背光源驱动装置、具备该背光源驱动装置的显示装置和背光源驱动方法
专利名称：背光源驱动装置、具备该背光源驱动装置的显示装置和背光源驱动方法
技术领域：
本发明涉及驱动例如对液晶面板从背面照明的背光源的背光源驱动装置和具备 该背光源驱动装置的显示装置，特别涉及具有对多个背光源的亮度进行控制的功能(背光 源调光功能)的背光源驱动装置和具备该背光源驱动装置的显示装置。
背景技术：
近年来，液晶显示装置等具备背光源的显示装置向大型化发展，大型化的显示装 置多具备用于在大显示区域中照明的多个背光源。这样的显示装置具备的多个背光源，需要对显示区域均勻地照明，因此需要对其 进行控制。从而，这样的显示装置，具有用于对各背光源的亮度进行个别控制的驱动控制部 和传递控制信号的信号线。例如日本特开2007-165336号公报中，公开了将多个背光源单元和驱动控制部以 菊花链方式进行接线的背光源驱动装置的结构。在该现有例的结构中，各背光源单元中设 置有光量检测单元，将由该光量检测单元检测出的各背光源单元的光量数据分别传送给驱 动控制部。专利文献1 日本特开2007-165336号公报
发明内容
这里，在上述现有的背光源驱动装置中，为了识别传送到驱动控制部的光量数据 来自哪个背光源单元，设定有分别对各背光源单元预先确定的固有地址。因此，在上述背光 源单元的某一个发生故障的情况下，修理难度大，成本高。另外，如果采用能够通过设置变光开关等手动且任意地设定上述地址的结构，则 能够实现背光源单元的共用化。但是，由于在替换时需要进行地址设定作业，修理工时长， 而且容易发生设定错误。因此，本发明的目的在于提供，包含以简单的结构分别自动设定固有地址的多个 背光源单元的背光源驱动装置，和具有该背光源驱动装置的显示装置。本发明的第一方面，是背光源驱动装置，其对包含多个光源的背光源的亮度进行 控制，该背光源驱动装置的特征在于，包括多个驱动单元，其对上述多个光源中的一个以上的光源的亮度进行控制，并且具 有对与该一个以上的光源的亮度相关的一个以上的物理量进行检测的检测器，该物理量包 括该一个以上的光源的光量和周围温度；控制部，其接收由上述检测器检测出的物理量，基于所接收的物理量，生成并输出 用于控制对应的光源的亮度的亮度数据信号；第一信号线，其传送上述亮度数据信号，从上述控制部将上述多个驱动单元以菊 花链方式依次连接；和
第二信号线，其传送表示上述物理量的信号，将上述多个驱动单元和上述控制部 以总线方式连接，其中，上述控制部，经由上述第一信号线对上述多个驱动单元依次分配各自的固有地 址，由此，经由上述第二信号线从上述多个驱动单元中的任意的驱动单元接收表示上述物
理量的信号。本发明的第二方面，在本发明的第一方面的背光源驱动装置中，其特征在于上述多个驱动单元各自具有对不同种类的物理量进行检测的多个检测器，上述多个检测器各自通过对被分配给包含彼此的该驱动单元的上述地址追加互 不相同的值，生成互不相同的地址，上述控制部，经由上述第二信号线从上述多个检测器中的任意的检测器接收表示 上述物理量的信号。本发明的第三方面，在本发明的第二方面的背光源驱动装置中，其特征在于上述多个检测器各自具有将检测出的物理量转换为数字数据的A/D转换器，上述A/D转换器，预先固定地设定有要追加到上述地址中的值，该值与其他的驱 动单元所包含的同种类的A/D转换器共用，与同一驱动单元所包含的其他的A/D转换器不 同。本发明的第四方面，在本发明的第三方面的背光源驱动装置中，其特征在于上述多个驱动单元各自包含驱动器，该驱动器基于经由上述第一信号线被提供的 上述亮度数据信号，对上述一个以上的光源的亮度进行控制，上述驱动器接收经由上述第一信号线被提供的上述地址，提供给上述A/D转换
ο本发明的第五方面，在本发明的第三方面的背光源驱动装置中，其特征在于上述多个检测器包括对上述一个以上的光源的光量进行检测的第一检测器；和 对上述周围温度进行检测的第二检测器，上述第一检测器和第二检测器所包含的A/D转换器，各自具有能够对要生成的地 址的全部或部分进行设定的输入端子，对一个上述输入端子固定地施加接地电位或电源电 位的任一个电位，以便该一个输入端子与另一个输入端子具有彼此不同的电位。本发明的第六方面，在本发明的第一方面的背光源驱动装置中，其特征在于上述控制部经由上述第二信号线，与上述多个驱动单元通过IIC总线方式进行通
fn °本发明的第七方面，是背光源驱动方法，其对包含多个光源的背光源的亮度进行 控制，该背光源驱动方法的特征在于，包括通过多个驱动单元进行的驱动步骤，该多个驱动单元对上述多个光源中的一个以 上的光源的亮度进行控制，并且具有对与该一个以上的光源的亮度相关的一个以上的物理 量进行检测的检测器，该物理量包括该一个以上的光源的光量和周围温度；通过控制部进行的控制步骤，该控制部接收由上述检测器检测出的物理量，基于 所接收的物理量，生成并输出用于控制对应的光源的亮度的亮度数据信号；第一传送步骤，通过从上述控制部将上述多个驱动单元以菊花链方式依次连接的 第一信号线，对上述亮度数据信号进行传送；和
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第二传送步骤，通过将上述多个驱动单元和上述控制部以总线方式连接的第二信 号线，对表示上述物理量的信号进行传送，其中，在上述控制步骤中，经由上述第一信号线对上述多个驱动单元依次分配各自的固 有地址，由此，经由上述第二信号线从上述多个驱动单元中的任意的驱动单元接收表示上 述物理量的信号。根据本发明的第一方面，通过由控制部经由第一信号线依次对多个驱动单元分别 分配固有地址，能够经由第二信号线从多个驱动单元中的任意的驱动单元接收表示温度和 光量等的物理量的信号，因此即使不预先设定固定的地址，也能够通过总线进行通信，能够 实现背光源驱动单元的共用化。根据本发明的第二方面，通过由多个检测器分别对被分配给驱动单元的地址追加 互不相同的值，生成互不相同的地址，所以能够缩小分配给驱动单元的地址的数据大小，简 化结构。另外，仅对驱动单元分配一个地址，就能够简单地设定与所有检测器对应的地址。根据本发明的第三方面，对各A/D转换器预先固定地设定要追加到地址中的值， 该值与其他驱动单元所包含的同种类的A/D转换器共用，与同一驱动单元所包含的其他A/ D转换器不同，所以对一个驱动单元仅提供一个地址，就能够简单地设定所有A/D转换器的 地址。根据本发明的第四方面，由控制光源的亮度的驱动器对A/D转换器提供地址，所 以仅与对各驱动单元提供亮度数据同样地提供地址，就能够简单地设定所有A/D转换器的 地址。根据本发明的第五方面，能够以简单的结构对第一和第二检测器所包含的A/D转 换器各自的地址进行设定。根据本发明的第六方面，通过采用广泛使用的总线连接方式即IIC总线方式，能 够简化装置结构，降低制造成本。根据本发明的第七方面，利用背光源驱动方法，能够起到与本发明的第一方面相 同的效果。
图1是表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置结构的框图。图2是表示上述一个实施方式的液晶显示装置所具备的背光源的详细情况的图。图3是表示上述一个实施方式的液晶显示装置所具备的背光源的结构的框图。图4是表示上述一个实施方式的背光源驱动单元的详细结构的框图。图5是表示上述一个实施方式的单元驱动器的详细结构的框图。图6是表示上述一个实施方式的初始动作时的数据信号、时钟信号和测试锁存信 号(test latch signal)的波形的图。图7是表示上述一个实施方式的正常动作时的数据信号、时钟信号和数据锁存信 号的波形的图。图8是表示上述一个实施方式的LED时钟信号和开关控制信号的波形的图。附图标记说明10 液晶显示装置
11液晶面板
12面板驱动电路
13背光源
14背光源驱动控制部
l 5 显示控制部
2 l显示元件
22LED
lol一115 背光源驱动单元
211、212 单元驱动器
212、222 温度检测器
213、223 光量检测器
214、224 第一A／D转换器
215、225 第二A／D转换器
30l一308 开关
311—318 比较器
32 l一328 LED寄存器(regi Ster)
340移位寄存器Io070] 353地址寄存器I007、] Dl—D15 数字数据Io072] DS亮度数据信号Io073] DA液晶数据I0074] DBLED数据Io075] DAu 数据信号具体实施方式
