JP4076083B2 - Ｌｅｄの駆動電圧設定装置及びその方法 - Google Patents
Ｌｅｄの駆動電圧設定装置及びその方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4076083B2 JP4076083B2 JP2003098487A JP2003098487A JP4076083B2 JP 4076083 B2 JP4076083 B2 JP 4076083B2 JP 2003098487 A JP2003098487 A JP 2003098487A JP 2003098487 A JP2003098487 A JP 2003098487A JP 4076083 B2 JP4076083 B2 JP 4076083B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- led
- duty ratio
- color
- applied voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Control Of El Displays (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＬＥＤの駆動電圧設定装置及びその方法に関し、例えばＲ、Ｇ、Ｂの三原色のＬＥＤ(Light Emitting Diode)を発光させてカラー表示を行う液晶表示装置のＬＥＤ駆動電圧を設定する場合に適用し得る。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色のＬＥＤを用いた液晶表示装置として、フィールドシーケンシャル方式（以下、これをＦＳ方式と呼ぶ）の液晶表示装置が実現されている（特許文献１等参照）。ＦＳ方式の液晶表示装置は、液晶シャッターの背面に三色のＬＥＤを設け、各色ＬＥＤを高速で順次点灯させると共にこれに同期するように各画素位置の液晶シャッターを開閉させることにより、各画素位置で所望の色を表示できるようになっている。
【０００３】
例えば赤色を表示する場合には、赤色ＬＥＤが発光している期間に液晶シャッターを開動作させ、続いて緑色ＬＥＤが発光している期間及び青色ＬＥＤが発光している期間には液晶シャッターを閉動作させる。緑色及び青色を表示する場合も同様であり、その色のＬＥＤが発光している期間のみ液晶シャッターを開動作させ、他のＬＥＤが発光している期間は液晶シャッターを閉動作させる。
【０００４】
また赤色及び緑色ＬＥＤが発光している期間に液晶シャッターを開動作すればＹ（イエロー）を表示でき、赤色及び青色ＬＥＤが発光している期間に液晶シャッターを開動作すればＭ（マゼンタ）を表示でき、緑色及び青色ＬＥＤが発光している期間に液晶シャッターを開動作すればＣ（シアン）を表示でき、赤色、緑色及び青色ＬＥＤが発光している期間全てにおいて液晶シャッターを開動作させればＷ（ホワイト）を表示できる。
【０００５】
このようにＦＳ方式においては、人間の視覚反応速度よりも速い速度で三色のＬＥＤを順次発光させることにより、加色法の原理によりカラー表示を実現している。そしてＦＳ方式を採用することにより、カラーフィルタが不要となり、鮮明なカラー表示を行うことができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２４１８１１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の携帯電話等の携帯機器の普及に伴い、携帯機器に搭載できかつ高精細なカラー表示を行うことができる表示装置の実現が望まれている。ここで上述したように三色ＬＥＤを用いた液晶表示装置は、カラーフィルタが不要なため高輝度の表示が可能となる。
【０００８】
しかしながら、三色ＬＥＤを用いた液晶表示装置では、一般に各色ＬＥＤを構成する多数のＬＥＤチップを設け、この多数のＬＥＤチップに電圧を印加して各色ＬＥＤを発光させている。このため、多数のＬＥＤチップで電力が消費される。
【０００９】
一方、携帯機器ではバッテリの容量に限界があるため、表示装置での消費電流は小さいほど良い。勿論、消費電流の低減は、携帯機器に限らず全ての電気機器で求められるものである。
【００１０】
またＬＥＤには特性のばらつきがあるので、このばらつきを吸収して一様性のある表示を行うことが求められる。このばらつきを吸収するために従来、各ＬＥＤに対応した抵抗値を微調整する等の方法がとられているが、この作業に非常に煩雑な手間がかかる問題があった。
【００１１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、消費電流を有効に低減することができると共に各ＬＥＤの特性のばらつきを吸収できるＬＥＤの駆動電圧設定装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明に係るＬＥＤの駆動電圧設定装置は、
赤、緑、青の各色ＬＥＤを用いてカラー表示を行うＬＣＤ表示装置の前記各色ＬＥＤに対して、所望輝度が得られる各印加電圧の電圧値及びＰＷＭ制御するための各デューティー比を設定する駆動電圧設定装置であって、
前記各色ＬＥＤに前記各印加電圧を可変して印加する電圧印加部に対して前記各印加電圧の電圧値を設定する印加電圧設定手段と、
前記各色ＬＥＤそれぞれについて各色単位で前記デューティー比を設定するデューティー比設定手段と、
前記各色ＬＥＤの輝度を検出する検出手段と、
前記印加電圧設定手段で前記電圧値を変化させて前記電圧印加部によって前記印加電圧を変化させながら印加し、前記検出手段で所望輝度以上の輝度が検出されたときの各色単位の前記電圧値を検出する印加電圧検出手段と、
前記印加電圧検出手段で検出された前記電圧値を前記印加電圧設定手段で前記電圧印加部に設定し、前記電圧値の前記印加電圧を印加した状態で、前記デューティー比設定手段で前記デューティー比を変化させてＰＷＭ制御し、前記検出手段で前記所望輝度の輝度が検出されたときの各色単位の前記デューティー比を検出するデューティー比検出手段と、
前記印加電圧検出手段により検出された色単位の前記電圧値及び前記デューティー比検出手段により検出された色単位の前記デューティー比をメモリに書き込むデータ書込み手段と
を具備する構成とした。
【００１３】
このＬＥＤの駆動電圧設定装置において、
前記印加電圧設定手段は、同色のＬＥＤについても独立に前記電圧値を設定し、前記電圧検出手段は、同色のＬＥＤそれぞれについても独立に前記電圧値を検出し、前記データ書込み手段は、同色のＬＥＤについても独立の前記電圧値を前記メモリに書き込み、
前記デューティー比設定手段は、同色のＬＥＤについても独立にデューティー比を設定し、前記デューティー比検出手段は、同色のＬＥＤについても独立に前記デューティー比を検出し、前記データ書込み手段は、同色のＬＥＤについても独立に前記デューティー比を前記メモリに書き込む
構成とできる。
【００１４】
本発明に係るＬＥＤの駆動電圧設定方法は、
赤、緑、青の各色ＬＥＤを用いてカラー表示を行うＬＣＤ表示装置の前記各色ＬＥＤに対して、所望輝度が得られる各印加電圧の電圧値及びＰＷＭ制御するための各デューティー比を設定する駆動電圧設定方法であって、
所定値のデューティー比のＰＷＭ信号でＰＷＭ制御しながら、前記ＬＥＤに対し、電圧値を変化させて印加電圧を印加する可変電圧印加ステップと、
前記可変電圧印加ステップで前記印加電圧を印加したときの前記ＬＥＤの輝度を検出する輝度検出ステップと、
前記輝度検出ステップで所望輝度以上の輝度が検出されたときの前記電圧値を検出する印加電圧検出ステップと、
前記印加電圧検出ステップで検出された前記電圧値をメモリに書き込むデータ書込みステップと、
前記メモリに書き込まれた前記電圧値の前記印加電圧を印加した状態で、前記デューティー比を前記所定値からオンの比率を順次下げながら、前記ＬＥＤの輝度を検出して、前記所望輝度の輝度が検出されたときの前記デューティー比を検出するデューティー比検出ステップと、
前記デューティー比検出ステップで検出された前記デューティー比をメモリに書き込むデータ書込みステップと
を前記各色ＬＥＤについて行う
構成とした。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の発明者は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色ＬＥＤをそれぞれ所望の輝度で発光させるために必要な印加電圧は、全てのＬＥＤで同じではなく、各色のＬＥＤ毎に異なることに着目して本発明に至った。
【００２２】
本発明の骨子は、赤、緑、青の各色ＬＥＤそれぞれに可変電圧を印加し、可変電圧を印加したときの各色ＬＥＤの輝度を検出し、所望値以上の輝度が検出されたときの各色ＬＥＤそれぞれへの最小印加電圧値を各色ＬＥＤの駆動電圧値として独立に設定するようにしたことである。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１において、１０は全体として、実施の形態１に係るＬＥＤ駆動装置を示す。ＬＥＤ駆動装置１０は液晶表示装置に設けられており、液晶パネルの背面に配設されたＲ、Ｇ、Ｂ三色のＬＥＤを駆動するようになっている。この実施の形態では、フィールドシーケンシャル方式で各色ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動装置１０について説明する。
【００２５】
ＬＥＤ駆動装置１０は、Ｒ（赤）用印加電圧格納レジスタ１１、Ｇ（緑）用印加電圧格納レジスタ１２及びＢ（青）用印加電圧格納レジスタ１３を有する。これら各レジスタ１１、１２、１３には、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの各ＬＥＤに印加するための電圧値が記憶されている。各レジスタ１１、１２、１３には、格納値設定用バス１４が接続されており、ＬＥＤ駆動装置１０の製品出荷時に格納値設定用バス１４を介して各レジスタ１１、１２、１３に各色ＬＥＤ用の印加電圧値がそれぞれ記憶されるようになされている。
【００２６】
各レジスタ１１、１２、１３から出力された各色ＬＥＤ用の印加電圧値は、レジスタ選択回路１５に入力される。レジスタ選択回路１５には、赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲ、緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧ、青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢが入力され、当該発光タイミング信号に基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂの印加電圧値のうちいずれか一つを選択して出力する。
【００２７】
例えば赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲが論理値「１」で緑色及び青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧ、ＴＢが論理値「０」の場合には、Ｒ用印加電圧格納レジスタ１１に格納された印加電圧値を選択出力する。この実施の形態の場合には、フィールドシーケンシャル方式の表示を行うようになっているので、例えばフィールド周波数を６５Ｈｚとすると、その３倍の１９５Ｈｚの周波数で各色ＬＥＤを順次発光させることになる。すなわち、レジスタ選択回路１５は、約５ｍＳの間隔で順次、Ｒ用印加電圧格納レジスタ１１、Ｇ用印加電圧格納レジスタ１２、Ｂ用印加電圧格納レジスタ１３に記憶された電圧値を選択出力する。
【００２８】
レジスタ選択回路１５により選択された印加電圧値は、印加電圧形成部１６のディジタルアナログ（ＤＡ）変換回路１７によってアナログ値に変換された後、電圧可変回路１８に送出される。電圧可変回路１８は、電源電圧発生回路１９により発生された電圧をディジタルアナログ変換回路１７から入力したアナログ値に応じた電圧に変換した後、ＬＥＤユニット２０に供給する。
【００２９】
このようにＬＥＤ駆動装置１０においては、各色ＬＥＤそれぞれに印加するための電圧値が記憶されたレジスタ１１、１２、１３を有し、電源電圧発生回路１９で発生させた電圧をレジスタ１１、１２、１３に記憶させた値に変換してからＬＥＤに供給する。これにより、各色ＬＥＤに同じ値の電圧を印加する場合と比較して、消費電力を低減することができる。
【００３０】
図２に、各色ＬＥＤにおいて所望の輝度を得るために必要な印加電圧値（以下これを最小発光電圧と呼ぶ）を示す。この図からも分かるように、緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤの最小発光電圧はほぼ同じであるが、赤色ＬＥＤの最小発光電圧はそれらの最小発光電圧よりも低い。
【００３１】
