光源駆動回路、光源装置および表示装置
【課題】 断線などの異常が発生しても、少ない消費電力で出力電圧の上昇を抑えることができる光源駆動回路、光源装置および表示装置を提供する。
【解決手段】 光源素子２０は、一端が出力端子１３に接続され、他端が抵抗素子１５の一端に接続される。抵抗素子１５は、一端が光源素子２０の前記他端に接続され、他端がグランドに接続される。ツェナダイオード１６は、カソードが出力端子１３に接続され、アノードが帰還電圧印加端子１４に接続される。抵抗素子１７は、一端が帰還電圧印加端子１４に接続され、他端が光源素子２０と抵抗素子１５との接続点に接続される。
【解決手段】 光源素子２０は、一端が出力端子１３に接続され、他端が抵抗素子１５の一端に接続される。抵抗素子１５は、一端が光源素子２０の前記他端に接続され、他端がグランドに接続される。ツェナダイオード１６は、カソードが出力端子１３に接続され、アノードが帰還電圧印加端子１４に接続される。抵抗素子１７は、一端が帰還電圧印加端子１４に接続され、他端が光源素子２０と抵抗素子１５との接続点に接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源を駆動する電流を制御することによって光源の明るさを制御する光源駆動回路、光源装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の技術による光源駆動回路９０の構成例を示す図である。光源駆動回路９０は、光源素子９９に直流電流を供給して発光させる駆動回路であり、電圧変換部９０１および抵抗素子９０５を含んで構成される。光源素子９９は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などによって構成され、印加される電圧が上昇すると、流れる電流が増加し、明るさが増す。
【０００３】
電圧変換部９０１は、入力端子９０２に直流あるいは交流の電圧が入力されると、帰還電圧印加端子９０３に印加される帰還電圧ＶＦＢが基準電圧ＶＲＥＦに等しくなるように、出力端子９０４から出力する出力電圧ＶＯＵＴを制御する。光源素子９９は、一端が出力端子９０４に接続され、他端が直列に接続される抵抗素子９０５を介してグランドに接続される。光源素子９９と抵抗素子９０５との接続点は、帰還電圧印加端子９０３に接続される。帰還電圧ＶＦＢは、帰還電圧印加端子９０３に流入する電流が、無視することができる程度の大きさであるので、光源素子９９を流れる電流ＩＬの電流値と抵抗素子９０５の抵抗値Ｒ１とを乗算した値の電圧となる。
【０００４】
たとえば光源素子９９を駆動する前の状態では、光源素子９９に電圧は印加されず、光源素子９９を流れる電流ＩＬの電流値は「０」で、帰還電圧ＶＦＢも「０」である。光源素子９９の駆動を開始すると、出力電圧ＶＯＵＴは徐々に上昇し、光源素子９９を流れる電流ＩＬも増加し、帰還電圧ＶＦＢも上昇する。帰還電圧ＶＦＢが基準電圧ＶＲＥＦに等しくなると、出力電圧ＶＯＵＴの上昇は停止する。
【０００５】
しかしながら、光源素子９９に異常が発生して該光源素子９９の抵抗値が定常値よりも大きくなった（あるいは開放状態となった）場合や、電圧変換部９０１の出力端子９０４から光源素子９９を経て抵抗素子９０５に至る経路に断線が生じた場合、抵抗素子９０５に流れる電流の電流値が減少あるいは「０」になる。抵抗素子９０５に流れる電流の電流値が減少あるいは「０」になると、帰還電圧ＶＦＢは基準電圧ＶＲＥＦより低い値となる。そのため、電圧変換部９０１は、正常動作時に電圧変換部９０１から出力される出力電圧ＶＯＵＴよりも高い出力電圧ＶＯＵＴを出力してしまい、結果として電圧変換部９０１などに悪影響を及ぼす場合がある。
【０００６】
図５は、上述のような過電圧の発生を防止する技術を採用した光源駆動回路９１の回路構成の一例を示すブロック図である。光源駆動回路９１は、図４に示した構成に、ツェナダイオード（定電圧ダイオード）９０６を光源素子９９に並列に接続した構成である。ツェナダイオード９０６は、カソードが電圧変換部９０１の出力端子９０４に接続され、アノードが光電素子９９と抵抗素子９０５との接続点（電圧変換部９０１の帰還電圧印加端子９０３）に接続される。
【０００７】
ツェナダイオード９０６は、ツェナ電圧ＶＺが、正常動作時の光源素子９９の端子間電圧ＶＦよりも高いものを用いる。正常動作時には、ツェナダイオード９０６に印加される電圧は、光源素子９９の端子間電圧ＶＦ（ツェナ電圧ＶＺより低い電圧）であるので、ツェナダイオード９０６に流れる電流は、光源素子９９を流れる電流ＩＬの電流値に比して無視しうる程度の大きさに抑えることができる。
【０００８】
光源駆動回路９１は、正常動作中に光源素子９９の経路に断線が生じた場合、光源素子９９を流れる電流ＩＬが途切れ、帰還電圧ＶＦＢが低下するため、出力電圧ＶＯＵＴを上昇させ始める。出力電圧ＶＯＵＴが上昇する途上で、ツェナダイオード９０６に印加される電圧がツェナ電圧ＶＺになると、帰還電圧ＶＦＢは、ツェナダイオード９０６を介して、上昇する出力電圧ＶＯＵＴによって吊り上げられ、ＶＦＢ＝ＶＯＵＴ−ＶＺとなる。帰還電圧ＶＦＢ、すなわち、出力電圧ＶＯＵＴからツェナ電圧ＶＺを減算した電圧が基準電圧ＶＲＥＦに等しくなった時点で、出力電圧ＶＯＵＴは上昇を止めて一定電圧となる。したがって、光源駆動回路９１では、光源素子９９の異常などにより出力電圧ＶＯＵＴが上昇することに起因する電圧変換部９０１などへの悪影響を防ぐことができる。
【０００９】
光源素子に過電流が流れるのを防止する技術を採用した光源装置の例として、特許文献１に記載される光源装置がある。この光源装置は、抵抗を介して定電流回路からの電流を半導体発光素子に供給し、半導体発光素子を発光するものである。半導体発光素子には、半導体発光素子に順方向の過電流が流れることを防止するために、定電圧ダイオードが並列に接続されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−２０８８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のような定電圧ダイオード（ツェナダイオード）を光源素子と並列に設ける回路は、電圧変換部が出力する電圧の上昇を抑えることができ、電圧変換部などへの悪影響を防ぐことができる。しかしながら、ツェナ電圧ＶＺが正常動作時の光源素子の端子間電圧ＶＦよりも高いので、上述した断線などの場合に、ツェナダイオードで消費される電力が、正常動作時に光源素子で消費される電力よりも大きくなるという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、断線などの異常が発生しても、少ない消費電力で出力電圧の上昇を抑えることができる光源駆動回路、光源装置および表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る光源駆動回路は、入力端子、出力端子、および帰還電圧印加端子を有し、基準電圧に基づいて前記入力端子から入力される入力電圧を前記出力端子から出力される出力電圧に変換する電圧変換部と、電流に応じた電圧を生成する電圧生成部と、前記出力端子と前記電圧生成部との間に位置し、光源素子が接続される光源接続部と、カソードが前記出力端子に接続され、アノードが前記帰還電圧印加端子に接続されるツェナダイオードと、前記帰還電圧印加端子と前記光源接続部との間に接続される電圧降下部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る光源装置は、前記光源駆動回路と、前記光源接続部に接続される光源素子とを備えることを特徴とする。
