JP2012129050A - Light-emitting device, method for driving light-emitting element, and luminaire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンスを原理とする発光素子を安定して駆動する発光装置、かかる発光素子の駆動方法、及びかかる発光素子を搭載した照明装置に関する。 The present invention relates to a light-emitting device that stably drives a light-emitting element based on the principle of organic electroluminescence, a method for driving such a light-emitting element, and a lighting device equipped with such a light-emitting element.
有機EL発光素子は、発光素子単体やディスプレイとしての普及が期待されている。発光素子単体としては、低消費電力、高輝度等の利点を生かして蛍光灯の置き換えが目指されている。ディスプレイとしては、薄型、高輝度、広視野角及び高速な表示応答速度などの利点を備えていることから、プラズマディスプレイに代わる自発光の薄型ディスプレイとして期待されている。 The organic EL light-emitting element is expected to spread as a single light-emitting element or a display. As a single light emitting device, replacement of a fluorescent lamp is aimed at by taking advantage of low power consumption, high luminance and the like. Since the display has advantages such as thinness, high brightness, wide viewing angle, and high display response speed, it is expected as a self-luminous thin display that replaces the plasma display.
しかし、有機EL発光素子の発光効率(輝度−電流密度特性)は、駆動時間の経過とともに劣化して輝度が小さくなることが知られている。 However, it is known that the luminous efficiency (brightness-current density characteristics) of the organic EL light emitting element deteriorates as the driving time elapses and the brightness decreases.
有機EL発光素子を一定輝度で駆動するには、劣化の少ない有機EL材料の開発が一手段であるが、有機EL発光素子を早急に市場投入するためには、有機EL発光素子の発光効率の劣化を補償して一定輝度を得る技術の開発が重要であるとされる。 In order to drive an organic EL light emitting element with a constant luminance, development of an organic EL material with little deterioration is one means. However, in order to quickly bring an organic EL light emitting element to the market, the luminous efficiency of the organic EL light emitting element can be improved. It is important to develop technology that compensates for deterioration and obtains constant brightness.
発光効率の劣化を補償して一定輝度を得る技術には、例えば、劣化累計時間に応じた補正係数をテーブルメモリに記憶しておき、この補正係数を基に劣化累計時間に応じて駆動条件に補正を施す技術が提案されている(特許文献1参照)。 In a technique for obtaining a constant luminance by compensating for deterioration in luminous efficiency, for example, a correction coefficient corresponding to the accumulated deterioration time is stored in a table memory, and the drive condition is set according to the accumulated deterioration time based on the correction coefficient. A technique for performing correction has been proposed (see Patent Document 1).
また、輝度検出センサを設けて出力を基に、目標輝度になるように制御する技術が提案されている(特許文献2参照)。 In addition, a technique has been proposed in which a luminance detection sensor is provided and control is performed to achieve target luminance based on the output (see Patent Document 2).
さらに、輝度ピーク値量を基にPWM制御する技術が提案されている(特許文献3参照)。 Furthermore, a technique for PWM control based on the luminance peak value amount has been proposed (see Patent Document 3).
特許文献1に記載の技術は、発光素子毎に用意される補正係数を記憶させるメモリが必要になって高コストになり、また、発光素子毎の輝度のバラツキを均一化できないという不具合を有する。 The technique described in Patent Document 1 requires a memory for storing a correction coefficient prepared for each light emitting element, which increases the cost, and has a problem that the variation in luminance between the light emitting elements cannot be made uniform.
特許文献2に記載の技術は、平均輝度を目標としているので、輝度の平均化のための積分回路等が必要になって高コストになってしまうと共に、目標輝度へのフィードバック制御を行うことによって応答速度が遅いという不具合を有する。 Since the technique described in Patent Document 2 is targeted for the average luminance, an integration circuit for averaging the luminance is required, resulting in high cost, and by performing feedback control to the target luminance. There is a problem that the response speed is slow.
特許文献3に記載の技術は、繰り返しフィードバック制御が必要で応答速度が悪いという不具合や、データメモリ使用を前提として高コストであるという不具合を有する。 The technique described in Patent Document 3 has a problem that repeated feedback control is required and the response speed is poor, and a problem that the cost is high on the assumption that data memory is used.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、発光素子の輝度の劣化を簡単な構成で低コストに補償でき、発光効率の異なる発光素子を接続した場合にも一定輝度を維持させ、かつダイレクト制御によって高速応答が可能な発光装置、かかる発光素子の駆動方法、及びかかる発光素子を搭載した照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and can compensate for deterioration in luminance of a light-emitting element at a low cost with a simple configuration, and maintains constant luminance even when light-emitting elements having different light-emitting efficiencies are connected. It is another object of the present invention to provide a light emitting device capable of high-speed response by direct control, a driving method of such a light emitting element, and a lighting device equipped with such a light emitting element.
前述の目的は、下記に記載する発明により達成される。 The above object is achieved by the invention described below.
1.発光素子と、
矩形波状のパルス信号を生成するパルス幅変調手段と、
前記パルス信号を基に、発光素子を駆動するパルス信号状の駆動電流を生成する駆動部と、
を有する発光装置であって、
前記発光素子が発光する光の少なくとも一部を光電変換する光検出手段と、
前記駆動電流のON時の該光検出手段の出力の逆数値を基に、前記パルス信号のデューティを補正するための補正係数を生成する補正係数生成手段と、
前記パルス信号のデューティを補正する際に前記補正係数との演算に用いる変調係数を生成する変調係数生成手段と、を備え、
前記パルス幅変調手段は、前記補正係数及び前記変調係数を基に前記デューティを変更することを特徴とする発光装置。
1. A light emitting element;
Pulse width modulation means for generating a rectangular wave pulse signal;
Based on the pulse signal, a drive unit that generates a drive current in the form of a pulse signal that drives the light emitting element;
A light emitting device comprising:
A light detecting means for photoelectrically converting at least a part of the light emitted by the light emitting element;
Correction coefficient generating means for generating a correction coefficient for correcting the duty of the pulse signal based on the reciprocal value of the output of the light detection means when the drive current is ON;
Modulation coefficient generation means for generating a modulation coefficient used for calculation with the correction coefficient when correcting the duty of the pulse signal,
The light-emitting device, wherein the pulse width modulation means changes the duty based on the correction coefficient and the modulation coefficient.
2.前記駆動電流のピーク値を調整する第1外部ボリュームを有することを特徴とする前記1に記載の発光装置。 2. 2. The light emitting device according to 1 above, further comprising a first external volume for adjusting a peak value of the driving current.
3.前記補正係数を調整する第2外部ボリュームを備え、
前記パルス幅変調手段は、前記第2外部ボリュームの出力値を基に前記デューティを変更することを特徴とする前記1または2に記載の発光装置。
3. A second external volume for adjusting the correction coefficient;
3. The light emitting device according to 1 or 2, wherein the pulse width modulation unit changes the duty based on an output value of the second external volume.
4.前記変調係数を調整する第3外部ボリュームを備え、
前記パルス幅変調手段は、前記補正係数と前記第3外部ボリュームにより変調された変調係数とに基づいて前記デューティを変更することを特徴とする前記1から3の何れか一項に記載の発光装置。
4). A third external volume for adjusting the modulation coefficient;
4. The light emitting device according to claim 1, wherein the pulse width modulation unit changes the duty based on the correction coefficient and a modulation coefficient modulated by the third external volume. 5. .
