ＬＥＤ光源装置
【課題】 白色光のホワイトバランスを保持することができる小型かつ低コストのＬＥＤ光源装置を提供する。
【解決手段】 ＬＥＤ光源装置１は、発光色の異なる複数のＬＥＤ２１〜２３と、これらのＬＥＤから出射される異なる発光色の光を混色するための混色手段１２と、ＬＥＤ２１〜２３にそれぞれ駆動電流を供給するための駆動回路４０〜４２と、これらの駆動回路を制御するための制御装置３３とを備える。制御装置３３は、ＬＥＤ温度センサー３０の検出温度に基づいて駆動回路４０〜４２からＬＥＤ２１〜２３にそれぞれ供給される駆動電流を調整するための制御信号を駆動回路４０〜４２に出力する。
【解決手段】 ＬＥＤ光源装置１は、発光色の異なる複数のＬＥＤ２１〜２３と、これらのＬＥＤから出射される異なる発光色の光を混色するための混色手段１２と、ＬＥＤ２１〜２３にそれぞれ駆動電流を供給するための駆動回路４０〜４２と、これらの駆動回路を制御するための制御装置３３とを備える。制御装置３３は、ＬＥＤ温度センサー３０の検出温度に基づいて駆動回路４０〜４２からＬＥＤ２１〜２３にそれぞれ供給される駆動電流を調整するための制御信号を駆動回路４０〜４２に出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は白色光を出射するＬＥＤ光源装置に係り、特に出射する白色光のホワイトバランスを保持することができるＬＥＤ光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、白色光を出射するＬＥＤ光源装置が、例えば液晶表示装置のバックライトなどの光源として提案されている。このＬＥＤ光源装置に用いられる、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各発光ダイオード（ＬＥＤ）は、温度変化に対する輝度変化の仕方が各色ＬＥＤ毎に異なる。そのため、ＬＥＤ光源装置の出荷時に設定した白色光のホワイトバランスあるいはユーザーが任意に設定したホワイトバランスが、使用する環境の温度変化、装置自体の自己温度上昇に伴って、設定したときの状態から変化してしまい、ＬＥＤ光源装置より出射される白色光のホワイトバランスが崩れる現象が発生する。
【０００３】
例えば、特開２００４−２９１４１号公報には、この種の白色光の明るさ調整を行うＬＣＤ用背面光源が記載されている。この光源は、３原色のＬＥＤより成り、各フォトダイオード（光センサー）が対応するＬＥＤの光量を検出する。一方、マイコンチップが設けられており、これは、色温度の規格値、及び白色光の輝度の設定値を、テーブル値として保有する。このマイコンチップは、光量信号から３個のＬＥＤにより生成される白色光の色温度を算出し、算出値がテーブル値に等しくなる様に、制御信号の値を決定する。即ち、このマイコンチップは、各ＬＥＤに流れる電流を個別に調整し、光量信号から白色光の輝度を算出し、算出値がテーブル値に等しくなる様に、共通の電流増減率を与える制御信号の値を決定する。即ち、マイコンチップが、色温度を維持しつつ、共通の割合で各電流の増減を行って白色光の明るさ調整を行うというものである。
【特許文献１】特開２００４−２９１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、白色光の明るさ調整を行うために、輝度変化を監視する必要があり、フォトダイオード（光センサー）を用いている。しかしながら、この種の装置では、光センサーを使用するに当たっては、取付位置が制限され、取付空間を確保する必要がある。このため、光センサーの使用は液晶表示装置の小型化を阻害する要因となる。さらに、光センサーの価格は電子部品としては非常に高価であり、発光ダイオードを光源とするＬＥＤ光源装置のコスト低減のための大きな阻害要因となっている。
【０００５】
従って本発明の目的は、上述した課題を解決し、白色光のホワイトバランスを保持することができる小型かつ低コストのＬＥＤ光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、発光色の異なる複数の発光ダイオードと、前記複数の発光ダイオードから出射される異なる発光色の光を混色するための混色手段と、前記複数の発光ダイオードにそれぞれ駆動電流を供給するための駆動回路と、前記駆動回路を制御するための制御装置とを備えたＬＥＤ光源装置であって、さらに前記発光ダイオードの温度を検出するＬＥＤ温度検出手段を備え、前記制御装置が前記ＬＥＤ温度検出手段の検出温度に基づいて前記駆動回路から前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給される駆動電流を調整するための制御信号を前記駆動回路に出力するＬＥＤ光源装置により、達成される。
【０００７】
ここで、前記複数の発光ダイオードはそれぞれ共通基板に実装され、かつ前記ＬＥＤ温度検出手段が前記共通基板に搭載されることが好ましい。さらにＬＥＤ光源装置の周囲温度を検出する周囲温度検出手段を備え、前記制御装置が前記周囲温度検出手段の検出温度に基づいて前記発光ダイオードの最終到達温度を予測し、前記予測した最終到達温度に応じて前記駆動回路から前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給される駆動電流を調整するための制御信号を前記駆動回路に出力することができる。これらのＬＥＤ光源装置は、例えば液晶表示装置の光源に用いることができる。
【０００８】
また、本発明は、発光色の異なる複数の発光ダイオードと、前記複数の発光ダイオードから出射される異なる発光色の光を混色するための混色手段と、前記複数の発光ダイオードにそれぞれ駆動電流を供給するための駆動回路と、前記駆動回路を制御するための制御装置とを備えたＬＥＤ光源装置の制御方法であって、前記発光ダイオードの温度を検出し、前記制御装置により前記検出した発光ダイオードの温度に基づいて前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給すべき駆動電流を求め、前記求めた駆動電流を前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給するための制御信号を前記駆動回路に出力するものである。さらにＬＥＤ光源装置の周囲温度を検出し、前記制御装置により前記検出した周囲温度に基づいて前記発光ダイオードの最終到達温度を予測し、前記予測した最終到達温度に応じて前記駆動回路から前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給される駆動電流を調整するための制御信号を前記駆動回路に出力することができる。
【０００９】
