JP2010123644A

JP2010123644A - Ｌｅｄ照明装置

Info

Publication number: JP2010123644A
Application number: JP2008294077A
Authority: JP
Inventors: Shinji Horii; 新司堀井; Manabu Yamamoto; 学山元
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2008-11-18
Filing date: 2008-11-18
Publication date: 2010-06-03

Abstract

【課題】個々のＬＥＤの輝度調整機能を、部品点数を低減しつつ、回路面積の増大を招くことなく実現可能なＬＥＤ照明装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ２１〜２ｎを直列接続してなるＬＥＤ列ＬＢと、パルス幅変調信号ＥＮに同期してＬＥＤ列ＬＢを定電流駆動するオン状態とオフ状態が切り替わる定電流駆動回路３と、パルス幅変調信号ＥＮ以下のパルス幅を有するパルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉ（ｉ＝１〜ｎ）に同期して、ＬＥＤ２ｉを点灯状態と低輝度状態または消灯状態との間で切り替え可能に構成され、ＬＥＤ２ｉ毎に各別に設けられたＬＥＤスイッチング回路とを備え、ＬＥＤスイッチング回路は、ＬＥＤ２ｉと並列に接続され、ＬＥＤ２ｉに流れる電流量を制御するＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉと、パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉに同期して、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉをオン状態とオフ状態との間で切り替えるトランジスタ制御回路５を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定数のＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ、発光ダイオード）を直列接続してなるＬＥＤ列を備えるＬＥＤ照明装置に関する。

ＬＥＤを用いたＬＥＤ照明装置には、例えば、液晶パネルに背面から光を照射して表示を行うバックライトがある。ところで、特に、ＬＥＤの個数が比較的多いバックライト等のＬＥＤ照明装置の場合には、個々のＬＥＤに対し個別に駆動回路を設けると、コストや回路面積等の観点から実用的ではない。このため、ＬＥＤ照明装置では、複数のＬＥＤを直列に接続したＬＥＤ列毎に駆動回路を設ける構成が一般的となっている。

尚、例えば、液晶ディスプレイのバックライトには、液晶ディスプレイ上に表示される表示画像のコントラストを向上させるために、液晶ディスプレイ上に表示される表示画像の輝度値に応じて、ＬＥＤの輝度をＬＥＤ別に或いは一定範囲に含まれる複数のＬＥＤ群別に変化させる輝度調整機能、いわゆるエリアアクティブ方式を採用したものがある。具体的には、例えば、黒色に近く比較的暗い部分画像を表示する場合には、当該部分画像の画像領域のＬＥＤの輝度を低下させ、白色に近く比較的明るい部分画像を表示する場合には、当該部分画像の画像領域のＬＥＤの輝度を上げることにより、液晶ディスプレイ上に表示される表示画像全体でコントラストを向上させることが可能になる。

また、例えば、液晶ディスプレイに用いられるバックライト等では、表示画像の品質の観点から、バックライトを構成するＬＥＤの光の照射の均一性が求められる。しかし、ＬＥＤは、製造プロセスのばらつき等による輝度のばらつきが比較的大きいため、バックライト等のＬＥＤ照明装置では、個々のＬＥＤの輝度を均一にするための技術が用いられている。

個々のＬＥＤの輝度を調整するための技術としては、例えば、所定数のＬＥＤを直列接続してなるＬＥＤ列を備え、一端がＬＥＤのアノード端子に接続された抵抗素子と、コレクタ端子が抵抗素子の他端に、エミッタ端子がＬＥＤのカソード端子に接続されたトランジスタと、アノード端子がトランジスタのベース端子に、カソード端子がトランジスタのエミッタ端子に接続されたダイオードと、一端がトランジスタのベース端子に接続されたコンデンサと、コンデンサの他端に制御用パルス信号を出力する制御回路とで構成された回路を、ＬＥＤ毎に各別に備えるＬＥＤ照明装置がある（例えば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤに供給される電流の内、制御用パルス信号に応じた量の電流を、ＬＥＤに並列に接続した抵抗素子に分流させることにより、ＬＥＤに流れる電流量を調整して、個々のＬＥＤの輝度を調整する。

特開２００５−３１０９９６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のＬＥＤ照明装置では、個々のＬＥＤの輝度を調整する輝度調整機能を実現するために、個々のＬＥＤに各別に、コンデンサ等を設ける必要がある。コンデンサ等を外付け部品で構成した場合には、部品点数の増加や実装面積の増大を招くという問題があった。また、コンデンサ等を半導体チップ上に構成した場合には、コンデンサ等の素子は比較的大きな回路面積を必要とするため、半導体チップのチップ面積の増大を招くという問題があった。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、個々のＬＥＤの輝度調整機能を、部品点数を低減しつつ、且つ、回路面積の増大を招くことなく実現可能なＬＥＤ照明装置を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係るＬＥＤ照明装置は、所定数のＬＥＤを直列接続してなるＬＥＤ列と、第１パルス幅変調信号に同期して、オン状態とオフ状態が切り替わるように構成され、前記オン状態の場合に前記ＬＥＤ列を定電流駆動する定電流駆動回路と、前記第１パルス幅変調信号のパルス幅以下のパルス幅を有する第２パルス幅変調信号に同期して、前記ＬＥＤを点灯状態と低輝度状態または消灯状態との間で切り替え可能に構成され、前記ＬＥＤ毎に各別に設けられたＬＥＤスイッチング回路と、を備え、前記ＬＥＤスイッチング回路は、ドレイン端子が前記ＬＥＤのアノード端子に、ソース端子が前記ＬＥＤのカソード端子に夫々接続され、前記ＬＥＤに流れる電流量を制御するＬＥＤ制御用トランジスタと、前記第２パルス幅変調信号に同期して、前記ＬＥＤ制御用トランジスタをオン状態とオフ状態との間、または、高抵抗状態と低抵抗状態の間で切り替える制御信号を前記ＬＥＤ制御用トランジスタのゲート端子に出力するトランジスタ制御回路と、を備えることを第１の特徴とする。

上記特徴の本発明に係るＬＥＤ照明装置は、前記ＬＥＤ制御用トランジスタが、ソース端子とバックゲート端子を短絡させたＮ型ＭＯＳトランジスタで構成されることを第２の特徴とする。

