(57)【要約】【課題】コストアップを抑えつつ、ＬＥＤバックライトの順方向電流を一定に保って輝度の低下を防止することのできるバックライト装置及びバックライト駆動装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤバックライトと、ＬＥＤバックライトに対して駆動電圧を印加する駆動電源と、駆動電圧を検出する検出部と、ＬＥＤバックライトに対する駆動電圧の印加・非印加を選択するスイッチング部と、スイッチング部に対する制御信号を生成する信号生成部と、を有し、制御信号は、所定のデューティ比を備えた信号であって、信号生成部は、検出部による検出結果に応じて、ＬＥＤバックライトの平均順電流が一定となるように、デューティ比を設定可能である。【選択図】図１
2010244815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤバックライトと、
前記ＬＥＤバックライトに対して駆動電圧を印加する駆動電源と、
前記駆動電圧を検出する検出部と、
前記ＬＥＤバックライトに対する前記駆動電圧の印加・非印加を選択するスイッチング部と、
前記スイッチング部に対する制御信号を生成する信号生成部と、
を有し、
前記制御信号は、所定のデューティ比を備えた信号であって、
前記信号生成部は、前記検出部による検出結果に応じて、前記ＬＥＤバックライトの平均順電流が一定となるように、前記デューティ比を設定可能であること
を特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
前記検出部からの出力信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器を備え、
前記信号生成部は、前記アナログ／デジタル変換器からの出力信号に基づいて、前記デューティ比を設定することを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記駆動電源と前記スイッチ部との間に抵抗が接続され、
前記デューティ比が次式１で表されることを特徴とする請求項２に記載のバックライト装置。
Ｄ＝ＤＶＲ／（ＤＶｉｎ−ＤＶｆ）  ・・・（１）
ここで、
ＤＶＲは、前記抵抗による電圧降下値をデジタル信号に変換した値、
ＤＶｉｎは、前記駆動電圧をデジタル信号に変換した値、
ＤＶｆは、前記ＬＥＤバックライトにおける電圧降下値をデジタル信号に変換した値
である。
【請求項４】
前記ＤＶＲは、前記ＤＶｉｎに対応して予め設定された値をとることを特徴とする請求項３に記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記デューティ比は、次式２で補正されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のバックライト装置。
Ｄ＝ＤＢ×Ａ  ・・・（２）
ここで、
ＤＢは補正対象のデューティ比、
Ａは調整係数である。
【請求項６】
前記ＬＥＤバックライトの温度を検出する温度センサを有し、前記調整係数Ａは、前記温度センサにより検出される前記ＬＥＤバックライトの温度Ｔによって定まる係数であることを特徴とする請求項５に記載のバックライト装置。
【請求項７】
前記調整係数Ａは、前記温度センサによって検出した温度Ｔにおける前記ＬＥＤバックライトの輝度の変化率であって、次式３で表されることを特徴とする請求項６に記載のバックライト装置。
Ａ＝ＬＳ／Ｌ  ・・・（３）
ここで、
Ｌは前記温度Ｔにおける前記ＬＥＤバックライトの輝度、
ＬＳは基準温度ＴＳにおける前記ＬＥＤバックライトの輝度、
である。
【請求項８】
前記調整係数Ａは、基準となるＬＥＤバックライトの輝度を、補正対象となるＬＥＤバックライトの輝度で割った値であることを特徴とする請求項５に記載のバックライト装置。
【請求項９】
前記デューティ比は、前記駆動電圧をデジタル信号に変換した値に対応してあらかじめ設定された値をとることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項１０】
前記ＤＶｆは、ＬＥＤ電圧検出部により検出された前記ＬＥＤバックライトにおける電圧降下値を、アナログ／デジタル変換器によりデジタル信号に変換した値をとることを特徴とする請求項３に記載のバックライト装置。
【請求項１１】
前記信号生成部は、ユーザが希望する前記ＬＥＤバックライトの輝度に応じて、段階的に補正された前記デューティ比を設定可能であることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項１２】
ＬＥＤバックライトを駆動する駆動装置であって、
前記ＬＥＤバックライトに対して駆動電圧を印加する駆動電源と、
駆動電圧を検出する検出部と、
前記ＬＥＤバックライトに対する前記駆動電圧の印加・非印加を選択するスイッチング部と、
前記スイッチング部に対する制御信号を生成する信号生成部と、
を有し、
前記制御信号は所定のデューティ比を備えた信号であって、
前記信号生成部は、前記検出部による検出結果に応じて、前記ＬＥＤバックライトの平均順電流が一定となるように、前記デューティ比を設定可能であること
を特徴とするバックライト駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に用いるバックライト装置、及び、ＬＥＤバックライトの駆動に用いるバックライト駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶ディスプレイその他の表示装置のバックライトとして、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）バックライトがよく用いられている。このような表示装置においては、ちらつき防止や視認性維持その他の観点からＬＥＤバックライトの駆動が制御される。ＬＥＤバックライトの駆動制御としては、例えば、特許文献１に記載の制御装置が提案されている。
