JP2004281922A - 発光素子の電流制御装置 - Google Patents
発光素子の電流制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004281922A JP2004281922A JP2003074222A JP2003074222A JP2004281922A JP 2004281922 A JP2004281922 A JP 2004281922A JP 2003074222 A JP2003074222 A JP 2003074222A JP 2003074222 A JP2003074222 A JP 2003074222A JP 2004281922 A JP2004281922 A JP 2004281922A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- current
- light emitting
- circuit
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
【課題】例えば、液晶ディスプレイに適用した場合に、周囲の明るさに基づいて発光ダイオードの発光量が自動調整される場合にさらに手動で微調整したり、または周囲の明るさとは無関係に手動でその発光量を調整できるようにした。
【解決手段】トランジスタＱ１がオンの場合は、フォトダイオード７の検出光量に応じた電流を発生する。この場合は、制御電圧生成回路３は、電圧生成手回路２の出力電圧と、フォトダイオード７の発生電流に基づいて生成される電圧との電位差を制御電圧として出力する。ＬＥＤ電流制御回路５は、その制御電圧に基づいて発光ダイオード６に流れる電流を制御する。一方、トランジスタＱ１がオフの場合は、フォトダイオード７が動作を停止する。この場合は、制御電圧生成回路３は、電圧生成手回路２の出力電圧を制御電圧として出力し、その制御電圧に基づいて発光ダイオード６に流れる電流が制御される。
【選択図】 図１
【解決手段】トランジスタＱ１がオンの場合は、フォトダイオード７の検出光量に応じた電流を発生する。この場合は、制御電圧生成回路３は、電圧生成手回路２の出力電圧と、フォトダイオード７の発生電流に基づいて生成される電圧との電位差を制御電圧として出力する。ＬＥＤ電流制御回路５は、その制御電圧に基づいて発光ダイオード６に流れる電流を制御する。一方、トランジスタＱ１がオフの場合は、フォトダイオード７が動作を停止する。この場合は、制御電圧生成回路３は、電圧生成手回路２の出力電圧を制御電圧として出力し、その制御電圧に基づいて発光ダイオード６に流れる電流が制御される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような発光素子に流れる電流を制御する発光素子の電流制御装置に関し、例えば、液晶ディスプレイのバックライトとして使用される発光ダイオードの電流制御装置として使用できるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶ディスプレイとして、液晶デバイスの裏面に発光ダイオードなどのバックライトを置き、液晶デバイスの背面から光を照射して表示する透過型液晶ディスプレイと、自然光、室内の光などによって反射させて表示する反射型液晶ディスプレイ、および反射型と透過型を併用して表示する透過反射型（半透過型）液晶ディスプレイが知られている。
【０００３】
透過型または透過反射型の液晶ディスプレイでは、バックライトとして例えば発光ダイオードが使用されている。そして、液晶ディスプレイの使用時には、その周囲の明るさを検出し、この検出結果に応じて発光ダイオードの駆動電流を制御してその発光量を制御していた。
このように、従来の液晶ディスプレイでは、周囲の明るさに応じて発光ダイオードの発光量が自動的に制御され、この結果、その画面の見やすさが画一的に制御されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、液晶ディスプレイの画面の見やすさは、周囲の明るさが同じであっても、使用者（ユーザ）によってそれぞれ異なると考えられる。このため、使用者がその画面の見やすさを調整するために、その周囲の明るさに応じて自動調整される発光ダイオードの発光量を使用者の好みに応じて手動で微調整したり、または使用者がその周囲の明るさとは無関係に任意に発光ダイオードの発光量を手動で調整できることが望まれる。
【０００５】
その一方、周囲が明るい場合には、透過反射型の液晶ディスプレイにあっては、発光ダイオードを使用しなくても使用可能である場合がある。しかし、従来はこのような場合にも発光ダイオードに電流を流していたので、電力の無駄な消費となり、この解決も望まれる。
そこで、本発明の第１の目的は、例えば、液晶ディスプレイに適用した場合に、周囲の明るさに応じて自動調整される発光素子の発光量を使用者の好みに応じて手動で微調整したり、または周囲の明るさとは無関係に任意に手動でその発光量を調整できるようにした発光素子の電流制御装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の第２の目的は、例えば、液晶ディスプレイのバックライトに使用する発光素子の無駄な電力消費を防止できる発光素子の電流制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のように構成した。
すなわち、第１の発明は、所定の電子機器に使用される発光素子に流れる電流を制御する発光素子の電流制御装置であって、前記電子機器の周囲の光を検出しその検出光量に応じた電流を発生する受光素子と、前記受光素子の動作をオンオフ制御するスイッチング素子と、使用者の設定に基づいて任意の大きさの電圧を生成する電圧生成手段と、前記電圧生成手段の生成電圧と、前記受光素子の発生電流に基づいて生成される電圧との電位差を制御電圧として出力する制御電圧生成手段と、前記制御電圧生成手段から出力される制御電圧に基づいて前記発光素子に流れる電流を制御する電流制御手段と、を備えている。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明の発光素子の電流制御装置において、前記制御電圧生成手段が出力する制御電圧と前記発光素子に流れる電流の所定値に基づいて定めてある電流停止電圧とを比較し、前記制御電圧が前記電流停止電圧を下回った場合に、前記発光素子に流れる電流を停止させる発光停止信号を出力する発光停止手段をさらに備え、前記電流制御手段は、前記発光停止手段から前記発光停止電流が出力された場合に、前記発光素子に流れる電流を停止させるようになっている。
【０００９】
第３の発明は、第１または第２の発明の発光素子の電流制御装置において、前記電圧生成手段は、所定の定電圧を発生する定電圧発生回路と、前記定電圧発生回路で発生する定電圧をＮ個に分圧する分圧回路と、前記分圧回路でＮ個に分圧された分圧電圧のうちの１つのを任意に選択する選択回路と、を備えている。
第４の発明は、第１、第２または第３の発明の発光素子の電流制御装置において、前記制御電圧生成手段は、前記電圧生成手段の生成電圧と、前記受光素子の発生電流に基づいて生成される電圧との電位差を増幅する対数増幅回路と、前記対数増幅回路の出力を電圧増幅する増幅回路と、を少なくとも備えている。
【００１０】
第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれかのうちの発光素子の電流制御装置において、前記発光素子は、液晶表示器のバックライトに使用するものであり、前記受光素子は、前記液晶ディスプレイの周囲の光を検出するものである。
このような構成からなる本発明によれば、周囲の明るさに応じて発光素子の発光量が自動調整される場合に、使用者がさらにその発光量を手動で微調整したり、またはその周囲の明るさとは無関係に使用者が手動で任意に発光素子の発光量を調整できる。
【００１１】
このため、例えば、本発明を液晶ディスプレイのバックライトとして適用した場合には、その画面の見やすさを調整するために、その周囲の明るさに応じて画面の明るさが自動調整される場合に、使用者がさらにその明るさを手動で微調整したり、またはその周囲の明るさとは無関係に手動で任意にその画面の明るさを調整できる。
【００１２】
また、本発明によれば、例えば、液晶ディスプレイのバックライトに使用する発光素子の無駄な電力消費を防止できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明を透過反射型の液晶ディスプレイのバックライトの電流制御に適用した実施形態の回路図である。
この実施形態は、その透過反射型の液晶ディスプレイの表示画面の見やすさを調整するために、その周囲の明るさのみに応じて発光ダイオード６の発光量を自動的に調整し、またはその周囲の明るさに応じて発光ダイオード６の発光量を自動的に調整すると同時に、使用者の好みに応じて手動でその発光量を微調整したり、またはその周囲の明るさとは無関係に使用者が任意に手動で発光ダイオード６の発光量を調整できるようにしたものである。
【００１４】
このために、この実施形態は、図１に示すように、受光回路１と、電圧生成回路２と、制御電圧生成回路３と、発光停止回路４と、ＬＥＤ電流制御回路５と、液晶ディスプレイのバックライトとして使用される発光ダイオード６と、を備えている。
