JP2016038935A - Ｌｅｄ駆動装置、駆動方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の単色ＬＥＤのそれぞれの色味とそれぞれの輝度とを調整することができるＬＥＤ駆動装置を提供することを目的とする。【解決手段】ＬＥＤ順電流設定値とＬＥＤ Ｄｕｔｙ比設定値とを格納するメモリと、前記ＬＥＤ順電流設定値を調整することによって、ＬＥＤが発光した場合における色味を補正する色味補正手段と、前記ＬＥＤ Ｄｕｔｙ比設定値を調整することによって前記ＬＥＤが発光した場合における輝度を補正する輝度補正手段とを有することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、複数のＬＥＤであって、互いに同一色の光を発するＬＥＤが発光したときに、各ＬＥＤが発光した光が同じ色味と輝度に見えるようにＬＥＤを制御する装置、方法及びプログラムに関する。

従来、機器の操作パネルや表示装置において、所定の状態を表示する場合や、所定のキーを表示する場合に、同一色のＬＥＤが複数個用いられている。

同一の型名のＬＥＤを用いたとしても、ＬＥＤ素子のそれぞれの製造バラつきによって、ＬＥＤが発光したときにおける色味、輝度が互いに異なり、バラつきによる色味の差と輝度の差とが使用者の目で見て明らかに分かる場合がある。この場合には、そのＬＥＤを使用している機器の操作パネルや表示装置は、外観上の品位が低いとみなされる。外観上の品位が低くなることを阻止するためには、色味の差と、輝度の差とを、一定範囲内に抑える必要がある。

特許文献１には、ＲＡＭに記憶されている色味の補正テーブルを用いて、ＲＧＢＬＥＤドライバＩＣを駆動し、ＲＧＢＬＥＤの色味を補正する発明が開示されている。

特開２００２−１００４８５号公報

ところで、特許文献１に記載の発明は、３種類のＬＥＤであるＲＧＢＬＥＤにおいて、ＲＧＢのそれぞれのＬＥＤに流す電流値の割合を調整する方法である。したがって、特許文献１に記載の発明では、単色ＬＥＤが発する色の色味を調整することができないという問題がある。

本発明は、複数の単色ＬＥＤのそれぞれの色味とそれぞれの輝度とを調整することができるＬＥＤ駆動装置を提供することを目的とする。つまり、ＬＥＤのランクを指定せずにＬＥＤメーカからＬＥＤを購入することができ、ＬＥＤのコスト上昇を抑制することができ、しかも、製造バラつきによる納入個数の不足を回避することができるＬＥＤ駆動装置を提供することを目的とする。

本発明のＬＥＤ駆動装置は、ＬＥＤ順電流設定値とＬＥＤ Ｄｕｔｙ比設定値とを格納するメモリと、前記ＬＥＤ順電流設定値を調整することによって、ＬＥＤが発光した場合における色味を補正する色味補正手段と、前記ＬＥＤ Ｄｕｔｙ比設定値を調整することによって前記ＬＥＤが発光した場合における輝度を補正する輝度補正手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、複数の単色または白色ＬＥＤのそれぞれの色味とそれぞれの輝度とを調整することができるという効果を奏する。

本発明の実施例１である表示装置１０１を示すブロック図である。 ダイナミック駆動による色味と輝度を補正するタイミングチャートである。 ＬＥＤ順電流設定値とＤｕｔｙ比設定値を格納する説明図である。 外部コンピュータ３０２が色味と輝度とを補正する動作を示す図である。 本発明の実施例２である表示装置１０１ａを示すブロック図である。

