位相シフトコントローラ、位相シフトの方法、およびそれらを用いた発光装置、電子機器
【課題】簡易に位相シフトバースト調光を実現可能な回路を提供する。
【解決手段】ポジティブエッジカウンタにより、調光パルス信号ＰＷＭのポジティブエッジを契機として初期値からカウントを開始する。ネガティブエッジカウンタにより、調光パルス信号のネガティブエッジを契機として初期値からカウントを開始する。第ｉチャンネル（２≦ｉ≦ｎ）において、調光パルス信号ＰＷＭの周期を示す周期カウント値ＣＨＬＴＣＨＲ（ＣＨＬＴＣＨＦ）を（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量ＳＨＦＴＲｉ（ＳＨＦＴＦｉ）を計算する。そしてカウント値ＣＨＣＮＴＲが位相シフト量ＳＨＦＴＲｉと一致すると、バースト制御信号ＰＷＭｉを第１レベルに遷移させる。またカウント値ＣＨＣＮＴＦが位相シフト量ＳＨＦＴＦｉと一致すると、バースト制御信号ＰＷＭｉを第２レベルに遷移させる。
【解決手段】ポジティブエッジカウンタにより、調光パルス信号ＰＷＭのポジティブエッジを契機として初期値からカウントを開始する。ネガティブエッジカウンタにより、調光パルス信号のネガティブエッジを契機として初期値からカウントを開始する。第ｉチャンネル（２≦ｉ≦ｎ）において、調光パルス信号ＰＷＭの周期を示す周期カウント値ＣＨＬＴＣＨＲ（ＣＨＬＴＣＨＦ）を（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量ＳＨＦＴＲｉ（ＳＨＦＴＦｉ）を計算する。そしてカウント値ＣＨＣＮＴＲが位相シフト量ＳＨＦＴＲｉと一致すると、バースト制御信号ＰＷＭｉを第１レベルに遷移させる。またカウント値ＣＨＣＮＴＦが位相シフト量ＳＨＦＴＦｉと一致すると、バースト制御信号ＰＷＭｉを第２レベルに遷移させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードの駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶パネルのバックライトや照明機器として、ＬＥＤ（発光ダイオード）を利用した発光装置が利用される。図１は、一般的な発光装置の構成を示す回路図である。発光装置１００３は、複数のＬＥＤストリング１００６＿１〜１００６＿ｎと、スイッチング電源１００４と、電流駆動回路１００８を備える。
【０００３】
各ＬＥＤストリング１００６は、直列に接続された複数のＬＥＤを含む。スイッチング電源１００４は、入力電圧Ｖｉｎを昇圧してＬＥＤストリング１００６＿１〜１００６＿ｎの一端に駆動電圧Ｖｏｕｔを供給する。
【０００４】
電流駆動回路１００８は、ＬＥＤストリング１００６＿１〜１００６＿ｎごとに設けられた電流源ＣＳ１〜ＣＳｎを備える。各電流源ＣＳは、対応するＬＥＤストリング１００６に、目標輝度に応じた駆動電流ＩＬＥＤを供給する。
【０００５】
スイッチング電源１００４は、出力回路１１０２と、制御ＩＣ１１００を備える。出力回路１１０２は、インダクタＬ１、スイッチングトランジスタＭ１、整流ダイオードＤ１、出力キャパシタＣ１を含む。制御ＩＣ１１００は、スイッチングトランジスタＭ１のオン、オフのデューティ比を制御することにより、駆動電圧Ｖｏｕｔを調節する。
【０００６】
こうした発光装置１００３において、ＬＥＤストリング１００６の輝度を調節するために、駆動電流ＩＬＥＤの点灯期間ＴＯＮと消灯期間ＴＯＦＦをＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する場合がある。これはバースト調光またはバースト駆動とも称される。具体的には、電流駆動回路１００８のバーストコントローラ１００９は、輝度に応じたデューティ比を有するパルス信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎを受け、それぞれに対応する電流源ＣＳ１〜ＣＳｎをスイッチング制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−０１５９６７号公報
【特許文献２】特開２００９−１８８１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
バースト調光を行う際に、各チャンネルの駆動電流ＩＬＥＤ１〜ＩＬＥＤｎの位相が揃っていると、スイッチング電源１００４の出力電流Ｉｏｕｔが時間的に集中し、出力電圧Ｖｏｕｔのリップルや、予期せぬノイズの要因となるおそれがある。この問題は、バーストコントローラ１００９に対して、互いに位相がシフトしたバースト制御信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎを入力し、各チャンネルの点灯期間ＴＯＮを時間的にずらすことにより解決することが可能である。
【０００９】
しかしながらこの方法（位相シフトバースト調光という）では、発光装置１００３の外部のプロセッサ（ＤＳＰ）により、バースト制御信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎを生成する必要があるため、液晶テレビの設計者の負担が大きかった。
【００１０】
またＬＥＤストリングのチャンネル数を設計変更したい場合に、バースト制御信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎを生成する回路を設計変更する必要があるため、開発コストが高くなるという問題もある。
【００１１】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、簡易に位相シフトバースト調光を実現可能な回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のある態様は、パルス幅変調された調光パルス信号を受け、ｎ（ｎは２以上の自然数）チャンネルの発光ダイオードストリングを駆動するためのバースト制御信号であって、それぞれの周期が調光パルス信号の周期と等しく、かつそれぞれの位相が調光パルス信号の１／ｎ周期シフトしているｎ個のバースト制御信号を生成する位相シフトコントローラに関する。位相シフトコントローラは、調光パルス信号のポジティブエッジを契機として初期値からカウントを開始するポジティブエッジカウンタと、調光パルス信号のネガティブエッジを契機として初期値からカウントを開始するネガティブエッジカウンタと、ポジティブエッジカウンタおよびネガティブエッジカウンタの少なくとも一方のカウント値を受け、調光パルス信号の周期に対応する周期カウント値をラッチするラッチと、第２〜第ｎチャンネルごとに設けられたチャンネル制御部であって、第ｉチャンネル（２≦ｉ≦ｎ）のチャンネル制御部は、（i）周期カウント値を（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量を計算し、(ii)ポジティブエッジカウンタのカウント値が対応するチャンネルの位相シフト量と一致すると、対応するチャンネルのバースト制御信号を第１レベルに遷移させ、(iii)ネガティブエッジカウンタのカウント値が対応するチャンネルの位相シフト量と一致すると、対応するチャンネルのバースト制御信号を第２レベルに遷移させるチャンネル制御部と、を備える。
【００１３】
この態様によると、単一の調光パルス信号を与えるのみで、チャンネルごとのバースト制御信号を位相シフトコントローラによって自動生成できるため、外部のプロセッサにおいてチャンネルごとの信号を生成する必要がなくなり、システム設計が容易となる。また位相シフトコントローラに必要なカウンタは２個で足りるため、チャンネルごとにカウンタを設ける回路に比べて、回路面積を削減できる。
【００１４】
第ｉチャンネルのチャンネル制御部は、(iv)調光パルス信号のネガティブエッジより前に、対応するチャンネルのバースト制御信号が第２レベルに遷移していないとき、調光パルス信号のネガティブエッジのタイミングで、対応するバースト制御信号を第２レベルに遷移させてもよい。
これにより、調光パルス信号のデューティ比が急に小さくなった場合に、調光パルス信号が第１レベルを持続するのを防止できる。
【００１５】
本発明の別の態様は、発光装置である。この発光装置は、複数の発光ダイオードストリングと、複数の発光ダイオードストリングに駆動電圧を供給するスイッチング電源と、パルス幅変調された調光パルス信号を受け、複数の発光ダイオードストリングごとにバースト制御信号を生成する上述のいずれかの態様の位相シフトコントローラと、それぞれが発光ダイオードストリングごとに設けられ、対応するバースト制御信号が点灯期間を示すとき、対応する発光ダイオードストリングに駆動電流を供給する複数の電流源と、を備える。
【００１６】
本発明のさらに別の態様は、電子機器である。この電子機器は、液晶パネルと、液晶パネルのバックライトとして設けられた上述の発光装置と、を備える。
【００１７】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のある態様によれば、簡易に位相シフトバースト調光を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一般的な発光装置の構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態に係るスイッチング電源を備える電子機器の構成を示す回路図である。
【図３】バーストコントローラの構成を示すブロック図である。
【図４】チャンネル制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態に係るバーストコントローラの動作を示すタイムチャートである。
【図６】比較技術に係るバーストコントローラの構成を示すブロック図である。
【図７】図７（ａ）は、実施の形態に係るバーストコントローラの動作を示すタイムチャートであり、図７（ｂ）は、第２リセット信号による強制リセットを行わない場合のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２１】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００２２】
図２は、実施の形態に係るスイッチング電源を備える電子機器の構成を示す回路図である。
【００２３】
電子機器２は、ノートＰＣ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの電池駆動型の機器であり、発光装置３とＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル５を備える。発光装置３はＬＣＤパネル５のバックライトとして設けられる。
【００２４】
発光装置３は、発光素子であるＬＥＤストリング６＿１〜６＿８と、電流駆動回路８と、スイッチング電源４と、を備える。有効なチャンネル数ｎは最大で８であり、電子機器２の設計者が、ＬＣＤパネル５のサイズや電子機器２の種類などに応じて決定する。すなわちチャンネル数ｎは、１〜８で任意の個数を取り得る。
