專利名稱：控制設(shè)備和控制方法以及平面光源和平面光源的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制設(shè)備和控制方法，以及平面光源(planar light source)和平面光源的控制方法，具體而言涉及適合用于驅(qū)動LED (發(fā)光 二極管)的控制設(shè)備和控制方法以及平面光源和平面光源的控制方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，廣泛使用著用于通過電流驅(qū)動來控制LED的技術(shù)(例 如，參見日本專利早期公開No. 2005-310999)。
例如，如圖l所示的使用降壓變換器(buck converter)的LED驅(qū)動電 路1對提供給LED的功率進(jìn)行控制。這種降壓變換器已經(jīng)商品化了，并且 本身被廣泛地使用著，而并不限于LED的驅(qū)動。
圖1所示的LED驅(qū)動電路1中的LED 11的驅(qū)動是通過電阻21對電流 值的檢測和電流控制PWM (脈沖寬度調(diào)制)31進(jìn)行的PWM控制來執(zhí)行 的。用于控制LED 11的亮度的LED功率控制，即在電流控制PWM 31接 通時對提供給LED 11的功率的控制，是由亮度控制PWM 32來執(zhí)行的。 順便說一下，對LED 11的功率控制(亮度控制)當(dāng)然能夠通過電流控制 來執(zhí)行。
OSC (振蕩器)33生成基頻信號，并將該信號提供給電流控制PWM 31和亮度控制PWM 32。
電流控制PWM 31基于對出現(xiàn)在電阻21兩端的電壓的值和電流控制 電壓供應(yīng)DAC (電流DAC (數(shù)模轉(zhuǎn)換器))36所生成的參考電壓的比較 結(jié)果，來對FET 12的導(dǎo)通/關(guān)斷進(jìn)行控制，該比較結(jié)果是從比較器 (comp) 34提供來的。
圖2示出了 FET 12的柵極電流的波形的常見示例，即FET 12的開關(guān) 操作和流到LED 11的電流的波形。 當(dāng)FET12導(dǎo)通時，即當(dāng)FET 12的柵極電流流動時，電流I1從VDD1 經(jīng)由電抗13流過LED 11、 FET12和電阻21。在FET 12導(dǎo)通的時段tl期 間電荷被積累在電抗13中。電容器14用于平滑功率。比較器(comp) 34向電流控制PWM 31提供對在電阻21兩端生成的 電壓的值和電流控制電壓供應(yīng)DAC 36生成的參考電壓的比較結(jié)果。電流 控制PWM 31在一個開關(guān)周期開始時控制FET 12以使FET 12導(dǎo)通。當(dāng)在 電阻21兩端生成的電壓的值低于電流控制電壓供應(yīng)DAC 36所生成的參考 電壓時，電流控制PWM 31維持FET 12的導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)在電阻21兩端生 成的電壓的值變得高于電流控制電壓供應(yīng)DAC 36所生成的參考電壓時， 電流控制PWM 31控制FET 12以關(guān)斷FET 12。在FET 12關(guān)斷的時段t2中，積累在電抗13中的電荷被釋放，并且二 極管15動作以生成電流12。從而，與積累的電荷相對應(yīng)的電流流過LED 11。由于這一系列操作，去往LED11的電流被維持在平衡的狀態(tài)中。亮度控制PWM 32基于由PWM調(diào)整值獲得單元35從圖中未示出的操 作輸入單元或者外部設(shè)備等等獲得的n比特PWM調(diào)整值來確定PWM控 制的導(dǎo)通占空比(ON duty)，并且輸出用于FET 12的導(dǎo)通/關(guān)斷控制的信 號。具體而言，如圖3的LED電流波形所示，當(dāng)n比特控制(例如當(dāng) n=10時為1024階分級控制)被執(zhí)行時，亮度控制PWM 32輸出用于執(zhí)行 FET 12的導(dǎo)通/關(guān)斷控制的信號，以便參考圖2描述的FET 12導(dǎo)通操作被 按預(yù)定的階梯執(zhí)行。例如，基于電阻21對電流值的檢測結(jié)果在時段tl期 間導(dǎo)通FET 12的操作被重復(fù)，直到10比特分級(即1024階)的第800階 為止，而在其他的224階中FET 12則被控制為關(guān)斷。具體而言，亮度控制PWM 32在如上所述的例如與1024等級的800 階相對應(yīng)的時段期間，即在PWM周期的1024階的800階的時段期間，向 邏輯電路(邏輯和)37提供導(dǎo)通信號(1)，并且在其他的224階的時段 期間向邏輯電路37提供關(guān)斷信號(0)。電流控制PWM31基于從比較器 34輸出的信號，在每一階中的時段tl期間向邏輯電路37提供導(dǎo)通信號 (1)，并且在其余的時段t2期間提供關(guān)斷信號(0)。當(dāng)電流控制PWM
31和亮度控制PWM32都輸出導(dǎo)通信號(1)時，F(xiàn)ET12導(dǎo)通
發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)希望提高如圖1所示的LED驅(qū)動電路1中的PWM控制的精度時， 在簡單的情況下只要通過增加PWM比特等級，即增大n比特控制中的n 值，來增加階梯的數(shù)目，就足夠了。但是，LED驅(qū)動電路1中的PWM控 制是在對降壓變換器的開關(guān)周期進(jìn)行計(jì)數(shù)的情況下執(zhí)行的，也就是說，是 通過導(dǎo)通時間與一個PWM周期之比(所謂的導(dǎo)通占空比)來執(zhí)行的。當(dāng) 增加PWM比特等級時，PWM周期變得更長，因此響應(yīng)性受到損害。從 而，LED亮度控制可能不能被高速執(zhí)行。順便說一下，取代通過增大n比特控制中的n值來增加階梯的數(shù)目， 也可以通過電流控制來執(zhí)行調(diào)光(dimming)，即通過調(diào)整由電流控制電 壓供應(yīng)DAC 36生成的參考電壓，從而以較高數(shù)目的等級來調(diào)整參考圖2描述的時段t1，來執(zhí)行調(diào)光。但是，由于LED的發(fā)光波長取決于電流值而有所變化，因此，例如，當(dāng)LED被用作諸如電視接收機(jī)之類的顯示設(shè)備中的背光光源時，通過電流控制進(jìn)行的調(diào)光是不合需要的?？梢栽O(shè)想，除了通過增大n比特控制中的n值來增加階梯的數(shù)目之 外，還可以增大降壓變換器的開關(guān)速度以縮短PWM周期。但是，開關(guān)操作的速度是有限度的，并且包括具有很高開關(guān)速度的降壓變換器的產(chǎn)品更 有可能導(dǎo)致由開關(guān)噪聲引起的有害輻射。本發(fā)明是考慮到這種情形而作出的。希望能夠提高PWM控制的精
度，而不會損害響應(yīng)性。
