ＬＥＤ光源装置およびその色度調整方法
【課題】ＬＥＤに色度のばらつきがあっても、色度補正を行うことで、目標とする色度に合わせることができるＬＥＤ光源装置およびその色度調整方法を提供する。
【解決手段】ＬＥＤディスプレイ装置Ｄは、赤色、緑色、青色のＬＥＤを１ドットとしてマトリクス状に配置されたＬＥＤパネルＰが、縦列および横列に配列された発光部１０と、ＬＥＤパネルＰのうちの一の色のＬＥＤを発光させて実測した色度を、目標とする色度とするために、他の色のＬＥＤを発光させる発光強度を示す色度補正データが格納された色度補正データ格納部２０と、一の色のＬＥＤを点灯させるときに、色度補正データに基づいて他の色のＬＥＤの階調をＰＷＭにより調整した状態で点灯させる点灯部とを備えている。
【解決手段】ＬＥＤディスプレイ装置Ｄは、赤色、緑色、青色のＬＥＤを１ドットとしてマトリクス状に配置されたＬＥＤパネルＰが、縦列および横列に配列された発光部１０と、ＬＥＤパネルＰのうちの一の色のＬＥＤを発光させて実測した色度を、目標とする色度とするために、他の色のＬＥＤを発光させる発光強度を示す色度補正データが格納された色度補正データ格納部２０と、一の色のＬＥＤを点灯させるときに、色度補正データに基づいて他の色のＬＥＤの階調をＰＷＭにより調整した状態で点灯させる点灯部とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤが照明装置や表示装置などの光源として使用されるＬＥＤ光源装置およびその色度調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは、赤色、緑色、青色の３色を揃えることで、白色光としてパーソナルコンピュータ用の液晶ディスプレイモニタやテレビのバックライト、天井から照らす照明装置などに使用される例が多くなってきている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、発光色が３色のＬＥＤのすべてを同時に点灯する期間と、１個または２個のＬＥＤを独立して点灯させる短時間の監視期間（モニター期間）を間欠的に設け、その期間には、時間をずらせて順に１個又は２個のＬＥＤを独立に点灯させ、残りのＬＥＤを消して、光センサでモニターし発光強度を得て、こうして得た赤色、緑色及び青色の各ＬＥＤの発光強度を基準値と比較し、その差がゼロになるよう、ＬＥＤにフィードバックをかけて発光強度を調整することにより、発光装置を任意の白色点に安定させる液晶パネルのバックライトである発光装置が記載されている。
【０００４】
また、複数色のＬＥＤを使用したものとしては、赤色、緑色、青色の３色のＬＥＤが、ドットマトリクス状に配置された大型ディスプレイ装置が、駅前や施設などの屋外に設置されて、カラー画像が表示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５７３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、複数のＬＥＤが光源として使用されるＬＥＤ光源装置では、同じ発光色のＬＥＤであってもばらつきが生じ、輝度だけでなく、色度が微妙に違う場合がある。ＬＥＤの輝度や色度については、所定の範囲内に収まるように選別されたＬＥＤだけを揃えれば、均一な発光面とすることができるが、選別することでＬＥＤのコストが増大する。
【０００７】
特許文献１では、ＬＥＤの発光時間を調整することで、発光強度（輝度）の調整を行っているため、発光波長が基準値とずれることによる色度のずれは、発光時間による輝度の調整だけでは困難であると思われる。
【０００８】
ＬＥＤの色度のばらつきは、例えば、赤色、緑色、青色の３色のＬＥＤがドットマトリクス状に配置されたＬＥＤディスプレイ装置では顕著に観察者に視認される。従って、ＬＥＤに色度のばらつきがあっても、色度補正により、色度調整ができれば、色味の整った美しい発光面とすることができる。
【０００９】
そこで本発明は、ＬＥＤに色度のばらつきがあっても、色度補正を行うことで、目標とする色度に合わせることができるＬＥＤ光源装置およびその色度調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、複数色のＬＥＤのうちの一の色を発光させて実測した色度を、目標とする色度とするために、他の色を発光させる発光強度を示す色度補正データに基づいて、一の色を点灯させるときに、他の色の発光強度を調整した状態で点灯させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、一の色を点灯させるときに、色度補正データに基づいて他の色の発光強度を調整した状態で点灯させることより、一の色に影響することなく目標とする色度とすることができるので、ＬＥＤに色度のばらつきがあっても、色度補正を行うことで、目標とする色度に合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る照明装置の構成を示すブロック図
【図２】ＬＥＤの輝度ランクの分布を示すグラフ
【図３】色度補正データ生成装置を示すブロック図
【図４】色度補正データを作成する手順を説明するフローチャート
【図５】色度補正データを説明するためのＸＹ色度図
【図６】色度の領域判定を説明するためのｘｙ色度図
【図７】本発明の実施の形態２に係るＬＥＤディスプレイ装置の構成を示すブロック図
【図８】図７に示すＬＥＤディスプレイ装置の動作を説明するためのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本願の第１の発明は、複数色のＬＥＤが組み合わされて配列された発光部と、複数色のＬＥＤを点灯させるときに、複数色のＬＥＤのうちの一の色を点灯させて実測した色度を、目標とする色度とするために、一の色および他の色を発光させる発光強度の割合を示す色度補正データに基づいて複数色のＬＥＤを調整した状態で点灯させる点灯部とを備えたことを特徴としたＬＥＤ光源装置である。
【００１４】
本願の第１の発明によれば、一の色を点灯させるために駆動電流を変更すると、発光波長がシフトしてしまい補正が困難となるが、点灯部が複数色のＬＥＤを点灯させるときに、色度補正データに基づいて発光強度を調整した状態で点灯させることより、一の色に影響することなく目標とする色度とすることができる。
【００１５】
本願の第２の発明は、第１の発明において、点灯部は、複数色のＬＥＤを点灯させたときの色度が、複数色のそれぞれの一の色に対応させて色度を区分けした領域のいずれかに含まれるかを判定し、この領域に対応する色度補正データを選択して、複数色のＬＥＤの発光強度を調整することを特徴としたＬＥＤ光源装置である。
【００１６】
第２の発明によれば、点灯部が複数色のＬＥＤの発光強度を調整する際に、複数色のそれぞれの一の色に対応させて色度を区分けした領域のいずれかに、複数色のＬＥＤを点灯させたときの色度が含まれるかを判定し、この領域に対応する色度補正データを選択することで、色度の補正を行うことができる。
【００１７】
本願の第３の発明は、第２の発明において、点灯部は、階調を示す階調データに基づいて複数色のＬＥＤを点灯させるときに、複数色のＬＥＤの色度が含まれる領域に対応する一の色の色度補正データに一の色の階調データを乗算して一の色の補正階調データを算出すると共に、他の色の色度補正データに、一の色の階調データを乗算し、他の色の階調データを加算して他の色の補正階調データを算出して、これらの補正階調データに基づいて複数色のＬＥＤの階調を調整することを特徴としたＬＥＤ光源装置である。
【００１８】
第３の発明によれば、点灯部が階調を示す階調データに基づいて複数色のＬＥＤを点灯させる場合でも、色度の補正を行うことができる。
【００１９】
本願の第４の発明は、第３の発明において、点灯部は、複数色のＬＥＤのうち一の色以外の他の色が非点灯であるときに、一の色が含まれる領域に対応する一の色の色度補正データに一の色の階調データを乗算して一の色の補正階調データを算出すると共に、他の色の色度補正データに一の色の階調データを乗算して他の色の補正階調データを算出し、これらの補正階調データに基づいて複数色のＬＥＤの階調を調整することを特徴としたＬＥＤ光源装置である。
