JP2011138673A - Backlighting device and image display apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の発光領域を点灯制御するバックライト装置および当該バックライト装置を用いた画像表示装置に関する。 The present invention relates to a backlight device that controls lighting of a plurality of light emitting areas, and an image display device using the backlight device.
液晶表示装置に代表される非自発光型の画像表示装置は、背面にバックライト装置(単に、バックライトとも言う)を備えている。これらの画像表示装置は、画像信号に応じてバックライトから照射される光の反射量や透過量を調整する液晶パネル等の光変調部を介して画像を表示する。ここで、液晶パネル等を用いた画像表示装置においては、ホールド型駆動(1フレーム期間画像表示を保持する駆動)に依存する「動画ボケ」、「尾引き」と言われる課題がある。これを改善するために、特許文献1、特許文献2では、液晶の走査に合わせてバックライトを消灯し、液晶の応答に合わせてバックライトを点灯させる駆動方法(以下、単にバックライトスキャンと表現する)が開示されている。
A non-self-luminous image display device typified by a liquid crystal display device includes a backlight device (also simply referred to as a backlight) on the back surface. These image display devices display an image via a light modulation unit such as a liquid crystal panel that adjusts the amount of reflection and transmission of light emitted from a backlight according to an image signal. Here, in an image display device using a liquid crystal panel or the like, there are problems called “moving image blur” and “tailing” depending on hold-type driving (driving for holding image display for one frame period). In order to improve this,
図14は上記文献によるバックライトの構成例を示したもので、垂直方向に4分割された発光領域2a〜2dを有している。また、インバータ3a〜3dはそれぞれの発光領域にある光源(図示せず)を駆動するインバータであり、電源電圧から光源を駆動する電圧に変換する。インバータ3a〜3dには個別に調光を行うためのPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)入力端子が設けられており、図15に示すタイミングでPWM信号が入力される。
FIG. 14 shows a configuration example of a backlight according to the above-mentioned document, and has
このように、画像走査に合わせてバックライトを消灯/点灯させるバックライトスキャン駆動により、CRT(Cathode Ray Tube)に代表されるインパルス駆動型の形態に近づくことができる。また、バックライトスキャン駆動により、液晶等の応答過程の画像を隠すことができ、「動画ボケ」や「尾引き」という課題を改善することができる。 As described above, by the backlight scan driving in which the backlight is turned off / on in accordance with the image scanning, an impulse driving type represented by CRT (Cathode Ray Tube) can be approached. In addition, the backlight scanning drive can hide the image of the response process such as liquid crystal, and the problem of “moving image blur” and “tailing” can be improved.
一方、近年、光源としてLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)の高効率化、低コスト化が進み、CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp:冷陰極管)に代わり、照明光源としてLEDが採用されるようになってきた。画像表示装置のバックライトにも採用され始めている。LEDを用いてバックライトを構成する場合、ダイナミックレンジの拡大などを目的に、バックライトの照明部を複数の分割領域に分け、領域毎に輝度を制御する構成が用いられている(例えば、特許文献3参照)。 On the other hand, in recent years, LEDs (Light Emitting Diodes) as light sources have become highly efficient and cost-effective, and LEDs have been adopted as illumination light sources instead of CCFLs (Cold Cathode Fluorescent Lamps). It has become. It has also begun to be used in backlights for image display devices. When a backlight is configured using LEDs, a configuration is used in which the backlight illumination unit is divided into a plurality of divided regions and the luminance is controlled for each region for the purpose of, for example, expanding the dynamic range (for example, patents). Reference 3).
図16は、上記の従来技術を元にして、4行4列の発光領域を有する発光部4にバックライトスキャン駆動を行う場合の構成例である。図16において、駆動回路51は、発光部4の列a行1〜列d行1の発光領域を駆動する。同様に駆動回路52は、列a行2〜列d行2の発光領域を駆動し、駆動回路53は列a行3〜列d行3の発光領域を駆動し、駆動回路54は列a行4〜列d行4の発光領域を駆動する。駆動回路51〜54はそれぞれ、各発光領域の発光量を制御するための4つのPWM入力端子を持つ。駆動回路51〜54は、バックライトスキャン駆動を行うため垂直方向に順次、発光と消灯を繰り返すが、各々の駆動回路においては、4つの発光領域を同時に発光・消灯することになる。
FIG. 16 is a configuration example in the case where backlight scanning driving is performed on the
図17は、駆動回路51の駆動する発光領域でのLED41の電流波形を示している。図17では全ての発光領域で100%の輝度調光(デューティ50を最大輝度とする)がなされている。このように、駆動回路が駆動する発光領域の全てが同じタイミングでON/OFFすることになる。各発光領域を100%以外の調光を行ったとしても、同じ期間内で全ての発光領域のON/OFFが行われることに変わりはない。
FIG. 17 shows the current waveform of the
つまり、バックライトスキャン駆動を図16のような構成で実現すれば、駆動回路が有する電源回路に対し、バックライトのON/OFF制御による急激な負荷変動が発生することとなる。これに耐えうるようにするためには、大容量のL(インダクタ)、C(キャパシタ)部品を用いなければならず電源コストが増大する。さらに部品サイズも大きくなり装置の薄型化などにも弊害となる。特に、多くの発光領域の駆動を1つの電源回路で行う場合は、それだけ負荷変動が大きくなってしまう。 That is, if the backlight scan drive is realized with the configuration as shown in FIG. 16, a sudden load fluctuation occurs due to the ON / OFF control of the backlight in the power supply circuit included in the drive circuit. In order to withstand this, large-capacity L (inductor) and C (capacitor) components must be used, and the power supply cost increases. In addition, the size of the parts is increased, which is detrimental to thinner devices. In particular, when a large number of light emitting regions are driven by a single power supply circuit, the load fluctuation increases accordingly.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、バックライトスキャン駆動する場合において、負荷変動を抑制するバックライト装置、および画像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a backlight device and an image display device that suppress load fluctuations when performing backlight scan driving.
