JP4485507B2 - 白色光を発生するためのシステム及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、蛍光体変換白色ＬＥＤ及び非蛍光体変換カラーＬＥＤの組合せを利用して白色光を発生するためのシステム及び方法に関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、一般に、単色半導体光源であり、現在では、ＵＶ−青色から緑色、黄色、及び、赤色までさまざまな色が利用可能である。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）・パネルの背面照明のような多くの照明用途では、白色光源が必要とされる。単色光ＬＥＤを用いて白色光を発生するための２つの一般的アプローチには、（１）個別の赤色、緑色、及び、青色ＬＥＤをひとまとめにし、これらのＬＥＤから放出される光を組み合わせて、白色光を発生するアプローチと、（２）ＵＶ、青色、または、緑色ＬＥＤに蛍光物質を導入して、ＬＥＤの半導体ダイによって放出されるもとの光の一部がより長い波長の光に変換されるようにし、そのより長い波長の光ともとのＵＶ、青色、または、緑色光を組み合わせて、白色光を発生するアプローチが含まれている。第２のアプローチを利用して得られるＬＥＤは、蛍光体ベースの蛍光物質を用いる場合が多く、蛍光体変換白色ＬＥＤ(phosphor-converted white LED)と呼ばれる。
赤色、緑色、及び、青色ＬＥＤの組み合わせによって生じる光は、色域が広いが、一般に、演色評価数（ＣＲＩ）が悪い。このタイプの白色光源の色域は広いが、赤色、緑色、及び、青色ＬＥＤには、動作電圧要件の異なる半導体ダイが含まれるので、光源は、蛍光体変換白色ＬＥＤより複雑な駆動回路を必要とする。動作電圧要件が異なること以外に、赤色、緑色、及び、青色ＬＥＤは、その動作寿命にわたる劣化の仕方が異なり、このため、長期間にわたる色の制御が困難になる可能性がある。
蛍光体変換白色ＬＥＤは、白色光を発生するのに、単一タイプの単色ＬＥＤ光源だけしか必要とせず、複数ＬＥＤ光源の白色ＬＥＤは、全て、同じ動作電圧で駆動することが可能である。蛍光体変換白色ＬＥＤの欠点の１つは、そのスペクトル・パワー分布（ＳＰＤ）が均一ではないという点である。この欠点のため、演色評価数が比較的悪くなる。さらに、蛍光体変換白色ＬＥＤによって生じる色は、その動作寿命にわたって、状態の変化に応じて、そのもとの値から変化する傾向がある。
本発明の目的は、長期にわたって一貫した白色光を発生することが可能な、ＣＲＩが高く、色域の広い白色光源を提供することにある。
白色光を発生するためのシステム及び方法には、蛍光体変換白色ＬＥＤ及び非蛍光体変換カラーＬＥＤを組み合わせて利用して、白色光を発生し、フィードバック信号に応答して、放出光を調整することが必要になる。蛍光体変換白色ＬＥＤ及び非蛍光体変換カラーＬＥＤを組み合わせて利用して、白色光を発生させると、ＣＲＩが改善され、ＳＰＤの広い白色光が生じる。ＬＥＤの性能は経時に変化するので、フィードバック信号に応答して放出光を調整することにより、白色光の輝度及びクロミナンス特性を制御することが可能になる。放出光は、色毎に及び／またはグループ毎に調整することが可能であるが、ＬＥＤのグループには、少なくとも１つの蛍光体変換白色ＬＥＤと少なくとも１つの非蛍光体変換カラーＬＥＤの組み合わせが含まれる。
本発明による照明装置は、少なくとも１つの蛍光体変換白色ＬＥＤと、少なくとも１つの非蛍光体変換カラーＬＥＤと、光源から出力される光を検出し、その光検出に応答して、光源から出力される光を調整するように構成されたスペクトル・フィードバック制御システムとを備えている。スペクトル・フィードバック制御システムには、色固有フィードバック信号を送り出すように構成されたカラー・センサ、色固有フィードバック信号に応答して、制御信号を発生するように構成されたコントローラ、及び、制御信号に応答して、駆動信号を発生するように構成されたドライバを含むことが可能である。
