JP4076083B2 - LED driving voltage setting device and method - Google Patents
LED driving voltage setting device and method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4076083B2 JP4076083B2 JP2003098487A JP2003098487A JP4076083B2 JP 4076083 B2 JP4076083 B2 JP 4076083B2 JP 2003098487 A JP2003098487 A JP 2003098487A JP 2003098487 A JP2003098487 A JP 2003098487A JP 4076083 B2 JP4076083 B2 JP 4076083B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- led
- duty ratio
- color
- applied voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Control Of El Displays (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はLEDの駆動電圧設定装置及びその方法に関し、例えば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液晶表示装置のLED駆動電圧を設定する場合に適用し得る。
【0002】
【従来の技術】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−241811号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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できるLEDの駆動電圧設定装置及びその方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明に係るLEDの駆動電圧設定装置は、
赤、緑、青の各色LEDを用いてカラー表示を行うLCD表示装置の前記各色LEDに対して、所望輝度が得られる各印加電圧の電圧値及びPWM制御するための各デューティー比を設定する駆動電圧設定装置であって、
前記各色LEDに前記各印加電圧を可変して印加する電圧印加部に対して前記各印加電圧の電圧値を設定する印加電圧設定手段と、
前記各色LEDそれぞれについて各色単位で前記デューティー比を設定するデューティー比設定手段と、
前記各色LEDの輝度を検出する検出手段と、
前記印加電圧設定手段で前記電圧値を変化させて前記電圧印加部によって前記印加電圧を変化させながら印加し、前記検出手段で所望輝度以上の輝度が検出されたときの各色単位の前記電圧値を検出する印加電圧検出手段と、
前記印加電圧検出手段で検出された前記電圧値を前記印加電圧設定手段で前記電圧印加部に設定し、前記電圧値の前記印加電圧を印加した状態で、前記デューティー比設定手段で前記デューティー比を変化させてPWM制御し、前記検出手段で前記所望輝度の輝度が検出されたときの各色単位の前記デューティー比を検出するデューティー比検出手段と、
前記印加電圧検出手段により検出された色単位の前記電圧値及び前記デューティー比検出手段により検出された色単位の前記デューティー比をメモリに書き込むデータ書込み手段と
を具備する構成とした。
【0013】
このLEDの駆動電圧設定装置において、
前記印加電圧設定手段は、同色のLEDについても独立に前記電圧値を設定し、前記電圧検出手段は、同色のLEDそれぞれについても独立に前記電圧値を検出し、前記データ書込み手段は、同色のLEDについても独立の前記電圧値を前記メモリに書き込み、
前記デューティー比設定手段は、同色のLEDについても独立にデューティー比を設定し、前記デューティー比検出手段は、同色のLEDについても独立に前記デューティー比を検出し、前記データ書込み手段は、同色のLEDについても独立に前記デューティー比を前記メモリに書き込む
構成とできる。
【0014】
本発明に係るLEDの駆動電圧設定方法は、
赤、緑、青の各色LEDを用いてカラー表示を行うLCD表示装置の前記各色LEDに対して、所望輝度が得られる各印加電圧の電圧値及びPWM制御するための各デューティー比を設定する駆動電圧設定方法であって、
所定値のデューティー比のPWM信号でPWM制御しながら、前記LEDに対し、電圧値を変化させて印加電圧を印加する可変電圧印加ステップと、
前記可変電圧印加ステップで前記印加電圧を印加したときの前記LEDの輝度を検出する輝度検出ステップと、
前記輝度検出ステップで所望輝度以上の輝度が検出されたときの前記電圧値を検出する印加電圧検出ステップと、
前記印加電圧検出ステップで検出された前記電圧値をメモリに書き込むデータ書込みステップと、
前記メモリに書き込まれた前記電圧値の前記印加電圧を印加した状態で、前記デューティー比を前記所定値からオンの比率を順次下げながら、前記LEDの輝度を検出して、前記所望輝度の輝度が検出されたときの前記デューティー比を検出するデューティー比検出ステップと、
前記デューティー比検出ステップで検出された前記デューティー比をメモリに書き込むデータ書込みステップと
を前記各色LEDについて行う
構成とした。
【0021】
【発明の実施の形態】
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。
【0022】
本発明の骨子は、赤、緑、青の各色LEDそれぞれに可変電圧を印加し、可変電圧を印加したときの各色LEDの輝度を検出し、所望値以上の輝度が検出されたときの各色LEDそれぞれへの最小印加電圧値を各色LEDの駆動電圧値として独立に設定するようにしたことである。
【0023】
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。
【0024】
(実施の形態1)
図1において、10は全体として、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。この実施の形態では、フィールドシーケンシャル方式で各色LEDを駆動するLED駆動装置10について説明する。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
図2に、各色LEDにおいて所望の輝度を得るために必要な印加電圧値(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。
【0031】
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に応じた電圧値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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
このように、電圧値を変化させて印加電圧を印加し、所望輝度以上の輝度が検出されたときの電圧値の印加電圧を印加した状態で、デューティー比を変化させてPWM制御をしたときに所望輝度の輝度が検出されたときのデューティー比を検出し、これらの色単位の電圧値及び色単位のデューティー比をメモリに書き込むことで、消費電流を有効に低減することができる。
この場合、同色のLEDについても、独立して電圧値の設定、検出、メモリへの書き込みを行い、独立してデューティー比の設定し、検出し、メモリへの書き込みを行うことで、一段と消費電力を低減することができる。
【0051】
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。
【0052】
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、デューティー比格納レジスタ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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
次に、図7を用いて、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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
かくして本実施の形態によれば、赤、緑、青の各色LEDそれぞれに可変電圧を印加する電圧印加部(マイコン32、印加電圧値設定部33、電圧可変回路18)と、可変電圧を印加したときの各色LEDの輝度を検出する検出部(輝度・色度計31)と、各色LEDそれぞれで所望値以上の輝度が検出されたときの各色LEDそれぞれへの最小印加電圧値を各色LEDの駆動電圧値としてメモリ(印加電圧格納レジスタ11〜13)に書き込むデータ書込み部(マイコン32)を設けるようにしたことにより、LED駆動装置10での消費電流を低減させることができると共に各LEDの特性のばらつきを吸収できる駆動電圧を設定可能な駆動電圧設定装置30を実現できる。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
(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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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51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。
【0078】
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。
【0079】
(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。
【0080】
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するようにしてもよい。
【0081】
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を同色のLEDそれぞれで設定できるため、一段と消費電流を低減できる。
