JP2008009063A - 電圧調整回路 - Google Patents

Abstract

【課題】第１電圧に対し所望の電圧差を有する第２電圧を生成する電圧調整回路において、所望の電圧差を、より正確に設定することを可能にすることである。
【解決手段】電圧調整回路１０は、第１電源１２の電圧レベルである第１電圧を第２電圧の狙い値にシフトさせて出力するレベルシフト回路部１４と、任意の可変電圧幅の中心電圧の前後で電圧を可変する可変電源２２を用い、電流の方向を変更しながら出力電流の大きさを可変して出力する電圧・電流変換回路部２０と、一方側端子にレベルシフト回路部の出力端子が接続され、他方側端子と出力端子との間に電圧電流変換回路部の出力電流をバイアス電流として流れる抵抗素子が配置される加減算回路部３２とを備え、出力端子４２から第２電圧Ｖ_２が出力される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電圧調整回路に係り、特に、第１電圧に対し所望の電圧差を有する第２電圧を生成する電圧調整回路に関する。

１つの装置において複数の電圧系を用いる場合に、相互の電圧レベルの関係について所定の電圧差になるように調整されることがある。例えば、液晶パネルにおいては、液晶の劣化や焼き付きの発生を抑制するため交流駆動が行われ、映像信号とその対極信号であるコモン電極信号とが１フレームごとに極性が反転されるが、その場合に映像信号の直流バイアス電圧と、コモン電極信号の直流バイアス電圧とは所定の電圧差に設定される。

例えば特許文献１には、ビデオ信号によるフルカラー映像を表示する場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を交流反転して液晶パネルに印加するが、これらＲ，Ｇ，Ｂ交流信号の中心電位が対向電極に対しずれると、焼き付き、ホワイトバランスのずれ、コントラストの低下等の問題が発生することが指摘されている。そして、ここでは、中心電圧をＲＧＢ間で同一にするために、液晶パネルに印加される交流信号を平滑回路で直流電圧とし、コンパレータを用いて、交流信号の中心となる基準電圧と比較し、その出力を差動出力アンプのバイアス電流に帰還をかけることにより、交流信号の中心電位を基準電圧に合わせることが述べられている。

特許文献２には、マトリックス型液晶表示装置の一絵素のＹ電極に１フィールド毎に極性が反転する映像信号が印加され、共通電極には１フィールド毎に電圧値が反転するコモン電極が印加されるが、電極間容量や記憶用コンデンサのばらつきのため、映像信号とコモン電圧の関係が正しくなくなることが述べられている。ここでは、極性反転回路で極性反転された映像信号をトランジスタのエミッタフォロワで取り出し、かつトランジスタと可変抵抗で構成される電流源に抵抗を介して接続し、可変抵抗により電流源の電流を変化させ、抵抗両端の電圧レベルを変更し、極性反転された映像信号の直流レベルを変化させることが開示されている。

特許第３４２３１９３号公報 特開昭６１−２４９０９４号公報

上記の例のように、液晶表示装置においては、映像信号とコモン電極信号との間の直流電圧差が液晶表示装置の仕様によって定められ、その仕様に合わせて、直流電圧差が調整される。この電圧調整について、特許文献１に述べられている基準電圧と交流信号の中心電圧との比較に基づいて差動出力アンプのバイアス電流に帰還をかける方法、特許文献２に述べられている電流を変化させて抵抗両端の電圧レベルを変更する方法等を用いることができる。

しかし、これら従来技術は２段階の内容を合わせて一度に調整するものであり、また、基準の状態から偏移させて調整するものであるので、基準からの調整幅が大きいほど、調整の誤差が大きくなる。例えば、特許文献１では、所望の電圧差が大きいときは交流信号の中心電圧すなわち直流レベルの値が大きくなり、したがって基準電圧の値が大きくなり、その分、設定誤差も増大する。特許文献２では、所望の電圧差が大きいほど抵抗両端の電圧レベルが大きくなるように設定されるので、その分設定誤差が大きくなる。

このように、従来技術の方法では、電圧調整における調整量が大きいほど誤差が大きくなり、正確な電圧差を得ることが困難な場合がある。

本発明の目的は、第１電圧に対し所望の電圧差を有する第２電圧を生成する電圧調整回路において、所望の電圧差を、より正確に設定することを可能にする電圧調整回路を提供することである。

