JPH0869886A - 調光装置 - Google Patents

調光装置

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JPH0869886A
JPH0869886A JP6228683A JP22868394A JPH0869886A JP H0869886 A JPH0869886 A JP H0869886A JP 6228683 A JP6228683 A JP 6228683A JP 22868394 A JP22868394 A JP 22868394A JP H0869886 A JPH0869886 A JP H0869886A
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JP
Japan
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frequency
clock signal
pulse
pulse signal
clock
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JP6228683A
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English (en)
Inventor
Susumu Nishikawa
進 西川
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は調光装置において、設定される輝度レ
ベルのビツト数を増加させることなく、従来に比して細
かいパルス幅の出力パルス信号を作成し、暗い方に集中
する階調落ちを減少させ調光できるようにする。 【構成】所定周波数の第1のクロツク信号を分周してそ
れぞれ異なる周波数でなる複数の第2のクロツク信号を
生成し、段階的に周波数が増加又は減少する第2のクロ
ツク信号を選択して出力する可変クロツク生成手段と、
当該可変クロツク生成手段より送出された第2のクロツ
ク信号をカウントし、当該カウント値と設定された輝度
レベルに応じてパルス信号を生成し、出力するパルス信
号生成手段とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術(図3及び図4) 発明が解決しようとする課題(図5) 課題を解決するための手段(図1) 作用(図1) 実施例(図1及び図2) 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は調光装置に関し、例えば
高周波磁界励起形の複数の無電極蛍光放電灯を用いる可
変色照明の調光に適用し得る。
【0003】
【従来の技術】従来、調光装置は可変色照明の光源等を
調光するために用いられる。この可変色照明として、音
楽と共用できる室内ムードランプや屋外照明(建築物等
のライトアツプ)等がある。これらの可変色照明には3
原色の光源を直接調光する方式として、CRT3原色方
式や白熱灯と色フイルタを用いる方式、高周波磁界励起
形の無電極蛍光放電灯を用いる方式等がある。
【0004】ここでガラス球の外周にコイルを巻き付け
た、いわゆる高周波磁界励起形の無電極蛍光放電灯を用
いる方式について述べる。この無電極蛍光放電灯は、真
空のガラス球の内部にアルゴンガスと少量の水銀を封入
し、ガラス球の外周に励起コイルを数回巻き付けたもの
である。この励起コイルに高周波電流を流すことによつ
て高周波磁界が発生する。これによりガラス球の内部に
封入されている水銀が励起されて、プラズマ化する。こ
のプラズマによつて 253.7〔nm〕の紫外線が発生し、こ
の紫外線がガラス球の内壁に塗布されている蛍光体を発
光させる。無電極蛍光放電灯は、高周波電流を使用する
点灯方式であるため、瞬時点滅が可能であり、パルス幅
を時間的に変えるPWM(Pulse Width Modulation)方
式で輝度が調整される。
【0005】ここで図3に無電極蛍光放電灯を用いた照
明装置を、PWM方式で調光する調光装置1を示す。こ
の調光装置1はバイナリカウンタ2とマグニチユードコ
ンパレータ3とで構成されている。バイナリカウンタ2
は、基準周波数のリセツトパルスRSでリセツトされ、
このリセツトパルスRSより十分に高い所定周波数のク
ロツク信号CKをカウントする。これによりバイナリカ
ウンタ2からは、リセツトパルスRSの繰り返し周期の
間順次増加するカウント値S1が送出され、マグニチユ
ードコンパレータ3に供給される。
【0006】マグニチユードコンパレータ3には、カウ
ント値S1とユーザから設定入力された入力輝度レベル
S2とが入力される。これによりマグニチユードコンパ
レータ3は、カウント値S1が値「0」のとき立ち上が
