JP2015043287A - 光源装置、光源装置の制御方法、及び、プログラム - Google Patents
光源装置、光源装置の制御方法、及び、プログラム Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】本発明の光源装置は、複数の光源を有する発光手段と、発光手段からの光を検出する検出手段と、複数の光源を順番に選択し、選択された光源以外の光源の発光輝度を一時的に低減する1光源点灯制御を行う制御手段と、を有し、発光面の領域を構成する複数の発光領域のそれぞれに2つ以上の光源が配置されるように、複数の光源が配置されており、複数の発光領域は、互いに異なる位相で周期的に発光し、1光源点灯制御は、周期的な発光の途中で、選択された光源以外の光源の発光輝度を一時的に低減する制御である光源装置において、制御手段は、同じ発光領域に配置された光源に対する1光源点灯制御が連続して行われない順番で、1光源点灯制御の対象の光源を選択する。
【選択図】図10
Description
従来、光源装置の発光素子として、冷陰極管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)等の蛍光ランプが主に用いられていた。しかし近年、光源装置の発光素子として、消費電力、寿命、色再現性、環境負荷の面で優れた発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)が用いられるようになってきている。
このような発光輝度の変化や輝度むらを低減する手法として、光センサを用いて光源の発光輝度を調整する手法が知られている。具体的には、光源装置から発せられた光のうち、光源装置が有する光学シート(光学部材)で反射され光源側に戻された反射光を検出する光センサを設け、光センサの検出値(光検出値)に基づいて光源の発光輝度を調整する手法が知られている。複数の光源を有する発光装置では、複数の光源が順番に選択され、選択された光源のみを点灯させる1光源点灯制御が行われる。そして、光源毎に、その光源に対する1光源点灯制御が行われている最中に、当該光源からの光(具体的には反射光)が光センサで検出される。その後、光源毎の光検出値に基づいて、各光源の発光輝度が調整される。そのような技術は、例えば、特許文献2に開示されている。
てしまうことがある。また、複数の光源に対して順番にそのような1光源点灯制御を行うと、大きな輝度変動が繰り返し発生してしまうことがある。そして、繰り返し発生する大きな輝度変動は、ユーザに妨害感(具体的にはフリッカ)として知覚されてしまう虞がある。
複数の光源を有する発光手段と、
前記発光手段からの光を検出する検出手段と、
前記複数の光源を順番に選択し、選択された光源からの光のみが前記検出手段で検出されるように、前記選択された光源以外の光源の発光輝度を一時的に低減する1光源点灯制御を行う制御手段と、
を有し、
発光面の領域を構成する複数の発光領域のそれぞれに2つ以上の光源が配置されるように、前記複数の光源が配置されており、
前記複数の発光領域は、互いに異なる位相で周期的に発光し、
前記1光源点灯制御は、周期的な発光の途中で、前記選択された光源以外の光源の発光輝度を一時的に低減する制御である
光源装置において、
前記制御手段は、同じ発光領域に配置された光源に対する1光源点灯制御が連続して行われない順番で、前記1光源点灯制御の対象の光源を選択する
ことを特徴とする光源装置である。
複数の光源を有する発光手段と、
前記発光手段からの光を検出する検出手段と、
を有する光源装置の制御方法であって、
前記複数の光源を順番に選択する選択ステップと、
選択された光源からの光のみが前記検出手段で検出されるように、前記選択された光源以外の光源の発光輝度を一時的に低減する1光源点灯制御を行う制御ステップと、
を有し、
発光面の領域を構成する複数の発光領域のそれぞれに2つ以上の光源が配置されるように、前記複数の光源が配置されており、
前記複数の発光領域は、互いに異なる位相で周期的に発光し、
前記1光源点灯制御は、周期的な発光の途中で、前記選択された光源以外の光源の発光輝度を一時的に低減する制御であり、
前記選択ステップでは、同じ発光領域に配置された光源に対する1光源点灯制御が連続して行われない順番で、前記1光源点灯制御の対象の光源を選択する
ことを特徴とする光源装置の制御方法である。
なお、以下では、本実施形態に係る光源装置が、光源装置から発せられた光を変調することで画面に画像を表示する画像表示装置で使用されるものである場合の例を説明するが、本実施形態に係る光源装置はこれに限らない。本実施形態に係る光源装置は、例えば、街灯、室内照明などの照明装置であってもよい。
なお、以下では、本実施形態に係る画像表示装置が、透過型の液晶表示装置である場合の例を説明するが、本実施形態に係る画像表示装置はこれに限らない。本実施形態に係る画像表示装置は、光源装置から発せられた光を変調することで画面に画像を表示する画像表示装置であればよい。例えば、本実施形態に係る画像表示装置は、反射型の液晶表示装置であってもよい。また、本実施形態に係る画像表示装置は、液晶素子の代わりにMEMS(Micro Electro Mechanical System)シャッターを用いたMEMSシャッター方式ディスプレイであってもよい。
また、以下では、本実施形態に係る画像表示装置がカラー画像表示装置である場合の例を説明するが、本実施形態に係る画像表示装置はモノクロ画像表示装置であってもよい。
光源基板101は、カラー液晶パネル105の背面に照射する光(白色光)を発する発光部である。光源基板101は、複数の光源を有する。光源は、1つ以上の発光素子を有する。発光素子としては、発光ダイオード(LED)、冷陰極管、有機EL素子などを用いることができる。
