(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から照射する光の輝度を調整する輝度調整装置の輝度調整方法において、
前記輝度調整装置は、
測定した光の輝度に基づき光源に供給する電流を制御することで輝度を調整する電流制御と、
測定した光源の温度に基づき光源の温度を制御することで輝度を調整する温度制御と
のうちから一方を選択し、選択した電流制御又は温度制御にて光の輝度を調整する様にしてあり、
測定した輝度が予め設定している下限値を下回る場合に、供給する電流を一定とした温度制御を選択する
ことを特徴とする輝度調整方法。
【請求項２】
電流を供給することで光源から照射される光の輝度を調整する輝度調整装置において、
輝度を測定する輝度測定手段と、
測定した輝度に基づき光源に供給する電流を制御することで輝度を調整する電流制御手段と、
光源の温度を測定する温度測定手段と、
測定した温度に基づき光源の温度を制御することで輝度を調整する温度制御手段と、
輝度を調整する方法として、前記電流制御手段による電流制御及び前記温度制御手段による温度制御の一方を選択する選択手段と
を備え、
前記選択手段は、輝度が予め設定している下限値を下回る場合に、制御方法として、供給する電流を一定とした温度制御を選択する様に構成してある
ことを特徴とする輝度調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から照射する光の輝度を調整する輝度調整方法、及び該輝度調整方法を用いた輝度調整装置に関し、特に様々な条件下で安定発光を実現する輝度調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光変調素子を用いた液晶モニタの光源として用いられる蛍光管は、動作開始時及び長時間使用時に光量が変化するという特性がある。光量が変化する主要因は、蛍光管の温度変化による発光効率の変動である。
【０００３】
図６は、蛍光管の温度と発光効率との関係を示すグラフである。図６では、横軸に温度をとり、縦軸に発光効率をとってその関係を示している。なお蛍光管に供給する管電流は一定である。図６から明らかな様に温度により発光効率が変動するため、管電流を一定にしても温度により光量が変化する。
【０００４】
そこで光量を安定化させるため、蛍光管の光量を測定し、測定値が一定になる様に蛍光管への管電流を制御する方法が実用化されている（例えば特許文献１参照。）。そして管電流を制御することにより、蛍光管が安定して発光することができる調光範囲内に光量が調整される。
【特許文献１】特開平９−０４３５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら発光効率は温度により変動するため、温度に関わらず安定発光させるためには、調光範囲を狭くしなければならないという問題がある。以下に調光範囲を狭くしなければならない理由について説明する。
【０００６】
図７は、蛍光管の管電流及び温度に対する発光の安定性を示すグラフである。図７では、横軸に管電流をとり、縦軸に温度をとって、管電流及び温度に対する発光の安定性を示している。図７に示すグラフ中、領域Ａが、発光が安定する安定発光領域であり、領域Ｂが、発光が不安定になる不安定発光領域である。図７に示す様に、管電流が高い程、発光が安定し、管電流が低い程、不安定になる。また温度が高い程、安定発光領域が広くなり、温度が低い程、安定発光領域が狭くなる。
【０００７】
図８は、蛍光管の管電流及び輝度に対する発光の安定性及び温度を示すグラフである。図８では、横軸に管電流をとり、縦軸に光量を測定した輝度をとって、管電流及び輝度に対する発光の安定性と、温度の関係とを示している。図８中、管電流Ｉ１及びＩ２は、図７のＩ１及びＩ２に夫々対応している。また図８中Ｔ１として示した実線が、図７における温度Ｔ１の場合の管電流と輝度との関係を示しており、図８中Ｔ２として示した実線が、図７における温度Ｔ２の場合の管電流と輝度との関係を示している。図８（ａ）は、温度Ｔ１の場合の安定発光領域及び不安定発光領域を示しており、図８（ａ）中領域α１が、発光が安定する安定発光領域であり、領域β１が、発光が不安定になる不安定発光領域である。図８（ｂ）は、温度Ｔ２の場合の安定発光領域及び不安定発光領域を示しており、図８（ｂ）中領域α２が、発光が安定する安定発光領域であり、領域β２が、発光が不安定になる不安定発光領域である。図７を用いて説明した様に安定発光領域は、温度に依存して変化するため、温度Ｔ１の場合と温度Ｔ２との場合で領域の範囲は異なる。
【０００８】
例えば特許文献１に記載されている様に、蛍光管の光量を測定し、測定値が一定となる様に蛍光管の輝度を制御する従来の方法では、図８に示すＢ１に調光範囲の下限を設定した場合、Ｔ１近傍となる低温時には安定して発光するが、Ｔ２近傍となる高温時には、発光が不安定になる。よって温度Ｔ１〜Ｔ２の範囲で安定発光を得るためには、調光範囲の下限をＢ２以上に設定しなければならない。
【０００９】
