JP5198574B2

JP5198574B2 - 照明装置およびそれを備えた液晶表示装置

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Publication number: JP5198574B2
Application number: JP2010532839A
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Inventors: 弘之鍋澤; 暎冨吉
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Description

本発明は、照明装置およびそれを備えた液晶表示装置に関する。

従来、赤色光を発光する赤色発光ダイオード（赤色ＬＥＤ）、緑色光を発光する緑色発光ダイオード（緑色ＬＥＤ）および青色光を発光する青色発光ダイオード（青色ＬＥＤ）を光源とする照明装置が知られており、液晶表示装置の液晶表示パネルを照明するバックライトユニットとして利用されている。このような従来の照明装置では、３種類のＬＥＤ光（赤色光、緑色光および青色光）を混色して白色光を生成し、その白色光を照明光としている（たとえば、特許文献１参照）。

ところで、上記のような従来の照明装置において、照明光としての白色光の色合いを良好なものにするためには、３種類のＬＥＤ光の光度比を適切な値にする必要がある。このため、従来では、３種類のＬＥＤ光の光度比が適切な値になるように、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤの各々へ供給する動作電流値が設定されている。

しかしながら、図７に示すように、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤの各々の劣化速度には差異があるので、劣化率の差は使用時間が長くなるにつれて徐々に大きくなっていく。すなわち、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤのいずれかの劣化率が他の劣化率に比べて非常に大きくなってしまう場合がある。なお、図７中の「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は、それぞれ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤの各々の光度を表しており、各ＬＥＤの光度は、使用初期の状態を１００％としている。

そして、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤの各々の劣化率の差が大きくなった場合において、各ＬＥＤに対して使用初期と同じ条件で電流を供給し続けると、３種類のＬＥＤ光の光度比が初期の適切な値から大幅にずれてしまい、照明光の色合いが悪くなるという不都合が発生する。このため、従来の照明装置では、そのような不都合を解消するために、照明光の色合いを補正する色合い補正動作を行うことが可能なように構成されている。

上記した従来の照明装置の構成において、色合い補正動作を行う場合、例えば、使用初期の状態において、各ＬＥＤから発光される光の初期光度を測定しておく。そして、色合い補正動作を行う際に、各ＬＥＤから発光される光の光度を測定することで各ＬＥＤの劣化率を求める。そして、各ＬＥＤの劣化率から補正値の算出を行った後、その補正値に基づいて各ＬＥＤへ供給する動作電流値を補正することにより、３種類のＬＥＤ光の光度比を初期の状態に戻す。これにより、３種類のＬＥＤ光を混色することにより得られる照明光の色合いが初期の状態に補正される。

特開２００４−９３７６１号公報

しかしながら、上記した従来の一例による色合い補正動作を行う場合、発光素子１つ１つに対して光度を測定するので、発光素子の数が多くなると、色合い補正動作を行う時間（照明光の色合いを補正するための時間）が長くなるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、照明光の色合いを補正するための時間を短縮することが可能な照明装置およびそれを備えた液晶表示装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による照明装置は、赤色光、緑色光および青色光を混色して照明光を生成し、その照明光を用いて被照明体を照明する照明装置であって、赤色光を発光する赤色発光ダイオード、緑色光を発光する緑色発光ダイオードおよび青色光を発光する青色発光ダイオードをそれぞれ含む複数の発光素子と、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの各々から発光される光を受光し、その受光した光の光度に応じた値を出力する出力部と、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの各々の劣化率を出力部の出力値から求め、劣化率に基づいて、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの各々へ供給する動作電流値を調整して照明光の色合いを補正する色合い補正動作を行う制御部とを備えている。そして、制御部は、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの各々について、色合い補正動作を行う前の初期動作時における出力値が所定値以上であるか否かの判断を行うとともに、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの全ての出力値が所定値未満であると判断された発光素子については、色合い補正動作を行うとともに、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの少なくとも１つの出力値が所定値以上であると判断された発光素子については、色合い補正動作を行わないように構成されている。