上記何れかの特徴の本発明に係るＬＥＤ照明装置は、前記トランジスタ制御回路が、入力端子が前記ＬＥＤのカソード端子に接続され、前記入力端子の入力電圧により定まる電圧を出力する制御電圧生成回路と、選択制御入力端子に前記第２パルス幅変調信号が、第１入力端子に前記ＬＥＤのカソード端子の電圧が、第２入力端子に前記制御電圧生成回路の出力電圧が夫々入力され、出力端子が前記ＬＥＤ制御用トランジスタのゲート端子に接続され、前記選択制御入力端子の入力電圧レベルに応じて前記第１入力端子または前記第２入力端子の何れか一方の電圧を選択し、前記制御信号として前記出力端子から出力する選択回路と、を備えて構成されることを第３の特徴とする。

上記特徴の本発明に係るＬＥＤ照明装置は、前記制御電圧生成回路が、ゲート端子が前記ＬＥＤのカソード端子に接続され、ドレイン端子に接地電圧が入力されるＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第１素子と、ゲート端子及びドレイン端子が前記第１素子のソース端子に夫々接続され、ソース端子が前記選択回路の前記第２入力端子に夫々接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第２素子と、
前記第２素子のソース端子に定電流を供給する第１電流源と、を備えて構成されることを第４の特徴とする。

上記第３の特徴の本発明に係るＬＥＤ照明装置は、前記制御電圧生成回路が、ゲート端子が前記ＬＥＤのカソード端子に接続され、ドレイン端子に接地電圧が入力されるＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第１素子と、ゲート端子及びドレイン端子が前記第１素子のソース端子に、ソース端子が前記選択回路の前記第２入力端子に夫々接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第２素子と、ゲート端子が前記第２素子のゲート端子及びドレイン端子に、ソース端子が前記第２素子のソース端子に夫々接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第３素子と、ソース端子に所定の正電圧が入力され、ドレイン端子が前記第２素子のソース端子に接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第４素子と、ソース端子に前記正電圧が入力され、ゲート端子及びドレイン端子が前記第４素子のゲート端子に夫々接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第５素子と、前記第５素子のドレイン端子に定電流を供給する第１電流源と、前記第３素子のドレイン端子の電圧に応じてオン状態とオフ状態を切り替える電流制御回路を介して、前記第５素子のドレイン端子に定電流を供給する第２電流源と、前記第３素子のドレイン端子に定電流を供給する第３電流源と、を備えて構成されることを第５の特徴とする。

上記第３の特徴の本発明に係るＬＥＤ照明装置は、前記制御電圧生成回路が、ゲート端子が前記ＬＥＤのカソード端子に接続され、ドレイン端子に接地電圧が入力されるＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第１素子と、ゲート端子及びドレイン端子が前記第１素子のソース端子に夫々接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第２素子と、ドレイン端子に所定の正電圧が入力され、ソース端子が前記選択回路の前記第２入力端子に接続されたＮ型ＭＯＳトランジスタで構成される第６素子と、ゲート端子及びドレイン端子が前記第６素子のゲート端子に、ソース端子が前記第２素子のソース端子に接続されたＮ型ＭＯＳトランジスタで構成される第７素子と、前記第７素子のゲート端子及びドレイン端子に定電流を供給する第１電流源と、を備えて構成されることを第６の特徴とする。

上記何れかの特徴の本発明に係るＬＥＤ照明装置は、前記第１パルス幅変調信号の周波数が臨界融合周波数以上であることを第７の特徴とする。

上記特徴のＬＥＤ照明装置によれば、第２パルス幅変調信号に同期してＬＥＤを点灯状態と低輝度状態または消灯状態との間で切り替える制御信号をＬＥＤ制御用トランジスタのゲート端子に直接出力するＬＥＤスイッチング回路を設けたので、第２パルス幅変調信号を制御することにより、ＬＥＤが点灯状態にある点灯時間を直接制御することが可能になる。即ち、具体的には、例えば、上記特徴のＬＥＤ照明装置は、第２パルス幅変調信号のデューティ比を変化させることにより、ＬＥＤの輝度をＬＥＤ毎に各別に調整可能になる。

更に、上記特徴のＬＥＤ照明装置では、上述したように、ＬＥＤの点灯時間（第２パルス幅変調信号のデューティ比）を直接制御することにより、ＬＥＤの輝度を個別に制御可能になるので、コンデンサ等、比較的回路面積の大きい素子を用いずに、同一半導体チップ上でＬＥＤの輝度調整機能を実現することが可能になる。また、上記特徴のＬＥＤ照明装置では、同一半導体チップ上でＬＥＤの輝度調整機能を実現することが可能になるので、外付け部品を用いる必要がないことから、外付け部品による部品点数の増加や実装面積の増大を防止することが可能になる。

上記第２の特徴のＬＥＤ照明装置によれば、ＬＥＤ制御用トランジスタが、ソース端子とバックゲート端子を短絡されたＮ型ＭＯＳトランジスタで構成されているので、バックバイアス効果によりＬＥＤ制御用トランジスタの閾値電圧が上昇するのを防止でき、ＬＥＤ制御用トランジスタのオン抵抗上昇が回避可能となり、トランジスタ面積の削減が可能となる。

上記第３の特徴のＬＥＤ照明装置によれば、ＬＥＤ制御用トランジスタをオン状態にする場合にＬＥＤ制御用トランジスタのゲート端子に入力する制御信号の電圧を、制御電圧生成回路により、ＬＥＤのカソード端子の電圧に基づいて生成するように構成したので、ＬＥＤ制御用トランジスタをオン状態にする場合にＬＥＤ制御用トランジスタのゲート端子に入力する制御信号の電圧を、ＬＥＤのカソード端子の電圧の電圧変動に応じて変動させることが可能になる。これにより、上記第３の特徴のＬＥＤ照明装置によれば、ＬＥＤ制御用トランジスタがオン状態の場合のゲート・ソース間の電圧差が、ＬＥＤのカソード端子の電圧の電圧変動に影響を受けるのを防止できる。即ち、ＬＥＤ制御用トランジスタのゲート・ソース間の耐圧を、制御電圧生成回路による電圧上昇分に応じて設定でき、ＬＥＤ制御用トランジスタにゲート耐圧の高いトランジスタを用いる必要がなくなる。これにより、ＬＥＤ制御用トランジスタとして、より駆動能力の高いトランジスタを用いることが可能となる。

