CN103810972B - 发光元件驱动电路和显示设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种发光元件驱动电路和显示设备，所述发光元件驱动电路用于通过使用PWM信号来控制多个发光元件的照度，所述显示设备包括该发光元件驱动电路和多个发光元件。发光元件驱动电路包括：控制电路，被配置用于基于输入PWM信号产生控制信号，在输入PWM信号中，ON时段与OFF时段交替以形成脉冲；以及发光元件驱动单元，被配置用于通过使用控制信号来驱动多个发光元件。控制信号包括交替的第一时段和第二时段，其中，第一时段和第二时段分别对应于输入PWM信号的ON时段和OFF时段。第一时段中的每个第一时段包括ON时段，并且第二时段中的每个第二时段包括ON时段。控制信号包括与输入PWM信号的频率分量相比更大数目的频率分量。

Description

发光元件驱动电路和显示设备

技术领域

本发明涉及一种发光元件驱动电路和显示设备，尤其涉及一种被配置用于驱动LED（发光二极管）的发光元件驱动电路和一种配备有该发光元件驱动电路的显示设备。

背景技术

鉴于环境因素，现在正在进行在用于在液晶显示设备中使用的背光单元中用LED替换CCFL（冷阴极荧光灯）。CCFL型背光单元已经为对本身进行调光而采用一种向CCFL施加正弦波信号的方式。对照而言，LED型背光单元主要为对本身进行调光而采用一种PWM（脉宽调制）方法，在该方法中向LED施加矩形波信号。

图1示出包括发光元件驱动单元和发光元件的一般发光元件驱动电路的结构示例。该发光元件驱动电路采用LED作为发光元件。从外部向发光元件驱动电路施加电源电压。在发光元件驱动单元中，由线圈2和FET（场效应晶体管）3增大电压。该结构示例采用由LED驱动器IC（集成电路）7输出的信号作为待向FET3的栅极施加的切换信号。通过用于整流的肖特基势垒二极管4向LED阵列6的阳极侧部分施加增大的阳极电压。在向LED阵列6施加电压时，发光元件驱动电路根据开关晶体管7a选择是否向LED施加电流并且确定是开启LED还是关闭LED。为了控制LED的ON/OFF状态，从外部向电路输入用于调光的PWM信号。为了增大或者减小背光单元的照度，控制LED的ON时段和OFF时段以获得所需的亮度。在该结构中，电容器1是在输入端子侧的平流电容器，电容器5是在输出端子侧的平流电容器。

作为这样的LED驱动电路的示例，公开号为（JP-A）2012-15369的日本未审查专利申请公开了一种具有以下结构的用于驱动多个LED的LED控制设备。LED控制设备被配置用于单独地开启或者关闭多个LED组中的每个LED组，其中所述多个LED组连接到多个恒定电流输出电路。LED控制设备包括LED驱动部、电源控制部和相位差控制部。LED驱动部被配置用于根据与多个LED组中的每个LED组对应输入的PWM信号控制是否单独地通过对应的恒定电流输出电路向多个LED组中的每个LED组供应电流。当开启多个LED组中的至少一个LED组时，电源控制部通过第一电压控制模式控制从多个LED组并联连接到的电源设备供应的功率，在该第一电压控制模式中，在多个LED组中的待开启的至少一个LED组的阴极侧端的电压被保持在第一预定电压值。当关闭所有LED组时，电源控制部通过第二电压控制模式控制功率，在该第二电压控制模式中，在多个LED组的阳极侧端的电压被保持在第二预定电压值。相位差控制部向多个PWM信号中的每个PWM信号给予2π/n的相位差（其中n是LED组的数目），所述多个PWM信号与所述多个LED组分别对应并且被输入到LED驱动部。图17A至图17C示出了LED设备电路的操作的示例。

作为另一示例，JP-A2011-13866公开了一种具有以下结构的LED背光驱动电路。该LED背光驱动电路包括切换模式DC/DC转换器、LED驱动器IC和负载电路。切换模式DC/DC转换器包括在其输出端子周围的平流电容器并且被配置用于向LED背光供应驱动电流，在该LED背光中一个或者多个光源阵列并联连接，每个光源阵列包括串联连接的多个LED。LED驱动器IC被配置用于根据PWM控制信号开启或关闭来自DC/DC转换器并且通过LED背光的驱动电流。负载电路连接到DC/DC转换器的输出端子，其中，在关闭LED背光的驱动电路期间，与驱动电流等效的电流从DC/DC转换器进入负载电路。负载电路包括：负载电阻，该负载电阻与LED背光的输入端子并联连接到DC/DC转换器的输出端子；切换元件，该切换元件被配置用于开启/关闭流向负载电阻的电流；以及切换控制电路，该切换控制电路被配置用于执行切换元件的开-关控制以与PWM控制信号同步。图18示出了LED背光驱动电路的操作的示例。

