JP4776463B2 - Surface light source device, illumination device, backlight device, and display device - Google Patents
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Description
本発明は、面光源装置に関し、特に、平面ディスプレイ用のバックライト等の面光源装置に関する。 The present invention relates to a surface light source device, and more particularly to a surface light source device such as a backlight for a flat display.
近年、液晶パネルを用いた、薄型テレビおよび薄型ディスプレイが盛んに開発されている。液晶は、それ自体では発光せずにシャッターの役割を担う素子である。そのため、透過型液晶ディスプレイでは、バックライトと称する面光源装置が非常に重要な役割を果たし、バックライトの色域がディスプレイの色域を決定している。現状の液晶ディスプレイの多くは、バックライトとして冷陰極管を用いている。しかしながら、冷陰極管は色域が狭いという欠点と、水銀を含有しているという欠点とを有する。 In recent years, thin televisions and thin displays using liquid crystal panels have been actively developed. The liquid crystal is an element that plays a role of a shutter without emitting light by itself. Therefore, in a transmissive liquid crystal display, a surface light source device called a backlight plays a very important role, and the color gamut of the backlight determines the color gamut of the display. Many current liquid crystal displays use a cold cathode tube as a backlight. However, cold cathode tubes have the disadvantage that the color gamut is narrow and that they contain mercury.
上記欠点を克服するために、たとえば、特許文献1には、多数のLED(Light Emitting Diode)を二次元アレイ状に配置した面光源装置が開示されている。 In order to overcome the above drawbacks, for example, Patent Document 1 discloses a surface light source device in which a large number of LEDs (Light Emitting Diodes) are arranged in a two-dimensional array.
また、LEDを電流駆動するLEDドライバ数の削減、およびLEDに流す電流を均一化するために、図9で示すような複数個のLEDを直列に接続する方式が従来用いられている。 In addition, in order to reduce the number of LED drivers for driving LEDs in current and to make the current flowing through the LEDs uniform, a method of connecting a plurality of LEDs in series as shown in FIG. 9 is conventionally used.
図9は、従来の面光源装置の構成を示すブロック図である。
図9を参照して、この面光源装置は、前述の直列接続方式を用いて多数のLEDを二次元アレイ状に配置した構成である。この面光源装置は、PWM信号生成回路100と、LED101A〜104Aと、LED101B〜104Bと、LED101C〜104Cと、LED101D〜104Dと、LEDドライバ(駆動回路)105A〜105Dとを備える。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional surface light source device.
Referring to FIG. 9, this surface light source device has a configuration in which a large number of LEDs are arranged in a two-dimensional array using the above-described series connection method. This surface light source device includes a PWM
LEDドライバ105AはLED101A〜104Aを駆動し、LEDドライバ105BはLED101B〜104Bを駆動し、LEDドライバ105CはLED101C〜104Cを駆動し、LEDドライバ105DはLED101D〜104Dを駆動する。
The
また、特許文献2には、隣り合わない2個の発光素子を1セットとして直列に接続し、その各セットを電源に対して並列に接続する面光源装置が開示されている。 Patent Document 2 discloses a surface light source device in which two light emitting elements that are not adjacent to each other are connected in series as a set, and each set is connected in parallel to a power source.
また、特許文献3には、複数の発光素子が、グループごとに発光素子が直列接続された複数のグループに分けられているとともに、複数のグループの各々に電源から定電圧が印加され、複数の発光素子が導光板の側端面に対向し、かつ側端面に沿って配列されている面光源装置が開示されている。
しかしながら、図9に示した従来の面光源装置では、たとえばLED101Aが断線故障した場合、LEDドライバ105Aが駆動しているLED102A〜104Aへの供給電流が遮断されてLED102A〜104Aが消灯してしまう。そうすると、図9の点線で囲んだ領域のうちの左上の領域、すなわちLED101A〜104Aによって光を照射される領域が暗くなり欠陥が非常に目立ってしまう。
However, in the conventional surface light source device shown in FIG. 9, for example, when the
また、特許文献2および3記載の面光源装置においても光学素子が故障して消灯した箇所は依然として目立ち、輝度を故障前と略同等の状態に回復することはできない。 Also, in the surface light source devices described in Patent Documents 2 and 3, the portion where the optical element fails and is extinguished is still conspicuous, and the luminance cannot be restored to a state substantially equivalent to that before the failure.
それゆえに、本発明の目的は、複数個の発光素子の一部が何らかの原因で消灯しても、輝度を消灯前と略同等の状態に回復することが可能な面光源装置、照明装置、バックライト装置および表示装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a surface light source device , an illuminating device, a back light source , and the like that can restore the luminance to a state substantially equivalent to that before the light is turned off even if some of the light emitting elements are turned off for some reason. A light device and a display device are provided.
