JP5645242B2 - Illumination device and dimming method of illumination device - Google Patents
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Description
本発明は、異なる色の光を合成して所望の色度の光を得る照明装置及びその調光方法に関するものである。 The present invention relates to an illuminating device that combines light of different colors to obtain light of a desired chromaticity, and a dimming method thereof.
従来から、液晶ディスプレイ用バックライト装置などの照明装置には、光源として発光ダイオード(LED)が用いられている。この照明装置は、一般に、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)、琥珀色(A)等の色をそれぞれ発光する複数のLEDを備え、これらのLEDを発光させて各色の光を合成し、各LEDの光出力を調整することにより、任意の色度の合成光を実現している。そして、照明装置は、各色のLEDが発する光を一緒に計測可能な光検出素子を備え、この光検出素子が計測した発光量を各LEDの光出力へフィードバックすることにより、合成光の色度を調整する。 Conventionally, a light emitting diode (LED) is used as a light source in an illumination device such as a backlight device for a liquid crystal display. This lighting device generally includes a plurality of LEDs that emit red (R), green (G), blue (B), amber (A), and the like, and emits these LEDs to emit light of each color. Are combined and the light output of each LED is adjusted to realize combined light of an arbitrary chromaticity. The illuminating device includes a light detection element that can measure the light emitted from the LEDs of each color together, and feeds back the light emission amount measured by the light detection element to the light output of each LED, so that the chromaticity of the combined light is obtained. Adjust.
上記したフィードバック制御方法の1例として、光検出素子による計測値を、各色のLEDに流す電流の大きさへフィードバックする方法がある。しかし、この方法では、LED電流の調節を高精度に行う必要があるため、LED電流制御回路が複雑になり、照明装置の低コスト化が難しくなってしまう。 As an example of the feedback control method described above, there is a method of feeding back the measurement value obtained by the light detection element to the magnitude of the current flowing through the LED of each color. However, in this method, since it is necessary to adjust the LED current with high accuracy, the LED current control circuit becomes complicated, and it is difficult to reduce the cost of the lighting device.
これに対して、LED電流は既定電流とし、各LEDの発光/非発光を周期的に制御し、1周期に占める各LEDの発光時間の割合(オンデューティ比)を調整するパルス幅変調(PWM)によって光出力を制御する方法がある(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, the LED current is a predetermined current, and the pulse width modulation (PWM) that periodically controls the light emission / non-light emission of each LED and adjusts the ratio of light emission time (on-duty ratio) of each LED in one cycle. ) To control the light output (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1では、各LEDのオンデューティ比を維持しつつ、一部のLEDの発光時間の開始タイミングをシフトさせ、各LEDの発光時間が互いに重複する各時点及び重複しない各時点においてLEDの発光量を測定し、当該各時点における発光量の測定値の差分から各LEDの発光量を算出している。
In
しかし、特許文献1では、各色のオンデューティ比が変化してしまうと、各LEDの発光時間が互いに重複する各時点及び重複しない各時点が現れるタイミングも変化してしまう。また、各色のオンデューティ比が変化してしまうと、発光時間の開始タイミングのシフト方法も変更せざるを得ない場合も生じる。したがって、各時点における発光量の測定値の差分から各LEDの発光量を算出する場合に、どの時点での発光量の測定値の差分を取ればよいかを判断することが困難となってしまう。
However, in
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、発光量の測定値の差分から各発光素子の発光量を算出する場合に、どの測定タイミングにおける発光量の測定値の差分を取ればよいかを容易に判断することができる照明装置及びその調光方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to measure the light emission amount at any measurement timing when calculating the light emission amount of each light-emitting element from the difference between the light emission amount measurement values. It is to provide an illuminating device and a dimming method thereof that can easily determine whether or not to take the difference.