この第１の局面による照明装置では、上記のように、制御部を、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの各々について、初期動作時における出力値が所定値以上であるか否かの判断を行うように構成している。発光ダイオード（発光素子）は、供給される電流に対する出力値が大きくなる（発光効率が高くなる）にしたがって、使用時に供給される電流値（動作電流値）が小さくなり、使用時の発熱が小さくなる。このため、出力値が大きい発光素子は、出力値が小さい発光素子に比べて、長時間使用しても劣化しにくい。すなわち、出力値が大きい発光素子は、照明光の色合いが悪くなりにくく、色合い補正動作を行う必要性が少ない。したがって、上記のように、制御部を、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの少なくとも１つの出力値が所定値以上であると判断された発光素子については色合い補正動作を行わないように構成したとしても、照明光の色合いが悪くなるのを抑制することができる。また、色合い補正動作を行わない分だけ、色合い補正動作を行う時間を短縮することができる。

上記第１の局面による照明装置において、好ましくは、出力部は、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの各々から発光される光の光度に基づく値をアナログ値からデジタル値に変換するとともに、デジタル値を制御部に出力するＡＤ変換部を含み、制御部は、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの各々について、初期動作時におけるデジタル値がオーバーフローしているか否かの判断を行うとともに、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの全てのデジタル値がオーバーフローしていないと判断された発光素子については、色合い補正動作を行うとともに、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの少なくとも１つのデジタル値がオーバーフローしていると判断された発光素子については、色合い補正動作を行わないように構成されている。このように構成すれば、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの少なくとも１つのデジタル値（出力値）がオーバーフローしていると判断された発光素子については色合い補正動作を行わないので、オーバーフローしないようにして再度、初期動作時におけるデジタル値（出力値）を求める必要がない。これにより、オーバーフローしないようにして再度、初期動作時における出力値を求める場合に比べて、照明光の色合いを補正するための時間（初期動作を行う時間）を短縮することができる。

なお、オーバーフローしないように再度、初期動作時における出力値を求める場合、各発光ダイオードに供給する電流値を小さくする必要がある。このため、各発光ダイオードに供給する電流値を小さくするための新たな部品が必要である。上記照明装置では、上記のように、オーバーフローしないようにして再度、初期動作時における出力値を求める必要がないので、再度、初期動作時における出力値を求める場合に比べて、部品点数が増加するのを抑制することができるとともに、照明装置が大型化するのを抑制することができる。

また、デジタル値（出力値）がオーバーフローしている発光素子は、使用時に供給される動作電流値がより小さくなり、使用時の発熱がより小さくなる。このため、デジタル値（出力値）がオーバーフローしている発光素子は、デジタル値（出力値）がオーバーフローしていない発光素子に比べて、より劣化しにくい。したがって、上記のように、デジタル値（出力値）がオーバーフローしていると判断された発光素子について色合い補正動作を行わなくても、照明光の色合いが悪くなるのを十分に抑制することができる。

上記第１の局面による照明装置において、好ましくは、色合い補正動作時に赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの各々へ供給する電流値は、初期動作時に赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの各々へ供給する電流値と同じである。このように構成すれば、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの劣化率を、容易に、求めることができる。

上記第１の局面による照明装置において、好ましくは、出力部は、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの各々から発光される光を受光する受光素子を含む。このように構成すれば、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの各々から発光される光を、容易に、受光することができる。

上記第１の局面による照明装置において、出力部を、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの各々から発光される光の光度に基づく値を増幅する増幅回路部を含むように構成してもよい。

上記第１の局面による照明装置において、出力部を、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの各々から発光される光の光度に基づく値を電流値から電圧値に変換するＩＶ変換部を含むように構成してもよい。

この発明の第２の局面による液晶表示装置は、上記の構成の照明装置と、照明装置により照明される液晶表示パネルとを備えている。このように構成すれば、照明光の色合いを補正するための時間を短縮することが可能な液晶表示装置を得ることができる。

