JP4762681B2 - Ｌｅｄドライバ及びこれを用いた表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ＬＥＤ［Light Emitting Diode］の駆動制御を行うＬＥＤドライバ、及び、これを用いた表示装置、詳しくは液晶表示装置のバックライト制御に関するものである。
近年において、液晶表示装置は、静止画像の表示手段（携帯電話端末やデジタルカメラなどの表示手段など）としてのみならず、動画像の表示手段（家庭用テレビジョン受信機の表示手段など）としても、幅広く利用されており、画質や表現可能色数の向上はもちろん、その動画視認性の向上についても、強く求められるようになってきている。
液晶表示装置の動画視認性を向上するためには、液晶表示装置特有のホールド型表示に起因して画像がぼやける現象（いわゆる残像現象）をいかに緩和するかが重要である。
そこで、従来では、上記の残像現象を緩和すべく、１フレーム分の映像信号が入力される毎に、全画面黒表示を行わせる信号処理（いわゆる黒挿入処理）が採用されていた。
なお、従来の液晶表示装置では、液晶パネルの駆動制御を行う表示制御手段（マイコンやＬＣＤ［Liquid Crystal Display］ドライバ）により、１フレーム中の所定期間だけ、本来の映像信号の代わりに全画面黒表示信号を挿入することで、上記の黒挿入処理が実現されていた（図６を参照）。
また、本発明に関連するその他の従来技術としては、液晶パネルを駆動制御するのではなく、液晶パネルを照明する光源を点消灯制御することで、上記の黒挿入処理を行う液晶表示装置も種々開示・提案されている（例えば、特許文献１〜３を参照）。
特開２００１−１２５０６６号公報 特開２００４−３０１９８４号公報 特開２００２−３４３５９６号公報
確かに、上記従来の液晶表示装置であれば、残像現象を緩和して、その動画視認性を向上することが可能となる。
しかしながら、上記従来の液晶表示装置では、図６に示すように、毎秒数十フレームもの映像信号に逐一上記の黒挿入処理を行わねばならず、当該処理は、表示制御手段（マイコンやＬＣＤドライバ）にとって大きな負荷となっていた。また、液晶パネルの駆動制御によって黒挿入処理を行う従来構成では、超高速かつ高輝度な液晶パネルが必要であり、必然的にコストアップが生じていた。
なお、特許文献１〜３の液晶表示装置であれば、液晶パネルを照明する光源を点消灯制御することで、上記の黒挿入処理を実現することができるので、必ずしも超高速かつ高輝度な液晶パネルを必要とせず、コストアップを抑えることが可能となる。
しかしながら、特許文献１の液晶表示装置は、本来液晶パネルの駆動制御に専従すべき表示制御手段（表示制御装置）の能力を割いて光源の点消灯制御を行う構成とされていたため、上記と同様、当該処理は表示制御装置にとって大きな負荷となっていた。また、特許文献１の液晶表示装置は、光源の点消灯制御に際してインバータ回路を制御する構成とされていたため、点消灯の応答性は必ずしも高くなく、黒挿入処理に伴って光源の輝度が大きく低下するおそれがあった。
特許文献２の液晶表示装置についても、本来液晶パネルの駆動制御に専従すべき表示制御手段（タイミングコントローラ）の能力を割いて光源の点消灯制御を行う構成とされていたため、上記と同様、当該処理は、タイミングコントローラにとって大きな負荷となっていた。また、特許文献２の液晶表示装置は、Ｎフレーム毎に１フレーム（或いは複数フレーム）の黒画面を挿入する構成とされていたため、全てのフレーム毎に逐一黒挿入処理を行う構成に比べると、残像現象の緩和性能（延いては、動画視認性の向上性能）が乏しいと思われる。さらに、特許文献２の液晶表示装置は、上記と同様、光源の点消灯制御に際してインバータ回路を制御する構成とされていたため、点消灯の応答性は必ずしも高くなく、黒挿入処理に伴って光源の輝度が大きく低下するおそれがあった。
一方、特許文献３の液晶表示装置は、映像信号から分離された垂直同期信号に応じて光源の点消灯制御を行う構成とされていたため、表示制御手段（液晶パネル制御回路）の負荷が不要に増大されることはない。しかしながら、特許文献３の液晶表示装置も、上記と同様、光源の点消灯制御に際してインバータ回路を制御する構成とされていたため、点消灯の応答性は必ずしも高くなく、黒挿入処理に伴って光源の輝度が大きく低下するおそれがあった。
