KR20060051657A - 엘이디 구동 장치와 발광량 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED를 발광 구동하는 구동 수단; 및 상기 구동 수단으로부터 공급되는 구동 전류를 제어하는 제어 수단을 포함하는 발광 다이오드(LED)를 제공한다. 상기 제어 수단은 상기 LED의 발광량의 목표치가 소정치보다 작은 경우 상기 구동 전류의 ON/OFF 비율을 제어함으로써 발광량 제어를 수행한다. 상기 제어 수단은 상기 목표치가 상기 소정치 이상인 경우 상기 구동 전류의 레벨을 제어함으로써 발광량 제어를 수행한다.
LED, 구동, 발광량

Description

엘이디 구동 장치와 발광량 제어 방법{LED DRIVING APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING LUMINOUS POWER}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 장치를 구비한 액정 디스플레이 장치의 구성예를 도시한 블록도.
도 2는 본 발명에서의 제 1의 실시예의 LED 구동 장치의 구성에 관해 도시한 블록도.
도 3은 LED 구동 회로의 내부 구성을 도시한 회로도.
도 4는 제 1의 실시예의 동작을 실현하기 위한 처리 동작을 도시한 순서도.
도 5는 본 발명에서의 제 2의 실시예에 따른 LED 구동 장치의 구성에 관해 도시한 블록도.
도 6은 제 2의 실시예의 동작을 실현하기 위한 처리 동작을 도시한 순서도.
도 7은 어떤 LED의 순방향 전압과 순방향 전류의 관계를 그래프화하여 도시한 도면.
도 8은 어떤 LED의 순방향 전압과 발광량의 관계를 그래프화하여 도시한 도면.
도 9는 어떤 LED의 순방향 전류와 발광 효율의 관계를 그래프화하여 도시한 도면.
♠도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♠
1, 20 : LED 구동 장치 2 : 컨트롤러
3 : LED 구동 회로 4 : 백라이트
4a : LED t1 : 전류치 제어 단자
t2 : ON/OFF 제어 단자 9 : 유저 인터페이스
10 : D/A 컨버터 11 : 에러 앰프
12 : 제어 회로 21 : 발광량 센서
본 발명은 2004년 10월 8일 출원된 일본특허출원 제2004-296148호와 2005년 8월 5일 출원된 일본특허출원 2005-227965호를 우선권으로 주장한다.
기술 분야
본 발명은 LED 구동 장치와 발광량 제어 방법에 관한 것이다.
배경 기술
예를 들면, 액정 디스플레이 장치와 같은, 자발광형이 아닌 디스플레이 장치에서는 백라이트가 구비되어 있다. 이와 같은 백라이트로서는, 그 광원으로서 예를 들면 냉음극관 등을 이용한 것이 알려져 있다. 또한, 근래에는, 소비 전력이 보다 적은 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 것도 알려져 있다.
이와 같은 LED를 이용한 백라이트에서, 그 발광량의 제어 방법으로서, 두 가지 방법이 알려져 있다. 그 중 하나는 LED에 공급되는 구동 전류의 레벨을 제어하는 전류치 제어 방법이다. 다른 하나는 구동 전류 레벨은 일정하게 하여 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 행하는 것이다.
상기 전류치 제어로서는, LED에 대해 연속적으로 공급되는 구동 전류의 레벨 자체를 변화시켜서, 목표의 발광량을 획득한. 또한, 상기 PWM 제어에서는, 단위 시간당의 구동 전류의 온/오프 비율을 변화시킴으로써, 소망하는 발광량을 얻는다.
또한, 관련되는 종래 기술에 관한 문헌으로서는 일본 특개평4-134486호 공보가 있다.
LED의 발광 효율은 그 구동 전류의 값에 의해 변한다는 것이 알려져 있다.
이에 관해, 이하의 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한다.
도 7은 어떤 LED의 순방향 전압과 순방향 전류의 관계를 도시하는 그래프이고, 도 8은 LED의 순방향 전압과 발광량의 관계를 도시하는 그래프이다. 구체적으로는, 도 7은, LED에 대해 어떤 값의 순방향 전류를 흘린 때의 순방향 전압의 값을 도시하고 있다. 또한, 도 8은, 어떤 값의 순방향 전류를 흘린 때에 얻어지는 발광량의 값을 도시하고 있다.
여기서, 발광 효율은, 발광량÷입력 전력에 의해 구하여지는 것이다. 따라서, 이 LED에 관한 발광 효율은 하기의 절차를 통해 얻어진다: 도 7의 그래프에서 어떤 순방향 전류치와 이것에 대응하는 순방향 전압치를 승산하여 입력 전력을 얻 고; 순방향 전류치에 대응하는 도 8의 발광량 값을 획득한 입력 전력으로 나눈다.
