(57)【要約】【課題】従来よりも無駄な消費電力を低減し、製造のばらつきによるＬＥＤの順方向電圧のばらつきに対応すること。【解決手段】本発明の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路では、スイッチング電源１に対してフィードバックループを実施することにより、複数のＬＥＤ２−１、２−２、２−３の点灯を切り替える際に、無駄な消費電力を低減することができる。また、本発明の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路では、製造のばらつきで順方向電圧Ｖｆが所望の電圧よりも変動するＬＥＤ２−ｉ（ｉは１≦ｉ≦３を満たす整数）が使用された場合、スイッチング電源１は、変動したときのＬＥＤ２−ｉの順方向電圧Ｖｆと、トランジスタ５−ｉのオン抵抗による電圧降下Ｖｏｎと、抵抗素子４−ｉの両端の電圧Ｖｒ（一定電圧）とを合わせた出力電圧Ｖｏｕｔを出力することにより、製造のばらつきによるＬＥＤ２−ｉの順方向電圧Ｖｆのばらつきに対応することができる。【選択図】図６
2011249352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧に基づいてパルス変調を実行し、その実行結果として出力電圧を出力するスイッチング電源と、
そのアノードに前記スイッチング電源の出力が接続され、発光色の異なる複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）と、
階調を表す画像データに基づいて前記複数のＬＥＤを順次択一的に選択するための色切替信号を出力する色切替信号発生回路と、
前記複数のＬＥＤのアノードと接地間にそれぞれ設けられた複数のトランジスタを備え、前記色切替信号に応じて前記複数のトランジスタのうちの選択トランジスタがオンして、前記複数のＬＥＤのうちの、前記選択トランジスタに接続された選択ＬＥＤを駆動する第１スイッチ部と、
前記複数のトランジスタと接地間にそれぞれ接続された複数の抵抗素子と、
前記複数の抵抗素子の両端の電圧をそれぞれ増幅して増幅電圧を出力する複数の増幅アンプと、
それぞれ前記複数の増幅アンプから出力される増幅電圧と、供給される基準電圧との誤差である誤差電圧を出力する複数の誤差アンプと、
前記複数のトランジスタにそれぞれ対応して設けられ、前記スイッチング電源の入力と前記複数の誤差アンプ間にそれぞれ設けられた複数のスイッチを備え、前記色切替信号に応じて、前記複数のスイッチのうちの、前記選択トランジスタに対応する選択スイッチがオンして、前記複数の誤差アンプのうちの、前記選択スイッチに接続された選択誤差アンプから出力された前記誤差電圧を前記入力電圧として前記スイッチング電源に出力する第２スイッチ部と
を具備する順次点灯式ＬＥＤ駆動回路。
【請求項２】
前記複数のＬＥＤのそれぞれに対応して設けられ、前記複数の誤差アンプの入力にそれぞれ接続された複数の設定回路を備え、前記色切替信号に応じて、前記複数の設定回路のうちの、前記選択ＬＥＤに対応する選択設定回路が、前記選択ＬＥＤに対する前記基準電圧を発生し、前記複数の誤差アンプのうちの、前記選択設定回路に接続された前記選択誤差アンプに出力する基準電圧発生回路
を更に具備する請求項１に記載の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路。
【請求項３】
前記複数のＬＥＤの各々は順方向電圧が異なる
請求項１又は２に記載の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路。
【請求項４】
前記スイッチング電源の出力と前記複数のＬＥＤのアノード間に接続されたコイルと、
前記スイッチング電源の出力、前記コイルと接地間に接続されたダイオードと、
前記コイル、前記複数のＬＥＤのアノードと接地間に接続された平滑コンデンサと
を更に具備する請求項１〜３のいずれかに記載の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路。
【請求項５】
前記スイッチング電源は、前記パルス変調としてＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を実行する
請求項１〜４のいずれかに記載の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路。