作为另一示例，JP-A2011-242570公开了一种包括多个LED显示单元的LED视频显示设备，所述多个LED显示单元被排列以形成LED屏幕，其中在多个LED显示单元中的每个LED显示单元中，大量LED被安装成矩阵形状。LED视频显示设备还包括恒定电压供应部、屏幕控制器和用于LED显示单元的驱动电路。恒定电压供应部为安装在多个LED显示单元上的各LED供应功率。屏幕控制器被配置用于通过向多个LED显示单元中的每个LED显示单元发送PWM指令并且调整通过多个LED中的每个LED的电流来执行各LED的发光控制。用于LED显示单元的驱动电路由切换电路和开关控制部组成。切换电路由分别串联连接到LED的开关组成。开关控制部被配置用于响应于PWM指令对LED执行ON/OFF控制。开关控制部被配置用于基于PWM指令来改变用于开启每个LED的脉冲的持续时间以及调整由恒定电压供应部供应并通过LED显示单元的电流的峰值时间宽度。图19A至图19C示出了LED视频显示设备的操作的示例。图19A示出了如下示例，该示例为一个20毫秒发光时段包括用于开启每个LED的一个10毫秒脉冲，图19B示出了如下示例，该示例为一个20毫秒发光时段包括用于开启每个LED的两个5毫秒脉冲，以及图19C示出了如下示例，该示例为一个20毫秒发光时段包括用于开启每个LED的五个2毫秒脉冲。

关于用于在液晶显示设备中使用的背光单元，现在正在进行用LED替换CCFL。然而，在CCFL型背光单元中未引起大的麻烦的现象可能如以下描述的那样在LED型背光单元中制造大的麻烦。

在通过使用PWM信号对背光单元进行调光时，引起如下电流的剧增和剧减的重复，该电流通过连接到发光元件驱动电路的输出端的负载，这在发光元件驱动电路中的DC/DC转换器的输出电流和输出电压二者中产生脉动。

许多发光元件驱动电路采用由压电材料制成的陶瓷电容器。因此，在脉动出现于待施加至电容器的电压中时，电容器振动并且产生声学噪声，这是压电材料的性质。特别地，由于待用于调光的PWM信号的频率在许多情况下落在人类可听频率范围内，所以来自电容器的声学噪声可能引起大问题。

鉴于该问题，可以考虑许多用于将PWM信号的频率从人类可听频率范围移开的方法。然而，如果PWM信号的频率减小，则人眼可以在调光时观察到屏幕闪烁，这是不可取的。另一方面，如果PWM信号的频率增大，则需要可以高速工作的电路，而这样的电路引起成本增加，这也是不可取的。

另外，JP-A No.2012-15369的结构可以使电流的变化与同时驱动所有LED阵列的情况相比更小并且可以限制声学噪声。然而，由于用于对LED进行调光的PWM信号的频率和周期恒定并且某个频率的分量的影响明显变大，所以用户会感知到声学噪声。

在JP-A2011-138666的结构中，在通过使用PWM信号的调光操作关闭LED期间向与LED并联连接的虚负载施加基于PWM信号生成的虚信号，以减少待向阳极施加的在DC/DC输出部上的电压的波动次数。该结构限制电流的总波动并且将声学噪声的频率移到低于人类可听频率范围，这可以限制声学噪声。然而，该结构由于虚负载而增大发光元件驱动电路的面积并且很难限制它在对LED调光时的电力消耗。另外，为了保持该结构中的DC/DC输出部的电压，要求向DC/DC输出部供应与通过LED的电流等效的电流。因此，随着LED数目的增加，电力消耗也相应增加，并且为了限制发热，虚负载的面积也增大。至于声学噪声，用户主要感知到具有如下频率的高频噪声，这些频率各自为原频率的奇数倍，这意味着最终产生在人类可听频率范围内的声学噪声。

