(57)【要約】【課題】消費電力を抑制可能にしつつ、小さなデューティ比まで良好にＬＥＤの点灯期間を制御できるＬＥＤ駆動制御の技術を提供する。【解決手段】ＬＥＤ制御装置は、ＬＥＤ列の出力をＰＷＭ制御する駆動回路と、ＰＷＭ制御を行う信号に連動して昇圧動作し、１以上のＬＥＤ列に電圧を供給する電源回路と、電源回路からＬＥＤ列に供給される電圧が基準電圧に対応する電圧となるように制御する制御信号を電源回路に出力する誤差増幅器と、ＰＷＭ制御を行う信号のデューティに基づいて誤差増幅器の基準電圧の電圧値を可変にする可変手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】図４
2019009092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ列の出力をＰＷＭ制御する駆動回路と、
前記ＰＷＭ制御を行う信号に連動して昇圧動作し、前記１以上のＬＥＤ列に電圧を供給する電源回路と、
前記電源回路から前記ＬＥＤ列に供給される電圧が基準電圧に対応する電圧となるように制御する制御信号を前記電源回路に出力する誤差増幅器と、
前記ＰＷＭ制御を行う信号のデューティに基づいて前記誤差増幅器の基準電圧の電圧値を可変にする可変手段と、
を備えることを特徴とするＬＥＤ制御装置。
【請求項２】
前記可変手段は、前記ＰＷＭ制御を行う信号のオンデューティ値を検知すると共に、前記検知されたオンデューティ値が減少するに従って、前記誤差増幅器の基準電圧の電圧値を増加させる。請求項１に記載のＬＥＤ制御装置。
【請求項３】
前記可変手段は、前記ＰＷＭ制御を行う信号のオンデューティ値を検知すると共に、前記検知されたオンデューティ値が所定値以上のときには前記基準電圧の電圧値を第１電圧値に可変し、所定値未満のときには前記基準電圧の電圧値を前記第１電圧値より高い第２電圧値に可変する、請求項１に記載のＬＥＤ制御装置。
【請求項４】
前記可変手段は、前記ＰＷＭ制御を行う信号のオン期間に基づいて前記誤差増幅器の基準電圧の電圧値を可変にする、請求項１に記載のＬＥＤ制御装置。
【請求項５】
前記可変手段は、前記ＰＷＭ制御を行う信号のオン期間の長さを検知すると共に、前記検知されたオン期間の長さが短くなるに従って、前記誤差増幅器の基準電圧の電圧値を増加させる。請求項４に記載のＬＥＤ制御装置。
【請求項６】
前記可変手段は、前記ＰＷＭ制御を行う信号のオン期間の長さを検知すると共に、前記検知されたオン期間の長さが所定値以上のときには前記基準電圧の電圧値を第１電圧値に可変し、所定値未満のときには前記基準電圧の電圧値を前記第１電圧値より高い第２電圧値に可変する、請求項４に記載のＬＥＤ制御装置。
【請求項７】
１以上のＬＥＤ列から構成される光源と、前記光源を制御するＬＥＤ制御装置とを含むＬＥＤ制御システムにおいて、
前記ＬＥＤ制御装置は、
ＬＥＤ列の出力をＰＷＭ制御する駆動回路と、
前記ＰＷＭ制御を行う信号に連動して昇圧動作し、前記１以上のＬＥＤ列に電圧を供給する電源回路と、
前記電源回路から前記ＬＥＤ列に供給される電圧が基準電圧に対応する電圧となるように制御する制御信号を前記電源回路に出力する誤差増幅器と、
前記ＰＷＭ制御を行う信号のデューティに基づいて前記誤差増幅器の基準電圧の電圧値を可変にする可変手段と、
を備えることを特徴とするＬＥＤ制御システム。
【請求項８】
ＬＥＤ列の出力をＰＷＭ制御する駆動回路と、前記ＰＷＭ制御を行う信号に連動して昇圧動作し、前記１以上のＬＥＤ列に電圧を供給する電源回路と、を備えるＬＥＤ制御装置が、
前記電源回路から前記ＬＥＤ列に供給される電圧が基準電圧に対応する電圧となるように制御する制御信号を前記電源回路に出力すると共に、
前記ＰＷＭ制御を行う信号のデューティに基づいて前記基準電圧の電圧値を可変にする
、ことを特徴とするＬＥＤ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ制御装置、ＬＥＤ制御システムおよびＬＥＤ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１以上のＬＥＤ（Light Emitting Diode）から構成されたＬＥＤ列をバックライトとして用いるディスプレイが知られている。上記ディスプレイを有する機器では、ＬＥＤ列を駆動するためのＬＥＤ制御装置を介して、バックライトを構成するＬＥＤ列の点灯や消灯、調光が行われる。
【０００３】
ＬＥＤ制御装置は、例えば、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）等のトランジスタ
で構成されたスイッチング素子を備え、ＬＥＤ列の下流側の電圧が基準電圧になるように、スイッチング素子のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行う（昇圧ＰＷＭ制御）。昇圧ＰＷＭ制御により、ＬＥＤ列の下流側の電圧が基準電圧になるように、スイッチング素子のスイッチング動作に伴うオン期間およびオフ期間の比率（デューティ比）が決定される。ＬＥＤ制御装置は、スイッチング素子のスイッチング動作によって時分割された電力を、平滑回路を介してＬＥＤ列の上流側に供給する。
【０００４】
また、ＬＥＤ制御装置は、例えば、ＬＥＤ列の下流側にＬＥＤ駆動回路を備え、外部から入力される調光用のＰＷＭ信号のオン期間およびオフ期間の比率に基づいてＬＥＤ列に流れるＬＥＤ電流を制御（以下、「調光ＰＷＭ制御」とも称す）することで、ＬＥＤ点灯時の輝度を調節する。そして、調光ＰＷＭによるＬＥＤ電流のオン期間には、上記スイッチング素子のスイッチング動作を行わせ、ＬＥＤ電流のオフ期間にはスイッチング動作を停止させる。
【０００５】
なお、ＬＥＤ制御装置は出力過電圧検知回路を有し、ＬＥＤ列の上流側に印加される電圧値が所定の閾値を超えて上昇しないように監視する。ＬＥＤ列の上流側に印加される電圧値が、所定の閾値を超える場合には、昇圧ＰＷＭ制御によるスイッチング素子のスイッチング動作の停止等が行われる。ＬＥＤ制御装置は、ＬＥＤ列の上流側に印加される電圧値が所定の閾値を超えて上昇しないように監視することで、例えば、ＬＥＤ列のオープン故障等に伴う過電圧印加時の回路保護を行う。
【０００６】
なお、本明細書で説明する技術に関連する技術が記載されている先行技術文献としては、以下の特許文献が存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−２１６６６３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２５１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ＬＥＤ列下流側の電圧値が基準電圧になるように昇圧ＰＷＭ制御されるＬＥＤ制御装置においては、昇圧ＰＷＭ制御に伴うスイッチング動作時のＬＥＤ制御装置の消費電力の抑制のために、基準電圧の設定値はできるだけ低く設定するのが効果的である。
【０００９】
しかしながら、基準電圧の設定値を低く設定していると、調光ＰＷＭ制御におけるデューティ比が小さい（オン期間に比してオフ期間が相対的に長い）ときに、調光用のＰＷＭ
信号のデューティ比に対する実際のＬＥＤの点灯期間の追従性が悪化する場合があった。
【００１０】
具体的には、スイッチング素子の出力側には平滑回路を構成するコンデンサが設けられているが、このコンデンサに蓄電された電荷は、調光ＰＷＭ制御によるＬＥＤ電流のオフ期間には、スイッチング素子のスイッチング動作が停止するために、コンデンサの自己放電や、出力電圧検知回路の漏れ電流によって、徐々に失われていく。そして、次にＬＥＤ電流がオンになり、スイッチング素子のスイッチング動作が開始されたときには、ＬＥＤの点灯に必要な電圧にコンデンサが蓄電されるまでに（つまり実際にＬＥＤが点灯するまでに）時間を要する。調光ＰＷＭ制御におけるデューティ比が大きい（オン期間に比してオフ期間が相対的に短い）場合には、放電の影響は僅かであり、この時間は無視できる。