本発明の第1の特徴は、異なる色の光を合成して所望の色度の光を得る照明装置である。この照明装置は、異なる色の光をそれぞれ発する複数の発光素子と、複数の発光素子による合成光の色度が所望の色度になるように、発光素子の各々について、1周期における発光時間を制御する発光時間制御部と、発光時間制御部により制御された発光時間を維持しながら、発光素子の各々の発光及び非発光を周期的に制御するオン/オフ制御部と、複数の発光素子が発する光の発光量を一緒に計測する受光素子と、受光素子により計測された発光量から、複数の発光素子のいずれか1つの発光素子の発光量を算出する発光量算出部と、所望の色度を得るための各色の混色比率データを格納する混色比率記憶部とを備える。オン/オフ制御部は、発光素子の各々で共通の1周期内において、発光素子の総てが発光している全発光状態を形成し、その後、1つの発光素子を発光状態から非発光状態へ排他的に制御する。発光量算出部は、受光素子により計測された全発光状態における発光量から1つの発光素子の非発光状態における発光量を減算して1つの発光素子の発光量を算出する。発光時間制御部は、1つの発光素子の発光量及び混色比率記憶部に記憶された混色比率データに基づいて、1つの発光素子の発光時間を制御する。 A first feature of the present invention is an illumination device that combines light of different colors to obtain light of a desired chromaticity. This lighting device has a plurality of light emitting elements that emit light of different colors and a light emission time in one cycle for each of the light emitting elements so that the chromaticity of the combined light by the plurality of light emitting elements becomes a desired chromaticity. A light emission time control unit for controlling, an on / off control unit for periodically controlling light emission and non-light emission of each light emitting element while maintaining the light emission time controlled by the light emission time control unit, and a plurality of light emitting elements A light receiving element that measures the light emission amount of emitted light together, a light emission amount calculating unit that calculates the light emission amount of any one of the plurality of light emitting elements from the light emission amount measured by the light receiving element, and a desired color And a color mixture ratio storage unit for storing color mixture ratio data of each color for obtaining the degree. The on / off control unit forms all the light emitting states in which all the light emitting elements emit light within one cycle common to each light emitting element, and then changes one light emitting element from the light emitting state to the non-light emitting state. Control exclusively. The light emission amount calculation unit calculates the light emission amount of one light emitting element by subtracting the light emission amount in the non-light emission state of one light emitting element from the light emission amount in all light emission states measured by the light receiving element. The light emission time control unit controls the light emission time of one light emitting element based on the light emission amount of one light emitting element and the color mixing ratio data stored in the color mixing ratio storage unit.
本発明の第1の特徴によれば、複数の発光素子のいずれか1つの発光素子を排他的に発光状態から非発光状態へ遷移させ、当該遷移の前後において受光素子が計測する発光量の差分を当該1つの発光素子の発光量とする。これにより、各発光素子の発光量を算出するために、どの測定タイミングにおける発光量の測定値の差分を取ればよいかを容易に判断することができる。また、当該測定タイミングの判断に、オンデューティ比の変化は依存しない。また、発光開始タイミングをシフトさせる必要もなくなる。よって、前記した測定タイミングを取るための制御回路が簡略化され、発光開始タイミングをシフトさせるための制御回路などが不要となる。 According to the first feature of the present invention, any one of the plurality of light emitting elements is exclusively shifted from the light emitting state to the non-light emitting state, and the difference in light emission amount measured by the light receiving element before and after the transition. Is the light emission amount of the one light emitting element. Thereby, in order to calculate the light emission amount of each light emitting element, it is possible to easily determine at which measurement timing the difference between the measurement values of the light emission amount should be taken. Further, the change in the on-duty ratio does not depend on the determination of the measurement timing. Further, it is not necessary to shift the light emission start timing. Therefore, the control circuit for taking the measurement timing described above is simplified, and a control circuit for shifting the light emission start timing becomes unnecessary.
本発明の第2の特徴は、異なる色の光を合成して所望の色度の光を得る照明装置の調光方法である。この調光方法は、異なる色の光をそれぞれ発する複数の発光素子の発光量を計測する第1の段階と、計測した発光量から、複数の発光素子のいずれか1つの発光素子の発光量を算出する第2の段階と、異なる色の光を合成して所望の色度を得るための各色の混色比率及び算出された発光量に基づいて、1つの発光素子の1周期における発光時間を演算する第3の段階と、演算された発光時間を維持しながら、発光素子の各々の発光及び非発光を周期的に制御する第4の段階とを備える。第4の段階において、前記発光素子の各々で共通の1周期内において、前記発光素子の総てが発光している全発光状態を形成し、その後、1つの発光素子を発光状態から非発光状態へ排他的に制御する。第2の段階において、前記受光素子により計測された前記全発光状態における発光量から前記1つの発光素子の非発光状態における発光量を減算して前記1つの発光素子の発光量を算出する。第3の段階において、1つの発光素子の発光量及び混色比率に基づいて、1つの発光素子の発光時間を演算する。
The second feature of the present invention is a dimming method for an illumination apparatus that combines light of different colors to obtain light of desired chromaticity. In this dimming method, the first step of measuring the amount of light emitted from a plurality of light emitting elements that respectively emit light of different colors, and the amount of light emitted from any one of the plurality of light emitting elements from the measured amount of light emitted. The light emission time in one cycle of one light emitting element is calculated based on the second stage to be calculated, the color mixture ratio of each color to obtain a desired chromaticity by combining light of different colors and the calculated light emission amount. And a fourth stage for periodically controlling light emission and non-light emission of each light emitting element while maintaining the calculated light emission time. In a fourth stage, all the light emitting elements emit light in a common period with each of the light emitting elements, and then one light emitting element is changed from the light emitting state to the non-light emitting state. Control exclusively. In the second step, the light emission amount of the one light emitting element is calculated by subtracting the light emission amount of the one light emitting element in the non-light emitting state from the light emission amount in the total light emitting state measured by the light receiving element. In the third stage, the light emission time of one light emitting element is calculated based on the light emission amount and color mixture ratio of one light emitting element.
