(57)【要約】【課題】異なる波長の光を発する複数の光源を効果的に制御可能な光源装置及び表示装置を提供する。【解決手段】光源装置１００は、複数色のＬＥＤチップ１０６と、混色部１０４からの光を検出する光センサ２０１とを有している。光源制御部２０２は、光センサの検出値に従って、フィードバック制御によって各ＬＥＤチップの発光強度を制御する。光源装置は、光源１０６の温度を制御する温度制御部２０７を有している。温度制御部はフィードバック制御系である。光源１０６の温度を所定値に維持することによって、温度変化によるＬＥＤチップのスペクトル形状変化を抑制することができ、その結果、光源装置の輝度あるいは色度の変化を抑制することが容易となる。【選択図】        図２
2004193029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源であって、それぞれが異なる波長の光を出射する複数の光源と、
前記複数の光源の温度を維持するように動作する温度制御部と、
前記複数の光源からの光を混色する光混色部と、
前記光混色部からの光を検出する光検出部であって、異なる複数の波長の光を検出することができる光検出部と、
前記光検出部の検出値に基づき、前記複数の光源の光強度を制御する、光源制御部と、
を有する、光源装置。
【請求項２】
前記光検出部は複数の異なる波長域の光を検出し、
前記光源制御部は、前記複数の波長域における検出値のそれぞれが、所定値に近づくように、前記複数の光源の光強度を制御する、
請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
さらに、前記複数の光源に関する温度を検出する温度検出部を備え、
前記温度制御部は、前記検出部の検出値が所定値に近づくように動作する、請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記温度制御部は、前記複数の光源を所定温度に維持するように動作し、
前記光源制御部は、前記光源装置の光の色度が実質的に一定となるように、前記複数の光源の光強度を制御する、
請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
さらに、前記複数の光源に関する温度を検出する温度検出部を備え、
前記温度制御部は、前記温度検出部によって検出された温度に基づいて、維持される温度を変化させることが可能であり、
前記光源制御部は、前記維持される温度に対応して設定された光強度で、前記複数の光源のそれぞれが光を出射するように制御する、
請求項１に記載の光源装置。
【請求項６】
複数の光源であって、それぞれが異なる波長の光を出射する、複数の光源と、
前記複数の光源からの光を混色する光混色部と、
前記光混色部からの光を検出する光検出部であって、異なる複数の波長の光を検出することができる光検出部と、
前記光源に関する温度を検出する、温度検出部と、
前記光検出部の検出値と前記温度検出部の検出値とに基づき、前記複数の光源からの光の強さを制御する、光源制御部と、
を有する光源装置。
【請求項７】
前記光源制御部は、前記温度検出部の検出値の変化に基づいて、前記光源装置からの光の色度変化を抑制するように、前記複数の光源の発光強度を変化させる、請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記複数の光源は、Ｎ（Ｎは自然数）色のそれぞれに相当する波長の光を放出する光源により構成され、
前記光検出部は前記Ｎ色の光のそれぞれに対応するＮ個の光センサを備え、
前記光源制御部は、前記Ｎ個の光センサの検出値のそれぞれが所定値に近づくように、前記複数の光源を制御する、
請求項１又は６に記載の光源装置。
【請求項９】
前記光源制御部は、前記温度検出部によって検出された温度に対応して設定された発光強度で、前記複数の光源のそれぞれが光を出射するように制御する、請求項６に記載の光源装置。
【請求項１０】
光源装置と、前記光源装置からの光を制御することにより表示を行う表示パネルとを有する、表示装置であって、前記光源装置は、
複数の光源であって、それぞれが異なる波長の光を出射する複数の光源と、
前記複数の光源の温度を維持するように動作する温度制御部と、
前記複数の光源からの光を混色する光混色部と、
前記光混色部からの光を検出する光検出部であって、異なる複数の波長の光を検出することができる光検出部と、
前記光検出部の検出値に基づき、前記複数の光源の光強度を制御する、光源制御部と、を有する表示装置。
【請求項１１】
光源装置と、前記光源装置からの光を制御することにより表示を行う表示パネルとを有する、表示装置であって、前記光源装置は、
複数の光源であって、それぞれが異なる波長の光を出射する、複数の光源と、
前記複数の光源からの光を混色する光混色部と、
