JP5308266B2 - 照明装置及び照明装置の調光方法 - Google Patents

Description

本発明は、異なる色の光を合成して所望の色度の光を得る照明装置及びその調光方法に関するものである。

従来から、液晶ディスプレイ用バックライト装置などの照明装置には、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられている。この照明装置は、一般に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）等の色をそれぞれ発光する複数のＬＥＤを備え、これらのＬＥＤを発光させて各色の光を合成し、各ＬＥＤの光出力を調整することにより、任意の色度の合成光を実現している。そして、照明装置は、各色のＬＥＤが発する光を一緒に計測可能な光検出素子を備え、この光検出素子が計測した発光量を各ＬＥＤの光出力へフィードバックすることにより、合成光の色度を調整する。

上記したフィードバック制御方法の１例として、光検出素子による計測値を、各色のＬＥＤに流す電流の大きさへフィードバックする方法がある。しかし、この方法では、ＬＥＤ電流の調節を高精度に行う必要があるため、ＬＥＤ電流制御回路が複雑になり、照明装置の低コスト化が難しくなってしまう。

これに対して、ＬＥＤ電流は既定電流とし、各ＬＥＤの発光／非発光を周期的に制御し、１周期に占める各ＬＥＤの発光時間の割合（オンデューティ比）を調整するパルス幅変調（ＰＷＭ）によって光出力を制御する方法がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では、各ＬＥＤのオンデューティ比を維持しつつ、一部のＬＥＤの発光時間の開始タイミングをシフトさせ、各ＬＥＤの発光時間が互いに重複する各時点及び重複しない各時点においてＬＥＤの発光量を測定し、当該各時点における発光量の測定値の差分から各ＬＥＤの発光量を算出している。

特開２００８−２１０８５３号公報

しかし、特許文献１では、発光時間の開始タイミングのシフト方法について規則性が見られない。また、各色のデューティ比が変化すれば、各ＬＥＤの発光時間が重複していないタイミングも変化してしまう。

したがって、１色のＬＥＤが単独で発光している状態を、デューティ比に依らず、１周期内の決まったタイミングで出現させることが困難となる。よって、単独発光時に発光量を測定するタイミングを取るための制御回路が複雑になり、低コスト化の妨げとなってしまう。

本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、第１〜第Ｎの発光素子の各々が単独で発光している状態を、デューティ比に依らず、１周期内の決まったタイミングで出現させる照明装置及びその調光方法を提供することである。

本発明の第１の特徴は、異なる色の光を合成して所望の色度の光を得る照明装置である。この照明装置は、異なる色の光をそれぞれ発する第１〜第Ｎの発光素子と、第１〜第Ｎの発光素子の各々について、１周期における発光時間を制御する発光時間制御部と、発光時間制御部により制御された発光時間を維持しながら、第１〜第Ｎの発光素子の各々の発光及び非発光を周期的に制御するオン／オフ制御部と、第１〜第Ｎの発光素子の各々が発する光の発光量を一緒に計測する受光素子と、所望の色度を得るための各色の混色比率データを格納する混色比率記憶部とを備える。発光時間制御部は、第１〜第Ｎの発光素子による合成光の色度が所望の色度になるように、混色比率記憶部に記憶された混色比率データ及び受光素子により測定された発光量に基づいて、発光時間を制御する。オン／オフ制御部は、第ｋの発光素子について発光時間の最大値と最小値を定め、第ｋ＋１の発光素子の１周期の時間を、第ｋの発光素子の非発光時間の最小値と等しく設定し、第ｋの発光素子の発光時間の最大値を、第ｋの発光素子の非発光時間の最小値の自然数倍に設定する。

なお、本発明の第１の特徴において、Ｎは２以上の自然数を示し、ｋは１〜Ｎ−１の任意の自然数を示す。

本発明の第１の特徴によれば、第１〜第Ｎ−１の発光素子の発光時間の各々が、第１〜第Ｎ−１の発光素子の非発光時間の最小値以上、且つ発光時間の最大値以下である限りにおいて、第１〜第Ｎの発光素子の各々が単独で発光している状態を、第１〜第Ｎの発光素子の発光時間の長さに依らず、１周期内において決まったタイミングで出現させることができる。よって、受光素子は、この決まったタイミングで第１〜第Ｎの発光素子が発する光の発光量をそれぞれ計測することができる。なお、第Ｎの発光素子の発光時間は、第Ｎの発光素子の非発光時間の最小値よりも小さくても構わない。

