JP5899002B2 - Light emitting diode drive circuit control method and light emitting device - Google Patents

Light emitting diode drive circuit control method and light emitting device Download PDF

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Description

本発明は、発光ダイオードの駆動回路の制御方法および発光装置に関する。   The present invention relates to a light emitting diode drive circuit control method and a light emitting device.

液晶ディスプレイなどの表示装置には、バックライトなどの発光装置が用いられる。バックライトは、たとえば、複数の発光ダイオード(Light Emitting Diode:以下、「LED」と称する)から構成される。LEDは、所定の大きさの順方向電圧Vfを印加することで発光するダイオードである。一般に、製造ばらつきにより、発光するために最低限必要なVfは、LEDごとに異なる。   A light emitting device such as a backlight is used for a display device such as a liquid crystal display. The backlight includes, for example, a plurality of light emitting diodes (hereinafter referred to as “LEDs”). The LED is a diode that emits light by applying a forward voltage Vf having a predetermined magnitude. In general, due to manufacturing variations, the minimum Vf required for light emission differs for each LED.

特許文献1には、LEDに電圧を印加して発光させるLEDドライバ(駆動回路)が記載されている。このLEDドライバは、各LEDに基準電圧を印加することで発光させている。基準電圧は、すべてのLEDに共通であるので、最低限必要なVfのうち最も大きい値以上に設定される。したがって、特許文献1に記載のLEDドライバを使用すると、最低限必要なVfが比較的小さいLEDには、不必要に大きな電圧が印加されることになり、各LEDに生じる電流がばらつくことになり、その結果、各LEDの発光輝度がばらついてしまう。   Patent Document 1 describes an LED driver (driving circuit) that emits light by applying a voltage to an LED. This LED driver emits light by applying a reference voltage to each LED. Since the reference voltage is common to all the LEDs, the reference voltage is set to be equal to or greater than the largest value among the minimum necessary Vf. Therefore, when the LED driver described in Patent Document 1 is used, an unnecessarily large voltage is applied to an LED having a relatively small minimum Vf, and the current generated in each LED varies. As a result, the light emission luminance of each LED varies.

このような問題を解決するLEDドライバが、特許文献2に記載されている。特許文献2に記載のLEDドライバは、バイポーラトランジスタを備えており、基準電圧を各LEDに印加しつつ、バイポーラトランジスタによって最低限必要なVfのばらつきを吸収することで、各LEDに同じ値の電流が生じるようにし、発光輝度のばらつきを抑えている。   An LED driver that solves such a problem is described in Patent Document 2. The LED driver described in Patent Document 2 includes a bipolar transistor. While applying a reference voltage to each LED and absorbing a minimum necessary variation in Vf by the bipolar transistor, a current having the same value is supplied to each LED. In order to suppress variations in light emission luminance.

特開2008−77892号公報JP 2008-77892 A 特開2007−96287号公報JP 2007-96287 A

特許文献2に記載のLEDドライバは、バイポーラトランジスタによって、発光に最低限必要なVfのばらつきを吸収することで、各LEDに生じる電流値を統一している。したがって、最低限必要なVfが比較的小さいLEDでは、そのVfよりも大きな基準電圧が印加されるので、バイポーラトランジスタによる消費電力が大きくなり、余分な電力が消費されてしまう。   The LED driver described in Patent Document 2 unifies the current value generated in each LED by absorbing a variation in Vf necessary for light emission by a bipolar transistor. Therefore, in an LED having a relatively small minimum required Vf, a reference voltage larger than the Vf is applied, so that power consumption by the bipolar transistor is increased and extra power is consumed.

このような問題を解決するために、近年では、より高機能なLEDドライバ(高機能LEDドライバ)が提案されている。たとえば、高機能LEDドライバは、電流および電圧の調整命令を受けると、まず、定電流制御を行いながら、基準電圧値をLEDに印加する。そして、LEDのカソード側電圧を検知し、検知した電圧が低い場合は、印加電圧を1ステップ高くして、再度LEDのカソード側電圧を検知する。また、検知した電圧が高い場合は、印加電圧を1ステップ低くして、再度LEDのカソード側電圧を検知する。高機能LEDドライバは、これを繰り返して、各LEDに、最低限必要なVfまたはそれより少しだけ大きな値の電圧を印加する。これによって、発光輝度のばらつきが抑えられるとともに、消費電力の増加が抑えられる。   In order to solve such problems, in recent years, more advanced LED drivers (high-function LED drivers) have been proposed. For example, upon receiving a current and voltage adjustment command, the high function LED driver first applies a reference voltage value to the LED while performing constant current control. Then, the cathode side voltage of the LED is detected. When the detected voltage is low, the applied voltage is increased by one step, and the cathode side voltage of the LED is detected again. When the detected voltage is high, the applied voltage is lowered by one step, and the cathode side voltage of the LED is detected again. The high-performance LED driver repeats this and applies a voltage having a value that is a minimum required Vf or a little larger than that to each LED. As a result, variations in light emission luminance are suppressed, and an increase in power consumption is suppressed.