発明を実施するための形態は、次の実施例である。

図１は、本発明の実施例１である表示装置１０１を示すブロック図である。

表示装置１０１は、ＬＥＤを駆動して表示するＬＥＤ駆動装置であり、ＣＰＵ１０２と、ＲＯＭ１０３と、ＲＡＭ１０４と、不揮発性メモリ１０５と、ＬＥＤコントローラ１０６と、ＬＥＤ順電流値切り替えスイッチ１０７とを有する。また、表示装置１０１は、複数（Ｎ個）のＬＥＤ ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０８−１〜１０８−Ｎと、発光波長に順電流値依存性を持つ複数（Ｎ個）の白色ＬＥＤ１０９−１〜１０９−Ｎと、外部インタフェース１１０とを有する。

ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３に格納されているプログラムを読み出してＲＡＭ１０４を使用しながらプログラムを実行することで、後述の図４のフローチャート及び表示装置１０１の全体を制御する。

不揮発性メモリ１０５は、ＬＥＤ順電流設定値とＤｕｔｙ比設定値とを格納する。また、ＣＰＵ１０２は、不揮発性メモリ１０５からＬＥＤ順電流設定値とＤｕｔｙ比設定値とを読み出し、ＬＥＤコントローラ１０６を介して、ＬＥＤ１０９−１〜１０９−Ｎのそれぞれの色味、輝度を制御する。

ＬＥＤコントローラ１０６は、ＬＥＤ順電流値切り替えスイッチ１０７とＬＥＤ ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０８−１〜１０８−Ｎとを制御することによって、ＬＥＤ１０９−１〜１０９−Ｎのそれぞれの色味、輝度を制御する。

ＬＥＤ順電流値切り替えスイッチ１０７は、ＬＥＤコントローラ１０６が出力したＬＥＤ順電流値切り替え信号によって、ＬＥＤ１０９−１〜１０９−Ｎのそれぞれに流す順電流の値を選択する。複数の順電流値制限抵抗が、図示しない電源とＬＥＤ１０９−１〜１０９−Ｎの各アノードとの間に設けられている。そして、順電流値を選択する場合、上記複数の順電流値制限抵抗のうちのいずれかに電流を流すように、図示しないスイッチを切り替えて、上記順電流値制限抵抗のうちのいずれかにスイッチングする。また、順電流値を選択する場合、順電流値切り替え信号としてＰＷＭ信号を用い、順電流値を制御するようにしてもよい。順電流値を選択することができれば、順電流値を選択する方式は任意である。

ＬＥＤ ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０８−１〜１０８−Ｎは、ＬＥＤコントローラ１０６が出力したＬＥＤ ＯＮ／ＯＦＦ信号に従って、ＬＥＤ１０９−１〜１０９−Ｎを駆動する。ＬＥＤ ＯＮ／ＯＦＦ信号は、ＰＷＭ信号であり、Ｄｕｔｙ比に応じてＬＥＤをＯＮする時間を決定する。

外部インタフェース１１０は、図３で後述する外部コンピュータ３０２とのインタフェースであり、ＣＰＵ１０２によって制御される。その通信方式は、問わない。

次に、ＬＥＤ１０９−１〜１０９−Ｎの駆動（ダイナミック駆動）によって、色味と輝度とを補正する動作について説明する。

図２は、実施例１において、ＬＥＤ１０９−１〜１０９−Ｎをダイナミック駆動して、各ＬＥＤの色味と輝度とを補正するタイミングチャートである。

まず、ＬＥＤ１０９−１を点灯する際に、ＬＥＤコントローラ１０６に設定されているＬＥＤ１０９−１に対応する順電流設定値を不揮発性メモリ１０５から読み出す。そして、この読み出した順電流設定値に従って、ＬＥＤ順電流値切り替え信号を、ＬＥＤ順電流値切り替えスイッチ１０７に送る。ＬＥＤ順電流値切り替えスイッチ１０７は、ＬＥＤ１０９−１に対応するＬＥＤ順電流値を選択する。

また、これと同時に、ＬＥＤコントローラ１０６に設定されているＬＥＤ１０９−１に対応するＤｕｔｙ比設定値に従って、ＬＥＤ１０９−１ ＯＮ信号を生成し、ＬＥＤ ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０８−１をＯＮにする。

