ＬＥＤ照明装置、ＬＥＤバックライト装置、及び画像表示装置
【課題】直列接続されたＬＥＤに対して並列に電流をバイパスさせる手段を備えることにより、故障したＬＥＤ以外の他のＬＥＤを点灯させ、ＬＥＤのオープン故障などに起因する輝度の低下を少なくする。
【解決手段】ＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）を直列に接続してなるＬＥＤユニットを備える。このＬＥＤユニットは、１つ以上のＬＥＤが故障したときに電流をバイパスさせるためのツェナーダイオード（ＺＤ１〜ＺＤ６）を備え、ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）毎にツェナーダイオード（ＺＤ１〜ＺＤ６）を並列に接続している。例えば、ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）の順方向電圧を１.２Ｖ、ツェナーダイオード（ＺＤ１〜ＺＤ６）の逆方向電圧を１.５Ｖとした場合、例えばＤ３が故障すると、Ｄ３に並列接続されたＺＤ３の端子電圧が１.５Ｖの定電圧となり、Ｄ３以外の他のＬＥＤ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ４〜Ｄ６）には同様の電圧がかかり発光可能となる。
【解決手段】ＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）を直列に接続してなるＬＥＤユニットを備える。このＬＥＤユニットは、１つ以上のＬＥＤが故障したときに電流をバイパスさせるためのツェナーダイオード（ＺＤ１〜ＺＤ６）を備え、ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）毎にツェナーダイオード（ＺＤ１〜ＺＤ６）を並列に接続している。例えば、ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）の順方向電圧を１.２Ｖ、ツェナーダイオード（ＺＤ１〜ＺＤ６）の逆方向電圧を１.５Ｖとした場合、例えばＤ３が故障すると、Ｄ３に並列接続されたＺＤ３の端子電圧が１.５Ｖの定電圧となり、Ｄ３以外の他のＬＥＤ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ４〜Ｄ６）には同様の電圧がかかり発光可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明装置、ＬＥＤバックライト装置、及び画像表示装置、より詳細には、液晶パネル等の光変調素子を照明する素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）を使用したＬＥＤ照明装置、該ＬＥＤ照明装置を用いたＬＥＤバックライト装置、及び該ＬＥＤバックライト装置を使用して画像表示を行う画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルなどの光変調素子を背面から照明するバックライトとして、ＬＥＤバックライトが注目されている。ＬＥＤバックライトには、白色ＬＥＤを配列して白色光の照明光を発光する構成のものや、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のＬＥＤを配列し、これらの３色の光を混色して白色光とする構成のもの等がある。ここで、白色ＬＥＤには、短波長ＬＥＤチップにＲＧＢ蛍光体を組み合わせて白色を得る方式や、青色ＬＥＤチップに黄色の蛍光体を組み合わせて白色を得る方式、あるいは、ＲＧＢの３色のＬＥＤチップの混光として白色を得る方式、補色となる２色のＬＥＤチップの混光として白色を得る方式等が採用できる。
【０００３】
このような、ＬＥＤを利用したバックライトは、従来一般的な冷陰極管（ＣＣＦＬ）等の蛍光管を利用したバックライトに比較して、いくつかの特徴的な利点が得られている。例えば、従来バックライトとして使用されていた蛍光管は、点灯するときに高い電圧を必要とし、また、蛍光管の点灯・消灯を煩雑に繰り返すとその寿命が短くなる、という課題を有していた。また、蛍光管は、通常ガラス材によって形成されているため、バックライト光源として形状の自由度に制限がある、という課題もあった。
【０００４】
これに対して、ＬＥＤを使用したバックライトは、蛍光管に比して低電圧で駆動することができ、また、消費電力が少なく、寿命が長い等の優位な性能を備えている。また、３色でなるＬＥＤを使用したバックライトでは、光の３原色に近い波長から白色光を得るため、従来の冷陰極管に比べて色の自由度が高まるという特徴がある。特に色再現性を大幅に拡大することが可能で、ＮＴＳＣ規格比で１００％を超える色再現性を実現したり、白色点（白の色味）を自由に調整したりすることができるようになる。
【０００５】
ＬＥＤバックライトには、例えば、液晶パネルの背面側に導光板を配置し、その導光板の端部に複数のＬＥＤをアレイ状に配列した導光板方式（エッジライト型）のものがある。この場合、ＬＥＤアレイから発光した照明光は、導光板を介して液晶パネルを照明する。また、導光板と液晶パネルとの間には、照明光に配光特性や輝度分散特性を与えるために、拡散板やプリズムシート等の光学シート類が適宜配設される。
【０００６】
上述のような導光板方式に対して、液晶パネルの背面側の直下にＬＥＤを配列する直下型のＬＥＤバックライトも提供されている。直下型のＬＥＤバックライトにおいても、ＬＥＤと液晶パネルの間には上述のような光学シート類が適宜配設される。直下型のＬＥＤバックライトは、導光板方式に比して光利用効率が高く、また軽量化が可能であるなどの長所がある。光利用効率に関し、導光板方式のＬＥＤバックライトでは、その光利用効率は例えば約５０％程度であるのに対して、直下型のＬＥＤバックライトでは、光利用効率は例えば約７５％程度と高くなる。
【０００７】
一般に、液晶パネルを用いた表示装置では高レベルの画面輝度が求められる。例えば、液晶テレビジョン装置では、画面の輝度レベルは少なくとも４５０ｃｄ／ｍ２が要求される。このような要求を満足するためには、基本的には光利用効率の高い直下型のＬＥＤバックライトが有利であるものといえる。
【０００８】
エッジライト型、直下型に限らず、ＬＥＤバックライトにおいては、ＬＥＤを直列接続したものを並列接続した形態が採用されている。このような形態においては、ＬＥＤを直列接続してなるＬＥＤ直列ユニット毎の輝度を一定化し、輝度の均等を保つような工夫がなされている。
【０００９】
図１２及び図１３は、従来の直下型のＬＥＤバックライト装置の回路構成を示す概略図である。図１２で例示したＬＥＤバックライト装置１００は、複数のＬＥＤ（ここでは３個のＬＥＤ）を直列に接続したＬＥＤ直列ユニット１０１ａ〜１０１ｄが、電源１０３に並列に接続されてなる。そして、各ＬＥＤ直列ユニット１０１ａ〜１０１ｄに、それぞれ、定電流を付加する電源制御部１０２ａ〜１０２ｄを直列接続することで、ユニット毎の電流値を一定化している。
【００１０】
また、図１３で例示したＬＥＤバックライト装置１１０は、複数のＬＥＤ（ここでは３個のＬＥＤ）を直列に接続したＬＥＤ直列ユニット１１１ａ〜１１１ｄが、電源１１３に並列に接続されてなる。そして、各ＬＥＤ直列ユニット１１１ａ〜１１１ｄに、それぞれ、抵抗Ｒａ〜Ｒｄを直列に接続することで、簡易的に電流値を一定化している。
【００１１】
しかしながら、ＬＥＤバックライトを使用する液晶ディスプレイで複数のＬＥＤを直列に接続して駆動する方式においては、複数のＬＥＤのうちの１個が破損し、電気的にオープンとなった場合、直列接続した複数のＬＥＤがすべて消灯してしまうという問題があった。
【００１２】
従来のＬＥＤの接続方法に関して、例えば、特許文献１には、ＬＥＤに抵抗を直列接続することによってＶｆの差を吸収するための技術が記載されている。また、特許文献２には、マトリクス上に接続されたＬＥＤにツェナーダイオードを配することにより、オープン故障時における輝度低下の影響を低減するための技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−９０８５８号公報
【特許文献２】特開２００４−３５６０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記特許文献１に記載の発明は、ＬＥＤをストップランプに適用したもので、ＬＥＤに抵抗を直列に接続しているため、その抵抗で生じる電圧降下分が抵抗の数に比例して積算され、電源供給側端子とＧＮＤ端子間での電圧差が大きくなる。このような接続方法を表示装置のバックライトに使用した場合、端子間において電圧差による輝度変化が大きくなり、特にＬＥＤの数が多くなるほど輝度変化が大きくなるという問題がある。
【００１４】
また、上記特許文献２に記載の発明は、複数のＬＥＤをマトリクス状に接続し、ＬＥＤ駆動回路ブロックの各列に並列接続されているＬＥＤ群に対してそれぞれツェナーダイオードが並列接続されているが、直列に接続されたＬＥＤについては何ら記載されていない。
【００１５】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、直列接続されたＬＥＤに対して並列に電流をバイパスさせる手段を備えることにより、故障したＬＥＤ以外の他のＬＥＤを点灯させ、ＬＥＤのオープン故障などに起因する輝度の低下を少なくするＬＥＤ照明装置、該ＬＥＤ照明装置を用いたＬＥＤバックライト装置、及び該ＬＥＤバックライト装置を使用して画像表示を行う画像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】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、複数のＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤユニットを備えたＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、１つ以上のＬＥＤが故障したときに電流をバイパスさせるためのバイパス手段を備え、ＬＥＤ毎に前記バイパス手段を並列に接続していることを特徴としたものである。
【００１７】
第２の技術手段は、複数のＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤユニットを備えたＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、１つ以上のＬＥＤが故障したときに電流をバイパスさせるためのバイパス手段を備え、複数のＬＥＤからなるブロック毎に前記バイパス手段を並列に接続していることを特徴としたものである。
【００１８】
第３の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、前記バイパス手段は、前記ＬＥＤを発光させる電圧よりも高い電圧がかかったときに電流が流れることを特徴としたものである。
