JP2009157189A - Light source system, light source control device, light source device, and image display method - Google Patents
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Description
本発明は、例えば液晶表示装置のバックライト光源として用いられる光源装置、そのような光源装置に適用される光源制御装置、ならびにそのような光源装置を用いた光源システムおよび画像表示方法に関する。 The present invention relates to a light source device used as, for example, a backlight light source of a liquid crystal display device, a light source control device applied to such a light source device, a light source system using such a light source device, and an image display method.
近年、液晶TVやプラズマディスプレイ(PDP:Plasma Display Panel)に代表されるようにディスプレイの薄型化が流れとしてあり、なかでもモバイル用ディスプレイの多くは液晶系であり、忠実な色の再現性が望まれている。また、液晶パネルのバックライトは蛍光管を使ったCCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)タイプが主流であるが、環境的に水銀レスが要求されてきており、CCFLに変わる光源として発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)等が有望視されている。 In recent years, there has been a trend toward thinner displays as represented by LCD TVs and plasma displays (PDP: Plasma Display Panels). Especially, many mobile displays are liquid crystal systems, and faithful color reproducibility is desired. It is rare. In addition, CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) type, which uses fluorescent tubes, is the mainstream backlight for liquid crystal panels, but environmentally mercury-free has been required, and a light-emitting diode (LED: Light) is used as a light source instead of CCFL. Emitting Diode) etc. are considered promising.
このようなLEDを用いたバックライト装置としては、例えば特許文献1,2に示したようなものが提案されている。特許文献1に示されたLEDバックライト装置は、外光を検出することにより、周囲の環境の明るさに応じてバックライト装置全体の輝度レベルを変化させるようにしたものである。一方、特許文献2に示されたLEDバックライト装置は、液晶パネルの動画応答性を高めるため、光源部を複数の部分点灯部に分割して構成すると共にこれら複数の部分点灯部が順次点灯動作を行うようにする(部分駆動を行う)ことにより、いわゆる黒挿入処理を行うようにしたものである。
As a backlight device using such an LED, for example, those shown in
ところで、このようなLEDバックライト装置において、例えば図16(A)に示したように、LED(Di101)に定格電流Ifを流したとき、このLEDの両端間の電圧は、LEDの順方向電圧Vfとなる。ただし、例えば図16(B)に示したように、複数(この場合、2つ)のLED(Di101,Di102)に対して同じ定格電流Ifを流したとしても、個々のLEDの製造ばらつきなどの理由により、各LEDの両端間の電圧(順方向電圧Vf_1,Vf_2)にはばらつきが生じる(一般に、定格電流Ifを流したときの順方向電圧Vfのばらつきは、LED1個につき、約1〜2V程度である。)。このことは、図16(B)において定格電流Ifを流すためには、(Vf_1+Vf_2)以上の電圧の印加が必要となることを意味している。なお、例えば図16(C)に示したように、複数(この場合、5つ)のLED(Di101〜Di105)同士を互いに直列接続させたときには、定格電流Ifを流すためには、各々のLEDの順方向電圧のばらつきを加算した電圧(Vf_1+Vf_2+Vf_3+Vf_4+Vf_5)以上の電圧を印加する必要がある。 By the way, in such an LED backlight device, for example, as shown in FIG. 16A, when a rated current If is passed through the LED (Di101), the voltage across the LED is the forward voltage of the LED. Vf. However, for example, as shown in FIG. 16B, even if the same rated current If is applied to a plurality of (in this case, two) LEDs (Di101, Di102), the manufacturing variation of individual LEDs, etc. For this reason, the voltages across the LEDs (forward voltages Vf_1, Vf_2) vary (generally, the variation in the forward voltage Vf when the rated current If flows is about 1-2 V per LED). Degree.) This means that in order to pass the rated current If in FIG. 16B, it is necessary to apply a voltage of (Vf_1 + Vf_2) or more. For example, as shown in FIG. 16C, when a plurality of (in this case, five) LEDs (Di101 to Di105) are connected in series with each other, in order to allow the rated current If to flow, each LED Therefore, it is necessary to apply a voltage equal to or higher than the voltage (Vf_1 + Vf_2 + Vf_3 + Vf_4 + Vf_5) obtained by adding the forward voltage variations.
したがって、LEDを複数個直列に接続させて定格電流Ifを流した場合において、これらLEDの両端間の電圧(各LEDの順方向電圧Vfの和)が最も大きいのは、全てのLEDにおいて、「順方向電圧Vfが最大値(Vf_max)となっている」ときである。また逆に、これらLEDの両端間の電圧(各LEDの順方向電圧Vfの和)が最も小さいのは、全てのLEDにおいて、「順方向電圧Vfが最小値(Vf_min)となっている」ときである。 Therefore, when a plurality of LEDs are connected in series and the rated current If flows, the voltage across these LEDs (the sum of the forward voltages Vf of the LEDs) is the largest in all LEDs. The forward voltage Vf is the maximum value (Vf_max) ”. Conversely, the voltage across these LEDs (the sum of the forward voltage Vf of each LED) is the smallest when all the LEDs have “the forward voltage Vf is the minimum value (Vf_min)”. It is.
ここで、上記特許文献2に示された部分駆動方式によるLEDバックライト装置では、LEDを含む光源部を複数個の分割部分(部分点灯部)に分けて配置させると共に、これらの分割部分単位で定電流駆動を行うようになっている。そこで、2分割した場合を例に挙げ、一方の分割部分において、上記のようにLEDの両端間の電圧が最も大きくなっている(全てのLEDにおいて、「順方向電圧Vfが最大値(Vf_max)となっている」)と共に、他方の分割部分において、上記のようにLEDの両端間の電圧が最も小さくなっている(全てのLEDにおいて、「順方向電圧Vfが最小値(Vf_min)となっている」)場合について考えると、両者に定格電流Ifを流そうとした場合、各々の分割部分に対し、最も大きいほうの電圧(Vf_max×LEDの直列個数分の電圧)を印加する必要がある。したがって、上記他方の分割部分では、最も大きい電圧との差分が、所定の定格電流Ifに制御する回路部分(例えば、トランジスタ)の損失となるため、光源部における電力効率が低下してしまうことになる。また、その回路部分に電力損失が集中すると発熱の原因にもなり、その電力損失が定格値を超えた場合には回路部分が破損する原因にもなる。
Here, in the LED backlight device by the partial drive system shown by the said
そこで、従来はこのようなことを防ぐため、個々のLEDの順方向電圧Vfを選別することにより、順方向電圧Vfを揃えるような対策を行っていた。ところが、このような選別は手間がかかるため、LEDバックライト装置を製造する際に、コストが増加する要因の一つとなっていた。 Therefore, conventionally, in order to prevent such a situation, a measure has been taken to align the forward voltage Vf by selecting the forward voltage Vf of each LED. However, since such sorting is time-consuming, it has become one of the factors that increase the cost when manufacturing an LED backlight device.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、光源部における電力効率の向上を低コストで実現することを可能とする光源制御装置および光源装置、ならびにそのような光源装置を用いた光源システムおよび画像表示方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a light source control device and a light source device capable of realizing an improvement in power efficiency in a light source unit at a low cost, and such a light source device. It is an object to provide a light source system and an image display method used.
本発明の光源システムは、発光ダイオードを含んで構成された複数の光源を有する光源部と、互いに異なる複数の電源を有すると共にこれらの電源によって各光源に対してそれぞれ電力供給を行う電源部と、各光源の両端間の順方向電圧をそれぞれ検出する順方向電圧検出部と、各光源の点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより光源部の制御を行う光源制御手段と、順方向電圧検出部により検出された各光源の両端間の順方向電圧に応じて、電源部における複数の電源間の切替制御を行う切替制御手段とを含むようにしたものである。なお、この光源システムは、さらに、映像信号に基づいて画像表示を行う表示部を含むようにしてもよい。 The light source system of the present invention includes a light source unit having a plurality of light sources configured to include a light emitting diode, a power source unit having a plurality of different power sources and supplying power to each light source by these power sources, A forward voltage detection unit for detecting a forward voltage between both ends of each light source, and a light source control means for controlling the light source unit by changing at least one of the lighting period and the emission intensity of each light source, And a switching control means for performing switching control between a plurality of power sources in the power source unit according to the forward voltage between both ends of each light source detected by the forward voltage detecting unit. The light source system may further include a display unit that displays an image based on the video signal.
