JP5117979B2 - Light source device and display device - Google Patents

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Description

本発明は、光源を駆動する電流を制御することによって光源の明るさを制御する光源装置および表示装置に関する。   The present invention relates to a light source device and a display device that control the brightness of a light source by controlling a current for driving the light source.

図8は、従来の技術による光源駆動回路90の構成例を示す図である。光源駆動回路90は、光源素子99に直流電流を供給して発光させる駆動回路であり、電圧変換部901および抵抗素子905を含んで構成される。光源素子99は、LED(Light Emitting
Diode)などによって構成され、印加される電圧が上昇すると、流れる電流が増加し、明るさが増す。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a light source driving circuit 90 according to a conventional technique. The light source driving circuit 90 is a driving circuit that supplies a direct current to the light source element 99 to emit light, and includes a voltage conversion unit 901 and a resistance element 905. The light source element 99 is an LED (Light Emitting
When the applied voltage rises, the flowing current increases and the brightness increases.

電圧変換部901は、入力端子902に直流あるいは交流の電圧が入力されると、帰還電圧印加端子903に印加される帰還電圧VFBが基準電圧VREFに等しくなるように、出力端子904から出力する出力電圧VOUTを制御する。光源素子99は、一端が出力端子904に接続され、他端が直列に接続される抵抗素子905を介してグランドに接続される。光源素子99と抵抗素子905との接続点は、帰還電圧印加端子903に接続される。帰還電圧印加端子903に流入する電流は、無視することができる程度の大きさであるので、これを「0」とすると(以降の説明でも同様に「0」とする)、帰還電圧VFBは、光源素子99を流れる電流ILの電流値と抵抗素子905の抵抗値R1とを乗算した値の電圧となる。   When a DC or AC voltage is input to the input terminal 902, the voltage converter 901 outputs from the output terminal 904 so that the feedback voltage VFB applied to the feedback voltage application terminal 903 is equal to the reference voltage VREF. The voltage VOUT is controlled. The light source element 99 is connected to the ground via a resistance element 905 having one end connected to the output terminal 904 and the other end connected in series. A connection point between the light source element 99 and the resistance element 905 is connected to a feedback voltage application terminal 903. Since the current flowing into the feedback voltage application terminal 903 has a magnitude that can be ignored, if this is “0” (also “0” in the following description), the feedback voltage VFB is: The voltage is a value obtained by multiplying the current value of the current IL flowing through the light source element 99 by the resistance value R1 of the resistance element 905.

たとえば光源素子99を駆動する前の状態では、光源素子99に電圧は印加されず、光源素子99を流れる電流ILの電流値は「0」で、帰還電圧VFBも「0」である。光源素子99の駆動を開始すると、出力電圧VOUTは徐々に上昇し、光源素子99を流れる電流ILも増加し、帰還電圧VFBも上昇する。帰還電圧VFBが基準電圧VREFに等しくなると、出力電圧VOUTの上昇は停止する。   For example, in a state before driving the light source element 99, no voltage is applied to the light source element 99, the current value of the current IL flowing through the light source element 99 is “0”, and the feedback voltage VFB is also “0”. When driving of the light source element 99 is started, the output voltage VOUT gradually increases, the current IL flowing through the light source element 99 also increases, and the feedback voltage VFB also increases. When the feedback voltage VFB becomes equal to the reference voltage VREF, the increase of the output voltage VOUT stops.

電流ILが定常時の電流値(以下「IL定常値」という)=VREF/R1より減少しようとすると、電圧変換部901は、出力電圧VOUTを上昇し、電流ILが定常時の電流値=VREF/R1より増大しようとすると、電圧変換部901は、出力電圧VOUTを降下させ、電流ILを一定に保つ。以上によりIL定常値は、基準電圧VREFを抵抗素子905の抵抗値R1で除算した値と同値となる。電圧変換部901の帰還電圧印加端子903は、電圧変換部901を構成する演算増幅器の入力に接続され、帰還電圧印加端子903への流入電流は、IL定常時に比較して無視し得る程度の大きさである。   When the current IL is to be decreased from a steady-state current value (hereinafter referred to as “IL steady-state value”) = VREF / R1, the voltage conversion unit 901 increases the output voltage VOUT, and the current IL is a steady-state current value = VREF. When trying to increase from / R1, the voltage conversion unit 901 drops the output voltage VOUT and keeps the current IL constant. Thus, the IL steady value becomes the same value as the value obtained by dividing the reference voltage VREF by the resistance value R1 of the resistance element 905. The feedback voltage application terminal 903 of the voltage conversion unit 901 is connected to the input of the operational amplifier that constitutes the voltage conversion unit 901, and the inflow current to the feedback voltage application terminal 903 is large enough to be ignored as compared with the IL steady state. That's it.

複数の光源素子99を駆動する場合、図8に示した回路構成を複数用いる形態、図8に示した光源素子99をすべて直列に接続する形態、たとえば特許文献1に記載される液晶バックライト駆動回路、あるいは接続される複数の発光素子群ごとに駆動する形態、たとえば特許文献2に記載される発光素子駆動回路がある。   When driving a plurality of light source elements 99, a form using a plurality of circuit configurations shown in FIG. 8, a form where all the light source elements 99 shown in FIG. 8 are connected in series, for example, a liquid crystal backlight drive described in Patent Document 1 There is a circuit or a form of driving for each of a plurality of light emitting element groups to be connected, for example, a light emitting element driving circuit described in Patent Document 2.

特開2002−244103号公報JP 2002-244103 A 特開2007−242477号公報JP 2007-242477 A

しかしながら、図8に示した回路構成を複数用いる形態は、複数の電圧変換部901を設ける必要があり、コストおよび回路の体積が大きくなるという問題がある。光源素子99をすべて直列に接続する形態は、光源素子99の数に応じて出力電圧VOUTを高くしなければならず、使用部品の制約、たとえば耐電圧および安全性などを考慮すると、高価な部品を用いる必要があり、製造コストなどの経済性の面で問題がある。   However, in the embodiment using a plurality of circuit configurations shown in FIG. 8, it is necessary to provide a plurality of voltage conversion units 901, and there is a problem that the cost and the volume of the circuit are increased. In the form in which all the light source elements 99 are connected in series, the output voltage VOUT must be increased in accordance with the number of the light source elements 99. In consideration of restrictions on parts used, for example, withstand voltage and safety, an expensive part There is a problem in terms of economy such as manufacturing costs.

特許文献2に記載される発光素子駆動回路は、発光素子群ごとに電流駆動回路が設けられ、各発光素子群にばらつきがあっても、同じ電流値の電流を流すものであるが、すべての発光素子群にそれぞれ電流駆動回路を設けなければならない。   The light-emitting element driving circuit described in Patent Document 2 is provided with a current driving circuit for each light-emitting element group, and even if there is a variation in each light-emitting element group, the current of the same current value flows. A current drive circuit must be provided for each light emitting element group.

本発明の目的は、より少ないコストおよび回路体積で発光素子群ごとに電流を制御することができる光源装置および表示装置を提供することである。   The objective of this invention is providing the light source device and display apparatus which can control an electric current for every light emitting element group with less cost and circuit volume.

本発明に係る光源装置は、入力端子、出力端子、および帰還電圧印加端子を有し、第1の基準電圧に基づいて前記入力端子から入力される入力電圧を出力電圧に変換し、変換された出力電圧を前記出力端子から出力する電圧変換部と、
1つの光源素子または直列に接続される複数の光源素子から構成され、前記出力端子に接続される複数の光源素子群と、
前記複数の光源素子群のうちの第1の光源素子群および前記帰還電圧印加端子に接続され、第1の光源素子群から流れ込む電流に応じた第2の基準電圧を生成する電圧生成部と、
前記複数の光源素子群のうち第1の光源素子群を除く残余の第2の光源素子群ごとに設けられ、前記第2の基準電圧に基づいて、各第2の光源素子群の電流を制御する電流制御部とを備え、
第1の光源素子群の電圧降下がいずれの第2の光源素子群の電圧降下より大きいことを特徴とする。
本発明に係る表示装置は、前記光源装置を備えることを特徴とする。
The light source device according to the present invention has an input terminal, an output terminal, and a feedback voltage application terminal, converts an input voltage input from the input terminal to an output voltage based on a first reference voltage, and is converted A voltage converter that outputs an output voltage from the output terminal;
One light source element or a plurality of light source elements connected in series, a plurality of light source element groups connected to the output terminal,
A voltage generator that is connected to the first light source element group of the plurality of light source element groups and the feedback voltage application terminal, and generates a second reference voltage according to a current flowing from the first light source element group;
Provided for each remaining second light source element group excluding the first light source element group among the plurality of light source element groups, and controls the current of each second light source element group based on the second reference voltage A current control unit that
The voltage drop of the first light source element group is larger than the voltage drop of any second light source element group.
A display device according to the present invention includes the light source device.

本発明に係る光源装置によれば、入力端子、出力端子、および帰還電圧印加端子を有する電圧変換部によって、基準電圧に基づいて前記入力端子から入力される入力電圧が出力電圧に変換され、前記変換された出力電圧が前記出力端子から出力される。1つの光源素子または直列に接続される複数の光源素子から構成される複数の光源素子群は各々その一端が、前記出力端子に接続される。前記複数の光源素子群のうちの第1の光源素子群および前記帰還電圧印加端子に接続される電圧生成部によって、第1の光源素子群から流れ込む電流に応じた第2の基準電圧が生成される。前記複数の光源素子群のうちの第1の光源素子群を除く残余の第2の光源素子群ごとに設けられる電流制御部によって、前記第2の基準電圧に基づいて、各第2の光源素子群の電流が制御される。そして、第1の光源素子群の電圧降下がいずれの第2の光源素子群の電圧降下より大きい。   According to the light source device of the present invention, an input voltage input from the input terminal based on a reference voltage is converted into an output voltage by a voltage converter having an input terminal, an output terminal, and a feedback voltage application terminal, The converted output voltage is output from the output terminal. One end of each of a plurality of light source element groups composed of one light source element or a plurality of light source elements connected in series is connected to the output terminal. A second reference voltage corresponding to a current flowing from the first light source element group is generated by a voltage generation unit connected to the first light source element group and the feedback voltage application terminal of the plurality of light source element groups. The Based on the second reference voltage, each second light source element is provided by a current control unit provided for each remaining second light source element group excluding the first light source element group among the plurality of light source element groups. The group current is controlled. The voltage drop of the first light source element group is larger than the voltage drop of any second light source element group.

したがって、1つの電圧変換部と、第2の光源素子群ごとに設ける電流制御部とによって、出力端子に接続されるすべての光源端子群の電流を制御することができるので、より少ないコストおよび回路体積で発光素子群ごとに電流を制御することができる。   Therefore, since the current of all the light source terminal groups connected to the output terminal can be controlled by one voltage conversion unit and the current control unit provided for each second light source element group, the cost and circuit can be reduced. The current can be controlled for each light emitting element group by volume.

本発明に係る表示装置は、上述の光源装置を備えているので、上述した光源装置に関する効果と同様の効果を奏する。   Since the display device according to the present invention includes the above-described light source device, the same effect as the above-described effect relating to the light source device can be obtained.