【００１９】
第４の技術手段は、第１乃至第３のいずれか１の技術手段において、前記ＬＥＤユニットは、前記複数のＬＥＤを千鳥状に配置していることを特徴としたものである。
【００２０】
第５の技術手段は、第１乃至第４のいずれか１の技術手段において、前記バイパス手段は、ツェナーダイオードで構成されていることを特徴としたものである。
【００２１】
第６の技術手段は、第１乃至第４のいずれか１の技術手段において、前記バイパス手段は、ダイオードで構成されていることを特徴としたものである。
【００２２】
第７の技術手段は、第１乃至第４のいずれか１の技術手段において、前記バイパス手段は、トランジスタ回路で構成されていることを特徴としたものである。
【００２３】
第８の技術手段は、第１乃至第４のいずれか１の技術手段において、前記バイパス手段は、他のＬＥＤで構成されていることを特徴としたものである。
【００２４】
第９の技術手段は、第８の技術手段において、前記ＬＥＤユニットは、ＬＥＤを２個直列且つ２個並列に接続してなる複数のＬＥＤブロックで構成されていることを特徴としたものである。
【００２５】
第１０の技術手段は、第８の技術手段において、前記ＬＥＤユニットは、ＬＥＤを２個並列に接続してなる複数のＬＥＤブロックで構成されていることを特徴としたものである。
【００２６】
第１１の技術手段は、第１乃至第８のいずれか１の技術手段において、前記ＬＥＤユニットは、前記ＬＥＤと前記バイパス手段とを１つの部品として構成していることを特徴としたものである。
【００２７】
第１２の技術手段は、複数のＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤユニットを備えたＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、１つ以上のＬＥＤが故障したときに電流をバイパスさせるためのバイパス手段と、該バイパス手段の電圧を検出する電圧検出手段とを備え、ＬＥＤ毎に前記バイパス手段と前記電圧検出手段とを並列に接続していることを特徴としたものである。
【００２８】
第１３の技術手段は、第１２の技術手段において、複数の前記電圧検出手段は、電流逆流防止回路を介して相互に接続され、電圧検出回路を介して接地されることを特徴としたものである。
【００２９】
第１４の技術手段は、第１３の技術手段において、前記電流逆流防止回路は、ダイオードであることを特徴としたものである。
【００３０】
第１５の技術手段は、第１３又は第１４の技術手段において、前記電圧検出回路は、電圧検出用抵抗と電圧測定器からなることを特徴としたものである。
【００３１】
第１６の技術手段は、第１２乃至第１５のいずれか１の技術手段において、前記バイパス手段は、ツェナーダイオードとダイオードからなることを特徴としたものである。
【００３２】
第１７の技術手段は、第１乃至第１６のいずれか１の技術手段におけるＬＥＤ照明装置を備え、該ＬＥＤ照明装置から発光された光により被照明体を背面から照明するＬＥＤバックライト装置を特徴としたものである。
【００３３】
第１８の技術手段は、第１７の技術手段におけるＬＥＤバックライト装置と、該ＬＥＤバックライト装置により照明される液晶パネルとを備えた画像表示装置を特徴としたものである。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、ＬＥＤを光源とするＬＥＤ照明装置において、直列接続されたＬＥＤに対して並列に電流をバイパスさせる手段を備えることにより、故障したＬＥＤ以外の他のＬＥＤを点灯させることができるため、ＬＥＤのオープン故障などに起因する輝度の低下を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明のＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤユニットにおいて、１つ以上のＬＥＤが故障したときに電流をバイパスさせるためのバイパス手段を備える。このバイパス手段は、例えば、１つのＬＥＤに対して並列にツェナーダイオードを配置する、複数のＬＥＤからなるブロックに対して並列にツェナーダイオードを配置する、１つ以上のＬＥＤに対して並列に複数のダイオードやトランジスタ回路を配置する、あるいは、１つ以上のＬＥＤに対して並列に他のＬＥＤを配置する、といった回路構成により実現され、これにより、故障したＬＥＤ以外の他のＬＥＤを点灯させて、ＬＥＤのオープン故障時などにおける輝度低下の影響を軽減することを主たる目的とする。
【００３６】
図１は、本発明に係るＬＥＤ照明装置を適用した直下型のＬＥＤバックライト装置の構成例を説明するための図で、図１（Ａ）は断面図、図１（Ｂ）は平面図である。図中、１０はＬＥＤ照明装置（以下、ＬＥＤバックライト装置）、１１はＬＥＤ、１２は拡散板、１３は他の光学シート類、１４は反射板、１５はＬＥＤバックライト装置の筐体、１６は液晶パネルである。
【００３７】
図１に示す例では、ＬＥＤバックライト装置１０の筐体１５の底面側に反射板１４が配置され、その上面側に複数のＬＥＤ１１が配設されている。これら複数のＬＥＤ１１からなるＬＥＤユニットには、直列接続されたＬＥＤに対して、ＬＥＤのオープン故障時などに電流をバイパスさせるバイパス手段が設けられる。このバイパス手段は、例えば、後述の図３乃至図１０の各実施形態に示すように、１つのＬＥＤに対して並列にツェナーダイオードを配置する、複数のＬＥＤに対して並列にツェナーダイオードを配置する、１つ以上のＬＥＤに対して並列に複数のダイオードやトランジスタ回路を配置する、あるいは、１つ以上のＬＥＤに対して並列に他のＬＥＤを配置する、といった回路構成により実現される。
【００３８】
反射板１４は、貫通孔を開けて、その貫通孔に個々のＬＥＤ１１を配設するようにしてもよい。あるいは、ＬＥＤ１１を配設する基板表面に印刷等の手法により反射面を形成し、ＬＥＤ基板に反射板１４の機能を付与するようにしてもよい。
【００３９】
また、本発明に係るＬＥＤバックライト装置１０は、ＬＥＤ１１として、白色ＬＥＤを使用した照明方式であってもよく、また、ＲＧＢの３色のＬＥＤを配設した照明方式であってもよく、特に使用するＬＥＤを限定するものではない。
【００４０】
複数のＬＥＤ１１から発光した光は、拡散板１２により拡散され、さらに他の光学シート類１３で所定の作用を受けて液晶パネル１６を背面側から照明する。他の光学シート類１３は、例えば、プリズムシート等の光学シートが適宜用いられる。液晶パネル１６は、入力する映像信号に応じて各画素の液晶の配向が制御され、ＬＥＤ１１から発光した照明光を変調する。これにより液晶パネル１６上に映像信号に応じた映像が表示される。
【００４１】
図２は、図１に示したＬＥＤバックライト装置１０の回路構成例を示すブロック図で、図中、１１ａ〜１１ｎは複数のＬＥＤ１１を直列に接続してなるＬＥＤユニット、２０は電源回路、２１ａ〜２１ｎは電流制御部を示す。電源回路２０は、各電流制御部２１ａ〜２１ｎに電源を供給し、電流制御部２１ａ〜２１ｎは、ＬＥＤユニット１１ａ〜１１ｎそれぞれに定電流を付加する。なお、複数のＬＥＤ１１を点灯制御するためのＬＥＤ点灯回路や調光制御部などの図示しない各電気回路部品は、通常、ＬＥＤバックライト装置１０の背面にまとめて配置されるが、特にその詳細な位置関係については限定されない。
【００４２】
各ＬＥＤユニット１１ａ〜１１ｎは、直列接続されたＬＥＤ１１に対して、１つ以上のＬＥＤのオープン故障時などに電流をバイパスさせるバイパス手段を備える。このバイパス手段は、１つ以上のＬＥＤ１１に対して、ツェナーダイオード、ダイオード、トランジスタ回路、あるいは、他のＬＥＤが並列に接続されて構成される。以下、ＬＥＤユニットにおけるＬＥＤとバイパス手段の接続構成例を図３乃至図１０に基づいて説明する。
【００４３】
図３は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤバックライト装置１０のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図で、図中、Ｄ１〜Ｄ６はＬＥＤ、ＺＤ１〜ＺＤ６はツェナーダイオードを示す。図３（Ａ）は正常時における電流の流れを示し、図３（Ｂ）はオープン故障したときの電流の流れを示す。なお、図中の矢印は電流の向きを示し、“×”印が付与されたＬＥＤ（Ｄ３）は故障したＬＥＤを示す。
【００４４】
本実施形態では、１つのＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）毎に、１つのツェナーダイオード（ＺＤ１〜ＺＤ６）を逆極性で付与し、個別のＬＥＤがオープン故障した場合にツェナーダイオードでバイパスさせるように構成されている。例えば、ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）の順方向電圧が１.２Ｖ、ツェナーダイオード（ＺＤ１〜ＺＤ６）の逆方向電圧を１.５Ｖとした場合、図３（Ａ）に示すように、ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）がオープン故障を起こしていなければ、ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）の端子電圧は１.２Ｖであるため、各ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）に並行して接続された各ツェナーダイオード（ＺＤ１〜ＺＤ６）には電流が流れない。
【００４５】
ここで、図３（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）の少なくとも１つ（本例ではＤ３）がオープン故障を起こした場合、ＬＥＤ（Ｄ３）に並列接続されたツェナーダイオード（ＺＤ３）の端子電圧が１.５Ｖの定電圧となり、ＬＥＤ（Ｄ３）以外の他のＬＥＤには通常時とほぼ同様の電圧がかかり、発光することができる。従って、ＬＥＤがオープン故障したとき、故障したＬＥＤのみが不点灯となり、他のＬＥＤを点灯させることができるため、バックライト全体としての輝度低下の影響を軽減できる。
【００４６】
図４は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置１０のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図で、図中、Ｄ１１〜Ｄ１３，Ｄ２１〜Ｄ２３はＬＥＤ、ＺＤ１，ＺＤ２はツェナーダイオードを示す。図４（Ａ）は正常時における電流の流れを示し、図４（Ｂ）はオープン故障したときの電流の流れを示す。なお、図中の矢印は電流の向きを示し、“×”印が付与されたＬＥＤ（Ｄ１３）は故障したＬＥＤを示し、ＬＥＤ（Ｄ１３）に直列接続されたＬＥＤ（Ｄ１１，Ｄ１２）も消灯する。
【００４７】