以上のような、高機能LEDドライバによる電流および電圧の調整は、高機能LEDドライバに接続されるLEDごとに行われる。そして、たとえば、画面の小エリアごとに輝度を調節するローカルディミング対応のLEDバックライトの場合、このような高機能LEDドライバが複数設けられるので、高機能LEDドライバによる電流および電圧の調整を1つずつ順次完了させていると、バックライトの起動に多くの時間を要してしまう。今後、ローカルディミングの対象となるエリアがより小さくなり、それに伴ってエリアの数が増加すると、この課題はより顕著になる。   The adjustment of current and voltage by the high function LED driver as described above is performed for each LED connected to the high function LED driver. For example, in the case of an LED backlight for local dimming that adjusts the brightness for each small area of the screen, a plurality of such high-function LED drivers are provided, so one adjustment of current and voltage by the high-function LED driver is performed. If it is completed sequentially, it takes a lot of time to activate the backlight. In the future, as the area to be subjected to local dimming becomes smaller and the number of areas increases accordingly, this problem becomes more prominent.

本発明は、このような課題を解決するためのものであり、LEDを駆動するLEDドライバを複数備えるLED発光装置について、各LEDドライバの電流および電圧の調整がすべて完了するまでの時間を短縮することができる発光ダイオードの駆動回路の制御方法および発光装置を提供することを目的とする。   The present invention is for solving such a problem, and for an LED light-emitting device including a plurality of LED drivers for driving LEDs, the time until the adjustment of all currents and voltages of the LED drivers is completed is shortened. It is an object of the present invention to provide a method for controlling a driving circuit of a light emitting diode and a light emitting device.

本発明は、複数の発光ダイオードと、各発光ダイオードに印加される電圧および各発光ダイオードに生じる電流を調整することで、各発光ダイオードが発光するのに最低限必要な印加電圧のばらつきに起因する発光輝度のばらつきを抑える調整動作を行うことができる複数の駆動回路と、この複数の駆動回路を制御する制御回路とを備える発光装置における各駆動回路を制御する方法であって、
前記制御回路が、少なくとも2つ以上の前記駆動回路に前記調整動作を並列して行わせ、1つの駆動回路に前記調整動作を行わせる調整命令を出力した後、その駆動回路による前記調整動作が完了する前に、前記制御回路が、前記調整命令が出力されていない他の駆動回路に前記調整命令を出力することを特徴とする発光ダイオードの駆動回路の制御方法である。
The present invention is caused by variation in applied voltage that is minimum required for each light emitting diode to emit light by adjusting a plurality of light emitting diodes, a voltage applied to each light emitting diode, and a current generated in each light emitting diode. A method of controlling each drive circuit in a light emitting device comprising a plurality of drive circuits capable of performing an adjustment operation for suppressing variations in light emission luminance and a control circuit for controlling the plurality of drive circuits,
After the control circuit outputs an adjustment command for causing at least two or more of the drive circuits to perform the adjustment operation in parallel and causing one drive circuit to perform the adjustment operation, the adjustment operation by the drive circuit is performed. Before the completion, the control circuit outputs the adjustment command to another drive circuit to which the adjustment command is not output .

また本発明は、各駆動回路は、分岐したシリアルバスによって、前記制御回路をマスタとするスレーブとして接続されており、
前記制御回路が、各駆動回路に割り付けられた、各駆動回路を示す情報に従って、スレーブとして機能するすべての駆動回路に前記調整命令を出力することを特徴とする。
In the present invention, each drive circuit is connected as a slave having the control circuit as a master by a branched serial bus.
The control circuit outputs the adjustment command to all the drive circuits functioning as slaves in accordance with information indicating each drive circuit assigned to each drive circuit.

また本発明は、前記制御回路が、各駆動回路に対して、前記調整命令を出力した順に、前記調整動作の完了を確認するためのポーリングを繰り返し行って、すべての駆動回路による前記調整動作が完了したことを確認することを特徴とする。   In the present invention, the control circuit repeatedly performs polling for confirming completion of the adjustment operation in the order in which the adjustment instructions are output to the drive circuits, and the adjustment operation by all the drive circuits is performed. It is characterized by confirming completion.

また本発明は、複数の発光ダイオードと、
各発光ダイオードに印加される電圧および各発光ダイオードに生じる電流を調整することで、各発光ダイオードが発光するのに最低限必要な印加電圧のばらつきに起因する発光輝度のばらつきを抑える調整動作を行うことができる複数の駆動回路と、
前記複数の駆動回路を制御する制御回路であって、少なくとも2つ以上の前記駆動回路に前記調整動作を並列して行わせ、1つの駆動回路に前記調整動作を行わせる調整命令を出力した後、その駆動回路による前記調整動作が完了する前に、前記制御回路が、前記調整命令が出力されていない他の駆動回路に前記調整命令を出力する制御回路とを備えることを特徴とする発光装置である。
The present invention also includes a plurality of light emitting diodes,
By adjusting the voltage applied to each light-emitting diode and the current generated in each light-emitting diode, an adjustment operation is performed to suppress variations in light emission luminance caused by variations in the minimum applied voltage required for each light-emitting diode to emit light. A plurality of drive circuits capable of,
A control circuit for controlling the plurality of drive circuits, wherein at least two or more drive circuits perform the adjustment operation in parallel, and output an adjustment command for causing one drive circuit to perform the adjustment operation; The light emitting device includes: a control circuit that outputs the adjustment command to another drive circuit to which the adjustment command is not output before the adjustment operation by the drive circuit is completed. It is.

