JP2005184020A - Ｌｅｄ駆動装置及びｌｅｄ駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 消費電流を有効に低減することができると共に各ＬＥＤの特性のばらつきを吸収し得るＬＥＤ駆動装置及びその方法を提供すること。
【解決手段】 各色ＬＥＤの駆動電圧を印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に記憶させ、各色ＬＥＤを独立の駆動電圧で駆動することで、消費電流が低減される。また印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３のデータを格納値設定用バス１４を介して書換え可能とし、実際に搭載されるＬＥＤに個体差による最小発光電圧のばらつきがある場合に、これに応じて印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に記憶させる電圧を適宜変更できるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明はＬＥＤ駆動装置及びその方法に関し、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色のＬＥＤ(Light Emitting Diode)を発光させてカラー表示を行う場合に適用し得る。

従来、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色のＬＥＤを用いた液晶表示装置として、フィールドシーケンシャル方式（以下、これをＦＳ方式と呼ぶ）の液晶表示装置が実現されている（特許文献１等参照）。ＦＳ方式の液晶表示装置は、液晶シャッターの背面に三色のＬＥＤを設け、各色ＬＥＤを高速で順次点灯させると共にこれに同期するように各画素位置の液晶シャッターを開閉させることにより、各画素位置で所望の色を表示できるようになっている。

例えば赤色を表示する場合には、赤色ＬＥＤが発光している期間に液晶シャッターを開動作させ、続いて緑色ＬＥＤが発光している期間及び青色ＬＥＤが発光している期間には液晶シャッターを閉動作させる。緑色及び青色を表示する場合も同様であり、その色のＬＥＤが発光している期間のみ液晶シャッターを開動作させ、他のＬＥＤが発光している期間は液晶シャッターを閉動作させる。

また赤色及び緑色ＬＥＤが発光している期間に液晶シャッターを開動作すればＹ（イエロー）を表示でき、赤色及び青色ＬＥＤが発光している期間に液晶シャッターを開動作すればＭ（マゼンタ）を表示でき、緑色及び青色ＬＥＤが発光している期間に液晶シャッターを開動作すればＣ（シアン）を表示でき、赤色、緑色及び青色ＬＥＤが発光している期間全てにおいて液晶シャッターを開動作させればＷ（ホワイト）を表示できる。

このようにＦＳ方式においては、人間の視覚反応速度よりも速い速度で三色のＬＥＤを順次発光させることにより、加色法の原理によりカラー表示を実現している。そしてＦＳ方式を採用することにより、カラーフィルタが不要となり、鮮明なカラー表示を行うことができる。
特開２０００−２４１８１１号公報

ところで、近年の携帯電話等の携帯機器の普及に伴い、携帯機器に搭載できかつ高精細なカラー表示を行うことができる表示装置の実現が望まれている。ここで上述したように三色ＬＥＤを用いた液晶表示装置は、カラーフィルタが不要なため高輝度の表示が可能となる。

しかしながら、三色ＬＥＤを用いた液晶表示装置では、一般に各色ＬＥＤを構成する多数のＬＥＤチップを設け、この多数のＬＥＤチップに電圧を印加して各色ＬＥＤを発光させている。このため、多数のＬＥＤチップで電力が消費される。

一方、携帯機器ではバッテリの容量に限界があるため、表示装置での消費電流は小さいほど良い。勿論、消費電流の低減は、携帯機器に限らず全ての電気機器で求められるものである。

またＬＥＤには特性のばらつきがあるので、このばらつきを吸収して一様性のある表示を行うことが求められる。このばらつきを吸収するために従来、各ＬＥＤに対応した抵抗値を微調整する等の方法がとられているが、この作業に非常に煩雑な手間がかかる問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、消費電流を有効に低減することができると共に各ＬＥＤの特性のばらつきを吸収し得るＬＥＤ駆動装置及びその方法を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため本発明のＬＥＤ駆動装置は、電源電圧発生手段と、表示装置に搭載された赤、緑、青の各色ＬＥＤそれぞれについて、各色毎に急激に発光輝度が上昇する直後の印加電圧値が格納された印加電圧記憶手段と、電源電圧発生手段により発生された電圧を、印加電圧記憶手段に記憶された印加電圧値に変換して各色ＬＥＤに印加する印加電圧形成手段とを具備する構成を採る。

本発明のＬＥＤ駆動方法は、予め赤、緑、青の各色ＬＥＤについて、色毎に急激に発光輝度が上昇する直後の駆動電圧を測定すると共に、測定した各色ＬＥＤ毎の駆動電圧を印加電圧記憶手段に記憶しておき、各色ＬＥＤに対して前記記憶された値の電圧を印加する。

この構成及び方法によれば、各色ＬＥＤには、印加電圧記憶手段に記憶された電圧値に基づいて、独立の最小の駆動電圧が印加されるようになるので、各色ＬＥＤに同じ駆動電圧を印加する場合と比較して消費電流を低減できるようになる。