根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的控制設(shè)備是一種用于對LED的驅(qū)動進(jìn)行控制 的控制設(shè)備，該控制設(shè)備包括驅(qū)動部件，其驅(qū)動LED，該驅(qū)動部件被形 成為包括開關(guān)元件；控制值獲得部件，其獲得n+m比特的控制值；以及控 制部件，其基于由控制值獲得部件獲得的n+m比特的控制值來控制驅(qū)動部 件對LED的驅(qū)動，以便在預(yù)定時段中導(dǎo)通開關(guān)元件的次數(shù)由高位(higher-order) n比特的控制值來控制，在導(dǎo)通開關(guān)元件的多次中的一次中的導(dǎo)通 時間由低位(lower-order) m比特的控制值來控制，并且除了在導(dǎo)通開關(guān) 元件的該一次中的導(dǎo)通時間外開關(guān)元件的導(dǎo)通時間為預(yù)定時間。該控制部件還可包括第一導(dǎo)通信號生成部件，其以基于由控制值獲得部件獲得的n+m比特的控制值的高位n比特的控制值的占空比來生成導(dǎo) 通信號，其中該預(yù)定時間作為一個周期；檢測部件，其檢測流過LED的電 流的值；比較部件，其將檢測部件的檢測結(jié)果與預(yù)定值相比較；第二導(dǎo)通 信號生成部件，其基于比較部件的比較結(jié)果，在從開關(guān)元件的開關(guān)周期開 始時到流過LED的電流的值達(dá)到由預(yù)定值確定的電流值時的時段期間，生 成導(dǎo)通信號；以及開關(guān)元件控制部件，其在第一導(dǎo)通信號生成部件和第二 導(dǎo)通信號生成部件都生成導(dǎo)通信號時向開關(guān)元件提供導(dǎo)通信號。在控制部 件中，被比較部件用來與檢測部件的檢測結(jié)果相比較的預(yù)定值在與導(dǎo)通開 關(guān)元件的多次中的一次相對應(yīng)的定時中可以是由低位m比特控制的受控 值，并且在與導(dǎo)通開關(guān)元件的其他次相對應(yīng)的定時中可以是參考值，其中 導(dǎo)通開關(guān)元件的次數(shù)由高位n比特來控制?？刂撇考€可包括受控值提供部件，其提供由低位m比特控制的受 控值來作為要被比較部件用來與檢測部件的檢測結(jié)果相比較的預(yù)定值；參 考值提供部件，用于提供參考值來作為要被比較部件用來與檢測部件的檢 測結(jié)果相比較的預(yù)定值；以及選擇部件，用于選擇由受控值提供部件提供 的受控值和由參考值提供部件提供的參考值之一，來作為要被提供給比較 部件的值。在控制部件中，選擇部件在與導(dǎo)通開關(guān)元件的多次中的一次相 對應(yīng)的定時中可將由受控值提供部件提供的受控值提供給比較部件，并且 在與導(dǎo)通開關(guān)元件的其他次相對應(yīng)的定時中可將由參考值提供部件提供的 參考值提供給比較部件，其中導(dǎo)通開關(guān)元件的次數(shù)由高位n比特來控制。 預(yù)定時間可以是與開關(guān)元件的n比特的開關(guān)周期相對應(yīng)的時間。 根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的控制方法是一種用于對LED的驅(qū)動進(jìn)行控制 的控制設(shè)備的控制方法，該控制方法包括以下步驟獲得n+m比特的控制 值；利用所獲得的n+m比特的控制值的高位n比特的控制值來控制在預(yù)定 時段中導(dǎo)通用于驅(qū)動LED的驅(qū)動電路中所包括的開關(guān)元件的次數(shù)；以及利 用低位m比特的控制值來控制在導(dǎo)通開關(guān)元件的多次中的一次中的導(dǎo)通時 間，并且執(zhí)行控制以便除了在導(dǎo)通開關(guān)元件的該一次中的導(dǎo)通時間外開關(guān)
元件的導(dǎo)通時間為預(yù)定時間。
根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的平面光源設(shè)備是一種用于利用LED發(fā)光的平
面光源設(shè)備，該平面光源設(shè)備包括LED;驅(qū)動LED的驅(qū)動部件，該驅(qū)動 部件被形成為包括開關(guān)元件；控制值獲得部件，其獲得n+m比特的控制 值；以及控制部件，其基于由控制值獲得部件獲得的n+m比特的控制值來 控制驅(qū)動部件對LED的驅(qū)動，以便在預(yù)定時段中導(dǎo)通開關(guān)元件的次數(shù)由高 位n比特的控制值來控制，在導(dǎo)通開關(guān)元件的多次中的一次中的導(dǎo)通時間 由低位m比特的控制值來控制，并且除了在導(dǎo)通開關(guān)元件的該一次中的導(dǎo) 通時間外開關(guān)元件的導(dǎo)通時間為預(yù)定時間。
可以提供多個上述LED、多個上述驅(qū)動部件、多個上述控制值獲得部 件以及多個上述控制部件，并且LED可被布置成平面形式，并且多個控制 部件可利用多個控制值獲得部件獲得不同的控制值，并且基于不同的控制 值來控制驅(qū)動部件對LED的驅(qū)動，以使多個LED以不同的亮度級別發(fā) 光。
根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的平面光源的控制方法是一種用于利用LED發(fā) 光的平面光源的控制方法，該控制方法包括以下步驟獲得n+m比特的控 制值；利用所獲得的n+m比特的控制值的高位n比特的控制值來控制在預(yù) 定時段中導(dǎo)通用于驅(qū)動LED的驅(qū)動電路中所包括的開關(guān)元件的次數(shù)；以及 利用低位m比特的控制值來控制在導(dǎo)通開關(guān)元件的多次中的一次中的導(dǎo)通 時間，并且執(zhí)行控制以便除了在導(dǎo)通開關(guān)元件的該一次中的導(dǎo)通時間外開 關(guān)元件的導(dǎo)通時間為預(yù)定時間。
根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備包括具有濾色器基板和液晶 層的液晶面板；具有LED的背光裝置，該背光裝置被部署為與液晶面板相 對；以及用于控制背光裝置的控制設(shè)備。該控制設(shè)備包括驅(qū)動部件，其 驅(qū)動LED，該驅(qū)動部件被形成為包括開關(guān)元件；控制值獲得部件，其獲得 n+m比特的控制值；以及控制部件，其基于由控制值獲得部件獲得的n+m 比特的控制值來控制驅(qū)動部件對LED的驅(qū)動，以便在預(yù)定時段中導(dǎo)通開關(guān) 元件的次數(shù)由高位n比特的控制值來控制，在導(dǎo)通開關(guān)元件的多次中的一 次中的導(dǎo)通時間由低位m比特的控制值來控制，并且除了在導(dǎo)通開關(guān)元件
的該一次中的導(dǎo)通時間外開關(guān)元件的導(dǎo)通時間為預(yù)定時間。
控制部件還包括第一導(dǎo)通信號生成部件，其以基于由控制值獲得部
件獲得的n+m比特的控制值的高位n比特的控制值的占空比來生成導(dǎo)通信 號，其中該預(yù)定時間作為一個周期；檢測部件，其檢測流過LED的電流的 值；比較部件，其將檢測部件的檢測結(jié)果與預(yù)定值相比較；第二導(dǎo)通信號 生成部件，其基于比較部件的比較結(jié)果，在從開關(guān)元件的開關(guān)周期開始時 到流過LED的電流的值達(dá)到由預(yù)定值確定的電流值時的時段期間，生成導(dǎo) 通信號；以及開關(guān)元件控制部件，其在第一導(dǎo)通信號生成部件和第二導(dǎo)通 信號生成部件都生成導(dǎo)通信號時向開關(guān)元件提供導(dǎo)通信號。在控制部件 中，被比較部件用來與檢測部件的檢測結(jié)果相比較的預(yù)定值在與導(dǎo)通開關(guān) 元件的多次中的一次相對應(yīng)的定時中是由低位m比特控制的受控值，并且 在與導(dǎo)通開關(guān)元件的其他次相對應(yīng)的定時中是參考值，其中導(dǎo)通開關(guān)元件 的次數(shù)由高位n比特來控制。
控制部件還包括受控值提供部件，其提供由低位m比特控制的受控 值來作為要被比較部件用來與檢測部件的檢測結(jié)果相比較的預(yù)定值；參考 值提供部件，其提供參考值來作為要被比較部件用來與檢測部件的檢測結(jié) 果相比較的預(yù)定值；以及選擇部件，其選擇由受控值提供部件提供的受控 值和由參考值提供部件提供的參考值之一，來作為要被提供給比較部件的 值。在控制部件中，選擇部件在與導(dǎo)通開關(guān)元件的多次中的一次相對應(yīng)的 定時中將由受控值提供部件提供的受控值提供給比較部件，并且在與導(dǎo)通 開關(guān)元件的其他次相對應(yīng)的定時中將由參考值提供部件提供的參考值提供 給比較部件，其中導(dǎo)通開關(guān)元件的次數(shù)由高位n比特來控制。