도 9는, 상기 절차를 통해 구할 수 있는 발광 효율과, 순방향 전류 값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도시한 바와 같이, 이 LED에서는, 순방향 전류가 50㎃에서 100㎃로 증가할 때 발광 효율은 향상하고, 순방향 전류가 100㎃ 이상으로 증가할 때는 발광 효율은 감소한다. 최대 발광 효율은 100㎃ 부근에서 얻어진다.
이 그래프로부터 이해되는 바와 같이, LED는 순방향 전류(구동 전류)의 값에 따라 발광 효율이 변하는 특성을 갖는다. 구체적으로는, LED의 발광 효율은 어떤 레벨의 구동 전류치까지는 상승하고, 이 레벨을 초과하면 저하한다.
LED의 발광 효율이 구동 전류치에 따라 변하기 때문에, 상기 언급된 방법 중 하나에 의해 LED의 발광 효율을 제어하는 LED 구동 장치에서는 다음과 같은 문제가 생긴다.
우선, 전류치 제어에서는, 예를 들면 발광량 제어의 목표치가, 도 9에 도시한 바와 같이 가장 발광 효율이 좋은 전류치에 대응하는 값과 동일한 경우는, 가장 발광 효율 좋게 구동할 수 있다. 그러나, 그 값과 목표치는 반드시 일치하는 것이 아니기 때문에, 발광 효율이 낮은 조건에 의해 LED가 구동되어 버릴 가능성이 있다.
또한, PWM 제어에 관해서는, 전류의 ON/OFF가 전류치를 일정하게 하도록 제어된다. 따라서, 필연적으로 이 일정한 전류치는 허용 가능한 범위 내에서 최대 발광량에 대응하는 값이어야만 한다.
허용 가능한 범위 내에서의 최대 발광량에 대한 전류치는 최고 발광 효율에 대한 전류치와 반드시 일치하는 것도 아니다. 따라서, PWM 제어에서 낮은 발광 효율로 LED가 구동될 가능성이 있다.
낮은 발광 효율로 LED를 구동하는 것은 본래 필요한 입력 전력보다 더 높은 불필요한 여분의 전력을 필요로 하게 되고, 이것은 소비 전력의 증가로 나타나게 된다. 또한, LED가 낮은 발광 효율로 구동되면, LED, LED의 구동 회로, 및 전원 유닛의 발열값이 증대 경향으로 되고, 예를 들면 이 발열 대책을 위해 장치의 소형화가 도모되지 않는 등의 문제도 생긴다.
그래서, 본 발명에서는 이상과 같은 문제점을 감안하여, 하기의 구성을 갖는 LED 구동 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, LED 구동 장치는 LED를 발광 구동하는 구동 수단을 포함한다.
또한, LED 구동 장치는 상기 구동 수단으로부터 공급되는 구동 전류를 제어하는 제어 수단을 포함한다. 상기 제어 수단은 상기 LED의 발광량의 목표치가 소정치보다 작은 경우 상기 구동 전류의 ON/OFF 비율을 제어함으로써 발광량 제어를 수행한다. 상기 제어 수단은 상기 목표치가 상기 소정치 이상인 경우 상기 구동 전류의 레벨을 제어함으로써 발광량 제어를 수행한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 발광량 제어 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.
구체적으로는, LED의 발광량을 제어하는 발광량 제어 방법으로서, 발광량 제 어는, 상기 LED의 발광량의 목표치가 소정치 미만인 경우는, 구동 전류의 ON/OFF 비율을 제어함으로써 수행되고, 상기 목표치가 상기 소정치 이상인 경우에는 상기 구동 전류의 레벨을 제어함으로써 수행된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 발광 다이오드(LED) 구동 장치는, LED를 발광 구동하는 구동부; 및 상기 구동부로부터 공급되는 구동 전류를 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 제어부는 상기 LED의 발광량의 목표치가 상기 제어부에 저장된 소정치보다 작은 경우 상기 구동 전류의 ON/OFF 비율을 제어함으로써 발광량 제어를 수행한다. 상기 제어부는 상기 목표치가 상기 소정치 이상인 경우 상기 구동 전류의 레벨을 제어함으로써 발광량 제어를 수행한다.