5.前記第3外部ボリュームは、更に前記駆動電流のピーク値を調整可能であり、前記変調係数の増減に対して前記駆動電流のピーク値の増減する方向は逆になるよう構成され、
前記第3外部ボリュームの出力値に応じて、前記補正係数は、前記変調係数の増減に対して同一方向に増減されることを特徴とする前記4に記載の発光装置。
5. The third external volume can further adjust the peak value of the drive current, and is configured such that the direction in which the peak value of the drive current increases or decreases is opposite to the increase or decrease of the modulation coefficient,
5. The light emitting device according to 4, wherein the correction coefficient is increased or decreased in the same direction with respect to increase or decrease of the modulation coefficient according to an output value of the third external volume.
6.前記駆動電流のOFF時の値を設定するバイアス設定手段を有することを特徴とする前記1から5の何れか一項に記載の発光装置。 6). 6. The light emitting device according to any one of 1 to 5, further comprising bias setting means for setting a value when the driving current is OFF.
7.前記パルス幅変調手段により変更される前記デューティが閾値に到達した場合に、外部に通知する寿命検出告知手段を有することを特徴とする前記1から6の何れか一項に記載の発光装置。 7). The light emitting device according to any one of 1 to 6, further comprising a life detection notification unit that notifies the outside when the duty changed by the pulse width modulation unit reaches a threshold value.
8.前記補正係数生成手段への入力は、アナログ直流電圧であることを特徴とする前記1から7の何れか一項に記載の発光装置。 8). 8. The light emitting device according to any one of 1 to 7, wherein an input to the correction coefficient generation unit is an analog DC voltage.
9.前記補正係数は、アナログ直流電圧であることを特徴とする前記1から8の何れか一項に記載の発光装置。 9. The light emitting device according to any one of 1 to 8, wherein the correction coefficient is an analog DC voltage.
10.前記パルス信号の初期デューティは90%以下であることを特徴とする前記1から9の何れか一項に記載の発光装置。 10. The light emitting device according to any one of 1 to 9, wherein an initial duty of the pulse signal is 90% or less.
11.前記パルス信号の初期デューティは70%以下であることを特徴とする前記1から9の何れか一項に記載の発光装置。 11. The light emitting device according to any one of 1 to 9, wherein an initial duty of the pulse signal is 70% or less.
12.前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする前記1から11の何れか一項に記載の発光装置。 12 The light emitting device according to any one of 1 to 11, wherein the light emitting element is an organic electroluminescence element.
13.前記1から12の何れか一項に記載の発光装置を有することを特徴とする照明装置。 13. An illumination device comprising the light-emitting device according to any one of 1 to 12 above.
14.矩形波状のパルス信号を生成する工程と、
前記パルス信号を基に、発光素子を駆動する駆動電流を生成する工程と、
を有する発光素子の駆動方法であって、
前記発光素子が発光する光の少なくとも一部を光電変換して出力する工程と、
前記駆動電流のON時の光電変換された出力の逆数値を基に、前記パルス信号のデューティを補正するための補正係数を算出する工程と、
前記補正係数を基に前記デューティを変更する工程と、
を有することを特徴とする発光素子の駆動方法。
14 Generating a rectangular wave pulse signal;
Generating a driving current for driving the light emitting element based on the pulse signal;
A method for driving a light emitting device having
Photoelectrically converting and outputting at least part of the light emitted by the light emitting element;
Calculating a correction coefficient for correcting the duty of the pulse signal based on the inverse value of the photoelectrically converted output when the drive current is ON;
Changing the duty based on the correction factor;
A method for driving a light emitting element, comprising:
発光素子の輝度の劣化を簡単な構成で低コストに補償でき、発光効率の異なる発光素子を接続した場合にも一定輝度を維持させ、かつダイレクト制御によって高速応答が可能な発光装置、かかる発光素子の駆動方法、及びかかる発光素子を搭載した照明装置を提供できる。 Light emitting device capable of compensating for luminance degradation of light emitting element at low cost with a simple configuration, maintaining constant luminance even when connecting light emitting elements having different light emitting efficiencies, and capable of high-speed response by direct control, and such light emitting element Driving method, and a lighting device including such a light emitting element can be provided.
(第1の実施形態)
以下、本発明に係る発光装置、発光素子の駆動方法、及び照明装置を、図面を参照しつつ説明する。なお、実施形態、具体例等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。
(First embodiment)
Hereinafter, a light-emitting device, a driving method of a light-emitting element, and a lighting device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same in an embodiment, a specific example, or a corresponding part, and duplication description is abbreviate | omitted suitably.
図1は、劣化状況をパラメータとした発光素子の電流と輝度との関係を示すグラフの一例である。横軸は相対的な電流値、縦軸は相対的な輝度値である。同図を用いて、有機EL素子(以下、発光素子という)の電流と輝度との関係について説明する。 FIG. 1 is an example of a graph showing the relationship between the current of the light emitting element and the luminance with the degradation state as a parameter. The horizontal axis represents a relative current value, and the vertical axis represents a relative luminance value. The relationship between the current of an organic EL element (hereinafter referred to as a light emitting element) and luminance will be described with reference to FIG.
同図に示されているように、電流と輝度は正の相関関係にある。そして、発光素子の劣化状況(初期すなわち劣化なし、劣化30%、劣化50%)により、電流と輝度の関係は変化する。具体的には、劣化が進むほど、輝度は小さくなる。なお、温度も電流と輝度の関係に影響を与えるが、本明細書では、温度変化による電流と輝度の関係を、発光素子の劣化による電流と輝度の関係に含ませるものとする。 As shown in the figure, the current and the luminance are positively correlated. The relationship between the current and the luminance changes depending on the deterioration state of the light emitting element (initial stage, that is, no deterioration, 30% deterioration, 50% deterioration). Specifically, the luminance decreases as the deterioration progresses. Note that although temperature also affects the relationship between current and luminance, in this specification, the relationship between current and luminance due to temperature change is included in the relationship between current and luminance due to deterioration of a light-emitting element.
上記のように、電流と輝度は正の相関関係にあることから、発光素子をパルス電流で駆動した場合、輝度もパルス状になる。発光素子をパルス電流で駆動した場合、パルス電流の平均電流は、駆動電流のON時の電流値すなわちパルス列の電流ピーク値に、駆動電流のON時のデューティを乗じたものとなる。同様に、発光素子が発する光の平均輝度は、駆動電流のON時の輝度すなわち輝度ピーク値にデューティを乗じたものとなる。 As described above, since the current and the luminance have a positive correlation, when the light emitting element is driven with the pulse current, the luminance is also pulsed. When the light emitting element is driven with a pulse current, the average current of the pulse current is obtained by multiplying the current value when the drive current is ON, that is, the current peak value of the pulse train, by the duty when the drive current is ON. Similarly, the average luminance of light emitted from the light emitting element is obtained by multiplying the luminance when the drive current is ON, that is, the luminance peak value by the duty.
発光素子が劣化すると、同図に示されているように、電流から光に変換する変換効率が減少するので、同じパルス電流を流し続けた場合、発光素子の劣化に従って、輝度ピーク値が低下して平均輝度が低下する。 When the light emitting element deteriorates, as shown in the figure, the conversion efficiency for converting from current to light decreases, so when the same pulse current continues to flow, the luminance peak value decreases as the light emitting element deteriorates. As a result, the average brightness decreases.
