專利名稱：發(fā)光元件驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動發(fā)光元件的發(fā)光元件驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
以往，作為使發(fā)光二極管(LEDLight Emitting Diode)等發(fā)光元件的光量變化來實現(xiàn)灰度的方法，一般有脈沖寬度調(diào)制(PWMPulse WidthModulation)方法。特別是在通過驅(qū)動電流值的調(diào)整而進(jìn)行了LED的光量修正后進(jìn)行灰度控制的情況下，驅(qū)動電流值的變更變得更困難，所以在灰度控制中利用專門的PWM方式。
但是，在上述的PWM方式中，必需細(xì)致地控制脈沖寬度，所以產(chǎn)生信號的導(dǎo)通/截止控制造成的開關(guān)噪聲而導(dǎo)致的電磁干擾(EMIElectroMagneticInterference)等問題。
而且，在PWM方式中，在使發(fā)光色不同的多個LED組合來得到希望的色彩的結(jié)構(gòu)中存在以下問題。即，由于使脈沖寬度變化來實現(xiàn)灰度，所以如圖8所示，僅在某個期間實現(xiàn)色彩的融合，色彩的再現(xiàn)性差。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種發(fā)光元件驅(qū)動裝置，可以不使用PWM方式，在進(jìn)行光量修正后進(jìn)行灰度控制。
本發(fā)明提供一種發(fā)光元件驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動發(fā)光元件，其特征在于，包括恒流電路，是包含與各個發(fā)光元件串聯(lián)連接，同時相互并聯(lián)連接，從而向發(fā)光元件提供電流的多個恒流源的恒流電路，多個恒流源構(gòu)成包含各個第1～第M(M為大于等于2的整數(shù))個恒流源的第1～第N(N為大于等于2的整數(shù))個恒流塊，第1～第M個恒流源間的電流比在恒流塊間大致相同；以及控制電路，根據(jù)表示第1～第M個恒流源各自的有效/無效的光量修正數(shù)據(jù)，對所有的恒流塊共同地、選擇性地將第1～第M個恒流源設(shè)為有效狀態(tài)，根據(jù)表示第1～第N個恒流塊各自的導(dǎo)通/截止的灰度數(shù)據(jù)，選擇性地將第1～第N個恒流塊設(shè)為導(dǎo)通，屬于被導(dǎo)通的恒流塊的有效狀態(tài)的恒流源對發(fā)光元件提供電流。
按照本發(fā)明，可以提供一種發(fā)光元件驅(qū)動裝置，可以不使用PWM方式，在進(jìn)行光量修正后進(jìn)行灰度控制。


圖1是表示實施方式的LED裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是表示恒流電路的結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖3是表示LED驅(qū)動裝置的具體結(jié)構(gòu)一例的電路圖。
圖4是表示對于各個光量修正數(shù)據(jù)的灰度數(shù)據(jù)和輸出電流值的關(guān)系的表。
圖5是表示實施方式中的灰度控制的RGB各色的驅(qū)動電流的圖。
圖6是表示控制電路的變形例的電路圖。
圖7是表示LED驅(qū)動裝置的變形例的方框圖。
圖8是表示利用了PWM方式的灰度控制中的RGB各色的驅(qū)動電流的圖。
具體實施例方式
以下，按照

本發(fā)明的實施方式。
圖1是表示本實施方式的LED裝置100的結(jié)構(gòu)的方框圖。該LED裝置100是作為發(fā)光元件具有LED的發(fā)光裝置，例如為被利用于LED電視和室外的LED顯示器(vision)等中的發(fā)光裝置。這里，LED裝置100是具有紅色的LED1R、綠色的LED1G、和藍(lán)色的LED1B，混合各LED的光而以規(guī)定色彩發(fā)光的裝置。但是，發(fā)光元件的種類、個數(shù)、以及發(fā)光色沒有特別限定。
