JP7016284B2 - LED module and backlight device - Google Patents
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Description
本発明は、LEDモジュールおよび該LEDモジュールを備えたバックライト装置に関する。 The present invention relates to an LED module and a backlight device including the LED module.
近年ではLED(Light Emitting Diode)の発光効率が向上してきたため、液晶等のバックライトにLEDが良く用いられるようになってきている。 In recent years, since the luminous efficiency of LEDs (Light Emitting Diodes) has improved, LEDs are often used as backlights for liquid crystals and the like.
LEDは電流駆動デバイスであるが、LED間の製造ばらつきのため、指定された電流レベルを維持するのに必要なLED両端の電圧(VF)はかなり変化する。このため、複数のLED列を同一の電源電圧で駆動する場合、LED列の中から最大のVFを持つ列を検出して、電源電圧を最適に調整することが行われている(特許文献1参照)。 Although LEDs are current-driven devices, the voltage (VF) across the LEDs required to maintain a specified current level varies considerably due to manufacturing variations between the LEDs. Therefore, when a plurality of LED rows are driven by the same power supply voltage, the row having the maximum VF is detected from the LED rows and the power supply voltage is optimally adjusted (Patent Document 1). reference).
また、上記で最適な電源電圧を検出した後、最大のVFを持つ列以外のVFを最適化するために、負荷抵抗に流れる電流を変更して、電流の変更により発生する輝度のずれを、LEDのオンとオフの時間で調整するPWM_Duty駆動で補正することが行われている(特許文献1参照)。 Further, after detecting the optimum power supply voltage in the above, in order to optimize the VF other than the column having the maximum VF, the current flowing through the load resistance is changed to reduce the brightness shift caused by the change of the current. Correction is performed by PWM_Duty drive that adjusts by the on / off time of the LED (see Patent Document 1).
LEDのアノードを共通の電源として、複数のLEDを並列に駆動する場合、LEDのVFにはバラツキがあるため、各々のLEDを駆動するLEDドライバに印加される電圧にバラツキが生じる。特にLEDを直列に接続した場合、各LEDのバラツキが重畳して上記バラツキの電圧差が大きくなる。 When a plurality of LEDs are driven in parallel using the anode of the LED as a common power source, the VF of the LED varies, so that the voltage applied to the LED driver for driving each LED varies. In particular, when LEDs are connected in series, the variations of the LEDs are superimposed and the voltage difference of the variations becomes large.
印加される電圧が大きくなったLEDドライバは、電力損失が大きくなるため、発熱が大きくなり、その条件で放熱設計を行う必要があるため、放熱対策でコストアップになる。 An LED driver with a large applied voltage has a large power loss, so that it generates a large amount of heat, and it is necessary to design heat dissipation under that condition, so that the cost increases as a heat dissipation measure.
そこで、放熱設計を簡単にしてシステムのコストダウンを図る為に、LED電流を調整してVFを揃えることでLEDドライバの発熱の均一化を図り、LEDドライバでの電力損失のばらつきを低減する事が行われている。 Therefore, in order to simplify the heat dissipation design and reduce the cost of the system, by adjusting the LED current and aligning the VFs, the heat generation of the LED driver should be made uniform and the variation in power loss in the LED driver should be reduced. Is being done.
特許文献1のように、各LEDのVFを最適化するためには、LED電流を十分流せるカソード電圧が残るところまでLED電流を段階的に増やす手段と、増やした電流に応じてLEDのオンオフ期間(PWM_Duty)を調整して、輝度は変化しないように制御する手段が必要である。
As in
例えば、負荷抵抗に流れる電流を30%増まで2%単位の調整比率で変化させた場合における、PWM_Dutyの補正率を図17に記載する。電流の調整比率と、PWM_Dutyの補正率の対応を取る必要があるが、同図を参照するとわかるように、PWM_Dutyの補正率は一定ではなく規則性もない。 For example, FIG. 17 shows a correction factor of PWM_Duty when the current flowing through the load resistance is changed by an adjustment ratio in units of 2% up to an increase of 30%. It is necessary to take the correspondence between the current adjustment ratio and the PWM_Duty correction factor, but as can be seen from the figure, the PWM_Duty correction factor is not constant and has no regularity.
このため、PWM_Dutyの設定値はテーブルで記憶させておく等の措置を講ずる必要がある。また、LED電流の調整比率とPWM_Dutyの補正率の積が一定になるように調整するためには、複雑な演算処理が必要である。 Therefore, it is necessary to take measures such as storing the PWM_Duty setting value in the table. Further, in order to adjust the product of the LED current adjustment ratio and the PWM_Duty correction factor to be constant, complicated arithmetic processing is required.
このため、LEDドライバの電流量の最適値を検出するための制御や、PWM_Dutyの設定値の制御を行うための、外部の処理装置が必要であると共に、LEDドライバと外部の処理装置間で制御信号を通信する必要が生じる。 Therefore, an external processing device is required to control the optimum value of the current amount of the LED driver and to control the set value of PWM_Duty, and the control is performed between the LED driver and the external processing device. It becomes necessary to communicate the signal.
また、上記の様に、LEDドライバと外部の処理装置間で制御信号の通信を行うと、LEDのエリア分割数が増え、LEDドライバの数が増えると、配線数の増加や、処理装置の負荷が大きくなるという問題点がある。 Further, as described above, when the control signal is communicated between the LED driver and the external processing device, the number of LED area divisions increases, and when the number of LED drivers increases, the number of wirings increases and the load of the processing device increases. There is a problem that becomes large.
本発明の一態様は、以上の問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、配線数とドライバの端子数とを削減することでコストを低減させることができるLEDモジュールなどを実現することにある。 One aspect of the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to realize an LED module or the like that can reduce the cost by reducing the number of wirings and the number of terminals of the driver. To do.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るLEDモジュールは、複数のLEDまたはLED列と、上記複数のLEDまたはLED列のそれぞれを駆動する複数のドライバと、上記複数のドライバの駆動を制御するコントローラと、を備えたLEDモジュールであって、上記複数のドライバのそれぞれと上記コントローラとは、上記コントローラから出力されるデータ信号を受信するタイミングを示すイネーブル信号を伝達するイネーブル信号線を介してカスケード接続されており、上記ドライバは、当該ドライバのエラー状態を示すエラー信号を、上記イネーブル信号線を介して上記コントローラに送信する構成である。 In order to solve the above problems, the LED module according to one aspect of the present invention includes a plurality of LEDs or LED rows, a plurality of drivers for driving each of the plurality of LEDs or the LED rows, and the plurality of drivers. An LED module including a controller for controlling drive, and each of the plurality of drivers and the controller transmit an enable signal indicating a timing for receiving a data signal output from the controller. The driver is cascaded via the above, and the driver is configured to transmit an error signal indicating an error state of the driver to the controller via the enable signal line.
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るLEDモジュールは、複数のLEDまたはLED列と、上記複数のLEDまたはLED列のそれぞれを駆動する複数のドライバと、上記複数のドライバの駆動を制御するコントローラと、を備えたLEDモジュールであって、上記複数のドライバのそれぞれと上記コントローラとは、上記コントローラから出力される、少なくとも輝度情報を含むデータ信号を伝達するデータ線を介してパラレル接続されており、上記ドライバは、当該ドライバのエラー状態を示すエラー信号を、上記データ線を介して上記コントローラに送信する構成である。 Further, in order to solve the above-mentioned problems, the LED module according to one aspect of the present invention includes a plurality of LEDs or LED rows, a plurality of drivers for driving each of the plurality of LEDs or LED rows, and the plurality of drivers. An LED module including a controller for controlling the drive of a driver, and each of the plurality of drivers and the controller are a data line for transmitting a data signal including at least brightness information output from the controller. The driver is connected in parallel via the data line, and the driver transmits an error signal indicating an error state of the driver to the controller via the data line.
