JP2004273522A

JP2004273522A - Light emitting diode controlling device and method therefor

Info

Publication number: JP2004273522A
Application number: JP2003058375A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Tanabe; 哲夫田部
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2004-09-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To correct an LED optimally on luminance in an LED control device and a method therefor so as to solve the problems caused by the fact that an external stimulus deviates from a volume of sense perceived by a human being's brain due to the nonlinearity of a human being's vision or optical illusion, and to realize a desired lighting presentation. <P>SOLUTION: A direct proportional straight light 1 is inputted as the human being's sight of a desired luminous intensity change through the light data incorporating device of the LED control device. When the direct proportional straight line 1 is corrected on the volume of external stimulus and the volume of sense perceived by a human being's brain by the use of a Stevens law, a curve 2 conforming to formula, y=t<SP>1/0.33</SP>, can be obtained. When the LED is varied in luminous intensity by a PWM power supply device conforming to the curve 2, a luminous intensity change is perceived by a human being's vision conforming to a direct proportional straight line 3 or the direct proportional straight line 1, and a desired lighting presentation by the LED is realized. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【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。）の輝度を変化させる場合に、人間の目における刺激と感覚のずれや急激な変化による目の錯覚を補正することによって所望の輝度変化の見え方にす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。
【０００２】
なお、本明細書中においては、「曲線」を広義に解釈して「直線」をも含むものとする。
【０００３】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００２−１５９０１７号公報
視覚を始めとする人間の五感においては、外部から入る刺激量と人間の脳で知覚される感覚量とが正比例の関係にないため、刺激量の変化曲線と感覚量の変化曲線が一致しないという現象が起こる。例えば、ＬＥＤを最大輝度の１／２の明るさにする目的で、ＰＷＭ（パルス幅変調）幅を１／２にし或いは供給電流を１／２にすることによって発光輝度を１／２にしても、人間の目には１／２の明るさに見えない。従来ＬＥＤを用いて行われていた照明方法はオン／オフ点灯、単純なフェードイン・フェードアウト点灯といった単純な点灯制御のみであったため、かかる人間の視覚の非直線性を考慮する必要がなく済んでいた。
【０００４】
しかし、応答速度の速いＬＥＤの特性を活かしてより複雑なＬＥＤ点灯制御を行おうとすると、この問題が顕在化してくる。その具体例として、図３乃至図５を参照して説明する。図３（ａ）はＬＥＤの輝度を時間に対して直線的に変化させた場合を示す図、（ｂ）はその場合の人間の目に見える見え方を示す曲線を示す図である。図４（ａ）はＬＥＤの輝度を時間に対して直線的に増加させた後、急に一定にした場合を示す図、（ｂ）はその場合の人間の目に見える見え方を示す曲線を示す図である。図５（ａ）はＬＥＤの輝度を時間に対して直線的に減少させた後、急に一定にした場合を示す図、（ｂ）はその場合の人間の目に見える見え方を示す曲線を示す図である。
【０００５】
図３に示されるように、ＬＥＤの輝度ｙを時間ｔに対して正比例させた直線６も、人間の目には曲線７のように見えてしまい、意図した照明演出ができない。また、このような人間の視覚の非直線性のみでなく、図４及び図５に示されるように、ＬＥＤの輝度ｙを時間ｔに対して直線的に増加させた後、急に一定にする変化８やＬＥＤの輝度ｙを時間ｔに対して直線的に減少させた後、急に一定にする変化１０に対しては、人間の目の錯覚によって曲線９及び曲線１１のようにオーバーシュートが起こっているように見えてしまい、ＬＥＤのちらつきに見えたり、不連続感が不快に感じられるという問題点があった。
