JP2021005530A

JP2021005530A - 発光装置及び色度ばらつき補正方法

Info

Publication number: JP2021005530A
Application number: JP2019119952A
Authority: JP
Inventors: 昇平山本; Shohei Yamamoto; 杉本　晃三; Kozo Sugimoto; 晃三杉本; 萌夕田中; Moyu Tanaka
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2021-01-14
Anticipated expiration: 2039-06-27
Also published as: US20200413506A1; EP3758449A1; EP3758449B1; JP7303047B2; US11172555B2; CN112153775A; CN112153775B

Abstract

【課題】安価に色度のばらつきを抑制することができる発光装置及び色度ばらつき補正方法を提供する。【解決手段】発光装置２には、複数のフルカラーＬＥＤユニット２１が設けられる。全てのフルカラーＬＥＤユニット２１が有する全ての定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂを同一の定電流値にした場合に比べて、複数のフルカラーＬＥＤユニット２１が同じ色度に近づくように、定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂの定電流値が設定されている。この結果、複数のフルカラーＬＥＤユニット２１の少なくとも１つ以上において、複数の定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂのうち少なくとも１つ以上が、他の定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂとは異なる定電流値に設定されている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両などの照明に利用可能な発光装置及び色度ばらつき補正方法に関する。

例えば、乗用車等の車両において車室内を照明する場合には、その時の状況に応じて適切な色度の照明光を用いて照明することが望まれる。このような用途においては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の波長で発光する複数の発光素子（ＬＥＤ：発光ダイオード）を内蔵したフルカラーＬＥＤユニットを光源として利用することにより、様々な色度の照明光を必要に応じて得ることが可能である。

しかしながら、ＬＥＤは、個体毎に光度・波長差があるため、同じ駆動波形を与えてもフルカラーＬＥＤ毎に色度のばらつきが発生する。色度のばらつきは特に、複数のフルカラーＬＥＤを並べて使用する際に顕著に認識され、車室内インテリア品質として問題視されていた。

そこで、ＬＥＤに与える駆動波形のデューティを補正することにより色度のばらつきを補正することが提案されている（特許文献１）。

特開２０１７−８４５７３号公報

しかしながら、上述した従来技術では、駆動波形を出力するＬＥＤ制御ユニットのソフトウェアを変更して、補正する機能を付与する必要がある。また、フルカラーＬＥＤユニット毎にソフトウェアを変更する必要があり、ＬＥＤ制御ユニットの品番が増えるなどして、コスト的に問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価に色度のばらつきを抑制することができる発光装置及び色度ばらつき補正方法を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る発光装置及び色度ばらつき補正方法は、下記［１］〜［５］を特徴としている。
［１］
発光色が異なる複数の発光体を有する光源と、前記複数の発光体に各々対応して設けられ、対応する前記発光体に定電流を供給して発光させる定電流素子と、を備えた発光ユニットが複数設けられた発光装置であって、
前記複数の発光ユニットの少なくとも１つ以上において、複数の前記定電流素子のうち少なくとも１つ以上が、他の前記定電流素子とは異なる定電流値に設定されている、
発光装置であること。
［２］
［１］に記載の発光装置であって、
全ての前記発光ユニットが有する全ての前記定電流素子を同一の定電流値にした場合に比べて、前記複数の発光ユニットが同じ色度に近づくように、前記定電流素子の定電流値が設定されている、
発光装置であること。
［３］
［２］に記載の発光装置であって、
前記複数の発光体は各々、赤色、青色及び緑色に発光し、
前記複数の発光ユニットが白色に近づくように、前記定電流素子の定電流値が設定されている、
発光装置であること。
［４］
発光色が異なる複数の発光体を有する光源と、前記複数の発光体に各々対応して設けられ、対応する前記発光体に定電流を供給して発光させる定電流素子と、を各々備えた複数の発光ユニットの色度のばらつきを補正する色度ばらつき補正方法であって、
前記定電流素子の定電流値を調整して、前記複数の発光ユニットの色度のばらつきを補正する、
色度ばらつき補正方法であること。
［５］
［４］に記載の色度ばらつき補正方法であって、
全ての前記発光ユニットが有する全ての前記定電流素子を同一の定電流値にし、全ての前記発光ユニットに同一の制御信号を供給したときの全ての前記発光ユニットの色度を計測し、
前記計測した色度に基づいて、前記定電流素子の前記定電流値を調整する、
色度ばらつき補正方法であること。