ここで、平均輝度は、発光素子を駆動する総電流に従って変化する。従って、パルス電流のデューティを変化させるか、パルス列の電流ピーク値を変化させるかの少なくとも何れか一方により、平均輝度を変化させることができる。具体的には、例えばデューティを増加させれば、平均輝度は増加し、パルス列の電流ピーク値を減少させれば平均輝度は低下する。このように、平均輝度は、デューティと電流ピーク値とで制御される。 Here, the average luminance changes according to the total current for driving the light emitting element. Therefore, the average luminance can be changed by changing the duty of the pulse current or changing the current peak value of the pulse train. Specifically, for example, when the duty is increased, the average luminance increases, and when the current peak value of the pulse train is decreased, the average luminance decreases. Thus, the average luminance is controlled by the duty and the current peak value.
表1は、平均輝度を一定の値に維持するための電流ピーク値と輝度ピーク値とデューティとの関係を発光素子の劣化状況毎に表したものである。 Table 1 shows the relationship between the current peak value, the luminance peak value, and the duty for maintaining the average luminance at a constant value for each deterioration state of the light emitting element.
初期1は劣化していない場合であり、電流ピーク値が基準値100%の時に、輝度ピーク値が基準値100%となるとする。デューティは100%(すなわち直流電流)であって、平均輝度は基準値100%であるとする。
The initial 1 is a case where there is no deterioration, and it is assumed that the luminance peak value becomes the
初期2では、初期1と同じく素子は劣化していないものとする。電流ピーク値を初期1の電流ピーク値に比べて2倍の200%とすると、素子は劣化していなので、光電変換効率も劣化せず、輝度ピーク値は200%になる。平均輝度を初期1と同じく基準値100%とするには、デューティを50%にすればよいこととなる。 In the initial stage 2, it is assumed that the element is not deteriorated as in the initial stage 1. When the current peak value is 200%, which is twice as large as the initial current peak value, since the device has deteriorated, the photoelectric conversion efficiency does not deteriorate and the luminance peak value becomes 200%. In order to set the average luminance to the reference value of 100% as in the initial stage 1, the duty may be set to 50%.
素子劣化30%の場合には、光電変換効率が30%劣化するので、電流ピーク値を200%とすると、輝度ピーク値は140%となる。平均輝度を初期1と同じく基準値100%とするには、デューティを71.4%にすればよいこととなる。 When the element degradation is 30%, the photoelectric conversion efficiency is degraded by 30%. Therefore, when the current peak value is 200%, the luminance peak value is 140%. In order to set the average luminance to the reference value of 100% as in the initial stage 1, the duty should be set to 71.4%.
素子劣化50%の場合には、光電変換効率が50%劣化するので、電流ピーク値を200%とすると、輝度ピーク値は100%となる。平均輝度を初期1と同じく基準値100%とするには、デューティを100%にすればよいこととなる。 When the element degradation is 50%, the photoelectric conversion efficiency is degraded by 50%. Therefore, when the current peak value is 200%, the luminance peak value is 100%. In order to set the average luminance to the reference value of 100% as in the initial stage 1, the duty may be set to 100%.
このように、平均輝度は劣化状況に応じて電流ピーク値とデューティとで制御できることが分かる。 Thus, it can be seen that the average luminance can be controlled by the current peak value and the duty according to the deterioration state.
なお、デューティが100%になるということは、デューティを用いてはそれ以上平均輝度を維持できるように制御することができない状態にあることを示す。従って、さらに素子の劣化が進めば、平均輝度が低下していく。 Note that the duty being 100% indicates that the duty cannot be controlled to maintain the average luminance any more. Therefore, the average luminance decreases as the element further deteriorates.
図2は、第1の実施形態における発光素子を用いた発光装置(以下、発光装置という)100の電気的な構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration of a light-emitting device (hereinafter, referred to as a light-emitting device) 100 using the light-emitting element according to the first embodiment.
発光装置100は、発光素子10、定輝度回路20、定電流パルス駆動回路40、光センサ30を有する。
The
発光素子10は上記のように有機EL素子である。
The
光センサ30は光検出手段であり、例えばフォトダイオードを採用できる。フォトダイオード以外にも光のパワーを測定できるものであれば採用でき、例えば光熱変換材料を原理とする熱量測定装置を採用してもよい。光センサ30は発光素子10からの光の少なくとも一部を受光できるように配置される。
The
定輝度回路20は、アンプ回路21、サンプルホールド回路22、補正係数生成回路23、基準パルス生成回路24、サンプリングゲート生成回路25、比較信号生成回路26、PWM回路27を有する。定輝度回路20はデジタル回路であってもよいし、アナログ回路とデジタル回路とが混在した回路であってもよい。以下、定輝度回路20はアナログ回路であるとして説明する。
The
アンプ回路21は入力電圧を増幅する回路である。回路として、基準輝度(例えば、1000cd/m2)の時の光センサ30の出力を所定出力(例えば1V)に増幅するようにゲイン設定しておく。
The
基準パルス生成回路24は、所定の周期を有する矩形波のパルス信号を生成する回路である。基準パルスはサンプリングゲート及び比較信号の生成に使用される。基準パルスの周波数はPWM出力および駆動電流パルスの周波数になる。なお、発光素子を駆動する駆動電流パルスの周波数が低すぎるとちらつきが発生したり、周波数が高すぎると発光素子が追随できないなどの問題が発生する可能性がある。本実施の形態では基準パルスは周波数が120Hz、デューティが50%の矩形波とする。
The reference
サンプリングゲート生成回路25は、基準パルス生成回路24から入力される基準パルスをもとに、アンプ回路21から入力されるパルス電圧から駆動電流のON時の値をサンプルホールド回路22でサンプリングするタイミングを決める、サンプリングゲートを生成する回路である。サンプリングゲートは駆動電流パルスと同期した信号であり、駆動電流のON時の値のみを保持できるように、駆動電流のON期間より短くなるようにする。ここではサンプリングゲートは駆動電流パルスと同期した周波数が120Hz、デューティが5%の矩形波として生成する。
Based on the reference pulse input from the reference
サンプルホールド回路22は、アンプ回路21から入力された電圧のピーク値を保持してアナログ直流電圧として出力する回路である。すなわちアンプ回路21で増幅された光センサ30の出力から、サンプリングゲート回路25で生成されたサンプリングゲートをもとに駆動電流のON時の電圧を保持、出力する。
The
瞬間的なノイズをピーク値として検出しないように、アンプ回路21あるいはサンプルホールド回路22にローパスフィルタを付加してもよい。
A low pass filter may be added to the
補正係数生成回路23は、サンプルホールド回路からの入力電圧の逆数値、すなわち駆動電流のON時の光センサ30の出力をアンプ回路21で増幅した値の逆数値を演算して補正係数として定電圧値を生成する補正係数生成手段としての回路である。
The correction
補正係数生成回路23へのサンプルホールド回路22からの入力はアナログ直流電圧であり、補正係数生成回路23はこの直流電圧を処理できるアナログ回路となっている。
The input from the
比較信号生成回路26は、基準パルス生成回路24から入力される矩形波と同じ周期でピーク電圧が基準輝度時のアンプ回路21の所定出力と同じ1Vの三角波信号である変調係数を生成する変調係数生成手段である。
The comparison
PWM(Pulse Width Modulation)回路は、かかる補正係数を基にデューティを補正しつつ、矩形波状のパルス信号を生成するパルス幅変調手段である。 A PWM (Pulse Width Modulation) circuit is a pulse width modulation unit that generates a rectangular wave pulse signal while correcting the duty based on the correction coefficient.