【００２０】
第４の発明によれば、点灯部が階調を示す階調データに基づいて複数色のＬＥＤを点灯させる際に、一の色以外の他の色が非点灯である場合でも、色度の補正を行うことができる。
【００２１】
本願の第５の発明は、第１から第４のいずれかの発明において、点灯部は、複数色のＬＥＤの発光強度の調整をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）による階調で調整することを特徴としたＬＥＤ光源装置である。
【００２２】
第５の発明によれば、発光強度の調整をＰＷＭにより行うことで、容易に色度の補正を割合で行うことができる。
【００２３】
本願の第６の発明は、複数色のＬＥＤが組み合わされて配列された発光部のうち、一の色のＬＥＤを点灯して色度を実測する測定ステップと、実測された色度を目標とする色度とするために、一の色および他の色を点灯させる発光強度の割合を示す色度補正データを演算する色度補正データ生成ステップと、色度補正データに基づいて複数色のＬＥＤの点灯を調整する点灯制御ステップとを含むことを特徴としたＬＥＤ光源装置の色度調整方法である。
【００２４】
第６の発明によれば、一の色を点灯させるために駆動電流を変更すると、発光波長がシフトしてしまい補正が困難となるが、点灯部が複数色のＬＥＤを点灯させるときに、色度補正データに基づいて発光強度を調整した状態で点灯させることより、一の色に影響することなく目標とする色度とすることができる。
【００２５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態に係るＬＥＤ光源装置について、照明装置を例に図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１に示す照明装置Ｌは、発光部１０と、色度補正データ格納部２０と、点灯部３０とを備えている。
【００２７】
発光部１０は、２個の赤色ＬＥＤと１個の緑色ＬＥＤと１個の青色ＬＥＤとを１セットとして、この３色のＬＥＤが縦列および横列に配置されたものである。この３色が同時点灯することで白色に発光する。ＬＥＤは、同じ規格の製品であっても、輝度のばらつきや、波長のばらつきがある。つまり、２個以上のＬＥＤに同じ順方向電流を流しても、ばらつきにより同じ明るさにならなかったり色味（色度）が違ったりすることがある。例えば、輝度であれば、図２に示すような輝度分布（輝度ランクＡ〜Ｊ）となる。従って、ＬＥＤを実装するときには、この輝度ランクＡ〜Ｊを指定することで、ほぼ近い輝度のものを揃えることできる。発光部１０に実装されるＬＥＤは、図２に示すような輝度ランクＡ〜Ｊのうち、量産性を考慮して、輝度ランクＦのものを採用している。
【００２８】
色度補正データ格納部２０は、３色のＬＥＤのうちの一の色の実測された色度を、目標とする色度とするために、他の２色を点灯させる輝度を示す色度補正データが格納された不揮発性のメモリである。この色度補正データ格納部２０は、書き替え可能なフラッシュメモリなどのＥＰＲＯＭとしたり、書き替えが不可なＰＲＯＭとしたりすることができる。
【００２９】
点灯部３０は、色度補正データ格納部２０からの色度補正データに基づいて発光部１０を点灯させるもので、階調生成部３０１と、点灯制御部３０２と、ＬＥＤドライブ部３０３とを備えている。この点灯部３０はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）で作製することが可能である。
【００３０】
階調生成部３０１は、点灯制御部３０２からの点灯色の階調データと、色度補正データ格納部２０からの色度補正データとに基づいて、点灯させる階調を演算して補正階調データとして出力する機能を備えている。
【００３１】
点灯制御部３０２は、階調生成部３０１に点灯色の階調データを出力し、階調生成部３０１からの補正階調データに基づいてＬＥＤドライブ部３０３へ階調を指示する機能と、ＬＥＤの駆動電流を指示する機能とを備えている。
【００３２】
ＬＥＤドライブ部３０３は、点灯制御部３０２からの階調および駆動電流の指示に応じて発光部１０へ電流を駆動してＬＥＤを点灯させる機能を備えている。本実施の形態では、階調をＰＷＭによる点灯率により調整される。
【００３３】
ここで、色度補正データ格納部２０に格納される色度補正データについて、図面に基づいて説明する。色度補正データは、事前に製造工程にて測定・生成され、照明装置Ｌの色度補正データ格納部２０に格納される設定データである。
【００３４】
この色度補正データは、図３に示す色度補正データ生成装置５０により作成される。色度補正データ生成装置５０は、色度を測定する色度計５１と、色度計５１により測定された色度を目標とする色度へ補正するための色度補正データを生成する色度補正データ演算部５２と、目標とする色度を入力するための入力部５３と、作業者が色度計５１からの測定された色度を確認したり、目標とする色度を入力する際に数値を確認したりするための表示部５４とを備えている。入力部５３により入力された目標とする色度は、赤色、緑色、青色のそれぞれについて、目標赤色色度データ、目標緑色色度データ、目標青色色度データ、目標白色色度データとして色度補正データ演算部５２に設定される。
【００３５】
色度補正データ演算部５２と、入力部５３と、表示部５４とは、例えば、キーボードとマウス、ＬＣＤディスプレイを備えたコンピュータとすることができる。
【００３６】
作業者は、まず測定ステップを行う。図３に示すように、発光部１０の赤色のみを点灯させる。そして、色度計５１により赤色のＬＥＤの輝度と色度とを測定する（図４ステップＳ１０）。次に、発光部１０の緑色のみを点灯させ、緑色のＬＥＤの輝度と色度とを測定する（図４ステップＳ２０）。同様にして、発光部１０の青色のみを点灯させ、青色のＬＥＤの輝度と色度とを測定する（図４ステップＳ３０）。最後に、発光部１０の全部のＬＥＤを点灯させ、白色とした場合の輝度と色度とを測定する（図４ステップＳ４０）。
【００３７】
次に作業者は、色度補正データ生成ステップを行う。色度補正データ生成ステップは、測定した赤色のＬＥＤの輝度および色度から、入力部５３により入力された目標赤色色度データに基づいて色度補正データ演算部５２により演算して、赤色補正データを算出する（図４ステップＳ５０）。これは、測定された赤色の色度が、目標赤色色度データに基づく色度とずれている場合に、緑色と青色とを点灯させ、緑色と青色との色度を混色させることで、あたかもこの赤色のＬＥＤが目標赤色色度データで示される色度で点灯しているかのように見せるためである。赤色補正データは、このときの緑色と青色との点灯の調整割合である。従って、赤色補正データは、赤色のＬＥＤの色度を目標赤色色度データが示す色度に合わせるためのものであるため、測定された緑色のＬＥＤと測定された青色のＬＥＤの色度によっては点灯させる調整割合が変動する値となる。
【００３８】
同様にして、測定した緑色のＬＥＤの輝度および色度から、目標緑色色度データに基づいて、赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤの調整割合である緑色補正データを算出する（図４ステップＳ６０）。また、測定した青色のＬＥＤの輝度および色度から、目標青色色度データに基づいて、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤの調整割合である青色補正データを算出する（図４ステップＳ７０）。最後に、測定した白色の色度から、目標白色色度データに基づいて、赤色ＬＥＤと緑色のＬＥＤと青色ＬＥＤとの調整割合である白色補正データを算出する（図４ステップＳ８０）。なお、色度補正データの算出は、どのような順序としてもよい。
【００３９】
そして、作業者は、色度補正データ演算部５２により算出された赤色補正データ、緑色補正データ、青色補正データおよび白色補正データを、色度補正データとして、色度補正データ格納部２０に設定する（図４ステップＳ９０）。
【００４０】
例えば、色度計５１により測定された色度について、図５に示すように、赤色が（０．６９５，０．３０５）、緑色が（０．１９５，０．７２１）、青色が（０．１２０，０．０９０）で、赤色の目標とする色度が（０．６７０，０．３２０）であれば、Ｒ（赤色割合値）：Ｇ（緑色割合値）：Ｂ（青色割合値）＝９０．７％：９．１％：０．２％となる。
