(57)【要約】【課題】複数の発光要素を含む発光素子の色及び輝度の均一性を補正できる制御システムを提供する。【解決手段】複数の発光要素が放つ光は、光導体１０４内へ伝送され、光導体１０４は、複数の発光要素が放つ光を内部反射及び／又は拡散する。反射体１０２は、光導体１０４の裏面に配置され、光を反射するように構成された反射面を有する。反射体１０２の反射面は、複数の発光要素が放つ光を反射するように構成され得る。反射体１０２は、光を反射するために光導体１０４の側面に配置される。光拡散器１０６は、光導体１０４の前面に配置され、光導体１０４の前面を透過した光を拡散し、発光素子１００が放つ光の均一性を高める。発光要素が放つ光は、光導体１０４及び／又は光拡散器１０６内で拡散又は混合され、発光素子１００の光混合領域１００ａとされ、複数の発光要素が放つ光を受けるように構成される。【選択図】図２
2010141336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流を受けると各々が発光するように構成された複数の発光エレメントと、
前記複数の発光エレメントに連結され、前記複数の発光エレメントの各々に電流を供給するように構成された駆動回路と、
前記複数の発光エレメントが発光した光を受けるように構成された光混合領域と、
前記駆動回路に連結され、複数の発光エレメント群へ電流を順次供給するように前記駆動回路を制御するように構成された試験回路であって、前記複数の発光エレメント群の各々が前記複数の発光エレメントの一つ以上を含む試験回路と、
前記光混合領域の複数の位置に配置された複数の光検出器であって、前記複数の光検出器の各々が前記光混合領域のある位置に存在している光の強度を検出し、対応する検出信号を生成するように構成された前記複数の光検出器と、
前記複数の光検出器と前記駆動回路に連結された処理回路であって、前記複数の発光エレメントの全てによって発光される光の少なくとも一つの特徴が、前記光混合領域の前記複数の位置の各々において略同じになるように、前記複数の光検出器によって生成される前記検出信号を処理し、前記処理に基づいて、前記複数の発光エレメントの各々に供給される電流を調整するように構成された前記処理回路と、
を含む発光素子。
【請求項２】
前記少なくとも一つの光の特徴が、色、色温度、相関色温度、白色点、強度、発光度、及び輝度を含む群から選択される特徴を含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記複数の発光エレメントの少なくとも１つが、前記複数の発光エレメントの他の一つとは異なる波長範囲の光を放つ、請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
発光素子を駆動する方法であって、
前記発光素子内の複数の発光エレメント群に電流を供給して、前記複数の発光エレメント群に光を順次発光させることを含む試験シーケンスを実行し、
前記試験シーケンス中に前記発光素子の複数の位置において光の強度を検出し、
前記発光素子の前記複数の位置の各々において検出された光の強度に対応する複数の検出信号を生成し、
前記検出信号を処理し、前記処理に基づいて調整信号を生成し、
前記複数の発光エレメントの全てによって発光される光の少なくとも一つの特徴が前記発光素子の前記複数の位置の各々において略同じになるように、前記複数の発光エレメントに電流を供給するように構成された駆動装置に前記調整信号を送信すること、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子の制御システムに係り、より詳細には、複数の発光エレメントを含む発光素子の色及び輝度の均一性を補正できる制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオ−ド（ＬＥＤ）などの発光要素（エレメント）は、バックライト、一般的な照明システム、他の種類の照明器具などの発光素子にますます組み込まれるようになってきている。様々な製造業者によって作製されるＬＥＤによって放たれる光の特徴又は特性（例えば、色、色温度、相関色温度、白色点、輝度等）は、変化し得る。同一の製造業者によって作製される同じ種類のＬＥＤによって放たれる光の特徴（例えば、色、色温度、相関色温度、白色点、輝度等）も、バッチ間処理の変動によって変化し得る。発光素子の複数のＬＥＤの全てによって放たれる光が、確実に所望の特徴（例えば、色、色温度、相関色温度、白色点、輝度等）を持つようにするために、個々のＬＥＤによって放たれる光をビニング処理中に個別に解析する必要があり、これにはコストも掛かり時間も掛かるという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＬＥＤによって放たれる光の特徴は経時的に変化することが多い。