(57)【要約】【課題】高い駆動効率を保ちつつ部品点数を削減し、小型で安価な構成を可能にしたＬＥＤ駆動回路を提供する。【解決手段】スイッチング・レギュレータ回路５ａは、入力コンデンサ５１、インダクタ５２、コントローラＩＣ７、スイッチングＦＥＴ５３、ダイオード５４、出力コンデンサ５５、切断ＦＥＴ５６ａおよび５６ｂ、センス抵抗５７によって構成される。ＬＥＤストリング２６ａまたは２６ｂに流れる電流は、センス抵抗５７の電圧降下によって電圧値に変換され、コントローラＩＣ７にフィードバックされる。コントローラＩＣ７のゲート駆動回路７２は、フィードバック結果に基づいて、安定的に内部回路を動作させＬＥＤストリングに一定の電流が流れるように制御する。また、駆動信号生成回路６は、コントローラＩＣ７の代わりに切断ＦＥＴ５６ａ、５６ｂを交互にオンオフすることにより、２つのＬＥＤストリングを時分割駆動する。【選択図】図３
2008186668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が、少なくとも１つの発光ダイオードを含み、互いに並列に接続される複数個のＬＥＤストリングを駆動するためのＬＥＤ駆動回路であって、
前記複数個のＬＥＤストリングのそれぞれに対して所定の電流を供給するスイッチング方式の電力変換回路と、
前記複数個のＬＥＤストリングにそれぞれ対応して設けられ、対応するＬＥＤストリングを流れる通過電流を遮断するための複数の切断スイッチと、
前記通過電流に従う帰還信号に基づいて前記通過電流を安定化するように前記電力変換回路を調整する調整回路と、
外部から入力された信号に基づいて、前記複数の切断スイッチのそれぞれを順に開閉動作させて、前記複数個のＬＥＤストリングの各々を時分割駆動させる制御回路とを備える、ＬＥＤ駆動回路。
【請求項２】
前記電力変換回路および前記調整回路は、少なくとも一つの昇圧型のスイッチング・レギュレータ回路に相当する、請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項３】
前記スイッチング・レギュレータ回路は、５０Ｖ〜１００Ｖの範囲の電圧を出力する、請求項２に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項４】
前記複数個のＬＥＤストリングは、２個あるいは３個のＬＥＤストリングに相当し、
前記制御回路は、２個あるいは３個のＬＥＤストリングを時分割駆動する、請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項５】
前記制御回路は、外部から入力されたパルス幅変調信号に基づいて、前記複数の切断スイッチのそれぞれを順に開閉動作させるための切断スイッチ駆動信号を出力する、請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項６】
前記制御回路は、時分割数がＮの場合、前記パルス幅変調信号を入力とするＮ分周回路を含む、請求項５に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項７】
前記パルス幅変調信号の周波数は、１５０Ｈｚ〜５００Ｈｚの範囲に設定される、請求項５に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項８】
前記制御回路は、所定条件の場合には、前記パルス幅変調信号の状態にかかわらず前記複数の切断スイッチを強制的にオフにする、請求項５に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項９】
前記制御回路は、
外部からの入力信号に基づいて前記複数個のＬＥＤストリングあるいは前記電力変換回路のいずれかに異常が生じているかどうかを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づいて、異常が生じていると判断される場合には、外部に異常を報知する報知部とを備える、請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項１０】
液晶表示素子で構成される透過型の液晶パネルと、
前記液晶パネルのバックライト光を出力するためのバックライト装置とを備え、
前記バックライト装置は、請求項１〜９のいずれか一項に記載のＬＥＤ駆動回路を含む、映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（以下、単にＬＥＤ（Light Emitting Diode）とも称する）を発光させるための駆動回路、およびそのＬＥＤからの光を液晶表示素子のバックライト光として用いた映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＣ（Personal Computer）のモニタやＴＶの映像表示等の用途において透過型の液晶表示素子を用いた映像表示装置が普及している。液晶表示素子は自ら発光するものではなく、映像表示面の背面側にバックライト装置と呼ばれる面光源装置を設置し、バックライト装置が発する光を透過させることで映像の表示を行うものである。
【０００３】
バックライト装置に用いられる光源としては、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）（冷陰極蛍光ランプ）、ＬＥＤ（発光ダイオード）、有機ＥＬ（electroluminescence）（エレクトロルミネッセンス）素子などが知られている。ＬＥＤはこれまで小型のバックライト装置で主に用いられていたが、ＣＣＦＬと比較して応答速度が高速であり、またＨｇ（水銀）を用いないＨｇフリー、色再現範囲が広いことなどの特徴を有するため、発光効率の向上が進むにつれ、大型の映像表示装置用のバックライト装置にも用いられるようになってきた。
【０００４】
ＬＥＤを用いたバックライト装置では、多数のＬＥＤを電流駆動する必要があるが、その駆動方式として定電流シンク方式およびスイッチング・レギュレータ方式が知られている。
【０００５】
このうちスイッチング・レギュレータ方式については、特許文献１に示されるような昇圧型のスイッチング・レギュレータ回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ）を用いてＬＥＤを駆動するものが知られている。
【０００６】
図７は、従来のＬＥＤ駆動回路の基本的な動作原理を説明する図である。