本発明のＬＥＤ駆動装置は、さらに、各色ＬＥＤ毎のデューティー比が記憶されたデューティー比記憶手段と、デューティー比記憶手段に格納されたデューティー比に基づくＰＷＭ信号を各色毎に独立に形成すると共に、印加電圧形成手段とタイミングを合わせて、印加電圧形成手段により印加されている色の電圧に対応する色のＬＥＤをその色用のＰＷＭ信号によってスイッチング制御するＰＷＭ駆動手段とを具備する構成を採る。

本発明のＬＥＤ駆動方法は、さらに、各色ＬＥＤそれぞれに前記駆動電圧を固定的に印加した状態で、各色ＬＥＤを、各色ＬＥＤ毎にデューティー比の異なるＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御する。

この構成及び方法によれば、各色ＬＥＤの輝度を各色独立のデューティー比を有するＰＷＭ信号により独立に制御できるようになるので、各色ＬＥＤの輝度調整を一段と微妙に行うことができるようになる。またデューティー比記憶手段に記憶する各色独立のデューティー比をいつでも変更できるので、実際に搭載されるＬＥＤの輝度にばらつきがあったり、導光板や液晶パネルにばらつきがあった場合でも、これに応じて信号線を介して所望の表示輝度を得ることができるようなデューティー比をデューティー比記憶手段に適宜書き込むことができるようになる。さらには各色ＬＥＤ独立にデューティー比を変えることができるので、ホワイトバランスの調整も容易に行うことができるようになる。

本発明によれば、予め赤、緑、青の各色ＬＥＤについて、急激に輝度が上昇する直後の駆動電圧を測定すると共に、その各色ＬＥＤ毎の駆動電圧を印加電圧記憶手段に記憶しておき、各色ＬＥＤに対して前記記憶された値の電圧を印加するようにしたことにより、赤、緑、青の三色のＬＥＤを駆動させてカラー表示を行う場合に、消費電流を有効に低減することのできるＬＥＤ駆動装置及びＬＥＤ駆動方法を実現できる。

本発明の発明者は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色ＬＥＤをそれぞれ所望の輝度で発光させるために必要な印加電圧は、全てのＬＥＤで同じではなく、各色のＬＥＤ毎に異なることに着目して本発明に至った。

本発明の骨子は、予め赤、緑、青の各色ＬＥＤについて所望の輝度が得られる最小の駆動電圧を測定すると共に、その各色ＬＥＤ毎の駆動電圧を記憶手段に記憶しておき、各色ＬＥＤに対して記憶された値の駆動電圧を印加することである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１において、１０は全体として、本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ駆動装置を示す。ＬＥＤ駆動装置１０は液晶表示装置に設けられており、液晶パネルの背面に配設されたＲ、Ｇ、Ｂ三色のＬＥＤを駆動するようになっている。またこの実施の形態では、一例としてフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に本発明のＬＥＤ駆動装置を適用した場合について説明する。

ＬＥＤ駆動装置１０は、Ｒ（赤）用印加電圧格納レジスタ１１、Ｇ（緑）用印加電圧格納レジスタ１２及びＢ（青）用印加電圧格納レジスタ１３を有する。これら各レジスタ１１、１２、１３には、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの各ＬＥＤに印加するための電圧値が記憶されている。各レジスタ１１、１２、１３には、格納値設定用バス１４が接続されており、ＬＥＤ駆動装置１０の製品出荷時に格納値設定用バス１４を介して各レジスタ１１、１２、１３に各色ＬＥＤ用の印加電圧値がそれぞれ記憶されるようになされている。

各レジスタ１１、１２、１３から出力された各色ＬＥＤ用の印加電圧値は、レジスタ選択回路１５に入力される。レジスタ選択回路１５には、赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲ、緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧ、青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢが入力され、当該発光タイミング信号に基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂの印加電圧値のうちいずれか一つを選択して出力する。

例えば赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲが論理値「１」で緑色及び青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧ、ＴＢが論理値「０」の場合には、Ｒ用印加電圧格納レジスタ１１に格納された印加電圧値を選択出力する。この実施の形態の場合には、フィールドシーケンシャル方式の表示を行うようになっているので、例えばフィールド周波数を６５Ｈｚとすると、その３倍の１９５Ｈｚの周波数で各色ＬＥＤを順次発光させることになる。すなわち、レジスタ選択回路１５は、約５ｍＳの間隔で順次、Ｒ用印加電圧格納レジスタ１１、Ｇ用印加電圧格納レジスタ１２、Ｂ用印加電圧格納レジスタ１３に記憶された電圧値を選択出力する。

