KR19990082066A

KR19990082066A - 호스트기기와 비침해적으로 상호작용하는 개장 점등시스템

Info

Publication number: KR19990082066A
Application number: KR1019980705788A
Authority: KR
Inventors: 마크 비빙튼; 마크 립스키; 얼 캐설라; 노먼 루퍼
Original assignee: 에이브러햄 존 엠.; 애드-비젼 인코퍼레이티드
Priority date: 1996-01-25
Filing date: 1997-01-23
Publication date: 1999-11-15
Also published as: WO1997027576A1; EP0876658A1; JP2000503125A; EA199800606A1; EA001005B1; AU1709097A; BR9707084A; EP0876658A4; CN1217805A; AU716031B2; NZ331022A; CA2244212A1

Abstract

호스트 기기(104)에서 사용하기 위한 개장 EL 조명 시스템(100)은 호스트 시스템(104)으로부터 제공되고 호스트 기기(104)의 램프(108)에 동력을 공급하기 위해 사용되는 램프 전력 신호에 응하여 조명 효과를 생산하고, EL 램프 시스템(108)은 다수의 EL 램프 셀을 가지며, 순차회로(106)는 EL 램프 셀이 EL 램프 구동신호에 대응하는 순서대로 집합적으로 조명하도록 EL 램프 시스템(108)의 EL 램프 셀 각각을 독립적으로 제어하기 위해 EL 램프 구동신호를 제공하고, 마이크로콘트롤러(406)는 EL 램프(108)로의 주파수, 진폭, 및 듀티사이클을 제어하며, 주파수를 변경하므로써 마이크로콘트롤러(406)는 명암 및 조명색도를 변경하고, 진폭을 변경하므로써 마이크로콘트롤러(406)는 조명 명암을 변경하며, 데이터 신호선은 어떠한 EL 램프(108)를 조명할것인지를 선택하기 위해 마이크로콘트롤러(406)로부터 공급되어, 동적 디스플레이를 생성하고, 신호 조정 회로(102)는 호스트 시스템(104)으로부터 제공된 램프 전력 신호를 비침해적으로 샘플링하며, 그에 응하여 EL 램프(108)로 구동신호를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

호스트기기와 비침해적으로 상호작용하는 개장 점등시스템

자동 판매기와 게임 장치같은 많은 장치들은 장치의 내부 상태에 따라 기기의 외부상의 하나 또는 그 이상의 전구를 켠다. 예를 들면, 슬롯 머신은 기기내로 삽입된 코인의 수에 따라 "지불선"을 조명하기 위해 다양한 백열등을 조사한다.

그러나, 백열등은 많은 전력을 소비한다. 그러므로, EL(Electroluminescent) 표시등은 적은 전력을 소비하기 때문에, EL 표시등을 구비한 백열등으로 대체되도록 요구될 수도 있다. EL 램프는 전기장에 적용될 때 냉광을 발하는 인광 물질의 조합 또는 특별한 인광 물질을 포함하는 광원이다. 또한 더 특별하게는 장치의 내부 상태에 따라 빛을 조사하는 방법을 변경하는 것이 바람직할 수도 있다. 예를 들면, 빛이 조사되는 방법은 장치로 사람을 끌어들이거나 유용한 정보를 제공하기 위해 변경될 수 도 있다.

전형적으로, 장치의 점등시스템을 제어하기 위한 대다수의 회로는 저전력 광원에 동력을 공급하는 것과는 맞지가 않다. 게다가, 빛이 조사되는 방법을 제어하는 회로는 대개 장치의 내부에 존재한다. 결과적으로, 점등시스템을 변경하는 것은 비용이 비싸다. 주 도박법에는 장치가 게임 장치일 때는 특히, 게임 장치의 내부 회로에 변경이 가해진후 고비용의 테스트와 검증을 받도록 되어 있기 때문에 더욱 그러하다.

과거에 EL 램프는 작동하기 위해 고전압 전기를 필요로 했다. 이 때문에, 램프가 빛을 발하도록 하기에 적당한 전력을 공급하기 위해 부피가 큰 전원 공급 장치, 인버터 및/또는 다른 전기 회로 및 배터리(무선 작동을 위한)가 필요하다. 전력 공급기는 대개 램프보다 부피가 더 크다.

전형적인 EL 램프는 고전압(10V보다 훨씬 큰) 전력 공급기에 의해 전력이 공급된다. 이들 전력 공급은 종종 AC(교류)형 전력 공급기이다. 일부 EL은 표준 가정 전류(전형적으로 120VAC)로부터 직접 전력 공급된다. 가정 전류 작동을 위해라기보다는 배터리를 위해서, 대개 인버터나 다른 회로가 고전압 AC 전기로 배터리의 DC 전기를 변환하고 그리고/또는 높이기 위해 필요하다.

EL 램프 표시회로는 조사될 EL 표시장치의 세그먼트를 정의하기 위한 카운터, 오디오 시퀀서 및 메모리를 포함한다. 그러한 시스템내의 출력 표시의 제어는 카운터와 메모리의 제한된 정보 조작 능력에 의해 제한된다. 고정된 AC 전압파 발생기가 표시장치를 구동하고 색도과 강도의 동적 제어로 출력이 더 제한되기 때문에, 출력 표시가 불가능하다.

본 발명은 게임 장치와 같은 호스트 장치와 상호작용을 하는 점등시스템(lighting system)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 호스트 장치로부터 샘플링되는 상태 표시에 대응하는 시퀀스로 조사(照射)하고, 특히 비침해적으로 호스트 장치와 상호작용하는 개장 점등시스템에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 개장 점등시스템(100)을 나타내는 블록도,

도 2는 도 1에 도시된 개장 점등시스템(100)을 이용하는 게임 장치를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 게임 장치와 개장 점등시스템을 인터페이스하는 방법을 나타내는 도면,

도 4는 도 1의 개장 점등시스템(108)의 EL 램프 시스템중 하나를 제어하는 회로의 실시예를 나타내는 탑 레벨 개략도,

도 5는 도 4의 개략도의 구동 신호 발생기를 보다 자세히 나타내는 개략도,

도 6은 도 4의 스위칭 회로를 보다 자세히 나타내는 개략도,

도 7은 도 4의 마이크로콘트롤러(및 관련 글루(glue) 로직)를 보다 자세히 나타내는 개략도,

도 8은 스위칭 회로가 제 1 시퀀스로 스위치될 때 발생할 수 있는 스파이킹 현상을 나타내는 그래프,

도 9는 스파이킹 현상을 처리하기 위해, 로드 커패시터를 채용하는 제 2 스위칭 시퀀스를 나타내는 그래프,

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 EL 제어기의 하이 레벨의 개념적 블록도,

도 11은 도 10의 실시예에 따른 EL 제어기의 상세 블록도,

도 12A 내지 도 12D는 EL 패널 구동 신호 및 마이크로콘트롤러 펄스 신호를 나타내는 도면,

도 13은 다른 실시예에 따른 EL 제어기의 블록도,

도 14는 도 13의 EL 제어기의 고전압 드라이버의 상세 블록도,

도 15는 도 13의 EL 제어기에서 예시적인 타이밍 시퀀스를 나타내는 타이밍도면,

도 16은 EL 패널 멀티플렉싱 회로의 블록도, 및

도 17은 EL 패널 제어기 장치의 다른 실시예의 블록도이다.

