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JP2013222515A - Led lighting device and display device - Google Patents

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JP2013222515A
JP2013222515A JP2012091606A JP2012091606A JP2013222515A JP 2013222515 A JP2013222515 A JP 2013222515A JP 2012091606 A JP2012091606 A JP 2012091606A JP 2012091606 A JP2012091606 A JP 2012091606A JP 2013222515 A JP2013222515 A JP 2013222515A
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JP
Japan
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led
lighting device
driver
backlight
lines
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Application number
JP2012091606A
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Japanese (ja)
Inventor
Shingo Ichikawa
慎吾 市川
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】複数のLEDで構成される領域毎にLEDの発光輝度を制御する際に、LEDを駆動させる複数のドライバ回路間で負荷を分散させ、ドライバ回路に含まれるICや半導体素子の温度上昇を抑制する。
【解決手段】LED点灯装置は、バックライトを複数の領域に分割し、分割した領域の映像信号に応じて領域毎にLEDの発光を制御するローカルディミング機能を備えた表示装置に搭載される。LED点灯装置は、複数のLED素子を含む複数のLEDユニット71,72と、LEDユニット71,72を駆動する複数のドライバ回路62,63とを備え、LEDユニット71,72はそれぞれ表示装置の表示パネルの所定の領域と対応して配置され、所定の領域に対応するLEDユニット内の隣接するLED素子が、異なるドライバ回路に接続されて駆動される。
【選択図】図3
When controlling the light emission luminance of an LED for each region composed of a plurality of LEDs, the load is distributed among a plurality of driver circuits that drive the LEDs, and the temperature of ICs and semiconductor elements included in the driver circuits is increased. Suppress.
An LED lighting device is mounted on a display device having a local dimming function that divides a backlight into a plurality of regions and controls light emission of the LEDs for each region in accordance with a video signal of the divided region. The LED lighting device includes a plurality of LED units 71 and 72 including a plurality of LED elements, and a plurality of driver circuits 62 and 63 that drive the LED units 71 and 72. The LED units 71 and 72 each display a display device. The adjacent LED elements in the LED unit corresponding to the predetermined area of the panel and corresponding to the predetermined area are connected to and driven by different driver circuits.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、LED点灯装置および表示装置に関し、より詳細には、表示装置のバックライト光源などに用いられるLED(Light Emitting Diode)を点灯させるためのLED点灯装置および該LED点灯装置を備えた表示装置に関する。   The present invention relates to an LED lighting device and a display device, and more specifically, an LED lighting device for lighting an LED (Light Emitting Diode) used for a backlight light source of the display device and a display including the LED lighting device. Relates to the device.

近年、LED(Light Emitting Diode)をバックライト光源とした液晶表示装置が各メーカから発売されている。このLEDは、順方向に電圧を加えた際に発光する半導体素子であり、アノードに正、カソードに負の電圧をかけると、数ボルトの電圧で電流が流れ、発光する。このLEDをバックライト光源として用いた場合、ローカルディミングが可能であるという利点をもっている。ローカルディミングは、バックライトを複数の領域に分割し、それぞれの領域の映像信号に応じて領域毎にLEDの発光を制御する技術である。例えば、画面内の暗い部分はLEDの発光を抑え、画面内の明るい部分はLEDを強く発光させる、といった制御が可能になる。これにより、バックライトの消費電力を低減すると共に、表示画面のコントラストを向上させることができる。   In recent years, liquid crystal display devices using LEDs (Light Emitting Diodes) as backlight light sources have been released by various manufacturers. This LED is a semiconductor element that emits light when a voltage is applied in the forward direction. When a positive voltage is applied to the anode and a negative voltage is applied to the cathode, a current flows at a voltage of several volts and emits light. When this LED is used as a backlight light source, there is an advantage that local dimming is possible. Local dimming is a technique in which the backlight is divided into a plurality of areas, and the light emission of the LEDs is controlled for each area in accordance with the video signal of each area. For example, it is possible to control such that a dark portion in the screen suppresses light emission of the LED, and a bright portion in the screen causes the LED to emit light strongly. Thereby, the power consumption of the backlight can be reduced and the contrast of the display screen can be improved.

上記のLEDは熱に弱いことは一般に知られており、適切な放熱対策を施さないと、発光効率や寿命の低下を招く場合がある。例えば、特許文献1には、複数のLEDで構成される領域(ブロック)毎に点灯/消灯を制御する際に駆動電圧が低減されることを利用して、放熱効率を向上させる技術が開示されている。この特許文献1に記載の技術によれば、LEDの駆動基板をシャーシに密着させることで、放熱効率を向上させている。また、LEDを駆動させるLED駆動部では、FET(Field Effect Transistor)などの半導体素子により高速でオン/オフのスイッチングを行っているが、このLED駆動部が過負荷になると、LED駆動部を構成する半導体素子が熱破壊等を起こす可能性がある。このためLED駆動部内の半導体素子についても適切な熱設計を行うことが重要となる。   It is generally known that the above-mentioned LEDs are vulnerable to heat, and unless appropriate heat dissipation measures are taken, the light emission efficiency and the life may be reduced. For example, Patent Document 1 discloses a technique for improving heat dissipation efficiency by utilizing the fact that a drive voltage is reduced when lighting / extinguishing is controlled for each region (block) composed of a plurality of LEDs. ing. According to the technique described in Patent Document 1, the heat dissipation efficiency is improved by bringing the LED drive board into close contact with the chassis. In addition, in the LED driving unit for driving the LED, on / off switching is performed at high speed by a semiconductor element such as an FET (Field Effect Transistor). When the LED driving unit is overloaded, the LED driving unit is configured. There is a possibility that the semiconductor element to cause thermal destruction. For this reason, it is important to perform an appropriate thermal design for the semiconductor elements in the LED drive unit.