以上のように、本発明によれば、照明光の色合いを補正するための時間を短縮することが可能な照明装置およびそれを備えた液晶表示装置を容易に得ることができる。

本発明の一実施形態による照明装置の分解斜視図である。図１に示した一実施形態による照明装置の光出射部の拡大平面図である。図２の１００−１００線に沿った断面図である。図１に示した一実施形態による照明装置の制御系のブロック図である。本発明の一実施形態による照明装置の初期設定動作を説明するためのフローチャートである。本発明の一実施形態による照明装置の色合い補正動作を説明するためのフローチャートである。ＬＥＤの劣化率を説明するためのグラフである。

以下に、図１〜図４を参照して、本実施形態による照明装置１０の全体構成について説明する。

本実施形態の照明装置１０は、図１に示すように、液晶表示装置の液晶表示パネル（被照明体）２０を照明するバックライトユニットとして用いられるものであって、照明光としての白色光を面状に出射するように構成されている。なお、本実施形態の照明装置１０をバックライトユニットとして用いる場合には、それを液晶表示パネル２０の表示面側とは反対の裏面側に配置する。

また、本実施形態の照明装置１０は、タンデム方式を採用したものであり、基板１上にマトリクス状に配列された複数の光出射部（発光素子３および導光板４からなる部分）２を備えている。そして、その複数の光出射部２の各々において照明光となる白色光を生成し、生成した白色光を液晶表示パネル２０側に向かう方向に出射するようになっている。

この複数の光出射部２の各々は、図２に示すように、発光素子３および導光板４からなっている。光出射部２の構成部材である発光素子３は、１つの光出射部２に対して２つずつ設けられており、赤色光を発光する赤色ＬＥＤ（赤色発光ダイオード）３ａ、緑色光を発光する緑色ＬＥＤ（緑色発光ダイオード）３ｂおよび青色光を発光する青色ＬＥＤ（青色発光ダイオード）３ｃを含んでいるとともに、それらが１つのパッケージに装着された構造を有している。そして、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの各々から発光される３種類のＬＥＤ光（赤色光、緑色光および青色光）を混色することによって白色光を得ている。具体的には、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの各々に供給する動作電流値を個別に調整し、３種類のＬＥＤ光の光度比を適切な値にすることによって、３種類のＬＥＤ光が混色した時に良好な白色光となるようにしている。なお、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃは、後述する初期設定動作（初期動作）や色合い補正動作の際に互いに独立して発光させることが可能となっている。

光出射部２の構成部材である導光板４は、図２および図３に示すように、発光素子３から発光された光を液晶表示パネル２０（図１参照）側に向かう方向に導光するためのものであり、１つの光出射部２に対して１つずつ設けられている。すなわち、２つの発光素子３から発光された光が１つの導光板４によって導光されることになる。

また、導光板４は、発光素子３の発光面が対向配置される光入射面４ａと、その光入射面４ａに対して垂直な面（液晶表示パネル２０側に向く面）からなる光出射面４ｂと、光出射面４ａとは反対側の面である裏面４ｃ（図３参照）とを少なくとも有している。また、導光板４は、光入射面４ａから離れるにしたがって板厚が徐々に小さくなるように裏面４ｃが傾斜した楔状に形成されている。さらに、導光板４の所定部分には、図２に示すように、導光板４を板厚方向に貫通する貫通孔４ｄが形成されている。

また、複数の光出射部２の各々には、導光板４の貫通孔４ｄに挿入されたフォトダイオード（受光素子）５が１つずつ配置されている。このフォトダイオード５は、２つの発光素子３からの距離が略同じになる位置に配置されている。また、フォトダイオード５は、導光板４の内部を導光する３種類のＬＥＤ光を受光し、その受光した光の光度に基づいた電流値（電流信号）を出力するためのものである。なお、フォトダイオード５から出力される電流値（電流信号）は、後述する初期設定動作や色合い補正動作の際に使用される。

