WO2008093462A1 - 複数の発光ダイオードを用いた照明装置及びその制御方法並びに画像投影装置 - Google Patents
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Definitions
- Illuminating apparatus using a plurality of light emitting diodes, control method thereof and image projection
- the present invention relates to a lighting device using a plurality of light emitting diodes.
- LEDs that emit light and red (R), green (G), and blue (B) lights as light sources by increasing the output and efficiency of light-emitting diodes (LEDs).
- the light quantity is changed by DC driving the light source using multiple LEDs like this, and the light quantity is changed by increasing or decreasing the flow level to the LED, but the light level is kept constant if the quantity of light around the area or LED itself changes. Even if feed pack control is performed, the light emission amount for each LED varies. In addition, even when the same current is applied to LEDs of the same color, the amount of light emission differs for each LED due to deterioration due to special variations or long-term ⁇ . As a result, the white balance force S of the image output from the projector or color misregistration occurs in the RGB color mixture.
- J P2005-121688 A The projection display (projector) disclosed by A casts a 3 ⁇ 4 ⁇ white signal and detects that “fe”, and when the white balance is broken, the LED element is turned on for each color that lights up.
- the white balance is controlled by controlling the number of (Fig. 1, page 1). Disclosure of the invention
- An object of the present invention is to control the consumption of a lighting device by taking into consideration differences in light emission efficiency due to characteristic variations and deterioration of each LED in the lighting device.
- the illumination device emits illumination light of a plurality of different colors, and has a plurality of light emitting diodes for each color of illumination light, and is supplied to photodiodes of a light source.
- a controller for controlling the light intensity value to increase or decrease the light amount of the illumination light emitted from the light source for each color sets the threshold value of the light source supplied to the light emitting diode on the basis of the change rate of the light emission amount of the light diode corresponding to the light source value supplied to the light diode. Control.
- the efficiency ⁇ ⁇ preferentially increases the light emission amount of the high light diode and the light emission amount of the light ⁇ ⁇ power light diode preferentially decreases, thereby achieving the entire lighting device as a whole. It is possible to reduce consumption ⁇ ⁇ m).
- FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an image projection apparatus provided with a lighting device according to an embodiment of the present invention.
- Fig. 2 is a flow chart showing a current value-one light emission amount tape and a hand injection of calibration for obtaining a notch.
- FIG. 3 is a diagram showing an example of a timing signal generated by the LED light emission timing controller at the time of calibration.
- FIG. 4 is a diagram showing an example of graphing the value of light emission obtained by calibration.
- FIG. 5 is a graph showing another method for determining the efficiency sensitivity of each LED.
- Fig. 6 is a Dalaf showing an example of the threshold value, one light emission, and the corresponding effectiveness.
- FIG. 7 is a graph for explaining the light quantity control method of the lighting device according to the present embodiment.
- Fig. 8 is a graph showing another example of job value-luminous intensity and the corresponding effectiveness.
- FIG. 9 is a graph for explaining another example of the lighting device traveling trip according to the present invention.
- Figure 10 is a graph that shows the demand-value-one-emission * ⁇ value and the corresponding efficiency sensitivity for a certain R- L E D light source.
- Fig. 1 shows the whole materiality of the image processing apparatus provided with the lighting device according to the present invention.
- ⁇ as an example of the image shadowing device, and the drawing power according to the present invention may be used for other image shadowing devices (projectors).
- the image apparatus shown in FIG. 1 has an image signal processor 10, and an image signal such as an analog RGB signal (NTSC) such as a personal computer is input to the image signal processor 10.
- the image signal processor 10 separates the synchronization of the input image signal according to the state of the input image signal, Performs processing such as IP conversion, scaling
- This digital image data is sent to display panels 12r, 12g, and 12b provided for each of the RGB colors 14r, 14g, and 14b, and a display of 0 nnoredrino 14r, 14g, and 14b. Nenore 12 r, 1 2 g, 12 b based on digital image data, to sleep.
- the image expansion apparatus has a light source 16 for emitting illumination light of red (R), green (G) and blue (B).
- the light source 16 is provided with a plurality of light emitting diodes (hereinafter referred to as "LEDs") for each of the RGB colors, and the LEDs 101, 102, and 103 for emitting R light have a length of £ 0 light source (in FIG.
- the LED 101, 102, 103 which has an R-L ED light source, has a cathode side Each of the FETs 111, 112, and 113 is turned on, and the anode side is turned on to R ⁇ LED light leakage R ⁇ (“R ⁇ PS” in the figure).
- G—LED light sources LED 201, 202, 203, 8— £ 0 light sources 301, 302, 303 are also connected to the FETs on the power saw side, and the anode side is the power source (in the figure, "G—PS", "B-PS") is being deceived.
- the light source 16 includes the LED of RGB and the FET and ⁇ ⁇ connected thereto.
- the light source 16 may have three LEDs per RGB color, for example, two or four LEDs per RGB color may be used, and each RGB color may be used. The number of LEDs may be different.
- the gate of the FET connected to each LED of the light source 16 is provided to the LED light emission timing controller 18, and the LED light emission timing controller 18 is provided to the CPU 20.
- the CPU 20 provides a timing signal for controlling the light emission timing of each LED of the light source 16 and sends this timing signal to each LED.
- Each LED of the light source 16 is converted to the control circuit 22 through the FET, and the control circuit 22 is connected to the LED light emission current controller 26 through the DA converter 24.
- the LED light emitting IE controller 26 is divided into a CPU 20, and the LED light emitting shock controller 26 controls the current value of the current supplied to each LED according to a command from the CPU 20 to control the light emitting amount of each LED Do.
- the current control circuit 22 for the R-LED light source is shown in FIG. 1, the G-LED light source and the B-LED light source are similarly connected to the current control circuit (FIG. ⁇ Tf).
- the illumination optics 28r, 28g, and 28b are combined and shaped for each color and guided to display panels 12r, 12g, and 12b.
- the illumination optical system 28 r, 28 g, 28 b, etc. light f is spatially modulated by the light 12 r, 12 g, 12 b and is guided to the image power S expansion optical system 30.
- the expansion optical system 30 combines the image of each color formed by the display panels 12 r, 12 g, and 12 b into an RGB mixed color image, and uses this image as a screen (Fig. ⁇ Rf) of the image storage unit or the like.
- the CPU 20 is also connected to the memory 32 and the user interface 34.
- the memory 32 indicates the following "T® ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ "
- the user interface 34 receives a light weave from the user and sends a setting signal to the CPU 20. Also, in this state, , Image signal processor 10 and c PU 20
- the extractor 36 powers are being scolded.
- the extractor 36 receives an input image signal from the image signal processor 10, determines the maximum and minimum values of brightness, average) level (APL), etc. of the image, and sends the value to the CPU 20.
- the transmitter 36 may not necessarily be provided.
- ⁇ 16 light intensity instead of being set by the user, can also be set automatically by the CPU 20 according to the feature indicator 36 power S judged average) 3 ⁇ 4 g lever.
- the image processing apparatus includes: a light source 16 of R—LED light source, G—LED light source, B—Sensor 38 r, 38 g, 38 b for detecting each LED light source, R—LED light source, G— An LED light source, B—A light quantity sensor 40 r, 40 g, 40 b for detecting the light quantity of the illumination light emitted from the LED light source and passing through the illumination optical system 28 r, 28 g, 28 b is provided for each color.
- Sensors 38 r, 38 g, 38 b for example In the vicinity of R-LED light source, G-LED light source and B-LED light source, if the image processing device is air-cooled, it can be mounted on a water-cooled jacket.
- the optical sensor 4O r, 40 g, 40 b can be attached to the output of the illumination optical system 28 r, 28 g, 28 b, for example, and the illumination optical system 2 8 r when acquiring the light S ⁇ ' 28 g, 28 b can be configured to move to the center.
- 3 ⁇ 4 Sensor 38 r, 38 g, 38 b sends the detected temperature data to CPU 2 ⁇ .
- Optical sensor 40 r, 40 g, 40 b sends the detected light * ⁇ , data to CPU 20.
- the image expansion apparatus includes the light source 16, LED light emission timing controller 18, CPU 20, control circuit 22, DA converter 24, LED light emission controller 26, memory 32, light sensor 38 r, 38 g, 38 b, light »40 r, 40 g, 4 Ob, etc. function as a lighting device to cast an image.
- one current value and one light value are created for each LED of the light source 16 by calibration, and stored in the memory 32.
- the light emission quantity of each LED when changing the threshold value of the light supplied to each LED of the light source 16 is calculated for each threshold value of the light supplied to each LED. It is a recognized data table, for example, increase f of the light source 16 of the light source 16 by a constant change width f, and detect the light emission amount at that time with the optical sensors 40 r, 40 g, and 4 Ob.