본 발명은 호스트 장치의 전력 램프에 사용되어지거나 호스트 시스템으로부터 제공되는 램프 전력 신호에 따른 점등 효과를 제공하기 위한, 호스트 장치에 사용되는 개장 점등시스템이다. EL 램프 시스템은 다수의 EL 램프 셀을 구비한다. 시퀀싱 회로는 EL 램프 셀이 EL 램프 구동 신호에 따른 시퀀스로 집합적으로 조명하도록 EL 램프 시스템의 각 EL 램프 셀을 독립적으로 제어하기 위한 EL 램프 구동 신호를 제공한다. 특히, 시퀀싱 회로는 구동 신호를 제공하기 위한 전력 공급 회로에 연결된 제어장치를 포함하고 상기 구동 신호는 EL 표시 소자를 구동하기 위한 적당한 크기와 주파수로 된다. 선택 회로는 마이크로콘트롤러로부터 다수의 신호와 전력 공급 회로로부터 구동 신호를 수신한다. 선택 회로는 마이크로콘트롤러로부터 수신된 신호에 근거한 각각의 전장 발광 표시 소자에 구동 신호를 선택적으로 전송한다. 상기 배치에 의해, 마이크로콘트롤러는 시퀀스내의 상기 표시 소자를 온 또는 오프하여, 이에 의해 동적 디스플레이를 생성한다. 신호 조정 회로는 호스트 시스템으로부터 제공되는 램프 전력 신호를 비침해적으로 샘플링하고 그에 따라 EL 램프 구동 신호를 제공한다.

상기 회로는 EL 패널의 소자에 의해 표시된 전기 용량 로드에 부가하여 구동 신호 발생기에 전기 용량 로드를 나타내기 위해 제어기에 의해 선택적으로 스위치될 수 있는 로드 커패시터를 포함할 수도 있다. 로드 커패시터는 한 소자로부터 또다른 소자로 구동 신호를 스위칭하는 것과 관련한 "스파이킹" 현상을 처리할뿐만 아니라, 시퀀스내의 다른 지점에서 구동되어지는 다른 크기의 소자에 기인한 다른 용량 로드를 위해 보상을 제공할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 개장 EL 점등시스템(100)을 블록 형태로 나타낸 것이다. EL 점등시스템은 다른 방법으로 사용된 호스트 장치의 백열등보다 적은 전력을 소비한다. 대신, 만약 백열등이 사용된다하더라도, EL 점등시스템(100)은 최소한의 부가 전력으로 부가적인 점등 효과를 제공할 수 있다. 기기를 개장 EL 점등시스템(100)으로 개장함으로써, 빛이 장치의 내부 상태에 따라 조명되는 방법을 수정하는 것은 아주 쉽다.

도 1의 블록 형태로 나타난 실시예에서, 시스템(100)은 세 개의 EL 패널(108a, 108b, 108c)(이하에서 "108"로 인용됨)을 포함한다. 각 EL 램프 패널(108)은 독립적으로 구동가능한 EL 램프 셀을 포함한다. 패널은 전기적 제어 모듈(101)에 의해 구동된다. 각 패널은 전기적 제어 모듈(10)의 분리 시퀀싱 서브 회로(seq 1, seq2, seq3)에 의해 구동되고, 순차 회로(106)에 포함된다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 만약 게임 장치(104)가 슬롯 머신이라면, 램프 패널(108a, 108b, 108c)은 슬롯 머신(104)의 "벨리 글래스"(156), "릴 글래스"(154) 및 "톱 글래스"(152)상에 위치되어지는 것이 적당하다. 도 2에 부호 '158'로 도시된 슬롯 머신(104)의 부가적인 영역은 슬롯 머신(104)의 "지폐 수집기" 기능에 주의를 끌기 위해 EL 패널에 제공되어질 수 있다.

EL 패널의 각 램프는 교류 구동 전류나 펄스된 직류 전류가 램프에 제공될 때 켜진다. 램프의 세기가 램프 구동 전류의 주파수와 크기에 따라 변하는 반면. 램프의 색도는 구동 전류의 주파수등에 따라 변한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 개장 점등시스템(100)이 게임 장치(104)와 인터페이스하는 방법을 도시한다. 전기적 제어 모듈(101)은 표준 120V, 60Hz의 교류 전력 공급과 (표준 플러그(303)를 통해) 연결하기 위한 연결기(301)를 포함한다. 도 3에서 단일 상태 제어 신호는 슬롯 머신(104)의 영역(158)상에 위치되어지고 EL 패널(108a)을 제어하기 위한 게임 장치(104)로부터 얻어진다. 보다 특별히, 게임 장치(104)에 의해 발생된 신호는 게임 장치(104)의 내부 상태를 가리키고, 이들 상태 지시 신호는 대개 전기적 제어 모듈(101)내의 회로에 의해 비침해적으로 샘플링된다. 즉, 상기 상태 지시 신호는 대개 게임 장치(104)의 내부 상태에 영향을 미치지않고 샘플링된다.

예를 들면, 외부 백열등에 동력을 공급하기 위해 게임 장치(104)로부터 제공되는 전력 신호는 상태 지시 신호로써 사용할 수 있다. 전력 신호는 백열등에 제공되는 경우 전력 신호로 탭핑됨으로써 샘플링될 수 있다. 게임 장치(104)에 의해 "코인 삽입 램프"(302)로 제공되는 전력 신호가 샘플링되고, 연결기(305)를 통해 전기적 제어 모듈(101)에 제공되는 경우의 예가 도 3에 도시되어 있다. 다른 실시예로써, 장치의 원래 전구가 원위치에서 이탈될 수도 있고, 전구가 조사될 때를 결정하기 위해 광-센서가 채용된다. 이것에 있어서의 문제점은 원래의 전구가 타버릴 수도 있다는 것이다. 다른 실시예로써, 코일은 전구에 전력 신호를 제공하는 전선을 감도록 제공되어 질 수 있고, 자기장은 코일에 의해 측정되는 전선내의 전류에 의해 발생되고, 상태 지시 신호로써 이용된다.

각각의 경우에 목표는 전구에 전력 신호를 비침해적으로 샘플링하는 것이다.(대안으로는, 최적은 아니지만 상태 지시 신호가 게임 장치(104)의 다른 회로나 마이크로콘트롤러로부터 직접 제공되어 질 수 있다)

게임 장치(104)로부터 제공되는 상태 지시 신호에 따라, 전기적 제어 모듈(101)은 EL 램프 패널중 하나(이 경우에, 도 1에 도시된 EL 패널(108a))를 구동하기 위한 램프 패널 구동 신호를 발생한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 램프 패널 구동 신호는 상호접속 케이블(309)을 통해 전기적 제어 모듈(101)로부터 EL 램프 패널(108a)로 제공된다. 램프 패널은 뉴저지, 브릿지튼의 MKS로부터 상업적으로 이용가능하다.

EL 램프는 필라멘트나 EL 램프 스레드와 같은 EL 패널에 부가하여 여러 형태로 나타난다. 점등시스템은 이러한 EL 램프의 형태중 어떠한 형태를 포함할 수 있다. EL 패널은 이판지상의 EL 램프 스트립이다. EL 패널은 인광 물질 합성체의 선택적 디포지션과 도전적 배후 전극(예를 들면, 높은 로딩의 은입자를 포함하는 중합체)의 선택적 디포지션에 의해 만들어지는 것이 바람직하다. 상기 인광 물질-전극 배열의 멀티 섹션은 패턴을 형성하기 위해 패널상에 침전될 수 있다. 각 섹션은 각각 전원 공급기에 연결되어 독립적으로 켜지거나 꺼질 수 있어서 작동하기가 용이하다. 본 실시예는 EL 패널을 언급하여 설명하고 있지만, 단일 또는 다중 EL 램프 필라멘트는 EL 패널에서 쉽게 대체될 수 있다.

이제 도 4 내지 도 7을 참조로 전기적 제어 모듈(101)의 상세한 실시예를 설명한다. 도 4는 도 1에 도시된 것보다 전기적 제어 모듈(101)의 보다 상세한 실시예를 나타내는 탑-레벨 개략도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전기적 제어 모듈(101)은 슬롯 머신(104)의 영역(158)에서 동적인 시퀀스로 EL 램프 패널 셀의 선택적 조사를 일으키기 위한 것이다. 도 4에 있어서, 호스트 장치 인터페이스 회로(102)는 게임 장치(104)로부터 상태 지시 신호(예를 들면, 백열등에 전력을 공급하기 위해 사용되어지는 전력 신호의 샘플)를 수신하고, 마이크로콘트롤러(406)로의 입력에 적당한 것으로써(예를 들면, 샘플링된 신호의 레벨을 시프팅함으로써) 샘플링된 신호 조건을 설정한다. 상세한 변환은 특정한 게임 장치(104) 및, 특히 샘플링된 신호의 레벨에 종속적이다.