LED裝置100具有驅(qū)動LED1R、1G、1B的LED驅(qū)動裝置2。該LED驅(qū)動裝置2由一個IC構(gòu)成，包含用于驅(qū)動LED1R、1G、1B的LED驅(qū)動裝置2R、2G、2B。LED驅(qū)動裝置2R、2G、2B是通過電流值控制來實現(xiàn)LED光量修正和灰度控制的電路。如圖1所示，LED驅(qū)動裝置2R、2G、2B分別具有恒流電路10R、10G、10B、光量修正數(shù)據(jù)存儲電路20R、20G、20B、灰度數(shù)據(jù)存儲電路30R、30G、30B以及控制電路40R、40G、40B。
以下，對LED驅(qū)動裝置2R的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。而且，對于LED驅(qū)動裝置2G、2B的結(jié)構(gòu)，由于與LED驅(qū)動裝置2R基本相同，所以這里省略說明。
恒流電路10R是包含多個對LED1R提供驅(qū)動電流的恒流源的電路。圖2是表示恒流電路10R的結(jié)構(gòu)的概略圖。如圖2所示，恒流電路10R包含分別與LED1R串聯(lián)連接，同時相互并聯(lián)連接的多個恒流源S11～SNM。于是，這些多個恒流源S11～SNM分別構(gòu)成包含第1～第M個恒流源S11～S1M、S21～S2M、…、SN1～SNM的第1～第N個恒流塊B1～BN。這里，屬于第n(n＝1，2，…，N)個恒流塊Bn的第m(m＝1，2，…，M)個恒流源表示為“Snm”。
這些恒流源S11～SNM的輸出電流值如下那樣被加權(quán)。即，對于所有的恒流塊，第1，2，…，M個恒流源間的電流比為20∶21∶…∶2M-1。而且，對于第1～第M個的各恒流源，恒流塊B1，B2，…，BN間的電流比為20∶21∶…∶2N-1。換言之，對于m＝1～M的每個，恒流源S1m，S2m，…，SNm間的電流比為20∶21∶…∶2N-1。因此，屬于恒流塊Bn的第m個恒流源Snm的輸出電流值被表示為2n-1·2m-1·Io(Io為單位電流值)。
光量修正數(shù)據(jù)存儲電路20R是存儲對于LED1R的光量修正數(shù)據(jù)的非易失性存儲電路，例如為閃存等非易失性半導(dǎo)體存儲器。這里，光量修正數(shù)據(jù)是對所有的恒流塊共用地、表示第1～第M個恒流源各自的有效/無效的數(shù)據(jù)。該光量修正數(shù)據(jù)優(yōu)選為各位(bit)表示各恒流源的有效/無效的M位的位數(shù)據(jù)。
灰度數(shù)據(jù)存儲電路30R是對于LED1R存儲灰度數(shù)據(jù)的易失性的存儲電路，例如是RAM(Random Access Memory)、移位寄存器、鎖存電路等。這里，灰度數(shù)據(jù)是表示恒流塊B1～BN各自的導(dǎo)通/截止的數(shù)據(jù)?；叶葦?shù)據(jù)優(yōu)選為各位表示各恒流塊的導(dǎo)通/截止的N位的位數(shù)據(jù)。
控制電路40R是根據(jù)光量修正數(shù)據(jù)和灰度數(shù)據(jù)來控制恒流電路10R的輸出電流值的電路。具體來說，控制電路40R根據(jù)光量修正數(shù)據(jù)，對所有恒流塊共用地、選擇性地將第1～第M個恒流源設(shè)為有效狀態(tài)或者無效狀態(tài)。這里，所謂有效狀態(tài)是恒流源可導(dǎo)通的狀態(tài)，所謂無效狀態(tài)是恒流源始終截止的狀態(tài)。而且，控制電路40R根據(jù)灰度數(shù)據(jù)，選擇性地將恒流塊B1～BN導(dǎo)通或者截止。由此，屬于被控制電路40R導(dǎo)通的恒流塊的有效狀態(tài)的恒流源對LED1R提供驅(qū)動電流。
