JP2005107434A - 発光表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源に発光ダイオードを用いることにより、装置を小形化できるようにするとともに、個々の発光ダイオードが有する色度及び輝度のばらつきの問題を解消し、発光表示装置全体の色度むらや輝度むらを低減することができるようにした発光表示装置を提供すること。
【解決手段】光源に多数の発光ダイオード２２を用いるようにした発光表示装置において、用いる発光ダイオード２２を色度別に分別し、該分別した略同一の色度の発光ダイオード２２同士を、発光表示装置の複数に区分けされた１区画２０内にまとめて配置するとともに、発光表示装置の区分けされた区画２０毎に、当該区画２０に配置された発光ダイオード２２の色度に対応して設定した色の反射板２３を設置し、発光表示装置全体の色むらを低減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、視力検査装置等の発光表示装置に関し、特に、光源に多数の発光ダイオードを用いるようにした発光表示装置に関するものである。

視力検査で用いる視力検査装置には、視標板に視力検査用の大小のランドルト環や文字、乱視検査用の視標等（以下、これらを総称して「視標」という。）が表示されており、視力検査の際に被検者が視標を視認して各種の検査がなされるように構成されている。
ところで、視力検査では、視標が一定の明るさで表示されることが正確な検査を行う上で重要である。
このため、従来の視力検査装置では、視標を表示した視標板を乳白色の半透明体によって形成し、視標板の背面に照明管を設置して視標を一定の明るさで表示する方式や、視標を表示した透明のチャート板の背面にエレクトロルミネッセンスパネル（ＥＬパネル）を設置し、該パネルを面発光させて視標を表示する方式が採用されている。

さらに、視力検査装置では、検査の際に被検者に対して視認すべき視標を指示する必要があることから、視標板に表示されている視標に対応して、視力検査装置を複数に区分けし、区分けされた各区画毎に照明管あるいはＥＬパネルを配置して、視標を個別に表示（照明）できるようにしている。

そして、このように視標を定位置に配置した視力検査装置では、視標が一定の明るさで均一に表示されることが重要であるが、従来の視力検査装置で蛍光管等の管球を使用した場合には、管球のちらつきがあったり、管球毎に明度のばらつきがあったりすることから視標板全体が均一の明度にならず、また、管球を収納する空間を確保するために視力検査装置が大形化するという問題があった。
また、エレクトロルミネッセンスパネルを使用した場合は、視力検査装置を薄くコンパクトに形成でき、視標面を均一の明るさにできるという利点はあるものの、視標を表示する光源として必ずしも十分な明るさがとれず、また、コストが割高になるという問題があった。

この問題点を解消するために、導光板を用いることも提案されているが（例えば、特許文献１参照）、視力検査装置を複数に区分けし、区分けされた各区画毎に照明管を配置して、視標を個別に表示（照明）する場合には、視力検査装置が大形化する等の問題点を解消することが困難であった。
特開２００１−８７２２４号公報

本発明は、上記従来の視力検査装置の有する問題点に鑑み、光源に発光ダイオードを用いることにより、装置を小形化できるようにするとともに、個々の発光ダイオードが有する色度及び輝度のばらつきの問題を解消し、発光表示装置全体の色度むらや輝度むらを低減することができるようにした発光表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本第１発明の発光表示装置は、光源に多数の発光ダイオードを用いるようにした発光表示装置において、用いる発光ダイオードを色度別に分別し、該分別した略同一の色度の発光ダイオード同士を、発光表示装置の複数に区分けされた１区画内にまとめて配置するとともに、前記発光表示装置の区分けされた区画毎に、該区画に配置された発光ダイオードの色度に対応して設定した色の反射板を設置し、発光表示装置全体の色むらを低減するようにしたことを特徴とする。

また、同じ目的を達成するため、本第２発明の発光表示装置は、光源に多数の発光ダイオードを用いるようにした発光表示装置において、用いる発光ダイオードを輝度別に分別し、該分別した略同一の輝度の発光ダイオード同士を、発光表示装置の複数に区分けされた１区画内にまとめて配置するとともに、前記発光表示装置の区分けされた区画毎に、該区画に配置された発光ダイオードの輝度に対応して設定した色の反射板を設置し、発光表示装置全体の輝度むらを低減するようにしたことを特徴とする。

また、同じ目的を達成するため、本第３発明の発光表示装置は、光源に多数の発光ダイオードを用いるようにした発光表示装置において、用いる発光ダイオードを輝度別に分別し、該分別した略同一の輝度の発光ダイオード同士を、発光表示装置の複数に区分けされた１区画内にまとめて配置するとともに、前記発光表示装置の区分けされた区画毎に、該区画に配置された発光ダイオードの輝度に対応して電源を制御し、発光表示装置全体の輝度むらを低減するようにしたことを特徴とする。

