(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と、
反射率の異なる複数の反射部を有する反射手段と、
前記反射手段を移動させる駆動手段と、
前記駆動手段によって前記光源部に対して前記反射部の相対位置を変更することで色域を制御する制御手段を備える照明装置であって、
前記反射手段は、
前記光源部からの光に対する透過部および反射部からなる第１反射部材と、
前記透過部を透過した光を、前記反射部とは異なる反射率で反射する反射部を有する第２反射部材を有し、
前記制御手段は、前記駆動手段により前記第１反射部材を移動させることで、特定波長域での反射率を変更する制御を行うことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記駆動手段により前記第１反射部材を移動させることで、特定波長域での反射率を変更して表示色の色域を狭くする制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第２反射部材に形成した前記反射部の反射率は、前記第１反射部材の前記反射部の反射率より低くされ、
前記第１反射部材の移動によって、前記透過部からの光に対して前記第２反射部材の前記反射部の反射面積が変化することを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第１反射部材の透過部は当該反射部材に形成した複数の穴部であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光源部は、導光部材と該導光部材に対向する発光素子を有し、
前記発光素子から前記導光部材に入射した光の一部は、前記第１反射部材の前記透過部から前記第２反射部材の前記反射部に到達して反射されて前記導光部材に戻り、
前記駆動手段は、前記第２反射部材の前記反射部の反射方向に対して直交する方向に前記第１反射部材を移動させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
映像信号に従って映像表示を行う表示手段と、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の照明装置を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
前記制御手段は、操作指示信号に従って前記駆動手段を制御することにより、前記照明装置の色域を変更することを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
映像信号の表示色を解析する映像解析手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記映像解析手段からの解析結果を取得し、前記駆動手段を制御することにより、前記映像解析手段が解析した表示色を含む色域に変更することを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項９】
光源部と、
反射率の異なる複数の反射部を有する反射手段と、
前記反射手段を移動させる駆動手段と、
前記駆動手段によって前記光源部に対して前記反射部の相対位置を変更することで色域を制御する制御手段を備える照明装置にて実行される制御方法であって、
前記反射手段は、
前記光源部からの光に対する透過部および反射部からなる第１反射部材と、
前記透過部を透過した光を、前記反射部とは異なる反射率で反射する反射部を有する第２反射部材を有し、
前記制御手段は、前記駆動手段により前記第１反射部材を移動させることで、特定波長域での反射率を変更する制御を行うことを特徴とする照明装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源部に対する反射手段の移動により色域を調整できる照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像表示装置のバックライトの色域は、例えば光源に発光ダイオード（Light Emitting Diode、以後、ＬＥＤと記す）を用いる場合、その分光スペクトルの波長成分が光学部材を透過することで決まる。液晶パネルとの組み合わせでは、液晶シャッタの開閉とカラーフィルタによって表示色を調整することで、バックライトの色域の範囲内でカラー映像表示が可能となる。したがって、例えばsRGBやAdobeRGBの色域表示が可能な映像再生装置を実現するためには、バックライトの色域がその両方を含む必要がある。なお、sRGBはIEC（International Electrotechnical Commission）が定めた色空間IEC 61966-2-1である。AdobeRGBはAdobe Systems社により定められた色空間である。
【０００３】
ところで、バックライトの色域がAdobeRGBである映像再生装置にてsRGBの色域での緑を表示する場合、バックライトの色域がsRGBより広いため、液晶シャッタを調整する必要があり、各色の階調性が犠牲になってしまう。具体例として、sRGBの緑を、「赤0、緑255、青0」（各8bitの場合）で表示する場合について説明する。AdobeRGBの色域下では、緑だけでなく赤と青に係る液晶シャッタを開き、「赤140、緑250、青80」（各8bitの場合)とする必要がある。また、環境光に合わせて白色点を変える場合も同様に、液晶シャッタでの調整を要するため、輝度の階調性が犠牲になってしまう。