本発明の一態様によれば、配線数とドライバの端子数とを削減することでコストを低減させることができるという効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, it is possible to reduce the cost by reducing the number of wirings and the number of terminals of the driver.
〔実施形態1〕
図1に示すように、バックライト装置(LEDモジュール)1は、バックライトパネル40、コントローラ70、および電源80を備えている。バックライトパネル40には、3つのLED50を駆動するLEDドライバ(ドライバ)60が設けられている。バックライトパネル40は、表示パネル(不図示)の背後から表示パネルに光を照射する。LEDドライバ60は、LED50の点灯輝度を制御情報に基づいて制御する。
[Embodiment 1]
As shown in FIG. 1, the backlight device (LED module) 1 includes a backlight panel 40, a
コントローラ70は、複数のLEDドライバ60を制御する。LEDドライバ60は、コントローラ70からの輝度データDATAおよび制御信号に基づいて、3つのLED50を駆動する。なお、LEDドライバ60が駆動するLED50の数は、3つに限定されない。また、LEDドライバ60は、複数のLED50がアレイ状に配置された単一のLED列または複数のLED列を駆動しても良い。
The
コントローラ70には、コントローラ70から出力されるデータ信号を受信するタイミングを示すイネーブル信号を伝達するイネーブル信号線(ENABLE)が接続されている。また、イネーブル信号線は、複数のLEDドライバ60のそれぞれにカスケード接続されている。
An enable signal line (ENABLE) for transmitting an enable signal indicating a timing for receiving a data signal output from the
コントローラ70には、少なくとも輝度データDATA(輝度情報)を含むデータ信号を出力するデータ線(DATA)が接続されている。また、データ線は、複数のLEDドライバ60にパラレル接続されている。
A data line (DATA) that outputs a data signal including at least luminance data DATA (luminance information) is connected to the
コントローラ70には、クロック信号を出力するクロック信号線(CLK)が接続されている。また、クロック信号線は、複数のLEDドライバ60にパラレル接続されている。
A clock signal line (CLK) that outputs a clock signal is connected to the
次に、図2~4に基づき、初段のLEDドライバ60A(複数のLEDドライバ60のうち初段のドライバをLEDドライバ60Aと称する)および第2段のLEDドライバ60B(LEDドライバ60Aの次段のドライバをLEDドライバ60Bと称する)の動作について説明する。
Next, based on FIGS. 2 to 4, the first-
図2に示すように、輝度データDATA、クロックCLKおよびスタートパルスSP(SP1)は、コントローラから同期して送出される。まず、LEDドライバ60Aにおいて、SPカウンタ62は、入力されるスタートパルスSP1をカウントしたカウント値が、設定値である“1”となるので、スタートパルスSP1をイネーブル信号ENBとして出力する。
As shown in FIG. 2, the luminance data DATA, the clock CLK, and the start pulse SP (SP1) are transmitted synchronously from the controller. First, in the
次に、データラッチ回路63は、イネーブル信号ENB(スタートパルスSP1)を受けると、輝度データDATAのサンプリングを開始して、入力されたシリアルの輝度データDATA(d0~d11)を1ビットずつサンプリングしてパラレルのビットデータD01~D111に変換する。 Next, when the data latch circuit 63 receives the enable signal ENB (start pulse SP1), it starts sampling the brightness data DATA and samples the input serial brightness data DATA (d0 to d11) bit by bit. And convert it to parallel bit data D01 to D111.
データラッチ回路63は、クロックCLKのタイミングでスタートパルスSP1を12ビットのシフトレジスタによってシフトしていくことで、ラッチパルスD0(Lat1)~D11(Lat1)を発生する。データラッチ回路63は、ラッチパルスD0(Lat1)~D11(Lat1)に同期して、ビットデータD01~D111を順次1ビットずつ取り込んで保持する。 The data latch circuit 63 shifts the start pulse SP1 by a 12-bit shift register at the timing of the clock CLK to generate latch pulses D0 (Lat1) to D11 (Lat1). The data latch circuit 63 sequentially captures and holds bit data D01 to D111 bit by bit in synchronization with the latch pulses D0 (Lat1) to D11 (Lat1).
次に、図3に示すように、SPカウンタ62は、ラッチパルスD11(Lat1)が出力される次のタイミングでスタートパルスSPout(SP2)を出力する。スタートパルスSPoutの出力により、LEDドライバ60Aにおけるデータサンプリングの終了が次段のLEDドライバ60Bに伝えられる。
Next, as shown in FIG. 3, the SP counter 62 outputs the start pulse SPout (SP2) at the next timing when the latch pulse D11 (Lat1) is output. The output of the start pulse SPout informs the
次段のLEDドライバ60Bでは、スタートパルスSPoutがスタートパルスSP2として入力されると、SPカウンタ62がスタートパルスSP2を設定値で定められた1つカウントすることにより、スタートパルスSP2をイネーブル信号ENBとして出力する。
In the
データラッチ回路63は、イネーブル信号ENB(スタートパルスSP2)を受けると、入力されたシリアルの輝度データDATA(d0~d11)を1ビットずつサンプリングしてパラレルのビットデータD02~D112に変換する。データラッチ回路63は、スタートパルスSP2に基づいて発生したラッチパルスD0(Lat2)~D11(Lat2)に同期して、ビットデータD02~D112を順次1ビットずつ取り込んで保持する。 When the data latch circuit 63 receives the enable signal ENB (start pulse SP2), the input serial brightness data DATA (d0 to d11) is sampled bit by bit and converted into parallel bit data D02 to D112. The data latch circuit 63 sequentially captures and holds bit data D02 to D112 bit by bit in synchronization with the latch pulses D0 (Lat2) to D11 (Lat2) generated based on the start pulse SP2.
以上のように、カスケード接続されたLEDドライバ60(60A,60B・・・)の間でスタートパルスSPを順次伝達することにより、それぞれのLEDドライバ60がシリアルの輝度データDATAを順次取り込むことができる。したがって、多数のLEDドライバ60が配置されたバックライトパネル40において、LEDドライバとしてLEDドライバ60を適用すると、バックライトパネル40に形成される配線を少なくすることができる。
As described above, by sequentially transmitting the start pulse SP between the cascade-connected LED drivers 60 (60A, 60B ...), each
なお、図2および図3に示すように、輝度データDATAの最終ビット値d11と、次の輝度データDATAの先頭ビット値d0との間には、スタートパルスSPoutを出力する都合上、1クロック分の間隔を設ける必要がある。 As shown in FIGS. 2 and 3, the start pulse SPout is output between the final bit value d11 of the luminance data DATA and the first bit value d0 of the next luminance data DATA for one clock. It is necessary to provide an interval between.
上記輝度データDATAには、階調を表すデータのほか、周囲の明るさから全体の輝度を調整するデータ、消費電流優先度を示すデータなどを含んでいる。本実施形態では、便宜上12ビットでの構成を記載している。 In addition to the data representing the gradation, the brightness data DATA includes data for adjusting the overall brightness from the ambient brightness, data showing the current consumption priority, and the like. In this embodiment, a 12-bit configuration is described for convenience.