本発明のバックライト装置は、少なくとも垂直方向に分割された複数の発光領域毎に発光手段を有し、画像の走査に応じて非発光状態となる前記発光手段を前記垂直方向に変化させる発光部と、各々が複数の前記発光手段を駆動する少なくとも1つ以上の駆動手段を有する駆動部と、を備え、前記駆動手段は、各々が駆動する複数の前記発光手段に対して駆動に必要な共通電圧を印加する電圧印加手段を有し、垂直方向位置の異なる前記発光領域の前記発光手段を駆動する。 The backlight device of the present invention has a light emitting unit for each of a plurality of light emitting regions divided at least in the vertical direction, and the light emitting unit that changes the light emitting unit in a non-light emitting state in the vertical direction according to image scanning. And a drive unit having at least one drive unit that drives each of the plurality of light-emitting units, and the drive unit is common to the plurality of light-emitting units that are each driven. Voltage applying means for applying a voltage is provided, and the light emitting means in the light emitting areas having different vertical positions are driven.
また、本発明の画像表示装置は、上述のバックライト装置と、複数の発光領域に対応する複数の画像表示領域を有し、背面から照射される光を画像信号に応じて画像表示領域毎に変調することにより画像を表示する光変調部と、を備えた構成を採る。 The image display device of the present invention has the above-described backlight device and a plurality of image display regions corresponding to the plurality of light emitting regions, and the light emitted from the back surface is provided for each image display region according to the image signal. And a light modulation unit that displays an image by modulation.
本発明によれば、バックライトスキャン駆動する場合において、負荷変動を抑制するバックライト装置、および画像表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a backlight device and an image display device that suppress load fluctuations when performing backlight scan driving.
(実施の形態1)
以下、本発明を画像表示装置の一例である液晶表示装置に適用した実施の形態1について、図面を参照して説明する。
(Embodiment 1)
A first embodiment in which the present invention is applied to a liquid crystal display device which is an example of an image display device will be described below with reference to the drawings.
図1は、液晶表示装置10の全体構成を示す構成図である。液晶表示装置10は、液晶パネル100と、発光部200と、LEDドライバ300と、輝度決定部400と、画像信号補正部500とを有している。以下、発光部200とLEDドライバ300と、輝度決定部400とを合わせてバックライト装置と呼ぶ。各部の構成について、以下に詳細に説明する。
FIG. 1 is a configuration diagram showing the overall configuration of the liquid
液晶パネル100は、背面から照射される照明光を画像信号に応じて変調して画像を表示する。液晶パネル100は、図中に破線で示したように4行4列からなる合計16個の画像表示領域を有している。それぞれの画像表示領域は、複数の画素を有している。
The
液晶パネル100は、ガラス基板に画素ごとに分割された液晶層を挟み込んだ構成をしている。液晶パネル100は、ゲートドライバ(図示せず)やソースドライバ(図示せず)などによって、各画素に対応する液晶層に信号電圧が与えられて、画素ごとに開口率が制御される。液晶パネル100は、IPS(In Plane Switching)方式を用いている。IPS方式は、液晶分子がガラス基板と平行に回転するというシンプルな動きをする方式である。これにより、IPS方式を採用した液晶パネルは、広視野角で、見る方向による色調変化や全階調での色調変化が少ないといった特徴を有する。
The
なお、液晶パネル100は、光変調部の一例である。液晶パネルの方式として、VA(Vertical Alignment)方式などの他の方式を用いても良い。
The
発光部200は、液晶パネル100に対して画像を表示させるための照明光を背面から照射する。発光部200は、4行4列からなる合計16個の発光領域を有している。それぞれの発光領域は、液晶パネル100の画像表示領域と対向して設けられており、対向する画像表示領域を照射する。それぞれの発光領域は、光源として4つのLED210を有している。LED210は、発光手段の一例である。