【００２５】
各ＬＥＤストリング６は、直列に接続された複数のＬＥＤを含む。スイッチング電源４は、昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータであり、入力端子Ｐ１に入力された入力電圧（たとえば電池電圧）Ｖｉｎを昇圧して、出力端子Ｐ２から出力電圧（駆動電圧）Ｖｏｕｔを出力する。複数のＬＥＤストリング６＿１〜６＿ｎそれぞれの一端（アノード）は、出力端子Ｐ２に共通に接続される。
【００２６】
スイッチング電源４は、制御ＩＣ１００および出力回路１０２を備える。出力回路１０２は、インダクタＬ１、整流ダイオードＤ１、スイッチングトランジスタＭ１、出力キャパシタＣ１を含む。出力回路１０２のトポロジーは一般的であるため、説明を省略する。
【００２７】
制御ＩＣ１００のスイッチング端子Ｐ４は、スイッチングトランジスタＭ１のゲートと接続される。制御ＩＣ１００は、ＬＥＤストリング６の点灯に必要な出力電圧Ｖｏｕｔが得られるように、フィードバックによりスイッチングトランジスタＭ１のオン、オフのデューティ比を調節する。なおスイッチングトランジスタＭ１は制御ＩＣ１００に内蔵されてもよい。
【００２８】
抵抗Ｒ１、Ｒ２は、出力電圧Ｖｏｕｔを分圧することにより、それに応じたフィードバック電圧Ｖｏｕｔ’を生成する。フィードバック電圧Ｖｏｕｔ’はフィードバック端子Ｐ３（ＯＶＰ端子）に入力される。図示しない過電圧保護（Over Voltage Protection）回路（不図示）は、フィードバック電圧Ｖｏｕｔ’がしきい値を超えると、過電圧保護を行う。
【００２９】
電流駆動回路８は、複数のＬＥＤストリング６＿１〜６＿ｎの他端（カソード）側に設けられる。電流駆動回路８は、ＬＥＤストリング６＿１〜６＿ｎそれぞれに、目標輝度に応じた間欠的な駆動電流ＩＬＥＤ１〜ＩＬＥＤｎを供給する。
【００３０】
電流駆動回路８は、チャンネルごとに設けられた複数の電流源ＣＳ１〜ＣＳｎ、バーストコントローラ９、制御入力端子Ｐ５、チャンネルごとのバースト調光端子ＢＳ１〜ＢＳ８、チャンネルごとの電流制御端子ＣＬ１〜ＣＬ８、チャンネルごとのコンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ８、コンパレータＣＯＭＰ９を備える。
【００３１】
ｉ番目の電流源ＣＳｉは、対応するＬＥＤストリング６＿ｉに駆動電流ＩＬＥＤｉを供給する。電流源ＣＳｉは、出力回路ＣＳｂｉとチャンネル制御部ＣＳａｉを含む。出力回路ＣＳｂｉは、出力トランジスタＱ１、電流制御抵抗Ｒ４、プルアップ抵抗Ｒ５を含む。出力トランジスタＱ１と電流制御抵抗Ｒ４は、ＬＥＤストリング６＿ｉのカソードと固定電圧端子（接地端子）の間に順に直列に設けられる。出力トランジスタＱ１と電流制御抵抗Ｒ４の接続点の電圧ＶＲ４、つまり電流制御抵抗Ｒ４の電圧降下は、電流制御端子ＣＬｉへと入力される。プルアップ抵抗Ｒ５は、出力トランジスタＱ１のベースエミッタ間に設けられる。その他のチャンネルも同様に構成される。
【００３２】
抵抗Ｒ４には、駆動電流ＩＬＥＤｉに比例した電圧降下ＶＲ４が発生する。
ＶＲ４＝ＩＬＥＤｉ×Ｒ４
チャンネル制御部ＣＳａｉは、対応する電圧降下ＶＲ４が基準電圧Ｖｒｅｆと一致するように、出力トランジスタＱ１のベース電圧を調節する。つまり点灯期間において、
ＩＬＥＤｉ＝Ｖｒｅｆ／Ｒ４
が成り立つ。
【００３３】
チャンネル制御部ＣＳａｉは、演算増幅器ＯＡ１、トランジスタＭ４を含む。トランジスタＭ４は、バースト調光端子ＢＳｉと接地端子の間に設けられる。演算増幅器ＯＡ１の非反転入力端子（＋）には基準電圧Ｖｒｅｆが入力され、その反転入力端子（−）には電流制御端子ＣＬの電圧ＶＲ４が入力される。演算増幅器ＯＡ１の出力電圧は、トランジスタＭ４のゲートと接続される。この電流源ＣＳｉによって、ＶＲ４＝Ｖｒｅｆが成り立つようにフィードバックがかかり、各チャンネルにおいて基準電圧Ｖｒｅｆに応じた駆動電流ＩＬＥＤｉを生成することができる。
【００３４】
制御入力端子Ｐ５は、バースト調光を行う際に利用されるパルス幅変調された調光パルス信号ＰＷＭが入力される。調光パルス信号ＰＷＭの第１レベル（たとえばハイレベル）は、ＬＥＤストリング６の点灯期間ＴＯＮを、その第２レベル（たとえばローレベル）は消灯期間ＴＯＦＦを指示する。このＰＷＭ調光パルス信号ＰＷＭのデューティ比、すなわち点灯期間ＴＯＮおよび消灯期間ＴＯＦＦは、全チャンネル共通で利用される。
【００３５】
バーストコントローラ９は、８チャンネルそれぞれのバースト調光端子ＢＳ１〜ＢＳ８の電圧レベルＶＢＳ１〜ＶＢＳ８に応じて、以下のモードが切りかえ可能となっている。
【００３６】
ａ． 全チャンネル共通モードφＣＯＭ
このモードにおいてバーストコントローラ９は位相シフトを行わず、接続されるＬＥＤストリング６の個数にかかわらず、駆動対象となるすべてのチャンネルのＬＥＤストリングを、それらの駆動電流ＩＬＥＤの位相をすべて揃えて駆動する。このモードでは各チャンネルの駆動電流の位相差がゼロであることからφ０とも記す。
【００３７】
ｂ． 位相シフトモードφＳＨＩＦＴ
このモードにおいてバーストコントローラ９は、駆動対象のｎ（１≦ｎ≦８）チャンネルの発光ダイオードストリングを、それぞれの駆動電流の位相が互いに調光パルス信号ＰＷＭの１／ｎ周期シフトするように駆動する。位相シフトモードｂは、以下の３つのモードを含む。
【００３８】
ｂ１． ９０度位相シフトモードφ９０
このモードでは、第１〜第４チャンネルが駆動対象とされ、ＬＥＤストリング６＿１〜６＿４に対する駆動電流ＩＬＥＤ１〜ＩＬＥＤ４の位相が、互いに調光パルス信号ＰＷＭの１／４周期シフトされる。
【００３９】
ｂ２． ６０度位相シフトモードφ６０
このモードでは、第１〜第６チャンネルのＬＥＤストリング６＿１〜６＿６に対する駆動電流ＩＬＥＤ１〜ＩＬＥＤ６の位相が、互いに調光パルス信号ＰＷＭの１／６周期シフトされる。
【００４０】
ｂ３． ４５度位相シフトモードφ４５
このモードでは、第１から第８チャンネルのＬＥＤストリング６＿１〜６＿８に対する駆動電流ＩＬＥＤ１〜ＩＬＥＤ８の位相が、互いに調光パルス信号ＰＷＭの１／８周期シフトされる。
【００４１】
バーストコントローラ（位相シフトコントローラ）９は、各モードに応じたバースト制御信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭ８を生成し、電流源ＣＳ１〜ＣＳ８に供給する。バースト制御信号ＰＷＭｉがハイレベルのとき、電流源ＣＳｉは動作状態となって駆動電流ＩＬＥＤｉを生成し、それが点灯期間ＴＯＮとなる。反対にバースト制御信号ＰＷＭｉがローレベルのとき、電流源ＣＳｉは停止状態となり、それが消灯期間ＴＯＦＦとなる。
【００４２】
電流駆動回路８が起動すると判定期間ＴＪＤＧとなる。判定期間ＴＪＤＧは、たとえば調光パルス信号ＰＷＭの数周期、具体的には３周期程度である。この判定期間ＴＪＤＧにおいてバーストコントローラ９は、８チャンネルそれぞれのバースト調光端子ＢＳ１〜ＢＳ８の電圧レベルＶＢＳ１〜ＶＢＳ８にもとづきモードを決定する。
【００４３】
たとえばバーストコントローラ９は、スタンバイ信号ＳＴＢの電圧レベルＶＳＴＢに応じて、動作モードを決定する。スタンバイ信号ＳＴＢの電圧レベルＶＳＴＢが所定の第１範囲に含まれるとき、全チャンネル共通モードφ０に設定される。コンパレータＣＯＭＰ９は、電圧ＶＳＴＢをしきい値電圧Ｖｔｈ１と比較し、比較結果を示す判定信号Ｓ９を出力する。判定信号Ｓ９がＶＳＴＢ＞Ｖｔｈ１を示すとき、バーストコントローラ９は全チャンネル共通モードφ０に設定される。
【００４４】
スタンバイ信号ＳＴＢの電圧レベルＶＳＴＢが所定の第２の電圧範囲に含まれるとき、バーストコントローラ９は位相シフトモードφＳＨＩＦＴに設定される。第２電圧範囲は、ＶＳＴＢ＜Ｖｔｈ１であるため、判定信号Ｓ９がＶＳＴＢ＜Ｖｔｈ１を示すとき、バーストコントローラ９は位相シフトモードφＳＨＩＦＴとなる。
【００４５】
位相シフトモードφＳＨＩＦＴに設定されたバーストコントローラ９は、続いて各チャンネルのバースト調光端子ＢＳの電圧レベルＶＢＳ１〜ＶＢＳ８にもとづき、９０度、６０度、４５度位相シフトモードのいずれかに設定される。
【００４６】
コンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ８は、チャンネルごとに設けられ、対応するチャンネルの電圧ＶＢＳ１〜ＶＢＳ８を、所定のしきい値電圧Ｖｔｈ２と比較する。しきい値電圧Ｖｔｈ２は、たとえば０．１Ｖ程度が好ましい。ｉ番目のチャンネルのコンパレータＣＯＭＰｉは、ＶＢＳｉ＜Ｖｔｈ２のときハイレベル（Ｈ）、ＶＢＳｉ＞Ｖｔｈ２のときローレベル（Ｌ）となる検出信号Ｓｉを出力する。
【００４７】
ｉ番目のバースト調光端子ＢＳｉにＬＥＤストリング６＿ｉが接続されるとき、駆動電流ＩＬＥＤｉがゼロであればその電圧レベルＶＢＳｉは、出力電圧Ｖｏｕｔ付近まで上昇する。一方、バースト調光端子ＢＳｉにＬＥＤストリング６＿ｉが接続されていないとき、その電圧レベルＶＢＳｉは、接地電圧付近まで低下する。つまり、コンパレータＣＯＭＰｉの出力信号Ｓｉは、ＬＥＤストリング６＿ｉの接続の有無を示す。
【００４８】
バーストコントローラ９は、判定期間ＴＪＤＧにおいて第５から第８チャンネルのすべてのバースト調光端子ＢＳ５〜ＢＳ８の電位ＶＢＳ５〜ＶＢＳ８が、所定の第２しきい値電圧Ｖｔｈ２より低いとき、言い換えれば、条件式
Ｓ５＝＝Ｈ ＆＆ Ｓ６＝Ｈ ＆＆ Ｓ７＝Ｈ ＆＆ Ｓ８＝Ｈ
を満たすとき、９０度位相シフトモードφ９０に設定される。これは、第５から第８チャンネルにＬＥＤストリング６＿５〜６＿８が接続されていない状態を示す。（Ａ＝Ｂ）は、ＡとＢが等しいとき真（１）を、そうでないとき偽（０）を示す演算子であり、「＆＆」は、論理積を示す演算子である。
【００４９】
上記条件式を満たさないとき、処理Ｓ１０６に進む。第７、第８チャンネルのバースト調光端子ＢＳ７、ＢＳ８の電位ＶＢＳ７、ＶＢＳ８が、第２しきい値電圧Ｖｔｈ２より低いとき、言い換えれば、条件式
Ｓ７＝Ｈ ＆＆ Ｓ８＝Ｈ
を満たすとき、第１〜第６チャンネルが駆動対象となり、６０度位相シフトモードφ６０に設定される。
【００５０】
それ以外のとき、すべてのチャンネルが駆動対象となり、４５度位相シフトモードφ４５に設定される。
【００５１】
このようにして、チャンネルごとにＬＥＤストリング６の接続の有無が判定される。誤差増幅器ＥＡ１は、駆動期間において、ＬＥＤストリング６が接続されているチャンネルそれぞれの電圧ＶＢＳのうち、最も低いひとつと、基準電圧（たとえば０．３Ｖ）の誤差を増幅し、誤差に応じた誤差電圧Ｖｅｒｒを生成する。誤差電圧Ｖｅｒｒは、トランジスタＱ２および抵抗Ｒ６を介してＦＢ端子から出力され、制御ＩＣ１００のフィードバック端子に入力される。制御ＩＣ１００は、駆動期間において、ＬＥＤストリング６が接続されているチャンネルそれぞれの電圧ＶＢＳのうち最も低いひとつと、基準電圧（たとえば０．３Ｖ）が一致するように、出力電圧Ｖｏｕｔを調節する。
