WO2005078810A1 - 光源駆動回路、照明装置、表示装置、フィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置及び情報機器 - Google Patents

光源駆動回路、照明装置、表示装置、フィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置及び情報機器 Download PDF

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switch
power supply
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capacitor
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Takashi Akiyama
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Citizen Watch Co., Ltd.
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Definitions

  • Light source drive circuit lighting device, display device, field-sequential liquid crystal display device and information device
  • the present invention relates to a light source driving circuit, and a light source using such a light source driving circuit.
  • the present invention relates to a lighting device, a display device, a field 'sequential' color liquid crystal display device, and an information device.
  • FSC field-sequential 'color'
  • a light-emitting diode (hereinafter, referred to as a light-emitting element) is used as a light source.
  • LED a light-emitting diode
  • a pack light for an FSC display device a power supply and an LED are connected during a light emission period of a light source, and the LED is directly driven by the power supply.
  • the pack light for the display device of the FSC method it is necessary to sequentially and alternately emit the light sources of the three primary colors, and it was not possible to emit light during the data writing time to the display element in order to avoid color mixing. Therefore, the duty ratio of the light emission time of the light source is reduced, and it is necessary to supply a large current to the light source during the light emission period in order to obtain a desired brightness.
  • FIG. 14 shows an example of the above-described LED drive circuit.
  • FIG. 14B is a diagram showing a timing waveform of a clock signal (CK signal) defining timing of light emission of the LED 12.
  • CK signal a clock signal
  • FIG. 14B when the CK signal is at the H level, the switch 18 is turned on, the current flows directly from the power supply 10 to the LED 12 of the light source, and the light emitting element 12 emits light. It becomes.
  • the switch 18 is turned off, the power supply 1 '0 is disconnected from the light emitting element 12 as a light source, and the LED 12 is in a non-light emitting state.
  • a period t14 in FIG. 14B is a time during which the light emitting element of another primary color emits light and a time for writing data to the display element.
  • the period t12 when the CK signal is at the H level is shorter than the period t14 when the CK signal is at the L level. Therefore, in order to get the appropriate brightness, always keep the LED 12 on! :
  • t 1 4 + t 1 2 is repeated.
  • T is constant
  • the data writing time to the display element increases as the number of pixels of the display device increases. Therefore, this ratio tends to increase as the number of pixels of the display device increases.
  • the reactive power means the input voltage to the power supply as V in and the input current I in as
  • V in the input voltage to the power supply
  • I in the input current I in
  • FIG. 15 shows another example of the light source drive circuit (for example, see JP-A-H9_976925).
  • switches 84 and 86 that are controlled in conjunction with each other and a capacitor 88 are provided.
  • the switches 84 and 86 are respectively connected to the a side, current flows from the power supply 10 through the path of the switch 84, the capacitor 88 and the switch 86, and the power is supplied to the capacitor 88. A voltage equivalent to 10 is charged.
  • the switches 8.4 and 86 are respectively connected to the b side, the power supply 10, the capacitor 88, and the LED 12 are connected in series.
  • the threshold voltage (hereinafter abbreviated as V th) at which the light emitting element 12 of the light source starts to emit light at a predetermined luminance is higher than the voltage of the power supply 10 and lower than twice the voltage of the power supply 10. Is assumed.
  • the light source drive circuit shown in FIG. 15 proposes a method for driving a light emitting element having a higher Vth than the power supply voltage, that is, a light emitting element such as an organic EL. However, in the light source driving circuit shown in FIG.
  • FIG. 16 shows still another example of the light source driving circuit (for example, JP-A- 2 0 0 1 — 1 4 4 5 9 7).
  • the light source drive circuit shown in FIG. 16 includes switches 90 and 94, a capacitor 92, and a constant current circuit 96, which are controlled in conjunction with each other.
  • switches 90 and 94 When the switches 90 and 94 are connected to the a side, a constant current is supplied from the power supply 10 through the path of the switch 90, the capacitor 92, the switch 94 and the constant current circuit 96. A constant current flows, and the capacitor 92 is charged with a voltage substantially equal to that of the power supply 10.
  • the switches 90 and 94 When the switches 90 and 94 are connected to the b side, the power supply 10, the capacitor 92, the LED 12 and the constant current circuit 96 are connected in series, and the voltage of the power supply 10 and the capacitor 92 are connected. The voltage obtained by adding the voltage stored in the LED 12 is applied to the LED 12, and the LED 12 emits light.
  • the purpose of the light source drive circuit shown in Fig. 16 is to stabilize light emission in a "light transmission" system. Further, it is assumed that the threshold voltage V th at which the LED 12 starts to emit light at a predetermined luminance is higher than the voltage of the power supply 10 and lower than twice the voltage of the power supply 10. This is the same as the light source drive circuit shown in FIG. In addition, in the light source drive circuit shown in FIG. 16, since the constant current circuit 96 is provided and it is 1 / ⁇ , the instantaneous current does not increase more than necessary, stabilizing the light emission and reducing the noise margin in the power supply. It is possible to prevent. However, when driving the LED 12, a current flows through the LED 12 via the power supply 10, and the power supply 10 needs to flow a large current.
  • FIG. 17 shows an example of a lighting device (for example, see JP-A-H8-20336888).
  • FIG. 17 the same members as those in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals.
  • a very high voltage is generated by the booster circuit 97, and the high voltage is charged to the main capacitor 99 via the diode 98.
  • the electric charge stored in the main capacitor 99 is discharged to the camera flash 112, and the camera rush 112 emits light.
  • the main purpose of the lighting device shown in FIG. 17 is to stop the boosting in the boosting circuit 97 when the voltage of the power supply 10 drops, thereby preventing an adverse effect on the system.
  • the lighting device shown in FIG. 17 uses a diode 98 instead of a switch, if the lighting device shown in FIG. 17 is applied to a low-voltage lighting device for driving an LED as in the present invention, a power supply Current cannot be prevented from flowing into the LED.
  • the lighting device shown in FIG. 17 has a configuration in which a large amount of instantaneous current can flow in the circuit because the amount of current for charging the main capacitor 99 is not limited.
  • the main capacitor 99 is charged using the diode 98, so if the lighting device shown in Fig.
  • An object of the present invention is to provide a light source driving circuit which solves the above problems, and a lighting device, a display device, a field-sequential color liquid crystal display device and an information device using the light source driving circuit. Offer There is to be.
  • Still another object of the present invention is to provide a light source driving circuit realizing a low power supply noise, a lighting device, a display device, and a field sequential liquid crystal display using such a light source driving circuit. It is to provide equipment and information equipment.
  • Still another object of the present invention is to provide a light source driving circuit realizing high power supply efficiency, and a lighting device, a display device, and a field sequential color type liquid crystal display device using such a light source driving circuit. And information equipment.
  • Still another object of the present invention is to provide a light source driving circuit that realizes a small power source, low noise, and high efficiency, and a lighting device, a display device, and a field 'sequential' using the light source driving circuit.
  • An object of the present invention is to provide a power supply type liquid crystal display device and information equipment.
  • the light source drive circuit includes a power supply unit, a light source unit, a charging unit for charging the electric charge from the power supply unit, and a charging sound (switching to connect the charging sound (3) to one of the power supply unit and the light source unit.
  • Switching section to connect the charging section and the power supply section to charge the charging section, disconnect the power supply section from the light source section, connect the charging section to the light source section, and cause the charging section to emit light from the light source section.
  • a control unit that controls
  • a non-light emitting period including a period in which the charging unit is connected to the power supply unit to charge the charging unit is set to be longer than a light emitting period in which the light source unit emits light. preferable.
  • the switching unit is a first switch. Switch and a second switch, the power supply section is connected to the charging section via the first switch, and the light source section is connected to the charging section via the second switch. Is preferred.
  • the first switch and the second switch each have a control terminal, and the first switch and the second switch each have a control unit at each control terminal. It is preferable that the conductive state is controlled so as to be periodically and alternately turned on by a control signal applied from the controller.
  • the power supply section has a constant current circuit, and the power supply section charges the charging section via the constant current circuit.
  • the charging section has a driving capacitor.
  • the light source section has a light emitting diode.
  • the light source unit includes a first light source having a first emission color, a second light source having a second emission color, and a third light source having a third emission color.
  • the switching unit has a first switch, a second switch, a third switch, and a fourth switch, and the power supply unit is connected via the first switch.
  • the first light source is connected to the charging unit via the second switch
  • the second light source is connected to the charging unit via the third switch
  • the third light source is connected to the charging unit via the second switch.
  • it is connected to the live part via a fourth switch.
  • one charging capacitor is used for three LEDs that emit light of three different colors.
  • the first switch, the second switch, the third switch, and the fourth switch each have a control terminal
  • the first switch Switch, second switch, third switch and The fourth switch is preferably controlled so as to be turned on periodically and alternately by a control signal applied from a control unit to each control terminal.
  • the light source unit includes a first light source having a first emission color, a second light source having a second emission color, and a third light source having a third emission color.
  • a drive capacitor, and the switching unit includes a first switch, a second switch, a third switch, a fourth switch, a fifth switch, and a sixth switch.
  • a power supply unit connected to the first drive capacitor via the first switch; a power supply unit 'connected to the second drive capacitor via the second switch; Is connected to a third drive capacitor via a third switch, and the first light source is connected to the first horse via a fourth switch.
  • the second light source is connected to the second drive capacitor via the fifth switch, and the third light source is connected to the third drive capacitor via the sixth switch.
  • three charging capacitors corresponding to three LEDs emitting three different colors are used.
  • the first switch, the second switch, the third switch, the fourth switch, the fifth switch and the sixth switch are provided.
  • Each of the switches has a control terminal, a first switch, a second switch, a third switch, a fourth switch, a fifth switch, and a sixth switch.
  • the switch is preferably controlled so as to be periodically and alternately turned on by a control signal applied from a control unit 15 to each control terminal.
  • the lighting device according to the present invention uses the light source driving circuit according to the present invention. It is characterized by that.
  • a display device uses the light source drive circuit according to the present invention.
  • a field-sequential-type liquid crystal display device uses the light source driving circuit according to the present invention.
  • An information device uses the light source driving circuit according to the present invention.
  • the light source driving circuit in the light source driving circuit having a light source that emits light intermittently by a current from a power supply, the charge from the power supply is charged during a non-light emitting period in which the light source does not emit light.
  • the light source emits light by discharging the charge charged in the driving capacitor during a light emission period.
  • the light source driving circuit is a light source driving circuit having a light source that emits light intermittently by a current from a power supply, wherein the driving capacitor charges electric charge from the power supply during a non-light emitting period when the light source is not emitting light
  • the light source emits light by discharging the electric charge charged in the driving capacitor during the light emission period
  • the power supply is connected to one terminal of the driving capacitor via the first switch, and the other terminal is connected to the other terminal.
  • the power supply is connected to the light source via the second switch, the power supply is connected to one terminal of the driving capacitor via the third switch, and the other terminal is further connected via the fourth switch. Is connected to the light source.
  • the light source driving circuit of the present invention and a lighting device or the like using such a light source driving circuit charge a charging unit such as a driving capacitor with a small current value during a non-light emitting period, and stop a current from a power supply during a light emitting period. Then, the charge charged in the charging section is discharged in a short time to cause the light emitting element of the light source to emit light.
  • a charging unit such as a driving capacitor with a small current value during a non-light emitting period
  • the charge charged in the charging section is discharged in a short time to cause the light emitting element of the light source to emit light.
  • the non-emission period is longer than the light-emission period of the light source, and the charging section can be charged with a small current value using the non-emission period. It is smaller than. Therefore, the light source drive circuit of the present invention is particularly effective when applied to an FSC type liquid crystal display device and an information device using the same. Further, the light source driving circuit of the present invention can be applied not only to the FSC type liquid crystal display device but also to a device for intermittently driving the light source, and in that case, the same effect can be exerted. .
  • the light source drive circuit of the present invention also has an important effect that the power supply efficiency can be improved, which will be described in detail later. '' Brief description of the drawings
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a light source driving circuit according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a waveform example of a control signal of the light source driving circuit illustrated in FIG. 1 and the like.
  • FIG. 3 is a diagram showing another example of waveforms of the control signal of the light source driving circuit shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a constant current circuit of the light source drive circuit shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of a light source driving circuit according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a waveform example of a control signal of the light source drive circuit illustrated in FIG.
  • FIG. 7A is a diagram illustrating a schematic configuration of a light source driving circuit according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 7B is a diagram illustrating a waveform example of a control signal of the light source driving circuit illustrated in FIG. 7A. . '
  • FIG. 8A is a diagram illustrating a schematic configuration of a light source driving circuit according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 8B is a diagram illustrating a waveform example of a control signal of the light source driving circuit illustrated in FIG. 8A. .
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of a light source driving circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10A is a diagram showing a schematic configuration of a light source driving circuit according to a sixth embodiment of the present invention
  • FIG. 10B is a waveform example of a control signal of the light source driving circuit shown in FIG. 10A.
  • FIG. 10A is a diagram showing a schematic configuration of a light source driving circuit according to a sixth embodiment of the present invention
  • FIG. 10B is a waveform example of a control signal of the light source driving circuit shown in FIG. 10A.
  • FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a light source drive circuit according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing a display device and a lighting device using the light source drive circuit according to the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example in which a display device using the light source drive circuit according to the present invention is used for displaying information devices.
  • FIG. 14A shows a schematic configuration of the light source driving circuit, and is a diagram showing a waveform of a control signal of the light source driving circuit shown in FIG. 14B.
  • FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of another light source driving circuit.
  • FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of still another light source driving circuit.
  • FIG. 17 is a diagram showing a schematic configuration of a lighting device.
  • a light source driving circuit according to the present invention, and a lighting device, a display device, a field sequential color type liquid crystal display device, and an information device using the light source driving circuit will be described below with reference to the drawings. I do.
  • a light source driving circuit includes a driving capacitor that charges during a non-light emitting period in which the light source does not emit light, and the light source emits light by discharging a charge charged in the driving capacitor during a light emitting period.
  • the light source drive circuit according to the present invention has a switch for ON / OFF connecting a power supply and a drive capacitor, and the switch cuts off the power supply from the drive capacitor during a light emission period.
  • the power supply is connected to the drive capacitor via a switch.
  • the power supply has a constant current circuit, and the power supply charges the driving capacitor via the constant current circuit.
  • FIG. 1 shows a light source driving circuit according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a light source driving circuit 1 according to the first embodiment.
  • the light source driving circuit 1 includes a power supply 10, a light emitting element 12 of a light source, a driving capacitor 14, and first and second switches 1.