本発明によれば、制御回路によって、少なくとも2つ以上の駆動回路が、前記調整動作を並列して行うので、各駆動回路の前記調整動作がすべて完了するまでの時間を短縮することができる。   According to the present invention, since at least two or more drive circuits perform the adjustment operation in parallel by the control circuit, it is possible to shorten the time until all the adjustment operations of the drive circuits are completed.

また、制御回路が、1つの駆動回路に調整命令を出力した後、その駆動回路による前記調整動作が完了する前に、調整命令が出力されていない他の駆動回路に調整命令を出力することで、少なくとも2つ以上の駆動回路に、前記調整動作を並列して行わせ、これによって各駆動回路による調整動作を同時に行なう場合に比べて、回路規模を小さくすることができる。 Further, the control circuit, after outputting the adjustment command to a single drive circuit, before the control operation by the driving circuit is completed, it outputs an adjustment command to the other drive circuit adjustment command is not output Therefore, the circuit scale can be reduced as compared with the case where at least two or more drive circuits perform the adjustment operation in parallel , thereby performing the adjustment operation by each drive circuit simultaneously.

また本発明によれば、各駆動回路は、分岐したシリアルバスによって、制御回路をマスタとするスレーブとして接続されているので、制御回路を1つ設けるだけでよくなり、発光装置の構成を簡素化することができる。   Further, according to the present invention, each drive circuit is connected as a slave having a control circuit as a master by a branched serial bus, so that only one control circuit is required, and the configuration of the light emitting device is simplified. can do.

また本発明によれば、制御回路は、調整命令を出力した順にポーリングを繰り返し行うので、繰り返し行われるポーリングの回数を少なくして、すべての駆動回路による前記調整動作が完了したことを確認することができる。   Further, according to the present invention, the control circuit repeatedly performs polling in the order in which the adjustment commands are output, so the number of repeated polling is reduced to confirm that the adjustment operation by all the drive circuits is completed. Can do.

また本発明によれば、各駆動回路の前記調整動作がすべて完了するまでの時間を短縮することができ、起動の時間を短縮することができる。
また、制御回路が、1つの駆動回路に調整命令を出力した後、その駆動回路による前記調整動作が完了する前に、調整命令が出力されていない他の駆動回路に調整命令を出力することで、少なくとも2つ以上の駆動回路に、前記調整動作を並列して行わせ、これによって各駆動回路による調整動作を同時に行なう構成に比べて、回路規模を小さくすることができる。
Further, according to the present invention, it is possible to shorten the time until all the adjustment operations of the respective drive circuits are completed, and it is possible to shorten the startup time.
In addition, after the control circuit outputs the adjustment command to one drive circuit, before the adjustment operation by the drive circuit is completed, the adjustment command is output to another drive circuit to which the adjustment command is not output. Therefore, the circuit scale can be reduced as compared with a configuration in which the adjustment operation is performed in parallel in at least two drive circuits, and the adjustment operation by each drive circuit is performed simultaneously.

本発明に係るLED発光装置1を示す図である。It is a figure which shows the LED light-emitting device 1 which concerns on this invention. ドライバ制御用ICチップ5と複数のドライバ4との接続状態を示す配線系統図である。4 is a wiring system diagram showing a connection state between a driver control IC chip 5 and a plurality of drivers 4. FIG. ドライバ4の構成の一部を示す回路図である。3 is a circuit diagram showing a part of the configuration of a driver 4. FIG. 本発明に係る制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method which concerns on this invention. 各ドライバ4による調整動作が並列して行われる様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that adjustment operation by each driver 4 is performed in parallel.

図1に、本発明に係るLED発光装置1を示す。LED発光装置1は、LED2を含む複数の発光部3と、12個の高機能LEDドライバ(以下では、「ドライバ」と称する)4と、ドライバ制御用IC(Integrated Circuit)チップ5と、RAM(Random Access Memory)6と、ROM(Read Only Memory)7と、電源供給部8とを備える。LED発光装置1は、たとえば、液晶ディスプレイにおいて、液晶パネルに背面から光を照射するバックライトに装備される。   FIG. 1 shows an LED light emitting device 1 according to the present invention. The LED light emitting device 1 includes a plurality of light emitting units 3 including LEDs 2, twelve high-function LED drivers (hereinafter referred to as “drivers”) 4, a driver control IC (Integrated Circuit) chip 5, a RAM ( A random access memory (Random Access Memory) 6, a ROM (Read Only Memory) 7, and a power supply unit 8 are provided. For example, in a liquid crystal display, the LED light emitting device 1 is installed in a backlight that irradiates light from the back to a liquid crystal panel.

