DE102006055312A1

DE102006055312A1 - Antriebsvorrichtung für ein farbiges LED-Hintergrundlicht

Info

Publication number: DE102006055312A1
Application number: DE102006055312A
Authority: DE
Inventors: Chang Woo Suwon Ha; Sang Cheol Pyeongtaek Shin; Byoung Own Suwon Min
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2006-11-23
Publication date: 2007-08-23
Also published as: JP2007214111A; JP4503004B2; CN101017646A; KR100665369B1; US20070182698A1; US7800566B2

Abstract

Es wird eine Antriebsvorrichtung für ein farbiges LED- (LED = light emitting diode; Leuchtdiode) Hintergrundlicht offenbart, die geeignet ist, Durchlassspannungen für farbige LED-Arrays für jeden Kanal genau anzupassen. Die Antriebsvorrichtung zum Antreiben des LED-Hintergrundlichts mit einer Mehrzahl farbiger LED-Arrays weist eine E/A-Schnittstelle zum Eingeben/Ausgeben eines Signals, eine Steuereinheit zum Steuern einer Antriebsspannung und eines Antriebsstroms entsprechend einem Helligkeitssteuersignalausgang von der E/A-Schnittstelle, einen DC/DC-Wandler zum Wandeln einer Betriebsspannung in die Antriebsspannung entsprechend der Steuerung der Antriebsspannung der Steuereinheit, einen Spannungsregler zum Regeln des Antriebsspannungsausgangs von dem DC/DC-Wandler auf eine Referenzspannung ohne Brummen, eine Multikanal-Antriebseinheit zum Wandeln des Referenzspannungsausgangs von dem Spannungsregler in Durchlassspannungen für die Mehrzahl farbiger LED-Arrays entsprechend einer Mehrzahl von Steuersignalen und eine Stromquelle zum Anpassen der Antriebsstromstärke, die in dem farbigen LED-Hintergrundlicht fließt, entsprechend der Steuerung des Antriebsstroms der Steuereinheit auf.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (Treiber) für eine farbige Leuchtdiode (LED = Light Emitting Diode), die in einer Anzeigevorrichtung verwendet wird, und insbesondere eine Antriebsvorrichtung für ein farbiges LED-Hintergrundlicht, welche in der Lage ist, die Durchlassspannungen von farbigen LED-Arrays für jeden Kanal anzupassen, um optimale Durchlassspannungen für die jeweiligen farbigen LED-Arrays vorzusehen, unabhängig die Zahl an LEDs für jedes farbige LED-Array festzulegen und ein Brummen der Durchlassspannung durch Spannungsregelung zu verringern.

Beschreibung des Standes der Technik

Üblicherweise werden pro Jahr zweihundertachtzig Millionen Anzeigeprodukte vom dem Markt mobiler Anzeigeprodukte, einschließlich mobiler Telefone, MP3-Player, PMPs (PMP = personal media player), Navigationssysteme, mobiler oder Kfz-geeigneter DVD/AV-Systeme und Laptops, nachgefragt. Die meisten mobilen Anzeigen basieren auf der TFT-LCD-(thin film transistor-liquid crystal display) Technologie. Der Wettbewerb zwischen Anbietern bezüglich Preis und Leistung von TFT-LCD wird immer härter.

Da TFT nicht von selbst leuchtet, ist für eine TFT-LCD Anzeige ein zusätzliches Licht emittierendes Element, wie beispielsweise eine Hintergrundleuchteinheit (BLU = backlight unit), erforderlich. Die BLU kann mittels unterschiedlicher Technologien integriert werden. Für die meisten LCD-BLUs, die kommerziell erhältlich sind, wird eine Kaltkathodenlampe (CCFL = cold cathode fluorescent lamp) verwendet. Die CCFL weist den Vorteil auf, dass sie sehr hell ist, mit geringen Kosten herzustellen ist, eine einfache Antriebsschaltung und eine dünne Röhrenform aufweist. Da jedoch CCFL gegenüber Stößen von außen anfällig sind, wird für ein mobiles TFT-LCD mit einer Größe von 5 Zoll oder weniger eine weiße LED verwendet.

1 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau einer herkömmlichen Antriebsvorrichtung eines weißen LED-Hintergrundlichts darstellt.

Die herkömmliche Antriebsvorrichtung 10 der in 1 dargestellten weißen LED-Hintergrundbeleuchtung treibt das weiße LED-Hintergrundlicht 20 an und umfasst eine E/A-Schnittstelle 11 zum Eingeben/Ausgeben eines Signals, eine Steuereinheit 12 zum Steuern der Antriebsspannung und des Treiberstroms entsprechend einem Helligkeitssteuersignalausgang von der E/A-Schnittstelle 11, einen DC/DC-Wandler 13 zum Wandeln der Batteriespannung Vbat von etwa 2,8 V in eine Durchlassspannung Vf von etwa 8 V und Versorgen des weißen LED-Hintergrundlicht 20 mit der Durchlassspannung Vf durch die Antriebsspannungssteuerung der Steuereinheit 12, und eine Stromquelle 14 zum Anpassen der treibenden Stromstärke Id, die in das weiße LED-Hintergrundlicht 20 fließt, durch die Steuerung des Antriebsstroms der Steuereinheit 12.

Jede LED des weißen LED-Hintergrundlichts verbraucht einen Antriebsstrom von etwa 10 mA und eine Antriebsspannung von etwa 1,8 bis 3 V.

