CN1701448A - 发光二极管驱动装置及发光二极管驱动方法 - Google Patents

Abstract

通过将各LED的驱动电压存储于施加电压存储寄存器(11、12、13)，并以独立的驱动电压驱动各色LED来降低消耗电流。另外，通过存储值设定用总线(14)可以改写施加电压存储寄存器(11、12、13)的数据，在实际安装的LED因产品差异而其最小发光电压存在差异时，相应于该差异可适当改变存储于施加电压存储寄存器(11、12、13)的电压。

Description

发光二极管驱动装置及发光二极管驱动方法

技术领域

本发明特别涉及一种使R、G、B三原色LED(Light Emitting Diode，发光二极管)发光而显示色彩的LED驱动装置及LED驱动方法。

背景技术

过去，在使用R(红)、G(绿)、B(蓝)三原色LED的液晶显示装置中，已实现了例如在特开2000-241811号公报发表的场序方式(简称为FS方式)的液晶显示装置。FS方式的液晶显示装置在液晶快门背面配置三色LED，通过在以高速依次点亮各色LED的同时开关各像素位置的液晶快门使其同步，从而在各像素位置能够显示所期望的颜色。

例如，要显示红色时，在红色LED发光期间打开液晶快门，接着在绿色LED及蓝色LED的发光期间关闭液晶快门。显示绿色和蓝色的情况也是同样，仅在该颜色的LED发光期间打开液晶快门，而在其它LED发光期间关闭液晶快门。

另外，如果在红色及绿色LED发光期间打开液晶快门则可显示Y(黄色)，如果在红色及蓝色LED发光期间打开液晶快门则可显示M(洋红色)，如果在绿色及蓝色LED发光期间打开液晶快门则可显示C(青绿色)，而如果在红、绿、蓝色LED发光的整个期间打开液晶快门则可显示W(白色)。

上述的FS方式是以加色法的原理，通过以比人的视觉反应的速度更快的速度依次使三色LED发光而实现色彩的显示的。另外，采用FS方式，可在不使用滤色片的条件下显示出鲜明的色彩。

近年来，随着手机等便携式电子产品的普及，人们希望实现可安装在便携式电子产品且以高精细度显示色彩的显示装置。这里，如上所述地，因为采用三色LED的液晶显示装置不需要滤色片，所以能够以高亮度显示。

然而，在使用三色LED的液晶显示装置中，一般设置有构成各色LED的多个LED芯片，对该多个LED芯片施加电压使各色LED发光。因此，在多个LED芯片中消耗电力。

相对地，便携式电子产品因电池容量有限，所以用于显示装置的消耗电流是越少越好。当然，这不并限于便携式电子产品，降低消耗电流是所有电子产品所期望的。

另外，因为LED特性存在差异，所以人们要求消除这种差异以执行具有一致性的显示。为消除这种差异，以往所采用的方法有对与各LED对应的电阻值进行微调等的方法，但上述操作的问题是其过程非常复杂。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种能够有效降低消耗电流的LED驱动装置及LED驱动方法。另外，本发明的目的还在于提供能够消除各LED特性的差异的LED驱动装置及LED驱动方法。

上述目的通过下述方式实现：预先测定红、绿、蓝各色LED可获得期望亮度的最小驱动电压，同时将各色LED的最小驱动电压存储在存储部件中并对各色LED施加所存储的值的驱动电压。

另外，上述目的通过下述方式实现：在分别对各色LED施加最小驱动电压的状态下，通过按各色LED占空比不同的PWM(脉宽调制)信号对各色LED进行PWM控制。

附图的简要说明

图1是表示本发明实施方案1的LED驱动装置的结构的方框图；

图2是表示为获得各色LED的期望亮度所需的最小电压值的图；

图3是表示实施方案的驱动电压设定装置的结构的方框图；

图4是用来说明由驱动电压设定装置所进行的施加电压及占空比设定处理的流程图；

图5是用来说明为获得期望白平衡的占空比设定处理的流程图；

图6是用来说明为获得期望白平衡的占空比设定处理的色度空间图；

图7是用来说明LED驱动装置动作的波形图；

图8是表示实施方案2的LED驱动装置的结构的方框图；

图9是用来说明实施方案2的LED驱动装置动作的波形图。

发明的优选实施方式

本发明的发明人着眼于下列事实完成本发明：为使R、G、B各色LED分别以期望亮度发光所需要的施加电压并非在所有LED都是一样，而是依各色LED而有所不同。

本发明的主要内容在于，预先测定红、绿、蓝各色LED能获得期望亮度的最小驱动电压的同时，将各色LED的驱动电压存储在存储部件中，对各色LED施加所存的值的驱动电压。

以下，参照附图具体说明本发明的实施方案。

(实施方案1)

在图1，10在整体上表示本发明的实施方案1的LED驱动装置。LED驱动装置10设于液晶显示装置，用于驱动配置在液晶面板背面的R、G、B三色LED。且作为具体实施例，本实施方案将对本发明应用于场序方式的液晶显示装置的情况进行说明。