本実施形態では、複数のＬＥＤ（Ｄ１１〜Ｄ１３，Ｄ２１〜Ｄ２３）からなるブロック毎に、１つのツェナーダイオード（ＺＤ１，ＺＤ２）を逆極性で付与し、個別のＬＥＤ（例えばＤ１３）がオープン故障した場合にツェナーダイオードでバイパスさせるように構成されている。従って、故障したＬＥＤ（Ｄ１３）に直列接続されているＬＥＤ（Ｄ１１，Ｄ１２）は、消灯するが、ツェナーダイオード（ＺＤ１）に電流が流れバイパスされるため、ＬＥＤ（Ｄ２１〜Ｄ２３）に電流が流れ、点灯させることができる。
【００４８】
前述の図３に示したように、ツェナーダイオードをＬＥＤ毎に接続すると部品点数が大幅に増えてしまい、コスト的に高いものになってしまう。そのため、本実施形態では、数個（本例では３個）のＬＥＤに対してツェナーダイオードを１個配置することで、直列接続したＬＥＤの全消灯を防ぎつつ、部品点数の増加を防ぐことができる。
【００４９】
図５は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置１０のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図で、図中、Ｄ１１〜Ｄ１３，Ｄ２１〜Ｄ２３はＬＥＤ、ＺＤ１，ＺＤ２はツェナーダイオードを示す。図５（Ａ）は正常時における電流の流れを示し、図５（Ｂ）はオープン故障したときの電流の流れを示す。なお、図中の矢印は電流の向きを示し、“×”印が付与されたＬＥＤ（Ｄ１３）は故障したＬＥＤを示し、ＬＥＤ（Ｄ１３）に直列接続されたＬＥＤ（Ｄ１１，Ｄ１２）も消灯する。
【００５０】
本実施形態では、上述の図４と同様に、複数のＬＥＤ（Ｄ１１〜Ｄ１３，Ｄ２１〜Ｄ２３）毎に、１つのツェナーダイオード（ＺＤ１，ＺＤ２）を逆極性で付与し、個別のＬＥＤ（例えばＤ１３）がオープン故障した場合にツェナーダイオードでバイパスさせるように構成されている。従って、故障したＬＥＤ（Ｄ１３）に直列接続されているＬＥＤ（Ｄ１１，Ｄ１２）は、消灯するが、ツェナーダイオード（ＺＤ１）に電流が流れバイパスされるため、ＬＥＤ（Ｄ２１〜Ｄ２３）に電流が流れ、点灯させることができる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、不点灯のＬＥＤの影響が１箇所に集中しないように、ＬＥＤ（Ｄ１１〜Ｄ１３，Ｄ２１〜Ｄ２３）の配列を工夫して、各ＬＥＤを千鳥状に配置している。このため、ＬＥＤ（Ｄ１１〜Ｄ１３）が消灯してしまっても、千鳥状に配置されたＬＥＤ（Ｄ２１〜Ｄ２３）が点灯され、液晶パネルの暗い部分がストライプ状に生じることがなく、輝度むらをより目立たなくすることができる。
【００５２】
なお、上記のごとく効果を得るために、ＬＥＤユニットを構成する各ＬＥＤ（及びツェナーダイオード）の配置が、図５の例に限定されないのは明らかである。配線の引き回し等がやや複雑になるが、２列またはそれ以上の列幅で千鳥状に屈曲させてＬＥＤ及びツェナーダイオードを配線してもよく、また、千鳥状配線にこだわらずに、筐体底面部に配置されたＬＥＤ及びツェナーダイオードをランダムに直並列に接続してＬＥＤユニットを構成してもよい。
【００５３】
図６は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置１０のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図で、図中、Ｄ１〜Ｄ６はＬＥＤ、ｄ１１〜ｄ１２，ｄ２１〜ｄ２２，ｄ３１〜ｄ３２，ｄ４１〜ｄ４２，ｄ５１〜ｄ５２，ｄ６１〜ｄ６２はダイオードを示す。図６（Ａ）は正常時における電流の流れを示し、図６（Ｂ）はオープン故障したときの電流の流れを示す。なお、図中の矢印は電流の向きを示し、“×”印が付与されたＬＥＤ（Ｄ３）は故障したＬＥＤを示す。
【００５４】
本実施形態では、少なくとも１つのＬＥＤに対して、ツェナーダイオードの代わりに、１又は複数のダイオードを並列に接続して使用する。一般的なダイオードはツェナーダイオードに比して低廉であり、複数のダイオードを直列にすることで、ツェナーダイオードの代用も可能である。
【００５５】
例えば、各ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）の順方向電圧を１.２Ｖとすると、順方向電圧０.７Ｖのダイオードを２個直列（ｄ１１〜ｄ１２，ｄ２１〜ｄ２２，ｄ３１〜ｄ３２，ｄ４１〜ｄ４２，ｄ５１〜ｄ５２，ｄ６１〜ｄ６２）に、各ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）の端子に接続することで、前述の図３に例示した構成と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、ＬＥＤ素子とダイオードを同一部品としてあらかじめ生成することによって、部品点数、部品配置面積を増加させることなく、本発明の効果を得ることができる。
【００５７】
図７は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置１０のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図で、図中、Ｄ１はＬＥＤ、Ｔ１はトランジスタ、Ｒ１，Ｒ２は抵抗を示す。なお、図７においては、ＬＥＤユニットを構成する１つのブロックのみを示している。
【００５８】
本実施形態の構成は、図６に示した２つのダイオードの代わりに、トランジスタＴ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２がＬＥＤ（Ｄ１）に並列に接続されている。例えば、抵抗Ｒ１：Ｒ２が１：２の関係にあり、トランジスタＴ１のＶｂｅ電圧が０.６Ｖとすると、ＬＥＤ（Ｄ１）のオープン故障時、端子電圧は１.８Ｖとなる。これにより、前述の図３、図６に例示した構成と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
図８は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置１０のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図で、図中、Ｄ１１〜Ｄ１４，Ｄ２１〜Ｄ２４，Ｄ３１〜Ｄ３４，Ｄ４１〜Ｄ４４はＬＥＤを示す。なお、図中の矢印は電流の向きを示し、“×”印が付与されたＬＥＤ（Ｄ２１）は故障したＬＥＤを示す。
【００６０】
本実施形態の構成は、ＬＥＤ４個（例えば、Ｄ２１〜Ｄ２４）を１つのブロックとし、２個直列且つ２列並列に接続されている。例えば、ＬＥＤ（Ｄ２１）がオープン故障した場合、直列接続されたＬＥＤ（Ｄ２２）には電流が流れず消灯してしまうが、ＬＥＤ（Ｄ２３，Ｄ２４）には正常時の２倍の電流が流れて点灯されることになり、正常時と同じ輝度が維持される。また、例えば、ＬＥＤ（Ｄ２１）がショートした場合、ＬＥＤ（Ｄ２３，Ｄ２４）には電流が流れず消灯してしまうが、直列接続されたＬＥＤ（Ｄ２２）には正常時の２倍の電流が流れて点灯されることになり、正常時の１／２の輝度は維持される。
【００６１】
図９は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置１０のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図で、図中、Ｄ１１〜Ｄ１４，Ｄ２１〜Ｄ２４，Ｄ３１〜Ｄ３４，Ｄ４１〜Ｄ４４はＬＥＤを示す。なお、図中の矢印は電流の向きを示し、“×”印が付与されたＬＥＤ（Ｄ２１）は故障したＬＥＤを示す。
【００６２】
本実施形態の構成は、ＬＥＤ４個（例えば、Ｄ２１〜Ｄ２４）を１つのブロックとし、２個並列２組に接続されている。例えば、ＬＥＤ（Ｄ２１）がオープン故障した場合、ＬＥＤ（Ｄ２２，Ｄ２４）には電流が流れるため点灯し、ＬＥＤ（Ｄ２３）には正常時の２倍の電流が流れて点灯されることになり、正常時と同じ輝度が維持される。また、例えば、ＬＥＤ（Ｄ２１）がショートした場合、ＬＥＤ（Ｄ２３）には電流が流れず消灯してしまうが、ＬＥＤ（Ｄ２２，Ｄ２４）には電流が流れるため点灯されることになり、正常時の１／２の輝度は維持される。
【００６３】
図１０は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置１０のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図で、図中、Ｄ１〜Ｄ３はＬＥＤ、ＺＤ１〜ＺＤ３はツェナーダイオード、ｄ１１〜ｄ１２，ｄ２１〜ｄ２２，ｄ３１〜ｄ３２はダイオード、Ｒ１は電圧検出用抵抗、Ｖは電圧測定器を示す。図１０（Ａ）は正常時における電流の流れを示し、図１０（Ｂ）はオープン故障したときの電流の流れを示す。なお、図中の矢印は電流の向きを示し、“×”印が付与されたＬＥＤ（Ｄ２）は故障したＬＥＤを示す。
【００６４】
前述の図３乃至図５に示した各実施形態において、少なくとも１つのＬＥＤのオープン故障時に電流をツェナーダイオードによりバイパスさせる構成とした場合、電流値としてはほぼ同様の値が流れ続けるため、ＬＥＤバックライト装置１０ではＬＥＤのオープン故障を検知することができない。そこで、本実施形態では個別のＬＥＤのオープン故障を検知するための回路を追加する。
【００６５】
具体的には、各ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ３）からダイオード（ｄ１２，ｄ２２，ｄ３２）を介して電圧検出用抵抗Ｒ１（以下、単にＲ１という）に結線する。抵抗Ｒ１の抵抗値は、各ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ３）の駆動に影響を与えない程度に、ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ３）に流れる電流よりも十分小さくなるような値とする。また、各結線にＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ３）からの電流の逆流を防止する電流逆流防止回路であるダイオード（ｄ１１，ｄ２１，ｄ３１）を配置する。抵抗Ｒ１の電圧を見ることでＬＥＤのオープン故障を検知する。なお、抵抗Ｒ１と電圧測定器Ｖにより本発明の電圧検出回路を構成している。
【００６６】
以下、本実施形態におけるオープン故障検知方法の動作例について説明する。
図１０において、通常、ＬＥＤのオープン故障がない場合、電流はすべてＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ３）側を流れ、ツェナーダイオード（ＺＤ１〜ＺＤ３）側は流れない。従って、抵抗Ｒ１へ電流は流れないため、抵抗Ｒ１の電圧は０Ｖとなる。
【００６７】
次に、１つのＬＥＤ（ここではＤ２）がオープン故障となった場合、オープン故障したＬＥＤ（Ｄ２）に対応するツェナーダイオード（ＺＤ２）側を電流が流れ、ダイオード（ｄ２２）を介して抵抗Ｒ１にも電流が流れる。抵抗Ｒ１にかかる電圧はオープン故障したＬＥＤ（Ｄ２）のカソード電圧とほぼ同値である。従って、抵抗Ｒ１の電圧を監視することによって、ＬＥＤ（Ｄ２）のオープン故障を検知することができる。