Io076] 以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。I0077] <1．整体结构和动作概要>Io078] 图l是表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置lo的结构的框图。图l所示的液晶显示装置lo包括液晶面板11、面板驱动电路12、背光源13、背光源驱动部14和显示控制部15。液晶显示装置lo驱动液晶面板11，并且控制包含在背光源13中的多个光源的亮度。Io079] 液晶面板11具有(m×n×3)个显示元件2l。显示元件2l，行方向上(图l中为横向)为每行3m个，列方向上(图l中为纵向)为每列n个，整体上被配置成二维形状。显示元件2l中包含使白色光中的红色光透过的R显示元件、使白色光中的绿色光透过的G显示元件和使白色光中的蓝色光透过的B显示元件。R显示元件、G显示元件和B显示元件在行方向上排列配置，三个形成一个像素。
面板驱动电路12是液晶面板11的驱动电路。面板驱动电路12基于从显示控制部15输出的液晶数据DA，对液晶面板11输出控制显示元件2l的光透过率的信号(电压信号)。从面板驱动电路12输出的电压被写入显示元件2l内的像素电极(未图示)，显示元件21的光透过率与被写入像素电极的电压相应地变化。背光源13设置在液晶面板11的背面侧，在液晶面板11的背面照射背光源光。图 2是表示背光源13的详细情况的图。背光源13如图2所示，包含10个X 12个白色LED22。 白色LED22整体上被配置成二维形状，其中，行方向上设置12个，列方向上设置10个。这 些白色LED22以8个为一组，由一个背光源驱动单元驱动。图2中，左上的行方向上4个、 列方向上2个共计8个白色LED22，由用虚线表示的背光源驱动单元101驱动。另外，各背 光源驱动单元具有检测白色LED22的光量的光量检测器和检测周围温度的温度检测器。这 些背光源驱动单元的详细情况将在后文中描述。从这些白色LED22出射的光到达液晶面板 11背面的一部分。背光源驱动部14是控制背光源13的驱动的电路。背光源驱动部14基于从显示 控制部15输出的LED数据DB、后述的白色LED22的光量和周围温度，将对背光源13控制所 有白色LED22的亮度的信号，输出到各背光源驱动单元。各LED22的亮度，以独立于单元内 和单元外的其他LED22的亮度的方式进行控制。显示控制部15基于所设定的显示模式和图像数据DvJf LED数据DB输出到光源 驱动部14，该LED数据DB表示包含在背光源13中的所有白色LED22的亮度。另外，显示控 制部15基于图像数据Dv，求取包含在液晶面板11中的所有显示元件21的光透过率，将表 示所求出的光透过率的液晶数据DA输出到面板驱动电路12。根据如上所述构成的液晶显示装置10，基于图像数据Dv求取适当的液晶数据DA 和LED数据DB，基于液晶数据DA控制显示元件21的光透过率，由此能够将图像数据Dv显 示在液晶面板11上。接着，参照图3和图4，对背光源和构成该背光源的背光源驱动单元的 结构和动作进行说明。<2.背光源和背光源驱动单元的结构和动作>图3是表示本实施方式的背光源13的结构的框图。该背光源13由如上所述对 120个白色LED22进行控制的15个背光源驱动单元101 115构成。这些背光源驱动单元 101 115，除了与信号线的连接关系以外，为相同的结构。其详细结构如图4所示在后文 中描述。如图3所示，背光源驱动单元101 115，通过后述的传送串行数据的串行信号线 131和飞利浦公司提出的总线规范即IICanter Integrated Circuit 内部集成电路)总 线132，与背光源驱动控制部14连接。另外，该IIC总线也记作1 总线。串行信号线131从背光源驱动控制部14依次逐个地连接各背光源驱动单元 101 115。即，串行信号线131将背光源驱动控制部14和背光源驱动单元115连接，将该 背光源驱动单元115与下一个背光源驱动单元114连接，将该背光源驱动单元114与下一 个背光源驱动单元113连接，以如上所述的方式即所谓的菊花链方式依次连接至背光源驱 动单元101。背光源驱动控制部14如后所述，在初始动作时对各背光源驱动单元101 115 依次发送分配地址的信号之后，在正常动作时对各背光源驱动单元101 115依次发送用 于对内置的白色LED22的亮度进行控制的亮度数据信号Ds。IIC总线132以所谓的总线方式将背光源驱动控制部14与各背光源驱动单元 101 115直接连接。各背光源驱动单元101 115，在如后所述被确立了通信状态时，将与 由内置在该单元中的光量检测器和温度检测器检测出的光量和温度相当的数字数据Dl D15的任一个，经由IIC总线132发送到背光源驱动控制部14。图4是表示背光源驱动单元101、102的详细结构的图。如该图4所示，上述背光 源驱动单元101包括8个白色LED22 ；驱动这些白色LED22的单元驱动器211 ；对包含在该 背光源驱动单元101中的上述白色LED22的温度进行检测的温度检测器212 ；将表示检测 出的温度的模拟数据Tl转换为数字数据的第一 A/D转换器214 ；对上述白色LED22的光量 进行检测的光量检测器213 ；和将表示检测出的光量的模拟数据Ll转换为数字数据的第二 A/D转换器215。另外，背光源驱动单元102也具有与背光源驱动单元101相同的结构要素，包括8 个白色LED22、单元驱动器221、温度检测器222、将表示温度的模拟数据T2转换为数字数据 的第一 A/D转换器224、光量检测器223和将表示检测出的光量的模拟数据L2转换为数字 数据的第二 A/D转换器225。但是，地址是不同的，对此将在后文中描述。另外，其他所有背 光源驱动单元103 115也具有相同的结构要素，因此以下仅对背光源驱动单元101的结 构进行详细说明。单元驱动器211，将从背光源驱动控制部14发送的亮度数据信号Ds中含有的地址 (这里是4比特)，以1比特对1个端口的方式从4个地址端口输出，并且基于从背光源驱 动控制部14发送的亮度数据信号Ds，使白色LED22以适当的亮度发光。另外，该亮度数据 信号Ds的结构等将在后文中描述。单元驱动器211所具有的上述地址端口，在图4中以正方形表示，其附近标记的 “0”或“1”表示其比特值。因此，单元驱动器211的固有地址为“0000”，相邻的背光源驱动 单元102所具有的单元驱动器221的地址为“0001”。该单元驱动器221的各地址端口，分别与第一和第二 A/D转换器214、215所具有 的地址输入端子连接。如图4所示，第一和第二 A/D转换器214、215分别具有用正方形表 示的5个地址输入端子，其中的4个与单元驱动器211的各地址端口连接。就剩余的一个 地址输入端子而言，第一 A/D转换器214所具有的与接地电位连接，第二 A/D转换器215所 具有的与电源电位连接。像这样，如果对地址的一部分进行固定地设定以使同一背光源驱 动单元内的A/D转换器得以区分，则无需用来自串行信号线131的数据设定所有A/D转换 器的地址，因此能够缩小该数据的大小，并简化结构。另外，由于仅对一个背光源驱动单元 提供一个地址，所以能够简单地设定所有A/D转换器的地址。该第一和第二 A/D转换器214、215，通过对从地址输入端子指定的比特列的高位 分配已预先决定的装置识别位“01”，生成用于通过IIC总线132进行通信的固有的7比特 地址。即，第一和第二 A/D转换器214、215的地址值分别为“0100000”和“0100001”。这 里，以第一 A/D转换器214为例，对经由IIC总线132与背光源驱动控制部14进行的通信 的步骤进行说明。IIC总线132由串行时钟线和串行数据线等两条线构成，通过如下方式进行通信 一边用在串行时钟线上传送的串行时钟SCL取得同步，一边在串行数据线上传送串行数 据SDA。具体而言，背光源驱动控制部14等待IIC总线132的开放，发出启动条件(start condition)，将由想要取得数据的A/D转换器(例如上述第一 A/D转换器214)对应的7比 特的从地址(例如“0100000”)和表示发送接收方向的最低位的1比特构成的比特数据发 送。具有上述从地址的A/D转换器将数字数据(这里是与表示温度的模拟数据Tl对应的数字数据Dla)作为串行数据SDA发送，背光源驱动控制部14接收该数据。然后，在通信结 束并开放总线的情况下，背光源驱动控制部14发出停止条件。通过与各A/D转换器进行如 上所述的通信(例如通过接收来自第二 A/D转换器215的数字数据Dlb、来自第一 A/D转换 器224的数字数据Dh和来自第二 A/D转换器225的数字数据D2b)，背光源驱动控制部14 取得所有背光源驱动单元101 115的光量和周围温度的数据。