【0082】
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メモリに書き込むようにしてもよい。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を各LED毎に設定できるため、一段と微細な輝度調整ができるようになる。
【0083】
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。
【0084】
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。
【0085】
また上述した実施の形態では、本発明のLEDの駆動電圧設定装置及び方法をフィールドシーケンシャル方式のLED駆動装置の駆動電圧を設定する場合を例にとって説明したが、本発明の駆動電圧設定装置及び方法はこれに限らず、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。
【0086】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るLEDの駆動電圧設定装置及びその方法によれば、赤、緑、青の各色LEDそれぞれについて、電圧値を変化させて印加電圧を印加し、所望輝度以上の輝度が検出されたときの電圧値の印加電圧を印加した状態で、デューティー比を変化させてPWM制御をしたときに所望輝度の輝度が検出されたときのデューティー比を検出し、これらの色単位の電圧値及び色単位のデューティー比をメモリに書き込むので、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ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】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
【図2】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
【図3】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
【図4】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
【図5】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
【図6】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
【図7】LED駆動装置の動作の説明に供する波形図
【図8】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
【図9】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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an LED drive voltage setting device and method, and is applied to, for example, setting an LED drive voltage of a liquid crystal display device that performs color display by emitting LEDs (Light Emitting Diodes) of three primary colors of R, G, and B. Can do.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a liquid crystal display device using LEDs of three primary colors of R (red), G (green), and B (blue), a field sequential type (hereinafter referred to as FS type) liquid crystal display device has been realized. (Refer to patent document 1 etc.). The FS type liquid crystal display device is provided with three color LEDs on the back of the liquid crystal shutter. Each color LED is sequentially turned on at a high speed and the liquid crystal shutter at each pixel position is opened and closed so as to synchronize with this. Can display a desired color.
[0003]
For example, when displaying red, the liquid crystal shutter is opened during the period when the red LED is emitting light, and then the liquid crystal shutter is closed during the period when the green LED is emitting light and the blue LED is emitting light. Make it work. The same applies to the case of displaying green and blue. The liquid crystal shutter is opened only during the period when the LED of the color is emitting light, and the liquid crystal shutter is closed during the period when the other LEDs are emitting light.
[0004]
Y (yellow) can be displayed if the liquid crystal shutter is opened while the red and green LEDs are emitting light, and M (magenta) can be displayed if the liquid crystal shutter is opened while the red and blue LEDs are emitting light. C (cyan) can be displayed if the liquid crystal shutter is opened while the green and blue LEDs are emitting light, and the liquid crystal shutter can be opened during all the periods when the red, green and blue LEDs are emitting light. W (white) can be displayed.
[0005]
In this way, in the FS system, color display is realized by the principle of the additive color method by sequentially emitting LEDs of three colors at a speed faster than the human visual reaction speed. By adopting the FS method, a color filter becomes unnecessary, and a clear color display can be performed.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2000-241811 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, with the recent spread of mobile devices such as mobile phones, it is desired to realize a display device that can be mounted on a mobile device and can perform high-definition color display. As described above, the liquid crystal display device using the three-color LED does not need a color filter and can display with high luminance.
[0008]
However, in a liquid crystal display device using three-color LEDs, generally, a large number of LED chips constituting each color LED are provided, and a voltage is applied to the large number of LED chips to cause each color LED to emit light. For this reason, electric power is consumed by many LED chips.
[0009]
On the other hand, since the battery capacity of portable devices is limited, the smaller the current consumption in the display device, the better. Of course, reduction of current consumption is required not only for portable devices but also for all electric devices.