さらに詳述すると、受光回路１は、電源ＶＤＤとグランドとの間に、受光素子であるフォトダイオード７、スイッチング素子であるＰ型のＭＯＳトランジスタＱ１、抵抗Ｒ６、コンデンサＣ１が直列に接続されている。さらに、抵抗Ｒ６とコンデンサＣ１の接続点は、抵抗Ｒ５を介して制御電圧生成回路３に接続されている。従って、この受光回路１は、ＭＯＳトランジスタＱ１がオンになった場合には、フォトダイオード７に検出光量に応じて電流Ｉｉｎが流れてこれに応じた電圧が制御電圧生成回路３に供給され、一方、ＭＯＳトランジスタＱ１がオフになった場合には、フォトダイオード７に流れる電流が零になるように構成されている。
【００１５】
電圧生成回路２は、発光ダイオード６に流れる電流を制御して液晶ディスプレイの画面の明るさを手動で制御するために、使用者のスイッチ１５、１６、１７の設定に基づいて任意の大きさの電圧を生成して出力する回路であり、その出力電圧Ｖ１は制御電圧生成回路３に供給されるようになっている。
制御電圧生成回路３は、電圧生成回路２の出力電圧と、受光回路１からの出力電圧との電位差を増幅して制御電圧として生成して出力する回路である。この制御電圧生成回路３から出力される制御電圧ＶＲは、発光電流停止回路４とＬＥＤ電流制御回路５にそれぞれ供給されるようになっている。
【００１６】
発光停止回路４は、制御電圧生成回路３の出力する制御電圧ＶＲを、発光ダイオード６の電流が所定値以下のときにその電流を流すのを停止するために定めた電流停止電圧ＶＴと比較し、制御電圧ＶＲが電流停止電圧ＶＴを下回った場合に、発光ダイオード６に流れる電流を停止させる発光停止信号Ｓ１を出力する回路である。その発光停止信号Ｓ１は、ＬＥＤ電流制御回路５に供給されるようになっている。
【００１７】
ここで、上記の電流停止電圧ＶＴは、以下のようにして決定する。すなわち、発光ダイオード６に流れる電流ＩＬＥＤ が所定値以下のときに、発光に寄与する率が小さく、バックライトとして実質的に機能しないと考えられ、その電流を流すのを停止するのが望ましい。そこで、その所定値に対応する制御電圧ＶＲの所定値を、電流停止電圧ＶＴとするようにした（図４参照）。
【００１８】
ＬＥＤ電流制御回路５は、制御電圧生成回路３出力される制御電圧ＶＲに基づいて発光ダイオード６に流れる電流（駆動電流）を制御するとともに、発光停止回路４から発光停止信号をある場合にはそれにより発光ダイオード６に流れる電流を停止させる回路である。
次に、図１に示す電圧生成回路２の具体的な構成について、図２を参照して説明する。
【００１９】
電圧生成回路２は、図２に示すように、所定の電圧（例えば１〔Ｖ〕）を発生する定電圧発生回路１１と、その定電圧発生回路１１の出力電圧をＮ個に分圧する分圧回路１２と、その分圧回路１２で分圧される分圧電圧のうちの１つを任意に選択して取り出す選択回路１３と、から構成される。
定電圧発生回路１１は、出力制御用のＭＯＳトランジスタＱ２と、基準電圧を発生する基準電圧発生回路１５と、差動増幅回路１６とを備えている。
【００２０】
すなわち、定電圧発生回路１１は、ＭＯＳトランジスタＱ２のドレインの電圧（出力電圧）と、基準電圧発生回路１５の発生する基準電圧との差の電圧を差動増幅回路１６で増幅し、その差動増幅回路１６の出力でＭＯＳトランジスタＱ２の導通抵抗を制御することにより、出力電圧として基準電圧（例えば１〔Ｖ〕）が得られるようになっている。
【００２１】
分圧回路１２は、定電圧発生回路１１の出力電圧を分圧抵抗１４−０〜１４−７で分圧するようになっており、その分圧電圧の１つを選択回路１３で選択して出力できるようになっている。
選択回路１３は、スイッチ１５〜１７と、入力設定端子３１〜３３と、プルダウン抵抗Ｒ２１〜Ｒ２３と、インバータ２１〜２６と、ナンド回路（ＮＡＮＤ回路）２７−０〜２７−７と、インバータ２８−０〜２８−７とＣＭＯＳ回路からなる各トランスミッションゲートとを組み合わせたアナログスイッチ２９−０〜２９−７とから構成される。
【００２２】
さらに具体的に説明すると、入力設定端子３１〜３３は、インバータ２１〜２３の入力側にそれぞれ接続されるとともに、そのインバータ２１〜２３の各入力側とグランドとの間に、プルダウン抵抗Ｒ２１〜Ｒ２３がそれぞれ接続されている。
インバータ２１〜２３の各出力側が、対応するインバータ２４〜２６の各入力側に接続されている。インバータ２１の出力は、ナンド回路２７−０、２７−７などの入力側に供給されるようになっている。インバータ２２の出力は、ナンド回路２７−７の入力側に供給されるようになっている。インバータ２３の出力は、ナンド回路２７−７の入力側に供給されるようになっている。インバータ２４の出力は、ナンド回路２７−１などの入力側に供給されるようになっている。インバータ２５の出力は、ナンド回路２７−０、２７−１などの入力側に供給されるようになっている。インバータ２６の出力は、ナンド回路２７−０、２７−１などの入力側に供給されるようになっている。
【００２３】
ナンド回路２７−０の出力は、アナログスイッチ２９−０を構成するＮ型のＭＯＳトランジスタのゲートに直接供給されるとともに、インバータ２８−０を介してアナログスイッチ２９−０を構成するＰ型のＭＯＳトランジスタのゲートに供給されるようになっている。
ナンド回路２７−１の出力は、アナログスイッチ２９−１を構成するＮ型のＭＯＳトランジスタのゲートに直接供給されるとともに、インバータ２８−１を介してアナログスイッチ２９−１を構成するＰ型のＭＯＳトランジスタのゲートに供給されるようになっている。
【００２４】
ナンド回路２７−７の出力は、アナログスイッチ２９−７を構成するＮ型のＭＯＳトランジスタのゲートに直接供給されるとともに、インバータ２８−７を介してアナログスイッチ２９−７を構成するＰ型のＭＯＳトランジスタのゲートに供給されるようになっている。
アナログスイッチ２９−０は、その一端側がＭＯＳトランジスタＱ２と抵抗１４−０との共通接続部に接続され、その他端側が出力ライン３４に接続されている。また、アナログスイッチ２９−１は、その一端側が抵抗１４−０と抵抗１４−１との共通接続部に接続され、その他端側が出力ライン３４に接続されている。さらに、アナログスイッチ２９−７は、その一端側が抵抗１４−６と抵抗１４−７との共通接続部に接続され、その他端側が出力ライン３４に接続されている。
【００２５】
次に、図１に示す制御電圧生成回路３の具体的な構成について、図２を参照して説明する。
制御電圧生成回路３は、図２に示すように、電圧生成回路２の出力電圧と受光回路１の出力電圧との電位差の対数増幅を行う対数増幅回路４１と、対数増幅回路４１の出力を電圧増幅する増幅回路４２と、増幅回路４２の出力側に接続されるバッファ回路４３とから構成される。
【００２６】
対数増幅回路４１は、抵抗Ｒ１〜Ｒ５と、ダイオードＤ１と、オペアンプ（演算増幅器）４４とから構成される。
さらに具体的に説明すると、オペアンプ４４の−入力端子は、抵抗Ｒ５を介して受光回路１の抵抗Ｒ６とコンデンサＣ１の共通接続部に接続されている。また、オペアンプ４４の＋入力端子は、選択回路１３の出力ライン３４に接続されている。オペアンプ４４の−入力端子と出力端子との間に、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の直列回路が接続され、その直列回路にダイオードＤ１と抵抗Ｒ４の直列回路が並列に接続されている。また、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の共通接続部が、抵抗Ｒ３を介してオペアンプ４４の＋入力端子に接続されている。
【００２７】
増幅回路４２は、図２に示すように、オペアンプ４５と、抵抗Ｒ７と、抵抗Ｒ８とから構成されている。
すなわち、オペアンプ４５の−入力端子は抵抗Ｒ７を介してオペアンプ４４の出力端子に接続され、オペアンプ４５の＋入力端子はオペアンプ４４の＋入力端子に接続されている。また、オペアンプ４５の−入力端子と出力端子との間には、帰還用の抵抗Ｒ８が接続されている。
【００２８】
バッファ回路４３は、図２に示すように、オペアンプ４６からなるボルテージフォロアにより構成される。そして、オペアンプ４６の出力端子は、抵抗Ｒ９を介して出力端子４７に接続されている。出力端子４７とグランドとの間に、コンデンサＣ２が接続されている。
図１に示す発光停止回路４は、図２に示すように、コンパレータ４８から構成されている。すなわち、コンパレータ４８の＋入力端子は出力端子４７に接続されて制御電圧生成回路３の出力する制御電圧ＶＲが供給され、コンパレータ４８の−入力端子には電流停止電圧ＶＴが供給されるようになっている。
【００２９】
次に、図１に示すＬＥＤ電流制御回路５の具体的な構成について、図３を参照して説明する。
ＬＥＤ電流制御回路５は、図３に示すように、制御電圧生成回路３の出力する制御電圧ＶＲをそれよりも低い制御電圧に変換する電圧変換回路５１と、この電圧変換回路５１で変換された制御電圧に基づいて決まる電流を発光ダイオード６に流して点灯させる点灯回路５２と、電源としてのＤＣ−ＤＣコンバータ５３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ５３の出力を制御する制御回路５４とを備えている。
【００３０】
電圧変換回路５１は、図３に示すように、差動増幅回路５５と、Ｐ型のＭＯＳトランジスタＱ３と、Ｎ型のＭＯＳトランジスタＱ４と、抵抗Ｒ３１と、抵抗Ｒ３２とから構成される。
