专利名称：发光控制装置、显示装置、驱动控制装置和控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED(发光二极管)驱动器IC之类的发光控制装置以及结合有这种发光控制装置的显示装置。本发明还涉及用于向负载提供预定驱动电流的驱动控制装置、以及根据控制信号改变其输出状态的控制装置。
背景技术：
用于向LED等发光元件提供驱动电流的常规发光控制装置典型地采用两线或更多线接口作为控制接口，从而向发光控制装置传输诸如请求写寄存器之类的命令，控制其开关以及发光量(驱动电流值)。
例如，在JP-A-2002-335234中公开了一种与本发明相关的常规技术(单线串行数据传送方法和采用该方法的数据传送接口电路)。
确实，采用上述常规发光控制装置，可以根据从装置外部馈入的各种控制信号，控制其开关以及发光量(驱动电流值)。
但是，不便之处在于，采用上述常规发光控制装置时，要通过分离的控制接口馈入控制其开关所需的控制信号以及控制其发光量(驱动电流值)所需的控制信号。这使控制复杂化，并要求增加外部端子的数目，从而导致发光控制装置(由此采用该发光控制装置的显示装置)尺寸增大，成本提高。
此外，还提出了多种采用单线接口的系统控制技术，类似上述JP-A-2002-335234中公开的单线串行数据传送方法。但是，这些常规技术中的任何一种本质上都与在此所述的本发明不同。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以使用单线接口控制其开关以及驱动电流值的发光控制装置、采用该发光控制装置的显示装置、驱动控制装置和控制装置。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方案，一种发光控制装置，包括驱动电流馈送器(图1所示的示例中，可变电流源7)，用于向发光元件提供驱动电流；驱动电流控制器(图1所示的示例中，计数器1、DAC 6和可变电流源7)，用于根据使能信号中的脉冲数目，控制所述驱动电流的电流值；以及复位器(图1所示的示例中，主要是低电平时间段检测器2和开/关控制器3)，用于当所述使能信号已在预定时间段内保持在预定逻辑状态时，对所述驱动电流的电流值控制进行复位。
本发明的其他特征、元件、步骤、优点和特征将从以下结合附图的对优选实施例的详细描述中更加明显。
图1是示出了本发明实施例的显示装置的框图；以及图2是示出了如何通过单线来控制发光的时序图。
具体实施例方式
图1是示出了本发明实施例的显示装置(具体地是在所结合的发光控制装置周围的部分)的框图。
如图1所示，在本实施例中，显示装置包括发光二极管(下文中称作“LED”)，用于从后面照亮未示出的液晶板；以及发光控制装置，用于向LED提供驱动电流。这里，发光控制装置形成为半导体集成电路器件(所谓的LED驱动器IC)，包括计数器1、低电平时间段检测器2、开/关控制器3、电压检测器4(下文中称作“UVLO 4”，代表“欠压锁定”)、与运算器5、数字/模拟转换器6(下文中称作“DAC 6”)、可变电流源7、开关8、振荡器9、反相器10和11、以及外部端子12。
计数器1受到通过外部端子12馈入的使能信号(a)中的每个上升沿(即，每次使能信号(a)变高(使能)时)的触发，对使能信号中的脉冲数目进行计数，并输出计数值，作为数字数据(e)。计数器1在其复位端子处接收开/关控制器3的输出信号(c)，从而当输出信号(c)的逻辑状态变为低时，计数器1对脉冲数目进行复位(置为0)。