如上所述，在各A/D转换器的固有的7比特从地址中，除了全部共用的高位2比特 以外的5比特中的4比特，经由串行信号线131发送到各背光源驱动单元，同时为了设定上 述5比特中剩余的1比特，将第一 A/D转换器的对应的地址输入端子与接地电位连接，将第 二 A/D转换器的对应的地址输入端子与电源电位连接。通过这样的结构，使各背光源驱动 单元101 115的结构共用，同时仅对各背光源驱动单元101 115分别提供固有地址(这 里是4比特)，就能够对所有A/D转换器设定固有的从地址(这里是7比特)。因此，即使 背光源驱动单元101 115的任一个发生故障，由于只要将其与具有相同的结构要素的新 背光源驱动单元(不需要进行特别的设定作业)交换即可，所以也能够减少修理的工时和 成本。接着，参照图5和图6，对单元驱动器221的详细结构和动作进行说明。<3.单元驱动器的详细结构和动作>图5是表示单元驱动器221的详细结构的框图。单元驱动器221内置在背光源驱 动单元102中，分别以适当的亮度驱动所对应的8个白色LED22，包括开关301 308、比较 器311 318、LED寄存器321 328、计数器330、移位寄存器340、测试寄存器351、模式寄 存器352、地址寄存器353、测试电路361和模式选择电路362。参照图6 图8的波形图， 对它们的动作进行详细说明。图6是表示初始动作时的数据信号DATA、时钟信号CLK和测试锁存信号TSTLAT波 形的图。图6所示的这些数据信号DATA、时钟信号CLK和测试锁存信号TSTLAT是被提供 给各背光源驱动单元101 115的亮度数据信号Ds中所包含的信号，从背光源驱动控制部 14经由串行信号线131提供。数据信号DATA由对每个背光源驱动单元101 115各提供96比特合计的1440 比特构成，在将上述数据写入到对应的背光源驱动单元的单元驱动器所包含的移位寄存器 中之后，在初始动作时对各背光源驱动单元101 115提供测试锁存信号TSTLAT。S卩，图5所示的移位寄存器340，将从背光源驱动单元103的单元驱动器所包含的 未图示的移位寄存器经由串行信号线131送来的数据信号DATA，从图的右方向一次1比特 地接收并写入，与时钟信号CLK 一致地，将上述值向图的左方向上移位(shift up)。该移位 寄存器340是96比特的移位寄存器，由通过上移位向左方向溢出的比特列构成的数据信号 DATA，经由串行信号线131被传送到下一个背光源驱动单元101的单元驱动器所包含的未 图示的移位寄存器。像这样，由于各背光源驱动单元102 115所包含的移位寄存器，将从图的右方向 接收到的数据信号DATA的比特列向左方向移位，提供给下一个移位寄存器，所以各背光源 驱动单元101 115所包含的移位寄存器以整体作为1440比特的虚拟的移位寄存器发挥 功能。因此，在分别将96比特数据写入这些移位寄存器的每个之后，将利用初始动作时被 提供的测试锁存信号TSTLAT写入的值锁存时，能够不用固有地址等识别各背光源驱动单 元101 115地，提供与其连接顺序相对应的数据。
这里，初始动作时的数据信号DATA，作为要提供给各背光源驱动单元的96比特数 据，分别包含如图6所示的40比特的测试数据TEST_DAT、52比特的模式数据M0DE_DAT和4 比特的地址数据ADDDAT。另外，该初始动作时的数据信号DATA，在装置启动最初或模式改 变时等特别的情况下被发送。移位寄存器340，如上所述接收测试锁存信号TSTLAT时，将写入的上述数据信号 DATA锁存，从其最高位(左端)向低位方向(右方向)将40比特数据(即测试数据TEST_ DAT)提供给测试寄存器351，接着将52比特数据(即模式数据M0DE_DAT)提供给模式寄存 器352，接着将4比特数据(即地址数据ADDDAT)提供给地址寄存器353。测试寄存器351，保持从移位寄存器340接收到的测试数据TEST_DAT，提供给测试 电路361。测试电路361，基于被提供的测试数据TEST_DAT，进行白色LED22的点亮试验，和 各种电路的动作测试。另外，省略其详细结构和动作的说明。模式寄存器352，保持从移位寄存器340接收到的模式数据M0DE_DAT，提供给模式 选择电路362。模式选择电路362，根据被提供的模式数据M0DE_DAT，选择例如待机模式等 各种点亮模式，对流过白色LED22的电流流量等进行调节。另外，省略其详细结构和动作的 说明。地址寄存器353，保持从移位寄存器340接收到的地址数据ADDDAT，设定与该4 比特的各个比特相对应的地址端口的电位。如图4和图5所示，此处地址数据ADDDAT的 内容是“0001”，因此4个地址端口中图的右端的端子的电位是与“1”相对应的逻辑电平 High(高)电位(这里是电源电位)，其另一个端子的电位是与“0”相对应的逻辑电平 Low(低)电位(这里是接地电位)。参照图4，这些地址端口如上所述，分别与第一 A/D转 换器2M和第二 A/D转换器225所具有的地址输入端子连接，提供用于识别各A/D转换器 的地址。像这样以简单的结构，能够经由串行信号线131依次向各背光源驱动单元102 115提供固有地址。如上所述的初始动作时的数据信号DATA通常仅在装置起动时被传送一次，然后 如以下的图7所示，对正常动作时的数据信号DATA反复传送。图7是表示正常动作时的数据信号DATA、时钟信号CLK和数据锁存信号DATLAT的 波形的图。图7所示的这些数据信号DATA、时钟信号CLK和数据锁存信号DATLAT，是被提 供给各背光源驱动单元101 115的亮度数据信号Ds所包含的信号，从背光源驱动控制部 14经由串行信号线131被提供。然后，与初始动作时同样地，各背光源驱动单元101 115 所包含的移位寄存器，以整体作为1440比特的虚拟的移位寄存器发挥功能，对这些移位寄 存器的每个分别写入96比特数据之后，利用正常动作时被提供的数据锁存信号DATLAT锁 存时，能够提供与各背光源驱动单元101 115的连接顺序相对应的数据。这里，正常动作时的数据信号DATA，与初始动作时不同，作为要提供给各背光源驱 动单元的96比特数据，分别包含如图7所示的每组各12比特共8组LED数据LED_DAT1 LED_DAT8。移位寄存器340，如上所述接收数据锁存信号DATLAT时，将被写入的上述数据信 号DATA锁存，从其最高位(左端)向低位方向(右方向)将12比特数据(即LED数据LED_ DAT1)提供给LED寄存器321，将接下来的12比特数据(即LED数据LED_DAT1)提供给LED 寄存器321，直到向最后的LED寄存器3 提供对应的数据。
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接收到上述数据的LED寄存器321 318，保持上述数据，分别提供给对应的比较 器311 318。比较器311 318，将从对应的LED寄存器321 3 接收到的数据所表示 的寄存器值，与从计数器330提供的计数值进行比较，直到计数值超过寄存器值时为止，使 对应的开关301 308接通。以下参照图8，对该动作进行详细说明。图8是表示LED时钟信号LEDCLK和开关控制信号SWl SW4、SW8的波形的图。 开关控制信号SWl SW8如图5所示，是从比较器311 318被提供给开关301 308的 用于开关控制的控制信号。另外，图8中开关控制信号SWl的括弧内所示的“LED_DAT1 = 4”表示LED数据LED_DAT1的内容为“4”，也意味着LED寄存器321的寄存器值为“4”。另 外，其他开关控制信号的括弧内的标记也具有相同的意思。这里，图5所示的开关301 308，对内部恒流电源和上述白色LED22进行连接、 切断，利用从对应的比较器311 318所提供的开关控制信号SWl SW8，控制其接通(On) 和断开(Off)。比较器311 318，将从LED寄存器321 3 所提供的相当于接通期间的寄存器 值，与从计数器330所提供的每次被增量1的计数值进行比较，使开关301 308接通直到 该计数值超过寄存器值，当该计数值超过寄存器值时，使对应的开关301 308断开。计数器330是，在LED时钟信号LEDCLK的每个上升沿，将计数值从1以每次增量 1的方式直到4096的12比特计数器。因此，例如如图8所示，在LED寄存器321的寄存器 值为4的情况下，到从计数器330输出的值超过4为止，从比较器311输出的开关控制信号 SW1，为使开关301接通，逻辑电平为High;当从计数器330输出的值超过4时，从比较器311 输出的开关控制信号SW1，为使开关301断开，逻辑电平为Low。这样的动作如图8所示，即 使在LED寄存器322的寄存器值为8的情况下，也是同样的。