[0010]
Further, since there are variations in characteristics of LEDs, it is required to display the display with uniformity by absorbing these variations. In order to absorb this variation, conventionally, a method such as fine adjustment of the resistance value corresponding to each LED has been used, but this operation has a problem that takes a very complicated work.
[0011]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an LED drive voltage setting apparatus and method that can effectively reduce current consumption and absorb variations in characteristics of each LED. To do.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
To solve this problem,The present inventionPertaining toLED drive voltage setting device
LCD display devices that display colors using red, green, and blue LEDsEach colorLEDOn the other hand, the voltage value of each applied voltage to obtain the desired luminance and each duty ratio for PWM controlA drive voltage setting device to set,
The voltage value of each applied voltage with respect to a voltage application unit that variably applies each applied voltage to each color LEDApplied voltage setting means for setting
Each colorFor each LEDaboutEach color unitsoDuty ratio setting means for setting the duty ratio;
Detecting means for detecting the brightness of each color LED;
The voltage value is changed by the applied voltage setting means and applied by changing the applied voltage by the voltage application unit, and the voltage value of each color unit when the detection means detects a luminance higher than a desired luminance.Applied voltage detecting means for detecting;
The voltage value detected by the applied voltage detecting means is set in the voltage applying section by the applied voltage setting means, and the duty ratio is set by the duty ratio setting means in a state where the applied voltage of the voltage value is applied. PWM control is performed to detect the duty ratio of each color unit when the detection means detects the luminance of the desired luminance.Duty ratio detection means;
The unit of color detected by the applied voltage detection meansSaidThe voltage value and the color unit detected by the duty ratio detecting meansSaidData writing means for writing the duty ratio into the memory;
ComprisingWas.
[0013]
In this LED drive voltage setting device,
The applied voltage setting means can be used independently for LEDs of the same color.SaidSet the voltage valueThe electricPressure detection means is independent for each LED of the same colorSaidA voltage value is detected, and the data writing means is independent of LEDs of the same color.SaidWrite the voltage value to the memory,
The duty ratio setting means also applies to LEDs of the same color.IndependentlyDutyRatioThe duty ratio detection means is set for the same color LED.Independently beforeThe duty ratio is detected, and the data writing means can detect the same color LED.Independently beforeWrite the duty ratio to the memory
Can be configured.
[0014]
An LED driving voltage setting method according to the present invention includes:
LCD display devices that display colors using red, green, and blue LEDsEach colorLEDOn the other hand, the voltage value of each applied voltage to obtain the desired luminance and each duty ratio for PWM controlA driving voltage setting method to be set,
While performing PWM control with a PWM signal having a predetermined duty ratio,LEDOn the other hand, the applied voltage is changed by changing the voltage value.A variable voltage application step to be applied;
When the applied voltage is applied in the variable voltage application step,A luminance detection step for detecting the luminance of the LED;
The brightness when a brightness higher than a desired brightness is detected in the brightness detection step.Detect voltage valueMarkAn applied voltage detection step;
Detected in the applied voltage detection stepA data writing step of writing a voltage value to the memory;
While applying the applied voltage of the voltage value written in the memory, the luminance of the LED is detected by detecting the luminance of the LED while sequentially decreasing the duty ratio from the predetermined value to the ON ratio. Detect the duty ratio when it is detectedA duty ratio detection step;
Detected in the duty ratio detection stepThe duty ratiomemoryData writing step to write to
For each color LED
The configuration.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The inventor of the present invention pays attention to the fact that the applied voltage required for causing each color LED of R, G, and B to emit light with a desired luminance is not the same for all LEDs, but is different for each color LED. The present invention has been reached.
[0022]
The gist of the present invention is to apply a variable voltage to each of the red, green, and blue color LEDs, detect the brightness of each color LED when the variable voltage is applied, and detect each color LED when a brightness exceeding a desired value is detected. That is, the minimum applied voltage value to each is set independently as the driving voltage value of each color LED.
[0023]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0024]
(Embodiment 1)
In FIG. 1,
[0025]
The
[0026]
The applied voltage value for each color LED output from each
[0027]
For example, when the red LED light emission timing signal TR is the logical value “1” and the green and blue LED light emission timing signals TG and TB are the logical value “0”, the applied voltage value stored in the R applied
[0028]
The applied voltage value selected by the
[0029]
As described above, the
[0030]
In FIG. 2, it is necessary to obtain a desired brightness in each color LED.NaAn applied voltage value (hereinafter referred to as a minimum light emission voltage) is shown. As can be seen from this figure, the minimum emission voltage of the green LED and the blue LED is substantially the same, but the minimum emission voltage of the red LED is lower than the minimum emission voltage.
[0031]
In the applied voltage storage registers 11, 12, and 13 of the
[0032]
Further, as can be seen from FIG. 2, the variation in the minimum light emission voltage also occurs in each color LED. For example, a red LED varies between 1.75V and 2.45V, and a green and blue LED varies between 2.9V and 3.9V. This variation in the minimum light emission voltage is due to individual product variations caused by LED manufacturing.