JP-A2011-242570的结构被配置用于检测声学噪声的响度并且根据检测出的响度选择PWM信号的频率。然而，该结构仅使用给定的频率，并且从给定的频率中选择的频率不总是对根据发光元件驱动电路的形状和用于布置发光元件驱动电路的方式而产生的声学噪声起作用。

本发明寻求解决上述问题。

发明内容

公开有说明性的发光元件驱动电路和说明性的显示设备作为本发明的实施方式，每个发光元件驱动电路可以有效地限制发光元件驱动电路在PWM调光时产生的声学噪声而不消耗额外的电力。

示出本发明的一个方面的一实施方式是一种用于通过使用PWM信号来控制多个发光元件的照度（用于对发光元件进行调光）的发光元件驱动电路。发光元件驱动电路包括：控制电路，所述控制电路被配置用于基于输入PWM信号产生控制信号，在输入PWM信号中，ON时段与OFF时段交替以形成脉冲；以及发光元件驱动单元，所述发光元件驱动单元被配置用于通过使用控制信号来驱动多个发光元件。控制信号包括交替的第一时段和第二时段，其中，第一时段和第二时段分别对应于输入PWM信号的ON时段和OFF时段。第一时段中的每个第一时段包括ON时段，并且第二时段中的每个第二时段包括ON时段。控制信号包括与输入PWM信号的频率分量相比更大数目的频率分量。

示出本发明的一个方面的另一实施方式是包括以下结构的发光元件驱动电路。控制电路被配置用于通过延迟输入PWM信号（也称为直通PWM信号，该直通PWM信号是通过元件而未被处理的输入PWM信号）和通过使输入PWM信号反相而产生的反相PWM信号中的一个的ON时段来产生延迟PWM信号。控制电路被配置用于还基于输入PWM信号（直通PWM信号）和反相PWM信号中的所述一个以及基于延迟PWM信号产生分割信号，其中，分割信号包括宽度比输入PWM信号和反相PWM信号中的所述一个的脉冲小的多个脉冲。控制电路被配置用于通过组合分割信号与输入PWM信号（直通PWM信号）和反相PWM信号中的所述一个来产生合成控制信号以周期性地交替，以及输出合成控制信号和通过使合成控制信号反相而产生的反相信号之一作为控制信号。发光元件驱动单元被配置用于通过使用控制信号来驱动多个发光元件。

示出本发明的一个方面的另一实施方式是包括以下结构的发光元件驱动电路。控制电路被配置用于通过分割输入PWM信号的ON时段来产生分割ON时段信号以及通过分割输入PWM信号的OFF时段来产生分割OFF时段信号，并且通过组合分割ON时段信号和分割OFF时段信号来产生合成控制信号。控制电路被配置用于输出合成控制信号和通过使合成控制信号反相而产生的反相信号之一作为控制信号。发光元件驱动单元被配置用于通过使用控制信号来驱动多个发光元件。

以下将描述说明性实施方式的其它特征。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例描述实施方式，这些附图用于举例而非限制，并且在附图中，相似的元件在若干图中标号相似，其中：

