CN101990715B - 发光元件驱动装置、面状照明装置以及液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

在驱动发光元件的发光元件驱动装置中，降低源于发光元件的正向电压降的偏差而发生的功率损失。多个电压施加单元(1、32、33；2、34、35)根据由基于发光元件串(11～14)的正向电压降中最大的正向电压降决定的检测电压生成施加电压，并将生成了的施加电压施加到发光元件串(11～14)。切换单元(30、31)在多个电压施加单元(1、32、33；2、34、35)中切换个别地连接发光元件串(11～14)的电压施加单元。控制单元(40～42)进行使切换单元(30、31)切换连接的控制，以使发光元件串(11～14)的正向电压降的差最小。

Description

发光元件驱动装置、面状照明装置以及液晶显示装置

技术领域

本发明涉及由恒定电流驱动被连接到电源电路的LED(Light Emitting Diode：发光二极管)等发光元件的发光元件驱动装置、具有该发光元件驱动装置的面状照明装置、以及将该面状照明装置用作背光(back light)的液晶显示装置。 

背景技术

近年来，作为LED的用途之一，LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)的背光用途不断普及。一般而言，在将LED作为LCD用背光使用时，通过使规定的恒定电流流到串联连接的多个LED，能够获得发光。此时，根据所需的光量决定LED的数量和电流量。另外，由将电源电压变换为规定的电压的电压变换电路生成用于驱动LED的驱动电压。该电压变换电路通过检测作为负荷的LED的规定端子的电压值或者电流值并反馈该值而进行驱动电压的控制。如上所述的LED驱动技术例如已经在专利文献1中公开。 

以下，使用图1简单地说明专利文献1所公开的发光元件驱动装置。该现有技术例的发光元件驱动装置具有串联连接一个以上的LED而构成的多个LED串负荷。各个LED串负荷110～113由各自的阴极端子上被串联连接的恒定电流源120～123生成的恒定电流I0～I3驱动。各个LED串负荷110～113的阴极端子电压V0～V3被输入到选择电路130。选择电路130选择阴极端子电压V0～V3中最小的电压并作为检测电压Vdet输出，并且将检测电压Vdet输入到控制电路131。控制电路131将检测电压Vdet与未图示的内部的基准电压Vref进行比较。然后，控制电路131将开关信号Cont输入到晶体管103的栅极，该开关信号Cont用于使电压变换电路100进行动作以使检测电压Vdet与基准电压Vref相等。这里，电压变换电路100是由线圈101、二极管102、晶体管103以及电容104构成的升压变换电路，该电路将规定的输入电压Vdd变换成驱动LED串负荷110～113所需的输出电压Vh。输出电压Vh被提供给LED串负荷110～113的阳极端子。 

在图1所示的现有技术例的发光元件驱动装置中，如果对各个恒定电流源120～123个别地进行接通(ON)/关断(OFF)驱动，调整接通时间和关断时间的比例，则能够调整流到各个LED串负荷110～113的电流量。由此，能够对于各个LED串负荷个别地进行亮度调整。另外，通过选择电路130的动作，电压变换电路100的输出电压Vh根据LED串负荷110～113中具有最大的正向电压降的LED串负荷(即，阴极端子电压V0～V3中具有最小的阴极端子电压的LED串负荷)被控制。因此，能够在充分确保各个LED串负荷110～113的发光的同时，实现损耗少的驱动。 

现有技术文献 

专利文献 

〔专利文献1〕日本特开2003-332624号公报 

发明内容

发明需要解决的问题 

这里，在现有技术例的发光元件驱动装置中，如图2所示，设想由于LED的个体间的偏差，各个LED串负荷110～113的正向电压降Vf0～Vf3存在偏差的情况(这里，假设Vf0＜Vf1＜Vf2＜Vf3)。在这种情况下，电压变换电路100的输出电压Vh根据具有最大的正向电压降Vf3的LED串负荷113被控制。因此，与其他LED串负荷110～112连接的恒定电流源120～122受到相当于偏差的电压Vp0～Vp2作为额外的电压。其结果，发生将恒定电流I0～I2分别与电压Vp0～Vp2相乘的大小的功率损耗，从而导致发光元件驱动装置的功耗的增加。 

这里，图示了每一个LED串负荷的LED串联连接数为四个，并且LED串负荷的并联连接数为四个的情况。但是，随着LED串负荷的规模变大，会更多地受到LED个体间的偏差的影响，因此，功耗的增加成为更严重的问题。另外，施加到恒定电流源的功率损耗增加，也会极大地影响到发光元件驱动装置的组件(package)的容许损耗，还产生需要具有更大的容许损耗的组件的课题。 

本发明的目的在于提供能够抑制由于LED的正向电压降的偏差而发生的功耗的增加的发光元件驱动装置、使用了该发光元件驱动装置的面状照明装置以及液晶显示装置。 

解决问题的方案 

为了实现上述目的，本发明的发光元件驱动装置，进行多个发光元件串的驱动，该发光元件驱动装置包括：多个电压施加单元，生成用于驱动所述多个发光元件串的多个施加电压，其设置的个数少于所述多个发光元件串的个数；切换单元，在所述多个电压施加单元中切换个别地连接所述多个发光元件串的电压施加单元；以及控制单元，进行对于所述切换单元的控制，所述多个电压施加单元的每个电压施加单元，根据基于连接到该电压施加单元的、发光元件串的正向电压降中最大的正向电压降决定的检测电压，生成对连接到该电压施加单元的发光元件串施加的施加电压，所述控制单元对所述切换单元进行以下控制：将所述多个发光元件串分配给与所述多个电压施加单元分别对应的多个组，以使对于所述多个发光元件串的每个发光元件串的正向电压降的偏差的电压的合计值最小，并且使所述多个发光元件串以组为单位连接到不同的电压施加单元。 

另外，本发明的面状照明装置包括：配置在平面上的多个发光元件串；以及所述多个发光元件串所连接的所述发光元件驱动装置。 

另外，本发明的液晶显示装置包括：上述面状照明装置；以及液晶面板，从背面射入来自所述面状照明装置的照明光，并根据影像信号对该照明光进行空间调制而显示影像。 

发明的效果 

根据本发明的发光元件驱动装置，通过对LED串负荷基于各个LED串负荷的正向电压降的大小进行分类，并对多个电压变换电路进行重组控制，能够抑制由于LED的正向电压偏差而发生的功耗的增加。 

附图说明

图1是表示现有技术例的发光元件驱动装置的结构的方框图。 

图2是表示在现有技术例的发光元件驱动装置中LED的正向电压降发生了偏差时的动作说明图。 

图3是表示本发明的实施方式1的发光元件驱动装置的整体结构例的方框图。 

图4是表示VF判定单元40的具体结构的电路图。 

图5是表示本发明的实施方式1的发光元件驱动装置中的切换控制单元 41的动作顺序(sequence)的流程图。 

图6是用于说明LED串负荷重组前的状态的图。 

图7是用于说明LED串负荷重组后的状态的图。 

图8是表示本发明的实施方式2的发光元件驱动装置的整体结构例的方框图。 

图9是表示本发明的实施方式2的发光元件驱动装置的切换控制单元41的动作顺序的流程图。 

图10是表示本发明的实施方式3的发光元件驱动装置的整体结构例的方框图。 

图11是表示本发明的实施方式4的发光元件驱动装置的整体结构例的方框图。 

图12是表示电压比较单元44的具体结构的电路图。 

图13是表示本发明的实施方式5的发光元件驱动装置的整体结构例的方框图。 

图14是表示本发明的实施方式5的发光元件驱动装置的动作顺序的转移图。 

图15是表示本发明的实施方式6的切换动作顺序的流程图。 

图16是表示具有本发明的实施方式的面状照明装置的液晶显示装置的概略结构图。 

附图标号的说明 

1、2、3电压变换电路 

11、12、13、14、15、16、17、18、19LED串负荷 

21、22、23、24、25、26、27、28、29恒定电流源 

30、31切换电路 

30a、30b、30c、30d、30e、30f、30g、30h、30i选择器 

31a、31b、31c、31d、31e、31f选择器 

32、34、36最小值检测单元 

33、35、37PWM控制单元 

40、40b、40’VF判定单元 

41、41b、41c、41’切换控制单元 

42电流控制单元 

44电压比较单元 

44a、44b、44c、44d比较器 

50恒定电流源 

51、52、53、54pnp晶体管 

55、56、57、58电阻 

59、60、61、62缓冲器电路 

71、72、73地址检测单元 

90切换电路 

90a、90b、90c、90d、90e、90f、90g、90h、90i选择器 

100电压变换电路 

101线圈 

102二极管 

103晶体管 

104电容 

110、111、112、113LED串负荷 

120、121、122、123恒定电流源 

130选择电路 

131控制电路 

1400液晶显示装置 

1410液晶面板 

1420面状照明装置 

1421发光元件 

1422基板 

1423光学片 

1424发光元件驱动装置 

1430液晶面板控制单元 

1440背光控制单元 

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式的发光元件驱动装置的实施方式。此外，以下实施方式中所述的数字只是为了具体地说明本发明的实施方式而例示的数字，本发明不限于所例示的数字。 

