特許第6959273号(P6959273)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6959273制御装置、照明装置、及び、制御装置のプログラム
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6959273
(24)【登録日】2021年10月11日
(45)【発行日】2021年11月2日
(54)【発明の名称】制御装置、照明装置、及び、制御装置のプログラム
(51)【国際特許分類】
   H05B 45/32 20200101AFI20211021BHJP
   H05B 47/16 20200101ALI20211021BHJP
【FI】
   H05B45/32
   H05B47/16
【請求項の数】8
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2019-15526(P2019-15526)
(22)【出願日】2019年1月31日
(65)【公開番号】特開2020-123529(P2020-123529A)
(43)【公開日】2020年8月13日
【審査請求日】2020年3月20日
(73)【特許権者】
【識別番号】000006895
【氏名又は名称】矢崎総業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】杉本 晃三
【審査官】 大橋 俊之
(56)【参考文献】
【文献】 特開2010−092602(JP,A)
【文献】 特開2013−069448(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H05B 45/32
H05B 47/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
各々独立してデューティが設定された複数のパルスを出力する制御装置であって、
前記設定されたデューティ及び前記パルスの周期に基づいて、前記複数のパルスのうち第1のパルスのオフのタイミングと前記複数のパルスのうち第2のパルスのオンのタイミングとが同時になるように、前記複数のパルス各々のオン及びオフのタイミングが指定されたスケジュールを作成するスケジュール作成手段と、
時間を計時するタイマーが既に設定された時間の計時を終了する時に、その時点からその時点の後に最初に迎えるパルスのオン又はオフのタイミングまでの時間を前記スケジュールに従って前記タイマーに設定する設定手段と、
前記タイマーが設定された時間の計時を終了する時に、前記スケジュールに従って前記パルスをオン又はオフするパルス出力手段と、を備え
前記スケジュール作成手段は、前記複数のパルスを第1、第2グループに分けて、前記第1、第2グループの一方から前記第1のパルスを選択し、前記第1、第2グループの他方から前記第2のパルスを選択して、前記スケジュールを作成する第1スケジュール作成手段と、前記第1、第2グループの他方から前記第1のパルスを選択し、前記第1、第2グループの一方から前記第2のパルスを選択して、前記スケジュールを作成する第2スケジュール作成手段と、を有し、前記第1スケジュール作成手段及び前記第2スケジュール作成手段が交互にスケジュールを作成する、
制御装置。
【請求項2】
請求項1に記載の制御装置において、
前記スケジュール作成手段は、前記第1のパルスのスケジュールを作成し、該作成した第1のパルスのスケジュールで指定された前記第1のパルスのオフのタイミングと、前記第2のパルスのオンのタイミングと、が同時になるように、前記第2のパルスのスケジュールを作成する
制御装置。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の制御装置において、
前記スケジュール作成手段は、前記第1、第2グループのうち前記第1のパルスが選択されるグループの全てのパルスが1周期前半でオンとなり、前記第1、第2グループのうち前記第2のパルスが選択されるグループの全てのパルスが前記第1のパルスの1周期後半でオンとなるような、前記スケジュールを作成する、
制御装置。
【請求項4】
請求項1〜3何れか1項に記載の制御装置において、
前記スケジュール作成手段は、前記第1、第2グループのうち前記第1のパルスが選択されるグループにおいて、1周期前半でオフとなるパルスについては、前記第1のパルスとして選択しない、
制御装置。
【請求項5】