LED驱动装置10具有R(红)用施加电压存储寄存器11、G(绿)用施加电压存储寄存器12以及B(蓝)用施加电压存储寄存器13。上述各寄存器11、12、13分别存储施加在R、G、B各LED的电压值。各寄存器11、12、13和存储值设定用总线14相连接，在LED驱动装置10的产品下生产线时通过存储值设定用总线14使各寄存器11、12、13分别存储各色LED用的施加电压值。

由各寄存器11、12、13输出的各色LED用施加电压值被输入到寄存器选择电路15。红色LED发光定时信号TR、绿色LED发光定时信号TG以及蓝色LED发光定时信号TB输入寄存器选择电路15，根据该发光定时信号选择输出R、G、B的施加电压值的任何一个。

例如，当红色LED发光定时信号TR的逻辑值为“1”而绿色和蓝色LED发光定时信号TG、TB的逻辑值为“0”时，选择输出R用施加电压存储寄存器11存储的施加电压值。在这个实施方案中因为以场序方式显示，所以若场频为65Hz，则以其3倍的195Hz频率使各色LED依次发光。也就是说，寄存器选择电路15以约为5mS的间隔依次选择输出R用施加电压存储寄存器11、G用施加电压存储寄存器12以及B用施加电压存储寄存器13所存储的电压值。

由寄存器选择电路15选择的施加电压值经施加电压形成部16的数字模拟(DA)转换电路17转换成模拟值后被输出到电压可变电路18。电压可变电路18将由电源电压产生电路19产生的电压转换成对应于从数字模拟转换电路17输入的模拟值的电压后，提供给LED单元20。

如上所述，LED驱动装置10具有存储分别施加到各色LED用电压值的寄存器11、12、13，并将电源电压产生电路19产生的电压转换成寄存器11、12、13存储的值后提供给LED。由此，与对各色LED施加相同电压值的情况相比，可降低消耗电力。

图2表示为在各色LED获得期望亮度所需的最小施加电压值(以下称为最小发光电压)。从此图可知，绿色LED和蓝色LED的最小发光电压几乎相同，但红色LED的最小发光电压低于上述两者的最小发光电压。

LED驱动装置10的施加电压存储寄存器11、12、13存储着各色LED的最小发光电压值。而实际上，所存储的最小发光电压值中，红色LED的值低于绿色LED和蓝色LED的值。也就是说，因能够对各色LED施加所需最小限度的电压，所以能降低消耗电流。

另外，从图2可知，最小发光电压在各色LED也会有差异。例如，如果是红色LED，则分布在1.75V到2.45V之间；而如果是绿色和蓝色LED，则分布在2.9V到3.9V之间。而最小发光电压的差异是起因于制造LED时的每个产品的差异。

在这个实施方案中，并非仅单纯地使施加到红色LED的施加电压小于绿色及蓝色的施加电压，另外也使各色用寄存器11、12、13存储将最小发光电压在每个产品间的差异列入考虑后的施加电压。由此即能够在降低消耗电力的同时在各色LED获得期望亮度。上述各色寄存器11、12、13对施加电压值的存储是通过存储值设定用总线14进行，此部分将后述。

现在回到图1说明LED驱动装置10的结构。LED驱动装置10具有R用占空比存储寄存器21、G用占空比存储寄存器22以及B用占空比存储寄存器23。上述各寄存器21、22以及23分别存储着为对R、G、B各色LED进行PWM控制的PWM信号占空比数据。各个寄存器21、22以及23和存储值设定用总线14相连接，在LED驱动装置10的产品下生产线时，通过存储值设定用总线14使各寄存器21、22、23分别存储各色LED用的占空比数据。

从各个寄存器21、22、23输出的各色LED用占空比数据分别被输出到PWM波形形成电路24、25、26。各个PWM波形形成电路24、25、26与时钟信号CLK同步地形成对应占空数据的PWM波形。

PWM波形形成电路24、25、26根据红色LED发光定时信号TR、绿色LED发光定时信号TG以及蓝色LED发光定时信号TB将PWM波形输出到晶体管27、28、29的基极。将各个晶体管27、28、29的集电极分别连接到R、G、B各个LED的输出端的同时，发射极接地。

由此，在红色LED发光期间，仅有红色LED发光定时信号TR的逻辑值为“1”，仅有与红色LED对应的PWM波形形成电路24输出PWM信号，而对应这个PWM信号的电流流到红色LED，使红色LED发光。同样地，在绿色LED发光期间，仅有绿色LED发光定时信号TG的逻辑值为“1”，仅有与绿色LED对应的PWM波形形成电路25输出PWM信号，而对应这个PWM信号的电流流到绿色LED，使绿色LED发光。而在蓝色LED发光期间，仅有蓝色LED发光定时信号TB的逻辑值为“1”，仅有与蓝色LED对应的PWM波形形成电路26输出PWM信号，而对应这个PWM信号的电流流到蓝色LED，使蓝色LED发光。

图3显示驱动电压设定装置30的结构，该驱动电压设定装置30设定存储在各色用施加电压存储寄存器11、12以及13的电压值。然而，驱动电压设定装置30的结构是为不仅能获得存储在施加电压存储寄存器11、12、13的各色LED用电压值，也能获得存储在占空比存储寄存器21、22、23的各色LED用的占空比数据。