拡散板102、集光シート103、反射型偏光フィルム104は、光源基板と平行に配置され、光源基板101からの光に光学的な変化を与える。
具体的には、拡散板102は、上記複数の発光素子(本実施形態ではLEDチップ)からの光を拡散させることにより、光源基板101を面光源として機能させる。
集光シート103は、拡散板102で拡散し、様々な入射角度で入射した白色光を、正面方向(カラー液晶パネル105側)に集光することにより、正面輝度(正面方向の輝度)を向上させる。
反射型偏光フィルム104は、入射した白色光を効率的に偏光することにより、正面輝度を向上させる。
拡散板102、集光シート103、反射型偏光フィルム104は重ねて用いられる。以後、これらの光学部材をまとめて光学シート106と呼ぶ。なお、光学シート106には
、上述した光学部材以外の部材が含まれていてもよいし、上述した光学部材の少なくともいずれか1つが含まれていなくてもよい。また、光学シート106とカラー液晶パネル105は一体で構成されていてもよい。
カラー液晶パネル105は、赤色の光を透過するRサブ画素、緑色の光を透過するGサブ画素、青色の光を透過するBサブ画素からなる画素を複数有しており、照射された白色光の輝度をサブ画素毎に制御することでカラー画像を表示する。
以上で説明したような構成(図1(A)に示すような構成)のバックライト装置を、一般的に直下型バックライト装置と呼ぶ。
光源基板101は、複数の光源を有する。
図1(B)の例では、光源基板101は、マトリクス状に配置された5行×2列の合計10個のLED基板110を有する。なお、本実施形態では光源基板101が複数のLED基板を有するものとしたが、光源基板101は1つのLED基板を有していてもよい。例えば、図1(B)の10個のLED基板は1つのLED基板であってもよい。
各LED基板110は、1行×4列の合計4つの光源111を有する。即ち、光源基板101は、5行×8列の合計40個の光源111を有する。
各光源111には4つの発光素子(LEDチップ112)が設けられており、各光源111の発光輝度は個別に制御することができる。LEDチップ112としては、例えば、白色光を発する白色LEDを用いることができる。LEDチップ112として、発する光の色が互いに異なる複数のLED(例えば、赤色光を発する赤色LED、緑色光を発する緑色LED、青色光を発する青色LEDなど)を用いて白色光が得られるように構成されたチップを用いてもよい。1つの光源111に設けられたLEDチップ112の数は4つより多くても少なくてもよい。1つの光源に1つのLEDチップ112が設けられていてもよい。
LED基板110には、光源基板101から発せられた光を検出し、検出値(光検出値)を出力する光センサ113(検出部)が設けられている。光源111からの光の一部は、光学シート(拡散板や反射型偏光フィルム)などで反射され、光源側へ戻される。光センサ113は、光学シート106に対向するように設けられており、光学シート106で反射され光源側に戻された反射光を検出する。反射光の輝度から、光源111の発光輝度を予測することができる。本実施形態では、光源111毎に1つの光センサ113が設けられている。そのため、図1(C)の例では、1つのLED基板110に対して、4つの光センサ113が設けられている。光センサ113としては、フォトダイオードやフォトトランジスタなど、光検出値として輝度を出力するセンサを用いることができる。また、輝度の他に色の変化などを出力するカラーセンサを、光センサ113として用いてもよい。
なお、光センサ113は、光源基板101から発せられた光が直接入射するように設けられていてもよい。例えば、光センサ113は、光源基板101の発光面と対向するように設けられていてもよい。
なお、1つの光源111に対して複数の光センサ113が設けられていてもよいし、複数の光源111に対して1つの光センサ113が設けられていてもよい。
3,1)の右側には、LED基板110(3,2)が隣接する。LED基板110(4,1)の右側には、LED基板110(4,2)が隣接する。LED基板110(5,1)の右側には、LED基板110(5,2)が隣接する。
LED基板110(X,Y)(X=1〜5,Y=1〜2)は、4つの光源111(X,Y,Z)(Z=1〜4)を有する。例えば、LED基板110(1,1)は、光源111(1,1,1)、光源111(1,1,2)、光源111(1,1,3)および光源111(1,1,4)を有する。Zは、光源111の水平位置を示す値であり、最も左側の光源111の位置でZ=1となり、位置が右側に進むにつれて増加する値である。
10個のLED基板110の構成は同等であるため、一例としてLED基板110(1,1)について説明する。LED基板110(1,1)は、光源111(1,1,1)〜111(1,1,4)を有する。光源111(1,1,1)〜111(1,1,4)は、それぞれ、LEDドライバ120(1,1,1)〜120(1,1,4)により駆動される。
本実施形態では、定期的もしくは特定のタイミングで、光源111間の温度および経年劣化度合いのばらつきによって生じる輝度むらを低減するための発光輝度調整処理が行われる。通常動作中は全ての光源111が発光する。発光輝度調整処理では、複数の光源が順番に選択され、選択された光源からの光(本実施形態では反射光)のみが光センサ113で検出されるように、選択された光源以外の光源の発光輝度を一時的に低減する1光源点灯制御が行われる。そして、光源毎の光検出値に基づいて、各光源111の発光輝度が調整される。発光輝度調整処理(1光源点灯制御を含む)は、後述するマイコン125によって行われる。
