JP2015111507A - Lighting device and control method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明装置及びその制御方法に関するものである。 The present invention relates to a lighting device and a control method thereof.
LED(Light Emitting Diode)をバックライトの光源として利用したディスプレイがある。また、赤、緑、青の三原色のLEDを備え、これらのLEDの発光光を混色してバックライトの光源として用いることで高精度な色再現性を有するディスプレイがある。 There is a display using an LED (Light Emitting Diode) as a light source of a backlight. In addition, there is a display having high-precision color reproducibility by including LEDs of three primary colors of red, green, and blue and using the light emitted from these LEDs as a light source for a backlight.
しかし、LEDには温度によって発光光の波長が変化する特徴がある。ディスプレイは、定常動作時の飽和温度である定常動作温度で最適な色再現性が得られるように設計されている。そのため、ユーザはディスプレイの使用時に、ディスプレイの温度が低い場合、ディスプレイの温度が定常動作温度に到達するまで待つ必要があった。 However, LEDs have a feature that the wavelength of emitted light changes depending on temperature. The display is designed so that optimum color reproducibility can be obtained at a steady operating temperature that is a saturation temperature during steady operation. Therefore, when the display is used, the user has to wait until the display temperature reaches the steady operating temperature when the display temperature is low.
定常動作温度までの到達時間を短縮する技術として、特許文献1では、光源の温度が一定の値以下であった場合に、光源のデューティ比を100%にして発光させることで発熱量を増やすことが開示されている。特許文献2では、光源の温度が一定の値以下であった場合に冷却用ファンの回転数を下げることで冷却性能を下げて定常動作温度までの到達時間を短縮することが開示されている。
As a technique for shortening the time required to reach the steady operating temperature, in
しかしながら、上述の特許文献1に開示された従来技術では、表示画面の輝度が高くなりユーザが違和感を覚える可能性がある。特許文献2に開示された従来技術では、ディスプレイ全体の冷却性能が下がるので光源以外の周辺回路の温度まで上昇してしまう課題がある。
However, in the prior art disclosed in
そこで、本発明は、照明装置において光源の温度が定常動作温度に到達するまでの時間を短縮することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to shorten the time until the temperature of the light source reaches the steady operating temperature in the lighting device.
本発明は、光源と、
前記光源の温度を検出する温度検出手段と、
前記光源に流す電流量と前記光源の点灯期間とを調節することにより前記光源の輝度を制御する制御手段と、
を備える照明装置であって、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出される温度が閾値より低い場合、前記光源に流す電流量を増加させるとともに前記光源の点灯期間を減少させる昇温制御を行うことを特徴とする照明装置である。
The present invention comprises a light source;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the light source;
Control means for controlling the luminance of the light source by adjusting the amount of current flowing to the light source and the lighting period of the light source;
A lighting device comprising:
When the temperature detected by the temperature detection unit is lower than a threshold value, the control unit performs temperature increase control for increasing the amount of current flowing to the light source and decreasing the lighting period of the light source. It is.
本発明は、光源を備える照明装置の制御方法であって、
前記光源の温度を検出する温度検出工程と、
前記光源に流す電流量と前記光源の点灯期間とを調節することにより前記光源の輝度を
制御する制御工程と、
を有し、
前記制御工程では、前記温度検出工程により検出される温度が閾値より低い場合、前記光源に流す電流量を増加させるとともに前記光源の点灯期間を減少させる昇温制御を行うことを特徴とする照明装置の制御方法である。
The present invention is a method for controlling a lighting device including a light source,
A temperature detection step of detecting the temperature of the light source;
A control step of controlling the luminance of the light source by adjusting the amount of current flowing to the light source and the lighting period of the light source;
Have
In the control step, when the temperature detected by the temperature detection step is lower than a threshold value, temperature control is performed to increase the amount of current flowing to the light source and reduce the lighting period of the light source. This is a control method.
本発明によれば、照明装置において光源の温度が定常動作温度に到達するまでの時間を短縮することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, time until the temperature of a light source reaches steady operation temperature in an illuminating device can be shortened.
