JP4644315B2 - 発光素子駆動装置、面状照明装置および液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、電源回路に接続されたＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）などの発光素子を定電流により駆動する発光素子駆動装置、当該発光素子駆動装置を備えた面状照明装置、および当該面状照明装置をバックライトとして用いた液晶表示装置に関する。

近年、ＬＥＤの用途の一つとして、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）のバックライト用途が普及しつつある。一般的にＬＥＤをＬＣＤ用バックライトとして使用する際には、直列に接続された複数個のＬＥＤに所定の定電流を流すことによって、発光を得ることができる。このとき、必要な光量に応じてＬＥＤの個数および電流量が決定される。また、ＬＥＤを駆動させるための駆動電圧は、電源電圧を所定の電圧に変換する電圧変換回路によって生成される。この電圧変換回路は、負荷であるＬＥＤの所定端子の電圧値もしくは電流値を検出してその値を帰還することによって駆動電圧の制御を行う。以上のようなＬＥＤ駆動技術は、例えば、特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示されている発光素子駆動装置について、図１を用いて以下に簡単に説明する。この従来例の発光素子駆動装置は、ＬＥＤが１つ以上直列接続して構成されたＬＥＤ列負荷を複数列備える。各ＬＥＤ列負荷１１０〜１１３は、各々のカソード端子に直列接続された定電流源１２０〜１２３により生成される定電流Ｉ０〜Ｉ３によって駆動される。各ＬＥＤ列負荷１１０〜１１３のカソード端子電圧Ｖ０〜Ｖ３は選択回路１３０に入力される。選択回路１３０は、カソード端子電圧Ｖ０〜Ｖ３のうち最小の電圧を選択して検出電圧Ｖｄｅｔとして出力し、検出電圧Ｖｄｅｔを制御回路１３１に入力する。制御回路１３１は検出電圧Ｖｄｅｔと図示しない内部の基準電圧Ｖｒｅｆとを比較する。そして、制御回路１３１は、検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆに等しくなるように電圧変換回路１００が動作するためのスイッチング信号Ｃｏｎｔをトランジスタ１０３のゲートに入力する。ここで、電圧変換回路１００はコイル１０１、ダイオード１０２、トランジスタ１０３およびコンデンサ１０４によって構成される昇圧変換回路であり、所定の入力電圧ＶｄｄをＬＥＤ列負荷１１０〜１１３の駆動に必要な出力電圧Ｖｈに変換する。出力電圧ＶｈはＬＥＤ列負荷１１０〜１１３のアノード端子に供給される。

図１に示す従来例の発光素子駆動装置において、各定電流源１２０〜１２３を個別にオンオフ駆動して、オン時間とオフ時間の割合を調整すると、各ＬＥＤ列負荷１１０〜１１３に流れる電流量を調整することができる。これにより、各ＬＥＤ列負荷について個別に輝度調整を行うことが可能である。また、選択回路１３０の働きによって、ＬＥＤ列負荷１１０〜１１３のうち最大の順方向電圧降下を有するＬＥＤ列負荷（即ち、カソード端子電圧Ｖ０〜Ｖ３のうち最小のカソード端子電圧を有するＬＥＤ列負荷）に合わせて、電圧変換回路１００の出力電圧Ｖｈが制御される。このため、各ＬＥＤ列負荷１１０〜１１３の発光を十分に確保しながら、損失の少ない駆動が実現できる。

特開２００３−３３２６２４号公報

ここで、従来例の発光素子駆動装置において、図２に示すように、ＬＥＤの個体ばらつきによって各ＬＥＤ列負荷１１０〜１１３の順方向電圧降下Ｖｆ０〜Ｖｆ３にばらつきがある場合（ここでは、Ｖｆ０＜Ｖｆ１＜Ｖｆ２＜Ｖｆ３とする）を想定する。この場合、電圧変換回路１００の出力電圧Ｖｈは、最大の順方向電圧降下Ｖｆ３を有するＬＥＤ列負荷１１３に合わせて制御される。このため、他のＬＥＤ列負荷１１０〜１１２に接続されている定電流源１２０〜１２２には、ばらつきに相当する電圧Ｖｐ０〜Ｖｐ２が余分な電圧としてかかることになる。その結果、電圧Ｖｐ０〜Ｖｐ２にそれぞれ定電流Ｉ０〜Ｉ２を掛け合わせた大きさの電力損失が発生し、発光素子駆動装置の消費電力の増加を招いてしまう。

ここでは、１つのＬＥＤ列負荷あたりのＬＥＤ直列接続数が４つであり、かつＬＥＤ列負荷の並列接続数が４つである場合について図示した。しかし、ＬＥＤ列負荷の規模が大きくなるに従って、ＬＥＤ個体ばらつきの影響を大きく受けるため、消費電力の増加はより深刻な問題となる。また、定電流源にかかる電力損失が増加するということは、発光素子駆動装置のパッケージの許容損失にも大きく影響を及ぼし、より大きな許容損失を持ったパッケージが必要になるという課題も生じる。

本発明の目的は、ＬＥＤの順方向電圧降下のばらつきによって発生する消費電力の増加を抑制することが可能な発光素子駆動装置、それを用いた面状照明装置および液晶表示装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の発光素子駆動装置は、複数の発光素子列の駆動を行う発光素子駆動装置であって、前記駆動に用いられる複数の印加電圧を生成するために複数個設けられ、その個数は発光素子列の個数よりも少数である、複数の電圧印加部と、前記複数の発光素子列が個別に接続される電圧印加部を前記複数の電圧印加部の内で切り替える切替部と、前記切替部を制御する制御部と、を備え、前記複数の電圧印加部の各々は、当該電圧印加部に接続されている発光素子列に印加する印加電圧を、当該電圧印加部に接続されている発光素子列の順方向電圧降下のうち最大の順方向電圧降下に基づいて定まる検出電圧に基づいて生成し、前記制御部は、前記複数の電圧印加部にそれぞれ対応する複数のグループに前記複数の発光素子列を振り分けるためのグループ分けを、前記複数の発光素子列の各々についての順方向電圧降下と印加電圧との差の合計値が最小となるように行いつつ、前記複数の発光素子列がグループ毎に異なる電圧印加部に接続されるように前記切替部を制御する。

また、本発明の面状照明装置は、平面上に配置された複数の発光素子列と、前記複数の発光素子列に接続される前記発光素子駆動装置と、を備える。

また、本発明の液晶表示装置は、前記面状照明装置と、前記面状照明装置からの照明光を背面から入射し、当該照明光を映像信号に応じて空間変調して映像を表示する液晶パネルと、を備える。

本発明の発光素子駆動装置によれば、各ＬＥＤ列負荷の順方向電圧降下の大きさに基づいてＬＥＤ列負荷を分類し、複数の電圧変換回路へ組み替え制御を行うことによって、ＬＥＤの順方向電圧ばらつきによって発生する消費電力の増加を抑制することが可能となる。

従来例の発光素子駆動装置の構成を示すブロック図 従来例の発光素子駆動装置においてＬＥＤの順方向電圧降下がばらついた場合の動作説明図 本発明の実施の形態１に係る発光素子駆動装置の全体構成例を示すブロック図 ＶＦ判定部４０の具体的な構成を示す回路図 本発明の実施の形態１に係る発光素子駆動装置における切り替え制御部４１の動作シーケンスを示すフローチャート ＬＥＤ列負荷組み替え前の状態を説明するための図 ＬＥＤ列負荷組み替え後の状態を説明するための図 本発明の実施の形態２に係る発光素子駆動装置の全体構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る発光素子駆動装置における切り替え制御部４１の動作シーケンスを示すフローチャート 本発明の実施の形態３に係る発光素子駆動装置の全体構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る発光素子駆動装置の全体構成例を示すブロック図 電圧比較部４４の具体的な構成を示す回路図 本発明の実施の形態５に係る発光素子駆動装置の全体構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態５に係る発光素子駆動装置の動作シーケンスを示す遷移図 本発明の実施の形態６における切り替え動作シーケンスを示すフローチャート 本発明の実施の形態に係る面状照明装置を備えた液晶表示装置の概略構成図

以下に、本発明の実施形態に係る発光素子駆動装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下において実施の形態で記述される数字は、本発明の実施形態を具体的に説明するために例示したものであり、本発明は例示された数字に制限されない。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る発光素子駆動装置について、図３〜図６を用いて説明する。図３は、実施の形態１に係る発光素子駆動装置の全体構成例を示すブロック図である。図３に示すように、この発光素子駆動装置は、電圧変換回路１〜２と、切り替え回路３０〜３１と、定電流源２１〜２４と、最小値検出部３２、３４と、ＰＷＭ制御部３３、３５と、ＶＦ判定部４０と、切り替え制御部４１と、電流制御部４２と、を備え、ＬＥＤ列負荷１１〜１４を駆動する。

なお、電圧変換回路１、最小値検出部３２、およびＰＷＭ制御部３３を合わせた構成は、１つの電圧印加部の具体例である。また、切り替え回路３０、３１を合わせた構成は、切替部の具体例である。また、ＶＦ判定部４０、切り替え制御部４１、および電流制御部４２を合わせた構成は、制御部の具体例である。また、ＬＥＤ列負荷１１〜１４は、それぞれ発光素子列の具体例である。

電圧印加部は、各々に接続される複数の発光素子列の順方向電圧降下の内、最大の順方向電圧降下に基づいて定まる検出電圧に基づいて、接続される複数の発光素子列への印加電圧を決定して印加する。切替部は、発光素子列のそれぞれを、複数の電圧印加部の内いずれの電圧印加部に接続するかを切り替える。制御部は、各々の電圧印加部において接続される複数の発光素子列の順方向電圧降下の差が最小となるように、切替部を制御する。以下、具体構成を用いて詳細を説明する。

電圧変換回路１は、昇圧型スイッチング電源であり、コイルＬ１と、ダイオードＤ１と、トランジスタＭ１と、コンデンサＣ１とにより構成される。電圧変換回路１は、ＰＷＭ
制御部３３からの制御信号Ｖｐｗｍ１に基づいて、所定の入力電圧Ｖｃｃを各ＬＥＤ列負荷１１〜１４の駆動に必要な出力電圧Ｖｏｕｔ１に昇圧して、出力電圧Ｖｏｕｔ１を出力する。

電圧変換回路２は、昇圧型スイッチング電源であり、コイルＬ２と、ダイオードＤ２と、トランジスタＭ２と、コンデンサＣ２とにより構成される。電圧変換回路２は、ＰＷＭ制御部３５からの制御信号Ｖｐｗｍ２に基づいて、所定の入力電圧Ｖｃｃを各ＬＥＤ列負荷１１〜１４の駆動に必要な出力電圧Ｖｏｕｔ２に昇圧して、出力電圧Ｖｏｕｔ２を出力する。