上記第４の特徴のＬＥＤ照明装置によれば、ＬＥＤ制御用トランジスタをオン状態にする場合にゲート端子に入力する制御信号の電圧を、ＬＥＤのカソード端子の電圧から２つのＰ型ＭＯＳトランジスタの閾値電圧分上昇させて生成するように構成したので、ＬＥＤ制御用トランジスタがオン状態の場合のゲート・ソース間の電圧差を、２つのＰ型ＭＯＳトランジスタの閾値電圧分に近似させて調整することができる。これにより、ＬＥＤ制御用トランジスタのゲート・ソース間の耐圧を低く（例えば、６Ｖ程度に）設定することが可能になる。ＬＥＤ制御用トランジスタのゲート・ソース間の耐圧を低く設定した場合には、ＬＥＤ制御用トランジスタのゲート酸化膜を薄くし、電流能力を高めることが可能になる。更に、ＬＥＤ照明装置を構成する半導体装置のチップ面積の増大を抑えることが可能になる。

また、上記第４の特徴のＬＥＤ照明装置によれば、ＬＥＤ制御用トランジスタをオン状態にする場合にゲート端子に入力する制御信号の電圧を、ＬＥＤのカソード端子の電圧から２つのＰ型ＭＯＳトランジスタの閾値電圧分上昇させて生成するように構成したので、ＬＥＤ制御用トランジスタのゲート・ソース間耐圧を、ＬＥＤ照明装置を構成する半導体装置で用いられるトランジスタの内の最も動作電圧が高いトランジスタのゲート・ソース間耐圧より低く設計することが可能になる。

上記第５の特徴のＬＥＤ照明装置によれば、第４素子及び第５素子で構成されるカレントミラー回路を利用し、第３素子に流れる電流量が減少するタイミングで、第１電流源からの電流供給に追加して第２電流源からの電流供給を行うように電流制御回路を切り替えることで、上記第４の特徴のＬＥＤ照明装置の効果に加え、ＬＥＤ制御用トランジスタのゲート端子に充電を行うタイミングで、第１素子及び第２素子に供給する電流の電流量を一時的に増加させることができる。これにより、輝度調整にかかる時間を短縮できる。また、輝度調整にかかる時間を短縮できることにより、より高周波数の第２パルス幅変調信号を利用することが可能になり、輝度調整をより精密に、即ち、高階調に行うことが可能になる。

更に、上記第５の特徴のＬＥＤ照明装置によれば、ＬＥＤ制御用トランジスタのゲート端子に充電を行うタイミングで、第１素子及び第２素子に供給する電流の電流量を一時的に増加させることができるので、ＬＥＤ制御用トランジスタのゲート端子に充電を行わない期間における消費電力を削減することが可能になる。

上記第６の特徴のＬＥＤ照明装置によれば、上記第４の特徴のＬＥＤ照明装置の効果に加え、Ｐ型ＭＯＳトランジスタである第１素子及び第２素子への電流供給とは別に、Ｎ型ＭＯＳトランジスタである第６素子及び第７素子で構成されるカレントミラー回路を利用して、ＬＥＤ制御用トランジスタのゲート端子の充電を行うので、第１素子及び第２素子における消費電流の低減を図り、ＬＥＤ制御用トランジスタのゲート端子の充電をより安定して行うことが可能になる。

上記第７の特徴のＬＥＤ照明装置によれば、第１パルス幅変調信号の周波数が臨界融合周波数以上に設定されるので、実際には、ＬＥＤが明滅していても、人の目には連続して発行しているように見える。即ち、上記第７の特徴のＬＥＤ照明装置によれば、液晶ディスプレイのバックライト等の用途において、画像のちらつき等、表示画像の品質低下を防止することができる。

以下、本発明に係るＬＥＤ照明装置（以下、適宜「本発明装置」と略称する）の実施形態を図面に基づいて説明する。

〈第１実施形態〉
本発明装置の第１実施形態について図１〜図５を基に説明する。ここで、図１は、本発明装置の第１実施形態における概略構成例を示している。

本発明装置１Ａは、図１に示すように、所定数ｎ個のＬＥＤ２１〜２ｎを直列接続してなるＬＥＤ列ＬＢと、第１パルス幅変調信号に同期して、オン状態とオフ状態が切り替わるように構成され、オン状態の場合にＬＥＤ列ＬＢを定電流駆動する定電流駆動回路３と、第１パルス幅変調信号のパルス幅以下のパルス幅を有する第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉ（ｉ＝１〜ｎ）に同期して、ＬＥＤ２ｉを点灯状態と消灯状態との間で切り替え可能に構成され、ＬＥＤ２ｉ毎に各別に設けられたＬＥＤスイッチング回路と、を備え、ＬＥＤスイッチング回路は、ドレイン端子がＬＥＤ２ｉのアノード端子に、ソース端子がＬＥＤ２ｉのカソード端子に夫々接続され、ＬＥＤ２ｉに流れる電流量を制御するＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉと、第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉに同期して、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉをオン状態とオフ状態との間で切り替える制御信号Ｖ_ＧｉをＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子に出力するトランジスタ制御回路５ｉと、を備えて構成されている。尚、本実施形態では、定電流駆動回路３及びＬＥＤスイッチング回路を同一半導体チップに構成する場合を想定しているが、定電流駆動回路３及びトランジスタ制御回路５ｉは、必ずしも同一半導体チップに構成しなくてもよい。

ＬＥＤ列ＬＢは、本実施形態では、ＬＥＤ２１のアノード端子が外部電源の出力端子に、ＬＥＤ２ｊ（ｊ＝１〜ｎ−１）のカソード端子がＬＥＤ２（ｊ＋１）のアノード端子に、ＬＥＤ２ｎのカソード端子が、後述する定電流駆動回路３を構成する定電流駆動用Ｎ型ＭＯＳトランジスタ３２のドレイン端子に、夫々接続されている。尚、本実施形態では、外部電源は、ＬＥＤ２１〜２ｎの夫々に電圧Ｖ_ＬＥＤ（例えば、ＬＥＤ２が４個の場合は、３０Ｖ〜５０Ｖ）の電圧を印加するように構成されている。