なお、本実施形態では、1光源点灯制御が、選択された光源以外の光源を一時的に消灯する処理である場合の例を説明するが、これに限らない。例えば、選択された光源以外の光源は、光検出値に影響を与えない程度の発光輝度で点灯させてもよい。
なお、本実施形態では、発光輝度を調整するために光検出値が使用される例を説明したが、光検出値の用途はこれに限らない。例えば、光検出値は他の画像表示装置で利用されてもよい。
他の光源111についても同様の処理が行われる。即ち、光検出処理対象の光源111のみを点灯させた状態で、各光センサ113により反射光が検出される。そして、A/Dコンバータ123によって、光検出処理対象の光源111に対応付けられた光センサ113のアナログ値122がデジタル値124に変換され、デジタル値124がマイコン125に出力される。そのため、A/Dコンバータ123からは、全40個の光検出値(デジタル値124)がマイコン125に出力される。
いて光源111の発光輝度を調整する。本実施形態では、マイコン125は、光源毎に、その光源の光検出値に基づいて、当該光源の発光輝度を調整する。具体的には、カラー画像表示装置の製造検査時などに決定した各光源111の輝度目標値(検出値の目標値)が不揮発メモリ126に予め記録されている。マイコン125は、光源111毎に、その光源の光検出値と、当該光源の輝度目標値とを比較する。そして、マイコン125は、光源111毎に、上記比較の結果に応じて、光検出値が輝度目標値と一致するように発光輝度を調整する。発光輝度は、例えば、マイコン125からLEDドライバ120へ出力するLEDドライバ制御信号127を調整することにより調整される。LEDドライバ120は、LEDドライバ制御信号に応じて、光源111を駆動する。LEDドライバ制御信号は、例えば、光源111に印加するパルス信号(電流または電圧のパルス信号)のパルス幅を表す。その場合、LEDドライバ制御信号を調整することにより、光源111の発光輝度がPWM制御される。なお、LEDドライバ制御信号はこれに限らない。例えば、LEDドライバ制御信号は、光源111に印加するパルス信号の波高値であってもよいし、パルス幅と波高値の両方であってもよい。光検出値が輝度目標値と一致するように各光源111の発光輝度を調整することにより、バックライト装置全体としての輝度むらを抑制することができる。
図3(A)は、正面方向(カラー液晶パネル105側)から見た場合の、光源基板101の発光領域の一例を示す模式図である。
図3(A)の例では、発光面の領域が、4つのエリア1〜5に区分されている。
エリア1には、光源111(1,1,1)〜光源111(1,1,4)と、光源111(1,2,1)〜光源111(1,2,4)の合計8つの光源が配置されている。
エリア2〜5についても同様に、垂直位置が互いに等しい8つの光源111が配置されている。
図3(B)は、PWM制御による各発光領域の点灯・消灯タイミングの時間推移を示すタイミング図である。
各発光領域の光源111は、ユーザにフリッカとして知覚されることのない十分高い周波数(ここでは300Hzとする)で点灯・消灯制御される。エリア1からエリア5は順番に点灯を開始する。また、発光領域の点灯開始タイミングから次の発光領域の点灯開始タイミングの間隔は一定とされる。具体的には、エリア1が点灯を開始すると、その1/1500秒(=1/300秒÷5)後にエリア2が点灯を開始する。さらに1/1500秒後、2/1500秒後、3/1500秒後に、それぞれ、エリア3、エリア4、エリア5が点灯を開始する。また、エリア5の点灯開始から1/1500秒には、再びエリア1が点灯を開始する。このような、点灯・消灯制御が繰り返し行われる。
図3(B)に示すように、各エリアのPWM制御によるデューティ比(発光輝度)が50%である場合、エリア1の点灯終了(消灯開始)タイミングは、エリア1の点灯開始から1/600秒(=1/300秒×0.5)後となる。さらに1/1500秒後、2/1500秒後、3/1500秒後、4/1500秒後に、それぞれ、エリア2、エリア3、エリア4、エリア5が点灯を終了する(消灯を開始する)。デューティ比は、発光の1周
期に対する、1周期内における総点灯時間の割合である。
図3(B)では、簡単のため、全ての光源111のデューティ比が50%であるものとしたが、発光輝度調整処理を行うと、光源111間でデューティ比が一致しなくなることがある。
また、図3(B)では、簡単のため、発光の1周期内に1つの点灯期間と1つの消灯期間が設定される例を説明したが、発光の1周期内に複数の点灯期間や複数の消灯期間が設定されてもよい。
エリア1の輝度は、エリア1の発光によって大きく影響を受けるが、他のエリアの発光によっても影響を受ける。エリア1の点灯期間中に、エリア1に近いエリア2,3が点灯する期間があり、この期間でエリア1の輝度が最大となる。また、エリア1〜3が消灯し、エリア1から遠いエリア4,5が点灯する期間があり、この期間でエリア1の輝度が最小となる。
エリア1の輝度の時間推移と同様に、エリア3の点灯期間中に、エリア3に近いエリア2,4が点灯する期間があり、この期間でエリア3の輝度が最大となる。
エリア1,3の輝度の時間推移と同様に、エリア5の点灯期間中に、エリア5に近いエリア3,4が点灯する期間があり、この期間でエリア5の輝度が最大となる。
エリア2およびエリア4の輝度の時間推移については説明を割愛するが、エリア2,4にも輝度が最大となるタイミングが生じる。エリア2の輝度が最大となるタイミングは、エリア1の輝度が最大となるタイミングと、エリア3の輝度が最大となるタイミングとの間に生じる。エリア4の輝度が最大となるタイミングは、エリア3の輝度が最大となるタイミングと、エリア5の輝度が最大となるタイミングとの間に生じる。