본 발명의 실시예에 따르면, LED 구동 제어 방법은 발광량의 목표치에 따라 상기 상술된 전류치 제어와 PWM 제어 사이에서 전환된다. 구체적으로는, 상기 구성에 따르면, 목표치가 LED의 최고 효율을 제공하는 발광량 값보다 작은 경우 제어 방법은 PWM 제어로 전환될 수 있다. 목표치가 소정치 이상인 경우는, 제어 방법은 구동 전류 제어로 전환될 수 있다.
이와 같은 발광량 제어가 가능해지면, 상기 목표치가 상기 소정치 미만인 경우에는, 상기 LED의 발광 효율이 가장 좋아지는 때의 구동 전류 레벨로 일정하게 하는 PWM 제어를 행하는 것이 가능해지고, 이로써 가장 발광 효율 좋게 LED를 구동할 수 있다.
또한, 상기 목표치가 상기 소정치 이상인 경우에는, 상기 전류치 제어로 전환함으로써, 가장 적은 전력으로 소망하는 발광량을 얻을 수 있다. 즉, 이와 같이 목표치가 소정치 이상이 되는 경우에 PWM 제어를 행하는 경우에는, 구동 전류 레벨은 필연적으로 전류치 제어를 행하는 경우보다도 크게 설정할 필요가 있고, 그 만큼, 도 9의 특성도로 부터 알 수 있는 바와 같이 발광효율이 보다 낮은 조건으로 LED를 구동하는 것으로 되기 때문에, 이 경우는 전류치 제어로 함으로써 가장 발광 효율 좋게 LED를 구동하는 것이 가능해진다.
본 발명의 이들 및 다른 목적은 첨부된 도면과 연계한 하기의 설명으로부터 명확해질 것이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 발명을 실시하기 위한 최선의 형태(이하 실시예라고 한다)에 관해 설명한다.
우선, 일 실시예의 LED(Light Emitting Diode) 구동 장치가 구비된 액정 디스플레이 장치의 구성의 일례를 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 이 액정 디스플레이 장치에 대해서, AC 전원 입력 단자(tAC)로부터 AC 전원이 입력된다.
전원 회로(6)는, 이 AC 전원 입력 단자(tAC)로부터 AC 전원을 입력받아 DC 전압을 생성한다. 그리고, 생성한 DC 전압을 도시한 DC 전원으로서 신호 처리 회로(7), 패널 구동 회로(8), 컨트롤러(2), 및 LED 구동 회로(3)에 공급한다.
또한, 영상 입력 단자(tv)로부터는 영상 신호가 입력되고, 이 영상 신호는 신호 처리 회로(7)에 공급된다. 신호 처리 회로(7)는, 공급되는 영상 신호에 대해 소요되는 신호 처리를 시행함으로써 액정 패널(5)의 구동 제어에 필요한 신호를 얻 는다.
신호 처리 회로(7)는, 패널 구동 제어에 필요한 신호를 패널 구동 회로(8)에 공급한다. 패널 구동 회로(8)는 이 신호에 의거하여 액정 패널(5)을 구동한다.
또한, 신호 처리 회로(7)는, 입력되는 영상 신호로부터 휘도 신호를 추출하고 이것을 컨트롤러(2)에 공급한다.
컨트롤러(2)는, 예를 들면 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Randam Access Memory) 등을 구비한 마이크로컴퓨터이고, 해당 액정 디스플레이 장치의 전체 제어를 행한다.
컨트롤러(2)는, 신호 처리 회로(7)로부터 공급되는 휘도 신호에 의거하여 산출한 평균 픽쳐 레벨(APL; averae picture level)(평균 휘도)의 정보에 따라, 백라이트(4) 내에 구비되는 LED(4a)의 발광량을 조정한다. APL의 정보에 의거한 발광량 제어에 따르면, APL이 예를 들면 소정 레벨 이하인 때에, 백라이트의 발광량은 미리 정해진 값(예를 들면 1/10 등)으로 감소하여, 고 콘트라스트를 실현하게 된다.
APL에 기초한 조정에 부가하여, 컨트롤러(2)는, 유저 인터페이스(Ｉ/F)(9)를 통한 유저 조작에 응하여서도, 백라이트(4) 내의 LED(4a)의 발광량을 조정한다.
유저 인터페이스(9)는, 해당 액정 디스플레이 장치의 박스 외면에 마련된 조작 소자 또는 리모트 컨트롤러로부터의 커맨드 신호의 수신하는 커맨드 수신부를 포괄적으로 나타내고 있다. 유저는, 예를 들면 상기 박스 외면에 마련된 밝기 조정용의 손잡이 조작 소자를 조작함으로써, 해당 액정 디스플레이 장치에 대해 백라이트(4)의 발광량에 관한 지시를 입력할 수 있도록 된다. 또는, 액정 패널(5)의 스크 린 상에 디스플레이되는 설정 메뉴로부터 밝기 조정 항목을 선택하여, 스크린을 통한 지시에 따른 조작 입력을 수행할 수 있다. 이렇게 하여, 백라이트(4)의 발광량에 관한 지시가 입력될 수 있다.