例えば、１周期内において発光時間の後に非発光時間を割り振る場合、第１の発光素子の１周期の開始後、第１の発光素子の非発光時間の最小値が経過するタイミングにおいて、第１の発光素子を単独で発光させることができる。第１の発光素子の１周期内における第ｋ＋１の発光素子の最後の周期が開始した後、第ｋ＋１の発光素子の非発光時間の最小値が経過するタイミングにおいて、第ｋ＋１の発光素子を単独で発光させることができる。

本発明の第１の特徴において、発光時間制御部は、第１〜第Ｎの発光素子の中で、第Ｎの発光素子の発光時間を最も短く制御してもよい。これにより、第Ｎの発光素子の発光時間の最小値を約０に制御しても、第１〜第Ｎの発光素子の各々が単独で発光しているタイミングを所定の規則性にしたがって形成し、受光素子は、そのタイミングで第１〜第Ｎの発光素子が発する光の発光量を計測することができる。

本発明の第１の特徴において、オン／オフ制御部は、第ｋ＋１の発光素子の位相の各々を、第ｋ＋１の発光素子の非発光時間の最小値分ずらしてもよい。これにより、第１〜第Ｎ−１の発光素子の発光時間が第１〜第Ｎ−１の発光素子の非発光時間の最小値よりも小さい場合であっても、第１〜第Ｎの発光素子の各々が単独で発光しているタイミングを所定の規則性にしたがって形成し、受光素子は、そのタイミングで第１〜第Ｎの発光素子が発する光の発光量を計測することができる。

本発明の第１の特徴において、発光時間制御部は、第１の発光素子の１周期内における第ｋ＋１の発光素子の発光時間を、第ｋ＋１の発光素子の周期ごとに変化させてもよい。これにより、第１の発光素子の１周期にしめる第ｋ＋１の発光素子の発光時間の総和の割合（オンデューティ比）を詳細に制御することができるので、詳細に合成光の色度を調整することができる。

本発明の第２の特徴は、異なる色の光を合成して所望の色度の光を得る照明装置の調光方法である。この調光方法は、異なる色の光をそれぞれ発する第１〜第Ｎの発光素子の各々の発光量を計測する第１の段階と、異なる色の光を合成して所望の色度を得るための各色の混色比率及び測定された発光量に基づいて、第１〜第Ｎの発光素子の１周期における発光時間を演算する第２の段階と、演算された発光時間を維持しながら、第１〜第Ｎの発光素子の各々の発光及び非発光を周期的に制御する第３の段階とを備える。そして、第３の段階において、第１の発光素子について発光時間の最大値と最小値を定め、第ｋ＋１の発光素子の１周期の時間を、第ｋの発光素子の非発光時間の最小値と等しく設定し、第ｋの発光素子の発光時間の最大値を、第ｋの発光素子の非発光時間の最小値の自然数倍に設定する。

本発明の照明装置及びその調光方法によれば、第１〜第Ｎの発光素子の各々が単独で発光している状態を、デューティ比に依らず、１周期内の決まったタイミングで出現させることができる。

本発明の実施の形態に係わる照明装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施例に係わる各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の発光／非発光の制御方法を示すタイムチャートであって、図２（ａ）は各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のオンデューティ比が最大値を取る時を示し、図２（ｂ）は各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のオンデューティ比が最小値を取る時を示す。 第２の実施例に係わる各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の発光／非発光の制御方法を示すタイムチャートであって、図３（ａ）は各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のオンデューティ比が最大値を取る時を示し、図３（ｂ）は各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のオンデューティ比が最小値を取る時を示す。 第３の実施例に係わる各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の発光／非発光の制御方法を示すタイムチャートである。 図１の照明装置の調光方法の概略を示すフローチャートである。 ＲＧＢ３色によって混色を行う場合におけるＲＧＢ各々の混合比率の一例を示す表である。

以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係わる照明装置の構成を説明する。本発明の実施の形態に係わる照明装置は、異なる色の光をそれぞれ発する第１〜第Ｎの発光素子の一例として、赤色（Ｒ：Red）、緑色（Ｇ：Green）、及び青色（Ｂ：Blue）をそれぞれ発光する第１の発光ダイオード（以後、「ＬＥＤ」という）１１ａ、第２のＬＥＤ１１ｂ、及び第３のＬＥＤ１１ｃを備える。照明装置は、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃを発光させて各色の光を合成し、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの光出力を調整することにより、所望の色度の合成光を実現する。