图1是示出一般发光元件驱动电路的结构图；

图2是示出涉及实施例1、实施例2和实施例3的发光元件驱动电路的结构图；

图3是示出在实施例1的发光元件驱动电路中包括的发光元件控制电路的结构图；

图4是示出在实施例1的发光元件控制电路中包括的调光信号确定部的结构图；

图5是示出实施例1的发光元件控制电路中的各种信号的波形的时序图（在输入PWM信号的ON时段与一个周期之比小于60%的条件下）；

图6是示出实施例1的发光元件控制电路中的各种信号的波形的时序图（在输入PWM信号的ON时段与一个周期之比大于或等于60%的条件下）；

图7是示出在实施例1的调光信号确定部中包括的ON时段周期确定部的操作的时序图；

图8是示出在实施例1的调光信号确定部中包括的ON时段延迟部的操作的时序图；

图9是示出实施例1的发光元件驱动电路的效果的时序图；

图10是示出实施例2的发光元件控制电路的结构图；

图11是示出实施例2的输出切换信号生成电路的结构的示例的图；

图12是示出实施例1和实施例2的发光元件控制电路的比较的时序图；

图13是示出实施例3的输出切换信号生成电路的结构的示例的图；

图14是示出实施例4的发光元件驱动电路的结构图；

图15是示出在实施例4的发光元件驱动电路中包括的不规则分割PWM信号生成电路的结构图；

图16是示出实施例4的不规则分割PWM信号生成电路中的各种信号的波形的时序图；

图17A至图17C是示出相关技术（JP-A No.2012-15369）的时序图；

图18是示出相关技术（JP-A No.2011-138666）的时序图；

图19A至图19C是示出相关技术（JP-A No.2011-242570）的时序图；以及

图20是示出配备有涉及这些实施例的发光元件驱动电路的显示设备的图。

具体实施方式

以下将参照附图描述发光元件驱动电路和显示设备的说明性实施方式。本领域普通技术人员能够理解，这里关于那些图给出的描述仅用于示例性目的而未以任何方式旨在限制可以通过参照所附权利要求而决定的潜在实施方式的范围。

作为本发明的实施方式的说明性发光元件驱动电路和显示设备能够由于以下原因而有效地限制发光元件驱动电路在执行PWM调光时的声学噪声。

在作为发光元件驱动电路的调光控制部分的发光元件驱动单元之前提供有被配置用于产生如下控制信号的电路，该控制信号具有比输入PWM信号更大数目的频率分量。发光元件驱动电路通过使用控制信号来产生用于执行对发光元件进行调光的信号，以便限制在某个频率范围内的频率分量的影响、改变声学噪声的特性以及使声学噪声难以听到。

如在背景技术的描述中所示，现在正在进行在用于在液晶显示设备中使用的背光单元中用LED替换CCFL。然而，LED型背光单元引起发光元件驱动电路在执行PWM调光时产生声学噪声的问题。鉴于该问题，已经提出各种措施，但是这些措施都尚未有效地限制声学噪声。

本发明的一实施方式在通过使用PWM信号对发光元件进行调光时使用控制信号以对发光元件进行调光，其中，该控制信号的频率分量数目大于输入PWM信号的频率分量数目。由此，通过发光元件驱动电路的电流的变化提供各种频率分量，这减小在某个频率范围内的频率分量的影响并且使声学噪声难以听到。

实施例1：

以下将参照图2至图9描述实施例1的发光元件驱动电路和显示设备，以进一步更详细地说明上述实施方式。

图2是示出实施例1（以及实施例2和实施例3）的发光元件驱动电路的结构示例的图。发光元件驱动电路由发光元件控制电路8和发光元件驱动单元组成。该发光元件驱动电路与图1中所示的一般发光元件驱动电路的不同在于：在LED驱动器IC7的调光端子之前的位置处提供有发光元件控制电路8。在该结构中，向发光元件控制电路8中输入PWM信号和参考时钟信号，并且发光元件控制电路8产生具有比待输入的PWM信号的频率分量更多数目的频率分量的控制信号（称为发光元件控制信号），并且发光元件驱动电路通过使用发光元件控制信号作为调光信号来执行与LED驱动器IC7对发光元件进行调光，以使声学噪声难以听到。

图3是示出发光元件控制电路8的结构的示例的图。在该结构中，输入信号是PWM信号和参考时钟信号，并且输出信号是发光元件控制信号。发光元件控制电路8例如由延迟触发器9、调光信号确定部10、XOR电路11、选择电路12、NOT电路13和选择电路14组成，延迟触发器9被配置用于产生输出切换信号，调光信号确定部10被配置用于产生输出反相信号，XOR电路11被配置用于输出分割信号（称为分割PWM信号），该分割信号的脉冲宽度小于输入PWM信号的脉冲宽度，选择电路12被配置用于根据输出切换信号选择输入信号之一并且输出合成控制信号，NOT电路13被配置用于输出通过使合成控制信号反相而产生的信号，以及选择电路14被配置用于根据输出反相信号选择输入信号之一并且输出发光元件控制信号。

图4是示出调光信号确定部10的结构示例的图。输入信号是PWM信号和参考时钟信号，并且输出信号是输出反相信号、通过延迟PWM信号的ON时段而提供的延迟PWM信号（称为ON时段延迟PWM信号）和反相PWM信号/直通PWM信号。调光信号确定部10包括ON时段确定部15和ON时段延迟部19。ON时段确定部15例如由AND电路16和ON时段计数器17以及ON时段确定电路18组成，AND电路16和ON时段计数器17被配置用于对关于PWM信号的时钟数目进行计数，ON时段确定电路18被配置用于确定PWM信号的ON时段。ON时段延迟部19例如由AND电路20和ON时段延迟计数器21以及ON时段延迟电路22组成，AND电路20和ON时段延迟计数器21被配置用于对关于反相PWM信号/直通PWM信号的时钟数目进行计数，ON时段延迟电路22被配置用于产生ON时段延迟控制信号并且输出该信号作为ON时段延迟PWM信号。

