JP2019121684A - Led輝度制御回路、led輝度制御方法、及びled輝度制御プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
好ましくは、記憶部を更に備え、前記記憶部は、輝度と前記LED電圧指令値との対応関係を予め定めたルックアップテーブルを記憶し、前記LED電流制御部は、所望の輝度と、これに対応する前記ルックアップテーブル内のLED電圧指令値と、実際の前記LED電圧指令値とに基づいて前記電流値を制御する。
好ましくは、LEDを備える装置であって、上記何れか1つに記載のLED輝度制御回路を更に備え、前記LEDの輝度が、前記LED輝度制御回路によって制御される、装置が提供される。
好ましくは、前記装置は、照明装置、表示装置、画像処理装置、又は医用画像装置である。
本節では、LED輝度制御回路1の構成要素についてそれぞれ説明する。
計算ユニット2は、記憶部21と、比較部22と、処理部23と、V_kref設定部24と、比較部25と、処理部26とを有する。
記憶部21は後述のルックアップテーブルTを記憶する。ルックアップテーブルTとは、設定輝度と、処理部26からVF用定電圧設定部6に入力されるLED電圧値設定用指令信号の指令値(LED電圧指令値)C2(以下、単に指令値C2と表記)と、処理部23から電流設定部3に入力されるLED電流値設定用指令信号の指令値(LED電流指令値)C1(以下、単に指令値C1と表記)との対応関係を予め定めたものである。これについては第2節で詳述する。
比較部22は、処理部26から入力された指令値C2と、記憶部21内のルックアップテーブルTとを比較し、その比較結果を処理部23にフィードバックする。より詳細には、ルックアップテーブルTより得られる目標指令値OC2と、指令値C2とが同値となるようにLED電流値I_ledの調整を行うべく、処理部23から出力される指令値C1を調整する。
処理部23は、初期設定として、設定輝度に対応した初期電流設定値である指令値C1を電流設定DAC31へ出力する。また、処理部23は、比較部22が調整した指令値C1を、電流設定DAC31へ出力する。同時に処理部23は、調整された指令値C1をV_kref設定部24へも出力する。
V_kref設定部24は、処理部23から指令値C1を受け取る。そして、指令値C1をLED電流値I_ledに換算した後、所定の演算(例えば式(1)に示されるもの)を実施することによって、カソード電位の目標値V_krefを算出する。そして、算出されたカソード電位の目標値V_krefを比較部25へ出力する。
V_kref=I_led×R_s+V_ds(1)
ここでV_dsは、図2におけるN型MOS−FET322のドレイン322d−ソース322s間にかかる電圧であり、N型MOS−FET322がオンのときのその抵抗値と、LED電流値I_ledによって規定される変動値である。
比較部25は、V_kref設定部24から入力されたカソード電位の目標値V_krefと、カソード電位の実測値V_kとを比較し、両者が同値となるよう、処理部26から出力される指令値C2を調整する。
処理部26は、比較部25が調整した指令値C2を、VF用定電圧設定部4のVF設定DAC41に出力する。VF設定DAC41は、入力された指令値C2に基づきフィードバック電圧を定電圧回路42へ出力し、それにより所望のLED電圧値V_ledの電圧を得る。また、処理部26は比較部22へも指令値C2を出力することにも留意されたい。比較部22の項で述べたように、この指令値C2と記憶部21のルックアップテーブルT内の目標指令値OC2とを比較し、指令値C1へフィードバックをかけることになる。この指令値C2については後述する。
定電流設定部3は、電流設定DAC31と、定電流回路32とを有する。
電流設定DAC31は、計算ユニット2の処理部23から出力された指令値C1に基づいてLEDユニット5に流すLED電流値I_ledの電流(以下、単に電流I_ledと表記)を設定するよう、定電流回路32へ電圧を出力する。設定された電流I_ledは、次に説明する定電流回路32によって実現される。