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる面光源装置は、互いに電気的に直列接続されていない複数の発光素子を各々が含む複数の発光素子組を備え、発光素子組の各々について、各発光素子が光を照射する領域の少なくとも一部は、他の発光素子が光を照射する領域と重なるように配置され、複数の発光素子組が光を照射する領域は組ごとに異なり、各組の複数の発光素子は、他の組の対応する発光素子と電気的に直列接続され、直列接続された発光素子の群にそれぞれ対応して設けられ、対応の発光素子の群を駆動する複数の駆動回路を備え、複数の駆動回路は、発光素子の一部が故障し、故障した発光素子と直列接続される発光素子の光量が変化したとき、故障した発光素子と照射する領域が重なる発光素子の輝度を上げる。
好ましくは、複数の発光素子組のうち第1の発光素子組は、第1および第3の発光素子を含み、複数の発光素子組のうち第2の発光素子組は、第2および第4の発光素子を含み、第1の発光素子および第2の発光素子が電気的に直列接続され、第3の発光素子および第4の発光素子が電気的に直列接続され、第1の発光素子および第3の発光素子は略同一領域に光を照射し、第2の発光素子および第4の発光素子は略同一領域に光を照射し、第1の発光素子および第3の発光素子が光を照射する領域と、第2の発光素子および第4の発光素子が光を照射する領域とは、全部または一部が一致せず、複数の駆動回路は、第1の発光素子および第2の発光素子を駆動する第1の駆動回路と、第3の発光素子および第4の発光素子を駆動する第2の駆動回路とを含み、略同一領域に光を照射する各発光素子は、集合配置される。
In order to solve the above problems, a surface light source device according to an aspect of the present invention includes a plurality of light emitting element sets each including a plurality of light emitting elements that are not electrically connected in series with each other, and each of the light emitting element sets for at least part of a region where each light emitting element is irradiated with light, the other light emitting elements are arranged in the area and weight of so that when exposed to light, each region in which a plurality of light-emitting elements set is irradiated with light is set the different, the plurality of light emitting elements of each set, the other set of corresponding light-emitting element and electrically connected in series, provided corresponding to the group of serially connected light emitting elements, the group of the corresponding light emitting element The plurality of drive circuits irradiate the failed light emitting element when a part of the light emitting element fails and the light quantity of the light emitting element connected in series with the failed light emitting element changes. Increase the brightness of light-emitting elements with overlapping regions That.
Preferably, the first light-emitting element group among the plurality of light-emitting element groups includes first and third light-emitting elements, and the second light-emitting element group among the plurality of light-emitting element groups includes the second and fourth light-emitting element groups. Including a light emitting element, the first light emitting element and the second light emitting element are electrically connected in series, the third light emitting element and the fourth light emitting element are electrically connected in series, and the first light emitting element and the first light emitting element The light-emitting element 3 irradiates light in substantially the same region, the second light-emitting element and the fourth light-emitting element irradiate light in substantially the same area, and the first light-emitting element and the third light-emitting element irradiate light. The region where the second light emitting element and the fourth light emitting element irradiate light are not all or part of the region where light is emitted, and the plurality of driving circuits include the first light emitting element and the second light emitting element. A first driving circuit for driving the second light emitting element, and a second driving circuit for driving the third light emitting element and the fourth light emitting element. And a dynamic circuit, the light-emitting element for emitting light to substantially the same area, Ru is set disposed.
好ましくは、略同一領域に光を照射する各発光素子は、同一パッケージ内に封止される。 Preferably, each light emitting element that irradiates light to substantially the same region is sealed in the same package.
好ましくは、面光源装置は、さらに、第1の発光素子ないし第4の発光素子から照射される光を制御して、第1の発光素子および第3の発光素子からの光を略同一領域に照射させ、かつ第2の発光素子および第4の発光素子からの光を略同一領域に照射させ、かつ第1の発光素子および第3の発光素子が光を照射する領域、および第2の発光素子および第4の発光素子が光を照射する領域の全部または一部を一致させない配光部を備える。 Preferably, the surface light source device further controls light emitted from the first light-emitting element to the fourth light-emitting element so that the light from the first light-emitting element and the third light-emitting element is in substantially the same region. A region where light is emitted from the second light-emitting element and the fourth light-emitting element to substantially the same region, and the first light-emitting element and the third light-emitting element emit light; The element and the fourth light emitting element include a light distribution unit that does not match all or part of the region irradiated with light.