ＬＥＤ駆動装置１０の印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３には、各色ＬＥＤの最小発光電圧値が格納されている。そしてこの格納された最小発光電圧値は、実際上、緑色ＬＥＤや青色ＬＥＤの値よりも、赤色ＬＥＤの値の方が低い値とされている。つまり、各色ＬＥＤに応じた電圧値の電圧を印加できるので、消費電流を低減させることができるようになる。
【００３２】
また図２を見れば分かるように、各色ＬＥＤそれぞれにおいても、最小発光電圧にばらつきが生じる。例えば赤色ＬＥＤであれば１．７５Ｖから２．４５Ｖの間で、緑色及び青色ＬＥＤであれば２．９Ｖから３．９Ｖの間でばらつく。この最小発光電圧のばらつきは、ＬＥＤ製造に起因する製品個別のばらつきによるものである。
【００３３】
この実施の形態では、単純に赤色ＬＥＤへの印加電圧を、緑色及び青色ＬＥＤの印加電圧よりも小さくするだけでなく、製品個体間の最小発光電圧のばらつきを加味した印加電圧を各色用レジスタ１１、１２、１３に記憶させるようになっている。これにより、消費電力を低減しつつ、各色ＬＥＤで所望の輝度を得ることができるようになされている。この各色レジスタ１１、１２、１３への印加電圧値の格納は、格納値設定用バス１４を介して行われるが、これについては後述する。
【００３４】
再び、図１に戻ってＬＥＤ駆動装置１０の構成を説明する。ＬＥＤ駆動装置１０は、Ｒ用デューティー比格納レジスタ２１、Ｇ用デューティー比格納レジスタ２２及びＢ用デューティー比格納レジスタ２３を有する。これら各レジスタ２１、２２、２３には、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの各色ＬＥＤをＰＷＭ制御するためのＰＷＭ信号のデューティー比データが記憶されている。各レジスタ２１、２２、２３には、格納値設定用バス１４が接続されており、ＬＥＤ駆動装置１０の製品出荷時に格納値設定用バス１４を介して各レジスタ２１、２２、２３に各色ＬＥＤ用のデューティー比データがそれぞれ記憶されるようになされている。
【００３５】
各レジスタ２１、２２、２３から出力された各色ＬＥＤ用のデューティー比データは、それぞれＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６に送出される。各ＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６は、クロック信号ＣＬＫに同期してデューティーデータに応じたＰＷＭ波形を形成する。
【００３６】
ＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６は、赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲ、緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧ、青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢに基づいて、ＰＷＭ波形をトランジスタ２７、２８、２９のベースに出力する。各トランジスタ２７、２８、２９のコレクタにはそれぞれ、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ＬＥＤの出力端が接続されていると共に、エミッタが接地されている。
【００３７】
これにより、赤色ＬＥＤの発光期間には、赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲのみが論理値「１」となり、赤色ＬＥＤに対応するＰＷＭ波形形成回路２４からのみＰＷＭ信号が出力されて、このＰＷＭ信号に応じた電流が赤色ＬＥＤに流れ、赤色ＬＥＤが発光する。同様に、緑色ＬＥＤの発光期間には、緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧのみが論理値「１」となり、緑色ＬＥＤに対応するＰＷＭ波形形成回路２５からのみＰＷＭ信号が出力されて、このＰＷＭ信号に応じた電流が緑色ＬＥＤに流れ、緑色ＬＥＤが発光する。青色ＬＥＤの発光期間には、青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢのみが論理値「１」となり、青色ＬＥＤに対応するＰＷＭ波形形成回路２６からのみＰＷＭ信号が出力されて、このＰＷＭ信号に応じた電流が青色ＬＥＤに流れ、青色ＬＥＤが発光する。
【００３８】
図３に、各色用印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に格納する電圧値を設定する駆動電圧設定装置３０の構成を示す。なお駆動電圧設定装置３０は、印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に格納する各色ＬＥＤ用の電圧値に加えて、デューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に格納する各色ＬＥＤ用のデューティー比データも求めることができる構成となっている。
【００３９】
駆動電圧設定装置３０は、ＬＣＤパネルからの透過光の輝度及び色度を測定する輝度・色度計３１を有する。因みに、ＬＥＤユニット２０から発せられた光は、導光板（図示せず）及びＬＣＤパネル４０を介して輝度・色度計３１に入射される。ＬＣＤパネル４０は、各画素位置の液晶がＬＣＤ駆動回路（図示せず）から所定タイミングで所定電圧が印加されることにより開閉駆動されて、ＬＥＤから発せられた光を通過又は遮光するようになっている。なおこのＬＥＤユニット２０、導光板、ＬＣＤパネル４０は、製品出荷時と同じに組み立てられているものとする。
【００４０】
輝度・色度計３１により得られた輝度及び色度のデータは、マイコン（マイクロコンピュータ）３２に送出される。また駆動電圧設定装置３０は、印加電圧値設定部３３及びデューティー比設定部３４を有し、印加電圧値設定部３３で設定された電圧値がＬＥＤ駆動装置１０のＤＡ変換回路１７に送出されると共に、デューティー比設定部３４で設定されたデューティー比データがＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６に送出される。この設定電圧値及び設定デューティー比はマイコン３２により指定される。つまり、マイコンは設定された電圧値及びデューティー比を認識している。
【００４１】
マイコン３２は、輝度及び色度が予め設定された所望値を満たしているか否かを判断し、所望値を満たしたときにそのとき印加している電圧値及びデューティー比を、格納値設定用バス１４を介して印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３及びデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に書き込むようになっている。すなわちマイコン３２は、印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３及びデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３への格納データ書込み手段としての機能を有する。
【００４２】
図４を用いて、駆動電圧設定装置３０による各色用の印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３への印加電圧値（最小発光電圧）の記録及びデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３へのデューティー比データの記録処理について詳細に説明する。
【００４３】
駆動電圧設定装置３０は、ステップＳＴ１０で処理を開始すると、続くステップＳＴ１１でデューティー比設定部３４でのデューティー比を設定する。図４の場合は、赤色ＬＥＤへの印加電圧を設定する処理なので、赤色ＬＥＤのオンデューティー比を最大に設定し、緑色及び青色ＬＥＤのオンデューティー比を０に設定する。すなわちＰＷＭ波形形成回路２４に最大のオンデューティー比が最大のデータを与え、ＰＷＭ波形形成回路２５、２６にオンデューティー比が０のデータを与える。ステップＳＴ１２では、マイコン３２が目標輝度を設定する。
【００４４】
ステップＳＴ１３では、印加電圧値設定部３３が最小の印加電圧値Ｖmin（例えば１．５Ｖ）を設定し、電圧可変回路１８が電源電圧発生回路１９で発生された電圧をこの設定電圧に変換してＬＥＤユニット２０に印加する。このとき赤色用のＰＷＭ波形形成回路２４からのみオンデューティー比の最大のＰＷＭ信号が出力されているので、赤色ＬＥＤのみが発光可能な状態となっている。
【００４５】
ステップＳＴ１４では、マイコン３２において、輝度・色度計３１により得られた測定輝度が目標輝度よりも大きいか否か判断し、目標輝度以下だった場合にはステップＳＴ１５に移って、印加電圧値設定部３３による設定印加電圧をｋ（例えば０．１Ｖ）だけ大きくし、再びステップＳＴ１４での判断を行う。
【００４６】
ステップＳＴ１４で肯定結果が得られると、このことは現在赤色ＬＥＤに所望輝度を得ることができる必要最小限の電圧が印加されていることを意味するので、ステップＳＴ１６に移って、マイコン３２がＲ用印加電圧格納レジスタ１１に現在印加電圧値設定部３３で設定されている電圧値を書き込む。このようにして、Ｒ用印加電圧格納レジスタ１１に赤色ＬＥＤが所望の輝度を得るための最小発光電圧値が格納される。
【００４７】
続くステップＳＴ１７では、マイコン３２において測定輝度が目標輝度に一致するか否かが判断され、一致しない場合にはステップＳＴ１８に移って、デューティー比設定部３２で設定するオンデューティー比をｒだけ小さくし、再びステップＳＴ１７に戻る。
【００４８】
ステップＳＴ１７で肯定結果が得られると、このことは現在デューティー比設定部３４で設定されているデューティー比のＰＷＭ信号により赤色ＬＥＤを所望輝度で発光させることができることを意味するので、ステップＳＴ１９に移って、マイコン３２がＲ用印加電圧格納レジスタ１１に現在デューティー比設定部３４で設定されている電圧値を書き込む。このようにして、Ｒ用デューティー比格納レジスタ１１に赤色ＬＥＤが所望の輝度を得るためのデューティー比データが格納される。
【００４９】
ここでステップＳＴ１７〜ＳＴ１９での処理は、換言すれば、ステップＳＴ１４〜ＳＴ１６で目標の輝度を得ることが可能な最小の印加電圧を設定した後に、ＰＷＭ信号により詳細な輝度制御を行って目標輝度に近づけるためのデューティー比を設定していると言うことができる。駆動電圧設定装置３０は、続くステップＳＴ２０でＲ用印加電圧格納レジスタ１１及びＲ用デューティー比格納レジスタ２１へのデータ書込み処理を終了する。
【００５０】
なおここではＲ用印加電圧格納レジスタ１１及びＲ用デューティー比格納レジスタ２１へのデータ書込み処理を説明したが、Ｇ用及びＢ用印加電圧格納レジスタ１２、１３、Ｇ用及びＢ用デューティー比格納レジスタ２２、２３へのデータ書込み処理も同様の手順により行う。
このように、電圧値を変化させて印加電圧を印加し、所望輝度以上の輝度が検出されたときの電圧値の印加電圧を印加した状態で、デューティー比を変化させてＰＷＭ制御をしたときに所望輝度の輝度が検出されたときのデューティー比を検出し、これらの色単位の電圧値及び色単位のデューティー比をメモリに書き込むことで、消費電流を有効に低減することができる。
この場合、同色のＬＥＤについても、独立して電圧値の設定、検出、メモリへの書き込みを行い、独立してデューティー比の設定し、検出し、メモリへの書き込みを行うことで、一段と消費電力を低減することができる。
【００５１】
次に、図５を用いて、所望のホワイトバランスを得るための各色のデューティー比をレジスタ２１、２２、２３に格納する手順について説明する。
【００５２】
駆動電圧設定装置３０は、ステップＳＴ３０でホワイトバランス調整処理を開始すると、続くステップＳＴ３１において、印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に記憶された印加電圧、デューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶されたオンデューティー比のＰＷＭ信号で各色ＬＥＤを順次発光させると共に、ＬＣＤ駆動回路（図示せず）によりＬＣＤパネル４０を駆動する。
【００５３】
実際には、ＬＥＤ駆動装置１０が印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に記憶されている各色ＬＥＤ用の電圧を順次ＬＥＤユニット２０に印加し、これに同期するように、ＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６によってデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶されているデューティー比に応じた各色ＬＥＤ用のＰＷＭ信号を形成する。
【００５４】