以上の説明から分かるように、各発光領域の輝度が最大となるタイミングは、エリア1からエリア5の順番で発生する。そのため、輝度の高いエリアが画面の上側から下側へスキャン(走査)するように光源基板101が発光する。このようなスキャン発光のメリットは2つあり、ひとつは、点灯・消灯による電力負荷の時間推移が平滑化されることである。もうひとつは、カラー液晶パネル105の画像書き換えも画面の上側から下側へスキャンして行われるため、バックライト装置の発光も同じ方向にスキャンすることで、表示画像(画面に表示された画像)が安定することである。
1番目の処理では、光源111(1,1,1)が点灯させられ、他の光源111が消灯させられる。そして、光源111(1,1,1)に対応する光センサ113(1,1,1)の光検出値がマイコン125に入力される。
2番目の処理では、光源111(1,1,2)が点灯させられ、他の光源111が消灯
させられる。そして、光源111(1,1,2)に対応する光センサ113(1,1,2)の光検出値がマイコン125に入力される。
説明は割愛するが、3番目以降の処理も同様に図5(A)の一覧表に従って行われる。
1番目から8番目の処理では、エリア1の8つの光源111が左から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
9番目から16番目の処理では、エリア2の8つの光源111が左から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
17番目〜24番目の処理では、エリア3の8つの光源111が左から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
25番目〜32番目の処理では、エリア4の8つの光源111が左から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
33番目〜40番目の処理では、エリア5の8つの光源111が左から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
本実施形態では、光源が点灯を開始するタイミングで当該光源に対する1光源点灯制御が開始される。そのため、エリア1の光源111(例えば光源111(1,1,1))に対する1光源点灯制御の開始時刻は、エリア1の点灯開始時刻に設定される。エリア1に配置された光源111からの光を検出するためには、この光源111が点灯している必要がある。1光源点灯制御の開始時刻をエリア1の点灯開始時刻に合わせることで、1光源点灯制御の開始時刻をデューティ比に依らず容易に設定することが可能となる。また、1光源点灯制御の対象の光源に対して新たな点灯期間を設定しなくて済むため、新たな点灯期間が設定されることによる輝度変動の発生を防止することができる。
エリア1の光源111に対する1光源点灯制御が行われる期間では、1光源点灯制御の対象の光源以外の光源111(エリア1の他の光源111、及び、エリア2〜5の各光源111)が消灯させられる。
そのため、エリア1の光源111のうち、1光源点灯制御の対象の光源以外の光源111に対しては、新たな消灯期間201が設定される。
通常の発光(周期的な発光)が行われる場合、エリア1の光源111に対する1光源点灯制御を行う期間では、エリア2,3の光源111は消灯する。そのため、エリア2,3の光源に対しては、新たな消灯期間は設定されない。
エリア4の光源111に対しては、新たな消灯期間202が設定される。また、エリア5の光源に対しては、新たな消灯期間203が設定される。
消灯期間201〜203は、いずれも、エリア1の光源111に対する1光源点灯制御が行われる期間と同じ期間である。
エリア3の輝度は、エリア3の発光によって大きく影響を受けるが、他のエリアの発光によっても影響を受ける。上述したように、エリア1の光源111に対する1光源点灯制御を行う期間において、エリア1の消灯期間201、エリア4の消灯期間202、エリア5の消灯期間203が新たに発生する。そのため、エリア1の光源111に対する1光源
点灯制御を行う期間において、エリア3には、新たな消灯期間201〜203が設定されたことによる輝度低下が発生する。具体的には、輝度低下量204の輝度低下が発生する。しかし、エリア1の光源111に対する1光源点灯制御を行う期間では、エリア3の点灯状態は“消灯”のまま変化しておらず、エリア3に隣接するエリア2の点灯状態も“消灯”のまま変化していない。そのため、輝度低下量204は小さな値となる。なお、図6(B)では、簡単のため、輝度低下量204として、エリア3の輝度をゼロにする輝度低下量を示しているが、実際にはエリア3の輝度はゼロより大きな値となる。具体的には、エリア1の光源111に対する1光源点灯制御を行う期間では、1光源点灯制御の対象の光源111は点灯しており、1光源点灯制御の対象の光源111からの光がエリア3に漏れ込むため、エリア3の輝度はゼロより大きな値となる。
エリア4の光源111(例えば光源111(4,1,1))に対する1光源点灯制御の開始時刻は、エリア1の光源111に対する1光源点灯制御の開始時刻と同様に、エリア4の点灯開始時刻に設定される。
そして、エリア4の光源111のうち、1光源点灯制御の対象の光源以外の光源111に対しては、新たな消灯期間213が設定される。
通常の発光(周期的な発光)が行われる場合、エリア4の光源111に対する1光源点灯制御を行う期間では、エリア1,5の光源111は消灯する。そのため、エリア1,5の光源に対しては、新たな消灯期間は設定されない。
エリア2の光源111に対しては、新たな消灯期間211が設定される。また、エリア3の光源に対しては、新たな消灯期間212が設定される。