Die herkömmliche Antriebsvorrichtung des weißen LED-Hintergrundlichts passt die Antriebsstromstärke der weißen LED genau unter Verwendung eines Verfahrens zum Steuern der Stromstärke der weißen LED an. Insbesondere kann die Steuereinheit 12 der Stromquelle 14 ein Steuersignal bereit stellen, um die Helligkeit in einem Burst-Mode anzupassen.

Jedoch wird bei der herkömmlichen Antriebsvorrichtung für das weiße LED-Hintergrundlicht in der Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers ein Brummen erzeugt. Somit tritt in der Durchlassspannung Vf Brummen auf. Des Weiteren kann die Zusatzspannung des DC/DC-Wandlers nicht einfach geändert werden.

Wird statt der weißen LED eine farbige LED verwendet, ist die Anzahl farbiger LEDs durch die Durchlassspannung Vf eingeschränkt, und die Durchlassspannung kann nicht für jede farbige LED genau angepasst werden.

Bei der CCFL oder der weißen LED ist es nicht möglich, eine genaue Farbreproduktion zu erhalten, da die Farbreproduzierbarkeit auf etwa 70 bis 80% des NTSC-Standards fällt. Um dieses Problem zu lösen, werden Forschungen angestrengt, um eine Farbreproduzierbarkeit von wenigstens 90% unter Verwendung einer farbigen Lichtquelle zu erhalten. Jetzt werden farbige LEDs (RGB LEDs) im LCD-HDTV-(liquid crystal display high definition television) Markt und einem fachspezifischen LCD-Monitormarkt angeboten, und deren Anwendung steigt schrittweise mit Weiterentwicklung der Technik, ebenso, wie die Produktionsmenge steigt.

Jedoch ist bei der herkömmlichen Antriebsvorrichtung für die weiße LED aufgrund der LED-Eigenschaften die Antriebsspannung für die farbigen LEDs (RGB LEDs), das heißt, die Höhe der Durchlassspannung Vf, und die optische Ausgangsleistung unterschiedlich. Somit ist eine Funktion zum Anpassen der Durchlassspannung Vf erforderlich. Sind die LEDs in Reihe angeschlossen, variiert die Anzahl an LEDs, oder der Unterschied zwischen den Durchlassspannungen Vf wird größer.

Des Weiteren wird in einer mobilen Vorrichtung der DC/DC-Zusatzwandler, der die Durchlassspannung zum Antrieb der LED erzeugt, verwendet. Jedoch wird die Durchlassspannung Vf instabil, da der DC/DC-Wandler ein Brummen erzeugt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Somit wurde die Erfindung im Hinblick auf die oben genannten Probleme gemacht, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung für ein farbiges LED-Hintergrundlicht vorzusehen, welche in der Lage ist, die Durchlassspannungen für farbige LED-Arrays für jeden Kanal anzupassen, um optimale Durchlassspannungen für die jeweiligen farbigen LED-Arrays vorzusehen, unabhängig die Zahl an LEDs für jedes farbige LED-Array festzulegen und das Brummen der Durchlassspannungen durch Spannungsregelung zu verringern.

Gemäß einem Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines farbigen Leuchtdioden-(LED = light emitting diode) Hintergrundlichts mit einer Mehrzahl farbiger LED-Arrays vorgesehen, welche aufweist: eine E/A-Schnittstelle zum Eingeben/Ausgeben eines Signals; eine Steuereinheit zum Steuern einer Antriebsspannung und eines Antriebsstroms entsprechend einem Helligkeitssteuersignalausgang von der E/A-Schnittstelle, einen DC/DC-Wandler zum Wandeln der Betriebsspannung in die Antriebsspannung entsprechend einer Steuerung der Antriebsspannung der Steuereinheit; einen Spannungsregler zum Regeln des Antriebsspannungsausgangs des DC/DC-Wandlers auf eine Referenzspannung ohne Brummen; eine Multikanal-Antriebseinheit zum Wandeln des Referenzspannungsausgangs von dem Spannungsregler in Durchlassspannungen für die Mehrzahl farbiger LED-Arrays entsprechend einer Mehrzahl von Steuersignalen; und eine Stromquelle zum Anpassen der Antriebsstromstärke, die in dem farbigen LED-Hintergrundlicht fließt, entsprechend der Steuerung des Antriebsstroms der Steuereinheit.

Der Spannungsregler kann einen Operationsverstärker zur nichtinvertierenden Verstärkung einer Farbspannung und einen Transistor zum Wandeln des Antriebsspannungsausgangs von dem DC/DC-Wandler in die Referenzspannung entsprechend der Leistung einer Ausgangsspannung des Operationsverstärkers aufweisen.

Die Mehrzahl von Steuersignalen kann ein erstes, zweites und drittes Steuersignal aufweisen, die Mehrzahl farbiger LED-Arrays kann ein erstes, zweites und drittes farbiges LED-Array aufweisen, und die Multikanal-Antriebseinheit kann einen ers ten treibenden Kanalbereich zum Wandeln des Referenzspannungsausgangs von dem Spannungsregler in eine erste Durchlassspannung des ersten farbigen LED-Arrays entsprechend dem ersten Steuersignal, einen zweiten treibenden Kanalbereich zum Wandeln des Referenzspannungsausgangs von dem Spannungsregler in eine zweite Durchlassspannung des zweiten farbigen LED-Arrays entsprechend dem zweiten Steuersignal; und einen dritten treibenden Kanalbereich zum Wandeln des Referenzspannungsausgangs von dem Spannungsregler in eine dritte Durchlassspannung des dritten farbigen LED-Arrays entsprechend dem dritten Steuersignal aufweisen.