本発明に係る電圧調整回路は、第１電圧に対し所望の電圧差を有する第２電圧を生成する電圧調整回路において、第２電圧の狙い値に第１電圧の電圧レベルをシフトさせて出力するレベルシフト回路部と、電圧電流変換回路であって、任意の可変電圧幅の中心電圧の前後で電圧を可変することで電流の方向を変更しながら出力電流の大きさを可変して出力する電圧電流変換回路部と、一方側端子にレベルシフト回路部の出力端子が接続され、他方側端子と出力端子との間に電圧電流変換回路部の出力電流をバイアス電流として流れる抵抗素子が配置される加減算回路部と、を有し、バイアス電流と抵抗素子によるバイアス電圧を調整電圧とし、レベルシフト回路部から出力される電圧に調整電圧分が加減算された電圧を第２電圧として加減算回路部から出力することを特徴とする。

また、電圧電流変換回路部は、中心電圧より高い電圧側で電圧を可変するときに対し、中心電圧より低い電圧側で電圧を可変するときは、電流の方向を反対方向とすることが好ましい。

また、レベルシフト回路部は、抵抗分割法によって電圧レベルをシフトさせることが好ましい。

また、本発明に係る電圧調整回路において、第１電圧は液晶表示駆動回路における映像信号中心電圧であり、第２電圧はコモン電極中心電圧であり、レベルシフト回路部には映像信号中心電圧が供給され、電圧電流変換回路部において電圧を可変することで、加減算回路部から所望のコモン電極中心電圧が出力されることが好ましい。

上記構成により、第１電圧に対し所望の電圧差を有する第２電圧を生成する際に、レベルシフト回路部によって第２電圧の狙い値に第１電圧の電圧レベルをシフトさせ、また、電圧電流変換回路によって任意の可変電圧幅の中心電圧の前後で電圧を可変することで電流の方向を変更しながら出力電流の大きさを可変して出力し、この出力電流をバイアス電流として流れる抵抗素子が他方側端子と出力端子との間に配置される加減算回路部の一方側端子にレベルシフト回路によってレベルシフトされた電圧値を加え、バイアス電流と抵抗素子によるバイアス電圧を調整電圧とし、レベルシフト回路部から出力される電圧に調整電圧分が加減算された電圧を第２電圧として加減算回路部から出力する。

上記のように、加減算回路部の出力は、（レベルシフトされた狙い値＝中心電圧）±（バイアス電圧）となる。このように中心電圧に対してプラスマイナスの両側で電圧を調整するので、可変電圧幅全体を調整幅とする場合に比べ、調整幅は半分で済む。これにより、回路要素のばらつき等で生じる電圧調整誤差を、可変電圧幅全体を調整幅とする場合に比べ、半分とすることができ、第１電圧と第２電圧との間の所望の電圧差を、より正確に設定することが可能になる。

また、電圧電流変換回路部は、中心電圧より高い電圧側で電圧を可変するときに対し、中心電圧より低い電圧側で電圧を可変するときは、電流の方向を反対方向とするので、中心電圧に対してプラスマイナスの両側で電圧を調整することが容易となる。

また、レベルシフト回路部は、抵抗分割法によって電圧レベルをシフトさせるので、第２電圧の狙い値に第１電圧の電圧レベルをシフトさせるときの誤差を、他のレベルシフト法に比べ少なくすることができる。例えば差動出力アンプ等を用い、電流の流れる量を調整して電圧レベルをシフトさせる方法に比べ、抵抗分割法における抵抗比は安定して正確に設定できるので、出力されるレベルシフトされた電圧値がより正確となり、安定したものとなる。

また、第１電圧は液晶表示駆動回路における映像信号中心電圧であり、第２電圧はコモン電極中心電圧であり、レベルシフト回路部には映像信号中心電圧が供給され、電圧電流変換回路部において電圧を可変することで、加減算回路部から所望のコモン電極中心電圧が出力されるので、液晶表示駆動回路において、映像信号の直流レベルと、コモン電極信号の直流レベルとの間の電圧差を正確に調整して設定できる。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、電圧調整装置の適用対象として、液晶表示装置の映像信号の直流レベルとコモン電極信号の直流レベルの間の電圧差の設定を説明するが、これは応用の一例である。これ以外にも、第１電圧に対し所望の電圧差を有する第２電圧を生成する電圧調整回路であれば、液晶表示装置の他の要素における電圧調整のために用いるものであってもよく、また、液晶表示装置以外の電子機器において電圧調整に用いられるものであってもよい。また、以下の説明における電圧値、抵抗値、電流値等は、一例であって、対象によって適宜変更することができる。

