(57)【要約】    【課題】ＬＥＤバックライトに流れる順方向電流を簡素かつ安価な回路構成で可変させ、ＬＥＤバックライトの調光を行う。    【解決手段】昇圧回路３を経由して昇圧される直流電源Ｖ1によりＬＥＤバックライト１に流れる順方向電流Ｉ1と、ＬＥＤバックライト１を調光するための電流源５からの電流とが一定の電流値で流れ込む帰還抵抗Ｒ1にて発生する電圧を、昇圧回路３に負帰還入力させる。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇圧回路（３）を経由して昇圧される直流電源（Ｖ1）をＬＥＤバックライト（１）に供給して点灯させるにあたり、
前記ＬＥＤバックライトを調光するための可変直流電圧（Ｖ2）に比例して、前記昇圧回路から前記ＬＥＤバックライトに流れる順方向電流（Ｉ1）を増加又は減少させるための電流源（５）と、前記電流源からの電流及び前記ＬＥＤバックライトに流れる前記順方向電流が一定の電流値で流れ込む帰還抵抗（Ｒ1）とを備え、
前記帰還抵抗にて発生する電圧を前記昇圧回路に負帰還入力させることを特徴とするＬＥＤバックライト調光装置。
【請求項２】
前記電流源は、カレントミラー回路（５ａ、５ｂ）で構成されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤバックライト調光装置。
【請求項３】
前記カレントミラー回路は、一対のトランジスタ（Ｑ1a、Ｑ1b）と、各トランジスタに流れる電流比を決定するそれぞれの帰還エミッタ抵抗（Ｒ4a、Ｒ4b）とで構成されていることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤバックライト調光装置。
【請求項４】
前記直流電圧は、差動増幅器（６）を経由して前記カレントミラー回路に印加されることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のＬＥＤバックライト調光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナルコンピュータや液晶テレビ等に用いられるＬＥＤバックライトの調光を行うＬＥＤバックライト調光装置に係り、特に、ＬＥＤバックライトに流れる順方向電流を制御して調光を行うＬＥＤバックライト調光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、近年の環境問題とされる水銀を使用している冷陰極蛍光管の代替光源として、発光ダイオードを使用可能にした液晶バックライト駆動回路が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２４４１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
背景技術に記載した液晶バックライト駆動回路によれば、光源である発光ダイオードを数多く同時に安定発光させることができるものの、この動作を実行するにあたっては、その回路構成が複雑とされる制御回路が必要であるため、構成部品の点数が多くなり製造コストも増大となる難点があった。
【０００５】
本発明は、この難点を解消するためになされたもので、ＬＥＤバックライトに流れる順方向電流を簡素かつ安価な回路構成で可変させ、ＬＥＤバックライトの調光を行うことができるＬＥＤバックライト調光装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述の目的を達成するため、本発明の第１の態様であるＬＥＤバックライト調光装置は、昇圧回路を経由して昇圧される直流電源をＬＥＤバックライトに供給して点灯させるにあたり、ＬＥＤバックライトを調光するための可変直流電圧に比例して、昇圧回路からＬＥＤバックライトに流れる順方向電流を増加又は減少させるための電流源と、電流源からの電流及びＬＥＤバックライトに流れる順方向電流が一定の電流値で流れ込む帰還抵抗とを備えており、帰還抵抗にて発生する電圧を昇圧回路に負帰還入力させるものである。
【０００７】
また、本発明の第２の態様であるＬＥＤバックライト調光装置は、本発明の第１の態様において、電流源は、カレントミラー回路で構成されるものである。