The
発光部200は、バックライトスキャン駆動される。すなわち、発光部200は、液晶パネル100へ表示する画像の走査に応じて、非発光状態となる発光領域を垂直方向に変化させるように、LED210を発光または消灯する。
The
駆動部の一例であるLEDドライバ300は、発光部200のLED210を駆動する。LEDドライバ300としては、特許文献4にあるように、定電流回路で構成し、複数の発光領域毎にDC/DCコンバータを持ち、接続されている発光領域のLED列のうち、最も低い電圧を検出して、LEDに供給する電圧を制御する方法がある。あるいは、特許文献5に示されているように、発光領域毎にDC/DCコンバータを持ち、LED列に流れる電流を検出してLEDに供給する電圧を制御する方法がある。前者の方法は、複数の発光領域単位で1つのDC/DCコンバータを共有できるため、後者の方法に比べて、低コストとなる。しかし、前者の方法は、各LED列の順方向電圧のばらつきに対するロスを吸収できないため後者の方法に比べて効率面で不利になる。一方で、後者の方法は、個々の発光領域でDC/DCコンバータを必要とするため、高コストとなる。しかし、後者の方法は、各LED列の順方向電圧のばらつきを吸収できるので、電力効率の面で有利となる。通常、発光領域数が多くなれば前者の方がコスト面の優位性が大きくなる。また前者の方法は、構成上、わずかな回路増で複数の駆動回路を同一IC内に内蔵でき、さらに、同一IC内に内蔵することによって、LEDを駆動する電流ばらつきの面でも有利になる。そのため、前者の方法は、複数の駆動回路を同一チップに集積させるのが一般的である。
An
輝度決定部400は、液晶パネル100が有する複数の画像表示領域毎の入力画像信号に基づいて、発光部200が有する複数の発光領域毎の発光輝度値を決定する。すなわち、輝度決定部400は、液晶パネル100の画像表示領域毎の入力画像信号を入力し、LEDドライバ300に対して、発光領域毎の発光輝度値を出力する。
The
画像信号補正部500は、輝度決定部400の決定した発光輝度値に基づいて、液晶パネル100へ入力する画像信号を補正する。発光領域毎の輝度制御を行った場合、元々の画像信号が同じである画像表示領域であっても、対応する発光領域の発光輝度値が低く決定された場合と高く決定された場合とで、表示される画像の輝度が異なることになる。よって、表示される画像が不自然な見え方をする場合がある。これを低減するため、画像信号補正部500は、発光領域毎の発光輝度値に連動して、表示される画像の画像信号を補正するものである。具体的には、画像信号補正部500は、発光輝度値の変更具合に応じて、液晶パネル100に表示する画像のコントラストゲインを変更する。これにより、画像信号補正部500は、上述の発光領域毎の輝度制御に伴う弊害を是正する。
The image
図2は、LEDドライバ300と発光部200の構成をより詳細に示す図である。ここで、それぞれの発光領域を、符号を用いて説明する際、行番号1〜4、列番号a〜dを用いて、a1、a2、a3、・・・、d3、d4と示す。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the
LEDドライバ300は、各々が複数の発光領域に属するLEDを駆動する4個の駆動回路310〜340を有している。図3は、駆動回路310の構成を示す図である。駆動回路310は、入力DC電源を各発光領域のLED210を駆動する電圧に変換するDC/DCコンバータ311と、駆動電流を供給する定電流ソース部312から構成される。定電流ソース部312は、発光領域a1〜a4に対応する定電流ソース312−a1〜312−a4を有している。DC/DCコンバータは、駆動回路の各々が駆動する複数の発光領域に属するLEDに対して、駆動に必要な共通電圧を印加する電圧印加手段の一例である。図示しないが、同様にして駆動回路320は、DC/DCコンバータ部321と定電流ソース部322とから構成され、駆動回路330は、DC/DCコンバータ部331と、定電流ソース部332とから構成され、駆動回路340は、DC/DCコンバータ部341と、定電流ソース部342から構成される。
The
また、駆動回路310は、画像信号に応じて輝度決定部400が決定した発光領域a1〜a4の発光輝度値をPWM信号a1〜a4として入力する。駆動回路310は、入力したPWM信号a1〜a4に基づいて発光領域a1〜a4を駆動する。同様にして駆動回路320は、画像信号に応じて輝度決定部400が決定した発光領域b1〜b4の発光輝度値をPWM信号b1〜b4として入力し、入力したPWM信号b1〜b4に基づいて発光領域b1〜b4を駆動する。また、駆動回路330は、画像信号に応じて輝度決定部400が決定した発光領域c1〜c4の発光輝度値をPWM信号c1〜c4として入力し、入力したPWM信号c1〜c4に基づいて発光領域c1〜c4を駆動する。また、駆動回路340は、画像信号に応じて輝度決定部400が決定した発光領域d1〜d4の発光輝度値をPWM信号d1〜d4として入力し、入力したPWM信号d1〜d4に基づいて発光領域d1〜d4を駆動する。すなわち、各々の駆動回路は、発光部における垂直方向位置の異なる発光領域のLEDを駆動する。特に、本実施の形態では、各々の駆動回路は、発光部における同一列に属する発光領域のLEDを駆動する。
Further, the
上記のように構成されたバックライト装置において、バックライトスキャン駆動を行ったときの、100%調光時の発光領域a1〜a4のLED電流波形図を図4に示す。つまり、図4は、駆動回路310の駆動する発光領域でのLED電流波形を示している。図4には示していないが、PWM信号a1〜a4は、発光領域a1〜a4のLED電流波形と同様の波形である。また図4の例では、駆動デューティ50%のときにバックライトとしては最大輝度となるように調整されており、デューティ0〜50%の範囲で輝度調光を行う。図4(1)は、発光領域a1のLED電流波形を、図4(2)は、発光領域a2のLED電流波形を、図4(3)は、発光領域a3のLED電流波形を、図4(4)は、発光領域a4のLED電流波形を、それぞれ示している。また、図4(5)は、調光100%(駆動デューティ50%)のときのDC/DCコンバータ311の負荷電流を示している。
