JP2011514990A - Ｌｅｄベースのフレキシブルビデオスクリーン用電流レギュレータの構成 - Google Patents

Ｌｅｄベースのフレキシブルビデオスクリーン用電流レギュレータの構成 Download PDF

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Abstract

本発明は、各モジュール（１）上での４ピクセル（２）の分配を示し、それは直列接続されたＬＥＤのグループの各々に電流レギュレータを有し、前記レギュレータが、前記ＬＥＤの色に関係し３種類のＬＥＤ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のエネルギー要求性に依存した前記ＬＥＤの個数の、対応する前記ＬＥＤのグループに適用されており、前記ＬＥＤの色によるＬＥＤの消費量を依存しないようにする。

Description

＜本発明の目的＞
本発明は、例えば本明細書が発明の名称に示したように、ＬＥＤベースのフレキシブルビデオスクリーン用電流レギュレータの構成に関し、その主な目的は、フレキシブルビデオスクリーンの実現を容易にするために特定のアナログデバイスのセットを組織するためのとある方法を容易にすることと、ＬＥＤの色に関係する(in function of color)ＬＥＤの消費量(consumption of LEDs)を依存しないようにすることにより、省エネルギーを実現することと、から成る。
ＬＥＤダイオードをベースとしたフレキシブルビデオスクリーンが知られており、それらのスクリーンは、ＬＥＤダイオードのレギュレータマトリクスを用いて形成され、大型スクリーン用の最も効率的なメカニズムを構成する。
特に、ＬＥＤダイオードベースの（複数の）ビデオスクリーンは、同じ一般的ガイドラインに沿って実現されている。それらは特殊なボックスに物理的に設置されていて、ＬＥＤパネルが前面部に配置され、その制御に必要な全ての電子回路が内部で保護されるようになっている。この電子回路(electronic)も通常は同様に実現されており、いくつかの電力供給源は、電力供給ネットワークから１つ又はいくつかの低電圧(low voltage tension)を得る。通常は集積されたアナログドライバから構成されている電気回路は、ＬＥＤの１つ１つの光度を制御する。最終的に、制御電子回路は、スクリーン内の画像の伝達及び生成を管理する。
フレキシブルビデオスクリーンの実現の困難さは、第１に、大幅に縮小されたプロファイル中（典型的には、単一のプリント回路基板中）に、ＬＥＤ自身を含め、必要な電子回路の全てを集積することにある。この電子回路が満足しなくてはならない特徴は、本質的には、１つ１つのＬＥＤの光度を個々に制御することである。第２に、アナログドライバの実現は、その正しい動作に必要となる供給電流が十分に低減され、それがスクリーン全体に効率よく運ばれるようにされていなければならない。この問題を解決するためには、フレキシブルビデオスクリーンに要求される縮小したプロファイルの中にDC/DCコンバータを導入することは不可能であること、または、これらの電流を運ぶために大きい断面の導線を用いることは可能であること、を考慮に入れなければならない。
一方、本願の図１に電子回路の配列(electric scheme)を示したアナログドライバが知られており、これは、最新技術に属し、米国特許ＵＳ４４７３８９１に記載されたものに類似している。
図１のドライバでは、レギュレータ又は定電流供給源が、所定のグループのＬＥＤの全てに定電流を供給する。１つ１つのＬＥＤは、各ダイオードと並列に接続されたＭＯＳトランジスタを用いて、点灯(turn on)又は消灯(turn off)される。レギュレータは、全てのＬＥＤが消灯されたときに電流を停止して消費量を減らすことのできる制御入力(control entry)を有している。
図１のようにドライバに直列接続できるＬＥＤの個数は、実際のところ、トランジスタのゲート−エミッタ間の最大電圧によって制限される。全ＬＥＤの直流電圧(direct tensions)の合計は、最悪の状況においても、トランジスタのゲート電圧がどんな状況下でもその最大値を超えることがないようにすべきである。
我々は、フレキシブルビデオスクリーン用の電流レギュレータの構成であって、例えば本発明のように、ＬＥＤの消費量がそれらの色に関して独立しているものについての技術分野の現状を知らない。
＜本発明の説明＞