また、図１に示すように、複数の光出射部２の上方（液晶表示パネル２０側）には、光出射部２からの光が入射される光学シート６が設けられている。そして、この光学シート６によって、光出射部２からの光の拡散や集光が行われる。

ところで、照明光としての白色光を生成するための赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの各々の劣化速度には差異があり、劣化率の差は使用時間が長くなるにつれて徐々に大きくなっていく。そして、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃのいずれかの劣化率が他の劣化率に比べて大きくなると、３種類のＬＥＤ光の光度比が初期の適切な値からずれてしまい、照明光が良好な白色光にならなくなってしまう。したがって、本実施形態の照明装置１０では、照明光の色合いが悪くなった時に、その照明光の色合いを初期の状態に戻すことが可能な制御系（図４参照）が設けられている。

本実施形態の照明装置１０に設けられる制御系では、図４に示すように、メインコントローラ１１にＬＥＤドライバ１２が接続されており、ＬＥＤドライバ１２から発光素子（ＬＥＤ）３に供給する電流値がメインコントローラ１１によって制御される。このメインコントローラ１１は、本発明の「制御部」の一例である。

また、制御系には、フォトダイオード（ＰＤ）５から出力される電流値（電流信号）を増幅する機能と、増幅された電流値（電流信号）を電圧値（電圧信号）に変換する機能とを有する増幅・ＩＶ変換回路部１３や、増幅・ＩＶ変換回路部１３からの電圧値（電圧信号）をアナログ値からデジタル値に変換する機能を有するＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）１４なども設けられている。なお、増幅・ＩＶ変換回路部１３は、本発明の「増幅回路部」および「ＩＶ変換部」の一例であり、Ａ／Ｄコンバータ１４は、本発明の「ＡＤ変換部」の一例である。

そして、増幅・ＩＶ変換回路部１３およびＡ／Ｄコンバータ１４を介して、フォトダイオード（ＰＤ）５がメインコントローラ１１に接続されている。すなわち、メインコントローラ１１には、フォトダイオード５から出力される電流値に応じた電圧値（出力値）が増幅・ＩＶ変換回路部１３およびＡ／Ｄコンバータ１４を介して入力されることになる。このように、本実施形態では、フォトダイオード（ＰＤ）５、増幅・ＩＶ変換回路部１３およびＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）１４によって、発光素子３から発光される光を受光し、受光した光の光度に応じた値（出力値）を出力する出力部１５が構成されている。

また、メインコントローラ１１にはメモリ（ＲＯＭ）１６が接続されている。このメモリ（ＲＯＭ）１６には、照明光が良好な白色である状態におけるＬＥＤ光の光度に応じた値（出力値）の初期値や、発光素子３に供給する動作電流値の初期値などが格納されている。

ここで、本実施形態の照明装置１０では、照明光の色合いを補正するために、初期設定動作と色合い補正動作とが行われる。この初期設定動作は、例えば、照明装置１０の製造時に行われ、色合い補正動作は、例えば、長時間使用して照明光の色合いが悪くなった場合に行われる。また、初期設定動作および色合い補正動作は、メインコントローラ１１により制御される。

具体的には、メインコントローラ１１は、初期設定動作時に、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃに１つずつ順番に所定の大きさの電流を供給するように構成されている。

また、本実施形態では、メインコントローラ１１は、各ＬＥＤから発光される光の光度に応じた値（出力値）の初期値がオーバーフローしているか否かの判断を行うとともに、出力値の初期値をメモリ１６に格納するように構成されている。

また、メインコントローラ１１は、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの全ての出力値がオーバーフローしていないと判断された発光素子３については、色合い補正動作を行うように構成されている。その一方、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの少なくとも１つの初期値がオーバーフローしていると判断された発光素子３については、色合い補正動作を行わないように構成されている。