特開2010−176968号公報JP 2010-176968 A

図5は、従来のLED点灯装置の構成を示す図である。LED点灯装置は、大きく分けて、LEDを駆動するLED駆動部101と、複数のLEDを含むLEDバックライト105とにより構成されている。LED駆動部101は、マイコン102、第1のドライバ回路103、および第2のドライバ回路104からなり、LEDバックライト105は、第1のLEDユニット106および第2のLEDユニット107からなる。第1のドライバ回路103は、LEDバックライト105の第1のLEDユニット106の各LEDを駆動する第1のLEDドライバ103aと、第1のスイッチング電源103cを含む第1のコンバータ回路103bとを備える。   FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional LED lighting device. The LED lighting device is roughly divided into an LED driving unit 101 that drives an LED and an LED backlight 105 that includes a plurality of LEDs. The LED driving unit 101 includes a microcomputer 102, a first driver circuit 103, and a second driver circuit 104, and the LED backlight 105 includes a first LED unit 106 and a second LED unit 107. The first driver circuit 103 includes a first LED driver 103a that drives each LED of the first LED unit 106 of the LED backlight 105, and a first converter circuit 103b that includes a first switching power supply 103c. .

同様に、第2のドライバ回路104は、LEDバックライト105の第2のLEDユニット107の各LEDを駆動する第2のLEDドライバ104aと、第2のスイッチング電源104cを含む第2のコンバータ回路104bとを備える。第1のLEDドライバ103aおよび第2のLEDドライバ104aは、例えば、IC(Integrated Circuit)チップとして実装される。第1のスイッチング電源103cおよび第2のスイッチング電源104cは、例えば、FETなどの半導体素子として実装される。   Similarly, the second driver circuit 104 includes a second LED driver 104a that drives each LED of the second LED unit 107 of the LED backlight 105, and a second converter circuit 104b that includes a second switching power supply 104c. With. The first LED driver 103a and the second LED driver 104a are mounted as an IC (Integrated Circuit) chip, for example. The first switching power supply 103c and the second switching power supply 104c are mounted as semiconductor elements such as FETs, for example.

図6は、LED点灯装置を構成するLEDバックライトとLED駆動部との接続関係を説明するための図である。この例では、LEDバックライト107の第1のLEDユニット106が表示装置の画面上部に配置され、第2のLEDユニット107が表示装置の画面下部に配置されている。そして、第1のLEDユニット106を構成する各LEDが第1のLEDドライバ103aに接続され、第2のLEDユニット107を構成する各LEDが第2のLEDドライバ104aに接続されている。   FIG. 6 is a diagram for explaining a connection relationship between the LED backlight and the LED driving unit constituting the LED lighting device. In this example, the first LED unit 106 of the LED backlight 107 is arranged at the upper part of the screen of the display device, and the second LED unit 107 is arranged at the lower part of the screen of the display device. Each LED constituting the first LED unit 106 is connected to the first LED driver 103a, and each LED constituting the second LED unit 107 is connected to the second LED driver 104a.

ここで、前述のローカルディミングをさらに発展させた手法として、電力が規定値を超えないようにPWM(Pulse Width Modulation)制御を行い、点灯する面積が小さいときは局所的に電力を投入し、ピーク輝度を高める手法が知られている。この手法により、通常のローカルディミングに比べて、高い輝度を出すことができる。しかしながら、例えば、図7に示すような映像信号(上半分が白、下半分が黒)が入力されると、図5に示す第1のドライバ回路103および第2のドライバ回路104のうち、上半分のLEDを駆動させる第1のドライバ回路103にのみ負荷が集中してしまう。そして、この負荷集中により、第1のドライバ回路103を構成するICや半導体素子の温度が上昇し、寿命の低下や熱破壊等を引き起こす可能性がある。   Here, as a method that further expands the above-mentioned local dimming, PWM (Pulse Width Modulation) control is performed so that the power does not exceed the specified value. When the lighting area is small, the power is supplied locally and the peak is reached. A technique for increasing luminance is known. By this method, it is possible to obtain a higher luminance than normal local dimming. However, for example, when a video signal as shown in FIG. 7 (the upper half is white and the lower half is black) is input, the first driver circuit 103 and the second driver circuit 104 shown in FIG. The load is concentrated only on the first driver circuit 103 that drives half of the LEDs. The concentration of the load may increase the temperature of the IC and the semiconductor element constituting the first driver circuit 103, which may cause a decrease in life, thermal destruction, and the like.

