JP5193003B2

JP5193003B2 - Ｌｅｄ駆動装置及びｌｅｄ駆動制御方法

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Publication number: JP5193003B2
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Inventors: 誠藤原
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Publication date: 2013-05-08
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Description

本発明は、ＬＥＤ駆動装置、特に、ＬＥＤを駆動する駆動電流の電流調整を行う回路を備えるＬＥＤ駆動装置及びＬＥＤ駆動制御方法に関する。

ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ、発光ダイオード）、特に、白色ＬＥＤは、例えば、リチウムイオン電池を電源とする携帯電話機のディスプレイ用のバックライトや、小型ＰＣのディスプレイ用のバックライトとして用いられている。

ディスプレイ用のバックライト等の用途で用いられるＬＥＤ駆動装置は、通常、所定数のＬＥＤを直列接続したＬＥＤ列と、設定された輝度値に応じてＬＥＤ列を定電流駆動する定電流駆動回路と、定電圧を生成し定電流駆動回路に対し参照電圧として出力する参照電圧生成回路を備えて構成されている。

従来のＬＥＤ駆動装置としては、例えば、図９に示すように、所定数のＬＥＤを直列接続してなるＬＥＤ列と、ＬＥＤ列を定電流駆動する定電流駆動回路と、定電流駆動回路で電流調整に用いる参照電圧を生成する参照電圧生成回路と、を備えたＬＥＤ駆動装置であって、参照電圧生成回路において抵抗ＤＡＣ回路により参照電圧の電圧値を調整することにより、ＬＥＤ列を駆動する駆動電流を調整するＬＥＤ駆動装置がある（例えば、特許文献１参照）。

ここで、図９は、上記特許文献１に記載のＬＥＤ駆動装置の概略構成例を示している。ＬＥＤ駆動装置１００は、図９に示すように、所定数のＬＥＤを直列接続してなるＬＥＤ列ＬＢと、ＬＥＤ列ＬＢを定電流駆動する定電流駆動回路１２０と、定電流駆動回路１２０で電流調整に用いる参照電圧Ｖｒ１’を生成する参照電圧生成回路１３０と、を備えている。

定電流駆動回路１２０は、ドレイン端子がＬＥＤ列ＬＢのカソード端子側端部に接続された駆動トランジスタＱ１５１と、一端が駆動トランジスタＱ１５１のソース端子に接続され、他端に接地電圧が入力された抵抗素子Ｒ１３１からなる第１トランジスタ・抵抗列と、ドレイン端子がＬＥＤ列ＬＢのカソード端子側端部に接続された駆動トランジスタＱ１５２と、一端が駆動トランジスタＱ１５２のソース端子に接続され、他端に接地電圧が入力された抵抗素子Ｒ１３２からなる第２トランジスタ・抵抗列と、ＬＥＤ列ＬＢを定電流駆動する第１トランジスタ・抵抗列及び第２トランジスタ・抵抗列を切り替える選択回路１２１、１２２と、駆動トランジスタＱ１５１と抵抗素子Ｒ１３１の接続点の電圧信号、または、駆動トランジスタＱ１５２と抵抗素子Ｒ１３２の接続点の電圧信号の内、選択回路１２１、１２２によって選択されたトランジスタ・抵抗列の電圧信号を帰還信号Ｖ_ＭＷ’とし、帰還信号Ｖ_ＭＷ’とフィルタ回路を介して入力される参照電圧Ｖｒ１’の差分電圧を増幅して、選択されたトランジスタ・抵抗列を構成する駆動トランジスタのゲート端子のゲート電圧を制御するオペアンプ回路１２３を備えて構成されている。

尚、第１トランジスタ・抵抗列は、ＬＥＤ列ＬＢを駆動する駆動電流の電流量が比較的大きい場合（２〜２０ｍＡ）に用いられ、駆動トランジスタＱ１５１のオン抵抗（５〜１５Ω）及び抵抗素子Ｒ１３１（５〜１０Ω）の抵抗値は比較的低い値に設定されている。また、第２トランジスタ・抵抗列は、ＬＥＤ列ＬＢを駆動する駆動電流の電流量が微少である場合（０．２〜２ｍＡ）に用いられ、駆動トランジスタＱ１５２のオン抵抗（５０〜１５０Ω）及び抵抗素子Ｒ１３２の抵抗値（５０〜１００Ω）は、大きい値に設定されている。

参照電圧生成回路１３０は、トランジスタＱ１１及びＱ１２で構成されるカレントミラー回路ＣＭに定電流を供給する定電流供給回路１３１と、定電流供給回路１３１からカレントミラー回路ＣＭを介して供給される定電流を用いて参照信号Ｖｒ１’を生成する抵抗ＤＡＣ回路１３２とフィルタ回路１３３を備えて構成されている。抵抗ＤＡＣ回路１３２は、調光用パルス信号Ｖ_ＤＩＭに基づいて抵抗値を調整することにより、参照電圧Ｖｒ１’の電圧値を調整する。

尚、上記特許文献１に記載のＬＥＤ駆動装置１００では、定電流駆動回路１２０が、駆動トランジスタＱ１５１、Ｑ１５２のゲート電圧の生成にオペアンプ回路１２３を用いており、駆動電流が微少電流に設定される場合には、オペアンプ回路１２３のオフセット電圧の影響が大きくなる。このため、駆動能力及び抵抗値の異なるトランジスタ・抵抗列を複数備え、ＬＥＤ列ＬＢを駆動する駆動電流の電流量に応じて切り替えることにより、オペアンプ回路１２３のオフセット電圧の影響を低減している。

特開２００７−２９９８２７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のＬＥＤ駆動装置１００では、参照電圧生成回路１３０が抵抗ＤＡＣ回路１３２により参照電圧Ｖｒ１’の値を切り替えてＬＥＤ列ＬＢの駆動電流を切り替える構成であることから、抵抗ＤＡＣ回路１３２を構成するために抵抗素子が必要となる。抵抗素子は、一般的に、製造時の形状ばらつきの誤差を小さくするため、他の素子と比べて回路面積が大きい。特に、ＬＥＤ駆動装置１００では、カレントミラー回路ＣＭから供給される電流量が数μＡであるのに対し、カレントミラー回路ＣＭを構成するトランジスタＱ２のソース端子に印加される電圧は数Ｖであり、抵抗値が大きく回路面積の大きい抵抗素子が必要となる。このため、ＬＥＤ駆動装置１００の回路面積の低減を十分に図ることが困難であるという問題があった。