消灯期間211〜213は、いずれも、エリア4の光源111に対する1光源点灯制御が行われる期間と同じ期間である。
上述したように、エリア4の光源111に対する1光源点灯制御を行う期間において、エリア2の消灯期間211、エリア3の消灯期間212、エリア4の消灯期間213が新たに発生する。そのため、エリア4の光源111に対する1光源点灯制御を行う期間において、エリア3には、新たな消灯期間211〜213が設定されたことによる輝度低下が発生する。具体的には、輝度低下量214の輝度低下が発生する。ここで、エリア3の輝度に対する、エリア3の発光が与える影響は大きく、エリア3に隣接するエリア2,4の発光が与える影響も大きい。そのため、輝度低下量214は非常に大きな値となる。
エリア1には、エリア3の光源に対する1光源点灯制御を行うときに最大の輝度低下(輝度低下量が100の輝度低下)が発生する。そして、エリア1の光源に対する1光源点灯制御を行うとき輝度低下量が65の輝度低下が発生し、エリア2の光源に対する1光源点灯制御を行うとき輝度低下量が90の輝度低下が発生する。また、エリア4の光源に対する1光源点灯制御を行うとき輝度低下量が40の輝度低下が発生し、エリア5の光源に対する1光源点灯制御を行うとき輝度低下量が15の輝度低下が発生する。このように、発光領域の輝度低下量は、1光源点灯制御の対象である光源が配置された発光領域によって大きく変化する。
エリア2〜5の輝度低下量については説明を割愛するが、エリア1の輝度低下量と同様に、それらの発光領域の輝度低下量も、1光源点灯制御の対象である光源が配置された発光領域によって大きく変化する。
1光源点灯制御の1サイクル(制御1サイクル)においては、1光源点灯制御が合計40回行われる。1番目の処理301ではエリア1の光源に対する1光源点灯制御が行われるため、エリア3の輝度低下量は図7に示したように35と小さい。2番目から8番目の処理でもエリア1の光源に対する1光源点灯制御が行われるため、エリア3の輝度低下量は35と小さい。また、エリア2の光源に対する1光源点灯制御が行われる9番目から16番目の処理でも、エリア3の輝度低下量は35と小さい。17番目から24番目の処理ではエリア3の光源に対する1光源点灯制御が行われるため、エリア3の輝度低下量は80と大きな値となる。25番目から32番目の処理ではエリア4の光源に対する1光源点灯制御が行われるため、エリア3の輝度低下量は100と最も大きな値となる。そして、33番目の処理から40番目の処理302ではエリア5の光源に対する1光源点灯制御が行われるため、エリア3の輝度低下量は80と大きな値となる。以降は、再び1番目の処理から繰り返される。
人間の目は輝度変動に対しLPF(ローパスフィルタ)を適用する様な特性を有する。そのため、60Hz未満の輝度変動に対し感度が高く、約15Hzの輝度変動に対して最も感度が高いと言われている。従って、60Hz未満の輝度変動は、ユーザにフリッカとして知覚される虞がある。一方で、60Hz以上の輝度変動は、ユーザにフリッカとして知覚され難い。また、輝度変動の振幅が小さいほどフリッカとして知覚され難くなる。
図8(B)に示したような輝度変動が発生すると、図8(C)に示すように、ユーザが知覚する知覚輝度の変動サイクルは非常に長くなってしまう。換言すれば、知覚輝度の変動周波数は非常に小さくなってしまう。具体的には、図5(A)の一覧表の選択順序に従って1/300秒毎に合計40回の1光源点灯制御が行われると、知覚輝度の変動サイクルは1/300秒×40=1/7.5秒となってしまう。換言すれば、知覚輝度の変動周波数は、フリッカとして知覚され易い周波数7.5Hzとなってしまう。また、知覚輝度の変動振幅303も大きな値となってしまう。
なお、ここでは、エリア3の知覚輝度について説明したが、他のエリアでも、エリア3と同様に、フリッカとして知覚される知覚輝度の変動が生じてしまう。
する1光源点灯制御が連続して行われない順番で、1光源点灯制御の対象の光源が選択される。具体的には、エリア1の光源、エリア2の光源、エリア3の光源、エリア4の光源、エリア5の光源に対する1光源点灯制御を順番に1回ずつ行う処理が繰り返される。
1番目の処理では、光源111(1,1,1)に対する1光源点灯制御が行われる。
2番目の処理では、光源111(2,1,1)に対する1光源点灯制御が行われる。
3番目の処理では、光源111(3,1,1)に対する1光源点灯制御が行われる。
4番目の処理では、光源111(4,1,1)に対する1光源点灯制御が行われる。
5番目の処理では、光源111(5,1,1)に対する1光源点灯制御が行われる。
6番目の処理では、再びエリア1の光源111に対する1光源点灯制御が行われる。具体的には、光源111(1,1,2)に対する1光源点灯制御が行われる。
以降の1光源点灯制御については説明を割愛する。
1番目から5番目の処理では、エリア1〜5の左端の5つの光源111が順番に選択される。即ち、左端の5つの光源が上から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
6番目から10番目の処理では、左から2番目の5つの光源が上から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
11番目から15番目の処理では、左から3番目の5つの光源が上から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
16番目から20番目の処理では、左から4番目の5つの光源が上から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
21番目から25番目の処理では、左から5番目の5つの光源が上から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