つまり、ステップＳＴ３１では実際のフィールドシーケンシャル方式のＬＥＤ駆動及びＬＣＤ駆動を行う。ここで印加電圧レジスタ１１、１２、１３及びデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶されているデータは、図４のようにして設定されたデータであるとする。
【００５５】
ステップＳＴ３２では、輝度・色度計３１により表示色の色度を測定する。この測定色度を色度空間にプロットすると、図６のようになる。続いてマイコン３２により、測定色度とホワイトバランスの目標値との差を算出し、その差に応じてデューティー比設定部３４で設定するデューティー比を変えて、各色用のＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６に供給する。ここでマイコン３２は、デューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶されている各色用のデューティー比を読み出すことができるようになされ、読み出した各色用のデューティー比と、測定色度とホワイトバランスの目標値の差とから、次にデューティー比設定部３４で設定する各色用のデューティー比を指定するようになっている。これにより、各色用のデューティー比を目標のホワイトバランスが得られるような値とする。
【００５６】
具体的には、先ずステップＳＴ３３において測定色度のＹ座標が図６に示す白色許容範囲内にあるか否か判断すると共に、ステップＳＴ３４において測定色度のＸ座標が図６に示す白色許容範囲内にあるか否か判断する。ステップＳＴ３３又はステップＳＴ３４のいずれかで否定結果が得られた場合には、ステップＳＴ３５に移って、デューティー比設定部３４によりデューティー比を変更する。
【００５７】
このデューティー比の変更は、ホワイトバランスの目標点に対して測定値がどの方向にどれだけずれているかを考慮して行う。この実施の形態の場合、マイコン３２は、ずれ方向及びずれ量をＲ、Ｇ、Ｂの色度で比例配分することにより、次にＬＥＤ駆動装置１０に与える各色用のデューティー比を設定する。
【００５８】
例えば図６に示すように、測定値のＹ座標が目標点に対して大きい方向にずれており、かつ測定値のＸ座標が目標点に対して小さい方向にずれている場合を考える。ここでＲ、Ｇ、Ｂ各色ＬＥＤの色度空間上での分布範囲は、一般に図６のようになっているので、ホワイトバランスのＹ成分を小さくしかつＸ成分を大きくして目標点に近づけるために、例えば赤色用のオンデューティー比を大きくし、緑色用のオンデューティー比を小さくする。
【００５９】
このように比例配分による次のオンデューティー比の設定を行うようにしたことにより、少ない設定回数で目標のホワイトバランスが得られるような各色用のデューティー比を見つけることができるようになる。
【００６０】
駆動電圧測定装置３０は、ステップＳＴ３３及びステップＳＴ３４で共に肯定結果が得られると、このことはホワイトバランスが白色許容範囲に入ったことを意味するので、ステップＳＴ３６に移り、現在のデューティー比設定部３４で設定している赤色用、緑色用、青色用のデューティー比を対応するデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に格納し、続くステップＳＴ３７で当該ホワイトバランス調整処理を終了する。
【００６１】
このように駆動電圧設定装置３０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色ＬＥＤについて独立に所望の輝度を得ることができるようなデューティー比から始めて、実際の表示色のホワイトバランスを測定し、その測定結果に応じて各色用のデューティー比を変えながら所望のホワイトバランスを得ることができるようなデューティー比を探索し、所望のホワイトバランスが得られたときの各色用のデューティー比を対応するデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶させるようになっている。
【００６２】
このように、駆動電圧設定装置３０においては、各色用のデューティー比を変えることで、ホワイトバランスの調整を行うようにしているので、ホワイトバランスを微妙かつ容易に調整することができるようになる。またホワイトバランスを調整するためのデューティー比を書換可能なレジスタ２１、２２、２３に記憶させるようにしたことにより、各製品固有のデューティー比を実際の製品の色度を測定しながら書き込むことができるので、各製品毎にＬＥＤや導光板、ＬＣＤパネルにばらつきがあった場合でも、各製品で所望のホワイトバランスを得ることができるようになる。
【００６３】
次に、図７を用いて、ＬＥＤ駆動装置１０の動作を説明する。ＬＥＤ駆動装置１０は、先ず赤色ＬＥＤ発光期間ＬＲにおいて、レジスタ選択回路１５が印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３の出力のうちＲ用印加電圧格納レジスタ１１の出力を選択し、電圧可変回路１８においてＲ用印加電圧格納レジスタ出力に応じた２．２Ｖの電圧を形成し、図７（ａ）に示すようにこの２．２Ｖの電圧をＬＥＤユニット２０に供給する。
【００６４】
また赤色ＬＥＤ発光期間ＬＲ内の時点ｔ２において赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲが立ち上がると、ＰＷＭ波形形成回路２４からＲ用デューティー比格納レジスタ２１に格納されたデューティー比のＰＷＭ信号がトランジスタ２７に出力されることにより、赤色ＬＥＤが当該ＰＷＭ信号に応じた輝度で発光する。やがて時点ｔ３になり、赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲが立ち下がると、ＰＷＭ波形形成回路２４からの出力が停止されると共に、レジスタ選択回路１５がＲ用印加電圧格納レジスタ１１の出力に換えてＧ用印加電圧格納レジスタ１２の出力を選択出力する。
【００６５】
これにより、ＬＥＤ駆動装置１０は、緑色ＬＥＤ発光期間ＬＧにおいて、電圧可変回路１８によりＧ用印加電圧格納レジスタ１２のデータに応じた３．３Ｖの電圧を形成し、この３．３Ｖの電圧をＬＥＤユニット２０に供給する。また緑色ＬＥＤ発光期間ＬＧ内の時点ｔ４において緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧが立ち上がると、ＰＷＭ波形形成回路２５からＧ用デューティー比格納レジスタ２２に格納されたデューティー比のＰＷＭ信号がトランジスタ２８に出力されることにより、緑色ＬＥＤが当該ＰＷＭ信号に応じた輝度で発光する。やがて時点ｔ５になり、緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧが立ち下がると、ＰＷＭ波形形成回路２５からの出力が停止されると共に、レジスタ選択回路１５がＧ用印加電圧格納レジスタ１２の出力に換えてＢ用印加電圧格納レジスタ１３の出力を選択出力する。
【００６６】
これにより、ＬＥＤ駆動装置１０は、青色ＬＥＤ発光期間ＬＢにおいて、電圧可変回路１８によりＢ用印加電圧格納レジスタ１３のデータに応じた３．４Ｖの電圧を形成し、この３．４Ｖの電圧をＬＥＤユニット２０に供給する。また青色ＬＥＤ発光期間ＬＢ内の時点ｔ６において青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢが立ち上がると、ＰＷＭ波形形成回路２６からＢ用デューティー比格納レジスタ２３に格納されたデューティー比のＰＷＭ信号がトランジスタ２９に出力されることにより、青色ＬＥＤが当該ＰＷＭ信号に応じた輝度で発光する。やがて時点ｔ７になり、青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢが立ち下がると、ＰＷＭ波形形成回路２６からの出力が停止されると共に、レジスタ選択回路１５がＢ用印加電圧格納レジスタ１３の出力に換えてＲ用印加電圧格納レジスタ１１の出力を選択出力する。
【００６７】
以降同様に、赤色ＬＥＤ発光期間ＬＲ、緑色ＬＥＤ発光期間ＬＧ、青色ＬＥＤ発光期間ＬＢが繰り返されることにより、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示がなされる。
【００６８】
因みに、この実施の形態の場合、各色ＬＥＤ発光期間ＬＲ、ＬＧ、ＬＢは５ｍＳ程度に選定され、各色用のＰＷＭ信号出力期間は２０００μＳ程度に選定されている。またＰＷＭ信号波形は、５０μＳを単位周期としてこの単位周期内でのデューティー比がデューティー比格納レジスタ２１〜２３に記憶されている。因みにこの実施の形態の場合には、各デューティー比格納レジスタ２１〜２３に８ビット（＝２５６通り）のデューティー比を記憶するようになっている。
【００６９】
かくして本実施の形態によれば、赤、緑、青の各色ＬＥＤそれぞれに可変電圧を印加する電圧印加部（マイコン３２、印加電圧値設定部３３、電圧可変回路１８）と、可変電圧を印加したときの各色ＬＥＤの輝度を検出する検出部（輝度・色度計３１）と、各色ＬＥＤそれぞれで所望値以上の輝度が検出されたときの各色ＬＥＤそれぞれへの最小印加電圧値を各色ＬＥＤの駆動電圧値としてメモリ（印加電圧格納レジスタ１１〜１３）に書き込むデータ書込み部（マイコン３２）を設けるようにしたことにより、ＬＥＤ駆動装置１０での消費電流を低減させることができると共に各ＬＥＤの特性のばらつきを吸収できる駆動電圧を設定可能な駆動電圧設定装置３０を実現できる。
【００７０】
また印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３のデータを格納値設定用バス１４を介して書換え可能としたことにより、実際に搭載されるＬＥＤに個体差による最小発光電圧（すなわち、所望の輝度を得るために必要な最小の印加電圧）のばらつきがある場合でも、これに応じて印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に記憶させる電圧を適宜変更することで、そのばらつきに対応することができるようになる。この結果、例えば製品完成後に、その製品に要求されている輝度を得かつ消費電流を抑制できるような各色ＬＥＤ独立の駆動電圧を容易に設定できるようになる。
【００７１】
さらに各色ＬＥＤをＰＷＭ制御すると共に、ＰＷＭ制御のためのデューティー比を各色ＬＥＤ独立にデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶するようにしたことにより、各色ＬＥＤの輝度を各色独立のデューティー比を有するＰＷＭ信号により独立に制御できるようになるので、各色ＬＥＤの輝度調整を一段と微妙に行うことができるようになる。
【００７２】
さらに電圧可変回路１８を設け、１つの電源電圧発生回路１９で発生させた電圧を各色ＬＥＤの駆動電圧に変換するようにしたことにより、各色ＬＥＤの駆動電圧を発生させる電源電圧発生回路を複数設ける場合と比較して構成を簡単化できる。
【００７３】
（実施の形態２）
図１との対応部分に同一符号を付して示す図８は、本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ駆動装置５０の構成を示す。ＬＥＤ駆動装置５０は、ＬＥＤユニット５１内のＬＥＤの接続の仕方を除いて、実施の形態１のＬＥＤ駆動装置１０と同様の構成でなる。
【００７４】
この実施の形態では、赤、緑、青の各色ＬＥＤのうち赤色ＬＥＤを、互いに従続接続する。これにより、赤色ＬＥＤへの電源供給系統数が減るので、赤色ＬＥＤを発光させるのに必要な消費電流を低減させることができる。
【００７５】
つまり、この実施の形態では、赤色ＬＥＤを所望輝度で発光させるのに必要な駆動電圧が、緑色及び青色ＬＥＤを所望輝度で発光させるのに必要な駆動電圧のほぼ半分で済むことに着目した。
【００７６】
これにより、緑色及び青色ＬＥＤに印加する電圧とほぼ同等の電圧で従続接続した２つの赤色ＬＥＤを発光させることができると考えた。要するに、この実施の形態のように赤色ＬＥＤを従続接続すれば、電源電圧発生回路１９で特別に大きな電圧を発生することなしに、有効に消費電流を低減させることができる。
【００７７】
図９に、この実施の形態のＬＥＤ駆動装置５０の動作を示す。上述した図７との違いは、従続接続した赤色ＬＥＤを所望輝度で発光させるために、図９（ａ）に示すように、赤色ＬＥＤ発光期間ＬＲでＬＥＤユニット５１に供給する電圧が、２．２Ｖから４．４Ｖに換わっているのみである。この４．４Ｖという電圧は、通常の携帯型電子機器でのバッテリ電圧の範囲内の電圧である。
【００７８】
かくして本実施の形態の構成によれば、赤、緑、青の各色ＬＥＤのうち赤色ＬＥＤを互いに従続接続したことにより、実施の形態１での効果に加えて、一段と消費電流を低減し得るＬＥＤ駆動装置５０を実現できる。
【００７９】
（他の実施の形態）
なお上述した実施の形態では、図及び説明を簡単化するために、ＬＥＤユニット２０、５１を、それぞれ２個の赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤと、１個の緑色ＬＥＤにより構成したが、勿論各色ＬＥＤの数はこれに限らない。
