200911026 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於控制裝置及控制方法，以及面狀光源 及面狀光源之控制方法，尤其是有關於，適合用在驅動 LED時的控制裝置及控制方法’以及面狀光源及面狀光源 之控制方法。 【先前技術】 先前’以電流驅動來控制LED ( Light mitting iode ) 的技術，係被廣泛運用（例如參照專利文獻1 )。 [專利文獻1]日本特開2005-310999號公報 例如’是藉由如圖1所示的使用有背轉換器（back converter)的 LED驅動電路 1，來執行對LED供給電力 的控制。此種背轉換器已爲市售，其本身並不限於led 驅動，係被廣泛使用。 圖1所示的L E D驅動電路1中的L E D11之驅動，係 藉由電阻2 1所做的電流値之偵測、和電流控制用PwM ( Current Control PWM( Pulse Width Modulation) ) 31 所 做的PWM控制而爲之。又，用來控制LED11亮度所需之 LED電力控制，亦即，當電流控制用PWM3 1爲ON時， 供給至LED 1 1之電力的控制，係由亮度控制用pWM ( Bright Control PWM) 32所實行。此外，LED11當然也可 藉由電流控制來進行電力控制（亮度控制）。 OSC ( oscillator :振盪器）33，係發出基本頻率的訊 200911026 號，供給至電流控制用PWM3 1及亮度控制用PWM62。 電流控制用PWM31，係基於從比較器（comp ) 34所 供給而來的，在電阻21之端子間所產生的電壓値、與電 流控制電壓供給 DAC ( Current DAC ( digital to analog converter) ) 36所產生的基準電壓之比較結果，來控制 FET12 的 ΟΝ/OFF。 圖2係爲FET12的閘極電流波形，亦即FET12的切 換動作、與流往LED 1 1之電流波形的一般例子。 當FET12爲ON時，亦即FET12有閘極電流通過時， 則從VDD1透過電抗1 3，向LED 1 1、FET12、及電阻2 1， 流通電流Π。在FET12爲ON的期間tl中，電荷係被積 存在電抗13。電容器14係爲電源平滑用。 比較器（c〇mp ) 3 4，係將在電阻2 1之端子間所產生 的電壓値、與電流控制電壓供給DAC3 6所產生的基準電 壓之比較結果，供給至電流控制用PWM3 1。電流控制用 PWM31 ’係在1切換週期的開始時，控制FET12而成爲 ON ;在電阻2 1之端子間所產生的電壓値是低於電流控制 電壓供給DAC36所產生的基準電壓之期間，維持FET12 的ON狀態；在電阻2 1之端子間所產生的電壓値是高於 電流控制電壓供給D A C 3 6所產生的基準電壓時，控制 FET1 2而成爲OFF。 於F E T 1 2處於0 F F的期間t2中，電抗1 3中所積存的 電荷會被放電’藉由二極體15的作用而產生電流12，因 此住LED11係會流過其所積存份量的電流。藉由此一連 200911026 串動作，往L E D 1 1的電流係會保持平衡狀態。 然後，亮度控制用PWM62，係藉由PWM調整値取得 部3 5，基於從未圖示的操作輸入部，或從外部機器所取得 到的η位元的PWM調整値，求出PWM控制的ON能率（ on duty )，將用來控制FET12之ΟΝ/OFF的訊號，加以輸 出。 具體而言，如圖3的LED電流波形所示，當進行著n 位元控制（例如η = 1 0則爲1 024階段的色階控制）時， 亮度控制用 PWM62，係輸出所定的階段份的用來控制 FET12之ΟΝ/OFF所需之訊號，以使其執行使用圖2所說 明的FET12之ON動作。例如，10位元色階、亦即1024 階段當中到8 00階段爲止，係基於電阻21所做的電流値 偵測結果來進行控制，使得在期間11之中，FET 1 2是反 覆進行ON動作，但在剩下的224階段中，FET12係不會 變成ON。 具體而言，亮度控制用PWM62，係如上述般地，例 如，在1 024色階當中的800階段所對應之期間、亦即 PWM週期的1024階段當中8 00階段之期間，向邏輯電路 (邏輯合和）3 7供給ON訊號（1 )，在剩餘的224階段 中係供給off訊號（0 )。然後，電流控制用PWM3 1係 基於從比較器3 4所輸出的訊號，在每1步驟當中的期間 11中，向邏輯電路3 7供給ON訊號（1 )，在剩餘的期間 t2之中，供給OFF訊號（〇 )。然後，僅當電流控制用 PWM31及亮度控制用PWM32之任一者均輸出〇Ν(1)時 200911026 ，FET12 係呈 ON。 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 此處’當欲提高如圖1所示之LED驅動電路1中的 P WM控制精度時，單純而言，只要提升p w Μ的位元色階 、亦即將η位元控制中的η値加大以增加階段數即可，但 於此LED驅動電路1中，PWM控制係爲數著背轉換器的 切換週期而進行，亦即是受到對1 PWM週期之ON時間的 比率（所謂的ON能率）所控制，因此一旦PWM的位元 色階提升，則PWM週期會變長，導致有損於反應性，因 此無法高速地控制L E D的亮度。 