  • Control unit composed of 6 and 18, constant current circuit 20, and CPU
  • L E as the light emitting element 1 2 of the light source
  • the output of the constant current circuit 20 is connected to one terminal of the first switch 16, and the other terminal of the first switch 16 is connected to one terminal of the driving capacitor 14. ⁇ ; then connect one terminal of the horse
  • the switch 18 was connected to one terminal of the switch 18, and the other terminal of the second switch 18 was connected to the light emitting element 12 of the light source.
  • the first switch 16 and the second switch 18 are controlled to be turned ON or OFF, respectively, by control signals CK1 and CK2 supplied from the control unit 100. It was configured as follows.
  • Fig. 2 shows waveform examples of control signals CK1 and CK2 supplied from the control unit 100, the voltage Vc of the drive capacitor 14, the current Ic flowing through the drive capacitor 14, and the luminous intensity of the light emitting element 12. Shows the change in L.
  • the control signals CK 1 and CK 2 control ON / OFF of the first switch 16 and the second switch 18, respectively.
  • the CK 1 and CK 2 signals are at H level, Is ON, and the switch is OFF at L level.
  • the CK1 signal is set to be at the H level during the period t1 and to be at the L level during the period t2.
  • the CK2 signal is set to be at the H level in the period t2 and to be L in the period t1. Therefore, in the period t1, the first switch 16 is turned on and the second switch 18 is turned off. In the period t2, the first switch 16 is turned off and the second switch is turned off. Switch 18 turns ON. That is, the first and second switches 16 and 18 were controlled to be in a conductive (ON) state periodically and alternately.
  • the power supply 10 and the constant current circuit 20 and the drive capacitor 14 pass through. Current flows, and the drive capacitor 14 is charged. At this time, charging is performed at a constant current through the constant current circuit 20, so there is no concern that the power IE of the power supply 10 will be shut down by the initial large instantaneous current and noise will be added to the power supply system. .
  • the power supply 10 and the constant current [the charging system of the driving capacitor 14 composed of the U path 20] is connected to the light emitting element 12 of the light source. Is shut off.
  • the charge accumulated in the driving capacitor 14 is discharged to the light emitting element 12 of the light source through the path of the driving capacitor 14 and the light emitting element 12 of the light source, Emits light.
  • the power source 10 is cut off from the light emitting element 12 of the light source. Therefore, the power supply 10 is not affected by the discharge of the light source to the light emitting element 12 and the system is stabilized.
  • Such a stable power supply is particularly useful for an information device having a receiving unit such as a mobile phone or a television.
  • Such a stable power supply is also very useful for equipment that uses a battery as a power supply.
  • the period t1 for charging the drive capacitor 14 is set longer than the period t2 for the light emitting element 12 of the light source to emit light. This is for enabling data rewriting or the like of a display element such as a liquid crystal to be performed during the non-light emitting period t 1 of the light source. For example, if the light source emits light during the data rewriting period of a display element such as a liquid crystal, the display is undesirably disturbed.
  • the light source driving circuit 1 in an FSC type liquid crystal display device, if the light source emits light during a data rewriting period of a display element such as a liquid crystal, the display becomes a mixed color state. In order to prevent such a state, the light-emitting element 12 is in a non-light-emitting state in the period t1. In addition, the capacitor is charged using the data rewriting period of the display element such as a liquid crystal.
  • the light source driving circuit 1 is used in an FSC type liquid crystal display device, it is necessary to write data for each of the three primary colors into serial. Therefore, the data rewriting time is about three times longer than in the normal case (for example, with a monochromatic light source).
  • the period t 1 is about three times larger than the normal case.
  • tl increases and f and t 2 decrease. Therefore, it is necessary to cause the light emitting element 12 to emit light with high luminance by flowing a larger current than in a normal case during a short period of the light emitting period t2. For this reason, the conventional method had a heavy load on the power supply.
  • the data rewriting time becomes longer as the number of pixels of the display device increases, and accordingly, there is a problem that the load on the power supply becomes larger.
  • the driving capacitor 14 is charged with a constant current during the period t1 longer than the period t2, so that no load is applied to the power supply. If the period t1 is sufficiently larger than the period t2, the power supply capacity of the power supply 10 may be the same as in the conventional method of constantly emitting light from the light source. Therefore, it is not necessary to increase the power supply capacity, and the power supply can be made smaller and more efficient.
  • the drive capacitor 14 can accumulate a sufficient charge with a capacity of several to several tens of ⁇ F for mobile devices, for example, about 5 ⁇ F.
  • a chip type is available with such a capacity, and the power supply can be miniaturized by using such a capacitor.
  • a resistor is connected in series with the LED in order to allow the current of i to flow. It was necessary to adjust the current value.
  • a constant current circuit is inserted instead of a resistor. There was a case to enter.
  • the capacitance of the drive capacitor 14 C Q t”.
  • the charge of “2 XQ t” is charged in the drive capacitor 14 during the ON period of the first switch 16, and then the first switch 16 is turned off and the second switch 16 is turned off.
  • 8 is turned ON, the stored charge of “2 XQ t” is discharged, and the charge of 2 XQ t flows to the LED.
  • the power at this time can be calculated from the total charge flowing when the first switch 16 is ON.
  • the drive capacitor 14 always stores the charge of 3 V for the voltage. While the second switch 18 is ON, charge is supplied to the LED, but since Vth of the LED is 3 V, the LED turns off when the voltage of the drive capacitor 14 drops to this voltage. The current stops flowing. At that point, the drive Since the supply of charge from the capacitor 14 also ends, the remaining charge is stored in the drive capacitor 14 as it is. Therefore, when the first switch 16 is turned on next time, a voltage of 3 V remains in the drive capacitor 14, and the drive capacitor 14 may be supplied with a charge of 3 V to 5 V. In this case, only the necessary current flows at a low current value, so that the power consumed by the internal resistance of the power supply can be minimized. In other words, the power W is almost only the power required for the LED, and there is no wasteful power as in the past, and the efficiency is close to 100%.
  • Vth will increase from 3 V to about 3.3 V, and the efficiency will decrease.
  • the voltage Vc of the driving capacitor 14 is charged during the period t1 and rises from the threshold voltage IE Vt of the light emitting element 12 to a predetermined value during the period t1. And falls to the threshold voltage V t of the light emitting element 12. Further, the current Ic flowing through the drive capacitor 14 gradually decreases from the constant current value I supplied by the constant current circuit 20 during the period t1, as shown by a solid line 200 in FIG. At t2, the current decreases from the maximum current Im to 0 due to discharge. It should be noted that the circuit configuration of the constant current circuit 20 may be adjusted so that the current I c flowing through the drive capacitor 14 does not become 0 at the time of discharging, as shown by a dotted line 201 in FIG. it can.
  • the luminous intensity of the light emitting element 12 is almost zero in the period t1, and the maximum luminous intensity Lc is obtained by the maximum current value Im in the period t2, and then gradually. Descend.
  • Figure 3 shows the control signals CK1 and CK2 supplied from the control unit 100.
  • 5 shows another waveform example.
  • a period t3 is provided during which both switches 16 and 18 are both turned off. .
  • generation of a through current can be suppressed, and the stability of the power supply can be further increased.
  • FIG. 4 shows a specific example of the constant current circuit 20.
  • the constant current circuit 20 is constituted by a P-channel MS transistor (hereinafter referred to as “PMOST”) 21.
  • PMOST P-channel MS transistor
  • the gate of PMO ST 21 is connected to the source
  • the source of PMO ST 21 is connected to power supply 10
  • the drain of PMO ST 21 is connected to the first switch 16 Connected to one of the terminals.
  • the constant current circuit 20 shown in FIG. 4 is an example.
  • the constant current circuit 20 may be constituted only by a resistor, for example, or the internal resistance of the power supply 10 may be used as the constant current circuit 20.
  • the power supply 10 and the constant current circuit 20 are collectively referred to as a power supply section of the light source drive circuit 1.
  • the above-described light source driving circuit 1 can be used as it is as a lighting device.
  • FIG. 5 shows a light source drive circuit according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of a light source driving circuit 2 according to the second embodiment.
  • the light source drive circuit 2 can be used for an FSC type liquid crystal display device.
  • the difference between Fig. 5 and Fig. 1 is that the light source drive circuit 2 shown in Fig. 5 is replaced with the red (R) LED 22, green (G) LED 24 and blue instead of the light emitting element 12 in Fig. 1.
  • the third switch 30 and the fourth switch 32 for the B-color LED are provided. 2nd for R color LED22
  • Switch 28 the third switch 30 for the G color LED, and the fourth switch 32 for the B color LED are control signals C KR, CKG supplied from the control unit 100. And CKB are controlled to be turned ON or OFF, respectively.
  • the driving timing of the FSC type liquid crystal (hereinafter, referred to as “LCD”) is supplied from the control unit 100.
  • 5 shows waveform examples of the control signals CKR, CKG, CKB, and CK1 to be used.
  • a period t4 is a period WR (see 401 in FIG. 6) for writing data to be displayed in R color on the LCD.
  • the period t5 is a period during which the LCD whose aperture is controlled based on the data written in the period WR is an R color and displays images, characters, symbols, and signs (hereinafter, simply referred to as "images"). SR (see 402 in FIG. 6).
  • the period t6 is a period WG (see 403 in FIG. 6) for writing data to be displayed in G color on the LCD.
  • the period t7 is a period SG (see 404 in FIG. 6) in which an image is displayed with the G color of the LCD subjected to aperture control based on the data written in the period WG.
  • a period t8 is a period WB (see 405 in FIG. 6) in which data to be displayed in B color is written in LCD.
  • a period t9 is a period SG (refer to 404 in FIG. 6) in which the LCD whose opening is controlled based on the data written in the period WB is in B color and an image is displayed.
  • t4 to t9 are repeated to sequentially emit R, G, and B colors to illuminate the FSC type liquid crystal display device.
  • the first switch 34, the second switch 28, the third switch 30 and the third switch 30 A pause period in which one of the switches 32 is turned off may be provided. By providing such a period, generation of shoot-through current can be suppressed, and the stability of the power supply can be further improved.
  • the power-on period (t4, t6, and t8) of the drive capacitor 14 coincided with the LCD write period.
  • the drive capacitor 14 charging period for obtaining a predetermined light amount and the LCD writing period for performing predetermined writing vary depending on the configuration and specifications of the display device, the period of the user is not necessarily the same. You don't have to.
  • the device needs to be used when the charging period for the drive capacitor 14 required by the device is longer than the period required for LCD writing, which is 1 to 1 that the device requires. Driving 1 If the LCD writing period is matched with the charging period of the capacitor 14, there is ample time for writing the LCD, so that the response time of the liquid crystal can be sufficiently secured and the display characteristics can be further improved. effective .
  • the charging period of the driving capacitor 14 required by the device is shorter than the LCD writing period of 1 to which the device requires, the driving required by the device To the capacitor 14 If the writing period of the LCD is matched with the charging period, the charging period can be sufficient, and charging can be performed with a low current.
  • the current capacity of the power supply 10 1constant current circuit 20 can be reduced, resulting in low cost There is an effect that a simple power supply can be used.
  • an appropriate brightness can be obtained when a current of 20 mA is passed through the LED.
  • an illuminating device that intermittently emits a light source with a ratio of a non-light emitting period to a light emitting period of 2 to 1 (light emitting duty ratio is 1 Z 3)
  • 60 mA is applied to the LED only during the light emitting period. If current is passed and the emission luminance is tripled, brightness equivalent to that of a lighting device that employs a constant light emission method can be obtained.
  • the charging periods t4, t6, and t7 are twice the light emitting periods t5, t7, and t9, respectively. . Therefore, if the drive capacitor 14 is charged with a current of 30 mA, which is half that of the lighting device shown in Fig. 14 during the charging period, the drive capacitor 14 will be charged with the current required to flow 60 mA during the light emission period. Can be stored. Therefore, in the light source drive circuit 2 according to the second embodiment, the load on the power supply can be greatly reduced. The longer the non-emission period, the more current that needs to flow during the charging period can be reduced.
  • the period from t4 to t9 is one frame period (T). Further, t4 + t5, t6 + t7 or t8 + t9 is generally called a subframe.
  • the appropriate frequency (1 / T) at which the LEDs of each RGB color are lit is from 60 to 70 Hz. In this range If human eyes do not notice flickering, they can recognize and display normal images.
  • FIG. 7 shows a light source driving circuit according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is a diagram illustrating a schematic configuration of a light source driving circuit 3 according to the third embodiment.
  • the light source driving circuit 3 can be used for an FSC type liquid crystal display device.
  • FIG. 7A differs from FIG. 1 in that the light source drive circuit 3 shown in FIG. 7A uses LEDs of each color (red (R) color LED 22, (G) color LED 24, and blue (B) color LED 26).
  • the constant current circuit (R color constant current circuit 42, G color constant current circuit 44 and B color constant current: ⁇ circuit 46), drive capacitor (R color drive capacitor 4 8 , G " ⁇ drive capacitor 50 and B color drive capacitor 52), a first switch (the first switch of the R color device) disposed between the constant current circuit and the drive capacitor.
  • Switch 36, first switch 38 for G color and first switch 40 for B color), and second switch disposed between the driving capacitor and each color LED A second switch 28 for the R color, a second switch 30 for the G color, and a second switch 32 for the B color).
  • 1st switch 36, 1st switch 38 for G color and B The first switch 40 is controlled to be turned ON or OFF by control signals CKr, CKg, and CKb supplied from the control unit 100, respectively.
  • the second switch 28 for the R color, the second switch 30 for the G color, and the second switch 32 for the B color are provided from the control unit 100.
  • the control signals CKR, CKG, and CKB supplied are controlled to be turned ON or OFF, respectively.
  • FIG. 7B shows waveform examples of the control signals CKr, CKR, CKg, CKG, CKb, and CKB supplied from the control unit 100.
  • the first switch 36 for the R color, the first switch 38 for the G color, and the first switch 40 for the B color are turned on to drive the R color.
  • the capacitor 48, the G color driving capacitor 50 and the B color driving capacitor 52 were charged by the power supply 10 and the constant current circuits 42, 44 and 46 for each color.
  • the second switch 28 for the R color, the second switch 30 for the G color and the second switch 32 for the B color are turned off, and the power supply 10 and each color are turned off.
  • the constant current circuits 4, 44, and 46, and the driving capacitors 48, 50, and 52 for each color were cut off from the LEDs 22, 24, and 26 for each color as the light source.
  • the period t4 is a period prepared as a period for writing data to be displayed in the R color on the LCD.
  • the first switch 36 for the R color is turned off, the second switch 28 for the R color is turned on, and the electric charge stored in the capacitor 48 for driving the R color is changed to the R color.
  • the LED 22 was discharged, causing the LED 22 to emit light.
  • charging of the G-color driving capacitor 50 and the B-color driving capacitor 52 was continued.
  • the period t5 is a period scheduled as a period for displaying an image in the R color of the LCD whose aperture is controlled based on the data written in the period t4.