驱动电压设定装置30具有亮度/色度计31，用于测定来自LCD面板的透射光的亮度及色度。而由LED单元20发出的光通过导光板(图中未示出)和LCD面板40入射到亮度/色度计31。通过LCD驱动电路(图中未示出)在规定时间向各个像素位置的液晶施加规定电压来驱动LCD面板40的开关，以便能够对LED发出的光进行透光或遮光。而该LED单元20、导光板以及LCD面板40是产品下生产线时组装的。

通过亮度/色度计31所得到的亮度和色度的数据被传输到微机(Microcomputer)32中。而驱动电压设定装置30具有施加电压值设定部33和占空比设定部34，将施加电压设定部33设定的电压值传输到LED驱动装置10的DA转换电路17，同时，将占空比设定部34设定的占空比数据传输到PWM波形形成电路24、25、26。该设定电压值和设定占空比是由微机32指定。也就是说，微机识别所设定的电压值和占空比。

微机32判断亮度和色度是否有达到预先设定的期望值，在达到期望值时，通过存储值设定用总线14将这个时候施加的电压值和占空比写入施加电压存储寄存器11、12、13和占空比存储寄存器21、22、23。也就是说，微机32具有作为将数据写入施加电压存储寄存器11、12、13和占空比存储寄存器21、22、23的存储数据写入部件的功能。

现利用图4详细说明由驱动电压设定装置30对各色用施加电压存储寄存器11、12、13所进行的施加电压值(最小发光电压)记录处理，以及对占空比存储寄存器21、22、23所进行的占空比数据记录处理。

如果驱动电压装置30开始步骤ST10的处理，则在接下来的步骤ST11中设定占空比设定部34的占空比。因图4是为设定施予红色LED的施加电压值的处理，所以将红色LED的导通占空比设定为最大，而将绿色和蓝色LED的导通占空比设定为0。也就是说，将导通占空比为最大的数据提供给PWM波形形成电路24，而将导通占空比为0的数据提供给PWM波形形成电路25、26。在步骤ST12，微机32设定目标亮度。

在步骤ST13，施加电压值设定部33设定最小施加电压值Vmin(如1.5V)，电压可变电路18将由电源电压产生电路19产生的电压转换成该设定电压后施加到LED单元20。这个时候因仅从红色用的PWM波形形成电路24输出导通占空比最大的PWM信号，所以仅有红色LED处于可发光状态。

在步骤ST14，微机32判断由亮度/色度计31所得的测定亮度是否大于目标亮度，若小于或等于目标亮度则移到步骤ST15，将施加电压值设定部33的设定施加电压增大k分量(如，0.1V)后再度进行步骤ST14的判断。

若在步骤ST14获得肯定结果，则这表示为获得期望亮度所需的最小限度的电压正施加于红色LED，所以移到步骤ST16，微机32将目前施加电压值设定部33设定的电压值写入R用施加电压值存储寄存器11。由此，R用施加电压值存储寄存器11存储了为使红色LED获得期望亮度的最小发光电压值。

在接下来的步骤ST17，微机32判断测定亮度是否与目标亮度一致，不一致时移到步骤ST18，将占空比设定部32设定的导通占空比减小r分量后再回到步骤ST17。

若在步骤ST17获得肯定结果，则这表示可由目前占空比设定部34所设定占空比的PWM信号使红色LED以期望亮度发光，所以移到步骤ST19，微机32将目前占空比设定部34设定的电压值写入R用施加电压存储寄存器11。由此，R用占空比存储寄存器11存储了使红色LED获得期望亮度的占空比数据。

换言之，将这个所述步骤ST17到步骤ST19的处理可以说成是在步骤ST14到步骤ST16设定能够获得目标亮度的最小施加电压后，通过PWM信号进行更为详细的亮度控制而设定用来接近目标亮度的占空比。驱动电压设定装置30在接下来的步骤ST20结束对R用施加电压存储寄存器11和R用占空比存储寄存器21的数据写入处理。

然而，在这里虽然已就对于R用施加电压存储寄存器11和R用占空比存储寄存器21的数据写入处理进行说明，G用和B用施加电压存储寄存器12、13以及G用和B用占空比存储寄存器22、23的数据的写入处理也是以相同的顺序进行。

其次，以图5说明将为获得期望白平衡的各色占空比存储在寄存器21、22、23的顺序。

如果驱动电压设定装置30在步骤ST30开始白平衡调整处理，则在接下来的步骤ST31以施加电压存储寄存器11、12、13存储的施加电压以及占空比存储寄存器21、22、23存储的导通占空比的PWM信号使各色LED依次发光，同时，以LCD驱动电路(图中未示出)驱动LCD面板40。

实际上，LED驱动装置10将施加电压存储寄存器11、12、13所存储的各色LED用电压依次施加于LED单元20，而PWM波形形成电路24、25、26形成对应占空比存储寄存器21、22、23所存储占空比的各色LED用PWM信号与其同步。

