LED驱动装置及LED驱动方法与流程

LED驱动装置及LED驱动方法本申请基于2012年3月29日递交的日本专利申请No.2012-075306并要求其优先权，该申请的全部公开内容合并于此以作参考。技术领域本发明涉及通过直流电源驱动LED(发光二极管)的LED驱动装置等。

背景技术：
由于LED与使用灯丝的灯泡以及荧光灯相比寿命长且功耗低，并且对于闪烁具有快速响应特性，因此LED正迅速地广泛应用于照明装置、电视机等的背光装置、例如指示灯和计量表等的各种显示设备中。作为相关技术，在日本专利申请待审公开No.1996-264282中公开了一种这样的技术：通过利用高频电源的微电平振荡电压，使电容器(condenser)累积电荷，来在电容器的电压变得不低于预定值时使LED点亮。根据该待审公开中描述的技术，当由高频电源点亮的白炽灯的灯丝烧毁时，与整流电路(具有与高频电源的旁路连接)并联连接的电容器由于使用高频电源的微电平振荡电压而逐渐累积电荷。为此原因，当电容器的电压变高时，与电容器并联连接的LED逐渐变亮。因此，根据该待审公开中描述的技术，即使在白炽灯烧毁时，用户也可以通过检查LED照明的状态来检查高频电源的照明电路是否在工作。

技术实现要素：
然而，由于LED的光量迅速改变，LED对于闪烁具有非常快速的响应特性，从而在点亮或熄灭LED的情况下感觉到的亮度迅速改变。因此，用户虹膜的孔阑功能可能并不能跟随LED的闪烁，从而在某些情况下用户感受到闪耀。日本专利申请待审公开No.1996-264282中描述的技术通过使电容器累积电荷来点亮LED，其中，当白炽灯烧毁时，利用微电平振荡电压来向电容器输入电荷。然而，根据这种技术，并不能减小在LED点亮的情况下由于光量的急剧改变而使用户感受到的闪耀。考虑到上述情况，构思了本发明。本发明的主要目的在于提供一种能够减小用户感受到的闪耀的LED驱动装置等，所述闪耀是在点亮或熄灭LED的情况下引起的光强急剧变化导致的。为了实现上述目的，根据本发明的LED驱动装置的特征在于：在直流电源开始向LED施加电压的情况下，LED驱动装置控制LED的光量随时间流逝而增大，并且在直流电源结束向LED施加电压的情况下，LED驱动装置控制LED的光量随时间流逝而减小。此外，根据本发明的LED驱动方法的特征在于在驱动LED的直流电源与LED之间设置控制电路，并且该LED驱动方法包括如下处理：在开始向LED施加电压的情况下，使LED的光量随时间流逝而增大；以及在结束向LED施加电压的情况下，使LED的光量随时间流逝而减小。根据以下结合附图的描述，本发明的其他特征和优点将变得清楚，贯穿附图相同的参考符号表示相同或相似的部件。附图说明根据以下结合附图的详细描述，本发明的示例性特征和优点将变得清楚，在附图中：图1是示出了根据本发明第一示例性实施例的LED驱动装置的电路图；图2是示出了根据本发明第二示例性实施例的LED驱动装置的电路图；图3是例示了通过图2所示的LED驱动装置向LED施加的电压的波形的图；图4是示出了根据本发明第三示例性实施例的LED驱动装置的电路图；以及图5是示出了图4所示的LED驱动装置的液晶显示面板的光通过率随时间流逝而改变的特性的图。具体实施方式以下，将参照附图详细描述根据本发明的示例性实施例。首先，根据本发明示例性实施例的LED驱动装置通过下述组成来予以实现。(1)电容器，该电容器通过电阻器而被充电，且设于作为控制电路的直流电源的输出侧，并且通过根据CR(电容电阻)时间常数逐渐增大电容器的电压，来逐渐增大向与电容器并联连接的LED施加的电压。因此，LED的光强逐渐增强。