また、上記特許文献１に記載のＬＥＤ駆動装置１００では、トランジスタ・抵抗列を複数備える構成であることから、回路面積の低減がより困難であるという問題があった。トランジスタ・抵抗列を構成する駆動トランジスタは、比較的大きい駆動能力が必要とされることから、回路面積が大きいトランジスタを用いる必要がある。即ち、回路面積が大きい駆動トランジスタと回路面積の大きい抵抗素子で構成されるトランジスタ・抵抗列を複数備えることで、ＬＥＤ駆動装置１００は、回路面積の増大を抑制することが困難である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、ＬＥＤを駆動する駆動電流の調整精度を低下させることなく、簡単な構成で、回路面積を低減可能なＬＥＤ駆動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駆動装置は、所定数のＬＥＤを直列接続してなるＬＥＤ列と、前記ＬＥＤ列を定電流駆動する定電流駆動回路と、定電圧を生成し前記定電流駆動回路に対し参照電圧として出力する参照電圧生成回路と、を備えたＬＥＤ駆動回路であって、前記定電流駆動回路が、ドレイン端子が前記ＬＥＤ列のカソード端子側端部に接続された駆動トランジスタと、ゲート端子に複数の第１電流制御信号の１つが、ソース端子に接地電圧が夫々入力され、ドレイン端子が前記駆動トランジスタのソース端子に接続された複数の電流制御トランジスタと、複数の前記第１電流制御信号を切り替え、オン状態にある前記電流制御トランジスタの数を切り替えて前記ＬＥＤ列の電流量を制御する電流制御回路と、前記電流制御トランジスタのドレイン端子の電圧を帰還信号とし、前記帰還信号の電圧値の変動を抑制するように、前記帰還信号の電圧値と前記参照電圧の差分電圧を増幅して前記駆動トランジスタのゲート端子のゲート電圧として出力することで、前記駆動トランジスタの電流駆動能力を前記電流制御回路の制御する電流量に応じて変化するように制御する駆動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駆動装置は、前記駆動トランジスタ制御回路は、所定のＰＷＭ制御信号に応じて、前記駆動トランジスタのゲート電圧をパルス駆動することを第２の特徴とする。

上記何れかの特徴の本発明に係るＬＥＤ駆動装置は、前記参照電圧生成回路が、ソース端子に所定の正電圧が入力され、ゲート端子とドレイン端子が接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成された第１トランジスタと、前記第１トランジスタに定電流を供給する定電流供給回路と、ゲート端子が前記第１トランジスタのゲート端子及びドレイン端子に接続され、ソース端子に前記正電圧が入力され、ドレイン端子の電圧を前記参照電圧として前記定電流駆動回路に出力するＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第２トランジスタと、ゲート端子に所定の正電圧が、ソース端子に接地電圧が夫々入力され、ドレイン端子が前記第２トランジスタのドレイン端子に接続されたＮ型ＭＯＳトランジスタで構成される電流生成用トランジスタとを備えて構成される参照電圧出力部と、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駆動装置は、前記ＬＥＤ列を複数備える場合に、前記ＬＥＤ列毎に各別に、前記定電流駆動回路を備え、前記参照電圧生成回路が、前記定電流駆動回路毎に各別に前記参照電圧出力部を備えることを第４の特徴とする。

上記第３または第４の特徴の本発明に係るＬＥＤ駆動装置は、前記定電流駆動回路の前記電流制御トランジスタがＮ型ＭＯＳトランジスタで構成され、前記定電流駆動回路別に、前記電流制御トランジスタの物理レイアウト形状と、前記定電流駆動回路に対応する前記参照電圧生成回路の前記参照電圧出力部を構成する前記電流生成用トランジスタの物理レイアウト形状が同じ形状に設定され、対応する前記電流制御トランジスタと前記電流生成用トランジスタが互いに近接配置されていることを第５の特徴とする。

上記第３〜第５の特徴の本発明に係るＬＥＤ駆動装置は、前記定電流供給回路が、ドレイン端子が前記第１トランジスタのドレイン端子に接続された第３トランジスタと、第１入力端子が所定の定電圧源に、第２入力端子が前記第３トランジスタのソース端子に、出力端子が前記第３トランジスタのゲート端子に夫々接続された定電流生成用オペアンプ回路と、ゲート端子に複数の第２電流制御信号の１つが、ソース端子に接地電圧が夫々入力され、ドレイン端子が前記第３トランジスタのソース端子に接続された１または複数の電流調整用トランジスタと、を備えて構成されることを第６の特徴とする。

上記特徴の本発明に係るＬＥＤ駆動装置は、前記参照電圧生成回路を構成する前記電流生成用トランジスタがＮ型ＭＯＳトランジスタで構成され、前記参照電圧生成回路の前記定電流供給回路を構成する前記電流調整用トランジスタがＮ型ＭＯＳトランジスタで構成され、前記電流調整用トランジスタの物理レイアウト形状と前記電流生成用トランジスタの物理レイアウト形状が同じ形状に設定されていることを第７の特徴とする。

上記何れかの特徴の本発明に係るＬＥＤ駆動装置は、前記駆動トランジスタ制御回路が、第１入力端子に前記参照電圧が入力され、出力端子が前記駆動トランジスタのゲート端子に接続された駆動制御用オペアンプ回路と、前記駆動制御用オペアンプ回路のオフセット電圧を記憶し、前記帰還信号の電圧値を前記オフセット電圧に基づいて電圧調整し、前記駆動制御用オペアンプ回路の第２入力端子に電圧調整した前記帰還信号を出力するオフセット電圧制御回路と、一端が前記駆動制御用オペアンプ回路の第１入力端子に、他端が前記オフセット電圧制御回路の入力端子に夫々接続された第１スイッチ回路と、一端が前記駆動制御用オペアンプ回路の第２入力端子に、他端が前記駆動制御用オペアンプ回路の出力端子に夫々接続された第２スイッチ回路と、一端が前記駆動トランジスタのゲート端子に、他端が前記駆動制御用オペアンプ回路の出力端子に夫々接続された第３スイッチ回路と、一端が前記電流制御トランジスタのドレイン端子に、他端が前記オフセット電圧制御回路の入力端子に夫々接続された第４スイッチ回路と、を備え、前記オフセット電圧制御回路が、一端が前記駆動制御用オペアンプ回路の第２入力端子に、他端が前記第１スイッチ回路の他端及び前記第４スイッチ回路の他端に夫々接続された容量素子を備えることを第８の特徴とする。

上記目的を達成するための本発明に係るＬＥＤ駆動制御方法は、上記第８の特徴のＬＥＤ駆動装置におけるＬＥＤ駆動制御方法であって、前記電流制御回路が、所定数の前記電流制御トランジスタがオン状態となるように前記第１電流制御信号を制御する電流制御工程と、前記第１スイッチ回路及び前記第２スイッチ回路をオン状態に、前記第３スイッチ回路及び前記第４スイッチ回路をオフ状態に夫々設定し、前記容量素子に前記駆動制御用オペアンプ回路の前記オフセット電圧を記憶するオフセット電圧設定工程と、前記オフセット電圧設定工程の実行後、前記第１スイッチ回路及び前記第２スイッチ回路をオフ状態に、前記第３スイッチ回路及び前記第４スイッチ回路をオン状態に夫々設定し、前記ＬＥＤ列の電流値を制御するＬＥＤ電流制御工程と、を実行することを特徴とする。