【００１１】
しかしながら、デューティ比が小さいときには、放電の影響が顕著に表れ、調光用のＰＷＭ信号のデューティ比に対する実際のＬＥＤの点灯期間のデューティ比が乖離（調光用のＰＷＭ信号のデューティ比に対する実際のＬＥＤの点灯期間のデューティ比の方が小さくなってしまう）することがあり、さらに、調光用のＰＷＭ信号のデューティ比がある程度以下に小さくなるとＬＥＤが点灯しなくなってしまう（つまり調光ＰＷＭ制御が出来なくなってしまう）ことがあった。
【００１２】
本発明の目的は、消費電力を抑制可能にしつつ、小さなデューティ比まで良好にＬＥＤの点灯期間を制御できるＬＥＤ駆動制御の技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
開示の技術の一側面は、ＬＥＤ制御装置によって例示される。すなわち、ＬＥＤ制御装置は、ＬＥＤ列の出力をＰＷＭ制御する駆動回路と、ＰＷＭ制御を行う信号に連動して昇圧動作し、１以上のＬＥＤ列に電圧を供給する電源回路と、電源回路からＬＥＤ列に供給される電圧が基準電圧に対応する電圧となるように制御する制御信号を電源回路に出力する誤差増幅器と、ＰＷＭ制御を行う信号のデューティに基づいて誤差増幅器の基準電圧の電圧値を可変にする可変手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
開示の技術の一側面によれば、消費電力を抑制可能にしつつ、小さなデューティ比まで良好にＬＥＤの点灯期間を制御できるＬＥＤ駆動制御の技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】比較例のＬＥＤ制御システムのブロック構成の一例を示す図である。
【図２】ＬＥＤ駆動回路の消費電力を説明する図である。
【図３】基準電圧ＶＲＥＦを低い電圧値に設定した場合の動作を説明する図である。
【図４】実施形態のＬＥＤ制御装置の機能を説明する図である。
【図５】実施例２のＬＥＤ制御システムのブロック構成の一例を示す図である。
【図６】実施例２の基準電圧ＶＲＥＦの電圧値の変化を説明する図である。
【図７】実施例３のＬＥＤ制御システムのブロック構成の一例を示す図である。
【図８】実施例３の基準電圧ＶＲＥＦの電圧値の変化を説明する図である。
【図９】実施例４のＬＥＤ制御システムのブロック構成の一例を示す図である。
【図１０】実施例４の基準電圧ＶＲＥＦの電圧値の変化を説明する図である。
【図１１】実施例４のバリエーションを示す図である。
【図１２】実施例５のＬＥＤ制御システムのブロック構成の一例を示す図である。
【図１３】実施例５のバリエーションを示す図である。
【図１４】実施例５のバリエーションにおける基準電圧ＶＲＥＦの電圧値の変化を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、一実施形態に係るＬＥＤ制御装置について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本ＬＥＤ制御装置は実施形態の構成には限定されない。
【００１７】
＜実施の形態＞
〔１．比較例〕
先ず、図１を参照し、比較例としてのＬＥＤ制御装置を説明する。
図１は、比較例としてのＬＥＤ制御装置１０１を備えるＬＥＤ制御システム１００のブロック構成の一例を示す図である。ＬＥＤ制御システム１００は、例えば、ディスプレイのバックライトにＬＥＤ（ＬＥＤ列）を用いる機器の一部を構成する。このようなディスプレイを備える機器として、例えば、ナビゲーション機能、オーディオ機能、画像再生機能、通信機能といった各種機能を搭乗員に提供するオーディオ・ビジュアル・ナビゲーション一体機（ＡＶＮ機）が例示される。但し、ＬＥＤ制御システム１００を構成の一部に含む機器は、ナビゲーション装置、オーディオ装置等の車載装置や、上述のディスプレイを有するＰＣ（Personal Computer）、スマートフォンといった情報処理装置であっても
よい。
【００１８】
図１に示すＬＥＤ制御システム１００は、ＬＥＤ制御装置１０１と、バックライト１０２を構成に含む。ＬＥＤ制御装置１０１は、昇圧回路Ｕ１０１と、ＰＷＭ信号入力回路Ｕ１０２と、出力過電圧検知Ｕ１０３と、エラーアンプＵ１０４と、ＬＥＤ駆動回路Ｕ１０５を含む。バックライト１０２は、１以上のＬＥＤから構成されるＬＥＤ列を多系統（以下、単一系統のＬＥＤ列を「ｃｈ（チャンネル）」とも称す）に含む。図１に示すバックライト１０２は、２系統のＬＥＤ列から構成される一例である。
【００１９】
ＬＥＤ制御装置１０１は、ＬＥＤ制御システム１００を含む機器に搭載された電源に接続される端子ＶＩＮと、バックライト１０２の上流側に接続される端子Ｖｏｕｔと、バックライト１０２の下流側に接続される端子ＶＬ１、ＶＬ２を有する。ＬＥＤ制御装置１０１の端子ＶＬ１とバックライト１０２を構成する一方の系統のＬＥＤ列の下流側とは接続し、ＬＥＤ制御装置１０１の端子ＶＬ２とバックライト１０２を構成する他方の系統のＬＥＤ列の下流側とは接続する。
【００２０】
ＬＥＤ制御装置１０１は、端子ＶＩＮから供給された供給電力を、外部から供給されたＰＷＭ信号のオン・オフ期間に基づいて時分割し、バックライト１０２を構成する各系統のＬＥＤ列を駆動するための所定電圧を生成する。所定電圧の生成は、昇圧回路Ｕ１０１、ＰＷＭ信号入力回路Ｕ１０２、エラーアンプＵ１０４を介して行われる。なお、ＬＥＤ制御装置１０１の昇圧回路Ｕ１０１は、昇降圧回路であってもよい。
【００２１】
ＰＷＭ信号入力回路Ｕ１０２は、外部から供給されたＰＷＭ信号（調光ＰＷＭ信号）を昇圧回路Ｕ１０１と、ＬＥＤ駆動回路Ｕ１０５に出力する回路である。エラーアンプＵ１０４は、非反転入力端子と、２つの反転入力端子を備える誤差アンプである。エラーアンプＵ１０４の非反転入力端子には基準電圧ＶＲＥＦが接続されると共に、一方の反転入力端子には端子ＶＬ１が接続され、他方の反転入力端子には端子ＶＬ２が接続される。エラーアンプＵ１０４は、２つの反転入力端子に入力された電圧値の内、相対的に低い電圧値と基準電圧ＶＲＥＦとの差電圧（誤差）を増幅し、該増幅された差電圧を誤差信号として出力端子に出力する。エラーアンプＵ１０４の誤差信号は、出力端子と接続する昇圧回路Ｕ１０１に入力される。
【００２２】
ＬＥＤ制御装置１０１の昇圧回路Ｕ１０１は、発振回路Ｕ１０１ａ、昇圧制御回路Ｕ１０１ｂ、ＦＥＴゲートドライバＵ１０１ｃ、スイッチング素子ＳＷ１０１を有する。スイッチング素子ＳＷ１０１は、例えば、ＭＯＳ  ＦＥＴ（Field effect transistor）であ
る。スイッチング素子ＳＷ１０１のゲートは、ＦＥＴゲートドライバＵ１０１ｃと接続する。また、昇圧回路Ｕ１０１は、コンデンサＣ１０１、インダクタ素子Ｌ１０１、ダイオード素子Ｚ１０１、コンデンサＣｏｕｔを有する。コンデンサＣ１０１は、入力電圧の平滑化コンデンサとして機能し、コンデンサＣ１０１の一端は端子ＶＩＮに接続され、他端はＬＥＤ制御システム１００を含む機器のＧＮＤに接地される。
【００２３】
インダクタ素子Ｌ１０１、ダイオード素子Ｚ１０１、コンデンサＣｏｕｔは、昇圧回路Ｕ１０１で時分割された電力の平滑回路として機能する。コンデンサＣ１０１の一端と接続するインダクタ素子Ｌ１０１の他端は、ソースがＧＮＤに接地されたスイッチング素子ＳＷ１０１のドレインと、ダイオード素子Ｚ１０１のアノードとに接続する。ダイオード素子Ｚ１０１のカソードは、一端がＧＮＤに接地されたコンデンサＣｏｕｔの他端に接続する。コンデンサＣｏｕｔの他端は、端子Ｖｏｕｔに接続される。スイッチング素子ＳＷ１０１のスイッチング動作によって時分割された電力は、インダクタ素子Ｌ１０１、ダイオード素子Ｚ１０１を介してコンデンサＣｏｕｔに充電される。