在上述的結(jié)構(gòu)中，可以在從“00…0”(十進(jìn)制數(shù)的0)到“11…1”(十進(jìn)制數(shù)的2M-1)為止的范圍內(nèi)設(shè)定光量修正數(shù)據(jù)，可以在從2n-1·0·Io(＝0)到2n-1·(2M-1)·Io為止的范圍內(nèi)，以等間隔(步長2n-1·Io)、2M級來調(diào)整各恒流塊Bn(n＝1，2，…，N)的可輸出的電流值。例如，在光量修正數(shù)據(jù)被設(shè)定為L(十進(jìn)制數(shù))的情況下，各恒流塊Bn的可輸出的電流值為2n-1·L·Io，即最大輸出電流值的L/(2M-1)倍。于是，在此之后，可以在從“00…0”(十進(jìn)制數(shù)的0)到“11…1”(十進(jìn)制數(shù)的2N-1)為止的范圍內(nèi)設(shè)定灰度數(shù)據(jù)，可以在從0·L·Io(＝0)到(2N-1)·L·Io為止的范圍內(nèi)，以等間隔(步長L·Io)、2N級來使恒流電路10R的輸出電流值變化。例如，灰度數(shù)據(jù)在被設(shè)定為G(十進(jìn)制數(shù))的情況下，恒流電路10R的輸出電流值為G·L·Io。因此，按照上述結(jié)構(gòu)，可以通過電流值灰度來實現(xiàn)LED的光量修正和灰度控制。
而且，在恒流電路10R中，各恒流塊也可以包含為始終有效狀態(tài)的恒流源。例如，在各恒流塊Bn(n＝1，2，…，N)中，還設(shè)置了輸出電流值為2n-1·α·Io的始終有效狀態(tài)的恒流源時，可以在從2n-1·(0+α)·Io到2n-1·(2M-1+α)·Io為止的范圍內(nèi)設(shè)定各恒流塊Bn的可輸出的電流值。即，可以使恒流塊的可輸出的電流值的光量修正數(shù)據(jù)的調(diào)整范圍具有偏移量。
而且，恒流電路10R也可以包含始終為導(dǎo)通狀態(tài)的恒流塊。例如，在恒流電路10R中還設(shè)置了輸出電流值為β·L·Io(L為光量修正數(shù)據(jù))的始終導(dǎo)通狀態(tài)的恒流塊時，可以在從(0+β)·L·Io到(2N-1+β)·L·Io為止的范圍內(nèi)設(shè)定恒流電路10R的輸出電流值。即，可以使恒流電路10R的輸出電流值的灰度數(shù)據(jù)的設(shè)定范圍具有偏移量。
圖3是表示LED驅(qū)動裝置2R的具體結(jié)構(gòu)一例的電路圖。以下，按照圖3，更具體地說明LED驅(qū)動裝置2R的結(jié)構(gòu)。
恒流電路10R構(gòu)成為包含PMOS晶體管M10～M14、M20～M24、M30～M34、M40～M44。這些PMOS晶體管是分別和后述的基準(zhǔn)晶體管M0構(gòu)成電流鏡電路而作為恒流源起作用的輸出晶體管。在本電路例中，恒流塊B1由作為第1～第4個恒流源的第1～第4PMOS晶體管M11～M14，以及始終為有效狀態(tài)的第0PMOS晶體管M10構(gòu)成。同樣，恒流塊B2，B3，B4分別由作為第1～第4個恒流源的第1～第4PMOS晶體管M21～M24，M31～M34，M41～M44以及始終為有效狀態(tài)的第0PMOS晶體管M20，M30，M40構(gòu)成。在圖3中，屬于第n(n＝1～4)個恒流塊的第m(m＝0～4)個PMOS晶體管被表示為“Mnm”。
這些PMOS晶體管M10～M44的晶體管尺寸被如下那樣加權(quán)。即，對于所有的恒流塊，第0，1，2，3，4個PMOS晶體管間的尺寸比被設(shè)定為10∶1∶2∶4∶8。而且，對于第0～第4個各PMOS晶體管，恒流塊B1，B2，B3，B4間的尺寸比為1∶2∶4∶8。換言之，對于m＝0～4的每一個，PMOS晶體管M1m，M2m，M3m，M4m間的尺寸比為1∶2∶4∶8。因此，如果將屬于恒流塊B1的第1個PMOS晶體管M11的晶體管尺寸設(shè)為1，則屬于恒流塊Bn的第m(m＝1～4)個PMOS晶體管Mnm的晶體管尺寸被表示為2n-1·2m-1。而且，屬于恒流塊Bn的第0個PMOS晶體管Mn0的尺寸被表示為2n-1·10。
光量修正數(shù)據(jù)存儲電路20R在這里保持作為各位表示各PMOS晶體管的有效/無效的4位數(shù)據(jù)的光量修正數(shù)據(jù)。這里，在4位數(shù)據(jù)中，由下位開始第1，2，3，4位的數(shù)據(jù)L1，L2，L3，L4分別與第1，2，3，4個PMOS晶體管對應(yīng)。而且，位“1”表示有效，位“0”表示無效。