切り替え回路３０は、セレクタ３０ａ〜３０ｄを有するセレクタ回路群である。切り替え回路３０は、切り替え制御部４１からの制御信号Ｖｓｅｌ１に基づいて、各ＬＥＤ列負荷１１〜１４のアノード端子Ｐ１Ｈ〜Ｐ４Ｈのそれぞれを、電圧変換回路１の出力端子ＰＯ１または電圧変換回路２の出力端子ＰＯ２のいずれかに接続する。セレクタ３０ａ〜３０ｄは、例えばＭＯＳスイッチ等により構成される。

定電流源２１〜２４は、それぞれＬＥＤ列負荷１１〜１４のカソード端子Ｐ１Ｌ〜Ｐ４Ｌに直列接続され、ＬＥＤの発光に必要な定電流Ｉ１〜Ｉ４を各ＬＥＤ列負荷１１〜１４に供給する。各定電流源２１〜２４は、電流制御部４２からの制御信号Ｖｃｎｔに基づいてオンオフ制御が可能であり、オン時間とオフ時間の割合を調整する。これにより、各ＬＥＤ列負荷１１〜１４へ供給する電流量を調整し、ＬＥＤの発光量を制御することができる。

切り替え回路３１は、セレクタ３１ａ〜３１ｄを有するセレクタ回路群である。切り替え回路３１は、切り替え制御部４１からの制御信号Ｖｓｅｌ２に基づいて、各ＬＥＤ列負荷１１〜１４のカソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ４のそれぞれを、最小値検出部３２または最小値検出部３４のいずれかに接続する。セレクタ３１ａ〜３１ｄは、例えばＭＯＳスイッチ等により構成される。各ＬＥＤ列負荷１１〜１４のカソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ４は、各ＬＥＤ列負荷１１〜１４の順方向電圧降下に基づいて定まる。

最小値検出部３２は、切り替え回路３１で接続されたカソード端子電圧のうち、最小の電圧を選択し、検出電圧Ｖｄｅｔ１としてＰＷＭ制御部３３へ入力する。検出電圧Ｖｄｅｔ１は、選択された最小のカソード端子電圧と同じ電圧である必要はなく、例えば、カソード端子電圧のうちの最小の電圧を所定電圧だけシフトさせたような、最小の電圧に基づいて生成された電圧であっても良い。

最小値検出部３４は、切り替え回路３１で接続されたカソード端子電圧のうち、最小の電圧を選択し、検出電圧Ｖｄｅｔ２としてＰＷＭ制御部３５へ入力する。検出電圧Ｖｄｅｔ２は、選択された最小のカソード端子電圧と同じ電圧である必要はなく、例えば、カソード端子電圧のうちの最小の電圧を所定電圧だけシフトさせたような、最小の電圧に基づいて生成された電圧であっても良い。最小値検出部３２、３４は、それぞれ検出回路の一例である。

ＰＷＭ制御部３３は、入力された検出電圧Ｖｄｅｔ１と、図示しない基準信号Ｖｒｅｆとを比較する。この比較結果に基づいて、検出電圧Ｖｄｅｔ１が基準電圧Ｖｒｅｆと等しくなるように、制御信号Ｖｐｗｍ１が電圧変換回路１のトランジスタＭ１のゲートに入力される。この制御信号Ｖｐｗｍ１に基づいて、電圧変換回路１はトランジスタＭ１のスイッチングを行い、出力電圧Ｖｏｕｔ１を生成する。

ＰＷＭ制御部３５は、入力された検出電圧Ｖｄｅｔ２と、図示しない基準信号Ｖｒｅｆ
とを比較する。この比較結果に基づいて、検出電圧Ｖｄｅｔ２が基準電圧Ｖｒｅｆと等しくなるように、制御信号Ｖｐｗｍ２が電圧変換回路２のトランジスタＭ２のゲートに入力される。この制御信号Ｖｐｗｍ２に基づいて、電圧変換回路２はトランジスタＭ２のスイッチングを行い、出力電圧Ｖｏｕｔ２を生成する。

ＶＦ判定部４０は、入力されたカソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ４に基づいて、各ＬＥＤ列負荷１１〜１４における順方向電圧降下の大小関係を判定し、判定結果である判定信号Ｖｃｈを切り替え制御部４１に入力する。

図４は、ＶＦ判定部４０の具体的な構成例を示す図である。定電流源２１〜２４のカソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ４は、それぞれｐｎｐトランジスタ５１〜５４のベース端子に接続される。各ｐｎｐトランジスタ５１〜５４のエミッタ端子は接点Ｅにおいてショートされる。電源Ｖｄｄと接点Ｅとの間に定電流Ｉｂを流す定電流源５０が接続される。各ｐｎｐトランジスタ５１〜５４のコレクタ端子と接地との間にそれぞれ抵抗５５〜５８が接続され、各コレクタ端子の電圧は、バッファ回路５９〜６２を介して所定のロジックレベル電圧Ｖｃｈ［０］〜Ｖｃｈ[３]に変換される。

図４に示す回路では、カソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ４のうち最小の電圧に接続するｐｎｐトランジスタに定電流源５０の電流Ｉｂが流れる。このため、各コレクタ電圧をモニタすることによって、カソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ４のうち最小のカソード端子電圧を特定することができる。得られた情報は、４ビットの判定信号Ｖｃｈ［３：０］として、切り替え制御部４１へ出力される。

切り替え制御部４１は、入力された判定信号Ｖｃｈに基づいて制御信号Ｖｓｅｌ１〜Ｖｓｅｌ３を生成し、制御信号Ｖｓｅｌ１〜Ｖｓｅｌ３を、それぞれ切り替え回路３０、３１および電流制御部４２に入力する。切り替え制御部４１は、例えば論理回路またはマイコンにより構成される。

電流制御部４２は、制御信号Ｖｓｅｌ３に基づいて定電流源２１〜２４のオンオフを個別に制御するための制御信号Ｖｃｎｔを生成し、制御信号Ｖｃｎｔを各定電流源２１〜２４へ入力する。

本発明の実施の形態１における発光素子駆動装置では、各ＬＥＤ列負荷間の順方向電圧降下のばらつきに基づいてＬＥＤ列負荷のグループ分けを行う。そして、グループ分けの結果として得られる複数のＬＥＤ列負荷群を複数の電圧変換回路で分担する。即ち、ある電圧変換回路が、あるＬＥＤ列負荷群に属するＬＥＤ列負荷を駆動し、別の電圧変換回路が、別のＬＥＤ列負荷群に属するＬＥＤ列負荷を駆動する。このような駆動を行うことにより、各電圧変換回路に接続されたＬＥＤ列負荷群内における順方向電圧降下のばらつき量を低減し、消費電力の削減を実現する。

図５〜図７を用いて、本発明の実施の形態１における発光素子駆動装置の動作シーケンスの一例について説明する。本発光素子駆動装置において、制御部は、全ての発光素子列を同一の電圧印加部に接続するように切替部を制御した後、当該電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最大の順方向電圧降下を有する発光素子列を別の電圧印加部に接続するように切替部を制御する。以下の具体例では、動作説明のための一例として、各ＬＥＤ列負荷１１〜１４の順方向電圧降下の関係は「Ｖｆ１＜Ｖｆ２＜Ｖｆ３＜Ｖｆ４」であるとする。

まず、切り替え回路３０、３１を制御して、全てのＬＥＤ列負荷１１〜１４のアノード端子Ｐ１Ｈ〜Ｐ４Ｈを電圧変換回路２の出力端子ＰＯ２に接続し、カソード端子Ｐ１Ｌ〜
Ｐ４Ｌを最小値検出回路３４に接続する。すなわち、全てのＬＥＤ列負荷１１〜１４を電圧変換回路２の系（電圧変換回路２を有する電圧印加部）へ接続する（ステップＳ３１）。このときの等価回路構成は図６のようになる。そして、定電流源２１〜２４を全てオンさせることによって、全てのＬＥＤ列負荷１１〜１４を駆動させる（ステップＳ３２）。

このとき、全てのＬＥＤ列負荷１１〜１４が電圧変換回路２に接続されている。このため、全ての定電流源２１〜２４をオンさせると、電圧変換回路２には非常に大きな電流出力が要求されることになる。そこで、ＬＥＤの組み換えシーケンス中は通常動作時よりもＬＥＤ電流の値を小さくすることによって、電圧変換回路２の負担を低減させても良い。

次に、ＶＦ判定部４０が、オンしている定電流源２１〜２４にかかる各カソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ４のうち、最小のカソード端子電圧Ｖｆｂ４を検出することによって、どの定電流源が最小のカソード端子電圧で駆動しているのかを判定する（ステップＳ３３）。そして、ＶＦ判定部４０は、その判定結果（判定信号Ｖｃｈ）を切り替え制御部４１に通知する（ステップＳ３４）。

切り替え制御部４１は、判定結果に基づいて生成された制御信号Ｖｓｅｌ３を電流制御部４２へ入力し、電流制御部４２は、最小のカソード端子電圧Ｖｆｂ４がかかる定電流源２４をオフする（ステップＳ３５）。

また、切り替え制御部４１は、制御信号Ｖｓｅｌ１、Ｖｓｅｌ２によって切り替え回路３０、３１を制御し、最小のカソード端子電圧Ｖｆｂ４（つまり最大の順方向電圧降下）を有するＬＥＤ列負荷１４にかかわる接続を切り替えさせる（ステップＳ３６）。具体的には、切り替え制御部４１は、ＬＥＤ列負荷１４のアノード端子Ｐ４Ｈの接続先を、電圧変換回路２の出力端子ＰＯ２から電圧変換回路１の出力端子ＰＯ１に切り替えさせる。また、切り替え制御部４１は、カソード端子Ｐ４Ｌの接続先を、最小値検出部３４から最小値検出部３２に切り替えさせる。

ステップＳ３３〜ステップＳ３６は、ＬＥＤ列負荷の個数の１／２に相当する回数だけ、繰り返される（ステップＳ３７）。本実施の形態では、ＬＥＤ列負荷の個数が４であるため、ステップＳ３３〜ステップＳ３６は、２回まで行われる。ステップＳ３３〜Ｓ３６は、これまでに１回だけ行われているため、あと１回だけ行われる。このとき、定電流源２４を除いた残りの定電流源２１〜２３がオンしているので、定電流源２１〜２３についてステップＳ３３〜ステップＳ３６が行われる。

具体的には、ＶＦ判定部４０が各定電流源にかかるカソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ３の最小値を検出することによって、最小のカソード端子電圧がかかる定電流源を判定し、判定結果（判定信号Ｖｃｈ）を切り替え制御部４１に通知する。