【請求項６】
前記複数のトランジスタは、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）又はＭＩＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である
請求項１〜５のいずれかに記載の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）の点灯を時分割で切り替える順次点灯式ＬＥＤ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイやプロジェクターの光源などにはＬＥＤが採用されている。図１に示されるように、例えば１／３０秒や１／６０秒などの1コマの間のように時分割で、ＬＥＤの点灯を切り替える方式が採用されている。図１に示されるように、ＬＥＤの点灯により表現される色は、赤、緑、青が例示される。以下、赤、緑、青については、それぞれ、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅや、Ｒ、Ｇ、Ｂと表記することがある。
【０００３】
図２は、一般的な順次点灯式ＬＥＤ駆動回路として、第１従来例の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路の構成を示している。
【０００４】
第１従来例の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路は、出力電圧Ｖｏｕｔを出力するスイッチング電源１０１と、複数のＬＥＤ１０２−１〜１０２−３と、色切替信号発生回路１０３と、複数の電流源１０４−１〜１０４−３と、スイッチ部１０５とを具備している。
【０００５】
複数のＬＥＤ１０２−１〜１０２−３の各々は、順方向電圧Ｖｆの違いにより、発光色が異なる。複数のＬＥＤ１０２−１〜１０２−３の発光色は、それぞれ、赤、緑、青であるものとする。以下、複数のＬＥＤ１０２−１〜１０２−３をそれぞれ赤色ＬＥＤ１０２−１、緑色ＬＥＤ１０２−２、青色ＬＥＤ１０２−３と称する。
【０００６】
複数の電流源１０４−１〜１０４−３は、赤色ＬＥＤ１０２−１、緑色ＬＥＤ１０２−２、青色ＬＥＤ１０２−３のカソードと接地間にそれぞれ接続されている。
【０００７】
スイッチ部１０５は、スイッチング電源１０１の出力と赤色ＬＥＤ１０２−１、緑色ＬＥＤ１０２−２、青色ＬＥＤ１０２−３のアノード間にそれぞれ設けられた複数のスイッチ１０５−１〜１０５−３を備えている。
【０００８】
いま、色切替信号発生回路１０３は、階調を表す画像データに基づいて赤色ＬＥＤ１０２−１、緑色ＬＥＤ１０２−２、青色ＬＥＤ１０２−３を順次択一的に選択するための色切替信号を出力する。
【０００９】
この場合、スイッチ部１０５では、色切替信号に応じて複数のスイッチ１０５−１〜１０５−３のうちの選択スイッチ１０５−ｉ（ｉは１≦ｉ≦３を満たす整数）がオンする。このとき、赤色ＬＥＤ１０２−１、緑色ＬＥＤ１０２−２、青色ＬＥＤ１０２−３のうちの、選択スイッチ１０５−ｉに接続された選択ＬＥＤ１０２−ｉは駆動する。
【００１０】
このように、第１従来例の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路では、赤色ＬＥＤ１０２−１、緑色ＬＥＤ１０２−２、青色ＬＥＤ１０２−３の点灯を切り替えることができる。
【００１１】
しかし、第１従来例の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路では、赤色ＬＥＤ１０２−１、緑色ＬＥＤ１０２−２、青色ＬＥＤ１０２−３の各々に対して、同一の電圧により駆動する方式となっている。
【００１２】
上述のように、赤色ＬＥＤ１０２−１、緑色ＬＥＤ１０２−２、青色ＬＥＤ１０２−３の各々の順方向電圧Ｖｆは各々異なる。この場合、赤色ＬＥＤ１０２−１の順方向電圧Ｖｆが最も低く、青色ＬＥＤ１０２−３の順方向電圧Ｖｆが最も高い。このため、赤色ＬＥＤ１０２−１の順方向電圧Ｖｆ（ここでは、Ｖｆ＿Ｒとする）と青色ＬＥＤ１０２−３の順方向電圧Ｖｆ（ここでは、Ｖｆ＿Ｂとする）との差をΔＶｆ（ΔＶｆ＝Ｖｆ＿Ｂ−Ｖｆ＿Ｒ）とし、駆動電流の値をＩとしたとき、図３に示されるように、赤色ＬＥＤ１０２−１が駆動される場合は、青色ＬＥＤ１０２−３が駆動される場合に比べて、ΔＶｆ×Ｉで表される電力がジュール熱として消費される。即ち、この電力は無駄な消費電力として消費される。
