デューティ比制御回路、デューティ比制御回路の制御方法、及びプログラム
【課題】小さな回路規模により発光素子の輝度を緩やかに変化させることを可能にする。
【解決手段】デューティ比制御回路は、デューティ比を変更することが可能なパルス信号の変更前のデューティ比である第1のデューティ比と、該パルス信号の変更後のデューティ比である第２のデューティ比とを保持する保持手段と、所定のパルス周期で前記パルス信号を生成するパルス生成回路と、前記パルス生成回路が生成する前記パルス信号のデューティ比を制御することにより、前記パルス生成回路の状態を、前記保持手段により保持された前記第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率を段階的に変化させる状態を経て、前記保持手段により保持された前記第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態へ移行させるデューティ比制御手段と、を有する。
【解決手段】デューティ比制御回路は、デューティ比を変更することが可能なパルス信号の変更前のデューティ比である第1のデューティ比と、該パルス信号の変更後のデューティ比である第２のデューティ比とを保持する保持手段と、所定のパルス周期で前記パルス信号を生成するパルス生成回路と、前記パルス生成回路が生成する前記パルス信号のデューティ比を制御することにより、前記パルス生成回路の状態を、前記保持手段により保持された前記第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率を段階的に変化させる状態を経て、前記保持手段により保持された前記第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態へ移行させるデューティ比制御手段と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Laser Emitting Diode：発光ダイオード）の点滅動作をＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）方式で制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは、携帯電話等の電子機器に実装され、ユーザーインターフェースを構成する発光素子として広く使用されている。また、単に電子機器の状態をＬＥＤの点滅で知らせるだけでなく、その点滅の方法を工夫することにより視覚的効果が得られ、その電子機器の商品価値向上につなげることができる。
【０００３】
このＬＥＤの輝度は、ＬＥＤに流す電流を制御することにより、変更することができるが、ＰＷＭ方式を使用することにより、変更することもできる。
【０００４】
ＰＷＭ方式により輝度を変更する回路では、例えば、図９に示すように、ＬＥＤにＰＷＭ回路およびスイッチを接続する。このＰＷＭ回路は、図３（ａ）に示すように、一定のパルス周期でパルスを発生し、その周期でスイッチをオン、オフさせる。この結果、ＬＥＤが一定の周期で点滅する。この点滅の周波数は、人間の視覚では点滅を認識できないぐらい高い値とする。
【０００５】
ＣＰＵ等からの制御に従って、このＰＷＮ回路が、ＬＥＤの点滅における、パルス周期に対するオンの時間（パルス幅）の割合、すなわちデューティ比を変化させることによりＬＥＤの輝度を制御することができる。
【０００６】
特許文献１に開示された表示装置も同様に、ＬＥＤに接続されたＭＰＵ（Micro Processing Unit）がデューティ比を変化させることにより、ＬＥＤの輝度を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３２５３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図９に記載された回路や特許文献１に開示された表示装置では、ＬＥＤの輝度を滑らかに変化させることが困難になる場合があった。
【０００９】
ＬＥＤの輝度の変化を滑らかにするには、ＰＷＭ回路は、デューティ比をより細かく設定できるようにしなければならない。このパルス幅の調整の細かさ、すなわち分解能は、ＰＷＭ回路を駆動するクロックの周波数に依存する。従って、ＬＥＤの輝度の変化を緩やかにするには、高周波数のクロックでＰＷＭ回路を駆動する必要があった。
【００１０】
しかし、クロック周波数を上げると、ＰＷＭ制御回路の回路規模が大きくなってしまう。また、高い周波数のクロックは、他の回路に悪影響を与える恐れがある。例えば、ＬＥＤおよびＰＷＭ回路を組み込んだ電子機器が無線機であれば、その電子機器の無線特性に対し悪影響を与えることがある。このため、クロック周波数を高くしにくい場合、ＰＷＭ制御を行う回路において、ＬＥＤ（発光素子）の輝度の変化を緩やかにすることが困難であった。
【００１１】
本発明の目的は、小さな回路規模により発光素子の輝度を緩やかに変化させることを可能にする技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明のデューティ比制御回路は、デューティ比を変更することが可能なパルス信号の変更前のデューティ比である第1のデューティ比と、該パルス信号の変更後のデューティ比である第２のデューティ比とを保持する保持手段と、所定のパルス周期で前記パルス信号を生成するパルス生成回路と、前記パルス生成回路が生成する前記パルス信号のデューティ比を制御することにより、前記パルス生成回路の状態を、前記保持手段により保持された前記第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率を段階的に変化させる状態を経て、前記保持手段により保持された前記第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態へ移行させるデューティ比制御手段と、を有する。
【００１３】
本発明のデューティ比制御回路の制御方法は、デューティ比を変更することが可能なパルス信号の変更前のデューティ比である第1のデューティ比と、該パルス信号の変更後のデューティ比である第２のデューティ比とを保持手段に保持し、パルス生成回路が、所定のパルス周期で前記パルス信号を生成し、デューティ比制御手段が、前記パルス生成回路が生成する前記パルス信号のデューティ比を制御することにより、前記パルス生成回路の状態を、前記保持手段により保持された前記第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率を段階的に変化させる状態を経て、前記保持手段により保持された前記第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態へ移行させる、デューティ比制御回路の制御方法である。
【００１４】
本発明のプログラムは、コンピュータに、デューティ比を変更することが可能なパルス信号の変更前のデューティ比である第1のデューティ比と、該パルス信号の変更後のデューティ比である第２のデューティ比とを保持手段に保持する手順、及び所定のパルス周期でパルス生成回路により生成されるパルス信号のデューティ比を制御することにより、該パルス生成回路の状態を、前記保持手段により保持された前記第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率を段階的に変化させる状態を経て、前記保持手段により保持された前記第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態へ移行させるデューティ比制御手順、を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、デューティ比制御回路は、パルス生成回路を、第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率を段階的に変化させる状態を経て、第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態に移行させるので、デューティ比制御回路の回路規模を大きくしなくとも、発光素子の輝度を滑らかに変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ制御回路の一構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の輝度変更制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）輝度が低いときのパルス波形を示す図である。（ｂ）輝度を変更しているときのパルス波形を示す図である。（ｃ）輝度が高いときのパルス波形を示す図である。