このように、本発明では、光センサーに代えて安価な温度センサー（ＬＥＤ温度検出手段）を用いることにより、安価な部品でホワイトバランス制御をすることができる。すなわち、ホワイトバランスが崩れる最も大きな要因は発光色の異なるＬＥＤ毎に温度特性が異なることにある。このため、電源投入直後のＬＥＤの温度が低い時点と、電源投入後十分時間が経過しＬＥＤの温度が自己発熱等で上昇した時点とで、発光色の異なるＬＥＤから発生する光の量が変化し、これらを混合した白色光の色度が変化してしまう。そこで予め発光色の異なるＬＥＤの温度特性を測定し、ホワイトバランスを保つための温度と各ＬＥＤに流すべき電流値の関係を求めておき、その関係と温度センサーで検出した温度の値によって、各色ＬＥＤに流す電流を変化させて、色度が一定になるように制御する。これにより白色光のホワイトバランス制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、白色光のホワイトバランスを保持することができる小型かつ低コストのＬＥＤ光源装置を得ることができる。即ち、発光色の異なる複数のＬＥＤからの発生光を混合して白色光として使用するＬＥＤ光源装置において、周囲温度変化や自己発熱によって発光ダイオードの温度が変化しても、白色光のホワイトバランスを一定に保つことができる装置を低コストかつ小型で実現することができる。また、温度センサーの取付位置を、発光ダイオード近傍となる基板上に表面実装することで、液晶表示装置内の省スペース化が可能となる。表面実装化するため、製造工程上の製造時間短縮の効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るＬＥＤ光源装置の一実施例を図に従って説明する。本実施例は液晶表示装置の光源として用いる例を説明するが、本発明はこれに限定されない。また、本実施例では、赤色、緑色および青色の３色のＬＥＤの組合わせを例にとって説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、発光色の異なる複数のＬＥＤの組合わせ（例えば、青色と黄色のＬＥＤなど）によりＬＥＤ光源装置を構成してもよい。
【００１２】
図１は、本発明に係るＬＥＤ光源装置の一実施例を示す図である。図１に示すように、ＬＥＤ光源装置１は、液晶パネル１０に対して導光板１１を介して白色光を出射する。液晶パネル１０は、前面に配置された図示しないカラーフィルターにより、背面に設置されたＬＥＤ光源装置１からの光を透過することで、カラー画像を表示する。液晶パネル１０の画像部分において、明暗の差が生じるような場合は、明るい部分のシャッター開閉度を調整して画面全体の明るさを均一に保つ。
【００１３】
ＬＥＤ光源装置１は、図示のように、ＬＥＤ光源モジュール２０、ＬＥＤ光源モジュール２０に備えられた各発光ダイオード（ＬＥＤ）を駆動する駆動回路４０〜４２、各種情報を格納しそれに基づいて駆動回路（赤）４０、駆動回路（緑）４１および駆動回路（青）４２を制御する例えばマイクロコンピュータ等で構成される制御装置３３、並びに、制御装置３３からの調光信号に基づいて駆動回路４０〜４２にＬＥＤの明るさを制御するための信号を出力する調光回路４３を備える。ＬＥＤ光源モジュール２０は、共通基板（ＬＥＤ搭載基板）２４に実装された赤色（Ｒ）ＬＥＤ２１、緑色（Ｇ）ＬＥＤ２２および青色（Ｂ）ＬＥＤ２３を備え、この３種類（ＲＧＢ）のＬＥＤの発光色を混色手段１２により混色することで白色光を得る。ＬＥＤ光源モジュール２０は、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３をそれぞれ複数個備えることができる。ＬＥＤ光源モジュール２０から出射する白色光は、導光板１１を通じて液晶パネル１０に出射される。
【００１４】
ＬＥＤ搭載基板２４には、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３のほか、ＬＥＤ温度検出手段（ＬＥＤ温度センサー）３０が実装されている。ＬＥＤ温度センサー３０は、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３のＬＥＤジャンクション温度に対応する温度（発光ダイオードの温度）を随時監視する。ＬＥＤ搭載基板２４に搭載されるＬＥＤ温度センサー３０は、複数個使用しても良い。一方、周囲温度検出手段（周囲温度センサー）３１が、例えばＬＥＤ光源モジュール２０の周囲に設置され、ＬＥＤ光源装置１（ＬＥＤ光源モジュール２０）の周囲温度を随時監視する。
【００１５】
駆動回路（赤）４０は、赤色ＬＥＤ２１を定電流駆動させる。同様に、駆動回路（緑）４１および駆動回路（青）４２は、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３をそれぞれ定電流駆動する。これらの駆動回路は、制御装置３３から出力されるＰＷＭ制御信号４５及び調光回路４３から出力されるＰＷＭ制御信号４６に応じて動作するＰＷＭ駆動機能を有する。
【００１６】
制御装置３３から出力されるＰＷＭ制御信号４５は、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３のそれぞれを別々にデューティ（ＤＵＴＹ）制御し、各色ＬＥＤから発生する光量の割合を調整し、ホワイトバランスを決めるものである。ここで、ＤＵＴＹ制御とは、各ＬＥＤを駆動するＰＷＭ（パルス幅変調）信号のパルス幅を制御することをいう。このパルス幅を変えることにより、各ＬＥＤから発生する光量の割合を調整することができる。
【００１７】
一方、調光回路４３は、制御装置３３から出力される調光信号４８に基づいてＰＷＭ制御信号４６を駆動回路（赤）４０、駆動回路（緑）４１および駆動回路（青）４２に対して同一の信号で出力し、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３からの出射光を混合した全体の白色光量を調整するものである。すなわち、本発明では、ＰＷＭ制御信号４５によって白色光のホワイトバランスをとることができ、さらにＰＷＭ制御信号４６によって白色光の全体の明るさの制御を行うことができる。調光回路４３は機能的に同等であるならば制御装置３３に取り込んでも良いが、ここでは別々の回路として説明を行う。
【００１８】
図２（ａ）〜（ｃ）は、本実施例において、ＬＥＤ温度センサー３０の検出温度と目標となるデューティ（ＤＵＴＹ）比の関係を示すグラフである。ここで、ＤＵＴＹ比とは、各ＬＥＤを駆動するＰＷＭ（パルス幅変調）信号のパルス繰返し周期とパルス幅の比である。横軸はＬＥＤ検出温度、縦軸は目標となるＤＵＴＹ比である。例えば、図２（ａ）において、５０の特性線は、赤色ＬＥＤ２１の明るさ最大時のものであり、５１は明るさ半分の時の特性線、５２は明るさが最小であるときの特性線である。同様に、図２（ｂ）は、緑色ＬＥＤ２２の明るさ最大時の特性線５３、明るさ半分の時の特性線５４、明るさ最時の特性曲線５５を示すものであり、図２（ｃ）は、青色ＬＥＤ２３の明るさ最大時の特性線５６、明るさ半分の時の特性線５７、明るさ最小時の特性線５８を示すものである。
【００１９】