【００６８】
上記のように、抵抗Ｒ１にかかる電圧は、オープン故障したＬＥＤ（Ｄ２）のカソード電圧値であるから、その値から、オープン故障したＬＥＤ（Ｄ２）を特定することができる。そのため、その電圧値を不揮発性メモリ等に記憶し、修理時にその値を参照することによって、再度、ＬＥＤを点灯することなく、オープン故障したＬＥＤを特定でき、ＬＥＤの交換時における作業効率を上げることができる。
【００６９】
以上、直下型のＬＥＤバックライト装置を例に挙げて説明したが、本発明に係るＬＥＤ照明装置は、エッジライト型のＬＥＤバックライト装置にも適用可能である。このエッジライト型のＬＥＤバックライト装置は、図示しないが、上述のごときＬＥＤ照明装置と、ＬＥＤ照明装置から発光された光を、端面から入射させ、出射した光により被照明体を背後から照明するための導光板とを備えたものである。また、エッジライト型では、直下型に比してＬＥＤの配列が一列又は数列となるだけであり、そのような配列のＬＥＤを搭載したＬＥＤ基板を持つＬＥＤ照明装置を備えるようにすればよい。
【００７０】
図１１は、本発明の画像表示装置として構成された液晶テレビジョン装置の構成例を示すブロック図で、図中、３０は液晶テレビジョン装置である。本例では、液晶テレビジョン装置が備える液晶パネル（ＬＣＤ）の照明用として、上述のごときＬＥＤバックライト装置を適用したものとする。
【００７１】
液晶テレビジョン装置３０において、チューナ３５は、アンテナ３４によって受信されたテレビジョン放送信号からチャンネルを選局する。また、ビデオ入力端子３６は、液晶テレビジョン装置３０に内蔵もしくは外部接続されたＡＶ機器からのビデオ信号を入力する。そして切換部３７において、チューナ３５で選局されたテレビジョン放送信号とビデオ入力端子３６を介して入力したビデオ信号とを切換出力する。
【００７２】
切換部３７から出力された映像信号は、映像処理部４０で映像処理され、ＬＣＤ制御部４１に出力される。映像処理部４０は、入力したビデオ信号から映像信号の生成処理や各種の画質調整処理等を行う。映像処理部４０は、コンポジット信号のＹＣ分離処理、ＹＣ信号からＲＧＢ信号を生成するＲＧＢ信号デコード処理、ＡＤ変換処理、色空間変換処理、ＩＰ変換処理、スケーリング処理、ＦＲＣ処理、色補正処理、同期検出処理、γ補正処理、ＯＳＤ表示処理等の映像信号処理を適宜実行する。
【００７３】
ＬＣＤ制御部４１は、映像処理部４０から出力されたＲＧＢの画像表示信号に従って液晶パネル１６のソースドライバに出力する諧調データ及び信号線制御信号を生成するとともに、ゲートドライバに出力する走査線制御信号を生成し、液晶パネル１６における画像表示制御を行う。また、ＬＣＤ制御部４１は、光源駆動部４２へ出力するバックライト制御信号を生成し、ＬＥＤバックライト４３の発光駆動制御を行う。
【００７４】
光源駆動部４２は、ＬＣＤ制御部４１から得たバックライト制御信号に基づき、上述のマイコン等の制御回路に対して制御信号を送る。制御回路は、ＬＥＤバックライト４３を駆動し、ＬＥＤバックライト４３のＬＥＤを発光させる。
【００７５】
ここで、ＬＥＤの調光制御手段としては、電圧（電流）調光方式や、明るさが時分割されるデューティ調光方式などを適用することができる。一般に動画表示に適した高速応答に対応するためには後者のデューティ調光方式を用いることが好ましい。このデューティ調光方式を適用する場合、ＬＥＤを駆動するための調光パルス（ＰＷＭ信号）を生成し、そのＰＷＭ比設定データに応じたデューティ比となるようにパルス幅を可変することで、ＬＥＤの明るさを調光することができる。また、電圧（電流）調光方式を適用する場合、電源回路からの入力電圧または入力電流を、出力電圧制御用信号に基づきＤＣ−ＤＣコンバータ等で変化させて、その駆動電圧（電流）の大きさで直接ＬＥＤの電流を変化させて調光することができる。
【００７６】
また、液晶テレビジョン装置３０において、切換部３７から出力された音声信号は、音声処理部３８で処理されてスピーカ３９から音声出力される。また、リモコン受光部３１は、リモコン装置５０から送信された赤外線によるリモコン操作信号を受光し、制御部３２へ送る。制御部３２は、リモコン受光部３１で受光したリモコン操作信号を検出・解析し、チューナ３５、切換部３７、映像処理部４０、ＬＣＤ制御部４１、音声処理部３８等に対してそれらの動作を制御する制御信号を出力する。制御部３２では、メモリ３３に記憶されたプログラムやデータが使用される。また、液晶テレビジョン装置３０に対するユーザによる操作入力は、リモコン装置５０だけでなく、液晶テレビジョン装置３０の本体操作部に設けられた操作キーやスイッチを用いて実行することができる。
【００７７】
なお、本発明に係る画像表示装置としては、上述した液晶テレビジョン装置に限定されることはなく、液晶パネル等の表示パネルを背面から照明して、表示画像を生成する構成を有する種々の画像表示装置に適用することができる。
【００７８】
以上説明したように、本発明によれば、ＬＥＤを光源とするＬＥＤ照明装置において、直列接続されたＬＥＤに対して並列に電流をバイパスさせる手段を備えることにより、故障したＬＥＤ以外の他のＬＥＤを点灯させることができるため、ＬＥＤのオープン故障などに起因する輝度の低下を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係るＬＥＤ照明装置を適用した直下型のＬＥＤバックライト装置の構成例を説明するための図である。
【図２】図１に示したＬＥＤバックライト装置の回路構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＬＥＤバックライト装置のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図である。
【図１１】本発明の画像表示装置として構成された液晶テレビジョン装置の構成例を示すブロック図である。
【図１２】従来の直下型のＬＥＤバックライト装置の回路構成を示す概略図である。
【図１３】従来の直下型のＬＥＤバックライト装置の回路構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０…ＬＥＤ照明装置（ＬＥＤバックライト装置）、１１…ＬＥＤ、１１ａ〜１１ｎ…ＬＥＤユニット、１２…拡散板、１３…光学シート類、１４…反射板、１５…筐体、１６…液晶パネル、２０…電源回路、２１ａ〜２１ｎ…電流制御部、３０…液晶テレビジョン装置、３１…リモコン受光部、３２…制御部、３３…メモリ、３４…アンテナ、３５…チューナ、３６…ビデオ入力端子、３７…切換部、３８…音声処理部、３９…スピーカ、４０…映像処理部、４１…ＬＣＤ制御部、４２…光源駆動部、４３…ＬＥＤバックライト、５０…リモコン装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明装置、ＬＥＤバックライト装置、及び画像表示装置、より詳細には、液晶パネル等の光変調素子を照明する素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）を使用したＬＥＤ照明装置、該ＬＥＤ照明装置を用いたＬＥＤバックライト装置、及び該ＬＥＤバックライト装置を使用して画像表示を行う画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルなどの光変調素子を背面から照明するバックライトとして、ＬＥＤバックライトが注目されている。ＬＥＤバックライトには、白色ＬＥＤを配列して白色光の照明光を発光する構成のものや、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のＬＥＤを配列し、これらの３色の光を混色して白色光とする構成のもの等がある。ここで、白色ＬＥＤには、短波長ＬＥＤチップにＲＧＢ蛍光体を組み合わせて白色を得る方式や、青色ＬＥＤチップに黄色の蛍光体を組み合わせて白色を得る方式、あるいは、ＲＧＢの３色のＬＥＤチップの混光として白色を得る方式、補色となる２色のＬＥＤチップの混光として白色を得る方式等が採用できる。
【０００３】
このような、ＬＥＤを利用したバックライトは、従来一般的な冷陰極管（ＣＣＦＬ）等の蛍光管を利用したバックライトに比較して、いくつかの特徴的な利点が得られている。例えば、従来バックライトとして使用されていた蛍光管は、点灯するときに高い電圧を必要とし、また、蛍光管の点灯・消灯を煩雑に繰り返すとその寿命が短くなる、という課題を有していた。また、蛍光管は、通常ガラス材によって形成されているため、バックライト光源として形状の自由度に制限がある、という課題もあった。
【０００４】
これに対して、ＬＥＤを使用したバックライトは、蛍光管に比して低電圧で駆動することができ、また、消費電力が少なく、寿命が長い等の優位な性能を備えている。また、３色でなるＬＥＤを使用したバックライトでは、光の３原色に近い波長から白色光を得るため、従来の冷陰極管に比べて色の自由度が高まるという特徴がある。特に色再現性を大幅に拡大することが可能で、ＮＴＳＣ規格比で１００％を超える色再現性を実現したり、白色点（白の色味）を自由に調整したりすることができるようになる。
【０００５】
ＬＥＤバックライトには、例えば、液晶パネルの背面側に導光板を配置し、その導光板の端部に複数のＬＥＤをアレイ状に配列した導光板方式（エッジライト型）のものがある。この場合、ＬＥＤアレイから発光した照明光は、導光板を介して液晶パネルを照明する。また、導光板と液晶パネルとの間には、照明光に配光特性や輝度分散特性を与えるために、拡散板やプリズムシート等の光学シート類が適宜配設される。
【０００６】
上述のような導光板方式に対して、液晶パネルの背面側の直下にＬＥＤを配列する直下型のＬＥＤバックライトも提供されている。直下型のＬＥＤバックライトにおいても、ＬＥＤと液晶パネルの間には上述のような光学シート類が適宜配設される。直下型のＬＥＤバックライトは、導光板方式に比して光利用効率が高く、また軽量化が可能であるなどの長所がある。光利用効率に関し、導光板方式のＬＥＤバックライトでは、その光利用効率は例えば約５０％程度であるのに対して、直下型のＬＥＤバックライトでは、光利用効率は例えば約７５％程度と高くなる。
【０００７】
一般に、液晶パネルを用いた表示装置では高レベルの画面輝度が求められる。例えば、液晶テレビジョン装置では、画面の輝度レベルは少なくとも４５０ｃｄ／ｍ２が要求される。このような要求を満足するためには、基本的には光利用効率の高い直下型のＬＥＤバックライトが有利であるものといえる。
【０００８】
エッジライト型、直下型に限らず、ＬＥＤバックライトにおいては、ＬＥＤを直列接続したものを並列接続した形態が採用されている。このような形態においては、ＬＥＤを直列接続してなるＬＥＤ直列ユニット毎の輝度を一定化し、輝度の均等を保つような工夫がなされている。
【０００９】
