JP5202105B2 - 色調制御方法および回路 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話の着信ランプ等の色調を設定する色調データを切り換える色調制御方法および回路に関するものである。

＜第１の従来例＞
図３に第１の従来例の色調制御回路を示す。同図に於いて、１は表示すべきＲＧＢ用の色調データを記憶するＲＡＭ等からなるメモリ、２はＲＧＢの色調データを切り換える切換回路、３は色調データを一時的に記憶するためのＲＧＢ用のレジスタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂからなるレジスタ群、１１はＲＧＢ用のＰＷＭ制御回路１１Ｒ，１１Ｇ，１１ＢからなるＰＷＭ制御回路群、１２はＲＧＢ用のＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｇ，１２ＢからなるＬＥＤ群、１５Ａは切換回路２やＰＷＭ制御回路群１１の制御を行う制御回路である。

ここでは、一定時間毎にメモリ１から順次読み出されたＲＧＢの各色調データが、切換回路２によってレジスタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに振り分けられる。そして、このレジスタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに一時的に記憶されたＲＧＢの各色調データが、ＰＷＭ制御回路１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂによってそのレベルに応じてＰＷＭ変調信号に変換され、ＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに印加される。図４に図３の色調制御回路の動作を示すタイミングチャートを示した。

＜第２の従来例＞
図５に第２の従来例の色調制御回路を示す（例えば、特許文献１参照）。同図に於いて、図３と同じものには同じ符号を付けた。７は減算器、１３，１４，２１はＲＧＢの各色調データを切り換える切換回路、２２は「＋１」又は「−１」を演算する演算器、２３は現在の色調データを記憶するＲＧＢ用のレジスタ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂからなるレジスタ群である。なお、レジスタ群３のレジスタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは目標（次回表示）の各色調データを格納する。１５Ｂは切換回路２、１３，１４，２１やＰＷＭ制御回路群１１を制御する制御回路である。

ここでは、レジスタ群３に格納している目標の各色調データからレジスタ群２３に格納している現在の色調データを、ＲＧＢ毎に減算器７によって減算し、その結果を求める。そして、その減算結果がプラスのときは、演算器２２によって、切換回路２１を経由してレジスタ群２３の対応するレジスタ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの色調データに「＋１」を演算し、その減算結果がマイナスのときは「−１」を演算し、その減算結果が零のときは「０」を演算して、レジスタ群２３のレジスタ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂに記憶された色調データがレジスタ群３のレジスタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに記憶されている全ての色調データの値に達するまで、これを繰り返す。

図６Ａおよび図６Ｂに図５の色調制御回路の動作を示すタイミングチャートを示した。図６Ａは色調データを現在値から目標値に切り換える途中の前半の時間帯を、図６Ｂは後半の時間帯を示す。なお、中間の時間帯は省略した。レジスタ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂにそれぞれ現在値「０３ｈ」、「３３ｈ」、「０Ｂｈ」が設定され、レジスタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにそれぞれ目標値「３７ｈ」、「０７ｈ」、「５２ｈ」が設定されている。減算器７の減算結果であるＳＩＧは、「レジスタ群３の色調データ」−「レジスタ群２３の色調データ」の結果であり、これがプラスなら「＋１」、マイナスなら「−１」、等しければ「０」が、レジスタ群２３の各レジスタ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの内容に加算される。そして、レジスタ群２３のレジスタ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの各色調データが、レジスタ群３のレジスタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの各色調データと一致する（減算器７の減算結果が０になる）まで、同様の演算が繰り返される。

これにより、ＲＧＢの各色調データが、現在の色調データから目標の色調データに切り替わる際に、一挙に変化するのではなく、段階的に変化するようになるので、ＰＷＭ制御回路群１１によって制御されるＬＥＤ群１２の発光による色調の変化が緩やかになり、目に与える刺激が少なくなる。
特開２００４−３１１１３４号公報