【０００３】
ＬＥＤバックライト用の駆動回路の基本的構成としては、図１４に示すようなものがある。図１４は、従来のＬＥＤバックライト用駆動回路の構成を示す図である。
図１４に示す回路では、電源１０１（例えば電池）、ＬＥＤバックライト１０２、抵抗１０３、及びスイッチング素子１０４が順に接続されている。スイッチング素子１０４には、不図示の回路から一定のオン・オフ信号が入力され、このオン・オフ信号に従って、ＬＥＤバックライト１０２へ電源電圧が印加される。図１４に示す従来の駆動回路によると、電源１０１として電池電圧のように安定していない電源を採用した場合には、電池電圧が電池残量の減少に伴って低下していくことにより、ＬＥＤバックライト１０２の順方向電流が減少し、ＬＥＤバックライト１０２の輝度が低下するという問題がある。そこで、このような問題を解決するために、図１５や図１６に示すような駆動回路を構成することも考えられる。図１５及び図１６は、従来のＬＥＤバックライト用駆動回路の構成を示す図である。
【０００４】
図１５に示す回路では、図１４に示す回路における電源１０１とＬＥＤバックライト１０２との間に、電圧安定化回路１０５を接続したものである。図１５に示す回路では、電圧安定化回路１０５を用いて、ＬＥＤバックライト１０２の順方向電流を一定に制御し、これによりＬＥＤバックライト１０２の輝度を一定に保つことが図られている。
【０００５】
また、図１６に示す回路では、図１４に示す回路における抵抗１０３及びスイッチング素子１０４に替えて、定電流回路１０６を接続したものである。定電流回路１０６は、トランジスタ１０６ａと、抵抗１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄと、からなる。トランジスタ１０６ａは、コレクタにＬＥＤバックライト１０２が接続され、エミッタに抵抗１０６ｂが接続され、ベースに抵抗１０６ｄを介して、不図示の回路からオン・オフ信号が入力される。この構成により、ＬＥＤバックライト１０２の順方向電流を一定にして、ＬＥＤバックライト１０２の輝度を一定に保つことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１９２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図１５に示す駆動回路では、入力電圧を一定電圧に昇降圧させるために部品点数が増えるため、コストアップにつながってしまう。さらに、図１６に示す駆動回路では、図１５に示す駆動回路と同様に部品点数の増加によるコストアップのほか、トランジスタ１０６ａの活性領域を使うため、入力電圧が低い場合に定電流特性が低下したり、トランジスタ１０６ａの素子特性のばらつきや温度変化の影響により電流値のばらつきが生じるおそれがある。
また、ＬＥＤバックライト１０２に用いるＬＥＤについて、色その他の特性が異なるものへの変更が発生した場合や、ＬＥＤバックライト１０２を構成する数を変更した場合、回路定数や部品の変更が必要になり、この変更のための作業に時間を要する。
【０００８】
そこで、本発明は、コストアップを抑えつつ、ＬＥＤバックライトの順方向電流を一定に保って輝度の低下を防止することのできるバックライト装置及びバックライト駆動装置を提供することを目的とする。さらに、本発明の目的は、ＬＥＤバックライトに用いるＬＥＤの特性や数を変更しても容易に対応することのできるバックライト装置及びバックライト駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のバックライト装置は、ＬＥＤバックライトと、前記ＬＥＤバックライトに対して駆動電圧を印加する駆動電源と、前記駆動電圧を検出する検出部と、前記ＬＥＤバックライトに対する前記駆動電圧の印加・非印加を選択するスイッチング部と、前記スイッチング部に対する制御信号を生成する信号生成部と、を有し、前記制御信号は、所定のデューティ比を備えた信号であって、前記信号生成部は、前記検出部による検出結果に応じて、前記ＬＥＤバックライトの平均順電流が一定となるように、前記デューティ比を設定可能であることを特徴とする。
【００１０】
本発明のバックライト装置は、前記検出部からの出力信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器を備え、前記信号生成部は、前記アナログ／デジタル変換器からの出力信号に基づいて、前記デューティ比を設定することを特徴とする。
【００１１】
本発明のバックライト装置は、前記駆動電源と前記スイッチ部との間に抵抗が接続され、前記デューティ比が次式１で表されることを特徴とする。
Ｄ＝ＤＶＲ／（ＤＶｉｎ−ＤＶｆ）  ・・・（１）
ここで、
ＤＶＲは、前記抵抗による電圧降下値をデジタル信号に変換した値、
ＤＶｉｎは、前記駆動電圧をデジタル信号に変換した値、
ＤＶｆは、前記ＬＥＤバックライトにおける電圧降下値をデジタル信号に変換した値、
である。
【００１２】
本発明のバックライト装置において、前記ＤＶＲは、前記ＤＶｉｎに対応して予め設定された値をとることを特徴とする。
【００１３】
本発明のバックライト装置において、前記デューティ比は、次式２で補正されることを特徴とする。