これに対して、特許文献1に記載の発明は、ドライバ回路を構成するICや半導体素子の温度上昇を抑える点に着目したものではなく、このような課題を解決することはできない。   On the other hand, the invention described in Patent Document 1 does not focus on suppressing the temperature rise of ICs and semiconductor elements constituting the driver circuit, and cannot solve such problems.

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、複数のLEDで構成される領域毎にLEDの発光輝度を制御する際に、LEDを駆動させる複数のドライバ回路間で負荷を分散させ、ドライバ回路に含まれるICや半導体素子の温度上昇を抑制できるLED点灯装置および該LED点灯装置を備えた表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and when controlling the light emission luminance of each LED, the load is distributed among a plurality of driver circuits that drive the LEDs. An object of the present invention is to provide an LED lighting device capable of suppressing a temperature rise of an IC or a semiconductor element included in a driver circuit, and a display device including the LED lighting device.

上記課題を解決するために、本発明の第1の技術手段は、バックライトを複数の領域に分割し、該分割した領域の映像信号に応じて領域毎にLEDの発光を制御するローカルディミング機能を備えた表示装置に搭載されるLED点灯装置であって、複数のLED素子を含む複数のLEDユニットと、該LEDユニットを駆動する複数のドライバ回路とを備え、前記LEDユニットはそれぞれ前記表示装置の表示パネルの所定の領域と対応して配置され、該所定の領域に対応するLEDユニット内の隣接するLED素子が、異なるドライバ回路に接続されて駆動されることを特徴としたものである。   In order to solve the above problems, the first technical means of the present invention divides the backlight into a plurality of areas, and controls the light emission of the LED for each area according to the video signal of the divided area. An LED lighting device mounted on a display device including: a plurality of LED units including a plurality of LED elements; and a plurality of driver circuits for driving the LED units, each of the LED units being the display device. The adjacent LED elements in the LED unit corresponding to the predetermined area of the display panel and connected to the predetermined area are connected to and driven by different driver circuits.

第2の技術手段は、第1の技術手段において、前記LEDユニットは、複数のLED素子を所定方向に配列してなる複数のLEDラインにより構成され、該複数のLEDラインは、前記所定方向が互いに平行となるように配置されていることを特徴としたものである。   According to a second technical means, in the first technical means, the LED unit includes a plurality of LED lines in which a plurality of LED elements are arranged in a predetermined direction, and the plurality of LED lines have the predetermined direction. It is characterized by being arranged so as to be parallel to each other.

第3の技術手段は、第2の技術手段において、前記複数のLEDラインは、行列状に配置され、該行列状に配置された複数のLEDラインのうち、千鳥の位置関係にあるLEDラインが同じドライバ回路によって駆動されることを特徴としたものである。   According to a third technical means, in the second technical means, the plurality of LED lines are arranged in a matrix, and among the plurality of LED lines arranged in the matrix, there are LED lines in a staggered positional relationship. It is characterized by being driven by the same driver circuit.

第4の技術手段は、第1〜第3のいずれか1の技術手段において、前記ドライバ回路は、ICチップとして構成されたLEDドライバと、半導体素子として構成されたスイッチング電源とを備えたことを特徴としたものである。   According to a fourth technical means, in any one of the first to third technical means, the driver circuit includes an LED driver configured as an IC chip and a switching power source configured as a semiconductor element. It is a feature.

第5の技術手段は、第1〜第4のいずれか1の技術手段におけるLED点灯装置を搭載した表示装置である。   The fifth technical means is a display device equipped with the LED lighting device according to any one of the first to fourth technical means.

本発明によれば、複数のLEDで構成される領域毎にLEDの発光輝度を制御する際に、LEDを駆動させる複数のドライバ回路間で負荷を分散させることができるため、1つのドライバ回路に負荷が集中するのを防止し、ドライバ回路に含まれるICや半導体素子の温度上昇を抑制することができる。   According to the present invention, when controlling the light emission luminance of each LED region, the load can be distributed among a plurality of driver circuits that drive the LEDs. It is possible to prevent the load from being concentrated and to suppress the temperature rise of the IC and the semiconductor element included in the driver circuit.

本発明によるLED点灯装置を備えた表示装置の要部構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structural example of the display apparatus provided with the LED lighting device by this invention. LEDバックライトのLEDの最大発光輝度の設定方法について説明する図である。It is a figure explaining the setting method of the maximum light emission luminance of LED of LED backlight. 本発明によるLED点灯装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the LED lighting device by this invention. 本発明によるLED点灯装置を構成するLEDバックライトとLED駆動部との接続関係の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the connection relation of the LED backlight which comprises the LED lighting device by this invention, and an LED drive part. 従来のLED点灯装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional LED lighting device. LED点灯装置を構成するLEDバックライトとLED駆動部との接続関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the connection relation of the LED backlight which comprises an LED lighting device, and an LED drive part. 入力映像信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an input video signal.

