JP2014222575A - 光源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】各々が複数色の光源を有する複数の発光クラスタを有する光源装置においてローカルディミング制御を行うことにより生じる発光クラスタ間での色ムラを低減することのできる光源装置を提供する。【解決手段】本発明の光源装置は、発光クラスタ毎に発する光の輝度を制御可能な光源装置であって、マトリクス状に配置された複数の発光クラスタを有し、前記発光クラスタは、２行２列の４つのサブ発光クラスタを有し、前記サブ発光クラスタは、第１の色の光を発する第１光源と、前記第１の色よりも輝度の違いが知覚されやすい第２の色の光を発する第２光源とを含む複数の光源を有し、前記発光クラスタの中心と、当該発光クラスタが有する第２光源との間の距離は、前記発光クラスタの中心と、当該発光クラスタが有する第１光源との間の距離以上である。【選択図】図１
Description
本発明は、光源装置に関する。
従来、液晶表示装置用のバックライト装置の光源として冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）が用いられてきたが、近年、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたバックライト装置も増えてきている。ＬＥＤは点光源であるため、バックライト装置の光源としてＬＥＤを用いる場合には、ＬＥＤの配置、光の拡散構造、光の反射構造などを工夫して輝度ムラや色ムラの発生を抑制する必要がある。赤色、緑色、青色など複数色のＬＥＤを用いたバックライト装置では、輝度ムラや色ムラが生じやすいため、ＬＥＤの配置、光の拡散構造、光の反射構造などを特に工夫しなければならない。
赤色、緑色、及び、青色の３色のＬＥＤを使用したバックライト装置における色ムラを低減するための技術は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示の技術では、上記３色のＬＥＤが三角形配置された発光クラスタとして、赤色ＬＥＤの位置が互いに異なる複数種類の発光クラスタが構成される。そして、発光クラスタの配置位置に応じて、配置される発光クラスタの種類が変更される。
また、ＬＥＤが点光源であることを利用して、ＬＥＤの発光輝度を個別に制御することで、バックライト装置の明るさを部分的に変更し、表示画像のコントラストを高める技術がある。このような発光輝度の制御は、一般的にローカルディミング制御と呼ばれている。ローカルディミング制御では、画面を構成する複数の分割領域のそれぞれについて、画像信号の輝度値を分析し、対応する光源の発光輝度を輝度値の分析結果に基づいて制御する処理が行われる。それにより、表示画像のコントラストが向上される。また、分割領域に対応する光源として複数色の光源を用いることにより、分割領域毎に、バックライト装置の発光輝度だけでなく発光色も変更することができる。具体的には、複数色の光源の発光輝度比を変更することにより、バックライト装置の発光色を変更することができる。分割領域毎にバックライト装置の発光色を制御することにより、表示画像の色域を拡大することができる。
ローカルディミング制御可能なバックライト装置における色ムラを低減するための技術は、例えば、特許文献２に開示されている。具体的には、特許文献２には、外縁部で生じる色ムラを低減するための技術が開示されている。特許文献２に開示の技術では、複数の分割領域に対応する複数の光源ユニット（発光クラスタ）のそれぞれが、複数の赤色ＬＥＤ、複数の緑色ＬＥＤ、及び、複数の青色ＬＥＤで構成されている。そして、光源ユニット毎に、複数の赤色ＬＥＤに基づく輝度プロファイルの重心、複数の緑色ＬＥＤに基づく輝度プロファイルの重心、及び、複数の青色ＬＥＤに基づく輝度プロファイルの重心が光源ユニットの重心と略一致するように、ＬＥＤ配置されている。
しかしながら、各々が複数色のＬＥＤを有する複数の発光クラスタを有するバックライ
ト装置においてローカルディミング制御を行うと、発光クラスタ間で発光輝度が異なることにより、発光クラスタ間で色ムラが生じてしまう。具体的には、発光クラスタ間で発光輝度が異なると、特定の色についての発光クラスタ間での発光輝度の違いが色ムラとして知覚されてしまう。
上述した特許文献１に開示の技術は、全ての発光クラスタが同じ発光輝度で発光した場合に画面上部、画面下部、及び、画面角部で生じる色ムラを低減するための技術であり、ローカルディミング制御時の色ムラについては考慮されていない。また、特許文献２に開示の技術は、ローカルディミング制御を行うことによって生じる上記色ムラではなく、各色のＬＥＤから光の合成性（混色性）が中心部と外縁部とで異なることにより生じる色ムラを低減するための技術である。そのため、特許文献１，２に開示の技術を用いたとしても、ローカルディミング制御時に生じる発光クラスタ間の上記色ムラを低減することはできない。
ト装置においてローカルディミング制御を行うと、発光クラスタ間で発光輝度が異なることにより、発光クラスタ間で色ムラが生じてしまう。具体的には、発光クラスタ間で発光輝度が異なると、特定の色についての発光クラスタ間での発光輝度の違いが色ムラとして知覚されてしまう。
上述した特許文献１に開示の技術は、全ての発光クラスタが同じ発光輝度で発光した場合に画面上部、画面下部、及び、画面角部で生じる色ムラを低減するための技術であり、ローカルディミング制御時の色ムラについては考慮されていない。また、特許文献２に開示の技術は、ローカルディミング制御を行うことによって生じる上記色ムラではなく、各色のＬＥＤから光の合成性（混色性）が中心部と外縁部とで異なることにより生じる色ムラを低減するための技術である。そのため、特許文献１，２に開示の技術を用いたとしても、ローカルディミング制御時に生じる発光クラスタ間の上記色ムラを低減することはできない。
