ＬＥＤ点灯装置及びこれを備えた表示装置
【課題】高速に制御しつつ、ＬＥＤ素子の導通幅を広くできるＬＥＤ点灯装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ点灯装置１０は、交流電源から供給された交流電圧を整流して第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間から整流電圧Ｖｒを出力する整流素子Ｂ１と、前記第１端子に一端が接続された第１のＬＥＤ素子１１−１と、前記第１のＬＥＤ素子の他端に一端が接続された第２のＬＥＤ素子１１−２と、前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記第２端子との間に接続され、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子に流れる電流を制御する電流制御部１３と、前記整流電圧が、前記第１のＬＥＤ素子及び前記第２のＬＥＤ素子が点灯するために必要な第１判定電圧未満の時に、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子の両端を短絡する短絡制御部１４と、を備える。
【解決手段】ＬＥＤ点灯装置１０は、交流電源から供給された交流電圧を整流して第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間から整流電圧Ｖｒを出力する整流素子Ｂ１と、前記第１端子に一端が接続された第１のＬＥＤ素子１１−１と、前記第１のＬＥＤ素子の他端に一端が接続された第２のＬＥＤ素子１１−２と、前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記第２端子との間に接続され、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子に流れる電流を制御する電流制御部１３と、前記整流電圧が、前記第１のＬＥＤ素子及び前記第２のＬＥＤ素子が点灯するために必要な第１判定電圧未満の時に、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子の両端を短絡する短絡制御部１４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ点灯装置及びこれを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図６に示すように、交流電源から供給された交流電圧を整流素子（ブリッジダイオード）Ｂ１で全波整流して、整流電圧を、直列接続された複数のＬＥＤ（ＬＥＤ１〜ＬＥＤＮ）で構成されたＬＥＤ素子１１０に加えることで、ＬＥＤ素子１１０を点灯させるＬＥＤ点灯装置が知られている。
【０００３】
このとき、電流制御部１３０が、ＬＥＤ素子１１０に流れる電流を一定電流に制御する。電流制御部１３０においては、抵抗Ｒ２０とツェナーダイオードＺＤ１０とにより生成された基準電圧がＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１０のゲートに供給され、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ１０と抵抗Ｒ１０が一定電流を流す。
【０００４】
Ｎ個のＬＥＤを点灯させるには、順方向電圧Ｖｆ×Ｎ以上の電圧が必要である。整流電圧は、例えば、０Ｖから１４０Ｖの間で周期的に変化するため、ＬＥＤ素子１１０が点灯する期間（つまり、ＬＥＤ素子１１０が導通する導通幅）は、整流電圧がＶｆ×Ｎ以上になっている期間に限られる。図７に示すように、例えば、この導通幅は、交流電圧が供給されている期間の約５０％である。
【０００５】
ＬＥＤ素子１１０の輝度を向上させるためには、電流を増やす方法又は導通幅を広くする方法がある。電流を増やすと発熱量及び消費電力が増加するため、導通幅を広くすることが好ましい。
【０００６】
導通幅を広くする技術として、直列接続された複数のＬＥＤの一部を短絡可能なスイッチを設けておき、ＬＥＤに流れる電流が減少すると、スイッチをオンして整流電圧が加えられるＬＥＤの数を減らし、電流が増加すると、スイッチをオフして整流電圧が加えられるＬＥＤの数を増やすＬＥＤ点灯装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４５８８４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１に記載のＬＥＤ点灯装置では、整流電圧の変化に対して遅れて変化するＬＥＤに流れる電流に基づいてスイッチを制御しているので、整流電圧がＬＥＤの数を増減すべき電圧となったタイミングから遅れてＬＥＤの数を制御することになる。
【０００９】
そこで、本発明は、高速に制御しつつ、ＬＥＤ素子の導通幅を広くできるＬＥＤ点灯装置及びこれを備えた表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る実施例に従ったＬＥＤ点灯装置は、
交流電源から供給された交流電圧を整流して第１端子及び第２端子間から整流電圧を出力する整流素子と、
前記第１端子に一端が接続された第１のＬＥＤ素子と、
前記第１のＬＥＤ素子の他端に一端が接続された第２のＬＥＤ素子と、
前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記第２端子との間に接続され、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子に流れる電流を制御する電流制御部と、
前記整流電圧が、前記第１のＬＥＤ素子及び前記第２のＬＥＤ素子が点灯するために必要な第１判定電圧未満の時に、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子の両端を短絡する短絡制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記短絡制御部は、
オン又はオフに切り替えられ、オン時に前記第２のＬＥＤ素子の両端を短絡する短絡スイッチと、
前記第１端子に一端が接続され、前記整流電圧が前記第１判定電圧以上の時に導通する電圧検出素子と、
前記第１端子に一端が接続された第１抵抗と、
前記電圧検出素子の他端に制御端子が接続され、前記第１抵抗の他端に一端が接続され、前記第２端子に他端が接続され、前記電圧検出素子が導通した時にオンする第１のスイッチング素子と、を有し、
前記短絡スイッチは、前記第１抵抗の前記他端の電圧がハイレベルの時にオンに制御され、ローレベルの時にオフに制御されてもよい。
【００１２】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記短絡スイッチは、Ｎ型ＭＯＳトランジスタであり、
前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタのドレインは前記第１のＬＥＤ素子の他端と前記第２のＬＥＤ素子の一端との接続点に接続され、前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタのソースは前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記電流制御部との接続点に接続され、
前記短絡制御部は、前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタのゲートとソースとの間の電圧を制限する電圧制限素子を有してもよい。
【００１３】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記短絡制御部は、前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記電流制御部との接続点から前記短絡制御部に電流が流れないように制限する電流制限素子を有してもよい。
【００１４】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記電流制御部は、
前記第２のＬＥＤ素子に一端が接続された電流制御トランジスタと、
前記電流制御トランジスタの他端と前記第２端子との間に接続された第２抵抗と、
前記第１端子に一端が接続された第３抵抗と、
前記第３抵抗の他端に一端が接続され、前記第２端子に他端が接続され、生成した基準電圧を前記一端から前記電流制御トランジスタの制御端子に供給する基準電圧生成素子と、を有してもよい。
【００１５】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記整流素子には、前記交流電源からの交流電圧が、オン又はオフに切り替えられ且つオフ時に抵抗成分を有するスイッチ部を介して、供給され、
さらに、
第４抵抗及び第５抵抗を有し、供給された前記整流電圧に基づいて前記第１端子及び第２端子間の抵抗を切り替える抵抗切り替え部を備え、
前記抵抗切り替え部は、前記整流電圧が第２判定電圧未満の時、前記第１端子及び第２端子間に前記第４抵抗を接続し、これにより前記第４抵抗を前記整流素子を介して前記スイッチ部に電気的に接続し、前記整流電圧が前記第２判定電圧以上の時、前記第１端子及び第２端子間に、前記第４抵抗に代えて、前記第４抵抗より高抵抗な前記第５抵抗を接続し、これにより前記第５抵抗を前記整流素子を介して前記スイッチ部に電気的に接続し、
前記第２判定電圧は、前記第１判定電圧以下であってもよい。
【００１６】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記スイッチ部がオフ時に、前記整流電圧は、前記スイッチ部の前記抵抗成分と前記第４抵抗とによって前記第２判定電圧未満に降圧されてもよい。
【００１７】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記第４抵抗は、前記スイッチ部の前記抵抗成分より低抵抗であってもよい。
【００１８】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記抵抗切り替え部は、
前記電圧検出素子の他端に制御端子が接続され、前記第５抵抗と前記第２端子との間に一端及び他端が接続され、前記電圧検出素子が導通した時にオンする第２のスイッチング素子と、
前記第２のスイッチング素子の前記一端に制御端子が接続され、前記第４抵抗と前記第２端子との間に一端及び他端が接続され、前記第２のスイッチング素子がオンした時にオフする第３のスイッチング素子と、を有してもよい。
【００１９】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記第１のＬＥＤ素子と前記第２のＬＥＤ素子は、それぞれ、直列接続された複数のＬＥＤで構成されていてもよい。
【００２０】
本発明の一態様に係る実施例に従ったＬＥＤ点灯装置は、
交流電源から供給された交流電圧を整流して第１端子及び第２端子間から整流電圧を出力する整流素子と、
前記第１端子と前記第２端子との間に直列接続された第１から第ｎ（ｎは３以上の整数）のＬＥＤ素子と、
前記第ｎのＬＥＤ素子の他端と前記第２端子との間に接続され、前記第１から第ｎのＬＥＤ素子の少なくとも何れかに流れる電流を制御する電流制御部と、
第１から第（ｎ−１）の短絡制御部と、を備え、
前記第１の短絡制御部は、前記整流電圧が、前記第１から第ｎのＬＥＤ素子が点灯するために必要な電圧未満の時に、前記第ｎのＬＥＤ素子の両端を短絡し、
前記第ｋ（ｋは２からｎ−１の整数）の短絡制御部は、前記整流電圧が、前記第１から第（ｎ−ｋ＋１）のＬＥＤ素子が点灯するために必要な電圧未満の時に、前記第（ｎ−ｋ＋１）から第ｎのＬＥＤ素子を短絡することを特徴とする。
【００２１】
本発明の一態様に係る実施例に従った表示装置は、
交流電源からの交流電圧が供給され、オン又はオフに切り替えられ且つオフ時に抵抗成分を有するスイッチ部と、
前記スイッチ部を介して供給された交流電圧を整流して第１端子及び第２端子間から整流電圧を出力する整流素子と、
前記第１端子に一端が接続された第１のＬＥＤ素子と、
前記第１のＬＥＤ素子の他端に一端が接続された第２のＬＥＤ素子と、
前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記第２端子との間に接続され、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子に流れる電流を制御する電流制御部と、
前記整流電圧が、前記第１のＬＥＤ素子及び前記第２のＬＥＤ素子が点灯するために必要な第１判定電圧未満の時に、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子の両端を短絡する短絡制御部と、
第４抵抗及び第５抵抗を有し、供給された前記整流電圧に基づいて前記第１端子及び第２端子間の抵抗を切り替える抵抗切り替え部と、を備え、
前記抵抗切り替え部は、前記整流電圧が第２判定電圧未満の時、前記第１端子及び第２端子間に前記第４抵抗を接続し、これにより前記第４抵抗を前記整流素子を介して前記スイッチ部に電気的に接続し、前記整流電圧が前記第２判定電圧以上の時、前記第１端子及び第２端子間に、前記第４抵抗に代えて、前記第４抵抗より高抵抗な前記第５抵抗を接続し、これにより前記第５抵抗を前記整流素子を介して前記スイッチ部に電気的に接続し、
前記第２判定電圧は、前記第１判定電圧以下である
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の一態様に係るＬＥＤ点灯装置によれば、短絡制御部が、整流電圧が第１判定電圧未満の時に、直列接続された第１のＬＥＤ素子及び第２のＬＥＤ素子のうちの一方を短絡するようにしている。これにより、整流電圧が第１判定電圧未満の時にはＬＥＤ素子の数を減らして点灯させることができ、整流電圧が第１判定電圧以上の時にはＬＥＤ素子の数を増やして点灯させることができる。従って、整流電圧がＬＥＤ素子の数を増減すべき第１判定電圧となったタイミングで、高速にＬＥＤ素子の数を制御することができ、これによりＬＥＤ素子の導通幅を広くできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１に係るＬＥＤ点灯装置の回路図である。
【図２】本発明の実施例１に係るＬＥＤ点灯装置の波形図である。
【図３】本発明の実施例２に係るＬＥＤ点灯装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例３に係るＬＥＤ点灯装置を備える表示装置の回路図である。