図１２及び図１３は、従来の直下型のＬＥＤバックライト装置の回路構成を示す概略図である。図１２で例示したＬＥＤバックライト装置１００は、複数のＬＥＤ（ここでは３個のＬＥＤ）を直列に接続したＬＥＤ直列ユニット１０１ａ〜１０１ｄが、電源１０３に並列に接続されてなる。そして、各ＬＥＤ直列ユニット１０１ａ〜１０１ｄに、それぞれ、定電流を付加する電源制御部１０２ａ〜１０２ｄを直列接続することで、ユニット毎の電流値を一定化している。
【００１０】
また、図１３で例示したＬＥＤバックライト装置１１０は、複数のＬＥＤ（ここでは３個のＬＥＤ）を直列に接続したＬＥＤ直列ユニット１１１ａ〜１１１ｄが、電源１１３に並列に接続されてなる。そして、各ＬＥＤ直列ユニット１１１ａ〜１１１ｄに、それぞれ、抵抗Ｒａ〜Ｒｄを直列に接続することで、簡易的に電流値を一定化している。
【００１１】
しかしながら、ＬＥＤバックライトを使用する液晶ディスプレイで複数のＬＥＤを直列に接続して駆動する方式においては、複数のＬＥＤのうちの１個が破損し、電気的にオープンとなった場合、直列接続した複数のＬＥＤがすべて消灯してしまうという問題があった。
【００１２】
従来のＬＥＤの接続方法に関して、例えば、特許文献１には、ＬＥＤに抵抗を直列接続することによってＶｆの差を吸収するための技術が記載されている。また、特許文献２には、マトリクス上に接続されたＬＥＤにツェナーダイオードを配することにより、オープン故障時における輝度低下の影響を低減するための技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−９０８５８号公報
【特許文献２】特開２００４−３５６０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記特許文献１に記載の発明は、ＬＥＤをストップランプに適用したもので、ＬＥＤに抵抗を直列に接続しているため、その抵抗で生じる電圧降下分が抵抗の数に比例して積算され、電源供給側端子とＧＮＤ端子間での電圧差が大きくなる。このような接続方法を表示装置のバックライトに使用した場合、端子間において電圧差による輝度変化が大きくなり、特にＬＥＤの数が多くなるほど輝度変化が大きくなるという問題がある。
【００１４】
また、上記特許文献２に記載の発明は、複数のＬＥＤをマトリクス状に接続し、ＬＥＤ駆動回路ブロックの各列に並列接続されているＬＥＤ群に対してそれぞれツェナーダイオードが並列接続されているが、直列に接続されたＬＥＤについては何ら記載されていない。
【００１５】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、直列接続されたＬＥＤに対して並列に電流をバイパスさせる手段を備えることにより、故障したＬＥＤ以外の他のＬＥＤを点灯させ、ＬＥＤのオープン故障などに起因する輝度の低下を少なくするＬＥＤ照明装置、該ＬＥＤ照明装置を用いたＬＥＤバックライト装置、及び該ＬＥＤバックライト装置を使用して画像表示を行う画像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】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、複数のＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤユニットを備えたＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、１つ以上のＬＥＤが故障したときに電流をバイパスさせるためのバイパス手段を備え、ＬＥＤ毎に前記バイパス手段を並列に接続していることを特徴としたものである。
【００１７】
第２の技術手段は、複数のＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤユニットを備えたＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、１つ以上のＬＥＤが故障したときに電流をバイパスさせるためのバイパス手段を備え、複数のＬＥＤからなるブロック毎に前記バイパス手段を並列に接続していることを特徴としたものである。
【００１８】
第３の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、前記バイパス手段は、前記ＬＥＤを発光させる電圧よりも高い電圧がかかったときに電流が流れることを特徴としたものである。
【００１９】
第４の技術手段は、第１乃至第３のいずれか１の技術手段において、前記ＬＥＤユニットは、前記複数のＬＥＤを千鳥状に配置していることを特徴としたものである。
【００２０】
第５の技術手段は、第１乃至第４のいずれか１の技術手段において、前記バイパス手段は、ツェナーダイオードで構成されていることを特徴としたものである。
【００２１】
第６の技術手段は、第１乃至第４のいずれか１の技術手段において、前記バイパス手段は、ダイオードで構成されていることを特徴としたものである。
【００２２】
第７の技術手段は、第１乃至第４のいずれか１の技術手段において、前記バイパス手段は、トランジスタ回路で構成されていることを特徴としたものである。
【００２３】
第８の技術手段は、第１乃至第４のいずれか１の技術手段において、前記バイパス手段は、他のＬＥＤで構成されていることを特徴としたものである。
【００２４】
第９の技術手段は、第８の技術手段において、前記ＬＥＤユニットは、ＬＥＤを２個直列且つ２個並列に接続してなる複数のＬＥＤブロックで構成されていることを特徴としたものである。
【００２５】
第１０の技術手段は、第８の技術手段において、前記ＬＥＤユニットは、ＬＥＤを２個並列に接続してなる複数のＬＥＤブロックで構成されていることを特徴としたものである。
【００２６】
第１１の技術手段は、第１乃至第８のいずれか１の技術手段において、前記ＬＥＤユニットは、前記ＬＥＤと前記バイパス手段とを１つの部品として構成していることを特徴としたものである。
【００２７】
第１２の技術手段は、複数のＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤユニットを備えたＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、１つ以上のＬＥＤが故障したときに電流をバイパスさせるためのバイパス手段と、該バイパス手段の電圧を検出する電圧検出手段とを備え、ＬＥＤ毎に前記バイパス手段と前記電圧検出手段とを並列に接続していることを特徴としたものである。
【００２８】
第１３の技術手段は、第１２の技術手段において、複数の前記電圧検出手段は、電流逆流防止回路を介して相互に接続され、電圧検出回路を介して接地されることを特徴としたものである。
【００２９】
第１４の技術手段は、第１３の技術手段において、前記電流逆流防止回路は、ダイオードであることを特徴としたものである。
【００３０】
第１５の技術手段は、第１３又は第１４の技術手段において、前記電圧検出回路は、電圧検出用抵抗と電圧測定器からなることを特徴としたものである。
【００３１】
第１６の技術手段は、第１２乃至第１５のいずれか１の技術手段において、前記バイパス手段は、ツェナーダイオードとダイオードからなることを特徴としたものである。
【００３２】
第１７の技術手段は、第１乃至第１６のいずれか１の技術手段におけるＬＥＤ照明装置を備え、該ＬＥＤ照明装置から発光された光により被照明体を背面から照明するＬＥＤバックライト装置を特徴としたものである。
【００３３】
第１８の技術手段は、第１７の技術手段におけるＬＥＤバックライト装置と、該ＬＥＤバックライト装置により照明される液晶パネルとを備えた画像表示装置を特徴としたものである。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、ＬＥＤを光源とするＬＥＤ照明装置において、直列接続されたＬＥＤに対して並列に電流をバイパスさせる手段を備えることにより、故障したＬＥＤ以外の他のＬＥＤを点灯させることができるため、ＬＥＤのオープン故障などに起因する輝度の低下を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明のＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤユニットにおいて、１つ以上のＬＥＤが故障したときに電流をバイパスさせるためのバイパス手段を備える。このバイパス手段は、例えば、１つのＬＥＤに対して並列にツェナーダイオードを配置する、複数のＬＥＤからなるブロックに対して並列にツェナーダイオードを配置する、１つ以上のＬＥＤに対して並列に複数のダイオードやトランジスタ回路を配置する、あるいは、１つ以上のＬＥＤに対して並列に他のＬＥＤを配置する、といった回路構成により実現され、これにより、故障したＬＥＤ以外の他のＬＥＤを点灯させて、ＬＥＤのオープン故障時などにおける輝度低下の影響を軽減することを主たる目的とする。
【００３６】
図１は、本発明に係るＬＥＤ照明装置を適用した直下型のＬＥＤバックライト装置の構成例を説明するための図で、図１（Ａ）は断面図、図１（Ｂ）は平面図である。図中、１０はＬＥＤ照明装置（以下、ＬＥＤバックライト装置）、１１はＬＥＤ、１２は拡散板、１３は他の光学シート類、１４は反射板、１５はＬＥＤバックライト装置の筐体、１６は液晶パネルである。
【００３７】
図１に示す例では、ＬＥＤバックライト装置１０の筐体１５の底面側に反射板１４が配置され、その上面側に複数のＬＥＤ１１が配設されている。これら複数のＬＥＤ１１からなるＬＥＤユニットには、直列接続されたＬＥＤに対して、ＬＥＤのオープン故障時などに電流をバイパスさせるバイパス手段が設けられる。このバイパス手段は、例えば、後述の図３乃至図１０の各実施形態に示すように、１つのＬＥＤに対して並列にツェナーダイオードを配置する、複数のＬＥＤに対して並列にツェナーダイオードを配置する、１つ以上のＬＥＤに対して並列に複数のダイオードやトランジスタ回路を配置する、あるいは、１つ以上のＬＥＤに対して並列に他のＬＥＤを配置する、といった回路構成により実現される。
【００３８】
反射板１４は、貫通孔を開けて、その貫通孔に個々のＬＥＤ１１を配設するようにしてもよい。あるいは、ＬＥＤ１１を配設する基板表面に印刷等の手法により反射面を形成し、ＬＥＤ基板に反射板１４の機能を付与するようにしてもよい。
【００３９】
また、本発明に係るＬＥＤバックライト装置１０は、ＬＥＤ１１として、白色ＬＥＤを使用した照明方式であってもよく、また、ＲＧＢの３色のＬＥＤを配設した照明方式であってもよく、特に使用するＬＥＤを限定するものではない。
【００４０】
複数のＬＥＤ１１から発光した光は、拡散板１２により拡散され、さらに他の光学シート類１３で所定の作用を受けて液晶パネル１６を背面側から照明する。他の光学シート類１３は、例えば、プリズムシート等の光学シートが適宜用いられる。液晶パネル１６は、入力する映像信号に応じて各画素の液晶の配向が制御され、ＬＥＤ１１から発光した照明光を変調する。これにより液晶パネル１６上に映像信号に応じた映像が表示される。