本発明に係る表示装置は、前記光源装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る光源駆動回路では、断線などの異常が発生したことに起因して帰還電圧ＶＦＢが低下し出力電圧ＶＯＵＴが上昇し始めたとしても、ツェナダイオードに印加される電圧がツェナ電圧ＶＺに達すると、帰還電圧ＶＦＢがツェナダイオードを介して上昇する出力電圧ＶＯＵＴによって吊り上げられ、ＶＦＢ＝ＶＯＵＴ−ＶＺとなる。つまり、出力電圧ＶＯＵＴからツェナ電圧ＶＺを減算した電圧が基準電圧ＶＲＥＦに等しくなった時点で、出力電圧ＶＯＵＴは上昇を止めて一定電圧となる。したがって、本発明に係る光源駆動回路では、出力電圧ＶＯＵＴが過剰に上昇するのを抑制することができる。
【００１６】
また、本発明に係る光源駆動回路によれば、帰還電圧印加端子と光源接続部との間に電圧降下部が接続されているため、ツェナダイオードに流れる電流を制限することができる。したがって、本発明に係る光源駆動回路によれば、光源駆動回路全体における消費電力の低減を図ることができるのに加えて、ツェナダイオードとして許容損失あるいは外形の小さいものを採用することができる。
【００１７】
本発明に係る光源装置および表示装置は、上述の光源駆動回路を備えているため、上述した光源駆動回路に関する効果と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の実施の一形態である光源装置１の回路構成を示すブロック図である。光源装置１は、光源駆動回路１０および光源素子２０を含んで構成される。光源駆動回路１０は、電圧変換部１１、抵抗素子１５，１７およびツェナダイオード１６を含んで構成される。
【００１９】
電圧変換部１１は、入力端子１２、出力端子１３および帰還電圧印加端子１４を含み、入力端子１２に印加される直流電圧ＶＩＮを変換し、帰還電圧印加端子１４に印加される帰還電圧ＶＦＢに基づいて、出力端子１３から出力する出力電圧ＶＯＵＴを制御する。すなわち、電圧変換部１１は、予め定める基準電圧である基準電圧ＶＲＥＦと帰還電圧印加端子１４に印加される帰還電圧ＶＦＢとを比較し、帰還電圧ＶＦＢが基準電圧ＶＲＥＦに等しくなるように出力電圧ＶＯＵＴを制御する。具体的には、帰還電圧ＶＦＢが基準電圧ＶＲＥＦより低い電圧であると、出力電圧ＶＯＵＴを上昇し、帰還電圧ＶＦＢが基準電圧ＶＲＥＦよりも高い電圧であると、出力電圧ＶＯＵＴを低下する。基準電圧ＶＲＥＦは、入力端子１２に印加される電圧に基づいて生成してもよいし、基準電圧ＶＲＥＦを出力する電圧源を用いてもよいし、外部から入力してもよい。
【００２０】
光源素子２０は、印加される電圧が減少すると流れる電流ＩＬが減少し、発光する明るさが減少する光源であり、たとえば発光ダイオード（Light Emitting Diode；以下「ＬＥＤ」という）、白熱電球などの光源によって構成される。光源素子２０は、一端が出力端子１３に接続され、他端が抵抗素子１５の一端に接続される。出力端子１３と抵抗素子１５との間に位置し、光源素子２０が接続される部分は、光源接続部である。
【００２１】
電圧生成部である抵抗素子１５は、一端が光源素子２０の前記他端に接続され、他端がグランドに接続される抵抗素子である。電圧降下部である抵抗素子１７は、一端が帰還電圧印加端子１４に接続され、他端が光源素子２０と抵抗素子１５との接続点に接続される抵抗素子である。ツェナダイオード１６は、カソードが出力端子１３に接続され、アノードが帰還電圧印加端子１４に接続される。ツェナダイオード１６は、ツェナ電圧ＶＺが、光源素子２０に所定の電流を流している正常動作時に、光源素子２０の端子間電圧ＶＦよりも高いものを採用する。但し、ツェナダイオード１６は、消費電力の低減あるいは小型化の観点から可能な限り低い電圧のものを採用するのが好ましい。
【００２２】
抵抗素子１７の抵抗値は、抵抗素子１７および抵抗素子１５に電流ＩＺが流れることによって生じる電圧降下分を出力電圧ＶＯＵＴから減算した電圧が、ツェナダイオード１６が有効に動作するツェナ電圧ＶＺを生ずる最低限の値以上となる抵抗値とする。電流ＩＺは、光源素子２０に異常が発生してツェナダイオード１６を介して抵抗素子１７に電流が流れ、帰還電圧ＶＦＢが基準電圧ＶＲＥＦに等しくなったときに抵抗素子１７に流れる電流である。この場合、抵抗素子１７の抵抗値は、帰還電圧印加端子１４に流入する電流の電流値、外来ノイズなどの影響も考慮して、決定する。
【００２３】
正常動作時において光源素子２０から帰還電圧印加端子１４へ流れる電流ＩＬを無視すると、ツェナダイオード１６に印加される電圧は、光源素子２０の端子間電圧ＶＦから抵抗素子１５による電圧降下分を減算した電圧であり、ツェナ電圧ＶＺより低い電圧である。したがって、ツェナダイオード１６および抵抗素子１７に流れる電流は、光源素子２０を流れる電流ＩＬの電流値に比して無視しうる程度の大きさに抑えることができる。
【００２４】
光源駆動回路１０は、光源素子２０に異常が発生して、該光源素子２０の抵抗値が定常値よりも大きくなった（あるいは開放状態となった）場合や、電圧変換部１１の出力端子１３から光源素子２０を経て抵抗素子１５に至る経路に断線を生じた場合、抵抗素子１５に流れる電流の電流値が減少あるいは「０」になる。抵抗素子１５に流れる電流の電流値が減少あるいは「０」になると、帰還電圧ＶＦＢは基準電圧ＶＲＥＦより低い値となる。そのため、電圧変換部１１は、正常動作時に該電圧変換部１１から出力される出力電圧ＶＯＵＴよりも高い出力電圧を出力することとなる。
【００２５】
光源駆動回路１０では、上述のように、異常が発生したことに起因して帰還電圧ＶＦＢが低下し出力電圧ＶＯＵＴが上昇し始めたとしても、ツェナダイオード１６に印加される電圧がツェナ電圧ＶＺに達すると、帰還電圧ＶＦＢがツェナダイオードを介して上昇する出力電圧ＶＯＵＴによって吊り上げられ、ＶＦＢ＝ＶＯＵＴ−ＶＺとなる。つまり、出力電圧ＶＯＵＴからツェナ電圧ＶＺを減算した電圧が基準電圧ＶＲＥＦに等しくなった時点で、出力電圧ＶＯＵＴは上昇を止めて一定電圧となる。したがって、光源駆動回路１０では、出力電圧ＶＯＵＴが過剰に上昇するのを抑制することができる。