下文将描述图4中所示的调光信号确定部10中的操作、输入和输出，然后将描述图3中所示的发光元件控制电路8中使用以上输出的操作和输出。

图7示出在图4中的调光信号确定部10中包括的ON时段确定部15的操作中使用的各种信号的波形。在以下描述中，假设基于确定PWM信号的一个ON时段与一个周期之比是否小于预定阈值（在本实施例中为60%）来确定将输出反相信号设置为高（High）还是设置为低（Low）以及选择直通PWM信号和反相PWM信号之一作为输出信号。该阈值可以使用任意值。

ON时段计数器17基于PWM信号和参考时钟信号，与AND电路16对关于PWM信号的时钟数目进行计总数。基于PWM信号的脉冲的两个上升沿的间隔检测一个周期的时钟数目。如图7中的ON时段确定信号所示，当假设PWM信号的一个周期的计数时钟数目和PWM信号的ON时段的计数时钟数目分别为A和B时，ON时段确定电路18确定B与A之比是否超过阈值60%。当比值小于60%时（在图7的情况1下），ON时段确定电路18输出的输出反相信号为低并且输出直通PWM信号而未处理PWM信号。当比值为60%或者更大时（在图7的情况2下），ON时段确定电路18输出的输出反相信号为高并且在使PWM信号反相之后输出反相PWM信号。

图8示出在图4中的调光信号确定部10中包括的ON时段延迟部19的操作中使用的各种信号的波形。图8还示出PWM信号的波形以容易理解其它波形。

AND电路20基于作为ON时段确定电路18的输出的反相PWM信号/直通PWM信号和基于参考时钟信号产生ON时段信号。ON时段延迟计数器21通过使用ON时段信号对关于反相PWM信号/直通PWM信号的时钟数目进行计总数。假设反相PWM信号/直通PWM信号的计数时钟数目和该计数时钟数目的一半分别为C和D。ON时段延迟电路22通过使用ON时段信号来产生ON时段延迟控制信号，ON时段延迟控制信号被延迟与计数时钟数目D对应的时间。然后，ON时段延迟电路22对产生的信号的波形执行整形并且输出处理后的信号作为ON时段延迟PWM信号。

接着，以下将描述图3中所示的发光元件控制电路8的操作。

向延迟触发器9和调光信号确定部10中输入PWM信号。延迟触发器9通过使用PWM信号作为时钟来执行反转触发器操作并且输出输出切换信号。

如上所述，调光信号确定部10根据PWM信号的ON时段在直通PWM信号与反相PWM信号之间切换它的输出信号，通过原样输出输入PWM信号而提供直通PWM信号，通过使输入PWM信号反相而提供反相PWM信号。调光信号确定部10通过使用参考时钟信号还对直通PWM信号的ON时段的时钟数目和反相PWM信号的ON时段的时钟数目进行计数，该参考时钟信号的周期小至计数数目的容差不被用户感知为发光器件的照度发生改变。然后，调光信号确定部10输出通过将每个ON时段延迟ON时段的一半而提供的ON时段延迟PWM信号。

XOR电路11基于反相PWM信号/直通PWM信号和ON时段延迟PWM信号生成分割PWM信号，其中，分割PWM信号的脉冲宽度小于反相PWM信号/直通PWM信号的脉冲宽度。选择电路12根据延迟触发器9输出的输出切换信号周期性地在反相PWM信号/直通PWM信号与分割PWM信号之间切换输出，以产生合成控制信号。

选择电路14在选择电路12输出的合成控制信号与由NOT电路13反相的反相信号之间切换输出信号，以产生发光元件控制信号。选择电路14在PWM信号的一个ON时段的计数时钟数目与PWM信号的一个周期的时钟数目之比小于60%的条件（低于60%的情况）下输出合成控制信号而不执行任何处理。另一方面，选择电路14在PWM信号的一个ON时段的计数时钟数目与PWM信号的一个周期的时钟数目之比为60%或者更大的条件（在60%以上的情况）下使合成控制信号反相并且输出所得信号。

