JP4357203B2 - 調光方法および調光回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話等の液晶表示パネル用バックライト等の光源の輝度を設定する調光データを切り換える調光方法および回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6に従来のこの種の調光回路の構成を示す。この調光回路は、目標輝度の調光データD1を記憶するレジスタ51と、そのレジスタ51に記憶された調光データD1に基づいて光源53の輝度を制御するためのPWM信号等を生成する輝度制御回路52とからなり、パルスC1でラッチされた調光データD1が出力データD2として輝度制御回路52にセットされることにより、光源53の輝度が調光データD2に応じた目標輝度に切り換えられる。
【0003】
したがって、この調光回路では、現在の輝度から新しい輝度に切り換えるときに、急激にその輝度が変化する。このため、現在輝度と目標輝度の差が大きい場合、例えば64階調の調光において、図7に示すように、調光データ「00」(0=消灯)から調光データ「3F」(63=最大輝度)に変化させる場合に、明るさの変化が急激となり目に対する刺激が大きすぎるという問題がある。なお、「 」内の数字や記号は16進数を示す(以下、同じ)。
【0004】
そこで、輝度の変化を緩やかにした調光回路として、図8に示す構成の調光回路がある。ここでは、目標輝度の調光データを記憶するレジスタ61と現在輝度の調光データを記憶するレジスタ62を設け、レジスタ61に目標輝度の調光データD1が記憶されたときに、そのレジスタ61から出力する調光データD2とレジスタ62から出力する現在輝度の調光データD3を減算器63で減算(D2−D3=S1)して、その減算値S1がS1>0なら±1演算回路64によってレジスタ62の値をクロックC2のパルス毎に1ずつ加算し、S1<0なら1ずつ減算し、これによってレジスタ62の調光データD3をレジスタ61の調光データD2に近づけ、D3=D2になるとその演算を終了するようにする(図9参照)。65は全体を制御する制御回路、66はレジスタ62の調光データD3に応じたPWM信号を生成して光源67の輝度を制御する輝度制御回路である。
【0005】
この図6の調光回路では、図9に示すように、現在の輝度から目標の輝度への変化が、クロックC2のパルス毎に1段階づつ行われる。このように現在輝度の調光から目標輝度の調光に緩やかに変化させる調光制御を行うものとして、特許文献1に記載のものがある。
【0006】
【特許文献1】
特開平6−310238号公報。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図8の調光回路では、現在輝度の調光データと目標輝度の調光データの差が大きな場合、目標輝度の輝度に到達するまでの変化に長い時間が必要となる。例えば、64階調の調光回路において、調光データ「00」(消灯)から調光データ「3F」(最大)に向けて変化させるとき0.1秒毎に+1した場合、6.3秒もかかってしまう問題がある。一方、調光データ「00」から「01」に変化させる場合は0.1秒ときわめて短くなる。このように、輝度の切換前後の調光データの差により輝度制御終了までの処理時間がまちまちとなり、輝度切換後に他の処理をする必要がある場合、この時間の違いは大きな問題となる。
【0008】
本発明の目的は、上記した問題を解決し、目標輝度の調光データと現在輝度の調光データとの差がどのような場合であっても、必ず一定の時間内に目標輝度が実現されるようにした調光方法および回路を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1にかかる発明は、光源の輝度を設定する調光データを切り換える調光方法において、目標輝度の調光データと現在輝度の調光データの差分データを得るとともに、前記現在輝度の調光データの2 n 倍(n≧1)のデータを得、前記差分データを前記2 n 倍のデータに対して2 n 回加算することにより、前記光源の輝度を前記現在輝度から前記目標輝度に段階的に前記2n回の加算時間で切り換え、且つ前記現在輝度の調光データの2 n 倍のデータを得るために、前記現在輝度の調光データをnビットだけMSB方向にシフトすることを特徴とする調光方法とした。
【0010】