【００４１】
図２は、図１に示したＬＥＤバックライト装置１０の回路構成例を示すブロック図で、図中、１１ａ〜１１ｎは複数のＬＥＤ１１を直列に接続してなるＬＥＤユニット、２０は電源回路、２１ａ〜２１ｎは電流制御部を示す。電源回路２０は、各電流制御部２１ａ〜２１ｎに電源を供給し、電流制御部２１ａ〜２１ｎは、ＬＥＤユニット１１ａ〜１１ｎそれぞれに定電流を付加する。なお、複数のＬＥＤ１１を点灯制御するためのＬＥＤ点灯回路や調光制御部などの図示しない各電気回路部品は、通常、ＬＥＤバックライト装置１０の背面にまとめて配置されるが、特にその詳細な位置関係については限定されない。
【００４２】
各ＬＥＤユニット１１ａ〜１１ｎは、直列接続されたＬＥＤ１１に対して、１つ以上のＬＥＤのオープン故障時などに電流をバイパスさせるバイパス手段を備える。このバイパス手段は、１つ以上のＬＥＤ１１に対して、ツェナーダイオード、ダイオード、トランジスタ回路、あるいは、他のＬＥＤが並列に接続されて構成される。以下、ＬＥＤユニットにおけるＬＥＤとバイパス手段の接続構成例を図３乃至図１０に基づいて説明する。
【００４３】
図３は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤバックライト装置１０のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図で、図中、Ｄ１〜Ｄ６はＬＥＤ、ＺＤ１〜ＺＤ６はツェナーダイオードを示す。図３（Ａ）は正常時における電流の流れを示し、図３（Ｂ）はオープン故障したときの電流の流れを示す。なお、図中の矢印は電流の向きを示し、“×”印が付与されたＬＥＤ（Ｄ３）は故障したＬＥＤを示す。
【００４４】
本実施形態では、１つのＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）毎に、１つのツェナーダイオード（ＺＤ１〜ＺＤ６）を逆極性で付与し、個別のＬＥＤがオープン故障した場合にツェナーダイオードでバイパスさせるように構成されている。例えば、ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）の順方向電圧が１.２Ｖ、ツェナーダイオード（ＺＤ１〜ＺＤ６）の逆方向電圧を１.５Ｖとした場合、図３（Ａ）に示すように、ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）がオープン故障を起こしていなければ、ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）の端子電圧は１.２Ｖであるため、各ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）に並行して接続された各ツェナーダイオード（ＺＤ１〜ＺＤ６）には電流が流れない。
【００４５】
ここで、図３（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）の少なくとも１つ（本例ではＤ３）がオープン故障を起こした場合、ＬＥＤ（Ｄ３）に並列接続されたツェナーダイオード（ＺＤ３）の端子電圧が１.５Ｖの定電圧となり、ＬＥＤ（Ｄ３）以外の他のＬＥＤには通常時とほぼ同様の電圧がかかり、発光することができる。従って、ＬＥＤがオープン故障したとき、故障したＬＥＤのみが不点灯となり、他のＬＥＤを点灯させることができるため、バックライト全体としての輝度低下の影響を軽減できる。
【００４６】
図４は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置１０のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図で、図中、Ｄ１１〜Ｄ１３，Ｄ２１〜Ｄ２３はＬＥＤ、ＺＤ１，ＺＤ２はツェナーダイオードを示す。図４（Ａ）は正常時における電流の流れを示し、図４（Ｂ）はオープン故障したときの電流の流れを示す。なお、図中の矢印は電流の向きを示し、“×”印が付与されたＬＥＤ（Ｄ１３）は故障したＬＥＤを示し、ＬＥＤ（Ｄ１３）に直列接続されたＬＥＤ（Ｄ１１，Ｄ１２）も消灯する。
【００４７】
本実施形態では、複数のＬＥＤ（Ｄ１１〜Ｄ１３，Ｄ２１〜Ｄ２３）からなるブロック毎に、１つのツェナーダイオード（ＺＤ１，ＺＤ２）を逆極性で付与し、個別のＬＥＤ（例えばＤ１３）がオープン故障した場合にツェナーダイオードでバイパスさせるように構成されている。従って、故障したＬＥＤ（Ｄ１３）に直列接続されているＬＥＤ（Ｄ１１，Ｄ１２）は、消灯するが、ツェナーダイオード（ＺＤ１）に電流が流れバイパスされるため、ＬＥＤ（Ｄ２１〜Ｄ２３）に電流が流れ、点灯させることができる。
【００４８】
前述の図３に示したように、ツェナーダイオードをＬＥＤ毎に接続すると部品点数が大幅に増えてしまい、コスト的に高いものになってしまう。そのため、本実施形態では、数個（本例では３個）のＬＥＤに対してツェナーダイオードを１個配置することで、直列接続したＬＥＤの全消灯を防ぎつつ、部品点数の増加を防ぐことができる。
【００４９】
図５は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置１０のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図で、図中、Ｄ１１〜Ｄ１３，Ｄ２１〜Ｄ２３はＬＥＤ、ＺＤ１，ＺＤ２はツェナーダイオードを示す。図５（Ａ）は正常時における電流の流れを示し、図５（Ｂ）はオープン故障したときの電流の流れを示す。なお、図中の矢印は電流の向きを示し、“×”印が付与されたＬＥＤ（Ｄ１３）は故障したＬＥＤを示し、ＬＥＤ（Ｄ１３）に直列接続されたＬＥＤ（Ｄ１１，Ｄ１２）も消灯する。
【００５０】
本実施形態では、上述の図４と同様に、複数のＬＥＤ（Ｄ１１〜Ｄ１３，Ｄ２１〜Ｄ２３）毎に、１つのツェナーダイオード（ＺＤ１，ＺＤ２）を逆極性で付与し、個別のＬＥＤ（例えばＤ１３）がオープン故障した場合にツェナーダイオードでバイパスさせるように構成されている。従って、故障したＬＥＤ（Ｄ１３）に直列接続されているＬＥＤ（Ｄ１１，Ｄ１２）は、消灯するが、ツェナーダイオード（ＺＤ１）に電流が流れバイパスされるため、ＬＥＤ（Ｄ２１〜Ｄ２３）に電流が流れ、点灯させることができる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、不点灯のＬＥＤの影響が１箇所に集中しないように、ＬＥＤ（Ｄ１１〜Ｄ１３，Ｄ２１〜Ｄ２３）の配列を工夫して、各ＬＥＤを千鳥状に配置している。このため、ＬＥＤ（Ｄ１１〜Ｄ１３）が消灯してしまっても、千鳥状に配置されたＬＥＤ（Ｄ２１〜Ｄ２３）が点灯され、液晶パネルの暗い部分がストライプ状に生じることがなく、輝度むらをより目立たなくすることができる。
【００５２】
なお、上記のごとく効果を得るために、ＬＥＤユニットを構成する各ＬＥＤ（及びツェナーダイオード）の配置が、図５の例に限定されないのは明らかである。配線の引き回し等がやや複雑になるが、２列またはそれ以上の列幅で千鳥状に屈曲させてＬＥＤ及びツェナーダイオードを配線してもよく、また、千鳥状配線にこだわらずに、筐体底面部に配置されたＬＥＤ及びツェナーダイオードをランダムに直並列に接続してＬＥＤユニットを構成してもよい。
【００５３】
図６は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置１０のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図で、図中、Ｄ１〜Ｄ６はＬＥＤ、ｄ１１〜ｄ１２，ｄ２１〜ｄ２２，ｄ３１〜ｄ３２，ｄ４１〜ｄ４２，ｄ５１〜ｄ５２，ｄ６１〜ｄ６２はダイオードを示す。図６（Ａ）は正常時における電流の流れを示し、図６（Ｂ）はオープン故障したときの電流の流れを示す。なお、図中の矢印は電流の向きを示し、“×”印が付与されたＬＥＤ（Ｄ３）は故障したＬＥＤを示す。
【００５４】
本実施形態では、少なくとも１つのＬＥＤに対して、ツェナーダイオードの代わりに、１又は複数のダイオードを並列に接続して使用する。一般的なダイオードはツェナーダイオードに比して低廉であり、複数のダイオードを直列にすることで、ツェナーダイオードの代用も可能である。
【００５５】
例えば、各ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）の順方向電圧を１.２Ｖとすると、順方向電圧０.７Ｖのダイオードを２個直列（ｄ１１〜ｄ１２，ｄ２１〜ｄ２２，ｄ３１〜ｄ３２，ｄ４１〜ｄ４２，ｄ５１〜ｄ５２，ｄ６１〜ｄ６２）に、各ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ６）の端子に接続することで、前述の図３に例示した構成と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、ＬＥＤ素子とダイオードを同一部品としてあらかじめ生成することによって、部品点数、部品配置面積を増加させることなく、本発明の効果を得ることができる。
【００５７】
図７は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置１０のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図で、図中、Ｄ１はＬＥＤ、Ｔ１はトランジスタ、Ｒ１，Ｒ２は抵抗を示す。なお、図７においては、ＬＥＤユニットを構成する１つのブロックのみを示している。
【００５８】
本実施形態の構成は、図６に示した２つのダイオードの代わりに、トランジスタＴ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２がＬＥＤ（Ｄ１）に並列に接続されている。例えば、抵抗Ｒ１：Ｒ２が１：２の関係にあり、トランジスタＴ１のＶｂｅ電圧が０.６Ｖとすると、ＬＥＤ（Ｄ１）のオープン故障時、端子電圧は１.８Ｖとなる。これにより、前述の図３、図６に例示した構成と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
図８は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置１０のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図で、図中、Ｄ１１〜Ｄ１４，Ｄ２１〜Ｄ２４，Ｄ３１〜Ｄ３４，Ｄ４１〜Ｄ４４はＬＥＤを示す。なお、図中の矢印は電流の向きを示し、“×”印が付与されたＬＥＤ（Ｄ２１）は故障したＬＥＤを示す。
【００６０】