Ｄ＝ＤＢ×Ａ  ・・・（２）
ここで、
ＤＢは補正対象のデューティ比、
Ａは調整係数、
である。
【００１４】
本発明のバックライト装置は、前記ＬＥＤバックライトの温度を検出する温度センサを有し、前記調整係数Ａは、前記温度センサにより検出される前記ＬＥＤバックライトの温度Ｔによって定まる係数であることを特徴とする。
【００１５】
本発明のバックライト装置において、前記調整係数Ａは、前記温度センサによって検出した温度Ｔにおける前記ＬＥＤバックライトの輝度の変化率であって、次式３で表されることを特徴とする。
Ａ＝ＬＳ／Ｌ  ・・・（３）
ここで、
Ｌは前記温度Ｔにおける前記ＬＥＤバックライトの輝度、
ＬＳは基準温度ＴＳにおける前記ＬＥＤバックライトの輝度、
である。
【００１６】
本発明のバックライト装置において、前記調整係数Ａは、基準となるＬＥＤバックライトの輝度を、補正対象となるＬＥＤバックライトの輝度で割った値であることを特徴とする。
【００１７】
本発明のバックライト装置において、前記デューティ比は、前記駆動電圧をデジタル信号に変換した値に対応してあらかじめ設定された値をとることを特徴とする。
【００１８】
本発明のバックライト装置において、前記信号生成部は、ユーザが希望する前記ＬＥＤバックライトの輝度に応じて、段階的に補正された前記デューティ比を設定可能であることを特徴とする。
【００１９】
本発明のバックライト装置において、前記ＤＶｆは、ＬＥＤ電圧検出部により検出された前記ＬＥＤバックライトにおける電圧降下値を、アナログ／デジタル変換器によりデジタル信号に変換した値をとることを特徴とする。
【００２０】
本発明のバックライト駆動装置は、ＬＥＤバックライトを駆動する駆動装置であって、前記ＬＥＤバックライトに対して駆動電圧を印加する駆動電源と、駆動電圧を検出する検出部と、前記ＬＥＤバックライトに対する前記駆動電圧の印加・非印加を選択するスイッチング部と、前記スイッチング部に対する制御信号を生成する信号生成部と、を有し、前記制御信号は所定のデューティ比を備えた信号であって、前記信号生成部は、前記検出部による検出結果に応じて、前記ＬＥＤバックライトの平均順電流が一定となるように、前記デューティ比を設定可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、コストアップを抑えつつ、ＬＥＤバックライトの順方向電流を一定に保って輝度の低下を防止することができるとともに、ＬＥＤバックライトに用いるＬＥＤの特性や数を変更しても容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るバックライト装置の駆動系の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るバックライト装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態においてデューティ比の設定の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態の変形例１におけるデューティ比の設定の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態の変形例２におけるデューティ比の設定の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係るバックライト装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態の変形例３に係るバックライト装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２実施形態の変形例４におけるデューティ比の設定の流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態の変形例５におけるデューティ比の設定の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るバックライト装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３実施形態におけるデューティ比の設定の流れを示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第４実施形態に係るバックライト装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第４実施形態におけるデューティ比の設定の流れを示すフローチャートである。
【図１４】従来のＬＥＤバックライト用駆動回路の構成を示す図である。
【図１５】従来のＬＥＤバックライト用駆動回路の構成を示す図である。
【図１６】従来のＬＥＤバックライト用駆動回路の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の第１実施形態に係るバックライト装置及びバックライト駆動装置について、図１から図３を参照して詳しく説明する。図１は、第１実施形態に係るバックライト装置の駆動系の構成を示す回路図、図２は、第１実施形態に係るバックライト装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【００２４】
第１実施形態のバックライト装置は、図１又は図２に示す、ＬＥＤバックライト１２（バックライトＬＥＤ）と、電源１１（駆動電源）と、電源電圧検出部３１（検出部）と、スイッチング素子１４（スイッチング部）と、抵抗１３と、ＰＷＭ信号生成部２１（信号生成部）と、Ａ／Ｄ変換器３２（アナログ／デジタル変換器）と、を備える。