【００５２】
以上が発光装置３の構成である。続いてバーストコントローラ９について説明する。
バーストコントローラ９は、調光パルス信号ＰＷＭを受け、ｎ（ｎは２以上の自然数）チャンネルの発光ダイオードストリングを駆動するためのバースト制御信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎを生成する。ｎチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎの周期は、調光パルス信号ＰＷＭの周期と等しく、かつそれぞれの位相は互いに、調光パルス信号ＰＷＭの１／ｎ周期シフトしている。９０度位相シフトモードφ９０においてｎ＝４、６０度位相シフトモードφ６０においてｎ＝６、４５度位相シフトモードφ４５においてｎ＝８である。
【００５３】
図３は、バーストコントローラ９の構成を示すブロック図である。バーストコントローラ９の各ブロックは、システムクロックＣＬＫと同期がとられる。バーストコントローラ９は、エッジ検出部１０、第１ラッチ１２、ポジティブエッジカウンタ１４、第２ラッチ１６、ネガティブエッジカウンタ１８、チャンネル制御部ＣＨ１＿ＣＯＮＴ〜ＣＨｎ＿ＣＯＮＴを備える。
【００５４】
エッジ検出部１０は調光パルス信号ＰＷＭを受け、そのポジティブエッジごとにアサート（たとえばハイレベル）されるポジティブエッジ検出信号Ｓ１と、そのネガティブエッジごとにアサート（たとえばハイレベル）されるネガティブエッジ検出信号Ｓ２と、を生成する。
【００５５】
ポジティブエッジカウンタ（立ち上がりカウンタ）１４は、ポジティブエッジ検出信号Ｓ１を受け、調光パルス信号ＰＷＭのポジティブエッジを契機として初期値からカウントを開始する。ネガティブエッジカウンタ（立ち下がりカウンタ）１８は、ネガティブエッジ検出信号Ｓ２を受け、調光パルス信号ＰＷＭのネガティブエッジを契機として初期値からカウントを開始する。第１ラッチ１２は、ポジティブエッジ検出信号Ｓ１およびポジティブエッジカウンタ１４のカウント値を受け、ポジティブエッジカウンタ１４がリセットされる直前のカウント値をラッチする。第１ラッチ１２には、調光パルス信号ＰＷＭの周期を示すカウント値（周期カウント値）ＣＨＬＴＣＨＲが保持され、調光パルス信号ＰＷＭの周期毎に更新される。同様に第２ラッチ１６は、ネガティブエッジ検出信号Ｓ２がアサートされるごとに、第１ラッチ１２に格納される周期カウント値が保持される。第２ラッチ１６の出力値ＣＨＬＴＣＨＦもまた、調光パルス信号ＰＷＭの周期毎に更新され、調光パルス信号ＰＷＭの周期を示す。なお、第２ラッチ１６は、ネガティブエッジカウンタ１８のカウント値をラッチしてもよい。
【００５６】
チャンネル制御部ＣＨ１＿ＣＯＮＴ〜ＣＨ８＿ＣＯＮＴは、チャンネルごとに設けられる。第１チャンネルのチャンネル制御部ＣＨ１＿ＣＯＮＴ１は、調光パルス信号ＰＷＭをそのまま出力する。
【００５７】
第ｉチャンネルのチャンネル制御部ＣＨｉ＿ＣＯＮＴ（２≦ｉ≦ｎ）は、以下の（i）〜（iv）の処理を行う。
（i）周期カウント値ＣＨＬＴＣＨを（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量ＳＨＦＴｉを計算する。
（ii）そしてチャンネル制御部ＣＨｉ＿ＣＯＮＴは、ポジティブエッジカウンタ１４のカウント値ＣＨＣＮＴＲが対応するチャンネルの位相シフト量ＳＨＦＴｉと一致すると、対応するチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭｉを第１レベル（たとえばハイレベル）に遷移させる。
(iii)またチャンネル制御部ＣＨｉ＿ＣＯＮＴは、ネガティブエッジカウンタ１８のカウント値ＣＨＣＮＴＦが対応するチャンネルの位相シフト量ＳＨＦＴｉと一致すると、対応するチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭｉを第２レベル（ローレベル）に遷移させる。
【００５８】
(iv) さらにチャンネル制御部ＣＨｉ＿ＣＯＮＴは、調光パルス信号ＰＷＭのネガティブエッジより前に、対応するチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭｉが第２レベル（ローレベル）に遷移していないとき、調光パルス信号ＰＷＭのネガティブエッジのタイミングで、対応するバースト制御信号ＰＷＭｉを第２レベル（ローレベル）に遷移させる。
【００５９】
図４は、チャンネル制御部の構成を示すブロック図である。
第１シフト量計算部２０は、第１ラッチ１２に格納された周期カウント値ＣＨＬＴＣＨＲを（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量ＳＨＦＴＲｉを計算する。同様に第２シフト量計算部２２は、第２ラッチ１６に格納された周期カウント値ＣＨＬＴＣＨＦを（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量ＳＨＦＴＦｉを計算する。位相シフト量ＳＨＦＴＲｉ、ＳＨＦＴＬｉは等しいため、第１シフト量計算部２０と第２シフト量計算部２２のうち一方を省略してもよい。
【００６０】
セット回路２４は、ポジティブエッジカウンタ１４のカウント値ＣＨＣＮＴＲが、対応するチャンネルの位相シフト量ＳＨＦＴＲｉと一致するとアサートされるセット信号Ｓ３を生成する。
【００６１】
リセット回路２６は、ネガティブエッジカウンタ１８のカウント値ＣＨＣＮＴＦが、対応するチャンネルの位相シフト量ＳＨＦＴＦｉと一致するとアサートされる第１リセット信号Ｓ４を生成する。
セット回路２４およびリセット回路２６は、デジタルコンパレータで構成できる。
【００６２】
第２リセット回路２８は、調光パルス信号ＰＷＭのネガティブエッジより前に、対応するチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭｉが第２レベル（ローレベル）に遷移していないとき、調光パルス信号ＰＷＭのネガティブエッジのタイミングでアサートされる第２リセット信号Ｓ５を生成する。第２リセット信号（強制リセット信号ともいう）Ｓ５は、バースト制御信号ＰＷＭｉを強制的にローレベルに遷移させるための信号である。
【００６３】
ＳＲフリップフロップ３０のセット端子（Ｓ）には、セット信号Ｓ３が入力されており、対応するチャンネルのセット信号Ｓ３がアサートされると、対応するチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭｉを第１レベル（ハイレベル）に遷移させる。またＳＲフリップフロップ３０のリセット端子（Ｒ１、Ｒ２）には、第１リセット信号Ｓ４、第２リセット信号Ｓ５が入力されており、対応するチャンネルの第１リセット信号Ｓ４または第２リセット信号Ｓ５がアサートされると、対応するチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭｉを第２レベル（ローレベル）に遷移させる。
【００６４】
第２リセット回路２８は、フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ４、ＡＮＤゲートＡ１〜Ａ３、ＳＲフリップフロップＦＦ５を含む。
【００６５】
第１フリップフロップＦＦ１は、調光パルス信号ＰＷＭをラッチする。第２フリップフロップＦＦ２は、第１フリップフロップＦＦ１の出力をラッチする。第３フリップフロップＦＦ３は、対応するチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭｉをラッチする。第４フリップフロップＦＦ４は、第３フリップフロップＦＦ３の出力をラッチする。
第１ＡＮＤゲートＡ１は、第１フリップフロップＦＦ１の反転出力と、第２フリップフロップＦＦ２の出力の論理積を生成する。第２ＡＮＤゲートＡ２は、第３フリップフロップＦＦ３の反転出力と、第４フリップフロップＦＦ４の出力の論理積を生成する。
ＳＲフリップフロップＦＦ５のセット端子には第１ＡＮＤゲートの出力が入力され、そのリセット端子には第２ＡＮＤゲートの出力が入力される。第３ＡＮＤゲートＡ３は、第１ＡＮＤゲートＡ１の出力と、ＳＲフリップフロップＦＦ５の出力の論理積を第２リセット信号Ｓ５として生成する。
【００６６】
第１チャンネルのチャンネル制御部ＣＨ１＿ＣＯＮＴは、ポジティブエッジ検出信号Ｓ１によってセットされ、ネガティブエッジ検出信号Ｓ２によってリセットされるＳＲフリップフロップで構成してもよい。
【００６７】
以上がバーストコントローラ９の構成である。続いてその動作を説明する。
【００６８】
図５は、実施の形態に係るバーストコントローラ９の動作を示すタイムチャートである。このタイムチャートはｎ＝４の場合を示す。実施の形態に係る電流駆動回路８によれば、接続されるＬＥＤストリング６の個数に応じて、位相シフトの角度を自動的に設定することができる。すなわち、スタンバイ信号ＳＴＢが第２の電圧範囲に含まれるときには、接続されるＬＥＤストリングの個数に応じて、９０度、６０度、４５度位相シフトモードに設定できる。ユーザは、所望の動作モードに応じたレベルのスタンバイ信号ＳＴＢと、所望の輝度に応じたデューティ比を有する単一の調光パルス信号ＰＷＭを電流駆動回路８に対して与えるのみで、簡易にＬＥＤストリング６を駆動することができる。
【００６９】
またバーストコントローラ９によって、各チャンネルのバースト制御信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎを好適に生成できる。さらに、調光パルス信号ＰＷＭの周期が固定されている必要はなく、周期の変化にも対応できる。
【００７０】
また、このバーストコントローラ９は、チャンネル数にかかわらずカウンタの個数が２個で済むという利点がある。この利点は、比較技術に係るバーストコントローラとの対比によって明確となる。
【００７１】
図６は、比較技術に係るバーストコントローラ９ｒの構成を示すブロック図である。
【００７２】
比較技術において、周波数カウンタ５２は、調光パルス信号ＰＷＭの周期をカウントし、ラッチ５４はカウントされた周期をラッチする。デューティカウンタ５６は、調光パルス信号ＰＷＭのハイレベルの期間（オン期間）を測定し、ラッチ５８は、測定されたオン期間をラッチする。
【００７３】
チャンネルごとにディレイカウンタ６０およびデューティカウンタ６２が設けられる。ディレイカウンタ６０＿２〜６０＿８は、調光パルス信号ＰＷＭのポジティブエッジからカウントを開始する。チャンネル制御部ＣＨｉ＿ＣＯＮＴは、ディレイカウンタ６０のカウント値が、チャンネルごとに計算されたシフト量と一致すると、そのチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭｉを第１レベルとする。バースト制御信号ＰＷＭｉが第１レベルに遷移すると、デューティカウンタ６２がカウントを開始し、カウント値が調光パルス信号ＰＷＭのオン期間と一致すると、バースト制御信号ＰＷＭｉを第２レベルとする。
【００７４】