具体的には、PWM回路は、定電圧値である補正係数と、比較信号生成回路26からの出力である変調係数である三角波信号とを基に、両者を比較して同一の値となる時点で振幅が変化する矩形波状のパルス信号を出力する。
Specifically, the PWM circuit compares the correction coefficient, which is a constant voltage value, and the triangular wave signal, which is a modulation coefficient, which is an output from the comparison
定電流パルス駆動回路40は、定輝度回路20から入力される矩形波状のパルス信号を受け、パルス信号状の駆動電流を生成することで発光素子10を駆動する駆動部である定電流駆動部41と、ボリュームvol1(第1外部ボリューム)とを有す。
The constant current
ボリュームvol1は、例えば、回転つまみであり、回転つまみを回転することで、駆動電流のピーク値を制御できるようになっている。なお、ボリュームvol1を含め、以下に説明するボリュームは、出力である電流等を発生させる回路をも併せ持つこととする。 The volume vol1 is, for example, a rotary knob, and the peak value of the drive current can be controlled by rotating the rotary knob. Note that the volume described below including the volume vol1 also has a circuit for generating a current as an output.
図3は、発光素子10に劣化が生じたとしても、発光素子10が発光する光の平均輝度を一定化できる原理を説明する説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view for explaining the principle that the average luminance of the light emitted from the
図3(a)は、発光素子10が初期状態であって劣化していない状態であり、図3(b)は、発光素子10が初期状態に比較して30%劣化している状態であり、図3(c)は、発光素子10が初期状態に比較して50%劣化している状態を示す。
3A shows a state in which the
各図においては、横軸は左から、ボリュームvol1、電流ピーク値、輝度ピーク値、補正係数と変調係数、発光素子10の駆動電流、発光素子10の輝度、発光素子10の平均輝度となっている。
In each figure, the horizontal axis is the volume vol1, the current peak value, the luminance peak value, the correction coefficient and the modulation coefficient, the driving current of the
縦軸は、各々の基準値を100%とした場合の値が示されている。 The vertical axis shows values when each reference value is 100%.
各図における線種の相違は、変調係数を除いて、実線はボリュームvol1が基準値(100%)の場合、点線はボリュームvol1が150%の場合、一点鎖線はボリュームvol1が200%の場合、二点鎖線はボリュームvol1が300%の場合を示す。駆動電流等も発光素子10自体の特性等で定まるので、以下は、各々の基準値との比較でのみ説明することとする。
The difference in line type in each figure is that, except for the modulation coefficient, the solid line is when the volume vol1 is the reference value (100%), the dotted line is when the volume vol1 is 150%, the one-dot chain line is when the volume vol1 is 200%, A two-dot chain line indicates a case where the volume vol1 is 300%. Since the drive current and the like are also determined by the characteristics of the
図3(a)について説明する。外部からボリュームvol1を基準値100%から150%、200%、300%までの4段階に分けて変化させると、発光素子10を駆動する電流ピークは同様の割合で図示のように変化する。劣化がない初期状態であるので、輝度ピーク値も同様に変化する。補正係数に相当する定電圧は、ボリュームvol1の値が基準値の場合には100%のまま、ボリュームvol1の値が150%の場合には66.7%、ボリュームvol1の値が200%の場合には50%、ボリュームvol1の値が300%の場合には33.3%となる。
FIG. 3A will be described. When the volume vol1 is changed from the outside in four stages from the
PWM回路27においては、定電圧値である補正係数と、比較信号生成回路26からの出力の変調係数である三角波信号とを基に、両者を比較して同一の値となる時点で振幅が変化する矩形波状のパルス信号を発生させる。この矩形波状のパルス信号が定電流パルス駆動回路40に入力されてデューティを調整された矩形波状のパルス駆動電流が生成される。同図においては、変調係数に対して補正係数が小さい時に駆動電流は0%になり、変調係数に対して補正係数が大きい時に駆動電流は電流ピーク値になるような回路構成になっている。従って、変調係数に対して、補正係数が小さいほうが、デューティの小さいパルス信号状の駆動電流が生成されることとなる。
In the
発光素子10の輝度は、発光素子10に劣化がないことから、駆動電流と同じ波形となる。
The luminance of the
平均輝度については、発光素子10の劣化がないことから、ボリュームvol1が基準値100%の場合の平均輝度にも劣化がない。ボリュームvol1の値が大きくなっていった場合においても、輝度ピーク値の大きさと、デューティの大きさとが相殺するので、一定の値を保つこととなる。
As for the average luminance, since there is no deterioration of the
次いで図3(b)、(c)について説明する。図3(b)においては、発光素子10が30%劣化した状態にあるので、電流ピーク値に対して、輝度ピーク値は30%劣化する。補正係数は大きくなるので、補正係数と変調係数との交点が変化する。そのため、駆動電流のデューティも変化するが、上記のように輝度ピーク値の大きさと、デューティの大きさとが相殺するので、平均輝度は一定の値を保つようになる。
Next, FIGS. 3B and 3C will be described. In FIG. 3B, since the
しかしボリュームvol1が基準値100%の場合、補正係数と変調係数とが交差しなくなるので、駆動電流は直流になり、劣化による輝度ピーク値の減少を相殺できなくなり、平均輝度は減少してしまう。そして、図3(c)のように、発光素子10の劣化が50%とさらに進むと、ボリュームvol1が150%の値の場合においても。補正係数と変調係数とが交差しなくなるので、上記と同じ理由で平均輝度は減少することとなる。
However, when the volume vol1 is the reference value of 100%, the correction coefficient and the modulation coefficient do not cross each other, so that the drive current becomes DC, and the decrease in the luminance peak value due to deterioration cannot be offset, and the average luminance decreases. As shown in FIG. 3C, when the deterioration of the
図4は、発光装置100を用いた照明装置200の概略図である。図4(a)は、発光装置100の概略図である。図4(b)は、発光装置100を部屋の天井に配置した概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram of a
図4(a)には、光センサ30の受光面を発光素子10の発光面に向けて配置しているので、光センサ30は発光素子10からの光を効率よく受光できる。光センサ30の大きさは、発光素子10の大きさより充分に小さいので、発光素子10が発する光の利用効率の面で問題はない。また、光センサ30の受光面を発光素子10に直面させず、発光素子10から大きな出射角で出射した光を受光できるように配置すれば、より多くの光を照明することができるので望ましい。
In FIG. 4A, since the light receiving surface of the
なお、ボリュームvol1は、駆動電流のピーク値を制御できるようにするためのものであるが、例えば工場出荷時にボリュームvol1を用いず異なる方法で駆動電流のピーク値を調整してもよい。かかる場合にはボリュームvol1の設定は不要である。かかる異なる方法とは、例えば抵抗値を調整することで電流値を調整できる回路を付加することが挙げられる。 The volume vol1 is used to control the peak value of the drive current. For example, the peak value of the drive current may be adjusted by a different method without using the volume vol1 at the time of factory shipment. In such a case, setting of volume vol1 is unnecessary. Such a different method includes, for example, adding a circuit capable of adjusting a current value by adjusting a resistance value.
以上のように、発光素子の輝度の劣化を簡単な構成で低コストに補償でき、発光効率の異なる発光素子を接続した場合にも一定輝度を維持させ、かつダイレクト制御によって高速応答が可能な発光装置、かかる発光素子の駆動方法、及びかかる発光素子を搭載した照明装置を提供できる。 As described above, it is possible to compensate for the deterioration of the luminance of light emitting elements at a low cost with a simple configuration, and to maintain a constant luminance even when connecting light emitting elements with different luminous efficiencies, and to enable high-speed response by direct control It is possible to provide a device, a driving method of such a light emitting element, and a lighting device equipped with such a light emitting element.