【図４】（ａ）本発明の第１の実施形態のＬＥＤ制御回路におけるパルス波形の時間変化を示す図である。（ｂ）本発明の第１の実施形態のＬＥＤ制御回路が制御する発光素子の輝度レベルの時間変化を示す図である。
【図５】（ａ）一般的なＬＥＤ制御回路におけるパルス波形の時間変化を示す図である。（ｂ）一般的なＬＥＤ制御回路が制御するＬＥＤの輝度レベルの時間変化を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の輝度変更制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図７】（ａ）本発明の第２の実施形態のＬＥＤ制御回路におけるパルス波形の時間変化を示す図である。（ｂ）本発明の第２の実施形態のＬＥＤ制御回路におけるＬＥＤの輝度レベルの時間変化を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の輝度変更制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図９】一般的なＬＥＤ制御回路の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
本発明を実施するための第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態のＬＥＤ制御回路１（デューティ比制御回路）の構成を示すブロック図である。ＬＥＤ制御回路１は、ＰＷＭ方式で発光素子の輝度を制御する回路である。同図を参照すると、ＬＥＤ制御回路１は、ＣＰＵ１１、変更後レジスタ１２、変更前レジスタ１３、輝度変更制御回路１４、およびＰＷＭ回路１５（パルス生成回路）を有する。
【００１８】
また、ＬＥＤ制御回路１には、スイッチ２および発光素子３が接続される。スイッチ２は、ＬＥＤ制御回路１の制御に従って、発光素子３を点滅させる。発光素子３は、ＬＥＤなどの発光素子である。
【００１９】
ＣＰＵ１１は、発光素子３の輝度を決定し、その輝度に対応するデューティ比を変更後レジスタ１２に格納する。
【００２０】
ここで、デューティ比とは、パルス幅をパルス周期で割った値である。デューティ比が高いほど、発光素子３の輝度は高くなるので、ＣＰＵ１１は、発光素子３の輝度をデューティ比で輝度変更制御回路１４に指示する。また、本実施形態では、発光素子３の輝度の高さは複数の段階に分けられ、各段階を「輝度レベル」とする。
【００２１】
変更後レジスタ１２は、ＣＰＵ１１が指示したデューティ比を保持する。変更後レジスタ１２は、デューティ比が保持されたクロックの次のクロックで、変更前レジスタ１３へ、保持したデューティ比を出力する。変更前レジスタ１３は、変更後レジスタ１２から出力されたデューティ比を保持する。
【００２２】
変更後レジスタ１２の値が、ＣＰＵ１１により更新された場合、その更新におけるクロックでは、変更後レジスタ１２は、変更後のデューティ比（第２のデューティ比）を保持し、変更前レジスタ１３は、変更前のデューティ比（第１のデューティ比）を保持した状態となる。次のクロックでは、変更後レジスタ１２、変更前レジスタ１３とも、変更後のデューティ比を保持した状態となる。
【００２３】
輝度変更制御回路１４は、所定の動作クロックで動作する。この動作クロックの周波数は、その周波数で発光素子３を点滅させると、人間の視覚では点滅を認識できないくらい高い値である。例えば、動作クロックの周波数は、数百ｋＨｚから数ＭＨｚ程度である。
【００２４】
また、輝度変更制御回路１４には、動作クロックより低い周波数のインターバルクロックが入力される。このインターバルクロックの周波数は、その周波数で発光素子３を点滅させると、人間の視覚では点滅を認識できるくらい低い値である。例えば、インターバルクロックの周波数は、数Ｈｚから数十Ｈｚ程度である。以下、このインターバルクロックの周期を「インターバル周期」という。
【００２５】
輝度変更制御回路１４は、変更後レジスタ１２および変更前レジスタ１３からデューティ比を読み出す。これらの値が異なる場合、輝度変更制御回路１４は、輝度レベル、すなわちデューティ比が変更されたことを検知する。
【００２６】
輝度レベルが変更された場合、輝度変更制御回路１４は、変更されてから最初のインターバル周期において、一部の時間だけ、変更後のデューティ比を示す制御信号をＰＷＭ回路１５へ出力する。インターバル周期内の残りの時間では、輝度変更制御回路１４は、変更前のデューティ比を示す制御信号をＰＷＭ回路１５へ出力する。
【００２７】
そして、輝度変更制御回路１４は、インターバル周期が経過するたびに、変更後のデューティ比を示す制御信号を出力する時間を段階的に増大させる。
【００２８】
その制御の際、輝度変更制御回路１４は、変更後のデューティ比の割合を制御するための変数として時間比率Ｐという値を管理する。輝度変更制御回路１４には、この時間比率Ｐの値を記録するためのメモリ（不図示）が設けられている。時間比率Ｐは、インターバル周期内における変更後のデューティ比に設定する時間を、インターバル周期の始めから終りまでの時間で割った値である。なお、時間比率Ｐに基づく制御についての詳細は、後述する。
【００２９】
例えば、輝度変更制御回路１４は、最初のインターバル周期内の時間のうち、９割の時間に、変更前のデューティ比を示す制御信号をＰＷＭ回路１５へ出力し、その残りの１割の時間に、変更後のデューティ比を示す制御信号をＰＷＭ回路１５へ出力する。次のインターバル周期内において、輝度変更制御回路１４は、その周期内の時間のうち８割の時間に、変更前のデューティ比を割り当て、残りの２割の時間に、変更後のデューティ比を割り当てる。このようにして、輝度変更制御回路１４は、変更後のデューティ比とする時間の割合を段階的に大きくすることで、変更後のデューティ比の時間を長くしてゆく。輝度変更制御回路１４は、変更後のデューティ比とする時間がインターバル周期の１０割となった時点で、輝度の変更制御を完了する。
【００３０】
インターバル周期内における、変更前、変更後のデューティ比とする各時間は、インターバル周期内で連続した時間でなくてもよい。例えば、輝度変更制御回路１４は、変更前のデューティ比とする９つのクロックと、変更後のデューティ比とする１つのクロックとからなる１０クロックを最初のインターバル周期内で何度も繰り返し、最終的に、変更後のデューティ比とする時間がインターバル周期の１割となるように制御してもよい。
【００３１】
ＰＷＭ回路１５は、輝度変更制御回路１４からの制御信号の示すデューティ比に変調したパルスを、動作クロックの周波数に応じたパルス周期で生成し、スイッチ２へ出力する。
【００３２】
図２を参照して、輝度変更制御回路１４の動作について説明する。同図は、輝度変更制御回路１４の動作を示すフローチャートである。この動作は、輝度変更制御回路１４の電源が投入された時に開始する。
【００３３】
輝度変更制御回路１４は、変更後レジスタ１２、変更前レジスタ１３から、デューティ比を読み出し、輝度レベル、すなわちデューティ比の変更があったか否かを判断する（ステップＳ１０）。輝度レベルが変更されていなければ（ステップＳ１０：ＮＯ）、輝度変更制御回路１４は、ステップＳ１０に戻る。
【００３４】
輝度レベルが変更されたのであれば（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、輝度変更制御回路１４は、時間比率Ｐを０にする（ステップＳ２０）。ここで、時間比率Ｐは、インターバル周期内における変更後のデューティ比に設定する時間を、インターバル周期で割った値である。
【００３５】
輝度変更制御回路１４は、時間比率Ｐに０．１を足す（ステップＳ３０）。輝度変更制御回路１４は、インターバル周期内において、インターバル周期に時間比率Ｐを乗算した時間だけ、デューティ比を変更後の値とし、残りの時間だけ、デューティ比を変更前の値とするように、ＰＷＭ回路１５を制御する（ステップＳ４０）。
【００３６】
輝度変更制御回路１４は、時間比率Ｐが１より大きいか否かを判断する（ステップＳ５０）。Ｐが１以下であれば（ステップＳ５０：ＮＯ）、輝度変更制御回路１４は、ステップＳ３０に戻る。Ｐが１より大きければ（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、輝度変更制御回路１４は、ステップＳ１０に戻る。
【００３７】
次いで、ＬＥＤ制御回路１の動作結果の一例について、図３および図４を参照して説明する。図３（ａ）は、発光素子３の輝度レベルが比較的低い場合に、ＰＷＭ回路１５が生成するパルスの波形を示す図である。