本発明は、上記の問題点に鑑み、表示制御手段（マイコンやＬＣＤドライバ）への負荷増大や光源輝度の大幅な低下を招くことなく、表示装置の動画視認性を高めることが可能なＬＥＤドライバ、及び、これを用いた表示装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係るＬＥＤドライバは、表示パネルを照射するＬＥＤの点消灯制御を行うＬＥＤドライバであって、前記ＬＥＤの駆動電流を生成する電流源と；前記表示パネルにおける画面表示処理の同期を取るためのフレーム同期信号から、１フレーム中の黒挿入期間を定めるための黒挿入信号を生成する黒挿入制御部と；を有して成り、前記電流源は、前記黒挿入信号に基づいて前記黒挿入期間だけ前記ＬＥＤに対する駆動電流の供給を停止する構成（第１の構成）とされている。
なお、上記第１の構成から成るＬＥＤドライバにおいて、前記電流源は、第１入力端に印加される電圧と第２入力端に印加される基準電圧を比較するオペアンプと；前記オペアンプの比較結果に応じて前記ＬＥＤに第１電流を供給する第１トランジスタと；前記オペアンプの比較結果に応じて第２電流を出力する第２トランジスタと；第１電流に応じてその電圧レベルが変動する第１帰還電圧を生成する第１抵抗と；第２電流に応じてその電圧レベルが変動する第２帰還電圧を生成する第２抵抗と；前記黒挿入信号に基づいて、前記オペアンプの比較結果を第１トランジスタへ出力するか、或いは、所定の電圧を第１トランジスタへ出力して第１トランジスタをオフ状態とするかを切り替える第１スイッチと；前記黒挿入信号に基づいて、前記オペアンプの比較結果を第２トランジスタへ出力するか或いは、所定の電圧を第２トランジスタへ出力して第２トランジスタをオフ状態とするかを切り替える第２スイッチと；前記黒挿入信号に基づいて、第１〜第２帰還電圧のいずれを前記オペアンプの第１入力端に出力するかを切り替える第３スイッチと；を有して成る構成（第２の構成）にするとよい。
また、上記第１または第２の構成から成るＬＥＤドライバにおいて、前記黒挿入制御部は、前記フレーム同期信号のうち、フレーム垂直方向の同期を取るための垂直同期信号に対して、前記黒挿入期間に相当する遅延を与える遅延回路と；前記垂直同期信号と前記遅延回路の出力信号を各々入力トリガとするＳＲフリップフロップと；を有して成り、前記ＳＲフリップフロップの出力信号を前記黒挿入信号として出力する構成（第３の構成）にするとよい。
また、上記第３の構成から成るＬＥＤドライバにおいて、前記黒挿入制御部は、黒挿入処理の可否を制御するためのイネーブル信号に応じて、前記黒挿入処理の許可時には、前記ＳＲフリップフロップの出力信号をそのまま通過させる一方、前記黒挿入処理の禁止時には、前記ＳＲフリップフロップの出力信号をマスクする論理演算回路を有して成る構成（第４の構成）にするとよい。
また、上記第２の構成から成るＬＥＤドライバにおいて、前記駆動電流の電流量を設定するための電流量制御信号に応じてその電圧レベルが変動する電圧信号を生成し、当該電圧信号を前記基準電圧として前記電流源に供給する電流制御部を有して成る構成（第５の構成）にするとよい。
また、上記第５の構成から成るＬＥＤドライバにおいて、前記電流制御部は、黒挿入処理の可否を制御するためのイネーブル信号に応じて、前記黒挿入処理の許可時には、その禁止時よりも、生成する電圧信号の電圧レベルを高めに設定する構成（第６の構成）にするとよい。
また、本発明に係るＬＥＤドライバは、表示パネルを照射するＬＥＤの点消灯制御を行うＬＥＤドライバであって、前記ＬＥＤの駆動電流を生成する電流源と；前記表示パネルにおける画面表示処理の同期を取るためのフレーム同期信号から、１フレーム中の黒挿入期間を定めるための黒挿入信号を生成する黒挿入制御部と；前記黒挿入信号に基づいて前記黒挿入期間だけ前記ＬＥＤへの駆動電流を遮断するスイッチと；を有して成る構成（第７の構成）としてもよい。
なお、本発明に係る表示表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルを照射するＬＥＤと、前記ＬＥＤの点消灯制御を行う上記第１〜第７いずれかの構成から成るＬＥＤドライバと、を有して成る構成（第８の構成）にするとよい。
本発明によれば、表示制御手段（マイコンやＬＣＤドライバ）への負荷増大や光源輝度の大幅な低下を招くことなく、表示装置の動画視認性を高めることが可能なＬＥＤドライバ、及び、これを用いた表示装置を提供することが可能となる。