此外，η位元控制中的n値加大而不會增加階段數， 藉由電流控制的調光、亦即調整電流控制電壓供給DAC3 6 所產生的基準電壓，就可將以圖2說明過的期間11以高 色階數進行調整而進行調光，但LED係隨著電流値而有 發光波長變動，因此例如將其當成電視受像機等顯示裝置 中的背光光源使用時，以電流控制來進行調光，不是很理 想。 又，雖然也考慮η位元控制中的η値加大而增加階段 數，並且縮短PWM週期爲目的，以提高背轉換器的切換 速度，但是切換動作的高速化是有極限，且含有極高切換 速度之背轉換器的產品，因切換雜訊而導致多餘輻射產生 的可能性很高。 200911026 本發明係有鑑於如此狀況而硏發，目的在於不減 應性，就能提高PWM控制之精度的方法、裝置。 [用以解決課題之手段] 本發明之一側面的控制裝置，係屬於控制L E D 動用的控制裝置’其特徵爲’具備：驅動手段，係含 關元件而構成，用以驅動前記L E D ;和控制値取得手 係取得n + m位元之控制値；和控制手段，係基於前記 値取得手段所取得的n + m位元之控制値，來控制前記 手段所做的前記LED之驅動，使得，前記開關元件 所定期間中的ON次數是以上位n位元之控制値來進 制，並且，前記開關元件的ON當中之任1次的ON 是以下位m位元之控制値來進行控制，而除了該1次 的前記開關元件之ON時間係爲所定時間。 在前記控制手段中，係還可更加具備：第1 ON 產生手段，係將前記所定時間當作1週期，在一基於 控制値取得手段所取得之n + m位元之控制値當中的上 位元之控制値的能率比時，產生ON訊號；和偵測手 係偵測出通過前記LED的電流値；和比較手段，係 記偵測手段所做的偵測結果與所定値，進行比較： 2 ON訊號產生手段，係基於前記比較手段所做的比較 ，從前記開關元件的切換週期之開始，至通過前記 之電流値是達到由前記所定値所決定之電流値爲止的 ，產生ON訊號；和開關元件控制手段，係僅當從前 損反 之驅 有開 段， 控制 驅動 的於 行控 時間 以外 訊號 前記 位η 段， 將前 和第 結果 LED 期間 記第 -8- 200911026 ION訊號產生手段及前記第20N訊號產生手 正在產生ON訊號時，才向前記開關元件供給 於前記比較手段中與前記偵測手段所做之偵測 較的前記所定値，係可爲，於次數是受上位η 之前記開關元件的ON當中的任一次所對應之 爲被下位m位元所控制的控制値；而於前記 ON當中之其他時序中，係爲基準値。 在前記控制手段中，係還可更加具備：控 段，係供給著受到下位m位元所控制的前記控 爲於前記比較手段中與前記偵測手段所做之偵 比較的前記所定値；和基準値供給手段，係供 準値，來作爲於前記比較手段中與前記偵測手 測結果進行比較的前記所定値；和切換手段， 制値供給手段所供給之前記控制値、前記基準 所供給之前記基準値當中，切換著要供給至前 的値；前記切換手段，係於次數是受上位η位 前記開關元件的ON當中的任一次所對應之時 前記比較手段供給著由前記控制値供給手段所 控制値’而於前記開關兀件的ON當中之其他 可向前記比較手段供給著由前記基準値供給手 前記基準値。 前記所定時間’係可爲前記開關元件的切 位元份所對應之時間。 本發明之一側面的控制方法，係屬於控制 段之兩者皆 ON訊號； 結果進行比 位元所控制 時序中，係 開關元件的 制値供給手 制値，來作 測結果進行 給著前記基 段所做之偵 係在前記控 値供給手段 記比較手段 元所控制之 序中，可向 供給之前記 時序中，係 段所供給之 換週期的η LED之驅 200911026 動用的控制裝置的控制方法，其特徵爲，含有以下步驟： 取得n + m位元之控制値；將用來驅動前記LED之驅動電 路中所含之開關元件的、於所定期間中的ON次數，以所 取得之n + m位元之控制値當中的上位η位元之控制値來加 以控制；進行控制，使得前記開關元件的ON當中之任1 次的ON時間，是以下位m位元之控制値來進行控制，而 除了該1次以外的前記開關元件的ON時間係爲所定時間 〇 本發明之一側面的面狀光源裝置，係屬於藉由LED 進行發光的面狀光源裝置，其特徵爲，具備：led ;和驅 動手段，係含有開關元件而構成，用以驅動前記LED ;和 控制値取得手段，係取得n + m位元之控制値；和控制手段 ，係基於前記控制値取得手段所取得的n + m位元之控制値 ，來控制前記驅動手段所做的前記LED之驅動’使得’ 前記開關元件的於所定期間中的ON次數是以上位η位元 之控制値來進行控制，並且，前記開關元件的ON當中之 任1次的ON時間是以下位m位元之控制値來進行控制’ 而除了該1次以外的前記開關元件之ON時間係爲所定時 前記LED、前記驅動手段、前記控制値取得手段、及 前記控制手段，係可皆爲複數具備；前記LED係可呈面 狀排列；複數之前記控制手段，係可取得隨著複數前記控 制値取得手段而不同的控制値，並可基於不同的控制値’ 分別地控制前記驅動手段所做之前記LED之驅動’使複 -10- 200911026 數的前記LED以不同的亮度進行發光。 