JP4663644B2 - 照明装置制御方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、輝度制御システムに関連し、特に周囲環境の光度により自動的に光度を調整する適用システムに関する。

携帯電話、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）、ページャー等の電子機器は、通常、ディスプレイ画面を有する。このディスプレイ画面は、多くの場合、液晶ディスプレイ装置であり、周囲環境の光度が十分でない場合は、バックライトを提供することにより、表示された内容を見やすくする。その一方で、携帯電話、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）等のこれらの電子機器はまた、データ入力装置を有して良い。このデータ入力装置は、一式のキーを有し、周囲環境の光度が十分でない場合に、バックライトを通してキーパッドを見やすくする。

図１は、従来のデジタル輝度制御システムである。このシステムは、［特許文献1］（１９９８年６月２日特許）において開示された技術的解決法であり、光センサー装置１１０、デジタル輝度制御装置１２０、光源制御装置１３０、及び光源のグループ１４０を有する。そしてデジタル輝度制御装置は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１２２、デジタル・シグナル・プロセッサー（ＤＳＰ）１２４、及び記憶装置１２６を更に有する。光センサー装置１１０は、周囲環境の光度を検出すると、周囲環境の光度の信号をデジタル輝度制御装置１２０へ送信する。アナログ信号は現在のサンプリング周波数に応じ、アナログ・デジタル変換器１２２により、デジタル信号に変換される。そしてデジタル信号は、デジタル・シグナル・プロセッサー１２４へ送信される。デジタル・シグナル・プロセッサー１２４は、デジタル光度信号に応じて記憶装置１２６内の輝度レベルを読み取り、光源制御装置１３０へ送信されるべき輝度制御信号に変換する。光源制御装置１３０は、受信した輝度制御信号に応じて光源の輝度を調整する。

図２は、従来のデジタル輝度制御システムの光源制御装置である。この装置は、［特許文献２］（２００２年２月２０日公開）において開示された技術的解決法であり、選択スイッチのグループ（Ｓ_１、Ｓ_２、・・・、Ｓ_Ｎ）及びＭ個の抵抗のグループ（Ｒ_１１、Ｒ_１２、・・・、Ｒ_１Ｎ；Ｒ_２１、Ｒ_２２、・・・、Ｒ_２Ｎ；・・・；Ｒ_Ｍ１、Ｒ_Ｍ２、・・・、Ｒ_ＭＮ）を有する。各抵抗のグループの抵抗の数は、選択スイッチの数、つまり輝度レベルの数に依存する。選択スイッチのグループ及びＭ個の抵抗のグループは、光源に接続される。つまり発光体のグループ（Ｌ_１、Ｌ_２、・・・、Ｌ_Ｍ）（例えば発光ダイオード）を有する照明装置に、Ｓ_１等の各スイッチが抵抗のグループ（Ｒ_１１、Ｒ_２１、・・・、Ｒ_Ｍ１）及び発光体のグループ（Ｌ_１、Ｌ_２、・・・、Ｌ_Ｍ）に接続される。抵抗のグループの抵抗の数は、発光体の数に依存し、抵抗は発光体に直接接続される。異なるスイッチを接続状態に設定することにより、発光体を流れる電流又は発光体に印加される電圧は変化する。従って、発光体の輝度は調整される。

従来技術における輝度レベルの数は選択スイッチの数により制限されるので、輝度レベルの数の増加に伴い、選択スイッチの数及び抵抗のグループの数は同時に増加する。従って、輝度レベルの数の選択肢はコストの増加に対応して明らかに制限される。従って、周囲環境の光度の変化に応じて輝度をより円滑に変化させることにより消費電力を低減する目的は、達成できなかった。
米国特許第５，７６０，７６０号明細書 英国特許第２，３６５，６９１号明細書