[0033]
In this embodiment, not only the voltage applied to the red LED is simply made smaller than the voltage applied to the green and blue LEDs, but also the applied voltage that takes into account the variation in the minimum light emission voltage among individual products is used for each
[0034]
Returning to FIG. 1 again, the configuration of the
[0035]
The duty ratio data for each color LED output from each
[0036]
The PWM
[0037]
Accordingly, only the red LED light emission timing signal TR becomes a logical value “1” during the light emission period of the red LED, and the PWM signal is output only from the PWM
[0038]
FIG. 3 shows the configuration of the drive voltage setting device 30 that sets the voltage values stored in the applied voltage storage registers 11, 12, and 13 for each color. In addition to the voltage values for each color LED stored in the applied voltage storage registers 11, 12, and 13, the drive voltage setting device 30 also stores the duty ratio data for each color LED stored in the duty ratio storage registers 21, 22, and 23. It has a configuration that can be obtained.
[0039]
The drive voltage setting device 30 includes a luminance /
[0040]
The luminance and chromaticity data obtained by the luminance /
[0041]
The
[0042]
4, the drive voltage setting device 30 records the applied voltage value (minimum light emission voltage) to the applied voltage storage registers 11, 12, 13 for each color and the duty ratio to the duty ratio storage registers 21, 22, 23. The data recording process will be described in detail.
[0043]
When the drive voltage setting device 30 starts the process in step ST10, the drive voltage setting device 30 sets the duty ratio in the duty
[0044]
In step ST13, the applied voltage value setting unit 33 sets the minimum applied voltage value Vmin (for example, 1.5V), and the
[0045]
In step ST14, the
[0046]
If an affirmative result is obtained in step ST14, this means that the minimum necessary voltage capable of obtaining the desired luminance is currently applied to the red LED. The voltage value currently set by the applied voltage value setting unit 33 is written in the applied
[0047]
In the subsequent step ST17, it is determined whether or not the measured luminance matches the target luminance in the
[0048]
If an affirmative result is obtained in step ST17, this means that the red LED can be made to emit light with a desired luminance by the PWM signal of the duty ratio currently set by the duty
[0049]
Here, in steps ST17 to ST19, in other words, after setting the minimum applied voltage capable of obtaining the target luminance in steps ST14 to ST16, detailed luminance control is performed by the PWM signal to perform the target luminance. It can be said that the duty ratio is set to be close to. In step ST20, the drive voltage setting device 30 ends the data writing process to the R applied
[0050]
Here, the data write processing to the R applied
In this way, when the applied voltage is applied by changing the voltage value, and the PWM control is performed by changing the duty ratio while applying the applied voltage of the voltage value when the luminance more than the desired luminance is detected. The current consumption can be effectively reduced by detecting the duty ratio when the luminance of the desired luminance is detected and writing the voltage value of each color unit and the duty ratio of the color unit in the memory.
In this case, even for LEDs of the same color, the voltage value is set, detected, and written to the memory independently, and the duty ratio is independently set, detected, and written to the memory, thereby further reducing power consumption. Can be reduced.
[0051]
Next, a procedure for storing the duty ratios of the respective colors for obtaining a desired white balance in the
[0052]
When starting the white balance adjustment process in step ST30, the drive voltage setting device 30 stores the applied voltage and duty ratio storage registers 21, 22, and 23 stored in the applied voltage storage registers 11, 12, and 13 in subsequent step ST31. Each color LED is caused to emit light sequentially by the PWM signal having the on-duty ratio, and the
[0053]
In practice, the
[0054]
That is, in step ST31, actual field sequential LED driving and LCD driving are performed. Here, it is assumed that the data stored in the applied voltage registers 11, 12, 13 and the duty ratio storage registers 21, 22, 23 are data set as shown in FIG.
[0055]
In step ST32, the luminance /
[0056]
Specifically, first, in step ST33, it is determined whether or not the Y coordinate of the measured chromaticity is within the allowable white range shown in FIG. 6, and in step ST34, the X coordinate of the measured chromaticity is the allowable white range shown in FIG. It is judged whether it is in. If a negative result is obtained in either step ST33 or step ST34, the process proceeds to step ST35, where the duty
[0057]
The change of the duty ratio is performed in consideration of how much the measured value is deviated from the target point of white balance. In the case of this embodiment, the
[0058]
For example, as shown in FIG. 6, consider a case where the Y coordinate of the measurement value is shifted in a larger direction with respect to the target point, and the X coordinate of the measurement value is shifted in a smaller direction with respect to the target point. Here, the distribution range of the R, G, B LEDs in the chromaticity space is generally as shown in FIG. 6, so that the Y component of the white balance is reduced and the X component is increased to approach the target point. Therefore, for example, the on-duty ratio for red is increased and the on-duty ratio for green is decreased.
[0059]
Thus, by setting the next on-duty ratio by proportional distribution, it becomes possible to find the duty ratio for each color so that the target white balance can be obtained with a small number of times of setting.
[0060]
If a positive result is obtained in both step ST33 and step ST34, the drive voltage measuring device 30 means that the white balance has entered the white tolerance range. Therefore, the drive voltage measuring device 30 moves to step ST36, and the current duty ratio setting unit The duty ratios for red, green, and blue set in 34 are stored in the corresponding duty ratio storage registers 21, 22, and 23, and the white balance adjustment process is terminated in the following step ST37.