【００８０】
またＬＥＤユニット２０、５１の数はいくつでもよく、各ＬＥＤユニットそれぞれについて、各色ＬＥＤの駆動電圧、デューティー比を独立に設定するようにしてもよい。
【００８１】
さらには同色のＬＥＤについても独立に可変電圧を印加し、同色のＬＥＤについても独立に輝度を検出し、同色のＬＥＤについてもそれぞれが所望値以上の輝度が検出されたときの最小印加電圧値を独立に駆動電圧値として設定するようにしてもよい。このようにすれば、同色のＬＥＤ間で所望の輝度を得るために必要な駆動電圧にばらつきがあった場合でも、そのばらつきに応じた最小駆動電圧を同色のＬＥＤそれぞれで設定できるため、一段と消費電流を低減できる。
【００８２】
同様に、同色のＬＥＤについてもそれぞれデューティー比の異なるＰＷＭ信号により制御し、同色のＬＥＤについてもそれぞれが所望の輝度が検出されたときのデューティー比を独立にメモリに書き込むようにしてもよい。このようにすれば、同色のＬＥＤ間で所望の輝度を得るために必要なデューティー比にばらつきがあった場合でも、そのばらつきに応じたデューティー比を各ＬＥＤ毎に設定できるため、一段と微細な輝度調整ができるようになる。
【００８３】
さらには、複数の白色ＬＥＤとカラーフィルタとを組み合わせてカラー表示を行うようになされた液晶表示装置の各白色ＬＥＤを駆動する場合にも適用できる。すなわち各白色ＬＥＤそれぞれに対応した複数のメモリを設け、その特性のばらつきに応じた最小発光電圧やデューティー比を記憶させるようにすれば、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
さらに本発明においては、ＬＥＤの配置に応じて印加電圧格納レジスタ１１〜１３及び又はデューティー比格納レジスタ２１〜２３に格納する値を設定するようにしてもよい。このようにすれば、ＬＥＤの配置位置に応じた輝度調整を容易に行うことができるようになる。例えば複数個の白色ＬＥＤをバックライトとして用いたカラーフィルタ方式の液晶表示装置において、画面周縁部付近の輝度を画面中央付近の輝度よりも高くしたい要求があった場合には、画面周縁部に対応する白色ＬＥＤの印加電圧値やオンデューティー比を画面中央部に対応する白色ＬＥＤの印加電圧やオンデューティー比よりも大きくすれば、ＬＥＤの配置位置に応じた輝度調整を容易に行うことができるようになる。
【００８５】
また上述した実施の形態では、本発明のＬＥＤの駆動電圧設定装置及び方法をフィールドシーケンシャル方式のＬＥＤ駆動装置の駆動電圧を設定する場合を例にとって説明したが、本発明の駆動電圧設定装置及び方法はこれに限らず、Ｒ、Ｇ、Ｂ三色のＬＥＤを用いてカラー表示を行う表示装置に広く適用できる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＬＥＤの駆動電圧設定装置及びその方法によれば、赤、緑、青の各色ＬＥＤそれぞれについて、電圧値を変化させて印加電圧を印加し、所望輝度以上の輝度が検出されたときの電圧値の印加電圧を印加した状態で、デューティー比を変化させてＰＷＭ制御をしたときに所望輝度の輝度が検出されたときのデューティー比を検出し、これらの色単位の電圧値及び色単位のデューティー比をメモリに書き込むので、赤、緑、青の三色のＬＥＤを駆動させてカラー表示を行う場合に、消費電流を有効に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係るＬＥＤ駆動装置の構成を示すブロック図
【図２】各色ＬＥＤにおいて所望輝度を得るために必要な最小の電圧値を示す図
【図３】実施の形態に係る駆動電圧設定装置の構成を示すブロック図
【図４】駆動電圧設定装置による印加電圧及びデューティー比の設定処理の説明に供するフローチャート
【図５】所望のホワイトバランスを得るためのデューティー比の設定処理の説明に供するフローチャート
【図６】所望のホワイトバランスを得るためのデューティー比の設定処理の説明に供する色度空間図
【図７】ＬＥＤ駆動装置の動作の説明に供する波形図
【図８】実施の形態２によるＬＥＤ駆動装置の構成を示すブロック図
【図９】実施の形態２のＬＥＤ駆動装置の動作の説明に供する波形図
【符号の説明】
１０、５０ ＬＥＤ駆動装置
１１〜１３ 印加電圧格納レジスタ
１４ 格納値設定用バス
１５ レジスタ選択回路
１６ 印加電圧形成部
１７ ディジタルアナログ変換回路
１８ 電圧可変回路
１９ 電源電圧発生回路
２０、５１ ＬＥＤユニット
２１〜２３ デューティー比格納レジスタ
２４〜２６ ＰＷＭ波形形成回路
３０ 駆動電圧設定装置
３１ 輝度・色度計
３２ マイクロコンピュータ（マイコン）
３３ 印加電圧値設定部
３４ デューティー比設定部
ＴＲ、ＴＧ、ＴＢ ＬＥＤ発光タイミング信号
【発明の属する技術分野】
本発明はＬＥＤの駆動電圧設定装置及びその方法に関し、例えばＲ、Ｇ、Ｂの三原色のＬＥＤ(Light Emitting Diode)を発光させてカラー表示を行う液晶表示装置のＬＥＤ駆動電圧を設定する場合に適用し得る。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色のＬＥＤを用いた液晶表示装置として、フィールドシーケンシャル方式（以下、これをＦＳ方式と呼ぶ）の液晶表示装置が実現されている（特許文献１等参照）。ＦＳ方式の液晶表示装置は、液晶シャッターの背面に三色のＬＥＤを設け、各色ＬＥＤを高速で順次点灯させると共にこれに同期するように各画素位置の液晶シャッターを開閉させることにより、各画素位置で所望の色を表示できるようになっている。
【０００３】
例えば赤色を表示する場合には、赤色ＬＥＤが発光している期間に液晶シャッターを開動作させ、続いて緑色ＬＥＤが発光している期間及び青色ＬＥＤが発光している期間には液晶シャッターを閉動作させる。緑色及び青色を表示する場合も同様であり、その色のＬＥＤが発光している期間のみ液晶シャッターを開動作させ、他のＬＥＤが発光している期間は液晶シャッターを閉動作させる。
【０００４】
また赤色及び緑色ＬＥＤが発光している期間に液晶シャッターを開動作すればＹ（イエロー）を表示でき、赤色及び青色ＬＥＤが発光している期間に液晶シャッターを開動作すればＭ（マゼンタ）を表示でき、緑色及び青色ＬＥＤが発光している期間に液晶シャッターを開動作すればＣ（シアン）を表示でき、赤色、緑色及び青色ＬＥＤが発光している期間全てにおいて液晶シャッターを開動作させればＷ（ホワイト）を表示できる。
【０００５】
このようにＦＳ方式においては、人間の視覚反応速度よりも速い速度で三色のＬＥＤを順次発光させることにより、加色法の原理によりカラー表示を実現している。そしてＦＳ方式を採用することにより、カラーフィルタが不要となり、鮮明なカラー表示を行うことができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２４１８１１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の携帯電話等の携帯機器の普及に伴い、携帯機器に搭載できかつ高精細なカラー表示を行うことができる表示装置の実現が望まれている。ここで上述したように三色ＬＥＤを用いた液晶表示装置は、カラーフィルタが不要なため高輝度の表示が可能となる。
【０００８】
しかしながら、三色ＬＥＤを用いた液晶表示装置では、一般に各色ＬＥＤを構成する多数のＬＥＤチップを設け、この多数のＬＥＤチップに電圧を印加して各色ＬＥＤを発光させている。このため、多数のＬＥＤチップで電力が消費される。
【０００９】
一方、携帯機器ではバッテリの容量に限界があるため、表示装置での消費電流は小さいほど良い。勿論、消費電流の低減は、携帯機器に限らず全ての電気機器で求められるものである。
【００１０】
またＬＥＤには特性のばらつきがあるので、このばらつきを吸収して一様性のある表示を行うことが求められる。このばらつきを吸収するために従来、各ＬＥＤに対応した抵抗値を微調整する等の方法がとられているが、この作業に非常に煩雑な手間がかかる問題があった。
【００１１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、消費電流を有効に低減することができると共に各ＬＥＤの特性のばらつきを吸収できるＬＥＤの駆動電圧設定装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明に係るＬＥＤの駆動電圧設定装置は、
赤、緑、青の各色ＬＥＤを用いてカラー表示を行うＬＣＤ表示装置の前記各色ＬＥＤに対して、所望輝度が得られる各印加電圧の電圧値及びＰＷＭ制御するための各デューティー比を設定する駆動電圧設定装置であって、
前記各色ＬＥＤに前記各印加電圧を可変して印加する電圧印加部に対して前記各印加電圧の電圧値を設定する印加電圧設定手段と、
前記各色ＬＥＤそれぞれについて各色単位で前記デューティー比を設定するデューティー比設定手段と、
前記各色ＬＥＤの輝度を検出する検出手段と、
前記印加電圧設定手段で前記電圧値を変化させて前記電圧印加部によって前記印加電圧を変化させながら印加し、前記検出手段で所望輝度以上の輝度が検出されたときの各色単位の前記電圧値を検出する印加電圧検出手段と、
前記印加電圧検出手段で検出された前記電圧値を前記印加電圧設定手段で前記電圧印加部に設定し、前記電圧値の前記印加電圧を印加した状態で、前記デューティー比設定手段で前記デューティー比を変化させてＰＷＭ制御し、前記検出手段で前記所望輝度の輝度が検出されたときの各色単位の前記デューティー比を検出するデューティー比検出手段と、
前記印加電圧検出手段により検出された色単位の前記電圧値及び前記デューティー比検出手段により検出された色単位の前記デューティー比をメモリに書き込むデータ書込み手段と
を具備する構成とした。
【００１３】
このＬＥＤの駆動電圧設定装置において、
前記印加電圧設定手段は、同色のＬＥＤについても独立に前記電圧値を設定し、前記電圧検出手段は、同色のＬＥＤそれぞれについても独立に前記電圧値を検出し、前記データ書込み手段は、同色のＬＥＤについても独立の前記電圧値を前記メモリに書き込み、
前記デューティー比設定手段は、同色のＬＥＤについても独立にデューティー比を設定し、前記デューティー比検出手段は、同色のＬＥＤについても独立に前記デューティー比を検出し、前記データ書込み手段は、同色のＬＥＤについても独立に前記デューティー比を前記メモリに書き込む
構成とできる。
【００１４】
本発明に係るＬＥＤの駆動電圧設定方法は、
赤、緑、青の各色ＬＥＤを用いてカラー表示を行うＬＣＤ表示装置の前記各色ＬＥＤに対して、所望輝度が得られる各印加電圧の電圧値及びＰＷＭ制御するための各デューティー比を設定する駆動電圧設定方法であって、
所定値のデューティー比のＰＷＭ信号でＰＷＭ制御しながら、前記ＬＥＤに対し、電圧値を変化させて印加電圧を印加する可変電圧印加ステップと、
前記可変電圧印加ステップで前記印加電圧を印加したときの前記ＬＥＤの輝度を検出する輝度検出ステップと、
前記輝度検出ステップで所望輝度以上の輝度が検出されたときの前記電圧値を検出する印加電圧検出ステップと、
前記印加電圧検出ステップで検出された前記電圧値をメモリに書き込むデータ書込みステップと、
前記メモリに書き込まれた前記電圧値の前記印加電圧を印加した状態で、前記デューティー比を前記所定値からオンの比率を順次下げながら、前記ＬＥＤの輝度を検出して、前記所望輝度の輝度が検出されたときの前記デューティー比を検出するデューティー比検出ステップと、
前記デューティー比検出ステップで検出された前記デューティー比をメモリに書き込むデータ書込みステップと
を前記各色ＬＥＤについて行う
構成とした。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の発明者は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色ＬＥＤをそれぞれ所望の輝度で発光させるために必要な印加電圧は、全てのＬＥＤで同じではなく、各色のＬＥＤ毎に異なることに着目して本発明に至った。
【００２２】
本発明の骨子は、赤、緑、青の各色ＬＥＤそれぞれに可変電圧を印加し、可変電圧を印加したときの各色ＬＥＤの輝度を検出し、所望値以上の輝度が検出されたときの各色ＬＥＤそれぞれへの最小印加電圧値を各色ＬＥＤの駆動電圧値として独立に設定するようにしたことである。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１において、１０は全体として、実施の形態１に係るＬＥＤ駆動装置を示す。ＬＥＤ駆動装置１０は液晶表示装置に設けられており、液晶パネルの背面に配設されたＲ、Ｇ、Ｂ三色のＬＥＤを駆動するようになっている。この実施の形態では、フィールドシーケンシャル方式で各色ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動装置１０について説明する。
【００２５】