好ましくは、駆動回路は、発光素子の導通故障を検出する故障検出部を含む。
好ましくは、故障検出部は、発光素子から駆動回路へ出力される電流を電圧に変換する変換素子を含み、変換された電圧と所定電圧を比較し、変換された電圧の方が高い場合、導通故障と判断する。
好ましくは、駆動回路は、発光素子の断線故障を検出する故障検出部を含む。
好ましくは、故障検出部は、発光素子から駆動回路へ出力される電流を電圧に変換する変換素子を含み、変換された電圧と所定電圧を比較し、変換された電圧の方が低い場合、断線故障と判断する。
好ましくは、発光素子は発光ダイオードである。
Preferably, the drive circuit includes a failure detection unit that detects a conduction failure of the light emitting element.
Preferably, the failure detection unit includes a conversion element that converts a current output from the light emitting element to the drive circuit into a voltage, compares the converted voltage with a predetermined voltage, and conducts when the converted voltage is higher. Judge as a failure.
Preferably, the drive circuit includes a failure detection unit that detects a disconnection failure of the light emitting element.
Preferably, the failure detection unit includes a conversion element that converts a current output from the light emitting element to the drive circuit into a voltage, compares the converted voltage with a predetermined voltage, and disconnects when the converted voltage is lower. Judge as a failure.
Preferably, the light emitting element is a light emitting diode.
本発明によれば、複数個の発光素子の一部が何らかの原因で消灯しても、輝度を消灯前と略同等の状態に回復することができる。 According to the present invention, even when some of the plurality of light emitting elements are turned off for some reason, the luminance can be recovered to a state substantially equivalent to that before the light is turned off.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
<第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る面光源装置の構成を示すブロック図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the surface light source device according to the first embodiment of the present invention.
図1を参照して、面光源装置201は、PWM信号生成回路(駆動制御回路)100と、LED(発光素子)101A〜104Aと、LED101B〜104Bと、LED101C〜104Cと、LED101D〜104Dと、LEDドライバ(駆動回路)105A〜105Dと、LED実装基板106とを備える。
Referring to FIG. 1, a surface
LED101A〜104Aが電気的に直列接続され、LED101B〜104Bが電気的に直列接続され、LED101C〜104Cが電気的に直列接続され、LED101D〜104Dが電気的に直列接続される。
The
LED101Aと、LED101Bと、LED101Cと、LED101Dとが近接して集合配置され、LED102Aと、LED102Bと、LED102Cと、LED102Dとが近接して集合配置され、LED103Aと、LED103Bと、LED103Cと、LED103Dとが近接して集合配置され、LED104Aと、LED104Bと、LED104Cと、LED104Dとが近接して集合配置される。
LEDドライバ105AはLED101A〜104Aを駆動し、LEDドライバ105BはLED101B〜104Bを駆動し、LEDドライバ105CはLED101C〜104Cを駆動し、LEDドライバ105DはLED101D〜104Dを駆動する。
The
より詳細には、PWM信号生成回路100は、輝度に応じたデューティー比を有するPWM(Pulse Width Modulation)信号をLEDドライバごとに生成し、LEDドライバ105A〜105Dにそれぞれ出力する。LEDドライバ105A〜105Dは、PWM信号生成回路100から受けたPWM信号に応じてLEDを駆動する。たとえば、LEDドライバ105A〜105Dは、PWM信号がハイレベルのときに固定電源VLEDから電流を引き込んでLEDに供給する。
More specifically, the PWM
図2は、本発明の第1の実施の形態に係る面光源装置の断面図である。
図2を参照して、LED実装基板106は、各LEDを実装し、また、反射板および放熱板としての機能を有する。図2においては、断面を示している都合上、LED101A、LED101B、LED102AおよびLED102B、ならびにこれらのLEDに対応するLEDドライバ105Aおよび105Bが示されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the surface light source device according to the first embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 2,
点線の矢印で示すように、各LEDから照射された光はLED実装基板106の上方に位置するプリズムシート、偏光ミラーシート、拡散シート等から構成される光学シート301に照射され、輝度ムラおよび色ムラが低減される。そして、光学シート301を通過した光は、バックライト光として液晶パネル300に照射される。ここで、LED101A〜101Dは近接して集合配置されているので、LED101A〜101Dから照射された光は点線矢印で示すように光学シート301における略同一領域に照射される。また、LED102A〜102Cおよび102Dは近接して集合配置されているので、LED102A〜102Dから照射された光は点線矢印で示すように光学シート301における略同一領域に照射される。そして、LED101A〜101Dと、LED102A〜102Dと、LED103A〜103Dと、LED104A〜104Dとは、近接して集合配置されていないので、光学シート301における異なる領域に光を照射する。言い換えれば、LED101A〜101Dが光を照射する領域と、LED102A〜102Dが光を照射する領域と、LED103A〜103Dが光を照射する領域と、LED104A〜104Dが光を照射する領域とは、全部または一部が一致していない。