(实施方式1) 

使用图3～图6说明本发明的实施方式1的发光元件驱动装置。图3是表示实施方式1的发光元件驱动装置的整体结构例的方框图。如图3所示，该发光元件驱动装置包括：电压变换电路1～2；切换电路30～31；恒定电流源21～24；最小值检测单元32、34；PWM控制单元33、35；VF判定单元 40；切换控制单元41；以及电流控制单元42，并且驱动LED串负荷11～14。 

此外，组合了电压变换电路1、最小值检测单元32以及PWM控制单元33的结构是一个电压施加单元的具体例子。另外，组合了切换电路30、31的结构是切换单元的具体例子。另外，组合了VF判定单元40、切换控制单元41以及电流控制单元42的结构是控制单元的具体例子。另外，LED串负荷11～14分别是发光元件串的具体例子。 

电压施加单元根据由基于各个电压施加单元所连接的多个发光元件串的正向电压降中最大的正向电压降而决定的检测电压，决定对被连接的多个发光元件串的施加电压并施加该施加电压。切换单元对将各个发光元件串连接到多个电压施加单元中的哪个电压施加单元进行切换。控制单元控制切换单元以使在各个电压施加单元中被连接的多个发光元件串的正向电压降的差最小。以下，使用具体结构说明其细节。 

电压变换电路1是升压型开关电源，其由线圈L1、二极管D1、晶体管M1、以及电容C1构成。电压变换电路1基于来自PWM控制单元33的控制信号Vpwm1，将规定的输入电压Vcc升压到驱动各个LED串负荷11～14所需的输出电压Vout1，并将输出电压Vout1输出。 

电压变换电路2是升压型开关电源，其由线圈L2、二极管D2、晶体管M2以及电容C2构成。电压变换电路2基于来自PWM控制单元35的控制信号Vpwm2，将规定的输入电压Vcc升压到驱动各个LED串负荷11～14所需的输出电压Vout2，并将输出电压Vout2输出。 

切换电路30是具有选择器30a～30d的选择器电路组。切换电路30基于来自切换控制单元41的控制信号Vsel1，将各个LED串负荷11～14的各自阳极端子P1H～P4H连接到电压变换电路1的输出端子PO1或者电压变换电路2的输出端子PO2的任一个。选择器30a～30d例如由MOS开关等构成。 

恒定电流源21～24分别串联连接到LED串负荷11～14的阴极端子P1L～P4L，将LED的发光所需的恒定电流I1～I4提供给各个LED串负荷11～14。各个恒定电流源21～24可基于来自电流控制单元42的控制信号Vcnt进行接通/关断控制，调整接通时间和关断时间的比例。由此，能够调整提供给各个LED串负荷11～14的电流量，控制LED的发光量。 

切换电路31是具有选择器31a～31d的选择器电路组。切换电路31基于来自切换控制单元41的控制信号Vsel2，将各个LED串负荷11～14的各自 阴极端子电压Vfb1～Vfb4连接到最小值检测单元32或者最小值检测单元34的任一个。选择器31a～31d例如由MOS开关等构成。各个LED串负荷11～14的阴极端子电压Vfb1～Vfb4基于各个LED串负荷11～14的正向电压降而决定。 

最小值检测单元32选择由切换电路31连接了的阴极端子电压中最小的电压，并作为检测电压Vdet1输入到PWM控制单元33。检测电压Vdet1并不需要是与选择出的最小的阴极端子电压相同的电压，例如，也可以是使阴极端子电压中最小的电压偏移了规定电压的、基于最小的电压而生成的电压。 

最小值检测单元34选择由切换电路31连接的阴极端子电压中最小的电压，并作为检测电压Vdet2输入到PWM控制单元35。检测电压Vdet2并不需要是与选择出的最小的阴极端子电压相同的电压，例如，也可以是使阴极端子电压中最小的电压偏移了规定电压的、基于最小的电压而生成的电压。最小值检测单元32、34分别是检测电路的一例。 

PWM控制单元33对输入的检测电压Vdet1与未图示的基准信号Vref进行比较。基于该比较结果，控制信号Vpwm1被输入到电压变换电路1的晶体管M1的栅极，以使检测电压Vdet1与基准电压Vref相等。基于该控制信号Vpwm1，电压变换电路1进行晶体管M1的开关动作，生成输出电压Vout1。 

PWM控制单元35对输入的检测电压Vdet2与未图示的基准信号Vref进行比较。基于该比较结果，控制信号Vpwm2被输入到电压变换电路2的晶体管M2的栅极，以使检测电压Vdet2与基准电压Vref相等。基于该控制信号Vpwm2，电压变换电路2进行晶体管M2的开关动作，生成输出电压Vout2。 

VF判定单元40基于输入的阴极端子电压Vfb1～Vfb4，判定各个LED串负荷11～14的正向电压降之间的大小关系，并将作为判定结果的判定信号Vch输入到切换控制单元41。 

图4是表示VF判定单元40的具体结构例的图。恒定电流源21～24的阴极端子电压Vfb1～Vfb4分别连接到pnp晶体管51～54的基极端子。各个pnp晶体管51～54的发射极端子在接点E被短路。在电源Vdd与接点E之间连接流出恒定电流Ib的恒定电流源50。在各个pnp晶体管51～54的集电极端子与接地之间分别连接电阻55～58，各个集电极端子的电压通过缓冲器电路59～62被变换成规定的逻辑电平电压Vch[0]～Vch[3]。 

在图4所示的电路中，恒定电流源50的电流Ib流过连接到阴极端子电 压Vfb1～Vfb4中最小的电压的pnp晶体管。因此，通过监视各个集电极电压，能够确定阴极端子电压Vfb1～Vfb4中最小的阴极端子电压。获得的信息作为4比特的判定信号Vch[3：0]被输出到切换单元41。 

切换控制单元41基于输入的判定信号Vch生成控制信号Vsel1～Vsel3，并将控制信号Vsel1～Vsel3分别输入到切换电路30、31以及电流控制单元42。切换控制单元41例如由逻辑电路或者微计算机(Microcomputer)构成。 

电流控制单元42基于控制信号Vsel3生成用于个别地控制恒定电流源21～24的接通/关断的控制信号Vcnt，并将控制信号Vcnt输入到各个恒定电流源21～24。 

在本发明的实施方式1的发光元件驱动装置中，基于各个LED串负荷间的正向电压降的偏差进行LED串负荷的分组。然后，由多个电压变换电路分担作为分组的结果获得的多个LED串负荷组。即，某电压变换电路驱动属于某LED串负荷组的LED串负荷，另外的电压变换电路驱动属于其他LED串负荷组的LED串负荷。通过进行这样的驱动，能够降低与各个电压变换电路连接的LED串负荷组内的正向电压降的偏差量，实现功耗的削减。 

使用图5～图7，说明本发明的实施方式1的发光元件驱动装置的动作顺序的一例。在本发光元件驱动装置中，控制单元控制切换单元以使所有的发光元件串连接到同一个电压施加单元后，控制切换单元以使在与该电压施加单元连接的发光元件串中具有最大的正向电压降的发光元件串连接到另外的电压施加单元。在以下的具体例子中，作为用于动作说明的一例，假设各个LED串负荷11～14的正向电压降之间的关系为“Vf1＜Vf2＜Vf3＜Vf4”。 

首先，控制切换电路30、31，将所有的LED串负荷11～14的阳极端子P1H～P4H连接到电压变换电路2的输出端子PO2，将阴极端子P1L～P4L连接到最小值检测电路34。即，将所有的LED串负荷11～14连接到电压变换电路2的系统(具有电压变换电路2的电压施加单元)(步骤S31)。此时的等效电路结构如图6所示。然后，通过使恒定电流源21～24全部接通，驱动所有的LED串负荷11～14(步骤S32)。 