また、様々な製造業者によって作製されるＬＥＤによって放たれる光の特徴は、様々な製造業者によるＬＥＤの作製方法の違いにより、様々な割合で経時的に変化し得る。更に、同一の製造業者によって作製されたＬＥＤによって放たれる光の特徴も、バッチ作製処理の違いにより、様々な割合で経時的に変化し得る。従って、発光素子の複数のＬＥＤの全てによって放たれる光の特徴は、発光素子の様々な位置において様々な割合で経時的に変化し得る。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様は、電流を受けると各々が発光するように構成された複数の発光エレメントと、前記複数の発光エレメントに連結され、前記複数の発光エレメントの各々に電流を供給するように構成された駆動回路と、前記複数の発光エレメントが発光した光を受けるように構成された光混合領域と、前記駆動回路に連結され、複数の発光エレメント群へ電流を順次供給するように前記駆動回路を制御するように構成された試験回路であって、前記複数の発光エレメント群の各々が前記複数の発光エレメントの一つ以上を含む試験回路と、前記光混合領域の複数の位置に配置された複数の光検出器であって、前記複数の光検出器の各々が前記光混合領域のある位置に存在している光の強度を検出し、対応する検出信号を生成するように構成された前記複数の光検出器と、前記複数の光検出器と前記駆動回路に連結された処理回路であって、前記複数の発光エレメントの全てによって発光される光の少なくとも一つの特徴が、前記光混合領域の前記複数の位置の各々において略同じになるように、前記複数の光検出器によって生成される前記検出信号を処理し、前記処理に基づいて、前記複数の発光エレメントの各々に供給される電流を調整するように構成された前記処理回路と、を含む発光素子である。
【０００５】
本発明の他の態様は、前記発光素子内の複数の発光エレメント群に電流を供給して、前記複数の発光エレメント群に光を順次発光させることを含む試験シーケンスを実行し、前記試験シーケンス中に前記発光素子の複数の位置において光の強度を検出し、前記発光素子の前記複数の位置の各々において検出された光の強度に対応する複数の検出信号を生成し、前記検出信号を処理し、前記処理に基づいて調整信号を生成し、前記複数の発光エレメントの全てによって発光される光の少なくとも一つの特徴が前記発光素子の前記複数の位置の各々において略同じになるように、前記複数の発光エレメントに電流を供給するように構成された駆動装置に前記調整信号を送信すること、を含む発光素子駆動方法である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】制御システムが含まれる発光素子を概略的に示した斜視図である。
【図２】いくつかの実施の形態による制御システムを概略的に示した図である。
【図３】いくつかの実施の形態による発光素子を制御する例示的な方法を説明するフローチャートである。
【図４】一実施の形態による、図１に示された発光素子内の発光素子及び光検出器の配置を概略的に示した平面図である。
【図５】いくつかの実施の形態による、図１に示された発光素子内の発光エレメント及び光検出器の配置を例示した、図４のＶ−Ｖに沿った断面図である。
【図６】いくつかの実施の形態による、図１に示された発光素子内の発光エレメント及び光検出器の配置を例示した、図４のＶ−Ｖに沿った断面図である。
【図７】いくつかの実施の形態による、図１に示された発光素子内の発光エレメント及び光検出器の配置を例示した、図４のＶ−Ｖに沿った断面図である。
【図８】いくつかの実施の形態による、図１に示された発光素子内の発光エレメント及び光検出器の配置を例示した、図４のＶ−Ｖに沿った断面図である。
【図９】いくつかの実施の形態による、図１に示された発光素子内の発光エレメント及び光検出器の配置を例示した、図４のＶ−Ｖに沿った断面図である。
【図１０】いくつかの実施の形態による、図１に示された発光素子内の発光エレメント及び光検出器の配置を例示した、図４のＶ−Ｖに沿った断面図である。
【図１１】他の実施の形態による、図１に示された発光素子内の発光エレメント及び光検出器の配置を概略的に示した平面図である。
【図１２】いくつかの実施の形態による、図１に示された発光素子内の発光エレメント及び光検出器の配置を例示した、図１１のＸＩ−ＸＩに沿った断面図である。
【図１３】いくつかの実施の形態による、図１に示された発光素子内の発光エレメント及び光検出器の配置を例示した、図１１のＸＩ−ＸＩに沿った断面図である。
【図１４】更に他の実施の形態による、図１に示された発光素子内の発光エレメント及び光検出器の配置を概略的に示した平面図である。
【図１５】いくつかの実施の形態による、図１に示された発光素子内の発光エレメント及び光検出器の配置を例示した、図１４のＸＶ−ＸＶに沿った断面図である。