以下に、本発明にかかる照明装置の実施例1について図面を用いて説明する。
(実施例1)
図1は、本発明の実施例1にかかる照明装置であるバックライトモジュール100の構
成図である。バックライトモジュール100は、駆動回路部101と、LED102と、駆動制御部103と、温度センサ104と、輝度センサ105を備えている。このバックライトモジュールは、例えば液晶表示装置や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のバックライト装置として
用いることができる。
Example 1 of an illumination device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
Example 1
FIG. 1 is a configuration diagram of a
駆動回路部101は、電流量を変更可能な定電流回路によって構成されている。駆動回路部101は、PWM(pulse width modulation)制御によりLED102を駆動する。PWM制御では、一定周期内の光源の点灯期間(PWM幅)と電流量とを調節することにより光源の輝度を制御する。PWM幅の調節は、一周期に対する点灯期間の比率であるデューティ比の調節ということもできる。点灯期間、PWM幅、デューティ比を増加させることにより光源の輝度が増加する。また電流量を増加させることにより輝度が増加する。駆動回路部101は、駆動制御部103から指定されたPWM幅と電流量によりLED102を駆動する。
The
LED102は、LED素子が実装された基板によって構成されている。LED102は、駆動回路部101によって駆動されて発光する。
温度センサ104は、LED102の基板上の温度検出が可能な位置に配置されている。温度センサ104は、温度を電圧値または電流値に変換するものであり、例えばサーミスタとアンプによって構成されている。
輝度センサ105は、例えばLED102の発光輝度を検出できる位置に配置されている。輝度センサ105は、輝度を電圧値または電流値に変換するものであり、例えばフォトダイオードもしくはフォトトランジスタとアンプによって構成されている。
LED102 is comprised by the board | substrate with which the LED element was mounted. The
The
The
駆動制御部103は、MPU(Micro-Processing Unit)とメモリによって構成されて
いる。駆動制御部103は、図示しない入力装置によりユーザが設定した輝度設定の情報であるユーザ設定輝度情報を受け取る。駆動制御部103は、初期起動時にユーザ設定輝度情報に基づいたPWM制御信号と電流量制御信号を駆動回路部101に送る。駆動制御
部103は、温度センサ104と輝度センサ105の出力を一定周期で読みとる。駆動制御部103は、温度センサ104の値に応じて電流量制御信号を変更する。駆動制御部103は、輝度センサ105の値に応じてPWM制御信号を変更する。駆動制御部103は、内部に温度の閾値として定常動作温度Tcの情報を持つ。定常動作温度Tcは、LED102が意図された波長の光を発光する温度であり、予め決められている。定常動作温度Tcの情報は、不揮発メモリ等の記憶装置に記憶されていても良い。
The
次に図2の本発明の実施例1にかかるフローチャートを用いて動作を説明する。
ステップS101において、駆動制御部103は、図示しない入力装置によりユーザが設定した輝度設定の情報であるユーザ設定輝度情報を受け取る。ここでは、ユーザによる設定輝度をAとする。ユーザ設定輝度情報は、ユーザが入力装置により輝度の設定を行ったときに、設定輝度に応じた情報がメモリに記憶される。駆動制御部103はメモリからユーザ設定輝度情報を読み取る。次に、ステップS102に進む。
Next, the operation will be described using the flowchart according to the first embodiment of the present invention shown in FIG.
In step S <b> 101, the
ステップS102において、駆動制御部103は予め持っているテーブルに基づきユーザ設定輝度情報に対応する電流量BとPWM幅Cを取得する。駆動制御部103は、電流量Bを設定する電流量制御信号と、PWM幅Cを設定するPWM制御信号を駆動回路部101に送る。次に、ステップS103に進む。
In step S102, the
ステップS103において、駆動回路部101は駆動制御部103より受け取ったPWM制御信号と電流制御信号に基づいてLED102を駆動する。次に、ステップS104へ進む。
In step S <b> 103, the
ステップS104において、駆動制御部103は、温度センサ104と輝度センサ105の出力を取得する。駆動制御部103は、予め持っているテーブルに基づき、温度センサ104の出力に対応するLED102の検出温度Taを取得する。駆動制御部103は、予め持っているテーブルに基づき、輝度センサ105の出力に対応するLED102の検出発光輝度Dを取得する。次に、ステップS105に進む。
In step S <b> 104, the
ステップS105において、駆動制御部103は、設定輝度Aを検出発光輝度Dで除算してPWM補正値A/Dを算出する。更に駆動制御部103は、PWM幅CにPWM補正
値A/Dを乗算した補正後PWM幅Eを算出する。駆動制御部103は、補正後PWM幅
Eを設定するPWM制御信号を駆動回路部101に送る。次に、ステップS106へ進む。
In step S105, the
ステップS106において、駆動制御部103は、予め設定されている定常動作温度Tcと検出温度Taとを比較する。検出温度Taが定常動作温度Tcより低い場合(Yes)は、ステップS107へ進む。検出温度Taが定常動作温度Tc以上の場合(No)は、ステップS108へ進む。
In step S106, the
ステップS107において、駆動制御部103は、電流量Fを設定する電流制御信号を駆動回路部101へ送る。電流量Fは、駆動回路部101が出力できる最大電流量、又はLED102が許容できる最大電流量に基づいて定められる。電流量Fは、LED102の消費電力が通常時よりも増加するのであれば、これらの最大電流量と等しい値でなくてよい。次に、ステップS104へ進む。
In step S <b> 107, the
ステップS108において、駆動制御部103は、電流量Bを設定する電流量制御信号を駆動回路部101に送る。すなわち、昇温制御の実行後、LED102の検出温度Taが定常動作温度Tc以上になった場合には、昇温制御の実行前のPWM幅及び電流量に戻される。次に、終了ステップへと進む。
In step S <b> 108, the
上記動作により、バックライトモジュール100は初期起動時に低温状態だった場合(S106でYesとなる場合)、LED102に流れる電流量が増加するので、LED102の発光効率が下がり、発熱量が増加する。これにより、LED102の温度を上昇させる昇温制御が実行される。昇温制御が実行されることにより、LED102の温度が定常動作温度に到達するまでの時間を短縮することができる。これにより、バックライトの起動時やバックライトを備える画像表示装置の起動時に、LED102の温度が定常動作温度より低い状態を早期に解消できる。従って、起動時に、発光波長が想定された発光波長からずれることにより表示画像の輝度や色度がずれた状態になる期間を短縮することができる。
With the above operation, when the
このとき、昇温制御の実行前後でLED102の輝度が変化しないように、PWM幅を調整する(通常、電流量を増加させる前よりも小さくなるように調整する)。これにより、昇温制御を実行してもLED102の発光輝度を一定に保つことができるので、ユーザが違和感を覚えることを抑制できる。且つ、LED102の電流量を増加させるので、LED102の温度のみを上昇させ、周辺回路の温度上昇を抑制できる。
At this time, the PWM width is adjusted so that the luminance of the
上記のフローのS107において、電流量をBからFに増加させたのに応じて、S105で補正したPWM幅Eを減少させるようにしても良い。例えば、補正後のPWM幅をE×B/Fに減少補正することで、電流量の増加によるLED102の輝度変化を抑制できる。