図７（ａ）を参照して、従来のＬＥＤ駆動回路８ａは、入力コンデンサ８１、コントローラＩＣ８２ａ、インダクタ８３、スイッチングＦＥＴ８４、ダイオード８５、出力コンデンサ８６および抵抗値ＲSENであるセンス抵抗８７を含み、昇圧型のスイッチング・レギュレータ回路８ａを形成する。
【０００７】
動作について説明する。スイッチングＦＥＴ８４が高速でスイッチングされ、その間にインダクタ８３に蓄えられたエネルギーを出力側に開放することにより外部から入力された電圧ＶINを昇圧して出力し、負荷である直列接続した複数のＬＥＤ（以下ではＬＥＤストリングとも称する）に電流を供給する。
【０００８】
入力電圧ＶINに対する出力電圧ＶOUTの比、即ち昇圧比は、スイッチングＦＥＴ８４のオン時間とオフ時間の比（デューティ）で決定される。ＬＥＤストリングに流れる電流はセンス抵抗８７の電圧降下によって電圧値に変換されコントローラＩＣ８２ａにフィードバックされる。
【０００９】
コントローラＩＣ８２ａの内部では、コンパレータ８２１によりセンス電圧を基準電圧ＶREFと比較し、比較結果に基づいてゲート駆動回路８２２の設定を変更する。ゲート駆動回路８２２は、その設定に基づいてスイッチングＦＥＴ８４のゲートを駆動するスイッチング信号のオン時間とオフ時間を変更して、出力電圧ＶOUTを変化させる。このようなフィードバックを行うことにより、常にＬＥＤストリング８８に一定の電流が流れるように制御している。
【００１０】
個々のＬＥＤのＶF（順方向電圧）には個体間ばらつきおよび温度変化が存在するため、定電流駆動時のＬＥＤストリングの電圧は一定とならないが、スイッチング・レギュレータ方式のＬＥＤ駆動回路では、上記のようにセンス抵抗での電流検出および出力電圧ＶOUTへのフィードバックを行うことで出力電圧ＶOUTを常に最適な値に保つことができるため、定電流シンク方式など他の駆動方式よりも高い駆動効率を実現できるという利点を有する。
【００１１】
一方、通常のスイッチング・レギュレータの制御動作に加え、外部からＰＷＭ信号を入力し、それに応じて負荷をＰＷＭ駆動する要求もある。
【００１２】
しかしながら、通常のコントローラＩＣを用いた昇圧型のスイッチング・レギュレータ回路においては、図７（ａ）に示したように入力側と出力側が非絶縁であるため、ＬＥＤストリングに流れる電流を個別にオン／オフする手段がない。従ってＰＷＭ駆動を実行することができない。
【００１３】
これに対し、コントローラＩＣの改良および部品の追加により、昇圧型のスイッチング・レギュレータ回路においてＰＷＭ駆動を可能にする手法が知られている（特許文献２おおよび３）。
【００１４】
図７（ｂ）は、従来のＬＥＤ駆動回路を変形した回路例を説明する図である。
図７（ｂ）を参照して、従来のＬＥＤ駆動回路８ｂは、図７（ａ）で説明したＬＥＤ駆動回路と比較して、負荷に直列に切断ＦＥＴ８９と呼ばれるＦＥＴスイッチが接続され、さらにコントローラＩＣ８２ｂ内部にＰＷＭ制御手段８２３が設けられた点が異なる。
【００１５】
外部からコントローラＩＣ８２ｂにＰＷＭ駆動信号が入力された場合、ＰＷＭ制御手段８２３は、切断ＦＥＴ８９のゲートをＰＷＭ駆動信号の波形に合わせて駆動する。
【００１６】
切断ＦＥＴ８９のゲートがオフになると、負荷であるＬＥＤストリング８８に流れる電流は強制的に切断される。
【００１７】
このとき、センス抵抗８７で検出した電圧の値はゼロとなるが、フィードバック系が一時的に不安定になることを防ぐため、コントローラＩＣ８２ｂ内部のＰＷＭ制御手段８２３は、コンパレータ８２１の電圧レベルを一時的にホールドするものとする。
【００１８】
これにより、フィードバック系を安定化し、負荷に対しＰＷＭ駆動を行っても安定なスイッチング動作を実現することができる。
【特許文献１】特開２００２−２４４１０３号公報
【特許文献２】特許第３７４７０３６号公報
【特許文献３】特許第３７４７０３７号公報
【特許文献４】特開２００４−２５３８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
一方、スイッチング・レギュレータ方式のＬＥＤ駆動回路においては、その原理上、１回路ごとにコントローラＩＣ、コイル、スイッチングＦＥＴ、ダイオードおよび出力コンデンサ等の構成部品が必要となる。
【００２０】
この点で、大型の映像表示装置に用いるバックライト装置においては、必要な輝度を確保するため数百から数千個ものＬＥＤを駆動する必要がある。
【００２１】
一例として１，０００個のＬＥＤを駆動する場合、出力電圧を約７０Ｖに設定しＬＥＤの直列接続個数を２０個とすると、５０個のＬＥＤストリングを駆動することになる。
【００２２】
この駆動回路を全て独立のスイッチング・レギュレータ回路によって構成する場合、部品点数が膨大となるため、バックライト装置が大きくかつ高価なものとなってしまうという問題がある。
【００２３】
図８は、駆動回路の数を削減する従来のＬＥＤ駆動回路を説明する図である。
図８（ａ）を参照して、駆動回路の数を削減するためには、昇圧型スイッチング・レギュレータ回路の昇圧比を上げて出力電圧を高め、１つのＬＥＤ駆動回路に接続可能なＬＥＤの直列数を可能な限り増やすことが考えられる。
【００２４】
先の例では、出力電圧を２倍の１４０Ｖにすると、接続可能なＬＥＤの個数は２倍の４０個程度となるため、駆動回路数を２５個に半減させることができる。
【００２５】
しかしながら、出力電圧を高める場合、スイッチングＦＥＴ、ダイオード、出力コンデンサ、およびＬＥＤ駆動回路とＬＥＤとを接続するコネクタなどに耐圧の高い高価な部材を使用する必要がある。
【００２６】
また、出力電圧が高くなると、安全対策のための保護回路部品を追加する必要が生じる。そのため出力電圧がある程度以上になると、出力電圧が低い場合よりも部材価格がかえって高くなってしまう可能性が考えられる。
【００２７】
また、別の方式として、図８（ｂ）に示されるように複数回路を内蔵したコントローラＩＣを用いることも考えられる。
【００２８】
図８（ｂ）においては、２つの回路入りのコントローラＩＣを用いているため、コントローラＩＣ１個で２個のスイッチング・レギュレータ方式のＬＥＤ駆動回路を構成することが可能であり、コントローラＩＣの個数を半減させることができる。
【００２９】
しかしながら、この回路構成においてはスイッチングＦＥＴやダイオード、コイル、および出力コンデンサ等は依然として複数個必要であるため、価格の低減効果は限定されてしまうことになる。
【００３０】
さらに、別の方式として、特許文献４に示されるような構成も考えられる。具体的には、１つの昇圧型スイッチング・レギュレータ方式のＬＥＤ駆動回路に複数のＬＥＤストリングを接続し、そのうちの基準となる１列に設けた切断ＦＥＴと、他のＬＥＤストリングの切断ＦＥＴとで、カレントミラー回路を構成する。