유저 인터페이스(9)를 통한 유저의 지시 입력이 행하여진 경우, 컨트롤러(2)는 그 지시 입력 정보에 대응하여 백라이트(4)의 발광량을 제어한다.
도 2는, 도 1에 도시한 구성 중, 백라이트(4) 내의 LED(4a)의 발광량 제어에 관한 부분의 구성을 추출하여 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, LED 구동 회로(3)는, 도 1에 도시한 전원 회로(6)로부터의 DC 전원을 공급받고, 이 DC 전원에 의거하여 백라이트(4) 내의 LED(4a)에 구동 전류를 공급한다.
LED 구동 회로(3)는, 전류치 제어 단자(t1)와 ON/OFF 제어 단자(t2)를 구비한다. 각각의 단자는, 도시한 바와 같이 컨트롤러(2)로부터 제어 신호를 수신한다. 그리고, 후술하는 구성에 의해, LED 구동 회로(3)는, 상기 전류치 제어 단자(t1)에 공급되는 제어 신호에 응답하여 LED(4a)에 공급되는 구동 전류의 레벨을 변화시킨다. 또한, ON/OFF 제어 단자(t2)에 공급되는 제어 신호에 응답하여, LED 구동 회로(3)는 구동 전류 레벨을 일정하게 한 상태에서 구동 전류의 ON/OFF 타이밍을 변화시킨다.
또한, 이 도 2에도 도시된 바와 같이, 컨트롤러(2)와 LED 구동 회로(3)는 제 1의 실시예로서의 LED 구동 장치(1)를 구성한다.
컨트롤러(2)는, 도 1에도 도시한 신호 처리 회로(7)로부터의 휘도 신호에 기 초하여 산출한 APL 정보에 따라, 그리고 유저 인터페이스(9)로부터의 밝기 조정에 관한 지시가 입력된 경우 그 지시 입력치에 따라, LED(4a)의 발광량에 관한 목표치를 설정한다. 그리고, 이 목표치의 발광량이 얻어지도록, LED 구동 회로(3)의 전류치 제어 단자(t1), 또는 ON/OFF 제어 단자(t2)에 제어 신호를 공급한다.
여기서, 본 실시예의 컨트롤러(2)에 대해서는, 미리 상기 LED(4a)에 관한 발광 효율이 가장 좋아지는 때의 순방향 전류의 값(구동 전류 레벨)과, 그 순방향 전류치에 의해 얻어지는 발광량의 값(소정치)의 정보가 기억되어 있다.
컨트롤러(2)는 기억된 소정치로서의 발광량의 값과 설정된 목표치의 비교 결과 기초하여, 상기 전류치 제어 단자(t1)로의 제어 신호의 공급에 의한 발광량 제어(전류치 제어)와, 상기 ON/OFF 제어 단자(t2)로의 제어 신호의 공급에 의한 발광량 제어(PWM 제어)를 전환한다.
또한, 제 1의 실시예의 경우, 컨트롤러(2)의 ROM 내에는, 발광량의 목표치마다에 대응시켜서, 그 발광량을 얻기 위한 구동 전류치의 정보, 및 구동 전류의 ON/OFF 비율의 정보가 각각 기억되어 있다.
즉, 컨트롤러(2)가 상기 전류치 제어를 행하는 경우, 컨트롤러(2)는 설정한 목표치와 저장된 대응 정보에 기초하여 구동 전류치의 정보를 취득하고, 이 전류치 정보를 LED 구동 회로(3)의 전류치 제어 단자(t1)에 공급하여 발광량을 제어한다. 전류치 제어가 수행되면, ON/OFF 제어 단자(t2)에 공급되는 제어 신호로서는, 구동 전류의 공급을 ON으로 하기 위한 ON 제어 신호가 공급된다.
또한, PWM 제어가 수행되면, 컨트롤러(2)는 설정한 목표치와 저장된 대응 정 보에 기초하여 ON/OFF 비율의 정보를 취득하고, 이 정보에 기초하여 ON/OFF 제어 신호를 상기 ON/OFF 제어 단자(t2)에 공급하여 발광량을 제어한다. 이 PWM 제어를 행하는 경우, LED(4a)에 관한 발광 효율이 가장 좋아지는 때의 순방향 전류의 값으로 전류치가 일정하게 유지되도록 하는 전류치 정보가 전류치 제어 단자(t1)에 공급된다.