설정된 상태 지시 신호는 광분리기(404 또는 405)를 통해 마이크로콘트롤러(406)로 제공된다. 광분리기(404 또는 405)는 게임 장치(104)로부터 전기적 제어 모듈(101)을 분리하여 게임 장치(104) 내부 회로는 전기적 제어 모듈(101)에서 나타날 수 있는 고장에 의한 영향(예를 들면, 게임 장치(104)의 플레이어로부터 정전기의 방출에 의해 발생되는 쇼크의 결과와 같은)으로부터 보호되어진다. 만약 전기적 제어 모듈(101)이 게임 장치(104)의 내부 전기에 직접 연결된다면, 전기적 제어 모듈(101)로의 어떠한 정전기적 방전은 게임 장치(104)와 직접 연결될 것이고, 이 프로세스를 혼란시키며 "하퍼(hopper)" 덤프로 끝난다.

전력 공급기(410)에 의해 전력이 공급된 구동 신호 발생기(408)는 EL 드라이버 회로(412)를 경유하고 최종적으로 연결기(416)의 핀을 경유하여 EL 셀을 구동하기 위해 사인곡선의 구동 신호를 제공한다. 상기 참고로 구체화된 미국특허출원 제08/591,014호에 묘사된 바와 같이, 마이크로콘트롤러(406)는 스위칭 회로가 EL 셀에 구동 신호를 선택적으로 제공하도록 하기 위해, 설정된 상태 지시 신호에 따라 EL 드라이버 회로(412)내의 스위칭 회로를 선택적으로 가능하게 한다(스위칭 회로는 도 6을 참조하여 후술된다). 결과적으로, EL 셀은 동적인 시퀀스로 조사된다. 마이크로콘트롤러(406)는 ENABLE-H 신호를 통해 인버터(408)와 연결된다. ENABLE-H 신호를 주장함으로써, 마이크로콘트롤러(406)는 구동 신호를 제공하는 것에 의해 구동 신호 발생기(408)를 디스에이블할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 상세한 구동 신호 발생기(408)는 도 5에 보다 자세히 도시되어 있다. 인버터(502)는 사인곡선 구동 신호를 제공한다. 커패시터(C6, C6A)는 인버터(502)로부터 최대 출력 전압을 제한하는 로드 정전 용량을 제공한다.

저전압 모니터(504)는 인버터(502)로부터 제공되어지는 사인곡선 구동 신호의 진폭을 모니터한다. 특히, EL 램프/셀이 실패할 경우, 직접 및/또는 부분 단락을 개선한다. 이는 단락된 EL 셀을 구동하기 위해 충분한 전류를 공급하고자하여 인버터(502)를 오버로드시킬수 있다. 저전압 모니터(504)는 전압 비교 회로이다. 이것은 인버터(502) 출력 전압에 비례하는 DC 전압으로 인버터(502)의 사인곡선 출력을 변환한다. EL 셀 부족과 인버터(502) 출력이 저항기(R11, R12, R13)에 의해 설정된 수치 이하로 떨어질 때, 저전압 비교기(504) LVOLT-H의 출력은 명확해진다. LVOLT-H 출력은 마이크로콘트롤러(406)에 광학적으로 결합된다. 마이크로콘트롤러(406)는 LVOLT-H신호를 모니터하기 위해 프로그램 되어지고, LVOLT-H 신호가 주장된 것을 검출하는 경우 인버터(502) 기능을 억제한다. 이는 인버터(502)를 통해 부가되고 과다 전류가 인버터(502)에 영구적인 손상을 가하는 것을 방지한다.

계수형 검파기(506)는 인버터(502)로부터 제공된 구동 신호가 제로 전압 진폭을 교차하는 경우를 검출하기 위해 제공될 수도 있다. 제로 교차가 검출될 때, 계수형 검파기(506)는 마이크로콘트롤러(406)(도 4)의 RB1 입력으로 ZEROX-E 제어 신호를 제공한다. 인버터(408)로부터 제공된 구동 신호가 제로 전압 진폭을 가지는 경우에만 마이크로콘트롤러는 연결기(416)를 통해 구동 신호를 제공하기 시작하도록 EL 드라이버 회로(412)내의 스위칭 회로를 스위치한다. 이런식으로 EL 셀은 구동 신호 입력(예를 들면 스파이크)이 급격히 증가하는 것으로부터 보호되어질 수 있다. 가시적 "플래시"를 잠재적으로 유발하는 것에 부가하여, 상기 구동 신호 스파이크는 EL 셀내의 정전용량을 고장나게 하여 EL 셀을 작동이 불가능하게 할 수 있다.

도 6을 참조하여 EL 드라이버 회로(412)의 상세한 실시예 부분을 설명한다. 특히, 구동 신호 발생기(408)에 의해 발생되는 EL 구동 신호는 EL 드라이버 회로(412)의 AC HOT 입력으로 제공된다. 다수의 스위칭 회로(620a 내지 620i) 각각은 스위치 제어 입력(각각 RC0 내지 RC7 및 RB7) 및 구동 신호 출력(각각 DRC0 내지 DRC7 및 DRB7)을 포함한다. 스위칭 회로(602a 내지 602i) 각각은 구동 신호 발생기(408)에 의해 발생된 EL 구동 신호를 수신하기 위한 AC HOT 입력을 수신하도록 연결된다. 스위칭 회로(602a 내지 602i)는 네 개의 정류 다이오드 및 한 개의 양극 접합 트랜지스터를 포함한다.

마이크로콘트롤러에 의해 실행되어지는 프로그램에 따라, 마이크로콘트롤러는 스위칭 회로(602a 내지 602i) 각각의 스위치 제어 출력(RC0 내지 RC7 및 RB7) 각각과 연결되는 스위치 제어 출력(RC0 내지 RC7 및 RB7)중 여러 가지를 나타낸다. 따라서 특정한 스위칭 회로의 스위치 제어 입력이 나타난다면, 스위칭 회로는 AC HOT부터 스위칭 회로의 출력까지 구동 신호를 통과시킨다. 도 4에 대해 다시 검토해 보면, 스위칭 회로(602a 내지 602i) 각각이 게임 장치(104)(도 2)의 영역(158)에 위치한 "지폐 수집기" EL 패널의 EL 셀중 분리된 하나와 연결기(4016)를 통해 연결되는 것을 볼 수 있다.

이제 도 6을 참조하여, 보충 스위칭 회로(604a, 604b)를 상술한다. 보충 스위칭 회로(604a, 604b)는 보충 스위칭 회로(604a, 604b) 각각의 제어 입력(RB5, RB6) 각각을 스위치하기 위해 마이크로콘트롤러(406)의 스위치 제어 출력(RB5, RB6)으로부터 제공된 스위칭 신호에 응한다. 특히, 보충 스위칭 회로(604a, 604b)는 AC HOT으로부터 보충 스위칭 회로(604a, 604b) 각각의 출력(DRB5, DRB6)으로 구동 신호를 통과시키고 그 각각의 제어 입력(RB5, RB6)이 주장된다. 구동 신호는 출력(DRB6, DRB7)을 통해 각각 로드 커패시터(C7, C7A) 또는 로드 커패시터(C8, C8A)로 보내진다.

구동 신호를 로드 커패시터(C7, C7A) 또는 로드 커패시터(C8, C8A)로 제공하는 이유가 이제 상술된다. 구동 신호 발생기(408)의 인버터(502)는 로드 종속이고 자가 보상이다.(바람직한 실시예에서, 인버터(502)는 NEC에 의해 제공되는 "NS" 시리즈 인버터이다) 즉, 인버터(502)가 제공하는 사인곡선 구동 신호의 주파수가 광 시퀀스에서의 특정한 위치에서 구동되어지는 로드의 정전용량에 의해 결정되도록 인버터(502)가 회로를 포함한다(명목상, EL 셀나 셀의 로드는 EL 구동회로(412)중 구동신호를 제공하기 위해 선택되는 하나 또는 그 이상의 스위칭 회로를 통해 구동된다). 또한, EL 셀의 정전용량은 EL 셀의 수명에 따라 변한다. 인버터(502)는 정전용량의 변화를 검출하고, EL 셀이 그 정전용량이 변화하더라도 비교적 일정한 밝기로 조사되도록 발생된 구동 신호의 주파수를 조정한다.

