(57)【要約】【課題】複数のレーザダイオードを液晶バックライトユニットに使用した場合でも均斉度を図るとともに、レーザダイオードの発光効率を高める。【解決手段】直列に接続されたレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎに対し、周囲温度を検出する温度センサ１１およびレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎにそれぞれ対応の光量センサＯＳ１〜ＯＳｎを設けて、マイコン１２に温度および光量のデータを取り込む。取り込まれた温度データに基づいてレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎを駆動する定電流回路１３の定電流値を決定する。光量センサＯＳ１〜ＯＳｎから得られるレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎの光量を平均化するために、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎからの光量に基づきレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎの温度を制御することにより、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎから得られる光量特性の均斉度を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列または並列接続させた複数のレーザダイオードと、
温度センサと、
前記温度センサから得られる温度情報に基づき前記複数のレーザダイオードに印加させる定電流を設定する定電流回路と、
前記複数のレーザダイオードから発光される光量を検出する光量センサと、
前記光量センサにより検出された光量に基づき、前記複数のレーザダイオードの温度調整することにより光量を制御する光量制御手段と、を具備したことを特徴とするレーザダイオード駆動回路。
【請求項２】
前記光量センサは、前記光量制御手段の数よりも少なくしたことを特徴とする請求項１記載のレーザダイオード駆動回路。
【請求項３】
前記レーザダイオードの光量制御手段は、光量が少ないレーザダイオードの温度を下げて光量を増やすことを特徴とする請求項１記載のレーザダイオード駆動回路。
【請求項４】
前記複数のレーザダイオードは、それぞれのレーザダイオードの光出力のバラツキに基づき温度分布を制御することを特徴とする請求項１記載のレーザダイオード駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バックライトユニットの光源として用いたレーザダイオードを駆動させるレーザダイオード駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザダイオード駆動回路は、定電流電源に複数のレーザダイオードが直列接続され、各レーザダイオードにはバイパス電流センサ、比較器、それに電流制御手段からなる負帰還回路によるバイパス回路がそれぞれ設けられている。特性バラツキによりレーザダイオードの駆動電流が減少すると、バイパス回路のバイパス電流が増加するので、負帰還制御によって駆動電流を元の値に戻している。また、レーザダイオードそのものの特性バラツキを抑制するために、レーザダイオードの発光量が減少した場合、光量センサが発光量を検出して駆動電流を制御し、発光量を正常な値に戻すようにしている。（例えば、特許文献１）
また、レーザダイオードを駆動させる制御回路が周囲温度検出手段の出力に基づいて、その温度に合った最適な時定数を決定し、その時定数とレーザダイオードの温度検出素子の出力に基づいて温度制御用定電流回路の出力電流値を制御するようにしている。（例えば、特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５９９６５公報
【特許文献２】特開２００１−５３３７８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、レーザダイオードは素子により、図７に示すようにレーザダイオードの電気的特性にバラツキｄがあることが知られている。また、図８に示すように周囲温度によっても、電流−光出力特性が大幅に変化することが知られている。このため、複数のレーザダイオードの光出力を一定に制御するには、それぞれの光出力に応じてレーザダイオードへ供給する電流を調整する必要がある。
【０００５】
上記した特許文献１の技術は、全てのレーザダイオードに供給する定電流の一部をバイパスに流して、レーザダイオードの電流を増減させて光量を一定にする制御を行っていることから、光出力に用いられないバイパスで消費させるための余分な電流を供給する必要がある、という問題があった。
【０００６】
また、上記した特許文献２の技術は、レーザダイオードが直列あるいは並列に複数接続された場合には、レーザダイオードのバラツキには対応できないことから、光出力にバラツキが発生する、という問題があった。
【０００７】