此时，所有的LED串负荷11～14被连接到电压变换电路2。因此，如果使所有的恒定电流源21～24接通，则电压变换电路2被要求非常大的电流输出。于是，也可以通过在LED的重组顺序中将LED电流的值减小到比正常动作时小，从而减轻电压变换电路2的负担。 

接下来，VF判定单元40通过检测处于接通状态的恒定电流源21～24上施加的各个阴极端子电压Vfb1～Vfb4中最小的阴极端子电压Vfb4，判定哪个恒定电流源正在由最小的阴极端子电压驱动(步骤S33)。然后，VF判定单元40将该判定结果(判定信号Vch)通知给切换控制单元41(步骤S34)。 

切换控制单元41将基于判定结果生成的控制信号Vsel3输入到电流控制单元42，电流控制单元42将施加最小的阴极端子电压Vfb4的恒定电流源24关断(步骤S35)。 

另外，切换控制单元41通过控制信号Vsel1、Vsel2控制切换电路30、31，使其切换与具有最小的阴极端子电压Vfb4(即，最大的正向电压降)的LED串负荷14有关的连接(步骤S36)。具体而言，切换控制单元41将LED串负荷14的阳极端子P4H的连接对象从电压变换电路2的输出端子PO2切换到电压变换电路1的输出端子PO1。另外，切换控制单元41将阴极端子P4L的连接对象从最小值检测单元34切换到最小值检测单元32。 

将步骤S33～步骤S36重复进行相当于LED串负荷的数量的1/2的次数(步骤S37)。在本实施方式中，由于LED串负荷的数量为4，因此，步骤S33～S36进行至两次为止。步骤S33～S36到此为止已经进行了一次，因此，之后再进行一次。此时，由于除恒定电流源24之外的剩余的恒定电流源21～23处于接通状态，因此，对恒定电流源21～23进行步骤S33～步骤S36。 

具体而言，VF判定单元40通过检测各个恒定电流源上施加的阴极端子电压Vfb1～Vfb3的最小值，判定施加最小的阴极端子电压的恒定电流源，并将判定结果(判定信号Vch)通知给切换控制单元41。 

切换控制单元41将基于获得的判定结果(判定信号Vch)而生成的控制信号Vsel3输入到电流控制单元42，电流控制单元42将由最小的阴极端子电压Vfb3驱动的恒定电流源23关断。另外，切换控制单元41通过控制信号Vsel1、Vsel2控制切换电路30、31，使其切换与具有最小的阴极端子电压Vfb3(即，最大的正向电压降)的LED串负荷13有关的连接。具体而言，切换控制单元41将LED串负荷13的阳极端子P3H的连接对象从电压变换电路2的输出端子PO2切换到电压变换电路1的输出端子PO1。另外，切换控制单元41将阴极端子P3L的连接对象从最小值检测单元34切换到最小值检测单元32。 

这样，通过检测施加最小的阴极端子电压的恒定电流源并依次将其关断， 能够从多个LED串负荷中依序提取正向电压降较大的LED串负荷，由切换电路30、31对其连接进行切换。 

如上所述，通过进行全部LED串负荷数的半数次数的各个阴极端子电压的判定和LED串负荷的连接的切换，能够基于正向电压降的大小，将均等数量的LED串负荷分配给两个电压变换电路1和2。 

如上所述，通过基于各个LED串负荷的阴极端子电压Vfb1～Vfb4，在多个电压变换电路中进行各个LED串负荷的重组，能够使如图6所示的相当于各个LED串负荷的正向电压降Vf1～Vf4的偏差的电压Vp1～Vp3的合计值减少到如图7所示的相当于偏差的电压Vp1′和Vp2′的合计值。因此，能够削减功耗。若使用具体的数值进行说明，例如，假设Vf1为10V、Vf2为11V、Vf3为12V、Vf4为13V。此时图6所示的Vp1为3V、Vp2为2V、Vp3为1V、合计值为6V。另一方面，图7所示的Vp1′、Vp2′均为1V、合计值为2V。这样，根据本实施方式，无论各个LED串负荷是以怎样的组合与多个电压变换电路连接，通过进行上述的控制，都能如图7所示那样重组为将功耗抑制到最低限度的连接。 

另外，通过将功耗抑制到最低限度，对于发光元件驱动装置的组件，能够使用容许损耗小的组件，能够实现IC成本和安装衬底成本的削减。进而，还能够为削减筛选LED的偏差所需的工时数做出贡献。 

此外，在本实施方式中，在上述动作顺序的一例中，将重组处理的次数设为LED串负荷数的一半(在本实施方式中为两次)，以使与各个电压变换电路1和2连接的LED串负荷的数量成为实质上相同的数量。然而，实现本发明的功能的重组处理的次数并不限于此。但是，通过将重组处理的次数设为两次，能够使与各个电压施加单元连接的LED串负荷的数量均匀化，能够使电压施加单元的负荷均匀化。更一般而言，在将电压施加单元的全部数量设为M，将被连接的发光元件串的全部数量设为N时，对一个电压施加单元连接N/M的数量的发光元件串即可。因此，通过对一个电压施加单元重复进行N/M次的重组处理，能够使其成为使负荷变得均匀的最佳的发光元件串的连接数量。其中，M、N为正整数，M＜N。 

另外，在上述动作顺序的一例中，VF判定单元40每进行一次判定，就基于判定结果(判定信号Vch)进行了LED串负荷的重组。但是，也可以是每进行多次判定，或者在结束所有的判定后，最后由切换控制单元41控制切 换电路30和31进行LED串负荷的重组。此时，通过将每次的判定结果(判定信号Vch)存储在切换控制单元41中，能够实现所希望的LED串负荷的分配。 

另外，VF判定单元40也可以取代判定各个阴极端子电压Vfb1～Vfb4的最小值而判定最大值。即，VF判定单元40确定施加最大的阴极端子电压的恒定电流源，并将该判定结果(判定信号Vch)通知给切换控制单元41。在该情况下，切换控制单元41也可以通过重复进行规定次数的、基于获得的判定结果(判定信号Vch)使施加最大的阴极端子电压的恒定电流源关断的动作，来进行各个LED串负荷的筛选。换言之，也可以控制切换单元，以使在电压施加单元所连接的发光元件串中具有最小的正向电压降的发光元件串连接到另外的电压施加单元。 

另外，虽然在本实施方式1的发光元件驱动装置中，电压变换电路1采用了将规定的输入电压Vcc变换为比其高的电压并将其输出的升压变换电路的结构，但只要能获得在LED串负荷的发光上足够的输出电压Vout1和Vout2，既可以采用将规定的输入电压Vcc变换为比其低的电压并将其输出的降压变换电路的结构，也可以采用既能变换为比规定的输入电压Vcc低的电压也能变换为比规定的输入电压Vcc高的电压输出的升降压变换电路的结构。 

此外，虽然在本实施方式中，各个作为发光元件串的LED串负荷采用了将四个LED串联连接的结构，但本发明并不限于此。只要LED为一个以上就能适用。即，一个发光元件串由一个以上的发光元件构成。 

(实施方式2) 

使用图8～图9说明本发明的实施方式2的发光元件驱动装置。在实施方式2中，与实施方式1的发光元件驱动装置相比的不同之处主要在于，附加了电压变换电路3；LED串负荷15、16；恒定电流源25、26；选择器30e～30f；选择器31e～31f；最小值检测单元36；以及PMW控制单元37。图8是表示实施方式2的发光元件驱动装置的整体结构例的方框图。 

电压变换电路3是升压型开关电源，由线圈L3、二极管D3、晶体管M3以及电容C3构成。电压变换电路3基于来自PWM控制单元37的控制信号Vpwm3，将规定的输入电压Vcc升压到驱动各个LED串负荷11～14所需的电压Vout3，并将电压Vout3输出。 

切换电路30是具有选择器30a～30f的选择器电路组。切换电路30基于来自切换控制单元41的控制信号Vsel1，将各个LED串负荷11～16的各自阳极端子P1H～P6H连接到电压变换电路1的输出端子PO1、电压变换电路2的输出端子PO2、或者电压变换电路3的输出端子PO3的任一个。选择器30a～30f例如由MOS开关等构成。 

恒定电流源25、26分别串联连接到LED串负荷15、16的阴极端子P5L、P6L，将LED的发光所需的恒定电流I5、I6提供给各个LED串负荷15、16。 

各个恒定电流源25、26可基于来自电流控制单元42的控制信号Vcnt进行接通/关断控制，调整接通时间和关断时间的比例。由此，能够调整提供给LED串负荷15、16的电流量，控制LED的发光量。 