レジスタ選択回路１５により選択された印加電圧値は、印加電圧形成部１６のディジタルアナログ（ＤＡ）変換回路１７によってアナログ値に変換された後、電圧可変回路１８に送出される。電圧可変回路１８は、電源電圧発生回路１９により発生された電圧をディジタルアナログ変換回路１７から入力したアナログ値に応じた電圧に変換した後、ＬＥＤユニット２０に供給する。

このようにＬＥＤ駆動装置１０においては、各色ＬＥＤそれぞれに印加するための電圧値が記憶されたレジスタ１１、１２、１３を有し、電源電圧発生回路１９で発生させた電圧をレジスタ１１、１２、１３に記憶させた値に変換してからＬＥＤに供給する。これにより、各色ＬＥＤに同じ値の電圧を印加する場合と比較して、消費電力を低減することができる。

図２に、各色ＬＥＤにおいて所望の輝度を得るために必要な最小の印加電圧値（以下これを最小発光電圧と呼ぶ）を示す。この図からも分かるように、緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤの最小発光電圧はほぼ同じであるが、赤色ＬＥＤの最小発光電圧はそれらの最小発光電圧よりも低い。

ＬＥＤ駆動装置１０の印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３には、各色ＬＥＤの最小発光電圧値が格納されている。そしてこの格納された最小発光電圧値は、実際上、緑色ＬＥＤや青色ＬＥＤの値よりも、赤色ＬＥＤの値の方が低い値とされている。つまり、各色ＬＥＤに必要最小限の電圧を印加できるので、消費電流を低減させることができるようになる。

また図２を見れば分かるように、各色ＬＥＤそれぞれにおいても、最小発光電圧にばらつきが生じる。例えば赤色ＬＥＤであれば１．７５Ｖから２．４５Ｖの間で、緑色及び青色ＬＥＤであれば２．９Ｖから３．９Ｖの間でばらつく。この最小発光電圧のばらつきは、ＬＥＤ製造に起因する製品個別のばらつきによるものである。

この実施の形態では、単純に赤色ＬＥＤへの印加電圧を、緑色及び青色ＬＥＤの印加電圧よりも小さくするだけでなく、製品個体間の最小発光電圧のばらつきを加味した印加電圧を各色用レジスタ１１、１２、１３に記憶させるようになっている。これにより、消費電力を低減しつつ、各色ＬＥＤで所望の輝度を得ることができるようになされている。この各色レジスタ１１、１２、１３への印加電圧値の格納は、格納値設定用バス１４を介して行われるが、これについては後述する。

再び、図１に戻ってＬＥＤ駆動装置１０の構成を説明する。ＬＥＤ駆動装置１０は、Ｒ用デューティー比格納レジスタ２１、Ｇ用デューティー比格納レジスタ２２及びＢ用デューティー比格納レジスタ２３を有する。これら各レジスタ２１、２２、２３には、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの各色ＬＥＤをＰＷＭ制御するためのＰＷＭ信号のデューティー比データが記憶されている。各レジスタ２１、２２、２３には、格納値設定用バス１４が接続されており、ＬＥＤ駆動装置１０の製品出荷時に格納値設定用バス１４を介して各レジスタ２１、２２、２３に各色ＬＥＤ用のデューティー比データがそれぞれ記憶されるようになされている。

各レジスタ２１、２２、２３から出力された各色ＬＥＤ用のデューティー比データは、それぞれＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６に送出される。各ＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６は、クロック信号ＣＬＫに同期してデューティーデータに応じたＰＷＭ波形を形成する。

ＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６は、赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲ、緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧ、青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢに基づいて、ＰＷＭ波形をトランジスタ２７、２８、２９のベースに出力する。各トランジスタ２７、２８、２９のコレクタにはそれぞれ、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ＬＥＤの出力端が接続されていると共に、エミッタが接地されている。

これにより、赤色ＬＥＤの発光期間には、赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲのみが論理値「１」となり、赤色ＬＥＤに対応するＰＷＭ波形形成回路２４からのみＰＷＭ信号が出力されて、このＰＷＭ信号に応じた電流が赤色ＬＥＤに流れ、赤色ＬＥＤが発光する。同様に、緑色ＬＥＤの発光期間には、緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧのみが論理値「１」となり、緑色ＬＥＤに対応するＰＷＭ波形形成回路２５からのみＰＷＭ信号が出力されて、このＰＷＭ信号に応じた電流が緑色ＬＥＤに流れ、緑色ＬＥＤが発光する。青色ＬＥＤの発光期間には、青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢのみが論理値「１」となり、青色ＬＥＤに対応するＰＷＭ波形形成回路２６からのみＰＷＭ信号が出力されて、このＰＷＭ信号に応じた電流が青色ＬＥＤに流れ、青色ＬＥＤが発光する。

図３に、各色用印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に格納する電圧値を設定する駆動電圧設定装置３０の構成を示す。なお駆動電圧設定装置３０は、印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に格納する各色ＬＥＤ用の電圧値に加えて、デューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に格納する各色ＬＥＤ用のデューティー比データも求めることができる構成となっている。