26番目から30番目の処理では、左から6番目の5つの光源が上から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
31番目から35番目の処理では、左から7番目の5つの光源が上から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
36番目から40番目の処理では、右端(左から8番目)の5つの光源が上から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
1光源点灯制御の1サイクル(制御1サイクル)においては、1光源点灯制御が合計40回行われる。1番目の処理311ではエリア1の光源に対する1光源点灯制御が行われるため、エリア3の輝度低下量は図7に示したように35と小さい。2番目の処理ではエリア2の光源に対する1光源点灯制御が行われるため、エリア3の輝度低下量は35と小さい。3番目の処理ではエリア3の光源に対する1光源点灯制御が行われるため、エリア3の輝度低下量は80と大きい。4番目の処理ではエリア4の光源に対する1光源点灯制御が行われるため、エリア3の輝度低下量は最も大きな値100となる。5番目の処理ではエリア5の光源に対する1光源点灯制御が行われるため、エリア3の輝度低下量は80と大きい。その後、6番目の処理から40番目の処理312までの間、1番目の処理から5番目の処理までの輝度低下と同様の輝度低下が合計7回繰り返し発生する。以降は、再び1番目の処理から繰り返される。
に示すように、1光源点灯制御を行わない場合には輝度変動は生じない。しかし、1光源点灯制御を行うと、図10(A)の輝度低下が生じてしまう。その結果、図10(B)に示すようにエリア3の輝度は変動してしまう。
図10(B)に示したような輝度変動が発生すると、図10(C)に示すように、ユーザが知覚する知覚輝度の変動サイクルは十分に短いサイクルとなる。換言すれば、知覚輝度の変動周波数は十分に小さい値となる。具体的には、図9(A)の一覧表の選択順序に従って1/300秒毎に合計40回の1光源点灯制御が行われると、知覚輝度の変動サイクルは1/300秒×5=1/60秒となる。換言すれば、知覚輝度の変動周波数は、フリッカとして知覚され難い周波数60Hzとなる。また、知覚輝度の変動振幅313も小さな値となり、フリッカがより知覚され難くなる。
図11(A)には、優先度が高いほど低い値となる優先順位が示されている。
図11(A)の一覧表では、左から4番目の光源と右から4番目の光源、即ち発光面の水平方向における中心位置に最も近い光源の優先順位として優先度が最も高いことを示す1が設定されている。そして、発光面の水平方向における中心位置から離れるにつれて値が増すように他の光源に対して優先順位が設定されている。具体的には、左から3番目の光源と右から3番目の光源の優先順位として2が設定されており、左から2番目の光源と右から2番目の光源の優先順位として3が設定されている。そして、左端の光源と右端の光源の優先順位として優先度が最も低いことを示す2が設定されている
図11(A)の一覧表に従えば、同じ発光領域に配置された光源に対する1光源点灯制御が連続して行われない順番で、1光源点灯制御の対象の光源が選択される。さらに、優先度が高い(優先順位の値が小さい)光源から順に、1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
1番目の処理では、光源111(1,1,4)に対する1光源点灯制御が行われる。
2番目の処理では、光源111(2,1,4)に対する1光源点灯制御が行われる。
3番目の処理では、光源111(3,1,4)に対する1光源点灯制御が行われる。
4番目の処理では、光源111(4,1,4)に対する1光源点灯制御が行われる。
5番目の処理では、光源111(5,1,4)に対する1光源点灯制御が行われる。
6番目の処理では、再びエリア1の光源111に対する1光源点灯制御が行われる。具体的には、光源111(1,2,1)に対する1光源点灯制御が行われる。
以降の処理については説明を割愛する。
1番目から5番目の処理では、エリア1〜5の左から4番目の5つの光源111が順番に選択される。即ち、左から4番目の5つの光源が上から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
6番目から10番目の処理では、右から4番目の5つの光源が上から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
11番目から15番目の処理では、左から3番目の5つの光源が上から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
16番目から20番目の処理では、右から3番目の5つの光源が上から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
21番目から25番目の処理では、左から2番目の5つの光源が上から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
26番目から30番目の処理では、右から2番目の5つの光源が上から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
31番目から35番目の処理では、左端の5つの光源が上から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
36番目から40番目の処理では、右端の5つの光源が上から順に1光源点灯制御の対象の光源として選択される。