As indicated by the dotted arrows, the light emitted from each LED is applied to the
たとえばLED101Aが断線故障したことにより、LEDドライバ105Aによって駆動されているLED101A〜104Aがすべて消灯してしまった場合、PWM信号生成回路100は、LEDドライバ105B、105Cおよび105Dに出力するPWM信号のデューティー比を変更することにより、LED101B〜104B、101C〜104Cおよび101D〜104Dの輝度を上げる制御を行なう。
For example, when all of the
より詳細には、PWM制御回路100は、LED101Aが断線故障すると、LEDドライバ105B、105Cおよび105Dに出力するPWM信号のデューティー比を上げる、たとえば、所定期間においてPWM信号がハイレベルとなる期間の割合を上げる。すなわち、LED101Aが断線故障する前はLEDドライバ105A、105B、105Cおよび105Dに出力されるPWM信号のデューティー比がすべて25%であるとする。PWM制御回路100は、LED101Aが断線故障した場合、LEDドライバ105A、105B、105Cおよび105Dに出力するPWM信号のデューティー比をそれぞれ33.3%に上げることにより、消灯したLED101A〜104Aの輝度を補償する。このような構成により、光学シート301を通過して液晶パネル300に照射されるバックライト光の輝度を断線故障前と略同等の状態に回復することができる。
More specifically, the
また、PWM制御回路100は、たとえばLED101Aが導通故障したことによりLED101Aのみが消灯してしまった場合、およびLED101Aが経時劣化等で輝度が低下するなど、異常な点灯状態になってしまった場合には、LEDドライバ105Aに出力するPWM信号のデューティー比を0%、たとえば、PWM信号をローレベルに固定する。これにより、LED101A〜104Aを故意に消灯してLED101Aが断線故障した場合と同じ状態をつくる。そして、PWM制御回路100は、断線故障の場合と同様に、LEDドライバ105B、105Cおよび105Dに出力するPWM信号のデューティー比を上げることにより、LED101B〜104B、101C〜104Cおよび101D〜104Dの輝度を上げる。このような構成により、光学シート301を通過して液晶パネル300に照射されるバックライト光の輝度を断線故障前と略同等の状態に回復することができる。
Further, the
ところで、図9に示した従来の面光源装置、および特許文献1〜3記載の面光源装置では、光学素子が故障して消灯した箇所が目立ち、輝度を故障前と略同等の状態に回復することができないという問題点があった。しかしながら、本発明の第1の実施の形態に係る面光源装置では、直列接続されていない複数個のLED、たとえばLED101A〜101Dは近接して集合配置されており、LED101A〜101Dから照射された光は光学シート301における略同一領域に照射される。そして、直列接続される複数個のLED、たとえばLED101A〜104Aは近接して集合配置されていないので、光学シート301において光を照射する領域の全部または一部が一致していない。そして、直列接続される複数個のLEDごとにLED駆動回路を備える。このような構成により、たとえば、前述のように異常の発生したLEDに直列接続されているLEDを消灯し、かつ異常の発生したLEDに直列接続されていないLEDの輝度を上げることにより、輝度を消灯前と略同等の状態に回復することができる。
By the way, in the conventional surface light source device shown in FIG. 9 and the surface light source devices described in Patent Documents 1 to 3, the location where the optical element has failed and is extinguished is conspicuous, and the luminance is restored to a state substantially equivalent to that before the failure. There was a problem that it was not possible. However, in the surface light source device according to the first embodiment of the present invention, a plurality of LEDs that are not connected in series, for example,
なお、本発明の第1の実施の形態に係る面光源装置では、図1に示すようにLEDを16個備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、面光源装置が、LEDとして、図2に示すようにLED(第1の発光素子)101A、LED(第2の発光素子)102A、LED(第3の発光素子)101B、およびLED(第4の発光素子)102Bだけを備え、また、LEDドライバとして、LEDドライバ(第1の駆動回路)105AおよびLEDドライバ(第2の駆動回路)105Bだけを備える構成とすることができる。このような構成でも、本発明の目的を達成することが可能である。 The surface light source device according to the first embodiment of the present invention is configured to include 16 LEDs as shown in FIG. 1, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 2, the surface light source device includes an LED (first light emitting element) 101A, an LED (second light emitting element) 102A, an LED (third light emitting element) 101B, and an LED (first light emitting element). 4 light-emitting elements) 102B, and only the LED driver (first driving circuit) 105A and the LED driver (second driving circuit) 105B can be used as LED drivers. Even with such a configuration, the object of the present invention can be achieved.