本発明の照明装置及びその調光方法によれば、発光量の測定値の差分から各発光素子の発光量を算出する場合に、どの測定タイミングにおける発光量の測定値の差分を取ればよいかを容易に判断することができる。 According to the illumination device and the dimming method of the present invention, when calculating the light emission amount of each light emitting element from the difference in the measurement value of the light emission amount, at which measurement timing should the difference in the measurement value of the light emission amount be taken? Can be easily determined.
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals.
図1を参照して、本発明の実施の形態に係わる照明装置の構成を説明する。本発明の実施の形態に係わる照明装置は、異なる色の光をそれぞれ発する複数の発光素子の一例として、赤色(R:Red)、緑色(G:Green)、青色(B:Blue)、及び琥珀色(A:Amber)をそれぞれ発光する第1の発光ダイオード(以後、「LED」という)11a、第2のLED11b、第3のLED11c、及び第4のLED11dを備える。照明装置は、第1〜第4のLED11a〜11dを発光させて各色の光を合成し、第1〜第4のLED11a〜11dの光出力を調整することにより、所望の色度の合成光を実現する。
With reference to FIG. 1, the structure of the illuminating device concerning embodiment of this invention is demonstrated. The illumination device according to the embodiment of the present invention includes red (R), green (G), blue (B), and blue as an example of a plurality of light-emitting elements that emit light of different colors. A first light emitting diode (hereinafter referred to as “LED”) 11a, a
照明装置は、第1〜第4のLED11a〜11dから成る発光部11と、第1〜第4のLED11a〜11dの各々について、1周期における発光時間を制御する発光時間制御部12と、発光時間制御部12により制御された発光時間を維持しながら、第1〜第4のLED11a〜11dの各々の発光及び非発光を周期的に制御するLED管理部13(オン/オフ制御部)と、発光部11が発する光の発光量を一緒に計測する受光素子14と、受光素子14により計測された発光量から、第1〜第4のLED11の各々の発光量を算出する発光量算出部21と、所望の色度を得るためのRGBA各色の混色比率データを格納する混色比率記憶部15と、LED管理部13による制御の下で第1〜第4のLED11a〜11dの各々を駆動するLED駆動回路24とを備える。
The lighting device includes a
第1〜第4のLED11a〜11dの各々が発する光は、総て1つの受光素子14によって受光される。よって、第1〜第4のLED11a〜11dの各々が単独で発光しているタイミングにおいて受光素子14が測定した発光量は、第1〜第4のLED11a〜11dの各々の発光量となり、第1〜第4のLED11a〜11dのいずれか2以上のLEDが発光しているタイミングにおいて受光素子14が測定した発光量は、2以上のLEDが発する光を合成した合成光の発光量となる。
The light emitted from each of the first to
発光量算出部21は、受光素子14から発光量として出力されるアナログ信号をデジタル信号(データ)へ変換するADコンバータ31と、変換された発光量のデータを一時的に記憶する発光量一時保持バッファ34と、発光量一時保持バッファ34に記憶されている発光量のデータを用いて、LED11a〜11dのいずれか1つのLEDの発光状態において計測された発光量から当該1つのLEDの非発光状態において計測された発光量を減算する発光量比較部35と、発光量比較部35により演算された発光量の差分を一時的に記憶する発光量保持バッファ(R)32a、発光量保持バッファ(G)32b、発光量保持バッファ(B)32c及び発光量保持バッファ(A)32dと、一定の時間を計数する第1のタイマ33とを備える。
The light emission
ADコンバータ31及び発光量一時保持バッファ34は、第1のタイマ33が計数する一定の時間間隔をおいて、受光素子14から受信するアナログ信号のAD変換及びデータの記憶を繰返し行う。発光量一時保持バッファ34は、複数の発光量のデータを同時に記憶することができる。
The
発光量比較部35は、第1〜第4のLED11a〜11dの各々が発光状態から非発光状態へ他を排して単独で遷移する場合において、当該遷移の前後において発光量一時保持バッファ34に記憶されている発光量の差分を算出する。LED管理部13は、第1〜第4のLED11a〜11dの各々を発光状態から非発光状態へ他を排して単独で遷移させる。