本発明による照明装置を動作させる方法には、少なくとも１つの蛍光体変換白色ＬＥＤと少なくとも１つの非蛍光体変換カラーＬＥＤを含む光源に駆動信号を加えるステップと、駆動信号に応答して発生する光を検出するステップと、検出光に応答してフィードバック信号を発生するステップと、フィードバック信号に応答して、光源に加えられる駆動信号を調整するステップが必要とされる。色固有フィードバック信号は、検出光から発生させることが可能である。検出光の輝度及びクロミナンス特性を維持するため、色固有フィードバック信号を利用して、色毎に及び／またはグループ毎に、ＬＥＤの駆動信号が調整される。
本発明の他の態様及び利点については、本発明の原理の実例として例示され、添付の図面に関連してなされる下記の詳細な説明から明らかになるであろう。
説明全体を通じて、同様の要素の識別には同様の番号を用いるものとする。
図１には、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）・パネルの背面照明に用いられる照明装置１００が描かれている。この照明装置には、ＬＣＤパネル１０２、光源１０４、及び、スペクトル・フィードバック制御システム１０６が含まれている。ＬＣＤパネルは、ＬＣＤディスプレイの分野において周知のところであり、ＬＣＤパネルについて解説するが、光の透過を可能にする他の光媒体を照明装置に利用することも可能である。
光源１０４は、加えられる駆動信号に応答して、白色光を発生するように構成されている。ＬＣＤパネル１０２に対する光源の配向は、光がＬＣＤの分野において既知のＬＣＤパネルの側面に入射するように施されている。ＬＣＤパネルの背面照明は、一般に、当該分野において周知のところであり、本明細書ではこれ以上の説明を控えることにする。図１に描かれた光源は、白色光またはオフホワイト光を放出するＬＥＤ１１０及びある特定の色の単色光を放出するＬＥＤ１１２の混合を含む、複数発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成されている。図１の実施形態の場合、白色光またはオフホワイト光を放出するＬＥＤは、蛍光体変換ＬＥＤであり、本明細書では、「蛍光体変換白色ＬＥＤ」と称される。蛍光体変換白色ＬＥＤは、ＬＥＤの分野において周知のところである。実施形態の１つでは、蛍光体変換白色ＬＥＤは、青色光を放出するＬＥＤとセリウム活性化イットリウム・アルミニウム・ガーネット（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋）のような蛍光体が組み合わせられる。青色ＬＥＤは、一般に、ピーク波長が４６０〜４８０ナノメートル（ｎｍ）の第１の放射線を放出する。この蛍光体は、青色放射線を部分的に吸収して、ピーク波長が５６０〜５８０ｎｍの第２の広帯域放射線を再放出する。第１の放射線と第２の放射線を組み合わせると、白色光が生じる。本明細書において用いられる限りにおいて、「白色光」は、ＣＩＥ色度図の黒体曲線の近くに位置する色点を備える光と定義され、「オフホワイト光」は、白色光の色点よりも黒体曲線から遠くに位置する色点を備える光と定義される。さらに、白色光は、ＬＣＤの背面照明に適した光であり、一方、オフホワイト光は、ＬＣＤの背面照明に適した白色光を発生するのに、別の色のＬＥＤと組み合わせて利用しなければならない。例えば、青みがかった白色光を放出する蛍光体変換白色ＬＥＤと、非蛍光体変換赤色及び緑色ＬＥＤを組み合わせて利用することにより、ＬＥＤの背面照明に適した白色光を発生することが可能である。