【００３８】
輝度レベルの設定値が、より高い値に変更された場合、ＬＥＤ制御回路１は、図３（ｂ）に示すように、インターバル周期内において、時間比率Ｐにインターバル周期を乗算した時間だけ、デューティ比を変更後の値とするパルスを生成する。
【００３９】
ＬＥＤ制御回路１は、時間比率Ｐを段階的に増大させ、図３（ｃ）に示すように、全てのパルスのデューティ比が変更後の値となり、発光素子３の輝度レベルが変更後の値となる。
【００４０】
図４（ａ）は、ＬＥＤ制御回路１が発生するパルス波形の時間変化を示す図である。図４（ｂ）は、発光素子３の輝度レベルの時間変化を示す図である。図４（ｂ）の縦軸は、輝度レベル、横軸は時間の軸である。
【００４１】
図４（ａ）および図４（ｂ）を参照すると、輝度レベルが１の場合、デューティ比が比較的低いパルスが生成される。時刻「ｔ１」において、輝度レベルを１から２に変更するように、ＣＰＵ１１が指示した場合、最初のインターバル周期（時刻「ｔ１」〜「ｔ２」の間）のうち、1割の時間だけ、輝度レベル１のときより高いデューティ比のパルスを生成される。インターバル周期が経過するたびに、輝度レベル２に対応するデューティ比のパルスが生成される時間が段階的に長くなっていく。
【００４２】
９回インターバル周期が経過し、時刻「ｔ１０」となったとき、全てのパルスのデューティ比が輝度レベル２に対応する値となり、発光素子３の輝度レベルの変更が完了する。
【００４３】
このように、輝度レベルが１から２に変化するとき、輝度レベル１で発光素子３が発光する時間と輝度レベル２で発光素子３が発光する時間との割合が、１：９から、９：１へと徐々に変動する。この結果、人間の目には、緩やかなスロープを持って輝度が変更しているように見える。
【００４４】
これに対して、図９に示す一般的なＬＥＤ制御回路は、所定の周波数で生成するパルスのデューティ比を変化させることにより、輝度レベルを変更する。
【００４５】
図５（ａ）は、図９に示すＬＥＤ制御回路１が発生するパルス波形の時間変化を示す図である。図５（ｂ）は、図９に示すＬＥＤ制御回路における発光素子３の輝度レベルの時間変化を示す図である。図５（ｂ）の縦軸は、輝度レベル、横軸は時間の軸である。
【００４６】
図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、この方式では、輝度レベルが変更されたとき、人間の目には、突然輝度が変化したように見える。このＬＥＤ制御回路は、動作クロックの周波数を向上させ、分解能を上げない限り、滑らかに輝度を変化させることができない。
【００４７】
なお、本実施形態では、発光素子３としてＬＥＤを使用したが、発光素子３は、ＰＷＭ方式で点滅可能な発光素子であればよく、ＬＥＤのほか、ＬＤ(Laser Diode)であってもよい。
【００４８】
本実施形態では、時間比率Ｐの増分値を０．１としているが、この増分値は、輝度の変化の態様により適宜選択できる。
【００４９】
また、ＬＥＤ制御回路１は、インターバル周期が経過するたびに、時間比率Ｐを段階的に増加するのであれば、必ずしも時間に比例してＰを増大する必要はない。例えば、ＬＥＤ制御回路１は、インターバル周期が経過するたびに、幾何級数的にＰを増大してもよい。
【００５０】
また、本実施形態において、ＬＥＤ制御回路１は本発明のデューティ比制御回路に相当し、ＰＷＭ回路１５は本発明のパルス生成回路に相当する。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＬＥＤ制御回路１は、ＰＷＭ回路１５を、変更前のデューティ比（第１のデューティ比）のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率Ｐを段階的に変化させる状態を経て、変更後のデューティ比（第２のデューティ比）のパルス信号を生成する状態に移行させるので、ＬＥＤ制御回路１の回路規模を大きおくしなくとも、発光素子の輝度の滑らかに変化させることができる。
【００５２】
ＬＥＤ制御回路１において、輝度変更制御回路１４は、変更後レジスタ１２および変更前レジスタ１３から読み出した値から、輝度レベルの変更の有無を判断するので、ＣＰＵ１１は、変更後レジスタ１２に設定値を格納するのみでよく、輝度レベルを徐々に変化させる場合であっても、ＣＰＵ１１の処理負荷は増大しない。
【００５３】
インターバルクロックの周波数を、その周波数で発光素子３を点滅させると、人間の視覚で点滅を認識できるくらい低い値とするので、ＬＥＤ制御回路１がインターバル周期が経過するたびに、時間比率Ｐを段階的に増加させると、人間の目には、発光素子３の輝度が徐々に変化するように見える。
【００５４】
（第２の実施形態）
本発明を実施するための第２の実施形態について図６および図７を参照して説明する。本実施形態では、各輝度レベル間の輝度の差が、一定の値でないものとする。
【００５５】
本実施形態のＬＥＤ制御回路１は、変更前後の輝度の差が所定値以下であれば、時間効率Ｐの増分値を大きくする。例えば、輝度に対応するデューティ比の差が下限値より大きい場合、Ｐの増分値を０．１とし、デューティ比の差が下限値以下である場合、Ｐの増分値を０．２とする。
【００５６】
つまり、ＬＥＤ制御回路１は、１０回のインターバルクロックで輝度レベルを徐々に変更していたところ、変更前後の輝度の差が基準値より小さければ、５回のインターバルクロックで輝度レベルを変更する。
【００５７】
図６は、本実施形態の輝度変更制御回路１４の動作を示すフローチャートである。同図を参照すると、本実施形態の輝度変更制御回路１４の動作は、ステップＳ１５、Ｓ１６、Ｓ１７を更に実行し、ステップＳ３０の代わりにＳ３０ａを実行する以外は、第１の実施形態と同様である。
【００５８】
輝度レベルが変更されたのであれば（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、輝度変更制御回路１４は、変更前後のデューティ比の差が下限値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。
【００５９】
輝度変更制御回路１４は、デューティ比の差が下限値以下でない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、時間比率Ｐの増分値を０．１とし（ステップＳ１６）、デューティ比の差が下限値以下である場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、時間比率Ｐの増分値を０．２とする（ステップＳ１７）。
【００６０】
ステップＳ１６またはＳ１７の後、輝度変更制御回路１４は、ステップＳ２０を実行し、時間比率Ｐに増分値を足す（ステップＳ３０ａ）。そして、輝度変更制御回路１４は、ステップＳ４０、Ｓ５０を実行する。
【００６１】
図７（ａ）は、本実施形態のＬＥＤ制御回路１が発生するパルス波形の時間変化を示す図である。図７（ｂ）は、本実施形態における発光素子３の輝度レベルの時間変化を示す図である。図７（ａ）の縦軸は、輝度レベル、横軸は時間の軸である。
【００６２】
輝度レベル２、３のレベル間と、輝度レベル３、４のレベル間とにおける輝度の差は、小さく、基準値以下であるとする。図７（ａ）および（ｂ）を参照すると、輝度レベルが２から３へと変更され、次いで３から４へと変更された場合、増分値が０．２に設定される。この結果、それぞれの変更開始から終了までに要するインターバルクロックは、５クロックである。
【００６３】
このように、１０クロックで変更が完了する第１の実施形態の場合と比較して、輝度の差が小さければ、１０クロックの半分の時間で輝度の変更が完了する。
【００６４】
なお、輝度変更制御回路１４は、変更前後のデューティ比の差が下限値以下になったときにＰの増分値を変更しているが、変更前後のデューティ比の差に応じて、増分値を増減してもよい。例えば、輝度変更制御回路１４は、デューティ比の差が大きいほど、増分値を大きくし、デューティ比の差が小さいほど、増分値を小さくする構成とすることもできる。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＬＥＤ制御回路１は、変更前後のデューティ比の差、すなわちパルス幅の差が下限値以下であれば、大きな増分値を用いるので、輝度の変化が小さい場合は、変更開始から終了までの時間が短くなる。
【００６６】
（第３の実施形態）
本発明を実施するための第３の実施形態について図８を参照して説明する。本実施形態では、各輝度レベルの間の輝度の差は、一定の値とする。