請求項1〜4何れか1項に記載の制御装置において、
前記スケジュール作成手段は、前記第1、第2グループのうち前記第2のパルスが選択されるグループにおいて、前記第2のパルスとして選択されなかった余りのパルスについては、前記余りのパルスのオンのタイミングを一定間隔毎にずらした前記スケジュールを作成する、
制御装置。
【請求項6】
請求項1〜何れか1項に記載の制御装置と、
前記制御装置から出力される複数のパルスにより制御される複数の光源と、を備える、
照明装置。
【請求項7】
各々独立してデューティが設定された複数のパルスを出力する制御装置が実行する制御装置のプログラムであって、
前記制御装置を、
前記設定されたデューティ及び前記パルスの周期に基づいて、前記複数のパルスのうち第1のパルスのオフのタイミングと前記複数のパルスのうち第2のパルスのオンのタイミングとが同時になるように、前記複数のパルス各々のオン及びオフのタイミングが指定されたスケジュールを作成するスケジュール作成手段と、
時間を計時するタイマーが既に設定された時間の計時を終了する時に、その時点からその時点の後に最初に迎えるパルスのオン又はオフのタイミングまでの時間を前記スケジュールに従って前記タイマーに設定する設定手段と、
前記タイマーが設定された時間の計時を終了する時に、前記スケジュールに従って前記パルスをオン又はオフするパルス出力手段と、して機能させ
前記スケジュール作成手段は、前記複数のパルスを第1、第2グループに分けて、前記第1、第2グループの一方から前記第1のパルスを選択し、前記第1、第2グループの他方から前記第2のパルスを選択して、前記スケジュールを作成する第1スケジュール作成手段と、前記第1、第2グループの他方から前記第1のパルスを選択し、前記第1、第2グループの一方から前記第2のパルスを選択して、前記スケジュールを作成する第2スケジュール作成手段と、を有し、前記第1スケジュール作成手段及び前記第2スケジュール作成手段が交互にスケジュールを作成する、
制御装置のプログラム。
【請求項8】
請求項に記載の制御装置のプログラムであって、
前記タイマーが設定された時間の計時を終了する毎に、前記スケジュール作成手段として機能する制御装置に割り込んで前記設定手段及び前記パルス出力手段として機能させる、
制御装置のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、各々独立してデューティが設定された複数のパルスを出力する制御装置、当該制御装置により光源が制御される照明装置、及び、当該制御装置のプログラム、に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、上述した複数の負荷としての自動車の光源の制御には、PWM(Pulse Width Modulation)制御が用いられている(特許文献1、2)。このPWM制御で光源を制御することにより、光源の明るさを容易に変えることができる。具体的には、一周期に対してパルス幅を変えることによって、明るさを調節することができる。また、目標とするデューティに徐々に変えていくことにより、光源を徐々に明るくしたり暗くしたりすることもできる。
【0003】
上述したPWM制御は、汎用マイコンのPWM機能を用いて行われる。PWM機能においてマイコンのCPUは、パルスをオン(立ち上げ)すると共に、設定されたデューティに基づいてパルスのオンからオフ(立ち下げ)までの時間をタイマーにカウントさせる。そして、タイマーのカウントが終了すると、CPUは、パルスをオフし、次に、パルスのオフからパルスの一周期の終了までの時間をタイマーにカウントさせる。タイマーのカウントが終了すると、CPUは、後に再びパルスをオンし、上述した動作を繰り返す。
【0004】
ところで、CPUは、複数のポートが設けられ、複数のパルスが出力できるようになっている。また、複数のパルスのデューティが各々任意に設定できるようになっている。しかしながら、上述したタイマーの用い方では、ポートの数だけタイマーが必要となってしまい、高価なCPUを用いる必要があり、コスト的に問題となっている。
【0005】
また、上述したようにPWM制御においては、パルスのオン、オフ時に高周波ノイズが生じる、という問題が発生していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2007−290450号公報