【０００６】
このような問題に対して、上記特許文献１においては、特に環境の明るさが人間の視覚効果に与える影響に着目して、環境の明るさを測定してそれに応じてＲ，Ｇ，Ｂ３色の輝度を補正する技術を開示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術は人間の視覚効果に応じて輝度を補正するものではあるが、上述したような人間の視覚の非直線性や目の錯覚によって起こる諸問題を解決するものではない。
【０００８】
そこで、本発明は、人間の視覚の非直線性や目の錯覚によって起こる外部刺激と脳で知覚される感覚量のずれに起因する諸問題に対して、最適なＬＥＤの輝度の補正を行うことによって、ＬＥＤによる所望の照明演出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。
【０００９】
【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の見え方を入力し、入力された前記輝度変化の見え方に対して、刺激量と感覚量の補正を行った補正結果と、前記補正結果に基づいて前記発光ダイオードの輝度の経時変化を制御する輝度制御手段とを具備するものである。
【００１０】
本発明にかかるＬＥＤ制御装置においては、まずコンピュータシステムに希望するＬＥＤの輝度変化の見え方が入力される。続いて、入力された輝度変化の見え方に対して、刺激量と感覚量の補正が行われる。この補正は、様々な研究の結果経験的に得られたスティーブンスの法則やウェーバー・フェヒナーの法則等に基づいて行われる。したがって、補正結果はある一定の関数として得られる。そして、輝度制御手段によって、補正結果に基づいてＬＥＤの輝度の経時変化が制御される。これによって、どんな複雑な輝度変化であっても希望するＬＥＤの輝度変化の見え方を実現することができる。
【００１１】
このようにして、人間の視覚の非直線性によって起こる問題に対して、最適なＬＥＤの輝度の補正を行うことによって、ＬＥＤによる所望の照明演出を実現することができるＬＥＤ制御装置となる。
【００１２】
請求項２の発明にかかるＬＥＤ制御方法は、希望するＬＥＤの輝度変化の見え方に対して、刺激量と感覚量の補正を行い、その補正結果に基づいて前記ＬＥＤの輝度の経時変化を制御するものである。
【００１３】
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、まず操作者は希望するＬＥＤの輝度変化の見え方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曲線として入力し、この曲線に対して上述したスティーブンスの法則やウェーバー・フェヒナーの法則等に基づいて、目に入力される刺激量と脳で感知される感覚量の補正をコンピュータに行わせて、目に入力されるべき刺激量としてのＬＥＤの輝度変化の曲線を算出する。そして、得られた補正結果に基づいてＬＥＤ制御装置によってＬＥＤの輝度の経時変化を制御する。これによって、どんな複雑な輝度変化であっても希望するＬＥＤの輝度変化の見え方を実現することができる。
【００１４】
このようにして、人間の視覚の非直線性によって起こる問題に対して、最適なＬＥＤの輝度の補正を行うことによって、ＬＥＤによる所望の照明演出を実現することができるＬＥＤ制御方法となる。
【００１５】
請求項３にかかるＬＥＤ制御装置またはＬＥＤ制御方法は、請求項１または請求項２の構成において、前記補正をスティーブンスの法則またはウェーバー・フェヒナーの法則により行うものである。
【００１６】
ウェーバー・フェヒナーの法則は、刺激に対する反応（感覚量）は刺激の大きさの対数に比例する、という法則で次式（１）で表現される。
【００１７】
Ｉ＝Ｋ×ｌｏｇ（Ｓ／Ｓ_０） …… （１）
ここで、Ｉは感覚強度、Ｓは刺激強度、Ｓ_０は刺激閾値、Ｋは定数である。
【００１８】
これに対して、スティーブンスの法則はべき関数の関係式で、次式（２）または次式（３）で表される。
【００１９】
Ｉ＝ｋ×（Ｓ−Ｓ_０）^ｎ …… （２）
ｌｏｇＩ＝ｎ×ｌｏｇ（Ｓ−Ｓ_０）＋ｋ‘ …… （３）
ここで、ｎは刺激の種類によって値の変わる定数で、輝度の場合はｎ＝０．３３である。なお、ウェーバー・フェヒナーの法則は、ある範囲の強さにしか当てはまらないのに対して、スティーブンスの法則はより広範囲に成立する。
【００２０】
これらの法則にしたがって、希望するＬＥＤの輝度変化の見え方（感覚強度Ｉ）が得られるように刺激強度Ｓの値を補正することによって、より的確な補正を行うことができる。
【００２１】
このようにして、人間の視覚の非直線性によって起こる問題に対して、最適なＬＥＤの輝度の補正を行うことによって、ＬＥＤによる所望の照明演出を実現することができるＬＥＤ制御装置またはＬＥＤ制御方法となる。
【００２２】
請求項４にかかるＬＥＤ制御装置またはＬＥＤ制御方法は、ＬＥＤの輝度の変化の仕方が急激に変わる見え方をさせる場合に、急激に変わる見え方をさせる時点においては前記ＬＥＤの輝度を緩やかに変化させるものである。
【００２３】
この問題は、ＬＥＤの輝度の直線的な変化を突然止めた場合等に顕著に表れるものである。そこで、ＬＥＤの輝度の変化の仕方が急激に変わる見え方をさせる場合には、角張った輝度の変化をさせるのではなく、角のＲを取ったような穏かな変化をさせる。これによって、図４（ｂ），図５（ｂ）に示されるようなオーバーシュートが見えることもなくなり、ちらつきに見えたり不連続感が不快に感じられることも防止される。
【００２４】