【図１６】いくつかの実施の形態による、図１に示された発光素子内の発光エレメント及び光検出器の配置を例示した、図１４のＸＶ−ＸＶに沿った断面図である。
【図１７】また他の実施の形態による、図１に示された発光素子内の発光エレメント及び光検出器の配置を概略的に示した平面図である。
【図１８】一実施の形態による、図１に示された発光素子内の発光エレメント及び光検出器の配置を例示した、図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩに沿った断面図である。
【図１９】一実施の形態による、制御システムの一部として、図１に示された発光素子に含まれうる光検出器を概略的に例示した図である。
【図２０】一実施の形態による、図１に示された発光素子内に含まれ得る発光エレメントを概略的に例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１を参照すると、発光素子１００は、例えば、反射体１０２、光導体（ガイド）１０４、光拡散器１０６、及びプリズム板１０８を含み得る。また、発光素子１００は、複数の発光エレメント（不図示）を含み得る。発光素子１００は、液晶表示（ＬＣＤ）装置などのディスプレイ装置において使用されてよい。したがって、発光素子１００は、ＬＣＤパネル１１０の裏面に配置され得る。
【０００８】
以下により詳細に説明されるように、複数の発光エレメントは、電流を受けると、発光するように構成されている。従って、発光素子１００は、複数の発光エレメントに連結されている駆動回路（不図示）を更に含んでよく、駆動回路は、複数の発光エレメントに電流を供給してこれらの発光エレメントを駆動するように構成されている。「回路」という用語は、例えば、ハ−ドウェア、ファ−ムウェア及び／又はソフトウェアとして実装され得る任意の種類のコンピュ−タ実行可能命令を称する。駆動回路は、専用固定用途回路及び／又は部分的又は全体的にプログラム可能な回路として提供され得る。
【０００９】
複数の発光エレメントによって放たれる光は、光導体１０４内へ送られる。光導体１０４は、複数の発光エレメントによって放たれた光を内部反射及び／又は拡散するように構成され得る。
【００１０】
反射体１０２は光導体１０４の裏面に配置され、光を反射するように構成された反射面を有し、そのままでは光導体１０４の裏面を透過してしまう光を光導体１０４へ戻す。このように、反射体１０２の反射面は、複数の発光エレメントによって放たれる光を反射するように構成され得る。図示されてないが、反射体１０２は、光を反射するために光導体１０４の側面にも配置されてよく、そのままでは光導体１０４の側面を透過してしまう光を光導体１０４へ戻す。
【００１１】
光拡散器１０６は、光導体１０４の前面に配置され、光導体１０４の前面を透過した光を拡散させ、発光素子１００によって放たれた光の均一性を高める。発光エレメントによって放たれた光は、光導体１０４及び／又は光拡散器１０６内で拡散又は混合されるので、光導体１０４と光拡散器１０６が結合された構造は、発光素子１００の光混合領域１００ａと称されることができる。光混合領域１００ａは、複数の発光エレメントによって放たれた光を受けるように構成されることが一般的に特徴とされている。光拡散器１０６は必要に応じて発光素子１００から省略されてもよいことが理解されよう。
【００１２】
プリズム板１０８は、光拡散器１０６によって透過され、最終的に発光素子１００によって放たれる光の角度を最適化する。プリズム板は必要に応じて発光素子１００から省略されてもよいことが理解されよう。
【００１３】
図示されてないが、発光素子１００は周知であるように、光の外部結合構造、光の散乱構造、輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）、パターン形成フィルム等の更なる特性及び構成部品を含み得る。
【００１４】
いくつかの実施の形態によれば、複数の発光エレメントは複数の発光ダイオ−ド（ＬＥＤ）として提供される。ＬＥＤによって放たれる光の色と輝度は経時的に変化する。したがって、発光素子１００によって放たれた光の一つ以上の特徴（例えば、色、色温度、相関色温度、白色点、強度、発光度、輝度等）も経時的に変化し得る。更に、作製した製造業者が異なるか同じかにかかわらず、ＬＥＤは経時的に様々な割合で変化する。従って、発光素子１００が発光する光の上記の特徴の一つ以上は、発光素子１００の様々な位置において様々な割合で変化し得る。このため、発光素子１００が発光する光の一つ以上の特徴の均一性は経時的に低下する。以上に鑑みて、発光素子１００は、発光素子１００が発光する光の特徴の低下率を抑制又は削減するために構成された制御システムを更に含んでよい。
【００１５】
図２を参照すると、いくつかの実施の形態による制御システムは、例えば、処理回路２０２、試験回路２０４、及び複数の光検出器２０６を含み得る。例示されているように、複数の光検出器２０６は、ｎ個の光検出器２０６を含み得る。