本発明の光源制御装置は、上記光源部と、上記電源部と、上記順方向電圧検出部とを備えた光源装置に適用されるものであって、上記光源制御手段と、上記切替制御手段とを備えたものである。 The light source control device of the present invention is applied to a light source device including the light source unit, the power source unit, and the forward voltage detection unit, and includes the light source control unit, the switching control unit, and the like. It is equipped with.
本発明の光源装置は、上記光源部と、上記電源部と、上記順方向電圧検出部と、上記光源制御手段と、上記切替制御手段とを備えたものである。 The light source device of the present invention includes the light source unit, the power source unit, the forward voltage detection unit, the light source control unit, and the switching control unit.
本発明の画像表示方法は、光源装置により発せられた光を、映像信号に基づいて表示部において変調することにより画像表示を行うものであって、発光ダイオード(LED)を含んで構成された光源部内の複数の光源に対し、互いに異なる複数の電源によってそれぞれ電力供給を行うと共に、各光源の点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより光源部の制御を行い、各光源の両端間の順方向電圧をそれぞれ検出し、検出された各光源の両端間の順方向電圧に応じて複数の電源間の切替制御を行うようにしたものである。 An image display method of the present invention performs image display by modulating light emitted from a light source device in a display unit based on a video signal, and includes a light source including a light emitting diode (LED). Power is supplied to each of the plurality of light sources by a plurality of different power sources, and the light source unit is controlled by changing at least one of the lighting period and light emission intensity of each light source. A forward voltage between both ends is detected, and switching control between a plurality of power sources is performed in accordance with the detected forward voltage between both ends of each light source.
なお、以上の構成要件の任意の組み合わせ、本発明の表現をシステム、装置、方法などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described configuration requirements and a representation obtained by converting the expression of the present invention between systems, apparatuses, methods, and the like are also effective as an aspect of the present invention.
本発明の光源システム、光源制御装置、光源装置および画像表示方法では、発光ダイオードを含んで構成された光源部内の複数の光源に対し、電源部からそれぞれ電力供給がなされる。そして各光源の点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより、光源部の制御がなされる。ここで、各光源の両端間の順方向電圧がそれぞれ検出されると共に、その検出された各光源の両端間の順方向電圧に応じて、電源部における複数の電源間の切替制御がなされることにより、そのような電源の切替制御がなされない場合と比べ、各光源に対して適切な電源供給がなされるようになる。また、このような電源の切替が自動的になされるため、従来のように個別に発光ダイオードの選別を行う場合と比べ、発光ダイオードの順方向電圧の調整が容易となる。 In the light source system, the light source control device, the light source device, and the image display method of the present invention, power is supplied from the power supply unit to the plurality of light sources in the light source unit including the light emitting diode. Then, the light source unit is controlled by changing at least one of the lighting period and the emission intensity of each light source. Here, the forward voltage between both ends of each light source is detected, and switching control between a plurality of power sources in the power supply unit is performed according to the detected forward voltage between both ends of each light source. Thus, as compared with the case where such power supply switching control is not performed, appropriate power supply is performed to each light source. In addition, since the power supply is automatically switched, the forward voltage of the light emitting diode can be easily adjusted as compared with the case where the light emitting diodes are individually selected as in the prior art.
本発明の光源システム、光源制御装置、光源装置または画像表示方法によれば、各光源の両端間の順方向電圧をそれぞれ検出すると共に、その検出された各光源の両端間の順方向電圧に応じて複数の電源間の切替制御を行うようにしたので、各光源に対して適切な電源供給をすることができ、発光ダイオードにおける電力損失(例えば、直列に接続されている個々の発光ダイオードの順方向電圧の差が累積することで発生する電圧差分を吸収する回路部分での電力損失)を低減することが可能となる。また、このような電源の切替を自動的に行うようにしたので、電力損失の低減動作が常時可能となり、発光ダイオードの順方向電圧の調整が容易となる。よって、電源間の切替制御を行うための部品を安価なものにすることにより、光源部における電力効率の向上を低コストで実現することが可能となる。 According to the light source system, the light source control device, the light source device, or the image display method of the present invention, the forward voltage between both ends of each light source is detected, and the detected forward voltage between both ends of each light source is detected. Thus, switching control between a plurality of power supplies is performed, so that an appropriate power supply can be supplied to each light source, and power loss in the light emitting diodes (for example, the order of individual light emitting diodes connected in series) It is possible to reduce the power loss in the circuit portion that absorbs the voltage difference generated by the accumulation of the directional voltage differences. In addition, since the power supply is automatically switched, the power loss can be reduced at any time, and the forward voltage of the light emitting diode can be easily adjusted. Therefore, it is possible to realize an improvement in power efficiency in the light source unit at a low cost by making the parts for performing the switching control between the power supplies inexpensive.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係る画像表示システム(液晶表示装置3)の全体構成を表すものである。この液晶表示装置3は、透過光を表示光Doutとして出射するいわゆる透過型の液晶表示装置であり、本発明の一実施の形態に係る光源装置としてのバックライト装置1と、透過型の液晶表示パネル2とを含んで構成されている。なお、本発明の一実施の形態に係る画像表示方法は、本実施の形態に係る画像表示システムによって具現化されるので、以下、併せて説明する。