請求項2にかかる発明は、光源の輝度を設定する調光データを切り換える調光回路において、目標輝度の調光データを記憶する第1の記憶手段と、現在輝度の調光データを記憶する第2の記憶手段と、前記第1の記憶手段の調光データと前記第2の記憶手段の調光データの差分を演算する減算手段と、該減算手段で得られた差分データを記憶する第3の記憶手段と、前記第2の記憶手段の調光データを2 n 倍(n≧1)する2 n 倍手段と、該2 n 倍手段で得られたデータに対して前記第3の記憶手段の差分データを2 n 回加算する加算手段とを具備し、前記光源の輝度を前記現在輝度の調光データに対応する輝度から前記目標輝度の調光データに対応する輝度に段階的に前記2 n 回の加算時間で切り換え、且つ前記2 n 倍手段は、前記第2の記憶手段の調光データをMSB方向にnビットだけシフトする手段であることを特徴とする調光回路とした。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態の調光回路の構成を示す図である。1は目標輝度の調光データD1を記憶しこれを調光データD2として出力するレジスタ、2は現在輝度の調光データD3を記憶して出力するレジスタ、3はレジスタ1の調光データD2とレジスタ2の調光データD3の差分データD4(=D2−D3)を演算する減算器、4はその減算器3で得られた差分データD4を記憶するレジスタ、5はレジスタ4から出力する差分データD4の1/2n(n≧1)のデータD5とレジスタ2から出力する調光データD3を加算して調光データD6とする加算器である。この加算器5の調光データD6はレジスタ2に新たな更新データD3として書き込まれる。6は全体を制御する制御回路、7は調光データD3を入力してこれに対応したPWM信号を生成し光源8の輝度を制御する輝度制御回路である。
【0016】
レジスタ1の調光データD2をA、レジスタ2の調光データD3をBとすると、両調光データD2,D3の差分「A−B」を2n等分した値を2n回だけBに加算すれば、nクロック目で調光データD3がBからAに変化する。これには、すなわち、次の式
B’=B+(A−B)/2n (1)
をn回実行すればよい。
【0017】
図1の調光回路では、式(1)の値B’(調光データD6)をレジスタ2に更新して書き込むことにより、そのレジスタ2の調光データD3の値がnクロック目にレジスタ1の調光データD2の値Aと同じ値になる。差分「A−B」がどのような値であったとしても、必ずnクロック目で現在輝度の調光データの値Aから目標輝度の調光データの値Bに段階的に変化する。
【0018】
ただ、式(1)をそのままハードウエアにより実行するには除算器をレジスタ4と加算器5の間に挿入する必要がある。そこで、式(1)を、
2n・B’=2n・B+(A−B) (2)
に変形してこれを実行する。2n倍はBのデータをnビット左方向(MSB方向)にシフトすることで容易に実現できる。
【0019】
図2はこれを実行するための図1の要部の具体的な回路を示す図である。ここでは、調光データD1,D2,D3を6ビット(64階調)とし、n=4(16クロック)とした。レジスタ1は6ビットとする。レジスタ2は、6ビットのレジスタ21と、セレクタ22と、MSBに極性ビット(負のとき1、正のとき0)を付けさらに6ビットの下位に4ビットを付加(つまり、調光データD3を24倍)した11ビットのレジスタ23で構成し、セレクタ22は輝度切替制御の最初だけレジスタ21の調光データD3をレジスタ23に送り、2度目から24度目までは加算器5の出力データD6をレジスタ23に送るようデータを振り分ける。レジスタ4は11ビットであるが、上位7ビット目以上は極性ビットとする。
【0020】
図3は目標輝度の調光データD1が「3F」、現在輝度の調光データD2=D3が「30」のとき、つまり調光データD3を「30」→「3F」に切り換える場合のタイムチャートである。制御回路6からパルスC1が出力すると調光データD1がレジスタ1に書き込まれ、D2=D1となる。また調光データD3はレジスタ21に書き込まれている。減算器3により調光データD2とD3の差分(「3F」−「30」=「0F」)のデータD4が得られ、これがパルスC3によりレジスタ4に書き込まれる。このとき、レジスタ23には「300」が書き込まれている。よって、加算器5の出力データD6は、「0F」+「300」=「30F」となり、これがクロックC2によってレジスタ23に書き込まれる。これにより、レジスタ23の下位4ビットを除いたデータD31は「30」になり、11ビットのデータD32は「30F」になる。このデータD32の「30F」と前記データD5の「0F」が加算器5で再度加算されるとデータD6が「0F」+「30F」=「31E」となり、次のクロックC2によってレジスタ23に書き込まれる。これによりレジスタ23のデータD31は「31」になり、データD32は「31E」に書き換えられる。以下同様に、クロックC2の到来する毎にレジスタ23の内容は「0F」ずつ加算されていき、クロックC2の16個目で「3F0」になる。このときのデータD31は「3F」であり、前記データD1と同じになる。このデータD31はクロックC2の到来毎にレジスタ21に更新して書き込まれているが、上記の動作時は回路に影響は与えない。データD31、D32ともにレジスタ2が出力する調光データであるが、データD31は6ビットであり、データD32は11ビットであるので、高分解能を必要とする場合はデータD32を輝度制御回路7に送ればよい。
【0021】