【図５】本発明の実施例３に係るＬＥＤ点灯装置の電流及び電圧を示す波形図である。
【図６】従来のＬＥＤ点灯装置の回路図である。
【図７】従来のＬＥＤ点灯装置の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る各実施例について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明の実施例１に係るＬＥＤ点灯装置１０の回路図である。ＬＥＤ点灯装置１０は、整流素子Ｂ１と、第１のＬＥＤ素子１１−１と、第２のＬＥＤ素子１１−２と、電流制御部１３と、短絡制御部１４と、を備える。
【００２６】
整流素子Ｂ１は、４つのダイオードで構成されたブリッジダイオードであり、交流電源から供給された交流電圧を全波整流して第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間から整流電圧Ｖｒを出力する。
【００２７】
第１のＬＥＤ素子１１−１は、第１端子Ｔ１にアノード（一端）が接続されている。第２のＬＥＤ素子１１−２は、第１のＬＥＤ素子１１−１のカソード（他端）にアノード（一端）が接続されている。本実施例では、第１のＬＥＤ素子１１−１は、直列接続された１５個のＬＥＤ（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１５）で構成され、第２のＬＥＤ素子１１−２は、直列接続された１９個のＬＥＤ（ＬＥＤ１６〜ＬＥＤ３４）で構成されている。
【００２８】
電流制御部１３は、第２のＬＥＤ素子１１−２のカソード（他端）と第２端子Ｔ２との間に接続され、第１のＬＥＤ素子１１−１または第２のＬＥＤ素子１１−２に流れる電流を制御する。
【００２９】
短絡制御部１４は、整流電圧Ｖｒが、第１のＬＥＤ素子１１−１及び第２のＬＥＤ素子１１−２が点灯するために必要な第１判定電圧未満の時に、第２のＬＥＤ素子１１−２の両端を短絡する。本実施例では、各ＬＥＤ（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３４）の順方向電圧をＶｆとすると、第１判定電圧は３４×Ｖｆである。短絡制御部１４は、第２のＬＥＤ素子１１−２に代えて、第１のＬＥＤ素子１１−１の両端を短絡するようにしてもよい。
【００３０】
本実施例では、電流制御部１３及び短絡制御部１４は、次のように構成されている。
【００３１】
電流制御部１３は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ（電流制御トランジスタ）Ｑ１と、抵抗（第２抵抗）Ｒ１と、抵抗（第３抵抗）Ｒ２と、ツェナーダイオード（基準電圧生成素子）ＺＤ１と、を有する。
【００３２】
Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ１は、第２のＬＥＤ素子１１−２のカソードにドレイン（一端）が接続されている。抵抗Ｒ１は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ１のソース（他端）と第２端子Ｔ２との間に接続されている。
【００３３】
抵抗Ｒ２は、第１端子Ｔ１に一端が接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１は、抵抗Ｒ２の他端にカソード（一端）が接続され、第２端子Ｔ２にアノード（他端）が接続され、生成した基準電圧をカソードからＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１のゲートに供給する。従って、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ１のゲートの電圧がほぼ一定となるように制御されるので、第１のＬＥＤ素子１１−１に流れる電流は、ほぼ一定に制御される。
【００３４】
短絡制御部１４は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ（短絡スイッチ）Ｑ２と、ツェナーダイオード（電圧検出素子）ＺＤ２と、抵抗（第１抵抗）Ｒ３と、抵抗Ｒ４と、ＮＰＮ型トランジスタ（第１のスイッチング素子）Ｑ３と、ツェナーダイオード（電圧制限素子）ＺＤ３と、ダイオード（電流制限素子）Ｄ１と、を有する。
【００３５】
Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のドレインは、第１のＬＥＤ素子１１−１のカソードと第２のＬＥＤ素子１１−２のアノードとの接続点に接続されている。Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のソースは、第２のＬＥＤ素子１１−２のカソードと、電流制御部１３のＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１のドレインとの接続点に、ダイオードＤ１を介して接続されている。これにより、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２は、オン又はオフに切り替えられ、オン時に第２のＬＥＤ素子１１−２の両端を短絡する。
【００３６】
ツェナーダイオードＺＤ２は、第１端子Ｔ１にカソード（一端）が接続され、抵抗Ｒ４の一端にアノード（他端）が接続されている。ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧は、第１判定電圧以下に設定されている。従って、ツェナーダイオードＺＤ２は、整流電圧Ｖｒが第１判定電圧以上の時には導通している。例えば、このツェナー電圧を第１判定電圧と等しく設定することで、最大の導通幅を得ることができる。後述するように、本実施例では、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧は、第１判定電圧未満に設定されている。
【００３７】
抵抗Ｒ３は、第１端子Ｔ１に一端が接続されている。ＮＰＮ型トランジスタＱ３は、ツェナーダイオードＺＤ２のアノード（他端）に、抵抗Ｒ４を介してベース（制御端子）が接続され、抵抗Ｒ３の他端にコレクタ（一端）が接続され、第２端子Ｔ２に抵抗Ｒ１を介してエミッタ（他端）が接続されている。これにより、ＮＰＮ型トランジスタＱ３は、ツェナーダイオードＺＤ２が導通した時、即ち整流電圧ＶｒがツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧以上の時にオンする。ＮＰＮ型トランジスタＱ３のエミッタは、抵抗Ｒ１を介さずに、直接、第２端子Ｔ２に接続されてもよい。
【００３８】
ＮＰＮ型トランジスタＱ３のコレクタと抵抗Ｒ３との接続点に、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のゲートが接続されている。これにより、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２は、抵抗Ｒ３の他端の電圧がハイレベルの時にオンに制御され、ローレベルの時にオフに制御される。
【００３９】
ツェナーダイオードＺＤ３は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のゲートにカソードが接続され、ソースにアノードが接続されている。これにより、ツェナーダイオードＺＤ３は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のゲートとソースとの間の電圧を、ツェナーダイオードＺＤ３のツェナー電圧に制限する。
【００４０】
ダイオードＤ１は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のソースにアノードが接続され、第２のＬＥＤ素子１１−２のカソードにカソードが接続されている。これにより、ダイオードＤ１は、第２のＬＥＤ素子１１−２のカソードと電流制御部１３との接続点から短絡制御部１４に電流が流れないように制限する。
【００４１】
次に、図２の波形図を参照して、ＬＥＤ点灯装置１０の動作を説明する。図２は、本発明の実施例１に係るＬＥＤ点灯装置の波形図である。
【００４２】
図２の時刻ｔ１からｔ３において、前述の様に、整流電圧ＶｒがツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧未満であるため、ツェナーダイオードＺＤ２は導通せず、ＮＰＮ型トランジスタＱ３はオフしている。これにより、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のゲート電圧は、端子Ｔ１の電圧とほぼ等しく（即ち、高く）なっていて、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２はオンしている。従って、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２は、ダイオードＤ１を介して第２のＬＥＤ素子１１−２の両端を短絡している。
【００４３】
第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間の電流経路には、第１のＬＥＤ素子１１−１を構成している１５個のＬＥＤ（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１５）のみが接続されるので、時刻ｔ２において整流電圧Ｖｒが順方向電圧Ｖｆ×１５を超えると、第１のＬＥＤ素子１１−１に電流が流れて、第１のＬＥＤ素子１１−１は点灯する。
【００４４】
時刻ｔ３において整流電圧ＶｒがツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧以上になると、ツェナーダイオードＺＤ２は導通して、ＮＰＮ型トランジスタＱ３はオンする。これにより、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のゲート電圧は低くなり、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２がオフする。即ち、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２は、第２のＬＥＤ素子１１−２の両端を短絡しないようになる。
【００４５】
従って、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間の電流経路には、第１のＬＥＤ素子１１−１及び第２のＬＥＤ素子１１−２を構成している３４個のＬＥＤ（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３４）が接続される。図示した例では、この時刻ｔ３においては、整流電圧Ｖｒは第１判定電圧（順方向電圧Ｖｆ×３４）未満であるので、第１のＬＥＤ素子１１−１及び第２のＬＥＤ素子１１−２に電流が流れなくなり、一旦消灯している。しかし、時刻ｔ４において整流電圧Ｖｒが第１判定電圧以上になると、第１のＬＥＤ素子１１−１及び第２のＬＥＤ素子１１−２に電流が流れて点灯する。前述のように、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧を第１判定電圧と等しくすることで、時刻ｔ３からｔ４の消灯期間を無くすことができる。
【００４６】
時刻ｔ４からｔ８においても、以上の説明と同様に動作する。即ち、時刻ｔ２からｔ３及びｔ６からｔ７の期間では、第１のＬＥＤ素子１１−１が点灯して、時刻ｔ４からｔ５の期間では、第１のＬＥＤ素子１１−１及び第２のＬＥＤ素子１１−２が点灯する。
【００４７】
従って、図示するように、交流電圧の１／２周期において、時刻ｔ２からｔ３及びｔ６からｔ７の期間だけ、短絡制御部１４を備えない場合よりも導通幅を広くできる。
【００４８】
なお、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２がオフしている期間では、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のゲート電圧がＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１のドレイン電圧より低くなっている。この場合でも、ダイオードＤ１の存在によって、第２のＬＥＤ素子１１−２のカソードとＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１のドレインとの接続点からツェナーダイオードＺＤ２を介してＮＰＮ型トランジスタＱ３に電流が流れないように制限しているので、誤動作や故障を起こす恐れが無い。
【００４９】
以上で説明したように、本実施例に係るＬＥＤ点灯装置１０によれば、短絡制御部１４が、整流電圧Ｖｒが第１判定電圧未満の時に、直列接続された第１のＬＥＤ素子１１−１及び第２のＬＥＤ素子１１−２のうちの、第２のＬＥＤ素子１１−２を短絡するようにしている。これにより、整流電圧Ｖｒが第１判定電圧未満の時にはＬＥＤ素子の数を減らして点灯させることができ、整流電圧Ｖｒが第１判定電圧以上の時にはＬＥＤ素子の数を増やして点灯させることができる。従って、整流電圧ＶｒがＬＥＤ素子の数を増減すべき第１判定電圧となったタイミングで、高速にＬＥＤ素子の数を制御することができ、これによりＬＥＤ素子の導通幅を広くできる。よって、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２に流す電流を増加させることなく、輝度を向上できる。さらに、フリッカ（ちらつき）を軽減することもできる。
【００５０】
また、短絡制御部１４を備えない従来のＬＥＤ点灯装置と同輝度にする場合、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２に流す電流を削減できるので、電力の損失を削減すると共に、発熱量を減らして温度上昇を抑制できる。
また、ＬＥＤ点灯装置１０は、高耐圧且つ高電力な部品を用いずに実現できる。
【００５１】
（実施例１の変形例）
電流制御部１３は、抵抗Ｒ１のみで構成してもよい。この場合、図１の電流制御部１３からＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１と抵抗Ｒ２とツェナーダイオードＺＤ１とを取り除くと共に、短絡制御部１４からダイオードＤ１を取り除く。その上で、ＮＰＮ型トランジスタＱ３のエミッタと、ツェナーダイオードＺＤ３のアノードと、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のソースと、第２のＬＥＤ素子１１−２のカソードとを、抵抗Ｒ１に接続する。このような構成によっても、導通幅を広くできる。
