(57)【要約】【課題】光源モジュールの光均一性と駆動効率を効果的に改善する、光源装置とその駆動装置を提供する。【解決手段】駆動装置は、第一ノード、第二ノード、クロック同期化ユニット、制御ユニット、スイッチユニット、および帰還ユニットを有する。駆動装置は、第一および第二ノードを介してＡＣ電圧を受け取る。クロック同期化ユニットは、ＡＣ電圧をクロック同期化信号に変換する。制御ユニットは事前設定輝度値を駆動電流に変換し、クロック同期化信号のタイミングに従って調整信号を出力し、帰還信号に従って調整信号のパルス幅を変調する。スイッチユニットは、調整信号の制御に従って光源モジュールにＡＣ電圧を提供するかどうかを決定する。帰還ユニットは光源モジュールの負荷状態を検出し、検出結果に従って制御ユニットに帰還信号を出力する。【選択図】図２
2009021535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの光源モジュールの駆動に適する駆動装置であって、
第一ノードおよび第二ノードと、
第二ノードに接続したクロック同期化ユニットと、
クロック同期化ユニットに接続した制御ユニットと、
第二ノードと光源モジュールの間に接続したスイッチユニットと、
光源モジュールと制御ユニットの間に接続した帰還ユニットを有する駆動装置であって、
前記光源モジュールに第一ノードを接続し、前記第一ノードと第二ノードを介して交流（ＡＣ）電圧を受け取り、
前記クロック同期化ユニットがＡＣ電圧をクロック同期化信号に変換し、
前記制御ユニットが事前設定輝度値を駆動電流に変換し、クロック同期化信号のタイミングに従って調整信号を出力し、帰還信号に従って調整信号のパルス幅を変調し、
前記スイッチユニットが調整信号の制御に従って光源モジュールにＡＣ電圧を提供するかどうかを決定し、
前記帰還ユニットが光源モジュールの負荷状態を検出し、検出結果に従って帰還信号を出力する駆動装置。
【請求項２】
さらに、第一ノードと第二ノードの間に接続した整流器を有し、第二ＡＣ電圧に従ってＡＣ電圧を生成する請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
クロック同期化ユニットが、
第二ノードに接続した第一端部を備えた第一抵抗器と、
第一抵抗器の第二端部に接続した第一端部、および第二電圧に接続した第二端部を備えた第二抵抗器と、
基準電圧に接続した第一端部、および第二電圧に接続した第二端部を備えた可変抵抗器と、
第二抵抗器の第一端部に接続した第一入力端部、可変抵抗器に接続した第二入力端部、およびクロック同期化信号を出力する出力端部を備えた比較器を有する請求項１記載の駆動装置。
【請求項４】
制御ユニットが、
クロック同期化ユニット、スイッチユニット、および帰還ユニットに接続したマイクロコントローラを有し、前記マイクロコントローラが事前設定輝度値を駆動電流に変換し、クロック同期化信号に従って調整信号を出力し、帰還ユニットによって提供された帰還信号に従って調整信号のパルス幅を変調する請求項１記載の駆動装置。
【請求項５】
スイッチユニットが、
光源モジュールに接続したドレイン端部、および第二ノードに接続したソース端部を備えた第一トランジスタと、
第一トランジスタのソース端部およびゲート端部に各々接続した第一端部および第二端部を備えた第三抵抗器と、
第一トランジスタのゲート端部に接続した第一端部を備えた第四抵抗器と、
第四抵抗器の第二端部に接続したコレクタ端部、および第二電圧に接続したエミッタ端部を備えた第二トランジスタと、
第二トランジスタのベース端部に接続した第一端部、および第二電圧に接続した第二端部を備えた第五抵抗器と、
第五抵抗器の第一端部に接続した第一端部、および調整信号を受け取るために制御ユニットに接続した第二端部を備えた第六抵抗器を有する請求項１記載の駆動装置。
【請求項６】
帰還ユニットが、
光源モジュールに接続した第一端部、および帰還信号を出力する第二端部を備えた第七抵抗器と、
第七抵抗器の第二端部に接続した第一端部、および第二電圧に接続した第二端部を備えた第八抵抗器と、
第七抵抗器の第二端部に接続した第一端部、および第二電圧に接続した第二端部を備えたコンデンサと、
第二電圧に接続したアノード端部、および第七抵抗器の第二端部に接続したカソード端部を備えた第五ダイオードを有する請求項１記載の駆動装置。
【請求項７】
さらに、光源モジュールと第一ノードの間に接続した第九抵抗器を有する請求項１記載の駆動装置。
【請求項８】
ＬＥＤストリングと、
第一ノードおよび第二ノードと、
第二ノードに接続したクロック同期化ユニットと、
クロック同期化ユニットに接続した制御ユニットと、
第二ノードとＬＥＤストリングの第二端部の間に接続したスイッチユニットと、
ＬＥＤストリングと制御ユニットの間に接続した帰還ユニットを有する光源装置であって、
前記ＬＥＤストリングの第一端部に第一ノードを接続し、前記第一ノードと第二ノードを介してＡＣ電圧を受け取り、
前記クロック同期化ユニットがＡＣ電圧をクロック同期化信号に変換し、
前記制御ユニットが事前設定輝度値を駆動電流に変換し、クロック同期化信号のタイミングに従って調整信号を出力し、帰還信号に従って調整信号のパルス幅を変調し、
前記スイッチユニットが調整信号の制御に従ってＬＥＤストリングにＡＣ電圧を提供するかどうかを決定し、
前記帰還ユニットがＬＥＤストリングの負荷状態を検出し、検出結果に従って帰還信号を出力する光源装置。
【請求項９】
さらに、第一ノードと第二ノードの間に接続した整流器を有し、第二ＡＣ電圧に従ってＡＣ電圧を生成する請求項８記載の光源装置。