図２（ａ）〜（ｃ）における各ＬＥＤの明るさ最大設定時、明るさ半分設定時および明るさ最小設定時の各場合は、図１に示す調光回路４３による設定に依存する。すなわち、各ＬＥＤからの出射光で形成される白色光は、赤色ＬＥＤ２１を駆動する駆動回路（赤）４０、緑色ＬＥＤ２２を駆動する駆動回路（緑）４１、青色ＬＥＤ２３を駆動する駆動回路（青）４２によりホワイトバランスを保持した状態で、調光回路４３による設定の明るさとなる。調光回路４３の明るさ設定値は、ユーザー調光設定４７でユーザーが任意に変えることができる。この設定値は、本実施例で示す最大、半分、最少の３段階に限定されるものではなく、任意の複数段階で行うことができ、また段階をふむことなく連続的に行うこともできる。
【００２０】
図２（ａ）〜（ｃ）の各特性線は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すＬＥＤ温度センサーの検出温度と輝度との関係のグラフと相関性を持っている。図３の横軸は検出温度、縦軸は輝度である。図３（ａ）において、６０は赤色ＬＥＤ２１の明るさ最大時の特性を示し、図２（ａ）の５０の特性線と相関性がある。図３（ａ）の６１、６２はそれぞれＬＥＤ光源モジュール２０の明るさ半分の時、最小時の特性を示し、図２（ａ）の５１、５２の特性線と相関性がある。同様に、図３（ｂ）において、緑色ＬＥＤ２２の明るさ最大時、半分の時、最小時の特性は６３、６４、６５であり、図２（ｂ）の５３、５４、５５の特性線と相関性がある。同じく、図３（ｃ）において、青色ＬＥＤ２３の明るさ最大時、半分の時、最小時の特性は６６、６７、６８であり、図２（ｃ）の５６、５７、５８の特性線と相関性がある。すなわち、温度に対応して各ＬＥＤの所望の輝度を得るためのＤＵＴＹ比を図２および図３から求めることができるのである。
【００２１】
制御装置３３には、上述した図２および図３に示すような特性線と等価なデータおよび各ＬＥＤの輝度に関連する白色光のホワイトバランスの条件が、輝度制御テーブルとして記憶装置３４に格納されている。これにより、制御装置３３は、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３のジャンクション温度に対応するＤＵＴＹ比をそれぞれ設定することができる。制御装置３３は、ユーザーの行った調光設定４７に応じて調光回路４３へ調光度の情報（調光信号）４８を送信し、同時にその調光度に応じて図２および図３に示す特性線と等価なデータが記憶された輝度制御テーブルから所定のデータを選定し、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３の温度変化に対応するＤＵＴＹ比を設定することにより、白色光のホワイトバランスをとることができる。
【００２２】
駆動回路（赤）４０は、赤色ＬＥＤ２１を駆動するためのものである。前記赤色ＬＥＤの明るさは、制御装置３３でＬＥＤ温度センサー３０の検出温度に応じて決定された目標ＤＵＴＹ値の出力に従属する。駆動回路（緑）４１および駆動回路（青）４２も同様に、それぞれ緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３を駆動させるためのものであり、制御装置３３でＬＥＤ温度センサー３０の検出温度に応じて決定された目標ＤＵＴＹ値の出力にそれぞれ従属する。
【００２３】
上述の駆動回路は、消費電力を小さくできることから、ＬＥＤに与える駆動波形をＯＮ／ＯＦＦさせるＰＷＭ（パルス幅変調）を適用する。よって構成としては、制御装置３３よりＤ／Ａコンバータを通じて、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３に各々対応して出力される直流電圧を、電圧に比例したパルス幅を持つパルスへと変換する回路を構成する。
【００２４】
図１を用いて本発明の動作を説明する。制御装置３３にはＬＥＤ温度センサー３０の検出温度情報（ＬＥＤ温度値）４９が随時与えられ、記憶装置３４の輝度制御テーブルに記憶された温度とＤＵＴＹ比の関係から所定のデータを読み取り、目標ＤＵＴＹ比を出力する。また、記憶装置３４に記憶された輝度制御テーブルのデータの読み取りは、ユーザーが所望した明るさを設定（調光回路４３が明るさ制御する）した時は、その時点での明るさに対応したデータを読み取る。
【００２５】
各色ＬＥＤは、図３に示すように、動作開始後徐々に自己発熱によって温度が上昇していくが、そのため徐々にその輝度が低下していく。その低下割合は図３（ａ）〜（ｃ）に示すように各色ＬＥＤによって異なるため、ＬＥＤ電源装置１から出射する白色光は動作開始直後のホワイトバランスが温度上昇とともに徐々に変化していくことになる。そこで、図２（ａ）〜（ｃ）に示す輝度制御テーブルからＬＥＤ温度センサー３０の検出温度情報に対応する各ＬＥＤのＤＵＴＹ比を読みとり、各ＬＥＤ温度に従って、各ＬＥＤを駆動するＤＵＴＹを逐次変化させることにより、ホワイトバランスを一定に保つことができる。
【００２６】
上述の動作は、白色光のホワイトバランスを一定に保つ動作であり、白色光全体の明るさを一定に保つ機能は有さない。ところが、各ＬＥＤは図３（ａ）〜（ｃ）に示すように温度が上昇するともに明るさが低下するという特性を有するため、例えば動作開始直後の温度が低い状態の時は全体の明るさが明るく、各ＬＥＤの温度が上昇していくとともにだんだん暗くなってくる、という現象が発生する。そこで、更に周囲温度センサー３１の検出温度情報（周囲温度値）４４を基に各ＬＥＤの最終到達温度（平衡状態温度）を予測し、それに応じて各ＬＥＤを駆動する信号のＤＵＴＹ比を制御する。これにより白色光全体の明るさを一定に保つことができ、したがって画面の明るさも一定に保つことができる。
【００２７】
すなわち、ＬＥＤ電源装置１の動作開始直後のまだＬＥＤ温度センサー３０取り付け部温度が上昇過程にある時点で、周囲温度センサー３１の検出温度とユーザーが所望した明るさの設定値から、各ＬＥＤの最終到達温度を予測し、その最終到達温度に応じた白色光の明るさを予測する。そして、動作開始直後からその予測された白色光の明るさとなるように、ＬＥＤ温度センサー３０の測定した温度を基に逐次ＤＵＴＹ比を設定する。動作開始後ＬＥＤ温度センサー３０の検出温度は徐々に上昇していくが、その検出温度に応じて制御装置３３内に記憶された輝度制御テーブルに従って決定されるＤＵＴＹ比で各ＬＥＤを駆動する。以上により、前記予測された最終到達温度の時の白色光の明るさに、動作開始直後から温度安定後まで、保つことができるようになる。
【００２８】
このように本発明によれば、ＬＥＤ温度センサー３０の検出温度から、目標ＤＵＴＹ比を出力して動作させることで、温度変化による各ＬＥＤの輝度変化による白色光のホワイトバランスの変化を無効化し、安定した色度の白色光を保持することができる。また更に周囲温度センサー３１の検出温度から最終的に安定する温度を予測することで、動作開始直後からＬＥＤ温度が上昇していく過程で生じる白色光の明るさ（画面の明るさ）の変化を抑制できることとなる。
【００２９】