図１は、本発明に係るＬＥＤドライバを搭載した液晶表示装置（特に、テレビジョン受像機や携帯ゲーム機器など、主に動画像の表示手段として用いられる液晶表示装置）の一実施形態を示すブロック図である。
本図に示す通り、本実施形態の液晶表示装置は、マイコン１と、ＬＣＤドライバ２と、液晶パネル３と、ＬＥＤドライバ４と、ＬＥＤ光源５と、を有して成る。
マイコン１は、装置全体の統括制御を行う手段として機能するほか、不図示のメディア再生装置などから映像信号の入力を受け、液晶パネル３のＲＧＢ各画素を駆動するためのデータ信号ＤＡＴＡと、液晶パネル３における画面表示処理の同期を取るためのフレーム同期信号（フレーム水平方向の同期を取るための水平同期信号ＨＳ、及び、フレーム垂直方向の同期を取るための垂直同期信号ＶＳ）と、を分離生成する手段としても機能する。
ＬＣＤドライバ２は、ソース制御部とゲート制御部（いずれも不図示）を有して成り、マイコン１からのデータ信号ＤＡＴＡ及びフレーム同期信号（水平同期信号ＨＳ及び垂直同期信号ＶＳ）に基づいて、液晶パネル３のソース信号及びゲート信号を各々生成し、液晶パネル３に対して各信号を供給する手段である。
液晶パネル３は、垂直方向と水平方向に、それぞれ、ソース信号線及びゲート信号線を複数張り巡らし、両信号線の交点毎に設けられた液晶画素を各々に対応したアクティブ素子（電界効果トランジスタ）のオン／オフに応じて駆動する構成（アクティブマトリクス型）とされている。
なお、ＬＣＤドライバ２及び液晶パネル３の構成は、上記に限定されるものではなく、単純マトリクス型を用いても構わない。
ＬＥＤ光源４は、液晶パネル３を背面から照射するバックライト手段である。なお、本実施形態のＬＥＤ光源４は、赤色光を照射するＬＥＤ４Ｒと、緑色光を照射するＬＥＤ４Ｇと、青色光を照射するＬＥＤ４Ｂと、を有して成り、全てのＬＥＤ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを同時に、若しくは、ＦＳ［Field Sequential］方式のバックライトとして順次所定の間隔で点灯することにより、白色光を生成する構成とされている。また、本図には明示されていないが、液晶パネル３とＬＥＤ光源４との間には、ＬＥＤ光源４で生成された白色光を液晶パネル３の全面に均一照射するための導光手段が設けられている。
ＬＥＤドライバ５は、ＬＥＤ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの各発光制御を行うことにより、ＬＥＤ光源４の輝度調整やホワイトバランス調整を行う手段である。なお、本実施形態のＬＥＤドライバ５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１と、可変電流源５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂと、電流制御部５３と、黒挿入制御部５４と、を有して成る。
ＤＣ／ＤＣコンバータ５１は、電源電圧ＶｃｃからＬＥＤ光源４の駆動電圧Ｖｄｄを生成する直流／直流変換手段であって、スイッチングレギュレータやチャージポンプを用いて構成されている。
可変電流源５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂは、後述する基準電圧（電流量設定電圧）Ｖａと黒挿入信号ＢＫに基づいて、ＬＥＤ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの各駆動電流を生成する手段であり、特に、黒挿入信号ＢＫに基づいて、所定の黒挿入期間ｄだけ、ＬＥＤ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに対する駆動電流の供給を停止する構成（すなわち、ＬＥＤ光源４の全消灯によって全画面黒表示を行う構成）とされている。なお、可変電流源５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂの構成及び動作については、後ほど詳細な説明を行う。