【００３１】
基準となるＬＥＤストリングの切断ＦＥＴを高速でスイッチングすることにより、カレントミラー接続された全てのＬＥＤストリングをほぼ同じ平均電流値で駆動することができる。
【００３２】
しかしながら、この駆動方式においては、スイッチング・レギュレータ回路の出力電圧は、全てのＬＥＤストリングで共通となるため、個々のＬＥＤのＶF（順方向電圧）に対応することができない。すなわち、ＬＥＤストリングごとのＶF（順方向電圧）ばらつきは吸収されない。
【００３３】
この場合、最もＬＥＤのＶF（順方向電圧）の和が大きなＬＥＤストリングによって出力電圧が決まるため、そのＬＥＤストリングのＶFの和と、他のＬＥＤストリングのＶFの和との差に相当する余分な電圧降下は、全て熱損失となってしまうことになる。
【００３４】
従って、各ＬＥＤストリングのＬＥＤのＶF（順方向電圧）ばらつきが大きい場合には、駆動効率が悪化し発熱が増大するために、スイッチング・レギュレータ方式の本来の特長である効率の高さを生かしきれないという欠点が存在する。
【００３５】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、高い駆動効率を保ちつつ部品点数を削減し、小型で安価な構成を可能にしたＬＥＤ駆動回路、およびそれを用いた映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
本発明に係るＬＥＤ駆動回路は、各々が、少なくとも１つの発光ダイオードを含み、互いに並列に接続される複数個のＬＥＤストリングを駆動するためのＬＥＤ駆動回路であって、複数個のＬＥＤストリングのそれぞれに対して所定の電流を供給するスイッチング方式の電力変換回路と、複数個のＬＥＤストリングにそれぞれ対応して設けられ、対応するＬＥＤストリングを流れる通過電流を遮断するための複数の切断スイッチと、通過電流に従う帰還信号に基づいて通過電流を安定化するように電力変換回路を調整する調整回路と、外部から入力された信号に基づいて、複数の切断スイッチのそれぞれを順に開閉動作させて、複数個のＬＥＤストリングの各々を時分割駆動させる制御回路とを備える。
【００３７】
好ましくは、電力変換回路および調整回路は、少なくとも一つの昇圧型のスイッチング・レギュレータ回路に相当する。
【００３８】
特に、スイッチング・レギュレータ回路は、５０Ｖ〜１００Ｖの範囲の電圧を出力する。
【００３９】
好ましくは、複数個のＬＥＤストリングは、２個あるいは３個のＬＥＤストリングに相当する。制御回路は、２個あるいは３個のＬＥＤストリングを時分割駆動する。
【００４０】
好ましくは、制御回路は、外部から入力されたパルス幅変調信号に基づいて、複数の切断スイッチのそれぞれを順に開閉動作させるための切断スイッチ駆動信号を出力する。
【００４１】
特に、制御回路は、時分割数がＮの場合、パルス幅変調信号を入力とするＮ分周回路を含む。
【００４２】
特に、パルス幅変調信号の周波数は、１５０Ｈｚ〜５００Ｈｚの範囲に設定される。
特に、制御回路は、所定条件の場合には、パルス幅変調信号の状態にかかわらず複数の切断スイッチを強制的にオフにする。
【００４３】
好ましくは、制御回路は、外部からの入力信号に基づいて複数個のＬＥＤストリングあるいは電力変換回路のいずれかに異常が生じているかどうかを判定する判定部と、判定部の判定結果に基づいて、異常が生じていると判断される場合には、外部に異常を報知する報知部とを備える。
【００４４】
本発明に係る映像表示装置は、液晶表示素子で構成される透過型の液晶パネルと、液晶パネルのバックライト光を出力するためのバックライト装置とを備える。バックライト装置は、上記のＬＥＤ駆動回路を含む。
【発明の効果】
【００４５】
本発明に従うＬＥＤ駆動回路によれば、スイッチング方式のＬＥＤ駆動回路において複数のＬＥＤストリングを時分割で駆動することにより、部品点数を増やすことなく多数のＬＥＤを接続し、部材価格を低減することを可能とする。
【００４６】
また、昇圧型のスイッチング・レギュレータ回路を用いることで、入力電圧よりも高い電圧を発生させることができるため、昇圧しない場合と比較して少ない駆動回路数で多数のＬＥＤを接続することができる。
【００４７】
また、出力電圧が５０Ｖから１００Ｖの間であるため、１００Ｖ以下の耐圧の回路部品が使用できる。即ち、１００Ｖ以上の高耐圧の回路部品を使用する必要がなくなり、比較的安価に、また小さい面積でＬＥＤ駆動回路を構成することができる。
【００４８】
さらに、ＬＥＤストリングの時分割駆動数を２または３に設定し、各ＬＥＤストリングを駆動するＰＷＭデューティを極端に小さくしすぎないことで、駆動電流のピーク値を高めることによる駆動効率の低下を防ぐことができる。
【００４９】
また、外部からのパルス幅変調信号に基づいて時分割駆動を行うための切断スイッチ駆動信号を生成するため、映像表示装置側からバックライト装置に入力する信号の変更を行う必要がない。また、ＬＥＤ駆動回路内に複数のスイッチング・レギュレータ回路を有する場合でも制御回路は一つで済むので、バックライト装置側の部品の追加を最小限に抑えながら時分割駆動を実現することができる。
【００５０】
また、分周回路を構成するフリップフロップ等の少数の部品を用いてパルス幅変調信号から複数のＬＥＤストリングを駆動するための切断スイッチ駆動信号を容易に生成できるため、ＬＥＤ駆動回路を安価に構成することができる。
【００５１】
また、パルス幅変調信号の周波数を１５０Ｈｚから５００Ｈｚの間に設定することにより、バックライト装置のちらつきの発生を抑制し、かつ精度のよい調光を実現することができる。
【００５２】
また、ＬＥＤストリングや電力変換回路のいずれかに過熱や過電流等の異常が発生した場合に、切断スイッチを強制的にオフにすることができるため、障害に対して安全なＬＥＤ駆動回路を実現することができる。
【００５３】
また、ＬＥＤストリングや電力変換回路のいずれかの異常を駆動信号生成回路で判別し、それを外部に報知することにより、異常発生時の被害の拡大を防ぎ、ＬＥＤ駆動回路の安全性を高めることができる。
【００５４】
また、本発明に従う映像表示装置は、バックライト装置として上記のＬＥＤ駆動回路を用いているため、低価格でかつ消費電力を低減した映像表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００５６】
図１は、本発明の実施の形態に従う映像表示装置１の外観構成を説明する図である。