【００１６】
処理回路２０２及び試験回路２０４は、上述の駆動回路２０８に連結され、駆動回路２０８は、次に、複数の発光エレメント２１０に連結される。例示されているように、複数の発光エレメント２１０は、ｍ個の発光エレメントを含み得る。
【００１７】
一つの実施の形態において、複数の発光エレメント２１０は、複数の発光エレメント２１０群に分けられる。発光エレメント２１０の各群は、一つ以上の発光エレメント２１０を含む。一般に、一つの発光エレメント２１０群内の各発光エレメント２１０は、他の発光エレメント２１０群に含まれる発光エレメント２１０とは無関係に駆動され得る。このように、一つの発光エレメント２１０群内の複数の発光エレメント２１０は同時駆動される。同時駆動されるには、一つの発光エレメント２１０群に含まれる複数の発光エレメント２１０が、同時に電気的接続されるか、又は、駆動回路２０８が複数の発光エレメント２１０を同時に駆動するように構成され得る。
【００１８】
各発光エレメント２１０の発光強度は、発光エレメント２１０に印加される電流の量を調整すること、所定量の電流が発光エレメント２１０に印加される時間を一定期間内で調整すること、又は、これらを組み合わせることによって、制御され得る。したがって、駆動回路２０８は、振幅調整、パルス幅調整、又は振幅かパルス幅のいずれかが調整された電流を供給するように構成され得る。
【００１９】
複数の発光エレメント２１０の各々の発光強度は、発光素子の動作中に、光混合領域１００ａの位置に存在している光の少なくとも一つの特徴（例えば、色、色温度、相関色温度、白色点、強度、発光度、輝度等）に影響し得る。このように、複数の発光エレメント２１０の各々の発光強度は、発光素子１００が発光する光の上述の特徴の少なくとも１つに影響し得る。一実施の形態において、複数の光検出器２０６は、光混合領域１００ａの複数の位置に配置され得る。したがって、複数の光検出器２０６は、光混合領域１００ａの対応する複数の位置で受けた光の受光強度を検出するように構成され得る。複数の光検出器２０６の各々は、検出された光の強度に対応する検出信号を生成するようにも構成されうる。一実施の形態において、複数の光検出器２０６は、光の様々な色に感応し得る。これによって、複数の光検出器２０６は、赤色光に感応性のある一つ以上の光検出器、緑色光に感応性のある一つ以上の光検出器、及び青色光に感応性のある一つ以上の光検出器として、様々に提供され得る。
【００２０】
試験回路２０４は、試験シーケンスを実行するように構成され得る。試験シーケンスの間、駆動回路２０８は、各々一つ以上の発光エレメント２１０を含む複数の発光エレメント２１０群に、順次、電流を供給するように制御される。複数の発光エレメント２１０群が順次駆動される時、複数の発光エレメント２１０群のうちの１つのみが常時発光する。一つの実施の形態において、複数の発光エレメント２１０群は、発光エレメント２１０の非点灯（ディミング）中、発光素子の始動時など、又はこれらを組合せたタイミングにおいて、周期的に、試験回路２０４によって、順次、駆動され得る。
【００２１】
試験シーケンス中（複数の発光エレメント２１０群が、試験回路２０４によって、順次、駆動される時）、複数の光検出器２０６は、光混合領域１００ａの複数の位置において複数の発光エレメント２１０群の各群の発光強度を検出する（図３の３０２参照）。複数の光検出器２０６の各々によって生成される検出信号は、処理回路２０２へ送信され得る。
【００２２】
処理回路２０２は、複数の光検出器２０６によって生成された検出信号を処理するように構成され得る（図３の３０４参照）。一実施の形態において、処理回路２０２は、複数の発光エレメント２１０全てが発光する光の上述した特徴の少なくとも１つが、光混合領域１００ａの複数の位置の各々において略同一になるように、発光エレメント２１０の各群に供給すべき電流の量を決定するために、検出信号を処理するように構成されている。
【００２３】
いくつかの実施の形態において、特定の光検出器２０６によって検出される強度又は光束（不ラックする）Ｄは、「（特定の発光エレメント２１０群に流される電流（Ｉ））×（特定の光検出器２０６と特定の発光エレメント２１０群に関連している結合係数Ｃ）」に等しい。この関係は、ｎ個の光検出器２０６とｍ個の発光エレメント２１０群に対しては以下のように表わすことができる。
【００２４】
【数１】
2010141336.tif 000003
【００２５】