FIG. 4 shows LED current waveform diagrams of the light emitting areas a1 to a4 at the time of 100% dimming when backlight scanning driving is performed in the backlight device configured as described above. That is, FIG. 4 shows the LED current waveform in the light emitting region driven by the
図4より、バックライトスキャン駆動によるLED電流のON/OFFを行っても、発光部200における垂直方向位置の異なる発光領域を各々の駆動回路が駆動するため、DC/DCコンバータ311の負荷電流は一定となる。すなわち、DC/DCコンバータにとって急激な負荷変動がなく安定した電圧を供給でき、かつ、輻射ノイズの面においても有利となる。
As shown in FIG. 4, even when the LED current is turned on / off by the backlight scan driving, each driving circuit drives the light emitting regions having different vertical positions in the
図5は駆動デューティが75%のときにバックライトの輝度を100%とする場合の例を示したものである。この場合であっても、図4の場合と同様に負荷電流は一定となる。 FIG. 5 shows an example in which the backlight luminance is set to 100% when the drive duty is 75%. Even in this case, the load current is constant as in the case of FIG.
図6は、図4と同様に、駆動デューティ50%のときにバックライトとしては最大輝度となるように調整されている場合であって、発光領域a1、a2、a3、a4の輝度調光が同一でない場合を示している。具体的には、発光領域a1は100%の調光(駆動デューティは1.0×50%=50%)、発光領域a2は75%の調光(駆動デューティは0.75×50%=37.5%)、発光領域a3は50%の調光(駆動デューティは0.5×50%=25%)、発光領域a4は25%の調光(駆動デューティは0.25×50%=12.5%)で発光させた場合の波形図である。この場合、DC/DCコンバータ311の負荷電流は図6(5)に示すように一定にはならない。しかし、発光領域a1〜a4の全ての発光領域の電流が同時にONあるいは同時にOFFすることもないため、電流変動の振幅は小さく抑えられる。また、電流変動の周波数も高いため、大きなL、Cの部品がなくても平滑化は可能である。
As in FIG. 4, FIG. 6 shows a case where the backlight is adjusted to have the maximum brightness when the driving duty is 50%, and the brightness dimming of the light emitting areas a1, a2, a3, and a4 is adjusted. The case where it is not the same is shown. Specifically, the light emitting area a1 is 100% dimming (drive duty is 1.0 × 50% = 50%), and the light emitting area a2 is 75% dimming (drive duty is 0.75 × 50% = 37). 0.5%), the light emitting area a3 is 50% dimming (drive duty is 0.5 × 50% = 25%), and the light emitting area a4 is 25% dimming (drive duty is 0.25 × 50% = 12). 5%) is a waveform diagram when light is emitted. In this case, the load current of the DC /
このように、本実施の形態において、図1に示すように発光領域の各行ではなく各列で1つのDC/DCコンバータを持って駆動するようにした。このことによって、それぞれのDC/DCコンバータの負荷が大きく変動することがない。結果として、大容量のLやCを必要とすることがなく、部品コストの低減が可能になり、かつ部品サイズも小さくなるため、薄型化に大きく寄与する。また、電流変動に伴う輻射ノイズの低減を図ることができる。 As described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, each column of the light emitting region is driven with one DC / DC converter instead of each row. Thus, the load of each DC / DC converter does not fluctuate greatly. As a result, large-capacity L and C are not required, component costs can be reduced, and the component size can be reduced, which greatly contributes to a reduction in thickness. Further, it is possible to reduce radiation noise accompanying current fluctuation.