In S107 of the above flow, the PWM width E corrected in S105 may be decreased in accordance with the increase in the current amount from B to F. For example, by reducing and correcting the corrected PWM width to E × B / F, the luminance change of the
なお、本実施例ではLEDの温度Taが定常動作温度Tcより低い場合に、LEDの電流量を増加させるとともにLEDの点灯期間を短縮することでLEDの温度を上昇させる昇温制御を実行する例を説明した。これは起動時に低温状態にあるバックライトを早期に定常動作温度まで昇温することを目的とした制御であるが、使用過程においては、バックライトの温度が定常動作温度より高くなることもある。その場合、バックライトの温度を定常動作温度まで下げる必要がある。そこで、LEDの温度Taが定常動作温度Tcより高い場合には、LEDの電流量を減少させるとともにLEDの点灯期間を長くすることでLEDの温度を低下させる降温制御を実行しても良い。また、昇温制御又は降温制御の実行要否を決定するための温度判定において、定常動作温度Tcを含む所定範囲内にLEDの温度Taが入っているか否かを判定するようにしても良い。すなわち、LED温度Taが温度範囲[T1,T2]より低い場合に昇温制御を実行し、高い場合に降温制御を実行するようにしても良い。ここで、T1,T2は、T1<Tc<T2を満たす値であり、温度範囲[T1,T2]は、LEDの発光波長の目標からのずれが許容範囲内となるような温度範囲である。温度範囲は、バックライトの用途に応じて可変であっても良い。例えば、画像表示装置において高度な色再現性が求められる画質モードとそれほど高度な色再現性が要求されない画質モードとが切り替え可能である場合、前者の画質モードでは温度範囲を狭くし、後者の画質モードでは温度範囲を広くするようにしても良い。 In this embodiment, when the temperature Ta of the LED is lower than the steady operation temperature Tc, an example of executing the temperature rise control for increasing the LED temperature by increasing the LED current amount and shortening the LED lighting period. Explained. This is a control aiming to raise the temperature of the backlight in a low temperature state at the time of startup to the steady operating temperature at an early stage, but the backlight temperature may be higher than the steady operating temperature during the use process. In that case, it is necessary to lower the temperature of the backlight to the steady operating temperature. Therefore, when the LED temperature Ta is higher than the steady operating temperature Tc, the temperature drop control may be executed to decrease the LED temperature by decreasing the LED current amount and extending the LED lighting period. Further, in the temperature determination for determining whether or not the temperature increase control or the temperature decrease control needs to be performed, it may be determined whether or not the LED temperature Ta is within a predetermined range including the steady operation temperature Tc. That is, the temperature increase control may be executed when the LED temperature Ta is lower than the temperature range [T1, T2], and the temperature decrease control may be executed when the LED temperature Ta is higher. Here, T1 and T2 are values that satisfy T1 <Tc <T2, and the temperature range [T1, T2] is a temperature range in which the deviation of the emission wavelength of the LED from the target is within an allowable range. The temperature range may be variable depending on the use of the backlight. For example, if the image display device can switch between an image quality mode that requires high color reproducibility and an image quality mode that does not require such high color reproducibility, the former image quality mode narrows the temperature range and the latter image quality mode. In the mode, the temperature range may be widened.
(実施例2)
実施例1によれば、初期起動時の光源の低温状態による発光波長のズレを早く解消することが可能となる。しかし、バックライトは動作中であっても、外気温などの外乱や動作状況によって定常動作温度からはずれてしまうことがある。更に、バックライトの領域毎に温度に差が生じて色ムラが発生することがある。
実施例2ではバックライトの領域毎の温度差を短時間で解消し、バックライトを定常動作温度で動作させることを可能にする実施例について説明する。
(Example 2)
According to the first embodiment, it is possible to quickly eliminate the deviation of the emission wavelength due to the low temperature state of the light source at the initial startup. However, even when the backlight is in operation, it may deviate from the steady operating temperature due to disturbances such as the outside air temperature and operating conditions. In addition, color unevenness may occur due to a difference in temperature for each backlight region.
In the second embodiment, an embodiment will be described in which the temperature difference for each region of the backlight is eliminated in a short time and the backlight can be operated at a steady operating temperature.
