JP7473411B2 - 光源装置、発光の制御方法及びプログラム - Google Patents
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Description
本開示の実施の形態を説明する前に、関連技術について説明する。図1は、関連技術に係るディスプレイ90の断面図である。ディスプレイ90は、LED基板91、レンズL、輝度上昇フィルムF及び液晶パネルPを備える。
実施の形態1では、本開示の技術の概略について記載する。図4は、実施の形態1に係る光源装置10のブロック図である。光源装置10は、光源11a、11b、光検出器12及び発光制御部13を備える。光源11a、11b及び光検出器12は、発光部14に含まれる。
実施の形態2では、本開示の技術のより詳細な例について記載する。図9は、実施の形態2に係る光源装置20のブロック図である。光源装置20は、ディスプレイのバックライト光源として機能するものであり、光源としてのLED素子21、光検出器としての受光素子22及び発光制御部23を備える。LED素子21及び受光素子22は、LED基板24に含まれる。
図11は、LED素子21の発光タイミングの制御を示す第一の例である。図11では、18個あるLED素子21の一部である、図10における(a)~(d)の4個分の発光タイミングが図示されている。図11に示した(a)~(d)の発光タイミングは、周期的ではなくランダムである。
図13は、第二の例を説明するためのLED基板24の上面図である。LED基板24上に配置された18個のLED素子21は、(p)~(s)の4つの区分に分けられる。(p)~(s)は、次に記載のとおり、発光タイミングを制御するための区分である。
図13において、LED基板24の4隅に設けられたLED素子21を除く任意のLED素子21から略等距離(かつ最近接距離)には、2つの受光素子22(第1及び第2の光検出器)が存在する。LED素子21が発光したとき、これらの2個の受光素子22は同時に検出値を検出する。これらの2個の受光素子22の感度が同じであれば、2個の受光素子22の検出値は同じ値となるが、感度がばらついている場合にはこの限りではない。その場合には、各受光素子22が検出した検出値に基づいて、この2個の受光素子22の感度ばらつきに対するキャリブレーションを容易に行うことができる。なお、LED基板24の4隅に設けられたLED素子21は、発光を検出可能な受光素子22が1個であるため、このキャリブレーションにおいて発光させる必要はない。
(1)隣接するLED素子21の発光パルスが重ならない(オーバーラップしない)ように発光するため、LED素子21と1対1対応で受光素子22を設ける必要がなく、より少ない数の受光素子22で各LED素子21の輝度値を周期的に把握することができる。そのため、映像のユニフォーミティ(均一性)を向上させることができる。
(2)受光素子22間の感度ばらつきを補正できるので、ユニフォーミティをさらに向上させることができる。
(3)LED素子21に異なるタイミングで電流を供給することにより、消費電流の変化を少なくすることができる。したがって、LED駆動電源の負荷を軽減させることができるほか、光源装置20が発する電磁波を抑制できるため、EMC(Electromagnetic Compatibility)の観点からも効果を生ずる。
実施の形態3では、実施の形態2記載の光源装置20において、受光素子22の発光量の分解能を下げても、受光素子22がLED素子21の発光量を精度よく検知できる方法を記載する。
(バリエーション1)
実施の形態4では、実施の形態2記載のLED基板24のバリエーションを示す。図18は、LED基板34の中心付近に受光素子32を1個配置した場合の実施例になる。この場合、図18に示したLED素子21の発光を個別かつ順番に行うことで、受光素子32は各LED素子21の発光パルスを個別に検出することができる。なお、LED素子21が順番に発光する期間は、例えば、図17に示した輝度値検出区間である。
次に、実施の形態2記載のLED基板24の別のバリエーションを示す。図19は、LED基板44において、各LED素子21の近傍に、そのLED素子21の発光輝度を測定する受光素子42を1個ずつ配置した場合の実施例になる。LED素子21は、正方格子状に配置されている。このバリエーションでは、LED素子21間の間隔が広く、受光素子42にとって、検出対象となる近傍のLED素子21以外のLED素子からの発光が、受光素子42の輝度測定に特段の影響を及ぼさない場合を想定している。
実施の形態2の例示では、(a)~(d)又は(p)~(s)の4種類の発光分類に合わせた、受光素子22が検出値をモニターするためのサンプリング信号が必要である。実施の形態5では、生成するサンプリング信号を削減するための手段を示す。
ゲインA;X1(nit)-Y1(mV)~X2(nit)-Y2(mV)
ゲインB;X1(nit)-Y1(mV)~X3(nit)-Y3(mV)
ただしX2>X1>X3、Y2>Y1>Y3である。