かかる比較技術では、周波数カウンタ５２およびデューティカウンタ５６に加えて、チャンネルごとにディレイカウンタ６０およびデューティカウンタ６２を設ける必要があり、チャンネル数の増加にともない回路面積が大きくなる。これに対して実施の形態に係るバーストコントローラ９では、チャンネル数にかかわらず、カウンタが２つで足りるため、回路面積を小さくできる。
【００７５】
図７（ａ）は、実施の形態に係るバーストコントローラ９の動作を示すタイムチャートである。このタイムチャートはｎ＝８の場合を示す。調光パルス信号ＰＷＭの周期やデューティ比が急激に変化する状況を示す。
たとえばタイミングｔ１あるいはｔ２では、第６〜第８チャンネルの強制リセット信号Ｓ５がアサートされ、第６〜第８チャンネルのバースト制御信号ＰＷＭ６〜ＰＷＭ８がローレベルとなる。タイミングｔ３では、第３〜第８チャンネルの強制リセット信号Ｓ５がアサートされ、それらのチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭ３〜ＰＷＭ８がローレベルとなる。
【００７６】
図７（ｂ）は、バーストコントローラ９が処理（iv）を実行しない場合、すなわち強制リセット信号を生成しない場合のタイムチャートである。この場合、タイミングｔ１、ｔ２それぞれを跨いで、第６〜第８チャンネルのバースト制御信号ＰＷＭ６〜ＰＷＭ８がハイレベルを持続する。この箇所にハッチングを付している。このように調光パルス信号ＰＷＭの複数の周期をまたいで、バースト制御信号ＰＷＭｉがハイレベルを持続すると、ＬＥＤストリング６が明るくなるという問題がある。実施の形態に係るバーストコントローラ９では、処理（iv）を行うことにより、この問題を解決できる。
【００７７】
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセス、それらの組み合わせには、さまざまな変形例が存在しうる。以下、こうした変形例について説明する。
【００７８】
実施の形態ではインダクタを用いた非絶縁型のスイッチング電源を説明したが、本発明はトランスを用いた絶縁型のスイッチング電源にも適用可能である。
【００７９】
実施の形態では、発光装置３のアプリケーションとして電子機器を説明したが、用途は特に限定されず、照明などにも利用できる。
【００８０】
また、本実施の形態において、ハイレベル、ローレベルの論理信号の設定は一例であって、インバータなどによって適宜反転させることにより自由に変更することが可能である。
【００８１】
実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【００８２】
Ｑ１…出力トランジスタ、Ｌ１…インダクタ、Ｃ１…出力キャパシタ、Ｄ１…整流ダイオード、Ｍ１…スイッチングトランジスタ、２…電子機器、３…発光装置、４…スイッチング電源、Ｒ４…電流制御抵抗、５…ＬＣＤパネル、ＢＳ…バースト調光端子、ＣＬ…電流制御端子、Ｒ５…プルアップ抵抗、６…ＬＥＤストリング、８…電流駆動回路、９…バーストコントローラ、１００…制御ＩＣ、１０２…出力回路、１０…エッジ検出部、１２…第１ラッチ、１４…ポジティブエッジカウンタ、１６…第２ラッチ、１８…ネガティブエッジカウンタ、ＣＯＮＴ…チャンネル制御部、ＰＷＭ…調光パルス信号、Ｓ１…ポジティブエッジ検出信号、Ｓ２…ネガティブエッジ検出信号、２０…第１シフト量計算部、２２…第２シフト量計算部、２４…セット回路、２６…リセット回路、２８…第２リセット回路、３０…ＳＲフリップフロップ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードの駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶パネルのバックライトや照明機器として、ＬＥＤ（発光ダイオード）を利用した発光装置が利用される。図１は、一般的な発光装置の構成を示す回路図である。発光装置１００３は、複数のＬＥＤストリング１００６＿１〜１００６＿ｎと、スイッチング電源１００４と、電流駆動回路１００８を備える。
【０００３】
各ＬＥＤストリング１００６は、直列に接続された複数のＬＥＤを含む。スイッチング電源１００４は、入力電圧Ｖｉｎを昇圧してＬＥＤストリング１００６＿１〜１００６＿ｎの一端に駆動電圧Ｖｏｕｔを供給する。
【０００４】
電流駆動回路１００８は、ＬＥＤストリング１００６＿１〜１００６＿ｎごとに設けられた電流源ＣＳ１〜ＣＳｎを備える。各電流源ＣＳは、対応するＬＥＤストリング１００６に、目標輝度に応じた駆動電流ＩＬＥＤを供給する。
【０００５】
スイッチング電源１００４は、出力回路１１０２と、制御ＩＣ１１００を備える。出力回路１１０２は、インダクタＬ１、スイッチングトランジスタＭ１、整流ダイオードＤ１、出力キャパシタＣ１を含む。制御ＩＣ１１００は、スイッチングトランジスタＭ１のオン、オフのデューティ比を制御することにより、駆動電圧Ｖｏｕｔを調節する。
【０００６】
こうした発光装置１００３において、ＬＥＤストリング１００６の輝度を調節するために、駆動電流ＩＬＥＤの点灯期間ＴＯＮと消灯期間ＴＯＦＦをＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する場合がある。これはバースト調光またはバースト駆動とも称される。具体的には、電流駆動回路１００８のバーストコントローラ１００９は、輝度に応じたデューティ比を有するパルス信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎを受け、それぞれに対応する電流源ＣＳ１〜ＣＳｎをスイッチング制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−０１５９６７号公報
【特許文献２】特開２００９−１８８１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
バースト調光を行う際に、各チャンネルの駆動電流ＩＬＥＤ１〜ＩＬＥＤｎの位相が揃っていると、スイッチング電源１００４の出力電流Ｉｏｕｔが時間的に集中し、出力電圧Ｖｏｕｔのリップルや、予期せぬノイズの要因となるおそれがある。この問題は、バーストコントローラ１００９に対して、互いに位相がシフトしたバースト制御信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎを入力し、各チャンネルの点灯期間ＴＯＮを時間的にずらすことにより解決することが可能である。
【０００９】
しかしながらこの方法（位相シフトバースト調光という）では、発光装置１００３の外部のプロセッサ（ＤＳＰ）により、バースト制御信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎを生成する必要があるため、液晶テレビの設計者の負担が大きかった。
【００１０】
またＬＥＤストリングのチャンネル数を設計変更したい場合に、バースト制御信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎを生成する回路を設計変更する必要があるため、開発コストが高くなるという問題もある。
【００１１】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、簡易に位相シフトバースト調光を実現可能な回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のある態様は、パルス幅変調された調光パルス信号を受け、ｎ（ｎは２以上の自然数）チャンネルの発光ダイオードストリングを駆動するためのバースト制御信号であって、それぞれの周期が調光パルス信号の周期と等しく、かつそれぞれの位相が調光パルス信号の１／ｎ周期シフトしているｎ個のバースト制御信号を生成する位相シフトコントローラに関する。位相シフトコントローラは、調光パルス信号のポジティブエッジを契機として初期値からカウントを開始するポジティブエッジカウンタと、調光パルス信号のネガティブエッジを契機として初期値からカウントを開始するネガティブエッジカウンタと、ポジティブエッジカウンタおよびネガティブエッジカウンタの少なくとも一方のカウント値を受け、調光パルス信号の周期に対応する周期カウント値をラッチするラッチと、第２〜第ｎチャンネルごとに設けられたチャンネル制御部であって、第ｉチャンネル（２≦ｉ≦ｎ）のチャンネル制御部は、（i）周期カウント値を（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量を計算し、(ii)ポジティブエッジカウンタのカウント値が対応するチャンネルの位相シフト量と一致すると、対応するチャンネルのバースト制御信号を第１レベルに遷移させ、(iii)ネガティブエッジカウンタのカウント値が対応するチャンネルの位相シフト量と一致すると、対応するチャンネルのバースト制御信号を第２レベルに遷移させるチャンネル制御部と、を備える。
【００１３】
この態様によると、単一の調光パルス信号を与えるのみで、チャンネルごとのバースト制御信号を位相シフトコントローラによって自動生成できるため、外部のプロセッサにおいてチャンネルごとの信号を生成する必要がなくなり、システム設計が容易となる。また位相シフトコントローラに必要なカウンタは２個で足りるため、チャンネルごとにカウンタを設ける回路に比べて、回路面積を削減できる。
【００１４】
第ｉチャンネルのチャンネル制御部は、(iv)調光パルス信号のネガティブエッジより前に、対応するチャンネルのバースト制御信号が第２レベルに遷移していないとき、調光パルス信号のネガティブエッジのタイミングで、対応するバースト制御信号を第２レベルに遷移させてもよい。
これにより、調光パルス信号のデューティ比が急に小さくなった場合に、調光パルス信号が第１レベルを持続するのを防止できる。
【００１５】
本発明の別の態様は、発光装置である。この発光装置は、複数の発光ダイオードストリングと、複数の発光ダイオードストリングに駆動電圧を供給するスイッチング電源と、パルス幅変調された調光パルス信号を受け、複数の発光ダイオードストリングごとにバースト制御信号を生成する上述のいずれかの態様の位相シフトコントローラと、それぞれが発光ダイオードストリングごとに設けられ、対応するバースト制御信号が点灯期間を示すとき、対応する発光ダイオードストリングに駆動電流を供給する複数の電流源と、を備える。
【００１６】
本発明のさらに別の態様は、電子機器である。この電子機器は、液晶パネルと、液晶パネルのバックライトとして設けられた上述の発光装置と、を備える。
【００１７】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のある態様によれば、簡易に位相シフトバースト調光を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一般的な発光装置の構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態に係るスイッチング電源を備える電子機器の構成を示す回路図である。