切り替え制御部４１は、得られた判定結果（判定信号Ｖｃｈ）に基づいて生成した制御信号Ｖｓｅｌ３を電流制御部４２へ入力し、電流制御部４２は、最小のカソード端子電圧Ｖｆｂ３で駆動する定電流源２３をオフする。また、切り替え制御部４１は、制御信号Ｖｓｅｌ１、Ｖｓｅｌ２によって切り替え回路３０、３１を制御し、最小のカソード端子電圧Ｖｆｂ３（つまり最大の順方向電圧降下）を有するＬＥＤ列負荷１３にかかわる接続を切り替えさせる。具体的には、切り替え制御部４１は、ＬＥＤ列負荷１３のアノード端子Ｐ３Ｈの接続先を、電圧変換回路２の出力端子ＰＯ２から電圧変換回路１の出力端子ＰＯ１に切り替えさせる。また、切り替え制御部４１は、カソード端子Ｐ３Ｌの接続先を、最小値検出部３４から最小値検出部３２に切り替えさせる。

このように、最小のカソード端子電圧がかかる定電流源を検出して順次オフしていくこ
とによって、複数のＬＥＤ列負荷の中から順方向電圧降下が大きなものを順番に抽出し、切り替え回路３０、３１によって接続を切り替えていくことができる。

以上のように、各カソード端子電圧の判定とＬＥＤ列負荷の接続の切り替えを、全ＬＥＤ列負荷数の半分の回数だけ行うことによって、順方向電圧降下の大きさに基づいて均等な数のＬＥＤ列負荷を２つの電圧変換回路１および２に振り分けることができる（図７参照）。

以上のように、各ＬＥＤ列負荷のカソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ４に基づいて、複数の電圧変換回路で各ＬＥＤ列負荷の組み換えを行うことにより、図６に示すような各ＬＥＤ列負荷の順方向電圧降下Ｖｆ１〜Ｖｆ４のばらつき分の電圧Ｖｐ１〜Ｖｐ３の合計値を、図７に示すようなばらつき分の電圧Ｖｐ１’およびＶｐ２’の合計値へと減少させることが可能となる。そのため、消費電力を削減することが可能となる。具体的な数値を用いて説明すると、例えば、Ｖｆ１が１０Ｖ、Ｖｆ２が１１Ｖ、Ｖｆ３が１２Ｖ、Ｖｆ４が１３Ｖであるとする。このとき図６に示すＶｐ１が３Ｖ、Ｖｐ２が２Ｖ、Ｖｐ３が１Ｖとなり、合計値は６Ｖである。一方、図７に示すＶｐ１’、Ｖｐ２’はいずれも１Ｖとなり、合計値は２Ｖとなる。このように、本実施の形態によれば、各ＬＥＤ列負荷が複数の電圧変換回路にどのような組み合わせで接続されていたとしても、上述した制御を行うことで図７に示すように消費電力を最低限に抑えた接続に組み換えることが出来る。

また、消費電力を最低限に抑えることで、発光素子駆動装置のパッケージついても、許容損失の小さなパッケージを使用することが可能となり、ＩＣコスト削減および実装基板コスト削減が実現できる。さらに、ＬＥＤのばらつき選別に必要な工数を削減することにも貢献できる。

なお、本実施の形態においては、上記動作シーケンスの一例では、各電圧変換回路１および２に接続されるＬＥＤ列負荷の数が実質的に同数となるよう、組み換え処理の回数をＬＥＤ列負荷数の半分（本実施の形態では２回）とした。しかし、本発明の機能を実現する組み換え処理の回数はこれに限定されない。ただし、組み換え処理の回数を２回とすることで、各電圧印加部に接続されるＬＥＤ列負荷の数を均一化することができ、電圧印加部の負荷を均一化できる。より一般的には、電圧印加部の全数をＭ、接続される発光素子列の全数をＮとすると、一つの電圧印加部にはＮ／Ｍの数の発光素子列が接続されればよい。従って、一つの電圧印加部に対して組み換え処理をＮ／Ｍ回繰り返すことで、負荷を均一にするための最適な発光素子列の接続数にすることができる。ただし、Ｍ、Ｎは正の整数であり、Ｍ＜Ｎである。

また、上記動作シーケンスの一例では、ＶＦ判定部４０が１回の判定を行うたびに判定結果（判定信号Ｖｃｈ）に基づいてＬＥＤ列負荷の組み替えを行った。しかし、複数回の判定を行うたび、または全ての判定を終えてから、最後に切り替え制御部４１によって切り替え回路３０および３１を制御してＬＥＤ列負荷の組み替えを行っても良い。その際には、毎回の判定結果（判定信号Ｖｃｈ）を切り替え制御部４１に蓄えておくことによって、所望のＬＥＤ列負荷の振り分けを実現できる。

また、ＶＦ判定部４０は、各カソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ４の最小値を判定する代わりに、最大値を判定してもよい。つまり、ＶＦ判定部４０は、最大のカソード端子電圧がかかる定電流源を特定し、その判定結果（判定信号Ｖｃｈ）を切り替え制御部４１に通知する。この場合、切り替え制御部４１は、得られた判定結果（判定信号Ｖｃｈ）に基づいて、最大のカソード端子電圧がかかる定電流源をオフする、という動作を所定回数繰り返すことにより、各ＬＥＤ列負荷の選別を行うことも可能である。言い換えると、電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最小の順方向電圧降下を有する発光素子列を別
の電圧印加部に接続するように切替部を制御してもよい。

また、本実施の形態１による発光駆動装置では、電圧変換回路１は、所定の入力電圧Ｖｃｃを、それよりも高い電圧へと変換して出力する昇圧変換回路の構成としたが、ＬＥＤ列負荷の発光に十分な出力電圧Ｖｏｕｔ１およびＶｏｕｔ２が得られるのであれば、所定の入力電圧Ｖｃｃを、それよりも低い電圧へと変換して出力する降圧変換回路としても良いし、所定の入力電圧Ｖｃｃよりも低い電圧にも高い電圧にも変換して出力できる昇降圧変換回路の構成としても良い。

なお、本実施の形態において、発光素子列であるＬＥＤ列負荷のそれぞれは、ＬＥＤ４つを直列接続している構成としたが、これに限られない。ＬＥＤが１つ以上であれば適用することが出来る。即ち、１つの発光素子列は、１つ以上の発光素子により構成される。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る発光素子駆動装置について、図８〜９を用いて説明する。実施の形態２では、実施の形態１に係る発光素子駆動装置と比較して、主に、電圧変換回路３と、ＬＥＤ列負荷１５、１６と、定電流源２５、２６と、セレクタ３０ｅ〜３０ｆと、セレクタ３１ｅ〜３１ｆと、最小値検出部３６と、ＰＷＭ制御部３７と、が付加されている点で異なる。図８は、実施の形態２に係る発光素子駆動装置の全体構成例を示すブロック図である。

電圧変換回路３は、昇圧型スイッチング電源であり、コイルＬ３と、ダイオードＤ３と、トランジスタＭ３と、コンデンサＣ３とにより構成される。電圧変換回路３は、ＰＷＭ制御部３７からの制御信号Ｖｐｗｍ３に基づいて、所定の入力電圧Ｖｃｃを各ＬＥＤ列負荷１１〜１４の駆動に必要な電圧Ｖｏｕｔ３に昇圧して、電圧Ｖｏｕｔ３を出力する。

切り替え回路３０は、セレクタ３０ａ〜３０ｆを有するセレクタ回路群である。切り替え回路３０は、切り替え制御部４１からの制御信号Ｖｓｅｌ１に基づいて、各ＬＥＤ列負荷１１〜１６のアノード端子Ｐ１Ｈ〜Ｐ６Ｈのそれぞれを、電圧変換回路１の出力端子ＰＯ１、電圧変換回路２の出力端子ＰＯ２または電圧変換回路３の出力端子ＰＯ３のいずれかに接続する。セレクタ３０ａ〜３０ｆは、例えばＭＯＳスイッチ等により構成される。

定電流源２５、２６は、それぞれＬＥＤ列負荷１５、１６のカソード端子Ｐ５Ｌ、Ｐ６Ｌに直列接続され、ＬＥＤの発光に必要な定電流Ｉ５、Ｉ６を各ＬＥＤ列負荷１５、１６に供給する。

各定電流源２５、２６は、電流制御部４２からの制御信号Ｖｃｎｔに基づいてオンオフ制御が可能であり、オン時間とオフ時間の割合を調整する。これにより、ＬＥＤ列負荷１５、１６へ供給する電流量を調整し、ＬＥＤの発光量を制御することができる。

切り替え回路３１は、セレクタ３１ａ〜３１ｆを有するセレクタ回路群である。切り替え回路３１は、切り替え制御部４１からの制御信号Ｖｓｅｌ２に基づいて、各カソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ６のそれぞれを、最小値検出部３２、最小値検出部３４、または最小値検出部３６、のいずれかに接続する。セレクタ３１ａ〜３１ｆは、例えばＭＯＳスイッチ等により構成される。各ＬＥＤ列負荷１１〜１６のカソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ６は、各ＬＥＤ列負荷１１〜１６の順方向電圧降下に基づいて定まる。

最小値検出部３６は、切り替え回路３１で接続されたカソード端子電圧のうち、最小の電圧を選択し、検出電圧Ｖｄｅｔ３としてＰＷＭ制御部３７へ入力する。検出電圧Ｖｄｅｔ３は、選択された最小のカソード端子電圧と同じ電圧である必要はなく、例えば、各カ
ソード端子電圧のうちの最小値を所定電圧だけシフトさせたような、最小のカソード端子電圧に基づいて生成された電圧であっても良い。

ＰＷＭ制御部３７は、入力された検出電圧Ｖｄｅｔ３と、図示しない基準信号Ｖｒｅｆとを比較する。この比較結果に基づいて、検出電圧Ｖｄｅｔ３が基準電圧Ｖｒｅｆと等しくなるように、制御信号Ｖｐｗｍ３が電圧変換回路３のトランジスタＭ３のゲートに入力される。この制御信号Ｖｐｗｍ３に基づいて、電圧変換回路３はトランジスタＭ３のスイッチングを行い、出力電圧Ｖｏｕｔ３を生成する。

ＶＦ判定部４０は、入力されたカソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ６に基づいて、各ＬＥＤ列負荷１１〜１６における順方向電圧降下の大小関係を判定し、判定結果である判定信号Ｖｃｈを切り替え制御部４１に入力する。