発光部3は、6個の直列に接続されたLED2の列(以下では、「ch」と称する)である。発光部3は、合計192個設けられ、16個ごとに、異なるドライバ4に接続される。また、各発光部3は、電源供給部8に接続される。本実施形態では、発光部3は1ch〜192chまで存在し、これによって、液晶ディスプレイにおいて、たとえば縦16×横12に分割された192の小エリアごとに輝度の調節ができることになる。   The light emitting unit 3 is a row of six LEDs 2 connected in series (hereinafter referred to as “ch”). A total of 192 light emitting units 3 are provided, and every 16 light emitting units 3 are connected to different drivers 4. Each light emitting unit 3 is connected to a power supply unit 8. In the present embodiment, the light emitting unit 3 exists from 1ch to 192ch, and in this way, in the liquid crystal display, for example, the luminance can be adjusted for each of 192 small areas divided into 16 × 12.

電源供給部8は、各発光部3を発光させるための電源電圧を生成する。この電源供給部8が生成する電圧は37.5Vを基準とする電圧であるが、後述するように、各発光部3に印加される電圧は、ドライバ4によって、発光部3ごとに可変である。   The power supply unit 8 generates a power supply voltage for causing each light emitting unit 3 to emit light. The voltage generated by the power supply unit 8 is a voltage based on 37.5 V. As will be described later, the voltage applied to each light emitting unit 3 is variable for each light emitting unit 3 by the driver 4. .

ドライバ制御用ICチップ5と、複数のドライバ4とは、SPI(Serial Peripheral Interface)バス9を介して、接続される。図2に、ドライバ制御用ICチップ5と複数のドライバ4との接続状態を示す。ドライバ制御用ICチップ5はマスタとして機能し、SPIバス9は分岐して、各ドライバ4に個別に接続され、これによって、各ドライバ4は、スレーブとして機能する。SPIバス9は、チップ選択ラインCS_N(N=1〜12)、クロックラインCLK、スレーブ入力/マスタ出力ラインSIMO、およびスレーブ出力/マスタ入力ラインSOMIを有する。図2に示すように、チップ選択ラインCS_N以外は、各スレーブに対して共通する。   The driver control IC chip 5 and the plurality of drivers 4 are connected via an SPI (Serial Peripheral Interface) bus 9. FIG. 2 shows a connection state between the driver control IC chip 5 and the plurality of drivers 4. The driver control IC chip 5 functions as a master, and the SPI bus 9 branches and is connected to each driver 4 individually, whereby each driver 4 functions as a slave. The SPI bus 9 has a chip selection line CS_N (N = 1 to 12), a clock line CLK, a slave input / master output line SIMO, and a slave output / master input line SOMI. As shown in FIG. 2, except for the chip selection line CS_N, it is common to each slave.

ドライバ制御用ICチップ5は、RAM6、ROM7、および電源供給部8にも接続される。ドライバ制御用ICチップ5は、バックライトの起動時に、ROM7からドライバ制御用のプログラムデータを読み出し、RAM6に書き込み、展開して、電源供給部8を動作させる。また、ドライバ制御用ICチップ5は、各発光部3に生じさせる電流の目標電流値を示す目標電流値信号を、各ドライバ4に出力する。その後、ドライバ制御用ICチップ5は、発光部3ごとに、発光するのに最低限必要なVf付近の印加電圧に調整し、かつ、目標電流値の電流が生じるようにする調整動作を各ドライバ4に行わせる信号(調整命令)を出力する。調整が終わった後、ドライバ制御用ICチップ5は、液晶ディスプレイのCPU(Central Processing Unit)から入力された画像情報に基づいて、各ドライバ4に対して、各発光部3の輝度を調節するための輝度調節信号を出力する。   The driver control IC chip 5 is also connected to the RAM 6, the ROM 7, and the power supply unit 8. The driver control IC chip 5 reads the driver control program data from the ROM 7, writes it in the RAM 6, develops it, and operates the power supply unit 8 when the backlight is activated. In addition, the driver control IC chip 5 outputs a target current value signal indicating a target current value of a current generated in each light emitting unit 3 to each driver 4. Thereafter, the driver control IC chip 5 performs an adjustment operation for each light emitting unit 3 to adjust the applied voltage in the vicinity of Vf that is the minimum necessary for light emission and to generate a current of the target current value. 4 outputs a signal (adjustment command) to be executed. After the adjustment is completed, the driver control IC chip 5 adjusts the luminance of each light emitting unit 3 with respect to each driver 4 based on image information input from a CPU (Central Processing Unit) of the liquid crystal display. The brightness adjustment signal is output.

RAM6は、たとえば、静的ランダムアクセスメモリ(Static Random Access Memory,SRAM)などの書き換え可能な半導体メモリによって構成される。ROM7は、たとえば、不揮発性で書き換え可能なフラッシュROMであり、ドライバ制御用のプログラムデータを記憶している。また、ROM7は、各チップ選択ラインCS_Nが接続される端子に対応するアドレス、すなわち、各ドライバ4に割り付けられた、各ドライバ4を示す情報を記憶している。   The RAM 6 is composed of a rewritable semiconductor memory such as a static random access memory (SRAM). The ROM 7 is, for example, a non-volatile and rewritable flash ROM, and stores program data for driver control. The ROM 7 stores an address corresponding to a terminal to which each chip selection line CS_N is connected, that is, information indicating each driver 4 assigned to each driver 4.