然后，当计数器330的计数值变为4096时，在下一个LED时钟信号LEDCLK的上升 沿将计数值重置为1，再重复每次被增量1的动作。因此，例如在LED寄存器321的寄存器 值为4的情况下，对应的白色LED22，在4096时钟之中的4个时钟量的期间点亮，在剩余的 4092个时钟量的期间熄灭，重复这样的动作。从而，通过适当地调整该寄存器值，能够适当 地设定白色LED22的点亮期间相对于熄灭期间的比例，所以能够任意调整其亮度。另外，由 于上述动作的重复形成光的闪烁最好不被眼睛感觉到，所以优选使其重复间隔比作为光的 闪烁能被眼睛感觉到的1/60秒更短。因此，优选在考虑上述情况的基础上对LED时钟信号 LEDCLK的频率进行设定。<4.效果〉如上所述，根据本实施方式，即使不利用固有地址预先设定固定的地址，也能够进 行IIC总线132通信，其中，固有地址是由经由串行信号线131依次提供给各背光源驱动单 元的数据设定的。像这样，本背光源驱动装置，能够以简单的结构分别自动地设定固有地 址，所以能够实现背光源驱动单元的共用化。另外，在替换时，不需要地址设定作业，因此能 够在修理时节省工时，也不发生设定错误。<5.其他〉在上述实施方式中，背光源13是用白色LED22作为光源，但也可以用组合红色、 绿色和蓝色的LED而成的光源代替其，或与其一起使用，也可以用冷阴极管(CCFL =Cold Cathode Fluorescent Lamp)作为光源。另外，液晶面板11由含有液晶的多个显示元件21构成，但也可以使用由具有能够控制来自背光源13的光的透过率的光电性能的公知物质 构成的快门(shuter)元件代替液晶。在上述实施方式中，上述15个背光源驱动单元101 115，分别包含8个白色 LED22，但背光源驱动单元101 115和白色LED22的数量只是一个例子，通过适当改变亮 度数据信号Ds的内容，上述数量可以分别任意决定。例如，如果将亮度数据信号Ds所包含 的地址数据变成5比特，则能够设置32个背光源驱动单元，此外，在设置8个背光源驱动单 元的情况下，可以使上述地址数据为3比特。在上述实施方式中，各背光源驱动单元101 115中，均包含一个温度检测器和光 量检测器，包含与其相对应的两个A/D转换器，但检测器的数量和种类并不限定，例如可以 是仅包含温度检测器和光量检测器中一者的结构，也可以是所包含的一者或两者为多个的 结构，也可以是包含电流检测器、电压检测器等的结构。在上述实施方式中，使用了用于向各背光源驱动单元101 115提供地址的串 行信号线131，和基于该地址进行通信的IIC总线132，但可以用以其他的菊花链方式连 接各背光源驱动单元101 115的信号线代替串行信号线131，也可以用以SPI (Serial Peripheral Interface 串行外围接口)和 SMBus (System Management Bus 系统管理总 线)等使用地址的总线连接方式连接各背光源驱动单元101 115的信号线代替IIC总线 132。在上述实施方式中，为了均勻地对显示区域照明，对各背光源的亮度进行个别控 制，但也可以在采用所谓的区域有源驱动方式的显示装置中，对各背光源的亮度个别控制。 该区域有源驱动方式是指，将画面分割为多个区域，基于区域内的输入图像，对与该区域对 应的背光源的光源亮度进行控制，同时驱动显示面板的方法。在液晶面板等具备背光源的 图像显示装置中，通过基于输入图像控制背光源的亮度，能够抑制背光源的消耗电力，改善 显示图像的画质。在进行这种区域有源驱动的图像显示装置中，与各区域对应的LED的亮 度(发光时亮度)，基于该各区域内的像素的亮度的最大值和平均值等，求取适当的亮度， 作为LED数据提供给背光源驱动控制部。另外，基于该LED数据和输入图像，生成显示用 数据(在液晶显示装置的情况下，是用于控制液晶的光透过率的数据)，将该显示用数据提 供给显示面板驱动电路。画面上的各像素的亮度，在液晶显示装置的情况下，是来自背光源 的光的亮度和基于显示用数据的光透过率的乘积。基于这样生成的显示用数据，驱动显示 面板驱动电路，基于上述的LED数据，驱动背光源，由此为基于输入图像进行图像显示的结 构。工业上的可利用性本发明适用于包含多个背光源单元的背光源装置和具备该背光源装置的显示装 置，例如适用于为了在大显示区域进行照明而具有多个背光源单元的大型液晶显示装置和 其所使用的背光源装置。
权利要求
1.一种背光源驱动装置，其对包含多个光源的背光源的亮度进行控制，该背光源驱动 装置的特征在于，包括多个驱动单元，其对所述多个光源中的一个以上的光源的亮度进行控制，并且具有对 与该一个以上的光源的亮度相关的一个以上的物理量进行检测的检测器，该物理量包括该 一个以上的光源的光量和周围温度；控制部，其接收由所述检测器检测出的物理量，基于所接收的物理量，生成并输出用于 控制对应的光源的亮度的亮度数据信号；第一信号线，其传送所述亮度数据信号，从所述控制部将所述多个驱动单元以菊花链 方式依次连接；和第二信号线，其传送表示所述物理量的信号，将所述多个驱动单元和所述控制部以总 线方式连接，其中，所述控制部，经由所述第一信号线对所述多个驱动单元依次分配各自的固有地址，由 此，经由所述第二信号线从所述多个驱动单元中的任意的驱动单元接收表示所述物理量的信号。
2.如权利要求1所述的背光源驱动装置，其特征在于所述多个驱动单元各自具有对不同种类的物理量进行检测的多个检测器， 所述多个检测器，分别通过对被分配给包含所述多个检测器的该驱动单元的所述地址 追加互不相同的值，生成互不相同的地址，所述控制部，经由所述第二信号线从所述多个检测器中的任意的检测器接收表示所述 物理量的信号。
3.如权利要求2所述的背光源驱动装置，其特征在于所述多个检测器各自具有将检测出的物理量转换为数字数据的A/D转换器， 所述A/D转换器，预先固定地设定有要追加到所述地址中的值，该值与其他的驱动单 元所包含的同种类的A/D转换器共用，与同一驱动单元所包含的其他的A/D转换器不同。
4.如权利要求3所述的背光源驱动装置，其特征在于所述多个驱动单元各自包含驱动器，该驱动器基于经由所述第一信号线被提供的所述 亮度数据信号，对所述一个以上的光源的亮度进行控制，所述驱动器接收经由所述第一信号线被提供的所述地址，提供给所述A/D转换器。
5.如权利要求3所述的背光源驱动装置，其特征在于所述多个检测器包括对所述一个以上的光源的光量进行检测的第一检测器；和对所 述周围温度进行检测的第二检测器，所述第一检测器和第二检测器所包含的A/D转换器，分别具有能够对要生成的地址的 全部或部分进行设定的输入端子，对一个所述输入端子固定地施加接地电位或电源电位的 任一电位，以使该一个输入端子与另一个输入端子具有彼此不同的电位。
6.如权利要求1所述的背光源驱动装置，其特征在于所述控制部经由所述第二信号线，与所述多个驱动单元通过IIC总线方式进行通信。
7.一种背光源驱动方法，其对包含多个光源的背光源的亮度进行控制，该背光源驱动 方法的特征在于，包括通过多个驱动单元进行的驱动步骤，该多个驱动单元对所述多个光源中的一个以上的光源的亮度进行控制，并且具有对与该一个以上的光源的亮度相关的一个以上的物理量进 行检测的检测器，该物理量包括该一个以上的光源的光量和周围温度；通过控制部进行的控制步骤，该控制部接收由所述检测器检测出的物理量，基于所接 收的物理量，生成并输出用于控制对应的光源的亮度的亮度数据信号；第一传送步骤，通过从所述控制部将所述多个驱动单元以菊花链方式依次连接的第一 信号线，对所述亮度数据信号进行传送；和第二传送步骤，通过将所述多个驱动单元和所述控制部以总线方式连接的第二信号 线，对表示所述物理量的信号进行传送，其中，在所述控制步骤中，经由所述第一信号线对所述多个驱动单元依次分配各自的固有地 址，由此，经由所述第二信号线从所述多个驱动单元中的任意的驱动单元接收表示所述物 理量的信号。
全文摘要
本发明提供背光源驱动装置、具备背光源驱动装置的显示装置和背光源驱动方法。该背光源驱动装置，包含以简单的结构被自动设定各自的固有地址的多个背光源单元，背光源驱动单元(101)～(115)由串行信号线(131)从背光源驱动控制部(14)以菊花链方式依次连接，由此背光源驱动控制部(14)对各单元依次发送用于分配地址的信号之后，发送亮度数据。另外，背光源驱动控制部(14)，与各背光源驱动单元(101)～(115)由IIC总线(132)以总线方式直接连接，经由该总线接收从根据上述地址识别的各单元检测出的光量和温度。通过上述结构，能够自动地设定固有地址，因此能够实现背光源驱动单元的共用化。
文档编号G09G3/20GK102077266SQ20098012549
公开日2011年5月25日 申请日期2009年6月24日 优先权日2008年7月11日