以下、添付図面を参照しながら、本発明のLED点灯装置および該LED点灯装置を備えた表示装置に係る好適な実施の形態について説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an LED lighting device of the present invention and a display device including the LED lighting device will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明によるLED点灯装置を備えた表示装置の要部構成例を示すブロック図で、図中、1は表示装置を示す。この表示装置1は、例えば、液晶表示装置として例示することができ、画像処理部2、エリアアクティブ制御部3、パネル制御部4、LCD(Liquid Crystal Display)パネル5、LED駆動部6、およびLEDバックライト7を備える。そして、本発明のLED点灯装置はLED駆動部6およびLEDバックライト7により構成される。   FIG. 1 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of a main part of a display device including an LED lighting device according to the present invention. The display device 1 can be exemplified as a liquid crystal display device, for example, and includes an image processing unit 2, an area active control unit 3, a panel control unit 4, an LCD (Liquid Crystal Display) panel 5, an LED driving unit 6, and an LED. A backlight 7 is provided. The LED lighting device according to the present invention includes the LED driving unit 6 and the LED backlight 7.

画像処理部2は、放送信号から分離した映像・音声信号や、外部機器からの映像・音声信号を受信し、符号化された映像・音声信号を復号するなどの映像信号処理を行う。画像処理部2は、入力される映像信号に対して、例えば、IP変換、ノイズリダクション、スケーリング処理、γ調整、ホワイトバランス調整などを適宜実行する。   The image processing unit 2 receives a video / audio signal separated from a broadcast signal and a video / audio signal from an external device and performs video signal processing such as decoding the encoded video / audio signal. The image processing unit 2 appropriately executes, for example, IP conversion, noise reduction, scaling processing, γ adjustment, white balance adjustment, and the like on the input video signal.

エリアアクティブ制御部3は、バックライトを複数の領域に分割し、分割した領域の映像信号に応じて領域毎にLEDの発光を制御するローカルディミング処理を実行する。具体的には、エリアアクティブ制御部3は、画像処理部2により入力された映像信号に従って、映像信号により表示される画像を所定領域に分割し、分割領域ごとに映像信号の最大階調値を抽出する。   The area active control unit 3 divides the backlight into a plurality of areas, and executes a local dimming process for controlling the light emission of the LED for each area according to the video signal of the divided area. Specifically, the area active control unit 3 divides an image displayed by the video signal into predetermined regions according to the video signal input by the image processing unit 2, and sets the maximum gradation value of the video signal for each divided region. Extract.

そして、エリアアクティブ制御部3は、最大階調値が大きい領域では、LEDバックライト7のLEDの発光輝度を大きくし、最大階調値が小さい領域では、LEDの発光輝度を小さくするなどして、抽出した最大階調値に応じた発光輝度の制御を行う。   Then, the area active control unit 3 increases the light emission luminance of the LED backlight 7 in the region where the maximum gradation value is large, and decreases the light emission luminance of the LED in the region where the maximum gradation value is small. The emission luminance is controlled according to the extracted maximum gradation value.

なお、ここでは、各分割領域の最大階調値を用いてLEDの発光輝度を制御することとしたが、各分割領域の階調平均値などの他の特徴量を用いて、LEDの発光輝度を制御することとしてもよい。   Note that here, the emission luminance of the LED is controlled using the maximum gradation value of each divided area, but the emission luminance of the LED is determined using other feature amounts such as the gradation average value of each divided area. It is good also as controlling.

さらに、エリアアクティブ制御部3は、LEDバックライト7の各LEDを点灯させる駆動電流の合計値を所定の許容電流値以下としつつ、LEDバックライト7の輝度をより高め、コントラストを向上させる電力リミット制御を行う。   Further, the area active control unit 3 increases the brightness of the LED backlight 7 and improves the contrast while keeping the total value of the drive currents for turning on the LEDs of the LED backlight 7 below a predetermined allowable current value. Take control.

具体的には、エリアアクティブ制御部3は、分割領域ごとに抽出された映像信号の最大階調値に基づき、各分割領域に対応するLEDバックライト7の点灯率を計算する。この点灯率とは、映像信号が取り得る階調値に対する各分割領域における映像信号の最大階調値の割合である。   Specifically, the area active control unit 3 calculates the lighting rate of the LED backlight 7 corresponding to each divided region based on the maximum gradation value of the video signal extracted for each divided region. The lighting rate is the ratio of the maximum gradation value of the video signal in each divided area to the gradation value that the video signal can take.

例えば、映像信号が取り得る階調値が256階調であり、分割領域が8つあり、8つの分割領域における映像信号の最大階調値が64、224、160、32、128、192、192、96である場合、各分割領域に対応するLEDバックライト7の点灯率はそれぞれ、25.0%、87.8%、62.7%、12.5%、50.2%、75.3%、75.3%、37.6%となる。   For example, the gradation value that the video signal can take is 256 gradations, there are eight divided areas, and the maximum gradation value of the video signal in the eight divided areas is 64, 224, 160, 32, 128, 192, 192. , 96, the lighting rate of the LED backlight 7 corresponding to each divided area is 25.0%, 87.8%, 62.7%, 12.5%, 50.2%, 75.3, respectively. %, 75.3%, and 37.6%.

また、エリアアクティブ制御部3は、平均点灯率を算出する。上述した例では、平均点灯率は、53.3%となる。そして、エリアアクティブ制御部3は、その平均点灯率を用いて、LEDバックライト7のLEDの最大発光輝度を設定する。   Moreover, the area active control part 3 calculates an average lighting rate. In the example described above, the average lighting rate is 53.3%. Then, the area active control unit 3 sets the maximum light emission luminance of the LED of the LED backlight 7 using the average lighting rate.