【請求項１０】
クロック同期化ユニットが、
第二ノードに接続した第一端部を備えた第一抵抗器と、
第一抵抗器の第二端部に接続した第一端部、および第二電圧に接続した第二端部を備えた第二抵抗器と、
基準電圧に接続した第一端部、および第二電圧に接続した第二端部を備えた可変抵抗器と、
第二抵抗器の第一端部に接続した第一入力端部、可変抵抗器に接続した第二入力端部、およびクロック同期化信号を出力する出力端部を備えた比較器を有する請求項８記載の光源装置。
【請求項１１】
制御ユニットが、
クロック同期化ユニット、スイッチユニット、および帰還ユニットに接続したマイクロコントローラを有し、前記マイクロコントローラが事前設定輝度値を駆動電流に変換し、クロック同期化信号に従って調整信号を出力し、帰還ユニットによって提供された帰還信号に従って調整信号のパルス幅を変調する請求項８記載の光源装置。
【請求項１２】
スイッチユニットが、
ＬＥＤストリングの第二端部に接続したドレイン端部、および第二ノードに接続したソース端部を備えた第一トランジスタと、
第一トランジスタのソース端部およびゲート端部に各々接続した第一端部および第二端部を備えた第三抵抗器と、
第一トランジスタのゲート端部に接続した第一端部を備えた第四抵抗器と、
第四抵抗器の第二端部に接続したコレクタ端部、および第二電圧に接続したエミッタ端部を備えた第二トランジスタと、
第二トランジスタのベース端部に接続した第一端部、および第二電圧に接続した第二端部を備えた第五抵抗器と、
第五抵抗器の第一端部に接続した第一端部、および調整信号を受け取るために制御ユニットに接続した第二端部を備えた第六抵抗器を有する請求項８記載の光源装置。
【請求項１３】
帰還ユニットが、
ＬＥＤストリングに接続した第一端部、および帰還信号を出力する第二端部を備えた第七抵抗器と、
第七抵抗器の第二端部に接続した第一端部、および第二電圧に接続した第二端部を備えた第八抵抗器と、
第七抵抗器の第二端部に接続した第一端部、および第二電圧に接続した第二端部を備えたコンデンサと、
第二電圧に接続したアノード端部、および第七抵抗器の第二端部に接続したカソード端部を備えた第五ダイオードを有する請求項８記載の光源装置。
【請求項１４】
さらに、ＬＥＤストリングの第一端部と第一ノードの間に接続した第九抵抗器を有する請求項８記載の光源装置。
【請求項１５】
さらに、第一ノードに接続した第一端部を備えた第二ＬＥＤストリングと、
第二ノードと第二ＬＥＤストリングの第二端部の間に接続した第二スイッチユニットと、
第二ＬＥＤストリングと制御ユニットの間に接続した第二帰還ユニットを有し、
前記第二スイッチユニットが第二調整信号の制御に従って、第二ＬＥＤストリングにＡＣ電圧を提供するかどうかを決定し、
前記第二帰還ユニットが第二ＬＥＤストリングの負荷状態を検出し、検出結果に従って第二帰還信号を出力し、
前記制御ユニットが第二事前設定輝度値を第二駆動電流に変換し、クロック同期化信号のタイミングに従って第二調整信号を出力し、第二帰還信号に従って第二調整信号のパルス幅を変調した請求項８記載の光源装置。
【請求項１６】
第二スイッチユニットが、
第二ＬＥＤストリングの第二端部に接続したドレイン端部、および第二ノードに接続したソース端部を備えた第三トランジスタと、
第三トランジスタのソース端部およびゲート端部に各々接続した第一端部および第二端部を備えた第十一抵抗器と、
第三トランジスタのゲート端部に接続した第一端部を備えた第十二抵抗器と、
第十二抵抗器の第二端部に接続したコレクタ端部、および第二電圧に接続したエミッタ端部を備えた第四トランジスタと、
第四トランジスタのベース端部に接続した第一端部、および第二電圧に接続した第二端部を備えた第十三抵抗器と、
第十三抵抗器の第一端部に接続した第一端部、および第二調整信号を受け取るために制御ユニットに接続した第二端部を備えた第十四抵抗器を有する請求項１５記載の光源装置
。
【請求項１７】
第二帰還ユニットが、
第二ＬＥＤストリングに接続した第一端部、および第二帰還信号を出力する第二端部を備えた第十五抵抗器と、
第十五抵抗器の第二端部に接続した第一端部、および第二電圧に接続した第二端部を備えた第十六抵抗器と、
第十五抵抗器の第二端部に接続した第一端部、および第二電圧に接続した第二端部を備えた第二コンデンサと、
第二電圧に接続したアノード端部、および第十五抵抗器の第二端部に接続したカソード端部を備えた第六ダイオードを有する請求項１５記載の光源装置。
【請求項１８】
さらに、第二ＬＥＤストリングの第一端部と第一ノードの間に接続した第十抵抗器を有する請求項１５記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光源を駆動するために交流（ＡＣ）を用いる光源装置とその駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は省電力と素早いスイッチ速度などの機能を有し、これまで電子装置の状態指示器として用いられている。そして現在では、ＬＥＤは液晶表示装置（ＬＣＤ）のバックライト、それから例えば、自動車のランプ、交通信号灯、掲示板／メッセージマーキー、大型ビデオウォール、さらに投射装置内の照明などとして用いるために開発されている。
【０００３】
近年、ＬＥＤはＬＣＤのバックライトモジュール内で広く用いられ、例えば携帯電話や車両用の小型ＬＣＤバックライトの光源として用いられている。しかし、大型バックライトモジュール内へのＬＥＤの適用はなお解決すべき多くの問題を有し、最も重要な問題にはＬＥＤの駆動効率が低く、光均一性が高くなく、価格が高いことなどが含まれる。上記の問題を解決するために、ＬＥＤを駆動するための既存の直流（ＤＣ）駆動装置では変換効率を改善し、ＤＣ  ＬＥＤ駆動の帰還制御を拡大し、ＬＥＤの光均一性を改善している。しかし、それに応じて駆動装置の複雑さと価格が上昇する。