【００６７】
本実施形態のＬＥＤ制御回路１は、変更前後の輝度レベルの差が上限値以上であれば、現在の輝度レベルを１レベルだけ、第１の実施形態と同様の方法で段階的に増減する。そして、ＬＥＤ制御回路１は、変更後の輝度レベルになるまで、１レベルずつ段階的に増減する動作を繰り返す。
【００６８】
図８は、本実施形態のＬＥＤ制御回路１の動作を示すフローチャートである。同図を参照すると、本実施形態のＬＥＤ制御回路１の動作は、ステップＳ１５、およびＳ１７の代わりに、ステップＳ１１、Ｓ１２、およびＳ１３を実行し、ステップＳ４０の代わりにステップＳ４０ａを実行し、ステップＳ５１を更に実行する以外は、第２の実施形態のＬＥＤ制御回路１の動作と同様である。
【００６９】
輝度レベルが変更されたのであれば（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、輝度変更制御回路１４は、変更前後の輝度レベルの差が２以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。
【００７０】
変更前後の輝度レベルの差が２以上であれば（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、輝度変更制御回路１４は、変更後レジスタ１２から読み出した輝度レベルを目標値とする（ステップＳ１２）。そして、輝度変更制御回路１４は、変更前レジスタ１３から読み出した輝度レベルを現在値とし、その現在値を目標値へ１レベル近づけた値を中間値とする（ステップＳ１３）。
【００７１】
変更前後の輝度レベルの差が２以上でない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、またはステップＳ１２の後、輝度変更制御回路１４は、ステップＳ１６〜Ｓ３０を実行する。
【００７２】
輝度変更制御回路１４は、インターバル周期内において、インターバル周期に時間比率Ｐを乗算した時間だけ、デューティ比を中間値に対応するデューティ比とする。つまり、本実施形態では、時間比率Ｐは現在値のデューティ比にする時間に対する、中間値のデューティ比にする時間の比率である（ステップＳ４０ａ）。
【００７３】
続いて、輝度変更制御回路１４は、現在値が、目標値以上であるか否かを判断する（ステップＳ５１）。現在値が、目標値以上である場合（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、輝度変更制御回路１４は、ステップＳ１０に戻る。現在値が、目標値以上でない場合（ステップＳ５１：ＮＯ）、輝度変更制御回路１４は、ステップＳ１３に戻り、現在値を中間値で更新し、更新後の現在値を１レベル増減して目標値に近づけた値を中間値とする。
【００７４】
なお、各輝度レベル間の輝度の差が一定でない場合、図８に示した動作において、変更前後のデューティ比の差が下限値以下であれば、大きな増分値を用いる動作、すなわち図６におけるステップＳ１５およびＳ１７を更に追加することもできる。
【００７５】
また、図２、図６、および図８に示したフローチャートの全部または一部について、フローチャートの全部または一部の手順を書き込んだプログラムをコンピュータに実行させることで、その手順に対応する処理を実現させてもよい。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態によれば、変更前後の輝度レベルの差が２レベル以上であっても、輝度レベルを１レベルずつ段階的に増減するので、発光素子３の輝度が滑らかに変更する。
【符号の説明】
【００７７】
１ ＬＥＤ制御回路
２ スイッチ
３ 発光素子
１１ ＣＰＵ
１２ 変更後レジスタ
１３ 変更前レジスタ
１４ 輝度変更制御回路
１５ ＰＷＭ回路
Ｓ１０〜Ｓ５０、Ｓ１５〜Ｓ１７、Ｓ３０ａ、Ｓ１１〜Ｓ１３、Ｓ５１ ステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Laser Emitting Diode：発光ダイオード）の点滅動作をＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）方式で制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは、携帯電話等の電子機器に実装され、ユーザーインターフェースを構成する発光素子として広く使用されている。また、単に電子機器の状態をＬＥＤの点滅で知らせるだけでなく、その点滅の方法を工夫することにより視覚的効果が得られ、その電子機器の商品価値向上につなげることができる。
【０００３】
このＬＥＤの輝度は、ＬＥＤに流す電流を制御することにより、変更することができるが、ＰＷＭ方式を使用することにより、変更することもできる。
【０００４】
ＰＷＭ方式により輝度を変更する回路では、例えば、図９に示すように、ＬＥＤにＰＷＭ回路およびスイッチを接続する。このＰＷＭ回路は、図３（ａ）に示すように、一定のパルス周期でパルスを発生し、その周期でスイッチをオン、オフさせる。この結果、ＬＥＤが一定の周期で点滅する。この点滅の周波数は、人間の視覚では点滅を認識できないぐらい高い値とする。
【０００５】
ＣＰＵ等からの制御に従って、このＰＷＮ回路が、ＬＥＤの点滅における、パルス周期に対するオンの時間（パルス幅）の割合、すなわちデューティ比を変化させることによりＬＥＤの輝度を制御することができる。
【０００６】
特許文献１に開示された表示装置も同様に、ＬＥＤに接続されたＭＰＵ（Micro Processing Unit）がデューティ比を変化させることにより、ＬＥＤの輝度を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３２５３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図９に記載された回路や特許文献１に開示された表示装置では、ＬＥＤの輝度を滑らかに変化させることが困難になる場合があった。
【０００９】
ＬＥＤの輝度の変化を滑らかにするには、ＰＷＭ回路は、デューティ比をより細かく設定できるようにしなければならない。このパルス幅の調整の細かさ、すなわち分解能は、ＰＷＭ回路を駆動するクロックの周波数に依存する。従って、ＬＥＤの輝度の変化を緩やかにするには、高周波数のクロックでＰＷＭ回路を駆動する必要があった。
【００１０】
しかし、クロック周波数を上げると、ＰＷＭ制御回路の回路規模が大きくなってしまう。また、高い周波数のクロックは、他の回路に悪影響を与える恐れがある。例えば、ＬＥＤおよびＰＷＭ回路を組み込んだ電子機器が無線機であれば、その電子機器の無線特性に対し悪影響を与えることがある。このため、クロック周波数を高くしにくい場合、ＰＷＭ制御を行う回路において、ＬＥＤ（発光素子）の輝度の変化を緩やかにすることが困難であった。
【００１１】
本発明の目的は、小さな回路規模により発光素子の輝度を緩やかに変化させることを可能にする技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明のデューティ比制御回路は、デューティ比を変更することが可能なパルス信号の変更前のデューティ比である第1のデューティ比と、該パルス信号の変更後のデューティ比である第２のデューティ比とを保持する保持手段と、所定のパルス周期で前記パルス信号を生成するパルス生成回路と、前記パルス生成回路が生成する前記パルス信号のデューティ比を制御することにより、前記パルス生成回路の状態を、前記保持手段により保持された前記第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率を段階的に変化させる状態を経て、前記保持手段により保持された前記第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態へ移行させるデューティ比制御手段と、を有する。
【００１３】
本発明のデューティ比制御回路の制御方法は、デューティ比を変更することが可能なパルス信号の変更前のデューティ比である第1のデューティ比と、該パルス信号の変更後のデューティ比である第２のデューティ比とを保持手段に保持し、パルス生成回路が、所定のパルス周期で前記パルス信号を生成し、デューティ比制御手段が、前記パルス生成回路が生成する前記パルス信号のデューティ比を制御することにより、前記パルス生成回路の状態を、前記保持手段により保持された前記第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率を段階的に変化させる状態を経て、前記保持手段により保持された前記第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態へ移行させる、デューティ比制御回路の制御方法である。