本發明之一側面的面狀光源之控制方法，係屬於以 LED進行發光的面狀光源之控制方法，其特徵爲，含有以 下步驟：取得n + m位元之控制値；將用來驅動前記LED 之驅動電路中所含之開關元件的、於所定期間中的ON次 數’以所取得之n + m位元之控制値當中的上位η位元之控 制値來加以控制；進行控制，使得前記開關元件的ON當 中之任1次的ON時間，是以下位m位元之控制値來進行 控制，而除了該1次以外的前記開關元件的〇 N時間係爲 所定時間。 於本發明之一側面中，係n + m位元之控制値會被取得 ;用來驅動LED之驅動電路中所含之開關元件的、於所 定期間中的ON次數’是以所取得之η + ιη位元之控制値當 中的上位η位元之控制値來加以控制；開關元件的〇 N當 中之任1次的ON時間是以下位m位元之控制値來進行控 制’並控制成除了該1次以外的開關元件之ON時間係爲 所定時間。 控制裝置係可爲獨立的裝置，也可爲資訊處理裝置或 電視受像機、或是液晶顯示裝置等中進行L E D驅動控制 處理的區塊。 [發明效果] n + m位元 如以上，若依據本發明之一側面，則可驅動L e d，尤 其是’於所定期間中的ON次數，是以所取得之 -11 - 200911026 之控制値當中的上位η位元之控制値來加以控制，開關元 件的ON當中之任1次的〇Ν時間是以下位m位元之控制 値來進行控制，並控制成除了該1次以外的開關元件之 ◦ N時間係爲所定時間；因此，可在不損及反應性的情況 下，增加控制的色階。 【實施方式】 以下將說明本發明的實施形態，但若將本發明的構成 要件與說明書或圖面中記載之實施形態的對應關係加以例 示，則如以下。此記載係僅爲用來確認支持本發明的實施 形態，是有記載於說明書或圖面中。因此，雖然說明書或 圖面中有記載，但身爲對應於本發明之構成要件的實施形 態，即使不是這裡所記載的到的實施形態，這也並不意味 著該實施形態並未對應於本構成要件。反之，即使實施形 態是對應於構成要件而被記載於此，但這也並不意味著該 實施形態就不對應於本構成要件以外之構成要件。 本發明之一側面的控制裝置，係屬於控制L E D之驅 動用的控制裝置（例如圖4的L E D驅動電路5 1 )，其特 徵爲’具備：驅動手段（例如圖4所示的背轉換器電路） ’係含有開關元件（例如圖4的FET12)而構成，用以驅 動前記L· E D ;和控制値取得手段（例如圖4的P W Μ調整 値取得部6 1 )，係取得n + m (η及m均爲正整數）位元之 控制値；和控制手段（例如圖4的電阻2 1、電流控制用 P W Μ 3 1、比較器3 4、邏輯電路3 7、電流控制電壓供給 -12- 200911026 DAC36、亮度控制用PWM62、PWM控制電壓供給DAC63 、開關64 )，係基於前記控制値取得手段所取得的n + m 位元之控制値，來控制前記驅動手段所做的前記LED之 驅動，使得，前記開關元件的於所定期間（例如1 PWM週 期）中的ON次數是以上位η位元之控制値來進行控制， 並且，前記開關元件的ON當中之任1次的ON時間（例 如圖5的11 ')是以下位m位元之控制値來進行控制，而 除了該1次以外的前記開關元件之ON時間係爲所定時間 (例如圖5的11 )。 前記控制手段，係還可更加具備：第1 ON訊號產生 手段（例如圖4的亮度控制用PWM62 )，係將前記所定 時間當作1週期，在一基於前記控制値取得手段所取得之 n + m位元之控制値當中的上位η位元之控制値的能率比時 ，產生ON訊號；和偵測手段（例如圖4的電阻2 1 )，係 偵測出通過前記LED的電流値；和比較手段（例如圖4 的比較器3 4 )，係將前記偵測手段所做的偵測結果與所定 値，進行比較；和第20N訊號產生手段（例如圖4的電 流控制用P WM3 1 )，係基於前記比較手段所做的比較結 果，從前記開關元件的切換週期之開始，至通過前記LED 之電流値是達到由前記所定値所決定之電流値爲止的期間 ，產生ON訊號；和開關元件控制手段（例如圖4的邏輯 電路3 7 )，係僅當從前記第1 ON訊號產生手段及前記第 2 ON訊號產生手段之兩者皆正在產生ON訊號時，才向前 記開關元件供給ON訊號；於前記比較手段中與前記偵測 -13- 200911026 手段所做之偵測結果進行比較的前記所定値’係可爲’於 次數是受上位η位元所控制之前記開關元件的ON當中的 任一次所對應之時序中，係爲被下位m位元所控制的控制 値；而於前記開關元件的ON當中之其他時序中，係爲基 準値。 