FIG. 1 shows the overall configuration of an image display system (liquid crystal display device 3) according to an embodiment of the present invention. The liquid crystal display device 3 is a so-called transmissive liquid crystal display device that emits transmitted light as display light Dout. The
液晶表示パネル2は、透過型の液晶層20と、この液晶層20を挟む一対の基板、すなわちバックライト装置1側の基板であるTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)基板211およびこれに対向する基板である対向電極基板221と、これらTFT基板211および対向電極基板221における液晶層20と反対側にそれぞれ積層された偏光板210,220とから構成されている。
The liquid
また、TFT基板211にはマトリクス状の画素が構成され、各画素にはTFTなどの駆動素子を含む画素電極212が形成されている。
Further, the TFT substrate 211 is formed with a matrix of pixels, and each pixel is formed with a
バックライト装置1は、複数の色光(この場合、赤色光、緑色光および青色光)を混合して特定の色光である照明光Loutを得る混色方式のものである。このバックライト装置1は、互いに異なる色光を発する3種類の光源として、赤色LED1R、緑色LED1Gおよび青色LED1Bをそれぞれ複数個含む光源部(後述する光源部10)を有している。
The
図2および図3は、バックライト装置1における各色LEDの配置構成の一例を表したものである。
2 and 3 show an example of an arrangement configuration of each color LED in the
図2(A)に示したように、このバックライト装置1では、2組の赤色LED1R、緑色LED1Gおよび青色LED1Bによって発光部の単位セル41,42がそれぞれ形成され、これら2つの単位セル41,42によって発光部の単位ユニットである部分点灯部4が形成されるようになっている。また、各単位セル内および単位セル41,42間では、各色LEDがそれぞれ直列に接続されている。具体的には、図2(B)に示したようにして、各色LEDのアノードとカソードが接続されるようになっている。
As shown in FIG. 2A, in this
このようにして構成された各部分点灯部4は、例えば図3に示したように、光源部10においてマトリクス状に配置され、後述するように互いに独立して制御可能となっている。また、この光源部10上には、4つの部分点灯部4(例えば、部分点灯部4A〜4D)に対して1つの照明光センサ13が配置されている。この照明光センサ13は、部分点灯部4からの光(後述する照明光Lout)を受光するものであり、4つの部分点灯部4の配置領域に対応する領域(検出領域40)からの光を受光できるようになっている。
The
次に、図4を参照して、上述した液晶表示パネル2および光源部10の駆動および制御部分の構成について詳細に説明する。図4は、液晶表示装置3のブロック構成を表したものである。なお、図4(および後述する図5)において照明光センサ13は、便宜上、光源部10の近辺に1つだけ配置されているものとして表している。
Next, with reference to FIG. 4, the structure of the drive and control part of the liquid
図4に示したように、液晶表示パネル2を駆動して映像を表示するための駆動回路は、液晶表示パネル2内の各画素電極212へ映像信号に基づく駆動電圧を供給するXドライバ(データドライバ)51と、液用表示パネル2内の各画素電極212を図示しない走査線に沿って線順次駆動するYドライバ(ゲートドライバ)52と、これらXドライバ51およびYドライバ52を制御するタイミング制御部(タイミング・ジェネレータ)61と、外部からの映像信号を処理してRGB信号を生成するRGBプロセス処理部60(シグナル・ジェネレータ)と、このRGBプロセス処理部60からのRGB信号を記憶するフレームメモリである映像メモリ62とから構成されている。
As shown in FIG. 4, the driving circuit for driving the liquid
一方、バックライト装置1の光源部10が点灯動作を行うための駆動および制御を行う部分は、バックライト駆動部11と、バックライト制御部12と、照明光センサ13と、I/V変換部14と、A/D変換部15とから構成されている。
On the other hand, the part which performs the drive and control for the
照明光センサ13は、光源部10(具体的には、上記のように各検出領域40内の部分点灯部4)からの照明光Loutを受光して受光信号を得るものであり、複数の色光(この場合、赤色光、緑色光および青色光)を混合してなる混色光の中から赤色光を抽出して選択的に受光する赤色光センサ13Rと、緑色光を抽出して選択的に受光する緑色光センサ13Gと、青色光を抽出して選択的に受光する青色光センサ13Bとから構成されている。
The
I/V変換部14は、照明光センサ13で得られた各色ごとの受光信号に対してI/V(電流/電圧)変換を施し、アナログの電圧信号である受光データを各色ごとに出力するものである。
The I /
A/D変換部15は、I/V変換部14から出力される各色ごとの受光データを、タイミング制御部61から供給されるサンプリングゲート信号SGに従って所定のタイミングでサンプリングすると共にA/D(アナログ/ディジタル)変換を施し、ディジタルの電圧信号である受光データD1を各色ごとにバックライト制御部12へ出力するものである。
The A /
バックライト制御部12は、A/D変換部15から供給される各色ごとの受光データD1、タイミング制御部61から供給される制御信号(制御データ)D0、およびバックライト駆動部11から供給される制御信号(後述する制御信号D6)に基づいて、後述する制御信号D3,D4および選択信号SELを生成・出力し、バックライト駆動部11の駆動動作を制御するものである。なお、このバックライト制御部12の詳細な構成については、後述(図5および図6)する。
The
バックライト駆動部11は、バックライト制御部12から供給される制御信号D3,D4および選択信号SEL、ならびにタイミング制御部61から供給される制御信号D0に基づいて、部分点灯部4単位で点灯動作を行うように光源部10を時分割で駆動するものである。なお、このバックライト駆動部11の詳細な構成についても、後述(図5および図6)する。
The
次に、図5〜図7を参照して、上述したバックライト駆動部11およびバックライト制御部12の詳細構成について説明する。図5は、バックライト駆動部11およびバックライト制御部12の詳細構成、ならびに光源部10、照明光センサ13、I/V変換部14およびA/D変換部15の構成についてブロック図で表したものである。また、図6は、図5に示した電源部(後述する電源部110)、光源部10、PWMドライバ(後述するPWMドライバ113)、抵抗器部(後述する抵抗器部114)およびVf検出部(後述するVf検出部)の詳細構成を、特に青色LED1Bに関するものについてのみ回路図で表したものである。また、図7は、図5および図6に示した電源部110、光源部10、PWMドライバ113、抵抗器部114、Vf検出部115Bおよび電源切替制御部123について、電源部110の詳細構成を示しつつ、特に青色LED1Bに関するものについてのみ回路図で表したものである。なお、受光データD1は、赤色受光データD1Rと、緑色受光データD1Gと、青色受光データD1Bとから構成され、制御信号D3は、赤色用制御信号D3Rと、緑色用制御信号D3Gと、青色用制御信号D3Bとから構成され、検出データD6は、赤色検出データD6Rと、緑色検出データD6Gと、青色検出データD6Bとから構成さているものとする。また、ここでは便宜上、光源部10内において赤色LED1R、緑色LED1Gおよび青色LED1Bが、全て互いに直列接続されたものとして表している。
Next, with reference to FIGS. 5-7, the detailed structure of the
図5に示したように、バックライト駆動部11は、後述する電源切替制御部123から供給される選択信号SELに従って電源切替を行う電源部110と、バックライト制御部12から供給される制御信号D3(赤色用制御信号D3R、緑色用制御信号D3Gおよび青色用制御信号D3B)に従って電源部110からの電源供給により光源部10内の赤色LED1R、緑色LED1Gおよび青色LED1Bのアノード側へそれぞれ電流IR,IG,IBを供給する定電流ドライバ111R,111G,111Bと、後述する複数の抵抗器を有する抵抗器部114R,114G,114Bと、光源部10におけるLED1R,1G,1Bの順方向電圧(後述するVf_all)を検出し、検出データD6(赤色検出データD6R、緑色検出データD6Gおよび青色検出データD6B)を生成・出力するVf検出部115R,115G,115Bと、赤色LED1R、緑色LED1Gおよび青色LED1Bの各々のカソードと抵抗器部114R,114G,114Bとの間に接続されたスイッチング素子112R,112G,112Bと、バックライト制御部12から供給される制御信号D4およびタイミング制御部61から供給される制御信号D0に基づいてスイッチング素子112R,112G,112Bに対する制御信号D5(パルス信号)を生成・出力し、これらスイッチング素子112R,112G,112BをそれぞれPWM制御するPWMドライバ113とを有している。なお、スイッチング素子112R,112G,112Bは、後述するように、例えばMOS−FET(Metal Oxide Semiconductor-Field Emission Transistor)等のトランジスタなどにより構成される。
As shown in FIG. 5, the
また、バックライト制御部12は、光量バランス制御部121と、光量制御部122と、電源切替制御部123とを有している。
Further, the
光量バランス制御部121は、A/D変換部15から供給される受光データD1(赤色受光データD1R、緑色受光データD1Gおよび青色受光データD1B)、およびタイミング制御部から供給される制御信号D0に基づいて、定電流ドライバ111R,111G,111Bに対する制御信号D3(赤色用制御信号D3R、緑色用制御信号D3Gおよび青色用制御信号D3B)をそれぞれ生成・出力することにより、赤色LED1R、緑色LED1Gおよび青色LED1Bに流れる電流(発光電流)IR,IG,IBを色温度ごとにそれぞれ変化させてそれらの発光強度を変化させ、これにより設定値に応じて光源部10からの照明光Loutの色バランス(色温度)を制御するものである。
The light quantity