すなわち、電圧変換回路５１は、制御電圧生成回路３の出力端子４７に出力される制御電圧ＶＲと同じ電圧（例えば１〔Ｖ〕）を抵抗Ｒ３１の両端に発生させるとともに、その電圧よりも低い電圧（例えば０．１〔Ｖ〕）を抵抗Ｒ３２の両端に発生させるようになっている。
【００３１】
さらに具体的に説明すると、差動増幅回路５５の＋入力端子には制御電圧発生回路３からの制御電圧ＶＲが供給され、差動増幅回路５５の−入力端子には抵抗Ｒ３１の両端の電圧（出力電圧）が帰還されるようになっている また、差動増幅回路５５の出力が、ＭＯＳトランジスタＱ３のゲートに供給されるようになっている。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ５３の出力ラインとグランドとの間に、ＭＯＳトランジスタＱ３と抵抗Ｒ３１とが直列に接続されている。
【００３２】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ５３の出力ラインとグランドとの間に、ＭＯＳトランジスタＱ４と抵抗Ｒ３２とが直列に接続されている。そして、ＭＯＳトランジスタＱ３のゲートとＭＯＳトランジスタＱ４のゲートとが接続されている。従って、ＭＯＳトランジスタ３とＭＯＳトランジスタＱ４とは、カレントミラー回路を構成している。
【００３３】
点灯回路５２は、図３に示すように、差動増幅回路５６と、Ｎ型のＭＯＳトランジスタＱ５と、抵抗Ｒ３４と、発光ダイオード６とから構成される。
すなわち、点灯回路５２は、抵抗Ｒ３２の両端の電圧と同じ電圧（例えば０．１〔Ｖ〕）を抵抗Ｒ３３の両端に発生させ、この電圧に応じた電流を発光ダイオード６に流すことにより、その点灯を行うようになっている。
【００３４】
さらに具体的に説明すると、差動増幅回路５６の＋入力端子には抵抗Ｒ３２の両端の電圧が供給され、差動増幅回路５６の−入力端子には抵抗Ｒ３３の両端の電圧が帰還されるようになっている。また、差動増幅回路５６の出力が、ＭＯＳトランジスタＱ４のゲートに供給されるようになっている。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ５３の出力ラインとグランドとの間に、発光ダイオード６、ＭＯＳトランジスタＱ５、および抵抗Ｒ３３が直列に接続されている。
【００３５】
また、差動増幅回路５６は、発光停止回路４から発光停止信号Ｓ１を受け取ると、自己の出力を「Ｌ」レベルに固定し、これがＭＯＳトランジスタＱ５のゲートに供給され、ＭＯＳトランジスタＱ５をオフ動作させるようになっている。この結果、発光ダイオード６に流れる電流が停止し、発光動作が停止する。
制御回路５４は、図３に示すように、差動増幅回路５７から構成される。すなわち、差動増幅回路５７は、抵抗Ｒ３２の両端の電圧と抵抗Ｒ３３の両端の電圧とを比較し、両者が一致するようにＤＣ−ＤＣコンバータ５３の出力を制御するようになっている。
【００３６】
なお、図３では、発光ダイオード６は１つであるが、実際には複数個設けられている。したがって、複数の発光ダイオードに応じて、差動増幅回路５６、ＭＯＳトランジスタＱ５、抵抗Ｒ３３なども複数個設けられている。
次に、このような構成からなる実施形態の動作の一例について、図２〜図４を参照して説明する。
【００３７】
この実施形態では、フォトダイオード７による液晶ディスプレイの周囲の明るさの検出と使用者によるスイッチ１５〜１７の設定とに基づいて発光ダイオード６の電流を制御する第１モードと、使用者によるスイッチ１５〜１７の設定のみに基づいて発光ダイオード６の電流を制御する第２モードと、フォトダイオード７による液晶ディスプレイの周囲の明るさの検出のみに基づいて発光ダイオード６の電流を制御する第３モードとを有し、これらのモードのうちの１つで使用できるようになっている。
【００３８】
まず、第１モードで使用する場合について、各部の動作を説明する。
この場合には、図２に示すＭＯＳトランジスタＱ１のゲートには「Ｌ」レベルの制御信号Ｓ２が入力され、これによりＭＯＳトランジスタＱ１はオンとなって受光回路１が動作状態になる。すなわち、フォトダイオード７には、液晶ディスプレイの周囲の明るさに応じた電流Ｉｉｎが流れ、この電流Ｉｉｎに応じた電圧がオペアンプ４４の−入力端子に印加される。
【００３９】
一方、この場合には、使用者がスイッチ１５〜１７の少なくとも１つをオンにすることにより、電源１８から「Ｈ」レベルの電圧が入力設定端子３１〜３３に設定される。例えば、スイッチ１５がオンされて入力設定端子３１に「Ｈ」レベルが設定されると、インバータ２１の出力が「Ｌ」レベルとなる。また、このときには、インバータ２２、２３の各出力はいずれも「Ｈ」レベル、インバータ２５、２６の各出力はいずれも「Ｌ」レベルとなる。
【００４０】
したがって、ナンド回路２７−１の各入力はいずれも「Ｌ」レベルとなり、その出力は「Ｈ」レベルとなり、アナログスイッチ２９−１はオンとなる。この結果、分圧回路１２における抵抗１４−０と抵抗１４−１の共通接続点の分圧電圧が出力ライン３４に表れ、その電圧Ｖ１がオペアンプ４４の＋入力端子に印加される。
【００４１】
このとき、オペアンプ４４の出力電圧Ｖｏｕｔは、次の（１）式で表すことができる。
Ｖｏｕｔ＝Ｖ１−Ｉｉｎ｛Ｒ１＋Ｒ２＋（Ｒ１／Ｒ３）×Ｒ２｝・・・・（１）
ここで、Ｉｉｎは、次の（２）式で表される。
Ｉｉｎ＝（ＶＤＤ−Ｖ１）／（Ｒ５＋Ｒ６）・・・・（２）
ここで、（１）式において、電圧Ｖ１を任意の値にすると、フォトダイオード７に流れる電流Ｉｉｎとオペアンプ４４の出力電圧Ｖｏｕｔとの関係、すなわち、その電流Ｉｉｎと制御電圧生成回路３から出力される制御電圧ＶＲとの関係は、図４に示すような曲線となる。
【００４２】
したがって、スイッチ１５〜１７の設定により、電圧生成回路２の出力電圧Ｖ１を変化させれば、図４の曲線を変化させて、制御電圧生成回路３から出力される制御電圧ＶＲを任意の値に調整できる。
図３に示す電圧変換回路５１は、その制御電圧ＶＲと同じ電圧を抵抗Ｒ３１の両端に発生させ、その電圧よりも低い電圧が抵抗Ｒ３２の両端に発生させる。
【００４３】
点灯回路５２では、抵抗Ｒ３２の両端の電圧と同じ電圧を抵抗Ｒ３３の両端に発生させる。このため、抵抗Ｒ３３にはその発生電圧に応じた電流が流れ、この電流と同じ電流が発光ダイオード６に流れる。
ところで、フォトダイオード７の周囲が明るいときには、フォトダイオード７に流れる電流Ｉｉｎが増加するので、オペアンプ４４の出力電圧Ｖｏｕｔが低下し、その結果、出力端子４７の制御電圧ＶＲも低下する。また、これに伴って、発光ダイオード６に流れる電流ＩＬＥＤ も減少し、その発光量も減少する（図４参照）。
【００４４】
ここで、電流ＩＬＥＤ が所定値Ｉｄｅｔ を下回るときには、発光ダイオード６の発光量は低下し、液晶ディスプレイが透過反射型の場合にはバックライトとして機能しなくなる。したがって、この場合には、発光ダイオード６の発光を停止しても液晶ディスプレイは使用可能であるので、発光ダイオード６の発光は停止させても良いと考えられる。
【００４５】
そこで、コンパレータ４８は、制御電圧生成回路３の出力電圧ＶＲが、発光ダイオード６の電流ＩＬＥＤ の所定値Ｉｄｅｔ に対応する電流停止電圧ＶＴを下回ったときに（図４参照）、発光停止信号Ｓ１を図３の差動増幅回路５６に出力する。その発光停止信号Ｓ１に基づいて、差動増幅回路５６の出力は「Ｌ」レベルに固定されるので、ＭＯＳトランジスタＱ５はオフとなる。この結果、発光ダイオード６には電流が流れなくなるので、その点灯が停止する。
【００４６】
次に、第２モードで使用する場合について、各部の動作を説明する。
この場合には、図２に示すＭＯＳトランジスタＱ１のゲートには「Ｈ」レベルの制御信号Ｓ２が入力され、これによりＭＯＳトランジスタＱ１はオフとなって受光回路１が動作しない状態になる。すなわち、フォトダイオード７の電流Ｉｉｎが零になる。
【００４７】
一方、この場合には、使用者がスイッチ１５〜１７の少なくとも１つをオンにすることにより、電源１８から「Ｈ」レベルの電圧が入力設定端子３１〜３３に設定される。したがって、そのスイッチ１５〜１７の設定状態に応じて、アナログスイッチ２９−０〜２９−７のうちの１つがオンし、これに応じて分圧回路１２の分圧電圧が出力ライン３４に表れ、その電圧Ｖ１がオペアンプ４４の＋入力端子に印加される。このとき、オペアンプ４４の出力電圧Ｖｏｕｔは、（１）式においてＩｉｎ＝０となるので、次の（３）式で表される。
【００４８】
Ｖｏｕｔ＝Ｖ１・・・・（３）
この出力電圧Ｖ１は増幅回路４２で電圧増幅されて出力端子４７の制御電圧ＶＲとなる。したがって、ＬＥＤ電流制御回路５は、使用者がスイッチ１５〜１７の設定に基づいて電圧生成回路２から出力される出力電圧Ｖ１のみに基づき、発光ダイオード６の電流を制御させる。
【００４９】
なお、この第２モードの場合にも、コンパレータ４８は、制御電圧生成回路３の出力電圧ＶＲが電流停止電圧ＶＴを下回ったときに、発光停止信号を出力し、これに基づいて第１モードの場合と同様に、発光ダイオード６の点灯が停止される。
次に、第３モードで使用する場合について、各部の動作を説明する。
【００５０】
この場合には、図２に示すＭＯＳトランジスタＱ１のゲートには「Ｌ」レベルの制御信号が入力され、これによりＭＯＳトランジスタＱ１はオンとなって受光回路１が動作状態になる。