【００１３】
この無駄な消費電力を低減する順次点灯式ＬＥＤ駆動回路が、特開２００６−３０１０２７号公報に記載されている。
【００１４】
図４は、特開２００６−３０１０２７号公報に記載された順次点灯式ＬＥＤ駆動回路として、第２従来例の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路の構成を示している。
【００１５】
第２従来例の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路は、スイッチング電源２０１と、複数のＬＥＤ２０２−１〜２０２−３と、色切替信号発生回路２０３と、複数の電流源２０４−１〜２０４−３と、第１スイッチ部２０５と、点灯パルス発生回路２０６と、複数の抵抗素子２０７−１〜２０７−３と、複数のサーミスタ２０８−１〜２０８−３と、第２スイッチ部２０９とを具備している。
【００１６】
スイッチング電源２０１は、帰還電圧と基準電圧との偏差を表す偏差電圧を入力電圧とし、入力電圧に基づいてＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を実行し、その実行結果として出力電圧Ｖｏｕｔを出力する。
【００１７】
複数のＬＥＤ２０２−１〜２０２−３は、複数のＬＥＤ１０２−１〜１０２−３と同じＬＥＤである。以下、複数のＬＥＤ２０２−１〜２０２−３をそれぞれ赤色ＬＥＤ２０２−１、緑色ＬＥＤ２０２−２、青色ＬＥＤ２０２−３と称する。
【００１８】
複数の電流源２０４−１〜２０４−３は、赤色ＬＥＤ２０２−１、緑色ＬＥＤ２０２−２、青色ＬＥＤ２０２−３のカソードと接地間にそれぞれ接続されている。
【００１９】
第１スイッチ部２０５は、スイッチング電源２０１の出力と赤色ＬＥＤ２０２−１、緑色ＬＥＤ２０２−２、青色ＬＥＤ２０２−３のアノード間にそれぞれ設けられた複数の第１スイッチ２０５−１〜２０５−３を備えている。
【００２０】
複数の抵抗素子２０７−１〜２０７−３は、スイッチング電源２０１の出力と入力間に並列接続され、複数の第１スイッチ２０５−１〜２０５−３の数と同数のものが設けられている。複数のサーミスタ２０８−１〜２０８−３は、出力電圧Ｖｏｕｔを分圧して分圧電圧を生成するために、スイッチング電源２０１の入力と接地間に並列に設けられ、複数の抵抗素子２０７−１〜２０７−３にそれぞれ接続されている。
【００２１】
第２スイッチ部２０９は、複数の第１スイッチ２０５−１〜２０５−３にそれぞれ対応して設けられ、スイッチング電源２０１の入力と複数のサーミスタ２０８−１〜２０８−３間にそれぞれ設けられた複数の第２スイッチ２０９−１〜２０９−３を備えている。
【００２２】
いま、色切替信号発生回路２０３は、階調を表す画像データに基づいて赤色ＬＥＤ２０２−１、緑色ＬＥＤ２０２−２、青色ＬＥＤ２０２−３を順次択一的に選択するための色切替信号を出力する。また、点灯パルス発生回路２０６は、画像データに基づいて複数の電流源２０４−１〜２０４−３のうちの、第１選択スイッチ２０５−ｉに接続された電流源である選択電流源２０４−ｉを有効にする点灯パルスを発生する。
【００２３】
この場合、第１スイッチ部２０５では、色切替信号に応じて複数の第１スイッチ２０５−１〜２０５−３のうちの第１選択スイッチ２０５−ｉ（ｉは１≦ｉ≦３を満たす整数）がオンする。このとき、赤色ＬＥＤ２０２−１、緑色ＬＥＤ２０２−２、青色ＬＥＤ２０２−３のうちの、第１選択スイッチ２０５−ｉに接続された選択ＬＥＤ２０２−ｉは駆動する。
【００２４】
また、第２スイッチ部２０９では、色切替信号に応じて、複数の第２スイッチ２０９−１〜２０９−３のうちの、第１選択スイッチ２０５−ｉに対応する第２選択スイッチ２０９−ｉがオンする。このとき、第２選択スイッチ２０９−ｉに接続された抵抗素子２０７−ｉと、第２選択スイッチ２０９−ｉに接続されたサーミスタ２０８−ｉとの間の分圧電圧が、帰還電圧としてスイッチング電源２０１に出力される。
【００２５】