図１は、電圧調整回路１０の構成図で、図２はその詳細図である。この電圧調整回路１０は、図示されていない液晶表示装置に用いられるもので、映像信号の直流レベル、すなわち映像信号直流バイアス電圧と、コモン電極信号の直流レベル、すなわちコモン電極信号直流バイアス電圧との関係を、液晶表示装置の仕様から定められる所定の電圧差になるように調整し設定する機能を有する回路である。図１においては、映像信号直流バイアス電圧である第１電圧Ｖ_１の電源として第１電源１２が示され、レベルシフト回路部１４と、可変電源２２を含む電圧・電流変換回路部２０と、バイアス抵抗としての抵抗素子３４が配置される加減算回路部３２とを用いて、出力端子４２にコモン電極信号直流バイアス電圧である第２電圧Ｖ_２が出力される。

レベルシフト回路部１４は、第１電圧Ｖ_１から、第２電圧の狙い値Ｖ_５に電圧を降圧する機能を有する回路である。Ｖ_１とＶ_５との電圧差は、例えば映像信号の直流電圧レベルとコモン電極信号の直流電圧レベルとの間の、いわば標準的な電圧差である。通常は、この標準的電圧差で液晶表示装置の駆動を行うように設定されるが、顧客の要望によっては、この標準的電圧差から若干異なる電圧差の設定を行うことがあり、その場合には、後述する可変電源２２を含む電圧・電流変換回路部２０の機能により、標準的電圧差から所望の電圧差に調整して設定が行われることになる。

レベルシフト回路部１４は、図２に示されるように、２つの直列抵抗１６，１８を用いた抵抗分割法によって、Ｖ_５＝Ｖ_１｛Ｒ_３／（Ｒ_３＋Ｒ_４）｝で与えられる狙い値を出力する。例えば、第１電圧Ｖ_１＝４．０Ｖとし、第２電圧の狙い値Ｖ_５＝３Ｖの場合であれば、｛Ｒ_３／（Ｒ_３＋Ｒ_４）｝＝３／４となるように、抵抗１６，１８の抵抗比を設定すればよい。

抵抗分割法によるレベルシフト回路部１４は、抵抗比によって第２電圧の狙い値Ｖ_５に電圧を降圧することができるので、抵抗比の精度を上げることで、他の構成によるレベルシフト回路、例えば、差動出力アンプ等を用い、電流の流れる量を調整して電圧レベルをシフトさせる方法に比べ、より正確に、第１電圧Ｖ_１から、第２電圧の狙い値Ｖ_５に電圧を降圧することができる。

可変電源２２を含む電圧・電流変換回路部２０は、任意の可変電圧幅の中心電圧の前後で電圧を可変することで電流の方向を変更しながら出力電流の大きさを可変して出力する機能を有する回路である。可変電源２２を含む電圧・電流変換回路部２０は、可変電源２２と、内蔵する抵抗Ｒ_１を用いて電圧を電流に変換するＶ−Ｉ変換回路３０から構成される。具体的には、図２に示されるように、差動出力アンプを構成する一対の差動トランジスタ２７，２９のベースバイアス電圧のうち、一方側の差動トランジスタ２７のベースバイアス電圧に対し他方側の差動トランジスタ２９のベースバイアス電圧をプラスマイナス両側で加減し、その両ベースバイアスバイアス電圧の差電圧と、一対の差動トランジスタ２７，２９の間に設けられる抵抗Ｒ_１とで定まる電流Ｉが出力される。

さらに図２について詳細に説明すると、可変電源２２は、固定電圧Ｖ_ｂとの固定電源２４と、中心電圧の両側に±（Ｖ_ａ／２）変化できる可変幅Ｖ_ａの両側可変電源２６とで構成される。そして、Ｖ−Ｉ変換回路３０における一対の差動トランジスタ２７，２９の一方側差動トランジスタ２７のベースバイアスは、固定電源２４によって供給され、Ｖ_ｂで固定値である。他方側の差動トランジスタ２９のベースバイアスは、固定電源２４と両側可変電源２６とによって供給され、｛Ｖ_ｂ＋±（Ｖ_ａ／２）｝である。一対の差動トランジスタ２７，２９のそれぞれの各エミッタはそれぞれ定電流源に接続されると共に、両エミッタ間に抵抗素子２８が設けられる。抵抗素子２８の値をＲ_１とすると、一対の差動トランジスタ２７，２９のベースバイアスが異なることと、それぞれが定電流源に接続されることから、両ベースバイアスの間の差電圧｛±（Ｖ_ａ／２）｝を、抵抗素子２８の抵抗値Ｒ_１で除した電流｛±（Ｖ_ａ／２）｝／Ｒ_１にほぼ等しい電流が、一方側の差動トランジスタ２７のコレクタ側端子に設けられた出力端子３６に現れる。