【００２４】
昇圧回路Ｕ１０１の発振回路Ｕ１０１ａは、昇圧ＰＷＭ制御時の変調基準になる三角波信号やランプ波信号を生成する回路である。発振回路Ｕ１０１ａで生成された基準波形信号は昇圧制御回路Ｕ１０１ｂに入力される。昇圧制御回路Ｕ１０１ｂは、発振回路Ｕ１０１ａで生成された基準波形信号と、エラーアンプＵ１０４から出力された誤差信号とに基づいて、スイッチング素子ＳＷ１０１のスイッチング動作を制御するゲート制御信号を生成する。昇圧制御回路Ｕ１０１ｂでは、端子ＶＬ１、ＶＬ２の電圧（各系統のＬＥＤの下流側の電圧）が基準電圧ＶＲＥＦになるように、スイッチング素子ＳＷ１０１のスイッチング動作を制御するゲート制御信号が生成される。昇圧制御回路Ｕ１０１ｂで生成されたゲート制御信号は、ＦＥＴゲートドライバＵ１０１ｃに入力される。
【００２５】
ＦＥＴゲートドライバＵ１０１ｃでは、昇圧制御回路Ｕ１０１ｂで生成されたゲート制御信号と、ＰＷＭ信号入力回路Ｕ１０２から出力された調光ＰＷＭ信号とに基づいて、スイッチング素子ＳＷ１０１のスイッチング動作期間が制御される。例えば、ＦＥＴゲートドライバＵ１０１ｃは、調光ＰＷＭ信号のオン期間時に生成されたゲート制御信号をスイッチング素子ＳＷ１０１のゲートに出力すると共に、調光ＰＷＭ信号のオフ期間時には、スイッチング素子ＳＷ１０１のゲートに対するゲート制御信号の出力を停止する。昇圧回路Ｕ１０１では、端子Ｖｏｕｔを介し、調光ＰＷＭ信号のオン・オフ期間のデューティ比に応じて、昇圧ＰＷＭ制御時に時分割された電力が所定電圧として、バックライト１０２を構成する各系統のＬＥＤの上流側に供給される。
【００２６】
また、ＬＥＤ制御装置１０１は、外部から供給された調光ＰＷＭ信号のデューティ比に基づいて、バックライト１０２を構成する各系統のＬＥＤ光を調光するための制御を行う。ＬＥＤ光の調光は、各系統のＬＥＤ列の下流側に接続された端子（ＶＬ１、ＶＬ２）と、定電流源ＩＬＥＤの間の接続状態を導通・開放し、各系統のＬＥＤに流れるＬＥＤ電流を制御することで行われる。ＬＥＤ電流を制御することで、各系統のＬＥＤ列の輝度が調節される。バックライト１０２を構成する各系統のＬＥＤ光の調光は、ＰＷＭ信号入力回路Ｕ１０２、ＬＥＤ駆動回路Ｕ１０５を介して行われる。
【００２７】
ＬＥＤ駆動回路Ｕ１０５は、バックライト１０２を構成する各系統のＬＥＤの下流側に接続された端子（ＶＬ１、ＶＬ２）と、定電流源ＩＬＥＤとの間の接続状態を導通・開放するためのスイッチング回路を有する。スイッチ回路は、系統毎に設けられる。そして、ＬＥＤ駆動回路Ｕ１０５は、ＰＷＭ信号入力回路Ｕ１０２から出力された調光ＰＷＭ信号のデューティ比に基づいて、系統毎のスイッチ回路を導通・開放する。
【００２８】
例えば、ＬＥＤ駆動回路Ｕ１０５は、調光ＰＷＭ信号のオン期間時に、オフ状態（例え
ば、論理値Ｌ）からオン状態（例えば、論理値Ｈ）の立ち上がりに同期して、系統毎のスイッチ回路を導通させる。スイッチ回路においては、調光ＰＷＭ信号のオン状態が継続する期間（オン期間）は、導通状態が維持される。導通状態では、バックライト１０２を構成する各系統のＬＥＤ列には、端子（ＶＬ１、ＶＬ２）から定電流源ＩＬＥＤによるＬＥＤ電流が流れ込む。
【００２９】
一方、ＬＥＤ駆動回路Ｕ１０５は、調光ＰＷＭ信号のオフ期間時に、オン状態（論理値Ｈ）からオフ状態（論理値Ｌ）の立ち下がりに同期して、系統毎のスイッチ回路を開放すると共に、調光ＰＷＭ信号のオフ状態が継続する期間は、開放状態を維持する。解放状態では、端子（ＶＬ１、ＶＬ２）と定電流源ＩＬＥＤとの間は開放されるため、各系統のＬＥＤ列のＬＥＤ電流が停止する。
【００３０】
また、ＬＥＤ制御装置１０１は、昇圧回路Ｕ１０１の動作時において、バックライト１０２を構成する各系統のＬＥＤ列に供給される所定電圧が、閾値電圧を超えて上昇しないように監視する機能を有する。所定電圧の監視は、出力過電圧検知Ｕ１０３を介して行われる。
【００３１】
出力過電圧検知Ｕ１０３は、端子Ｖｏｕｔに接続し、バックライト１０２を構成する各系統のＬＥＤ列に供給される所定電圧と、予めＬＥＤ制御装置１０１内部で設定された所定の閾値電圧とを比較する。比較結果は、ＦＥＴゲートドライバＵ１０１ｃに出力される。ＦＥＴゲートドライバＵ１０１ｃは、例えば、端子Ｖｏｕｔに供給される所定電圧が、閾値電圧を超えたときには、ゲート制御信号の出力を停止することでスイッチング素子ＳＷ１０１のスイッチング動作を停止させる。ＬＥＤ制御装置１０１では、スイッチング動作の停止により、端子Ｖｏｕｔに供給される所定電圧の、閾値電圧を超えて上昇することが抑制される。ＬＥＤ制御装置１０１では、バックライト１０２を構成する各系統のＬＥＤ列への過電圧供給が抑制される。
【００３２】
図２は、比較例のＬＥＤ制御装置１０１におけるＬＥＤ駆動回路Ｕ１０５の消費電力を説明する図である。図２において、「調光ＰＷＭ」は調光ＰＷＭ信号の時間変化、「昇圧ＦＥＴ」はスイッチング素子ＳＷ１０１のスイッチング動作期間、「Ｖｏｕｔ」は端子Ｖｏｕｔに供給される電圧の時間変化を表す。同様にして、「ＶＬｘ」は、エラーアンプＵ１０４の２つの反転入力端子に接続される端子ＶＬ１、ＶＬ２の内、相対的に低い電圧側の時間変化を表し、「ＶＲＥＦ」はエラーアンプＵ１０４の非反転入力端子に接続される基準電圧ＶＲＥＦの電圧レベルを表す。「ＩＬＥＤ」は、ＬＥＤ駆動回路Ｕ１０５を介して端子（ＶＬ１、ＶＬ２）と定電流源ＩＬＥＤとの間に流れるＬＥＤ電流の時間変化を表す。なお、図２の縦軸は、上記信号レベルの大きさを表し、横軸は時間経過を表す。
【００３３】
図２の「調光ＰＷＭ」と「昇圧ＦＥＴ」に示すように、調光ＰＷＭ信号のオン期間とスイッチング素子ＳＷ１０１のスイッチング動作期間とは同期し、調光ＰＷＭ信号のオフ期間とスイッチング素子ＳＷ１０１のスイッチング動作の停止期間とは同期する。また、「Ｖｏｕｔ」に示すように、端子Ｖｏｕｔに供給される電圧は、調光ＰＷＭ信号のオン期間では一定の電圧状態で推移すると共に、調光ＰＷＭ信号のオフ期間では一定の傾斜で減少変化する。調光ＰＷＭ信号のオン期間の終了と共に、コンデンサＣｏｕｔに蓄電された電力が自己放電や出力過電圧検知Ｕ１０３に流れる電流等により徐々に放電されるためである。
【００３４】
図２の「調光ＰＷＭ」と「ＩＬＥＤ」に示すように、ＬＥＤ駆動回路Ｕ１０５を介して端子（ＶＬ１、ＶＬ２）と定電流源ＩＬＥＤとの間に流れるＬＥＤ電流は、調光ＰＷＭ信号のオン期間に同期する。また、ＬＥＤ駆動回路Ｕ１０５を介して端子（ＶＬ１、ＶＬ２）と定電流源ＩＬＥＤとの間に流れるＬＥＤ電流は、調光ＰＷＭ信号のオフ期間に同期し
て停止する。
【００３５】
また、「ＶＬｘ」に示すように、端子ＶＬ１あるいはＶＬ２の電圧は、調光ＰＷＭ信号のオン期間に同期して基準電圧ＶＲＥＦになり、調光ＰＷＭ信号のオフ期間に同期してコンデンサＣｏｕｔの充電電圧であるＶｏｕｔに近い電圧値に変化する。調光ＰＷＭ信号のオフ期間にはＬＥＤ電流はゼロになるため、ＬＥＤ列による電圧降下もゼロになり、コンデンサの充電電圧であるＶｏｕｔがほぼそのまま端子ＶＬ１、ＶＬ２に現れるためである。その後、端子ＶＬ１あるいはＶＬ２の電圧は、コンデンサＣｏｕｔの放電に伴って一定の傾斜で減少変化する。「Ｖｏｕｔ」と「ＶＬｘ」に示すように、調光ＰＷＭ信号のオフ期間における電圧降下の傾斜は同様である。
【００３６】
図２の「ＩＬＥＤ」に示すように、調光ＰＷＭ信号のオン期間に同期して流れるＬＥＤ電流の時間積分値と基準電圧ＶＲＥＦの積算値が、調光ＰＷＭ周期当たりにＬＥＤ駆動回路Ｕ１０５で消費される消費電力になる。このため、相対的に高い電圧値が基準電圧ＶＲＥＦとして設定された場合には、消費電力が基準電圧ＶＲＥＦに応じて増加することになる。消費電力を抑制するため、ＬＥＤ駆動回路Ｕ１０５では、相対的に低い電圧値が基準電圧ＶＲＥＦとして設定される。
【００３７】