灰度數(shù)據(jù)存儲電路30R在這里保持作為各位表示各恒流塊的導(dǎo)通/截止的4位數(shù)據(jù)的灰度數(shù)據(jù)。這里，在4位數(shù)據(jù)中，由下位開始第1，2，3，4位的數(shù)據(jù)G1，G2，G3，G4分別與各個恒流塊B1，B2，B3，B4對應(yīng)。而且，位“1”表示導(dǎo)通，位“0”表示截止。
控制電路40R被構(gòu)成為包括與合計20個PMOS晶體管M10～M44的每一個對應(yīng)設(shè)置的合計20個AND電路A10～A44，合計20個的PMOS晶體管PM，以及合計20個的NMOS晶體管NM和基準(zhǔn)電流生成電路41R。而且，在圖3中，標(biāo)號“PM”和“NM”被代表性地賦予左上的PMOS晶體管和NMOS晶體管，對其它19個省略。
與第1～第4個PMOS晶體管Mnm(n＝1～4，m＝1～4)對應(yīng)而設(shè)置AND電路Anm。在該AND電路Anm中輸入在光量修正數(shù)據(jù)存儲電路20R中設(shè)定的光量修正數(shù)據(jù)(4位數(shù)據(jù))的下位起第m位數(shù)據(jù)Lm，以及在灰度數(shù)據(jù)存儲電路30R中設(shè)定的灰度數(shù)據(jù)(4位數(shù)據(jù))的由下位起第n位數(shù)據(jù)Gn。AND電路Anm取得并輸出它們的邏輯積。
而且，與第0個PMOS晶體管Mn0(n＝1～4，)對應(yīng)設(shè)置AND電路An0。在該AND電路An0中輸入電源電壓以及在灰度數(shù)據(jù)存儲電路30R中設(shè)定的灰度數(shù)據(jù)(4位數(shù)據(jù))的由下位起第n位數(shù)據(jù)Gn。AND電路An0取得并輸出它們的邏輯積。
與PMOS晶體管Mnm(n＝1～4，m＝0～4)對應(yīng)，設(shè)置PMOS晶體管PM以及NMOS晶體管NM。PMOS晶體管PM和NMOS晶體管NM柵極和漏極相互連接構(gòu)成反相器(inverter)。PMOS晶體管PM和NMOS晶體管NM的柵極(反相器的輸入側(cè))與AND電路Anm的輸出端子連接，漏極(反相器的輸出側(cè))與PMOS晶體管Mnm的柵極連接。而且，PMOS晶體管PM的源極與電源電壓連接，NMOS晶體管NM的源極與基準(zhǔn)晶體管M0的柵極連接。
基準(zhǔn)電流生成電路41R被構(gòu)成為包括運算放大器OP、基準(zhǔn)電壓源Vref、PMOS晶體管的基準(zhǔn)晶體管M0、可變電阻器R、以及電阻調(diào)整用存儲器41a。運算放大器OP的正相輸入端子與基準(zhǔn)電壓源Vref連接，輸出端子與基準(zhǔn)晶體管M0的柵極連接。該基準(zhǔn)晶體管M0的源極與電源電壓連接，漏極經(jīng)由可變電阻器R與地連接。
該可變電阻器R的端子間電壓被反饋到運算放大器OP的反相輸入端子，由此，運算放大器OP以其正相輸入端子和反相輸入端子始終為同電位那樣動作。即，運算放大器OP將可變電阻器R的端子間電壓維持為始終與施加到正相輸入端子的電壓Vref相等。因此，流過基準(zhǔn)晶體管M0的基準(zhǔn)電流Iref被控制為Vref/R(R為可變電阻器R的電阻值)。
可變電阻器R被構(gòu)成為與被設(shè)定在電阻調(diào)整用存儲器41a中的電阻調(diào)整數(shù)據(jù)對應(yīng)的電阻值。電阻調(diào)整用存儲器41a例如為4位的閃存。而且，在電阻值的精度高的情況下，可以使用固定電阻器來代替可變電阻器，可以省略電阻調(diào)整用存儲器41a。
這里，上述的電阻調(diào)整數(shù)據(jù)被設(shè)定為電流Vref/R，即基準(zhǔn)電流Iref為0.125mA。而且，上述基準(zhǔn)晶體管M0的晶體管尺寸設(shè)為與PMOS晶體管M11的晶體管尺寸相同。