Der erste treibende Kanalbereich kann als roter treibender Kanalbereich implementiert sein, der zweite treibende Kanalbereich kann als grüner treibender Kanalbereich implementiert sein, und der dritte treibende Kanalbereich kann als blauer treibender Kanalbereich implementiert sein.

Der erste, zweite und dritte treibende Kanalbereich kann jeweils einen Filter zum Filtern des jeweiligen ersten, zweiten und dritten Steuersignals in einem vorbestimmten Band; einen Verstärker zum Verstärken des Steuersignalausgangs von dem Filter mit einer vorbestimmten Verstärkung; und einen Treiber zum Wandeln des Referenzspannungsausgangs von dem Spannungsregler in die Durchlassspannung entsprechend dem Steuersignalausgang von dem Verstärker aufweisen.

Das erste, zweite und dritte Steuersignal können digitale Signale sein, und die erste, zweite und dritte Kanalantriebseinheit kann jeweils einen Digital/Analog-Wandler (DAC = digital/analog converter) zum Wandeln eines entsprechenden digitalen Signals in ein analoges Steuersignal und einen Treiber zum Wandeln des Referenzspannungsausgangs von dem Spannungsregler in die Durchlassspannung entsprechend dem Steuersignalausgang von dem DAC aufweisen.

Der erste, zweite und dritte treibende Kanalbereich kann jeweils einen Filter zum Filtern des Steuersignalausgangs von dem DAC in einem vorbestimmten Band und einen Verstärker zum Verstärken des Steuersignalausgangs von dem Filter mit einer vorbestimmten Verstärkung und das Liefern des verstärkten Steuersignals an den Treiber umfassen.

Gemäß einem Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines farbigen LED-Hintergrundlichts mit ersten, zweiten und dritten farbigen LED-Arrays vorgesehen, welche aufweist: eine E/A-Schnittstelle zum Eingeben/Ausgeben eines Signals; eine Steuereinheit zum Steuern der Antriebsspannung und eines Antriebsstroms entsprechend einem Helligkeitssteuersignalausgang von der E/A-Schnittstelle; einen DC/DC-Wandler zum Wandeln einer Betriebsspannung in die Antriebsspannung entsprechend einer Steuerung der Antriebsspannung der Steuereinheit; einen Spannungsregler zum Regeln des Antriebsspannungsausgangs des DC/DC-Wandlers auf eine Referenzspannung ohne Brummen; eine Multikanal-Antriebseinheit mit einem ersten, zweiten und dritten treibenden Kanalbereich zum Wandeln des Referenzspannungsausgangs von dem Spannungsregler in Durchlassspannungen des ersten, zweiten und dritten farbigen LED-Arrays entsprechend einem ersten, zweiten und dritten Steuersignal; und eine Stromquelle zum Anpassen der Antriebsstromstärke, die in dem farbigen LED-Hintergrundlicht fließt, entsprechend der Steuerung des Antriebsstroms der Steuereinheit.