(2)驱动电路，该驱动电路利用直流电源来执行PWM(脉冲宽度调制)控制，且设于作为控制电路的直流电源的输出侧，通过逐渐增大PWM波形的占空比，利用驱动电路的输出电压对电容器充电，来将电容器的电压施加至LED。因此，可以使LED的照明强度逐渐增强。(3)通过逐渐改变向液晶显示面板施加的电压，使得设于作为背光的LED之前的液晶显示面板的光通过率逐渐变高。因此，可以使LED的光强逐渐增强。根据上述LED驱动方法，由于可以使在点亮或熄灭对闪烁具有快速响应特性的LED的情况下所产生的LED照明状态的瞬变特性(随时间流逝而产生的改变)接近在点亮或熄灭使用灯丝的灯泡的情况下使用灯丝的灯泡所表现出的行为，因此可以减小用户由于LED而感受到的闪耀。接下来，将参照附图详细描述关于上述LED驱动装置的若干更为具体的示例性实施例。在此，在描述所有示例性实施例的所有附图中，原则上相同部件具有相同附图标记，并且省略对相同部件的重复描述。<第一示例性实施例>图1是示出了根据本发明第一示例性实施例的LED驱动装置的电路图。根据该LED驱动装置，电阻器2的一端与直流电源1的正侧端子相连，而电阻器2的另一端与电容器3的正侧端子相连。此外，根据该LED驱动电路，电容器3的负侧端子与直流电源1的负侧端子相连，LED4的阳极与电容器3的正侧端子相连，LED4的阴极与电容器3的负侧端子相连。也即，根据常规LED驱动装置，直流电源1的正侧端子仅与用作限流电阻器的电阻器2相连，且通过电阻器2与LED4的阳极相连。然而，根据该示例性实施例的LED驱动装置，LED4和电容器3在电阻器2的输出侧彼此并联连接。根据该示例性实施例的LED驱动装置，通过将用作限流电路的电阻器2与电容器3彼此并联连接，由电阻器2以及电容器3配置成CR时间常数电路。因此，当根据该示例性实施例的LED驱动装置被激活时，在取决于由电阻器2和电容器3确定的CR时间常数的瞬变状况(随时间流逝而改变的状况)中，电容器3通过由直流电源1施加的电压而充电。因此，由于电容器3的电压逐渐变高，所以施加至LED4的电压也逐渐变高。因此，在LED驱动装置开始工作的情况下，LED4的光量逐渐增大。结果，可以防止LED4急剧变亮。此外，在LED驱动装置停止工作的情况下(即，在停止过程中)，电容器3中充电的电压在取决于由电阻器2和电容器3确定的CR时间常数的状态中被放电至直流电源1侧。因此，由于电容器3的电压逐渐降低，所以施加至LED4的电压也逐渐降低。因此，在LED驱动装置停止工作的情况下，由于LED4的光量逐渐减小，所以可以防止LED4的照明状态急剧进入变暗状态。也即，在根据该示例性实施例的LED驱动装置开始或停止工作的情况下，电容器3的电压根据由电阻器2和电容器3确定的CR时间常数而分别逐渐变高或变低。因此，由于施加至与电容器3并联连接的LED4的电压逐渐变高或变低，所以可以防止LED4的光量急剧变化。结果，根据该示例性实施例，可以实现对用户眼睛而言柔和的照明。<第二示例性实施例>图2是示出了根据本发明第二示例性实施例的LED驱动装置的电路图。图3例示了通过图2所示的LED驱动装置向LED施加的电压的波形。在图3中，横轴表示时间，纵轴表示驱动电压。如图2所示，根据第二示例性实施例的LED驱动装置，驱动电路5与直流电源1相连。驱动电路5执行PWM(脉冲宽度调制)控制。与驱动电路5相连的LED4由驱动电路5的输出来驱动，驱动电路5对应于驱动电源。如图2所示，驱动电路5包括PMW电路5a以及与PWM电路5a的输出并联连接的电容器5b。