前記控制手段，係還可更加具備：控制値供給手段（ 例如圖4的P W Μ控制電壓供給D A C 6 3 )，係供給著受到 下位m位元所控制的前記控制値，來作爲於前記比較手段 中與前記偵測手段所做之偵測結果進行比較的前記所定値 ;和基準値供給手段（例如圖4的電流控制電壓供給 DAC36 )，係供給著前記基準値，來作爲於前記比較手段 中與前記偵測手段所做之偵測結果進行比較的前記所定値 :和切換手段（例如圖4的開關64 )，係在前記控制値供 給手段所供給之前記控制値、前記基準値供給手段所供給 之前記基準値當中，切換著要供給至前記比較手段的値； 前記切換手段，係於次數是受上位η位元所控制之前記開 關元件的ON當中的任一次所對應之時序中，可向前記比 較手段供給著由前記控制値供給手段所供給之前記控制値 ，而於前記開關元件的ON當中之其他時序中，係可向前 記比較手段供給著由前記基準値供給手段所供給之前記基 準値。 本發明之一側面的控制方法，係屬於控制led之驅 動用的控制裝置（例如，圖4的LED驅動電路5 1 )之控 制方法，其特徵爲，含有以下步驟：取得n + m ( n及m均 -14- 200911026 爲正整數）位元之控制値（例如圖7的步驟S1之處理） ;將用來驅動前記L E D之驅動電路（例如圖4所示的背 轉換器電路）中所含之開關元件（例如圖4的FET 1 2的、 於所定期間（例如1P WM週期）中的ON次數，以所取得 之n + m位元之控制値當中的上位η位元之控制値來加以控 制（例如圖7的步驟S2之處理）：進行控制（例如圖7 的步驟S 3乃至步驟S 6之處理），使得前記開關元件的 ON當中之任1次的ON時間（例如圖5的11 ')，是以下 位m位元之控制値來進行控制，而除了該1次以外的前記 開關元件的ON時間係爲所定時間（例如圖5的11 )。 本發明之一側面的面狀光源裝置，係屬於藉由LED 進行發光的面狀光源裝置（例如圖8的背光1 1 2及光源控 制部132 )，其特徵爲，具備：LED (例如圖4的LED 1 1 );和驅動手段（例如圖4所示的背轉換器電路），係含 有開關元件（例如圖4的FET 1 2 )而構成，用以驅動前記 LED ;和控制値取得手段（例如圖4的PWM調整値取得 部61 )，係取得n + m ( n及m均爲正整數）位元之控制値 :和控制手段（例如圖4的電阻21、電流控制用PWM3 1 、比較器34、邏輯電路37、電流控制電壓供給DAC36、 亮度控制用PWM62、PWM控制電壓供給DAC63、開關64 )，係基於前記控制値取得手段所取得的n + m位元之控制 値，來控制前記驅動手段所做的前記LED之驅動，使得 ，前記開關元件的於所定期間（例如1 PWM週期）中的 ON次數是以上位n位元之控制値來進行控制，並且，前 -15- 200911026 記開關元件的ON當中之任1次的〇N時間（例如圖5的 t Γ )是以下位m位元之控制値來進行控制，而除了該1 次以外的前記開關元件之ON時間係爲所定時間（例如圖 5 的 tl )。 前記LED、前記驅動手段、前記控制値取得手段、及 前記控制手段，係可皆爲複數具備；前記LED係可呈面 狀排列；複數之前記控制手段，係可取得隨著複數前記控 制値取得手段而不同的控制値，並可基於不同的控制値， 分別地控制前記驅動手段所做之前記LED之驅動，使複 數的前記LED以不同的亮度進行發光。 本發明之一側面的面狀光源之藉由LED進行發光的 面狀光源（例如圖8之背光1 1 2及光源控制部1 3 2 )之控 制方法，係屬於控制LED之驅動用的控制裝置（例如， 圖4的LED驅動電路8 )之控制方法，其特徵爲，含有以 下步驟：取得n + m ( η及m均爲正整數）位元之控制値（ 例如圖7的步驟S1之處理）：將用來驅動前記LED之驅 動電路（例如圖4所示的背轉換器電路）中所含之開關元 件（例如圖4的F E T 1 2的、於所定期間（例如1 P W Μ週 期）中的ON次數，以所取得之n + m位元之控制値當中的 上位η位元之控制値來加以控制（例如圖7的步驟S2之 處理）：進行控制（例如圖7的步驟S3乃至步驟S6之處 理），使得前記開關元件的ON當中之任1次的ON時間 (例如圖5的11 )，是以下位m位元之控制値來進行控 制’而除了該1次以外的前記開關元件的ON時間係爲所 -16- 200911026 定時間（例如圖5的11 )。 以下，參照圖面，說明本發明的實施形態。 此外，與先前技術的圖相對應的部分係標示同一符號 ，並適宜地省略說明。 亦即，圖4的LED驅動電路51，係不具備PWM調整 値取得部3 5改成具備P WM調整値取得部6 1，不設置亮 度控制用 PWM32改成具備亮度控制用 PWM ( Bright Control PWM ) 62，並新設置PWM控制電壓供給DAC ( PWM DAC ) 63及開關64，除此以外，係基本上具有和圖 1所說明之LED驅動電路1相同之構成。 P WM調整値取得部6 1，係從未圖示的操作輸入部、 或從外部的機器等，取得（n + m )位元的PWM調整値； 上位η位元係供給至亮度控制用PWM62，下位m位元係 供給至PWM控制電壓供給DAC63。 亮度控制用PWM62，係基於從PWM調整値取得部61 所供給之η位元的PWM調整値，求出PWM控制的ON能 率，將用來控制FET12之ΟΝ/OFF所需的訊號加以輸出， 並且控制著開關64，直到上位η位元之控制値所對應的脈 衝產生數是達到所定値爲止以前，係向比較器34供給著 電流控制電壓供給DAC36所產生的基準電壓，當上位η 位元之控制値所對應的脈衝產生數是達到所定値時，係向 比較器34供給著從PWM控制電壓供給DAC63所供給之 控制電壓値。 