そこで、バックライトの光源を白色ではなく、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色を発光するＬＥＤで構成し、各色ＬＥＤの発光バランスを変えることで色域を調整する方法がある。また、バックライトの拡散板の表面に顔料で着色し色調を変える方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７９９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、バックライトの光源をＲＧＢ各色のＬＥＤで構成し、各色ＬＥＤの発光バランスを変える方法は、白色ＬＥＤに比べて一般的に単価が高く、発光効率が低いことや、制御が複雑であるという課題がある。また、特許文献１に開示の技術では、バックライトの色調を動的に変えられないという課題がある。
本発明は照明装置において、表示手段で表示可能な階調性に著しい影響を及ぼすことなく、出射光の色域を動的に制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態の照明装置は、光源部と、反射率の異なる複数の反射部を有する反射手段と、前記反射手段を移動させる駆動手段と、前記駆動手段によって前記光源部に対して前記反射部の相対位置を変更することで色域を制御する制御手段を備える照明装置であって、前記反射手段は、前記光源部からの光に対する透過部および反射部からなる第１反射部材と、前記透過部を透過した光を、前記反射部とは異なる反射率で反射する反射部を有する第２反射部材を有し、前記制御手段は、前記駆動手段により前記第１反射部材を移動させることで、特定波長域での反射率を変更する制御を行う。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、照明装置から出射される光の色域を動的に変更することができ、表示可能な階調性が損なわれないように防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図２乃至５と併せて本発明の第１実施形態を説明するために、照明装置の反射部材を示す構成図である。
【図２】照明装置の概略構成を例示する断面図（Ａ）および反射部材の正面図（Ｂ）である。
【図３】図２とは異なる状態にて照明装置の概略構成を例示する断面図（Ａ）および反射部材の正面図（Ｂ）である。
【図４】複数の反射部材の反射率を例示する図である。
【図５】第１および第２の状態での照明光の分光スペクトル（Ａ）および色域（Ｂ）を例示する図である。
【図６】図７および８とともに本発明の第２実施形態を説明するために、照明装置の概略構成を例示するブロック図である。
【図７】照明装置の制御例を説明するフローチャートである。
【図８】照明装置の反射部材の各状態を（Ａ）および（Ｂ）に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の各実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態は、複数の反射シートのうち、表面側のシートをスライドさせ、反射シートの反射率が変化することを利用して色域を調整する例である。
図１に示す照明装置の反射部材を説明する前に、装置構成を説明する。図２（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る照明装置の構成例を示す断面図である。なお、以下では照明装置として、導光板を用いたエッジライト方式のバックライトを説明する。表示手段の視認側を前面および正面方向とする。
【００１１】
表示手段に使用する液晶パネル１０１は、背面から受けた光のうち、図示しない液晶層で特定方向の偏光成分だけを透過させ、光の透過量を調整できる表示装置である。テレビジョン受像機やコンピュータ機器、携帯電話などの表示部に使用され、図示しないカラーフィルタを貼り合わせた画素の透過量を調整することでユーザに映像コンテンツを提示する。本実施形態の液晶パネル１０１は、横1920ピクセルおよび縦1080ピクセルの解像度をもち、図示しない表示コントローラからの映像信号を受信して映像表示を行う。
拡散シート１０２は液晶パネル１０１の背面に配置され、光源部からの光を散乱により拡散させる。本例では、ポリエチレンテレフタレート（PET）素材をベースとした透明なフィルムが使用され、輝度ムラや色ムラの少ない光を液晶パネル１０１に提供する。光源部を構成する発光素子としてのＬＥＤ１０３には白色ＬＥＤが使用され、その光量は、図示しない電源部から供給される電力量や供給時間の制御により決定される。ＬＥＤ１０３の基板１０４は、ガラスエポキシ基板にアルミニウム材を貼り合わせて形成される。基板１０４はＬＥＤ１０３を固定する機能と、これに電力を供給する配線機能の他、ＬＥＤ１０３が発する熱をアルミニウム材から放熱させる働きを有する。
【００１２】