定電流駆動回路３は、本実施形態では、ドレイン端子がＬＥＤ２ｎのカソード端子に接続された定電流駆動用Ｎ型ＭＯＳトランジスタ３２と、一端が定電流駆動用Ｎ型ＭＯＳトランジスタ３２のソース端子に接続され、他端に接地電圧が入力される定電流駆動用抵抗素子３３と、制御端子にイネーブル信号ＥＮ（第１パルス幅変調信号に相当）が、＋側端子にリファレンス電圧Ｖ_ＲＥＦが夫々入力され、−側端子に定電流駆動用Ｎ型ＭＯＳトランジスタ３２のソース端子が、出力端子が定電流駆動用Ｎ型ＭＯＳトランジスタ３２のゲート端子に夫々接続されたパルス幅変調定電流駆動回路３１と、を備えて構成されている。

より詳細には、パルス幅変調定電流駆動回路３１は、本実施形態では、イネーブル信号ＥＮ（第１パルス幅変調信号に相当）がＨレベルの時にオン状態となり、Ｌレベルの時にオフ状態となるように構成されている。尚、パルス幅変調定電流駆動回路３１は、イネーブル信号ＥＮがＬレベルの時にオン状態となり、Ｈレベルの時にオフ状態となるように構成されていても良い。また、本実施形態では、イネーブル信号ＥＮの周波数は、臨界融合周波数以上に設定されている。また、パルス幅変調定電流駆動回路３１は、リファレンス電圧Ｖ_ＲＥＦと定電流駆動用Ｎ型ＭＯＳトランジスタ３２のソース端子の電圧を比較して、定電流駆動用Ｎ型ＭＯＳトランジスタ３２のゲート端子に入力する出力電圧を調整することにより、ＬＥＤ列ＬＢを定電流駆動する。ＬＥＤ列ＬＢの電流値は、リファレンス電圧Ｖ_ＲＥＦの値と、定電流駆動用抵抗素子３３の抵抗値によって設定する。

ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、本実施形態では、ソース端子とバックゲート端子を短絡させたＮ型ＭＯＳトランジスタで構成されている。更に、本実施形態のＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉは、オン状態におけるオン抵抗が低くなるように、ゲート酸化膜の膜厚が、本発明装置１Ａを搭載した半導体チップの製造プロセスにおける最薄の膜厚に設定されている。尚、本実施形態では、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉがオン状態の場合に、ＬＥＤ２ｉが消灯状態となる。

トランジスタ制御回路５ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、本実施形態では、入力端子がＬＥＤ２ｉのカソード端子に接続され、入力端子の入力信号Ｖ_Ｓｉの電圧により定まる電圧Ｖ_Ｂを出力する制御電圧生成回路と、選択制御入力端子に第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉが、第１入力端子にＬＥＤ２ｉのカソード端子の電圧Ｖ_Ｓｉが、第２入力端子に制御電圧生成回路の出力電圧Ｖ_Ｂが夫々入力され、出力端子がＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子に接続され、選択制御入力端子の入力電圧レベルに応じて第１入力端子または第２入力端子の何れか一方の電圧を選択し、制御信号Ｖ_Ｇｉとして出力端子から出力する選択回路Ｓｗ１と、を備えて構成されている。

ここで、図２は、制御電圧生成回路及び選択回路Ｓｗ１で構成されるトランジスタ制御回路５の概略回路構成例を示している。

本実施形態の制御電圧生成回路は、図２に示すように、ゲート端子が選択回路Ｓｗ１の第１入力端子とＬＥＤ２のカソード端子（ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのソース端子）に接続され、ドレイン端子に接地電圧が入力されるＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第１素子Ｔ１と、ゲート端子及びドレイン端子が第１素子Ｔ１のソース端子に夫々接続され、ソース端子が選択回路Ｓｗ１の第２入力端子に夫々接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第２素子Ｔ２と、第２素子Ｔ２のソース端子に定電流を供給する第１電流源ＣＳ１と、を備えて構成されている。尚、第１電流源ＣＳ１は、入力端子に所定の正電圧、本実施形態では電源電圧Ｖ_ＩＮ（例えば、４０Ｖ）が入力され、１μＡ〜１００μＡの間で設定された所定量の電流を、第２素子Ｔ２のソース端子に供給する。

このように構成することにより、制御電圧生成回路は、ＬＥＤ２のカソード端子からの入力信号Ｖ_Ｓｉの電圧を、第１電流源ＣＳ１から供給される電流の電流量と第１素子Ｔ１の閾値電圧Ｖｔｐ１に応じて決まる電圧分と、第１電流源ＣＳ１から供給される電流の電流量と第２素子Ｔ２の閾値電圧Ｖｔｐ２に応じて決まる電圧分の合計（ΔＶ_Ｂ）上昇させた電圧Ｖ_Ｂ（＝Ｖ_Ｓｉ＋ΔＶ_Ｂ）を、選択回路Ｓｗ１の第２入力端子に出力する構成となっている。尚、第１素子Ｔ１の閾値電圧Ｖｔｐ１と第２素子Ｔ２の閾値電圧Ｖｔｐ２がほぼ等しい場合（Ｖｔｐ１≒Ｖｔｐ２≒Ｖｔｐ）には、ΔＶ_Ｂ≒２Ｖｔｐ＋ΔＶ（ΔＶは電流調整による変動量）となる。

尚、第１素子Ｔ１の閾値電圧Ｖｔｐ１及び第２素子Ｔ２の閾値電圧Ｖｔｐ２は、異なっていても良く、各素子の閾値電圧Ｖｔｐ及び第１電流源ＣＳ１の電流量は、ＬＥＤ２ｉの特性やＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉの特性等を考慮して適切に設定する。