ＬＥＤ１０９−１を点灯してから一定期間の後に、ＬＥＤ１０９−２を点灯する。そして、ＬＥＤ１０９−２に対応する順電流設定値とＤｕｔｙ比設定値とに従って、ＬＥＤコントローラ１０６からそれぞれＬＥＤ順電流値切り替えスイッチ１０７に、ＬＥＤ順電流値切り替え信号を送る。そして、ＬＥＤ ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０８−２に、ＬＥＤ１０９−２ ＯＮ信号を送る。

上記と同様にして、ＬＥＤ１０９−Ｎまでが駆動されると、ＬＥＤ１０９−１に戻って駆動が繰り返す。

ＬＥＤ１０９−１〜ＬＥＤ１０９−Ｎのそれぞれは、互いに同一色の光を発するＬＥＤであり、しかも、発光波長が順電流値依存性を有するＬＥＤであるので、ＬＥＤ順電流値を変えることによって色味を変えることができる。順電流値と発光波長との関係が予め分かっていれば、ＬＥＤ１０９−１〜ＬＥＤ１０９−Ｎの個々に、ＬＥＤ順電流値を適宜選択することによって、ＬＥＤ１０９−１〜ＬＥＤ１０９−Ｎの色味を制御し、色味補正する。このように色味補正することによって、ＬＥＤ１０９−１〜ＬＥＤ１０９−Ｎの互いの色味の差を減少させることができる。

また、ＬＥＤ１０９−１〜ＬＥＤ１０９−Ｎの輝度も、順電流値依存性を持つ。したがって、順電流値と輝度との関係が予め分かっていれば、色味を合わせるために変更したＬＥＤ順電流値を流した際のＬＥＤ１０９−１〜ＬＥＤ１０９−Ｎの輝度を推定することができる。その際のＬＥＤ１０９−１〜ＬＥＤ１０９−Ｎの輝度の差異について、Ｄｕｔｙ比をそれぞれ適宜設定することによって、輝度の差を減少させ、つまり、輝度補正することができる。

図３は、本発明の実施例１である表示装置１０１の工場出荷時に、不揮発性メモリ１０５にＬＥＤ順電流設定値とＤｕｔｙ比設定値とを格納するシステムを示すブロック図である。

表示装置１０１の外部に、色彩色差計３０１と、外部コンピュータ３０２とが設けられている。色彩色差計３０１は、表示装置１０１のＬＥＤ１０９−１〜ＬＥＤ１０９−Ｎの発光をそれぞれ測定し、色味と輝度とを数値化し、外部コンピュータ３０２に送る。

外部コンピュータ３０２は、表示装置１０１のＣＰＵ１０２を、外部インタフェース１１０を介して制御し、ＬＥＤ１０９−１〜ＬＥＤ１０９−Ｎのそれぞれを、所望の順電流値及びＤｕｔｙ比で点灯させる。そして、色彩色差計３０１が測定した輝度と色味とのデータを受け取り、ＬＥＤ１０９−１〜ＬＥＤ１０９−Ｎに適したＬＥＤ順電流設定値とＤｕｔｙ比設定値とを計算する。さらに、外部インタフェース１１０を通じて、表示装置１０１のＣＰＵ１０２に送り、不揮発性メモリ１０５に記憶させる。

次に、上記実施例において、外部コンピュータ３０２が色味と輝度とを補正する動作について説明する。

図４は、外部コンピュータ３０２によって、図３に示す表示装置１０１の色味と輝度とを補正するシーケンスを示す図である。

Ｓ１で、ＬＥＤの番号を示すカウンタｎを初期化する。Ｓ２で、ＬＥＤ１０９−１のＬＥＤ順電流値及びＬＥＤ Ｄｕｔｙ比を、それぞれ初期値であるＬＥＤ順電流値Ｉｎｉ、ＬＥＤ Ｄｕｔｙ比Ｉｎｉに設定する。

