JP5030623B2 - バックライト装置 - Google Patents

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本発明は、バックライト装置に係り、特に、液晶ディスプレイの照明用として用いる光源を駆動させるバックライト装置に関するものである。

デジタルスチルカメラ(DSC)や、携帯電話機等のモバイル機器は、画像表示装置として、液晶ディスプレイを備えるものがある。

液晶ディスプレイは、バックライトとして例えば発光ダイオード(LED)が用いられ、LEDが照射する光を、導光板を介して背面から受け、画像を表示する。

LEDをバックライトとして複数個用いる場合、各々のLEDを接続する方法には、直列接続と並列接続との2種類がある。直列接続する場合は、各LEDの駆動電流を等しくできるという利点があるが、回路構成部品に高電圧に対する耐圧特性が要求される。一方、並列接続する場合は、回路構成部品に高耐圧の部品を使う必要がなく回路構成を安価にできるという利点がある。そのため、複数のLEDを接続する方法は、直列接続に比べ並列接続の方が望ましい。

ここで、複数のLEDを用いると、その個体差のため、あるLEDでは定電流で駆動させるのに充分な電圧を印加されていても、異なるLEDでは不十分であり、不点灯や許容範囲以上の輝度のばらつきが生じる可能性がある。

このため、並列接続される複数のLED全てに対して、定電流で駆動させる為に十分な電圧を供給する発明が開示されている(特許文献1)。

特許文献1では、並列接続されている複数のLEDの中で最も電位が低いものを検出し、検出された最も低い電位を基準に昇圧回路が昇圧動作を実行するため、全てのLEDに対して電流制御で駆動するために十分な電圧を供給することができる。
特開2005−116199公報

しかしながら、特許文献1で開示されている発明では、LEDの個体差による不点灯を解消できるが、LEDの輝度のばらつきを解消することはできない。また、複数のLEDを並列接続させる場合において、定電流による所定の電力を供給するために定電流回路をLED毎に複数用いた場合に、定電流回路を構成する素子の製造ばらつきを原因として定電流回路から出力される電流が各々異なる可能性があり、これを原因とするLEDの輝度のばらつきは解消できない。この様に、複数のLEDを並列接続させたバックライトでは、LEDの個体差による輝度のばらつきと共に、定電流回路から出力される電流のばらつきにより、LED毎に照射される光の輝度が等しくなく、それにより液晶ディスプレイのバックライトの輝度が場所によって均一でない場合が生じる。

本発明は上記事実を考慮し、並列接続を含んで複数の光源を接続しても、光源毎の輝度の均一性を向上させることができるバックライト装置を得ることが目的である。

本発明は、複数の光源と、当該複数の光源に定電流の電力を供給する電力供給手段と、少なくとも前記電力供給手段から前記光源へ電力を供給する配線として並列接続回路を含んで接続され、前記電力供給手段が電力を供給する対象となる光源を切り替える切替手段と、前記切替手段を時分割で制御する切替制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によると、複数の光源(例えばLED)は、電力供給手段から光源へ電力を供給する配線として並列接続回路を含んで接続される。当該接続は、切替手段により、切替制御手段の制御に基づいて、電力供給手段が電力を供給する対象となる光源を時分割で切り替えられる。これにより、複数の光源が並列接続を含んで接続されている場合に、各々の光源に供給される電流は平均化され、複数の光源が照射する光の輝度は、均一化される。

また、本発明は、少なくとも前記光源と同数の複数の前記電力供給手段を備え、前記切替制御手段は、一つの前記光源に対して一つを超えて前記電力供給手段を接続させず、且つ、一つの前記電力供給手段を同時に複数の前記光源に接続させない接続関係を保ちつつ、前記電力供給手段と接続される前記光源を所定の順序により、時分割で切り替えるように切替手段を制御することを特徴とする。

光源と同数以上の複数の電力供給手段をバックライト装置が備える場合に、切替制御手段が、光源と電力供給手段との接続関係を、一つの光源に対して一つを超えて電力供給手段を接続させず、且つ、一つの電力供給手段を同時に複数の光源に接続させないように切替手段を制御することで、一つの光源に対し定電流の電力が供給されるときは、常に一つの電力供給手段からとなる。また、切り替えのタイミングによっては、光源に電力を供給させないこともできる。

そして、電力供給手段に接続される光源を所定の順序で切り替えるように切替手段を制御することで、複数の光源各々に供給される電流は平均化され、複数の光源が照射する光の輝度は、均一化される。