該預(yù)定時間可以是與開關(guān)元件的n比特的開關(guān)周期相對應(yīng)的時間。 在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，獲得n+m比特的控制值，利用所獲得的 n+m比特的控制值的高位n比特的控制值來控制在預(yù)定時段中導(dǎo)通用于驅(qū) 動LED的驅(qū)動電路中所包括的開關(guān)元件的次數(shù)，利用低位m比特的控制 值來控制在導(dǎo)通開關(guān)元件的多次中的一次中的導(dǎo)通時間，并且執(zhí)行控制以 便除了在導(dǎo)通開關(guān)元件的該一次中的導(dǎo)通時間外開關(guān)元件的導(dǎo)通時間為預(yù) 定時間。
控制設(shè)備可以是獨(dú)立設(shè)備，或者可以是在信息處理設(shè)備、電視接收
機(jī)、液晶顯示設(shè)備等等中執(zhí)行LED驅(qū)動和控制過程的模塊。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，可以驅(qū)動LED，具體而言，利 用所獲得的n+m比特的控制值的高位n比特的控制值來控制在預(yù)定時段中 導(dǎo)通開關(guān)元件的次數(shù)，利用低位m比特的控制值來控制在導(dǎo)通開關(guān)元件的 多次中的一次中的導(dǎo)通時間，并且執(zhí)行控制以便除了在導(dǎo)通開關(guān)元件的該 一次中的導(dǎo)通時間外開關(guān)元件的導(dǎo)通時間為預(yù)定時間。因此可以增加控制 的等級，而不會損害響應(yīng)性。
圖1是輔助說明現(xiàn)有技術(shù)的LED驅(qū)動電路的圖2是示出圖1的LED驅(qū)動電路中的FET的柵極電流的波形的圖3是輔助說明圖1的LED驅(qū)動電路中的PWM控制的導(dǎo)通占空比的
圖4是輔助說明應(yīng)用了本發(fā)明的一個實(shí)施例的LED驅(qū)動電路的圖； 圖5是示出圖4的LED驅(qū)動電路中的FET的柵極電流的波形的圖； 圖6是輔助說明圖4的LED驅(qū)動電路中的PWM控制和電流控制的導(dǎo) 通占空比的圖7是輔助說明控制過程的流程圖8是輔助說明作為應(yīng)用圖4的LED驅(qū)動電路的示例的液晶顯示設(shè)備 的圖。
具體實(shí)施例方式
下面將描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。下面將說明本發(fā)明的構(gòu)成要素與說 明書或附圖中描述的實(shí)施例之間的對應(yīng)關(guān)系。這里的描述是要證實(shí)在說明 書或附圖中描述了支持本發(fā)明的實(shí)施例。因此，即使某一實(shí)施例在說明書 或附圖中有所描述但沒有在這里被描述為與本發(fā)明的構(gòu)成要素相對應(yīng)的實(shí) 施例，也不意味著該實(shí)施例不對應(yīng)于構(gòu)成要素。相反，即使某一實(shí)施例在 這里被描述為與某一構(gòu)成要素相對應(yīng)，也不意味著該實(shí)施例不對應(yīng)于除該
構(gòu)成要素之外的其他構(gòu)成要素。
根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的控制設(shè)備是一種用于對LED的驅(qū)動進(jìn)行控制
的控制設(shè)備(例如圖4中的LED驅(qū)動電路51)，該控制設(shè)備包括驅(qū)動 裝置(例如圖4所示的降壓變換器電路)，用于驅(qū)動LED，該驅(qū)動裝置被 形成為包括開關(guān)元件(例如圖4中的FET 12);控制值獲得裝置(例如圖 4中的PWM調(diào)整值獲得單元61)，用于獲得n+m (n和m分別是正整 數(shù))比特的控制值；以及控制裝置(例如圖4中的電阻21、電流控制 PWM 31、比較器34、邏輯電路37、電流控制電壓供應(yīng)DAC 36、亮度控 制PWM 62、 PWM控制電壓供應(yīng)DAC 63和開關(guān)64)，用于基于由控制 值獲得裝置獲得的n+m比特的控制值來控制驅(qū)動裝置對LED的驅(qū)動，以 便在預(yù)定時段(例如一個PWM周期)中導(dǎo)通開關(guān)元件的次數(shù)由高位n比 特的控制值來控制，在導(dǎo)通開關(guān)元件的多次中的一次中的導(dǎo)通時間(例如 圖5中的tl')由低位m比特的控制值來控制，并且除了在導(dǎo)通開關(guān)元件的 該一次中的導(dǎo)通時間外開關(guān)元件的導(dǎo)通時間為預(yù)定時間(例如圖5中的 tl)。
控制裝置還可包括第一導(dǎo)通信號生成裝置(例如圖4中的亮度控制
PWM 62)，用于以基于由控制值獲得裝置獲得的n+m比特的控制值的高 位n比特的控制值的占空比來生成導(dǎo)通信號，其中該預(yù)定時間作為一個周 期；檢測裝置(例如圖4中的電阻21)，用于檢測流過LED的電流的 值；比較裝置(例如圖4中的比較器34)，用于將檢測裝置的檢測結(jié)果與 預(yù)定值相比較；第二導(dǎo)通信號生成裝置(例如圖4中的電流控制PWM 31)，用于基于比較裝置的比較結(jié)果，在從開關(guān)元件的開關(guān)周期開始時到 流過LED的電流的值達(dá)到由預(yù)定值確定的電流值時的時段期間，生成導(dǎo)通 信號；以及開關(guān)元件控制裝置(例如圖4中的邏輯電路37)，用于在第一 導(dǎo)通信號生成裝置和第二導(dǎo)通信號生成裝置都生成導(dǎo)通信號時向開關(guān)元件 提供導(dǎo)通信號。在控制裝置中，被比較裝置用來與檢測裝置的檢測結(jié)果相 比較的預(yù)定值在與導(dǎo)通開關(guān)元件的多次中的一次相對應(yīng)的定時中可以是由 低位m比特控制的受控值，并且在與導(dǎo)通開關(guān)元件的其他次相對應(yīng)的定時 中可以是參考值，其中導(dǎo)通開關(guān)元件的次數(shù)由高位n比特來控制?？刂蒲b置還可包括受控值提供裝置(例如圖4中的PWM控制電壓
供應(yīng)DAC 63)，用于提供由低位m比特控制的受控值來作為要被比較裝 置用來與檢測裝置的檢測結(jié)果相比較的預(yù)定值；參考值提供裝置(例如圖 4中的電流控制電壓供應(yīng)DAC36)，用于提供參考值來作為要被比較裝置 用來與檢測裝置的檢測結(jié)果相比較的預(yù)定值；以及選擇裝置(例如圖4中 的開關(guān)64)，用于選擇由受控值提供裝置提供的受控值和由參考值提供裝 置提供的參考值之一，來作為要被提供給比較裝置的值。在控制裝置中， 選擇裝置可在與導(dǎo)通開關(guān)元件的多次中的一次相對應(yīng)的定時中將由受控值 提供裝置提供的受控值提供給比較裝置，并且在與導(dǎo)通開關(guān)元件的其他次 相對應(yīng)的定時中將由參考值提供裝置提供的參考值提供給比較裝置，其中 導(dǎo)通開關(guān)元件的次數(shù)由高位n比特來控制。
根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的控制方法是一種用于對LED的驅(qū)動進(jìn)行控制 的控制設(shè)備(例如圖4中的LED驅(qū)動電路51)的控制方法，該控制方法 包括以下步驟獲得n+m (n和m分別是正整數(shù))比特的控制值(例如圖 7中的步驟Sl的過程)；利用所獲得的n+m比特的控制值的高位n比特 的控制值來控制在預(yù)定時段(例如一個PWM周期)中在導(dǎo)通用于驅(qū)動 LED的驅(qū)動電路(例如圖4所示的降壓變換器電路)中包括的開關(guān)元件