【００２５】
また、第１実施形態のバックライト駆動装置は、電源１１（駆動電源）と、電源電圧検出部３１（検出部）と、スイッチング素子１４（スイッチング部）と、抵抗１３と、ＰＷＭ信号生成部２１（信号生成部）と、Ａ／Ｄ変換器３２（アナログ／デジタル変換器）と、を備える。
【００２６】
ＬＥＤバックライト１２は、複数のＬＥＤから構成され、液晶パネルなどの表示器３３に対する照明光源となる。
図１に示すように、ＬＥＤバックライト１２には、電源１１から駆動電圧が印加される。ＬＥＤバックライト１２の下流側は、抵抗１３の一端に接続されている。抵抗１３の他端にはスイッチング素子１４が接続されており、このスイッチング素子１４が電源１１に接続されて閉回路を形成する。
【００２７】
ここで、図１において、Ｖｉｎは電源１１からＬＥＤバックライト１２へ印加される駆動電圧、ＶｆはＬＥＤバックライト１２における電圧降下、ＶＲは抵抗１３における電圧降下、ＩｆはＬＥＤバックライト１２の順方向電流である。なお、スイッチング素子１４はＰＷＭ駆動されて、所定のデューティ比でオンとオフを繰り返されるので、ＬＥＤバックライト１２に流れる順方向電流の平均順電流Ｉｆａを把握できる。平均順電流Ｉｆａは、ユーザが希望するＬＥＤバックライト１２の輝度に対応した値である。
【００２８】
一方、電源１１は、スイッチング素子１４のほかに、電源電圧検出部３１に接続されている（図２参照）。電源電圧検出部３１は、少なくとも、電源１１からＬＥＤバックライト１２へ印加される駆動電圧Ｖｉｎを検出する。電源電圧検出部３１は、その出力側がＡ／Ｄ変換器３２に接続され、Ａ／Ｄ変換器３２の出力側はマイクロコンピュータ２０に接続されている。
【００２９】
マイクロコンピュータ２０内には、メモリ２２が設けられている。メモリ２２は、ＰＷＭ信号生成部２１に対して供給するデューティ比Ｄを計算するための定数（例えば、Ｒ、Ｉｆａの各値）を記憶する。特に、ＬＥＤバックライト１２の平均順電流Ｉｆａは、初期設定時にユーザが設定したＬＥＤバックライト１２の輝度に応じて、予め記憶しておく。すなわち、後述のデューティ比Ｄは、ここで設定された平均順電流Ｉｆａの値が常に一定となるような値を求めていく。また、電源電圧検出部３１から入力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器３２によってデジタル信号に変換されて、マイクロコンピュータ２０へ出力されてメモリ２２に記憶される。すなわち、電源１１からＬＥＤバックライト１２へ印加される駆動電圧Ｖｉｎは、Ａ／Ｄ変換器３２によってデジタル信号ＤＶｉｎに変換されて、メモリ２２に記憶される。
【００３０】
マイクロコンピュータ２０は、メモリ２２に記憶されているデューティ比算出定数や、Ａ／Ｄ変換器３２によって変換されたデジタル信号に基づいて、デューティ比を算出可能である。マイクロコンピュータ２０は、このように算出されたデューティ比を、マイクロコンピュータ２０内のＰＷＭ信号生成部２１に供給することができるようになっている。
【００３１】
ここで、デューティ比の算出について、さらに説明する。スイッチング素子１４がオン状態では、ＬＥＤバックライト１２の順方向電流Ｉｆは、Ｉｆ＝（Ｖｉｎ−Ｖｆ）／Ｒ  となる。このとき、Ｖｆは、ＬＥＤの特性から定まる値としてほぼ一定と考える。スイッチング素子１４は、マイクロコンピュータ２０によりＰＷＭ駆動され、所定のデューティ比でオンとオフを繰り返す。ＬＥＤバックライト１２の電源電圧がＶｉｎのときのデューティ比をＤ、ＬＥＤバックライト１２の平均順電流をＩｆａとすると、デューティ比Ｄは、次式Ａで表される。
Ｄ＝Ｉｆａ／Ｉｆ
＝Ｉｆａ・Ｒ／（Ｖｉｎ−Ｖｆ）  ・・・（Ａ）
この関係から、ＬＥＤバックライト１２に関し、ユーザが希望する輝度に対応するＬＥＤバックライト１２の平均順電流Ｉｆａとなるような、現在の電源電圧Ｖｉｎにおけるデューティ比Ｄを求めることが可能となる。なお、実際の処理では、式Ａの各値をデジタル値として後述の式Ｂのように計算する。
【００３２】
ＰＷＭ信号生成部２１は、電源電圧検出部３１による検出結果に応じて、デューティ比を変更することによって、スイッチング素子１４へ出力する制御信号を生成する。したがって、この制御信号は、電源電圧検出部３１による検出結果に対応した、所定のデューティ比を備えた信号である。
【００３３】
スイッチング素子１４は、例えばトランジスタによって構成され、ＰＷＭ信号生成部２１から入力される制御信号に従って、ＬＥＤバックライトに対する駆動電圧の印加・非印加を選択する。例えば、ＰＷＭ信号生成部２１からの制御信号が、矩形波であってデューティ比に応じた時間間隔ごとにオン・オフされる信号であるときは、このオン・オフにしたがって、駆動電圧の印加・非印加が選択される。
【００３４】
次に、図３を参照して、デューティ比の設定の流れについて説明する。図３は、第１実施形態においてデューティ比の設定の流れを示すフローチャートである。図３に示す例においては、電源電圧検出部３１によって検出されるのはＶｉｎのみである場合とした。検出されたＶｉｎは、Ａ／Ｄ変換器３２によってデジタル変換されて、ＤＶｉｎとしてメモリ２２に記憶される。なお、ＤＶＲは、ユーザの希望の輝度に対応するＬＥＤバックライト１２の平均順電流Ｉｆａがユーザにより設定されれば、このＩｆａと既知の抵抗１３とに基づいて予め定数として求めて記憶させておくことが可能である。また、ＤＶｆは、ＶｆをＬＥＤバックライト１２の特性により定まる値として一定と考える。したがって、定数としてのＤＶＲ、ＤＶｆは、予めメモリ２２に記憶されている。
【００３５】