【００４１】
また、緑色の目標とする色度が（０．２００，０．７００）であれば、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．６％：９９．１％：０．３％となる。また、青色の目標とする色度が（０．１４０，０．１００）であれば、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１０．４％：３．０％：８６．６％となる。
【００４２】
更に、白色の目標とする色度が（０．２９５，０．２９５）であれば、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２８．３％：５６．６％：１５．１％となる。
【００４３】
従って、色度補正データとしては、階調を８ビットデータで表す場合では、赤色領域では赤色補正データが「２３２」、緑色補正データが「２３」、青色補正データが「１」となる。緑色領域では赤色補正データが「２」、緑色補正データが「２５４」、青色補正データが「１」となる。青色領域では赤色補正データが「２７」、緑色補正データが「８」、青色補正データが「２２２」となる。そして、白色領域では赤色補正データが「７３」、緑色補正データが「１４５」、青色補正データが「３９」となる。
【００４４】
このようにして、色度補正データが色度補正データ格納部２０に設定されれば、図１に示す照明装置Ｌは動作可能な状態となる。なお、この色度補正データを得るための測定は、発光部１０の各色のＬＥＤを点灯させるが、その際の駆動電流を標準駆動電流として、照明装置Ｌで発光部１０を点灯する場合もその標準駆動電流で発光部１０を駆動する。
【００４５】
例えば、照明装置Ｌにて標準駆動電流と異なる電流により発光部１０を駆動すると、ＬＥＤの発光波長がシフトして、色度補正データによる色度の補正が有効に機能しなくなる。そうなると発光部１０からの光を目標とする色度とすることができない。従って、色度補正データを決定したときと同じ駆動電流により発光部１０を駆動することで、目標とする色度に正確に補正することができる。
【００４６】
以上のように構成された本発明の実施の形態１に係る照明装置Ｌの動作について、図面に基づいて説明する。
【００４７】
電源が投入されると、点灯制御部３０２は、発光部１０の３色ＬＥＤを全点灯させるための階調データを階調生成部３０１へ出力する。例えば、点灯制御部３０２は、２５６階調で発光部１０を駆動するのであれば、赤色、緑色、青色の各色の階調データ（赤色階調データ，緑色階調データ，青色階調データ）として、それぞれ１６進数で「ＦＦ」を示す８ビットデータを出力する。照明装置Ｌの発光色は白色なので、点灯制御部３０２が階調生成部３０１へ出力する階調データは、赤色、緑色、青色の各色が同じ値となる。
【００４８】
階調生成部３０１は、赤色、緑色、青色の各色の階調データから、発光色が、図６に示すｘｙ色度図に示されるような領域のいずれの領域に含まれるかを判定する。この場合、階調生成部３０１は、白色点灯する照明装置であるため、白色領域に含まれることが判定される。従って、階調生成部３０１は、色度補正データ格納部２０から色度補正データである白色補正データを読み込む。次に、階調生成部３０１は、階調データと色度補正データとを乗算して補正階調データを算出し、点灯制御部３０２へ出力する。
【００４９】
点灯制御部３０２は、補正階調データと、色度補正データを決定する際に発光部１０を点灯させた標準駆動電流を示す駆動電流データとを、ＬＥＤドライブ部３０３へ出力する。
【００５０】
ＬＥＤドライブ部３０３は、補正階調データに応じた階調の調整をＰＷＭにより行うと共に、駆動電流データに基づく駆動電流により発光部１０の各ＬＥＤを駆動する（点灯制御ステップ）。
【００５１】
発光部１０がＬＥＤドライブ部３０３からのＰＷＭによる駆動電流に応じて発光する。これにより、三色のＬＥＤの色度が補正された状態で同時に発光することで、目標とする色度に補正された白色光となって照光する。
【００５２】
このように、赤色や緑色、青色のそれぞれの色度を補正する際に、ＬＥＤを駆動する電流の増減で補正を図ろうとするとＬＥＤの発光波長がシフトしてしまい補正が困難になるが、本実施の形態１に係る照明装置Ｌでは、補正対象の色のＬＥＤで補正を行うのではなく、他の色のＬＥＤを発光させ、その他の色のＬＥＤの発光強度を階調により制御することで、全体として目標とする色度とすることができる。従って、ＬＥＤに色度のばらつきがあっても、色度を均一にすることができる。
【００５３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ光源装置について、表示装置であるＬＥＤディスプレイ装置を例に、図面に基づいて説明する。なお、図７においては、ＬＥＤディスプレイ装置Ｄの主要な構成のみを図示しており、図２と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図７に示すＬＥＤディスプレイ装置Ｄは、発光部１１と、色度補正データ格納部２０と、点灯部３１と、輝度補正データ格納部４１とを備えている。
【００５５】
発光部１１は、２個の赤色ＬＥＤと１個の緑色ＬＥＤと１個の青色ＬＥＤとを１セットとして、この３色のＬＥＤが縦列および横列に配置されたＬＥＤパネルＰが、更に縦列および横列に配置された大型ディスプレイである。この発光部１１は、大量のＬＥＤが使用されるため、複数の輝度ランクからＬＥＤが採用される。本実施の形態２に係る発光部１１では、図２に示すような輝度ランクＡ〜Ｊの中から、輝度ランクＥ〜ＧのＬＥＤが採用されている。１枚のＬＥＤパネルＰでは、同じ輝度ランクのものが実装されている。
【００５６】
点灯部３１は、階調生成部３０１と、点灯制御部３１２と、ＬＥＤドライブ部３０３とを備えている。点灯制御部３１２は、図示しない映像出力装置からの表示データに基づいて、階調生成部３０１に点灯色の階調データを出力し、階調生成部３０１からの補正階調データに基づいてＬＥＤドライブ部３０３へ階調を指示する機能と、ＬＥＤの駆動電流を指示する機能とを備えている。
【００５７】
輝度補正データ格納部４１は、ＬＥＤパネルＰに実装されたＬＥＤの輝度ランクに応じて輝度を補正するための輝度補正データが格納されている。つまり、輝度ランクＥに属するＬＥＤが実装されたＬＥＤパネルＰは、輝度ランクＦに属するＬＥＤが実装されたＬＥＤパネルＰより同じ駆動電流であれば、輝度が低いので、輝度補正データとしては輝度を高める補正値が格納される。
【００５８】
ここで、色度補正データ格納部２０に格納される色度補正データについて説明する。色度補正データは、基本的に実施の形態１において、図４に基づいて説明した手順と同じ手順により決定される。異なる点は、色度補正データが、ＬＥＤパネルＰ単位であることである。従って、作業者は、ＬＥＤパネルＰに実装される全ＬＥＤのうち、全部の赤色ＬＥＤ、全部の緑色ＬＥＤ、全部の青色ＬＥＤと、全色のＬＥＤを順番に点灯させ、測定された各色の色度を目標の色度とするために、それぞれ入力部５３により入力された目標赤色色度データ、目標緑色色度データ、目標青色色度データおよび目標白色色度データに基づいて色度補正データ演算部５２により演算して、色度補正データを算出する。
【００５９】
この作業を全てのＬＥＤパネルＰにて行う。そうすることで、ＬＥＤパネルＰごとに色度補正データが決定できる。
【００６０】
以上のように構成された本発明の実施の形態２に係るＬＥＤディスプレイ装置Ｄの動作について、図面に基づいて説明する。
【００６１】
映像出力装置（図示せず）からの映像を示す表示データを入力されると、点灯制御部３１２は、表示データからそれぞれの色の階調データを階調生成部３０１へ出力する。例えば、点灯制御部３１２は、２５６階調で発光部１０を駆動するのであれば、赤色、緑色、青色の各色の階調データ（赤色階調データ，緑色階調データ，青色階調データ）を示す８ビットデータを出力する。
【００６２】
階調生成部３０１は、点灯制御部３１２から３色の階調データを入力する（図８ステップＳ１００）。階調生成部３０１は、表示データの点灯色がこの３色の階調データから図６に示される領域のうち、白色領域に含まれるか否かを判定する（図８ステップＳ１１０）。