このように、第２従来例の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路では、スイッチング電源２０１に対してフィードバックループを実施し、赤色ＬＥＤ２０２−１、緑色ＬＥＤ２０２−２、青色ＬＥＤ２０２−３に対してスイッチング電源２０１の出力電圧Ｖｏｕｔを最適な電圧に調整するための構成要素（複数の抵抗素子２０７−１〜２０７−３、複数のサーミスタ２０８−１〜２０８−３、第２スイッチ部２０９）をフィードバックループ内に設けることにより、第１従来例に比べて、無駄な消費電力を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開２００６−３０１０２７号公報（図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
しかし、第２従来例の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路では、赤色ＬＥＤ２０２−１、緑色ＬＥＤ２０２−２、青色ＬＥＤ２０２−３の順方向電圧Ｖｆのばらつきに対応できない。
【００２８】
上述のように、赤色ＬＥＤ２０２−１、緑色ＬＥＤ２０２−２、青色ＬＥＤ２０２−３の順方向電圧Ｖｆは各々異なる。ところが、赤色ＬＥＤ２０２−１、緑色ＬＥＤ２０２−２、青色ＬＥＤ２０２−３が製造されたときに、赤色ＬＥＤ２０２−１、緑色ＬＥＤ２０２−２、青色ＬＥＤ２０２−３の順方向電圧Ｖｆが所望の電圧に対してばらつくことがある。一方、スイッチング電源２０１の出力電圧Ｖｏｕｔは、抵抗素子２０７−ｉとサーミスタ２０８−ｉにより最適化される。このため、赤色ＬＥＤ２０２−１、緑色ＬＥＤ２０２−２、青色ＬＥＤ２０２−３の特性とスイッチング電源２０１の出力電圧Ｖｏｕｔは無関係であり、製造のばらつきによる赤色ＬＥＤ２０２−１、緑色ＬＥＤ２０２−２、青色ＬＥＤ２０２−３の順方向電圧Ｖｆのばらつきに対応することができない。
【００２９】
例えば、赤色ＬＥＤ２０２−１、緑色ＬＥＤ２０２−２、青色ＬＥＤ２０２−３として、順方向電圧Ｖｆが所望の電圧よりも高めのＬＥＤが使用された場合、そのＬＥＤが点灯（発光）したときの輝度は所望の輝度よりも低くなる。一方、図５に示されるように、順方向電圧Ｖｆが所望の電圧よりも低めのＬＥＤが使用された場合、そのＬＥＤの順方向電圧Ｖｆとスイッチング電源２０１の出力電圧Ｖｏｕｔとの差をΔＶ（ΔＶ＝Ｖｏｕｔ−Ｖｆ）とし、駆動電流の値をＩとしたとき、ΔＶ×Ｉで表される電力がジュール熱として消費される。即ち、この電力は無駄な消費電力として消費される。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
以下に、発明を実施するための形態で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００３１】
本発明の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路は、スイッチング電源（１）と、複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）（２−１、２−２、２−３）と、色切替信号発生回路（３）と、第１スイッチ部（５）と、複数の抵抗素子（４−１、４−２、４−３）と、複数の増幅アンプ（６−１、６−２、６−３）と、複数の誤差アンプ（７−１、７−２、７−３）と、第２スイッチ部（９）とを具備している。スイッチング電源（１）は、入力電圧に基づいてパルス変調を実行し、その実行結果として出力電圧（Ｖｏｕｔ）を出力する。複数のＬＥＤ（２−１、２−２、２−３）は、そのアノードにスイッチング電源（１）の出力が接続され、発光色が異なる。色切替信号発生回路（３）は、階調を表す画像データに基づいて複数のＬＥＤ（２−１、２−２、２−３）を順次択一的に選択するための色切替信号を出力する。第１スイッチ部（５）は、複数のＬＥＤ（２−１、２−２、２−３）のアノードと接地間にそれぞれ設けられた複数のトランジスタ（５−１、５−２、５−３）を備え、色切替信号に応じて複数のトランジスタ（５−１、５−２、５−３）のうちの１つのトランジスタである選択トランジスタ（５−ｉ（ｉは１≦ｉ≦３を満たす整数））がオンして、複数のＬＥＤ（２−１、２−２、２−３）のうちの、選択トランジスタ（５−ｉ）に接続された１つのＬＥＤである選択ＬＥＤ（２−ｉ）を駆動する。複数の抵抗素子（４−１、４−２、４−３）は、複数のトランジスタ（５−１、５−２、５−３）と接地間にそれぞれ接続されている。