さらに、本発明は、直列接続された第1のLED、第1のスイッチ、及び定電流の電力を供給する第1の定電流回路を備えた第1の直列回路と、直列接続された第2のLED、第2のスイッチ、及び定電流の電力を供給する第2の定電流回路を備え、第1の直列回路に対して並列に接続された第2の直列回路と、第1のLEDのカソードと第2の定電流回路の入力との間に接続された第3のスイッチと、第2のLEDのカソードと第1の定電流回路の入力との間に接続された第4のスイッチと、第1のLED及び第2のLEDの交互の点消灯が人間の目に一定の光量として感じられるタイミングで、第1のスイッチ及び第2のスイッチが同時にオンのときに、第3のスイッチ及び第4のスイッチが同時にオフになり、かつ第1のスイッチ及び第2のスイッチが同時にオフのときに、第3のスイッチ及び第4のスイッチが同時にオンとなるように時分割でオンオフを切り替え制御することを特徴とする。

替制御手段が、光源と電力供給手段との接続関係を、電力供給手段を同時に複数の光源に接続させないように切替手段を制御することで、電力供給手段が定電流の電力を供給する対象となる光源は常に一つとなる。このとき、電力が供給されない光源が生じることで、光源は点滅を繰り返すが、接続の切替を人間の目が追従できないほど短い時間にすることで、複数の光源が照射する光の光量は、人間の目には一定として感じられる。

そして、電力供給手段に接続される光源を所定の順序で切り替えるように切替手段を制御することで、複数の光源各々に供給される電流は等しくなり、複数の光源が照射する光の輝度は均一化される。

また、本発明において、第1のLEDの輝度特性と第2のLEDの輝度特性とが同じ場合には、オンの時間とオフの時間とが等しくなるようにオンオフを切り替え制御することを特徴とする。
さらに、切替制御手段は、第1のLEDの輝度特性と第2のLEDの輝度特性とが異なり、かつ第1の定電流回路が供給する電流と第2の定電流回路が供給する電流との大きさが異なる場合には、低い電流を供給する定電流回路から同じ電流を流した場合に輝度が低くなる輝度特性を有するLEDに電力が供給される時間が、高い電流を供給する定電流回路から同じ電流を流した場合に輝度が高くなる輝度特性を有するLEDに電力が供給される時間より長くなるように、オンオフを切り替え制御することを特徴とする。

複数の光源は、各々、供給される電力に対する発光輝度の大きさである輝度特性が異なる場合がある。そのような場合に、複数の光源各々の輝度特性に応じて、時分割の時間間隔を調整することで、複数の光源が照射する光の光量を等しくすることができる。

さらに、本発明は、各々が少なくとも並列接続を含んで接続される複数の光源と、前記複数の光源を駆動させる複数の駆動回路と、各々の前記複数の光源毎に、照射する光のパルス幅、パルス周波数を制御するためのパルス信号を発生するパルス信号発生手段と、を備えることを特徴とする。

各々が少なくとも並列接続を含んで接続された複数の光源(例えばLED)は、光源毎に駆動回路と、パルス信号発生手段とが備えられる。複数の光源は、パルス信号発生手段が発生するパルス幅変調信号のパルス幅、パルス周波数に基づいて、点滅駆動する。これにより、光源の消費電力を削減することができ、パルス幅変調信号を光源の輝度等に応じて、光源毎に調整することで、複数の光源の輝度のばらつきを平準化し、輝度の均一性を向上させることができる。

また、本発明は、前記複数の光源へ印加する電圧を標準電圧よりも高い電圧に増加させる電圧調整手段を更に備えることを特徴とする。

電圧調整手段が、光源に印加する電圧を標準電圧よりも高い電圧とすることで、光源をより高い輝度で駆動することができる。そのため、高い輝度に応じたパルス変調信号で光源を駆動させることで光源が消費する電力を削減できる。

さらに、本発明は、前記複数の光源へ供給する電流を標準電流よりも高い電流に増加させる電流調整手段を更に備えることを特徴とする。

電流調整手段が、光源へ供給する電流を標準電流よりも高い電流とすることで、光源をより高い輝度で駆動することができる。そのため、高い輝度に応じたパルス変調信号で光源を駆動させることで光源が消費する電力を削減できる。

また、本発明は、液晶表示部の照明として、請求項1乃至請求項の何れか1項記載のバックライト装置を備えたデジタルカメラを特徴とする。

複数の光源が照射する光の輝度が均一化されたバックライト装置を、デジタルカメラの液晶表示部に用いることで、液晶表示部に表示される画像の輝度を均一にすることができる。