当使能信号(a)已在预定时间段(在本实施例中，512μs)内保持为低(禁用)时，低电平时间段检测器2使其输出信号(f)的逻辑状态变高；否则，低电平时间段检测器2保持其输出信号(f)的逻辑状态为低。类似计数器1，低电平时间段检测器2在其复位端子处接收开/关控制器3的输出信号(c)，从而当输出信号(c)的逻辑状态变为低时，低电平时间段检测器2将其检测状态初始化(将其输出信号(f)复位到低)。
开/关控制器3是D触发器，在其数据端子D处接收逻辑状态为低的信号，在其置位端子S处接收反转的使能信号(b)，在其复位端子R处接收反转的低电平时间段检测器2输出信号(g)，并在其时钟端子处接收UVLO 4的输出信号(d)。当受到UVLO 4的输出信号(d)中的上升沿(即，当输出信号(d)变高时)的触发时，开/关控制器3在其输出端子Q处输出数据(即，低电平)。无论何时馈入开/关控制器3的置位端子S的反转使能信号(b)的逻辑状态为低，开/关控制器3保持其输出信号(c)为置位状态，即，为高，而不管UVLO 4的输出信号(d)如何。当馈入开/关控制器3的复位端子R的反转的低电平时间段检测器2输出信号(g)为低时，开/关控制器3初始化其输出信号(c)(将其复位为低)，而不管UVLO 4的输出信号(d)如何。
当提供给发光控制装置的电源电压已达到预定电压值时，UVLO 4使其输出信号(d)的逻辑状态变高；否则，UVLO 4保持其输出信号(d)的逻辑状态为低。UVLO 4在其使能端子处接收开/关控制器3的输出信号(c)，从而只要输出信号(c)的逻辑状态为高，UVLO 4就对电源电压进行监控。
与运算器5输出开/关控制器3的输出信号(c)和UVLO 4的输出信号(d)的与运算结果；即，仅当输出信号(c)和(d)都为高时，与运算器5的输出逻辑状态才为高，否则为低。
DAC 6将数字数据(e)转换为模拟数据，并输出该模拟数据。
可变电流源7(驱动电流馈入器)产生电流值与从DAC 6馈入的模拟数据相称的驱动电流，并将该驱动电流提供至LED。
开关8根据与运算器5的输出信号，控制是否向LED提供驱动电流。具体地，在本实施例中，开关8串联在连接可变电流源7与LED的电流路径中；当与运算器5的输出逻辑状态为高时，开关8接通，当与运算器5的输出逻辑状态为低时，开关8断开。
振荡器9产生预定频率(在本实施例中，1MHz)的时钟信号。将振荡器9产生的时钟信号馈送至低电平时间段检测器2，低电平时间段检测器2使用该时钟信号来检测使能信号(a)是否已在预定时间段内保持为低。振荡器9在其使能端子处接收与运算器5的输出信号，从而当该信号的逻辑状态为高时，振荡器9工作。
反相器10将使能信号(a)的逻辑状态反转，以产生反转使能信号(b)，并将其馈送至开/关控制器3的置位端子S。
反相器11将低电平时间段检测器2的输出信号(f)的逻辑状态反转，以产生反转输出信号(g)，并将其馈送至开/关控制器3的复位端子R。
外部端子12是单线接口端子，通过该端子从装置外部馈入使能信号(a)。使能信号(a)是二进制信号，每次为高或为低。
现在，参考图2，详细描述如上所述配置的发光控制装置的操作。
图2是示出了如何通过单线接口来控制发光的时序图。该图中的符号(a)到(g)分别指示图1所示装置中的相关点的信号(或数据)(a)到(g)。
首先，将描述如何根据使能信号(a)中的脉冲数目来控制驱动电流值。
如图2所示，在本实施例中，馈送至发光控制装置的使能信号(a)是脉冲信号。每次使能信号(a)变高时，计数器1将计数值(e)递增1。DAC 6接收作为数字数据的计数值(e)，将其转换为模拟数据，可变电流源7根据该模拟数据控制驱动电流值。