可変電源２２を含む電圧・電流変換回路部２０の出力端子３６に現れる電流をＩとし、その符号を、出力端子３６から電流が流れ出す方向をプラスとし、出力端子３６に電流が引き込まれる方向をマイナスとする。ベースバイアスの差電圧を０にすれば、電流Ｉ＝０である。ベースバイアスの差電圧を＋（Ｖ_ａ／２）とすれば、およそＩ＝−（Ｖ_ａ／２）／Ｒ_１となる。逆に、ベースバイアスの差電圧を−（Ｖ_ａ／２）とすれば、およそＩ＝＋（Ｖ_ａ／２）／Ｒ_１となる。

このように、差動トランジスタ２９のベースバイアスの可変幅である｛Ｖ_ｂ−（Ｖ_ａ／２）｝から｛Ｖ_ｂ＋（Ｖ_ａ／２）｝の間で、その可変電圧の設定を可変幅Ｖ_ａの中心電圧Ｖ_ｂとすると、出力端子３６においてＩ＝０となり、中心電圧Ｖ_ｂより高い電圧に設定すると、出力端子３６において流れ出す電流＋Ｉが現れ、中心電圧Ｖ_ｂより低い電圧に設定すると、出力端子３６において引き込まれる電流−Ｉが現れる。すなわち、中心電圧Ｖ_ｂより高い電圧側で電圧を可変するときに対し、中心電圧Ｖ_ｂより低い電圧側で電圧を可変するときは、電流Ｉの方向を反対方向とすることができる。

バイアス抵抗としての抵抗素子３４が配置される加減算回路部３２は、一方側端子３８にレベルシフト回路部１４の出力端子が接続され、他方側端子４０と出力端子４２との間に電圧・電流変換回路部２０の出力電流Ｉをバイアス電流Ｉとして流れる抵抗素子３４が配置される構成を有する。抵抗素子３４の抵抗値をＲ_２として、バイアス電流Ｉと抵抗素子３４によるバイアス電圧はＩＲ_２となるが、これを調整電圧ＩＲ_２とし、レベルシフト回路部１４から出力される電圧Ｖ_５に調整電圧分ＩＲ_２が加減算された電圧を第２電圧Ｖ_２として出力端子４２から出力する機能を有する加減算回路である。

図２の構成のバイアス抵抗としての抵抗素子３４が配置される加減算回路部３２においては、出力端子４２に出力される電圧Ｖ_２は、Ｖ_５−ＩＲ_２となる。但し、電流Ｉの符号は、他方側端子４０から出力端子４２に向かって流れる方向がプラスである。この符号の約束法は、電圧・電流変換回路部２０においてベースバイアスを変化させたときにその出力端子３６に現れる電流Ｉの方向についての約束法と同じである。

したがって、電圧・電流変換回路部２０において、差動トランジスタ２９のベースバイアスを中心電圧Ｖ_ｂに設定するときは、Ｉ＝０であるので、加減算回路部３２の出力端子４２には、第２電圧としてＶ_２＝Ｖ_５、すなわち、レベルシフト回路部１４において第１電圧Ｖ_１を抵抗分割法で降圧した狙い値が出力される。

また、差動トランジスタ２９のベースバイアスを中心電圧Ｖ_ｂより高い電圧側とするときは、Ｉの符号がプラスとなる。例えば、差動トランジスタ２９のベースバイアスを＋（Ｖ_ａ／２）とすれば、Ｉ＝＋（Ｖ_ａ／２）／Ｒ_１となる。したがって抵抗素子３４によるバイアス電圧である調整電圧は、−｛＋（Ｖ_ａ／２）／Ｒ_１｝Ｒ_２となり、加減算回路部３２の出力端子４２には、第２電圧としてＶ_２＝Ｖ_５−｛＋（Ｖ_ａ／２）／Ｒ_１｝Ｒ_２＝Ｖ_５−｛（Ｖ_ａ／２）／Ｒ_１｝Ｒ_２が出力される。つまり、レベルシフト回路部１４において第１電圧Ｖ_１を抵抗分割法で降圧した狙い値Ｖ_５より低い電圧を出力することができる。