【００１４】
本発明のプログラムは、コンピュータに、デューティ比を変更することが可能なパルス信号の変更前のデューティ比である第1のデューティ比と、該パルス信号の変更後のデューティ比である第２のデューティ比とを保持手段に保持する手順、及び所定のパルス周期でパルス生成回路により生成されるパルス信号のデューティ比を制御することにより、該パルス生成回路の状態を、前記保持手段により保持された前記第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率を段階的に変化させる状態を経て、前記保持手段により保持された前記第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態へ移行させるデューティ比制御手順、を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、デューティ比制御回路は、パルス生成回路を、第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率を段階的に変化させる状態を経て、第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態に移行させるので、デューティ比制御回路の回路規模を大きくしなくとも、発光素子の輝度を滑らかに変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ制御回路の一構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の輝度変更制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）輝度が低いときのパルス波形を示す図である。（ｂ）輝度を変更しているときのパルス波形を示す図である。（ｃ）輝度が高いときのパルス波形を示す図である。
【図４】（ａ）本発明の第１の実施形態のＬＥＤ制御回路におけるパルス波形の時間変化を示す図である。（ｂ）本発明の第１の実施形態のＬＥＤ制御回路が制御する発光素子の輝度レベルの時間変化を示す図である。
【図５】（ａ）一般的なＬＥＤ制御回路におけるパルス波形の時間変化を示す図である。（ｂ）一般的なＬＥＤ制御回路が制御するＬＥＤの輝度レベルの時間変化を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の輝度変更制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図７】（ａ）本発明の第２の実施形態のＬＥＤ制御回路におけるパルス波形の時間変化を示す図である。（ｂ）本発明の第２の実施形態のＬＥＤ制御回路におけるＬＥＤの輝度レベルの時間変化を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の輝度変更制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図９】一般的なＬＥＤ制御回路の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
本発明を実施するための第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態のＬＥＤ制御回路１（デューティ比制御回路）の構成を示すブロック図である。ＬＥＤ制御回路１は、ＰＷＭ方式で発光素子の輝度を制御する回路である。同図を参照すると、ＬＥＤ制御回路１は、ＣＰＵ１１、変更後レジスタ１２、変更前レジスタ１３、輝度変更制御回路１４、およびＰＷＭ回路１５（パルス生成回路）を有する。
【００１８】
また、ＬＥＤ制御回路１には、スイッチ２および発光素子３が接続される。スイッチ２は、ＬＥＤ制御回路１の制御に従って、発光素子３を点滅させる。発光素子３は、ＬＥＤなどの発光素子である。
【００１９】
ＣＰＵ１１は、発光素子３の輝度を決定し、その輝度に対応するデューティ比を変更後レジスタ１２に格納する。
【００２０】
ここで、デューティ比とは、パルス幅をパルス周期で割った値である。デューティ比が高いほど、発光素子３の輝度は高くなるので、ＣＰＵ１１は、発光素子３の輝度をデューティ比で輝度変更制御回路１４に指示する。また、本実施形態では、発光素子３の輝度の高さは複数の段階に分けられ、各段階を「輝度レベル」とする。
【００２１】
変更後レジスタ１２は、ＣＰＵ１１が指示したデューティ比を保持する。変更後レジスタ１２は、デューティ比が保持されたクロックの次のクロックで、変更前レジスタ１３へ、保持したデューティ比を出力する。変更前レジスタ１３は、変更後レジスタ１２から出力されたデューティ比を保持する。
【００２２】
変更後レジスタ１２の値が、ＣＰＵ１１により更新された場合、その更新におけるクロックでは、変更後レジスタ１２は、変更後のデューティ比（第２のデューティ比）を保持し、変更前レジスタ１３は、変更前のデューティ比（第１のデューティ比）を保持した状態となる。次のクロックでは、変更後レジスタ１２、変更前レジスタ１３とも、変更後のデューティ比を保持した状態となる。
【００２３】
輝度変更制御回路１４は、所定の動作クロックで動作する。この動作クロックの周波数は、その周波数で発光素子３を点滅させると、人間の視覚では点滅を認識できないくらい高い値である。例えば、動作クロックの周波数は、数百ｋＨｚから数ＭＨｚ程度である。
【００２４】
また、輝度変更制御回路１４には、動作クロックより低い周波数のインターバルクロックが入力される。このインターバルクロックの周波数は、その周波数で発光素子３を点滅させると、人間の視覚では点滅を認識できるくらい低い値である。例えば、インターバルクロックの周波数は、数Ｈｚから数十Ｈｚ程度である。以下、このインターバルクロックの周期を「インターバル周期」という。
【００２５】
輝度変更制御回路１４は、変更後レジスタ１２および変更前レジスタ１３からデューティ比を読み出す。これらの値が異なる場合、輝度変更制御回路１４は、輝度レベル、すなわちデューティ比が変更されたことを検知する。
【００２６】
輝度レベルが変更された場合、輝度変更制御回路１４は、変更されてから最初のインターバル周期において、一部の時間だけ、変更後のデューティ比を示す制御信号をＰＷＭ回路１５へ出力する。インターバル周期内の残りの時間では、輝度変更制御回路１４は、変更前のデューティ比を示す制御信号をＰＷＭ回路１５へ出力する。
【００２７】
そして、輝度変更制御回路１４は、インターバル周期が経過するたびに、変更後のデューティ比を示す制御信号を出力する時間を段階的に増大させる。
【００２８】
その制御の際、輝度変更制御回路１４は、変更後のデューティ比の割合を制御するための変数として時間比率Ｐという値を管理する。輝度変更制御回路１４には、この時間比率Ｐの値を記録するためのメモリ（不図示）が設けられている。時間比率Ｐは、インターバル周期内における変更後のデューティ比に設定する時間を、インターバル周期の始めから終りまでの時間で割った値である。なお、時間比率Ｐに基づく制御についての詳細は、後述する。
【００２９】
例えば、輝度変更制御回路１４は、最初のインターバル周期内の時間のうち、９割の時間に、変更前のデューティ比を示す制御信号をＰＷＭ回路１５へ出力し、その残りの１割の時間に、変更後のデューティ比を示す制御信号をＰＷＭ回路１５へ出力する。次のインターバル周期内において、輝度変更制御回路１４は、その周期内の時間のうち８割の時間に、変更前のデューティ比を割り当て、残りの２割の時間に、変更後のデューティ比を割り当てる。このようにして、輝度変更制御回路１４は、変更後のデューティ比とする時間の割合を段階的に大きくすることで、変更後のデューティ比の時間を長くしてゆく。輝度変更制御回路１４は、変更後のデューティ比とする時間がインターバル周期の１０割となった時点で、輝度の変更制御を完了する。
【００３０】
インターバル周期内における、変更前、変更後のデューティ比とする各時間は、インターバル周期内で連続した時間でなくてもよい。例えば、輝度変更制御回路１４は、変更前のデューティ比とする９つのクロックと、変更後のデューティ比とする１つのクロックとからなる１０クロックを最初のインターバル周期内で何度も繰り返し、最終的に、変更後のデューティ比とする時間がインターバル周期の１割となるように制御してもよい。
【００３１】