例如，考虑计数值(e)是四位数字数据(0到15)的情况。在这种情况下，当使能信号(a)进行八次脉动，然后保持为高时，将LED驱动电流值设定在“值8”。如果当前LED驱动电流值设定在其最大值(在“值15”)，然后使能信号(a)再进行一次脉动，则计数值(e)返回到0，从而将LED驱动电流值设定到其最小值(0)。
接下来，将描述如何通过保持使能信号(a)为低来实现复位。
在本实施例的发光控制装置中，如图2所示，在时间点tm和tn之间，当使能信号(a)在时间段512μs内保持为低(禁用)时，低电平时间段检测器2的输出信号(f)变高，因此其反转输出信号(g)变低。由此，将开/关控制器3的输出信号(c)复位到低，导致UVLO4停止工作；此外，初始化由计数器1计数的脉冲数目和低电平时间段检测器2的检测状态(即，将它们的输出分别复位到0和低)。这样，在本实施例的发光控制装置中，仅当使能信号(a)在时间段512μs内保持为低时，才将其识别为禁用。
如上所述，本实施例的发光控制装置包括驱动电流控制器(主要是计数器1、DAC 6和可变电流源7)，用于根据使能信号(a)中的脉冲数目，控制提供至LED的驱动电流值；以及复位器(主要是低电平时间段检测器2和开/关控制器3)，用于当使能信号(a)已在预定时间段内保持为低时，对装置进行复位。
采用这种配置，即，根据使能信号(a)中的脉冲数目，通过DAC6的代码设置来控制LED的驱动电流值，以及根据使能信号(a)保持为低的时间段长度来对装置整体进行开和关，可以只通过单线，向装置仅馈送作为来自装置外部的控制信号的使能信号(a)。这有助于减少外部端子的数目，从而减小了发光控制装置(因此，结合有该发光控制装置的显示装置)的尺寸，降低其成本。
接下来，将描述启动时的初始复位。
如图2中开始于时间点t1的阴影线所示，紧接在开始向装置馈送电能之后，开/关控制器3的输出信号(c)、计数器1的计数值(e)、低电平时间段检测器2的输出信号(f)及其反转输出信号(g)的逻辑状态在一段时间内为不确定的，在这段时间内，装置的各个部分开始工作。
在不确定逻辑状态的情况下，如图2所示，即使使能信号(a)为低(禁用)，开/关控制器3的输出信号(c)也可能非计划地变高，并且计数器1的计数值(e)也不一定为0。因此，在不确定逻辑状态的情况下，一旦电源电压上升到预定电压，UVLO 4的输出信号(d)一变高，则可能非计划地向LED提供驱动电流，引起LED在不应该发光的时候发光。
通常，通过使用使能信号(a)作为装置的复位信号，来克服这种不确定逻辑状态的情况。然而，在本实施例的发光控制装置中，因为使能信号(a)是如前所述的脉冲信号，所以无法将其原样不变地用作复位信号。
而在本实施例的发光控制装置中，在不确定逻辑状态的情况下，当电源电压已上升到预定电压，然后UVLO 4的输出信号(d)变高，则该输出信号(d)中的上升沿触发开/关控制器3，使其输出数据(即，低电平)。这种数据的输出作为输出信号(c)的初始化(初始复位)；因此，当输出信号(c)变低时，UVLO 4停止工作，此外，初始化计数器1的脉冲计数值和低电平时间段检测器2的检测状态(即，将它们的输出分别复位到0和低)。同时，保持馈送至开/关控制器3的置位端子S的反转使能信号(b)为高，以允许无阻碍地进行前述数据输出。
稍后，在电源电压充分上升之后，当使能信号(a)变高时，开/关控制器3的输出信号(c)变高，UVLO 4的输出信号(d)再次变高。然而，此时开/关控制器3不再受到该输出信号(d)中的上升沿的触发而输出数据(即，低电平)。这是因为在该时间点，馈送至开/关控制器3的置位端子S的反转使能信号(b)为低，因此将开/关控制器3“置位”。由此，禁止数据的输出，从而保持输出信号(c)的逻辑状态为高。