(第2の実施形態)
第2の実施形態においては、第1の実施形態に対して、発光装置100に寿命が到来したことを通知する機能を付加することで、発光素子10の交換を促す機会が設けられ、使用者が常に平均輝度が保たれた発光装置100を得るようにする。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, the function of notifying that the lifetime has come to the
図5は、第2の実施形態における発光装置100の電気的な構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the
図5においては、図2の電気ブロック図に対して新たに寿命検出告知手段50が加えられている。 In FIG. 5, life detection notification means 50 is newly added to the electrical block diagram of FIG.
寿命検出告知手段50には、寿命検出部51と告知部52とが備えられている。
The life detection notification means 50 includes a
寿命検出部51は、PWM回路27内部におけるデューティが閾値に到達した場合に、告知部52に指令を送る機能を有する。
The
具体的には、上記したように、発光素子10の劣化に伴ってデューティが100%になった場合には、発光素子10の劣化によって平均輝度が下がっていくこととなるので、デューティが100%になった場合に、寿命が到来したと判断して告知部52に指令を送付する。
Specifically, as described above, when the duty becomes 100% as the
告知部52は、例えばLED(light emitting diode)を備えた発光部であってもよいし、スピーカを備えた発音部であってもよいし、それらを両方備えていてもよい。
The
寿命検出部51から指令を受けた、例えばLEDを備えた告知部52は、発光することで外部に寿命が到来したことを知らせる。使用者は発光素子10の寿命が到来したことを認知できるので、平均輝度が下がり始めるタイミングで発光素子10を交換することができる。
For example, the
図6は、図3に発光装置100の寿命の説明を加えた説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram in which the lifetime of the
図6(a)においては、ボリュームvol1の値が基準値100%の場合には、補正係数と変調係数とが接した状態であり、今後の劣化によって平均輝度は下がり始める状態にあるので、寿命が到来したと判断できる。
In FIG. 6A, when the value of the volume vol1 is the
図6(b)においては、ボリュームvol1の値が基準値100%の場合に、劣化が進んで、劣化による輝度ピーク値の減少を輝度ピーク値で相殺できなくなった状態であり、平均輝度は減少してしまう。従って、ボリュームvol1の値が基準値100%の場合は寿命が到来している状態であると判断できるので、寿命検出告知手段50が引き続き告知することとなる。
In FIG. 6B, when the value of the volume vol1 is the reference value of 100%, the deterioration has progressed and the decrease in the luminance peak value due to the deterioration cannot be offset by the luminance peak value, and the average luminance is decreased. Resulting in. Accordingly, when the value of the volume vol1 is the
図6(c)においては、ボリュームvol1の値がさらに基準値150%と200%の場合も、補正係数と変調係数とが交差せず、または接した状態にあるので、駆動電流は直流になり、劣化による輝度ピーク値の減少を相殺できなくなり、平均輝度は減少してしまう。従って、ボリュームvol1の値が基準値150%、200%の場合も寿命が到来したと判断できるので、寿命検出告知手段50が告知することとなる。 In FIG. 6C, even when the value of the volume vol1 is further the reference value 150% and 200%, the correction current and the modulation coefficient do not cross or are in contact with each other, so that the drive current becomes DC. The decrease in the luminance peak value due to deterioration cannot be offset, and the average luminance decreases. Therefore, when the value of the volume vol1 is 150% or 200% of the reference value, it can be determined that the life has come, so the life detection notification means 50 notifies.
発光素子10の劣化が進んで輝度ピーク値が減少することを相殺するにはデューティが100%以下であることが必要となる。デューティが小さいほうが、輝度ピーク値の減少を相殺できる余裕が大きいこととなるので、例えば初期デューティは90%以下が望ましく、初期デューティが70%以下であることがより望ましい。
In order to cancel out that the luminance peak value decreases due to the deterioration of the
以上のように、第2の実施形態によれば、第1の実施形態に対して発光装置100に寿命が到来したことを通知する機能を付加することで、発光素子10の交換を促す機会が設けられ、使用者が常に平均輝度が保たれた発光装置100を得ることができる。また、寿命が到来した発光素子10を使用し続ける事で発生する電力損失を回避することができる。
As described above, according to the second embodiment, there is an opportunity to promote replacement of the
(第3の実施形態)
第3の実施形態においては、第1の実施形態に対して、発光素子10へ印加される電流のデューティを外部からボリュームを用いて変更することで、発光素子10の平均輝度を制御できるようにする。
(Third embodiment)
In the third embodiment, the average luminance of the light-emitting
図7は、第3の実施形態における発光装置100の電気的な構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the
図7においては、図2の電気ブロック図に対して新たにボリュームvol2(第2外部ボリューム)が加えられ、補正係数生成回路23へサンプルホールド回路から出力される値に、ボリュームvol2で調整された値が乗じられるようになっている。
In FIG. 7, the volume vol2 (second external volume) is newly added to the electrical block diagram of FIG. 2, and the volume vol2 is adjusted to the value output from the sample hold circuit to the correction
図8は、ボリュームvol2からの出力に応じて、駆動電流のデューティを制御することで発光素子10が発光する平均輝度を制御する原理を説明する説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the principle of controlling the average luminance emitted by the
図8(a)は、発光素子10が初期状態であって劣化していない状態であり、図8(b)は、発光素子10が初期状態に比較して30%劣化している状態であり、図8(c)は、発光素子10が初期状態に比較して50%劣化している状態を示す。
8A shows a state in which the
ボリュームvol2を使用者が調整することで、図8の各図に示すようにボリュームvol2からの出力を調整できるようになっている。 When the user adjusts the volume vol2, the output from the volume vol2 can be adjusted as shown in each diagram of FIG.
本実施形態では、ボリュームvol2の調整により、補正係数の大きさが、第1の実施例の場合の補正係数の大きさの1.5倍になるように設定されている。ただし、この1.5という数値は本実施例の説明のための例示値であって、1以下を含む他の数値であってもよいことは勿論である。 In the present embodiment, the magnitude of the correction coefficient is set to be 1.5 times the magnitude of the correction coefficient in the first embodiment by adjusting the volume vol2. However, the numerical value of 1.5 is an exemplary value for explaining the present embodiment, and it is needless to say that other numerical values including 1 or less may be used.
ボリュームvol2からの出力が調整されると、補正係数の大きさが変化し、補正係数と変調係数との交点が変化し、PWM回路27から出力される矩形波状のパルス信号のデューティも1.5倍に変化し、発光素子10を駆動する駆動電流のデューティも1.5倍に変化する。従って発光素子10の平均輝度も1.5倍に変化することとなる。
When the output from the volume vol2 is adjusted, the magnitude of the correction coefficient changes, the intersection of the correction coefficient and the modulation coefficient changes, and the duty of the rectangular wave pulse signal output from the
図8(a)においては、ボリュームvol1の値が基準値100%の場合にはデューティを広げて平均輝度を高める事ができない。ボリュームvol1の値が150%、200%、300%の場合には、デューティが広がり、平均輝度はボリュームvol2により設定した1.5倍に調整されて維持される。
In FIG. 8A, when the value of the volume vol1 is the
図8(b)においては、ボリュームvol1の値が基準値100%、150%、200%の場合、全周期にわたり補正係数が変調係数以上となるので、駆動電流は直流になり、劣化による輝度ピーク値の減少を相殺できなくなり、平均輝度は減少してしまう。しかし、ボリュームvol1の値が基準値300%の場合にはデューティが広がり、平均輝度はボリュームvol2により設定した1.5倍に調整されて維持される。
In FIG. 8B, when the value of the volume vol1 is the
図8(c)においては、ボリュームvol1の値がさらに基準値300%の場合は、デューティが広がり、平均輝度はボリュームvol2により設定した1.5倍に調整されて維持される。 In FIG. 8C, when the value of the volume vol1 is further the reference value of 300%, the duty is widened, and the average luminance is adjusted and maintained at 1.5 times set by the volume vol2.