ＬＥＤ駆動装置１０は、Ｒ（赤）用印加電圧格納レジスタ１１、Ｇ（緑）用印加電圧格納レジスタ１２及びＢ（青）用印加電圧格納レジスタ１３を有する。これら各レジスタ１１、１２、１３には、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの各ＬＥＤに印加するための電圧値が記憶されている。各レジスタ１１、１２、１３には、格納値設定用バス１４が接続されており、ＬＥＤ駆動装置１０の製品出荷時に格納値設定用バス１４を介して各レジスタ１１、１２、１３に各色ＬＥＤ用の印加電圧値がそれぞれ記憶されるようになされている。
【００２６】
各レジスタ１１、１２、１３から出力された各色ＬＥＤ用の印加電圧値は、レジスタ選択回路１５に入力される。レジスタ選択回路１５には、赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲ、緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧ、青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢが入力され、当該発光タイミング信号に基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂの印加電圧値のうちいずれか一つを選択して出力する。
【００２７】
例えば赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲが論理値「１」で緑色及び青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧ、ＴＢが論理値「０」の場合には、Ｒ用印加電圧格納レジスタ１１に格納された印加電圧値を選択出力する。この実施の形態の場合には、フィールドシーケンシャル方式の表示を行うようになっているので、例えばフィールド周波数を６５Ｈｚとすると、その３倍の１９５Ｈｚの周波数で各色ＬＥＤを順次発光させることになる。すなわち、レジスタ選択回路１５は、約５ｍＳの間隔で順次、Ｒ用印加電圧格納レジスタ１１、Ｇ用印加電圧格納レジスタ１２、Ｂ用印加電圧格納レジスタ１３に記憶された電圧値を選択出力する。
【００２８】
レジスタ選択回路１５により選択された印加電圧値は、印加電圧形成部１６のディジタルアナログ（ＤＡ）変換回路１７によってアナログ値に変換された後、電圧可変回路１８に送出される。電圧可変回路１８は、電源電圧発生回路１９により発生された電圧をディジタルアナログ変換回路１７から入力したアナログ値に応じた電圧に変換した後、ＬＥＤユニット２０に供給する。
【００２９】
このようにＬＥＤ駆動装置１０においては、各色ＬＥＤそれぞれに印加するための電圧値が記憶されたレジスタ１１、１２、１３を有し、電源電圧発生回路１９で発生させた電圧をレジスタ１１、１２、１３に記憶させた値に変換してからＬＥＤに供給する。これにより、各色ＬＥＤに同じ値の電圧を印加する場合と比較して、消費電力を低減することができる。
【００３０】
図２に、各色ＬＥＤにおいて所望の輝度を得るために必要な印加電圧値（以下これを最小発光電圧と呼ぶ）を示す。この図からも分かるように、緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤの最小発光電圧はほぼ同じであるが、赤色ＬＥＤの最小発光電圧はそれらの最小発光電圧よりも低い。
【００３１】
ＬＥＤ駆動装置１０の印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３には、各色ＬＥＤの最小発光電圧値が格納されている。そしてこの格納された最小発光電圧値は、実際上、緑色ＬＥＤや青色ＬＥＤの値よりも、赤色ＬＥＤの値の方が低い値とされている。つまり、各色ＬＥＤに応じた電圧値の電圧を印加できるので、消費電流を低減させることができるようになる。
【００３２】
また図２を見れば分かるように、各色ＬＥＤそれぞれにおいても、最小発光電圧にばらつきが生じる。例えば赤色ＬＥＤであれば１．７５Ｖから２．４５Ｖの間で、緑色及び青色ＬＥＤであれば２．９Ｖから３．９Ｖの間でばらつく。この最小発光電圧のばらつきは、ＬＥＤ製造に起因する製品個別のばらつきによるものである。
【００３３】
この実施の形態では、単純に赤色ＬＥＤへの印加電圧を、緑色及び青色ＬＥＤの印加電圧よりも小さくするだけでなく、製品個体間の最小発光電圧のばらつきを加味した印加電圧を各色用レジスタ１１、１２、１３に記憶させるようになっている。これにより、消費電力を低減しつつ、各色ＬＥＤで所望の輝度を得ることができるようになされている。この各色レジスタ１１、１２、１３への印加電圧値の格納は、格納値設定用バス１４を介して行われるが、これについては後述する。
【００３４】
再び、図１に戻ってＬＥＤ駆動装置１０の構成を説明する。ＬＥＤ駆動装置１０は、Ｒ用デューティー比格納レジスタ２１、Ｇ用デューティー比格納レジスタ２２及びＢ用デューティー比格納レジスタ２３を有する。これら各レジスタ２１、２２、２３には、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの各色ＬＥＤをＰＷＭ制御するためのＰＷＭ信号のデューティー比データが記憶されている。各レジスタ２１、２２、２３には、格納値設定用バス１４が接続されており、ＬＥＤ駆動装置１０の製品出荷時に格納値設定用バス１４を介して各レジスタ２１、２２、２３に各色ＬＥＤ用のデューティー比データがそれぞれ記憶されるようになされている。
【００３５】
各レジスタ２１、２２、２３から出力された各色ＬＥＤ用のデューティー比データは、それぞれＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６に送出される。各ＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６は、クロック信号ＣＬＫに同期してデューティーデータに応じたＰＷＭ波形を形成する。
【００３６】
ＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６は、赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲ、緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧ、青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢに基づいて、ＰＷＭ波形をトランジスタ２７、２８、２９のベースに出力する。各トランジスタ２７、２８、２９のコレクタにはそれぞれ、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ＬＥＤの出力端が接続されていると共に、エミッタが接地されている。
【００３７】
これにより、赤色ＬＥＤの発光期間には、赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲのみが論理値「１」となり、赤色ＬＥＤに対応するＰＷＭ波形形成回路２４からのみＰＷＭ信号が出力されて、このＰＷＭ信号に応じた電流が赤色ＬＥＤに流れ、赤色ＬＥＤが発光する。同様に、緑色ＬＥＤの発光期間には、緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧのみが論理値「１」となり、緑色ＬＥＤに対応するＰＷＭ波形形成回路２５からのみＰＷＭ信号が出力されて、このＰＷＭ信号に応じた電流が緑色ＬＥＤに流れ、緑色ＬＥＤが発光する。青色ＬＥＤの発光期間には、青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢのみが論理値「１」となり、青色ＬＥＤに対応するＰＷＭ波形形成回路２６からのみＰＷＭ信号が出力されて、このＰＷＭ信号に応じた電流が青色ＬＥＤに流れ、青色ＬＥＤが発光する。
【００３８】
図３に、各色用印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に格納する電圧値を設定する駆動電圧設定装置３０の構成を示す。なお駆動電圧設定装置３０は、印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に格納する各色ＬＥＤ用の電圧値に加えて、デューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に格納する各色ＬＥＤ用のデューティー比データも求めることができる構成となっている。
【００３９】
駆動電圧設定装置３０は、ＬＣＤパネルからの透過光の輝度及び色度を測定する輝度・色度計３１を有する。因みに、ＬＥＤユニット２０から発せられた光は、導光板（図示せず）及びＬＣＤパネル４０を介して輝度・色度計３１に入射される。ＬＣＤパネル４０は、各画素位置の液晶がＬＣＤ駆動回路（図示せず）から所定タイミングで所定電圧が印加されることにより開閉駆動されて、ＬＥＤから発せられた光を通過又は遮光するようになっている。なおこのＬＥＤユニット２０、導光板、ＬＣＤパネル４０は、製品出荷時と同じに組み立てられているものとする。
【００４０】
輝度・色度計３１により得られた輝度及び色度のデータは、マイコン（マイクロコンピュータ）３２に送出される。また駆動電圧設定装置３０は、印加電圧値設定部３３及びデューティー比設定部３４を有し、印加電圧値設定部３３で設定された電圧値がＬＥＤ駆動装置１０のＤＡ変換回路１７に送出されると共に、デューティー比設定部３４で設定されたデューティー比データがＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６に送出される。この設定電圧値及び設定デューティー比はマイコン３２により指定される。つまり、マイコンは設定された電圧値及びデューティー比を認識している。
【００４１】
マイコン３２は、輝度及び色度が予め設定された所望値を満たしているか否かを判断し、所望値を満たしたときにそのとき印加している電圧値及びデューティー比を、格納値設定用バス１４を介して印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３及びデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に書き込むようになっている。すなわちマイコン３２は、印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３及びデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３への格納データ書込み手段としての機能を有する。
【００４２】
図４を用いて、駆動電圧設定装置３０による各色用の印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３への印加電圧値（最小発光電圧）の記録及びデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３へのデューティー比データの記録処理について詳細に説明する。
【００４３】
駆動電圧設定装置３０は、ステップＳＴ１０で処理を開始すると、続くステップＳＴ１１でデューティー比設定部３４でのデューティー比を設定する。図４の場合は、赤色ＬＥＤへの印加電圧を設定する処理なので、赤色ＬＥＤのオンデューティー比を最大に設定し、緑色及び青色ＬＥＤのオンデューティー比を０に設定する。すなわちＰＷＭ波形形成回路２４に最大のオンデューティー比が最大のデータを与え、ＰＷＭ波形形成回路２５、２６にオンデューティー比が０のデータを与える。ステップＳＴ１２では、マイコン３２が目標輝度を設定する。
【００４４】
ステップＳＴ１３では、印加電圧値設定部３３が最小の印加電圧値Ｖmin（例えば１．５Ｖ）を設定し、電圧可変回路１８が電源電圧発生回路１９で発生された電圧をこの設定電圧に変換してＬＥＤユニット２０に印加する。このとき赤色用のＰＷＭ波形形成回路２４からのみオンデューティー比の最大のＰＷＭ信号が出力されているので、赤色ＬＥＤのみが発光可能な状態となっている。
【００４５】
ステップＳＴ１４では、マイコン３２において、輝度・色度計３１により得られた測定輝度が目標輝度よりも大きいか否か判断し、目標輝度以下だった場合にはステップＳＴ１５に移って、印加電圧値設定部３３による設定印加電圧をｋ（例えば０．１Ｖ）だけ大きくし、再びステップＳＴ１４での判断を行う。
【００４６】
ステップＳＴ１４で肯定結果が得られると、このことは現在赤色ＬＥＤに所望輝度を得ることができる必要最小限の電圧が印加されていることを意味するので、ステップＳＴ１６に移って、マイコン３２がＲ用印加電圧格納レジスタ１１に現在印加電圧値設定部３３で設定されている電圧値を書き込む。このようにして、Ｒ用印加電圧格納レジスタ１１に赤色ＬＥＤが所望の輝度を得るための最小発光電圧値が格納される。
【００４７】
