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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