但し、基準電圧ＶＲＥＦを低い電圧値に設定して消費電力を抑制する際には、コンデンサＣｏｕｔの自己放電や出力過電圧検知Ｕ１０３等を介した放電による電圧降下が影響する場合がある。次に、上記放電による電圧降下が影響する場合について説明する。
【００３８】
図３は、基準電圧ＶＲＥＦを低い電圧値に設定した場合のＬＥＤ制御装置１０１の動作を説明する図である。図３に示す「調光ＰＷＭ」、「昇圧ＦＥＴ」、「Ｖｏｕｔ」、「ＶＬｘ」、「ＶＲＥＦ」、「ＩＬＥＤ」の各種信号、および、縦軸と横軸は図２と同様である。
【００３９】
基準電圧ＶＲＥＦを低い電圧値に設定した場合では、図３の「調光ＰＷＭ」に示すように、調光ＰＷＭ信号のデューティ比が小さい（オン期間に比してオフ期間が相対的に長い）ときに、出力過電圧検知Ｕ１０３による放電がＬＥＤ制御装置１０１の動作に影響を及ぼす場合がある。
【００４０】
図３の「調光ＰＷＭ」と「昇圧ＦＥＴ」に示すように、基準電圧ＶＲＥＦを低い電圧値に設定した場合においても、調光ＰＷＭ信号のオン期間とスイッチング素子ＳＷ１０１のスイッチング動作期間とは同期し、調光ＰＷＭ信号のオフ期間とスイッチング素子ＳＷ１０１のスイッチング動作の停止期間とは同期する。昇圧回路Ｕ１０１では、端子ＶＬ１、ＶＬ２の電圧（各系統のＬＥＤの下流側の電圧）が相対的に低い電圧値に設定された基準電圧ＶＲＥＦになるように端子Ｖｏｕｔに出力する供給電圧が生成される。
【００４１】
調光ＰＷＭ信号のデューティ比が小さいときには、図３の「Ｖｏｕｔ」に示すように、調光ＰＷＭ信号のオン期間の終了と共に開始される放電の持続期間が相対的に長くなるため、放電による電圧降下幅が相対的に大きくなる。
【００４２】
図３の「調光ＰＷＭ」、「ＩＬＥＤ」に示すように、ＬＥＤ駆動回路Ｕ１０５は、調光ＰＷＭ信号のオン期間において、オフ状態からオン状態への立ち下がりに同期して、端子（ＶＬ１、ＶＬ２）と定電流源ＩＬＥＤとの間を導通する。しかしながら、基準電圧ＶＲＥＦが相対的に低く設定された場合には、調光ＰＷＭ信号のオン期間の終了と共に開始される放電の電圧降下幅が相対的に大きくなる。このため、図３の「ＶＬｘ」に示すように、調光ＰＷＭ信号のオン期間開始時には、放電等の電圧降下の影響を受け、端子（ＶＬ１、ＶＬ２）の電圧は基準電圧ＶＲＥＦを下回り、ＧＮＤレベルまで低下することになる。
【００４３】
端子（ＶＬ１、ＶＬ２）の電圧がＧＮＤレベルまで低下した状態では、ＬＥＤ駆動回路Ｕ１０５は、バックライト１０２を構成する各系統のＬＥＤ列の点灯に必要なＬＥＤ電流（ＩＬＥＤ）を流すことができない。ＬＥＤ制御装置１０１においては、調光ＰＷＭ信号のオン期間開始時からＬＥＤ列の点灯に必要なＬＥＤ電流（ＩＬＥＤ）が得られる電圧値（例えば、基準電圧ＶＲＥＦ）まで、スイッチング素子ＳＷ１０１のスイッチング動作期間が必要になる。つまり、図３の「調光ＰＷＭ」、「ＶＬｘ」、「ＩＬＥＤ」に示すように、調光ＰＷＭ信号のオン期間開始時から「ＶＬｘ」が基準電圧ＶＲＥＦに到達するまでの期間が点灯遅れ期間になる。
【００４４】
調光ＰＷＭ信号のデューティ比が小さいときには、上述のように放電等の影響が顕著に表れ、調光用のＰＷＭ信号のデューティ比に対する実際のＬＥＤの点灯期間のデューティ比が乖離（調光用のＰＷＭ信号のデューティ比に対する実際のＬＥＤの点灯期間のデューティ比の方が小さくなってしまう）する虞がある。また、調光用のＰＷＭ信号のデューティ比がある程度以下に小さくなるとＬＥＤ列が点灯しなくなってしまう（つまり調光ＰＷＭ制御が出来なくなってしまう）虞があった。
【００４５】
図３に示すように、調光ＰＷＭ信号のオン期間終了時に、端子（ＶＬ１、ＶＬ２）の電圧が基準電圧ＶＲＥＦになる場合では、放電等の電圧降下の影響を受け、バックライト１０２を点灯させるまでの調光ＰＷＭ信号の最小オン時間が長大化する場合があった。
【００４６】
〔２．実施例１〕（本実施形態の機能）
次に、図４を参照し、実施例１（以下、「本実施形態」とも称す）に係るＬＥＤ制御装置の機能を説明する。図４は、本実施形態に係るＬＥＤ制御装置の機能を説明する図である。図４に示す、「調光ＰＷＭ」、「昇圧ＦＥＴ」、「Ｖｏｕｔ」、「ＶＬｘ」、「ＶＲＥＦ」、「ＩＬＥＤ」の各種信号、および、縦軸と横軸は図３と同様である。
【００４７】
図３を用いて説明したように、基準電圧ＶＲＥＦを低い電圧値に設定して消費電力を抑制する際には、調光ＰＷＭ信号のデューティ比が小さい（オン期間に比してオフ期間が相対的に長い）ときに、出力過電圧検知Ｕ１０３による放電がＬＥＤ制御装置１０１の動作に影響することになる。
【００４８】
本実施形態においては、調光ＰＷＭ信号のデューティ比が小さいとき（相対的にオン期間が短いとき）に、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を相対的に高く設定するようにＬＥＤ制御装置を機能させる。ＬＥＤ制御装置は、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を相対的に高く設定することで、調光ＰＷＭ信号のオン期間時に生成される所定電圧（端子Ｖｏｕｔに供給される供給電圧）を高めることができる。端子Ｖｏｕｔの電圧値が高い状態においては、調光ＰＷＭ信号のオフ期間時の放電に伴う電圧降下幅を含む端子（ＶＬ１、ＶＬ２）の電圧値を、ＬＥＤの点灯に必要なＬＥＤ電流（ＩＬＥＤ）が得られる電圧値に維持することが可能になる。
【００４９】
図４の「ＩＬＥＤ」、「ＶＬｘ」に示すように、調光ＰＷＭ信号のオン期間の、オフ状態からオン状態への立ち下がりに同期して、端子（ＶＬ１、ＶＬ２）と定電流源ＩＬＥＤとの間が導通された場合であっても、端子（ＶＬ１、ＶＬ２）の電圧がＧＮＤレベルまで低下することはない。本実施形態に係るＬＥＤ制御装置は、調光ＰＷＭ信号のオン期間の、オフ状態からオン状態への立ち下がりに同期して、ＬＥＤ列の点灯に必要なＬＥＤ電流（ＩＬＥＤ）を確保することができる。本実施形態に係るＬＥＤ制御装置においては、調光ＰＷＭ信号のオン期間開始時からの点灯遅れ期間が改善され、最小オン時間の長大化が抑制可能になる。
【００５０】
なお、図２を用いて説明したように、ＬＥＤ駆動制御時の消費電力は、ＬＥＤ電流（ＩＬＥＤ）の電流期間に比例する。つまり、ＬＥＤ駆動制御時の消費電力は、調光ＰＷＭ信号のオン期間に比例する。このため、調光ＰＷＭ信号のデューティ比が大きいとき（相対的にオン期間が長いとき）には、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を相対的に低く設定することで、ＬＥＤ駆動制御時の消費電力が抑制できる。
【００５１】
本実施形態に係るＬＥＤ制御装置によれば、消費電力を抑制可能にしつつ、小さなデューティ比まで良好にＬＥＤの点灯期間を制御できるＬＥＤ駆動制御の技術が提供される。以下、ＬＥＤ制御装置の具体的な実施形態例を説明する。
【００５２】
〔３．実施例２〕
図５は、実施例２（以下、「本実施形態」とも称す）に係るＬＥＤ制御装置１０を備えるＬＥＤ制御システム１のブロック構成の一例を示す図である。図５に示すＬＥＤ制御装置１０は、実施例１で説明したＬＥＤ制御装置の具体的な実施形態の一例である。なお、ＬＥＤ制御システム１は、比較例で説明したＬＥＤ制御システム１００と同様に、ディスプレイのバックライトにＬＥＤ（ＬＥＤ列）を用いる機器の一部を構成する。
【００５３】
図５に示すＬＥＤ制御システム１は、ＬＥＤ制御装置１０と、バックライト２を構成に含む。ＬＥＤ制御装置１０は、昇圧回路Ｕ１１と、ＰＷＭ信号入力回路Ｕ１２と、出力過電圧検知Ｕ１３と、エラーアンプＵ１４と、ＬＥＤ駆動回路Ｕ１５を含む。昇圧回路Ｕ１１は、発振回路Ｕ１１ａ、昇圧制御回路Ｕ１１ｂ、ＦＥＴゲートドライバＵ１１ｃ、スイッチング素子ＳＷ１を有する。また、昇圧回路Ｕ１１は、コンデンサＣ１、インダクタ素子Ｌ１、ダイオード素子Ｚ１、コンデンサＣｏｕｔを有する。バックライト２は、１以上のＬＥＤから構成されるＬＥＤ列を多系統に含む。バックライト２は、２系統のＬＥＤ列から構成される一例である。バックライト２は、図１に示すＬＥＤ制御システム１００のバックライト１０２に相当する。