本発明は、各々が複数色の光源を有する複数の発光クラスタを有する光源装置においてローカルディミング制御を行うことにより生じる発光クラスタ間での色ムラを低減することのできる光源装置を提供することを目的とする。
本発明の第１の光源装置は、
発光クラスタ毎に発する光の輝度を制御可能な光源装置であって、
マトリクス状に配置された複数の発光クラスタを有し、
前記発光クラスタは、２行２列の４つのサブ発光クラスタを有し、
前記サブ発光クラスタは、第１の色の光を発する第１光源と、前記第１の色よりも輝度の違いが知覚されやすい第２の色の光を発する第２光源とを含む複数の光源を有し、
前記発光クラスタの中心と、当該発光クラスタが有する第２光源との間の距離は、前記発光クラスタの中心と、当該発光クラスタが有する第１光源との間の距離以上である
ことを特徴とする。
発光クラスタ毎に発する光の輝度を制御可能な光源装置であって、
マトリクス状に配置された複数の発光クラスタを有し、
前記発光クラスタは、２行２列の４つのサブ発光クラスタを有し、
前記サブ発光クラスタは、第１の色の光を発する第１光源と、前記第１の色よりも輝度の違いが知覚されやすい第２の色の光を発する第２光源とを含む複数の光源を有し、
前記発光クラスタの中心と、当該発光クラスタが有する第２光源との間の距離は、前記発光クラスタの中心と、当該発光クラスタが有する第１光源との間の距離以上である
ことを特徴とする。
本発明の第２の光源装置は、
発光クラスタ毎に発する光の輝度を制御可能な光源装置であって、
マトリクス状に配置された複数の発光クラスタを有し、
前記発光クラスタは、第１の色の光を発する第１光源と、前記第１の色よりも輝度の違いが知覚されやすい第２の色の光を発する第２光源とを含む複数の光源を有し、
前記発光クラスタが有する第２光源と、隣接する発光クラスタが有する第２光源との間の距離は、前記発光クラスタが有する第１光源と、隣接する発光クラスタが有する第１光源との間の距離よりも短い
ことを特徴とする。
発光クラスタ毎に発する光の輝度を制御可能な光源装置であって、
マトリクス状に配置された複数の発光クラスタを有し、
前記発光クラスタは、第１の色の光を発する第１光源と、前記第１の色よりも輝度の違いが知覚されやすい第２の色の光を発する第２光源とを含む複数の光源を有し、
前記発光クラスタが有する第２光源と、隣接する発光クラスタが有する第２光源との間の距離は、前記発光クラスタが有する第１光源と、隣接する発光クラスタが有する第１光源との間の距離よりも短い
ことを特徴とする。
本発明によれば、各々が複数色の光源を有する複数の発光クラスタを有する光源装置においてローカルディミング制御を行うことにより生じる発光クラスタ間での色ムラを低減することができる。
＜実施例１＞
以下、本発明の実施例１に係る光源装置について説明する。本実施例に係る光源装置は、ローカルディミング制御可能な光源装置である。本実施例に係る光源装置は、例えば、液晶表示装置用のバックライト装置として使用することができる。
なお、本実施例に係る光源装置はバックライト装置に限らない。例えば、本実施例に係る光源装置は、光を透過して画像を表示する表示装置（広告標識装置、標識表示装置など）の光源装置として使用することができる。また、本実施例に係る光源装置は、室内照明、街灯など、表示装置以外の装置用の光源装置として使用することもできる。
以下、本発明の実施例１に係る光源装置について説明する。本実施例に係る光源装置は、ローカルディミング制御可能な光源装置である。本実施例に係る光源装置は、例えば、液晶表示装置用のバックライト装置として使用することができる。
なお、本実施例に係る光源装置はバックライト装置に限らない。例えば、本実施例に係る光源装置は、光を透過して画像を表示する表示装置（広告標識装置、標識表示装置など）の光源装置として使用することができる。また、本実施例に係る光源装置は、室内照明、街灯など、表示装置以外の装置用の光源装置として使用することもできる。
図１は、本実施例に係る光源装置１００の構成の一例を示す。
図１に示すように、光源装置１００は、マトリクス状に配置された複数の発光クラスタ１３を有する。図１の例では、光源装置１００は、３行３列の９個の発光クラスタ１３を有する。
なお、複数の発光クラスタ１３は、互いに分離されていてもよいし、互いに分離されていなくてもよい。
なお、発光クラスタの数は９個に限らない。発光クラスタの数は９個より多くても少なくてもよい。例えば、複数の発光クラスタは、２行２列の４個の発光クラスタであってもよいし、４行４列の１６個の発光クラスタであってもよいし、２行５列の１０個の発光クラスタであってもよい。
図１に示すように、光源装置１００は、マトリクス状に配置された複数の発光クラスタ１３を有する。図１の例では、光源装置１００は、３行３列の９個の発光クラスタ１３を有する。
なお、複数の発光クラスタ１３は、互いに分離されていてもよいし、互いに分離されていなくてもよい。
なお、発光クラスタの数は９個に限らない。発光クラスタの数は９個より多くても少なくてもよい。例えば、複数の発光クラスタは、２行２列の４個の発光クラスタであってもよいし、４行４列の１６個の発光クラスタであってもよいし、２行５列の１０個の発光クラスタであってもよい。
発光クラスタ１３は、第１の色の光を発する第１光源と、第１の色よりも輝度の違いが知覚されやすい第２の色の光を発する第２光源とを含む複数の光源を有する。具体的には、発光クラスタ１３は、緑色ＬＥＤ１０（Ｇ光源）、赤色ＬＥＤ１１（Ｒ光源）、及び、青色ＬＥＤ１２（Ｂ光源）を有する。緑色ＬＥＤ１０は、緑色の光、具体的には主波長範囲が４９０ｎｍ〜５４９ｎｍの光を発する光源である。赤色ＬＥＤ１１は、赤色の光、具体的には主波長範囲が６１１ｎｍ以上の光を発する光源である。青色ＬＥＤ１２は、青色の光、具体的には主波長範囲が４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの光を発する光源である。ＣＩＥ１９７６ＵＣＳ色度図からわかるように、人間の色覚上、赤色や青色は、緑色に比べて輝度の違いが知覚されやすい。そこで、本実施例では、緑色が第１の色、赤色が第２の色、青色が第３の色であり、緑色ＬＥＤ１０が第１光源、赤色ＬＥＤ１１が第２光源、青色ＬＥＤ１２が第３光源であるものとする。また、本実施例では、発光クラスタ１３の中心をＰ１と記載する。