ある特定の色の単色光を放出するＬＥＤ１１２は、蛍光体変換を利用せず、本明細書では、「非蛍光体変換カラーＬＥＤ」と呼ばれる。図１の実施形態において、非蛍光体変換カラーＬＥＤには、それぞれの赤色、緑色、及び、青色スペクトルの単色光を放出する、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び、青色（Ｂ）ＬＥＤの混合が含まれている。非蛍光体変換カラーＬＥＤは、ＬＥＤの分野において周知のところである。図１の実施例における非蛍光体変換カラーＬＥＤは、赤色、緑色、及び、青色であるが、他の非蛍光体変換カラーＬＥＤの組合せを利用することも可能である。例えば、赤色、緑色、及び、青色ＬＥＤの代わりに、またはそれらに加えて、シアン及び琥珀色ＬＥＤを含む混色を利用することが可能である。蛍光体変換白色ＬＥＤ１１０は、白色またはオフホワイトの比較的効率の良い光のソースなので、光源に利用される。しかし、蛍光体変換白色ＬＥＤのＳＰＤは、より短い波長のほうに偏っており、その結果、ＣＲＩが比較的悪くなる。この光源に赤色、緑色、及び、青色ＬＥＤを加えると、（１）光源から放出される白色光のＣＲＩが改善され、かつ、（２）白色光が制御及び維持される。図２には、蛍光体変換白色ＬＥＤのスペクトル・パワー分布対赤色、緑色、及び、青色ＬＥＤのスペクトル・パワー分布のグラフが描かれている。
蛍光体変換白色ＬＥＤ１１０及び非蛍光体変換カラーＬＥＤ１１２は、一般に、ＬＣＤパネル１０２の端に沿って設けられる。図１に描かれているように、蛍光体変換白色ＬＥＤ１１０及び非蛍光体変換カラーＬＥＤ１１２は、白色、赤色、白色、緑色、白色、及び、青色（図１に示すように、Ｗ Ｒ Ｗ Ｇ Ｗ Ｂ）の繰り返しパターンをなすように分布している。図１には、ＬＥＤ分布の具体的パターンが描かれているが、ＬＥＤの他のパターン及び／または分布を利用することも可能である。このＬＥＤのパターン及び／または分布の詳細は、この応用例に固有のものである。
図１に描かれた光源１０４には、蛍光体変換白色ＬＥＤ１１０と非蛍光体変換カラーＬＥＤ１１２の混合が含まれているが、光源は、主として蛍光体変換白色ＬＥＤから構成されている。図１の光源全体にわたるＬＥＤの配置では、赤色、緑色、または、青色ＬＥＤのそれぞれに１つずつ蛍光体変換白色ＬＥＤが設けられている。もう１つの例では、中間サイズのＬＣＤパネル（例えば、対角線方向に数インチ）用の背面照明装置には、１０の蛍光体変換白色ＬＥＤ、２つの赤色ＬＥＤ、４つの緑色ＬＥＤ、及び、２つの青色ＬＥＤの配置を含むことが可能である。
図１に戻ると、スペクトル・フィードバック制御システム１０６には、カラー・センサ１２０、コントローラ１２２、及び、ドライバ１２４が含まれている。ＬＣＤパネル１０２及び光源１０４に対するカラー・センサの配向は、光源からの放出後、ＬＣＤパネルを通過する光を検出するように施されている。図１の実施形態の場合、カラー・センサは、検出光の色に固有の輝度及びクロミナンス特性を表わした色固有フィードバック信号を発生する三色センサである。例えば、カラー・センサは、検出光に関連した三刺激値情報( tristimulus information)を表わすために利用可能な１組の電気信号を送り出す。
コントローラ１２２は、光源１０４を構成するＬＥＤ１１０及び１１２の駆動を制御する。コントローラは、カラー・センサ１２０から色固有フィードバック信号を受信し、色固有フィードバック信号に応答して、制御信号を発生する。制御信号は、光源から所望の色を生じさせるために発生される。実施形態の１つでは、制御信号は、色毎にＬＥＤを制御するために用いられる色固有制御信号である。