【００２６】
また、光源駆動回路１０によれば、帰還電圧印加端子１４と光源素子２０との間に抵抗素子１７が接続されているため、ツェナダイオード１６に流れる電流ＩＺを制限することができる。したがって、光源駆動回路１０によれば、光源駆動回路１０（ひいては光源装置１）全体における消費電力の低減を図ることができるのに加えて、ツェナダイオード１６として許容損失あるいは外形の小さいものを採用することができる。
【００２７】
図２は、光源装置１の詳細な構成を示す回路図である。図１に示した構成要素と同じ構成要素には、同じ参照符を付して、重複を避けるために説明は省略する。
【００２８】
電圧変換部１１は、基準電圧素子１１１、演算増幅器１１２およびコンデンサ１１３，１１４を含んで構成される。入力端子１２は、一端がグランドに接続されるコンデンサ１１３の他端、基準電圧素子１１１の入力端子、および演算増幅器１１２の電源接続端子に接続される。コンデンサ１１３は、入力電圧を平滑化するコンデンサである。基準電圧素子１１１は、たとえば１つの端子がグランドに接続される３端子レギュレータなどによって構成される。基準電圧生成部である基準電圧素子１１１は、入力電圧ＶＩＮから基準電圧ＶＲＥＦを生成し、生成した基準電圧ＶＲＥＦを演算増幅器１１２の非反転入力端子に入力する。
【００２９】
比較増幅器である演算増幅器１１２は、非反転入力端子が基準電圧素子１１１の出力端子に接続され、反転入力端子が帰還電圧印加端子１４に接続され、出力が、一端がグランドに接続されるコンデンサ１１４の他端、および出力端子１３を介して光源素子２０に接続される。演算増幅器１１２は、帰還電圧印加端子１４に印加される帰還電圧ＶＦＢが、基準電圧素子１１１が出力する基準電圧ＶＲＥＦより低いと、出力電圧ＶＯＵＴを高くし、帰還電圧印加端子１４に印加される帰還電圧ＶＦＢが、基準電圧素子１１１が出力する基準電圧ＶＲＥＦよりも高いと、出力電圧ＶＯＵＴを低くする。コンデンサ１１４は、出力電圧を平滑化するコンデンサである。
【００３０】
正常動作時に、光源素子２０を流れる電流ＩＬの電流値をたとえば１０ｍＡとし、光源素子２０の端子間に印加される端子間電圧ＶＦをたとえば２０Ｖと、基準電圧ＶＲＥＦをたとえば１．０Ｖとすると、抵抗素子１５の抵抗値Ｒ１は、Ｒ１＝ＶＲＥＦ／ＩＬ＝１．０Ｖ／１０ｍＡ＝１００Ωとなる。
【００３１】
ツェナダイオード１６のツェナ電圧ＶＺは、端子間電圧ＶＦよりも高いもの、たとえば電流１μＡでツェナ電圧ＶＺ＝２２Ｖのものとする。抵抗素子１７の抵抗値Ｒ２は、基準電圧ＶＲＥＦ＝１．０Ｖのときに、抵抗素子１７および抵抗素子１５に流れる電流ＩＺ＝１μＡの電流が流れるとすると、Ｒ２＝ＶＲＥＦ／ＩＺ＝１．０Ｖ／１μＡ＝１ＭΩとなる。抵抗素子１５の抵抗値Ｒ１は、抵抗素子１７の抵抗値Ｒ２に比して極めて小さいので、この計算では無視している。端子間電圧ＶＦは、光源素子２０の個体差、および使用温度による変化を含めた最大値である。
【００３２】
正常動作時の電圧変換部１１の出力端子１３以降での消費電力、すなわちは電圧変換部１１を含まない消費電力は、光源素子２０と抵抗素子１５とによるものが主な消費電力であり、その値は、ＩＬ×ＶＯＵＴ＝ＩＬ×(ＶＦ＋ＶＲＥＦ)＝１０ｍＡ×(２０Ｖ＋１Ｖ)＝２１０ｍＷとなる。この場合、抵抗素子１７には、ほとんど電流は流れないので、抵抗素子１７による電圧降下は「０」Ｖとしている。
【００３３】
図５に示した従来の技術の場合、光源素子９９の経路に断線等の故障を生じたときの消費電力は、正常動作時に光源素子９９を流れる電流ＩＬの電流値をたとえば１０ｍＡとし、基準電圧ＶＲＥＦをたとえば１．０Ｖとし、ツェナダイオード９０６のツェナ電圧ＶＺをたとえば電流１μＡで２２Ｖとすると、ＩＬ×ＶＯＵＴ＝ＩＬ×(ＶＺ＋ＶＲＥＦ)＝１０ｍＡ×(２２Ｖ＋１Ｖ)＝２３０ｍＷとなり、正常動作時の消費電力２１０ｍＷよりも大きくなる。
【００３４】
これに対して、図２に示した光源装置１の構成での消費電力は、ＩＺ×ＶＯＵＴ＝ＩＺ×(ＶＦ＋ＶＲＥＦ)＝１μＡ×(２２Ｖ＋１Ｖ)＝２３μＷ＝０．０２３ｍＷとなり、正条動作時の消費電力２１０ｍＷよりも大幅に低減することができる。
【００３５】
したがって、光源素子２０の経路に断線等の故障を生じたときに、抵抗素子１７および抵抗素子１５によって消費電力を分担するツェナダイオード１６としては、許容損失の小さいものを使用することができ、実質上は、許容損失を勘案することなく、ツェナダイオード１６を選択することができる。
【００３６】
図２に示した例では、電圧変換部１１を基準電圧素子１１１と演算増幅器１１２とによって構成したが、スイッチング方式の昇圧回路、降圧回路、あるいは極性反転電圧変換回路などのＤＣ−ＤＣ（直流−直流）コンバータ、または交流電圧から直流電圧への変換機能を備える回路など、直流電圧を出力し、その出力した直流電圧を帰還制御する方式のものであれば、他の構成であってもよい。
【００３７】
このように、入力端子１２、出力端子１３、および帰還電圧印加端子１４を有する電圧変換部１１によって、基準電圧ＶＲＥＦに基づいて入力端子１２から入力される入力電圧が出力端子１３から出力される出力電圧ＶＯＵＴに変換される。電圧生成部である抵抗素子１５によって、電流に応じて電圧が生成される。電圧変換部１１の出力端子１３と抵抗素子１５との間に位置する光源接続部によって、光源素子２０が接続される。そして、ツェナダイオード１６は、カソードが出力端子１３に接続され、アノードが帰還電圧印加端子１４に接続され、電圧降下部である抵抗素子１７は、帰還電圧印加端子１４と前記光源接続部との間に接続される。
【００３８】
すなわち、断線などの故障があったとき、ツェナダイオード１６、抵抗素子１７および抵抗素子１５を流れる電流ＩＺを、抵抗素子１７によって制限することができる。したがって、断線などの故障があっても消費電力の少ない状態で出力電圧の上昇を抑えることができる。
【００３９】
さらに、電圧変換部１１は、基準電圧素子１１１によって、基準電圧が生成され、さらに、前記基準電圧を入力する第１端子と、帰還電圧印加端子１４に接続される第２端子と、出力端子１３に接続される第３端子とを有する演算増幅器１１２によって、前記第２端子から入力される帰還電圧が前記第１端子から入力される前記基準電圧より低い場合に前記第３端子から出力される出力電圧が高くされ、前記第２端子から入力される帰還電圧が前記第１端子から入力される前記基準電圧より高い場合に前記第３端子から出力される出力電圧が低くされる。したがって、基準電圧素子１１１および演算増幅器１１２などの従来の技術による回路構成で電圧変換部１１を実現することができる。
【００４０】
さらに、電圧生成部である抵抗素子１５は、流れる電流に比例した電圧を生成するので、電流値に比例する電圧を生成することができる。
【００４１】