それ以外の構成および動作については、実施の形態１で示したものと同様であるため、説明は省略する。

本発明の実施の形態２によれば、ＬＥＤ列負荷１１〜１６を順方向電圧降下の大きさに基づいて３つのグループに分類し、分類された３つのＬＥＤ列負荷群をそれぞれ３つの電圧変換回路１〜３で駆動する。すなわち、実施の形態１で示した様に電圧変換回路２つで駆動するような発光素子駆動装置を用いた場合よりも、それぞれの電圧変換回路に接続されたＬＥＤ列負荷群内での順方向電圧降下のばらつき幅を低減することが可能となる。このため、更なる消費電力削減が実現できる。

図９に示すフローチャートを用いて、本実施の形態２による発光素子駆動装置の動作シーケンスについて簡単に説明する。実施の形態１の図５で示した動作とは、ＬＥＤ列負荷を２つではなく３つのグループに分類し、それぞれを３つの電圧変換回路１〜３に振り分ける点が異なる。

まず、全てのＬＥＤ列負荷のアノード端子Ｐ１Ｈ〜Ｐ６Ｈを電圧変換回路３の出力端子ＰＯ３に接続し、カソード端子Ｐ１Ｌ〜Ｐ６Ｌを最小値検出部３６に接続する。すなわち、全てのＬＥＤ列負荷１１〜１６を電圧変換回路３の系（電圧変換回路３を有する電圧変換部）へ接続する（ステップＳ７１）。そして、定電流源２１〜２６を全てオンさせ、ＬＥＤ列負荷１１〜１６を全て駆動する（ステップＳ７２）。

次に、ＶＦ判定部４０が、オンしている定電流源の中で、最小のカソード端子電圧がかかる定電流源を判定する（ステップＳ７３）。そして、ＶＦ判定部４０は、判定結果（判定信号Ｖｃｈ）を切り替え制御部４１に通知する（ステップＳ７４）。

切り替え制御部４１は、最小のカソード端子電圧がかかる定電流源を、電流制御部４２を介してオフさせる（ステップＳ７５）。そして、切り替え制御部４１は、切り替え回路３０、３１を制御して、オフさせた定電流源に接続されているＬＥＤ列負荷の接続先を、電圧変換回路３の系から電圧変換回路１の系に切り替えさせる（ステップＳ７６）。

そして、残りのオンしている定電流源およびＬＥＤ列負荷に対して、全ＬＥＤ列負荷数の１／３に相当する回数だけ、上記と同様の判定と電圧変換回路１への接続切り替えを繰り返し行う（ステップＳ７７）。

次に、全ＬＥＤ列負荷数の２／３に相当する残りのオンしている定電流源およびＬＥＤ列負荷に対しても、上記のステップＳ７３〜Ｓ７７と同様の動作を行う（ステップＳ７８〜Ｓ８２）。ただし、ステップＳ７８〜Ｓ８２では、オフさせた定電流源に接続されてい
るＬＥＤ列負荷の接続先は、電圧変換回路３の系から電圧変換回路２の系に切り替えられる。

以上より、全ＬＥＤ列負荷は、順方向電圧降下の大きさに基づいて、均等な数（全ＬＥＤ列負荷数の１／３に相当する数）のＬＥＤ列負荷をそれぞれ含む３つのグループに分類される。より具体的には、全ＬＥＤ列負荷を、順方向電圧降下が大きな順から電圧変換回路１、電圧変換回路２、電圧変換回路３に振り分けることができる。

なお、上記動作シーケンスの一例では、各電圧変換回路１〜３に接続されるＬＥＤ列負荷の数が実質的に同数となるよう、組み換え処理の回数をＬＥＤ列負荷数の１／３（本実施の形態では３回）とした。しかし、本発明の機能を実現する組み換え処理の回数はこれに限定されない。ただし、組み換え処理の回数を３回とすることで、各電圧印加部に接続されるＬＥＤ列負荷の数を均一化することができ、電圧印加部の負荷を均一化できる。より一般的には、電圧印加部の全数をＭ、接続される発光素子列の全数をＮとすると、一つの電圧印加部にはＮ／Ｍの数の発光素子列が接続されればよい。従って、一つの電圧印加部に対して組み換え処理をＮ／Ｍ回繰り返すことで、負荷を均一にするための最適な発光素子列の接続数にすることができる。さらに、処理をＮ／Ｍ回繰り返した後、接続を切替える先の電圧印加部を変更して再度前記処理を繰り返すことで、各電圧印加部に対して均一な数の発光素子列を接続させることが出来る。また、電圧印加部の数が更に増えた場合は、このような接続を切替える先の電圧印加部の変更処理をＭ−２回繰り返せば、全ての電圧印加部に対して全ての発光素子列を均一に接続させることが出来る。ただし、Ｍ、Ｎは正の整数であり、Ｍ＜Ｎである。

また、上記動作シーケンスの一例では、ＶＦ判定部４０が１回の判定を行うたびに判定結果（判定信号Ｖｃｈ）に基づいてＬＥＤ列負荷の組み替えを行った。しかし、複数回の判定を行うたび、または全ての判定を終えてから、最後に切り替え制御部４１によって切り替え回路３０および３１を制御してＬＥＤ列負荷の組み替えを行っても良い。その際には、毎回の判定結果（判定信号Ｖｃｈ）を切り替え制御部４１に蓄えておくことによって、所望のＬＥＤ列負荷の振り分けを実現できる。

また、ＶＦ判定部４０は、各カソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ６の最大値を判定することにより、最大のカソード端子電圧がかかる定電流源を判定し、その判定結果（判定信号Ｖｃｈ）を切り替え制御部４１に通知してもよい。この場合、切り替え制御部４１は、得られた判定結果（判定信号Ｖｃｈ）に基づいて、最大のカソード端子電圧がかかる定電流源をオフする、という動作を所定回数繰り返すことにより、各ＬＥＤ列負荷の選別を行うことも可能である。

また、本実施の形態２による発光駆動装置では、電圧変換回路の数および順方向電圧降下の大きさに基づくＬＥＤ列負荷の分類数をそれぞれ３つとしたが、本発明の機能を実現する回路構成はこれに限定されない。すなわち、実施の形態１から実施の形態２への応用と同じ要領で、ＬＥＤ列負荷の分類数を４つ以上にすることにより、各電圧変換回路におけるＬＥＤ列負荷の順方向電圧のばらつき幅をさらに低減することができる。このため、更なる消費電力の低減を実現することができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る発光素子駆動装置について、図１０を用いて説明する。実施の形態３では、実施の形態２に係る発光素子駆動装置と比べて、主に、ＶＦ判定部４０とは異なるＶＦ判定部４０ｂと、切り替え制御部４１とは異なる切り替え制御部４１ｂと、を有する点で異なる。図１０は、実施の形態３に係る発光素子駆動装置の全体構成例を示すブロック図である。本実施の形態の発光素子駆動装置において、制御部は、全ての発
光素子列を同一の電圧印加部に接続するように切替部を制御した後、当該電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最大の順方向電圧降下を有する発光素子列を別の電圧印加部に接続するとともに、当該電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最小の順方向電圧降下を有する発光素子列をさらに別の電圧印加部に接続するように切替部を制御する。以下、具体構成を用いて詳細を説明する。

ＶＦ判定部４０ｂは、カソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ６のうち、最小のカソード端子電圧がかかる定電流源と、最大のカソード端子電圧がかかる定電流源とを同時に判定する点で、実施の形態２のＶＦ判定部４０とは異なる。ＶＦ判定部４０ｂは、オンしている定電流源の中で最小のカソード端子電圧がかかる定電流源を判定し、その結果を判定信号Ｖｃｈ１として、切り替え制御部４１ｂへ通知する。また、ＶＦ判定部４０ｂは、オンしている定電流源の中で最大のカソード端子電圧がかかる定電流源を判定し、その結果を判定信号Ｖｃｈ２として、切り替え制御部４１ｂへ通知する。

切り替え制御部４１ｂは、複数のＬＥＤ列負荷に対して、異なる２つ以上の電圧変換回路の系への切り替えを同時に行う点で、実施の形態２の切り替え制御部４１とは異なる。切り替え制御部４１ｂは、入力された判定結果（判定信号Ｖｃｈ１およびＶｃｈ２）に基づいて、制御信号Ｖｓｅｌ１〜３を生成し、制御信号Ｖｓｅｌ１〜３により切り替え回路３０、３１および電流制御部４２を制御する。

その以外の構成および動作については、実施の形態２で示したものと同様であるため、説明は省略する。

本実施の形態に係る発光素子駆動装置では、ＶＦ判定部４０ｂによる１回の判定で、２つのＬＥＤ列負荷に対して電圧変換回路の系（電圧印加部）の切り替え動作を同時に行うことができる。このため、ＬＥＤ列負荷のグループ分けと複数の電圧変換回路への振り分けの一連の動作に要する時間を約半分に短縮できる効果がある。

例えば、まず、全てのＬＥＤ列負荷１１〜１６を電圧変換回路２の系へ接続し、全ての定電流源２１〜２６をオンして、全てのＬＥＤ列負荷１１〜１６を駆動する。このとき、各ＬＥＤ列負荷１１〜１６のカソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ６の大きさは、Ｖｆｂ１＞Ｖｆｂ２＞Ｖｆｂ３＞Ｖｆｂ４＞Ｖｆｂ５＞Ｖｆｂ６と仮定する。

ＶＦ判定部４０ｂは、オンしている定電流源の中で定電流源２６にかかるカソード端子電圧Ｖｆｂ６が最小であるという判定結果（判定信号Ｖｃｈ１）と、定電流源２１にかかるカソード端子電圧Ｖｆｂ１が最大であるという判定結果（判定信号Ｖｃｈ２）と、を切り替え制御部４１ｂに通知する。

切り替え制御部４１ｂは、最大のカソード端子電圧Ｖｆｂ１がかかる定電流源２１と最小のカソード端子電圧Ｖｆｂ６がかかる定電流源２６とを、電流制御部４２を介してオフする。また、切り替え制御部４１ｂは、判定結果（判定信号Ｖｃｈ１）に基づき切り替え回路３０、３１を制御して、最小のカソード端子電圧Ｖｆｂ６を有するＬＥＤ列負荷１６にかかわる接続を切り替えさせる。具体的には、切り替え制御部４１ｂは、ＬＥＤ列負荷１６の接続先を電圧変換回路２の系から電圧変換回路１の系に切り替えさせる。さらに、切り替え制御部４１ｂは、判定結果（判定信号Ｖｃｈ２）に基づき切り替え回路３０、３１を制御して、最大のカソード端子電圧Ｖｆｂ１を有するＬＥＤ列負荷１１にかかわる接続を切り替えさせる。具体的には、切り替え制御部４１ｂは、ＬＥＤ列負荷１１の接続先を電圧変換回路２の系から電圧変換回路３の系に切り替えさせる。