また、図1では、全ての発光領域について独立に輝度制御可能な構成としたが、行単位で輝度制御可能な構成であってもよい。行単位で輝度制御する場合、発光領域a1、b1、c1、d1は同一輝度でよく、同様に発光領域a2、b2、c2、d2は同一輝度でよく、同様に発光領域a3、b3、c3、d3は同一輝度でよく、同様に発光領域a4、b4、c4、d4は同一輝度でよい。この場合は図7に示すように、駆動回路310〜340のそれぞれの入力端子に、4つの行に相当する、4つのスキャン位相のPWM信号を分岐させて与えるようにすればよい。この場合でも、負荷変動を抑制する効果、部品サイズを小さくできる効果は変わらない。
In FIG. 1, the luminance control can be performed independently for all the light emitting regions. However, the luminance control may be performed in units of rows. When the luminance control is performed in units of rows, the light emitting areas a1, b1, c1, and d1 may have the same luminance, and the light emitting areas a2, b2, c2, and d2 may have the same luminance. Similarly, the light emitting areas a3, b3, c3, d3 may have the same luminance, and similarly, the light emitting areas a4, b4, c4, and d4 may have the same luminance. In this case, as shown in FIG. 7, PWM signals having four scan phases corresponding to four rows may be branched and given to the respective input terminals of the
なお、本実施の形態においては、発光領域を4行4列の16個としたがこれに限られない。さらに発光領域の数を増やしてもよいし、減らしてもよい。一般的に、発光領域の水平方向の数をN、垂直方向の数をMとすると、LEDドライバが、N個の駆動回路を有し、駆動回路の各々は、垂直方向位置の異なるM個の発光領域のLEDを駆動すれば本実施の形態と同様の効果を得ることができる。ここで、Mは2以上の整数、Nは1以上の整数である。本実施の形態は、M=4、N=4の一例である。 In the present embodiment, the number of light emitting areas is 16 in 4 rows and 4 columns, but the present invention is not limited to this. Further, the number of light emitting regions may be increased or decreased. In general, assuming that the number of light emitting regions in the horizontal direction is N and the number in the vertical direction is M, the LED driver has N drive circuits, and each of the drive circuits has M different vertical positions. If the LED in the light emitting region is driven, the same effect as in the present embodiment can be obtained. Here, M is an integer of 2 or more, and N is an integer of 1 or more. This embodiment is an example of M = 4 and N = 4.
(実施の形態2)
次に本発明の実施の形態2について、図面を参照して説明する。実施の形態2は、複数の駆動回路で1つの発光領域列を駆動する点で、実施の形態1と異なる。他の構成は実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The second embodiment is different from the first embodiment in that one light emitting region row is driven by a plurality of drive circuits. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
図8は、実施の形態2に係るLEDドライバ700と発光部600の構成を詳細に示す図である。発光部600は、8行4列からなる合計32個の発光領域を有している。それぞれの発光領域は、液晶パネルの画像表示領域と対向して設けられており、対向する画像表示領域を照射する。LEDドライバ700は、8個の駆動回路710〜780を有している。
FIG. 8 is a diagram showing in detail the configuration of the
図8の駆動回路710は、画像信号に応じて輝度決定部が決定した発光領域a2、a4、a6、a8の発光輝度値をPWM信号a2、a4、a6、a8として入力する。駆動回路710は、入力したPWM信号a2、a4、a6、a8に基づいて発光領域a2、a4、a6、a8を駆動する。また、駆動回路750は、画像信号に応じて輝度決定部が決定した発光領域a1、a3、a5、a7の発光輝度値をPWM信号a1、a3、a5、a7として入力する。駆動回路750は、入力したPWM信号a1、a3、a5、a7に基づいて発光領域a1、a3、a5、a7を駆動する。このように、駆動回路710と750の2つで列aに属する発光領域を駆動する。同様にして駆動回路720と760の2つで列bに属する発光領域を駆動し、駆動回路730と770の2つで列cに属する発光領域を駆動し、駆動回路740と780の2つで列dに属する発光領域を駆動する。
The
図9は、図8のように構成された場合において、バックライトスキャン駆動を行ったときの、100%調光時の発光領域a1、a3、a5、a7のLED電流波形図を示す図である。つまり、図9は、駆動回路750の駆動する発光領域でのLED電流波形を示している。図9(1)は、発光領域a1のLED電流波形を、図9(2)は、発光領域a3のLED電流波形を、図9(3)は、発光領域a5のLED電流波形を、図9(4)は、発光領域a7のLED電流波形を、それぞれ示している。また、図9(5)は、調光100%(駆動デューティ50%)のときのDC/DCコンバータ751の負荷電流を示している。DC/DCコンバータ751は、駆動回路750が有するDC/DCコンバータである。また図9の例では、駆動デューティ50%のときにバックライトとしては最大輝度となるように調整されており、デューティ0〜50%の範囲で輝度調光を行う。
FIG. 9 is a diagram showing LED current waveform diagrams of the light emitting regions a1, a3, a5, and a7 at the time of 100% dimming when the backlight scan driving is performed in the configuration as shown in FIG. . That is, FIG. 9 shows the LED current waveform in the light emitting region driven by the
図9より、バックライトスキャン駆動によるLED電流のON/OFFを行っても、それぞれの駆動回路が垂直方向に交互に位置する発光領域を駆動するため、DC/DCコンバータ751の負荷電流は一定となる。すなわち、DC/DCコンバータにとって急激な負荷変動がなく安定した電圧を供給でき、かつ、輻射ノイズの面においても有利となる。ここで、同じ列に属する発光領域を駆動するそれぞれの駆動回路が、垂直方向に交互に位置しない発光領域を駆動するようにしても、負荷の低減効果は得られる。しかし、本実施の形態のように、それぞれの駆動回路が、垂直方向に交互に位置する発光領域を駆動することが好ましい。言い換えると、それぞれの駆動回路が、垂直方向の間隔が均等になる位置の発光領域を駆動することが好ましい。負荷変動をより低減することができるためである。 From FIG. 9, even when the LED current is turned on / off by the backlight scan drive, the drive circuit drives the light emitting areas alternately positioned in the vertical direction, so that the load current of the DC / DC converter 751 is constant. Become. That is, the DC / DC converter can supply a stable voltage without sudden load fluctuations, and is advantageous in terms of radiation noise. Here, even if the respective drive circuits that drive the light emitting regions belonging to the same column drive the light emitting regions that are not alternately positioned in the vertical direction, the load reduction effect can be obtained. However, as in the present embodiment, it is preferable that each driving circuit drives light emitting regions that are alternately positioned in the vertical direction. In other words, it is preferable that each drive circuit drives the light emitting region at a position where the vertical intervals are even. This is because the load fluctuation can be further reduced.