Der erste treibende Kanalbereich kann als roter treibender Kanalbereich implementiert sein, der zweite treibende Kanalbereich kann als grüner treibender Kanalbereich implementiert sein und der dritte treibende Kanalbereich kann als blauer treibender Kanalbereich implementiert sein.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich anhand der folgenden genauen Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 ein Blockdiagramm ist, welches die Anordnung einer herkömmlichen Antriebsvorrichtung für ein weißes LED-Hintergrundlicht darstellt;
2 ein Blockdiagramm ist, welches die Anordnung einer Antriebsvorrichtung für ein farbiges LED-Hintergrundlicht gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ein Schaltdiagramm ist, welches die Anordnung des in 2 dargestellten Spannungsreglers darstellt;
4 ein Blockdiagramm ist, welches die Anordnung einer ersten Ausführungsform der in 2 dargestellten Multikanal-Antriebseinheit darstellt;
5 ein Blockdiagramm ist, welches die Anordnung einer zweiten Ausführungsform der in 2 dargestellten Multikanal-Antriebseinheit darstellt;
6 ein Schaltdiagramm ist, welches die in 2 dargestellte Stromquelle darstellt;
7 ein Blockdiagramm ist, welches die Anordnung einer bevorzugten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung für das farbige LED-Hintergrundlicht gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; und
8 eine Wellenform-Diagramm ist, welches Spannungen der Antriebsvorrichtung für das in 7 dargestellte farbige LED-Hintergrundlicht darstellt.
GENAUE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet, selbst wenn sie in verschiedenen Zeichnungen dargestellt sind.
2 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer Antriebsvorrichtung für ein farbiges LED-Hintergrundlicht gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Unter Bezugnahme auf 2 treibt die Antriebsvorrichtung für das farbige LED-Hintergrundlicht gemäß der vorliegenden Erfindung das farbige LED-Hintergrundlicht 200 mit einer Mehrzahl farbiger LED-Arrays LA1 bis LAn an und weist eine E/A-Schnittstelle 110, eine Steuereinheit 120, einen DC/DC-Wandler 130, einen Spannungsregler 140, eine Multikanal-Antriebseinheit 150 und eine Stromquelle 160 auf.
Die E/A-Schnittstelle 110 gibt ein Signal ein/aus.
Die Steuereinheit 120 steuert eine Antriebsspannung und einen Antriebsstrom gemäß einem Helligkeitssteuersignalausgang von der E/A-Schnittstelle 110.
Der DC/DC-Wandler 130 wandelt eine Betriebsspannung Vbat entsprechend der Steuerung der Antriebsspannung der Steuereinheit 120 in eine Antriebsspannung VD. Hier ist die Betriebsspannung Vbat eine Batteriespannung von etwa 2,8 bis 3,6 V.
Der Spannungsregler 140 weist ein Konstantspannungselement oder eine Schaltung wie beispielsweise eine Zener-Diode auf und regelt den Antriebsspannungsausgang von dem DC/DC-Wandler 130 auf eine Referenzspannung Vref ohne Brummen.
Die Multikanal-Antriebseinheit 150 wandelt den Referenzspannung-(Vref) Ausgang von dem Spannungsregler 140 in entsprechende Durchlassspannungen V1f bis Vnf für die farbigen LED-Arrays LA1 bis LAn entsprechend einer Mehrzahl von Steuersignalen SC1 bis SCn.
Die Stromquelle 160 passt die treibende Stromstärke Id, die in das farbige LED-Hintergrundlicht 200 fließt, entsprechend der Steuerung des Antriebsstroms der Steuereinheit 120 an.
3 ist ein Schaltdiagramm, welches die Anordnung des in 2 dargestellten Spannungsreglers darstellt.
Unter Bezugnahme auf 3 weist der Spannungsregler 140 einen Operationsverstärker OP1 zur nichtinvertierenden Verstärkung einer Farbspannung Vcolor und einen Transistor Q1 zum Wandeln des Ausgangs der Antriebsspannung (VD) von dem DC/DC-Wandler 130 in die Referenzspannung Vref entsprechend der Leistung einer Ausgangsspannung des Operationsverstärkers OP1 auf. Hier ist die Farbspannung Vcolor ein vorbestimmter Wert, welcher einem Wandlungsverhältnis der Antriebsspannung VD zu der Referenzspannung Vref entspricht und von der Steuereinheit 120 geliefert werden kann.
4 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer ersten Ausführungsform der in 2 dargestellten Multikanal-Antriebseinheit darstellt, und 5 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer zweiten Ausführungsform der in 2 dargestellten Multikanal-Antriebseinheit darstellt.
Unter Bezugnahme auf 4 und 5 werden die üblichen Bestandteile der Ausführungsformen der Multikanal-Antriebseinheit 150 beschrieben. Die Multikanal-Antriebseinheit 150 weist einen ersten treibenden Kanalbereich 150-1 zum Wandeln des Ausgangs der Referenzspannung (Vref) von dem Spannungsregler 140 in eine erste Durchlassspannung V1f für das erste farbige LED-Array LA1 entsprechend dem ersten Steuersignal SC1, einen zweiten treibenden Kanalbereich 150-2 zum Wandeln des Ausgangs der Referenzspannung (Vref) von dem Spannungsregler 140 in eine zweite Durchlassspannung V2f für das zweite farbige LED-Array LA2 entsprechend dem zweiten Steuersignal SC2 und einen dritten treibenden Kanalbereich 150-3 zum Wandeln des Ausgangs der Referenzspannung (Vref) von dem Spannungsregler 140 in eine dritte Durchlassspannung V3f für das dritte farbige LED-Array LA3 entsprechend dem dritten Steuersignal SC3 auf.