また、メインコントローラ１１は、通常モードから補正モードに切り替えられ色合い補正動作になった時に、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの各々の劣化率を出力部１５の出力値から求めるように構成されている。また、メインコントローラ１１は、その劣化率に基づいて、各ＬＥＤへ供給する動作電流値を調整するように構成されている。なお、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの各々の劣化率は、メモリ１６に格納された初期値と比較することによって求められる。このような制御を行うことによって、３種類のＬＥＤ光の光度比を初期の状態に戻すことが可能となり、照明光の色合いを良好なものにすることができる。

以下に、図５および図６を参照して、本実施形態の照明装置１０の照明光の色合いを補正する方法について説明する。

まず、初期設定動作では、図５に示すように、ステップＳ１において、全ての発光素子３について、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの各々の光度の初期値（初期光度）が求められる。

具体的には、メインコントローラ１１により、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃに１つずつ順番に所定の大きさ（例えば、４０ｍＡ）の電流が供給される。これにより、各ＬＥＤは、１つずつ順番に発光する。この際、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの各々から発光された光がフォトダイオード５で受光され、その受光された光の光度に基づく電流値（電流信号）がフォトダイオード５から出力される。

そして、フォトダイオード５から出力された電流値（電流信号）が、増幅・ＩＶ変換回路部１３により、増幅されるとともに、電圧値（電圧信号）に変換される。

その後、電圧値（電圧信号）が、Ａ／Ｄコンバータ１４により、アナログ値からデジタル値に変換され、例えば、０〜２５５（８ｂｉｔ）の値に変換される。

なお、ＬＥＤの発光効率（発光特性）は、ＬＥＤ間でばらつきが大きいので、各ＬＥＤから発光される光の光度の初期値が予定していた光度よりも大きくなる場合がある。この場合、光度に応じて変換されたデジタル値（出力値）はオーバーフローし、「２５５」に変換される。このようにデジタル値（出力値）がオーバーフローした場合、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの光度の初期値が求められなくなり、後に行われる色合い補正動作において、光度比を適切な値に補正できなくなる。

次に、ステップＳ２において、メインコントローラ１１により、デジタル値（出力部１５からの出力値）がオーバーフローしているか否かが判断される。

具体的には、メインコントローラ１１により、全ての発光素子３について、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃのデジタル値（出力値）がオーバーフローしているか否か（「２５５（または２５５以上）」であるか否か）が判断される。

赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃのデジタル値（出力値）の少なくとも１つがオーバーフローしている（「２５５（または２５５以上）」である）と判断された発光素子３は、ステップＳ３において、後に行われる色合い補正動作において動作電流値を補正しないように設定される。

その一方、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃのデジタル値（出力値）の全てがオーバーフローしていない（「０〜２５４（２５５未満）である」）と判断された発光素子３は、各ＬＥＤのデジタル値（出力値）の初期値がメモリ１６に格納される。

次に、色合い補正動作では、図６に示すように、ステップＳ１１において、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの各々の光度が求められる。

具体的には、メインコントローラ１１により、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃに１つずつ順番に、初期設定動作を行った際と同じ大きさ（例えば、４０ｍＡ）の電流が供給される。これにより、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの各々から発光された光がフォトダイオード５で受光され、その受光された光の光度に基づく電流値（電流信号）がフォトダイオード５から出力される。

その後、電圧値（電圧信号）が、Ａ／Ｄコンバータ１４により、アナログ値からデジタル値に変換される。

そして、メインコントローラ１１により、このとき求められたデジタル値（出力値）と、初期設定動作時にメモリ１６に格納されたデジタル値（出力値）の初期値とが比較され、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの各々の劣化率が求められる。

この後、ステップＳ１２において、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの各々の劣化率に基づいて、各ＬＥＤへ供給する動作電流値が調整される。この動作電流値の調整はメインコントローラ１１で制御され、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの各々への電流の供給はＬＥＤドライバ１２によってなされる。