次に、図4に基づき、LEDドライバ60の構成について説明する。同図に示すように、LEDドライバ60は、SPカウンタ62、データラッチ回路63、データ処理部65、PWM信号生成部66、カウンタ&セレクタ67、電圧判定部68、電流設定部69を備える。
Next, the configuration of the
SPカウンタ62は、スタートパルスSPをカウントするカウンタである。SPカウンタ62は、スタートパルスSPを所定の設定値までカウントすると、イネーブル信号ENBをイネーブル端子ENから出力する。イネーブル信号は、データラッチ回路63がデータ取り込みを開始するために必要な信号である。 The SP counter 62 is a counter that counts the start pulse SP. When the SP counter 62 counts the start pulse SP up to a predetermined set value, the SP counter 62 outputs an enable signal ENB from the enable terminal EN. The enable signal is a signal required for the data latch circuit 63 to start data acquisition.
SPカウンタ62は、入力されるスタートパルスSPをシリアルの輝度データDATAの末尾のタイミングまで遅延させてスタートパルスSPoutとして出力する。SPカウンタ62は、スタートパルスSPを遅延させるために、例えば、クロックCLKに同期してスタートパルスSPをシフトさせるシフトレジスタを有していてもよい。 The SP counter 62 delays the input start pulse SP to the timing at the end of the serial luminance data DATA and outputs the start pulse SP out. The SP counter 62 may have, for example, a shift register that shifts the start pulse SP in synchronization with the clock CLK in order to delay the start pulse SP.
データラッチ回路63は、入力されるシリアルの輝度データDATAをサンプリングしてパラレルに変換するとともに、変換されたパラレルの輝度データDATAをラッチする回路である。データラッチ回路63は、イネーブル端子ENを有しており、SPカウンタ62から供給されるイネーブル信号ENBをイネーブル端子ENで受けると、輝度データDATAのサンプリングを開始する。データラッチ回路63は、例えば輝度データDATAが8ビットで構成されていれば、サンプリングを8回行う事により、8ビットの輝度データDATAを取得する。
The data latch circuit 63 is a circuit that samples the input serial luminance data DATA and converts it in parallel, and latches the converted parallel luminance data DATA. The data latch circuit 63 has an enable terminal EN, and when the enable signal ENB supplied from the SP counter 62 is received at the enable terminal EN, sampling of luminance data DATA is started. For example, if the brightness data DATA is composed of 8 bits, the data latch circuit 63 acquires 8-bit brightness data DATA by performing
データ処理部65は、PWM_Duty値を設定し、PWM信号生成部66に与える。また、データ処理部65は、設定電流値を設定し、カウンタ&セレクタ67に与える。
The
PWM信号生成部66は、データ処理部65から供給されるPWM_Duty値に基づいてPWM信号を生成する。より具体的には、PWM信号生成部66は、1ビット変化する毎にPWM_Duty(デューティ比)を一定の割合で変化させる。なお、デューティ比とは、図1に示すLED50のオンオフ期間に関し、一定周期の中でオンにしている期間の比率のことである。また、上記一定周期は、図2に示すクロックの周期の整数倍であり、上記一定周期は、例えば、4096クロックである。
The PWM
カウンタ&セレクタ67は、データ処理部65から供給される設定電流値に基づいて、電流設定部69の動作を制御する。具体的には、電流設定部69のスイッチSW1~SWnを選択する制御などを行う。
The counter &
電圧判定部68は、LED50の動作を確認するため、LED50のカソード電圧(a点電圧)と参照電圧VREFを比較する。
The voltage determination unit 68 compares the cathode voltage (point a voltage) of the
電流設定部69は、LEDの駆動電流を段階的に増加させたり、段階的に減少させたりする設定を行う。 The current setting unit 69 sets the LED drive current to be increased or decreased stepwise.
より具体的には、電圧判定部68は、LED50のカソード電圧が参照電圧VREFより高い電圧の時に、LEDのVFが他のLEDのVFより小さい、すなわち、一定の電流を流す為にLEDドライバで損失させている電力が他より大きいと判断する。
More specifically, when the cathode voltage of the
電流設定部69は、LED電流を多く流すように補正して、LED50のカソード電圧を下げ、他のLEDのVFと同等にし、LEDドライバ60で損失する電力を小さくする。PWM信号生成部66は、LED電流を補正しても輝度が変わらないようにPWM_Dutyを補正する。
The current setting unit 69 corrects so that a large amount of LED current flows, lowers the cathode voltage of the
これにより、電流値の調整比率が一定にならないものの、PWM_Dutyの補正率は一定になる。また、LED電流の電流値の調整比率とPWM_Dutyの補正率との積が一定になるように調整するための演算処理が簡単になる。このため、PWM_Dutyの補正を行う演算回路の規模を小さくすることができる。 As a result, although the adjustment ratio of the current value is not constant, the correction factor of PWM_Duty is constant. Further, the arithmetic processing for adjusting so that the product of the adjustment ratio of the current value of the LED current and the correction factor of PWM_Duty becomes constant becomes simple. Therefore, the scale of the arithmetic circuit that corrects the PWM_Duty can be reduced.
また、電流設定部69は、スイッチSW1~SWnを選択することで、トランジスタのサイズを調整する。なお、図4において電流設定部69の範囲に記載されたW=100μmやW=1.6μmなどの数値は、トランジスタのサイズを示している。 Further, the current setting unit 69 adjusts the size of the transistor by selecting switches SW1 to SWn. In FIG. 4, numerical values such as W = 100 μm and W = 1.6 μm described in the range of the current setting unit 69 indicate the size of the transistor.
データ処理部65が取得した輝度データDATAから電流設定部69の基準電流Irefが設定され、PWM信号生成部66によりLED50のオンオフを規定するPWM信号が生成される。基準電流Irefにより、LED50の階調が規定される。
The reference current Iref of the current setting unit 69 is set from the brightness data DATA acquired by the
ここで、輝度データDATAは、“LED電流値”と“PWM_Duty値”から構成されている。このLED電流値により基準電流Irefが決まる。 Here, the luminance data DATA is composed of an "LED current value" and a "PWM_Duty value". The reference current Iref is determined by this LED current value.
LED電流値を100mAに設定した場合、SWは全てOFFして、W=100μmのトランジスタだけでLED電流を流している状態で100mAが流れる。LED電流値を50mAにした場合は、Ireffを半分の値にしてやると、W=100μmのトランジスタだけが接続されている状態でLED電流は50mAになる。 When the LED current value is set to 100 mA, all the SWs are turned off, and 100 mA flows while the LED current is flowing only by the transistor of W = 100 μm. When the LED current value is set to 50 mA, if the Ireff is halved, the LED current becomes 50 mA with only the transistor of W = 100 μm connected.
SW1~SWnを接続する行為はLED電流を調整することに繋がる。SW1をONするとLED電流は1.6%増える(LED電流設定100mAの時は101.6mAに、50mA設定の時は50.8mAになる)。 The act of connecting SW1 to SWn leads to adjusting the LED current. When SW1 is turned on, the LED current increases by 1.6% (101.6mA when the LED current setting is 100mA and 50.8mA when the LED current setting is 50mA).