In the case where each of the first to
発光量保持バッファ32a〜32dは、発光量比較部35により演算された発光量の差分を、第1〜第4のLED11a〜11dの発光量として、それぞれ保持する。
The light emission
混色比率記憶部15には、第1〜第4のLED11a〜11dによる合成光の色度が所望の色度になるためのRGBA各色の混色比率のデータを記憶している。各LED11a〜11dの光出力の比率をRGBA各色の混色比率に基づいて調整することにより、第1〜第4のLED11a〜11dによる合成光の色度を所望の色度に調光することができる。RGB3色による混色の場合、例えば、図6に示すように、RGB各々の混合比率が、合成光の色種別(1、2、3、・・・)ごとにまとめられている。
The color mixture
発光時間制御部12は、第1〜第4のLED11a〜11dによる合成光の色度が所望の色度になるように、混色比率記憶部15に記憶された混色比率データ及び発光量算出部21により算出された発光量に基づいて、第1〜第4のLED11a〜11dの発光時間を算出する発光時間演算部41と、算出された第1〜第4のLED11a〜11dの発光時間を保持する発光時間保持部22と、保持されている発光時間に基づいて第1〜第4のLED11a〜11dの発光時間を管理する発光時間管理部23とを備える。
The light emission
発光時間演算部41は、第1〜第4のLED11a〜11dの光出力の比率が、混色比率記憶部15に記憶されている所望の色度の混色比率になるように、発光量保持バッファ32a〜32dに記憶されている発光量に基づいて、第1〜第4のLED11a〜11dの発光時間を算出する。発光量または発光時間が増加すれば光出力も増加するため、記憶されている発光量が少ない場合には発光時間を長くし、記憶されている発光量が多い場合には発光時間を短くすることで、第1〜第4のLED11a〜11dの光出力の比率を調整することができる。
The light emission
なお、発光時間演算部41は、第2のタイマ25が計数する一定の時間間隔をおいて、発光時間の算出を繰返し実施する。第2のタイマ25が計数する一定の時間間隔は、第1のタイマ33が計数する一定の時間間隔よりも長い。
Note that the light emission
発光時間保持部22は、第1のLED11aの発光時間を保持する発光時間保持バッファ(R)42aと、第2のLED11bの発光時間を保持する発光時間保持バッファ(G)42bと、第3のLED11cの発光時間を保持する発光時間保持バッファ(B)42cと、第4のLED11dの発光時間を保持する発光時間保持バッファ(A)42dとを備える。LED管理部13は、いずれか1つの発光時間保持バッファ42a〜42dを選択して、発光時間演算部41により算出された発光時間のデータを書き込む。
The light emission
発光時間管理部23は、発光時間保持バッファ42a〜42dが保持する発光時間が基準値として入力される基準値入力部45と、時間を計数するカウンタ46と、基準値入力部45に入力された発光時間とカウンタ46が計数する時間とを比較する比較器47とを備える。カウンタ46が計数する時間が基準値入力部45に入力された発光時間に達した場合、発光時間管理部23は、LED管理部13及びLED駆動回路24に対して、カウンタ46が計数する時間を出力する。
The light emission
LED駆動回路24は、発光時間管理部23から出力された時間に基づいて、LED管理部13による制御の下で第1〜第4のLED11a〜11dの各々を駆動する。
The
LED管理部13は、各LED11a〜11dに流す電流を既定電流とし、各LED11a〜11dの発光/非発光を周期的に制御し、1周期に占める各LED11a〜11dの発光時間の割合(オンデューティ比)を調整するパルス幅変調(PWM)によって各LED11a〜11dの光出力を調整する。
The
また、LED管理部13は、LED11a〜11dを発光させる順番を制御してもよい。発光させるLEDの順序は、例えば、R→G→B→Aの順番で固定してもよい。これにより制御が容易になる。或いは、R→G→B→A、G→R→B→A、・・・のように、発光順番を周期毎に入れ替えても構わない。これにより、合成色を平均化することができる。また或いは、発光順番をランダムとしてもよい。これにより、合成色を平均化することができる。
Further, the
このようにして、図1に示す照明装置は、受光素子14が計測する各LED11a〜11dの発光量を、各LED11a〜11dのオンデューティ比へフィードバックすることにより、所望の色度の合成光を得る。
In this way, the illumination device shown in FIG. 1 feeds the combined light of desired chromaticity by feeding back the light emission amount of each
次に、図4を参照して、図1の照明装置の調光方法の概略を説明する。 Next, with reference to FIG. 4, the outline of the light control method of the illuminating device of FIG. 1 is demonstrated.