周囲環境の光度の変化に応じて輝度をより円滑に変化させ、消費電力の低減及びコストの低減を達成できる、改良された輝度制御システムが必要とされる。

本発明は、改良されたデジタル輝度制御システムを提供する。本システムの光源制御装置、抵抗及び発光体は、スイッチにより接続される。従って照明範囲の輝度は、点灯される発光体の数を選択することにより制御できる。点灯される発光体の数を減少させることにより、電力消費が低減できる。

本発明は、改良されたデジタル輝度制御システムを更に提供する。このデジタル輝度制御システムのデジタル輝度制御装置は、２つの連続して検出された周囲環境の光度の値を比較する。これらの値の差が所定の値より小さい場合は、サンプリング周波数を低くする。またこの差が別の所定の値より大きい場合は、サンプリング周波数を高くする。サンプリング周波数を適宜調整することにより、輝度制御システムは低い周波数で動作でき、よって消費電力は低減できる。

本発明は、アナログ輝度制御システムを更に提供する。アナログ輝度制御システムは、光センサー装置、アナログ輝度制御装置及び光源のグループを有する。光センサー装置は周囲環境の光度を検出すると、周囲環境の光度の信号をアナログ輝度制御装置へ送信する。周囲環境の光度の信号は、現在の倍率に応じて、アナログ輝度制御装置により輝度制御信号に変換される。そして制御信号は、電流又は電圧の形式で光源に適用され、光源の輝度を調整する。輝度制御装置はアナログ方式で動作するので、リアルタイムの輝度調整が実現できる。従って電力消費が低減できる。その一方で、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）、デジタル・シグナル・プロセッサー（ＤＳＰ）、記憶装置及び光源制御装置は、必要なく、コストの低減と電力消費の更なる低減の目的が達成できる。

本発明の他の目的及び成果は、本発明のより良い理解に役立つ図及び請求項を参照する、以下の説明により明らかであろう。

本発明は、図を参照して実施例を用いて詳細に説明される。

全ての図において、同一の参照符号は同一又は類似の特長及び機能を示す。

図３は、本発明の実施例のデジタル輝度制御装置である。図３では、選択スイッチのグループ（Ｓ_１、Ｓ_２、・・・、Ｓ_Ｎ）は、抵抗（Ｒ_１、Ｒ_２、・・・、Ｒ_Ｎ）及び発光体（Ｌ_１、Ｌ_２、・・・、Ｌ_Ｍ）の間に接続され、照明装置を形成する。また異なる数のスイッチを接続状態に設定することにより、対応する数の発光体を点灯状態に設定できる。よって発光体のグループから成る光源に、照明範囲において所望の輝度を提供させることができる。図２に示された従来の技術的解決法と比較して、本実施例は必要な抵抗の数及び回路の複雑さを有意に減少できる一方で、同様の輝度制御レベルを維持できる。従って消費電力が低減される。

図４は、本発明の実施例の照明装置を構成する発光体のグループの平面ブロック図である。照明が必要とされる範囲に、９個の発光体（Ｌ_４１、Ｌ_４２、・・・、Ｌ_４９）のグループを有する照明装置があり、これら発光体の配置は図に示される。図から分かるように、異なる位置の発光体は、同一の照明条件（同一の定格出力、同一の電流等）の下で照明範囲の全体の光度に異なった貢献をする。例えばＬ_４５は、Ｌ_４４よりも大きく貢献し、Ｌ_４４は、Ｌ_４１よりも大きく貢献する等である。従って、照明装置の全体の光度への各発光体の異なる貢献度に応じて特定のアルゴリズムを用いることにより、点灯状態にある発光体の最小限の数を選択でき、所望の全体の光度を達成できる。従って、消費電力が低減される。例えば、同一の照明条件の下で、Ｌ_４２＋Ｌ_４４＋Ｌ_４６＋Ｌ_４８を有する光源は、Ｌ_４１＋Ｌ_４３＋Ｌ_４５＋Ｌ_４７＋Ｌ_４９を有する光源と同じ全体の光度を達成できる。