PWM_Duty値は、全体のLED輝度を調整するものであり、例えば、PWM_Duty値が50%であれば、LED50のオンとオフを同じ時間で繰り返して、輝度を半分にし、半分になった輝度の中で輝度データDATAを使用して階調を表現する。なお、PWM_Duty値も輝度データの一部である。基本の輝度調整は、LED電流は変化させずに、PWM_Duty値を変化させて輝度を調整する。
The PWM_Duty value adjusts the overall LED brightness. For example, if the PWM_Duty value is 50%, the
次に、LEDドライバ60が駆動するLED50のVF(LED50の両端の電圧)を最適化する方法を説明する。
Next, a method of optimizing the VF (voltage across the LED 50) of the
a点が一定の電圧(基準電流Irefの値によって変わる)より高い場合は、設定した電流通りのLED電流が流せるが、a点が一定の電圧を下回ってくると、徐々にLED電流を流せなくなっていく。設定電流通りに流れる状態になる様、一定の電圧(下記の説明の場合は0.5V)以上をキープさせるようにする。 If point a is higher than a constant voltage (depending on the value of the reference current Iref), the LED current can flow according to the set current, but if point a falls below a constant voltage, the LED current cannot flow gradually. To go. Keep a constant voltage (0.5V in the case of the following explanation) or higher so that the current flows according to the set current.
LED50の動作を確認するため、電圧判定部68でLED50のカソード電圧(a点電圧)と参照電圧VREFを比較する。
In order to confirm the operation of the
参照電圧VREFがLED50のVFを超えて、設定した電流通りのLED電流が流せない場合、電圧判定部68の出力がLOWになるように、例えば0.5Vの固定電圧に設定されている。参照電圧VREFは、基準電流Irefに合わせて可変に設定できるようにしても良い。
When the reference voltage VREF exceeds the VF of the
電圧判定部68の出力がHighの場合、LED50の駆動電流を増加させ、電流増加による輝度増加をLED50のオンオフ期間(PWM_Duty)の調整により減少させる。電圧判定部68の出力がLOWになった場合、LED50の駆動電流を減少させて電流減少による輝度減少をLED50のオンオフ期間の調整により増加させる。この制御により、VFを最適にしてLED50の発光を行うことができる。
When the output of the voltage determination unit 68 is High, the drive current of the
次に、LED50の駆動電流の増減と、LED50のオンオフ期間の調整の方法を説明する。電流設定部69において、上記基準電流Irefを定電流源の電流とし、カレントミラー回路で伝達して、LED駆動電流とする。
Next, a method of increasing / decreasing the drive current of the
カレントミラーの基準電流側とLED駆動電流側のトランジスタサイズが同じであれば、LED駆動電流は輝度データで規定される階調で点灯されるが、本実施形態の回路では、LED駆動電流側のトランジスタを変更して、駆動電流を変更する。すなわち、LED50に流れる電流をトランジスタサイズの変更により調整する。
If the transistor size on the reference current side and the LED drive current side of the current mirror is the same, the LED drive current is lit with the gradation defined by the brightness data, but in the circuit of this embodiment, the LED drive current side is lit. Change the transistor to change the drive current. That is, the current flowing through the
これは、a点の電圧を下げること(LEDドライバで消費される電力を減らす)で、余分な消費電力を抑えるためである。 This is to suppress extra power consumption by lowering the voltage at point a (reducing the power consumed by the LED driver).
LEDのアノードは全てのLEDに共通に供給されているので、アノード電圧はVFが大きいLEDでもa点の電圧が確保できる電圧まで上げてやる必要がある。VFが小さいLEDのa点の電圧を下げるためには、そのLEDだけLED電流を増やしてVFを大きくしてやることで実現する。 Since the anode of the LED is supplied in common to all the LEDs, it is necessary to raise the anode voltage to a voltage at which the voltage at point a can be secured even for an LED having a large VF. In order to lower the voltage at point a of an LED with a small VF, it is realized by increasing the LED current only for that LED and increasing the VF.
図4に示すように、LED駆動電流側のトランジスタにスイッチSW1からSWnでトランジスタを追加できるようにしてある。追加するトランジスタのサイズは、駆動電流増加により発生する輝度増加を相殺するために減少させるPWM_Duty値が一定に減少するように設定している。 As shown in FIG. 4, a transistor can be added to the transistor on the LED drive current side by the switch SW1 to SWn. The size of the transistor to be added is set so that the PWM_Duty value, which is reduced in order to offset the increase in luminance generated by the increase in drive current, is constantly reduced.
本実施形態では、図5に示すように、PWM_Duty値が1.56%ずつ減少するようにしている。PWM_Duty値を0.02%程度の精度で制御するためには12ビット(4096)の分解能が必要であるが、12ビット中4ビットのみ変化するように変化領域を設定している。このことにより追加するトランジスタを選択するスイッチSW1からSWnを選択するカウンタ&セレクタ67は4ビットで構成することができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 5, the PWM_Duty value is reduced by 1.56%. A resolution of 12 bits (4096) is required to control the PWM_Duty value with an accuracy of about 0.02%, but the change region is set so that only 4 bits out of 12 bits change. As a result, the counter &
これにより、PWM_Dutyの補正テーブルを簡素化することができ、該補正テーブルが簡素化できたことで、電流値の調整比率とPWM_Dutyの補正率を掛け算する演算回路を簡素化することができる。 As a result, the PWM_Duty correction table can be simplified, and since the correction table can be simplified, the arithmetic circuit for multiplying the current value adjustment ratio and the PWM_Duty correction factor can be simplified.
例えば、4ビットが“1110”の場合1.6%電流が増加するトランジスタを追加する。また、例えば、カレントミラーのトランジスタサイズが100であれば、1.6のサイズのトランジスタを追加すればよい。トランジスタを追加すると共にPWM_Duty値を1.56%減少させるように、輝度データDATAで設定されたPWM_Duty値に98.44%を掛ける。また、例えば、設定が50%であれば98.44%を掛けて49.22%のPWM_Duty値でLED50のオンオフ期間を制御する。
For example, if 4 bits are "1110", a transistor whose current increases by 1.6% is added. Further, for example, if the transistor size of the current mirror is 100, a transistor having a size of 1.6 may be added. Multiply the PWM_Duty value set in the luminance data DATA by 98.44% so as to add a transistor and reduce the PWM_Duty value by 1.56%. Further, for example, if the setting is 50%, the on / off period of the
なお、PWM_Duty値の減少値も上記カウンタ&セレクタ67の4ビットに対応して設定することができる。4ビットが“1101”の場合3.2%電流が増加するトランジスタを追加する。3.2サイズのトランジスタを追加しても良いし、“1110”の場合で選択する1.6サイズのトランジスタと1.6サイズのトランジスタとを加え合わせて3.2サイズにすることも可能である。このときも同様にPWM_Duty値を96.87%に設定する。
The decrease value of the PWM_Duty value can also be set corresponding to the 4 bits of the counter &
上記の様に、トランジスタの追加による電流の増加とPWM_Duty値の調整を4ビットの値で設定を行い、駆動電流の増減と、LED50のオンオフ期間の調整を行う。
As described above, the increase in current due to the addition of the transistor and the adjustment of the PWM_Duty value are set with a 4-bit value, the drive current is increased or decreased, and the on / off period of the
従来の技術では、LED電流を十分流せるカソード電圧が残るところまでLED電流を段階的に増やす。増やした電流に応じてPWM_Duty値を短くして、輝度は変化しないように制御している。 In the conventional technique, the LED current is gradually increased until the cathode voltage at which the LED current can flow sufficiently remains. The PWM_Duty value is shortened according to the increased current, and the brightness is controlled so as not to change.
LED電流を増やした分に応じてPWM_Duty値を短くする割合を2進数で表記する。PWM_Duty値の設定を12bitで行っている場合、PWM_Duty値を短くする割合の表記も2進数で12bit程度は必要になる。 The rate at which the PWM_Duty value is shortened according to the increase in the LED current is expressed in binary. When the PWM_Duty value is set in 12 bits, the notation of the ratio for shortening the PWM_Duty value is also required to be about 12 bits in binary.