光量制御部122は、A/D変換部15から供給される受光データD1のうちの緑色受光データD1G、およびタイミング制御部から供給される制御信号D0に基づいて、PWMドライバ113に対する制御信号D4を生成・出力することにより、赤色LED1R、緑色LED1Gおよび青色LED1Bの発光期間(点灯期間)をそれぞれ変化させ、これにより光源部10からの照明光Loutの発光量(発光輝度)を制御するものである。なお、ここでは制御信号D1R,D1G,D1BのうちのD1Gのみを入力しているが、これは人間の視感度が緑色光に対して最も高いためであり、他の制御信号D1R,D1Bを入力するようにしてもよい。
The light
電源切替制御部123は、Vf検出部115R,115G,115Bから供給される検出データD6(赤色検出データD6R、緑色検出データD6Gおよび青色検出データD6B;光源部10における各LED1R,1G,1Bの両端間の順方向電圧Vf_allの検出データ)に応じて、電源部110における2つの電源(後述する電源VCC_LED_max,VCC_LED_min)間の切替制御を行うための選択信号SELを生成・出力するものである。なお、このような電源間の切替制御の詳細については、後述する。
The power supply
次に、図6に示したように、電源部110は、後述する発光電流If1を発生させるための電源VCC_LED_max(および後述する電源VCC_LED_min)を含んで構成されている。これらの電源は、青色LED1Bのアノード側に接続されている。また、青色LED1Bに関するスイッチング素子112Bは、NチャネルのMOS−FETにより構成されており、青色LED1Bのカソード側にドレインが接続されている。
Next, as shown in FIG. 6, the
PWMドライバ113は、青色LED1Bに関するものとして、例えばダイナミックレンジの上限が3.3(V)であるオペアンプOP1Bと、スイッチング素子SW1Bとを有している。具体的には、オペアンプOP1Bは、スイッチング素子112Bの制御用の電圧V2を正極入力端子に入力すると共に、負極入力端子がスイッチング素子112Bのソースに接続されており、これにより電圧V2と後述する検出用の電圧V1との値がほぼ等しくなるようになっている(オペアンプOP1Bがボルテージフォロワとして機能する)。また、スイッチング素子SW1Bは、制御信号D0,D4に応じて、オペアンプOP1Bの出力端子および接地(グランド)のうちの一方を、スイッチング素子112Bのゲートに接続するようになっている。なお、スイッチング素子SW1Bも、例えばMOS−FET等のトランジスタなどにより構成される。なお、PWMドライバ113における赤色LED1Rおよび緑色LED1Gに関するもの(図示せず)も、同様の構成となっている。
As for the
青色LED1Bに関する抵抗器部114Bは、青色LED1Bの発光時に流れる主要な電流(図中の発光電流If1)を検出するための抵抗器R1を有している。具体的には、抵抗器R1の一端は、スイッチング素子112Bのソースに接続され、抵抗器R1の他端は接地されている。なお、赤色LED1Rに関する抵抗器部114Rおよび緑色LED1Gに関する抵抗器部114Gの詳細構成(図示せず)も、抵抗器部114Bと同様の構成となっている。
The
青色LED1Bに関するVf検出部115Bは、後述する検出用の電流If2を発生させるための電源VCC_detと、光源部10におけるLED1Bの両端間の順方向電圧Vf_allを検出するために用いられるダイオード115B1および抵抗器R2と、これらにより検出されたダイオード115B1のアノードと接地との間の電圧ΔV_FET_R(アナログ電圧)をA/D(アナログ/ディジタル)変換することにより、検出データD6B(ディジタル電圧のデータ)を生成・出力するA/D変換部115B2とを有している。具体的には、抵抗器R2の一端は電源VCC_detに接続され、抵抗器R2の他端は、ダイオード115B1のアノードおよびA/D変換部115B2の入力端子に接続されている。また、ダイオード115B1のカソードは、スイッチング素子112BのドレインおよびLED1Bのカソード側に接続されている。また、電源VCC_detの電圧は、ダイオード115B1に電流If2が流れるようにするため、電圧ΔV_FET_Rよりも大きくなるように設定されている。また、抵抗器R2の抵抗値は、検出用の電流If2の値(例えば、数μA程度)が、発光電流Ifの値(例えば、数10mA程度)と比べて著しく小さくなるように設定されている(抵抗器R2の抵抗値が非常に大きくなるように設定されている)。なお、赤色LED1Rに関するVf検出部115Rおよび緑色LED1Gに関するVf検出部115Gの詳細構成(図示せず)も、Vf検出部115Bと同様の構成となっている。
The
次に、図7に示したように、電源部110は、青色LED1Bに関するものとして、互いに異なる2つの電源である電源VCC_LED_maxおよび電源VCC_LED_min(電圧値は、VCC_LED_max>電源VCC_LED_minとなるように設定されている)と、制御用のロジック電源である電源VCC_LOGICと、抵抗器R01,R11〜R13,R21〜R23と、ダイオードDi1,Di2と、バイポーラトランジスタTp0〜Tp2,Tn0〜Tn2とを有している。
Next, as shown in FIG. 7, the
具体的には、抵抗器R02の一端は電源VCC_LOGICに接続され、抵抗器R02の他端は、NPNトランジスタTn0のコレクタおよび抵抗器R11の一端に接続されている。この抵抗器R11の他端は、NPNトランジスタTn1のベースに接続されている。また、抵抗器R01の一端には、抵抗器R02の一端と共に選択信号SELが入力されるようになっており、抵抗器R01の他端はNPNトランジスタTn0のベースに接続され、抵抗器R02の他端はNPNトランジスタTn2のベースに接続されている。また、NPNトランジスタTn0,Tn1,Tn2のエミッタは、いずれも接地されている。また、PNPトランジスタTp1のエミッタは、電源VCC_LED_minおよび抵抗器R12の一端に接続され、PNPトランジスタTp1のベースは抵抗器R13の一端に接続され、PNPトランジスタTp1のコレクタはダイオードDi1のアノードに接続されている。また、抵抗器R12,R13の他端は、いずれもNPNトランジスタTn1のコレクタに接続されている。また、PNPトランジスタTp2のエミッタは、電源VCC_LED_maxおよび抵抗器R22の一端に接続され、PNPトランジスタTp2のベースは抵抗器R23の一端に接続され、PNPトランジスタTp2のコレクタはダイオードDi2のアノードに接続されている。また、抵抗器R22,R23の他端は、いずれもNPNトランジスタTn2のコレクタに接続されている。また、ダイオードDi1,Di2のカソード同士は、光源部10におけるLED1Bのアノード側に接続されている。
Specifically, one end of the resistor R02 is connected to the power supply VCC_LOGIC, and the other end of the resistor R02 is connected to the collector of the NPN transistor Tn0 and one end of the resistor R11. The other end of the resistor R11 is connected to the base of the NPN transistor Tn1. The selection signal SEL is input to one end of the resistor R01 together with one end of the resistor R02. The other end of the resistor R01 is connected to the base of the NPN transistor Tn0. The end is connected to the base of the NPN transistor Tn2. The emitters of the NPN transistors Tn0, Tn1, and Tn2 are all grounded. The emitter of the PNP transistor Tp1 is connected to the power supply VCC_LED_min and one end of the resistor R12, the base of the PNP transistor Tp1 is connected to one end of the resistor R13, and the collector of the PNP transistor Tp1 is connected to the anode of the diode Di1. Yes. The other ends of the resistors R12 and R13 are both connected to the collector of the NPN transistor Tn1. The emitter of the PNP transistor Tp2 is connected to the power supply VCC_LED_max and one end of the resistor R22, the base of the PNP transistor Tp2 is connected to one end of the resistor R23, and the collector of the PNP transistor Tp2 is connected to the anode of the diode Di2. Yes. The other ends of the resistors R22 and R23 are both connected to the collector of the NPN transistor Tn2. Further, the cathodes of the
このような構成により電源部110では、詳細は後述するが、電源切替制御部123から供給される選択信号SELに応じて、互いに異なる2つの電源である電源VCC_LED_maxおよび電源VCC_LED_minのうちの一方の電源が選択されるように切替制御がなされ、選択された電源からLED1Bに対して電力供給がなされるようになっている。
Although the details will be described later in the
なお、電源部110内の赤色LED1Rおよび緑色LED1Gに関する部分の詳細構成(図示せず)も、図7に示した青色LED1Bに関する部分と同様の構成となっている。
Note that the detailed configuration (not shown) of the portion related to the
ここで、バックライト制御部12が、本発明における「光源制御装置」の一具体例に対応する。また、液晶表示パネル2が、本発明における「表示部」の一具体例に対応する。また、光量バランス制御部121および光量制御部122が本発明における「光源制御手段」の一具体例に対応し、電源切替制御部123が本発明における「切替制御手段」の一具体例に対応する。また、Vf検出部115R,115G,115Bが、本発明における「順方向電圧検出部」の一具体例に対応する。
Here, the
次に、このような構成からなる本実施の形態のバックライト装置1および液晶表示装置3の動作について、詳細に説明する。
Next, operations of the