このようにして、人間の目の錯覚によって起こる問題に対して、最適なＬＥＤの輝度の補正を行うことによって、ＬＥＤによる所望の照明演出を実現することができるＬＥＤ制御装置またはＬＥＤ制御方法となる。
【００２５】
【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。
【００２６】
実施の形態１
まず、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の輝度変化の見え方を表す正比例直線１を入力した状態を示す図、（ｂ）は補正結果に基づいて、輝度制御手段としてのＰＷＭ（パルス幅変調）電源装置によってＬＥＤの輝度を制御した結果を示す図、（ｃ）は（ｂ）の輝度変化が実際には人間の目にはどう見えるかを示す図である。
【００２７】
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、ＬＥＤ制御装置の点灯データ組み込み装置を用い、希望するＬＥＤの輝度変化の見え方として正比例直線１を入力している。次に、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、制御機器を用い、正比例直線１をスティーブンスの法則を用いて刺激量と感覚量の補正を行う。スティーブンスの法則は、前述の式（２）で表される。
【００２８】
Ｉ＝ｋ×（Ｓ−Ｓ_０）^ｎ …… （２）
ここで、刺激量Ｓ＝ｙ、刺激閾値Ｓ_０＝０、感覚量Ｉ＝ｔ、定数ｋ＝１とすると、次式（４），（５）のようになる。
【００２９】
ｔ＝ｙ^ｎ …… （４）
∴ ｙ＝ｔ^１／ｎ …… （５）
前述の如く、定数ｎは輝度についてはｎ＝０．３３であるから、式（６）が得られる。
【００３０】
ｙ＝ｔ^{１／０．３３} …… （６）
このようにして、図１（ｂ）に示される補正曲線２が得られ、この補正曲線２にしたがってＬＥＤの輝度の経時変化が輝度制御手段としてのＰＷＭ（パルス幅変調）電源装置によって制御される。すると、実際のＬＥＤの輝度の経時変化は図１（ｂ）に示される補正曲線２の通りであるが、人間の視覚には図１（ｃ）に示される正比例直線３のように見える。即ち、希望するＬＥＤの輝度変化の見え方である図１（ａ）に示される正比例直線１と同じに見える。
【００３１】
なお、ＬＥＤの輝度の経時変化はＰＷＭ電源装置でなくても、ＬＥＤに供給する電流値を変化させて実現しても良いが、ＬＥＤは電流値が変わると発光波長も変化するので、発光波長を変えたくない場合にはＰＷＭ電源装置で制御するのが好ましい。
【００３２】
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、人間の視覚の非直線性によって起こる問題に対して、最適なＬＥＤの輝度の補正を行うことによって、ＬＥＤによる所望の照明演出を実現することができる。
【００３３】
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（ａ）は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤ制御装置及びＬＥＤ制御方法における希望するＬＥＤの輝度変化の見え方を表す屈曲線４を入力した状態を示す図、（ｂ）は屈曲点における補正されたＬＥＤの輝度の変化を示す図である。
【００３４】
図２（ａ）に示されるように、本実施の形態２においては、曲線（前述の如く「曲線」には直線も含まれる。）４のように輝度ゼロから直線状に立ち上がって一定の勾配で明るくなり、突然明るさが一定になるという照明演出を行いたい。しかし、輝度制御手段としてのＰＷＭ電源装置によってＬＥＤの輝度を曲線４そのままに変化させると、人間の目には図４（ｂ）に示されるようなオーバーシュートが見えてしまい、希望通りの見え方にはならない。
【００３５】
そこで、図２（ｂ）に示されるように、本実施の形態２においては、曲線４の屈曲点の前後において屈曲点の角のＲをとったような緩やかな曲線５にしたがって、ＰＷＭ電源装置によってＬＥＤの輝度を変化させる。また、曲線４の直線変化部分は、実施の形態１と同様にスティーブンスの法則を用いて刺激量と感覚量の補正を行う。これによって、人間の目にはＬＥＤの経時変化が希望通りの曲線４そのままに見えることになる。
【００３６】
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、人間の視覚の非直線性や目の錯覚によって起こる外部刺激と脳で知覚される感覚量のずれに起因する諸問題に対して、最適なＬＥＤの輝度の補正を行うことによって、ＬＥＤによる所望の照明演出を実現することができる。
【００３７】
上記各実施の形態においては、刺激量と感覚量の補正をスティーブンスの法則によって行った例について説明したが、この他にもウェーバー・フェヒナーの法則等を始めとして様々な法則に基づいて補正を行うことができる。
【００３８】
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）を行っているが、他にも供給電流を変化させる方法等によって輝度を変化させても構わない。
【００３９】
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。
【００４０】
【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の見え方を入力し、入力された前記輝度変化の見え方に対して、刺激量と感覚量の補正を行った補正結果と、前記補正結果に基づいて前記発光ダイオードの輝度の経時変化を制御する輝度制御手段とを具備するものである。
【００４１】