電流制御部５３は、ＬＥＤ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに供給すべき駆動電流の電流量を設定するための電流量制御信号ＣＴＬに応じてその電圧レベルが変動する電圧信号を生成し、当該電圧信号を上記の基準電圧Ｖａとして可変電流源５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂに供給する手段である。このような電流制御部５３を備えた構成であれば、電流量制御信号ＣＴＬに応じて、液晶パネル３の輝度調整やＬＥＤ光源４のホワイトバランス調整を行うことが可能となる。なお、上記の電流量制御信号ＣＴＬとしてディジタル信号が入力される場合、電流制御部５３としては、当該信号をアナログ変換することで基準電圧Ｖａを生成するＤ／Ａ［Digital/Analog］変換手段を設ければよい。
黒挿入制御部５４は、液晶パネル３における画面表示処理の同期を取るためのフレーム同期信号（特に、垂直同期信号ＶＳ）から、１フレーム中の黒挿入期間ｄを定めるための黒挿入信号ＢＫを生成する手段である。なお、黒挿入制御部５４の構成及び動作については、後ほど詳細な説明を行う。
上記したように、本実施形態のＬＥＤドライバ５は、ＬＥＤ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの駆動電流を生成する可変電流源５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂと；フレーム同期信号（本実施形態では垂直同期信号ＶＳ）から、１フレーム中の黒挿入期間ｄを定めるための黒挿入信号ＢＫを生成する黒挿入制御部５４と；を有して成り、可変電流源５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂは、黒挿入信号ＢＫに基づいて黒挿入期間ｄだけＬＥＤ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂへの電流供給を停止する構成とされている。
このような構成から成るＬＥＤドライバ５及びこれを搭載した液晶表示装置であれば、表示制御手段（マイコン１やＬＣＤドライバ２）への負荷増大を招くことなく、液晶表示装置の動画視認性を高めることが可能となる。また、必ずしも超高速かつ高輝度な液晶パネル３を必要としないため、コストアップを抑えることも可能となる。
さらに、本実施形態のＬＥＤドライバ５では、光源の点消灯制御に際してインバータ回路を制御していた従来構成と異なり、ＬＥＤ光源４に対する駆動電流の供給可否を制御する構成とされているので、その点消灯制御の応答性を向上し、黒挿入処理に伴うＬＥＤ光源４の輝度の低下を抑えることが可能となる。
次に、黒挿入制御部５４の構成及び動作について図２を参照しながら詳細に説明する。
図２（ａ）は、黒挿入制御部５４の一構成例を示すブロック図であり、図２（ｂ）は、その動作を示すタイミングチャートである。
図２（ａ）に示すように、黒挿入制御部５４は、遅延回路５４１と、ＳＲフリップフロップ５４２と、論理積回路５４３と、を有して成る。
遅延回路５４１の入力端とＳＲフリップフロップ５４２のセット入力端（Ｓ）は、いずれも、垂直同期信号ＶＳの印加端に接続されている。ＳＲフリップフロップ５４２のリセット入力端（Ｒ）は、遅延回路５４１の出力端に接続されている。ＳＲフリップフロップ５４２の出力端（Ｑ）は、論理積回路５４３の一入力端に接続されている。論理積回路５４３の他入力端は、イネーブル信号ＥＮの印加端に接続されている。論理積回路５４３の出力端は、黒挿入信号ＢＫの引出端として、可変電流源５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂの黒挿入制御端に各々接続されている。
なお、上記のイネーブル信号ＥＮは、黒挿入処理の可否を制御するための論理信号であり、黒挿入処理の許可時には、その論理レベルが「Ｈ（ハイレベル）」とされ、黒挿入処理の禁止時には、その論理レベルが「Ｌ（ローレベル）」とされる。
上記構成から成る黒挿入制御部５４の動作について、図２（ｂ）を参照しながら、詳細に説明する。
時刻ｔ１〜ｔ５の各時刻において、垂直同期信号ＶＳには、１フレームの開始を示すパルス（逆に言えば、先の１フレームの終了を示すパルス）が立ち上がる。従って、ＳＲフリップフロップ５４２の出力信号Ｓ２は、垂直同期信号Ｖｓの立上がりエッジをセットトリガとして、「Ｈ（ハイレベル）」に遷移される。
一方、遅延回路５４１では、上記の垂直同期信号ＶＳに対して、黒挿入期間ｄ（例えば５［ｍｓ］）に相当する遅延が与えられ、遅延信号Ｓ１の生成が行われる。従って、ＳＲフリップフロップ５４２の出力信号Ｓ２は、遅延信号Ｓ１の立上がりエッジをリセットトリガとして、「Ｌ（ローレベル）」に復帰される。