図2は、定電流回路32の回路図を示す。図2に示されるように、定電流回路32は、オペアンプ321と、N型MOS−FET322と、抵抗323(抵抗値:R_s)とからなる。
VF用定電圧設定部4は、VF設定DAC41と定電圧回路42を有する
VF設定DAC41は、計算ユニット2の処理部26から出力された指令値C2を受け、指令値C2に対応する出力電圧を定電圧回路42のフィードバック回路へ出力する。これにより、所望のLED電圧値V_ledとなるように接続先の定電圧回路の出力電圧を調整することとなる。
定電圧回路42は、LEDのVF電圧を安定的に出力するための回路である。
前述のとおり、定電圧回路42は、VF設定DAC41と接続され、その出力電圧によりフィードバック量が調整され、所望のLED電圧値V_ledを生成するよう制御される。出力電圧はアノード電圧としてLEDユニット5に印加される。
LEDユニット5は、複数のLEDからなるモジュールであり、例えば、表示装置(LEDディスプレイ)のバックライトとして使用されうる。LED電圧値V_ledの電圧がアノード側に印加され、LEDユニット5におけるLEDが発光する。このとき、LEDユニット5には電位差VFが生じ、電流I_ledが流れる。LEDの輝度は、LED電流値I_ledに依存するものであり、本実施形態に係るLED輝度制御回路1は、LED電流値I_ledを制御することによってLEDの輝度を制御する回路である。
本節では、VF設定DAC41の設定値であり、定電圧回路42によるLED電圧値V_led設定の元となる指令値C2と、計算ユニット2における記憶部21に記憶されたルックアップテーブルTについて詳述する。
本節では、本実施形態に係るLED輝度制御回路1を用いたLED輝度制御の流れについて説明する。ここでは、LEDユニット5は表示装置におけるバックライトを想定し、LED輝度制御回路1が当該ディスプレイに内蔵されているものとして説明する。
(ステップS1)
表示装置の電源がオンにされ、LEDユニット5におけるLEDの発光が開始される。このとき、予め所望の輝度に対応したLED電流値が初期値として計算ユニット2における記憶部21に記憶されており、計算ユニット2における処理部23は、当該初期値を指令値C1として定電流設定部3に出力する。また、処理部23は、指令値C1をV_kref設定部24にも出力する(ステップS2に続く)。
定電流設定部3において、電流設定DAC31は、処理部23から受け取った指令値C1(LED電流値の初期値)に対応する電圧を出力し、定電流回路32が定電流動作を開始する。なお、電流が流れ始めると同時にVFへのフィードバックが開始する(ステップS3に続く)。
V_kref設定部24は、処理部23から受け取った指令値C1と、第1.3節に記載した数式(1)とを用いてカソード電圧の目標値V_krefを設定する(ステップS4に続く)。
比較部25は、カソード電圧の目標値V_krefと実測値V_kとを比較する。なお、カソード電位の実測値V_kとカソード電位の目標値V_krefとが同値になったということは、設定電流を流すことができるLED電圧値V_ledに達したことを意味する。また、比較部25は、当該比較結果を用いて、処理部26からVF設定DAC41へ出力する指令値C2の値を制御する。処理部26は、指令値C2を比較部22へも出力する。そして、VF設定DAC41は、定電圧回路42のフィードバック回路に指令値C2に対応したフィードバック用電圧を出力し、定電圧回路42がこれに基づいて、LED電圧を生成する(ステップS5に続く)。
比較部22は、ステップS4における指令値C2の値と記憶部21に記憶されたルックアップテーブルTとを比較し、ルックアップテーブルTに記載された目標指令値OC2と実際の指令値C2とが同値となるように、電流設定DAC31に出力する指令信号C1の値を調整する。調整されたC1は処理部23により、電流設定DAC31とV_kref設定部24へ出力される。すなわち、電流設定DAC31によって設定されるLED電流値I_ledが更新され、V_kref設定部24によって設定されるLED電圧値V_ledも更新される(ステップS2に戻る)。
[終了]