上記特徴のＬＥＤ駆動装置によれば、定電流駆動回路が、駆動トランジスタと複数の電流制御トランジスタを備え、電流制御トランジスタの個数を切り替えることでＬＥＤ列の電流量を切り替えるように構成されているので、定電流駆動回路において比較的大きな回路面積を必要とする抵抗素子を用いる必要がなく、回路面積の低減を図ることが可能になる。尚、電流制御トランジスタは、駆動トランジスタのように大きな回路面積を必要としないため、複数の電流制御トランジスタを用いても、回路面積の増大を抑制可能である。

更に、上記特徴のＬＥＤ駆動装置によれば、定電流駆動回路の駆動トランジスタ制御回路が、帰還信号の電圧値の変動を抑制するように動作するので、オン状態にある電流制御トランジスタの個数に拘わらず、通常動作時における帰還信号の電圧値はほぼ一定値となる。即ち、上記特徴のＬＥＤ駆動装置によれば、帰還信号の電圧変動を抑制できるので、電流制御トランジスタを非飽和領域で動作させた場合でも、ＬＥＤ列の駆動電流の変更に伴う帰還信号の電圧変動により電圧制御トランジスタの電流特性が変動して、ＬＥＤ列の駆動電流の調整精度が低下するのを防止できる。

更に、上記第４のＬＥＤ駆動装置によれば、ＬＥＤ列を複数備える場合に、定電流回路をＬＥＤ列毎に構成し、参照電圧生成回路が定電流駆動回路毎に参照電圧出力部を備えるように構成するので、簡単な構成で、複数のＬＥＤ列をＬＥＤ列毎に精度良く駆動することが可能になる。

上記第５の特徴のＬＥＤ駆動装置によれば、電流制御トランジスタと電流生成用トランジスタの物理レイアウト形状を同じ形状に設定し、且つ、近接配置するように構成したので、フォト工程やエッチング工程等の製造工程における素子周辺の粗密さや素子の配置方向に起因する電流制御トランジスタと電流生成用トランジスタの製造ばらつきを抑制することができる。これにより、上記第５の特徴のＬＥＤ駆動装置では、近接配置しない場合のように、製造ばらつきを抑制するためにＭＯＳトランジスタの素子面積を大きくする必要がなくなり、回路面積の増大を低減できる。

更に、上記第５の特徴のＬＥＤ駆動装置によれば、電流制御トランジスタと電流生成用トランジスタの駆動能力が同じに設定されることから、電圧条件を同じにすることで、より精確に電流制御トランジスタ及び電流生成用トランジスタの抵抗値を同じ値に設定できる。これにより、オン状態にする電流制御トランジスタの個数で決まる電流制御トランジスタ全体での抵抗値と電流生成トランジスタの抵抗値の比をより精度良く設定でき、当該比によって制御されるＬＥＤ列の駆動電流をより精度良く調整することが可能になる。

上記第６の特徴のＬＥＤ駆動装置によれば、定電流供給回路が、１または複数の電流調整用トランジスタにより第１トランジスタに供給する定電流の電流量を調整するように構成されているので、トランジスタに比べ比較的回路面積の大きい抵抗素子により第１トランジスタに供給する定電流の電流量を調整するように構成されている場合に比べ、回路面積の増大を抑制することが可能になる。

上記第７の特徴のＬＥＤ駆動装置によれば、電流生成用トランジスタと電流調整用トランジスタの物理レイアウト形状を同じ形状に設定し、且つ、近接配置するように構成したので、電流生成用トランジスタと電流調整用トランジスタの製造ばらつきを抑制し、駆動能力をほぼ同じに設定することができる。

更に、上記第７の特徴のＬＥＤ駆動装置によれば、電流生成用トランジスタと電流調整用トランジスタの駆動能力がほぼ同じに設定されることから、電圧条件を同じにすることで、より精確に電流生成用トランジスタ及び電流調整用トランジスタの抵抗値を同じ値に設定できる。ここで、定電流供給回路が第１トランジスタに供給する定電流の電流量は、電流調整用トランジスタが１つの場合には、電流調整用トランジスタの抵抗値によって、電流調整用トランジスタが複数の場合には、オン状態にある電流調整用トランジスタ全体での抵抗値によって決まる。この場合、参照電圧は、電流調整用トランジスタ全体での抵抗値と電流生成トランジスタの抵抗値の比で決まる。従って、上記第７の特徴のＬＥＤ駆動装置によれば、電流生成用トランジスタと電流調整用トランジスタの駆動能力、即ち、抵抗値が同じに設定されるので、第２トランジスタの電流量をより精度良く設定でき、より精度良く参照電圧を調整することが可能になる。

上記第８の特徴のＬＥＤ駆動装置によれば、駆動トランジスタ制御回路が、駆動制御用オペアンプ回路と駆動制御用オペアンプ回路のオフセット電圧を記憶する容量素子を備え、駆動制御用オペアンプ回路により参照電圧と帰還信号の電圧を増幅して駆動トランジスタのゲート端子に出力するように構成したので、簡単な構成で、容量素子により駆動制御用オペアンプ回路のオフセット電圧の影響を抑制できる。

尚、上記特許文献１に記載のＬＥＤ駆動装置では、定電流駆動回路がオペアンプ回路と複数のトランジスタ・抵抗列を備え、トランジスタ・抵抗列と参照電圧を切り替えてＬＥＤ列の駆動電流を制御するが、トランジスタ・抵抗列の切り替えによりオフセット電圧の影響を低減できるが、オフセット電圧の影響は残存するため、オペアンプ回路の出力電圧がばらつき、ＬＥＤ列の駆動電流の調整精度が低下する可能性がある。これに対し、上記第８特徴のＬＥＤ駆動装置によれば、容量素子によりオフセット電圧の影響を十分に除去可能なので、駆動制御用オペアンプ回路の出力電圧のばらつきによるＬＥＤ列の駆動電流のばらつきを抑制できる。これにより、駆動電流のばらつきによるＬＥＤの輝度及び色のばらつきを抑制することができる。

尚、上記特許文献１に記載のＬＥＤ駆動装置において、オペアンプ回路に入力する参照電圧及び帰還信号の電圧値を上昇させることにより、オフセット電圧の影響を低減できるが、消費電力の増大を招く可能性がある。これに対し、上記第８の特徴のＬＥＤ駆動装置によれば、容量素子によりオフセット電圧の影響を除去できるので、参照電圧及び帰還信号の電圧値を上昇させる必要がなく、消費電力の増大を招くことがない。