【特許文献2】特開2004−186085号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価にノイズを考慮した制御装置、照明装置、及び、当該制御装置のプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前述した目的を達成するために、本発明に係る御装置、及び、当該制御装置のプログラムは、下記[1]〜[]を特徴としている。
[1]
各々独立してデューティが設定された複数のパルスを出力する制御装置であって、
前記設定されたデューティ及び前記パルスの周期に基づいて、前記複数のパルスのうち第1のパルスのオフのタイミングと前記複数のパルスのうち第2のパルスのオンのタイミングとが同時になるように、前記複数のパルス各々のオン及びオフのタイミングが指定されたスケジュールを作成するスケジュール作成手段と、
時間を計時するタイマーが既に設定された時間の計時を終了する時に、その時点からその時点の後に最初に迎えるパルスのオン又はオフのタイミングまでの時間を前記スケジュールに従って前記タイマーに設定する設定手段と、
前記タイマーが設定された時間の計時を終了する時に、前記スケジュールに従って前記パルスをオン又はオフするパルス出力手段と、を備え
前記スケジュール作成手段は、前記複数のパルスを第1、第2グループに分けて、前記第1、第2グループの一方から前記第1のパルスを選択し、前記第1、第2グループの他方から前記第2のパルスを選択して、前記スケジュールを作成する第1スケジュール作成手段と、前記第1、第2グループの他方から前記第1のパルスを選択し、前記第1、第2グループの一方から前記第2のパルスを選択して、前記スケジュールを作成する第2スケジュール作成手段と、を有し、前記第1スケジュール作成手段及び前記第2スケジュール作成手段が交互にスケジュールを作成する、
制御装置である。
【0009】
[2]
[1]に記載の制御装置において、
前記スケジュール作成手段は、前記第1のパルスのスケジュールを作成し、該作成した第1のパルスのスケジュールで指定された前記第1のパルスのオフのタイミングと、前記第2のパルスのオンのタイミングと、が同時になるように、前記第2のパルスのスケジュールを作成する
制御装置である。
【0011】

1]又は[2]に記載の制御装置において、
前記スケジュール作成手段は、前記第1、第2グループのうち前記第1のパルスが選択されるグループの全てのパルスが1周期前半でオンとなり、前記第1、第2グループのうち前記第2のパルスが選択されるグループの全てのパルスが前記第1のパルスの1周期後半でオンとなるような、前記スケジュールを作成する、
制御装置である。
【0012】

]〜[何れか1に記載の制御装置において、
前記スケジュール作成手段は、前記第1、第2グループのうち前記第1のパルスが選択されるグループにおいて、1周期前半でオフとなるパルスについては、前記第1のパルスとして選択しない、
制御装置である。
【0013】

]〜[]何れか1に記載の制御装置において、
前記スケジュール作成手段は、前記第1、第2グループのうち前記第2のパルスが選択されるグループにおいて、前記第2のパルスとして選択されなかった余りのパルスについては、前記余りのパルスのオンのタイミングを一定間隔毎にずらした前記スケジュールを作成する、
制御装置である。
【0014】

[1]〜[]何れか1項に記載の制御装置と、
前記制御装置から出力される複数のパルスにより制御される複数の光源と、を備える、
照明装置である。
【0015】

各々独立してデューティが設定された複数のパルスを出力する制御装置が実行する制御装置のプログラムであって、
前記制御装置を、
前記設定されたデューティ及び前記パルスの周期に基づいて、前記複数のパルスのうち第1のパルスのオフのタイミングと前記複数のパルスのうち第2のパルスのオンのタイミングとが同時になるように、前記複数のパルス各々のオン及びオフのタイミングが指定されたスケジュールを作成するスケジュール作成手段と、
時間を計時するタイマーが既に設定された時間の計時を終了する時に、その時点からその時点の後に最初に迎えるパルスのオン又はオフのタイミングまでの時間を前記スケジュールに従って前記タイマーに設定する設定手段と、
前記タイマーが設定された時間の計時を終了する時に、前記スケジュールに従って前記パルスをオン又はオフするパルス出力手段と、して機能させ