也就是说，在步骤ST31进行实际上的场序方式的LED驱动和LCD驱动。这里将存储在施加电压存储寄存器11、12、13和占空比存储寄存器21、22、23的数据假定为如图4所设定的数据。

在步骤ST32用亮度/色度计31测定显示色的色度。如果将该测定色度图示于色度空间，则如图6所示。接着，由微机32算出测定色度与白平衡的目标值的差，根据该差值改变占空比设定部34设定的占空比并提供给各色用PWM波形形成电路24、25、26。这里，微机32的构成为：可读出占空比存储寄存器21、22、23所存储的各色用占空比，并根据所读出的各色用占空比和测定色度与白平衡的目标值的差值来指定在占空比设定部34设定的各色用占空比。由此，使各色用占空比成为可获得目标白平衡的值。

具体而言，首先在步骤ST33判断测定色度的Y坐标是否位于图6所示的白色容许范围内，同时在步骤ST34判断测定色度的X坐标是否位于图6所示的白色容许范围内。在步骤ST33或步骤ST34的任何一个步骤中获得否定结果时，移到步骤ST35，由占空比设定部34改变占空比。

这个占空比的改变是考虑测定值相对于白平衡的目标点向哪个方向偏离多少分量来进行。在这个实施方案中，微机32通过将偏离的方向和偏差量以R、G、B色度进行比例分配，从而设定接下来要提供给LED驱动装置10的各色用的占空比。

以图6为例考虑测定值的Y坐标相对于目标点向较大方向偏离且测定值的X坐标相对于目标点向较小方向偏离时的情况。这里，R、G、B各色LED的色度空间上的分布范围一般是如图6所示，因此为使白平衡的Y分量减小且X分量增大以接近目标点，例如可增大红色用导通占空比并减小绿色用导通占空比。

通过以上述比例分配进行下次导通占空比的设定能够以较少的设定次数找出能够获得目标白平衡的各色用占空比。

如果驱动电压装置30在步骤ST33和步骤ST34皆获得肯定结果，则这表示白平衡已进入白色容许范围内，所以移到步骤ST36，将目前占空比设定部34设定的红色用、绿色用、蓝色用占空比存储到对应的占空比存储寄存器21、22、23，在接下来的步骤ST37结束该白平衡调整处理。

如上所述，驱动电压装置30从针对R、G、B各色LED可独立地获得期望亮度的占空比开始，测定显示色实际上的白平衡，根据该测定结果在改变各色用占空比的同时寻找能够获得期望白平衡的占空比，将获得期望白平衡时的各色用占空比存储到对应的占空比存储寄存器21、22、23。

如上所述，驱动电压装置30因可通过改变各色用占空比来调整白平衡，所以能容易地对白平衡进行细微的调整。而且，通过将用于调整白平衡的占空比存储在可重写的寄存器21、22、23，能够在测定产品实际上的色度的同时写入各个产品特有的占空比，因此，即使每个产品在LED、导光板和LCD面板上有差异也能够在各个产品中获得期望的白平衡。

接下来，利用图7说明这个实施方案中LED驱动装置10的动作。LED驱动装置10首先在红色LED发光期间LR，由寄存器选择电路15在施加电压存储寄存器11、12、13的输出中选择R用施加电压存储寄存器11的输出，在电压可变电路18形成对应R用施加电压存储寄存器输出的2.2V电压后，如图7(a)所示将该2.2V的电压提供给LED单元20。

另外，如果红色LED发光定时信号TR在红色LED发光期间LR内的时间t2上升时，则通过将R用占空比存储寄存器21存储的占空比PWM信号从PWM波形形成电路24输出到晶体管27，红色LED能够以对应该PWM信号的亮度发光。接近到时间t3，如果红色LED发光定时信号TR下降，则在PWM波形形成电路24停止输出的同时，寄存器选择电路15选择G用施加电压存储寄存器12的输出来代替R用施加电压存储寄存器11的输出。

由此，LED驱动装置10在绿色LED发光期间LG内由电压可变电路18形成对应G用施加电压寄存器12的数据的3.3V电压，并将这个3.3V电压提供给LED单元20。另外，如果绿色LED发光定时信号TG在绿色LED发光期间LG内的时间t4上升时，则通过将G用占空比存储寄存器22存储的占空比PWN信号从PWM波形形成电路25输出到晶体管28，绿色LED能够以对应该PWM信号的亮度发光。接近到时间t5，如果绿色LED发光定时信号TG下降，则PWM波形形成电路25停止输出的同时，寄存器选择电路15选择B用施加电压存储寄存器13的输出来代替G用施加电压存储寄存器12的输出。

由此，LED驱动装置10在蓝色LED发光期间LB内由电压可变电路18形成对应B用施加电压存储寄存器13的数据的3.4V电压，并将这个3.4V电压提供给LED单元20。另外，如果蓝色LED发光定时信号TB在蓝色LED发光期间LB内的时间t6上升时，则通过将B用占空比存储寄存器23存储的占空比PWN信号从PWM波形形成电路26输出到晶体管29，蓝色LED能够以对应该PWM信号的亮度发光。接近到时间t7，如果蓝色LED发光定时信号TB下降，则PWM波形形成电路26的输出停止的同时，寄存器选择电路15选择R用施加电压存储寄存器11的输出来代替B用施加电压存储寄存器13的输出。