【００５４】
また、図５のＬＥＤ制御装置１０の昇圧回路Ｕ１１は、図１のＬＥＤ制御装置１０１の昇圧回路Ｕ１０１に相当する。昇圧回路Ｕ１１の発振回路Ｕ１１ａ、昇圧制御回路Ｕ１１ｂ、ＦＥＴゲートドライバＵ１１ｃ、スイッチング素子ＳＷ１は、それぞれ、昇圧回路Ｕ１０１の発振回路Ｕ１０１ａ、昇圧制御回路Ｕ１０１ｂ、ＦＥＴゲートドライバＵ１０１ｃ、スイッチング素子ＳＷ１０１に相当する。また、コンデンサＣ１、インダクタ素子Ｌ１、ダイオード素子Ｚ１、コンデンサＣｏｕｔは、それぞれ、昇圧回路Ｕ１０１のコンデンサＣ１０１、インダクタ素子Ｌ１０１、ダイオード素子Ｚ１０１、コンデンサＣｏｕｔに相当する。
【００５５】
同様にして、ＬＥＤ制御装置１０のＰＷＭ信号入力回路Ｕ１２、出力過電圧検知Ｕ１３、エラーアンプＵ１４、ＬＥＤ駆動回路Ｕ１５は、それぞれ、ＬＥＤ制御装置１０１のＰＷＭ信号入力回路Ｕ１０２、出力過電圧検知Ｕ１０３、エラーアンプＵ１０４、ＬＥＤ駆動回路Ｕ１０５に相当する。
【００５６】
但し、図５に示すＬＥＤ制御装置１０は、Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ａと、エラーアンプＵ１４の非反転入力端子に接続される電圧値の可変可能な基準電圧ＶＲＥＦを有する点で、図１のＬＥＤ制御装置１０１と相違する。本実施形態に係るＬＥＤ制御装置１０は、Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ａと電圧値の可変可能な基準電圧ＶＲＥＦとを介して、調光ＰＷＭ信号のオン期間のデューティ比が小さくなるに従って、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値が高くなるように変化させる。以下、図１と相違する構成を主として本実施形態のＬＥＤ制御装置１０を説明する。
【００５７】
Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ａは、ＰＷＭ信号入力回路Ｕ１２を介して入力された調光Ｐ
ＷＭ信号の、オン期間のデューティ比（以下、「オンデューティ」とも称す）を検知する。Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ａは、例えば、調光ＰＷＭ信号のオフ状態（論理値Ｌ）からオン状態（論理値Ｈ）への状態変化（立ち上がり）を検出することで、調光ＰＷＭ信号の周期間隔を特定する。また、Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ａは、例えば、調光ＰＷＭ信号のオフ状態からオン状態への状態変化の検出直後の、オン状態からオフ状態への状態変化（立ち下り）を検出することで、調光ＰＷＭ信号のオン期間を特定する。Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ａは、特定した調光ＰＷＭ信号の周期間隔とオン期間に基づいて、オンデューティを検知する。
【００５８】
Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ａは、検知されたオンデューティに基づいて、基準電圧ＶＲＥＦの可変可能な電圧値を連続的もしくは段階的に変化させる。以下、図６（１）から図６（３）を参照し、オンデューティに基づく基準電圧ＶＲＥＦの変化を説明する。
【００５９】
図６（１）から図６（３）は、オンデューティに基づく基準電圧ＶＲＥＦの電圧値の変化を説明する図である。図６（１）、図６（２）は、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値をオンデューティに応じて連続的に変化させる形態の説明図である。図６（３）は、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値をオンデューティに応じて段階的に変化させる形態の説明図である。
【００６０】
図６（１）から図６（３）の説明図において、縦軸は基準電圧ＶＲＥＦの電圧値の相対的な大きさを表し、横軸はオンデューティの比率を表す。なお、図６（１）から図６（３）に示す「ＶＲＨ」、「ＶＲＭ」、「ＶＲＬ」は、変化する基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を表す。「ＶＲＨ」は「ＶＲＭ」より高い電圧値であり、「ＶＲＭ」は「ＶＲＬ」より高い電圧値である。
【００６１】
図６（１）に示す形態では、Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ａは、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を、オンデューティの比率が０パーセントのときに「ＶＲＨ」、オンデューティの比率が５０パーセントのときに「ＶＲＭ」、オンデューティの比率が１００パーセントのときに「ＶＲＬ」となるように、一定傾斜で連続的に変化させる。
【００６２】
ここで、「ＶＲＨ」、「ＶＲＭ」、「ＶＲＬ」は、実験的に求めることができる。ＬＥＤ制御装置１０の製造者等は、例えば、調光ＰＷＭ信号のオンデューティを変化させながら、ＬＥＤの点灯に必要なＬＥＤ電流（ＩＬＥＤ）が確保できる端子（ＶＬ１、ＶＬ２）電圧値を計測する。製造者等は、上記計測結果に基づいて、ＬＥＤ制御装置１０を構成する各種デバイスの性能、コスト、回路規模や、ＬＥＤ制御装置１０が搭載される機器の性能等に応じて「ＶＲＨ」、「ＶＲＭ」、「ＶＲＬ」を決定すればよい。
【００６３】
図６（２）の形態では、Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ａは、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を、オンデューティの比率が０パーセントから予め定められた所定比率まで、「ＶＲＨ」で推移させる。そして、Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ａは、オンデューティの比率が予め定められた所定比率から１００パーセントに到達するまでの間では、オンデューティの比率が１００パーセントのときに「ＶＲＬ」になるように、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を「ＶＲＨ」から一定傾斜で連続的に変化させる。
【００６４】
図６（３）の形態は、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を３段階に変化させる形態である。Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ａは、例えば、オンデューティの比率が０パーセントから予め定められた第１の比率まで、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を「ＶＲＨ」で推移させる。また、Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ａは、オンデューティの比率が予め定められた第１の比率から第２の比率まで、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を「ＶＲＭ」で推移させる。オンデューティの比率が予め定められた第２の比率以降では、Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ａは、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を「ＶＲＬ」で推移させる。Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ａは、予め定め