以下，對上述結(jié)構(gòu)中的PMOS晶體管M10～M44的導(dǎo)通/截止動作進(jìn)行說明。
首先，對第1～第4個PMOS晶體管Mnm(n＝1～4，m＝1～4)的導(dǎo)通/截止進(jìn)行說明。如上所述，與PMOS晶體管Mnm對應(yīng)的AND電路Anm取數(shù)據(jù)Lm和數(shù)據(jù)Gn的邏輯積。
在Lm＝0的情況下，即，光量修正數(shù)據(jù)表示第m個PMOS晶體管Mnm的無效的情況下，AND電路Anm的輸出不按照灰度數(shù)據(jù)而成為低電平。這樣，PMOS晶體管PM導(dǎo)通，另一方面，NMOS晶體管NM截止。由此，PMOS晶體管Mnm的柵極電位與電源電位基本相等，PMOS晶體管Mnm為截止?fàn)顟B(tài)。這樣，在Lm＝0的情況下，在所有的恒流塊中，第m個PMOS晶體管Mnm始終為截止?fàn)顟B(tài)，即無效狀態(tài)。
在Lm＝1的情況下，即，光量修正數(shù)據(jù)表示第m個PMOS晶體管Mnm的有效的情況下，AND電路Anm的輸出由灰度數(shù)據(jù)決定。在數(shù)據(jù)Gn＝0的情況下，即灰度數(shù)據(jù)表示恒流塊Bn的截止的情況下，AND電路Anm的輸出為低電平，PMOS晶體管Mnm為截止。另一方面，在數(shù)據(jù)Gn＝1的情況下，即灰度數(shù)據(jù)表示恒流塊Bn的導(dǎo)通的情況下，AND電路Anm的輸出為高電平。這樣，PMOS晶體管PM為截止，另一方面NMOS晶體管NM為導(dǎo)通。由此，PMOS晶體管Mnm的柵極電位與基準(zhǔn)晶體管M0的柵極電位基本相等，與基準(zhǔn)晶體管M0成為電流鏡的關(guān)系而導(dǎo)通。這里，基準(zhǔn)晶體管M0中流過的基準(zhǔn)電流Iref為0.125mA，基準(zhǔn)晶體管M0和PMOS晶體管Mnm的晶體管尺寸比為1∶2n-1·2m-1，所以PMOS晶體管Mnm的輸出電流值為2n-1·2m-1·0.125mA。這樣，在Lm＝1的情況下，所有的恒流塊中的第m個PMOS晶體管Mnm為可導(dǎo)通的狀態(tài)即有效狀態(tài)。在這種情況下，在Gn＝0時，PMOS晶體管Mnm為截止，在Gn＝1時，PMOS晶體管Mnm為導(dǎo)通。
接著，對第0個PMOS晶體管Mn0(n＝1～4)的導(dǎo)通/截止進(jìn)行說明。如上所述，將電源電壓和數(shù)據(jù)Gn輸入與PMOS晶體管Mn0對應(yīng)的AND電路An0，而不輸入光量修正數(shù)據(jù)。因此，AND電路An0的輸出不由光量修正數(shù)據(jù)，而由灰度數(shù)據(jù)決定。于是，與上述相同，在數(shù)據(jù)Gn＝0的情況下，PMOS晶體管Mn0截止。另一方面，在數(shù)據(jù)Gn＝1的情況下，PMOS晶體管Mn0與基準(zhǔn)晶體管M0成為電流鏡的關(guān)系而導(dǎo)通。這里，基準(zhǔn)晶體管M0中流過的基準(zhǔn)電流Iref為0.125mA，基準(zhǔn)晶體管M0和PMOS晶體管Mn0的晶體管尺寸比為1∶2n-1·10，所以PMOS晶體管Mn0的輸出電流值為2n-1·10·0.125mA。這樣，PMOS晶體管Mn0始終為有效狀態(tài)，在Gn＝0時截止，在Gn＝1時導(dǎo)通。
圖4是表示對于各個光量修正數(shù)據(jù)的灰度數(shù)據(jù)和輸出電流值的關(guān)系的表。以下，按照圖4，表示本實施方式的LED裝置100的優(yōu)選的使用方式。
一般來說，在LED的發(fā)光效率中存在離散，即使驅(qū)動電流相同，每個LED的光量也不同。因此，為了修正該LED的光量離散，在LED裝置100出廠前預(yù)先進(jìn)行光量修正。該光量修正通過利用了光量修正數(shù)據(jù)的輸出電流值的調(diào)整來實現(xiàn)。