【０００４】
一方、ＬＥＤは、ＡＣ駆動装置によって駆動することもできる。図１は、米国特許公報ＵＳ７，０８１，７２２Ｂ１のＡＣを用いてＬＥＤを駆動する回路図である。図１を参照すると、ＡＣ駆動装置１００は、ＬＥＤ  Ｇ１〜Ｇ４を駆動するためのＡＣ電圧変動による四相駆動アーキテクチャに分割されている。つまり、ＬＥＤ  Ｇ１〜Ｇ４は順に光を放射し、スイッチＳ１〜Ｓ４と過電流検出装置１１０〜１４０はＬＥＤ  Ｇ１〜Ｇ４の両端に各々配置されている。過電流検出装置１１０〜１４０は、ＬＥＤ  Ｇ１〜Ｇ４の輝度を調整するための事前設定値を有する。しかし、ＬＥＤ  Ｇ１〜Ｇ４は異なる位相にあるので、ＬＥＤ  Ｇ１〜Ｇ４は異なる駆動時間範囲によって異なるエネルギの光を放射する。つまり、ＬＥＤ  Ｇ１は四つ全ての位相において光を放射し、ＬＥＤ  Ｇ４は一つの位相だけにおいて光を放射する。このように、ＡＣ駆動装置１００をＬＣＤバックライト内で用いる場合、光の不均一性を容易に招く。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、この発明は光源装置とその駆動装置を提供し、光源モジュールの光均一性と駆動効率を効果的に改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、少なくとも一つの光源モジュールの駆動に適した駆動装置を提供する。駆動装置は、第一ノード、第二ノード、クロック同期化ユニット、制御ユニット、スイッチユニット、および帰還ユニットを有する。駆動装置は、第一ノードと第二ノードを介してＡＣ電圧を受け取る。クロック同期化ユニットは第二ノードに接続し、ＡＣ電圧をクロック同期化信号に変換する。制御ユニットはクロック同期化ユニットに接続し、事前設定輝度値を駆動電流に変換し、クロック同期化信号のタイミングに従って調整信号を出力し、帰還信号に従って調整信号のパルス幅を変調する。スイッチユニットは光源モジュールに接続し、調整信号の制御に従って光源モジュールにＡＣ電圧を提供するかどうかを決定する。帰還ユニットは光源モジュールと制御ユニットの間に接続し、光源モジュールの負荷状態を検出し、検出結果に従って帰還信号を出力する。
【０００７】
この発明は、光源装置を提供する。光源装置は、ＬＥＤストリング、第一ノード、第二ノード、クロック同期化ユニット、制御ユニット、スイッチユニット、および帰還ユニットを有する。光源装置は、第一ノードと第二ノードを介してＡＣ電圧を受け取る。クロック同期化ユニットは第二ノードに接続し、ＡＣ電圧をクロック同期化信号に変換する。制御ユニットはクロック同期化ユニットに接続し、事前設定輝度値を駆動電流に変換し、クロック同期化信号のタイミングに従って調整信号を出力し、帰還信号に従って調整信号のパルス幅を変調する。スイッチユニットは光源モジュールに接続し、調整信号の制御に従ってＬＥＤストリングにＡＣ電圧を提供するかどうかを決定する。帰還ユニットはＬＥＤストリングと制御ユニットの間に接続し、ＬＥＤストリングの負荷状態を検出し、検出結果に従って帰還信号を出力する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明では、クロック同期化ユニットを用いてクロック同期化信号を生成し、制御ユニットはクロック同期化信号に従って調整信号を生成し、スイッチユニットのオン／オフを制御し、光源モジュールにＡＣ電圧を提供する時間を制御する。次に、光源モジュールを駆動し、光を放射するために用いられる駆動電流は帰還ユニットによって制御ユニットに送り戻され、元の事前設定値と比較される。それから比較結果を用いて調整信号を変調し、光源モジュールによって生成される輝度が事前設定結果を効果的に正確に実現できるようにする。
【０００９】
この発明の前述の目的と他の目的、特徴および利点を理解可能にするために、図面を伴った好ましい実施例を以降で詳しく説明する。
【００１０】
当然のことながら、以上の一般的な説明と以降の詳細な説明はどちらも典型的なものであって、請求されるような発明をさらに説明するものとする。
【００１１】
添付の図面は本発明をさらに理解するために含められ、この明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は発明の実施例を示し、その記述と共に発明の原理を説明するために役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図２は、この発明の一実施例による光源装置と駆動装置のブロック図である。図２を参照すると、光源装置２００は光源モジュール２５０と駆動装置を有する。駆動装置は、第一ノードＮ１、第二ノードＮ２、クロック同期化ユニット２１０、制御ユニット２２０、スイッチユニット２３０、および帰還ユニット２４０を有する。光源装置２００は第一ノードＮ１と第二ノードＮ２を介してＡＣ電圧ＶＡＣを受け取り、光源装置２００によって必要とされる動作電圧を供給する。第一ノードＮ１は、光源モジュール２５０の第一端部に接続する。クロック同期化ユニット２１０は第二ノードＮ２に接続し、受け取ったＡＣ電圧ＶＡＣをクロック同期化信号Ｓｓｙｎに変換する。
【００１３】