前記光混色部からの光を検出する光検出部であって、異なる複数の波長の光を検出することができる光検出部と、
前記光源に関する温度を検出する、温度検出部と、
前記光検出部の検出値と前記温度検出部の検出値とに基づき、前記複数の光源からの光の強さを制御する、光源制御部と、
を有する表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源装置及び表示装置に関し、特に、発光周波数の異なる複数の光源を効果的に制御することができる光源装置及び表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ、その他各種モニタ用の画像表示装置として、液晶表示装置の普及は目覚しいものがある。液晶表示装置は、典型的には、液晶表示パネルと、その背面に配置されたバックライト・ユニットと、を有する。液晶表示パネルは、その透過光を制御することにより、画像表示を行う。バックライト・ユニットは、典型的には、光源とその光源の光を効果的に液晶表示パネルに出射するために、複数の光学部材を有している。バックライト・ユニットの光源としては、冷陰極管や発光ダイオード（ＬＥＤ）が知られている。
【０００３】
ＬＥＤは、冷陰極管と比較して色特性において優れていることから、バックライト・ユニットの光源として利用されることが増えてきている。ＬＥＤを光源として使用する場合、異なる色を放射する複数のＬＥＤチップ使用することがある。典型的には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの色の光を放射するＬＥＤチップをそれぞれ用意し、各色の発光強度を調節することによって、所望の発光色を有する光源装置を得ることができる。液晶表示装置のバックライト・ユニットとして利用される場合、白色の光が得られるようにこれらＬＥＤチップの発光強度が制御される。異なる色の光を発光するＬＥＤを使用する場合、所望の色の光を得るためには、各ＬＥＤからの光を混色することが必要とされる。
【０００４】
ＬＥＤチップは、点状光源であり、又、指向性の強い光源であり、ＬＥＤからの光を混色する手段として、いくつかのものが知られている。一つの典型的な方法は、導光板を利用する。各色のＬＥＤチップから導光板内に入射した光は、拡散しながら導光板内を伝播し、各色の光が混色される。ＬＥＤは色特性において優れている一方で、その発光特性が幾分か不安定である特徴がある。ＬＥＤは、特に、経時変化あるいは温度変化によって発光特性が変化する。具体的には、経時変化によって発光輝度が低下する。又、温度変化によって、発光強度が変化すると同時に、発光周波数がシフトする。このため、光源装置の輝度あるいは色度が時間、もしくは温度によって変化してしまう。
【０００５】
ＬＥＤがこのような特性を有していることから、ＬＥＤを光源として利用する場合、ＬＥＤからの光を光センサによって検出し、各ＬＥＤチップの発光強度を制御することが要求される。このような光センサに要求される条件は、基本的には視感度曲線が要求される。しかし、視感度曲線のセンサは製造が難しく、要求する特性を有する光センサを入手することは容易ではない。一方、周波数によって検出感度が変化する典型的なセンサとして、バンドパス・フィルタを有する光センサが知られている。
【０００６】
バンドパス・フィルタを有するセンサは、バンド内の波長の輝度変化を検出することはできるが、バンド内のスペクトル形状変化（色変化）を正しく検出することができない。バンドパス・フィルタは一定の波長幅を有し、光センサはその波長域内の全ての波長の光の和を検出し、バンド内の波長毎の光強度を検出しないからである。上記のように、ＬＥＤは温度変化によって、発光波長がシフトするなどのスペクトル形状の変化が起こる特性を有する。この波長シフトによる光源装置としての色度変化もしくは輝度変化を、バンドパス・フィルタを有する光センサによって正確に検出することはできない。
【０００７】
ところで、温度によって発光特性が変化する他の光源として、紫外線ランプが知られている。紫外線ランプは、例えば、感熱プリンタの光源として利用される。カラー感熱プリンタにおいて、紫外線ランプの温度制御をすることにより、印刷特性を向上させる技術が知られている（特許文献１参照）。紫外線ランプは管壁温度が低いと発光量が少なく、管壁温度が上昇するにつれて発光量が増加し、より高温になると低下する特性を有している。そのため、管壁温度を所定の温度範囲内に維持し、光量を一定に保つことが必要とされる。冷却ファンが紫外線ランプを冷却することによって、管壁温度を所定の温度範囲内に維持することができる。
【０００８】