例如，在灰度數(shù)據(jù)存儲電路30R中設(shè)定了灰度數(shù)據(jù)“1000”的狀態(tài)下，適當(dāng)變更光量修正數(shù)據(jù)，通過光敏傳感器測量這時的LED1R的光量。然后，由測量結(jié)果特定LED1R的光量為規(guī)定光量值時的光量修正數(shù)據(jù)，將該被特定的光量修正數(shù)據(jù)固定地設(shè)定在光量修正數(shù)據(jù)存儲電路20R中。這時，如圖4所示，光量修正數(shù)據(jù)可以在“0000”～“1111”的范圍內(nèi)選擇，輸出電流值可以從10mA至25mA以1mA的步長調(diào)整為16級。對于LED1G、1B也和上述一樣特定光量修正數(shù)據(jù)，將被特定的光量修正數(shù)據(jù)分別固定地設(shè)定在光量修正數(shù)據(jù)存儲電路20G，20B中。這里，LED1R，1G，1B分別以約12mA、16mA、21mA成為規(guī)定光量值，在光量修正數(shù)據(jù)存儲電路20R，20G，20B中分別設(shè)定光量修正數(shù)據(jù)“0010”，“0110”，“1011”。
而且，上述的規(guī)定光量值雖然適當(dāng)?shù)卦O(shè)定就可以，但是在優(yōu)選的方式中，設(shè)定為在以相互同樣的灰度數(shù)據(jù)驅(qū)動LED1R，1G，1R時得到規(guī)定的發(fā)光色。例如，規(guī)定光量值在RGB間被設(shè)定為相互同樣的光量值，以使得在以相互同樣的灰度數(shù)據(jù)驅(qū)動LED1R，1G，1R時得到白色光。
在進(jìn)行了上述的光量修正之后，在使用LED裝置100時，可以對RGB各色進(jìn)行灰度控制。該灰度控制通過利用了灰度數(shù)據(jù)的輸出電流值的變更來實現(xiàn)。具體來說，通過將RGB各色的灰度數(shù)據(jù)分別設(shè)定在灰度數(shù)據(jù)存儲電路30R、30G、30B中，可以進(jìn)行RGB各色的灰度控制。這時，如圖4所示，灰度數(shù)據(jù)可以在“0000”～“1111”的范圍內(nèi)選擇。于是，例如對于LED1R，由于光量修正數(shù)據(jù)為“0010”，所以可以在0.000～22.500mA的范圍內(nèi)以1.500mA步長設(shè)定輸出電流值。如觀察圖4可知的那樣，不論光量修正數(shù)據(jù)取哪樣的值，灰度步長都一定。這樣，對于RGB各色，可以按16級來設(shè)定輸出電流值，由此，可以得到合計4096(＝16×16×16)色的發(fā)光色。
按照以上說明的實施方式，可以得到以下的效果。
(1)LED驅(qū)動裝置2R具有分別包含第1～第M個恒流源的第1～第N個恒流塊B1～BN。于是，根據(jù)光量修正數(shù)據(jù)，對所有恒流塊共用地、選擇性地將第1～第M個恒流源設(shè)為有效狀態(tài)，根據(jù)灰度數(shù)據(jù)，選擇性地將恒流塊B1～BN導(dǎo)通。這時，第1～第M個恒流源間的電流比在恒流塊間相同，第1～第M個恒流源的有效/無效圖案在所有恒流塊中被設(shè)為相同，所有不依賴于光量修正數(shù)據(jù)，恒流塊間的電流比被維持為規(guī)定的比。因此，不論光量修正數(shù)據(jù)為何值，在設(shè)定了某個灰度數(shù)據(jù)的情況下，對于全部恒流塊導(dǎo)通的情況，得到與該灰度數(shù)據(jù)對應(yīng)的規(guī)定的比率的輸出電流值。因此，按照該結(jié)構(gòu)，可以利用光量修正數(shù)據(jù)來調(diào)整各恒流塊的可輸出的電流值，可以進(jìn)行LED1R的光量修正。于是，在進(jìn)行了該光量修正后，可以利用灰度數(shù)據(jù)來將輸出電流值調(diào)整為規(guī)定的比例，可以進(jìn)行LED1R的灰度控制。即，按照本實施方式，由于通過從多個級中選擇電流的大小的電流值灰度來實現(xiàn)LED的光量修正和灰度控制，所有可以不使用PWM方式，而在進(jìn)行了光量修正后進(jìn)行灰度控制。其結(jié)果，可以避免伴隨PWM方式的EMI等問題。