上述のような目的を達成し、上述のような不利益を回避するために、本発明は、ＬＥＤベースのフレキシブルビデオスクリーン用電流レギュレータの構成から成り、前記ビデオスクリーンは複数のピクセルを有し、各ピクセルは赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤから構成されており、さらに、直列接続されたＬＥＤのグループの各々に定電流を提供する電流レギュレータが存在し、前記ピクセルは、互いの間にフレキシブルジョイントを備えた（複数の）モジュール内に、物理的に分配(distribute)されており、前記モジュールの１つ１つは、４つのピクセルを提供する。
斬新的なことに、本発明によれば、各レギュレータが前記赤色ＬＥＤ（Ｒ）のみに適用されるレギュレータの第１の個数(a first number of regulators)と、各レギュレータが前記緑色ＬＥＤ（Ｇ）のみに適用されるレギュレータの第２の個数(a second number of regulators)と、各レギュレータが前記青色ＬＥＤ（Ｂ）のみに適用されるレギュレータの第３の個数(a third number of regulators)と、が存在するように、参照のレギュレータ(referred regulators)は、前記ＬＥＤの色に関係し、３種類のＬＥＤのエネルギー要求性に依存した前記ＬＥＤの個数の前記ＬＥＤの対応するグループに適用されており、それにより、ＬＥＤの消費量がＬＥＤの色に依存しないようにすることを特徴とする。
本発明の好ましい実施形態によれば、第２の個数が、参照の(referred)第３の個数の３倍量で確立(establish)されており、その一方、残りの(eluded)第１の個数が、参照の第３の個数の２倍量で確立されている。
さらに、この好ましい実施形態では、スクリーンは、モジュールの線状セット(lineal sets)に構造化されており、各線状セットは、６つのレギュレータをそれぞれ備えた６つのモジュールから構成されており、第１のレギュレータが、線状セットの最も左側に配列された２つのモジュールの８個の緑色ＬＥＤに適用され、第３のレギュレータが、線状セットの中央の２つのモジュールの８個の緑色ＬＥＤに適用され、第５のレギュレータが、線状セットの最も右側に配列された２つのモジュールの８個の緑色ＬＥＤに適用され、第２のレギュレータが、線状セットの最も左側に配列された３つのモジュールの１２個の赤色ＬＥＤに適用され、第６のレギュレータが、線状セットの最も右側に配列された３つのモジュールの１２個の赤色ＬＥＤに適用され、第４のレギュレータが、線状セットの６つのモジュールの２４個の青色ＬＥＤに適用される。
一方、本発明の好ましい実施形態では、ある瞬間において同時に点灯する青色ＬＥＤが８個以下になるように、それら２４個の青色ＬＥＤの総点灯時間が、３つの部分に分けられている。
上述の好ましい実施形態に代わる実施形態によれば、参照の第２の個数が、参照の第１の個数の３倍量で確立されており、その一方、残りの第３の個数が、参照の第１の個数の２倍量で確立されている。この代わりの実施形態では、スクリーンは、モジュールの線状セットに構造化されており、各線状セットは、６つのレギュレータの各々を備えた６つのモジュールから構成されており、第１のレギュレータが、線状セットの最も左側に配列された２つのモジュールの８個の緑色ＬＥＤに適用され、第３のレギュレータが、線状セットの中央の２つのモジュールの８個の緑色ＬＥＤに適用され、第５のレギュレータが、線状セットの最も右側に配列された２つのモジュールの８個の緑色ＬＥＤに適用され、第２のレギュレータが、線状セットの最も左側に配列された３つのモジュールの１２個の青色ＬＥＤに適用され、第６のレギュレータが、線状セットの最も右側に配列された３つのモジュールの１２個の青色ＬＥＤに適用され、第４のレギュレータが、線状セットの６つのモジュールの２４個の赤色ＬＥＤに適用される。さらに、この代わりの実施形態では、ある瞬間において同時に点灯する赤色ＬＥＤが１２個以下になるように、それら２４個の赤色ＬＥＤの総点灯時間が、２つの部分に分けられ、その一方、ある瞬間において同時に点灯する青色ＬＥＤが８個以下になるように、それら１２個の青色ＬＥＤの総点灯時間が分けられる。
