が引き出されてグランドに至る。トランジスタＭ１およびＭ２が適宜制御されるとき、発振信号ＯＳＣがハーフブリッジ構成の中心点に現れる。発振信号ＯＳＣのエネルギーは、さらに増幅を必要とせず、スイッチを介して直接分配されるのに十分である。回路の損失は、基本的に、構成要素の抵抗損失、特にインダクタンスＬならびにトランジスタＭ１およびＭ２のオン抵抗の抵抗損失から生じる。トランジスタＭ１およびＭ２が適切に制御されるとき、基本的にさらなるエネルギーは消費されない。
【００５４】
図１０は、図９の発振器を含む、図８の改良された概念を示す図である。照射手段１０１１、１０２１、１０３１、スイッチ１０１３、１０２３、１０３３、電流検出抵抗器１０１２、スイッチモード電源１０１０、インダクタンス１０１８およびダイオード１０１７を含む回路全体は、図８のもとに説明した回路全体と類似している。スイッチモード電源１０１０は同様に、制御信号Ｍ１およびＡ１によって制御することができ、同様にパルス幅変調器１０１５および内部基準１０１４を含む。第１の供給電圧ＶSupply1が、スイッチモード電源１０１０に供給される。この回路はさらに、図９のもとに説明したタイプの発振器１００６を含む。発振器１００６は、第２の供給電圧ＶSupply2を与える電源に接続される。分配手段１００７が、発振器１００６から出力信号を受け取り、それをスイッチ１０１３、１０２３、１０３３に分配する。
【００５５】
図１１は、本発明の別の実施形態の基本概念を示す図である。この回路は、上述のように図５のもとにより詳しく説明したものと基本的に同じ要素を示す。供給電圧ＶＤＤが、照射手段１１１１、１１２１、１１３１の直列接続に供給される。電流検出抵抗器１１１２が、照射手段１１１１、１１２１、１１３１の直列接続とグランド電位ＧＮＤとの間に直列接続される。供給電圧ＶＤＤおよびグランド電位ＧＮＤが、電源（図示せず）の第１の電位および第２の電位を形成する。第１のスイッチ１１１３、１１２３、１１３３が、それぞれに対応する照射手段１１１１、１１２１、１１３１に並列に結合される。第１のスイッチ１１１３、１１２３、１１３３は、制御信号Ｓ１’、Ｓ２’、Ｓ３’により制御される。電流検出抵抗器１１１２の両端間の電圧が、供給電圧ＶＤＤを適宜レギュレーションするために、電源（図示せず）にフィードバックされる。低電圧電源１１０１が、それぞれの照射手段１１１１、１１２１、１１３１に関連付けられた局所電源１１０３に電力を供給するために設けられる。局所電源１１０３は、図１１ではコンデンサによって表されている。低電圧電源１１０１からコンデンサ１１０３に、ダイオード１１０２を介して電圧が供給される。低電圧電源１１０１からコンデンサ１１０３にダイオード１１０２を介して電圧が供給される方式は、チャージポンプ回路として構成することができる。チャージポンプ回路は当業者に既知であり、したがってここでは詳細に論じない。
【００５６】
結合手段１１０４は、局所電源１１０３に接続される。結合手段１１０４は、制御信号Ｓ２を受け取って、スイッチ１１２３を制御するための制御信号Ｓ２’を与える。制御信号Ｓ２は、グランド電位ＧＮＤを基準とすることができる。制御信号Ｓ２’は、スイッチ１１２３の基準電位ＶREF2を基準とする。したがって、結合手段１１０４は、信号Ｓ２およびＳ２’の異なる基準電位の変換を行う。図を見やすくするために、図１１には１つの結合手段１１０４および１つの局所電源１１０３しか示していない。これまでに詳細に論じた回路が、直列接続内にある照射手段の数に応じて数回設けられることは、言うまでもない。図５のもとに説明した回路と基本的に同一の、先に説明した回路に対して、ダイオード１１４１、１１５１、１１６１、ならびにスイッチ１１７１がさらに設けられる。ダイオード１１４１、１１５１、１１６１は、そのアノード端子を用いて、それぞれに対応する照射手段１１１１、１１２１、１１３１の基準電位をもつ回路ノードに接続される。ダイオード１１４１、１１５１、１１６１は、スイッチ１１７１に、共通接続線を介して接続される。ダイオード１１４１、１１５１、１１６１は、基準電位をもつ回路ノードを並列に選択的に接続するためのスイッチとして構成することができる。局所電源は、関連付けられた照射手段のそれぞれに対応する基準電位を基準とするので、局所電源は、スイッチが閉じられて、基準電位をもつ回路ノードが並列に接続されるとき、基準電位を供給する。低電圧電源１１０１はこの時点で、全ての局所電源を同じ電圧に充電することができる。スイッチが開かれると、関連付けられた照射手段の基準電位をもつ回路ノードは、直列接続内にあるスイッチ１１１３、１１２３、１１３３の切換え状態に応じて異なる値をとる。適宜制御する方法は、それぞれの切換え手段１１１３、１１２３、１１３３に関連付けられた局所電源１１０３の充電を同期化するために、スイッチ１１４１、１１５１、１１６１、１１７１を閉じるステップを備える。スイッチ１１４１、１１５１、１１６１、１１７１が開かれると、通常動作が再開される。
【００５７】