图5和图6示出本实施例的结构的内部信号和输出信号的波形。图5示出以下信号在低于60%的情况下的波形。由于占空比小于60%，所以调光信号确定部10输出波形与PWM信号相同的直通PWM信号。在ON时段延迟PWM信号中，每个ON时段被延迟ON时段的50%。XOR电路11处理直通PWM信号和ON时段延迟PWM信号并且输出分割PWM信号。与输出切换信号的高状态和低状态对应选择直通PWM信号和分割PWM信号之一，并且输出合成控制信号。在这种情况下，由于PWM信号的占空比小于60%，所以设置输出反相信号为低。由此，未使合成控制信号反相而原样输出合成控制信号作为发光元件控制信号。

图6示出以下信号在60%以上的情况下的波形。由于占空比为60%或者更大，所以调光信号确定部10输出通过使PWM信号反相而准备的反相PWM信号。在ON时段延迟PWM信号中，每个ON时段被延迟ON时段的50%。XOR电路11处理反相PWM信号和ON时段延迟PWM信号并且输出分割PWM信号。与输出切换信号的高状态和低状态对应选择反相PWM信号和分割PWM信号之一，并且输出合成控制信号。在这种情况下，由于PWM信号的占空比为60%或者更大，因此设置输出反相信号为高。由此，使合成信号反相并且输出所得信号作为发光元件控制信号。

图9示出在未采用上述结构的相关技术中和在本实施例中的发光元件控制信号、输入电流和在阳极上的施加电压的波形。在相关技术中，输入电流和在阳极上的施加电压中的每个都显示出与输入PWM信号的上升同步的过冲。另一方面，由于在本实施方式中部分地分割PWM信号中的脉冲以产生发光元件控制信号，这与输入PWM信号相比可以改变在输入电流和在阳极上的施加电压中的每个中都出现的过冲的周期。

如上所述，在实施例1中，发光元件控制信号具有与原PWM信号的频率相同的频率分量、是原PWM信号的频率的两倍的频率分量和是原PWM信号的频率的一半的频率分量，这与常规技术相比产生更大数目的频率分量。另外，发光元件的调光周期的改变使声学噪声的特性改变，这让用户难以感知声学噪声。实施例2：

接着，以下将参照图10至图12描述实施例2的发光元件驱动电路和显示设备，以进一步更详细地说明上述实施方式。在实施例2中，将具体描述与实施例1不同的部分。

图10示出实施例2的发光元件驱动电路的结构的示例，其中，用输出切换信号生成电路23替换被配置用于产生输出切换信号并且在作为实施例1的图3中示出的延迟触发器9。在本实施例中，输出切换信号生成电路23由线性反馈移位寄存器组成。图11示出4位线性反馈移位寄存器和5位线性反馈移位寄存器的示例。根据场合需求可以将待操作的线性反馈移位寄存器从另一线性反馈移位寄存器切换。线性反馈移位寄存器的数目可以是三个或者更多，并且可以使用除了4位型线性反馈移位寄存器和5位型线性反馈移位寄存器之外的线性反馈移位寄存器。

图12示出在输出切换信号生成电路23采用图11中所示的4位线性反馈移位寄存器时获得的发光元件控制信号的波形。尽管实施例1的结构使用在交替周期中重复高状态和低状态的输出切换信号，但是实施例2的结构可以产生输出切换信号的周期的宽变化。

通过使用本实施例的以上结构，可以通过选择线性反馈移位寄存器的位数来选择信号的周期，这可以使用户更难以感知声学噪声。

实施例3：

接着，以下将参照图13描述实施例3的发光元件驱动电路和显示设备。在实施例3中，将具体描述与实施例2不同的部分。

图13示出实施例3的输出切换信号生成电路23的示例。在本实施例中，输出切换信号生成电路23由多个线性反馈移位寄存器和被配置用于选择输出信号的选择电路组成，其中，图13中所示的多个说明性线性反馈移位寄存器是两个线性反馈移位寄存器，换言之为4位线性反馈移位寄存器和5位线性反馈移位寄存器。线性反馈移位寄存器的数目可以是三个或者更多，并且可以使用除了4位型线性反馈移位寄存器和5位型线性反馈移位寄存器之外的线性反馈移位寄存器。