如上所述，本实施例的发光控制装置包括第二复位器(主要是开/关控制器3和UVLO 4)，用于当电源电压已上升到预定电压值时，如果使能信号(a)为低(禁用)，则将装置复位。
采用这种配置，能够确定地将装置复位，而无需复位端子。这有助于防止启动时非计划的发光。
此外，在启动时的不确定逻辑状态的情况下，从UVLO 4的输出信号(d)变高直到开/关控制器3的输出信号(c)复位到低，存在可归因于电路工作的延迟。因为该延迟非常短暂(几个纳秒)，在此期间DAC 6和可变电流源7都无法完全启动，所以该延迟不会引起LED非计划地发光。
在图2中，为了简化该说明，上述复位示为发生在电源电压几乎已完全上升的时候；然而在实际中，当电源电压较低时(一旦装置准备好工作时)，执行复位。
在本实施例的发光控制装置中，现有UVLO 4用于监视电源电压。采用这种配置，即，原本用于在异常低压的条件下保护装置的UVLO 4的输出信号(d)也用于执行如上所述的初始复位，从而可以避免不必要地增大电路规模，使发光控制装置(因此，结合有该发光控制装置的显示装置)的尺寸减小，成本降低。
上述实施例处理了将根据本发明的发光控制装置用于控制结合在显示装置中的发光元件的情况。然后，这并不意味着以任何方式限制了本发明的实施；本发明可以广泛用于结合在一般要求避免启动时的误动作的其他类型装置、电机驱动装置和控制装置中的发光控制装置。
可以采用除上述实施例之外的其他方式，并在本发明的精神范围内进行任何修改或改变，来实施本发明。例如，上述实施例中信号(a)到(g)如何改变它们的逻辑状态只是为了说明目的而采用的示例；只要实现类似操作，这些信号可以采用任何其他方式来进行操作。
可以不改变电流值，而改变提供电流的时间段，实现PMW驱动。
从工业实用性的角度来说，本发明在减少发光控制装置的外部端子数目(从而减小尺寸和降低成本)方面是有用的。例如，可以采用根据本发明的发光控制装置来控制要求轻薄的显示装置中的发光。
虽然参照优选实施例描述了本发明，但是对于本领域的技术人员，除了以上特别提出和描述的方式和实施例之外，显然还可以采用多种方式修改所公开的本发明，并可以假设多种实施例。因此，所附权利要求旨在涵盖落入本发明真实精神和范围之内的所有修改。
权利要求
1.一种发光控制装置，包括驱动电流馈送器，用于向发光元件提供驱动电流；驱动电流控制器，用于根据使能信号中的脉冲数目，控制所述驱动电流的电流值；以及复位器，用于当所述使能信号已在预定时间段内保持在预定逻辑状态时，对所述驱动电流的电流值控制进行复位。
2.根据权利要求1所述的发光控制装置，还包括第二复位器，用于当电源电压已达到预定电压时，如果所述使能信号处于所述预定逻辑状态，则对所述驱动电流的电流值控制进行复位。
3.一种发光控制装置，包括外部端子，通过所述外部端子馈入二进制使能信号；计数器，受到当使能信号从第二逻辑状态变换到第一逻辑状态时在所述使能信号中出现的每个边沿的触发，对所述使能信号中的脉冲数目进行计数，所述计数器输出结果计数，作为数字数据；数字/模拟转换器，用于将所述数字数据转换成模拟数据，并输出所述模拟数据；可变电流源，用于产生驱动电流，所述驱动电流的电流值基于所述模拟数据，所述可变电流源向发光元件提供所述驱动电流；时间段检测器，用于检测所述使能信号是否已在预定时间段内保持在同一状态；电压检测器，用于检测电源电压是否已达到预定电压值；开/关控制器，包括D触发器，用于在其数据端子处接收处于第二逻辑状态的逻辑信号，在其置位端子处接收所述使能信号的反转信号，在其复位端子处接收所述时间段检测器的输出信号，并在其时钟端子处接收所述电压检测器的输出信号；与运算器，用于输出所述开/关控制器的输出信号与所述电压检测器的输出的与运算结果；以及开关，用于根据所述与运算器的输出信号，控制是否向所述发光元件提供所述驱动电流，其中将所述开/关控制器的输出信号馈送至所述计数器的复位端子、所述时间段检测器的复位端子和所述电压检测器的使能端子。