以下、本発明に係るＬＥＤ駆動装置及びＬＥＤ駆動制御方法（以下、適宜「本発明装置」、「本発明方法」と適宜略称する）の実施形態を図面に基づいて説明する。

〈第１実施形態〉
本発明装置及び本発明方法の第１実施形態について、図１〜図６を基に説明する。

先ず、本発明装置１Ａの構成について、図１を基に説明する。ここで、図１は、本発明装置１Ａの概略部分構成例を示している。

本発明装置１Ａは、図１に示すように、所定数のＬＥＤ１０１〜１０ｍを直列接続してなるＬＥＤ列ＬＢと、ＬＥＤ列ＬＢを定電流駆動する定電流駆動回路２０と、定電圧を生成し定電流駆動回路２０に対し参照電圧Ｖｒ２として出力する参照電圧生成回路３０と、を備えている。

参照電圧生成回路３０は、本実施形態では、図１に示すように、ソース端子に所定の正電圧が入力され、ゲート端子とドレイン端子が接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成された第１トランジスタＱｒ１と、第１トランジスタＱｒ１に定電流を供給する定電流供給回路３２と、参照電圧Ｖｒ２を定電流駆動回路２０に出力する参照電圧出力部３１と、を備えて構成されている。

より詳細には、本実施形態の定電流供給回路３２ａは、図１に示すように、ドレイン端子が第１トランジスタＱｒ１のドレイン端子に接続された第３トランジスタＱｒ３と、第１入力端子が所定の定電圧源ＰＳに、第２入力端子が第３トランジスタＱｒ３のソース端子に、出力端子が第３トランジスタＱｒ３のゲート端子に夫々接続された定電流生成用オペアンプ回路Ａ２と、一端が第３トランジスタＱｒ３のソース端子に接続され、他端に接地電圧が入力される抵抗素子Ｒ１と、を備えて構成されている。

参照電圧出力部３１は、ゲート端子が第１トランジスタＱｒ１のゲート端子及びドレイン端子に接続され、ソース端子に正電圧が入力され、ドレイン端子の電圧を参照電圧Ｖｒ２として定電流駆動回路２０に出力するＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第２トランジスタＱｒ２と、ゲート端子に所定の正電圧が、ソース端子に接地電圧が夫々入力され、ドレイン端子が第２トランジスタＱｒ２のドレイン端子に接続されたＮ型ＭＯＳトランジスタで構成される電流生成用トランジスタＱｇと、を備えて構成されている。

尚、参照電圧生成回路３０を構成する各素子の特性は、参照電圧Ｖｒ２の電圧範囲が、後述する定電流駆動回路２０において、駆動トランジスタ制御回路２２を構成する駆動制御用オペアンプ回路Ａ１のオフセット電圧ΔＶの影響を抑制できる範囲内となるように設定する。

以下、参照電圧生成回路３０の動作について簡単に説明する。
参照電圧生成回路３０の定電流生成用オペアンプ回路Ａ２は、第３トランジスタＱｒ３のソース端子の電圧Ｖｒ１が定電圧源ＰＳの電圧と等しくなるように、第３トランジスタＱｒ３のソース端子の電圧Ｖｒ１と定電圧源ＰＳの電圧の差分値を増幅して第３トランジスタＱｒ３のゲート端子に出力する。これにより、抵抗素子Ｒ１の両端の電圧差（Ｖｒ１）と抵抗素子Ｒ１の抵抗値で決まる定電流が、第１トランジスタＱｒ１のドレイン端子に供給される。第１トランジスタＱｒ１及び第２トランジスタＱｒ２で構成されるカレントミラー回路は、定電流供給回路３２ａによって生成された定電流を複製し、参照電圧生成回路３０の出力ノードである電流生成用トランジスタＱｇのドレイン端子に供給する。ここで、電流生成用トランジスタＱｇのゲート電圧は、参照電圧生成回路３０の出力ノードの電圧値より十分高い値となるように設定されており、定電流の電流量と電流生成用トランジスタＱｇの抵抗値の積によって決まる参照電圧Ｖｒ２が、参照電圧生成回路３０の出力ノードに出力されることとなる。

定電流駆動回路２０は、図１に示すように、ドレイン端子がＬＥＤ列ＬＢのカソード端子側端部に接続された駆動トランジスタＱｄと、ゲート端子に複数の第１電流制御信号の１つが、ソース端子に接地電圧が夫々入力され、ドレイン端子が駆動トランジスタＱｄのソース端子に接続された複数の電流制御トランジスタＱｃと、複数の第１電流制御信号を切り替え、オン状態にある電流制御トランジスタＱｃの数を切り替えてＬＥＤ列ＬＢの電流量を制御する電流制御回路２１と、電流制御トランジスタＱｃのドレイン端子の電圧を帰還信号とし、帰還信号の電圧値Ｖ_ＭＷの変動を抑制するように、帰還信号の電圧値Ｖ_ＭＷと参照電圧Ｖｒ２の差分電圧を増幅して駆動トランジスタＱｄのゲート端子のゲート電圧として出力することで、駆動トランジスタＱｄの電流駆動能力を電流制御回路２１の制御する電流量に応じて変化するように制御する駆動トランジスタ制御回路２２と、を備えて構成されている。

電流制御トランジスタＱｃは、本実施形態では、図１に示すように、Ｎ型ＭＯＳトランジスタで構成されている。また、本実施形態では、全ての電流制御トランジスタＱｃの物理レイアウト形状は同じであり、参照電圧生成回路３０の参照電圧出力部３１を構成する電流生成用トランジスタＱｇの物理レイアウト形状と同じ形状に設定されている。更に、全ての電流制御トランジスタＱｃ及び電流生成用トランジスタＱｇは、製造ばらつきを抑制するために、近接配置されている。

電流制御回路２１は、本実施形態では、ｎ個の電流制御トランジスタＱｃ１〜Ｑｃ７からなる電流制御トランジスタ群ＱｃＢに対し、電流制御トランジスタＱｃｉ（ｉ＝１〜ｎ）夫々のゲート電圧を制御して、ＬＥＤ列ＬＢの駆動電流を制御するように構成されている。

ここで、図２は、電流制御回路２１と電流制御トランジスタＱｃの接続関係例について示している。本実施形態では、図２に示すように、電流制御トランジスタ群ＱｃＢが、７個の電流制御トランジスタＱｃ１〜Ｑｃ７を備え、電流制御トランジスタＱｃ１〜Ｑｃ４のゲート端子に第１電流制御信号Ｓｃ１が、電流制御トランジスタＱｃ５及びＱｃ６のゲート端子に第１電流制御信号Ｓｃ２が、電流制御トランジスタＱｃ７のゲート端子に第１電流制御信号Ｓｃ３が夫々入力されるように構成されている。