駆動電圧設定装置３０は、ＬＣＤパネルからの透過光の輝度及び色度を測定する輝度・色度計３１を有する。因みに、ＬＥＤユニット２０から発せられた光は、導光板（図示せず）及びＬＣＤパネル４０を介して輝度・色度計３１に入射される。ＬＣＤパネル４０は、各画素位置の液晶がＬＣＤ駆動回路（図示せず）から所定タイミングで所定電圧が印加されることにより開閉駆動されて、ＬＥＤから発せられた光を通過又は遮光するようになっている。なおこのＬＥＤユニット２０、導光板、ＬＣＤパネル４０は、製品出荷時と同じに組み立てられているものとする。

輝度・色度計３１により得られた輝度及び色度のデータは、マイコン（マイクロコンピュータ）３２に送出される。また駆動電圧設定装置３０は、印加電圧値設定部３３及びデューティー比設定部３４を有し、印加電圧値設定部３３で設定された電圧値がＬＥＤ駆動装置１０のＤＡ変換回路１７に送出されると共に、デューティー比設定部３４で設定されたデューティー比データがＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６に送出される。この設定電圧値及び設定デューティー比はマイコン３２により指定される。つまり、マイコンは設定された電圧値及びデューティー比を認識している。

マイコン３２は、輝度及び色度が予め設定された所望値を満たしているか否かを判断し、所望値を満たしたときにそのとき印加している電圧値及びデューティー比を、格納値設定用バス１４を介して印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３及びデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に書き込むようになっている。すなわちマイコン３２は、印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３及びデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３への格納データ書込み手段としての機能を有する。

図４を用いて、駆動電圧設定装置３０による各色用の印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３への印加電圧値（最小発光電圧）の記録及びデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３へのデューティー比データの記録処理について詳細に説明する。

駆動電圧設定装置３０は、ステップＳＴ１０で処理を開始すると、続くステップＳＴ１１でデューティー比設定部３４でのデューティー比を設定する。図４の場合は、赤色ＬＥＤへの印加電圧を設定する処理なので、赤色ＬＥＤのオンデューティー比を最大に設定し、緑色及び青色ＬＥＤのオンデューティー比を０に設定する。すなわちＰＷＭ波形形成回路２４に最大のオンデューティー比が最大のデータを与え、ＰＷＭ波形形成回路２５、２６にオンデューティー比が０のデータを与える。ステップＳＴ１２では、マイコン３２が目標輝度を設定する。

ステップＳＴ１３では、印加電圧値設定部３３が最小の印加電圧値Ｖmin（例えば１．５Ｖ）を設定し、電圧可変回路１８が電源電圧発生回路１９で発生された電圧をこの設定電圧に変換してＬＥＤユニット２０に印加する。このとき赤色用のＰＷＭ波形形成回路２４からのみオンデューティー比の最大のＰＷＭ信号が出力されているので、赤色ＬＥＤのみが発光可能な状態となっている。

ステップＳＴ１４では、マイコン３２において、輝度・色度計３１により得られた測定輝度が目標輝度よりも大きいか否か判断し、目標輝度以下だった場合にはステップＳＴ１５に移って、印加電圧値設定部３３による設定印加電圧をｋ（例えば０．１Ｖ）だけ大きくし、再びステップＳＴ１４での判断を行う。

ステップＳＴ１４で肯定結果が得られると、このことは現在赤色ＬＥＤに所望輝度を得ることができる必要最小限の電圧が印加されていることを意味するので、ステップＳＴ１６に移って、マイコン３２がＲ用印加電圧格納レジスタ１１に現在印加電圧値設定部３３で設定されている電圧値を書き込む。このようにして、Ｒ用印加電圧格納レジスタ１１に赤色ＬＥＤが所望の輝度を得るための最小発光電圧値が格納される。

続くステップＳＴ１７では、マイコン３２において測定輝度が目標輝度に一致するか否かが判断され、一致しない場合にはステップＳＴ１８に移って、デューティー比設定部３２で設定するオンデューティー比をｒだけ小さくし、再びステップＳＴ１７に戻る。

ステップＳＴ１７で肯定結果が得られると、このことは現在デューティー比設定部３４で設定されているデューティー比のＰＷＭ信号により赤色ＬＥＤを所望輝度で発光させることができることを意味するので、ステップＳＴ１９に移って、マイコン３２がＲ用印加電圧格納レジスタ１１に現在デューティー比設定部３４で設定されている電圧値を書き込む。このようにして、Ｒ用デューティー比格納レジスタ１１に赤色ＬＥＤが所望の輝度を得るためのデューティー比データが格納される。