(2)對于所有的恒流塊，第1，2，…，M個恒流源間的電流比被設(shè)定為20∶21∶…∶2N-1。因此，可以通過更少的恒流源來設(shè)定更多的電流值水平(level)。而且，可以以等間隔設(shè)置多個電流值水平，可以在光量修正中將輸出電流值變化為線性的。而且，可以良好地將數(shù)字的光量修正數(shù)據(jù)變換為模擬的電流值。
(3)對于m＝1～M的每個，恒流源S1m，S2m，…，SNm間的電流比被設(shè)定為20∶21∶…∶2N-1。因此，可以通過更少的恒流塊來設(shè)定更多的電流值水平。而且，可以以等間隔設(shè)置多個電流值水平，可以在灰度控制中將輸出電流值變化為線性的。而且，可以良好地將數(shù)字的灰度數(shù)據(jù)變換為模擬的電流值。
(4)在將相互的發(fā)光色不同的多個LED組合而得到希望的色彩的結(jié)構(gòu)中，對每個LED設(shè)置本實施方式的LED驅(qū)動裝置。具體來說，與LED1R，1G，1B的各個對應(yīng)來設(shè)置LED驅(qū)動裝置2R、2G、2B。于是，對于所有的LED，通過使電流值的大小變化的電流值灰度，進(jìn)行光量修正和灰度控制。因此，如圖5所示，與PWM方式的情況不同，可以涵蓋全期間而實現(xiàn)色彩的融合，可以實現(xiàn)良好的色彩的再現(xiàn)性。
而且，本發(fā)明不限定于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種變更。
例如，第1～第M個恒流源間的電流比最好如上述實施方式那樣為公比2的等比數(shù)列，但是也可以是其它的加權(quán)。例如，也可以是公比r(r＝3，4，…)的等比數(shù)列，也可以設(shè)為1∶1∶1或者1∶4∶10等。
而且，恒流源S1m，S2m，…，SNm間的電流比最好如上述實施方式那樣為公比2的等比數(shù)列，但是也可以為其它的加權(quán)。例如，也可以是公比r(r＝3，4，…)的等比數(shù)列，也可以設(shè)為1∶1∶1或者1∶4∶10等。
而且，在圖3中作為輸出晶體管使用了PMOS晶體管，但是也可以取代它而使用NMOS晶體管、NPN型雙極晶體管、PNP型雙極晶體管等。而且，多個發(fā)光元件也可以相互發(fā)光色相同。例如，LED裝置100也可以具有3個紅色LED來取代RGB三色的LED。
而且，如圖3所示的控制電路40R可以適當(dāng)?shù)刈兏＠缈梢匀鐖D6那樣變更。在該圖6中，與第0～第4個PMOS晶體管Mnm(n＝1～4，m＝0～4)對應(yīng)，設(shè)置NAND電路NAnm來取代AND電路Anm。而且，NAND電路NAnm的輸出經(jīng)由反相器INV與PMOS晶體管PM的柵極連接。而且，設(shè)置PMOS晶體管PM2來取代NMOS晶體管NM。
而且，如圖3所示的基準(zhǔn)電流生成電路41R也可以在LED驅(qū)動裝置2R、2G、2B間共用。這時，基準(zhǔn)電流生成電路41R中包含的基準(zhǔn)晶體管M0與LED驅(qū)動裝置2R、2G、2B各自的輸出晶體管構(gòu)成電流鏡電路。
而且，由于光量修正數(shù)據(jù)一般被固定地設(shè)定，所以光量修正數(shù)據(jù)存儲電路20R、20G、20B最好為非易失性，但也可以設(shè)為易失性。
而且，由于灰度數(shù)據(jù)一般隨時選擇性地設(shè)定，所以灰度數(shù)據(jù)存儲電路30R、30G、30B最好為易失性，但是也可以設(shè)為非易失性。而且，如圖7所示，LED驅(qū)動裝置2R除了存儲可變的灰度數(shù)據(jù)的易失性的灰度數(shù)據(jù)存儲電路30R，也可以構(gòu)成為還具有預(yù)先存儲固定的灰度數(shù)據(jù)的非易失性灰度數(shù)據(jù)存儲電路31R，以及根據(jù)從外部提供的選擇指示來選擇固定的灰度數(shù)據(jù)和可變的灰度數(shù)據(jù)中的一個提供給控制電路40R的灰度數(shù)據(jù)選擇電路32R。