さらに、電圧生成部は、抵抗素子１５によって構成されるので、簡単な回路素子を用いて電圧生成部を実現することができる。
【００４２】
さらに、抵抗素子１５は、一端が前記光源接続部に接続され、他端がグランドに接続されるので、電流に応じた電圧を、前記光源接続部に接続される一端に生じさせることができる。
【００４３】
さらに、電圧降下部である抵抗素子１７は、電流に比例して電圧降下するので、電流値に比例する電圧降下を生じさせることができる。
【００４４】
さらに、前記電圧降下部は、抵抗素子１７によって構成されるので、簡単な回路素子を用いて電圧生成部を実現することができる。
【００４５】
さらに、電圧変換部１１の入力端子１２および出力端子１３の少なくとも一方に接続される平滑コンデンサ、たとえばコンデンサ１１３，１１４をさらに備えるので、入力電圧あるいは出力電圧のノイズによる変動を低減することができる。
【００４６】
図３は、本発明の実施の一形態である表示装置３０の概略の構成を示す断面図である。表示装置３０は、光源装置３１、液晶表示パネル３２および筐体３３を備えている。光源装置３１は、複数の光源部３１１、導光体３１２、光拡散体３１３、反射体３１４、拡散板３１５およびプリズム３１６を備えている。各光源部３１１は、図１に示した光源装置１によって構成され、導光体３１２の一端面に配列されて設けられている。光源装置３１は、底面側から、光を反射する反射体３１４、光を拡散する光拡散体３１３、導光体３１２、光を拡散する拡散板３１５およびプリズム３１６の順に積層されて構成される。
【００４７】
液晶表示パネル３２は、透明な２枚の基体の間に液晶から成る液晶層を形成したパネルである。光源装置３１は、バックライトとして液晶表示パネル３２の背後に重ねられて、液晶表示パネル３２とともに筐体３３に収容される。
【００４８】
光源装置３１および表示装置３０は、光源素子２０に係る断線などの故障があっても消費電力の少ない状態で光源駆動回路１０の出力電圧の上昇を抑えることができ、光源装置３１あるいは表示装置３０の消費電力の増大を抑えることができる。
【００４９】
このように、光源装置３１は、複数の光源装置１、すなわち光源駆動回路１０と光源素子２０とを備える複数の光源装置１を含んで構成される。したがって、光源素子２０を流れる電流が小さい電流値の電流によって制御されるので、断線などの故障があっても消費電力の少ない状態で光源駆動回路１０の出力電圧の上昇を抑えることができ、光源装置３１の消費電力の増大を抑えることができる。
【００５０】
さらに、光源素子２０は、発光ダイオードであるので、従来の技術による光源を光源素子として用いることができる。
【００５１】
さらに、表示装置３０は、光源装置３１を備えるので、光源素子２０に係る断線などの故障があっても消費電力の少ない状態で光源駆動回路１０の出力電圧の上昇を抑えることができ、表示装置３０の消費電力の増大を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の一形態である光源装置１の回路構成を示すブロック図である。
【図２】光源装置１の詳細な構成を示す回路図である。
【図３】本発明の実施の一形態である表示装置３０の概略の構成を示す断面図である。
【図４】従来の技術による光源駆動回路９０の構成例を示す図である。
【図５】過電圧の発生を防止する技術を採用した光源駆動回路９１の回路構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５３】
１，３１ 光源装置
１０，９０，９１ 光源駆動回路
１１，９０１ 電圧変換部
１２，９０２ 入力端子
１３，９０４ 出力端子
１４，９０３ 帰還電圧印加端子
１５，９０５ 抵抗素子（電圧生成部）
１６，９０６ ツェナダイオード
１７ 抵抗素子（電圧降下部）
２０，９９ 光源素子
３０ 表示装置
３２ 液晶表示パネル
３３ 筐体
１１１ 基準電圧素子
１１２ 演算比較器
１１３，１１４ コンデンサ
３１１ 光源部
３１２ 導光体
３１３ 光拡散体
３１４ 反射体
３１５ 拡散板
３１６ プリズム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源を駆動する電流を制御することによって光源の明るさを制御する光源駆動回路、光源装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の技術による光源駆動回路９０の構成例を示す図である。光源駆動回路９０は、光源素子９９に直流電流を供給して発光させる駆動回路であり、電圧変換部９０１および抵抗素子９０５を含んで構成される。光源素子９９は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などによって構成され、印加される電圧が上昇すると、流れる電流が増加し、明るさが増す。
【０００３】
電圧変換部９０１は、入力端子９０２に直流あるいは交流の電圧が入力されると、帰還電圧印加端子９０３に印加される帰還電圧ＶＦＢが基準電圧ＶＲＥＦに等しくなるように、出力端子９０４から出力する出力電圧ＶＯＵＴを制御する。光源素子９９は、一端が出力端子９０４に接続され、他端が直列に接続される抵抗素子９０５を介してグランドに接続される。光源素子９９と抵抗素子９０５との接続点は、帰還電圧印加端子９０３に接続される。帰還電圧ＶＦＢは、帰還電圧印加端子９０３に流入する電流が、無視することができる程度の大きさであるので、光源素子９９を流れる電流ＩＬの電流値と抵抗素子９０５の抵抗値Ｒ１とを乗算した値の電圧となる。
【０００４】
たとえば光源素子９９を駆動する前の状態では、光源素子９９に電圧は印加されず、光源素子９９を流れる電流ＩＬの電流値は「０」で、帰還電圧ＶＦＢも「０」である。光源素子９９の駆動を開始すると、出力電圧ＶＯＵＴは徐々に上昇し、光源素子９９を流れる電流ＩＬも増加し、帰還電圧ＶＦＢも上昇する。帰還電圧ＶＦＢが基準電圧ＶＲＥＦに等しくなると、出力電圧ＶＯＵＴの上昇は停止する。
【０００５】
しかしながら、光源素子９９に異常が発生して該光源素子９９の抵抗値が定常値よりも大きくなった（あるいは開放状態となった）場合や、電圧変換部９０１の出力端子９０４から光源素子９９を経て抵抗素子９０５に至る経路に断線が生じた場合、抵抗素子９０５に流れる電流の電流値が減少あるいは「０」になる。抵抗素子９０５に流れる電流の電流値が減少あるいは「０」になると、帰還電圧ＶＦＢは基準電圧ＶＲＥＦより低い値となる。そのため、電圧変換部９０１は、正常動作時に電圧変換部９０１から出力される出力電圧ＶＯＵＴよりも高い出力電圧ＶＯＵＴを出力してしまい、結果として電圧変換部９０１などに悪影響を及ぼす場合がある。
【０００６】