り、カウント値S1と入力輝度レベルS2が一致したと
きに立ち下がるパルス信号を生成する。このようにして
リセツトパルスRSの繰り返し周期と同じ周波数で、か
つ入力輝度レベルS2に応じたデユーテイを有するパル
ス信号が生成され、入力輝度レベルをPWM変調したパ
ルス信号で無電極蛍光放電灯が調光される。なお実際に
は高周波信号をマグニチユードコンパレータ3で得られ
るパルス信号で変調し、この結果得られる高周波電流で
無電極蛍光放電灯の励起コイルを励起させる。
【0007】ここでバイナリカウンタ2に入力されるク
ロツク信号CKは一定周波数のため、図4に示すように
入力輝度レベルに比例するパルス幅のパルス信号が形成
される。例えば入力輝度レベルが8〔 bit〕すなわち2
8 の場合には、28 (= 256)のダイナミツクレンジの
パルス信号が得られる。ここで最大輝度が 50000〔 ni
t〕のとき、 50000×1/256 〔 nit〕(約 200〔 ni
t〕)から 50000〔 nit〕までの輝度変化が実現でき
る。この場合、「暗」の輝度は 50000×1/256 〔 ni
t〕、 50000×2/256 〔 nit〕……と変化し、「明」
の輝度変化(…… 50000× 255/256 〔 nit〕、 50000
× 256/256 〔 nit〕)に比して大きいため、荒い階調
となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところでこのように無
電極蛍光放電灯を用いた照明装置をPWM方式で調光す
る場合、人間の視覚特性を考慮に入れる必要がある。即
ち、入力輝度変化と視覚輝度変化をリニアな関係にする
には、入力輝度レベルと出力されるパルス信号の関係が
図5に示すように指数関数的に変化させる必要がある。
このような特性を実現するため、例えば入力輝度レベル
の8ビツトに対してROM(read only memory)の変換
テーブルで8ビツトのパルス信号を出力とすることが考
えられる。
【0009】ところがこのとき8ビツトで表される 256
階調のうち約 100階調の大幅な階調落ちが生じる。この
ため暗い範囲で細かい階調は階調落ちのため表現できな
いという問題がある。また明るい範囲では入力ビツトの
冗長度が増加する問題がある。
【0010】またパルス幅をデジタル回路でデイスクリ
ート変化させた場合、視覚的にはリニアに明るくなるの
ではなく、階段状の変化を感じる。このとき暗い範囲で
の変化は大きく、また明るい範囲での変化は小さく感じ
る。ここで5〔 nit〕から 50000〔 nit〕まで無電極蛍
光放電灯の輝度を変化させる場合(ダイナミツクレンジ
は104 )、これをバイナリビツトで表現すると14〔 bi
t〕を要する。輝度変化を指数関数的に増加させると、
明るい方では14〔 bit〕中の下位ビツトは意味をもた
ず、また暗い方ではさらに細かい階調が必要となる。こ
の階調を表現するためには、さらに多くのビツト数が必
要となる問題がある。
【0011】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、設定される輝度レベルのビツト数を増加させること
なく、従来に比して細かいパルス幅の出力パルス信号を
作成し、暗い方に集中する階調落ちを減少させ調光する
調光装置を提案しようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、照明に用いる光源を設定された輝
度レベルに応じたパルス信号によつて調光する調光装置
において、所定周波数の第1のクロツク信号(fCK)を
分周してそれぞれ異なる周波数でなる複数の第2のクロ
ツク信号を生成し、段階的に周波数が増加又は減少する
第2のクロツク信号を選択して出力する可変クロツク生
成手段(11)と、当該可変クロツク生成手段(11)
より送出された第2のクロツク信号をカウントし、当該
カウント値(S1)と設定された輝度レベル(S2)に
応じてパルス信号を生成し、出力するパルス信号生成手
段(12)とを備えるようにする。
【0013】
【作用】可変クロツク生成手段(11)では所定周波数
の第1のクロツク信号(fCK)を分周してそれぞれ異な
る周波数でなる複数の第2のクロツク信号を生成し、段
階的に周波数が増加又は減少する第2のクロツク信号を
選択して出力し、パルス信号生成手段(12)では当該
可変クロツク生成手段(11)より送出された第2のク
ロツク信号をカウントし、当該カウント値(S1)と設
定された輝度レベル(S2)に応じてパルス信号を生成
し、出力することにより、設定される輝度レベルのビツ
ト数を増加させることなく、従来に比して細かいパルス
幅の出力パルス信号を作成し、暗い方に集中する階調落
ちを減少させ調光することができる。