一方、この場合には、使用者がスイッチ１５〜１７の全てをオフにするので、プルダウン抵抗Ｒ２１〜Ｒ２３により入力設定端子３１〜３３はいずれも「Ｌ」レベルとなる。この結果、ナンド回路２７−０の各入力はいずれも「Ｌ」レベルとなり、その出力は「Ｈ」レベルとなり、アナログスイッチ２９−０はオンとなる。このため、定電圧発生回路１１の出力電圧がそのまま出力ライン３４に表れ、その電圧Ｖ１がオペアンプ４４の＋入力端子に印加される。
【００５１】
このとき、オペアンプ４４の出力電圧Ｖｏｕｔは、上記の（１）式で表すことができ、電圧Ｖ１は固定値となる。その出力電圧Ｖｏｕｔは、増幅回路４２で電圧増幅されて出力端子４７に制御電圧ＶＲとして出力される。
したがって、ＬＥＤ電流制御回路５は、受光回路１のフォトダイオード７に流れる電流Ｉｉｎに基づいて生成される電圧で、発光ダイオード６の電流を制御させる。
【００５２】
なお、この第３モードの場合にも、コンパレータ４８は、制御電圧生成回路３の出力電圧ＶＲが電流停止電圧ＶＴを下回ったときに、発光停止信号Ｓ１を出力し、これに基づいて第１モードの場合と同様に、発光ダイオード６の点灯が停止される。
以上説明したように、この実施形態によれば、液晶ディスプレイの画面の明るさを、その周囲の明るさに応じて発光ダイオード６の発光量が自動調整できるのみならず、その周囲の明るさに基づいて自動調整されるその発光量を使用者の好みに応じてさらに手動で微調整したり、またはその周囲の明るさとは無関係に発光ダイオード６の発光量を手動で任意に調整することができる。
【００５３】
また、この実施形態によれば、液晶ディスプレイのバックライトに使用する発光ダイオード６が、バックライトとして機能しないような場合には、その点灯を停止するようにしたので、無駄な電力消費を防止できる。
なお、上記の実施形態では、液晶ディスプレイのバックライトとして適用した場合について説明した。しかし、本発明は、これに代えて、発光ダイオード６の発光量を、周囲の環境の明るさに応じて制御するような電子機器に適用することができる。
【００５４】
また、上記の実施形態では、ＭＯＳトランジスタＱ１のゲートに制御信号Ｓ２として「Ｈ」レベルあるいは「Ｌ」レベルの信号を供給して使用する場合について説明した。しかし、その制御信号Ｓ２として所定のパルス信号を使用し、そのパルス信号のデューティー比を使用者が必要に応じて任意に設定するようにしても良い。
このような使い方を例えば上記の第１モードの動作と組み合わせると、発光ダイオード６の電流をより細かく調整することが可能となる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、周囲の明るさに応じて発光素子の発光量が自動調整される場合に、使用者がさらにその発光量を手動で微調整したり、またはその周囲の明るさとは無関係に使用者が手動で任意に発光素子の発光量を調整できる。
【００５６】
また、本発明によれば、発光素子の無駄な電力消費を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を液晶ディスプレイのバックライトの制御に適用した場合の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の電圧生成回路、制御電圧生成回路、および発光停止回路の具体的な構成を示す回路である。
【図３】図１のＬＥＤ電流制御回路の具体的な構成を示す回路図である。
【図４】フォトダイオードの電流と制御電圧生成回路から出力される制御電圧との関係を示す図である。
【符号の説明】
１は発光回路、２は電圧生成回路、３は制御電圧生成回路、４は発光停止回路、５はＬＥＤ電流制御回路、６は発光ダイオード、７はフォトダイオード、１１は定電圧発生回路、１２は分圧回路、１３は選択回路、４１は対数増幅回路、４２は電圧増幅回路、４３はバッファ回路、５１は電圧変換回路、５２は点灯回路、５３はＤＣ−ＤＣコンバータ、５４は制御回路である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような発光素子に流れる電流を制御する発光素子の電流制御装置に関し、例えば、液晶ディスプレイのバックライトとして使用される発光ダイオードの電流制御装置として使用できるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶ディスプレイとして、液晶デバイスの裏面に発光ダイオードなどのバックライトを置き、液晶デバイスの背面から光を照射して表示する透過型液晶ディスプレイと、自然光、室内の光などによって反射させて表示する反射型液晶ディスプレイ、および反射型と透過型を併用して表示する透過反射型（半透過型）液晶ディスプレイが知られている。
【０００３】
透過型または透過反射型の液晶ディスプレイでは、バックライトとして例えば発光ダイオードが使用されている。そして、液晶ディスプレイの使用時には、その周囲の明るさを検出し、この検出結果に応じて発光ダイオードの駆動電流を制御してその発光量を制御していた。
このように、従来の液晶ディスプレイでは、周囲の明るさに応じて発光ダイオードの発光量が自動的に制御され、この結果、その画面の見やすさが画一的に制御されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、液晶ディスプレイの画面の見やすさは、周囲の明るさが同じであっても、使用者（ユーザ）によってそれぞれ異なると考えられる。このため、使用者がその画面の見やすさを調整するために、その周囲の明るさに応じて自動調整される発光ダイオードの発光量を使用者の好みに応じて手動で微調整したり、または使用者がその周囲の明るさとは無関係に任意に発光ダイオードの発光量を手動で調整できることが望まれる。
【０００５】
その一方、周囲が明るい場合には、透過反射型の液晶ディスプレイにあっては、発光ダイオードを使用しなくても使用可能である場合がある。しかし、従来はこのような場合にも発光ダイオードに電流を流していたので、電力の無駄な消費となり、この解決も望まれる。
そこで、本発明の第１の目的は、例えば、液晶ディスプレイに適用した場合に、周囲の明るさに応じて自動調整される発光素子の発光量を使用者の好みに応じて手動で微調整したり、または周囲の明るさとは無関係に任意に手動でその発光量を調整できるようにした発光素子の電流制御装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の第２の目的は、例えば、液晶ディスプレイのバックライトに使用する発光素子の無駄な電力消費を防止できる発光素子の電流制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のように構成した。
すなわち、第１の発明は、所定の電子機器に使用される発光素子に流れる電流を制御する発光素子の電流制御装置であって、前記電子機器の周囲の光を検出しその検出光量に応じた電流を発生する受光素子と、前記受光素子の動作をオンオフ制御するスイッチング素子と、使用者の設定に基づいて任意の大きさの電圧を生成する電圧生成手段と、前記電圧生成手段の生成電圧と、前記受光素子の発生電流に基づいて生成される電圧との電位差を制御電圧として出力する制御電圧生成手段と、前記制御電圧生成手段から出力される制御電圧に基づいて前記発光素子に流れる電流を制御する電流制御手段と、を備えている。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明の発光素子の電流制御装置において、前記制御電圧生成手段が出力する制御電圧と前記発光素子に流れる電流の所定値に基づいて定めてある電流停止電圧とを比較し、前記制御電圧が前記電流停止電圧を下回った場合に、前記発光素子に流れる電流を停止させる発光停止信号を出力する発光停止手段をさらに備え、前記電流制御手段は、前記発光停止手段から前記発光停止電流が出力された場合に、前記発光素子に流れる電流を停止させるようになっている。
【０００９】
第３の発明は、第１または第２の発明の発光素子の電流制御装置において、前記電圧生成手段は、所定の定電圧を発生する定電圧発生回路と、前記定電圧発生回路で発生する定電圧をＮ個に分圧する分圧回路と、前記分圧回路でＮ個に分圧された分圧電圧のうちの１つのを任意に選択する選択回路と、を備えている。
第４の発明は、第１、第２または第３の発明の発光素子の電流制御装置において、前記制御電圧生成手段は、前記電圧生成手段の生成電圧と、前記受光素子の発生電流に基づいて生成される電圧との電位差を増幅する対数増幅回路と、前記対数増幅回路の出力を電圧増幅する増幅回路と、を少なくとも備えている。
【００１０】
第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれかのうちの発光素子の電流制御装置において、前記発光素子は、液晶表示器のバックライトに使用するものであり、前記受光素子は、前記液晶ディスプレイの周囲の光を検出するものである。
このような構成からなる本発明によれば、周囲の明るさに応じて発光素子の発光量が自動調整される場合に、使用者がさらにその発光量を手動で微調整したり、またはその周囲の明るさとは無関係に使用者が手動で任意に発光素子の発光量を調整できる。
【００１１】
このため、例えば、本発明を液晶ディスプレイのバックライトとして適用した場合には、その画面の見やすさを調整するために、その周囲の明るさに応じて画面の明るさが自動調整される場合に、使用者がさらにその明るさを手動で微調整したり、またはその周囲の明るさとは無関係に手動で任意にその画面の明るさを調整できる。