まず、図1〜図10を参照して、本実施の形態のバックライト装置1および液晶表示装置3の基本動作について説明する。図8は、バックライト装置1の光源部10における点灯動作をタイミング波形図で表したものであり、(A)は赤色LED1Rに流れる電流(発光電流)IRを、(B)は緑色LED1Gに流れる電流IGを、(C)は青色LED1Bに流れる電流IBを、それぞれ表している。また、図9は、液晶表示装置3全体の動作の概略をタイミング波形図で表したものであり、(A)はXドライバ51から液晶表示パネル2内のある画素電極212へ印加される電圧(画素印加電圧、駆動電圧)を、(B)は液晶分子の応答性(画素電極212における実際の電位状態)を、(C)はYドライバ52から液晶表示パネル2内のTFT素子のゲートへ印加される電圧(画素ゲートパルス)を、それぞれ表している。
First, basic operations of the
このバックライト装置1では、バックライト駆動部11においてスイッチング素子112R,112G,112Bがそれぞれオン状態となると、電源部110かによる電力供給により、定電流ドライバ111R,111G,111Bからそれぞれ電流(発光電流)IR,IG,IBが光源部10内の赤色LED1R、緑色LED1Gおよび青色LED1Bへ流れ、これによりそれぞれ赤色発光、緑色発光および青色発光がなされ、混色光である照明光Loutが発せられる。
In the
この際、タイミング制御部61からバックライト駆動部11へ制御信号D0が供給され、バックライト駆動部11内のPWMドライバ113からスイッチング素子112R,112G,112Bへはこの制御信号D0に基づく制御信号D5がそれぞれ供給されるため、これによりスイッチング素子112R,112G,112Bは、この制御信号D0に従ったタイミングでオン状態となり、赤色LED1R、緑色LED1Gおよび青色LED1Bの点灯期間もこれに同期したものとなる。言い換えると、パルス信号である制御信号D5を用いた時分割駆動により、赤色LED1R、緑色LED1Gおよび青色LED1BがPWM駆動される。
At this time, the control signal D0 is supplied from the
また、このとき照明光センサ13は、光源部10からの照射光Loutを受光する。具体的には、照明光センサ13内の赤色光センサ13R、緑色光センサ13Gおよび青色光センサ13Bにおいて、各色用のフォトダイオードによって、光源部10からの照射光Loutのうちの各色光がそれぞれ抽出されて各色光の光量に応じた電流が発生し、これにより電流値の受光データがI/V変換部14へ供給される。また、各色ごとの電流値の受光データは、それぞれI/V変換部14によってアナログ電圧値の受光データに変換される。そしてこれら各色ごとのアナログ電圧値の受光データは、A/D変換部15において、タイミング制御部61から供給されるサンプリングゲート信号SGに従った所定のタイミングでサンプリングされると共に、ディジタル電圧値の受光データD1R,D1G,D1Bに変換される。
At this time, the
ここでバックライト制御部12では、A/D変換部15から供給された各色ごとの受光データD1R,D1G,D1Bに基づいて、光量バランス制御部121から定電流ドライバ111R,111G,111Bへ制御信号D3R,D3G,D3Bがそれぞれ供給され、これにより照射光Loutの色度(色温度、色バランス)が一定に保たれるように、電流IR,IG,IBの大きさΔIR,ΔIG,ΔIB、すなわちLED1R,1G,1Bの発光強度が調整される(図8(A)〜(C)参照)。
Here, in the
また、光量制御部122では、A/D変換部15から供給された各色ごとの受光データD1R,D1G,D1Bのうちの受光データD1Gに基づいて制御信号D4が生成されると共にPWMドライバ113へ供給され、これによりスイッチング素子SW1B等のオン・オフ動作の制御がなされるため、スイッチング素子112R,112G,112Bのオン期間、すなわち各色LED1R,1G,1Bの点灯期間ΔTが調整される(図8(A)〜(C)参照)。
The light
このようにして光源部10からの照明光Loutに基づいて、電流IR,IG,IBの大きさΔIR,ΔIG,ΔIB(LED1R,1G,1Bの発光強度)および点灯期間が制御され、これにより照明光Loutの発光量(発光輝度)が部分点灯部4単位で制御される。
In this way, based on the illumination light Lout from the
一方、本実施の形態の液晶表示装置3全体では、映像信号に基づいてXドライバ51およびYドライバ52から出力される画素電極212への駆動電圧(画素印加電圧)によって、バックライト装置1の光源部10からの照明光Loutが液晶層20で変調され、表示光Doutとして液晶表示パネル2から出力される。このようにしてバックライト装置1が液晶表示装置3のバックライト(液晶用光源装置)として機能し、これにより表示光Doutによる映像表示がなされる。
On the other hand, in the entire liquid crystal display device 3 of the present embodiment, the light source of the
具体的には、例えば図9(C)に示したように、Yドライバ52から液晶表示パネル2内の1水平ライン分のTFT素子のゲートへ画素ゲートパルスが印加され、それと共に図9(A)に示したように、Xドライバ51からその1水平ライン分の画素電極212へ、映像信号に基づく画素印加電圧が印加される。このとき、図9(B)に示したように、画素印加電圧に対して画素電極212の実際の電位の応答(液晶の応答)は遅れるため(画素印加電圧がタイミングt21で立ち上がったのに対し、実際の電位はタイミングt12で立ち上がっている)、バックライト装置1では、実際の電位が画素印加電圧と等しくなっているタイミングt22〜t23の期間内に点灯状態となり(図9(D))、これにより液晶表示装置3において映像信号に基づく映像表示がなされる。なお、図9においてタイミングt21〜t23の期間が1水平期間(1フレーム期間)に対応し、その後のタイミングt23〜t25の1水平期間においても、液晶の焼き付き防止等のために画素印加電圧が共通(コモン)電位Vcomに対して反転しているのを除き、タイミングt21〜t23の1水平期間と同様の動作となる。
Specifically, for example, as shown in FIG. 9C, a pixel gate pulse is applied from the
また、この液晶表示装置3では、RGBプロセス処理部60から供給される信号(映像信号に基づく信号)を利用して、タイミング制御部61からバックライト駆動部11内のPWMドライバ113へ制御信号D0が供給されるため、例えば図10に示したように、光源部10では、液晶表示パネル2における映像表示領域のうちの所定の輝度以上の映像表示領域(表示映像Paが表示されている領域)に対応する領域の部分点灯部4のみが点灯して部分点灯領域Pbが形成されるような動作が可能となっている。
In the liquid crystal display device 3, the
次に、図1〜図10に加えて図11〜図13を参照して、本発明の特徴的部分の制御動作について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。図11は、比較例に係る従来の電源部110、光源部10、PWMドライバ113および抵抗器部114Bの詳細構成を回路図で表したものであり、図12は、この比較例における電力効率低下の問題点について説明するための回路図である。また、図13は、本実施の形態に係る電源の切替制御処理を流れ図で表したものである。
Next, referring to FIGS. 11 to 13 in addition to FIGS. 1 to 10, the control operation of the characteristic part of the present invention will be described in detail in comparison with a comparative example. FIG. 11 is a circuit diagram showing the detailed configuration of the conventional
まず、図11に示した比較例に係るバックライト装置では、図6に示した本実施の形態のバックライト装置1とは異なり、光源部10における青色LED1Bの両端間の電圧(各LEDの順方向電圧Vfの和)を検出するためのVf検出部115Bが設けられていない。また、そのような青色LED1Bの両端間の電圧に基づく電源の切替制御もなされていない。そこで、この比較例において、例えば図12に示したように、光源部10を2つの分割部分(部分点灯部)に分けて配置させると共に、これらの分割部分単位で定電流駆動を行う場合について考える。
First, in the backlight device according to the comparative example shown in FIG. 11, unlike the
ここで、一方の分割部分(青色LED1B−1、スイッチング素子112B−1および抵抗器R1−1を含む分割部分)において、青色LED1B−1の両端間の電圧が最も大きくなっている(全てのLEDにおいて、順方向電圧Vfが最大値(Vf_max)となっている)と共に、他方の分割部分(青色LED1B−2、スイッチング素子112B−2および抵抗器R1−2を含む分割部分)において、青色LED1B−2の両端間の電圧が最も小さくなっている(全てのLEDにおいて、順方向電圧Vfが最小値(Vf_min)となっている)場合には、両者に定格電流If101を流そうとすると、各々の分割部分に対し、最も大きいほうの電圧(Vf_max×LEDの個数分の電圧=VCC_LED_max)を印加する必要がある。したがって、他方の分割部分では、青色LED1B−2の両端間の電圧が、(Vf_min×LEDの個数分の電圧=VCC_LED_min)となっていることにより、例えばスイッチング素子112B−2を構成するMOS−FETにおいて、最も大きい電圧VCC_LED_maxとの差分(ΔVCC)に相当する電力損失が発生し、光源部10における電力効率が低下してしまうことになる。また、スイッチング素子112B−2に電力損失が集中すると発熱の原因にもなり、その電力損失が定格値を超えた場合にはスイッチング素子112B−1が破損する原因にもなる。
Here, in one divided portion (the divided portion including the
このようなことを回避するには、個々のLEDの順方向電圧Vfを選別することにより、順方向電圧Vfを揃えるか、もしくは直列に接続する総LEDの順方向電圧Vfの合計値が揃うような対策が必要となる。ところが、そのような選別は手間がかかるため、バックライト装置を製造する際のコストが増大してしまうことになる。 In order to avoid such a situation, the forward voltage Vf of each LED is selected to make the forward voltage Vf uniform, or the total value of the forward voltages Vf of all the LEDs connected in series is made uniform. Measures are required. However, such sorting is time-consuming and increases the cost for manufacturing the backlight device.