  • the first switch 36 for the R color, the first switch 38 for the G color, and the first switch 40 for the B color are turned on, and the R driving capacitor is turned on.
  • 48, G color drive capacitor 50 and B color drive capacitor 52 were charged by power supply 10 and constant current circuits 42, 44 and 46 for each color.
  • the second switch 28 for the R color, the second switch 30 for the G color, and the second switch 32 for the B color are OFD.
  • the period t6 is a period prepared as a period for writing data to be displayed in G color on the LCD.
  • the first switch 38 for G color is turned off, the second switch 30 for G color is turned on, and the electric charge accumulated in the capacitor 50 for driving G color is changed to G.
  • Color LED 24 was discharged, causing LED 24 to emit light.
  • charging of the R-color driving capacitor 48 and the B-color driving capacitor 52 was continued.
  • the first switch 38 for G color was turned off, and the power supply 10 and the constant current circuit 42 for R color were cut off from the LED 24. Therefore, the power supply 10 and the R color constant current circuit 42 are not affected by the discharge to the LED 24, and the system is kept stable.
  • the period t7 is a period that is scheduled as a period for displaying an image in the G color of the LCD whose aperture is controlled based on the data written in the period t6.
  • the first switch 36 for the R color, the first switch 38 for the G color, and the first switch 40 for the B color are turned on, and the R driving capacitor is turned on.
  • 48, G color drive capacitor 50 and B color drive capacitor 52 were charged by power supply 10 and constant current circuits 42, 44 and 46 for each color.
  • the second switch 28 for the R color, the second switch 30 for the G color, and the second switch 32 for the B color are turned off, and the power supply 10 and each color are turned off.
  • the constant current circuits 42, 44, and 46 and the driving capacitors 48, 50, and 52 for each color were cut off from the LEDs 22, 24, and 26 for each color as the light source.
  • the period t8 is a period prepared as a period for writing data to be displayed in B color on the LCD.
  • the first switch 40 for B color is turned off, the second switch 32 for B color is turned on, and the capacitor 52 for driving B color is turned on.
  • the accumulated electric charge was discharged to the B-color LED 26 to cause the LED 26 to emit light.
  • charging of the R-color driving capacitor 48 and the G-color driving capacitor 50 was continued.
  • the first switch 40 for B color was turned off, and the power supply 10 and the constant current circuit 42 for R color were cut off from the LED 26. Therefore, the power supply 10 and the R-color constant current circuit 42 are not affected by the discharge to the LED 26, and the system is kept stable.
  • a period t9 is a period that is scheduled as a period for displaying an image in the LCD whose aperture is controlled based on the data written in the period t8 in the: R color.
  • t4 to t9 were repeated to emit R, G, and B colors sequentially, and illumination of the FSC type liquid crystal display device was performed. That is, in the lighting device 3 according to the third embodiment, the power supply 10 and the constant current circuits 42, 44, and 46 are sequentially and periodically switched to the three color driving capacitors 48, 50, and 52. Was charged.
  • the value of the current flowing to obtain the same brightness as that at the time of constant lighting can be made smaller than in the light source driving circuit 2 according to the second embodiment.
  • the light source driving circuit that emits light continuously emits three LEDs of R, G, and B simultaneously at the same time.
  • the light source driving circuit 3 according to the third embodiment similarly to the light source driving circuit 2 according to the second embodiment, 1; 4 to 15, 1: 1: 6 to 17, t 8
  • the ratio of time to t9 is 3: 1.
  • the respective color driving capacitors 48, 50 and 52 can continue to be charged except during the light emission period of the corresponding LED. That is, in each of the color driving capacitors 48, 50, and 52, the charging time is 8 with respect to 1 in the discharging period.
  • FIG. 8 shows a light source drive circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a diagram illustrating a schematic configuration of a light source driving circuit 4 according to the fourth embodiment.
  • a P-channel MOS transistor (hereinafter abbreviated as PMOST) 54 is used as a substitute for the first switch 16 of the light source driving circuit 1 in FIG. Instead, PMO ST56 was used.
  • the power supply 10 is connected to the input of the constant current circuit 20, the output of the constant current circuit 20 is connected to the source electrode of the first switch PMO ST54, and the PMO ST is connected.
  • Connect the drain electrode to one terminal of the driving capacitor 14 and connect one terminal of the driving capacitor 14 to the source electrode of the second switch, PMO ST 56.
  • the drain electrode was connected to the light emitting element 12 of the light source.
  • the control signal CKP 1 is applied to the gate electrode of PMO ST 564 from the control unit 100, and the control signal is applied to the gate electrode of PMO ST 564 from the control unit 100.
  • CKP 2 was applied to control the conduction and non-conduction (ON-OFF) of each PMOST.
  • Figure 8B shows the control signals CKP 1 and CKP 1 supplied from the control unit 100. 7 shows an example of the waveform of CKP2.
  • PMOST is used as a switch, so that when the signal is at L level, PMOST is conductive (ON), and when the signal is at H level, PMOST is nonconductive (OFF). If the control is performed as shown in FIG. 8B, the light source driving circuit 4 according to the fourth embodiment shown in FIG. 8B operates in the same manner as the light source driving circuit 1 according to the first embodiment shown in FIG. it is obvious.
  • the switch is formed of a transistor as described above, the lighting device according to the present invention can be easily realized. Further, since both the constant current circuit and the switch can be configured by MOS transistors, the control mechanism of the lighting device according to the present invention can be easily incorporated in an integrated circuit, and the lighting device can be made compact. Can be. It should be noted that the control mechanism of the lighting device according to the present invention may be constituted by an N-channel MOS transistor and a bipolar transistor in addition to the P-channel MOS transistor.
  • FIG. 9 shows a light source driving circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of a light source driving circuit 5 according to the fifth embodiment.
  • the light source driving circuit 5 according to the fifth embodiment shown in FIG. 9 is configured such that the potential relationship of the light source driving circuit 1 according to the first embodiment shown in FIG.
  • the positive side of power supply 10 is connected to GND
  • the negative side of power supply 10 is connected to the output of constant current circuit 58
  • the input of constant current circuit 58 is connected.
  • Connect one terminal of the first switch 16 connect the other terminal of the first switch 16 to one terminal of the driving capacitor 14, and connect one terminal of the driving capacitor 14.
  • Connect the terminal to one terminal of the second switch 18, connect the other terminal of the driving capacitor 14 to GND, and connect the other terminal of the second switch 18 to the light emitting element of the light source.
  • the first switch 16 and the second switch 18 are controlled by the control signals CK1 and CK2 supplied from the control unit 100 to be turned on or off, respectively. It was configured so that:
  • the light source driving circuit 5 according to the fifth embodiment shown in FIG. 9 operates similarly to the light source driving circuit 1 according to the first embodiment shown in FIG. It is clear to have.
  • FIG. 10 shows a light source driving circuit according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1OA is a diagram illustrating a schematic configuration of a light source driving circuit 6 according to a sixth embodiment.
  • the light source driving circuit 6 according to the sixth embodiment shown in FIG. 10A is a device corresponding to a case where Vth of the light emitting element 12 is higher than the power supply voltage of the power supply 10.
  • the boost block 65 added with the boost block 65 for driving the optical element 12 of the light source by boosting the power supply voltage between the power supply voltage and the power supply voltage is controlled in conjunction with the boost capacitor 64.
  • connection status of the two switches 600 and 62 is supplied from the control unit 100 Controlled by the control signal CK s.
  • the output of the constant current circuit 20 is connected to the terminal a of the first switch 60 and the terminal b of the second switch 62, and the first switch 60
  • the b terminal of the second switch 62 is in the open state
  • the a terminal of the second switch 62 is connected to GND
  • the c terminal of the second switch 62 is connected to one terminal of the boost capacitor 64.
  • the terminal c of the first switch 60 was connected to the other terminal of the boosting capacitor 64, and was connected to the first switch 16 via the diode 63.
  • the first switch 16 is turned on (see the period tb in FIG. 10B), and the charge stored in the boost capacitor 64 is injected into the drive capacitor 14.
  • the current flowing out of the power supply 10 is limited to a relatively small value.By repeating such operations a plurality of times, the driving capacitor 14 is driven to a voltage almost twice the power supply voltage. To charge. That is, as shown in FIG. 10B, it is necessary to invert the H / L level at least once in the period t1 as shown in FIG. 10B and repeat the boosting and charging operations.
  • the operation in the period t2 is the same as that in the case of FIG. 2, and the light emitting element 12 emits light by discharging the driving capacitor 14.
  • the V th of the LED differs depending on the current value.
  • the voltage is about 2 V
  • the LED for G and B is about 3 V. Therefore, when the power supply voltage of the power supply 10 is small, the above-described operation and effect of the present invention can be obtained by adding such a step-up block 65 and increasing the power supply voltage.
  • FIG. 11 shows a ⁇ light source drive circuit according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the light source driving circuit 7 according to the seventh embodiment shown in FIG. 11 has a configuration in which two circuits each including a driving capacitor, an LED, and a switch in the light source driving circuit 1 according to the first embodiment are used.
  • the power supply 10 is connected to the input of the constant current circuit 20, the output of the constant current circuit 20 is connected to one terminal of the first switch 16, and the first switch is connected to the first switch 16.
  • the other terminal of 16 is connected to one terminal of the drive capacitor 14, one terminal of the drive capacitor 14 is connected to one terminal of the second switch 18, and the second switch is connected to one terminal of the second switch 18. Switch 18 to the other terminal
  • the first switch 16 and the second switch 18 are controlled by the control signals C ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 1 and C ⁇ 2 supplied from the control circuit 100 to be turned on or off, respectively.
  • the output of the constant current circuit 20 is connected to one terminal of the third switch 116, and the output of the third switch 116 is connected.
  • the other terminal is connected to one terminal of the drive capacitor 114, and one terminal of the drive capacitor 114 is connected to one terminal of the fourth switch 118.
  • the other terminal of the switch 1 118 of No. 4 was connected to the light emitting element 112 of the light source.
  • the third switch 116 and the fourth switch 18 are turned on or off by the control signals CK2 and CK1 supplied from the control unit 100, respectively. Was configured to be controlled.
  • the ON time and OFF time of the control signal CK1 and the ON time and OFF time of the control signal CK2 can be appropriately selected. However, if the same light quantity is required for the light emitting elements 12 and 112, the ON time and the OFF time should be the same. Further, in the lighting device 7 according to the seventh embodiment, both the control signal CK1 and the control signal CK2 are switched at the time when the control signal CK1 is turned on and the time when the control signal CK2 is turned on. A period during which the signal is turned off may be provided. In the light source drive circuit 7 according to the seventh embodiment, LEDs were used as the light emitting elements 12 and 112 of the light source.
  • the light emitting elements 12 and 112 are alternately turned on, and can be observed as if the light source was continuously turned on.
  • the control signal CK 1 and the control signal CK 2 are controlled so that the light source can be observed as a blinking light source. You can also. That is, for example, there is an effect that the types of display can be diversified. Further, in the light source driving circuit 7 according to the seventh embodiment, since a plurality of circuits used in the light source driving circuit 1 according to the first embodiment are used for one power supply, the light emission state of the light source is changed. It is possible to control the system more freely and to obtain the effect of effective use without stopping the power supply.
  • the constant current circuit 20 may not be used. However, in order to appropriately charge the drive capacitors 14 and 114, or the reliability of the drive capacitor, It is preferable to use a constant current circuit 20 for improvement.
  • the light source driving circuit 7 according to the seventh embodiment a circuit composed of a first switch, a second switch, a driving capacitor, and a light emitting element.
  • the light source driving circuit 7 according to the seventh embodiment is obtained by developing the light source driving circuit 1 according to the i-th embodiment.
  • improvements can be applied to other embodiments of the present invention.
  • another embodiment of the present invention having such an improvement the same effect as that of the light source driving circuit 7 according to the seventh embodiment can be obtained.
  • FIG. 12 shows an example of an FSC type liquid crystal display device using the light source drive circuit according to the present invention.
  • the FSC type liquid crystal display device 76 shown in FIG. 12 connects the liquid crystal panel 66, the light guide plate 68, the drive control circuit 78 of the liquid crystal panel 66, and the liquid crystal panel 66 to the drive control circuit 78. 7 (eg, flexible circuit board (FPC), flat cable or electric wire)
  • FPC flexible circuit board
  • the LED 70 to 75, the connection wiring member 79, and the control circuit 80 constitute a light source driving circuit or a lighting device according to the present invention.
  • a light source driving circuit including other components or excluding some components can be used as the light source driving circuit.
  • Such an FSC-type liquid crystal display device 76 using the light source drive circuit according to the present invention can use a small-sized and highly efficient power supply, and is particularly suitable for a portable device.
  • FIG. 13 shows an information device using the light source drive circuit according to the present invention.
  • the display unit 82 of the mobile phone 81 as an information device shown in FIG. 13 is an FSC type liquid crystal display device using the light source driving circuit according to the present invention.
  • the display device is particularly suitable for information devices that require reception, such as mobile phones and televisions, because the power supply noise is small and stable.