【００６３】
点灯色の色度が白色領域に含まれるのであれば、それぞれの色の階調データに対応する色の色度補正データのその色の割合値を乗算して、それぞれの色の階調補正データを算出する（図８ステップＳ１２０）。具体的には、以下の式（１）〜式（３）により算出する。
【００６４】
赤色階調補正データ＝赤色階調データ×赤色補正データの赤色割合値・・・（１）
緑色階調補正データ＝緑色階調データ×緑色補正データの緑色割合値・・・（２）
青色階調補正データ＝青色階調データ×青色補正データの青色割合値・・・（３）
点灯色の色度が白色領域以外である場合、つまり、色度が、赤色領域、緑色領域、青色領域のいずれかに含まれる場合には、点灯色の色度が含まれる領域に対応する色（一の色）の階調補正データを算出する（図８ステップＳ１３０）。例えば、点灯色の色度が赤色領域に含まれるのであれば、赤色階調補正データは、以下の式（４）により算出する。
【００６５】
赤色階調補正データ＝赤色階調データ×赤色補正データの赤色割合値・・・（４）
また、点灯色の色度が緑色領域に含まれるのであれば、緑色階調補正データは、以下の式（５）により算出する。
【００６６】
緑色階調補正データ＝緑色階調データ×緑色補正データの緑色割合値・・・（５）
また、点灯色の色度が青色領域に含まれるのであれば、青色階調補正データは、以下の式（６）により算出する。
【００６７】
青色階調補正データ＝青色階調データ×青色補正データの青色割合値・・・（６）
次に、点灯色の色度が含まれる領域以外の領域に対応する色（他の色）が「０」であるか否かを判定する（図８ステップＳ１４０）。例えば、点灯色の色度が赤色領域に含まれる場合には、緑色階調データまたは青色階調データのいずれか、または両方が「０」であるか否かを判定する。
【００６８】
点灯色の色度が含まれる領域以外の領域に対応する色（他の色）が「０」である場合には、点灯色の色度が含まれる領域に対応する色の階調データに、色度補正データの他の色に対応する割合値を乗算する（図８ステップＳ１５０）。例えば、緑色階調データと青色階調データとの両方が「０」であれば、緑色階調補正データおよび青色階調補正データは、以下の式（７），式（８）により算出する。
【００６９】
緑色階調補正データ＝赤色階調データ×赤色補正データの緑色割合値・・・（７）
青色階調補正データ＝赤色階調データ×赤色補正データの青色割合値・・・（８）
緑色階調データと青色階調データとの両方が「０」であれば、赤色の色度補正データを測定したステップＳ１０と同じ条件となる。従って、式（７）および式（８）からも判るように、点灯色の色度の補正は、ステップＳ５０で算出した赤色の色度補正データの発光強度の割合で行うことと同じとなる。
【００７０】
点灯色の色度が含まれる領域以外の領域に対応する色（他の色）が「０」でない場合に、点灯色の色度が含まれる領域に対応する色の階調データに、色度補正データの他の色に対応する割合値を乗算し、他の色の階調データを加算する（図８ステップＳ１６０）。例えば、緑色階調データと青色階調データとの両方が「０」でなければ、緑色階調補正データおよび青色階調補正データは、以下の式（９），式（１０）により算出する。
【００７１】
緑色階調補正データ＝赤色階調データ×赤色補正データの緑色割合値＋緑色階調データ・・・（９）
青色階調補正データ＝赤色階調データ×赤色補正データの青色割合値＋青色階調データ・・・（１０）
以上のようにして、階調生成部３０１は、赤色階調補正データ、緑色階調補正データおよび青色階調補正データをして補正階調データを算出し、点灯制御部３１２へ出力する。
【００７２】
点灯制御部３１２は、補正階調データを階調生成部３０１から入力すると、輝度補正データ格納部４１から輝度補正データを読み込む（図８ステップＳ１７０）。そして、点灯制御部３１２は、補正階調データと輝度補正データとを乗算してパネル階調データとしてＬＥＤドライブ部３０３へ出力する（図８ステップＳ１８０）と共に、色度補正データを決定する際に発光部１０を点灯させた標準駆動電流を示す駆動電流データを、ＬＥＤドライブ部３０３へ出力する（図８ステップＳ１９０）。
【００７３】
ＬＥＤドライブ部３０３は、パネル階調データに応じた階調の調整をＰＷＭにより行うと共に、駆動電流データに基づく駆動電流により発光部１０の各ＬＥＤパネルＰを駆動する（点灯制御ステップ，図８ステップＳ２００）。
【００７４】
このように、映像を表示するための表示データであっても、ＬＥＤディスプレイ装置Ｄは、表示データの階調データと、色度補正データ格納部２０に格納された色度補正データと、輝度補正データ格納部４１に格納された輝度補正データとから、赤色であれば緑色と青色、緑色であれば赤色と青色、青色であれば赤色と緑色を点灯させて補正することにより、全体として目標とする色度とすることができる。従って、ＬＥＤに色度のばらつきがあっても、色度を均一にすることができる。
【００７５】
また、それぞれのＬＥＤパネルＰは、輝度ランクを揃えたＬＥＤを実装しているので、ＬＥＤパネルＰごとに色度を管理することで、階調の補正処理の簡素化を図ることができる。
【００７６】
なお、実施の形態１および２では、色度補正データを色度補正データ格納部２０に格納していたが、測定した赤色・緑色・青色のＬＥＤの輝度および色度を格納し、階調生成部３０１に設定しておいた目標緑色色度データに基づいて、階調生成部３０１が色度補正データを算出して、３色ＬＥＤを点灯するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、ＬＥＤに色度のばらつきがあっても、色度補正を行うことで、目標とする色度に合わせることができるので、複数のＬＥＤが照明装置や表示装置などの光源として使用されるＬＥＤ光源装置およびその色度調整方法に好適である。
【符号の説明】
【００７８】
１０，１１ 発光部
２０ 色度補正データ格納部
３０，３１ 点灯部
４１ 輝度補正データ格納部
５０ 色度補正データ生成装置
５１ 色度計
５２ 色度補正データ演算部
５３ 入力部
５４ 表示部
３０１ 階調生成部
３０２，３１２ 点灯制御部
３０３ ＬＥＤドライブ部
Ｌ 照明装置
Ｄ ＬＥＤディスプレイ装置
Ｐ ＬＥＤパネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤが照明装置や表示装置などの光源として使用されるＬＥＤ光源装置およびその色度調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは、赤色、緑色、青色の３色を揃えることで、白色光としてパーソナルコンピュータ用の液晶ディスプレイモニタやテレビのバックライト、天井から照らす照明装置などに使用される例が多くなってきている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、発光色が３色のＬＥＤのすべてを同時に点灯する期間と、１個または２個のＬＥＤを独立して点灯させる短時間の監視期間（モニター期間）を間欠的に設け、その期間には、時間をずらせて順に１個又は２個のＬＥＤを独立に点灯させ、残りのＬＥＤを消して、光センサでモニターし発光強度を得て、こうして得た赤色、緑色及び青色の各ＬＥＤの発光強度を基準値と比較し、その差がゼロになるよう、ＬＥＤにフィードバックをかけて発光強度を調整することにより、発光装置を任意の白色点に安定させる液晶パネルのバックライトである発光装置が記載されている。
【０００４】
また、複数色のＬＥＤを使用したものとしては、赤色、緑色、青色の３色のＬＥＤが、ドットマトリクス状に配置された大型ディスプレイ装置が、駅前や施設などの屋外に設置されて、カラー画像が表示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５７３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、複数のＬＥＤが光源として使用されるＬＥＤ光源装置では、同じ発光色のＬＥＤであってもばらつきが生じ、輝度だけでなく、色度が微妙に違う場合がある。ＬＥＤの輝度や色度については、所定の範囲内に収まるように選別されたＬＥＤだけを揃えれば、均一な発光面とすることができるが、選別することでＬＥＤのコストが増大する。