制御ユニット２２０はクロック同期化ユニット２１０に接続し、制御ユニット２２０はクロック同期化信号Ｓｓｙｎのタイミングに従ってスイッチユニット２３０に調整信号ＡＳを出力する。スイッチユニット２３０は、第二ノードＮ２と光源モジュール２５０の第二端部の間に接続する。スイッチユニット２３０は、調整信号ＡＳの状態（つまり、ロジック高の電圧レベル、またはロジック低の電圧レベル）に従って光源モジュール２５０にＡＣ電圧ＶＡＣを提供するかどうかを決定する。例えば、調整信号ＡＳがロジック高の電圧レベルであればスイッチユニット２３０を導通させ、光源モジュール２５０にＡＣ電圧ＶＡＣを提供し、光源モジュール２５０は光源を生成する。調整信号ＡＳがロジック低の電圧レベルであればスイッチユニット２３０は導通させず、ＡＣ電圧ＶＡＣは光源モジュ
ール２５０には提供されない。
【００１４】
帰還ユニット２４０は、光源モジュール２５０と制御ユニット２２０の間に接続し、光源モジュール２５０の負荷状態（例えば、光源モジュール２５０を駆動するための電流値の大きさ）を検出し、検出結果に従って制御ユニット２２０に帰還信号Ｓｆを出力する。制御ユニット２２０が帰還信号Ｓｆを受け取った後、帰還信号Ｓｆは事前設定輝度値（変換された駆動電流）と比較し、調整信号ＡＳのパルス幅を変調するための基準として役立たせる。例えば、帰還信号Ｓｆが事前設定輝度値（変換された駆動電流）より大きい場合、調整信号ＡＳのパルス幅をより狭く変調し、スイッチユニット２３０の導通時間を短くする。帰還信号Ｓｆが事前設定輝度値（変換された駆動電流）より小さい場合、調整信号ＡＳのパルス幅をより広く変調し、スイッチユニット２３０の導通時間を長くする。それから、制御ユニット２２０は変調した調整信号ＡＳをスイッチユニット２３０に送り、光源モジュール２５０にＡＣ電圧ＶＡＣを提供する時間を制御し、光源モジュール２５０に事前設定輝度値（変換された駆動電流）を実現させる。この実施例では、光源モジュール２５０は、例えばＬＥＤストリング、および複数の組の平行ＬＥＤストリングまたはバルブストリングである。
【００１５】
図３は、この発明の一実施例による光源装置と駆動装置のブロック図である。図３を参照すると、光源装置３００は、光源モジュール３５０と駆動装置を有する。駆動装置は、クロック同期化ユニット３１０、制御ユニット３２０、スイッチユニット３３０、帰還ユニット３４０、整流器３６０、および輝度設定装置３７０を有する。光源装置３００は、第三ノードＮ３と第四ノードＮ４を介して第二ＡＣ電圧ＶＡＣ２を受け取る。整流器３６０を使用することによって、第二ＡＣ電圧ＶＡＣ２はＡＣ電圧ＶＡＣ１（つまり、第一ノードＮ１と第二ノードＮ２の電圧）に変換することができる。第一ノードＮ１は、光源モジュール３５０の第一端部に接続する。
【００１６】
クロック同期化ユニット３１０は第二ノードＮ２に接続し、受け取ったＡＣ電圧ＶＡＣ１をクロック同期化信号Ｓｓｙｎに変換する。制御ユニット３２０はクロック同期化ユニット３１０に接続し、クロック同期化信号Ｓｓｙｎのタイミングに従ってスイッチユニット３３０に調整信号ＡＳを出力する。スイッチユニット３３０は、第二ノードＮ２と光源モジュール３５０の第二端部の間に接続する。スイッチユニット３３０が調整信号ＡＳを受け取った後、ＡＣ電圧ＶＡＣ１は調整信号ＡＳの状態（つまり、ロジック高の電圧レベルまたはロジック低の電圧レベル）に従って光源モジュール３５０に提供するかどうかを決定し、光源モジュール３５０に光源を生成させる。帰還ユニット３４０は、光源モジュール３５０と制御ユニット３２０の間に接続する。帰還ユニット３４０を用いて、光源モジュール３５０の負荷状態（例えば、光源モジュール３５０を駆動するための電流値の大きさ）を検出し、検出結果に従って制御ユニット３２０に帰還信号Ｓｆを出力する。
【００１７】
制御ユニット３２０が帰還信号Ｓｆを受け取った後、輝度設定装置３７０から事前設定輝度値を最初に取得する。事前設定輝度値の大きさは、必要に応じて自由に調整できる。それから、制御ユニット３２０は事前設定輝度値を駆動電流に変換し、帰還信号Ｓｆと事前設定輝度値（変換された駆動電流）を比較し、調整信号ＡＳを変調するための基準として役立たせる。例えば、帰還信号Ｓｆが事前設定輝度値（変換された駆動電流）より大きい場合、調整信号ＡＳのパルス幅をより狭く変調する。帰還信号Ｓｆが事前設定輝度値（変換された駆動電流）より小さい場合、調整信号ＡＳのパルス幅をより広く変調する。それから、制御ユニット３２０は変調した調整信号ＡＳをスイッチユニット３３０に送り、光源モジュール３５０にＡＣ電圧ＶＡＣを提供する時間を制御し、光源モジュール３５０に事前設定輝度値（変換された駆動電流）を実現させる。この実施例では、光源モジュール３５０は、例えばＬＥＤストリング、および複数の組の平行ＬＥＤストリングまたはバルブストリングである。光源モジュール３５０は、例えば照明装置、ＬＣＤのバックライ
トモジュールのバックライト源などに適用できる。
【００１８】
図４は、図３の光源装置と駆動装置の回路図である。図４を参照すると、この実施例では光源モジュール３５０はＬＥＤストリングであってもよい。光源装置３００はさらに、光源モジュール３５０の第一端部と第一ノードＮ１の間に接続した第九抵抗器Ｒ９（電流検出抵抗器）を有する。光源モジュール３５０の第一端部（例えば、ＬＥＤストリングのカソード端部）は抵抗器Ｒ９を介して第一ノードＮ１に接続し、光源モジュール３５０の第二端部（例えば、ＬＥＤストリングのアノード端部）はスイッチユニット３３０を介して第二ノードＮ２に接続する。従って、スイッチユニット３３０の制御によって、光源モジュール３５０にＡＣ電圧ＶＡＣ１を提供するかどうかを決定できる。
【００１９】