なお、緑色が第１の色、赤色が第３の色、青色が第２の色であり、緑色ＬＥＤ１０が第１光源、赤色ＬＥＤ１１が第３光源、青色ＬＥＤ１２が第２光源であってもよい。
なお、光源は発光ダイオード（ＬＥＤ）に限らない。例えば、光源は有機ＥＬ素子などであってもよい。
なお、緑色が第１の色、赤色が第３の色、青色が第２の色であり、緑色ＬＥＤ１０が第１光源、赤色ＬＥＤ１１が第３光源、青色ＬＥＤ１２が第２光源であってもよい。
なお、光源は発光ダイオード（ＬＥＤ）に限らない。例えば、光源は有機ＥＬ素子などであってもよい。
本実施例では、ローカルディミング制御を行う場合は、発光クラスタ毎に発する光の輝度が制御される。また、本実施例では、ローカルディミング制御を行う場合は、発光クラスタが有する複数の光源のそれぞれの発光輝度が、当該発光クラスタから所定の色の光が発せられるように制御される。具体的には、発光クラスタから白色の光が発せられるように、第１光源の発光輝度：第２光源の発光輝度：第３光源の発光輝度がおよそ７：３：１となるように第１光源〜第３光源の発光輝度が制御される。また、本実施例では、複数色の光源を使用することにより、単色の光源を使用する場合よりも、上記所定の色の光の色域を拡大することができる。具体的には、第１光源〜第３光源の発光輝度の比率を微調整することにより、上記所定の色の光の色度点を変更することができる。
なお、上記所定の色は白色でなくてもよい。
なお、上記所定の色は白色でなくてもよい。
光源装置１００が表示装置用の光源装置である場合、複数の発光クラスタ１３は、画面を構成する複数の分割領域に対応するように設けられる。例えば、発光クラスタ１３は、表示パネルの背面における対応分割領域（当該発光クラスタ１３に対応する分割領域）に光を照射するように設けられる。具体的には、発光クラスタ１３は、中心Ｐ１が対応分割領域の中心と一致するように設けられる。発光クラスタ１３のサイズは、分割領域のサイズと同じであり、分割領域及び発光クラスタ１３の形状は、正方形である。画面のアスペクト比が水平方向１６：垂直方向９である場合、１６の倍数で画面を水平方向に分割し、９の倍数で画面を垂直方向に分割することで正方形の分割領域が得られる。分割領域の数は、例えば、表示装置に求められるコントラストに基づいて決定される。
なお、発光クラスタ１３のサイズは、分割領域のサイズより大きくても小さくてもよい。
また、分割領域や発光クラスタ１３の形状は、正方形でなくてもよい。例えば、発光クラスタ１３の形状は、正方形以外の四角形（長方形、平行四辺形、台形など）、円形、３角形、５角形などであってもよい。
なお、発光クラスタ１３のサイズは、分割領域のサイズより大きくても小さくてもよい。
また、分割領域や発光クラスタ１３の形状は、正方形でなくてもよい。例えば、発光クラスタ１３の形状は、正方形以外の四角形（長方形、平行四辺形、台形など）、円形、３角形、５角形などであってもよい。
発光クラスタ１３は、２行２列の４つのサブ発光クラスタ１４を有する。サブ発光クラスタ１４は、上記複数の光源（第１光源と第２光源とを含む複数の光源）を有する。具体的には、サブ発光クラスタ１４は、緑色ＬＥＤ１０、赤色ＬＥＤ１１、及び、青色ＬＥＤ１２を有する。
なお、発光クラスタ１３が有する４つのサブ発光クラスタは、互いに分離されていてもよいし、互いに分離されていなくてもよい。
なお、発光クラスタ１３が有する４つのサブ発光クラスタは、互いに分離されていてもよいし、互いに分離されていなくてもよい。
なお、光源装置１００の外縁部（端部）には、外縁部における輝度と混色性（第１光源〜第３光源から発せられた光の合成性（混色性））を向上させるために、光の反射性が高い反射壁が設けられてもよい。光源装置１００が表示装置用の光源装置である場合には、表示装置の表示領域（画面の領域）、または、表示領域を含む領域（表示領域より大きい領域）を囲むように、反射壁を設ければよい。
本実施例に係る光源装置における光源の配置について説明する。
まず、第１光源である緑色ＬＥＤ１０の配置について説明する。
本実施例では、緑色ＬＥＤ１０は、各サブ発光クラスタ１４の中心に配置されている。図１の例では、光源装置１００の発光領域（光が発せられる領域）の形状は正方形である。発光クラスタ１３の発光領域は、光源装置１００の発光領域を３行３列に等分割して得られる正方形の領域である。そして、サブ発光クラスタ１４の発光領域は、発光クラスタ１３の発光領域を２行２列に等分割して得られる正方形（１辺の長さがＣ１の正方形）の領域である。よって、本実施例では、光源装置は、計３６個のサブ発光クラスタ１４を有する。そして、緑色ＬＥＤ１０は、水平方向（行方向）及び垂直方向（列方向）の間隔がＣ１となるように、各サブ発光クラスタ１４に配置されている。上述したように、緑色ＬＥＤ１０は、発光クラスタから光として白色の光を得る際に、複数の光源（緑色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ）の中で最も高い輝度の光を発する光源である。そのような光源（緑色ＬＥＤ）をサブ発光クラスタの中心に配置することにより、全発光クラスタを同じ発光輝度で発光させた場合の輝度ムラを低減することができる。換言すれば、緑色ＬＥＤを等間隔に配置することにより、全発光クラスタを同じ発光輝度で発光させた場合の輝度ムラを低減することができる。
まず、第１光源である緑色ＬＥＤ１０の配置について説明する。