【０００７】
特許文献１では、ＬＥＤの発光時間を調整することで、発光強度（輝度）の調整を行っているため、発光波長が基準値とずれることによる色度のずれは、発光時間による輝度の調整だけでは困難であると思われる。
【０００８】
ＬＥＤの色度のばらつきは、例えば、赤色、緑色、青色の３色のＬＥＤがドットマトリクス状に配置されたＬＥＤディスプレイ装置では顕著に観察者に視認される。従って、ＬＥＤに色度のばらつきがあっても、色度補正により、色度調整ができれば、色味の整った美しい発光面とすることができる。
【０００９】
そこで本発明は、ＬＥＤに色度のばらつきがあっても、色度補正を行うことで、目標とする色度に合わせることができるＬＥＤ光源装置およびその色度調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、複数色のＬＥＤのうちの一の色を発光させて実測した色度を、目標とする色度とするために、他の色を発光させる発光強度を示す色度補正データに基づいて、一の色を点灯させるときに、他の色の発光強度を調整した状態で点灯させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、一の色を点灯させるときに、色度補正データに基づいて他の色の発光強度を調整した状態で点灯させることより、一の色に影響することなく目標とする色度とすることができるので、ＬＥＤに色度のばらつきがあっても、色度補正を行うことで、目標とする色度に合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る照明装置の構成を示すブロック図
【図２】ＬＥＤの輝度ランクの分布を示すグラフ
【図３】色度補正データ生成装置を示すブロック図
【図４】色度補正データを作成する手順を説明するフローチャート
【図５】色度補正データを説明するためのＸＹ色度図
【図６】色度の領域判定を説明するためのｘｙ色度図
【図７】本発明の実施の形態２に係るＬＥＤディスプレイ装置の構成を示すブロック図
【図８】図７に示すＬＥＤディスプレイ装置の動作を説明するためのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本願の第１の発明は、複数色のＬＥＤが組み合わされて配列された発光部と、複数色のＬＥＤを点灯させるときに、複数色のＬＥＤのうちの一の色を点灯させて実測した色度を、目標とする色度とするために、一の色および他の色を発光させる発光強度の割合を示す色度補正データに基づいて複数色のＬＥＤを調整した状態で点灯させる点灯部とを備えたことを特徴としたＬＥＤ光源装置である。
【００１４】
本願の第１の発明によれば、一の色を点灯させるために駆動電流を変更すると、発光波長がシフトしてしまい補正が困難となるが、点灯部が複数色のＬＥＤを点灯させるときに、色度補正データに基づいて発光強度を調整した状態で点灯させることより、一の色に影響することなく目標とする色度とすることができる。
【００１５】
本願の第２の発明は、第１の発明において、点灯部は、複数色のＬＥＤを点灯させたときの色度が、複数色のそれぞれの一の色に対応させて色度を区分けした領域のいずれかに含まれるかを判定し、この領域に対応する色度補正データを選択して、複数色のＬＥＤの発光強度を調整することを特徴としたＬＥＤ光源装置である。
【００１６】
第２の発明によれば、点灯部が複数色のＬＥＤの発光強度を調整する際に、複数色のそれぞれの一の色に対応させて色度を区分けした領域のいずれかに、複数色のＬＥＤを点灯させたときの色度が含まれるかを判定し、この領域に対応する色度補正データを選択することで、色度の補正を行うことができる。
【００１７】
本願の第３の発明は、第２の発明において、点灯部は、階調を示す階調データに基づいて複数色のＬＥＤを点灯させるときに、複数色のＬＥＤの色度が含まれる領域に対応する一の色の色度補正データに一の色の階調データを乗算して一の色の補正階調データを算出すると共に、他の色の色度補正データに、一の色の階調データを乗算し、他の色の階調データを加算して他の色の補正階調データを算出して、これらの補正階調データに基づいて複数色のＬＥＤの階調を調整することを特徴としたＬＥＤ光源装置である。
【００１８】
第３の発明によれば、点灯部が階調を示す階調データに基づいて複数色のＬＥＤを点灯させる場合でも、色度の補正を行うことができる。
【００１９】
本願の第４の発明は、第３の発明において、点灯部は、複数色のＬＥＤのうち一の色以外の他の色が非点灯であるときに、一の色が含まれる領域に対応する一の色の色度補正データに一の色の階調データを乗算して一の色の補正階調データを算出すると共に、他の色の色度補正データに一の色の階調データを乗算して他の色の補正階調データを算出し、これらの補正階調データに基づいて複数色のＬＥＤの階調を調整することを特徴としたＬＥＤ光源装置である。
【００２０】
第４の発明によれば、点灯部が階調を示す階調データに基づいて複数色のＬＥＤを点灯させる際に、一の色以外の他の色が非点灯である場合でも、色度の補正を行うことができる。
【００２１】
本願の第５の発明は、第１から第４のいずれかの発明において、点灯部は、複数色のＬＥＤの発光強度の調整をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）による階調で調整することを特徴としたＬＥＤ光源装置である。
【００２２】
第５の発明によれば、発光強度の調整をＰＷＭにより行うことで、容易に色度の補正を割合で行うことができる。
【００２３】
本願の第６の発明は、複数色のＬＥＤが組み合わされて配列された発光部のうち、一の色のＬＥＤを点灯して色度を実測する測定ステップと、実測された色度を目標とする色度とするために、一の色および他の色を点灯させる発光強度の割合を示す色度補正データを演算する色度補正データ生成ステップと、色度補正データに基づいて複数色のＬＥＤの点灯を調整する点灯制御ステップとを含むことを特徴としたＬＥＤ光源装置の色度調整方法である。
【００２４】
第６の発明によれば、一の色を点灯させるために駆動電流を変更すると、発光波長がシフトしてしまい補正が困難となるが、点灯部が複数色のＬＥＤを点灯させるときに、色度補正データに基づいて発光強度を調整した状態で点灯させることより、一の色に影響することなく目標とする色度とすることができる。
【００２５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態に係るＬＥＤ光源装置について、照明装置を例に図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１に示す照明装置Ｌは、発光部１０と、色度補正データ格納部２０と、点灯部３０とを備えている。
【００２７】
発光部１０は、２個の赤色ＬＥＤと１個の緑色ＬＥＤと１個の青色ＬＥＤとを１セットとして、この３色のＬＥＤが縦列および横列に配置されたものである。この３色が同時点灯することで白色に発光する。ＬＥＤは、同じ規格の製品であっても、輝度のばらつきや、波長のばらつきがある。つまり、２個以上のＬＥＤに同じ順方向電流を流しても、ばらつきにより同じ明るさにならなかったり色味（色度）が違ったりすることがある。例えば、輝度であれば、図２に示すような輝度分布（輝度ランクＡ〜Ｊ）となる。従って、ＬＥＤを実装するときには、この輝度ランクＡ〜Ｊを指定することで、ほぼ近い輝度のものを揃えることできる。発光部１０に実装されるＬＥＤは、図２に示すような輝度ランクＡ〜Ｊのうち、量産性を考慮して、輝度ランクＦのものを採用している。
【００２８】
色度補正データ格納部２０は、３色のＬＥＤのうちの一の色の実測された色度を、目標とする色度とするために、他の２色を点灯させる輝度を示す色度補正データが格納された不揮発性のメモリである。この色度補正データ格納部２０は、書き替え可能なフラッシュメモリなどのＥＰＲＯＭとしたり、書き替えが不可なＰＲＯＭとしたりすることができる。
【００２９】
点灯部３０は、色度補正データ格納部２０からの色度補正データに基づいて発光部１０を点灯させるもので、階調生成部３０１と、点灯制御部３０２と、ＬＥＤドライブ部３０３とを備えている。この点灯部３０はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）で作製することが可能である。
