JP2004311134A - 調光方法および調光回路 - Google Patents

Abstract

【課題】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。
【解決手段】目標輝度の調光データＤ２と現在輝度の調光データＤ３の差分データＤ４を得るとともに、現在輝度の調光データＤ３の２^ｎ倍（ｎ≧１）のデータＤ３２を得、差分データＤ４を２^ｎ倍のデータＤ３２に対して２^ｎ回加算することにより、光源の輝度を現在輝度から目標輝度に段階的に２^ｎ回の加算時間で切り換える。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【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、該差分データを１／２^ｎ（ｎ≧１）にしたデータを２^ｎ回前記現在輝度の調光データに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２^ｎ回の加算時間で切り換え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２^ｎ回の加算時間で切り換えることを特徴とする調光方法とした。
【００１１】
請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の調光方法において、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。
【００１２】
請求項４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、該第３の記憶手段の差分データを１／２^ｎ（ｎ≧１）にしたデータを２^ｎ回前記第２の記憶手段の調光データに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から前記目標輝度に段階的に前記２^ｎ回の加算時間で切り換えることを特徴とする調光回路とした。
【００１３】
請求項５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ることを特徴とする調光回路とした。
【００１４】
請求項６にかかる発明は、請求項５に記載の調光回路において、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１／２^ｎ（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２^ｎ等分した値を２^ｎ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）／２^ｎ （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、
２^ｎ・Ｂ’＝２^ｎ・Ｂ＋（Ａ−Ｂ） （２）
に変形してこれを実行する。２^ｎ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２^４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２^４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２^ｎ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 (6)

1. 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、該差分データを１／２^ｎ（ｎ≧１）にしたデータを２^ｎ回前記現在輝度の調光データに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２^ｎ回の加算時間で切り換えることを特徴とする調光方法。
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２^ｎ回の加算時間で切り換えることを特徴とする調光方法。
3. 請求項２に記載の調光方法において、
   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。
4. 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、該第３の記憶手段の差分データを１／２^ｎ（ｎ≧１）にしたデータを２^ｎ回前記第２の記憶手段の調光データに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から前記目標輝度に段階的に前記２^ｎ回の加算時間で切り換えることを特徴とする調光回路。
5. 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ることを特徴とする調光回路。
6. 請求項５に記載の調光回路において、
   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。

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