各ドライバ4は、各発光部3を発光させる制御を行うICチップである。ドライバ4は、電流レジスタを備え、この電流レジスタには、ドライバ制御用ICチップ5から入力された各目標電流値信号が示す各目標電流値が設定される。各ドライバ4は、ドライバ制御用ICチップ5から調整命令が入力されると、各発光部3に生じる順方向の電流が、電流レジスタに設定されている各目標電流値になるように、電流を制御する。このとき、ドライバ4は、各発光部3に印加される順方向の電圧が、発光するのに最低限必要なVf付近となるように調整を行う。このような電流および電圧の調整は、ドライバ制御用ICチップ5を介さずに行われる。   Each driver 4 is an IC chip that controls the light emitting units 3 to emit light. The driver 4 includes a current register, in which each target current value indicated by each target current value signal input from the driver control IC chip 5 is set. When an adjustment command is input from the driver control IC chip 5, each driver 4 sets the current so that the forward current generated in each light emitting unit 3 becomes each target current value set in the current register. Control. At this time, the driver 4 performs adjustment so that the forward voltage applied to each light emitting unit 3 is in the vicinity of Vf that is the minimum necessary for light emission. Such adjustment of current and voltage is performed without using the driver control IC chip 5.

以下に、ドライバ4による発光部3の電流および電圧の調整動作についてさらに詳しく述べる。たとえば、ドライバ4は、調整命令が入力されると、そのドライバ4に接続される16個の発光部3のうちの1つに対して、基準電圧値で電圧を印加する。その後、発光部3のカソード側電圧を検知し、検知した電圧が低い場合は、印加電圧を1ステップ高くして、再度発光部3のカソード側電圧を測定する。また、検知した電圧が高い場合は、印加電圧を1ステップ低くして、発光部3のカソード側電圧を検知する。ドライバ4は、このような動作を繰り返して、発光部3に印加される電圧が最低限必要なVf付近となるように調整し、これによって、各LED2のVfばらつきを吸収する。各ドライバ4は、このような調整動作を、接続される16個の発光部3に対して行う。本実施形態では、発光部3のカソード側電圧が0.5Vになるように調整する。すべての発光部3について調整動作が終わると、各ドライバ4は、ドライバ4内に含まれる調整完了レジスタに、調整動作が完了したことを示す値を設定する。   Hereinafter, the adjustment operation of the current and voltage of the light emitting unit 3 by the driver 4 will be described in more detail. For example, when an adjustment command is input, the driver 4 applies a voltage with a reference voltage value to one of the 16 light emitting units 3 connected to the driver 4. Thereafter, the cathode side voltage of the light emitting unit 3 is detected. If the detected voltage is low, the applied voltage is increased by one step and the cathode side voltage of the light emitting unit 3 is measured again. When the detected voltage is high, the applied voltage is lowered by one step, and the cathode side voltage of the light emitting unit 3 is detected. The driver 4 repeats such an operation and adjusts the voltage applied to the light emitting unit 3 to be in the vicinity of the minimum necessary Vf, thereby absorbing the Vf variation of each LED 2. Each driver 4 performs such an adjustment operation on the 16 light emitting units 3 connected thereto. In the present embodiment, the cathode side voltage of the light emitting unit 3 is adjusted to 0.5V. When the adjustment operation is completed for all the light emitting units 3, each driver 4 sets a value indicating that the adjustment operation is completed in an adjustment completion register included in the driver 4.

なお、本発明に係るドライバ4としては、より高機能なLEDドライバであってもよい。より高機能なLEDドライバは、印加電圧を微調整して最低限必要なVfのばらつきをより吸収できるように、目標電流値よりも敢えて高い電流値となるように制御する。このとき、このLEDドライバは、電流値の上昇に伴って上昇した発光輝度を低下させるために、増加させた電流に応じて、後述するデューティ比を小さくする。   Note that the driver 4 according to the present invention may be a more advanced LED driver. A higher-function LED driver performs control so that the current value is deliberately higher than the target current value so that the applied voltage can be finely adjusted to absorb the minimum necessary variation in Vf. At this time, the LED driver reduces the duty ratio described later in accordance with the increased current in order to reduce the emission luminance that has increased with the increase in the current value.

ドライバ4は、上記の調整動作の後、ドライバ制御用ICチップ5から入力される輝度調節信号に従って、発光部3ごとに、パルス幅変調(Pulse Width Modulation、PWM)方式による輝度の制御行う。PWMの周波数は、たとえば1560Hzである。   After the above adjustment operation, the driver 4 performs luminance control by a pulse width modulation (PWM) method for each light emitting unit 3 in accordance with the luminance adjustment signal input from the driver control IC chip 5. The frequency of PWM is 1560 Hz, for example.