図１を参照して、本発明の実施の形態に従う映像表示装置１は、映像部１１、透過型の液晶パネル１２、光学シート１３、電源回路部１４、バックライト装置２などからなる。
【００５７】
液晶パネル１２は、液晶ドライバ回路を内蔵しており、多数のマトリクス状に配置されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子による画素構造を有している。
【００５８】
バックライト装置２は、液晶パネル１２の視聴者から見て裏面側に配置される。光学シート１３は、バックライト装置２と液晶パネル１２との間に配置され、光源であるバックライト装置２の輝度ムラの低減や、正面方向の輝度の向上などの機能を有する。
【００５９】
電源回路部１４は、家庭のコンセントから供給されるＡＣ１００Ｖの電圧から複数の直流電圧を得るスイッチング電源である。得られた直流電圧は映像部１１およびバックライト装置２等の電源として用いられる。
【００６０】
図２は、本発明の実施の形態に従う映像表示装置１の概略ブロック図である。
図２を参照して、本発明の実施の形態に従う映像表示装置１の映像表示原理について説明する。
【００６１】
映像部１１に含まれる映像回路部１１１は、外部のアンテナや映像機器等から入力された映像信号をデコードし、液晶パネル１２に表示するのに適した信号形式およびタイミングに変換して液晶パネル１２内に実装された液晶ドライバ回路（垂直ドライバ回路１２１および水平ドライバ回路１２２）に送信する。
【００６２】
液晶ドライバ回路（垂直ドライバ回路１２１および水平ドライバ回路１２２）は、ＴＦＴ素子をスイッチングして特定の画素を選択し、その画素に対応する液晶素子の透過率を変化させる。
【００６３】
そして、バックライト装置２を液晶パネル１２の裏面側に配置して発光させた状態で、映像回路部１１１から入力された信号に応じて液晶パネル１２の左上から右下までの全画素を一定の順序で走査し、各画素の液晶の透過率を変化させることで、画像を表示することが可能になる。
【００６４】
さらに、この画像表示を人の眼の応答時間よりも短い一定のフィールド期間ごとに行い、画像を順次更新することで、動画映像の表示を行っている。
【００６５】
映像部１１および電源回路部１４は、プリント基板上に各種回路部品が実装された回路基板であって、液晶パネル１２の裏側に配置されている。
【００６６】
次に、バックライト装置２の構成について説明する。
本発明の実施の形態に従うバックライト装置２は、複数のＬＥＤ基板２１、ドライバ基板２２、ＬＥＤ基板同士およびＬＥＤ基板とドライバ基板とを接続するハーネス２３および温度センサ２４とを含む。
【００６７】
ＬＥＤ基板２１は、液晶パネル１２の裏側に光学シート１３を挟んで配置され、ドライバ基板２２はさらにその背面の、映像部１１および電源回路部１４と同じ位置に配置される。
【００６８】
温度センサ２４は、ＬＥＤ基板２１の近傍に配置される。
ＬＥＤ基板２１には、複数のＬＥＤ２５が実装されており、基板上のパターンによりＬＥＤ同士が直列接続されている。ＬＥＤ２５は、青色のＬＥＤチップと黄色の蛍光体とを組み合わせて白色光を得るタイプの白色ＬＥＤである。ＬＥＤ基板２１には、アルミ板をベース材として、絶縁層を隔てた表面に銅箔によるパターンを形成した所謂アルミベース基板が用いられており、ＬＥＤ２５が発する熱を銅箔およびアルミ板を介して効率よく外部に逃がす構造となっている。
【００６９】
なお、本バックライト装置に用いるＬＥＤは、上述の白色ＬＥＤ以外に、例えば紫外光のＬＥＤチップと蛍光体とを組み合せたものや、Ｒ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の各原色のＬＥＤを組み合せたものとすることも可能である。
【００７０】
また、ＬＥＤ基板としては、上に述べたアルミベース基板以外に、ＬＥＤの放熱に問題がなければ汎用のガラスエポキシ基板等を用いても良い。
【００７１】
ＬＥＤ基板２１は、製造時のワークサイズの制約から３５０ｍｍを超える長さのものを形成するのが難しい。大型の映像表示装置では、表示画面の横方向の寸法が１０００ｍｍ以上となるため、一つのＬＥＤ基板で表示画面の端から端までをカバーすることができず、基板を分割する必要がある。
【００７２】
本例においては、一例としてＬＥＤ基板２枚を一組としてハーネスで接続し、その両端を別のハーネスによりドライバ基板２２に接続した構成としている。即ち、２枚のＬＥＤ基板で一つのＬＥＤストリングを形成している。本例においては、１つのスイッチングレギュレータ５ａに対応して設けられたＬＥＤストリング２６ａ，２６ｂが代表的に示されている。他のＬＥＤストリングについても同様の構成であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
【００７３】
図３は、本発明の実施の形態に従うドライバ基板に形成されるＬＥＤ駆動回路の構成を説明する概略ブロック図である。
【００７４】
図３を参照して、本発明の実施の形態に従うドライバ基板２２に搭載されているＬＥＤ駆動回路３は、駆動信号生成回路６および複数の昇圧型スイッチング・レギュレータ回路（以下、単にスイッチング・レギュレータ回路とも称する）を含む。ここでは、駆動信号生成回路６により駆動されるスイッチング・レギュレータ回路５ａ〜５ｃが示されており、代表的にスイッチング・レギュレータ回路５ａの構成について説明する。
【００７５】
本発明の実施の形態に従うスイッチング・レギュレータ回路５ａは、入力コンデンサ５１、インダクタ５２、コントローラＩＣ７、スイッチングＦＥＴ５３、ダイオード５４、出力コンデンサ５５、切断ＦＥＴ５６ａおよび５６ｂ、センス抵抗５７によって構成される。
【００７６】
本実施の形態に従うスイッチング・レギュレータ回路５ａは、負荷として２つのＬＥＤストリング２６ａおよび２６ｂが接続されており、切断ＦＥＴと呼ばれるＦＥＴスイッチ５６ａおよび５６ｂを交互にオンオフすることにより、２つのＬＥＤストリングを時分割駆動する。
【００７７】
以下においては、まず一方のＬＥＤストリングのみを駆動している状態の動作について説明する。時分割駆動の動作の詳細については後に詳細に説明する。
【００７８】
本発明の実施の形態に従うスイッチング・レギュレータ回路５ａは、スイッチングＦＥＴ５３を高速でスイッチングし、その間にインダクタ５２に蓄えられたエネルギーを出力側に開放することにより、外部から入力された電圧ＶINを昇圧して出力し、負荷であるＬＥＤストリング２６ａまたは２６ｂに電流を供給する。
【００７９】