ドライバ１２４は、コントローラから受信した制御信号を、光源１０４を駆動する駆動信号に変換する。例えば、ドライバは、色毎にＬＥＤ１１０及び１１２を制御する色固有駆動信号を発生する。すなわち、ドライバは、白色ＬＥＤ、及び、各組をなすカラーＬＥＤ（例えば、赤色、緑色、及び、青色）を別個に制御することが可能である。ドライバによって発生する駆動信号には、ＬＥＤに加えられる電圧及び／または電流の変化を含むことが可能である。あるいはまた、時間変調を利用して、ＬＥＤから放出される光の強度を制御することが可能である。図３には、図１のドライバの拡大図が描かれている。図３に描かれたドライバ３２４には、それぞれ、赤色、緑色、及び、青色ＬＥＤ用の色固有ドライバ３２４−１、３２４−２、及び、３２４−３、並びに、白色ＬＥＤ用のドライバ３２４−４が含まれている。色固有ドライバによって、ドライバは、色毎にカラーＬＥＤを制御することが可能になる。
動作時、図１のスペクトル・フィードバック制御システム１０６は、光源１０４から出力される光の輝度及びクロミナンス特性を測定し、次に、その測定結果に応答して、出力光を調整する。システムの動作については、図１に関連して詳述する。説明のため、ドライバ１２４から開始すると、ドライバによって、ＬＥＤ１１０及び１１２を駆動するための駆動信号が送り出される。例えば、ドライバは、蛍光体変換白色ＬＥＤに固有の駆動信号と、赤色、緑色、及び、青色ＬＥＤに固有の色固有駆動信号を発生する。光源のＬＥＤは、駆動信号に応答して光を発生し、光は、ＬＣＤパネル１０２を透過する。カラー・センサ１２０は、ＬＣＤパネルを通過する光を検出し、その検出に応答して、フィードバック信号を発生する。図１の実施形態の場合、カラー・センサは、赤色、緑色、及び、青色スペクトルに関連した色固有フィードバック信号を出力する。カラー・センサからの色固有フィードバック信号は、コントローラ１２２によって受信され、光源駆動信号を調整して、所望の輝度及びクロミナンス特性を備えた白色光を発生するために利用される。所望の輝度及びクロミナンス特性を備えた白色光を得るため、コントローラは、カラー・センサからの色固有フィードバック信号に応答して、色固有制御信号を発生する。実施形態の１つにおいて、色固有制御信号は、カラー・センサからの色固有フィードバック信号と基準色情報を比較して発生される。例えば、色固有制御信号は、カラー・センサからの色固有フィードバック信号と基準色情報との差の関数として発生される。色固有制御信号を発生する技法例については、さらに詳細に後述する。
コントローラ１２２によって発生する色固有制御信号は、ドライバ１２４に加えられる。色固有制御信号は、ドライバによって色固有駆動信号に変換される。次に、色固有駆動信号は、光源１０４のカラーＬＥＤ１１２に加えられる。実施形態の１つでは、ドライバは、色毎に駆動信号を調整して、所望の輝度及びクロミナンス特性を備えた白色光が生じるようにする。
駆動信号を送り出し、結果生じる光を検出し、フィードバック信号を発生し、フィードバック信号に応答して駆動信号を調整するプロセスは、連続プロセスである。このプロセスのフィードバック特性のため、駆動信号の調整は、光源１０４から放出される光がドリフトするようなことがあったとしても、白色光の所望の輝度及びクロミナンス特性が保たれるように、色毎に連続して行うことが可能である。例えば、赤色、緑色、及び、青色ＬＥＤ１１２を色毎に調整して、所望の輝度及びクロミナンス特性を備えた白色光を生じさせることが可能である。実施形態において、所望の白色光を生じさせることは、光源の個々のカラーＬＥＤによって放出される光のドリフト時に、所望の白色光を維持することを含む。
例示のため、図１に描かれた照明装置１００は、３つのカラー（「三色」）ＲＧＢベース・システムとする。三色システムの有色光は、一般に、個々には知覚できないように、３つの色を合致させることに基づく、三刺激値によって説明することが可能である。三刺激値は、所望の色合い(a desired shade)に合わせるのに必要な、ある特定の三色システムにおける、３つの組み合わせ光の強度を表わしている。三刺激値は、下記の方程式を利用して計算することが可能である。