導光板１０５はＬＥＤ１０３からの入射した光を液晶パネル１０１に向けて照射するための導光部材であり、本例では、液晶パネル１０１と対向する正面に白色インクでドット印刷を施したアクリル板である。これはＬＥＤ１０３からの光を液晶パネル１０１に導いて均等に照射するために、散乱および拡散作用を有する。導光板１０５の側面に近接してＬＥＤ１０３が位置している。導光板１０５の背面に配置した反射シート１０６は、PET材からなる可視光線の反射率が高いシートである。反射シート１０６は、導光板１０５からの光を反射する反射部と、導光板１０５からの光の一部を透過させる透過部を有する可動の第１反射部材である。反射シート１０６の透過部を通過した透過光は、後述の第２反射部材で反射されて導光板１０５に再び戻る。図１（Ａ）は正面側から見た図であり、反射シート１０６には複数の穴部１０７が形成されている。これらは均等な間隔で縦横に並んでおり、導光板１０５から透過した光は穴部１０７を介して反射シート１０９で反射する。反射シート１０９は複数の反射部を有する第２反射部材である。反射シート１０６に設けたレバー１０８は、反射シート１０６を他の部材とは独立してスライドさせる役目を持つ。なお、レバー１０８の移動は図示しない駆動部および駆動制御部によって行われるか、またはユーザの操作に従って行われる。
背面側の反射シート１０９は、前面側の反射シート１０６と同じ材質のシートである。図１（Ｂ）は正面側から見た反射シート１０９を例示し、反射シート１０６の穴部１０７を通過した光が照射される部分である、低反射部１１０には他の部分とは異なる反射特性を持つ塗料が塗布されている。複数の低反射部１１０は、穴部１０７と同様に一定の間隔で縦横に配列されている。
【００１３】
次に図２乃至５を用いて、色域が変化する仕組みについて詳説する。
図２（Ａ）は、前面の反射シート１０６をＬＥＤ１０３に接近する側（図の右方）にスライドさせた、第１の状態を示す。これは、反射シート１０６に穴部１０７が形成されていない部分によって、反射シート１０９の低反射部１１０が覆い隠された状態である。図２（Ｂ）は、前面側の反射シート１０６と背面側の反射シート１０９とを重ねた状態にして正面から見た図である。反射シート１０６の穴部１０７からは、反射シート１０９のうちで前記の低反射性塗料が塗られていない部分が露出している。つまり、反射シート１０９において、可視光線に対する反射率が高い状態である。
【００１４】
他方、図３（Ａ）は、図２（Ａ）の状態から、レバー１０８を用いて前面側の反射シート１０６をＬＥＤ１０３とは反対方向（図の左方）にスライドさせた、第２の状態を示す断面図である。図３（Ｂ）は、前面側の反射シート１０６と背面側の反射シート１０９とを重ねた状態にして正面から見た図である。反射シート１０６の穴部１０７からは、反射シート１０９の低反射部１１０が露出しており、これに到達して反射した光が正面側に戻る。つまり、前面側の反射シート１０６を、低反射部１１０の反射方向とは直交する方向にスライドさせることにより、反射シート１０９での反射率が、図２（Ｂ）と異なる状態に変更される。なお、実際には光が透過する部分の材質や反射率により、光路は変わるが、ここでは説明の簡単化ため、低反射部１１０には、緑色光だけに対して反射率の低い塗料が塗られているものとして説明する。また、バックライトからの出射光については、導光板１０５や拡散シート１０２による可視光の透過特性に影響を与えないものとし、穴部１０７を通過する全ての光が反射シート１０９にて反射されて拡散シート１０２から前面に向けて出射されるものとする。
【００１５】
図４（Ａ）は、図２に示す第１の状態での反射シート１０６および１０９の反射特性を例示する。また、図４（Ｂ）は、図３に示す第２の状態での反射シートの反射特性を例示する。横軸は波長λ（単位ｎｍ：ナノメートル）を表し、縦軸は反射率を表す。図４（Ａ）では、波長λによらずに反射率が１００％である。また図４（Ｂ）では、波長５５０ｎｍ近辺を中心として、約３０％の減衰を示す反射特性となっている。
図５（Ａ）は、ＬＥＤ１０３から放射される光の分光スペクトルを例示し、横軸は波長λ（単位ｎｍ：ナノメートル）を表し、縦軸は４５０ｎｍ近辺でのピーク強度を１とした任意単位で光の強度を表している。図２に示す第１の状態でＬＥＤ１０３から放射される光は、図４(Ａ)に示す均一な反射特性をもつ反射シートにより反射される。したがって、拡散シート１０２から出射される光は、ＬＥＤ１０３の光に対して変化がないため、図５（Ａ）に実線で示すグラフ線５０１の分光スペクトルが得られる。その色域は図５（Ｂ）に実線で示す逆三角形枠５１１内の範囲となる。本例では、国際照明委員会（CIE）によって定義されるUCS色度図、つまりu’v’色度図（CIE 1976）を示す。
【００１６】
一方、図３に示す第２の状態にて、ＬＥＤ１０３から放射されて導光板１０５に入射した光の一部は、図４（Ｂ）に示す反射特性をもつ反射シートにより反射される。したがって、拡散シート１０２から出射される光については、図５（Ａ）に点線で示すグラフ曲線５０２の分光スペクトルが得られる。その色域は図５（Ｂ）に点線で示す逆三角形枠５１２内の範囲となる。つまり、前面側の反射シート１０６のスライドにより、波長５５０ｎｍ近辺の光強度を減衰させることにより、緑色光の色域を狭くすることができる。
本実施形態では、エッジライト方式のバックライトを例示して説明したが、直下型のバックライトであっても、同様に反射シートの移動により色域を変更できる。これにより、液晶パネルで表示できる階調性が損なわれないように防止できる。また、ＲＧＢ各色のＬＥＤを光源部に使用する実施形態でも、同様に反射シートの移動により色域を変更することができる。前記の例では、色域の調整について説明をしたが、図示しない環境光を測定するセンサを備えた照明装置では、環境光に応じて白色光源の色温度を変更する制御を併せて行うことも可能である。また、第１反射部材を固定部材とし第２反射部材を可動部材とする構成や、３種類以上の反射シートを用いて反射手段を構成し、そのうちの１つ以上の反射シートを移動させる構成などが可能である。