(例如圖4中的FET 12)的次數(shù)(例如圖7中的步驟S2的過程)；以及 利用低位m比特的控制值來控制在導(dǎo)通開關(guān)元件的多次中的一次中的導(dǎo)通 時間(例如圖5中的tl')，并且執(zhí)行控制以便除了在導(dǎo)通開關(guān)元件的該一 次中的導(dǎo)通時間外開關(guān)元件的導(dǎo)通時間為預(yù)定時間(例如圖5中的tl)
(例如圖7中的步驟S3至S6的過程)。
根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的平面光源設(shè)備是一種用于利用LED發(fā)光的平 面光源設(shè)備(例如圖8中的背光112和光源控制單元132)，該平面光源 設(shè)備包括LED (例如圖4中的LED 11);用于驅(qū)動LED的驅(qū)動裝置
(例如圖4中所示的降壓變換器電路)，該驅(qū)動裝置被形成為包括開關(guān)元 件(例如圖4中的FET 12);控制值獲得裝置(例如圖4中的PWM調(diào)整 值獲得單元61)，用于獲得n+m (n和m分別是正整數(shù))比特的控制值； 以及控制裝置(例如圖4中的電阻21、電流控制PWM31、比較器34、邏
輯電路37、電流控制電壓供應(yīng)DAC36、亮度控制PWM62、 PWM控制電 壓供應(yīng)DAC63和開關(guān)64)，用于基于由控制值獲得裝置獲得的n+m比特 的控制值來控制驅(qū)動裝置對LED的驅(qū)動，以便在預(yù)定時段(例如一個 PWM周期)中導(dǎo)通開關(guān)元件的次數(shù)由高位n比特的控制值來控制，在導(dǎo) 通開關(guān)元件的多次中的一次中的導(dǎo)通時間(例如圖5中的tl')由低位m比 特的控制值來控制，并且除了在導(dǎo)通開關(guān)元件的該一次中的導(dǎo)通時間外開 關(guān)元件的導(dǎo)通時間為預(yù)定時間(例如圖5中的tl)。
可以提供多個上述LED、多個上述驅(qū)動裝置、多個上述控制值獲得裝 置以及多個上述控制裝置，并且LED可被布置成平面形式，并且多個控制 裝置可利用多個控制值獲得裝置獲得不同的控制值，并且基于不同的控制 值來控制驅(qū)動裝置對LED的驅(qū)動，以使多個LED以不同的亮度級別發(fā) 光。
根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的控制方法是一種用于利用LED發(fā)光的平面光 源(例如圖8中的背光112和光源控制單元132)的控制方法，該控制方 法包括以下步驟獲得n+m (n和m分別是正整數(shù))比特的控制值(例如 圖7中的步驟Sl的過程)；利用所獲得的n+m比特的控制值的高位n比 特的控制值來控制在預(yù)定時段(例如一個PWM周期)中導(dǎo)通用于驅(qū)動 LED的驅(qū)動電路(例如圖4所示的降壓變換器電路)中包括的開關(guān)元件
(例如圖4中的FET 12)的次數(shù)(例如圖7中的步驟S2的過程)；以及 利用低位m比特的控制值來控制在導(dǎo)通開關(guān)元件的多次中的一次中的導(dǎo)通 時間(例如圖5中的tl')，并且執(zhí)行控制以便除了在導(dǎo)通開關(guān)元件的該一 次中的導(dǎo)通時間外開關(guān)元件的導(dǎo)通時間為預(yù)定時間(例如圖5中的tl)
(例如圖7中的步驟S3至S6的過程)。
下面將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
順便說一下，與現(xiàn)有技術(shù)中的部件相對應(yīng)的部件由相同的標(biāo)號來標(biāo) 識，并且適當(dāng)時對其的描述將被省略。
圖4中的LED驅(qū)動電路51基本上具有與參考圖1描述的LED驅(qū)動電 路1相類似的配置，只不過LED驅(qū)動電路51設(shè)置有取代PWM調(diào)整值獲 得單元35的PWM調(diào)整值獲得單元61，設(shè)置有取代亮度控制PWM 32的
亮度控制PWM (Bright Control PWM) 62，并且新設(shè)置有PWM控制電壓 供應(yīng)DAC (PWM DAC) 63和開關(guān)64。
PWM調(diào)整值獲得單元61從操作輸入單元(圖4中未示出)或外部設(shè) 備等等獲得(n+m)比特的PWM調(diào)整值。PWM調(diào)整值獲得單元61隨后 將高位n比特提供給亮度控制PWM 62，并將低位m比特提供給PWM控 制電壓供應(yīng)DAC 63。
亮度控制PWM 62基于從PWM調(diào)整值獲得單元61提供來的n比特 PWM調(diào)整值來確定PWM控制的導(dǎo)通占空比，并且輸出用于FET 12的導(dǎo) 通/關(guān)斷控制的信號。此外，亮度控制PWM 62控制開關(guān)64，以將電流控 制電壓供應(yīng)DAC 36生成的參考電壓提供給比較器34，直到與高位n比特 的控制值相對應(yīng)的所生成的脈沖的數(shù)目達(dá)到預(yù)定值為止，并且在與高位n 比特的控制值相對應(yīng)的所生成脈沖的數(shù)目達(dá)到預(yù)定值時，將從PWM控制 電壓供應(yīng)DAC 63提供來的受控電壓值提供給比較器34。
基于從PWM調(diào)整值獲得單元61提供來的m比特PWM調(diào)整值， PWM控制電壓供應(yīng)DAC 63設(shè)置受控電壓值，該受控電壓值是獨(dú)立于由 電流控制電壓供應(yīng)DAC 36生成的參考電壓被設(shè)置的，并且是等于或低于 參考電壓的電壓值。PWM控制電壓供應(yīng)DAC 63隨后將受控電壓值提供 給開關(guān)64。
在亮度控制PWM 62的控制下，開關(guān)64向比較器34提供以下之一 由電流控制電壓供應(yīng)DAC 36生成的參考電壓，從PWM控制電壓供應(yīng) DAC 63提供來的受控電壓值。
當(dāng)FET 12導(dǎo)通時，電流II從VDD1經(jīng)由電抗13流過LED 11、 FET 12和電阻21。在FET12導(dǎo)通的時段期間，電荷被積累在電抗13中。電容 器14用于平滑功率。
比較器(comp) 34將在電阻21兩端生成的電壓的值與電流控制電壓 供應(yīng)DAC 36所生成的參考電壓或者PWM控制電壓供應(yīng)DAC 63所生成 的受控電壓相比較。比較器34將比較結(jié)果提供給電流控制PWM31。電流 控制PWM 31在一個開關(guān)周期開始時控制FET 12以使FET 12導(dǎo)通。當(dāng)在 電阻21兩端生成的電壓的值低于參考電壓或受控電壓時，電流控制PWM
31維持FET 12的導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)在電阻21兩端生成的電壓的值變得高于參 考電壓或受控電壓時，電流控制PWM 31控制FET 12以使FET 12關(guān)斷。
對應(yīng)于通過(n+m)比特的高位n比特進(jìn)行的分級控制(例如當(dāng)n=10 時為1024階的分級控制)，亮度控制PWM 62向邏輯電路37輸出用于執(zhí) 行FET 12的導(dǎo)通/關(guān)斷控制的信號，以便參考圖2描述的FET 12導(dǎo)通操作 被按預(yù)定的階梯執(zhí)行。對應(yīng)于通過高位n比特進(jìn)行的分級控制，在FET 12 導(dǎo)通的階梯之一中，例如最后一階，亮度控制PWM 62控制開關(guān)64將從 PWM控制電壓供應(yīng)DAC 63提供來的受控電壓值提供給比較器34。具體 而言，例如，當(dāng)(n+m)比特的高位n比特為IO比特，并且用于執(zhí)行分級 控制以使FET 12在1024階的800階中導(dǎo)通的PWM調(diào)整值被從PWM調(diào) 整值獲得單元61提供來時，亮度控制PWM 62控制開關(guān)64將電流控制電 壓供應(yīng)DAC 36生成的參考電壓提供給34，直到第799階為止，并且在第 800階中控制開關(guān)64將從PWM控制電壓供應(yīng)DAC 63提供來的受控電壓 值提供給比較器34。