(イ)先ず、S03段階において、受光素子14は、第1〜第4のLED11a〜11dの発光量を繰返し測定し、AD変換された複数の発光量のデータを発光量一時保持バッファ34に記憶する(第1の段階)。そして、発光量比較部35が、1つのLEDの発光状態において計測された発光量から1つのLEDの非発光状態において計測された発光量を減算して当該1つのLEDの発光量を算出する(第2の段階)。そして、発光量比較部35により演算された発光量の差分を、当該1つのLEDの発光量として、発光量保持バッファ32a〜32dに記憶する。上記した「1つのLED」として、第1〜第4のLED11a〜11dを順次当てはめていくことにより、第1〜第4のLED11a〜11dの各々の発光量を計測し、発光量のデータを発光量保持バッファ32a〜32dにそれぞれ記憶することができる。
(A) First, in step S03, the
(ロ)S05段階に進み、発光時間演算部41は、発光量保持バッファ32a〜32dに記憶された発光量のデータ及び混色比率記憶部15に記憶された混色比率のデータに基づいて、第1〜第4のLED11a〜11dの各々の1周期における発光時間を演算する(第3の段階)。
(B) Proceeding to step S05, the light emission
(ハ)S07段階に進み、発光時間管理部23は、従前の発光時間をS05段階で演算された発光時間へ更新し、S09段階に進み、LED管理部13は、更新された発光時間を維持しながら、各LED11a〜11dの発光/非発光を周期的に制御する(第4の段階)。この時、LED管理部13は、第1〜第4のLED11a〜11dの各々を発光状態から非発光状態へ他を排して単独で遷移させる。すなわち、2つ以上のLED11a〜11dが発光状態から非発光状態へ同時に遷移しないように制御する。S09段階の後、再びS03段階に戻る。これにより、S03段階において、当該遷移の前後における発光量の差分をLED11a〜11dの各々の発光量として算出することができる。
(C) Proceeding to step S07, the light emission
次に、図5(a)を参照して、図4のS03段階における詳細な処理手順の一例を説明する。 Next, an example of a detailed processing procedure in step S03 of FIG. 4 will be described with reference to FIG.
(い)先ずS31段階において、第1のタイマ33が所定の時間を計数することを待機する。第1のタイマ33が所定の時間を計数した時(S31でYES)、S33段階に進み、発光量算出部21は、ADコンバータ31により変換された発光量のデータを発光量一時保持バッファ34に書き込む。
(Ii) First, in step S31, the process waits for the
(ろ)S35段階に進み、LED管理部13は、発光しているLEDの色が変化するか否かを判断する。発光しているLEDの色が変化していなければ(S35段階においてNO)、各LED11a〜11dの発光状態/非発光状態に変更が無いことになるので、S31段階に戻り、S31段階及びS33段階を実施する。一方、発光しているLEDの色が変化していれば(S35段階においてYES)、各LED11a〜11dの発光状態/非発光状態に変更が生じたことになるので、S37段階に進む。具体的には、LED管理部13は、各LED11a〜11dの発光状態/非発光状態に変更が生じた場合、発光量算出部21に対して発光量算出の為のトリガー信号を送信する。当該トリガー信号には、発光状態/非発光状態の変更が生じたLEDの識別情報が含まれている。
(B) Proceeding to step S35, the
(は)S37段階において、トリガー信号を受信した発光量比較部35は、発光量一時保持バッファ34に記憶されているn個の発光量データの平均値と、ADコンバータ31により変換された最新の発光量のデータとの差を取る。そして、当該差分を、発光状態/非発光状態に変更が生じたLEDの発光量として、対応する発光量保持バッファ32a〜32dに記憶する。この時、発光状態/非発光状態の変更が生じたLEDは1つのみなので、対応する発光量保持バッファ32a〜32dも1つに特定することができる。
In step S <b> 37, the light emission
(に)その後、S39段階に進み、発光量一時保持バッファ34に記憶されている発光量のデータを消去する。その後、再び、S31段階に戻り、第1のタイマ33が所定の時間を計数し始める。
(Ii) Thereafter, the process proceeds to step S39, and the light emission amount data stored in the light emission amount
このように、LED管理部13は、各LED11a〜11dの発光状態/非発光状態に変更が有るか否かを監視し、当該変更が有った場合に限り、発光量算出部21に対してトリガー信号を送信する。これにより、トリガー信号を受信した発光量算出部21は、トリガー信号を受信する前に発光量一時保持バッファ34に記憶された発光量と、トリガー信号を受信した後に発光量一時保持バッファ34に記憶された発光量との差分を、発光状態/非発光状態に変更が有ったLEDの発光量として算出することができる。よって、各LED11a〜11dの発光量を算出するために、どの測定タイミングにおける発光量の測定値の差分を取ればよいかを容易に判断することができる。
In this way, the
次に、図5(b)を参照して、図4のS05段階における詳細な処理手順の一例を説明する。先ずS51段階において、第2のタイマ25が所定の時間を計数することを待機する。第2のタイマ25が所定の時間を計数した時(S51でYES)、S53段階に進み、発光時間演算部41は、各発光量保持バッファ32a〜32dに記憶されている発光量データを読み出す。そして、S55段階に進み、発光時間演算部41は、各LED11a〜11dの光出力の比率が、所望の色度の混色比率になるように、読み出した発光量データに基づいて、各LED11a〜11dの発光時間を算出する。算出された各発光時間は、発光時間保持バッファ42a〜42dにそれぞれ記憶される。その後、再び、S51段階に戻り、第2のタイマ25が所定の時間を計数し始める。
Next, an example of a detailed processing procedure in step S05 in FIG. 4 will be described with reference to FIG. First, in step S51, the process waits for the
このようにして、発光時間演算部41は、第2のタイマ25が計数する一定の時間間隔をおいて、発光時間の算出を繰返し実施することができる。
(第1の実施例)
In this way, the light emission
(First embodiment)
次に、図2及び図3を参照して、図4のS09段階における各LED11a〜11dの発光/非発光の制御方法の実施例を説明する。ここで述べる制御方法を適用することにより、各LED11a〜11dを発光状態から非発光状態へ排他的に制御することができる。なお、図2及び図3では、4つのLED11a〜11dを、LED1、LED2、LED3及びLED4へ任意に置換えて説明する。
Next, with reference to FIG.2 and FIG.3, the Example of the control method of light emission / non-light emission of each LED11a-11d in S09 step of FIG. 4 is described. By applying the control method described here, each of the
図2(a)及び図3(a)及び図3(b)を参照して、第1の実施例に係わる各LED1〜LED4の発光/非発光の制御方法を説明する。点状の模様を付した部分が各LED1〜LED4の発光時間を示し、模様を付さない白抜きの部分が各LED1〜LED4の非発光時間を示す。 With reference to FIGS. 2 (a), 3 (a), and 3 (b), a control method of light emission / non-light emission of each LED1 to LED4 according to the first embodiment will be described. A portion with a dotted pattern indicates the light emission time of each LED1 to LED4, and a white portion without a pattern indicates the non-light emission time of each LED1 to LED4.