図1は、本発明の実施の一形態である光源装置1の回路構成を示すブロック図である。光源装置1は、光源駆動回路10および光源素子群17,27,37を含んで構成される。光源駆動回路10は、電圧変換部11、抵抗素子15、および電流制御部20,30を含んで構成される。図1には、光源素子群と電流制御部との組み合わせとして、光源素子群27と電流制御部20との組み合わせ、および光源素子群37と電流制御部30との組み合わせを例示として示しているが、この組み合わせは、1つでもよいし、3つ以上であってもよい。   FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a light source device 1 according to an embodiment of the present invention. The light source device 1 includes a light source driving circuit 10 and light source element groups 17, 27, and 37. The light source drive circuit 10 includes a voltage conversion unit 11, a resistance element 15, and current control units 20 and 30. In FIG. 1, as a combination of the light source element group and the current control unit, a combination of the light source element group 27 and the current control unit 20 and a combination of the light source element group 37 and the current control unit 30 are illustrated as examples. This combination may be one, or three or more.

電圧変換部11は、入力端子12、出力端子13および帰還電圧印加端子14を含み、入力端子12に印加される帰還電圧VFBに基づいて、出力端子13から出力する出力電圧VOUTを制御する。すなわち、電圧変換部11は、第1の基準電圧である基準電圧VREFと帰還電圧印加端子14に印加される帰還電圧VFBとを比較し、帰還電圧VFBが基準電圧VREFに等しくなるように出力電圧VOUTを制御する。具体的には、帰還電圧VFBが基準電圧VREFより低い電圧であると、出力電圧VOUTを上昇し、帰還電圧VFBが基準電圧VREFより高い電圧であると、出力電圧VOUTを低下する。基準電圧VREFは、入力端子12に印加される電圧に基づいて生成してもよいし、基準電圧VREFを出力する電圧源を用いてもよいし、外部から入力してもよい。帰還電圧VFBは、第2の基準電圧に相当する。   The voltage converter 11 includes an input terminal 12, an output terminal 13, and a feedback voltage application terminal 14, and controls the output voltage VOUT output from the output terminal 13 based on the feedback voltage VFB applied to the input terminal 12. That is, the voltage converter 11 compares the reference voltage VREF, which is the first reference voltage, with the feedback voltage VFB applied to the feedback voltage application terminal 14, and outputs the output voltage so that the feedback voltage VFB becomes equal to the reference voltage VREF. Controls VOUT. Specifically, when the feedback voltage VFB is lower than the reference voltage VREF, the output voltage VOUT is increased, and when the feedback voltage VFB is higher than the reference voltage VREF, the output voltage VOUT is decreased. The reference voltage VREF may be generated based on a voltage applied to the input terminal 12, a voltage source that outputs the reference voltage VREF may be used, or may be input from the outside. The feedback voltage VFB corresponds to the second reference voltage.

光源素子群17,27,37は、それぞれ、1つの光源素子16または直列に接続される複数の光源素子16から構成される。光源素子16は、印加される電圧が低下すると流れる電流ILが減少し、発光する明るさが減少する光源であり、たとえば発光ダイオード(Light Emitting Diode;以下「LED」という)、白熱電球などの光源によって構成される。各光源素子16は、電流ILが流れたときに電圧降下を生じる。その電圧降下は、仕様として標準値およびばらつきの範囲が定められている。   Each of the light source element groups 17, 27, and 37 includes one light source element 16 or a plurality of light source elements 16 connected in series. The light source element 16 is a light source in which the flowing current IL decreases when the applied voltage decreases, and the brightness of light emission decreases. For example, a light source such as a light emitting diode (hereinafter referred to as “LED”) or an incandescent light bulb. Consists of. Each light source element 16 causes a voltage drop when the current IL flows. As for the voltage drop, a standard value and a range of variation are determined as specifications.

第1の光源素子群である第1列目の光源素子群17は、一端が出力端子13に接続され、他端が抵抗素子15の一端に接続される。電圧生成部である抵抗素子15は、一端が光源素子群17の前記他端に接続され、他端がグランドに接続される抵抗素子である。光源素子群17と抵抗素子15との接続点は、帰還電圧印加電圧14に接続される。電圧変換部11の帰還電圧印加端子14への電流が、光源素子群17の電流に比して無視しうる程度の大きさであることから、これを「0」とすると(以降の説明でも同様に「0」とする)、帰還電圧VFB、すなわち光源素子群17と抵抗素子15との接続点の電圧は、光源素子群17を流れる電流の電流値と、抵抗素子15の抵抗値とを乗算した値と同値として扱うことができる。   The light source element group 17 in the first row, which is the first light source element group, has one end connected to the output terminal 13 and the other end connected to one end of the resistor element 15. The resistance element 15 that is a voltage generation unit is a resistance element having one end connected to the other end of the light source element group 17 and the other end connected to the ground. A connection point between the light source element group 17 and the resistance element 15 is connected to the feedback voltage application voltage 14. Since the current to the feedback voltage application terminal 14 of the voltage conversion unit 11 is negligible compared to the current of the light source element group 17, if this is set to “0” (the same applies to the following description) The feedback voltage VFB, that is, the voltage at the connection point between the light source element group 17 and the resistance element 15 is multiplied by the current value of the current flowing through the light source element group 17 and the resistance value of the resistance element 15. Can be handled as the same value.

第2の光源素子群である第2列目の光源素子群27は、一端が出力端子13に接続され、他端が電流制御部20に接続される。電流制御部20は、抵抗素子25、NPN型のトランジスタ(以下「NPNトランジスタ」という)26、および演算増幅器28を含んで構成される。NPNトランジスタ26は、コレクタが光源素子群27の他端に接続され、エミッタが抵抗素子25の一端に接続される。抵抗素子25は、一端がNPNトランジスタ26のエミッタに接続され、他端がグランドに接続される。抵抗素子25の抵抗値は、たとえば抵抗素子15の抵抗値と同じ値である。   The light source element group 27 in the second row, which is the second light source element group, has one end connected to the output terminal 13 and the other end connected to the current control unit 20. The current control unit 20 includes a resistance element 25, an NPN type transistor (hereinafter referred to as “NPN transistor”) 26, and an operational amplifier 28. The NPN transistor 26 has a collector connected to the other end of the light source element group 27 and an emitter connected to one end of the resistance element 25. The resistance element 25 has one end connected to the emitter of the NPN transistor 26 and the other end connected to the ground. The resistance value of the resistance element 25 is, for example, the same value as the resistance value of the resistance element 15.

演算増幅器28は、光源素子群17と抵抗素子15との接続点が非反転入力に接続され、NPNトランジスタ26のエミッタと抵抗素子25との接続点が反転入力に接続され、出力がNPNトランジスタ26のベースに接続される。演算増幅器28は、光源素子群17と抵抗素子15との接続点の電圧、すなわち帰還電圧VFBと、NPNトランジスタ26のエミッタと抵抗素子25との接続点の電圧とを比較することによって、光源素子群27を流れる電流IL2の電流値が、光源素子群17を流れる電流IL1の電流値と同じ値になるように、NPNトランジスタ26のベース電流を制御する。   In the operational amplifier 28, the connection point between the light source element group 17 and the resistance element 15 is connected to the non-inverting input, the connection point between the emitter of the NPN transistor 26 and the resistance element 25 is connected to the inverting input, and the output is the NPN transistor 26. Connected to the base. The operational amplifier 28 compares the voltage at the connection point between the light source element group 17 and the resistance element 15, that is, the feedback voltage VFB with the voltage at the connection point between the emitter of the NPN transistor 26 and the resistance element 25, thereby obtaining the light source element. The base current of the NPN transistor 26 is controlled so that the current value of the current IL2 flowing through the group 27 becomes the same value as the current value of the current IL1 flowing through the light source element group 17.

図1に示した例では、演算増幅器28の非反転入力に、光源素子群17と抵抗素子15との接続点の電圧、すなわち帰還電圧VFBを印加したが、電圧変換部11で用いている基準電圧VREFを演算増幅器28の非反転入力に印加してもよい。また、図1に示した例では、電流制御部20は、第1列目の光源素子群17と同じ電流値の電流を第2列目の光源素子群27に流すように制御するが、必ずしも同じ電流値である必要はなく、異なる電流値の電流を流す場合は、たとえば電流制御部20の抵抗素子25の抵抗値を変えることによって異なる電流値の電流を流すことも可能である。   In the example shown in FIG. 1, the voltage at the connection point between the light source element group 17 and the resistance element 15, that is, the feedback voltage VFB is applied to the non-inverting input of the operational amplifier 28. The voltage VREF may be applied to the non-inverting input of the operational amplifier 28. In the example illustrated in FIG. 1, the current control unit 20 performs control so that a current having the same current value as that of the light source element group 17 in the first column flows to the light source element group 27 in the second column. The current values do not have to be the same, and when currents having different current values are flowed, it is possible to flow currents having different current values by changing the resistance value of the resistance element 25 of the current control unit 20, for example.

第2の光源素子群である第3列目の光源素子群37は、一端が出力端子13に接続され、他端が電流制御部30に接続される。電流制御部30は、抵抗素子35、NPNトランジスタ36、および演算増幅器38を含んで構成される。電流制御部30は、その構成要素、つまり抵抗素子35、NPNトランジスタ36、および演算増幅器38が、それぞれ電流制御部20の抵抗素子25、NPNトランジスタ26、および演算増幅器28と同じであり、重複を避けるために説明を省略する。   The light source element group 37 in the third row, which is the second light source element group, has one end connected to the output terminal 13 and the other end connected to the current control unit 30. The current control unit 30 includes a resistance element 35, an NPN transistor 36, and an operational amplifier 38. The current control unit 30 has the same components, that is, the resistance element 35, the NPN transistor 36, and the operational amplifier 38, respectively, as the resistance element 25, the NPN transistor 26, and the operational amplifier 28 of the current control unit 20. The description is omitted to avoid it.

各光源素子群の構成、具体的には、光源素子群の数および各光源素子群に含まれる光源素子16の数は、電圧変換部11の出力電圧VOUTの制約、ならびに光源駆動回路10が用いられる光源装置1全体の変換効率および経済性などを勘案して決定される。   The configuration of each light source element group, specifically, the number of light source element groups and the number of light source elements 16 included in each light source element group are used by the restrictions on the output voltage VOUT of the voltage converter 11 and the light source driving circuit 10. It is determined in consideration of the conversion efficiency and economic efficiency of the light source device 1 as a whole.

その際、光源素子群17の電圧降下VF1は、光源素子群27の電圧降下VF2および光源素子群37の電圧降下VF3のうちの最大の電圧降下より大きくなるように、各光源素子群を構成する光源素子16の仕様および数を決定する。各光源素子16の電圧降下VFは、光源素子16を所定の明るさで発光させるために光源素子16に流す必要がある所定の電流値の電流を流しているときに、光源素子16の両端に生じる電位差である。換言すると、光源素子16を所定の明るさで発光させるために光源素子16に流す必要がある電流値の電流を流すために印加すべき電圧である。   At this time, each light source element group is configured such that the voltage drop VF1 of the light source element group 17 is larger than the maximum voltage drop of the voltage drop VF2 of the light source element group 27 and the voltage drop VF3 of the light source element group 37. The specifications and number of the light source elements 16 are determined. The voltage drop VF of each light source element 16 is generated at both ends of the light source element 16 when a current having a predetermined current value that needs to flow through the light source element 16 in order to cause the light source element 16 to emit light with a predetermined brightness. This is the potential difference that occurs. In other words, it is a voltage to be applied in order to flow a current having a current value that needs to flow through the light source element 16 in order to cause the light source element 16 to emit light with a predetermined brightness.