ここでステップＳＴ１７〜ＳＴ１９での処理は、換言すれば、ステップＳＴ１４〜ＳＴ１６で目標の輝度を得ることが可能な最小の印加電圧を設定した後に、ＰＷＭ信号により詳細な輝度制御を行って目標輝度に近づけるためのデューティー比を設定していると言うことができる。駆動電圧設定装置３０は、続くステップＳＴ２０でＲ用印加電圧格納レジスタ１１及びＲ用デューティー比格納レジスタ２１へのデータ書込み処理を終了する。

なおここではＲ用印加電圧格納レジスタ１１及びＲ用デューティー比格納レジスタ２１へのデータ書込み処理を説明したが、Ｇ用及びＢ用印加電圧格納レジスタ１２、１３、Ｇ用及びＢ用デューティー比格納レジスタ２２、２３へのデータ書込み処理も同様の手順により行う。

次に、図５を用いて、所望のホワイトバランスを得るための各色のデューティー比をレジスタ２１、２２、２３に格納する手順について説明する。

駆動電圧設定装置３０は、ステップＳＴ３０でホワイトバランス調整処理を開始すると、続くステップＳＴ３１において、印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に記憶された印加電圧、デューティー格納レジスタ２１、２２、２３に記憶されたオンデューティー比のＰＷＭ信号で各色ＬＥＤを順次発光させると共に、ＬＣＤ駆動回路（図示せず）によりＬＣＤパネル４０を駆動する。

実際には、ＬＥＤ駆動装置１０が印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に記憶されている各色ＬＥＤ用の電圧を順次ＬＥＤユニット２０に印加し、これに同期するように、ＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６によってデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶されているデューティー比に応じた各色ＬＥＤ用のＰＷＭ信号を形成する。

つまり、ステップＳＴ３１では実際のフィールドシーケンシャル方式のＬＥＤ駆動及びＬＣＤ駆動を行う。ここで印加電圧レジスタ１１、１２、１３及びデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶されているデータは、図４のようにして設定されたデータであるとする。

ステップＳＴ３２では、輝度・色度計３１により表示色の色度を測定する。この測定色度を色度空間にプロットすると、図６のようになる。続いてマイコン３２により、測定色度とホワイトバランスの目標値との差を算出し、その差に応じてデューティー比設定部３４で設定するデューティー比を変えて、各色用のＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６に供給する。ここでマイコン３２は、デューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶されている各色用のデューティー比を読み出すことができるようになされ、読み出した各色用のデューティー比と、測定色度とホワイトバランスの目標値の差とから、次にデューティー比設定部３４で設定する各色用のデューティー比を指定するようになっている。これにより、各色用のデューティー比を目標のホワイトバランスが得られるような値とする。

具体的には、先ずステップＳＴ３３において測定色度のＹ座標が図６に示す白色許容範囲内にあるか否か判断すると共に、ステップＳＴ３４において測定色度のＸ座標が図６に示す白色許容範囲内にあるか否か判断する。ステップＳＴ３３又はステップＳＴ３４のいずれかで否定結果が得られた場合には、ステップＳＴ３５に移って、デューティー比設定部３４によりデューティー比を変更する。

このデューティー比の変更は、ホワイトバランスの目標点に対して測定値がどの方向にどれだけずれているかを考慮して行う。この実施の形態の場合、マイコン３２は、ずれ方向及びずれ量をＲ、Ｇ、Ｂの色度で比例配分することにより、次にＬＥＤ駆動装置１０に与える各色用のデューティー比を設定する。

例えば図６に示すように、測定値のＹ座標が目標点に対して大きい方向にずれており、かつ測定値のＸ座標が目標点に対して小さい方向にずれている場合を考える。ここでＲ、Ｇ、Ｂ各色ＬＥＤの色度空間上での分布範囲は、一般に図６のようになっているので、ホワイトバランスのＹ成分を小さくしかつＸ成分を大きくして目標点に近づけるために、例えば赤色用のオンデューティー比を大きくし、緑色用のオンデューティー比を小さくする。

このように比例配分による次のオンデューティー比の設定を行うようにしたことにより、少ない設定回数で目標のホワイトバランスが得られるような各色用のデューティー比を見つけることができるようになる。

駆動電圧測定装置３０は、ステップＳＴ３３及びステップＳＴ３４で共に肯定結果が得られると、このことはホワイトバランスが白色許容範囲に入ったことを意味するので、ステップＳＴ３６に移り、現在のデューティー比設定部３４で設定している赤色用、緑色用、青色用のデューティー比を対応するデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に格納し、続くステップＳＴ３７で当該ホワイトバランス調整処理を終了する。

このように駆動電圧設定装置３０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色ＬＥＤについて独立に所望の輝度を得ることができるようなデューティー比から始めて、実際の表示色のホワイトバランスを測定し、その測定結果に応じて各色用のデューティー比を変えながら所望のホワイトバランスを得ることができるようなデューティー比を探索し、所望のホワイトバランスが得られたときの各色用のデューティー比を対応するデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶させるようになっている。

このように、駆動電圧設定装置３０においては、各色用のデューティー比を変えることで、ホワイトバランスの調整を行うようにしているので、ホワイトバランスを微妙かつ容易に調整することができるようになる。またホワイトバランスを調整するためのデューティー比を書換可能なレジスタ２１、２２、２３に記憶させるようにしたことにより、各製品固有のデューティー比を実際の製品の色度を測定しながら書き込むことができるので、各製品毎にＬＥＤや導光板、ＬＣＤパネルにばらつきがあった場合でも、各製品で所望のホワイトバランスを得ることができるようになる。

次に、図７を用いて、この実施の形態のＬＥＤ駆動装置１０の動作を説明する。ＬＥＤ駆動装置１０は、先ず赤色ＬＥＤ発光期間ＬＲにおいて、レジスタ選択回路１５が印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３の出力のうちＲ用印加電圧格納レジスタ１１の出力を選択し、電圧可変回路１８においてＲ用印加電圧格納レジスタ出力に応じた２．２Ｖの電圧を形成し、図７（ａ）に示すようにこの２．２Ｖの電圧をＬＥＤユニット２０に供給する。

また赤色ＬＥＤ発光期間ＬＲ内の時点ｔ２において赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲが立ち上がると、ＰＷＭ波形形成回路２４からＲ用デューティー比格納レジスタ２１に格納されたデューティー比のＰＷＭ信号がトランジスタ２７に出力されることにより、赤色ＬＥＤが当該ＰＷＭ信号に応じた輝度で発光する。やがて時点ｔ３になり、赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲが立ち下がると、ＰＷＭ波形形成回路２４からの出力が停止されると共に、レジスタ選択回路１５がＲ用印加電圧格納レジスタ１１の出力に換えてＧ用印加電圧格納レジスタ１２の出力を選択出力する。

これにより、ＬＥＤ駆動装置１０は、緑色ＬＥＤ発光期間ＬＧにおいて、電圧可変回路１８によりＧ用印加電圧格納レジスタ１２のデータに応じた３．３Ｖの電圧を形成し、この３．３Ｖの電圧をＬＥＤユニット２０に供給する。また緑色ＬＥＤ発光期間ＬＧ内の時点ｔ４において緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧが立ち上がると、ＰＷＭ波形形成回路２５からＧ用デューティー比格納レジスタ２２に格納されたデューティー比のＰＷＭ信号がトランジスタ２８に出力されることにより、緑色ＬＥＤが当該ＰＷＭ信号に応じた輝度で発光する。やがて時点ｔ５になり、緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧが立ち下がると、ＰＷＭ波形形成回路２５からの出力が停止されると共に、レジスタ選択回路１５がＧ用印加電圧格納レジスタ１２の出力に換えてＢ用印加電圧格納レジスタ１３の出力を選択出力する。

これにより、ＬＥＤ駆動装置１０は、青色ＬＥＤ発光期間ＬＢにおいて、電圧可変回路１８によりＢ用印加電圧格納レジスタ１３のデータに応じた３．４Ｖの電圧を形成し、この３．４Ｖの電圧をＬＥＤユニット２０に供給する。また青色ＬＥＤ発光期間ＬＢ内の時点ｔ６において青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢが立ち上がると、ＰＷＭ波形形成回路２６からＢ用デューティー比格納レジスタ２３に格納されたデューティー比のＰＷＭ信号がトランジスタ２９に出力されることにより、青色ＬＥＤが当該ＰＷＭ信号に応じた輝度で発光する。やがて時点ｔ７になり、青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢが立ち下がると、ＰＷＭ波形形成回路２６からの出力が停止されると共に、レジスタ選択回路１５がＢ用印加電圧格納レジスタ１３の出力に換えてＲ用印加電圧格納レジスタ１１の出力を選択出力する。

以降同様に、赤色ＬＥＤ発光期間ＬＲ、緑色ＬＥＤ発光期間ＬＧ、青色ＬＥＤ発光期間ＬＢが繰り返されることにより、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示がなされる。

因みに、この実施の形態の場合、各色ＬＥＤ発光期間ＬＲ、ＬＧ、ＬＢは５ｍＳ程度に選定され、各色用のＰＷＭ信号出力期間は２０００μＳ程度に選定されている。またＰＷＭ信号波形は、５０μＳを単位周期としてこの単位周期内でのデューティー比がデューティー比格納レジスタ２１〜２３に記憶されている。因みにこの実施の形態の場合には、各デューティー比格納レジスタ２１〜２３に８ビット（＝２５６通り）のデューティー比を記憶するようになっている。

かくして本実施の形態によれば、各色ＬＥＤの駆動電圧を印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に記憶させ、各色ＬＥＤを独立の駆動電圧で駆動するようにしたことにより、消費電流を低減し得るＬＥＤ駆動装置１０を実現できる。