发明者中泽健, 富吉暎, 山元学 申请人:夏普株式会社
技术领域：
本发明涉及驱动例如对液晶面板从背面照明的背光源的背光源驱动装置和具备 该背光源驱动装置的显示装置，特别涉及具有对多个背光源的亮度进行控制的功能(背光 源调光功能)的背光源驱动装置和具备该背光源驱动装置的显示装置。
背景技术：
近年来，液晶显示装置等具备背光源的显示装置向大型化发展，大型化的显示装 置多具备用于在大显示区域中照明的多个背光源。这样的显示装置具备的多个背光源，需要对显示区域均勻地照明，因此需要对其 进行控制。从而，这样的显示装置，具有用于对各背光源的亮度进行个别控制的驱动控制部 和传递控制信号的信号线。例如日本特开2007-165336号公报中，公开了将多个背光源单元和驱动控制部以 菊花链方式进行接线的背光源驱动装置的结构。在该现有例的结构中，各背光源单元中设 置有光量检测单元，将由该光量检测单元检测出的各背光源单元的光量数据分别传送给驱 动控制部。专利文献1 日本特开2007-165336号公报
发明内容
这里，在上述现有的背光源驱动装置中，为了识别传送到驱动控制部的光量数据 来自哪个背光源单元，设定有分别对各背光源单元预先确定的固有地址。因此，在上述背光 源单元的某一个发生故障的情况下，修理难度大，成本高。另外，如果采用能够通过设置变光开关等手动且任意地设定上述地址的结构，则 能够实现背光源单元的共用化。但是，由于在替换时需要进行地址设定作业，修理工时长， 而且容易发生设定错误。因此，本发明的目的在于提供，包含以简单的结构分别自动设定固有地址的多个 背光源单元的背光源驱动装置，和具有该背光源驱动装置的显示装置。本发明的第一方面，是背光源驱动装置，其对包含多个光源的背光源的亮度进行 控制，该背光源驱动装置的特征在于，包括多个驱动单元，其对上述多个光源中的一个以上的光源的亮度进行控制，并且具 有对与该一个以上的光源的亮度相关的一个以上的物理量进行检测的检测器，该物理量包 括该一个以上的光源的光量和周围温度；控制部，其接收由上述检测器检测出的物理量，基于所接收的物理量，生成并输出 用于控制对应的光源的亮度的亮度数据信号；第一信号线，其传送上述亮度数据信号，从上述控制部将上述多个驱动单元以菊 花链方式依次连接；和
第二信号线，其传送表示上述物理量的信号，将上述多个驱动单元和上述控制部 以总线方式连接，其中，上述控制部，经由上述第一信号线对上述多个驱动单元依次分配各自的固有地 址，由此，经由上述第二信号线从上述多个驱动单元中的任意的驱动单元接收表示上述物
理量的信号。本发明的第二方面，在本发明的第一方面的背光源驱动装置中，其特征在于上述多个驱动单元各自具有对不同种类的物理量进行检测的多个检测器，上述多个检测器各自通过对被分配给包含彼此的该驱动单元的上述地址追加互 不相同的值，生成互不相同的地址，上述控制部，经由上述第二信号线从上述多个检测器中的任意的检测器接收表示 上述物理量的信号。本发明的第三方面，在本发明的第二方面的背光源驱动装置中，其特征在于上述多个检测器各自具有将检测出的物理量转换为数字数据的A/D转换器，上述A/D转换器，预先固定地设定有要追加到上述地址中的值，该值与其他的驱 动单元所包含的同种类的A/D转换器共用，与同一驱动单元所包含的其他的A/D转换器不 同。本发明的第四方面，在本发明的第三方面的背光源驱动装置中，其特征在于上述多个驱动单元各自包含驱动器，该驱动器基于经由上述第一信号线被提供的 上述亮度数据信号，对上述一个以上的光源的亮度进行控制，上述驱动器接收经由上述第一信号线被提供的上述地址，提供给上述A/D转换
ο本发明的第五方面，在本发明的第三方面的背光源驱动装置中，其特征在于上述多个检测器包括对上述一个以上的光源的光量进行检测的第一检测器；和 对上述周围温度进行检测的第二检测器，上述第一检测器和第二检测器所包含的A/D转换器，各自具有能够对要生成的地 址的全部或部分进行设定的输入端子，对一个上述输入端子固定地施加接地电位或电源电 位的任一个电位，以便该一个输入端子与另一个输入端子具有彼此不同的电位。本发明的第六方面，在本发明的第一方面的背光源驱动装置中，其特征在于上述控制部经由上述第二信号线，与上述多个驱动单元通过IIC总线方式进行通
fn °本发明的第七方面，是背光源驱动方法，其对包含多个光源的背光源的亮度进行 控制，该背光源驱动方法的特征在于，包括通过多个驱动单元进行的驱动步骤，该多个驱动单元对上述多个光源中的一个以 上的光源的亮度进行控制，并且具有对与该一个以上的光源的亮度相关的一个以上的物理 量进行检测的检测器，该物理量包括该一个以上的光源的光量和周围温度；通过控制部进行的控制步骤，该控制部接收由上述检测器检测出的物理量，基于 所接收的物理量，生成并输出用于控制对应的光源的亮度的亮度数据信号；第一传送步骤，通过从上述控制部将上述多个驱动单元以菊花链方式依次连接的 第一信号线，对上述亮度数据信号进行传送；和
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第二传送步骤，通过将上述多个驱动单元和上述控制部以总线方式连接的第二信 号线，对表示上述物理量的信号进行传送，其中，在上述控制步骤中，经由上述第一信号线对上述多个驱动单元依次分配各自的固 有地址，由此，经由上述第二信号线从上述多个驱动单元中的任意的驱动单元接收表示上 述物理量的信号。根据本发明的第一方面，通过由控制部经由第一信号线依次对多个驱动单元分别 分配固有地址，能够经由第二信号线从多个驱动单元中的任意的驱动单元接收表示温度和 光量等的物理量的信号，因此即使不预先设定固定的地址，也能够通过总线进行通信，能够 实现背光源驱动单元的共用化。根据本发明的第二方面，通过由多个检测器分别对被分配给驱动单元的地址追加 互不相同的值，生成互不相同的地址，所以能够缩小分配给驱动单元的地址的数据大小，简 化结构。另外，仅对驱动单元分配一个地址，就能够简单地设定与所有检测器对应的地址。根据本发明的第三方面，对各A/D转换器预先固定地设定要追加到地址中的值， 该值与其他驱动单元所包含的同种类的A/D转换器共用，与同一驱动单元所包含的其他A/ D转换器不同，所以对一个驱动单元仅提供一个地址，就能够简单地设定所有A/D转换器的 地址。根据本发明的第四方面，由控制光源的亮度的驱动器对A/D转换器提供地址，所 以仅与对各驱动单元提供亮度数据同样地提供地址，就能够简单地设定所有A/D转换器的 地址。根据本发明的第五方面，能够以简单的结构对第一和第二检测器所包含的A/D转 换器各自的地址进行设定。根据本发明的第六方面，通过采用广泛使用的总线连接方式即IIC总线方式，能 够简化装置结构，降低制造成本。根据本发明的第七方面，利用背光源驱动方法，能够起到与本发明的第一方面相 同的效果。
图1是表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置结构的框图。图2是表示上述一个实施方式的液晶显示装置所具备的背光源的详细情况的图。图3是表示上述一个实施方式的液晶显示装置所具备的背光源的结构的框图。图4是表示上述一个实施方式的背光源驱动单元的详细结构的框图。图5是表示上述一个实施方式的单元驱动器的详细结构的框图。图6是表示上述一个实施方式的初始动作时的数据信号、时钟信号和测试锁存信 号(test latch signal)的波形的图。图7是表示上述一个实施方式的正常动作时的数据信号、时钟信号和数据锁存信 号的波形的图。图8是表示上述一个实施方式的LED时钟信号和开关控制信号的波形的图。附图标记说明10 液晶显示装置
11液晶面板
12面板驱动电路
13背光源
14背光源驱动控制部
l 5 显示控制部
2 l显示元件
22LED
lol一115 背光源驱动单元
211、212 单元驱动器
212、222 温度检测器
213、223 光量检测器
214、224 第一A／D转换器
215、225 第二A／D转换器
30l一308 开关
311—318 比较器
32 l一328 LED寄存器(regi Ster)
340移位寄存器Io070] 353地址寄存器I007、] Dl—D15 数字数据Io072] DS亮度数据信号Io073] DA液晶数据I0074] DBLED数据Io075] DAu 数据信号具体实施方式