まず、マイクロコンピュータ２０は、メモリ２２からＤＶＲ、ＤＶｆを、Ａ／Ｄ変換器３２からＤＶｉｎを、それぞれ取得し（ステップＳ１１）、取得したＤＶＲ、ＤＶｆ、ＤＶｉｎを、前記式Ａに対応する次式Ｂに適用することによって、デューティ比Ｄを算出する（ステップＳ１２）。
Ｄ＝ＤＶＲ／（ＤＶｉｎ−ＤＶｆ）  ・・・（Ｂ）
【００３６】
なお、電源電圧検出部３１によるＤＶｉｎの検出は、バックライト装置使用開始後は、継続的に行うことが好ましく、ＤＶｉｎの変動に対応してデューティ比Ｄも随時更新することが好ましい。
【００３７】
次に、ＰＷＭ信号生成部２１は、前記の算出されたＤを、出力信号のデューティ比として設定し（ステップＳ１３）、スイッチング素子１４に対してデューティ比Ｄの制御信号を出力する。
【００３８】
このように構成すると、電源１１からＬＥＤバックライト１２に印加される駆動電圧に変動があったときに、電源電圧検出部３１によって直ちに検出することができる。このため、電源電圧検出部３１による検出結果に応じて、すなわち、駆動電圧の変動に応じて、スイッチング素子１４に対する制御信号のデューティ比を迅速かつ容易に変更することができる。これにより、駆動電圧の変動があってもＬＥＤバックライト１２の平均順電流を一定に保つことができることから、ＬＥＤバックライト１２の輝度を一定に維持することが可能となる。
【００３９】
なお、上述の例ではＬＥＤバックライト１２の平均順電流ＩｆａがＬＥＤの輝度に比例すると仮定したが、両者の関係を関数化してより厳密に制御することも可能である。例えばＬＥＤの輝度Ｌが  Ｌ＝ａ・Ｉｆａ２  の関係にあるならば式Ａにおいて、Ｉｆａ＝（Ｌ／ａ）１／２  として計算すればよい。
【００４０】
また、第１実施形態のバックライト装置及びバックライト駆動装置は、従来のバックライト装置のうちのマイクロコンピュータ２０内でのデューティ比設定処理を変更するのみで済むため、部品点数を増やすことがなく製品のコストアップを抑えることができる。
【００４１】
次に、第１実施形態の変形例について説明する。各変形例におけるバックライト装置及びバックライト駆動装置は、以下に述べる点を除いて、上述の第１実施形態と同様の構成である。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、同一の構成、作用、効果についての詳細な説明は省略する。
【００４２】
図４は、変形例１におけるデューティ比の設定の流れを示すフローチャートである。
変形例１では、ＤＶｉｎの範囲に応じて予め設定されたＤＶＲがメモリ２２に記憶されている。ＤＶＲは、ＤＶｉｎの範囲に合わせて複数設定することが好ましい。また、メモリ２２には、ＬＥＤバックライト１２に用いたＬＥＤの特性から算出したＤＶｆが予め記憶されている。
【００４３】
図４を参照して変形例１におけるデューティ比設定の流れについて説明する。
ＬＥＤバックライト１２へ印加する駆動電圧Ｖｉｎは、電源電圧検出部３１によって検出され、検出された信号はＡ／Ｄ変換器３２でデジタル信号としてのＤＶｉｎに変換される。マイクロコンピュータ２０は、Ａ／Ｄ変換器３２からＤＶｉｎを取得する（ステップＳ２１）。
【００４４】
次に、マイクロコンピュータ２０は、メモリ２２から、ＤＶｉｎの範囲を識別するための識別情報を読み出すとともに、読み出した識別情報に基づいて、前記取得したＤＶｉｎがどの範囲に該当するかを判別する（ステップＳ２２）。マイクロコンピュータ２０は、判別された範囲に属するＤＶＲ、ＤＶｆをメモリ２２から取得する（ステップＳ２３）。
【００４５】
次に、マイクロコンピュータ２０は、取得したＤＶＲ、ＤＶｆ、ＤＶｉｎを式Ｂに適用することによって、デューティ比Ｄを算出する（ステップＳ２４）。
ＰＷＭ信号生成部２１は、出力信号のデューティ比をＤに設定し（ステップＳ２５）、スイッチング素子１４に対してデューティ比Ｄの制御信号を出力する。
【００４６】
変形例１によれば、ＬＥＤバックライト１２の輝度と平均順電流Ｉｆａとの関係が複雑な場合でも、ＤＶｉｎがどの範囲のものであるかを判別することによってＤＶＲ、ＤＶｆを容易に決定し、デューティ比Ｄを設定することが可能となる。
【００４７】
次に、図５を参照して、変形例２について説明する。図５は、変形例２におけるデューティ比の設定の流れを示すフローチャートである。
変形例２においては、ＤＶｉｎの範囲に応じて予め設定されたデューティ比Ｄがメモリ２２に記憶されている。ＤＶｉｎとデューティ比Ｄとは、ＤＶｉｎからデューティ比Ｄを直接指定可能な変換テーブルとしてメモリ２２に記憶されている。なお、デューティ比Ｄは、ＤＶｉｎの範囲に合わせて複数設定することが好ましい。
【００４８】
ＬＥＤバックライト１２へ印加する駆動電圧Ｖｉｎは、電源電圧検出部３１によって検出され、検出された信号はＡ／Ｄ変換器３２でデジタル信号としてのＤＶｉｎに変換される。マイクロコンピュータ２０は、Ａ／Ｄ変換器３２からＤＶｉｎを取得する（ステップＳ３１）。
【００４９】
次に、マイクロコンピュータ２０は、メモリ２２から、ＤＶｉｎの範囲を識別するための識別情報を読み出すとともに、読み出した識別情報に基づいて、取得したＤＶｉｎがどの範囲に該当するかを判別する（ステップＳ３２）。マイクロコンピュータ２０は、判別された範囲に該当するデューティ比Ｄをメモリ２２から取得する（ステップＳ３３）。さらに、ＰＷＭ信号生成部２１は、出力信号のデューティ比をＤに設定し（ステップＳ３４）、スイッチング素子１４に対してデューティ比Ｄの制御信号を出力する。
【００５０】