切换电路31是具有选择器31a～31f的选择器电路组。切换电路31基于来自切换控制单元41的控制信号Vsel2，将各个阴极端子电压Vfb1～Vfb6的各自阴极端子电压连接到最小值检测单元32、最小值检测单元34、或者最小值检测单元36的任一个。选择器31a～31f例如由MOS开关等构成。各个LED串负荷11～16的阴极端子电压Vfb1～Vfb6基于各个LED串负荷11～16的正向电压降而决定。 

最小值检测单元36选择由切换电路31连接的阴极端子电压中最小的电压，并作为检测电压Vdet3输入到PWM控制单元37。检测电压Vdet3并不需要是与选择出的最小的阴极端子电压相同的电压，例如，也可以是使各个阴极端子电压中最小的电压偏移了规定电压的、基于最小的电压而生成的电压。 

PWM控制单元37对输入的检测电压Vdet3与未图示的基准信号Vref进行比较。基于该比较结果，控制信号Vpwm3被输入到电压变换电路3的晶体管M3的栅极，以使检测电压Vdet3与基准电压Vref相等。基于该控制信号Vpwm3，电压变换电路3进行晶体管M3的开关动作，生成输出电压Vout3。 

VF判定单元40基于输入的阴极端子电压Vfb1～Vfb6，判定各个LED串负荷11～16的正向电压降之间的大小关系，并将作为判定结果的判定信号Vch输入到切换控制单元41。 

除此之外的结构和动作与实施方式1所示的相同，因此，省略对其的说明。 

根据本发明的实施方式2，将LED串负荷11～16基于正向电压降的大 小分类为三个组，分别由三个电压变换电路1～3驱动分类后的三个LED串负荷组。即，与在实施方式1中所示那样使用了由两个电压变换电路进行驱动的发光元件驱动装置的情况相比，能够降低与各个电压变换电路连接的LED串负荷组内的正向电压降的偏差幅度。因此，能够实现进一步的功耗削减。 

使用图9所示的流程图，简单地说明本实施方式2的发光元件驱动装置的动作顺序。与实施方式1的图5所示的动作的不同之处在于，将LED串负荷分类成三个组而不是两个组，并将其各自分配给三个电压变换电路1～3。 

首先，将所有的LED串负荷的阳极端子P1H～P6H连接到电压变换电路3的输出端子PO3，并将阴极端子P1L～P6L连接到最小值检测电路36。即，将所有的LED串负荷11～16连接到电压变换电路3的系统(具有电压变换电路3的电压变换单元)(步骤S71)。然后，使恒定电流源21～26全部接通，驱动所有LED串负荷11～16(步骤S72)。 

接下来，VF判定单元40判定在处于接通状态的恒定电流源中施加最小的阴极端子电压的恒定电流源(步骤S73)。然后，VF判定单元40将判定结果(判定信号Vch)通知给切换控制单元41(步骤S74)。 

切换控制单元41通过电流控制单元42将施加最小的阴极端子电压的恒定电流源关断(步骤S75)。然后，切换控制单元41控制切换电路30、31，将与所关断的恒定电流源连接的LED串负荷的连接对象从电压变换电路3的系统切换到电压变换电路1的系统(步骤S76)。 

然后，对于剩余的处于接通状态的恒定电流源和LED串负荷，将与上述同样的判定和对电压变换电路1的连接切换重复进行相当于全部LED串负荷数的1/3的次数(步骤S77)。 

接下来，对相当于全部LED串负荷数的2/3的、剩余的处于接通状态的恒定电流源和LED串负荷，也进行与上述的步骤S73～S77同样的动作(步骤S78～S82)。但是，在步骤S78～S82中，连接到被关断了的恒定电流源的LED串负荷的连接对象从电压变换电路3的系统切换到电压变换电路2的系统。 

通过上述，全部LED串负荷基于正向电压降的大小被分类成分别包含均等数量(相当于全部LED串负荷数的1/3的数量)的LED串负荷的三个组。更具体而言，能够将全部LED串负荷按正向电压降从大到小的顺序分配给电 压变换电路1、电压变换电路2以及电压变换电路3。 

此外，在上述动作顺序的一例中，将重组处理的次数设为LED串负荷数的1/3(在本实施方式中为三次)，以使各个电压变换电路1～3所连接的LED串负荷的数量成为实质上相同的数量。然而，实现本发明的功能的重组处理的次数并不限于此。但是，通过将重组处理的次数设为三次，能够使各个电压施加单元所连接的LED串负荷的数量均匀化，能够使电压施加单元的负荷均匀化。更一般而言，在将电压施加单元的全部数量设为M，将被连接的发光元件串的全部数量设为N时，对一个电压施加单元连接N/M的数量的发光元件串即可。因此，通过对一个电压施加单元重复进行N/M次重组处理，能够使其成为使负荷变得均匀的最佳的发光元件串的连接数量。进而，在重复进行N/M次处理后，变更作为连接的切换对象的电压施加单元而再次重复上述处理，能够对各个电压施加单元连接均匀数量的发光元件串。另外，在电压施加单元的数量进一步增加的情况下，重复M-2次进行这种变更作为连接的切换对象的电压施加单元的处理，就能使所有的发光元件串均匀地连接到所有的电压施加单元。其中，M、N为正整数，M＜N。 

另外，在上述动作顺序的一例中，VF判定单元40每进行一次判定，就基于判定结果(判定信号Vch)进行了LED串负荷的重组。但是，也可以是每进行多次判定，或者在结束所有的判定后，最后由切换控制单元41控制切换电路30和31进行LED串负荷的重组。此时，通过将每次的判定结果(判定信号Vch)存储在切换控制单元41中，能够实现所希望的LED串负荷的分配。 

另外，VF判定单元40也可以通过判定各个阴极端子电压Vfb1～Vfb6的最大值，判定施加最大的阴极端子电压的恒定电流源，并将该判定结果(判定信号Vch)通知给切换控制单元41。在该情况下，切换控制单元41也可以通过重复进行规定次数的、基于获得的判定结果(判定信号Vch)使施加最大的阴极端子电压的恒定电流源关断的动作，来进行各个LED串负荷的筛选。 

另外，虽然在本实施方式2的发光元件驱动装置中，将电压变换电路的数量和基于正向电压降的大小的LED串负荷的分类数量分别设为三个，但实现本发明的功能的电路结构并不限于此。即，以与对实施方式1到实施方式2的应用相同的要点，通过将LED串负荷的分类数量设为四个以上，能够进一步降低各个电压变换电路中的LED串负荷的正向电压降的偏差幅度。因此， 能够实现进一步的功耗的降低。 

(实施方式3) 

使用图10说明本发明的实施方式3的发光元件驱动装置。在实施方式3中，与实施方式2的发光元件驱动装置相比的不同之处主要在于，具有与VF判定单元40不同的VF判定单元40b、以及与切换控制单元41不同的切换控制单元41b。图10是表示实施方式3的发光元件驱动装置的整体结构例的方框图。在本实施方式的发光元件驱动装置中，控制单元在控制了切换单元以使所有的发光元件串连接到同一个电压施加单元后，控制切换单元以使在该电压施加单元所连接的发光元件串中具有最大的正向电压降的发光元件串连接到另外的电压施加单元，并且使在该电压施加单元所连接的发光元件串中具有最小的正向电压降的发光元件串连接到上述另外的电压施加单元以外的电压施加单元。以下，使用具体结构说明其细节。 

VF判定单元40b与实施方式2的VF判定单元40的不同之处在于，在阴极端子电压Vfb1～Vfb6中，同时判定施加最小的阴极端子电压的恒定电流源、和施加最大的阴极端子电压的恒定电流源。VF判定单元40b判定在处于接通状态的恒定电流源中施加最小的阴极端子电压的恒定电流源，并将该结果作为判定信号Vch1通知给切换控制单元41b。另外，VF判定单元40b判定在处于接通状态的恒定电流源中施加最大的阴极端子电压的恒定电流源，并将该结果作为判定信号Vch2通知切换控制单元41b。 

切换控制单元41b与实施方式2的切换控制单元41的不同之处在于，对于多个LED串负荷同时进行对不同的两个以上的电压变换电路的系统的切换。切换控制单元41b基于输入的判定结果(判定信号Vch1和Vch2)，生成控制信号Vsel1～Vsel3，并通过控制信号Vsel1～Vsel3控制切换电路30、31以及电流控制单元42。 