Abstract

電源の小型化、低ノイズ化及び高効率化を実現した光源駆動回路、そのような光源駆動回路を用いた照明装置、表示装置、フィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置及び情報機器を提供する。光源駆動回路は、電源部と、光源部と、電源部からの電荷を充電するための充電部と、充電部を電源部又は光源部と接続させる切換部と、充電部と電源部とを接続して充電部を充電させ、電源部と光源部とを切離し且つ充電部と光源部とを接続して充電部によって光源部を発光させるように、切換部を制御する制御部とを有することを特徴とする。

Description

光源駆動回路、 照明装置、 表示装置、 フィールド · シーケンシャル • 力ラー方式の液晶表示装置及び情報機器
技術分野
本発明は、 光源駆動回路、 及びそのような光源駆動回路を用いた 明
照明装置、 表示装置、 フィールド ' シーケンシャル ' カラー方式の 液晶表示装置及び情報機器に関する。
書 背景技術
近来 3原色の光源を順次交互に発光させてカラー表示を行う フィ 一ル ド · シーケンシャル ' カラ一 (以下 「 F S C と」 と言う） 方式 の表示装置が注目されている。
F S C方式の表示装置に用いるパックライ ト （L E Dの駆動回路 ) では （例えば J P— A— H 6— 1 8 6 5 2 8 1参照） 、 光源に、 発光素子と して発光ダイォ一 ド (以下 「L E D」 と言う） を用いて いた。 また、 F S C方式の表示装置用のパックライ トでは、 光源の 発光期間に電源と L E Dを接続し、 L E Dを電源で直接駆動してい た。 しかし、 F S C方式の表示装置用のパックライ トでは、 3原色 の光源を順次交互に発光させる必要があり、 且つ混色を避けるため 表示素子へのデータ書き込み時間は発光を行う ことができなかった 。 そのため、 光源の発光時間のデューティ比が小さくなつてしまい 、 所望の明るさを得るためには発光期間に光源に大きな電流を流す 必要があった。
図 1 4に、 前述した L E Dの駆動回路の一例を示す。
図 1 4 Aに示すよ うに、 電源 1 0はスィ ッチ 1 8を介して光源の L E D 1 2に接続され、 スィ ッチ 1 8の ON— O F Fは C K信号で 制御されていた。 図 1 4 Bは L E D 1 2の発光のタイ ミ ングを規定 するクロック信号 ( C K信号) のタイ ミ ング波形を示した図である 。 図 1 4 Bに示すよ う に、 C K信号が Hレベルの時、 スィ ッチ 1 8 は ONとなり、 電源 1 0 から光源の L E D 1 2に直接電流が流れて 、 発光素子 1 2は発光状態となる。 また、 C K信号が Lレベルの時 、 スィ ッチ 1 8は O F F となり、 電源 1 '0が光源である発光素子 1 2から切り離され、 L E D 1 2が非発光状態となる。 図 1 4 Bにお ける期間 t 1 4は、 他の原色の発光素子が発光している時間及び表 示素子へのデータ書き込み時間である。 図 1 4 Bに示すよ うに、 C K信号が Hレベルになる期間 t 1 2は、 C K信号が Lレベルになる 期間 t 1 4よ り も短い。 したがって、 適切な明るさを得るためには 、 L E D 1 2を常時点;！:丁させる場合に比べ、 期間 t 1 2において、 発光素子 1 2に大きな電流を流し、 L E D 1 2を高輝度に発光させ る必要があった。 具体的には常時点灯させる場合に比べ （ t l 4 + t 1 2 ) / t 1 2倍の電流を流す必要があった。 なお、 ここで、 t 1 4 + t 1 2を周期丁する。 Tが一定の状態では、 表示装置の画素 数が増加すると表示素子へのデータ書き込み時間が増加するため、 この比率は、 表示装置の画素数が増加すると大きくなる傾向があつ た。
しかしながら、 第 1 に、 大きな瞬間電流を流すだけの大容量を持 つた電源は、 小型化が困難という問題があった。 第 2に、 大容量電 源は無効電力が大きく、 高効率電源の実現が困難という問題があつ た。 第 3に、 大きな電流によって電源電圧の ドロ ップ等の電源ノィ ズが発生し、 システムのノイズマージンの低下且つ携帯電話や T V の受信機能への悪影響が現れるという問題があった。 なお、 ここで 言う無効電力とは、 電源への入力電圧を V i n、 入力電流 I i nを 、 電源からの出力電圧を V o u t 、 出力電流 I o u t をと したとき 、 V i n X I i n— V o u t x I o u t を言い、 電源の自己消費電 力や内部抵抗による損失に対応する。
図 1 5に、 光源駆動回路の他の例を示す （例えば J P - A-H 9 _ 9 7 9 2 5参照） 。
図 1 5において、 図 1 4 と同様の部材には同様の番号を付した。 図 1 5に示す光源駆動回路では、 連動して制御されるスィ ッチ 8 4 及び 8 6 と、 コンデンサ 8 8を設けている。 スィ ッチ 8 4及び 8 6 がそれぞれ a側に接続されているとき、 スィ ッチ 8 4、 コンデンサ 8 8及びスィツチ 8 6の経路で電源 1 0から電流が流れて、 コンデ ンサ 8 8に電源 1 0 と同等の電圧が充電される。 また、 スィ ッチ 8 .4及び 8 6がそれぞれ b側に接続されている とき、 電源 1 0、 コン デンサ 8 8及び L E D 1 2が直列に接続される。 これによつて、 電 源 1 0の電圧とコンデンサ 8 8 に蓄えられた電圧とが加算された電 圧が L E D 1 2に印加されて電流が流れ、 L E D 1 2が発光される ここで、 電圧光源の発光素子 1 2の所定の輝度で発光し始める闘 値電圧 （以下 V t h と略記する） は、 電源 1 0の電圧よ りは大きく 、 電源 1 0の電圧の 2倍よ りは小さいことが前提となっている。 図 1 5に示す光源駆動回路は、 電源電圧よ り も V t hが大きい発光素 子、 すなわち有機 E Lのよ うな発光素子、 を駆動する方法を提案し たものである。 しかしながら、 図 1 5に示す光源駆動回路において も、 発光素子を駆動する際には電源 1 0を介して発光素子 1 2に電 流を流しており、 電源が大きな瞬間電流を流す必要がある。 したが つて、 図 1 5に示す光源駆動回路においても、 前述した問題点は解 決されていない。
図 1 6に、 光源駆動回路の更に他の例を示す （例えば J P— A— 2 0 0 1 — 1 4 4 5 9 7参照） 。
図 1 6において、 図 1 4 と同様の咅 材には同様の番号を付した。 図 1 6に示す光源駆動回路では、 連動して制御されるスィ ツチ 9 0 及び 9 4、 コンデンサ 9 2及び定電琉回路 9 6が設けられている。 スィ ッチ 9 0及び 9 4が a側に接続されているとき、 スィ ッチ 9 0 、 コンデンサ 9 2、 スィ ッチ 9 4及び定電流回路 9 6の経路で、 電 源 1 0から一定の定電流が流れてコ ンデンサ 9 2に電源 1 0 とほぼ 同等の電圧が充電される。 スィ ツチ 9 0及び 9 4が b側に接続され ているとき、 電源 1 0、 コンデンサ 9 2、 L E D 1 2及び定電流回 路 9 6が直列に接続され、 電源 1 0の電圧とコンデンサ 9 2に蓄え られた電圧とが加算された電圧が L E D 1 2に印加され、 L E D 1 2が発光する。
図 1 6に示す光源駆動回路の目的は、 「光伝送」 用システムにお ける発光の安定化である。 また、 L E D 1 2の所定の輝度で発光し 始める閾値電圧 V t hは、 電源 1 0の電圧よ りは大きく、 電源 1 0 の電圧の 2倍よりは小さいことが前提となっている。 この点は、 図 1 5示す光源駆動回路と同様である。 また、 図 1 6に示す光源駆動 回路では、 定電流回路 9 6を設けて 1/ヽるため、 瞬時電流が必要以上 に大きくなることはなく、 発光が安定化し且つ電源におけるノイズ マージンの低下を防ぐことが可能である。 しかしながら、 L E D 1 2を駆動する際には、 電源 1 0を介して L E D 1 2に電流を流して おり、 電源 1 0は大きな電流を流す必要がある。 また、 定電流回路 9 6では、 '制御する電流値以上の電流を流すことができる電源 1 0 が必要であり、 電源容量を大きく しなければならない。 したがって 、 図 1 6に示す光源駆動回路においても、 電源の小型化が困難であ るという問題、 及び高効率電源の実現が困難という問題は解決され ない。 図 1 7に、 照明装置の例を示す （例えば J P - A - H 8 - 2 0 3 6 8 8参照） 。
図 1 7において、 図 1 4 と 同様の部材には同様の番号を付した。 図 1 7に示す照明装置では、 昇圧回路 9 7で非常に高い電圧を発生 させ、 該高電圧をダイォー ド 9 8を介してメインコンデンサ 9 9に 充電する。 メインコンデンサ 9 9に蓄えられた電荷は、 カメラ用フ ラッシュ 1 1 2に放電されて、 カメ ラ用ララッシュ 1 1 2が発光す る。 図 1 7に示す照明装置の主目的は、 電源 1 0の電圧が低下した ときには昇圧回路 9 7での昇圧をやめてシステムへの悪影響を防ぐ 点にある。
図 1 7に示す照明装置ではスィ ツチでなく ダイォー ド 9 8を用い ているので、 図 1 7に示す照明装置を本発明のような L E Dを駆動 する低電圧の照明装置に応用する と、 電源を介した電流が L E Dに 流れ込むことを防ぐことができない。 また、 図 1 7に示す照明装置 では、 メインコンデンサ 9 9 へ充電する際の電流.量を制限していな いため、 回路中に大きな瞬時電流が流れ得る構成となっている。 さ らに、 図 1 7に示す照明装置では、 ダイオー ド 9 8を用いてメイン コンデンサ 9 9を充電しているため、 図 1 7に示す照明装置を低い 電圧のシステムに応用する と、 コンデンサを充電する際にダイォ一 ドの順方向電圧分が損失となってしまい、 電源を効率的に利用する ことができないという問題が生じる。 したがって、 図 1 7に示す照 明装置においても、 前述した問題点はなんら解決されていない。 発明の開示
本発明の目的は、 上記の問題点を解決した光源駆動回路、 及びそ のよ うな光源駆動回路を用いた照明装置、 表示装置、 フィール ド - シーケンシャル · 力ラー方式の液晶表示装置及び情報機器を提供す ることにある。
本発明の他の目的は、 電源の小型化を実現した光源駆動回路、 及 びそのような光源駆動回路を用いた照明装置、 表示装置、 フィール ド · シーケンシャル · カラー方式の液晶麦示装置及び情報機器を提 供することにある。
本発明の更に他の目的は、 電源の低ノィ ズ化を実現した光源駆動 回路、 及びそのような光源駆動回路を用 V、た照明装置、 表示装置、 フィールド · シーケンシャル · 力ラー方式の液晶表示装置及び情報 機器を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、 電源の高効率化を実現した光源駆動回 路、 及びそのような光源駆動回路を用い こ照明装置、 表示装置、 フ 'ィールド · シーケンシャル · カラー方式の液晶表示装置及び情報機 器を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、 電源の小型ィ匕、 低ノイズ化及び高効率 化を実現した光源駆動回路、 及びそのよ ラ な光源駆動回路を用いた 照明装置、 表示装置、 フィールド ' シーケンシャル ' 力ラー方式の 液晶表示装置及び情報機器を提供するこ と にある。
本発明に係る光源駆動回路は、 電源部と、 光源部と、 電源部から の電荷を充電するための充電部と、 充電音 (3を電源部又は光源部の何 れか一方と接続させる切換部と、 充電部と電源部とを接続して充電 部を充電させ、 電源部と光源部とを切離し且つ充電部と光源部とを 接続して充電部によって光源部を発光させるよ うに切換部を制御す る制御部とを有することを特徴とする。
また、 本発明に係る光源駆動回路では、 充電部と電源部とを接続 して充電部を充電させる期間を含む非発光期間は、 光源部を発光さ せる発光期間よ り も長く設定されること 好ましい。
さ らに、 本発明に係る光源駆動回路でほ、 切換部は第 1 のスイ ツ チ及び第 2のスィ ッチを有し、 電源部は第 1 のスィ ッチを介して充 電部と接続され、 光源部は第 2のスィ ッチを介して充電部と接続さ れることが好ましい。
さらに、 本発明に係る光源駆動回路では、 第 1 のスィ ッチ及び第 2のスィ ツチはそれぞれ制御端子を有し、 第 1 のスイ ツチ及び第 2 のスィ ツチは、 各制御端子に制御部から印加される制御信号によ り 、 周期的に交互に導通状態となるよ う制 されることが好ましい。
さらに、 本発明に係る光源駆動回路では、 電源部は定電流回路を 有し、 電源部は定電流回路を介して充電部を充電することが好まし い。
さらに、 本発明に係る光源駆動回路では、 充電部は駆動用コンデ ンサを有することが好ましい。
さらに、 本発明に係る光源駆動回路では、 光源部は発光ダイォー ドを有することが好ましい。
さらに、 本発明に係る光源駆動回路では、 光源部は、 第 1の発光 色を有する第 1の光源、 第 2の発光色を有する第 2の光源及び第 3 の発光色を有する第 3の光源を有し、 切換部は、 第 1 のスィ ッチ、 第 2のスィ ッチ、 第 3のスィ ッチ及び第 4のスィ ッチを有し、 電源 部は第 1のスィ ッチを介して充電部と接続され、 第 1の光源は第 2 のスィ ツチを介して充電部と接続され、 第 2の光源は第 3のスィ ッ チを介して充電部と接続され、 第 3の光源は第 4のスィ ッチを介し て充電部と接続されることが好ましレ、。 例えば、 異なる 3色に発光 する 3つの L E Dに対して 1つの充電用コンデンサを用いる構成と した。
さらに、 本発明に係る光源駆動回路では、 第 1 のスィ ッチ、 第 2 のスィ ッチ、 第 3のスイ ツチ及び第 4のスィ ツチはそれぞれ制御端 子を有し、 第 1 のスィ ッチ、 第 2のスィ ッチ、 第 3のスィ ッチ及び 第 4のスィ ッチは、 各制御端子に制御部から印加される制御信号に より、 周期的に交互に導通状態となるよう制御されることが好まし レヽ
さらに、 本発明に係る光源駆動回路では、 光源部は、 第 1 の発光 色を有する第 1 の光源、 第 2 の発光色を有する第 2 の光源及び第 3 の発光色を有する第 3 の光源を有し、 充電き 13は、. 第 1 の光源に対応 する第 1 の駆動コ ンデンサ、 第 2 の光源 ίこ対応する第 2 の駆動コ ン デンサ及び第 3の光源に対応する第 3の駆劻コンデンサを有し、 切 換部は、 第 1 のスィ ッチ、 第 2 のスィ ッチ、 第 3 のスィ ッチ、 第 4 のスィ ッチ、 第 5 のスィ ツチ及び第 6 のスィ ツチを有し、 電源部は 第 1 のスィ ッチを介して第 1 の駆動コ ンデンサ と接続され、 電源部 'は第 2 のスィ ツチを介して第 2の駆動コンデンサと接続され、 電源 部は第 3 のスィ ツチを介して第 3 の駆動コンデンサと接続され、 第 1 の光源は第 4 のスィ ッチを介して第 1 の馬 動コンデンサと接続さ れ、 第 2の光源は第 5 のスィ ツチを介して第 2の駆動コンデンサと 接続され、 第 3 の光源は第 6 のスィ ツチを介して第 3 の駆動コンデ ンサと接続されることが好ましい。 例えば、 異なる 3色に発光する 3つの L E Dに対してそれぞれに対応した 3つの充電用コンデンサ を用いる構成とした。
さらに、 本発明に係る光源駆動回路では、 第 1 のスィ ッチ、 第 2 のスィ ッチ、 第 3 のスィ ッチ、 第 4 のスィ ッチ、 第 5 のスィ ッチ及 び第 6 のスィ ッチはそれぞれ制御端子を有し、 第 1 のスィ ッチ、 第 2 のスィ ッチ、 第 3 のスィ ッチ、 第 4 のスィ ッチ、 第 5 のスィ ッチ 及び第 6 のスィ ツチは、 各制御端子に制御き 15から印加される制御信 号によ り、 周期的に交互に導通状態となるよ う制御されることが好 ましい。
本発明に係わる照明装置は、 本発明に係わる光源駆動回路を用い ることを特徴とする。
本発明に係わる表示装置は、 本発明に係わる光源駆動回路を用い ることを特徴とする'。
本発明に係わるフィールド ' シーケンシャル . 力ラー方式の液晶 表示装置は、 本発明に係わる光源駆動回路を用いることを特徴とす る。
本発明に係わる情報機器は、 本発明に係わる光源駆動回路を用い ることを特徴とする。
また、 本発明による光源駆動回路は、 電源からの電流によ り間欠 的に発光する光源を有する光源駆動回路において、 前記電源からの 電荷を、 前記光源が発光していない非発光期間期間に充電する駆動 用コンデンサを有し、 前記光源は発光期間においては、 前記駆動用 コンデンサに充電された電荷の放電により発光することを特徴とす る。
また、 本発明による光源駆動回路は、 電源からの電流によ り間欠 的に発光する光源を有する光源駆動回路において、 電源からの電荷 を光源が発光していない非発光期間に充電する駆動用コンデンサを 有し、 光源は発光期間において駆動用コンデンサに充電された電荷 の放電により発光し、 電源は第 1 のスィ ッチを介して駆動用コンデ ンサの一方の端子に接続され、 一方の端子は更に第 2 のスィ ツチを 介して光源に接続され、 電源が第 3 のスィ ツチを介して駆動用コン デンサの一方の端子に接続され、 一方の端子は更に第 4 のスィ ツチ を介して他の光源に接続されていることを特徴とする。
本発明の光源駆動回路及びそのような光源駆動回路を用いた照明 装置等は、 非発光期間に小さい電流値で駆動用コンデンサ等の充電 部を充電し、 発光期間では電源からの電流を停止させて、 充電部に 充電した電荷を短時間で放電して光源の発光素子を発光させる。 こ のため電源が供給できる最大電流は小さくて済むようになり、 本発 明の光源駆動回路及びそのような光源駆動回路を用いた照明装置等 では、 電源回路の小型化、 高効率化が可能となる。 また、 本発明の 光源駆動回路及びそのよ うな光源駆動回路を用いた照明装置等にお いて、 定電圧回路を介して駆動用コンデンサを充電する場合には、 大きな瞬時電流を流す必要が無く、 電源電圧の ドロ ップによるシス テムへの悪影響も除去できる。 '
F S C方式の液晶表示装置では、 光源の発光期間より も非発光期 間の方が長く、 非発光期間を利用して小さな電流値で充電部を充電 することができるので、 よ り電源容量が従来に比べて小さくて済む 。 したがって、 本発明の光源駆動回路は、 F S C方式の液晶表示装 置及びそれを用いた情報機器に応用した場合に、 特に効果がある。 また、 本発明の光源駆動回路は、 F S C方式の液晶表示装置に限ら ず、 光源を間欠駆動する機器にも応用することができ、 その場合に も同様の効果を発揮できる。 .