[0061]
Thus, the drive voltage setting device 30 measures the white balance of the actual display color, starting from the duty ratio that can obtain the desired luminance independently for each of the R, G, and B color LEDs, and the measurement result. Duty ratio storage register corresponding to the duty ratio for each color when the desired white balance is obtained by searching the duty ratio so that a desired white balance can be obtained while changing the duty ratio for each color according to 21, 22, and 23 are stored.
[0062]
In this way, in the drive voltage setting device 30, the white balance is adjusted by changing the duty ratio for each color, so that the white balance can be finely and easily adjusted. Further, by storing the duty ratio for adjusting the white balance in the
[0063]
Next, operation | movement of the
[0064]
When the red LED light emission timing signal TR rises at time t2 within the red LED light emission period LR, the PWM signal having the duty ratio stored in the R duty
[0065]
Accordingly, the
[0066]
Thus, the
[0067]
Thereafter, similarly, the red LED light emission period LR, the green LED light emission period LG, and the blue LED light emission period LB are repeated, whereby field sequential color display is performed.
[0068]
Incidentally, in this embodiment, the LED emission periods LR, LG, and LB for each color are selected to be about 5 mS, and the PWM signal output period for each color is selected to be about 2000 μS. The PWM signal waveform is stored in the duty ratio storage registers 21 to 23 with the duty ratio within the unit period of 50 μS as the unit period. Incidentally, in the case of this embodiment, the duty ratio storage registers 21 to 23 store 8-bit (= 256) duty ratios.
[0069]
Thus, according to the present embodiment, the voltage application unit (the
[0070]
In addition, since the data of the applied voltage storage registers 11, 12, and 13 can be rewritten via the stored
[0071]
Furthermore, each color LED is PWM controlled, and the duty ratio for PWM control is stored in the duty ratio storage registers 21, 22, and 23 independently for each color LED, whereby the brightness of each color LED is set to the duty ratio independent for each color LED. Since the PWM signal can be independently controlled, the brightness of each color LED can be adjusted more delicately.
[0072]
Further, a
[0073]
(Embodiment 2)
FIG. 8, which shows components corresponding to those in FIG. 1 with the same reference numerals, shows the configuration of the LED drive device 50 according to Embodiment 2 of the present invention. The LED driving device 50 has the same configuration as that of the
[0074]
In this embodiment, among the red, green, and blue color LEDs, the red LEDs are continuously connected to each other. Thereby, since the number of power supply systems to the red LED is reduced, it is possible to reduce current consumption necessary for causing the red LED to emit light.
[0075]
That is, in this embodiment, attention is paid to the fact that the drive voltage necessary for causing the red LED to emit light with the desired luminance is approximately half of the drive voltage required for causing the green and blue LEDs to emit light with the desired luminance.
[0076]
Thereby, it was considered that two red LEDs that are continuously connected with a voltage substantially equal to the voltage applied to the green and blue LEDs can be made to emit light. In short, if the red LED is continuously connected as in this embodiment, the power consumption can be effectively reduced without generating a particularly large voltage in the power supply
[0077]
FIG. 9 shows the operation of the LED driving device 50 of this embodiment. The difference from FIG. 7 described above is that the voltage supplied to the
[0078]
Thus, according to the configuration of the present embodiment, among the red, green, and blue color LEDs, the red LEDs are continuously connected to each other, so that the current consumption can be further reduced in addition to the effects of the first embodiment. The LED driving device 50 can be realized.
[0079]
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the
[0080]
The number of
[0081]
Furthermore, a variable voltage is independently applied to LEDs of the same color, the luminance is also detected independently of the LEDs of the same color, and the minimum applied voltage value when the luminance of each of the LEDs of the same color is detected is higher than a desired value. You may make it set as a drive voltage value independently. In this way, even if there is a variation in the drive voltage required to obtain the desired brightness between LEDs of the same color, the minimum drive voltage corresponding to the variation can be set for each LED of the same color. Current can be reduced.
[0082]
Similarly, the LEDs of the same color may be controlled by PWM signals having different duty ratios, and the duty ratios of the LEDs of the same color when the desired brightness is detected may be independently written in the memory. In this way, even if the duty ratio required to obtain the desired brightness between the LEDs of the same color varies, the duty ratio according to the dispersion can be set for each LED. Adjustment can be made.
[0083]
Furthermore, the present invention can also be applied to the case where each white LED of a liquid crystal display device configured to perform color display by combining a plurality of white LEDs and a color filter is driven. That is, if a plurality of memories corresponding to the respective white LEDs are provided and the minimum light emission voltage and duty ratio corresponding to the variation in the characteristics are stored, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained.