図５は、上述のような過電圧の発生を防止する技術を採用した光源駆動回路９１の回路構成の一例を示すブロック図である。光源駆動回路９１は、図４に示した構成に、ツェナダイオード（定電圧ダイオード）９０６を光源素子９９に並列に接続した構成である。ツェナダイオード９０６は、カソードが電圧変換部９０１の出力端子９０４に接続され、アノードが光電素子９９と抵抗素子９０５との接続点（電圧変換部９０１の帰還電圧印加端子９０３）に接続される。
【０００７】
ツェナダイオード９０６は、ツェナ電圧ＶＺが、正常動作時の光源素子９９の端子間電圧ＶＦよりも高いものを用いる。正常動作時には、ツェナダイオード９０６に印加される電圧は、光源素子９９の端子間電圧ＶＦ（ツェナ電圧ＶＺより低い電圧）であるので、ツェナダイオード９０６に流れる電流は、光源素子９９を流れる電流ＩＬの電流値に比して無視しうる程度の大きさに抑えることができる。
【０００８】
光源駆動回路９１は、正常動作中に光源素子９９の経路に断線が生じた場合、光源素子９９を流れる電流ＩＬが途切れ、帰還電圧ＶＦＢが低下するため、出力電圧ＶＯＵＴを上昇させ始める。出力電圧ＶＯＵＴが上昇する途上で、ツェナダイオード９０６に印加される電圧がツェナ電圧ＶＺになると、帰還電圧ＶＦＢは、ツェナダイオード９０６を介して、上昇する出力電圧ＶＯＵＴによって吊り上げられ、ＶＦＢ＝ＶＯＵＴ−ＶＺとなる。帰還電圧ＶＦＢ、すなわち、出力電圧ＶＯＵＴからツェナ電圧ＶＺを減算した電圧が基準電圧ＶＲＥＦに等しくなった時点で、出力電圧ＶＯＵＴは上昇を止めて一定電圧となる。したがって、光源駆動回路９１では、光源素子９９の異常などにより出力電圧ＶＯＵＴが上昇することに起因する電圧変換部９０１などへの悪影響を防ぐことができる。
【０００９】
光源素子に過電流が流れるのを防止する技術を採用した光源装置の例として、特許文献１に記載される光源装置がある。この光源装置は、抵抗を介して定電流回路からの電流を半導体発光素子に供給し、半導体発光素子を発光するものである。半導体発光素子には、半導体発光素子に順方向の過電流が流れることを防止するために、定電圧ダイオードが並列に接続されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−２０８８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のような定電圧ダイオード（ツェナダイオード）を光源素子と並列に設ける回路は、電圧変換部が出力する電圧の上昇を抑えることができ、電圧変換部などへの悪影響を防ぐことができる。しかしながら、ツェナ電圧ＶＺが正常動作時の光源素子の端子間電圧ＶＦよりも高いので、上述した断線などの場合に、ツェナダイオードで消費される電力が、正常動作時に光源素子で消費される電力よりも大きくなるという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、断線などの異常が発生しても、少ない消費電力で出力電圧の上昇を抑えることができる光源駆動回路、光源装置および表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る光源駆動回路は、入力端子、出力端子、および帰還電圧印加端子を有し、基準電圧に基づいて前記入力端子から入力される入力電圧を前記出力端子から出力される出力電圧に変換する電圧変換部と、電流に応じた電圧を生成する電圧生成部と、前記出力端子と前記電圧生成部との間に位置し、光源素子が接続される光源接続部と、カソードが前記出力端子に接続され、アノードが前記帰還電圧印加端子に接続されるツェナダイオードと、前記帰還電圧印加端子と前記光源接続部との間に接続される電圧降下部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る光源装置は、前記光源駆動回路と、前記光源接続部に接続される光源素子とを備えることを特徴とする。
本発明に係る表示装置は、前記光源装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る光源駆動回路では、断線などの異常が発生したことに起因して帰還電圧ＶＦＢが低下し出力電圧ＶＯＵＴが上昇し始めたとしても、ツェナダイオードに印加される電圧がツェナ電圧ＶＺに達すると、帰還電圧ＶＦＢがツェナダイオードを介して上昇する出力電圧ＶＯＵＴによって吊り上げられ、ＶＦＢ＝ＶＯＵＴ−ＶＺとなる。つまり、出力電圧ＶＯＵＴからツェナ電圧ＶＺを減算した電圧が基準電圧ＶＲＥＦに等しくなった時点で、出力電圧ＶＯＵＴは上昇を止めて一定電圧となる。したがって、本発明に係る光源駆動回路では、出力電圧ＶＯＵＴが過剰に上昇するのを抑制することができる。
【００１６】
また、本発明に係る光源駆動回路によれば、帰還電圧印加端子と光源接続部との間に電圧降下部が接続されているため、ツェナダイオードに流れる電流を制限することができる。したがって、本発明に係る光源駆動回路によれば、光源駆動回路全体における消費電力の低減を図ることができるのに加えて、ツェナダイオードとして許容損失あるいは外形の小さいものを採用することができる。
【００１７】
本発明に係る光源装置および表示装置は、上述の光源駆動回路を備えているため、上述した光源駆動回路に関する効果と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の実施の一形態である光源装置１の回路構成を示すブロック図である。光源装置１は、光源駆動回路１０および光源素子２０を含んで構成される。光源駆動回路１０は、電圧変換部１１、抵抗素子１５，１７およびツェナダイオード１６を含んで構成される。
【００１９】
電圧変換部１１は、入力端子１２、出力端子１３および帰還電圧印加端子１４を含み、入力端子１２に印加される直流電圧ＶＩＮを変換し、帰還電圧印加端子１４に印加される帰還電圧ＶＦＢに基づいて、出力端子１３から出力する出力電圧ＶＯＵＴを制御する。すなわち、電圧変換部１１は、予め定める基準電圧である基準電圧ＶＲＥＦと帰還電圧印加端子１４に印加される帰還電圧ＶＦＢとを比較し、帰還電圧ＶＦＢが基準電圧ＶＲＥＦに等しくなるように出力電圧ＶＯＵＴを制御する。具体的には、帰還電圧ＶＦＢが基準電圧ＶＲＥＦより低い電圧であると、出力電圧ＶＯＵＴを上昇し、帰還電圧ＶＦＢが基準電圧ＶＲＥＦよりも高い電圧であると、出力電圧ＶＯＵＴを低下する。基準電圧ＶＲＥＦは、入力端子１２に印加される電圧に基づいて生成してもよいし、基準電圧ＶＲＥＦを出力する電圧源を用いてもよいし、外部から入力してもよい。
【００２０】
光源素子２０は、印加される電圧が減少すると流れる電流ＩＬが減少し、発光する明るさが減少する光源であり、たとえば発光ダイオード（Light Emitting Diode；以下「ＬＥＤ」という）、白熱電球などの光源によって構成される。光源素子２０は、一端が出力端子１３に接続され、他端が抵抗素子１５の一端に接続される。出力端子１３と抵抗素子１５との間に位置し、光源素子２０が接続される部分は、光源接続部である。
【００２１】