Figure 0004485507
 ここで、
Figure 0004485507
 相対的スペクトル・パワー分布Ｐ＿は、固定基準値に対する、スペクトル全域にわたる定間隔波長当りスペクトル・パワーである。ＣＩＥ等色関数ｘ＿，ｙ＿及びｚ＿は、ＣＩＥ１９３１標準表色系における関数ｘ(＿)，ｙ(＿)及びｚ(＿)または、ＣＩＥ１９６４補助標準表色系における関数ｘ１０(＿)，ｙ１０(＿)及びｚ１０(＿)である。ＣＩＥ１９３１測色標準観測者は、その等色特性(color matching properties)が１°〜４°の視野におけるＣＩＥ等色関数に対応する理想の観測者であり、ＣＩＥ１９６４測色標準観測者は、その等色特性が４°をこえる視野サイズに関するＣＩＥ等色関数に対応する理想の観測者である。反射率Ｒ＿は、その頂点が表面上にあるとみなされる、ある特定の円錐内で反射する放射束(radiant flux)と、光を当てられた完全拡散反射体(perfect reflecting diffuser)によって同じ方向に反射される放射束との比である。放射束は、放射線の形で放出され、伝達され、あるいは、与えられるパワーである。放射束の単位はワット（Ｗ）である。完全拡散反射体は、反射率（または透過率）が１に等しい理想の均等拡散体である。重み付け関数Ｗｘ＿，Ｗｙ＿及びＷｚ＿は、相対スペクトル・パワー分布Ｐ＿と、ある特定のＣＩＥ等色関数集合ｘ＿，ｙ＿及びｚ＿との積である。
図１に描かれたコントローラ１２２は、色固有制御を実現するため、多種多様なやり方で実施することが可能である。図４Ａ及び図４Ｂには、図１に描かれた光源において、色毎に赤色、緑色、及び、青色ＬＥＤを調整するために利用可能な、コントローラ４２２の例が描かれている。図４Ａを参照すると、コントローラ４２２には、基準値発生器４３０と、制御モジュール４３２が含まれている。コントローラは、カラー・センサ１２０（図１）からのＲＧＢ空間における測定三刺激値（Ｒ、Ｇ、及び、Ｂ）の形で、色固有フィードバック信号を受信する。コントローラは、入力基準三刺激値も受信する。入力基準三刺激値は、目標白色点（Ｘｒｅｆ及びＹｒｅｆ）とルーメン値（Ｌ ｒｅｆ）の形をとるものとする。入力基準三刺激値は、ユーザがユーザ・インターフェイス（不図示）を介して入力することもできるし、あるいは、他の何らかの方法で受信することも可能である。入力基準三刺激値は、基準値発生器によってＲＧＢ空間における基準三刺激値（Ｒ ｒｅｆ、Ｇ ｒｅｆ、及び、Ｂ ｒｅｆ）に変換される。次に、制御モジュールによって、測定三刺激値と基準三刺激値との差が求められ、所望の色を得るために、色毎に駆動信号に施す必要のある調整を反映した色固有制御信号が発生する。この色固有制御信号によって、カラーＬＥＤは、必要に応じて、所望の色の光を放出するように調整される。このようにして、光源の輝度及びクロミナンス特性が、所望の（すなわち、基準）輝度及びクロミナンス特性に近づく。
図４の代替システム４００Ｂは、ＣＩＥ１９３１三刺激値を利用する点を除けば、図４Ａのシステム４００Ａと同様である。システム４００Ｂには、ＲＧＢ空間における測定三刺激値を測定ＣＩＥ１９３１三刺激値に変換するフィードバック信号変換器４３４が含まれている。さらに、基準値発生器４３０によって、入力基準三刺激値が基準ＣＩＥ１９３１三刺激値に変換される。次に、制御モジュール４３２によって、測定ＣＩＥ１９３１三刺激値と基準ＣＩＥ１９３１三刺激値との差が求められ、それに応じて、色固有制御信号が調整される。
図５には、照明装置を動作させるための方法のプロセス流れ図が描かれている。ブロック５６０では、少なくとも１つの蛍光体変換白色ＬＥＤと複数のカラーＬＥＤを含む光源に駆動信号が加えられる。ブロック５６２では、駆動信号に応答して発生する光が検出される。ブロック５６４では、検出光に応答して、フィードバック信号が発生する。ブロック５６６では、光源に加えられる駆動信号が調整される。