さらに、本発明は、液晶表示部の照明として、請求項1乃至請求項の何れか1項記載のバックライト装置を備えた携帯電話を特徴とする。

複数の光源が照射する光の輝度が均一化されたバックライト装置を、携帯電話の液晶表示部に用いることで、液晶表示部に表示される画像の輝度を均一にすることができる。

また、本発明は、液晶表示部の照明として、請求項1乃至請求項の何れか1項記載のバックライト装置を備えた液晶テレビを特徴とする。

複数の光源が照射する光の輝度が均一化されたバックライト装置を、液晶テレビの液晶表示部に用いることで、液晶表示部に表示される画像の輝度を均一にすることができる。

以上説明した如く本発明では、並列接続を含んで複数の光源を接続しても、光源毎の輝度の均一性を向上させることができるという優れた効果を有する。

(第1の実施の形態)
図1を参照して、本実施の形態に係る液晶ディスプレイ装置10の構成について説明する。

液晶ディスプレイ装置10は、照明光を照射するバックライト装置12と、バックライト装置12から照射された照明光により表示領域が照明される液晶パネル部14と、を備える。

バックライト装置12は、光源であるLED16A、16Bと、LED16A、16Bによる光を液晶パネル部14の表示領域に対する照明光とするように導光する導光板18と、を備える。

なお、導光板18は、アクリル系樹脂で表面を波目状に形成されており、LED16A、16Bが照射する光を受光する導光板受光部18Aが導光板18の一側面に設けられる。

液晶パネル部14は、表示領域全体が導光板18により照明されるように配設され、画像信号に基づいて表示領域における各画素位置の液晶に対し電圧が印加されることで、各画素における光の透過率が制御され画像を表示する。

図2に、第1の実施の形態に係るバックライト装置12の電気系の要部構成について示す。

バックライト装置12は、駆動手段であるLED駆動回路100を備える。

LED駆動回路100は、液晶ディスプレイ装置制御部104と、LED16A、16Bと接続される。LED駆動回路100は、液晶ディスプレイ装置制御部104からの制御信号に基づいて、LED16A、16Bに電流を供給、LED16A、16Bを駆動させる。

LED16A、16BはLED駆動回路100に対して並列に接続される。また、LED16A、16Bのアノード側には、電圧源102が接続される。電圧源102は、アースに接続される。

液晶ディスプレイ装置制御部104は、液晶パネル部14、RAM106、ROM108、LED駆動回路100、が接続され、液晶ディスプレイ装置10の全体に係る制御を司る。液晶ディスプレイ装置制御部104は、液晶パネル部14に対して、入力される画像信号に基づいて各画素における透過率、色バランスなどを制御し、画像を形成させる。

RAM106は、各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられる。ROM108は、各種パラメータや各種プログラム等が予め記録される。

図3に、LED駆動回路100の詳細な構成を示す。

LED駆動回路100は、切替部200と、定電流の電力を供給する電力供給手段である定電流回路202A、202Bと、切替制御部204と、を備える。

切替部200は、LED16A、16Bと定電流回路202A、202Bとに接続される。LED16A、16Bと定電流回路202A、202Bとは、一対一の関係で切替部200を介して電気的に接続され、定電流回路202A、202BからLED16A、16Bへ駆動電流が供給される。LED16A、16Bは、定電流回路202A、202Bから供給される電流に応じた輝度で照射する。

定電流回路202A、202Bは、例えば、MOS−FETを用いたカレントミラー回路で構成され、切替部200と接続される端子に対して反対側の端子はアースに接地される。

ここで、定電流回路202Aは駆動電流として電流I、定電流回路202Bは駆動電流として電流Iを出力する。定電流回路202A、202Bは、回路構成が同じであっても、素子の製造ばらつき等を原因として、電流I=Iとならない可能性がある。その場合は、LED16A、16Bに供給される電力が同じにならないため、LED16A、16Bの供給電力に対する輝度の大きさである輝度特性が全く同じであっても、例えば、LED16Aに定電流回路202Aが接続され電流Iが流れたときのLED16Aが照射する光の輝度と、LED16Bに定電流回路202Bが接続され電流Iが流れたときのLED16Bが照射する光の輝度とは異なる。その結果、導光板18から液晶パネル部14に照射されるバックライトに輝度ムラが生じる。