以上のように、発光素子10へ印加される電流のデューティを変更することで、発光素子10の平均輝度を制御できるようになる。
As described above, the average luminance of the
(第4の実施形態)
第4の実施形態においては、第1の実施形態に対して、発光素子10へ印加される電流パルス列のバイアス成分を制御してマイナスの電流、すなわち逆方向の電流を流すことで、発光素子10の寿命を向上させることを目的とする。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, in contrast to the first embodiment, the bias component of the current pulse train applied to the
図9は、第4の実施形態における発光装置100の電気的な構成を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing an electrical configuration of the
図9においては、図2の電気ブロック図に対して新たにバイアス設定部31が加えられ、PWM回路27から出力されるパルス信号のOFF時の値にバイアス成分を付与し、そのバイアス成分をバイアス設定部31が減少させるようになっている。
In FIG. 9, a
図10は、バイアス設定部31の機能を説明する説明図である。同図(a)は、PWM回路27から出力されるパルス信号の波形を示し、同図(b)は、定電流駆動部41から出力されるパルス電流の波形を示す。同図(c)は、バイアス設定部31が定電流駆動部41に与える機能を示す。
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the function of the
バイアス設定部31は同図(c)に示されているように、定電流駆動部41への入力電圧xと定電流駆動部41からの出力電圧yとが、非線形応答となるように機能する。
The
具体的には、入力電圧xの値が大きい場合には出力電圧yの値は入力電圧xと同等になり、入力電圧xの値が小さい場合には出力電圧yの値は入力電圧xの値より小さくなって出力電圧yの値がマイナスになる。 Specifically, when the value of the input voltage x is large, the value of the output voltage y is equal to the input voltage x, and when the value of the input voltage x is small, the value of the output voltage y is the value of the input voltage x. It becomes smaller and the value of the output voltage y becomes negative.
かかる非線形応答を示す回路は公知の回路であって、例えばオペアンプ等で容易に構築できることは言うまでも無い。 Needless to say, such a circuit showing a non-linear response is a known circuit and can be easily constructed by, for example, an operational amplifier.
このように、発光素子10へ印加される電流パルス列のバイアス成分を制御してマイナスの電流、すなわち流れる向きの異なる電流を流すことで、電流パルス列のピーク値によって発光素子10を発光させる一方、発光素子10を発光させないタイミングでは、逆方向の電流を流すことで、発光素子10の寿命を向上させることができる。このような実施形態は発光素子10が有機EL素子である場合に特に有効に寿命を向上させることができる。
In this way, by controlling the bias component of the current pulse train applied to the
(第5の実施形態)
第5の実施形態においては、第1の実施形態に対して、第3の実施形態とは異なる方法で、発光素子10へ印加される電流のデューティを変更することで、発光素子10の平均輝度を制御できるようにする。
(Fifth embodiment)
In the fifth embodiment, the average luminance of the
図11は、第5の実施形態における発光装置100の電気的な構成を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the
図11においては、比較信号生成回路26から出力される値に、ボリュームvol3(第3外部ボリューム)で調整された値の逆数が乗じられるようになっており基準値の0.5倍になるように設定されている。ただし、この0.5という数値は本実施例の説明のための例示値であって、1以上を含む他の数値であってもよいことは勿論である。
In FIG. 11, the value output from the comparison
図12は、ボリュームvol3からの出力に応じて、駆動電流のデューティを制御することで発光素子10が発光する平均輝度を制御する原理を説明する説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the principle of controlling the average luminance emitted by the
図12(a)は、発光素子10が初期状態であって劣化していない状態であり、図12(b)は、発光素子10が初期状態に比較して30%劣化している状態であり、図12(c)は、発光素子10が初期状態に比較して50%劣化している状態を示す。
12A shows a state in which the
上記のようにボリュームvol3(第3外部ボリューム)を使用者が調整することで、ボリュームvol3からの出力を調整できるようになっている。図12に示すように、ボリュームvol3からの出力を0.5倍に設定すると、変調係数の大きさが変化し、補正係数と変調係数との交点が変化し、発光素子10を駆動する駆動電流のデューティも変化する。従って発光素子10の平均輝度は劣化を補償されながら、ボリュームvol3により設定した0.5倍に調整されて維持されることとなる。
As described above, the user can adjust the volume vol3 (third external volume) so that the output from the volume vol3 can be adjusted. As shown in FIG. 12, when the output from the volume vol3 is set to 0.5 times, the magnitude of the modulation coefficient changes, the intersection of the correction coefficient and the modulation coefficient changes, and the drive current for driving the
具体的には、図12(a)(b)の場合には変調係数の値が大きくなることにより、変調係数と補正係数とが交点を有することから、駆動電流のデューティも変化するが、輝度ピーク値の大きさと、デューティの大きさとが相殺するので、平均輝度は一定の値を保つようになる。 Specifically, in the case of FIGS. 12A and 12B, since the modulation coefficient value increases and the modulation coefficient and the correction coefficient have an intersection, the duty of the drive current also changes. Since the magnitude of the peak value and the magnitude of the duty cancel each other, the average luminance keeps a constant value.
図12(c)の場合には、同様に平均輝度は一定の値を保つようになるが、ボリュームvol1の値が基準値100%の場合には、これ以上の変調係数と補正係数とが接することになり、今後の劣化によって平均輝度は下がり始める状態にある。
In the case of FIG. 12 (c), the average luminance similarly keeps a constant value. However, when the value of the volume vol1 is the
以上のように、発光素子10へ印加される電流のデューティを変更することで、発光素子10の平均輝度を制御できるようになる。
As described above, the average luminance of the
(第6の実施形態)
第6の実施形態においては、ボリュームvol3が駆動電流の振幅も制御できるようにすることで、デューティを維持したまま、平均輝度を制御する。
(Sixth embodiment)
In the sixth embodiment, the average luminance is controlled while maintaining the duty by enabling the volume vol3 to control the amplitude of the drive current.
図13は、第6の実施形態における発光装置100の電気的な構成を示すブロック図である。図14は、ボリュームvol3からの出力に応じて、駆動電流のデューティと大きさを制御することで発光素子10が発光する平均輝度を制御する原理を説明する説明図である。
FIG. 13 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the
第6の実施形態においては、ボリュームvol3の出力が定電流駆動部41に接続されており、外部からのボリュームvol3の制御に応じて、比較信号生成回路26から出力される値に、ボリュームvol3で調整された値の逆数が乗じられ、駆動電流のピーク値にボリュームvol3で調整された値が乗じられる。
In the sixth embodiment, the output of the volume vol3 is connected to the constant
つまり、変調係数が増減する方向と、発光素子10の駆動電流であるパルス信号電流が増減する方向とが逆になるようにボリュームvol3が構成されている。
That is, the volume vol3 is configured so that the direction in which the modulation coefficient increases or decreases and the direction in which the pulse signal current that is the drive current of the
具体的には、外部から制御されるボリュームvol3の制御に応じて、変調係数の大きさを増大させる時には、電流値のピークを減少させて発光ピークを減少させ、補正係数である定電圧の大きさも増大させる事で(すなわち変調係数の増大に対して同一方向に補正係数を増大させる事で)、輝度ピークを低下させてもデューティは変化しないので、輝度を小さく調光する事ができる。 Specifically, when the magnitude of the modulation coefficient is increased in accordance with the control of the volume vol3 controlled from the outside, the peak of the current value is decreased to decrease the emission peak, and the constant voltage as the correction coefficient is increased. Further, by increasing the luminance coefficient (that is, by increasing the correction coefficient in the same direction with respect to the increase of the modulation coefficient), even if the luminance peak is decreased, the duty does not change, so that the luminance can be adjusted to be small.