また、差動トランジスタ２９のベースバイアスを中心電圧Ｖ_ｂにより低い電圧側とするときは、Ｉの符号がマイナスとなる。例えば、差動トランジスタ２９のベースバイアスを
−（Ｖ_ａ／２）とすれば、Ｉ＝−（Ｖ_ａ／２）／Ｒ_１となる。したがって、抵抗素子３４によるバイアス電圧である調整電圧は、−｛−（Ｖ_ａ／２）／Ｒ_１｝Ｒ_２となり、加減算回路部３２の出力端子４２には、第２電圧としてＶ_２＝Ｖ_５−｛−（Ｖ_ａ／２）／Ｒ_１｝Ｒ_２＝Ｖ_５＋｛（Ｖ_ａ／２）／Ｒ_１｝Ｒ_２が出力される。つまり、レベルシフト回路部１４において第１電圧Ｖ_１を抵抗分割法で降圧した狙い値Ｖ_５より高い電圧を出力することができる。

このように、電圧・電流変換回路部２０において任意の可変電圧幅の中心電圧Ｖ_ｂの前後でベースバイアス２６を可変することで、抵抗素子３４に流れるバイアス電流Ｉの方向を変更しながらその電流の大きさを可変して出力できる。すなわち、調整電圧分ＩＲ_２を、０を中心として、プラスマイナスの両側の値として可変できる。これによって、レベルシフト回路部１４から出力される電圧Ｖ_５に調整電圧分ＩＲ_２が加減算された電圧を第２電圧Ｖ_２として加減算回路部の出力端子４２から出力することができる。

かかる構成の電圧調整回路１０の作用効果について、従来技術の電圧調整回路と比較して詳細に説明する。図３は、比較される従来技術の電圧調整回路５０の構成を示す図である。図１と同様の要素については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

この電圧調整回路５０は、図１で説明したと同じＶ−Ｉ変換回路３０を備えるが、可変電源５４は、中心電圧の両側で電圧を可変するのではなく、一方向に電圧を増減する一般的な可変電源である。可変電圧幅は、図１、図２の電圧調整回路１０の可変電源２２の可変幅Ｖ_ａと同じとすることができる。具体的には、図２における両側可変電源２６を、０からＶ_ａの間で可変できる片側可変電源に置き換えたものである。したがって、Ｖ−Ｉ変換回路３０の出力端子３６に現れる電流Ｉの方向を変更することはできないが、その電流Ｉの大きさを可変電源５４の電圧調整で変化させることができる。可変電源５４の電圧をＶ_Ｒとすれば、図２で説明したＲ_２を用いて、Ｉ＝Ｖ_Ｒ／Ｒ_２で与えられる。

また、この電圧調整回路５０の加減算回路部３２として、図１で説明したものと同じものを用いることができるが、その他方側端子４０と出力端子４２とは直接接続され、抵抗素子が設けられない。そして、その他方側端子４０にはＶ−Ｉ変換回路３０の出力端子３６が接続されると共に、第１電圧Ｖ_１を有する第１電源１２が抵抗素子５２を介して接続される。

上記の構成を有する従来技術の電圧調整回路５０においては、周知のように、出力端子４２に、加減算回路部３２の一方側端子３８の電圧と同じ電圧が第２電圧Ｖ_２として出力される。したがって、抵抗素子５２の抵抗値をＲ_５とすると、Ｖ_２＝Ｖ_１−ＩＲ_５＝Ｖ_１−（Ｖ_Ｒ／Ｒ_２）Ｒ_５となる。したがって、電流Ｉの大きさを可変電源５４の電圧Ｖ_Ｒの調整で変化させ、第２電圧Ｖ_２の大きさを調整することができる。

図４は、図１、図２で説明した電圧調整回路１０の作用と、図３の従来技術の電圧調整回路５０の作用とを比較する図である。これらの図のうち、（ａ）の４つの図、すなわち（ａ１）から（ａ４）の図は、電圧調整回路１０の電圧調整作用を説明する図で、（ｂ）の４つの図、すなわち（ｂ１）から（ｂ４）の図は、電圧調整回路５０の電圧調整作用を説明する図である。そして（ａ１）と（ｂ１）は対応し、同様に、（ａ２）と（ｂ２）、（ａ３）と（ｂ３）、（ａ４）と（ｂ４）とがそれぞれ対応する。これらの各図において、横軸は、可変電源２２又は可変電源５４の可変幅Ｖ_ａの範囲の電圧がとられ、縦軸は、出力端子４２に出力される第２電圧Ｖ_２がとられている。