【実施例２】
【００５２】
本実施例では、３個以上のＬＥＤ素子および２個以上の短絡制御部を備え、整流電圧Ｖｒに応じて多段階にＬＥＤ素子の数を増減させる。
【００５３】
図３は、本発明の実施例２に係るＬＥＤ点灯装置１０ａの構成を示すブロック図である。ＬＥＤ点灯装置１０ａは、整流素子Ｂ１と、整流素子Ｂ１の第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に直列接続された第１から第ｎ（ｎは３以上の整数）のＬＥＤ素子１１−１〜１１−ｎと、第ｎのＬＥＤ素子の他端と第２端子との間に接続され、第１から第ｎのＬＥＤ素子の少なくとも何れかに流れる電流を制御する電流制御部１３と、第１から第（ｎ−１）の短絡制御部１４−１〜１４−（ｎ−１）と、を備える。
【００５４】
図３においては、第１のＬＥＤ素子１１−１，第２のＬＥＤ素子１１−２および第ｎのＬＥＤ素子１１−ｎのみを図示して、他のＬＥＤ素子は図示を省略している。また、第１の短絡制御部１４−１および第（ｎ−１）の短絡制御部１４−（ｎ−１）のみを図示して、他の短絡制御部は図示を省略している。
【００５５】
各短絡制御部１４−１〜１４−（ｎ−１）は、図１の短絡制御部１４と同様の回路構成を有している。整流素子Ｂ１と電流制御部１３は、図１のものと同一である。
【００５６】
第１の短絡制御部１４−１は、整流電圧Ｖｒが、第１から第ｎのＬＥＤ素子１１−１〜１１−ｎが点灯するために必要な電圧未満の時に、第ｎのＬＥＤ素子１１−ｎの両端を短絡する。
【００５７】
第（ｎ−１）の短絡制御部１４−（ｎ−１）は、整流電圧Ｖｒが、第１から第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２が点灯するために必要な電圧未満の時に、第２から第ｎのＬＥＤ素子１１−２〜１１−ｎを短絡する。
【００５８】
即ち、第ｋ（ｋは２からｎ−１の整数）の短絡制御部は、整流電圧Ｖｒが、第１から第（ｎ−ｋ＋１）のＬＥＤ素子が点灯するために必要な電圧未満の時に、第（ｎ−ｋ＋１）から第ｎのＬＥＤ素子を短絡する。
【００５９】
このような構成により、整流電圧Ｖｒが０Ｖから最大値まで増加するのに応じて、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間の電流経路に接続されるＬＥＤ素子の数は、１つずつ増加していく。また、整流電圧Ｖｒが最大値から０Ｖまで低下するのに応じて、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間の電流経路に接続されるＬＥＤ素子の数は、１つずつ減少していく。これにより、導通幅を実施例１よりも広くできる。
【実施例３】
【００６０】
実施例３は、抵抗切り替え部を備えるようにした点が実施例１と異なる。
【００６１】
図４は、本発明の実施例３に係るＬＥＤ点灯装置１０ｂを備える表示装置の回路図である。表示装置は、ＬＥＤ点灯装置１０ｂと、信号機制御盤（制御部）２０と、を備える。本実施例では、表示装置は、歩行者用信号機を構成しているものとする。
【００６２】
信号機制御盤２０は、電源Ｅに直列接続された半導体リレー（スイッチ部）ＳＳＲ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｒｅｌａｙ）を有する。半導体リレーＳＳＲは、オン又はオフに切り替えられ且つオフ時に抵抗成分Ｒｓｓｒを有する。即ち、半導体リレーＳＳＲは、等価回路で表すと、スイッチＳＷ１と抵抗成分Ｒｓｓｒとが入出力端子間に並列接続されている。抵抗成分Ｒｓｓｒは、例えば数十ｋΩであり、半導体リレーＳＳＲの形式によって異なる。
【００６３】
ＬＥＤ点灯装置１０ｂには、交流電源Ｅからの交流電圧が、半導体リレーＳＳＲを介して、供給される。つまり、半導体リレーＳＳＲがオン時には、スイッチＳＷ１が閉じ、交流電源Ｅからの交流電圧がスイッチＳＷ１を介してそのままＬＥＤ点灯装置１０ｂに供給される。半導体リレーＳＳＲがオフ時には、スイッチＳＷ１が開き、交流電源Ｅからの交流電圧が抵抗成分Ｒｓｓｒを介してＬＥＤ点灯装置１０ｂに供給される。
【００６４】
ＬＥＤ点灯装置１０ｂは、図１のＬＥＤ点灯装置１０の構成に加え、抵抗切り替え部１６をさらに備える。抵抗切り替え部１６以外の回路構成は、図１のＬＥＤ点灯装置１０と同一であるため、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
抵抗切り替え部１６は、抵抗（第４抵抗）Ｒ５及び抵抗（第５抵抗）Ｒ６を有し、供給された整流電圧Ｖｒに基づいて第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間の抵抗を切り替える。抵抗Ｒ５は、一端が第１端子Ｔ１に接続され、半導体リレーＳＳＲの抵抗成分Ｒｓｓｒより低抵抗である。抵抗Ｒ６は、一端が第１端子Ｔ１に接続され、抵抗Ｒ５より高抵抗である。例えば、抵抗Ｒ６の抵抗値は、抵抗Ｒ５の抵抗値の十倍以上である。本実施例では、抵抗Ｒ５は約５ｋΩであり、抵抗Ｒ６は約２００ｋΩである。
【００６６】
具体的には、抵抗切り替え部１６は、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧未満の時、整流素子Ｂ１の第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間に抵抗Ｒ５を電気的に接続し、これにより抵抗Ｒ５を、整流素子Ｂ１を介して半導体リレーＳＳＲに電気的に接続する。よって、半導体リレーＳＳＲがオフ時に、整流電圧Ｖｒは、半導体リレーＳＳＲの抵抗成分Ｒｓｓｒと抵抗Ｒ５とによって降圧される。半導体リレーＳＳＲがオフ時に、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧未満になるように、抵抗Ｒ５の値が設定されている。従って、半導体リレーＳＳＲがオフ時には、定常的に、抵抗Ｒ５が半導体リレーＳＳＲに電気的に接続されるようになっている。上記第２判定電圧は、実施例１で説明した第１判定電圧以下である。
【００６７】
また、抵抗切り替え部１６は、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧以上の時、整流素子Ｂ１の第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間に、抵抗Ｒ５に代えて、抵抗Ｒ６を電気的に接続し、これにより抵抗Ｒ６を、整流素子Ｂ１を介して半導体リレーＳＳＲに電気的に接続する。
【００６８】
本実施例では、抵抗切り替え部１６は、ＮＰＮトランジスタ（第２のスイッチング素子）Ｑ４と、ＮＰＮトランジスタ（第３のスイッチング素子）Ｑ５と、抵抗Ｒ７と、をさらに有する。
【００６９】
ＮＰＮトランジスタＱ４は、短絡制御部１４に含まれるツェナーダイオードＺＤ２のアノード（他端）に、電流制限用の抵抗Ｒ７を介してベース（制御端子）が接続され、抵抗Ｒ６の他端にコレクタ（一端）が接続され、第２端子Ｔ２にエミッタ（他端）が接続されている。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ４は、ツェナーダイオードＺＤ２が導通した時に、抵抗Ｒ７を介してベースに電流が流れてオンする。即ち、本実施例において、第２判定電圧は、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧と等しい。
【００７０】
ＮＰＮトランジスタＱ５は、ＮＰＮトランジスタＱ４のコレクタにベース（制御端子）が接続され、抵抗Ｒ５の他端にコレクタ（一端）が接続され、第２端子Ｔ２にエミッタ（他端）が接続されている。ＮＰＮトランジスタＱ５は、ＮＰＮトランジスタＱ４がオンした時にオフする。
【００７１】
次に、本実施例のＬＥＤ点灯装置１０ｂの動作を説明する。なお、本実施例では、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧を、実施例１より低く設定しているものとして説明する。
【００７２】
（１）半導体リレーＳＳＲがオフ時
半導体リレーＳＳＲがオフ時、ＬＥＤ点灯装置１０ｂは、抵抗Ｒ５に電流を流すように動作する。この時、交流電圧は抵抗成分Ｒｓｓｒを介して供給されるため、整流素子Ｂ１の第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間のインピーダンスに応じて、整流電圧Ｖｒは交流電圧より低い電圧となる。
【００７３】
交流電圧の増加に応じて整流電圧Ｖｒが０Ｖから増加した直後、整流電圧Ｖｒは第２判定電圧未満であるため、ツェナーダイオードＺＤ２は導通しない。従って、ＮＰＮトランジスタＱ４はオフする。一方、整流電圧Ｖｒによって、抵抗Ｒ６を介してＮＰＮトランジスタＱ５のベースに電流が流れるので、ＮＰＮトランジスタＱ５がオンする。これにより、オフ状態にある半導体リレーＳＳＲの抵抗成分Ｒｓｓｒと、整流素子Ｂ１と、抵抗Ｒ５と、ＮＰＮトランジスタＱ５と、に電流が流れる。従って、交流電源Ｅからの交流電圧は、半導体リレーＳＳＲの抵抗成分Ｒｓｓｒと抵抗Ｒ５とによって分圧される。得られた整流電圧Ｖｒは、前述のように、第２判定電圧未満に降圧されている。よって、交流電圧が最大となっても第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２に電流が流れることは無いため、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２は点灯しない。
【００７４】
（２）半導体リレーＳＳＲがオン時
図５は、本発明の実施例３に係るＬＥＤ点灯装置１０ｂの電流及び電圧を示す波形図である。図５は、半導体リレーＳＳＲがオン時の各波形を、交流電圧の１／２周期に対応する期間だけ示している。図５（ａ）は、整流電圧Ｖｒと、第１のＬＥＤ素子１１−１の電流とを示す。図５（ｂ）は、ＬＥＤ点灯装置１０ｂの抵抗Ｒ５の電流を示す。
【００７５】
半導体リレーＳＳＲがオン時、交流電圧は閉状態のスイッチＳＷ１を介して直接的に供給されるため、整流電圧Ｖｒは交流電圧とほぼ等しい電圧となる。時刻ｔ１からｔ３まで、交流電圧の増加に応じて整流電圧Ｖｒが０Ｖから増加していくが、整流電圧Ｖｒは第２判定電圧未満であるため、ツェナーダイオードＺＤ２は導通しない。一方、整流電圧Ｖｒによって、抵抗Ｒ６を介してＮＰＮトランジスタＱ５のベースに電流が流れるので、ＮＰＮトランジスタＱ５がオンして、抵抗Ｒ５に電流が流れる。図５（ｂ）に示すように、整流電圧Ｖｒの増加に合わせて抵抗Ｒ５の電流は増加する。
【００７６】
また、この時刻ｔ１からｔ３までにおいて、実施例１で述べたように、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間の電流経路には、第１のＬＥＤ素子１１−１が接続される。従って、時刻ｔ２において、整流電圧Ｖｒが、第１のＬＥＤ素子１１−１が点灯するために必要な電圧以上になると、図５（ａ）に示すように、第１のＬＥＤ素子１１−１に電流が流れる。これにより、第１のＬＥＤ素子１１−１が点灯する。
【００７７】
時刻ｔ３において、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧に達すると、ツェナーダイオードＺＤ２は導通する。これにより、ツェナーダイオードＺＤ２及び抵抗Ｒ７を介してＮＰＮトランジスタＱ４のベースに電流が流れるので、ＮＰＮトランジスタＱ４がオンして、抵抗Ｒ６に流れる電流が増加する。すると、ＮＰＮトランジスタＱ５のベース電圧が低下して、ＮＰＮトランジスタＱ５はオフする。従って、図５（ｂ）に示すように、抵抗Ｒ５に電流が流れないようになる。前述のように、抵抗Ｒ６は抵抗Ｒ５の数十倍の抵抗値を有するので、抵抗Ｒ６に流れる電流は、抵抗Ｒ５に流れる電流に比して十分に小さい。
【００７８】
また、この時刻ｔ３において、実施例１で述べたように、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間の電流経路には、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２が接続される。時刻ｔ４までは、整流電圧Ｖｒが第１判定電圧未満であるため、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２に電流が流れなくなる。これにより、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２は、一旦消灯する。
【００７９】
時刻ｔ４において、整流電圧Ｖｒが第１判定電圧以上になると、図５（ａ）に示すように、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２に電流が流れる。これにより、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２が点灯する。
【００８０】
時刻ｔ５において、整流電圧Ｖｒが第１判定電圧未満になると、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２に電流が流れないようになる。
【００８１】
時刻ｔ６から時刻ｔ８において、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧未満になると、ツェナーダイオードＺＤ２は導通しないようになる。従って、時刻ｔ１からｔ３と同様に、抵抗Ｒ５に電流が流れる。
【００８２】
また、この時刻ｔ６からｔ８までにおいて、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間の電流経路には、第１のＬＥＤ素子１１−１が接続される。従って、時刻ｔ６からｔ７まで、図５（ａ）に示すように、第１のＬＥＤ素子１１−１に電流が流れる。
【００８３】
このように、時刻ｔ１からｔ３及び時刻ｔ６からｔ８の各期間Ｔ１において、抵抗Ｒ５に電流が流れ、時刻ｔ３からｔ６において、抵抗Ｒ５に電流が流れず、抵抗Ｒ６に電流が流れる。
【００８４】
前述のように、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧より低い期間で、抵抗Ｒ５に電流が流れる。従って、第２判定電圧を低くすることで、抵抗Ｒ５に電流が流れる期間を短縮できる。これにより、抵抗Ｒ５に流れる電流の最大値及び総量、並びに、抵抗Ｒ５に印加される電圧の最大値を低減できるので、抵抗Ｒ５での電力の損失も削減できる。