ところが、図３で説明した第１の従来例では、色調を緩やかに変化させる場合、変化の途中の色調データも予めメモリ１に格納しておく必要があり、多くの容量が必要となる。また、図５で説明した第２の従来技術では、ＲＧＢ各色で加減算に要する時間が異なるので、色調の変化が不自然になる。

本発明の目的は、色調を現在値から目標値に切り換える際に、ＲＧＢの各色調データの途中変化が同一の回数となり同時にその変化が完了するようにして、色調変化が不自然とならないようにし、また使用するメモリ量も少なくできるようにした色調制御方法および回路を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明の色調制御方法は、ＲＧＢ用の目標の各色調データからＲＧＢ用の現在の各色調データをＲＧＢ毎に時分割で減算し、該減算で得られたＲＧＢ毎の各差分データを１／ｎしたデータを前記現在の各色調データに対してＲＧＢ毎に時分割でｎ−１回だけ累加算し、１回目の累加算以降ｎ−１回目の累加算以前に、前記現在の各色調データを前記目標の各色調データで更新するとともに前記目標の各色調データを新たな各色調データで更新して、同様の処理を繰り返す色調制御方法において、前記ｎ＝２ ^Ｘ とするとき、前記各差分データを１／ｎせずにそのままとするとともに、前記現在の各色調データをｘビットだけＭＳＢ側にシフトしてｎ倍の各色調データに変換し、該ｎ倍の各色調データに対して前記各差分データをｎ−１回だけ累加算し、前記ｎ倍の各色調データおよび前記累加算結果の各色調データの下位ｘビットを切り捨てて出力することを特徴とする。
請求項２にかかる発明の色調制御回路は、ＲＧＢ用の現在の各色調データを記憶するための第１のレジスタ群と、ＲＧＢ用の目標の各色調データを記憶するための第２のレジスタ群と、前記第１のレジスタ群に記憶されているＲＧＢ用の各色調データが初期値として記憶される第３のレジスタ群と、前記第２のレジスタ群のＲＧＢ用の各色調データから前記第１のレジスタ群のＲＧＢ用の各色調データをＲＧＢ毎に時分割で減算する減算器と、該減算器で得られたＲＧＢ毎の各差分データを１／ｎしたデータを前記第３のレジスタ群の前記初期値の各色調データに対してＲＧＢ毎に時分割でｎ−１回だけ累加算する加算器とを備え、１回目の累加算以降ｎ−１回目の累加算以前に、前記第１のレジスタ群のＲＧＢ用の現在の各色調データが前記第２のレジスタ群のＲＧＢ用の目標の各色調データで更新され、前記第２のレジスタ群のＲＧＢ用の目標の各色調データが新たなＲＧＢ用の色調データで更新され、前記第３のレジスタ群には、前記ｎ−１回目の次のｎ回目に、前記第１のレジスタ群に記憶されている更新されたＲＧＢ用の現在の各色調データが新たな初期値として記憶されることを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の色調制御回路において、前記ｎ＝２ ^Ｘ とするとき、前記各差分データを１／ｎせずにそのままとするとともに、前記第１のレジスタ群の現在の各色調データをｘビットだけＭＳＢ側にシフトしｎ倍の各色調データとして前記第３のレジスタ群に前記初期値として転送する演算器を備え、該ｎ倍の各色調データに対して前記各差分データをｎ−１回だけ累加算して前記第３のレジスタ群に記憶し、前記第３のレジスタ群から、前記初期値の各色調データおよび前記累加算結果の各色調データの下位ｘビットを切り捨てて出力することを特徴とする。

本発明によれば、ＲＧＢ用のＬＥＤ等の色調を変化させる場合に、目標と現在のＲＧＢ用の各色調データの差分データが互いに異なっていても、同一の累加算回数でＲＧＢの各色調データが同時に目標値に到達するので、色調の変化が不自然でなくなる。また、また、変化の途中の各色調データは演算により生成されるので、メモリに予め格納しておく必要はなく、使用するメモリ量を大幅に少なくできる。さらに、現在のＲＧＢ用の各色調データは、累加算の際の初期値となるので、差分データを演算する際の誤差の影響を回避することができる。