行列Ｃに対する値は、試験シーケンスの実行時に得られる。行列Ｃに対する値を得た後、行列Ｄの要素に対する値は、所望の色、色温度、相関色温度、白色点、強度、発光度（ｅｍｉｔｔａｎｃｅ）、輝度等やこれらの組合せに基づいて、選択される。一実施の形態において、行列Ｄの要素に対する値は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の発光強度又は光束の値を決定する、発光素子１００から出力される光の所望の輝度レベル及び所望の色から選択され、赤色光に感応性のある一つ以上の光検出器、緑色光に感応性のある一つ以上の光検出器、及び青色光に感応性のある一つ以上の光検出器のそれぞれに対応する行列Ｄの要素に割り当てられる。次に、最小自乗法によって、複数の発光エレメント２１０群の全てが発光する光の特徴の少なくとも一つが、光混合領域１００ａの複数の位置の各々において略同一になるように、複数の発光エレメント２１０群の各々に供給すべき電流の量を求めるために、式（２）の解が求められる。
【００２６】
続いて、処理回路２０２は、検出信号の処理に基づいて調整信号を生成し、この調整信号を駆動回路２０８へ送信する（図３の３０６参照）。一実施の形態において、駆動回路２０８によって複数の発光エレメント２１０に供給される電流は、複数の発光エレメント２１０の全てが発光する光の少なくとも一つの特徴が光混合領域１００ａの複数の位置の各々において略同じになるように、調整信号に基づいて、調節可能である。このように、調整信号に応答して、駆動回路２０８は、複数の発光エレメント２１０の全てが発光する光の少なくとも一つの特徴が光混合領域１００ａの複数の位置の各々において略同じになるように、複数の発光エレメント２１０へ電流を供給するように構成される。
【００２７】
一実施の形態において、試験シーケンスが実行される前（例えば、複数の発光エレメント２１０に全く電流が流されない時）に、複数の光検出器２０６は、光混合領域１００ａの複数位置において受光される周囲光を検出するように更に構成され得る。従って、複数の光検出器２０６の各々は、周囲光の強度に対応する検出信号を生成するように構成され得る。処理回路２０２は、行列Ｄの要素の選択に先立って、検出された周囲光に応答して生成された検出信号に基づいて、行列Ｃに含まれる結合係数の値を調整するように、更に構成されてよい。
【００２８】
式（１）の行列には、必要に応じて、他の条件及び／または制約が追加されてよいことが理解されよう。一実施の形態において、複数の光検出器２１０は、図２に関して例示的に説明されている制御システムにおいて使用される前に、較正されてもよい。
【００２９】
図４を参照すると、光混合領域１００ａの外周が一点鎖線で描かれている。複数の発光エレメント２１０は光混合領域１００ａの外周外に配置され、複数の光検出器２０６は光混合領域１００ａの外周内の複数の位置に配置される。
【００３０】
図５を参照すると、複数の発光エレメント２１０は、光が光導体１０４の側面を透過するように構成され、複数の光検出器２０６は、光導体１０４の裏面を透過した光を受光するように構成され得る。したがって、複数の発光エレメント２１０は、光導体１０４の側面に配置され、複数の光検出器２０６は、光導体１０４の裏面、光導体１０４の前面の下、及び反射体１０２の反射面の上に配置され得る。
【００３１】
図６を参照すると、図５に示した実施の形態と同様に、複数の発光エレメント２１０が、光導体１０４の側面に配置され、複数の光検出器２０６が、光導体１０４の裏面に配置され得る。しかしながら、例示した実施の形態において、反射体１０２は、内部に画定される複数の開口６０２を含み、複数の光検出器２０６は、開口６０２内に配置され得る。例示した実施の形態において、複数の光検出器２０６は、反射体１０２の反射面に配置されるように開口６０２内に配置され得る。しかしながら、他の実施の形態において、複数の光検出器２０６は、反射体１０２の反射面の上又は下に配置されるように開口６０２内に配置されてもよい。
【００３２】
図７を参照すると、図５に示された実施の形態と同様に、複数の発光エレメント２１０は光導体１０４の側面に配置され、複数の光検出器２０６は光導体１０４の裏面に配置され得る。しかしながら、例示した実施の形態において、反射体１０２はその内部に画定される複数の部分的透過性領域７０２を含み得る。複数の部分的透過性領域７０２は、発光エレメント２１０が発光する光を部分的に透過し得る。部分的透過性領域は、透過膜や基体などの上に、部分的銀塗布層、多層誘電体層、又はその組み合わせを含む群から選択された少なくとも一つの材料から形成され得る。図示されている実施の形態において、複数の光検出器２０６は、部分透過性領域７０２に対応する領域に隣接するように配置され得る。
【００３３】
図８を参照すると、図５に示された実施の形態と同様に、複数の発光エレメント２１０が光導体１０４の側面に配置され得る。しかしながら、例示した実施の形態において、複数の光検出器２０６は、光導体１０４の前面を透過する光を受けるように構成され得る。従って、複数の光検出器２０６は、光導体１０４の前面、光導体１０４の裏面より上、及び光導体１０４と光拡散器１０６の間に配置され得る。図示されていないが、光拡散器１０６は、図６に関して記載されている開口６０２と同様に、内部に画定された複数の開口を含み、複数の光検出器２０６はこれらの開口内に配置されてもよい。