以下に、本発明の実施例2について図面を用いて説明する。
図3は、本発明の実施例2にかかるバックライトモジュール200の構成図である。バ
ックライトモジュール200は、駆動回路部201と、駆動制御部203と、複数のLEDユニット206、210・・・を有する。LEDユニット206は、LED202、温度センサ204、輝度センサ205を有する。LEDユニット210は、LED207、温度センサ208、輝度センサ209を有する。不図示の他のLEDユニットも同様の構成を有する。各LEDユニットのLEDは、発光波長の異なる複数の発光素子、すなわち赤色LED、緑色LED、青色LEDの三原色のLEDから構成される。三原色の各LEDの発光は独立に制御可能である。
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 3 is a configuration diagram of the
LEDユニット206、210・・・は後述するLED202、207・・・と、温度センサ204、208・・・と、輝度センサ205、209・・・によって構成されている。LEDユニット206、210・・・はバックライトモジュール200内にnユニット存在する(nは2以上の整数)。
The
LED202、207・・・は、複数のLED素子が実装された基板によって構成されている。LED202、207・・・は、それぞれ駆動回路部201に個別に接続されている。すなわち、各LEDユニットのLEDは、その発光を独立に制御することができる。
The
温度センサ204、208・・・は、LED202、207・・・それぞれの温度を検出できる位置にLEDユニット毎に全部でn個配置されている。すなわち温度センサ204,208・・・は光源毎の温度検出が可能に構成されている。温度センサ204、208・・・は、温度を電圧値または電流値に変換するものであり、例えばサーミスタとアンプによって構成されている。
The
輝度センサ205、209・・・は、例えばLED202、207・・・それぞれの発光輝度を検出できる位置にLEDユニット毎に全部でn個配置されている。輝度センサ205、209・・・は、輝度を電圧値または電流値に変換するものであり、例えばフォトダイオードもしくはフォトトランジスタとアンプによって構成されている。
The
駆動回路部201は、定電流回路によって構成されている。駆動回路部201は、駆動制御部203から指定されたPWM幅と電流量で、n個のLEDユニット206、210・・・内のLED202、207・・・をそれぞれを駆動する。すなわち駆動回路部201は光源毎にPWM幅と電流量を調節可能に構成されている。
The
駆動制御部203は、MPUとメモリによって構成されている。駆動制御部203は、内部のメモリにn個のLEDユニット206、210・・・内のLED202、207・・・にそれぞれに設定された電流量とPWM幅を記憶する。駆動制御部203は、n個の温度センサ204、208・・・の出力を一定周期で順次読みとる。駆動制御部203は、内部に定常動作温度TcとT1<Tc<T2の関係にある温度T1と温度T2の情報を持っている。T1とT2はそれぞれ、LEDの発光光の目標となる波長からのずれが許容できるLEDの動作温度の下限値と上限値であり、予め決められている。駆動制御部203は、温度センサ204、208・・・の値に応じて赤色LEDの電流量制御信号又はPWM制御信号を変更する。駆動制御部203は、輝度センサ205、209・・・の出力を一定周期で読みとる。駆動制御部203は、輝度センサ205、209・・・の値に応じて赤色LEDの電流量制御信号又はPWM制御信号を変更する。
The
次に本発明の実施例2の照明装置の動作を図4のフローチャートを用いて説明する。
ステップS201において、駆動制御部203は、内部のメモリにn個のLEDユニット206、210・・・内のLED202、207・・・にそれぞれに設定されている設定輝度Aと電流量BとPWM幅Cを記憶する。次に、ステップS202へ進む。
Next, operation | movement of the illuminating device of Example 2 of this invention is demonstrated using the flowchart of FIG.
In step S201, the
ステップS202において、駆動制御部203は、内部に持っている変数Mに1を代入する。次に、ステップS203へ進む。変数Mは処理対象となっているのが何番目のLEDユニットかを特定する数値であり、1〜nの値をとる。
In step S202, the
ステップS203において、駆動制御部203は、n個ある温度センサ204、208・・・のうちM番目のLEDユニットを構成している温度センサの出力を取得する。駆動制御部203は、予め持っているテーブルに基づき、取得した値に対応する検出温度Tmを取得する。検出温度Tmは、LEDユニット206、210・・・のうちM番目のLEDユニットの温度である。次に、ステップS204へ進む。
In step S203, the
ステップS204において、駆動制御部203は、ステップS203において取得した検出温度TmとT1を比較する。TmがT1より小さい場合(Yes)、ステップS205へ進む。検出温度TmがT1以上の場合(No)、ステップS208へ進む。
In step S204, the
ステップS205において、駆動制御部203は、LEDユニット206、210・・・のうちM番目のLEDユニットを構成しているLEDのうち赤色LEDに流す電流量を電流量Fに設定する電流制御信号を駆動回路部201へ送る。電流量Fは、駆動回路部201が出力できる最大電流値又はLED202、207・・・が許容できる最大電流値である。電流値Fは、LED202,207・・・の消費電力が通常時よりも増加するのであれば、これらの最大電流量と等しい値でなくてよい。次に、ステップS206へ進む。
In step S205, the
ステップS206において、駆動制御部203は、LEDユニット206、210・・・のうちM番目のLEDユニットを構成している輝度センサのセンサ出力を取得する。駆動制御部203は、予め持っているテーブルに基づき、取得した値に対応する検出輝度lmを取得する。検出輝度lmは、LEDユニット206、210・・・のうちM番目のLEDユニットを構成しているLEDの輝度である。次に、ステップS207へ進む。
In step S206, the
ステップS207において、駆動制御部203は、設定輝度Aを検出輝度lmで除算してPWM補正値A/lmを算出する。更に駆動制御部203は、PWM幅CにPWM補正
値A/lmを乗算して補正後PWM幅Eを算出する。駆動制御部203は、LEDユニッ
ト206、210・・・のうちM番目のLEDユニットを構成しているLEDのうち赤色LEDに補正後PWM幅Eを設定するPWM制御信号を駆動回路部201に送る。次に、ステップS203へ進む。電流量が最大値に設定されるので、LEDの発熱量が増加し、LEDユニットの温度が増加する。
In step S207, the