そこで、本実施の形態に係るバックライト装置1では、図6に示したようにVf検出部115Bが設けられていると共に、図5および図7に示したように、制御部12内に電源切替制御部123が設けられている。これにより、光源部10における青色LED1Bの両端間の電圧Vf_all(各LEDの順方向電圧Vfの和)が検出されると共に、その検出された各光源の両端間の順方向電圧Vf_all(具体的には、この順方向電圧Vf_allに基づく検出データD6B)に応じて、電源部110における2つの電源(VCC_LED_maxおよびVCC_LED_min)間の切替制御が可能となる。よって、そのような電源の切替制御がなされない比較例と比べ、光源部10内の各LEDに対して適切な電源供給がなされるようになる。
Therefore, in the
具体的には、図6に示したように、まず、電源部110における電源として、最大値であるVCC_LED_maxを選択し、光源部10内の青色LED1Bに対して電源供給を行う。すると、PWMドライバ113内のオペアンプOP1Bを含む定電流回路により、抵抗器R1の両端間の電圧V_Rは、固定値となる。ここで、Vf検出部115Bでは、電源VCC_detが、図中の電圧ΔV_FET_Rより大きくなるように設定されているため、ダイオード115B1がオン状態となる(ダイオード115B1に検出用の電流If2が流れるようになる)。このとき、光源部10における青色LED1Bの両端間の電圧Vf_all(各LEDの順方向電圧Vfの和)は、以下の(1)式により算出される。すなわち、A/D変換部115B2により検出される電圧ΔV_FET_Rに基づく検出データD6Bが電源切替制御部123へ供給されることにより、電源供給部123では、この(1)式により光源部10における青色LED1Bの両端間の電圧Vf_allが算出されることになる。
Vf_all≒VCC_LED_max−ΔV_FET_R ……(1)
Specifically, as shown in FIG. 6, first, VCC_LED_max that is the maximum value is selected as the power supply in the
Vf_all≈VCC_LED_max−ΔV_FET_R (1)
なお、厳密には、(1)式において、ダイオード115B1の順方向電圧V_Dが余分に加算されることになるが、このダイオード115B1としてショットキーバリアダイオードを使用するようにすれば順方向電圧V_D=0.6V程度であるため、青色LED1Bの両端間の電圧Vf_allに比べて無視できる値である。また、検出用の電流If2の値が大きすぎると、抵抗器R1の両端間に発生する電圧が増えてしまうため、Vf_allを検出する際の誤差の要因となる。したがって、前述したように、検出用の電流If2の値が発光電流If1と比べて著しく小さく(例えば、数μA程度)となるように、抵抗器R2の抵抗値はできるだけ大きくなるように設定するのが望ましい。
Strictly speaking, in the equation (1), the forward voltage V_D of the diode 115B1 is excessively added, but if a Schottky barrier diode is used as the diode 115B1, the forward voltage V_D = Since it is about 0.6V, it is a negligible value compared to the voltage Vf_all across the
このような電源の切替制御処理は、より具体的には、以下のようにしてなされる。すなわち、まず、Vf検出部115B内のA/D変換部115B2によって、電圧ΔV_FET_Rを検出・A/D変換することにより検出データD6Bを生成・出力し、制御部12内の電源切替制御部123によって、この検出データD6Bに基づき、青色LED1Bの両端間の電圧Vf_allを算出する(図13のステップS11)。次に、電源切替制御部123は、この分割部分に対し、VCC_LED_maxとVCC_LED_minとのうちのどちらの電源を接続するのかを決定する(ステップS12)。具体的には、青色LED1Bの両端間の電圧Vf_allが大きくなるのに従って、より大きな電源電圧からなる電源に切り替わるようにする。すなわち、この場合には、青色LED1Bの両端間の電圧Vf_allが所定の閾値(例えば、最も小さい電圧であるVCC_LED_min)よりも大きい場合には電源VCC_LED_maxを接続する一方、VCC_LED_minである場合には電源VCC_LED_minを接続するようにする。次に、電源切替制御部123は、選択信号SELの論理を決定することにより、電源部110における2つの電源(VCC_LED_maxおよびVCC_LED_min)間の切替制御を行う(ステップS13)。具体的には、図7から分かるように、電源VCC_LED_minを接続する場合には、選択信号SEL=「L(ロー)」とする一方、源VCC_LED_maxを接続する場合には、選択信号SEL=「H(ハイ)」とする。そしてこのようなステップS11〜S13の処理を分割数だけ繰り返すことにより(ステップS14)、全体の処理が終了となる。
More specifically, such power supply switching control processing is performed as follows. That is, first, the detection data D6B is generated and output by detecting and A / D converting the voltage ΔV_FET_R by the A / D conversion unit 115B2 in the
以上のように本実施の形態では、光源部10内のLED1R,1G,1Bの各分割部分において、LEDの両端間の順方向電圧Vf_allをそれぞれ検出すると共に、その検出された順方向電圧Vf_allに応じて2つの電源(VCC_LED_maxおよびVCC_LED_min)間の切替制御を行うようにしたので、光源部10内の各分割部分に対して適切な電源供給をすることができ、LEDにおける電力損失を低減することが可能となる。また、このような電源の切替を自動的に行うようにしたので、従来のように個別にLEDの選別を行う場合と比べ、LEDの順方向電圧の調整が容易となる。よって、光源部10における電力効率の向上を低コストで実現することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the forward voltage Vf_all between both ends of the LED is detected in each divided portion of the
また、直列に接続されている個々のLEDの順方向電圧の差が累積することで発生するLEDにおける電力損失を低減することが可能であるため、例えばスイッチング素子112R,112G,112Bなどでの発熱も抑えることが可能となる。
Moreover, since it is possible to reduce the power loss in the LED that occurs due to the accumulation of the forward voltage differences of the individual LEDs connected in series, heat generation in the switching
また、安価な部品(例えば、本実施の形態で説明したようなトランジスタ)を用いて電源の切替制御を行うことが可能であるため、リレーなどの部品を用いた場合と比べ、製造コストを低減することが可能となる。 In addition, since it is possible to perform power source switching control using inexpensive parts (for example, the transistor described in this embodiment), the manufacturing cost is reduced as compared with the case where parts such as a relay are used. It becomes possible to do.