【００３０】
階調生成部３０１は、点灯制御部３０２からの点灯色の階調データと、色度補正データ格納部２０からの色度補正データとに基づいて、点灯させる階調を演算して補正階調データとして出力する機能を備えている。
【００３１】
点灯制御部３０２は、階調生成部３０１に点灯色の階調データを出力し、階調生成部３０１からの補正階調データに基づいてＬＥＤドライブ部３０３へ階調を指示する機能と、ＬＥＤの駆動電流を指示する機能とを備えている。
【００３２】
ＬＥＤドライブ部３０３は、点灯制御部３０２からの階調および駆動電流の指示に応じて発光部１０へ電流を駆動してＬＥＤを点灯させる機能を備えている。本実施の形態では、階調をＰＷＭによる点灯率により調整される。
【００３３】
ここで、色度補正データ格納部２０に格納される色度補正データについて、図面に基づいて説明する。色度補正データは、事前に製造工程にて測定・生成され、照明装置Ｌの色度補正データ格納部２０に格納される設定データである。
【００３４】
この色度補正データは、図３に示す色度補正データ生成装置５０により作成される。色度補正データ生成装置５０は、色度を測定する色度計５１と、色度計５１により測定された色度を目標とする色度へ補正するための色度補正データを生成する色度補正データ演算部５２と、目標とする色度を入力するための入力部５３と、作業者が色度計５１からの測定された色度を確認したり、目標とする色度を入力する際に数値を確認したりするための表示部５４とを備えている。入力部５３により入力された目標とする色度は、赤色、緑色、青色のそれぞれについて、目標赤色色度データ、目標緑色色度データ、目標青色色度データ、目標白色色度データとして色度補正データ演算部５２に設定される。
【００３５】
色度補正データ演算部５２と、入力部５３と、表示部５４とは、例えば、キーボードとマウス、ＬＣＤディスプレイを備えたコンピュータとすることができる。
【００３６】
作業者は、まず測定ステップを行う。図３に示すように、発光部１０の赤色のみを点灯させる。そして、色度計５１により赤色のＬＥＤの輝度と色度とを測定する（図４ステップＳ１０）。次に、発光部１０の緑色のみを点灯させ、緑色のＬＥＤの輝度と色度とを測定する（図４ステップＳ２０）。同様にして、発光部１０の青色のみを点灯させ、青色のＬＥＤの輝度と色度とを測定する（図４ステップＳ３０）。最後に、発光部１０の全部のＬＥＤを点灯させ、白色とした場合の輝度と色度とを測定する（図４ステップＳ４０）。
【００３７】
次に作業者は、色度補正データ生成ステップを行う。色度補正データ生成ステップは、測定した赤色のＬＥＤの輝度および色度から、入力部５３により入力された目標赤色色度データに基づいて色度補正データ演算部５２により演算して、赤色補正データを算出する（図４ステップＳ５０）。これは、測定された赤色の色度が、目標赤色色度データに基づく色度とずれている場合に、緑色と青色とを点灯させ、緑色と青色との色度を混色させることで、あたかもこの赤色のＬＥＤが目標赤色色度データで示される色度で点灯しているかのように見せるためである。赤色補正データは、このときの緑色と青色との点灯の調整割合である。従って、赤色補正データは、赤色のＬＥＤの色度を目標赤色色度データが示す色度に合わせるためのものであるため、測定された緑色のＬＥＤと測定された青色のＬＥＤの色度によっては点灯させる調整割合が変動する値となる。
【００３８】
同様にして、測定した緑色のＬＥＤの輝度および色度から、目標緑色色度データに基づいて、赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤの調整割合である緑色補正データを算出する（図４ステップＳ６０）。また、測定した青色のＬＥＤの輝度および色度から、目標青色色度データに基づいて、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤの調整割合である青色補正データを算出する（図４ステップＳ７０）。最後に、測定した白色の色度から、目標白色色度データに基づいて、赤色ＬＥＤと緑色のＬＥＤと青色ＬＥＤとの調整割合である白色補正データを算出する（図４ステップＳ８０）。なお、色度補正データの算出は、どのような順序としてもよい。
【００３９】
そして、作業者は、色度補正データ演算部５２により算出された赤色補正データ、緑色補正データ、青色補正データおよび白色補正データを、色度補正データとして、色度補正データ格納部２０に設定する（図４ステップＳ９０）。
【００４０】
例えば、色度計５１により測定された色度について、図５に示すように、赤色が（０．６９５，０．３０５）、緑色が（０．１９５，０．７２１）、青色が（０．１２０，０．０９０）で、赤色の目標とする色度が（０．６７０，０．３２０）であれば、Ｒ（赤色割合値）：Ｇ（緑色割合値）：Ｂ（青色割合値）＝９０．７％：９．１％：０．２％となる。
【００４１】
また、緑色の目標とする色度が（０．２００，０．７００）であれば、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．６％：９９．１％：０．３％となる。また、青色の目標とする色度が（０．１４０，０．１００）であれば、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１０．４％：３．０％：８６．６％となる。
【００４２】
更に、白色の目標とする色度が（０．２９５，０．２９５）であれば、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２８．３％：５６．６％：１５．１％となる。
【００４３】
従って、色度補正データとしては、階調を８ビットデータで表す場合では、赤色領域では赤色補正データが「２３２」、緑色補正データが「２３」、青色補正データが「１」となる。緑色領域では赤色補正データが「２」、緑色補正データが「２５４」、青色補正データが「１」となる。青色領域では赤色補正データが「２７」、緑色補正データが「８」、青色補正データが「２２２」となる。そして、白色領域では赤色補正データが「７３」、緑色補正データが「１４５」、青色補正データが「３９」となる。
【００４４】
このようにして、色度補正データが色度補正データ格納部２０に設定されれば、図１に示す照明装置Ｌは動作可能な状態となる。なお、この色度補正データを得るための測定は、発光部１０の各色のＬＥＤを点灯させるが、その際の駆動電流を標準駆動電流として、照明装置Ｌで発光部１０を点灯する場合もその標準駆動電流で発光部１０を駆動する。
【００４５】
例えば、照明装置Ｌにて標準駆動電流と異なる電流により発光部１０を駆動すると、ＬＥＤの発光波長がシフトして、色度補正データによる色度の補正が有効に機能しなくなる。そうなると発光部１０からの光を目標とする色度とすることができない。従って、色度補正データを決定したときと同じ駆動電流により発光部１０を駆動することで、目標とする色度に正確に補正することができる。
【００４６】
以上のように構成された本発明の実施の形態１に係る照明装置Ｌの動作について、図面に基づいて説明する。
【００４７】
電源が投入されると、点灯制御部３０２は、発光部１０の３色ＬＥＤを全点灯させるための階調データを階調生成部３０１へ出力する。例えば、点灯制御部３０２は、２５６階調で発光部１０を駆動するのであれば、赤色、緑色、青色の各色の階調データ（赤色階調データ，緑色階調データ，青色階調データ）として、それぞれ１６進数で「ＦＦ」を示す８ビットデータを出力する。照明装置Ｌの発光色は白色なので、点灯制御部３０２が階調生成部３０１へ出力する階調データは、赤色、緑色、青色の各色が同じ値となる。
【００４８】
階調生成部３０１は、赤色、緑色、青色の各色の階調データから、発光色が、図６に示すｘｙ色度図に示されるような領域のいずれの領域に含まれるかを判定する。この場合、階調生成部３０１は、白色点灯する照明装置であるため、白色領域に含まれることが判定される。従って、階調生成部３０１は、色度補正データ格納部２０から色度補正データである白色補正データを読み込む。次に、階調生成部３０１は、階調データと色度補正データとを乗算して補正階調データを算出し、点灯制御部３０２へ出力する。