また、 本発明の光源駆動回路は、 電源効率を向上させることがで きるという重要な効果も有するが、 詳しくは後述する。 ' 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明の第 1 の実施例に係る光源駆動回路の概略構成を 示す図である。
図 2は、 図 1に示す光源駆動回路の制御信号の波形例等を示す図 である。
図 3は、 図 1に示す光源駆動回路の制御信号の他の波形例等を示 す図である。
図 4は、 図 1に示す光源駆動回路の定電流回路の構成例を示す図 である。 図 5は、 本発明の第 2の実施例に係る光源駆動回路の概略構成を 示す図である。
図 6は、 図 5に示す光源駆動回路の制御信号の波形例を示す図で ある。
図 7 Aは本発明の第 3の実施例に係る光源駆動回路の概略構成を 示す図であり、 図 7 Bは図 7 Aに示す光源駆動回路の制御信号の波 形例を示す図である。 '
図 8 Aは本発明の第 4の実施例に係る光源駆動回路の概略構成を 示す図であり、 図 8 Bは図 8 Aに示す光源駆動回路の制御信号の波 形例を示す図である。
図 9は、 本発明の第 5の実施例に係る光源駆動回路の概略構成を 示す図である。
図 1 0 Aは本発明の第 6の実施例に係る光源駆動回路の概略構成 を示す図であり、 図 1 0 Bは図 1 0 Aに示す光源駆動回路の制御信 号の波形例を示す図である。
図 1 1は、 本発明の第 7の実施例に係る光源駆動回路の概略構成 を示す図である。
図 1 2は、 本発明に係る光源駆動回路を用いた表示装置及び照明 装置を示した図である。
図 1 3は、 本発明に係る光源駆動回路を用いた表示装置を情報機 器の表示に用いた例を示す図である。
図 1 4 Aは光源駆動回路の概略構成を示し、 図 1 4 Bに示す光源 駆動回路の制御信号の波形を示す図である。
図 1 5は、 他の光源駆動回路の概略構成を示す図である。
図 1 6は、 更に他の光源駆動回路の概略構成を示す図である。 図 1 7は、 照明装置の概略構成を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明に係わる光源駆動回路、 及びそのよう な光源駆動回路を用 いた照明装置、 表示装置、 フィール ド · シーケ ンシャル · カラー方 式の液晶表示装置及び情報機器を、 以下に図面を参照しながら説明 する。
本発明に係わる光源駆動回路は、 光源が発光 していない非発光期 間に充電する駆動用コンデンサを有し、 光源は、 発光期間において 駆動用コンデンサに充電された電荷の放電によ り発光する。 また、 本発明に係わる光源駆動回路は、 電源と駆動用 コンデンサとの接続 を O N / O F Fするスィ ッチを有し、 スィ ッチは発光期間において 電源を駆動用コンデンサから遮断する。 さ らに、 電源がスィ ッチを 介して駆動用コンデンサに接続されている。 さ らに、 電源は定電流 回路を有し、 電源ば定電流回路を介して駆動用 コンデンサを充電す る。
(実施例 1 )
図 1に本発明の第 1の実施例に係る光源駆動回路を示す。
図 1は、 第 1 の実施例に係る光源駆動回路 1 の概略構成を示す図 である。 図 1 に示すように、 光源駆動回路 1は 、 電源 1 0、 光源の 発光素子 1 2 、 駆動用コンデンサ 1 4、 第 1及び第 2のスィ ツチ 1
6及び 1 8 、 定電流回路 2 0、 及び C P U等か ら構成される制御部
1 0 0等から構成される 。 ここで、 光源の発光素子 1 2 と して L E
Dを用いた o
光源駆動回路 1 では、 電源 1 0を定電流回路 2 0の入力に接続し
、 定電流回路 2 0の出力を第 1のスィ ッチ 1 6 の一方の端子に接続 し、 第 1のスイ ッチ 1 6の他方の端子を駆動用 コンデンサ 1 4の一 方の端子に接 π;し、 馬 |i 用コンデンサ 1 4の一方の端子を更に第 2 のスィ ッチ 1 8の一方の端子に接続し、 第 2のスィ ツチ 1 8 の他方 の端子を光源の発光素子 1 2に接続した。 第 1のスィ ッチ 1 6及び 第 2のスィ ツチ 1 8は、 制御部 1 0 0から供給される制御信号 C K 1及び C K 2によって、 それぞれ ONとなるか O F F となる かを制 御されるよ うに構成した。
図 2に、 制御部 1 0 0から供給される制御信号 C K 1及び C K 2 の波形例、 駆動コンデンサ 1 4の電圧 V c、 駆動コンデンサ 1 4を 流れる電流 I c、 及び発光素子 1 2の光度 Lの変化を示す。
制御信号 C K 1及び C K 2は、 それぞれ第 1のスィ ッチ 1 6及び 第 2のスィ ッチ 1 8の ON/O F Fを制御する信号で、 C K 1及び C K 2信号が Hレベルの時スィ ツチは O N、 Lレベルの時ス ィ ツチ は O F F となる。 図 2に示すように、 C K 1信号は期間 t 1 で Hレ ベルとなり且つ期間 t 2で L レベルとなるように設定される 。 また 、 C K 2信号は期間 t 2で Hレベルとなり且つ期間 t 1で L となる と設定される。 したがって、 期間 t 1では第 1のスィ ッチ 1 6が O Nし且つ第 2のスィ ッチ 1 8は O F Fし、 期間 t 2では第 1 のスィ ツチ 1 6が O F F し且つ第 2のスィ ッチ 1 8は ONする。 すなわち 第 1 と第 2のスィ ッチ 1 6及び 1 8を、 周期的に交互に導通 （ON ) 状態となるよう制御した。
図 2に示すように第 1 と第 2のスィ ッチ 1 6及び 1 8が制御され るため、 期間 t 1においては、 電源 1 0、 定電流回路 2 0及び駆動 用コンデンサ 1 4の経路で電流が流れ、 駆動用コンデンサ 1 4が充 電される。 この時の充電は定電流回路 2 0を介して一定電流で行わ れるため、 初期的な大きな瞬時電流によつて電源 1 0の電 IEが ド口 ップし電源系にノイズが乗る心配はない。 期間 t 1 において は、 第 2のスィ ッチ 1 8が O F Fであるため、 電源 1 0、 定電流 [U路 2 0 からなる駆動用コンデンサ 1 4の充電系は光源の発光素子 1 2から は遮断されている。
期間 t 2においては、 駆動用コンデンサ 1 4及び光源の発光素子 1 2の経路で、 駆動用コンデンサ 1 4に蓄積された電荷が光源の発 光素子 1 2に放電され、 光源の発光素子 1 2が発光する。 期間 t 2 においては、 第 1のスィ ッチ 1 6が O F Fであるため、 電源 1 0は 光源の発光素子 1 2からは遮断されている。 したがって電 ¾¾ 1 0が 光源の発光素子 1 2への放電によつて影 を受けることはなく、 シ ステムが安定する。 このような安定した電源は、 携帯電話、 又はテ レビジョ ン等の受信部を有する情報機器にとって特に有用である。 また、 このような安定した電源は、 電池を電源と して用いる機器に とっても非常に有用である。 ところで、 前述した特許文献 1 〜 4に 示されている従来例では、 光源の発光時に電源から光源を遮断する 遮断手段を設けていないので、 このような効果を得ること できな い。
光源駆動回路 1では、 図 2に示すように、 駆動用コンデンサ 1 4 を充電する期間 t l を光源の発光素子 1 2が発光する期間 t 2 よ り も長く設定している。 これは、 光源の非発光期間 t 1 中に、 液晶等 の表示素子のデータ書き換え等を行う ことができるよ うにするため である。 例えば、 液晶等の表示素子のデータ書き換え期間に光源を 発光させると表示が乱れてしまい好ましくない。
特に、 F S C方式の液晶表示装置に光源駆動回路 1 を用いた場合 では、 液晶等の表示素子のデータ書き換え期間に光源を発光させる と、 表示が混色状態となってしまう。 この様な状態を防ぐため、 期 間 t 1 においては発光素子 1 2を非発光状態にしている。 さ らに、 液晶等の表示素子のデータ書き換え期間を利用してコンデンサを充 電する。 なお、 F S C方式の液晶表示装置に光源駆動回路 1 を用い た場合、 色の 3原色それぞれのデータをシリ アルに書き込む必要が あるため、 データの書き換え時間は通常の場合 （例えば、 単色の光 源を有する場合） の約 3倍必要となる。 そのため期間 t 1は通常の 場合よ り も 3倍程度大きくなる。 その場合、 F S C方式の液晶表示 装置において、 フレーム期間、 フィールド期間又はサブフィールド 期間と呼ばれる t 1 + t 2の所定期間は、 t lが大きくなれ «f、 t 2が短くなる。 したがって、 発光期間 t 2の短い期間に通常の場合 よ り も大きな電流を流し発光素子 1 2を高輝度で発光させる必要が ある。 そのため従来方式では、 電源の負担が大きかった。 その上、 データ書き換え時間は表示装置の画素数が増加するほど長くなつて しまい、 それに伴って電源の負担がよ り大きくなつてしまう という 問題もあった。
. しかしながら、 光源駆動回路 1では、 期間 t 2より も長い期間 t 1の間に、 定電流で駆動用コンデンサ 1 4を充電しているため、 電 源に負担が掛からない。 期間 t 1が期間 t 2より も十分大きければ 、 電源 1 0の電源容量は従来の光源を常時発光させる方式の場合と 同様でよいことになる。 そのため電源容量を大きくする必要がなく なり、 電源の小型化、 高効率化が可能となっている。
駆動用コンデンサ 1 4は、 携帯機器用の場合は数〜数十 μ F、 例 えば 5 μ F程度で十分な電荷を蓄積することができる。 この程度の 容量であればチップタイプのものが入手可能であり、 そのよ うなコ ンデンサを用いれば電源を小型化することができる。
以下、 第 1 の実施例に係わる光源駆動回路 1 の電源効率について 説明する。
L E Dから構成される発光素子 1 2において所定の輝度を得るた めに必要な電流値を i とすると、 従来例では、 この i の電流を流す ために、 L E Dと直列に抵抗を接続して L E Dの電流値を調整する 必要があった。 また、 従来例では、 抵抗の代わりに定電流回路を挿 入する場合もあった。 このよ うな従来例では、 この抵抗成分（また は定電流回路）で、 電力 （=抵抗 R X電流値 i の 2乗） が消費され る。 電源を 5 Vとし、 L E Dのスレ ツショル ド電圧 V t hを 3 Vと すると、 全体の電力は W = 3 V X i H- 2 V X i となる。 したがって 、 L E Dの消費電力 （W= 3 V X i〕 以外に抵抗で消費される電力 (W= 2 V X i ) が必ず無駄な電力 となってしまう。 電源が 5 Vの 場合には、 約 4 0 %が無駄になる。 '
これに対して、 第 1の実施例に係 わる光源駆動回路 1では、 所望 の L E D輝度を得るために必要な総電荷量を Q Tとすると、 単位時 間当たりには Q tの電荷量が必要に なる。 図 1 ( a )に示す第 1のス ィ ツチ 1 6 と第 2のスィ ツチ 1 8の 開閉期間のデューティ比が 5 0 .%とすると、 単位時間第 1のスィ ッ チ 1 6の O N期間には 「 2 X Q t J の電荷を供給する必要がある。 この 「 2 x Q t」 を駆動コンデ ンサ 1 4に蓄積するために必要な静電容量は、 電源電圧が 5 V、 L E Dの V t hが 3 Vとすると、 「 2 X Q t = ( 5.V - 3 V) X駆動 コンデンサ 1 4の容量 C」 の式から 計算できる。 この場合、 「駆動 コンデンサ 1 4の容量 C = Q t」 と なる。 この 「 2 X Q t」 の電荷 を第 1のスィ ッチ 1 6の ON期間に駆動コンデンサ 1 4に充電し、 次に第 1のスィ ッチ 1 6を O F F し 且つ第 2のスィ ッチ 1 8を ON すると、 蓄えられた 「 2 X Q t」 の 電荷が放電され、 L E Dに 2 X Q t の電荷を流す。 このときの電力 は、 第 1 のスィ ッチ 1 6が ON の時に流れる総電荷量から計算する こ とができる。
ここで注目すべきことは、 駆動コ ンデンサ 1 4には電圧 3 V分の 電荷量が常に蓄えられて残っている ことである。 第 2のスィ ッチ 1 8が O Nしている期間に電荷は L E Dに供給されるが、 L E Dの V t hが 3 Vなので、 この電圧まで駆動コンデンサ 1 4の電圧が落ち ると L E Dはオフし、 電流を流さな く なる。 その時点で、 駆動コン デンサ 1 4からの電荷供給も終わるので、 駆動コンデンサ 1 4 には 残りの電荷がそのまま蓄積される。 したがって、 つぎに第 1 のスィ ツチ 1 6が ONしたときには駆動コンデンサ 1 4に電圧 3 Vが残つ ており、 駆動コンデンサ 1 4には 3 Vから 5 Vまでの電荷を供給す ればよい。 この場合、 必要な電流だけを低い電流値で流すので、 電 源の内部抵抗で消費される電力も最低限に抑えることができる。 す なわち、 電力 Wは、 ほぼ L E Dに必要な電力のみとなり、 従来のよ うな無駄な電力が発生せず、 効率が 1 0 0 %近くになる。
実際には、 L E Dの内部抵抗によ り電流を 2倍にすると V t hは 3 Vから 3. 3 V程度になってしまうので、 効率は落ちてしま う。 しかしながら、 光源は、 従来例 （電源で直接光源を駆動する場合） と比ぺると 6 6 %の電力 （ 3. 3 V x i / 5 X i = 0. 6 6 ) で同 じ輝度を実現することができる。