冷却ファンを制御するため、管壁温度を測定するための温度センサを使用することができる。あるいは、より正確に紫外線ランプの発光特性を検出し、又、棒状ランプにおける輝度勾配を防止するため、複数の照度センサによって紫外線ランプの光量を検出し、その検出量によって冷却ファンを制御する技術が知られている。上記技術は、単一の光を発光する光源の制御を行うことができるが、ＬＥＤを利用した白色光源装置のように、異なる波長の光を放射する複数の光源を効果的に制御することはできない。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−３０１７４８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の一つの目的は、異なる波長の光を発する複数の光源を効果的に制御することができる光源装置及び表示装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる第１の光源装置は、複数の光源であって、それぞれが異なる波長の光を出射する複数の光源と、前記複数の光源の温度を維持するように動作する温度制御部と、前記複数の光源からの光を混色する光混色部と、前記光混色部からの光を検出する光検出部であって、異なる複数の波長の光を検出することができる光検出部と、前記光検出部の検出値に基づき、前記複数の光源の光強度を制御する、光源制御部と、を有する。この構成を有することにより、異なる波長の光を発する複数の光源を効果的に制御することができる。
【００１２】
上記第１の光源装置において、前記光検出部は複数の異なる波長域の光を検出し、前記光源制御部は、前記複数の波長域における検出値のそれぞれが、所定値に近づくように、前記複数の光源の光強度を制御することができる。この構成を有することにより、検出波長域内のスペクトル形状変化を抑制し、複数の光源を効果的に制御することができる。
【００１３】
上記第１の光源装置は、さらに前記複数の光源に関する温度を検出する温度検出部を備え、前記温度制御部は、前記検出部の検出値が所定値に近づくように動作することができる。この構成を有することにより、光源のスペクトル形状変化を抑制することができる。
【００１４】
上記第１の光源装置において、前記温度制御部は前記複数の光源を所定温度に維持するように動作し、前記光源制御部は前記光源装置の光の色度が実質的に一定となるように、前記複数の光源の光強度を制御することができる。この構成を有することにより、光源のスペクトル形状変化を抑制し、光源装置の光の色度変化を効果的に抑制することができる。
【００１５】
上記第１の光源装置は、さらに、前記複数の光源に関する温度を検出する温度検出部を備え、前記温度制御部は、前記温度検出部によって検出された温度に基づいて、維持される温度を変化させることが可能であり、前記光源制御部は、前記維持される温度に対応して設定された光強度で、前記複数の光源のそれぞれが光を出射するように制御することができる。この構成を有することにより、光源の温度変化によるスペクトル形状変化に対応して、効果的に光源を制御することができる。
【００１６】
本発明に係る第２の光源装置は、複数の光源であって、それぞれが異なる波長の光を放出する、複数の光源と、前記複数の光源からの光を混色する光混色部と、前記光混色部からの光を検出する光検出部であって、異なる複数の波長の光を検出することができる光検出部と、前記光源に関する温度を検出する、温度検出部と、前記光検出部の検出値と前記温度検出部の検出値とに基づき、前記複数の光源からの光の強さを制御する、光源制御部と、を有する。この構成を有することにより、異なる波長の光を発する複数の光源を効果的に制御することができる。
【００１７】
上記第２の光源装置において、前記光源制御部は、前記温度検出部の検出値の変化に基づいて、前記光源装置からの光の色度変化を抑制するように、前記複数の光源の発光強度を変化させることができる。この構成を有することにより、光源の温度変化によるスペクトル形状変化に対応して、効果的に光源を制御することができる。
【００１８】
上記第１もしくは第２の光源装置において、前記複数の光源は、Ｎ（Ｎは自然数）色のそれぞれに相当する波長の光を放出する光源により構成され、前記光検出部は前記Ｎ色の光のそれぞれに対応するＮ個の光センサを備え、前記光源制御部は、前記Ｎ個の光センサの検出値のそれぞれが所定値に近づくように、前記複数の光源を制御することができる。この構成を有することにより、より正確に光源の制御を行うことができる。
【００１９】
上記第２の光源装置において、前記光源制御部は、前記温度検出部によって検出された温度に対応して設定された発光強度で、前記複数の光源のそれぞれが光を出射するように制御することができる。この構成を有することにより、光源の温度変化によるスペクトル形状変化に対応して、効果的に光源を制御することができる。
【００２０】