PWM控制電壓供給DAC63，係基於從PWM調整値取 -17- 200911026 得部61所供給之m位元的PWM調整値’設定一控制電 壓値，其係低於獨立於電流控制電壓供給DAC3 6所產生 之基準電壓以外而設定之基準電壓的電壓値，供給至開關 64 ° 開關64，係基於亮度控制用PWM62之控制，將電流 控制電壓供給DAC36所產生的基準電壓、或從PWM控制 電壓供給DAC 63所供給之控制電壓値之任一者，供給至 比較器3 4。 當FET12爲ON時，從VDD1透過電抗13，向LED11 、FET12、及電阻21，流通電流II。在FET12爲ON的期 間，電荷係被積存在電抗13。電容器14係爲電源平滑用 〇 比較器（comp ) 34，係將在電阻21之端子間所產生 的電壓値、與電流控制電壓供給DAC 3 6所產生的基準電 壓或是PWM控制電壓供給DAC 63所產生的控制電壓進行 比較，將比較結果，供給至電流控制用PWM3 1。電流控 制用P W Μ 3 1，係在1切換週期的開始時，控制F E T 1 2而 成爲ON ;在電阻2 1之端子間所產生的電壓値是低於基準 電壓或控制電壓之期間，維持FET12的ON狀態；在電阻 2 1之端子間所產生的電壓値是高於基準電壓或控制電壓時 ，控制FET12而成爲OFF。 亮度控制用PWM62，係對應於（n + m )位元當中的上 位η位元部分的色階控制（例如η = 10則爲1 024階段的 色階控制）’對邏輯電路3 7輸出所定的階段份的用來控 18- 200911026 制FETl 2之ΟΝ/OFF所需之訊號，以使其執行使用圖2所 說明的FET12之ON動作。又，亮度控制用PWm62，係 於上位η位元部分之色階控制所對應的FET 1 2的ON當中 之任1階段，例如最後階段中，控制開關6 4，使從P W Μ 控制電壓供給D A C 6 3所供給來的控制電壓値，被供給至 比較器34。具體而言，例如，（n + m )位元當中的上位η 位元是1 0位元’且1 0 2 4階段之色階控制當中的8 0 0階段 是呈ON，進行此種色階控制所需的PwM調整値，從 PWM調整値取得部61供給而來時，亮度控制用PWM62， 係至799階段以前，係控制著開關64，向比較器34供給 著電流控制電壓供給DAC36所產生的基準電壓，於第800 階段時’則控制著開關64，向比較器34供給著從PWM 控制電壓供給DAC63所供給之控制電壓値。 圖5係爲L E D驅動電路5 1中的F E T 1 2的閘極電流波 形’亦即F E T 1 2的切換動作、與流往L E D 1 1之電流波形 的一般例子。 電流控制電壓供給DAC 3 6所產生的基準電壓是從開 關6 4供給至比較器3 4時，F E T 1 2係基於基準電壓値，在 期間tl之中變成ON。然後，於FET12處於OFF的期間 t2中，電抗1 3中所積存的電荷會被放電，藉由二極體i 5 的作用而產生電流12，因此往LED 1 1係會流過其所積存 份量的電流。亦即，圖5中的虛線a係爲，當電流控制電 壓供給DAC36所產生的基準電壓是被從開關64供給至比 較器34時，流向LED 1 1之電流的波形。 -19- 200911026 相對於此’當PWM控制電壓供給DAC63所產生的控 制電壓是從開關64供給至比較器34時，FET12係基於m 位元的控制訊號所產生的控制電壓値，在期間11 '之中變 成ON。例如，當m = 8時，受控制電壓値所決定的期間 tl'的長度，係被控制在256色階中。然後，於FET12處 於OFF的期間t2'中，電抗13中所積存的電荷會被放電， 藉由二極體15的作用而產生電流12，因此往LED1 1係會 流過其所積存份量的電流。亦即，圖5中的單點虛線b係 爲，當P W Μ控制電壓供給D A C 6 3所產生的控制電壓是被 從開關64供給至比較器34時，流向LED 1 1之電流的波 形，於該1階段中被供給至LED 1 1的電力，係爲圖5中 的單點虛線b的積分値。 如此，於上位η位元份之控制値所決定的FET1 2的 ON的最後1脈衝中，從PWM控制電壓供給DAC63將受 到m位元所控制之控制電壓値供給至比較器3 4 ’藉此就 將該1脈衝中的背轉換器上的L E D驅動電流’以m位元 的解析能力加以控制。 亦即，如圖6的LED電流波形所示，於LED驅動電 路5 1中，η位元之可控制的PWM週期內的FET1 2的ON 次數，係受（n + m )位元之控制値當中的上位η位元所決 定，且僅於FΕΤ12的ON的最後1脈衝中’藉由受控制値 當中的下位m位元所決定的電流値，來進行電流調光。 此外，於LED驅動電路5 1中，係在1PWM週期中’ 受上位η位元份之控制値所決定之ON區間內的最後1脈 -20- 200911026 衝以外的任意1脈衝中，當然也可以進行m位元的電流控 制。 