また、ソフトウェアにより自動的に切替制御を行っているため、経年劣化によりLEDの効率が変化した場合でも、動的に電源の変更をすることが可能となり、直列に接続されている個々のLEDの順方向電圧の差が累積することで発生する電力損失の低減を常時行うことが可能となる。 In addition, since the switching control is automatically performed by software, even when the efficiency of the LED changes due to aging deterioration, it is possible to dynamically change the power supply, and the individual LEDs connected in series can be changed. It becomes possible to always reduce the power loss caused by the accumulation of the forward voltage differences.
さらに、このようなバックライト装置1を液晶表示装置3のバックライト(液晶用光源装置)として用いるようにしたので、液晶表示装置3全体としても、電力効率の向上を低コストで実現することが可能となる。
Furthermore, since such a
(変形例)
図14は、本発明の変形例に係る電源部110A、光源部10、PWMドライバ13、抵抗器部114B、Vf検出部115Bおよび電源切替制御部123Aの詳細構成を回路図およびブロック図で表したものである。本変形例では、上記実施の形態における電源部110および電源切替制御部123の代わりに、電源部110Aおよび電源切替制御部123Aを設けるようにしたものである。なお、上記実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
(Modification)
FIG. 14 is a circuit diagram and a block diagram showing detailed configurations of the power supply unit 110A, the
電源切替制御部123Aは、Vf検出部115R,115G,115Bから供給される検出データD6(赤色検出データD6R、緑色検出データD6Gおよび青色検出データD6B;光源部10における各LED1R,1G,1Bの両端間の順方向電圧Vf_allの検出データ)に応じて、電源部110における4つの電源(後述する電源VCC_LED_Low1,VCC_LED_Low2、VCC_LED_Hi1,VCC_LED_Hi2)間の切替制御を行うための選択信号SEL1〜SEL4を生成・出力するものである。具体的には、例えば図15に示したようにして、選択信号SEL1〜SEL4を生成・出力するようになっている。
The power supply
電源部110Aは、青色LED1Bに関するものとして、互いに異なる4つの電源である電源VCC_LED_Low1,VCC_LED_Low2、VCC_LED_Hi,VCC_LED_Hi2(電圧値は、VCC_LED_Low2<VCC_LED_Low1<VCC_LED_Hi2<VCC_LED_Hi1となるように設定されている)と、抵抗器RH11〜RH13,RH21〜RH23,RL11〜RL13,RL21〜RL23と、ダイオードDiH1,DiH2,DiL1,DiL2と、バイポーラトランジスタTpH1〜TpH2,TpL1〜TpL2,TnH1〜TnH2,TnL1〜TnL2とを有している。
As for the
このような構成により電源部110Aでは、電源切替制御部123Aから供給される選択信号SEL1〜SEL4に応じて、互いに異なる4つの電源である電源VCC_LED_Low1,VCC_LED_Low2、VCC_LED_Hi,VCC_LED_Hi2のうちの1つの電源が選択されるように切替制御がなされ、選択された電源からLED1Bに対して電力供給がなされるようになっている。
With this configuration, in the power supply unit 110A, one of the four power supplies VCC_LED_Low1, VCC_LED_Low2, VCC_LED_Hi, and VCC_LED_Hi2 that are different from each other is selected according to the selection signals SEL1 to SEL4 supplied from the power supply
このようにして本変形例では、上記実施の形態と同様の作用により同様の効果を得ることが可能となると共に、互いに異なる4つの電源である電源間での切替制御を行っているため、上記実施の形態と比べ、より電力損失を低減してより電力効率を向上させることが可能となる。 In this way, in this modified example, it is possible to obtain the same effect by the same operation as in the above embodiment, and the switching control between the power sources that are four different power sources is performed. Compared with the embodiment, it is possible to further reduce power loss and improve power efficiency.
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。 While the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made.
例えば、上記実施の形態では、1つの検出領域40内に4つの部分点灯部4が設けられている場合について説明したが、部分点灯部4の数についてはこれに限られない。また、上記実施の形態では、全体点灯期間Δt4において4つの部分点灯部4が全て点灯すると共に部分点灯期間Δt1において1つの部分点灯部1のみが点灯する場合について説明したが、全体点灯期間において点灯する部分点灯部4の数が部分点灯期間において点灯する部分点灯部4の数よりも多ければよく、この場合には限られない。
For example, in the above embodiment, the case where four
また、上記実施の形態では、各LEDの点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより、光源部の輝度および色温度を制御する場合について説明したが、例えば、各LEDの点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより、光源部の輝度および色温度のうちの少なくとも一方を制御するようにしてもよい。 In the above embodiment, the case where the luminance and color temperature of the light source unit are controlled by changing at least one of the lighting period and the emission intensity of each LED has been described. You may make it control at least one of the brightness | luminance and color temperature of a light source part by changing at least one of a period and luminescence intensity, respectively.
また、上記実施の形態では、1つの照明光センサ13からの受光データを用いてバックライト駆動部11の制御を行っているが、例えば光源部10に対して互いに異なる位置等に複数の照明光センサを設け、それら複数の照明光センサからの受光データの平均値などを取ってバックライト駆動部11の制御を行うようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施の形態では、光源部10が、互いに独立して制御可能な複数の部分点灯部4により構成されると共に、この部分点灯部4単位で、光源部10の輝度および色温度、ならびに電源部110における電源の切替制御を行うようにした場合(バックライト装置の部分駆動の場合)について説明したが、本発明はこのような部分駆動の場合には限られず、光源部全体を一括して駆動・制御する場合にも適用することが可能である。
Moreover, in the said embodiment, while the
また、上記実施の形態では、赤色LED1R、緑色LED1Gおよび青色LED1Bが、それぞれ別個のパッケージ内に収容されている場合について説明したが、例えば、1つのパッケージ内にこれら複数色のLEDが収容されているようにしてもよい。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where red LED1R, green LED1G, and blue LED1B were each accommodated in the separate package, for example, these several color LED is accommodated in one package. You may make it.
また、上記実施の形態では、光源部10が赤色LED1R、緑色LED1Gおよび青色LED1Bから構成されている場合で説明したが、これらに加えて(またはこれらに代えて)、他の色光を発するLEDを含んで構成するようにしてもよい。4色以上の色光によって構成した場合、色再現範囲を拡大し、より多彩な色を表現することが可能となる。
Moreover, in the said embodiment, although the case where the
また、上記実施の形態では、液晶表示装置3がバックライト装置1を含む透過型の液晶表示装置である場合について説明したが、本発明の光源装置によってフロントライト装置を構成し、反射型の液晶表示装置としてもよい。
In the above embodiment, the case where the liquid crystal display device 3 is a transmissive liquid crystal display device including the
また、上記実施の形態では、表示部の一例として液晶表示パネルを挙げて説明したが、表示部として、液晶表示パネル以外の他のものを用いるようにしてもよい。 In the above embodiment, the liquid crystal display panel is described as an example of the display unit. However, a display unit other than the liquid crystal display panel may be used.
さらに、本発明の光源装置は液晶表示装置用の光源装置だけでなく、例えば照明機器等、他の光源装置にも適用することが可能である。 Furthermore, the light source device of the present invention can be applied not only to a light source device for a liquid crystal display device but also to other light source devices such as lighting equipment.