図４（ａ１）は、可変電源の可変幅の範囲における第２電圧Ｖ_２の調整可能範囲の典型を示す図である。ここでは、第１電圧Ｖ_１からレベルシフト回路部１４の機能によって、第２電圧の狙い値Ｖ_５が、可変電源の可変幅の中心電圧、すなわち、可変量＝０のところに設定されている。これを従来技術の電圧調整回路の可変電源の可変幅の範囲における第２電圧Ｖ_２の調整可能範囲の典型を示す図４（ｂ１）と比較すると、レベルシフトの狙い値が、可変幅における可変量＝０のところに設定されることは同じであるが、可変電源５４が片側可変であるため、可変幅の中心電圧でなく、最も低い電圧のところに設定されているところが相違する。なお、レベルシフト後の可変電源による第２電圧Ｖ_２の調整範囲ΔＶは、図４（ａ１）と、図４（ｂ１）とで同一である。

図４（ａ２）は、第１電圧Ｖ_１からのレベルシフトの狙い値Ｖ_５の誤差Δａの大きさの様子を示す図である。レベルシフト回路部１４の構成で説明したように、第１電圧Ｖ_１からのレベルシフトの狙い値Ｖ_５は、抵抗分割法によって実現されるので、抵抗比の精度を上げることで、その誤差Δａはかなり小さく抑制することができる。これに対し、従来技術の電圧調整回路５０においてレベルシフトは、抵抗Ｒ_５と、Ｖ−Ｉ変換回路３０から出力される電流Ｉによって定まる。Ｖ−Ｉ変換回路３０から出力される電流Ｉは、図２に関連して説明したように、一対の差動トランジスタ２７，２９等の多くの電子部品からなる回路の動作の結果であるので、各電子部品のばらつき等が累積され、かなりばらつくおそれがある。したがって、図４（ｂ２）に示されるように、従来技術においては、第１電圧Ｖ_１からのレベルシフトの狙い値Ｖ_５の誤差ΔＡの大きさは、図４（ａ１）において抵抗比で抑制可能な誤差Δａに比較して、大きな値となる。

図４（ａ３）は、可変電源の調整電圧の大きさによる誤差Δｂの大きさの様子を示す図である。この誤差Δｂは、可変電源の調整電圧が大きくなるほど増加する。可変電源２２は、中心電圧の両側に調整可能な両側可変電源であるので、可変幅の中心電圧では調整電圧＝０であるので誤差Δｂ＝０となり、可変幅の両端である調整電圧が−Ｖ_ａ／２、＋Ｖ_ａ／２のところで最大となる。これに対し、従来技術の場合は、片側可変電源であるので、図４（ｂ３）に示されるように、可変幅の最も低い電圧のとき調整電圧＝０であり、これより調整電圧が大きくなるにつれその誤差ΔＢが増加し、可変幅の最大のＶ_ａのところで最大となる。可変電源による誤差について、調整電圧に対する増加率を図１、図２の電圧調整回路１０と図３の電圧調整回路５０との間で相違がないものとすると、図４（ａ３）における調整電圧の最大量はＶ_ａ／２であり、図４（ｂ３）における調整電圧の最大量はＶ_ａであるので、ΔＢの最大値は、Δｂの最大値の２倍となる。

図４（ａ４）、図４（ｂ４）は、レベルシフトの誤差と、可変電源の調整電圧による誤差とを総合した第２電圧Ｖ_２の誤差の様子を示す図である。上記のように、Δａの最大値はΔＡの最大値よりかなり小さく、Δｂの最大値はΔＢの最大値の１／２である。このように、図１、図２で説明した電圧調整回路１０の第２電圧Ｖ_２の誤差の大きさは、従来技術の電圧調整回路５０の第２電圧の誤差より小さくすることができる。したがって、図１、図２で説明した電圧調整回路１０は、第１電圧Ｖ_１に対し所望の電圧差を有する第２電圧Ｖ_２を生成する際に、所望の電圧差を、より正確に設定することが可能になる。

図５は、上記構成の電圧調整回路１０を液晶表示装置８，９に適用する例を示す図である。一般に、液晶表示装置は、その仕様によって、映像信号の直流バイアスに用いる第１電圧Ｖ_１とコモン電極信号の直流バイアス用いる第２電圧Ｖ_２との間の電圧差が異なる。また、同じような液晶表示装置でも、顧客の希望によって、第１電圧Ｖ_１と第２電圧Ｖ_２との間の電圧差が若干異なる場合がある。図５においては、第１電圧Ｖ_１と第２電圧Ｖ_２との間の電圧差が異なる２つの液晶表示装置８，９に適用されるレベルシフト回路部１４，１５と、電圧・電流変換回路部２０の構成を示す図である。