【0014】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0015】図1において、10は全体としてPWM方
式で調光する調光装置を示す。この調光装置10は可変
クロツク生成部11とパルス信号生成部12とからなつ
ている。
【0016】可変クロツク生成部11はクロツク信号f
CKを分周して複数のクロツク信号を生成するバイナリカ
ウンタ13、分周されたクロツク信号を入力し、選択さ
れたクロツク信号を順次出力するセレクタ14、セレク
タ14から出力されるクロツク信号をカウントするカウ
ンタ15、カウンタ15でのカウント値に応じてセレク
タ14を制御するROM16とでなつている。
【0017】このバイナリカウンタ13は所定周波数の
クロツク信号fCKを入力し、この周波数を1/2、1/
2 ……1/28 の8種類に分周する。この後、バイナ
リカウンタ13は各周波数のクロツク信号をセレクタ1
4に送出する。セレクタ14はバイナリカウンタ13か
ら送出される各クロツク信号を入力し、ROM16から
送出される信号に応じた周波数のクロツク信号を選定
し、カウンタ15とパルス信号生成部12に送出する。
ここでセレクタ14に入力されている各周波数のクロツ
ク信号は、ROM16から送出される出力レベル信号に
よつて高周波数のクロツク信号から低周波数のクロツク
信号へと切り換えて選定されるようになされている。
【0018】カウンタ15は0〜 255までカウントで
き、輝度レベルに対応するカウント数をROM16に出
力する。このROM16は変換テーブルを有しており、
入力するカウント数に応じた値をセレクタ14に出力す
るようになされている。この変換テーブルはバイナリカ
ウンタ2から送出されるカウント値0〜 255とセレクタ
14に出力する信号の対応表でなり、カウント数0〜23
に対する出力信号は01、24〜48は00、49〜69は01、70〜
83は02、84〜107 は03、108 〜130 は04、131 〜149 は
05、…… となつている。この出力信号00、01、02、0
3、……は最小パルス幅1/28 をT0 とし、それぞれ0
0=T0 /64、01=T0 /32、02=T0 /16、03=T0
/8……を表している。
【0019】この結果、図2に示すように、0〜63カウ
ントは1/2fCK、64〜127 カウントは1/22 CK
…のようにカウント数に応じて分周関係があり、カウン
ト数が増加するにつれて変化が大きくなる。このため従
来に比して変化の比率がほぼ等しくなり、視覚的にはリ
ニアになる。
【0020】次に、パルス信号生成部12はバイナリカ
ウンタ2とマグニチユードコンパレータ3とでなつてい
る。バイナリカウンタ2は、基準周波数のリセツトパル
スRSでリセツトされ、可変クロツク生成部11で生成
された可変クロツク信号をカウントする。これによりバ
イナリカウンタ2からは、リセツトパルスRSの繰り返
し周期の間順次増加するカウント値が送出され、マグニ
チユードコンパレータ3に供給される。
【0021】マグニチユードコンパレータ3には、カウ
ント値とユーザから設定入力された入力輝度レベルとが
入力される。これによりマグニチユードコンパレータ3
は、カウント値が値「0」のとき立ち上がり、カウント
値と入力輝度レベルが一致したときに立ち下がるパルス
信号を生成する。
【0022】以上の構成において、所定周波数のクロツ
ク信号fCKはバイナリカウンタ13に入力され、この周
波数が1/2、1/22 ……と分周され、分周された複
数のクロツク信号はセレクタ14に供給される。セレク
タ14に入力された複数のクロツク信号は、ROM16
から入力される出力レベル信号に応じた周波数からなる
クロツク信号が選定され、カウンタ15とパルス信号生
成部12にそれぞれ送出される。
【0023】このときセレクタ14から送出されるクロ
ツク信号はカウンタ15に入力され、カウントされる。
カウンタ15からはカウント値が出力され、ROM16
に入力される。ここでカウンタ15がフルカウントとな
つたとき、バイナリカウンタ13にクリア信号が送出さ
れ、次のクロツク信号fCKを入力し、再度入力したクロ
ツク信号fCKの周波数を分周する。
【0024】またセレクタ14から送出される可変クロ
ツク信号はバイナリカウンタ2に供給され、カウントさ
れる。このカウント値は、基準周波数のリセツトパルス
RSでリセツトされる。またカウント値は、マグニチユ
ードコンパレータ3に供給され、ユーザから設定入力さ
れた入力輝度レベルと比較される。このときマグニチユ
ードコンパレータ3はカウント値が値「0」のときにパ
ルスを立ち上げ、カウント値と入力輝度レベルとが一致
したときにパルスを立ち下げることでパルス信号を生成
する。このようにしてリセツトパルスRSの繰り返し周
