JP6332726B2 - Led駆動回路および液晶表示装置 - Google Patents
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Description
特許文献3に開示された調光信号発生装置は、PWM信号を発生させる回路(調光信号発生回路)が動作を始めるまでの間に交流電源を元にした擬似PWM信号を生成できる回路を設けたことにより、電源投入直後にLEDがデューティー比100%で調光されることを回避するという技術内容が開示されている。
本発明は、上記LED駆動回路関連技術の有する不都合を改善するものであり、特に、LEDバックライトの起動に要する時間を有効に短縮し且つその駆動動作を安定させ、チラツキなど表示品質の低下を防止するLED駆動回路、LED駆動方法,およびそれを用いた液晶表示装置の提供を目的とする。
本発明にかかるLED駆動回路の第1実施形態を、図1乃至図4に基づいて説明する。
図1に示すように、本第1実施形態における液晶表示装置(映像表示装置)101は、液晶パネル等の表示パネル(図示せず)を背面から照らすLEDバックライト70と、このLEDバックライト70にかかる駆動制御を行うLED駆動回路11と、を有している。
LED群80Aとしては、2つ以上のLEDを、並列に接続した構成や直列接続と並列接続とを多様に組み合わせた構成等を採用するようにしてもよい。もっとも、LED群80Aに代えて、1つのLEDを採用するようにしてもよい。
閾値電圧はアノード電圧93に限りなく近いことが望ましいが、アノード電圧93は温度条件などで変化するため、LEDの特性・使用条件を加味した上で、LED回路80に電流が流れない任意の電圧をあらかじめ設定する。
接続線60としては、FFC(Flexible Flat Cable:フレキシブルフラットケーブル)などのケーブルやFPC(Flexible printed circuits:フレキシブルプリント基板)等を採用することができる。
このように、電圧監視回路部51は、アノード電圧93を監視するように構成されていることから、昇圧回路部20の動作に対応するデューティー制御信号97を生成することができ、かつ昇圧回路部20の動作に応じて上記調整期間を決定することができる。
以下、この順電圧をVF95と称する。VF95は、図1に示すアノード電圧93とLED回路80におけるカソード側の電位を示すカソード電圧94との電位差である。
すなわち、電源電圧投入時からLED群80Aが点灯を始める固有の電圧値に順電圧VF95が到達するまでの期間内に上記調整期間を設定し、この調整期間においてはデューティー比調整回路部41が、PWM調光信号92を、相対的に大きなデューティー比を有する調整信号98に変換すると共にこれを後段に設けられた昇圧回路部20に受け渡すという構成により、昇圧回路部20による昇圧動作を早めることができ、LED群80Aが起動(点灯)を開始するまでの時間(LED回路80の起動に要する時間)を早めることが可能となる。
すなわち、本第1実施形態において昇圧回路部20は、図3に示す通り、デューティー比100%の制御信号に基づいて昇圧動作を実行し、間欠動作を実行しないように構成されている。
ここで、VF95が閾値電圧(Vmsk)に達した瞬間に電圧監視回路部51が送信するデューティー比0%のデューティー制御信号97を、特にVmsk信号と指称する。
すなわち、LED群80Aが点灯を開始する際には、PWM調光信号92に基づく調整信号98により輝度が制御されるように構成されている。
その後、LED電流96が通常動作電流であるImaxに到達すると、LED群80Aの安定した点灯状態が維持されるという構成を採っている。
図1に開示したLED駆動回路11にかかる動作を、図4に示すフローチャートに基づいて説明する。ここでは、特に、電圧監視回路部51及びデューティー比調整回路部41にかかる動作内容を説明する。
すなわち、以降において電圧監視回路部51は、経時的な電圧監視を行うと共に、アノード電圧93が閾値電圧(Vmsk)に到達したか否かを判定する(図4:S103)。
そして、電圧監視回路部51は、アノード電圧93の常時監視及び閾値電圧(Vmsk)に到達したか否かの判定を継続して実行する(図4:S102,S103)。
本第1実施形態では、電源電圧起動時に、LED回路80の駆動に用いるPWM調光信号92よりもON期間が長いデューティー比を有する調整信号98に従って駆動を開始するという構成を採ったため、これに基づく昇圧回路部20の昇圧動作により、LED群80Aの点灯に要する電圧値にVF95が到達するまでの時間が短縮されることから、LED群80Aの点灯までの時間を早めることができる。