ＰＷＭ回路１５は、輝度変更制御回路１４からの制御信号の示すデューティ比に変調したパルスを、動作クロックの周波数に応じたパルス周期で生成し、スイッチ２へ出力する。
【００３２】
図２を参照して、輝度変更制御回路１４の動作について説明する。同図は、輝度変更制御回路１４の動作を示すフローチャートである。この動作は、輝度変更制御回路１４の電源が投入された時に開始する。
【００３３】
輝度変更制御回路１４は、変更後レジスタ１２、変更前レジスタ１３から、デューティ比を読み出し、輝度レベル、すなわちデューティ比の変更があったか否かを判断する（ステップＳ１０）。輝度レベルが変更されていなければ（ステップＳ１０：ＮＯ）、輝度変更制御回路１４は、ステップＳ１０に戻る。
【００３４】
輝度レベルが変更されたのであれば（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、輝度変更制御回路１４は、時間比率Ｐを０にする（ステップＳ２０）。ここで、時間比率Ｐは、インターバル周期内における変更後のデューティ比に設定する時間を、インターバル周期で割った値である。
【００３５】
輝度変更制御回路１４は、時間比率Ｐに０．１を足す（ステップＳ３０）。輝度変更制御回路１４は、インターバル周期内において、インターバル周期に時間比率Ｐを乗算した時間だけ、デューティ比を変更後の値とし、残りの時間だけ、デューティ比を変更前の値とするように、ＰＷＭ回路１５を制御する（ステップＳ４０）。
【００３６】
輝度変更制御回路１４は、時間比率Ｐが１より大きいか否かを判断する（ステップＳ５０）。Ｐが１以下であれば（ステップＳ５０：ＮＯ）、輝度変更制御回路１４は、ステップＳ３０に戻る。Ｐが１より大きければ（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、輝度変更制御回路１４は、ステップＳ１０に戻る。
【００３７】
次いで、ＬＥＤ制御回路１の動作結果の一例について、図３および図４を参照して説明する。図３（ａ）は、発光素子３の輝度レベルが比較的低い場合に、ＰＷＭ回路１５が生成するパルスの波形を示す図である。
【００３８】
輝度レベルの設定値が、より高い値に変更された場合、ＬＥＤ制御回路１は、図３（ｂ）に示すように、インターバル周期内において、時間比率Ｐにインターバル周期を乗算した時間だけ、デューティ比を変更後の値とするパルスを生成する。
【００３９】
ＬＥＤ制御回路１は、時間比率Ｐを段階的に増大させ、図３（ｃ）に示すように、全てのパルスのデューティ比が変更後の値となり、発光素子３の輝度レベルが変更後の値となる。
【００４０】
図４（ａ）は、ＬＥＤ制御回路１が発生するパルス波形の時間変化を示す図である。図４（ｂ）は、発光素子３の輝度レベルの時間変化を示す図である。図４（ｂ）の縦軸は、輝度レベル、横軸は時間の軸である。
【００４１】
図４（ａ）および図４（ｂ）を参照すると、輝度レベルが１の場合、デューティ比が比較的低いパルスが生成される。時刻「ｔ１」において、輝度レベルを１から２に変更するように、ＣＰＵ１１が指示した場合、最初のインターバル周期（時刻「ｔ１」〜「ｔ２」の間）のうち、1割の時間だけ、輝度レベル１のときより高いデューティ比のパルスを生成される。インターバル周期が経過するたびに、輝度レベル２に対応するデューティ比のパルスが生成される時間が段階的に長くなっていく。
【００４２】
９回インターバル周期が経過し、時刻「ｔ１０」となったとき、全てのパルスのデューティ比が輝度レベル２に対応する値となり、発光素子３の輝度レベルの変更が完了する。
【００４３】
このように、輝度レベルが１から２に変化するとき、輝度レベル１で発光素子３が発光する時間と輝度レベル２で発光素子３が発光する時間との割合が、１：９から、９：１へと徐々に変動する。この結果、人間の目には、緩やかなスロープを持って輝度が変更しているように見える。
【００４４】
これに対して、図９に示す一般的なＬＥＤ制御回路は、所定の周波数で生成するパルスのデューティ比を変化させることにより、輝度レベルを変更する。
【００４５】
図５（ａ）は、図９に示すＬＥＤ制御回路１が発生するパルス波形の時間変化を示す図である。図５（ｂ）は、図９に示すＬＥＤ制御回路における発光素子３の輝度レベルの時間変化を示す図である。図５（ｂ）の縦軸は、輝度レベル、横軸は時間の軸である。
【００４６】
図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、この方式では、輝度レベルが変更されたとき、人間の目には、突然輝度が変化したように見える。このＬＥＤ制御回路は、動作クロックの周波数を向上させ、分解能を上げない限り、滑らかに輝度を変化させることができない。
【００４７】
なお、本実施形態では、発光素子３としてＬＥＤを使用したが、発光素子３は、ＰＷＭ方式で点滅可能な発光素子であればよく、ＬＥＤのほか、ＬＤ(Laser Diode)であってもよい。
【００４８】
本実施形態では、時間比率Ｐの増分値を０．１としているが、この増分値は、輝度の変化の態様により適宜選択できる。
【００４９】
また、ＬＥＤ制御回路１は、インターバル周期が経過するたびに、時間比率Ｐを段階的に増加するのであれば、必ずしも時間に比例してＰを増大する必要はない。例えば、ＬＥＤ制御回路１は、インターバル周期が経過するたびに、幾何級数的にＰを増大してもよい。
【００５０】
また、本実施形態において、ＬＥＤ制御回路１は本発明のデューティ比制御回路に相当し、ＰＷＭ回路１５は本発明のパルス生成回路に相当する。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＬＥＤ制御回路１は、ＰＷＭ回路１５を、変更前のデューティ比（第１のデューティ比）のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率Ｐを段階的に変化させる状態を経て、変更後のデューティ比（第２のデューティ比）のパルス信号を生成する状態に移行させるので、ＬＥＤ制御回路１の回路規模を大きおくしなくとも、発光素子の輝度の滑らかに変化させることができる。
【００５２】
ＬＥＤ制御回路１において、輝度変更制御回路１４は、変更後レジスタ１２および変更前レジスタ１３から読み出した値から、輝度レベルの変更の有無を判断するので、ＣＰＵ１１は、変更後レジスタ１２に設定値を格納するのみでよく、輝度レベルを徐々に変化させる場合であっても、ＣＰＵ１１の処理負荷は増大しない。
【００５３】
インターバルクロックの周波数を、その周波数で発光素子３を点滅させると、人間の視覚で点滅を認識できるくらい低い値とするので、ＬＥＤ制御回路１がインターバル周期が経過するたびに、時間比率Ｐを段階的に増加させると、人間の目には、発光素子３の輝度が徐々に変化するように見える。
【００５４】
（第２の実施形態）
本発明を実施するための第２の実施形態について図６および図７を参照して説明する。本実施形態では、各輝度レベル間の輝度の差が、一定の値でないものとする。
【００５５】
本実施形態のＬＥＤ制御回路１は、変更前後の輝度の差が所定値以下であれば、時間効率Ｐの増分値を大きくする。例えば、輝度に対応するデューティ比の差が下限値より大きい場合、Ｐの増分値を０．１とし、デューティ比の差が下限値以下である場合、Ｐの増分値を０．２とする。
【００５６】
つまり、ＬＥＤ制御回路１は、１０回のインターバルクロックで輝度レベルを徐々に変更していたところ、変更前後の輝度の差が基準値より小さければ、５回のインターバルクロックで輝度レベルを変更する。
【００５７】
図６は、本実施形態の輝度変更制御回路１４の動作を示すフローチャートである。同図を参照すると、本実施形態の輝度変更制御回路１４の動作は、ステップＳ１５、Ｓ１６、Ｓ１７を更に実行し、ステップＳ３０の代わりにＳ３０ａを実行する以外は、第１の実施形態と同様である。
【００５８】
輝度レベルが変更されたのであれば（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、輝度変更制御回路１４は、変更前後のデューティ比の差が下限値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。
【００５９】
輝度変更制御回路１４は、デューティ比の差が下限値以下でない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、時間比率Ｐの増分値を０．１とし（ステップＳ１６）、デューティ比の差が下限値以下である場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、時間比率Ｐの増分値を０．２とする（ステップＳ１７）。