一方、ステップS204で検出温度TmがT1以上であった場合、ステップS208において、駆動制御部203は、ステップS203において取得した検出温度TmとT2とを比較する。TmがT2より大きい場合(Yes)、ステップS209へ進む。TmがT2以下の場合(No)、ステップS212へ進む。
On the other hand, if the detected temperature Tm is equal to or higher than T1 in step S204, the
ステップS209において、駆動制御部203は、LEDユニット206、210・・・のうちM番目のLEDユニットを構成しているLEDのうち赤色LEDに設定されているPWM幅を100%に設定するPWM制御信号を駆動回路部201へ送る。このPWM幅は、LED202,207・・・のPWM幅が通常時よりも大きくなるのであれば、100%よりも少なくてもよい。次に、ステップS210へ進む。
In step S209, the
ステップS210において、駆動制御部203は、LEDユニット206、210・・・のうちM番目のLEDユニットを構成している輝度センサのセンサ出力を取得する。駆動制御部203は、予め持っているテーブルに基づき、取得した値に対応する検出輝度l
mを取得する。検出輝度lmは、LEDユニット206、210・・・のうちM番目のLEDユニットを構成しているLEDの輝度である。次に、ステップS211へ進む。
In step S210, the
Get m. The detection luminance lm is the luminance of the LED constituting the Mth LED unit among the
ステップS211において、駆動制御部203は、設定輝度Aを検出輝度lmで除算して電流量補正値A/lmを算出する。更に駆動制御部203は、電流量Bに電流量補正値
A/lmを乗算して補正後電流量Gを算出する。駆動制御部203は、LEDユニット2
06、210・・・のうちM番目のLEDユニットを構成しているLEDのうち赤色LEDに補正後電流量Gを設定する電流量制御信号を駆動回路部201に送る。次に、ステップS203へ進む。PWM幅が100%に設定され、その分、電流量が減少するので、LEDの発熱量が低下し、LEDユニットの温度が低下する。
In step S211, the
The current amount control signal for setting the corrected current amount G to the red LED among the LEDs constituting the Mth LED unit among 06, 210... Is sent to the
一方、ステップS208で検出温度TmがT2以下の場合、ステップS212において、駆動制御部203は、S201で記憶したLEDユニット206、210・・・のうちM番目のLEDユニットを構成しているLEDの設定を電流量BとPWM幅Cに戻す。すなわち、電流量Bを設定する電流量制御信号とPWM幅Cを設定するPWM制御信号を駆動回路部201に送る。つまり、昇温制御又は降温制御の実行後にLEDの検出温度Tmが定常動作温度Tcを含む所定の温度範囲内に入る温度になった場合には、昇温制御又は降温制御の実行前のPWM幅及び電流量に戻される。次にステップS213に進む。
On the other hand, when the detected temperature Tm is equal to or lower than T2 in step S208, in step S212, the
ステップS213において、駆動制御部203は、内部に持つ変数Mの値がnであるかどうかを判断する。M≠nの場合には、ステップS214へ進む。M=nの場合には終了ステップに進む。
In step S213, the
ステップS214において、駆動制御部203は、内部に持つ変数Mをインクリメントする(M+1の値を代入する)。次に、ステップS203へ進む。
In step S214, the
上記動作により、バックライトモジュール200は、LEDユニット206、210・・・のLEDユニット毎に温度差が生じた場合であっても、LEDユニット毎に電流量とPWM幅が調整される。これにより、バックライトの各LEDユニットに対応する領域の輝度を一定に保ったまま、ユニット毎の発熱量を増減させることができる。これにより、LEDユニット毎に、バックライト光源の温度を定常動作温度に保つ事が可能である。
By the above operation, the
なお、本実施例では赤色LEDの駆動設定を変更することによりLEDユニットの発熱量を制御する例を示したが、これは赤色LEDは電流量の変化による発光波長の変化が他の色のLEDと比較して小さいからである。そのため、温度制御のために駆動設定を変化させてもバックライトの色に変化が生じにくい。なお、正確な色再現性が求められる用途では、赤色LEDの駆動設定を変化させることによりバックライトの色に生じるわずかな変化をも考慮して、表示色度に変化が生じないように画像処理を行う用にしても良い。また、他の電流量の変化による発光波長の変化の少ないLEDの駆動設定を赤色LEDの駆動設定と合わせて変更するようにしても良い。 In the present embodiment, an example of controlling the amount of heat generated by the LED unit by changing the drive setting of the red LED is shown. This is because the red LED is an LED having a different emission wavelength due to a change in the amount of current. It is because it is small compared with. Therefore, even if the drive setting is changed for temperature control, the backlight color hardly changes. In applications where accurate color reproducibility is required, image processing is performed so that the display chromaticity does not change in consideration of slight changes that occur in the color of the backlight by changing the drive setting of the red LED. It may be used for performing. In addition, the LED drive setting with a small change in emission wavelength due to a change in the amount of current may be changed together with the red LED drive setting.