変形例２によれば、変換テーブルによってデューティ比Ｄが直接指定されるため、ＬＥＤバックライト１２の輝度と平均順電流Ｉｆａとの関係が複雑な場合でも、ＤＶＲを迅速かつ容易に決定し、デューティ比Ｄを設定することが可能となる。
【００５１】
つづいて、図６を参照して、第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態に係るバックライト装置の制御系の構成を示すブロック図である。第１実施形態に係るバックライト装置においては、ＬＥＤバックライト１２における電圧降下であるＶｆを一定のものとして扱う場合について説明した。しかしながら、厳密には、Ｖｉｎが変化するとＩｆが変化するため、Ｖｆも変化し、さらには、ＬＥＤバックライト１２の温度変化によってもＶｆが変化し、ＬＥＤバックライト１２の輝度が変化してしまうこともある。そこで、第２実施形態においては、このようなＶｆの変化をさらに考慮して、ＬＥＤバックライトの順方向電流を一定に保ち輝度の低下を防止することができるバックライト装置を説明する。
【００５２】
第２実施形態においては、第１実施形態の構成に加えて、ＬＥＤバックライト１２の温度を検出する温度センサ４１が設けられている。温度センサ４１としては、例えばサーミスタを用いることができる。
温度センサ４１による検出結果は、Ａ／Ｄ変換器３２とは別個のＡ／Ｄ変換器４２でデジタル信号に変換される。変換後のデジタル信号は、温度情報としてマイクロコンピュータ２０へ出力されてメモリ２２に記憶される。マイクロコンピュータ２０では、図３に示す流れと同様にしてデューティ比を設定する。具体的には、入力電圧Ｖｉｎと温度Ｔに基づいた関数（例えば、Ｖｆ＝ｆ（Ｖｉｎ，Ｔ））を用いてＶｆを算出し、上述の式Ｂを用いて新たなデューティ比を設定する。
【００５３】
これにより、ＬＥＤバックライト１２の温度変化に対応して、スイッチング素子１４に与える制御信号のデューティ比を更新することができる。このため、温度変化に合わせた最適なデューティ比を設定できることから、ＬＥＤバックライト１２の平均順電流を一定に保つことができ、ＬＥＤバックライト１２の輝度を一定に維持することが可能となる。
【００５４】
図６に示した構成では、温度センサ４１は、Ａ／Ｄ変換器３２とは別のＡ／Ｄ変換器４２を介してマイクロコンピュータ２０に接続されていたが、これに代えて、図７に示すようにスイッチ４３を介してＡ／Ｄ変換器３２に接続することもできる。ここで、図７は、第２実施形態の変形例３に係るバックライト装置の制御系の構成を示すブロック図である。この構成では、所定時間ごとにスイッチ４３を切り替えて、電源電圧検出部３１による検出結果と温度センサ４１による検出結果を、Ａ／Ｄ変換器３２に入力する。これにより、Ａ／Ｄ変換器を２つに増やすことなく、温度変化に対応してデューティ比を更新することができる。
【００５５】
図８は、第２実施形態の変形例４におけるデューティ比の設定の流れを示すフローチャートである。変形例４においては、まず、図４に示す変形例１と同様に、ＤＶｉｎの範囲を識別してメモリ２２から対応するＤＶＲを取得し、このＤＶＲを用いてデューティ比Ｄを算出した後、温度センサ４１で検出した温度に基づいて、デューティ比Ｄを補正するものである。
【００５６】
ここで、メモリ２２には、ＤＶｉｎの範囲に応じて予め設定されたＤＶＲ及びＤＶｆが記憶されている。ＤＶＲ及びＤＶｆは、ＤＶｉｎの範囲に合わせて複数設定することが好ましい。また、メモリ２２には、温度Ｔの範囲に応じてあらかじめ設定された係数ＬＣＯＥＦが記憶されている。温度Ｔと係数ＬＣＯＥＦは、温度Ｔから係数ＬＣＯＥＦを直接指定する変換テーブルとしてメモリ２２に記憶されている。なお、係数ＬＣＯＥＦは、温度Ｔの範囲に合わせて複数設定することが好ましい。
【００５７】
変形例４におけるデューティ比Ｄの設定について具体的に説明する。
ＬＥＤバックライト１２へ印加する駆動電圧Ｖｉｎは、電源電圧検出部３１によって検出され、Ａ／Ｄ変換器３２でデジタル信号としてのＤＶｉｎに変換される。マイクロコンピュータ２０は、Ａ／Ｄ変換器３２からＤＶｉｎを取得する（ステップＳ４１）。
【００５８】
次に、マイクロコンピュータ２０は、メモリ２２から、ＤＶｉｎの範囲を識別するための識別情報を読み出すとともに、読み出した識別情報に基づいて、取得したＤＶｉｎがどの範囲に該当するかを判別する（ステップＳ４２）。マイクロコンピュータ２０は、判別された範囲に属するＤＶＲ、ＤＶｆをメモリ２２から取得する（ステップＳ４３）。
【００５９】
次に、マイクロコンピュータ２０は、取得したＤＶＲ、ＤＶｆ、ＤＶｉｎを式Ｂに適用することによって、デューティ比Ｄを算出する（ステップＳ４４）。
【００６０】
また、マイクロコンピュータ２０は、Ａ／Ｄ変換器４２からＬＥＤバックライト１２の温度Ｔを取得する（ステップＳ４５）。
【００６１】
次に、マイクロコンピュータ２０は、Ａ／Ｄ変換器４２から取得した温度Ｔがどの範囲に該当するかを判別し、判別された範囲に属する係数ＬＣＯＥＦをメモリ２２から取得する（ステップＳ４６）。
【００６２】
マイクロコンピュータ２０は、ステップＳ４４で算出したデューティ比Ｄを、ステップＳ４６で取得した係数ＬＣＯＥＦで割ることによって、ＬＥＤバックライト１２の温度に対応したデューティ比Ｄを算出する（ステップＳ４７）。すなわち、マイクロコンピュータ２０は、係数ＬＣＯＥＦを用いてデューティ比Ｄを補正する。
【００６３】
この補正過程は、デューティ比を、次式Ｃを用いて補正したことに等しい。
Ｄ＝ＤＢ×Ａ  ・・・（Ｃ）
ここで、ＤＢは補正対象のデューティ比、Ａは調整係数であり、調整係数Ａは、変形例４では１／ＬＣＯＥＦである。さらに、係数ＬＣＯＥＦは、次式Ｄで算出する。
ＬＣＯＥＦ＝Ｌ／ＬＳ  ・・・（Ｄ）