入力電圧ＶINに対する出力電圧ＶOUTの比、即ち昇圧比は、スイッチングＦＥＴ５３のオン時間とオフ時間の比で決定される。ＬＥＤストリング２６ａまたは２６ｂに流れる電流は、センス抵抗５７の電圧降下によって電圧値に変換され、コントローラＩＣ７にフィードバックされる。
【００８０】
コントローラＩＣ７の内部では、コンパレータ７１によりセンス抵抗値ＲSENに基づくセンス電圧を基準電圧ＶREFと比較し、比較結果に基づいてゲート駆動回路７２の設定を変更する。
【００８１】
ゲート駆動回路７２は、その設定に基づいてスイッチングＦＥＴ５３のゲートを駆動するスイッチング信号のオン時間とオフ時間を変更して、出力電圧を変化させる。
【００８２】
このようなフィードバックを行うことにより、常にＬＥＤストリング２６ａまたは２６ｂに一定の電流が流れるように制御している。
【００８３】
また、スイッチングＦＥＴ５３のスイッチング周波数ｆＳＷは、通常数百ｋＨｚ程度の値に設定される。スイッチング周波数ｆＳＷを高めるとインダクタ５２のインダクタンス値を小さくして回路を小型化できるが、スイッチングＦＥＴ５３およびダイオード５４におけるスイッチング損失が大きくなる。本実施例では、この関係や他の回路定数とのバランス等を考慮して、一例としてスイッチング周波数ｆＳＷ＝４００（ｋＨｚ）に設定している。
【００８４】
また、本例においては、昇圧型のスイッチング・レギュレータ回路５ａの動作を用いる構成であるので、昇圧しない場合と比較して同じ回路数で多数のＬＥＤ２５を直列接続して駆動することが可能である。すなわち、スイッチング・レギュレータ回路５ａの価格を低減し、さらに映像表示装置１を安価にすることができるという利点を有する。
【００８５】
なお、入力電圧ＶINよりも高い出力電圧ＶOUTを得るには、昇圧型（ブースト型）のスイッチング・レギュレータ回路以外に、昇降圧型（バック・ブースト型）、およびＳＥＰＩＣ（Single-Ended Primary Inductance Converter）型のスイッチング・レギュレータ回路を用いても可能である。本例においては、一例として昇降圧型よりも駆動効率が高く、部品点数の面で有利な昇圧型のスイッチング・レギュレータ回路を用いて説明する。
【００８６】
また、本実施の形態に従うスイッチング・レギュレータ回路５ａは、スイッチングＦＥＴ５３をコントローラＩＣ７に内蔵せず、外付けの構成としている。従って、スイッチングＦＥＴ５３を駆動する駆動電流は、コントローラＩＣ７内部を流れることはない。
【００８７】
一方、スイッチング・レギュレータ回路においてスイッチング素子をＩＣに内蔵する場合や、電流シンク方式のＬＥＤ駆動ＩＣを使用する場合においては、ＩＣ内部を駆動電流が流れるため、出力電力を大きくするとＩＣ内部における損失が増大し、ＩＣのチップ温度が上昇する可能性がある。そのためＩＣチップの熱定格の観点から１駆動回路あたりの出力電力に制約が発生することにもなる。
【００８８】
本実施の形態においては、スイッチング素子をコントローラＩＣ７内部にではなく、外付けの構成とすることにより、時分割駆動を行う場合に出力電力を大きくすることが可能であり、さらに有利な構成とすることが可能である。
【００８９】
ここで、スイッチング・レギュレータ回路の出力電圧ＶOUTについて説明する。
出力電圧ＶOUTの設定値としては、電圧が高すぎる場合には、前述のようにスイッチング・レギュレータ回路５に使用する部品に高い耐圧が必要となり、回路部材の価格が高価となる恐れがある。特に、１００Ｖを超えるとコネクタや基板の耐圧、安全対策等を考慮する必要が出てくるため、バックライト装置２全体で見た場合のローコスト化が困難となる。従って、出力電圧ＶOUTは１００Ｖ以下に設定するものとする。
【００９０】
逆に、出力電圧ＶOUTが低すぎる場合、接続可能なＬＥＤ２５の直列個数が少なくなるため、昇圧しない場合と比較してやはり価格メリットは乏しくなる。一般に、ＡＣ１００Ｖの商用交流電圧からスイッチング電源により４８Ｖ程度までの直流電圧が生成可能であるため、５０Ｖより低い場合は、昇圧を行わず電源回路部１４のスイッチング電源の出力電圧をそのまま使用する方が安価となると考えられる。
【００９１】
したがって、本実施の形態においては、スイッチング・レギュレータ回路の出力電圧ＶOUTの設定値としては５０Ｖ〜１００Ｖまでの電圧が適していると考えられる。
【００９２】
本発明の実施の形態においては、一例として、出力電圧ＶOUTを８５Ｖ程度に設定し、２４個の白色ＬＥＤ２５（ＬＥＤ基板１枚あたり１２個×２枚）を直列接続して１つのＬＥＤストリング２６を構成する。
【００９３】
また、本発明の実施の形態に従うＬＥＤ駆動回路３は、図７（ｂ）の構成で説明したように外部からのＰＷＭ信号入力によりＬＥＤストリングのＰＷＭ駆動が可能な構成となっている。具体的には、コントローラＩＣ７は、ＰＷＭ制御部７３を含み、後述するが、ＰＷＭ制御部７３は、切断ＦＥＴ５６ａおよび５６ｂのゲートがともにオフの場合に、フィードバック系が一時的に不安定となることを防ぐためコンパレータ７１の電圧レベルを一時的にホールドする機能を有しているものとする。これにより、フィードバック系を安定化し、負荷に対しＰＷＭ駆動を行っても安定なスイッチング動作を実現することができる。
【００９４】
なお、本発明の実施の形態に従うＬＥＤ駆動回路３は、図７（ｂ）のＬＥＤ駆動回路の構成と比較して、コントローラＩＣ１個に対しＬＥＤストリングと切断ＦＥＴの組が２組接続されている点、また切断ＦＥＴのゲートがコントローラＩＣに接続されていない点が異なる。
【００９５】
以下、本発明の実施の形態に従う時分割駆動の動作について説明する。
図４は、本発明の実施の形態に従う駆動信号生成回路６について説明する図である。
【００９６】
図４を参照して、本発明の実施の形態に従う駆動信号生成回路６は、ＰＷＭ信号発生器４１と、Ｄフリップフロップ４２および論理ゲートＡＤ０〜ＡＤ３と、判別部４３とを含む。なお、このような回路は、個別のロジックＩＣを用いても、またＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）などのデバイスを用いても実現することが可能である。
【００９７】
本発明の実施の形態に従う駆動信号生成回路６には、外部の映像回路部１１から調光信号６０が入力される。
【００９８】
調光信号６０は、０〜１００までの値を有し、バックライト光の輝度レベルの、最大輝度レベルに対する割合［％］を示すディジタル信号である。
【００９９】
ＰＷＭ信号発生器４１は、周期がｔＰＷＭ、即ち周波数ｆＰＷＭ＝１／ｔＰＷＭであり、デューティ（＝ｔＯＮ／ｔＰＷＭ）が調光信号の値に等しいＰＷＭ信号６１を発生する。
【０１００】