本発明の第１の表示装置は、光源装置と、前記光源装置からの光を制御することにより表示を行う表示パネルとを有する、表示装置であって、前記光源装置は、複数の光源であって、それぞれが異なる波長の光を放出する複数の光源と、前記複数の光源の温度を維持するように動作する温度制御部と、前記複数の光源からの光を混色する光混色部と、前記光混色部からの光を検出する光検出部であって、異なる複数の波長の光を検出することができる光検出部と、前記光検出部の検出値に基づき、前記複数の光源の光強度を制御する、光源制御部と、を有する。この構成を有することにより、光源の温度変化によるスペクトル形状変化に対応して、効果的に光源を制御することができる。
【００２１】
本発明の第２の表示装置は、光源装置と、前記光源装置からの光を制御することにより表示を行う表示パネルとを有する、表示装置であって、前記光源装置は、複数の光源であって、それぞれが異なる波長の光を放出する、複数の光源と、前記複数の光源からの光を混色する光混色部と、前記光混色部からの光を検出する光検出部であって、異なる複数の波長の光を検出することができる光検出部と、前記光源に関する温度を検出する、温度検出部と、前記光検出部の検出値と前記温度検出部の検出値とに基づき、前記複数の光源からの光の強さを制御する、光源制御部と、を有する。この構成を有することにより、光源の温度変化によるスペクトル形状変化に対応して、効果的に光源を制御することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明を適用可能な実施の形態を以下に説明する。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであって、本発明の範囲が以下の形態に限定されるものではない。当業者は、本発明の範囲において、必要もしくは可能な変更、変換、追加もしくは省略を、以下の実施形態について行うことができる。又、以下の記載は、説明の明確化のため、実際の構成、寸法から、適宜、簡略もしくは変形がなされている。
【００２３】
実施の形態１.
本実施形態は、複数の異なる波長を有する光源の温度を制御する。光源の温度を維持することによって、光源から放射される光の輝度及び色度を効果的に制御することが可能となる。
【００２４】
図１は、本実施の形態における液晶モジュールの全体構成を説明するための断面図である。図１は、サイドライト型のバックライト・ユニットを有する液晶モジュール１００の概略を示している。図１において、１０１はバックライト・ユニット、１０２は駆動回路（不図示）が取り付けられた液晶表示パネルである。１０３は光学シートであって、光を集光することにより表示正面の輝度を向上させるプリズム・シートや、透過光を拡散することによって表示面の輝度を均一化する拡散シートなどが配置される。１０４は光源からの光を導き拡散させる導光板、１０５は入射した光を反射する反射シートである。
【００２５】
１０６は異なる波長（色）の光を放射する複数の光源であって、典型的には、発光ダイオード（ＬＥＤ）が利用される。光源１０６としては、ＬＥＤに限定されるものではなく、異なる波長の光を出射する様々な光源を利用することができる。例えば、有機ＥＬ（Electro Luminescence）や無機ＥＬなどを利用することができる。１０７は光源１０６の周囲を囲み、その光を反射するランプ・リフレクタである。液晶表示パネル１０１と他の光学部材は、フレームに収容され、表示パネル上面に配置されるベゼルによって外側から保持、保護される。バックライト・ユニット１０１は、光学シート１０３、導光板１０４、反射シート１０５、そして光源１０６を備える。
【００２６】
液晶表示パネル１０２は、マトリックス状に配置された複数の画素から構成される表示領域とその外周領域である額縁領域とを有している。又、液晶表示パネル１０２は、アレイ回路が形成されたアレイ基板とその対向基板とを有し、その２つの基板の間に液晶が封入されている。カラー液晶表示装置は、対向基板上にＲＧＢのカラー・フィルター層を有している。液晶表示パネル１０２の表示領域内の各画素は、ＲＧＢいずれかの色表示を行う。もちろん、白黒ディスプレイにおいては、白と黒のいずれかの表示を行う。アレイ基板上の表示領域内には、複数の信号線とゲート線がマトリックス状に配設されている。信号線とゲート線とはお互いにほぼ直角に重なるように配設されている。
【００２７】
ゲート・ドライバＩＣ（不図示）から入力されるゲート電圧によって選択された各画素は、ソース・ドライバＩＣから入力される表示信号電圧に基づき液晶に電界を印加する。ソース・ドライバＩＣから入力される電圧が、ＴＦＴのソース／ドレインを介して画素電極に送られ、画素電極と共通電極とが液晶に電界を印加する。この電圧を変えることにより液晶への印加電圧を変化させることができ、液晶の光の透過率を制御する。共通電極に共通電位を与える回路は、制御回路基板（不図示）上に構成される。液晶表示パネルは、上記のアクティブマトリックス型の他に、スイッチング素子を有していない単純マトリックス型などが知られている。本発明は様々なタイプの液晶表示パネルに適用可能である。あるいは、面状光源装置からの光を、表示パネルによって制御する様々な表示装置に適用することができる。