図12(A)の例では、小さな輝度低下が可能な限り連続して発生せず、且つ、大きな輝度低下も可能な限り連続して発生しないように選択順序が決定されている。
1番目の処理では、光源111(1,1,1)に対する1光源点灯制御が行われる。
2番目の処理では、光源111(4,1,1)に対する1光源点灯制御が行われる。
3番目の処理では、光源111(2,1,1)に対する1光源点灯制御が行われる。
4番目の処理では、光源111(3,1,1)に対する1光源点灯制御が行われる。
5番目の処理では、光源111(5,1,1)に対する1光源点灯制御が行われる。
6番目の処理では、再びエリア1の光源111に対する1光源点灯制御が行われる。具体的には、光源111(1,2,1)に対する1光源点灯制御が行われる。
以降の処理については説明を割愛する。
1番目の処理では、エリア1の光源111が1光源点灯制御の対象の光源として選択されるが、2番目の処理では、飛んでエリア4の光源111が1光源点灯制御の対象の光源として選択される。3番目の処理では、戻ってエリア2の光源111が1光源点灯制御の対象の光源として選択される。4番目の処理ではエリア3の光源111が1光源点灯制御の対象の光源として選択され、5番目の処理ではエリア5の光源111が1光源点灯制御の対象の光源として選択される。6〜40番目の処理では、1〜5番目の処理と同様の順番で光源を選択する処理が、合計7回繰り返される。
1光源点灯制御の1サイクル(制御1サイクル)においては、1光源点灯制御が合計40回行われる。1番目の処理321ではエリア1の光源に対する1光源点灯制御が行われるため、エリア3の輝度低下量は図7に示したように35と小さい。2番目の処理ではエリア4の光源に対する1光源点灯制御が行われるため、エリア3の輝度低下量は最も大きな値100となる。3番目の処理ではエリア2の光源に対する1光源点灯制御が行われるため、エリア3の輝度低下量は35と小さい。4番目の処理ではエリア3の光源に対する1光源点灯制御が行われるため、エリア3の輝度低下量は80と大きい。5番目の処理ではエリア5の光源に対する1光源点灯制御が行われるため、エリア3の輝度低下量は80と大きい。その後、6番目の処理から40番目の処理322までの間、1番目の処理から5番目の処理までの輝度低下と同様の輝度低下が合計7回繰り返し発生する。以降は、再び1番目の処理から繰り返される。
図13(B)に示したような輝度変動が発生すると、図13(C)に示すように、ユーザが知覚する知覚輝度の変動サイクルは十分に短いサイクルとなる。換言すれば、知覚輝度の変動周波数は十分に小さい値となる。具体的には、図12(A)の一覧表の選択順序に従って1/300秒毎に合計40回の1光源点灯制御が行われると、知覚輝度の変動サイクルは1/300秒×5=1/60秒となる。換言すれば、知覚輝度の変動周波数は、
フリッカとして知覚され難い周波数60Hzとなる。また、小さな輝度低下が可能な限り連続して発生せず、且つ、大きな輝度低下も可能な限り連続して発生しないような順番で1光源点制御の対象の光源を選択したことにより、知覚輝度の変動振幅323が図10(C)に比べて低い値となる。その結果、フリッカをより知覚され難くすることができる。
記憶装置に記録されたプログラムを読み込み実行することで前述した実施例の機能を実現するシステムや装置のコンピュータ(又はCPU、MPU等のデバイス)によっても、本発明を実施することができる。また、例えば、記憶装置に記録されたプログラムを読み込み実行することで前述した実施例の機能を実現するシステムや装置のコンピュータによって実行されるステップからなる方法によっても、本発明を実施することができる。この目的のために、上記プログラムは、例えば、ネットワークを通じて、又は、上記記憶装置となり得る様々なタイプの記録媒体(つまり、非一時的にデータを保持するコンピュータ読取可能な記録媒体)から、上記コンピュータに提供される。したがって、上記コンピュータ(CPU、MPU等のデバイスを含む)、上記方法、上記プログラム(プログラムコード、プログラムプロダクトを含む)、上記プログラムを非一時的に保持するコンピュータ読取可能な記録媒体は、いずれも本発明の範疇に含まれる。
111 光源
113 光センサ
125 マイコン
Claims (17)
- 複数の光源を有する発光手段と、
前記発光手段からの光を検出する検出手段と、
前記複数の光源を順番に選択し、選択された光源からの光のみが前記検出手段で検出されるように、前記選択された光源以外の光源の発光輝度を一時的に低減する1光源点灯制御を行う制御手段と、
を有し、
発光面の領域を構成する複数の発光領域のそれぞれに2つ以上の光源が配置されるように、前記複数の光源が配置されており、
前記複数の発光領域は、互いに異なる位相で周期的に発光し、
前記1光源点灯制御は、周期的な発光の途中で、前記選択された光源以外の光源の発光輝度を一時的に低減する制御である
光源装置において、
前記制御手段は、同じ発光領域に配置された光源に対する1光源点灯制御が連続して行われない順番で、前記1光源点灯制御の対象の光源を選択する
ことを特徴とする光源装置。 - 前記制御手段は、前記複数の発光領域のそれぞれにおいてその発光領域における輝度変動の低周波成分の周波数が60Hz以上となる順番で、前記1光源点灯制御の対象の光源を選択する
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記複数の発光領域のそれぞれにおいてその発光領域における輝度変動の低周波成分の周波数が60Hz以上となる順番が複数存在する場合に、前記制御手段は、複数の順番のうち前記低周波成分の振幅が最小となる順番で、前記1光源点灯制御の対象の光源を選択する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光源装置。 - 前記制御手段は、前記複数の発光領域のそれぞれにおいてその発光領域における輝度変動の低周波成分の周波数が60Hz以上となる順番及び頻度で、前記1光源点灯制御の対象の光源を選択する