複数の増幅アンプ（６−１、６−２、６−３）は、複数の抵抗素子（４−１、４−２、４−３）の両端の電圧をそれぞれ増幅して増幅電圧を出力する。複数の誤差アンプ（７−１、７−２、７−３）は、それぞれ複数の増幅アンプ（６−１、６−２、６−３）から出力される増幅電圧と、供給される基準電圧との誤差である誤差電圧を出力する。第２スイッチ部（９）は、複数のトランジスタ（５−１、５−２、５−３）にそれぞれ対応して設けられ、スイッチング電源（１）の入力と複数の誤差アンプ（７−１、７−２、７−３）間にそれぞれ設けられた複数のスイッチ（９−１、９−２、９−３）を備え、色切替信号に応じて、複数のスイッチ（９−１、９−２、９−３）のうちの、選択トランジスタ（５−ｉ）に対応する１つのスイッチである選択スイッチ（９−ｉ）がオンして、複数の誤差アンプ（７−１、７−２、７−３）のうちの、選択スイッチ（９−ｉ）に接続された１つの誤差アンプである選択誤差アンプ（７−ｉ）から出力された誤差電圧を入力電圧としてスイッチング電源（１）に出力する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路では、第１の効果として、スイッチング電源（１）に対してフィードバックループを実施し、複数のＬＥＤ（２−１、２−２、２−３）に対してスイッチング電源（１）の出力電圧（Ｖｏｕｔ）を最適な電圧に調整するための構成要素（複数の抵抗素子（４−１〜４−３）、複数の増幅アンプ（６−１〜６−３）、複数の誤差アンプ（７−１〜７−３）、基準電圧発生回路（８）、第２スイッチ部（９））をフィードバックループ内に設けることにより、複数のＬＥＤ（２−１、２−２、２−３）の点灯を切り替える際に、無駄な消費電力を低減することができる。これにより、第１従来例の問題点を解決する。
【００３３】
また、本発明の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路では、第２の効果として、複数のＬＥＤ（２−１、２−２、２−３）として、製造のばらつきで順方向電圧（Ｖｆ）が所望の電圧よりも変動する選択ＬＥＤ（２−ｉ）が使用された場合、スイッチング電源（１）は、変動したときの選択ＬＥＤ（２−ｉ）の順方向電圧（Ｖｆ）と、選択トランジスタ（５−ｉ）のオン抵抗による電圧降下（Ｖｏｎ）と、選択抵抗素子（４−ｉ）の両端の電圧（Ｖｒ）（一定電圧）とを合わせた出力電圧（Ｖｏｕｔ）を出力することにより、製造のばらつきによる選択ＬＥＤ（２−ｉ）の順方向電圧（Ｖｆ）のばらつきに対応することができる。これにより、第２従来例の問題点を解決する。
【００３４】
更に、本発明の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路では、第３の効果として、複数のＬＥＤ（２−１、２−２、２−３）として、温度特性により順方向電圧（Ｖｆ）が変動する選択ＬＥＤ（２−ｉ）が使用された場合、スイッチング電源（１）は、変動したときの選択ＬＥＤ（２−ｉ）の順方向電圧（Ｖｆ）と、選択トランジスタ（５−ｉ）のオン抵抗による電圧降下（Ｖｏｎ）と、選択抵抗素子（４−ｉ）の両端の電圧（Ｖｒ）（一定電圧）とを合わせた出力電圧（Ｖｏｕｔ）を出力することにより、第２従来例に対して別途サーミスタを用意する必要がない。即ち、サーミスタを用意しなくても温度変動への対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、ＬＥＤ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の点灯を時分割で切り替えるときの電圧を示すタイミングチャートである。
【図２】図２は、一般的な順次点灯式ＬＥＤ駆動回路として、第１従来例の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路の構成を示している。
【図３】図３は、第１従来例の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路において、ＬＥＤ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の点灯を時分割で切り替えるときの電圧を示すタイミングチャートである。
【図４】図４は、特開２００６−３０１０２７号公報に記載された順次点灯式ＬＥＤ駆動回路として、第２従来例の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路の構成を示している。