上記のＶＦ判定回路４０ｂの判定からＬＥＤ列負荷の接続の切り替えの一連の動作を、
もう一度だけ繰り返すと、ＬＥＤ列負荷は、順方向電圧降下が大きな順から２つずつグループ分けされ、それぞれ電圧変換回路１、電圧変換回路２、電圧変換回路３へと振り分けられる。

実施の形態２では、６本のＬＥＤ列負荷に対して合計４回の判定動作が必要だったのに対して、本実施の形態３では、２回の判定動作だけで、ＬＥＤ列負荷の振り分け動作を終了することが可能となる。

なお、上記動作シーケンスの一例では、各電圧変換回路１〜３に接続されるＬＥＤ列負荷の数が実質的に同数となるよう、組み換え処理の回数をＬＥＤ列負荷数の１／３（本実施の形態では３回）とした。しかし、本発明の機能を実現する組み換え処理の回数はこれに限定されない。ただし、組み換え処理の回数を３回とすることで、各電圧印加部に接続されるＬＥＤ列負荷の数を均一化することができ、電圧印加部の負荷を均一化できる。より一般的には、電圧印加部の全数をＭ、発光素子列の全数をＮとすると、一つの電圧印加部にはＮ／Ｍの数の発光素子列が接続されればよい。従って、一つの電圧印加部に対して組み換え処理をＮ／Ｍ回繰り返すことで、負荷を均一にするための最適な発光素子列の接続数にすることができる。さらに、本実施の形態においては不要だが、電圧印加部の数が更に増えた場合は、上記処理をＮ／Ｍ回繰り返した後、接続を切替える先の電圧印加部を変更して再度上述の処理を繰り返す。これにより、各電圧印加部に対して均一な数の発光素子列を接続させることが出来る。ただし、Ｍ、Ｎは正の整数であり、Ｍ＜Ｎである。

以上のように、本実施の形態に係る発光素子駆動装置では、一連のＬＥＤ列負荷の振り分けに要する時間を短縮する効果がある。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る発光素子駆動装置について、図１１および図１２を用いて説明する。本実施の形態では、実施の形態１に係る発光素子駆動装置と比べ、主として、ＶＦ判定部４０とは異なる電圧比較部４４と、新たに閾値電圧Ｖｔｈと、を有する点で異なる。図１１は、実施の形態４に係る発光素子駆動装置の全体構成例を示すブロック図である。本実施の形態において、制御部は、全ての発光素子列を同一の電圧印加部に接続するように切替部を制御した後、当該発光素子列の各々のカソード端に接続された複数の電流源にかかる電流源電圧と所定の閾値電圧とを比較して、閾値電圧を超える電流源電圧を有する発光素子列を別の電圧印加部に接続するように切替部を制御する。以下、具体構成を用いて詳細を説明する。

電圧比較部４４は、カソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ４と、所定の閾値電圧Ｖｔｈとの比較を行い、得られた比較結果（判定信号Ｖｃｈ）を切り替え制御部４１へ通知する。電圧比較部４４は、例えば図１２に示すように、カソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ４と閾値電圧Ｖｔｈをそれぞれ比較器４４ａ〜４４ｄで比較するような構成とすることによって実現できる。

その以外の構成および動作については、実施の形態１で示したものと同様であるため、説明は省略する。

本発明の実施の形態４に係る発光素子駆動装置の動作シーケンスの一例について、以下に説明する。まず、切り替え回路３０を制御することによって、ＬＥＤ列負荷１１〜１４のアノード端子Ｐ１Ｈ〜Ｐ４Ｈを、全て電圧変換回路１の出力端子ＰＯ１に接続する。

また、切り替え回路３１を制御することによって、ＬＥＤ列負荷１１〜１４のカソード端子Ｐ１Ｌ〜Ｐ４Ｌを、全て最小値検出部３２に接続する。

つまり、ＬＥＤ列負荷１１〜１４の全てを、電圧変換回路１の系（電圧変換回路１を有する電圧印加部）へと接続する。

次に、電圧比較部４４により、カソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ４と閾値電圧Ｖｔｈとを比較し、比較結果を切り替え制御部４１へ通知する。ここでは例として、Ｖｆｂ１＞Ｖｆｂ２＞Ｖｔｈ＞Ｖｆｂ３＞Ｖｆｂ４とする。

切り替え制御部４１は、比較結果（判定信号Ｖｃｈ）に基づき、閾値電圧Ｖｔｈよりも大きなカソード端子電圧Ｖｆｂ１、Ｖｆｂ２がかかる定電流源２１、２２を、電流制御部４２を介してオフさせる。また、切り替え回路３０、３１を制御して、ＬＥＤ列負荷１１、１２の接続先を、電圧変換回路１の系から電圧変換回路２の系へと切り替える。

以上のような動作を行うことにより、ＬＥＤ列負荷１１〜１４を、順方向電圧降下の大きさに基づいて分類し、電圧変換回路１と電圧変換回路２とに振り分けることができる。

したがって、所定の電圧変換回路に接続されるＬＥＤ列負荷の順方向電圧降下のばらつきを低減することができるので、発光素子駆動装置の消費電力低減が実現できる。

なお、本実施の形態においては、閾値電圧Ｖｔｈの値によっては、各電圧変換回路に接続されるＬＥＤ列負荷の数が均一にならない場合もある。ただし、上記の構成および動作により、電圧比較部４４によるカソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ４と閾値電圧Ｖｔｈの一度の比較で、ＬＥＤ列負荷を分類することができるので、ＬＥＤ列負荷の振り分けに要する時間を短縮する効果を有する。

なお、本実施の形態においては、閾値電圧を超える電流源電圧を有する発光素子列を別の電圧印加部に接続するように切替部を制御する構成とした。ただし、閾値電圧よりも小さい電流源電圧を有する発光素子列を別の電圧印加部に接続するように切替部を制御する構成であってもよい。このような構成でも同様の効果を得ることができる。なお、閾値電圧に等しい電流源電圧を有する発光素子列も別の電圧印加部に接続するように切替部を制御する構成であってもよい。

また、電圧変換回路を３つ以上備え、さらにそれに応じて閾値電圧Ｖｔｈを複数備え、各カソード端子電圧を複数の異なる閾値電圧Ｖｔｈと比較し、その比較結果に基づいて、３つ以上の複数の電圧変換回路にＬＥＤ列負荷を振り分ける構成としても良い。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係る発光素子駆動装置について、図１３および図１４を用いて説明する。本実施の形態では、実施の形態２に係る発光素子駆動装置と比べ、主として、切り替え制御部４１とは異なる切り替え制御部４１ｃと、切り替え回路３１とは異なる切り替え回路９０と、新たにセレクタ３０ｇ〜３０ｉと、ＬＥＤ列負荷１７〜１９と、定電流源２７〜２９と、アドレス検出部７１〜７３と、を有する点が異なる。図１３は、実施の形態５に係る発光素子駆動装置の全体構成例を示すブロック図である。本実施の形態では、発光素子駆動装置において、電圧印加部の全数がＭ、それぞれの電圧印加部を第１〜第Ｍの電圧印加部とするとき、制御部は、第Ｎの電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最大の順方向電圧降下を有する発光素子列を第Ｎ−１の電圧印加部に接続するとともに、第Ｎの電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最小の順方向電圧降下を有する発光素子列を第Ｎ＋１の電圧印加部に接続するように切替部を制御する。なお、本実施の形態においては、電圧変換回路１、最小値検出部３２、およびＰＷＭ制御部３３を合わせた構成は、１つの電圧印加部の具体例である。また、切り替え回路３０、９０を合わせ
た構成は、切替部の具体例である。また、切り替え制御部４１ｃ、アドレス検出回路７１〜７３を合わせた構成は、制御部の具体例である。また、ＬＥＤ列負荷１１〜１９は、それぞれ発光素子列の具体例である。以下、具体構成を用いて詳細に説明する。

切り替え回路３０は、セレクタ３０ａ〜３０ｉを有するセレクタ回路群である。切り替え回路３０は、切り替え制御部４１ｃからの制御信号Ｖｓｅｌ１０に基づいて、各ＬＥＤ列負荷１１〜１９のアノード端子のそれぞれを、電圧変換回路１の出力端子、電圧変換回路２の出力端子または電圧変換回路３の出力端子のいずれかに接続する。セレクタ３０ａ〜３０ｉは、例えばＭＯＳスイッチ等により構成される。

定電流源２１〜２９は、それぞれＬＥＤ列負荷１１〜１９のカソード端子に直列に接続され、ＬＥＤの発光に必要な定電流Ｉ１〜Ｉ９を各ＬＥＤ列負荷１１〜１９に供給する。定電流２１〜２９は、図示しない論理回路またはマイコン等によってオンオフ制御される。

切り替え回路９０は、セレクタ９０ａ〜９０ｉを有するセレクタ回路群である。セレクタ９０ａ〜９０ｃのそれぞれは、切り替え制御部４１ｃからの制御信号Ｖｓｅｌ１１に基づいて、各ＬＥＤ列負荷１１〜１９のカソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ９のいずれかを、最小値検出部３６およびアドレス検出部７３に接続する。また、セレクタ９０ｄ〜９０ｆのそれぞれは、切り替え制御部４１ｃからの制御信号Ｖｓｅｌ１１に基づいて、各ＬＥＤ列負荷１１〜１９のカソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ９のいずれかを、最小値検出部３４およびアドレス検出部７２に接続する。また、セレクタ９０ｇ〜９０ｈのそれぞれは、切り替え制御部４１ｃからの制御信号Ｖｓｅｌ１１に基づいて、各ＬＥＤ列負荷１１〜１９のカソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ９のいずれかを、最小値検出部３２およびアドレス検出部７１に接続する。セレクタ９０ａ〜９０ｉは、例えばＭＯＳスイッチ等により構成される。

アドレス検出部７１は、ＬＥＤ列負荷１１〜１９の内、特定の１つのＬＥＤ列負荷のストリングアドレスを検出し、アドレス信号ＭａｘＡｄｒ１として切り替え制御部４１ｃに入力する。ここで、アドレス信号ＭａｘＡｄｒ１となるストリングアドレスを有するＬＥＤ列負荷は、セレクタ９０ｇ、９０ｈ、９０ｉを介してアドレス検出部７１に入力された３つのカソード端子電圧の内、最大のカソード端子電圧を有するＬＥＤ列負荷である。これは、最小の順方向電圧降下を有するＬＥＤ列負荷である。