【００１２】
また、本発明によれば、例えば、液晶ディスプレイのバックライトに使用する発光素子の無駄な電力消費を防止できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明を透過反射型の液晶ディスプレイのバックライトの電流制御に適用した実施形態の回路図である。
この実施形態は、その透過反射型の液晶ディスプレイの表示画面の見やすさを調整するために、その周囲の明るさのみに応じて発光ダイオード６の発光量を自動的に調整し、またはその周囲の明るさに応じて発光ダイオード６の発光量を自動的に調整すると同時に、使用者の好みに応じて手動でその発光量を微調整したり、またはその周囲の明るさとは無関係に使用者が任意に手動で発光ダイオード６の発光量を調整できるようにしたものである。
【００１４】
このために、この実施形態は、図１に示すように、受光回路１と、電圧生成回路２と、制御電圧生成回路３と、発光停止回路４と、ＬＥＤ電流制御回路５と、液晶ディスプレイのバックライトとして使用される発光ダイオード６と、を備えている。
さらに詳述すると、受光回路１は、電源ＶＤＤとグランドとの間に、受光素子であるフォトダイオード７、スイッチング素子であるＰ型のＭＯＳトランジスタＱ１、抵抗Ｒ６、コンデンサＣ１が直列に接続されている。さらに、抵抗Ｒ６とコンデンサＣ１の接続点は、抵抗Ｒ５を介して制御電圧生成回路３に接続されている。従って、この受光回路１は、ＭＯＳトランジスタＱ１がオンになった場合には、フォトダイオード７に検出光量に応じて電流Ｉｉｎが流れてこれに応じた電圧が制御電圧生成回路３に供給され、一方、ＭＯＳトランジスタＱ１がオフになった場合には、フォトダイオード７に流れる電流が零になるように構成されている。
【００１５】
電圧生成回路２は、発光ダイオード６に流れる電流を制御して液晶ディスプレイの画面の明るさを手動で制御するために、使用者のスイッチ１５、１６、１７の設定に基づいて任意の大きさの電圧を生成して出力する回路であり、その出力電圧Ｖ１は制御電圧生成回路３に供給されるようになっている。
制御電圧生成回路３は、電圧生成回路２の出力電圧と、受光回路１からの出力電圧との電位差を増幅して制御電圧として生成して出力する回路である。この制御電圧生成回路３から出力される制御電圧ＶＲは、発光電流停止回路４とＬＥＤ電流制御回路５にそれぞれ供給されるようになっている。
【００１６】
発光停止回路４は、制御電圧生成回路３の出力する制御電圧ＶＲを、発光ダイオード６の電流が所定値以下のときにその電流を流すのを停止するために定めた電流停止電圧ＶＴと比較し、制御電圧ＶＲが電流停止電圧ＶＴを下回った場合に、発光ダイオード６に流れる電流を停止させる発光停止信号Ｓ１を出力する回路である。その発光停止信号Ｓ１は、ＬＥＤ電流制御回路５に供給されるようになっている。
【００１７】
ここで、上記の電流停止電圧ＶＴは、以下のようにして決定する。すなわち、発光ダイオード６に流れる電流ＩＬＥＤ が所定値以下のときに、発光に寄与する率が小さく、バックライトとして実質的に機能しないと考えられ、その電流を流すのを停止するのが望ましい。そこで、その所定値に対応する制御電圧ＶＲの所定値を、電流停止電圧ＶＴとするようにした（図４参照）。
【００１８】
ＬＥＤ電流制御回路５は、制御電圧生成回路３出力される制御電圧ＶＲに基づいて発光ダイオード６に流れる電流（駆動電流）を制御するとともに、発光停止回路４から発光停止信号をある場合にはそれにより発光ダイオード６に流れる電流を停止させる回路である。
次に、図１に示す電圧生成回路２の具体的な構成について、図２を参照して説明する。
【００１９】
電圧生成回路２は、図２に示すように、所定の電圧（例えば１〔Ｖ〕）を発生する定電圧発生回路１１と、その定電圧発生回路１１の出力電圧をＮ個に分圧する分圧回路１２と、その分圧回路１２で分圧される分圧電圧のうちの１つを任意に選択して取り出す選択回路１３と、から構成される。
定電圧発生回路１１は、出力制御用のＭＯＳトランジスタＱ２と、基準電圧を発生する基準電圧発生回路１５と、差動増幅回路１６とを備えている。
【００２０】
すなわち、定電圧発生回路１１は、ＭＯＳトランジスタＱ２のドレインの電圧（出力電圧）と、基準電圧発生回路１５の発生する基準電圧との差の電圧を差動増幅回路１６で増幅し、その差動増幅回路１６の出力でＭＯＳトランジスタＱ２の導通抵抗を制御することにより、出力電圧として基準電圧（例えば１〔Ｖ〕）が得られるようになっている。
【００２１】
分圧回路１２は、定電圧発生回路１１の出力電圧を分圧抵抗１４−０〜１４−７で分圧するようになっており、その分圧電圧の１つを選択回路１３で選択して出力できるようになっている。
選択回路１３は、スイッチ１５〜１７と、入力設定端子３１〜３３と、プルダウン抵抗Ｒ２１〜Ｒ２３と、インバータ２１〜２６と、ナンド回路（ＮＡＮＤ回路）２７−０〜２７−７と、インバータ２８−０〜２８−７とＣＭＯＳ回路からなる各トランスミッションゲートとを組み合わせたアナログスイッチ２９−０〜２９−７とから構成される。
【００２２】
さらに具体的に説明すると、入力設定端子３１〜３３は、インバータ２１〜２３の入力側にそれぞれ接続されるとともに、そのインバータ２１〜２３の各入力側とグランドとの間に、プルダウン抵抗Ｒ２１〜Ｒ２３がそれぞれ接続されている。
インバータ２１〜２３の各出力側が、対応するインバータ２４〜２６の各入力側に接続されている。インバータ２１の出力は、ナンド回路２７−０、２７−７などの入力側に供給されるようになっている。インバータ２２の出力は、ナンド回路２７−７の入力側に供給されるようになっている。インバータ２３の出力は、ナンド回路２７−７の入力側に供給されるようになっている。インバータ２４の出力は、ナンド回路２７−１などの入力側に供給されるようになっている。インバータ２５の出力は、ナンド回路２７−０、２７−１などの入力側に供給されるようになっている。インバータ２６の出力は、ナンド回路２７−０、２７−１などの入力側に供給されるようになっている。
【００２３】
ナンド回路２７−０の出力は、アナログスイッチ２９−０を構成するＮ型のＭＯＳトランジスタのゲートに直接供給されるとともに、インバータ２８−０を介してアナログスイッチ２９−０を構成するＰ型のＭＯＳトランジスタのゲートに供給されるようになっている。
ナンド回路２７−１の出力は、アナログスイッチ２９−１を構成するＮ型のＭＯＳトランジスタのゲートに直接供給されるとともに、インバータ２８−１を介してアナログスイッチ２９−１を構成するＰ型のＭＯＳトランジスタのゲートに供給されるようになっている。
【００２４】
ナンド回路２７−７の出力は、アナログスイッチ２９−７を構成するＮ型のＭＯＳトランジスタのゲートに直接供給されるとともに、インバータ２８−７を介してアナログスイッチ２９−７を構成するＰ型のＭＯＳトランジスタのゲートに供給されるようになっている。
アナログスイッチ２９−０は、その一端側がＭＯＳトランジスタＱ２と抵抗１４−０との共通接続部に接続され、その他端側が出力ライン３４に接続されている。また、アナログスイッチ２９−１は、その一端側が抵抗１４−０と抵抗１４−１との共通接続部に接続され、その他端側が出力ライン３４に接続されている。さらに、アナログスイッチ２９−７は、その一端側が抵抗１４−６と抵抗１４−７との共通接続部に接続され、その他端側が出力ライン３４に接続されている。
【００２５】
次に、図１に示す制御電圧生成回路３の具体的な構成について、図２を参照して説明する。
制御電圧生成回路３は、図２に示すように、電圧生成回路２の出力電圧と受光回路１の出力電圧との電位差の対数増幅を行う対数増幅回路４１と、対数増幅回路４１の出力を電圧増幅する増幅回路４２と、増幅回路４２の出力側に接続されるバッファ回路４３とから構成される。
【００２６】
対数増幅回路４１は、抵抗Ｒ１〜Ｒ５と、ダイオードＤ１と、オペアンプ（演算増幅器）４４とから構成される。
さらに具体的に説明すると、オペアンプ４４の−入力端子は、抵抗Ｒ５を介して受光回路１の抵抗Ｒ６とコンデンサＣ１の共通接続部に接続されている。また、オペアンプ４４の＋入力端子は、選択回路１３の出力ライン３４に接続されている。オペアンプ４４の−入力端子と出力端子との間に、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の直列回路が接続され、その直列回路にダイオードＤ１と抵抗Ｒ４の直列回路が並列に接続されている。また、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の共通接続部が、抵抗Ｒ３を介してオペアンプ４４の＋入力端子に接続されている。
【００２７】
増幅回路４２は、図２に示すように、オペアンプ４５と、抵抗Ｒ７と、抵抗Ｒ８とから構成されている。
すなわち、オペアンプ４５の−入力端子は抵抗Ｒ７を介してオペアンプ４４の出力端子に接続され、オペアンプ４５の＋入力端子はオペアンプ４４の＋入力端子に接続されている。また、オペアンプ４５の−入力端子と出力端子との間には、帰還用の抵抗Ｒ８が接続されている。
【００２８】
バッファ回路４３は、図２に示すように、オペアンプ４６からなるボルテージフォロアにより構成される。そして、オペアンプ４６の出力端子は、抵抗Ｒ９を介して出力端子４７に接続されている。出力端子４７とグランドとの間に、コンデンサＣ２が接続されている。