上記［１］〜［５］の発光装置及び色度ばらつき補正方法によれば、制御信号を調整せずに、定電流素子の定電流値を調整して発光ユニット毎の色度ばらつきを抑制できる。

本発明によれば、安価に色度のばらつきを抑制することができる発光ユニット、発光装置及び色度ばらつき補正方法を提供できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明の発光ユニットとしてのフルカラーＬＥＤユニットを組み込んだ車両用照明装置の一実施形態を示すブロック図である。図２は、図１に示すフルカラーＬＥＤユニットの詳細を示す回路図である。図３は、本発明の色度ばらつき補正方法を説明するための色度図である。図４は、本発明の色度ばらつき補正方法を説明するための色度図である。

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。

図１に示すように、車両用照明装置１は、車両の車室内を照明するための装置であり、発光装置２と、発光装置２の点灯を制御する制御装置３と、を備えている。発光装置２は、複数のフルカラーＬＥＤユニット２１（発光ユニット）から構成されている。

フルカラーＬＥＤユニット２１は、図２に示すように、フルカラーＬＥＤ２１１（光源）と、定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂと、を有している。フルカラーＬＥＤ２１１は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各色の波長で発光する３個のＬＥＤ（発光ダイオード）２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂを有している。

定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂは、３個のＬＥＤ２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂ（発光体）に各々対応して設けられ、対応するＬＥＤ２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂに定電流を供給して発光させる。３個のＬＥＤ２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂは各々アノードが電源に接続されている。また、定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂは、対応するＬＥＤ２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂに対して直列に接続されている。

制御装置３は、複数のＬＥＤ制御ユニット３１から構成されている。ＬＥＤ制御ユニット３１は、３個のＬＥＤ２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂに各々対応して設けられた３つのＦＥＴ３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂを有している。３つのＦＥＴ３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂは、ソースが互いに接続され、ドレインが対応するＬＥＤ２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂに定電流を供給する定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂに接続される。

これにより、ＦＥＴ３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂがオンすると、ＬＥＤ２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂに定電流が供給され、ＬＥＤ２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂが点灯する。一方、ＦＥＴ３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂがオフすると、ＬＥＤ２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂに対する定電流の供給が遮断され、ＬＥＤ２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂが消灯する。ＬＥＤ２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂのゲートには、図示しないＥＣＵからパルス状の制御信号が供給され、この制御信号によりＬＥＤ２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂのオンオフが制御される。

次に、上述した複数のフルカラーＬＥＤユニット２１の色度のばらつきを補正する色度ばらつき補正方法について、図３及び図４を参照して説明する。ここでは、説明を簡単にするため、３つのフルカラーＬＥＤユニット２１の色度のばらつきを補正する方法について説明する。この色度ばらつき補正方法は、車両用照明装置１の出荷前に行われる。

まず、全てのフルカラーＬＥＤユニット２１に内蔵される全ての定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂを同一の定電流値に設定する。そして、全てのフルカラーＬＥＤユニット２１に内蔵されたＬＥＤ２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂに同一の制御信号を入力する。次に、全てのフルカラーＬＥＤユニット２１の色度を図示しない色度センサにより測定する。

図３中、色度座標Ｐｍ１〜Ｐｍ３が、各フルカラーＬＥＤユニット２１の色度を色度センサで測定して、色度座標（ｘ、ｙ）に変換した結果を示す。上述したようにＬＥＤ２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂに同一の定電流値を流し、同一の制御信号を入力すると、設計上では、全てのフルカラーＬＥＤユニット２１は同じ色度座標（白色）Ｐｔになる。しかしながら、ＬＥＤ２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂの光度、波長には個体差がある。このため、図３に示すように、定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂの定電流値を同一にすると、広い範囲Ｒ１１でフルカラーＬＥＤユニット２１の色度座標Ｐｍ１〜Ｐｍ３がばらつく。