【図５】図５は、第２従来例の順次点灯式ＬＥＤ駆動回路において、ＬＥＤ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の点灯を時分割で切り替えるときの電圧を示すタイミングチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施形態による順次点灯式ＬＥＤ駆動回路の構成を示している。
【図７】図７は、本発明の実施形態による順次点灯式ＬＥＤ駆動回路の動作を示している。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の実施形態による順次点灯式ＬＥＤ駆動回路において、ＬＥＤ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の点灯を時分割で切り替えるときの電圧を示すタイミングチャートである。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の実施形態による順次点灯式ＬＥＤ駆動回路において、ＬＥＤ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の点灯を時分割で切り替えるときの電圧を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に添付図面を参照して、本発明の実施形態による順次点灯式ＬＥＤ駆動回路について詳細に説明する。
【００３７】
図６は、本発明の実施形態による順次点灯式ＬＥＤ駆動回路の構成を示している。
【００３８】
本発明の実施形態による順次点灯式ＬＥＤ駆動回路は、スイッチング電源１と、複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）２−１〜２−３と、色切替信号発生回路３と、複数の抵抗素子４−１〜４−３と、第１スイッチ部５と、複数の増幅アンプ６−１〜６−３と、複数の誤差アンプ７−１〜７−３と、基準電圧発生回路８と、第２スイッチ部９と、コイル１０と、ダイオード１１と、平滑コンデンサ１２とを具備している。
【００３９】
スイッチング電源１は、入力電圧に基づいてパルス変調を実行し、その実行結果として出力電圧Ｖｏｕｔを出力する。パルス変調としては、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）が例示される。
【００４０】
複数のＬＥＤ２−１〜２−３のアノードにはスイッチング電源１の出力が接続されている。複数のＬＥＤ２−１〜２−３の各々は、順方向電圧Ｖｆが異なることにより、発光色が異なる。複数のＬＥＤ２−１〜２−３の発光色は、それぞれ、赤、緑、青であるものとする。以下、複数のＬＥＤ２−１〜２−３をそれぞれ赤色ＬＥＤ２−１、緑色ＬＥＤ２−２、青色ＬＥＤ２−３と称する。
【００４１】
スイッチング電源１の出力と赤色ＬＥＤ２−１、緑色ＬＥＤ２−２、青色ＬＥＤ２−３のアノード間にはコイル１０が接続されている。スイッチング電源１の出力、コイル１０と接地間にはダイオード１１が接続されている。コイル１０、赤色ＬＥＤ２−１、緑色ＬＥＤ２−２、青色ＬＥＤ２−３のアノードと接地間には平滑コンデンサ１２が接続されている。
【００４２】
第１スイッチ部５は、赤色ＬＥＤ２−１、緑色ＬＥＤ２−２、青色ＬＥＤ２−３のアノードと接地間にそれぞれ設けられた複数のトランジスタ５−１〜５−３を備えている。複数のトランジスタ５−１〜５−３は、スイッチとして用いられ、オン抵抗による降下電圧Ｖｏｎを発生する。例えば、複数のトランジスタ５−１〜５−３としては、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＩＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が挙げられる。
【００４３】
複数の抵抗素子４−１〜４−３は、複数のトランジスタ５−１〜５−３と接地間にそれぞれ接続されている。複数の増幅アンプ６−１〜６−３は、複数の抵抗素子４−１〜４−３の両端の電圧をそれぞれ増幅して増幅電圧を出力する。複数の誤差アンプ７−１〜７−３は、それぞれ複数の増幅アンプ６−１〜６−３から出力される増幅電圧と、供給される基準電圧との誤差である誤差電圧を出力する。