なお、本発明の第1の実施の形態に係る面光源装置は、液晶ディスプレイのバックライト装置その他の照明などに好適に利用することが可能である。 The surface light source device according to the first embodiment of the present invention can be suitably used for a backlight device of a liquid crystal display and other illuminations.
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
<第2の実施の形態>
本実施の形態は、第1の実施の形態に係る面光源装置に対してLEDをパッケージ化した面光源装置に関する。以下で説明する内容以外は第1の実施の形態に係る面光源装置と同様である。
<Second Embodiment>
The present embodiment relates to a surface light source device in which LEDs are packaged with respect to the surface light source device according to the first embodiment. The contents other than those described below are the same as those of the surface light source device according to the first embodiment.
図3は、本発明の第2の実施の形態に係る面光源装置の構成を示す図である。
図3を参照して、面光源装置202は、面光源装置201に対して、さらに、LEDパッケージ111〜114を備える。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a surface light source device according to the second embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 3, the surface
図3を参照して、LED101A、101B、101Cおよび101Dは、LEDパッケージ111に封止され、LED102A、102B、102Cおよび102DはLEDパッケージ112に封止され、LED103A、103B、103Cおよび103DはLEDパッケージ113に封止され、LED104A、104B、104Cおよび104DはLEDパッケージ114に封止される。
Referring to FIG. 3,
ここで、「複数個のLEDがパッケージに封止される」とは、複数個のLEDチップが接続端子を具備したパッケージ内に収められた後、高い屈折率の樹脂で封止された状態、およびLED実装基板106に複数個のLEDチップが近接して実装され、高い屈折率の樹脂で封止された状態等、連続した一塊の樹脂等の高屈折率部材で封止された状態を指す。
Here, "a plurality of LEDs are sealed in a package" means a state in which a plurality of LED chips are housed in a package having connection terminals and then sealed with a high refractive index resin. And a state in which a plurality of LED chips are mounted in proximity to the
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る面光源装置の断面図である。図4においては、断面を示している都合上、LED101A、LED101B、LED102AおよびLED102B、ならびにこれらのLEDに対応するLEDドライバ105Aおよび105Bが図示されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a surface light source device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 4, for the convenience of showing a cross section,
複数個のLEDを同一パッケージに封止する構成により、たとえばLED101Aおよび101Bを非常に近接して集合配置することが可能となる。このような構成により、図4における点線矢印で示すように、LED101Aおよび101Bからの光が光学シート301上において照射される領域を、第1の実施の形態に係る面光源装置と比べてさらに近接させることができ、断線故障等で消灯したLEDの輝度を他のLEDで補った状態における面光源装置のバックライト光の輝度ムラおよび色ムラを低減することができる。
With the configuration in which a plurality of LEDs are sealed in the same package, for example, the
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
<第3の実施の形態>
本実施の形態は、第1の実施の形態に係る面光源装置に対して集光方法を変更した面光源装置に関する。以下で説明する内容以外は第1の実施の形態に係る面光源装置と同様である。
<Third Embodiment>
The present embodiment relates to a surface light source device in which the light collection method is changed with respect to the surface light source device according to the first embodiment. The contents other than those described below are the same as those of the surface light source device according to the first embodiment.
図5は、本発明の第3の実施の形態に係る面光源装置の構成を示す断面図である。
図5を参照して、面光源装置203は、面光源装置201に対して、さらに、光学素子(配光部)501A〜504Aと、光学素子(配光部)501B〜504Bと、光学素子(配光部)501C〜504Cと、光学素子(配光部)501D〜504Dとを備える。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a surface light source device according to the third embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 5, the surface
図5においては、断面を示している都合上、LED101A、LED101B、LED102AおよびLED102B、ならびにこれらのLEDに対応する光学素子501A、光学素子501B、光学素子502Aおよび光学素子502B、ならびにLEDドライバ105Aおよび105Bが図示されている。
In FIG. 5, for convenience of showing the cross section,
LED101A〜101D、LED102A〜102D、LED103A〜103DおよびLED104A〜104Dは、それぞれ実装位置という意味では集合配置はされていないが、LEDの配光特性を制御する光学素子501A〜501D、502A〜502D、503A〜503Dおよび504A〜504Dが設けられることにより、光学的に集合配置されている。
The
光学素子501A〜501Dは、LED101A〜101Dから照射される光を制御して、光学シート301における略同一領域にLED101A〜101Dからの光が照射されるように設計および調整される。同様に、光学素子502A〜502D、503A〜503Dおよび504A〜504Dは、それぞれ、LED102A〜102D、LED103A〜103DおよびLED104A〜104Dから照射される光を制御して、光学シート301における略同一領域にLED102A〜102D、LED103A〜103DおよびLED104A〜104Dからの光が照射されるように設計および調整される。
The optical elements 501 </ b> A to 501 </ b> D are designed and adjusted so that the light emitted from the
また、光学素子501A〜501D、502A〜502D、503A〜503Dおよび504A〜504Dは、LED101A〜101D、LED102A〜102D、LED103A〜103DおよびLED104A〜104Dからの光が光学シート301においてそれぞれ異なる領域に照射されるように設計および調整される。言い換えれば、言い換えれば、LED101A〜101Dが光を照射する領域と、LED102A〜102Dが光を照射する領域と、LED103A〜103Dが光を照射する領域と、LED104A〜104Dが光を照射する領域とは、全部または一部が一致していない。
The
したがって、本発明の第3の実施の形態に係る面光源装置では、本発明の第1の実施の形態に係る面光源装置と同様に、複数個の発光素子の一部が何らかの原因で消灯しても、輝度を消灯前と略同等の状態に回復することができる。 Therefore, in the surface light source device according to the third embodiment of the present invention, as in the surface light source device according to the first embodiment of the present invention, some of the plurality of light emitting elements are turned off for some reason. However, it is possible to restore the luminance to a state substantially equivalent to that before the light is turned off.