また印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３のデータを格納値設定用バス１４を介して書換え可能としたことにより、実際に搭載されるＬＥＤに個体差による最小発光電圧（すなわち、所望の輝度を得るために必要な最小の印加電圧）のばらつきがある場合でも、これに応じて印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に記憶させる電圧を適宜変更することで、そのばらつきに対応することができるようになる。この結果、例えば製品完成後に、その製品に要求されている輝度を得かつ消費電流を抑制できるような各色ＬＥＤ独立の駆動電圧を容易に設定できるようになる。

さらに各色ＬＥＤをＰＷＭ制御すると共に、ＰＷＭ制御のためのデューティー比を各色ＬＥＤ独立にデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶するようにしたことにより、各色ＬＥＤの輝度を各色独立のデューティー比を有するＰＷＭ信号により独立に制御できるようになるので、各色ＬＥＤの輝度調整を一段と微妙に行うことができるようになる。

さらに電圧可変回路１８を設け、１つの電源電圧発生回路１９で発生させた電圧を各色ＬＥＤの駆動電圧に変換するようにしたことにより、各色ＬＥＤの駆動電圧を発生させる電源電圧発生回路を複数設ける場合と比較して構成を簡単化できる。

（実施の形態２）
図１との対応部分に同一符号を付して示す図８は、本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ駆動装置５０の構成を示す。ＬＥＤ駆動装置５０は、ＬＥＤユニット５１内のＬＥＤの接続の仕方を除いて、実施の形態１のＬＥＤ駆動装置１０と同様の構成でなる。

この実施の形態では、赤、緑、青の各色ＬＥＤのうち赤色ＬＥＤを、互いに従続接続する。これにより、赤色ＬＥＤへの電源供給系統数が減るので、赤色ＬＥＤを発光させるのに必要な消費電流を低減させることができる。

つまり、この実施の形態では、赤色ＬＥＤを所望輝度で発光させるのに必要な駆動電圧が、緑色及び青色ＬＥＤを所望輝度で発光させるのに必要な駆動電圧のほぼ半分で済むことに着目した。

これにより、緑色及び青色ＬＥＤに印加する電圧とほぼ同等の電圧で従続接続した２つの赤色ＬＥＤを発光させることができると考えた。要するに、この実施の形態のように赤色ＬＥＤを従続接続すれば、電源電圧発生回路１９で特別に大きな電圧を発生することなしに、有効に消費電流を低減させることができる。

図９に、この実施の形態のＬＥＤ駆動装置５０の動作を示す。上述した図７との違いは、従続接続した赤色ＬＥＤを所望輝度で発光させるために、図９（ａ）に示すように、赤色ＬＥＤ発光期間ＬＲでＬＥＤユニット２０に供給する電圧が、２．２Ｖから４．４Ｖに換わっているのみである。この４．４Ｖという電圧は、通常の携帯型電子機器でのバッテリ電圧の範囲内の電圧である。

かくして本実施の形態の構成によれば、赤、緑、青の各色ＬＥＤのうち赤色ＬＥＤを互いに従続接続したことにより、実施の形態１での効果に加えて、一段と消費電流を低減し得るＬＥＤ駆動装置５０を実現できる。

（他の実施の形態）
なお上述した実施の形態では、図及び説明を簡単化するために、ＬＥＤユニット２０、５１を、それぞれ２個の赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤと、１個の緑色ＬＥＤにより構成したが、勿論各色ＬＥＤの数はこれに限らない。

またＬＥＤユニット２０、５１の数はいくつでもよく、各ＬＥＤユニットそれぞれについて、各色ＬＥＤの駆動電圧、デューティー比を独立に設定して、メモリに記憶しておくようにしてもよい。

さらには同色のＬＥＤについても独立に可変電圧を印加し、同色のＬＥＤについても独立に輝度を検出し、同色のＬＥＤについてもそれぞれが所望値以上の輝度が検出されたときの最小印加電圧値を独立に駆動電圧値として設定し、これを印加電圧格納レジスタ１１〜１３に格納しておき、その電圧値により各ＬＥＤを駆動するようにしてもよい。このようにすれば、同色のＬＥＤ間で所望の輝度を得るために必要な駆動電圧にばらつきがあった場合でも、そのばらつきに応じた最小駆動電圧で同色のＬＥＤそれぞれを駆動できるため、一段と消費電流を低減できる。

同様に、同色のＬＥＤについてもそれぞれデューティー比の異なるＰＷＭ信号により制御し、同色のＬＥＤについてもそれぞれが所望の輝度が検出されたときのデューティー比を独立にデューティー比格納レジスタ２１〜２３に格納しておき、このデューティー比により各ＬＥＤをＰＷＭ制御するようにしてもよい。このようにすれば、同色のＬＥＤ間で所望の輝度を得るために必要なデューティー比にばらつきがあった場合でも、そのばらつきに応じたデューティー比で各ＬＥＤをＰＷＭ制御できるため、一段と微細な輝度調整ができるようになる。