也即，如图3所示，当激活驱动电路5时，PWM电路5a所执行的PWM的占空比(即，接通时间段与一个周期时间段之比)逐渐从最小值(例如，占空比＝0.1)改变至最大值(例如，占空比＝0.9)。在这种情况下，使最大值大至1.0也是可行的。结果，与PWM电路5a的输出侧并联连接的电容器5b的电压逐渐变高。因此，根据该示例性实施例的LED驱动装置，在激活的情况下(即，在激活过程中)，例如电源电压的十分之一被施加至LED4。此后，施加至LED4的电压逐渐变高。因此，在点亮LED4的情况下，LED4的光量逐渐增大。结果，可以防止光强急剧变强。此外，根据该示例性实施例的LED驱动装置，在熄灭LED4的情况下(即，在熄灭过程中)当驱动电路5停止工作时，PWM电路5a所执行的PWM的占空比逐渐从最大值(例如，占空比＝0.9)减小至最小值(例如，占空比＝0.1)。因此，与PWM电路5a并联连接的电容器5b的电压也逐渐变低。因此，在LED驱动装置停止工作的情况下，施加至LED4的电压逐渐变低。结果，在LED驱动装置停止工作的情况下，由于LED4的光量也逐渐减小，所以可以防止LED4急剧变暗。也即，根据第二示例性实施例的LED驱动装置，通过由驱动电路5的PWM电路5a所执行的PWM控制来驱动LED4，可以适当地控制PWM控制中的占空比。因此，在点亮或熄灭LED4时(即，在点亮或熄灭LED4的情况下)，由于施加至LED4的电压逐渐变高或变低，所以可以防止LED4亮度的急剧改变。<第三示例性实施例>图4是示出了根据本发明第三示例性实施例的LED驱动装置的电路图。此外，图5是示出了在图4所示的LED驱动装置中设置的液晶显示面板的光通过率顺序改变的特性的图。在图5中，横轴表示时间，纵轴表示液晶显示面板的光通过率。根据本发明第三示例性实施例的LED驱动装置，直流电源1、限流电阻器6和LED4以此顺序彼此串联连接，如图4所示。另外，根据该示例性实施例的LED驱动装置，液晶显示面板7设于靠近用作背光的LED4的位置处。然而，通过液晶驱动电路8向液晶显示面板7施加驱动电压。例如，基于常白法或常黑法的液晶显示面板适用于液晶显示面板7。在液晶显示面板7基于常白法的情况下，如果液晶驱动电路8施加的电压为零则液晶显示面板7的光通过率最大，并且随着液晶驱动电路8施加的电压变高而光通过率逐渐变低。另一方面，在液晶显示面板7基于常黑法的情况下，如果液晶驱动电路8施加的电压为零则液晶显示面板7的光通过率最小，并且随着液晶驱动电路8施加的电压变高而光通过率逐渐变高。由于由直流电源1通过限流电阻器6施加至LED4的电压几乎恒定，所以LED4的亮度几乎恒定。在此，假设在根据该示例性实施例的LED驱动装置被激活的情况下，改变由液晶驱动电路8施加至液晶显示面板7的电压。例如，当使用基于常白法的液晶显示面板7时，由液晶驱动电路8施加的电压在激活LED驱动装置的情况下设为最高。结果，液晶显示面板7的光通过率变为最小。然后，如果由液晶驱动电路8施加的电压随时间流逝而降低，则液晶显示面板7的光通过率随时间流逝而变高，如图5所示。结果，液晶显示面板7的表面随时间流逝而变亮，而由对应于背光的LED4照明的液晶显示面板7的表面在激活LED驱动装置的情况下为暗。此外，根据该示例性实施例的LED驱动装置，在LED驱动装置停止工作的情况下，LED驱动装置使液晶驱动电路8施加的电压在直流电源1停止施加电压之前逐渐变高。因此，液晶显示面板7的光通过率逐渐变低。结果，可以使由对应于背光的LED4照明的液晶显示面板7的表面逐渐变暗。在液晶驱动电路8施加的电压变为最大之后，直流电源1停止施加电压。另一方面，当使用基于常黑法的液晶显示面板7时，由液晶驱动电路8施加的电压在激活LED驱动装置的情况下设为最低。