変調係数の大きさを減少させる時には電流値のピークを増加させて発光ピークを増加させ、補正係数である定電圧の大きさも減少させる事で(すなわち変調係数の減少に対して補正係数を同一方向に減少させる事で)、輝度ピークを増加させてもデューティは変化しないので、輝度を大きく調光する事ができる。 When decreasing the magnitude of the modulation coefficient, the peak of the current value is increased to increase the emission peak, and the magnitude of the constant voltage that is the correction coefficient is also reduced (that is, the correction coefficient is set in the same direction with respect to the decrease of the modulation coefficient). Since the duty does not change even if the luminance peak is increased, the luminance can be greatly dimmed.
このようにすることで、発光素子10の劣化を補償するPWM回路27からのパルス信号のデューティを維持したまま、駆動電流のピーク値のみを制御することで、発光素子10の劣化を補償しかつ輝度を調整する。例えば、低い輝度に調光する場合に、電流のデューティを維持したまま(小さくせず)、電流のピークのみを減少させて発光素子を駆動するので、デューティを極端に小さくする場合に比べて、安定した発光が得られる。また、ボリュームvol3の制御によって平均輝度が小さい状態において、素子の劣化が生じた時にも平均輝度を維持することができる。
In this way, the deterioration of the
なお、図15は、以上の実施形態を全て含んだ実施形態の電気ブロック図である。各々の実施形態の機能を併せ持つこととなる。 FIG. 15 is an electric block diagram of an embodiment including all the above embodiments. The functions of the respective embodiments are also provided.
以上のように、本実施形態によれば、発光素子と、矩形波状のパルス信号を生成するパルス幅変調手段と、前記パルス信号を基に、発光素子を駆動するパルス信号状の駆動電流を生成する駆動部と、を有する発光装置であって、前記発光素子が発光する光の少なくとも一部を光電変換する光検出手段と、前記駆動電流のON時の該光検出手段の出力の逆数値を基に、前記パルス信号のデューティを補正するための補正係数を算出する補正係数生成手段と、を備え、前記パルス幅変調手段は、前記補正係数及び前記変調係数を基に前記デューティを変更することから、発光素子の輝度の劣化を簡単な構成で低コストに補償でき、発光効率の異なる発光素子を接続した場合にも一定輝度を維持させ、かつダイレクト制御によって高速応答が可能な発光装置を提供することができる。温度変化、素子の特性変化等により、輝度ピークが初期より増加した場合にも、デューティが減少して、輝度が一定に保たれる。 As described above, according to the present embodiment, a light emitting element, pulse width modulation means for generating a rectangular pulse signal, and a pulse signal-like drive current for driving the light emitting element are generated based on the pulse signal. A light-emitting device, and a light-detecting unit that photoelectrically converts at least a part of light emitted from the light-emitting element; and an inverse value of an output of the light-detecting unit when the driving current is ON. And a correction coefficient generating means for calculating a correction coefficient for correcting the duty of the pulse signal, wherein the pulse width modulation means changes the duty based on the correction coefficient and the modulation coefficient. Therefore, it is possible to compensate for the deterioration of the luminance of the light emitting element at a low cost with a simple configuration, maintain a constant luminance even when connecting light emitting elements with different luminous efficiencies, and enable high-speed response by direct control. It is possible to provide an optical device. Even when the luminance peak increases from the initial stage due to temperature change, element characteristic change, etc., the duty is reduced and the luminance is kept constant.
また、他の実施形態によれば、第1外部ボリュームを有することで、駆動電流のピーク値を調整することができるので、輝度の調整が可能となり、また、例えば発光装置の工場出荷時の初期調整等にも使用することができる。 In addition, according to another embodiment, the peak value of the drive current can be adjusted by having the first external volume, so that the brightness can be adjusted. It can also be used for adjustment.
また、他の実施形態によれば、前記補正係数を調整する第2外部ボリュームを備えることで、前記パルス幅変調手段は、前記第2外部ボリュームの出力値を基に前記デューティを変更することから、発光素子へ印加される電流のデューティを変更することで、発光素子の平均輝度を制御できるようになる。 According to another embodiment, by providing the second external volume for adjusting the correction coefficient, the pulse width modulation means changes the duty based on the output value of the second external volume. The average luminance of the light emitting element can be controlled by changing the duty of the current applied to the light emitting element.
また、他の実施形態によれば、前記変調係数を調整する第3外部ボリュームを備えることで、前記パルス幅変調手段は、前記補正係数と前記第3外部ボリュームにより変調された変調係数とに基づいて前記デューティを変更することができる。 According to another embodiment, by providing a third external volume for adjusting the modulation coefficient, the pulse width modulation means is based on the correction coefficient and the modulation coefficient modulated by the third external volume. The duty can be changed.
また、他の実施形態によれば、前記第3外部ボリュームは、更に前記駆動電流のピーク値を調整可能であり、前記変調係数の増減に対して前記駆動電流のピーク値の増減する方向は逆になるよう構成され、前記第3外部ボリュームの出力値に応じて、前記補正係数は、前記変調係数の増減に対して同一方向に増減されることから、発光素子の劣化を補償するデューティを維持したまま発光素子の平均輝度を制御できるようになる。また、低輝度調光時に極端にデューティの小さいパルス(例えば10%以下)にするのではなく、デューティを維持したまま、電流ピークを小さくする事で、安定した駆動を行い、安定した発光が得られる。 According to another embodiment, the third external volume can further adjust the peak value of the drive current, and the direction in which the peak value of the drive current increases or decreases is opposite to the increase or decrease of the modulation coefficient. In accordance with the output value of the third external volume, the correction coefficient is increased or decreased in the same direction with respect to the increase or decrease of the modulation coefficient, so that the duty for compensating for the deterioration of the light emitting element is maintained. Thus, the average luminance of the light emitting element can be controlled. Also, instead of using a pulse with an extremely small duty (for example, 10% or less) during low-intensity dimming, the current peak is reduced while maintaining the duty, thereby achieving stable driving and stable light emission. It is done.
また、他の実施形態によれば、前記駆動電流のOFF時の値を設定するバイアス設定手段を有することから、発光素子の寿命を向上させることができる。 According to another embodiment, the life of the light emitting element can be improved because the bias setting means for setting the value when the drive current is OFF is provided.
また、他の実施形態によれば、前記パルス幅変調手段により変更される前記デューティが閾値に到達した場合に、外部に通知する寿命検出告知手段を有することから、発光素子の交換を促す機会が設けられ、使用者が常に平均輝度が保たれた発光装置を得ることができる。 Further, according to another embodiment, when the duty changed by the pulse width modulation means reaches a threshold value, there is a life detection notification means for notifying the outside, so there is an opportunity to promote replacement of the light emitting element. It is possible to obtain a light emitting device that is provided and in which the user always maintains the average luminance.
また、他の実施形態によれば、前記補正係数生成手段への入力は、アナログ直流電圧であることから、以後の処理も簡単なアナログ回路で行うことができるので、簡単な構成で低コストの発光装置を提供することができる。 Further, according to another embodiment, since the input to the correction coefficient generating means is an analog DC voltage, the subsequent processing can be performed with a simple analog circuit. A light-emitting device can be provided.