光源素子群17の電圧降下VF1が、光源素子群27の電圧降下VF2および光源素子群37の電圧降下VF3のうちの最大の電圧降下より大きくする第1の実施例は、各光源素子16の電圧降下VFがばらつきおよび各光源素子群に含まれる光源素子16の数に差がある可能性があるので、ばらつきおよび各光源素子群で許容される光源素子16の数の範囲において、光源素子群17の電圧降下VF1の最小値が、光源素子群27の電圧降下VF2の最大値および光源素子群37の電圧降下VF3の最大値のうちの最大の電圧降下より大きくなるように、光源素子群17の光源素子16の数を、光源素子群27の光源素子16の数および光源素子群37の光源素子16の数のうち大きい方の数より多くする。   The first embodiment in which the voltage drop VF1 of the light source element group 17 is larger than the maximum voltage drop of the voltage drop VF2 of the light source element group 27 and the voltage drop VF3 of the light source element group 37 is the voltage of each light source element 16. Since the drop VF may vary and there may be a difference in the number of light source elements 16 included in each light source element group, the light source element group 17 is within a range of variation and the number of light source elements 16 allowed in each light source element group. Of the light source element group 17 so that the minimum value of the voltage drop VF1 of the light source element group 27 is larger than the maximum voltage drop of the maximum value of the voltage drop VF2 of the light source element group 27 and the maximum value of the voltage drop VF3 of the light source element group 37. The number of light source elements 16 is made larger than the larger one of the number of light source elements 16 in the light source element group 27 and the number of light source elements 16 in the light source element group 37.

光源素子群17の電圧降下VF1が、光源素子群27の電圧降下VF2および光源素子群37の電圧降下VF3のうちの最大の電圧降下より大きくする第2の実施例は、光源素子16として、同じ電流値を流したときの電圧降下の標準値の仕様が異なる複数の種類の光源素子16を用いる。たとえば、各光源素子群で用いることができる光源素子16の数が決められている場合、光源素子群17で用いられる光源素子16として、仕様で決められている標準値の電圧降下が、光源素子群27,37で用いられる光源素子16の電圧降下より大きい電圧降下の光源素子16を用いることによって、光源素子群17の電圧降下VF1が、光源素子群27の電圧降下VF2および光源素子群37の電圧降下VF3のうちの最大の電圧降下より大きくする。   The second embodiment in which the voltage drop VF1 of the light source element group 17 is larger than the maximum voltage drop of the voltage drop VF2 of the light source element group 27 and the voltage drop VF3 of the light source element group 37 is the same as the light source element 16. A plurality of types of light source elements 16 having different specifications of the standard value of the voltage drop when a current value is passed are used. For example, when the number of light source elements 16 that can be used in each light source element group is determined, the standard voltage drop determined by the specifications as the light source elements 16 used in the light source element group 17 is the light source element. By using the light source element 16 having a voltage drop larger than the voltage drop of the light source elements 16 used in the groups 27 and 37, the voltage drop VF1 of the light source element group 17 is changed to the voltage drop VF2 of the light source element group 27 and the light source element group 37. It is set to be larger than the maximum voltage drop in the voltage drop VF3.

たとえば光源素子16の電圧降下の標準値の仕様として、3.5Vの光源素子16と、3.0Vの光源素子16との2種類の光源素子16がある場合、光源素子群17で用いられる光源素子16として、3.5Vの光源素子16を用い、光源素子群27,37で用いられる光源素子16として、3.0Vの光源素子16を用いることによって、光源素子群17の電圧降下VF1が、光源素子群27の電圧降下VF2および光源素子群37の電圧降下VF3のうちの最大の電圧降下より大きくする。   For example, when there are two types of light source elements 16, that is, a 3.5 V light source element 16 and a 3.0 V light source element 16 as specifications of the standard value of the voltage drop of the light source element 16, the light sources used in the light source element group 17 By using the 3.5 V light source element 16 as the element 16 and the 3.0 V light source element 16 as the light source element 16 used in the light source element groups 27 and 37, the voltage drop VF1 of the light source element group 17 is The voltage drop VF2 of the light source element group 27 and the voltage drop VF3 of the light source element group 37 are set larger than the maximum voltage drop.

光源素子群17の電圧降下VF1が、光源素子群27の電圧降下VF2および光源素子群37の電圧降下VF3のうちの最大の電圧降下より大きくする第3の実施例は、予め各光源素子16に所定の電流値の電流を流したときの電圧降下を予め実測しておき、光源素子群17の光源素子16として、実測した電圧降下のうちの大きい電圧降下の光源素子16を用いることによって、光源素子群17の電圧降下VF1を、光源素子群27の電圧降下VF2および光源素子群37の電圧降下VF3のうちの最大の電圧降下より大きくする。第1の実施例から第3の実施例は、組み合わせてもよい。   In the third embodiment in which the voltage drop VF1 of the light source element group 17 is larger than the maximum voltage drop of the voltage drop VF2 of the light source element group 27 and the voltage drop VF3 of the light source element group 37, A voltage drop when a current of a predetermined current value is passed is measured in advance, and the light source element 16 having a large voltage drop of the actually measured voltage drops is used as the light source element 16 of the light source element group 17. The voltage drop VF1 of the element group 17 is set larger than the maximum voltage drop of the voltage drop VF2 of the light source element group 27 and the voltage drop VF3 of the light source element group 37. The first to third embodiments may be combined.

このように、1つの電圧変換部11でも、複数の光源素子16を接続する複数の光源素子群に分けることによって、複数の光源素子16をすべて直列に接続して駆動する場合に必要な出力電圧VOUTより低い出力電圧で駆動することができる。また、1つの電圧変換部11と、第2列目以降の光源素子群ごとに設ける電流制御部とによって、より少ないコストおよび回路体積で発光素子群ごとに電流を制御することができる。   As described above, even in one voltage conversion unit 11, by dividing the light source elements 16 into a plurality of light source element groups to which the plurality of light source elements 16 are connected, the output voltage required when all the light source elements 16 are connected in series and driven. It can be driven with an output voltage lower than VOUT. Further, the current can be controlled for each light emitting element group with less cost and circuit volume by one voltage conversion unit 11 and a current control unit provided for each light source element group in the second column and thereafter.

さらに、光源素子群17の電圧降下VF1が、光源素子群27の電圧降下VF2および光源素子群37の電圧降下VF3のうちの最大の電圧降下より大きくされるとともに、光源素子群17の電圧降下VF1と、光源素子群27の電圧降下VF2および電圧降下VF3の電圧降下のうち最大の電圧降下との差は、最小値となるように、すなわち、光源素子16の電圧降下のばらつき、選択可能な光源素子16の種類、および各光源素子群で許容される光源素子16の数の範囲において、電位差0ボルトに最も近い値となるように設定される。   Further, the voltage drop VF1 of the light source element group 17 is made larger than the maximum voltage drop of the voltage drop VF2 of the light source element group 27 and the voltage drop VF3 of the light source element group 37, and the voltage drop VF1 of the light source element group 17 And the maximum voltage drop of the voltage drops VF2 and VF3 of the light source element group 27 are set to a minimum value, that is, variations in the voltage drop of the light source element 16, selectable light sources In the range of the types of the elements 16 and the number of the light source elements 16 allowed in each light source element group, the potential difference is set to be a value closest to 0 volts.

電圧変換部11は、電圧降下が最も大きい光源素子群17に所定の電流値を流すための出力電圧VOUTを出力する。第1列目の光源素子群17を除く第2列目以降の光源素子群の電圧降下をVFn、たとえば第2列目の光源素子群27の電圧降下VF2、第3列目の光源素子群37の電圧降下VF3、第n列目の光源素子群の電圧降下VFnとすると、第2列目以降の各光源素子群においては、第1列目の光源素子群17の電圧降下VF1と各光源素子群の電圧降下VFnとの電圧差は、過剰な電圧であり、この電圧差による電力Qn=(VF1−VFn)×ILは、損失電力となる。nは、2以上の整数であり、ILは、所定の電流の電流値である。   The voltage converter 11 outputs an output voltage VOUT for allowing a predetermined current value to flow through the light source element group 17 having the largest voltage drop. The voltage drop in the second and subsequent light source element groups excluding the light source element group 17 in the first column is VFn, for example, the voltage drop VF2 in the light source element group 27 in the second column, and the light source element group 37 in the third column. Voltage drop VF3 and voltage drop VFn of the light source element group in the nth column, the voltage drop VF1 of the light source element group 17 in the first column and each light source element in each light source element group in the second column and thereafter. The voltage difference from the group voltage drop VFn is an excessive voltage, and power Qn = (VF1−VFn) × IL due to this voltage difference is lost power. n is an integer of 2 or more, and IL is a current value of a predetermined current.

光源素子群17の電圧降下VF1が、各光源素子群の電圧降下VFnのうちの最大の電圧降下より大きくされるとともに、光源素子群17の電圧降下VF1と、各光源素子群の電圧降下VFnの電圧降下のうち最大の電圧降下との差は、最小値となるようにされる。すなわち「電圧降下VF1−電圧降下VFn」の値が0より大きく、かつ最小となるように設定されるので、上述した損失電力を最小にすることができる。   The voltage drop VF1 of the light source element group 17 is made larger than the maximum voltage drop among the voltage drops VFn of each light source element group, and the voltage drop VF1 of the light source element group 17 and the voltage drop VFn of each light source element group are The difference between the maximum voltage drop and the voltage drop is set to the minimum value. That is, since the value of “voltage drop VF1−voltage drop VFn” is set to be larger than 0 and minimized, the above-described loss power can be minimized.

図2は、光源装置1の詳細な構成を示す回路図である。電圧変換部11は、たとえばスイッチング式の昇圧型電圧変換回路であり、制御部111、スイッチングトランジスタ112、チョークコイル113、整流ダイオード114、平滑コンデンサ115,116を含んで構成される。制御部111は、たとえば基準電圧VREFを生成する基準電圧源、基準電圧VREFと帰還電圧印加端子14に印加される帰還電圧VFBとを比較する誤差増幅器、三角波を発生する三角波発生回路、ならびに誤差増幅器の出力と三角波発振回路の出力とを比較し、比較結果に基づいて、スイッチングトランジスタ112を駆動するスイッチ波を生成する比較器および増幅器などを含んで構成され、これらの構成要素のうち多くは集積化されている。光源素子群17,27,37および電流制御部20,30の構成は、図1に示した構成と同じであり、重複を避けるために説明は省略する。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the light source device 1. The voltage conversion unit 11 is, for example, a switching step-up voltage conversion circuit, and includes a control unit 111, a switching transistor 112, a choke coil 113, a rectifier diode 114, and smoothing capacitors 115 and 116. The control unit 111 includes, for example, a reference voltage source that generates the reference voltage VREF, an error amplifier that compares the reference voltage VREF and the feedback voltage VFB applied to the feedback voltage application terminal 14, a triangular wave generation circuit that generates a triangular wave, and an error amplifier The output of the triangular wave oscillation circuit is compared with the output of the triangular wave oscillation circuit, and a comparator and an amplifier for generating a switch wave for driving the switching transistor 112 based on the comparison result are included. Many of these components are integrated. It has become. The configurations of the light source element groups 17, 27, and 37 and the current control units 20 and 30 are the same as those shown in FIG. 1, and a description thereof is omitted to avoid duplication.