圖5示出了 LED驅(qū)動電路51中的FET 12的柵極電流的波形的常見示 例，即FET 12的開關(guān)操作和流到LED 11的電流的波形。
當(dāng)電流控制電壓供應(yīng)DAC 36生成的參考電壓被從開關(guān)64提供到比較 器34時，F(xiàn)ET 12在基于參考電壓值的時段tl期間是導(dǎo)通的。然后，在 FET 12關(guān)斷的時段t2中，積累在電抗13中的電荷被釋放，并且二極管15 動作以生成電流12。從而與積累的電荷相對應(yīng)的電流流動。也就是說，圖 5中的虛線a表示在電流控制電壓供應(yīng)DAC 36生成的參考電壓被從開關(guān) 64提供到比較器34時流到LED 11的電流的波形。
另一方面，當(dāng)PWM控制電壓供應(yīng)DAC 63生成的受控電壓被從開關(guān) 64提供到比較器34時，F(xiàn)ET 12在基于受控電壓值的時段tl'期間是導(dǎo)通 的，該受控電壓值是基于m比特控制信號生成的。例如，當(dāng)m=8時，由 受控電壓的值確定的時段tl'的長度是按256個等級來控制的。然后，在 FET 12關(guān)斷的時段t2'中，積累在電抗13中的電荷被釋放，并且二極管15 動作以生成電流12。從而與積累的電荷相對應(yīng)的電流流動。也就是說，圖 5中的點(diǎn)劃線b表示在PWM控制電壓供應(yīng)DAC 63生成的受控電壓被從開
關(guān)64提供到比較器34時流到LED 11的電流的波形。在這一個階梯中提 供給LED 11的功率是圖5中的點(diǎn)劃線的積分值。
通過這樣在用于使FET 12導(dǎo)通的最后一個脈沖處從PWM控制電壓供 應(yīng)DAC 63向比較器34提供由m比特控制的受控電壓值，并且該最后一 個脈沖由高位n比特的控制值確定，從而可以以m比特的分辨率來控制該 一個脈沖處降壓變換器電路中的LED驅(qū)動電流。
也就是說，如圖6中的LED電流波形所示，在LED驅(qū)動電路51中， 在一個PWM周期中FET 12導(dǎo)通的次數(shù)(該數(shù)目可由n比特控制)是由 (n+m)比特的控制值的高位n比特所確定的，并且由該控制值的低位m 比特確定的電流值所進(jìn)行的電流調(diào)光是在該用于導(dǎo)通FET 12的最后一個 脈沖處執(zhí)行的。
順便說一下，LED驅(qū)動電路51當(dāng)然也可以在一個PWM周期中由高 位n比特的控制值確定的導(dǎo)通時間間隔內(nèi)除最后一個脈沖之外的任何一個 脈沖處執(zhí)行m比特電流控制。
從而，除了在亮度控制PWM 62的控制中的n比特的分級精度之外， LED驅(qū)動電路51還可以基于從PWM控制電壓供應(yīng)DAC 63提供來的受控 電壓值執(zhí)行具有m比特的分級精度的電流控制。LED 11的亮度因此可以 具有(n+m)比特的控制精度，即nxm等級的分級精度。
此外，雖然LED驅(qū)動電路51可以以(n+m)比特的控制精度來執(zhí)行 LED功率控制，但是一個PWM周期是這樣一個值，該值是通過將降壓變 換器的基本周期乘以2的n次冪(基本周期xn比特)來獲得的。與PWM 比特等級被簡單地增加到(n+m)以獲得更高的PWM控制精度的情況相 比，該P(yáng)WM周期被縮短了這樣一個值，該值是通過將降壓變換器的基本 周期乘以2的m次冪來獲得的。也就是說，LED驅(qū)動電路51可以以nxm 等級的分級精度來執(zhí)行PWM控制，其中階梯數(shù)目與以n比特的分級精度 執(zhí)行PWM控制的現(xiàn)有技術(shù)的情況中相同。從而，LED驅(qū)動電路51中的 PWM控制的精度可得以提高，而控制響應(yīng)性不會受到損害，并且降壓變 換器的開關(guān)頻率無需被設(shè)置得較高。
換言之，LED驅(qū)動電路51可以在與現(xiàn)有技術(shù)情況相等的PWM周期中，以與現(xiàn)有技術(shù)情況相等的降壓變換器開關(guān)速度，利用獲得比現(xiàn)有技術(shù) 情況更高精度的等級數(shù)目來執(zhí)行降壓變換器的電流控制。順便說一下，雖然已經(jīng)在假定亮度控制PWM 62控制開關(guān)64的情況 下參考圖4描述了 LED驅(qū)動電路51，但是也可以提供與現(xiàn)有技術(shù)情況中 相似的亮度控制PWM 32來作為亮度控制PWM，并且可以用另一不同的 模塊來控制開關(guān)64。此外，已經(jīng)在假定PWM控制電壓供應(yīng)DAC 63基于從PWM調(diào)整值 獲得單元61提供來的m比特PWM調(diào)整值設(shè)置與電流控制電壓供應(yīng)DAC 36生成的參考電壓不同的受控電壓值并隨后將受控電壓值提供給開關(guān)64 的情況下參考圖4描述了 LED驅(qū)動電路51。但是，例如，在沒有設(shè)置 PWM控制電壓供應(yīng)DAC 63和開關(guān)64的情況下，從PWM調(diào)整值獲得單 元61提供來的m比特PWM調(diào)整值可被提供到作為一個DAC提供的電流 控制電壓供應(yīng)DAC，并且對開關(guān)64的開關(guān)進(jìn)行控制的控制信號也可被提 供到該電流控制電壓供應(yīng)DAC，以便該電流控制電壓供應(yīng)DAC選擇參考 電壓的值或者受控電壓值(這些值與上述情況中相同)，然后將該值提供 給比較器34。但是，利用開關(guān)進(jìn)行的兩個DAC (在此情況下是PWM控制電壓供應(yīng) DAC 63和電流控制電壓供應(yīng)DAC 36)的輸出之間的開關(guān)在執(zhí)行高速控制 的響應(yīng)性方面優(yōu)于基于某個定時高速改變一個DAC的輸出值，因此更為 合適。如上所述，參考圖4描述的LED驅(qū)動電路51可通過利用高位n比特 控制一個PWM周期中FET 12導(dǎo)通的次數(shù)并且在其中一次FET 12導(dǎo)通時 利用m比特控制被提供給比較器34的用于比較的電壓值，來以(n+m) 比特的分級控制降壓變換器。順便說一下，LED的發(fā)光波長取決于電流值而有所變化。但是，在 LED驅(qū)動電路51中，由于在具有n比特的一個PWM周期中執(zhí)行一個脈沖 的電流控制，因此發(fā)光波長變化的影響程度相對較小，而不會成為問題。接下來將參考圖7的流程圖描述LED驅(qū)動電路51中執(zhí)行的控制過程。
在步驟Sl中，PWM調(diào)整值獲得單元61從操作輸入單元(圖中未示
出)或外部設(shè)備等等獲得(n+m)比特的PWM調(diào)整值。PWM調(diào)整值獲得 單元61隨后將高位n比特提供給亮度控制PWM 62，并將低位m比特提 供給PWM控制電壓供應(yīng)DAC 63。此時，亮度控制PWM 62控制開關(guān) 64，以將參考電壓作為電流控制電壓供應(yīng)DAC (電流DAC) 36的輸出值 提供給比較器34。
在步驟S2中，亮度控制PWM 62將導(dǎo)通信號(1)提供給邏輯電路 37，并且開始對與高位n比特的控制值相對應(yīng)的所生成脈沖的數(shù)目進(jìn)行計(jì) 數(shù)。
在步驟S3中，亮度控制PWM 62判定與高位n比特的控制值相對應(yīng) 的所生成脈沖的數(shù)目是否已達(dá)到預(yù)定值。
當(dāng)亮度控制PWM 62在步驟S3中確定與高位n比特的控制值相對應(yīng) 的所生成脈沖的數(shù)目尚未達(dá)到預(yù)定值時，亮度控制PWM 62在步驟S4中 控制開關(guān)64以維持將參考電壓作為電流控制電壓供應(yīng)DAC (電流DAC) 36的輸出值提供給比較器34。過程返回到步驟S3，并重復(fù)從步驟S3起往 后的過程。