LED電流を30%アップまで一定間隔で増やしたときに、LED電流の電流値の調整比率とPWM_Dutyの補正率の積が一定になるようにPWM_Duty値を調整したときのテーブルは図17に示すようになる。12bitのうち、下位10bitは不規則にデータが変化しているので、PWM_Dutyの設定値はテーブルで記憶させておく必要がある。 The table when the PWM_Duty value is adjusted so that the product of the adjustment ratio of the current value of the LED current and the correction factor of the PWM_Duty becomes constant when the LED current is increased by 30% at regular intervals is shown in FIG. become. Of the 12 bits, the lower 10 bits change data irregularly, so the PWM_Duty setting value needs to be stored in the table.
本実施形態では、図5に示すように、LED電流の値を一定の割合で増えるようにするのではなく、PWM_Duty値(デューティ比)が一定の割合で減るように設定する。 In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the PWM_Duty value (duty ratio) is set to decrease at a constant rate instead of increasing the LED current value at a constant rate.
デューティ比を1/26の割合で調整する補正テーブルは図5のように、MSB(Most Significant Bit)から6bit目が1ずつ減っていくシンプルなテーブルになる。また、1/25の割合で調整するテーブルであれば、MSBから5bit目が1ずつ減っていくようなシンプルなテーブルになる。 As shown in FIG. 5, the correction table that adjusts the duty ratio at a ratio of 1/26 is a simple table in which the 6th bit is decremented by 1 from the MSB (Most Significant Bit). Further, if the table is adjusted at a ratio of 1/25, it will be a simple table in which the 5th bit is decremented by 1 from the MSB.
デューティ比の補正演算回路を簡単にするために補正テーブルをシンプルにする。その為には、補正の割合を2bit表記でシンプルにする。その為には、1/2n刻みで補正するようにする。 Simplify the correction table to simplify the duty ratio correction calculation circuit. For that purpose, the correction ratio is simplified by 2 bit notation. For that purpose, it should be corrected in 1/2 n increments.
これにより、デューティ比を補正しても輝度を一定に保つにはLED電流を補正する必要があるが、LED電流は一定割合での変化にならないので、あえて非線形なLED電流補正回路にする。 As a result, it is necessary to correct the LED current in order to keep the brightness constant even if the duty ratio is corrected, but since the LED current does not change at a constant rate, a non-linear LED current correction circuit is intentionally used.
本実施形態では、nを自然数とした場合に、PWM信号生成部66は、上記デューティ比を1/2nずつの割合で変化させる。すなわち、本実施形態では、PWM_Dutyが減る割合を1/2nとすることで、PWM_Duty値を減らすテーブルが規則的に変わっていくので、1/2nずつカウントアップ/ダウンさせるだけでよくなる。
In the present embodiment, when n is a natural number, the PWM
実施形態で示したように、12bitのデータを1/26ずつ変化させる必要はなく、1/25ずつ変化させても構わない(電流の調整刻みがもっと大きくなる)し、1/27ずつ変化させても構わない。 As shown in the embodiment, it is not necessary to change the 12 - bit data by 1/26, but it may be changed by 1/25 ( the current adjustment step becomes larger), and 1/27 . You may change it one by one.
LED電流の刻みを非線形にあえてする事で(LED電流を増加させる回路は複雑になる)、PWM_Duty補正回路をシンプルにしてLEDドライバ側に回路を組み込んで、コントローラ側にLED電流補正状態をフィードバックさせる必要を無くしてシステムをシンプルにする。 By making the LED current step non-linear (the circuit that increases the LED current becomes complicated), the PWM_Duty correction circuit is simplified, the circuit is incorporated in the LED driver side, and the LED current correction state is fed back to the controller side. Simplify the system by eliminating the need.
PWM_Dutyの調整値も4bit分しか変化しなくなるので、演算する際の回路規模も小さくできる。LED電流の増加値が一定間隔にならなくなるが、出力トランジスタに追加するトランジスタのサイズを増やしたい電流値に合わせたトランジスタを次々に追加してく回路とすれば、大きな回路増加にならない。 Since the adjustment value of PWM_Duty also changes by only 4 bits, the circuit scale at the time of calculation can be reduced. The increase value of the LED current will not be at regular intervals, but if the circuit is such that transistors matching the current value for which the size of the transistor to be added to the output transistor is to be increased are added one after another, the circuit will not increase significantly.
PWM_Dutyの調整値が10bit幅で変化するのに対して、4bit幅だけが変化する場合はPWM_Dutyを演算する回路も小さくなる。また、PWM_Dutyの演算は、減少させる値を計算してから、その値を元の設定値から引くことになる。減少させる値の計算は、12bit幅のデータ×調整値幅(10bit/4bit)で行うので、調整値が4bit幅でしか変化しなくなるので、演算回路も小さくなる。 While the adjustment value of PWM_Duty changes with a width of 10 bits, when only the width of 4 bits changes, the circuit for calculating PWM_Duty also becomes small. Further, in the calculation of PWM_Duty, the value to be reduced is calculated, and then the value is subtracted from the original set value. Since the calculation of the value to be reduced is performed by the data of the 12-bit width × the adjustment value width (10-bit / 4-bit), the adjustment value changes only in the 4-bit width, so that the arithmetic circuit becomes smaller.
以上の方法によれば、PWM_Duty値の補正を行う演算回路がシンプルになってチップサイズが小さくなる。 According to the above method, the arithmetic circuit for correcting the PWM_Duty value is simplified and the chip size is reduced.
なお、LEDのエリア分割数が増えると、それに伴ってLEDドライバ60の数が増え、LED電流が十分流せるかという情報をコントローラ70にフィードバックさせると、コントローラ70の負荷が大きくなる。
As the number of LED area divisions increases, the number of
そこで、LEDドライバ60の内部で、LED電流を十分流せるかの検出と、その検出結果からLED電流を増やして、それに合わせてPWM_Dutyを短くするフィードバックを完結させるようにしても良い。そうすることで、コントローラ70へLED電流を十分流せるかという情報をフィードバックさせる必要がなくなるので、システムがシンプルになる。
Therefore, inside the
LED50を並列に接続している場合、LED50の順方向バラつきにより、カソードの残り電圧がばらつく。カソードの残り電圧が必要最低限電圧より高い場合はLED電流を増やすことで、順方向電圧が大きくなって、残り電圧を減らすことができる。
When the
LED電流を増やすとLEDの輝度が上がるので、平均輝度を変化させない為にはPWM_Duty値を短くするとよい。 Since the brightness of the LED increases when the LED current is increased, it is advisable to shorten the PWM_Duty value in order not to change the average brightness.