本発明にかかるＬＥＤ制御装置においては、まずコンピュータシステムに希望するＬＥＤの輝度変化の見え方が入力される。続いて、入力された輝度変化の見え方に対して、刺激量と感覚量の補正が行われる。この補正は、様々な研究の結果経験的に得られたスティーブンスの法則やウェーバー・フェヒナーの法則等に基づいて行われる。したがって、補正結果はある一定の関数として得られる。そして、輝度制御手段によって、補正結果に基づいてＬＥＤの輝度の経時変化が制御される。これによって、どんな複雑な輝度変化であっても希望するＬＥＤの輝度変化の見え方を実現することができる。
【００４２】
このようにして、人間の視覚の非直線性によって起こる問題に対して、最適なＬＥＤの輝度の補正を行うことによって、ＬＥＤによる所望の照明演出を実現することができるＬＥＤ制御装置となる。
【００４３】
請求項２の発明にかかるＬＥＤ制御方法は、希望するＬＥＤの輝度変化の見え方に対して、刺激量と感覚量の補正を行い、その補正結果に基づいて前記ＬＥＤの輝度の経時変化を制御するものである。
【００４４】
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、まず操作者は希望するＬＥＤの輝度変化の見え方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曲線として入力し、この曲線に対して上述したスティーブンスの法則やウェーバー・フェヒナーの法則等に基づいて、目に入力される刺激量と脳で感知される感覚量の補正をコンピュータに行わせて、目に入力されるべき刺激量としてのＬＥＤの輝度変化の曲線を算出する。そして、得られた補正結果に基づいてＬＥＤ制御装置によってＬＥＤの輝度の経時変化を制御する。これによって、どんな複雑な輝度変化であっても希望するＬＥＤの輝度変化の見え方を実現することができる。
【００４５】
このようにして、人間の視覚の非直線性によって起こる問題に対して、最適なＬＥＤの輝度の補正を行うことによって、ＬＥＤによる所望の照明演出を実現することができるＬＥＤ制御方法となる。
【００４６】
請求項３にかかるＬＥＤ制御装置またはＬＥＤ制御方法は、請求項１または請求項２の構成において、前記補正をスティーブンスの法則またはウェーバー・フェヒナーの法則により行うものである。
【００４７】
これらの法則にしたがって、希望するＬＥＤの輝度変化の見え方（感覚強度Ｉ）が得られるように刺激強度Ｓの値を補正することによって、より的確な補正を行うことができる。
【００４８】
このようにして、人間の視覚の非直線性によって起こる問題に対して、最適なＬＥＤの輝度の補正を行うことによって、ＬＥＤによる所望の照明演出を実現することができるＬＥＤ制御装置またはＬＥＤ制御方法となる。
【００４９】
請求項４にかかるＬＥＤ制御装置またはＬＥＤ制御方法は、ＬＥＤの輝度の変化の仕方が急激に変わる見え方をさせる場合に、急激に変わる見え方をさせる時点においては前記ＬＥＤの輝度を緩やかに変化させるものである。
【００５０】
この問題は、ＬＥＤの輝度の直線的な変化を突然止めた場合等に顕著に表れるものである。そこで、ＬＥＤの輝度の変化の仕方が急激に変わる見え方をさせる場合には、角張った輝度の変化をさせるのではなく、角のＲを取ったような穏かな変化をさせる。これによって、図４（ｂ），図５（ｂ）に示されるようなオーバーシュートが見えることもなくなり、ちらつきに見えたり不連続感が不快に感じられることも防止される。
【００５１】
このようにして、人間の目の錯覚によって起こる問題に対して、最適なＬＥＤの輝度の補正を行うことによって、ＬＥＤによる所望の照明演出を実現することができるＬＥＤ制御装置または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の輝度変化の見え方を表す正比例直線１を入力した状態を示す図、（ｂ）は補正結果に基づいて、輝度制御手段としてのＰＷＭ（パルス幅変調）電源装置によってＬＥＤの輝度を制御した結果を示す図、（ｃ）は（ｂ）の輝度変化が実際には人間の目にはどう見えるかを示す図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤ制御装置及びＬＥＤ制御方法における希望するＬＥＤの輝度変化の見え方を表す屈曲線４を入力した状態を示す図、（ｂ）は屈曲点における補正されたＬＥＤの輝度の変化を示す図である。
【図３】図３（ａ）はＬＥＤの輝度を時間に対して直線的に変化させた場合を示す図、（ｂ）はその場合の人間の目に見える見え方を示す曲線を示す図である。
【図４】図４（ａ）はＬＥＤの輝度を時間に対して直線的に増加させた後、急に一定にした場合を示す図、（ｂ）はその場合の人間の目に見える見え方を示す曲線を示す図である。
【図５】図５（ａ）はＬＥＤの輝度を時間に対して直線的に減少させた後、急に一定にした場合を示す図、（ｂ）はその場合の人間の目に見える見え方を示す曲線を示す図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, when the luminance of a light emitting diode (hereinafter, also referred to as “LED”) is changed, a desired luminance change can be achieved by correcting the illusion of the stimulus and the sensation in the human eyes and the optical illusion due to a sudden change. The present invention relates to a light-emitting diode control device and a light-emitting diode control method that can make the appearance of a light-emitting diode.