また、 図 2に示すよ うに、 駆動コンデンサ 1 4の電圧 V c は、 期 間 t 1 において充電されて発光素子 1 2のス レツ.ショルド電 IE V t から所定値まで上昇し、 期間 t 2に放電されて発光素子 1 2のス レ ッショルド電圧 V t まで下降する。 さらに、 駆動コンデンサ 1 4を 流れる電流 I cは、 図 2において実線 2 0 0 として示すように、 期 間 t 1 において定電流回路 2 0が供給する定電流値 I から徐々に下 降し、 期間 t 2において放電のため最大電流 I mから 0へ下降する 。 なお、 定電流回路 2 0の回路構成を調整して、 駆動コンデンサ 1 4を流れる電流 I c を、 図 2において点線 2 0 1 と して示すよ うに 、 放電時に 0 とならないよ うにすることもできる。
また、 図 2に示すように、 発光素子 1 2の光度は、 期間 t 1 はほ ぼゼ口であり、 期間 t 2において最大電流値 I mによつて最大光度 L cを得、 その後徐々に下降する。
図 3に、 制御部 1 0 0から供給される制御信号 C K 1及び C K 2 の他の波形例を示す。 図 3においては、 第 1及び第 2のスィ ッチ 1 6及び 1 8が、 ON— O F Fする毎に、 双方のスィ ッチ 1 6及び 1 8が共に O F F となる期間 t 3を設けている。 このような期間 t 3 を設けることによ り、 貫通電流の発生を押さえることができ、 より 電源の安定性を増すことができる。
図 4に、 定電流回路 2 0の具体例を示す。 図 4の場合、 定電流回 路 2 0は、 Pチャネル M〇 S トランジスタ （以下 「PMO S T」 と 言う） 2 1 によって構成されている。 図 4に示すよ うに、 PMO S T 2 1 のゲートをソースと接続し、 P MO S T 2 1のソースを電源 1 0 と接続し、 PMO S T 2 1の ドレイ ンを第 1のスィ ッチ 1 6の 一方の端子と接続した。 図 4に示す定電流回路 2 0は一例であって ·、 例えば抵抗のみによって定電流回路 2 0を構成しても良いし、 電 源 1 0の内部抵抗を定電流回路 2 0 としても良い。 なお、 電源 1 0 及び定電流回路 2 0を合わせて、 光源駆動回路 1の電源部と言う。
また、 上述した光源駆動回路 1は、 そのまま照明装置と して利用 することが可能である。
(実施例 2 )
図 5に、 本発明の第 2の実施例に係る光源駆動回路を示す。
図 5は、 第 2の実施例に係る光源駆動回路 2の概略構成を示す図 である。 光源駆動回路 2は、 F S C方式の液晶表示装置に用いるこ とができる。 図 5が図 1 と異なる点は、 図 5に示す光源駆動回路 2 が、 図 1の発光素子 1 2の代わりに、 赤 （R) 色 L E D 2 2、 緑 （ G) 色 L E D 2 4及び青 （B) 色 L E D 2 6を有する点、 及び図 1 Aの第 2のスィ ッチ 1 8の代わりに、 R色 L E D 2 2用の第 2のス イ ッチ 2 8、 G色 L E D用の第 3のスィ ッチ 3 0及ぴ B色 L E D用 の第 4のスィ ツチ 3 2を有する点である。 R色 L E D 2 2用の第 2
8 のスィ ツチ 2 8、 G色 L E D用の第 3のスィ ツチ 3 0及び B色 L E D用の第 4のスィ ッチ 3 2は、 制御部 1 0 0から供給される制御信 号 C KR、 C K G及び C K Bによって、 それぞれ ONとなるか O F Fとなるかを制御されるように構成した。
図 6に、 図 5に示す光源駆動回路 2を F S C方式の液晶表示装置 に用いた場合における、 F S C方式の液晶 （以下 「： L C D」 と言う ) の駆動タイ ミング及び制御部 1 0 0から供給される制御信号 C K R、 C KG、 C K B及び C K 1の波形例を示す。
期間 t 4において、 第 1 のスィ ッチ 3 4を ONと し、 駆動用コン デンサ 1 4を電源 1 0及び定電流回路 2 0によって充電した。 この 期間中、 第 2のスィ ッチ 2 8、 第 3のスィ ッチ 3 0及び第 4のスィ ツチ 3 2を O F F とし、 電源 1 0、 定電流回路 2 0及び駆動用コン デンサ 1 4を、 光源である各色 L E D 2 2、 2 4及び 2 6から遮断 した。 また、 期間 t 4は、 L CDに R色で表示すべきデータを書き 込む期間 WR (図 6の 4 0 1参照） である。
期間 t 5において、 第 2のスィ ッチ 2 8のみを O Nとし、 駆動用 コンデンサ 1 4に蓄積された電荷を R色 L E D 2 2に放電し、 L E D 2 2を発光させた。 この期間中、 第 1 のスィ ッチ 3 4を O F Fと し、 電源 1 0、 定電流回路 2 0及び駆動用コンデンサ 1 4を、 光源 である各色 L E D 2 2、 2 4及び 2 6から遮断した。 したがって、 電源 1 0及び定電流回路 2 0が、 L E D 2 2への放電によって影響 を受けることはなく、 システムが安定に保たれる。 また、 期間 t 5 は、 期間 WRに書き込まれたデータに基づいて開口制御された L C Dが R色で、 画像、 文字、 記号及び符号等 （以下単に 「画像」 と言 う） が表示される期間 S R (図 6の 4 0 2参照） である。
期間 t 6において、 第 1のスィ ッチ 3 4を O Nとし、 駆動用コン デンサ 1 4を電源 1 0及び定電流回路 2 0によって充電した。 この 期間中、 第 2のスィ ッチ 2 8、 第 3のスィ ッチ 3 0及び第 4のスィ ツチ 3 2を O F Fと し、 電源 1 0、 定電流回路 2 0及び駆動用コン デンサ 1 4を、 光源である各色 L E D 2 2、 2 4及び 2 6から遮断 した。 また、 期間 t 6は、 L C Dに G色で表示すべきデータを書き 込む期間 WG (図 6の 4 0 3参照） である。
期間 t 7において、 第 3のスィ ッチ 3 0のみを ONと し、 駆動用 コンデンサ 1 4に蓄積された電荷を G色 L E D 2 4に放電し、 L E D 2 4を発光させた。 この期間中、 第 1のスィ ッチ 3 4を O F F と し、 電源 1 0、 定電流回路 2 0及び駆動用コンデンサ 1 4を、 光源 である各色 L E D 2 2、 2 4及び 2 6から遮断した。 したがって、 電源 1 0及び定電流回路 2 0が、 L E D 2 4への放電によって影響 を受けることはなく、 システムが安定に保たれる。 また、 期間 t 7 は、 期間 WGに書き込まれたデータに基づいて開口制御された L C Dが G色で、 画像が表示される期間 S G (図 6の 4 0 4参照） であ る。
期間 t 8において、 第 1のスィ ッチ 3 4を ONと し、 駆動用コン デンサ 1 4を電源 1 0及び定電流回路 2 0によって充電した。 この 期間中、 第 2のスィ ッチ 2 8、 第 3のスィ ッチ 3 0及び第 4のスィ ツチ 3 2を O F F と し、 電源 1 0、 定電流回路 2 0及び駆動用コン デンサ 1 4を、 光源である各色 L E D 2 2、 2 4及び 2 6から遮断 した。 また、 期間 t 8は、 L C Dに B色で表示すべきデータを書き 込む期間 WB (図 6の 4 0 5参照） である。
期間 t 9において、 第 4のスィ ッチ 3 0のみを ONと し、 駆動用 コンデンサ 1 4に蓄積された電荷を B色 L E D 2 6に放電し、 L E D 2 6を発光させた。 この期間中、 第 1のスィ ッチ 3 4を O F F と し、 電源 1 0、 定電流回路 2 0及び駆動用コンデンサ 1 4を、 光源 である各色 L E D 2 2、 2 4及び 2 6から遮断した。 したがって、 電源 1 0及び定電流回路 2 0が、 L E D 2 6への放電によって影響 を受けることはなく、 システムが安定に保たれる 。 また、 期間 t 9 は、 期間 WBに書き込まれたデータに基づいて開 口制御された L C Dが B色で、 画像が表示される期間 S G (図 6の 4 0 4参照） であ る。
以下 t 4〜 t 9を繰り返して、 R、 G、 B色を順次発光させて、 F S C方式の液晶表示装置の照明が行われる。
なお、 図 6において、 図 3 と同様に、 第 1のス ィ ッチ 3 4 と、 対 応して ON— O F Fする第 2のスィ ツチ 2 8、 第 3のスィ ツチ 3 0 及び第 4のスィ ッチ 3 2の内の 1つが共に O F F となる休止期間を 設けても良い。 このような期間を設けることによ り、 貫通電流の発 生を押さえることができ、 より電源の安定性を墙すことができる。
また、 図 6の例では、 駆動コンデンサ 1 4の ¾電期間 （ t 4、 t 6及び t 8 ) を L C Dの書き込み期間と一致さ た。 しかしながら 、 所定の光量を得るための駆動コンデンサ 1 4 充電期間と所定の 書き込みを行うための L C Dの書き込み期間と 表示装置の構成や スペッ ク等によって様々であるので、 必ずしも两者の期間を一致さ せる必要はない。
なお、 F S C方式の液晶表示装置において、 装置が必要とする駆 動コンデンサ 1 4への充電期間が装置が必要と 1~る L C Dの書き込 みに期間よ り長い場合に、 装置が必要とする駆 ¾1コンデンサ 1 4へ の充電期間に L C Dの書き込み期間を一致させる と、 L C Dの書き 込みに時間的余裕ができるので、 液晶の応答時 が十分に確保でき 、 表示特性がさ らにアップするという効果がある 。
一方、 F S C方式の液晶表示装置において、 置が必要とする駆 動コンデンサ 1 4への充電期間が装置が必要と 1~る L C Dの書き込 み期間よ り短い場合に、 装置が必要とする駆動ュ ンデンサ 1 4への 充電期間に L C Dの書き込み期間を一致させると、 充電期間を十分 に取れるので、 低電流で充電を行うことができ、 電源 1 0ゃ定電流 回路 2 0の電流容量を減らすことができるため、 ローコス トな電源 を利用することができるとい効果がある。
例えば、 光源の 1つの L E Dが常時発光方式を採用する照明装置 において、 L E Dに 2 0 mAの電流を流すと適度な明るさが得られ るとする。 これに対して、 非発光期間と発光期間との比が 2対 1 ( 発光デューティ比は 1 Z 3 ) の間欠的に光源を発光させる照明装置 では、 発光期間だけに L E Dに 6 0 m Aの電流を流して発光輝度を 3倍にすれば、 常時発光方式を採用する照明装置と同等の明るさが 得られることとなる。 図 1 4に示した光源駆動回路において、 前述 した常時発光方式を採用する光源駆動回路と同等の明るさを得るた めには、 発光期間に 6 0 m Aの電流を流す必要があり、 電源の負担 が大きかった。 しかしながら、 第 2の実施例に係る照明装置 2では 、 図 6に示すように、 充電期間 t 4、 t 6、 t 7.がそれぞれ発光期 間 t 5、 t 7、 t 9の 2倍である。 そこで、 充電期間に図 1 4に示 した照明装置の半分の 3 0 mAの電流で駆動用コンデンサ 1 4を充 電すれば、 発光期間に 6 0 m A流すための電荷を駆動用コンデンサ 1 4に蓄えることができる。 したがって、 第 2の実施例に係る光源 駆動回路 2では、 電源の負担を大きく減少させることが可能となつ た。 非発光期間がよ り長くなれば、 充電期間に流す必要のある電流 値はよ り減少させることができる。
なお、 第 2の実施例に係る光源駆動回路 2を F S C方式の液晶表 示装置に用いた場合、 t 4から t 9までの期間が、 1 フレーム期間 (T) となる。 また、 t 4 + t 5、 t 6 + t 7又は t 8 + t 9を一 般にサブフレームと称している。 R G B各色の L E Dが点灯する周 波数 （ 1 /T) は 6 0から 7 0 H Zが適当である。 この範囲であれ ば人間の目はちらつきも感じず正常な表示と認識でさる。
(実施例 3 )
図 7に、 本発明の第 3の実施例に係る光源駆動回路を示す。
図 7 Aは、 第 3の実施例に係る光源駆動回路 3の: «略構成を示す 図である。 光源駆動回路 3は、 F S C方式の液晶表;^装置に用いる ことができる。 図 7 Aが図 1 と異なる点 、 図 7 Aに示す光源駆動 回路 3が、 各色の L E D (赤 （R) 色 L E D 2 2、 ( G) 色 L E D 2 4及び青 （B) 色 L E D 2 6 ) 毎に、 定電流回 （R色用定電 流回路 4 2、 G色用定電流回路 4 4及び B色用定電: ^回路 4 6 ) 、 駆動用コンデンサ （R色駆動用コンデンサ 4 8、 G "^駆動用コンデ ンサ 5 0及び B色駆動用コンデンサ 5 2 ) 、 定電流回路と駆動用コ ンデンサとの間に配置された第 1のスィ ッチ （R色月の第 1 のスィ ツチ 3 6、 G色用の第 1のスィ ツチ 3 8及び B色用 の第 1のスィ ッ チ 4 0 ) 、 及び駆動用コンデンサと各色 L E Dとの 間に配置された 第 2のスィ ッチ （R色用の第 2のスィ ッチ 2 8、 G 用の第 2のス イッチ 3 0及び B色用の第 2のスィ ツチ 3 2 ) を有する点である。 また、 R色用の第 1のスィ ッチ 3 6、 G色用の第 1 のスィ ッチ 3 8 及び B色用の第 1のスィ ツチ 4 0は、 制御部 1 0 0 から供給される 制御信号 C K r、 C K g及び C K bによって、 それぞれ ONとなる か O F Fとなるかを制御されるよ うに構成した。 さ らに、 R色用の 第 2のスィ ッチ 2 8、 G色用の第 2のスィ ッチ 3 0及び B色用の第 2のスィ ッチ 3 2は、 制御部 1 0 0から供給される制御信号 C K R 、 C K G及び C K Bによって、 それぞれ ONとなる か O F F となる かを制御されるように構成した。