そこで、切替部200は、LED16A、16Bと定電流回路202A、202Bとの接続関係を変更するための、スイッチ206A、206B、206C、206Dを備える。

スイッチ206Aは、定電流回路202AからLED16Aへ供給される電流のon/offを切り替える。スイッチ206Bは、定電流回路202BからLED16Bへ供給される電流のon/offを切り替える。スイッチ206Cは、定電流回路202BからLED16Aへ供給される電流のon/offを切り替える。スイッチ206Dは、定電流回路202AからLED16Bへ供給される電流のon/offを切り替える。

切替制御部204は、LED16A、16B何れか一方に対して、同時に二つの定電流回路202A、202Bが接続されず、且つ、定電流回路202A、202B何れか一方が同時にLED16A、16Bに接続されない接続関係を保ちつつ、定電流回路202A、202Bと接続されるLED16A、16Bを所定の順序でスイッチ206A、206B、206C、206Dのon/ofの切り替えを行うように切替部200を制御する。

なお、本実施の形態では、LED、定電流回路を各々2つずつ備えることとして説明するが、上述の接続関係を保つのであれば、2を超える複数のLEDとLEDの個数以上の定電流回路とを備えるものとしてもよい。

次に、本実施の形態の作用について説明する。

定電流回路202A、202Bが出力する電流I、Iが同一でなく、LED16A、16Bの電流に対する輝度特性が同一である場合、切替制御部204による切替部のスイッチ206A、206B、206C、206Dの切替制御は、表1に基づいた時分割で行われる。


時間Tのときにスイッチ206A、206Bをonにし、スイッチ206C、206Dをoffにすることで、LED16Aには定電流回路202Aから出力される電流Iが流れ、LED16Bには定電流回路202Bから出力される電流Iが流れる。一方、時間Tのときにスイッチ206A、206Bをoffにし、スイッチ206C、206Dをonにすることで、LED16Aには定電流回路202Bから出力される電流Iが流れ、LED16Bには定電流回路202Aから出力される電流Iが流れる。

図4(A)に、LED16A、16Bの輝度特性が同じ場合に、LED16A、16Bに電流を供給する定電流回路202A、202Bが切り替えられる場合の切替制御に係るタイミングチャートを示す。

スイッチ206A、206Bは、同じタイミングで切替制御部204からon信号が入力され、時間間隔T後にoff信号が入力される。スイッチ206C、206Dは、スイッチ206A、206Bにoff信号が入力されると同時に、切替制御部204からon信号が入力され、時間間隔T後にoff信号が入力される。

LED16A、16Bの電流に対する輝度特性が同じであるため、時間間隔T、Tは同一とされ、切り替えは繰り返し行われる。

このようにLED16A、16Bに電流を供給する定電流回路202A、202Bを切り替えることで、LED16Aに供給される電流はIとIとの平均となり、また、LED16Bに供給される電流もIとIとの平均となる。従ってLED16A、16Bに供給される電流を等しくできる。この結果、LED16A、16Bの照射する光の輝度が均一化される。

次に、例えば、LEDの製造ばらつき等を原因としてLED16A、16Bの電流に対する輝度特性が同一でない場合のスイッチ206A、206B、206C、206Dの切替制御を表2に示す。


時間間隔T、Tにおけるスイッチ206A、206B、206C、206Dのon/offの切替制御は、表1と同様であるが、図4(B)を用いて後述するように、時間間隔Tと時間間隔Tは同一の時間間隔ではなく、LED16A、16Bの輝度特性に応じて調整する。さらに、スイッチ206A、206B、206C、206Dを全てoffとする時間間隔Tを加える。時間間隔T、T、Tを調整することで、LED16A、16Bの輝度特性が各々異なっても、LED16A、16Bの光量を同一とすることができる。

また、LED16A、16Bが共にoffとなるTを含むことでLED16A、16Bは点滅を繰り返すが、T、T、Tを人間の目が追従できないほど短い時間にすることで、人間の目には一定の光量として感じられる。

図4(B)にLED16A、16Bの電流に対する輝度特性が同一でない場合の切替制御に係るタイミングチャートを示す。

当該タイミングチャートでは、同一の電流をLED16A、16Bに流した場合に、LED16Aの輝度は、LED16Bに比べ大きいとする。また、定電流回路202Aが出力する電流Iは、定電流回路202Bが出力する電流Iに比べ大きいものとする。

この場合、例えば、LED16Aが照射する光の光量とLED16Bが照射する光の光量を同一とするように、輝度の低いLED16Bと定電流回路202Aとが接続され電流I(I>I)でLED16Bを駆動させる時間間隔Tを時間間隔Tより長くなるように調整する。これにより、LED16A、16Bが照射する光の輝度を均一化させる。