【００２８】
バックライト・ユニットの光学的動作について説明する。光源１０６から出射された光は、直接にあるいはランプ・リフレクタ１０７に反射されて、導光板１０４内に入射する。導光板内に入射した異なる波長の光は、導光板内を伝播することによって拡散され、混色される。混色された光は、導光板の光出射面１０４ａ（図における導光板の上面）から出射し、光学シート１０３を介して、液晶表示パネル１０２に入射する。本形態においては、光源１０６からの光を混色する手段として導光板１０４を利用しているが、導光板に代えて、他の光学部材もしくは、空気層を利用して異なる波長の光を混色することができる。
【００２９】
図２は、本実施形態における光源装置である、サイドライト型のバックライト・ユニットの概略構成を説明する平面図である。図２において、図１において使用された符号と同一の符号が付されたものは同一の要素を意味し、説明が省略される。図２において、２０１は導光板１０４からの光を検出する光センサである。２０２は光源を制御する光源制御部である。光源制御部２０２はフィードバック制御系であり、設定部２０３、比較部２０４、調節部２０５、及び操作部２０６を備えている。２０７は光源の温度を制御する温度制御部である。温度制御部２０７は、光源１０６の温度を維持するように機能する冷却及び／あるいは加熱器２０８と、冷却及び／あるいは加熱器２０３を制御するコントローラ２０９を備えている。
【００３０】
本形態においては、ＬＥＤを光源として利用する例が説明される。バックライト・ユニット１０１は、光源１０６として、異なる波長の光を放出する複数のＬＥＤチップを備えている。典型的には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類のＬＥＤチップが実装される。各色のＬＥＤチップについては、要求される色度と輝度を有する光が光源装置から出射するように、適切な数や配置が選択される。実装されるＬＥＤの種類は、ＲＧＢの３色に限らず、他の色の複数種類のＬＥＤチップを利用することができる。
【００３１】
又、３つの異なる波長の光を放出するＬＥＤチップに限らず、２種類もしくは４種類以上の異なる波長の光を放出するＬＥＤチップを利用することができる。多くの色度を有する光を出射しすることができることから、光源装置は３色以上の光源を有することが好ましい。又、制御容易性や部品点数の観点から、３色の光源を有することが好ましい。表示装置の光源装置としては、白色光を形成することができる３色の光源を有することが好ましい。
【００３２】
光センサ２０１は、光混合部である導光板１０４から出射した光を検出する。好ましくは、光センサ２０１は導光板の側面から出射する光を検出する。光センサ２０１は、複数の異なる波長の光を検出することができる。バックライト・ユニット１０１は、異なる波長の光を検出することができる複数の光センサを備えることができる。各センサは、所定のバンド幅を有する波長域の光の強度を検出することができ、各波長域が異なるように選択される。光源１０６の各波長は、少なくとも一つの光センサの検出波長域内に含まれる。光センサの各波長域に、少なくとも一つの光源の波長が含まれる。典型的には、光源の種類の数と光センサの種類の数は同一である。例えば、３色のＬＥＤを有する光源に対して、３色に対応するバンドパス・フィルタを有する３種類の光センサを用意することができる。尚、光センサの数は、光源の輝度と色度を制御できる限りにおいて、光源１０６が出射する異なる周波数の数よりも、多いもしくは少ないことができる。尚、一つの光センサを備え、時分割により光センサを使用することによって、複数の異なる波長の光強度を検出することができる。
【００３３】
光源制御部２０２は、光センサ２０１によって検出された検出値に基づきフィードバック制御によって、光源１０６に含まれる各光源の発光強度を制御する。光センサの検出値が所定値に近づくように、各光源の発光強度が制御される。所定値は、例えば、特定の値もしくは、幅を有する特定域とすることができる。バックライト・ユニットからの光の輝度及び色度が維持されるように制御が行われる。設定部２０３は、フィードバック制御のために基準値を決定する。基準値は予め記憶しておくことができる。比較部２０４は、光センサ２０１によって検出された値と設定部２０３から取得した基準値とを比較し、その差異を出力する。調節部２０５は、比較部２０４の比較結果とフィードバック係数に基づき、光源にフィードバックすべき操作量を決定する。フィードバック係数は予め記憶しておくことができる。操作部２０６は調節部２０５の出力に基づき、ＬＥＤチップを操作する。光制御部２０２は、マイクロ・コンピュータとソフトウェアを用いて、あるいは、ハードウェア構成によって実現することができる。