現在の色調を、目標となる色調までｎ回で徐々に変化させるには、ＲＧＢ毎に、現在の色調データＡと目標となる色調データＢの差分データを１／ｎした値をｎ回だけ色調データＡに加算する事により実現できる。すなわち以下の式をｎ回実行する事により実現できる。
Ａ’＝Ａ＋（Ｂ−Ａ）／ｎ (1)
ただし、上記の式では、特別に除算器が必要になるので、以下の式に変形する。
ｎ・Ａ’＝ｎ・Ａ＋（Ｂ−Ａ） (2)
ｎ＝２^Ｘとすれば、Ａをｘビットだけ左側（ＭＳＢ側）にシフトする事で(2)式は容易に実現出来る。ただし、前記方法だけでは誤差が生じ、データの組合せによっては、ｎ回目で目標値と異なるデータになってしまうことがあるので、本発明では、ｎ回目のデータを演算しない、つまりｎ−１回目まで演算し、ｎ回目では次の現在の色調データ（つまり、目標の色調データ）をセットすることにより、誤差の影響を除き、データの連続性を保つことが好ましい。

＜実施例＞
第１図は本発明の実施例の色調制御回路の構成を示すブロック図である。同図に於いて、１は表示すべきＲＧＢ用の各色調データを記憶するＲＡＭ等のメモリ、２はＲＧＢ用の各色調データを切り換えるための切換回路、３は目標となるＲＧＢ用の各色調データを記憶するレジスタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂからなるレジスタ群、４は現在のＲＧＢ用の各色調データを記憶するレジスタ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂからなるレジスタ群、５はレジスタ群４のレジスタ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの出力を選択する切換回路、６はＲＧＢ用の各色調データの値をＲＧＢ毎に時分割で２^ｎ倍する演算器（シフト回路）、７はレジスタ群３のレジスタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの目標の各色調データからレジスタ群４のレジスタ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの現在の各色調データをＲＧＢ毎に時分割で減算してその差分データＳＵＢを求める減算器、８はＲＧＢ毎に差分データＳＵＢを時分割で累加算するための加算器、９は演算結果を切り換える切換回路、１０は演算結果のＲＧＢ用の各色調データを記憶するレジスタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂからなるレジスタ群、１１は各ＬＥＤの色調を制御するためのＲＧＢ用ＰＷＭ制御回路１１Ｒ，１１Ｇ，１１ＢからなるＰＷＭ制御回路群、１２はＲＧＢ用のＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｇ，１２ＢからなるＬＥＤ群、１３はレジスタ群１０のレジスタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの色調データの１つを選択して加算器８に転送する切換回路、１４はレジスタ群３のレジスタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの色調データの１つを選択して減算器７に転送する切換回路、１５は切換回路２，５，９，１３，１４やＰＷＭ制御回路群１１を制御する制御回路である。レジスタ群４は請求項の第１のレジスタ群の一例、レジスタ群３は請求項の第２のレジスタ群の一例、レジスタ群１０は請求項の第３のレジスタ群の一例である。

本実施例では、レジスタ群４のレジスタ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに記憶されている現在の各色調データを、演算器６によってＲＧＢ毎に時分割でｎ倍にし、つまりｘビットだけＭＳＢ方向にシフトし、このデータを初期値として、レジスタ群１０のレジスタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにセットする。そして、レジスタ群３のレジスタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに記憶された目標の各色調データからレジスタ群４のレジスタ３Ｒ，３Ｇ，３に記憶された現在の各色調データを、ＲＧＢ毎に減算器７で時分割で減算して各差分データのＳＵＢを得、この各差分データＳＵＢを加算器８と切換回路９，１３によって、レジスタ群１０のレジスタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各色調データに対して累加算する。この累加算はＲＧＢ毎に時分割でｎ−１回だけ繰り返す。