照明装置は、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃから成る発光部１１と、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの各々について、１周期における発光時間を制御する発光時間制御部１２と、発光時間制御部１２により制御された発光時間を維持しながら、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの各々の発光及び非発光を周期的に制御するＬＥＤ管理部１３（オン／オフ制御部）と、発光部１１が発する光の発光量を一緒に計測する受光素子１４と、受光素子１４が計測した発光量のデータを保持する発光量保持部２１と、所望の色度を得るためのＲＧＢ各色の混色比率データを格納する混色比率記憶部１５と、ＬＥＤ管理部１３による制御の下で第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの各々を駆動するＬＥＤ駆動回路２４とを備える。

第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの各々が発する光は、総て１つの受光素子１４によって受光される。よって、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの各々が単独で発光しているタイミングにおいて受光素子１４が測定した発光量は、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの各々の発光量となり、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃのいずれか２以上のＬＥＤが発光しているタイミングにおいて受光素子１４が測定した発光量は、２以上のＬＥＤが発する光を合成した合成光の発光量となる。

発光量保持部２１は、受光素子１４から発光量として出力されるアナログ信号をデジタル信号（データ）へ変換するＡＤコンバータ３１と、変換された発光量のデータを一時的に記憶する発光量保持バッファ（Ｒ）３２ａ、発光量保持バッファ（Ｇ）３２ｂ、及び発光量保持バッファ（Ｂ）３２ｃとを備える。発光量保持バッファ３２ａ〜３２ｃは、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの発光量をそれぞれ保持する。具体的に、発光量保持バッファ３２ａ〜３２ｃは、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの各々が他を排して単独で発光しているタイミングにおいて受光素子１４が測定した発光量を保持する。ＬＥＤ管理部１３は、いずれか１つの発光量保持バッファ３２ａ〜３２ｃを選択して、ＡＤコンバータ３１により変換された発光量のデータを書き込む。

混色比率記憶部１５には、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃによる合成光の色度が所望の色度になるためのＲＧＢ各色の混色比率のデータを記憶している。各ＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの光出力の比率をＲＧＢ各色の混色比率に基づいて調整することにより、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃによる合成光の色度を所望の色度に調光することができる。ＲＧＢ３色による混色の場合、例えば、図６に示すように、ＲＧＢ各々の混合比率が、合成光の色種別（１、２、３、・・・）ごとにまとめられている。

発光時間制御部１２は、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃによる合成光の色度が所望の色度になるように、混色比率記憶部１５に記憶された混色比率データ及び受光素子１４により測定された発光量に基づいて、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの発光時間を算出する発光時間演算部４１と、算出された第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの発光時間を保持する発光時間保持部２２と、保持されている発光時間に基づいて第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの発光時間を管理する発光時間管理部２３とを備える。

発光時間演算部４１は、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの光出力の比率が、混色比率記憶部１５に記憶されている所望の色度の混色比率になるように、発光量保持バッファ３２ａ〜３２ｃに記憶されている発光量に基づいて、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの発光時間を算出する。発光量または発光時間が増加すれば光出力も増加するため、記憶されている発光量が少ない場合には発光時間を長くし、記憶されている発光量が多い場合には発光時間を短くすることで、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの光出力の比率を調整することができる。

発光時間保持部２２は、第１のＬＥＤ１１ａの発光時間を保持する発光時間保持バッファ（Ｒ）４２ａと、第２のＬＥＤ１１ｂの発光時間を保持する発光時間保持バッファ（Ｇ）４２ｂと、第３のＬＥＤ１１ｃの発光時間を保持する発光時間保持バッファ（Ｂ）４２ｃとを備える。ＬＥＤ管理部１３は、いずれか１つの発光時間保持バッファ４２ａ〜４２ｃを選択して、発光時間演算部４１により算出された発光時間のデータを書き込む。