Der erste, zweite und dritte treibende Kanalbereich 150-1, 150-2 und 150-3 können mit wenigstens zwei farbigen LEDs aus roten (R), grünen (G) und blauen (B) LEDs implementiert sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste treibende Kanalbereich 150-1 als roter (R) treibender Kanalbereich implementiert, der zweite treibende Kanalbereich 150-2 ist als grüner (G) treibender Kanalbereich implementiert, und der dritte treibende Kanalbereich 150-3 ist als blauer (B) treibender Kanalbereich implementiert.
Die Multikanal-Antriebseinheit 150 kann wie in 4 dargestellt angeordnet sein, wenn das erste bis dritte Steuersignal SC1 bis SC3 analoge Signale sind. Nun wird die Multikanal-Antriebseinheit 150 genauer unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 4 weisen der erste bis dritte treibende Kanalbereich 150-1 bis 150-3 jeweils einen Filter 152 zum Filtern jeweils des entsprechenden ersten, zweiten und dritten Steuersignals in einem vorbestimmten Band, einen Verstärker 154 zum Verstärken des Steuersignalausgangs von dem Filter 152 mit einer vorbestimmten Verstärkung und einen Treiber 156 zum Wandeln des Ausgangs der Referenzspannung (Vref) von dem Spannungsregler 140 in die Durchlassspannung entsprechend dem Steuersignalausgang von dem Verstärker 154 auf.
Alternativ kann die Multikanal-Antriebseinheit 150 wie in 5 dargestellt angeordnet sein, wenn das erste bis dritte Steuersignal SC1 bis SC3 digitale Signale sind. Nun wird die Multikanal-Antriebseinheit 150 genauer unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 5 weisen der erste bis dritte treibende Kanalbereich 150-1 bis 150-3 jeweils einen Digital/Analog-Wandler (DAC) 151 zum Wandeln jeweils des entsprechenden ersten, zweiten oder dritten Steuersignals in ein analoges Steuersignal, einen Filter 152 zum Filtern jeweils des analogen Steuersignalausgangs von dem DAC 151 in einem vorbestimmten Band, einen Verstärker 154 zum Verstärken des Steuersignalausgangs von dem Filter 152 mit einer vor bestimmten Verstärkung und Liefern des verstärkten Signals an einen Treiber 156 und den Treiber 156 zum Wandeln des Ausgangs der Referenzspannung (Vref) von dem Spannungsregler 140 in die Durchlassspannung gemäß dem Steuersignalausgang von dem DAC 151 auf.
6 ist ein Schaltdiagramm, welches die in 2 dargestellte Stromquelle darstellt.
Unter Bezugnahme auf 6 weist die Stromquelle 160 eine erste Stromquelle IS1 zum Anpassen der ersten Antriebsstromstärke I1d, die in dem ersten farbigen LED-Array LA1 des farbigen LED-Hintergrundlichts 200 fließt, entsprechend der Steuerung des Antriebsstroms der Steuereinheit 120, eine zweite Stromquelle IS2 zum Anpassen der zweiten Antriebsstromstärke I2d, die in dem zweiten farbigen LED-Array LA2 des farbigen LED-Hintergrundlichts 200 fließt, entsprechend der Steuerung des Antriebsstroms der Steuereinheit 120, und eine dritte Stromquelle IS3 zum Anpassen der dritten Antriebsstromstärke I3d, die in dem dritten farbigen LED-Array LA3 des farbigen LED-Hintergrundlichts 200 fließt, entsprechend der Steuerung des Antriebsstroms der Steuereinheit 120 auf.
Nachstehend wird die Antriebsvorrichtung zum Antreiben des farbigen LED-Hintergrundlichts 200 mit dem ersten bis dritten farbigen LED-Array unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
7 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer bevorzugten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung für das farbige LED-Hintergrundlicht gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Unter Bezugnahme auf 7 weist die Antriebsvorrichtung 100 für das farbige LED-Hintergrundlicht gemäß der vorliegenden Erfindung eine E/A-Schnittstelle 110 zum Eingeben/Ausgeben eines Signals, eine Steuereinheit 120 zum Steuern einer Antriebsspannung und eines Antriebsstroms entsprechend einem Helligkeitssteuersignalausgang von der E/A-Schnittstelle 110, einen DC/DC-Wandler 130 zum Wandeln einer Betriebsspannung Vbat in eine Antriebsspannung VD ent sprechend der Steuerung der Antriebsspannung der Steuereinheit 120, einen Spannungsregler 140 zum Wandeln des Ausgangs der Antriebsspannung (VD) von dem DC/DC-Wandler 130 in eine Referenzspannung Vref ohne Brummen, eine Multikanal-Antriebseinheit 150 mit einem ersten, zweiten und dritten treibenden Kanalbereich 150-1, 150-2 und 150-3 zum Wandeln des Ausgangs der Referenzspannung (Vref) von dem Spannungsregler 140 in die jeweilige Durchlassspannung Vbf, Vgf und Vrf für das erste, zweite und dritte farbige LED-Array LA1 bis LA3 sowie eine Stromquelle 160 zum Anpassen der ersten, zweiten und dritten Antriebsstromstärke I1d, I2d und I3d, die jeweils in dem farbigen LED-Hintergrundlicht 200 fließen, entsprechend der Steuerung des Antriebsstroms der Steuereinheit 120 auf.
Der erste treibende Kanalbereich 150-1 ist als roter (R) treibender Kanalbereich implementiert, der zweite treibende Kanalbereich 150-2 ist als grüner (G) treibender Kanalbereich implementiert, und der dritte treibende Kanalbereich 150-3 ist als blauer (B) treibender Kanalbereich implementiert.
8 ist eine Wellenform-Diagramm, welches die Spannungen der in 7 dargestellten Antriebsvorrichtung für das farbige LED-Hintergrundlicht darstellt. In 8 kennzeichnet Vf die Durchlassspannung, Vref kennzeichnet die Referenzspannung, Vbf, Vgf und Vrf kennzeichnen jeweils die Durchlassspannungen für das blaue (B), grüne (G) und rote (R) LED-Array. Vbat kennzeichnet die Batteriespannung.
Nachstehend wird der Betrieb und die Wirkung der vorliegenden Erfindung genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 2 treibt die Antriebsvorrichtung für das farbige LED-Hintergrundlicht gemäß der vorliegenden Erfindung das farbige LED-Hintergrundlicht 200 mit der Mehrzahl farbiger LED-Arrays LA1 bis LAn an. Die Mehrzahl farbiger LED-Arrays LA1 bis LAn wird durch die jeweiligen Durchlassspannungen V1f bis Vnf angetrieben.