照明装置１００は、ＬＣＤパネル用の背面照明として説明されるが、他の任意の用途に用いることが可能であり、決してＬＣＤパネル用の背面照明に制限されるものではない。
フィードバック信号を送り出し、フィードバック信号に応答して、色毎にカラーＬＥＤを調整する、スペクトル・フィードバック制御システム１０６の他の実施形態も可能である。
図１に描かれた光源１０４には、ある特定の組み合わせの蛍光体変換白色ＬＥＤと非蛍光体変換カラーＬＥＤが含まれているが、他の組み合わせも可能である。異なる組み合わせの蛍光体変換白色ＬＥＤと非蛍光体変換カラーＬＥＤを備える光源のさらなる例が、図６Ａ〜図６Ｅに描かれている。図６Ａには、オフホワイト（ＯＷ）光を放出する蛍光体変換白色ＬＥＤ１１０と、それぞれ、赤色、緑色、及び、青色光を放出する非蛍光体変換カラーＬＥＤ１１２の組合せを含む光源１０４の実施形態が描かれている。図６Ｂには、オフホワイト光を放出する蛍光体変換白色ＬＥＤ１１０と、赤色光を放出する非蛍光体変換カラーＬＥＤ１１２の組合せを含む光源１０４の実施形態が描かれている。図６Ｃには、白色光を放出する蛍光体変換白色ＬＥＤ１１０と、それぞれ、赤色及び緑色光を放出する非蛍光体変換カラーＬＥＤ１１２の組合せを含む光源１０４の実施形態が描かれている。図６Ｄには、オフホワイト光を放出する蛍光体変換白色ＬＥＤ１１０と、それぞれ、赤色及び緑色光を放出する非蛍光体変換カラーＬＥＤ１１２の組合せを含む光源１０４の実施形態が描かれている。図６Ｅには、白色光を放出する蛍光体変換白色ＬＥＤ１１０と、それぞれ、シアン及び琥珀色（amber:アンバ）光を放出する非蛍光体変換カラーＬＥＤ１１２の組合せを含む光源１０４の実施形態が描かれている。
図１〜図４Ｂに関連して解説の実施形態の場合、制御信号及び駆動信号は、色毎にＬＥＤを制御する、色固有制御信号及び色固有駆動信号として解説されている。代替実施形態の場合、制御信号及び駆動信号は、グループ毎に発生させることが可能である。すなわち、蛍光体変換白色ＬＥＤと非蛍光体変換カラーＬＥＤのさまざまな組合せをグループにして、まとめて制御することが可能である。例えば、図１のように構成された光源１０４を含む実施形態の場合、赤色ＬＥＤは、白色ＬＥＤの一部または全てと組み合わせて制御することが可能であり、緑色ＬＥＤは、白色ＬＥＤの一部または全てと組み合わせて制御することが可能であり、青色ＬＥＤは、白色ＬＥＤの一部または全てと組み合わせて制御することが可能である。グループ化されたＬＥＤは、共通制御信号（例えば、赤色＋白色制御信号、緑色＋白色制御信号、及び、青色＋白色制御信号）によって制御される。グループ毎に（例えば、蛍光体変換白色ＬＥＤと非蛍光体変換カラーＬＥＤをさまざまに組合せて）ＬＥＤを制御する利点は、既に、赤色、緑色、及び、青色ＬＥＤだけを備えた照明装置に合わせて構成されているより大きいシステムに、この照明装置を容易に組み込むことができるという点にある。例えば、多くの用途では、ＬＥＤが図７Ａ及び図８Ａに関連して解説のように制御される場合、同じコントローラ、カラー・センサ、ドライバ、及び、回路基板を利用することが可能である。すなわち、蛍光体変換白色ＬＥＤと非蛍光体変換赤色、緑色、及び、青色ＬＥＤを組み合わせた照明装置は、４つの制御チャネルの代わりに、３つの制御チャネルを利用して、図１、図７Ａ、及び、図８Ａに関連して解説のように制御することが可能である。