次に、図5のフローチャートを参照して、定電流回路202A、202Bの切替制御を含む画像表示処理に係る制御について説明する。

まず、ステップ500において、液晶ディスプレイ装置制御部104が、画像信号を受信したか否かを判断する。画像信号を受信した場合は、判断は肯定とされ、ステップ502へ移行する。一方、画像信号を受信していない場合は、判断は否定とされ、画像信号を受信するまで待ち状態となる。

ステップ502では、液晶ディスプレイ装置制御部104が、画像信号に基づいた画像を液晶パネル部14に表示する。

次に、ステップ504で、液晶パネル部14に画像が表示されるのと同時に、液晶ディスプレイ装置制御部104が、LED16A、16Bの点灯を開始し、切替制御部204が定電流回路202A、202Bの切替制御を実行する。

次に、ステップ506で、液晶ディスプレイ装置制御部104が、表示すべき画像信号が存在するか否かを判断する。表示すべき画像信号が存在する場合は、判断は肯定とされ、ステップ502へ移行し、表示すべき画像信号が存在しなくなるまで、画像の表示を継続する。一方、表示すべき画像信号が存在しない場合は、画像表示処理を終了する。

なお、本実施の形態に係るバックライト装置12は、デジタルカメラ、液晶テレビ、携帯電話、等の液晶表示用のバックライトの光源となるLEDを駆動させるために用いられるものとする。

以上のように、本実施の形態によると、並列接続されたLED16A、16Bと定電流回路202A、202Bとの接続関係を、切替制御部204が、切替部200に備えられるスイッチ206A、206B、206C、206Dを制御して切り替える。具体的には、切替制御部204は、LED16A、16B何れか一方に対して、同時に二つの定電流回路202A、202Bが接続されず、且つ、定電流回路202A、202B何れか一方が同時にLED16A、16Bに接続されない接続関係を保ちつつ、定電流回路202A、202Bと接続されるLED16A、16Bを時分割の時間間隔をT、Tとして所定の順序で切り替えるように切替部200を制御する。

これにより、定電流回路202A、202Bにより出力される電流が各々異なる値でも、LED16A、16Bの輝度特性が同じ場合は、T=Tとすることで、LED16A、16Bに流れる電流を等しくできる。また、LED16A、16Bの輝度特性が異なる場合でも、時分割される時間間隔を調整することで、LED16A、16Bの光の光量を等しくでき、バックライト装置12が備える複数のLEDの輝度を均一化させることができる。
(第2の実施の形態)
以下に、本発明の第2の実施の形態を説明する。

第2の実施の形態では、LED16A、16Bへ駆動電流を供給する定電流回路202を一つのみ備えることを特徴とする。第1の実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付して、その構成の説明を省略する。

図6に、第2の実施の形態に係るLED駆動回路100の構成を示す。

LED駆動回路100は、一つの定電流回路202を備える。定電流回路202は、LED16A、16Bを駆動させる駆動電流として電流Iを出力する。また、LED駆動回路100を構成する切替部200は、スイッチ206A、204Bを備える。

LED16A、16Bと定電流回路202とは、それぞれスイッチ206A、204Bを介して接続される。このとき、切替制御部204は、定電流回路202を同時にLED16A、16Bに接続させない接続関係を保ちつつ、定電流回路202と接続されるLED16A、16Bを交互に、時分割で切り替えるように切替部200を制御する
なお、本実施の形態では、LED、を2つ備えることとして説明するが、上述の接続関係を保つのであれば、2を超える複数のLEDを備えるものとしてもよい。また、切替部200の備えるスイッチは、LEDと同数となる。

LED16A、16Bの電流に対する輝度特性が同一である場合は、スイッチ206A、204Bは、それぞれ表3に示されるように切替制御部204で切替制御される。


時間間隔Tのときは、スイッチ206Aはon、スイッチ206Bはoffとされ、LED16Aは点灯、LED16Bは消灯される。また、時間間隔Tのときは、スイッチ206Aはoff、スイッチ206Bはonとされ、LED16Aは消灯、LED16Bは点灯される。

図7(A)に、第2の実施の形態に係るLED16A、16Bの電流に対する輝度特性が同一である場合の切替制御に係るタイミングチャートを示す。

スイッチ206Aに、切替制御部204からon信号が入力され、時間間隔T後にoff信号が入力される。スイッチ206Bは、スイッチ206Aにoff信号が入力されると同時に、切替制御部204からon信号が入力され、時間間隔T後にoff信号が入力される。