そこで、図４に示すように、色度図に複数の補正エリアＡ１〜Ａ６を設け、測定した色度座標Ｐｍ１〜Ｐｍ３の属する補正エリアＡ１〜Ａ６によって定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂの電流定格（定電流値の定格）の組み合わせを変更する。本実施形態では、狙いとする色度座標（白色）Ｐｔを囲むように６つの補正エリアＡ１〜Ａ６を設定している。

例えば、定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂの定電流値を最大２０ｍＡにしたとき、フルカラーＬＥＤユニット２１の色座標が青色よりの補正エリアＡ４に属した場合、フルカラーＬＥＤユニット２１の定電流素子２１２Ｒとして最大２０ｍＡ、定電流素子２１２Ｇとして最大２０ｍＡ、定電流素子２１２Ｂとして最大１５ｍＡのものを実装させる。

このように、ＬＥＤ２１１Ｂに流れる定電流を下げることで、青色のＬＥＤ２１１Ｂの光度を弱くして、狙い座標Ｐｔに近づける。図３中、色座標Ｐｃ１〜Ｐｃ３が、定電流素子２１２Ｒの電流定格（定電流値）を調整した後の各フルカラーＬＥＤユニット２１の色座標を示す。同図に示すように、フルカラーＬＥＤユニット２１の色度座標Ｐｃ１〜Ｐｃ３のばらつきを狭い範囲Ｒ２にすることができる。

上述した実施形態によれば、全てのフルカラーＬＥＤユニット２１が有する全ての定電流素子２１２Ｒを同一の定電流値にした場合に比べて、複数のフルカラーＬＥＤユニット２１が狙い色座標Ｐｔに近づくように、定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂの定電流値が設定される。これにより、フルカラーＬＥＤユニット２１の少なくとも１つ以上において、複数の定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂのうち少なくとも１つ以上が、他の定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂとは異なる定電流値に設定される。

上述した実施形態によれば、制御信号を調整せずに、定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂの定電流値を調整してフルカラーＬＥＤユニット２１毎の色度ばらつきを抑制できる。これにより、ＬＥＤ制御ユニット３１のソフトウェアをフルカラーＬＥＤユニット２１毎に変更する必要がないので、安価にフルカラーＬＥＤユニット２１毎の色度ばらつきを抑制できる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

上述した実施形態においては、フルカラーＬＥＤ２１１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤ２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂを有していたが、これに限ったものではない。発光色は何色であってもよく、例えば、フルカラーＬＥＤ２１１が、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ（白色）の４色のＬＥＤを有していてもよい。

また、上述した実施形態によれば、全てのフルカラーＬＥＤユニット２１について定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂの定電流値の少なくとも１つ以上を、他の定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂとは異なる定電流値に設定していたが、これに限ったものではない。複数のフルカラーＬＥＤユニット２１のうち定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂを同一定電流値にした状態で、すでに狙い座標に近いものがあれば、そのフルカラーＬＥＤユニット２１については定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂを同一の定電流値に設定してもよい。

また、上述した実施形態によれば、狙い座標Ｐｔ（白色）に近づくように、定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂを設定していたが、これに限ったものではない。複数のフルカラーＬＥＤユニット２１が同じ色度に近づくように定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂを設定すればよい。例えば、複数のフルカラーＬＥＤユニット２１の１つについては、定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂを同一電流値に設定し、その１つのフルカラーＬＥＤユニット２１の色度に近づくように残りのフルカラーＬＥＤユニット２１の定電流素子２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂを設定するようにしてもよい。