発光時間管理部２３は、発光時間保持バッファ４２ａ〜４２ｃが保持する発光時間が基準値として入力される基準値入力部４５と、時間を計数するカウンタ４６と、基準値入力部４５に入力された発光時間とカウンタ４６が計数する時間とを比較する比較器４７とを備える。カウンタ４６が計数する時間が基準値入力部４５に入力された発光時間に達した場合、発光時間管理部２３は、ＬＥＤ管理部１３及びＬＥＤ駆動回路２４に対して、カウンタ４６が計数する時間を出力する。

ＬＥＤ駆動回路２４は、発光時間管理部２３から出力された時間に基づいて、ＬＥＤ管理部１３による制御の下で第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの各々を駆動する。

ＬＥＤ管理部１３は、各ＬＥＤ１１ａ〜１１ｃに流す電流を既定電流とし、各ＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの発光／非発光を周期的に制御し、１周期に占める各ＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの発光時間の割合（オンデューティ比）を調整するパルス幅変調（ＰＷＭ）によって各ＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの光出力を調整する。

このようにして、図１に示す照明装置は、受光素子１４が計測する各ＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの発光量を、各ＬＥＤ１１ａ〜１１ｃのオンデューティ比へフィードバックすることにより、所望の色度の合成光を得る。

次に、図５を参照して、図１の照明装置の調光方法の概略を説明する。

（イ）Ｓ０１段階で、受光素子１４の計測タイミングであるか否かを判断する。具体的には、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃが他を排して単独で発光する状態であるか否かを判断する。後述するように、当該状態は、１周期内において決まったタイミングで出現させることができる。

（ロ）当該計測タイミングが到来した場合（Ｓ０１でＹＥＳ）、Ｓ０３段階に進み、受光素子１４は、他を排して単独で発光する第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃのいずれかの発光量を測定し（第１の段階）、ＡＤ変換された発光量のデータを発光量保持バッファ３２ａ〜３２ｃのいずれかに記憶する。同様にして、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの各々について発光量を測定してそのデータを記憶する。

（ハ）Ｓ０５段階に進み、発光時間演算部４１は、発光量のデータ及び混色比率のデータに基づいて、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの各々の１周期における発光時間を演算する（第２の段階）。

（ニ）Ｓ０７段階において、発光時間管理部２３は、従前の発光時間をＳ０５段階で演算された発光時間へ更新し、Ｓ０９段階に進み、ＬＥＤ管理部１３は、更新された発光時間を維持しながら、各ＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの発光／非発光を周期的に制御する（第３の段階）。
（第１の実施例）

次に、図２〜図４を参照して、図５のＳ０９段階における各ＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの発光／非発光の制御方法の実施例を説明する。ここで述べる制御方法を適用することにより、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃが他を排して単独で発光する状態を、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの発光時間の長さに依らず、１周期内において決まったタイミングで出現させることができる。なお、図２〜図４では、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃを、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、及びＬＥＤ３へ任意に置換えて説明する。

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１の実施例に係わる各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の発光／非発光の制御方法を示すタイムチャートである。点状の模様を付した部分が発光時間を示し、模様を付さない白抜きの部分が非発光時間を示す。

（あ）ＬＥＤ管理部１３は、ＬＥＤ１及びＬＥＤ２（第ｋの発光素子）について発光時間の最大値と最小値をそれぞれ定める。図２の例では、ＬＥＤ１について、１周期（Ｔ１）に占める発光時間の割合（オンデューティ比）の最大値及び最小値をそれぞれ８０％及び２０％に定め、ＬＥＤ２について、オンデューティ比の最大値及び最小値をそれぞれ８０％及び２０％に定める。

（い）ＬＥＤ管理部１３は、ＬＥＤ２（第ｋ＋１の発光素子）の１周期の時間を、ＬＥＤ１（第ｋの発光素子）の非発光時間の最小値（最小オフデューティ比＝２０％）と等しく設定する。同様に、ＬＥＤ３（第ｋ＋１の発光素子）の１周期の時間を、ＬＥＤ２（第ｋの発光素子）の非発光時間の最小値（最小オフデューティ比＝２０％）と等しく設定する。

（う）ＬＥＤ管理部１３は、ＬＥＤ１及びＬＥＤ２（第ｋの発光素子）のオンデューティ比の最大値（８０％）を、ＬＥＤ１及びＬＥＤ２（第ｋの発光素子）のオフデューティ比の最小値（２０％）の自然数倍にそれぞれ設定する。