【図３】バーストコントローラの構成を示すブロック図である。
【図４】チャンネル制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態に係るバーストコントローラの動作を示すタイムチャートである。
【図６】比較技術に係るバーストコントローラの構成を示すブロック図である。
【図７】図７（ａ）は、実施の形態に係るバーストコントローラの動作を示すタイムチャートであり、図７（ｂ）は、第２リセット信号による強制リセットを行わない場合のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２１】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００２２】
図２は、実施の形態に係るスイッチング電源を備える電子機器の構成を示す回路図である。
【００２３】
電子機器２は、ノートＰＣ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの電池駆動型の機器であり、発光装置３とＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル５を備える。発光装置３はＬＣＤパネル５のバックライトとして設けられる。
【００２４】
発光装置３は、発光素子であるＬＥＤストリング６＿１〜６＿８と、電流駆動回路８と、スイッチング電源４と、を備える。有効なチャンネル数ｎは最大で８であり、電子機器２の設計者が、ＬＣＤパネル５のサイズや電子機器２の種類などに応じて決定する。すなわちチャンネル数ｎは、１〜８で任意の個数を取り得る。
【００２５】
各ＬＥＤストリング６は、直列に接続された複数のＬＥＤを含む。スイッチング電源４は、昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータであり、入力端子Ｐ１に入力された入力電圧（たとえば電池電圧）Ｖｉｎを昇圧して、出力端子Ｐ２から出力電圧（駆動電圧）Ｖｏｕｔを出力する。複数のＬＥＤストリング６＿１〜６＿ｎそれぞれの一端（アノード）は、出力端子Ｐ２に共通に接続される。
【００２６】
スイッチング電源４は、制御ＩＣ１００および出力回路１０２を備える。出力回路１０２は、インダクタＬ１、整流ダイオードＤ１、スイッチングトランジスタＭ１、出力キャパシタＣ１を含む。出力回路１０２のトポロジーは一般的であるため、説明を省略する。
【００２７】
制御ＩＣ１００のスイッチング端子Ｐ４は、スイッチングトランジスタＭ１のゲートと接続される。制御ＩＣ１００は、ＬＥＤストリング６の点灯に必要な出力電圧Ｖｏｕｔが得られるように、フィードバックによりスイッチングトランジスタＭ１のオン、オフのデューティ比を調節する。なおスイッチングトランジスタＭ１は制御ＩＣ１００に内蔵されてもよい。
【００２８】
抵抗Ｒ１、Ｒ２は、出力電圧Ｖｏｕｔを分圧することにより、それに応じたフィードバック電圧Ｖｏｕｔ’を生成する。フィードバック電圧Ｖｏｕｔ’はフィードバック端子Ｐ３（ＯＶＰ端子）に入力される。図示しない過電圧保護（Over Voltage Protection）回路（不図示）は、フィードバック電圧Ｖｏｕｔ’がしきい値を超えると、過電圧保護を行う。
【００２９】
電流駆動回路８は、複数のＬＥＤストリング６＿１〜６＿ｎの他端（カソード）側に設けられる。電流駆動回路８は、ＬＥＤストリング６＿１〜６＿ｎそれぞれに、目標輝度に応じた間欠的な駆動電流ＩＬＥＤ１〜ＩＬＥＤｎを供給する。
【００３０】
電流駆動回路８は、チャンネルごとに設けられた複数の電流源ＣＳ１〜ＣＳｎ、バーストコントローラ９、制御入力端子Ｐ５、チャンネルごとのバースト調光端子ＢＳ１〜ＢＳ８、チャンネルごとの電流制御端子ＣＬ１〜ＣＬ８、チャンネルごとのコンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ８、コンパレータＣＯＭＰ９を備える。
【００３１】
ｉ番目の電流源ＣＳｉは、対応するＬＥＤストリング６＿ｉに駆動電流ＩＬＥＤｉを供給する。電流源ＣＳｉは、出力回路ＣＳｂｉとチャンネル制御部ＣＳａｉを含む。出力回路ＣＳｂｉは、出力トランジスタＱ１、電流制御抵抗Ｒ４、プルアップ抵抗Ｒ５を含む。出力トランジスタＱ１と電流制御抵抗Ｒ４は、ＬＥＤストリング６＿ｉのカソードと固定電圧端子（接地端子）の間に順に直列に設けられる。出力トランジスタＱ１と電流制御抵抗Ｒ４の接続点の電圧ＶＲ４、つまり電流制御抵抗Ｒ４の電圧降下は、電流制御端子ＣＬｉへと入力される。プルアップ抵抗Ｒ５は、出力トランジスタＱ１のベースエミッタ間に設けられる。その他のチャンネルも同様に構成される。
【００３２】
抵抗Ｒ４には、駆動電流ＩＬＥＤｉに比例した電圧降下ＶＲ４が発生する。
ＶＲ４＝ＩＬＥＤｉ×Ｒ４
チャンネル制御部ＣＳａｉは、対応する電圧降下ＶＲ４が基準電圧Ｖｒｅｆと一致するように、出力トランジスタＱ１のベース電圧を調節する。つまり点灯期間において、
ＩＬＥＤｉ＝Ｖｒｅｆ／Ｒ４
が成り立つ。
【００３３】
チャンネル制御部ＣＳａｉは、演算増幅器ＯＡ１、トランジスタＭ４を含む。トランジスタＭ４は、バースト調光端子ＢＳｉと接地端子の間に設けられる。演算増幅器ＯＡ１の非反転入力端子（＋）には基準電圧Ｖｒｅｆが入力され、その反転入力端子（−）には電流制御端子ＣＬの電圧ＶＲ４が入力される。演算増幅器ＯＡ１の出力電圧は、トランジスタＭ４のゲートと接続される。この電流源ＣＳｉによって、ＶＲ４＝Ｖｒｅｆが成り立つようにフィードバックがかかり、各チャンネルにおいて基準電圧Ｖｒｅｆに応じた駆動電流ＩＬＥＤｉを生成することができる。
【００３４】
制御入力端子Ｐ５は、バースト調光を行う際に利用されるパルス幅変調された調光パルス信号ＰＷＭが入力される。調光パルス信号ＰＷＭの第１レベル（たとえばハイレベル）は、ＬＥＤストリング６の点灯期間ＴＯＮを、その第２レベル（たとえばローレベル）は消灯期間ＴＯＦＦを指示する。このＰＷＭ調光パルス信号ＰＷＭのデューティ比、すなわち点灯期間ＴＯＮおよび消灯期間ＴＯＦＦは、全チャンネル共通で利用される。
【００３５】
バーストコントローラ９は、８チャンネルそれぞれのバースト調光端子ＢＳ１〜ＢＳ８の電圧レベルＶＢＳ１〜ＶＢＳ８に応じて、以下のモードが切りかえ可能となっている。
【００３６】
ａ． 全チャンネル共通モードφＣＯＭ
このモードにおいてバーストコントローラ９は位相シフトを行わず、接続されるＬＥＤストリング６の個数にかかわらず、駆動対象となるすべてのチャンネルのＬＥＤストリングを、それらの駆動電流ＩＬＥＤの位相をすべて揃えて駆動する。このモードでは各チャンネルの駆動電流の位相差がゼロであることからφ０とも記す。
【００３７】
ｂ． 位相シフトモードφＳＨＩＦＴ
このモードにおいてバーストコントローラ９は、駆動対象のｎ（１≦ｎ≦８）チャンネルの発光ダイオードストリングを、それぞれの駆動電流の位相が互いに調光パルス信号ＰＷＭの１／ｎ周期シフトするように駆動する。位相シフトモードｂは、以下の３つのモードを含む。
【００３８】
ｂ１． ９０度位相シフトモードφ９０
このモードでは、第１〜第４チャンネルが駆動対象とされ、ＬＥＤストリング６＿１〜６＿４に対する駆動電流ＩＬＥＤ１〜ＩＬＥＤ４の位相が、互いに調光パルス信号ＰＷＭの１／４周期シフトされる。
【００３９】
ｂ２． ６０度位相シフトモードφ６０
このモードでは、第１〜第６チャンネルのＬＥＤストリング６＿１〜６＿６に対する駆動電流ＩＬＥＤ１〜ＩＬＥＤ６の位相が、互いに調光パルス信号ＰＷＭの１／６周期シフトされる。
【００４０】
ｂ３． ４５度位相シフトモードφ４５
このモードでは、第１から第８チャンネルのＬＥＤストリング６＿１〜６＿８に対する駆動電流ＩＬＥＤ１〜ＩＬＥＤ８の位相が、互いに調光パルス信号ＰＷＭの１／８周期シフトされる。
【００４１】
バーストコントローラ（位相シフトコントローラ）９は、各モードに応じたバースト制御信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭ８を生成し、電流源ＣＳ１〜ＣＳ８に供給する。バースト制御信号ＰＷＭｉがハイレベルのとき、電流源ＣＳｉは動作状態となって駆動電流ＩＬＥＤｉを生成し、それが点灯期間ＴＯＮとなる。反対にバースト制御信号ＰＷＭｉがローレベルのとき、電流源ＣＳｉは停止状態となり、それが消灯期間ＴＯＦＦとなる。
【００４２】
電流駆動回路８が起動すると判定期間ＴＪＤＧとなる。判定期間ＴＪＤＧは、たとえば調光パルス信号ＰＷＭの数周期、具体的には３周期程度である。この判定期間ＴＪＤＧにおいてバーストコントローラ９は、８チャンネルそれぞれのバースト調光端子ＢＳ１〜ＢＳ８の電圧レベルＶＢＳ１〜ＶＢＳ８にもとづきモードを決定する。
【００４３】
たとえばバーストコントローラ９は、スタンバイ信号ＳＴＢの電圧レベルＶＳＴＢに応じて、動作モードを決定する。スタンバイ信号ＳＴＢの電圧レベルＶＳＴＢが所定の第１範囲に含まれるとき、全チャンネル共通モードφ０に設定される。コンパレータＣＯＭＰ９は、電圧ＶＳＴＢをしきい値電圧Ｖｔｈ１と比較し、比較結果を示す判定信号Ｓ９を出力する。判定信号Ｓ９がＶＳＴＢ＞Ｖｔｈ１を示すとき、バーストコントローラ９は全チャンネル共通モードφ０に設定される。
【００４４】
スタンバイ信号ＳＴＢの電圧レベルＶＳＴＢが所定の第２の電圧範囲に含まれるとき、バーストコントローラ９は位相シフトモードφＳＨＩＦＴに設定される。第２電圧範囲は、ＶＳＴＢ＜Ｖｔｈ１であるため、判定信号Ｓ９がＶＳＴＢ＜Ｖｔｈ１を示すとき、バーストコントローラ９は位相シフトモードφＳＨＩＦＴとなる。
【００４５】
位相シフトモードφＳＨＩＦＴに設定されたバーストコントローラ９は、続いて各チャンネルのバースト調光端子ＢＳの電圧レベルＶＢＳ１〜ＶＢＳ８にもとづき、９０度、６０度、４５度位相シフトモードのいずれかに設定される。
【００４６】
コンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ８は、チャンネルごとに設けられ、対応するチャンネルの電圧ＶＢＳ１〜ＶＢＳ８を、所定のしきい値電圧Ｖｔｈ２と比較する。しきい値電圧Ｖｔｈ２は、たとえば０．１Ｖ程度が好ましい。ｉ番目のチャンネルのコンパレータＣＯＭＰｉは、ＶＢＳｉ＜Ｖｔｈ２のときハイレベル（Ｈ）、ＶＢＳｉ＞Ｖｔｈ２のときローレベル（Ｌ）となる検出信号Ｓｉを出力する。
【００４７】
ｉ番目のバースト調光端子ＢＳｉにＬＥＤストリング６＿ｉが接続されるとき、駆動電流ＩＬＥＤｉがゼロであればその電圧レベルＶＢＳｉは、出力電圧Ｖｏｕｔ付近まで上昇する。一方、バースト調光端子ＢＳｉにＬＥＤストリング６＿ｉが接続されていないとき、その電圧レベルＶＢＳｉは、接地電圧付近まで低下する。つまり、コンパレータＣＯＭＰｉの出力信号Ｓｉは、ＬＥＤストリング６＿ｉの接続の有無を示す。
【００４８】
バーストコントローラ９は、判定期間ＴＪＤＧにおいて第５から第８チャンネルのすべてのバースト調光端子ＢＳ５〜ＢＳ８の電位ＶＢＳ５〜ＶＢＳ８が、所定の第２しきい値電圧Ｖｔｈ２より低いとき、言い換えれば、条件式