【００４９】
点灯制御部３０２は、補正階調データと、色度補正データを決定する際に発光部１０を点灯させた標準駆動電流を示す駆動電流データとを、ＬＥＤドライブ部３０３へ出力する。
【００５０】
ＬＥＤドライブ部３０３は、補正階調データに応じた階調の調整をＰＷＭにより行うと共に、駆動電流データに基づく駆動電流により発光部１０の各ＬＥＤを駆動する（点灯制御ステップ）。
【００５１】
発光部１０がＬＥＤドライブ部３０３からのＰＷＭによる駆動電流に応じて発光する。これにより、三色のＬＥＤの色度が補正された状態で同時に発光することで、目標とする色度に補正された白色光となって照光する。
【００５２】
このように、赤色や緑色、青色のそれぞれの色度を補正する際に、ＬＥＤを駆動する電流の増減で補正を図ろうとするとＬＥＤの発光波長がシフトしてしまい補正が困難になるが、本実施の形態１に係る照明装置Ｌでは、補正対象の色のＬＥＤで補正を行うのではなく、他の色のＬＥＤを発光させ、その他の色のＬＥＤの発光強度を階調により制御することで、全体として目標とする色度とすることができる。従って、ＬＥＤに色度のばらつきがあっても、色度を均一にすることができる。
【００５３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ光源装置について、表示装置であるＬＥＤディスプレイ装置を例に、図面に基づいて説明する。なお、図７においては、ＬＥＤディスプレイ装置Ｄの主要な構成のみを図示しており、図２と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図７に示すＬＥＤディスプレイ装置Ｄは、発光部１１と、色度補正データ格納部２０と、点灯部３１と、輝度補正データ格納部４１とを備えている。
【００５５】
発光部１１は、２個の赤色ＬＥＤと１個の緑色ＬＥＤと１個の青色ＬＥＤとを１セットとして、この３色のＬＥＤが縦列および横列に配置されたＬＥＤパネルＰが、更に縦列および横列に配置された大型ディスプレイである。この発光部１１は、大量のＬＥＤが使用されるため、複数の輝度ランクからＬＥＤが採用される。本実施の形態２に係る発光部１１では、図２に示すような輝度ランクＡ〜Ｊの中から、輝度ランクＥ〜ＧのＬＥＤが採用されている。１枚のＬＥＤパネルＰでは、同じ輝度ランクのものが実装されている。
【００５６】
点灯部３１は、階調生成部３０１と、点灯制御部３１２と、ＬＥＤドライブ部３０３とを備えている。点灯制御部３１２は、図示しない映像出力装置からの表示データに基づいて、階調生成部３０１に点灯色の階調データを出力し、階調生成部３０１からの補正階調データに基づいてＬＥＤドライブ部３０３へ階調を指示する機能と、ＬＥＤの駆動電流を指示する機能とを備えている。
【００５７】
輝度補正データ格納部４１は、ＬＥＤパネルＰに実装されたＬＥＤの輝度ランクに応じて輝度を補正するための輝度補正データが格納されている。つまり、輝度ランクＥに属するＬＥＤが実装されたＬＥＤパネルＰは、輝度ランクＦに属するＬＥＤが実装されたＬＥＤパネルＰより同じ駆動電流であれば、輝度が低いので、輝度補正データとしては輝度を高める補正値が格納される。
【００５８】
ここで、色度補正データ格納部２０に格納される色度補正データについて説明する。色度補正データは、基本的に実施の形態１において、図４に基づいて説明した手順と同じ手順により決定される。異なる点は、色度補正データが、ＬＥＤパネルＰ単位であることである。従って、作業者は、ＬＥＤパネルＰに実装される全ＬＥＤのうち、全部の赤色ＬＥＤ、全部の緑色ＬＥＤ、全部の青色ＬＥＤと、全色のＬＥＤを順番に点灯させ、測定された各色の色度を目標の色度とするために、それぞれ入力部５３により入力された目標赤色色度データ、目標緑色色度データ、目標青色色度データおよび目標白色色度データに基づいて色度補正データ演算部５２により演算して、色度補正データを算出する。
【００５９】
この作業を全てのＬＥＤパネルＰにて行う。そうすることで、ＬＥＤパネルＰごとに色度補正データが決定できる。
【００６０】
以上のように構成された本発明の実施の形態２に係るＬＥＤディスプレイ装置Ｄの動作について、図面に基づいて説明する。
【００６１】
映像出力装置（図示せず）からの映像を示す表示データを入力されると、点灯制御部３１２は、表示データからそれぞれの色の階調データを階調生成部３０１へ出力する。例えば、点灯制御部３１２は、２５６階調で発光部１０を駆動するのであれば、赤色、緑色、青色の各色の階調データ（赤色階調データ，緑色階調データ，青色階調データ）を示す８ビットデータを出力する。
【００６２】
階調生成部３０１は、点灯制御部３１２から３色の階調データを入力する（図８ステップＳ１００）。階調生成部３０１は、表示データの点灯色がこの３色の階調データから図６に示される領域のうち、白色領域に含まれるか否かを判定する（図８ステップＳ１１０）。
【００６３】
点灯色の色度が白色領域に含まれるのであれば、それぞれの色の階調データに対応する色の色度補正データのその色の割合値を乗算して、それぞれの色の階調補正データを算出する（図８ステップＳ１２０）。具体的には、以下の式（１）〜式（３）により算出する。
【００６４】
赤色階調補正データ＝赤色階調データ×赤色補正データの赤色割合値・・・（１）
緑色階調補正データ＝緑色階調データ×緑色補正データの緑色割合値・・・（２）
青色階調補正データ＝青色階調データ×青色補正データの青色割合値・・・（３）
点灯色の色度が白色領域以外である場合、つまり、色度が、赤色領域、緑色領域、青色領域のいずれかに含まれる場合には、点灯色の色度が含まれる領域に対応する色（一の色）の階調補正データを算出する（図８ステップＳ１３０）。例えば、点灯色の色度が赤色領域に含まれるのであれば、赤色階調補正データは、以下の式（４）により算出する。
【００６５】
赤色階調補正データ＝赤色階調データ×赤色補正データの赤色割合値・・・（４）
また、点灯色の色度が緑色領域に含まれるのであれば、緑色階調補正データは、以下の式（５）により算出する。
【００６６】
緑色階調補正データ＝緑色階調データ×緑色補正データの緑色割合値・・・（５）
また、点灯色の色度が青色領域に含まれるのであれば、青色階調補正データは、以下の式（６）により算出する。
【００６７】
青色階調補正データ＝青色階調データ×青色補正データの青色割合値・・・（６）
次に、点灯色の色度が含まれる領域以外の領域に対応する色（他の色）が「０」であるか否かを判定する（図８ステップＳ１４０）。例えば、点灯色の色度が赤色領域に含まれる場合には、緑色階調データまたは青色階調データのいずれか、または両方が「０」であるか否かを判定する。
【００６８】
点灯色の色度が含まれる領域以外の領域に対応する色（他の色）が「０」である場合には、点灯色の色度が含まれる領域に対応する色の階調データに、色度補正データの他の色に対応する割合値を乗算する（図８ステップＳ１５０）。例えば、緑色階調データと青色階調データとの両方が「０」であれば、緑色階調補正データおよび青色階調補正データは、以下の式（７），式（８）により算出する。
【００６９】
緑色階調補正データ＝赤色階調データ×赤色補正データの緑色割合値・・・（７）
青色階調補正データ＝赤色階調データ×赤色補正データの青色割合値・・・（８）
緑色階調データと青色階調データとの両方が「０」であれば、赤色の色度補正データを測定したステップＳ１０と同じ条件となる。従って、式（７）および式（８）からも判るように、点灯色の色度の補正は、ステップＳ５０で算出した赤色の色度補正データの発光強度の割合で行うことと同じとなる。
【００７０】
点灯色の色度が含まれる領域以外の領域に対応する色（他の色）が「０」でない場合に、点灯色の色度が含まれる領域に対応する色の階調データに、色度補正データの他の色に対応する割合値を乗算し、他の色の階調データを加算する（図８ステップＳ１６０）。例えば、緑色階調データと青色階調データとの両方が「０」でなければ、緑色階調補正データおよび青色階調補正データは、以下の式（９），式（１０）により算出する。
【００７１】
緑色階調補正データ＝赤色階調データ×赤色補正データの緑色割合値＋緑色階調データ・・・（９）