[0002]
In the present specification, “curve” is interpreted in a broad sense and includes “straight line”.
[0003]
[Prior art]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-159017 In human senses such as vision, since the amount of stimulus input from the outside and the amount of sensation perceived by the human brain are not directly proportional, the amount of stimulus A phenomenon occurs in which the change curve and the change curve of the sensory quantity do not match. For example, in order to make an LED half the maximum luminance, the light emission luminance is reduced to half by reducing the PWM (pulse width modulation) width or the supply current to half. Invisible to human eyes. The conventional lighting method using LEDs is only simple lighting control such as on / off lighting and simple fade-in / fade-out lighting. Therefore, it is not necessary to consider such non-linearity of human vision. Was.
[0004]
However, if a more complicated LED lighting control is attempted by utilizing the characteristics of the LED having a fast response speed, this problem becomes apparent. A specific example will be described with reference to FIGS. FIG. 3A is a diagram illustrating a case where the luminance of the LED is changed linearly with respect to time, and FIG. 3B is a diagram illustrating a curve indicating how the LED can be seen by human eyes in that case. FIG. 4A is a diagram showing a case where the brightness of the LED is increased linearly with respect to time and then is suddenly made constant, and FIG. 4B is a curve showing a human-visible appearance in that case. FIG. FIG. 5A is a diagram showing a case where the brightness of the LED is reduced linearly with respect to time and then is suddenly made constant, and FIG. 5B is a curve showing a human-visible appearance in that case. FIG.
[0005]
As shown in FIG. 3, the straight line 6 in which the luminance y of the LED is directly proportional to the time t also looks like a curve 7 to human eyes, and the intended lighting effect cannot be achieved. In addition to the non-linearity of the human visual sense, as shown in FIGS. 4 and 5, the luminance y of the LED is increased linearly with respect to time t, and then suddenly becomes constant. After the change 8 and the luminance y of the LED are linearly decreased with respect to the time t, and then the change 10 is suddenly kept constant, an overshoot like a curve 9 and a curve 11 is caused by the illusion of the human eye. There is a problem that it seems as if it is happening, that the LED looks flickering, and that the discontinuity is unpleasant.
[0006]
In order to deal with such a problem, Patent Literature 1 focuses on the effect of the brightness of the environment on the visual effect of human beings, measures the brightness of the environment, and uses the three colors of R, G, and B accordingly. A technique for correcting the luminance of the image is disclosed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, although the technique described in Patent Document 1 corrects luminance according to the human visual effect, it solves the problems caused by the non-linearity of human vision and the optical illusion as described above. is not.
[0008]
Accordingly, the present invention provides an optimal LED brightness correction for various problems caused by a difference between a sense of sensation perceived by the brain and an external stimulus caused by non-linearity of human vision or an optical illusion. Accordingly, an object of the present invention is to provide an LED control device and an LED control method capable of realizing a desired lighting effect by LEDs.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The LED control device according to the first aspect of the present invention inputs a desired appearance of a change in brightness of a light emitting diode, and corrects a stimulus amount and a sense amount for the input view of a change in luminance. And a brightness control means for controlling a temporal change of the brightness of the light emitting diode based on the correction result.