LED16A、16Bの電流に対する輝度特性が同じであるため、時間間隔T、Tは同一とされ、切り替えは繰り返し行われる。この場合、LED16A、16Bはon/offを繰り返すが、T、Tを人間の目が追従できないほど短い時間にすることで、人間の目には一定の光量として感じられる。

また、LED16A、16Bの電流に対する輝度特性が同一でない場合は、スイッチ206A、206Bは、それぞれ表4に示されるように切替制御部204で切替制御される。


時間間隔T、Tにおけるスイッチ206A、206Bのon/offの切替制御は、表1と同様であるが、図7(B)を用いて後述するように、時間間隔Tと時間間隔Tは同一の時間間隔ではなく、LED16A、16Bの輝度特性に応じて調整する。さらに、スイッチ206A、206Bを全てoffとする時間間隔Tを加える。時間間隔T、T、Tを調整することで、LED16A、16Bの輝度特性が各々異なっても、LED16A、16Bの光量を同一とすることができる。

図7(B)にLED16A、16Bの電流に対する輝度特性が同一でない場合の切替制御に係るタイミングチャートを示す。

当該タイミングチャートでは、同一の電流をLED16A、16Bに流した場合に、LED16Aの輝度は、LED16Bに比べ大きいとする。

この場合、LED16AとLED16Bとが照射する光の光量を同一とするために、例えば、輝度の低いLED16Bと定電流回路202とを接続している時間間隔Tを時間間隔Tよりも長くなるように調整する。

なお、第2の実施の形態に係るバックライト装置12は、デジタルカメラ、液晶テレビ、携帯電話、等の液晶表示用のバックライトの光源となるLEDを駆動させるために用いられるものとする。

以上のように、第2の実施の形態によると、並列接続されたLED16A、16Bと定電流回路202との接続関係を、切替制御部204が、切替部200に備えられるスイッチ206A、206Bを制御して切り替える。具体的には、切替制御部204は、切替制御部204は、定電流回路202を同時にLED16A、16Bに接続させない接続関係を保ちつつ、定電流回路202A、202Bと接続されるLED16A、16Bを時分割の時間間隔をT、Tとして交互に切り替えるように切替部200を制御する。LED16A、16Bの輝度特性が同じ場合は、T=Tとすることで、LED16A、16Bに流れる電流を等しくでき、LED16A、16Bの照射光量を等しくできる。また、LED16A、16Bの輝度特性が異なる場合でも、T、Tの時間間隔を調整することで、LED16A、16Bの照射光量を等しくでき、バックライト装置12が備える複数のLEDの輝度を均一化させることができる。
(第3の実施の形態)
以下に、本発明の第3の実施の形態を説明する。

第3の実施の形態では、バックライト装置12に、駆動波形発生部800、LED16毎にLED駆動回路802を備えることを特徴とする。第1の実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付して、その構成の説明を省略する。

図8に、第3の実施の形態に係る、バックライト装置12の電気系の要部構成について示す。

バックライト装置12に備えられる駆動波形発生部800は、パルス発生手段である駆動波形発生回路804A、804B、804C、804Dから構成される。駆動波形発生回路804A、804B、804C、804Dは、LED駆動回路802A、802B、802C、802Dと接続され、液晶ディスプレイ装置制御部104からの駆動信号に基づいて、LED16A、16B、16C、16Dが照射する光のパルス幅、パルス周波数を制御する。

LED駆動回路802A、802B、802C、802Dは、LED16A、16B、16C、16Dと各々接続され、16A、16B、16C、16Dへ駆動電流を供給する。

なお、駆動波形発生回路804A、804B、804C、804Dを区別する必要がある場合は、符号の後にA、B、C、Dの何れかを付して説明し、A、B、C、Dを区別する必要がない場合は、A、B、C、Dを省略し、単に「駆動波形発生回路804」という。また、LED駆動回路802A、802B、802C、802Dを区別する必要がある場合は、符号の後にA、B、C、Dの何れかを付して説明し、A、B、C、Dを区別する必要がない場合は、A、B、C、Dを省略し、単に「LED駆動回路802」という。

また、LED16、LED駆動回路802、駆動波形発生回路804は、各々4つずつとせずに、各々が同数であれば複数個備えられていてもよい。

図9(A)並びに図9(B)に、駆動波形発生部800が生成するパルス幅変調(Pulse Width Modulation)信号を示す。

図9(A)は、駆動波形発生回路804が生成するパルス幅変調信号を示している。図9(A)のパルス幅変調信号によると、駆動波形発生回路804は、所定の周期でパルス幅Wのパルス幅変調信号を出力する。