- the same 1120 is the light emission of each LED which is 3 ⁇ 4 to the current value of the job supplied to each LED.
- FIG. 2 is a flow chart showing a manual injection of calibration for obtaining a current value-one light emission amount table. Note that an example of a single emission * ⁇ table obtained by the procedure of FIG. 2 is shown in FIG.
- the user inputs a wire carrier calibration start instruction from the user I centers face 3 4, the values first emitting for each LED light source 16 - signal to start creating table is sent to the CPU 20 (S 101).
- the CPU 20 that receives the signal to start the creation of the current value / emission amount table sends an image signal to the image signal processor 10 so that an image etc. with noise is not displayed during creation of the value / emission * 1 signal.
- Mask processing This is to prevent an image with an inappropriate color or an image with a sense of q due to a change in light intensity from being displayed during acquisition of the light emission 4 ⁇ 'data, for example, Digital image signal data to output a specific image is sent to the panel driver 14 r, 14 g, 14 b, and the LED light emission timing controller 18 controls the amount of light emission of each LED of the light source 16 by ⁇ from the CPU 20.
- a timing signal for acquisition is generated for each LED (SI 03) Fig.
- FIG. 3 is a diagram showing an example of a timing signal at which the LED light emission timing controller 18 is "1".
- the light source 16 has eight LEDs (Rl, R2 “, R8, Gl, G2- ⁇ G8, Bl, ⁇ 2, ..., B8) per RGB color.
- LED light emission timing controller 18 In order to detect the amount of light emission for each shock value of each LED, a gate pulse signal whose timing is shifted for each LED as a timing signal is ⁇ .
- gate noise signals are generated in the order of R1, R2 to R8 for the LED of R, and similar gate pulse signals are generated for G and B as well.
- the timing signal ⁇ at the LED light emission timing controller 18 is sent to each of the LEDs 101, 102, 103, etc. via the FETs 111, 112, 113, etc.
- the LED light emission controller 26 changes the value of f by a predetermined amount for each LED by the expansion from the CPU 20 (S 104). At this time, the LED light emitting diode controller 26 outputs data to increase the direct current supplied to each LED within a predetermined range, for example, in order to obtain the light emission amount at different values for each LED. .
- the data output from the LED light emitting diode controller 26 is converted to an analog signal by the D / A converter 24 and is input to the control circuit 22 and the FETs 111, 112, 113, and the like.
- the FETs 111, 112, 113, etc. supply the threshold value corresponding to the input analog signal to each of the LEDs 101, 102, 103, etc. That is, the LED emitted by the timing signal generated by the LED light emission timing controller 18 is fined, and the data output from the LED light emission controller 26 indicates the threshold value of the light supplied to each LED. Ru.
- the light emission amount of each LED emitting light at the above timing and grain setting value is detected by the light amount sensors 40 r, 40 g and 4 O b for each current value (S 105).
- the light emission amount of each detected LED is sent to the CPU 20.
- the sensors 38 r, 38 g, 38 b also detect? Kg of R— LED light source, G— LED light source, B— LED light source (S 106).
- Kg of R— LED light source, G— LED light source, B— LED light source S 106.
- the amount of light emission of each LED sent to the CPU 20 and the R-LED light source, the G-LED light source, and the B-LED light source are shown in FIG. 4 for each LED. It is stored in the memory 32 in the form of a single bull (S 107). At this time, data of light emission amount at different 3 ⁇ 4 g can be stored as another low light value light.
- this calibration should be performed when the user starts the image projection apparatus for the first time at the factory's delivery process.
- the user can perform calibration every predetermined time to ff or fill in the threshold value 1 light emission of the memory 32 to further improve the accuracy of the light weave to be described later.
- Fig. 4 is a graph of the 1 ⁇ 4 one emission fi ⁇ one obtained by calibration. It is a figure which shows an example. The values shown in FIG. 4—emission—the bulls are obtained by calibration shown in FIG.
- the R-LED light source of the light source 16 is provided with three LEDs of R1, R2 and R3, and shows a comfort level and one light emission for one of the three LEDs.
- the value one shot light quantity nose (characteristic carp) for R1 is represented by Lr 1
- the value one luminescence quantity table for R 2 is represented by L r 2
- the value one luminescence quantity table for R 3 is represented by L r 3 As shown.
- the light emission amount is Lal, La 2 and La 3 respectively
- the I threshold a is a predetermined threshold.
- Lb1, Lb2, and Lb3 be the amounts of light emission when the current with the threshold Ib is supplied.
- the value is I a force, etc. 3 1 ⁇ 4 3 ⁇ 4 ⁇ 4 1 light emission 4 ⁇ 1 b (specially 14 carp) of R 1, R 2 and R 3 between b (assuming k 1, k 2 and k 3 respectively) ,
- the slopes k 1, k 2 and k 3 are referred to as the efficiency of each LED.
- This efficiency can also be defined as the rate of change of the light emission amount of each LED corresponding to the current value of the current supplied to each LED.
- the magnitude relationship between the effectiveness k 1, k 2 and k 3 in the threshold value I a force I b is k 1> k 2> k 3.
- the CPU 20 reads out the value 1 light 4 ⁇ 1 value of each LED stored in the memory 32, and calculates the efficiency at each threshold value for each LED.
- the CPU 20 in the 3 ⁇ 45 ⁇ ⁇ state, only the 1 ⁇ 4 value 1 light emission fi ⁇ — b of each LED is recorded in the memory 32.
- both the 1 light emission 1 light and the effect ⁇ Remember me, 0
- the job value is increased from I a to I b and the effect of each LED is sought.
- the threshold value is decreased (
- the efficacy may be determined as the slope between data before and after an equal amount from a certain 3 ⁇ 4 ⁇ value.
- Fig. 5 is a graph showing another ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ of each LED.
- Fig. 5 (a) shows the current it3 ⁇ 4 "emission amount of R 1;
- Fig. 5 (b) shows the current value vs. emission amount of R 2; Shows the current value vs. the light emission amount of R 3.
- the characteristic curve for R1 is L
- the characteristic curves for L 1 and 2 are shown by L r 2 and the characteristic curves for L 3 and R 3, respectively.
- Rl, R2, and R3 provide a direct current having a value of I c, and an alternating current 3 E that is superimposed on this direct current is I d.
- the light emission amplitudes of Rl, R2 and R3 at this time are Ldl, Ld2 and Ld3, respectively
- the peeping along the special curve (m ⁇ straight one light * ⁇ one bull) is required.
- the effect of each LED may be stored in the memory 32.
- a predetermined DC current and a predetermined AC current supplied to each LED are supplied to each LED, the amount of light emission at that time is detected, and the amplitude of the amount of light emission of each LED is measured.
- the efficiency at the value of DC 3 ⁇ 4 can be calculated.
- Fig. 6 is a Dalaf showing an example of a job price, a light emission, and a corresponding effect.
- the R-LED light source of the light source 16 is provided with three LEDs of R1, R2 and R3.
- R 1 is a light
- a light of one value * ⁇ one light is L r 1
- a light is a light R 2
- Lr the amount of light emitted from the R-LED light source
- FIG. 6 (b) is a graph showing the efficiency calculated from the light emission value f in FIG. 6 (a), and the efficiency sensitivities of Rl, R2, and R3 are kl, k2, and k2, respectively.
- FIG. 7 shows the light of the lighting device according to this embodiment.
- Figures 7 (a) to 7 (f) are graphs with the same efficiency sensitivity as Figure 6 (b), and show the same R-LED light source as in Figure 6.
- the light intensity of the R-LED light source is reduced from 100% (all LED power S maximum values to 50%): ⁇ , If the power value of the lamp supplied to each LED is equal, the power is uniformly decreased, and the amount of light emitted from the R-LED light source is decreased.
- this mode for example, when increasing or decreasing the amount of light emitted from the R-LED, it is supplied to each LED based on the effect of each LED calculated in FIG. 4 and FIG. Control the brightness, and increase or decrease the light emission amount of each LED.
- the amount of light emitted from the R-LED light source is decreased: ⁇ , the threshold value of the light supplied from the LED with low effectiveness is sequentially decreased.
- the CPU 20 when increasing or decreasing the amount of light emitted from each color LED light source, the CPU 20 first emits light from each of the LEDs of the light source based on the light sensors 40 r, 40 g, and 40 b. Transfer the amount, and then increase or decrease the amount of light emitted by each LED to obtain the target light amount.
- the initial state is shown in Fig. 7 (a).
- the light intensity of the R-LED light source is 10 It is 0% (all R1, R2 and R3 emit light at the maximum value I m).
