JP2008091301A - 調光回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光量を周囲の光の色成分の照度の変化にアナログ的に対応して調節することができ、調光を非常に滑らかに制御できる調光回路を提供すること。
【解決手段】赤、緑および青の光の各色成分についてそれぞれ調光回路1を備えており、照度センサ3は照度の増減変化に対応してアナログ的に増減変化する電流を出力する電流出力型に形成されており、発光素子2には発光素子2に流れる電流を検出する検出抵抗5が接続されており、駆動制御回路4は検出抵抗5に発光素子2を流れる電流と照度センサ3によって検出された電流とが流れることにより得られる電圧を常に所定値に保持する電圧を発光素子2に出力する発光素子ドライバ7を有し、発光素子2が検出照度の暗い所で明るく発光し、明るい所で暗く発光することを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】赤、緑および青の光の各色成分についてそれぞれ調光回路1を備えており、照度センサ3は照度の増減変化に対応してアナログ的に増減変化する電流を出力する電流出力型に形成されており、発光素子2には発光素子2に流れる電流を検出する検出抵抗5が接続されており、駆動制御回路4は検出抵抗5に発光素子2を流れる電流と照度センサ3によって検出された電流とが流れることにより得られる電圧を常に所定値に保持する電圧を発光素子2に出力する発光素子ドライバ7を有し、発光素子2が検出照度の暗い所で明るく発光し、明るい所で暗く発光することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、調光回路に係り、特に液晶機器を照明する照明装置の輝度および色度調節に好適な調光回路に関する。
一般に、携帯電話機等の画像表示部として利用されている液晶機器においては、液晶機器を照明する照明装置を設けると共に、周囲の明るさに応じて画面の輝度を調節することが行われている。
このような輝度調節を行うための調光装置として各種の提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に示されるような従来の調光装置は例えば図3のように形成されている。図3においては、フォトトランジスタ等からなる照度センサ21によって検出された照度レベルが、電流/電圧変換用の抵抗22をとおして電圧の変化としてICチップ23内のA/D変換器24に出力される。続いて、A/D変換器24において入力されたアナログ値の電圧値がデジタル値に変換されて制御回路25に出力される。制御回路25においては、入力された電圧値に応じて照明装置27における照度を演算するとともに、照明装置27において発光させるべき発光ダイオード28の輝度を演算してPWM信号などに変換して駆動回路26に出力する。この駆動回路26には照明装置27を形成する多数の発光ダイオード28(図3においては1個のみを図示している)が接続されている。続いて、駆動回路26は制御回路25より入力された発光させるべき発光ダイオード28の輝度に応じた発光ダイオード28に対して駆動信号を出力して、発光ダイオード28を発光させる。そして、照度センサ21の検出された照度レベルが変化すると、その変化に対応して構成各部が動作して、当該照度レベルに対応した輝度で発光ダイオード28が発光させられる。
また、反射型または反射を重視した半透過型の液晶機器においては、外部光を利用して液晶機器を照明するものであるために、液晶機器のカラー化に対応して周囲の光の色調に応じて調光を行なうことも提案されている(例えば、特許文献2参照)。
この特許文献2においては、外部の光の色調と強さを検出して、外部光が白色でない場合には、照明装置の発光する色調が白色となるように補正するものである。具体的には、外部色度検出部および外部輝度検出部によって検出された色度および輝度に応じて補正色度・輝度演算処理部部が補正値を演算して求めてLED制御部を駆動させて白色光をもって照明するようにしている。
しかしながら、特許文献2に開示されている従来装置においては、液晶機器のカラー化に対応してはいるものの、具体的な回路構成は不明であり、更に、補正色度・輝度演算処理部部が補正値を演算することより、信号をデジタル的に処理していると推量される。
更に、信号をデジタル的に処理している特許文献1に開示されているような従来装置を光の各色成分毎に設置したとしても、各色成分毎の調光並びに照明に次のような不都合があった。
即ち、照度センサ21の出力をA/D変換してディジタル的に読み込むため、図4に示すように、周囲光の明るさに対して照明装置の輝度の変化がステップ的になり、見た目に非常に違和感があるという不都合があった。
また、図4のa部分のようなA/D変換器24のスレッシュホールド付近においては、照明装置の輝度の切替りによりちらつきが発生するという不都合があった。これを解消するためには、調光の階調を増やせばちらつきは低減されるが、回路自体の規模が大きくなり高コストとなってしまうという不都合があった。