(実施例3)
本実施例では、実施例2で説明したバックライトの各LEDユニット(各領域)の温度を定常動作温度に制御する処理の実行要否を領域毎に適応的に判断する実施例について説明する。
ディスプレイのユースケースによっては全画面で高精度な色再現性が要求されるとは限らない。例えば、メニュー画面やステータス表示などが表示される領域では高精度な色再現性は要求されないことが多い。そこで本実施例では、バックライトを備える画像表示装置の表示領域を分割する複数の分割領域のうち、高精度な色再現性が要求される画像が表示される分割領域においてのみ実施例2の制御を実行する。それ以外の分割領域では、L
EDの温度に応じた昇温制御又は高温制御を行わず、PWM幅を最大にして電流量を下げることで発光効率を良くすることで消費電力の抑制を図る。このように、本実施例では、対応する分割領域に表示される画像に応じて、LEDの温度に応じた昇温制御又は降温制御を実行するか否かを切り替える。
(Example 3)
In the present embodiment, an embodiment will be described in which the necessity of executing the process of controlling the temperature of each LED unit (each region) of the backlight described in the second embodiment to the steady operating temperature is adaptively determined for each region.
Depending on the display use case, high-precision color reproducibility is not always required on the entire screen. For example, high-precision color reproducibility is often not required in an area where a menu screen or status display is displayed. Therefore, in the present embodiment, the control according to the second embodiment is performed only in a divided area where an image requiring high-precision color reproducibility is displayed among a plurality of divided areas that divide the display area of the image display device including the backlight. Execute. In other divided areas, L
Without performing temperature rise control or high temperature control according to the temperature of the ED, the power consumption is suppressed by improving the light emission efficiency by maximizing the PWM width and reducing the current amount. As described above, in this embodiment, whether to perform the temperature increase control or the temperature decrease control according to the LED temperature is switched according to the image displayed in the corresponding divided region.
以下に、本発明の実施例3について図面を用いて実施例2との差異を中心に説明する。
図5は、本発明の実施例3にかかるバックライトモジュール300の構成図である。バックライトモジュール300は、駆動回路部201と、駆動制御部303と、複数のLEDユニット206、210・・・を有する。LEDユニット206は、LED202と、温度センサ204と、輝度センサ205を備えている。LEDユニット210は、LED207、温度センサ208、輝度センサ209を有する。駆動制御部303は、外部のGUI制御部306と接続されている。
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described focusing on differences from the second embodiment with reference to the drawings.
FIG. 5 is a configuration diagram of the
GUI制御部306は、表示画面上にGUI(Graphical User Interface)を表示するための機能ブロックであり、図示しない表示制御を行う機能ブロックと接続している。表示制御を行う機能ブロックは、例えばバックライトモジュール300を備えるディスプレイに備わる。ここでGUIは、ユーザがディスプレイの表示設定等を行うためにディスプレイに備わる操作ボタンを操作したとき等に表示されるもので、画像編集等のための表示に比べて高精度な色再現性が要求されない。GUI制御部306は、駆動制御部303にGUI表示領域情報を送る。GUI表示領域情報は、画面内のGUIが表示される領域の位置情報(座標情報)である。
The
駆動制御部303は、GUI制御部306から送られたGUI表示領域情報に基づき、n個のLEDユニット206、210・・・のうちどのLEDユニットがGUI表示領域を担当しているかを判定する。駆動制御部303は、GUI表示領域を担当していると判定したLEDユニットを構成しているLEDのPWM幅を100%に変更するとともに、PWM幅を100%に変更することによる輝度変化が生じないように電流量を補正する。なお、変更後のPWM幅は、変更前と比較して大きくなれば100%に限らない。
Based on the GUI display area information sent from the
その他の機能ブロックは実施例2と同様である。
次に本発明の実施例3の照明装置の動作を図6のフローチャートを用いて、実施例2との差異のある動作を中心に説明する。
ステップS301において、駆動制御部303は、GUI制御部306からGUI表示領域情報を取得して、n個のLEDユニット206、210・・・のうちどのLEDユニットがGUI表示領域を担当しているかを判定する。駆動制御部303は、GUI表示領域を担当しているLEDユニットの情報をメモリに記憶する。次に、ステップS201に進む。
Other functional blocks are the same as those in the second embodiment.