이 경우, PWM 제어에서의 상기 ON/OFF 비율의 정보는, ON과 OFF의 기간의 합을 1로 한 경우의 ON의 비율이, 발광량의 목표치를 상기한 소정치로서의 발광량의 값으로 나눈 값과 같게 되도록 되어 있다.
도 3은, 도 2에 도시된 LED 구동 회로(3)의 내부 구성을 도시하고 있다.
커패시터(Ci)의 양단에 도 2에 도시한 DC 전원이 공급되기 때문에, DC 전압이 커패시터(Ci) 양단에 저장된다. 그리고, 스위칭 소자(Q1), 다이오드(D1), 초크코일(L1)에 의해, 이 커패시터(Ci)의 양단 전압을 동작 전원으로 하는 강압형 컨버터가 형성되어 있다. 이 강압형 컨버터의 동작에 의해, 평활 커패시터(Co)의 양단에 DC 전압의 LED 구동 전압이 생성된다. 이렇게 하여 도 2에 도시한 LED(4a)에 DC 구동 전류가 공급된다.
이 경우, 스위칭 소자(Q1)로서는 MOS-FET가 채용된다.
상기 스위칭 소자(Q1)는, 제어 회로(12)에 의해 구동 및 제어된다.
제어 회로(12)에는, 도시한 바와 같이 ON/OFF 제어 단자(t2)로부터 ON/OFF 제어 신호를 공급받고, 이 ON/OFF 제어 신호에 기초하여 스위칭 소자(Q1)의 ON/OFF를 전환한다.
또한, 제어 회로(12)에는, 에러 앰프(E/A)(11)로부터의 피드백 신호가 입력된다.
LED 구동 전압의 출력 라인에 삽입된 전류 검출 저항(R1)은 LED(4a)에 공급되는 구동 전류의 레벨을 검출하고 그 레벨을 에러 앰프(11)에 입력한다. 검출된 전류 레벨에 부가하여, 도 2에 도시된 전류치 제어 단자(t1)를 통해 입력되며 D/A 컨버터(10)에 의해 아날로그 신호로 변환된 전류치 제어 신호가 에러 앰프(11)에 입력된다. 에러 앰프(11)는 입력 구동 전류 레벨과 전류치 제어 신호의 레벨 사이의 차이에 따른 신호를 출력한다.
제어 회로(12)는, 에러 앰프(12)로부터의 출력 신호에 응하여 스위칭 소자(Q1)의 동작을 제어함으로써, LED(4a)에 대해 공급되는 구동 전류의 레벨이, 상기 전류치 제어 단자(t1)에 공급되는 전류치 제어 신호에 대응하는 값으로 일정하게 유지되도록 제어를 행한다.
여기서, 앞서도 설명한 바와 같이, LED의 발광 효율은 공급되는 구동 전류(순방향 전류)의 레벨에 따라 변화한다. 즉, 도 9에 도시한 바와 같이, 순방향 전류의 어떤 값까지는 발광 효율이 상승 경향으로 되고, 그 값을 초과하면 발광 효율은 저하 경향으로 되도록 되어 있다.
이와 같이 순방향 전류의 값에 따라 발광 효율이 변화하기 때문에, 상기 전류치 제어 및 PWM 제어에서는, 낮은 발광 효율로 LED(4a)가 구동되어 버릴 가능성이 있다.
따라서, 본 실시예에서는, 도 9의 특성도와 같이, LED(4a)에 관한 순방향 전 류의 값과 발광 효율의 관계에 관해 실험을 행한 결과로부터, 발광 효율이 가장 좋아지는 때의 순방향 전류의 값(최량(最良) 전류치)과 그 때의 발광량의 값(소정치)을 미리 산출하여 두고, 이 소정치에 의한 발광량 미만으로 LED(4a)를 발광 구동할 때는, 구동 전류를 상기 최량 전류치로 한 다음 PWM 제어에 의한 발광량 제어를 행하고, 상기 소정치에 의한 발광량 이상으로 발광 구동할 때는 전류치 제어를 행하는 것으로 하고 있다.
이와 같이 함으로써, 상기 소정치 미만의 발광량에 의해 LED(4a)를 발광 구동하는 경우에는, 항상 일정한 상기 최량 전류치에 의해 LED(4a)를 구동하는 것이 가능해지고, 따라서 가장 발광 효율이 좋은 조건으로 LED(4a)를 구동할 수 있다.