図3は、ドライバ4の構成の一部を示す回路図である。この図3は、ドライバ4の、1つの発光部3に対応する部分を示している。ドライバ4は、chごとに、トランジスタTr1、トランジスタTr2、抵抗Rs、差動増幅器Amp、および電圧調整回路Vaを含む。本実施形態では、トランジスタTr1,Tr2は、P型電界効果トランジスタであるが、N型電界効果トランジスタによって構成してもよい。   FIG. 3 is a circuit diagram showing a part of the configuration of the driver 4. FIG. 3 shows a portion of the driver 4 corresponding to one light emitting unit 3. The driver 4 includes a transistor Tr1, a transistor Tr2, a resistor Rs, a differential amplifier Amp, and a voltage adjustment circuit Va for each channel. In the present embodiment, the transistors Tr1 and Tr2 are P-type field effect transistors, but may be constituted by N-type field effect transistors.

6個のLED2、トランジスタTr1,Tr2、および抵抗Rsは、電源供給部8とアースとの間に、この順序で直列に接続される。具体的には、第1番目のLED2のアノードが電源供給部8に接続され、第1番目のLED2のカソードが第2番目のLED2のアノードに接続される。第2番目〜第6番目までのLED2は、各段のLED2のカソードとその各段の次段のLED2のアノードとが接続される。第6番目のLED2のカソードは、トランジスタTr1のドレインに接続され、トランジスタTr1のソースは、トランジスタTr2のドレインに接続され、トランジスタTr2のソースは、抵抗Rsの一端に接続され、抵抗Rsの他端は、アースに接続される。抵抗Rsは、抵抗素子である。   The six LEDs 2, the transistors Tr1 and Tr2, and the resistor Rs are connected in series in this order between the power supply unit 8 and the ground. Specifically, the anode of the first LED 2 is connected to the power supply unit 8, and the cathode of the first LED 2 is connected to the anode of the second LED 2. The second to sixth LEDs 2 are connected to the cathode of the LED 2 at each stage and the anode of the LED 2 at the next stage of each stage. The cathode of the sixth LED 2 is connected to the drain of the transistor Tr1, the source of the transistor Tr1 is connected to the drain of the transistor Tr2, the source of the transistor Tr2 is connected to one end of the resistor Rs, and the other end of the resistor Rs. Is connected to ground. The resistor Rs is a resistor element.

トランジスタTr1のゲートには、ドライバ制御用ICチップ5から指示されるデューティ比のパルス幅を指示するPWM信号が入力される。デューティ比は、PWM信号の1周期のうち、オンとなるパルス幅が占める割合であり、百分率で示される。PWM信号がオンのとき、つまりハイレベルのとき、トランジスタTr1が導通し、PWM信号がオフのとき、つまりローレベルのとき、トランジスタTr1が切断される。したがって、ドライバ制御用ICチップ5は、パルス幅を変化させることによって、1周期のうち発光部3が点灯している時間を変化させることができる。   A PWM signal that indicates the pulse width of the duty ratio that is instructed from the driver control IC chip 5 is input to the gate of the transistor Tr1. The duty ratio is a ratio of the pulse width that is turned on in one period of the PWM signal, and is expressed as a percentage. When the PWM signal is on, that is, at a high level, the transistor Tr1 becomes conductive, and when the PWM signal is off, that is, at a low level, the transistor Tr1 is disconnected. Therefore, the driver control IC chip 5 can change the time during which the light emitting unit 3 is lit in one cycle by changing the pulse width.

トランジスタTr2のゲートには、差動増幅器Ampの出力端子が接続される。差動増幅器Ampの非反転入力端子には、ドライバ制御用ICチップ5から目標電流値信号が入力され、差動増幅器Ampの反転入力端子には、抵抗Rsの一端が入力される。トランジスタTr2および差動増幅器Ampによって、発光部3に生じる電流の電流値が目標電流値に一致するように制御される。   The output terminal of the differential amplifier Amp is connected to the gate of the transistor Tr2. The target current value signal is input from the driver control IC chip 5 to the non-inverting input terminal of the differential amplifier Amp, and one end of the resistor Rs is input to the inverting input terminal of the differential amplifier Amp. The transistor Tr2 and the differential amplifier Amp are controlled so that the current value of the current generated in the light emitting unit 3 matches the target current value.

電圧調整回路Vaは、電源供給部8に接続されており、抵抗Rsの両端子間の電圧を検知し、検知した電圧が低い場合には、印加電圧を1ステップ高く調整し、検知した電圧が高い場合は、印加電圧を1ステップ低く調整する。   The voltage adjustment circuit Va is connected to the power supply unit 8 and detects the voltage between both terminals of the resistor Rs. When the detected voltage is low, the applied voltage is adjusted higher by one step. If it is high, the applied voltage is adjusted one step lower.

このように構成されるドライバ4としては、たとえば、iWatt社製のiW7032や、iW7040を用いることができる。   As the driver 4 configured in this manner, for example, iW7032 or iW7040 manufactured by iWatt can be used.

本発明に係るLEDドライバ制御方法は、以上のように構成されるLED発光装置1の制御方法であり、ドライバ制御用ICチップ5によって行われる。図4は、この制御方法を示すフローチャートである。   The LED driver control method according to the present invention is a control method of the LED light emitting device 1 configured as described above, and is performed by the driver control IC chip 5. FIG. 4 is a flowchart showing this control method.