本実施例では、緑色ＬＥＤ１０は、各サブ発光クラスタ１４の中心に配置されている。図１の例では、光源装置１００の発光領域（光が発せられる領域）の形状は正方形である。発光クラスタ１３の発光領域は、光源装置１００の発光領域を３行３列に等分割して得られる正方形の領域である。そして、サブ発光クラスタ１４の発光領域は、発光クラスタ１３の発光領域を２行２列に等分割して得られる正方形（１辺の長さがＣ１の正方形）の領域である。よって、本実施例では、光源装置は、計３６個のサブ発光クラスタ１４を有する。そして、緑色ＬＥＤ１０は、水平方向（行方向）及び垂直方向（列方向）の間隔がＣ１となるように、各サブ発光クラスタ１４に配置されている。上述したように、緑色ＬＥＤ１０は、発光クラスタから光として白色の光を得る際に、複数の光源（緑色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ）の中で最も高い輝度の光を発する光源である。そのような光源（緑色ＬＥＤ）をサブ発光クラスタの中心に配置することにより、全発光クラスタを同じ発光輝度で発光させた場合の輝度ムラを低減することができる。換言すれば、緑色ＬＥＤを等間隔に配置することにより、全発光クラスタを同じ発光輝度で発光させた場合の輝度ムラを低減することができる。
次に、第２光源である赤色ＬＥＤ１１と、第３光源である青色ＬＥＤ１２との配置について説明する。
上述したように、赤色や青色は、緑色に比べて輝度の違いが知覚されやすい。そのため、ローカルディミング制御時に、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ１１の発光輝度の違いや、互いに隣接する発光クラスタ間の青色ＬＥＤ１２の発光輝度の違いは色ム
ラとして知覚されやすい。
そこで、本実施例では、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ１１の間隔が短くなるように、赤色ＬＥＤ１１を配置する。それにより、或る発光クラスタＣＬ１が有する赤色ＬＥＤ１１から発せられた赤色光と、当該発光クラスタＣＬ１に隣接する発光クラスタＣＬ２が有する赤色ＬＥＤ１１から発せられた赤色光との混色性を高めることができる。その結果、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ１１の発光輝度の違いが知覚され難くなり、発光クラスタ間での色ムラを低減することができる。
同様に、本実施例では、互いに隣接する発光クラスタ間の青色ＬＥＤ１２の間隔が短くなるように、青色ＬＥＤ１２を配置する。それにより、或る発光クラスタＣＬ１が有する青色ＬＥＤ１２から発せられた青色光と、当該発光クラスタＣＬ１に隣接する発光クラスタＣＬ２が有する青色ＬＥＤ１２から発せられた青色光との混色性を高めることができる。その結果、互いに隣接する発光クラスタ間の青色ＬＥＤ１２の発光輝度の違いが知覚され難くなり、発光クラスタ間での色ムラを低減することができる。
上述したように、赤色や青色は、緑色に比べて輝度の違いが知覚されやすい。そのため、ローカルディミング制御時に、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ１１の発光輝度の違いや、互いに隣接する発光クラスタ間の青色ＬＥＤ１２の発光輝度の違いは色ム
ラとして知覚されやすい。
そこで、本実施例では、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ１１の間隔が短くなるように、赤色ＬＥＤ１１を配置する。それにより、或る発光クラスタＣＬ１が有する赤色ＬＥＤ１１から発せられた赤色光と、当該発光クラスタＣＬ１に隣接する発光クラスタＣＬ２が有する赤色ＬＥＤ１１から発せられた赤色光との混色性を高めることができる。その結果、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ１１の発光輝度の違いが知覚され難くなり、発光クラスタ間での色ムラを低減することができる。
同様に、本実施例では、互いに隣接する発光クラスタ間の青色ＬＥＤ１２の間隔が短くなるように、青色ＬＥＤ１２を配置する。それにより、或る発光クラスタＣＬ１が有する青色ＬＥＤ１２から発せられた青色光と、当該発光クラスタＣＬ１に隣接する発光クラスタＣＬ２が有する青色ＬＥＤ１２から発せられた青色光との混色性を高めることができる。その結果、互いに隣接する発光クラスタ間の青色ＬＥＤ１２の発光輝度の違いが知覚され難くなり、発光クラスタ間での色ムラを低減することができる。
なお、赤色ＬＥＤ１１と青色ＬＥＤ１２の一方のＬＥＤについてのみ、互いに隣接する発光クラスタ間のＬＥＤの間隔が短くなるように、ＬＥＤが配置されてもよい。互いに隣接する発光クラスタ間のＬＥＤ（輝度の違いが知覚されやすい色の光を発するＬＥＤ）の間隔が短くなるように、当該ＬＥＤを配置すれば、当該ＬＥＤの発光輝度の違いによる色ムラを低減できる。
赤色ＬＥＤ１１と青色ＬＥＤ１２の配置についてより詳細に説明する。
本実施例では、以下の条件式１，２を満たすように、赤色ＬＥＤ１１と青色ＬＥＤ１２が配置される。条件式１，２において、Ａ１は、発光クラスタの中心Ｐ１と、当該発光クラスタが有する緑色ＬＥＤ１０との間の距離である。Ｂ１は、発光クラスタの中心Ｐ１と、当該発光クラスタが有する赤色ＬＥＤ１１との間の距離、及び、発光クラスタの中心Ｐ１と、当該発光クラスタが有する青色ＬＥＤ１２との間の距離である。Ｃ１は、発光クラスタが有する緑色ＬＥＤ１０と、隣接する発光クラスタが有する緑色ＬＥＤ１０との間の距離（緑色ＬＥＤ１０の垂直方向及び水平方向の間隔）である。Ｄ１は、発光クラスタが有する赤色ＬＥＤ１１と、隣接する発光クラスタが有する赤色ＬＥＤ１１との間の距離、及び、発光クラスタが有する青色ＬＥＤ１２と、隣接する発光クラスタが有する青色ＬＥＤ１２との間の距離である。
Ａ１≦Ｂ１ ・・・（条件式１）
Ｄ１＜Ｃ１ ・・・（条件式２）