[0084]
Furthermore, in the present invention, values stored in the applied voltage storage registers 11 to 13 and / or the duty ratio storage registers 21 to 23 may be set according to the arrangement of the LEDs. In this way, it is possible to easily adjust the luminance according to the arrangement position of the LEDs. For example, in a color filter type liquid crystal display device using a plurality of white LEDs as a backlight, if there is a request to make the brightness near the screen edge higher than the brightness near the screen center, it corresponds to the screen edge If the applied voltage value and on-duty ratio of the white LED to be set are made larger than the applied voltage and on-duty ratio of the white LED corresponding to the center of the screen, it is possible to easily adjust the luminance according to the LED arrangement position. become.
[0085]
In the above-described embodiment, the driving voltage setting device and method of the LED of the present invention have been described by taking as an example the case of setting the driving voltage of the field sequential type LED driving device, but the driving voltage setting device and method of the present invention. The present invention is not limited to this, and can be widely applied to display devices that perform color display using LEDs of three colors of R, G, and B.
[0086]
【The invention's effect】
As explained above, the present inventionLED driving voltage setting device and method thereforAccording to red, green and blue color LEDFor each of these, when the voltage value is changed and the applied voltage is applied, and when the PWM voltage is controlled by changing the duty ratio while applying the applied voltage of the voltage value when the luminance higher than the desired luminance is detected, the desired value is obtained. Since the duty ratio when the brightness of the brightness is detected is detected, the voltage value of each color unit and the duty ratio of the color unit are written to the memory.Reduce current consumption effectively when color display is performed by driving LEDs of three colors, red, green and blueButit can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an LED drive device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a minimum voltage value necessary for obtaining a desired luminance in each color LED;
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a drive voltage setting device according to the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart for explaining setting processing of an applied voltage and a duty ratio by a driving voltage setting device;
FIG. 5 is a flowchart for explaining a duty ratio setting process for obtaining a desired white balance;
FIG. 6 is a chromaticity space diagram for explaining a duty ratio setting process for obtaining a desired white balance.
FIG. 7 is a waveform diagram for explaining the operation of the LED driving device.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an LED driving device according to a second embodiment.
FIG. 9 is a waveform diagram for explaining the operation of the LED drive device according to the second embodiment;
[Explanation of symbols]
10, 50 LED drive device
11-13 Applied voltage storage register
14 Stored value setting bus
15 Register selection circuit
16 Applied voltage forming section
17 Digital analog conversion circuit
18 Voltage variable circuit
19 Power supply voltage generation circuit
20, 51 LED unit
21-23 Duty ratio storage register
24-26 PWM Waveform Forming Circuit
30 Drive voltage setting device
31 Luminance and chromaticity meter
32 Microcomputer
33 Applied voltage value setting section
34 Duty ratio setting section
TR, TG, TB LED light emission timing signal
Claims (3)
前記各色LEDに前記各印加電圧を可変して印加する電圧印加部に対して前記各印加電圧の電圧値を設定する印加電圧設定手段と、
前記各色LEDそれぞれについて各色単位で前記デューティー比を設定するデューティー比設定手段と、
前記各色LEDの輝度を検出する検出手段と、
前記印加電圧設定手段で前記電圧値を変化させて前記電圧印加部によって前記印加電圧を変化させながら印加し、前記検出手段で所望輝度以上の輝度が検出されたときの各色単位の前記電圧値を検出する印加電圧検出手段と、
前記印加電圧検出手段で検出された前記電圧値を前記印加電圧設定手段で前記電圧印加部に設定し、前記電圧値の前記印加電圧を印加した状態で、前記デューティー比設定手段で前記デューティー比を変化させてPWM制御し、前記検出手段で前記所望輝度の輝度が検出されたときの各色単位の前記デューティー比を検出するデューティー比検出手段と、
前記印加電圧検出手段により検出された色単位の前記電圧値及び前記デューティー比検出手段により検出された色単位の前記デューティー比をメモリに書き込むデータ書込み手段と
を具備することを特徴とするLEDの駆動電圧設定装置。Red, green, the for each color LED in the LCD display device that performs color display using each color LED and blue sets each duty ratio for the voltage value and the PWM control of the applied voltage desired luminance is obtained driving A voltage setting device,
Applied voltage setting means for setting a voltage value of each applied voltage with respect to a voltage applying unit that variably applies each applied voltage to each color LED ;
And the duty ratio setting means for setting the duty ratio at the respective color units attached to each of the color LED,
Detecting means for detecting the brightness of each color LED;
The voltage value is changed by the applied voltage setting means and applied by changing the applied voltage by the voltage application unit, and the voltage value of each color unit when the detection means detects a luminance higher than a desired luminance. Applied voltage detecting means for detecting;
The voltage value detected by the applied voltage detecting means is set in the voltage applying section by the applied voltage setting means, and the duty ratio is set by the duty ratio setting means in a state where the applied voltage of the voltage value is applied. PWM control by changing the duty ratio detection means for detecting the duty ratio of each color unit when the detection means detects the luminance of the desired brightness ; and
Driving the LED, characterized by comprising a data writing means for writing the duty ratio of the detected color unit by the voltage value and the duty ratio detecting means color units detected by the applied voltage detecting means to the memory Voltage setting device.