在实施例3中，在线性反馈移位寄存器之后布置选择电路。选择电路被配置用于基于线性反馈移位寄存器输出的信号选择4位线性反馈移位寄存器和5位线性反馈移位寄存器之一输出的输出切换信号。通过该结构，可以在产生合成控制信号时可选择地改变分割信号和反相PWM信号/直通PWM信号交替的周期。

通过使用本实施例中的以上结构，与实施例1和实施例2的结构相比可以选择增加数目的周期并且向信号中并入增加数目的周期。

实施例4：

接着，以下将参照图14至图16描述实施例4的发光元件驱动电路和显示设备。

图14示出实施例4的发光元件驱动电路的结构的示例，其中，用不规则分割PWM信号生成电路24替换图2中所示的发光元件控制电路8。

图15示出实施例4的不规则分割PWM信号生成电路24的结构的示例。不规则分割PWM信号生成电路24例如由AND电路、一周期计数器、ON时段计数器、减法器（SUB）、除法器（DIV）“a”、除法器（DIV）“b”、乘法器（MUL）“a”、乘法器（MUL）“b”和PWM控制部组成。不规则分割PWM信号生成电路24被配置用于基于PWM信号和参考时钟信号产生发光元件控制信号（在本实施例中称为不规则分割PWM信号）。

图16示出通过使用本实施例的结构而获得的电路的内部信号和输出信号的波形。以下将描述图16中所示的信号的波形。

首先，在不规则分割PWM信号生成电路24中，基于作为输入信号的PWM信号和参考时钟信号产生两种类型的信号。产生的信号中的一种类型的信号是一周期信号。一周期计数器基于参考时钟信号通过对PWM信号中的脉冲的两个上升沿的间隔的时钟进行计数来输出该一周期信号。产生的信号中的另一类型的信号是ON时段信号。AND电路和ON时段计数器基于参考时钟信号对PWM信号的ON时段的时钟进行计数。然后，减法器基于一周期信号和ON时段信号输出OFF时段信号。

然后，除法器“a”基于OFF时段信号产生分割OFF时段信号。通过将OFF时段信号的持续时间划分成“n”个均匀部分来准备分割OFF时段信号。可以预先确定数目“n”或者可以在发光元件驱动电路的操作期间改变数目“n”。

除法器“b”基于ON时段信号产生分割ON时段信号。通过将ON时段信号的持续时间划分成“m”个均匀部分来准备分割ON时段信号。可以预先确定数目“m”或者可以在发光元件驱动电路的操作期间改变数目“m”。根据该结构，在分割OFF时段信号和分割ON时段信号中的每个信号中，可以在每个周期中个别地改变脉冲宽度的划分数目。

乘法器“a”基于分割OFF时段信号产生计数停止宽度信号。通过将分割OFF时段信号的持续时间乘以一从1到n的值来准备计数停止宽度信号，该值可以预先确定或者可以在发光元件驱动电路的操作期间改变。

乘法器“b”基于分割ON时段信号产生计数停止启动信号。通过将分割ON时段信号的持续时间乘以一从1到m的值来准备计数停止启动信号，该值可以预先确定或者可以在发光元件驱动电路的操作期间改变。根据该结构，在分割OFF时段信号和分割ON时段信号中的每个信号中，可以在每个周期中个别地改变用于与脉冲宽度相乘的因子。

PWM控制部基于计数停止宽度信号、计数停止启动信号和ON时段信号产生不规则分割PWM信号。产生的不规则分割PWM信号在ON时段信号的ON时段期间处于ON状态。PWM控制部响应于计数停止启动信号改变成ON的情形对计数停止宽度信号的ON时段停止计数处理。在计数停止宽度信号的ON时段结束之后，不规则分割PWM信号基于ON时段信号再次变成ON状态。在用于与分割OFF时段信号的脉冲宽度相乘的因子和用于与分割ON时段信号的脉冲宽度相乘的因子在发光元件驱动电路的操作期间改变的情况下，PWM控制部使用前一周期中的计数停止宽度信号的ON时段以产生不规则分割PWM信号。

如图16所示，E、F和G中的每个的两个信号部分的宽度相同。另外，ON时段信号的ON时段的总和与不规则分割PWM信号的ON时段的总和相同。通过将发光元件控制信号的宽度划分成非均匀部分，可以在更宽频率范围内分散所得信号的可能产生声学噪声的频率分量。