本実施形態の構成は、ＬＥＤ４個（例えば、Ｄ２１〜Ｄ２４）を１つのブロックとし、２個直列且つ２列並列に接続されている。例えば、ＬＥＤ（Ｄ２１）がオープン故障した場合、直列接続されたＬＥＤ（Ｄ２２）には電流が流れず消灯してしまうが、ＬＥＤ（Ｄ２３，Ｄ２４）には正常時の２倍の電流が流れて点灯されることになり、正常時と同じ輝度が維持される。また、例えば、ＬＥＤ（Ｄ２１）がショートした場合、ＬＥＤ（Ｄ２３，Ｄ２４）には電流が流れず消灯してしまうが、直列接続されたＬＥＤ（Ｄ２２）には正常時の２倍の電流が流れて点灯されることになり、正常時の１／２の輝度は維持される。
【００６１】
図９は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置１０のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図で、図中、Ｄ１１〜Ｄ１４，Ｄ２１〜Ｄ２４，Ｄ３１〜Ｄ３４，Ｄ４１〜Ｄ４４はＬＥＤを示す。なお、図中の矢印は電流の向きを示し、“×”印が付与されたＬＥＤ（Ｄ２１）は故障したＬＥＤを示す。
【００６２】
本実施形態の構成は、ＬＥＤ４個（例えば、Ｄ２１〜Ｄ２４）を１つのブロックとし、２個並列２組に接続されている。例えば、ＬＥＤ（Ｄ２１）がオープン故障した場合、ＬＥＤ（Ｄ２２，Ｄ２４）には電流が流れるため点灯し、ＬＥＤ（Ｄ２３）には正常時の２倍の電流が流れて点灯されることになり、正常時と同じ輝度が維持される。また、例えば、ＬＥＤ（Ｄ２１）がショートした場合、ＬＥＤ（Ｄ２３）には電流が流れず消灯してしまうが、ＬＥＤ（Ｄ２２，Ｄ２４）には電流が流れるため点灯されることになり、正常時の１／２の輝度は維持される。
【００６３】
図１０は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置１０のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図で、図中、Ｄ１〜Ｄ３はＬＥＤ、ＺＤ１〜ＺＤ３はツェナーダイオード、ｄ１１〜ｄ１２，ｄ２１〜ｄ２２，ｄ３１〜ｄ３２はダイオード、Ｒ１は電圧検出用抵抗、Ｖは電圧測定器を示す。図１０（Ａ）は正常時における電流の流れを示し、図１０（Ｂ）はオープン故障したときの電流の流れを示す。なお、図中の矢印は電流の向きを示し、“×”印が付与されたＬＥＤ（Ｄ２）は故障したＬＥＤを示す。
【００６４】
前述の図３乃至図５に示した各実施形態において、少なくとも１つのＬＥＤのオープン故障時に電流をツェナーダイオードによりバイパスさせる構成とした場合、電流値としてはほぼ同様の値が流れ続けるため、ＬＥＤバックライト装置１０ではＬＥＤのオープン故障を検知することができない。そこで、本実施形態では個別のＬＥＤのオープン故障を検知するための回路を追加する。
【００６５】
具体的には、各ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ３）からダイオード（ｄ１２，ｄ２２，ｄ３２）を介して電圧検出用抵抗Ｒ１（以下、単にＲ１という）に結線する。抵抗Ｒ１の抵抗値は、各ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ３）の駆動に影響を与えない程度に、ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ３）に流れる電流よりも十分小さくなるような値とする。また、各結線にＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ３）からの電流の逆流を防止する電流逆流防止回路であるダイオード（ｄ１１，ｄ２１，ｄ３１）を配置する。抵抗Ｒ１の電圧を見ることでＬＥＤのオープン故障を検知する。なお、抵抗Ｒ１と電圧測定器Ｖにより本発明の電圧検出回路を構成している。
【００６６】
以下、本実施形態におけるオープン故障検知方法の動作例について説明する。
図１０において、通常、ＬＥＤのオープン故障がない場合、電流はすべてＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ３）側を流れ、ツェナーダイオード（ＺＤ１〜ＺＤ３）側は流れない。従って、抵抗Ｒ１へ電流は流れないため、抵抗Ｒ１の電圧は０Ｖとなる。
【００６７】
次に、１つのＬＥＤ（ここではＤ２）がオープン故障となった場合、オープン故障したＬＥＤ（Ｄ２）に対応するツェナーダイオード（ＺＤ２）側を電流が流れ、ダイオード（ｄ２２）を介して抵抗Ｒ１にも電流が流れる。抵抗Ｒ１にかかる電圧はオープン故障したＬＥＤ（Ｄ２）のカソード電圧とほぼ同値である。従って、抵抗Ｒ１の電圧を監視することによって、ＬＥＤ（Ｄ２）のオープン故障を検知することができる。
【００６８】
上記のように、抵抗Ｒ１にかかる電圧は、オープン故障したＬＥＤ（Ｄ２）のカソード電圧値であるから、その値から、オープン故障したＬＥＤ（Ｄ２）を特定することができる。そのため、その電圧値を不揮発性メモリ等に記憶し、修理時にその値を参照することによって、再度、ＬＥＤを点灯することなく、オープン故障したＬＥＤを特定でき、ＬＥＤの交換時における作業効率を上げることができる。
【００６９】
以上、直下型のＬＥＤバックライト装置を例に挙げて説明したが、本発明に係るＬＥＤ照明装置は、エッジライト型のＬＥＤバックライト装置にも適用可能である。このエッジライト型のＬＥＤバックライト装置は、図示しないが、上述のごときＬＥＤ照明装置と、ＬＥＤ照明装置から発光された光を、端面から入射させ、出射した光により被照明体を背後から照明するための導光板とを備えたものである。また、エッジライト型では、直下型に比してＬＥＤの配列が一列又は数列となるだけであり、そのような配列のＬＥＤを搭載したＬＥＤ基板を持つＬＥＤ照明装置を備えるようにすればよい。
【００７０】
図１１は、本発明の画像表示装置として構成された液晶テレビジョン装置の構成例を示すブロック図で、図中、３０は液晶テレビジョン装置である。本例では、液晶テレビジョン装置が備える液晶パネル（ＬＣＤ）の照明用として、上述のごときＬＥＤバックライト装置を適用したものとする。
【００７１】
液晶テレビジョン装置３０において、チューナ３５は、アンテナ３４によって受信されたテレビジョン放送信号からチャンネルを選局する。また、ビデオ入力端子３６は、液晶テレビジョン装置３０に内蔵もしくは外部接続されたＡＶ機器からのビデオ信号を入力する。そして切換部３７において、チューナ３５で選局されたテレビジョン放送信号とビデオ入力端子３６を介して入力したビデオ信号とを切換出力する。
【００７２】
切換部３７から出力された映像信号は、映像処理部４０で映像処理され、ＬＣＤ制御部４１に出力される。映像処理部４０は、入力したビデオ信号から映像信号の生成処理や各種の画質調整処理等を行う。映像処理部４０は、コンポジット信号のＹＣ分離処理、ＹＣ信号からＲＧＢ信号を生成するＲＧＢ信号デコード処理、ＡＤ変換処理、色空間変換処理、ＩＰ変換処理、スケーリング処理、ＦＲＣ処理、色補正処理、同期検出処理、γ補正処理、ＯＳＤ表示処理等の映像信号処理を適宜実行する。
【００７３】
ＬＣＤ制御部４１は、映像処理部４０から出力されたＲＧＢの画像表示信号に従って液晶パネル１６のソースドライバに出力する諧調データ及び信号線制御信号を生成するとともに、ゲートドライバに出力する走査線制御信号を生成し、液晶パネル１６における画像表示制御を行う。また、ＬＣＤ制御部４１は、光源駆動部４２へ出力するバックライト制御信号を生成し、ＬＥＤバックライト４３の発光駆動制御を行う。
【００７４】
光源駆動部４２は、ＬＣＤ制御部４１から得たバックライト制御信号に基づき、上述のマイコン等の制御回路に対して制御信号を送る。制御回路は、ＬＥＤバックライト４３を駆動し、ＬＥＤバックライト４３のＬＥＤを発光させる。
【００７５】
ここで、ＬＥＤの調光制御手段としては、電圧（電流）調光方式や、明るさが時分割されるデューティ調光方式などを適用することができる。一般に動画表示に適した高速応答に対応するためには後者のデューティ調光方式を用いることが好ましい。このデューティ調光方式を適用する場合、ＬＥＤを駆動するための調光パルス（ＰＷＭ信号）を生成し、そのＰＷＭ比設定データに応じたデューティ比となるようにパルス幅を可変することで、ＬＥＤの明るさを調光することができる。また、電圧（電流）調光方式を適用する場合、電源回路からの入力電圧または入力電流を、出力電圧制御用信号に基づきＤＣ−ＤＣコンバータ等で変化させて、その駆動電圧（電流）の大きさで直接ＬＥＤの電流を変化させて調光することができる。
【００７６】
また、液晶テレビジョン装置３０において、切換部３７から出力された音声信号は、音声処理部３８で処理されてスピーカ３９から音声出力される。また、リモコン受光部３１は、リモコン装置５０から送信された赤外線によるリモコン操作信号を受光し、制御部３２へ送る。制御部３２は、リモコン受光部３１で受光したリモコン操作信号を検出・解析し、チューナ３５、切換部３７、映像処理部４０、ＬＣＤ制御部４１、音声処理部３８等に対してそれらの動作を制御する制御信号を出力する。制御部３２では、メモリ３３に記憶されたプログラムやデータが使用される。また、液晶テレビジョン装置３０に対するユーザによる操作入力は、リモコン装置５０だけでなく、液晶テレビジョン装置３０の本体操作部に設けられた操作キーやスイッチを用いて実行することができる。
【００７７】
なお、本発明に係る画像表示装置としては、上述した液晶テレビジョン装置に限定されることはなく、液晶パネル等の表示パネルを背面から照明して、表示画像を生成する構成を有する種々の画像表示装置に適用することができる。
【００７８】
以上説明したように、本発明によれば、ＬＥＤを光源とするＬＥＤ照明装置において、直列接続されたＬＥＤに対して並列に電流をバイパスさせる手段を備えることにより、故障したＬＥＤ以外の他のＬＥＤを点灯させることができるため、ＬＥＤのオープン故障などに起因する輝度の低下を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係るＬＥＤ照明装置を適用した直下型のＬＥＤバックライト装置の構成例を説明するための図である。
【図２】図１に示したＬＥＤバックライト装置の回路構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＬＥＤバックライト装置のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライト装置のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ接続構成例を模式的に示した図である。
【図１１】本発明の画像表示装置として構成された液晶テレビジョン装置の構成例を示すブロック図である。
【図１２】従来の直下型のＬＥＤバックライト装置の回路構成を示す概略図である。