[0010]
In the LED control apparatus according to the present invention, first, a desired appearance of the change in the brightness of the LED is input to the computer system. Subsequently, the amount of stimulus and the amount of sensation are corrected for the appearance of the input luminance change. This correction is performed based on Stevens's law, Weber-Fechner's law, etc. obtained empirically as a result of various studies. Therefore, the correction result is obtained as a certain function. Then, the luminance control means controls the temporal change of the luminance of the LED based on the correction result. This makes it possible to realize a desired appearance of the luminance change of the LED regardless of any complicated luminance change.
[0011]
In this manner, an LED control device capable of realizing a desired lighting effect by the LED by correcting the LED brightness optimally for the problem caused by the non-linearity of human vision.
[0012]
According to the LED control method of the present invention, the amount of stimulation and the amount of sensation are corrected for a desired appearance of the change in the brightness of the LED, and the change over time in the brightness of the LED is controlled based on the correction result. To do.
[0013]
In the LED control method according to the present invention, first, using a computer system such as a personal computer, an operator uses a computer system such as a mouse scanner or the like to plot a desired appearance of a change in the brightness of the LED on a display of the computer. Based on Stevens's law or Weber-Fechner's law described above for this curve, the computer performs correction of the amount of stimulation input to the eyes and the amount of sensation perceived by the brain, A curve of the luminance change of the LED as the stimulus amount to be input to the eye is calculated. Then, a change with time of the luminance of the LED is controlled by the LED control device based on the obtained correction result. This makes it possible to realize a desired appearance of the luminance change of the LED regardless of any complicated luminance change.
[0014]
In this way, an LED control method capable of realizing a desired lighting effect by the LED by correcting the brightness of the LED optimally for the problem caused by the non-linearity of human vision.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, the correction is performed according to Stevens's law or Weber-Fechner's law.
[0016]
Weber-Fechner's law is expressed by the following equation (1) based on the rule that the response to a stimulus (the amount of sensation) is proportional to the logarithm of the magnitude of the stimulus.
[0017]
I = K × log (S / S ₀ ) (1)
Here, I is the sensory intensity, S is the stimulus intensity, S ₀ is stimulation threshold, K is a constant.
[0018]
On the other hand, Stevens' law is a relational expression of a power function and is expressed by the following expression (2) or (3).
[0019]
I = k × (S−S ₀ ) ⁿ (2)
logI = n × log (S−S ₀ ) + k ′ (3)
Here, n is a constant whose value changes depending on the type of stimulus. In the case of luminance, n = 0.33. Note that Weber-Fechner's law applies only to a certain range of strengths, whereas Stevens's law applies more widely.
[0020]
By correcting the value of the stimulus intensity S so as to obtain a desired appearance (sensory intensity I) of the luminance change of the LED according to these rules, more accurate correction can be performed.
[0021]
In this way, an LED control device or an LED control method capable of realizing a desired lighting effect by an LED by correcting the brightness of the LED optimally for a problem caused by the non-linearity of human vision. It becomes.
[0022]
In the LED control device or the LED control method according to claim 4, when the appearance of the change in the brightness of the LED is changed suddenly, the brightness of the LED is gradually changed at the time when the appearance is changed suddenly. It is to let.
[0023]
This problem becomes remarkable when the linear change in the brightness of the LED is suddenly stopped. Therefore, when the appearance of the change in the brightness of the LED is changed suddenly, the brightness is not changed sharply but a gentle change as if the corner R is taken. As a result, the overshoots shown in FIGS. 4B and 5B are not seen, and the flickering and the discontinuity are not felt uncomfortable.
[0024]
In this way, an LED control device or an LED control method capable of realizing a desired lighting effect by the LED by correcting the brightness of the LED optimally for the problem caused by the illusion of the human eye. .
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0026]
Embodiment 1
First, an LED control device and an LED control method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a diagram showing a state in which a direct proportional line 1 representing a desired appearance of a luminance change of an LED according to the first embodiment of the present invention is input, and FIG. 1B is a diagram showing a luminance control unit based on a correction result. FIG. 7C is a diagram showing the result of controlling the brightness of the LED by a PWM (pulse width modulation) power supply device, and FIG. 9C is a diagram showing how the brightness change of FIG.
[0027]
As shown in FIG. 1 (a), in the LED control device according to the first embodiment, the lighting data incorporating device of the LED control device is used, and a direct proportional straight line 1 is input as a desired appearance of the luminance change of the LED. ing. Next, as shown in FIG. 1 (b), in the LED control device of the first embodiment, the control device is used to correct the stimulus amount and the sensation amount using the direct proportional line 1 using Stevens' law. Do. Stevens' law is expressed by the above-mentioned equation (2).