藉此，於LED驅動電路51中’除了亮度控制用 PWM62之控制時的η位元之色階精度，還加上將於從 PWM控制電壓供給DAC 63所供給來的控制電壓値，進行 具有m位元色階精度的電流控制，因此LED 1 1的亮度係 可獲得（n + m )位元的控制精度，亦即可得到nxm色階的 色階精度。 又，於LED驅動電路5 1中，相對於能夠以（n + m ) 位元之控制精度來進行LED電力控制’ 1 PWM週期係爲對 背轉換器的基本週期，乘以2的η次方而成的値（基本週 期xn位元）。此1 P WM週期，係相較於爲了提高P WM控 制精度而單純地把PWM之位元色階增加成（n + m )時的 情形，可以縮短掉背轉換器的基本週期乘以2的η次方之 値。亦即，於L E D驅動電路5 1中，可以用和先前的η位 元之色階精度來進行PWM控制時同樣的階段數來進行ηχ m色階之色階精度下的PWM控制。因此，於LED驅動電 路5 1中，可不損及控制的反應性，又，可不必提高背轉 換器的切換頻率之設定，就可提高PWM控制的精度。 換言之，於LED驅動電路51中，和先前同等之PWM 週期、且同等之背轉換器之切換速度下，可以較先前更高 精度的色階數，來進行背轉換器的電流控制。 此外，用圖4所說明的LED驅動電路51中，雖然說 明了亮度控制用PWM62是控制開關64的元件，但作爲亮 -21 - 200911026 度控制用PWM，係亦可具備和先前同樣的亮度控制 PWM32’而開關64的控制是以不同區塊來進行。 又，使用圖4所說明的LED驅動電路5 1中，雖然 說明了 ’ P W Μ控制電壓供給D A C 6 3，係基於從p W Μ調 値取得部6 1所供給之m位元的p w Μ調整値，來設定 電流控制電壓供給D A C 3 6所產生之基準電壓不同的控 電壓値，並供給至開關64，但亦可爲，例如，不設 PWM控制電壓供給DAC63及開關64，而是將從PWM 整値取得部61所供給之m位元的PWM調整値，供給 僅設置1個的電流控制電壓供給DAC，並且控制開關 之切換的控制訊號也是供給至電流控制電壓供給DAC 方式，而由電流控制電壓供給DAC，切換著和上述情況 同的基準電壓値及控制電壓値並供給至比較器3 4。 然而，與其將1個DAC的輸出値基於某種時序而 速地加以切換，不如將2個DAC (此處係指PWM控制 壓供給D A C 6 3和電流控制電壓供給D A C 3 6 )的輸出， 用開關來切換，執行高速控制所需的反應性較佳，較爲 想。 如以上所說明，使用圖4所說明的LED驅動電路 中，1 PWM週期當中的FET1 2的ON次數是以上位η位 來控制，F Ε Τ 1 2的Ο Ν當中的任何1次中，對比較器3 4 供給之比較用電壓値是以m位元來控制’就可將背轉換 以n + m位元的色階來進行控制。 此外，雖然LED係會隨著電流値而有發光波長變 用 是 整 與 制 置 調 至 64 的 相 高 電 使 理 5 1 元 所 器 動 -22- 200911026 ，但於LED驅動電路51中，對於η位元的1 PWM週期， 僅將1脈衝進行電流控制，因此相對的影響度較小’不會 造成問題。 接著，參照圖7的流程圖，說明L E D驅動電路5 1中 所執行的控制處理。 於步驟S1中，PWM調整値取得部61，係從未圖示的 操作輸入部、或從外部的機器等，取得n + m位元的調整値 :上位η位元係供給至亮度控制用PWM62，下位m位元 係供給至PWM控制電壓供給DAC63。此時，亮度控制用 PWM62，係控制開關64，向比較器34供給著電流控制電 壓供給DAC ( Current DAC ) 36的輸出値亦即基準電壓。 於步驟S2中，亮度控制用PWM62，係向邏輯電路37 供給著ON訊號（1 )，並且開始計數上位η位元之控制 値所對應的脈衝產生數。 於步驟S3中’亮度控制用PWM62係判斷，上位η位 元之控制値所對應的脈衝產生數，是否達到所定値。 於步驟S 3中’當判斷爲上位η位元之控制値所對應 的脈衝產生數並未達到所定値時，則於步驟S 4中，亮度 控制用PWM62 ’係控制著開關64，維持住往比較器34的 電流控制電壓供給DAC (
Current DAC) 36之輸出値亦即 基準電壓之供給，處理係返回至步驟S 3，反覆進行其以 降之處理。 步驟S 4之處理被執行時’比較器3 4，係將在電阻2 i 之端子間所產生的電壓値、與電流控制電壓供給DAC 3 6 -23- 200911026 所產生的基準電壓進行比較，將比較結果供給至電流控制 用P WM3 1。電流控制用PWM3 1，係在1切換週期的開始 時，FET12而成爲ON ;在電阻21之端子間所產生的電壓 値是低於基準電壓之期間，維持FET1 2的ON狀態；在電 阻21之端子間所產生的電壓値是高於基準電壓時，控制 FET1 2而成爲OFF。亦即，步驟S4之處理被執行時，圖5 中的虛線a，係爲被供給至LED 1 1的電流之波形。 