【００３４】
光源制御部２０２の動作例を説明する。以下の説明において、説明の明確化のため、光センサ２０１として、ＲＧＢの３色のそれぞれに対応するバンドパス・フィルタを備える３つの光センサから構成さる例が示される。各光センサによって検出された検出値のそれぞれが、光源制御部２０２に入力される。検出値はデータ処理のために必要な変換が行われた値として使用される。比較部２０４は、各センサの検出値と設定部２０３から取得された各センサに対応する基準値との差をそれぞれ決定し、調節部２０５に出力する。調節部２０５は各センサの検出値と基準値との差と、各ＬＥＤチップにフィードバックすべき量を対応づけるフィードバック係数を備えている。調節部２０５は、比較部２０４から取得した各センサの検出値と基準値との差から、各センサの検出値が基準値に近づくように、フィードバックすべき操作量を決定する。操作部２０６は調節部から取得したフィードバック量に従って、各ＬＥＤチップの発光輝度を操作する。
【００３５】
図３は、光センサ２０１の検出波長域と光源から出射される光の波長との関係の一例を示す図である。説明の明確化のため、ＲＧＢの各色に対応する急峻なバンドパス・フィルタを有する光センサが示されている。図３は一例を示すものであって、本発明の光センサと光源からの光の波長が、図示された関係に限定されるものではない。図３において、Ｘ軸は光の波長、Ｙ軸は相対的強度である。３０１、３０２、３０３のそれぞれは、異なるＬＥＤチップから放射される光の波長と強度を示している。３０４、３０５、３０６のそれぞれは、光センサ２０２が検出する光の波長域と検出感度との関係を示している。ＬＥＤは、温度の変化によって、輝度のみならず、発光波長が変化する特性を有している。
【００３６】
以下に、簡単な例を用いて、温度によるＬＥＤの発光特性変化と光センサとの関係について説明する。３０３の波長の光を出射するＬＥＤチップは、所定の温度において３０３ａの光を出射するが、温度が変化することによって、３０３ｂに示す波長の光を放出する。光源からの光３０３は、光センサ３０６によって検出される。図３の例においては、光センサ３０６は、光３０３の強度変化を検出することができるが、３０３ａから３０３ｂへの波長シフトを検出することはできず、３０３ａと３０３ｂが同一強度の場合、同じ値を検出する。従って、波長シフトによって光源装置の色度が変化しても、その変化を正確に検出することができない。このように、バンドパス・フィルタを有する光センサのように、センサが視感度からずれている場合、光源のスペクトル形状が変化すると、その光を視感度で検出した場合と、センサで検出した場合のずれが生ずる。
【００３７】
本形態の光源装置は、光源１０６の温度を制御する温度制御部２０７を有している。温度制御部２０７はフィードバック制御系である。光源１０６の温度を所定値に維持することによって、温度変化によるＬＥＤチップのスペクトル形状変化を抑制することができ、その結果、光源装置の輝度あるいは色度の変化を抑制することが容易となる。所定値は、例えば、特定の温度もしくは特定の温度域とすることができる。温度制御部２０７は、温度センサ２０２の検出値に基づいて、光源の温度を制御する。温度センサ２０２は、例えば、熱電対やサーミスタなどを利用することができる。温度センサ２０２は、効果的に光源に関する温度を検出できるように、適切な数のセンサが適切な位置に配置される。
【００３８】
温度制御部２０７は、冷却及び／もしくは加熱器２０８によって、光源１０６を冷却及び／もしくは加熱することができる。冷却及び／もしくは加熱器２０８として、冷却ファン、電熱ヒータ、ペルチェ素子などを利用することができる。冷却及び／もしくは加熱器２０８は、必要に応じて、冷却器もしくは加熱器のみを有することができる。又、冷却及び／もしくは加熱器２０８は、効果的に複数の光源の温度制御できるように、適切な数、適切な位置に配置される。
【００３９】
温度センサ２０２によって検出された温度検出値は、コントローラ２０９に入力される。コントローラ２０９は、予め定められた設定温度あるいは、設定温度域を記憶しておくことができる。コントローラ２０９は、温度センサ２０２によって検出された温度検出値と設定値に基づき、冷却及び／もしくは加熱器２０８を制御する。コントローラ２０９は、温度検出値が一定値に近づくように、あるいは、所定の範囲内にあるように制御することができる。
【００４０】
本実施の形態は、ＬＥＤチップの温度を制御することによって、ＬＥＤチップのスペクトル形状変化を抑制する。これにより、光源装置の輝度及び色度を効果的に、一定の維持することが可能となる。
【００４１】
実施の形態２．