図2は、LEDバックライト7のLEDの最大発光輝度の設定方法について説明する図である。図2の横軸は、LEDバックライト7の平均点灯率である。平均点灯率は、各分割領域に対応するLEDバックライト7の各領域のLEDがすべて消灯した状態では0%となり、各分割領域に対応するLEDバックライト7の各領域のLEDがすべて点灯した状態では100%となる。図2の縦軸は、各平均点灯率におけるLEDバックライト7のLEDの最大発光輝度を示す。   FIG. 2 is a diagram for explaining a method for setting the maximum light emission luminance of the LED of the LED backlight 7. The horizontal axis of FIG. 2 is the average lighting rate of the LED backlight 7. The average lighting rate is 0% when all the LEDs in each area of the LED backlight 7 corresponding to each divided area are turned off, and all the LEDs in each area of the LED backlight 7 corresponding to each divided area are turned on. Then, it becomes 100%. The vertical axis | shaft of FIG. 2 shows the maximum light emission luminance of LED of the LED backlight 7 in each average lighting rate.

電力リミット制御では、LEDバックライト7の各LEDを点灯するための駆動電流の合計値は一定であるものとする。平均点灯率がPよりも大きい範囲では、平均点灯率が大きくなるほど、1つの分割領域に供給できる電流は小さくなるため、最大発光輝度は小さくなる。   In the power limit control, it is assumed that the total value of the drive current for lighting each LED of the LED backlight 7 is constant. In the range where the average lighting rate is larger than P, the larger the average lighting rate, the smaller the current that can be supplied to one divided region, so the maximum light emission luminance becomes smaller.

そして、平均点灯率が大きい領域では、映像が眩しく感じられるが、最大発光輝度が小さくなることにより、この眩しさが抑制される。また、平均点灯率がP付近である場合は、最大発光輝度が最も大きくなる。最大発光輝度が大きくなると、太陽やライトなどの光源の色の再現力が向上する。   In a region where the average lighting rate is large, the image is felt dazzling, but this dazzling is suppressed by decreasing the maximum light emission luminance. Further, when the average lighting rate is near P, the maximum light emission luminance is the highest. When the maximum emission luminance is increased, the color reproducibility of a light source such as the sun or light is improved.

平均点灯率がPよりも小さい範囲では、最大発光輝度をより大きくすることも可能であるが、この範囲の映像は暗い映像であるので、最大発光輝度を小さくすることにより、引き締まった黒表現を実現し、黒浮きを抑制し、表示品位を保つようにする。   In the range where the average lighting rate is smaller than P, it is possible to increase the maximum light emission luminance. However, since the image in this range is a dark image, reducing the maximum light emission luminance reduces the black expression. Realize, suppress black float, and maintain display quality.

エリアアクティブ制御部3は、図2に示した関係を用いて、各分割領域の最終的な輝度を決定し、決定した輝度のデータをLED駆動部6に出力する。具体的には、エリアアクティブ制御部3は、ローカルディミング処理により最大階調値に応じて分割領域ごとに決定した輝度に、輝度増加率を乗算することにより、各分割領域の最終的な輝度を決定する。ここで、輝度増加率とは、ある平均点灯率における最大発光輝度をaとし、100%の平均点灯率における最大発光輝度をbとした場合の比a/bを意味する。   The area active control unit 3 determines the final luminance of each divided region using the relationship shown in FIG. 2, and outputs the determined luminance data to the LED driving unit 6. Specifically, the area active control unit 3 multiplies the luminance determined for each divided region according to the maximum gradation value by the local dimming process by the luminance increase rate, thereby obtaining the final luminance of each divided region. decide. Here, the luminance increase rate means a ratio a / b where the maximum emission luminance at a certain average lighting rate is a and the maximum emission luminance at 100% average lighting rate is b.

例えば、平均点灯率が64.0%である場合の最大発光輝度が800cd/mであり、平均点灯率が100%のときの最大発光輝度が533cd/mであったとすると、輝度増加率a/bは、1.5となる。 For example, assuming that the maximum light emission luminance is 800 cd / m 2 when the average lighting rate is 64.0% and the maximum light emission luminance when the average lighting rate is 100% is 533 cd / m 2 , the luminance increase rate a / b is 1.5.

この場合、エリアアクティブ制御部3は、ローカルディミング処理により最大階調値に応じて分割領域ごとに決定した輝度に、1.5を乗算することにより、各分割領域の最終的な輝度を決定する。なお、図2に示した最大輝度と平均点灯率との関係は、予め表示装置1が備える記憶部(図示せず)に記憶されているものとする。   In this case, the area active control unit 3 determines the final luminance of each divided region by multiplying the luminance determined for each divided region according to the maximum gradation value by the local dimming process by 1.5. . It is assumed that the relationship between the maximum luminance and the average lighting rate shown in FIG. 2 is stored in advance in a storage unit (not shown) included in the display device 1.

また、エリアアクティブ制御部3は、映像表示のため、LCDパネル5を制御するための制御データをパネル制御部4に出力する。   The area active control unit 3 outputs control data for controlling the LCD panel 5 to the panel control unit 4 for video display.