光源素子16を所定の明るさで発光させるための所定の電流の電流値(以下「IL定常値」という)を10mAとし、基準電圧VREFを1.0Vとすると、抵抗素子15の抵抗値R1は、1.0V/10mA=100Ωとなる。各光源素子群を流れる電流の電流値を同じにする。すなわち第1列目の光源素子群17を流れる電流をIL1、第n列目の光源素子群の電流をILnとし、第1列目の光源素子群17の抵抗素子の抵抗値をR1、第n列目の光源素子群の抵抗素子の抵抗値をRnとするとき、IL1=ILnとするので、R1=Rnとする。nは、2以上の整数であり、スイッチングトランジスタ112の飽和時(オン時)のコレクタエミッタ間の電位差VCEは、ほぼ0Vである。   When the current value of a predetermined current (hereinafter referred to as “IL steady value”) for causing the light source element 16 to emit light with a predetermined brightness is 10 mA and the reference voltage VREF is 1.0 V, the resistance value R1 of the resistance element 15 is 1.0V / 10 mA = 100Ω. The current value of the current flowing through each light source element group is made the same. That is, the current flowing through the light source element group 17 in the first column is IL1, the current in the light source element group in the nth column is ILn, the resistance value of the resistance element of the light source element group 17 in the first column is R1, and the nth. When the resistance value of the resistance element of the light source element group in the column is Rn, IL1 = ILn, so R1 = Rn. n is an integer of 2 or more, and the potential difference VCE between the collector and the emitter when the switching transistor 112 is saturated (at the time of ON) is approximately 0V.

図2に示した電圧変換部11は、スイッチング式の昇圧型電圧変換回路であるが、スイッチング式の降圧型電圧変換回路、スイッチング式の極性反転電圧変換回路、シャント式電圧変換回路、またはこれらに交流電圧から直流電圧への変換機能を備えた変換回路など、直流電圧を出力し、かつその出力電圧を帰還制御する方式の変換回路であれば、方式、構成、および使用部品の種類などは限定されない。   The voltage converter 11 shown in FIG. 2 is a switching step-up voltage conversion circuit, but includes a switching step-down voltage conversion circuit, a switching type polarity reversal voltage conversion circuit, a shunt type voltage conversion circuit, or the like. If the converter circuit is a converter circuit that outputs a DC voltage and feedback-controls the output voltage, such as a converter circuit that has a function to convert AC voltage to DC voltage, the method, configuration, and types of parts used are limited. Not.

たとえば所定の発光量、つまり所定の明るさを得るために要する光源素子16の数が10個であるが、電圧変換部11の出力電圧VOUTの制約によって、直列に接続される光源素子群に含めることができる光源素子16の数の最大数が9個である場合、10個の光源素子16を少なくとも2つの光源素子群に分けることによって対応することができる。   For example, the number of light source elements 16 required to obtain a predetermined light emission amount, that is, predetermined brightness is ten, but is included in the light source element group connected in series due to the restriction of the output voltage VOUT of the voltage conversion unit 11. If the maximum number of light source elements 16 that can be handled is nine, it can be dealt with by dividing the ten light source elements 16 into at least two light source element groups.

上述した実施例1の場合、10個の光源素子を2つの光源素子群、光源素子群17および光源素子群27に分け、光源素子群17を6個の光源素子16によって構成し、光源素子群27を4個の光源素子16によって構成し、IL定常値、つまり電流値が10mAのときの光源素子16の電圧降下VFの仕様を、標準値3.5V、ばらつきの範囲±0.5Vとすると、各光源素子群の電圧降下は表1のようになる。   In the case of the first embodiment described above, the ten light source elements are divided into two light source element groups, the light source element group 17 and the light source element group 27, and the light source element group 17 is configured by the six light source elements 16, and the light source element group 27 is composed of four light source elements 16, and the specification of the voltage drop VF of the light source element 16 when the IL steady value, that is, the current value is 10 mA, is a standard value of 3.5 V and a variation range of ± 0.5 V. The voltage drop of each light source element group is as shown in Table 1.

Figure 0005117979
Figure 0005117979

光源素子群17の電圧降下VF1の最小値18.0Vは、光源素子群27の電圧降下VF2の最大値16.0Vより大きく、光源素子16の電圧降下VFに±0.5Vのばらつきがあっても、光源素子群17の電圧降下VF1は、常に光源素子群27の電圧降下VF2より大きくすることができる。   The minimum value 18.0V of the voltage drop VF1 of the light source element group 17 is larger than the maximum value 16.0V of the voltage drop VF2 of the light source element group 27, and the voltage drop VF of the light source element 16 has a variation of ± 0.5V. However, the voltage drop VF1 of the light source element group 17 can always be larger than the voltage drop VF2 of the light source element group 27.

また、上述した実施例2の場合、第2列目の光源素子群27の光源素子16として、電圧降下の標準値の仕様が、第1列目の光源素子群17の光源素子16の電圧降下の標準値の仕様より小さい種類の光源素子16を用いる。さらにまた、上述した実施例3の場合、実測した各光源素子16の電圧降下VFのうち、電圧降下VFの大きいものから第1列目の光源素子群17に割り当てる。あるいは、第1列目の光源素子群17の電圧降下VF1が第2列目の光源素子群27の電圧降下VF2より大きくなるように、光源素子16を第1列目の光源素子群17および第2列目の光源素子群27に割り当てる。   In the case of the above-described second embodiment, the specification of the standard value of the voltage drop as the light source element 16 of the light source element group 27 in the second column is the voltage drop of the light source element 16 in the light source element group 17 of the first column. A light source element 16 of a type smaller than the standard value specification is used. Furthermore, in the case of the above-described third embodiment, among the actually measured voltage drops VF of the light source elements 16, those having the largest voltage drop VF are assigned to the light source element group 17 in the first column. Alternatively, the light source elements 16 and the first light source element groups 17 and 17 are arranged so that the voltage drop VF1 of the light source element group 17 in the first column is larger than the voltage drop VF2 of the light source element group 27 in the second column. Assigned to the light source element group 27 in the second column.

10個の光源素子を2つの光源素子群、光源素子群17および光源素子群27に分けるとき、光源素子群17に7個および光源素子群27に3個割り当てた場合も、光源素子16の電圧降下VFに±0.5Vのばらつきがあっても、光源素子群17の電圧降下VF1は、常に光源素子群27の電圧降下VF2より大きくすることができる。しかし、第2列目のトランジスタ26の損失電力Q2は、光源素子群17に7個および光源素子群27に3個割り当てた場合、Q2=(VF1−VF2)×IL=(3.5V×7−3.5V×3)×10mA=0.14Wであるが、光源素子群17に6個および光源素子群27に4個割り当てた場合、Q2=(VF1−VF2)×IL=(3.5V×6−3.5V×4)×10mA=0.07Wとなる。   When ten light source elements are divided into two light source element groups, the light source element group 17 and the light source element group 27, the voltage of the light source element 16 is also applied when seven light source element groups 17 and three light source element groups 27 are allocated. Even if there is a variation of ± 0.5 V in the drop VF, the voltage drop VF1 of the light source element group 17 can always be larger than the voltage drop VF2 of the light source element group 27. However, when the power loss Q2 of the transistor 26 in the second column is assigned to 7 for the light source element group 17 and 3 for the light source element group 27, Q2 = (VF1−VF2) × IL = (3.5V × 7 −3.5V × 3) × 10 mA = 0.14 W, but when 6 elements are assigned to the light source element group 17 and 4 elements are assigned to the light source element group 27, Q2 = (VF1−VF2) × IL = (3.5V × 6−3.5V × 4) × 10 mA = 0.07 W.

すなわち、光源素子群17に6個および光源素子群27に4個割り当てた場合の方が、光源素子群17に7個および光源素子群27に3個割り当てた場合より損失電力を少なくすることができる。換言すると、第1列目の光源素子群17の電圧降下VF1と第2列目の光源素子群27の電圧降下VF2との電位差を最小値となるように、すなわち電位差0ボルトに最も近い値となるようにすることによって損失電力を少なくすることができる。   In other words, when 6 light sources are assigned to the light source element group 17 and 4 light sources are assigned to the light source element group 27, the power loss may be less than when 7 are assigned to the light source element group 17 and 3 are assigned to the light source element group 27. it can. In other words, the potential difference between the voltage drop VF1 of the light source element group 17 in the first column and the voltage drop VF2 of the light source element group 27 in the second column is set to a minimum value, that is, a value closest to the potential difference of 0 volts. By doing so, power loss can be reduced.

図3は、本発明の実施の他の形態である光源装置2の回路構成を示すブロック図である。光源装置2は、光源駆動回路101および光源素子群17,27,37を含んで構成される。光源駆動回路101は、光源駆動回路10の構成要素に抵抗素子18を追加した回路構成であり、光源装置1および光源駆動回路10の構成要素と同じ構成要素については、同じ参照符を付して、重複を避けるために説明は省略する。   FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of a light source device 2 according to another embodiment of the present invention. The light source device 2 includes a light source driving circuit 101 and light source element groups 17, 27, and 37. The light source drive circuit 101 has a circuit configuration in which a resistance element 18 is added to the components of the light source drive circuit 10, and the same components as those of the light source device 1 and the light source drive circuit 10 are denoted by the same reference numerals. The description is omitted to avoid duplication.

抵抗素子18は、第1列目の光源素子群17と抵抗素子15との間に直列に接続される電圧降下部である。図3に示した光源装置2では、電圧降下部として1つの抵抗素子を用いているが、たとえばダイオードもしくは定電圧ダイオードなど電圧降下を生じる素子であればよく、複数の素子を組み合わせた素子群によって構成されてもよい。また、電圧降下部を追加する位置は、出力端子13と光源素子群17との間に直列に追加してもよい。   The resistance element 18 is a voltage drop unit connected in series between the light source element group 17 in the first row and the resistance element 15. In the light source device 2 shown in FIG. 3, one resistive element is used as the voltage drop unit. However, any element that causes a voltage drop, such as a diode or a constant voltage diode, may be used, and depending on an element group in which a plurality of elements are combined. It may be configured. The position where the voltage drop unit is added may be added in series between the output terminal 13 and the light source element group 17.

抵抗素子18にIL定常値の電流を流したときの電圧降下をVRとし、光源素子列17および抵抗素子18による電圧降下をVFRとする。電圧降下VFRは、VFR=VF1+VRである。   A voltage drop when an IL steady-state current flows through the resistance element 18 is VR, and a voltage drop due to the light source element array 17 and the resistance element 18 is VFR. The voltage drop VFR is VFR = VF1 + VR.