即ち、本実施形態の電流制御回路２１は、第１電流制御信号Ｓｃ１をＨレベルにすることにより、４つの電流制御トランジスタＱｃ１〜Ｑｃ４を同時にオン状態にでき、第１電流制御信号Ｓｃ２をＨレベルにすることにより、２つの電流制御トランジスタＱｃ５及びＱｃ６を同時にオン状態にでき、第１電流制御信号Ｓｃ３をＨレベルにすることにより、１つの電流制御トランジスタＱｃ７をオン状態にできる。このように構成することにより、第１電流制御信号Ｓｃ１〜Ｓｃ３の信号レベルの組み合わせにより、オン状態にする電流制御トランジスタＱｃの数を、１〜７まで任意に簡単に調整できる。

尚、Ｎ型ＭＯＳトランジスタである電流制御トランジスタＱｃに入力される第１電流制御信号Ｓｃ１〜Ｓｃ３の電圧レベル（Ｈレベル）は、ＭＯＳトランジスタを非飽和領域で動作させる範囲で、全て同じ値に設定されている。また、本実施形態では、オン状態の電流制御トランジスタＱｃのゲート電圧と電流生成用トランジスタＱｇのゲート電圧は同じになるように設定されている。

ここで、ＬＥＤ列ＬＢを駆動する通常動作を行っている場合の帰還信号の電圧Ｖ_ＷＭは、電流制御トランジスタ群ＱｃＢの抵抗値と電流値の積で求められる。電流制御トランジスタ群ＱｃＢの抵抗値をＲＱｃ、電流値をＩＱｃとすると、帰還信号の電圧Ｖ_ＷＭは、ＲＱｃ×ＩＱｃとなる。通常動作を行っている場合には、帰還信号の電圧Ｖ_ＷＭ≒参照電圧Ｖｒ２となるので、ＲＱｃ×ＩＱｃ≒Ｖｒ２となる。また、参照電圧Ｖｒ２は、参照電圧生成回路３０を構成する電流生成用トランジスタＱｇの抵抗値と電流値の積で求められる。即ち、電流生成用トランジスタＱｇの抵抗値をＲＣｇ、電流値をＩＣｇとすると、Ｖｒ２＝ＲＣｇ×ＩＣｇとなる。従って、Ｖｒ２＝ＲＣｇ×ＩＣｇ≒ＲＱｃ×ＩＱｃが成り立つ。即ち、電流制御トランジスタ群ＱｃＢと電流生成用トランジスタＱｇの抵抗比ＲＣｇ／ＲＱｃと電流生成用トランジスタＱｇの電流量ＩＣｇの積（（ＲＣｇ／ＲＱｃ）×ＩＣｇ）により、ＬＥＤ列を駆動する駆動電流の電流量ＩＱｃが規定される。

電流制御トランジスタ群ＱｃＢの抵抗値は、オン状態の電流制御トランジスタＱｃの個数に応じて決まることから、オン状態にする電流制御トランジスタＱｃの個数を切り替えることで、電流制御トランジスタ群ＱｃＢの電流値、即ち、ＬＥＤ列ＬＢを駆動する駆動電流の電流値を制御することができる。本実施形態では、上述したように、電流制御トランジスタＱｃと電流生成用トランジスタＱｇの物理レイアウト形状が同じ形状に形成され、近接配置され、オン状態の電流制御トランジスタＱｃのゲート電圧と電流生成用トランジスタＱｇのゲート電圧が同じ値に設定されていることから、オン状態にある電流制御トランジスタＱｃ１個の抵抗値と電流生成用トランジスタＱｇの抵抗値はほぼ同じになる。この場合には、電流制御トランジスタ群ＱｃＢと電流生成用トランジスタＱｇの抵抗比（ＲＣｇ／ＲＱｃ）は、電流制御トランジスタ群ＱｃＢのオン状態にある電流制御トランジスタＱｃの個数に応じて決まる。以上より、本発明装置１Ａでは、参照電圧の値を変更する必要なく、オン状態にある電流制御トランジスタＱｃの個数を切り替えるのみで、精度良くＬＥＤ列ＬＢの駆動電流を制御することができる。

尚、本実施形態では、７個の電流制御トランジスタＱｃを備える場合について説明したが、これに限るものではない。同様にして、２のべき乗個毎の電流制御トランジスタＱｃのグループ（例えば、８個の電流制御トランジスタＱｃからなるグループ、１６個の電流制御トランジスタＱｃからなるグループ等）を追加しても良い。このように構成すれば、簡単な構成で、オン状態にする電流制御トランジスタＱｃの数を任意に設定できる。

駆動トランジスタ制御回路２２は、本実施形態では、第１入力端子に参照電圧Ｖｒ２が入力され、出力端子が駆動トランジスタＱｄのゲート端子に接続された駆動制御用オペアンプ回路Ａ１と、駆動制御用オペアンプ回路Ａ１のオフセット電圧ΔＶを記憶し、帰還信号の電圧値Ｖ_ＭＷをオフセット電圧ΔＶに基づいて電圧調整し、駆動制御用オペアンプ回路Ａ１の第２入力端子に電圧調整した帰還信号を出力するオフセット電圧制御回路と、一端が駆動制御用オペアンプ回路Ａ１の第１入力端子に、他端がオフセット電圧制御回路の入力端子に夫々接続された第１スイッチ回路Ｓｗ１と、一端が駆動制御用オペアンプ回路Ａ１の第２入力端子に、他端が駆動制御用オペアンプ回路Ａ１の出力端子に夫々接続された第２スイッチ回路Ｓｗ２と、一端が駆動トランジスタＱｄのゲート端子に、他端が駆動制御用オペアンプ回路Ａ１の出力端子に夫々接続された第３スイッチ回路Ｓｗ３と、一端が電流制御トランジスタＱｃのドレイン端子に、他端がオフセット電圧制御回路の入力端子に夫々接続された第４スイッチ回路Ｓｗ４と、を備えて構成されている。尚、本実施形態の駆動トランジスタ制御回路２２は、所定のＰＷＭ制御信号に応じて、駆動トランジスタＱｄのゲート電圧をパルス駆動するように構成されている。

より詳細には、駆動制御用オペアンプ回路Ａ１は、ＰＷＭ制御信号によりオン状態及びオフ状態が切り替わるように構成されている。ここで、図３は、駆動制御用オペアンプ回路Ａ１の概略構成例を示している。駆動制御用オペアンプ回路Ａ１は、図３に示すように、第１入力端子Ｖｉｎ１と第２入力端子Ｖｉｎ２の電圧差を増幅して出力するオペアンプＡ１１と、オペアンプＡ１１の出力端子に接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタ及びＮ型ＭＯＳトランジスタで構成された出力切り替え用アナログスイッチＳｗａと、駆動制御用オペアンプ回路Ａ１の出力ノードに接続されたプルダウン用Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱｐを備えて構成されている。ＰＷＭ制御信号がＨレベルの場合、出力切り替え用アナログスイッチＳｗａがオン状態となり、プルダウン用Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱｐがオフ状態となり、オペアンプＡ１１の出力信号が駆動制御用オペアンプ回路Ａ１の出力信号として出力される。ＰＷＭ制御信号がＬレベルの場合、出力切り替え用アナログスイッチＳｗａがオフ状態となり、プルダウン用Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱｐがオン状態となり、接地電圧が駆動制御用オペアンプ回路Ａ１の出力信号として出力される。