上述のように、コントローラ１２２は、色固有フィードバック信号に応答して制御信号を発生する。代替実施形態の場合、コントローラは、異なる蛍光体変換白色及び／または非蛍光体変換カラーＬＥＤの組合せを含む、ＬＥＤグループの制御に用いられるグループ固有制御信号を発生する。例えば、図７Ａには、赤色ＬＥＤと、白色ＬＥＤの少なくとも一部を制御するための赤色＋白色制御信号、緑色ＬＥＤと、白色ＬＥＤの少なくとも一部を制御するための緑色＋白色制御信号、及び、青色ＬＥＤと、白色ＬＥＤの少なくとも一部を制御するための青色＋白色制御信号を含む、グループ固有制御信号を発生するコントローラが描かれている。図７Ｂには、赤色ＬＥＤと、オフホワイトＬＥＤの少なくとも一部を制御するための赤色＋オフホワイト制御信号、緑色ＬＥＤを制御するための緑色制御信号、青色ＬＥＤを制御するための青色制御信号、及び、オフホワイトＬＥＤの少なくとも一部を制御するためのオフホワイト制御信号を含む、グループ固有制御信号を発生するコントローラが描かれている。少なくとも１つのグループ固有制御信号を含む制御信号の２つの組み合わせの説明が、図７Ａ及び図７Ｂに関連して行われるが、他の組み合わせ例も考えられる。
上述のように、ドライバ１２４は、コントローラ１２２から受信した制御信号を、光源１０４を駆動する駆動信号に変換する。実施形態の１つでは、ドライバは、蛍光体変換白色ＬＥＤ及び非蛍光体変換カラーＬＥＤの組合せを含むＬＥＤグループの駆動に用いられる、グループ固有駆動信号を発生する。例えば、図８Ａには、赤色ＬＥＤと、白色ＬＥＤの少なくとも一部を駆動するための赤色＋白色駆動信号、緑色ＬＥＤと、白色ＬＥＤの少なくとも一部を駆動するための緑色＋白色駆動信号、及び、青色ＬＥＤと、白色ＬＥＤの少なくとも一部を駆動するための青色＋白色駆動信号を含む、グループ固有駆動信号を発生するドライバが描かれている。図８Ｂには、赤色ＬＥＤと、オフホワイトＬＥＤの少なくとも一部を駆動するための赤色＋オフホワイト駆動信号、緑色ＬＥＤを駆動するための緑色駆動信号、青色ＬＥＤを駆動するための青色駆動信号、及び、オフホワイトＬＥＤを駆動するためのオフホワイト駆動信号を含む、グループ固有駆動信号を発生するドライバが描かれている。少なくとも１つのグループ固有駆動信号を含む駆動信号の２つの組み合わせの説明が、図８Ａ及び図８Ｂに関連して行われるが、他の組み合わせ例も考えられる。
図９には、本発明による照明装置を動作させるための方法のプロセス流れ図が描かれている。ブロック９０２では、少なくとも１つの蛍光体変換白色発光ダイオード（ＬＥＤ）と少なくとも１つの非蛍光体変換カラーＬＥＤを含む光源に駆動信号を加えて、白色光を発生する。ブロック９０４では、駆動信号に応答して発生する白色光が検出される。ブロック９０６では、検出光に応答してフィードバック信号が発生する。ブロック９０８では、フィードバック信号に応答して、光源に加えられる駆動信号が調整される。
本発明の具体的実施形態が解説され、例示されたが、本発明は、こうして解説され、例示された部分の具体的形態または構成に限定されるものではない。本発明の範囲は、付属の請求項及びその同等物によって規定されるべきである。
本発明による液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）・パネルの背面照明に用いられる照明装置を描いた図である。 蛍光体変換白色ＬＥＤのスペクトル・パワー分布対赤色、緑色、及び、青色ＬＥＤのスペクトル・パワー分布のグラフである。 白色、赤色、緑色、及び、青色ＬＥＤに固有のドライバを示す、図１のドライバの拡大図である。 図１のコントローラの拡大図である。 ＣＩＥ１９３１三刺激値を利用する、図１のコントローラのもう１つの実施形態に関する拡大図である。 照明装置を動作させるための方法のプロセス流れ図である。 蛍光体変換白色ＬＥＤと非蛍光体変換カラーＬＥＤをさまざまに組み合せた光源の例を描いた図である。 蛍光体変換白色ＬＥＤと非蛍光体変換カラーＬＥＤをさまざまに組み合せた光源の例を描いた図である。 蛍光体変換白色ＬＥＤと非蛍光体変換カラーＬＥＤをさまざまに組み合せた光源の例を描いた図である。 蛍光体変換白色ＬＥＤと非蛍光体変換カラーＬＥＤをさまざまに組み合せた光源の例を描いた図である。 蛍光体変換白色ＬＥＤと非蛍光体変換カラーＬＥＤをさまざまに組み合せた光源の例を描いた図である。 グループ固有制御信号を発生するコントローラを描いた図である。 グループ固有制御信号を発生するコントローラを描いた図である。 グループ固有駆動信号を発生するドライバを描いた図である。 グループ固有駆動信号を発生するドライバを描いた図である。 本発明による照明装置を動作させるための方法のプロセス流れ図である。