Io076] 以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。I0077] <1．整体结构和动作概要>Io078] 图l是表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置lo的结构的框图。图l所示的液晶显示装置lo包括液晶面板11、面板驱动电路12、背光源13、背光源驱动部14和显示控制部15。液晶显示装置lo驱动液晶面板11，并且控制包含在背光源13中的多个光源的亮度。Io079] 液晶面板11具有(m×n×3)个显示元件2l。显示元件2l，行方向上(图l中为横向)为每行3m个，列方向上(图l中为纵向)为每列n个，整体上被配置成二维形状。显示元件2l中包含使白色光中的红色光透过的R显示元件、使白色光中的绿色光透过的G显示元件和使白色光中的蓝色光透过的B显示元件。R显示元件、G显示元件和B显示元件在行方向上排列配置，三个形成一个像素。
面板驱动电路12是液晶面板11的驱动电路。面板驱动电路12基于从显示控制部15输出的液晶数据DA，对液晶面板11输出控制显示元件2l的光透过率的信号(电压信号)。从面板驱动电路12输出的电压被写入显示元件2l内的像素电极(未图示)，显示元件21的光透过率与被写入像素电极的电压相应地变化。背光源13设置在液晶面板11的背面侧，在液晶面板11的背面照射背光源光。图 2是表示背光源13的详细情况的图。背光源13如图2所示，包含10个X 12个白色LED22。 白色LED22整体上被配置成二维形状，其中，行方向上设置12个，列方向上设置10个。这 些白色LED22以8个为一组，由一个背光源驱动单元驱动。图2中，左上的行方向上4个、 列方向上2个共计8个白色LED22，由用虚线表示的背光源驱动单元101驱动。另外，各背 光源驱动单元具有检测白色LED22的光量的光量检测器和检测周围温度的温度检测器。这 些背光源驱动单元的详细情况将在后文中描述。从这些白色LED22出射的光到达液晶面板 11背面的一部分。背光源驱动部14是控制背光源13的驱动的电路。背光源驱动部14基于从显示 控制部15输出的LED数据DB、后述的白色LED22的光量和周围温度，将对背光源13控制所 有白色LED22的亮度的信号，输出到各背光源驱动单元。各LED22的亮度，以独立于单元内 和单元外的其他LED22的亮度的方式进行控制。显示控制部15基于所设定的显示模式和图像数据DvJf LED数据DB输出到光源 驱动部14，该LED数据DB表示包含在背光源13中的所有白色LED22的亮度。另外，显示控 制部15基于图像数据Dv，求取包含在液晶面板11中的所有显示元件21的光透过率，将表 示所求出的光透过率的液晶数据DA输出到面板驱动电路12。根据如上所述构成的液晶显示装置10，基于图像数据Dv求取适当的液晶数据DA 和LED数据DB，基于液晶数据DA控制显示元件21的光透过率，由此能够将图像数据Dv显 示在液晶面板11上。接着，参照图3和图4，对背光源和构成该背光源的背光源驱动单元的 结构和动作进行说明。<2.背光源和背光源驱动单元的结构和动作>图3是表示本实施方式的背光源13的结构的框图。该背光源13由如上所述对 120个白色LED22进行控制的15个背光源驱动单元101 115构成。这些背光源驱动单元 101 115，除了与信号线的连接关系以外，为相同的结构。其详细结构如图4所示在后文 中描述。如图3所示，背光源驱动单元101 115，通过后述的传送串行数据的串行信号线 131和飞利浦公司提出的总线规范即IICanter Integrated Circuit 内部集成电路)总 线132，与背光源驱动控制部14连接。另外，该IIC总线也记作1 总线。串行信号线131从背光源驱动控制部14依次逐个地连接各背光源驱动单元 101 115。即，串行信号线131将背光源驱动控制部14和背光源驱动单元115连接，将该 背光源驱动单元115与下一个背光源驱动单元114连接，将该背光源驱动单元114与下一 个背光源驱动单元113连接，以如上所述的方式即所谓的菊花链方式依次连接至背光源驱 动单元101。背光源驱动控制部14如后所述，在初始动作时对各背光源驱动单元101 115 依次发送分配地址的信号之后，在正常动作时对各背光源驱动单元101 115依次发送用 于对内置的白色LED22的亮度进行控制的亮度数据信号Ds。IIC总线132以所谓的总线方式将背光源驱动控制部14与各背光源驱动单元 101 115直接连接。各背光源驱动单元101 115，在如后所述被确立了通信状态时，将与 由内置在该单元中的光量检测器和温度检测器检测出的光量和温度相当的数字数据Dl D15的任一个，经由IIC总线132发送到背光源驱动控制部14。图4是表示背光源驱动单元101、102的详细结构的图。如该图4所示，上述背光 源驱动单元101包括8个白色LED22 ；驱动这些白色LED22的单元驱动器211 ；对包含在该 背光源驱动单元101中的上述白色LED22的温度进行检测的温度检测器212 ；将表示检测 出的温度的模拟数据Tl转换为数字数据的第一 A/D转换器214 ；对上述白色LED22的光量 进行检测的光量检测器213 ；和将表示检测出的光量的模拟数据Ll转换为数字数据的第二 A/D转换器215。另外，背光源驱动单元102也具有与背光源驱动单元101相同的结构要素，包括8 个白色LED22、单元驱动器221、温度检测器222、将表示温度的模拟数据T2转换为数字数据 的第一 A/D转换器224、光量检测器223和将表示检测出的光量的模拟数据L2转换为数字 数据的第二 A/D转换器225。但是，地址是不同的，对此将在后文中描述。另外，其他所有背 光源驱动单元103 115也具有相同的结构要素，因此以下仅对背光源驱动单元101的结 构进行详细说明。单元驱动器211，将从背光源驱动控制部14发送的亮度数据信号Ds中含有的地址 (这里是4比特)，以1比特对1个端口的方式从4个地址端口输出，并且基于从背光源驱 动控制部14发送的亮度数据信号Ds，使白色LED22以适当的亮度发光。另外，该亮度数据 信号Ds的结构等将在后文中描述。单元驱动器211所具有的上述地址端口，在图4中以正方形表示，其附近标记的 “0”或“1”表示其比特值。因此，单元驱动器211的固有地址为“0000”，相邻的背光源驱动 单元102所具有的单元驱动器221的地址为“0001”。该单元驱动器221的各地址端口，分别与第一和第二 A/D转换器214、215所具有 的地址输入端子连接。如图4所示，第一和第二 A/D转换器214、215分别具有用正方形表 示的5个地址输入端子，其中的4个与单元驱动器211的各地址端口连接。就剩余的一个 地址输入端子而言，第一 A/D转换器214所具有的与接地电位连接，第二 A/D转换器215所 具有的与电源电位连接。像这样，如果对地址的一部分进行固定地设定以使同一背光源驱 动单元内的A/D转换器得以区分，则无需用来自串行信号线131的数据设定所有A/D转换 器的地址，因此能够缩小该数据的大小，并简化结构。另外，由于仅对一个背光源驱动单元 提供一个地址，所以能够简单地设定所有A/D转换器的地址。该第一和第二 A/D转换器214、215，通过对从地址输入端子指定的比特列的高位 分配已预先决定的装置识别位“01”，生成用于通过IIC总线132进行通信的固有的7比特 地址。即，第一和第二 A/D转换器214、215的地址值分别为“0100000”和“0100001”。这 里，以第一 A/D转换器214为例，对经由IIC总线132与背光源驱动控制部14进行的通信 的步骤进行说明。IIC总线132由串行时钟线和串行数据线等两条线构成，通过如下方式进行通信 一边用在串行时钟线上传送的串行时钟SCL取得同步，一边在串行数据线上传送串行数 据SDA。具体而言，背光源驱动控制部14等待IIC总线132的开放，发出启动条件(start condition)，将由想要取得数据的A/D转换器(例如上述第一 A/D转换器214)对应的7比 特的从地址(例如“0100000”)和表示发送接收方向的最低位的1比特构成的比特数据发 送。具有上述从地址的A/D转换器将数字数据(这里是与表示温度的模拟数据Tl对应的数字数据Dla)作为串行数据SDA发送，背光源驱动控制部14接收该数据。然后，在通信结 束并开放总线的情况下，背光源驱动控制部14发出停止条件。通过与各A/D转换器进行如 上所述的通信(例如通过接收来自第二 A/D转换器215的数字数据Dlb、来自第一 A/D转换 器224的数字数据Dh和来自第二 A/D转换器225的数字数据D2b)，背光源驱动控制部14 取得所有背光源驱动单元101 115的光量和周围温度的数据。如上所述，在各A/D转换器的固有的7比特从地址中，除了全部共用的高位2比特 以外的5比特中的4比特，经由串行信号线131发送到各背光源驱动单元，同时为了设定上 述5比特中剩余的1比特，将第一 A/D转换器的对应的地址输入端子与接地电位连接，将第 二 A/D转换器的对应的地址输入端子与电源电位连接。