アドレス検出部７２は、ＬＥＤ列負荷１１〜１９の内、特定の２つのＬＥＤ列負荷のストリングアドレスを検出し、アドレス信号ＭａｘＡｄｒ２およびＭｉｎＡｄｒ２として切り替え制御部４１ｃに入力する。ここで、アドレス信号ＭａｘＡｄｒ２となるストリングアドレスを有するＬＥＤ列負荷は、セレクタ９０ｄ、９０ｅ、９０ｆを介してアドレス検出部７２に入力された３つのカソード端子電圧の内、最大のカソード端子電圧を有するＬＥＤ列負荷である。これは、最小の順方向電圧降下を有するＬＥＤ列負荷である。また、アドレス信号ＭｉｎＡｄｒ２となるストリングアドレスを有するＬＥＤ列負荷は、セレクタ９０ｄ、９０ｅ、９０ｆを介してアドレス検出部７２に入力された３つのカソード端子電圧の内、最小のカソード端子電圧を有するＬＥＤ列負荷である。これは、最大の順方向電圧降下を有するＬＥＤ列負荷である。

アドレス検出部７３は、ＬＥＤ列負荷１１〜１９の内、特定の１つのＬＥＤ列負荷のストリングアドレスを検出し、アドレス信号ＭｉｎＡｄｒ３として切り替え制御部４１ｃに入力する。ここで、アドレス信号ＭｉｎＡｄｒ３となるストリングアドレスを有するＬＥＤ列負荷は、セレクタ９０ａ、９０ｂ、９０ｃを介してアドレス検出部７３に入力された３つのカソード端子電圧の内、最小のカソード端子電圧を有するＬＥＤ列負荷である。こ
れは、最大の順方向電圧降下を有するＬＥＤ列負荷である。

ここで、ストリングアドレスとは、各ＬＥＤ列負荷１１〜１９を識別するためのアドレス情報を意味する。切り替え制御部４１ｃは、アドレス検出部７１〜７３から得たアドレス情報を電圧変換回路１〜３のいずれかに関連づけることによって、切り替え回路３０、９０を制御し、ＬＥＤ列負荷の組み替えを行う。

つまり、切り替え制御部４１ｃは、入力されたアドレス信号ＭａｘＡｄｒ１、ＭａｘＡｄｒ２、ＭｉｎＡｄｒ２、ＭｉｎＡｄｒ３に基づいて生成された制御信号Ｖｓｅｌ１０〜Ｖｓｅｌ１１によって、切り替え回路３０、９０を制御する。具体的には、アドレス信号ＭａｘＡｄｒ１に示されるアドレスを有するＬＥＤ列負荷とアドレス信号ＭｉｎＡｄｒ２に示されるアドレスを有するＬＥＤ列負荷とを入れ替える。また、アドレス信号ＭａｘＡｄｒ２に示されるアドレスを有するＬＥＤ列負荷とアドレス信号ＭｉｎＡｄｒ３に示されるアドレスを有するＬＥＤ列負荷とを入れ替える。各電圧変換回路間において同じアドレス同士の組み替えが所定回数繰り返し行われると、該電圧変換回路間のＬＥＤ列負荷の組み替え制御を終了する。切り替え回路４１ｃは、例えば論理回路またはマイコンにより構成される。

それ以外の構成および動作については、実施の形態２で示したものと同様であるため、説明は省略する。

本実施の形態によれば、実施の形態２とは異なるシーケンスによって、ＬＥＤ列負荷１１〜１９を順方向電圧降下の大きさに基づいて３つのグループに分類し、分類された３つのＬＥＤ列負荷群をそれぞれ３つの電圧変換回路１〜３で駆動する。すなわち、順方向電圧降下の大きさに基づいてグループ分けされた複数のＬＥＤ列負荷群を複数の電圧変換回路で分担して、駆動を行う。これにより、各電圧変換回路に接続されたＬＥＤ列負荷群内における順方向電圧降下のばらつき量を低減し、消費電力の削減を実現する。

図１４に示す遷移表を用いて、本実施の形態に係る発光素子駆動装置の動作シーケンスの一例について説明する。初期状態（Ｓｔｅｐ＝１）では、電圧変換回路１にはＬＥＤ列負荷１４、１７、１８（順方向電圧降下の大きさはそれぞれ１４Ｖ、１７Ｖ、１８Ｖとする）が接続されている。また、初期状態では、電圧変換回路２にはＬＥＤ列負荷１１、１５、１６（順方向電圧降下の大きさはそれぞれ１１Ｖ、１５Ｖ、１６Ｖとする）が接続されている。さらに、初期状態では、電圧変換回路３にはＬＥＤ列負荷１２、１３、１９（順方向電圧降下の大きさはそれぞれ１２Ｖ、１３Ｖ、１９Ｖとする）が接続されている。また、電圧変換回路１〜３は、接続されたＬＥＤ列負荷のカソード端子電圧のうち、最小のカソード端子電圧が１Ｖとなるように、それぞれＰＷＭ制御部３３〜３７により制御されている。

まず、Ｓｔｅｐ＝１の状態における、各ＬＥＤ列負荷のカソード端子電圧の合計は３３Ｖとなる。すなわち、各ＬＥＤ列負荷を流れる負荷電流が１００ｍＡだと仮定すると、３３×０．１＝３．３Ｗが発光に寄与しないロス電力となる。

ここで、電圧変換回路１に接続されているＬＥＤ列負荷の中で最大のカソード端子電圧を有するＬＥＤ列負荷はＬＥＤ列負荷１４であるから、アドレス信号ＭａｘＡｄｒ１はＬＥＤ列負荷１４のアドレスを示す。

電圧変換回路２に接続されているＬＥＤ列負荷の中で最大のカソード端子電圧を有するＬＥＤ列負荷はＬＥＤ列負荷１１であるから、アドレス信号ＭａｘＡｄｒ２はＬＥＤ列負荷１１のアドレスを示す。電圧変換回路２に接続されているＬＥＤ列負荷の中で最小のカ
ソード端子電圧を有するＬＥＤ列負荷はＬＥＤ列負荷１６であるから、アドレス信号ＭｉｎＡｄｒ２はＬＥＤ列負荷１６のアドレスを示す。

電圧変換回路３に接続されているＬＥＤ列負荷の中で最大のカソード端子電圧を有するＬＥＤ列負荷はＬＥＤ列負荷１９であるから、アドレス信号ＭｉｎＡｄｒ３はＬＥＤ列負荷１９のアドレスを示す。

切り替え制御部４１ｃは、アドレス信号ＭａｘＡｄｒ１により特定されるＬＥＤ列負荷とアドレス信号ＭｉｎＡｄｒ２により特定されるＬＥＤ列負荷とを組み替える。また、アドレス信号ＭａｘＡｄｒ２により特定されるＬＥＤ列負荷とアドレス信号ＭｉｎＡｄｒ３により特定されるＬＥＤ列負荷とを組み替える。すなわち、Ｓｔｅｐ＝１において、ＬＥＤ列負荷１４と１６とが組み替えられ、ＬＥＤ列負荷１１と１９とが組み替えられる。よって、各電圧変換回路１〜３は、Ｓｔｅｐ＝２に示す状態へと遷移する。

Ｓｔｅｐ＝２においても、切り替え制御部４１ｃは、アドレス信号ＭａｘＡｄｒ１により特定されるＬＥＤ列負荷とアドレス信号ＭｉｎＡｄｒ２により特定されるＬＥＤ列負荷とを組み替える。また、アドレス信号ＭａｘＡｄｒ２により特定されるＬＥＤ列負荷とアドレス信号ＭｉｎＡｄｒ３により特定されるＬＥＤ列負荷とを組み替える。すなわち、ＬＥＤ列負荷１６と１９とが組み替えられ、ＬＥＤ列負荷１３と１４とが組み替えられる。よって、各電圧変換回路１〜３は、Ｓｔｅｐ＝３に示す状態へと遷移する。

同様に、Ｓｔｅｐ＝３では、アドレス信号ＭａｘＡｄｒ２により特定されるＬＥＤ列負荷１６とアドレス信号ＭｉｎＡｄｒ１により特定されるＬＥＤ列負荷１７とが組み替えられる。また、アドレス信号ＭａｘＡｄｒ２により特定されるＬＥＤ列負荷１３とアドレス信号ＭｉｎＡｄｒ３により特定されるＬＥＤ列負荷１４とが組み替えられる。ここで、電圧変換回路２と３の間のＬＥＤ列負荷の組み替えにおいて、同じＬＥＤ列負荷の組み替えが２回繰り返し行われたことになる。切り替え制御部４１ｃは、所定の電圧変換回路間で同じＬＥＤ列負荷の組み替えが２回繰り返し行われると、該電圧変換回路間での組み替え制御を終了する。つまり、電圧変換回路２と３の間のＬＥＤ列負荷の組み替え制御は、Ｓｔｅｐ＝３をもって終了する。

次に、Ｓｔｅｐ＝４では、アドレス信号ＭａｘＡｄｒ１により特定されるＬＥＤ列負荷１６とアドレス信号ＭｉｎＡｄｒ２により特定されるＬＥＤ列負荷１７との組み替えが行われる。ここで、電圧変換回路１と２の間のＬＥＤ列負荷の組み替えにおいて、同じＬＥＤ列負荷の組み替えが２回繰り返し行われたことになる。つまり、電圧変換回路１と２の間のＬＥＤ列負荷の組み替え制御は、Ｓｔｅｐ＝４をもって終了する。このように、制御部が、各々の電圧印加部において、同一の発光素子列の接続の切り替えが繰り返された場合に、切替え部の制御を終了することで、簡易にかつ最小限の組み換えで最適な状態への組み換えを完了することが出来る。

全てのＬＥＤ列負荷の組み替えが終了すると、Ｓｔｅｐ＝５の状態となる。Ｓｔｅｐ＝５では、各ＬＥＤ列負荷のカソード端子電圧の合計が１８Ｖとなる。Ｓｔｅｐ＝１とＳｔｅｐ＝５のＬＥＤ列負荷のカソード端子電圧を比較すると、Ｓｔｅｐ＝５の方が１５Ｖ減少している。つまり、ＬＥＤ列負荷の負荷電流を１００ｍＡと仮定すると、ロス電力を１．５Ｗ削減できたことになる。

以上のような動作を行うことにより、ＬＥＤ列負荷１１〜１９を、順方向電圧降下の大きさに基づいて分類し、電圧変換回路１と電圧変換回路２と電圧変換回路３とに振り分けることができる。