図4は、目標輝度の調光データD1が「3F」、現在輝度の調光データD2=D3が「00」の場合、つまり調光データD3を「00」→「3F」に切り換える場合のタイムチャートである。この場合は差分データD5が「3F」であるので、図3の場合と同様に、レジスタ23の内容が順次増大するように更新され、クロックC2が16個目でデータD31が「3F」になる。
【0022】
図5は目標輝度の調光データD1が「00」、現在輝度の調光データD2=D3が「3F」の場合、つまり調光データD3を「3F」→「00」に切り換える場合のタイムチャートである。この場合は差分データD5が「41」(=「−3F」)であるので、レジスタ23の内容が順次減少するよう更新され、クロックC2が16クロックでデータD31が「00」になる。
【0023】
以上のように、差分データD5が「0F」、「3F」、「−3F」のようにどのような値であっても、調光データD3がクロック毎に順次目標輝度の調光データD1に向けて変化し、合計16クロックでその調光データD1に達している。
【0024】
調光データを「00」→「3F」に切り換えたた場合と「30」→「3F」に切り換えた場合の明るさ(輝度)変化の時間特性を、図10,図11に示した。「第1の従来例」は図6に示した従来例、「第2の従来例」は図8に示した従来例である。本発明はいずれの場合も同じ時間内に変化が完了しているのに対し、「第2の従来例」では大きい変化の場合に長い時間がかかっている。
【0025】
なお、以上ではn=4、つまり16クロックで段階的に輝度を変化させるためにレジスタ2内のレジスタ23に下位4ビットを付加したが、5ビットを付加すれば32クロックで変化させることができ、3ビットを付加すれば8クロックで変化させることができ、式(2)の2nのnの値は任意に設定できる。また、以上ではハードウエア構成により調光回路を構成したが、ソフトウエアにより現在輝度の調光データを目標輝度の調光データに順次所定時間内に段階的に変化させることができることは勿論である。
【0026】
【発明の効果】
以上から本発明によれば、光源の輝度を変化させる場合に、現在輝度と目標輝度の調光データの差が如何なる場合であっても、予め決めた一定時間内に段階的に変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の調光回路の回路図である。
【図2】図1の調光回路の要部の具体的な回路図である。
【図3】図2の調光回路の動作のタイミングチャートである。
【図4】図2の調光回路の別の動作のタイミングチャートである。
【図5】図2の調光回路の別の動作のタイミングチャートである。
【図6】第1の従来例の調光回路の回路図である。
【図7】図6の調光回路の動作のタイミングチャートである。
【図8】第2の従来例の調光回路の回路図である。
【図9】図8の調光回路の動作のタイミングチャートである。
【図10】明るさを0→63に変化させるときの第1,第2の従来例と本実施形態の調光回路の時間特性図である。
【図11】明るさを48→63に変化させるときの第1,第2の従来例と本実施形態の調光回路の時間特性図である。
【符号の説明】
1:レジスタ、2:レジスタ、21:レジスタ、22:セレクタ、23:レジスタ、3:レジスタ、4:減算器、5:加算器、6:制御回路、7:輝度制御回路、8:光源
Claims (2)
- 光源の輝度を設定する調光データを切り換える調光方法において、
目標輝度の調光データと現在輝度の調光データの差分データを得るとともに、前記現在輝度の調光データの2 n 倍(n≧1)のデータを得、前記差分データを前記2 n 倍のデータに対して2 n 回加算することにより、前記光源の輝度を前記現在輝度から前記目標輝度に段階的に前記2n回の加算時間で切り換え、且つ前記現在輝度の調光データの2 n 倍のデータを得るために、前記現在輝度の調光データをnビットだけMSB方向にシフトすることを特徴とする調光方法。 - 光源の輝度を設定する調光データを切り換える調光回路において、
目標輝度の調光データを記憶する第1の記憶手段(1)と、現在輝度の調光データを記憶する第2の記憶手段(2)と、前記第1の記憶手段(1)の調光データと前記第2の記憶手段(2)の調光データの差分を演算する減算手段(3)と、該減算手段(3)で得られた差分データを記憶する第3の記憶手段(4)と、前記第2の記憶手段(2)の調光データを2 n 倍(n≧1)する2 n 倍手段と、該2 n 倍手段で得られたデータに対して前記第3の記憶手段(3)の差分データを2 n 回加算する加算手段(5)とを具備し、前記光源の輝度を前記現在輝度の調光データに対応する輝度から前記目標輝度の調光データに対応する輝度に段階的に前記2 n 回の加算時間で切り換え、且つ前記2 n 倍手段は、前記第2の記憶手段(2)の調光データをMSB方向にnビットだけシフトする手段であることを特徴とする調光回路。
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