以下同样地通过重复红色LED发光期间LR、绿色LED发光期间LG以及蓝色LED发光期间LB，能够以场序方式显示色彩。

另外，在这个实施方案中，是约以5mS选定各色LED发光期间LR、LG和LB，并约以2000μS选定各色用PWM信号输出期间。而且，PWM信号波形是以50μS为单位周期，在该单位周期内的占空比存储在占空比存储寄存器21～23。另外在这个实施方案中，各占空比存储寄存器21～23能够存储8位(＝256种)的占空比。

因此，根据本实施方案，将各色LED的驱动电压存储在施加电压存储寄存器11、12、13，通过以独立的驱动电压驱动各色LED，从而实现能够降低消耗电流的LED驱动装置10。

而且，通过可使施加电压寄存器11、12、13的数据借助存储值设定用总线14进行重写，从而即使在实际设置的LED因产品的差异存在最小发光电压(也就是，为获得期望亮度所需要的最小施加电压)的差异时，也能够适当改变存储在施加电压寄存器11、12、13的电压来对应该产品间的差异。于是，例如在产品完成后，即能够容易地设定各色LED各自的驱动电压，而该驱动电压能够获得该产品所要求的亮度并可抑制消耗电流。

另外，通过对各色LED进行PWM控制的同时，将为进行PWM控制的占空比按各色LED独立地存储在占空比存储寄存器21、22、23中，能够以拥有各色的独立的占空比的PWM信号对各色LED的亮度进行独立控制，因此得以进行更加细微的各色LED的亮度调整。

另外，通过设置电压可变电路18，将一个电源电压产生电路19产生的电压转换成各色LED的驱动电压，由此，与设置多个产生各色LED的驱动电压的电源电压产生电路的情况相比，能够简化结构。

(实施方案2)

图8表示本发明实施方案2的LED驱动装置50的结构，在图8中与图1对应的部分标有相同标号。LED驱动装置50除了在LED单元51内的LED连接方式外，其余结构和实施方案1的LED驱动装置10相同。

在本实施方案中，将红、绿、蓝各色LED中的红色LED相互串联。由此，可减少对红色LED的供电系统数，从而减少为使红色LED发光所需要的消耗电流。

也就是说，本实施方案着眼于下列事实：使红色LED以期望亮度发光的所需驱动电压几乎是使绿色及蓝色LED以期望亮度发光的所需驱动电压的一半。

由此想到能够以和施加于绿色和蓝色LED的电压几乎相同的电压使串联的两个红色LED发光。也就是说，若如本实施方案那样将红色LED串联，电源电压产生电路19就不需要产生特别大的电压，能够有效减少消耗电流。

图9表示本实施方案的LED驱动装置50的动作。其中和上述图7不同的地方仅是如图9(a)所示，为使串联的红色LED以期望亮度发光而在红色LED发光期间LR提供给LED单元20的电压由2.2V改为4.4V。该4.4V的电压为一般便携式电子产品的电池电压范围内的电压。

因此，根据本实施方案的结构，将红、绿、蓝各色LED中的红色LED相互串联，能够实现除了实施方案1所得到的效果之外还能够进一步减少消耗电流的LED驱动装置50。

(其它实施方案)

然而，在上述实施方案中为简化附图及说明，分别以两个红色LED、两个蓝色LED和一个绿色LED来构成LED单元20和51，但各色LED的数量并不限于此。

而且，对于LED单元20和51的数量并不设限，可以在各个LED单元独立地设定各色LED的驱动电压以及占空比并存储在存储器中。

另外，可以对同色LED独立地施加可变电压，对同色LED独立地测定其亮度，而将在同色LED分别检测出高于或等于期望值的亮度时的最小施加电压值独立地设定为驱动电压值后存储在施加电压存储寄存器11～13，并以该电压值驱动各个LED。如此一来，即使用于在同色LED之间获得期望亮度所需的驱动电压有差异，也能够以对应该差异的最小驱动电压分别驱动同色LED，因此能进一步地减少消耗电流。

同样地，可对于同色LED分别以占空比不同的PWM信号进行控制，也可将在同色LED分别检测出期望亮度时的占空比独立地存储在占空比存储寄存器21～23中，并以该占空比对各LED进行PWM控制。由此，即使为在同色LED之间获得期望亮度所需要的占空比有差异，也能够以对应该差异的占空比对各LED进行PWN控制，从而能够进行更加细微的亮度调整和白平衡调整。

另外，也可以应用在组合多个白色LED和滤色片以显示色彩的液晶显示装置的各个白色LED的驱动。也就是说，如果设置分别对应各个白色LED的多个存储器，并使多个存储器存储对应该特性的差异的最小发光电压和占空比，则可获得和上述实施方案相同的效果。