Ｓ５＝＝Ｈ ＆＆ Ｓ６＝Ｈ ＆＆ Ｓ７＝Ｈ ＆＆ Ｓ８＝Ｈ
を満たすとき、９０度位相シフトモードφ９０に設定される。これは、第５から第８チャンネルにＬＥＤストリング６＿５〜６＿８が接続されていない状態を示す。（Ａ＝Ｂ）は、ＡとＢが等しいとき真（１）を、そうでないとき偽（０）を示す演算子であり、「＆＆」は、論理積を示す演算子である。
【００４９】
上記条件式を満たさないとき、処理Ｓ１０６に進む。第７、第８チャンネルのバースト調光端子ＢＳ７、ＢＳ８の電位ＶＢＳ７、ＶＢＳ８が、第２しきい値電圧Ｖｔｈ２より低いとき、言い換えれば、条件式
Ｓ７＝Ｈ ＆＆ Ｓ８＝Ｈ
を満たすとき、第１〜第６チャンネルが駆動対象となり、６０度位相シフトモードφ６０に設定される。
【００５０】
それ以外のとき、すべてのチャンネルが駆動対象となり、４５度位相シフトモードφ４５に設定される。
【００５１】
このようにして、チャンネルごとにＬＥＤストリング６の接続の有無が判定される。誤差増幅器ＥＡ１は、駆動期間において、ＬＥＤストリング６が接続されているチャンネルそれぞれの電圧ＶＢＳのうち、最も低いひとつと、基準電圧（たとえば０．３Ｖ）の誤差を増幅し、誤差に応じた誤差電圧Ｖｅｒｒを生成する。誤差電圧Ｖｅｒｒは、トランジスタＱ２および抵抗Ｒ６を介してＦＢ端子から出力され、制御ＩＣ１００のフィードバック端子に入力される。制御ＩＣ１００は、駆動期間において、ＬＥＤストリング６が接続されているチャンネルそれぞれの電圧ＶＢＳのうち最も低いひとつと、基準電圧（たとえば０．３Ｖ）が一致するように、出力電圧Ｖｏｕｔを調節する。
【００５２】
以上が発光装置３の構成である。続いてバーストコントローラ９について説明する。
バーストコントローラ９は、調光パルス信号ＰＷＭを受け、ｎ（ｎは２以上の自然数）チャンネルの発光ダイオードストリングを駆動するためのバースト制御信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎを生成する。ｎチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎの周期は、調光パルス信号ＰＷＭの周期と等しく、かつそれぞれの位相は互いに、調光パルス信号ＰＷＭの１／ｎ周期シフトしている。９０度位相シフトモードφ９０においてｎ＝４、６０度位相シフトモードφ６０においてｎ＝６、４５度位相シフトモードφ４５においてｎ＝８である。
【００５３】
図３は、バーストコントローラ９の構成を示すブロック図である。バーストコントローラ９の各ブロックは、システムクロックＣＬＫと同期がとられる。バーストコントローラ９は、エッジ検出部１０、第１ラッチ１２、ポジティブエッジカウンタ１４、第２ラッチ１６、ネガティブエッジカウンタ１８、チャンネル制御部ＣＨ１＿ＣＯＮＴ〜ＣＨｎ＿ＣＯＮＴを備える。
【００５４】
エッジ検出部１０は調光パルス信号ＰＷＭを受け、そのポジティブエッジごとにアサート（たとえばハイレベル）されるポジティブエッジ検出信号Ｓ１と、そのネガティブエッジごとにアサート（たとえばハイレベル）されるネガティブエッジ検出信号Ｓ２と、を生成する。
【００５５】
ポジティブエッジカウンタ（立ち上がりカウンタ）１４は、ポジティブエッジ検出信号Ｓ１を受け、調光パルス信号ＰＷＭのポジティブエッジを契機として初期値からカウントを開始する。ネガティブエッジカウンタ（立ち下がりカウンタ）１８は、ネガティブエッジ検出信号Ｓ２を受け、調光パルス信号ＰＷＭのネガティブエッジを契機として初期値からカウントを開始する。第１ラッチ１２は、ポジティブエッジ検出信号Ｓ１およびポジティブエッジカウンタ１４のカウント値を受け、ポジティブエッジカウンタ１４がリセットされる直前のカウント値をラッチする。第１ラッチ１２には、調光パルス信号ＰＷＭの周期を示すカウント値（周期カウント値）ＣＨＬＴＣＨＲが保持され、調光パルス信号ＰＷＭの周期毎に更新される。同様に第２ラッチ１６は、ネガティブエッジ検出信号Ｓ２がアサートされるごとに、第１ラッチ１２に格納される周期カウント値が保持される。第２ラッチ１６の出力値ＣＨＬＴＣＨＦもまた、調光パルス信号ＰＷＭの周期毎に更新され、調光パルス信号ＰＷＭの周期を示す。なお、第２ラッチ１６は、ネガティブエッジカウンタ１８のカウント値をラッチしてもよい。
【００５６】
チャンネル制御部ＣＨ１＿ＣＯＮＴ〜ＣＨ８＿ＣＯＮＴは、チャンネルごとに設けられる。第１チャンネルのチャンネル制御部ＣＨ１＿ＣＯＮＴ１は、調光パルス信号ＰＷＭをそのまま出力する。
【００５７】
第ｉチャンネルのチャンネル制御部ＣＨｉ＿ＣＯＮＴ（２≦ｉ≦ｎ）は、以下の（i）〜（iv）の処理を行う。
（i）周期カウント値ＣＨＬＴＣＨを（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量ＳＨＦＴｉを計算する。
（ii）そしてチャンネル制御部ＣＨｉ＿ＣＯＮＴは、ポジティブエッジカウンタ１４のカウント値ＣＨＣＮＴＲが対応するチャンネルの位相シフト量ＳＨＦＴｉと一致すると、対応するチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭｉを第１レベル（たとえばハイレベル）に遷移させる。
(iii)またチャンネル制御部ＣＨｉ＿ＣＯＮＴは、ネガティブエッジカウンタ１８のカウント値ＣＨＣＮＴＦが対応するチャンネルの位相シフト量ＳＨＦＴｉと一致すると、対応するチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭｉを第２レベル（ローレベル）に遷移させる。
【００５８】
(iv) さらにチャンネル制御部ＣＨｉ＿ＣＯＮＴは、調光パルス信号ＰＷＭのネガティブエッジより前に、対応するチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭｉが第２レベル（ローレベル）に遷移していないとき、調光パルス信号ＰＷＭのネガティブエッジのタイミングで、対応するバースト制御信号ＰＷＭｉを第２レベル（ローレベル）に遷移させる。
【００５９】
図４は、チャンネル制御部の構成を示すブロック図である。
第１シフト量計算部２０は、第１ラッチ１２に格納された周期カウント値ＣＨＬＴＣＨＲを（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量ＳＨＦＴＲｉを計算する。同様に第２シフト量計算部２２は、第２ラッチ１６に格納された周期カウント値ＣＨＬＴＣＨＦを（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量ＳＨＦＴＦｉを計算する。位相シフト量ＳＨＦＴＲｉ、ＳＨＦＴＬｉは等しいため、第１シフト量計算部２０と第２シフト量計算部２２のうち一方を省略してもよい。
【００６０】
セット回路２４は、ポジティブエッジカウンタ１４のカウント値ＣＨＣＮＴＲが、対応するチャンネルの位相シフト量ＳＨＦＴＲｉと一致するとアサートされるセット信号Ｓ３を生成する。
【００６１】
リセット回路２６は、ネガティブエッジカウンタ１８のカウント値ＣＨＣＮＴＦが、対応するチャンネルの位相シフト量ＳＨＦＴＦｉと一致するとアサートされる第１リセット信号Ｓ４を生成する。
セット回路２４およびリセット回路２６は、デジタルコンパレータで構成できる。
【００６２】
第２リセット回路２８は、調光パルス信号ＰＷＭのネガティブエッジより前に、対応するチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭｉが第２レベル（ローレベル）に遷移していないとき、調光パルス信号ＰＷＭのネガティブエッジのタイミングでアサートされる第２リセット信号Ｓ５を生成する。第２リセット信号（強制リセット信号ともいう）Ｓ５は、バースト制御信号ＰＷＭｉを強制的にローレベルに遷移させるための信号である。
【００６３】
ＳＲフリップフロップ３０のセット端子（Ｓ）には、セット信号Ｓ３が入力されており、対応するチャンネルのセット信号Ｓ３がアサートされると、対応するチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭｉを第１レベル（ハイレベル）に遷移させる。またＳＲフリップフロップ３０のリセット端子（Ｒ１、Ｒ２）には、第１リセット信号Ｓ４、第２リセット信号Ｓ５が入力されており、対応するチャンネルの第１リセット信号Ｓ４または第２リセット信号Ｓ５がアサートされると、対応するチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭｉを第２レベル（ローレベル）に遷移させる。
【００６４】
第２リセット回路２８は、フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ４、ＡＮＤゲートＡ１〜Ａ３、ＳＲフリップフロップＦＦ５を含む。
【００６５】
第１フリップフロップＦＦ１は、調光パルス信号ＰＷＭをラッチする。第２フリップフロップＦＦ２は、第１フリップフロップＦＦ１の出力をラッチする。第３フリップフロップＦＦ３は、対応するチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭｉをラッチする。第４フリップフロップＦＦ４は、第３フリップフロップＦＦ３の出力をラッチする。
第１ＡＮＤゲートＡ１は、第１フリップフロップＦＦ１の反転出力と、第２フリップフロップＦＦ２の出力の論理積を生成する。第２ＡＮＤゲートＡ２は、第３フリップフロップＦＦ３の反転出力と、第４フリップフロップＦＦ４の出力の論理積を生成する。
ＳＲフリップフロップＦＦ５のセット端子には第１ＡＮＤゲートの出力が入力され、そのリセット端子には第２ＡＮＤゲートの出力が入力される。第３ＡＮＤゲートＡ３は、第１ＡＮＤゲートＡ１の出力と、ＳＲフリップフロップＦＦ５の出力の論理積を第２リセット信号Ｓ５として生成する。
【００６６】
第１チャンネルのチャンネル制御部ＣＨ１＿ＣＯＮＴは、ポジティブエッジ検出信号Ｓ１によってセットされ、ネガティブエッジ検出信号Ｓ２によってリセットされるＳＲフリップフロップで構成してもよい。
【００６７】
以上がバーストコントローラ９の構成である。続いてその動作を説明する。
【００６８】
図５は、実施の形態に係るバーストコントローラ９の動作を示すタイムチャートである。このタイムチャートはｎ＝４の場合を示す。実施の形態に係る電流駆動回路８によれば、接続されるＬＥＤストリング６の個数に応じて、位相シフトの角度を自動的に設定することができる。すなわち、スタンバイ信号ＳＴＢが第２の電圧範囲に含まれるときには、接続されるＬＥＤストリングの個数に応じて、９０度、６０度、４５度位相シフトモードに設定できる。ユーザは、所望の動作モードに応じたレベルのスタンバイ信号ＳＴＢと、所望の輝度に応じたデューティ比を有する単一の調光パルス信号ＰＷＭを電流駆動回路８に対して与えるのみで、簡易にＬＥＤストリング６を駆動することができる。
【００６９】