图20示出配备有作为本发明的一实施方式的发光元件驱动电路的显示设备（液晶显示设备）的图。显示设备接收外部输入的电源电压、PWM信号和参考时钟信号并且操作LED部（LED阵列）以通过上述发光元件驱动电路发射光。液晶显示单元被配置用于调整光透射程度以便在其上显示图像。

尽管已经使用具体术语描述了本发明的当前实施方式，但是这样的描述仅用于说明性目的，并且应理解可以进行改变和变化而不脱离所附权利要求的精神或范围。

例如，尽管并联连接的所有LED阵列经受反映本发明的上述控制，但是LED阵列的一部分可以受到控制并且用于对向LED阵列中的每个LED阵列供应的信号的开始进行移位的方式可以与以上控制一起使用。

Claims (8)

1.一种用于通过使用脉宽调制PWM信号来控制多个发光元件的照度的发光元件驱动电路，所述发光元件驱动电路包括：

控制电路，所述控制电路被配置用于基于输入PWM信号产生控制信号，在所述输入PWM信号中，ON时段与OFF时段交替以形成脉冲，所述控制信号包括交替的第一时段和第二时段，所述第一时段和所述第二时段分别对应于所述输入PWM信号的所述ON时段和所述OFF时段，所述第一时段中的每个第一时段包括ON时段，所述第二时段中的每个第二时段包括ON时段，所述控制信号包括与所述输入PWM信号的频率分量相比更大数目的频率分量；以及

发光元件驱动单元，所述发光元件驱动单元被配置用于通过使用所述控制信号来驱动所述多个发光元件，

其中，所述控制电路被配置用于：

通过延迟所述输入PWM信号和通过使所述输入PWM信号反相而产生的反相PWM信号中的一个的ON时段来产生延迟PWM信号，

基于所述输入PWM信号和所述反相PWM信号中的所述一个以及基于所述延迟PWM信号产生分割信号，所述分割信号包括宽度比所述输入PWM信号和所述反相PWM信号中的所述一个的脉冲小的多个脉冲，

通过组合所述分割信号与所述输入PWM信号和所述反相PWM信号中的所述一个来产生合成控制信号以周期性地交替，以及

输出所述合成控制信号和通过使所述合成控制信号反相而产生的反相信号中的一个作为所述控制信号。

2.根据权利要求1所述的发光元件驱动电路，

其中，所述控制电路包括选择单元，所述选择单元被配置用于确定是否使所述输入PWM信号反相以及确定是否使所述合成控制信号反相。

3.根据权利要求2所述的发光元件驱动电路，

其中，所述选择单元被配置用于响应于检测到所述输入PWM信号的所述O N时段中的一个ON时段与所述输入PWM信号的一个周期之比变成预定值而在使所述输入PWM信号和所述合成控制信号反相与不使所述输入PWM信号和所述合成控制信号反相之间切换。

4.根据权利要求1所述的发光元件驱动电路，

其中，所述控制电路被配置用于在产生所述合成控制信号时可选择地改变用于交替所述分割信号与所述输入PWM信号和所述反相PWM信号中的所述一个的周期。

5.根据权利要求1所述的发光元件驱动电路，

其中，所述控制电路被配置用于：

通过分割所述输入PWM信号的所述ON时段来产生分割ON时段信号以及通过分割所述输入PWM信号的所述OFF时段来产生分割OFF时段信号，

通过组合所述分割ON时段信号和所述分割OFF时段信号来产生合成控制信号，以及

输出所述合成控制信号和通过使所述合成控制信号反相而产生的反相信号之一作为所述控制信号。

6.根据权利要求5所述的发光元件驱动电路，

其中，所述控制电路被配置用于按照所述输入PWM信号的每个周期个别地设置所述输入PWM信号的所述ON时段中的一个ON时段的分割数目和所述输入PWM信号的所述OFF时段中的一个OFF时段的分割数目。

7.据权利要求5所述的发光元件驱动电路，

其中，所述控制电路被配置用于按照所述输入PWM信号的每个周期个别地设置用于与所述分割ON时段信号的脉冲宽度相乘的因子和用于与所述分割OF F时段信号的脉冲宽度相乘的因子。

8.一种显示设备，包括：多个发光元件和根据权利要求1所述的发光元件驱动电路。