られた第１の比率、第２の比率を境界として基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を３段階に変化させる。
【００６５】
〔４．実施例３〕
図７は、実施例３（以下、「本実施形態」とも称す）に係るＬＥＤ制御装置１０を備えるＬＥＤ制御システム１のブロック構成の一例を示す図である。ＬＥＤ制御システム１は、比較例で説明したＬＥＤ制御システム１００と同様に、ディスプレイのバックライトにＬＥＤ（ＬＥＤ列）を用いる機器の一部を構成する。図７のＬＥＤ制御装置１０は、実施例１で説明したＬＥＤ制御装置の、実施例２とは異なる具体的な実施形態の一例である。
【００６６】
図７に示すＬＥＤ制御システム１においては、ＬＥＤ制御装置１０は、Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ｂと、２種の電圧値（ＶＲＬ、ＶＲＨ）間で切替え可能な基準電圧ＶＲＥＦを有する点で、図５のＬＥＤ制御装置１０と相違する。図７に示すＬＥＤ制御装置１０は、Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ｂと、２種の電圧値（ＶＲＬ、ＶＲＨ）間で切替え可能な基準電圧ＶＲＥＦを介して、調光ＰＷＭ信号のオン期間のデューティ比に応じて、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値の切替えを行う。電圧値の切替えは、切替スイッチＳＷ２を介して行われる。ＬＥＤ制御装置１０は、オンデューティが規定値以上の場合には、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を相対的に低い電圧値（ＶＲＬ）に設定し、規定値未満の場合には相対的に高い電圧値（ＶＲＨ）に設定する。
【００６７】
なお、図７に示す形態では、２種の電圧値（ＶＲＬ、ＶＲＨ）を例示するが、オンデューティの判定閾値を複数に設け（例えば、２種）、判定結果に応じて複数種の電圧間（例えば、「ＶＲＨ」、「ＶＲＭ」、「ＶＲＬ」）で基準電圧ＶＲＥＦを切替えるとしてもよい。以下、図５と相違する構成を主として本実施形態のＬＥＤ制御装置１０を説明する。
【００６８】
Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ｂは、抵抗Ｒ１と、コンデンサＣ２と、コンパレータＵ１６ｂａを含む。抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２は、調光ＰＷＭ信号のオンデューティを検出するための積分回路を構成する。コンパレータＵ１６ｂａは、積分回路で検出されたオンデューティが規定値以上であるか否かの判定を行う。
【００６９】
積分回路を構成する抵抗Ｒ１の一端はＰＷＭ信号入力回路Ｕ１２と接続し、他端はコンパレータＵ１６ｂａの非反転入力端子と接続する。コンデンサＣ２の一端はＧＮＤに接地されると共に、他端はコンパレータＵ１６ｂａの非反転入力端子に接続される。
【００７０】
コンパレータＵ１６ｂａの非反転入力端子には、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２から構成される積分回路で検出された、調光ＰＷＭ信号のオン期間の割合（オンデューティ）に応じた電圧値が入力される。コンパレータＵ１６ｂａは、非反転端子に入力された電圧値と、反転端子に入力された電圧値Ｖｃとの比較を行い、比較結果を出力端子に出力する。なお、コンパレータＵ１６ｂａの反転端子に入力される電圧値Ｖｃは、調光ＰＷＭ信号のオンデューティが規定値以上であるか否かを判定するための閾値電圧である。
【００７１】
コンパレータＵ１６ｂａは、例えば、非反転入力端子に入力された調光ＰＷＭ信号のオン期間の積分電圧値が、反転端子に入力された電圧値Ｖｃよりも高い場合には、論理値Ｈのステータス信号を出力端子に出力する。一方、コンパレータＵ１６ｂａは、非反転入力端子に入力された調光ＰＷＭ信号のオン期間の積分電圧値が、反転端子に入力された電圧値Ｖｃよりも低い場合には、論理値Ｌのステータス信号を出力端子に出力する。
【００７２】
切替スイッチＳＷ２は、コンパレータ１６ｂａから出力されるステータス信号の論理値（Ｈ、Ｌ）に応じて、電圧値の切替えを行う。例えば、ステータス信号が論理値Ｈの場合では、２種の電圧値（ＶＲＬ、ＶＲＨ）の内、相対的に低い電圧値ＶＲＬが設定される。
また、ステータス信号が論理値Ｌの場合では、２種の電圧値（ＶＲＬ、ＶＲＨ）の内、相対的に高い電圧値ＶＲＨが設定される。
【００７３】
なお、Ｄｕｔｙ−電圧変換Ｕ１６ｂを構成するコンパレータＵ１６ｂａは、ヒステリシス補償が付加されたヒステリシス付きコンパレータであってもよい。ＬＥＤ制御装置１０は、コンパレータＵ１６ｂａのヒステリシス特性を考慮した基準電圧ＶＲＥＦの切替え設定が可能になる。
【００７４】
図８（１）、図８（２）は、オンデューティに基づく基準電圧ＶＲＥＦの電圧値の変化を説明する図である。図８（１）は、ヒステリシス無しコンパレータＵ１６ｂａを採用する形態であり、図８（１）は、ヒステリシス付きのコンパレータＵ１６ｂａを採用する形態である。図８（１）、図８（２）の縦軸は基準電圧ＶＲＥＦの電圧値の相対的な大きさを表し、横軸はオンデューティの比率を表す。
【００７５】
図８（１）に示す形態では、オンデューティを判定するための規定値（電圧値Ｖｃ）以上では、相対的に低い電圧値ＶＲＬが基準電圧ＶＲＥＦとして設定される。同様にして、オンデューティを判定するための規定値（電圧値Ｖｃ）未満では、相対的に高い電圧値ＶＲＨが基準電圧ＶＲＥＦとして設定される。
【００７６】
図８（２）に示す形態では、コンパレータ１６ｂａにヒステリシス補償が付加されるため、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値切替え時のオンデューティが変化する。基準電圧ＶＲＥＦが電圧値ＶＲＨから電圧値ＶＲＬに切替わるときのオンデューティは、基準電圧ＶＲＥＦが電圧値ＶＲＬから電圧値ＶＲＨに切替わるときのオンデューティより大きくなる。
【００７７】
〔５．実施例４〕
図９は、実施例４（以下、「本実施形態」とも称す）に係るＬＥＤ制御装置１０を備えるＬＥＤ制御システム１のブロック構成の一例を示す図である。ＬＥＤ制御システム１は、比較例で説明したＬＥＤ制御システム１００と同様に、ディスプレイのバックライトにＬＥＤ（ＬＥＤ列）を用いる機器の一部を構成する。図９のＬＥＤ制御装置１０は、実施例１で説明したＬＥＤ制御装置において、調光ＰＷＭ信号のオン期間を計測する計測機能を有する形態である。
【００７８】
図９に示すＬＥＤ制御システム１においては、ＬＥＤ制御装置１０は、オン時間計測Ｕ１６ｃを有する点で、図５のＬＥＤ制御装置１０と相違する。本実施形態に係るＬＥＤ制御装置１０は、オン時間計測Ｕ１６ｃと電圧値の可変可能な基準電圧ＶＲＥＦとを介して、調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さに応じて、基準電圧ＶＲＥＦの可変可能な電圧値を連続的もしくは段階的に変化させる。以下、図５と相違する構成を主として本実施形態のＬＥＤ制御装置１０を説明する。
【００７９】
オン時間計測Ｕ１６ｃは、ＰＷＭ信号入力回路Ｕ１２を介して入力された調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さを計測する。オン時間計測Ｕ１６ｃは、例えば、調光ＰＷＭ信号のオフ状態（論理値Ｌ）からオン状態（論理値Ｈ）への状態変化（立ち上がり）を検出すると共に、状態変化の検出を契機としてタイマを機能させ、時間計測を開始する。そして、オン時間計測Ｕ１６ｃは、調光ＰＷＭ信号のオフ状態からオン状態への状態変化の検出直後の、オン状態からオフ状態への状態変化（立ち下り）の検出を契機として時間計測を終了する。