EL 셀의 정전용량 로드는 그 크기에 의해 결정되기 때문에, 단일 인버터(502)에 의한 시퀀스에서 구동되어지는 다수의 EL 셀이 다른 크기일 때, 인버터(408)에 의해 제공되는 사인곡선 구동 신호의 주파수는 구동되어지는 EL 셀(또는 그것의 조합)의 크기(및 정전용량)에 따라 변동될 것이다. 결과적으로, 만약 EL 셀의 다른 조합에 의해 나타나는 다른 로드에서 조절이 이뤄지지 않는다면, 각 EL 셀이 조사하는 밝기는 서로 비교하여 광범위하게 변동될 것이다. 이 현상은 시각적으로 눈에 띄지 않는다.

그러나, 인버터(502)에 의해 경험되어진 정전용량의 로드로 로드 커패시터(C7, C7A)또는 로드 커패시터(C8, C8A)를 부가함으로써, 인버터(502)는 조사 시퀀스를 통해 대체로 일정한 정전용량 로드를 경험한다. 대체로 일정한 정전용량 로드를 유지함으로써, 인버터(502)에 의해 제공된 사인 곡선 구동 신호의 주파수는 대체로 일정하게 유지될 수 있다. 결과적으로, 시퀀스 동안 EL 셀이 조사되는 밝기는 광 시퀀스내의 각각의 시각에서 유지된다. 이는 인버터(502)가 수명에 따라 각각의 특정한 EL 셀에서의 정전용량 변경을 "감지"하고 이를 보상하도록 한다.

보충 스위칭 회로 및 로드 커패시터의 수, 로드 커패시터의 정전용량 수치, 및 인버터(502)상의 정전용량 로드가 고르게 되도록 요구되는 로드 커패시터의 배치는 밝기 변화의 바람직한 퍼센트 오차 및 구동되어지는 EL 셀의 크기 변화에 종속된다. 인버터(408)에 의해 경험되는 로드내에 로드 커패시터를 포함하도록 보충 스위칭 회로를 스위칭하는 시퀀스는 마이크로콘트롤러(406)에 의해 실행되는 연속적인 프로그램내에 포함되고 예정되어질 수 있다. 즉, EL 셀을 조사시키기 위해, EL 구동회로(412)내의 스위칭 회로를 제어하는 것에 부가하여, 하나나 그 이상의 EL 전지가 밝혀지는 기능으로써 로드 인버터(502)로 로드 커패시터의 여러 가지(또는 조합)를 선택적으로 유발시키기 위해 보충 스위칭 회로를 제어하도록 마이크로콘트롤러(406)는 예비 프로그램 될 수 있다.

도 4에 도시된 실시예에서, 커패시터(C8, C8A)는 함께 효과적인 전기용량 .01㎌을 가지고, 커패시터(C7, C7A)는 함께 효과적인 정전용량 .022㎌을 가진다. 그러므로, 선택적으로 DRVR #A와 DRVR #B를 이네이블하게 하여 얻어질 수 있는 로드 정전용량의 네 가지 변화가 아래에 보여진다:

DRVR #A DRVR #B 총 부가 로드

디스에이블 디스에이블 0.0㎌

이네이블 디스에이블 0.01㎌

디스에이블 이네이블 0.022㎌

이네이블 이네이블 0.032㎌

로드 커패시터에 대한 실제 값과 그들의 구성은 질적(즉, 서로 다른 값으로 실험하여 얻어지는 일루미네이션 시퀀스를 질적으로 재조사하는 것에 의해)으로 결정될 수 있다. 그러나, 바람직하게는 조사 시퀀스동안 구동되는 EL 셀의 표면 영역은 동등한 정전 용량과 질적으로 관련되어질 수 있다. 메모리(즉, ROM)가 제공될 수 있다. 메모리내의 테이블은 다수의 테이블 엔트리를 포함하며, 각 테이블 엔트리는 조명 시퀀스의 스텝에 대응하며, 시퀀스의 대응 스텝동안 스위치 온되는로드 커패시터를 표시한다.

도 7은 마이크로콘트롤러(406) 및 이와 관련된 글루 논리의 실시예를 도시한다.

도 8은 제 2 EL셀(도 8의 "CELL #2"로 언급됨)에 대응하는 스위칭 회로를 온하기 전에 짧은 시간(수 마이크로 초와 같은 짧은 시간) 마이크로콘트롤러(406)가 제 1 EL셀에 대응하는 스위칭 회로(즉, 602a 내지 602i중의 하나)를 오프한 상태의 현상을 나타내며, 인버터(502)에 의해 생성된 사인곡선 구동신호는 정점에 있으며, 그후 이 구동 신호는 정전 용량 로드의 갑작스런 감소 및 인버터(502)와 EL셀 #2의 한쪽 또는 양쪽의 잠재적인 손상에 의해 스파이크(400V 이상)를 일으킬 수 있다.

도 9는 구동 신호내의 스파이크가 어떻게 제로-크로싱 검출기(506)의 사용없이 회피될 수 있는가를 도시한다. 첫번째로, CELL #2에 대응하는 스위칭 회로는 CELL #1에 대응하는 스위칭 회로가 오프되기 전에 온된다. CELL #2에 대응하는 스위칭 회로가 온 되기 전에, 로드 커패시터(또는 커패시터)에 대응하는 스위칭 회로(또는 회로들)가 온된다. 인버터(502)상의 큰 정전 용량 로드는 CELL #2에 대응하는 스위칭 회로가 로드 커패시터에 대응하는 스위칭 회로가 온된 후에 온(즉, 0 내지 5μs)될 때 스파이크가 발생하지 않도록 할 것이다. 최종적으로, 충분한 시간 후에 인버터(502)상의 로드가 안정화(즉, 약 100μs)되도록 통과되며, CELL #1은 오프된다.

부록 A는 시퀀스를 실행하기 위해 마이크로콘트롤러(406)로 실행되어지는 어셈블리 언어 코드의 리스트 소스이다.

완전하게 일체로 된 구동 회로에 있어서, 마이크로콘트롤러는 각 램프의 스위치 온 뿐만 아니라 램프의 강도 및 램프의 색도를 제어할 수 있다. 마이크로콘트롤러(406)는 1차, 2차 및 3차원 광 이미팅 물체의 모든 소트상에 애니메이트된 디스플레이를 발생시키는데 사용될 수 있다. 이러한 물체의 예로서는 의류, 예술 작품, 주조 부품 및 정보 디스플레이등이다. 예를 들면, 의류에 있어서, 전장 발광 실이 애니메이트된 로고, 디자인 또는 다른 액센트에 대해 사용될 수 있다.

EL 패널 컨트롤러 장치의 다른 실시예의 블록도가 도 10에 도시되어 있다. 이 실시예에 있어서, 마이크로콘트롤러(1100)는 다수의 EL 램프(1102)의 색도, 강도 및 스위칭 시퀀스를 제어한다. EL 구동기(1106)는 마이크로콘트롤러(1100)의 제어하에서 EL 패널에 교류 전류를 공급한다. 다수의 고체 스위치(1104)는 EL 패널(1102)에 연결되어 있다. 마이크로콘트롤러(1100)중의 레벨 1 내지 n의 I/O 핀(1110)은 스위칭 회로(1104)의 제어 라인에 제어 신호를 출력한다. 스위칭 회로(1104)는 EL 구동기(1106)와 EL 패널(1102)을 통하여 흐르는 회로의 전기적 에너지를 제어한다.