更に、異なる定格照明出力の発光体は、全体の光度への各発光体の異なる貢献度に応じて選択される。そして異なる抵抗値の抵抗が選択され、異なる発光体に接続される。これにより、異なる発光体は、同一の発光制御信号の下で異なる光度を有する。

更に、携帯電話、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）等の電子機器は、ディスプレイ画面及び一式のキーを有するデータ入力装置を有して良い。そして同一の周囲環境において、輝度制御装置の制御下にある照明装置の光度は、ディスプレイ画面及びデータ入力装置の領域において異なって良い。従って、消費電力が更に低減される。

図５は、本発明の別の実施例のデジタル輝度制御装置である。デジタル輝度制御装置は、図３の技術的解決法に基づく改良である。図２の技術的解決法に基づき、スイッチのグループ（Ｓ_Ｎ＋１、Ｓ_Ｎ＋２、・・・、Ｓ_Ｎ＋Ｍ）は、Ｍ個の抵抗のグループ（Ｒ_１１、Ｒ_１２、・・・、Ｒ_１Ｎ；Ｒ_２１、Ｒ_２２、・・・、Ｒ_２Ｎ；・・・；Ｒ_Ｍ１、Ｒ_Ｍ２、・・・、Ｒ_ＭＮ）と発光体（Ｌ_１、Ｌ_２、・・・、Ｌ_Ｍ）の間に追加される。従って、図２の技術的解決法と比較して、本実施例はより多くの選択可能な輝度制御レベルを有することができる。よって輝度は周囲環境の光度の変化と共により円滑に変化され、消費電力の低減の目的が達成される。

図６は、本発明の実施例のデジタル輝度制御システムの動作手順のフローチャートである。携帯電話、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）等の電子機器のディスプレイ画面は、異なる状態を有する。本実施例では、２つの異なる状態がある。つまり、点灯状態と非点灯状態である。点灯状態は手動の操作を必要とする動作状態である。非点灯状態は、スタンバイ状態及び手動の操作を必要としない動作状態等を含む。手動の操作を必要としない動作状態は、例えば、コンピューター又はネットワークとのデータ交換の状態及び長時間の呼び出し状態等である。

電子機器は、通常、非点灯状態にある。そして点灯状態への状態遷移の時に（ステップＳ６２０）、輝度制御システムは先ず周囲環境の光度を検出し（ステップＳ６３０）、次にシステムの照明装置の光度を、周囲環境の光度に応じて予め設定する（ステップＳ６４２）。同時に周囲環境の光度のサンプリング周波数を初期化する（ステップＳ６４６）。ステップＳ６４２では、システムの照明装置の光度は、周囲環境の光度に応じてゼロに、つまりシステムの照明装置は利用されないように、設定できる。

その後、次のサンプリング時間が来たとき（ステップＳ６５０）、電子機器が点灯状態にあるか否かを判定する（ステップＳ６６０）。点灯状態にある場合は、再び輝度制御システムは、周囲環境の光度を検出し（ステップＳ６７０）、システムの照明装置の光度を、周囲環境の光度に応じて設定する（ステップＳ６８０）。点灯状態にない場合は、システム全体は非点灯状態に設定される。

サンプリングが２回以上行われた場合、周囲環境の光度のそれぞれ新たにサンプリングされた値は、前の周囲環境の光度のサンプリングされた値と比較される（ステップＳ６９０）。差の絶対値が所定の値Ｖａｌｕｅ１（例えば、２ｌｕｘ）より小さい場合、周囲環境の光度のサンプリング周波数は、差に基づき低下させられる（ステップＳ６９６）。差の絶対値が所定の値Ｖａｌｕｅ２（例えば、１０ｌｕｘ）より大きい場合、周囲環境の光度のサンプリング周波数は、差に基づき増加させられる（ステップＳ６９２）。ここでＶａｌｕｅ２＞Ｖａｌｕｅ１である。また差の絶対値が所定の値Ｖａｌｕｅ１とＶａｌｕｅ２の間である時、周囲環境の光度のサンプリング周波数は同じままである（ステップＳ６９４）。