動作電流値を調整する際には、まず、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃのうち最も劣化率の大きいＬＥＤが特定される。そして、劣化率の最も大きいＬＥＤへ供給する動作電流値が固定され、他のＬＥＤへ供給する動作電流値が下がるような制御が行われる。すなわち、劣化率の最も大きいＬＥＤの光度を固定した状態で、他のＬＥＤの光度を変化させる。このようにして、３種類のＬＥＤ光の光度比を初期の状態に戻す。その結果、３種類のＬＥＤ光を混色することにより得られる照明光の色合いが初期の状態に補正される。

本実施形態では、上記のように、メインコントローラ１１を、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの各々について、初期設定動作時における出力値がオーバーフローしているか否かの判断を行うように構成している。発光素子３は、供給される電流に対する出力値が大きくなる（発光効率が高くなる）にしたがって、使用時に供給される動作電流値が小さくなり、使用時の発熱が小さくなる。このため、出力値がオーバーフローしている発光素子３は、出力値がオーバーフローしていない発光素子３に比べて、長時間使用しても劣化しにくい。すなわち、出力値が大きい発光素子３は、照明光の色合いが悪くなりにくく、色合い補正動作を行う必要性が少ない。したがって、上記のように、メインコントローラ１１を、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの少なくとも１つの出力値がオーバーフローしていると判断された発光素子３については色合い補正動作を行わないように構成したとしても、照明光の色合いが悪くなるのを抑制することができる。また、色合い補正動作を行わない分だけ、色合い補正動作を行う時間を短縮することができる。

また、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの少なくとも１つの出力値がオーバーフローしていると判断された発光素子３については色合い補正動作を行わないので、オーバーフローしないようにして再度、初期設定動作時における出力値を求める必要がない。これにより、オーバーフローしないようにして再度、初期設定動作時における出力値を求める場合に比べて、照明光の色合いを補正するための時間（初期設定動作を行う時間）を短縮することができる。

なお、オーバーフローしないように再度、初期設定動作時における出力値を求める場合、各ＬＥＤに供給する電流値を小さくする必要がある。このため、各ＬＥＤに供給する電流値を小さくするための新たな部品が必要である。本実施形態の照明装置１０では、上記のように、オーバーフローしないようにして再度、初期設定動作時における出力値を求める必要がないので、再度、初期設定動作時における出力値を求める場合に比べて、部品点数が増加するのを抑制することができるとともに、照明装置１０が大型化するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、色合い補正動作時に赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの各々へ供給する電流値を、初期設定動作時に赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの各々へ供給する電流値（例えば４０ｍＡ）と同じにすることによって、赤色ＬＥＤ３ａ、緑色ＬＥＤ３ｂおよび青色ＬＥＤ３ｃの劣化率を、容易に、求めることができる。

今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、タンデム方式の照明装置に本発明を適用する例について説明したが、本発明はこれに限らず、タンデム方式以外の方式の照明装置に本発明を適用してもよい。

また、上記実施形態では、照明装置を、液晶表示装置に用いた例について説明したが、本発明はこれに限らず、照明装置を、液晶表示装置以外の装置に用いてもよい。

また、上記実施形態では、発光素子の出力値がオーバーフローしているか否か（「２５５（または２５５以上）」であるか否か）を判断し、出力値がオーバーフローしている発光素子については色合い補正動作を行わないように構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、発光素子の出力値が所定値（例えば「２００」）以上であるか否かを判断し、出力値が所定値以上である発光素子については色合い補正動作を行わないようにしてもよい。出力値が、例えば「２００」以上である発光素子は長時間使用しても劣化しにくいので、このような発光素子については色合い補正動作を行わないように構成すれば、照明光の色合いが悪くなるのを抑制しながら、色合い補正動作を行う時間をさらに短縮することができる。

また、上記実施形態では、発光素子の出力値がオーバーフローしているか否かの判断を、初期設定動作時に行った例について示したが、本発明はこれに限らず、初期設定動作時に、光度の初期値を求めておき、発光素子の出力値がオーバーフローしているか否かの判断を、色合い補正動作時に行ってもよい。