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光元件驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動發(fā)光元件，其特征在于，包括恒流電路，是包含與各個發(fā)光元件串聯(lián)連接，同時相互并聯(lián)連接，從而向發(fā)光元件提供電流的多個恒流源的恒流電路，多個恒流源構(gòu)成包含各個第1～第M(M為大于等于2的整數(shù))個恒流源的第1～第N(N為大于等于2的整數(shù))個恒流塊，第1～第M個恒流源間的電流比在恒流塊間大致相同；以及控制電路，根據(jù)表示第1～第M恒流源各自的有效/無效的光量修正數(shù)據(jù)，對所有的恒流塊共同地、選擇性地將第1～第M個恒流源設(shè)為有效狀態(tài)，根據(jù)表示第1～第N個恒流塊各自的導(dǎo)通/截止的灰度數(shù)據(jù)，選擇性地將第1～第N個恒流塊設(shè)為導(dǎo)通，屬于被導(dǎo)通的恒流塊的有效狀態(tài)的恒流源對發(fā)光元件提供電流。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件驅(qū)動裝置，其特征在于，對于所有的恒流塊，第1、2、…、M個恒流源間的電流比被設(shè)定為2021…2M-1。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光元件驅(qū)動裝置，其特征在于，在將屬于第n(n＝1～N)個恒流塊的第m(m＝1～M)個恒流源表示為Snm時，對于m＝1～M的各個值，恒流源S1m、S2m、…、SNm間的電流比被設(shè)定為2021…2N-1。
4.如權(quán)利要求1至3的任意一項所述的發(fā)光元件驅(qū)動裝置，其特征在于，還包括存儲光量修正數(shù)據(jù)而提供給控制電路的非易失性的光量修正數(shù)據(jù)存儲電路。
5.如權(quán)利要求1至4的任意一項所述的發(fā)光元件驅(qū)動裝置，其特征在于，還包括存儲灰度數(shù)據(jù)而提供給控制電路的灰度數(shù)據(jù)存儲電路。
6.如權(quán)利要求1至4的任意一項所述的發(fā)光元件驅(qū)動裝置，其特征在于，還包括預(yù)先存儲固定的灰度數(shù)據(jù)的非易失性的灰度數(shù)據(jù)存儲電路；存儲可變的灰度數(shù)據(jù)的易失性的灰度數(shù)據(jù)存儲電路；以及根據(jù)從外部提供的選擇指示，選擇固定的灰度數(shù)據(jù)和可變的灰度數(shù)據(jù)中的一個而提供給控制電路的灰度數(shù)據(jù)選擇電路。
7.一種驅(qū)動相互的發(fā)光色不同的多個發(fā)光元件的發(fā)光元件驅(qū)動裝置，其特征在于，對每個發(fā)光元件，具有如權(quán)利要求1至6的任意一項所述的發(fā)光元件驅(qū)動裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光元件驅(qū)動裝置，可以不使用PWM方式，在進(jìn)行了光量修正后進(jìn)行灰度控制。LED驅(qū)動裝置(2R)具有恒流電路(10R)和控制電路(40R)。恒流電路(10R)包含分別與LED(1R)串聯(lián)連接，同時相互并聯(lián)連接，從而對LED(1R)提供電流的多個恒流源。多個恒流源分別構(gòu)成包含第1～第M個恒流源的第1～第N個恒流塊。第1～第M個恒流源間的電流比在恒流塊間大致相同。控制電路根據(jù)光量修正數(shù)據(jù)，對所有的恒流塊共同地、選擇性地將第1～第M個恒流源設(shè)為有效狀態(tài)，根據(jù)灰度數(shù)據(jù)，選擇性地將第1～第N個恒流塊導(dǎo)通。由此，屬于被導(dǎo)通的恒流塊的有效狀態(tài)的恒流源對LED(1R)提供電流。
文檔編號H01L33/00GK1798464SQ20051012688
公開日2006年7月5日 申請日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者福田一男, 藤野勉 申請人:三洋電機株式會社