期と同じ周波数で、かつ同じ周波数のデユーテイを有す
るパルス信号が生成され、入力輝度レベル信号をPWM
変調したパルス信号で無電極蛍光放電灯が調光される。
ここでセレクタ14から出力される周波数は高周波から
低周波へと切り換えられるため、パルスカウントは徐々
に遅くなる。このためパルス幅は指数関数的に拡がる。
【0025】以上の構成によれば、クロツク信号を分周
し、カウンタ15でのカウント数に応じた周波数でなる
クロツク信号にかえてパルス信号を生成することによ
り、入力輝度レベルのビツト数で必要なダイナミツクレ
ンジのパルス信号を得ることができる。また一定クロツ
ク方式における暗い方に集中する大幅な階調落ちと階調
荒さを防止し、輝度の「暗」から「明」への階段状の視
覚的な変化を輝度全域にわたり、ほぼ一定にできる。
【0026】なお上述の実施例においては、バイナリカ
ウンタ13に入力される所定周波数のクロツク信号fCK
から8種類の周波数に分周するものについて述べたが、
本発明はこれに限らず、バイナリカウンタ13に入力さ
れる所定周波数のクロツク信号fCKの周波数を分周した
ものであれば何種類でも良い。
【0027】さらに上述の実施例においては、カウント
数0〜23に対する出力は01、24〜48は00、49〜69は01、
70〜83は02、84〜107 は03、108 〜130 は04、131 〜14
9 は05、…… の対応表でなる変換テーブルを有するR
OM16を用いるものについて述べたが、本発明はこれ
に限らず、バイナリカウンタ2から送出されるカウント
値とセレクタ14に出力する信号の対応表でなる変換テ
ーブルを有するROMであれば良い。
【0028】さらに上述の実施例においては、光源とし
て無電極蛍光放電灯を用いた照明装置を調光する調光装
置について述べたが、本発明はこれに限らず、白熱灯や
蛍光灯等を光源とする照明装置の調光にも適用し得る。
またジヤンボトロン等の大型映像装置の調光に用いる
と、映像のダイナミツクレンジが拡大する。
【0029】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、第1のク
ロツク信号を分周し、所定の周波数でなる第2のクロツ
ク信号を選択することで可変クロツクを作成し、輝度レ
ベルに応じたパルス信号を生成することにより、設定さ
れた輝度レベルのビツト数を増加させることなく、従来
に比して細かいパルス幅の出力パルス信号を作成し、暗
い方に集中する階調落ちを減少させ調光する調光装置を
実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による調光装置を示すブロツ
ク図である。
【図2】入力カウント数と出力パルス幅の関係を示す特
性線図である。
【図3】従来の調光装置を示すブロツク図である。
【図4】一定クロツク方式の入力輝度信号と出力パルス
幅の関係を示す特性線図である。
【図5】視覚特性を考慮した理想的な入力輝度信号と出
力パルス幅の関係を示す特性線図である。
【符号の説明】
1、10……調光装置、2、13……バイナリカウン
タ、3……マグニチユードコンパレータ、11……可変
クロツク生成部、12……パルス信号生成部、15……
カウンタ、14……セレクタ、16……ROM。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】照明に用いる光源を設定された輝度レベル
    に応じたパルス信号によつて調光する調光装置におい
    て、 所定周波数の第1のクロツク信号を分周してそれぞれ異
    なる周波数でなる複数の第2のクロツク信号を生成し、
    段階的に周波数が増加又は減少する上記第2のクロツク
    信号を選択して出力する可変クロツク生成手段と、 当該可変クロツク生成手段より送出された上記第2のク
    ロツク信号をカウントし、当該カウント値と上記設定さ
    れた輝度レベルに応じて、上記パルス信号を生成し、出
    力するパルス信号生成手段とを具えることを特徴とする
    調光装置。
  2. 【請求項2】上記可変クロツク生成手段は、高周波数か
    ら低周波数へ切り換わる上記複数の第2のクロツク信号
    を選択して出力することを特徴とする請求項1に記載の
    調光装置。
  3. 【請求項3】上記光源は、高周波磁界励起形の複数の無
    電極蛍光放電灯でなることを特徴とする請求項1に記載
    の調光装置。
JP6228683A 1994-08-30 1994-08-30 調光装置 Pending JPH0869886A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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