最後に、調整された周囲環境の光度のサンプリング周波数に応じてステップＳ６５０に戻る。次のサンプリング時間が来た時、再び電子機器が点灯状態か否か判定される。そして上記のプロセスが繰り返される。

図７は、本発明の実施例のアナログ輝度制御システムである。アナログ輝度制御システムは、光センサー装置７１０、アナログ輝度制御装置７２０、及び光源のグループ７３０を有する。アナログ輝度制御装置は、マッピング増幅回路７２６、タイミング機能を備えた制御部７２２、及びスイッチ７２４を更に有する。

光センサー装置７１０は周囲環境の光度を検出すると、周囲環境の光度の信号をアナログ輝度制御装置７２０へ送信する。アナログ輝度制御システムを利用した電子機器が、点灯状態の場合、タイミング機能を備えた制御部７２２は起動信号を送信し、スイッチ７２４を接続状態に設定する。そして周囲環境の光度の信号は、所定の逆倍率に応じて、アナログ輝度制御装置により輝度制御信号に変換される。そして制御信号は、電流又は電圧の形式で光源に適用され、光源の輝度を調整する。

本実施例の逆倍率は、図の曲線７６０に示される。この曲線はリアルタイムに連続的に変化し、周囲環境の光度が高くなるほど、システム自体の光度は低くなる。逆倍率は、電子機器の製造者により、又はユーザーにより予め設定できる。周囲環境の光度と逆の関係を有する輝度制御システムは、例えば携帯電話の液晶ディスプレイ画面等のバックライトを設けている電子機器に適用できる。ここで周囲環境の光度が高くなるほど、ディスプレイ画面のバックライトの光度は低くなる。周囲環境の光度が１００ｌｕｘより大きい場合、ディスプレイ画面のバックライトの光度はゼロである。つまり、システムの照明装置は利用されない。

従って、従来のデジタル輝度制御システムにおいて、デジタル輝度制御システムにより送信される輝度制御信号、及び周囲環境の光度はまた、逆の関係を有する。逆の関係はまた、非連続な等級分布である場合を除いて、電子機器の製造者又はユーザーにより予め設定できる。

アナログ輝度制御システムでは、異なる定格照明出力の発光体は、照明範囲の全体の光度への各発光体の貢献度の違いに応じて、選択される。異なる値の抵抗はまた、異なる発光体に接続されるよう選択できる。そしてそれにより異なる発光体は、同一の輝度制御信号の下で、異なる光度を有することができる。

更に、携帯電話、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）等の電子機器は、ディスプレイ画面及び一式のキーを有するデータ入力装置を有する。輝度制御装置の制御下の光源の光度は、同一の環境において、ディスプレイ画面及びデータ入力装置において異なって良い。そしてそれにより、消費電力が更に低減される。

図８は、本発明の別の実施例のアナログ輝度制御システムである。このシステムは図７の実施例のアナログ輝度制御システムと異なり、アナログ輝度制御装置８２０は、周囲環境の光度の信号を増幅し、所定の正の倍率に応じて輝度制御信号にマッピングし、光源８３０に電流又は電圧の形式で適用し、そして光源の輝度を調整する。

本実施例の正の倍率は、図の曲線８６０により示される。この曲線は、リアルタイムに連続的に変化し、周囲環境の光度が高くなるほど、システム自体の光度は高くなる。正の倍率は、電子機器の製造者又はユーザーにより予め設定できる。周囲環境の光度と正の比例関係を有する輝度制御システムは、道路上の信号機等の自己発光電子機器に適用できる。ここで周囲環境の光度が高くなるほど、認識し易いように信号機の光度は高くなる。

従って、前述のデジタル輝度制御システムにおいて、デジタル輝度制御装置により送信される輝度制御信号、及び周囲環境の光度はまた、正の比例関係を有する。正の比例関係はまた、非連続な等級分布である場合を除いて、電子機器の製造者又はユーザーにより予め設定できる。