上述したように、PWM_Duty値を短くする調整をLEDドライバ60自身で行うと、LED電流を調整した情報をコントローラ70に返す必要がなくなるので、システムがシンプルになって、システムのコストダウンになる。
As described above, if the adjustment for shortening the PWM_Duty value is performed by the
〔実施形態2〕
次に、図6および図7に基づき、本発明の実施形態2に係るバックライト装置(LEDモジュール)2について説明する。
[Embodiment 2]
Next, the backlight device (LED module) 2 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
本実施形態のバックライト装置2は、上述したバックライト装置1と比較して、LEDドライバ60aからエラー信号XERORをコントローラ70へ返す機能が追加されている点で異なっている。具体的には、LEDドライバ60aのそれぞれにXERR端子が設けられ、それぞれのXERR端子は、コントローラ70にパラレル接続されている。
The
図7に示すように、本実施形態のLEDドライバ60aは、上述したLEDドライバ60と比較して、データ処理部65aでエラー信号XERRORを出力するようにしている点で異なっている。同図に示すXERROR信号は、LED50のアノード電圧が減少し、LED50の点灯ができない状態になったときに出力される。
As shown in FIG. 7, the
上記の機能はLEDドライバ60a全体に共通に与えられるアノード電圧の調整時に使用される。以下でアノード電圧の調整方法について説明する。
The above function is used when adjusting the anode voltage commonly given to the
まず、設定電流値を設定する。設定電流値は、図7に記載の各LEDドライバ60aに設置された電流設定部69の定電流源で設定する(例えばIref=40mA)。電源80を調整し、アノード電圧を徐々に下げ、基準設定電流を流すことができなくなくなったLEDドライバ60aを検出する。検出は、実施形態1で説明したと同様に、図7に示す各LEDドライバ60aの電圧判定部68で検出する。
First, the set current value is set. The set current value is set by the constant current source of the current setting unit 69 installed in each
このとき、電圧判定部68の出力はLOWになり、実施形態1で説明したように、LED電流を減らす機能が働くが、アノード電圧が低くなっているのでLED50を点灯できるVFにできない。したがって、電圧判定部68の出力はLOWのままである。このように電圧判定部68の出力が一定期間、LOWの状態である場合、データ処理部65aはエラー信号XERRORを出力する。図6に示す例ではLOWを出力するようにしている。
At this time, the output of the voltage determination unit 68 becomes LOW, and as described in the first embodiment, the function of reducing the LED current works, but since the anode voltage is low, the VF that can turn on the
図6において、各LEDドライバ60aのXERROR端子は共通に接続されプルアップされている。1つのLEDドライバ60aのXERROR端子がLOWになれば、コントローラ70の入力XERRがLOWになり、コントローラ70は、設定電流を流せなくなったLEDドライバ60aがあると判断する。
In FIG. 6, the XERROR terminal of each
次に、コントローラ70は電源を調整し、アノード電圧を徐々に上げていき、XERRが再びHighになった時点でアノード電圧の変更を停止してアノード電圧を決定する。上記のように、コントローラ70は、LED50のアノード電圧を変更し、LEDドライバ60aは、変更した上記アノード電圧でLED50のカソード電圧が所定の電圧以上と判定された場合、コントローラ70に上記アノード電圧の現在の電圧を維持させ、上記カソード電圧が上記所定の電圧未満と判定された場合、コントローラ70に上記アノード電圧を現在の電圧から上昇させても良い。上記の動作により、LEDドライバ60a全体で必要な最小のアノード電圧を設定できるため、小電力化を実現できる。
Next, the
〔実施形態3〕
次に、図8および図9に基づき、本発明の実施形態2に係るバックライト装置(LEDモジュール)3について説明する。
[Embodiment 3]
Next, the backlight device (LED module) 3 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
上述した実施形態2では、設定電流を流せなくなったLEDドライバ60aが信号を出力する端子XERRORを設けたていた。しかしながら、本実施形態では、コントローラ70から出力されるデータ信号を受信するタイミングを示すイネーブル信号を伝達するイネーブル信号線を介して、LEDドライバ60が、自身のエラー状態を示すエラー信号を送信する構成である点で異なっている。なお、複数のLEDドライバ60のそれぞれには、上記イネーブル信号線がカスケード接続されている。
In the second embodiment described above, the terminal XERROR is provided so that the
上記構成によれば、エラー信号を送信する信号線をイネーブル信号線で共用できるため、エラー信号を送信する信号線やその端子を別途設ける必要がない。このため、配線数とLEDドライバ60の端子数とを削減することでコストを低減させることができる。
According to the above configuration, since the signal line for transmitting the error signal can be shared by the enable signal line, it is not necessary to separately provide the signal line for transmitting the error signal and its terminal. Therefore, the cost can be reduced by reducing the number of wirings and the number of terminals of the
SP(ENABLE_IN)には、輝度データDATAを取り込むタイミングが入力され、SPカウンタ62により次段の輝度データDATAの取り込みタイミングを作成してSPOUT(ENABLE_OUT)から次段へ出力する機能を備える。 The SP (ENABLE_IN) is provided with a function in which the timing for capturing the luminance data DATA is input, the timing for capturing the luminance data DATA in the next stage is created by the SP counter 62, and the timing is output from SPOUT (ENABLE_OUT) to the next stage.
次に、図9に基づき、上記の輝度データDATAの取り込み機能と、エラー信号をコントローラ70へ返す機能の両方を備える方式について説明する。
Next, with reference to FIG. 9, a method having both a function of capturing the luminance data DATA and a function of returning an error signal to the
図9の(a)は、待機状態を示している。SP(ENABLE_IN)もSPOUT(ENABLE_OUT)も入力状態で待機している。 FIG. 9A shows a standby state. Both SP (ENABLE_IN) and SPOUT (ENABLE_OUT) are waiting in the input state.
図9の(b)は、輝度データDATAを取り込んでいる状態を示す。SP(ENABLE_IN)の入力により、図2および図3で説明したようにシリアルで入力される輝度データDATAをパラレルで取り込む。 FIG. 9B shows a state in which the luminance data DATA is captured. By inputting SP (ENABLE_IN), the luminance data DATA serially input as described with reference to FIGS. 2 and 3 is captured in parallel.
図9の(c)は、輝度データDATAを取り込んだ後の状態を示す。SPOUT(ENABLE_OUT)へ次段のイネーブル信号を出力すると共に、エラーの判断があれば、SP(ENABLE_IN)から前段のLEDドライバ60へ、エラー信号を戻す。
FIG. 9C shows a state after the luminance data DATA is captured. The enable signal of the next stage is output to SPOUT (ENABLE_OUT), and if an error is determined, the error signal is returned from SP (ENABLE_IN) to the
図9の(d)は、SPOUT(ENABLE_OUT)へ次段のイネーブル信号を出力した後の状態を示す。SPOUT(ENABLE_OUT)からSP(ENABLE_IN)に接続する。これにより、次段以降のLEDドライバ60で、SP(ENABLE_IN)へ返されたエラー信号をリレーすることができ、コントローラ70までエラー信号を返す。
FIG. 9D shows a state after the enable signal of the next stage is output to SPOUT (ENABLE_OUT). Connect from SPOUT (ENABLE_OUT) to SP (ENABLE_IN). As a result, the
次に、図10に示すように、各LEDドライバ60で次段へのイネーブル信号が出力されるタイミングで、エラー信号が返されるため、コントローラ70はどのLEDドライバ60でエラー信号が返されたかを把握することができる。
Next, as shown in FIG. 10, since an error signal is returned at the timing when the enable signal to the next stage is output by each
すなわち、コントローラ70は、上記エラー信号を受け取るタイミングにより、上記複数のLEDドライバ60のうち、どのLEDドライバ60がエラー状態にあるかを判定する。これにより、複数のLEDドライバ60のうち、どのLEDドライバ60がエラー状態にあるかを認識することができる。
That is, the
なお、本実施形態では、実施形態2の動作を行い、LED50のアノード電圧を調整する形態を説明したが、上記エラー信号XERRORは、実施形態2の形態以外にも使用できる。例えば、LEDドライバ60内に温度センサを設けて、一定以上の温度になった場合、エラー信号XERRORを出力して、冷却回路の動作を開始させる。その他、回路不具合の発生を知らせる等、種々の使用方法が考えられる。
In the present embodiment, the mode in which the operation of the second embodiment is performed and the anode voltage of the
〔実施形態4〕
上述した実施形態1に示したデータ転送方法(図2、3参照)では、輝度データDATAを送る際に、イネーブル信号のリレーが途中に入るため、データの途中にウェイト時間を入れる必要があった。
[Embodiment 4]
In the data transfer method (see FIGS. 2 and 3) shown in the first embodiment described above, when the luminance data DATA is transmitted, the relay of the enable signal is inserted in the middle, so that it is necessary to insert a wait time in the middle of the data. ..