なお、上記では、LEDバックライト7の点灯率を用いて輝度を制御する場合について説明したが、映像信号のAPL(平均輝度レベル:Average Picture Level)を用いても同様の制御を行うことができる。APLは映像信号全体の輝度の平均値であるため、APLとLEDの最大輝度との関係は、図2に示したものと同様の傾向を示すものと考えられる。すなわち、映像信号のAPLが低ければ、LEDバックライト7の点灯率も低く、映像信号のAPLが高ければ、LEDバックライト7の点灯率も高くなる。従って、図2の横軸をAPLにした場合でも同様の制御を行うことができる。   In the above description, the luminance is controlled using the lighting rate of the LED backlight 7. However, the same control can be performed using the APL (Average Picture Level) of the video signal. . Since APL is an average value of the luminance of the entire video signal, the relationship between APL and the maximum luminance of the LED is considered to show the same tendency as that shown in FIG. That is, when the APL of the video signal is low, the lighting rate of the LED backlight 7 is low, and when the APL of the video signal is high, the lighting rate of the LED backlight 7 is high. Therefore, similar control can be performed even when the horizontal axis in FIG. 2 is APL.

ここで、表示装置1にて上記のエリアアクティブ制御を行う場合、例えば、図7に示したような映像信号が入力されると、複数のドライバ回路のうち、上半分のLEDユニットを駆動させる1つのドライバ回路にのみ負荷が集中してしまう。そして、この負荷集中により、1つのドライバ回路を構成するICや半導体素子の温度が上昇し、寿命の低下や熱破壊等を引き起こす可能性があった。   Here, when the above-described area active control is performed in the display device 1, for example, when a video signal as shown in FIG. 7 is input, the upper half LED unit among a plurality of driver circuits is driven. The load is concentrated only on one driver circuit. This concentration of loads may increase the temperature of ICs and semiconductor elements that constitute one driver circuit, possibly leading to a decrease in life and thermal destruction.

本発明の主たる目的は、複数のLEDで構成される領域毎にLEDの発光輝度を制御する際に、LEDを駆動させる複数のドライバ回路間で負荷を分散させ、ドライバ回路に含まれるICや半導体素子の温度上昇を抑制することにある。このための構成として、LED点灯装置は、複数のLED素子を含む複数のLEDユニットと、LEDユニットを駆動する複数のドライバ回路とを備え、LEDユニットはそれぞれ表示装置1のLCDパネル5の所定の領域と対応して配置され、所定の領域に対応するLEDユニット内の隣接するLED素子が、異なるドライバ回路に接続されて駆動される。以下、図3,4に基づき具体的に説明する。   The main object of the present invention is to distribute the load among a plurality of driver circuits that drive the LEDs when controlling the light emission luminance of the LEDs for each region composed of the plurality of LEDs, and to include ICs and semiconductors included in the driver circuits. It is to suppress the temperature rise of the element. As a configuration for this, the LED lighting device includes a plurality of LED units including a plurality of LED elements and a plurality of driver circuits for driving the LED units, each of the LED units being a predetermined unit of the LCD panel 5 of the display device 1. Adjacent LED elements in the LED unit arranged corresponding to the region and corresponding to the predetermined region are connected to and driven by different driver circuits. Hereinafter, a specific description will be given with reference to FIGS.

図3は、本発明によるLED点灯装置の構成例を示す図である。LED点灯装置は、大きく分けて、LEDを駆動するLED駆動部6と、複数のLEDを含むLEDバックライト7とにより構成されている。LED駆動部6は、マイコン61、第1のドライバ回路62、および第2のドライバ回路63からなり、LEDバックライト7は、第1のLEDユニット71および第2のLEDユニット72からなる。第1のドライバ回路62は、第1のLEDユニット71および第2のLEDユニット72に接続された第1のLEDドライバ62aと、第1のスイッチング電源62cを含む第1のコンバータ回路62bとを備える。   FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the LED lighting device according to the present invention. The LED lighting device is roughly composed of an LED drive unit 6 that drives an LED and an LED backlight 7 that includes a plurality of LEDs. The LED drive unit 6 includes a microcomputer 61, a first driver circuit 62, and a second driver circuit 63, and the LED backlight 7 includes a first LED unit 71 and a second LED unit 72. The first driver circuit 62 includes a first LED driver 62a connected to the first LED unit 71 and the second LED unit 72, and a first converter circuit 62b including a first switching power supply 62c. .

同様に、第2のドライバ回路63は、第1のLEDユニット71および第2のLEDユニット72に接続された第2のLEDドライバ63aと、第2のスイッチング電源63cを含む第2のコンバータ回路63bとを備える。第1のLEDドライバ62aおよび第2のLEDドライバ63aは、例えば、ICチップとして実装される。第1のスイッチング電源62cおよび第2のスイッチング電源63cは、例えば、FETなどの半導体素子として実装される。   Similarly, the second driver circuit 63 includes a second LED driver 63a connected to the first LED unit 71 and the second LED unit 72, and a second converter circuit 63b including a second switching power supply 63c. With. The first LED driver 62a and the second LED driver 63a are mounted as an IC chip, for example. The first switching power supply 62c and the second switching power supply 63c are mounted as semiconductor elements such as FETs, for example.