（え）ＬＥＤ１及びＬＥＤ２のオンデューティ比の最小値をＬＥＤ１及びＬＥＤ２のオフデューティ比の最小値（２０％）と等しく設定する。

なお、４つ目のＬＥＤが有る場合にも（あ）〜（え）の規則に従って周期及びオンデューティ比の最大値及び最小値を設定すればよい。また、最後のＬＥＤ、図２の例におけるＬＥＤ３についてオンデューティ比の最大値は８０％に設定するが、オンデューティ比の最小値を設定する必要はなく、最後のＬＥＤのオンデューティ比の最小値は０％であっても構わない。

図２（ａ）はＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のオンデューティ比がそれぞれ最大値を取る時を示し、図２（ｂ）はＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のオンデューティ比がそれぞれ最小値を取る時を示している。ＬＥＤ１の１周期（Ｔ１）はＬＥＤ２の５周期分に等しく、ＬＥＤ２の１周期はＬＥＤ３の５周期分に等しい。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の各周期内において発光時間の後に非発光時間を割り振る場合、ＬＥＤ１の１周期（Ｔ１）の開始後、ＬＥＤ１の非発光時間の最小値（２０％）が経過するタイミング（Ｇ１）において、ＬＥＤ１を単独で発光させることができる。ＬＥＤ１の１周期（Ｔ１）内におけるＬＥＤ２及びＬＥＤ３の最後の周期が開始した後、ＬＥＤ２及びＬＥＤ３の非発光時間の最小値が経過するタイミング（Ｇ２、Ｇ３）において、ＬＥＤ２及びＬＥＤ３をそれぞれ単独で発光させることができる。

また、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の各々が単独で発光する状態は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のオンデューティ比が最大値を取る時であっても或いは最小値を取る時であっても、同じタイミングＧ１、Ｇ２、Ｇ３で現れる。そして、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のオンデューティ比の各々が最大値と最小値の間で変化してもタイミングＧ１、Ｇ２、Ｇ３は変化しない。

したがって、（あ）〜（え）の規則に従って、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の発光／非発光を制御することにより、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の各々が他を排して単独で発光する状態を、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のオンデューティ比に依らず、１周期内において決まったタイミングＧ１、Ｇ２、Ｇ３で出現させることができる。

これにより、図５のＳ０１段階における測定タイミングを判断するための制御回路が簡素化され、照明装置の低コスト化に寄与する。

また、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の中で、最後のＬＥＤであるＬＥＤ３の発光時間を最も短く制御する。すなわち、３つのＬＥＤの発光時間を比べて、最も短いＬＥＤを最後のＬＥＤ（ＬＥＤ３）に設定し、その他のＬＥＤをＬＥＤ１及びＬＥＤ２に設定する。これにより、最後のＬＥＤの発光時間の最小値を約０に制御しても、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の各々が単独で発光しているタイミングＧ１、Ｇ２、Ｇ３を所定の規則性にしたがって形成することができる。
（第２の実施例）

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第２の実施例に係わる各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の発光／非発光の制御方法を示すタイムチャートである。点状の模様を付した部分が発光時間を示し、模様を付さない白抜きの部分が非発光時間を示す。図３（ａ）はＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のオンデューティ比がそれぞれ最大値を取る時を示し、図３（ｂ）はＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のオンデューティ比がそれぞれ最小値を取る時を示している。

（お）ＬＥＤ管理部１３は、ＬＥＤ１の位相に対して、ＬＥＤ２及びＬＥＤ３の位相をＬＥＤ２及びＬＥＤ３の非発光時間の最小値（２０％）分ずらす。図３の例では、ＬＥＤ１の位相に対して、ＬＥＤ２の位相をＬＥＤ２の非発光時間の最小値（２０％）分遅らせる。同様に、ＬＥＤ１の位相に対して、ＬＥＤ３の位相をＬＥＤ３の非発光時間の最小値（２０％）分遅らせる。

また、図３（ａ）に示すように、各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のオンデューティ比の最大値はそれぞれ８０％であるが、図３（ｂ）に示すように、各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のオンデューティ比の最小値はそれぞれ概０％である。