すなわち、出力信号Ｓ２の論理レベルは、黒挿入期間ｄだけ「Ｈ（ハイレベル）」となり、その他の期間は「Ｌ（ローレベル）」となる。なお、イネーブル信号ＥＮが「Ｈ（ハイレベル）」とされている間、出力信号Ｓ２は、黒挿入信号ＢＫとして、可変電流源５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂに出力される。
このように、本実施形態の黒挿入制御部５４であれば、極めて簡易な構成によって、垂直同期信号ＶＳから、１フレーム中の黒挿入期間ｄを定めるための黒挿入信号ＢＫを生成することが可能となる。
また、本実施形態の黒挿入制御部５４において、論理積回路５４３では、ＳＲフリップフロップ５４２の出力信号Ｓ２とイネーブル信号ＥＮとの論理積演算が行われ、その演算結果が黒挿入信号ＢＫとして出力される。すなわち、論理積回路５４３は、イネーブル信号ＥＮに応じて、黒挿入処理の許可時（イネーブル信号ＥＮのハイレベル期間、本図では時刻ｔ１〜時刻ｔ３）には、出力信号Ｓ２をそのまま通過させる一方、黒挿入処理の禁止時（イネーブル信号ＥＮのローレベル期間、本図では時刻ｔ３〜時刻ｔ５）には、出力信号Ｓ２をマスクする手段として機能する。
このような構成とすることにより、ユーザの任意により、黒挿入処理の可否を選択することが可能となる。
さらに、本実施形態のＬＥＤドライバ５において、電流制御部５３は、イネーブル信号ＥＮに応じて、黒挿入処理の許可時（時刻ｔ１〜時刻ｔ３）には、その禁止時（時刻ｔ３〜時刻ｔ５）よりも、ＬＥＤ光源４に供給すべき駆動電流の電流量を高めるように、その生成する電圧信号（延いては基準電圧Ｖａ）の電圧レベルを設定する構成とされている。
本実施形態に即して、より具体的に述べると、電流制御部５３は、黒挿入処理の許可時には、その禁止時よりも、その生成する電圧信号（延いては基準電圧Ｖａ）の電圧レベルを高めに設定する構成とされている。
このような構成とすることにより、黒挿入処理の許可時におけるＬＥＤ光源４の輝度Ｐ２は、その禁止時における輝度Ｐ１よりも高められるので、黒挿入処理に伴うＬＥＤ光源４の輝度低下を補うことが可能となる。
なお、黒挿入制御部５４の回路構成は、上記に限定されるものではなく、同等の動作を実現し得る回路であれば、いかなる回路構成を採用しても構わない。
次に、可変電流源５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂの構成及び動作について、図３を参照しながら詳細に説明する。
図３は、可変電流源５２Ｒの一構成例を示すブロック図（部分的に回路素子を含む）である。なお、可変電流源５２Ｇ、５２Ｂも同様の構成から成るため、以下では、代表的に可変電流源５２Ｒの構成のみを詳細に説明し、その他については説明を省略する。
本図に示す通り、本実施形態の可変電流源５２Ｒは、Ｎチャネル型電界効果トランジスタＭ１〜Ｍ２と、抵抗Ｒ１〜Ｒ２と、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３と、オペアンプＯＰ１と、を有して成る。
トランジスタＭ１のゲートは、スイッチＳＷ１の端子Ｃに接続されている。トランジスタＭ１のドレインは、ＬＥＤ４Ｒのカソードに接続されている。トランジスタＭ１のソースは、抵抗Ｒ１を介して接地される一方、スイッチＳＷ３の端子Ｂにも接続されている。
トランジスタＭ２のゲートは、スイッチＳＷ２の端子Ｃに接続されている。トランジスタＭ２のドレインは、駆動電圧Ｖｄｄの印加端（ＤＣ／ＤＣコンバータ５１の出力端）に接続されている。トランジスタＭ２のソースは、抵抗Ｒ２を介して接地される一方、スイッチＳＷ３の端子Ａにも接続されている。
オペアンプＯＰ１の非反転入力端（＋）は、基準電圧Ｖａの印加端（電流制御部５３の出力端）に接続されている。オペアンプＯＰ１の反転入力端（−）は、スイッチＳＷ３の端子Ｃに接続されている。オペアンプＯＰ１の出力端は、スイッチＳＷ１の端子ＢとスイッチＳＷ２の端子Ａに各々接続されている。
スイッチＳＷ１の端子ＡとスイッチＳＷ２の端子Ｂは、いずれも接地されている。スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の制御端は、いずれも、黒挿入信号ＢＫの印加端に接続されている。