続くステップＳＴ１７では、マイコン３２において測定輝度が目標輝度に一致するか否かが判断され、一致しない場合にはステップＳＴ１８に移って、デューティー比設定部３２で設定するオンデューティー比をｒだけ小さくし、再びステップＳＴ１７に戻る。
【００４８】
ステップＳＴ１７で肯定結果が得られると、このことは現在デューティー比設定部３４で設定されているデューティー比のＰＷＭ信号により赤色ＬＥＤを所望輝度で発光させることができることを意味するので、ステップＳＴ１９に移って、マイコン３２がＲ用印加電圧格納レジスタ１１に現在デューティー比設定部３４で設定されている電圧値を書き込む。このようにして、Ｒ用デューティー比格納レジスタ１１に赤色ＬＥＤが所望の輝度を得るためのデューティー比データが格納される。
【００４９】
ここでステップＳＴ１７〜ＳＴ１９での処理は、換言すれば、ステップＳＴ１４〜ＳＴ１６で目標の輝度を得ることが可能な最小の印加電圧を設定した後に、ＰＷＭ信号により詳細な輝度制御を行って目標輝度に近づけるためのデューティー比を設定していると言うことができる。駆動電圧設定装置３０は、続くステップＳＴ２０でＲ用印加電圧格納レジスタ１１及びＲ用デューティー比格納レジスタ２１へのデータ書込み処理を終了する。
【００５０】
なおここではＲ用印加電圧格納レジスタ１１及びＲ用デューティー比格納レジスタ２１へのデータ書込み処理を説明したが、Ｇ用及びＢ用印加電圧格納レジスタ１２、１３、Ｇ用及びＢ用デューティー比格納レジスタ２２、２３へのデータ書込み処理も同様の手順により行う。
このように、電圧値を変化させて印加電圧を印加し、所望輝度以上の輝度が検出されたときの電圧値の印加電圧を印加した状態で、デューティー比を変化させてＰＷＭ制御をしたときに所望輝度の輝度が検出されたときのデューティー比を検出し、これらの色単位の電圧値及び色単位のデューティー比をメモリに書き込むことで、消費電流を有効に低減することができる。
この場合、同色のＬＥＤについても、独立して電圧値の設定、検出、メモリへの書き込みを行い、独立してデューティー比の設定し、検出し、メモリへの書き込みを行うことで、一段と消費電力を低減することができる。
【００５１】
次に、図５を用いて、所望のホワイトバランスを得るための各色のデューティー比をレジスタ２１、２２、２３に格納する手順について説明する。
【００５２】
駆動電圧設定装置３０は、ステップＳＴ３０でホワイトバランス調整処理を開始すると、続くステップＳＴ３１において、印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に記憶された印加電圧、デューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶されたオンデューティー比のＰＷＭ信号で各色ＬＥＤを順次発光させると共に、ＬＣＤ駆動回路（図示せず）によりＬＣＤパネル４０を駆動する。
【００５３】
実際には、ＬＥＤ駆動装置１０が印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に記憶されている各色ＬＥＤ用の電圧を順次ＬＥＤユニット２０に印加し、これに同期するように、ＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６によってデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶されているデューティー比に応じた各色ＬＥＤ用のＰＷＭ信号を形成する。
【００５４】
つまり、ステップＳＴ３１では実際のフィールドシーケンシャル方式のＬＥＤ駆動及びＬＣＤ駆動を行う。ここで印加電圧レジスタ１１、１２、１３及びデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶されているデータは、図４のようにして設定されたデータであるとする。
【００５５】
ステップＳＴ３２では、輝度・色度計３１により表示色の色度を測定する。この測定色度を色度空間にプロットすると、図６のようになる。続いてマイコン３２により、測定色度とホワイトバランスの目標値との差を算出し、その差に応じてデューティー比設定部３４で設定するデューティー比を変えて、各色用のＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６に供給する。ここでマイコン３２は、デューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶されている各色用のデューティー比を読み出すことができるようになされ、読み出した各色用のデューティー比と、測定色度とホワイトバランスの目標値の差とから、次にデューティー比設定部３４で設定する各色用のデューティー比を指定するようになっている。これにより、各色用のデューティー比を目標のホワイトバランスが得られるような値とする。
【００５６】
具体的には、先ずステップＳＴ３３において測定色度のＹ座標が図６に示す白色許容範囲内にあるか否か判断すると共に、ステップＳＴ３４において測定色度のＸ座標が図６に示す白色許容範囲内にあるか否か判断する。ステップＳＴ３３又はステップＳＴ３４のいずれかで否定結果が得られた場合には、ステップＳＴ３５に移って、デューティー比設定部３４によりデューティー比を変更する。
【００５７】
このデューティー比の変更は、ホワイトバランスの目標点に対して測定値がどの方向にどれだけずれているかを考慮して行う。この実施の形態の場合、マイコン３２は、ずれ方向及びずれ量をＲ、Ｇ、Ｂの色度で比例配分することにより、次にＬＥＤ駆動装置１０に与える各色用のデューティー比を設定する。
【００５８】
例えば図６に示すように、測定値のＹ座標が目標点に対して大きい方向にずれており、かつ測定値のＸ座標が目標点に対して小さい方向にずれている場合を考える。ここでＲ、Ｇ、Ｂ各色ＬＥＤの色度空間上での分布範囲は、一般に図６のようになっているので、ホワイトバランスのＹ成分を小さくしかつＸ成分を大きくして目標点に近づけるために、例えば赤色用のオンデューティー比を大きくし、緑色用のオンデューティー比を小さくする。
【００５９】
このように比例配分による次のオンデューティー比の設定を行うようにしたことにより、少ない設定回数で目標のホワイトバランスが得られるような各色用のデューティー比を見つけることができるようになる。
【００６０】
駆動電圧測定装置３０は、ステップＳＴ３３及びステップＳＴ３４で共に肯定結果が得られると、このことはホワイトバランスが白色許容範囲に入ったことを意味するので、ステップＳＴ３６に移り、現在のデューティー比設定部３４で設定している赤色用、緑色用、青色用のデューティー比を対応するデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に格納し、続くステップＳＴ３７で当該ホワイトバランス調整処理を終了する。
【００６１】
このように駆動電圧設定装置３０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色ＬＥＤについて独立に所望の輝度を得ることができるようなデューティー比から始めて、実際の表示色のホワイトバランスを測定し、その測定結果に応じて各色用のデューティー比を変えながら所望のホワイトバランスを得ることができるようなデューティー比を探索し、所望のホワイトバランスが得られたときの各色用のデューティー比を対応するデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶させるようになっている。
【００６２】
このように、駆動電圧設定装置３０においては、各色用のデューティー比を変えることで、ホワイトバランスの調整を行うようにしているので、ホワイトバランスを微妙かつ容易に調整することができるようになる。またホワイトバランスを調整するためのデューティー比を書換可能なレジスタ２１、２２、２３に記憶させるようにしたことにより、各製品固有のデューティー比を実際の製品の色度を測定しながら書き込むことができるので、各製品毎にＬＥＤや導光板、ＬＣＤパネルにばらつきがあった場合でも、各製品で所望のホワイトバランスを得ることができるようになる。
【００６３】
次に、図７を用いて、ＬＥＤ駆動装置１０の動作を説明する。ＬＥＤ駆動装置１０は、先ず赤色ＬＥＤ発光期間ＬＲにおいて、レジスタ選択回路１５が印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３の出力のうちＲ用印加電圧格納レジスタ１１の出力を選択し、電圧可変回路１８においてＲ用印加電圧格納レジスタ出力に応じた２．２Ｖの電圧を形成し、図７（ａ）に示すようにこの２．２Ｖの電圧をＬＥＤユニット２０に供給する。
【００６４】
また赤色ＬＥＤ発光期間ＬＲ内の時点ｔ２において赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲが立ち上がると、ＰＷＭ波形形成回路２４からＲ用デューティー比格納レジスタ２１に格納されたデューティー比のＰＷＭ信号がトランジスタ２７に出力されることにより、赤色ＬＥＤが当該ＰＷＭ信号に応じた輝度で発光する。やがて時点ｔ３になり、赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲが立ち下がると、ＰＷＭ波形形成回路２４からの出力が停止されると共に、レジスタ選択回路１５がＲ用印加電圧格納レジスタ１１の出力に換えてＧ用印加電圧格納レジスタ１２の出力を選択出力する。
【００６５】
これにより、ＬＥＤ駆動装置１０は、緑色ＬＥＤ発光期間ＬＧにおいて、電圧可変回路１８によりＧ用印加電圧格納レジスタ１２のデータに応じた３．３Ｖの電圧を形成し、この３．３Ｖの電圧をＬＥＤユニット２０に供給する。また緑色ＬＥＤ発光期間ＬＧ内の時点ｔ４において緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧが立ち上がると、ＰＷＭ波形形成回路２５からＧ用デューティー比格納レジスタ２２に格納されたデューティー比のＰＷＭ信号がトランジスタ２８に出力されることにより、緑色ＬＥＤが当該ＰＷＭ信号に応じた輝度で発光する。やがて時点ｔ５になり、緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧが立ち下がると、ＰＷＭ波形形成回路２５からの出力が停止されると共に、レジスタ選択回路１５がＧ用印加電圧格納レジスタ１２の出力に換えてＢ用印加電圧格納レジスタ１３の出力を選択出力する。
【００６６】
これにより、ＬＥＤ駆動装置１０は、青色ＬＥＤ発光期間ＬＢにおいて、電圧可変回路１８によりＢ用印加電圧格納レジスタ１３のデータに応じた３．４Ｖの電圧を形成し、この３．４Ｖの電圧をＬＥＤユニット２０に供給する。また青色ＬＥＤ発光期間ＬＢ内の時点ｔ６において青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢが立ち上がると、ＰＷＭ波形形成回路２６からＢ用デューティー比格納レジスタ２３に格納されたデューティー比のＰＷＭ信号がトランジスタ２９に出力されることにより、青色ＬＥＤが当該ＰＷＭ信号に応じた輝度で発光する。やがて時点ｔ７になり、青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢが立ち下がると、ＰＷＭ波形形成回路２６からの出力が停止されると共に、レジスタ選択回路１５がＢ用印加電圧格納レジスタ１３の出力に換えてＲ用印加電圧格納レジスタ１１の出力を選択出力する。
【００６７】
以降同様に、赤色ＬＥＤ発光期間ＬＲ、緑色ＬＥＤ発光期間ＬＧ、青色ＬＥＤ発光期間ＬＢが繰り返されることにより、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示がなされる。
【００６８】
因みに、この実施の形態の場合、各色ＬＥＤ発光期間ＬＲ、ＬＧ、ＬＢは５ｍＳ程度に選定され、各色用のＰＷＭ信号出力期間は２０００μＳ程度に選定されている。またＰＷＭ信号波形は、５０μＳを単位周期としてこの単位周期内でのデューティー比がデューティー比格納レジスタ２１〜２３に記憶されている。因みにこの実施の形態の場合には、各デューティー比格納レジスタ２１〜２３に８ビット（＝２５６通り）のデューティー比を記憶するようになっている。
【００６９】
かくして本実施の形態によれば、赤、緑、青の各色ＬＥＤそれぞれに可変電圧を印加する電圧印加部（マイコン３２、印加電圧値設定部３３、電圧可変回路１８）と、可変電圧を印加したときの各色ＬＥＤの輝度を検出する検出部（輝度・色度計３１）と、各色ＬＥＤそれぞれで所望値以上の輝度が検出されたときの各色ＬＥＤそれぞれへの最小印加電圧値を各色ＬＥＤの駆動電圧値としてメモリ（印加電圧格納レジスタ１１〜１３）に書き込むデータ書込み部（マイコン３２）を設けるようにしたことにより、ＬＥＤ駆動装置１０での消費電流を低減させることができると共に各ＬＥＤの特性のばらつきを吸収できる駆動電圧を設定可能な駆動電圧設定装置３０を実現できる。
【００７０】