LED駆動回路802は、駆動波形発生回路804で生成したパルス幅変調信号に、例えば積分などの加工をせずに、LED16を駆動させる。パルス幅変調信号がlowとなる期間は、LED16は、消灯状態にあり、lowの期間を増やす事で、LED16の消費電力を削減することができる。また、各々の駆動波形発生回路804は、異なる位相でパルス幅変調信号を出力している。そのため、駆動波形発生回路804が出力するパルス幅変調信号がlowとなるタイミング、すなわちLED16が消灯するタイミングは、各々のLED16において異なる。

図9(A)の最下段にLED16の点灯状態を示す。このように、各々のLED16は、所定の周期で全てが点灯している状態と一つが消灯している状態とを繰り返す。この点滅は、所謂フリッカ等の弊害を伴う可能性がある。そのため、駆動波形発生回路804は、この点滅の周期を、人間の目がフリッカを感じない周波数(例えば、70Hz)以下としつつ、人間の目視上十分な表示輝度を実現できるようにLED16を制御する。

図9(B)は、図9(A)の領域αの拡大図である。図9(B)で示されるように、駆動波形発生回路804は、パルス幅W内において、さらにパルス幅変調信号のhigh、lowをLED16毎に変更する。例えば、駆動波形発生回路804Dに対応するLED16Dの輝度が高い場合、又はLED16Dに対応する導光板の領域の効率がLED16A、16B、16Cに比べ良い場合は、図9(B)に示されるように、駆動波形発生回路804Dのパルス幅W内のlowの期間を他の駆動波形発生回路804A、804B、804Cに比べ増やす(図9(B)では、駆動波形発生回路804Cが発生させるパルス幅変調信号のみを示す。)ことで、LED16Dの光量を低下させる。これにより、LED16毎の輝度のばらつきを平準化させ、輝度の均一性を向上させることができる。

なお、第3の実施の形態に係るバックライト装置12は、デジタルカメラ、液晶テレビ、携帯電話、等の液晶表示用のバックライトの光源となるLEDを駆動させるために用いられるものとする。

以上のように、第3の実施の形態によると、並列接続された複数のLED16毎にLED駆動回路802と駆動波形発生回路804とを備え、LED16を駆動波形発生回路804から出力されるパルス幅変調信号に基づいて点滅駆動させる。これにより、LED16の消費電力を削減することができる。さらに、パルス幅変調信号をLED16の輝度等に応じて、LED16毎に調整することで、LED16の輝度のばらつきを平準化し、輝度の均一性を向上させることができる。
(第4の実施の形態)
以下に、本発明の第4の実施の形態を説明する。

第4の実施の形態では、第3の実施の形態において、電圧源102の替わりに電圧調整部900を備えることを特徴とする。

図10に、第4の実施の形態に係る液晶ディスプレイ装置10の電気系の要部構成について示す。

電圧調整部900は、LED16に接続され、LED16に電圧を印加する。また、電圧調整部900は、液晶ディスプレイ装置制御部104と接続される。液晶ディスプレイ装置制御部104は、電圧調整部900へLED16に印加する電圧を、例えば標準電圧から標準電圧よりも高い電圧へ調整するように制御信号を送信する。

図11に、電圧調整部900により、LED16へ印加される電圧が標準電圧から高電圧に調整された場合のタイミングチャートを示す。

LED駆動モードが標準モードの場合は、電圧調整部900がLED16へ印加する電圧は、標準電圧である。標準モードの場合は、LED16は、パルス駆動されることなく、全てのLED16が点灯する。一方、高輝度モードの場合は、電圧調整部900がLED16へ印加する電圧は、標準電圧に比べ高い電圧である。高輝度モード場合は、LED16はパルス駆動される。これにより、LED16が消費する電力を削減することができる。また、LED16を標準電圧に比べ、高い電圧で駆動させるため、定格値よりも高い電圧でLED16を駆動でき、より高い輝度設定が可能となる。

なお、LED16の駆動方式を定電圧制御とせずに、定電流制御とし、電圧調整部900の替わりに、LED16へ供給する電流を標準電流よりも高い電流に増加させる電流調整回路を備えることとし、LED駆動回路802が各々のLED16に電圧を印加することでLED16を発光させてもよい。

なお、第2の実施の形態に係るバックライト装置12は、デジタルカメラ、液晶テレビ、携帯電話、等の液晶表示用のバックライトの光源となるLEDを駆動させるために用いられるものとする。