選択回路Ｓｗ１は、本実施形態では、２入力を択一的に選択するスイッチ回路で構成され、第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉがＬレベルの場合に、第１入力端子の電圧、即ち、ＬＥＤ２のカソード端子から入力される入力信号Ｖ_Ｓｉの電圧を、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子に入力する制御信号Ｖ_Ｇｉとして出力する。同様に、選択回路Ｓｗ１は、第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉがＨレベルの場合に、第２入力端子の電圧、即ち、ＬＥＤ２のカソード端子から入力される入力信号Ｖ_Ｓｉの電圧を第１素子Ｔ１及び第２素子Ｔ２の閾値電圧Ｖｔｐに応じて上昇させた電圧Ｖ_Ｂを制御信号Ｖ_Ｇｉとして出力する。これにより、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート・ソース間電圧（Ｖ_Ｇｉ−Ｖ_Ｓｉ）は、０Ｖ、または、電圧ΔＶ_Ｂとなる。尚、選択回路Ｓｗ１は、第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉがＬレベルの場合に第１入力端子の電圧（入力信号Ｖ_Ｓｉの電圧）を、第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉがＨレベルの場合に、第２入力端子の電圧（電圧Ｖ_Ｂ）を制御信号Ｖ_Ｇｉとして出力するように構成しても良い。

以下、トランジスタ制御回路５ｉの動作について簡単に説明する。
第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉがＬレベルの間、選択回路Ｓｗ１は、第１端子に入力された入力信号Ｖ_Ｓｉの電圧を制御信号Ｖ_Ｇｉとして出力端子から出力する。このとき、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子に入力される制御信号Ｖ_Ｇｉの電圧値は、入力信号Ｖ_Ｓｉの電圧値と同じになる。従って、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉはオフ状態となり、ＬＥＤ２ｉは点灯状態となる。第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉがＨレベルになると、選択回路Ｓｗ１が第２端子の電圧Ｖ_Ｂを出力端子から制御信号Ｖ_Ｇｉとして出力する。これにより、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子の電圧が電圧Ｖ_Ｂとなり、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉはオン状態となり、ＬＥＤ２ｉは消灯状態となる。

従って、選択回路Ｓｗ１に入力される第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉがＬレベルの場合に、ＬＥＤ２ｉが点灯状態に、第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉがＨレベルの場合に、ＬＥＤ２ｉが消灯状態になることから、第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉのデューティ比を制御し、第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉのパルス周期に対する点灯時間の時間の比率を調整することにより、ＬＥＤ２ｉの輝度を調整可能になる。より具体的には、デューティ比を高く設定すると、第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉのパルス周期における消灯時間の割合を大きくして、ＬＥＤ２ｉの輝度を低下させることができ、デューティ比を低く設定すると、第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉのパルス周期における消灯時間の割合を小さくして、ＬＥＤ２ｉの輝度を増加させることができる。これにより、例えば、各ＬＥＤ２の特性のばらつきに応じて、輝度を平均化することが可能になる。更に、エリアアクティブ方式を採用した場合における輝度の調整が可能になる。

ここで、図３は、本実施形態における本発明装置１Ａの第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭ１〜Ｓ_ＰＷＭｎとＬＥＤ２１〜２ｎの点灯状態及び消灯状態の関係例を示している。図３では、定電流駆動回路３のパルス幅変調定電流駆動回路３１のオン状態及びオフ状態を制御するイネーブル信号ＥＮと、ＬＥＤ列ＬＢを構成するＬＥＤ２１〜２ｎの夫々に設けられたトランジスタ制御回路５１〜５ｎに入力される第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭ１〜Ｓ_ＰＷＭｎの信号波形と、ＬＥＤ２１〜２ｎの状態を示している。図３では、サイクルＣｊ（１〜ｎ）の長さが第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉの１周期分に相当し、サイクルＣｊで第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｊがＨレベルとなる。即ち、イネーブル信号ＥＮが連続してＨレベルとなる期間に、ＬＥＤ２１〜２ｎが順次消灯状態となるように構成されている。

また、図４及び図５は、本発明装置１Ａの第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭ１〜Ｓ_ＰＷＭｎとＬＥＤ２１〜２ｎの点灯状態及び消灯状態の他の関係例を示している。第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭ１〜Ｓ_ＰＷＭｎは、ＬＥＤ２１〜２ｎの特性や、エリアアクティブ方式における輝度値に応じて制御する。

〈第２実施形態〉
本発明装置の第２実施形態について、図６を基に説明する。尚、本実施形態では、上記第１実施形態とは、ＬＥＤスイッチング回路のトランジスタ制御回路の構成が異なる場合について説明する。

本実施形態の本発明装置１は、上記第１実施形態と同様に、図１に示すように、所定数ｎ個のＬＥＤ２１〜２ｎを直列接続してなるＬＥＤ列ＬＢと、第１パルス幅変調信号に同期して、オン状態とオフ状態が切り替わるように構成され、オン状態の場合にＬＥＤ列ＬＢを定電流駆動する定電流駆動回路３と、第１パルス幅変調信号のパルス幅以下のパルス幅を有する第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉ（ｉ＝１〜ｎ）に同期して、ＬＥＤ２ｉを点灯状態と消灯状態との間で切り替え可能に構成され、ＬＥＤ２ｉ毎に各別に設けられたＬＥＤスイッチング回路と、を備え、ＬＥＤスイッチング回路は、ドレイン端子がＬＥＤ２ｉのアノード端子に、ソース端子がＬＥＤ２ｉのカソード端子に夫々接続され、ＬＥＤ２ｉに流れる電流量を制御するＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉと、第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉに同期して、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉをオン状態とオフ状態との間で切り替える制御信号Ｖ_ＧｉをＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子に出力するトランジスタ制御回路５ｉと、を備えて構成されている。尚、本実施形態におけるＬＥＤ列ＬＢ、定電流駆動回路３、ＬＥＤ制御用トランジスタの構成は、上記第１実施形態と同じである。

トランジスタ制御回路５ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、本実施形態では、入力端子がＬＥＤ２ｉのカソード端子に接続され、入力端子の入力信号Ｖ_Ｓｉの電圧により定まる電圧Ｖ_Ｂを出力する制御電圧生成回路と、選択制御入力端子に第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉが、第１入力端子にＬＥＤ２ｉのカソード端子の電圧Ｖ_Ｓｉが、第２入力端子に制御電圧生成回路の出力電圧Ｖ_Ｂが夫々入力され、出力端子がＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子に接続され、選択制御入力端子の入力電圧レベルに応じて第１入力端子または第２入力端子の何れか一方の電圧を選択し、制御信号Ｖ_Ｇｉとして出力端子から出力する選択回路Ｓｗ１と、を備えて構成されている。尚、選択回路Ｓｗ１の構成は、上記第１実施形態と同じである。