또한, 소정치 이상의 발광량에 의해 LED(4a)를 발광 구동하는 경우라도, 가장 발광 효율 좋게 LED(4a)를 구동할 수 있다. 즉, 가령, 상기 소정치 이상의 발광량에 대해서도 PWM 제어가 유지되는 경우, PWM 제어를 위한 일정한 구동 전류의 레벨은, 발광량 값에 대한 전류치 제어를 수행할 때 활용되는 구동 전류의 레벨보다도 필연적으로 높은 레벨로 설정되어야만 한다. 도 9의 특성으로부터도 이해되는 바와 같이, 구동 전류 레벨의 증가는 발광량을 감소시킨다. 따라서, LED(4a)를 소정치 이상의 발광량에 의해 구동하는 경우, 전류치 제어가 가장 발광 효율이 좋은 조건으로 LED(4a)를 구동할 수 있는 것이다.
이와 같이, 본 실시예의 발광량 제어에 의하면, 항상 발광 효율이 가장 좋은 조건으로 LED(4a)를 구동할 수 있다. 그리고, 이에 의하면, LED(4a)의 구동을 위한 소비 전력은 최소한으로 억제할 수 있다. 또한, 가장 발광 효율이 좋은 조건으로 LED(4a)를 발광 구동할 수 있으면 , LED(4a) 자체나 LED 구동 회로(3), 나아가서는 LED 구동 회로(3)에 대해 DC 전원을 공급하는 전원 회로(6)(도 1 참조)의 발열량도 최소한으로 억제하는 것이 가능해지고, 발열 대책를 위해 장치가 대형화하는 것도 방지할 수 있다.
도 4는, 상기한 제 1의 실시예의 동작을 실현하기 위한 처리 동작을 도시하는 순서도이다.
또한, 도 4에 도시된 처리 동작은, 예를 들면, 컨트롤러(2)가 내장하는 ROM 등에 격납되는 프로그램에 의거하여 실행된다.
도 4를 참조하면, 스텝 S101에서는, 설정한 목표치와 상기 상술한 소정치를 비교하는 처리를 실행한다.
계속해서, 스텝 S102에서는, 상기 스텝 S101에 의한 비교 처리의 결과에 기초하여, 상기 목표치가 상기 소정치 미만인지의 여부를 판정하는 처리가 수행된다.
스텝 S102에서, 목표치가 상기 소정치 미만이라는 긍정 결과가 얻어진 경우는, 스텝 S103으로 처리를 진행하여, PWM 제어를 설정하기 위한 처리를 실행한다. 즉, PWM 제어로서, 구동 전류치를 상기한 최량 전류치로 일정하게 하고 ON/OFF 제를 행하기 위해, 우선 LED 구동 회로(3)의 전류치 제어 단자(t1)에 상기 최량 전류치를 지시하기 위한 전류치 제어 신호가 공급된다.
계속해서, 스텝 S104에서는, 목표치로서의 발광량에 따른 ON/OFF 비율을 설정한다. 즉, 예를 들면 ROM 등에 격납되는 대응 정보로부터 입력된 목표치에 관련된 ON/OFF 비율의 정보를 판독하고, 이 비율 정보에 의거한 ON/OFF 제어 신호를 ON/OFF제어 단자(t2)에 공급함으로써, PWM 제어에 의한 발광량 제어를 행한다.
또한, 스텝 S102에서, 목표치가 상기 소정치 미만이 아니라는(목표치가 소정치 이상이다) 부정 결과가 얻어진 경우는, 스텝 S105에서, 전류치 제어를 설정하기 위한 처리를 실행한다. 즉, 전류치 제어를 수행하고, 구동 전류를 연속적으로 공급하기 위해, 우선 ON/OFF 제어 단자(t2)에 ON 제어 신호를 공급한다.
계속해서, 스텝 S106에서는, 목표치로서의 발광량에 따른 전류치를 설정한다. 즉, 상기 대응 정보로부터 입력된 목표치에 관련된 전류치의 정보를 판독하고, 이 전류치의 정보에 기초한 전류치 제어 신호를 전류치 제어 단자(t1)에 공급함으로써, 전류치 제어에 의한 발광량 제어를 수행한다.
이와 같은 처리 동작에 의해, 발광량이 소정치 미만일 때는 PWM 제어에 의해 발광량 제를 행하고, 소정치 이상일 때는 전류치 제어를 행하는 것이 가능해진다.
계속해서, 도 5는, 본 발명에서의 제 2의 실시예로서의 LED 구동 장치(20)의 구성을 도시한다.