青色階調補正データ＝赤色階調データ×赤色補正データの青色割合値＋青色階調データ・・・（１０）
以上のようにして、階調生成部３０１は、赤色階調補正データ、緑色階調補正データおよび青色階調補正データをして補正階調データを算出し、点灯制御部３１２へ出力する。
【００７２】
点灯制御部３１２は、補正階調データを階調生成部３０１から入力すると、輝度補正データ格納部４１から輝度補正データを読み込む（図８ステップＳ１７０）。そして、点灯制御部３１２は、補正階調データと輝度補正データとを乗算してパネル階調データとしてＬＥＤドライブ部３０３へ出力する（図８ステップＳ１８０）と共に、色度補正データを決定する際に発光部１０を点灯させた標準駆動電流を示す駆動電流データを、ＬＥＤドライブ部３０３へ出力する（図８ステップＳ１９０）。
【００７３】
ＬＥＤドライブ部３０３は、パネル階調データに応じた階調の調整をＰＷＭにより行うと共に、駆動電流データに基づく駆動電流により発光部１０の各ＬＥＤパネルＰを駆動する（点灯制御ステップ，図８ステップＳ２００）。
【００７４】
このように、映像を表示するための表示データであっても、ＬＥＤディスプレイ装置Ｄは、表示データの階調データと、色度補正データ格納部２０に格納された色度補正データと、輝度補正データ格納部４１に格納された輝度補正データとから、赤色であれば緑色と青色、緑色であれば赤色と青色、青色であれば赤色と緑色を点灯させて補正することにより、全体として目標とする色度とすることができる。従って、ＬＥＤに色度のばらつきがあっても、色度を均一にすることができる。
【００７５】
また、それぞれのＬＥＤパネルＰは、輝度ランクを揃えたＬＥＤを実装しているので、ＬＥＤパネルＰごとに色度を管理することで、階調の補正処理の簡素化を図ることができる。
【００７６】
なお、実施の形態１および２では、色度補正データを色度補正データ格納部２０に格納していたが、測定した赤色・緑色・青色のＬＥＤの輝度および色度を格納し、階調生成部３０１に設定しておいた目標緑色色度データに基づいて、階調生成部３０１が色度補正データを算出して、３色ＬＥＤを点灯するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、ＬＥＤに色度のばらつきがあっても、色度補正を行うことで、目標とする色度に合わせることができるので、複数のＬＥＤが照明装置や表示装置などの光源として使用されるＬＥＤ光源装置およびその色度調整方法に好適である。
【符号の説明】
【００７８】
１０，１１ 発光部
２０ 色度補正データ格納部
３０，３１ 点灯部
４１ 輝度補正データ格納部
５０ 色度補正データ生成装置
５１ 色度計
５２ 色度補正データ演算部
５３ 入力部
５４ 表示部
３０１ 階調生成部
３０２，３１２ 点灯制御部
３０３ ＬＥＤドライブ部
Ｌ 照明装置
Ｄ ＬＥＤディスプレイ装置
Ｐ ＬＥＤパネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色のＬＥＤが組み合わされて配列された発光部と、
前記複数色のＬＥＤを点灯させるときに、前記複数色のＬＥＤのうちの一の色を点灯させて実測した色度を、目標とする色度とするために、一の色および他の色を発光させる発光強度の割合を示す色度補正データに基づいて前記複数色のＬＥＤを調整した状態で点灯させる点灯部とを備えたことを特徴とするＬＥＤ光源装置。
【請求項２】
前記点灯部は、前記複数色のＬＥＤを点灯させたときの色度が、前記複数色のそれぞれの一の色に対応させて色度を区分けした領域のいずれかに含まれるかを判定し、この領域に対応する色度補正データを選択して、前記複数色のＬＥＤの発光強度を調整する請求項１記載のＬＥＤ光源装置。
【請求項３】
前記点灯部は、階調を示す階調データに基づいて前記複数色のＬＥＤを点灯させるときに、前記複数色のＬＥＤの色度が含まれる領域に対応する一の色の色度補正データに一の色の階調データを乗算して一の色の補正階調データを算出すると共に、他の色の色度補正データに、一の色の階調データを乗算し、他の色の階調データを加算して他の色の補正階調データを算出して、これらの補正階調データに基づいて前記複数色のＬＥＤの階調を調整する請求項２記載のＬＥＤ光源装置。
【請求項４】
前記点灯部は、前記複数色のＬＥＤのうち一の色以外の他の色が非点灯であるときに、一の色が含まれる領域に対応する一の色の色度補正データに一の色の階調データを乗算して一の色の補正階調データを算出すると共に、他の色の色度補正データに一の色の階調データを乗算して他の色の補正階調データを算出し、これらの補正階調データに基づいて前記複数色のＬＥＤの階調を調整する請求項３記載のＬＥＤ光源装置。
【請求項５】
前記点灯部は、前記複数色のＬＥＤの発光強度の調整をＰＷＭによる階調で調整する請求項１から４のいずれかの項に記載のＬＥＤ光源装置。
【請求項６】
複数色のＬＥＤが組み合わされて配列された発光部のうち、一の色のＬＥＤを点灯して色度を実測する測定ステップと、
前記実測された色度を目標とする色度とするために、一の色および他の色を点灯させる発光強度の割合を示す色度補正データを演算する色度補正データ生成ステップと、
前記色度補正データに基づいて前記複数色のＬＥＤの点灯を調整する点灯制御ステップとを含むことを特徴とするＬＥＤ光源装置の色度調整方法。
【請求項１】
複数色のＬＥＤが組み合わされて配列された発光部と、
前記複数色のＬＥＤを点灯させるときに、前記複数色のＬＥＤのうちの一の色を点灯させて実測した色度を、目標とする色度とするために、一の色および他の色を発光させる発光強度の割合を示す色度補正データに基づいて前記複数色のＬＥＤを調整した状態で点灯させる点灯部とを備えたことを特徴とするＬＥＤ光源装置。
【請求項２】
前記点灯部は、前記複数色のＬＥＤを点灯させたときの色度が、前記複数色のそれぞれの一の色に対応させて色度を区分けした領域のいずれかに含まれるかを判定し、この領域に対応する色度補正データを選択して、前記複数色のＬＥＤの発光強度を調整する請求項１記載のＬＥＤ光源装置。
【請求項３】
前記点灯部は、階調を示す階調データに基づいて前記複数色のＬＥＤを点灯させるときに、前記複数色のＬＥＤの色度が含まれる領域に対応する一の色の色度補正データに一の色の階調データを乗算して一の色の補正階調データを算出すると共に、他の色の色度補正データに、一の色の階調データを乗算し、他の色の階調データを加算して他の色の補正階調データを算出して、これらの補正階調データに基づいて前記複数色のＬＥＤの階調を調整する請求項２記載のＬＥＤ光源装置。
【請求項４】
前記点灯部は、前記複数色のＬＥＤのうち一の色以外の他の色が非点灯であるときに、一の色が含まれる領域に対応する一の色の色度補正データに一の色の階調データを乗算して一の色の補正階調データを算出すると共に、他の色の色度補正データに一の色の階調データを乗算して他の色の補正階調データを算出し、これらの補正階調データに基づいて前記複数色のＬＥＤの階調を調整する請求項３記載のＬＥＤ光源装置。
【請求項５】
前記点灯部は、前記複数色のＬＥＤの発光強度の調整をＰＷＭによる階調で調整する請求項１から４のいずれかの項に記載のＬＥＤ光源装置。
【請求項６】
複数色のＬＥＤが組み合わされて配列された発光部のうち、一の色のＬＥＤを点灯して色度を実測する測定ステップと、
前記実測された色度を目標とする色度とするために、一の色および他の色を点灯させる発光強度の割合を示す色度補正データを演算する色度補正データ生成ステップと、
前記色度補正データに基づいて前記複数色のＬＥＤの点灯を調整する点灯制御ステップとを含むことを特徴とするＬＥＤ光源装置の色度調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２２７４５８（Ｐ２０１２−２２７４５８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９５７６３（Ｐ２０１１−９５７６３）
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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