ＰＷＭ信号発生器４１から発生したＰＷＭ信号６１は、スイッチング・レギュレータ回路のＰＷＭ制御部７３に入力される。また、ＰＷＭ信号６１は、Ｄフリップフロップ４２のＣＬＫ端子に入力される。また、Ｄフリップフロップ４２の出力端子／Ｑと入力端子Ｄとが接続され、Ｄフリップフロップ４２は、２分周回路として動作する。
【０１０１】
論理ゲートＡＤ０は、ＰＷＭ信号６１と、Ｄフリップフロップ４２の出力端子Ｑからの出力信号の入力とを受けてＡＮＤ論理演算結果を論理ゲートＡＤ２に出力する。論理ゲートＡＤ１は、ＰＷＭ信号６１と、Ｄフリップフロップ４２の出力端子Ｑからの出力信号の入力とを受けてＡＮＤ論理演算結果を論理ゲートＡＤ３に出力する。論理ゲートＡＤ２は、論理ゲートＡＤ０の出力信号と判別部４３の出力信号の反転信号との入力を受けてそのＡＮＤ論理演算結果を切断ＦＥＴ駆動信号として出力する。また、論理ゲートＡＤ３は、論理ゲートＡＤ１の出力信号と判別部４３の出力信号の反転信号との入力を受けてそのＡＮＤ論理演算結果を切断ＦＥＴ駆動信号として出力する。本例においては、一例として、切断ＦＥＴ５６ａのゲートに対応して論理ゲートＡＤ２の出力信号である切断ＦＥＴ駆動信号が入力されるものとする。また、切断ＦＥＴ５６ｂのゲートに対応して論理ゲートＡＤ３の出力信号である切断ＦＥＴ駆動信号が入力されるものとする。
【０１０２】
なお、判別部４３は、後述するが異常を検知した場合に異常信号を「Ｈ」レベルに設定する。一方、判別部４３は、通常時においては、異常信号を「Ｌ」レベルに設定する。したがって、通常時においては、論理ゲートＡＤ２，ＡＤ３の入力ノードにはその反転信号である「Ｈ」レベルが入力されている。すなわち、通常時においては、論理ゲートＡＤ２，ＡＤ３は、論理ゲートＡＤ０，ＡＤ１の出力信号のバッファ回路として機能し、論理ゲートＡＤ０，ＡＤ１の出力信号と同様の波形で切断ＦＥＴ駆動信号が出力されることになる。
【０１０３】
図５は、時分割駆動の動作について説明するタイミングチャート図である。
図５の（ａ）には、ＰＷＭ信号６１の信号波形が示されている。このＰＷＭ信号６１をＤフリップフロップ４２のＣＬＫ端子に入力すると、Ｑ端子からは同図５の（ｂ）に示されるような周期２倍の信号波形（２分周信号）６２が出力される。このとき、Ｄフリップフロップ４２はＰＷＭ信号を入力とする２分周回路として動作する。
【０１０４】
この２分周信号６２と元のＰＷＭ信号６１とを後段の論理ゲートＡＤ０，ＡＤ１に入力することにより、同図５の（ｃ１）および（ｃ２）に示されるような、ＰＷＭパルスを１つおきに含むような２つの信号波形６３ａ，６３ｂが出力される。上述したようにこの信号波形が切断ＦＥＴ駆動信号として、切断スイッチ５６ａ，５６ｂのゲートに入力されることになる。
【０１０５】
これにより、切断ＦＥＴを交互にオン／オフすることができる。すなわち、２つのＬＥＤストリング２６ａ，２６ｂを時分割で駆動することが可能である。
【０１０６】
なお、上述したようにコントローラＩＣ７には元のＰＷＭ信号６１が入力されるが、切断ＦＥＴ５６ａ、５６ｂのゲートとは接続されていない。
【０１０７】
従って、コントローラＩＣ７は、１つのＬＥＤストリングを駆動している場合と同じように安定的に内部回路を動作させＬＥＤストリングに一定の電流が流れるように制御している。すなわち、外部の駆動信号生成回路６は、コントローラＩＣ７の代わりに切断ＦＥＴ５６ａ、５６ｂを交互にオンオフすることになる。
【０１０８】
結果として、１つのコントローラＩＣ７に対して、２つのＬＥＤストリング２６ａ、２６ｂを時分割で駆動することができる。
【０１０９】
したがって、本発明に従うＬＥＤ駆動回路の構成により、スイッチング・レギュレータ方式のＬＥＤ駆動回路において、複数のＬＥＤストリングを時分割で駆動することが可能となり、部品点数を増やすことなく多数のＬＥＤを接続し、部材価格を低減することが可能である。
【０１１０】
なお、図４に示されるＤフリップフロップ４２による２分周回路は非同期回路であるため、ＰＷＭ信号の入力に対して出力には遅延が発生することが考えられる。
【０１１１】
しかしながら、本発明の実施の形態に従う回路規模は小規模であり、また、後述のとおりＰＷＭ周波数は比較的低速であるため、遅延時間は殆ど問題にはならない。なお、本例においては、非同期回路として説明するが、同期回路として設計することも当然に可能である。
【０１１２】
また、本発明の実施の形態に従うスイッチング・レギュレータ回路５は、通過電流を検出するために設けられるセンス抵抗５７（抵抗値ＲSEN）を有し、センス抵抗５７は、２つのＬＥＤストリング２６ａ，２６ｂに対応して設けられる。そして、時分割駆動した場合、ＬＥＤストリング２６ａ，２６ｂは、互いに同じ通過電流値Ｉo（＝ＶREF／ＲSEN）の通過電流が流れるようコントローラＩＣ７によってフィードバック制御される。
【０１１３】
ＬＥＤの個体間ばらつきおよび温度ドリフトのため、両ＬＥＤストリング２６ａ，２６ｂにおいて、通過電流値Ｉoに相当する電圧は等しくならないが、ＬＥＤストリング２６ａ、２６ｂのいずれかが駆動されている場合には、スイッチング・レギュレータ回路５のフィードバック制御機能により、出力電圧の変化に追随しながら電流駆動することができる。本発明の実施の形態に従うスイッチング・レギュレータ回路５における出力電圧の変化は、同図５（ｄ）に示す波形６４のようになる。
【０１１４】
２つのＬＥＤストリング２６ａ、２６ｂのどちらも駆動されていない無負荷状態においては、上述したように出力電圧レベルは図５（ｄ）の斜線で示すようにＰＷＭ制御部７３によりホールドされている。本例においては、一例として、元のＰＷＭ信号６１の入力を受けるＰＷＭ制御部７３が「Ｌ」レベルの入力を受けた際に、コンパレータ７３に与える電圧レベルを保持するものとする。
【０１１５】
そして、いずれかの切断ＦＥＴ５６ａ、５６ｂがオンとなると、ＬＥＤストリングの負荷に合わせてすなわちＬＥＤストリングごとのＶF（順方向電圧）ばらつきに従って出力電圧が追随するので、結果として、時分割駆動することで出力電圧は２つの値ＶOUT１およびＶOUT２の間で変動することになる。即ち、２つのＬＥＤストリング間の電圧差を吸収し、損失を低減することができる。
【０１１６】
従って、本発明に従うＬＥＤ駆動回路の構成により、各ＬＥＤストリングのＬＥＤのＶF（順方向電圧）ばらつきに対応して時分割駆動することが可能である。すなわち、高い駆動効率を保ちつつ部品点数を削減し、小型で安価な構成のＬＥＤ駆動回路を実現することが可能である。
【０１１７】