クロック同期化ユニット３１０は、第一抵抗器Ｒ１、第二抵抗器Ｒ２、可変抵抗器Ｒｆ、および比較器４１０を有する。抵抗器Ｒ１の第一端部は第二ノードＮ２に接続し、ＡＣ電圧ＶＡＣ１を受け取る。抵抗器Ｒ２の第一端部と第二端部は、抵抗器Ｒ１の第二端部と第二電圧（例えば、接地電圧ＧＮＤ）に各々接続する。ＡＣ電圧ＶＡＣ２の電圧値は大きすぎる場合があるので、ＡＣ電圧ＶＡＣ１を直接比較器４１０に入力すると、比較器４１０が損傷する可能性がある。従って、ＡＣ電圧ＶＡＣ１は最初に直列に接続した抵抗器Ｒ１とＲ２で分割し、それから抵抗器Ｒ２上の電圧は比較器４１０の第一端部（例えば、正の入力端部）に送られる。
【００２０】
可変抵抗器Ｒｆの第一端部と第二端部は基準電圧Ｖｒｅｆと第二電圧（例えば、接地電圧ＧＮＤ）に各々接続し、可変抵抗器Ｒｆ上の電圧は比較器４１０の第二端部（例えば、負の入力端部）に送る。比較器４１０が正の入力端部の電圧と負の入力端部の電圧を比較した後、比較器４１０の出力端部はクロック同期化信号Ｓｓｙｎを出力する。基準電圧Ｖｒｅｆの大きさを調整するか、または可変抵抗器Ｒｆの抵抗値を調整することによって、比較器４１０の第二端部で受け取る電圧レベルを調整できる。比較器４１０の第二端部の電圧レベルの違いによって、クロック同期化信号Ｓｓｙｎのパルス幅を調整する。
【００２１】
制御ユニット３２０は、マイクロコントローラ４２０を有する。マイクロコントローラ４２０がクロック同期化信号Ｓｓｙｎを受け取った後、それに応じてスイッチユニット３３０に調整信号ＡＳを出力し、スイッチユニット３３０を導通させるかどうかを制御する。
【００２２】
スイッチユニット３３０は、第一トランジスタＭ１、第三抵抗器Ｒ３、第四抵抗器Ｒ４、第二トランジスタＴｒ１、第五抵抗器Ｒ５、および第六抵抗器Ｒ６を有する。トランジスタＭ１のドレイン端部とソース端部は、光源モジュール３５０の第二端部と第二ノードＮ２に各々接続する。抵抗器Ｒ３の第一端部と第二端部は、トランジスタＭ１のソース端部とゲート端部に各々接続する。抵抗器Ｒ４の第一端部は、トランジスタＭ１のゲート端部に接続する。トランジスタＴｒ１のコレクタ端部とエミッタ端部は、抵抗器Ｒ４の第二端部と第二電圧（例えば、接地電圧ＧＮＤ）に各々接続する。抵抗器Ｒ５の第一端部と第二端部は、トランジスタＴｒ１のベース端部と第二電圧に各々接続する。抵抗器Ｒ６の第一端部と第二端部は、抵抗器Ｒ５の第一端部と制御ユニット３２０に各々接続する。
【００２３】
この実施例では、制御ユニット３２０によって出力され、トランジスタＴｒ１のベース端部で受け取る調整信号ＡＳがロジック高の電圧レベルであれば、トランジスタＴｒ１を導通させる。トランジスタＴｒ１を導通させると、トランジスタＭ１のゲート端部は抵抗器Ｒ４を介して、接地電圧ＧＮＤに電気的に接続され、それに応じてトランジスタＭ１も導通される。トランジスタＭ１を導通させた後、ＡＣ電圧ＶＡＣ１は光源モジュール３５０に入力され、光源モジュール３５０に光源を生成させることができる。もしくは、制御ユニット３２０によって出力され、トランジスタＴｒ１のベース端部で受け取る調整信号
Ａｓがロジック低の電圧レベルであれば、トランジスタＴｒ１は導通せず、トランジスタＭ１も導通しないので、ＡＣ電圧ＶＡＣ１は光源モジュール３５０には提供されない。
【００２４】
この実施例では、トランジスタＭ１は、例えばＰＭＯＳトランジスタであり、トランジスタＴｒ１は、例えばバイポーラ接合トランジスタである。抵抗器Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、およびＲ６は電流制限および補助導通素子として用いられ、トランジスタＭ１とトランジスタＴｒ１に流れる過電流を防ぎ、トランジスタＭ１とトランジスタＴｒ１が損傷しないようにする。
【００２５】
帰還ユニット３４０は、第七抵抗器Ｒ７、第八抵抗器Ｒ８、コンデンサＣ、第五ダイオードＤ５を有する。抵抗器Ｒ７の第一端部は光源モジュール３５０に接続し、抵抗器Ｒ７の第二端部は帰還信号Ｓｆを出力する。抵抗器Ｒ８の第一端部と第二端部は、抵抗器Ｒ７の第二端部と第二電圧（例えば、接地電圧ＧＮＤ）に各々接続する。コンデンサＣの第一端部と第二端部は、抵抗器Ｒ８の第一端部と第二端部に各々接続する。ダイオードＤ５のアノード端部は第二電圧に接続し、ダイオードＤ５のカソード端部は抵抗器Ｒ７の第二端部に接続する。帰還回路３４０内のアーキテクチャは積分回路であるので、帰還ユニット３４０は光源モジュール３５０を駆動する駆動電流をその平均値に変換でき、駆動電流の平均値は帰還信号Ｓｆとして用いられ制御ユニット３２０に送られる。
【００２６】
この実施例では、整流器３６０を実現するためにブリッジ整流器が用いられる。この発明を用いる人々には当然のことながら、必要に応じて整流器３６０を実装するために他の技術を用いることができる。整流器３６０は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、およびＤ４を有する。整流器３６０は、第三ノードＮ３と第四ノードＮ４を介してＡＣ電圧ＶＡＣ２を受け取る。ダイオードＤ１のアノード端部は第一ノードＮ１に接続し、ダイオードＤ１のカソード端部は第三ノードＮ３に接続する。ダイオードＤ２のアノード端部とカソード端部は、ダイオードＤ１のカソード端部と第二ノードＮ２に各々接続する。ダイオードＤ３のアノード端部とカソード端部は、第四ノードＮ４とダイオードＤ２のカソード端部に各々接続する。ダイオードＤ４のアノード端部とカソード端部は、ダイオードＤ１のアノード端部とダイオードＤ３のアノード端部に各々接続する。この実施例では、第一ノードＮ１は接地することもできる。
【００２７】