したがって、所定の電圧変換回路に接続されるＬＥＤ列負荷の順方向電圧降下のばらつきを低減することができるので、発光素子駆動装置の消費電力低減が実現できる。

（実施の形態６）
本発明の実施の形態６に係る発光素子駆動装置の動作シーケンスについて、図１５を用いて説明する。本実施の形態は、図１０に示す実施の形態３による発光素子駆動装置と比べ、ＬＥＤ列負荷の駆動電圧判定に用いる電圧変換回路の用い方が異なる。具体的には、ＶＦ判定部４０ｂがＶＦ判定部４０’に、切り替え制御部４１ｂが切り替え制御部４１’となっており、その動作が異なる。本実施の形態では、発光素子駆動装置において、制御部は、全ての発光素子列を全ての電圧印加部に均等に接続するように切替部を制御した後、駆動している全ての発光素子列の中で最大の順方向電圧降下を有する発光素子列を第１の電圧印加部に接続するように切替部を制御して当該最大の順方向電圧降下を有する発光素子列の駆動をオフするとともに、駆動している全ての発光素子列の中で最小の順方向電圧降下を有する発光素子列を第２の電圧印加部に接続するように切替部を制御して当該最小の順方向電圧降下を有する発光素子列の駆動をオフする。以下、具体例を用いて、詳細を説明する。

以下の具体例では、動作説明のための一例として、各ＬＥＤ列負荷１１〜１４の順方向電圧降下の関係は「Ｖｆ１＜Ｖｆ２＜Ｖｆ３＜Ｖｆ４＜Ｖｆ５＜Ｖｆ６」であるとする。

まず、切り替え回路３０および３１を制御して、それぞれの電圧変換回路に均等にＬＥＤ列負荷を接続し、各ＬＥＤ列負荷のカソード端子をそれに応じた最小値検出部に接続する（ステップＳ１３１）。次に、全ての電圧変換回路の電圧を全てのＬＥＤ列負荷が点灯可能かつ同一の電圧とする（ステップＳ１３２）。そして、定電流源２１〜２６を全てオンさせることによって、全てのＬＥＤ列負荷を駆動させる（ステップＳ１３３）。

次に、ＶＦ判定部４０’が、オンしている定電流源２１〜２６にかかる各カソード端子電圧Ｖｆｂ１〜Ｖｆｂ６のうち、最小のカソード端子電圧Ｖｆｂ６と最大のカソード端子電圧Ｖｆｂ１を検出する。これにより、ＶＦ判定部４０’は、どの定電流源が最小のカソード端子電圧で駆動しているのか、また、どの定電流源が最大のカソード端子電圧で駆動しているのかを判定する（ステップＳ１３４）。そして、ＶＦ判定部４０’は、その判定結果（判定信号Ｖｃｈ）を切り替え制御部４１’に通知する（ステップＳ１３５）。

切り替え制御部４１’は、判定結果に基づいて生成された制御信号Ｖｓｅｌ３を電流制御部４２へ入力する。電流制御部４２は、最小のカソード端子電圧がかかる定電流源２６と最大のカソード電圧がかかる定電流源２１をオフする（ステップＳ１３６）。

また、切り替え制御部４１’は、制御信号Ｖｓｅｌ１、Ｖｓｅｌ２によって切り替え回路３０、３１を制御し、最大および最小のカソード端子電圧Ｖｆｂ１、Ｖｆｂ６を有するＬＥＤ列負荷１１、１６にかかわる接続を切り替えさせる。具体的には、切り替え制御部４１’は、ＬＥＤ列負荷１６のアノード端子Ｐ６Ｈの接続先を電圧変換回路１の出力端子ＰＯ１に切り替えさせ、カソード端子Ｐ６Ｌの接続先を最小値検出部３２に切り替えさせる（元々接続されている場合はそのままとする）。すなわち、電圧変換回路１と最小値検出部３２とで構成される第１の電圧印加部に、最大の順方向電圧降下を有するＬＥＤ列負荷１６を接続させる。また、それと合わせて、切り替え制御部４１’は、ＬＥＤ列負荷１１のアノード端子Ｐ１Ｈの接続先を電圧変換回路３の出力端子ＰＯ３に切り替えさせ、カソード端子Ｐ１Ｌの接続先を最小値検出部３６に切り替えさせる（元々接続されている場合はそのままとする）。すなわち、電圧変換回路３と最小検出部３６とで構成される第２の電圧印加部に、最小の順方向電圧降下を有するＬＥＤ列負荷１１を接続させる（ステップＳ１３７）。

同様に、ＬＥＤ列負荷の個数の１／３に相当する回数だけ、すなわち、ＬＥＤ列負荷の個数を電圧印加部の個数で割った値に等しい回数だけ、ステップＳ１３４〜ステップＳ１３７を繰り返す（ステップＳ１３８）。本実施の形態においては、ステップＳ１３４〜ステップＳ１３７を２回繰り返す。上記の判定で選択されなかったＬＥＤ列負荷は、電圧変換回路２に接続されることとなり、組み換えが終了する。

なお、上記動作シーケンスの一例では、各電圧変換回路１〜３に接続されるＬＥＤ列負荷の数が実質的に同数となるよう、組み換え処理の回数をＬＥＤ列負荷数の１／３（本実施の形態では３回）とした。しかし、本発明の機能を実現する組み換え処理の回数はこれに限定されない。ただし、組み換え処理の回数を３回とすることで、各電圧印加部に接続されるＬＥＤ列負荷の数を均一化することができ、電圧印加部の負荷を均一化できる。より一般的には、電圧印加部の全数をＭ、接続される発光素子列の全数をＮとすると、一つの電圧印加部にはＮ／Ｍの数の発光素子列が接続されればよい。従って、一つの電圧印加部に対して組み換え処理をＮ／Ｍ回繰り返すことで、負荷を均一にするための最適な発光素子列の接続数にすることができる。さらに、本実施の形態においては不要だが、電圧印加部の数が更に増えた場合は、上記処理をＮ／Ｍ回繰り返した後、接続を切替える先の電圧印加部を変更して再度上述の処理を繰り返す。これにより、各電圧印加部に対して均一な数の発光素子列を接続させることが出来る。ただし、Ｍ、Ｎは正の整数であり、Ｍ＜Ｎである。

本実施の形態によれば、全ての電圧変換回路の電圧を全てのＬＥＤ列負荷が点灯できる同電圧にして、最小駆動電圧および最大駆動電圧の判定を行う。すなわち、実施の形態３では、最初に１つの電圧変換回路に全てのＬＥＤ列負荷が接続され、その電圧変換回路の負担が大きくなることから、その電圧変換回路を他の電圧変換回路に比べて大容量とする必要がある。これに対して、本実施の形態では、駆動電圧判定時においても、判定後においても、電圧変換回路に接続されるＬＥＤ列負荷数は同程度となる。そのため、電圧変換回路の規模および部品スペックも等しくなり、設計工数および部品種類などを最小限に抑える効果がある。

（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態に係る面状照明装置を有する液晶表示装置について説明する。図１６は、本発明の実施の形態に係る面状照明装置を備えた液晶表示装置の概略構成図である。

液晶表示装置１４００は、液晶パネル１４１０と面状照明装置１４２０とを備えている。

また、液晶表示装置１４００は、液晶パネル制御部１４３０と、バックライト制御部１４４０と、を備えている。液晶パネル制御部１４３０は、入力される映像信号に基づいて液晶パネル１４１０の有する各画素（図示せず）の光透過率を制御する。バックライト制御部１４４０は、入力される映像信号に基づいて面状照明装置１４２０が照明する照明光の強度を所定の発光エリア毎に制御する。

面状照明装置１４２０は、複数の発光素子１４２１と、発光素子１４２１を実装する基板および反射板などからなるベース１４２２と、発光素子１４２１から出射した光を均一な面状光にするための光学シート１４２３とを有している。発光素子１４２１は、具体的には白色光を発するＬＥＤなどである。光学シート１４２３は、例えば拡散板および輝度上昇フィルムなど複数の光学シートから構成されていてもよい。また、面状照明装置１４２０は、バックライト制御部１４４０から出力された信号に基づいて発光素子１４２１を
駆動する発光素子駆動装置１４２４を有している。発光装置駆動装置１４２４は、上述した実施の形態１乃至６のいずれかに記載の発光素子駆動装置である。

液晶パネル１４１０は、面状照明装置１４２０からの照明光を背面から入射し、照明光を映像信号に応じて空間変調して映像を表示する。

本実施の形態に係る面状照明装置１４２０によれば、発光素子駆動装置１４２４を有していることで、ＬＥＤの順方向電圧ばらつきによって発生する消費電力の増加を抑制した面状照明装置を構成することが出来る。また、本実施の形態に係る液晶表示装置１４００によれば、発光素子駆動装置１４２４を有していることで、ＬＥＤの順方向電圧ばらつきによって発生する消費電力の増加を抑制した液晶表示装置を構成することが出来る。

２００９年６月２６日出願の特願２００９−１５１９４９の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明によれば、液晶テレビまたは液晶モニターなど液晶表示装置、そのバックライトとして用いる面状照明装置、さらにはそのバックライトに用いる発光素子駆動装置の省電力化に貢献できる。

１、２、３ 電圧変換回路
１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９ ＬＥＤ列負荷
２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９ 定電流源
３０、３１ 切り替え回路
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ、３０ｇ、３０ｈ、３０ｉ セレクタ
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ セレクタ
３２、３４、３６ 最小値検出部
３３、３５、３７ ＰＷＭ制御部
４０、４０ｂ、４０’ ＶＦ判定部
４１、４１ｂ、４１ｃ、４１’ 切り替え制御部
４２ 電流制御部
４４ 電圧比較部
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ 比較器
５０ 定電流源
５１、５２、５３、５４ ｐｎｐトランジスタ
５５、５６、５７、５８ 抵抗
５９、６０、６１、６２ バッファ回路
７１、７２、７３ アドレス検出部
９０ 切り替え回路
９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ、９０ｅ、９０ｆ、９０ｇ、９０ｈ、９０ｉ セレクタ
１００ 電圧変換回路
１０１ コイル
１０２ ダイオード
１０３ トランジスタ
１０４ コンデンサ
１１０、１１１、１１２、１１３ ＬＥＤ列負荷
１２０、１２１、１２２、１２３ 定電流源
１３０ 選択回路
１３１ 制御回路
１４００ 液晶表示装置
１４１０ 液晶パネル
１４２０ 面状照明装置
１４２１ 発光素子
１４２２ ベース
１４２３ 光学シート
１４２４ 発光素子駆動装置
１４３０ 液晶パネル制御部
１４４０ バックライト制御部

Claims (24)