図４は、本形態の光源装置の概略構成を説明する図である。図４において、図２と同一の符号を付された要素は、図２における要素と同一の要素に相当し、説明が省略される。本形態の光源装置１０１は、図２における温度制御部２０７を備えていない。図４において、４０１は温度センサ２０２の検出値に基づき光源１０６の操作量を決定する調節部である。４０２は、調節部４０２を含む光源制御部である。調節部４０１は、複数の異なるフィードバック係数を予め記憶する、あるいは、温度に対応した異なるフィードバック係数を算出することができる。各フィードバック係数は、異なる複数の温度あるいは温度域のそれぞれに関連付けられている。複数光源の温度に基づいたフィードバック制御によって、温度変化による光源装置の色度変化を抑制するように、光源装置は制御される。
【００４２】
温度と関連付けられた各フィードバック係数は、光センサの分光感度特性及び、温度変化によるＬＥＤチップのスペクトル形状変化に基づいて決定され、各温度における光源装置の出射光色度がほぼ一定になるよう設定される。調節部４０１は、フィードバック係数と検出値とが対応付けられたテーブルを有することができる。テーブルは、所定の温度あるいは温度域とフィードバック係数を対応付けることができる。実測値あるいは、実測値間の線形補間などを利用して、テーブルを形成することができる。又、調節部４０１は、テーブルに記憶されていない温度について、例えば、線形補間によってフィードバック係数を決定することができる。
【００４３】
温度センサ２０１は光源１０６に関する温度を検出し、その検出値を出力する。調節部４０１は温度センサ２０１によって検出された検出値を取得し、その値とテーブルに基づいて、フィードバック係数を決定する。調節部４０１は、比較部２０４から取得した値と光源の温度に基づき決定されたフィードバック係数とに基づいて操作量を決定する。操作量は操作部２０６に出力される。操作部２０６は取得した操作量に基づいて、各ＬＥＤチップの発光強度を制御する。各ＬＥＤチップは温度センサによって検出された値に対応して設定された発光強度で光を出射するように制御されるので、温度変化による光源装置の色度変化を効果的に抑制することができる。
【００４４】
本実施の形態は、光源の温度に基づいて光源の操作量を制御するので、温度変化によるＬＥＤチップのスペクトル形状変化が起こっても、光源装置の出射光色度をほぼ一定に維持することができる。
【００４５】
尚、調節部４０１に代わって、設定部２０３が温度に基づいて異なる設定値を出力することによって、温度変化による色度変化を抑制することができる。設定部２０３は、複数の異なる基準値を予め記憶する、あるいは、温度に対応した異なる基準値を算出することができる。各基準値は、異なる複数の温度あるいは温度域のそれぞれに関連付けられている。設定部２０３は、温度センサ２０１によって検出された検出値を取得し、その値に基づいて基準値を決定する。設定部２０３は、上記調節部４０１のように、例えば、テーブルを備えることによって、光源の温度に基づいた基準値を出力することができる。又、本形態の光源装置に温度制御部を加えることが可能である。複数光源の温度変化に基づいて、複数光源の発光強度を変化させることにより、温度変化による光源のスペクトル形状変化が生じても、光源装置の発光色度を効果的に維持することができる。
【００４６】
実施の形態３．
図５は、本形態の光源装置の概略構成を説明する図である。図５において、図２と同一の符号を付された要素は、図２における要素と同一の要素に相当し、説明が省略される。図５において、５０１は温度制御部であって、複数の異なる温度関して光源１０６を制御することができる。温度制御部５０１は、冷却及び／もしくは加熱器２０８とコントローラ５０２を備えている。冷却及び／もしくは加熱器２０８は実施の形態１と同様の構成である。コントローラ５０２は、光源を維持する設定温度を変化させることができる。例えば、コントローラ５０２は、光源１０６を異なる複数の特定温度もしくは特定温度域に近づくように、冷却及び／もしくは加熱器２０８を制御することができる。
【００４７】
例えば、外部温度が上昇し、光源１０６を第１の温度に維持することができない場合、コントローラ５０２は、光源１０６を第１の温度よりも高い第２の温度に維持するように、冷却及び／もしくは加熱器２０８を制御する。コントローラ５０２は、光源１０６の制御可能な複数の特定温度もしくは特定温度領域を、予め記憶することができる。コントローラ５０２は、温度センサ２０２によって検出される温度と制御可能な温度とを対応づけたテーブルを有することができる。設定温度は、特定の温度あるいは、幅を有する温度域とすることができる。
【００４８】