제 2의 실시예의 LED 구동 장치(20)는, 상술한 제 1의 실시예에서 수행되는 발광량 제어의 전환을 또한 수행한다. LED 구동 장치(20)는, 도 2에 도시한 LED 구동 장치(1)의 구성에 더하여, 발광량 센서(21)를 포함한다. 이 발광량 센서(21)는, LED(4a)의 발광량을 검출하도록 하여, 백라이트(4) 내의 소정 위치에 대해 마련된다(도 1에서는 파선으로 표현되었다).
그리고, 이 발광량 센서(21)에 의해 검출되는 발광량의 정보는 컨트롤러(2)에 입력된다.
컨트롤러(2)는, 앞서 설명한 바와 같이 신호 처리 회로(7)로부터의 휘도 신호와 유저 인터페이스(9)로부터의 지시 입력에 따라 설정한 발광량에 관한 목표치와 함께, 상기 발광량 센서(21)에 의해 검출 입력되는 발광량의 값에 의거하여, LED(4a)의 발광량을 제어한다.
즉, 발광량 센서(21)에 의해 검출 입력되는 발광량의 값과, 상기 목표치가 일치하도록, 전류치 제어 단자(t1)에 공급되는 전류치 제어 신호, 또는 ON/OFF 제어 단자(t2)에 공급되는 ON/OFF 제어 신호를 변화시킴으로써 발광량을 제어한다.
이와 같이, 실측되는 LED(4a)의 발광량의 값에 의거하여 발광량 제어가 행하여짐으로써, 예를 들면 LED(4a) 사이에서 같은 순방향 전류치에 대한 발광량의 편차가 생기는 경우에도, 보다 정확하게 목표치로서의 발광량이 얻어지도록 제어를 행하는 것이 가능해진다.
즉, 이로써, 각 장치 사이에서 LED(4a)의 발광량에 편차가 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 6은, 제 2의 실시예의 LED 구동 장치(20)의 동작을 실현하기 위한 처리 동작에 관해 도시한 순서도이다.
또한, 이 도면에 도시된 처리 동작도, 컨트롤러(2)가 내장하는 ROM 등에 격납되는 프로그램에 의거하여 실행된다.
스텝 S201 및 S202에서는, 앞의 도 4에 도시한 스텝 S101 및 S102의 처리와 마찬가지로, 목표치와 소정치의 비교, 및 그 결과로부터 목표치가 소정치 미만인지의 여부에 관한 판별 처리를 수행한다.
그리고, 목표치가 소정치 미만이다는 긍정 결과가 얻어진 경우는, 스텝 S203의 처리로서, 스텝 S103과 마찬가지로 PWM 제어를 설정하기 위한 처리를 실행한다. 또한, 목표치가 소정치 미만이 아니라는 부정 결과가 얻어진 경우는, 스텝 S205에서, 스텝 S105와 마찬가지로 전류치 제어를 설정하기 위한 처리를 실행한다.
이 처리 동작에 있어서, PWM 제어를 설정한 후의 스텝 S204에서는, 센서 값과 목표치가 일치하도록, ON/OFF 비율을 제어하기 위한 처리를 실행한다. 즉, 설정한 목표치와 발광량 센서(21)로부터의 발광량의 값이 일치하도록, LED 구동 회로(3)의 ON/OFF 제어 단자(t2)에 공급하는 ON/OFF 제어 신호의 비율을 제어한다.
또한, 전류치 제어를 설정한 후의 스텝 S206에서는, 센서 값과 목표치가 일치하도록 전류치를 제어하는 처리를 실행한다. 즉, 설정한 목표치와 발광량 센서(21)로부터의 발광량의 값이 일치하도록, LED 구동 회로(3)의 전류치 제어 단자(t1)에 공급하는 전류치 제어 신호를 제어한다.
이와 같은 처리 동작으로 됨으로써, 이 경우는 실시예로서의 PWM 제어/전류치 제어의 전환을 행하면서, 발광량으로서는 실측된 값에 의거하여 보다 정밀도 좋게 제어하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명으로서는, 지금까지 설명한 각 실시예의 구성으로 한정되는 것은 아니다.
예를 들면 본 실시예에서는, 본 발명이 액정 디스플레이 장치의 백라이트에서의 LED를 발광 구동하는 경우에 적용된 예를 나타냈지만, 그 밖에 LED에 관한 발광량 제어를 행하는 경우에 널리 적용할 수 있다.
또한, 실시예에서는, 설명의 편의상 하나의 LED에 관해 발광 구동하는 구성을 예시하였지만, 복수로 되는 경우도 같은 발광량 제어를 행함으로써 같은 효과를 얻을 수 있음은 말할 필요도 없다.