記載された構造によれば、本発明は、ＬＥＤの色に関係するＬＥＤの消費量を依存しないようにすることに関連する利点を提供する。さらに、それは、縮小したプロファイル中にそれを統合できるように、いかなる誘導コンポーネント(inductive component)も使用しないリニア電子回路(lineal electronic)を可能にする。本発明の電流レギュレータの構成により、従来の固定の(rigid)ビデオスクリーンの消費量と同様の消費量のフレキシブルビデオスクリーンを実現することができる。本発明を用いることにより、１つ１つのレギュレータのＬＥＤに相当する直流電圧の合計は、非常によく似た数値を示し、これは、その中で著しい効率損失を生じることなく、全てのレギュレータに同じ供給電圧を用いることができることを意味している。
統計的に、画像のピクセルを形成している同じ色成分のＬＥＤの大部分は、通常は、近接するＬＥＤと同様の光度の値を再現(reproduce)しており、その特徴を考慮に入れて、この段落に記載されたような構成を用いれば、消費量を大幅に低減することができる。そのような構成により、３色の色成分の１つ１つの消費量は独立したものになり、そして電圧降下(tension drop)は効率よく分けられ、さらに、より縮小されたプロファイルのスクリーンへの集積を可能にする。
次に、本明細書とそれらの不可欠な部分(integral part)のさらなる理解を容易にするために図面を添付しており、そこでは、最新技術の部分だけでなく、本発明の目的が、例示的に、しかしそれに限定されない方法で表されている。
図１は、ＬＥＤをベースとしたスクリーンで使用されている最新技術のドライバの電子回路の配列を表している。 図２は、本発明の構成におけるモジュールとピクセルの分配を概略的に表している。 図３は、本発明の好ましい実施形態における、先の図２の分配に従った６つのモジュールの線状セットを表しており、レギュレータとピクセルのダイオードとの間の関連性(association)を含んでいる。 図４は、図３と同様であるものの、赤色ＬＥＤ用の２つのレギュレータ、青色用の１つのレギュレータを使用するのに代えて、赤色ＬＥＤ用の１つのレギュレータ、青色用の２つのレギュレータを使用している６つのモジュールの線状セットを概略的に表している。
＜本発明の実施形態の説明＞
以下に、図中に適合された符号を参照ながら、実施形態を説明する。
このように、この実施形態の構成は、複数のピクセル２を提供するビデオスクリーンに適用されており、各ピクセルは、赤色ＬＥＤ（Ｒ）、緑色ＬＥＤ（Ｇ）、青色ＬＥＤ（Ｂ）から構成されている。
図２からわかるように、本出願では、フレキシブルビデオスクリーンは、互いに接続された複数のモジュール１から構成されており、それらのモジュールの１つ１つは、４つのピクセル２を提供する。１つ１つのモジュールは、フレキシブルジョイント(flexible joints)を介して、残りの部分と物理的に接続されている。
１つ１つのモジュール１には、合計で１２個のＬＥＤが存在している。
さらに、図１に示すように、スクリーンは、各々のグループのＬＥＤに低電流を提供する電流レギュレータ（ＲＥＧ）を有するだろう。
各モジュール１の１２個のＬＥＤを、対応する電流レギュレータに接続することも可能であるが、色成分に対応するＬＥＤの消費量依存を有してしまうこと、すなわち、１色の色成分からのＬＥＤの消費量を、他の２色の色成分に依存せずに分離することができなくなること、という不都合を生じるだろう。
この非依存性のために、本実施形態は、図３に表されたような構成を提案し、ここで、６つのモジュール１から成るセットの各々には、８個の緑色ＬＥＤの（複数の）グループに定電流を生じる３つのレギュレータＲｅｇ１Ｇ、Ｒｅｇ３Ｇ及びＲｅｇ５Ｇが存在する。さらに、１２個の赤色ＬＥＤの２つのグループに定電流を生じる２つのレギュレータＲｅｇ２Ｒ及びＲｅｇ６Ｒが存在する。そして、６つのモジュール１から成るセットの２４個の青色ＬＥＤのグループに定電流を生じる１つのレギュレータＲｅｇ４Ｂが存在する。
６つのモジュール１から成る各セットの７２個のＬＥＤダイオードに、６つのレギュレータを接続するための、他の多くの可能性のうちで簡単な方法が図３に示されている。
−レギュレータＲＥＧ１Ｇは、緑色ダイオードＧ１１、Ｇ１２、Ｇ２１、Ｇ２２、Ｇ２４、Ｇ２３、Ｇ１４及びＧ１３に接続される。
−レギュレータＲＥＧ２Ｒは、赤色ダイオードＲ２２、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３４、Ｒ３３、Ｒ２４、Ｒ２３、Ｒ１４、Ｒ１３、Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ２１に接続される。
−レギュレータＲＥＧ３Ｇは、緑色ダイオードＧ３１、Ｇ３２、Ｇ４１、Ｇ４２、Ｇ４４、Ｇ４３、Ｇ３４及びＧ３３に接続される。