なお、面光源装置は、各LEDの実装位置による照射領域の調整、および光学素子による照射領域の調整とを組み合わせる構成であってもよい。 Note that the surface light source device may be configured to combine the adjustment of the irradiation area by the mounting position of each LED and the adjustment of the irradiation area by the optical element.
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
<第4の実施の形態>
本実施の形態は、第1の実施の形態に係る面光源装置に対して故障検出機能を有するLEDドライバを備えた面光源装置に関する。以下で説明する内容以外は第1の実施の形態に係る面光源装置と同様である。
<Fourth embodiment>
The present embodiment relates to a surface light source device including an LED driver having a failure detection function with respect to the surface light source device according to the first embodiment. The contents other than those described below are the same as those of the surface light source device according to the first embodiment.
図6は、本発明の第4の実施の形態に係る面光源装置の構成を示すブロック図である。
図6を参照して、面光源装置204は、面光源装置201に対して、LEDドライバ105A〜105Dの代わりにLEDドライバ605A〜605Dを備える。以下、LEDドライバ605A〜605Dを総称するときは符号605を用いる。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a surface light source device according to the fourth embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 6, the surface
LEDドライバ605は、駆動しているLEDが故障しているか否かを検出し、LEDの故障の有無を示す故障検出信号をPWM信号生成回路600に出力する。
The
PWM信号生成回路600は、LEDドライバ605A〜605Dからの故障検出信号を参照してLEDが故障していることを認識した場合、断線故障および導通故障等、故障モードにかかわらず故障したLEDに対応するLEDドライバへのPWM信号のデューティー比を0%に落とす。これにより、故障したLEDに直列接続されているLEDをすべて消灯する。そして、PWM信号生成回路600は、故障したLEDに直列接続されていないLEDに対応するLEDドライバへのPWM信号のデューティー比を上げる。これにより、故障したLEDに直列接続されていないLEDの輝度を上げ、バックライト光の輝度を故障前と略同等の状態に回復することができる。
When the PWM
図7は、故障検出信号を生成する機能を備えたLEDドライバ605のブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram of the
図7を参照して、LEDドライバ605は、FET(Field Effect Transistor)700と、故障検出部300とを含む。故障検出部300は、抵抗素子701と、電圧比較器702と、電圧比較器703と、論理オア回路704と、遅延素子705と、フリップフロップ706とを含む。図7のG点、D点およびS点はそれぞれFET700のゲート、ドレイン、ソースを示す。また、IはLEDを流れる電流を示す。
Referring to FIG. 7,
FET700は、飽和領域、すなわちD点およびS点間の電圧Vdsが変化してもD点からS点へ流れる電流Idsが一定になる領域で動作しており、簡易的な定電流源として動作する。
The
抵抗素子701は、数オームから数十オームの所定の抵抗値を有し、電流値をモニターする。
The
電圧比較器702は、FET700のドレイン電圧を所定電圧値と比較し、所定電圧値以上である場合にはハイレベルの信号を出力し、所定電圧値未満である場合にはローレベルの信号を出力する。
The
電圧比較器703は、FET700のソース電圧すなわちFET700および抵抗素子701の接続点の電圧を所定電圧値と比較し、所定電圧値未満である場合にはハイレベルの信号を出力し、所定電圧値以上である場合にはローレベルの信号を出力する。
The
論理オア回路704は、電圧比較器702および703から受けた信号の論理和を出力する。
Logic OR
遅延素子705は、FET700のゲート電圧を所定電圧値と比較し、所定電圧値未満である場合にはローレベルの信号を出力し、所定電圧値以上である場合にはハイレベルの信号を出力する。また、遅延素子705は、FET700のゲート電圧を入力してから所定時間経過した後に比較結果を表わすハイレベルまたはローレベルの信号を出力する。
The delay element 705 compares the gate voltage of the
フリップフロップ706は、遅延素子705の出力信号の立ち上がりまたは立ち下がりのタイミングで論理オア回路704から受けた信号を保持して出力する。
The flip-
図8(a)および(b)は、故障検出部300の動作を示す波形図である。図8において、「PWM」で示す波形はPWM信号生成回路600の出力するPWM信号であり、「CLK」で示す波形は遅延素子705の出力信号であり、「VD」で示す波形はFET700のドレイン電圧であり、「VS」で示す波形はFET700のソース電圧であり、「Y」で示す波形はフリップフロップ706の出力信号すなわち故障検出信号である。