- the circles in Fig. 7 (a) from the state where Rl, R2 and R3 are emitting light at the maximum job value I m, decrease the value of R3 which is low at this point as well.
- the effect of R3 * Reduce the light emission amount of R3 until K2 becomes equal to K2 (a in Figure 7 (a)).
- R-LED ⁇ which has four or more LEDs: ⁇ , R-Among the LEDs of LED light source, the efficiency is higher than that of other LEDs (here R 3)
- R1 and R2 the efficiency is higher than that of other LEDs
- Fig. 8 is a graph showing another example of the job value-one light emission and the corresponding effectiveness.
- the R-LED light source of the light source 16 is provided with three LEDs of R1, R2, and R3.
- FIG. 8 (b) is a graph showing the efficiency calculated from the current value-emission amount table of FIG.
- the current value 0 to point A (3 ⁇ 4 J ⁇ M) of Lr l, Lr 2 and ⁇ 3 has the same strength and constant. This slope is shown as effectiveness K 4 in Fig. 8 (b).
- areas with larger values than point B of Lr 1 areas with larger values than point C with Lr 2, and areas with larger values of ⁇ ⁇ than point D with L r 3 become constant. See Figure 8 (b).
- the effect is shown as ⁇ 5.
- the points corresponding to point A, point B, point C and point D in FIG. 8 (a) are shown as point A ′, point B ′, point C ′ and point D ′ in FIG. 8 (b) respectively. .
- FIG. 9 is a graph for explaining another example of the light weave of the lighting device according to the present embodiment.
- Figures 9 (a) to 9 (f) show the same effect as in Figure 8 (b), and show the same R-LED light source as in Figure 8.
- the control sequence for reducing the amount of light emitted from the R-LED light source in the example of FIG. 8 (b) will be described below with reference to FIGS. 9 (a) to 9 (c).
- the initial state is shown in Fig. 9 (a).
- the light intensity of the R-LED light source is 100% (all R1, R2 and R3 emit light with the maximum value I m State).
- the idea of light is the same as the age shown in Fig. 7, and it is necessary to reduce the 3 ⁇ 4 loss of ⁇ supplied sequentially from the low ⁇ 3 ⁇ 4 L D D.
- R3, R2 and R1 maximum power ⁇ value from the state of emitting light I m
- the current values of R3, R2 and R1 are uniform Reduce the amount of light emission of R3, R2 and R1 to point B '( Figure a (b)-b-c).
- the effects of R 3, R 2, and 1 1 ⁇ 4 3, k 2, and k 1 maintain the state of K 5.
- the ⁇ values of R3 and R2 are uniformly lowered from point ⁇ ⁇ to point C to decrease the light emission amount of R 3 and R 2 (Fig. 9 (a) De).
- the effectiveness k3 and k2 of R3 and R2 still maintain the state of K5.
- FIG. 9 (d) a control sequence of age for increasing the amount of light emitted from the R-LED light source will be described using FIG. 9 (d) and FIG. 9 (f).
- the concept of this age is the same as in Fig. 7, and it increases the threshold value of the power supplied from the high level of effectiveness and the L E D.
- the initial state is shown in Fig. 9 (d), and in this initial state, the light intensity of the R-LED light source is 0% (the values of R1, R2, and R3 are all 0).
- ⁇ ⁇ in one state is used, light resistance is performed.
- the light disturbance may be performed using the effect calculated from the bull's eye value-emission one bulb at the closest level.
- the sensor 38 r can be used to detect the position of the R-LED light source when performing a light hazard.
- Figure 10 is a graph that shows the comfort value-emission-value and the corresponding effect of ⁇ for a certain R-L ED light source.
- the R-LED light source is provided with three LEDs of Rl, R2, and R3.
- R1 The light emission, the light emission, the light emission, the light emission, the light emission, the light emission table for the light emission, the light emission, the light emission, the light emission, the light emission, the light emission, the light emission, the light emission, the light emission, the light emission, the light emission, the light emission, the light emission, the light emission, the light emission, the light emission, the light emission
- the effects of Rl, R2 and R3 calculated from the threshold value and one light emission in Fig. 10 (a) are shown by k 1, k 2 and k 3 respectively. .
- the LED value of each LED is uniformly reduced and the LED light intensity is reduced to 75% as in the conventional case, the LED light intensity of R1, R2, and R3 is 1185. It will be mA and the total will be 3555 mA.