また、照明装置に出力されるPWMのオン・オフの周期が遅い場合にちらつきが発生するという不都合があった。これを解消するためには、PWM周期を早くすればちらつきは低減するが、クロック周期を高速化しなければならず、その高速化によって制御回路の消費電流が増加してしまうという不都合が見込まれるものであった。また、PWM周期を早くすると、Dutyを細かく制御することも困難となるという不都合があった。
また、周囲の明るさは、暗い室内(数ルックス)〜太陽光(数10万ルックス)とダイナミックレンジが非常に大きいため、従来例のように、ディジタル的に制御する場合には、照度センサの読み取り回路および照明装置の駆動回路に大きなダイナミックレンジが必要とされ、回路規模が大きくなってしまうという不都合があった。
結局、液晶機器のカラー化に対応した色調の光を発光させてアナログ的に調光できる調光装置は実現されていない。
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、反射型または反射を重視した半透過型の液晶機器を照明するに際して、発光量を周囲の光の色調の照度の変化にアナログ的に対応して調節することができ、各色調に対する調光を非常に滑らかに制御でき、周囲の光の色調の変化に対応して発光の色調を適正に調光することができ、これにより発光にちらつきの発生がなく、ステップ的に輝度が変化することもなく、所望のダイナミックレンジの調光を実現することが非常に容易な調光回路を提供することを目的としている。
また、本発明は照度センサの読み取り回路、例えばA/D変換器等が不要であり、回路構成が簡略化できる調光回路を提供することを他の目的としている。
前記目的を達成するため、本発明に係る調光回路は、周囲光の照度を検出する照度センサと、発光素子と、前記照度センサによって検出された照度に応じて前記発光素子の発光量を調節して発光させる駆動制御回路とを有する調光回路であって、当該調光回路を光の赤、緑および青の各色成分についてそれぞれ備えており、前記照度センサは照度の増減変化に対応してアナログ的に増減変化する電流を出力する電流出力型に形成されており、前記発光素子には発光素子に流れる電流を検出する検出抵抗が接続されており、前記駆動制御回路は前記検出抵抗に前記発光素子を流れる電流と前記照度センサによって検出された電流とが流れることにより得られる電圧を常に所定値に保持する電圧を前記発光素子に出力する発光素子ドライバを有し、前記発光素子が検出照度の暗い所で明るく発光し、明るい所で暗く発光することを特徴とする。
本発明の調光回路によれば、周囲の光の各色成分に対して、各調光回路においてそれぞれ照度センサが対応する光の色成分の照度の増減変化に対応してアナログ的に増減変化する電流を出力し、駆動制御回路の発光素子ドライバが前記検出抵抗に発光素子を流れる電流と照度センサによって検出された電流とが流れることにより得られる電圧を常に所定値に保持する電圧を発光素子に出力するので、発光素子による発光量を周囲の対応する光の色成分の照度の変化にアナログ的に対応して調節することができ、しかも検出照度の暗い所で明るく発光し、明るい所で暗く発光するることができる。このように本発明によれば、各色調に対する調光を非常に滑らかに制御でき、周囲の光の色調の変化に対応して発光の色調を適正に調光することができ、これにより発光にちらつきの発生がなく、ステップ的に輝度が変化することもなく、所望のダイナミックレンジの調光を実現することが非常に容易となる。
また、本発明に係る調光回路は、前記照度センサには出力された電流の感度を上げる感度上昇抵抗が接続されており、前記発光素子ドライバは前記検出抵抗に前記発光素子を流れる電流と前記照度センサによって検出された電流とが流れることにより得られる電圧と、前記照度センサによって検出された電流が前記感度上昇抵抗に流れることにより得られる電圧の和を常に所定値に保持する電圧を前記発光素子に出力するように形成されていることを特徴とする。
本発明の調光回路によれば、感度上昇抵抗の抵抗値により照度センサの感度を自由に設定して調光操作を行なうことができる。
また、本発明に係る調光回路は、照度センサが検出すべき色成分のカラーフィルタを取付けて当該色成分の照度を検出するように形成されていることを特徴とする。
本発明の調光回路によれば、各照度センサがカラーフィルタを通して検出すべき光の色成分を受光して検出することにより、光の各色成分の照度を正確に検出して、周囲の光の色調の変化に対応して発光の色調をより適正に調光することができる。
以上述べたように、本発明に係る調光回路によれば、光の各色成分に対応して発光素子による発光量を周囲の光の色成分の照度の変化にアナログ的に対応して適正に調節することができ、更に具体的には、前項の課題を解決するための手段に記載された優れた作用効果を発揮することができる。
以下、本発明に係る調光回路の実施形態を図1および図2により説明する。
図1は本発明の一実施形態の回路構成を示す。本実施形態の調光回路は、反射型または反射を重視した半透過型LCDを備えた液晶機器の照明装置用の調光を行なうのに適したものである。
本実施形態の調光回路は、光の各色成分毎、即ち赤(R)、緑(G)および青(B)毎にほぼ同一構成の調光回路1R、1G、1Bを設けている。