【００３４】
図９を参照すると、図８に示された実施の形態と同様に、複数の発光エレメント２１０が光導体１０４の側面に配置され、複数の光検出器２０６が光導体１０４の前面に配置され得る。しかしながら、例示した実施の形態において、複数の光検出器２０６は、光拡散器１０６とプリズム板１０８の間に配置され得る。図示されてないが、プリズム板１０８は、図６に関して記載されている開口６０２と同様に、内部に画定された複数の開口を含み、複数の光検出器２０６はこれらの開口内に配置されてもよい。
【００３５】
図１０を参照すると、図８に示された実施の形態と同様に、複数の発光エレメント２１０は、光導体１０４の側面に配置され、複数の光検出器２０６は、光導体１０４の前面に配置され得る。しかしながら、例示した実施の形態において、複数の光検出器２０６はプリズム板１０８上に配置され得る。
【００３６】
図１１を参照すると、複数の発光エレメント２１０と複数の光検出器２０６が、光混合領域１００ａの外周内の複数の位置に配置される。例示した実施の形態において、複数の発光エレメント２１０はアレイ状に配置され、複数の光検出器２０６はアレイの発光エレメント２１０間に配置され得る。
【００３７】
一実施の形態において、複数の光検出器２０６は、図５〜図１０に関して上述したように、光導体１０４の裏面又は前面を透過する光を受けるように構成され得る。一実施の形態において、複数の発光エレメント２１０は、光が光導体１０４の裏面を透過するように構成され得る。したがって、複数の光検出器２０６が光導体１０４の裏面に配置されている図５の例示的説明と同様に、複数の発光エレメント２１０が、光導体１０４の裏面に配置され得る。他の実施の形態において、複数の光検出器２０６が開口６０２内に配置されている図６の例示的説明と同様に、複数の発光エレメント２１０が、反射体１０２に形成された開口内に配置され得る。他の実施の形態において、複数の光検出器２０６が部分的透過性領域７０２に隣接して配置されている図７の例示的説明と同様に、複数の発光エレメント２１０が、反射体１０２内に形成された部分的透過性領域に隣接して配置され得る。
【００３８】
以上記載したように、光混合領域１００ａは、光導体１０４と光拡散器１０６を含み得る。しかしながら、他の実施の形態において、光混合領域１００ａは、光導体１０４の代わりに、光混合キャビティ（空洞）を含み得る。図１２〜図１４を全体的に参照すると、光混合キャビティ１２０２は、反射体１０２と光拡散器１０６の間で画定された空間を含む。図示されていないが、反射体１０２を光拡散器１０６に連結させ、光混合キャビティ１２０２の側面１２０４を画定するための支持体が提供されてもよい。一実施の形態において、光混合キャビティ１２０２の側面１２０４は、発光素子１００が発光する光の輝度を上昇させるための反射材料を含み得る。
【００３９】
図１２を参照すると、複数の発光エレメント２１０は、光混合キャビティ１２０２の裏面側に配置され、複数の光検出器２０６は、光混合キャビティ１２０２の裏面側へ伝送される光を受光するように構成され得る。したがって、複数の発光エレメント２１０は光混合キャビティ１２０２の裏面側に配置され、複数の光検出器２０６は、光混合キャビティ１２０２の裏面側の反射体１０２の反射面の上に配置され得る。一実施の形態において、複数の光検出器２０６が開口６０２内に配置されている図６の例示的な説明と同様に、複数の発光エレメント２１０が、反射体１０２内に形成された開口内に配置されてもよい。他の実施の形態において、複数の光検出器２０６が部分的透過性領域７０２に隣接して配置される図７と同様に、複数の発光エレメント２１０が、反射体１０２内に形成される部分的透過性領域に隣接して配置されてもよい。
【００４０】
以上記載したように、複数の光検出器２０６は、光混合キャビティ１２０２の裏面側に配置される。しかしながら、他の実施の形態において、図９及び図１０に関する説明と同様に、複数の光検出器２０６が、光拡散器１０６とプリズム板１０８の間か、又はプリズム板１０８上に配置されてもよい。
【００４１】
図１３を参照すると、発光素子１００は、図１２に関して上述した説明と同様に提供され得る。しかしながら、図１３に示すように、光拡散器１０６が省略されてもよい。光拡散器１０６を省略した場合、光混合キャビティ１２０２の高さ（即ち、反射体１０２からプリズム板１０８までの距離）を、複数の発光エレメント２１０が発光する光が確実に十分に混合されるためにより高くすることもできる。
【００４２】
図１４は、更に他の実施の形態による、図１に示された発光素子内の発光エレメントと光検出器の配置を概略的に示す平面図である。図１５及び図１６は、いくつかの実施の形態による、図１に示された発光素子内の発光エレメントと光検出器の配置を例示する、図１４のＸＶ−ＸＶに沿った断面図である。