光源装置３００の実装形態は、以降のような電圧と信号の波形の概略図を参照しながら説明する。図５は、図４のＡＣ電圧ＶＡＣ１、基準電圧Ｖｒｅｆ、クロック同期化信号Ｓｓｙｎ、調整信号ＡＳ、および帰還信号Ｓｆの波形の概略図である。図４と５を参照すると、まず整流器３６０は、第三ノードＮ３と第四ノードＮ４を介してＡＣ電圧ＶＡＣ２を受け取る。ＡＣ電圧ＶＡＣ２を整流器３６０で整流した後、ＡＣ電圧ＶＡＣ２は最初にＡＣ電圧ＶＡＣ１に変換される（例えば、図５に示したような部分Ａの波形）。
【００２８】
それから、クロック同期化ユニット３１０内の抵抗器Ｒ１とＲ２でＡＣ電圧ＶＡＣ１を分割した後、Ｒ２上の電圧は比較器４１０の正の入力端部に送られる。比較器４１０の負の入力端部で受け取る電圧は、可変抵抗器Ｒｆ上の電圧である（例えば、図５に示したような部分Ａの破線）。それから、比較器４１０は正の入力端部で受け取った電圧と負の入力端部で受け取った電圧を比較し、それに応じて比較結果を生成する。比較結果は、クロック同期化信号Ｓｓｙｎである（例えば、図５に示したような部分Ｂ）。クロック同期化信号Ｓｓｙｎは、制御ユニット３２０に送られる。
【００２９】
クロック同期化信号Ｓｓｙｎを受け取った後、制御ユニット３２０はクロック同期化信号Ｓｓｙｎのタイミングに従って、ロジック高の電圧レベルの調整信号ＡＳ（例えば、図５に示したような部分Ｃ）をスイッチユニット３３０に出力し、スイッチユニット３３０を導通させる。スイッチユニット３３０を導通させた後、ＡＣ電圧ＶＡＣ１は光源モジュ
ール３５０に入力され、光源モジュール３５０に光源を生成させる。次に、帰還ユニット３４０は光源モジュール３５０の駆動電流（例えば、図５に示したような部分Ｄの実線の波形）を検出し、帰還ユニット３４０内の積分回路によって駆動電流の平均値（例えば、図５に示したような部分Ｄの破線）を取得する。平均駆動電流値は、帰還信号Ｓｆとして用いられる。帰還信号Ｓｆは、制御ユニット３２０のマイクロコントローラ４２０に送られる。
【００３０】
この時点で、マイクロコントローラ４２０は輝度設定装置３７０から事前設定輝度値を取得する。それから、マイクロコントローラ４２０は事前設定輝度値を駆動電流に変換し、事前設定輝度値（変換された駆動電流）と帰還信号Ｓｆを比較し、調整信号ＡＳを変調するための基準として役立たせる。例えば、帰還信号Ｓｆが事前設定輝度値より大きい（つまり、光源モジュール３５０によって生成される光源の輝度が比較的明るい）場合、調整信号ＡＳのパルス幅Ｗをより狭く変調する。帰還信号Ｓｆが事前設定輝度値より小さい（つまり、光源モジュール３５０によって生成された光源の輝度が比較的暗い）場合、調整信号ＡＳのパルス幅Ｗをより広く変調する。それから、変調した調整信号ＡＳはさらにスイッチユニット３３０に送り、光源モジュール３５０へのＡＣ電圧ＶＡＣ１の入力時間を制御し、事前設定輝度値（変換された駆動電流）を光源モジュール３５０に実現させる。
【００３１】
しかし、この発明は一組の光源モジュールを駆動することには限定されず、複数組の光源モジュールを駆動するために用いることもできる。例えば、この発明はＬＣＤのバックライトモジュールの輝度を調整すること、つまりバックライトモジュール内のＲＧＢの輝度を調整することに適用される。別の実施例では次のように示される。
【００３２】
図６は、この発明の一実施例による光源装置と駆動装置のブロック図である。図６を参照すると、光源装置６００は、ＬＥＤストリング６５０＿１〜６５０＿３と駆動装置を有する。駆動装置は、クロック同期化ユニット６１０、制御ユニット６２０、スイッチユニット６３０＿１〜６３０＿３、帰還ユニット６４０＿１〜６４０＿３、ＬＥＤストリング６５０＿１〜６５０＿３、整流器６６０、輝度設定装置６７０、第九抵抗器Ｒ９、第十抵抗器Ｒ１０、および第十七抵抗器Ｒ１７を有する。以降の実施例を示す前に、まずＬＥＤストリング６５０＿１〜６５０＿３は赤、緑、および青のＬＥＤによって各々実装されると仮定するが、それには限定されない。
【００３３】
抵抗器Ｒ９（電流検出抵抗器）は、ＬＥＤストリング６５０＿１の第一端部と第一ノードＮ１の間に接続する。抵抗器Ｒ１０（電流検出抵抗器）は、ＬＥＤストリング６５０＿２の第一端部と第一ノードＮ１の間に接続する。抵抗器Ｒ１７（電流検出抵抗器）は、ＬＥＤストリング６５０＿３の第一端部と第一ノードＮ１の間に接続する。整流器６６０は第三ノードＮ３と第四ノードＮ４を介してＡＣ電圧ＶＡＣ２を受け取り、ＡＣ電圧ＶＡＣ２を整流し、ＡＣ電圧ＶＡＣ１（つまり、第一ノードＮ１と第二ノードＮ２の間の電圧）を生成する。クロック同期化ユニット６１０は第二ノードＮ２に接続し、受け取ったＡＣ電圧ＶＡＣ１をクロック同期化信号Ｓｓｙｎに変換する。
【００３４】
制御ユニット６２０はクロック同期化ユニット６１０に接続し、クロック同期化信号Ｓｓｙｎのタイミングに従って、スイッチユニット６３０＿１〜６３０＿３に順に調整信号ＡＳ１〜ＡＳ３を出力する。スイッチユニット６３０＿１〜６３０＿３が各々調整信号ＡＳ１〜ＡＳ３を受け取った後、調整信号ＡＳ１〜ＡＳ３の状態に従って、ＬＥＤストリング６５０＿１〜６５０＿３にＡＣ電圧ＶＡＣ１を提供するかどうかを決定し、ＬＥＤストリング６５０＿１〜６５０＿３に光源を生成させる。帰還ユニット６４０＿１〜６４０＿３はＬＥＤストリング６５０＿１〜６５０＿３に各々接続し、ＬＥＤストリング６５０＿１〜６５０＿３の負荷状態（例えば、ＬＥＤストリング６５０＿１〜６５０＿３を駆動す
るための電流値の大きさ）を検出し、検出結果に従って制御ユニット６２０に順に帰還信号Ｓｆ１〜Ｓｆ３を出力する。
【００３５】