オフセット電圧制御回路は、図１に示すように、一端が駆動制御用オペアンプ回路Ａ１の第２入力端子に、他端が第１スイッチ回路Ｓｗ１の他端及び第４スイッチ回路Ｓｗ４の他端に夫々接続された容量素子Ｃ１を備えて構成されている。

次に、本発明方法について、図４〜図６を基に説明する。ここで、図４は、本発明方法における本発明装置１Ａの動作手順を示している。

図４に示すように、本発明装置１Ａは、本発明装置１Ａを搭載した半導体装置から、ＬＥＤ列ＬＢの駆動指示を受け付けると、先ず、電流制御回路２１が、半導体装置によって指示された個数の電流制御トランジスタＱｃがオン状態となるように第１電流制御信号Ｓｃ１〜Ｓｃ３を制御する（ステップ＃１０１、電流制御工程）。

続いて、駆動トランジスタ制御回路２２が、第１スイッチ回路Ｓｗ１及び第２スイッチ回路Ｓｗ２をオン状態に、第３スイッチ回路Ｓｗ３及び第４スイッチ回路Ｓｗ４をオフ状態に夫々設定し、本発明装置１Ａが、駆動制御用オペアンプ回路Ａ１が活性状態となるようにＰＷＭ制御信号を設定する（ステップ＃１０２、オフセット電圧設定工程）。尚、本実施形態では、ＰＷＭ制御信号をＨレベルに設定する。これにより、容量素子Ｃ１に駆動制御用オペアンプ回路Ａ１のオフセット電圧ΔＶが記憶される。

ここで、図５は、ステップ＃１０２のオフセット電圧設定工程における駆動トランジスタ制御回路２２の状態を示している。オフセット電圧設定工程の実行により、駆動制御用オペアンプ回路Ａ１の出力電圧が参照電圧Ｖｒ２＋オフセット電圧ΔＶとなり、容量素子Ｃ１にオフセット電圧ΔＶに応じた電荷が蓄積される。

本発明装置１Ａは、オフセット電圧設定工程の実行後、第１スイッチ回路Ｓｗ１及び第２スイッチ回路Ｓｗ２をオフ状態に、第３スイッチ回路Ｓｗ３及び第４スイッチ回路Ｓｗ４をオン状態に夫々設定し、ＬＥＤ列ＬＢの電流値を制御する通常動作を行う（ステップ＃１０３、ＬＥＤ電流制御工程）。

ここで、図６は、ステップ＃１０３のＬＥＤ電流制御工程における駆動トランジスタ制御回路２２の状態を示している。オフセット電圧設定工程の実行により容量素子Ｃ１がオフセット電圧ΔＶの影響を除去するように機能する。このため、駆動制御用オペアンプ回路Ａ１の第２入力端子の電圧が帰還信号の電圧Ｖ_ＷＭ＋オフセット電圧ΔＶとなり、駆動制御用オペアンプ回路Ａ１の出力電圧が、帰還信号の電圧Ｖ_ＷＭ≒参照電圧Ｖｒ２となる値になる。

ＬＥＤ電流制御工程の実行後、一定期間が経過すると、本発明装置１Ａは、ステップ＃１０２のオフセット電圧設定工程及びＬＥＤ電流制御工程を繰り返し実行する（ステップ＃１０４）。尚、容量素子Ｃ１に蓄積された電荷は、時間経過とともに減少することから、オフセット電圧設定工程及びＬＥＤ電流制御工程の実行間隔（上記一定期間）は、容量素子Ｃ１の蓄積電荷の減少速度に応じて設定する。

尚、本実施形態では、説明のために、ステップ＃１０２の電流制御工程をステップ＃１０３のオフセット電圧設定工程の前に実行する場合について説明したが、電流制御工程は、任意の時点で、オフセット電圧設定工程やＬＥＤ電流制御工程と並行して実行しても良い。

本実施形態では、定電流駆動回路２０が、複数の電流制御トランジスタＱｃからなる電流制御トランジスタ群ＱｃＢを備え、オン状態の電流制御トランジスタＱｃの個数によって決まる電流制御トランジスタ群ＱｃＢの抵抗値によりＬＥＤ列ＬＢの駆動電流の電流量を制御するように構成されているので、参照電圧Ｖｒ２の電圧値を変更する必要がない。尚、従来技術のように、参照電圧Ｖｒ２の電圧値を変更してＬＥＤ列ＬＢの駆動電流の電流量を制御する場合において、ＬＥＤ列ＬＢを比較的小さい電流量で駆動する場合には、参照電圧Ｖｒ２を低下させる制御を行うが、参照電圧Ｖｒ２を低下させると帰還信号の電圧値Ｖ_ＭＷが低下し、駆動制御用オペアンプ回路Ａ１のオフセット電圧ΔＶの影響が大きくなる。これに対し、本実施形態の本発明装置１Ａは、上述したように、参照電圧Ｖｒ２の電圧値を変更する必要がないので、ＬＥＤ列ＬＢを比較的小さい電流量で駆動する場合でも、オフセット電圧ΔＶの影響が大きくなることがない。本発明装置１Ａは、参照電圧Ｖｒ２の電圧値を適切な値に設定することにより、ＬＥＤ列ＬＢを駆動する駆動電流の大小に拘わらず、オフセット電圧ΔＶの影響を抑制して高精度に駆動電流の制御を行うことができる。

〈第２実施形態〉
本発明装置及び本発明方法の第２実施形態について、図７を基に説明する。本実施形態では、上記第１実施形態とは、参照電圧生成回路３０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１Ｂの構成について、図７を基に説明する。ここで、図７は、本実施形態における本発明装置１Ｂの概略部分構成例を示している。

本実施形態の本発明装置１Ｂは、図７に示すように、複数のＬＥＤ列ＬＢ１〜ＬＢｘと、ＬＥＤ列ＬＢｊ（ｊ＝１〜ｘ）毎に各別に設けられた複数の定電流駆動回路２０１〜２０ｘと、定電圧を生成し複数の定電流駆動回路２０に対し参照電圧Ｖｒ２として出力する参照電圧生成回路３０と、を備えている。尚、各ＬＥＤ列ＬＢｊ及び各定電流駆動回路２０ｊの構成は、上記第１実施形態と同じである。

参照電圧生成回路３０は、図７に示すように、ソース端子に所定の正電圧が入力され、ゲート端子とドレイン端子が接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成された第１トランジスタＱｒ１と、第１トランジスタＱｒ１に定電流を供給する定電流供給回路３２ａと、定電流駆動回路２０毎に各別に設けられた参照電圧出力部３１１〜３１ｘと、を備えて構成されている。尚、定電流供給回路３２ａ及び各参照電圧出力部３１ｊの構成は、上記第１実施形態と同じである。