第１実施形態によれば、複数の反射部材のうち、所定の反射部材をスライドさせることで特定波長域での反射率を変更できるので、照明装置から出射される光の色域や白色点を動的に制御することができる。その結果、表示パネルで表示できる階調性能の低下を抑えることができる。
【００１７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態では、ユーザによる操作指示、または画面上に表示映像に応じて自動的に色域を変更する制御が実行される。なお、第２実施形態にて第１実施形態の場合と同様の構成要素については既に使用した符号を用いることによって、それらの詳細な説明を省略し、第１実施形態との相違点を説明する。
図６は構成の要部を示す分解図である。
スライド軸６０１はモータ６０２の回転により駆動され、前面側の反射シート１０６を巻き取ってスライドさせる。つまり、モータ６０２は導光板１０５に対する反射シート１０６の相対位置を変更する駆動手段である。これにより、図２に示す第１の状態と、図３に示す第２の状態との間の遷移、そして、それらの間にある任意の位置に対応する色域の状態に遷移させることができる。モータ６０２は、電源部６０３から電源供給を受け、制御部６０６が電源部６０３を制御することで駆動量および回転方向を変更する。
映像再生部６０４は、液晶パネル１０１に表示する画像の映像信号を再生して、映像解析部６０５に映像信号を送る。映像解析部６０５は映像信号を解析し、表示色の解析結果を制御部６０６に送る。解析処理とは、映像の各画素のＲＧＢ値を、前記u’v’色度図(CIE 1976）のu’v’色度座標に変換する処理である。
【００１８】
次に制御部６０６の行う処理について、図７のフローチャートを用いて説明する。
Ｓ７０１にて、映像再生と同時に制御が開始する。次のＳ７０２で制御部６０６は、映像解析部６０５からの解析結果を色域と比較する。つまり、映像のu’v’色度座標図にて、図５（Ｂ）に示す色域がプロットされ、全ての各画素データの表示色について色域に含まれるか否かが比較される。その結果、図５（Ｂ）に示す各色域（枠５１１、５１２参照）にて共通する範囲内に全ての画素データの表示色が含まれると判断された場合、照明装置が現時点で広い色域の状態であるならば、狭い色域の状態に変更するためにＳ７０３に進む。一方、現時点で色域が最適な状態と判断された場合、Ｓ７０４に進む。また、どちらの色域にも画素データの表示色が含まれない場合には、より広い色域が得られるように、Ｓ７０３に処理を進める。
【００１９】
Ｓ７０３で制御部６０６は、バックライトから出射される光の色域をＳ７０２の判断結果に応じて変更するように電源部６０３に指示を出す。その結果、モータ６０２によりスライド軸６０１が駆動され、反射シート１０６の移動量に従って最適な色域が得られるように制御が行われる。例えば、最も広い色域にする場合、図８（Ａ）に示す第１の状態となり、また最も狭い色域にする場合、図８（Ｂ）に示す第２の状態となるように、制御部６０６は反射シート１０６のスライド制御を実行する。
Ｓ７０４は、映像再生が終了したか否かの判断処理であり、未終了の場合、Ｓ７０２に戻って再び処理を繰り返す。また、映像再生の終了が判断された場合、一連の処理が終了する。
反射シート１０６のスライド位置については２段階に限らず、３段階以上または連続的に反射部での反射面積を変更することができる。すなわち、中間段階で反射シート１０６の移動を停止することができるので、中間域の色域を調整することができる。その際、映像信号を解析し、解析結果に従って自動で色域を調整する制御に限らず、ユーザの設定や操作指示に応じて色域を変更することもできる。つまり、制御部６０６は図示しない操作部または色域の設定部からの操作指示信号を取得し、前記と同様にモータ６０２を駆動して反射シート１０６のスライド制御を行う。
【００２０】
第２実施形態によれば、ユーザの指示、または表示映像に応じて反射部材を移動させることで、照明装置から出射される光の色域を動的に変更することができる。
なお、前記の実施形態では、便宜上、低反射部１１０には緑色域を狭めるよう緑色の波長域での反射率が低い塗料を反射シート１０９に塗布した例を説明した。これは例示にすぎず、別の波長域での反射率が異なる複数の塗料を反射シートに塗布することにより、色域を調整することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１０１  液晶パネル
１０３  ＬＥＤ
１０５  導光板
１０６  反射シート（第１反射部材）
１０７  穴部
１０９  反射シート（第２反射部材）
６０２  モータ
６０５  映像解析部
６０６  制御部
【図１】
0005783827.tif 000002
【図２】
0005783827.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0005783827.tif 000006
【図６】
0005783827.tif 000007
【図７】
0005783827.tif 000008
【図８】
0005783827.tif 000009