本発明の発光表示装置によれば、発光表示装置の光源に発光ダイオードを用いることにより、装置を小形化できるとともに、個々の発光ダイオードが有する色度及び輝度のばらつきの問題を、色度別及び／又は輝度別に分別し、分別した略同一の色度及び／又は輝度の発光ダイオード同士を、発光表示装置の複数に区分けされた１区画内にまとめて配置するとともに、発光表示装置の区分けされた区画毎に、該区画に配置された発光ダイオードの色度及び／又は輝度に対応して設定した色の反射板を設置するか、あるいは発光ダイオードの輝度に対応して電源を制御しすることにより、発光表示装置全体の色度むら及び／又は輝度むらを低減することができる。

以下、本発明の基板収納装置の実施の形態を、視力検査装置を例に挙げて、図面に基づいて説明する。

図１及び図２に、視力検査装置の一実施例を示す。
この視力検査装置は、視力検査用の大小のランドルト環や文字、乱視検査用の視標等の視標が表示された、乳白色の半透明体によって形成した視標板１と、視標板１を背面から照明することによって、視標を一定の明るさで表示する装置本体部２とからなる。

そして、検査の際に被検者に対して視認すべき視標を指示する必要があることから、視標板１に表示されている視標に対応して、装置本体部２を隔壁２１により複数に区分けし、区分けされた各区画２０毎に発光ダイオード２２を配置して、視標を個別に表示（照明）できるようにしている。

各区画２０に配置する発光ダイオード２２の個数及び配置位置は、各区画２０内及び区画２０間の輝度むらが生じないように、区画２０の大きさ等に応じて、適宜設定するようにする。
なお、発光ダイオード２２は、頂部からの光の指向性が強いことから、 頂部を横又は下に向けて配置するようにすることが望ましい。

ところで、本実施例の視力検査装置においては、光源に数十個〜数百個という多数の発光ダイオード２２を用いることとなるが、発光ダイオードの場合、同一メーカー、同一ランクの製品でも、例えば、図３に示すように、色度に一定の幅（ばらつき）（図３のａ、ｂ、ｃがそれぞれ同一色度ランクの製品）があり、このため、発光ダイオードをそのまま配置すると、個々の発光ダイオードが有する色度のばらつきにより、各区画２０内及び区画２０間で色度むらが生じることとなる。

そこで、本実施例の視力検査装置においては、用いる発光ダイオードを色度別に複数のグループに分別し、分別した略同一の色度のグループの発光ダイオードを、装置本体部２の複数に区分けされた１区画２０内にまとめて配置する（特に限定されるものではないが、本実施例においては、列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ毎に略同一の色度のグループの発光ダイオードを配置するようにしている。）とともに、区分けされた区画２０毎に、当該区画２０に配置された発光ダイオード２２の色度に対応して設定した色の反射板２３を各区画２０の底面（さらに、必要に応じて、隔壁２１の表面）に設置し、各区画２０内及び区画２０間（視力検査装置全体）の色度むらを低減することができる。

また、発光ダイオードの特性のばらつきは、輝度についても同様に存在し、個々の発光ダイオードが有する輝度のばらつきにより、各区画２０内及び区画２０間で輝度むらが生じることとなる。

そこで、同様に、用いる発光ダイオードを輝度別に複数のグループに分別し、分別した略同一の輝度のグループの発光ダイオードを、装置本体部２の複数に区分けされた１区画２０内にまとめて配置するとともに、区分けされた区画２０毎に、当該区画２０に配置された発光ダイオード２２の輝度に対応して設定した色（明度）の反射板２３を設置し、各区画２０内及び区画２０間（視力検査装置全体）の輝度むらを低減することができる。

さらに、輝度むらを低減する方法として、反射板２３の色（明度）を変更することに代えて、発光ダイオード２２の輝度に対応して電源を制御する（具体的には、特に限定されるものではないが、ＰＡＭ制御方式（パルス電圧振幅制御方式）、電流制御方式等を好適に採用することができる。）ことにより、各区画２０内及び区画２０間（視力検査装置全体）の輝度むらを低減することができる。

［発光ダイオードの色度及び輝度の測定方法］
ここで、発光ダイオードの分別のための色度及び輝度の測定は、図４に示すＭＩＮＯＬＴＡカラーアナライザＣＡ−１００（ミノルタ社製）３１、プローブ部３２及び発光部３３を備えた色度・輝度判別装置３を使用して行った。
プローブ部３２は、円筒形状をし、内部に厚さ２ｍｍの白色プローブ固定板及び厚さ２ｍｍのアクリル板を配設し、カラーアナライザ３１のプローブ３１ａを挿入するようにしている。
発光部３３は、色度及び輝度の測定を行う発光ダイオード３３ａをボードに配設したソケットに装着することにより、定電流出力装置３３ｂから発光ダイオード３３ａに規定の電流（具体的には、２０ｍＡ）が印加されるようにし、さらに、発光部３３を基台３０に沿ってスライドすることにより、発光ダイオード３３ａをプローブ部３２内に挿入できるようにしている。
これにより、カラーアナライザ３１によって、発光ダイオード３３ａの色座標値（ｘ，ｙ）及び輝度値（Ｙ）を測定することができるようにしている。

［発光ダイオードの分別方法］
次に、上記の方法によって色座標値（ｘ，ｙ）及び輝度値（Ｙ）を測定した発光ダイオードを、色度及び輝度別に複数のグループに分別する方法の一例について説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、色度・輝度判別装置で測定した色座標値（ｘ、ｙ）のデータを座標上に記録する。
色座標値の分布データから末端となる４点の座標を決定し、分布データの平行四辺形の領域を作成する。
図５（ｂ）に示すように、作成した平行四辺形をｘ方向に９等分、ｙ方向に３等分し、２７個の色度区分領域を作成する。
さらに、図５（ｃ）に示すように、輝度値（Ｙ）のデータを座標上に記録し、データ範囲を３等分する。
これにより、発光ダイオードは、色度及び輝度別に複数のグループに分別される。

［反射板の設定方法］
次に、設置する反射板２３の設定方法の一例について説明する。
反射板２３の色は、ＨＳＢカラーモデルを使用して設定した（明度（Ｂ）は１００％に固定）。
ここで、ＨＳＢカラーモデルは、人間の色の知覚に基づくもので、色を次の色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）及び明度（Ｂ）の基本特性で把握される。
このうち、色相（Ｈ）は、物体が反射又は発光した場合の色を意味し、色相は標準カラーホイール上の位置で決まり、０から３６０度の範囲の角度で表される。
彩度（Ｓ）は、飽和度とも呼ばれ、色の度合いや鮮やかさを意味し、彩度は色相に比例したグレーの量で、０％（グレー）から１００％（純色）の範囲で表される。標準カラーホイールでは、彩度は外側に向かうほど高くなり、中心に向かうほど低くなる。
・明度（Ｂ）は、色の明暗の度合いを示し、通常０％（黒）から１００％（白）の範囲で表される。
［色の調整方法］
色度（及び輝度）別に複数のグループに分別され区分された発光ダイオードは、図６に示すように、矢印方向に行くにつれて色が変化する。具体的には、Ａ方向は白色、Ｂ方向は黄色、Ｃ方向は緑色、Ｄ方向は赤色に近づく。
上記各方向の色の調整を、図７に示す色相（Ｈ）のグラデュエーションの角度を変えて行う。
さらに、彩度（Ｓ）の調整により、色相（Ｈ）で決定した色に濃淡をもたせ、色の補正を行う。
［反射板の設定手順］
図５（ａ）に示す色座標値の分布データから末端となる４点の座標を決定し、図６に示すように、末端となる４点（１−１、１−９、３−１、３−９）に対応する反射板の色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）（及び明度（Ｂ））の値を決める。
具体的には、図８に示す座標上で反射板の色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）の値を決める。
（１）まず、視力検査装置において出したい目標の色座標値（ｘ，ｙ）（点Ｑ）を座標上に取る。
（２）次に、反射板の色を、オレンジ色〜黄色の範囲（色相（Ｈ）：３０°〜６０°）として、仮に、色相（Ｈ）：６０°、彩度（Ｓ）：５０％及び色相（Ｈ）：３０°、彩度（Ｓ）：５０％の２種類の反射板を設定する。この２種類の反射板を使用し、前記区分した発光ダイオードの１種類を点灯させて、上記ＭＩＮＯＬＴＡカラーアナライザＣＡ−１００（ミノルタ社製）を用いて、色座標値を測定し、当該色座標値（点Ａ及び点Ｂ）を座標上に取る。
（３）また、基準色座標値として、色相（Ｈ）：０°、彩度（Ｓ）：０％の白色の反射板を使用し、同じ発光ダイオードを点灯させて、上記ＭＩＮＯＬＴＡカラーアナライザＣＡ−１００（ミノルタ社製）を用いて、色座標値を測定し、当該色座標値（点Ｃ）を座標上に取る。
（４）次に、点Ａと点Ｂを結ぶ線と、点Ｃと点Ｑを結ぶ線との交点を点Ｐとし、ＡＰ：ＰＢの比（１：２）から、点Ｐの色相（Ｈ）（５０°）を求める。また、ＰＱ：ＱＣの比（１：４）から、点Ｑの彩度（Ｓ）（４０°）を求める。
これにより、点Ｑの色相（Ｈ）（５０°）及び彩度（Ｓ）（４０°）が決定される。
（５）（４）で決定した点Ｑの色相（Ｈ）（５０°）及び彩度（Ｓ）（４０°）の反射板を使用し、同じ発光ダイオードを点灯させて、上記ＭＩＮＯＬＴＡカラーアナライザＣＡ−１００（ミノルタ社製）を用いて、実際の色座標値を測定する。その値が、目標の色座標値（ｘ，ｙ）と近似していれば、（４）で決定した反射板の色相（Ｈ）（５０°）及び彩度（Ｓ）（４０°）を採用し、使用する反射板を確定する。
（６）同様の方法で、図６に示す末端となる４点に対応する反射板の色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）（及び明度（Ｂ））の値を決める。
（７）そして、末端となる４点（１−１、１−９、３−１、３−９）に対応する反射板の色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）（及び明度（Ｂ））の範囲を、図９に示すように等比率に分配する（例えば、領域１−１の反射板の色相（Ｈ）：５０°、彩度（Ｓ）：８０％（及び明度（Ｂ）：１００％）と、領域１−９の反射板の色相（Ｈ）：３４°、彩度（Ｓ）：４０％（及び明度（Ｂ）：１００％）の値を等比率に分配する）ことにより、すべての発光ダイオードに対応する反射板の色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）（及び明度（Ｂ））の値を決めることができる。

そして、この視力検査装置によれば、視力検査装置の光源に発光ダイオード２２を用いることにより、装置を小形化できるとともに、個々の発光ダイオード２２が有する色度及び輝度のばらつきの問題を、色度別及び／又は輝度別に分別し、分別した略同一の色度及び／又は輝度の発光ダイオード同士を、視力検査装置の複数に区分けされた１区画２０内にまとめて配置するとともに、視力検査装置の区分けされた区画２０毎に、当該区画２０に配置された発光ダイオードの色度及び／又は輝度に対応して設定した色の反射板２３を設置するか、あるいは発光ダイオード２２の輝度に対応して電源を制御しすることにより、視力検査装置全体の色度むら及び／又は輝度むらを低減することができる。

以上、本発明の発光表示装置について、視力検査装置を例を説明したが、本発明の発光表示装置の構成は、上記実施例の記載に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜に変更することが可能である。

本発明の発光表示装置は、発光表示装置の光源に発光ダイオードを用いることにより、装置を小形化できるとともに、発光表示装置全体の色むら及び／又は輝度むらを低減することができるという特性を有していることから、実施例に記載した視力検査装置のほか、光源に発光ダイオードを用いる発光表示装置に広く用いることができる。

本発明の発光表示装置の一実施例を示し、（ａ）は発光表示装置としての視力検査装置の装置本体部の正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線の断面図である。 視力検査装置の発光ダイオードの配置例を示す説明図である。 発光ダイオードの色度図である。 色度・輝度判別装置の構成説明図である。 （ａ）は発光ダイオードの色座標値図、（ｂ）は色度区分領域図、（ｃ）は輝度値の説明図である。 発光ダイオードの色座標値図である。 色相のグラデュエーションの説明図である。 反射板の設定手順の説明図である。 反射板の設定手順の説明図である。

符号の説明

１ 視標板
２ 装置本体部
２０ 区画
２１ 隔壁
２２ 発光ダイオード
２３ 反射板

Claims (3)

1. 光源に多数の発光ダイオードを用いるようにした発光表示装置において、用いる発光ダイオードを色度別に分別し、該分別した略同一の色度の発光ダイオード同士を、発光表示装置の複数に区分けされた１区画内にまとめて配置するとともに、前記発光表示装置の区分けされた区画毎に、該区画に配置された発光ダイオードの色度に対応して設定した色の反射板を設置し、発光表示装置全体の色むらを低減するようにしたことを特徴とする発光表示装置。
2. 光源に多数の発光ダイオードを用いるようにした発光表示装置において、用いる発光ダイオードを輝度別に分別し、該分別した略同一の輝度の発光ダイオード同士を、発光表示装置の複数に区分けされた１区画内にまとめて配置するとともに、前記発光表示装置の区分けされた区画毎に、該区画に配置された発光ダイオードの輝度に対応して設定した色の反射板を設置し、発光表示装置全体の輝度むらを低減するようにしたことを特徴とする発光表示装置。
3. 光源に多数の発光ダイオードを用いるようにした発光表示装置において、用いる発光ダイオードを輝度別に分別し、該分別した略同一の輝度の発光ダイオード同士を、発光表示装置の複数に区分けされた１区画内にまとめて配置するとともに、前記発光表示装置の区分けされた区画毎に、該区画に配置された発光ダイオードの輝度に対応して電源を制御し、発光表示装置全体の輝度むらを低減するようにしたことを特徴とする発光表示装置。

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