제어 라인(1108)이 추가될 수 있다. 설치된다면, 제어 라인(1108)은 마이크로콘트롤러(1100)를 EL 구동기(1106)에 연결한다. 제어 라인(1108)을 통하여 마이크로콘트롤러(1100)는 EL 구동기(1106)로 현재 출력의 주파수 및 크기를 제어한다. 주파수, 듀티 사이클 및 구동기(1106)의 출력 강도는 개개의 EL 램프(1102)의 색도 및 강도를 결정할 것이다.

도 10의 EL 패널 컨트롤러의 더욱 상세한 블록도는 도 11에 도시되어 있다.

바람직하게는, 마이크로콘트롤러(1100)는 저가이며 작은 양의 주변기기를 가진다. MICROCHIP사의 PTC16C55 또는 PIC16C57과 같은 상업적으로 이용가능한 마이크로콘트롤러가 마이크로콘트롤러(1100)로써 사용될 수 있다. 그러나. 어떤 적절한 마이크로콘트롤러 또는 마이크로 프로세서가 적절하게 대체될 수 있다.

전압 조정기(1202)는 마이크로콘트롤러(1100)에 배터리를 연결하며, 마이크로콘트롤러(1100)에 전원을 제공하도록 배터리로부터의 전압을 요구된 레벨로 조정한다. 이 실시예에 있어서, 조정기(1202)는 5.0볼트 DC의 전압을 마이크로콘트롤러(1100)에 공급한다.

세라믹 공진기 또는 석영(XTAL), 레지스터, 및/또는 커패시터와 같은 타이밍 회로(1204)는 타이밍 신호를 마이크로콘트롤러(1100)에 제공하도록 연결되어 있다. 마이크로콘트롤러(1100)내에 온-보더 타이머를 내장하고 있는 이 실시예의 변형은 타이밍 회로를 요구하지 않는다.

누름 버튼(1206)은 사용자가 온/오프, 패턴 선택, 색도 및 출력 타이밍 조절과 같은 마이크로콘트롤러의 기능을 제어할 수 있도록 마이크로콘트롤러에 연결되어 있다.

EL 구동기 회로(1106)는 발진기(또는 기능발생기)(1208), 전력 증폭기(1210) 및 변압기(1212)로 구성되어 있다. 변압기(1210)는 발진기(1208)와 전력 증폭기(1210)를 EL 구동기 회로(1106)(도 10)의 출력에 연결한다. 전력 증폭기(1210)는 발진기(1208)의 출력을 수신한다. 그 후, 이 신호는 전력 증폭기(1210)에 의해 증폭되어 변압기(1212)의 1차 권선을 구동한다. 발진기(1208)는 예를 들면 사인곡선, 사각형 또는 톱니형 파장을 공급한다. 변압기(1212)로부터 전송된 대표적인 구동신호는 예를 들면 1000Hz 주파수와 35볼트의 진폭을 갖는 사인곡선 신호일 수 있다.

발진기(1108)로부터의 출력 파장의 형태 및 주파수는 제어 라인(1214)을 통하여 마이크로콘트롤러(1100)에 의해 제어될 수 있다. 유사하게, 전력 증폭기(1210)의 증폭은 제어 라인(1216)을 통하여 마이크로콘트롤러(1100)에 의해 제어될 수 있다.

EL 램프에 대한 구동 신호의 주파수 변경은 색도와 강도에 영향을 미친다. 회녹색 또는 암녹색으로부터 청색 또는 자주색으로의 색도 스윙은 구동 신호의 주파수와 듀티 사이클의 선택에 의해서만 가능하다. 이는 가시광선 스펙트럼내의 약 150nm의 시프트에 대응한다.

구동 신호의 진폭 변화는 강도에 영향을 미친다. 감지된 강도는 또한 스위칭 신호의 듀티 사이클(이하에 설명됨)을 조절하는 것에 의해 변경될 수 있다.

I/O 핀(1110)에 연결되어 제어되는 스위칭 회로(1104)는 각각의 EL 패널(1102)을 EL 구동기(1106)에 연결한다. 스위칭 회로(1104)는 고압 트랜지스터(1218)를 각각 포함한다. 각 트랜지스터(1218)의 베이스는 마이크로콘트롤러(1100)에 연결된 레지스터(1220)에 연결되어 있다. 각 트랜지스터(1218)의 이미터는 지표면에 연결되어 있으며, 각 트랜지스터(1218)의 셀렉터는 다이오드 브릿지(1222)에 연결되어 있다. 각각의 EL 패널(1102)은 다이오드 브릿지중의 하나와 변압기(1212)의 2차 권선의 한쪽 단부 사이에 연결되어 있다.

스위칭 회로(1104)는 마이크로콘트롤러(1100)의 I/O 핀으로 제어된 각각의 EL 패널을 위해 짝으로 되어 있다. 회로(1104)의 수는 마이크로콘트롤러(1100)상의 이용가능한 출력 핀의 개수, 물론 출력 핀의 모두가 사용되는 것은 아니지만 이들 갯수에 의해 한정된다.

동작시에 있어서, 도 10과 도 11의 실시예는 이하의 기능을 한다.

마이크로콘트롤러(1100)는 I/O 핀(1110)을 통하여 스위칭 회로(1104)를 제어한다. 어떠한 I/O 핀(1110)상의 높은 출력("1")은 스위칭 회로를 닫아 EL 구동 전류가 스위치의 대응 EL 패널(1102)를 통하여 흐르도록 하며, 램프를 조명한다. 어떠한 I/O 핀(1110)상의 낮은 출력("0")은 스위칭 회로를 열어 EL 구동 전류가 스위치의 대응 EL 패널(1102)를 통하여 흐르도록 하여 스위치를 오프시킨다. 특히, 도 11의 높은 출력("1")은 트랜지스터(1218)를 온하는 레지스터(1220)를 통하여 전류가 흐르도록 한다. 이는 전류가 트랜지스터(1218), 다이오드 브릿지 정류기(1222) 및 EL 패널(1102)를 통하여 흐르도록 하여, 이에 의해 EL 패널을 조명한다. 유사하게, 낮은 출력("0")은 EL 패널을 단절시킨다.

제어 라인(1108)이 설치되었다면, 마이크로콘트롤러(1100)는 EL 구동기 회로(1106)에 의해 구동 전압 출력의 주파수 및 진폭을 제어한다. 이 방식에 있어서, 마이크로콘트롤러(1100)는 EL 패널 출력 디스플레이의 색도 및 강도를 제어한다.

누름 버튼(1206)은 마이크로콘트롤러 온/오프, 패턴 선택 및 타이밍을 실행하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 버튼의 테이핑부는 컨트롤러가 슬립 명령을 실행한 후에 소정 시간동안 컨트롤러를 한 번 온시킨 후 복귀할 것이다. 시퀀스의 종료전에 누름 버튼(1206)을 누른 두 번째 시간은 디스플레이를 연속적으로 표시하도록 명령한다. 표시광은 컨트롤러의 현재 상태를 발광하는데 사용된다.

마이크로콘트롤러(1110)는 EL 패널에 표시되어지는 미리 프로그램된 애니메이션에 대응하는 시퀀스를 출력하도록 각 EL 패널의 상태(즉, 온 또는 오프)를 제어하도록 그의 I/O 핀(1110)을 사용한다. 마이크로콘트롤러가 그의 I/O 핀에 애니메이션 시퀀스내의 다음 워드를 출력할 때, EL 패널은 새로운 패턴에 대응하는 상태로 변경된다. 이 방식에 있어서, 미리 프로그램된 시퀀스 디스플레이는 EL 패널상에 표시된다.

각각의 EL 패널이 마이크로콘트롤러(1100)의 I/O 핀에 결합되어 있기 때문에, EL 패널의 완전한 상태는 마이크로콘트롤러(1100)가 EL 패널에 결합된 각 I/O 핀(1110)상에 출력을 위치시킬 때 한정된다. EL 패널의 애니메이션은 I/O핀(1110)의 상태를 연속적으로 업테이트하는 것에 의해 달성된다.