4.一种显示装置，包括发光元件，作为光源；以及发光控制装置，用于向所述发光元件提供驱动电流，其中所述发光控制装置包括驱动电流馈送器，用于向所述发光元件提供驱动电流；驱动电流控制器，用于根据使能信号中的脉冲数目，控制所述驱动电流的电流值；以及复位器，用于当所述使能信号已在预定时间段内保持在预定逻辑状态时，对所述驱动电流的电流值控制进行复位。
5.一种驱动控制装置，包括驱动电流馈送器，用于向负载提供预定驱动电流；输入端子，通过所述输入端子从外部馈入信号；驱动电流控制器，用于每次在所述信号中识别出预定边沿时，改变所述驱动电流的电流值；以及复位器，用于当所述信号已在预定时间段内保持在预定逻辑状态时，将所述驱动电流控制器初始化以停止所述驱动电流。
6.根据权利要求5所述的驱动控制装置，还包括电压监视电路，用于监视电源电压，其中，在所述驱动控制装置启动之后，当所述电源电压已达到预定电压值时，如果所述输入端子处于第一逻辑状态，则控制所述驱动电流控制器以停止所述驱动电流，以及如果所述输入端子处于不同于第一逻辑状态的第二逻辑状态，则将所述驱动电流保持在由所述驱动电流控制器设定的电流值。
7.根据权利要求5所述的驱动控制装置，还包括计数器电路，用于对在所述信号中识别出预定边沿的次数进行计数；以及恒定电流源，用于提供与所述计数器电路的计数输出相称的电流，其中，每次在所述信号中识别出预定边沿时，增加所述驱动电流的电流值，当已识别出预定次数的预定边沿时，停止提供所述驱动电流，以及之后当开始再次识别所述预定边沿时，每次识别出预定边沿时，增加所述驱动电流的电流值。
8.根据权利要求5所述的驱动控制装置，其中所述复位器包括时间段检测电路，用于测量所述信号已保持在所述预定逻辑状态的时间段；振荡电路，用于向所述时间段检测电路馈送时钟信号；以及触发器电路，由所述时间段检测电路的输出进行复位，其中，在所述预定时间段结束时，所述时间段检测电路的输出使所述驱动电流控制器和所述振荡电路停止工作。
9.根据权利要求5所述的驱动控制装置，其中所述负载是发光二极管。
10.一种控制装置，包括一个输入端子，通过所述输入端子从外部馈入控制信号；输出器，用于根据通过所述输入端子馈入的控制信号，改变所述控制装置的输出状态；输出设置器，用于每次在所述控制信号中识别出预定边沿时，改变所述控制装置的输出状态；以及复位器，当所述控制信号已在预定时间段内保持在预定逻辑状态时，初始化由所述输出设置器设定的输出状态。
全文摘要
一种发光控制装置，具有驱动电流馈送器，用于向发光元件提供驱动电流；驱动电流控制器，用于根据使能信号中的脉冲数目，控制所述驱动电流的电流值；以及复位器，用于当所述使能信号已在预定时间段内保持在预定逻辑状态时，对所述驱动电流的电流值控制进行复位。采用这种配置，该发光控制装置允许使用单线接口控制其开关以及驱动电流值。
文档编号G09G3/20GK101042839SQ200710088719
公开日2007年9月26日 申请日期2007年3月20日 优先权日2006年3月24日
发明者八木彻 申请人:罗姆股份有限公司