Next, the operation of the lighting apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
In step S301, the
ステップS302において、駆動制御部303は、M番目のユニットがステップS301にて記憶したGUI表示領域を担当しているユニットであるかを判定する。GUI表示領域を担当しているLEDユニットではない場合(No)は、ステップS203へ進む。GUI表示領域を担当しているLEDユニットである場合(Yes)は、ステップS303へ進む。
In step S <b> 302, the
ステップS303において、駆動制御部303は、M番目のLEDユニットを構成しているLEDの赤色LEDのPWM幅を100%に設定するPWM制御信号を駆動回路部201へ送る。次に、ステップS304へ進む。
In step S <b> 303, the
ステップS304において、駆動制御部303は、M番目のLEDユニットを構成している輝度センサのセンサ出力を取得する。駆動制御部303は、予め持っているテーブル
に基づき、取得した値に対応する検出輝度lmを取得する。検出輝度lmは、M番目のユニットを構成しているLED輝度である。次に、ステップS305へ進む。
In step S304, the
ステップS305において、駆動制御部303は、設定輝度Aを検出輝度lmで除算して電流量補正値A/lmを算出する。更に駆動制御部303は、電流量Bに電流量補正値
A/lmを乗算して補正後電流量Gを算出する。駆動制御部303は、M番目のLEDユ
ニットを構成しているLEDのうち赤色LEDに補正後電流量Gを設定する電流量制御信号を駆動回路部201に送る。次に、ステップS213へ進む。
その他の動作は実施例2と同様である。
In step S305, the
Other operations are the same as those in the second embodiment.
上記動作によって、高精度な色再現性を必要とする表示領域に対応するLEDユニットの温度を定常動作温度に保つことができるとともに、高精度な色再現性を必要としない表示領域に対応するLEDユニットは発光効率が良い状態で使用することができる。
よって、本発明によれば、高精度な色再現性を必要とするLEDユニットのバックライト光源の温度を定常動作温度に保ちながらも、消費電力を抑えることができる。
With the above operation, the temperature of the LED unit corresponding to the display area requiring high-precision color reproducibility can be maintained at the steady operating temperature, and the LED corresponding to the display area not requiring high-precision color reproducibility. The unit can be used in a state where the luminous efficiency is good.
Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress power consumption while maintaining the temperature of the backlight light source of the LED unit that requires highly accurate color reproducibility at a steady operating temperature.
本実施例では、高精度な色再現性が要求される表示領域であるか否かを、メニュー等のGUIの表示領域であるか否かに基づいて判定する例を説明したが、判定基準はこれに限られない。例えば、写真等の自然画像の表示領域であるか、CG等のグラフィックス画像の表示領域であるか、といった画像の種類によって判定することもできる。或いは、画像編集アプリケーションの表示領域であるか、文書作成アプリケーションの表示領域であるか、といったアプリケーションの種類によって判定することもできる。或いは、モノクロ画像の表示領域であるか、カラー画像の表示領域であるか、といった画像の構成色によって判定することもできる。或いは、医用画像の表示領域であるか、それ以外の画像の表示領域であるか、といった画像の観察用途によって判定することもできる。これら表示画像の種類等に基づき、領域毎に、光源の温度と消費電力とのどちらを優先する制御を行うかを切り替えることができる。この場合、どの領域にどの種類の画像が表示されるかの判断は、画像表示装置が、画像処理等によって行っても良いし、画像表示装置に画像を入力する画像出力装置から、表示画像の種類及び表示位置情報を取得して行っても良い。 In the present embodiment, an example has been described in which whether or not a display area is required to have high-precision color reproducibility is determined based on whether or not it is a GUI display area such as a menu. It is not limited to this. For example, it is possible to determine whether the display area is a natural image display area such as a photograph or a graphics image display area such as CG. Alternatively, it can be determined by the type of application such as the display area of the image editing application or the display area of the document creation application. Alternatively, it can also be determined by the color of the image such as whether it is a monochrome image display area or a color image display area. Alternatively, it is possible to determine whether the display area is a medical image display area or an image display area other than that. Based on the type of the display image and the like, it is possible to switch, for each region, whether to give priority to the temperature of the light source or the power consumption. In this case, the determination of which type of image is displayed in which region may be performed by the image display device by image processing or the like, or from the image output device that inputs the image to the image display device, The type and display position information may be acquired.
100、200、300:バックライトモジュール
102、202、207:LED
103、203、303:駆動制御部
104、204、208:温度センサ
206、210:LEDユニット
100, 200, 300:
103, 203, 303: Drive
Claims (25)
前記光源の温度を検出する温度検出手段と、
前記光源に流す電流量と前記光源の点灯期間とを調節することにより前記光源の輝度を制御する制御手段と、
を備える照明装置であって、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出される温度が閾値より低い場合、前記光源に流す電流量を増加させるとともに前記光源の点灯期間を減少させる昇温制御を行うことを特徴とする照明装置。 A light source;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the light source;
Control means for controlling the luminance of the light source by adjusting the amount of current flowing to the light source and the lighting period of the light source;
A lighting device comprising:
When the temperature detected by the temperature detection unit is lower than a threshold value, the control unit performs temperature increase control for increasing the amount of current flowing to the light source and decreasing the lighting period of the light source. .