光源装置2では、光源素子群17および抵抗素子18による電圧降下VFRは、光源素子群27の電圧降下VF2および光源素子群37の電圧降下VF3のうちの最大の電圧降下より大きくなるように、各光源素子群を構成する光源素子16の仕様および数を決定する。第1列目には、抵抗素子18が追加されているので、光源装置1に比して、光源素子群17の電圧降下VF1を抵抗素子18の電圧降下VR分だけ少なくすることができる。   In the light source device 2, each voltage drop VFR due to the light source element group 17 and the resistance element 18 is larger than the maximum voltage drop among the voltage drop VF 2 of the light source element group 27 and the voltage drop VF 3 of the light source element group 37. The specifications and number of the light source elements 16 constituting the light source element group are determined. Since the resistance element 18 is added to the first column, the voltage drop VF1 of the light source element group 17 can be reduced by the voltage drop VR of the resistance element 18 as compared with the light source device 1.

さらに、第1列目の光源素子群17および抵抗素子18の電圧降下VFRと第2列目以降の光源素子群の電圧降下のうち最大の電圧降下との電位差は、最小値となるように設定される。したがって、第2列目以降のトランジスタの損失電力を少なくすることができる。   Further, the potential difference between the voltage drop VFR of the light source element group 17 and the resistance element 18 in the first column and the maximum voltage drop among the voltage drops of the light source element groups in the second column and later is set to be the minimum value. Is done. Therefore, the power loss of the transistors in the second and subsequent columns can be reduced.

このように、入力端子12、出力端子13、および帰還電圧印加端子14を有する電圧変換部11によって、第1の基準電圧である基準電圧VREFに基づいて、入力端子12から入力される入力電圧が出力電圧に変換され、変換された出力電圧が出力端子13から出力される。1つの光源素子16または直列に接続される複数の光源素子16から構成される複数の光源素子群は、出力端子13に接続される。前記複数の光源素子群のうちの第1列目の光源素子群17および帰還電圧印加端子14に接続される電圧生成部によって、第1列目の光源素子群17から流れ込む電流に応じた第2の基準電圧が生成される。前記複数の光源素子群のうちの第1列目の光源素子群17を除く残余の第2列目以降の光源素子群ごとに設けられる電流制御部によって、前記第2の基準電圧に基づいて、各第2の光源素子群の電流が制御される。そして、第1列目の光源素子群17の電圧降下がいずれの第2列目以降の光源素子群の電圧降下より大きい。   As described above, the voltage conversion unit 11 having the input terminal 12, the output terminal 13, and the feedback voltage application terminal 14 receives the input voltage input from the input terminal 12 based on the reference voltage VREF that is the first reference voltage. The output voltage is converted into an output voltage, and the converted output voltage is output from the output terminal 13. A plurality of light source element groups including one light source element 16 or a plurality of light source elements 16 connected in series are connected to the output terminal 13. A voltage generator connected to the light source element group 17 in the first column and the feedback voltage application terminal 14 among the plurality of light source element groups, and a second corresponding to the current flowing from the light source element group 17 in the first column. The reference voltage is generated. Based on the second reference voltage by a current control unit provided for each light source element group in the remaining second column except the light source element group 17 in the first column among the plurality of light source element groups, The current of each second light source element group is controlled. The voltage drop of the light source element group 17 in the first column is larger than the voltage drop of any light source element group in the second column and thereafter.

したがって、1つの電圧変換部11と、第2列目以降の光源素子群ごとに設ける電流制御部とによって、出力端子13に接続されるすべての光源端子群の電流を制御することができるので、より少ないコストおよび回路体積で発光素子群ごとに電流を制御することができる。   Therefore, the current of all the light source terminal groups connected to the output terminal 13 can be controlled by one voltage conversion unit 11 and the current control unit provided for each light source element group in the second column and thereafter. The current can be controlled for each light emitting element group with less cost and circuit volume.

さらに、光源素子16は、同じ電流値の電流を流したときの電圧降下の標準値の仕様およびばらつきの仕様が同じであり、第1列目の光源素子群に含まれる光源素子16の数は、第2列目以降のいずれの光源素子群の光源素子16の数より多く、かつ各光源素子16のばらつきによる第1列目の光源素子群の電圧降下VF1の最小値が、各光源素子16のばらつきによる第2列目以降の各光源素子群の電圧降下VFnの最大値のうち最大の電圧降下の値より大きくなる数である。したがって、各光源素子群を構成する光源素子16の数を調整することによって、発光素子群ごとに同じ電流値の電流を流すことができる。   Further, the light source elements 16 have the same specifications of the standard value and variation of the voltage drop when the same current value is passed, and the number of the light source elements 16 included in the light source element group in the first column is as follows. The minimum value of the voltage drop VF1 of the light source element group in the first column due to variations in each light source element 16 is greater than the number of light source elements 16 in any light source element group in the second column and thereafter. This is a number that is larger than the maximum voltage drop value among the maximum values of the voltage drop VFn of each light source element group in the second and subsequent columns due to the variation of. Therefore, by adjusting the number of light source elements 16 constituting each light source element group, a current having the same current value can be supplied to each light emitting element group.

さらに、光源素子16は、同じ電流値の電流を流したときの電圧降下の標準値の仕様が異なる複数の種類の光源素子16を含み、各光源素子16のばらつきによる第1列目の光源素子群17の電圧降下VF1の最小値が、各光源素子16のばらつきによる第2列目以降の各光源素子群の電圧降下の最大値のうち最大の電圧降下の値より大きくなるように、第1列目の光源素子群に17含める光源素子16の種類および第2列目以降の光源素子群に含める光源素子16の種類が選択される。したがって、各光源素子群を構成する光源素子16の種類を変えて選択することによって、発光素子群ごとに同じ電流値の電流を流すことができる。   Furthermore, the light source element 16 includes a plurality of types of light source elements 16 having different specifications of standard values of voltage drops when currents having the same current value are passed, and the light source elements in the first column due to variations in the light source elements 16 The first value is set such that the minimum value of the voltage drop VF1 of the group 17 is larger than the maximum voltage drop value among the maximum values of the voltage drop of each light source element group in the second and subsequent columns due to variations in the light source elements 16. The type of the light source element 16 included in the light source element group in the column and the type of the light source element 16 included in the light source element group in the second column and thereafter are selected. Therefore, by changing the type of the light source elements 16 constituting each light source element group and selecting them, it is possible to cause a current having the same current value to flow for each light emitting element group.

さらに、光源素子16は、同じ電流値の電流を流したときの電圧降下が予め実測された光源素子であり、第1列目の光源素子群17の電圧降下VF1が、第2列目以降の各光源素子群の電圧降下のうち最大の電圧降下の値より大きくなるように、光源素子16の予め実測された電圧降下に基づいて、第1列目の光源素子群17に含める光源素子16および第2列目以降の光源素子群に含める光源素子16が選択される。したがって、各光源素子群を構成する光源素子16の電圧降下を実測して割り当てることによって、発光素子群ごとに同じ電流値の電流を流すことができる。   Furthermore, the light source element 16 is a light source element in which a voltage drop when a current having the same current value is passed is measured in advance, and the voltage drop VF1 of the light source element group 17 in the first column is the second and subsequent columns. The light source elements 16 included in the light source element group 17 in the first row and the light source element groups 17 in the first row are based on the voltage drop measured in advance of the light source elements 16 so as to be larger than the maximum voltage drop value among the voltage drops of each light source element group. The light source elements 16 included in the light source element groups in the second and subsequent columns are selected. Therefore, by measuring and assigning the voltage drop of the light source elements 16 constituting each light source element group, the current having the same current value can be made to flow for each light emitting element group.

さらに、第1列目の光源素子群17の電圧降下VF1と抵抗素子18の電圧降下VRとの合計VFRと、第2列目以降の光源素子群の電圧降下のうち最大の電圧降下との差は、最小値であるので、損失電力を最小にすることができる。   Further, the difference between the total VFR of the voltage drop VF1 of the light source element group 17 in the first column and the voltage drop VR of the resistor element 18 and the maximum voltage drop among the voltage drops of the light source element groups in the second column and thereafter. Since is a minimum value, power loss can be minimized.

さらに、前記電流制御部は、コレクタが第2列目以降の光源素子群に接続されるNPN型のトランジスタと、一端が前記トランジスタのエミッタに接続され、他端がグランドに接続される抵抗素子と、非反転入力が第1列目の光源素子群17と電圧生成部である抵抗素子15との接続点に接続され、反転入力が前記トランジスタと前記抵抗素子との接続点に接続され、出力が前記トランジスタのベースに接続される演算増幅器とによって構成される。したがって、NPNトランジスタ、抵抗素子および演算増幅器などの従来の技術による回路構成で電流制御部を構成することができる。   Further, the current control unit includes an NPN-type transistor whose collector is connected to the light source element group in the second and subsequent columns, a resistance element whose one end is connected to the emitter of the transistor, and whose other end is connected to the ground. The non-inverting input is connected to the connection point between the light source element group 17 in the first column and the resistance element 15 as the voltage generation unit, the inverting input is connected to the connection point between the transistor and the resistance element, and the output is And an operational amplifier connected to the base of the transistor. Therefore, the current control unit can be configured with a circuit configuration according to a conventional technique such as an NPN transistor, a resistance element, and an operational amplifier.

さらに、電圧変換部11は、スイッチング式電圧変換回路からなる。したがって、制御部111、NPNトランジスタ112、コイル113、ダイオード114、およびコンデンサ116などの従来の技術による回路構成で電圧変換部11を実現することができる。   Furthermore, the voltage conversion unit 11 includes a switching voltage conversion circuit. Therefore, the voltage conversion unit 11 can be realized by a circuit configuration according to a conventional technique such as the control unit 111, the NPN transistor 112, the coil 113, the diode 114, and the capacitor 116.

さらに、電圧生成部である抵抗素子15は、電流に比例した電圧を生成する。
さらに、電圧生成部は、抵抗素子15によって構成されるので、安価で入手が容易な回路素子を用いて電圧生成部を実現することができる。
ので、
さらに、抵抗素子15は、一端が第1列目の光源素子群17に接続され、他端がグランドに接続されるので、電流に応じた電圧を、第1列目の光源素子群17と抵抗素子15との接続点に接続される一端に生じさせることができる。
Further, the resistance element 15 as a voltage generation unit generates a voltage proportional to the current.
Furthermore, since the voltage generation unit is configured by the resistance element 15, the voltage generation unit can be realized using a circuit element that is inexpensive and easily available.
So
Furthermore, since one end of the resistance element 15 is connected to the light source element group 17 in the first column and the other end is connected to the ground, a voltage corresponding to the current is applied to the light source element group 17 in the first column and the resistance. It can be generated at one end connected to the connection point with the element 15.

図4は、光源装置2の詳細な構成を示す回路図である。電圧変換部11の構成は、図3に示した光源装置1の電圧変換部11の構成と同じであり、同じ参照符を付して重複を避けるために説明は省略する。   FIG. 4 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the light source device 2. The configuration of the voltage conversion unit 11 is the same as the configuration of the voltage conversion unit 11 of the light source device 1 shown in FIG. 3, and the description thereof is omitted to avoid duplication by attaching the same reference numerals.