當(dāng)步驟S4的過程被執(zhí)行時，比較器34將在電阻21兩端出現(xiàn)的電壓 的值與電流控制電壓供應(yīng)DAC 36生成的參考電壓相比較，并將比較結(jié)果 提供給電流控制PWM 31。電流控制PWM 31在一個開關(guān)周期開始時使 FET 12導(dǎo)通。當(dāng)在電阻21兩端出現(xiàn)的電壓的值低于參考電壓時，電流控 制PWM 31維持FET 12的導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)在電阻21兩端出現(xiàn)的電壓的值變 得高于參考電壓時，電流控制PWM 31使FET 12關(guān)斷。也就是說，圖5 中的虛線a表示在步驟S4的過程被執(zhí)行時提供給LED 11的電流的波形。
當(dāng)亮度控制PWM 62在步驟S3中確定與高位n比特的控制值相對應(yīng) 的所生成脈沖的數(shù)目已達(dá)到預(yù)定值時，亮度控制PWM 62在步驟S5中控 制開關(guān)64以將受控電壓值作為與低位m比特的控制值相對應(yīng)的輸出從 PWM控制電壓供應(yīng)DAC (PWM DAC ) 63提供到比較器34 。
當(dāng)步驟S5的過程被執(zhí)行時，比較器34將在電阻21兩端出現(xiàn)的電壓 的值與PWM控制電壓供應(yīng)DAC 63生成的受控電壓相比較，并將比較結(jié)果提供給電流控制PWM 31。電流控制PWM 31在一個開關(guān)周期開始時使 FET 12導(dǎo)通。當(dāng)在電阻21兩端出現(xiàn)的電壓的值低于受控電壓時，電流控 制PWM 31維持FET 12的導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)在電阻21兩端出現(xiàn)的電壓的值變 得高于受控電壓時，電流控制PWM 31控制FET 12以使FET 12關(guān)斷。也 就是說，圖5中的點(diǎn)劃線b表示在步驟S5的過程被執(zhí)行時提供給LED 11 的電流的波形。
在圖5中的點(diǎn)劃線b所表示的電流在步驟S5中被通過一個脈沖生成 之后，亮度控制PWM 62將關(guān)斷信號(0)提供給邏輯電路37，這是因?yàn)?與高位n比特的控制值相對應(yīng)的所生成脈沖的數(shù)目已達(dá)到預(yù)定值。
然后，在步驟S6中，亮度控制PWM 62判定一個PWM周期是否己 過去。
當(dāng)亮度控制PWM 62在步驟S6中確定一個PWM周期尚未過去時， 步驟S6的過程被重復(fù)，直到亮度控制PWM 62確定一個PWM周期已過 去為止。也就是說，在步驟S6的過程被執(zhí)行時，亮度控制PWM 62將關(guān) 斷信號(0)提供給邏輯電路37，從而FET12的關(guān)斷狀態(tài)被維持。
順便說一下，雖然開關(guān)64在步驟S5中被控制以將來自PWM控制電 壓供應(yīng)DAC 63的輸出提供給比較器34，但在亮度控制PWM 62在步驟 S6確定一個PWM周期已過去之前的時段期間，亮度控制PWM 62控制開 關(guān)64以將參考電壓作為電流控制電壓供應(yīng)DAC 36的輸出值提供給比較器 34。
當(dāng)亮度控制PWM 62在步驟S6中確定一個PWM周期已過去時，過 程返回到步驟S1，以重復(fù)從步驟S1起往后的過程。
通過這樣的過程，LED驅(qū)動電路51可以在與現(xiàn)有技術(shù)情況相等的 PWM周期中，以與現(xiàn)有技術(shù)情況相等的降壓變換器開關(guān)速度，利用獲得 比現(xiàn)有技術(shù)情況更高精度的等級數(shù)目來執(zhí)行降壓變換器的功率控制。
也就是說，LED驅(qū)動電路51是基于以降壓變換器開關(guān)周期的整數(shù)倍 (n比特倍)為單位的PWM周期而被控制的，降壓變換器的開關(guān)周期和 PWM周期被彼此同步，并且功率控制是在PWM控制的導(dǎo)通時段期間生 成的脈沖之一處通過m比特來執(zhí)行的。從而，可以抑制由于開關(guān)噪聲引起的有害輻射，而不會損害響應(yīng)性，并且可以以(n+m)比特的分級來控制 LED 11的亮度。
這種LED驅(qū)動電路51例如適合用于具有作為電視接收機(jī)中使用的背 光光源的LED 11的LCD (液晶顯示器)單元的LED亮度控制。具體而 言，這種LED驅(qū)動電路51適合作為用于控制每個LED的亮度的裝置，這 是因?yàn)長ED驅(qū)動電路51不會降低亮度控制的控制速度，不會導(dǎo)致LED的 發(fā)光波長的變化，并且防止了由于開關(guān)噪聲引起的有害輻射的發(fā)生。具體而言，在希望以高精度控制被用作諸如電視接收機(jī)之類的顯示設(shè) 備中的背光的LED的情況下，例如在要顯示的圖像的每一幀被劃分成多個 區(qū)域、每個區(qū)域所需的顯示亮度根據(jù)每一幀的亮度分布來計(jì)算并且在每個 區(qū)域中提供的多個背光光源的亮度被控制的情況下，這種LED驅(qū)動電路 51適合于以高精度控制作為每個區(qū)域中的背光光源的LED的亮度。圖8示出了適應(yīng)地應(yīng)用了上述LED驅(qū)動電路51的液晶顯示設(shè)備的實(shí) 施例的配置示例。圖8中的液晶顯示設(shè)備101包括具有為紅色、綠色和藍(lán)色的濾色器 基板、液晶層等等的液晶面板111;部署在液晶面板111的背面的背光 112;用于控制液晶面板111和背光112的控制單元113;以及電源單元 114。
液晶顯示設(shè)備101在預(yù)定的顯示區(qū)域(與液晶面板111的顯示單元 121相對應(yīng)的區(qū)域)中顯示與圖像信號相對應(yīng)的原始圖像。順便說一下， 輸入到液晶顯示設(shè)備101的輸入圖像信號例如對應(yīng)于具有60 Hz幀速率的 圖像(該圖像在下文中將被稱為幀圖像)。液晶面板111包括顯示單元121，其中布置了用于透射來自背光 112的白光的多個開口部件；以及源極驅(qū)動器122和柵極驅(qū)動器123，用 于向圖中未示出的晶體管(TFT:薄膜晶體管)發(fā)送驅(qū)動信號，該晶體管 是為顯示單元121的每個開口部件提供的。經(jīng)過顯示單元121的開口部件的白光被形成在圖中未示出的濾色器基 板上的濾色器轉(zhuǎn)換成紅光、綠光和藍(lán)光。發(fā)出紅光、綠光和藍(lán)光的一組三 個開口部件對應(yīng)于顯示單元121的一個像素。
背光112在與顯示單元121相對應(yīng)的發(fā)光區(qū)域中發(fā)出白光。如圖8所示，背光112的發(fā)光區(qū)域被劃分成多個塊(區(qū)域)BL。多個被劃分的塊 BL中的每一個中的發(fā)光被單獨(dú)控制。
作為發(fā)出紅光的發(fā)光元件的一個或多個LED (對應(yīng)于圖4中的LED 11)、作為發(fā)出綠光的發(fā)光元件的一個或多個LED、以及作為發(fā)出藍(lán)光的 發(fā)光元件的一個或多個LED被布置在每個塊BL中。布置在每個塊BL內(nèi) 的所有紅、綠和藍(lán)LED形成光源LT。光源LT通過將紅光、綠光和藍(lán)光 彼此混合來發(fā)出白光。
順便說一下，雖然圖8示出了背光112被劃分成24個塊BL的示例， 但是被劃分的塊BL的數(shù)目并不限于此。此外，塊BL是通過虛擬地劃分 背光112的發(fā)光區(qū)域而不是利用分割板等等實(shí)體地劃分背光112的發(fā)光區(qū) 域來獲得的。從而，從部署在塊BL內(nèi)的發(fā)光元件發(fā)出的光被圖中未示出 的漫射體所漫射，從而不僅照射塊BL的前方，還照射周圍塊的前方。