前記制御手段は、前記発光素子に流す電流量と前記発光素子の点灯期間とを調節することにより前記発光素子の輝度を制御し、
前記制御手段は、電流量を変化させた場合の発光波長の変化が最も小さい発光素子について前記昇温制御を行う請求項1〜5のいずれか1項に記載の照明装置。 The light source is composed of a plurality of light emitting elements having different emission wavelengths,
The control means controls the luminance of the light emitting element by adjusting the amount of current flowing through the light emitting element and the lighting period of the light emitting element,
The lighting device according to any one of claims 1 to 5, wherein the control unit performs the temperature increase control on a light emitting element having the smallest change in emission wavelength when the amount of current is changed.
前記制御手段は、前記発光素子に流す電流量と前記発光素子の点灯期間とを調節することにより前記発光素子の輝度を制御し、
前記制御手段は、電流量を変化させた場合の発光波長の変化が最も小さい発光素子について前記降温制御を行う請求項7〜9のいずれか1項に記載の照明装置。 The light source is composed of a plurality of light emitting elements having different emission wavelengths,
The control means controls the luminance of the light emitting element by adjusting the amount of current flowing through the light emitting element and the lighting period of the light emitting element,
The lighting device according to any one of claims 7 to 9, wherein the control unit performs the temperature lowering control on a light emitting element having a smallest change in light emission wavelength when the amount of current is changed.
前記温度検出手段は、光源毎の温度を検出し、
前記制御手段は、各光源に流す電流量と各光源の点灯期間を独立に調節可能であり、光源毎に、光源の温度に応じて前記昇温制御を実行する請求項1〜6のいずれか1項に記載の照明装置。 The lighting device has a plurality of light sources,
The temperature detection means detects the temperature of each light source,
The said control means can adjust independently the electric current amount and the lighting period of each light source which flow through each light source, and performs the said temperature rising control according to the temperature of a light source for every light source. The lighting device according to item 1.
前記制御手段は、各光源に対応する分割領域に表示される画像に応じて、光源毎に、光源の温度に応じた前記昇温制御を実行するか否かを切り替える請求項14に記載の照明装置。 Each of the plurality of light sources corresponds to each of a plurality of divided regions that divide a display region of an image display device including the illumination device as a backlight,
The illumination according to claim 14, wherein the control means switches whether to execute the temperature increase control according to the temperature of the light source for each light source, according to an image displayed in a divided region corresponding to each light source. apparatus.
前記温度検出手段は、光源毎の温度を検出し、
前記制御手段は、各光源に流す電流量と各光源の点灯期間を独立に調節可能であり、光源毎に、光源の温度に応じて前記昇温制御又は前記降温制御を実行する請求項7〜13のいずれか1項に記載の照明装置。 The lighting device has a plurality of light sources,
The temperature detection means detects the temperature of each light source,
The said control means can adjust independently the electric current amount sent to each light source, and the lighting period of each light source, and performs the said temperature rise control or the said temperature fall control according to the temperature of a light source for every light source. 14. The lighting device according to any one of 13.
前記制御手段は、各光源に対応する分割領域に表示される画像に応じて、光源毎に、光源の温度に応じた前記昇温制御又は前記降温制御を実行するか否かを切り替える請求項18に記載の照明装置。 Each of the plurality of light sources corresponds to each of a plurality of divided regions that divide a display region of an image display device including the illumination device as a backlight,
The control means switches whether to execute the temperature increase control or the temperature decrease control according to the temperature of the light source for each light source according to an image displayed in a divided region corresponding to each light source. The lighting device described in 1.
前記光源の温度を検出する温度検出工程と、
前記光源に流す電流量と前記光源の点灯期間とを調節することにより前記光源の輝度を制御する制御工程と、
を有し、
前記制御工程では、前記温度検出工程により検出される温度が閾値より低い場合、前記光源に流す電流量を増加させるとともに前記光源の点灯期間を減少させる昇温制御を行うことを特徴とする照明装置の制御方法。 A method for controlling an illumination device including a light source,
A temperature detection step of detecting the temperature of the light source;
A control step of controlling the luminance of the light source by adjusting the amount of current flowing to the light source and the lighting period of the light source;
Have
In the control step, when the temperature detected by the temperature detection step is lower than a threshold value, temperature control is performed to increase the amount of current flowing to the light source and reduce the lighting period of the light source. Control method.
前記温度検出工程では、光源毎の温度を検出し、
前記制御工程では、各光源に流す電流量と各光源の点灯期間を独立に調節可能であり、光源毎に、光源の温度に応じて前記昇温制御又は前記降温制御を実行する請求項23に記載の照明装置の制御方法。 The lighting device has a plurality of light sources,
In the temperature detection step, the temperature of each light source is detected,
24. In the control step, the amount of current flowing to each light source and the lighting period of each light source can be adjusted independently, and the temperature increase control or the temperature decrease control is executed for each light source according to the temperature of the light source. The control method of the illuminating device described.
前記制御工程では、各光源に対応する分割領域に表示される画像に応じて、光源毎に、光源の温度に応じた前記昇温制御又は前記降温制御を実行するか否かを切り替える請求項24に記載の照明装置の制御方法。 Each of the plurality of light sources corresponds to each of a plurality of divided regions that divide a display region of an image display device including the illumination device as a backlight,
25. In the control step, according to an image displayed in a divided region corresponding to each light source, whether to perform the temperature increase control or the temperature decrease control according to the temperature of the light source is switched for each light source. The control method of the illuminating device of description.
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