本実施形態の調光回路1R、1G、1Bにおいては、照明装置(図示せず)の発光体として機能する複数のLED2aを直列接続した発光素子2R、2G、2Bと、照明装置の周囲光の照度を検出する照度センサ3R、3G、3Bと、この照度センサ3R、3G、3Bによって検出された照度に応じて発光素子2R、2G、2Bの発光量を調節して発光させる駆動制御回路4R、4G、4Bとを有している。発光素子2R、2G、2BのLED2aのアノードは、駆動制御回路4R、4G、4Bの出力端子4oR、4oG、4oBに接続されており、カソードは発光素子2R、2G、2Bに流れる電流iLEDーR、iLEDーG、iLEDーBを検出する検出抵抗5R、5G、5Bに接続されている。照度センサ3R、3G、3Bの受光面に各色調に応じたカラーフィルタ10R、10G、10Bを配置してあり、各色成分の照度の増減変化に対応してアナログ的に増減変化する電流isensーR、isensーG、isensーB を出力する電流出力型のフォトトランジスタをもって形成されており、コレクタが電源Vccに接続され、エミッタが出力された電流isensーR、isensーG、isensーB の感度を上げる感度上昇抵抗6R、6G、6Bを介して検出抵抗5R、5G、5Bに接続されるとともに駆動制御回路4R、4G、4Bの入力端子4iR、4iG、4iBに接続されている。本実施形態においては感度上昇抵抗6R、6G、6Bを設けているが、照度センサ3R、3G、3Bの出力電流isensーR、isensーG、isensーB が発光素子2R、2G、2Bに流れる電流iLEDーR、iLEDーG、iLEDーBに比較して変化量を容易に取得できる大きさである場合には不要である。本実施形態においては、発光素子2R、2G、2Bに流れる電流iLEDーR、iLEDーG、iLEDーBが15〜20mAであるのに対して照度センサ3R、3G、3Bの出力電流isensーR、isensーG、isensーB が0.01mAと非常に小さいために感度上昇抵抗6R、6G、6Bを設けている。駆動制御回4R、4G、4Bは検出抵抗5R、5G、5Bに発光素子2R、2G、2Bを流れる電流iLEDーR、iLEDーG、iLEDーBと照度センサ3R、3G、3Bによって検出された電流isensーR、isensーG、isensーB とが流れることにより得られる電圧VFBーR、VFBーG、VFBーBを常に所定値に保持する電圧VoutーR、VoutーG、VoutーBを発光素子2R、2G、2Bに出力する発光素子ドライバ7R、7G、7B有している。この発光素子ドライバ7R、7G、7Bとしては公知の構成のものを利用するとよく、制御駆動回路4R、4G、4BをICチップ8R、8G、8B内に内蔵するとよい。
次ぎに、本実施形態の作用を説明する。
説明をわかり易くするために赤色の光成分について説明する。
まず、感度上昇抵抗6Rを設けていない場合について説明する。
通常の定電流駆動型の発光素子ドライバ7Rにおいては、発光素子2Rに流れる電流iLEDーRを検出抵抗5R(R1ーR)に流して電圧(VFBーR=iLEDーR×R1ーR)に変換して入力させ、その値が常に一定になるように制御駆動回路4Rの出力電圧VoutーRが調整される。
そこで、照度センサ3Rが赤色のカラーフィルタ10Rを透過した周囲の光を受光することにより作用して照明装置の周囲光の赤色成分の照度を検出すると、検出電流isensーRが出力されて検出抵抗5R(R1ーR)に流れる。これにより発光素子ドライバ7Rへの入力電圧は、発光素子2Rを流れる電流iLEDーRと照度センサ3Rによって検出された電流isensーRとが検出抵抗5R(R1ーR)に流れることにより得られる合計の電圧VFBーR=(iLEDーR+isensーR)×R1ーRとなる。そして、発光素子ドライバ7Rは、合計の電圧VFBーR=(iLEDーR+isensーR)×R1ーRの値が常に一定になるように制御駆動回路4Rの出力電圧VoutーRを調整して、発光素子2Rを発光させる。
続いて、感度上昇抵抗6Rを設けている場合について説明する。
感度上昇抵抗6Rを設けていると、発光素子ドライバ7Rへの入力電圧は、発光素子2Rを流れる電流iLEDーRと照度センサ3Rによって検出された電流isensーRとが検出抵抗5R(R1ーR)に流れることにより得られる合計の電圧(iLEDーR+isensーR)×R1ーRと、照度センサ3Rによって検出された電流isensーRが感度上昇抵抗6R(R2ーR)に流れることにより得られる電圧isensーR×R2ーRとの合計の電圧VFBーR=(iLEDーR+isensーR)×R1ーR+isensーR×R2ーRとなる。そして、発光素子ドライバ7Rは、合計の電圧VFBーR=(iLEDーR+isensーR)×R1ーR+isensーR×R2ーRの値が常に一定になるように制御駆動回路4の出力電圧VoutーRを調整して、発光素子2Rを発光させる。
このときの照度センサ3Rの検出電流isensーRは、図2(a)に示すように、周囲光の赤色成分の照度が増加するに従って、正比例的およびアナログ的に増加する。同時に、発光素子3Rによる発光量は、図2(b)に示すように、周囲光の赤色成分の照度が低い時に高く、周囲光の赤色成分の照度が増加するに従って、比例およびアナログ的に減少する。