前記スケジュール作成手段は、前記複数のパルスを第1、第2グループに分けて、前記第1、第2グループの一方から前記第1のパルスを選択し、前記第1、第2グループの他方から前記第2のパルスを選択して、前記スケジュールを作成する第1スケジュール作成手段と、前記第1、第2グループの他方から前記第1のパルスを選択し、前記第1、第2グループの一方から前記第2のパルスを選択して、前記スケジュールを作成する第2スケジュール作成手段と、を有し、前記第1スケジュール作成手段及び前記第2スケジュール作成手段が交互にスケジュールを作成する、
制御装置のプログラムである。
【0016】

]に記載の制御装置のプログラムであって、
前記タイマーが設定された時間の計時を終了する毎に、前記スケジュール作成手段として機能する制御装置に割り込んで前記設定手段及び前記パルス出力手段として機能させる、
制御装置のプログラムである。
【0017】
上記[1]〜[]の構成の制御装置及び[]の構成の制御装置のプログラムによれば、少なくとも1つのタイマーで各々デューティが独立に制御された複数のパルスを出力することができる。また、第1のパルスのオフのタイミングと第2のパルスのオンのタイミングとが同時になるため、第1、第2のパルスのオンオフが互いに相殺されて、パルスの電圧の変化量が緩やかになり、高周波ノイズの低減を図ることができる。
【0018】
上記[]の構成の制御装置によれば、第1グループのパルスと、第2グループのパルスと、の位相を半周期ずらすことができ、設定されたデューティをほぼ維持した状態で、高周波ノイズの低減を図ることができる。
【0019】
上記[]の構成の制御装置によれば、容易に第1グループのパルスと、第2グループのパルスと、の位相を半周期ずらすことができる。
【0020】
上記[]の構成の制御装置によれば、余りのパルスのオンのタイミングをずらすことができるため、より一層、高周波ノイズの低減を図ることができる。
【0021】
上記[]の構成の制御装置によれば、複数の光源を制御できる。
【0022】
上記[]の構成の制御装置のプログラムによれば、1つの制御装置で容易にプログラムを実行することができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、安価にノイズを考慮した制御装置、照明装置、及び、当該制御装置のプログラムを提供できる。
【0024】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0025】
図1図1は、本発明の制御装置としてのCPUを組み込んだ照明装置の一実施形態を示す回路図である。
図2図2は、図1に示す照明装置の動作を簡単に説明するためのポートchW、chX、chY、chZから出力されるパルス、タイマーに設定される時間のタイムチャートである。
図3図3は、図1に示すCPUが実行するメイン処理手順を示すフローチャートである。
図4図4は、図1に示すCPUが実行する割り込み処理手順を示すフローチャートである。
図5図5は、CPUが実行するグループ分けの動作を説明するための説明図である。
図6図6は、CPUが実行する第1、第2グループの並び替えの動作を説明するための説明図である。
図7図7は、図1に示すメイン処理の動作を説明するための説明図である。
図8図8は、図1に示すメイン処理及び割り込み処理の動作を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
【0027】
本発明の制御装置としてのCPU3を組み込んだ照明装置1について、図1を参照して説明する。本実施形態の照明装置1は、例えば自動車の車室内に搭載された複数のLED(光源)2をPWM制御する装置である。図1に示すように、照明装置1は、複数のLED2と、複数のFETQと、制御装置としてのCPU3と、を備えている。
【0028】
複数のLED2は、本実施形態では、18個設けられている。複数のLED2は、赤、緑、青の3色のLED2から構成されるフルカラーLED21〜26が6つ設けられている。フルカラーLED21〜26は、3色のLED2の明るさを調整することにより、フルカラーで発光する。これら複数のLED2は、アノードが共通接続されて電源Vに接続されている。
【0029】
複数のFETQは、複数のLED2と同じ数の18個設けられ、1対1で設けられている。これら複数のFETQは各々、ドレインが複数のLED2のカソードに接続され、ソースがグランドに接続されている。これにより、FETQがオンすると、LED2に電源Vが供給されて点灯し、FETQがオフすると、LED2への電源が遮断されて消灯する。
【0030】