第1のLEDドライバ62aは、マイコン61から所定の調光用デューティ比に制御するための調光制御信号を受信する。そして、第1のLEDドライバ62aは、調光用デューティ比に基づくデューティ信号を第1のコンバータ回路62bに出力し、第1のスイッチング電源62cの動作/停止を制御して、調光用デューティ比に応じた電圧Vを生成させる。第1のコンバータ回路62bは、例えば、バッテリ等の電源電圧Vinから生成される基準電圧に基づきLEDを点灯させるための電圧Vを生成する。第1のコンバータ回路62bは、コンデンサCを含む所謂昇圧型のコンバータとして構成されるが、昇圧型、降圧型、昇降圧型のいずれであってもよい。なお、第2のドライバ回路63についても基本的な構成は第1のドライバ回路62と同様である。   The first LED driver 62a receives a dimming control signal for controlling to a predetermined dimming duty ratio from the microcomputer 61. Then, the first LED driver 62a outputs a duty signal based on the dimming duty ratio to the first converter circuit 62b, and controls the operation / stop of the first switching power supply 62c to control the dimming duty ratio. A voltage V corresponding to is generated. For example, the first converter circuit 62b generates a voltage V for lighting the LED based on a reference voltage generated from a power supply voltage Vin such as a battery. The first converter circuit 62b is configured as a so-called step-up converter including the capacitor C, but may be any of a step-up type, a step-down type, and a step-up / step-down type. The basic configuration of the second driver circuit 63 is the same as that of the first driver circuit 62.

図3の例では、第1のLEDユニット71は第1のドライバ回路62および第2のドライバ回路63により駆動され、同様に、第2のLEDユニット72は第1のドライバ回路62および第2のドライバ回路63により駆動される。つまり、LEDユニット71,72はそれぞれ表示装置1のLCDパネル5の所定の領域と対応して配置され、所定の領域に対応するLEDユニット内の隣接するLED素子が、異なるドライバ回路に接続されて駆動される。   In the example of FIG. 3, the first LED unit 71 is driven by the first driver circuit 62 and the second driver circuit 63, and similarly, the second LED unit 72 is driven by the first driver circuit 62 and the second driver circuit 62. It is driven by the driver circuit 63. That is, each of the LED units 71 and 72 is arranged corresponding to a predetermined area of the LCD panel 5 of the display device 1, and adjacent LED elements in the LED unit corresponding to the predetermined area are connected to different driver circuits. Driven.

図4は、本発明によるLED点灯装置を構成するLEDバックライトとLED駆動部との接続関係の一例を説明するための図である。この例では、LEDバックライト7の第1のLEDユニット71が表示装置1の画面上部に配置され、第2のLEDユニット72が表示装置1の画面下部に配置されている。第1のLEDユニット71は、複数のLED素子を所定方向に配列してなる複数のLEDライン(1,2,3,…)により構成され、この複数のLEDライン(1,2,3,…)は、所定方向が互いに平行となるように行列状に配置されている。そして、隣接するLEDラインが異なるドライバ回路によって駆動される。例えば、隣接するLEDライン1と2において、LEDライン1は第1のLEDドライバ62aに接続され、LEDライン2は第2のLEDドライバ63aに接続される。   FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a connection relationship between the LED backlight and the LED driving unit constituting the LED lighting device according to the present invention. In this example, the first LED unit 71 of the LED backlight 7 is arranged at the upper part of the screen of the display device 1, and the second LED unit 72 is arranged at the lower part of the screen of the display device 1. The first LED unit 71 includes a plurality of LED lines (1, 2, 3,...) Formed by arranging a plurality of LED elements in a predetermined direction, and the plurality of LED lines (1, 2, 3,...). ) Are arranged in a matrix so that the predetermined directions are parallel to each other. Adjacent LED lines are driven by different driver circuits. For example, in the adjacent LED lines 1 and 2, the LED line 1 is connected to the first LED driver 62a, and the LED line 2 is connected to the second LED driver 63a.

また、行列状に配置された複数のLEDラインのうち、千鳥(ジグザグ)の位置関係にあるLEDラインが同じドライバ回路によって駆動されるようにしてもよい。図4の例では、LEDライン1,n+2,3と、LEDラインn+1,2,n+3とはそれぞれ千鳥の位置関係にあり、LEDライン1,n+2,3は同じ第1のLEDドライバ62aに接続され、LEDラインn+1,2,n+3は同じ第2のLEDドライバ63aに接続される。すなわち、LEDライン1,n+2,3と、LEDラインn+1,2,n+3とは互いに異なるLEDドライバに接続される。   Further, among the plurality of LED lines arranged in a matrix, LED lines having a zigzag positional relationship may be driven by the same driver circuit. In the example of FIG. 4, the LED lines 1, n + 2, 3 and the LED lines n + 1, 2, n + 3 are in a zigzag positional relationship, and the LED lines 1, n + 2, 3 are connected to the same first LED driver 62a. , LED lines n + 1, 2, n + 3 are connected to the same second LED driver 63a. That is, the LED lines 1, n + 2, 3 and the LED lines n + 1, 2, n + 3 are connected to different LED drivers.