ここで、図６は、本実施形態におけるトランジスタ制御回路５の概略回路構成例を示している。

本実施形態の制御電圧生成回路は、図６に示すように、ゲート端子が選択回路Ｓｗ１の第１入力端子とＬＥＤ２のカソード端子（ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのソース端子）に接続され、ドレイン端子に接地電圧が入力されるＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第１素子Ｔ１と、ゲート端子及びドレイン端子が第１素子Ｔ１のソース端子に、ソース端子が選択回路Ｓｗ１の第２入力端子に夫々接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第２素子Ｔ２と、ゲート端子が第２素子Ｔ２のゲート端子及びドレイン端子に、ソース端子が第２素子Ｔ２のソース端子に夫々接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第３素子Ｔ３と、ソース端子に所定の正電圧が入力され、ドレイン端子が第２素子Ｔ２のソース端子に接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第４素子Ｔ４と、ソース端子に正電圧が入力され、ゲート端子及びドレイン端子が第４素子Ｔ４のゲート端子に夫々接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第５素子Ｔ５と、第５素子Ｔ５のドレイン端子に定電流を供給する第１電流源ＣＳ１と、第３素子Ｔ３のドレイン端子の電圧に応じてオン状態とオフ状態を切り替える電流制御回路Ｓｗ２を介して、第５素子Ｔ５のドレイン端子に定電流を供給する第２電流源ＣＳ２と、第３素子Ｔ３のドレイン端子に定電流を供給する第３電流源ＣＳ３と、を備えて構成されている。

電流制御回路Ｓｗ２は、スイッチ回路で構成され、第３素子Ｔ３のドレイン端子の電圧値が、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子の充電が完了したか否かを判定するための所定値より低下するとオン状態となり、第３素子Ｔ３のドレイン端子の電圧値が所定値以上の場合にオフ状態となる。また、第１電流源ＣＳ１の電流供給量はＩに、第２電流源ＣＳ２の電流量はＩ×αに設定されている。尚、αの値は、ＬＥＤ制御用トランジスタのゲート容量や、第１パルス幅変調信号の周波数及び第２パルス幅変調信号の周波数に応じて適切に設定する。

以下、トランジスタ制御回路５ｉの動作について簡単に説明する。
第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉがＬレベルの間は、上記第１実施形態と同様に、選択回路Ｓｗ１は、第１端子を出力端子に接続して、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのカソード端子からの入力信号Ｖ_Ｓｉの電圧を出力端子から出力する。このとき、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子に入力される制御信号Ｖ_Ｇｉの電圧値は、入力信号Ｖ_Ｓｉの電圧値と同じになる。従って、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉはオフ状態となり、ＬＥＤ２ｉは点灯状態となる。尚、このときの第３素子Ｔ３のドレイン端子の電圧は上記所定値以上であり、電流制御回路Ｓｗ２はオフ状態となる。これにより、第５素子Ｔ５のドレイン端子には、第１電流源ＣＳ１からのみ電流供給が行われる。

第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉがＨレベルになると、選択回路Ｓｗ１は、第２端子を出力端子に接続して、第２端子の電圧Ｖ_Ｂを制御信号Ｖ_Ｇｉとして出力端子から出力する。このとき、第２端子に接続された第２素子Ｔ２のソース端子の電圧Ｖ_Ｂ、即ち、第３素子Ｔ３のソース端子の電圧が、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子が充電されるまで一時的に低下し、これに伴って、第３素子Ｔ３のドレイン端子の電圧が低下する。そうすると、電流制御回路Ｓｗ２がオン状態となり、第５素子Ｔ５のドレイン端子に、第１電流源ＣＳ１に加え、第２電流源ＣＳ２から電流供給が行われる。即ち、第２素子Ｔ２に供給される電流量が、一時的に、第４素子Ｔ４及び第５素子Ｔ５で構成されるカレントミラー回路を介して、Ｉから｛Ｉ＋（Ｉ×α）｝となる。これにより、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子の充電時間が短縮される。

ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子の充電に伴い、第２素子Ｔ２のソース端子の電圧Ｖ_Ｂ及び第３素子Ｔ３のソース端子の電圧が上昇し、これに伴って、第３素子Ｔ３のドレイン端子の電圧が上昇する。ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子の充電が完了し、第３素子Ｔ３のドレイン端子の電圧が所定値以上になると、電流制御回路Ｓｗ２がオフ状態となる。これにより、第２素子Ｔ２のソース端子に供給される電流量が｛Ｉ＋（Ｉ×α）｝からＩとなる。ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉがオン状態になると、ＬＥＤ２ｉは消灯状態となる。

本実施形態の本発明装置１では、上述したように、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子を充電するタイミングで、一時的に、第２素子Ｔ２のソース端子に流す電流量を増加させることができるので、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのオフ状態からオン状態への切り替え時間を短縮化することが可能になる。これに伴い、ＬＥＤ２ｉの点灯状態から消灯状態への切り替え時間を短縮化することが可能になる。また、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子を充電するタイミング以外の期間では、第２素子Ｔ２のソース端子に流す電流量を減少させるので、本発明装置１全体で、消費電力の低減を図ることが可能になる。

〈第３実施形態〉
本発明装置の第３実施形態について、図７を基に説明する。尚、本実施形態では、上記第１及び第２実施形態とは、ＬＥＤスイッチング回路のトランジスタ制御回路の構成が異なる場合について説明する。