除此之外的结构和动作与实施方式2所示的相同，因此，省略对其的说明。 

在本实施方式的发光元件驱动装置中，通过由VF判定单元40b进行的一次的判定，能够对两个LED串负荷同时进行电压变换电路的系统(电压施加单元)的切换动作。因此，具有能够将LED串负荷的分组和对多个电压变换电路的分配的系列动作所需的时间缩短为大约一半的效果。 

例如，首先，将所有的LED串负荷11～16连接到电压变换电路2的系 统，并将所有的恒定电流源21～26接通，驱动所有LED串负荷11～16。此时，各个LED串负荷11～16的阴极端子电压Vfb1～Vfb6的大小，假设为Vfb1＞Vfb2＞Vfb3＞Vfb4＞Vfb5＞Vfb6。 

VF判定单元40b将在处于接通状态的恒定电流源中恒定电流源26上施加的阴极端子电压Vfb6为最小的判定结果(判定信号Vch1)、以及恒定电流源21上施加的阴极端子电压Vfb1为最大的判定结果(判定信号Vch2)通知给切换控制单元41b。 

切换控制单元41b通过电流控制单元42将施加最大的阴极端子电压Vfb1的恒定电流源21和施加最小的阴极端子电压Vfb6的恒定电流源26关断。另外，切换控制单元41b基于判定结果(判定信号Vch1)控制切换电路30、31，使其切换与具有最小的阴极端子电压Vfb6的LED串负荷16有关的连接。具体而言，切换控制单元41b将LED串负荷16的连接对象从电压变换电路2的系统切换到电压变换电路1的系统。进而，切换控制单元41b基于判定结果(判定信号Vch2)控制切换电路30、31，使其切换与具有最大的阴极端子电压Vfb1的LED串负荷11有关的连接。具体而言，切换控制单元41b将LED串负荷11的连接对象从电压变换电路2的系统切换到电压变换电路3的系统。 

再重复一次上述从VF判定电路40b的判定至LED串负荷的连接的切换的系列动作后，LED串负荷按正向电压降从大到小的顺序两个一组地分组，分别分配给电压变换电路1、电压变换电路2以及电压变换电路3。 

在实施方式2中，对于6条LED串负荷需要合计四次的判定动作，而在本实施方式3中，仅通过两次的判定动作，就能结束LED串负荷的分配动作。 

此外，在上述动作顺序的一例中，将重组处理的次数设为LED串负荷数的1/3(在本实施方式中为三次)，以使各个电压变换电路1～3所连接的LED串负荷的数量成为实质上相同的数量。然而，实现本发明的功能的重组处理的次数并不限于此。但是，通过将重组处理的次数设为三次，能够使各个电压施加单元所连接的LED串负荷的数量均匀化，能够使电压施加单元的负荷均匀化。更一般而言，在将电压施加单元的全部数量设为M，将发光元件串的全部数量设为N时，对一个电压施加单元连接N/M的数量的发光元件串即可。因此，通过对一个电压施加单元重复进行N/M次重组处理，能够使其成为使负荷变得均匀的最佳的发光元件串的连接数量。进而，虽然在本实施方 式中不需要，而在电压施加单元的数量进一步增加时，在重复进行了N/M次上述处理后，变更作为连接的切换对象的电压施加单元而再次重复上述处理。由此，能够使均匀数量的发光元件串连接到各个电压施加单元。其中，M、N为正整数，M＜N。 

如上所述，本实施方式的发光元件驱动装置，具有缩短一系列的LED串负荷的分配所需的时间的效果。 

(实施方式4) 

使用图11和图12说明本发明的实施方式4的发光元件驱动装置。在实施方式中，与实施方式1的发光元件驱动装置的不同之处主要在于，具有与VF判定单元40不同的电压比较单元44，还具有阈值电压Vth。图11是表示实施方式4的发光元件驱动装置的整体结构例的方框图。在本实施方式中，控制单元在控制了切换单元以使所有的发光元件串连接到同一个电压施加单元后，将连接到该发光元件串的各自的阴极端的多个电流源上施加的电流源电压和规定的阈值电压进行比较，并控制切换单元以将具有超过阈值电压的电流源电压的发光元件串连接到另外的电压施加单元。以下，使用具体结构说明细节。 

电压比较单元44进行阴极端子电压Vfb1～Vfb4和规定的阈值电压Vth的比较，并将获得的结果(判定信号Vch)通知给切换控制单元41。例如如图12所示，电压比较单元44能够通过采用分别通过比较器44a～44d比较阴极端子电压Vfb1～Vfb4与阈值电压Vth的结构来实现。 

除此之外的结构和动作与实施方式1所示的相同，因此，省略对其的说明。 

以下说明本发明的实施方式4的发光元件驱动装置的动作顺序的一例。首先，通过控制切换电路30，将LED串负荷11～14的阳极端子P1H～P4H全部连接到电压变换电路1的输出端子PO1。 

另外，通过控制切换电路31，将LED串负荷11～14的阴极端子P1L～P4L全部连接到最小值检测单元32。 

即，将全部LED串负荷11～14连接到电压变换电路1的系统(具有电压变换电路1的电压施加单元)。 

接下来，通过电压比较单元44将阴极端子电压Vfb1～Vfb4与阈值电压Vth进行比较，并将比较结果通知给切换控制单元41。这里，作为例子，假 设Vfb1＞Vfb2＞Vth＞Vfb3＞Vtb4。 

切换控制单元41基于比较结果(判定信号Vch)，通过电流控制单元42将施加大于阈值电压Vth的阴极端子电压Vfb1、Vfb2的恒定电流源21、22关断。另外，控制切换电路30、31，将LED串负荷11、12的连接对象从电压变换电路1的系统切换到电压变换电路2的系统。 

通过进行上述的动作，能够基于正向电压降的大小对LED串负荷11～14进行分类，并将其分配给电压变换电路1和电压变换电路2。 

因此，能够降低与规定的电压变换电路连接的LED串负荷的正向电压降的偏差，所以能够实现降低发光元件驱动装置的功耗。 

此外，在本实施方式中，因阈值电压Vth的值，有时各个电压变换电路所连接的LED串负荷的数量不均匀。但是，根据上述的结构和动作，通过电压比较单元44进行的阴极端子电压Vfb1～Vfb4与阈值电压Vth的一次的比较，能够对LED串负荷进行分类，因此，具有能够缩短LED串负荷的分配所需的时间的效果。 

此外，在本实施方式中，采用了控制切换单元以使具有超过阈值电压的电流源电压的发光元件串连接到另外的电压施加单元的结构。但是，也可以采用控制切换单元以使具有小于阈值电压的电流源电压的发光元件串连接到另外的电压施加单元的结构。这样的结构也能够获得同样的效果。此外，也可以采用控制切换单元以使具有与阈值电压相等的电流源电压的发光元件串也连接到另外的电压施加单元的结构。 

另外，也可以采用具有三个以上的电压变换电路，进而根据电压变换电路而具有多个阈值电压Vth，将各个阴极端子电压与多个不同的阈值电压Vth进行比较，并基于该比较结果，将LED串负荷分配给三个以上的多个电压变换电路的结构。 

(实施方式5) 

使用图13和图14说明本发明的实施方式5的发光元件驱动装置。在实施方式中，与实施方式2的发光元件驱动装置不同之处主要在于，具有与切换控制单元41不同的切换控制单元41c、与切换电路31不同的切换电路90、还具有新的选择器30a～30i、LED串负荷17～19、恒定电流源27～29以及地址检测器71～73。图13是表示实施方式5的发光元件驱动装置的整体结构例的方框图。在本实施方式，在发光元件驱动装置中，在将电压施加单元 的全部数量设为M，将各个电压施加单元设为第一电压施加单元～第M电压施加单元时，控制单元控制切换单元以使第N电压施加单元所连接的发光元件串中具有最大的正向电压降的发光元件串连接到第N-1电压施加单元，并且使第N电压施加单元所连接的发光元件串中具有最小的正向电压降的发光元件串连接到第N+1电压施加单元。此外，在本实施方式中，组合了电压变换电路1、最小值检测单元32、以及PWM控制单元33的结构是一个电压施加单元的具体例子。另外，组合了切换电路30、90的结构是切换单元的具体例子。另外，组合了切换控制单元41c、地址检测电路71～73的结构是控制单元的具体例子。另外，LED串负荷11～19分别是发光元件串的具体例。以下，使用具体结构说明细节。 