図１に示す発光停止回路４は、図２に示すように、コンパレータ４８から構成されている。すなわち、コンパレータ４８の＋入力端子は出力端子４７に接続されて制御電圧生成回路３の出力する制御電圧ＶＲが供給され、コンパレータ４８の−入力端子には電流停止電圧ＶＴが供給されるようになっている。
【００２９】
次に、図１に示すＬＥＤ電流制御回路５の具体的な構成について、図３を参照して説明する。
ＬＥＤ電流制御回路５は、図３に示すように、制御電圧生成回路３の出力する制御電圧ＶＲをそれよりも低い制御電圧に変換する電圧変換回路５１と、この電圧変換回路５１で変換された制御電圧に基づいて決まる電流を発光ダイオード６に流して点灯させる点灯回路５２と、電源としてのＤＣ−ＤＣコンバータ５３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ５３の出力を制御する制御回路５４とを備えている。
【００３０】
電圧変換回路５１は、図３に示すように、差動増幅回路５５と、Ｐ型のＭＯＳトランジスタＱ３と、Ｎ型のＭＯＳトランジスタＱ４と、抵抗Ｒ３１と、抵抗Ｒ３２とから構成される。
すなわち、電圧変換回路５１は、制御電圧生成回路３の出力端子４７に出力される制御電圧ＶＲと同じ電圧（例えば１〔Ｖ〕）を抵抗Ｒ３１の両端に発生させるとともに、その電圧よりも低い電圧（例えば０．１〔Ｖ〕）を抵抗Ｒ３２の両端に発生させるようになっている。
【００３１】
さらに具体的に説明すると、差動増幅回路５５の＋入力端子には制御電圧発生回路３からの制御電圧ＶＲが供給され、差動増幅回路５５の−入力端子には抵抗Ｒ３１の両端の電圧（出力電圧）が帰還されるようになっている また、差動増幅回路５５の出力が、ＭＯＳトランジスタＱ３のゲートに供給されるようになっている。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ５３の出力ラインとグランドとの間に、ＭＯＳトランジスタＱ３と抵抗Ｒ３１とが直列に接続されている。
【００３２】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ５３の出力ラインとグランドとの間に、ＭＯＳトランジスタＱ４と抵抗Ｒ３２とが直列に接続されている。そして、ＭＯＳトランジスタＱ３のゲートとＭＯＳトランジスタＱ４のゲートとが接続されている。従って、ＭＯＳトランジスタ３とＭＯＳトランジスタＱ４とは、カレントミラー回路を構成している。
【００３３】
点灯回路５２は、図３に示すように、差動増幅回路５６と、Ｎ型のＭＯＳトランジスタＱ５と、抵抗Ｒ３４と、発光ダイオード６とから構成される。
すなわち、点灯回路５２は、抵抗Ｒ３２の両端の電圧と同じ電圧（例えば０．１〔Ｖ〕）を抵抗Ｒ３３の両端に発生させ、この電圧に応じた電流を発光ダイオード６に流すことにより、その点灯を行うようになっている。
【００３４】
さらに具体的に説明すると、差動増幅回路５６の＋入力端子には抵抗Ｒ３２の両端の電圧が供給され、差動増幅回路５６の−入力端子には抵抗Ｒ３３の両端の電圧が帰還されるようになっている。また、差動増幅回路５６の出力が、ＭＯＳトランジスタＱ４のゲートに供給されるようになっている。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ５３の出力ラインとグランドとの間に、発光ダイオード６、ＭＯＳトランジスタＱ５、および抵抗Ｒ３３が直列に接続されている。
【００３５】
また、差動増幅回路５６は、発光停止回路４から発光停止信号Ｓ１を受け取ると、自己の出力を「Ｌ」レベルに固定し、これがＭＯＳトランジスタＱ５のゲートに供給され、ＭＯＳトランジスタＱ５をオフ動作させるようになっている。この結果、発光ダイオード６に流れる電流が停止し、発光動作が停止する。
制御回路５４は、図３に示すように、差動増幅回路５７から構成される。すなわち、差動増幅回路５７は、抵抗Ｒ３２の両端の電圧と抵抗Ｒ３３の両端の電圧とを比較し、両者が一致するようにＤＣ−ＤＣコンバータ５３の出力を制御するようになっている。
【００３６】
なお、図３では、発光ダイオード６は１つであるが、実際には複数個設けられている。したがって、複数の発光ダイオードに応じて、差動増幅回路５６、ＭＯＳトランジスタＱ５、抵抗Ｒ３３なども複数個設けられている。
次に、このような構成からなる実施形態の動作の一例について、図２〜図４を参照して説明する。
【００３７】
この実施形態では、フォトダイオード７による液晶ディスプレイの周囲の明るさの検出と使用者によるスイッチ１５〜１７の設定とに基づいて発光ダイオード６の電流を制御する第１モードと、使用者によるスイッチ１５〜１７の設定のみに基づいて発光ダイオード６の電流を制御する第２モードと、フォトダイオード７による液晶ディスプレイの周囲の明るさの検出のみに基づいて発光ダイオード６の電流を制御する第３モードとを有し、これらのモードのうちの１つで使用できるようになっている。
【００３８】
まず、第１モードで使用する場合について、各部の動作を説明する。
この場合には、図２に示すＭＯＳトランジスタＱ１のゲートには「Ｌ」レベルの制御信号Ｓ２が入力され、これによりＭＯＳトランジスタＱ１はオンとなって受光回路１が動作状態になる。すなわち、フォトダイオード７には、液晶ディスプレイの周囲の明るさに応じた電流Ｉｉｎが流れ、この電流Ｉｉｎに応じた電圧がオペアンプ４４の−入力端子に印加される。
【００３９】
一方、この場合には、使用者がスイッチ１５〜１７の少なくとも１つをオンにすることにより、電源１８から「Ｈ」レベルの電圧が入力設定端子３１〜３３に設定される。例えば、スイッチ１５がオンされて入力設定端子３１に「Ｈ」レベルが設定されると、インバータ２１の出力が「Ｌ」レベルとなる。また、このときには、インバータ２２、２３の各出力はいずれも「Ｈ」レベル、インバータ２５、２６の各出力はいずれも「Ｌ」レベルとなる。
【００４０】
したがって、ナンド回路２７−１の各入力はいずれも「Ｌ」レベルとなり、その出力は「Ｈ」レベルとなり、アナログスイッチ２９−１はオンとなる。この結果、分圧回路１２における抵抗１４−０と抵抗１４−１の共通接続点の分圧電圧が出力ライン３４に表れ、その電圧Ｖ１がオペアンプ４４の＋入力端子に印加される。
【００４１】
このとき、オペアンプ４４の出力電圧Ｖｏｕｔは、次の（１）式で表すことができる。
Ｖｏｕｔ＝Ｖ１−Ｉｉｎ｛Ｒ１＋Ｒ２＋（Ｒ１／Ｒ３）×Ｒ２｝・・・・（１）
ここで、Ｉｉｎは、次の（２）式で表される。
Ｉｉｎ＝（ＶＤＤ−Ｖ１）／（Ｒ５＋Ｒ６）・・・・（２）
ここで、（１）式において、電圧Ｖ１を任意の値にすると、フォトダイオード７に流れる電流Ｉｉｎとオペアンプ４４の出力電圧Ｖｏｕｔとの関係、すなわち、その電流Ｉｉｎと制御電圧生成回路３から出力される制御電圧ＶＲとの関係は、図４に示すような曲線となる。
【００４２】
したがって、スイッチ１５〜１７の設定により、電圧生成回路２の出力電圧Ｖ１を変化させれば、図４の曲線を変化させて、制御電圧生成回路３から出力される制御電圧ＶＲを任意の値に調整できる。
図３に示す電圧変換回路５１は、その制御電圧ＶＲと同じ電圧を抵抗Ｒ３１の両端に発生させ、その電圧よりも低い電圧が抵抗Ｒ３２の両端に発生させる。
【００４３】
点灯回路５２では、抵抗Ｒ３２の両端の電圧と同じ電圧を抵抗Ｒ３３の両端に発生させる。このため、抵抗Ｒ３３にはその発生電圧に応じた電流が流れ、この電流と同じ電流が発光ダイオード６に流れる。
ところで、フォトダイオード７の周囲が明るいときには、フォトダイオード７に流れる電流Ｉｉｎが増加するので、オペアンプ４４の出力電圧Ｖｏｕｔが低下し、その結果、出力端子４７の制御電圧ＶＲも低下する。また、これに伴って、発光ダイオード６に流れる電流ＩＬＥＤ も減少し、その発光量も減少する（図４参照）。
【００４４】
ここで、電流ＩＬＥＤ が所定値Ｉｄｅｔ を下回るときには、発光ダイオード６の発光量は低下し、液晶ディスプレイが透過反射型の場合にはバックライトとして機能しなくなる。したがって、この場合には、発光ダイオード６の発光を停止しても液晶ディスプレイは使用可能であるので、発光ダイオード６の発光は停止させても良いと考えられる。
【００４５】
そこで、コンパレータ４８は、制御電圧生成回路３の出力電圧ＶＲが、発光ダイオード６の電流ＩＬＥＤ の所定値Ｉｄｅｔ に対応する電流停止電圧ＶＴを下回ったときに（図４参照）、発光停止信号Ｓ１を図３の差動増幅回路５６に出力する。その発光停止信号Ｓ１に基づいて、差動増幅回路５６の出力は「Ｌ」レベルに固定されるので、ＭＯＳトランジスタＱ５はオフとなる。この結果、発光ダイオード６には電流が流れなくなるので、その点灯が停止する。
【００４６】
次に、第２モードで使用する場合について、各部の動作を説明する。
この場合には、図２に示すＭＯＳトランジスタＱ１のゲートには「Ｈ」レベルの制御信号Ｓ２が入力され、これによりＭＯＳトランジスタＱ１はオフとなって受光回路１が動作しない状態になる。すなわち、フォトダイオード７の電流Ｉｉｎが零になる。
【００４７】