以下で説明する本実施形態のデータ取得方法では、図12に示すように、輝度データDATAを送る際に、イネーブル信号のリレーが途中に入らないので、データの途中にウェイト時間を入れる必要がない。このためデータ通信がシンプルになるので、データの転送速度が速くすることができる。 In the data acquisition method of the present embodiment described below, as shown in FIG. 12, when the luminance data DATA is sent, the relay of the enable signal is not inserted in the middle, so that it is not necessary to insert a wait time in the middle of the data. .. For this reason, data communication is simplified, and the data transfer speed can be increased.
図11の(a)および(b)に示すように、パラレルに接続しているデータ線をイネーブル信号にして、カスケード接続したアドレスデータ線を使って全LEDドライバ60にアドレスデータを書き込む。
As shown in FIGS. 11A and 11B, the data lines connected in parallel are used as enable signals, and the address data is written to all the
アドレスデータは輝度データDATAを認識する順番となるので、カスケード接続した手前のLEDドライバ60から順に、アドレス1、アドレス2・・・・と設定する。
Since the address data is in the order of recognizing the luminance data DATA, the
アドレスデータを送り終わってパラレルに接続しているイネーブル信号をLowにすると、書き込まれたアドレスデータをラッチして、アドレスデータ設定モードを終了する。 When the enable signal connected in parallel after sending the address data is set to Low, the written address data is latched and the address data setting mode is terminated.
アドレスデータ設定モードが終了すると、カスケード接続した信号線をイネーブル信号とし、パラレルに接続した信号を輝度データ線とするコントローラ70がイネーブル信号をHighにすると、そのまま全てのLEDドライバ60にイネーブル信号が入力される。
When the address data setting mode ends, the enable signal is input to all the
コントローラ70が次々と輝度データDATAを送っていくと、アドレスデータで設定したアドレスの順番で送られてきたデータを各LEDドライバ60が認識していく。
When the
次に、上記のデータ転送方式でエラーをコントローラへ返す方法について説明する。図13の(a)に示す初期状態では、ENABLE_INもENABLE_OUTも入力状態で待機している。 Next, a method of returning an error to the controller by the above data transfer method will be described. In the initial state shown in FIG. 13 (a), both ENABLE_IN and ENABLE_OUT are waiting in the input state.
図13の(b)に示す状態では、ENABLE_INにHIGHが入力されると、LEDドライバ60は、自分のアドレスデータの順で送られてきた輝度データDATAを取り込む。
In the state shown in FIG. 13 (b), when HIGH is input to ENABLE_IN, the
データ転送が終わってENABLE_INにLOWが入力されると、ENABLE_OUTの入力を、ENABLE_INから出力する状態になり、エラーを判定している場合は手前のLEDドライバ60にエラー信号を戻す。
When the data transfer is completed and LOW is input to ENABLE_IN, the input of ENABLE_OUT is output from ENABLE_IN, and if an error is determined, the error signal is returned to the
図13の(c)に示すように、エラーを判定していない場合でも、次のLEDドライバ60からエラー信号が戻ってくると、さらに手前のLEDドライバ60にエラー信号をリレーする。次に、クロック信号を入力することにより、初期状態に戻る。
As shown in FIG. 13 (c), even if an error is not determined, when an error signal is returned from the
図14に全体のタイミングを示す。同図に示すように、イネーブル信号をLOWにすると全てのLEDドライバ(ドライバA~D)にLOWが伝わる。また、エラーを判定したLEDドライバがあると、そのドライバをスタートにしてエラー信号がコントローラ70に戻ってくる。
FIG. 14 shows the overall timing. As shown in the figure, when the enable signal is set to LOW, LOW is transmitted to all LED drivers (drivers A to D). If there is an LED driver that has determined an error, the error signal returns to the
〔実施形態5〕
上述した実施形態4ではENABLE_INにLOWを入力したあと、エラー信号が帰るまでの遅延時間でどのLEDドライバでエラーが起こっているかをコントローラ70が認識することができる。
[Embodiment 5]
In the above-described fourth embodiment, after inputting LOW to ENABLE_IN, the
しかしながら、どのLEDドライバでエラーが起こっているかの情報は必要ではなく、エラーの有無を早く知りたい場合は図15に示すようにエラー信号の取得を行う(破線の四角参照)。 However, it is not necessary to know which LED driver has the error, and if you want to know the presence or absence of the error quickly, the error signal is acquired as shown in FIG. 15 (see the broken line square).
ENABLE_INをHIGHにした後にデータ線を使用してLEDドライバからのエラー信号を取得する。すなわち、LEDドライバは、自身のエラー状態を示すエラー信号を、上記データ線を介してコントローラ70に送信するようにしても良い。なお、複数のLEDドライバには、コントローラ70から出力される、少なくとも輝度データDATA(輝度情報)を含むデータ信号を伝達するデータ線が接続されている。
After setting ENABLE_IN to HIGH, the error signal from the LED driver is acquired using the data line. That is, the LED driver may transmit an error signal indicating its own error state to the
すなわち、本実施形態では、イネーブル信号がHIGHになったときにデータ線をHIGHにすることで、コントローラ70にエラーを返す。これにより、どのLEDドライバがエラーになっているのは分からないが、エラーを返す時間が短くて済む。
That is, in the present embodiment, an error is returned to the
上記構成によれば、エラー信号を送信する信号線をデータ線で共用できるため、エラー信号を送信する信号線やその端子を別途設ける必要がない。このため、配線数とドライバの端子数とを削減することでコストを低減させることができる。 According to the above configuration, since the signal line for transmitting the error signal can be shared by the data line, it is not necessary to separately provide the signal line for transmitting the error signal and its terminal. Therefore, the cost can be reduced by reducing the number of wirings and the number of terminals of the driver.
図15に示す方法の場合、エラーがあるLEDドライバはデータ線をHIGHにする。コントローラ70はデータ線がHIGHになればエラーが起こっていることを認識する。
In the case of the method shown in FIG. 15, the LED driver having an error sets the data line to HIGH. The
次に、クロック信号(CLK)を、LEDドライバへ入力することにより、LEDドライバはデータ取得状態になり、次のクロックからデータの転送が開始可能になる。 Next, by inputting the clock signal (CLK) to the LED driver, the LED driver is in the data acquisition state, and data transfer can be started from the next clock.
〔実施形態6〕
次に、実施形態5のようにデータ線でエラー信号を返し、さらにどのLEDドライバ(ドライバA~D)でエラーが起こったかを認識するためには、図16に示すようにエラー信号の取得を行う(破線の四角参照)。
[Embodiment 6]
Next, in order to return an error signal on the data line as in the fifth embodiment and further recognize which LED driver (drivers A to D) has caused the error, acquisition of the error signal is performed as shown in FIG. Do (see dashed square).