切换电路30是具有选择器30a～30i的选择器电路组。切换电路30基于来自切换控制单元41c的控制信号Vsel10，将各个LED串负荷11～19的各自阳极端子连接到电压变换电路1的输出端子、电压变换电路2的输出端子、或者电压变换电路3的输出端子的任一个。选择器30a～30i例如由MOS开关等构成。 

恒定电流源21～29分别串联连接到LED串负荷11～19的阴极端子，将LED发光所需的恒定电流I1～I9提供给各个LED串负荷11～19。恒定电流源21～29由未图示的逻辑电路或者微计算机进行接通/关断控制。 

切换电路90是具有选择器90a～90i的选择器电路组。各个选择器90a～90c基于来自切换控制单元41c的控制信号Vsel11，将各个LED串负荷11～19的阴极端子电压Vfb1～Vfb9的任一个连接到最小值检测单元36和地址检测单元73。另外，各个选择器90d～90f基于来自切换控制单元41c的控制信号Vsel11，将各个LED串负荷11～19的阴极端子电压Vfb1～Vfb9的任一个连接到最小值检测单元34和地址检测单元72。另外，各个选择器90g～90h基于来自切换控制单元41c的控制信号Vsel11，将各个LED串负荷11～19的阴极端子电压Vfb1～Vfb9的任一个连接到最小值检测单元32和地址检测单元71。选择器90a～90i例如由MOS开关等构成。 

地址检测单元71检测LED串负荷11～19中的特定的一个LED串负荷的串地址(string address)，作为地址信号MaxAdr1输入到切换控制单元41c。这里，具有成为地址信号MaxAdr1的串地址的LED串负荷是具有通过选择器90g、90h、90i输入到地址检测单元71的三个阴极端子电压中最大的阴极 端子电压的LED串负荷。这是具有最小的正向电压降的LED串负荷。 

地址检测单元72检测LED串负荷11～19中的特定的两个LED串负荷的串地址，作为地址信号MaxAdr2和MinAdr2输入到切换控制单元41c。这里，具有成为地址信号MaxAdr2的串地址的LED串负荷是具有通过选择器90d、90e、90f输入到地址检测单元72的三个阴极端子电压中最大的阴极端子电压的LED串负荷。这是具有最小的正向电压降的LED串负荷。另外，具有成为地址信号MinAdr2的串地址的LED串负荷是具有通过选择器90d、90e、90f输入到地址检测单元72的三个阴极端子电压中最小的阴极端子电压的LED串负荷。这是具有最大的正向电压降的LED串负荷。 

地址检测单元73检测LED串负荷11～19中的特定的一个LED串负荷的串地址，作为地址信号MinAdr3输入到切换控制单元41c。这里，具有成为地址信号MinAdr3的串地址的LED串负荷是具有通过选择器90a、90b、90c输入到地址检测单元73的三个阴极端子电压中最小的阴极端子电压的LED串负荷。这是具有最大的正向电压降的LED串负荷。 

这里，串地址意味着用于识别各个LED串负荷11～19的地址信息。切换控制单元41c通过将从地址检测单元71～73获得的地址信息与电压变换电路1～3的任一个关联对应，控制切换电路30、90，并进行LED串负荷的重组。 

即，切换控制单元41c通过基于输入的地址信号MaxAdr1、MaxAdr2、MinAdr2、MinAdr3而生成的控制信号Vsel10～Vsel11，控制切换电路30、90。具体而言，将具有地址信号MaxAdr1所示的地址的LED串负荷与具有地址信号MinAdr2所示的地址的LED串负荷调换。另外，将具有地址信号MaxAdr2所示的地址的LED串负荷与具有地址信号MinAdr3所示的地址的LED串负荷调换。在各个电压变换电路间重复进行规定次数的相同的地址相互间的重组后，结束该电压变换电路间的LED串负荷的重组控制。切换电路41c例如由逻辑电路或者微计算机构成。 

除此之外的结构和动作与实施方式2所示的相同，因此，省略对其的说明。 

根据本实施方式，通过与实施方式2不同的顺序，将LED串负荷11～19基于正向电压降的大小分类成三个组，并分别通过三个电压变换电路1～3驱动分类后的三个LED串负荷组。即，由多个电压变换电路分担基于正向电 压降的大小而被进行了分组的多个LED串负荷组，进行驱动。由此，能够降低在连接到各个电压变换电路的LED串负荷组内的正向电压降的偏差量，实现功耗的削减。 

使用图14所示的转移表说明本实施方式的发光元件驱动装置的动作顺序的一例。在初始状态(Step＝1)中，电压变换电路1上连接了LED串负荷14、17、18(假设正向电压降的大小分别为14V、17V、18V)。另外，在初始状态中，电压变换电路2上连接了LED串负荷11、15、16(假设正向电压降的大小分别为11V、15V、16V)。进而，在初始状态中，电压变换电路3上连接了LED串负荷12、13、19(假设正向电压降的大小分别为12V、13V、19V)。另外，电压变换电路1～3分别由PWM控制单元33～37控制，以使被连接的LED串负荷的阴极端子电压中最小的阴极端子电压为1V。 

首先，Step＝1的状态下的各个LED串负荷的阴极端子电压的合计为33V。即，在假设流过各个LED串负荷的负荷电流为100mA时，33×0.1＝3.3W为对发光无贡献的损失(loss)功率。 

这里，在电压变换电路1所连接的LED串负荷中具有最大的阴极端子电压的LED串负荷为LED串负荷14，因此，地址信号MaxAdr1表示LED串负荷14的地址。 

在电压变换电路2所连接的LED串负荷中具有最大的阴极端子电压的LED串负荷为LED串负荷11，因此，地址信号MaxAdr2表示LED串负荷11的地址。在电压变换电路2所连接的LED串负荷中具有最小的阴极端子电压的LED串负荷为LED串负荷16，因此，地址信号MinAdr2表示LED串负荷16的地址。 

在电压变换电路3所连接的LED串负荷中具有最大的阴极端子电压的LED串负荷为LED串负荷19，因此，地址信号MinAdr3表示LED串负荷19的地址。 

切换控制单元41c对由地址信号MaxAdr1确定的LED串负荷和由地址信号MinAdr2确定的LED串负荷进行重组。另外，对由地址信号MaxAdr2确定的LED串负荷和由地址信号MinAdr3确定的LED串负荷进行重组。即，在Step＝1中，LED串负荷14和16被重组，并且LED串负荷11和19被重组。由此，各个电压变换电路1～3转移到Step＝2所示的状态。 

在Step＝2中，切换控制单元41c也对由地址信号MaxAdr1确定的LED 串负荷和由地址信号MinAdr2确定的LED串负荷进行重组。另外，对由地址信号MaxAdr2确定的LED串负荷和由地址信号MinAdr3确定的LED串负荷进行重组。即，LED串负荷16与19被重组，并且LED串负荷13与14被重组。由此，各个电压变换电路1～3转移到Step＝3所示的状态。 

同样地，在Step＝3中，由地址信号MaxAdr2确定的LED串负荷16和由地址信号MinAdr1确定的LED串负荷17被重组。另外，由地址信号MaxAdr2确定的LED串负荷13和由地址信号MinAdr3确定的LED串负荷14被重组。这里，在电压变换电路2与电压变换电路3之间的LED串负荷的重组中，重复进行了两次相同的LED串负荷的重组。在规定的电压变换电路间重复进行两次相同的LED串负荷的重组后，切换控制单元41c结束该电压变换电路间的重组控制。即，电压变换电路2与电压变换电路3之间的LED串负荷的重组控制在Step＝3结束。 

接下来，在Step＝4中，进行由地址信号MaxAdr1确定的LED串负荷16和由地址信号MinAdr2确定的LED串负荷17的重组。这里，在电压变换电路1和电压变换电路2之间的LED串负荷的重组中，重复进行了两次相同的LED串负荷的重组。即，电压变换电路1和电压变换电路2之间的LED串负荷的重组控制在Step＝4结束。这样，在各个电压施加单元中重复了同一发光元件串的连接的切换的情况下，控制单元结束切换单元的控制，从而能够简单地并且以最小限度的重组来完成对最佳状态的重组。 

在所有LED串负荷的重组结束后，成为Step＝5的状态。在Step＝5中，各个LED串负荷的阴极端子电压的合计为18V。若比较Step＝1与Step＝5的LED串负荷的阴极端子电压，Step＝5的LED串负荷的阴极端子电压减少了15V。即，在将LED串负荷的负荷电流假设为100mA时，能够削减了1.5W的损失功率。 