前記デューティー比設定手段は、同色のLEDについても独立にデューティー比を設定し、前記デューティー比検出手段は、同色のLEDについても独立に前記デューティー比を検出し、前記データ書込み手段は、同色のLEDについても独立の前記デューティー比を前記メモリに書き込む
ことを特徴とする請求項1に記載のLEDの駆動電圧設定装置。The applied voltage setting unit sets the voltage value independent of the same color LED, the voltage-detection means detects the voltage value independent of for each same color LED, the data writing means, the same color write the voltage value independent of the LED of the memory,
The duty ratio setting means sets the duty ratio independently also the same color of LED, the duty ratio detecting means detects a pre-Symbol duty ratio independent of the same color LED, the data writing means, the same color LED driving voltage setting device according to claim 1, characterized in that writing the duty ratio of the independent in the memory also LED.
所定値のデューティー比のPWM信号でPWM制御しながら、前記LEDに対し、電圧値を変化させて印加電圧を印加する可変電圧印加ステップと、
前記可変電圧印加ステップで前記印加電圧を印加したときの前記LEDの輝度を検出する輝度検出ステップと、
前記輝度検出ステップで所望輝度以上の輝度が検出されたときの前記電圧値を検出する印加電圧検出ステップと、
前記印加電圧検出ステップで検出された前記電圧値をメモリに書き込むデータ書込みステップと、
前記メモリに書き込まれた前記電圧値の前記印加電圧を印加した状態で、前記デューティー比を前記所定値からオンの比率を順次下げながら、前記LEDの輝度を検出して、前記所望輝度の輝度が検出されたときの前記デューティー比を検出するデューティー比検出ステップと、
前記デューティー比検出ステップで検出された前記デューティー比をメモリに書き込むデータ書込みステップと
を前記各色LEDについて行う
ことを特徴とするLEDの駆動電圧設定方法。Red, green, the for each color LED in the LCD display device that performs color display using each color LED and blue sets each duty ratio for the voltage value and the PWM control of the applied voltage desired luminance is obtained driving A voltage setting method,
While PWM control by the PWM signal of the duty ratio of the predetermined value, against the LED, and the variable voltage application step of applying an applied voltage by changing the voltage value,
A luminance detecting step of detecting the luminance of the LED when the applied voltage is applied in the variable voltage applying step ;
And applied voltage detecting step wherein you detect the voltage value at which the desired luminance or luminance detected by the luminance detection step,
A data writing step of writing the voltage value detected in the applied voltage detection step into a memory;
While applying the applied voltage of the voltage value written in the memory, the luminance of the LED is detected by detecting the luminance of the LED while sequentially decreasing the duty ratio from the predetermined value to the ON ratio. A duty ratio detection step for detecting the duty ratio when detected;
A data writing step of writing the duty ratio detected in the duty ratio detection step into a memory ;
The method for setting the driving voltage of the LED is characterized by performing the above for each color LED .
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003098487A JP4076083B2 (en) | 2003-04-01 | 2003-04-01 | LED driving voltage setting device and method |
PCT/JP2004/004313 WO2004090997A1 (en) | 2003-04-01 | 2004-03-26 | Led drive device and led drive method |
EP04723808A EP1564821A4 (en) | 2003-04-01 | 2004-03-26 | Led drive device and led drive method |
KR1020057007218A KR20050091701A (en) | 2003-04-01 | 2004-03-26 | Led drive device and led drive method |
US10/532,216 US7425801B2 (en) | 2003-04-01 | 2004-03-26 | LED driving device for multiple color LED displays |
TW093108677A TWI283844B (en) | 2003-04-01 | 2004-03-30 | Light emitting diode driver and light emitting diode driving method |
HK06103109A HK1083274A1 (en) | 2003-04-01 | 2006-03-10 | Led drive device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003098487A JP4076083B2 (en) | 2003-04-01 | 2003-04-01 | LED driving voltage setting device and method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004311461A JP2004311461A (en) | 2004-11-04 |
JP4076083B2 true JP4076083B2 (en) | 2008-04-16 |
Family
ID=33463250
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003098487A Expired - Fee Related JP4076083B2 (en) | 2003-04-01 | 2003-04-01 | LED driving voltage setting device and method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4076083B2 (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100659531B1 (en) | 2003-11-27 | 2006-12-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | Backlight driving circuit in FS-LCD |
JP4438722B2 (en) * | 2004-11-19 | 2010-03-24 | ソニー株式会社 | Backlight driving device, backlight driving method, and liquid crystal display device |
CN100416350C (en) * | 2004-11-19 | 2008-09-03 | 索尼株式会社 | Backlight driving device, backlight driving method, and liquid crystal display device |
JP2006261160A (en) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Mitsumi Electric Co Ltd | Inductive led driver |
US8207691B2 (en) * | 2005-04-08 | 2012-06-26 | Eldolab Holding B.V. | Methods and apparatus for operating groups of high-power LEDS |
JP4595695B2 (en) * | 2005-06-17 | 2010-12-08 | エプソンイメージングデバイス株式会社 | Electro-optical device, driving method, and electronic apparatus |
JP4890837B2 (en) * | 2005-11-07 | 2012-03-07 | ローム株式会社 | Power supply |
KR101251543B1 (en) | 2006-09-01 | 2013-04-08 | 삼성디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display apparatus and Method of driving the same and Method of fabricating the same |
JP2008262966A (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Rohm Co Ltd | Light emitting diode driving device |
JP4552985B2 (en) | 2007-08-30 | 2010-09-29 | ソニー株式会社 | Image display device |