In 2 gibt die E/A-Schnittstelle 110 gemäß der vorliegenden Erfindung das Signal ein/aus, das heißt gibt das Helligkeitssteuersignal in die Steuereinheit 120 ein. Die Steuereinheit 120 steuert die Antriebsspannung des DC/DC-Wandlers 130 sowie den Antriebsstrom der Stromquelle 160 entsprechend dem Helligkeitssteuersignalausgang von der E/A-Schnittstelle 110.
Der DC/DC-Wandler 130 wandelt die Betriebsspannung Vbat von ungefähr 2,8 V in die Antriebsspannung VD von ungefähr 8 V entsprechend der Steuerung der Antriebsspannung der Steuereinheit 120. Der Spannungsregler 140 regelt den Ausgang der Antriebsspannung (VD) von dem DC/DC-Wandler 130 auf die Referenzspannung Vref ohne Brummen.
Die Multikanal-Antriebseinheit 150 wandelt den Ausgang der Referenzspannung (Vref) des Spannungsreglers 140 in die Durchlassspannungen V1f bis Vnf für die Mehrzahl farbiger LED-Arrays LA1 bis LAn entsprechend der Mehrzahl von Steuersignalen SC1 bis SCn. Die Stromquelle 160 passt die Antriebsstromstärke Id, die in dem farbigen LED-Hintergrundlicht 200 fließt, entsprechend der Steuerung des Antriebsstroms der Steuereinheit 120 an.
Nun wird der Spannungsregler 140 genauer unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Der Operationsverstärker OP1 des Spannungsreglers 140 verstärkt die Farbspannung Vcolor mit einem vorbestimmten nichtinvertierenden Verstärkungsverhältnis (1 + Rf/Rg) und liefert die verstärkte Spannung zu der Basis des Transistors Q1. Dann wandelt der Transistor Q1 den Ausgang der Antriebsspannung (VD) des DC/DC-Wandlers 130 in die Referenzspannung Vref entsprechend der Höhe der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers OP1.
Nun wird die Multikanal-Antriebseinheit 150 genauer unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben. Die Multikanal-Antriebseinheit 150 weist den ersten treibenden Kanalbereich 150-1, den zweiten treibenden Kanalbereich 150-2 und den dritten treibenden Kanalbereich 150-3 auf. Der erste treibende Kanalbereich 150-1 wandelt den Ausgang der Referenzspannung (Vref) des Spannungsreglers 140 in die Durchlassspannung V1f für das erste farbige LED-Array LA1 entsprechend dem ersten Steuersignal SC1. Der zweite treibende Kanalbereich 150-2 wandelt den Ausgang der Referenzspannung (Vref) des Spannungsreglers 140 in die Durchlassspannung V2f für das zweite farbige LED-Array LA2 entsprechend dem zweiten Steuersignal SC2. Der dritte treibende Kanalbereich 150-3 wandelt den Ausgang der Referenzspannung (Vref) des Spannungsreglers 140 in die Durchlassspannung V3f für das dritte farbige LED-Array LA3 entsprechend dem dritten Steuersignal SC3.
In dem Fall, dass das farbige LED-Hintergrundlicht 200 das rote (R), grüne (G) und blaue (B) LED-Array LA1, LA2 und LA3 aufweist, ist der erste treibende Kanalbereich 150-1 als roter (R) treibender Kanalbereich implementiert, der zweite treibende Kanalbereich 150-2 als grüner (G) treibender Kanalbereich implementiert und der dritte treibende Kanalbereich 150-3 als blauer (B) treibender Kanalbereich implementiert.
Der erste treibende Kanalbereich 150-1 treibt das rote (R) LED-Array LA1 an, der zweite treibende Kanalbereich 150-2 treibt das grüne (G) LED-Array LA2 an, und der dritte treibende Kanalbereich 150-3 treibt das blaue (B) LED-Array LA3 an.
Wenn die Steuersignale SC1 bis SC3 analoge Signale sind, werden die erste bis dritte Durchlassspannung V1f, V2f und V3f durch die in 4 dargestellte Multikanal-Antriebseinheit 150 geliefert.
Unter Bezugnahme auf 4 wandelt für den ersten treibenden Kanalbereich 150-1, wenn das erste Steuersignal SC1 von dem Filter 152 gefiltert, von dem Verstärker 154 verstärkt und an den Treiber 156 geliefert wurde, der Treiber 156 den Ausgang der Referenzspannung (Vref) von dem Spannungsregler 140 in die erste Durchlassspannung V1f entsprechend dem Steuersignalausgang von dem Verstärker 154 und liefert die erste Durchlassspannung V1f an das rote (R) LED-Array LA1.
Gleichermaßen wandelt für den zweiten treibenden Kanalbereich 150-2, wenn das zweite Steuersignal SC2 von dem Filter 152 gefiltert, von dem Verstärker 154 ver stärkt und an den Treiber 156 geliefert wurde, der Treiber 156 den Ausgang der Referenzspannung (Vref) von dem Spannungsregler 140 in die zweite Durchlassspannung V2f entsprechend dem Steuersignalausgang von dem Verstärker 154 und liefert die zweite Durchlassspannung V2f an das grüne (G) LED-Array LA2.
Gleichermaßen wandelt für den dritten treibenden Kanalbereich 150-3, wenn das dritte Steuersignal SC3 von dem Filter 152 gefiltert, von dem Verstärker 154 verstärkt und an den Treiber 156 geliefert wurde, der Treiber 156 den Ausgang der Referenzspannung (Vref) von dem Spannungsregler 140 in die dritte Durchlass- spannung V3f entsprechend dem Steuersignalausgang von dem Verstärker 154 und liefert die dritte Durchlassspannung V3f an das blaue (B) LED-Array LA3.
Wenn die Steuersignale SC1 bis SC3 digitale Signale sind, werden die erste bis dritte Durchlassspannung V1f, V2f und V3f durch die in 5 dargestellte Multi kanal-Antriebseinheit 150 geliefert.