条件式１は、発光クラスタの中心と、当該発光クラスタが有する赤色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤとの間の距離が、発光クラスタの中心と、当該発光クラスタが有する緑色ＬＥＤとの間の距離以上であるという条件を表す式である。条件式２は、発光クラスタが有する緑色ＬＥＤと、隣接する発光クラスタが有する緑色ＬＥＤとの間の距離が、発光クラスタが有する赤色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤと、隣接する発光クラスタが有する緑色ＬＥＤとの間の距離よりも短いという条件を表す式である。条件式１，２を満たす配置により、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ１１の間隔及び青色ＬＥＤ１２の間隔を、互いに隣接する発光クラスタ間の緑色ＬＥＤ１０の間隔よりも短くすることができ、発光クラスタ間の色ムラを低減することができる。
本実施例では、以下の条件式１，２を満たすように、赤色ＬＥＤ１１と青色ＬＥＤ１２が配置される。条件式１，２において、Ａ１は、発光クラスタの中心Ｐ１と、当該発光クラスタが有する緑色ＬＥＤ１０との間の距離である。Ｂ１は、発光クラスタの中心Ｐ１と、当該発光クラスタが有する赤色ＬＥＤ１１との間の距離、及び、発光クラスタの中心Ｐ１と、当該発光クラスタが有する青色ＬＥＤ１２との間の距離である。Ｃ１は、発光クラスタが有する緑色ＬＥＤ１０と、隣接する発光クラスタが有する緑色ＬＥＤ１０との間の距離（緑色ＬＥＤ１０の垂直方向及び水平方向の間隔）である。Ｄ１は、発光クラスタが有する赤色ＬＥＤ１１と、隣接する発光クラスタが有する赤色ＬＥＤ１１との間の距離、及び、発光クラスタが有する青色ＬＥＤ１２と、隣接する発光クラスタが有する青色ＬＥＤ１２との間の距離である。
Ａ１≦Ｂ１ ・・・（条件式１）
Ｄ１＜Ｃ１ ・・・（条件式２）
条件式１は、発光クラスタの中心と、当該発光クラスタが有する赤色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤとの間の距離が、発光クラスタの中心と、当該発光クラスタが有する緑色ＬＥＤとの間の距離以上であるという条件を表す式である。条件式２は、発光クラスタが有する緑色ＬＥＤと、隣接する発光クラスタが有する緑色ＬＥＤとの間の距離が、発光クラスタが有する赤色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤと、隣接する発光クラスタが有する緑色ＬＥＤとの間の距離よりも短いという条件を表す式である。条件式１，２を満たす配置により、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ１１の間隔及び青色ＬＥＤ１２の間隔を、互いに隣接する発光クラスタ間の緑色ＬＥＤ１０の間隔よりも短くすることができ、発光クラスタ間の色ムラを低減することができる。
図１の例では、２行２列の４つのサブ発光クラスタのうち、１行２列目に配置されているサブ発光クラスタが有する３つのＬＥＤ（緑色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、及び、青色ＬＥＤ）は、水平方向に対する角度が４５度の方向に並べて配置されている。２行１列目に配置されているサブ発光クラスタが有する３つのＬＥＤも、水平方向に対する角度が４５度の方向に並べて配置されている。また、１行１列目に配置されているサブ発光クラスタが有
する３つのＬＥＤ、及び、２行２列目に配置されているサブ発光クラスタが有する３つのＬＥＤは、水平方向に対する角度が１３５度の方向に並べて配置されている。
このような配置により、条件式１，２が満たされる。
する３つのＬＥＤ、及び、２行２列目に配置されているサブ発光クラスタが有する３つのＬＥＤは、水平方向に対する角度が１３５度の方向に並べて配置されている。
このような配置により、条件式１，２が満たされる。
以上述べたように、本実施例によれば、上述した条件式１，２を満たすように各光源が配置される。それにより、各々が複数色の光源を有する複数の発光クラスタを有する光源装置においてローカルディミング制御を行うことにより生じる発光クラスタ間での色ムラを低減することができる。
なお、図１は、Ａ１＜Ｂ１の場合の例であるが、条件式１からもわかるように、Ａ１＝Ｂ１であってもよい。Ａ１＝Ａ２の場合の一例を図４に示す。図４の例においても、条件式１，２が満たされるため、発光クラスタ間の色ムラを低減することができる。
なお、条件式２を満たせば、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ１１の間隔及び青色ＬＥＤ１２の間隔を短くすることができ、発光クラスタ間の色ムラを低減することができる。そのため、条件式２のみを満たすように各光源が配置されてもよい。条件式２のみを満たす場合の一例を図５に示す。また、条件式１を満たすように配置すれば、満たさない場合に比べて、隣接する発光クラスタまでの赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤの距離を短くすることができ、発光クラスタ間の色ムラを低減することができる。そのため、条件式１のみを満たすように各光源が配置されてもよい。
なお、図５からわかるように、緑色ＬＥＤはサブ発光クラスタの中心に配置されていなくてもよい。
なお、図１は、発光クラスタが２行２列の４つのサブ発光クラスタを有する場合の例であるが、発光クラスタはサブ発光クラスタを有していなくてもよい。発光クラスタがサブ発光クラスタを有さない場合の例を図６に示す。図６の例においても、条件式２が満たされるため、発光クラスタ間の色ムラを低減することができる。
なお、発光クラスタの中心と、当該発光クラスタが有する赤色ＬＥＤとの間の距離、及び、発光クラスタの中心と、当該発光クラスタが有する青色ＬＥＤとの間の距離は互いに異なっていてもよい。そして、発光クラスタが有する赤色ＬＥＤと、隣接する発光クラスタが有する赤色ＬＥＤとの間の距離、及び、発光クラスタが有する青色ＬＥＤと、隣接する発光クラスタが有する青色ＬＥＤとの間の距離は、互いに異なっていてもよい。そのような構成であっても、条件式１、条件式２、または、それら両方を満たせば、発光クラスタ間の色ムラを低減することができる。