図 7 Bに、 制御部 1 0 0から供給される制御信号 C K r、 C K R 、 C K g、 C K G、 C K b及び C K Bの波形例を示す。 期間 t 4において、 R色用の第 1のスィ ッチ 3 6、 G色用の第 1 のスィ ツチ 3 8及び B色用の第 1のスィ ッチ 4 0を ONとし、 R色 駆動用コンデンサ 4 8、 G色駆動用コンデンサ 5 0及び B色駆動用 コンデンサ 5 2を電源 1 0、 各色用定電流回路 4 2、 4 4及び 4 6 によって充電した。 この期間中、 R色用の第 2のスィ ッチ 2 8、 G 色用の第 2のスィ ッチ 3 0及び B色用の第 2のスィ ツチ 3 2を O F F とし、 電源 1 0、 各色用定電流回路 4 、 4 4及び 4 6、 各色駆 動用コンデンサ 4 8、 5 0及び 5 2を、 光源である各色の L E D 2 2、 2 4及び 2 6力、ら遮断した。 また期間 t 4は、 L C Dに R色で 表示すべきデータを書き込む期間と して用意された期間である。 期間 t 5において、 R色用第 1のスィ ッチ 3 6を O F Fとし、 R 色用第 2のスィ ッチ 2 8が ONとし、 R色駆動用コンデンサ 4 8に 蓄積された電荷を R色 L E D 2 2に放電し、 L E D 2 2を発光させ た。 この期間中、 G色駆動用コンデンサ 5 0 と B色駆動用コンデン サ 5 2への充電を継続した。 この期間中、 R色用第 1のスィ ッチ 3 6を O F F とし、 電源 1 0及び R色用定電流回路 4 2を、 L E D 2 2から遮断した。 したがって、 電源 1 0及び R色用定電流回路 4 2 が、 L E D 2 2への放電によって影響を受けることはなく、 システ ムが安定に保たれる。 また、 期間 t 5は、 期間 t 4に書き込まれた データに基づいて開口制御された L C Dが R色で、 画像を表示する 期間として予定された期間である。
期間 t 6において、 R色用の第 1のスィ ッチ 3 6、 G色用の第 1 のスィ ツチ 3 8及び B色用の第 1のスィ ツチ 4 0を ONとし、 R色 駆動用コンデンサ 4 8、 G色駆動用コンデンサ 5 0及び B色駆動用 コンデンサ 5 2を電源 1 0、 各色用定電流回路 4 2、 4 4及び 4 6 によって充電した。 この期間中、 R色用の第 2のスィ ッチ 2 8、 G 色用の第 2のスィ ツチ 3 0及び B色用の第 2のスィ ツチ 3 2を O F Fとし、 電源 1 0、 各色用定電流回路 4 2、 4 4及び 4 6、 各色駆 動用コンデンサ 4 8、 5 0及び 5 2を、 光源である各色の L E D 2 2、 2 4及び 2 6から遮断した。 また期間 t 6は、 L C Dに G色で 表示すべきデータを書き込む期間として用意された期間である。 期間 t 7において、 G色用第 1のスィ ッチ 3 8を O F Fとし、 G 色用第 2のスィ ッチ 3 0が ONと し、 G色駆動用コンデンサ 5 0に 蓄積された電荷を G色 L E D 2 4に放電し、 L E D 2 4を発光させ た。 この期間中、 R色駆動用コンデンサ 4 8 と B色駆動用コンデン サ 5 2への充電を継続した。 この期間中、 G色用第 1のスィ ッチ 3 8を O F F とし、 電源 1 0及び R色用定電流回路 4 2を、 L E D 2 4から遮断した。 したがって、 電源 1 0及び R色用定電流回路 4 2 が、 L E D 2 4への放電によって影響を受けることはなく、 システ ムが安定に保たれる。 また、 期間 t 7は、 期間 t 6に書き込まれた データに基づいて開口制御された L C Dが G色で、 画像を表示する 期間と して予定された期間である。
期間 t 8において、 R色用の第 1のスィ ッチ 3 6、 G色用の第 1 のスィ ツチ 3 8及び B色用の第 1のスィ ツチ 4 0を ONとし、 R色 駆動用コンデンサ 4 8、 G色駆動用コンデンサ 5 0及び B色駆動用 コンデンサ 5 2を電源 1 0、 各色用定電流回路 4 2、 4 4及び 4 6 によって充電した。 この期間中、 R色用の第 2のスィ ッチ 2 8、 G 色用の第 2のスィ ツチ 3 0及び B色用の第 2のスィ ツチ 3 2を O F Fと し、 電源 1 0、 各色用定電流回路 4 2、 4 4及び 4 6、 各色駆 動用コンデンサ 4 8、 5 0及び 5 2を、 光源である各色の L E D 2 2、 2 4及び 2 6から遮断した。 また期間 t 8は、 L C Dに B色で 表示すべきデータを書き込む期間と して用意された期間である。 期間 t 9において、 B色用第 1のスィ ッチ 4 0を O F Fと し、 B 色用第 2のスィ ッチ 3 2が ONと し、 B色駆動用コンデンサ 5 2に 蓄積された電荷を B色 L E D 2 6に放電し、 L E D 2 6を発光させ た。 この期間中、 R色駆動用コンデンサ 4 8 と G色駆動用コンデン サ 5 0への充電を継続した。 この期間中、 B色用第 1のスィ ッチ 4 0を O F Fと し、 電源 1 0及び R色用定電流回路 4 2を、 L E D 2 6から遮断した。 したがって、 電源 1 0及び R色用定電流回路 4 2 が、 L E D 2 6への放電によって影響を受けることはなく、 システ ムが安定に保たれる。 また、 期間 t 9は： 期間 t 8に書き込まれた データに基づいて開口制御された L C Dが: R色で、 画像を表示する 期間として予定された期間である。
以下 t 4〜 t 9を繰り返して R、 G、 B色を順次発光し、 F S C 方式の液晶表示装置の照明を行った。 すなわち、 第 3の実施例に係 る照明装置 3では、 電源 1 0及び定電流回路 4 2、 4 4及び 4 6が 、 順次周期的に 3つの各色駆動用コンデンサ 4 8、 5 0及び 5 2を 充電した。
第 3の実施例に係る光源駆動回路 3では、 常時点灯時と同等の明 るさを得るために流す電流値を、 第 2の実施例に係る光源駆動回路 2よ り も小さくすることができる。
ここで、 常時発光の光源駆動回路では、 R、 G及び Bの 3つの L E Dを 3つ同時に常時発光しているものとする。 これに対して、 第 3の実施例に係る光源駆動回路 3では、 第 2の実施例に係る光源駆 動回路 2 と同様に、 1; 4対 1 5、 1: 6対 1 7、 t 8対 t 9の時間比 が 3対 1 とする。 その場合、 光源駆動回路 3では、 各色駆動用コン デンサ 4 8、 5 0及び 5 2は、 対応する L E Dの発光期間以外は充 電し続けることができる。 即ち、 各色駆動用コンデンサ 4 8、 5 0 及び 5 2においては、 放電期間の 1 に対し、 充電時間は 8 となる。 したがって、 充電期間に各色駆動用コンデンサ 4 8、 5 0及び 5 2 を 7. 5 mA (= 6 0 m A/ 8 ) の電流で充電すれば、 1つの L E Dあたり 2 0 m Aの電流を利用する上記の常時発光の光源駆動回路 とほぼ同等の明るさを得ることができる。
期間 t 4、 t 6及び t 8では、 3個の各色駆動用コンデンサ 4 8 、 5 0及び 5 2を同時に充電しているが、 期間 t 5、 t 7及び t 9 では 2個の各色駆動用コンデンサのみを充電しているため、 電源 1 0は最大 2 2. 5 mA (= 7. 5 mA X 3 L E D) の電流容量を持 てばよいこととなる。 この値は、 上記の常時発光の光源駆動回路の 電源が必要とする電流容量 6 0 m A (= 2 0 mA X 3 L E D) の約 1 Z 3 となる。 したがって、 第 3の実施例に係る光源駆動回路 3は 、 電源容量を低減化することができるという効果を奏することがわ かる。
(実施例 4 )
図 8に、 本発明の第 4の実施例に係る光源駆動回路を示す。
図 8 Aは、 第 4の実施例に係る光源駆動回路 4の概略構成を示す 図である。 図 8 Aでは、 図 1の光源駆動回路 1の第 1 のスィッチ 1 6の代わり と して Pチャネル MO S トランジスタ （以下 PMO S T と略記する） 5 4を、 第 2のスィ ッチ 1 8の代わり と して PMO S T 5 6を用いた。
図 8 Aにおいて、 電源 1 0を定電流回路 2 0の入力に接続し、 定 電流回路 2 0の出力を第 1のスィ ツチである PMO S T 5 4のソー ス電極に接続し、 PMO S Tの ドレイン電極を駆動用コンデンサ 1 4の一方の.端子に接続し、 駆動用コンデンサ 1 4の一方の端子を第 2のスィ ッチである PMO S T 5 6のソース電極に接続し、 PMO S T 5 6の ドレイ ン電極を光源の発光素子 1 2に接続した。 PMO S T 5 4のゲー ト電極には制御部 1 0 0から制御信号 C K P 1 を印 加し、 PMO S T 5 6のゲー ト電極には制御部 1 0 0から制御信号 C K P 2を印加して、 それぞれの P MO S Tの導通 . 非導通 （ON - O F F) を制御した。 P MO S T 5 4及び 5 6の基板端子は電源 1 0の高電位側に接続されて順パイァスが印加されない構成と した 図 8 Bに、 制御部 1 0 0から供給される制御信号 C K P 1及び C K P 2の波形例を示す。 ここではスィ ツチと して PMO S Tが用い られているため、 信号が L レベルの時 P MO S Tは導通 （ON) と なり、 Hレベルの時 P MO S Tは非導通 （O F F) となる。 図 8 B に示すよ うに制御を行えば、 図 8 Bに示す第 4の実施例に係る光源 駆動回路 4が図 1示す第 1の実施例に係る光源駆動回路 1 と同様に 動作することは明らかである。
. このよ うにスィ ツチを トランジスタで構成すれば本発明に係る照 明装置は容易に実現できる。 また、 定電流回路及びスィ ッチは共に MO S トランジスタで構成可能なため、 本発明に係る照明装置の制 御機構を容易に集積回路に内蔵することができ、 照明装置を小型に 構成することができる。 なお、 本発明に係る照明装置の制御機構は 、 Pチャネル MO S トランジスタ以外に、 Nチヤネル MO S トラン ジスタゃパイポーラ トランジスタによつて構成するこ ともできる。
(実施例 5 )
図 9に、 本発明の第 5の実施例に係る光源駆動回路を示す。
図 9は、 第 5の実施例に係る光源駆動回路 5の概略構成を示す図 である。 図 9に示す第 5の実施例に係る光源駆動回路 5は、 図 1に 示す第 1の実施例に係る光源駆動回路 1の電位関係を正負逆に構成 したものである。
図 9において、 電源 1 0の正極側を G N Dに接続し、 電源 1 0の 負極側を定電流回路 5 8の出力に接続し、 定電流回路 5 8の入力を 第 1 のスィ ッチ 1 6の一方の端子に接続し、 第 1 のスィ ッチ 1 6の 他方の端子を駆動用コンデンサ 1 4の一方の端子に接続し、 駆動用 コンデンサ 1 4の一方の端子を第 2のスィ ッチ 1 8の一方の端子に 接続し、 駆動用コンデンサ 1 4の他方の端子を G N Dに接続し、 第 2のスィ ッチ 1 8の他方の端子を光源の発光素子 1 2に接続した。 第 1 のスィ ッチ 1 6及び第 2のスィ ッチ 1 8 は、 制御部 1 0 0から 供給される制御信号 C K 1及び C K 2によって、 それぞれ O Nとな るか O F F となるかを制御されるように構成した。
このよ うに構成しても、 図 9に示す第 5の実施例に係る光源駆動 回路 5が、 図 1示す第 1 の実施例に係る光源駆動回路 1 と同様に動 作し、 同様の効果を有することは明らかである。
(実施例 6 )
図 1 0に、 本発明第 6の実施例に係る光源駆動回路を示す。
図 1 O Aは、 第 6の実施例に係る光源駆動回路 6の概略構成を示 す図である。 図 1 0 Aに示す第 6の実施例に係る光源駆動回路 6は 、 発光素子 1 2の V t hが電源 1 0の電源電圧よ り も高い場合に対 応した装置である。 図 1 0 Aに示す第 6の実施例に係る光源駆動回 路 6では、 図 1 に示す第 1の実施例に係る光源駆動回路 1 における 定電流回路 2 0 と第 1 のスィ ッチ 1 6 との間に電源電圧を昇圧して 光源の光学素子 1 2を駆動するための昇圧ブロ ック 6 5を付加した 昇圧ブロ ック 6 5は、 昇圧用コンデンサ 6 4 と、 連動して制御さ れる第 1 と第 2の 2つのスィ ッチ 6 0及び 6 2 と、 ダイオー ド 6 3 等から構成した。 2つのスィ ッチ 6 0及び 6 2では、 それぞれ共通 端子 cが a端子もしく は b端子に接続されるよう構成した。 また、
2つのスィ ッチ 6 0及び 6 2の接続状態は、 制御部 1 0 0から供給 される制御信号 C K sによって制御した。
図 1 O Aに示すように、 定電流回路 2 0の出力を第 1 のスィ ッチ 6 0の a端子と第 2のスィ ッチ 6 2の b端子に接続し、 第 1 のスィ ツチ 6 0の b端子を O P E N状態と し、 第 2のスィ ッチ 6 2の a端 子を GNDに接続し、 第 2のスィ ッチ 6 2の c端子を昇圧用コンデ ンサ 6 4の一方の端子に接続し、 第 1のスィ ッチ 6 0の c端子を昇 圧用コンデンサ 6 4の他方の端子に接続し且つダイオード 6 3を介 して第 1 のスィ ツチ 1 6 と接続した。