2개의 소프트웨어 방식은 I/O 핀(1110)의 패턴을 시간 시퀀스하는데 사용되어진다. 제 1 방식은 마이크로콘트롤러의 일부분을 프로그래밍하는 것과 같이 부호화된 워드테이블을 구성하며 시퀀스내의 각 스텝에 대한 모든 패널의 상태를 한정한다. 예를 들면, 3개의 시퀀스 스텝은 모든 패널 온, 다른 모든 패널 온, 모든 패널 오프일 수 있다. 15개 EL 패널이 사용되었다면, 이는 이하의 테이블로 표현된다.

11111111 1111111

10101010 1010101

00000000 0000000

마이크로콘트롤러(1100)는 테이블내의 제 1 라인을 I/O 핀(1110)에 간단하게 출력하며, EL 패널의 모두를 온한다. 소정 기간 대기후, 마이크로콘트롤러(1100)는 테이블내의 다음 라인을 I/O 핀(1110)에 전송하여 다른 모든 EL 패널을 오프한다. 또 다른 소정의 지연 후에, 최종 라인이 전송되며 EL 패널의 모두를 오프한다.

두 번째 배열 방식은 I/O 핀(1110)의 상태를 초기화하여 이전 상태에 기초한 다음의 상태와 선택된 비트 조작 함수를 계산한다. 예를 들면, "체이스" 패턴은 I/O 핀(1110)의 상태를 이하와 같이 초기화하는 것에 의해 실행될 수 있으며:

10111111

그 후 이 포트상의 로테이트 라이트 명령을 실행한다. 다음 출력 시퀀스는 이하와 같다:

11011111

비트 조작 함수는 마이크로콘트롤러(1100)에 의해 실행가능한 어떠한 조합 또는 연속 함수일 수 있다. 상기 방식은 필요한 상태를 유지하는데 요구된 테이블 사이즈를 감소시키는 것에 의해 메모리 공간을 세이브하는 잠재적 이점을 가진다.

EL 램프와 결합된 종래 기술의 공통된 문제점은 램프가 높은 주파수에서 연장된 시간동안 구동되어 이미트를 가열하여 결국 타버린다는 것이다. 이 가열 문제는 핫 EL 패널을 정기적으로 오프시키는 마이크로콘트롤러를 갖거나 또는 연장된 소정 시간동안 EL 패널이 사용될 때 신호가 진폭변화되는 본 발명에 의해 완화될 수 있다.

도 12A와 도 12D는 스위칭 회로(1104)를 제어하기 위한 마이크로콘트롤러(1100)로부터의 펄스 신호를 나타낸다. 이들 신호는 EL 패널(1102) 주기상의 보조 신호로써 또는 동등한 신호로써 마이크로콘트롤러(1100)로부터 발생될 있으며, 외부 회로가 마이크로콘트롤러(1100)로부터의 신호를 진폭변화 시키는데 사용될 수 있다.

인간의 눈은 약 60Hz 이상의 빠른 발광을 발광으로써 감지할 수 없는 기억력을 가진다. 이 때문에, I/O 핀(1110)으로부터의 신호 주파수는 적어도 60Hz로 진폭변화될 뿐만 아니라 조명된 EL 패널은 연속적으로 온 되어질 것이다.

도 12A는 60Hz에서 발광하는 50% 듀티 사이클 펄스신호를 나타낸다. 높은("on")기간동안, 변압기(1212)(도 12B에 도시됨)로부터의 고주파신호는 펄스 신호(12A)로 제어되는 스위칭 회로(1104)를 통하여 지나간다. 얻어진 신호(도 12C에 도시됨)는 EL 패널(1102)을 구동하고 따라서 그를 조명한다. 비록 EL 패널이 구동기(1106)로부터의 고주파로 구동될 수 있지만, 도 12A의 펄스 신호가 낮으면 그들은 구동되지 않기 때문에 시간의 절반만이 실제로 구동된다. 이는 EL 패널의 바람직하지 않은 가열을 충분히 감소시킨다.

도 12A의 펄스신호가 마이크로 칸트롤러(1100)에 의해 생성되기 때문에, 듀티 사이클은 쉽게 변경될 수 있다. 60Hz로 발광하는 75% 듀티 사이클 펄스신호의 일루미네이션은 도 12D에 도시되어 있다. 펄스신호의 듀티 사이클 변경은 이미트된 광의 감지된 강도를 한번 변화시키는 것을 허용한다. 도 12D의 펄스신호의 완전한 각 기간을 위해, 상기 시간의 3/4이 온되며 상기 시간의 1/4은 오프되기 때문에 도 12B의 구동신호 3/4이 EL 패널(1102)에 전달될 것이다. 인간의 눈이 듀티 사이클과 감지된 강도에 대해 완전하게 선형이 아니기 때문에 도 12A와 도 12D 사이의 듀티 사이클의 25% 증가는 약 25% 강도 증가 이하로써 관측자에게 감지될 것이다.

전술한 새로운 EL 패널 컨트롤러 장치는 작고, 가볍고, 완전하게 일체로 된 유닛으로 포장될 수 있다. 또한, 색도, 강도, 감지 강도 및 다층 EL 패널 또는 필라멘트에 대한 열 낭비의 동적 제어가 가능하며, 따라서 애니메이션 능력의 폭넓은 범위를 허용한다.

본 발명에 따른 EL 패널 컨트롤러 장치의 다른 실시예의 블록도는 도 13에 도시되어 있다. 이 실시예에 있어서, EL 패널(1412)은 고전압 구동기(1410)에 연결되어 있다. 3개의 EL 패널이 사용상의 용이함을 위해 도시되어 있다. 또한, 3개의 분리 패널을 사용하는 대신에 다중 섹션으로 분할된 단일 패널이 동등하게 사용될 수 있다.

마이크로콘트롤러(1400)는 배터리(1406)에 연결된 전압 조정기(1404)로부터의 전력을 수신한다. 스위치(1402)는 마이크로콘트롤러(1406)에 연결되어 온/오프, 패턴 제어, 타이밍 제어등과 같은 다양한 마이크로콘트롤러능에 사용될 수 있다. 전압 조정기(1408)는 고전압 구동기(1400)에 전력을 공급하기 위한 고전압 조정기이다. 대표적으로, 비록 충분히 높거나 또는 낮은 전압이 시용될 수 있는 EL 상태의 특정 발광요구에 의존하지만 200볼트가 구동기(1400)에 공급된다.

동작시에 있어서, 마이크로콘트롤러(1400)는 출력 가능(OE)라인, 극성 라인 및 클럭 라인을 사용하는 구동기(1410)를 통하여 EL 패널(1412)의 일루미네이션을 제어한다. 데이터 라인은 바람직하게는 구동기(1410)에 내장된 시프트 레지스터내로 데이트를 연속적으로 로드하는 단일 라인이다. 빠른 로드 시간을 요구하는 적용을 위해 다 많은 데이터 라인이 사용될 수 있다.

도 14는 고전압 구동기(1410)의 상세 블록도이다. 구동기(1410)는 시프트 레지스트(1500)를 포함한다. 시프트 레지스터(1500)는 클럭과 동기하여 데이터 라인으로부터 정보를 수신한다. 비록 도시되지 않았지만 레지스터 클리어 라인 또는 시프트 레지스터 디렉션 제어 라인과 같은 다른 시프트 레지스터 입력 라인은 마이크로콘트롤러(1400)로부터 시프트 레지스터(1500)로 입력될 수 있다.

시프트 레지스터(155)로부터의 데이터 출력은 논리 회로(1502)에 입력된다. 출력 가능 신호에 기초한 시프트 레지스터(1500)로부터의 입력과 극성 신호, 논리 회로(1502)는 MOSFETS(1504,1506)를 열거나 닫는다. MOSFETS의 상태에 의존하여 EL 패널(1412)은 충전 또는 방전하여 조명될 것이다.