【００４４】
基準電圧発生回路８は、赤色ＬＥＤ２−１、緑色ＬＥＤ２−２、青色ＬＥＤ２−３のそれぞれに対応して設けられ、複数の誤差アンプ７−１〜７−３の入力にそれぞれ接続された複数の設定回路８−１〜８−３を備えている。複数の設定回路８−１〜８−３には、それぞれ、赤色ＬＥＤ２−１、緑色ＬＥＤ２−２、青色ＬＥＤ２−３に対してスイッチング電源１の出力電圧Ｖｏｕｔを最適な電圧に調整するための基準電圧（定電流）が設定されている。
【００４５】
第２スイッチ部９は、複数のトランジスタ５−１〜５−３にそれぞれ対応して設けられ、スイッチング電源１の入力と複数の誤差アンプ７−１〜７−３間にそれぞれ設けられた複数のスイッチ９−１〜９−３を備えている。
【００４６】
いま、色切替信号発生回路３は、階調を表す画像データに基づいて赤色ＬＥＤ２−１、緑色ＬＥＤ２−２、青色ＬＥＤ２−３を順次択一的に選択するための色切替信号を出力する。
【００４７】
この場合、第１スイッチ部５は、色切替信号に応じて複数のトランジスタ５−１〜５−３のうちの選択トランジスタ５−ｉ（ｉは１≦ｉ≦３を満たす整数）がオンする。このとき、赤色ＬＥＤ２−１、緑色ＬＥＤ２−２、青色ＬＥＤ２−３のうちの、選択トランジスタ５−ｉに接続された選択ＬＥＤ２−ｉは駆動し、設定された色を発光する（点灯する）。
【００４８】
また、基準電圧発生回路８では、色切替信号に応じて、複数の設定回路８−１〜８−３のうちの、選択ＬＥＤ２−ｉに対応する選択設定回路８−ｉが、選択ＬＥＤ２−ｉに対する基準電圧を発生し、複数の誤差アンプ７−１〜７−３のうちの、選択設定回路８−ｉに接続された選択誤差アンプ７−ｉに出力する。
【００４９】
また、第２スイッチ部９では、色切替信号に応じて、複数のスイッチ９−１〜９−３のうちの、選択トランジスタ５−ｉに対応し、且つ、選択誤差アンプ７−ｉに接続された選択スイッチ９−ｉがオンする。このとき、選択誤差アンプ７−ｉから出力された誤差電圧が、入力電圧としてスイッチング電源１に出力される。
【００５０】
図７は、本発明の実施形態による順次点灯式ＬＥＤ駆動回路の動作を示している。
【００５１】
スイッチング電源１の出力電圧Ｖｏｕｔは、赤色ＬＥＤ２−１、緑色ＬＥＤ２−２、青色ＬＥＤ２−３のうちの選択ＬＥＤ２−ｉの順方向電圧Ｖｆと、複数のトランジスタ５−１〜５−３のうちの選択トランジスタ５−ｉがオンしたときの抵抗（オン抵抗）による電圧降下Ｖｏｎと、複数の抵抗素子４−１〜４−３のうちの、選択トランジスタ５−ｉに接続された選択抵抗素子４−ｉの両端の電圧Ｖｒとを合わせた電圧により表される。
【００５２】
本発明の実施形態による順次点灯式ＬＥＤ駆動回路では、スイッチング電源１に対してフィードバックループを実施している。フィードバックループ内には、赤色ＬＥＤ２−１、緑色ＬＥＤ２−２、青色ＬＥＤ２−３に対してスイッチング電源１の出力電圧Ｖｏｕｔを最適な電圧に調整するための構成要素（複数の抵抗素子４−１〜４−３、複数の増幅アンプ６−１〜６−３、複数の誤差アンプ７−１〜７−３、基準電圧発生回路８、第２スイッチ部９）が設けられている。
【００５３】
フィードバックループでは、電圧Ｖｒは、複数の増幅アンプ６−１〜６−３のうちの、選択抵抗素子４−ｉに接続された選択増幅アンプ６−ｉにより増幅されて増幅電圧として出力される。この増幅電圧は、複数の誤差アンプ７−１〜７−３のうちの、選択増幅アンプ６−ｉに接続された選択誤差アンプ７−ｉにより基準電圧と比較される。基準電圧は、複数の設定回路８−１〜８−３のうちの、選択ＬＥＤ２−ｉに対応する選択設定回路８−ｉにより任意の電流値が電圧として設定されている。これにより、電圧Ｖｒは、選択設定回路８−ｉで設定されたどのような電流値（基準電圧）に対しても一定になるように制御される。従って、スイッチング電源１の出力電圧Ｖｏｕｔは、選択ＬＥＤ２−ｉの順方向電圧Ｖｆと、選択トランジスタ５−ｉのオン抵抗による電圧降下Ｖｏｎと、選択抵抗素子４−ｉの両端の電圧Ｖｒ（一定電圧）とを合わせた電圧により表される。
【００５４】
このため、本発明の実施形態による順次点灯式ＬＥＤ駆動回路では、赤色ＬＥＤ２−１、緑色ＬＥＤ２−２、青色ＬＥＤ２−３として、製造のばらつきにより、順方向電圧Ｖｆが所望の電圧よりも高め（又は低め）の選択ＬＥＤ２−ｉが使用された場合、スイッチング電源１は、高め（又は低め）になった選択ＬＥＤ２−ｉの順方向電圧Ｖｆと、選択トランジスタ５−ｉのオン抵抗による電圧降下Ｖｏｎと、選択抵抗素子４−ｉの両端の電圧Ｖｒ（一定電圧）とを合わせた出力電圧Ｖｏｕｔを出力する。ここで、選択トランジスタ５−ｉのオン抵抗のばらつきに対しても同様である。