本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、定電流駆動回路２０ｊの電流制御トランジスタＱｃがＮ型ＭＯＳトランジスタで構成され、定電流駆動回路２０ｊ別に、電流制御トランジスタＱｃの物理レイアウト形状と、定電流駆動回路２０に対応する参照電圧生成回路３０の参照電圧出力部３１ｊを構成する電流生成用トランジスタＱｇの物理レイアウト形状が同じ形状に設定され、対応する電流制御トランジスタＱｃと電流生成用トランジスタＱｇが互いに近接配置されている。また、上記第１実施形態と同様に、電流制御トランジスタＱｃと電流生成用トランジスタＱｇのゲート電圧が同じになるように構成されている。

電流制御トランジスタＱｃと電流生成用トランジスタＱｇをこのように構成することにより、定電流駆動回路２０ｊの夫々において、電流制御トランジスタ群ＱｃＢと電流生成用トランジスタＱｇの抵抗比を精確に設定でき、全てのＬＥＤ列ＬＢｊの駆動電流を精確に制御することが可能になる。

〈第３実施形態〉
本発明装置及び本発明方法の第３実施形態について、図８を基に説明する。本実施形態では、上記第１及び第２実施形態とは、参照電圧生成回路３０を構成する定電流供給回路３２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１Ｃの構成について、図８を基に説明する。ここで、図８は、本実施形態における本発明装置１Ｃの概略部分構成例を示している。

本実施形態の本発明装置１Ｃは、図８に示すように、所定数のＬＥＤ１０１〜１０ｍを直列接続してなるＬＥＤ列ＬＢと、ＬＥＤ列ＬＢを定電流駆動する定電流駆動回路２０と、定電圧を生成し定電流駆動回路２０に対し参照電圧Ｖｒ２として出力する参照電圧生成回路３０と、を備えている。尚、ＬＥＤ列ＬＢ及び定電流駆動回路２０の構成は、上記第１実施形態と同じである。

本実施形態の参照電圧生成回路３０は、ソース端子に所定の正電圧が入力され、ゲート端子とドレイン端子が接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成された第１トランジスタＱｒ１と、第１トランジスタＱｒ１に定電流を供給する定電流供給回路３２ｂと、参照電圧Ｖｒ２を定電流駆動回路２０に出力する参照電圧出力部３１と、を備えて構成されている。尚、本実施形態の参照電圧出力部３１の構成は、上記第１実施形態と同じである。

定電流供給回路３２ｂは、本実施形態では、図８に示すように、ドレイン端子が第１トランジスタＱｒ１のドレイン端子に接続された第３トランジスタＱｒ３と、第１入力端子が所定の定電圧源ＰＳに、第２入力端子が第３トランジスタＱｒ３のソース端子に、出力端子が第３トランジスタＱｒ３のゲート端子に夫々接続された定電流生成用オペアンプ回路Ａ２と、ゲート端子に複数の第２電流制御信号の１つが、ソース端子に接地電圧が夫々入力され、ドレイン端子が第３トランジスタＱｒ３のソース端子に接続された１または複数の電流調整用トランジスタＱａ（電流調整用トランジスタ群ＱａＢ）と、を備えて構成されている。

また、本実施形態では、電流調整用トランジスタＱａがＮ型ＭＯＳトランジスタで構成され、電流調整用トランジスタＱａの物理レイアウト形状と電流生成用トランジスタＱｇの物理レイアウト形状が同じ形状に設定されている。これにより、オン状態の電流調整用トランジスタＱａの個数で参照電圧Ｖｒ２を設定可能になる。尚、電流調整用トランジスタＱａの特性は、参照電圧Ｖｒ２の電圧範囲が、定電流駆動回路２０において、駆動トランジスタ制御回路２２を構成する駆動制御用オペアンプ回路Ａ１のオフセット電圧ΔＶの影響を抑制できる範囲内となるように設定する。このように構成することにより、用途の異なる半導体装置について、同じ回路構成の本発明装置１を搭載可能になり、本発明装置１の汎用性を高めることができる。

尚、本実施形態では、第１実施形態における参照電圧生成回路３０の抵抗素子Ｒ１を電流調整用トランジスタ群ＱａＢで構成した場合について説明したが、第２実施形態における参照電圧生成回路３０の抵抗素子Ｒ１を電流調整用トランジスタ群ＱａＢで構成しても良い。

本発明に係るＬＥＤ駆動装置の第１実施形態における概略構成例を示す概略部分ブロック図本発明に係るＬＥＤ駆動装置を構成する電流制御回路と電流制御トランジスタの接続関係について示す概略回路図本発明に係るＬＥＤ駆動装置を構成する駆動制御用オペアンプ回路の概略回路構成例を示す概略回路図本発明に係るＬＥＤ駆動制御方法の第１実施形態における動作手順を示すフローチャート本発明に係るＬＥＤ駆動装置を構成する駆動トランジスタ制御回路のオフセット電圧設定工程における状態を示す概略回路図本発明に係るＬＥＤ駆動装置を構成する駆動トランジスタ制御回路のＬＥＤ電流制御工程における状態を示す概略回路図本発明に係るＬＥＤ駆動装置の第２実施形態における概略構成例を示す概略部分ブロック図本発明に係るＬＥＤ駆動装置の第３実施形態における概略構成例を示す概略部分ブロック図従来技術に係るＬＥＤ駆動装置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駆動装置
１Ａ本発明に係るＬＥＤ駆動装置
１Ｂ本発明に係るＬＥＤ駆動装置
１Ｃ本発明に係るＬＥＤ駆動装置
１０ＬＥＤ
２０定電流駆動回路
２１電流制御回路
２２駆動トランジスタ制御回路
３０参照電圧生成回路
３１参照電圧出力部
３２定電流供給回路
３２ａ定電流供給回路
３２ｂ定電流供給回路
１００従来技術に係るＬＥＤ駆動装置
１２０定電流駆動回路
１２１選択回路
１２２選択回路
１２３オペアンプ回路
１３０参照電圧生成回路
１３１定電流供給回路
１３２抵抗ＤＡＣ回路
１３３フィルタ回路
Ａ１駆動制御用オペアンプ回路
Ａ２定電流生成用オペアンプ回路
Ａ１１オペアンプ
Ｃ１容量素子
ＬＢＬＥＤ列
ＰＳ定電圧源
Ｑｄ駆動トランジスタ
Ｑｃ電流制御トランジスタ
ＱｃＢ電流制御トランジスタ群
Ｑｇ電流生成用トランジスタ
Ｑａ電流調整用トランジスタ
ＱａＢ電流調整用トランジスタ群
Ｑｒ１第１トランジスタ
Ｑｒ２第２トランジスタ
Ｑｒ３第３トランジスタ
Ｑｐプルダウン用Ｎ型ＭＯＳトランジスタ
Ｑ１１トランジスタ
Ｑ１２トランジスタ
Ｑ１５１駆動トランジスタ
Ｑ１５２駆動トランジスタ
Ｒ１抵抗素子
Ｒ１３１抵抗素子
Ｒ１３２抵抗素子
Ｓｗ１第１スイッチ回路
Ｓｗ２第２スイッチ回路
Ｓｗ３第３スイッチ回路
Ｓｗ４第４スイッチ回路