また、他の実施形態によれば、前記補正係数は、アナログ直流電圧であることから、以後の処理も簡単なアナログ回路で行うことができるので、簡単な構成で低コストの発光装置を提供することができる。 According to another embodiment, since the correction coefficient is an analog DC voltage, the subsequent processing can be performed with a simple analog circuit, so that a low-cost light emitting device with a simple configuration is provided. be able to.
また、他の実施形態によれば、前記パルス信号の初期デューティは90%以下であることから、発光素子の劣化が進んで輝度ピーク値が減少することを相殺する上で、発光素子の劣化に対する余裕を得ることができる。 Further, according to another embodiment, since the initial duty of the pulse signal is 90% or less, in order to offset the decrease in the luminance peak value due to the deterioration of the light emitting element, You can get a margin.
また、他の実施形態によれば、前記パルス信号の初期デューティは70%以下であることから、発光素子の劣化が進んで輝度ピーク値が減少することを相殺する上で、発光素子の劣化に対する余裕をさらに得ることができる。 Further, according to another embodiment, since the initial duty of the pulse signal is 70% or less, in order to offset the decrease in the luminance peak value due to the deterioration of the light emitting element, A further margin can be obtained.
また、他の実施形態によれば、前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子であることから、低消費電力、高輝度等の利点を備えた発光装置を提供でき、薄型、高輝度、広視野角及び高速な表示応答速度などの利点を備えたディスプレイを提供できる。 According to another embodiment, since the light-emitting element is an organic electroluminescence element, it is possible to provide a light-emitting device having advantages such as low power consumption and high luminance, which is thin, high-intensity, and wide viewing angle. In addition, a display having advantages such as a high display response speed can be provided.
また、他の実施形態によれば、前記の発光装置の何れかを有することから、発光素子の輝度の劣化を簡単な構成で低コストに補償でき、発光効率の異なる発光素子を接続した場合にも一定輝度を維持させ、かつダイレクト制御によって高速応答が可能な発光装置を備えた照明装置を得ることができる。 Further, according to another embodiment, since any one of the light emitting devices described above is included, the luminance deterioration of the light emitting element can be compensated for at low cost with a simple configuration, and when light emitting elements having different light emitting efficiencies are connected. In addition, it is possible to obtain a lighting device including a light emitting device capable of maintaining a constant luminance and capable of high-speed response by direct control.
また、他の実施形態によれば、矩形波状のパルス信号を生成する工程と、前記パルス信号を基に、発光素子を駆動する駆動電流を生成する工程と、を有する発光素子の駆動方法であって、前記発光素子が発光する光の少なくとも一部を光電変換して出力する工程と、前記駆動電流のON時の光電変換された出力の逆数値を基に、前記パルス信号のデューティを補正するための補正係数を算出する工程と、前記補正係数を基に前記デューティを変更する工程と、を有することから、発光素子の輝度の劣化を簡単な構成で低コストに補償でき、かつダイレクト制御によって高速応答が可能な発光素子の駆動方法を提供することができる。 According to another embodiment, there is provided a method for driving a light emitting element, comprising: a step of generating a rectangular wave pulse signal; and a step of generating a drive current for driving the light emitting element based on the pulse signal. Then, the duty of the pulse signal is corrected based on the step of photoelectrically converting and outputting at least part of the light emitted from the light emitting element and the inverse value of the photoelectrically converted output when the driving current is ON. And a step of changing the duty based on the correction coefficient, so that the luminance degradation of the light emitting element can be compensated for at a low cost with a simple configuration, and by direct control. A driving method of a light emitting element capable of high-speed response can be provided.
10 発光素子
20 定輝度回路
21 アンプ回路
22 サンプルホールド回路
23 補正係数生成回路
24 基準パルス生成回路
25 サンプリングゲート生成回路
26 比較信号生成回路
27 PWM回路
30 光センサ
31 バイアス設定部
40 定電流パルス駆動回路
41 定電流駆動部
50 寿命検出告知手段
51 寿命検出部
52 告知部
100 発光装置
200 照明装置
DESCRIPTION OF
Claims (14)
矩形波状のパルス信号を生成するパルス幅変調手段と、
前記パルス信号を基に、発光素子を駆動するパルス信号状の駆動電流を生成する駆動部と、
を有する発光装置であって、
前記発光素子が発光する光の少なくとも一部を光電変換する光検出手段と、
前記駆動電流のON時の該光検出手段の出力の逆数値を基に、前記パルス信号のデューティを補正するための補正係数を生成する補正係数生成手段と、
前記パルス信号のデューティを補正する際に前記補正係数との演算に用いる変調係数を生成する変調係数生成手段と、を備え、
前記パルス幅変調手段は、前記補正係数及び前記変調係数を基に前記デューティを変更することを特徴とする発光装置。 A light emitting element;
Pulse width modulation means for generating a rectangular wave pulse signal;
Based on the pulse signal, a drive unit that generates a drive current in the form of a pulse signal that drives the light emitting element;
A light emitting device comprising:
A light detecting means for photoelectrically converting at least a part of the light emitted by the light emitting element;
Correction coefficient generating means for generating a correction coefficient for correcting the duty of the pulse signal based on the reciprocal value of the output of the light detection means when the drive current is ON;
Modulation coefficient generation means for generating a modulation coefficient used for calculation with the correction coefficient when correcting the duty of the pulse signal,
The light-emitting device, wherein the pulse width modulation means changes the duty based on the correction coefficient and the modulation coefficient.
前記パルス幅変調手段は、前記第2外部ボリュームの出力値を基に前記デューティを変更することを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。 A second external volume for adjusting the correction coefficient;
3. The light emitting device according to claim 1, wherein the pulse width modulation unit changes the duty based on an output value of the second external volume. 4.
前記パルス幅変調手段は、前記補正係数と前記第3外部ボリュームにより変調された変調係数とに基づいて前記デューティを変更することを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の発光装置。 A third external volume for adjusting the modulation coefficient;
4. The light emission according to claim 1, wherein the pulse width modulation unit changes the duty based on the correction coefficient and a modulation coefficient modulated by the third external volume. 5. apparatus.
前記第3外部ボリュームの出力値に応じて、前記補正係数は、前記変調係数の増減に対して同一方向に増減されることを特徴とする請求項4に記載の発光装置。 The third external volume can further adjust the peak value of the drive current, and is configured such that the direction in which the peak value of the drive current increases or decreases is opposite to the increase or decrease of the modulation coefficient,
5. The light emitting device according to claim 4, wherein the correction coefficient is increased or decreased in the same direction as the modulation coefficient is increased or decreased according to an output value of the third external volume.
前記パルス信号を基に、発光素子を駆動する駆動電流を生成する工程と、
を有する発光素子の駆動方法であって、
前記発光素子が発光する光の少なくとも一部を光電変換して出力する工程と、
前記駆動電流のON時の光電変換された出力の逆数値を基に、前記パルス信号のデューティを補正するための補正係数を算出する工程と、
前記補正係数を基に前記デューティを変更する工程と、
を有することを特徴とする発光素子の駆動方法。 Generating a rectangular wave pulse signal;
Generating a driving current for driving the light emitting element based on the pulse signal;
A method for driving a light emitting device having
Photoelectrically converting and outputting at least part of the light emitted by the light emitting element;
Calculating a correction coefficient for correcting the duty of the pulse signal based on the inverse value of the photoelectrically converted output when the drive current is ON;
Changing the duty based on the correction factor;
A method for driving a light emitting element, comprising:
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