【図１３】従来の直下型のＬＥＤバックライト装置の回路構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０…ＬＥＤ照明装置（ＬＥＤバックライト装置）、１１…ＬＥＤ、１１ａ〜１１ｎ…ＬＥＤユニット、１２…拡散板、１３…光学シート類、１４…反射板、１５…筐体、１６…液晶パネル、２０…電源回路、２１ａ〜２１ｎ…電流制御部、３０…液晶テレビジョン装置、３１…リモコン受光部、３２…制御部、３３…メモリ、３４…アンテナ、３５…チューナ、３６…ビデオ入力端子、３７…切換部、３８…音声処理部、３９…スピーカ、４０…映像処理部、４１…ＬＣＤ制御部、４２…光源駆動部、４３…ＬＥＤバックライト、５０…リモコン装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤユニットを備えたＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、１つ以上のＬＥＤが故障したときに電流をバイパスさせるためのバイパス手段を備え、ＬＥＤ毎に前記バイパス手段を並列に接続していることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
複数のＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤユニットを備えたＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、１つ以上のＬＥＤが故障したときに電流をバイパスさせるためのバイパス手段を備え、複数のＬＥＤからなるブロック毎に前記バイパス手段を並列に接続していることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明装置において、前記バイパス手段は、前記ＬＥＤを発光させる電圧よりも高い電圧がかかったときに電流が流れることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、前記複数のＬＥＤを千鳥状に配置していることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置において、前記バイパス手段は、ツェナーダイオードで構成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置において、前記バイパス手段は、ダイオードで構成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置において、前記バイパス手段は、トランジスタ回路で構成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置において、前記バイパス手段は、他のＬＥＤで構成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項９】
請求項８に記載のＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、ＬＥＤを２個直列且つ２個並列に接続してなる複数のＬＥＤブロックで構成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、ＬＥＤを２個並列に接続してなる複数のＬＥＤブロックで構成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１１】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、前記ＬＥＤと前記バイパス手段とを１つの部品として構成していることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１２】
複数のＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤユニットを備えたＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、１つ以上のＬＥＤが故障したときに電流をバイパスさせるためのバイパス手段と、該バイパス手段の電圧を検出する電圧検出手段とを備え、ＬＥＤ毎に前記バイパス手段と前記電圧検出手段とを並列に接続していることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のＬＥＤ照明装置において、複数の前記電圧検出手段は、電流逆流防止回路を介して相互に接続され、電圧検出回路を介して接地されることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のＬＥＤ照明装置において、前記電流逆流防止回路は、ダイオードであることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載のＬＥＤ照明装置において、前記電圧検出回路は、電圧検出用抵抗と電圧測定器からなることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置において、前記バイパス手段は、ツェナーダイオードとダイオードからなることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置を備え、該ＬＥＤ照明装置から発光された光により被照明体を背面から照明するＬＥＤバックライト装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のＬＥＤバックライト装置と、該ＬＥＤバックライト装置により照明される液晶パネルとを備えた画像表示装置。
【請求項１】
複数のＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤユニットを備えたＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、１つ以上のＬＥＤが故障したときに電流をバイパスさせるためのバイパス手段を備え、ＬＥＤ毎に前記バイパス手段を並列に接続していることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
複数のＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤユニットを備えたＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、１つ以上のＬＥＤが故障したときに電流をバイパスさせるためのバイパス手段を備え、複数のＬＥＤからなるブロック毎に前記バイパス手段を並列に接続していることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明装置において、前記バイパス手段は、前記ＬＥＤを発光させる電圧よりも高い電圧がかかったときに電流が流れることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、前記複数のＬＥＤを千鳥状に配置していることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置において、前記バイパス手段は、ツェナーダイオードで構成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置において、前記バイパス手段は、ダイオードで構成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置において、前記バイパス手段は、トランジスタ回路で構成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置において、前記バイパス手段は、他のＬＥＤで構成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項９】
請求項８に記載のＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、ＬＥＤを２個直列且つ２個並列に接続してなる複数のＬＥＤブロックで構成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、ＬＥＤを２個並列に接続してなる複数のＬＥＤブロックで構成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１１】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、前記ＬＥＤと前記バイパス手段とを１つの部品として構成していることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１２】
複数のＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤユニットを備えたＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤユニットは、１つ以上のＬＥＤが故障したときに電流をバイパスさせるためのバイパス手段と、該バイパス手段の電圧を検出する電圧検出手段とを備え、ＬＥＤ毎に前記バイパス手段と前記電圧検出手段とを並列に接続していることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のＬＥＤ照明装置において、複数の前記電圧検出手段は、電流逆流防止回路を介して相互に接続され、電圧検出回路を介して接地されることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のＬＥＤ照明装置において、前記電流逆流防止回路は、ダイオードであることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載のＬＥＤ照明装置において、前記電圧検出回路は、電圧検出用抵抗と電圧測定器からなることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置において、前記バイパス手段は、ツェナーダイオードとダイオードからなることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置を備え、該ＬＥＤ照明装置から発光された光により被照明体を背面から照明するＬＥＤバックライト装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のＬＥＤバックライト装置と、該ＬＥＤバックライト装置により照明される液晶パネルとを備えた画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−１６５１６１（Ｐ２００７−１６５１６１Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６１３６８（Ｐ２００５−３６１３６８）
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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