本実施の形態によれば、発光領域の数が増えて一つの駆動回路で同一列に属する発光領域を全て駆動できなくても、負荷の低減効果を得ることができる。 According to the present embodiment, even if the number of light emitting regions is increased and not all the light emitting regions belonging to the same column can be driven by one drive circuit, an effect of reducing the load can be obtained.
なお、本実施の形態では、同じ列に属する発光領域を駆動する駆動回路の数を2つとしたが、これに限られない。個々の駆動回路が複数の発光領域を駆動する構成であれば、同一列の発光領域に2つ以上の駆動回路を用いてもよい。 In the present embodiment, the number of drive circuits that drive the light emitting regions belonging to the same column is two, but the present invention is not limited to this. As long as each driving circuit is configured to drive a plurality of light emitting regions, two or more driving circuits may be used for the light emitting regions in the same column.
また、図9では、駆動デューティ50%のときにバックライトとしては最大輝度となるように調整された場合を示したが、駆動デューティが75%のときにバックライトの輝度を100%とする場合でも同様である。 FIG. 9 shows the case where the backlight is adjusted to have the maximum brightness when the driving duty is 50%, but the backlight brightness is set to 100% when the driving duty is 75%. But the same is true.
なお、本実施の形態においては、発光領域を8行4列の32個としたがこれに限られない。さらに発光領域の数を増やしてもよいし、減らしてもよい。一般的に、発光領域の水平方向の数をN、垂直方向の数をMとすると、LEDドライバが、n×N個の駆動回路を有し、駆動回路の各々は、垂直方向位置の異なるM/n個の発光領域のLEDを駆動すれば本実施の形態と同様の効果を得ることができる。ここで、M、nは2以上の整数、Nは1以上の整数である。本実施の形態は、M=8、N=4、n=2の一例である。 In the present embodiment, the number of light emitting regions is 32 in 8 rows and 4 columns, but is not limited thereto. Further, the number of light emitting regions may be increased or decreased. In general, if the number of light emitting areas in the horizontal direction is N and the number in the vertical direction is M, the LED driver has n × N drive circuits, and each of the drive circuits has different vertical positions. The same effect as this embodiment can be obtained by driving the LEDs in the / n light emitting areas. Here, M and n are integers of 2 or more, and N is an integer of 1 or more. This embodiment is an example of M = 8, N = 4, and n = 2.