たとえば所定の発光量、つまり所定の明るさを得るために要する光源素子16の数が10個であるが、電圧変換部11の出力電圧VOUTの制約によって、直列に接続される光源素子群に含めることができる光源素子16の数の最大数が9個である場合、10個の光源素子16を少なくとも2つの光源素子群に分けることによって対応することができる。   For example, the number of light source elements 16 required to obtain a predetermined light emission amount, that is, predetermined brightness is ten, but is included in the light source element group connected in series due to the restriction of the output voltage VOUT of the voltage conversion unit 11. If the maximum number of light source elements 16 that can be handled is nine, it can be dealt with by dividing the ten light source elements 16 into at least two light source element groups.

たとえば光源装置2で上述した第1の実施例に相当する場合、10個の光源素子を2つの光源素子群、光源素子群17および光源素子群27に分け、光源素子群17を5個の光源素子16によって構成し、光源素子群27を5個の光源素子16によって構成し、IL定常値、つまり電流値が10mAのときの光源素子16の電圧降下VFの仕様を、3.5V±0.5Vとすると、各光源素子群の電圧降下は表2のようになる。   For example, when the light source device 2 corresponds to the first embodiment described above, ten light source elements are divided into two light source element groups, a light source element group 17 and a light source element group 27, and the light source element group 17 is divided into five light sources. The light source element group 27 is composed of five light source elements 16, and the specification of the voltage drop VF of the light source element 16 when the IL steady value, that is, the current value is 10 mA, is 3.5V ± 0. Assuming 5 V, the voltage drop of each light source element group is as shown in Table 2.

Figure 0005117979
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光源素子群17の電圧降下VF1の最小値15.0Vは、光源素子群27の電圧降下VF2の最大値20.0Vより小さくなるが、光源素子群17に直列に接続される抵抗素子18によって5.0Vより大きい電圧降下を生じさせることによって、光源素子16の電圧降下VFに±0.5Vのばらつきがあっても、光源素子群17および抵抗素子18による電圧降下VFRを、光源素子群27の電圧降下VF2の電圧降下VF2より大きくすることができる。抵抗素子18の抵抗値は、IL定常値のときに5.0V以上の電圧降下を生じさせるために、抵抗値のばらつきを考慮して、電圧降下の最小値が5.0Vより大きくなる抵抗値5.0V/10mA=500Ωより大きい抵抗値とする。電圧降下部として、定電圧ダイオードを用いる場合は、光源装置2が用いられる温度範囲において、10mAの通電でツェナ電圧が5.0Vより大きいものを用いる。   The minimum value 15.0V of the voltage drop VF1 of the light source element group 17 is smaller than the maximum value 20.0V of the voltage drop VF2 of the light source element group 27, but it is 5 by the resistance element 18 connected in series to the light source element group 17. By causing a voltage drop larger than 0.0 V, even if there is a variation of ± 0.5 V in the voltage drop VF of the light source element 16, the voltage drop VFR due to the light source element group 17 and the resistance element 18 is reduced in the light source element group 27. The voltage drop VF2 can be larger than the voltage drop VF2. The resistance value of the resistance element 18 is a resistance value at which the minimum value of the voltage drop is larger than 5.0 V in consideration of variations in the resistance value in order to cause a voltage drop of 5.0 V or more at the IL steady value. The resistance value is greater than 5.0 V / 10 mA = 500Ω. In the case where a constant voltage diode is used as the voltage drop unit, a diode whose zener voltage is larger than 5.0 V by energization of 10 mA in the temperature range in which the light source device 2 is used is used.

光源駆動回路101は、光源素子群17を構成する光源素子16の数に制約があって、光源素子群17を構成する光源素子16の数を、光源素子群27を構成する光源素子16の数より多くすることができない場合であっても、抵抗素子18などの電圧降下部を光源素子群17に直列に接続することによって、光源素子群17および抵抗素子18による電圧降下VFRを、光源素子群27の電圧降下VF2の電圧降下VF2より大きくすることができる。   The light source drive circuit 101 is limited in the number of light source elements 16 constituting the light source element group 17, and the number of light source elements 16 constituting the light source element group 17 is set to the number of light source elements 16 constituting the light source element group 27. Even if it cannot be increased, the voltage drop VFR due to the light source element group 17 and the resistance element 18 can be reduced by connecting a voltage drop unit such as the resistance element 18 in series with the light source element group 17. The voltage drop VF2 can be larger than the voltage drop VF2 of 27.

このように、1つの電圧変換部11でも、複数の光源素子16を接続する複数の光源素子群に分けることによって、複数の光源素子16をすべて直列に接続して駆動する場合に必要な出力電圧VOUTより低い出力電圧で駆動することができる。また、1つの電圧変換部11と、第2列目以降の光源素子群ごとに設ける電流制御部とによって、より少ないコストおよび回路体積で発光素子群ごとに電流を制御することができる。   As described above, even in one voltage conversion unit 11, by dividing the light source elements 16 into a plurality of light source element groups to which the plurality of light source elements 16 are connected, the output voltage required when all the light source elements 16 are connected in series and driven. It can be driven with an output voltage lower than VOUT. Further, the current can be controlled for each light emitting element group with less cost and circuit volume by one voltage conversion unit 11 and a current control unit provided for each light source element group in the second column and thereafter.

このように、前記第2の基準電圧は、第1列目の光源素子群17と抵抗素子15との接続点の電圧、すなわち帰還電圧VFBであるので、電圧変換部11内で用いる基準電圧VREFを電圧変換部11から取り出す必要がない。   As described above, the second reference voltage is a voltage at a connection point between the light source element group 17 and the resistor element 15 in the first column, that is, the feedback voltage VFB. Therefore, the reference voltage VREF used in the voltage converter 11 is used. Is not required to be taken out from the voltage converter 11.

さらに、第1列目の光源素子群17に含まれる光源素子16に直列に接続される電圧降下部によって、その光源素子に流れる電流の電流値に応じた電圧降下が生じる。   Furthermore, a voltage drop corresponding to the current value of the current flowing through the light source element is generated by the voltage drop unit connected in series to the light source element 16 included in the light source element group 17 in the first row.

したがって、第1列目の光源素子群17を構成する光源素子16の数に制約があって、光源素子群17を構成する光源素子16の数を、第2列目以降の光源素子群27などを構成する光源素子16の数より多くすることができない場合であっても、抵抗素子18などの電圧降下部を光源素子群17に直列に接続することによって、光源素子群17および抵抗素子18による電圧降下VFRを、光源素子群27の電圧降下VF2の電圧降下VF2より大きくすることができる。   Therefore, the number of the light source elements 16 constituting the light source element group 17 in the first row is limited, and the number of the light source elements 16 constituting the light source element group 17 is changed to the light source element group 27 in the second row and the like. Even if the number of light source elements 16 cannot be increased, the voltage drop unit such as the resistor element 18 is connected to the light source element group 17 in series, so that the light source element group 17 and the resistor element 18 The voltage drop VFR can be made larger than the voltage drop VF2 of the voltage drop VF2 of the light source element group 27.

さらに、電圧降下部である抵抗素子18は、電流に比例して電圧降下するので、電流の電流値に比例する電圧降下を生じさせることができる。   Furthermore, since the resistance element 18 that is a voltage drop unit drops in proportion to the current, a voltage drop that is proportional to the current value of the current can be generated.

さらに、前記電圧降下部は、抵抗素子18によって構成されるので、安価で入手が容易な回路素子を用いて電圧生成部を実現することができる。   Furthermore, since the voltage drop unit is constituted by the resistance element 18, it is possible to realize the voltage generation unit using a cheap and easily obtainable circuit element.

図5は、本発明の実施のさらに他の形態である光源装置3の回路構成を示すブロック図である。光源装置3は、光源駆動回路102および光源素子群17,27,37を含んで構成される。光源駆動回路102は、光源駆動回路10の構成要素の抵抗素子15を直列に接続される抵抗素子151,152に置き換え、抵抗素子151および抵抗素子152によって分圧された電圧を各演算増幅器の非反転入力に印加する構成としたものであり、各電流駆動回路の抵抗素子、たとえば抵抗素子25および抵抗素子35の抵抗値を変更している。光源装置1および光源駆動回路10の構成要素と同じ構成要素については、同じ参照符を付して、重複を避けるために説明は省略し、以下相違点について説明する。抵抗素子151および抵抗素子152によって分圧された電圧は、第2の基準電圧である。   FIG. 5 is a block diagram showing a circuit configuration of a light source device 3 according to still another embodiment of the present invention. The light source device 3 includes a light source driving circuit 102 and light source element groups 17, 27, and 37. The light source driving circuit 102 replaces the resistive element 15 of the light source driving circuit 10 with the resistive elements 151 and 152 connected in series, and the voltage divided by the resistive element 151 and the resistive element 152 is applied to the non-operational amplifiers. The voltage is applied to the inverting input, and the resistance values of the resistance elements of each current drive circuit, for example, the resistance element 25 and the resistance element 35 are changed. The same constituent elements as those of the light source device 1 and the light source driving circuit 10 are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted to avoid duplication, and differences will be described below. The voltage divided by the resistance element 151 and the resistance element 152 is the second reference voltage.

抵抗素子151の抵抗値R11および抵抗素子152の抵抗値R12を合計した抵抗値は、光源駆動回路10の抵抗素子15の抵抗値と同じ値であり、各電流駆動回路の抵抗素子、たとえば抵抗素子25および抵抗素子35の抵抗値は、第2列目以降の光源素子群、たとえば光源素子群27および光源素子群37に、第1列目の光源素子群17と同じ電流値の電流を流すために、抵抗素子152の抵抗値R12と同じ抵抗値である。   The total resistance value of the resistance value R11 of the resistance element 151 and the resistance value R12 of the resistance element 152 is the same as the resistance value of the resistance element 15 of the light source driving circuit 10, and the resistance element of each current driving circuit, for example, the resistance element The resistance values of 25 and the resistance element 35 are set so that a current having the same current value as that of the light source element group 17 in the first column flows through the light source element groups in the second and subsequent columns, for example, the light source element group 27 and the light source element group 37. Further, the resistance value is the same as the resistance value R12 of the resistance element 152.

抵抗素子151にIL定常値の電流を流したときの電圧降下をVRとし、光源素子列17および抵抗素子151による電圧降下をVFRとする。電圧降下VFRは、VFR=VF1+VRである。   A voltage drop when an IL steady-state current flows through the resistance element 151 is VR, and a voltage drop due to the light source element array 17 and the resistance element 151 is VFR. The voltage drop VFR is VFR = VF1 + VR.

光源装置3では、光源素子群17および抵抗素子151による電圧降下VFRは、光源素子群27の電圧降下VF2および光源素子群37の電圧降下VF3のうちの最大の電圧降下より大きくなるように、各光源素子群を構成する光源素子16の仕様および数を決定する。   In the light source device 3, each voltage drop VFR due to the light source element group 17 and the resistance element 151 is larger than the maximum voltage drop of the voltage drop VF2 of the light source element group 27 and the voltage drop VF3 of the light source element group 37. The specifications and number of the light source elements 16 constituting the light source element group are determined.