控制單元113包括顯示亮度計(jì)算單元131、光源控制單元132和液晶 面板控制單元133?？刂茊卧?13的光源控制單元132與背光112—起形 成背光設(shè)備。
顯示亮度計(jì)算單元131被提供以來自另一設(shè)備的與每個幀圖像相對應(yīng) 的圖像信號。顯示亮度計(jì)算單元131從所提供的圖像信號確定幀圖像的亮 度分布，并且還根據(jù)幀圖像的亮度分布計(jì)算每個塊BL的必要顯示亮度。 計(jì)算出的顯示亮度被提供給光源控制單元132和液晶面板控制單元133。
光源控制單元132基于從顯示亮度計(jì)算單元131提供來的每個塊的 BL的顯示亮度來計(jì)算每個塊BL的發(fā)光亮度。然后，光源控制單元132可 變地控制背光112的每個塊BL的光源LT，以便實(shí)現(xiàn)計(jì)算出的發(fā)光亮度。 液晶顯示設(shè)備101從而執(zhí)行背光劃分控制，其中每個塊BL中的發(fā)光亮度 是根據(jù)幀圖像的亮度分布來適應(yīng)性地控制的。順便說一下，指示出每個塊 BL的發(fā)光亮度所被設(shè)置到的值的信息被提供給液晶面板控制單元133。為 了調(diào)整發(fā)光亮度，采用了 PWM驅(qū)動控制，該控制如上所述是通過改變脈 沖信號的脈沖寬度來執(zhí)行的。
光源控制單元132還基于來自針對R、 G、 B中每一個的顏色傳感器 的接收光信號，調(diào)整由紅光、綠光和藍(lán)光形成的光的白色度(白平衡)， 所述傳感器被部署在背光112的每個塊BL內(nèi)。液晶面板控制單元133基于從顯示亮度計(jì)算單元131提供來的每個塊 BL的顯示亮度和從光源控制單元132提供來的每個塊BL的發(fā)光亮度，計(jì) 算顯示單元121的每個像素的液晶孔徑比。然后，液晶面板控制單元133 向液晶面板111的源極驅(qū)動器122和柵極驅(qū)動器123提供驅(qū)動信號，以驅(qū) 動和控制顯示單元121的每個像素中的TFT，從而實(shí)現(xiàn)所計(jì)算出的液晶孔 徑比。電源單元114向液晶顯示設(shè)備101的每個部件提供預(yù)定的功率。這種液晶顯示設(shè)備101需要精確地控制每個塊BL的背光發(fā)光亮度。 因此，上述LED驅(qū)動電路51適合應(yīng)用到光源控制單元132，這是因?yàn)?LED驅(qū)動電路51使得能夠以高精度控制每個LED的亮度，而不會降低亮 度控制的控制速度、不會導(dǎo)致LED的發(fā)光波長的變化，同時防止了由開關(guān) 噪聲引起的有害輻射的發(fā)生。順便說一下，除了液晶顯示設(shè)備的背光中的LED夕卜，LED驅(qū)動電路 51當(dāng)然也可驅(qū)動其他LED。此外，利用與LED驅(qū)動電路51相似的電路配置，可以增加用于控制 降壓變換器的PWM控制的等級的數(shù)目，因此可以提高PWM控制的精 度，而不會損害響應(yīng)性。也就是說，與LED驅(qū)動電路51相似的電路配置 可以驅(qū)動除LED之外的其他負(fù)載。注意，本發(fā)明的實(shí)施例并不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的精神 的情況下，可進(jìn)行各種改變。本發(fā)明包含與2007年7月3日向日本專利局提交的日本專利申請JP 2007-174846相關(guān)的主題，這里通過引用將該申請的全部內(nèi)容并入。
權(quán)利要求
1.一種用于對發(fā)光二極管的驅(qū)動進(jìn)行控制的控制設(shè)備，所述控制設(shè)備包括驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動所述發(fā)光二極管，所述驅(qū)動裝置被形成為包括開關(guān)元件；控制值獲得裝置，用于獲得n+m比特的控制值；以及控制裝置，用于基于由所述控制值獲得裝置獲得的n+m比特的控制值來控制所述驅(qū)動裝置對所述發(fā)光二極管的驅(qū)動，以便在預(yù)定時段中導(dǎo)通所述開關(guān)元件的次數(shù)由高位n比特的控制值來控制，在導(dǎo)通所述開關(guān)元件的多次中的一次中的導(dǎo)通時間由低位m比特的控制值來控制，并且除了在導(dǎo)通所述開關(guān)元件的所述一次中的導(dǎo)通時間外所述開關(guān)元件的導(dǎo)通時間為預(yù)定時間。
2. 如權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，其中 所述控制裝置還包括第一導(dǎo)通信號生成裝置，用于以基于由所述控制值獲得裝置獲得 的n+m比特的控制值的高位n比特的控制值的占空比來生成導(dǎo)通信號，其 中所述預(yù)定時間作為 一個周期；檢測裝置，用于檢測流過所述發(fā)光二極管的電流的值； 比較裝置，用于將所述檢測裝置的檢測結(jié)果與預(yù)定值相比較； 第二導(dǎo)通信號生成裝置，用于基于所述比較裝置的比較結(jié)果，在 從所述開關(guān)元件的開關(guān)周期開始時到流過所述發(fā)光二極管的電流的值達(dá)到 由所述預(yù)定值確定的電流值時的時段期間，生成導(dǎo)通信號；以及開關(guān)元件控制裝置，用于在所述第一導(dǎo)通信號生成裝置和所述第 二導(dǎo)通信號生成裝置都生成導(dǎo)通信號時向所述開關(guān)元件提供導(dǎo)通信號，并 且被所述比較裝置用來與所述檢測裝置的檢測結(jié)果相比較的所述預(yù)定值 在與導(dǎo)通所述開關(guān)元件的多次中的一次相對應(yīng)的定時中是由低位m比特控 制的受控值，并且在與導(dǎo)通所述開關(guān)元件的其他次相對應(yīng)的定時中是參考值，其中導(dǎo)通所述開關(guān)元件的次數(shù)由所述高位n比特來控制。
3. 如權(quán)利要求2所述的控制設(shè)備，其中所述控制裝置還包括受控值提供裝置，用于提供所述由低位m比特控制的受控值來作 為要被所述比較裝置用來與所述檢測裝置的檢測結(jié)果相比較的所述預(yù)定 值；參考值提供裝置，用于提供所述參考值來作為要被所述比較裝置 用來與所述檢測裝置的檢測結(jié)果相比較的所述預(yù)定值；以及選擇裝置，用于選擇由所述受控值提供裝置提供的所述受控值和 由所述參考值提供裝置提供的所述參考值之一，來作為要被提供給所述比 較裝置的值，并且所述選擇裝置在與導(dǎo)通所述開關(guān)元件的多次中的一次相對應(yīng)的定時中 將由所述受控值提供裝置提供的所述受控值提供給所述比較裝置，并且在 與導(dǎo)通所述開關(guān)元件的其他次相對應(yīng)的定時中將由所述參考值提供裝置提 供的所述參考值提供給所述比較裝置，其中導(dǎo)通所述開關(guān)元件的次數(shù)由所 述高位n比特來控制。
4. 如權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，其中所述預(yù)定時間是與所述開關(guān)元件的n比特開關(guān)周期對應(yīng)的時間。
5. —種用于對發(fā)光二極管的驅(qū)動進(jìn)行控制的控制設(shè)備的控制方法，所 述控制方法包括以下步驟獲得n+m比特的控制值；利用所獲得的n+m比特的控制值的高位n比特的控制值來控制在預(yù)定 時段中導(dǎo)通在用于驅(qū)動所述發(fā)光二極管的驅(qū)動電路中包括的開關(guān)元件的次 數(shù)；以及利用低位m比特的控制值來控制在導(dǎo)通所述開關(guān)元件的多次中的一次 中的導(dǎo)通時間，并且執(zhí)行控制以便除了在導(dǎo)通所述開關(guān)元件的所述一次中 的導(dǎo)通時間外所述開關(guān)元件的導(dǎo)通時間為預(yù)定時間。