ここで、Ｌは、現在の温度ＴにおけるＬＥＤバックライト１２の輝度、ＬＳは、あらかじめメモリ２２に記憶された、基準温度ＴＳにおけるＬＥＤバックライト１２の輝度である。
したがって、調整係数Ａは、ＬＳ／Ｌとなる。
【００６４】
その後、ＰＷＭ信号生成部２１は、デューティ比を補正後のＤに設定し（ステップＳ４８）、スイッチング素子１４に対してデューティ比Ｄの制御信号を出力する。
【００６５】
図９は、第２実施形態の変形例５におけるデューティ比の設定の流れを示すフローチャートである。
変形例５においては、まず、図５に示す変形例２と同様に、ＤＶｉｎの範囲を識別して、メモリ２２から対応するデューティ比Ｄを取得し、その後、温度センサ４１で検出した温度に基づいて、デューティ比Ｄを補正するものである。ここで、メモリ２２には、変形例４と同様に、温度Ｔの範囲に応じてあらかじめ設定された係数ＬＣＯＥＦが記憶されている。
【００６６】
変形例５におけるデューティ比Ｄの設定について具体的に説明する。
ＬＥＤバックライト１２へ印加する駆動電圧Ｖｉｎは、電源電圧検出部３１によって検出され、Ａ／Ｄ変換器３２でデジタル信号としてのＤＶｉｎに変換される。マイクロコンピュータ２０は、Ａ／Ｄ変換器３２からＤＶｉｎを取得する（ステップＳ５１）。
【００６７】
次に、マイクロコンピュータ２０は、メモリ２２から、ＤＶｉｎの範囲を識別するための識別情報を読み出すとともに、読み出した識別情報に基づいて、取得したＤＶｉｎがどの範囲に該当するかを判別する（ステップＳ５２）。マイクロコンピュータ２０は、判別された範囲に属するデューティ比Ｄをメモリ２２から取得する（ステップＳ５３）。
【００６８】
また、マイクロコンピュータ２０は、Ａ／Ｄ変換器４２からＬＥＤバックライト１２の温度Ｔを取得する（ステップＳ５４）。
【００６９】
次に、マイクロコンピュータ２０は、Ａ／Ｄ変換器４２から取得した温度Ｔがどの範囲に該当するかを判別し、判別された範囲に属する係数ＬＣＯＥＦをメモリ２２から取得する（ステップＳ５５）。
【００７０】
マイクロコンピュータ２０は、ステップＳ５４で取得したデューティ比Ｄを、ステップＳ５５で取得した係数ＬＣＯＥＦで割ることによって、ＬＥＤバックライト１２の温度に対応したデューティ比Ｄを算出する（ステップＳ５６）。すなわち、マイクロコンピュータ２０は、係数ＬＣＯＥＦを用いてデューティ比Ｄを補正する。この補正過程は、変形例４と同様に、デューティ比を式Ｃを用いて補正したことに等しい。
【００７１】
その後、ＰＷＭ信号生成部２１は、デューティ比を補正後のＤに設定し（ステップＳ５７）、スイッチング素子１４に対してデューティ比Ｄの制御信号を出力する。
【００７２】
次に、第３実施形態について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、第３実施形態に係るバックライト装置の制御系の構成を示すブロック図、図１１は、第３実施形態におけるデューティ比の設定の流れを示すフローチャートである。
【００７３】
図１０に示すように、第３実施形態に係るバックライト装置は、第１実施形態の構成に加えて、ＬＥＤバックライト１２の輝度を測定する輝度計５１を備えるものである。輝度計５１による測定結果は、Ａ／Ｄ変換器４２でデジタル信号に変換されてマイクロコンピュータ２０へ出力され、メモリ２２に保存される。第３実施形態においては、第１実施形態と同様に、ＤＶＲ、ＤＶｆ、ＤＶｉｎを取得してデューティ比Ｄを算出した後に、ＬＥＤバックライト１２の輝度に基づいてデューティ比を補正するものである。
【００７４】
第３実施形態におけるデューティ比Ｄの設定について、図１１を参照しつつ、具体的に説明する。
ＬＥＤバックライト１２へ印加する駆動電圧Ｖｉｎは、電源電圧検出部３１によって検出され、Ａ／Ｄ変換器３２でデジタル信号としてのＤＶｉｎに変換される。マイクロコンピュータ２０は、メモリ２２からデジタル信号ＤＶＲ、ＤＶｆを、Ａ／Ｄ変換器３２からＤＶｉｎを、それぞれ取得する（ステップＳ６１）。
【００７５】
次に、マイクロコンピュータ２０は、ＤＶＲ、ＤＶｆ、ＤＶｉｎを式Ｂに適用することによって、デューティ比Ｄを算出する（ステップＳ６２）。算出したデューティ比Ｄはメモリ２２に保存される。
【００７６】
また、マイクロコンピュータ２０は、Ａ／Ｄ変換器４２からＬＥＤバックライト１２の輝度Ｌを取得するとともに、メモリ２２からＬＥＤバックライトの基準輝度ＬＳＴを読み出して取得する（ステップＳ６３）。
基準輝度ＬＳＴは、基準とするＬＥＤを基準温度下で点灯させたときの輝度であって、Ａ／Ｄ変換した信号が予めメモリ２２に保存されている。
【００７７】
次に、マイクロコンピュータ２０は、ステップＳ６２で算出したデューティ比ＤにＬＳＴ／Ｌを乗ずることによって、ＬＥＤバックライト１２を構成するＬＥＤの特性に対応したデューティ比Ｄを算出する（ステップＳ６４）。すなわち、マイクロコンピュータ２０は、上述の式Ｃの調整係数ＡにＬＳＴ／Ｌを適用してデューティ比Ｄを補正している。
【００７８】
その後、ＰＷＭ信号生成部２１は、デューティ比を補正後のＤに設定し（ステップＳ６５）、スイッチング素子１４に対してデューティ比Ｄの制御信号を出力する。
【００７９】
第３実施形態によれば、ＬＥＤバックライト１２を構成するＬＥＤの製造ロットの違い、特性の変化などによりＶｆがばらつきバックライトの輝度の違いが現れ得る場合でも、直ちにデューティ比を補正することができる。これにより、ＬＥＤの交換、劣化、異なる色のＬＥＤの使用、ＬＥＤ個数の増減その他の輝度変化要因が発生しても、容易にＬＥＤバックライト１２の輝度を一定に保つことができる。
【００８０】
