(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現在輝度データに調整データを加算又は減算して新たな現在輝度データを生成し、該生成を、該新たな現在輝度データが目標輝度データになるまで繰り返す調光方法であって、
前記調整データを前記現在輝度データの値に比例した値として、前記現在輝度データが新たな現在輝度データになる毎に生成又は用意し、前記目標輝度データから前記新たな現在輝度データを差し引いた差分データが正のときは、前記現在輝度データに前記調整データを加算し、前記差分データが負のときは、前記現在輝度データから前記調整データを減算し、これを繰り返すことを特徴とする調光方法。
【請求項２】
請求項１に記載の調光方法において、
前記調整データは、前記調整データの最低値としての加算値のデータを前記現在輝度データの上位ビットの値に応じた量だけＭＳＢ方向にシフトすることにより生成することを特徴とする調光方法。
【請求項３】
請求項１に記載の調光方法において、
前記調整データは、前記現在輝度データの上位ビットを取り出してそれに所定の加算値を加算することにより生成することを特徴とする調光方法。
【請求項４】
請求項１に記載の調光方法において、
前記調整データは、前記現在輝度データの値に比例した値としてテーブルに格納され、前記現在輝度データの値に応じて読み出されるようにしたことを特徴とする調光方法。
【請求項５】
現在輝度データに調整データを加算又は減算して新たな現在輝度データを生成し、該生成を該新たな現在輝度データが目標輝度データになるまで繰り返す調光回路であって、
前記調整データを前記現在輝度データの値に比例した値として、前記現在輝度データが新たな現在輝度データになる毎に生成又は用意する第１の手段と、
前記目標輝度データから前記新たな現在輝度データを差し引いた差分データが正のときは、前記現在輝度データに前記調整データを加算し、前記差分データが負のときは、前記現在輝度データから前記調整データを減算し、これを繰り返す第２の手段と、
を有することを特徴とする調光回路。
【請求項６】
請求項５に記載の調光回路において、
前記第１の手段は、前記調整データの最低値としての加算値のデータを前記現在輝度データの上位ビットの値に応じた量だけＭＳＢ方向にシフトすることにより前記調整データを生成することを特徴とする調光回路。
【請求項７】
請求項５に記載の調光回路において、
前記第１の手段は、前記現在輝度データの上位ビットを取り出してそれに所定の加算値を加算することにより前記調整データを生成することを特徴とする調光回路。
【請求項８】
請求項５に記載の調光回路において、
前記第１の手段は、前記現在輝度データの値に比例した値としてテーブルに格納された前記調整データを、前記現在輝度データの値に応じてを読み出すことを特徴とする調光回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤの輝度を現在輝度から目標輝度に切り替える調光方法および調光回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７に従来の調光回路を示す。ＬＥＤを調光するＰＷＭ信号を作成する調光データを制御する調光回路では、比較器３において、レジスタ２に記憶された目標輝度データＤ２から現在輝度データＤ７を差し引いた差分データＤ３（＝Ｄ２−Ｄ７）が正のときは、加算器６において、レジスタ１に記憶された現在輝度データＤ１に「＋１」を行い、負のときは「−１」を行って、現在輝度データＤ７が目標輝度データＤ２に近づくよう順次更新される。現在輝度データＤ１がＬＥＤドライバ（図示せず）に出力されるが、場合によっては、現在輝度データＤ７をＬＥＤドライバに出力することも行われる。そして、この更新により、差分データＤ３がゼロ（Ｄ３＝Ｄ２−Ｄ７＝０）になると、セレクタ７が切り替えられて、目標輝度データＤ２がレジスタ１に格納され、次のクロックでレジスタ１から現在輝度データＤ１として出力する。以後、レジスタ２への入力データＤ０が変化するたびにレジスタ２の目標輝度データＤ２が切り替えられて、同様な動作が繰り返され、現在輝度データＤ１が更新される。この種の調光方法は、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００３】
図８は図７の調光回路によって変化するＬＥＤの輝度特性を示す図である。このように、図７の調光回路は、一定の値（ここでは「１」）を加算又は減算して調光する構成であるので、その変化は直線的となる。しかし、人間の目の感度は対数的であるので、暗い場面での変化はよく認識できるが、明るい場面での変化はわかりにくい。
【０００４】
そこで、人間の目の感度に対応するような対策を施した調光回路として、図９に示す調光回路がある。この調光回路は、図７の調光回路によって得られた現在輝度データＤ１を、ガンマ曲線等の補正データを記憶したＲＯＭテーブル１０で補正するようにしたものである。ＲＯＭテーブル１０としては、図１０に示すように、輝度データ（設定値）が小さい（暗い）領域は変換値（ＰＷＭ値）の変化が小さく、大きくなる（明るい）と変化が大きくなるような特性のものを使用すると、人間の目の感度に対応させることができる。このＲＯＭテーブル１０は、設定値を４ビット（０〜１５）とし、ＰＷＭ値を７ビット（０〜１２７）とした例のテーブルである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２００４−２０７４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、得られた目標輝度データＤ１を直接変換するＲＯＭテーブルを使用する構成では、出力データを所定ビット（図１０では７ビット）に正規化するので、設定できる変換特性が固定されるため、同じデータが連続する領域やデータの飛ぶ領域が発生する。このため、本来設定できる分解能よりも粗い分解能でしか設定できず、微調整ができず、特に暗い場面での粗さが目立ち、人間の目の感度に応じた明るさの変化を実現できないという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、簡単な回路構成により、暗い場面では細かく、明るい場面では粗く調光を行い、人間の目の感度に応じた明るさの変化を実現できるようにした調光方法および調光回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明の調光方法は、現在輝度データに調整データを加算又は減算して新たな現在輝度データを生成し、該生成を、該新たな現在輝度データが目標輝度データになるまで繰り返す調光方法であって、前記調整データを前記現在輝度データの値に比例した値として、前記現在輝度データが新たな現在輝度データになる毎に生成又は用意し、前記目標輝度データから前記新たな現在輝度データを差し引いた差分データが正のときは、前記現在輝度データに前記調整データを加算し、前記差分データが負のときは、前記現在輝度データから前記調整データを減算し、これを繰り返すことを特徴とする。
【０００９】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の調光方法において、前記調整データは、前記調整データの最低値としての加算値のデータを前記現在輝度データの上位ビットの値に応じた量だけＭＳＢ方向にシフトすることにより生成することを特徴とする。
【００１０】
請求項３にかかる発明は、請求項１に記載の調光方法において、前記調整データは、前記現在輝度データの上位ビットを取り出してそれに所定の加算値を加算することにより生成することを特徴とする。
【００１１】
請求項４にかかる発明は、請求項１に記載の調光方法において、前記調整データは、前記現在輝度データの値に比例した値としてテーブルに格納され、前記現在輝度データの値に応じて読み出されるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５にかかる発明の調光回路は、現在輝度データに調整データを加算又は減算して新たな現在輝度データを生成し、該生成を該新たな現在輝度データが目標輝度データになるまで繰り返す調光回路であって、前記調整データを前記現在輝度データの値に比例した値として、前記現在輝度データが新たな現在輝度データになる毎に生成又は用意する第１の手段と、前記目標輝度データから前記新たな現在輝度データを差し引いた差分データが正のときは、前記現在輝度データに前記調整データを加算し、前記差分データが負のときは、前記現在輝度データから前記調整データを減算し、これを繰り返す第２の手段と、
を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項６にかかる発明は、請求項５に記載の調光回路において、前記第１の手段は、前記調整データの最低値としての加算値のデータを前記現在輝度データの上位ビットの値に応じた量だけＭＳＢ方向にシフトすることにより前記調整データを生成することを特徴とする。
【００１４】
請求項７にかかる発明は、請求項５に記載の調光回路において、前記第１の手段は、前記現在輝度データの上位ビットを取り出してそれに所定の加算値を加算することにより前記調整データを生成することを特徴とする。
【００１５】
請求項８にかかる発明は、請求項５に記載の調光回路において、前記第１の手段は、前記現在輝度データの値に比例した値としてテーブルに格納された前記調整データを、前記現在輝度データの値に応じてを読み出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、調整データを現在輝度データの値に比例した値として現在輝度データ毎に生成又は用意するので、暗い場面では細かく、明るい場面では粗く調光することができ、人間の目の感度に応じた明るさの変化を実現できる。また、この調整データは、調整データの最低値としての加算値のデータを現在輝度データの上位ビットの値に応じた量だけＭＳＢ方向にシフトしたり、現在輝度データの上位ビットを取り出してそれに所定の加算値を加算することにより生成したり、テーブルに格納して現在輝度データの値に応じて読み出されるようにすることで、簡単な回路構成により得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施例の調光回路の回路図である。
【図２】第１の実施例の調光回路のデータＤ４とＤ５の関係を示す説明図である。
【図３】第１の実施例の動作のタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２の実施例の調光回路の回路図である。
【図５】第２の実施例の動作のタイミングチャートである。
【図６】本発明の第３の実施例の調光回路の回路図である。
【図７】従来の調光回路の回路図である。
【図８】図７の調光回路の調光特性図である。
【図９】別の従来の調光回路の回路図である。
【図１０】図９のＲＯＭテーブルの変換特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１の実施例＞
図１に本発明の第１の実施例の調光回路を示す。図１において、１は現在輝度データＤ１を記憶するレジスタ、２は入力データＤ０を記憶して目標輝度データＤ２として出力するレジスタ、３は目標輝度データＤ２から現在輝度データＤ１よりも１クロック後の新たな現在輝度データＤ７を差し引いた差分データＤ３（＝Ｄ２−Ｄ７）を演算する比較器、４は現在輝度データＤ１が８ビットのときはこれをＬＳＢ方向に４ビットシフトしたデータＤ４（すなわち現在輝度データＤ１の上位４ビットデータ）に応じたビット分だけ加算値をシフトするバレルシフタ、５はバレルシフタ４で生成される重み付けデータＤ５を比較器３の差分データＤ３の極性に応じて処理して調整データＤ６を生成する補数器、６は補数器５で生成された調整データＤ６を現在輝度データＤ１に加算して新たな現在輝度データＤ７を出力する加算器、７は差分データＤ３に応じて新たな現在輝度データＤ７と目標輝度データＤ２を切り替えるセレクタである。なお、請求項に記載の第１の手段はバレルシフタ４と補数器５で構成される。また、第２の手段は比較器３で構成される。
【００１９】
バレルシフタ４に入力する加算値は１である。データＤ４は、現在輝度データＤ１をＬＳＢ方向に４ビットだけシフトしたデータであり、例えば、Ｄ１＝１０ｈ（＝０００１００００ｂ）であれば、データＤ４は０００１ｂである。また、比較器３は、Ｄ２＞Ｄ７のとき０１ｂ（＋）、Ｄ２＝Ｄ７のとき００ｂ（ゼロ）、Ｄ２＜Ｄ７のとき１０ｂ（−）のデータＤ３を出力する。「ｈ」は１６進数を、「ｂ」は２進数を示す。
【００２０】
バレルシフタ４は、データＤ４の値に応じて加算値１をＭＳＢ方向にシフトした重み付けデータＤ５を出力する。本例では、Ｄ４＝００００ｂのとき、シフト無しでそのままＤ５＝００００１ｂを出力する。Ｄ４＝０００１ｂのとき、加算値を１ビットシフトしたＤ５（＝０００１０ｂ）を出力する。Ｄ４＝００１Ｘｂのとき、加算値を２ビットシフトしたＤ５（＝００１００ｂ）を出力する。Ｄ４＝０１ＸＸｂのとき、加算値を３ビットシフトしたＤ５（＝０１０００ｂ）を出力する。Ｄ４＝１ＸＸＸｂのとき、加算値を４ビットシフトしたＤ５（＝１００００ｂ）を出力する。Ｘ＝１又は０である。図２にデータＤ４とＤ５の関係を示した。
【００２１】
補数器５は、差分データＤ３＝０１ｂ（＋）又は００ｂ（ゼロ）のときは重み付けデータＤ５をそのまま調整データＤ６として出力し、差分データＤ３＝１０ｂ（−）のときは補数演算して重み付けデータＤ５の極性を反転して調整データＤ６として出力する。
【００２２】
新たな現在輝度データＤ７は「Ｄ１＋Ｄ６」の結果であり、次のクロックでレジスタ１に取り込まれ、次の現在輝度データＤ１となる。これを、比較器３で得られる差分データＤ３が００ｂ又は符号が反転するまで繰り返す。符号が反転しオーバーフローした場合は、調整データＤ６を加算器６に取り込まず、セレクタ７を切り替え、目標輝度データＤ２をレジスタ１に格納し現在輝度データＤ１とすることで、当該の目標輝度データＤ２に対する調光が完了する。
【００２３】
図３に以上の場合の動作のタイムチャートを示した。なお、この図３では、データＤ３は２ビットで示し、他のデータＤ０（＝Ｄ２），Ｄ１，Ｄ４，Ｄ６，Ｄ７は８ビットで示した。本実施例の調光回路はすべて基準クロックＣＬＫに同期して動作する。いま、現在輝度データＤ１＝００ｈ、目標輝度データＤ２（＝Ｄ０）＝３６ｈであるとする。時刻ｔ０〜ｔ１直前までの間は、Ｄ３＝０１ｂ、Ｄ４＝００ｈ、Ｄ６＝０１ｈであるので、現在輝度データＤ１の値は１クロック毎に１づつ増大して行く。時刻ｔ１〜ｔ２直前までの間は、Ｄ３＝０１ｂで同じあるが、Ｄ４＝０１ｈ、Ｄ６＝０２ｈに変わるので、現在輝度データＤ１は１クロック毎に２づつ増大して行く。時刻ｔ２〜ｔ３直前までの間は、Ｄ３＝０１ｂで同じであるが、Ｄ４＝０２ｈ、Ｄ６＝０４ｈに変わるので、現在輝度データＤ１は４づつ増大して行く。時刻ｔ３において、Ｄ７＞Ｄ２となるので、オーバーフローとなり、比較器３の差分データがＤ３＝１０ｂと極性反転するので、セレクタ７が目標輝度データＤ２＝３６ｈを取り込み、時刻ｔ４でＤ１＝Ｄ２となる。
【００２４】
以上のように、本実施例では、現在輝度データＤ１の値が小さい領域（暗い場面）ではレベル変化ステップの小さな調光（微細な分解能調光）が行われ、現在輝度データＤ１の値が大きくなる（明るい場面）ほどはレベル変化ステップが２倍、４倍、８倍、・・・と大きな変化の調光（粗い分解能調光）が行われる。よって、暗い場面での粗さが目立つことを防止でき、人間の目の感度に応じた明るさの変化を実現できる。
【００２５】
なお、以上では調光開始時がＤ７＜Ｄ２の場合、つまり現在輝度データＤ１を増大させる場合について説明したが、Ｄ２＜Ｄ７の場合、つまり現在輝度データＤ１を減少させる場合も全く同様に調光が行われる。
【００２６】
＜第２の実施例＞
図４に本発明の第２の実施例の調光回路を示す。８はレジスタ１から出力する現在輝度データＤ１をＬＳＢ方向に４ビットだけシフトしたデータＤ４に固定の加算値を加算して重み付けデータＤ５を生成する加算器である。他は図１と同じである。なお、請求項に記載の第１の手段は加算器８と補数器５で構成される。
【００２７】
図５に本実施例の動作のタイムチャートを示した。ここでも、第１の実施例と同様に、加算値は１、現在輝度データＤ１＝００ｈ、目標輝度データＤ２＝３６ｈである。時刻ｔ０〜ｔ１直前までの間は、Ｄ３＝０１ｂ、Ｄ４＝００ｈ、Ｄ６＝０１ｈであるので、Ｄ１は１づつ増大して行く。時刻ｔ１〜ｔ２直前までの間は、Ｄ３＝０１ｂで同じあるが、Ｄ４＝０１ｈ、Ｄ６＝０２ｈに変わるので、Ｄ１は２づつ増大して行く。時刻ｔ２〜ｔ３直前までの間は、Ｄ３＝０１ｂで同じあるが、Ｄ４＝０２ｈ、Ｄ６＝０３ｈに変わるので、Ｄ１は３づつ増大して行く。そして、時刻ｔ３において、Ｄ４＝０３ｈ、Ｄ６＝０４ｈになり、Ｄ２＝Ｄ７となって、次の時刻ｔ４でＤ３＝００ｂとなり、セレクタ７が目標輝度データＤ２を取り込み、Ｄ１＝Ｄ２となる。
【００２８】
このように、本実施例でも、現在輝度データＤ１の値が小さい領域（暗い場面）ではレベル変化ステップの小さな調光（微細な分解能調光）が行われ、現在輝度データＤ１の値が大きくなる（明るい場面）ほどはレベル変化ステップが２倍、３倍、４倍、・・・と大きな変化の調光（粗い分解能調光）が行われる。よって、暗い場面での粗さが目立つことを防止でき、人間の目の感度に応じた明るさの変化を実現できる。
【００２９】
なお、以上では調光開始時がＤ７＜Ｄ２の場合、つまり現在輝度データＤ１を増大させる場合について説明したが、Ｄ２＜Ｄ７の場合、つまり現在輝度データＤ１を減少させる場合も全く同様に調光が行われる。
【００３０】
＜第３の実施例＞
図６に本発明の第３の実施例の調光回路を示す。９はＲＯＭテーブルであり、現在輝度データＤ１をＬＳＢ方向に４ビットだけシフトしたデータＤ４をアドレスとして、重み付けデータＤ５を出力する。他は図１と同じである。ＲＯＭテーブル９の内容は、図２に示したものと同じである。よって、この場合は、第１の実施例と同様な動作となる。なお、請求項に記載の第１の手段はＲＯＭテーブル９と補数器５で構成される。
【符号の説明】
【００３１】
Ｄ０：入力データ、Ｄ１：現在輝度データ、Ｄ２：目標輝度データ、Ｄ３：差分データ、Ｄ４現在輝度データＤ１を４ビットＬＳＭ方向にシフトしたデータ、Ｄ５：重み付けデータ、Ｄ６：調整データ、Ｄ７：新たな現在輝度データ
１，２：レジスタ、３：比較器、４：バレルシフタ、５：補数器、６：加算器、７：セレクタ、８：加算器、９，１０：ＲＯＭテーブル。
【図１】
0005583431.tif 000002
【図２】
0005583431.tif 000003
【図３】
0005583431.tif 000004
【図４】
0005583431.tif 000005
【図５】
0005583431.tif 000006
【図６】
0005583431.tif 000007
【図７】
0005583431.tif 000008
【図８】
0005583431.tif 000009
【図９】
0005583431.tif 000010
【図１０】
0005583431.tif 000011