另外，在本发明也可以根据LED的配置来设定存储在施加电压存储寄存器11～13以及/或者占空比存储寄存器21～23的值。由此，即可容易地进行与LED的配置位置对应的亮度调整。例如，在将多个白色LED用为背光的滤色方式的液晶显示装置中，如果有要使画面边缘部分附近的亮度高于画面中央附近的亮度的要求时，使对应画面边缘部分的白色LED的施加电压值和导通占空比大于对应画面中央部分的白色LED的施加电压值和导通占空比，就可以容易地进行与LED的配置位置对应的亮度调整。

另外，在上述实施方案中虽然对将本发明的LED驱动装置应用在场序方式的液晶显示装置的情况进行了描述，但本发明的LED驱动装置并不限于此，也可以广泛地应用在使用R、G、B三色LED显示彩色的显示装置。

本发明并不限于上述的实施方案，也可以进行种种变更加以实施。

本发明的LED驱动装置的一个实施方案所采用的结构是具有：电源电压产生部件；施加电压存储部件，存储设置在显示装置的红、绿、蓝各色LED的各个LED的独立的施加电压值；施加电压形成部件，将电源电压产生部件产生的电压转换成存储在施加电压存储部件的施加电压值并施加到各色LED。

根据本结构，因为根据施加电压存储部件存储的电压值，在各色LED中施加有下述的驱动电压，即、对同色施加相同的驱动电压，而对不同颜色施加不同的驱动电压，所以与对各色LED施加相同驱动电压的情况相比，能够减少消耗电流。

本发明的LED驱动装置的一个实施方案所采用的结构是：所述施加电压存储部件由可写入的存储器构成，该存储器和用于输入要存储的施加电压值的信号线相连接。

根据本结构，因为能够随时改变存储在施加电压存储部件的各色LED的独立的施加电压值，所以即使在实际设置的LED因产品的差异而使最小发光电压(也就是，为获得期望亮度所需要的最小施加电压)具有差异时，也能够适当改变存储在施加电压存储部件的电压来对应该产品间的差异。于是，例如在产品完成后，即能够容易地设定各色LED各自的驱动电压，而该驱动电压能够获得该产品所要求的亮度并可抑制消耗电流。

本发明的LED驱动装置的一个实施方案是：施加电压存储部件所采用的结构是针对同色LED也存储独立的施加电压值。

根据本结构，即使在同色LED间为获得期望亮度的所需驱动电压具有差异，也能够以对应该差异的最小驱动电压驱动LED，因此能进一步地减少消耗电流。

本发明的LED驱动装置的一个实施方案所采用的结构是具有：占空比存储部件，由可写入的存储器构成，各色LED独立地存储对各色LED的各个LED的发光期间中的亮度进行微调的PWM信号的占空比；PWM控制部件，按各色LED独立地形成基于占空比存储部件所存储的占空比的PWM信号，对各色LED独立地进行PWM控制；信号线，与占空比存储部件连接，用于将占空比输入占空比存储部件。

根据本结构，能够以拥有各色的独立的占空比的PWM信号对各色LED的亮度进行独立控制，因此能够进行更加细微的各色LED的亮度调整。另外，因可随时改变存储在占空比存储部件的各色独立的占空比，即使在实际设置的LED的亮度或导光板和液晶面板等有差异时，也可以对应上述的差异通过信号线将可获得期望的显示亮度的占空比适当地写入占空比存储部件。另外，因可按各色LED独立改变占空比，所以能够轻易地进行白平衡调整。

本发明的LED驱动装置的一个实施方案所采用的结构是：施加电压存储部件存储各色LED的施加电压值，该施加电压值能够使各色LED以高于或等于期望亮度的亮度发光，而占空比存储部件存储为使各色LED的发光亮度接近所述期望亮度的占空比。

根据本结构，能够在减少消耗电流的同时使各色LED的亮度达到期望值。

本发明的LED驱动装置的一个实施方案所采用的结构是：占空比存储部件对于同色LED也存储独立的占空比。

根据本结构，即使在同色LED之间为获得期望亮度所需要的占空比有差异，也能够在各LED中存储对应该差异的占空比，从而能够进行更加细微的亮度调整。

本发明的LED驱动装置的一个实施方案所采用的结构是：将红、绿、蓝各色LED中的红色LED相互串联。

根据本结构，因能够高效率地产生最小发光电压低的红色LED驱动电压，因此能够减少为使红色LED发光的所需消耗电流。这里，本发明的发明人着眼于使红色LED以期望亮度发光的所需驱动电压几乎是使绿色及蓝色LED以期望亮度发光的所需驱动电压的一半的事实，由此想到能够以与施加于绿色和蓝色LED的电压几乎相同的电压使串联的两个红色LED发光。也就是说，根据上述结构，能不使电源电压产生部件产生多余的电压而减少消耗电流。

本发明的LED驱动装置的一个实施方案所采用的结构是：电源电压产生部件产生单一电压值，施加电压形成部件具有D/A转换器以及电压可变部件，D/A转换器用于对施加电压存储部件所存电压值进行数字模拟转换，电压可变部件用于将电源电压产生部件产生的单一电压值转换成相当于经D/A转换器转换的模拟值的电压。