この制御方法では、まず、ドライバ制御用ICチップ5は、ソフトカウンタである変数iに数値「1」を設定する(ステップS1)。次に、ドライバ制御用ICチップ5は、i番目のドライバ4に対して、SPIバス9を介して、調整命令を出力する(ステップS2)。次に、ドライバ制御用ICチップ5は、変数iの値が12未満であるか否かを判断し(ステップS3)、12未満の場合はステップS4へ進み、12未満でない場合はステップS5へ進む。ステップS4では、変数iの値を1つ増加させ、ステップS2へ戻る。これによって、調整命令が出力されていない他のドライバ4に対して、調整命令が出力されることになる。   In this control method, first, the driver control IC chip 5 sets a numerical value “1” to a variable i that is a soft counter (step S1). Next, the driver control IC chip 5 outputs an adjustment command to the i-th driver 4 via the SPI bus 9 (step S2). Next, the driver control IC chip 5 determines whether or not the value of the variable i is less than 12 (step S3). If it is less than 12, the process proceeds to step S4. If not less than 12, the process proceeds to step S5. . In step S4, the value of variable i is incremented by 1, and the process returns to step S2. As a result, the adjustment command is output to the other driver 4 that has not output the adjustment command.

ドライバ制御用ICチップ5による調整命令の出力は、時間をあまり空けずに行われる。この様子を図5に示す。調整命令の出力は、図5に示すように、各ドライバ4による調整動作が、時間的に、一部において重なるように行われる。すなわち、各ドライバ4による調整動作は、並列して行われる。なお、各ドライバ4による調整動作を一部並列して行うのではなく、すべて同時に行おうとすると、ドライバ制御用ICチップ5およびSPIバス9をドライバ4の数だけ用意する必要があり、現実的ではない。   The adjustment instruction output by the driver control IC chip 5 is performed without much time. This is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the adjustment command is output so that the adjustment operation by each driver 4 partially overlaps in time. That is, the adjustment operation by each driver 4 is performed in parallel. If the adjustment operation by each driver 4 is not performed partly in parallel, but all are performed simultaneously, it is necessary to prepare the driver control IC chips 5 and the SPI buses 9 as many as the number of drivers 4, which is realistic. Absent.

ステップS5では、ドライバ制御用ICチップ5は、変数iに数値「1」を設定する。次に、ドライバ制御用ICチップ5は、SPIバス9を介して、i番目のドライバ4の調整完了レジスタを確認し、調整が完了していれば、RAM6内に調整完了のフラグを立てる(ステップS6)。次に、ドライバ制御用ICチップ5は、変数iの値が12未満であるか否かを判断し(ステップS7)、12未満の場合はステップS8へ進み、12未満でない場合はステップS9へ進む。ステップS8では、変数iの値を1つ増加させ、ステップS6へ戻る。これによって、すべてのドライバ4に対して、調整完了についてのポーリングが行われることになる。   In step S <b> 5, the driver control IC chip 5 sets a numerical value “1” to the variable i. Next, the driver control IC chip 5 checks the adjustment completion register of the i-th driver 4 via the SPI bus 9, and if the adjustment is completed, sets an adjustment completion flag in the RAM 6 (step S1). S6). Next, the driver control IC chip 5 determines whether or not the value of the variable i is less than 12 (step S7). If it is less than 12, the process proceeds to step S8. If not less than 12, the process proceeds to step S9. . In step S8, the value of variable i is incremented by 1, and the process returns to step S6. As a result, all drivers 4 are polled for completion of adjustment.

ステップS9では、ドライバ制御用ICチップ5は、RAM6を確認して、すべてのドライバ4について調整完了のフラグが立っているか否かを確認し、フラグが立っていれば調整についての制御を終了し、立っていなければステップS5へ戻る。   In step S9, the driver control IC chip 5 checks the RAM 6 to check whether or not the adjustment completion flag is set for all the drivers 4, and if the flag is set, ends the control for adjustment. If not, the process returns to step S5.

ドライバ制御用ICチップ5が各ドライバ4に対して調整命令を出力するのにそれぞれ1ms必要であり、かつ、各ドライバ4が調整動作を行うのに200ms必要であるとすると、上記のような制御方法を実行した場合、すべてのドライバ4の調整動作の完了までにかかる時間は、200ms+1ms×12=212msとなる。これに対して、各ドライバ4による調整動作を1つずつ完了させた場合は、合計時間は、(200ms+1ms)×12=2412msとなる。したがって、本発明に係る制御方法によれば、バックライトの調整シーケンスを早く完了させることができ、バックライトの起動時の立ち上げ時間を大幅に削減することができる。ここで、上記の1msや200msは1つの例に過ぎず、1msや200msよりも短い場合も有り得るが、そのような場合であっても、バックライトの起動時の立ち上げ時間を大幅に削減することができる。   Assuming that the driver control IC chip 5 requires 1 ms for each driver 4 to output an adjustment command and 200 ms for each driver 4 to perform the adjustment operation, the control as described above is performed. When the method is executed, the time taken to complete the adjustment operation of all the drivers 4 is 200 ms + 1 ms × 12 = 212 ms. On the other hand, when the adjustment operation by each driver 4 is completed one by one, the total time is (200 ms + 1 ms) × 12 = 2412 ms. Therefore, according to the control method of the present invention, the backlight adjustment sequence can be completed quickly, and the start-up time when the backlight is activated can be greatly reduced. Here, the above-mentioned 1 ms or 200 ms is only an example, and it may be shorter than 1 ms or 200 ms, but even in such a case, the startup time at the time of starting the backlight is greatly reduced. be able to.