抵抗Ｒ１は、トランジスタＭ１のドレイン電流を帰還電圧Ｖｂ（トランジスタＭ１のドレイン電流に応じてその電圧レベルが変動する電圧信号）に変換するための抵抗である。
抵抗Ｒ２は、トランジスタＭ２のドレイン電流を帰還電圧Ｖｃ（トランジスタＭ２のドレイン電流に応じてその電圧レベルが変動する電圧信号）に変換するための抵抗である。
オペアンプＯＰ１は、基準電圧Ｖａと、帰還電圧Ｖｂ〜Ｖｃのいずれか一と、を比較して、その比較結果を表わす比較電圧を生成する。生成された比較電圧は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ２を介して、トランジスタＭ１〜Ｍ２のいずれか一のゲートに出力される。
トランジスタＭ１は、オペアンプＯＰ１からスイッチＳＷ１経由で入力された比較電圧に応じてドレイン電流を出力する。すなわち、ＬＥＤ４Ｒに対してドレイン電流を供給する。なお、当該ドレイン電流は、抵抗Ｒ１にも供給される。
トランジスタＭ２は、オペアンプＯＰ１からスイッチＳＷ２経由で入力された比較電圧に応じてドレイン電流を出力する。なお、当該ドレイン電流は、抵抗Ｒ２に供給される。
スイッチＳＷ１は、黒挿入信号ＢＫに基づいて、オペアンプＯＰ１から入力される比較電圧をトランジスタＭ１のゲートに出力するか、或いは、接地電圧をトランジスタＭ１のゲートに出力するかを切り替える。
スイッチＳＷ２は、黒挿入信号ＢＫに基づいて、接地電圧をトランジスタＭ２のゲートに出力するか、或いは、オペアンプＯＰ１から入力される比較電圧をトランジスタＭ２のゲートに出力するかを切り替える。
スイッチＳＷ３は、黒挿入信号ＢＫに基づいて、帰還電圧Ｖｂ〜ＶｃのいずれをオペアンプＯＰ１の反転入力端（−）に出力するかを切り替える。
続いて、上記構成から成る可変電流源５２Ｒの動作について説明する。
黒挿入信号ＢＫの論理レベルが「Ｌ（ローレベル）」の場合、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、いずれも、端子Ｂと端子Ｃとを接続する。
このとき、オペアンプＯＰ１から出力される比較電圧は、トランジスタＭ１のゲートに入力され、トランジスタＭ１は、当該比較電圧に応じたドレイン電流をＬＥＤ４Ｒに供給する。その結果、ＬＥＤ４Ｒは点灯状態となる。また、トランジスタＭ１のドレイン電流によって抵抗Ｒ１に生じた帰還電圧Ｖｂは、オペアンプＯＰ１の反転入力端（−）に入力される。このようにして、オペアンプＯＰ１とトランジスタＭ１との間には、負帰還回路が形成されるので、オペアンプＯＰ１の反転入力端に印加される帰還電圧Ｖｂは、基準電圧Ｖａに収束する。従って、トランジスタＭ１は、基準電圧Ｖａに対応する所定のドレイン電流をＬＥＤ４Ｒに供給することができる。
以上のように、本実施形態の可変電流源５２Ｒでは、ＬＥＤ４Ｒの点灯時において、オペアンプＯＰ１とトランジスタＭ１との間で負帰還回路が構成されるので、ＬＥＤ４Ｒの順方向降下電圧及びトランジスタＭ１の特性が周囲温度等に起因して変動したとしても、帰還電圧Ｖｂを常に基準電圧Ｖａに収束させることができ、延いては、ＬＥＤ４Ｒに供給する電流の変動を防ぐことが可能となる。
一方、黒挿入信号ＢＫの論理レベルが「Ｈ（ハイレベル）」の場合、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、いずれも、端子Ａと端子Ｃとを接続する。
この場合、トランジスタＭ１のゲートに接地電圧が入力され、トランジスタＭ１は、オフ状態となる。その結果、ＬＥＤ４Ｒは、消灯状態（黒挿入状態）となる。
このとき、オペアンプＯＰ１から出力される比較電圧は、トランジスタＭ２のゲートに入力され、トランジスタＭ２は、当該比較電圧に応じてドレイン電流を出力する。また、トランジスタＭ２のドレイン電流によって抵抗Ｒ２に生じた帰還電圧Ｖｃは、オペアンプＯＰ１の反転入力端（−）に入力される。このようにして、オペアンプＯＰ１とトランジスタＭ２との間には、負帰還回路が形成されるので、ＬＥＤ４Ｒの点灯時と同様、オペアンプＯＰ１の反転入力端に印加される帰還電圧Ｖｃは、基準電圧Ｖａに収束する。
以上のように、本実施形態の可変電流源５２Ｒでは、ＬＥＤ４Ｒの消灯時においても、オペアンプＯＰ１とトランジスタＭ２との間で負帰還回路が構成され、オペアンプＯＰ１の反転入力端に印加される電圧が基準電圧Ｖａに収束される。従って、ＬＥＤ４Ｒの消灯時におけるオペアンプＯＰ１の動作点が、ＬＥＤ４Ｒの点灯時におけるオペアンプＯＰ１の動作点から大きく離れることを防ぐことができる。