Ｓ３で、色彩色差計３０１が出力したＬＥＤ１０９−１のデータを、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系で読み取る。ここで、白色ＬＥＤの色味は、主にｂ＊の値に対応し、輝度は、Ｌ＊の値に対応する。Ｓ４で、色彩色差計３０１が測定したＬＥＤ１０９−１の色味と輝度とに基づいて、後述する補正計算方法によって、ＬＥＤ順電流値及びＬＥＤ Ｄｕｔｙ比の補正計算を行う。

Ｓ５で、カウンタｎがＮ（最後のＬＥＤ）であるか判定する。最後のＬＥＤであれば、終了し、最後のＬＥＤでなければ、Ｓ６で、カウンタｎをインクリメントし、Ｓ２に戻る。カウンタｎがＮになるまで、Ｓ２からＳ６の処理を繰り返す。

全てのＬＥＤについて、色彩色差計３０１による測定と補正計算とが終了したら、Ｓ７で、外部コンピュータ３０２は、外部インタフェース１１０を通じて、表示装置１０１のＣＰＵ１０２を制御する。つまり、補正されたＬＥＤ順電流値及びＬＥＤ Ｄｕｔｙ比を、ＬＥＤ１０９−１のＬＥＤ順電流値及びＬＥＤ Ｄｕｔｙ比の設定値として不揮発性メモリ１０５に記憶する。

次に、ＬＥＤ順電流値及びＬＥＤ Ｄｕｔｙ比を補正する計算方法（Ｓ４）について説明する。

発光波長に順電流値依存性を持つＬＥＤにおいて、順電流の値とｂ＊との関係を、予め求める。また、順電流の値と輝度の値との関係も、予め求める。

目標とする順電流の値ｂ＊Ｔａｒと、測定されたｂ＊との差Δｂ＊を計算し、計算された差Δｂ＊の値に応じて、ＬＥＤ順電流値を増減する。予め用意してあるルックアップテーブルから、ＬＥＤ順電流値増減量ΔＩを求めるか、ＬＥＤ順電流値増減量ΔＩと上記差Δｂ＊との関係に基づいて、ＬＥＤ順電流値増減量ΔＩを計算する。補正後のＬＥＤ順電流値は、初期値であるＬＥＤ順電流値Ｉｎｉに、ＬＥＤ順電流値増減値ΔＩを加えた値であり、次に示す式１のようになる。

補正後のＬＥＤ順電流値＝初期値であるＬＥＤ順電流値Ｉｎｉ＋ＬＥＤ順電流値増減値ΔＩ ………式１
ＬＥＤ Ｄｕｔｙ比は、Ｌ＊の目標値であるＬ＊値Ｔａｒ、測定されたＬ＊値、上記の方法で求められた補正後のＬＥＤ順電流値、初期値であるＬＥＤ順電流値Ｉｎｉ、及び初期値であるＬＥＤ Ｄｕｔｙ比Ｉｎｉに基づいて求める。

ＬＥＤの輝度に対する順電流値特性が略正比例の関係にあれば、補正後のＬＥＤ Ｄｕｔｙ比は、次に示す式２のようになる。

ＬＥＤ Ｄｕｔｙ比＝（Ｌ＊Ｔａｒ／Ｌ＊）×（ＬＥＤ Ｄｕｔｙ比Ｉｎｉ）
×（ＬＥＤ順電流値Ｉｎｉ／ＬＥＤ順電流値） ………式２
なお、上記説明では、ＬＥＤとして発光波長に順電流値依存性を持つ白色ＬＥＤを使用しているが、発光波長に順電流値依存性があれば、白色以外の色のＬＥＤを使用するようにしてもよい。

つまり、上記実施例において、ＬＥＤの発光波長の順電流値依存特性を利用し、発光波長が長い場合は、順電流を増やし、発光波長が短い場合は、順電流を減らすことによって、色味を調整することができる。また、ＬＥＤの順電流の増減によってＬＥＤの輝度がバラつく場合、周期時間に対するＬＥＤ電流ＯＮ時間の比率を示すＤｕｔｙ比を調整することによって、ＬＥＤの輝度を調整することができる。このようにして、ＬＥＤにおける色味のバラつきと輝度のバラつきとの両方を低減することができる。