なお、各ドライバ4による調整動作は、少なくとも2つ以上が、時間的に重なっていれば、時間短縮となる。図5に示すように、すべてのドライバ4による調整が時間的に重なっていれば、大幅な時間短縮となる。   The adjustment operation by each driver 4 is shortened if at least two of the adjustment operations overlap in time. As shown in FIG. 5, if the adjustments by all the drivers 4 are overlapped in time, the time is greatly reduced.

1 LED発光装置
2 LED
3 発光部
4 ドライバ
5 ドライバ制御用ICチップ
6 RAM
7 ROM
8 電源供給部
9 SPIバス
1 LED light emitting device 2 LED
3 Light Emitting Unit 4 Driver 5 IC Chip for Driver Control 6 RAM
7 ROM
8 Power supply unit 9 SPI bus

Claims (4)

複数の発光ダイオードと、各発光ダイオードに印加される電圧および各発光ダイオードに生じる電流を調整することで、各発光ダイオードが発光するのに最低限必要な印加電圧のばらつきに起因する発光輝度のばらつきを抑える調整動作を行うことができる複数の駆動回路と、この複数の駆動回路を制御する制御回路とを備える発光装置における各駆動回路を制御する方法であって、
前記制御回路が、少なくとも2つ以上の前記駆動回路に前記調整動作を並列して行わせ、1つの駆動回路に前記調整動作を行わせる調整命令を出力した後、その駆動回路による前記調整動作が完了する前に、前記制御回路が、前記調整命令が出力されていない他の駆動回路に前記調整命令を出力することを特徴とする発光ダイオードの駆動回路の制御方法。
By adjusting the voltage applied to each light-emitting diode and the current generated in each light-emitting diode, variations in light emission luminance caused by variations in the minimum applied voltage required for each light-emitting diode to emit light A method of controlling each drive circuit in a light-emitting device comprising a plurality of drive circuits capable of performing an adjustment operation to suppress the control and a control circuit for controlling the plurality of drive circuits,
After the control circuit outputs an adjustment command for causing at least two or more of the drive circuits to perform the adjustment operation in parallel and causing one drive circuit to perform the adjustment operation, the adjustment operation by the drive circuit is performed. Before the completion, the control circuit outputs the adjustment command to another drive circuit to which the adjustment command is not output .
各駆動回路は、分岐したシリアルバスによって、前記制御回路をマスタとするスレーブとして接続されており、
前記制御回路が、各駆動回路に割り付けられた、各駆動回路を示す情報に従って、スレーブとして機能するすべての駆動回路に前記調整命令を出力することを特徴とする請求項2に記載の発光ダイオードの駆動回路の制御方法。
Each drive circuit is connected as a slave having the control circuit as a master by a branched serial bus,
3. The light emitting diode according to claim 2, wherein the control circuit outputs the adjustment command to all the drive circuits functioning as slaves in accordance with information indicating each drive circuit assigned to each drive circuit. A method for controlling the drive circuit.
前記制御回路が、各駆動回路に対して、前記調整命令を出力した順に、前記調整動作の完了を確認するためのポーリングを繰り返し行って、すべての駆動回路による前記調整動作が完了したことを確認することを特徴とする請求項2または3に記載の発光ダイオードの駆動回路の制御方法。   The control circuit repeatedly performs polling for confirming completion of the adjustment operation in the order in which the adjustment instructions are output to each drive circuit, and confirms that the adjustment operation by all the drive circuits is completed. 4. The method of controlling a drive circuit for a light emitting diode according to claim 2, wherein: 複数の発光ダイオードと、
各発光ダイオードに印加される電圧および各発光ダイオードに生じる電流を調整することで、各発光ダイオードが発光するのに最低限必要な印加電圧のばらつきに起因する発光輝度のばらつきを抑える調整動作を行うことができる複数の駆動回路と、
前記複数の駆動回路を制御する制御回路であって、少なくとも2つ以上の前記駆動回路に前記調整動作を並列して行わせ、1つの駆動回路に前記調整動作を行わせる調整命令を出力した後、その駆動回路による前記調整動作が完了する前に、前記制御回路が、前記調整命令が出力されていない他の駆動回路に前記調整命令を出力する制御回路とを備えることを特徴とする発光装置。
A plurality of light emitting diodes;
By adjusting the voltage applied to each light-emitting diode and the current generated in each light-emitting diode, an adjustment operation is performed to suppress variations in light emission luminance caused by variations in the minimum applied voltage required for each light-emitting diode to emit light. A plurality of drive circuits capable of,
A control circuit for controlling the plurality of drive circuits, wherein at least two or more drive circuits perform the adjustment operation in parallel, and output an adjustment command for causing one drive circuit to perform the adjustment operation; The light emitting device includes: a control circuit that outputs the adjustment command to another drive circuit to which the adjustment command is not output before the adjustment operation by the drive circuit is completed. .
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