液晶表示装置８，９において、第１電圧Ｖ_１と第２電圧Ｖ_２との間の電圧差が若干異なる程度で、その相違が可変電源２２の可変幅の範囲で調整可能な場合は、液晶表示装置８，９において、同じレベルシフト回路部１４と、電圧・電流変換回路部２０とを用いることができる。すなわち、液晶表示装置８，９のために、レベルシフト回路部１４と、電圧・電流変換回路部２０とから構成される同じ仕様内容の電圧調整回路をそれぞれ製作できる。そして、液晶表示装置８において、第１電圧Ｖ_１と第２電圧Ｖ_２との間の電圧差が所望の電圧差となるように、可変電源２２を調整する。また、液晶表示装置９において、第１電圧Ｖ_１と第２電圧Ｖ_２との間の電圧差が所望の電圧差となるように、可変電源２２を調整する。すなわち、可変電源２２の調整内容が異なるのみで、液晶表示装置８，９をそれぞれの仕様に合わせて製造することができる。

液晶表示装置８，９において、第１電圧Ｖ_１と第２電圧Ｖ_２との間の電圧差がかなり異なり、その相違が可変電源２２の可変幅の範囲内では調整不可能な場合は、液晶表示装置８，９において、それぞれの仕様にあったレベルシフト回路部１４，１５を用いる。電圧・電流変換回路部２０は同じでよい。すなわち、液晶表示装置８において、レベルシフト回路部１４と電圧・電流変換回路部２０とを用い、第１電圧Ｖ_１と第２電圧Ｖ_２との間の電圧差が所望の電圧差となるように、可変電源２２を調整する。また、液晶表示装置９においては、レベルシフト回路部１５と電圧・電流変換回路部２０とを用い、第１電圧Ｖ_１と第２電圧Ｖ_２との間の電圧差が所望の電圧差となるように、可変電源２２を調整する。このように、レベルシフト回路部の仕様、すなわち、抵抗分割法における抵抗比を変更して、液晶表示装置８，９をそれぞれの仕様に合わせて製造することができる。

図６、図７は、様々な顧客の要望に対応する電圧調整回路の構成例を説明する図である。図６には、液晶表示装置の機種としてＸ，Ｙの２機種を、機種Ｘにおける顧客の要望としてＡ，Ｂ，Ｃの３種類を例として示し、それぞれの第１電圧Ｖ_１と第２電圧Ｖ_２の内容、それを実現するための電圧・電流変換回路部とレベルシフト回路部の内容がまとめられている。図７は、これらの要望に対応して、第１電圧Ｖ_１から第２電圧Ｖ_２を作り出す様子を示す図で、横軸に可変電源の可変幅における電圧をとり、縦軸に第１電圧Ｖ_１及び第２電圧Ｖ_２をとって示したものである。

図６において、機種Ｘは、標準的な電圧設定として、第１電圧Ｖ_１＝４．０Ｖ、第２電圧Ｖ_２＝３．０Ｖを有し、この仕様で顧客Ａに供給が行われる。この顧客Ａ向け機種Ｘは、レベルシフト回路部の設定が４．０Ｖを第１電圧とし、抵抗分割比を３／４として、第２電圧を３．０Ｖの狙い値とすることで、電圧・電流変換回路部の可変電源の設定を中心電圧とできる。その様子を図７において、記号Ａで示されている。なお、生産段階で、レベルシフト回路部等のばらつきによって、加減算回路部の出力電圧が３．０Ｖからずれるときは、可変電源を調整することで、正確に所望の３．０Ｖに合わせこむことができる。

図６において、顧客Ｂの要望は、機種Ｘの基本仕様を満たしながら、第１電圧を４．０Ｖ、第２電圧を２．７Ｖにしたい、というものである。この場合は、レベルシフト回路の抵抗分割比は３／４のままで、電圧・電流変換回路部の可変電源を調整し、加減算回路部の出力電圧が２．７Ｖとなるように調整する。その様子を図７において、記号Ｂで示した。同様に、図６において、顧客Ｃの要望は、機種Ｘの基本仕様を満たしながら、第１電圧を４．０Ｖ、第２電圧を３．２Ｖにしたい、というものである。この場合は、レベルシフト回路の抵抗分割比は３／４のままで、電圧・電流変換回路部の可変電源を調整し、加減算回路部の出力電圧が３．２Ｖとなるように調整する。その様子を図７において、記号Ｃで示した。このように、顧客の要望の範囲、あるいは生産によるばらつきの範囲が、電圧・電流変換回路部の可変電源の可変幅の中で調整可能な場合は、レベルシフト回路部を標準仕様のままで、可変電源を調整することにより、第１電圧と第２電圧との間の所望の電圧差を得ることができる。