電圧生成部である抵抗素子１５は、一端が光源素子２０の前記他端に接続され、他端がグランドに接続される抵抗素子である。電圧降下部である抵抗素子１７は、一端が帰還電圧印加端子１４に接続され、他端が光源素子２０と抵抗素子１５との接続点に接続される抵抗素子である。ツェナダイオード１６は、カソードが出力端子１３に接続され、アノードが帰還電圧印加端子１４に接続される。ツェナダイオード１６は、ツェナ電圧ＶＺが、光源素子２０に所定の電流を流している正常動作時に、光源素子２０の端子間電圧ＶＦよりも高いものを採用する。但し、ツェナダイオード１６は、消費電力の低減あるいは小型化の観点から可能な限り低い電圧のものを採用するのが好ましい。
【００２２】
抵抗素子１７の抵抗値は、抵抗素子１７および抵抗素子１５に電流ＩＺが流れることによって生じる電圧降下分を出力電圧ＶＯＵＴから減算した電圧が、ツェナダイオード１６が有効に動作するツェナ電圧ＶＺを生ずる最低限の値以上となる抵抗値とする。電流ＩＺは、光源素子２０に異常が発生してツェナダイオード１６を介して抵抗素子１７に電流が流れ、帰還電圧ＶＦＢが基準電圧ＶＲＥＦに等しくなったときに抵抗素子１７に流れる電流である。この場合、抵抗素子１７の抵抗値は、帰還電圧印加端子１４に流入する電流の電流値、外来ノイズなどの影響も考慮して、決定する。
【００２３】
正常動作時において光源素子２０から帰還電圧印加端子１４へ流れる電流ＩＬを無視すると、ツェナダイオード１６に印加される電圧は、光源素子２０の端子間電圧ＶＦから抵抗素子１５による電圧降下分を減算した電圧であり、ツェナ電圧ＶＺより低い電圧である。したがって、ツェナダイオード１６および抵抗素子１７に流れる電流は、光源素子２０を流れる電流ＩＬの電流値に比して無視しうる程度の大きさに抑えることができる。
【００２４】
光源駆動回路１０は、光源素子２０に異常が発生して、該光源素子２０の抵抗値が定常値よりも大きくなった（あるいは開放状態となった）場合や、電圧変換部１１の出力端子１３から光源素子２０を経て抵抗素子１５に至る経路に断線を生じた場合、抵抗素子１５に流れる電流の電流値が減少あるいは「０」になる。抵抗素子１５に流れる電流の電流値が減少あるいは「０」になると、帰還電圧ＶＦＢは基準電圧ＶＲＥＦより低い値となる。そのため、電圧変換部１１は、正常動作時に該電圧変換部１１から出力される出力電圧ＶＯＵＴよりも高い出力電圧を出力することとなる。
【００２５】
光源駆動回路１０では、上述のように、異常が発生したことに起因して帰還電圧ＶＦＢが低下し出力電圧ＶＯＵＴが上昇し始めたとしても、ツェナダイオード１６に印加される電圧がツェナ電圧ＶＺに達すると、帰還電圧ＶＦＢがツェナダイオードを介して上昇する出力電圧ＶＯＵＴによって吊り上げられ、ＶＦＢ＝ＶＯＵＴ−ＶＺとなる。つまり、出力電圧ＶＯＵＴからツェナ電圧ＶＺを減算した電圧が基準電圧ＶＲＥＦに等しくなった時点で、出力電圧ＶＯＵＴは上昇を止めて一定電圧となる。したがって、光源駆動回路１０では、出力電圧ＶＯＵＴが過剰に上昇するのを抑制することができる。
【００２６】
また、光源駆動回路１０によれば、帰還電圧印加端子１４と光源素子２０との間に抵抗素子１７が接続されているため、ツェナダイオード１６に流れる電流ＩＺを制限することができる。したがって、光源駆動回路１０によれば、光源駆動回路１０（ひいては光源装置１）全体における消費電力の低減を図ることができるのに加えて、ツェナダイオード１６として許容損失あるいは外形の小さいものを採用することができる。
【００２７】
図２は、光源装置１の詳細な構成を示す回路図である。図１に示した構成要素と同じ構成要素には、同じ参照符を付して、重複を避けるために説明は省略する。
【００２８】
電圧変換部１１は、基準電圧素子１１１、演算増幅器１１２およびコンデンサ１１３，１１４を含んで構成される。入力端子１２は、一端がグランドに接続されるコンデンサ１１３の他端、基準電圧素子１１１の入力端子、および演算増幅器１１２の電源接続端子に接続される。コンデンサ１１３は、入力電圧を平滑化するコンデンサである。基準電圧素子１１１は、たとえば１つの端子がグランドに接続される３端子レギュレータなどによって構成される。基準電圧生成部である基準電圧素子１１１は、入力電圧ＶＩＮから基準電圧ＶＲＥＦを生成し、生成した基準電圧ＶＲＥＦを演算増幅器１１２の非反転入力端子に入力する。
【００２９】
比較増幅器である演算増幅器１１２は、非反転入力端子が基準電圧素子１１１の出力端子に接続され、反転入力端子が帰還電圧印加端子１４に接続され、出力が、一端がグランドに接続されるコンデンサ１１４の他端、および出力端子１３を介して光源素子２０に接続される。演算増幅器１１２は、帰還電圧印加端子１４に印加される帰還電圧ＶＦＢが、基準電圧素子１１１が出力する基準電圧ＶＲＥＦより低いと、出力電圧ＶＯＵＴを高くし、帰還電圧印加端子１４に印加される帰還電圧ＶＦＢが、基準電圧素子１１１が出力する基準電圧ＶＲＥＦよりも高いと、出力電圧ＶＯＵＴを低くする。コンデンサ１１４は、出力電圧を平滑化するコンデンサである。
【００３０】
正常動作時に、光源素子２０を流れる電流ＩＬの電流値をたとえば１０ｍＡとし、光源素子２０の端子間に印加される端子間電圧ＶＦをたとえば２０Ｖと、基準電圧ＶＲＥＦをたとえば１．０Ｖとすると、抵抗素子１５の抵抗値Ｒ１は、Ｒ１＝ＶＲＥＦ／ＩＬ＝１．０Ｖ／１０ｍＡ＝１００Ωとなる。
【００３１】
ツェナダイオード１６のツェナ電圧ＶＺは、端子間電圧ＶＦよりも高いもの、たとえば電流１μＡでツェナ電圧ＶＺ＝２２Ｖのものとする。抵抗素子１７の抵抗値Ｒ２は、基準電圧ＶＲＥＦ＝１．０Ｖのときに、抵抗素子１７および抵抗素子１５に流れる電流ＩＺ＝１μＡの電流が流れるとすると、Ｒ２＝ＶＲＥＦ／ＩＺ＝１．０Ｖ／１μＡ＝１ＭΩとなる。抵抗素子１５の抵抗値Ｒ１は、抵抗素子１７の抵抗値Ｒ２に比して極めて小さいので、この計算では無視している。端子間電圧ＶＦは、光源素子２０の個体差、および使用温度による変化を含めた最大値である。
【００３２】
正常動作時の電圧変換部１１の出力端子１３以降での消費電力、すなわちは電圧変換部１１を含まない消費電力は、光源素子２０と抵抗素子１５とによるものが主な消費電力であり、その値は、ＩＬ×ＶＯＵＴ＝ＩＬ×(ＶＦ＋ＶＲＥＦ)＝１０ｍＡ×(２０Ｖ＋１Ｖ)＝２１０ｍＷとなる。この場合、抵抗素子１７には、ほとんど電流は流れないので、抵抗素子１７による電圧降下は「０」Ｖとしている。
【００３３】
図５に示した従来の技術の場合、光源素子９９の経路に断線等の故障を生じたときの消費電力は、正常動作時に光源素子９９を流れる電流ＩＬの電流値をたとえば１０ｍＡとし、基準電圧ＶＲＥＦをたとえば１．０Ｖとし、ツェナダイオード９０６のツェナ電圧ＶＺをたとえば電流１μＡで２２Ｖとすると、ＩＬ×ＶＯＵＴ＝ＩＬ×(ＶＺ＋ＶＲＥＦ)＝１０ｍＡ×(２２Ｖ＋１Ｖ)＝２３０ｍＷとなり、正常動作時の消費電力２１０ｍＷよりも大きくなる。