- the threshold values of R1, R2 and R3 are 1410 mA, 1150 mA, It will be 960 mA and the total shock will be 3520 mA.
- R-LED light source also reduces the light intensity of R-LED light source to 50. 70. 69 ⁇ ⁇ Conventional If the LED value of each LED is uniformly reduced as in the case, the 1 ⁇ 4 value of Rl, R 2 and 13 will be 705 mA, and the total 3 ⁇ 43 ⁇ 4 will be 2115 mA. On the other hand, when performing optical communication based on the effect relating to the present embodiment, the values of Rl, R2 and 13 become 1030 mA, 695 mA and 335 mA, respectively, and the value becomes 206 OmA.
- the age to reduce the light quantity of R- LED light source to 25% 35. 346 if the current value of each LED is uniformly reduced as in the conventional case, the current value of R1, R2, R3 is The current value is 34 OmA, and the total current is 120mA.
- the current values of Rl, R2 and R3 become 665 mA, 260 mA and 0 mA, respectively, and the total of 3 ⁇ 43 ⁇ 43 ⁇ 4 is 925 It becomes m A.
- the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications and improvements that can be made within the scope of the present invention are included.
- the lighting apparatus that mainly uses DC sleep has been described, but the present invention can be applied to a lighting apparatus that lights an LED.
- the embodiment of the present invention described the light control of the R-LED light source as an example, the same light IJ control can be performed with the G-LED light source and the B-LED light source.
- the illumination device described in the above-described exemplary embodiment can be applied not only to an image projection device such as a liquid crystal projector but also to a display device such as a liquid crystal display.
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Abstract
照明装置は、複数の異なる色の照明光を出射し、照明光の色毎に複数の発光ダイオードを有する光源(16)と、光源(16)の各発光ダイオードに供給される電流の電流値を制御して、光源(16)から出射される照明光の光量を色毎に増減させるコントローラ(26)と、を備える。コントローラ(26)は、各発光ダイオードに供給される電流の電流値に対する各発光ダイオードの発光量の変化率である効率感度に基づいて各発光ダイオードに供給される電流の電流値を制御する。
Description
明 細 書
複数の発光ダイォードを用いた照明装置及びその制御方法並びに画像投影
装置
鎌分野
本発明は、 複数の発光ダイォードを用いた照明装置に関する。 背景謹
近年、 発光ダイオード (LED) の高出力化、 高効率化により、 光、源として赤 (R) 、 緑(G) 、 青 (B) の光を発光する LEDを用いたプロジェクタが開発さ れている。 このような複数の LEDを使用した光源を直流駆動する 、 LEDに 流- Τ¾¾レベルを増減させることにより光量を変化させているが、 周囲 や LE D自身の徹量が変わると纖レベルを一定にするフィードパック制御を行っても L E D毎の発光量にばらつきが生じる。 また同じ色の L E Dに同じ電流を流した場 合であっても、 特 14ばらつきや長時間の ^^による劣化によって LED毎の発光量 が異なってくる。 その結果、 プロジェクタから される画像のホワイトバランス 力 S崩れたり、 RGBの混色において色ずれが起こる。
J P2005-121688 Aが開示する投写型表示装置 (プロジェクタ) で は、 ¾ ^白色信号を 影してその" fe を検出し、 ホワイトバランスが崩れている場 合には点灯する色毎に LED素子の個数を制御すること等によりホワイトバランス を制御する (第 1頁、 図 1参照) 。
発明の開示
しかし、 J P2005— 121688 Aが開示する投写型表^ ¾置では、 点灯す る L E D素子の個数を制御することで光棚効率の高レ、ホワイトバランス制御を実 現しているものの、 LED毎の特性ばらつきや劣化による発光効率の違レヽを考慮し ておらず、 必ずしも十分な カ果を得ることができない。
本発明の目的は、 照明装置において、 LED毎の特性ばらつきや劣化による発光 効率の違レヽを考慮することで、 照明装置の消費 ¾Λを ί»Τることである。
本発明に係る照明装置は、複数の異なる色の照明光を出射し、 照明光の色毎に複 数の発光ダイオードを有する駕と、 光源の 光ダイオードに供給される«の
Si¾値を制御して、 光源から出射される照明光の光量を色毎に増減させるコント口 ーラと、 を備える。 コントローラは、 «光ダイオードに供給される飄の飄値 に ¾- る 光ダイォードの発光量の変化率である効^ ¾に基づレヽて錢光ダイ ォードに供給される葡巟の飄値を制御する。
本発明によれば、 効^ βが高レ 光ダイオードの発光量を優先して増加させ、 効^ β力氐レ 光ダイォードの発光量を優先して低下させることで、 照明装置全 体としての消費 ®Λ m ) を « ることが可能となる。 図面の簡単な説明
図 1は、本発明の実«態に係る照明装置を備えた画像投影装置の全体構成を示 すブロック図である。
図 2は、 電流値一発光量テープ、ノレを取得するためのキヤリブレーションの手 1噴を 示したフローチャートである。
図 3は、 キヤリブレーシヨンのときに L E D発光タイミングコントローラが生成 するタイミング信号の例を示した図である。
図 4は、 キャリブレーションで得られた 値一発光^一ブルをグラフ化した 例を示す図である。
図 5は、 各 L EDの効率感度を求める他の方法を示したグラフである。
図 6は、 飄値一発光 一ブルとそれに対応する効輔度の例を示したダラフ である。
図 7は、本実 態に係る照明装置の光量制御方法を説明するためのグラフであ る。
図 8は、 職値—発光 一ブルとそれに対応する効輔度の他の例を示したグ ラフである。
図 9は、 本^^態に係る照明装置の光翻御旅の他の例を説明するためのグ ラフである。
図 1 0は、 ある R— L E D光源についての需巟値一発光 *^一ブルとそれに対応 する効率感度を示したグラフである。 発明を するための最良の形態
図面を参照しながら、 以下、 本発明の 態について説明する。
図 1は、 本発明の ¾5¾ ^態に係る照明装置を備えた画像職装置の全 ί材誠を示
すブロック図である。 なお図 1には、 画像 影装置の例として 3板液晶パネル;^: のプロジェクタを示してレヽる力 本発明に係る照明装置をその他の; ¾の画像 影 装置 (プロジェクタ) に用いてもよレヽ。
図 1に示す画像 装置は画像信号プロセッサ 10を有し、 この画像信号プロセ ッサ 10にパソコン等のアナログ RGB信^^レビジョン (NTSC) 等の画像 信号が入力される。 画像信号プロセッサ 10は、 その入力画像信号の信^^態によ つて入力画像信号に対して同期分離、
I P変換、 スケーリング |^ 度変衡 、 色 (カラーマトリクス) 変換、 台形 (キーストーン) 補正等の処理を行 い、 デジタル画像データを生成する。 このデジタル画像データは、 RGBの色毎に 設けられた表示パネル 12 r、 12g、 12bのパネルドライノく 14 r、 14 g、 14bに送られ、 ノヽ0ネノレドライノ 14 r、 14g、 14b 示ノヽ。ネノレ 12 r、 1 2 g、 12bをデジタル画像データに基づレ、て睡する。 これにより R G B毎の画 像が表示ハ°ネノレ 12 r、 12 g、 12 bに开诚される。 なお本 ¾ ^態では、 3枚 の表示パネル 12 r、 12g、 12 bがそれそ? 夜晶パネルから構成されている。 また本 態に係る画像膨装置は、 赤 (R) 、 緑 (G) 、 青 (B) の照明光 を出射する光源 16を有する。 光源 16は、 RGBの色毎に複数の発光ダイオード (以下、 LEDとレヽう) を備えており、 Rの光を発光する LED101、 102、 103が尺ー £0光源 (図中、 "R— LS") を、 Gの光を発光する LED 20 1、 202、 203が G— LED光源 (図中、 "G— LS") を、 Bの光を発光する LED 301、 302、 303が B— LED光源 (図中、 "B— LS") を構成して いる。 R— L ED光源を構 j¾1 "る LED101、 102、 103は、 カソード側が
それぞれ FET111、 112、 113に纖されており、 アノード側が R— LE D光漏の R飄 (図中、 "R— PS") に纖されている。 G— LED光源を構成 する LED201、 202、 203、 8— £0光源を構财る301、 302、 303も同様に、 力ソード側がそれぞれ FETに接続されており、 アノード側が電 源 (図中、 "G—PS"、 "B-PS") に纖されている。 ここでは、 RGBの LE Dとそれに接続された FET及び飄を含めて光源 16と呼ぶ。 なお本¾5^態で は、 光源 16が RGBの色毎に 3つの LEDを備えている力 例えば RGBの色毎 に 2つまたは 4つ以上の LEDを用いるようにしてもよく、 RGBの色毎に LED の個数が異なってレ、てもよい。
光源 16の各 LEDに接続された FETのゲートは、 LED発光タイミングコン トローラ 18に されており、 この LED発光タイミングコントローラ 18は C PU 20に されている。 CPU 20は、 光源 16の各 LEDの発光タイミング を制御するタイミング信号を し、 このタイミング信号を各 LEDへ送る。 また 光源 16の各 LEDは、 FETを介して 制御回路 22に換院されており、 この 制御回路 22は DAコンバータ 24を介して LED発光電流コントローラ 26 に纖されている。 LED発光^ IEコントローラ 26は、 CPU20と纖されて おり、 LED発光衝巟コントローラ 26は CPU 20からの指令により各 LEDに 供給される電流の電流値を制御して各 L EDの発光量を制御する。 なお図 1では、 R-LE D光源用の電流制御回路 22のみを示しているが、 G— L E D光源、 B - LED光源も同様に電流制御回路 (図^ Tf) に接続されている。
R— LED光源、 G— LED光源、 B— LED光源力、らの光は、例えばインテグ
レータ口ッドから構成される照明光学系 28 r、 28 g、 28bで色毎に合成、整 形されて表示パネノレ 12 r、 12 g、 12 bに導光される。 照明光学系 28 r、 2 8 g、 28b力らの光 f 示ノ ネノレ 12 r、 12 g、 12bにより空間変調され、 これにより «された画像力 S膨光学系 30に導かれる。 膨光学系 30は、表示 パネル 12 r、 12 g、 12bで された各色の画像を RG B混色の画像に合成 し、 この画像を画像 装餅部のスクリーン (図^ rf) 等に する。
また CPU20は、 メモリ 32、 ユーザインターフェース 34と接続されてい る。 メモリ 32は以下に示 "T®^値一発光 一プ ^を記 '針る。 ユーザインタ 一フェース 34は、 ユーザからの光織 を受けて設定信号を C PU 20に 送る。 また本 態では、 画像信号プロセッサ 10と c PU 20
36力 S赚されている。 赚纖出器 36は、 画像信号プロセッサ 10から入力画 像信号を受け取り、 その画像について輝度の最大値および最小値、 平均) レベル (APL) 等を判断し、 その値を CPU 20に送る。 なお、 ^¾¾出器36は必 ずしも設けなくてもよい。 また、 麵 16の光量を、 ユーザが設定する代わりに特 徴纖出器 36力 S判断した平均) ¾gレべノ に応じて CPU20が自動で設定する ようにしてもよレ、。
さらに本魏形態に係る画像職装置は、 光源 16の を R— LED光源、 G — LED光源、 B— LED光源ごとに検出する センサ 38 r、 38 g、 38b と、 R— LED光源、 G— LED光源、 B— LED光源から出射され、 照明光学系 28 r、 28 g、 28bを通過した照明光の光量を色毎に検出する光量センサ 40 r、 40 g、 40 bを備えている。 センサ 38 r、 38 g、 38 bは、 例えば
R - LED光源、 G - LED光源、 B - LED光源の近 、 画像職装置が空冷 式のものであれば ¾^¾、 水冷式のものであれば水冷ジャケットに取り付けること ができる。 なお センサを、 光源 16に 1つだけ取り付けるようにしてもよい。 また光 ンサ 4 O r、 40 g、 40bは、 例えば照明光学系 28 r、 28 g、 2 8bの出 に取り付けることができ、 光 S^'—タを取得するときに照明光学系 2 8 r、 28 g、 28 bの出 中央に移動するように構成することができる。 ? ¾ センサ 38 r、 38g、 38 bは検出した温度データを CPU 2◦へ送り、 光 St ンサ 40 r、 40 g、 40 bは検出した光 *^、ータを CPU20へ送る。
なお本 態に係る画像膨装置にぉレヽて、 光源 16、 LE D発光タイミング コントローラ 18、 CPU20、 制御回路 22、 DAコンバータ 24、 LED 発光飄コントローラ 26、 メモリ 32、 赚センサ 38 r、 38 g、 38 b、 光 » ンサ 40 r、 40g、 4 Ob等が画像を 影するための照明装置として機能す る。
本実 »態では、 まずキャリブレーションにより光源 16の各 LEDについて電 流値一発光 一ブルを作成し、 メモリ 32に記憶させる。 この ®¾値一発光 一ブルは、 光源 16の各 LEDに供給される飄の飄値を変化させたときの各 L EDの発光量を、 各 L EDに供給される飄の飄値毎に識したデータテーブル であり、 例えば光源 16の 光ダイ ^"ドへの ®¾¾を一定の変化幅でf大させて いき、 そのときの発光量を光 ンサ 40 r、 40g、 4 Obで検出することによ り得ることができる。 後に示すように、 じ?1120はこの慰巟値一発光*^ーブル 力ら各 L EDに供給される職の電流値に ¾~Τる各 L EDの発光量の変化率である
効輔度を算出し、 光源 16から出射される照明光の光量を色毎に増減させる際、 この効^^に基づいて光源 16のトータルの,睡消費 ¾Λ、 即ちトータルの飄 が最も少なくなるように各 L EDに供給される βの電流値を制御する。
図 2は、 電流値一発光量テーブルを取得するためのキヤリブレーションの手 I噴を 示したフローチャートである。 なお、 図 2の手順で得られた鎌値一発光 *^ーブ ルの例は図 4に示されている。
まず、 ユーザがユーザィンターフェース 34からキヤリブレーション開始指令を 入力すると、 光源 16の各 LEDについての 値一発光 —ブルの作成を開始 する信号が CPU 20へ送られる (S 101)。
電流値一発光量テーブルの作成を開始する信号を受けた C P U 20は、 画像信号 プロセッサ 10に対し 値一発光 *^一ブルの作成中にノィズのある画像等が表 示されないように画像信号をマスク処理する (S 102) 。 これは、 発光 4^'ータ の取得中に不適切な色の画像や光量変化による^ q感のある画像が表示されないよ うにするためであり、 例えば口ゴゃブノ^"バックといつた特定の画像を出力するよ うなデジタル画像信号データをパネルドライノく 14 r、 14 g、 14bへ送る。 そして LED発光タイミングコントローラ 18は、 CPU 20からの ^により 光源 16の各 LEDの発光量を取得するためのタイミング信号を LED毎に生^ T る (S I 03) 。 図 3は、 LED発光タイミングコントローラ 18が «1 "るタイ ミング信号の例を示した図である。 なお図 3では、 光源 16が RGBの色毎に 8個 の LED (Rl、 R2"、 R8、 Gl、 G2- \ G8、 B l、 Β2···、 B 8) を有 する を示してレ、る。 図 3に示すように L ED発光タイミングコントローラ 18
は各 LEDの衝巟値毎の発光量を検出するために、 タイミング信号として各色につ いて L ED毎にタイミングをずらしたゲートパルス信号を^^する。 図 3の例で は、 Rの LEDについて Rl、 R 2〜R 8の順にゲートノルス信号が生成され、 G、 Bについても同様のゲートパルス信号が^^される。 LED発光タイミングコ ントローラ 18で^^されたタイミング信号は、 FET111、 112、 113等 を経て LED 101、 102、 103等の各 LEDに送られる。
また LED発光 コントローラ 26は、 CPU 20からの膨により各 LED に供^ Tる飄の ®f値を所定量変更する (S 104) 。 このとき LED発光飄 コントローラ 26は、 各 LEDについて異なる 値における発光量を取得するた めに、 例えば删^^囲内で各 LEDに供給される ® 直を所定 つ増加させ るようなデータを出力する。 L ED発光飄コントローラ 26から出力されたデー タは、 D Aコンバータ 24によりアナログ信号に変換され、 ®^制御回路 22、 F ET111、 112、 113等に入力される。 FET111、 112、 113等 は、 入力されたアナログ信号に対応した飄値の飄を LED 101、 102、 1 03等の各 LEDに供^ る。 即ち、 LED発光タイミングコントローラ 18が生 财るタイミング信号により発光する L E Dが繊され、 L E D発光飄コントロ ーラ 26から出力されるデータによって各 LEDに供給される葡巟の葡巟値が芾卿 される。
それから、 上記のようなタイミングおよ Ό穀定葡巟値で発光する各 L EDの発光 量をその電流値ごとに光量センサ 40 r、 40 g、 4 O bで検出する (S 10 5) 。 検出された各 LEDの発光量は、 CPU20へ送られる。
また各 LEDの発光量を検出すると同時に、 ? センサ 38 r、 38 g、 38b によって R— LED光源、 G— LED光源、 B— LED光源の? kgも検出する (S 106) 。 なお、 複数の 状態において各 LEDの発光量をその ® 直ごとに検 出して、 各 L E Dにつレヽて 毎の職値一発光 一ブルを作^ Tるようにして もよレヽ。 例えば、 上記のような各 LEDの発光量の検出を複¾0行い、 異なる? US における各 LEDの ®fg値一発光 4^一ブルをメモリに記憶させておくことができ る。 検出された R— LED光源、 G— LED光源、 B— LED光源の データ は、 CPU 20へ送られる。
そして、 上記のように CPU 20に送られた各 LEDの発光量および R— LED 光源、 G— LED光源、 B— LED光源の は、 図 4に示すように各 LEDにつ いて鎌値一発光 一ブルの形でメモリ 32に保存される (S 107) 。 このと き異なる ¾gにおける発光量のデータは、 別の飄値 光 ¾ ^—ブルとして保存 することができる。
最後に、 S 102で行ったマスク! ¾!理を解除してキヤリブレーションが終了する (S 108)。
なおこのキャリブレーションは、 工場での出 | ^工程時、 ユーザが初めて画像 投影装置を起動するとき、 ある所定の使用時間の経過後等に行うようにすればよ レ、。 特にユーザが所定の翻時間ごとにキャリブレーションを行って、 メモリ 32 の飄値一発光 一ブルを ffまたは勘ロすることにより、 後に示す光織卿の 精度をより一層向上させることができる。
図 4は、 キヤリブレーションで得られた ®¾¾値一発光 fi^一ブルをグラフ化した
例を示す図である。 図 4に示 値—発光 —ブルは、 図 2に示すキヤリブレ ーションで得られたものである。 なお図 4に示す例では、 光源 16の R— LED光 源が Rl、 R2、 R3の 3つの LEDを備えており、 この 3つの L EDについての 慰巟値一発光 一ブルを示している。 また図 4では、 R1についての 値一発 光量テープノレ (特性カープ〕 を Lr 1、 R 2についての 値一発光量テ一ブルを L r 2、 R 3についての 値一発光量テーブルを L r 3として示している。
Rl、 R2、 R 3に 値 I. aの flj巟が供給されているときの発光量をそれぞれ La l、 La 2、 La 3とし、 饍巟値 I aに所定の霤巟値をカロえた饍巟値 I bの電 流が供給されているときの発光量をそれぞれ Lb 1、 Lb 2、 Lb 3とする。 ここ で 値が I a力、ら I bの間における R 1、 R 2、 R 3の ¾¾¾値一発光 4^一ブル (特 14カープ〕 ( 頃きをそれぞれ k 1、 k2、 k 3とすると、
k l= (Lb l-La l) / (l b-l a)
k 2= (Lb 2-L a 2) / (l b— l a)
k3= (Lb 3-L a 3) / (l b— l a)
となる。 本実施形態ではこの傾き k 1、 k 2、 k 3を、 各 LEDの効輔度と呼 ぶ。 この効輔度は、 各 LEDに供給される飄の電流値に ¾~Τる各 LEDの発光 量の変化率と定義することもできる。 図 4に示す例では、 飄値が I a力 I bの 間における効 度 k 1、 k 2、 k 3の大小関係が k 1 > k 2 > k 3となってい る。
本雄形態では、 CPU20がメモリ 32に記憶された各 LEDの 値一発光 4^一ブルを読み出し、 各飄値における効麵度を LED毎に算出する。 なお図
4の例では、 R— LED光源の LEDのみを例に挙げているが、 CPU20は G— LED耀、 B— LED光源の各 LEDについても同様に効輔度を算出する。 ま た本 ¾5© ^態では、 メモリ 32に各 LEDの ®¾値一発光 fi^—ブルのみを記 1t"T るが、 織値一発光 一ブルと各飄値における効^^の両方を記憶してもよ レ、0
さらに図 4の例では、 職値を I aから I bに増加させて各 LEDの効^ を 求めているが、例えば葡巟値を減少させたとき ( 頃きとして効^ S度を求めてもよ く、 ある ¾^値から等しい量だけ前後のデータ間における傾きとして効 *ϋ度を求 めてもよい。
図 5は、 各 LEDの効^ ^を求める他の を示したグラフである。 なお図 5 に示す例では図 4の例と同様に、 光源 16の R—
l、 R2、 R3の 3つの LEDを備えており、 図 5 (a) に R 1の電流 it¾ "発光量を、 図 5 (b) に R 2の電流値対発光量を、 図 5 (c) に R 3の電流値対発光量を示す。 また図 5 (a) 、 図 5 (b) および図 5 (c) では、 R1についての特 カーブ (職値— 発光 —ブルと同じ) を L r 1、 2につレヽての特 カーブを L r 2、 R 3につ いての特性カーブを L r 3で示している。
図 5の例では、 Rl、 R2、 R3に ®ϊ¾値 I cの直流 と、 この直流 に重 畳する ¾¾ι畐が I dの交流 ®¾Eを供^る。 このときの Rl、 R2、 R3の発光量の 振幅をそれぞれ L d l、 Ld 2、 Ld 3とすると、 電流値 I cにおける R 1、 R 2、 R3の効 «Jtk l、 k2、 k 3は、 交流飄の^ 1>畐 I dと各 L EDの発光量 の禱畐の比として求められる。 即ち、
k l=Ld 1/1 d
k 2 = L d 2/1 d
k 3 = Ld 3/1 d
となり、 図 4の例と同様に特 カーブ (m^直一発光 *^一ブル) に沿った ϋきが 求められる。 なお図 5に示す; ^去を用いて各 LEDの効^ ¾を求める には、 図 2に示すような電流値一発光量テーブルを作成するためのキヤリブレーションを 行う必要はなく、 求められた各 LEDの効^ ^をメモリ 32に保存するようにし てもよい。
このように、 各 LEDに所定の直流 とこの直流 ®¾こ する所定の交流電 流を供給してそのときの発光量を検出し、 交流 ®¾の攝畐と各 L E Dの発光量の振 幅の比として、 その直流 ¾ ^の 値における効 度を算出することができる。 図 6は、 職値一発光 一ブルとそれに対応する効^ «の例を示したダラフ である。 なお図 6の例では、 光源 16の R— LED光源が R 1、 R2、 R3の 3つ の L E Dを備えている。 また、 R 1につレ、ての 値一発光 *^一ブルを L r 1、 R2につレ、ての 値一発光 fi^—ブルを L r 2、 R 3につ!/ヽての ¾ί¾値一発光量 テーブルを Lr 3で示し、 R— LED光源から出射される光量を Lr (=Lr l + L r 2 + L r 3) で示している。 但し光量 L rについては、 Rl、 R2、 R3に供 給される鎌値が同じであるとする。 さらに図 6 (b) は、 図 6 (a) の ®f£値一 発光 一ブルから算出された効輔度を示すグラフであり、 Rl、 R2、 R3の 効率感度をそれぞれ k l、 k 2、 k 3で示している。 なお図 6の例において、 R 1、 R2、 R3に供給できる飄の最^ m¾fE値を Imとし、 飄値が Imのときの
Rl、 R2、 尺3の効^¾をそれぞれ 1、 K2、 Κ3とし、 飄値が 0のとき の Rl、 R2、 R 3の効率感度をそれぞれ K 1 '、 Κ2 '、 Κ 3 'する。 また図 6の例では、便 ^1:3<1:2<1:1<1:3 ' <Κ2 ' <Κ1 'とする。
図 7は、 本¾»態に係る照明装置の光 * j御:^去を説明するためのダラフであ る。 なお図 7 (a) から図 7 (f ) は、 図 6 (b) と同じ効率感度のグラフであ り、 図 6のときと同一の R— LED光源について示している。
従来の画像 影装置に用レヽられる照明装置では、 例えば R -LE D光源の光量を 100% (すべての LED力 S最^ 値で発光している状態) から 50%まで減少 させる:^に、 各 LEDに供給される飄の職値が等しい状態で一律にその職 値を減少させ、 R— LED光源から出射される光量を減少させる。
これに対して本 ^態では、 例えば R— LED«から出射される光量を増減 させるときに、 図 4や図 5で算出された各 LEDの効^ «に基づレヽて各 L E Dに 供給される€ 直を制御し、 各 LEDの発光量を増減させる。 具^]には、 例えば R— LED光源から出射される光量を減少させる:^、効輔度の低い LEDから 順番に供給される飄の纖値を減少させていく。 なお本¾^態では、 各色の L ED光源から出射される光量を増減させるときに、 まず C PU 20が光 ンサ 4 0 r、 40g、 40 bの光 ータに基づき獄の各 LEDの発光量を搬し、 そ こから各 L E Dの発光量を増減させて目標の光量とする。
以下、本¾»態において R— LED光源から出射される光量を減少させる:^ の制御シーケンスを図 7 (a) から図 7 (c) を用いて説明する。 なお、 図 7 (a) には初期状態を示しており、 この初期状態では R— LED光源の光量が 10
0% (Rl、 R2、 R 3がすべて最大 値 I mで発光している状態) である。 まず図 7 (a) の丸で示すように、 Rl、 R2、 R 3が最大職値 I mで発光し ている状態から、 この時点で量も効 ^«の低い R 3の 値を下げて、 R3の効 *i ¾k3が K2になるまで R3の発光量を減少させる (図 7 (a) の a) 。
そして R3、 1 2の効^¾度153.、 k 2が K2で等しくなつたら、 図 7 (b) の 丸および三角で示すように、 R3、 R2の効^ «k 3、 k 2が等しい状態を保ち ながら R3と 1^2の¾¾値を下げて、 R3、 R2( ¾l¾ tk 3, ¾:2が1:1にな るまで R 3と R 2の発光量を減少させる (図 7 (b) の b— c、 d-e) 。 なおこ の制御を一般ィ匕して 4つ以上の LEDを有する R— L E D光源に適用する 、 R —LED光源の LEDの中で効率 が他の LED (ここでは R1) よりも低く且 ¾ ^^が等しいもの (ここでは R3と R2) 力 S複数あるときは、 それらの LE Dに供給される の ¾ 直をそれらの効 ^«が等しレヽ状態を保ちながら減少さ せる。
それから R 3、 R2、 1^1の効輔度1^ 3、 k 2、 k lが K1で等しくなつた ら、 図 7 (c) の丸、 三角、 四角で示すように、 R3、 R2、 1 1の効^^度1^ 3、 k 2、 k 1が等しレ、状態を保ちながら R 3、 R2、 R1の ®¾値を 0になるま で下げて、 R3、 R2、 R1の発光量を減少させる (図 7 (c) の f — g— h) 。 ここで R 3の葡巟値が 0となったら、 R2、 尺1の効輔度1^ 2、 k lが等しレヽ状 態を保ちながら R 2の電流値が 0となるまで R.2と R 1の電流値を下げ (図 7 (c) の i— j) 、 R 2の箭巟値が 0となったら、 R1の 値が 0となるまで R 1の電流値を下げる (図 7 (c) の n) 。
次に、 本¾»態において R— LED光源から出射される光量を増加させる^^ の制御シーケンスを図 7 (d) から図 7 (f ) を用いて説明する。 R—LED ¾¾¾ カ ら出射される光量を増加させる ^には、 効^ βの高い LEDから順番に供給 される鼇巟の蔔巟値を増加させるため、 には光量を減少させる齢と逆の順 序となる。 なお、 図 7 (d) には初期状態を示しており、 この初期状態では R— L ED光源の光量が 0% (Rl、 R2、 R 3の葡巟値がすべて 0の状態) である。 まず図 7 (d) の四角で示すように、 Rl、 R2、 R 3の電流値が 0の状態か ら、 この時点で も効^ «の高い R1の 値を上げて、 尺1の効^^度¾: 1が K2 'になるまで R1の発光量を增加させる (図 7 (d) の a) 。
そして R l、 1 2の効率感度]51、 k 2が K2 'で等しくなつたら、 図 7 (d) の四角および三角で示すように、 Rl、 R2の効率感度 k l、 k 2が等しい 状態を保ちながら R1と R 2の 値を上げて、 Rl、
1, k 2 が K 3 になるまで R1と R 2の発光量を増カ卩させる (図 7 (d) の b— c、 d — e) 。 なおこの制御を一般化して 4つ以上の LEDを有する R—LED ^、に適 用する:^、 R— LED光源の LEDの中で効輔度が他の LED (ここでは R 3) よりも高く且 ¾輔度が等しいもの (ここでは R1と R2) 力 S複数あるとき は、 それらの L E Dに供給される雷巟の 値をそれらの効^^度が等しレヽ状態を 保ちながら増加させる。
それから Rl、 R2、 ∑ 3の効輔度1^ 1、 k 2、 k 3が K 3 'で等しくなつ たら、 図 7 (d) の四角、 三角、 丸で示すように、 Rl、 R2、 R3の効輔度 k 1、 k 2、 k 3が等しい状態を保ちながら Rl、 R2、 R 3の最^ fl^値を I mに
なるまで上げて、 Rl、 R2、 R3の発光量を増加させる (図 7 (d) の f — g— h) 。 ここで R1の 値が Imとなったら、 R2、 R3 ¾¾ tk 2 k3が 等しい状態を保ちながら R 2の ®¾値が I mとなるまで R 2と R 3の ®fg値を上げ (図 7 (e) の h— i、 j -n) 、 R 2の ®fE値が I mとなったら、 1 3の¾^値 力 Simとなるまで R 3の 値を上げる (図 7 (f ) の p) 。
図 8は、 職値一発光 一ブルとそれに対応する効輔度の他の例を示したグ ラフである。 なお図 8の例でも、 図 6の例と同様に光源 16の R— LED光源が R 1、 R2、 R 3の 3つの LEDを備えている。 また、 R 1についての ¾¾¾値一発光 4^ーブノレを L r 1、 R2につレ、ての fl¾fE値一発光 fi^—ブルを L r 2、 R 3につ いての職値一発光 ¾ ^一ブルを Lr 3で示し、 R— LED光源から出射される光 量を Lr (=L r 1+L r 2 + L r 3) で示している。 但し光量 L rについては、 Rl、 R2、 R 3に供給される 値が同じであるとする。 さらに図 8 (b) は、 図 8 (a) の電流値一発光量テーブルから算出された効 ¾ 度を示すグラフであ り、 Rl、 R2、 R 3の効^度をそれぞれ k 1、 k 2、 k 3で示している。 なお 図 8の例においても、 Rl、 R2、 R 3に供給できる ¾Sの最^^値を I mとす る。
図 8の例では、 図 8 (a) に示すように Lr l、 Lr 2、 乙 3の電流値0から 点 Aまでの ί頃き (¾J^M) が同一力つ一定となっており、 この傾きを図 8 (b) において効輔度 K 4として示している。 また Lr 1の点 Bよりも 値の大きい 領域、 Lr 2の点 Cよりも 値の大きレヽ領域、 および L r 3の点 Dよりも ®^値 の大きい領域 頃きも同一力つ一定となっており、 こ ( {頃きを図 8 (b) において
効^ 5として示している。 なお図 8 (a) の点 A、 点 B、 点 C、 点 Dに対応 する点を、 図 8 (b) においてそれぞれ点 A'、 点 B '、 点 C '、 点 D 'として 示している。
図 9は、 本 ¾ϋ ^態に係る照明装置の光織卿:^去の他の例を説明するためのグ ラフである。 なお図 9 (a) から図 9 (f ) は、 図 8 (b) と同じ効^ ¾のダラ フであり、 図 8のときと同一の R— LED光源について示している。
以下、 図 8 (b) の例において R— LED光源から出射される光量を減少させる の制御シーケンスを図 9 (a) から図 9 (c) を用いて説明する。 なお、 図 9 (a) には初期状態を示しており、 この初期状態では R— LED光源の光量が 10 0% (Rl、 R2、 R 3がすべて最大 ®¾値 I mで発光している状態) である。 ま た光翻御の な考え方は図 7の齢と同様であり、 効^ ¾の低い L E Dか ら順番に供給される飄の ¾ 直を減少させてレ、く。
まず図 9 (a) の四角、 三角、 丸で示すように、 R3、 R2、 R 1力最^^値 I mで発光している状態から R 3、 R 2、 R 1の電流値を一律に点 B 'まで下げ て、 R3、 R2、 R1の発光量を減少させる (図 9 (a) の a— b— c) 。 このと き、 R3、 R2、 1 1の効¾¾1^ 3、 k 2、 k 1は K 5の状態を保っている。 そして図 9 (a) の四角および三角で示すように、 R3と R2の β値を一律に 点 Β から点 C まで下げて、 R 3と R 2の発光量を減少させる (図 9 (a) の d-e) 。 このとき、 R3、 R2の効^ 度 k3、 k 2はまだ K 5の状態を保って いる。
それから図 9 (a) の四角で示すように、 R3の電流値を点 C 'から点 ま
で下げる (図 9 (a) の f) 。 このとき、 R 3の効^ ¾k 3はまだ K 5の状態を 保っている。
ここで R 3の電流値が点 D 'になったら、 図 9 (b) の四角、 三角、 丸で示す ように、 R3、 R2、 R1の効 ¾ 度 k3、 k 2、 k 1が等しい状態を保ちながら R 3、 R 2、 R 1の電流値を点 A 'まで下げて、 R 3、 R 2、 R 1の発光量を減 少させる (図 9 (b) の g— h— i、 j— n— p) 。 これにより、 R3、 R2、 R 1の効^ ¾¾k3、 k2、 k lは K4となる。
最後に図 9 (c) の四角、 三角、 丸で示すように、 R3、 R2、 R1の電流値を 一律に点 A 'から 0になるまで下げて、 R3、 R2、 R1の発光量を減少させる (図 9 (c) の q、 s、 t) 。 このとき、 R3、 R2、 R1の効輔度 k 3、 k 2、 k 1は K4である。
次に、 図 8 (b) の例において R— LED光源から出射される光量を増加させる 齢の制御シーケンスを図 9 (d) 力ら図 9 (f ) を用いて説明する。 この齢も 的な考え方は図 7の と同様であり、 効^ «の高レ、 L E Dから順番に供給 される飄の飄値を増加させる。 なお、 図 9 (d) には初期状態を示しており、 この初期状態では R— LED光源の光量が 0% (Rl、 R2、 R3の ®¾値がすべ て 0の状態) である。
まず図 9 (d) の丸、 三角、 四角で示すように、 Rl、 R2、 R 3の電流値を一 律に 0から点 A 'になるまで上げて、 Rl、 R2、 R3の発光量を増加させる (図 9 (d) の a、 b、 c) 。 このとき、 Rl、 R2、 R3の効輔度 k l、 k 2、 k 3は K 4である。
そして図 9 (e) の丸、 三角、 四角で示すように、 Rl、 R2、 R3の効率 l¾g k l、 k2、 k 3が等しい状態を保ちながら Rl、 R2、 R3の職値をそれぞれ 点 B 、 点 C '、 点 ETまで上げて、 Rl、 R2、 R 3の発光量を増加させる
(図 9 (b) の d— e— f、 g-h- i) 。 これにより、 Rl、 R2、 R3の効率 k l、 k2、 k 3は K 5となる。
それから図 9 (f ) の四角で示すように、 R 3の電流値を点 D '力 ら点 C 'ま で上げる (図 9 (f) の j)。
そして図 9 (f) の三角および四角で示すように、 1^2と1 3の¾¾値をー律に 点 C から点 B まで上げて、 R 2と R 3の発光量を増カ卩させる (図 9 (a) の n-p)。
最後に図 9 (f ) の丸、 三角、 四角で示すように、 点 B ,から Rl、 R2、 R 3の 値を一律に最^^値 I mまで上げて、 Rl、 R2、 R 3の発光量を増加 させる (図 9 (f) の q— s— t)。