(実施の形態3)
次に本発明の実施の形態3について、図面を参照して説明する。実施の形態3は、駆動回路が同一列以外の発光領域を駆動する点で、実施の形態1と異なる。他の構成は実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
(Embodiment 3)
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. The third embodiment is different from the first embodiment in that the drive circuit drives light emitting regions other than the same column. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
図10は、実施の形態3に係るLEDドライバ800と発光部200の構成を詳細に示す図である。LEDドライバ800は、4個の駆動回路810〜840を有している。
FIG. 10 is a diagram showing in detail the configuration of the
図10の駆動回路810は、画像信号に応じて輝度決定部400が決定した発光領域a1、b2、c3、d4の発光輝度値をPWM信号a1、b2、c3、d4として入力する。駆動回路810は、入力したPWM信号a1、b2、c3、d4に基づいて発光領域a1、b2、c3、d4を駆動する。同様にして駆動回路820は、画像信号に応じて輝度決定部400が決定した発光領域a2、b3、c4、d1の発光輝度値をPWM信号a2、b3、c4、d1として入力し、入力したPWM信号a2、b3、c4、d1に基づいて発光領域a2、b3、c4、d1を駆動する。また、駆動回路830は、画像信号に応じて輝度決定部400が決定した発光領域a3、b4、c1、d2の発光輝度値をPWM信号a3、b4、c1、d2として入力し、入力したPWM信号a3、b4、c1、d2に基づいて発光領域a3、b4、c1、d2を駆動する。また、駆動回路840は、画像信号に応じて輝度決定部400が決定した発光領域a4、b1、c2、d3の発光輝度値をPWM信号a4、b1、c2、d3として入力し、入力したPWM信号a4、b1、c2、d3に基づいて発光領域a4、b1、c2、d3を駆動する。つまり、1つの駆動回路で駆動される4つの発光領域は、異なる行かつ異なる列に位置する発光領域である。
The
図11は、図10のように構成された場合において、バックライトスキャン駆動を行ったときの、100%調光時の発光領域a1、b2、c3、d4のLED電流波形図を示す図である。つまり、図11は、駆動回路810の駆動する発光領域でのLED電流波形を示している。図11(1)は、発光領域a1のLED電流波形を、図11(2)は、発光領域b2のLED電流波形を、図11(3)は、発光領域c3のLED電流波形を、図11(4)は、発光領域d4のLED電流波形を、それぞれ示している。また、図11(5)は、調光100%(駆動デューティ50%)のときのDC/DCコンバータ811の負荷電流を示している。DC/DCコンバータ811は、駆動回路810が有するDC/DCコンバータである。また図11の例では、駆動デューティ50%のときにバックライトとしては最大輝度となるように調整されており、デューティ0〜50%の範囲で輝度調光を行う。
FIG. 11 is a diagram showing LED current waveform diagrams of the light emitting regions a1, b2, c3, and d4 at the time of 100% dimming when the backlight scan driving is performed in the configuration as shown in FIG. . That is, FIG. 11 shows the LED current waveform in the light emitting region driven by the
図11より、バックライトスキャン駆動によるLED電流のON/OFFを行っても、それぞれの駆動回路が垂直方向の異なる位置に位置する発光領域を駆動するため、DC/DCコンバータ811の負荷電流は一定となる。すなわち、DC/DCコンバータにとって急激な負荷変動がなく安定した電圧を供給でき、かつ、輻射ノイズの面においても有利となる。 From FIG. 11, even when the LED current is turned on / off by the backlight scan driving, each drive circuit drives the light emitting region located at a different position in the vertical direction, so that the load current of the DC / DC converter 811 is constant. It becomes. That is, the DC / DC converter can supply a stable voltage without sudden load fluctuations, and is advantageous in terms of radiation noise.
なお、本実施の形態においては、発光領域を4行4列の16個としたがこれに限られない。さらに発光領域の数を増やしてもよいし、減らしてもよい。一般的に、発光領域の水平方向の数をN、垂直方向の数をMとすると、LEDドライバが、N個の駆動回路を有し、駆動回路の各々は、垂直方向位置の異なるM個の発光領域のLEDを駆動すれば本実施の形態と同様の効果を得ることができる。ここで、Mは2以上の整数、Nは1以上の整数である。本実施の形態は、M=4、N=4の一例である。 In the present embodiment, the number of light emitting areas is 16 in 4 rows and 4 columns, but the present invention is not limited to this. Further, the number of light emitting regions may be increased or decreased. In general, assuming that the number of light emitting regions in the horizontal direction is N and the number in the vertical direction is M, the LED driver has N drive circuits, and each of the drive circuits has M different vertical positions. If the LED in the light emitting region is driven, the same effect as in the present embodiment can be obtained. Here, M is an integer of 2 or more, and N is an integer of 1 or more. This embodiment is an example of M = 4 and N = 4.
(その他の形態)
本発明は、上述した実施の形態に限られない。例えば、実施の形態1と実施の形態3を組合せた形として、図12のように構成してもよい。この構成では、1つの駆動回路が4つの発光領域を駆動し、その内2つが同一列に属する発光領域となっている。このような構成であっても実施の形態1、3と同様の効果を得ることができる。
(Other forms)
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the first embodiment and the third embodiment may be combined as shown in FIG. In this configuration, one drive circuit drives four light emitting areas, two of which are light emitting areas belonging to the same column. Even if it is such a structure, the effect similar to
また、各々の駆動回路が駆動する発光領域の数は4つ以外であってもよい。図13は、1つの駆動回路が8つの発光領域を駆動する構成例である。このような構成であっても実施の形態1、3と同様の効果を得ることができる。
Further, the number of light emitting regions driven by each driving circuit may be other than four. FIG. 13 shows a configuration example in which one drive circuit drives eight light emitting regions. Even if it is such a structure, the effect similar to
なお、一般的に、発光領域の水平方向の数をN、垂直方向の数をMとすると、LEDドライバが、N/n個の駆動回路を有し、駆動回路の各々は、水平方向位置が同じである同一列に含まれるM個の発光領域のLEDをn列分駆動すれば、図13の構成と同様の効果を得ることができる。 In general, if the number of light emitting areas in the horizontal direction is N and the number in the vertical direction is M, the LED driver has N / n drive circuits, and each of the drive circuits has a horizontal position. The same effect as that of the configuration of FIG. 13 can be obtained by driving the LEDs of M light emitting regions included in the same column that are the same for n columns.