根据本结构，因能够以各色LED共同的电源电压产生部件产生的电压形成存储在施加电压存储部件的各色LED独立的施加电压，所以和设置对应各色LED的电源电压产生部件的情况相比，能够简化构造。

本发明的驱动电压设定装置的一个实施方案所采用的结构是具有：电压施加部件，对红、绿、蓝各色LED的各个LED施加可变电压；检测部件，检测电压施加部件施加电压时的各色LED的亮度；数据写入部件，检测部件在各色LED的各个LED检测出高于或等于期望值的亮度时，将施加到各色LED的各个LED的最小施加电压值作为各色LED的驱动电压值写入存储器。

根据本结构，能够按各色独立设定施加到各色LED的最小驱动电压，而该各色的最小驱动电压能够使各色LED以高于或等于期望值的亮度发光。

本发明的LED驱动方法的一个实施方案是：预先测定在红、绿、蓝各色LED能获得期望亮度的最小驱动电压，将该各色LED的每一个LED的驱动电压存储在施加电压存储部件，对各色LED施加所述存储的电压值。

根据本方法，因能够根据施加电压存储部件存储的电压值对各色LED施加独立的驱动电压，所以和对各色LED施加相同的驱动电压的情况相比，能够减少消耗电流。

本发明的LED驱动方法的一个实施方案是：在对各色LED的各个LED施加所述最小驱动电压的状态下，以各色LED的每一个LED占空比不同的PWM信号对各色LED进行PWM控制。

根据本方法，能够对各色LED进行细微的亮度调整。

如上所述，根据本发明，在驱动红、绿、蓝三色LED显示色彩时能够有效减少消耗电流。另外，能够消除各LED特性的差异从而进行具有一致性的色彩显示。

本申请基于2003年4月1日提交的专利申请2003-98486、专利申请2003-98487、以及专利申请2003-98489。其内容均包含于本申请中。

产业上的利用可行性

本发明适用于例如液晶显示装置等。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

[2004年8月25日(25.08.2004)国际局受理：对申请时的权利要求1和2进行了修改，其它权利要求没有变更(2页)]

1.(修改后)一种LED驱动装置，具有：

电源电压产生部件；

施加电压存储部件，存储与设置在显示装置中的红、绿、蓝各色LED的最小发光电压相对应的各颜色单位的施加电压值；以及

施加电压形成部件，将所述电源电压产生部件产生的电压转换成存储在所述施加电压存储部件的施加电压值，并将其施加给各色LED。

2.(修改后)一种LED驱动装置，具有：

电源电压产生部件；

施加电压存储部件，对于设置在显示装置中的红、绿、蓝的各色LED，对相同颜色存储相同的施加电压值、对不同颜色存储不同的施加电压值；

施加电压形成部件，将所述电源电压产生部件产生的电压转换成存储在所述施加电压存储部件的施加电压值，并施加给各色LED。

3.如权利要求1所述的LED驱动装置，其中，所述施加电压存储部件存储对于同色的LED也是独立的施加电压值。

4.如权利要求1所述的LED驱动装置，具有：

占空比存储部件，包括可写入的存储器，按各色LED独立地存储对各色LED相关的发光期间中的亮度进行微调的PWM信号的占空比；

PWM控制部件，按各色LED独立地形成基于所述占空比存储部件所存储的占空比的PWM信号，对各色LED独立地进行PWM控制；以及

信号线，与所述占空比存储部件相连接，用于将所述占空比输入所述占空比存储部件。

5.如权利要求4所述的LED驱动装置，其中，所述施加电压存储部件存储各色LED的每一个LED的施加电压值，所述各色LED的每一个LED的施加电压值能够使各色LED以高于或等于期望的亮度发光，同时，所述占空比存储部件存储用于使各色LED的发光亮度接近所述期望亮度的占空比。

6.如权利要求4所述的LED驱动装置，其中，所述占空比存储部件存储对于同色的LED也是独立的占空比。

7.如权利要求1所述的LED驱动装置，其中，红、绿、蓝的各色LED中的红色LED相互串联。

8.如权利要求1所述的LED驱动装置，其中

所述电源电压产生部件产生单一电压值；

所述施加电压形成部件具有：

D/A转换器，用于对所述施加电压存储部件所存储的电压值进行数字模拟转换，和

电压可变部件，用于将所述电源电压产生部件产生的单一电压值变换为经所述D/A转换器转换的模拟值的电压。

9.一种驱动电压设定装置，用于设定如权利要求1所述的LED驱动装置的驱动电压，该驱动电压设定装置具有：

电压施加部件，对所述红、绿、蓝各色LED的各个LED施加可变电压；

检测部件，检测所述电压施加部件施加电压时的各色LED的亮度；

数据写入部件，在所述检测部件分别检测出各色LED的高于或等于期望值的亮度时，将分别施加于各色LED的最小施加电压值作为各色LED的施加电压值写入所述施加电压存储部件。