【０００８】
また、本発明の第３の態様であるＬＥＤバックライト調光装置は、本発明の第２の態様において、カレントミラー回路は、一対のトランジスタと、各トランジスタに流れる電流比を決定するそれぞれの帰還エミッタ抵抗とで構成されるものである。
【０００９】
また、本発明の第４の態様であるＬＥＤバックライト調光装置は、本発明の第２の態様又は第３の態様において、直流電圧は、差動増幅器を経由してカレントミラー回路に印加されるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のＬＥＤバックライト調光装置によれば、昇圧回路を経由して昇圧される直流電源によりＬＥＤバックライトに流れる順方向電流と、ＬＥＤバックライトを調光するための電流源からの電流とが一定の電流値で流れ込む帰還抵抗にて発生する電圧を、昇圧回路に負帰還入力させることにより、ＬＥＤバックライトに流れる順方向電流を、可変直流電圧をもとに増加又は減少させることができ、安価な回路構成でＬＥＤバックライトの調光が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のＬＥＤバックライト調光装置を適用した最良の実施の形態例について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施例によるＬＥＤバックライト調光装置の具体的な構成を示す回路ブロック図である。このＬＥＤバックライト調光装置は、パーソナルコンピュータや液晶テレビ等に用いられる表示部を、背面側より照射するために点灯されるＬＥＤバックライト１と、商用電源を整流・平滑して直流電源Ｖ0を生成するための電源回路２と、電源回路２から供給される直流電源Ｖ0の電圧レベルを昇圧させ、ＬＥＤバックライト１を点灯させるための直流電源（以下、昇圧直流電源という。）Ｖ1を生成する昇圧回路３と、ＬＥＤバックライト１を調光するにあたり電源回路２から供給される直流電源Ｖ0の電圧レベルを可変させ、可変直流電圧Ｖ2を生成するための例えば、可変抵抗にて構成される電圧可変回路４と、昇圧回路３からＬＥＤバックライト１に流れる順方向電流Ｉ1を増加又は減少させるための電流源５と、電流源５からの電流及びＬＥＤバックライト１に流れる順方向電流Ｉ1が一定の電流値で流れ込む帰還抵抗Ｒ1と、電源回路２から供給される直流電源Ｖ0を分圧させ、分圧直流電圧Ｖ3を生成するための直列接続された分圧抵抗Ｒ2、Ｒ3と、電流源５の後述するカレントミラー回路５ａ、５ｂに直流電圧を印加するための差動増幅器６とで構成されており、電源回路２、電圧可変回路４、差動増幅器６、帰還抵抗Ｒ1及び分圧抵抗Ｒ3はそれぞれ、基準電位点に接続されている。なお、電圧可変回路４の構成としては、その作用を有するものであれば、図示のような可変抵抗に限定されるものではない。
【００１３】
昇圧回路３は、電源入力端子Ｐ1、電源出力端子Ｐ2及び制御入力端子Ｐ3を有している。具体的な接続の態様として、電源入力端子Ｐ1には、電源回路２が接続されており、電源回路２及び電源入力端子Ｐ1の間には、電圧可変回路４及び分圧抵抗Ｒ2がそれぞれ並列接続されている。また、電源出力端子Ｐ2には、ＬＥＤバックライト１を経由して帰還抵抗Ｒ1が接続されている。さらに、制御入力端子Ｐ3は、ＬＥＤバックライト１（の出力側）及び帰還抵抗Ｒ1の間に接続されている。
【００１４】
電流源５は、カレントミラー回路５ａ、５ｂで構成されている。このカレントミラー回路５ａ、５ｂは、一対の（ＰＮＰ型）トランジスタＱ1a、Ｑ1bと、各トランジスタＱ1a、Ｑ1bに流れる（電流の）電流比を決定するための帰還エミッタ抵抗Ｒ4a、Ｒ4bとを有している。具体的な接続の態様として、一対のトランジスタＱ1a、Ｑ1bはベース接続されており、各トランジスタＱ1a、Ｑ1bのエミッタに接続される帰還エミッタ抵抗Ｒ4a、Ｒ4bはそれぞれ、昇圧回路３の電源出力端子Ｐ2及びＬＥＤバックライト１の間に並列接続されている。また、一対のトランジスタＱ1a、Ｑ1bのうち一方のトランジスタＱ1aのコレクタには、差動増幅器５の後述する（他方の）トランジスタＱ2bのコレクタが接続されている。さらに、一対のトランジスタＱ1a、Ｑ1bのうち他方のトランジスタＱ1bのコレクタは、ＬＥＤバックライト１及び帰還抵抗Ｒ1の間と、昇圧回路３の制御入力端子Ｐ3とにそれぞれ接続されている。