その他、上記した（い）及び（う）の規則にしたがって、ＬＥＤ管理部１３は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の発光／非発光を制御する。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の各周期内において発光時間の後に非発光時間を割り振る場合、ＬＥＤ１の１周期（Ｔ１）が開始されるタイミングＧ１において、ＬＥＤ１を単独で発光させることができる。ＬＥＤ１の１周期（Ｔ１）内におけるＬＥＤ２の最後の周期が開始した後、ＬＥＤ２の非発光時間の最小値が経過するタイミングＧ２において、ＬＥＤ２を単独で発光させることができる。ＬＥＤ１の１周期（Ｔ１）内におけるＬＥＤ２の最後の周期が開始した後、ＬＥＤ３の非発光時間の最小値が経過するタイミングＧ３において、ＬＥＤ３を単独で発光させることができる。

また、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の各々が単独で発光する状態は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のオンデューティ比が最大値を取る時であっても或いは最小値を取る時であっても、同じタイミングＧ１、Ｇ２、Ｇ３で現れる。そして、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のオンデューティ比の各々が最大値と最小値の間で変化してもタイミングＧ１、Ｇ２、Ｇ３は変化しない。

したがって、上記した（お）、（い）及び（う）の規則に従って、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の発光／非発光を制御することにより、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の各々が他を排して単独で発光する状態を、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のオンデューティ比に依らず、１周期内において決まったタイミングＧ１、Ｇ２、Ｇ３で出現させることができる。

特に、第２の実施例においては、ＬＥＤ１及びＬＥＤ２のオンデューティ比がＬＥＤ１及びＬＥＤ２のオフデューティ比の最小値よりも小さい場合であっても、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の各々が単独で発光しているタイミングＧ１、Ｇ２、Ｇ３を所定の規則性にしたがって形成することができる。
（第３の実施例）

図４は、第３の実施例に係わる各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の発光／非発光の制御方法を示すタイムチャートである。点状の模様を付した部分が発光時間を示し、模様を付さない白抜きの部分が非発光時間を示す。図２（ａ）では、ＬＥＤ１の１周期（Ｔ１）内におけるＬＥＤ２の各周期の発光時間（オンデューティ比）を８０％で統一しているが、図４では、ＬＥＤ１の１周期（Ｔ１）内におけるＬＥＤ２の各周期の発光時間（オンデューティ比）が７０％と８０％で等しくない。詳細には、ＬＥＤ１の１周期（Ｔ１）はＬＥＤ２の５周期に等しく、ＬＥＤ２の最初の周期のオンデューティ比は７０％であり、第２〜第５周期のオンデューティ比は８０％である。

この場合、ＬＥＤ管理部１３は、ＬＥＤ１の１周期（Ｔ１）内におけるＬＥＤ２の平均オンデューティ比によってＬＥＤ２の光出力を制御する。図４の例では、（１）式に示すように７８％の平均オンデューティ比によってＬＥＤ２の光出力が調整されていることになる。

（７０％＋８０％×４）÷５＝７８％ ・・・（１）

このように、ＬＥＤ１の１周期（Ｔ１）内におけるＬＥＤ２の発光時間を、ＬＥＤ２の周期ごとに変化させる。これにより、ＬＥＤ２のオンデューティ比を７８％で統一する場合に比べて、オンデューティ比の制御分解能が粗くても詳細な光出力調整、ひいては色度調整が可能となる。

ここでは、ＬＥＤ２について示したが、ＬＥＤ３についても同様な制御が可能である。すなわち、ＬＥＤ２の１周期内におけるＬＥＤ３の発光時間を、ＬＥＤ３の周期ごとに変化させても構わない。これにより、ＬＥＤ３の詳細な光出力調整及び色度調整が可能となる。
（その他の実施の形態）

上記のように、本発明は、１つの実施の形態及び３つの実施例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

実施の形態では、Ｎ＝３の場合を例に取り説明したが、Ｎは２以上の自然数であればよく、２、４、５以上の自然数であっても構わない。そして、発光量保持部２１が備える発光量保持バッファの数、及び発光時間保持部２２が備える発光時間保持バッファの数は、Ｎに応じて変化させればよい。例えば、照明装置は、赤色（Ｒ：Red）、緑色（Ｇ：Green）、青色（Ｂ：Blue）、及び琥珀色（Ａ：Amber）をそれぞれ発光する第１〜第４のＬＥＤを備え、第１〜第４のＬＥＤを発光させて各色の光を合成し、第１〜第４のＬＥＤの光出力を調整することにより、所望の色度の合成光を実現しても構わない。この場合、発光量保持部２１は４つの発光量保持バッファを備え、発光時間保持部２２は４つの発光時間保持バッファを備えていればよい。琥珀色（Ａ：Amber）の光を発するＬＥＤを更に追加することによって実施の形態に比べて更に微細な色度の調整が可能となる。