−レギュレータＲＥＧ４Ｂは、青色ダイオードＢ４２、Ｂ５１、Ｂ５２、Ｂ６１、Ｂ６２、Ｂ６４、Ｂ６３、Ｂ５４、Ｂ５３、Ｂ４４、Ｂ４３、Ｂ３４、Ｂ３３、Ｂ２４、Ｂ２３、Ｂ１４、Ｂ１３、Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ３１、Ｂ３２及びＢ４１に接続される。
−レギュレータＲＥＧ５Ｇは、緑色ダイオードＧ５１、Ｇ５２、Ｇ６１、Ｇ６２、Ｇ６４、Ｇ６３、Ｇ５４及びＧ５３に接続される。
−レギュレータＲＥＧ６Ｒは、赤色ダイオードＲ６２、Ｒ６４、Ｒ６３、Ｒ５４、Ｒ５３、Ｒ４４、Ｒ４３、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ５１、Ｒ５２及びＲ６１に接続される。
すなわち、レギュレータＲＥＧ１Ｇは、左側の２つのモジュール１の緑色ＬＥＤを制御し、レギュレータＲＥＧ３Ｇは、中央の２つのモジュールの緑色ＬＥＤを制御し、そしてレギュレータＲＥＧ５Ｇは、右側の２つのモジュールの緑色ＬＥＤを制御する。レギュレータＲＥＧ２Ｒは、左側の３つのモジュールの赤色ＬＥＤを制御し、レギュレータＲＥＧ６Ｒも同様に、右側の３つのモジュールの赤色ＬＥＤを制御する。そして、レギュレータＲＥＧ４Ｂは、６つのモジュール１の全ての青色ＬＥＤを制御する。その全ては図３に表されている。
この構成は、同じレギュレータに接続された全てのＬＥＤの直流電流の合計が、６つのケースで同様の値を示すことを可能にする。緑色ＬＥＤでは、製造者によって指定された最大直流電流は約４ボルトであり、これは、それら全てを点灯したときに、それらの合計電圧が３２ボルトであることを意味している。赤色ＬＥＤは約２．５ボルトの電圧降下を示し、同じ状況下で合計電圧降下が３０ボルトという結果をもたらす。その一方、青色ＬＥＤの直流電圧降下は緑色ＬＥＤと同様であるが、一般的に青色ＬＥＤは、それらのビデオスクリーン内に表される画像内の白点の正確なバランスに厳密に必要となる光度に対して、数倍高い光度を示す。この特性は、ある瞬間において同時に点灯する青色ＬＥＤが８個以下になるように、青色ＬＥＤの総点灯時間を分割するのに用いることができる。よって、緑色ＬＥＤで起こるのと同じように、青色ＬＥＤでは、最大電圧の合計が３２ボルトになるだろう。
以下の本構成で実現されたフレキシブルビデオスクリーンは、図３に示されたように６つのモジュールのグループをベースに形成される必要がある。
言い換えれば、本発明の解決方法によれば、３色の消費量の１つ１つが依存しないようになり、それと同時に、６つのモジュール内の７２個のＬＥＤの電圧降下が、６つのレギュレータに効率よく分けられ、その全てが、より縮小されたプロファイルのビデオスクリーンに容易に集積される。
図３に代わる構成が図４に示されており、そこでは、赤色ＬＥＤ用の１つのレギュレータと、青色ＬＥＤ用の２つのレギュレータとが用いられる。この代わりの構成では、２４個の赤色ＬＥＤのうち１２個だけを同時に点灯することが予想される一方、対応するレギュレータに関連する１２個の青色ＬＥＤのうち８個だけを点灯することが予想される。図３の構成又は図４の構成の利便性は、製造者から提供された使用されるＬＥＤの特徴にのみに依存する。

Claims (8)

  1. ＬＥＤベースのフレキシブルビデオスクリーン用電流レギュレータの構成であって、
    前記ビデオスクリーンは複数のピクセル（２）を有し、各ピクセルは赤色ＬＥＤ（Ｒ）、緑色ＬＥＤ（Ｇ）及び青色ＬＥＤ（Ｂ）から構成されており、
    さらに、直列接続されたＬＥＤのグループの各々に定電流を提供する電流レギュレータ（Ｒｅｇ）が存在し、
    前記ピクセル（２）は、互いの間にフレキシブルジョイントを備えたモジュール（１）内に物理的に分配されており、前記モジュールの１つ１つは４つのピクセル（２）を提供し、
    各レギュレータが前記赤色ＬＥＤ（Ｒ）のみに適用されるレギュレータの第１の個数と、各レギュレータが前記緑色ＬＥＤ（Ｇ）のみに適用されるレギュレータの第２の個数と、各レギュレータが前記青色ＬＥＤ（Ｂ）のみに適用されるレギュレータの第３の個数と、が存在するように、前記レギュレータ（Ｒｅｇ）は、前記ＬＥＤの色に関係し、３種類のＬＥＤのエネルギー要求性に依存した前記ＬＥＤの個数の前記ＬＥＤの対応するグループに適用されており、
    それにより、前記ＬＥＤの消費量が前記ＬＥＤの色に依存しないようにすることを特徴とする電流レギュレータの構成。