通过进行上述的动作，能够基于正向电压降的大小对LED串负荷11～19进行分类，并将其分配给电压变换电路1、电压变换电路2以及电压变换电路3。 

因此，能够降低规定的电压变换电路所连接的LED串负荷的正向电压降的偏差，所以能够实现发光元件驱动装置的功耗的降低。 

(实施方式6) 

使用图15说明本发明的实施方式6的发光元件驱动装置的动作顺序。本 实施方式与图10所示的实施方式3的发光元件驱动装置相比，用于LED串负荷的驱动电压判定的电压变换电路的使用方法不同。具体而言，VF判定单元40b成为VF判定单元40′，切换控制单元41b成为切换控制单元41′，它们的动作不同。在本实施方式中，在发光元件驱动装置中，控制单元在控制了切换单元以使所有的发光元件串均等地连接到所有的电压施加单元后，控制切换单元以使在正在驱动的所有的发光元件串中具有最大的正向电压降的发光元件串连接到第一电压施加单元，从而将该具有最大的正向电压降的发光元件串的驱动关断，并且控制切换单元以使在正在驱动的所有的发光元件串中具有最小的正向电压降的发光元件串连接到第二电压施加单元，从而将该具有最小的正向电压降的发光元件串的驱动关断。以下，使用具体结构说明细节。 

在以下的具体例子中，作为用于动作说明的一例，假设各个LED串负荷11～14的正向电压降的关系为“Vf1＜Vf2＜Vf3＜Vf4＜Vf5＜Vf6”。 

首先，控制切换电路30和31，将LED串负荷均等地连接到各自的电压变换电路，并将各个LED串负荷的阴极端子连接到与其对应的最小值检测单元(步骤S131)。接下来，将所有电压变换电路的电压设为能够点亮所有的LED串负荷的、并且是相同的电压(步骤S132)。然后，通过使恒定电流源21～26全部接通，驱动所有的LED串负荷(步骤S133)。 

接下来，VF判定单元40′检测处于接通状态的恒定电流源21～26上施加的各个阴极端子电压Vfb1～Vfb6中最小的阴极端子电压Vfb6和最大的阴极端子电压Vfb1。由此，VF判定单元40′判定哪一个恒定电流源正在由最小的阴极端子电压驱动，以及哪一个恒定电流源正在由最大的阴极端子电压驱动(步骤S134)。然后，VF判定单元40′将该判定结果(判定信号Vch)通知给切换控制单元41′(步骤S135)。 

切换控制单元41′将基于判定结果生成的控制信号Vsel3输入到电流控制单元42。电流控制单元42将施加最小的阴极端子电压的恒定电流源26和施加最大的阴极端子电压的恒定电流源21关断(步骤S136)。 

另外，切换控制单元41′通过控制信号Vsel1、Vsel2控制切换电路30、31，使其切换与具有最大和最小的阴极端子电压Vfb1、Vfb6的LED串负荷11、16有关的连接。具体而言，切换控制单元41′将LED串负荷16的阳极端子P6H的连接对象切换到电压变换电路1的输出端子PO1，并将阴极端子P6L 的连接对象切换到最小值检测单元32(在原来就连接着的情况下保持原先的连接)。即，将具有最大的正向电压降的LED串负荷16连接到由电压变换电路1和最小值检测单元32构成的第一电压施加单元。另外，与此相对应地，切换控制单元41′将LED串负荷11的阳极端子P1H的连接对象切换到电压变换电路3的输出端子PO3，并将阴极端子P1L的连接对象切换到最小值检测单元36(在原来就连接着的情况下保持原先的连接)。即，将具有最小的正向电压降的LED串负荷11连接到由电压变换电路3和最小值检测单元36构成的第二电压施加单元(步骤S137)。 

同样地，将步骤S134～步骤S137重复相当于LED串负荷的数量的1/3的次数，即与LED串负荷的数量除以了电压施加单元的数量所得的值相等的次数(步骤S138)。在本实施方式中，将步骤S134～步骤S137重复两次。在上述的判定中未被选择的LED串负荷连接到电压变换电路2，重组结束。 

此外，在上述动作顺序的一例中，将重组处理的次数设为LED串负荷数的1/3(在本实施方式中为三次)，以使各个电压变换电路1～3所连接的LED串负荷的数量成为实质上相同的数量。然而，实现本发明的功能的重组处理的次数并不限于此。但是，通过将重组处理的次数设为三次，能够使各个电压施加单元所连接的LED串负荷的数量均匀化，能够使电压施加单元的负荷均匀化。更一般而言，在将电压施加单元的全部数量设为M，将被连接的发光元件串的全部数量设为N时，对一个电压施加单元连接N/M的数量的发光元件串即可。因此，通过对一个电压施加单元重复进行N/M次重组处理，能够使其成为使负荷变得均匀的最佳的发光元件串的连接数量。进而，虽然在本实施方式中不需要，而在电压施加单元的数量进一步增加时，在重复N/M次上述处理后，变更作为连接的切换对象的电压施加单元而再次重复上述处理。由此，能够使均匀数量的发光元件串连接到各个电压施加单元。其中，M、N为正整数，M＜N。 

根据本实施方式，使所有电压变换电路的电压成为能够点亮所有的LED串负荷的相同的电压，进行最小驱动电压和最大驱动电压的判定。即，在实施方式3中，最初所有LED串负荷连接到一个电压变换电路，该电压变换电路的负担变大，因此，需要使该电压变换电路的容量比另外的电压变换电路的容量大。对此，在本实施方式中，无论是在驱动电压判定时，还是在判定后，电压变换电路所连接的LED串负荷数都为相同程度。因此，电压变换电 路的规模和零件规格也是相等，具有能将设计工时数和零件种类等限制在最小限度的效果。 

(实施方式7) 

接下来，说明具有本发明的实施方式的面状照明装置的液晶显示装置。图16是具有本发明的实施方式的面状照明装置的液晶显示装置的概略结构图。 

液晶显示装置1400包括液晶面板1410和面状照明装置1420。 

另外，液晶显示装置1400包括液晶面板控制单元1430和背光控制单元1440。液晶面板控制单元1430基于输入的影像信号控制液晶面板1410具有的各个像素(未图示)的透光率。背光控制单元1440基于输入的影像信号对每个规定的发光区域控制面状照明装置1420照明的照明光的强度。 

面状照明装置1420包括多个发光元件1421、由安装发光元件1421的衬底和反射板等构成的基板1422、以及用于使从发光元件1421射出的光成为均匀的面状光的光学片1423。发光元件1421具体而言为发白色光的LED等。光学片1423例如也可以由扩散板和增亮膜等多个光学片构成。另外，面状照明装置1420具有基于从背光控制单元1440输出的信号驱动发光元件1421的发光元件驱动装置1424。发光元件驱动装置1424是上述实施方式1至6的任一者中记载的发光元件驱动装置。 

液晶面板1410从背面射入来自面状照明装置1420的照明光，并根据影像信号对照明光进行空间调制而显示影像。 

根据本实施方式的面状照明装置1420，通过具有发光元件驱动装置1424，能够构成抑制了由于LED的正向电压降偏差而发生的功耗的增加的面状照明装置。另外，根据本实施方式的液晶显示装置1400，通过具有发光元件驱动装置1424，能够构成抑制了由于LED的正向电压降偏差而发生的功耗的增加的液晶显示装置。 

在2009年6月26日提交的特愿第2009-151949号日本专利申请中所包含的说明书、附图和说明书摘要的公开内容，全部引用于本申请。 

工业实用性 

根据本发明，能够对节省液晶电视或者液晶监视器等液晶显示装置、用作其背光的面状照明装置、进而用于其背光的发光元件驱动装置的功耗作出贡献。 

Claims (21)

1.发光元件驱动装置，进行多个发光元件串的驱动，该发光元件驱动装置包括：

多个电压施加单元，生成用于驱动所述多个发光元件串的多个施加电压，其设置的个数少于所述多个发光元件串的个数；

切换单元，在所述多个电压施加单元中切换个别地连接所述多个发光元件串的电压施加单元；以及

控制单元，进行对于所述切换单元的控制，

所述多个电压施加单元的每个电压施加单元，根据基于连接到该电压施加单元的、发光元件串的正向电压降中最大的正向电压降决定的检测电压，生成对连接到该电压施加单元的发光元件串施加的施加电压，

所述控制单元对所述切换单元进行以下控制：将所述多个发光元件串分配给与所述多个电压施加单元分别对应的多个组，以使对于所述多个发光元件串的每个发光元件串的正向电压降的偏差的电压的合计值最小，并且使所述多个发光元件串以组为单位连接到不同的电压施加单元。