上述の本実施形態に係るLED輝度制御方法は、以下の態様によっても実施することができる。
以上のように、本実施形態によれば、コストと設置スペースとの両方を抑制可能であり、且つ早期にLEDの輝度を安定させることができるLED輝度制御回路、LED輝度制御方法、及びLED輝度制御プログラムを提供することができる。
2 :計算ユニット
21 :記憶部
22 :比較部
23 :処理部
24 :V_kref設定部
25 :比較部
26 :処理部
3 :定電流設定部
31 :電流設定DAC
32 :定電流回路
321 :オペアンプ
321n :マイナス入力端子
321p :プラス入力端子
322 :N型MOS−FET
322d :ドレイン
322g :ゲート
322s :ソース
323 :抵抗
4 :VF用定電圧設定部
41 :VF設定DAC
42 :定電圧回路
5 :LEDユニット
好ましくは、記憶部を更に備え、前記記憶部は、輝度と前記LED電圧指令値との対応関係を予め定めたルックアップテーブルを記憶し、前記LED電流制御部は、所望の輝度と、これに対応する前記ルックアップテーブル内のLED電圧指令値と、実際の前記LED電圧指令値とに基づいて前記電流値を制御する。
好ましくは、LEDを備える装置であって、上記何れか1つに記載のLED輝度制御回路を更に備え、前記LEDの輝度が、前記LED輝度制御回路によって制御される、装置が提供される。
好ましくは、前記装置は、照明装置、表示装置、画像処理装置、又は医用画像装置である。
記憶部21は後述のルックアップテーブルTを記憶する。ルックアップテーブルTとは、設定輝度と、処理部26からVF用定電圧設定部4に入力されるLED電圧値設定用指令信号の指令値(LED電圧指令値)C2(以下、単に指令値C2と表記)と、処理部23から定電流設定部3に入力されるLED電流値設定用指令信号の指令値(LED電流指令値)C1(以下、単に指令値C1と表記)との対応関係を予め定めたものである。これについては第2節で詳述する。
Claims (7)
- LED電圧生成部とLED電圧制御部とLED電流制御部とを備え、前記LED電圧生成部が前記LED電圧制御部から入力されたLED電圧指令値に基づいてLEDに電圧を印加するように構成されるLED制御回路であって、
前記LED電圧制御部は、前記LEDのカソード電位に基づいて前記LED電圧指令値を決定し、
前記LED電流制御部は、前記LED電圧指令値に基づいて前記LEDに流す電流値を制御する、
回路。 - 請求項1に記載の回路であって、
定電圧設定部を更に備え、
前記定電圧設定部は、前記電流値に所定の演算をして得られた値を前記カソード電位の目標値として設定し、前記目標値と前記カソード電位の実測値との比較結果に基づいて前記LED電圧指令値を決定する、
回路 - 請求項1又は請求項2に記載の回路であって、
記憶部を更に備え、
前記記憶部は、輝度と前記LED電圧指令値との対応関係を予め定めたルックアップテーブルを記憶し、
前記LED電流制御部は、所望の輝度と、これに対応する前記ルックアップテーブル内のLED電圧指令値と、実際の前記LED電圧指令値とに基づいて前記電流値を制御する、
回路 - LEDを備える装置であって、
請求項1〜請求項3の何れか1つに記載のLED輝度制御回路を更に備え、
前記LEDの輝度が、前記LED輝度制御回路によって制御される、
装置。 - 請求項4に記載の装置であって、
前記装置は、照明装置、表示装置、画像処理装置、又は医用画像装置である、
装置。 - LED輝度制御方法であって、
LEDに電圧を印加する電源のコントローラから当該電源に入力されたLED電圧指令値に基づいて、前記LEDに流す電流値を制御し、
前記LED電圧指令値は、カソード電位に基づいて決定される、
方法。 - コンピュータに、所定の機能を実現させるLED輝度制御プログラムであって、
前記所定の機能では、LEDに電圧を印加する電源のコントローラから当該電源に入力されたLED電圧指令値に基づいて、前記LEDに流す電流値が制御され、
前記LED電圧指令値は、カソード電位に基づいて決定される、
プログラム。
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