符号の説明
１０４ 光源
１０６ スペクトル・フィードバック制御システム
１１０ 蛍光体変換白色ＬＥＤ
１１２ 非蛍光体変換カラーＬＥＤ
１２０ カラー・センサ
１２２ コントローラ
１２４ ドライバ

Claims (6)

  1. １以上の蛍光体変換白色発光ダイオード（ＬＥＤ）、及び、１以上の非蛍光体変換カラーＬＥＤを含む光源と、
    前記光源を駆動して白色光を出力させ、前記光源から出力される前記白色光を検出し、前記光の検出に応答して、前記光源から出力される前記白色光を調整するように構成されたスペクトル・フィードバック制御システム
    を具備し、
    前記ＬＥＤのグループの各々に、前記蛍光体変換白色ＬＥＤの少なくとも１つと前記非蛍光体変換カラーＬＥＤの少なくとも１つとの組み合わせが含まれ、前記スペクトル・フィードバック制御システムは、同じグループに含まれる蛍光体変換白色ＬＥＤと非蛍光体変換カラーＬＥＤとを共通に駆動するためのグループ固有駆動信号をグループ毎に独立して生成する、照明装置。
  2. 前記１以上の蛍光体変換白色ＬＥＤに、白色光またはオフホワイト光を放出するＬＥＤが含まれる、請求項１に記載の照明装置。
  3. 前記１以上の非蛍光体変換カラーＬＥＤに、赤色、緑色、青色、シアン、及び、琥珀色光の１つを放出するＬＥＤが含まれる、請求項２に記載の照明装置。
  4. 前記スペクトル・フィードバック制御システムは、前記検出した白色光を構成する各色の特性を表すフィードバック信号であって、前記グループ毎にＬＥＤを制御するために用いられるフィードバック信号を送り出すように構成されたカラー・センサをさらに備える、請求項１に記載の照明装置。
  5. 前記スペクトル・フィードバック制御システムは、
    前記検出した白色光を構成する各色の特性を表すフィードバック信号を送り出すように構成されたカラー・センサと、
    前記フィードバック信号に応答して、前記グループ毎にグループ固有制御信号を発生するように構成されたコントローラと、
    前記グループ固有制御信号に応答して、前記グループ毎に前記グループ固有駆動信号を発生するように構成されたドライバ
    を備える、請求項１に記載の照明装置。
  6. 照明装置を動作させるための方法であって、
    １以上の蛍光体変換白色発光ダイオード（ＬＥＤ）と１以上の非蛍光体変換カラーＬＥＤを含む光源に駆動信号を加えて、白色光を発生するステップと、
    前記駆動信号に応答して発生する前記白色光を検出するステップと、
    前記検出光に応答して、フィードバック信号を発生するステップと、
    前記フィ−ドバック信号に応答して、前記光源に加えられる前記駆動信号をＬＥＤのグループ毎に調整するステップ
    を含み、
    前記ＬＥＤのグループの各々に、前記蛍光体変換白色ＬＥＤの少なくとも１つと前記非蛍光体変換カラーＬＥＤの少なくとも１つとの組み合わせが含まれ、前記調整するステップは、同じグループに含まれる蛍光体変換白色ＬＥＤと非蛍光体変換カラーＬＥＤとを共通に駆動するためのグループ固有駆動信号をグループ毎に独立して生成するステップを含むことからなる、方法
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