1…バックライト装置、1R…赤色LED、1G…緑色LED、1B…青色LED、10…光源部、11…バックライト駆動部、110,110A…電源部、111R,111G,111B…定電流ドライバ、112R,112G,112B…スイッチング素子、113…PWMドライバ、114R,114G,114B…抵抗器部、115R,115G,115B…Vf検出部、115B1…ダイオード、115B2…A/D変換部、12…バックライト制御部、121…光量制御部、122…光量バランス制御部、123,123A…電源切替制御部、13…照明光センサ、13R…赤色光センサ、13G…緑色光センサ、13B…青色光センサ、14…I/V変換部、15…A/D変換部、2…液晶表示パネル、20…液晶層、210,220…偏光板、211…TFT基板、212…画素電極、221…対向電極基板、3…液晶表示装置、4,4A,4B,4C,4D…単位ユニット(部分点灯部)、40…検出領域、41,42…単位セル、51…Xドライバ、52…Yドライバ、60…RGBプロセス処理部、61…タイミング制御部、62…映像メモリ、Lout…照明光、Dout…表示光、Ls…外光(環境光)、CFR,CFG,CFB…カラーフィルタ、D0,D3,D4,D5…制御データ(制御信号)、D6…検出データ、SEL,SEL1〜SEL4…選択信号、D1…受光データ、IR,IG,IB,If1,If2…電流、Vcom…共通(コモン)電位、V1(V_R),V2,V_FET,Vf_all,V_D,ΔV_FET_R,Vf_max,Vf_min…電圧、VCC_LED,VCC_LED_max,VCC_LED_min,,VCC_LED_Low1,VCC_LED_Low2,VCC_LED_Hi1,VCC_LED_Hi2,VCC_LOGIC,VCC_det…電源、ΔVCC…電位差、OP1B…オペアンプ、SW1B,SW2B…スイッチング素子、R01,R02,R1,R11,R12,R13,R2,R21,R22,R23,RL11,RL12,RL13,RL21,RL22,RL23,RH11,RH12,RH13,RH21,RH22,RH23…抵抗器、Di1,Di2,DiL1,DiL2,DiH1,DiH2…ダイオード、Tp1,Tp2,TpL1,TpL2,TpH1,TpH2,Tn0,Tn1,Tn2,TnL1,TnL2,TnH1,TnH2…トランジスタ、t1〜t3,t21〜t25…タイミング、Pa…表示映像、Pb…部分点灯領域、SG…サンプリングゲート信号、ΔT…パルス幅、ΔIR,ΔIG,ΔIB…電流値(パルスの高さ)。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
互いに異なる複数の電源を有すると共に、これらの電源によって各光源に対してそれぞれ電力供給を行う電源部と、
各光源の両端間の順方向電圧をそれぞれ検出する順方向電圧検出部と、
各光源の点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより、前記光源部の制御を行う光源制御手段と、
前記順方向電圧検出部により検出された各光源の両端間の順方向電圧に応じて、前記電源部における複数の電源間の切替制御を行う切替制御手段と
を含むことを特徴とする光源システム。 A light source unit having a plurality of light sources configured to include a light emitting diode;
A power supply unit having a plurality of different power supplies and supplying power to each light source by these power supplies,
A forward voltage detector for detecting the forward voltage between both ends of each light source;
Light source control means for controlling the light source unit by changing at least one of the lighting period and emission intensity of each light source;
And a switching control means for performing switching control between a plurality of power sources in the power source in accordance with a forward voltage between both ends of each light source detected by the forward voltage detector.
ことを特徴とする請求項1に記載の光源システム。 2. The light source system according to claim 1, wherein the switching control unit performs switching control so that a power source having a larger power source voltage is switched as a forward voltage between both ends of each light source increases.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光源システム。 Each light source is comprised including the some light emitting diode connected in series by the mutually same direction. The light source system of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の光源システム。 When detecting the forward voltage, the forward voltage detector is set so that the value of the current flowing in the forward voltage detector is significantly smaller than the value of the light emission current flowing in each light source. The light source system according to claim 1, wherein the light source system is a light source system.
前記光源制御手段および前記切替制御手段は、前記部分点灯部単位で、前記光源部の制御、および前記電源部における複数の電源間の切替制御を行う
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の光源システム。 The light source unit is composed of a plurality of partial lighting units that can be controlled independently of each other,
The light source control unit and the switching control unit perform control of the light source unit and switching control between a plurality of power sources in the power source unit in units of the partial lighting units. The light source system according to any one of the above.
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の光源システム。 The light source control means controls at least one of luminance and color temperature of the light source unit by changing at least one of a lighting period and light emission intensity of each light source. The light source system according to claim 5.
ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の光源システム。 The light source system according to any one of claims 1 to 6, further comprising a display unit configured to modulate light emitted from the light source system based on a video signal.
各光源の点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより、前記光源部の制御を行う光源制御手段と、
前記順方向電圧検出部により検出された各光源の両端間の順方向電圧に応じて、前記電源部における複数の電源間の切替制御を行う切替制御手段と
を備えたことを特徴とする光源制御装置。 A light source unit having a plurality of light sources configured to include light emitting diodes, a power source unit having a plurality of different power sources and supplying power to each light source by these power sources, and the order between both ends of each light source A light source control device applied to a light source device including a forward voltage detection unit that detects a directional voltage,
A light source control means for controlling the light source unit by changing at least one of the lighting period and emission intensity of each light source;
A light source control, comprising: a switching control unit that performs switching control between a plurality of power sources in the power source unit according to a forward voltage between both ends of each light source detected by the forward voltage detecting unit. apparatus.
互いに異なる複数の電源を有すると共に、これらの電源によって各光源に対してそれぞれ電力供給を行う電源部と、
各光源の両端間の順方向電圧をそれぞれ検出する順方向電圧検出部と、
各光源の点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより、前記光源部の制御を行う光源制御手段と、
前記順方向電圧検出部により検出された各光源の両端間の順方向電圧に応じて、前記電源部における複数の電源間の切替制御を行う切替制御手段と
を備えたことを特徴とする光源装置。 A light source unit having a plurality of light sources configured to include a light emitting diode;
A power supply unit having a plurality of different power supplies and supplying power to each light source by these power supplies,
A forward voltage detector for detecting the forward voltage between both ends of each light source;
A light source control means for controlling the light source unit by changing at least one of the lighting period and emission intensity of each light source;
A light source apparatus comprising: a switching control unit configured to perform switching control between a plurality of power sources in the power source unit according to a forward voltage between both ends of each light source detected by the forward voltage detecting unit. .
発光ダイオードを含んで構成された光源部内の複数の光源に対し、互いに異なる複数の電源によってそれぞれ電力供給を行うと共に、各光源の点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより、前記光源部の制御を行い、
各光源の両端間の順方向電圧をそれぞれ検出し、
検出された各光源の両端間の順方向電圧に応じて、前記複数の電源間の切替制御を行う
ことを特徴とする画像表示方法。 An image display method for displaying an image by modulating light emitted from a light source device in a display unit based on a video signal,
For each of a plurality of light sources in a light source section configured to include a light emitting diode, power is supplied by a plurality of different power sources, and at least one of a lighting period and a light emission intensity of each light source is changed. Control the light source,
Detect the forward voltage across each light source,
Switching control between the plurality of power sources is performed according to a forward voltage between both ends of each detected light source.
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WO2011052256A1 (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-05 | シャープ株式会社 | Light source apparatus and display apparatus |
JP2014220200A (en) * | 2013-05-10 | 2014-11-20 | キヤノン株式会社 | Illuminating device and control method thereof |
CN113170556A (en) * | 2018-12-19 | 2021-07-23 | Zkw集团有限责任公司 | Headlight for a motor vehicle |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011052256A1 (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-05 | シャープ株式会社 | Light source apparatus and display apparatus |
JP5301679B2 (en) * | 2009-10-30 | 2013-09-25 | シャープ株式会社 | Light source device and display device |
JP2014220200A (en) * | 2013-05-10 | 2014-11-20 | キヤノン株式会社 | Illuminating device and control method thereof |
CN113170556A (en) * | 2018-12-19 | 2021-07-23 | Zkw集团有限责任公司 | Headlight for a motor vehicle |
CN113170556B (en) * | 2018-12-19 | 2023-09-19 | Zkw集团有限责任公司 | Headlight for a motor vehicle |
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