図 1 0 Aに示す第 6の実施例に係る光源駆動回路 6では、 最初、 スィ ッチ 6 0及び 6 2の c端子が共に a端子側に接続し、 電源 1 0 、 定電流回路 2 0、 第 1 のスィ ッチ 6 0、 昇圧用コンデンサ 6 4、 第 2のスィ ッチ 6 2、 及び GN Dの経路で電流を流し、 昇圧用コン デンサ 6 4を充電する （図 1 0 Bの期間 t a ) 。 次に、 スィ ッチ 6 0及び 6 2の c端子を共に b端子側に接続し、 昇圧用コンデンサ 6 4 とダイオー ド 6 3の接続点の電位を電源 1 0の電源電圧に昇圧用 コンデンサ 6 4に蓄えられた電圧を加えた値とする （図 1 0 Bの期 間 t b ) 。 この状態で、 第 1 のスィ ッチ 1 6を O N状態とし （図 1 0 Bの期間 t b参照） 、 昇圧用コンデンサ 6 4に蓄えられた電荷を 駆動用コンデンサ 1 4に注入する。 定電流回路 2 0では、 電源 1 0 から流れ出る電流値は比較的小さな値に制限されているため、 この ような動作を複数回繰り返すことによって駆動用コンデンサ 1 4を 電源電圧のほぼ 2倍の電圧に充電する。 すなわち、 信号 C K Sを、 図 1 0 Bに示すように、 期間 t 1 で、 少なく とも 1 回、 H / Lのレ ベルの反転をさせて、 昇圧、 充電動作を繰り返す必要がある。 期間 t 2における動作は、 図 2の場合と同様であり、 駆動用コンデンサ 1 4の放電によ り発光素子 1 2が発光する。
L E Dの V t hは電流値によつても異なるが、 R用の L E Dの場 合がほぼ 2 V前後、 G用及び B用に L E Dの場合が 3 V台である。 そのため、 電源 1 0の電源電圧が小さい場合はこのような昇圧プロ ック 6 5を付加し、 電源電圧を上昇させることで、 前述した本発明 の作用、 効果を得ることができる。
(実施例 7 )
図 1 1に、 本発明の第 7の実施例に係 δ光源駆動回路を示す。 図 1 1に示す第 7の実施例に係る光源駆動回路 7では、 第 1の実 施例に係る光源駆動回路 1における駆動コンデンサ、 L E D及びス イ ッチからなる回路を 2つ用いた構成を有している。 図 1 1におい て、 電源 1 0を定電流回路 2 0の入力に接続し、 定電流回路 2 0の 出力を第 1のスィ ッチ 1 6の一方の端子に接続し、 第 1のスィ ッチ
1 6の他方の端子を駆動用コンデンサ 1 4の一方の端子に接続し、 駆動用コンデンサ 1 4の一方の端子を第 2のスィ ッチ 1 8の一方の 端子に接続し、 第 2のスィ ッチ 1 8の他方の端子を光源の発光素子
1 2に接続した。 第 1 のスィ ッチ 1 6及び第 2 のスィ ッチ 1 8 は、 制御回路 1 0 0から供給される制御信号 C Κ 1及び C Κ 2によって それぞれ Ο Νとなるか O F Fとなるかを制御されるように構成した さ らに、 図 1 1 において、 定電流回路 2 0 の出力を第 3 のスィ ッ チ 1 1 6の一方の端子に接続し、 第 3のスィ ッチ 1 1 6の他方の端 子を駆動用コンデンサ 1 1 4の一方の端子に接続し、 駆動用コンデ ンサ 1 1 4の一方の端子を第 4のスィ ッチ 1 1 8の一方の端子に接 続し、 第 4のスィ ッチ 1 1 8の他方の端子を光源の発光素子 1 1 2 に接続した。 第 3 のスィ ッチ 1 1 6及び第 4のスィ ッチ 1 8は、 制 御部 1 0 0から供給される制御信号 C K 2及び C K 1によってそれ ぞれ Ο Νとなるか O F Fとなるかを制御されるように構成した。 ここで、 制御信号の C K 1の O N時間と O F F時間及び制御信号 の C K 2の O N時間と O F F時間 （図 2の期間 t 1及び期間 t 2参 照） は、 適宜選ぶことができる。 しかしながら、 発光素子 1 2 と 1 1 2に同じ光量を求めるのであれば、 O N時間と O F F時間は同じ とすべきである。 また、 第 7の実施例に係る照明装置 7では、 制御 信号 C K 1が O Nになる時間と、 制御信号 C K 2が O Nになる時間 の切り替わり時間に、 制御信号 C K 1 と制御信号 C K 2が共に O F Fになるつている期間を設けても良い。 また、 第 7の実施例に係る 光源駆動回路 7では、 光源の発光素子 1 2、 1 1 2 と して L E Dを 用いた。
このよ う に制御したので、 第 7の実施例に係る光源駆動回路 7で は、 発光素子 1 2及び 1 1 2が交互に点灯し、 あたかも連続点灯し た光源として観測できる。 なお、 第 7の実施例に係る光源駆動回路 7において、 点滅光源と して観測できるよ うに制御信号 C K 1 と制 御信号 C K 2を制御することで、 光源の点滅に変.化をもたせること もできる。 すなわち、 例えば、 表示の種類を多様化することができ るという効果がある。 また、 第 7の実施例に係る光源駆動回路 7で は、 1つの電源に対して、 第 1 の実施例に係る光源駆動回路 1で用 いた回路を複数個用いたので、 光源の発光状態をよ り 自由に制御で き、 電源を休ませることなく有効な利用ができる効果を得ることが できる。
第 7の実施例に係る光源駆動回路 7では、 定電流回路 2 0を用い なく ても良いが、 駆動用コンデンサ 1 4及び 1 1 4に適切な充電を 行うため、 又は駆動用コンデンザの信頼性向上のために定電流回路 2 0を用いることが好ましい。
また、 第 7の実施例に係る光源駆動回路 7では、 第 1 のスィ ッチ 、 第 2のスィ ッチ、 駆動コンデンサ及び発光素子から構成される回 路を 2回路有しているが、 3回路以上有するように構成しても良い 第 7の実施例に係る光源駆動回路 7は、 第 i の実施例に係る光源 駆動回路 1 を発展させたものであるが、 そのような改良点を本発明 の他の実施例にも応用することができる。 また、 そのような改良点 を有する本発明の他の実施例においても、 第 7の実施例に係る光源 駆動回路 7 と同様な効果を得ることがで る。
図 1 2に本発明に係る光源駆動回路を用いた F S C方式の液晶表 示装置の一例を示す。
図 1 2に示す F S C方式の液晶表示装置 7 6は、 液晶パネル 6 6 、 導光板 6 8、 液晶パネル 6 6の駆動制御回路 7 8、 液晶パネル 6 6 と駆動制御回路 7 8 とを接続するための接続配線部材 （例えば、 フレキシブル回路基板 （F P C) 、 フラッ トケーブル又は電線） 7
7、 色の1 £ 07 0及び 7 3、 G色の L E D 7 1及び 7 4、 B色 の L E D 7 2及び 7 5、 電源、 定電流回路、 駆動用コンデンサ、 第 1 のスィ ツチ、 第 2のスィ ツチ及び制御部等からなる L E Dの制御 回路 8 0、 接続配線部材 7 9等から構成される。 ここで、 導光板 6
8、 L E D 7 0〜 7 5、 接続配線部材 7 9及び制御回路 8 0が本発 明に係る光源駆動回路又は照明装置を構成する。 しかしながら、 他 の構成を含めて、 又は一部の構成を除いたものを光源駆動回路とす るこ とができる。 このよ うな本発明に係る光源駆動回路を用いた F S C方式の液晶表示装置 7 6は、 小型、 高効率の電源を用いること ができ、 携帯用の装置に特に適している。
図 1 3に本発明に係る光源駆動回路を用いた情報機器を示す。 図 1 3に示す情報機器と しての携帯電話 8 1 の表示部 8 2は、 本 発明に係る光源駆動回路を用いた F S C方式の液晶表示装置である 。 このよ うな本発明に係る光源駆動回路を有する F S C方式の液晶 表示装置は、 電源ノイズが小さく安定しているため、 携帯電話、 テ レビジョン等の受信を必要とする情報機器に特に適している。

Claims

1 . 光源駆動回路であって、
電源部と、
光源部と、
前記電源部からの電荷を充電するための充電部と、
青
前記充電部を前記電源部又は前記光源^と接続させる切換部と、 前記充電部と前記電源部とを接続して前記充電部を充電させ、 前 の
記電源部と前記光源部とを切離し且つ前記充電部と前記光源部とを 接続して前記充電部によって前記光源部を発光させるように、 前記 切換部を制御する制御部と、 囲 を有することを特徴とする光源駆動回路。
2 . 前記充電部と前記電源部とを接続して前記充電部を充電させ る期間を含む非発光期間は、 前記光源部を発光させる発光期間よ り も長く設定される、 請求項 1記載の光源駆動回路。
3 . 前記切換部は、 第 1のスィ ッチ及び第 2のスィ ッチを有し、 前記電源部は前記第 1のスィ ッチを介して前記充電部と接続され 、 前記光源部は前記第 2のスィ ツチを介して前記充電部と接続され る、 請求項 1 に記載の光源駆動回路。
4 . 前記第 1 のスィ ッチ及び前記第 2 のスィ ッチはそれぞれ制御 端子を有し、
前記第 1 のスィ ツチ及び前記第 2 のスィ ツチは、 前記各制御端子 に前記制御部から印加される制御信号によ り、 周期的に交互に導通 状態となるよ う制御される、 請求項 3の記載の光源駆動回路。
5 . 前記電源部は、 定電流回路を有し、
前記電源部は、 前記定電流回路を介して前記充電部を充電する、 請求項 4に記載の光源駆動回路。
6 . 前記充電部は、 駆動用コンデンサを有する、 請求項 5に記載 の光源駆動回路。
7 . 前記光源部は、 発光ダイオー ドを有する、 請求項 6に記載の 光源駆動回路。
8 . 前記光源部は、 第 1 の発光色を有する第 1 の光源、 第 2の発 光色を有する第 2の光源及び第 3の発光色を有する第 3の光源を有 する、 請求項 1に記載の光源駆動回路。 '
9 . 前記切換部は、 第 1 のスィ ッチ、 第 2のスィ ッチ、 第 3のス ィ ッチ及び第 4のスィ ツチを有し、
前記電源部は前記第 1のスィ ッチを介して前記充電部と接続され 、 前記第 1 の光源は前記第 2のスィ ツチを介して前記充電部と接続 され、 前記第 2の光源は前記第 3のスィ ツチを介して前記充電部と 接続され、 前記第 3の光源は前記第 4のスィッチを介して前記充電 部と接続される、 請求項 8に記載の光源駆動回路。
1 0 . 前記第 1 のスィ ッチ、 前記第 2のスイ ツ.チ、 前記第 3のス ィ ッチ及び前記第 4のスィ ツチはそれぞれ制御端子を有し、
前記第 1 のスィ ッチ、 前記第 2のスィ ッチ、 前記第 3のスィ ッチ 及び前記第 4のスィ ッチは、 前記各制御端子に前記制御部から印加 される制御信号により、 周期的に交互に導通状態となるよ う制御さ れる、 請求項 9の記載の光源駆動回路。
1 1 . 前記電源部は、 定電流回路を有し、
前記電源部は、 前記定電流回路を介して前記充電部を充電する、 請求項 1 0に記載の光源駆動回路。
1 2 . 前記光源部は、 第 1 の発光色を有する第 1 の光源、 第 2の 発光色を有する第 2の光源及び第 3の発光色を有する第 3の光源を 有し、
前記充電部は、 前記第 1 の光源に対応する第 1 の駆動コンデンサ 、 前記第 2の光源に対応する第 2の駆動コンデンサ及び前記第 3の 光源に対応する第 3の駆動コンデンサを有する、 請求項 1に記載の 光源駆動回路。
1 3 . 前記切換部は、 第 1 のスィ ッチ、 第 2のスィ ッチ、 第 3の スィ ッチ、 第 4のスィ ッチ、 第 5のスィ ッチ及び第 6のスィ ッチを 有し、
前記電源部は前記第 1のスィ ツチを介して前記第 1 の駆動コンデ ンサと接続され、 前記電源部は前記第 2のスィ ッチを介して前記第 2の駆動コンデンサと接続され、 前記電源部は前記第 3のスィ ッチ を介して前記第 3の駆動コンデンサと接続され、 前記第 1 の光源は 前記第 4のスィ ッチを介して前記第 1 の駆動コンデンサと接続され ·、 前記第 2の光源は前記第 5のスィ ッチを介して前記第 2の駆動コ ンデンサと接続され、 前記第 3の光源は前記第 6のスィ ツチを介し て前記第 3の駆動コンデンサと接続される、 請求項 1 2に記載の光 源駆動回路。
1 4 . 第 1 のスィ ッチ、 第 2のスィ ッチ、 第 3 のスィ ッチ、 第 4 のスィ ッチ、 第 5のスイツチ及び第 6のスィ ツチはそれぞれ制御端 子を有し、
第 1 のスィ ッチ、 第 2のスィ ッチ、 第 3のスィ ッチ、 第 4のスィ ツチ、 第 5のスィ ッチ及び第 6のスィ ッチは、 前記各制御端子に前 記制御部から印加される制御信号によ り、 周期的に交互に導通状態 となるよう制御される、 請求項 1 3の記載の光源駆動回路。
1 5 . 前記電源部は、 定電流回路を有し、
前記電源部は、 前記定電流回路を介して前記第 1 の駆動コンデン サ、 前記第 2の駆動コンデンサ及び前記第 3の駆動コンデンサを充 電する、 請求項 1 4に記載の光源駆動回路。
1 6 . 請求項 8に記載の光源駆動回路を用いたこ とを特徴とする 照明装置。
1 7 . 請求項 8に記載の光源駆動回路を用いたことを特徴と する 表示装置。
1 8 . 請求項 8に記載の光源駆動回路を用いたことを特徴と する フィール ド · シーケンシャル · カラー方式の液晶表示装置。
1 9 . 請求項 8に記載の光源駆動回路を用いたことを特徴とする 情報機器。 '
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