结果，液晶显示面板7的光通过率变为最小。然后，如果使液晶驱动电路8施加的电压随时间流逝而变高，则液晶显示面板7的光通过率随时间流逝而变高，如图5所示。结果，液晶显示面板7的表面随时间流逝而变亮，而由对应于背光的LED4照明的液晶显示面板7的表面在激活LED驱动装置时为暗。此外，根据所述LED驱动装置，在LED驱动装置停止工作的情况下，LED驱动装置使液晶驱动电路8施加的电压在直流电源1停止施加电压之前逐渐减小。因此，液晶显示面板7的光通过率逐渐变低。结果，可以使由对应于背光的LED4照明的液晶显示面板7的表面逐渐变暗。在液晶驱动电路8施加的电压变为最小之后，直流电源1停止施加电压。也即，在根据第三示例性实施例的LED驱动装置中使用LED4作为液晶显示器(液晶显示面板7)的背光等的情况下，由液晶驱动电路8施加的电压逐渐改变。由于对设置于LED4之前的液晶显示面板7的光通过率进行控制，所以可以防止液晶显示面板7表面的亮度急剧改变。根据上述本发明每一示例性实施例中的LED驱动装置，通过使用CR时间常数以及改变PWM控制中的占空比，来逐渐改变施加至LED4的电压(第一和第二示例性实施例)。结果，在点亮或熄灭LED4的情况下可以逐渐改变LED4的亮度(光强)。或者，通过逐渐改变向用作背光的LED4之前设置的液晶显示面板7施加的电压，来逐渐改变液晶显示面板7的光通过率(第三示例性实施例)。结果，可以逐渐改变液晶显示面板7表面的亮度。接下来，对根据上述每一示例性实施例的LED驱动装置与日本专利申请待审公开No.1996-264282中公开的相关技术进行比较。根据相关技术，通过利用高频电源输出的微电平振荡电压对电容器充电，来使与LED并联连接的电容器的电压变高。因此，不必设置CR时间常数电路。也即，根据相关技术，设于电容器输出侧的电阻器是LED的限流电阻器，而不是CR时间常数电路的部件。另一方面，根据第一示例性实施例的LED照明电路，通过在电容器3的输出侧设置电阻器2来构成CR时间常数电路。因此，可以使施加至LED4的电压(电容器的电压)逐渐变高。因此，CR时间常数电路是根据第一示例性实施例的强制性部件。尽管已经详细描述了本发明的若干示例性实施例，但是本发明的具体组成不限于上述示例性实施例的内容。如果在不脱离本发明的精神和范围的前提下进行设计改变等，本发明包括这种设计改变等。例如，通过软件进行电压控制，在LED4闪烁的情况下使亮度瞬态特性逐渐改变，从而可以使瞬态特性接近使用灯丝的灯泡的闪烁。在此，可以通过使用例如商用电源的交流电源(作为输入电源)、整流电路和电容器，来实现上述每一示例性实施例中描述的直流电源1。根据已经通过例示上述每一示例性实施例描述的本发明，在点亮或熄灭LED的情况下，可以使亮度(即，光强)的瞬态改变逐渐改变。本发明可以有效地用于多种电子装置(电气装置)，如照明装置、电视机等的背光型液晶显示器、指示灯等。具体地，本发明可以有效地用于例如对各种装置的工作状态加以指示的指示器和七段式指示器，以及车辆的刹车灯、转向灯和照明灯。尽管已经参照本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明，但是本发明不限于这些实施例。本领域普通技术人员应理解，不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围，可以在形式和细节上做出多种改变。附图标记描述1直流电源2电阻器3电容器4LED5驱动电路5aPWM电路5b电容器6限流电阻器7液晶显示面板8电源驱动电路