上記実施例によれば、複数の単色ＬＥＤのそれぞれの色味とそれぞれの輝度とを調整することができる。これによって、上記実施例では、ＬＥＤのランクを指定せずにＬＥＤメーカからＬＥＤを購入することができ、ＬＥＤのコスト上昇を抑制することができ、しかも、製造バラつきによる納入個数の不足を回避することができる。

図５は、本発明の実施例２である表示装置１０１ａを示すブロック図である。

図１に示す表示装置１０１は、単独の装置であるが、図５に示す表示装置１０１ａは、内部インタフェース１１１を含み、この内部インタフェース１１１を介して、機器メイン部５０１と通信して、ＬＥＤの表示を制御する。また、表示装置１０１ａの代わりに、不図示の入力装置を備えている操作パネルを使用するようにしてもよい。

上記実施例では、ＬＥＤ光の測定器として色彩色差計３０１を使用しているが、輝度と色味を測定できる装置であれば、色彩色差計３０１の代わりに、輝度形または分光測定器を用いるようにしてもよい。

なお、本実施例の機能は以下の構成によっても実現することができる。つまり、本実施例の表示装置１０１、１０１ａを動作させるためのプログラムコードをシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）がプログラムコードを実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施例の機能を実現することとなり、またそのプログラムコードを記憶した記憶媒体も本実施例の機能を実現することになる。

また、本実施例の機能を実現するためのプログラムコードを、１つのコンピュータ（ＣＰＵ、ＭＰＵ）で実行する場合であってもよいし、複数のコンピュータが協働することによって実行する場合であってもよい。さらに、プログラムコードをコンピュータが実行する場合であってもよいし、プログラムコードの機能を実現するための回路等のハードウェアを設けてもよい。またはプログラムコードの一部をハードウェアで実現し、残りの部分をコンピュータが実行する場合であってもよい。

１０１…表示装置、
１０２…ＣＰＵ、
１０３…ＲＯＭ、
１０６…ＬＥＤコントローラ。

Claims (5)

1. ＬＥＤ順電流設定値とＬＥＤ Ｄｕｔｙ比設定値とを格納するメモリと、
   前記ＬＥＤ順電流設定値を調整することによって、ＬＥＤが発光した場合における色味を補正する色味補正手段と、
   前記ＬＥＤ Ｄｕｔｙ比設定値を調整することによって前記ＬＥＤが発光した場合における輝度を補正する輝度補正手段と、
   を有することを特徴とするＬＥＤ駆動装置。
2. 請求項１であって、
   前記ＬＥＤ順電流設定値と前記ＬＥＤ Ｄｕｔｙ比設定値とを、前記ＬＥＤ駆動装置の外部から入力する外部インタフェースを有することを特徴とするＬＥＤ駆動装置。
3. 請求項２であって、
   前記メモリは、前記外部インタフェースが入力した前記ＬＥＤ順電流設定値と前記ＬＥＤ Ｄｕｔｙ比設定値とを格納するメモリであることを特徴とするＬＥＤ駆動装置。
4. ＬＥＤ順電流設定値とＬＥＤ Ｄｕｔｙ比設定値とをメモリに格納する格納工程と、
   ＬＥＤ順電流設定値を調整することによって、ＬＥＤが発光した場合における色味を補正する色味補正工程と、
   前記色味補正工程でＬＥＤ順電流設定値を調整した後に、ＬＥＤ Ｄｕｔｙ比設定値を調整することによって前記ＬＥＤが発光した場合における輝度を補正する輝度補正工程と、
   を有することを特徴とするＬＥＤ駆動方法。
5. 請求項４に記載のＬＥＤ駆動方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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