また印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３のデータを格納値設定用バス１４を介して書換え可能としたことにより、実際に搭載されるＬＥＤに個体差による最小発光電圧（すなわち、所望の輝度を得るために必要な最小の印加電圧）のばらつきがある場合でも、これに応じて印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に記憶させる電圧を適宜変更することで、そのばらつきに対応することができるようになる。この結果、例えば製品完成後に、その製品に要求されている輝度を得かつ消費電流を抑制できるような各色ＬＥＤ独立の駆動電圧を容易に設定できるようになる。
【００７１】
さらに各色ＬＥＤをＰＷＭ制御すると共に、ＰＷＭ制御のためのデューティー比を各色ＬＥＤ独立にデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶するようにしたことにより、各色ＬＥＤの輝度を各色独立のデューティー比を有するＰＷＭ信号により独立に制御できるようになるので、各色ＬＥＤの輝度調整を一段と微妙に行うことができるようになる。
【００７２】
さらに電圧可変回路１８を設け、１つの電源電圧発生回路１９で発生させた電圧を各色ＬＥＤの駆動電圧に変換するようにしたことにより、各色ＬＥＤの駆動電圧を発生させる電源電圧発生回路を複数設ける場合と比較して構成を簡単化できる。
【００７３】
（実施の形態２）
図１との対応部分に同一符号を付して示す図８は、本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ駆動装置５０の構成を示す。ＬＥＤ駆動装置５０は、ＬＥＤユニット５１内のＬＥＤの接続の仕方を除いて、実施の形態１のＬＥＤ駆動装置１０と同様の構成でなる。
【００７４】
この実施の形態では、赤、緑、青の各色ＬＥＤのうち赤色ＬＥＤを、互いに従続接続する。これにより、赤色ＬＥＤへの電源供給系統数が減るので、赤色ＬＥＤを発光させるのに必要な消費電流を低減させることができる。
【００７５】
つまり、この実施の形態では、赤色ＬＥＤを所望輝度で発光させるのに必要な駆動電圧が、緑色及び青色ＬＥＤを所望輝度で発光させるのに必要な駆動電圧のほぼ半分で済むことに着目した。
【００７６】
これにより、緑色及び青色ＬＥＤに印加する電圧とほぼ同等の電圧で従続接続した２つの赤色ＬＥＤを発光させることができると考えた。要するに、この実施の形態のように赤色ＬＥＤを従続接続すれば、電源電圧発生回路１９で特別に大きな電圧を発生することなしに、有効に消費電流を低減させることができる。
【００７７】
図９に、この実施の形態のＬＥＤ駆動装置５０の動作を示す。上述した図７との違いは、従続接続した赤色ＬＥＤを所望輝度で発光させるために、図９（ａ）に示すように、赤色ＬＥＤ発光期間ＬＲでＬＥＤユニット５１に供給する電圧が、２．２Ｖから４．４Ｖに換わっているのみである。この４．４Ｖという電圧は、通常の携帯型電子機器でのバッテリ電圧の範囲内の電圧である。
【００７８】
かくして本実施の形態の構成によれば、赤、緑、青の各色ＬＥＤのうち赤色ＬＥＤを互いに従続接続したことにより、実施の形態１での効果に加えて、一段と消費電流を低減し得るＬＥＤ駆動装置５０を実現できる。
【００７９】
（他の実施の形態）
なお上述した実施の形態では、図及び説明を簡単化するために、ＬＥＤユニット２０、５１を、それぞれ２個の赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤと、１個の緑色ＬＥＤにより構成したが、勿論各色ＬＥＤの数はこれに限らない。
【００８０】
またＬＥＤユニット２０、５１の数はいくつでもよく、各ＬＥＤユニットそれぞれについて、各色ＬＥＤの駆動電圧、デューティー比を独立に設定するようにしてもよい。
【００８１】
さらには同色のＬＥＤについても独立に可変電圧を印加し、同色のＬＥＤについても独立に輝度を検出し、同色のＬＥＤについてもそれぞれが所望値以上の輝度が検出されたときの最小印加電圧値を独立に駆動電圧値として設定するようにしてもよい。このようにすれば、同色のＬＥＤ間で所望の輝度を得るために必要な駆動電圧にばらつきがあった場合でも、そのばらつきに応じた最小駆動電圧を同色のＬＥＤそれぞれで設定できるため、一段と消費電流を低減できる。
【００８２】
同様に、同色のＬＥＤについてもそれぞれデューティー比の異なるＰＷＭ信号により制御し、同色のＬＥＤについてもそれぞれが所望の輝度が検出されたときのデューティー比を独立にメモリに書き込むようにしてもよい。このようにすれば、同色のＬＥＤ間で所望の輝度を得るために必要なデューティー比にばらつきがあった場合でも、そのばらつきに応じたデューティー比を各ＬＥＤ毎に設定できるため、一段と微細な輝度調整ができるようになる。
【００８３】
さらには、複数の白色ＬＥＤとカラーフィルタとを組み合わせてカラー表示を行うようになされた液晶表示装置の各白色ＬＥＤを駆動する場合にも適用できる。すなわち各白色ＬＥＤそれぞれに対応した複数のメモリを設け、その特性のばらつきに応じた最小発光電圧やデューティー比を記憶させるようにすれば、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
さらに本発明においては、ＬＥＤの配置に応じて印加電圧格納レジスタ１１〜１３及び又はデューティー比格納レジスタ２１〜２３に格納する値を設定するようにしてもよい。このようにすれば、ＬＥＤの配置位置に応じた輝度調整を容易に行うことができるようになる。例えば複数個の白色ＬＥＤをバックライトとして用いたカラーフィルタ方式の液晶表示装置において、画面周縁部付近の輝度を画面中央付近の輝度よりも高くしたい要求があった場合には、画面周縁部に対応する白色ＬＥＤの印加電圧値やオンデューティー比を画面中央部に対応する白色ＬＥＤの印加電圧やオンデューティー比よりも大きくすれば、ＬＥＤの配置位置に応じた輝度調整を容易に行うことができるようになる。
【００８５】
また上述した実施の形態では、本発明のＬＥＤの駆動電圧設定装置及び方法をフィールドシーケンシャル方式のＬＥＤ駆動装置の駆動電圧を設定する場合を例にとって説明したが、本発明の駆動電圧設定装置及び方法はこれに限らず、Ｒ、Ｇ、Ｂ三色のＬＥＤを用いてカラー表示を行う表示装置に広く適用できる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＬＥＤの駆動電圧設定装置及びその方法によれば、赤、緑、青の各色ＬＥＤそれぞれについて、電圧値を変化させて印加電圧を印加し、所望輝度以上の輝度が検出されたときの電圧値の印加電圧を印加した状態で、デューティー比を変化させてＰＷＭ制御をしたときに所望輝度の輝度が検出されたときのデューティー比を検出し、これらの色単位の電圧値及び色単位のデューティー比をメモリに書き込むので、赤、緑、青の三色のＬＥＤを駆動させてカラー表示を行う場合に、消費電流を有効に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係るＬＥＤ駆動装置の構成を示すブロック図
【図２】各色ＬＥＤにおいて所望輝度を得るために必要な最小の電圧値を示す図
【図３】実施の形態に係る駆動電圧設定装置の構成を示すブロック図
【図４】駆動電圧設定装置による印加電圧及びデューティー比の設定処理の説明に供するフローチャート
【図５】所望のホワイトバランスを得るためのデューティー比の設定処理の説明に供するフローチャート
【図６】所望のホワイトバランスを得るためのデューティー比の設定処理の説明に供する色度空間図
【図７】ＬＥＤ駆動装置の動作の説明に供する波形図
【図８】実施の形態２によるＬＥＤ駆動装置の構成を示すブロック図
【図９】実施の形態２のＬＥＤ駆動装置の動作の説明に供する波形図
【符号の説明】
１０、５０ ＬＥＤ駆動装置
１１〜１３ 印加電圧格納レジスタ
１４ 格納値設定用バス
１５ レジスタ選択回路
１６ 印加電圧形成部
１７ ディジタルアナログ変換回路
１８ 電圧可変回路
１９ 電源電圧発生回路
２０、５１ ＬＥＤユニット
２１〜２３ デューティー比格納レジスタ
２４〜２６ ＰＷＭ波形形成回路
３０ 駆動電圧設定装置
３１ 輝度・色度計
３２ マイクロコンピュータ（マイコン）
３３ 印加電圧値設定部
３４ デューティー比設定部
ＴＲ、ＴＧ、ＴＢ ＬＥＤ発光タイミング信号
Claims (3)
- 赤、緑、青の各色ＬＥＤを用いてカラー表示を行うＬＣＤ表示装置の前記各色ＬＥＤに対して、所望輝度が得られる各印加電圧の電圧値及びＰＷＭ制御するための各デューティー比を設定する駆動電圧設定装置であって、
前記各色ＬＥＤに前記各印加電圧を可変して印加する電圧印加部に対して前記各印加電圧の電圧値を設定する印加電圧設定手段と、
前記各色ＬＥＤそれぞれについて各色単位で前記デューティー比を設定するデューティー比設定手段と、
前記各色ＬＥＤの輝度を検出する検出手段と、
前記印加電圧設定手段で前記電圧値を変化させて前記電圧印加部によって前記印加電圧を変化させながら印加し、前記検出手段で所望輝度以上の輝度が検出されたときの各色単位の前記電圧値を検出する印加電圧検出手段と、
前記印加電圧検出手段で検出された前記電圧値を前記印加電圧設定手段で前記電圧印加部に設定し、前記電圧値の前記印加電圧を印加した状態で、前記デューティー比設定手段で前記デューティー比を変化させてＰＷＭ制御し、前記検出手段で前記所望輝度の輝度が検出されたときの各色単位の前記デューティー比を検出するデューティー比検出手段と、
前記印加電圧検出手段により検出された色単位の前記電圧値及び前記デューティー比検出手段により検出された色単位の前記デューティー比をメモリに書き込むデータ書込み手段と
を具備することを特徴とするＬＥＤの駆動電圧設定装置。 - 前記印加電圧設定手段は、同色のＬＥＤについても独立に前記電圧値を設定し、前記電圧検出手段は、同色のＬＥＤそれぞれについても独立に前記電圧値を検出し、前記データ書込み手段は、同色のＬＥＤについても独立の前記電圧値を前記メモリに書き込み、
前記デューティー比設定手段は、同色のＬＥＤについても独立にデューティー比を設定し、前記デューティー比検出手段は、同色のＬＥＤについても独立に前記デューティー比を検出し、前記データ書込み手段は、同色のＬＥＤについても独立の前記デューティー比を前記メモリに書き込む
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤの駆動電圧設定装置。 - 赤、緑、青の各色ＬＥＤを用いてカラー表示を行うＬＣＤ表示装置の前記各色ＬＥＤに対して、所望輝度が得られる各印加電圧の電圧値及びＰＷＭ制御するための各デューティー比を設定する駆動電圧設定方法であって、
所定値のデューティー比のＰＷＭ信号でＰＷＭ制御しながら、前記ＬＥＤに対し、電圧値を変化させて印加電圧を印加する可変電圧印加ステップと、
前記可変電圧印加ステップで前記印加電圧を印加したときの前記ＬＥＤの輝度を検出する輝度検出ステップと、
前記輝度検出ステップで所望輝度以上の輝度が検出されたときの前記電圧値を検出する印加電圧検出ステップと、
前記印加電圧検出ステップで検出された前記電圧値をメモリに書き込むデータ書込みステップと、
前記メモリに書き込まれた前記電圧値の前記印加電圧を印加した状態で、前記デューティー比を前記所定値からオンの比率を順次下げながら、前記ＬＥＤの輝度を検出して、前記所望輝度の輝度が検出されたときの前記デューティー比を検出するデューティー比検出ステップと、
前記デューティー比検出ステップで検出された前記デューティー比をメモリに書き込むデータ書込みステップと
を前記各色ＬＥＤについて行う
ことを特徴とするＬＥＤの駆動電圧設定方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003098487A JP4076083B2 (ja) | 2003-04-01 | 2003-04-01 | Ｌｅｄの駆動電圧設定装置及びその方法 |
| KR1020057007218A KR20050091701A (ko) | 2003-04-01 | 2004-03-26 | Ｌｅｄ 구동장치 및 ｌｅｄ 구동방법 |
| EP04723808A EP1564821A4 (en) | 2003-04-01 | 2004-03-26 | DEVICE AND METHOD FOR EXCITATION OF ELECTROLUMINESCENT DIODES |
| US10/532,216 US7425801B2 (en) | 2003-04-01 | 2004-03-26 | LED driving device for multiple color LED displays |
| PCT/JP2004/004313 WO2004090997A1 (ja) | 2003-04-01 | 2004-03-26 | Ｌｅｄ駆動装置及びｌｅｄ駆動方法 |