一方、この場合には、使用者がスイッチ１５〜１７の少なくとも１つをオンにすることにより、電源１８から「Ｈ」レベルの電圧が入力設定端子３１〜３３に設定される。したがって、そのスイッチ１５〜１７の設定状態に応じて、アナログスイッチ２９−０〜２９−７のうちの１つがオンし、これに応じて分圧回路１２の分圧電圧が出力ライン３４に表れ、その電圧Ｖ１がオペアンプ４４の＋入力端子に印加される。このとき、オペアンプ４４の出力電圧Ｖｏｕｔは、（１）式においてＩｉｎ＝０となるので、次の（３）式で表される。
【００４８】
Ｖｏｕｔ＝Ｖ１・・・・（３）
この出力電圧Ｖ１は増幅回路４２で電圧増幅されて出力端子４７の制御電圧ＶＲとなる。したがって、ＬＥＤ電流制御回路５は、使用者がスイッチ１５〜１７の設定に基づいて電圧生成回路２から出力される出力電圧Ｖ１のみに基づき、発光ダイオード６の電流を制御させる。
【００４９】
なお、この第２モードの場合にも、コンパレータ４８は、制御電圧生成回路３の出力電圧ＶＲが電流停止電圧ＶＴを下回ったときに、発光停止信号を出力し、これに基づいて第１モードの場合と同様に、発光ダイオード６の点灯が停止される。
次に、第３モードで使用する場合について、各部の動作を説明する。
【００５０】
この場合には、図２に示すＭＯＳトランジスタＱ１のゲートには「Ｌ」レベルの制御信号が入力され、これによりＭＯＳトランジスタＱ１はオンとなって受光回路１が動作状態になる。
一方、この場合には、使用者がスイッチ１５〜１７の全てをオフにするので、プルダウン抵抗Ｒ２１〜Ｒ２３により入力設定端子３１〜３３はいずれも「Ｌ」レベルとなる。この結果、ナンド回路２７−０の各入力はいずれも「Ｌ」レベルとなり、その出力は「Ｈ」レベルとなり、アナログスイッチ２９−０はオンとなる。このため、定電圧発生回路１１の出力電圧がそのまま出力ライン３４に表れ、その電圧Ｖ１がオペアンプ４４の＋入力端子に印加される。
【００５１】
このとき、オペアンプ４４の出力電圧Ｖｏｕｔは、上記の（１）式で表すことができ、電圧Ｖ１は固定値となる。その出力電圧Ｖｏｕｔは、増幅回路４２で電圧増幅されて出力端子４７に制御電圧ＶＲとして出力される。
したがって、ＬＥＤ電流制御回路５は、受光回路１のフォトダイオード７に流れる電流Ｉｉｎに基づいて生成される電圧で、発光ダイオード６の電流を制御させる。
【００５２】
なお、この第３モードの場合にも、コンパレータ４８は、制御電圧生成回路３の出力電圧ＶＲが電流停止電圧ＶＴを下回ったときに、発光停止信号Ｓ１を出力し、これに基づいて第１モードの場合と同様に、発光ダイオード６の点灯が停止される。
以上説明したように、この実施形態によれば、液晶ディスプレイの画面の明るさを、その周囲の明るさに応じて発光ダイオード６の発光量が自動調整できるのみならず、その周囲の明るさに基づいて自動調整されるその発光量を使用者の好みに応じてさらに手動で微調整したり、またはその周囲の明るさとは無関係に発光ダイオード６の発光量を手動で任意に調整することができる。
【００５３】
また、この実施形態によれば、液晶ディスプレイのバックライトに使用する発光ダイオード６が、バックライトとして機能しないような場合には、その点灯を停止するようにしたので、無駄な電力消費を防止できる。
なお、上記の実施形態では、液晶ディスプレイのバックライトとして適用した場合について説明した。しかし、本発明は、これに代えて、発光ダイオード６の発光量を、周囲の環境の明るさに応じて制御するような電子機器に適用することができる。
【００５４】
また、上記の実施形態では、ＭＯＳトランジスタＱ１のゲートに制御信号Ｓ２として「Ｈ」レベルあるいは「Ｌ」レベルの信号を供給して使用する場合について説明した。しかし、その制御信号Ｓ２として所定のパルス信号を使用し、そのパルス信号のデューティー比を使用者が必要に応じて任意に設定するようにしても良い。
このような使い方を例えば上記の第１モードの動作と組み合わせると、発光ダイオード６の電流をより細かく調整することが可能となる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、周囲の明るさに応じて発光素子の発光量が自動調整される場合に、使用者がさらにその発光量を手動で微調整したり、またはその周囲の明るさとは無関係に使用者が手動で任意に発光素子の発光量を調整できる。
【００５６】
また、本発明によれば、発光素子の無駄な電力消費を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を液晶ディスプレイのバックライトの制御に適用した場合の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の電圧生成回路、制御電圧生成回路、および発光停止回路の具体的な構成を示す回路である。
【図３】図１のＬＥＤ電流制御回路の具体的な構成を示す回路図である。
【図４】フォトダイオードの電流と制御電圧生成回路から出力される制御電圧との関係を示す図である。
【符号の説明】
１は発光回路、２は電圧生成回路、３は制御電圧生成回路、４は発光停止回路、５はＬＥＤ電流制御回路、６は発光ダイオード、７はフォトダイオード、１１は定電圧発生回路、１２は分圧回路、１３は選択回路、４１は対数増幅回路、４２は電圧増幅回路、４３はバッファ回路、５１は電圧変換回路、５２は点灯回路、５３はＤＣ−ＤＣコンバータ、５４は制御回路である。
Claims (5)
- 所定の電子機器に使用される発光素子に流れる電流を制御する発光素子の電流制御装置であって、
前記電子機器の周囲の光を検出しその検出光量に応じた電流を発生する受光素子と、
前記受光素子の動作をオンオフ制御するスイッチング素子と、
使用者の設定に基づいて任意の大きさの電圧を生成する電圧生成手段と、
前記電圧生成手段の生成電圧と、前記受光素子の発生電流に基づいて生成される電圧との電位差を制御電圧として出力する制御電圧生成手段と、
前記制御電圧生成手段から出力される制御電圧に基づいて前記発光素子に流れる電流を制御する電流制御手段と、
を備えていることを特徴とする発光素子の電流制御装置。 - 前記制御電圧生成手段が出力する制御電圧と前記発光素子に流れる電流の所定値に基づいて定めてある電流停止電圧とを比較し、前記制御電圧が前記電流停止電圧を下回った場合に、前記発光素子に流れる電流を停止させる発光停止信号を出力する発光停止手段をさらに備え、
前記電流制御手段は、前記発光停止手段から前記発光停止電流が出力された場合に、前記発光素子に流れる電流を停止させるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子の電流制御装置。 - 前記電圧生成手段は、
所定の定電圧を発生する定電圧発生回路と、
前記定電圧発生回路で発生する定電圧をＮ個に分圧する分圧回路と、
前記分圧回路でＮ個に分圧された分圧電圧のうちの１つのを任意に選択する選択回路と、
を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光素子の電流制御装置。 - 前記制御電圧生成手段は、
前記電圧生成手段の生成電圧と、前記受光素子の発生電流に基づいて生成される電圧との電位差を増幅する対数増幅回路と、
前記対数増幅回路の出力を電圧増幅する増幅回路と、
を少なくとも備えていることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載の発光素子の電流制御装置。 - 前記発光素子は、液晶表示器のバックライトに使用するものであり、前記受光素子は、前記液晶ディスプレイの周囲の光を検出するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれかに記載の発光素子の電流制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003074222A JP2004281922A (ja) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | 発光素子の電流制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003074222A JP2004281922A (ja) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | 発光素子の電流制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004281922A true JP2004281922A (ja) | 2004-10-07 |
Family
ID=33289926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003074222A Withdrawn JP2004281922A (ja) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | 発光素子の電流制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004281922A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005085752A (ja) * | 2003-09-04 | 2005-03-31 | Samsung Electronics Co Ltd | ランプモニタリング装置、これを有するランプモニタリングシステム、これを有するバックライトアセンブリ、及びこれを用いた液晶表示装置 |