또한, 본 실시예에서는, 발광량에 관한 목표치는 영상 신호로부터 추출된 휘도 신호에 의거한 APL의 정보나 유저 조작에 의거하여 설정하는 경우를 예시하였지만, 발광량의 목표치를 설정하기 위한 요소는 이들의 요소로 한정되는 것이 아니라, 다른 요소에 의거하여 설정할 수도 있다.
본 발명의 양호한 실시예가 특정 항목을 사용하여 설명되었지만, 이러한 설명은 단지 설명을 위한 것으로, 하기의 특허청구범위의 취지 또는 범위를 벗어나지 않는 변형예 및 수정예가 당업자에게는 자명할 것이다.
이와 같이 하여 본 발명에 의하면, 발광량의 목표치에 따라 발광량 제어를 PWM 제어와 전류치 제어로 전환하도록 함으로써, LED를 가장 발광 효율 좋게 구동하는 것이 가능하게 된다.
또한, 이에 의하면, LED 구동을 위한 소비 전력은 최소한으로 억제할 수 있고, 또한, LED나 그 구동 회로, 나아가서는 전원부의 발열량도 최소한으로 억제하는 것이 가능해져서 장치의 소형화도 도모된다.

Claims (8)

  1. 발광 다이오드(LED) 구동 장치에 있어서,
    LED를 발광 구동하는 구동 수단; 및
    상기 구동 수단으로부터 공급되는 구동 전류를 제어하는 제어 수단을 포함하고,
    상기 제어 수단은 상기 LED의 발광량의 목표치가 소정치보다 작은 경우 상기 구동 전류의 ON/OFF 비율을 제어함으로써 발광량 제어를 수행하고, 상기 목표치가 상기 소정치 이상인 경우 상기 구동 전류의 레벨을 제어함으로써 발광량 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 소정치는, 상기 LED의 발광 효율이 가장 좋아지는 때의 구동 전류치로부터 얻어지는 발광량에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 수단에 의한 상기 구동 전류의 ON/OFF 비율의 제어에 의해 수행되는 발광량 제어에 있어서, 구동 전류의 레벨은 상기 LED의 발광 효율이 가장 좋아지는 때의 구동 전류치로 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 목표치와 상기 ON/OFF 비율, 및 상기 목표치와 상기 구동 전류치에 관한 대응 정보를 저장하고, 이 대응 정보에서 상기 목표치와 관련된 상기 ON/OFF 비율 또는 상기 구동 전류치를 설정함으로써 상기 발광량 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 LED의 발광량을 검출하는 발광량 검출 수단을 더 포함하고,
    상기 제어 수단은, 상기 발광량 검출 수단에 의해 검출 입력되는 발광량의 값이 상기 목표치와 동일하게 되도록, 상기 ON/OFF 비율 또는 상기 구동 전류치를 제어함으로써 상기 발광량 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
  6. LED의 발광량을 제어하는 발광량 제어 방법에 있어서,
    상기 LED의 발광량의 목표치가 소정치 미만인 경우는, 구동 전류의 ON/OFF 비율을 제어함으로써 발광량 제어가 수행되고, 상기 목표치가 상기 소정치 이상인 경우에는 상기 구동 전류의 레벨을 제어함으로써 발광량 제어가 수행되는 것을 특징으로 하는 발광량 제어 방법.
  7. 발광 다이오드(LED) 구동 장치에 있어서,
    LED를 발광 구동하는 구동부; 및
    상기 구동부로부터 공급되는 구동 전류를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 LED의 발광량의 목표치가 상기 제어부에 저장된 소정치보다 작은 경우 상기 구동 전류의 ON/OFF 비율을 제어함으로써 발광량 제어를 수행하고, 상기 목표치가 상기 소정치 이상인 경우 상기 구동 전류의 레벨을 제어함으로써 발광량 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
  8. 액정 디스플레이 장치에 있어서,
    액정 디스플레이 패널과;
    화상 입력 신호에 기초하여 상기 액정 디스플레이 패널을 구동하는 패널 구동부와;
    상기 액정 디스플레이 패널에 대한 광원으로서의 발광 다이오드(LED)와;
    상기 LED를 발광 구동하는 구동부; 및
    상기 구동부로부터 상기 LED에 공급되는 구동 전류를 제어하는 제어ㅜ를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 LED의 발광량의 목표치가 상기 제어부에 저장된 소정치보다 작은 경우 상기 구동 전류의 ON/OFF 비율을 제어함으로써 발광량 제어를 수행하고, 상기 목표치가 상기 소정치 이상인 경우 상기 구동 전류의 레벨을 제어함으로써 발광량 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
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