図４は、本発明に係るＬＥＤ光源装置に用いられるＬＥＤ搭載基板の一例を示す構造概略図である。本例のＬＥＤ搭載基板２４は、図示のように、基板上に１つの赤色ＬＥＤ２１と２つの緑色ＬＥＤ２２と１つの青色ＬＥＤ２３を四角形状に配置したＬＥＤユニット７０を複数個一次元に配置したものであるが、これを二次元に配置してもよい。また、本例では、基板上の中程に、１つのＬＥＤ温度センサー３０を配置しているが、これを複数配置してもよい。各ＬＥＤユニット７０のＬＥＤは、アノードがコネクタ７１に配線７３を介して接続され、カソードがコネクタ７２に配線７４を介して接続される。そして、コネクタ７１は駆動回路４０〜４２のアノード側に、コネクタ７２は駆動回路４０〜４２のカソード側に接続される。ＬＥＤ温度センサー３０の検出信号（ＬＥＤ温度値）は、本例では配線７５およびコネクタ７１を介して制御装置３３に伝達される。
【００３０】
ＬＥＤ温度センサー３０を、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３と同基板であるＬＥＤ搭載基板２４に搭載することで、ここに搭載されたＬＥＤの自己発熱による温度変化を検出することが可能となる。ＬＥＤ温度センサー３０は、ＬＥＤジャンクション部に極力近い位置に搭載するので、温度を敏感かつ高精度で検出できる。より高精度で温度を検出するため、ＬＥＤ温度センサー３０を各ＬＥＤユニット７０に近接して複数搭載し、それらの検出値の平均値をＬＥＤ温度値とすることもできる。また、ＬＥＤ温度センサー３０は、ＬＥＤ搭載基板２４に表面実装するので、取付が容易であり且つ取付位置を一様にすることができる。
【００３１】
本発明に係るＬＥＤ光源装置によれば、ＬＥＤの温度を検出するための温度センサーおよびＬＥＤ光源装置の周囲温度を検出する温度センサーを用いることにより、高価な光センサーを使用することなく、白色光のホワイトバランスを一定に保つことができる。このため、本ＬＥＤ光源装置を例えば液晶表示装置に用いた場合、製品として廉価な液晶表示装置を提供することができる。
【００３２】
ＬＥＤ温度センサーは、取付位置が肝要であり、製造上一様に取り付けなければ、検出する温度値が適切でなくなる問題が発生するが、本発明のようにＬＥＤ温度センサーを各ＬＥＤを搭載するＬＥＤ搭載基板に搭載することで、当該問題を回避することができる。
このように、本発明では、発光色の異なる複数のＬＥＤを備えたＬＥＤ光源装置において、予め各色ＬＥＤの温度と輝度の関係を測定しておき、それを基にＬＥＤ光源装置から出射される白色光のホワイトバランスを保つための各色ＬＥＤの温度と各色ＬＥＤに流す電流値の関係を求めておく。そしてＬＥＤの温度を検知する温度センサーを設け、その検出温度と上記ホワイトバランスを保つための各色ＬＥＤの温度と各色ＬＥＤに流す電流値の関係とから、各色ＬＥＤに流す電流を設定する。これにより、使用する環境の温度やＬＥＤ自体の自己温度上昇により装置の温度が変化しても、常に白色光のホワイトバランスを保つことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は白色光を出射するＬＥＤ光源装置に係り、特に出射する白色光のホワイトバランスを保持することができるＬＥＤ光源装置に関するものであり、産業上の利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るＬＥＤ光源装置の一実施例を示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本実施例において、ＬＥＤ温度センサー３０の検出温度と目標となるデューティ（ＤＵＴＹ）比の関係を示すグラフである。
【図３】（ａ）〜（ｃ）はＬＥＤ温度センサーの検出温度と輝度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明に係るＬＥＤ光源装置に用いられるＬＥＤ搭載基板の一例を示す構造概略図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０ 液晶パネル
１１ 導光板
１２ 混色手段
２０ ＬＥＤ光源モジュール
２１ 赤色ＬＥＤ
２２ 緑色ＬＥＤ
２３ 青色ＬＥＤ
２４ ＬＥＤ搭載基板
３０ ＬＥＤ温度センサー
３１ 周囲温度センサー
３３ 制御装置
４０、４１、４２ 駆動回路
４３ 調光回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は白色光を出射するＬＥＤ光源装置に係り、特に出射する白色光のホワイトバランスを保持することができるＬＥＤ光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、白色光を出射するＬＥＤ光源装置が、例えば液晶表示装置のバックライトなどの光源として提案されている。このＬＥＤ光源装置に用いられる、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各発光ダイオード（ＬＥＤ）は、温度変化に対する輝度変化の仕方が各色ＬＥＤ毎に異なる。そのため、ＬＥＤ光源装置の出荷時に設定した白色光のホワイトバランスあるいはユーザーが任意に設定したホワイトバランスが、使用する環境の温度変化、装置自体の自己温度上昇に伴って、設定したときの状態から変化してしまい、ＬＥＤ光源装置より出射される白色光のホワイトバランスが崩れる現象が発生する。
【０００３】
例えば、特開２００４−２９１４１号公報には、この種の白色光の明るさ調整を行うＬＣＤ用背面光源が記載されている。この光源は、３原色のＬＥＤより成り、各フォトダイオード（光センサー）が対応するＬＥＤの光量を検出する。一方、マイコンチップが設けられており、これは、色温度の規格値、及び白色光の輝度の設定値を、テーブル値として保有する。このマイコンチップは、光量信号から３個のＬＥＤにより生成される白色光の色温度を算出し、算出値がテーブル値に等しくなる様に、制御信号の値を決定する。即ち、このマイコンチップは、各ＬＥＤに流れる電流を個別に調整し、光量信号から白色光の輝度を算出し、算出値がテーブル値に等しくなる様に、共通の電流増減率を与える制御信号の値を決定する。即ち、マイコンチップが、色温度を維持しつつ、共通の割合で各電流の増減を行って白色光の明るさ調整を行うというものである。
【特許文献１】特開２００４−２９１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、白色光の明るさ調整を行うために、輝度変化を監視する必要があり、フォトダイオード（光センサー）を用いている。しかしながら、この種の装置では、光センサーを使用するに当たっては、取付位置が制限され、取付空間を確保する必要がある。このため、光センサーの使用は液晶表示装置の小型化を阻害する要因となる。さらに、光センサーの価格は電子部品としては非常に高価であり、発光ダイオードを光源とするＬＥＤ光源装置のコスト低減のための大きな阻害要因となっている。
【０００５】