1. 複数の発光素子列の駆動を行う発光素子駆動装置であって、
   前記駆動に用いられる複数の印加電圧を生成するために複数個設けられ、その個数は発光素子列の個数よりも少数である、複数の電圧印加部と、
   前記複数の発光素子列が個別に接続される電圧印加部を前記複数の電圧印加部の内で切り替える切替部と、
   前記切替部を制御する制御部と、を備え、
   前記複数の電圧印加部の各々は、当該電圧印加部に接続されている発光素子列に印加する印加電圧を、当該電圧印加部に接続されている発光素子列の順方向電圧降下のうち最大の順方向電圧降下に基づいて定まる検出電圧に基づいて生成し、
   前記制御部は、前記複数の電圧印加部にそれぞれ対応する複数のグループに前記複数の発光素子列を振り分けるためのグループ分けを、前記複数の発光素子列の各々についての順方向電圧降下と印加電圧との差の合計値が最小となるように行いつつ、前記複数の発光素子列がグループ毎に異なる電圧印加部に接続されるように前記切替部を制御する、
   発光素子駆動装置。
2. 前記検出電圧は、前記複数の発光素子列の各々のカソード端に接続された複数の電流源にかかる電流源電圧の内、最小の電圧である、
   請求項１記載の発光素子駆動装置。
3. 前記制御部は、前記複数の発光素子列の全てを前記複数の電圧印加部のうち同一の電圧印加部に接続するように前記切替部を制御した後、前記同一の電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最大の順方向電圧降下を有する発光素子列を別の電圧印加部に接続するように前記切替部を制御する、
   請求項１記載の発光素子駆動装置。
4. 前記制御部は、前記複数の発光素子列の全てを前記複数の電圧印加部のうち同一の電圧印加部に接続するように前記切替部を制御した後、前記同一の電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最小の順方向電圧降下を有する発光素子列を別の電圧印加部に接続するように前記切替部を制御する、
   請求項１記載の発光素子駆動装置。
5. 前記電圧印加部の個数をＭ、前記発光素子列の個数をＮとすると、
   前記制御部は、Ｎ個の発光素子列の全てをＭ個の電圧印加部のうち同一の電圧印加部に接続するように前記切替部を制御した後、前記同一の電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最大の順方向電圧降下を有する発光素子列を別の一つの電圧印加部に接続するように前記切替部を制御する処理をＮ／Ｍ回繰り返す、
   請求項１記載の発光素子駆動装置。
   ただし、Ｍ、Ｎは、正の整数であり、Ｍ＜Ｎであり、ＮはＭの整数倍である。
6. 前記電圧印加部の個数をＭ、前記発光素子列の個数をＮとすると、
   前記制御部は、Ｎ個の発光素子列の全てをＭ個の電圧印加部のうち同一の電圧印加部に接続するように前記切替部を制御した後、前記同一の電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最小の順方向電圧降下を有する発光素子列を別の一つの電圧印加部に接続するように前記切替部を制御する処理をＮ／Ｍ回繰り返す、
   請求項１記載の発光素子駆動装置。
   ただし、Ｍ、Ｎは、正の整数であり、Ｍ＜Ｎであり、ＮはＭの整数倍である。
7. 前記電圧印加部の個数Ｍが２よりも大である場合、
   前記制御部は、前記処理をＮ／Ｍ回繰り返した後、接続を切替える先の電圧印加部を変更して再度前記処理を繰り返す、
   請求項５に記載の発光素子駆動装置。
8. 前記制御部は、接続を切替える先の電圧印加部の変更をＭ−２回繰り返す、
   請求項７に記載の発光素子駆動装置。
9. 前記電圧印加部の個数Ｍが２よりも大である場合、
   前記制御部は、前記処理をＮ／Ｍ回繰り返した後、接続を切替える先の電圧印加部を変更して再度前記処理を繰り返す、
   請求項６に記載の発光素子駆動装置。
10. 前記制御部は、接続を切替える先の電圧印加部の変更をＭ−２回繰り返す、
    請求項９に記載の発光素子駆動装置。
11. 前記制御部は、前記複数の発光素子列の全てを前記複数の電圧印加部のうち同一の電圧印加部に接続するように前記切替部を制御した後、前記同一の電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最大の順方向電圧降下を有する発光素子列を別の電圧印加部に接続するとともに、前記同一の電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最小の順方向電圧降下を有する発光素子列をさらに別の電圧印加部に接続するように前記切替部を制御する、
    請求項１記載の発光素子駆動装置。
12. 前記電圧印加部の個数をＭ、接続される前記発光素子列の個数をＮとすると、
    前記制御部は、Ｎ個の発光素子列の全てをＭ個の電圧印加部のうち同一の電圧印加部に接続するように前記切替部を制御した後、前記同一の電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最大の順方向電圧降下を有する発光素子列を別の一つの電圧印加部に接続するとともに前記同一の電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最小の順方向電圧降下を有する発光素子列をさらに別の一つの電圧印加部に接続するように前記切替部を制御する処理を、Ｎ／Ｍ回繰り返す、
    請求項１記載の発光素子駆動装置。
    ただし、Ｍ、Ｎは、正の整数であり、３≦Ｍ＜Ｎであり、ＮはＭの整数倍である。
13. 前記電圧印加部の個数Ｍが３よりも大である場合、
    前記制御部は、前記処理をＮ／Ｍ回繰り返した後、接続を切替える先の電圧印加部を変更して再度前記処理を繰り返す、
    請求項１２に記載の発光素子駆動装置。
14. 前記制御部は、前記複数の発光素子列の全てを前記複数の電圧印加部のうち同一の電圧印加部に接続するように前記切替部を制御した後、前記複数の発光素子列の各々のカソード端に接続された複数の電流源にかかる電流源電圧と所定の閾値電圧とを比較して、前記閾値電圧を超える電流源電圧を有する発光素子列を別の電圧印加部に接続するように前記切替部を制御する、
    請求項１記載の発光素子駆動装置。
15. 前記制御部は、前記複数の発光素子列の全てを前記複数の電圧印加部のうち同一の電圧印加部に接続するように前記切替部を制御した後、前記複数の発光素子列の各々のカソード端に接続された複数の電流源にかかる電流源電圧と所定の閾値電圧とを比較して、前記閾値電圧未満の電流源電圧を有する発光素子列を別の電圧印加部に接続するように前記切替部を制御する、
    請求項１記載の発光素子駆動装置。
16. 前記制御部は、前記複数の発光素子列の全てを前記複数の電圧印加部の全てに均等に接続するように前記切替部を制御した後、駆動している全ての発光素子列の中で最大の順方向電圧降下を有する発光素子列を第１の電圧印加部に接続するように前記切替部を制御して当該最大の順方向電圧降下を有する発光素子列の駆動をオフするとともに、駆動している全ての発光素子列の中で最小の順方向電圧降下を有する発光素子列を第２の電圧印加部に接続するように前記切替部を制御して当該最小の順方向電圧降下を有する発光素子列の駆動をオフする、
    請求項１記載の発光素子駆動装置。
17. 前記電圧印加部の個数をＭ、前記発光素子列の個数をＮとすると、
    前記制御部は、Ｎ個の発光素子列の全てをＭ個の電圧印加部に均等に接続するように前記切替部を制御した後、駆動している全ての発光素子列の中で最大の順方向電圧降下を有する発光素子列を前記Ｍ個の電圧印加部のうち一つの電圧印加部に接続するように前記切替部を制御して当該最大の順方向電圧降下を有する発光素子列の駆動をオフするとともに、駆動している全ての発光素子列の中で最小の順方向電圧降下を有する発光素子列を前記Ｍ個の電圧印加部のうち別の一つの電圧印加部に接続するように前記切替部を制御して当該最小の順方向電圧降下を有する発光素子列の駆動をオフする処理を、Ｎ／Ｍ回繰り返す、
    請求項１記載の発光素子駆動装置。
    ただし、Ｍ、Ｎは、正の整数であり、３≦Ｍ＜Ｎであり、ＮはＭの整数倍である。
18. 前記電圧印加部の個数Ｍが３よりも大である場合、
    前記制御部は、前記処理をＮ／Ｍ回繰り返した後、接続を切替える先の電圧印加部を変更して再度前記処理を繰り返す、
    請求項１７に記載の発光素子駆動装置。
19. 前記電圧印加部の個数が３であり、それぞれの電圧印加部を第１、第２および第３の電圧印加部とするとき、
    前記制御部は、
    前記第１および第２の電圧印加部に接続される発光素子列を入れ替える第１の組み替え制御を行うとともに、前記第２および第３の電圧印加部に接続される発光素子列を入れ替える第２の組み替え制御を行い、
    前記第１の組み替え制御においては、前記第２の電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最大の順方向電圧降下を有する発光素子列を前記第１の電圧印加部に接続し、これと同時に、前記第１の電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最小の順方向電圧降下を有する発光素子列を前記第２の電圧印加部に接続し、
    前記第２の組み替え制御においては、前記第２の電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最小の順方向電圧降下を有する発光素子列を前記第３の電圧印加部に接続し、これと同時に、前記第３の電圧印加部に接続されている発光素子列の中で最大の順方向電圧降下を有する発光素子列を前記第２の電圧印加部に接続する、
    請求項１記載の発光素子駆動装置。
20. 前記制御部は、
    前記第１の電圧印加部に接続されている発光素子列と前記第２の電圧印加部に接続されている発光素子列とから成る同一ペアの発光素子列の入れ替えが繰り返された場合に、前記第１の組み替え制御を終了し、前記第２の電圧印加部に接続されている発光素子列と前記第３の電圧印加部に接続されている発光素子列とから成る同一ペアの発光素子列の入れ替えが繰り返された場合に、前記第２の組み替え制御を終了する、
    請求項１９に記載の発光素子駆動装置。
21. 前記複数の電圧印加部はそれぞれ、
    前記複数の発光素子列のカソード端に接続され、前記検出電圧を検出する検出回路と、 前記複数の発光素子列のアノード端に接続され、前記検出電圧に基づいて印加電圧を前記複数の発光素子列に印加する電圧変換回路と、を有する、
    請求項１記載の発光素子駆動装置。
22. 前記制御部は、
    特定の発光素子列および前記特定の発光素子列との順方向電圧降下の差が小である発光素子列を含むグループと、前記特定の発光素子列との順方向電圧降下の差が大である発光素子列を含むグループとが形成されるように、前記グループ分けを行う、
    請求項１記載の発光素子駆動装置。
23. 平面上に配置された複数の発光素子列と、
    前記複数の発光素子列に接続される請求項１記載の発光素子駆動装置と、を備える、
    面状照明装置。
24. 請求項２３記載の面状照明装置と、
    前記面状照明装置からの照明光を背面から入射し、当該照明光を映像信号に応じて空間変調して映像を表示する液晶パネルと、を備える、
    液晶表示装置。

Images