また、上記実施形態では、色合い補正動作時において、劣化率が最も大きいＬＥＤの光度を固定した状態で、他のＬＥＤの光度を変化させた例について示したが、本発明はこれに限らず、劣化率が２番目に大きいＬＥＤの光度を固定した状態で、他のＬＥＤの光度を変化させてもよいし、劣化率が最も小さいＬＥＤの光度を固定した状態で、他のＬＥＤの光度を変化させてもよい。

また、上記実施形態では、２つの発光素子に対して１つの受光素子を設けるようにしたが、本発明はこれに限らず、３つ以上の発光素子に対して１つの受光素子を設けるようにしてもよいし、１つの発光素子に対して１つの受光素子を設けるようにしてもよい。

３発光素子
３ａ赤色ＬＥＤ（赤色発光ダイオード）
３ｂ緑色ＬＥＤ（緑色発光ダイオード）
３ｃ青色ＬＥＤ（青色発光ダイオード）
５フォトダイオード（受光素子）
１０照明装置
１１メインコントローラ（制御部）
１３増幅・ＩＶ変換回路部（増幅回路部、ＩＶ変換部）
１４Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤ変換部）
１５出力部
２０液晶表示パネル（被照明体）

Claims

赤色光、緑色光および青色光を混色して照明光を生成し、その照明光を用いて被照明体を照明する照明装置であって、
赤色光を発光する赤色発光ダイオード、緑色光を発光する緑色発光ダイオードおよび青色光を発光する青色発光ダイオードをそれぞれ含む複数の発光素子と、
前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオードおよび前記青色発光ダイオードの各々から発光される光を受光し、その受光した光の光度に応じた値を出力する出力部と、
前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオードおよび前記青色発光ダイオードの各々の劣化率を前記出力部の出力値から求め、前記劣化率に基づいて、前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオードおよび前記青色発光ダイオードの各々へ供給する動作電流値を調整して照明光の色合いを補正する色合い補正動作を行う制御部とを備え、
前記制御部は、
前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオードおよび前記青色発光ダイオードの各々について、前記色合い補正動作を行う前の初期動作時における前記出力値が所定値以上であるか否かの判断を行うとともに、
前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオードおよび前記青色発光ダイオードの全ての前記出力値が前記所定値未満であると判断された前記発光素子については、前記色合い補正動作を行うとともに、前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオードおよび前記青色発光ダイオードの少なくとも１つの前記出力値が前記所定値以上であると判断された前記発光素子については、前記色合い補正動作を行わないように構成されていることを特徴とする照明装置。
前記出力部は、前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオードおよび前記青色発光ダイオードの各々から発光される光の光度に基づく値をアナログ値からデジタル値に変換するとともに、前記デジタル値を前記制御部に出力するＡＤ変換部を含み、
前記制御部は、
前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオードおよび前記青色発光ダイオードの各々について、前記初期動作時における前記デジタル値がオーバーフローしているか否かの判断を行うとともに、
前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオードおよび前記青色発光ダイオードの全ての前記デジタル値がオーバーフローしていないと判断された前記発光素子については、前記色合い補正動作を行うとともに、前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオードおよび前記青色発光ダイオードの少なくとも１つの前記デジタル値がオーバーフローしていると判断された前記発光素子については、前記色合い補正動作を行わないように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記色合い補正動作時に前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオードおよび前記青色発光ダイオードの各々へ供給する電流値は、前記初期動作時に前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオードおよび前記青色発光ダイオードの各々へ供給する電流値と同じであ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。
前記出力部は、前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオードおよび前記青色発光ダイオードの各々から発光される光を受光する受光素子を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。
前記出力部は、前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオードおよび前記青色発光ダイオードの各々から発光される光の光度に基づく値を増幅する増幅回路部を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
前記出力部は、前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオードおよび前記青色発光ダイオードの各々から発光される光の光度に基づく値を電流値から電圧値に変換するＩＶ変換部を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明装置。
請求項１〜６のいずれかに記載の照明装置と、
前記照明装置により照明される液晶表示パネルとを備えていることを特徴とする液晶表示装置。