[0028]
I = k × (S−S ₀ ) ⁿ (2)
Here, assuming that the stimulus amount S = y, the stimulus threshold value S ₀ = 0, the sensation amount I = t, and the constant k = 1, the following expressions (4) and (5) are obtained.
[0029]
t = y ⁿ (4)
∴ y = t ^{1 / n} (5)
As described above, since the constant n is n = 0.33 for the luminance, the equation (6) is obtained.
[0030]
y = t ^{1 / 0.33} (6)
In this way, a correction curve 2 shown in FIG. 1B is obtained, and the change over time of the luminance of the LED is controlled by a PWM (pulse width modulation) power supply device as a luminance control means according to the correction curve 2. . Then, the actual change over time of the luminance of the LED is as shown by the correction curve 2 shown in FIG. 1B, but to human eyes it looks like a direct proportional line 3 shown in FIG. 1C. In other words, it looks the same as the direct proportional line 1 shown in FIG.
[0031]
The change with time of the luminance of the LED may be realized by changing the current value supplied to the LED instead of using the PWM power supply device. However, since the emission wavelength of the LED changes when the current value changes, the emission wavelength is changed. If it is not desired to change the value, it is preferable to control the PWM power supply.
[0032]
As described above, in the LED control device and the LED control method according to the first embodiment, by correcting the brightness of the LED optimally for the problem caused by the non-linearity of human vision, the LED A desired lighting effect can be realized.
[0033]
Embodiment 2
Next, an LED control device and an LED control method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2A is a diagram showing a state in which a bending line 4 representing a desired appearance of a luminance change of an LED is input in the LED control device and the LED control method according to the second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a change in corrected luminance of an LED at a point.
[0034]
As shown in FIG. 2A, in the second embodiment, as shown by a curved line (a “curve” includes a straight line as described above), the luminance rises linearly from zero luminance and has a constant gradient. I want to create a lighting effect that becomes bright and suddenly the brightness becomes constant. However, if the brightness of the LED is changed as it is by the curve 4 using the PWM power supply device as the brightness control means, the human eye will see an overshoot as shown in FIG. It does not become.
[0035]
Therefore, as shown in FIG. 2B, in the second embodiment, the PWM power supply device follows a gentle curve 5 such that the corner R of the bending point is obtained before and after the bending point of the curve 4. Changes the brightness of the LED. In the linearly changing portion of the curve 4, the amount of stimulation and the amount of sensation are corrected using Stevens's law, as in the first embodiment. As a result, the temporal change of the LED can be seen by the human eye as the desired curve 4.
[0036]
As described above, the LED control device and the LED control method according to the second embodiment are caused by a difference between the external stimulus caused by the non-linearity of human vision and the illusion of the eye and the amount of sensation perceived by the brain. By correcting the brightness of the LED optimally for various problems, it is possible to realize a desired lighting effect by the LED.
[0037]
In each of the above embodiments, the example in which the correction of the stimulus amount and the sensation amount is performed according to Stevens's law has been described.In addition, the correction is performed based on various rules including Weber-Fechner's law. It can be carried out.
[0038]
Further, in each of the above-described embodiments, PWM (pulse width modulation) is performed as a method of changing the brightness of the LED. However, the brightness may be changed by a method of changing the supply current or the like.
[0039]
When the present invention is implemented, the configurations, shapes, quantities, materials, sizes, connection relationships, and the like of other portions of the LED control device, and other steps of the LED control method are also described in each of the above embodiments. However, the present invention is not limited to this.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, the LED control device according to the first aspect of the present invention inputs a desired appearance of the luminance change of the light emitting diode, and inputs the desired appearance of the luminance change to the stimulus amount and the sensation amount. And a luminance control means for controlling a temporal change in luminance of the light emitting diode based on the correction result.
[0041]
In the LED control apparatus according to the present invention, first, a desired appearance of the change in the brightness of the LED is input to the computer system. Subsequently, the amount of stimulus and the amount of sensation are corrected for the appearance of the input luminance change. This correction is performed based on Stevens's law, Weber-Fechner's law, etc. obtained empirically as a result of various studies. Therefore, the correction result is obtained as a certain function. Then, the luminance control means controls the temporal change of the luminance of the LED based on the correction result. This makes it possible to realize a desired appearance of the luminance change of the LED regardless of any complicated luminance change.