従って、本実施形態の可変電流源５２Ｒであれば、ＬＥＤ４Ｒを消灯状態から点灯状態に遷移するに際して、短期間でＬＥＤ４Ｒに所定の電流を供給することができるので、点消灯の応答性を向上させ、延いては、黒挿入処理に伴うＬＥＤ光源４の輝度低下を抑制することが可能となる。
なお、抵抗Ｒ２の抵抗値は、抵抗Ｒ１の抵抗値より大きい構成とすることができる。このような構成により、特に大電流が必要とされないトランジスタＭ２のドレイン電流値を小さくすることができ、可変電流源５２Ｒの消費電力を低減することができる。例えば、抵抗Ｒ１の抵抗値を１［Ω］とし、かつ、抵抗Ｒ２の抵抗値を２．５［ｋΩ］とした場合には、トランジスタＭ２のドレイン電流をトランジスタＭ１のそれと比べて、１／２５０に低減することができる。
また、ＬＥＤの点灯状態におけるトランジスタＭ１の帰還電圧Ｖｂ、及び、ＬＥＤの消灯状態におけるトランジスタＭ２の帰還電圧Ｖｃは、いずれも、各ＬＥＤ毎の基準電圧Ｖａに収束することが望ましいが、本発明の構成は必ずしもこれに限定するものではない。例えば、帰還電圧Ｖｂと帰還電圧Ｖｃとの絶対差が０．２［Ｖ］以下であれば、本発明の目的を達成することができると考えられる。従って、この条件を満たすことができれば、複数のＬＥＤに対して、トランジスタＭ２及び抵抗Ｒ２を共通化することも可能である。
なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
例えば、図１のＬＥＤドライバ５では、ＬＥＤ光源４への駆動電流供給手段として、可変電流源５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂを設けた上で、これらに黒挿入処理時の全消灯用スイッチ機能を含めた構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、図４に示すように、ＬＥＤ光源４への駆動電流供給手段として、電流源５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂを設けた上で、黒挿入処理時の全消灯用スイッチ５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂ（すなわち、黒挿入信号ＢＫに基づいて、黒挿入期間ｄだけ、ＬＥＤ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂへの駆動電流を遮断するスイッチ）を別途設けても構わない。
また、図３の可変電流源５２Ｒでは、Ｎチャネル型電界効果トランジスタＭ１〜Ｍ２を用いた構成を例示して説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、図５に示すように、Ｎチャネル型電界効果トランジスタＭ１〜Ｍ２の代わりに、ｎｐｎ型バイポーラトランジスタＱ１〜Ｑ２を用いた構成としても構わない。
また、上記実施形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のＬＥＤを用いる場合のみを例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、それ以外の色の組合わせを用いる場合や、白色ＬＥＤを用いる場合にも適用することができる。
本発明は、テレビジョン受像機や携帯ゲーム機器など、主に動画像の表示手段として用いられる液晶表示装置の動画視認性を高める上で有用な技術である。
は、本発明に係るＬＥＤドライバを搭載した液晶表示装置の一実施形態を示すブロック図である。 は、黒挿入制御部５４の一構成例を示すブロック図（ａ）、及び、その動作を示すタイミングチャート（ｂ）である。 は、可変電流源５２Ｒの一構成例を示すブロック図である。 は、ＬＥＤドライバ５の一変形例を示すブロック図である。 は、可変電流源５２Ｒの一変形例を示すブロック図である。 は、従来の黒挿入処理を説明するための図である。
符号の説明
１ マイコン
２ ＬＣＤドライバ
３ 液晶パネル
４ ＬＥＤ光源（バックライト）
５ ＬＥＤドライバ
４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ 赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ
５１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂ 可変電流源
５３ 電流制御部（ＤＡＣ）
５４ 黒挿入制御部
５４１ 遅延回路
５４２ ＳＲフリップフロップ
５４３ 論理積回路
５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂ 定電流源
５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂ スイッチ
Ｍ１〜Ｍ２ Ｎチャネル型電界効果トランジスタ
Ｑ１〜Ｑ２ ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ
Ｒ１〜Ｒ２ 抵抗
ＳＷ１〜ＳＷ３ スイッチ
ＯＰ１ オペアンプ

Claims (6)

  1. 表示パネルを照射するＬＥＤの点消灯制御を行うＬＥＤドライバであって、
    前記ＬＥＤの駆動電流を生成する電流源と；前記表示パネルにおける画面表示処理の同期を取るためのフレーム同期信号から、１フレーム中の黒挿入期間を定めるための黒挿入信号を生成する黒挿入制御部と；を有して成り、
    前記電流源は、第１入力端に印加される電圧と第２入力端に印加される基準電圧を比較するオペアンプと；前記オペアンプの比較結果に応じて前記ＬＥＤに第１電流を供給する第１トランジスタと；前記オペアンプの比較結果に応じて第２電流を出力する第２トランジスタと；第１電流に応じてその電圧レベルが変動する第１帰還電圧を生成する第１抵抗と；第２電流に応じてその電圧レベルが変動する第２帰還電圧を生成する第２抵抗と；前記黒挿入信号に基づいて、前記オペアンプの比較結果を第１トランジスタへ出力するか、或いは、所定の電圧を第１トランジスタへ出力して第１トランジスタをオフ状態とするかを切り替える第１スイッチと；前記黒挿入信号に基づいて、前記オペアンプの比較結果を第２トランジスタへ出力するか、或いは、所定の電圧を第２トランジスタへ出力して第２トランジスタをオフ状態とするかを切り替える第２スイッチと；前記黒挿入信号に基づいて、第１〜第２帰還電圧のいずれを前記オペアンプの第１入力端に出力するかを切り替える第３スイッチと；を有して成り、前記黒挿入信号に基づいて前記黒挿入期間だけ前記ＬＥＤに対する駆動電流の供給を停止することを特徴とするＬＥＤドライバ。
  2. 前記黒挿入制御部は、前記フレーム同期信号のうち、フレーム垂直方向の同期を取るための垂直同期信号に対して、前記黒挿入期間に相当する遅延を与える遅延回路と；前記垂直同期信号と前記遅延回路の出力信号を各々入力トリガとするＳＲフリップフロップと；を有して成り、前記ＳＲフリップフロップの出力信号を前記黒挿入信号として出力することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤドライバ。
  3. 前記黒挿入制御部は、黒挿入処理の可否を制御するためのイネーブル信号に応じて、前記黒挿入処理の許可時には、前記ＳＲフリップフロップの出力信号をそのまま通過させる一方、前記黒挿入処理の禁止時には、前記ＳＲフリップフロップの出力信号をマスクする論理演算回路を有して成ることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤドライバ。
  4. 前記駆動電流の電流量を設定するための電流量制御信号に応じてその電圧レベルが変動する電圧信号を生成し、当該電圧信号を前記基準電圧として前記電流源に供給する電流制御部を有して成ることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤドライバ。
  5. 前記電流制御部は、黒挿入処理の可否を制御するためのイネーブル信号に応じて、前記黒挿入処理の許可時には、その禁止時よりも前記駆動電流の電流量を高めるように、前記電圧信号の電圧レベルを設定することを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤドライバ。
  6. 表示パネルと、前記表示パネルを照射するＬＥＤと、前記ＬＥＤの点消灯制御を行う請求項１〜請求項５のいずれかに記載のＬＥＤドライバと、を有して成ることを特徴とする表示装置。
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