またバーストコントローラ９によって、各チャンネルのバースト制御信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎを好適に生成できる。さらに、調光パルス信号ＰＷＭの周期が固定されている必要はなく、周期の変化にも対応できる。
【００７０】
また、このバーストコントローラ９は、チャンネル数にかかわらずカウンタの個数が２個で済むという利点がある。この利点は、比較技術に係るバーストコントローラとの対比によって明確となる。
【００７１】
図６は、比較技術に係るバーストコントローラ９ｒの構成を示すブロック図である。
【００７２】
比較技術において、周波数カウンタ５２は、調光パルス信号ＰＷＭの周期をカウントし、ラッチ５４はカウントされた周期をラッチする。デューティカウンタ５６は、調光パルス信号ＰＷＭのハイレベルの期間（オン期間）を測定し、ラッチ５８は、測定されたオン期間をラッチする。
【００７３】
チャンネルごとにディレイカウンタ６０およびデューティカウンタ６２が設けられる。ディレイカウンタ６０＿２〜６０＿８は、調光パルス信号ＰＷＭのポジティブエッジからカウントを開始する。チャンネル制御部ＣＨｉ＿ＣＯＮＴは、ディレイカウンタ６０のカウント値が、チャンネルごとに計算されたシフト量と一致すると、そのチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭｉを第１レベルとする。バースト制御信号ＰＷＭｉが第１レベルに遷移すると、デューティカウンタ６２がカウントを開始し、カウント値が調光パルス信号ＰＷＭのオン期間と一致すると、バースト制御信号ＰＷＭｉを第２レベルとする。
【００７４】
かかる比較技術では、周波数カウンタ５２およびデューティカウンタ５６に加えて、チャンネルごとにディレイカウンタ６０およびデューティカウンタ６２を設ける必要があり、チャンネル数の増加にともない回路面積が大きくなる。これに対して実施の形態に係るバーストコントローラ９では、チャンネル数にかかわらず、カウンタが２つで足りるため、回路面積を小さくできる。
【００７５】
図７（ａ）は、実施の形態に係るバーストコントローラ９の動作を示すタイムチャートである。このタイムチャートはｎ＝８の場合を示す。調光パルス信号ＰＷＭの周期やデューティ比が急激に変化する状況を示す。
たとえばタイミングｔ１あるいはｔ２では、第６〜第８チャンネルの強制リセット信号Ｓ５がアサートされ、第６〜第８チャンネルのバースト制御信号ＰＷＭ６〜ＰＷＭ８がローレベルとなる。タイミングｔ３では、第３〜第８チャンネルの強制リセット信号Ｓ５がアサートされ、それらのチャンネルのバースト制御信号ＰＷＭ３〜ＰＷＭ８がローレベルとなる。
【００７６】
図７（ｂ）は、バーストコントローラ９が処理（iv）を実行しない場合、すなわち強制リセット信号を生成しない場合のタイムチャートである。この場合、タイミングｔ１、ｔ２それぞれを跨いで、第６〜第８チャンネルのバースト制御信号ＰＷＭ６〜ＰＷＭ８がハイレベルを持続する。この箇所にハッチングを付している。このように調光パルス信号ＰＷＭの複数の周期をまたいで、バースト制御信号ＰＷＭｉがハイレベルを持続すると、ＬＥＤストリング６が明るくなるという問題がある。実施の形態に係るバーストコントローラ９では、処理（iv）を行うことにより、この問題を解決できる。
【００７７】
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセス、それらの組み合わせには、さまざまな変形例が存在しうる。以下、こうした変形例について説明する。
【００７８】
実施の形態ではインダクタを用いた非絶縁型のスイッチング電源を説明したが、本発明はトランスを用いた絶縁型のスイッチング電源にも適用可能である。
【００７９】
実施の形態では、発光装置３のアプリケーションとして電子機器を説明したが、用途は特に限定されず、照明などにも利用できる。
【００８０】
また、本実施の形態において、ハイレベル、ローレベルの論理信号の設定は一例であって、インバータなどによって適宜反転させることにより自由に変更することが可能である。
【００８１】
実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【００８２】
Ｑ１…出力トランジスタ、Ｌ１…インダクタ、Ｃ１…出力キャパシタ、Ｄ１…整流ダイオード、Ｍ１…スイッチングトランジスタ、２…電子機器、３…発光装置、４…スイッチング電源、Ｒ４…電流制御抵抗、５…ＬＣＤパネル、ＢＳ…バースト調光端子、ＣＬ…電流制御端子、Ｒ５…プルアップ抵抗、６…ＬＥＤストリング、８…電流駆動回路、９…バーストコントローラ、１００…制御ＩＣ、１０２…出力回路、１０…エッジ検出部、１２…第１ラッチ、１４…ポジティブエッジカウンタ、１６…第２ラッチ、１８…ネガティブエッジカウンタ、ＣＯＮＴ…チャンネル制御部、ＰＷＭ…調光パルス信号、Ｓ１…ポジティブエッジ検出信号、Ｓ２…ネガティブエッジ検出信号、２０…第１シフト量計算部、２２…第２シフト量計算部、２４…セット回路、２６…リセット回路、２８…第２リセット回路、３０…ＳＲフリップフロップ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス幅変調された調光パルス信号を受け、ｎ（ｎは２以上の自然数）チャンネルの発光ダイオードストリングを駆動するためのバースト制御信号であって、それぞれの周期が前記調光パルス信号の周期と等しく、かつそれぞれの位相が前記調光パルス信号の１／ｎ周期シフトしているｎ個のバースト制御信号を生成する位相シフトコントローラであって、
前記調光パルス信号のポジティブエッジを契機として初期値からカウントを開始するポジティブエッジカウンタと、
前記調光パルス信号のネガティブエッジを契機として初期値からカウントを開始するネガティブエッジカウンタと、
前記ポジティブエッジカウンタおよび前記ネガティブエッジカウンタの少なくとも一方のカウント値を受け、前記調光パルス信号の周期に対応する周期カウント値をラッチするラッチと、
第２〜第ｎチャンネルごとに設けられたチャンネル制御部であって、第ｉチャンネル（２≦ｉ≦ｎ）のチャンネル制御部は、（i）前記周期カウント値を（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量を計算し、(ii)前記ポジティブエッジカウンタのカウント値が対応するチャンネルの前記位相シフト量と一致すると、対応するチャンネルの前記バースト制御信号を第１レベルに遷移させ、(iii)前記ネガティブエッジカウンタのカウント値が対応するチャンネルの前記位相シフト量と一致すると、対応するチャンネルの前記バースト制御信号を第２レベルに遷移させるチャンネル制御部と、
を備えることを特徴とする位相シフトコントローラ。
【請求項２】
第ｉチャンネルの前記チャンネル制御部は、(iv)前記調光パルス信号のネガティブエッジより前に、対応するチャンネルの前記バースト制御信号が前記第２レベルに遷移していないとき、前記調光パルス信号のネガティブエッジのタイミングで、対応する前記バースト制御信号を前記第２レベルに遷移させることを特徴とする請求項１に記載の位相シフトコントローラ。
【請求項３】
第ｉチャンネルの前記チャンネル制御部は、
前記周期カウント値を（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量を計算するシフト量計算部と、
前記ポジティブエッジカウンタのカウント値が、対応するチャンネルの前記位相シフト量と一致するとアサートされるセット信号を生成するセット回路と、
前記ネガティブエッジカウンタのカウント値が、対応するチャンネルの前記位相シフト量と一致するとアサートされる第１リセット信号を生成する第１リセット回路と、
前記調光パルス信号のネガティブエッジより前に、対応するチャンネルの前記バースト制御信号が前記第２レベルに遷移していないとき、前記調光パルス信号のネガティブエッジのタイミングでアサートされる第２リセット信号を生成する第２リセット回路と、
対応するチャンネルの前記セット信号がアサートされると、対応するチャンネルのバースト制御信号を前記第１レベルに遷移させ、対応するチャンネルの前記第１リセット信号または前記第２リセット信号がアサートされると、対応するチャンネルの前記バースト制御信号を前記第２レベルに遷移させるフリップフロップと、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の位相シフトコントローラ。
【請求項４】
第ｉチャンネルの前記チャンネル制御部は、
前記周期カウント値を（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量を計算するシフト量計算部と、
前記ポジティブエッジカウンタのカウント値が、対応するチャンネルの前記位相シフト量と一致するとアサートされるセット信号を生成するセット回路と、
前記ネガティブエッジカウンタのカウント値が、対応するチャンネルの前記位相シフト量と一致するとアサートされる第１リセット信号を生成する第１リセット回路と、
対応するチャンネルの前記セット信号がアサートされると、対応するチャンネルのバースト制御信号を前記第１レベルに遷移させ、対応するチャンネルの前記第１リセット信号がアサートされると、対応するチャンネルの前記バースト制御信号を前記第２レベルに遷移させるＳＲフリップフロップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の位相シフトコントローラ。
【請求項５】
前記第２リセット回路は、
前記調光パルス信号を受ける第１フリップフロップと、
前記第１フリップフロップの出力を受ける第２フリップフロップと、
対応するチャンネルの前記バースト制御信号を受ける第３フリップフロップと、
前記第３フリップフロップの出力を受ける第４フリップフロップと、
前記第１フリップフロップの反転出力と、前記第２フリップフロップの出力の論理積を生成する第１ＡＮＤゲートと、
前記第３フリップフロップの反転出力と、前記第４フリップフロップの出力の論理積を生成する第２ＡＮＤゲートと、
前記第１ＡＮＤゲートの出力によりセットされ、前記第２ＡＮＤゲートの出力によりリセットされる第２ＳＲフリップフロップと、
前記第１ＡＮＤゲートの出力と、前記第２ＳＲフリップフロップの出力の論理積を前記第２リセット信号として生成する第３ＡＮＤゲートと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の位相シフトコントローラ。
【請求項６】
複数の発光ダイオードストリングと、
前記複数の発光ダイオードストリングに駆動電圧を供給するスイッチング電源と、
パルス幅変調された調光パルス信号を受け、前記複数の発光ダイオードストリングごとにバースト制御信号を生成する請求項１から５のいずれかに記載の位相シフトコントローラと、
それぞれが前記発光ダイオードストリングごとに設けられ、対応する前記バースト制御信号が点灯期間を示すとき、対応する発光ダイオードストリングに駆動電流を供給する複数の電流源と、