図2(a)に示すように、LED管理部13は、LED1〜LED4の周期(T1、T2)及びその位相を互いに等しく設定する。1周期(T1、T2)の開始と同時に、LED1は発光し始めるが、LED2〜4は非発光状態を維持する。そして、LED2、LED3、そしてLED4の順番で、非発光状態から発光状態へ遷移して、LED1〜LED4の総てが発光した全発光状態が形成される。その後、タイミングTM2において、LED2が発光状態から非発光状態へ他のLED(LED1、3、4)を排して単独で遷移する。更に、その後、タイミングTM3、TM4、TM1において、LED3、LED4、及びLED1が、順次、発光状態から非発光状態へ排他的に遷移する。
As shown to Fig.2 (a), the
これにより、図3(a)及び図3(b)に示すように、タイミングTM2の直前に測定した発光量からタイミングTM2の直後に測定した発光量を減算すれば、当該発光量の差分PD2をLED2の発光量として求めることができる。同様にして、各タイミングTM3、TM4及びTM1の直前に測定した発光量から各タイミングTM3、TM4及びTM1の直後に測定した発光量を減算すれば、当該発光量の差分PD3、PD4及びPD1を、LED3、LED4及びLED1の発光量としてそれぞれ求めることができる。 Accordingly, as shown in FIGS. 3A and 3B, if the light emission amount measured immediately after the timing TM2 is subtracted from the light emission amount measured immediately before the timing TM2, the difference PD2 of the light emission amount is obtained. It can obtain | require as light emission amount of LED2. Similarly, if the light emission amount measured immediately after each timing TM3, TM4 and TM1 is subtracted from the light emission amount measured immediately before each timing TM3, TM4 and TM1, the difference PD3, PD4 and PD1 of the light emission amount is obtained. It can obtain | require as each light-emission amount of LED3, LED4, and LED1.
このようにして、発光量比較部35は、図5(a)のS37段階において、各タイミングTM1〜TM4の前後において発光量一時保持バッファ34に記憶された発光量の差分を、各LED1〜4の発光量として算出することができる。
In this manner, the light emission
なお、図2(a)のLED1については、単独発光状態における発光量からいずれのLEDも発光していない無発光状態における発光量を減算することになる。これにより、単独発光状態における発光量からバックグラウンド(ノイズ)を除去することができ、発光量の測定精度が向上する。 In addition, about LED1 of Fig.2 (a), the light emission amount in the non-light-emission state which is not light-emitting any LED will be subtracted from the light emission amount in a single light emission state. Thereby, the background (noise) can be removed from the light emission amount in the single light emission state, and the measurement accuracy of the light emission amount is improved.
以上説明したように、複数のLED1〜LED4のいずれか1つのLEDを排他的に発光状態から非発光状態へ遷移させ、当該遷移の前後において受光素子14が計測する発光量の差分を当該1つのLEDの発光量とする。これにより、各LED1〜4の発光量を算出するために、どの測定タイミングにおける発光量の測定値の差分を取ればよいかを容易に判断することができる。また、当該測定タイミングの判断に、オンデューティ比の変化は依存しない。また、発光開始タイミングをシフトさせる必要もなくなる。よって、測定タイミングを取るための制御回路が簡略化され、発光開始タイミングをシフトさせるための制御回路などが不要となる。
(第2の実施例)
As described above, any one of the plurality of
(Second embodiment)
図2(b)を参照して、第2の実施例に係わる各LED1〜LED4の発光/非発光の制御方法を説明する。点状の模様を付した部分が各LED1〜LED4の発光時間を示し、模様を付さない白抜きの部分が各LED1〜LED4の非発光時間を示す。 With reference to FIG.2 (b), the control method of light emission / non-light emission of each LED1-LED4 concerning a 2nd Example is demonstrated. A portion with a dotted pattern indicates the light emission time of each LED1 to LED4, and a white portion without a pattern indicates the non-light emission time of each LED1 to LED4.