【００４３】
図１４を参照すると、複数の発光エレメント２１０が光混合領域１００ａの外周外に配置されている。同様に、複数の光検出器２０６が光混合領域１００ａの外周外の複数の場所に配置されている。
【００４４】
図１５を参照すると、複数の発光エレメント２１０は、光が光導体１０４の側面を透過するように構成され、複数の光検出器２０６は、光導体１０４の側面を透過した光を受光するように構成され得る。したがって、複数の発光エレメント２１０と複数の光検出器２０６は、光導体１０４の側面に配置され得る。
【００４５】
図１６を参照すると、発光素子１００は、図１５に関する上記説明と同様に提供され得る。しかしながら、一実施の形態において、光混合領域１００ａは、図１２に関する上記説明と同様に、光導体１０４に代わって、光混合キャビティ１２０２を含み得る。一実施の形態において、図６及び図７に関する上記説明と同様に、複数の発光エレメント２１０と複数の光検出器２０６の各々は、側面１２０４に形成された対応する開口又は部分透過性領域を介して、光混合キャビティ１２０２に曝されてよい。一実施の形態において、複数の発光エレメント２１０と複数の光検出器２０６の各々は、側面１２０４内に形成された対応する開口を介して光混合キャビティ１２０２内へ延出してもよい。
【００４６】
図１７を参照すると、複数の光検出器２０６は光混合領域１００ａの外周外の複数の位置に配置され、複数の発光エレメント２１０は光混合領域１００ａの外周内に配置される。
【００４７】
図１８を参照すると、発光素子１００は、図１２に関する上記説明と同様にして、提供され得る。しかしながら、例示した実施の形態において、複数の光検出器２０６の各々は、図１６に関する上記説明と同様に、側面１２０４内に形成された対応する開口又は部分透過性領域を介して、光混合キャビティ１２０２へ曝されてよい。一実施の形態において、複数の発光エレメント２１０及び複数の光検出器２０６の各々は、側面１２０４内に形成された対応する開口を介して光混合キャビティ１２０２内へ延出し得る。
【００４８】
図４〜図１８に関する上記説明においては、複数の光検出器２０６が光混合領域１００ａの外周外の複数の位置又は光混合領域１００ａの外周内の複数の位置に配置されていたが、複数の光検出器２０６は、光混合領域１００ａの外周外の一ヶ所以上の位置に配置され、及び、光混合領域１００ａの外周内の一ヶ所以上の位置に配置されてもよいことが理解されよう。同様に、図４〜図１８に関する上記説明においては、複数の発光エレメント２１０が光混合領域１００ａの外周外又は外周内のいずれかに配置されているが、複数の発光エレメント２１０の一つ以上が光混合領域１００ａの外周外、及び、外周内に配置されてもよいことが理解されよう。最後に、複数の光検出器２０６が、（例えば、図５〜図７に示すように）光導体１０４の裏面に、又は、（例えば、図８〜図１０に示すよう、）光導体１０４の前面に配置されるとして記載されているが、複数の光検出器２０６の一つ以上が光導体１０４の裏面に配置され、かつ、複数の光検出器２０６の一つ以上が光導体１０４の前面に配置されてよいことも理解されよう。
【００４９】
図４〜図１０及び図１４〜図１６に関する上記説明においては、複数の発光エレメント２１０が、光混合領域１００ａの全側面に沿って光混合領域１００ａの外周外に配置されていたが、複数の発光エレメント２１０が光混合領域１００ａの一側面のみに沿って光混合領域１００ａの外周外に配置されてよいことも理解されよう。また、複数の発光エレメント２１０は、光混合領域１００ａの任意の数の側面に沿って、光混合領域１００ａの外周外に配置されてよいことも理解されよう。図４〜図１０及び図１４〜図１６に関して上記に例示的に説明した実施の形態において、複数の発光エレメント２１０は、光混合領域１００ａの側面に沿って略均一な間隔で互いから離間されている。しかしながら、複数の発光エレメント２１０が、光混合領域１００ａの少なくとも一側面に沿って不規則な間隔で互いに離間されてもよいことが理解されよう。また、図１１〜図１３、図１７、及び図１８に関して上記に例示的に説明した実施の形態において、複数の発光エレメント２１０は、光混合領域１００ａの外周内で略均一な間隔で互いから離間されている。しかしながら、複数の発光エレメント２１０が光混合領域１００ａの外周内で不規則な間隔で互いから離間されてもよいことが理解されよう。
【００５０】