なお、条件式２を満たせば、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ１１の間隔及び青色ＬＥＤ１２の間隔を短くすることができ、発光クラスタ間の色ムラを低減することができる。そのため、条件式２のみを満たすように各光源が配置されてもよい。条件式２のみを満たす場合の一例を図５に示す。また、条件式１を満たすように配置すれば、満たさない場合に比べて、隣接する発光クラスタまでの赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤの距離を短くすることができ、発光クラスタ間の色ムラを低減することができる。そのため、条件式１のみを満たすように各光源が配置されてもよい。
なお、図５からわかるように、緑色ＬＥＤはサブ発光クラスタの中心に配置されていなくてもよい。
なお、図１は、発光クラスタが２行２列の４つのサブ発光クラスタを有する場合の例であるが、発光クラスタはサブ発光クラスタを有していなくてもよい。発光クラスタがサブ発光クラスタを有さない場合の例を図６に示す。図６の例においても、条件式２が満たされるため、発光クラスタ間の色ムラを低減することができる。
なお、発光クラスタの中心と、当該発光クラスタが有する赤色ＬＥＤとの間の距離、及び、発光クラスタの中心と、当該発光クラスタが有する青色ＬＥＤとの間の距離は互いに異なっていてもよい。そして、発光クラスタが有する赤色ＬＥＤと、隣接する発光クラスタが有する赤色ＬＥＤとの間の距離、及び、発光クラスタが有する青色ＬＥＤと、隣接する発光クラスタが有する青色ＬＥＤとの間の距離は、互いに異なっていてもよい。そのような構成であっても、条件式１、条件式２、または、それら両方を満たせば、発光クラスタ間の色ムラを低減することができる。
＜実施例２＞
以下、本発明の実施例２に係る光源装置について説明する。実施例１では、緑色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、及び、青色ＬＥＤの３種類の光源を用いる構成について説明した。本実施例では、２種類の光源を用いる構成について説明する。具体的には、シアン色の光を発する光源であるシアン色ＬＥＤ（Ｃ光源）と、赤色の光を発する光源である赤色ＬＥＤ（Ｒ光源）とを用いる構成について説明する。赤色は、シアン色に比べて輝度の違いが知覚されやすい。そこで、本実施例では、シアン色が第１の色、赤色が第２の色であり、シアン色ＬＥＤが第１光源、赤色ＬＥＤが第２光源であるものとする。
なお、２種類の光源は、Ｃ光源とＲ光源に限らない。例えば、２種類の光源は、緑色の光を発するＧ光源とマゼンダ色の光を発するＭ光源とであってもよい。その場合、緑色が第１の色、マゼンダ色が第２の色となり、Ｇ光源が第１光源、Ｍ光源が第２光源となる。
以下、本発明の実施例２に係る光源装置について説明する。実施例１では、緑色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、及び、青色ＬＥＤの３種類の光源を用いる構成について説明した。本実施例では、２種類の光源を用いる構成について説明する。具体的には、シアン色の光を発する光源であるシアン色ＬＥＤ（Ｃ光源）と、赤色の光を発する光源である赤色ＬＥＤ（Ｒ光源）とを用いる構成について説明する。赤色は、シアン色に比べて輝度の違いが知覚されやすい。そこで、本実施例では、シアン色が第１の色、赤色が第２の色であり、シアン色ＬＥＤが第１光源、赤色ＬＥＤが第２光源であるものとする。
なお、２種類の光源は、Ｃ光源とＲ光源に限らない。例えば、２種類の光源は、緑色の光を発するＧ光源とマゼンダ色の光を発するＭ光源とであってもよい。その場合、緑色が第１の色、マゼンダ色が第２の色となり、Ｇ光源が第１光源、Ｍ光源が第２光源となる。
図２は、本実施例に係る光源装置２００の構成の一例を示す。
光源装置２００は、実施例１（図１）と同様に、マトリクス状に配置された複数の発光クラスタ２２を有する。図２の例では、光源装置２００は、３行３列の９個の発光クラスタ２２を有する。ローカルディミング制御を行う場合は、発光クラスタ２２毎に発する光の輝度が制御される。
発光クラスタ２２は、実施例１（図１）と同様に、２行２列の４つのサブ発光クラスタ２３を有する。サブ発光クラスタ２３は、シアン色ＬＥＤ２０と赤色ＬＥＤ２１を有する。シアン色ＬＥＤ２０は、シアン色の光、具体的には主波長範囲が４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの光を緑色の蛍光体で励起した光を発する光源である。シアン色ＬＥＤ２０から発せられる光は、例えば、図３に示すような分光特性を有する。即ち、シアン色ＬＥＤ２０から発せられる光の分光特性は、例えば、ピークを２つ有する。図３の横軸は波長を示し、縦軸は発光強度を示す。赤色ＬＥＤ２１は、赤色の光、具体的には主波長範囲が６１１ｎｍ以上の光を発する光源である。
光源装置２００は、実施例１（図１）と同様に、マトリクス状に配置された複数の発光クラスタ２２を有する。図２の例では、光源装置２００は、３行３列の９個の発光クラスタ２２を有する。ローカルディミング制御を行う場合は、発光クラスタ２２毎に発する光の輝度が制御される。
発光クラスタ２２は、実施例１（図１）と同様に、２行２列の４つのサブ発光クラスタ２３を有する。サブ発光クラスタ２３は、シアン色ＬＥＤ２０と赤色ＬＥＤ２１を有する。シアン色ＬＥＤ２０は、シアン色の光、具体的には主波長範囲が４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの光を緑色の蛍光体で励起した光を発する光源である。シアン色ＬＥＤ２０から発せられる光は、例えば、図３に示すような分光特性を有する。即ち、シアン色ＬＥＤ２０から発せられる光の分光特性は、例えば、ピークを２つ有する。図３の横軸は波長を示し、縦軸は発光強度を示す。赤色ＬＥＤ２１は、赤色の光、具体的には主波長範囲が６１１ｎｍ以上の光を発する光源である。