동작시에 있어서, 마이크로콘트롤러(1400)는 클럭, 극성 및 출력 가능 신호를 고전압 구동기(1410)내의 논리 회로(1502)로 전송한다. 클럭 및 데이터 신호는 시프트 레지스터(1500)에 연속적으로 입력된다. 시프트 레지스터(1500)는 데이터를 제 1 세그먼트로부터 제 2 세그먼트로의 클럭 신호와 동기하여 최종적으로 제 3 세그먼트로 시프트된다. 어떠한 주어진 시간에서, 마이크로콘트롤러(1400)는 단지 신호"1" 또는 ON 비트가 시프트 레지스터(1500)에 존재하도록 시프트 레지스터(1500), 데이터 및 클럭 신호를 제어한다. 시프트 레지스터(1500)내의 3개의 위치중의 하나인 "1"은 그의 대응하는 논리 회로(1502)의 잠재적인 ON 상태에 대응한다. 각 클럭 펄스에서, "1"은 시프트 레지스터(1500)를 시프트 다운시킨다. 이 방식에 있어서, 마이크로콘트롤러(1400)는 활성화되는 EL 패널(1412)를 제어할 수 있다. "0" 또는 OFF 비트는 대응하는 논리 회로(1502)내의 잠재적인 OFF 상태에 대응한다. OFF 상태에 있을 때, 논리 회로(1502)는 MOSFETS(1504, 1506)를 오프하고, 따라서 그의 EL 패널(1412)에 고 임피던스가 존재한다.

OE 신호는 낮은 활성 라인이다. 이 라인이 낮을 때, 시프트 레지스터(1500)내의 "1"에 대응하는 논리 회로(1502)는 극성 신호에 의존하는 그의 EL 패널(1412)를 충전하거나 또는 방전한다. OE가 높을 때, 논리 회로(1502)의 모두는 EL 패널(1412)이 고전압 구동기(1410)에서 고 임피던스를 보이도록 그들의 대응하는 MOSFETS(1504,1506)를 제어한다. 이 상태에 있어서, 패널(1412)의 어느 것도 감지할 수 있을 정도로 방전 또는 충전되지 않는다.

극성 라인은 선택된 패널(1412)(즉, 시프트 레지스터내의 "1"에 대응하는 패널)에 의해 경험된 충전의 극성을 선택하도록 사용된다. EL 패널(1412)는 그들이 포텐셜내의 충전을 견딜 때 단지 광을 이미트한다. 어떤 패널이 시프트 레지스터내의 "1"로 선택될 때, 출력 가능은 가능하게 되며, 이 패널은 극성이 MOSFET(1504)와 MOSFET(1506)를 오프하는 것에 의해 높으면 충전되거나 또는 극성이 MOSFET(1504)를 오프하고 MOSFET(1506)를 온하는 것에 의해 낮으면 방전된다. EL 패널(1412)이 DC 전압 공급원(커래시터와 같은)으로부터 입력된 충전을 저장하기 때문에, 마이크로콘트롤러(1400)는 바람직하게는 EL 패널의 연속하는 셀렉션사이의 극성 라인을 선택한다.

도 15는 클럭, 데이터, 극성 및 출력 가능 신호의 상호작용을 도시하는 타이밍도이다. 티이밍 지연(t1∼t3)은 도 15의 상부를 가로질러 수평으로 표시되어 있다. 지연 t1에 있어서, 데이터 신호"1"은 바람직하게는 클럭의 상승 에지상의 시프트 레지스터(1500)의 제 1 세그먼트내로 로드된다. 출력 가능 신호가 불가능하기 때문에, MOSFETS(1504, 1506)의 모두는 오프(고 임피던스 상태)된다. 이 지점에서, EL 패널(1412)은 구동기(1410)내로 록킹될 때 회로를 여는 사실상 "볼 수 있음"이 된다. 이는 EL 패널(1412)의 어느 것도 방전 또는 충전되지 않았다는 것을 의미한다.

시간 지연 t2에서, 데이터 신호는 낮으며, 따라서 시프트 레지스터(1500)는 제 2 세그먼트로 미리 "1"을 시프트한다. 출력 가능은 다시 불가능이 되며, 따라서 MOSFETS(1504, 1506)의 모두는 오프된다.

t3의 시작에서, 출력 가능은 가능이 된다. 시프트 레지스터(1500)내의 "1"은 제 2 세그먼트가 그의 논리 회로내로 이제 래치되어 MOSFETS(1504, 1506)중의 하나를 온한다. 온 되어지는 MOSFET은 극성 신호에 의해 결정되어진다. 이 실시예에 있어서, 극성 신호는 온되는 MOSFET(1504)에 대응하여 높아진다. 이는 전력 공급원으로부터 중간 EL 패널로 전류가 흐르도록 하여 충전 및 광을 이미트한다. 다음 시간은 마이크로 칸트롤러가 중간 EL 패널을 활성화시켜 극성 신호를 낮게할 것이다. 이는 EL 패널로부터 전류가 흐르도록 하여 광을 이미트하도록 MOSFET(1504)을 오프하고 MOSFET(1506)을 온 할 것이다.

클럭 신호는 구동 회로(1410)가 작동될 때 주파수를 제어한다. 클럭 신호는 마이크로콘트롤러(1400)에 의해 제어되기 때문에, 그의 주파수와 듀티 사이클은 마이크로콘트롤러를 제어하는 소프트웨어에 의해 쉽게 변할 수 있다. 대표적인 동작 주파수는 100Hz 내지 2000Hz 사이이다. 클럭 신호의 주파수 변경은 EL 패널의 강도와 일루미네이션 색도에 영향을 미치며, 이 방식은 도 10의 실시예와 유사하다.

미리 프로그램된 시퀀스내의 클럭, 데이터, 극성 및 출력 가능 라인을 제어하는 것에 의해, 마이크로콘트롤러(1400)는 EL 패널 색도, 강도 및 상태를 제어하며, 이에 의해 애니메이트된 시각 디스플레이를 생산한다.

본 발명에 따른 EL 패널 컨트롤러 장치의 또 다른 실시예의 블록도는 도 17에 도시되어 있다. 이 실시예에 있어서, EL 패널(1806)은 고전압 구동기(1800)에 연결되어 있다. 고전압 구동기(1800)는 도 13에 도시된 고전압 구동기(1410)와 유사한 회로내에 위치되어 있다. 그러나, 이 실시예에 있어서, 데이터 라인(1802a∼1802n)은 도 13의 OE, 극성 및 클럭 대신에 마이크로콘트롤러(1400)로부터 입력된다. 고체 스위칭 회로(1804a∼1804n)는 각각 데이터 라인(1802a∼1804n)으로 제어되며, EL 패널(1806)을 고 DC 입력전압 또는 지표면에 연결한다.

동작시에 있어서, 데이터 라인(1802a)상의 높은("1")값은 고체 스위칭 논리(1804)가 그의 대응 EL 패널을 고 DC 전압에 연결하도록 하여 EL 패널을 충전하고 광을 이미트하도록 한다. 마이크로콘트롤러(1400)가 낮은("0")값에 데이터 라인(1802a)상의 값을 충전할 때, 고체 스위칭 논리(1804a)는 그의 대응 EL 패널을 지표면에 연결하며, 그르 방전시키고 광을 이미트하도록 한다.

선택적으로, EL 패널(1806)의 충전 및 방전의 양쪽을 독립적으로 제어하는 마이크로콘트롤러를 갖는 대신에, 추가 회로가 낮은 값으로부터 높은 값으로 데이터 컨트롤 값내의 충전을 검출하도록 고체 스위칭 회로(1804a∼1804n)내에 설치될 수 있다. 충전이 검출되며, 고체 스위칭 회로는 EL 패널(1806)에 고전압을 자동적으로 인가시킨다. 이는 EL 패널을 선택적으로 충전, 방전하는 것이 스위칭 회로(1804a∼1804n)에 의해 자동적으로 실행되기 때문에 조작자가 마이크로콘트롤러를 미리 프로그래밍 하지 않아도 되는 이점을 가진다.