【００６０】
ステップＳ１６またはＳ１７の後、輝度変更制御回路１４は、ステップＳ２０を実行し、時間比率Ｐに増分値を足す（ステップＳ３０ａ）。そして、輝度変更制御回路１４は、ステップＳ４０、Ｓ５０を実行する。
【００６１】
図７（ａ）は、本実施形態のＬＥＤ制御回路１が発生するパルス波形の時間変化を示す図である。図７（ｂ）は、本実施形態における発光素子３の輝度レベルの時間変化を示す図である。図７（ａ）の縦軸は、輝度レベル、横軸は時間の軸である。
【００６２】
輝度レベル２、３のレベル間と、輝度レベル３、４のレベル間とにおける輝度の差は、小さく、基準値以下であるとする。図７（ａ）および（ｂ）を参照すると、輝度レベルが２から３へと変更され、次いで３から４へと変更された場合、増分値が０．２に設定される。この結果、それぞれの変更開始から終了までに要するインターバルクロックは、５クロックである。
【００６３】
このように、１０クロックで変更が完了する第１の実施形態の場合と比較して、輝度の差が小さければ、１０クロックの半分の時間で輝度の変更が完了する。
【００６４】
なお、輝度変更制御回路１４は、変更前後のデューティ比の差が下限値以下になったときにＰの増分値を変更しているが、変更前後のデューティ比の差に応じて、増分値を増減してもよい。例えば、輝度変更制御回路１４は、デューティ比の差が大きいほど、増分値を大きくし、デューティ比の差が小さいほど、増分値を小さくする構成とすることもできる。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＬＥＤ制御回路１は、変更前後のデューティ比の差、すなわちパルス幅の差が下限値以下であれば、大きな増分値を用いるので、輝度の変化が小さい場合は、変更開始から終了までの時間が短くなる。
【００６６】
（第３の実施形態）
本発明を実施するための第３の実施形態について図８を参照して説明する。本実施形態では、各輝度レベルの間の輝度の差は、一定の値とする。
【００６７】
本実施形態のＬＥＤ制御回路１は、変更前後の輝度レベルの差が上限値以上であれば、現在の輝度レベルを１レベルだけ、第１の実施形態と同様の方法で段階的に増減する。そして、ＬＥＤ制御回路１は、変更後の輝度レベルになるまで、１レベルずつ段階的に増減する動作を繰り返す。
【００６８】
図８は、本実施形態のＬＥＤ制御回路１の動作を示すフローチャートである。同図を参照すると、本実施形態のＬＥＤ制御回路１の動作は、ステップＳ１５、およびＳ１７の代わりに、ステップＳ１１、Ｓ１２、およびＳ１３を実行し、ステップＳ４０の代わりにステップＳ４０ａを実行し、ステップＳ５１を更に実行する以外は、第２の実施形態のＬＥＤ制御回路１の動作と同様である。
【００６９】
輝度レベルが変更されたのであれば（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、輝度変更制御回路１４は、変更前後の輝度レベルの差が２以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。
【００７０】
変更前後の輝度レベルの差が２以上であれば（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、輝度変更制御回路１４は、変更後レジスタ１２から読み出した輝度レベルを目標値とする（ステップＳ１２）。そして、輝度変更制御回路１４は、変更前レジスタ１３から読み出した輝度レベルを現在値とし、その現在値を目標値へ１レベル近づけた値を中間値とする（ステップＳ１３）。
【００７１】
変更前後の輝度レベルの差が２以上でない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、またはステップＳ１２の後、輝度変更制御回路１４は、ステップＳ１６〜Ｓ３０を実行する。
【００７２】
輝度変更制御回路１４は、インターバル周期内において、インターバル周期に時間比率Ｐを乗算した時間だけ、デューティ比を中間値に対応するデューティ比とする。つまり、本実施形態では、時間比率Ｐは現在値のデューティ比にする時間に対する、中間値のデューティ比にする時間の比率である（ステップＳ４０ａ）。
【００７３】
続いて、輝度変更制御回路１４は、現在値が、目標値以上であるか否かを判断する（ステップＳ５１）。現在値が、目標値以上である場合（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、輝度変更制御回路１４は、ステップＳ１０に戻る。現在値が、目標値以上でない場合（ステップＳ５１：ＮＯ）、輝度変更制御回路１４は、ステップＳ１３に戻り、現在値を中間値で更新し、更新後の現在値を１レベル増減して目標値に近づけた値を中間値とする。
【００７４】
なお、各輝度レベル間の輝度の差が一定でない場合、図８に示した動作において、変更前後のデューティ比の差が下限値以下であれば、大きな増分値を用いる動作、すなわち図６におけるステップＳ１５およびＳ１７を更に追加することもできる。
【００７５】
また、図２、図６、および図８に示したフローチャートの全部または一部について、フローチャートの全部または一部の手順を書き込んだプログラムをコンピュータに実行させることで、その手順に対応する処理を実現させてもよい。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態によれば、変更前後の輝度レベルの差が２レベル以上であっても、輝度レベルを１レベルずつ段階的に増減するので、発光素子３の輝度が滑らかに変更する。
【符号の説明】
【００７７】
１ ＬＥＤ制御回路
２ スイッチ
３ 発光素子
１１ ＣＰＵ
１２ 変更後レジスタ
１３ 変更前レジスタ
１４ 輝度変更制御回路
１５ ＰＷＭ回路
Ｓ１０〜Ｓ５０、Ｓ１５〜Ｓ１７、Ｓ３０ａ、Ｓ１１〜Ｓ１３、Ｓ５１ ステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デューティ比を変更することが可能なパルス信号の変更前のデューティ比である第1のデューティ比と、該パルス信号の変更後のデューティ比である第２のデューティ比とを保持する保持手段と、
所定のパルス周期で前記パルス信号を生成するパルス生成回路と、
前記パルス生成回路が生成する前記パルス信号のデューティ比を制御することにより、前記パルス生成回路の状態を、前記保持手段により保持された前記第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率を段階的に変化させる状態を経て、前記保持手段により保持された前記第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態へ移行させるデューティ比制御手段と、
を有するデューティ比制御回路。
【請求項２】
前記デューティ比制御手段は、前記パルス周期より長い周期であるインターバル周期内において、デューティ比が前記第１のデューティ比になる時間に対する、デューティ比が前記第２のデューティ比になる時間の比率が、該インターバル周期が経過するたびに増大するように、デューティ比を制御する、請求項１に記載のデューティ比制御回路。
【請求項３】
前記パルス信号のデューティ比を指示する指示手段を更に有し、
前記保持手段は、変更前レジスタと変更後レジスタとを有し、前記指示手段により指示された前記デューティ比を該変更後レジスタに保持し、
前記デューティ比制御手段は、前記変更後レジスタに保持された値と、前記変更前レジスタに保持された値とを読み出し、該変更後レジスタから読み出した値を前記第２のデューティ比、該変更前レジスタから読み出した値を前記第１のデューティ比とし、
前記保持手段は、前記変更後レジスタに保持された値で前記変更前レジスタに保持された値を更新する、請求項２に記載のデューティ比制御回路。
【請求項４】
前記デューティ比制御手段は、前記インターバル周期が経過するたびに、前記比率を所定の増分値だけ増加させる、請求項２又は３に記載の発光素子制御回路。
【請求項５】
前記デューティ比制御手段は、前記第１のデューティ比と前記第１のデューティ比との間の差に応じて、前記増分値の値を増減する、請求項４に記載のデューティ比制御回路。
【請求項６】
前記デューティ比制御手段は、前記差が所定の下限値以下であれば、前記増分値を増大させる、請求項５に記載のデューティ比制御回路。
【請求項７】