【００８０】
オン時間計測Ｕ１６ｃは、計測された調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さに応じて、基準電圧ＶＲＥＦの可変可能な電圧値を連続的もしくは段階的に変化させる。以下、図１０（１）から図１０（３）を参照し、調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さに応じた基準電圧ＶＲ
ＥＦの変化を説明する。
【００８１】
図１０（１）から図１０（３）は、調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さに応じた基準電圧ＶＲＥＦの電圧値の変化を説明する図である。図１０（１）、図１０（２）は、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値をオン期間の長さに応じて連続的に変化させる形態の説明図である。図１０（３）は、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値をオン期間に応じて段階的に変化させる形態の説明図である。なお、図１０（１）から図１０（３）の説明図において、縦軸は基準電圧ＶＲＥＦの電圧値の相対的な大きさを表し、横軸はオン期間を表す。同様にして、「ＶＲＨ」、「ＶＲＭ」、「ＶＲＬ」は、変化する基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を表す。「ＶＲＨ」、「ＶＲＭ」、「ＶＲＬ」で表される電圧値の大小関係は、図６と同様であり、実験的に求められる。
【００８２】
図１０（１）に示す形態では、オン時間計測Ｕ１６ｃは、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を計測されたオン期間の短長に応じて、「ＶＲＨ」から「ＶＲＬ」になるように、一定傾斜で連続的に変化させる。オン期間が相対的に短いときには、「ＶＲＨ」側の電圧値が基準電圧ＶＲＥＦに設定され、オン期間が相対的に長いときには、「ＶＲＬ」側の電圧値が基準電圧ＶＲＥＦに設定される。
【００８３】
図１０（２）の形態では、オン時間計測Ｕ１６ｃは、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を、計測されたオン期間が予め定められた所定長さに到達するまで、「ＶＲＨ」で推移させる。そして、オン時間計測Ｕ１６ｃは、所定長さに到達後には、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を計測されたオン期間の短長に応じて、「ＶＲＨ」から「ＶＲＬ」になるように、一定傾斜で連続的に変化させる。
【００８４】
図１０（３）の形態は、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を３段階に変化させる形態である。オン時間計測Ｕ１６ｃは、例えば、計測されたオン期間が予め定められた第１の所定長さに到達するまで基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を「ＶＲＨ」で推移させる。また、オン時間計測Ｕ１６ｃは、計測されたオン期間が予め定められた第１の所定長さから第２の所定長さまで、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を「ＶＲＭ」で推移させる。計測されたオン期間が予め定められた第２の所定長さを超える場合では、オン時間計測Ｕ１６ｃは、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を「ＶＲＬ」で推移させる。オン時間計測Ｕ１６ｃは、予め定められた第１の所定長さ、第２の所定長さを境界として、計測されたオン期間の短長に応じて基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を３段階に変化させる。
【００８５】
本実施形態のバリエーションの一例として、図１１の形態が例示される。図１１の形態では、ＬＥＤ制御装置１０は、調光ＰＷＭ信号のオン期間を計測する計測機能を有すると共に、計測されたオン期間の長さに応じて基準電圧ＶＲＥＦを生成する機能を有する。上記機能は、計測ユニットＵ１６ｄを介して提供される。
【００８６】
図１１に例示の計測ユニットＵ１６ｄは、オン時間計測カウンタＵ１６ｄａと、Ｄ／Ａ変換Ｕ１６ｄｂを構成に含む。オン時間計測カウンタＵ１６ｄａは、例えば、ＰＷＭ信号入力回路Ｕ１２を介して入力された調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さを、カウント基準になる基準信号（クロック信号）を用いて計数する。オン時間計測カウンタＵ１６ｄａは、例えば、調光ＰＷＭ信号のオフ状態からオン状態への状態変化の検出を契機としてオン期間の計数を開始すると共に、上記状態変化の検出直後の、オン状態からオフ状態への状態変化の検出を契機として計数を終了する。
【００８７】
オン時間計測カウンタＵ１６ｄａは、調光ＰＷＭ信号のオン期間で計数された計数値をＤ／Ａ変換Ｕ１６ｄｂに出力する。Ｄ／Ａ変換Ｕ１６ｄｂは、オン時間計測カウンタＵ１６ｄａから出力された計数値を所定の割合で電圧変換し、計数値に対応した基準電圧ＶＲ
ＥＦを生成する。Ｄ／Ａ変換Ｕ１６ｄｂで生成された基準電圧ＶＲＥＦは、エラーアンプＵ１４の非反転入力端子に入力される。
【００８８】
図１１の形態においても、調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さに応じた基準電圧ＶＲＥＦが生成される。このため、図１１に例示のＬＥＤ制御装置１０においても、図９、図１０を用いて説明した、調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さの割合（オンデューティ）に応じた基準電圧ＶＲＥＦの電圧値の連続的もしくは段階的な変化が可能になる。
【００８９】
〔６．実施例５〕
図１２は、実施例５（以下、「本実施形態」とも称す）に係るＬＥＤ制御装置１０を備えるＬＥＤ制御システム１のブロック構成の一例を示す図である。ＬＥＤ制御システム１は、比較例で説明したＬＥＤ制御システム１００と同様に、ディスプレイのバックライトにＬＥＤ（ＬＥＤ列）を用いる機器の一部を構成する。図１２のＬＥＤ制御装置１０は、実施例１で説明したＬＥＤ制御装置において、調光ＰＷＭ信号のオン期間を計測する計測機能と、２種の電圧値（ＶＲＬ、ＶＲＨ）間で切替え可能な基準電圧ＶＲＥＦとを有する形態である。
【００９０】
図１２に示すＬＥＤ制御システム１においては、ＬＥＤ制御装置１０は、オン時間計測Ｕ１６ｅを有する点で、図７を用いて説明したＬＥＤ制御装置１０と相違する。本実施形態に係るＬＥＤ制御装置１０は、オン時間計測Ｕ１６ｅと、２種の電圧値（ＶＲＬ、ＶＲＨ）間で切替え可能な基準電圧ＶＲＥＦを介して、調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さに応じて、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値の切替えを行う。電圧値の切替えは、切替スイッチＳＷ２を介して行われる。ＬＥＤ制御装置１０は、調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さが規定値以上の場合には、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値を相対的に低い電圧値（ＶＲＬ）に設定し、規定値未満の場合には相対的に高い電圧値（ＶＲＨ）に設定する。
【００９１】
図１２に示す形態では、２種の電圧値（ＶＲＬ、ＶＲＨ）を例示するが、オン期間の長さを判定する判定閾値を複数に設け（例えば、２種）、判定結果に応じて複数種の電圧間（例えば、「ＶＲＨ」、「ＶＲＭ」、「ＶＲＬ」）で基準電圧ＶＲＥＦを切替えるとしてもよい。以下、図７と相違する構成を主として本実施形態のＬＥＤ制御装置１０を説明する。
【００９２】
オン時間計測Ｕ１６ｅは、ＰＷＭ信号入力回路Ｕ１２を介して入力された調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さを計測する。オン時間計測Ｕ１６ｅは、例えば、調光ＰＷＭ信号のオフ状態からオン状態への状態変化の検出を契機としてオン期間の時間計測を開始すると共に、上記状態変化の検出直後の、オン状態からオフ状態への状態変化の検出を契機として時間計測を終了する。時間計測は、例えば、タイマ機能を介して行われる。
【００９３】
オン時間計測Ｕ１６ｅは、例えば、計測された調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さが所定の規定値以上の場合には論理値Ｈのステータス信号を生成し、所定の規定値未満の場合には論理値Ｌのステータス信号を生成する。
【００９４】
切替スイッチＳＷ２は、オン時間計測Ｕ１６ｅから出力されるステータス信号の論理値（Ｈ、Ｌ）に応じて、電圧値の切替えを行う。例えば、ステータス信号が論理値Ｈの場合では、２種の電圧値（ＶＲＬ、ＶＲＨ）の内、相対的に低い電圧値ＶＲＬが設定される。また、ステータス信号が論理値Ｌの場合では、２種の電圧値（ＶＲＬ、ＶＲＨ）の内、相対的に高い電圧値ＶＲＨが設定される。
【００９５】
本実施形態に係るＬＥＤ制御装置１０においても、オン時間計測Ｕ１６ｅを介して計測された調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さの割合（オンデューティ）に応じて、基準電圧Ｖ
ＲＥＦの電圧値の切替えが可能になる。
【００９６】
本実施形態のバリエーションの一例として、図１３の形態が例示される。図１３のＬＥＤ制御装置１０は、積分回路とピークホールド回路とで構成された調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さを計測するオン時間計測Ｕ１６ｆａと、計測されたオン期間の長さが規定値以上であるか否かの判定を行うコンパレータＵ１６ｆｂを含む計測ユニットＵ１６ｆを有する形態である。
【００９７】
オン時間計測Ｕ１６ｆａは、積分回路を介して調光ＰＷＭ信号のオン期間に応じた電圧値を検出すると共に、ピークホールド回路を介して検出された電圧値のピーク値を保持する。オン時間計測Ｕ１６ｆａは、保持されたピーク値をコンパレータＵ１６ｆｂの非反転端子に出力する。
【００９８】
コンパレータＵ１６ｆｂは、非反転端子に入力されたピーク電圧値と、反転端子に入力された電圧値Ｖｃとの比較を行い、比較結果を出力端子に出力する。なお、コンパレータＵ１６ｆｂの反転端子に入力される電圧値Ｖｃは、調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さが規定値以上であるか否かを判定するための閾値電圧である。
【００９９】
コンパレータＵ１６ｆｂは、例えば、非反転入力端子に入力された調光ＰＷＭ信号のオン期間のピーク電圧値が、反転端子に入力された電圧値Ｖｃよりも高い場合には、論理値Ｈのステータス信号を出力端子に出力する。一方、コンパレータＵ１６ｆｂは、非反転入力端子に入力された調光ＰＷＭ信号のオン期間のピーク電圧値が、反転端子に入力された電圧値Ｖｃよりも低い場合には、論理値Ｌのステータス信号を出力端子に出力する。
【０１００】
切替スイッチＳＷ２は、コンパレータＵ１６ｆｂから出力されるステータス信号が論理値Ｈの場合には、２種の電圧値（ＶＲＬ、ＶＲＨ）の内、相対的に低い電圧値ＶＲＬを設定する。同様にして、切替スイッチＳＷ２は、ステータス信号が論理値Ｌの場合には、２種の電圧値（ＶＲＬ、ＶＲＨ）の内、相対的に高い電圧値ＶＲＨを設定する。
【０１０１】
図１３に例示の形態においても、ＬＥＤ制御装置１０は、計測ユニットＵ１６ｆを介して計測された調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さの割合（オンデューティ）に応じて、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値の切替えが可能になる。
【０１０２】
なお、計測ユニットＵ１６ｆを構成するコンパレータＵ１６ｆｂは、ヒステリシス補償が付加されたヒステリシス付きコンパレータであってもよい。図１３に例示のＬＥＤ制御装置１０は、コンパレータＵ１６ｆｂのヒステリシス特性を考慮した基準電圧ＶＲＥＦの切替え設定が可能になる。
【０１０３】
図１４（１）、図１４（２）は、調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さに基づく基準電圧ＶＲＥＦの電圧値の変化を説明する図である。図１４（１）は、ヒステリシス無しのコンパレータＵ１６ｆｂを採用する形態であり、図１４（２）は、ヒステリシス付きのコンパレータＵ１６ｆｂを採用する形態である。図１４（１）、図１４（２）の縦軸は基準電圧ＶＲＥＦの電圧値の相対的な大きさを表し、横軸はオン期間の時間長さを表す。
【０１０４】
図１４（１）に示す形態では、調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さを判定するための規定値（電圧値Ｖｃ）以上では、相対的に低い電圧値ＶＲＬが基準電圧ＶＲＥＦとして設定される。同様にして、調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さを判定するための規定値（電圧値Ｖｃ）未満では、相対的に高い電圧値ＶＲＨが基準電圧ＶＲＥＦとして設定される。
【０１０５】
図１４（２）に示す形態では、コンパレータ１６ｆｂにヒステリシス補償が付加される
ため、基準電圧ＶＲＥＦの電圧値切替え時の調光ＰＷＭ信号のオン期間の長さが変化する。基準電圧ＶＲＥＦが電圧値ＶＲＨから電圧値ＶＲＬにときのオン期間の長さは、基準電圧ＶＲＥＦが電圧値ＶＲＬから電圧値ＶＲＨに切替わるときのオン期間の長さより大きくなる。
【符号の説明】
【０１０６】
１、１００  ＬＥＤ制御システム
２、１０２  バックライト（ＬＥＤ群）
１０、１０１  ＬＥＤ制御装置
Ｕ１１、Ｕ１０１  昇圧回路
Ｕ１１ａ、Ｕ１０１ａ  発振回路
Ｕ１１ｂ、Ｕ１０１ｂ  昇圧制御回路
Ｕ１１ｃ、Ｕ１０１ｃ  ＦＥＴゲートドライバ
Ｕ１２、Ｕ１０２  ＰＷＭ信号入力回路
Ｕ１３、Ｕ１０３  出力過電圧検知
Ｕ１４、Ｕ１０４  エラーアンプ
Ｕ１５、Ｕ１０５  ＬＥＤ駆動回路
Ｕ１６ａ  Ｄｕｔｙ−電圧変換
Ｕ１６ｂ  Ｄｕｔｙ−電圧変換
Ｕ１６ｂａ  コンパレータ
Ｕ１６ｃ  オン時間計測
Ｕ１６ｄ  計測ユニット
Ｕ１６ｄａ  オン時間計測カウンタ
Ｕ１６ｄｂ  Ｄ／Ａ変換
Ｕ１６ｅ  オン時間計測
Ｕ１６ｆ  計測ユニット
Ｕ１６ｆａ  オン時間計測
Ｕ１６ｆｂ  コンパレータ
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ１０１、Ｃｏｕｔ  コンデンサ
Ｌ１、Ｌ１０１  インダクタ素子
Ｒ１  抵抗
ＳＷ１  スイッチング素子
ＳＷ２  切替スイッチ
ＶＩＮ、ＶＬ１、ＶＬ２、Ｖｏｕｔ  端子
ＶＲＥＦ、ＶＲＬ、ＶＲＭ、ＶＲＨ  基準電圧
Ｚ１、Ｚ１０１  ダイオード素子
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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