本発明にかかるLED駆動回路及び液晶表示装置(102)の第2実施形態を、図5乃至図7に基づいて説明する。前述した第1実施形態と同一の構成部材については、同一の符号を用いるものとする。
図5に示すように、本第2実施形態におけるLED駆動回路12は、前述した第1実施形態におけるLED回路80のカソード側から流出するLED電流96(順電流)を監視(モニタ)すると共に、この監視電流に基づく信号(第2デューティー制御信号97B)をデューティー比調整回路部42に送信する電流監視回路部52を有するという構成を採っている。
これにより、見かけ上の明るさを同じにすることや、明るさの変化を軽減することが可能となり、表示品質の低下を防止し、さらに、所望の輝度に達するまでの時間を短縮することができる。
他の構成内容については、前述した第1実施形態におけるLED駆動回路11の構成部材と同様である。
図5に開示したLED駆動回路12にかかる動作を、図7に示すフローチャートに基づいて説明する。ここでは、特に、電圧監視回路部51,電流監視回路部52,及びデューティー比調整回路部42にかかる動作内容を説明する。
そして、電圧監視回路部51は、アノード電圧93の常時監視及び閾値電圧(Vmsk)に到達したか否かの判定を継続して実行する(図7:S202,S203)。
本第2実施形態では、LED回路80のカソード側から流出するLED電流96を監視する電流監視回路部52を採用すると共に、この電流監視回路部52が、LED電流96と通常動作電流であるImaxとの差分に対応づけて第2デューティー制御信号97Bを生成し、これに基づく調整信号98に従って昇圧回路部20が昇圧動作を実行するという構成を採ったため、これにより、LED回路80の駆動動作が安定することから、見かけ上の違和感がなくなり、明るさの変化やチラツキを軽減し、表示品質の低下を防止することが可能となる。
他の効果等については、前述した第1実施形態と同様である。
本発明にかかるLED駆動回路及び液晶表示装置の第3実施形態を、図8及び図9に基づいて説明する。前述した第1及び第2実施形態と同一の構成部材については、同一の符号を用いるものとする。
本第3実施形態では、図8に示すように、前述した第1及び第2実施形態におけるLED回路80に代えて、アノード電圧が共通となるように構成された2系統以上のLED群を有するLED回路83を採用した。この図8においては、便宜上、2系統のLED群を装備した場合を例示する。
すなわち、かかる構成によれば、各系統に流れる電流を電流監視回路53にて監視すると共に、この監視結果に基づいて、電流モニタ期間の昇圧動作にかかるPWM信号のデューティー比を有意に制御することができるため、点灯開始時における見かけの明るさの変化をより円滑に調整することが可能となる。
他の構成内容については、前述した第1及び第2実施形態における各構成部材と同様である。
2系統以上のLED群から流出する各電流を個別に監視すると共に、これらの監視結果に応じてデューティー比調整回路部43に送信する第2デューティー制御信号97Cのデューティー比を調整する電流監視回路部53を設けたため、これにより、点灯開始時の見かけの明るさをより均一化することができる。
他の効果等については、前述した第1及び第2実施形態と同様である。
本発明にかかるLED駆動回路及び液晶表示装置(104)の第4実施形態を、図10乃至図12に基づいて説明する。前述した第1乃至第3実施形態と同一の構成部材については、同一の符号を用いるものとする。
本第4実施形態では、PWM調光信号92と昇圧回路部20の動作特性情報とに基づいて調整期間(Duty調整期間:T1)を算出し設定するという構成を採ったデューティー比調整回路部44を、前述した第1実施形態におけるデューティー比調整回路部41に代えて採用した。
動作開始時間(A)とは、電源投入から昇圧回路20が動作を開始するまでの時間のことであり、100%時の昇圧時間(B)とは、デューティー比調整回路部44から送信される調整信号98のデューティー比が100%の時に、昇圧回路20がLED回路80の順電圧であるVF95を所望の電圧まで上昇させるのに要する時間である。また、PWM-Duty(C)とは、外部調光信号のデューティー比である。
そこで、本第4実施形態では、使用条件等に応じた昇圧回路部20の動作特性情報である(A)及び(B)の値を予め内部メモリ等(図示せず)に記憶させておくことにより、PWM-Duty(C)に応じた調整期間(T1)の時間設定を、デューティー比調整回路部44が上記式1に基づいて行うという構成を採った。
他の構成内容については、前述した第1実施形態における各構成部材と同様である。
図10に開示したLED駆動回路14にかかる動作を、図12に示すフローチャートに基づいて説明する。ここでは、特に、デューティー比調整回路部44にかかる動作内容を説明する。