この発明の目的は、複数のレーザダイオードを使用した場合の均斉度を図るとともに、レーザダイオードの発光効率を高めることのできるレーザダイオード駆動回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決するために、この発明のレーザダイオード駆動回路は、直列または並列接続させた複数のレーザダイオードと、温度センサと、前記温度センサから得られる温度情報に基づき前記複数のレーザダイオードに印加させる定電流を設定する定電流回路と、前記複数のレーザダイオードから発光される光量を検出する光量センサと、前記光量センサにより検出された光量に基づき、前記複数のレーザダイオードの温度調整することにより光量を制御する光量制御手段と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、複数のレーザダイオードを液晶バックライトユニットに使用した場合でも均斉度を図るとともに、レーザダイオードの発光効率を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明のレーザダイオード駆動回路に関する第１の実施形態について説明するための回路構成図である。
【図２】図１の動作について説明するためのフローチャートである。
【図３】この発明のレーザダイオード駆動回路に関する第２の実施形態について説明するための回路構成図である。
【図４】この発明のレーザダイオード駆動回路に関する第３の実施形態について説明するための回路構成図である。
【図５】この発明のレーザダイオード駆動回路がバックライトユニットに搭載された場合の一例について説明するための説明図である。
【図６】この発明のレーザダイオード駆動回路がバックライトユニットに搭載された場合の他の例について説明するための説明図である。
【図７】レーザダイオードの電気的特性のバラツキについて説明するための説明図である。
【図８】周囲温度により電流−光出力特性の大幅な変化について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、この発明のレーザダイオード駆動回路に関する一実施形態について説明するための回路構成図である。
【００１３】
図１において、１１は温度センサであり、この温度センサ１１で検出された温度情報を、マイコン１２に供給する。１３は、マイコン１２からの定電流値の情報に基づいた定電流を出力する定電流回路である。
【００１４】
１００は、ｎ個が直列に接続されたレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎ、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎに対向する位置に配置した光量センサＯＳ１〜ＯＳｎ、２種類の金属の接合部に電流を流すと片方の金属からもう片方へ熱が移動するペルチェ効果を利用した温度制御手段であるペルチェ素子ＰＬ１〜ＰＬｎから構成される光量制御手段である。光量制御手段１００は、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎからそれぞれ発光される光量を、個別に検出する光量を検出する機能および温度を制御する機能を備えている。
【００１５】
定電流回路１３から出力される定電流である駆動電流Ｉｄは、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎを駆動し、これらを発光させる。レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎの発光量を検出する光量センサＯＳ１〜ＯＳｎのそれぞれ出力情報は、Ｉ／Ｏポート１４を介して多重化されマイコン１２に供給する。Ｉ／Ｏポート１４は、光量センサＯＳ１〜ＯＳｎから入力されるアナログ値をデジタルデータに変換するとともに、多重信号化する機能を有し、この多重デジタル信号を、マイコン１２に供給することで、マイコン１２に直接接続されるライン数を減らしている。
【００１６】
ペルチェ素子ＰＬ１〜ＰＬｎは、マイコン１２から出力される多重化された駆動電圧データをＩ／Ｏポート１５を介してそれぞれに入力し、ここでマイコン１２からのペルチェ素子ＰＬ１〜ＰＬｎのそれぞれに対応の駆動電圧に変換するとともに分離してペルチェ素子ＰＬ１〜ＰＬｎにそれぞれ供給し、ペルチェ効果による冷却を行う。Ｉ／Ｏポート１５は、マイコン１２からの多重デジタル信号をアナログ信号に変換するとともに、分離させて対応のペルチェ素子ＰＬ１〜ＰＬｎにそれぞれ供給することで、マイコン１２に直接接続されるライン数を減らしている。
【００１７】
次に、図１の動作について図２のフローチャートとともに説明する。  
まず、マイコン１２は、温度センサ１１で検出された温度情報を供給し、この検出温度をデジタルデータとして生成する（Ｓ１）。マイコン１２では、予めマイコン１２に内蔵されたＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶された温度データに対し、どれたけ差があるかを演算し（Ｓ２）、演算結果を制御電圧値として定電流回路１３に供給し、制御電圧値に対応の定電流を生成し、直列接続されたレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎの駆動電流Ｉｄとする（Ｓ３）。
【００１８】
駆動電流Ｉｄに基づき点灯されたレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎの発光量を光量センサＯＳ１〜ＯＳｎで検出し（Ｓ４）、マイコン１２に内蔵されたＲＯＭに予め記憶された光量データとの差をそれぞれ演算する（Ｓ５）。
【００１９】
光量センサＯＳ１〜ＯＳｎで検出された光量データと記憶された光量データ値よりも上か下かをそれぞれ判断する（Ｓ６）。ステップＳ６において、記憶された光量データと検出された該当するレーザダイオードの光量データを比較し、該当するレーザダイオードの光量データが上であれば、マイコン１２は出力から該当するペルチェ素子の温度を上げるのに必要な電圧値を演算し、該当のペルチェ素子に供給し、レーザダイオードの温度を上げて光量を低下させる（Ｓ７）。
【００２０】