実施の形態1、2において、光源装置に温度センサを搭載することも可能である。発光制御部は、温度センサが測定した温度に基づいて、受光素子(光検出器)の温度特性に従い、受光素子の検出値を補正する。受光素子は、その周辺温度によって検出値に影響が生ずることがあるため、検出値に補正処理をすることで、さらに正確な輝度を検知することができる。この補正処理については、公知の技術を適宜用いることができる。
実施の形態2では、光源装置において、正方格子状に、基板に複数のLED素子を配置した。しかしながら、LED素子を配置する方法はこれに限られず、正方格子以外の四角格子、又はその他の種類の多角形格子に沿った配置等でも良い。
11a、11b 光源
12 光検出器
13 発光制御部
20 光源装置
21 LED素子
22、32、42 受光素子
23 発光制御部
24、34、44 LED基板
25 基板本体
26 LEDチップ
60 内部回路
61 受光素子
62 電流-電圧変換アンプ
63 LPF
64 A/Dコンバータ
Claims (13)
- 複数の光源と、
前記複数の光源を個別に制御して発光させる発光制御部を備え、
前記発光制御部は、前記複数の光源を、サンプルとなる所定の経過時間内において各光源の発光間隔に異なる期間が存在し、かつ、前記複数の光源の発光タイミングが重ならないように制御することで、経時的にランダムに発光させるように制御する、
光源装置。 - 前記発光制御部は、前記複数の光源のうち少なくとも1つを所定の閾値以下の発光量で発光させる場合に、前記所定の閾値以下の発光量で発光させる光源の発光制御に用いられる発光パルスのうち一部をマスクする制御を実行し、前記制御においてマスクするタイミングを経時的にランダムなものとすることで、前記光源を経時的にランダムに発光させる、
請求項1に記載の光源装置。 - 前記発光制御部は、前記複数の光源のうち少なくとも1つを所定の閾値以下の発光量で発光させる場合に、前記所定の閾値以下の発光量で発光させる光源の発光制御に用いられる発光パルスを、その間隔が経時的にランダムなものとなるように生成することで、前記光源を経時的にランダムに発光させる、
請求項1又は2に記載の光源装置。 - 前記複数の光源のそれぞれの発光を検出する光検出部をさらに備え、
前記発光制御部は、前記光検出部の検出結果に基づいて、前記複数の光源を個別に制御して発光させる、
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記発光制御部は、前記光検出部が検出した前記複数の光源の発光ピーク値と、前記光検出部と前記複数の光源との距離と、前記複数の光源の1回の発光における発光時間を用いて、前記複数の光源の輝度値を個別に算出する、
請求項4に記載の光源装置。 - 前記発光制御部は、算出した前記複数の光源の輝度値に基づいて、前記複数の光源の輝度値を個別に制御する、
請求項5に記載の光源装置。 - 前記光検出部は、前記複数の光源のうち、少なくとも特定の光源の発光を検出する第1の光検出器及び第2の光検出器を有し、
前記発光制御部は、前記第1の光検出器における前記特定の光源の発光の検出結果と、前記第2の光検出器における前記特定の光源の発光の検出結果に基づいて、前記第1の光検出器と前記第2の光検出器の間の感度のばらつきを補正する、
請求項4ないし6のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記第1の光検出器と前記特定の光源との距離と、前記第2の光検出器と前記特定の光源との距離とが略等しい、
請求項7に記載の光源装置。 - 前記光検出部は、前記複数の光源のうち、少なくとも第1の光源と第2の光源の発光を検出し、
前記第1の光源と前記光検出部との距離は、前記第2の光源と前記光検出部との距離よりも遠く、
前記発光制御部は、前記第1の光源を、前記第2の光源よりも高輝度で発光させるように制御する、
請求項4ないし8のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記光源装置は、前記光検出部の温度を測定する温度センサをさらに備え、
前記発光制御部は、前記温度センサの測定した温度に基づいて、前記光検出部の検出結果を補正する、
請求項4ないし9のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記複数の光源はLEDである、
請求項1ないし10のいずれか1項に記載の光源装置を備えたヘッドアップディスプレイ。 - 複数の光源を、サンプルとなる所定の経過時間内において各光源の発光間隔に異なる期間が存在し、かつ、前記複数の光源の発光タイミングが重ならないように制御することで、経時的にランダムに発光させるように制御するステップと、
前記複数の光源を個別に制御して発光させるステップと、
を備える発光の制御方法。 - 光源の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記光源の制御方法は、
複数の光源を、サンプルとなる所定の経過時間内において各光源の発光間隔に異なる期間が存在し、かつ、前記複数の光源の発光タイミングが重ならないように制御することで、経時的にランダムに発光させるように制御するステップと、
前記複数の光源を個別に制御して発光させるステップと、
を備えるプログラム。
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