以上のＲＧＢ毎の１回目からｎ−１回目までの累加算により、レジスタ群１０のレジスタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ内の各色調データは、レジスタ群４のレジスタ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ内の現在の各色調データを演算器６によってｘビットだけＭＳＢ方向にシフトしたｎ倍のデータを初期値として、各差分データＳＵＢずつ増加あるいは減少して、レジスタ群３のレジスタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ内の目標の色調データに向けて、近づく。そして、ｎ回目では、累加算は行われず、１回目以降ｎ回目以前にレジスタ群３のレジスタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの各色調データによって更新されているレジスタ群４のレジスタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの各色調データを演算器１６でｘビットだけＭＳＢ方向にシフトした値が、新たな初期値としてレジスタ群１０のレジスタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにセットされる。以後、同様の動作が繰り返される。

なお、このように、レジスタ群１０のレジスタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂには、ｘビットだけＭＳＢ方向にシフトしたｎ倍の色調データがセットされるので、ＰＷＭ制御回路群１１のＰＷＭ制御回路１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂには、下位ｘビットを切り捨て元に戻したデータが転送される。

以上により、ＬＥＤ群１２では、レジスタ群１０のレジスタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに記憶された色調データ、つまりレジスタ群４のレジスタ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ内の現在の各色調データからｎ−１段階変化してレジスタ群３のレジスタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ内の目標の各色調データに至るよう変化する色調の発光が行われる。

図２Ａおよび図２Ｂに本実施例の色調制御回路の動作のタイミングチャートを示す。ここでは、ｎ＝１６、ｘ＝４ビットの例を示した。Ｒの色調データは、レジスタ４Ｒの現在の「０３ｈ」からレジスタ３Ｒの目標の「３７ｈ」に変化する。また、Ｇの色調データは、レジスタ４Ｇの現在の「３３ｈ」からレジスタ３Ｇの目標の「０７ｈ」に変化する。さらに、Ｂの色調データは、レジスタ４Ｂの現在の「０Ｂｈ」からレジスタ３Ｂの目標の「５２ｈ」に変化する。

減算器７は時分割でＲ，Ｇ，Ｂの色調データを切り替えて共通使用する。制御回路１５がＲのときはＲの色調データ、ＧのときはＧの色調データ、ＢのときはＢの色調データの減算を、時分割で行う。例では、それぞれＲＧＢ用の差分データＳＵＢは、「０３４ｈ」、「１Ｄ４ｈ」、「０４７ｈ」となる。この差分データＳＵＢは２の補数で表され、左端の「０」はプラスを、「１」はマイナスを表す。図２Ａおよび図２ＢのＰＷＭは、演算したデータを、ＰＷＭ制御回路群１１のＰＷＭ制御回路１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂにセットするタイミングである。時分割処理したＲＧＢ用のデータを揃えて、次の周期（１／ｎ）の最初にＰＷＭ制御回路１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに同時にセットする。

以上から、本実施例によれば、ＬＥＤ群１２により表現される色調を変化させる場合に、ＲＧＢ用の各色調データの差分データが互いに異なっても、ＲＧＢの全てを予め決めた回数で変化させることができる。よって、図７に示すように、時刻ｔ０に開始しても時刻ｔ１において、ＲＧＢの各色調データの変化が同時に完了する。図５で説明した第２の従来例では、時刻ｔ０に開始してもＲＧＢの各色調データの変化が完了する時刻が区々（例えば、ｔ２，ｔ３等）となっている。また、本実施例では、図３で説明した第１の従来例に対して、変化の途中の色調データを用意する必要が無く、メモリ１に格納すべき色調データの量が１／１５に削減される。