本実施例に係る光源装置における光源の配置について説明する。
まず、第１光源であるシアン色ＬＥＤ２０の配置について説明する。
本実施例では、シアン色ＬＥＤ２０は、各サブ発光クラスタ２３の中心に配置されている。図２の例では、光源装置２００の発光領域の形状は正方形である。発光クラスタ２２の発光領域は、光源装置２００の発光領域を３行３列に等分割して得られる正方形の領域である。そして、サブ発光クラスタ２３の発光領域は、発光クラスタ２２の発光領域を２行２列に等分割して得られる正方形（１辺の長さがＣ２の正方形）の領域である。よって、本実施例では、光源装置は、計３６個のサブ発光クラスタ２３を有する。そして、シアン色ＬＥＤ２０は、水平方向（行方向）及び垂直方向（列方向）の間隔がＣ２となるように、各サブ発光クラスタ２３に配置されている。シアン色ＬＥＤ２０は、発光クラスタから光として白色の光を得る際に、赤色ＬＥＤ２１よりも高い輝度の光を発する光源である。そのような光源（シアン色ＬＥＤ）をサブ発光クラスタの中心に配置することにより、全発光クラスタを同じ発光輝度で発光させた場合の輝度ムラを低減することができる。換言すれば、シアン色ＬＥＤを等間隔に配置することにより、全発光クラスタを同じ発光輝度で発光させた場合の輝度ムラを低減することができる。
まず、第１光源であるシアン色ＬＥＤ２０の配置について説明する。
本実施例では、シアン色ＬＥＤ２０は、各サブ発光クラスタ２３の中心に配置されている。図２の例では、光源装置２００の発光領域の形状は正方形である。発光クラスタ２２の発光領域は、光源装置２００の発光領域を３行３列に等分割して得られる正方形の領域である。そして、サブ発光クラスタ２３の発光領域は、発光クラスタ２２の発光領域を２行２列に等分割して得られる正方形（１辺の長さがＣ２の正方形）の領域である。よって、本実施例では、光源装置は、計３６個のサブ発光クラスタ２３を有する。そして、シアン色ＬＥＤ２０は、水平方向（行方向）及び垂直方向（列方向）の間隔がＣ２となるように、各サブ発光クラスタ２３に配置されている。シアン色ＬＥＤ２０は、発光クラスタから光として白色の光を得る際に、赤色ＬＥＤ２１よりも高い輝度の光を発する光源である。そのような光源（シアン色ＬＥＤ）をサブ発光クラスタの中心に配置することにより、全発光クラスタを同じ発光輝度で発光させた場合の輝度ムラを低減することができる。換言すれば、シアン色ＬＥＤを等間隔に配置することにより、全発光クラスタを同じ発光輝度で発光させた場合の輝度ムラを低減することができる。
次に、第２光源である赤色ＬＥＤ２１の配置について説明する。
上述したように、赤色は、シアン色に比べて輝度の違いが知覚されやすい。そのため、ローカルディミング制御時に、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ２１の発光輝度の違いは色ムラとして知覚されやすい。
そこで、本実施例では、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ２１の間隔が短くなるように、赤色ＬＥＤ２１を配置する。それにより、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ２１の発光輝度の違いが知覚され難くなり、発光クラスタ間での色ムラを低減することができる。
上述したように、赤色は、シアン色に比べて輝度の違いが知覚されやすい。そのため、ローカルディミング制御時に、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ２１の発光輝度の違いは色ムラとして知覚されやすい。
そこで、本実施例では、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ２１の間隔が短くなるように、赤色ＬＥＤ２１を配置する。それにより、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ２１の発光輝度の違いが知覚され難くなり、発光クラスタ間での色ムラを低減することができる。
赤色ＬＥＤ２１の配置についてより詳細に説明する。
本実施例では、以下の条件式３，４を満たすように、赤色ＬＥＤ２１が配置される。条件式３，４において、Ａ２は、発光クラスタの中心Ｐ２と、当該発光クラスタが有するシアン色ＬＥＤ２０との間の距離である。Ｂ２は、発光クラスタの中心Ｐ２と、当該発光クラスタが有する赤色ＬＥＤ２１との間の距離である。Ｃ２は、発光クラスタが有するシアン色ＬＥＤ２０と、隣接する発光クラスタが有するシアン色ＬＥＤ２０との間の距離（シアン色ＬＥＤ２０の垂直方向及び水平方向の間隔）である。Ｄ２は、発光クラスタが有する赤色ＬＥＤ２１と、隣接する発光クラスタが有する赤色ＬＥＤ２１との間の距離である。
Ａ２≦Ｂ２ ・・・（条件式３）
Ｄ２＜Ｃ２ ・・・（条件式４）
即ち、本実施例では、距離Ｂ２が距離Ａ２以上となり、距離Ｄ２が距離Ｃ２よりも短くなるように、各光源が配置される。そのような配置により、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ２１の間隔を、互いに隣接する発光クラスタ間のシアン色ＬＥＤ２０の間
隔よりも短くすることができ、発光クラスタ間の色ムラを低減することができる。
本実施例では、以下の条件式３，４を満たすように、赤色ＬＥＤ２１が配置される。条件式３，４において、Ａ２は、発光クラスタの中心Ｐ２と、当該発光クラスタが有するシアン色ＬＥＤ２０との間の距離である。Ｂ２は、発光クラスタの中心Ｐ２と、当該発光クラスタが有する赤色ＬＥＤ２１との間の距離である。Ｃ２は、発光クラスタが有するシアン色ＬＥＤ２０と、隣接する発光クラスタが有するシアン色ＬＥＤ２０との間の距離（シアン色ＬＥＤ２０の垂直方向及び水平方向の間隔）である。Ｄ２は、発光クラスタが有する赤色ＬＥＤ２１と、隣接する発光クラスタが有する赤色ＬＥＤ２１との間の距離である。