図１２は、図１１に示す別の概念と共に使用され、制御信号用の浮動基準電位を有するスイッチを制御する結合回路の一実施形態を示す図である。図を見やすくするために、図１２には１つの照射要素１２１１および関連付けられたスイッチ１２１３しか示していない。本発明に従って、多数の同様の回路が照射装置内で直列に接続されることは、明らかである。局所電源１２０３が、ダイオード１２０２を介して低電圧電源（図示せず）から充電される。この実施形態では、結合手段１２０４として光カプラが使用される。光カブラは、適宜制御されるとき、局所電源１２０３から、抵抗器１２５９およびコンデンサ１２５８を含む信号保持手段を充電する。光カプラのＬＥＤが、それに応じた制御信号Ｓ１によって制御される。この信号保持手段は、制御信号Ｓ１’をスイッチ１２１３の制御端子に供給する。光カプラ１２０４のＬＥＤを適切に駆動するために、抵抗器１２５５およびコンデンサ１２５６の直列接続が、抵抗器１２５４に並列に接続され、これにより、定常状態において光カプラのＬＥＤを通る電流が決まる。光カプラがオンに切り換えられると、信号保持手段が局所電源から充電される。スイッチの制御端子の電位がしきい値を超えると、スイッチが閉じられて、照射手段を通る電流がバイパスされる。照射手段はその結果、もはや点灯されない。光カプラがオフに切り換えられると、信号保持手段はもはや充電されない。信号保持手段のコンデンサが、そのコンデンサに並列に結合された抵抗器により放電される。スイッチの制御端子の電位が、スイッチを閉じるのに必要なしきい値未満に降下すると、スイッチが開かれる。照射手段を通る電流はもはやバイパスされず、その結果、照射手段が点灯される。結合回路のこの実施形態は、光カプラをオンまたはオフになるように制御する単純な信号しか必要としない。これを、照射手段に関連付けられた浮動局所電源を設けるために、上述の構成のいずれかと組み合わせることができる。局所電源の適切な充電を行うために、スイッチ１２５１、例えばダイオードが設けられる。図１２のもとで説明するように、局所電源１２０３が充電されるとき、このスイッチが閉じられる。局所電源が充電されるときに、信号保持手段を制御された形で放電するために、別のスイッチ１２５２を設けることができる。スイッチ１２５１および１２５２は、局所電源を充電する際の切換えによる過渡電流に対する耐性ももたらす。スイッチ１２５１および１２５２は、この場合、スイッチ１２１３のしきい値が超えないことを確実にする。
【００５８】
図１３は、図１２に示す結合回路を含む図１１の概念を示す図である。図１３では、結合手段およびスイッチが、図を見やすくするために同じ符号を用いて参照されている。この回路は、供給電圧ＶＤＤとグランドＧＮＤの間に接続された、照射手段１３１１、１３２１、１３３１、および電流検出抵抗器１３１２の直列接続を含む。電流検出抵抗器１３１２は、スイッチモード電源１３１０にフィードバックを供給し、スイッチモード電源１３１０は、インダクタンス１３１８およびダイオード１３１７を介して、基本的に一定の電流を直列接続に供給するように供給電圧ＶＤＤを調整する。スイッチモード電源１３１０は、制御信号Ｍ１およびＡ１を介してさらに制御することができる。第１の供給電圧ＶSupply1が、スイッチモード電源１３１０に供給される。低電圧電源ＶSupply2が、スイッチおよび照射手段に関連付けられた局所電源を充電するために設けられる。制御回路１３０６が、結合手段１３１３、１３２３、１３３３の光カプラを制御する。
【００５９】
図１４は、結合手段が多重化方式で制御される、本発明による回路の別の実施形態を示す図である。この実施形態では、結合手段の光カプラのＬＥＤが、マトリクス様の配列１４０８の形で制御回路１４０６に接続される。制御回路１４０６の個々の出力線を適宜制御することによって、結合手段の光カプラの個々のＬＥＤを活性化することができる。照射手段を適切に制御するために、本発明による照射装置を含むディスプレイ上に表示すべきビデオ信号は、制御回路１４０６に供給される。制御回路１４０６は、照射手段の直列接続に供給される、その他の場合には基本的に一定の電流を調整し、それにより、照射強度のさらなる調整を可能にするために使用することもできる。
【００６０】
本発明は、変調されたバックライトを駆動するために、またマトリクスの形で配列され、画面を形成する光源であって、その１つまたはグループが画面の画素素子となっている光源を駆動するために使用できることに留意されたい。後者の場合には、さまざまなレベルの照射および／またはさまざまな色が生成されるように、画素素子が駆動される。色は、例えば、画素素子を形成する１組の原色光源を適宜制御することによる付加的な色混合によって生成することができる。この場合、個々の発光素子の全体がディスプレイを形成する。
【図１】
2010503164.tif 000003
【図２】
2010503164.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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