FIGS. 8A and 8B are waveform diagrams illustrating the operation of the
図8(a)を参照して、LEDドライバ605によって駆動されている複数個のLEDのうちのいずれか1個が断線故障すると、電流Iが流れなくなる。この場合、PWM信号がハイレベルになってFET700がオン状態となっても、FET700のソース電圧は略GNDレベルである。
With reference to FIG. 8A, when any one of the plurality of LEDs driven by the
そうすると、電圧比較器703は、FET700のソース電圧が所定電圧B未満であるためハイレベルの信号を出力する。そして、論理オア回路704もハイレベルの信号を出力する。
Then, the
また、遅延素子705は、PWM信号がハイレベルになって所定電圧A以上となってから所定時間経過後に出力信号をローレベルからハイレベルに変化させる。 The delay element 705 changes the output signal from the low level to the high level after a lapse of a predetermined time after the PWM signal becomes the high level and becomes equal to or higher than the predetermined voltage A.
そして、フリップフロップ706は、遅延素子705の出力信号の立ち上がりのタイミングで論理オア回路704から受けたハイレベルの出力信号を保持して出力する。すなわち、フリップフロップ706は、故障を検出したことを表わすハイレベルの故障検出信号を出力する。
The flip-
図8(b)を参照して、LEDドライバ605によって駆動されている複数個のLEDのうちのいずれか1個が導通故障すると、直列接続された複数個のLEDの順方向電圧による電圧降下が、導通故障したLEDの分だけ減少するため、FET700のドレイン電圧が正常動作時より大きくなる。
Referring to FIG. 8B, when any one of the plurality of LEDs driven by the
そうすると、電圧比較器702は、FET700のドレイン電圧が所定電圧A以上であるためハイレベルの信号を出力する。そして、論理オア回路704もハイレベルの信号を出力する。
Then, the
また、遅延素子705は、PWM信号がハイレベルになって所定電圧A以上となってから所定時間経過後に出力信号をローレベルからハイレベルに変化させる。 The delay element 705 changes the output signal from the low level to the high level after a lapse of a predetermined time after the PWM signal becomes the high level and becomes equal to or higher than the predetermined voltage A.
そして、フリップフロップ706は、遅延素子705の出力信号の立ち上がりのタイミングで論理オア回路704から受けたハイレベルの出力信号を保持して出力する。すなわち、フリップフロップ706は、故障を検出したことを表わすハイレベルの故障検出信号を出力する。
The flip-
したがって、故障検出部300は、LEDの断線故障および導通故障の両方を検出することができる。
Therefore, the
なお、故障検出部300は図7に示す構成に限定されるものではなく、たとえば、故障検出部300が、FET700がオン状態であるときのドレイン電圧が所定電圧範囲内であるか否かに基づいてLEDの故障を判定する構成であってもよい。
The
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およ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。 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.
100 PWM信号生成回路(駆動制御回路)、101A〜104A,101B〜104B,101C〜104C,101D〜104D LED、105A〜105D,605A〜605D LEDドライバ(駆動回路)、106 LED実装基板、111〜114 LEDパッケージ、201〜204 面光源装置、300 故障検出部、501A〜504A,501B〜504B,501C〜504C,501D〜504D 光学素子(配光部)、700 FET、701 抵抗素子、702〜703 電圧比較器、704 論理オア回路、705 遅延素子、706 フリップフロップ。 100 PWM signal generation circuit (drive control circuit), 101A to 104A, 101B to 104B, 101C to 104C, 101D to 104D LED, 105A to 105D, 605A to 605D LED driver (drive circuit), 106 LED mounting board, 111 to 114 LED package, 201-204 surface light source device, 300 failure detection unit, 501A-504A, 501B-504B, 501C-504C, 501D-504D optical element (light distribution unit), 700 FET, 701 resistance element, 702-703 Voltage comparison , 704 logic OR circuit, 705 delay element, 706 flip-flop.