6. —種用于利用發(fā)光二極管發(fā)光的平面光源設(shè)備，所述平面光源設(shè)備 包括發(fā)光二極管； 用于驅(qū)動所述發(fā)光二極管的驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置被形成為包括開關(guān)元件；控制值獲得裝置，用于獲得n+m比特的控制值；以及 控制裝置，用于基于由所述控制值獲得裝置獲得的n+m比特的控制值 來控制所述驅(qū)動裝置對所述發(fā)光二極管的驅(qū)動，以便在預(yù)定時段中導(dǎo)通所 述開關(guān)元件的次數(shù)由高位n比特的控制值來控制，在導(dǎo)通所述開關(guān)元件的 多次中的一次中的導(dǎo)通時間由低位m比特的控制值來控制，并且除了在導(dǎo) 通所述開關(guān)元件的所述一次中的導(dǎo)通時間外所述開關(guān)元件的導(dǎo)通時間為預(yù) 定時間。
7. 如權(quán)利要求6所述的平面光源設(shè)備，其中提供了多個所述發(fā)光二極管、多個所述驅(qū)動裝置、多個所述控制值獲 得裝置以及多個所述控制裝置，所述發(fā)光二極管被布置成平面形式，并且多個所述控制裝置利用多個所述控制值獲得裝置獲得不同的控制值， 并且基于不同的控制值來控制所述驅(qū)動裝置對所述發(fā)光二極管的驅(qū)動，以 使多個所述發(fā)光二極管以不同的亮度級別發(fā)光。
8. —種用于利用發(fā)光二極管發(fā)光的平面光源的控制方法，所述控制方 法包括以下步驟獲得n+m比特的控制值；利用所獲得的n+m比特的控制值的高位n比特的控制值來控制在預(yù)定 時段中導(dǎo)通在用于驅(qū)動所述發(fā)光二極管的驅(qū)動電路中包括的開關(guān)元件的次 數(shù)；以及利用低位m比特的控制值來控制在導(dǎo)通所述開關(guān)元件的多次中的一次 中的導(dǎo)通時間，并且執(zhí)行控制以便除了在導(dǎo)通所述開關(guān)元件的所述一次中 的導(dǎo)通時間外所述開關(guān)元件的導(dǎo)通時間為預(yù)定時間。
9. 一種液晶顯示設(shè)備，包括 具有濾色器基板和液晶層的液晶面板；具有發(fā)光二極管的背光，所述背光被部署為與所述液晶面板相對；以 及用于控制所述背光的控制設(shè)備， 其中所述控制設(shè)備包括驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動所述發(fā)光二極管，所述驅(qū)動裝置被形成為包 括開關(guān)元件；控制值獲得裝置，用于獲得n+m比特的控制值；以及 控制裝置，用于基于由所述控制值獲得裝置獲得的n+m比特的控 制值來控制所述驅(qū)動裝置對所述發(fā)光二極管的驅(qū)動，以便在預(yù)定時段中導(dǎo) 通所述開關(guān)元件的次數(shù)由高位n比特的控制值來控制，在導(dǎo)通所述開關(guān)元 件的多次中的一次中的導(dǎo)通時間由低位m比特的控制值來控制，并且除了 在導(dǎo)通所述開關(guān)元件的所述一次中的導(dǎo)通時間外所述開關(guān)元件的導(dǎo)通時間 為預(yù)定時間。
10.如權(quán)利要求9所述的液晶顯示設(shè)備，其中 所述控制裝置還包括第一導(dǎo)通信號生成裝置，用于以基于由所述控制值獲得裝置獲得 的n+m比特的控制值的高位n比特的控制值的占空比來生成導(dǎo)通信號，其 中所述預(yù)定時間作為 一個周期；檢測裝置，用于檢測流過所述發(fā)光二極管的電流的值； 比較裝置，用于將所述檢測裝置的檢測結(jié)果與預(yù)定值相比較； 第二導(dǎo)通信號生成裝置，用于基于所述比較裝置的比較結(jié)果，在 從所述開關(guān)元件的開關(guān)周期開始時到流過所述發(fā)光二極管的電流的值達(dá)到 由所述預(yù)定值確定的電流值時的時段期間，生成導(dǎo)通信號；以及開關(guān)元件控制裝置，用于在所述第一導(dǎo)通信號生成裝置和所述第 二導(dǎo)通信號生成裝置都生成導(dǎo)通信號時向所述開關(guān)元件提供導(dǎo)通信號，并 且被所述比較裝置用來與所述檢測裝置的檢測結(jié)果相比較的所述預(yù)定值 在與導(dǎo)通所述開關(guān)元件的多次中的一次相對應(yīng)的定時中是由低位m比特控 制的受控值，并且在與導(dǎo)通所述開關(guān)元件的其他次相對應(yīng)的定時中是參考 值，其中導(dǎo)通所述開關(guān)元件的次數(shù)由所述高位n比特來控制。
11. 如權(quán)利要求9所述的液晶顯示設(shè)備，其中 所述控制裝置還包括受控值提供裝置，用于提供所述由低位m比特控制的受控值來作為要被所述比較裝置用來與所述檢測裝置的檢測結(jié)果相比較的所述預(yù)定值；參考值提供裝置，用于提供所述參考值來作為要被所述比較裝置 用來與所述檢測裝置的檢測結(jié)果相比較的所述預(yù)定值；以及選擇裝置，用于選擇由所述受控值提供裝置提供的所述受控值和 由所述參考值提供裝置提供的所述參考值之一，來作為要被提供給所述比 較裝置的值，并且所述選擇裝置在與導(dǎo)通所述開關(guān)元件的多次中的一次相對應(yīng)的定時中 將由所述受控值提供裝置提供的所述受控值提供給所述比較裝置，并且在 與導(dǎo)通所述開關(guān)元件的其他次相對應(yīng)的定時中將由所述參考值提供裝置提 供的所述參考值提供給所述比較裝置，其中導(dǎo)通所述開關(guān)元件的次數(shù)由所 述高位n比特來控制。
12. 如權(quán)利要求9所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述預(yù)定時間是與所述開關(guān)元件的n比特開關(guān)周期對應(yīng)的時間。
13. —種用于對發(fā)光二極管的驅(qū)動進(jìn)行控制的控制設(shè)備，所述控制設(shè) 備包括驅(qū)動部件，該驅(qū)動部件驅(qū)動所述發(fā)光二極管，所述驅(qū)動部件被形成為 包括開關(guān)元件；控制值獲得部件，該控制值獲得部件獲得n+m比特的控制值；以及 控制部件，該控制部件基于由所述控制值獲得部件獲得的n+m比特的 控制值來控制所述驅(qū)動部件對所述發(fā)光二極管的驅(qū)動，以便在預(yù)定時段中 導(dǎo)通所述開關(guān)元件的次數(shù)由高位n比特的控制值來控制，在導(dǎo)通所述開關(guān) 元件的多次中的一次中的導(dǎo)通時間由低位m比特的控制值來控制，并且除 了在導(dǎo)通所述開關(guān)元件的所述一次中的導(dǎo)通時間外所述開關(guān)元件的導(dǎo)通時 間為預(yù)定時間。
全文摘要
本發(fā)明提供了控制設(shè)備和控制方法以及平面光源和平面光源的控制方法。一種用于對LED的驅(qū)動進(jìn)行控制的控制設(shè)備包括以下部件驅(qū)動部件，其驅(qū)動LED，該驅(qū)動部件被形成為包括開關(guān)元件；控制值獲得部件，其獲得n+m比特的控制值；以及控制部件，其基于由控制值獲得部件獲得的n+m比特的控制值來控制驅(qū)動部件對LED的驅(qū)動，以便在預(yù)定時段中導(dǎo)通開關(guān)元件的次數(shù)由高位n比特的控制值來控制，在導(dǎo)通開關(guān)元件的多次中的一次中的導(dǎo)通時間由低位m比特的控制值來控制，并且除了在導(dǎo)通開關(guān)元件的該一次中的導(dǎo)通時間外開關(guān)元件的導(dǎo)通時間為預(yù)定時間。
文檔編號H01L33/00GK101340758SQ20081012609
公開日2009年1月7日 申請日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月3日
發(fā)明者櫻井久夫 申請人:索尼株式會社