以上、本発明に係るバックライト装置、画像表示装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。 As described above, the backlight device and the image display device according to the present invention have been described based on the embodiment, but the present invention is not limited to this embodiment. Unless it deviates from the meaning of this invention, the form which carried out the various deformation | transformation which those skilled in the art can think to the said embodiment, and the form constructed | assembled combining the component in a different embodiment is also contained in the scope of the present invention. .
つまり、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 That is, the embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明のバックライト装置及び画像表示装置は、例えば、液晶テレビ及び液晶モニタ等の表示装置やそれらのバックライト装置として好適である。 The backlight device and the image display device of the present invention are suitable for display devices such as a liquid crystal television and a liquid crystal monitor, and their backlight devices.
2a、2b、2c、2d 発光領域
3a、3b、3c、3d インバータ
10 液晶表示装置
100 液晶パネル
4、200、600 発光部
41、210 LED
300、700、800、900、1000 LEDドライバ
51、52、53、54 駆動回路
310、320、330、340 駆動回路
710、720、730、740、750、760、770、780 駆動回路
810、820、830、840 駆動回路
910、920、930、940 駆動回路
1010、1020、1030、1040 駆動回路
311 DC/DCコンバータ
312 定電流ソース部
312−a1、312−a2、312−a3、312−a4 定電流ソース
400 輝度決定部
500 画像信号補正部
2a, 2b, 2c, 2d
300, 700, 800, 900, 1000
Claims (6)
各々が複数の前記発光手段を駆動する少なくとも1つ以上の駆動手段を有する駆動部と、を備え、
前記駆動手段は、
各々が駆動する複数の前記発光手段に対して駆動に必要な共通電圧を印加する電圧印加手段を有し、垂直方向位置の異なる前記発光領域の前記発光手段を駆動する、
バックライト装置。 A light-emitting unit that has light-emitting means for each of a plurality of light-emitting regions divided at least in the vertical direction, and changes the light-emitting means that is in a non-light-emitting state in accordance with scanning of the image in the vertical direction;
Each having at least one driving means for driving a plurality of the light emitting means,
The driving means includes
Voltage applying means for applying a common voltage necessary for driving to the plurality of light emitting means that each drive, and driving the light emitting means in the light emitting regions having different vertical positions;
Backlight device.
前記駆動部は、N個の前記駆動手段を有し、
前記駆動手段の各々は、垂直方向位置の異なるM個の前記発光手段を駆動する、
請求項1記載のバックライト装置。
ただし、Mは2以上の整数、Nは1以上の整数である。 When the number of the light emitting regions in the horizontal direction is N and the number in the vertical direction is M,
The driving unit has N driving means,
Each of the driving means drives M light emitting means having different vertical positions.
The backlight device according to claim 1.
However, M is an integer greater than or equal to 2, and N is an integer greater than or equal to 1.
前記駆動部は、n×N個の前記駆動手段を有し、
前記駆動手段の各々は、垂直方向位置の異なるM/n個の前記発光手段を駆動する、
請求項1記載のバックライト装置。
ただし、M、nは2以上の整数、Nは1以上の整数である。 When the number of the light emitting regions in the horizontal direction is N and the number in the vertical direction is M,
The driving unit includes n × N driving units,
Each of the driving means drives M / n light emitting means having different vertical positions.
The backlight device according to claim 1.
However, M and n are integers of 2 or more, and N is an integer of 1 or more.
前記駆動部は、N/n個の前記駆動手段を有し、
前記駆動手段の各々は、水平方向位置が同じである同一列に含まれるM個の前記発光手段をn列分駆動する、
請求項1記載のバックライト装置。
ただし、M、nは2以上の整数、Nは1以上の整数である。 When the number of the light emitting regions in the horizontal direction is N and the number in the vertical direction is M,
The driving unit has N / n driving means.
Each of the driving means drives the M light emitting means included in the same column having the same horizontal position by n columns.
The backlight device according to claim 1.
However, M and n are integers of 2 or more, and N is an integer of 1 or more.
前記複数の発光領域に対応する複数の画像表示領域を有し、背面から照射される光を画像信号に応じて前記画像表示領域毎に変調することにより画像を表示する光変調部と、を備えた、
画像表示装置。 The backlight device according to claim 1;
A light modulation section that has a plurality of image display areas corresponding to the plurality of light emission areas, and displays an image by modulating light emitted from the back surface for each of the image display areas in accordance with an image signal. The
Image display device.
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WO2019003498A1 (en) * | 2017-06-27 | 2019-01-03 | 三菱電機株式会社 | Led device and control method therefor |
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