さらには、複数の白色ＬＥＤとカラーフィルタとを組み合わせてカラー表示を行うようになされた液晶表示装置の各白色ＬＥＤを駆動する場合にも適用できる。すなわち各白色ＬＥＤそれぞれに対応した複数のメモリを設け、その特性のばらつきに応じた最小発光電圧やデューティー比を記憶させるようにすれば、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

さらに本発明においては、ＬＥＤの配置に応じて印加電圧格納レジスタ１１〜１３及び又はデューティー比格納レジスタ２１〜２３に格納する値を設定するようにしてもよい。このようにすれば、ＬＥＤの配置位置に応じた輝度調整を容易に行うことができるようになる。例えば複数個の白色ＬＥＤをバックライトとして用いたカラーフィルタ方式の液晶表示装置において、画面周縁部付近の輝度を画面中央付近の輝度よりも高くしたい要求があった場合には、画面周縁部に対応する白色ＬＥＤの印加電圧値やオンデューティー比を画面中央部に対応する白色ＬＥＤの印加電圧やオンデューティー比よりも大きくすれば、ＬＥＤの配置位置に応じた輝度調整を容易に行うことができるようになる。

また上述した実施の形態では、本発明のＬＥＤ駆動装置をフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に適用する場合について述べたが、本発明のＬＥＤ駆動装置はこれに限らず、Ｒ、Ｇ、Ｂ三色のＬＥＤを用いてカラー表示を行う表示装置に広く適用できる。

本発明は、ＲＧＢの３色のＬＥＤを用いてカラー表示を行うＬＥＤ表示装置に搭載されたＬＥＤ駆動装置に適用して好適である。

本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ駆動装置の構成を示すブロック図 各色ＬＥＤにおいて所望輝度を得るために必要な最小の電圧値を示す図 実施の形態に係る駆動電圧設定装置の構成を示すブロック図 駆動電圧設定装置による印加電圧及びデューティー比の設定処理の説明に供するフローチャート 所望のホワイトバランスを得るためのデューティー比の設定処理の説明に供するフローチャート 所望のホワイトバランスを得るためのデューティー比の設定処理の説明に供する色度空間図 ＬＥＤ駆動装置の動作の説明に供する波形図 実施の形態２によるＬＥＤ駆動装置の構成を示すブロック図 実施の形態２のＬＥＤ駆動装置の動作の説明に供する波形図

符号の説明

１０、５０ ＬＥＤ駆動装置
１１〜１３ 印加電圧格納レジスタ
１４ 格納値設定用バス
１５ レジスタ選択回路
１６ 印加電圧形成部
１７ ディジタルアナログ変換回路
１８ 電圧可変回路
１９ 電源電圧発生回路
２０、５１ ＬＥＤユニット
２１〜２３ デューティー比格納レジスタ
２４〜２６ ＰＷＭ波形形成回路
３０ 駆動電圧設定装置
３１ 輝度・色度計
３２ マイクロコンピュータ（マイコン）
３３ 印加電圧値設定部
３４ デューティー比設定部
ＴＲ、ＴＧ、ＴＢ ＬＥＤ発光タイミング信号

Claims (4)

1. 電源電圧発生手段と、
   表示装置に搭載された赤、緑、青の各色ＬＥＤそれぞれについて、各色毎に急激に発光輝度が上昇する直後の印加電圧値が格納された印加電圧記憶手段と、
   前記電源電圧発生手段により発生された電圧を、前記印加電圧記憶手段に記憶された印加電圧値に変換して各色ＬＥＤに印加する印加電圧形成手段と
   を具備することを特徴とするＬＥＤ駆動装置。
2. 各色ＬＥＤ毎のデューティー比が記憶されたデューティー比記憶手段と、
   前記デューティー比記憶手段に格納されたデューティー比に基づくＰＷＭ信号を各色毎に独立に形成すると共に、前記印加電圧形成手段とタイミングを合わせて、前記印加電圧形成手段により印加されている色の電圧に対応する色のＬＥＤをその色用のＰＷＭ信号によってスイッチング制御するＰＷＭ駆動手段と
   を具備することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ駆動装置。
3. 予め赤、緑、青の各色ＬＥＤについて、色毎に急激に発光輝度が上昇する直後の駆動電圧を測定すると共に、測定した各色ＬＥＤ毎の駆動電圧を印加電圧記憶手段に記憶しておき、各色ＬＥＤに対して前記記憶された値の電圧を印加する
   ことを特徴とするＬＥＤ駆動方法。
4. 各色ＬＥＤそれぞれに前記駆動電圧を固定的に印加した状態で、各色ＬＥＤを、各色ＬＥＤ毎にデューティー比の異なるＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御する
   ことを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ駆動方法。
   

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