ステップＳ６において、記憶された光量データよりも該当するレーザダイオードの光量データが下であれば、マイコン１２は出力から該当するペルチェ素子の温度を下げるのに必要な電圧値を演算し、該当のペルチェ素子に供給し、レーザダイオードの温度を下げて光量を上昇させる（Ｓ８）。
【００２１】
このような制御を、光量センサＯＳ１〜ＯＳｎとレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎとの間でそれぞれ行うことで、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎから得られる分光特性の均斉度を向上させることができる。
【００２２】
なお、光量の合わせ方としては種々考えられるが、光量の低い方から高い方に合わせた場合、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎ全体で高い輝度を得ることができる。
【００２３】
この実施形態では、温度センサからの温度情報で定電流回路の出力される定電流を決定して直列接続の複数のレーザダイオードに供給し、レーザダイオードから周囲の温度に対応した光量を得るとともに、各レーザダイオードの光量を検出し、各レーザダイオードの光量を均一化させる制御を行うことで、複数のレーザダイオードから得られる照度の均斉度の向上を図ることができる。
【００２４】
図３は、この発明のレーザダイオード駆動回路に関する第２の実施形態について説明するための回路構成図である。この実施形態は、光量制御手段１００と同一の構成の光量制御手段２００，３００を、光量制御手段１００に並列接続したものである。図１と同一の機能の部分には同一の符号を付し、ここでの説明は省略する。
【００２５】
この場合は、光量制御手段１００〜３００の各レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎに対して共通の温度センサ１１により検出された温度情報で駆動電流を設定できる。また、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎを備えた複数の光量制御手段１００〜３００により照射面積を拡大することができる。
【００２６】
図４は、この発明のレーザダイオード駆動回路に関する第３の実施形態について説明するための回路構成図である。上記した実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、ここでの説明は省略する。
【００２７】
この実施形態は、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎを並列に接続したものである。この場合、複数のレーザダイオードが並列接続されていることから、レーザダイオードに印加する電圧が小さい値で構わない。
【００２８】
図５は、この発明のレーザダイオード駆動回路が液晶パネルのバックライトユニットに搭載された場合の一例について説明するための説明図である。
【００２９】
５１は、液晶パネルのバックライトユニットである。バックライトユニット５１の一方の辺には、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎが配置され、対向する他方に辺には、レーザダイオードと同じ数の光量センサＯＳ１〜ＯＳｎが配置される。
【００３０】
これにより、光量センサＯＳ１〜ＯＳｎは、対向する位置にあるレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎの光量を検出することができる。検出された光量に基づきレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎから出力される光量を平均化させることができ、均斉度の向上を図ることができる。
【００３１】
図６は、この発明のレーザダイオード駆動回路がバックライトユニットに搭載された場合の他の例について説明するための説明図である。
【００３２】
この例は、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎに基づく配光を考え、光量センサの数をレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎの数よりも少なくしたものである。この場合は、光量センサからの検出結果を、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎの中でグルーピングし、各グループ間の光量を平均化させることにより、全体の均斉度の向上を図ることができる。この場合、光量センサの数を少なくした分だけシステムを廉価にすることが可能となる。
【００３３】
この発明は上記した形態に限定されるものではない。例えば、レーザダイオードを冷却させる温度制御手段の一例としてペルチェ素子を挙げたが、強制的に冷却をさせるものであればなんでも構わない。強制的に冷却を他の温度制御手段としてはファンが考えられる。また、発光量制御部とマイコンとの入出力にＩ／Ｏポートを用いたが、直接マイコンに接続されるライン数を気にしなければ、直接接続しても構わない。
【符号の説明】
【００３４】
１００  光量制御手段
１１  温度センサ
１２  マイコン
１３  定電流回路
１４，１５  Ｉ／Ｏポート
ＬＤ１〜ＬＤｎ  レーザダイオード
ＯＳ１〜ＯＳｎ  光量センサ
ＰＬ１〜ＰＬｎ  ペルチェ素子
５１  バックライトユニット
【図１】
2011228597.tif 000003
【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８】
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