【００８５】
以上で説明したように、本実施例に係るＬＥＤ点灯装置１０ｂによれば、抵抗切り替え部１６が、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧未満の時、抵抗Ｒ５を、整流素子Ｂ１を介して半導体リレーＳＳＲに電気的に接続するようにしている。また、抵抗切り替え部１６が、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧以上の時、抵抗Ｒ５より高抵抗である抵抗Ｒ６を、整流素子Ｂ１を介して半導体リレーＳＳＲに電気的に接続するようにしている。また、上記第２判定電圧は、第１判定電圧以下になるようにしている。これにより、半導体リレーＳＳＲがオフ時には、整流電圧Ｖｒは、半導体リレーＳＳＲの抵抗成分Ｒｓｓｒと抵抗Ｒ５とによって降圧されるので、半導体リレーＳＳＲの抵抗成分Ｒｓｓｒが存在しても、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２を点灯しないようにできる。
【００８６】
また、半導体リレーＳＳＲがオン時には、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧以上になると、電流は抵抗Ｒ５に流れず高抵抗な抵抗Ｒ６に流れる。従って、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２の点灯に寄与しない電流が低抵抗な抵抗Ｒ５に流れる期間を短縮して、電力損失及び発熱量を低減できる。発熱量を低減できることで、歩行者用信号機の低い放熱性にも拘らず、ＬＥＤ点灯装置１０ｂの耐久性及び信頼性を向上できる。
【００８７】
このように、本実施例に係るＬＥＤ点灯装置１０ｂでは、抵抗Ｒ５の電力損失及び発熱量を低減できるので、抵抗Ｒ５として、小型、低耐圧且つ小電力な抵抗器を用いることもできる。従って、低コスト化できる。
【００８８】
さらに、抵抗Ｒ５に電流が流れる期間を短縮できることで、抵抗Ｒ５を低抵抗にしても、電力損失及び発熱量を低減できる。これにより、抵抗成分Ｒｓｓｒが低い半導体リレーＳＳＲを用いても、半導体リレーＳＳＲがオフ時に、整流電圧Ｖｒを十分に降圧させて、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２を点灯しないようにできる。従って、様々な形式（メーカー）の半導体リレーＳＳＲを用いることができる。
【００８９】
また、抵抗Ｒ５に電流が流れる期間は、整流電圧Ｖｒによって決定される。従って、その期間は、直列接続されたＬＥＤの数、及び、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２の電流値等には影響されない。
さらにまた、実施例１と同様の効果も得られる。
【００９０】
（実施例３の変形例）
上記実施例３では、抵抗Ｒ７をツェナーダイオードＺＤ２のアノードに接続する一例について説明したが、例えば、第１端子Ｔ１と抵抗Ｒ２との間に追加のツェナーダイオードを設けて、この追加のツェナーダイオードのアノードに抵抗Ｒ７を接続してもよい。このようにすると、第２判定電圧は追加のツェナーダイオードのツェナー電圧と等しくなるので、第２判定電圧を、第２のＬＥＤ素子１１−２を短絡させる電圧（ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧）とは無関係に設定できる。
【００９１】
従って、第２のＬＥＤ素子１１−２を短絡させる電圧を第１判定電圧と等しくした上で、第２判定電圧を図５の例より低くすれば、図５の時刻ｔ３からｔ４及びｔ５からｔ６にも第１のＬＥＤ素子１１−１を点灯させると共に、抵抗Ｒ５に電流が流れる期間をさらに短縮できる。このようにすると、抵抗Ｒ５に電流が流れる期間は、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２の導通幅に影響されない。
【００９２】
以上、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができる。
【００９３】
例えば、上記実施例３では、スイッチ部は半導体リレーＳＳＲである一例について説明したが、これに限られない。つまり、スイッチ部は、オフ時に交流電圧を遮断できない特性を有する素子であれば良い。例えば、スイッチ部は、交流電源Ｅからの交流電圧が供給され、オン又はオフに切り替えられ且つオフ時に抵抗成分を有する調光器（ディマー）でも良い。例えば、調光器は、オン時には第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２の明るさを調光できる。また、調光器は、オフ時には抵抗成分を有するが、上記実施例３のＬＥＤ点灯装置１０ｂによれば、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２を消灯できる。
【００９４】
また、表示装置が歩行者用信号機を構成している一例を説明したが、これに限られない。表示装置は、自動車用信号機を構成しても良く、また、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２の点灯及び消灯によって何らかの情報を表示するような装置でも良い。
さらに、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２は、１つ又は複数のＬＥＤで構成されていても良い。
また、短絡スイッチをＰ型ＭＯＳトランジスタで構成してもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１０，１０ａ，１０ｂ ＬＥＤ点灯装置
Ｂ１ 整流素子
１１−１ 第１のＬＥＤ素子
１１−２ 第２のＬＥＤ素子
１１−ｎ 第ｎのＬＥＤ素子
１３ 電流制御部
１４ 短絡制御部
１４−１ 第１の短絡制御部
１４−（ｎ−１） 第（ｎ−１）の短絡制御部
１６ 抵抗切り替え部
Ｑ１ Ｎ型ＭＯＳトランジスタ（電流制御トランジスタ）
Ｑ２ Ｎ型ＭＯＳトランジスタ（短絡スイッチ）
Ｑ３ ＮＰＮ型トランジスタ（第１のスイッチング素子）
Ｑ４ ＮＰＮ型トランジスタ（第２のスイッチング素子）
Ｑ５ ＮＰＮ型トランジスタ（第３のスイッチング素子）
ＺＤ１ ツェナーダイオード（基準電圧生成素子）
ＺＤ２ ツェナーダイオード（電圧検出素子）
ＺＤ３ ツェナーダイオード（電圧制限素子）
Ｄ１ ダイオード（電流制限素子）
Ｒ１ 抵抗（第２抵抗）
Ｒ２ 抵抗（第３抵抗）
Ｒ３ 抵抗（第１抵抗）
Ｒ４ 抵抗
Ｒ５ 抵抗（第４抵抗）
Ｒ６ 抵抗（第５抵抗）
Ｒ７ 抵抗
２０ 信号機制御盤（制御部）
ＳＳＲ 半導体リレー（スイッチ部）
Ｒｓｓｒ 抵抗成分
ＳＷ１ スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ点灯装置及びこれを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図６に示すように、交流電源から供給された交流電圧を整流素子（ブリッジダイオード）Ｂ１で全波整流して、整流電圧を、直列接続された複数のＬＥＤ（ＬＥＤ１〜ＬＥＤＮ）で構成されたＬＥＤ素子１１０に加えることで、ＬＥＤ素子１１０を点灯させるＬＥＤ点灯装置が知られている。
【０００３】
このとき、電流制御部１３０が、ＬＥＤ素子１１０に流れる電流を一定電流に制御する。電流制御部１３０においては、抵抗Ｒ２０とツェナーダイオードＺＤ１０とにより生成された基準電圧がＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１０のゲートに供給され、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ１０と抵抗Ｒ１０が一定電流を流す。
【０００４】
Ｎ個のＬＥＤを点灯させるには、順方向電圧Ｖｆ×Ｎ以上の電圧が必要である。整流電圧は、例えば、０Ｖから１４０Ｖの間で周期的に変化するため、ＬＥＤ素子１１０が点灯する期間（つまり、ＬＥＤ素子１１０が導通する導通幅）は、整流電圧がＶｆ×Ｎ以上になっている期間に限られる。図７に示すように、例えば、この導通幅は、交流電圧が供給されている期間の約５０％である。
【０００５】
ＬＥＤ素子１１０の輝度を向上させるためには、電流を増やす方法又は導通幅を広くする方法がある。電流を増やすと発熱量及び消費電力が増加するため、導通幅を広くすることが好ましい。
【０００６】
導通幅を広くする技術として、直列接続された複数のＬＥＤの一部を短絡可能なスイッチを設けておき、ＬＥＤに流れる電流が減少すると、スイッチをオンして整流電圧が加えられるＬＥＤの数を減らし、電流が増加すると、スイッチをオフして整流電圧が加えられるＬＥＤの数を増やすＬＥＤ点灯装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４５８８４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１に記載のＬＥＤ点灯装置では、整流電圧の変化に対して遅れて変化するＬＥＤに流れる電流に基づいてスイッチを制御しているので、整流電圧がＬＥＤの数を増減すべき電圧となったタイミングから遅れてＬＥＤの数を制御することになる。
【０００９】
そこで、本発明は、高速に制御しつつ、ＬＥＤ素子の導通幅を広くできるＬＥＤ点灯装置及びこれを備えた表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る実施例に従ったＬＥＤ点灯装置は、
交流電源から供給された交流電圧を整流して第１端子及び第２端子間から整流電圧を出力する整流素子と、
前記第１端子に一端が接続された第１のＬＥＤ素子と、
前記第１のＬＥＤ素子の他端に一端が接続された第２のＬＥＤ素子と、
前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記第２端子との間に接続され、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子に流れる電流を制御する電流制御部と、
前記整流電圧が、前記第１のＬＥＤ素子及び前記第２のＬＥＤ素子が点灯するために必要な第１判定電圧未満の時に、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子の両端を短絡する短絡制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記短絡制御部は、
オン又はオフに切り替えられ、オン時に前記第２のＬＥＤ素子の両端を短絡する短絡スイッチと、
前記第１端子に一端が接続され、前記整流電圧が前記第１判定電圧以上の時に導通する電圧検出素子と、
前記第１端子に一端が接続された第１抵抗と、
前記電圧検出素子の他端に制御端子が接続され、前記第１抵抗の他端に一端が接続され、前記第２端子に他端が接続され、前記電圧検出素子が導通した時にオンする第１のスイッチング素子と、を有し、
前記短絡スイッチは、前記第１抵抗の前記他端の電圧がハイレベルの時にオンに制御され、ローレベルの時にオフに制御されてもよい。
【００１２】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記短絡スイッチは、Ｎ型ＭＯＳトランジスタであり、
前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタのドレインは前記第１のＬＥＤ素子の他端と前記第２のＬＥＤ素子の一端との接続点に接続され、前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタのソースは前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記電流制御部との接続点に接続され、
前記短絡制御部は、前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタのゲートとソースとの間の電圧を制限する電圧制限素子を有してもよい。
【００１３】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記短絡制御部は、前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記電流制御部との接続点から前記短絡制御部に電流が流れないように制限する電流制限素子を有してもよい。
【００１４】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記電流制御部は、
前記第２のＬＥＤ素子に一端が接続された電流制御トランジスタと、
前記電流制御トランジスタの他端と前記第２端子との間に接続された第２抵抗と、
前記第１端子に一端が接続された第３抵抗と、
前記第３抵抗の他端に一端が接続され、前記第２端子に他端が接続され、生成した基準電圧を前記一端から前記電流制御トランジスタの制御端子に供給する基準電圧生成素子と、を有してもよい。
【００１５】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記整流素子には、前記交流電源からの交流電圧が、オン又はオフに切り替えられ且つオフ時に抵抗成分を有するスイッチ部を介して、供給され、
さらに、
第４抵抗及び第５抵抗を有し、供給された前記整流電圧に基づいて前記第１端子及び第２端子間の抵抗を切り替える抵抗切り替え部を備え、
前記抵抗切り替え部は、前記整流電圧が第２判定電圧未満の時、前記第１端子及び第２端子間に前記第４抵抗を接続し、これにより前記第４抵抗を前記整流素子を介して前記スイッチ部に電気的に接続し、前記整流電圧が前記第２判定電圧以上の時、前記第１端子及び第２端子間に、前記第４抵抗に代えて、前記第４抵抗より高抵抗な前記第５抵抗を接続し、これにより前記第５抵抗を前記整流素子を介して前記スイッチ部に電気的に接続し、
前記第２判定電圧は、前記第１判定電圧以下であってもよい。
【００１６】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記スイッチ部がオフ時に、前記整流電圧は、前記スイッチ部の前記抵抗成分と前記第４抵抗とによって前記第２判定電圧未満に降圧されてもよい。
【００１７】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記第４抵抗は、前記スイッチ部の前記抵抗成分より低抵抗であってもよい。
【００１８】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記抵抗切り替え部は、