本実施形態の本発明装置１は、上記第１及び第２実施形態と同様に、図１に示すように、所定数ｎ個のＬＥＤ２１〜２ｎを直列接続してなるＬＥＤ列ＬＢと、第１パルス幅変調信号に同期して、オン状態とオフ状態が切り替わるように構成され、オン状態の場合にＬＥＤ列ＬＢを定電流駆動する定電流駆動回路３と、第１パルス幅変調信号のパルス幅以下のパルス幅を有する第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉ（ｉ＝１〜ｎ）に同期して、ＬＥＤ２ｉを点灯状態と消灯状態との間で切り替え可能に構成され、ＬＥＤ２ｉ毎に各別に設けられたＬＥＤスイッチング回路と、を備え、ＬＥＤスイッチング回路は、ドレイン端子がＬＥＤ２ｉのアノード端子に、ソース端子がＬＥＤ２ｉのカソード端子に夫々接続され、ＬＥＤ２ｉに流れる電流量を制御するＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉと、第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉに同期して、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉをオン状態とオフ状態との間で切り替える制御信号Ｖ_ＧｉをＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子に出力するトランジスタ制御回路５ｉと、を備えて構成されている。尚、本実施形態におけるＬＥＤ列ＬＢ、定電流駆動回路３、ＬＥＤ制御用トランジスタの構成は、上記第１及び第２実施形態と同じである。

トランジスタ制御回路５ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、本実施形態では、入力端子がＬＥＤ２ｉのカソード端子に接続され、入力端子の入力信号Ｖ_Ｓｉの電圧により定まる電圧Ｖ_Ｂを出力する制御電圧生成回路と、選択制御入力端子に第２パルス幅変調信号Ｓ_ＰＷＭｉが、第１入力端子にＬＥＤ２ｉのカソード端子の電圧Ｖ_Ｓｉが、第２入力端子に制御電圧生成回路の出力電圧Ｖ_Ｂが夫々入力され、出力端子がＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子に接続され、選択制御入力端子の入力電圧レベルに応じて第１入力端子または第２入力端子の何れか一方の電圧を選択し、制御信号Ｖ_Ｇｉとして出力端子から出力する選択回路Ｓｗ１と、を備えて構成されている。尚、選択回路Ｓｗ１の構成は、上記第１及び第２実施形態と同じである。

ここで、図７は、本実施形態におけるトランジスタ制御回路５の概略回路構成例を示している。

本実施形態の制御電圧生成回路は、図７に示すように、ゲート端子が選択回路Ｓｗ１の第１入力端子とＬＥＤ２のカソード端子（ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのソース端子）に接続され、ドレイン端子に接地電圧が入力されるＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第１素子Ｔ１と、ゲート端子及びドレイン端子が第１素子Ｔ１のソース端子に夫々接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第２素子Ｔ２と、ドレイン端子に所定の正電圧が入力され、ソース端子が選択回路Ｓｗ１の第２入力端子に接続されたＮ型ＭＯＳトランジスタで構成される第６素子Ｔ６と、ゲート端子及びドレイン端子が第６素子Ｔ６のゲート端子に、ソース端子が第２素子Ｔ２のソース端子に接続されたＮ型ＭＯＳトランジスタで構成される第７素子Ｔ７と、第７素子Ｔ７のゲート端子及びドレイン端子に定電流を供給する第１電流源ＣＳ１と、を備えて構成されている。

第６素子Ｔ６は、本実施形態では、ソース端子とバックゲート端子が短絡された構成となっており、バックバイアス効果による閾値電圧の変動を抑制できるようになっている。同様に、本実施形態の第７素子Ｔ７は、ソース端子とバックゲート端子が短絡された構成となっており、バックバイアス効果による閾値電圧の変動を抑制できるようになっている。

尚、本実施形態の本発明装置１では、Ｐ型ＭＯＳトランジスタである第１素子Ｔ１及び第２素子Ｔ２への電流供給とは別に、Ｎ型ＭＯＳトランジスタである第６素子Ｔ６及び第７素子Ｔ７で構成されるカレントミラー回路を利用して、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子の充電を行うので、第１素子Ｔ１及び第２素子Ｔ２における消費電力の低減を図り、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート端子の充電をより高速に行うことが可能になる。

〈別実施形態〉
〈１〉上記第１〜第３本実施形態では、トランジスタ制御回路５ｉの制御電圧生成回路により、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉをオン状態にする場合にゲート端子に入力する制御信号Ｖ_Ｇｉの電圧を、ＬＥＤ２のカソード端子から入力される入力信号Ｖ_Ｓｉの電圧を２つのＰ型ＭＯＳトランジスタの閾値電圧Ｖｔｐに応じて決まる電圧分（ΔＶ_Ｂ）上昇させて生成したが、これに限るものではない。Ｐ型ＭＯＳトランジスタの個数は任意に設定しても良いし、他の回路を用いても良い。尚、ＬＥＤ２のカソード端子から入力される入力信号Ｖ_Ｓｉの電圧に応じて、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉをオン状態にする場合にゲート端子に入力する制御信号Ｖ_Ｇｉの電圧を生成する構成にすれば、ＬＥＤ制御用トランジスタ４ｉのゲート・ソース間電圧（Ｖ_Ｇｉ−Ｖ_Ｓｉ）の変動量を抑え、ゲート・ソース間耐圧が高耐圧のトランジスタを用いる必要がなく、電流能力の高いトランジスタを使用することが可能となる。

〈２〉上記第１〜第３本実施形態では、ＬＥＤ列ＬＢに対し、外部電源により一定電圧Ｖ_ＬＥＤを印加するように構成したが、これに限るものではない。図８に示すように、ＤＣＤＣコンバータ６で構成されるスイッチングレギュレータにより、定電流駆動回路３を構成する定電流駆動用Ｎ型ＭＯＳトランジスタ３２のドレイン端子の電圧に応じて、電圧値を適宜調整しながら、ＬＥＤ列ＬＢに電圧を印加するように構成しても良い。ＤＣＤＣコンバータ６により適宜電圧値を調整するように構成すれば、熱損失の低減を図ることが可能になる。

本発明に係るＬＥＤ照明装置の概略構成例を示す概略部分ブロック図本発明に係るＬＥＤ照明装置のＬＥＤスイッチング回路の第１実施形態における概略構成例を示す概略部分回路図本発明に係るＬＥＤ照明装置の第２パルス幅変調信号とＬＥＤの点灯時間及び消灯時間の関係例を示すタイミングチャート本発明に係るＬＥＤ照明装置の第２パルス幅変調信号とＬＥＤの点灯時間及び消灯時間の関係例を示すタイミングチャート本発明に係るＬＥＤ照明装置の第２パルス幅変調信号とＬＥＤの点灯時間及び消灯時間の関係例を示すタイミングチャート本発明に係るＬＥＤ照明装置のＬＥＤスイッチング回路の第２実施形態における概略構成例を示す概略部分回路図本発明に係るＬＥＤ照明装置のＬＥＤスイッチング回路の第３実施形態における概略構成例を示す概略部分回路図本発明に係るＬＥＤ照明装置の他の概略構成例を示す概略部分ブロック図