【００３４】
これに対して、図２に示した光源装置１の構成での消費電力は、ＩＺ×ＶＯＵＴ＝ＩＺ×(ＶＦ＋ＶＲＥＦ)＝１μＡ×(２２Ｖ＋１Ｖ)＝２３μＷ＝０．０２３ｍＷとなり、正条動作時の消費電力２１０ｍＷよりも大幅に低減することができる。
【００３５】
したがって、光源素子２０の経路に断線等の故障を生じたときに、抵抗素子１７および抵抗素子１５によって消費電力を分担するツェナダイオード１６としては、許容損失の小さいものを使用することができ、実質上は、許容損失を勘案することなく、ツェナダイオード１６を選択することができる。
【００３６】
図２に示した例では、電圧変換部１１を基準電圧素子１１１と演算増幅器１１２とによって構成したが、スイッチング方式の昇圧回路、降圧回路、あるいは極性反転電圧変換回路などのＤＣ−ＤＣ（直流−直流）コンバータ、または交流電圧から直流電圧への変換機能を備える回路など、直流電圧を出力し、その出力した直流電圧を帰還制御する方式のものであれば、他の構成であってもよい。
【００３７】
このように、入力端子１２、出力端子１３、および帰還電圧印加端子１４を有する電圧変換部１１によって、基準電圧ＶＲＥＦに基づいて入力端子１２から入力される入力電圧が出力端子１３から出力される出力電圧ＶＯＵＴに変換される。電圧生成部である抵抗素子１５によって、電流に応じて電圧が生成される。電圧変換部１１の出力端子１３と抵抗素子１５との間に位置する光源接続部によって、光源素子２０が接続される。そして、ツェナダイオード１６は、カソードが出力端子１３に接続され、アノードが帰還電圧印加端子１４に接続され、電圧降下部である抵抗素子１７は、帰還電圧印加端子１４と前記光源接続部との間に接続される。
【００３８】
すなわち、断線などの故障があったとき、ツェナダイオード１６、抵抗素子１７および抵抗素子１５を流れる電流ＩＺを、抵抗素子１７によって制限することができる。したがって、断線などの故障があっても消費電力の少ない状態で出力電圧の上昇を抑えることができる。
【００３９】
さらに、電圧変換部１１は、基準電圧素子１１１によって、基準電圧が生成され、さらに、前記基準電圧を入力する第１端子と、帰還電圧印加端子１４に接続される第２端子と、出力端子１３に接続される第３端子とを有する演算増幅器１１２によって、前記第２端子から入力される帰還電圧が前記第１端子から入力される前記基準電圧より低い場合に前記第３端子から出力される出力電圧が高くされ、前記第２端子から入力される帰還電圧が前記第１端子から入力される前記基準電圧より高い場合に前記第３端子から出力される出力電圧が低くされる。したがって、基準電圧素子１１１および演算増幅器１１２などの従来の技術による回路構成で電圧変換部１１を実現することができる。
【００４０】
さらに、電圧生成部である抵抗素子１５は、流れる電流に比例した電圧を生成するので、電流値に比例する電圧を生成することができる。
【００４１】
さらに、電圧生成部は、抵抗素子１５によって構成されるので、簡単な回路素子を用いて電圧生成部を実現することができる。
【００４２】
さらに、抵抗素子１５は、一端が前記光源接続部に接続され、他端がグランドに接続されるので、電流に応じた電圧を、前記光源接続部に接続される一端に生じさせることができる。
【００４３】
さらに、電圧降下部である抵抗素子１７は、電流に比例して電圧降下するので、電流値に比例する電圧降下を生じさせることができる。
【００４４】
さらに、前記電圧降下部は、抵抗素子１７によって構成されるので、簡単な回路素子を用いて電圧生成部を実現することができる。
【００４５】
さらに、電圧変換部１１の入力端子１２および出力端子１３の少なくとも一方に接続される平滑コンデンサ、たとえばコンデンサ１１３，１１４をさらに備えるので、入力電圧あるいは出力電圧のノイズによる変動を低減することができる。
【００４６】
図３は、本発明の実施の一形態である表示装置３０の概略の構成を示す断面図である。表示装置３０は、光源装置３１、液晶表示パネル３２および筐体３３を備えている。光源装置３１は、複数の光源部３１１、導光体３１２、光拡散体３１３、反射体３１４、拡散板３１５およびプリズム３１６を備えている。各光源部３１１は、図１に示した光源装置１によって構成され、導光体３１２の一端面に配列されて設けられている。光源装置３１は、底面側から、光を反射する反射体３１４、光を拡散する光拡散体３１３、導光体３１２、光を拡散する拡散板３１５およびプリズム３１６の順に積層されて構成される。
【００４７】
液晶表示パネル３２は、透明な２枚の基体の間に液晶から成る液晶層を形成したパネルである。光源装置３１は、バックライトとして液晶表示パネル３２の背後に重ねられて、液晶表示パネル３２とともに筐体３３に収容される。
【００４８】
光源装置３１および表示装置３０は、光源素子２０に係る断線などの故障があっても消費電力の少ない状態で光源駆動回路１０の出力電圧の上昇を抑えることができ、光源装置３１あるいは表示装置３０の消費電力の増大を抑えることができる。
【００４９】
このように、光源装置３１は、複数の光源装置１、すなわち光源駆動回路１０と光源素子２０とを備える複数の光源装置１を含んで構成される。したがって、光源素子２０を流れる電流が小さい電流値の電流によって制御されるので、断線などの故障があっても消費電力の少ない状態で光源駆動回路１０の出力電圧の上昇を抑えることができ、光源装置３１の消費電力の増大を抑えることができる。
【００５０】
さらに、光源素子２０は、発光ダイオードであるので、従来の技術による光源を光源素子として用いることができる。
【００５１】
さらに、表示装置３０は、光源装置３１を備えるので、光源素子２０に係る断線などの故障があっても消費電力の少ない状態で光源駆動回路１０の出力電圧の上昇を抑えることができ、表示装置３０の消費電力の増大を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の一形態である光源装置１の回路構成を示すブロック図である。
【図２】光源装置１の詳細な構成を示す回路図である。
【図３】本発明の実施の一形態である表示装置３０の概略の構成を示す断面図である。
【図４】従来の技術による光源駆動回路９０の構成例を示す図である。
【図５】過電圧の発生を防止する技術を採用した光源駆動回路９１の回路構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５３】
１，３１ 光源装置
１０，９０，９１ 光源駆動回路
１１，９０１ 電圧変換部
１２，９０２ 入力端子
１３，９０４ 出力端子
１４，９０３ 帰還電圧印加端子
１５，９０５ 抵抗素子（電圧生成部）
１６，９０６ ツェナダイオード
１７ 抵抗素子（電圧降下部）
２０，９９ 光源素子
３０ 表示装置
３２ 液晶表示パネル
３３ 筐体
１１１ 基準電圧素子
１１２ 演算比較器