これにより、発光素子2Rが赤色の光成分について検出照度の暗い所で明るく発光し、明い所で暗く発光する調光が行なわれる。
例えば、夕焼けのような赤みがかった外光の元では、赤色の光成分のカラーフィルタ10Rに対応した照度センサ3Rの出力が増加する。これに伴い赤色の光成分の発光素子2Rの電流値iLEDーRがしぼられ、液晶機器の色の表示としては赤色成分の強い外光の色調に追随することなく、常に一定の色調で表示できることになる。
他の光の色成分(緑、青)についても同様に作用し、液晶装置は常に白色光をもって照明される。
本実施形態を適用するための反射型または反射を重視した半透過型LCDを備えた液晶機器の照明装置においては、一般に反射型ではフロントライトとして発光素子を配置し、半透過型ではバックライトとして発光素子を配置している。そして、これら照明装置の光量は、暗い所では十分な光が必要であるが、明るいところでは外光による反射光があるため、照明装置の光量はそれほど必要としない。本実施形態による調光はこの必要性を満たすものとなり、特に、周囲が明るい所においては、発光素子2R、2G、2Bによる発光量が低く抑えられることとなり、低消費電力化を図ることができる。
また、本実施形態の調光回路1R、1G、1Bによれば、発光素子2R、2G、2Bによる発光量を、それぞれ周囲の光の色成分の照度の変化にアナログ的に対応して調節することができ、しかも検出照度の暗い所で明るく発光し、明るい所で暗く発光するることができる。これによれば、各色調に対する調光を非常に滑らかに制御でき、周囲の光の色調の変化に対応して発光の色調を適正に調光することができる。これにより従来のように発光にちらつきが発生することがなくなり、ステップ的に輝度が変化することもなく、所望のダイナミックレンジの調光を実現することが非常に容易である。
更に、本実施形態においては、従来必要としていた照度センサの読み取り回路、例えばA/D変換器や演算用のCPU等が不要であり、回路構成を簡略化することができる。
また、感度上昇抵抗6R、6G、6Bを設置することにより、照度センサ3R、3G、3Bの感度を自由に設定して調光操作を行なうことができる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
1R、1G、1B 調光回路
2R、2G、2B 発光素子
3R、3G、3B 照度センサ
4R、4G、4B 駆動制御回路
5R、5G、5B 検出抵抗
6R、6G、6B 感度上昇抵抗
7R、7G、7B 発光素子ドライバ
2R、2G、2B 発光素子
3R、3G、3B 照度センサ
4R、4G、4B 駆動制御回路
5R、5G、5B 検出抵抗
6R、6G、6B 感度上昇抵抗
7R、7G、7B 発光素子ドライバ
Claims (3)
- 周囲光の照度を検出する照度センサと、発光素子と、前記照度センサによって検出された照度に応じて前記発光素子の発光量を調節して発光させる駆動制御回路とを有する調光回路であって、当該調光回路を光の赤、緑および青の各色成分についてそれぞれ備えており、前記照度センサは照度の増減変化に対応してアナログ的に増減変化する電流を出力する電流出力型に形成されており、前記発光素子には発光素子に流れる電流を検出する検出抵抗が接続されており、前記駆動制御回路は前記検出抵抗に前記発光素子を流れる電流と前記照度センサによって検出された電流とが流れることにより得られる電圧を常に所定値に保持する電圧を前記発光素子に出力する発光素子ドライバを有し、前記発光素子が検出照度の暗い所で明るく発光し、明るい所で暗く発光することを特徴とする調光回路。
- 前記照度センサには出力された電流の感度を上げる感度上昇抵抗が接続されており、前記発光素子ドライバは前記検出抵抗に前記発光素子を流れる電流と前記照度センサによって検出された電流とが流れることにより得られる電圧と、前記照度センサによって検出された電流が前記感度上昇抵抗に流れることにより得られる電圧の和を常に所定値に保持する電圧を前記発光素子に出力するように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の調光回路。
- 前記照度センサは、検出すべき色成分のカラーフィルタを取付けて当該色成分の照度を検出するように形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の調光回路。
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Cited By (3)
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JP2022011780A (ja) * | 2020-06-30 | 2022-01-17 | 富士工業株式会社 | レンジフード |
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2006
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