通过这样的结构，使各背光源驱动 单元101 115的结构共用，同时仅对各背光源驱动单元101 115分别提供固有地址(这 里是4比特)，就能够对所有A/D转换器设定固有的从地址(这里是7比特)。因此，即使 背光源驱动单元101 115的任一个发生故障，由于只要将其与具有相同的结构要素的新 背光源驱动单元(不需要进行特别的设定作业)交换即可，所以也能够减少修理的工时和 成本。接着，参照图5和图6，对单元驱动器221的详细结构和动作进行说明。<3.单元驱动器的详细结构和动作>图5是表示单元驱动器221的详细结构的框图。单元驱动器221内置在背光源驱 动单元102中，分别以适当的亮度驱动所对应的8个白色LED22，包括开关301 308、比较 器311 318、LED寄存器321 328、计数器330、移位寄存器340、测试寄存器351、模式寄 存器352、地址寄存器353、测试电路361和模式选择电路362。参照图6 图8的波形图， 对它们的动作进行详细说明。图6是表示初始动作时的数据信号DATA、时钟信号CLK和测试锁存信号TSTLAT波 形的图。图6所示的这些数据信号DATA、时钟信号CLK和测试锁存信号TSTLAT是被提供 给各背光源驱动单元101 115的亮度数据信号Ds中所包含的信号，从背光源驱动控制部 14经由串行信号线131提供。数据信号DATA由对每个背光源驱动单元101 115各提供96比特合计的1440 比特构成，在将上述数据写入到对应的背光源驱动单元的单元驱动器所包含的移位寄存器 中之后，在初始动作时对各背光源驱动单元101 115提供测试锁存信号TSTLAT。S卩，图5所示的移位寄存器340，将从背光源驱动单元103的单元驱动器所包含的 未图示的移位寄存器经由串行信号线131送来的数据信号DATA，从图的右方向一次1比特 地接收并写入，与时钟信号CLK 一致地，将上述值向图的左方向上移位(shift up)。该移位 寄存器340是96比特的移位寄存器，由通过上移位向左方向溢出的比特列构成的数据信号 DATA，经由串行信号线131被传送到下一个背光源驱动单元101的单元驱动器所包含的未 图示的移位寄存器。像这样，由于各背光源驱动单元102 115所包含的移位寄存器，将从图的右方向 接收到的数据信号DATA的比特列向左方向移位，提供给下一个移位寄存器，所以各背光源 驱动单元101 115所包含的移位寄存器以整体作为1440比特的虚拟的移位寄存器发挥 功能。因此，在分别将96比特数据写入这些移位寄存器的每个之后，将利用初始动作时被 提供的测试锁存信号TSTLAT写入的值锁存时，能够不用固有地址等识别各背光源驱动单 元101 115地，提供与其连接顺序相对应的数据。
这里，初始动作时的数据信号DATA，作为要提供给各背光源驱动单元的96比特数 据，分别包含如图6所示的40比特的测试数据TEST_DAT、52比特的模式数据M0DE_DAT和4 比特的地址数据ADDDAT。另外，该初始动作时的数据信号DATA，在装置启动最初或模式改 变时等特别的情况下被发送。移位寄存器340，如上所述接收测试锁存信号TSTLAT时，将写入的上述数据信号 DATA锁存，从其最高位(左端)向低位方向(右方向)将40比特数据(即测试数据TEST_ DAT)提供给测试寄存器351，接着将52比特数据(即模式数据M0DE_DAT)提供给模式寄存 器352，接着将4比特数据(即地址数据ADDDAT)提供给地址寄存器353。测试寄存器351，保持从移位寄存器340接收到的测试数据TEST_DAT，提供给测试 电路361。测试电路361，基于被提供的测试数据TEST_DAT，进行白色LED22的点亮试验，和 各种电路的动作测试。另外，省略其详细结构和动作的说明。模式寄存器352，保持从移位寄存器340接收到的模式数据M0DE_DAT，提供给模式 选择电路362。模式选择电路362，根据被提供的模式数据M0DE_DAT，选择例如待机模式等 各种点亮模式，对流过白色LED22的电流流量等进行调节。另外，省略其详细结构和动作的 说明。地址寄存器353，保持从移位寄存器340接收到的地址数据ADDDAT，设定与该4 比特的各个比特相对应的地址端口的电位。如图4和图5所示，此处地址数据ADDDAT的 内容是“0001”，因此4个地址端口中图的右端的端子的电位是与“1”相对应的逻辑电平 High(高)电位(这里是电源电位)，其另一个端子的电位是与“0”相对应的逻辑电平 Low(低)电位(这里是接地电位)。参照图4，这些地址端口如上所述，分别与第一 A/D转 换器2M和第二 A/D转换器225所具有的地址输入端子连接，提供用于识别各A/D转换器 的地址。像这样以简单的结构，能够经由串行信号线131依次向各背光源驱动单元102 115提供固有地址。如上所述的初始动作时的数据信号DATA通常仅在装置起动时被传送一次，然后 如以下的图7所示，对正常动作时的数据信号DATA反复传送。图7是表示正常动作时的数据信号DATA、时钟信号CLK和数据锁存信号DATLAT的 波形的图。图7所示的这些数据信号DATA、时钟信号CLK和数据锁存信号DATLAT，是被提 供给各背光源驱动单元101 115的亮度数据信号Ds所包含的信号，从背光源驱动控制部 14经由串行信号线131被提供。然后，与初始动作时同样地，各背光源驱动单元101 115 所包含的移位寄存器，以整体作为1440比特的虚拟的移位寄存器发挥功能，对这些移位寄 存器的每个分别写入96比特数据之后，利用正常动作时被提供的数据锁存信号DATLAT锁 存时，能够提供与各背光源驱动单元101 115的连接顺序相对应的数据。这里，正常动作时的数据信号DATA，与初始动作时不同，作为要提供给各背光源驱 动单元的96比特数据，分别包含如图7所示的每组各12比特共8组LED数据LED_DAT1 LED_DAT8。移位寄存器340，如上所述接收数据锁存信号DATLAT时，将被写入的上述数据信 号DATA锁存，从其最高位(左端)向低位方向(右方向)将12比特数据(即LED数据LED_ DAT1)提供给LED寄存器321，将接下来的12比特数据(即LED数据LED_DAT1)提供给LED 寄存器321，直到向最后的LED寄存器3 提供对应的数据。
11
接收到上述数据的LED寄存器321 318，保持上述数据，分别提供给对应的比较 器311 318。比较器311 318，将从对应的LED寄存器321 3 接收到的数据所表示 的寄存器值，与从计数器330提供的计数值进行比较，直到计数值超过寄存器值时为止，使 对应的开关301 308接通。以下参照图8，对该动作进行详细说明。图8是表示LED时钟信号LEDCLK和开关控制信号SWl SW4、SW8的波形的图。 开关控制信号SWl SW8如图5所示，是从比较器311 318被提供给开关301 308的 用于开关控制的控制信号。另外，图8中开关控制信号SWl的括弧内所示的“LED_DAT1 = 4”表示LED数据LED_DAT1的内容为“4”，也意味着LED寄存器321的寄存器值为“4”。另 外，其他开关控制信号的括弧内的标记也具有相同的意思。这里，图5所示的开关301 308，对内部恒流电源和上述白色LED22进行连接、 切断，利用从对应的比较器311 318所提供的开关控制信号SWl SW8，控制其接通(On) 和断开(Off)。比较器311 318，将从LED寄存器321 3 所提供的相当于接通期间的寄存器 值，与从计数器330所提供的每次被增量1的计数值进行比较，使开关301 308接通直到 该计数值超过寄存器值，当该计数值超过寄存器值时，使对应的开关301 308断开。计数器330是，在LED时钟信号LEDCLK的每个上升沿，将计数值从1以每次增量 1的方式直到4096的12比特计数器。因此，例如如图8所示，在LED寄存器321的寄存器 值为4的情况下，到从计数器330输出的值超过4为止，从比较器311输出的开关控制信号 SW1，为使开关301接通，逻辑电平为High;当从计数器330输出的值超过4时，从比较器311 输出的开关控制信号SW1，为使开关301断开，逻辑电平为Low。这样的动作如图8所示，即 使在LED寄存器322的寄存器值为8的情况下，也是同样的。然后，当计数器330的计数值变为4096时，在下一个LED时钟信号LEDCLK的上升 沿将计数值重置为1，再重复每次被增量1的动作。因此，例如在LED寄存器321的寄存器 值为4的情况下，对应的白色LED22，在4096时钟之中的4个时钟量的期间点亮，在剩余的 4092个时钟量的期间熄灭，重复这样的动作。