すなわち、調整期間(T1)が終了するまでの間においてデューティー比調整回路部44は(図12:S404/いいえ)、デューティー比100%の調整信号98を送信し、調整期間(T1)が終了した以降においてデューティー比調整回路部44は(図12:S404/はい)、PWM調光信号92と等しいデューティー比であり且つPWM調光信号92に同期した調整信号98を生成して送信する(図12:S405)。
本第4実施形態におけるLED駆動回路14では、アノード電圧93を監視する電圧監視回路部51を設けることなく、デューティー比調整回路部44が、外部入力されるPWM調光信号92のデューティー比と昇圧回路部20の動作特性情報とに基づいて調整期間(T1)を算出・設定すると共に、この調整期間(T1)における調整信号98のデューティー比を有意に増加させるという構成を採用したため、回路構成の簡素化を図った上で、LED群80Aの点灯開始時刻を有意に早めることができる。
他の効果等については、前述した第1実施形態と同様である。
20 昇圧回路部
30,33 定電流回路部
41,42,43,44 デューティー比調整回路部
51 電圧監視回路部
52,53 電流監視回路部
60,63 接続線
70,73 LEDバックライト(バックライト)
80,83 LED回路
80A LED群
90 液晶表示パネル
90A パネル駆動回路
101,102,103,104 液晶表示装置
Claims (5)
- 1又は2以上のLEDを含んで構成されたLED回路を制御するLED駆動回路であって、
外部入力されるPWM調光信号をもとに前記LED回路の駆動調整用の調整信号を生成し出力するデューティー比調整回路部と、
このデューティー比調整回路部から出力される前記調整信号に従って前記LED回路に駆動用の電圧を印加する昇圧回路部と、
前記LED回路のアノード電圧を監視すると共に、この電圧監視に基づく信号を前記デューティー比調整回路部に出力する電圧監視回路部と、を有し、
前記デューティー比調整回路部は、電源投入後から前記電圧監視回路部にて監視する前記アノード電圧が予め設けられた閾値電圧に到達するまでの期間である調整期間内では、前記調整信号を、前記PWM調光信号よりも大きなデューティー比とし、前記電圧監視回路部にて監視する前記アノード電圧が前記閾値電圧に到達してからの一定期間内に、前記生成する調整信号のデューティー比を段階的に低下させていくことにより前記PWM調光信号のデューティー比に近づけ、
前記昇圧回路部は、前記調整期間内において、前記PWM調光信号よりも大きなデューティー比に応じて電圧を昇圧し、昇圧した電圧を前記LED回路に印加することを特徴としたLED駆動回路。 - 前記請求項1に記載のLED駆動回路において、
前記デューティー比調整回路部は、前記電圧監視に基づく信号を前記PWM調光信号に同期させることにより前記調整信号を生成することを特徴としたLED駆動回路。 - 前記請求項1に記載のLED駆動回路において、
前記閾値電圧は、前記LED回路を構成する全てのLEDが点灯するのに要する電圧よりも小さな値に設定されることを特徴としたLED駆動回路。 - 1又は2以上のLEDを含んで構成されたLED回路を制御するLED駆動回路であって、
外部入力されるPWM調光信号をもとに前記LED回路の駆動調整用の調整信号を生成し出力するデューティー比調整回路部と、
このデューティー比調整回路部から出力される前記調整信号に従って前記LED回路に駆動用の電圧を印加する昇圧回路部と、
前記LED回路のカソード側から流出する順電流を監視すると共に、この監視電流に基づく信号をデューティー比調整回路部に出力する電流監視回路部と、を有し、
前記デューティー比調整回路部は、電源投入後から前記電圧監視回路部にて監視する前記アノード電圧が予め設けられた閾値電圧に到達するまでの期間である調整期間内では、前記調整信号を、前記PWM調光信号よりも大きなデューティー比とし、前記電流監視回路部にて監視する順電流が流れ始めてからの一定期間内に、前記生成する調整信号のデューティー比を段階的に低下させていくことにより前記PWM調光信号のデューティー比に近づけ、
前記昇圧回路部は、前記調整期間内において、前記PWM調光信号よりも大きなデューティー比に応じて電圧を昇圧し、昇圧した電圧を前記LED回路に印加することを特徴としたLED駆動回路。 - 外部に向けて映像を表示する液晶表示パネルと、
1又は2以上のLEDを含んで構成されたLED回路を装備し且つ前記液晶表示パネルを背面から照らすバックライトと、
前記請求項1乃至4に記載のLED駆動回路と、を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
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