Der erste, zweite und dritte treibende Kanalbereich 150-1, 150-2 und 150-3 weisen jeweils weiterhin den DAC 151 auf. Das erste, zweite und dritte Steuersignal SC1, SC2 und SC3, welches die digitalen Signale sind, werden von dem DAC 151 in analoge Steuersignale gewandelt und an die jeweiligen Filter 152 geliefert. Der nächste Vorgang entspricht dem unter Bezugnahme auf 4 beschriebenen Vorgang, und somit wird die Beschreibung ausgelassen.
Nun wird der Betrieb der Stromquelle 160 unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Die erste Stromquelle IS1 der Stromquelle 160 passt die erste Antriebsstromstärke Id1, die in dem ersten farbigen LED-Array LA1 fließt, entsprechend der Steuerung des Antriebsstroms der Steuereinheit 120 an. Die zweite Stromquelle IS2 der Stromquelle 160 passt die zweite Antriebsstromstärke Id2, die in dem zweiten farbigen LED-Array LA2 fließt, entsprechend der Steuerung des Antriebsstroms der Steuereinheit 120 an. Die dritte Stromquelle IS3 der Stromquelle 160 passt die dritte Antriebsstromstärke Id3, die in dem dritten farbigen LED-Array LA3 fließt, entsprechend der Steuerung des Antriebsstroms der Steuereinheit 120 an.
Wie oben beschrieben, können bei der vorliegenden Erfindung die LED-Arrays des farbigen LED-Hintergrundlichts 200 von der Multikanal-Antriebseinheit 150 und der Stromquelle 160 entsprechend der Steuerung der Steuereinheit 120 optimal angetrieben werden.
In dem Fall, dass das farbige LED-Hintergrundlicht 200, das von der Antriebsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung angetrieben wird, das erste, zweite und dritte farbige LED-Array LA1 bis LA3 aufweist, wie in 7 dargestellt, wird der Betrieb der Antriebsvorrichtung unter Bezugnahme auf 7 und 8 dargestellt.
Unter Bezugnahme auf 7 gibt bei der Antriebsvorrichtung für das farbige LED-Hintergrundlicht gemäß der vorliegenden Erfindung die E/A-Schnittstelle 110 das Signal ein/aus, das heißt, gibt das Steuersignal in die Steuereinheit 120 ein. Die Steuereinheit 120 steuert die Antriebsspannung des DC/DC-Wandlers 130 sowie den Antriebsstrom der Stromquelle 160 entsprechend dem Helligkeitssteuersignal. Dann wandelt der DC/DC-Wandler 130 die Betriebsspannung Vbat von ungefähr 2,8 V entsprechend der Steuerung der Antriebsspannung der Steuereinheit 120 in die Antriebsspannung VD von etwa 8 V, wie in 8 dargestellt.
Nun weist die Antriebsspannung VD Brummen auf, wie in 8 dargestellt. Der Spannungsregler 140 regelt den Ausgang der Antriebsspannung (VD) von dem DC/DC-Wandler 130 auf die Referenzspannung Vref ohne Brummen.
Weiterhin weist die Multikanal-Antriebseinheit 150 den ersten, zweiten und dritten treibenden Kanalbereich 150-1, 150-2 und 150-3 auf. Der erste, zweite und dritte treibende Kanalbereich 150-1, 150-2 und 150-3 wandeln jeweils den Ausgang der Referenzspannung (Vref) des Spannungsreglers 140 in die jeweiligen Durchlassspannungen V1f bis V3f für das erste bis dritte farbige LED-Array LA1 bis LA3.
Die Stromquelle 160 passt die ersten, zweiten und dritten Antriebsstromstärken I1d, I2d und I3d, die in dem farbigen LED-Hintergrundlicht 200 fließen, entsprechend der Steuerung des Antriebsstroms der Steuereinheit 120 an.
Indessen wird in dem Fall, dass das farbige LED-Hintergrundlicht 200 das rote (R), grüne (G) und blaue (B) LED-Array LA1, LA2 und LA3, aufweist, der erste treibende Kanalbereich 150-1 als roter (R) treibender Kanalbereich implementiert, der zweite treibende Kanalbereich 150-2 wird als grüner (G) treibender Kanalbereich implementiert, und der dritte treibende Kanalbereich 150-3 wird als blauer (B) treibender Kanalbereich implementiert.
Der erste treibende Kanalbereich 150-1 treibt das rote (R) LED-Array LA1 an, der zweite treibende Kanalbereich 150-2 treibt das grüne (G) LED-Array LA2 an, und der dritte treibende Kanalbereich 150-3 treibt das blaue (B) LED-Array LA3 an.
Wie oben beschrieben, ist es entsprechend der vorliegenden Erfindung bei einer Antriebsvorrichtung für ein farbiges LED-Hintergrundlicht, welche in einer Anzeigevorrichtung verwendbar ist, möglich, die Durchlassspannungen für die farbigen LED-Arrays für jeden Kanal genau anzupassen, um den jeweiligen farbigen LED-Arrays optimale Durchlassspannungen bereitzustellen, unabhängig die Anzahl an LEDs für jedes farbige LED-Array festzulegen und das Brummen der Durchlassspannungen durch Spannungsregelung zu reduzieren.
Das heißt, dass es möglich ist, getrennt die farbigen LEDs mit optimalen Durchlassspannungen anzutreiben, indem die Durchlassspannung Vf für die farbige LED angepasst wird, um für die rote (R), grüne (G) und blaue (B) LED unterschiedliche Durchlassspannungen Vrf, Vgf und Vbf zu liefern. Es ist möglich, die Durchlassspannung Vrf, Vgf und Vbf für die rote (R), grüne (G) und blaue (B) LED unter Verwendung von drei unterschiedlichen Antriebskanälen getrennt anzupassen. Dementsprechend ist es möglich, die Anzahl an LEDs separat zu ändern, da die Anzahl an farbigen LEDs nicht durch die Durchlassspannung eingeschränkt ist, wie es der Fall ist, wenn die LEDs in Reihe verbunden sind. Weiterhin ist es möglich, in den Durchlassspannungen für die farbigen LEDs enthaltenes Rau schen unter Verwendung eines Reglers zu entfernen und zu verhindern, dass Durchlassbrummen in dem Lichtausgang der LED moduliert wird.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu Darstellungszwecken beschrieben wurden, wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Substitutionen möglich sind, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung wie in den beigefügten Ansprüchen offenbart abzuweichen.