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1光源点灯制御は、前記選択された光源以外の光源を一時的に消灯する制御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。
- 前記制御手段は、前記光源が点灯を開始するタイミングで当該光源に対する1光源点灯制御を開始する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記制御手段は、前記発光面の中央に近い光源に対する1光源点灯制御を優先して行う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。
- 複数の光源を有する発光手段と、
前記発光手段からの光を検出する検出手段と、
前記複数の光源を順番に選択し、選択された光源からの光のみが前記検出手段で検出されるように、前記選択された光源以外の光源の発光輝度を一時的に低減する1光源点灯制御を行う制御手段と、
を有し、
発光面の領域を構成する複数の発光領域のそれぞれに2つ以上の光源が配置されるように、前記複数の光源が配置されており、
前記複数の発光領域は、互いに異なる位相で周期的に発光し、
前記1光源点灯制御は、周期的な発光の途中で、前記選択された光源以外の光源の発光輝度を一時的に低減する制御である
光源装置において、
前記制御手段は、前記複数の発光領域のそれぞれにおいてその発光領域における輝度変動の低周波成分の周波数が60Hz以上となる順番で、前記1光源点灯制御の対象の光源を選択する
ことを特徴とする光源装置。 - 複数の光源を有する発光手段と、
前記発光手段からの光を検出する検出手段と、
を有する光源装置の制御方法であって、
前記複数の光源を順番に選択する選択ステップと、
選択された光源からの光のみが前記検出手段で検出されるように、前記選択された光源以外の光源の発光輝度を一時的に低減する1光源点灯制御を行う制御ステップと、
を有し、
発光面の領域を構成する複数の発光領域のそれぞれに2つ以上の光源が配置されるように、前記複数の光源が配置されており、
前記複数の発光領域は、互いに異なる位相で周期的に発光し、
前記1光源点灯制御は、周期的な発光の途中で、前記選択された光源以外の光源の発光輝度を一時的に低減する制御であり、
前記選択ステップでは、同じ発光領域に配置された光源に対する1光源点灯制御が連続して行われない順番で、前記1光源点灯制御の対象の光源を選択する
ことを特徴とする光源装置の制御方法。 - 前記選択ステップでは、前記複数の発光領域のそれぞれにおいてその発光領域における輝度変動の低周波成分の周波数が60Hz以上となる順番で、前記1光源点灯制御の対象の光源を選択する
ことを特徴とする請求項9に記載の光源装置の制御方法。 - 前記複数の発光領域のそれぞれにおいてその発光領域における輝度変動の低周波成分の周波数が60Hz以上となる順番が複数存在する場合に、前記選択ステップでは、複数の順番のうち前記低周波成分の振幅が最小となる順番で、前記1光源点灯制御の対象の光源を選択する
ことを特徴とする請求項9または10に記載の光源装置の制御方法。 - 前記選択ステップでは、前記複数の発光領域のそれぞれにおいてその発光領域における輝度変動の低周波成分の周波数が60Hz以上となる順番及び頻度で、前記1光源点灯制御の対象の光源を選択する
ことを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の光源装置の制御方法。 - 前記1光源点灯制御は、前記選択された光源以外の光源を一時的に消灯する制御であることを特徴とする請求項9〜12のいずれか1項に記載の光源装置の制御方法。
- 前記制御ステップでは、前記光源が点灯を開始するタイミングで当該光源に対する1光源点灯制御を開始する
ことを特徴とする請求項9〜13のいずれか1項に記載の光源装置の制御方法。 - 前記制御ステップでは、前記発光面の中央に近い光源に対する1光源点灯制御を優先して行う
ことを特徴とする請求項9〜14のいずれか1項に記載の光源装置の制御方法。 - 複数の光源を有する発光手段と、
前記発光手段からの光を検出する検出手段と、
を有する光源装置の制御方法であって、
前記複数の光源を順番に選択する選択ステップと、
選択された光源からの光のみが前記検出手段で検出されるように、前記選択された光源以外の光源の発光輝度を一時的に低減する1光源点灯制御を行う制御ステップと、
を有し、
発光面の領域を構成する複数の発光領域のそれぞれに2つ以上の光源が配置されるように、前記複数の光源が配置されており、
前記複数の発光領域は、互いに異なる位相で周期的に発光し、
前記1光源点灯制御は、周期的な発光の途中で、前記選択された光源以外の光源の発光輝度を一時的に低減する制御であり、
前記選択ステップでは、前記複数の発光領域のそれぞれにおいてその発光領域における輝度変動の低周波成分の周波数が60Hz以上となる順番で、前記1光源点灯制御の対象の光源を選択する
ことを特徴とする光源装置の制御方法。 - 請求項9〜16のいずれか1項に記載の光源装置の制御方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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