LED管理部13は、LED1〜LED4の周期(T1、T2)及びその位相を互いに等しく設定する。1周期(T1、T2)の開始と同時に、総てのLED1〜4は発光状態を開始する。これにより、総てのLED1〜4が発光している全発光状態(Ga)が形成される。その後、LED1、LED2、LED3、そしてLED4の順番で、発光状態から非発光状態へ排他的に遷移させる。
The
LED2を発光状態から非発光状態へ遷移させると同時に、それまで非発光状態であったLED1を発光状態へ遷移させる。同様にして、LED3を発光状態から非発光状態へ遷移させると同時に、それまで非発光状態であったLED2を発光状態へ遷移させ、LED4を発光状態から非発光状態へ遷移させると同時に、それまで非発光状態であったLED3を発光状態へ遷移させる。
At the same time as the
これにより、LED1だけが非発光状態であって、その他のLED(LED2〜4)が発光状態となる単独非発光状態G1が、全発光状態Gaの後に形成される。同様にして、LED2だけが非発光状態であって、その他のLED(LED1、3、4)が発光状態となるLED2単独非発光状態G2が形成され、LED3だけが非発光状態であって、その他のLED(LED1、2、4)が発光状態となるLED3単独非発光状態G3が形成され、そして、LED4だけが非発光状態であって、その他のLED(LED1〜3)が発光状態となるLED4単独非発光状態G4が形成される。
Thereby, only the
LED4単独非発光状態G4の後、LED4は再び発光し始め、発光時間管理部32により管理されている各LED1〜4のオンデューティ比に従って、各LED1〜4の発光状態が継続される。
After the
図2(b)において、各状態(Ga、G1〜G4)が継続する時間は予め設定されている。具体的には、第1のタイマ33が計数する一定の時間に比べて十分長く設定すれば、各状態(Ga、G1〜G4)における複数の発光量データを発光量一時保持バッファ34に記憶させることができるので、複数の発光量データの平均値を取ることにより受光量の測定精度が向上する。
In FIG.2 (b), the time for which each state (Ga, G1-G4) continues is preset. Specifically, if the time is set to be sufficiently longer than the predetermined time counted by the
発光量算出部21は、全発光状態Gaにおいて受光素子14により計測された発光量から、LED1〜LED4のうちのいずれか1つのLEDの単独非発光状態(G1〜G4)において受光素子14により計測された発光量を減算して、単独非発光状態となった1つのLEDの発光量を算出することができる。同様にして、全発光状態Gaにおいて受光素子14により計測された発光量から、LED1〜LED4の各々の単独非発光状態(G1〜G4)において受光素子14により計測された発光量を減算することにより、LED1〜LED4の各々の発光量を算出することができる。また、単独非発光状態(G1〜G4)を形成するLEDの順番は予め定めておくことにより、当該1つのLEDの発光量を算出するために、どの測定タイミングにおける発光量の測定値の差分を取ればよいかを容易に判断することができる。
The light emission
各LED1〜4の単独発光状態を形成する比較例に比べて、照明装置全体の光量の変動量が小さくなり、ちらつき度合いが低減される。また、1周期に占める全LED1〜4の発光時間の割合を大きくすることができるので、照明装置全体の光量が増加する。
(その他の実施の形態)
Compared with the comparative example in which the individual light emitting states of the
(Other embodiments)
上記のように、本発明は、1つの実施の形態及び2つの実施例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。 As described above, the present invention has been described by way of one embodiment and two examples. However, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
例えば、発光部11は異なる色の光をそれぞれ発する複数のLED11a〜11dを備えるが、第1〜第4のLED11a〜11dの各々が備えるLEDチップの個数や発光箇所の数は、単数で有っても複数であっても構わない。
For example, the
本発明は、液晶ディスプレイ用バックライト装置や、建物の壁面を演出する照明装置など、異なる色の光を合成して所望の色度の光を得る広範な照明装置に対して適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a wide range of lighting devices that obtain light of desired chromaticity by combining light of different colors, such as a backlight device for a liquid crystal display and a lighting device that produces a wall surface of a building. .
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。 Thus, it should be understood that the present invention includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the present invention is limited only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from this disclosure.