2.如权利要求1所述的发光元件驱动装置，

所述检测电压是对连接到所述多个发光元件串的各自的阴极端的多个电流源施加的电流源电压中最小的电压。

3.如权利要求1所述的发光元件驱动装置，

所述控制单元在控制了所述切换单元以使所述多个发光元件串全部连接到所述多个电压施加单元中的同一个电压施加单元后，控制所述切换单元以使所述同一个电压施加单元所连接的发光元件串中具有最大的正向电压降的发光元件串连接到另外的电压施加单元。

4.如权利要求1所述的发光元件驱动装置，

所述控制单元在控制了所述切换单元以使所述多个发光元件串全部连接到所述多个电压施加单元中的同一个电压施加单元后，控制所述切换单元以使所述同一个电压施加单元所连接的发光元件串中具有最小的正向电压降的发光元件串连接到另外的电压施加单元。

5.如权利要求1所述的发光元件驱动装置，

在将所述电压施加单元的数量设为M，将所述发光元件串的数量设为N时，

所述控制单元重复进行N/M次以下的处理，即：在控制了所述切换单元以使N个发光元件串全部连接到M个电压施加单元中的同一个电压施加单元后，控制所述切换单元以使所述同一个电压施加单元所连接的发光元件串中具有最大的正向电压降的发光元件串连接到另外的一个电压施加单元，

其中，M、N为正整数，M＜N，N为M的整数倍。

6.如权利要求1所述的发光元件驱动装置，

在将所述电压施加单元的数量设为M，将所述发光元件串的数量设为N时，

所述控制单元重复进行N/M次以下的处理，即：在控制了所述切换单元以使N个发光元件串全部连接到M个电压施加单元中的同一个电压施加单元后，控制所述切换单元以使所述同一个电压施加单元所连接的发光元件串中具有最小的正向电压降的发光元件串连接到另外的一个电压施加单元，

其中，M、N为正整数，M＜N，N为M的整数倍。

7.如权利要求5所述的发光元件驱动装置，

在所述电压施加单元的个数M大于2时，所述控制单元在重复进行了N/M次所述处理后，变更作为连接的切换对象的电压施加单元，再次重复所述处理。

8.如权利要求6所述的发光元件驱动装置，

在所述电压施加单元的个数M大于2时，所述控制单元在重复进行了N/M次所述处理后，变更作为连接的切换对象的电压施加单元，再次重复所述处理。

9.如权利要求1所述的发光元件驱动装置，

所述控制单元在控制了所述切换单元以使所述多个发光元件串全部连接到所述多个电压施加单元中的同一个电压施加单元后，控制所述切换单元以使所述同一个电压施加单元所连接的发光元件串中具有最大的正向电压降的发光元件串连接到另外的电压施加单元，并且使所述同一个电压施加单元所连接的发光元件串中具有最小的正向电压降的发光元件串连接到所述另外的电压施加单元以外的电压施加单元。

10.如权利要求1所述的发光元件驱动装置，

在将所述电压施加单元的数量设为M，将被连接的所述发光元件串的数量设为N时，

所述控制单元重复进行N/M次以下的处理，即：在控制了所述切换单元以使N个发光元件串全部连接到M个电压施加单元中的同一个电压施加单元后，控制所述切换单元以使所述同一个电压施加单元所连接的发光元件串中具有最大的正向电压降的发光元件串连接到另外的一个电压施加单元，并且使所述同一个电压施加单元所连接的发光元件串中具有最小的正向电压降的发光元件串连接到所述另外的一个电压施加单元以外的电压施加单元，

其中，M、N为正整数，3≤M＜N，N为M的整数倍。

11.如权利要求10所述的发光元件驱动装置，

在所述电压施加单元的个数M大于3时，所述控制单元在重复进行了N/M次所述处理后，变更作为连接的切换对象的电压施加单元，再次重复所述处理。

12.如权利要求1所述的发光元件驱动装置，

所述控制单元在控制了所述切换单元以使所述多个发光元件串全部连接到所述多个电压施加单元中的同一个电压施加单元后，将对连接到所述多个发光元件串的各自的阴极端的多个电流源施加的电流源电压和规定的阈值电压进行比较，控制所述切换单元以将具有超过所述阈值电压的电流源电压的发光元件串连接到另外的电压施加单元。

13.如权利要求1所述的发光元件驱动装置，

所述控制单元在控制了所述切换单元以使所述多个发光元件串全部连接到所述多个电压施加单元中的同一个电压施加单元后，将对连接到所述多个发光元件串的各自的阴极端的多个电流源施加的电流源电压和规定的阈值电压进行比较，控制所述切换单元以将具有小于所述阈值电压的电流源电压的发光元件串连接到另外的电压施加单元。

14.如权利要求1所述的发光元件驱动装置，

所述控制单元在控制了所述切换单元以使所述多个发光元件串全部均等地连接到所有所述多个电压施加单元后，控制所述切换单元以使所有正在驱动的发光元件串中具有最大的正向电压降的发光元件串连接到第一电压施加单元，关断该具有最大的正向电压降的发光元件串的驱动，并且控制所述切换单元以使所有正在驱动的发光元件串中具有最小的正向电压降的发光元件串连接到第二电压施加单元，关断该具有最小的正向电压降的发光元件串的驱动。

15.如权利要求1所述的发光元件驱动装置，

在将所述电压施加单元的数量设为M，将所述发光元件串的数量设为N时，

所述控制单元重复进行N/M次以下的处理，即：在控制了所述切换单元以使全部N个发光元件串均等地连接到M个电压施加单元后，控制所述切换单元以使所有正在驱动的发光元件串中具有最大的正向电压降的发光元件串连接到所述M个电压施加单元中的一个电压施加单元，关断该具有最大的正向电压降的发光元件串的驱动，并且控制所述切换单元以使所有正在驱动的发光元件串中具有最小的正向电压降的发光元件串连接到所述M个电压施加单元中的另一个电压施加单元，关断该具有最小的正向电压降的发光元件串的驱动，

其中，M、N为正整数，3≤M＜N，N为M的整数倍。

16.如权利要求15所述的发光元件驱动装置，

在所述电压施加单元的个数M大于3时，所述控制单元在重复进行了N/M次所述处理后，变更作为连接的切换对象的电压施加单元，再次重复所述处理。

17.如权利要求1所述的发光元件驱动装置，

在所述电压施加单元的数量为3，将电压施加单元分别设为第一电压施加单元、第二电压施加单元和第三电压施加单元时，

所述控制单元进行第一重组控制和第二重组控制，所述第一重组控制使连接到所述第一电压施加单元以及所述第二电压施加单元的发光元件串重组，所述第二重组控制使连接到所述第二电压施加单元以及所述第三电压施加单元的发光元件串重组，

在所述第一重组控制中，使在所述第二电压施加单元所连接的发光元件串中具有最大的正向电压降的发光元件串连接到所述第一电压施加单元，并且使在所述第一电压施加单元所连接的发光元件串中具有最小的正向电压降的发光元件串连接到所述第二电压施加单元，

在所述第二重组控制中，使在所述第二电压施加单元所连接的发光元件串中具有最小的正向电压降的发光元件串连接到所述第三电压施加单元，并且使在所述第三电压施加单元所连接的发光元件串中具有最大的正向电压降的发光元件串连接到所述第二电压施加单元。

18.如权利要求17所述的发光元件驱动装置，

所述控制单元在重复进行了由连接到所述第一电压施加单元的发光元件串和连接到所述第二电压施加单元的发光元件串组成的同一对发光元件串的重组时，结束所述第一重组控制，

所述控制单元在重复进行了由连接到所述第二电压施加单元的发光元件串和连接到所述第三电压施加单元的发光元件串组成的同一对发光元件串的重组时，结束所述第二重组控制。

19.如权利要求1所述的发光元件驱动装置，

所述多个电压施加单元分别包括：

检测电路，其连接到所述多个发光元件串的阴极端，用于检测所述检测电压；以及

电压变换电路，其连接到所述多个发光元件串的阳极端，基于所述检测电压，将施加电压施加到所述多个发光元件串。

20.面状照明装置，包括：

多个发光元件串，其配置在平面上；以及

权利要求1所述的发光元件驱动装置，其连接到所述多个发光元件串。

21.液晶显示装置，包括：

权利要求20所述的面状照明装置；以及

液晶面板，从背面射入来自所述面状照明装置的照明光，并根据影像信号对该照明光进行空间调制而显示影像。

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