Claims

所定数のＬＥＤを直列接続してなるＬＥＤ列と、前記ＬＥＤ列を定電流駆動する定電流駆動回路と、定電圧を生成し前記定電流駆動回路に対し参照電圧として出力する参照電圧生成回路と、を備えたＬＥＤ駆動回路であって、
前記定電流駆動回路が、
ドレイン端子が前記ＬＥＤ列のカソード端子側端部に接続された駆動トランジスタと、
ゲート端子に複数の第１電流制御信号の１つが、ソース端子に接地電圧が夫々入力され、ドレイン端子が前記駆動トランジスタのソース端子に接続された複数の電流制御トランジスタと、
複数の前記第１電流制御信号を切り替え、オン状態にある前記電流制御トランジスタの数を切り替えて前記ＬＥＤ列の電流量を制御する電流制御回路と、
前記電流制御トランジスタのドレイン端子の電圧を帰還信号とし、前記帰還信号の電圧値の変動を抑制するように、前記帰還信号の電圧値と前記参照電圧の差分電圧を増幅して前記駆動トランジスタのゲート端子のゲート電圧として出力することで、前記駆動トランジスタの電流駆動能力を前記電流制御回路の制御する電流量に応じて変化するように制御する駆動トランジスタ制御回路と、を備えることを特徴とするＬＥＤ駆動装置。
前記駆動トランジスタ制御回路は、所定のＰＷＭ制御信号に応じて、前記駆動トランジスタのゲート電圧をパルス駆動することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ駆動装置。
前記参照電圧生成回路が、
ソース端子に所定の正電圧が入力され、ゲート端子とドレイン端子が接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタで構成された第１トランジスタと、
前記第１トランジスタに定電流を供給する定電流供給回路と、
ゲート端子が前記第１トランジスタのゲート端子及びドレイン端子に接続され、ソース端子に前記正電圧が入力され、ドレイン端子の電圧を前記参照電圧として前記定電流駆動回路に出力するＰ型ＭＯＳトランジスタで構成される第２トランジスタと、ゲート端子に所定の正電圧が、ソース端子に接地電圧が夫々入力され、ドレイン端子が前記第２トランジスタのドレイン端子に接続されたＮ型ＭＯＳトランジスタで構成される電流生成用トランジスタとを備えて構成される参照電圧出力部と、を備えて構成されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。
前記ＬＥＤ列を複数備える場合に、前記ＬＥＤ列毎に各別に、前記定電流駆動回路を備え、
前記参照電圧生成回路が、前記定電流駆動回路毎に各別に前記参照電圧出力部を備えることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ駆動装置。
前記定電流駆動回路の前記電流制御トランジスタがＮ型ＭＯＳトランジスタで構成され、
前記定電流駆動回路別に、前記電流制御トランジスタの物理レイアウト形状と、前記定電流駆動回路に対応する前記参照電圧生成回路の前記参照電圧出力部を構成する前記電流生成用トランジスタの物理レイアウト形状が同じ形状に設定され、対応する前記電流制御トランジスタと前記電流生成用トランジスタが互いに近接配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載のＬＥＤ駆動装置。
前記定電流供給回路が、
ドレイン端子が前記第１トランジスタのドレイン端子に接続された第３トランジスタと、
第１入力端子が所定の定電圧源に、第２入力端子が前記第３トランジスタのソース端子に、出力端子が前記第３トランジスタのゲート端子に夫々接続された定電流生成用オペアンプ回路と、
ゲート端子に複数の第２電流制御信号の１つが、ソース端子に接地電圧が夫々入力され、ドレイン端子が前記第３トランジスタのソース端子に接続された１または複数の電流調整用トランジスタと、を備えて構成されることを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。
前記参照電圧生成回路を構成する前記電流生成用トランジスタがＮ型ＭＯＳトランジスタで構成され、
前記参照電圧生成回路の前記定電流供給回路を構成する前記電流調整用トランジスタがＮ型ＭＯＳトランジスタで構成され、
前記電流調整用トランジスタの物理レイアウト形状と前記電流生成用トランジスタの物理レイアウト形状が同じ形状に設定されていることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ駆動装置。
前記駆動トランジスタ制御回路が、
第１入力端子に前記参照電圧が入力され、出力端子が前記駆動トランジスタのゲート端子に接続された駆動制御用オペアンプ回路と、
前記駆動制御用オペアンプ回路のオフセット電圧を記憶し、前記帰還信号の電圧値を前記オフセット電圧に基づいて電圧調整し、前記駆動制御用オペアンプ回路の第２入力端子に電圧調整した前記帰還信号を出力するオフセット電圧制御回路と、
一端が前記駆動制御用オペアンプ回路の第１入力端子に、他端が前記オフセット電圧制御回路の入力端子に夫々接続された第１スイッチ回路と、
一端が前記駆動制御用オペアンプ回路の第２入力端子に、他端が前記駆動制御用オペアンプ回路の出力端子に夫々接続された第２スイッチ回路と、
一端が前記駆動トランジスタのゲート端子に、他端が前記駆動制御用オペアンプ回路の出力端子に夫々接続された第３スイッチ回路と、
一端が前記電流制御トランジスタのドレイン端子に、他端が前記オフセット電圧制御回路の入力端子に夫々接続された第４スイッチ回路と、を備え、
前記オフセット電圧制御回路が、一端が前記駆動制御用オペアンプ回路の第２入力端子に、他端が前記第１スイッチ回路の他端及び前記第４スイッチ回路の他端に夫々接続された容量素子を備えることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。
請求項８に記載のＬＥＤ駆動装置におけるＬＥＤ駆動制御方法であって、
前記電流制御回路が、所定数の前記電流制御トランジスタがオン状態となるように前記第１電流制御信号を制御する電流制御工程と、
前記第１スイッチ回路及び前記第２スイッチ回路をオン状態に、前記第３スイッチ回路及び前記第４スイッチ回路をオフ状態に夫々設定し、前記容量素子に前記駆動制御用オペアンプ回路の前記オフセット電圧を記憶するオフセット電圧設定工程と、
前記オフセット電圧設定工程の実行後、前記第１スイッチ回路及び前記第２スイッチ回路をオフ状態に、前記第３スイッチ回路及び前記第４スイッチ回路をオン状態に夫々設定し、前記ＬＥＤ列の電流値を制御するＬＥＤ電流制御工程と、を実行することを特徴とするＬＥＤ駆動制御方法。