従って本発明の目的は、上述した課題を解決し、白色光のホワイトバランスを保持することができる小型かつ低コストのＬＥＤ光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、発光色の異なる複数の発光ダイオードと、前記複数の発光ダイオードから出射される異なる発光色の光を混色するための混色手段と、前記複数の発光ダイオードにそれぞれ駆動電流を供給するための駆動回路と、前記駆動回路を制御するための制御装置とを備えたＬＥＤ光源装置であって、さらに前記発光ダイオードの温度を検出するＬＥＤ温度検出手段を備え、前記制御装置が前記ＬＥＤ温度検出手段の検出温度に基づいて前記駆動回路から前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給される駆動電流を調整するための制御信号を前記駆動回路に出力するＬＥＤ光源装置により、達成される。
【０００７】
ここで、前記複数の発光ダイオードはそれぞれ共通基板に実装され、かつ前記ＬＥＤ温度検出手段が前記共通基板に搭載されることが好ましい。さらにＬＥＤ光源装置の周囲温度を検出する周囲温度検出手段を備え、前記制御装置が前記周囲温度検出手段の検出温度に基づいて前記発光ダイオードの最終到達温度を予測し、前記予測した最終到達温度に応じて前記駆動回路から前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給される駆動電流を調整するための制御信号を前記駆動回路に出力することができる。これらのＬＥＤ光源装置は、例えば液晶表示装置の光源に用いることができる。
【０００８】
また、本発明は、発光色の異なる複数の発光ダイオードと、前記複数の発光ダイオードから出射される異なる発光色の光を混色するための混色手段と、前記複数の発光ダイオードにそれぞれ駆動電流を供給するための駆動回路と、前記駆動回路を制御するための制御装置とを備えたＬＥＤ光源装置の制御方法であって、前記発光ダイオードの温度を検出し、前記制御装置により前記検出した発光ダイオードの温度に基づいて前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給すべき駆動電流を求め、前記求めた駆動電流を前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給するための制御信号を前記駆動回路に出力するものである。さらにＬＥＤ光源装置の周囲温度を検出し、前記制御装置により前記検出した周囲温度に基づいて前記発光ダイオードの最終到達温度を予測し、前記予測した最終到達温度に応じて前記駆動回路から前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給される駆動電流を調整するための制御信号を前記駆動回路に出力することができる。
【０００９】
このように、本発明では、光センサーに代えて安価な温度センサー（ＬＥＤ温度検出手段）を用いることにより、安価な部品でホワイトバランス制御をすることができる。すなわち、ホワイトバランスが崩れる最も大きな要因は発光色の異なるＬＥＤ毎に温度特性が異なることにある。このため、電源投入直後のＬＥＤの温度が低い時点と、電源投入後十分時間が経過しＬＥＤの温度が自己発熱等で上昇した時点とで、発光色の異なるＬＥＤから発生する光の量が変化し、これらを混合した白色光の色度が変化してしまう。そこで予め発光色の異なるＬＥＤの温度特性を測定し、ホワイトバランスを保つための温度と各ＬＥＤに流すべき電流値の関係を求めておき、その関係と温度センサーで検出した温度の値によって、各色ＬＥＤに流す電流を変化させて、色度が一定になるように制御する。これにより白色光のホワイトバランス制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、白色光のホワイトバランスを保持することができる小型かつ低コストのＬＥＤ光源装置を得ることができる。即ち、発光色の異なる複数のＬＥＤからの発生光を混合して白色光として使用するＬＥＤ光源装置において、周囲温度変化や自己発熱によって発光ダイオードの温度が変化しても、白色光のホワイトバランスを一定に保つことができる装置を低コストかつ小型で実現することができる。また、温度センサーの取付位置を、発光ダイオード近傍となる基板上に表面実装することで、液晶表示装置内の省スペース化が可能となる。表面実装化するため、製造工程上の製造時間短縮の効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るＬＥＤ光源装置の一実施例を図に従って説明する。本実施例は液晶表示装置の光源として用いる例を説明するが、本発明はこれに限定されない。また、本実施例では、赤色、緑色および青色の３色のＬＥＤの組合わせを例にとって説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、発光色の異なる複数のＬＥＤの組合わせ（例えば、青色と黄色のＬＥＤなど）によりＬＥＤ光源装置を構成してもよい。
【００１２】
図１は、本発明に係るＬＥＤ光源装置の一実施例を示す図である。図１に示すように、ＬＥＤ光源装置１は、液晶パネル１０に対して導光板１１を介して白色光を出射する。液晶パネル１０は、前面に配置された図示しないカラーフィルターにより、背面に設置されたＬＥＤ光源装置１からの光を透過することで、カラー画像を表示する。液晶パネル１０の画像部分において、明暗の差が生じるような場合は、明るい部分のシャッター開閉度を調整して画面全体の明るさを均一に保つ。
【００１３】
ＬＥＤ光源装置１は、図示のように、ＬＥＤ光源モジュール２０、ＬＥＤ光源モジュール２０に備えられた各発光ダイオード（ＬＥＤ）を駆動する駆動回路４０〜４２、各種情報を格納しそれに基づいて駆動回路（赤）４０、駆動回路（緑）４１および駆動回路（青）４２を制御する例えばマイクロコンピュータ等で構成される制御装置３３、並びに、制御装置３３からの調光信号に基づいて駆動回路４０〜４２にＬＥＤの明るさを制御するための信号を出力する調光回路４３を備える。ＬＥＤ光源モジュール２０は、共通基板（ＬＥＤ搭載基板）２４に実装された赤色（Ｒ）ＬＥＤ２１、緑色（Ｇ）ＬＥＤ２２および青色（Ｂ）ＬＥＤ２３を備え、この３種類（ＲＧＢ）のＬＥＤの発光色を混色手段１２により混色することで白色光を得る。ＬＥＤ光源モジュール２０は、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３をそれぞれ複数個備えることができる。ＬＥＤ光源モジュール２０から出射する白色光は、導光板１１を通じて液晶パネル１０に出射される。
【００１４】
ＬＥＤ搭載基板２４には、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３のほか、ＬＥＤ温度検出手段（ＬＥＤ温度センサー）３０が実装されている。ＬＥＤ温度センサー３０は、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３のＬＥＤジャンクション温度に対応する温度（発光ダイオードの温度）を随時監視する。ＬＥＤ搭載基板２４に搭載されるＬＥＤ温度センサー３０は、複数個使用しても良い。一方、周囲温度検出手段（周囲温度センサー）３１が、例えばＬＥＤ光源モジュール２０の周囲に設置され、ＬＥＤ光源装置１（ＬＥＤ光源モジュール２０）の周囲温度を随時監視する。
【００１５】
駆動回路（赤）４０は、赤色ＬＥＤ２１を定電流駆動させる。同様に、駆動回路（緑）４１および駆動回路（青）４２は、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３をそれぞれ定電流駆動する。これらの駆動回路は、制御装置３３から出力されるＰＷＭ制御信号４５及び調光回路４３から出力されるＰＷＭ制御信号４６に応じて動作するＰＷＭ駆動機能を有する。
【００１６】
制御装置３３から出力されるＰＷＭ制御信号４５は、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３のそれぞれを別々にデューティ（ＤＵＴＹ）制御し、各色ＬＥＤから発生する光量の割合を調整し、ホワイトバランスを決めるものである。ここで、ＤＵＴＹ制御とは、各ＬＥＤを駆動するＰＷＭ（パルス幅変調）信号のパルス幅を制御することをいう。このパルス幅を変えることにより、各ＬＥＤから発生する光量の割合を調整することができる。
【００１７】
一方、調光回路４３は、制御装置３３から出力される調光信号４８に基づいてＰＷＭ制御信号４６を駆動回路（赤）４０、駆動回路（緑）４１および駆動回路（青）４２に対して同一の信号で出力し、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３からの出射光を混合した全体の白色光量を調整するものである。すなわち、本発明では、ＰＷＭ制御信号４５によって白色光のホワイトバランスをとることができ、さらにＰＷＭ制御信号４６によって白色光の全体の明るさの制御を行うことができる。調光回路４３は機能的に同等であるならば制御装置３３に取り込んでも良いが、ここでは別々の回路として説明を行う。
【００１８】
図２（ａ）〜（ｃ）は、本実施例において、ＬＥＤ温度センサー３０の検出温度と目標となるデューティ（ＤＵＴＹ）比の関係を示すグラフである。ここで、ＤＵＴＹ比とは、各ＬＥＤを駆動するＰＷＭ（パルス幅変調）信号のパルス繰返し周期とパルス幅の比である。横軸はＬＥＤ検出温度、縦軸は目標となるＤＵＴＹ比である。例えば、図２（ａ）において、５０の特性線は、赤色ＬＥＤ２１の明るさ最大時のものであり、５１は明るさ半分の時の特性線、５２は明るさが最小であるときの特性線である。同様に、図２（ｂ）は、緑色ＬＥＤ２２の明るさ最大時の特性線５３、明るさ半分の時の特性線５４、明るさ最時の特性曲線５５を示すものであり、図２（ｃ）は、青色ＬＥＤ２３の明るさ最大時の特性線５６、明るさ半分の時の特性線５７、明るさ最小時の特性線５８を示すものである。
【００１９】
図２（ａ）〜（ｃ）における各ＬＥＤの明るさ最大設定時、明るさ半分設定時および明るさ最小設定時の各場合は、図１に示す調光回路４３による設定に依存する。すなわち、各ＬＥＤからの出射光で形成される白色光は、赤色ＬＥＤ２１を駆動する駆動回路（赤）４０、緑色ＬＥＤ２２を駆動する駆動回路（緑）４１、青色ＬＥＤ２３を駆動する駆動回路（青）４２によりホワイトバランスを保持した状態で、調光回路４３による設定の明るさとなる。調光回路４３の明るさ設定値は、ユーザー調光設定４７でユーザーが任意に変えることができる。この設定値は、本実施例で示す最大、半分、最少の３段階に限定されるものではなく、任意の複数段階で行うことができ、また段階をふむことなく連続的に行うこともできる。
【００２０】
図２（ａ）〜（ｃ）の各特性線は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すＬＥＤ温度センサーの検出温度と輝度との関係のグラフと相関性を持っている。図３の横軸は検出温度、縦軸は輝度である。図３（ａ）において、６０は赤色ＬＥＤ２１の明るさ最大時の特性を示し、図２（ａ）の５０の特性線と相関性がある。図３（ａ）の６１、６２はそれぞれＬＥＤ光源モジュール２０の明るさ半分の時、最小時の特性を示し、図２（ａ）の５１、５２の特性線と相関性がある。同様に、図３（ｂ）において、緑色ＬＥＤ２２の明るさ最大時、半分の時、最小時の特性は６３、６４、６５であり、図２（ｂ）の５３、５４、５５の特性線と相関性がある。同じく、図３（ｃ）において、青色ＬＥＤ２３の明るさ最大時、半分の時、最小時の特性は６６、６７、６８であり、図２（ｃ）の５６、５７、５８の特性線と相関性がある。すなわち、温度に対応して各ＬＥＤの所望の輝度を得るためのＤＵＴＹ比を図２および図３から求めることができるのである。
【００２１】
制御装置３３には、上述した図２および図３に示すような特性線と等価なデータおよび各ＬＥＤの輝度に関連する白色光のホワイトバランスの条件が、輝度制御テーブルとして記憶装置３４に格納されている。これにより、制御装置３３は、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３のジャンクション温度に対応するＤＵＴＹ比をそれぞれ設定することができる。制御装置３３は、ユーザーの行った調光設定４７に応じて調光回路４３へ調光度の情報（調光信号）４８を送信し、同時にその調光度に応じて図２および図３に示す特性線と等価なデータが記憶された輝度制御テーブルから所定のデータを選定し、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３の温度変化に対応するＤＵＴＹ比を設定することにより、白色光のホワイトバランスをとることができる。
【００２２】
駆動回路（赤）４０は、赤色ＬＥＤ２１を駆動するためのものである。前記赤色ＬＥＤの明るさは、制御装置３３でＬＥＤ温度センサー３０の検出温度に応じて決定された目標ＤＵＴＹ値の出力に従属する。駆動回路（緑）４１および駆動回路（青）４２も同様に、それぞれ緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３を駆動させるためのものであり、制御装置３３でＬＥＤ温度センサー３０の検出温度に応じて決定された目標ＤＵＴＹ値の出力にそれぞれ従属する。
【００２３】
上述の駆動回路は、消費電力を小さくできることから、ＬＥＤに与える駆動波形をＯＮ／ＯＦＦさせるＰＷＭ（パルス幅変調）を適用する。よって構成としては、制御装置３３よりＤ／Ａコンバータを通じて、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３に各々対応して出力される直流電圧を、電圧に比例したパルス幅を持つパルスへと変換する回路を構成する。
【００２４】
図１を用いて本発明の動作を説明する。制御装置３３にはＬＥＤ温度センサー３０の検出温度情報（ＬＥＤ温度値）４９が随時与えられ、記憶装置３４の輝度制御テーブルに記憶された温度とＤＵＴＹ比の関係から所定のデータを読み取り、目標ＤＵＴＹ比を出力する。また、記憶装置３４に記憶された輝度制御テーブルのデータの読み取りは、ユーザーが所望した明るさを設定（調光回路４３が明るさ制御する）した時は、その時点での明るさに対応したデータを読み取る。
【００２５】
各色ＬＥＤは、図３に示すように、動作開始後徐々に自己発熱によって温度が上昇していくが、そのため徐々にその輝度が低下していく。その低下割合は図３（ａ）〜（ｃ）に示すように各色ＬＥＤによって異なるため、ＬＥＤ電源装置１から出射する白色光は動作開始直後のホワイトバランスが温度上昇とともに徐々に変化していくことになる。そこで、図２（ａ）〜（ｃ）に示す輝度制御テーブルからＬＥＤ温度センサー３０の検出温度情報に対応する各ＬＥＤのＤＵＴＹ比を読みとり、各ＬＥＤ温度に従って、各ＬＥＤを駆動するＤＵＴＹを逐次変化させることにより、ホワイトバランスを一定に保つことができる。
【００２６】
上述の動作は、白色光のホワイトバランスを一定に保つ動作であり、白色光全体の明るさを一定に保つ機能は有さない。ところが、各ＬＥＤは図３（ａ）〜（ｃ）に示すように温度が上昇するともに明るさが低下するという特性を有するため、例えば動作開始直後の温度が低い状態の時は全体の明るさが明るく、各ＬＥＤの温度が上昇していくとともにだんだん暗くなってくる、という現象が発生する。そこで、更に周囲温度センサー３１の検出温度情報（周囲温度値）４４を基に各ＬＥＤの最終到達温度（平衡状態温度）を予測し、それに応じて各ＬＥＤを駆動する信号のＤＵＴＹ比を制御する。これにより白色光全体の明るさを一定に保つことができ、したがって画面の明るさも一定に保つことができる。
【００２７】
すなわち、ＬＥＤ電源装置１の動作開始直後のまだＬＥＤ温度センサー３０取り付け部温度が上昇過程にある時点で、周囲温度センサー３１の検出温度とユーザーが所望した明るさの設定値から、各ＬＥＤの最終到達温度を予測し、その最終到達温度に応じた白色光の明るさを予測する。そして、動作開始直後からその予測された白色光の明るさとなるように、ＬＥＤ温度センサー３０の測定した温度を基に逐次ＤＵＴＹ比を設定する。動作開始後ＬＥＤ温度センサー３０の検出温度は徐々に上昇していくが、その検出温度に応じて制御装置３３内に記憶された輝度制御テーブルに従って決定されるＤＵＴＹ比で各ＬＥＤを駆動する。以上により、前記予測された最終到達温度の時の白色光の明るさに、動作開始直後から温度安定後まで、保つことができるようになる。
【００２８】
このように本発明によれば、ＬＥＤ温度センサー３０の検出温度から、目標ＤＵＴＹ比を出力して動作させることで、温度変化による各ＬＥＤの輝度変化による白色光のホワイトバランスの変化を無効化し、安定した色度の白色光を保持することができる。また更に周囲温度センサー３１の検出温度から最終的に安定する温度を予測することで、動作開始直後からＬＥＤ温度が上昇していく過程で生じる白色光の明るさ（画面の明るさ）の変化を抑制できることとなる。
【００２９】
図４は、本発明に係るＬＥＤ光源装置に用いられるＬＥＤ搭載基板の一例を示す構造概略図である。本例のＬＥＤ搭載基板２４は、図示のように、基板上に１つの赤色ＬＥＤ２１と２つの緑色ＬＥＤ２２と１つの青色ＬＥＤ２３を四角形状に配置したＬＥＤユニット７０を複数個一次元に配置したものであるが、これを二次元に配置してもよい。また、本例では、基板上の中程に、１つのＬＥＤ温度センサー３０を配置しているが、これを複数配置してもよい。各ＬＥＤユニット７０のＬＥＤは、アノードがコネクタ７１に配線７３を介して接続され、カソードがコネクタ７２に配線７４を介して接続される。そして、コネクタ７１は駆動回路４０〜４２のアノード側に、コネクタ７２は駆動回路４０〜４２のカソード側に接続される。ＬＥＤ温度センサー３０の検出信号（ＬＥＤ温度値）は、本例では配線７５およびコネクタ７１を介して制御装置３３に伝達される。
【００３０】
ＬＥＤ温度センサー３０を、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２および青色ＬＥＤ２３と同基板であるＬＥＤ搭載基板２４に搭載することで、ここに搭載されたＬＥＤの自己発熱による温度変化を検出することが可能となる。ＬＥＤ温度センサー３０は、ＬＥＤジャンクション部に極力近い位置に搭載するので、温度を敏感かつ高精度で検出できる。より高精度で温度を検出するため、ＬＥＤ温度センサー３０を各ＬＥＤユニット７０に近接して複数搭載し、それらの検出値の平均値をＬＥＤ温度値とすることもできる。また、ＬＥＤ温度センサー３０は、ＬＥＤ搭載基板２４に表面実装するので、取付が容易であり且つ取付位置を一様にすることができる。
【００３１】
本発明に係るＬＥＤ光源装置によれば、ＬＥＤの温度を検出するための温度センサーおよびＬＥＤ光源装置の周囲温度を検出する温度センサーを用いることにより、高価な光センサーを使用することなく、白色光のホワイトバランスを一定に保つことができる。このため、本ＬＥＤ光源装置を例えば液晶表示装置に用いた場合、製品として廉価な液晶表示装置を提供することができる。
【００３２】
ＬＥＤ温度センサーは、取付位置が肝要であり、製造上一様に取り付けなければ、検出する温度値が適切でなくなる問題が発生するが、本発明のようにＬＥＤ温度センサーを各ＬＥＤを搭載するＬＥＤ搭載基板に搭載することで、当該問題を回避することができる。
このように、本発明では、発光色の異なる複数のＬＥＤを備えたＬＥＤ光源装置において、予め各色ＬＥＤの温度と輝度の関係を測定しておき、それを基にＬＥＤ光源装置から出射される白色光のホワイトバランスを保つための各色ＬＥＤの温度と各色ＬＥＤに流す電流値の関係を求めておく。そしてＬＥＤの温度を検知する温度センサーを設け、その検出温度と上記ホワイトバランスを保つための各色ＬＥＤの温度と各色ＬＥＤに流す電流値の関係とから、各色ＬＥＤに流す電流を設定する。これにより、使用する環境の温度やＬＥＤ自体の自己温度上昇により装置の温度が変化しても、常に白色光のホワイトバランスを保つことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は白色光を出射するＬＥＤ光源装置に係り、特に出射する白色光のホワイトバランスを保持することができるＬＥＤ光源装置に関するものであり、産業上の利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るＬＥＤ光源装置の一実施例を示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本実施例において、ＬＥＤ温度センサー３０の検出温度と目標となるデューティ（ＤＵＴＹ）比の関係を示すグラフである。
【図３】（ａ）〜（ｃ）はＬＥＤ温度センサーの検出温度と輝度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明に係るＬＥＤ光源装置に用いられるＬＥＤ搭載基板の一例を示す構造概略図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０ 液晶パネル
１１ 導光板
１２ 混色手段
２０ ＬＥＤ光源モジュール
２１ 赤色ＬＥＤ
２２ 緑色ＬＥＤ
２３ 青色ＬＥＤ
２４ ＬＥＤ搭載基板
３０ ＬＥＤ温度センサー
３１ 周囲温度センサー
３３ 制御装置
４０、４１、４２ 駆動回路
４３ 調光回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光色の異なる複数の発光ダイオードと、前記複数の発光ダイオードから出射される異なる発光色の光を混色するための混色手段と、前記複数の発光ダイオードにそれぞれ駆動電流を供給するための駆動回路と、前記駆動回路を制御するための制御装置とを備えたＬＥＤ光源装置であって、さらに前記発光ダイオードの温度を検出するＬＥＤ温度検出手段を備え、前記制御装置が前記ＬＥＤ温度検出手段の検出温度に基づいて前記駆動回路から前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給される駆動電流を調整するための制御信号を前記駆動回路に出力することを特徴とするＬＥＤ光源装置。
【請求項２】
前記複数の発光ダイオードがそれぞれ共通基板に実装され、かつ前記ＬＥＤ温度検出手段が前記共通基板に搭載されたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ光源装置。
【請求項３】
さらにＬＥＤ光源装置の周囲温度を検出する周囲温度検出手段を備え、前記制御装置が前記周囲温度検出手段の検出温度に基づいて前記発光ダイオードの最終到達温度を予測し、前記予測した最終到達温度に応じて前記駆動回路から前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給される駆動電流を調整するための制御信号を前記駆動回路に出力することを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ光源装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置を光源に用いたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
発光色の異なる複数の発光ダイオードと、前記複数の発光ダイオードから出射される異なる発光色の光を混色するための混色手段と、前記複数の発光ダイオードにそれぞれ駆動電流を供給するための駆動回路と、前記駆動回路を制御するための制御装置とを備えたＬＥＤ光源装置の制御方法であって、前記発光ダイオードの温度を検出し、前記制御装置により前記検出した発光ダイオードの温度に基づいて前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給すべき駆動電流を求め、前記求めた駆動電流を前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給するための制御信号を前記駆動回路に出力することを特徴とするＬＥＤ光源装置の制御方法。
【請求項６】
さらにＬＥＤ光源装置の周囲温度を検出し、前記制御装置により前記検出した周囲温度に基づいて前記発光ダイオードの最終到達温度を予測し、前記予測した最終到達温度に応じて前記駆動回路から前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給される駆動電流を調整するための制御信号を前記駆動回路に出力することを特徴とする請求項５記載のＬＥＤ光源装置の制御方法。
【請求項１】
発光色の異なる複数の発光ダイオードと、前記複数の発光ダイオードから出射される異なる発光色の光を混色するための混色手段と、前記複数の発光ダイオードにそれぞれ駆動電流を供給するための駆動回路と、前記駆動回路を制御するための制御装置とを備えたＬＥＤ光源装置であって、さらに前記発光ダイオードの温度を検出するＬＥＤ温度検出手段を備え、前記制御装置が前記ＬＥＤ温度検出手段の検出温度に基づいて前記駆動回路から前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給される駆動電流を調整するための制御信号を前記駆動回路に出力することを特徴とするＬＥＤ光源装置。
【請求項２】
前記複数の発光ダイオードがそれぞれ共通基板に実装され、かつ前記ＬＥＤ温度検出手段が前記共通基板に搭載されたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ光源装置。
【請求項３】
さらにＬＥＤ光源装置の周囲温度を検出する周囲温度検出手段を備え、前記制御装置が前記周囲温度検出手段の検出温度に基づいて前記発光ダイオードの最終到達温度を予測し、前記予測した最終到達温度に応じて前記駆動回路から前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給される駆動電流を調整するための制御信号を前記駆動回路に出力することを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ光源装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置を光源に用いたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
発光色の異なる複数の発光ダイオードと、前記複数の発光ダイオードから出射される異なる発光色の光を混色するための混色手段と、前記複数の発光ダイオードにそれぞれ駆動電流を供給するための駆動回路と、前記駆動回路を制御するための制御装置とを備えたＬＥＤ光源装置の制御方法であって、前記発光ダイオードの温度を検出し、前記制御装置により前記検出した発光ダイオードの温度に基づいて前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給すべき駆動電流を求め、前記求めた駆動電流を前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給するための制御信号を前記駆動回路に出力することを特徴とするＬＥＤ光源装置の制御方法。
【請求項６】
さらにＬＥＤ光源装置の周囲温度を検出し、前記制御装置により前記検出した周囲温度に基づいて前記発光ダイオードの最終到達温度を予測し、前記予測した最終到達温度に応じて前記駆動回路から前記複数の発光ダイオードにそれぞれ供給される駆動電流を調整するための制御信号を前記駆動回路に出力することを特徴とする請求項５記載のＬＥＤ光源装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−９５３９１（Ｐ２００７−９５３９１Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８０９３１（Ｐ２００５−２８０９３１）
【出願日】平成１７年９月２７日（２００５．９．２７）
【出願人】（０００００５４７４）日立ライティング株式会社 (130)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２７日（２００５．９．２７）
【出願人】（０００００５４７４）日立ライティング株式会社 (130)
【Ｆターム（参考）】
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