帰還信号Ｓｆ１〜Ｓｆ３を順に受け取った後、制御ユニット６２０は最初に輝度設定装置６７０から事前設定輝度値（変換された駆動電流）を取得する。それから、制御ユニット６２０は、取得した事前設定輝度値（変換された駆動電流）と帰還信号Ｓｆ１〜Ｓｆ３を各々比較し、調整信号ＡＳ１〜ＡＳ３のパルス幅を変調するための基準として役立たせる。それから、制御ユニット６２０は変調した調整信号ＡＳ１〜ＡＳ３を順にスイッチユニット６３０に送り、ＬＥＤストリング６５０＿１〜６５０＿３にＡＣ電圧ＶＡＣを提供する時間を制御し、ＬＥＤストリング６５０＿１〜６５０＿３に事前設定輝度値（変換された駆動電流）を各々実現させる。
【００３６】
図７は、図６の光源装置と駆動装置の回路図である。図７を参照すると、クロック同期化ユニット６１０、制御ユニット６２０、および整流器６６０は図４を参照しながら実装可能であり、ここで再び詳細は説明しない。この実施例では、整流器６６０を実現するためにブリッジ整流器が用いられる。この発明を用いる人々には当然のことながら、必要に応じて整流器６６０を実装するために他の技術を用いることもできる。スイッチユニット６３０＿１は、第一トランジスタＭ１、第三抵抗器Ｒ３、第四抵抗器Ｒ４、第二トランジスタＴｒ１、第五抵抗器Ｒ５、および第六抵抗器Ｒ６を有する。トランジスタＭ１のドレイン端部は、ＬＥＤストリング６５０＿１の第二端部に接続する。抵抗器Ｒ３の第一端部と第二端部は、トランジスタＭ１のソース端部とゲート端部に各々接続する。抵抗器Ｒ４の第一端部は、トランジスタＭ１のゲート端部に接続する。トランジスタＴｒ１のコレクタ端部とエミッタ端部は、抵抗器Ｒ４の第二端部と第二電圧（例えば、接地電圧ＧＮＤ）に各々接続する。抵抗器Ｒ５の第一端部と第二端部は、トランジスタＴｒ１のベース端部と第二電圧に各々接続する。抵抗器Ｒ６の第一端部と第二端部は、抵抗器Ｒ５の第一端部と制御ユニット６２０に各々接続する。この実施例では、トランジスタＭ１は、例えばＰＭＯＳトランジスタであり、トランジスタＴｒ１は、例えばバイポーラ接合トランジスタである。
【００３７】
スイッチユニット６３０＿２は、第三トランジスタＭ２、第十一抵抗器Ｒ１１、第十二抵抗器Ｒ１２、第四トランジスタＴｒ２、第十三抵抗器Ｒ１３、および第十四抵抗器Ｒ１４を有する。トランジスタＭ２のドレイン端部とソース端部は、ＬＥＤストリング６５０＿２の第二端部と第二ノードＮ２に各々接続する。抵抗器Ｒ１１の第一端部と第二端部は、トランジスタＭ２のソース端部とゲート端部に各々接続する。抵抗器Ｒ１２の第一端部は、トランジスタＭ２のゲート端部に接続する。トランジスタＴｒ２のコレクタ端部とエミッタ端部は、抵抗器Ｒ１２の第二端部と第二電圧（例えば、接地電圧ＧＮＤ）に各々接続する。抵抗器Ｒ１３の第一端部と第二端部は、トランジスタＴｒ２のベース端部と第二電圧に各々接続する。抵抗器Ｒ１４の第一端部と第二端部は、抵抗器Ｒ１３の第一端部と制御ユニット６２０に各々接続する。この実施例では、トランジスタＭ２は、例えばＰＭＯＳトランジスタであり、トランジスタＴｒ２は、例えばバイポーラ接合トランジスタである。
【００３８】
スイッチユニット６３０＿３は、第五トランジスタＭ３、第十八抵抗器Ｒ１８、第十九抵抗器Ｒ１９、第六トランジスタＴｒ３、第二十抵抗器Ｒ２０、および第二十一抵抗器Ｒ２１を有する。トランジスタＭ３のドレイン端部とソース端部は、ＬＥＤストリング６５０＿３の第二端部と第二ノードＮ２に各々接続する。抵抗器Ｒ１８の第一端部と第二端部は、トランジスタＭ３のソース端部とゲート端部に各々接続する。抵抗器Ｒ１９の第一端部は、トランジスタＭ３のゲート端部に接続する。トランジスタＴｒ３のコレクタ端部とエミッタ端部は、抵抗器Ｒ１９の第二端部と第二電圧（例えば、接地電圧ＧＮＤ）に各々接続する。抵抗器Ｒ２０の第一端部と第二端部は、トランジスタＴｒ３のベース端部と第
二電圧に各々接続する。抵抗器Ｒ２１の第一端部と第二端部は、抵抗器Ｒ２０の第一端部と制御ユニット６２０に各々接続する。この実施例では、トランジスタＭ３は、例えばＰＭＯＳトランジスタであり、トランジスタＴｒ３は、例えばバイポーラ接合トランジスタである。スイッチユニット６３０＿１〜６３０＿３の動作は図４のスイッチユニット３３０と同様であり、ここで再び詳細は説明しない。
【００３９】
帰還ユニット６４０＿１は、第七抵抗器Ｒ７、第八抵抗器Ｒ８、コンデンサＣ、および第五ダイオードＤ５を有する。第七抵抗器Ｒ７の第一端部はＬＥＤストリング６５０＿１に接続し、抵抗器Ｒ７の第二端部は帰還信号Ｓｆ１を出力する。抵抗器Ｒ８の第一端部と第二端部は、抵抗器Ｒ７の第二端部と第二電圧（例えば、接地電圧ＧＮＤ）に各々接続する。コンデンサＣの第一端部と第二端部は、抵抗器Ｒ８の第一端部と第二端部に各々接続する。ダイオードＤ５のアノード端部は第二電圧に接続し、ダイオードＤ５のカソード端部は抵抗器Ｒ７の第二端部に接続する。
【００４０】
帰還ユニット６４０＿２は、第十五抵抗器Ｒ１５、第十六抵抗器Ｒ１６、コンデンサＣ２、および第六ダイオードＤ６を有する。抵抗器Ｒ１５の第一端部はＬＥＤストリング６５０＿２に接続し、抵抗器Ｒ１５の第二端部は帰還信号Ｓｆ２を出力する。抵抗器Ｒ１６の第一端部と第二端部は、抵抗器Ｒ１５の第二端部と第二電圧に各々接続する。コンデンサＣ２の第一端部と第二端部は、抵抗器Ｒ１６の第一端部と第二端部に各々接続する。ダイオードＤ６のアノード端部は第二電圧に接続し、ダイオードＤ６のカソード端部は抵抗器Ｒ１５の第二端部に接続する。
【００４１】