光源駆動回路102は、帰還電圧VFBを抵抗素子151および抵抗素子152によって分圧した電圧を、各演算増幅器、たとえば演算増幅器28および演算増幅器38の非反転入力に印加する構成とし、各電流駆動回路の抵抗素子、たとえば抵抗素子25および抵抗素子35の抵抗値を、光源駆動回路10の抵抗素子15の抵抗値R1より小さい抵抗値R12としているので、光源駆動回路101と同じ効果を維持しつつ、光源駆動回路101に比して、光源駆動回路101の第1列目の光源素子群17に直列に接続された抵抗素子18による電力損失、および第2列目以降の電流駆動回路の抵抗値が小さくなった分の電力損失を低減することができる。   The light source driving circuit 102 is configured to apply a voltage obtained by dividing the feedback voltage VFB by the resistance element 151 and the resistance element 152 to each operational amplifier, for example, the non-inverting input of the operational amplifier 28 and the operational amplifier 38. The resistance values of the resistance elements, for example, the resistance element 25 and the resistance element 35 are set to a resistance value R12 that is smaller than the resistance value R1 of the resistance element 15 of the light source driving circuit 10, so that the same effect as the light source driving circuit 101 is maintained. Compared to the light source drive circuit 101, the power loss due to the resistance elements 18 connected in series to the light source element group 17 in the first column of the light source drive circuit 101 and the resistance values of the current drive circuits in the second column and thereafter are as follows. It is possible to reduce the power loss corresponding to the reduction.

図6は、光源装置3の詳細な構成を示す回路図である。電圧変換部11の構成は、図3に示した光源装置1の電圧変換部11の構成と同じであり、同じ参照符を付して重複を避けるために説明は省略する。   FIG. 6 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the light source device 3. The configuration of the voltage conversion unit 11 is the same as the configuration of the voltage conversion unit 11 of the light source device 1 shown in FIG. 3, and the description thereof is omitted to avoid duplication by attaching the same reference numerals.

たとえば所定の発光量、つまり所定の明るさを得るために要する光源素子16の数が2個であるが、電圧変換部11の出力電圧VOUTの制約によって、直列に接続される光源素子群に含めることができる光源素子16の数の最大数が1個である場合、2個の光源素子16を2つの光源素子群に分けることによって対応することができる。   For example, the number of light source elements 16 required to obtain a predetermined light emission amount, that is, a predetermined brightness is two, but is included in the light source element group connected in series due to the restriction of the output voltage VOUT of the voltage conversion unit 11. When the maximum number of light source elements 16 that can be handled is one, it can be dealt with by dividing the two light source elements 16 into two light source element groups.

たとえば光源装置3で上述した第1の実施例に相当する場合、2個の光源素子を2つの光源素子群、光源素子群17および光源素子群27に分け、光源素子群17を1個の光源素子16によって構成し、光源素子群27を1個の光源素子16によって構成し、IL定常値、つまり電流値が10mAのときの光源素子16の電圧降下VFの仕様を、標準値3.5V、ばらつきの範囲±0.3Vとすると、各光源素子群の電圧降下は表3のようになる。   For example, when the light source device 3 corresponds to the first embodiment described above, two light source elements are divided into two light source element groups, a light source element group 17 and a light source element group 27, and the light source element group 17 is divided into one light source. The light source element group 27 is composed of one light source element 16, and the specification of the voltage drop VF of the light source element 16 when the IL steady value, that is, the current value is 10 mA, is a standard value of 3.5 V. Table 3 shows the voltage drop of each light source element group when the variation range is ± 0.3V.

Figure 0005117979
Figure 0005117979

光源素子群17の電圧降下VF1の最小値3.2Vは、光源素子群27の電圧降下VF2の最大値3.8Vより小さくなるが、光源素子群17に直列に接続される抵抗素子151によって0.6Vより大きい電圧降下を生じさせることによって、光源素子16の電圧降下VFに±0.3Vのばらつきがあっても、光源素子群17および抵抗素子151による電圧降下VFRを、光源素子群27の電圧降下VF2の電圧降下VF2より大きくすることができる。   The minimum value 3.2 V of the voltage drop VF1 of the light source element group 17 is smaller than the maximum value 3.8 V of the voltage drop VF2 of the light source element group 27, but is 0 by the resistance element 151 connected in series to the light source element group 17. By causing a voltage drop larger than .6 V, even if the voltage drop VF of the light source element 16 has a variation of ± 0.3 V, the voltage drop VFR due to the light source element group 17 and the resistance element 151 is reduced. The voltage drop VF2 can be larger than the voltage drop VF2.

抵抗素子15の抵抗値が100Ωで、抵抗素子151の抵抗値を70Ω、抵抗素子152の抵抗値を30Ωとすると、IL定常値のとき、抵抗素子151は70Ω×10mA=0.7Vの電圧降下を生じ、抵抗素子152は30Ω×10mA=0.3Vの電圧降下を生じる。したがって、光源駆動回路102は、抵抗素子151によって、0.7Vの電圧降下を生じるので、光源素子群17および抵抗素子151による電圧降下VFRは、光源素子群27の電圧降下VF2の電圧降下より大きくすることができる。   When the resistance value of the resistance element 15 is 100Ω, the resistance value of the resistance element 151 is 70Ω, and the resistance value of the resistance element 152 is 30Ω, the resistance element 151 has a voltage drop of 70Ω × 10 mA = 0.7V at the IL steady value. And the resistance element 152 generates a voltage drop of 30Ω × 10 mA = 0.3V. Therefore, since the light source driving circuit 102 causes a voltage drop of 0.7 V due to the resistance element 151, the voltage drop VFR due to the light source element group 17 and the resistance element 151 is larger than the voltage drop VF2 of the light source element group 27. can do.

このように、電圧生成部は、直列に接続される2つの第2の抵抗素子、たとえば抵抗素子151および抵抗素子152によって構成され、前記第2の基準電圧は、抵抗素子151および抵抗素子152の接続点の電圧である。したがって、光源駆動回路102は、光源駆動回路101に比して、光源駆動回路101の第1列目の光源素子群17に直列に接続された抵抗素子18による電力損失、および第2列目以降の電流駆動回路の抵抗値が小さくなった分の電力損失を低減することができる。   As described above, the voltage generation unit is configured by two second resistance elements connected in series, for example, the resistance element 151 and the resistance element 152, and the second reference voltage is determined by the resistance element 151 and the resistance element 152. The voltage at the connection point. Therefore, the light source driving circuit 102 has a power loss due to the resistance element 18 connected in series to the light source element group 17 in the first column of the light source driving circuit 101 and the second and subsequent columns as compared with the light source driving circuit 101. The power loss can be reduced as the resistance value of the current driving circuit decreases.

図3に示した光源駆動回路101と図5に示した光源駆動回路102とを組み合わせてもよい。図3に示した光源駆動回路101、図5に示した光源駆動回路102、およびそれらを組み合わせた光源駆動回路では、光源素子群17および抵抗素子18による電圧降下VFR、光源素子群17および抵抗素子151による電圧降下VFR、または光源素子群17、抵抗素子18および抵抗素子151による電圧降下VFRは、光源素子群27の電圧降下VF2および光源素子群37の電圧降下VF3のうちの最大の電圧降下より大きくなるように、各光源素子群を構成する光源素子16の仕様および数を決定する。あるいは、電圧降下VFRが、光源素子群27の電圧降下VF2および光源素子群37の電圧降下VF3のうちの最大の電圧降下より大きくなるとともに、電圧降下VFRと、光源素子群27の電圧降下VF2および電圧降下VF3の電圧降下のうち最大の電圧降下との差が、最小値となるように、各光源素子群を構成する光源素子16の仕様および数を決定する。   The light source driving circuit 101 shown in FIG. 3 and the light source driving circuit 102 shown in FIG. 5 may be combined. In the light source driving circuit 101 shown in FIG. 3, the light source driving circuit 102 shown in FIG. 5, and the light source driving circuit combining them, the voltage drop VFR due to the light source element group 17 and the resistance element 18, the light source element group 17 and the resistance element The voltage drop VFR due to 151, or the voltage drop VFR due to the light source element group 17, the resistor element 18 and the resistor element 151 is based on the maximum voltage drop among the voltage drop VF2 of the light source element group 27 and the voltage drop VF3 of the light source element group 37. The specifications and number of the light source elements 16 constituting each light source element group are determined so as to increase. Alternatively, the voltage drop VFR becomes larger than the maximum voltage drop of the voltage drop VF2 of the light source element group 27 and the voltage drop VF3 of the light source element group 37, and the voltage drop VFR and the voltage drop VF2 of the light source element group 27 The specifications and the number of light source elements 16 constituting each light source element group are determined so that the difference between the voltage drop of the voltage drop VF3 and the maximum voltage drop becomes a minimum value.

電圧変換部11は、電圧降下が最も大きい光源素子群17に所定の電流値を流すための出力電圧VOUTを出力する。第2列目以降の各光源素子群においては、第1列目の電圧降下VFRと各光源素子群の電圧降下VFnとの電圧差は、過剰な電圧であり、この電圧差による電力Qn=(VFR−VFn)×ILは、損失電力となる。nは、2以上の整数であり、ILは、所定の電流の電流値である。   The voltage converter 11 outputs an output voltage VOUT for allowing a predetermined current value to flow through the light source element group 17 having the largest voltage drop. In each light source element group in the second and subsequent columns, the voltage difference between the voltage drop VFR in the first column and the voltage drop VFn in each light source element group is an excessive voltage, and the power Qn = ( VFR−VFn) × IL is power loss. n is an integer of 2 or more, and IL is a current value of a predetermined current.

第1列目の電圧降下VFRが、各光源素子群の電圧降下VFnのうちの最大の電圧降下より大きくされるとともに、第1列目の電圧降下VFRと、各光源素子群の電圧降下VF3nの電圧降下のうち最大の電圧降下との差は、最小値となるようにされる。すなわち電圧降下VFR−電圧降下VFnの値が0より大きく、かつ最小となるように設定されるので、上述した損失電力を最小にすることができる。   The voltage drop VFR in the first column is made larger than the maximum voltage drop in the voltage drop VFn of each light source element group, and the voltage drop VFR in the first column and the voltage drop VF3n of each light source element group are The difference between the maximum voltage drop and the voltage drop is set to the minimum value. That is, since the value of voltage drop VFR−voltage drop VFn is set to be larger than 0 and minimized, the above-described loss power can be minimized.