図９は、本発明の実施例のアナログ輝度制御システムの動作手順のフローチャートである。電子機器は、通常、非点灯状態にある。そして点灯状態に遷移する時（ステップＳ９２０）、タイミング機能を備えた制御部は、スイッチを接続状態に設定し、輝度制御装置を動作状態に設定する（ステップＳ９３０）。この時、システムは輝度制御信号を検出された周囲環境の光度に応じて送信する。そして輝度制御信号は、照明装置の光度を調整できる（ステップＳ９４０）。ステップＳ９４０において、システムの照明装置の光度は、周囲環境の光度に応じてゼロに設定できる。つまり、システムの照明装置は利用されない。

その後に、制御部のタイマーは、動作状態に設定される（ステップＳ９５０）。タイミングが過ぎると、つまり次の検出時間が来ると（ステップＳ９６２）、電子機器が点灯状態にあるか否かが判定される（ステップＳ９６６）。点灯状態である場合、ステップＳ９５０に戻り、電子機器が非点灯状態になるまでプロセスを繰り返す。点灯状態でない場合、制御部はアナログ輝度制御装置をスタンバイ状態に設定し（ステップＳ９７０）、次にステップＳ９１０に戻る。制御部のタイマーが動作状態である期間は、電子機器の製造者又はユーザーにより予め設定できる。

本発明は実施例を参照し詳細に説明されたが、代替え、変更及び変形を上記の説明を基に行えることは、当業者には明らかである。従って、そのような代替え、変更及び変形は、本発明の請求項の精神と範囲に包含されるものであり、本発明に包含される。

従来のデジタル輝度制御システムである。 従来のデジタル輝度制御システムの光源制御装置である。 本発明の実施例のデジタル輝度制御装置である。 本発明の実施例の照明装置を構成する発光体のグループの平面ブロック図である。 本発明の別の実施例のデジタル輝度制御装置である。 本発明の実施例のデジタル輝度制御システムの動作手順のフローチャートである。 本発明の実施例のアナログ輝度制御システムである。 本発明の実施例のアナログ輝度制御システムである。 本発明の別の実施例のアナログ輝度制御システムである。 本発明の別の実施例のアナログ輝度制御システムである。 本発明の実施例のアナログ輝度制御システムの動作手順のフローチャートである。

Claims (14)