11 発光部
11a 第1のLED(第1の発光素子)
11b 第2のLED(第2の発光素子)
11c 第3のLED(第3の発光素子)
11d 第4のLED(第4の発光素子)
12 発光時間制御部
13 LED管理部(オン/オフ制御部)
14 受光素子
15 混色比率記憶部
21 発光量算出部
22 発光時間保持部
23 発光時間管理部
24 LED駆動回路
25 第2のタイマ
31 ADコンバータ
32a〜32d 発光量保持バッファ
33 第1のタイマ
34 発光量一時保持バッファ
35 発光量比較部
41 発光時間演算部
42a〜42d 発光時間保持バッファ
45 基準値入力部
46 カウンタ
47 比較器
11
11b 2nd LED (2nd light emitting element)
11c 3rd LED (3rd light emitting element)
11d 4th LED (4th light emitting element)
12 Light emission
DESCRIPTION OF
Claims (2)
異なる色の光をそれぞれ発する複数の発光素子と、
前記複数の発光素子による合成光の色度が前記所望の色度になるように、前記発光素子の各々について、1周期における発光時間を制御する発光時間制御部と、
前記発光時間制御部により制御された発光時間を維持しながら、前記発光素子の各々の発光及び非発光を周期的に制御するオン/オフ制御部と、
前記複数の発光素子が発する光の発光量を一緒に計測する受光素子と、
前記受光素子により計測された発光量から、前記複数の発光素子のいずれか1つの発光素子の発光量を算出する発光量算出部と、
所望の色度を得るための各色の混色比率データを格納する混色比率記憶部と、を備え、
前記オン/オフ制御部は、前記発光素子の各々で共通の1周期内において、前記発光素子の総てが発光している全発光状態を形成し、その後、前記1つの発光素子を発光状態から非発光状態へ排他的に制御し、
前記発光量算出部は、前記受光素子により計測された前記全発光状態における発光量から前記1つの発光素子の非発光状態における発光量を減算して前記1つの発光素子の発光量を算出し、
前記発光時間制御部は、前記1つの発光素子の発光量及び前記混色比率記憶部に記憶された混色比率データに基づいて、前記1つの発光素子の発光時間を制御する
ことを特徴とする照明装置。 A lighting device that combines light of different colors to obtain light of desired chromaticity,
A plurality of light emitting elements each emitting light of different colors;
A light emission time control unit that controls the light emission time in one cycle for each of the light emitting elements, so that the chromaticity of the combined light by the plurality of light emitting elements becomes the desired chromaticity;
An on / off controller that periodically controls light emission and non-light emission of each of the light emitting elements while maintaining the light emission time controlled by the light emission time controller;
A light receiving element for measuring together the amount of light emitted by the plurality of light emitting elements;
A light emission amount calculating unit for calculating a light emission amount of any one of the plurality of light emitting elements from a light emission amount measured by the light receiving element;
A color mixture ratio storage unit for storing color mixture ratio data of each color to obtain a desired chromaticity,
The on / off control unit forms a total light emitting state in which all of the light emitting elements emit light within one cycle common to the light emitting elements, and then removes the one light emitting element from the light emitting state. Control exclusively to the non-light-emitting state,
The light emission amount calculation unit calculates the light emission amount of the one light emitting element by subtracting the light emission amount in the non-light emission state of the one light emitting element from the light emission amount in the total light emission state measured by the light receiving element,
The light emission time control unit controls the light emission time of the one light emitting element based on the light emission amount of the one light emitting element and the color mixing ratio data stored in the color mixing ratio storage unit. .
計測した発光量から、複数の発光素子のいずれか1つの発光素子の発光量を算出する第2の段階と、 A second stage of calculating a light emission amount of any one of the plurality of light emitting elements from the measured light emission amount;
前記異なる色の光を合成して所望の色度を得るための各色の混色比率及び算出された発光量に基づいて、前記1つの発光素子の1周期における発光時間を演算する第3の段階と、 A third step of calculating a light emission time in one cycle of the one light emitting element based on a color mixture ratio of each color and a calculated light emission amount for obtaining the desired chromaticity by combining the lights of different colors; ,
演算された発光時間を維持しながら、前記発光素子の各々の発光及び非発光を周期的に制御する第4の段階とを備える照明装置の調光方法であって、 And a fourth step of periodically controlling light emission and non-light emission of each of the light emitting elements while maintaining the calculated light emission time.
前記第4の段階において、前記発光素子の各々で共通の1周期内において、前記発光素子の総てが発光している全発光状態を形成し、その後、前記1つの発光素子を発光状態から非発光状態へ排他的に制御し、 In the fourth step, all light emitting elements emit light in a common period in each of the light emitting elements, and then the one light emitting element is removed from the light emitting state. Control exclusively to the flash state,
前記第2の段階において、前記受光素子により計測された前記全発光状態における発光量から前記1つの発光素子の非発光状態における発光量を減算して前記1つの発光素子の発光量を算出し、 In the second step, the light emission amount of the one light emitting element is calculated by subtracting the light emission amount of the one light emitting element in the non-light emitting state from the light emission amount measured by the light receiving element.
前記第3の段階において、前記1つの発光素子の発光量及び前記混色比率に基づいて、前記1つの発光素子の発光時間を演算する In the third step, the light emission time of the one light emitting element is calculated based on the light emission amount of the one light emitting element and the color mixture ratio.
ことを特徴とする照明装置の調光方法。 A lighting control method for an illuminating device.
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