| TW093108677A TWI283844B (en) | 2003-04-01 | 2004-03-30 | Light emitting diode driver and light emitting diode driving method |
| HK06103109A HK1083274A1 (en) | 2003-04-01 | 2006-03-10 | Led drive device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003098487A JP4076083B2 (ja) | 2003-04-01 | 2003-04-01 | Ｌｅｄの駆動電圧設定装置及びその方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004311461A JP2004311461A (ja) | 2004-11-04 |
| JP4076083B2 true JP4076083B2 (ja) | 2008-04-16 |
Family
ID=33463250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003098487A Expired - Fee Related JP4076083B2 (ja) | 2003-04-01 | 2003-04-01 | Ｌｅｄの駆動電圧設定装置及びその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4076083B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100659531B1 (ko) | 2003-11-27 | 2006-12-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 백라이트 구동회로 |
| CN100416350C (zh) * | 2004-11-19 | 2008-09-03 | 索尼株式会社 | 背光驱动装置、背光驱动方法和液晶显示装置 |
| JP4438722B2 (ja) * | 2004-11-19 | 2010-03-24 | ソニー株式会社 | バックライト駆動装置、バックライト駆動方法及び液晶表示装置 |
| JP2006261160A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Mitsumi Electric Co Ltd | インダクティブタイプｌｅｄドライバ |
| WO2006107199A2 (en) | 2005-04-08 | 2006-10-12 | Wart Hog Ii Holding B.V. | Methods and apparatuses for operating groups of high-power leds |
| JP4595695B2 (ja) * | 2005-06-17 | 2010-12-08 | エプソンイメージングデバイス株式会社 | 電気光学装置、駆動方法および電子機器 |
| JP4890837B2 (ja) * | 2005-11-07 | 2012-03-07 | ローム株式会社 | 電源装置 |
| KR101251543B1 (ko) * | 2006-09-01 | 2013-04-08 | 삼성디스플레이 주식회사 | 액정 표시 장치 및 이의 구동 방법과 제조 방법 |
| JP2008262966A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Rohm Co Ltd | 発光ダイオード駆動装置 |
| JP4552985B2 (ja) * | 2007-08-30 | 2010-09-29 | ソニー株式会社 | 画像表示装置 |
| JP4552986B2 (ja) * | 2007-08-31 | 2010-09-29 | ソニー株式会社 | 画像表示装置 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3197916B2 (ja) * | 1990-11-15 | 2001-08-13 | 株式会社リコー | 光プリンター光源 |
| JPH0580101A (ja) * | 1991-09-25 | 1993-04-02 | Toshiba Corp | 電子機器自動調整装置 |
| JPH05205882A (ja) * | 1992-01-28 | 1993-08-13 | Matsushita Electric Works Ltd | 可変色照明装置 |
| JP3383981B2 (ja) * | 1992-01-28 | 2003-03-10 | 松下電工株式会社 | 照明装置 |
| JPH0667622A (ja) * | 1992-08-21 | 1994-03-11 | Sharp Corp | Ｌｅｄ表示パネルドライバ回路 |
| JPH07211462A (ja) * | 1994-01-14 | 1995-08-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 可変色照明装置及び可変色照明システム |
| JPH08180978A (ja) * | 1994-12-22 | 1996-07-12 | Matsushita Electric Works Ltd | 可変色照明装置 |
| JP2950178B2 (ja) * | 1994-12-28 | 1999-09-20 | 日亜化学工業株式会社 | 複数のカラーｌｅｄディスプレイユニットの点灯方法 |
| JPH09331245A (ja) * | 1996-06-13 | 1997-12-22 | Fujitsu Ltd | 媒体検出回路 |
| JPH11296150A (ja) * | 1998-04-10 | 1999-10-29 | Masaya Okita | 液晶の高速駆動方法 |
| JP3368890B2 (ja) * | 2000-02-03 | 2003-01-20 | 日亜化学工業株式会社 | 画像表示装置およびその制御方法 |
| JP2001272938A (ja) * | 2000-03-28 | 2001-10-05 | Sharp Corp | 色調調整回路およびその回路を備えたバックライトモジュールおよび発光ダイオード表示装置 |
| JP4288553B2 (ja) * | 2000-07-25 | 2009-07-01 | 富士フイルム株式会社 | カメラのストロボ装置 |
| JP2002202766A (ja) * | 2000-10-30 | 2002-07-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子機器及びそのプログラムを記録した記録媒体 |
| JP4756768B2 (ja) * | 2001-04-27 | 2011-08-24 | 星和電機株式会社 | Ｌｅｄユニットの点灯制御方法及びｌｅｄ表示装置 |
| JP4043848B2 (ja) * | 2001-06-28 | 2008-02-06 | 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 | 液晶表示装置およびその製造方法、並びに照明装置の駆動制御方法 |
| JP2003058125A (ja) * | 2001-08-16 | 2003-02-28 | Konica Corp | 電子機器 |
-
2003
- 2003-04-01 JP JP2003098487A patent/JP4076083B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004311461A (ja) | 2004-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1564821A1 (en) | Led drive device and led drive method | |
| EP1562170A1 (en) | Display device adjusting method and display device | |
| TWI636448B (zh) | 有機發光顯示裝置、資料驅動器及其驅動方法與顯示裝置及其驅動方法 | |
| US7199780B2 (en) | Field sequential driving type liquid crystal display apparatus capable of increasing brightness while suppressing irregularity, and its driving method | |
| US20070229447A1 (en) | Liquid crystal display device | |
| US7864152B2 (en) | Liquid crystal display of field sequential color type and method for driving the same | |
| KR100984419B1 (ko) | 표시제어 구동장치 및 표시 시스템 | |
| JP4076083B2 (ja) | Ｌｅｄの駆動電圧設定装置及びその方法 | |
| US8928701B2 (en) | Display apparatus and method of driving the same | |
| US20060125742A1 (en) | Liquid-crystal display device and method of driving liquid-crystal display device | |
| KR20200059700A (ko) | 표시장치 및 이의 구동방법 | |
| KR20200122444A (ko) | 표시 장치 및 이의 구동 방법 | |
| KR20040039673A (ko) | 액정표시장치의 공통전압 조정회로 | |
| CN106486046A (zh) | 显示装置及其驱动方法 | |
| JP4015965B2 (ja) | Ｌｅｄ駆動装置及びｌｅｄ駆動方法 | |
| JP2005184020A (ja) | Ｌｅｄ駆動装置及びｌｅｄ駆動方法 | |
| KR101255702B1 (ko) | 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법 | |
| JP2004309510A (ja) | Ｌｅｄ駆動装置及びｌｅｄ駆動方法 | |
| KR101676245B1 (ko) | 액정 표시장치 및 그의 구동방법 | |
| KR102116412B1 (ko) | 백라이트 유닛과 이를 이용한 표시장치 및 그의 구동 방법 | |
| KR20100058815A (ko) | 멀티 패널 표시장치 및 그 구동방법 | |
| KR20060048486A (ko) | 컬러 표시 장치, 및 이를 위한 반도체 장치 | |
| KR100953162B1 (ko) | 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법 | |
| KR20070046549A (ko) | 스캔 펄스 변조 회로, 그를 이용한 액정 표시 장치 및 그의구동 방법 | |
| KR20240083607A (ko) | 터치센서를 갖는 표시장치 및 이의 구동방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041116 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050112 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050222 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20050805 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20060919 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060919 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061115 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20071205 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071219 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080124 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |