WO2008093462A1

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

Info

Publication number: WO2008093462A1
Application number: PCT/JP2007/072700
Authority: WO
Inventors: Makoto Yamamoto
Original assignee: Olympus Corporation
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2008-08-07
Also published as: JP2008185924A

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

請求の範囲

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。