ところが温度がＴ１である場合には、輝度の下限値をＢ２より低いＢ１まで下げることが可能である。即ち輝度の下限値をＢ１まで下げることができる場合があるにも関わらず、Ｔ１〜Ｔ２の温度範囲内で安定発光させるためには、輝度の下限値をＢ２としなければならないため、調光範囲を狭くする必要がある。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みて成されたものであり、輝度に基づき管電流を制御する制御方法と、温度を制御する方法とを併用し、状況に応じて制御方法を選択することにより、調光範囲を拡大することが可能な輝度調整方法、及び該輝度調整方法を用いた輝度調整装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明に係る輝度調整方法は、光源から照射する光の輝度を調整する輝度調整装置の輝度調整方法において、前記輝度調整装置は、測定した光の輝度に基づき光源に供給する電流を制御することで輝度を調整する電流制御と、測定した光源の温度に基づき光源の温度を制御することで輝度を調整する温度制御とのうちから一方を選択し、選択した電流制御又は温度制御にて光の輝度を調整する様にしてあり、測定した輝度が予め設定している下限値を下回る場合に、供給する電流を一定とした温度制御を選択することを特徴とする。
【００１３】
第２発明に係る輝度調整装置は、電流を供給することで光源から照射される光の輝度を調整する輝度調整装置において、輝度を測定する輝度測定手段と、測定した輝度に基づき光源に供給する電流を制御することで輝度を調整する電流制御手段と、光源の温度を測定する温度測定手段と、測定した温度に基づき光源の温度を制御することで輝度を調整する温度制御手段と、輝度を調整する方法として、前記電流制御手段による電流制御及び前記温度制御手段による温度制御の一方を選択する選択手段とを備え、前記選択手段は、輝度が予め設定している下限値を下回る場合に、制御方法として、供給する電流を一定とした温度制御を選択する様に構成してあることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る輝度調整方法及び輝度調整装置は、高輝度時には、輝度に基づき電流を制御する電流制御を行い、低輝度時には、供給する電流を一定とした温度制御を選択することにより、輝度の下限値を低くすることができるので、調光範囲を拡大することが可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る輝度調整方法及び輝度調整装置は、蛍光管等の光源から光変調素子を用いた液晶パネルに照射する光の輝度を調整する装置であり、高輝度時には、輝度を測定し、測定した輝度に基づき光源に供給する管電流を制御し、低輝度時には、光源の温度に基づきペルチェ素子等の温度制御素子を用いて光源の温度を制御する。
【００１８】
この構成により、蛍光管の発光が不安定になりやすい低輝度時でも、温度を下げることで発光を安定化させることができるため、輝度の下限値を低くすることができるので、調光範囲を拡大することが可能である等、優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明をその実施の形態を示す画面について詳述する。
【００２０】
図１は、本発明の輝度調整装置の構成例を示すブロック図である。図１中１は、ＬＣＤモニタ等の本発明の輝度調整装置であり、輝度調整装置１は、光変調素子を用いた液晶パネル１０と、液晶パネル１０の光変調素子に光を照射する蛍光管等の光源１１とを備えている。また輝度調整装置１は、光源１１から照射する光の光量を輝度として測定する輝度測定部１２と、光源１１に供給する電流、即ち管電流を制御する電流制御部１３と、光源１１の温度を測定する温度測定部１４と、光源１１の温度を制御するペルチェ素子等の温度制御素子を用いた温度制御部１５とを備えている。さらに輝度調整装置１は、装置全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の回路を含む制御部１６を備えている。
【００２１】
図２は、本発明の輝度調整装置１の制御選択処理の一例を示すフローチャートである。輝度調整装置１は、制御部１６の制御により、輝度測定部１２が測定した光源１１の輝度を取得し（ステップＳ１）、取得した輝度を、予め設定している下限値と比較して、下限値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００２２】
ステップＳ２の比較において、取得した輝度が下限値以上であると判定した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、輝度調整装置１は、温度により輝度を制御する低輝度モードをオフとし（ステップＳ３）、管電流により輝度を制御する高輝度モードをオンとする（ステップＳ４）。ステップＳ３〜Ｓ４の処理により、輝度調整装置１は、輝度が下限値以上である場合、電流制御を行う高輝度モードを選択する。
【００２３】
ステップＳ２の比較において、取得した輝度が下限値未満であると判定した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、輝度調整装置１は、高輝度モードをオフとし（ステップＳ５）、低輝度モードをオンとする（ステップＳ６）。ステップＳ５〜Ｓ６の処理により、輝度調整装置１は、輝度が下限値未満である場合、温度制御を行う低輝度モードを選択する。
【００２４】
低輝度モードがオフとなり、高輝度モードがオンとなった場合、輝度調整装置１は、電流制御処理として、輝度測定部１２が測定した光源１１の輝度に基づき電流制御部１３にて管電流を制御するフィードバック処理により、光源１１の光量を制御する。
【００２５】