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項７】
液晶パネルと、
前記液晶パネルのバックライトとして設けられた請求項６に記載の発光装置と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項８】
パルス幅変調された調光パルス信号にもとづき、ｎ（ｎは２以上の自然数）チャンネルの発光ダイオードストリングを駆動するためのバースト制御信号であって、それぞれの周期が前記調光パルス信号の周期と等しく、かつそれぞれの位相が前記調光パルス信号の１／ｎ周期シフトしているｎ個のバースト制御信号を生成する方法であって、
ポジティブエッジカウンタにより、前記調光パルス信号のポジティブエッジを契機として初期値からカウントを開始するステップと、
ネガティブエッジカウンタにより、前記調光パルス信号のネガティブエッジを契機として初期値からカウントを開始するステップと、
前記ポジティブエッジカウンタおよび前記ネガティブエッジカウンタの少なくとも一方のカウント値にもとづき、前記調光パルス信号の周期に対応する周期カウント値をラッチするステップと、
第ｉチャンネル（２≦ｉ≦ｎ）において、前記周期カウント値を（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量を計算するステップと、
第ｉチャンネルにおいて、前記ポジティブエッジカウンタのカウント値が対応するチャンネルの前記位相シフト量と一致すると、対応するチャンネルの前記バースト制御信号を第１レベルに遷移させるステップと、
第ｉチャンネルにおいて、前記ネガティブエッジカウンタのカウント値が対応するチャンネルの前記位相シフト量と一致すると、対応するチャンネルの前記バースト制御信号を第２レベルに遷移させるステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記調光パルス信号のネガティブエッジより前に、対応するチャンネルの前記バースト制御信号が前記第２レベルに遷移していないとき、前記調光パルス信号のネガティブエッジのタイミングで、対応する前記バースト制御信号を前記第２レベルに遷移させるステップをさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１】
パルス幅変調された調光パルス信号を受け、ｎ（ｎは２以上の自然数）チャンネルの発光ダイオードストリングを駆動するためのバースト制御信号であって、それぞれの周期が前記調光パルス信号の周期と等しく、かつそれぞれの位相が前記調光パルス信号の１／ｎ周期シフトしているｎ個のバースト制御信号を生成する位相シフトコントローラであって、
前記調光パルス信号のポジティブエッジを契機として初期値からカウントを開始するポジティブエッジカウンタと、
前記調光パルス信号のネガティブエッジを契機として初期値からカウントを開始するネガティブエッジカウンタと、
前記ポジティブエッジカウンタおよび前記ネガティブエッジカウンタの少なくとも一方のカウント値を受け、前記調光パルス信号の周期に対応する周期カウント値をラッチするラッチと、
第２〜第ｎチャンネルごとに設けられたチャンネル制御部であって、第ｉチャンネル（２≦ｉ≦ｎ）のチャンネル制御部は、（i）前記周期カウント値を（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量を計算し、(ii)前記ポジティブエッジカウンタのカウント値が対応するチャンネルの前記位相シフト量と一致すると、対応するチャンネルの前記バースト制御信号を第１レベルに遷移させ、(iii)前記ネガティブエッジカウンタのカウント値が対応するチャンネルの前記位相シフト量と一致すると、対応するチャンネルの前記バースト制御信号を第２レベルに遷移させるチャンネル制御部と、
を備えることを特徴とする位相シフトコントローラ。
【請求項２】
第ｉチャンネルの前記チャンネル制御部は、(iv)前記調光パルス信号のネガティブエッジより前に、対応するチャンネルの前記バースト制御信号が前記第２レベルに遷移していないとき、前記調光パルス信号のネガティブエッジのタイミングで、対応する前記バースト制御信号を前記第２レベルに遷移させることを特徴とする請求項１に記載の位相シフトコントローラ。
【請求項３】
第ｉチャンネルの前記チャンネル制御部は、
前記周期カウント値を（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量を計算するシフト量計算部と、
前記ポジティブエッジカウンタのカウント値が、対応するチャンネルの前記位相シフト量と一致するとアサートされるセット信号を生成するセット回路と、
前記ネガティブエッジカウンタのカウント値が、対応するチャンネルの前記位相シフト量と一致するとアサートされる第１リセット信号を生成する第１リセット回路と、
前記調光パルス信号のネガティブエッジより前に、対応するチャンネルの前記バースト制御信号が前記第２レベルに遷移していないとき、前記調光パルス信号のネガティブエッジのタイミングでアサートされる第２リセット信号を生成する第２リセット回路と、
対応するチャンネルの前記セット信号がアサートされると、対応するチャンネルのバースト制御信号を前記第１レベルに遷移させ、対応するチャンネルの前記第１リセット信号または前記第２リセット信号がアサートされると、対応するチャンネルの前記バースト制御信号を前記第２レベルに遷移させるフリップフロップと、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の位相シフトコントローラ。
【請求項４】
第ｉチャンネルの前記チャンネル制御部は、
前記周期カウント値を（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量を計算するシフト量計算部と、
前記ポジティブエッジカウンタのカウント値が、対応するチャンネルの前記位相シフト量と一致するとアサートされるセット信号を生成するセット回路と、
前記ネガティブエッジカウンタのカウント値が、対応するチャンネルの前記位相シフト量と一致するとアサートされる第１リセット信号を生成する第１リセット回路と、
対応するチャンネルの前記セット信号がアサートされると、対応するチャンネルのバースト制御信号を前記第１レベルに遷移させ、対応するチャンネルの前記第１リセット信号がアサートされると、対応するチャンネルの前記バースト制御信号を前記第２レベルに遷移させるＳＲフリップフロップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の位相シフトコントローラ。
【請求項５】
前記第２リセット回路は、
前記調光パルス信号を受ける第１フリップフロップと、
前記第１フリップフロップの出力を受ける第２フリップフロップと、
対応するチャンネルの前記バースト制御信号を受ける第３フリップフロップと、
前記第３フリップフロップの出力を受ける第４フリップフロップと、
前記第１フリップフロップの反転出力と、前記第２フリップフロップの出力の論理積を生成する第１ＡＮＤゲートと、
前記第３フリップフロップの反転出力と、前記第４フリップフロップの出力の論理積を生成する第２ＡＮＤゲートと、
前記第１ＡＮＤゲートの出力によりセットされ、前記第２ＡＮＤゲートの出力によりリセットされる第２ＳＲフリップフロップと、
前記第１ＡＮＤゲートの出力と、前記第２ＳＲフリップフロップの出力の論理積を前記第２リセット信号として生成する第３ＡＮＤゲートと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の位相シフトコントローラ。
【請求項６】
複数の発光ダイオードストリングと、
前記複数の発光ダイオードストリングに駆動電圧を供給するスイッチング電源と、
パルス幅変調された調光パルス信号を受け、前記複数の発光ダイオードストリングごとにバースト制御信号を生成する請求項１から５のいずれかに記載の位相シフトコントローラと、
それぞれが前記発光ダイオードストリングごとに設けられ、対応する前記バースト制御信号が点灯期間を示すとき、対応する発光ダイオードストリングに駆動電流を供給する複数の電流源と、
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項７】
液晶パネルと、
前記液晶パネルのバックライトとして設けられた請求項６に記載の発光装置と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項８】
パルス幅変調された調光パルス信号にもとづき、ｎ（ｎは２以上の自然数）チャンネルの発光ダイオードストリングを駆動するためのバースト制御信号であって、それぞれの周期が前記調光パルス信号の周期と等しく、かつそれぞれの位相が前記調光パルス信号の１／ｎ周期シフトしているｎ個のバースト制御信号を生成する方法であって、
ポジティブエッジカウンタにより、前記調光パルス信号のポジティブエッジを契機として初期値からカウントを開始するステップと、
ネガティブエッジカウンタにより、前記調光パルス信号のネガティブエッジを契機として初期値からカウントを開始するステップと、
前記ポジティブエッジカウンタおよび前記ネガティブエッジカウンタの少なくとも一方のカウント値にもとづき、前記調光パルス信号の周期に対応する周期カウント値をラッチするステップと、
第ｉチャンネル（２≦ｉ≦ｎ）において、前記周期カウント値を（ｉ−１）／ｎ倍することにより、そのチャンネルの位相シフト量を計算するステップと、
第ｉチャンネルにおいて、前記ポジティブエッジカウンタのカウント値が対応するチャンネルの前記位相シフト量と一致すると、対応するチャンネルの前記バースト制御信号を第１レベルに遷移させるステップと、
第ｉチャンネルにおいて、前記ネガティブエッジカウンタのカウント値が対応するチャンネルの前記位相シフト量と一致すると、対応するチャンネルの前記バースト制御信号を第２レベルに遷移させるステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記調光パルス信号のネガティブエッジより前に、対応するチャンネルの前記バースト制御信号が前記第２レベルに遷移していないとき、前記調光パルス信号のネガティブエッジのタイミングで、対応する前記バースト制御信号を前記第２レベルに遷移させるステップをさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１５７１７２（Ｐ２０１２−１５７１７２Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４４０２（Ｐ２０１１−１４４０２）
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
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