以上のように、第4の実施の形態によると、電圧調整部900により、LED16に印加する電圧を標準電圧よりも高い電圧とし、LED16をパルス駆動させる。これにより、LED16をより高い輝度で駆動することができる。そのため、高い輝度に応じたパルス変調信号で光源を駆動させることで光源が消費する電力を削減できる。

液晶ディスプレイ装置10の構成について示す図である。 第1の実施の形態に係る、液晶ディスプレイ装置の電気系の要部構成について示す図である。 第1の実施の形態に係る、LED駆動回路の詳細な構成を示す図である。 (A)は、第1の実施の形態に係る、LED A、Bの輝度特性が同じ場合に、LED A、Bに電流を供給する定電流回路A、Bが切り替えられる場合の切替制御に係るタイミングチャート、(B)は、第1の実施の形態に係る、LED A、Bの輝度特性が同一でない場合の切替制御に係るタイミングチャートである。 第1の実施の形態に係る、定電流回路の切替制御を含む画像表示処理に係る制御をしめすフローチャートである。 第2の実施の形態に係るLED駆動回路の詳細な構成を示す図である。 (A)は、第2の実施の形態に係るLED16A、16Bの電流に対する輝度特性が同一である場合の切替制御に係るタイミングチャート、(B)は、第2の実施の形態に係る、LED A、Bの輝度特性が同一でない場合の切替制御に係るタイミングチャートである。 第3の実施の形態に係る液晶ディスプレイ装置10の電気系の要部構成を示す図である。 (A)は、第3の実施の形態に係る、駆動波形発生回路A、B、C、D各々が生成するパルス幅変調信号であり、(B)は、図9(A)の領域αの拡大図である。 第4の実施の形態に係る、液晶ディスプレイ装置の電気系の要部構成を示す図である。 第4の実施の形態に係る、電圧調整部により、LEDへ印加される電圧が標準電圧から高電圧に調整された場合のタイミングチャートを示す図である。

符号の説明

12 バックライト装置
14 液晶パネル部(液晶表示部)
16 LED(光源)
100 LED駆動回路(駆動回路)
200 切替部(切替手段)
202 定電流回路(電流供給手段)
204 切替制御部(切替制御手段)
804 駆動波形発生回路(パルス発生手段)
900 電圧調整部(電圧調整手段)

Claims (6)

  1. 直列接続された第1のLED、第1のスイッチ、及び定電流の電力を供給する第1の定電流回路を備えた第1の直列回路と、
    直列接続された第2のLED、第2のスイッチ、及び定電流の電力を供給する第2の定電流回路を備え、前記第1の直列回路に対して並列接続された第2の直列路と
    前記第1のLEDのカソードと前記第2の定電流回路の入力との間に接続された第3のスイッチと、
    前記第2のLEDのカソードと前記第1の定電流回路の入力との間に接続された第4のスイッチと、
    前記第1のLED及び前記第2のLEDの交互の点消灯が人間の目に一定の光量として感じられるタイミングで、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチが同時にオンのときに、前記第3のスイッチ及び前記第4のスイッチが同時にオフになり、かつ前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチが同時にオフのときに、前記第3のスイッチ及び前記第4のスイッチが同時にオンとなるように時分割でオンオフを切り替え制御する切替制御手段と、
    を備えるバックライト装置。
  2. 前記切替制御手段は、前記第1のLEDの輝度特性と前記第2のLEDの輝度特性とが同じ場合には、前記オンの時間と前記オフの時間とが等しくなるようにオンオフを切り替え制御することを特徴とする請求項1記載のバックライト装置。
  3. 前記切替制御手段は、前記第1のLEDの輝度特性と前記第2のLEDの輝度特性とが異なり、かつ前記第1の定電流回路が供給する電流と前記第2の定電流回路が供給する電流との大きさが異なる場合には、低い電流を供給する定電流回路から同じ電流を流した場合に輝度が低くなる輝度特性を有するLEDに電力が供給される時間が、高い電流を供給する定電流回路から同じ電流を流した場合に輝度が高くなる輝度特性を有するLEDに電力が供給される時間より長くなるように、オンオフを切り替え制御する請求項1記載のバックライト装置。
  4. 液晶表示部の照明として、請求項1乃至請求項の何れか1項記載のバックライト装置を備えたデジタルカメラ。
  5. 液晶表示部の照明として、請求項1乃至請求項の何れか1項記載のバックライト装置を備えた携帯電話。
  6. 液晶表示部の照明として、請求項1乃至請求項の何れか1項記載のバックライト装置を備えた液晶テレビ。
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