【００５５】
また、本発明の実施形態による順次点灯式ＬＥＤ駆動回路では、使用状況により選択ＬＥＤ２−ｉの温度が上がり（又は下がり）、選択ＬＥＤ２−ｉの順方向電圧Ｖｆが変動した場合も、スイッチング電源１は、温度により変動した選択ＬＥＤ２−ｉの順方向電圧Ｖｆと、選択トランジスタ５−ｉのオン抵抗による電圧降下Ｖｏｎと、選択抵抗素子４−ｉの両端の電圧Ｖｒ（一定電圧）とを合わせた出力電圧Ｖｏｕｔを出力する。ここで、選択トランジスタ５−ｉのオン抵抗のばらつきに対しても同様である。
【００５６】
以上の説明により、本発明の実施形態による順次点灯式ＬＥＤ駆動回路では、第１の効果として、スイッチング電源１に対してフィードバックループを実施し、赤色ＬＥＤ２−１、緑色ＬＥＤ２−２、青色ＬＥＤ２−３に対してスイッチング電源１の出力電圧Ｖｏｕｔを最適な電圧に調整するための構成要素（複数の抵抗素子４−１〜４−３、複数の増幅アンプ６−１〜６−３、複数の誤差アンプ７−１〜７−３、基準電圧発生回路８、第２スイッチ部９）をフィードバックループ内に設けることにより、赤色ＬＥＤ２−１、緑色ＬＥＤ２−２、青色ＬＥＤ２−３の点灯を切り替える際に、無駄な消費電力を低減することができる（図８Ａ参照）。これにより、第１従来例の問題点を解決する。
【００５７】
また、本発明の実施形態による順次点灯式ＬＥＤ駆動回路では、第２の効果として、赤色ＬＥＤ２−１、緑色ＬＥＤ２−２、青色ＬＥＤ２−３として、製造のばらつきで順方向電圧Ｖｆが所望の電圧よりも変動する選択ＬＥＤ２−ｉが使用された場合、スイッチング電源１は、変動したときの選択ＬＥＤ２−ｉの順方向電圧Ｖｆと、選択トランジスタ５−ｉのオン抵抗による電圧降下Ｖｏｎと、選択抵抗素子４−ｉの両端の電圧Ｖｒ（一定電圧）とを合わせた出力電圧Ｖｏｕｔを出力することにより、製造のばらつきによる選択ＬＥＤ２−ｉの順方向電圧Ｖｆのばらつきに対応することができる（図８Ｂ参照）。これにより、第２従来例の問題点を解決する。
【００５８】
更に、本発明の実施形態による順次点灯式ＬＥＤ駆動回路では、第３の効果として、赤色ＬＥＤ２−１、緑色ＬＥＤ２−２、青色ＬＥＤ２−３として、温度特性により順方向電圧Ｖｆが変動する選択ＬＥＤ２−ｉが使用された場合、スイッチング電源１は、変動したときの選択ＬＥＤ２−ｉの順方向電圧Ｖｆと、選択トランジスタ５−ｉのオン抵抗による電圧降下Ｖｏｎと、選択抵抗素子４−ｉの両端の電圧Ｖｒ（一定電圧）とを合わせた出力電圧Ｖｏｕｔを出力することにより、第２従来例に対して別途サーミスタを用意する必要がない（図８Ｂ参照）。即ち、サーミスタを用意しなくても温度変動への対応が可能となる。
【符号の説明】
【００５９】
１    スイッチング電源、
２−１〜２−３    ＬＥＤ、
３    色切替信号発生回路、
４−１〜４−３    抵抗素子、
５    第１スイッチ部、
５−１〜５−３    トランジスタ、
６−１〜６−３    増幅アンプ、
７−１〜７−３    誤差アンプ、
８    基準電圧発生回路、
８−１〜８−３    設定回路、
９    第２スイッチ部、
１０    コイル、
１１    ダイオード、
１２    平滑コンデンサ
１０１    スイッチング電源、
１０２−１〜１０２−３    ＬＥＤ、
１０３    色切替信号発生回路、
１０４−１〜１０４−３    電流源、
１０５    スイッチ部、
１０５−１〜１０５−３    スイッチ、
２０１    スイッチング電源、
２０２−１〜２０２−３    ＬＥＤ、
２０３    色切替信号発生回路、
２０４−１〜２０４−３    電流源、
２０５    第１スイッチ部、
２０５−１〜２０５−３    第１スイッチ、
２０６    点灯パルス発生回路、
２０７−１〜２０７−３    抵抗素子、
２０８−１〜２０８−３    サーミスタ、
２０９    第２スイッチ部、
２０９−１〜２０９−３    第２スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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