ここで、上述した本発明に係る発光装置及び色度ばらつき補正方法の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［５］に簡潔に纏めて列記する。
［１］
発光色が異なる複数の発光体（２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂ）を有する光源（２１１）と、前記複数の発光体（２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂ）に各々対応して設けられ、対応する前記発光体（２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂ）に定電流を供給して発光させる定電流素子（２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂ）と、を備えた発光ユニット（２１）が複数設けられた発光装置（２）であって、
前記複数の発光ユニット（２１）の少なくとも１つ以上において、複数の前記定電流素子（２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂ）のうち少なくとも１つ以上が、他の前記定電流素子（２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂ）とは異なる定電流値に設定されている、
発光装置（２）。
［２］
［１］に記載の発光装置（２）であって、
全ての前記発光ユニット（２１）が有する全ての前記定電流素子（２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂ）を同一の定電流値にした場合に比べて、前記複数の発光ユニット（２１）が同じ色度に近づくように、前記定電流素子（２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂ）の定電流値が設定されている、
発光装置（２）。
［３］
［２］に記載の発光装置（２）であって、
前記複数の発光体（２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂ）は各々、赤色、青色及び緑色に発光し、
前記複数の発光ユニット（２１）が白色に近づくように、前記定電流素子（２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂ）の定電流値が設定されている、
発光装置（２）。
［４］
発光色が異なる複数の発光体（２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂ）を有する光源（２１１）と、前記複数の発光体（２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂ）に各々対応して設けられ、対応する前記発光体（２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂ）に定電流を供給して発光させる定電流素子（２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂ）と、を各々備えた複数の発光ユニット（２１）の色度のばらつきを補正する色度ばらつき補正方法であって、
前記定電流素子（２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂ）の定電流値を調整して、前記複数の発光ユニット（２１）の色度のばらつきを補正する、
色度ばらつき補正方法。
［５］
［４］に記載の色度ばらつき補正方法であって、
全ての前記発光ユニット（２１）が有する全ての前記定電流素子（２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂ）を同一の定電流値にし、全ての前記発光ユニッ（２１）トに同一の制御信号を供給したときの全ての前記発光ユニット（２１）の色度を計測し、
前記計測した色度に基づいて、前記定電流素子（２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂ）の前記定電流値を調整する、
色度ばらつき補正方法。

２発光装置
２１フルカラーＬＥＤユニット（発光ユニット）
２１１フルカラーＬＥＤ（光源）
２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１ＢＬＥＤ（発光体）
２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂ定電流素子

Claims

発光色が異なる複数の発光体を有する光源と、前記複数の発光体に各々対応して設けられ、対応する前記発光体に定電流を供給して発光させる定電流素子と、を備えた発光ユニットが複数設けられた発光装置であって、
前記複数の発光ユニットの少なくとも１つ以上において、複数の前記定電流素子のうち少なくとも１つ以上が、他の前記定電流素子とは異なる定電流値に設定されている、
発光装置。
請求項１に記載の発光装置であって、
全ての前記発光ユニットが有する全ての前記定電流素子を同一の定電流値にした場合に比べて、前記複数の発光ユニットが同じ色度に近づくように、前記定電流素子の定電流値が設定されている、
発光装置。
請求項２に記載の発光装置であって、
前記複数の発光体は各々、赤色、青色及び緑色に発光し、
前記複数の発光ユニットが白色に近づくように、前記定電流素子の定電流値が設定されている、
発光装置。
発光色が異なる複数の発光体を有する光源と、前記複数の発光体に各々対応して設けられ、対応する前記発光体に定電流を供給して発光させる定電流素子と、を各々備えた複数の発光ユニットの色度のばらつきを補正する色度ばらつき補正方法であって、
前記定電流素子の定電流値を調整して、前記複数の発光ユニットの色度のばらつきを補正する、
色度ばらつき補正方法。
請求項４に記載の色度ばらつき補正方法であって、
全ての前記発光ユニットが有する全ての前記定電流素子を同一の定電流値にし、全ての前記発光ユニットに同一の制御信号を供給したときの全ての前記発光ユニットの色度を計測し、
前記計測した色度に基づいて、前記定電流素子の前記定電流値を調整する、
色度ばらつき補正方法。