Claims (12)
前記発光素子組の各々について、各前記発光素子が光を照射する領域の少なくとも一部は、他の前記発光素子が光を照射する領域と重なるように配置され、
前記複数の発光素子組が光を照射する領域は前記組ごとに異なり、
各前記組の前記複数の発光素子は、他の組の対応する発光素子と電気的に直列接続され、
前記直列接続された発光素子の群にそれぞれ対応して設けられ、対応の前記発光素子の群を駆動する複数の駆動回路を備え、
前記複数の駆動回路は、
前記発光素子の一部が故障し、前記故障した発光素子と前記直列接続される発光素子の光量が変化したとき、前記故障した発光素子と照射する領域が重なる発光素子の輝度を上げる面光源装置。 A plurality of light emitting element sets each including a plurality of light emitting elements that are not electrically connected in series with each other,
For each of the light emitting device assembly, at least a part of the region each said light emitting element for emitting light is disposed in a region and overlap with so that the other of said light emitting element is irradiated with light,
The region where the plurality of light emitting element groups emit light is different for each group,
The plurality of light emitting elements of each set are electrically connected in series with corresponding light emitting elements of other sets,
A plurality of drive circuits provided corresponding to the groups of light emitting elements connected in series, and driving the corresponding groups of light emitting elements ;
The plurality of drive circuits include:
A surface light source device that increases the luminance of a light emitting element that overlaps with the failed light emitting element when the light emitting element of the failed light emitting element and the light emitting element connected in series with the failed light emitting element change. .
前記複数の発光素子組のうち第2の発光素子組は、第2および第4の発光素子を含み、
前記第1の発光素子および前記第2の発光素子が電気的に直列接続され、
前記第3の発光素子および前記第4の発光素子が電気的に直列接続され、
前記第1の発光素子および前記第3の発光素子は略同一領域に光を照射し、
前記第2の発光素子および前記第4の発光素子は略同一領域に光を照射し、
前記第1の発光素子および前記第3の発光素子が光を照射する領域と、前記第2の発光素子および前記第4の発光素子が光を照射する領域とは、全部または一部が一致せず、
前記複数の駆動回路は、
前記第1の発光素子および前記第2の発光素子を駆動する第1の駆動回路と、
前記第3の発光素子および前記第4の発光素子を駆動する第2の駆動回路とを含み、
前記略同一領域に光を照射する各発光素子は、集合配置される、請求項1に記載の面光源装置。 Of the plurality of light emitting element sets, a first light emitting element set includes first and third light emitting elements,
Of the plurality of light emitting element sets, a second light emitting element set includes second and fourth light emitting elements,
The first light emitting element and the second light emitting element are electrically connected in series;
The third light emitting element and the fourth light emitting element are electrically connected in series;
The first light emitting element and the third light emitting element irradiate light in substantially the same region,
The second light emitting element and the fourth light emitting element irradiate light in substantially the same region,
The region where the first light-emitting element and the third light-emitting element irradiate light and the region where the second light-emitting element and the fourth light-emitting element irradiate light all or partly match. Without
The plurality of drive circuits include:
A first drive circuit for driving the first light emitting element and the second light emitting element;
A second drive circuit for driving the third light emitting element and the fourth light emitting element ,
Each light-emitting element for irradiating light to the substantially same area is set disposed, the surface light source device according to claim 1.
前記第1の発光素子ないし前記第4の発光素子から照射される光を制御して、前記第1の発光素子および前記第3の発光素子からの光を略同一領域に照射させ、かつ前記第2の発光素子および前記第4の発光素子からの光を略同一領域に照射させ、かつ前記第1の発光素子および前記第3の発光素子が光を照射する領域、および前記第2の発光素子および前記第4の発光素子が光を照射する領域の全部または一部を一致させない配光部を備える、請求項2に記載の面光源装置。 The surface light source device further includes:
The light emitted from the first light emitting element to the fourth light emitting element is controlled to irradiate light from the first light emitting element and the third light emitting element to substantially the same region, and A region in which light from two light emitting elements and the fourth light emitting element are irradiated in substantially the same region, and a region in which the first light emitting element and the third light emitting element emit light, and the second light emitting element The surface light source device according to claim 2 , further comprising a light distribution unit that does not match all or part of a region where the fourth light emitting element emits light.
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