なお、上述した電圧変動へのスイッチング・レギュレータ回路５の追随はΔｔの時間を要するため、各ＬＥＤストリングの切断ＦＥＴがオンしてからΔｔの間は、各ＬＥＤストリングに流れる電流は同図５の（ｅ１）および図５の（ｅ２）に示す６５ａ，６５ｂのような信号波形になり、通過電流値Ｉoに完全には一致せず、通過電流値Ｉoより少し大きいか少し小さい値となる。
【０１１８】
このため、２つのＬＥＤストリングを同じＰＷＭデューティで駆動しても、電流の時間平均値Ｉave１およびＩave２は正確には等しくならない。但し、後で述べるようにΔｔをＰＷＭパルス周期ｔＰＷＭに対し十分小さい値に設定すれば、この電流値の差はほぼ無視するレベルとなる。
【０１１９】
次に、本発明の実施の形態に従うスイッチング・レギュレータ回路５の出力電流および出力電力について説明する。
【０１２０】
本発明の実施の形態においては、一例として時分割数Ｎ＝２で時分割駆動を行うため、各ＬＥＤストリングの駆動電流波形のデューティは最大５０％までの値となり、電流の時間平均値Ｉaveは最大で出力電流のピーク値Ｉoの１／２となる。時分割駆動しない場合（Ｎ＝１の場合）と等しい平均電流ＩaveをＬＥＤに与えてバックライト装置の輝度を等しくするためには、ＬＥＤストリングへの通過電流値Ｉoは時分割しない場合の２倍にする必要がある。
【０１２１】
なお、本実施例において電流の時間平均値Ｉaveを時分割駆動しない場合と等しくした場合、１ＬＥＤストリングあたりに投入される電力も時分割駆動しない場合と等しくなる。
【０１２２】
但し、駆動回路側から見た場合、１回路に２つのＬＥＤストリングを接続しているため、１駆動回路あたりの出力電力は時分割駆動しない場合の２倍となる。
【０１２３】
次に、駆動信号生成回路４で生成されるＰＷＭ信号およびＰＷＭ周波数について考える。
【０１２４】
バックライト装置２を調光するための調光信号６０は、図２に示すように映像回路部１１１から送信される。映像回路部１１１においては、周囲の明るさや映像信号の内容などに基づいてバックライト装置２に求める輝度を決定し、対応する調光信号６０を生成してバックライト装置２内の駆動信号生成回路４に送信する。
【０１２５】
先に述べたように、この調光信号に基づいて駆動信号生成回路４でＬＥＤストリングを駆動するためのＰＷＭ信号６１が生成される。なお、このような構成の他に、バックライト装置２内に駆動信号生成回路とは別にＣＰＵなどを設け、その内部でＰＷＭ信号を生成しても構わないし、映像回路部１１１内部で直接ＰＷＭ信号を生成し、それをバックライト装置２側に送信する構成であっても構わない。
【０１２６】
本実施の形態では、ＰＷＭ信号６１のＰＷＭ周波数ｆＰＷＭは、スイッチング・レギュレータ回路５自体のスイッチング周波数ｆＳＷよりも十分遅い周波数に設定される。即ち、ＰＷＭパルスの幅がスイッチング時間と比較して十分大きいため、スイッチング動作のタイミングの影響を受けずに駆動パルス幅を調整することができる。
【０１２７】
ＰＷＭ信号６１のＰＷＭ周波数ｆＰＷＭが低すぎると、ＬＥＤストリングが交互に点滅するのが人の眼にちらつきとなって認識されてしまう可能性がある。一般的に、光の点滅が視覚的にちらつきとして認識できる限界の周波数は６０Ｈｚ前後とされていることから、ＰＷＭ信号６１のＰＷＭ周波数ｆＰＷＭは、時分割駆動における時分割数をＮとして６０×Ｎ［Ｈｚ］以上である必要がある。
【０１２８】
本例においては、一例としてＮ＝２のため１２０Ｈｚ以上となるが、マージンを考慮すると１５０Ｈｚ以上とすることが望ましい。
【０１２９】
一方、ＰＷＭ信号６１のＰＷＭ周波数ｆＰＷＭが高すぎると、切断ＦＥＴのオン／オフによる２つのＬＥＤストリング間の電圧変動にスイッチング・レギュレータ回路が追随できなくなってしまう。追随に要する時間Δｔは、負荷である２つのＬＥＤストリングの電圧差ΔＶ、出力コンデンサの容量値Ｃｏおよび充電電流の大きさＩｏから下記の式で与えられる。
【０１３０】
【数１】
2008186668.tif 000003
【０１３１】
本実施の形態において、電圧差ΔＶ、容量値Ｃｏ、充電電流の大きさＩｏの大まかな値をそれぞれ４Ｖ、５μＦ、２００ｍＡと見積もって概算すると、Δｔ＝１００（μｓｅｃ）が得られる。
【０１３２】
バックライト装置を精度よく調光するためには、ＬＥＤストリングを駆動するＰＷＭパルスの周期ｔＰＷＭが、追随に要する時間Δｔより十分大きいことが要件となる。ＰＷＭパルスの周期ｔＰＷＭをΔｔの２０倍以上とすると、ＰＷＭパルスの周期ｔＰＷＭ≧２（ｍｓｅｃ）となり、ＰＷＭ周波数ｆＰＷＭの上限として５００Ｈｚが得られる。
【０１３３】
以上の考察より、ＰＷＭ周波数は１５０Ｈｚ以上、５００Ｈｚ以下であることが望ましい。本実施の形態においては、ＰＷＭ周波数を３００Ｈｚに設定している。
【０１３４】
本発明の実施の形態に従うバックライト装置２は、安全性を高めるため、異常発生時にＬＥＤストリング２６の駆動を強制的に停止可能な機能を有しているものとする。
【０１３５】
具体的には、バックライト装置２のＬＥＤストリング２６の近傍には、温度センサ２４が配置されている。温度センサ２４は、ＬＥＤストリング２６の温度を測定し、駆動信号生成回路４に出力する。
【０１３６】
駆動信号生成回路４では、温度センサ２４から入力された値が正常範囲内であるかどうかを判別する判別部４３が設けられている。
【０１３７】
ＬＥＤストリング２６内のＬＥＤに何らかの障害が発生し、温度が異常に上昇していると判別した場合、判別部４３はＬＥＤストリングの異常を示す異常信号６６を出力する。
【０１３８】
異常信号６６は、駆動信号生成回路４内の後段の論理ゲートに入力され、切断ＦＥＴ５６ａ、５６ｂを強制的にオフするように動作する。具体的には、判別部４３は、異常と判別した場合には、異常信号６６を「Ｈ」レベルに設定する。これに応答して、論理ゲートＡＤ２，ＡＤ３の入力ノードの一方には、「Ｌ」レベルの信号が入力される。したがって、論理ゲートＡＤ２，ＡＤ３の出力信号である切断ＦＥＴ駆動信号は強制的に「Ｌ」レベルに設定される。
【０１３９】
これにより、ＬＥＤストリング２６の駆動が停止され、ＬＥＤストリングの異常な過熱による事故の発生を防止することができる。
【０１４０】
なお、ここでは、一例として、温度センサ２４による異常過熱の検出に基づいて異常を検知する方式について説明したが、過電流の検出に基づいて異常を検知することも可能である。
【０１４１】
例えば、スイッチング・レギュレータ回路３の異常やＬＥＤの断線等によりＬＥＤストリングに大電流が流れた場合、センス抵抗５７における電圧降下が上昇する。従って、スイッチング・レギュレータ回路３のセンス抵抗５７における電圧値を駆動信号生成回路４の判別部４３に入力する構成として、電圧値をしきい値となる電圧値と比較判定する構成とする。そして、電圧値が異常に上昇していると判別した場合、判別部４３は、上述したのと同様に異常信号６６を出力する。この異常信号により切断ＦＥＴ５６ａ、５６ｂをオフし、ＬＥＤストリング２６の駆動を強制的に停止することも可能である。