10.如权利要求9所述的驱动电压设定装置，还具有PWM控制部件，该PWM控制部件以占空比不同的PWM信号控制红、绿、蓝各色LED的各个LED；

所述数据写入部件在所述检测部件分别在各色LED中检测出期望亮度时，将各色LED的各个LED的占空比写入存储器。

Claims (16)

1.一种LED驱动装置，具有：

电源电压产生部件；

施加电压存储部件，存储设置在显示装置中的红、绿、蓝各色LED的各自独立的施加电压值；以及

施加电压形成部件，将所述电源电压产生部件产生的电压转换成存储在所述施加电压存储部件中的施加电压值，并将其施加给各色LED。

2.如权利要求1所述的LED驱动装置，其中，所述施加电压存储部件包括可写入的存储器，用于输入所存储的施加电压值的信号线与该存储器相连接。

3.如权利要求1所述的LED驱动装置，其中，所述施加电压存储部件存储对于同色的LED也是独立的施加电压值。

4.如权利要求1所述的LED驱动装置，具有：

占空比存储部件，包括可写入的存储器，按各色LED独立地存储对各色LED的相关的发光期间中的亮度进行微调的PWM信号的占空比；

PWM控制部件，按各色LED独立地形成基于所述占空比存储部件所存储的占空比的PWM信号，对各色LED独立地进行PWM控制；以及

信号线，与所述占空比存储部件相连接，用于将所述占空比输入所述占空比存储部件。

5.如权利要求4所述的LED驱动装置，其中，所述施加电压存储部件存储各色LED的每一个LED的施加电压值，所述各色LED的每一个LED的施加电压值能够使各色LED以高于或等于期望的亮度发光，同时，所述占空比存储部件存储用于使各色LED的发光亮度接近所述期望亮度的占空比。

6.如权利要求4所述的LED驱动装置，其中，所述占空比存储部件存储对于同色的LED也是独立的占空比。

7.如权利要求1所述的LED驱动装置，其中，红、绿、蓝的各色LED中的红色LED相互串联。

8.如权利要求1所述的LED驱动装置，其中

所述电源电压产生部件产生单一电压值；

所述施加电压形成部件具有：

D/A转换器，用于对所述施加电压存储部件所存储的电压值进行数字模拟转换，和

电压可变部件，用于将所述电源电压产生部件产生的单一电压值变换为经所述D/A转换器转换的模拟值的电压。

9.一种驱动电压设定装置，用于设定如权利要求1所述的LED驱动装置的驱动电压，该驱动电压设定装置具有：

电压施加部件，对所述红、绿、蓝各色LED的各个LED施加可变电压；

检测部件，检测所述电压施加部件施加电压时的各色LED的亮度；

数据写入部件，在所述检测部件分别检测出各色LED的高于或等于期望值的亮度时，将分别施加于各色LED的最小施加电压值作为各色LED的施加电压值写入所述施加电压存储部件。

10.如权利要求9所述的驱动电压设定装置，还具有PWM控制部件，该PWM控制部件以占空比不同的PWM信号来分别控制红、绿、蓝各色LED；

所述数据写入部件在所述检测部件分别在各色LED中检测出期望亮度时，将各色LED的各自的占空比写入存储器。

11.如权利要求9所述的驱动电压设定装置，其中

所述电压施加部件对于同色LED也独立地施加可变电压；

所述检测部件对于同色LED也独立地检测亮度；

所述数据写入部件对同色LED也将在各个LED检测出高于或等于期望值的亮度时的最小施加电压值作为所述施加电压值独立地写入所述施加电压存储部件。

12.如权利要求10所述的驱动电压设定装置，其中

所述PWM控制部件对于同色LED也以占空比各不同的PWM信号进行控制；

所述数据写入部件对于同色LED也将在各个LED检测出期望的亮度时的占空比独立地写入存储器。

13.一种LED驱动方法，包括：

预先测定能在红、绿、蓝各色LED获得期望亮度的最小驱动电压，同时将该各色LED的每一个LED的驱动电压存储在施加电压存储部件，并对各色LED施加所述存储的值的电压。

14.如权利要求13所述的LED驱动方法，其中，在分别对各色LED施加所述最小驱动电压的状态下，以各色LED的不同占空比的PWM信号对各色LED的每一个进行PWM控制。

15.一种驱动电压设定方法，用于设定如权利要求1所述的LED驱动装置的驱动电压，包括：

可变电压施加步骤，分别对所述红、绿、蓝各色LED施加可变电压；

亮度检测步骤，检测施加可变电压时的各色LED的亮度；

数据写入步骤，将检测出高于或等于期望值的亮度时的分别施加于各色LED的最小施加电压值作为各色LED的施加电压值写入所述施加电压存储部件。

16.如权利要求15所述的驱动电压设定方法，在以大于或等于规定值的导通占空比的PWM信号进行PWM控制的同时，执行所述可变电压施加步骤、亮度检测步骤以及数据写入步骤来将各色LED的施加电压值写入所述施加电压存储部件后，依次降低PWM信号的导通占空比来对各色LED的亮度进行细微的调整，将获得期望亮度时的PWM信号的导通占空比存储在存储器中。

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