制御装置としてのCPU3は、複数のポートch1〜ch18から各々PWM制御されたパルスを出力する。このポートch1〜ch18にFETQのゲートが各々接続される。CPU3は、PWM制御された複数のパルスを出力することにより、複数のLED2の明るさを各々独立して調整することができる。これにより、例えば、ユーザの手動によりフルカラーLED21〜26の色を調整することもできるし、ドアの開閉時などの所定のトリガに応じてフルカラーLED21〜26の色を自動的に変化させることもできる。
【0031】
本実施形態では、上述したCPU2及び複数のFETQは、電源線L1、グランド線L2などの電線をLED2に接続するためのコネクタCのハウジング内に内蔵されている。また、コネクタCには通信線L3が接続され、CPU3と外部の制御装置とが通信可能になっている。
【0032】
上述したフルカラーLED21〜26の色は、上述したように手動や自動により任意のタイミングで変更される。なお、図示しない記憶部には、色と、3色LED2各々のデューティと、の関係を示すテーブルが予め記憶されている。CPU3は、色が変更される毎に、上記テーブルを参照して変更された色に対応した3色LED2各々のデューティを求める。そして、CPU3は、求めたデューティをその3色LED2に対して各々出力されるパルスのデューティとして設定を変更する。なお、上述したテーブルを用いたデューティの設定変更は、外部の制御装置が行って、その結果をCPU3に送信するようにしてもよい。
【0033】
次に、上述した構成の照明装置1の動作の概略について図2を参照して説明する。図1に示す実施形態では、CPU3には18個のポートch1〜ch18が設けられていたが、ここでは、説明を簡単にするため、CPU3に全部で4つのポートchW、chX、chY、chZが設けられ、ポートchW、chX、chY、chZにそれぞれデューティ90%、80%、70%、60%が設定されている例について説明する。また、ポートchW〜ChZから出力されるパルスは、同一周波数の10000μsであるものとする。
【0034】
まず、CPU3は、設定されたデューティ及びパルスの周期に基づいて各パルスのオン及びオフのタイミングが指定されたスケジュールを作成する。詳しく説明すると、CPU3は、図2に示すように、ポートchW〜chZからのパルスを第1、第2グループG1、G2に分ける。本実施形態では、ポートchW、chXからのパルスを第1グループG1、ポートchY、chZからのパルスを第2グループG2としている。
【0035】
そして、CPU3は、図8に示すように、第1グループG1のパルスと、第2グループG2のパルスと、の位相を半周期ずらす。これにより、CPU3は、第1グループG1のパルスのオフのタイミングと第2グループG2のパルスのオンのタイミングとが同時になり、かつ、第2グループG2のパルスのオフのタイミングと第1グループG1のパルスのオンのタイミングとが同時になるような、スケジュールを作成できる。
【0036】
上記スケジュールの作成について図2に示す例を用いて説明する。CPU3は、最初のポートchW、chXからのパルスのオンのタイミングを一定間隔(=200μs)ずつずらしたスケジュールを作成する。即ち、ポートchW、chXからのパルスが、100μs、300μsのタイミングで順次オンし、9100μs(=100μs+10000μs×0.9)、8300μs(=300μs+10000μs×0.8)のタイミングで順次オフするスケジュールが作成される。
【0037】
次に、CPU3は、第1グループG1のポートchW、chXからのパルスのオフのタイミングでオンするように第2グループG2のスケジュールを作成する。即ち、ポートchY、chZからのパルスが、8300μs、9100μsのタイミングで順次オンし、15300μs(=8300μs+10000μs×0.7)、15100μs(=9100μs+10000μs×0.6)のタイミングで順次オフするスケジュールが作成される。
【0038】
次に、CPU3は、第2グループG2のポートchY、chZからのパルスのオフのタイミングでオンするように第1グループG1のスケジュールを作成する。即ち、ポートchW、chXからのパルスが、15100μs、15300μsのタイミングで順次オンし、24100μs(=15100μs+10000μs×0.9)、23300μs(=15300μs+10000μs×0.8)のタイミングで順次オフするスケジュールが作成される。以下、同様に、CPU3は、第1グループG1のスケジュール、第2グループのスケジュールを1パルスずつ交互に作成する。