次に、第４実施形態について、図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は、第４実施形態に係るバックライト装置の制御系の構成を示すブロック図、図１３は、第４実施形態におけるデューティ比の設定の流れを示すフローチャートである。
【００８１】
図１２に示すように、第４実施形態に係るバックライト装置は、第１実施形態の構成に加えて、ＬＥＤバックライト１２における電圧降下Ｖｆを検出するＶｆ検出部（ＬＥＤ電圧検出部）５４を備えるものである。Ｖｆ検出部５４による測定結果は、Ａ／Ｄ変換器５２でデジタル信号に変換されてマイクロコンピュータ２０へ出力され、メモリ２２に保存される。
第４実施形態においては、第１実施形態と同様に、ＤＶＲは、ユーザの希望の輝度に対応するＬＥＤバックライト１２の平均順電流Ｉｆａがユーザにより設定されれば、このＩｆａと既知の抵抗１３とに基づいて予め定数として求めて記憶させておくことが可能である。さらに、Ｖｆが変動しても、Ｖｆを直接検出可能なＶｆ検出部５４を備えるため、第２実施形態の温度センサ４１や第３実施形態の輝度計５１といった構成要素が不要となる。なお、図１２においては、Ｖｆ検出部５４は、Ａ／Ｄ変換器３２とは別のＡ／Ｄ変換器５２を介してマイクロコンピュータ２０に接続されるものを示したが、これに代えて、図７に示すようにスイッチ４３を介して、Ａ／Ｄ変換器３２に接続させてもよい。
【００８２】
第４実施形態におけるデューティ比Ｄの設定について、図１３を参照しつつ、具体的に説明する。
ＬＥＤバックライト１２へ印加する駆動電圧Ｖｉｎは、電源電圧検出部３１によって検出され、Ａ／Ｄ変換器３２でデジタル信号としてのＤＶｉｎに変換される。また、ＬＥＤバックライト１２における電圧降下Ｖｆは、Ｖｆ検出部５４によって検出され、Ａ／Ｄ変換器５２でデジタル信号としてのＤＶｆに変換される。マイクロコンピュータ２０は、メモリ２２からデジタル信号ＤＶＲを、Ａ／Ｄ変換器３２からＤＶｉｎを、Ａ／Ｄ変換器５４からＤＶｆを、それぞれ取得する（ステップＳ７１）。
【００８３】
次に、マイクロコンピュータ２０は、ＤＶＲ、ＤＶｆ、ＤＶｉｎを式Ｂに適用することによって、デューティ比Ｄを算出する（ステップＳ７２）。算出したデューティ比Ｄはメモリ２２に保存される。
【００８４】
その後、ＰＷＭ信号生成部２１は、前記の算出されたＤを、出力信号のデューティ比として設定し（ステップＳ７３）、スイッチング素子１４に対してデューティ比Ｄの制御信号を出力する。
【００８５】
第４実施形態によれば、ＬＥＤバックライト１２での電圧降下Ｖｆを直接検出し、ＤＶｆを取得可能であるため、構成するＬＥＤの製造ロットの違い、特性の変化などによりＶｆがばらつきバックライトの輝度の違いが現れ得る場合でも、ユーザが希望する輝度を実現可能なデューティ比をより正確に取得することができる。これにより、ＬＥＤの交換、劣化、異なる色のＬＥＤの使用、ＬＥＤ個数の増減その他の輝度変化要因が発生しても、容易かつ正確にＬＥＤバックライト１２の輝度を一定に保つことができる。
【００８６】
第１から第４実施形態の変形例６として、バックライト装置の使用者による輝度設定に応じてデューティ比を段階的に補正することができるとよい。
例えば、使用者は４段階の輝度設定ができるとする。最大輝度（輝度４）に設定された場合は、デューティ比を上述の式Ｂで計算されるＤとする。これに対して、最小輝度（１）に設定された場合は、式Ｂで計算されるＤの２５％をデューティ比とする。さらに、中間の輝度２、輝度３ではデューティ比を式Ｂで計算されるＤの５０％、７５％にそれぞれ設定する。このように構成することで使用者の好みに応じたバックライトの輝度を一定に保つことが可能となる。
【００８７】
この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態及び変形例は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上のように、本発明に係るバックライト装置及びバックライト駆動装置は、車載ディスプレイその他の表示装置のバックライトに有用である。
【符号の説明】
【００８９】
１１    電源
１２    ＬＥＤバックライト
１３    抵抗
１４    スイッチング素子
２０    マイクロコンピュータ
２１    ＰＷＭ信号生成部
２２    メモリ
３１    電源電圧検出部
３２    Ａ／Ｄ変換器
４１    温度センサ
４２    Ａ／Ｄ変換器
４３    スイッチ
５１    輝度計
５２    Ａ／Ｄ変換器
５４    Ｖｆ検出部（ＬＥＤ電圧検出部）
【図１】
2010244815.tif 000003
【図２】
2010244815.tif 000004
【図３】
2010244815.tif 000005
【図４】
2010244815.tif 000006
【図５】
2010244815.tif 000007
【図６】
2010244815.tif 000008
【図７】
2010244815.tif 000009
【図８】
2010244815.tif 000010
【図９】
2010244815.tif 000011
【図１０】
2010244815.tif 000012
【図１１】
2010244815.tif 000013
【図１２】
2010244815.tif 000014
【図１３】
2010244815.tif 000015
【図１４】
2010244815.tif 000016
【図１５】
2010244815.tif 000017
【図１６】
2010244815.tif 000018