５０３は光源制御部、５０４は、コントローラ５０２の設定温度に基づき光源１０６の操作量を決定する調節部である。調節部５０４は、複数の異なるフィードバック係数を予め記憶する、あるいは、温度に対応した異なるフィードバック係数を算出することができる。各フィードバック係数は、コントローラ５０２の設定温度あるいは温度域のそれぞれに関連付けられている。各フィードバック係数は、温度変化によるＬＥＤチップのスペクトル変化に基づいて決定され、各温度における光源装置の出射光色度がほぼ一定になるよう設定される。調節部５０４は、フィードバック係数とコントローラの設定値とが対応付けられたテーブルを有することができる。実測値あるいは、実測値間の線形補間などを利用して、テーブルを形成することができる。
【００４９】
温度センサ２０１は光源１０６に関する温度を検出し、その検出値を出力する。コントローラ５０２は温度センサ２０１の検出値を取得し、予め設定されたテーブルを参照することで、検出値に対応する設定温度あるいは設定温度域を決定することができる。コントローラ５０２は、温度センサの検出値が、決定された設定温度に近づくように、あるいは、設定温度域内にあるように、冷却及び／もしくは加熱器２０８を制御する。コントローラ５０２は、さらに、設定温度を調節部５０４に向けて出力する。調節部５０４は、コントローラ５０２から設定温度を取得し、設定温度に基づいてフィードバック係数を決定する。フィードバック係数は、予め設定されたテーブルを参照することによって決定されることができる。テーブルは、各設定温度もしくは設定温度域と対応付けられたフィードバック係数を備えている。フィードバック係数は、各温度における光源装置の光色度が一定となるように設定される。
【００５０】
尚、調節部５０４は、コントローラによって決定される設定温度に代えて、温度センサによって検出される検出値に基づいて、フィードバック係数を決定することができる。温度センサによって検出される検出値に対応して、複数のフィードバック係数が調節部において設定される。
【００５１】
尚、調節部５０４に代わって、設定部２０３がコントローラの設定温度に基づいて異なる設定値を出力することができる。これにより、温度変化による色度変化を抑制することができる。設定部２０３は、複数の異なる基準値を予め記憶する、あるいは、設定温度に対応した異なる基準値を算出することができる。各基準値は、コントローラ５０２が出力する設定温度あるいは設定温度域のそれぞれに関連付けられている。設定部２０３は、コントローラ５０２よって設定された設定値を取得し、その値に基づいて基準値を決定する。設定部２０３は、例えば、テーブルを備えることによって、光源の温度に基づいた基準値を出力することができる。
【００５２】
以上のように、本実施の形態は、複数の光源の温度について、維持する所定値を変化するとともに、その所定値に対応した発光強度によって複数の光源が光出射するように制御される。これによって、効果的に温度制御でき、又、光源の光色度を効果的に一定に維持することができる。
【００５３】
本発明は、上に説明した形態に限らず、様々な光源装置に適用することができる。例えば、表示パネルに光を出射する導光板と、複数のＬＥＤからの光を混色する光混色部としての導光板を、それぞれ別に有する光源装置に適用可能である。又、表示装置の光源装置に限定されず、様々な用途の光源装置に適用することができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は、異なる波長の光を発する複数の光源を効果的に制御可能な光源装置及び表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る光源装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る光源装置の光学特性を説明する図である。
【図４】第２の実施形態に係る光源装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】第３の実施形態に係る光源装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００  液晶表示モジュール、１０１  バックライト・ユニット、１０２  液晶表示パネル、１０３  光学シート、１０４  導光板、１０５  反射シート、１０６  光源、１０７  ランプ・リフレクタ、２０１  光センサ、２０２  光源制御部、２０３  設定部、２０４  比較部、２０５  調節部、２０６  操作部、２０７  温度制御部、２０８  冷却及び／あるいは加熱器、２０９  コントローラ、３０１、３０２、３０３  発光波長、３０４、３０５、３０６、  光センサの検出波長、４０１  、４０２  光源制御部、５０１  温度制御部、５０２  コントローラ、５０３  光源制御部、５０４  調節部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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