図３は、本発明の輝度調整装置１における管電流と輝度との関係の一例を示すグラフである。図３は、横軸に管電流をとり、縦軸に輝度をとって、高輝度モードとして電流制御が行われる条件下での管電流と輝度との関係を示している。図３に示す様に管電流と輝度とは正の相関関係があるため、電流制御部１３にて管電流を制御することにより光源１１の光量を制御して輝度を調整することが可能である。
【００２６】
高輝度モードがオフとなり、低輝度モードがオンとなった場合、輝度調整装置１は、温度制御処理として、温度測定部１４が測定した光源１１の温度に基づき温度制御部１５にて温度を制御するフィードバック処理により、光源１１の光量を制御する。なお低輝度モードとして温度制御処理を実行する場合、管電流は、モードが切り替わった点での値、例えばバーストデューティ下限値にて一定になる様に電流制御部１３により制御される。
【００２７】
図４は、本発明の輝度調整装置１における温度と発光効率との関係の一例を示すグラフである。図４は、横軸に温度をとり、縦軸に発光効率をとって、低輝度モードとして温度制御が行われる条件下での温度と発光効率との関係を示している。なお管電流は一定に制御されている。図４中の温度制御範囲として示した範囲内で温度を制御する場合、温度と発光効率とは正の相関関係があるため、温度制御部１３にて温度を制御することにより、発光効率を制御することができるので、光源１１の光量を制御して輝度を調整することが可能である。
【００２８】
図５は、本発明の輝度調整装置１における管電流及び輝度に対する発光の安定性及び温度を示すグラフである。図５では、横軸に管電流をとり、縦軸に輝度をとって、管電流及び輝度に対する発光の安定性と、温度の関係とを示している。また光源１１の温度制御範囲の下限値をＴ１とし、上限値をＴ２として、図５中Ｔ１として示した実線が、温度Ｔ１の場合の管電流と輝度との関係を示し、Ｔ２として示した実線が、温度Ｔ２の場合の管電流と輝度との関係を示している。図５（ａ）は、温度Ｔ１の場合の安定発光領域及び不安定発光領域を示しており、図５（ａ）中領域α１が、発光が安定する安定発光領域であり、領域β１が、発光が不安定になる不安定発光領域である。図５（ｂ）は、温度Ｔ２の場合の安定発光領域及び不安定発光領域を示しており、図５（ｂ）中領域α２が、発光が安定する安定発光領域であり、領域β２が、発光が不安定になる不安定発光領域である。安定発光領域は、温度に依存して変化するため、温度Ｔ１の場合と温度Ｔ２との場合で領域の範囲は異なる。また図２を用いて説明した制御選択処理における輝度の下限値がＢ３である。
【００２９】
本発明の輝度調整装置１では、輝度が下限値Ｂ３以上である場合、電流制御処理として管電流による制御を行う。輝度がＢ３以上の場合、光源１１の温度が温度制御範囲内である限り、領域α１又はα２として示した安定発光領域内での制御が可能である。そして輝度が下限値Ｂ３未満となった場合、温度制御処理として温度による制御を行う。この場合、管電流は、輝度Ｂ３及び温度Ｔ２時の下限値であるＩ２又はそれ以上の値に固定する。管電流をＩ２に固定した場合、温度をＴ１まで下げたとしても、領域α１又はα２として示した安定発光領域内での制御が可能であり、輝度Ｂ２及び輝度Ｂ３より低い輝度Ｂ１まで調光範囲を拡大することが可能となる。
【００３０】
即ち図８を用いて説明した従来の方法と比べて、本発明の輝度調整装置１による方法では、輝度Ｂ３以上の領域だけでなく、輝度Ｂ３以下の領域内での制御が可能となるので、調光範囲の下限値をＢ３からＢ１まで低くすることができるので、調光範囲を拡大することが可能となる。
【００３１】
上述した実施の形態は、本発明を実現する無数の形態の中の一つであり、上述した形態以外にも様々な形態に展開することが可能である。例えば輝度を基準として制御方法を選択するのではなく、管電流値を基準として制御方法を選択する様にしても良い。更に液晶モニタの光源だけに限らず、室内灯等の通常の照明に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の輝度調整装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の輝度調整装置の制御選択処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の輝度調整装置における管電流と輝度との関係の一例を示すグラフである。
【図４】本発明の輝度調整装置における温度と発光効率との関係の一例を示すグラフである。
【図５】本発明の輝度調整装置における管電流及び輝度に対する発光の安定性及び温度を示すグラフである。
【図６】蛍光管の温度と発光効率との関係を示すグラフである。
【図７】蛍光管の管電流及び温度に対する発光の安定性を示すグラフである。
【図８】蛍光管の管電流及び輝度に対する発光の安定性及び温度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１  輝度調整装置
１０  液晶パネル
１１  光源
１２  輝度測定部
１３  電流制御部
１４  温度測定部
１５  温度制御部
１６  制御部
【図１】
0004414955.tif 000002
【図２】
0004414955.tif 000003
【図３】
0004414955.tif 000004
【図４】
0004414955.tif 000005
【図５】
0004414955.tif 000006
【図６】
0004414955.tif 000007
【図７】
0004414955.tif 000008
【図８】
0004414955.tif 000009