前記デューティ比制御手段は、前記第１のデューティ比と前記第２のデューティ比との間の差が所定の上限値以上であれば、該第１のデューティ比と該第２のデューティ比との間の１以上の値を中間値として、前記パルス生成回路の状態を、前記第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、それぞれの該中間値のパルス信号を生成する過渡状態に移行させ、該過渡状態を経て前記第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態へ移行させる、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のデューティ比制御回路。
【請求項８】
前記インターバル周期は、該インターバル周期で発光素子を点滅させたときに、人間が視覚で点滅を認識できるような周期である、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のデューティ比制御回路。
【請求項９】
デューティ比を変更することが可能なパルス信号の変更前のデューティ比である第1のデューティ比と、該パルス信号の変更後のデューティ比である第２のデューティ比とを保持手段に保持し、
パルス生成回路が、所定のパルス周期で前記パルス信号を生成し、
デューティ比制御手段が、前記パルス生成回路が生成する前記パルス信号のデューティ比を制御することにより、前記パルス生成回路の状態を、前記保持手段により保持された前記第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率を段階的に変化させる状態を経て、前記保持手段により保持された前記第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態へ移行させる、デューティ比制御回路の制御方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
デューティ比を変更することが可能なパルス信号の変更前のデューティ比である第1のデューティ比と、該パルス信号の変更後のデューティ比である第２のデューティ比とを保持手段に保持する手順、及び
所定のパルス周期でパルス生成回路により生成されるパルス信号のデューティ比を制御することにより、該パルス生成回路の状態を、前記保持手段により保持された前記第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率を段階的に変化させる状態を経て、前記保持手段により保持された前記第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態へ移行させるデューティ比制御手順、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１】
デューティ比を変更することが可能なパルス信号の変更前のデューティ比である第1のデューティ比と、該パルス信号の変更後のデューティ比である第２のデューティ比とを保持する保持手段と、
所定のパルス周期で前記パルス信号を生成するパルス生成回路と、
前記パルス生成回路が生成する前記パルス信号のデューティ比を制御することにより、前記パルス生成回路の状態を、前記保持手段により保持された前記第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率を段階的に変化させる状態を経て、前記保持手段により保持された前記第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態へ移行させるデューティ比制御手段と、
を有するデューティ比制御回路。
【請求項２】
前記デューティ比制御手段は、前記パルス周期より長い周期であるインターバル周期内において、デューティ比が前記第１のデューティ比になる時間に対する、デューティ比が前記第２のデューティ比になる時間の比率が、該インターバル周期が経過するたびに増大するように、デューティ比を制御する、請求項１に記載のデューティ比制御回路。
【請求項３】
前記パルス信号のデューティ比を指示する指示手段を更に有し、
前記保持手段は、変更前レジスタと変更後レジスタとを有し、前記指示手段により指示された前記デューティ比を該変更後レジスタに保持し、
前記デューティ比制御手段は、前記変更後レジスタに保持された値と、前記変更前レジスタに保持された値とを読み出し、該変更後レジスタから読み出した値を前記第２のデューティ比、該変更前レジスタから読み出した値を前記第１のデューティ比とし、
前記保持手段は、前記変更後レジスタに保持された値で前記変更前レジスタに保持された値を更新する、請求項２に記載のデューティ比制御回路。
【請求項４】
前記デューティ比制御手段は、前記インターバル周期が経過するたびに、前記比率を所定の増分値だけ増加させる、請求項２又は３に記載の発光素子制御回路。
【請求項５】
前記デューティ比制御手段は、前記第１のデューティ比と前記第１のデューティ比との間の差に応じて、前記増分値の値を増減する、請求項４に記載のデューティ比制御回路。
【請求項６】
前記デューティ比制御手段は、前記差が所定の下限値以下であれば、前記増分値を増大させる、請求項５に記載のデューティ比制御回路。
【請求項７】
前記デューティ比制御手段は、前記第１のデューティ比と前記第２のデューティ比との間の差が所定の上限値以上であれば、該第１のデューティ比と該第２のデューティ比との間の１以上の値を中間値として、前記パルス生成回路の状態を、前記第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、それぞれの該中間値のパルス信号を生成する過渡状態に移行させ、該過渡状態を経て前記第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態へ移行させる、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のデューティ比制御回路。
【請求項８】
前記インターバル周期は、該インターバル周期で発光素子を点滅させたときに、人間が視覚で点滅を認識できるような周期である、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のデューティ比制御回路。
【請求項９】
デューティ比を変更することが可能なパルス信号の変更前のデューティ比である第1のデューティ比と、該パルス信号の変更後のデューティ比である第２のデューティ比とを保持手段に保持し、
パルス生成回路が、所定のパルス周期で前記パルス信号を生成し、
デューティ比制御手段が、前記パルス生成回路が生成する前記パルス信号のデューティ比を制御することにより、前記パルス生成回路の状態を、前記保持手段により保持された前記第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率を段階的に変化させる状態を経て、前記保持手段により保持された前記第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態へ移行させる、デューティ比制御回路の制御方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
デューティ比を変更することが可能なパルス信号の変更前のデューティ比である第1のデューティ比と、該パルス信号の変更後のデューティ比である第２のデューティ比とを保持手段に保持する手順、及び
所定のパルス周期でパルス生成回路により生成されるパルス信号のデューティ比を制御することにより、該パルス生成回路の状態を、前記保持手段により保持された前記第１のデューティ比のパルス信号を生成する状態から、デューティ比の異なるパルス信号を生成する時間の比率を段階的に変化させる状態を経て、前記保持手段により保持された前記第２のデューティ比のパルス信号を生成する状態へ移行させるデューティ比制御手順、
を実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２４５９４２（Ｐ２０１０−２４５９４２Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９３９６４（Ｐ２００９−９３９６４）
【出願日】平成２１年４月８日（２００９．４．８）
【出願人】（３９００１０１７９）埼玉日本電気株式会社 (1,228)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月８日（２００９．４．８）
【出願人】（３９００１０１７９）埼玉日本電気株式会社 (1,228)
【Ｆターム（参考）】
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