帰還ユニット６４０＿３は、第二十二抵抗器Ｒ２２、第二十三抵抗器Ｒ２３、コンデンサＣ３、および第七ダイオードＤ７を有する。抵抗器Ｒ２２の第一端部はＬＥＤストリング６５０＿３に接続し、抵抗器Ｒ２２の第二端部は帰還信号Ｓｆ３を出力する。抵抗器Ｒ２３の第一端部と第二端部は、抵抗器Ｒ２２の第二端部と第二電圧に各々接続する。コンデンサＣ３の第一端部と第二端部は、抵抗器Ｒ２３の第一端部と第二端部に各々接続する。ダイオードＤ７のアノード端部は第二電圧に接続し、ダイオードＤ７のカソード端部は抵抗器Ｒ２２の第二端部に接続する。帰還ユニット６４０＿１〜６４０＿３の動作は図４の帰還ユニット３４０と同様であり、ここで再び詳細は説明しない。
【００４２】
光源装置６００の実装形態は、次のように調整信号の波形の概略図を参照しながら示される。図８は、図７のＬＥＤストリングの導通のタイミング図である。図７と８を参照すると、まず整流器６６０はノードＮ３とノードＮ４を介してＡＣ電圧ＶＡＣ２を受け取り、ＡＣ電圧ＶＡＣ２を整流器６６０で整流した後、ＡＣ電圧ＶＡＣ２は最初にＡＣ電圧ＶＡＣ１に変換される（例えば、図８に示したような部分Ａの波形）。
【００４３】
それから、クロック同期化信号Ｓｓｙｎを受け取った後、制御ユニット６２０はスイッチユニット６３０＿１〜６３０＿３に順に調整信号ＡＳ１〜ＡＳ３を出力し（例えば、図８に示しているＢ−Ｄ部）、スイッチユニット６３０＿１〜６３０＿３を導通させる。スイッチユニット６３０＿１〜６３０＿３を順に導通させた後、ＡＣ電圧ＶＡＣ１はＬＥＤストリング６５０＿１〜６５０＿３に入力でき、ＬＥＤストリング６５０＿１〜６５０＿３に光源を生成させる。それから、帰還ユニット６４０＿１〜６４０＿３はＬＥＤストリング６５０＿１〜６５０＿３を駆動するための駆動電流を各々受け取り、それから帰還信号Ｓｆ１〜Ｓｆ３を順に生成する。帰還信号Ｓｆ１〜Ｓｆ３は、制御ユニット６２０のマイクロコントローラ７２０に送ることができる。
【００４４】
この時点で、マイクロコントローラ７２０は輝度設定装置６７０から事前設定輝度値（変換された駆動電流）を取得し、事前設定輝度値（変換された駆動電流）と帰還信号Ｓｆ１〜Ｓｆ３を各々比較し、調整信号ＡＳ１〜ＡＳ３を変調するための基準として役立たせ
る。それから、変調した調整信号ＡＳ１〜ＡＳ３はスイッチユニット６３０＿１〜６３０＿３に送り、ＬＥＤストリング６５０＿１〜６５０＿３にＡＣ電圧ＶＡＣ１を入力する時間を制御し、ＬＥＤストリング６５０＿１〜６５０＿３に事前設定輝度値（変換された駆動電流）を各々実現させる。
【００４５】
当然のことながら、この実施例はＤＣ電源を用いる代わりにＡＣ電源を用いて光源モジュールとＬＥＤストリングを駆動しているので、ＡＣ−ＤＣ変換器を省略でき、用いられる部材のコストが低減される。さらに、この実施例は光源モジュールの光均一性を良好にするので、光源モジュールは直視型ＬＣＤのバックライトモジュールのバックライト源として用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
要約すると、この発明は同期化信号を生成するためのクロック同期化ユニットと、クロック同期化信号に従って調整信号を生成するための制御ユニットを用いて、スイッチユニットのオン／オフを制御し、それによって光源モジュールのＡＣ電圧を提供する時間を制御する。その後、光源モジュールを駆動して光を放射するための駆動電流は帰還ユニットによって制御ユニットに送り戻し、元の事前設定値と比較する。それから、比較結果を用いて調整信号を変調し、光源モジュールによって生成される輝度が事前設定結果を効果的に正確に実現できるようにする。従って、この発明は光源モジュールの光均一性と駆動効率を効果的に改善でき、駆動装置の設計が簡単であり、製品内に容易に実現される。
【００４７】
当業者には明らかなように、発明の範囲または精神から逸脱することなく、この発明の構造に様々な修正および変形を行うことができる。以上の観点から、この発明は添付の請求項およびそれらの等価物の範囲内にある限り、この発明の修正および変形を含むものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】米国特許公報ＵＳ７，０８１，７２２Ｂ１のＡＣを用いてＬＥＤを駆動する回路図である。
【図２】この発明の一実施例による光源装置と駆動装置のブロック図である。
【図３】この発明の一実施例による光源装置と駆動装置のブロック図である。
【図４】図３の光源装置と駆動装置の回路図である。
【図５】図４のＡＣ電圧、基準電圧、クロック同期化信号、調整信号、および帰還信号の波形の概略図である。
【図６】この発明の一実施例による光源装置と駆動装置のブロック図である。
【図７】図６の光源装置と駆動装置の回路図である。
【図８】図７のＬＥＤの導通のタイミング図である。
【符号の説明】
【００４９】
Ｃ２〜Ｃ３  コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ７  ダイオード
Ｍ１〜Ｍ３  トランジスタ
Ｎ１〜Ｎ４  ノード
Ｒ１〜Ｒ２３      抵抗器
Ｒｆ  可変抵抗器
Ｓ１-Ｓ４   スイッチ
Ｓｆ１-Ｓｆ３     帰還信号
Ｔｒ１〜Ｔｒ３    トランジスタ
【図１】
2009021535.tif 000003
【図２】
2009021535.tif 000004
【図３】
2009021535.tif 000005
【図４】
2009021535.tif 000006
【図５】
2009021535.tif 000007
【図６】
2009021535.tif 000008
【図７】
2009021535.tif 000009
【図８】
2009021535.tif 000010