1. 少なくとも２つの発光体を有する照明装置の制御システムであって、
   周辺光の光度を検知するセンサー装置、
   前記センサー装置から受信した周辺光の光度の処理の後に、相当する輝度制御信号を送信する輝度制御装置、及び
   前記照明装置の光度を、前記輝度制御装置から受信した輝度制御信号に応じて、相当する数の発光体を点灯することにより制御する、光源制御装置
   を有し、
   前記発光体のそれぞれは、所定の輝度出力を有し、
   前記輝度制御装置は、各発光体の前記照明装置の全体の光度への貢献度に基づき、前記発光体を点灯するか否かを制御できる、
   照明装置制御システム。
2. 前記照明装置によるバックライトを設けた、ディスプレイ装置、及び
   前記照明装置によるバックライトを設けた、データ入力装置
   を更に有する、請求項１記載の照明装置制御システム。
3. 前記輝度制御信号は、非点灯状態にある照明装置を点灯できる、請求項１又は２記載の照明装置制御システム。
4. 前記輝度制御装置は、前記照明装置の光度を、発光体を流れる電流を調整することにより制御できる、請求項１又は２記載の照明装置制御システム。
5. 照明装置制御システムであって、
   周辺光の光度を検知するセンサー装置、
   サンプリング周波数を検知された周辺光の光度の変化に応じて調整でき、前記センサー装置から受信した周辺光の光度の処理の後に、相当する輝度制御信号を送信する輝度制御装置、
   前記輝度制御装置から受信した輝度制御信号に応じて、前記照明装置の光度を制御する、光源制御装置
   を有し、
   前記発光体のそれぞれは、所定の輝度出力を有し、
   前記輝度制御装置は、各発光体の前記照明装置の全体の光度への貢献度に基づき、前記発光体を点灯するか否かを制御できる、
   照明装置制御システム。
6. 電子システムであって、
   少なくとも２つの発光体を有する照明装置、
   前記照明装置によるバックライトを設けた、ディスプレイ装置、及び
   前記照明装置を制御する制御装置を有し、
   前記制御装置は、
   周辺光の光度を検知するセンサー装置、
   前記センサー装置から受信した周辺光の光度の処理の後に、相当する輝度制御信号を送信する輝度制御装置、及び
   前記照明装置の光度を、前記輝度制御装置から受信した輝度制御信号に応じて、相当する数の発光体を点灯することにより制御する、光源制御装置
   を有し、
   前記発光体のそれぞれは、所定の輝度出力を有し、
   前記輝度制御装置は、各発光体の前記照明装置の全体の光度への貢献度に基づき、前記発光体を点灯するか否かを制御できる、
   電子システム。
7. 前記照明装置によるバックライトを設けた、データ入力装置
   を更に有する、請求項６記載の電子システム。
8. 前記照明装置は、バックライトを異なる強度で前記ディスプレイ装置及び前記デ―タ入力装置に提供できる、請求項７記載の電子システム。
9. システム自体の状態がバックライトを必要とするか否かを判断できる、状態識別装置
   を更に有する、請求項６又は７記載の電子システム。
10. 電子システムであって、
    少なくとも１つの発光体を有する照明装置、
    前記照明装置によるバックライトを設けた、ディスプレイ装置、及び
    前記照明装置を制御する制御装置を有し、
    前記制御装置は、
    周辺光の光度を検知するセンサー装置、
    サンプリング周波数を検知された周辺光の光度の変化に応じて調整でき、前記センサー装置から受信した周辺光の光度の処理の後に、相当する輝度制御信号を送信する輝度制御装置、及び
    前記照明装置の光度を、前記輝度制御装置から受信した輝度制御信号に応じて制御する、光源制御装置
    を有し、
    前記発光体のそれぞれは、所定の輝度出力を有し、
    前記輝度制御装置は、各発光体の前記照明装置の全体の光度への貢献度に基づき、前記発光体を点灯するか否かを制御できる、
    電子システム。
11. 少なくとも２つの発光体を有する照明装置の制御方法であって、
    周辺光の光度を検知する段階、
    検知された周辺光の光度の処理の後に、輝度制御信号を生成する段階、及び
    生成された輝度制御信号に応じて相当する数の発光体を点灯し、よって前記照明装置の光度を制御する段階
    を有し、
    前記発光体のそれぞれは、所定の輝度出力を有し、
    輝度制御信号を送信する段階は、各発光体の前記照明装置の全体の光度への貢献度に基づき点灯されるべきか否かを制御する段階を有する、
    照明装置制御方法。
12. 前記輝度制御信号は、非点灯状態にある照明装置を点灯できる、請求項１１記載の照明装置制御方法。
13. 前記輝度制御信号は、発光体に流れる電流を調整する信号を有する、請求項１１記載の照明装置制御方法。
14. 照明装置の制御方法であって、
    周辺光の光度を検知する段階、
    検知された周辺光の光度の処理の後に、輝度制御信号を生成する段階、
    前記照明装置の光度を輝度制御信号に応じて制御する段階、及び
    サンプリング周波数を検知された周辺光の光度の変化に応じて、調整する段階
    を有し、
    前記照明装置に含まれる少なくとも２つ以上の発光体のそれぞれは、所定の輝度出力を有し、
    輝度制御信号を送信する段階は、各発光体の前記照明装置の全体の光度への貢献度に基づき点灯されるべきか否かを制御する段階を有する、
    照明装置制御方法。

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