図7は、本発明の実施の一形態である表示装置30の概略の構成を示す断面図である。表示装置30は、光源装置31、液晶表示パネル32および筐体33を備えている。光源装置31は、複数の光源部311、導光体312、光拡散体313、反射体314、拡散板315およびプリズム316を備えている。各光源部311は、図1に示した光源装置1、図3に示した光源装置2、または図3に示した光源装置3によって構成され、導光体312の一端面に配列されて設けられている。光源装置31は、底面側から、光を反射する反射体314、光を拡散する光拡散体313、導光体312、光を拡散する拡散板315およびプリズム316の順に積層されて構成される。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the display device 30 according to the embodiment of the present invention. The display device 30 includes a light source device 31, a liquid crystal display panel 32, and a housing 33. The light source device 31 includes a plurality of light source units 311, a light guide 312, a light diffuser 313, a reflector 314, a diffuser plate 315, and a prism 316. Each light source unit 311 includes the light source device 1 illustrated in FIG. 1, the light source device 2 illustrated in FIG. 3, or the light source device 3 illustrated in FIG. 3, and is arranged and provided on one end surface of the light guide 312. ing. The light source device 31 is configured by sequentially laminating a reflector 314 that reflects light, a light diffuser 313 that diffuses light, a light guide 312, a diffuser plate 315 that diffuses light, and a prism 316 from the bottom side.

液晶表示パネル32は、透明な2枚の基体の間に液晶から成る液晶層を形成したパネルである。光源装置31は、バックライトとして液晶表示パネル32の背後に重ねられて、液晶表示パネル32とともに筐体33に収容される。   The liquid crystal display panel 32 is a panel in which a liquid crystal layer made of liquid crystal is formed between two transparent substrates. The light source device 31 is stacked behind the liquid crystal display panel 32 as a backlight, and is housed in the housing 33 together with the liquid crystal display panel 32.

本発明の実施の一形態である光源装置1の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the light source device 1 which is one Embodiment of this invention. 光源装置1の詳細な構成を示す回路図である。2 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration of the light source device 1. FIG. 本発明の実施の他の形態である光源装置2の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the light source device 2 which is other forms of implementation of this invention. 光源装置2の詳細な構成を示す回路図である。3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a light source device 2. FIG. 本発明の実施のさらに他の形態である光源装置3の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the light source device 3 which is the further another form of implementation of this invention. 光源装置3の詳細な構成を示す回路図である。3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a light source device 3. FIG. 本発明の実施の一形態である表示装置30の概略の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the schematic structure of the display apparatus 30 which is one Embodiment of this invention. 従来の技術による光源駆動回路90の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the light source drive circuit 90 by a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1,2,3 光源装置
10,90,101,102 光源駆動回路
11,901 電圧変換部
12,902 入力端子
13,904 出力端子
14,903 帰還電圧印加端子
15,905 抵抗素子(電圧生成部)
16,99 光源素子
17 第1の光源素子群
18 抵抗素子(電圧降下部)
20,30 電流制御部
25,35,151,152 抵抗素子
26,36 NPNトランジスタ
27 第2の光源素子群
28,38 演算増幅器
37 第3の光源素子群
111 制御部
112 スイッチングトランジスタ
113 チョークコイル
114 整流ダイオード
115,116 平滑コンデンサ
311 光源部
312 導光体
313 光拡散体
314 反射体
315 拡散板
316 プリズム
1, 2, 3 Light source device 10, 90, 101, 102 Light source drive circuit 11, 901 Voltage converter 12, 902 Input terminal 13, 904 Output terminal 14, 903 Feedback voltage application terminal 15, 905 Resistive element (voltage generator)
16, 99 Light source elements 17 First light source element group 18 Resistive element (voltage drop unit)
20, 30 Current control unit 25, 35, 151, 152 Resistance element 26, 36 NPN transistor 27 Second light source element group 28, 38 Operational amplifier 37 Third light source element group 111 Control unit 112 Switching transistor 113 Choke coil 114 Rectification Diode 115, 116 Smoothing capacitor 311 Light source part 312 Light guide 313 Light diffuser 314 Reflector 315 Diffusion plate 316 Prism

Claims (17)

入力端子、出力端子、および帰還電圧印加端子を有し、第1の基準電圧に基づいて前記入力端子から入力される入力電圧を出力電圧に変換し、変換された出力電圧を前記出力端子から出力する電圧変換部と、
1つの光源素子または直列に接続される複数の光源素子から構成され、前記出力端子に接続される複数の光源素子群と、
前記複数の光源素子群のうちの第1の光源素子群および前記帰還電圧印加端子に接続され、前記第1の光源素子群から流れ込む電流に応じた第2の基準電圧を生成する電圧生成部と、
前記複数の光源素子群のうち前記第1の光源素子群を除く残余の第2の光源素子群ごとに設けられ、前記第2の基準電圧に基づいて、各第2の光源素子群の電流を制御する電流制御部とを備え、
前記第1の光源素子群の電圧降下がいずれの第2の光源素子群の電圧降下より大きいことを特徴とする光源装置。
It has an input terminal, an output terminal, and a feedback voltage application terminal, converts an input voltage input from the input terminal to an output voltage based on a first reference voltage, and outputs the converted output voltage from the output terminal A voltage converter to
One light source element or a plurality of light source elements connected in series, a plurality of light source element groups connected to the output terminal,
A voltage generator connected to a first light source element group of the plurality of light source element groups and the feedback voltage application terminal, and generating a second reference voltage corresponding to a current flowing from the first light source element group; ,
Provided for each remaining second light source element group excluding the first light source element group among the plurality of light source element groups, and based on the second reference voltage, the current of each second light source element group is A current control unit to control,
The light source device, wherein a voltage drop of the first light source element group is larger than a voltage drop of any second light source element group.
前記光源素子は、同じ電流値の電流を流したときの電圧降下の標準値の仕様およびばらつきの範囲の仕様が同じであり、
前記第1の光源素子群に含まれる光源素子の数は、いずれの第2の光源素子群の光源素子の数より多く、かつ各光源素子のばらつきによる第1の光源素子群の電圧降下の最小値が、各光源素子のばらつきによる各第2の光源素子群の電圧降下の最大値のうち最大の電圧降下の値より大きくなる数であることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
The light source element has the same specification of the standard value of the voltage drop and the specification of the range of variation when the current of the same current value flows.
The number of light source elements included in the first light source element group is greater than the number of light source elements in any second light source element group, and the minimum voltage drop of the first light source element group due to variations in each light source element 2. The light source device according to claim 1, wherein the value is a number that is greater than a maximum voltage drop value among the maximum voltage drop values of each second light source element group due to variations of the light source elements.
前記光源素子は、同じ電流値の電流を流したときの電圧降下の標準値の仕様が異なる複数の種類の光源素子を含み、
各光源素子のばらつきによる第1の光源素子群の電圧降下の最小値が、各光源素子のばらつきによる各第2の光源素子群の電圧降下の最大値のうち最大の電圧降下の値より大きくなるように、第1の光源素子群に含める光源素子の種類および第2の光源素子群に含める光源素子の種類が選択されることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
The light source element includes a plurality of types of light source elements having different specifications of a standard value of a voltage drop when a current having the same current value flows.
The minimum value of the voltage drop of the first light source element group due to the variation of each light source element is larger than the maximum voltage drop value among the maximum values of the voltage drop of the second light source element group due to the variation of each light source element. As described above, the type of the light source element included in the first light source element group and the type of the light source element included in the second light source element group are selected.
前記光源素子は、同じ電流値の電流を流したときの電圧降下が予め実測された光源素子であり、
第1の光源素子群の電圧降下が、各第2の光源素子群の電圧降下のうち最大の電圧降下の値より大きくなるように、前記光源素子の予め実測された電圧降下に基づいて、第1の光源素子群に含める光源素子および第2の光源素子群に含める光源素子が選択されることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
The light source element is a light source element in which a voltage drop when a current of the same current value is passed is measured in advance,
Based on the voltage drop measured in advance of the light source element so that the voltage drop of the first light source element group becomes larger than the maximum voltage drop value among the voltage drops of the second light source element groups. The light source device according to claim 1, wherein a light source element included in one light source element group and a light source element included in a second light source element group are selected.
前記第1の光源素子群の電圧降下と前記第2の光源素子群の電圧降下のうち最大の電圧降下との差は、最小値であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の光源装置。   The difference between the voltage drop of the first light source element group and the maximum voltage drop among the voltage drops of the second light source element group is a minimum value. The light source device according to one. 前記電流制御部は、コレクタが第2の光源素子群に接続されるNPN型のトランジスタと、
一端が前記トランジスタのエミッタに接続され、他端がグランドに接続される抵抗素子と、
非反転入力が前記第1の光源素子群と前記電圧生成部との接続点に接続され、反転入力が前記トランジスタと前記抵抗素子との接続点に接続され、出力が前記トランジスタのベースに接続される演算増幅器とを含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の光源装置。
The current control unit includes an NPN transistor whose collector is connected to the second light source element group,
A resistive element having one end connected to the emitter of the transistor and the other end connected to ground;
A non-inverting input is connected to a connection point between the first light source element group and the voltage generator, an inverting input is connected to a connection point between the transistor and the resistance element, and an output is connected to a base of the transistor. The light source device according to claim 1, further comprising: an operational amplifier.
前記電圧変換部は、スイッチング式電圧変換回路からなることを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the voltage conversion unit includes a switching voltage conversion circuit. 前記電圧生成部は、電流に比例した電圧を生成することを特徴とする請求項1から7のいずれか1つに記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the voltage generation unit generates a voltage proportional to a current. 前記電圧生成部は、抵抗素子によって構成されることを特徴とする請求項8に記載の光源装置。   The light source device according to claim 8, wherein the voltage generation unit includes a resistance element. 前記抵抗素子は、一端が第1の光源素子群に接続され、他端がグランドに接続されることを特徴とする請求項9に記載の光源装置。   The light source device according to claim 9, wherein one end of the resistance element is connected to the first light source element group and the other end is connected to the ground. 前記第2の基準電圧は、第1の光源素子群と前記電圧生成部との接続点の電圧であることを特徴とする請求項1から10のいずれか1つに記載の光源装置。   11. The light source device according to claim 1, wherein the second reference voltage is a voltage at a connection point between the first light source element group and the voltage generation unit. 前記第1の光源素子群に含まれる光源素子に直列に接続され、その光源素子に流れる電流の電流値に応じた電圧降下を生じる電圧降下部を含むことを特徴とする請求項1から11のいずれか1つに記載の光源装置。   12. A voltage drop unit that is connected in series to a light source element included in the first light source element group and that generates a voltage drop according to a current value of a current flowing through the light source element. The light source device according to any one of the above. 前記電圧降下部は、電流に比例して電圧降下することを特徴とする請求項12に記載の光源装置。   The light source device according to claim 12, wherein the voltage drop unit drops a voltage in proportion to a current. 前記電圧降下部は、抵抗素子によって構成されることを特徴とする請求項13に記載の光源装置。   The light source device according to claim 13, wherein the voltage drop unit includes a resistance element. 前記電圧生成部は、直列に接続される2つの第2の抵抗素子によって構成され、
前記第2の基準電圧は、前記2つの抵抗素子の接続点の電圧であることを特徴とする請求項1から10のいずれか1つに記載の光源装置。
The voltage generation unit is configured by two second resistance elements connected in series,
11. The light source device according to claim 1, wherein the second reference voltage is a voltage at a connection point of the two resistance elements.
前記光源素子は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項1から15のいずれか1つに記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the light source element is a light emitting diode. 請求項1から16のいずれか1つに記載の光源装置を備えることを特徴とする表示装置。   A display device comprising the light source device according to claim 1.
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