Ａ２≦Ｂ２ ・・・（条件式３）
Ｄ２＜Ｃ２ ・・・（条件式４）
即ち、本実施例では、距離Ｂ２が距離Ａ２以上となり、距離Ｄ２が距離Ｃ２よりも短くなるように、各光源が配置される。そのような配置により、互いに隣接する発光クラスタ間の赤色ＬＥＤ２１の間隔を、互いに隣接する発光クラスタ間のシアン色ＬＥＤ２０の間
隔よりも短くすることができ、発光クラスタ間の色ムラを低減することができる。
図２の例では、２行２列の４つのサブ発光クラスタのうち、１行２列目に配置されているサブ発光クラスタが有する２つのＬＥＤ（シアン色ＬＥＤと赤色ＬＥＤ）は、水平方向に対する角度が４５度の方向に並べて配置されている。２行１列目に配置されているサブ発光クラスタが有する２つのＬＥＤも、水平方向に対する角度が４５度の方向に並べて配置されている。また、１行１列目に配置されているサブ発光クラスタが有する２つのＬＥＤ、及び、２行２列目に配置されているサブ発光クラスタが有する２つのＬＥＤは、水平方向に対する角度が１３５度の方向に並べて配置されている。
このような配置により、条件式３，４が満たされる。
このような配置により、条件式３，４が満たされる。
以上述べたように、本実施例によれば、上述した条件３，４を満たすように各光源が配置される。それにより、各々が複数色の光源を有する複数の発光クラスタを有する光源装置においてローカルディミング制御を行うことにより生じる発光クラスタ間での色ムラを低減することができる。
なお、実施例１（図４〜６）と同様に、本実施例に係る光源装置の構成も、種々の変更が可能である。
なお、実施例１（図４〜６）と同様に、本実施例に係る光源装置の構成も、種々の変更が可能である。
１００，２００：光源装置 １３，２２：発光クラスタ １４，２３：サブ発光クラスタ １０：緑色ＬＥＤ １１,２１：赤色ＬＥＤ １２：青色ＬＥＤ ２０：シアン色Ｌ
ＥＤ
ＥＤ
Claims (7)
- 発光クラスタ毎に発する光の輝度を制御可能な光源装置であって、
マトリクス状に配置された複数の発光クラスタを有し、
前記発光クラスタは、２行２列の４つのサブ発光クラスタを有し、
前記サブ発光クラスタは、第１の色の光を発する第１光源と、前記第１の色よりも輝度の違いが知覚されやすい第２の色の光を発する第２光源とを含む複数の光源を有し、
前記発光クラスタの中心と、当該発光クラスタが有する第２光源との間の距離は、前記発光クラスタの中心と、当該発光クラスタが有する第１光源との間の距離以上である
ことを特徴とする光源装置。 - 発光クラスタ毎に発する光の輝度を制御可能な光源装置であって、
マトリクス状に配置された複数の発光クラスタを有し、
前記発光クラスタは、第１の色の光を発する第１光源と、前記第１の色よりも輝度の違いが知覚されやすい第２の色の光を発する第２光源とを含む複数の光源を有し、
前記発光クラスタが有する第２光源と、隣接する発光クラスタが有する第２光源との間の距離は、前記発光クラスタが有する第１光源と、隣接する発光クラスタが有する第１光源との間の距離よりも短い
ことを特徴とする光源装置。 - 前記発光クラスタが有する第２光源と、隣接する発光クラスタが有する第２光源との間の距離は、前記発光クラスタが有する第１光源と、隣接する発光クラスタが有する第１光源との間の距離よりも短い
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。 - 前記発光クラスタは、２行２列の４つのサブ発光クラスタを有し、
前記サブ発光クラスタは、前記複数の光源を有し、
前記複数の光源のそれぞれの発光輝度は、前記発光クラスタから所定の色の光が発せられるように制御されるものであり、
前記第１光源は、前記複数の光源の中で最も高い輝度の光を発する光源であり、
前記第１光源は、前記サブ発光クラスタの中心に配置されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源装置。 - 前記複数の光源は、赤色の光を発するＲ光源、緑色の光を発するＧ光源、及び、青色の光を発するＢ光源であり、
前記第１光源はＧ光源であり、
前記第２光源はＲ光源またはＢ光源である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光源装置。 - 前記複数の光源は、シアン色の光を発するＣ光源、及び、赤色の光を発するＲ光源であり、
前記第１光源はＣ光源であり、
前記第２光源はＲ光源である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光源装置。 - 前記発光クラスタは、２行２列の４つのサブ発光クラスタを有し、
前記サブ発光クラスタは、前記複数の光源を有し、
前記４つのサブ発光クラスタのうち、１行２列目に配置されているサブ発光クラスタが有する第１光源と第２光源、及び、２行１列目に配置されているサブ発光クラスタが有する第１光源と第２光源は、水平方向に対する角度が４５度の方向に並べて配置されており
、
前記４つのサブ発光クラスタのうち、１行１列目に配置されているサブ発光クラスタが有する第１光源と第２光源、及び、２行２列目に配置されているサブ発光クラスタが有する第１光源と第２光源は、水平方向に対する角度が１３５度の方向に並べて配置されている
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光源装置。
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| JP2013101238A JP2014222575A (ja) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | 光源装置 |
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Family Applications (1)
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