| JP2007134405A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Seiko Epson Corp | Ｌｅｄ駆動装置 |
| JP2008090270A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-04-17 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
| US7733336B2 (en) | 2006-06-30 | 2010-06-08 | Lg Display Co., Ltd. | Liquid crystal display device and method of driving the same |
| US8023391B2 (en) | 2007-02-07 | 2011-09-20 | Sony Corporation | Photodetection device and optical disk device |
| JP2012038509A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Sharp Corp | 光検出装置、照明装置および可視光通信装置 |
| CN101102631B (zh) * | 2006-07-06 | 2012-04-11 | 财团法人工业技术研究院 | 使用电流混合来驱动背光模块的发光元件的系统与方法 |
| JP2014027876A (ja) * | 2013-08-30 | 2014-02-06 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 電源装置及び照明器具 |
| KR20190057681A (ko) * | 2017-11-20 | 2019-05-29 | 엘지전자 주식회사 | 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법 |
| JP2019180018A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 株式会社 シーディエヌ | 電圧電流変換回路 |
-
2003
- 2003-03-18 JP JP2003074222A patent/JP2004281922A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005085752A (ja) * | 2003-09-04 | 2005-03-31 | Samsung Electronics Co Ltd | ランプモニタリング装置、これを有するランプモニタリングシステム、これを有するバックライトアセンブリ、及びこれを用いた液晶表示装置 |
| JP4675072B2 (ja) * | 2003-09-04 | 2011-04-20 | サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | ランプモニタリング装置、これを有するランプモニタリングシステム、これを有するバックライトアセンブリ、及びこれを用いた液晶表示装置 |
| JP2007134405A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Seiko Epson Corp | Ｌｅｄ駆動装置 |
| US7733336B2 (en) | 2006-06-30 | 2010-06-08 | Lg Display Co., Ltd. | Liquid crystal display device and method of driving the same |
| CN101102631B (zh) * | 2006-07-06 | 2012-04-11 | 财团法人工业技术研究院 | 使用电流混合来驱动背光模块的发光元件的系统与方法 |
| JP2008090270A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-04-17 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
| US8023391B2 (en) | 2007-02-07 | 2011-09-20 | Sony Corporation | Photodetection device and optical disk device |
| JP2012038509A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Sharp Corp | 光検出装置、照明装置および可視光通信装置 |
| JP2014027876A (ja) * | 2013-08-30 | 2014-02-06 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 電源装置及び照明器具 |
| KR20190057681A (ko) * | 2017-11-20 | 2019-05-29 | 엘지전자 주식회사 | 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법 |
| KR102435798B1 (ko) | 2017-11-20 | 2022-08-25 | 엘지전자 주식회사 | 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법 |
| JP2019180018A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 株式会社 シーディエヌ | 電圧電流変換回路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4922052B2 (ja) | 過電圧保護及びデューティ制御機能を有するｌｅｄ駆動装置 | |
| US7705541B2 (en) | Light control circuit | |
| JP2003332624A (ja) | 発光素子駆動装置、及び発光素子を備えた電子機器 | |
| TW200614129A (en) | Light emitting element drive device and display system | |
| JP2007149752A (ja) | 発光素子の輝度調整装置 | |
| US7385402B2 (en) | Light source current sensing circuit and driving circuit in a display device | |
| EP1708163A3 (en) | Buffer and organic light emitting display and a data driving circuit using the buffer | |
| JP2007215318A (ja) | スイッチングレギュレータ | |
| JP2004281922A (ja) | 発光素子の電流制御装置 | |
| US7714812B2 (en) | Driving circuit for providing constant current | |
| US20070273613A1 (en) | Light circuit and electronic book employing same | |
| JP5599279B2 (ja) | 調光回路及び照明装置 | |
| JP2006314168A (ja) | 液晶表示装置の電源回路 | |
| JP5421695B2 (ja) | 点灯制御装置、携帯電話機 | |
| US20070132749A1 (en) | Systems for controlling brightness of displayed images | |
| US7397202B2 (en) | Brightness control circuit and backlight control module | |
| JP2009222675A (ja) | 照度センサ、表示装置及び電子機器 | |
| JP2002252967A (ja) | 安定化電源回路およびそれを備えたデバイス | |
| KR20090026564A (ko) | Ｌｅｄ 구동회로 | |
| JPWO2005096678A1 (ja) | 照明制御回路 | |
| US20070187577A1 (en) | Photoswitch | |
| JP4781318B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| JPH03288885A (ja) | バックライト明るさ制御回路 | |
| JP4899112B2 (ja) | Ｌｅｄ駆動装置 | |
| KR940005499Y1 (ko) | 발광다이오드의 밝기 조절회로 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051026 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090526 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090619 |