本発明の実施例の色調制御回路の構成を示すブロック図である。 図１の色調制御回路の動作のタイミングチャートである。 図１の色調制御回路の動作のタイミングチャートである。 第１の従来例の色調制御回路の構成を示すブロック図である。 図３の色調制御回路の動作のタイミングチャートである。 第２の従来例の色調制御回路の構成を示すブロック図である。 図５の色調制御回路の動作のタイミングチャートである。 図５の色調制御回路の動作のタイミングチャートである。 本実施例と第２の従来例の色調制御回路の色調変化の特性図である。

符号の説明

１：メモリ、２：切換回路、３：レジスタ群（目標の色調データ記憶用）、４：レジスタ群（現在の色調データ記憶用）、５：切換回路、６：演算器、７：減算器、８：加算器、９：切換回路、１０：レジスタ群、１１：ＰＷＭ制御回路群、１２：ＬＥＤ群、１３：切換回路、１４：切換回路、１５，１５Ａ，１５Ｂ：制御回路、１６：演算器、２１：切換回路、２２：演算器、２３：レジスタ群（実際に出力する色調データ記憶用）。

Claims (3)

1. ＲＧＢ用の目標の各色調データからＲＧＢ用の現在の各色調データをＲＧＢ毎に時分割で減算し、該減算で得られたＲＧＢ毎の各差分データを１／ｎしたデータを前記現在の各色調データに対してＲＧＢ毎に時分割でｎ−１回だけ累加算し、１回目の累加算以降ｎ−１回目の累加算以前に、前記現在の各色調データを前記目標の各色調データで更新するとともに前記目標の各色調データを新たな各色調データで更新して、同様の処理を繰り返す色調制御方法において、
   前記ｎ＝２ ^Ｘ とするとき、前記各差分データを１／ｎせずにそのままとするとともに、前記現在の各色調データをｘビットだけＭＳＢ側にシフトしてｎ倍の各色調データに変換し、該ｎ倍の各色調データに対して前記各差分データをｎ−１回だけ累加算し、前記ｎ倍の各色調データおよび前記累加算結果の各色調データの下位ｘビットを切り捨てて出力することを特徴とする色調制御方法。
2. ＲＧＢ用の現在の各色調データを記憶するための第１のレジスタ群と、ＲＧＢ用の目標の各色調データを記憶するための第２のレジスタ群と、前記第１のレジスタ群に記憶されているＲＧＢ用の各色調データが初期値として記憶される第３のレジスタ群と、前記第２のレジスタ群のＲＧＢ用の各色調データから前記第１のレジスタ群のＲＧＢ用の各色調データをＲＧＢ毎に時分割で減算する減算器と、該減算器で得られたＲＧＢ毎の各差分データを１／ｎしたデータを前記第３のレジスタ群の前記初期値の各色調データに対してＲＧＢ毎に時分割でｎ−１回だけ累加算する加算器とを備え、
   １回目の累加算以降ｎ−１回目の累加算以前に、前記第１のレジスタ群のＲＧＢ用の現在の各色調データが前記第２のレジスタ群のＲＧＢ用の目標の各色調データで更新され、前記第２のレジスタ群のＲＧＢ用の目標の各色調データが新たなＲＧＢ用の色調データで更新され、
   前記第３のレジスタ群には、前記ｎ−１回目の次のｎ回目に、前記第１のレジスタ群に記憶されている更新されたＲＧＢ用の現在の各色調データが新たな初期値として記憶されることを特徴とする色調制御回路。
3. 請求項２に記載の色調制御回路において、
   前記ｎ＝２ ^Ｘ とするとき、前記各差分データを１／ｎせずにそのままとするとともに、前記第１のレジスタ群の現在の各色調データをｘビットだけＭＳＢ側にシフトしｎ倍の各色調データとして前記第３のレジスタ群に前記初期値として転送する演算器を備え、
   該ｎ倍の各色調データに対して前記各差分データをｎ−１回だけ累加算して前記第３のレジスタ群に記憶し、前記第３のレジスタ群から、前記初期値の各色調データおよび前記累加算結果の各色調データの下位ｘビットを切り捨てて出力することを特徴とする色調制御回路。

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