図１４〜図１８に関する上記説明において、複数の光検出器２０６は、光混合領域１００ａの全側面に沿って光混合領域１００ａの外周外に配置されていたが、複数の光検出器２０６が光混合領域１００ａの一側面のみに沿って光混合領域１００ａの外周外に配置されてよいことも理解されよう。また、複数の光検出器２０６が、光混合領域１００ａの任意の数の側面に沿って、光混合領域１００ａの外周外に配置されてよいことも理解されよう。図１４〜図１８に関して上記に例示的に説明された実施の形態において、複数の光検出器２０６は、光混合領域１００ａの一側面に沿って略均一な間隔で互いから離間されていた。しかしながら、複数の光検出器２０６が光混合領域１００ａの少なくとも一つの側面に沿って不規則な間隔で互いから離間されてよいことも理解されよう。更に、図４〜図１３に関して上記に例示的に説明された実施の形態において、複数の光検出器２０６は、光混合領域１００ａの外周内で略均一な間隔で互いから離間されている。しかしながら、複数の光検出器２０６が、光混合領域１００ａの外周内で不規則な間隔で互いから離間されてよいことも理解されよう。
【００５１】
図１９を参照すると、複数の光検出器２０６は、複数の光検出器の群に分割され、一つの光検出器群内の光検出器同士の間は、他の光検出器群同士の間より互いに近接している。一つの群内の各光検出器は、所定の波長（又は波長範囲）の光を受光領域に透過するように構成されたカラーフィルタに結合された受光領域を有する光ダイオ−ドを含む。このように、各光検出器は、カラーフィルタの存在によって、所定波長（又は波長範囲）の光に感応し得る。一実施の形態において、ある光検出器群の各光検出器は、同じ光検出器群の他の光検出器とは異なる波長（又は波長範囲）の光に感応し得る。例えば、光検出器２０６の各群は、赤色の光検出器２０６Ｒ、緑色の光検出器２０６Ｇ、及び青色の光検出器２０６Ｂを含み得る。赤色の光検出器２０６Ｒは、受光領域が赤色カラーフィルタに結合された光ダイオ−ドを含み得る。従って、赤色の光検出器２０６Ｒは、赤色光に感応し得る。同様に、緑色の光検出器２０６Ｇは、受光領域が緑色のカラーフィルタに結合された光ダイオ−ドを含み得る。したがって、緑色の光検出器２０６Ｇは、緑色の光に感応し得る。最後に、青色の光検出器２０６Ｂは、受光領域が青色のカラーフィルタに結合された光ダイオ−ドを含み得る。したがって、青色の光検出器２０６Ｂは、青色の光に感応し得る。他の実施の形態によれば、カラーフィルタは、比色計（等色関数（ＣＭＦ））ベースのフィルタとして、提供され得る。
【００５２】
通常、複数の発光エレメント２１０の各々は、個々のＬＥＤ（例えば、白色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ等）として提供され得る。上述のように特定された色は、単に例示目的の為に提示されているに過ぎず、赤色と黄色の波長間で波長範囲を有する色、黄色と緑色の波長間で波長範囲を有する色、緑色と青色の波長間で波長範囲を有する色、又は紫色などの任意の色を発光することが可能なＬＥＤが、図１に示された発光素子内に含まれてもよいことが理解されよう。また、発光エレメントが蛍光体変換ＬＥＤであってもよい。一実施の形態において、複数の発光エレメント２１０の少なくとも１つは、複数の発光エレメント２１０の他の一つとは異なる波長範囲の光を発光する。他の実施形態において、複数の発光エレメント２１０は、複数のＬＥＤの群に分割され、群内の各ＬＥＤは、所定の波長（又は波長範囲）を有する光を発光するように構成されたＬＥＤを含む。例えば、ＬＥＤ２１０の各群は、赤色ＬＥＤ２１０Ｒ、緑色ＬＥＤ２１０Ｇ、及び青色ＬＥＤ２１０Ｂを含んでいてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１００：  発光素子
１００ａ：  光混合領域
１０２：  反射体
１０４：  光導体
１０６：  光拡散器
１０８：  プリズム板
１１０：  液晶表示（ＬＣＤ）パネル
【図１】
2010141336.tif 000004
【図２】
2010141336.tif 000005
【図３】
2010141336.tif 000006
【図４】
2010141336.tif 000007
【図５】
2010141336.tif 000008
【図６】
2010141336.tif 000009
【図７】
2010141336.tif 000010
【図８】
2010141336.tif 000011
【図９】
2010141336.tif 000012
【図１０】
2010141336.tif 000013
【図１１】
2010141336.tif 000014
【図１２】
2010141336.tif 000015
【図１３】
2010141336.tif 000016
【図１４】
2010141336.tif 000017
【図１５】
2010141336.tif 000018
【図１６】
2010141336.tif 000019
【図１７】
2010141336.tif 000020
【図１８】
2010141336.tif 000021
【図１９】
2010141336.tif 000022
【図２０】
2010141336.tif 000023