図６において、顧客Ｄは、第１電圧を７．０Ｖ、第２電圧を３．０Ｖにしたいという要望を有している場合である。この電圧差が電圧・電流変換回路部の可変電源の可変幅の中で達成できないときは、レベルシフト部の抵抗比を変更する。すなわち、分割抵抗比を３／７とし、電圧・電流変換回路部の可変電源の設定を中心電圧とする。その様子を図７において、記号Ｄで示す。このように、第１電圧と第２電圧との間の電圧差が大きくて、電圧・電流変換回路部の可変電源の可変幅による調整可能範囲を超えるときは、レベルシフト部の構成を変更して対応することができる。

このように、レベルシフト回路部の分割抵抗比の変更で、電圧差の粗い範囲の調整が可能となり、電圧・電流変換回路部の可変電源の設定の変更で、電圧差の細かい調整が可能となる。したがって、これらの組み合わせで、粗調整、微調整の２段階によって、所望の電圧差に対し、広い範囲で精度の高い調整設定が可能となる。

本発明に係る実施の形態における電圧調整回路の構成図である。 本発明に係る実施の形態における電圧調整回路の詳細構成図である。 比較される従来技術の電圧調整回路の構成を示す図である。 本発明に係る実施の形態の電圧調整回路の作用と、従来技術の電圧調整回路の作用とを比較する図である。 本発明に係る実施の形態の電圧調整回路を、仕様の異なる液晶表示装置に適用する例を示す図である。 本発明に係る実施の形態の電圧調整回路について、様々な顧客の要望に対応する構成例を説明する図である。 図６に対応して、第１電圧からら様々な第２電圧を作り出す様子を説明する図である。

符号の説明

８，９ 液晶表示装置、１０ 電圧調整回路、１２ 第１電源、１４，１５ レベルシフト回路部、１６，１８ 直列抵抗、２０ 電圧・電流変換回路部、２２，５４ 可変電源、２４ 固定電源、２６ 両側可変電源、２７，２９ 差動トランジスタ、２８，３４，５２ 抵抗素子、３０ Ｖ−Ｉ変換回路、３２ 加減算回路部、３６ 電圧・電流変換回路部の出力端子、３８ 一方側端子、４０ 他方側端子、４２ 出力端子、５０ 従来技術の電圧調整回路。

Claims (4)

1. 第１電圧に対し所望の電圧差を有する第２電圧を生成する電圧調整回路において、
   第２電圧の狙い値に第１電圧の電圧レベルをシフトさせて出力するレベルシフト回路部と、
   電圧電流変換回路であって、任意の可変電圧幅の中心電圧の前後で電圧を可変することで電流の方向を変更しながら出力電流の大きさを可変して出力する電圧電流変換回路部と、
   一方側端子にレベルシフト回路部の出力端子が接続され、他方側端子と出力端子との間に電圧電流変換回路部の出力電流をバイアス電流として流れる抵抗素子が配置される加減算回路部と、
   を有し、
   バイアス電流と抵抗素子によるバイアス電圧を調整電圧とし、レベルシフト回路部から出力される電圧に調整電圧分が加減算された電圧を第２電圧として加減算回路部から出力することを特徴とする電圧調整回路。
2. 請求項１に記載の電圧調整回路において、
   電圧電流変換回路部は、
   中心電圧より高い電圧側で電圧を可変するときに対し、中心電圧より低い電圧側で電圧を可変するときは、電流の方向を反対方向とすることを特徴とする電圧調整回路。
3. 請求項１に記載の電圧調整回路において、
   レベルシフト回路部は、抵抗分割法によって電圧レベルをシフトさせることを特徴とする電圧調整回路。
4. 請求項１に記載の電圧調整回路において、
   第１電圧は液晶表示駆動回路における映像信号中心電圧であり、第２電圧はコモン電極中心電圧であり、
   レベルシフト回路部には映像信号中心電圧が供給され、
   電圧電流変換回路部において電圧を可変することで、加減算回路部から所望のコモン電極中心電圧が出力されることを特徴とする電圧調整回路。

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