於步驟S3中，當判斷爲上位n位元之控制値所對應 的脈衝產生數並已達到所定値時，則於步驟s 5中，亮度 控制用PWM62，係控制著開關64，對比較器34，供給著 從PWM控制電壓供給DAC(PWM DAC) 63而來的、下 位m位元之控制値所對應之輸出値亦即控制電壓値。 步驟S 5之處理被執行時，比較器3 4，係將在電阻2 1 之端子間所產生的電壓値、與PWM控制電壓供給DAC 6 3 所產生的控制電壓，進行比較，將比較結果供給至電流控 制用PWM3 1。電流控制用PWM31，係在1切換週期的開 始時’控制FET12而成爲ON;在電阻21之端子間所產生 的電壓値是低於控制電壓之期間，維持F E T 1 2的Ο N狀態 ;在電阻2 1之端子間所產生的電壓値是高於控制電壓時 ，控制FET12而成爲OFF。亦即，步驟S5之處理被執行 時，圖5中的單點虛線b，係爲被供給至LED 1 1的電流之 波形。 又’於步驟S 5中，在圖5中的單點虛線b所示之電 流是產生了 1脈衝後，亮度控制用P W Μ 6 2，係由於上位η -24- 200911026 位元之控制値所對應的脈衝產生數是已達所定値，因此向 邏輯電路3 7供給〇 F F訊號（0 )。 然後，於步驟S6中，亮度控制用PWM62，係判斷 PWM週期是否經過了 1週期。 於步驟S 6中，當判斷爲p WM週期尙未經過1週期， 則直到被判斷爲PWM週期是經過1週期以前，反覆進行 步驟S 6之處理。亦即，在步驟S 6的處理被執行的期間， 亮度控制用PWM62，係向邏輯電路37供給著OFF訊號（ 〇 ) ’因此FET12的OFF狀態係會被維持。 此外’於步驟S 5中，雖然開關64係被控制成，使得 來自PWM控制電壓供給DAC63的輸出是供給至比較器34 ，但亮度控制用PWM62係於步驟S6中，直到被判斷爲 PWM週期是經過1週期以前的期間中，係控制著開關64 ，使其向比較器34供給著，電流控制電壓供給DAC3 6的 輸出値亦即基準電壓。 於步驟S 6中，當判斷爲P WM週期已經過1週期，則 處理係返回至步驟S 1，反覆進行其以降之處理。 藉由如此處理，於LED驅動電路51中，和先前同等 之PWM週期、且同等之背轉換器之切換速度下，可以較 先前更高精度的色階數，來進行背轉換器的電力控制。 亦即，LED驅動電路51，係基於以背轉換器之切換 週期的整數倍（η位元倍）爲單位的PWM週期，而被控 制，背轉換器的切換週期與PWM週期係爲同步，於PWM 控制的ON期間中所產生的脈衝當中之任1脈衝中，以m -25- 200911026 位元來進行電力控制’因此可不損及反應性’抑制切換雜 訊所造成的多餘輻射，可以n + m位元之色階來執行LED 1 1 的亮度控制。 此種L E D驅動電路5 1，係例如被用於電視受像機等 ，可理想適用在將LED11當成背光光源的LCD (Liquid Crystal Display :液晶顯示器）單兀的LED亮度控制上。 尤其是，此種LED驅動電路5 1，係可不降低亮度控制的 控制速度，不使LED發生發光波長變動’又’可防止切 換雜訊所造成的多餘輻射，而作爲對每一 LED亮度進行 高精度控制的手段，是很理想的。 尤其是，此種LED驅動電路5 1，係當欲將電視受像 機等顯示裝置中作爲背光使用之LED進行高精度控制時 ，例如，將所顯示之影像的各個畫格分割成複數領域，根 據各畫格的亮度分布，算出每一領域所需要的顯示亮度， 控制各領域中所具備的複數背光光源的亮度的這種情況下 ，可理想地作爲用來高精度控制各領域之背光光源亦即 LED亮度所需。 圖8係圖示了’將上述LED驅動電路51加以適用的 ，理想之液晶顯示裝置之一實施形態的構成例。 圖8的液晶顯不裝置1 0 1 ’係由：被著色成紅綠藍的 彩色濾光片基板、具有液晶層的液晶面板1 1 1、被配置在 其背面側的背光1 1 2、控制液晶面板1 1 1及背光丨丨2的控 制部1 1 3、以及電源供給部1 1 4所構成。 液晶顯示裝置1 〇 1 ’係將對應於影像訊號的原影像， -26- 200911026 顯示在所定的顯示領域（液晶面板1 1 1的顯示部1 2 1所對 應之領域）。此外，被輸入至液晶顯示裝置1 〇 1的輸入影 像訊號，例如’係對應於60Hz的畫格速率（以下稱之爲 畫格影像）。 液晶面板1 1 1，係由：複數排列著讓來自背光1 1 2的 白色光穿透之開口部的顯示部1 2 1、以及向設於顯示部 121之每一開口部的未圖示之電晶體（TFT: Thitl Film Transistor)送出驅動訊號的源極驅動器122及閘極驅動 器123所構成。 通過顯不部121之開口部的白色光，係藉由未圖示之 彩色濾光片基板上所形成的彩色濾光片而被轉換成紅色、 綠色、藍色的光。該發出紅色、綠色、藍色的光的3個開 口部所成的群組，係對應於顯示部1 2 1的1像素。 背光Η 2，係於顯示部1 2 1所對應的發光領域中，發 出白色光。背光1 1 2的發光領域，係如圖8所示，被分割 成複數的區塊（領域）BL，並針對已分割之複數區塊BL ，個別地進行點亮控制。 各區塊B L中，係分別配置發出紅色、綠色、藍色之 光的發光元件亦即LED (對應於圖4之LED1 1 ) 1個以上 ，被配置在各區塊BL內的紅、綠、藍的LED全體，係構 成了光源LT。