１１３，１１４ コンデンサ
３１１ 光源部
３１２ 導光体
３１３ 光拡散体
３１４ 反射体
３１５ 拡散板
３１６ プリズム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子、出力端子、および帰還電圧印加端子を有し、基準電圧に基づいて前記入力端子から入力される入力電圧を前記出力端子から出力される出力電圧に変換する電圧変換部と、
電流に応じた電圧を生成する電圧生成部と、
前記出力端子と前記電圧生成部との間に位置し、光源素子が接続される光源接続部と、
カソードが前記出力端子に接続され、アノードが前記帰還電圧印加端子に接続されるツェナダイオードと、
前記帰還電圧印加端子と前記光源接続部との間に接続される電圧降下部とを備えることを特徴とする光源駆動回路。
【請求項２】
前記電圧変換部は、
前記基準電圧を生成する基準電圧生成部と、
前記基準電圧を入力する第１端子と、前記帰還電圧印加端子に接続される第２端子と、前記出力端子に接続される第３端子とを有し、前記第２端子から入力される帰還電圧が前記第１端子から入力される前記基準電圧より低い場合に前記第３端子から出力される出力電圧を高くし、前記第２端子から入力される帰還電圧が前記第１端子から入力される前記基準電圧よりも高い場合に前記第３端子から出力される出力電圧を低くする比較増幅部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の光源駆動回路。
【請求項３】
前記電圧生成部は、電流に比例した電圧を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の光源駆動回路。
【請求項４】
前記電圧生成部は、抵抗素子によって構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光源駆動回路。
【請求項５】
前記抵抗素子は、一端が前記光源接続部に接続され、他端がグランドに接続されることを特徴とする請求項４に記載の光源駆動回路。
【請求項６】
前記電圧降下部は、電流に比例して電圧降下することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光源駆動回路。
【請求項７】
前記電圧降下部は、抵抗素子によって構成されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光源駆動回路。
【請求項８】
前記電圧変換部の前記入力端子および前記出力端子の少なくとも一方に接続される平滑コンデンサをさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光源駆動回路。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の光源駆動回路と、
前記光源接続部に接続される光源素子とを備えることを特徴とする光源装置。
【請求項１０】
前記光源素子は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の光源装置を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１】
入力端子、出力端子、および帰還電圧印加端子を有し、基準電圧に基づいて前記入力端子から入力される入力電圧を前記出力端子から出力される出力電圧に変換する電圧変換部と、
電流に応じた電圧を生成する電圧生成部と、
前記出力端子と前記電圧生成部との間に位置し、光源素子が接続される光源接続部と、
カソードが前記出力端子に接続され、アノードが前記帰還電圧印加端子に接続されるツェナダイオードと、
前記帰還電圧印加端子と前記光源接続部との間に接続される電圧降下部とを備えることを特徴とする光源駆動回路。
【請求項２】
前記電圧変換部は、
前記基準電圧を生成する基準電圧生成部と、
前記基準電圧を入力する第１端子と、前記帰還電圧印加端子に接続される第２端子と、前記出力端子に接続される第３端子とを有し、前記第２端子から入力される帰還電圧が前記第１端子から入力される前記基準電圧より低い場合に前記第３端子から出力される出力電圧を高くし、前記第２端子から入力される帰還電圧が前記第１端子から入力される前記基準電圧よりも高い場合に前記第３端子から出力される出力電圧を低くする比較増幅部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の光源駆動回路。
【請求項３】
前記電圧生成部は、電流に比例した電圧を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の光源駆動回路。
【請求項４】
前記電圧生成部は、抵抗素子によって構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光源駆動回路。
【請求項５】
前記抵抗素子は、一端が前記光源接続部に接続され、他端がグランドに接続されることを特徴とする請求項４に記載の光源駆動回路。
【請求項６】
前記電圧降下部は、電流に比例して電圧降下することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光源駆動回路。
【請求項７】
前記電圧降下部は、抵抗素子によって構成されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光源駆動回路。
【請求項８】
前記電圧変換部の前記入力端子および前記出力端子の少なくとも一方に接続される平滑コンデンサをさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光源駆動回路。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の光源駆動回路と、
前記光源接続部に接続される光源素子とを備えることを特徴とする光源装置。
【請求項１０】
前記光源素子は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の光源装置を備えることを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−５６４９１（Ｐ２０１０−５６４９１Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２２８３７（Ｐ２００８−２２２８３７）
【出願日】平成２０年８月２９日（２００８．８．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２９日（２００８．８．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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