Claims

Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines farbigen LED-Hintergrundlichts mit einer Mehrzahl farbiger LED-Arrays, welche aufweist: eine E/A-Schnittstelle zum Eingeben/Ausgeben eines Signals; eine Steuereinheit zum Steuern einer Antriebsspannung und eines Antriebsstroms entsprechend einem Helligkeitssteuersignalausgang von der E/A-Schnittstelle; einen DC/DC-Wandler zum Wandeln einer Betriebsspannung in die Antriebsspannung entsprechend einer Steuerung der Antriebsspannung der Steuereinheit; einen Spannungsregler zum Regeln des Antriebspannungsausgangs des DC/DC-Wandlers auf eine Referenzspannung ohne Brummen; eine Multikanal-Antriebseinheit zum Wandeln des Referenzspannungsausgangs von dem Spannungsregler in Durchlassspannungen für die Mehrzahl farbiger LED-Arrays entsprechend einer Mehrzahl von Steuersignalen; und eine Stromquelle zum Anpassen der Antriebsstromstärke, die in dem farbigen LED-Hintergrundlicht fließt, entsprechend der Steuerung des Antriebsstroms der Steuereinheit.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsregler aufweist: einen Operationsverstärker zur nichtinvertierenden Verstärkung einer Farbspannung; und einen Transistor zum Wandeln des Antriebsspannungsausgangs von dem DC/DC-Wandler in die Referenzspannung entsprechend der Höhe einer Ausgangsspannung des Operationsverstärkers.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Steuersignalen ein erstes, zweites und drittes Steuersignal aufweist, die Mehrzahl farbiger LED-Arrays ein erstes, zweites und drittes farbiges LED-Array aufweist, und die Multikanal-Antriebseinheit aufweist: einen ersten treibenden Kanalbereich zum Wandeln des Referenzspannungsausgangs von dem Spannungsregler in eine erste Durchlassspannung für das erste farbige LED-Array entsprechend dem ersten Steuersignal; einen zweiten treibenden Kanalbereich zum Wandeln des Referenzspannungsausgangs von dem Spannungsregler in eine zweite Durchlassspannung für das zweite farbige LED-Array entsprechend dem zweiten Steuersignal; und einen dritten treibenden Kanalbereich zum Wandeln des Referenzspannungsausgangs von dem Spannungsregler in eine dritte Durchlassspannung für das dritte farbige LED-Array entsprechend dem dritten Steuersignal.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste treibende Kanalbereich als roter treibender Kanalbereich implementiert ist, der zweite treibende Kanalbereich als grüner treibender Kanalbereich implementiert ist, und der dritte treibende Kanalbereich als blauer treibender Kanalbereich implementiert ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, zweite und dritte treibende Kanalbereich jeweils aufweisen: einen Filter zum Filtern des jeweiligen ersten, zweiten und dritten Steuersignals in einem vorbestimmten Band; einen Verstärker zum Verstärken des Steuersignalausgangs von dem Filter mit einer vorbestimmten Verstärkung; und einen Treiber zum Wandeln des Referenzspannungsausgangs von dem Spannungsregler in die Durchlassspannung entsprechend dem Steuersignalausgang von dem Verstärker.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, zweite und dritte Steuersignal digitale Signale sind, und die erste, zweite und dritte treibende Kanaleinheit jeweils aufweisen: einen Digital/Analog-Wandler (DAC = digital/analog converter) zum Wandeln eines entsprechenden digitalen Signals in ein analoges Steuersignal; und einen Treiber zum Wandeln des Referenzspannungsausgangs von dem Spannungsregler in die Durchlassspannung entsprechend dem Steuersignalausgang von dem DAC.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, zweite und dritte treibende Kanalbereich jeweils aufweisen: einen Filter zum Filtern des Steuersignalausgangs von dem DAC in einem vorbestimmten Band, und einen Verstärker zum Verstärken des Steuersignalausgangs von dem Filter mit einer vorbestimmten Verstärkung und Liefern des verstärkten Steuersignals an den Treiber.
Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines farbigen LED-Hintergrundlichts mit einem ersten, zweiten und dritten farbigen LED-Array, welche aufweist: eine E/A-Schnittstelle zum Eingeben/Ausgeben eines Signals; eine Steuereinheit zum Steuern einer Antriebsspannung und eines Antriebsstroms entsprechend einem Helligkeitssteuersignalausgang von der E/A-Schnittstelle; einen DC/DC-Wandler zum Wandeln einer Betriebsspannung in die Antriebsspannung entsprechend der Steuerung der Antriebsspannung der Steuereinheit; einen Spannungsregler zum Regeln des Antriebsspannungsausgangs des DC/DC-Wandlers auf eine Referenzspannung ohne Brummen; eine Multikanal-Antriebseinheit mit einem ersten, zweiten und dritten treibenden Kanalbereich zum Wandeln des Referenzspannungsausgangs von dem Spannungsregler in Durchlassspannungen für das erste, zweite und dritte farbige LED-Array entsprechend einem ersten, zweiten und dritten Steuersignal; und eine Stromquelle zum Anpassen der Antriebsstromstärke, die in dem farbigen LED-Hintergrundlicht fließt, entsprechend der Steuerung des Antriebsstroms der Steuereinheit.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste treibende Kanalbereich als roter treibender Kanalbereich implementiert ist, der zweite treibende Kanalbereich als grüner treibender Kanalbereich implementiert ist, und der dritte treibende Kanalbereich als blauer treibender Kanalbereich implementiert ist.