光源LT，係藉由紅色、綠色及藍色之光的 混合，而發出白色光。 此外，在圖8中，雖然例示了背光1 1 2是被分割成24 個區塊BL的例子，但區塊BL的分割數係並非限定於此 -27- 200911026 。又，區塊B L，係並非將背光11 2的發光領域以分割板 等進行實體性分割’而是假想性的分割。因此，被配置在 區塊B L內的發光元件所射出的光，係藉由未圖示的擴散 板而被擴散，不只區塊BL的前方，對於其周邊的區塊的 前方也會進行照射。 控制部Π 3，係由顯示亮度算出部1 3 1、光源控制部 1 3 2、及液晶面板控制部1 3 3所構成。控制部1 1 3的光源 控制部1 3 2，係和背光1 1 2 —起構成了背光裝置。 對顯示亮度算出部1 3 1，係有各畫格影像所對應之影 像訊號，從其他裝置進行供給。顯示亮度算出部1 3 1，係 根據所被供給的影像訊號，求出畫格影像的亮度分布，然 後根據畫格影像的亮度分布，算出每一區塊BL所需要的 顯示亮度。所算出的顯示亮度，係被供給至光源控制部 1 3 2及液晶面板控制部1 3 3。 光源控制部1 3 2，係基於從顯示亮度算出部1 3 1所供 給之各區塊BL的顯示亮度，演算出各區塊BL的發光亮 度。然後，光源控制部1 32，係將背光1 1 2之各區塊BL 的光源LT做可變控制，使其成爲所被演算出來的發光亮 度。因此，在液晶顯示裝置101中，各區塊BL的發光亮 度是隨著畫格影像的亮度分布，而被適應控制，執行背光 分割控制。此外，表示各區塊BL的發光亮度是被設定成 多少的資訊，係被供給至液晶面板控制部1 3 3。又，發光 亮度之調整，是如同上述，採用了藉由使脈衝訊號的脈衝 寬成爲可變而加以控制的P W Μ驅動控制。 -28- 200911026 光源控制部1 32 ’係又基於背光丨〗2的各區塊BL內 所配置的RGB各自的彩色感測器所送來的受光訊號，而 亦調整著紅色、綠色、藍色光之混合成所成的光的白色度 (白平衡）。 液晶面板控制部1 3 3，係基於從顯示亮度算出部1 3 1 所供給之每一區塊B L的顯示亮度、和從光源控制部1 3 2 所供給之每一區塊BL的發光亮度，來算出顯示部1 2 1的 各像素之液晶開口率。然後，液晶面板控制部1 3 3，係爲 了使其成爲所算出的液晶開口率，而向液晶面板1 1 1的源 極驅動器1 2 2及閘極驅動器1 2 3供給驅動訊號，控制顯示 部121的各像素的TFT。 電源供給部Π 4，係對液晶顯示裝置1 0 1的各部供給 所定之電源。 於此種液晶顯示裝置1 〇 1中，每一區塊BL的背光的 發光亮度之控制，必須要高精度地爲之。於是，在光源控 制部132中，藉由適用上述LED驅動電路51，就可不降 低亮度控制的控制速度’不使LED發生發光波長變動， 且可防止切換雜訊所造成的多餘輻射’而可對每一 LED 亮度進行高精度控制，是很理想。 此外，LED驅動電路5 1，係當然亦可驅動液晶顯示 裝置之背光以外的LED。 又，由於可藉由和L E D驅動電路5 1同樣的電路構成 ，增加用來控制背轉換器所需的P W Μ控制之色階數’因 此可不損及反應性，就能提高P W Μ控制的精度。亦即’ -29- 200911026 藉由與LED驅動電路5i相同之電路構成，也能驅動LED 以外的負荷。 此外’本發明的實施形態係不限定於上述實施形態， 在不脫離本發明宗旨的範圍內，可做各種變更。 【圖式簡單說明】 [圖1]先前的LED驅動電路的說明圖。 [圖2]圖1之LED驅動電路中的FET之閘極電流波形 之圖示。 [圖3]圖1之LED驅動電路中的PWM控制之ON能率 (ο n d u t y )的說明圖。 [圖4]適用本發明的LED驅動電路的說明圖。 [圖5]圖4之LED驅動電路中的FET之閘極電流波形 之圖示。 [圖6]圖4之LED驅動電路中的PWM控制之ON能率 (on duty )及電流控制的說明圖。 [圖7]用來說明控制處理的流程圖。 [圖8]圖4之LED驅動電路之適用例子的液晶顯示裝 置的說明圖。
【主要元件符號說明】 1 : LED驅動電路 II: LED 12 ： FET -30- 200911026 1 3 :電抗 14 :電容器 1 5 :二極體 2 1 :電阻
3 1 :電流控制用PWM 3 2 :亮度控制用P W Μ 33 ： OSC 3 4 :比較器 35 : PWM調整値取得部 3 6 :電流控制電壓供給D A C 3 7 :邏輯電路 5 1 : L E D驅動電路 61 : PWM調整値取得部
62 :亮度控制用PWM 6 3 : P W Μ控制電壓供給D A C 64 :開關 1 〇 1 :液晶顯示裝置 1 1 1 ’·液晶面板 1 1 2 :背光 1 1 3 :控制部 1 1 4 :電源供給部 1 2 1 :顯示部 122 :源極驅動器 1 2 3 :閘極驅動器 -31 - 200911026 1 3 1 ’·顯示亮度算出部 1 3 2 :光源控制部 1 3 3 :液晶面板控制部