JP4552986B2 (en) * | 2007-08-31 | 2010-09-29 | ソニー株式会社 | Image display device |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3197916B2 (en) * | 1990-11-15 | 2001-08-13 | 株式会社リコー | Optical printer light source |
JPH0580101A (en) * | 1991-09-25 | 1993-04-02 | Toshiba Corp | Automatic adjusting device for electronic apparatus |
JP3383981B2 (en) * | 1992-01-28 | 2003-03-10 | 松下電工株式会社 | Lighting equipment |
JPH05205882A (en) * | 1992-01-28 | 1993-08-13 | Matsushita Electric Works Ltd | Variable color lighting system |
JPH0667622A (en) * | 1992-08-21 | 1994-03-11 | Sharp Corp | Led display panel driver circuit |
JPH07211462A (en) * | 1994-01-14 | 1995-08-11 | Matsushita Electric Works Ltd | Variable color lighting device and variable color lighting system |
JPH08180978A (en) * | 1994-12-22 | 1996-07-12 | Matsushita Electric Works Ltd | Variable color lighting system |
JP2950178B2 (en) * | 1994-12-28 | 1999-09-20 | 日亜化学工業株式会社 | How to turn on multiple color LED display units |
JPH09331245A (en) * | 1996-06-13 | 1997-12-22 | Fujitsu Ltd | Medium detecting circuit |
JPH11296150A (en) * | 1998-04-10 | 1999-10-29 | Masaya Okita | High-speed driving method for liquid crystal |
JP3368890B2 (en) * | 2000-02-03 | 2003-01-20 | 日亜化学工業株式会社 | Image display device and control method thereof |
JP2001272938A (en) * | 2000-03-28 | 2001-10-05 | Sharp Corp | Color tone adjusting circuit and back light module and light emitting diode display device provided with the same circuit |
JP4288553B2 (en) * | 2000-07-25 | 2009-07-01 | 富士フイルム株式会社 | Camera strobe device |
JP2002202766A (en) * | 2000-10-30 | 2002-07-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electronic instrument and recording medium with its program recorded thereon |
JP4756768B2 (en) * | 2001-04-27 | 2011-08-24 | 星和電機株式会社 | LED unit lighting control method and LED display device |
JP4043848B2 (en) * | 2001-06-28 | 2008-02-06 | 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 | LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND LIGHTING DEVICE DRIVE CONTROL METHOD |
JP2003058125A (en) * | 2001-08-16 | 2003-02-28 | Konica Corp | Electronic equipment |
-
2003
- 2003-04-01 JP JP2003098487A patent/JP4076083B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004311461A (en) | 2004-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1564821A1 (en) | Led drive device and led drive method | |
EP1562170A1 (en) | Display device adjusting method and display device | |
JP2005184020A (en) | Led drive device and led-driving method | |
TWI636448B (en) | Organic light emitting display device, data driver, method for driving data driver, display device, and method for driving display device | |
US7199780B2 (en) | Field sequential driving type liquid crystal display apparatus capable of increasing brightness while suppressing irregularity, and its driving method | |
US20070229447A1 (en) | Liquid crystal display device | |
US7864152B2 (en) | Liquid crystal display of field sequential color type and method for driving the same | |
TW558709B (en) | Programmable timing controller for field sequential color TFT display devices | |
JP4076083B2 (en) | LED driving voltage setting device and method | |
US8928701B2 (en) | Display apparatus and method of driving the same | |
US20060125742A1 (en) | Liquid-crystal display device and method of driving liquid-crystal display device | |
KR101502834B1 (en) | Driving apparatus of light-source module, light-source apparatus having the driving apparatus, driving method of the light-source module and display apparatus having the driving apparatus | |
KR20040039673A (en) | Common voltage regulating circuit of liquid crystal display device | |
CN106486046A (en) | Display device and its driving method | |
JP4015965B2 (en) | LED driving device and LED driving method | |
KR101255702B1 (en) | Liquid crystal display and method for driving the same | |
KR20060048486A (en) | Color display apparatus and semiconductor device for the same | |
JP2004309510A (en) | Device and method for driving led | |
KR101676245B1 (en) | Liquid crystal display device and driving method thereof | |
JP2001100709A (en) | Electrooptical device and its driving method | |
KR102116412B1 (en) | Backlight unit and display device using the same and driving method thereof | |
KR20100058815A (en) | Multi-panel display and method of driving the same | |
KR20070072649A (en) | Testing apparatus of liquid crystal display and test method of the same | |
KR100953162B1 (en) | Liquid Crystal Display Device And Driving Methode For The Same | |
KR20240083607A (en) | Display device including Touch sensor and Driving Method of the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041116 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050112 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050222 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20050805 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20060919 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060919 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061115 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20071205 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071219 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080124 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |