(57)【要約】【課題】ＬＥＤ制御装置及びＬＥＤ制御方法において、時間に対して輝度が複雑な変化をする場合でも代表点をプロットして補間曲線で結ぶことによってＬＥＤの輝度の複雑な変化を実現すること。【解決手段】コンピュータシステムを用い、ディスプレイ上に時間ｔを横軸に輝度ｙを縦軸にとって、マウス・スキャナー等の入力装置を用いて希望曲線１を描画し、代表点２をマウスでクリックして行くことによって、全ての代表点２がプロットされる。次に、これらの代表点２を補間曲線としての３次スプライン曲線３で結ぶとともに各補間曲線の係数ａｉｊを算出して輝度データとしてＬＥＤ制御装置のマイクロコンピュータのメモリに格納して、電流制御装置がメモリからＣＰＵに読み出された係数ａｉｊにしたがって、ＬＥＤに供給する電流値をコントロールする。これによって、希望通りのＬＥＤ点灯制御ができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
希望する発光ダイオードの輝度変化を希望曲線として、該希望曲線を形成するように代表的な複数の点（代表点）を時間（ｔ）−輝度（ｙ）平面上にプロットし、プロットされた前記代表点の間をそれぞれ結ぶ補間曲線の係数を算出する係数算出手段から求められた係数データと、
該係数データに基づいて前記発光ダイオードの輝度を制御する輝度制御手段とを具備することを特徴とする発光ダイオード制御装置。
【請求項２】
希望する発光ダイオードの輝度変化を希望曲線とし、該希望曲線を形成するように代表的な複数の点（代表点）をコンピュータのディスプレイ上にプロットする工程と、
前記代表点の間を結ぶ補間曲線を前記コンピュータに計算させる工程と、
前記補間曲線の前記代表点の間ごとの係数を前記コンピュータに算出させる工程と、
算出された前記係数を前記発光ダイオードの輝度を制御する装置のマイクロコンピュータに記憶させる工程と、
記憶された前記係数に基づいて前記発光ダイオードの輝度を制御する工程とを具備する発光ダイオード制御方法。
【請求項３】
コンピュータのディスプレイ上に希望する発光ダイオードの輝度変化を希望曲線として描画する工程と、
前記希望曲線上の代表的な複数の点（代表点）を前記ディスプレイ上にプロットする工程と、
前記代表点の間を結ぶ補間曲線を前記コンピュータに計算させる工程と、
前記補間曲線の前記代表点の間ごとの係数を前記コンピュータに算出させる工程と、
算出された前記係数を前記発光ダイオードの輝度を制御する装置のマイクロコンピュータに記憶させる工程と、
記憶された前記係数に基づいて前記発光ダイオードの輝度を制御する工程とを具備する発光ダイオード制御方法。
【請求項４】
前記補間曲線は３次スプライン曲線であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード制御装置または請求項２または請求項３に記載の発光ダイオード制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」ともいう。）の輝度を複雑に変化させることができる発光ダイオード制御装置及び発光ダイオード制御方法に関するものである。なお、本明細書においては「曲線」を広義に解釈して「直線」をも含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平６−３１４１０４号公報
ＬＥＤは応答速度が速いため、白熱電球よりも複雑に輝度を変化させて多彩な照明を行うことが可能であるにも関わらず、従来行われている照明方法は▲１▼オン／オフ点灯、▲２▼オン／オフ及びその中間輝度で点灯、▲３▼単純なフェードイン・フェードアウト点灯（輝度を徐々に変化させる演出照明方法で、一般的にはＰＷＭ（パルス幅変調）で制御する。）といった単純な点灯制御のみであった。
【０００３】
その理由は、より複雑なＬＥＤ点灯制御を行おうとすると、データ作成が困難となるためである。一方、特許文献１に開示されているように、ファジィ制御を行うための非線形制御装置においては、データを平滑化するためにスプライン関数を用いているが、ＬＥＤ点灯制御においてはそのような技術的思想は採用されず、極めて原始的な制御が行われていた。その具体例として、図３及び図４を参照して説明する。図３は輝度を時間の関数として表した場合を示す図である。図４は時間に対する輝度の値を一点ごとにプロットした場合を示す図である。
【０００４】
図３に示されるように、この場合の輝度と時間の関係は、ｙ＝ｔａｎ  ｈ（ｔ３）    という関数で表されるので、このような場合は輝度ｙを時間ｔの関数として表し、ＬＥＤ制御装置に計算させてＬＥＤの輝度を制御すれば良い。また、図４に示されるように、時間に対する輝度の値を一点々々記憶装置に記録して、点灯時に読み出して使用することによってＬＥＤの輝度を制御することもできる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示される場合のようにたまたま関数として表現できる場合は良いが、時間に対して輝度が複雑な変化をする場合は関数として表現するのは、実際には殆どの場合が不可能である。また、図４に示される場合のように、時間に対する輝度の値を一点々々記憶装置に記録する方式では、輝度の値を読み出すのに手間がかかる上に記憶装置の容量も膨大なものとなって実用的でない。
【０００６】
そこで、本発明は、時間に対して輝度が複雑な変化をする場合でも代表点をプロットして補間曲線で結ぶことによってＬＥＤの輝度の複雑な変化を実現することができるＬＥＤ制御装置及びＬＥＤ制御方法の提供を課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にかかるＬＥＤ制御装置は、希望する発光ダイオードの輝度変化を希望曲線として、該希望曲線を形成するように代表的な複数の点（代表点）を時間（ｔ）−輝度（ｙ）平面上にプロットし、プロットされた前記代表点の間をそれぞれ結ぶ補間曲線の係数を算出する係数算出手段から求められた係数データと、該係数データに基づいて前記発光ダイオードの輝度を制御する輝度制御手段とを具備するものである。
【０００８】
ここで、補間曲線とは複数の座標点を関数式化する手段を用いて得られる曲線であり、具体例としてはスプライン関数によるスプライン近似から得られるスプライン曲線やベジェ近似から得られるベジェ曲線等がある。
【０００９】
本発明にかかるＬＥＤ制御装置においては、係数算出手段によって、ＬＥＤの希望する輝度変化が希望曲線として、希望曲線を形成するように代表的な複数の点（代表点）が時間（ｔ）−輝度（ｙ）平面上にプロットされる。次に、補間曲線算出手段によって、代表点の間がそれぞれ補間曲線で結ばれるとともに各補間曲線の係数が算出される。こうして、係数算出手段によって算出された前記各補間曲線の係数に基づいて、輝度制御手段によってＬＥＤの輝度が制御される。これによって、どんな複雑な輝度変化であっても補間曲線の係数を読み出すことによって実現することができる。
【００１０】
このようにして、時間に対して輝度が複雑な変化をする場合でも代表点をプロットして補間曲線で結ぶことによってＬＥＤの輝度の複雑な変化を実現することができるＬＥＤ制御装置となる。
【００１１】
請求項２の発明にかかるＬＥＤ制御方法は、希望する発光ダイオードの輝度変化を希望曲線とし、該希望曲線を形成するように代表的な複数の点（代表点）をコンピュータのディスプレイ上にプロットする工程と、前記代表点の間を結ぶ補間曲線を前記コンピュータに計算させる工程と、前記補間曲線の前記代表点の間ごとの係数を前記コンピュータに算出させる工程と、算出された前記係数を前記発光ダイオードの輝度を制御する装置のマイクロコンピュータに記憶させる工程と、記憶された前記係数に基づいて前記発光ダイオードの輝度を制御する工程とを具備するものである。
【００１２】
本発明にかかるＬＥＤ制御方法においては、パーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムを用いて、まず操作者はＬＥＤの希望する輝度変化をコンピュータのディスプレイ上にマウス・スキャナー等の入力装置を用いて希望曲線として、この希望曲線を形成するように代表点を選んでプロットして行く。続いて、これら代表点の間を結ぶ補間曲線をコンピュータに計算させ、代表点の間ごとの補間曲線の係数をコンピュータに算出させる。こうして算出された係数を、ＬＥＤの輝度を制御する装置のマイクロコンピュータに記憶させ、記憶された係数に基づいて前記装置によってＬＥＤの輝度を制御させる。これによって、どんな複雑な輝度変化であっても補間曲線の係数を読み出すことによって実現することができる。
【００１３】
このようにして、時間に対して輝度が複雑な変化をする場合でも代表点をプロットして補間曲線で結ぶことによってＬＥＤの輝度の複雑な変化を実現することができるＬＥＤ制御方法となる。
【００１４】
請求項３の発明にかかるＬＥＤ制御方法は、コンピュータのディスプレイ上に希望する発光ダイオードの輝度変化を希望曲線として描画する工程と、前記希望曲線上の代表的な複数の点（代表点）を前記ディスプレイ上にプロットする工程と、前記代表点の間を結ぶ補間曲線を前記コンピュータに計算させる工程と、前記補間曲線の前記代表点の間ごとの係数を前記コンピュータに算出させる工程と、算出された前記係数を前記発光ダイオードの輝度を制御する装置のマイクロコンピュータに記憶させる工程と、記憶された前記係数に基づいて前記発光ダイオードの輝度を制御する工程とを具備するものである。
【００１５】
本発明にかかるＬＥＤ制御方法においては、パーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムを用いて、まず操作者はＬＥＤの希望する輝度変化をコンピュータのディスプレイ上にマウス・スキャナー等の入力装置を用いて希望曲線として描画し、さらに希望曲線上の代表点を選んでプロットして行く。続いて、これら代表点の間を結ぶ補間曲線をコンピュータに計算させ、代表点の間ごとの補間曲線の係数をコンピュータに算出させる。こうして算出された係数を、ＬＥＤの輝度を制御する装置のマイクロコンピュータに記憶させ、記憶された係数に基づいて前記装置によってＬＥＤの輝度を制御させる。これによって、どんな複雑な輝度変化であっても補間曲線の係数を読み出すことによって実現することができる。
【００１６】
このようにして、時間に対して輝度が複雑な変化をする場合でも代表点をプロットして補間曲線で結ぶことによってＬＥＤの輝度の複雑な変化を実現することができるＬＥＤ制御方法となる。
【００１７】
請求項４にかかるＬＥＤ制御装置またはＬＥＤ制御方法は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つの構成において、前記補間曲線は３次スプライン曲線であるものである。
【００１８】
スプライン曲線とはスプライン関数によるスプライン近似によって生成される補間曲線であり、スプライン関数とは、区分的に多項式で表され、代表点即ち各区間の接続点（スプライン関数においては節点と呼ぶ）では連続条件を満たす関数である。したがって、代表点がどのように複雑にプロットされていても、滑らかな曲線で補間することができ、ＬＥＤの輝度を制御するためにはより高次のスプライン曲線は必要なく、３次スプライン曲線で十分である。３次スプライン曲線であれば係数の数も少なくて済み、輝度制御手段あるいはＬＥＤの輝度を制御する装置による制御も迅速に行うことができる。
【００１９】
このようにして、時間に対して輝度が複雑な変化をする場合でも、代表点をプロットして３次スプライン曲線で結ぶことによって、ＬＥＤの輝度の複雑な変化を実現することができるＬＥＤ制御方法となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
実施の形態１
まず、本発明にかかるＬＥＤ制御装置の実施の形態１について図１を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態１にかかる希望するＬＥＤの輝度変化を表す希望曲線を希望曲線描画手段としてのディスプレイに描画した状態を示す図、（ｂ）は希望曲線上の代表点をプロットした状態を示す図、（ｃ）は代表点を補間曲線としての３次スプライン曲線で結んだ状態を示す図、（ｄ）は３次スプライン曲線の各係数を示す図である。
【００２２】
図１（ａ）に示されるように、本実施の形態１のＬＥＤ制御装置においては、係数算出装置としてコンピュータシステムを用い、したがって希望曲線描画手段としてもコンピュータシステムを用い、ディスプレイ上に時間ｔを横軸に輝度ｙを縦軸にとって、マウス・スキャナー等の入力装置を用いて希望曲線１を描画している。即ち、マウスをクリックしながらマウスパッド上で動かすことによってディスプレイ上に希望曲線１を直接描画するか、適当な大きさの紙に鉛筆・ボールペン等の筆記具で希望する輝度変化を曲線として描き、これをスキャナーで読み取ってディスプレイ上に希望曲線１を表示する等の方法を用いている。
【００２３】
続いて、図１（ｂ）に示されるように、本実施の形態１のＬＥＤ制御装置においては、代表点プロット手段としてもコンピュータシステムを用い、ディスプレイ上に表示された希望曲線１の代表点２をマウスでクリックして行くことによって、全ての代表点２がプロットされる。また、図１（ａ）の操作を省略して、直接代表点２をプロットしても構わない。次に、これらの代表点２を補間曲線で結ぶとともに各補間曲線の係数を算出することになるが、本実施の形態１のＬＥＤ制御装置においては、図１（ｃ）に示されるように、補間曲線算出手段としてもコンピュータシステムを用いている。そして、補間曲線としては３次スプライン曲線３を用いて、コンピュータに全ての代表点２を結ぶ３次スプライン曲線３の３次スプライン関数を計算させる。
【００２４】
その一部を示したのが図１（ｄ）であり、各代表点２を結ぶ３次スプライン曲線３の３次スプライン関数としては、次式（１）のようになる。
【００２５】
ｙ＝ａ０３ｔ３＋ａ０２ｔ２＋ａ０１ｔ＋ａ００
ｙ＝ａ１３ｔ３＋ａ１２ｔ２＋ａ１１ｔ＋ａ１０
ｙ＝ａ２３ｔ３＋ａ２２ｔ２＋ａ２１ｔ＋ａ２０
ｙ＝ａ３３ｔ３＋……                        ……（１）
【００２６】
このように、代表点２の数だけの３次スプライン関数がコンピュータによって計算される。そして、これらの３次スプライン関数の全ての係数ａｉｊが、輝度データとしてＬＥＤ制御装置のマイクロコンピュータのメモリに格納される。そして、ＬＥＤ制御装置の電流制御装置がマイクロコンピュータのメモリからＣＰＵ（中央処理装置）に読み出された係数ａｉｊにしたがって、ＬＥＤに供給する電流値をコントロールする。これによって、ＬＥＤの輝度が図１（ａ）に示される希望曲線１に沿って制御され、希望通りのＬＥＤ点灯制御ができる。
【００２７】
上記実施の形態１においては３次式の係数ａｉｊを用いたが、数学的に等価であればａｉｊ以外の係数でも良い。
【００２８】
このようにして、本実施の形態１にかかるＬＥＤ制御装置及びＬＥＤ制御方法においては、時間に対して輝度が複雑な変化をする場合でも代表点をプロットして補間曲線で結ぶことによって輝度変化の曲線を表現することができ、ＬＥＤの輝度の複雑な制御が可能となるため、応答速度の速いＬＥＤの特長を活かした多彩な照明表現を実現することができる。
【００２９】
実施の形態２
次に、本発明にかかるＬＥＤ制御装置及びＬＥＤ制御方法の実施の形態２について、図２を参照して説明する。図２は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤ制御装置及びＬＥＤ制御方法における代表点を補間曲線としての３次スプライン曲線で結んだ状態を示す図である。
【００３０】
図２に示されるように、本実施の形態２においては実施の形態１における輝度変化よりもずっと複雑な輝度変化が代表点２としてプロットされている。それでも、補間曲線として３次スプライン曲線３を用いることによって、図示の如く極めて滑らかに全ての代表点２を結ぶ補間曲線を得ることができる。後は、実施の形態１と同様に、３次スプライン曲線３にかかる３次スプライン関数の係数ａｉｊ（式（１）に示したように、各区間ごとに係数ａｉｊは４個ずつある。）を輝度データとしてＬＥＤ制御装置のマイクロコンピュータのメモリに格納して、ＬＥＤ制御装置の電流制御装置がマイクロコンピュータのメモリからＣＰＵに読み出された係数ａｉｊにしたがって、ＬＥＤをＰＷＭにて制御する。これによって、ＬＥＤの輝度が希望曲線に沿って制御され、希望通りのＬＥＤ点灯制御ができる。
【００３１】
このようにして、本実施の形態２にかかるＬＥＤ制御装置及びＬＥＤ制御方法においては、時間に対して輝度が複雑な変化をする場合でも代表点をプロットして補間曲線で結ぶことによってＬＥＤの輝度の複雑な変化を実現することができる。
【００３２】
上記各実施の形態においては、補間曲線として３次スプライン曲線を用いた例について説明したが、補間曲線としてはこの他にもより高次のスプライン曲線やベジェ曲線等を始めとして様々な近似関数に基づく曲線を用いることができる。
【００３３】
また、上記各実施の形態においては、ＬＥＤの輝度を変化させる方法としてＰＷＭ（パルス幅変調）によっているが、他にも供給電流を変化させて輝度を変化させても構わない。
【００３４】
本発明を実施する場合には、ＬＥＤ制御装置のその他の部分の構成、形状、数量、材質、大きさ、接続関係等についても、またＬＥＤ制御方法のその他の工程についても、上記各実施の形態に限定されるものではない。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明にかかるＬＥＤ制御装置は、希望する発光ダイオードの輝度変化を希望曲線として、該希望曲線を形成するように代表的な複数の点（代表点）を時間（ｔ）−輝度（ｙ）平面上にプロットし、プロットされた前記代表点の間をそれぞれ結ぶ補間曲線の係数を算出する係数算出手段から求められた係数データと、該係数データに基づいて前記発光ダイオードの輝度を制御する輝度制御手段とを具備するものである。
【００３６】
本発明にかかるＬＥＤ制御装置においては、係数算出手段によって、ＬＥＤの希望する輝度変化が希望曲線として、希望曲線を形成するように代表的な複数の点（代表点）が時間（ｔ）−輝度（ｙ）平面上にプロットされる。次に、補間曲線算出手段によって、代表点の間がそれぞれ補間曲線で結ばれるとともに各補間曲線の係数が算出される。こうして、係数算出手段によって算出された前記各補間曲線の係数に基づいて、輝度制御手段によってＬＥＤの輝度が制御される。これによって、どんな複雑な輝度変化であっても補間曲線の係数を読み出すことによって実現することができる。
【００３７】
このようにして、時間に対して輝度が複雑な変化をする場合でも代表点をプロットして補間曲線で結ぶことによってＬＥＤの輝度の複雑な変化を実現することができるＬＥＤ制御装置となる。
【００３８】
請求項２の発明にかかるＬＥＤ制御方法は、希望する発光ダイオードの輝度変化を希望曲線とし、該希望曲線を形成するように代表的な複数の点（代表点）をコンピュータのディスプレイ上にプロットする工程と、前記代表点の間を結ぶ補間曲線を前記コンピュータに計算させる工程と、前記補間曲線の前記代表点の間ごとの係数を前記コンピュータに算出させる工程と、算出された前記係数を前記発光ダイオードの輝度を制御する装置のマイクロコンピュータに記憶させる工程と、記憶された前記係数に基づいて前記発光ダイオードの輝度を制御する工程とを具備するものである。
【００３９】
本発明にかかるＬＥＤ制御方法においては、パーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムを用いて、まず操作者はＬＥＤの希望する輝度変化をコンピュータのディスプレイ上にマウス・スキャナー等の入力装置を用いて希望曲線として、この希望曲線を形成するように代表点を選んでプロットして行く。続いて、これら代表点の間を結ぶ補間曲線をコンピュータに計算させ、代表点の間ごとの補間曲線の係数をコンピュータに算出させる。こうして算出された係数を、ＬＥＤの輝度を制御する装置のマイクロコンピュータに記憶させ、記憶された係数に基づいて前記装置によってＬＥＤの輝度を制御させる。これによって、どんな複雑な輝度変化であっても補間曲線の係数を読み出すことによって実現することができる。
【００４０】
このようにして、時間に対して輝度が複雑な変化をする場合でも代表点をプロットして補間曲線で結ぶことによってＬＥＤの輝度の複雑な変化を実現することができるＬＥＤ制御方法となる。
【００４１】
請求項３の発明にかかるＬＥＤ制御方法は、コンピュータのディスプレイ上に希望する発光ダイオードの輝度変化を希望曲線として描画する工程と、前記希望曲線上の代表的な複数の点（代表点）を前記ディスプレイ上にプロットする工程と、前記代表点の間を結ぶ補間曲線を前記コンピュータに計算させる工程と、前記補間曲線の前記代表点の間ごとの係数を前記コンピュータに算出させる工程と、算出された前記係数を前記発光ダイオードの輝度を制御する装置のマイクロコンピュータに記憶させる工程と、記憶された前記係数に基づいて前記発光ダイオードの輝度を制御する工程とを具備するものである。
【００４２】
本発明にかかるＬＥＤ制御方法においては、パーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムを用いて、まず操作者はＬＥＤの希望する輝度変化をコンピュータのディスプレイ上にマウス・スキャナー等の入力装置を用いて希望曲線として描画し、さらに希望曲線上の代表点を選んでプロットして行く。続いて、これら代表点の間を結ぶ補間曲線をコンピュータに計算させ、代表点の間ごとの補間曲線の係数をコンピュータに算出させる。こうして算出された係数を、ＬＥＤの輝度を制御する装置のマイクロコンピュータに記憶させ、記憶された係数に基づいて前記装置によってＬＥＤの輝度を制御させる。これによって、どんな複雑な輝度変化であっても補間曲線の係数を読み出すことによって実現することができる。
【００４３】
このようにして、時間に対して輝度が複雑な変化をする場合でも代表点をプロットして補間曲線で結ぶことによってＬＥＤの輝度の複雑な変化を実現することができるＬＥＤ制御方法となる。
【００４４】
請求項４にかかるＬＥＤ制御装置またはＬＥＤ制御方法は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つの構成において、前記補間曲線は３次スプライン曲線であるものである。
【００４５】
スプライン曲線とはスプライン関数によるスプライン近似によって生成される補間曲線であり、スプライン関数とは、区分的に多項式で表され、代表点即ち各区間の接続点（スプライン関数においては節点と呼ぶ）では連続条件を満たす関数である。したがって、代表点がどのように複雑にプロットされていても、滑らかな曲線で補間することができ、ＬＥＤの輝度を制御するためにはより高次のスプライン曲線は必要なく、３次スプライン曲線で十分である。３次スプライン曲線であれば係数の数も少なくて済み、輝度制御手段あるいはＬＥＤの輝度を制御する装置による制御も迅速に行うことができる。
【００４６】
このようにして、時間に対して輝度が複雑な変化をする場合でも、代表点をプロットして３次スプライン曲線で結ぶことによって、ＬＥＤの輝度の複雑な変化を実現することができるＬＥＤ制御方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施の形態１にかかる希望するＬＥＤの輝度変化を表す希望曲線を希望曲線描画手段としてのディスプレイに描画した状態を示す図、（ｂ）は希望曲線上の代表点をプロットした状態を示す図、（ｃ）は代表点を補間曲線としての３次スプライン曲線で結んだ状態を示す図、（ｄ）は３次スプライン曲線の各係数を示す図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤ制御装置及びＬＥＤ制御方法における代表点を補間曲線としての３次スプライン曲線で結んだ状態を示す図である。
【図３】図３は輝度を時間の関数として表した場合を示す図である。
【図４】図４は時間に対する輝度の値を一点ごとにプロットした場合を示す図である。
【符号の説明】
１  希望曲線
２  代表点
３  ３次スプライン曲線
【図１】
2004259784.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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