도 16은 2개의 패널사이의 교류 스위칭에 의해 1개의 EL 패널을 시뮬레이팅 하기 위한 멀티플렉싱 회로를 도시한다. 교류 스위치(1700)는 2개의 EL 패널중의 하나에 전력을 공급하도록 구동하는 EL 패널(1702)을 연결한다. 스위치(1700)는 패널이 연장된 기간동안 구동되도록 패널사이를 주기적으로 스위치 온한다. 스위칭 작용은 특정 적용에 따른 외부 클럭 신호, 내부 클럭 신호 또는 전력 신호에 기초될 수 있다. 전술한 바와 같이, 2개의 EL 패널사이에 구동신호를 멀티플렉싱 하는 것에 의해 2개의 패널이 개개의 패널의 양쪽의 주파수를 2회 구동시키는 1개의 패널을 시뮬레이트 하는 데 사용된다. 높은 구동 주파수에서, 이는 EL 패널 열 발생을 충분히 감소시키고, EL 패널의 수명을 증가시키는 것이 발견되었다. 이 멀티플렉싱 배치는 전술한 실시예의 어느 하나에 채용될 수 있다.

전술한 장치 및 방법은 본 발명의 바람직한 실시예를 포함한다. 그러나, 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는 범위내에서 본 발명에 따른 방법 및 장치는 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자들에 의해 다양한 변경 및 변형이 가능하다. 제 1 실시예로, 마이크로콘트롤러(1400)는 전압 조정기(1408)를 동적으로 제어하는데 사용될 수 있다. 이는 마이크로콘트롤러에 EL 패널 일루미네이션 강도 전체의 더 나은 제어를 부여할 수 있다. 제 2 실시예로, 도 10의 실시예에 사용된 발진기, 전력 증폭기 및 변압기 대신에 종래의 인버터가 사용될 수 있으며, 입력 전력에 대해 플로우팅이 가능한 출력 스테이지를 제공할 수 있다.

부록 A

Claims

동적 디스플레이를 생성하기 위한 다수의 EL 표시소자를 제어하는 장치에 있어서,

마이크로콘트롤러;

구동신호를 제공하기 위한 전력 공급 회로; 및

마이크로콘트롤러로부터 다수의 신호를 수신하고, 전력 공급 회로로부터 구동신호를 수신하기 위해 연결된 선택회로로 이루어지고,

전력 공급 회로에서, 구동신호는 EL 표시소자를 구동하기에 적절한 크기 및 주파수를 가지며, 선택회로는 마이크로콘트롤러로부터 수신된 신호에 기초된 각각의 EL 표시소자 각각으로 선택적으로 구동신호를 전송하고,

마이크로콘트롤러는 상기 표시소자 각각을 순서대로 온 또는 오프하여 동적 디스플레이를 생성하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
제 1 항에 있어서,

전력 공급 회로로부터 방사되는 구동신호의 크기 및 주파수는 EL 표시소자에 의해 방사된 빛의 색도 및 명암을 변경하는 것에 의해 가변될 수 있는 것을 특징으로 하는 제어장치.
제 2 항에 있어서,

구동신호의 크기 및 주파수는 마이크로콘트롤러에 의해 다이나믹하게 제어되는 것을 특징으로 하는 제어장치.
제 1 항에 있어서,

상기 EL 표시소자 각각에서, 패널 선택 회로는 마이크로콘트롤러와 종단이 연결된 레지스터; 베이스, 이미터, 및 콜렉터를 갖는 트랜지스터; 및 트랜지스터의 콜렉터 및 상기 EL 패널 각각과 연결된 다이오드 브리지로 이루어지는 회로에 기초한 구동신호를 전송할지 여부를 선택하며,

상기 트랜지스터는 트랜지스터 베이스에서 레지스터의 다른 종단과 연결되고, 콜렉터 종단에서 전력 공급 회로와 연결되며, 마이크로콘트롤러가 레지스터를 통해 전류가 흐르도록 하는 상태에 있는 것을 특징으로 하는 제어장치.
제 1 항에 있어서,

마이크로콘트롤러는 마이크로콘트롤러에 의해 수행될 기능을 사용자가 입력하는 것을 허용하는 푸쉬 버튼 스위치와 연결되는 것을 특징으로 하는 제어장치.
제 1 항에 있어서,

전력 공급 회로는

주기적인 신호를 생성하는 기능 발생기;

주기적인 신호를 증폭하는, 기능 생성기와 연결된 전력 증폭기; 및

전력 증폭기와 연결된 변압기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제어장치.
제 1 항에 있어서,

EL 표시소자는 EL 필라멘트인 것을 특징으로 하는 제어장치.
제 1 항에 있어서,

EL 표시소자는 EL 패널인 것을 특징으로 하는 제어장치.
동적 디스플레이를 생성하기 위한 EL 패널을 제어하는 장치에 있어서,

고전압 전력을 공급하는 전력 공급장치;

타이밍 신호, 데이터 신호, 및 극성 신호를 공급하는 마이크로콘트롤러; 및

타이밍 신호를 동기적으로 조작하고, 마이크로콘트롤러로부터 데이터 신호 및 극성 신호를 수신하는 구동회로로 이루어지며,

상기 구동회로는 만일 상기 전력 공급장치로부터 상기 EL 패널을 충전하므로써 극성 신호가 높고 데이터 신호가 높은 경우, EL 패널이 발광하도록 하고, 만일 상기 EL 패널을 방전하므로써 극성 신호가 낮고 데이터 신호가 높은 경우, EL 패널이 발광하도록 하며,

마이크로콘트롤러는 타이밍 신호의 주파수를 변화하므로써 EL 패널의 색도를 제어하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
제 9 항에 있어서,

제 2 EL 패널 및 멀티플렉서 회로로 이루어지고,

타이밍 신호에 기초하여, 멀티플렉서는 EL 패널과 제 2 EL 패널중의 하나를 선택하여, EL 패널 및 제 2 EL 패널의 요구된 발광기간이 증가되는 것을 특징으로 하는 제어장치.
제 9 항에 있어서,

마이크로콘트롤러는 타이밍 신호의 듀티사이클을 변화시키므로써 색도를 제어하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
동적 디스플레이를 생성하기 위한 EL 패널을 제어하는 장치에 있어서,

고전압 DC 전력을 공급하는 전력 공급장치;

전압 접지;

패널의 온오프 상태를 제어하기 위한 신호선을 공급하는 마이크로콘트롤러; 및

전력 공급장치 및 패널과 연결되고, 마이크로콘트롤러로부터 신호선을 수신하며, 양자택일로 전력 공급장치로부터 패널을 충전하고 신호선에 기초하여 전압 접지로 패널을 방전하는 고체상태 스위칭 논리로 이루어지고,

패널은 충전 및 방전 조작동안 빛을 발산하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
호스트 시스템으로부터 제공되고 호스트 기기의 램프에 동력을 공급하기 위해 사용되는 램프 전력 신호에 응하여 조명 효과를 생산하는, 호스트 기기에서 사용하기 위한 개장 EL 조명 시스템에 있어서,

다수의 EL 램프 셀을 갖는 EL 램프 시스템;

EL 램프 셀이 EL 램프 구동신호에 대응하는 순서대로 집합적으로 조명하도록 EL 램프 시스템의 EL 램프 셀 각각을 독립적으로 제어하기 위해 EL 램프 구동신호를 제공하는 순차회로; 및

호스트 시스템으로부터 제공된 램프 전력신호를 비침해적으로 샘플링하는 신호 조정 회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 개장 EL 조명 시스템.
호스트 시스템으로부터 제공되고 호스트 기기의 램프에 동력을 공급하기 위해 사용되는 램프 전력 신호에 응하여 조명 효과를 생산하는, 호스트 기기에서 사용하기 위한 개장 EL 조명 시스템에 있어서,

다수의 EL 램프 셀을 갖는 EL 램프 시스템;

EL 램프 셀이 EL 램프 구동신호에 대응하는 순서대로 집합적으로 조명하도록 EL 램프 시스템의 EL 램프 셀 각각을 독립적으로 제어하기 위해 EL 램프 구동신호를 제공하는 순차회로; 및

호스트 시스템으로부터 제공된 램프 전력신호를 샘플링하고 그에 응하여 EL 램프 구동신호를 제공하는 신호 조정 회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 개장 EL 조명 시스템.