なお、図4の例では、複数のLEDラインを行列状に配置した場合について示しているが、これに限定されるものではなく、例えば、複数のLEDラインを一方向に並べて配置するようにしてもよい。   In addition, in the example of FIG. 4, although it has shown about the case where a some LED line is arrange | positioned in matrix form, it is not limited to this, For example, it is arranged so that a some LED line may be arranged in one direction. Also good.

上記構成において、例えば、図7に示したような映像信号が入力された場合、画面上部に配置された第1のLEDユニット71のLEDが駆動されるが、この第1のLEDユニット71は第1のドライバ回路62および第2のドライバ回路63により駆動される。すなわち、LEDを駆動させる複数のドライバ回路間で負荷を分散させることができるため、1つのドライバ回路に負荷が集中するのを防止し、ドライバ回路に含まれるICや半導体素子の温度上昇を抑制することができる。   In the above configuration, for example, when a video signal as shown in FIG. 7 is input, the LED of the first LED unit 71 arranged at the upper part of the screen is driven. It is driven by one driver circuit 62 and second driver circuit 63. That is, since the load can be distributed among a plurality of driver circuits that drive the LEDs, the load is prevented from being concentrated on one driver circuit, and the temperature rise of the IC and semiconductor elements included in the driver circuit is suppressed. be able to.

このように本発明によれば、ローカルディミング処理により領域毎にLEDの発光を制御する場合に、どのような映像信号が入力されても、1つのドライバ回路への負荷集中を防止し、ドライバ回路の温度上昇を抑えることができるため、簡単且つ安価な構成で装置の信頼性の向上を図ることができる。   As described above, according to the present invention, when controlling the light emission of the LED for each region by the local dimming process, it is possible to prevent load concentration on one driver circuit regardless of what video signal is input. Therefore, the reliability of the apparatus can be improved with a simple and inexpensive configuration.

1…表示装置、2…画像処理部、3…エリアアクティブ制御部、4…パネル制御部、5…LCDパネル、6…LED駆動部、7…LEDバックライト、61…マイコン、62…第1のドライバ回路、62a…第1のLEDドライバ、62b…第1のコンバータ回路、62c…第1のスイッチング電源、63…第2のドライバ回路、63a…第2のLEDドライバ、63b…第2のコンバータ回路、63c…第2のスイッチング電源、71…第1のLEDユニット、72…第2のLEDユニット。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Display apparatus, 2 ... Image processing part, 3 ... Area active control part, 4 ... Panel control part, 5 ... LCD panel, 6 ... LED drive part, 7 ... LED backlight, 61 ... Microcomputer, 62 ... 1st Driver circuit, 62a ... first LED driver, 62b ... first converter circuit, 62c ... first switching power supply, 63 ... second driver circuit, 63a ... second LED driver, 63b ... second converter circuit 63c, second switching power supply, 71, first LED unit, 72, second LED unit.

Claims (5)

バックライトを複数の領域に分割し、該分割した領域の映像信号に応じて領域毎にLEDの発光を制御するローカルディミング機能を備えた表示装置に搭載されるLED点灯装置であって、
複数のLED素子を含む複数のLEDユニットと、該LEDユニットを駆動する複数のドライバ回路とを備え、
前記LEDユニットはそれぞれ前記表示装置の表示パネルの所定の領域と対応して配置され、該所定の領域に対応するLEDユニット内の隣接するLED素子が、異なるドライバ回路に接続されて駆動されることを特徴とするLED点灯装置。
An LED lighting device mounted on a display device having a local dimming function that divides a backlight into a plurality of regions and controls light emission of the LEDs for each region according to a video signal of the divided regions,
A plurality of LED units including a plurality of LED elements, and a plurality of driver circuits for driving the LED units;
Each of the LED units is disposed corresponding to a predetermined area of the display panel of the display device, and adjacent LED elements in the LED unit corresponding to the predetermined area are connected to and driven by different driver circuits. LED lighting device characterized by this.
前記LEDユニットは、複数のLED素子を所定方向に配列してなる複数のLEDラインにより構成され、該複数のLEDラインは、前記所定方向が互いに平行となるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載のLED点灯装置。   The LED unit includes a plurality of LED lines in which a plurality of LED elements are arranged in a predetermined direction, and the plurality of LED lines are arranged so that the predetermined directions are parallel to each other. The LED lighting device according to claim 1. 前記複数のLEDラインは、行列状に配置され、該行列状に配置された複数のLEDラインのうち、千鳥の位置関係にあるLEDラインが同じドライバ回路によって駆動されることを特徴とする請求項2に記載のLED点灯装置。   The plurality of LED lines are arranged in a matrix, and among the plurality of LED lines arranged in the matrix, LED lines in a staggered relationship are driven by the same driver circuit. 2. The LED lighting device according to 2. 前記ドライバ回路は、ICチップとして構成されたLEDドライバと、半導体素子として構成されたスイッチング電源とを備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のLED点灯装置。   4. The LED lighting device according to claim 1, wherein the driver circuit includes an LED driver configured as an IC chip and a switching power source configured as a semiconductor element. 5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のLED点灯装置を搭載した表示装置。   The display apparatus carrying the LED lighting device of any one of Claims 1-4.
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