从而，通过适当地调整该寄存器值，能够适当 地设定白色LED22的点亮期间相对于熄灭期间的比例，所以能够任意调整其亮度。另外，由 于上述动作的重复形成光的闪烁最好不被眼睛感觉到，所以优选使其重复间隔比作为光的 闪烁能被眼睛感觉到的1/60秒更短。因此，优选在考虑上述情况的基础上对LED时钟信号 LEDCLK的频率进行设定。<4.效果〉如上所述，根据本实施方式，即使不利用固有地址预先设定固定的地址，也能够进 行IIC总线132通信，其中，固有地址是由经由串行信号线131依次提供给各背光源驱动单 元的数据设定的。像这样，本背光源驱动装置，能够以简单的结构分别自动地设定固有地 址，所以能够实现背光源驱动单元的共用化。另外，在替换时，不需要地址设定作业，因此能 够在修理时节省工时，也不发生设定错误。<5.其他〉在上述实施方式中，背光源13是用白色LED22作为光源，但也可以用组合红色、 绿色和蓝色的LED而成的光源代替其，或与其一起使用，也可以用冷阴极管(CCFL =Cold Cathode Fluorescent Lamp)作为光源。另外，液晶面板11由含有液晶的多个显示元件21构成，但也可以使用由具有能够控制来自背光源13的光的透过率的光电性能的公知物质 构成的快门(shuter)元件代替液晶。在上述实施方式中，上述15个背光源驱动单元101 115，分别包含8个白色 LED22，但背光源驱动单元101 115和白色LED22的数量只是一个例子，通过适当改变亮 度数据信号Ds的内容，上述数量可以分别任意决定。例如，如果将亮度数据信号Ds所包含 的地址数据变成5比特，则能够设置32个背光源驱动单元，此外，在设置8个背光源驱动单 元的情况下，可以使上述地址数据为3比特。在上述实施方式中，各背光源驱动单元101 115中，均包含一个温度检测器和光 量检测器，包含与其相对应的两个A/D转换器，但检测器的数量和种类并不限定，例如可以 是仅包含温度检测器和光量检测器中一者的结构，也可以是所包含的一者或两者为多个的 结构，也可以是包含电流检测器、电压检测器等的结构。在上述实施方式中，使用了用于向各背光源驱动单元101 115提供地址的串 行信号线131，和基于该地址进行通信的IIC总线132，但可以用以其他的菊花链方式连 接各背光源驱动单元101 115的信号线代替串行信号线131，也可以用以SPI (Serial Peripheral Interface 串行外围接口)和 SMBus (System Management Bus 系统管理总 线)等使用地址的总线连接方式连接各背光源驱动单元101 115的信号线代替IIC总线 132。在上述实施方式中，为了均勻地对显示区域照明，对各背光源的亮度进行个别控 制，但也可以在采用所谓的区域有源驱动方式的显示装置中，对各背光源的亮度个别控制。 该区域有源驱动方式是指，将画面分割为多个区域，基于区域内的输入图像，对与该区域对 应的背光源的光源亮度进行控制，同时驱动显示面板的方法。在液晶面板等具备背光源的 图像显示装置中，通过基于输入图像控制背光源的亮度，能够抑制背光源的消耗电力，改善 显示图像的画质。在进行这种区域有源驱动的图像显示装置中，与各区域对应的LED的亮 度(发光时亮度)，基于该各区域内的像素的亮度的最大值和平均值等，求取适当的亮度， 作为LED数据提供给背光源驱动控制部。另外，基于该LED数据和输入图像，生成显示用 数据(在液晶显示装置的情况下，是用于控制液晶的光透过率的数据)，将该显示用数据提 供给显示面板驱动电路。画面上的各像素的亮度，在液晶显示装置的情况下，是来自背光源 的光的亮度和基于显示用数据的光透过率的乘积。基于这样生成的显示用数据，驱动显示 面板驱动电路，基于上述的LED数据，驱动背光源，由此为基于输入图像进行图像显示的结 构。工业上的可利用性本发明适用于包含多个背光源单元的背光源装置和具备该背光源装置的显示装 置，例如适用于为了在大显示区域进行照明而具有多个背光源单元的大型液晶显示装置和 其所使用的背光源装置。
权利要求
1.一种背光源驱动装置，其对包含多个光源的背光源的亮度进行控制，该背光源驱动 装置的特征在于，包括多个驱动单元，其对所述多个光源中的一个以上的光源的亮度进行控制，并且具有对 与该一个以上的光源的亮度相关的一个以上的物理量进行检测的检测器，该物理量包括该 一个以上的光源的光量和周围温度；控制部，其接收由所述检测器检测出的物理量，基于所接收的物理量，生成并输出用于 控制对应的光源的亮度的亮度数据信号；第一信号线，其传送所述亮度数据信号，从所述控制部将所述多个驱动单元以菊花链 方式依次连接；和第二信号线，其传送表示所述物理量的信号，将所述多个驱动单元和所述控制部以总 线方式连接，其中，所述控制部，经由所述第一信号线对所述多个驱动单元依次分配各自的固有地址，由 此，经由所述第二信号线从所述多个驱动单元中的任意的驱动单元接收表示所述物理量的信号。
2.如权利要求1所述的背光源驱动装置，其特征在于所述多个驱动单元各自具有对不同种类的物理量进行检测的多个检测器， 所述多个检测器，分别通过对被分配给包含所述多个检测器的该驱动单元的所述地址 追加互不相同的值，生成互不相同的地址，所述控制部，经由所述第二信号线从所述多个检测器中的任意的检测器接收表示所述 物理量的信号。
3.如权利要求2所述的背光源驱动装置，其特征在于所述多个检测器各自具有将检测出的物理量转换为数字数据的A/D转换器， 所述A/D转换器，预先固定地设定有要追加到所述地址中的值，该值与其他的驱动单 元所包含的同种类的A/D转换器共用，与同一驱动单元所包含的其他的A/D转换器不同。
4.如权利要求3所述的背光源驱动装置，其特征在于所述多个驱动单元各自包含驱动器，该驱动器基于经由所述第一信号线被提供的所述 亮度数据信号，对所述一个以上的光源的亮度进行控制，所述驱动器接收经由所述第一信号线被提供的所述地址，提供给所述A/D转换器。
5.如权利要求3所述的背光源驱动装置，其特征在于所述多个检测器包括对所述一个以上的光源的光量进行检测的第一检测器；和对所 述周围温度进行检测的第二检测器，所述第一检测器和第二检测器所包含的A/D转换器，分别具有能够对要生成的地址的 全部或部分进行设定的输入端子，对一个所述输入端子固定地施加接地电位或电源电位的 任一电位，以使该一个输入端子与另一个输入端子具有彼此不同的电位。
6.如权利要求1所述的背光源驱动装置，其特征在于所述控制部经由所述第二信号线，与所述多个驱动单元通过IIC总线方式进行通信。
7.一种背光源驱动方法，其对包含多个光源的背光源的亮度进行控制，该背光源驱动 方法的特征在于，包括通过多个驱动单元进行的驱动步骤，该多个驱动单元对所述多个光源中的一个以上的光源的亮度进行控制，并且具有对与该一个以上的光源的亮度相关的一个以上的物理量进 行检测的检测器，该物理量包括该一个以上的光源的光量和周围温度；通过控制部进行的控制步骤，该控制部接收由所述检测器检测出的物理量，基于所接 收的物理量，生成并输出用于控制对应的光源的亮度的亮度数据信号；第一传送步骤，通过从所述控制部将所述多个驱动单元以菊花链方式依次连接的第一 信号线，对所述亮度数据信号进行传送；和第二传送步骤，通过将所述多个驱动单元和所述控制部以总线方式连接的第二信号 线，对表示所述物理量的信号进行传送，其中，在所述控制步骤中，经由所述第一信号线对所述多个驱动单元依次分配各自的固有地 址，由此，经由所述第二信号线从所述多个驱动单元中的任意的驱动单元接收表示所述物 理量的信号。
全文摘要
本发明提供背光源驱动装置、具备背光源驱动装置的显示装置和背光源驱动方法。该背光源驱动装置，包含以简单的结构被自动设定各自的固有地址的多个背光源单元，背光源驱动单元(101)～(115)由串行信号线(131)从背光源驱动控制部(14)以菊花链方式依次连接，由此背光源驱动控制部(14)对各单元依次发送用于分配地址的信号之后，发送亮度数据。另外，背光源驱动控制部(14)，与各背光源驱动单元(101)～(115)由IIC总线(132)以总线方式直接连接，经由该总线接收从根据上述地址识别的各单元检测出的光量和温度。通过上述结构，能够自动地设定固有地址，因此能够实现背光源驱动单元的共用化。
文档编号G09G3/20GK102077266SQ20098012549
公开日2011年5月25日 申请日期2009年6月24日 优先权日2008年7月11日
发明者中泽健, 富吉暎, 山元学 申请人:夏普株式会社
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