符号の説明

１本発明に係るＬＥＤ照明装置
２ＬＥＤ
３定電流駆動回路
４ＬＥＤ制御用トランジスタ
５トランジスタ制御回路
６ＤＣＤＣコンバータ
３１パルス幅変調定電流駆動回路
３２定電流駆動用Ｎ型ＭＯＳトランジスタ
３３定電流駆動用抵抗素子
ＣＳ１第１電流源
ＣＳ２第２電流源
ＣＳ３第３電流源
ＬＢＬＥＤ列
Ｔ１Ｐ型ＭＯＳトランジスタ（第１素子）
Ｔ２Ｐ型ＭＯＳトランジスタ（第２素子）
Ｔ３Ｐ型ＭＯＳトランジスタ（第３素子）
Ｔ４Ｐ型ＭＯＳトランジスタ（第４素子）
Ｔ５Ｐ型ＭＯＳトランジスタ（第５素子）
Ｔ６Ｎ型ＭＯＳトランジスタ（第６素子）
Ｔ７Ｎ型ＭＯＳトランジスタ（第７素子）
ＥＮイネーブル信号（第１パルス幅変調信号）
Ｓ_ＰＷＭ第２パルス幅変調信号
Ｓｗ１スイッチ（選択回路）
Ｓｗ２スイッチ（電流制御回路）

Claims

所定数のＬＥＤを直列接続してなるＬＥＤ列と、
第１パルス幅変調信号に同期して、オン状態とオフ状態が切り替わるように構成され、前記オン状態の場合に前記ＬＥＤ列を定電流駆動する定電流駆動回路と、
前記第１パルス幅変調信号のパルス幅以下のパルス幅を有する第２パルス幅変調信号に同期して、前記ＬＥＤを点灯状態と低輝度状態または消灯状態との間で切り替え可能に構成され、前記ＬＥＤ毎に各別に設けられたＬＥＤスイッチング回路と、を備え、
前記ＬＥＤスイッチング回路は、ドレイン端子が前記ＬＥＤのアノード端子に、ソース端子が前記ＬＥＤのカソード端子に夫々接続され、前記ＬＥＤに流れる電流量を制御するＬＥＤ制御用トランジスタと、前記第２パルス幅変調信号に同期して、前記ＬＥＤ制御用トランジスタをオン状態とオフ状態との間、または、高抵抗状態と低抵抗状態の間で切り替える制御信号を前記ＬＥＤ制御用トランジスタのゲート端子に出力するトランジスタ制御回路と、を備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
前記ＬＥＤ制御用トランジスタが、ソース端子とバックゲート端子を短絡させたＮ型ＭＯＳトランジスタで構成されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
前記トランジスタ制御回路が、
入力端子が前記ＬＥＤのカソード端子に接続され、前記入力端子の入力電圧により定まる電圧を出力する制御電圧生成回路と、
選択制御入力端子に前記第２パルス幅変調信号が、第１入力端子に前記ＬＥＤのカソード端子の電圧が、第２入力端子に前記制御電圧生成回路の出力電圧が夫々入力され、出力端子が前記ＬＥＤ制御用トランジスタのゲート端子に接続され、前記選択制御入力端子の入力電圧レベルに応じて前記第１入力端子または前記第２入力端子の何れか一方の電圧を選択し、前記制御信号として前記出力端子から出力する選択回路と、を備えて構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ照明装置。
前記制御電圧生成回路が、
ゲート端子が前記ＬＥＤのカソード端子に接続され、ドレイン端子に接地電圧が入力されるＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第１素子と、
ゲート端子及びドレイン端子が前記第１素子のソース端子に夫々接続され、ソース端子が前記選択回路の前記第２入力端子に夫々接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第２素子と、
前記第２素子のソース端子に定電流を供給する第１電流源と、を備えて構成されることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ照明装置。
前記制御電圧生成回路が、
ゲート端子が前記ＬＥＤのカソード端子に接続され、ドレイン端子に接地電圧が入力されるＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第１素子と、
ゲート端子及びドレイン端子が前記第１素子のソース端子に、ソース端子が前記選択回路の前記第２入力端子に夫々接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第２素子と、
ゲート端子が前記第２素子のゲート端子及びドレイン端子に、ソース端子が前記第２素子のソース端子に夫々接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第３素子と、
ソース端子に所定の正電圧が入力され、ドレイン端子が前記第２素子のソース端子に接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第４素子と、
ソース端子に前記正電圧が入力され、ゲート端子及びドレイン端子が前記第４素子のゲート端子に夫々接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第５素子と、
前記第５素子のドレイン端子に定電流を供給する第１電流源と、
前記第３素子のドレイン端子の電圧に応じてオン状態とオフ状態を切り替える電流制御回路を介して、前記第５素子のドレイン端子に定電流を供給する第２電流源と、
前記第３素子のドレイン端子に定電流を供給する第３電流源と、を備えて構成されることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ照明装置。
前記制御電圧生成回路が、
ゲート端子が前記ＬＥＤのカソード端子に接続され、ドレイン端子に接地電圧が入力されるＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第１素子と、
ゲート端子及びドレイン端子が前記第１素子のソース端子に夫々接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第２素子と、
ドレイン端子に所定の正電圧が入力され、ソース端子が前記選択回路の前記第２入力端子に接続されたＮ型ＭＯＳトランジスタで構成される第６素子と、
ゲート端子及びドレイン端子が前記第６素子のゲート端子に、ソース端子が前記第２素子のソース端子に接続されたＮ型ＭＯＳトランジスタで構成される第７素子と、
前記第７素子のゲート端子及びドレイン端子に定電流を供給する第１電流源と、を備えて構成されることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ照明装置。
前記第１パルス幅変調信号の周波数が臨界融合周波数以上であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のＬＥＤ照明装置。