[0042]
In this manner, an LED control device capable of realizing a desired lighting effect by the LED by correcting the LED brightness optimally for the problem caused by the non-linearity of human vision.
[0043]
According to the LED control method of the present invention, the amount of stimulation and the amount of sensation are corrected for a desired appearance of the change in the brightness of the LED, and the change over time in the brightness of the LED is controlled based on the correction result. To do.
[0044]
In the LED control method according to the present invention, first, using a computer system such as a personal computer, an operator uses a computer system such as a mouse scanner or the like to plot a desired appearance of a change in the brightness of the LED on a display of the computer. Based on Stevens's law or Weber-Fechner's law described above for this curve, the computer performs correction of the amount of stimulation input to the eyes and the amount of sensation perceived by the brain, A curve of the luminance change of the LED as the stimulus amount to be input to the eye is calculated. Then, a change with time of the luminance of the LED is controlled by the LED control device based on the obtained correction result. This makes it possible to realize a desired appearance of the luminance change of the LED regardless of any complicated luminance change.
[0045]
In this way, an LED control method capable of realizing a desired lighting effect by the LED by correcting the brightness of the LED optimally for the problem caused by the non-linearity of human vision.
[0046]
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, the correction is performed according to Stevens's law or Weber-Fechner's law.
[0047]
By correcting the value of the stimulus intensity S so as to obtain a desired appearance (sensory intensity I) of the luminance change of the LED according to these rules, more accurate correction can be performed.
[0048]
In this way, an LED control device or an LED control method capable of realizing a desired lighting effect by an LED by correcting the brightness of the LED optimally for a problem caused by the non-linearity of human vision. It becomes.
[0049]
In the LED control device or the LED control method according to claim 4, when the appearance of the change in the brightness of the LED is changed suddenly, the brightness of the LED is gradually changed at the time when the appearance is changed suddenly. It is to let.
[0050]
This problem becomes remarkable when the linear change in the brightness of the LED is suddenly stopped. Therefore, when the appearance of the change in the brightness of the LED is changed suddenly, the brightness is not changed sharply but a gentle change as if the corner R is taken. As a result, the overshoots shown in FIGS. 4B and 5B are not seen, and the flickering and the discontinuity are not felt uncomfortable.
[0051]
In this way, an LED control device or an LED control method capable of realizing a desired lighting effect by the LED by correcting the brightness of the LED optimally for the problem caused by the illusion of the human eye. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a diagram illustrating a state in which a direct proportional line 1 representing a desired appearance of a luminance change of an LED according to a first embodiment of the present invention is input, and FIG. 1B is based on a correction result; FIG. 3C is a diagram showing the result of controlling the luminance of an LED by a PWM (pulse width modulation) power supply device as luminance control means. FIG. 4C shows how the luminance change of FIG. FIG.
FIG. 2A is a diagram showing a state in which a bending line 4 representing a desired appearance of a luminance change of an LED is input in the LED control device and the LED control method according to the second embodiment of the present invention; (b) is a diagram showing a change in the brightness of the corrected LED at the inflection point.
FIG. 3A is a diagram showing a case where the luminance of an LED is changed linearly with respect to time, and FIG. 3B is a diagram showing a curve showing how the LED can be seen by human eyes in that case; is there.
FIG. 4A is a diagram showing a case where the brightness of an LED is increased linearly with respect to time and then is suddenly made constant, and FIG. 4B is a view seen by a human eye in that case. It is a figure which shows the curve which shows.
5A is a diagram showing a case where the brightness of an LED is linearly reduced with respect to time and then is suddenly made constant, and FIG. 5B is a view seen by a human eye in that case. It is a figure which shows the curve which shows.

Claims

A desired appearance of the luminance change of the light-emitting diode is input, and a correction result of correcting the stimulus amount and the sense amount with respect to the input appearance of the luminance change,
A light emitting diode control device comprising: a luminance control unit that controls a temporal change in luminance of the light emitting diode based on the correction result.

A method of controlling a light emitting diode, comprising: correcting a stimulus amount and a sense amount for a desired appearance of a change in luminance of a light emitting diode, and controlling a temporal change in luminance of the light emitting diode based on the correction result. .

The light emitting diode control device according to claim 1 or the light emitting diode control method according to claim 2, wherein the correction is performed according to Stevens's law or Weber-Fechner's law.

A light emitting diode control device or a light emitting device characterized by gradually changing the luminance of the light emitting diode at the time of making the appearance change rapidly when the way of changing the luminance of the light emitting diode is changed suddenly. Diode control method.