コントローラ70は一つのLEDドライバに対応する輝度データDATAを送付したあと、クロックを停止して、データ線を使用してLEDドライバからの信号を取得する。図16に示すように、輝度データDATAが転送されたLEDドライバはエラーが有ればデータ線をHIGHにして、エラーがあることを知らせる。
After sending the luminance data DATA corresponding to one LED driver, the
すなわち、本実施形態では、各LEDドライバが、自分のデータを受け取った時にエラーを判定している場合は、データ線をHIGHにすることでコントローラ70にエラーを返す。これにより、どのLEDドライバがエラーになっているかが分かる。
That is, in the present embodiment, if each LED driver determines an error when receiving its own data, the error is returned to the
コントローラ70はドライバからの信号を取得後、クロック信号を出力することにより、エラー信号を出力していたLEDドライバは出力を停止し、次のドライバのデータ転送ができる状態になる。
After the
〔まとめ〕
本発明の態様1に係るLEDモジュールは、複数のLEDまたはLED列と、上記複数のLEDまたはLED列のそれぞれを駆動する複数のドライバ(LEDドライバ60,60a)と、上記複数のドライバの駆動を制御するコントローラ(コントローラ70,70a)と、を備えたLEDモジュールであって、上記複数のドライバのそれぞれと上記コントローラとは、上記コントローラから出力されるデータ信号を受信するタイミングを示すイネーブル信号を伝達するイネーブル信号線を介してカスケード接続されており、
上記ドライバは、当該ドライバのエラー状態を示すエラー信号を、上記イネーブル信号線を介して上記コントローラに送信する構成である。
〔summary〕
The LED module according to the first aspect of the present invention drives a plurality of LEDs or LED rows, a plurality of drivers (
The driver is configured to transmit an error signal indicating an error state of the driver to the controller via the enable signal line.
上記構成によれば、エラー信号を送信する信号線をイネーブル信号線で共用できるため、エラー信号を送信する信号線やその端子を別途設ける必要がない。このため、配線数とドライバの端子数とを削減することでコストを低減させることができる。 According to the above configuration, since the signal line for transmitting the error signal can be shared by the enable signal line, it is not necessary to separately provide the signal line for transmitting the error signal and its terminal. Therefore, the cost can be reduced by reducing the number of wirings and the number of terminals of the driver.
本発明の態様2に係るLEDモジュールは、複数のLEDまたはLED列と、上記複数のLEDまたはLED列のそれぞれを駆動する複数のドライバ(LEDドライバ60,60a)と、上記複数のドライバの駆動を制御するコントローラ(コントローラ70,70a)と、を備えたLEDモジュールであって、上記複数のドライバのそれぞれと上記コントローラとは、上記コントローラから出力される、少なくとも輝度情報を含むデータ信号を伝達するデータ線を介してパラレル接続されており、上記ドライバは、当該ドライバのエラー状態を示すエラー信号を、上記データ線を介して上記コントローラに送信する構成である。
The LED module according to the second aspect of the present invention drives a plurality of LEDs or LED rows, a plurality of drivers (
上記構成によれば、エラー信号を送信する信号線をデータ線で共用できるため、エラー信号を送信する信号線やその端子を別途設ける必要がない。このため、配線数とドライバの端子数とを削減することでコストを低減させることができる。 According to the above configuration, since the signal line for transmitting the error signal can be shared by the data line, it is not necessary to separately provide the signal line for transmitting the error signal and its terminal. Therefore, the cost can be reduced by reducing the number of wirings and the number of terminals of the driver.
本発明の態様3に係るLEDモジュールは、上記態様1または2において、上記コントローラは、上記エラー信号を受け取るタイミングにより、上記複数のドライバのうち、どのドライバがエラー状態にあるかを判定することが好ましい。上記構成によれば、複数のドライバのうち、どのドライバがエラー状態にあるかを認識することができる。 In the LED module according to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the controller may determine which of the plurality of drivers is in the error state according to the timing of receiving the error signal. preferable. According to the above configuration, it is possible to recognize which of the plurality of drivers is in the error state.
本発明の態様4に係るLEDモジュールは、上記態様1~3の何れかにおいて、上記コントローラは、上記LEDまたはLED列のアノード電圧を変更し、上記ドライバは、変更した上記アノード電圧で上記LEDまたはLED列のカソード電圧が所定の電圧以上と判定された場合、上記コントローラに上記アノード電圧の現在の電圧を維持させ、上記カソード電圧が上記所定の電圧未満と判定された場合、上記コントローラに上記アノード電圧を現在の電圧から上昇させても良い。上記構成によれば、ドライバ全体で必要な最小のアノード電圧を設定することができ、小電力化を実現できる。 In the LED module according to the fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the controller changes the anode voltage of the LED or the LED row, and the driver changes the anode voltage of the LED or the LED or the LED at the changed anode voltage. When it is determined that the cathode voltage of the LED row is equal to or higher than a predetermined voltage, the controller is made to maintain the current voltage of the anode voltage, and when it is determined that the cathode voltage is less than the predetermined voltage, the controller is made to maintain the current anode voltage. The voltage may be increased from the current voltage. According to the above configuration, the minimum anode voltage required for the entire driver can be set, and low power consumption can be realized.
本発明の態様5に係るバックライト装置は、上記態様1~4の何れかのLEDモジュールを備えていることが好ましい。上記構成によれば、上記態様1または2と同様の効果が得られる。
The backlight device according to the fifth aspect of the present invention preferably includes the LED module according to any one of the
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
[Additional notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Further, by combining the technical means disclosed in each embodiment, new technical features can be formed.
1~3 バックライト装置(LEDモジュール)
60,60a LEDドライバ(ドライバ)
70,70a コントローラ
1-3 Backlight device (LED module)
60,60a LED driver (driver)
70,70a controller
Claims (5)
上記複数のドライバのそれぞれと上記コントローラとは、上記コントローラから出力されるデータ信号を受信するタイミングを示すイネーブル信号を伝達するイネーブル信号線を介してカスケード接続されており、
上記ドライバは、当該ドライバのエラー状態を示すエラー信号を、上記イネーブル信号線を介して上記コントローラに送信することを特徴とするLEDモジュール。 An LED module including a plurality of LEDs or LED rows, a plurality of drivers for driving each of the plurality of LEDs or LED rows, and a controller for controlling the driving of the plurality of drivers.
Each of the plurality of drivers and the controller are cascaded via an enable signal line that transmits an enable signal indicating the timing of receiving the data signal output from the controller.
The driver is an LED module characterized by transmitting an error signal indicating an error state of the driver to the controller via the enable signal line.
上記複数のドライバのそれぞれと上記コントローラとは、上記コントローラから出力される、少なくとも輝度情報を含むデータ信号を伝達するデータ線を介してパラレル接続されており、
上記ドライバは、当該ドライバのエラー状態を示すエラー信号を、上記データ線を介して上記コントローラに送信することを特徴とするLEDモジュール。 An LED module including a plurality of LEDs or LED rows, a plurality of drivers for driving each of the plurality of LEDs or LED rows, and a controller for controlling the driving of the plurality of drivers.
Each of the plurality of drivers and the controller are connected in parallel via a data line that transmits a data signal including at least luminance information output from the controller.
The driver is an LED module characterized by transmitting an error signal indicating an error state of the driver to the controller via the data line.
上記ドライバは、変更した上記アノード電圧で上記LEDまたはLED列のカソード電圧が所定の電圧以上と判定された場合、上記コントローラに上記アノード電圧の現在の電圧を維持させ、上記カソード電圧が上記所定の電圧未満と判定された場合、上記コントローラに上記アノード電圧を現在の電圧から上昇させることを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載のLEDモジュール。 The controller changes the anode voltage of the LED or LED row.
When the driver determines that the cathode voltage of the LED or the LED row is equal to or higher than the predetermined voltage at the changed anode voltage, the driver causes the controller to maintain the current voltage of the anode voltage, and the cathode voltage is the predetermined voltage. The LED module according to any one of claims 1 to 3, wherein the controller raises the anode voltage from the current voltage when it is determined to be less than the voltage.
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