前記電圧検出素子の他端に制御端子が接続され、前記第５抵抗と前記第２端子との間に一端及び他端が接続され、前記電圧検出素子が導通した時にオンする第２のスイッチング素子と、
前記第２のスイッチング素子の前記一端に制御端子が接続され、前記第４抵抗と前記第２端子との間に一端及び他端が接続され、前記第２のスイッチング素子がオンした時にオフする第３のスイッチング素子と、を有してもよい。
【００１９】
上記ＬＥＤ点灯装置において、
前記第１のＬＥＤ素子と前記第２のＬＥＤ素子は、それぞれ、直列接続された複数のＬＥＤで構成されていてもよい。
【００２０】
本発明の一態様に係る実施例に従ったＬＥＤ点灯装置は、
交流電源から供給された交流電圧を整流して第１端子及び第２端子間から整流電圧を出力する整流素子と、
前記第１端子と前記第２端子との間に直列接続された第１から第ｎ（ｎは３以上の整数）のＬＥＤ素子と、
前記第ｎのＬＥＤ素子の他端と前記第２端子との間に接続され、前記第１から第ｎのＬＥＤ素子の少なくとも何れかに流れる電流を制御する電流制御部と、
第１から第（ｎ−１）の短絡制御部と、を備え、
前記第１の短絡制御部は、前記整流電圧が、前記第１から第ｎのＬＥＤ素子が点灯するために必要な電圧未満の時に、前記第ｎのＬＥＤ素子の両端を短絡し、
前記第ｋ（ｋは２からｎ−１の整数）の短絡制御部は、前記整流電圧が、前記第１から第（ｎ−ｋ＋１）のＬＥＤ素子が点灯するために必要な電圧未満の時に、前記第（ｎ−ｋ＋１）から第ｎのＬＥＤ素子を短絡することを特徴とする。
【００２１】
本発明の一態様に係る実施例に従った表示装置は、
交流電源からの交流電圧が供給され、オン又はオフに切り替えられ且つオフ時に抵抗成分を有するスイッチ部と、
前記スイッチ部を介して供給された交流電圧を整流して第１端子及び第２端子間から整流電圧を出力する整流素子と、
前記第１端子に一端が接続された第１のＬＥＤ素子と、
前記第１のＬＥＤ素子の他端に一端が接続された第２のＬＥＤ素子と、
前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記第２端子との間に接続され、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子に流れる電流を制御する電流制御部と、
前記整流電圧が、前記第１のＬＥＤ素子及び前記第２のＬＥＤ素子が点灯するために必要な第１判定電圧未満の時に、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子の両端を短絡する短絡制御部と、
第４抵抗及び第５抵抗を有し、供給された前記整流電圧に基づいて前記第１端子及び第２端子間の抵抗を切り替える抵抗切り替え部と、を備え、
前記抵抗切り替え部は、前記整流電圧が第２判定電圧未満の時、前記第１端子及び第２端子間に前記第４抵抗を接続し、これにより前記第４抵抗を前記整流素子を介して前記スイッチ部に電気的に接続し、前記整流電圧が前記第２判定電圧以上の時、前記第１端子及び第２端子間に、前記第４抵抗に代えて、前記第４抵抗より高抵抗な前記第５抵抗を接続し、これにより前記第５抵抗を前記整流素子を介して前記スイッチ部に電気的に接続し、
前記第２判定電圧は、前記第１判定電圧以下である
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の一態様に係るＬＥＤ点灯装置によれば、短絡制御部が、整流電圧が第１判定電圧未満の時に、直列接続された第１のＬＥＤ素子及び第２のＬＥＤ素子のうちの一方を短絡するようにしている。これにより、整流電圧が第１判定電圧未満の時にはＬＥＤ素子の数を減らして点灯させることができ、整流電圧が第１判定電圧以上の時にはＬＥＤ素子の数を増やして点灯させることができる。従って、整流電圧がＬＥＤ素子の数を増減すべき第１判定電圧となったタイミングで、高速にＬＥＤ素子の数を制御することができ、これによりＬＥＤ素子の導通幅を広くできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１に係るＬＥＤ点灯装置の回路図である。
【図２】本発明の実施例１に係るＬＥＤ点灯装置の波形図である。
【図３】本発明の実施例２に係るＬＥＤ点灯装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例３に係るＬＥＤ点灯装置を備える表示装置の回路図である。
【図５】本発明の実施例３に係るＬＥＤ点灯装置の電流及び電圧を示す波形図である。
【図６】従来のＬＥＤ点灯装置の回路図である。
【図７】従来のＬＥＤ点灯装置の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る各実施例について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明の実施例１に係るＬＥＤ点灯装置１０の回路図である。ＬＥＤ点灯装置１０は、整流素子Ｂ１と、第１のＬＥＤ素子１１−１と、第２のＬＥＤ素子１１−２と、電流制御部１３と、短絡制御部１４と、を備える。
【００２６】
整流素子Ｂ１は、４つのダイオードで構成されたブリッジダイオードであり、交流電源から供給された交流電圧を全波整流して第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間から整流電圧Ｖｒを出力する。
【００２７】
第１のＬＥＤ素子１１−１は、第１端子Ｔ１にアノード（一端）が接続されている。第２のＬＥＤ素子１１−２は、第１のＬＥＤ素子１１−１のカソード（他端）にアノード（一端）が接続されている。本実施例では、第１のＬＥＤ素子１１−１は、直列接続された１５個のＬＥＤ（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１５）で構成され、第２のＬＥＤ素子１１−２は、直列接続された１９個のＬＥＤ（ＬＥＤ１６〜ＬＥＤ３４）で構成されている。
【００２８】
電流制御部１３は、第２のＬＥＤ素子１１−２のカソード（他端）と第２端子Ｔ２との間に接続され、第１のＬＥＤ素子１１−１または第２のＬＥＤ素子１１−２に流れる電流を制御する。
【００２９】
短絡制御部１４は、整流電圧Ｖｒが、第１のＬＥＤ素子１１−１及び第２のＬＥＤ素子１１−２が点灯するために必要な第１判定電圧未満の時に、第２のＬＥＤ素子１１−２の両端を短絡する。本実施例では、各ＬＥＤ（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３４）の順方向電圧をＶｆとすると、第１判定電圧は３４×Ｖｆである。短絡制御部１４は、第２のＬＥＤ素子１１−２に代えて、第１のＬＥＤ素子１１−１の両端を短絡するようにしてもよい。
【００３０】
本実施例では、電流制御部１３及び短絡制御部１４は、次のように構成されている。
【００３１】
電流制御部１３は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ（電流制御トランジスタ）Ｑ１と、抵抗（第２抵抗）Ｒ１と、抵抗（第３抵抗）Ｒ２と、ツェナーダイオード（基準電圧生成素子）ＺＤ１と、を有する。
【００３２】
Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ１は、第２のＬＥＤ素子１１−２のカソードにドレイン（一端）が接続されている。抵抗Ｒ１は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ１のソース（他端）と第２端子Ｔ２との間に接続されている。
【００３３】
抵抗Ｒ２は、第１端子Ｔ１に一端が接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１は、抵抗Ｒ２の他端にカソード（一端）が接続され、第２端子Ｔ２にアノード（他端）が接続され、生成した基準電圧をカソードからＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１のゲートに供給する。従って、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ１のゲートの電圧がほぼ一定となるように制御されるので、第１のＬＥＤ素子１１−１に流れる電流は、ほぼ一定に制御される。
【００３４】
短絡制御部１４は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ（短絡スイッチ）Ｑ２と、ツェナーダイオード（電圧検出素子）ＺＤ２と、抵抗（第１抵抗）Ｒ３と、抵抗Ｒ４と、ＮＰＮ型トランジスタ（第１のスイッチング素子）Ｑ３と、ツェナーダイオード（電圧制限素子）ＺＤ３と、ダイオード（電流制限素子）Ｄ１と、を有する。
【００３５】
Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のドレインは、第１のＬＥＤ素子１１−１のカソードと第２のＬＥＤ素子１１−２のアノードとの接続点に接続されている。Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のソースは、第２のＬＥＤ素子１１−２のカソードと、電流制御部１３のＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１のドレインとの接続点に、ダイオードＤ１を介して接続されている。これにより、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２は、オン又はオフに切り替えられ、オン時に第２のＬＥＤ素子１１−２の両端を短絡する。
【００３６】
ツェナーダイオードＺＤ２は、第１端子Ｔ１にカソード（一端）が接続され、抵抗Ｒ４の一端にアノード（他端）が接続されている。ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧は、第１判定電圧以下に設定されている。従って、ツェナーダイオードＺＤ２は、整流電圧Ｖｒが第１判定電圧以上の時には導通している。例えば、このツェナー電圧を第１判定電圧と等しく設定することで、最大の導通幅を得ることができる。後述するように、本実施例では、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧は、第１判定電圧未満に設定されている。
【００３７】
抵抗Ｒ３は、第１端子Ｔ１に一端が接続されている。ＮＰＮ型トランジスタＱ３は、ツェナーダイオードＺＤ２のアノード（他端）に、抵抗Ｒ４を介してベース（制御端子）が接続され、抵抗Ｒ３の他端にコレクタ（一端）が接続され、第２端子Ｔ２に抵抗Ｒ１を介してエミッタ（他端）が接続されている。これにより、ＮＰＮ型トランジスタＱ３は、ツェナーダイオードＺＤ２が導通した時、即ち整流電圧ＶｒがツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧以上の時にオンする。ＮＰＮ型トランジスタＱ３のエミッタは、抵抗Ｒ１を介さずに、直接、第２端子Ｔ２に接続されてもよい。
【００３８】
ＮＰＮ型トランジスタＱ３のコレクタと抵抗Ｒ３との接続点に、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のゲートが接続されている。これにより、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２は、抵抗Ｒ３の他端の電圧がハイレベルの時にオンに制御され、ローレベルの時にオフに制御される。
【００３９】
ツェナーダイオードＺＤ３は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のゲートにカソードが接続され、ソースにアノードが接続されている。これにより、ツェナーダイオードＺＤ３は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のゲートとソースとの間の電圧を、ツェナーダイオードＺＤ３のツェナー電圧に制限する。
【００４０】
ダイオードＤ１は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のソースにアノードが接続され、第２のＬＥＤ素子１１−２のカソードにカソードが接続されている。これにより、ダイオードＤ１は、第２のＬＥＤ素子１１−２のカソードと電流制御部１３との接続点から短絡制御部１４に電流が流れないように制限する。
【００４１】
次に、図２の波形図を参照して、ＬＥＤ点灯装置１０の動作を説明する。図２は、本発明の実施例１に係るＬＥＤ点灯装置の波形図である。
【００４２】
図２の時刻ｔ１からｔ３において、前述の様に、整流電圧ＶｒがツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧未満であるため、ツェナーダイオードＺＤ２は導通せず、ＮＰＮ型トランジスタＱ３はオフしている。これにより、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のゲート電圧は、端子Ｔ１の電圧とほぼ等しく（即ち、高く）なっていて、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２はオンしている。従って、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２は、ダイオードＤ１を介して第２のＬＥＤ素子１１−２の両端を短絡している。
【００４３】
第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間の電流経路には、第１のＬＥＤ素子１１−１を構成している１５個のＬＥＤ（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１５）のみが接続されるので、時刻ｔ２において整流電圧Ｖｒが順方向電圧Ｖｆ×１５を超えると、第１のＬＥＤ素子１１−１に電流が流れて、第１のＬＥＤ素子１１−１は点灯する。
【００４４】
時刻ｔ３において整流電圧ＶｒがツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧以上になると、ツェナーダイオードＺＤ２は導通して、ＮＰＮ型トランジスタＱ３はオンする。これにより、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のゲート電圧は低くなり、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２がオフする。即ち、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２は、第２のＬＥＤ素子１１−２の両端を短絡しないようになる。
【００４５】
従って、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間の電流経路には、第１のＬＥＤ素子１１−１及び第２のＬＥＤ素子１１−２を構成している３４個のＬＥＤ（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３４）が接続される。図示した例では、この時刻ｔ３においては、整流電圧Ｖｒは第１判定電圧（順方向電圧Ｖｆ×３４）未満であるので、第１のＬＥＤ素子１１−１及び第２のＬＥＤ素子１１−２に電流が流れなくなり、一旦消灯している。しかし、時刻ｔ４において整流電圧Ｖｒが第１判定電圧以上になると、第１のＬＥＤ素子１１−１及び第２のＬＥＤ素子１１−２に電流が流れて点灯する。前述のように、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧を第１判定電圧と等しくすることで、時刻ｔ３からｔ４の消灯期間を無くすことができる。
【００４６】
時刻ｔ４からｔ８においても、以上の説明と同様に動作する。即ち、時刻ｔ２からｔ３及びｔ６からｔ７の期間では、第１のＬＥＤ素子１１−１が点灯して、時刻ｔ４からｔ５の期間では、第１のＬＥＤ素子１１−１及び第２のＬＥＤ素子１１−２が点灯する。
【００４７】
従って、図示するように、交流電圧の１／２周期において、時刻ｔ２からｔ３及びｔ６からｔ７の期間だけ、短絡制御部１４を備えない場合よりも導通幅を広くできる。
【００４８】
なお、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２がオフしている期間では、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のゲート電圧がＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１のドレイン電圧より低くなっている。この場合でも、ダイオードＤ１の存在によって、第２のＬＥＤ素子１１−２のカソードとＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１のドレインとの接続点からツェナーダイオードＺＤ２を介してＮＰＮ型トランジスタＱ３に電流が流れないように制限しているので、誤動作や故障を起こす恐れが無い。
【００４９】
以上で説明したように、本実施例に係るＬＥＤ点灯装置１０によれば、短絡制御部１４が、整流電圧Ｖｒが第１判定電圧未満の時に、直列接続された第１のＬＥＤ素子１１−１及び第２のＬＥＤ素子１１−２のうちの、第２のＬＥＤ素子１１−２を短絡するようにしている。これにより、整流電圧Ｖｒが第１判定電圧未満の時にはＬＥＤ素子の数を減らして点灯させることができ、整流電圧Ｖｒが第１判定電圧以上の時にはＬＥＤ素子の数を増やして点灯させることができる。従って、整流電圧ＶｒがＬＥＤ素子の数を増減すべき第１判定電圧となったタイミングで、高速にＬＥＤ素子の数を制御することができ、これによりＬＥＤ素子の導通幅を広くできる。よって、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２に流す電流を増加させることなく、輝度を向上できる。さらに、フリッカ（ちらつき）を軽減することもできる。
【００５０】
また、短絡制御部１４を備えない従来のＬＥＤ点灯装置と同輝度にする場合、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２に流す電流を削減できるので、電力の損失を削減すると共に、発熱量を減らして温度上昇を抑制できる。
また、ＬＥＤ点灯装置１０は、高耐圧且つ高電力な部品を用いずに実現できる。
【００５１】
（実施例１の変形例）
電流制御部１３は、抵抗Ｒ１のみで構成してもよい。この場合、図１の電流制御部１３からＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１と抵抗Ｒ２とツェナーダイオードＺＤ１とを取り除くと共に、短絡制御部１４からダイオードＤ１を取り除く。その上で、ＮＰＮ型トランジスタＱ３のエミッタと、ツェナーダイオードＺＤ３のアノードと、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ２のソースと、第２のＬＥＤ素子１１−２のカソードとを、抵抗Ｒ１に接続する。このような構成によっても、導通幅を広くできる。
【実施例２】
【００５２】
本実施例では、３個以上のＬＥＤ素子および２個以上の短絡制御部を備え、整流電圧Ｖｒに応じて多段階にＬＥＤ素子の数を増減させる。
【００５３】
図３は、本発明の実施例２に係るＬＥＤ点灯装置１０ａの構成を示すブロック図である。ＬＥＤ点灯装置１０ａは、整流素子Ｂ１と、整流素子Ｂ１の第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に直列接続された第１から第ｎ（ｎは３以上の整数）のＬＥＤ素子１１−１〜１１−ｎと、第ｎのＬＥＤ素子の他端と第２端子との間に接続され、第１から第ｎのＬＥＤ素子の少なくとも何れかに流れる電流を制御する電流制御部１３と、第１から第（ｎ−１）の短絡制御部１４−１〜１４−（ｎ−１）と、を備える。
【００５４】
図３においては、第１のＬＥＤ素子１１−１，第２のＬＥＤ素子１１−２および第ｎのＬＥＤ素子１１−ｎのみを図示して、他のＬＥＤ素子は図示を省略している。また、第１の短絡制御部１４−１および第（ｎ−１）の短絡制御部１４−（ｎ−１）のみを図示して、他の短絡制御部は図示を省略している。
【００５５】
各短絡制御部１４−１〜１４−（ｎ−１）は、図１の短絡制御部１４と同様の回路構成を有している。整流素子Ｂ１と電流制御部１３は、図１のものと同一である。
【００５６】
第１の短絡制御部１４−１は、整流電圧Ｖｒが、第１から第ｎのＬＥＤ素子１１−１〜１１−ｎが点灯するために必要な電圧未満の時に、第ｎのＬＥＤ素子１１−ｎの両端を短絡する。
【００５７】
第（ｎ−１）の短絡制御部１４−（ｎ−１）は、整流電圧Ｖｒが、第１から第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２が点灯するために必要な電圧未満の時に、第２から第ｎのＬＥＤ素子１１−２〜１１−ｎを短絡する。
【００５８】
即ち、第ｋ（ｋは２からｎ−１の整数）の短絡制御部は、整流電圧Ｖｒが、第１から第（ｎ−ｋ＋１）のＬＥＤ素子が点灯するために必要な電圧未満の時に、第（ｎ−ｋ＋１）から第ｎのＬＥＤ素子を短絡する。
【００５９】
このような構成により、整流電圧Ｖｒが０Ｖから最大値まで増加するのに応じて、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間の電流経路に接続されるＬＥＤ素子の数は、１つずつ増加していく。また、整流電圧Ｖｒが最大値から０Ｖまで低下するのに応じて、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間の電流経路に接続されるＬＥＤ素子の数は、１つずつ減少していく。これにより、導通幅を実施例１よりも広くできる。
【実施例３】
【００６０】
実施例３は、抵抗切り替え部を備えるようにした点が実施例１と異なる。
【００６１】
図４は、本発明の実施例３に係るＬＥＤ点灯装置１０ｂを備える表示装置の回路図である。表示装置は、ＬＥＤ点灯装置１０ｂと、信号機制御盤（制御部）２０と、を備える。本実施例では、表示装置は、歩行者用信号機を構成しているものとする。
【００６２】
信号機制御盤２０は、電源Ｅに直列接続された半導体リレー（スイッチ部）ＳＳＲ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｒｅｌａｙ）を有する。半導体リレーＳＳＲは、オン又はオフに切り替えられ且つオフ時に抵抗成分Ｒｓｓｒを有する。即ち、半導体リレーＳＳＲは、等価回路で表すと、スイッチＳＷ１と抵抗成分Ｒｓｓｒとが入出力端子間に並列接続されている。抵抗成分Ｒｓｓｒは、例えば数十ｋΩであり、半導体リレーＳＳＲの形式によって異なる。
【００６３】
ＬＥＤ点灯装置１０ｂには、交流電源Ｅからの交流電圧が、半導体リレーＳＳＲを介して、供給される。つまり、半導体リレーＳＳＲがオン時には、スイッチＳＷ１が閉じ、交流電源Ｅからの交流電圧がスイッチＳＷ１を介してそのままＬＥＤ点灯装置１０ｂに供給される。半導体リレーＳＳＲがオフ時には、スイッチＳＷ１が開き、交流電源Ｅからの交流電圧が抵抗成分Ｒｓｓｒを介してＬＥＤ点灯装置１０ｂに供給される。
【００６４】
ＬＥＤ点灯装置１０ｂは、図１のＬＥＤ点灯装置１０の構成に加え、抵抗切り替え部１６をさらに備える。抵抗切り替え部１６以外の回路構成は、図１のＬＥＤ点灯装置１０と同一であるため、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
抵抗切り替え部１６は、抵抗（第４抵抗）Ｒ５及び抵抗（第５抵抗）Ｒ６を有し、供給された整流電圧Ｖｒに基づいて第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間の抵抗を切り替える。抵抗Ｒ５は、一端が第１端子Ｔ１に接続され、半導体リレーＳＳＲの抵抗成分Ｒｓｓｒより低抵抗である。抵抗Ｒ６は、一端が第１端子Ｔ１に接続され、抵抗Ｒ５より高抵抗である。例えば、抵抗Ｒ６の抵抗値は、抵抗Ｒ５の抵抗値の十倍以上である。本実施例では、抵抗Ｒ５は約５ｋΩであり、抵抗Ｒ６は約２００ｋΩである。
【００６６】
具体的には、抵抗切り替え部１６は、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧未満の時、整流素子Ｂ１の第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間に抵抗Ｒ５を電気的に接続し、これにより抵抗Ｒ５を、整流素子Ｂ１を介して半導体リレーＳＳＲに電気的に接続する。よって、半導体リレーＳＳＲがオフ時に、整流電圧Ｖｒは、半導体リレーＳＳＲの抵抗成分Ｒｓｓｒと抵抗Ｒ５とによって降圧される。半導体リレーＳＳＲがオフ時に、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧未満になるように、抵抗Ｒ５の値が設定されている。従って、半導体リレーＳＳＲがオフ時には、定常的に、抵抗Ｒ５が半導体リレーＳＳＲに電気的に接続されるようになっている。上記第２判定電圧は、実施例１で説明した第１判定電圧以下である。
【００６７】
また、抵抗切り替え部１６は、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧以上の時、整流素子Ｂ１の第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間に、抵抗Ｒ５に代えて、抵抗Ｒ６を電気的に接続し、これにより抵抗Ｒ６を、整流素子Ｂ１を介して半導体リレーＳＳＲに電気的に接続する。
【００６８】
本実施例では、抵抗切り替え部１６は、ＮＰＮトランジスタ（第２のスイッチング素子）Ｑ４と、ＮＰＮトランジスタ（第３のスイッチング素子）Ｑ５と、抵抗Ｒ７と、をさらに有する。
【００６９】
ＮＰＮトランジスタＱ４は、短絡制御部１４に含まれるツェナーダイオードＺＤ２のアノード（他端）に、電流制限用の抵抗Ｒ７を介してベース（制御端子）が接続され、抵抗Ｒ６の他端にコレクタ（一端）が接続され、第２端子Ｔ２にエミッタ（他端）が接続されている。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ４は、ツェナーダイオードＺＤ２が導通した時に、抵抗Ｒ７を介してベースに電流が流れてオンする。即ち、本実施例において、第２判定電圧は、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧と等しい。
【００７０】
ＮＰＮトランジスタＱ５は、ＮＰＮトランジスタＱ４のコレクタにベース（制御端子）が接続され、抵抗Ｒ５の他端にコレクタ（一端）が接続され、第２端子Ｔ２にエミッタ（他端）が接続されている。ＮＰＮトランジスタＱ５は、ＮＰＮトランジスタＱ４がオンした時にオフする。
【００７１】
次に、本実施例のＬＥＤ点灯装置１０ｂの動作を説明する。なお、本実施例では、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧を、実施例１より低く設定しているものとして説明する。
【００７２】
（１）半導体リレーＳＳＲがオフ時
半導体リレーＳＳＲがオフ時、ＬＥＤ点灯装置１０ｂは、抵抗Ｒ５に電流を流すように動作する。この時、交流電圧は抵抗成分Ｒｓｓｒを介して供給されるため、整流素子Ｂ１の第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間のインピーダンスに応じて、整流電圧Ｖｒは交流電圧より低い電圧となる。
【００７３】
交流電圧の増加に応じて整流電圧Ｖｒが０Ｖから増加した直後、整流電圧Ｖｒは第２判定電圧未満であるため、ツェナーダイオードＺＤ２は導通しない。従って、ＮＰＮトランジスタＱ４はオフする。一方、整流電圧Ｖｒによって、抵抗Ｒ６を介してＮＰＮトランジスタＱ５のベースに電流が流れるので、ＮＰＮトランジスタＱ５がオンする。これにより、オフ状態にある半導体リレーＳＳＲの抵抗成分Ｒｓｓｒと、整流素子Ｂ１と、抵抗Ｒ５と、ＮＰＮトランジスタＱ５と、に電流が流れる。従って、交流電源Ｅからの交流電圧は、半導体リレーＳＳＲの抵抗成分Ｒｓｓｒと抵抗Ｒ５とによって分圧される。得られた整流電圧Ｖｒは、前述のように、第２判定電圧未満に降圧されている。よって、交流電圧が最大となっても第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２に電流が流れることは無いため、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２は点灯しない。
【００７４】
（２）半導体リレーＳＳＲがオン時
図５は、本発明の実施例３に係るＬＥＤ点灯装置１０ｂの電流及び電圧を示す波形図である。図５は、半導体リレーＳＳＲがオン時の各波形を、交流電圧の１／２周期に対応する期間だけ示している。図５（ａ）は、整流電圧Ｖｒと、第１のＬＥＤ素子１１−１の電流とを示す。図５（ｂ）は、ＬＥＤ点灯装置１０ｂの抵抗Ｒ５の電流を示す。
【００７５】
半導体リレーＳＳＲがオン時、交流電圧は閉状態のスイッチＳＷ１を介して直接的に供給されるため、整流電圧Ｖｒは交流電圧とほぼ等しい電圧となる。時刻ｔ１からｔ３まで、交流電圧の増加に応じて整流電圧Ｖｒが０Ｖから増加していくが、整流電圧Ｖｒは第２判定電圧未満であるため、ツェナーダイオードＺＤ２は導通しない。一方、整流電圧Ｖｒによって、抵抗Ｒ６を介してＮＰＮトランジスタＱ５のベースに電流が流れるので、ＮＰＮトランジスタＱ５がオンして、抵抗Ｒ５に電流が流れる。図５（ｂ）に示すように、整流電圧Ｖｒの増加に合わせて抵抗Ｒ５の電流は増加する。
【００７６】
また、この時刻ｔ１からｔ３までにおいて、実施例１で述べたように、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間の電流経路には、第１のＬＥＤ素子１１−１が接続される。従って、時刻ｔ２において、整流電圧Ｖｒが、第１のＬＥＤ素子１１−１が点灯するために必要な電圧以上になると、図５（ａ）に示すように、第１のＬＥＤ素子１１−１に電流が流れる。これにより、第１のＬＥＤ素子１１−１が点灯する。
【００７７】
時刻ｔ３において、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧に達すると、ツェナーダイオードＺＤ２は導通する。これにより、ツェナーダイオードＺＤ２及び抵抗Ｒ７を介してＮＰＮトランジスタＱ４のベースに電流が流れるので、ＮＰＮトランジスタＱ４がオンして、抵抗Ｒ６に流れる電流が増加する。すると、ＮＰＮトランジスタＱ５のベース電圧が低下して、ＮＰＮトランジスタＱ５はオフする。従って、図５（ｂ）に示すように、抵抗Ｒ５に電流が流れないようになる。前述のように、抵抗Ｒ６は抵抗Ｒ５の数十倍の抵抗値を有するので、抵抗Ｒ６に流れる電流は、抵抗Ｒ５に流れる電流に比して十分に小さい。
【００７８】
また、この時刻ｔ３において、実施例１で述べたように、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間の電流経路には、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２が接続される。時刻ｔ４までは、整流電圧Ｖｒが第１判定電圧未満であるため、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２に電流が流れなくなる。これにより、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２は、一旦消灯する。
【００７９】
時刻ｔ４において、整流電圧Ｖｒが第１判定電圧以上になると、図５（ａ）に示すように、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２に電流が流れる。これにより、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２が点灯する。
【００８０】
時刻ｔ５において、整流電圧Ｖｒが第１判定電圧未満になると、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２に電流が流れないようになる。
【００８１】
時刻ｔ６から時刻ｔ８において、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧未満になると、ツェナーダイオードＺＤ２は導通しないようになる。従って、時刻ｔ１からｔ３と同様に、抵抗Ｒ５に電流が流れる。
【００８２】
また、この時刻ｔ６からｔ８までにおいて、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２間の電流経路には、第１のＬＥＤ素子１１−１が接続される。従って、時刻ｔ６からｔ７まで、図５（ａ）に示すように、第１のＬＥＤ素子１１−１に電流が流れる。
【００８３】
このように、時刻ｔ１からｔ３及び時刻ｔ６からｔ８の各期間Ｔ１において、抵抗Ｒ５に電流が流れ、時刻ｔ３からｔ６において、抵抗Ｒ５に電流が流れず、抵抗Ｒ６に電流が流れる。
【００８４】
前述のように、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧より低い期間で、抵抗Ｒ５に電流が流れる。従って、第２判定電圧を低くすることで、抵抗Ｒ５に電流が流れる期間を短縮できる。これにより、抵抗Ｒ５に流れる電流の最大値及び総量、並びに、抵抗Ｒ５に印加される電圧の最大値を低減できるので、抵抗Ｒ５での電力の損失も削減できる。
【００８５】
以上で説明したように、本実施例に係るＬＥＤ点灯装置１０ｂによれば、抵抗切り替え部１６が、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧未満の時、抵抗Ｒ５を、整流素子Ｂ１を介して半導体リレーＳＳＲに電気的に接続するようにしている。また、抵抗切り替え部１６が、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧以上の時、抵抗Ｒ５より高抵抗である抵抗Ｒ６を、整流素子Ｂ１を介して半導体リレーＳＳＲに電気的に接続するようにしている。また、上記第２判定電圧は、第１判定電圧以下になるようにしている。これにより、半導体リレーＳＳＲがオフ時には、整流電圧Ｖｒは、半導体リレーＳＳＲの抵抗成分Ｒｓｓｒと抵抗Ｒ５とによって降圧されるので、半導体リレーＳＳＲの抵抗成分Ｒｓｓｒが存在しても、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２を点灯しないようにできる。
【００８６】
また、半導体リレーＳＳＲがオン時には、整流電圧Ｖｒが第２判定電圧以上になると、電流は抵抗Ｒ５に流れず高抵抗な抵抗Ｒ６に流れる。従って、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２の点灯に寄与しない電流が低抵抗な抵抗Ｒ５に流れる期間を短縮して、電力損失及び発熱量を低減できる。発熱量を低減できることで、歩行者用信号機の低い放熱性にも拘らず、ＬＥＤ点灯装置１０ｂの耐久性及び信頼性を向上できる。
【００８７】
このように、本実施例に係るＬＥＤ点灯装置１０ｂでは、抵抗Ｒ５の電力損失及び発熱量を低減できるので、抵抗Ｒ５として、小型、低耐圧且つ小電力な抵抗器を用いることもできる。従って、低コスト化できる。
【００８８】
さらに、抵抗Ｒ５に電流が流れる期間を短縮できることで、抵抗Ｒ５を低抵抗にしても、電力損失及び発熱量を低減できる。これにより、抵抗成分Ｒｓｓｒが低い半導体リレーＳＳＲを用いても、半導体リレーＳＳＲがオフ時に、整流電圧Ｖｒを十分に降圧させて、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２を点灯しないようにできる。従って、様々な形式（メーカー）の半導体リレーＳＳＲを用いることができる。
【００８９】
また、抵抗Ｒ５に電流が流れる期間は、整流電圧Ｖｒによって決定される。従って、その期間は、直列接続されたＬＥＤの数、及び、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２の電流値等には影響されない。
さらにまた、実施例１と同様の効果も得られる。
【００９０】
（実施例３の変形例）
上記実施例３では、抵抗Ｒ７をツェナーダイオードＺＤ２のアノードに接続する一例について説明したが、例えば、第１端子Ｔ１と抵抗Ｒ２との間に追加のツェナーダイオードを設けて、この追加のツェナーダイオードのアノードに抵抗Ｒ７を接続してもよい。このようにすると、第２判定電圧は追加のツェナーダイオードのツェナー電圧と等しくなるので、第２判定電圧を、第２のＬＥＤ素子１１−２を短絡させる電圧（ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧）とは無関係に設定できる。
【００９１】
従って、第２のＬＥＤ素子１１−２を短絡させる電圧を第１判定電圧と等しくした上で、第２判定電圧を図５の例より低くすれば、図５の時刻ｔ３からｔ４及びｔ５からｔ６にも第１のＬＥＤ素子１１−１を点灯させると共に、抵抗Ｒ５に電流が流れる期間をさらに短縮できる。このようにすると、抵抗Ｒ５に電流が流れる期間は、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２の導通幅に影響されない。
【００９２】
以上、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができる。
【００９３】
例えば、上記実施例３では、スイッチ部は半導体リレーＳＳＲである一例について説明したが、これに限られない。つまり、スイッチ部は、オフ時に交流電圧を遮断できない特性を有する素子であれば良い。例えば、スイッチ部は、交流電源Ｅからの交流電圧が供給され、オン又はオフに切り替えられ且つオフ時に抵抗成分を有する調光器（ディマー）でも良い。例えば、調光器は、オン時には第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２の明るさを調光できる。また、調光器は、オフ時には抵抗成分を有するが、上記実施例３のＬＥＤ点灯装置１０ｂによれば、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２を消灯できる。
【００９４】
また、表示装置が歩行者用信号機を構成している一例を説明したが、これに限られない。表示装置は、自動車用信号機を構成しても良く、また、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２の点灯及び消灯によって何らかの情報を表示するような装置でも良い。
さらに、第１及び第２のＬＥＤ素子１１−１，１１−２は、１つ又は複数のＬＥＤで構成されていても良い。
また、短絡スイッチをＰ型ＭＯＳトランジスタで構成してもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１０，１０ａ，１０ｂ ＬＥＤ点灯装置
Ｂ１ 整流素子
１１−１ 第１のＬＥＤ素子
１１−２ 第２のＬＥＤ素子
１１−ｎ 第ｎのＬＥＤ素子
１３ 電流制御部
１４ 短絡制御部
１４−１ 第１の短絡制御部
１４−（ｎ−１） 第（ｎ−１）の短絡制御部
１６ 抵抗切り替え部
Ｑ１ Ｎ型ＭＯＳトランジスタ（電流制御トランジスタ）
Ｑ２ Ｎ型ＭＯＳトランジスタ（短絡スイッチ）
Ｑ３ ＮＰＮ型トランジスタ（第１のスイッチング素子）
Ｑ４ ＮＰＮ型トランジスタ（第２のスイッチング素子）
Ｑ５ ＮＰＮ型トランジスタ（第３のスイッチング素子）
ＺＤ１ ツェナーダイオード（基準電圧生成素子）
ＺＤ２ ツェナーダイオード（電圧検出素子）
ＺＤ３ ツェナーダイオード（電圧制限素子）
Ｄ１ ダイオード（電流制限素子）
Ｒ１ 抵抗（第２抵抗）
Ｒ２ 抵抗（第３抵抗）
Ｒ３ 抵抗（第１抵抗）
Ｒ４ 抵抗
Ｒ５ 抵抗（第４抵抗）
Ｒ６ 抵抗（第５抵抗）
Ｒ７ 抵抗
２０ 信号機制御盤（制御部）
ＳＳＲ 半導体リレー（スイッチ部）
Ｒｓｓｒ 抵抗成分
ＳＷ１ スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から供給された交流電圧を整流して第１端子及び第２端子間から整流電圧を出力する整流素子と、
前記第１端子に一端が接続された第１のＬＥＤ素子と、
前記第１のＬＥＤ素子の他端に一端が接続された第２のＬＥＤ素子と、
前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記第２端子との間に接続され、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子に流れる電流を制御する電流制御部と、
前記整流電圧が、前記第１のＬＥＤ素子及び前記第２のＬＥＤ素子が点灯するために必要な第１判定電圧未満の時に、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子の両端を短絡する短絡制御部と、を備える
ことを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
前記短絡制御部は、
オン又はオフに切り替えられ、オン時に前記第２のＬＥＤ素子の両端を短絡する短絡スイッチと、
前記第１端子に一端が接続され、前記整流電圧が前記第１判定電圧以上の時に導通する電圧検出素子と、
前記第１端子に一端が接続された第１抵抗と、
前記電圧検出素子の他端に制御端子が接続され、前記第１抵抗の他端に一端が接続され、前記第２端子に他端が接続され、前記電圧検出素子が導通した時にオンする第１のスイッチング素子と、を有し、
前記短絡スイッチは、前記第１抵抗の前記他端の電圧がハイレベルの時にオンに制御され、ローレベルの時にオフに制御される
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
前記短絡スイッチは、Ｎ型ＭＯＳトランジスタであり、
前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタのドレインは前記第１のＬＥＤ素子の他端と前記第２のＬＥＤ素子の一端との接続点に接続され、前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタのソースは前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記電流制御部との接続点に接続され、
前記短絡制御部は、前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタのゲートとソースとの間の電圧を制限する電圧制限素子を有する
ことを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項４】
前記短絡制御部は、前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記電流制御部との接続点から前記短絡制御部に電流が流れないように制限する電流制限素子を有する
ことを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項５】
前記電流制御部は、
前記第２のＬＥＤ素子に一端が接続された電流制御トランジスタと、
前記電流制御トランジスタの他端と前記第２端子との間に接続された第２抵抗と、
前記第１端子に一端が接続された第３抵抗と、
前記第３抵抗の他端に一端が接続され、前記第２端子に他端が接続され、生成した基準電圧を前記一端から前記電流制御トランジスタの制御端子に供給する基準電圧生成素子と、を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項６】
前記整流素子には、前記交流電源からの交流電圧が、オン又はオフに切り替えられ且つオフ時に抵抗成分を有するスイッチ部を介して、供給され、
さらに、
第４抵抗及び第５抵抗を有し、供給された前記整流電圧に基づいて前記第１端子及び第２端子間の抵抗を切り替える抵抗切り替え部を備え、
前記抵抗切り替え部は、前記整流電圧が第２判定電圧未満の時、前記第１端子及び第２端子間に前記第４抵抗を接続し、これにより前記第４抵抗を前記整流素子を介して前記スイッチ部に電気的に接続し、前記整流電圧が前記第２判定電圧以上の時、前記第１端子及び第２端子間に、前記第４抵抗に代えて、前記第４抵抗より高抵抗な前記第５抵抗を接続し、これにより前記第５抵抗を前記整流素子を介して前記スイッチ部に電気的に接続し、
前記第２判定電圧は、前記第１判定電圧以下である
ことを特徴とする請求項２から請求項５の何れかに記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項７】
前記スイッチ部がオフ時に、前記整流電圧は、前記スイッチ部の前記抵抗成分と前記第４抵抗とによって前記第２判定電圧未満に降圧される
ことを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項８】
前記第４抵抗は、前記スイッチ部の前記抵抗成分より低抵抗である
ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項９】
前記抵抗切り替え部は、
前記電圧検出素子の他端に制御端子が接続され、前記第５抵抗と前記第２端子との間に一端及び他端が接続され、前記電圧検出素子が導通した時にオンする第２のスイッチング素子と、
前記第２のスイッチング素子の前記一端に制御端子が接続され、前記第４抵抗と前記第２端子との間に一端及び他端が接続され、前記第２のスイッチング素子がオンした時にオフする第３のスイッチング素子と、を有する
ことを特徴とする請求項６から請求項８の何れかに記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項１０】
前記第１のＬＥＤ素子と前記第２のＬＥＤ素子は、それぞれ、直列接続された複数のＬＥＤで構成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項１１】
交流電源から供給された交流電圧を整流して第１端子及び第２端子間から整流電圧を出力する整流素子と、
前記第１端子と前記第２端子との間に直列接続された第１から第ｎ（ｎは３以上の整数）のＬＥＤ素子と、
前記第ｎのＬＥＤ素子の他端と前記第２端子との間に接続され、前記第１から第ｎのＬＥＤ素子の少なくとも何れかに流れる電流を制御する電流制御部と、
第１から第（ｎ−１）の短絡制御部と、を備え、
前記第１の短絡制御部は、前記整流電圧が、前記第１から第ｎのＬＥＤ素子が点灯するために必要な電圧未満の時に、前記第ｎのＬＥＤ素子の両端を短絡し、
前記第ｋ（ｋは２からｎ−１の整数）の短絡制御部は、前記整流電圧が、前記第１から第（ｎ−ｋ＋１）のＬＥＤ素子が点灯するために必要な電圧未満の時に、前記第（ｎ−ｋ＋１）から第ｎのＬＥＤ素子を短絡する
ことを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項１２】
交流電源からの交流電圧が供給され、オン又はオフに切り替えられ且つオフ時に抵抗成分を有するスイッチ部と、
前記スイッチ部を介して供給された交流電圧を整流して第１端子及び第２端子間から整流電圧を出力する整流素子と、
前記第１端子に一端が接続された第１のＬＥＤ素子と、
前記第１のＬＥＤ素子の他端に一端が接続された第２のＬＥＤ素子と、
前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記第２端子との間に接続され、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子に流れる電流を制御する電流制御部と、
前記整流電圧が、前記第１のＬＥＤ素子及び前記第２のＬＥＤ素子が点灯するために必要な第１判定電圧未満の時に、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子の両端を短絡する短絡制御部と、
第４抵抗及び第５抵抗を有し、供給された前記整流電圧に基づいて前記第１端子及び第２端子間の抵抗を切り替える抵抗切り替え部と、を備え、
前記抵抗切り替え部は、前記整流電圧が第２判定電圧未満の時、前記第１端子及び第２端子間に前記第４抵抗を接続し、これにより前記第４抵抗を前記整流素子を介して前記スイッチ部に電気的に接続し、前記整流電圧が前記第２判定電圧以上の時、前記第１端子及び第２端子間に、前記第４抵抗に代えて、前記第４抵抗より高抵抗な前記第５抵抗を接続し、これにより前記第５抵抗を前記整流素子を介して前記スイッチ部に電気的に接続し、
前記第２判定電圧は、前記第１判定電圧以下である
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１】
交流電源から供給された交流電圧を整流して第１端子及び第２端子間から整流電圧を出力する整流素子と、
前記第１端子に一端が接続された第１のＬＥＤ素子と、
前記第１のＬＥＤ素子の他端に一端が接続された第２のＬＥＤ素子と、
前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記第２端子との間に接続され、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子に流れる電流を制御する電流制御部と、
前記整流電圧が、前記第１のＬＥＤ素子及び前記第２のＬＥＤ素子が点灯するために必要な第１判定電圧未満の時に、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子の両端を短絡する短絡制御部と、を備える
ことを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
前記短絡制御部は、
オン又はオフに切り替えられ、オン時に前記第２のＬＥＤ素子の両端を短絡する短絡スイッチと、
前記第１端子に一端が接続され、前記整流電圧が前記第１判定電圧以上の時に導通する電圧検出素子と、
前記第１端子に一端が接続された第１抵抗と、
前記電圧検出素子の他端に制御端子が接続され、前記第１抵抗の他端に一端が接続され、前記第２端子に他端が接続され、前記電圧検出素子が導通した時にオンする第１のスイッチング素子と、を有し、
前記短絡スイッチは、前記第１抵抗の前記他端の電圧がハイレベルの時にオンに制御され、ローレベルの時にオフに制御される
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
前記短絡スイッチは、Ｎ型ＭＯＳトランジスタであり、
前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタのドレインは前記第１のＬＥＤ素子の他端と前記第２のＬＥＤ素子の一端との接続点に接続され、前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタのソースは前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記電流制御部との接続点に接続され、
前記短絡制御部は、前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタのゲートとソースとの間の電圧を制限する電圧制限素子を有する
ことを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項４】
前記短絡制御部は、前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記電流制御部との接続点から前記短絡制御部に電流が流れないように制限する電流制限素子を有する
ことを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項５】
前記電流制御部は、
前記第２のＬＥＤ素子に一端が接続された電流制御トランジスタと、
前記電流制御トランジスタの他端と前記第２端子との間に接続された第２抵抗と、
前記第１端子に一端が接続された第３抵抗と、
前記第３抵抗の他端に一端が接続され、前記第２端子に他端が接続され、生成した基準電圧を前記一端から前記電流制御トランジスタの制御端子に供給する基準電圧生成素子と、を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項６】
前記整流素子には、前記交流電源からの交流電圧が、オン又はオフに切り替えられ且つオフ時に抵抗成分を有するスイッチ部を介して、供給され、
さらに、
第４抵抗及び第５抵抗を有し、供給された前記整流電圧に基づいて前記第１端子及び第２端子間の抵抗を切り替える抵抗切り替え部を備え、
前記抵抗切り替え部は、前記整流電圧が第２判定電圧未満の時、前記第１端子及び第２端子間に前記第４抵抗を接続し、これにより前記第４抵抗を前記整流素子を介して前記スイッチ部に電気的に接続し、前記整流電圧が前記第２判定電圧以上の時、前記第１端子及び第２端子間に、前記第４抵抗に代えて、前記第４抵抗より高抵抗な前記第５抵抗を接続し、これにより前記第５抵抗を前記整流素子を介して前記スイッチ部に電気的に接続し、
前記第２判定電圧は、前記第１判定電圧以下である
ことを特徴とする請求項２から請求項５の何れかに記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項７】
前記スイッチ部がオフ時に、前記整流電圧は、前記スイッチ部の前記抵抗成分と前記第４抵抗とによって前記第２判定電圧未満に降圧される
ことを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項８】
前記第４抵抗は、前記スイッチ部の前記抵抗成分より低抵抗である
ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項９】
前記抵抗切り替え部は、
前記電圧検出素子の他端に制御端子が接続され、前記第５抵抗と前記第２端子との間に一端及び他端が接続され、前記電圧検出素子が導通した時にオンする第２のスイッチング素子と、
前記第２のスイッチング素子の前記一端に制御端子が接続され、前記第４抵抗と前記第２端子との間に一端及び他端が接続され、前記第２のスイッチング素子がオンした時にオフする第３のスイッチング素子と、を有する
ことを特徴とする請求項６から請求項８の何れかに記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項１０】
前記第１のＬＥＤ素子と前記第２のＬＥＤ素子は、それぞれ、直列接続された複数のＬＥＤで構成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項１１】
交流電源から供給された交流電圧を整流して第１端子及び第２端子間から整流電圧を出力する整流素子と、
前記第１端子と前記第２端子との間に直列接続された第１から第ｎ（ｎは３以上の整数）のＬＥＤ素子と、
前記第ｎのＬＥＤ素子の他端と前記第２端子との間に接続され、前記第１から第ｎのＬＥＤ素子の少なくとも何れかに流れる電流を制御する電流制御部と、
第１から第（ｎ−１）の短絡制御部と、を備え、
前記第１の短絡制御部は、前記整流電圧が、前記第１から第ｎのＬＥＤ素子が点灯するために必要な電圧未満の時に、前記第ｎのＬＥＤ素子の両端を短絡し、
前記第ｋ（ｋは２からｎ−１の整数）の短絡制御部は、前記整流電圧が、前記第１から第（ｎ−ｋ＋１）のＬＥＤ素子が点灯するために必要な電圧未満の時に、前記第（ｎ−ｋ＋１）から第ｎのＬＥＤ素子を短絡する
ことを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項１２】
交流電源からの交流電圧が供給され、オン又はオフに切り替えられ且つオフ時に抵抗成分を有するスイッチ部と、
前記スイッチ部を介して供給された交流電圧を整流して第１端子及び第２端子間から整流電圧を出力する整流素子と、
前記第１端子に一端が接続された第１のＬＥＤ素子と、
前記第１のＬＥＤ素子の他端に一端が接続された第２のＬＥＤ素子と、
前記第２のＬＥＤ素子の他端と前記第２端子との間に接続され、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子に流れる電流を制御する電流制御部と、
前記整流電圧が、前記第１のＬＥＤ素子及び前記第２のＬＥＤ素子が点灯するために必要な第１判定電圧未満の時に、前記第１のＬＥＤ素子または前記第２のＬＥＤ素子の両端を短絡する短絡制御部と、
第４抵抗及び第５抵抗を有し、供給された前記整流電圧に基づいて前記第１端子及び第２端子間の抵抗を切り替える抵抗切り替え部と、を備え、
前記抵抗切り替え部は、前記整流電圧が第２判定電圧未満の時、前記第１端子及び第２端子間に前記第４抵抗を接続し、これにより前記第４抵抗を前記整流素子を介して前記スイッチ部に電気的に接続し、前記整流電圧が前記第２判定電圧以上の時、前記第１端子及び第２端子間に、前記第４抵抗に代えて、前記第４抵抗より高抵抗な前記第５抵抗を接続し、これにより前記第５抵抗を前記整流素子を介して前記スイッチ部に電気的に接続し、
前記第２判定電圧は、前記第１判定電圧以下である
ことを特徴とする表示装置。
【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２０１３−３０３４３（Ｐ２０１３−３０３４３Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６５２４０（Ｐ２０１１−１６５２４０）
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００００２０３７）新電元工業株式会社 (776)
【出願人】（３９１０１６８８６）日本フネン株式会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００００２０３７）新電元工業株式会社 (776)
【出願人】（３９１０１６８８６）日本フネン株式会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
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