なお図 7および図 9では、 一つの 状態における効^ βを用レ、て光難 lj御を 行っているが、 例えば図 2に示したキヤリプレーションで複数の温度における β 値-発光 *^一ブルを作成し、 最も近レヽ につレ、ての飄値—発光 一ブルか ら算出した効 « を用いて光難卿を行ってもよい。 光難嗍を行うときの R— L E D光源の は、 センサ 38 rで検出することができる。
図 10は、 ある R— L ED光源についての慰巟値一発光 一ブルとそれに対応 する効 ^^度を示したグラフである。 なお図 10では、 R— LED光源が Rl、 R 2、 R3の 3つの LEDを備えているものとする。 また図 10 (a) には、 R1に
っレ、ての 値一発光 一ブルを L r 1、 R2につレ、ての 値一発光 —ブ ルを L r 2、 R 3についての電流値一発光量テーブルを L r 3で示し、 図 10 (b) には、 図 10 (a) の飄値一発光 一ブルから算出された Rl、 R2、 R 3の効^ ¾をそれぞれ k 1、 k 2、 k 3で示してレ、る。
図 10 (a) に示 "T^巟値一発光 一ブル L r 1、 Lr 2、 Lr 3は、供給さ れる ¾ 直を Iとして以下の式で表される (発光量は任意単ィ i) o
Lr 1=-0. 000009912+0. 04851— 1. 08855
L r 2=-0. 00000824 I 2+0. 039571—0. 6947
L r 3=-0. 00000596612+0. 0320361 -0. 6222
Rl、 R2、 R 3の最; *^¾¾値はすべて 2000 mAであり、 Rl、 R2、 R3 のすべてに最^^値 2000 mAの が供給されたとすると R— L E D¾ か ら出射される光量は 141. 38となり、 このときの R— LED光源の光量を 10 0%とする。 ここでは、 R— LED光源の光量を 75%である 106. 03 (=1 41. 38X0. 75) まで減少させる を考える。
従来のように各 L E Dの職値が等しレ、状態で一律にその飄値を下げ、 R-L E D光源の光量を 75 %まで減少させると、 R 1、 R 2、 R 3の飄値は 1185 mAとなり、 総 は 3555mAとなる。
一方、 図 7および図 9に示した効率感度に基づく光量制御を行って R— L ED光 源の光量を 75%まで減少させると、 Rl、 R2、 R3の飄値はそれぞれ 141 0mA、 1150mA, 960mAとなり、 総衝巟は 3520mAとなる。
また R— LED光源の光量を 50%である 70. 69まで減少させる^ \ 従来
のように各 LEDの ¾巟値が等しい状態で一律にその職値を下げると、 Rl、 R 2、 1 3の¾^値は705mAとなり、 総¾¾は 2115mAとなる。 一方、本実 請態に係る効^^に基づく光勤 J御を行うと、 Rl、 R2、 1 3の¾¾値はそ れぞれ 1030mA、 695 mA, 335mAとなり、 は 206 OmAとな る。
さらに R— LED光源の光量を 25%である 35. 346まで減少させる齢、 従来のように各 L EDの電流値が等しい状態で一律にその電流値を下げると、 R 1、 R2、 R3の電流値は 34 OmAとなり、 総電流は 1◦ 20mAとなる。 一 方、本^^態に係る効^ ¾に基づく光 S ^御を行うと、 Rl、 R2、 R3の電 流値はそれぞれ 665 m A、 260 m A、 0 m Aとなり、 総 ¾¾¾は 925 m Aとな る。
このように本¾»態に係る効^^に基づく光翻御を行うことで、 光源の消 費 ¾Λ m を ることが可能となる。
本 態では、 メモリ 32に記憶された mm直一発光 —ブルを CPU 20 力 S読み出して各 LEDの効^ «を算出し、 この効^ «に基づいて各 LEDに供 給される職値を制御するため、 各 LEDの発光効率を考慮した低消費 ¾Λの照明 装置およひ面像職装置を得ることが可能となる。
なお、 本発明は上記した 態に限定されるものではなく、 その «思想の 範囲内でなしうるさまざまな変更、 .改良が含まれることは言うまでもなレ、。 例え ば、 上記の H»態では主に LEDを直流睡する照明装置について説明したが、 LEDをノ、 °ルス,する照明装置にも本発明を適用することができる。 また、 上記
の実施形態では例として R— LED光源の光 御を説明したが、 G— LED光 源、 B— LED光源でも同様の光 IJ御を行うことが可能である。 また上記の纖 形態で説明した照明装置は、 液晶プロジェクタ等の画像投影装置だけでなく、 例え ば液晶ディスプレイ等の表示装置にも適用することができる。
Claims
1. 照明装置において、
複数の異なる色 照明光を出射し、 MfB照明光の色毎に複数の発光ダイォードを 有する光源 (16) と、
嫌己光源 (16) の 光ダイオードに供給される ¾¾fEの職値を制御して、 前 記光源 (16) 力ら出射される照明光の光量を色毎に増減させる光翻御手段 (2 6) と、 を備え、
IS光翻御手段 (26) は、 嫌己 光ダイ;^ドに供給される繊の飄値 に ¾"Τる嫌己額光ダイォードの発光量の変化率である効^^に基づレヽて廳己各 発光ダイオードに供給される飄の 巟値を制御する、
ことを [とする照明装 So
2. 請求項 1に言識の照明装置にぉレ、て、
嫌己光源 (16) の 光ダイオードに所定値の飄が供給されたときの l己各 発光ダイオードの発光量を記' る発光量記憶手段 (32) と、
嫌己発光量記憶手段 (32) に記慮された ΙίίΙΕ錢光ダイ ドの発光量に基づ いて、 tilf己効輔度を算出する効輔度算出手段 (20) と、
を備える、
ことを糊敷とする照明装 ¾
3. 請求項 2に記載の照明装置において、
嫌己発光量記憶手段 (32) は、 嫌己光源 (16) の各発光ダイオードについ て、 廳己 «光ダイォードに供給される の鎌値を変化させたときの IS« 光ダイォードの発光量を、 tin己 光ダイォードに供給される饍巟の β値毎に記 1t"Tる、
ことを とする照、明装 ft
4. 請求項 3に言 Ettの照明装置にぉレ、て、
ttH5光源 (16) の を検出する? 検出手段 (38 r、 38 g、 38b) を 備え、
嫌己発光量記憶手段 (32) は、 光源 (16) の各発光ダイオードについ て、 mB (16) の が変化したときの tiff己 光ダイオードの発光量をそ の 毎に記' [tし、
l己効 度算出手段 (20) は、 tiff己 検出手段 (38 r、 38 g、 38 b) 力 S検出した検出 を用いて IfrlE効^ «を算出する、
ことを とする照明装
5. 請求項 2に の照明装置において、
編己効輔度算出手段 (20) は、 魔己光源 (16) の 光ダイオードに所定 の直流 ¾¾¾とこの直流 に する所定の交流 ®巟が供給されたときの tiff己所定 の交流 m¾の 畐と tin己 光ダイォードの発光量の擁畐の i として、 tiitsBff定の
直流葡巟の m¾値における tin己効率^ を算出する、
ことを mとする照明装
6. 請求項 1に滅の照明装置にぉレ、て、
嫌己効輔度を記' it- る効^ «記憶手段 (32) を備え、
tirlS光 御手段 (26) は、 編己効 ^^記憶手段 (32) 力記¾"る ΙίίΙΕ効 輔度に基づレ、て嫌己 光ダイォードに供給される の 値を制御する、 ことを とする照明装
7. 請求項 1から 6のレ、ずれか一つに 15ftの照明装置にぉレ、て、
tirlE光難嗍手段 (26) は、 歸己麵 (16) 力 出射されるある色の照明光 の光量を減少させるときに、 その色の発光ダイォードの中で膽己効^^が最も低 レ、ものに供給される飄の職値を減少させ、 fB光源 (16) 力、ら出射されるあ る色の照明光の光量を増加させるときに、 その色の発光ダイォードの中で ΙΐίΐΕ効率 獻が最も高いものに供給される飄の蔔巟値を増加させる、
ことを とする照明装 ¾
8. 請求項 7に記載の照明装置において、
fflfE光翻御手段 (26) は、 嫌己光源 (16) 力ら出射されるある色の照明光 の光量を減少させるときに、 その色の発光ダイオードの中で嫌己効輔度カ他の発 光ダイォードょりも低く且つ漏効輔度カ S等しいもの力 S複数あるときは、 それら
の発光ダイォードに供給される鎌の ¾ 直をそれらの ffrt己効輔度が等しい状態 を保ちながら減少させ、 tin己光源 (16) 力ゝら出射されるある色の照明光の光量を 増加させるときに、 その色の発光ダイォードの中で謙己効輔度カ s他の発光ダイォ 一ドょりも高く且つ嫌己効輔度カ等しいもの力 s複数あるときは、 それらの発光ダ ィォードに供給される βの窗巟値をそれらの膽己効輔度カ等しい状態を保ちな 力 sら増加させる、
ことを ¾とする照明装 ¾
9. 画像 装置であって、
請求項 1から 8のレ、ずれ力—つに言 ¾feの照明装置と、
嫌己照明装置から出财る照明光を入力画像信号に基づいて空間変調する空間変 調手段 (12 r、 12 g、 12b) と、
ffria空間変調手段 (12 r、 12g、 12b) で空間変調された照明光を 影す る 影光学系 (30) と、
を備えることを赚とする画像 影装
10. 複数の異なる色の照明光を出射し、 tUf己照明光の色毎に複数の発光ダイォー ドを有する光源 (16) と、 嫌己光源 (16) の 光ダイオードに供給される電 流の 直を制御して、 tiJt己光源 (16) から出射される照明光の光量を色毎に増 減させるコントローラ (26) とを備えた照明装置の制御 去において、
魔己コントローラ (26) により、 膽己額光ダイオードに供給される電流の電
流値に财る膽己錢光ダイォードの発光量の変化率である効輔度に基づレヽて前 記 光ダイォードに供給される飄の mm直を制御する、
ことを赚とする照明装置の制御: 去。
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