また、発光部１１は異なる色の光をそれぞれ発する複数のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃを備えるが、第１〜第３のＬＥＤ１１ａ〜１１ｃの各々が備えるＬＥＤチップの個数や発光箇所の数は、単数で有っても複数であっても構わない。

本発明は、液晶ディスプレイ用バックライト装置や、建物の壁面を演出する照明装置など、異なる色の光を合成して所望の色度の光を得る広範な照明装置に対して適用することができる。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。

１１ 発光部
１１ａ 第１のＬＥＤ（第１の発光素子）
１１ｂ 第２のＬＥＤ（第２の発光素子）
１１ｃ 第３のＬＥＤ（第３の発光素子）
１２ 発光時間制御部
１３ ＬＥＤ管理部（オン／オフ制御部）
１４ 受光素子
１５ 混色比率記憶部
２１ 発光量保持部
２２ 発光時間保持部
２３ 発光時間管理部
２４ ＬＥＤ駆動回路
３１ ＡＤコンバータ
３２ａ〜３２ｃ 発光量保持バッファ
４１ 発光時間演算部
４２ａ〜４２ｃ 発光時間保持バッファ
４５ 基準値入力部
４６ カウンタ
４７ 比較器

Claims (5)

1. 異なる色の光を合成して所望の色度の光を得る照明装置であって、
   異なる色の光をそれぞれ発する第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の自然数である）の発光素子と、
   前記第１〜第Ｎの発光素子の各々について、１周期における発光時間を制御する発光時間制御部と、
   前記発光時間制御部により制御された発光時間を維持しながら、前記第１〜第Ｎの発光素子の各々の発光及び非発光を周期的に制御するオン／オフ制御部と、
   前記第１〜第Ｎの発光素子の各々が発する光の発光量を一緒に計測する受光素子と、
   所望の色度を得るための各色の混色比率データを格納する混色比率記憶部と、を備え、
   前記発光時間制御部は、前記第１〜第Ｎの発光素子による合成光の色度が前記所望の色度になるように、前記混色比率記憶部に記憶された混色比率データ及び前記受光素子により測定された発光量に基づいて、前記発光時間を制御し、
   前記オン／オフ制御部は、第ｋ（ｋは１〜Ｎ−１の任意の自然数である）の発光素子について前記発光時間の最大値と最小値を定め、前記第ｋ＋１の発光素子の１周期の時間を、前記第ｋの発光素子の非発光時間の最小値と等しく設定し、前記第ｋの発光素子の発光時間の最大値を、前記第ｋの発光素子の非発光時間の最小値の自然数倍に設定する
   ことを特徴とする照明装置。
2. 前記発光時間制御部は、第１〜第Ｎの発光素子の中で、第Ｎの発光素子の発光時間を最も短く制御することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記オン／オフ制御部が、第ｋ＋１の発光素子の位相の各々を、第ｋ＋１の発光素子の非発光時間の最小値分ずらすことを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記発光時間制御部は、前記第１の発光素子の１周期内における第ｋ＋１の発光素子の発光時間を、第ｋ＋１の発光素子の周期ごとに変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
5. 異なる色の光をそれぞれ発する第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の自然数である）の発光素子の各々の発光量を計測する第１の段階と、
   前記異なる色の光を合成して所望の色度を得るための各色の混色比率及び測定された発光量に基づいて、前記第１〜第Ｎの発光素子の１周期における発光時間を演算する第２の段階と、
   演算された発光時間を維持しながら、第１〜第Ｎの発光素子の各々の発光及び非発光を周期的に制御する第３の段階とを備える照明装置の調光方法であって、
   第３の段階において、第１の発光素子について前記発光時間の最大値と最小値を定め、前記第ｋ＋１（ｋは１〜Ｎ−１の任意の自然数である）の発光素子の１周期の時間を、前記第ｋの発光素子の非発光時間の最小値と等しく設定し、前記第ｋの発光素子の発光時間の最大値を、前記第ｋの発光素子の非発光時間の最小値の自然数倍に設定する
   ことを特徴とする照明装置の調光方法。

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