【００１５】
差動増幅器６は、一対の（ＮＰＮ型）トランジスタＱ2a、Ｑ2bと、各トランジスタＱ2a、Ｑ2bのエミッタ抵抗Ｒ5a、Ｒ5bと、終端抵抗Ｒ6とを有している。具体的な接続の態様として、一対のトランジスタＱ2a、Ｑ2bは、エミッタ抵抗Ｒ5a、Ｒ5bを経由してエミッタ接続されており、このエミッタ抵抗Ｒ5a、Ｒ5bの間には、終端抵抗Ｒ6を経由して基準電位点が接続されている。また、一対のトランジスタＱ2a、Ｑ2bのうち一方のトランジスタＱ2aのベースには、電圧可変回路４が接続されており、一方のトランジスタＱ2aのコレクタは、電源回路２及び昇圧回路３の電源入力端子Ｐ1の間に接続されている。さらに、一対のトランジスタＱ2a、Ｑ2bのうち他方のトランジスタＱ2bのベースは、分圧抵抗Ｒ2、Ｒ3の間に接続されている。
【００１６】
このように構成された本発明の実施例によるＬＥＤバックライト調光装置において、以下、具体的な動作について説明する。
【００１７】
図１に示すＬＥＤバックライト調光装置において、電源回路２にて生成される直流電源Ｖ0は、昇圧回路３の電源入力端子Ｐ1に入力され、この昇圧回路３にて電圧レベルが昇圧される。また、昇圧された昇圧直流電源Ｖ1は、昇圧回路３の電源出力端子Ｐ2からＬＥＤバックライト１に供給されることにより、ＬＥＤバックライト１に順方向電流Ｉ1が流れ始める。また、電源回路２にて生成される直流電源Ｖ0は、電圧可変回路４に供給され、ＬＥＤバックライト１を調光するために可変された可変直流電圧Ｖ2として、差動増幅器６を構成する（一方の）トランジスタＱ2aのベースに印加されることにより、このトランジスタＱ2aからエミッタ抵抗Ｒ5aに電流ＩＲ5aが流れ始める。さらに、電源回路２にて生成される直流電源Ｖ0は、分圧抵抗Ｒ2、Ｒ3により分圧された分圧直流電圧Ｖ3として、差動増幅器６を構成する（他方の）トランジスタＱ2bのベースに印加されることにより、このトランジスタＱ2bからエミッタ抵抗Ｒ5bに電流ＩＲ5bが流れ始める。
【００１８】
ここで、差動増幅器６を構成する一対のトランジスタＱ2a、Ｑ2bは、全く等価な特性「Ｑ2a＝Ｑ2b」の特性を有しており、エミッタ抵抗Ｒ5a、Ｒ5bの両端の電圧をそれぞれ「ＶＲ5a」、「ＶＲ5b」とし、また、終端抵抗Ｒ6の両端の電圧を「ＶＲ6」、終端抵抗Ｒ6に流れる電流を「ＩＲ6」とすると、電流ＩＲ6は式（１）に示すように、
【００１９】
【数１】
2009134939.tif 000003
【００２０】
で表され、終端抵抗Ｒ6に流れる電流ＩＲ6は、一定の電流値で流れ込むことになる。
【００２１】
また、差動増幅器６において、エミッタ抵抗Ｒ5aの両端の電圧ＶＲ5aの電圧値を変化させ、電圧変化分「（デルタ）ＶＲ5a」をとることにより、エミッタ抵抗Ｒ5aに流れる電流ＩＲ5aの電流変化分「（デルタ）ＩＲ5a」は式（２）となり、一方、エミッタ抵抗Ｒ5bの両端の電圧ＶＲ5bの電圧値を変化させ、電圧変化分「（デルタ）ＶＲ5b」をとることにより、エミッタ抵抗Ｒ5bに流れる電流ＩＲ5bの電流変化分「（デルタ）ＩＲ5b」は式（３）となる。
【００２２】
【数２】
2009134939.tif 000004
【００２３】
【数３】
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【００２４】
また、前述の式（１）乃至式（３）により、電流ＩＲ6は式（４）に示すように、
【００２５】
【数４】
2009134939.tif 000006
【００２６】
で表され、差動増幅器６の終端抵抗Ｒ6に流れる電流ＩＲ6は一定の電流値であるため、式（５）に示すように、電流変化分「（デルタ）ＩＲ5a」の電流増加／減少を相殺するような電流変化分「（デルタ）ＩＲ5b」が流れることにより、この電流変化分「（デルタ）ＩＲ5b」が電流源５を構成するカンレントミラー回路５ａ、５ｂの一対のトランジスタＱ1a、Ｑ1bのベースにそれぞれ流れ込むことになる。これにより、前述の電圧変化分「（デルタ）ＶＲ5a」は、電圧可変回路４の可変分電圧値を変化させ、電流変化分「（デルタ）ＩＲ5a」を相殺するＩＲ5bの負（−）の電流変化分（デルタ）だけ電流変化分「（デルタ）ＩＲ5b」に流れることになる。