【０１４２】
この異常信号６６は、駆動信号生成回路４から映像回路部１１１にも送信される。
映像回路部１１１においては、バックライト装置２に異常が発生していることを映像表示装置１のユーザに知らせる処理が行われる。例えばビープ音の発生やパイロットランプの点灯などの手段により、ユーザに異常が発生していることを知らせ、機器の保守対応を求めることが可能である。このような構成により、映像表示装置の安全性をさらに高めることができる。
【０１４３】
上記の実施の形態においては、ＬＥＤストリングの時分割駆動における時分割数を２とした場合について説明した。一方、、時分割数を３としてＬＥＤ駆動回路を構成することも可能である。この場合、図４に示される駆動信号生成回路６を変更する必要がある。
【０１４４】
図６は、時分割数を３とした場合の駆動信号生成回路６＃を説明する図である。
図６を参照して、駆動信号生成回路６＃は、駆動信号生成回路６と比較して、Ｄフリップフロップ４２と置換するＤフリップフロップ４２ａ，４２ｂと、論理ゲートＡＤ０〜ＡＤ３と置換する論理ゲートＡＤ４〜ＡＤ１０とを含む点が異なる。
【０１４５】
図６の駆動信号生成回路は２個のＤフリップフロップと、１個の論理ゲートにより構成される３分周回路を具備しており、映像回路部１１１から入力されたバックライト調光のための調光信号を入力として、ＰＷＭパルスを１つずつ含むような３つの切断ＦＥＴ駆動信号を生成することが可能である。
【０１４６】
この信号を３つの切断ＦＥＴにそれぞれ入力することで、１つのスイッチング・レギュレータ回路に接続された３つのＬＥＤストリングを時分割で駆動することが可能である。
【０１４７】
同様の方式に従って、３分周回路を４分周回路、あるいは５分周回路等に変更することにより、時分割数を４、５、あるいはそれ以上に上げて多数のＬＥＤストリングを時分割で駆動することも可能である。
【０１４８】
なお、時分割数を上げて多数のＬＥＤストリングを駆動する場合、個々のＬＥＤストリングを駆動するＰＷＭパルス波形のデューティは小さくなる。時分割数４ではＰＷＭデューティは２５％以下、時分割数５では２０％以下となる。
【０１４９】
デューティが小さくなる分、同じ光出力を得るためには電流ピーク値を上げる必要がある。この点で、ＬＥＤの電流−光出力特性は出力が極めて高い状態では飽和するため、デューティを１／Ｎ、電流ピーク値をＮ倍にしても同じ光出力が得られない。従って、時分割数を高くし過ぎると駆動効率が逆に悪化する可能性もある。また、通常ＬＥＤのパルス駆動における順方向電流の定格値は、ＤＣ駆動の場合の定格値の２〜３倍程度である。
【０１５０】
したがって、本実施の形態においては、効率的な時分割駆動を実行するために一例として時分割数Ｎを２あるいは３程度とすることが望ましいと考える。
【０１５１】
また、上記の実施の形態においては、スイッチング・レギュレータ回路におけるフィードバック制御をセンス抵抗の両端電圧に基づいて行う電圧モード制御方式を用いた構成について説明したが、電流モード制御方式のレギュレータ回路を用いることも当然に可能である。
【０１５２】
電流モード制御方式では、電圧フィードバックに加えて１スイッチング周期で流れる電流を制限するためのフィードバック経路がさらに追加され、コントローラＩＣの内部および周辺回路の一部が変更される。但し、駆動信号生成回路など、上記実施形態の基本構成については変更は不要である。電流モード制御方式においては、電圧モード制御方式と比較して回路構成は複雑となるが、スイッチング・レギュレータ回路の動作をより安定にできるという利点が存在する。
【０１５３】
以上の実施形態の説明では、駆動信号生成回路などコントローラＩＣ以外の部分は個別部品で構成するものとして説明したが、必要に応じてこれらの一部もしくは全部を集積回路化することも当然に可能である。
【０１５４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等な意味および範囲内でのすべての変更点が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明の実施の形態に従う映像表示装置１の外観構成を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態に従う映像表示装置１の概略ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に従うドライバ基板に形成されるＬＥＤ駆動回路の構成を説明する概略ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に従う駆動信号生成回路６について説明する図である。
【図５】時分割駆動の動作について説明するタイミングチャート図である。
【図６】時分割数を３とした場合の駆動信号生成回路６＃を説明する図である。
【図７】従来のＬＥＤ駆動回路の基本的な動作原理を説明する図である。
【図８】駆動回路の数を削減する従来のＬＥＤ駆動回路を説明する図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１  映像表示装置、２  バックライト装置、３  ＬＥＤ駆動装置、５ａ〜５ｃ  スイッチング・レギュレータ回路、６  駆動信号生成回路、７  コントローラＩＣ、１１  映像部、１２  液晶パネル、１３  光学シート、１４  電源回路部、２１  ＬＥＤ基板、２２  ドライバ基板、２３  ハーネス、２４  温度センサ、２５  ＬＥＤ、２６ａ，２６ｂ  ＬＥＤストリング、５１  入力コンデンサ、５２  インダクタ、５３  スイッチングＦＥＴ、５４  ダイオード、５５  出力コンデンサ、５６ａ，５６ｂ  切断ＦＥＴ、５７  センス抵抗、７１  コンパレータ、７２  ゲート駆動回路、７３  ＰＷＭ制御部。
【図１】
2008186668.tif 000004
【図２】
2008186668.tif 000005
【図３】
2008186668.tif 000006
【図４】
2008186668.tif 000007
【図５】
2008186668.tif 000008
【図６】
2008186668.tif 000009
【図７】
2008186668.tif 000010
【図８】
2008186668.tif 000011