  2. 前記第２の個数が、参照の前記第３の個数の３倍量で確立されており、その一方、残りの前記第１の個数が、参照の前記第３の個数の２倍量で確立されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤベースのフレキシブルビデオスクリーン用電流レギュレータの構成。
  3. 前記スクリーンは、モジュール（１）の線状セットに構造化されており、各線状セットは、６つのレギュレータの各々を備えた６つのモジュール（１）から構成されており、
    第１のレギュレータ（Ｒｅｇ１Ｇ）が、前記線状セットの最も左側に配列された２つの前記モジュール（１）の８個の緑色ＬＥＤに適用され、
    第３のレギュレータ（Ｒｅｇ３Ｇ）が、前記線状セットの中央の２つの前記モジュール（１）の８個の緑色ＬＥＤに適用され、
    第５のレギュレータ（Ｒｅｇ５Ｇ）が、前記線状セットの最も右側に配列された２つの前記モジュール（１）の８個の緑色ＬＥＤに適用され、
    第２のレギュレータ（Ｒｅｇ２Ｒ）が、前記線状セットの最も左側に配列された３つの前記モジュール（１）の１２個の赤色ＬＥＤに適用され、
    第６のレギュレータ（Ｒｅｇ６Ｒ）が、前記線状セットの最も右側に配列された３つの前記モジュール（１）の１２個の赤色ＬＥＤに適用され、
    第４のレギュレータ（Ｒｅｇ４Ｂ）が、前記線状セットの６つの前記モジュール（１）の２４個の青色ＬＥＤに適用されることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤベースのフレキシブルビデオスクリーン用電流レギュレータの構成。
  4. ある瞬間において同時に点灯する前記青色ＬＥＤが８個以下になるように、それら２４個の前記青色ＬＥＤの総点灯時間が、３つの部分に分けられていることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤベースのフレキシブルビデオスクリーン用電流レギュレータの構成。
  5. 前記第２の個数が、参照の前記第１の個数の３倍量で確立されており、その一方、残りの前記第３の個数が、参照の前記第１の個数の２倍量で確立されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤベースのフレキシブルビデオスクリーン用電流レギュレータの構成。
  6. 前記スクリーンは、モジュール（１）の線状セットに構造化されており、各線状セットは、６つのレギュレータの各々を備えた６つのモジュール（１）から構成されており、
    第１のレギュレータ（Ｒｅｇ１Ｇ）が、前記線状セットの最も左側に配列された２つの前記モジュール（１）の８個の緑色ＬＥＤに適用され、
    第３のレギュレータ（Ｒｅｇ３Ｇ）が、参照の前記セットの中央の２つの前記モジュール（１）の８個の緑色ＬＥＤに適用され、
    第５のレギュレータ（Ｒｅｇ５Ｇ）が、前記線状セットの最も右側に配列された２つの前記モジュール（１）の８個の緑色ＬＥＤに適用され、
    第２のレギュレータ（Ｒｅｇ２Ｂ）が、前記線状セットの最も左側に配列された３つの前記モジュール（１）の１２個の青色ＬＥＤに適用され、
    第６のレギュレータ（Ｒｅｇ６Ｂ）が、前記線状セットの最も右側に配列された３つの前記モジュール（１）の１２個の青色ＬＥＤに適用され、
    第４のレギュレータ（Ｒｅｇ４Ｒ）が、前記線状セットの６つの前記モジュール（１）の２４個の赤色ＬＥＤに適用されることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤベースのフレキシブルビデオスクリーン用電流レギュレータの構成。
  7. ある瞬間において同時に点灯する前記赤色ＬＥＤが１２個以下になるように、それら２４個の前記青色ＬＥＤの総点灯時間が、２つの部分に分けられていることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤベースのフレキシブルビデオスクリーン用電流レギュレータの構成。
  8. ある瞬間において同時に点灯する前記青色ＬＥＤが８個以下になるように、それら１２個の前記青色ＬＥＤの総点灯時間が分けられていることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤベースのフレキシブルビデオスクリーン用電流レギュレータの構成。
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