【００２７】
【数５】
2009134939.tif 000007
【００２８】
次に、電流源５において、前述のように昇圧回路３から昇圧直流電源Ｖ1が供給されることにより、カンレントミラー回路５ａ、５ｂを構成するエミッタ帰還抵抗Ｒ4a、Ｒ4bの両端の電圧をそれぞれ「ＶＲ4a」、「ＶＲ4b」は、一対のトランジスタＱ1a、Ｑ1bのベース電圧及びベース−エミッタ間電圧がそれぞれ等しいとすると、式（６）に示すように、
【００２９】
【数６】
2009134939.tif 000008
【００３０】
で表される。また、エミッタ帰還抵抗Ｒ4aの両端の電圧ＶＲ4aは式（７）に示すように、
【００３１】
【数７】
2009134939.tif 000009
【００３２】
で表され、式（８）、（９）にそれぞれ示す帰還エミッタ抵抗Ｒ4a、Ｒ4bの比率により、一対のトランジスタＱ1a、Ｑ1bに流れる電流の電流比が決定される。この関係は、式（１０）に示すように表すことができる。
【００３３】
【数８】
2009134939.tif 000010
【００３４】
【数９】
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【００３５】
【数１０】
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【００３６】
ここで、帰還抵抗Ｒ1に流れ込む電流ＩＲ1は、式（１１）に示すように、
【００３７】
【数１１】
2009134939.tif 000013
【００３８】
で表され、帰還エミッタ抵抗Ｒ4bに流れる電流ＩＲ4bの電流変化部「（デルタ）ＩＲ4b」が帰還抵抗Ｒ1の電圧変化となり、この帰還抵抗Ｒ1にて発生する電圧が昇圧回路３の制御入力端子Ｐ3に負帰還入力されることになる。
【００３９】
さらに、昇圧回路３は、制御入力端子Ｐ3に負帰還入力された帰還抵抗Ｒ1の両端の電圧をもとに、帰還抵抗Ｒ1に流れ込む電流ＩＲ1の電流値が一定となるように昇圧直流電源Ｖ1を制御することができる。これにより、ＬＥＤバックライト１に流れる順方向電流Ｉ1を、可変直流電圧Ｖ1をもとに（連続的に）増加又は減少させることができ、ＬＥＤバックライト１の調光が容易となる。
【００４０】
前述までの説明から明らかなように、本発明の実施例によれば、昇圧回路３を経由して昇圧される昇圧直流電源Ｖ1によりＬＥＤバックライト１に流れる順方向電流Ｉ1と、ＬＥＤバックライト１を調光するための電流源５からの電流とが一定の電流値で流れ込む帰還抵抗Ｒ1にて発生する電圧を、昇圧回路３に負帰還入力させることにより、ＬＥＤバックライト１に流れる順方向電流Ｉ1を、可変直流電圧Ｖ2をもとに（連続的に）増加又は減少させることができる。これにより、（背景技術と比較して）簡素かつ安価な回路構成でＬＥＤバックライト１の調光が容易となる。
【００４１】
本発明のＬＥＤバックライト調光装置においては、特定の実施の形態をもって説明してきたが、この形態に限定されるものでなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られた如何なる構成のＬＥＤバックライト調光装置であっても採用できるということはいうまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例によるＬＥＤバックライト調光装置の具体的な構成を示す回路ブロック図。
【符号の説明】
【００４３】
１……ＬＥＤバックライト
３……昇圧回路
５……電流源
５ａ、５ｂ……カレントミラー回路
Ｑ1a、Ｑ1b……一対のトランジスタ
Ｒ4a、Ｒ4b……帰還エミッタ抵抗
６……差動増幅器
Ｒ1……帰還抵抗
Ｖ1……直流電源
Ｖ2……可変直流電圧
Ｉ1……順方向電流
【図１】
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