【0039】
CPU3は、上述したように作成したスケジュールに従ってポートchW〜chZからのパルスを出力する。本実施形態では、CPU3は、第1グループG1のオンのタイミングと、第2グループのオンのタイミングと、を各々にカウントする2つの第1、第2ソフトタイマーを用いてPWM制御を行う。具体的には、CPU3は、図2に示すように、第1ソフトタイマーを100μsに設定し、最初にオンするパルスとしてポートchWからのパルスを設定する。ソフトタイマーが100μsの計時を終了すると、CPU3はポートchWからのパルスをオンする。その後、CPU3は、計時終了時点からその時点の後に最初にオンとなるパルスとしてポートchXからのパルスを設定すると共に、ポートchXからのパルスをオンするまでの時間200μs(=300μs−100μs)を第1ソフトタイマーに設定する。
【0040】
その後、ソフトタイマーが200μsの計時を終了すると、CPU3はポートchXからのパルスをオンする。次に、CPU3は、第2ソフトタイマーに8000μs、800μsを順次設定し、第2ソフトタイマーが設定された時間を計時する毎に上記作成したスケジュールに従ってポートchY、chZからのパルスをオンすると同時にポートchW、chXからのパルスをオフし、以下同様に繰り返す。
【0041】
次に、上記概略で説明した照明装置1の詳細な動作について図3図8を参照して説明する。図3に示すメイン処理及び図4に示す割り込み処理のプログラムは、図示しない記録媒体に記憶されている。これらプログラムをCPU3が実行することによりメイン処理及び割り込み処理が実現する。上述したポートch1〜ch18から出力されるパルスは、全て同じ周期(例えば10000μs)で出力される。CPU3は、上述したパルスの周期毎に図3に示すメイン処理を実行する。
【0042】
まず、CPU3は、上述したメイン処理及び割り込み処理に先だってポートch1〜ch18から出力される複数のパルスを第1、第2グループG1、G2に分ける。このとき、CPU3は、第1グループG1のパルス数と、第2グループG2のパルス数と、がなるべく同じ数になるように分ける。
【0043】
詳しく説明すると、CPU3は、ポート数が偶数である場合、第1、第2グループG1、G2のパルス数が同じ数になるように、グループ分けする。これに対して、ポート数が奇数である場合、第1、第2グループG1、G2の一方のパルス数が他方のパルス数よりも1つだけ多くなるように、グループ分けする。本実施形態では、CPU3は、図5に示すように、ポートch1〜ch9からのパルスを第1グループG1、ポートch10〜ch18からのパルスを第2グループG2、とする。
【0044】
その後、メイン処理において、CPU3は、まずポートch1〜ch18からのパルスのうち何れか1つでもデューティが変更され、その直後であるか否かを判定する(ステップS1)。デューティが変更された直後と判定した場合(即ち、デューティが変更された後、最初にメイン処理を実行する場合)、CPU3は、図6に示すように、第1、第2グループG1、G2各々について、変更されたデューティの大きさ順に並べ替える(ステップS2)。その後、CPU3は、ステップS3に進む。
【0045】
ステップS3において、CPU3は、第1グループG1のスケジュールを作成する。まず、CPU3は、第1グループG1の全てのパルスの並び順にオンのタイミングを一定間隔でずらしたスケジュールを作成する。このとき、CPU3は、第1グループG1の全てのパルスがその1周期前半(0〜5000μs)でオンするようにスケジュールを作成する。
【0046】
本実施形態において、CPU3は、一定間隔=200μsとしてオンのタイミングをずらしたスケジュールを作成する。図7(A)に示す例では、CPU3は、第1グループG1のうちデューティが1番大きいポートch1のパルスのオンを例えば100μsに指定している。同様に、CPU3は、デューティが2番目、3番目…8番目に大きいポートch8、ch9…ch6のパルスのオンを300μs、500μs…1500μsに設定する。なお、CPU3は、デューティが0%のポートch2からのパルスについてはオンを指定しない。
【0047】
次に、CPU3は、設定されたデューティ及びパルスの周期に基づいて、第1グループG1のパルスのオフのタイミングを指定する。CPU3は、図7(A)に示すように、オンのタイミングが300μsでデューティが90%のポートch8からのパルスについて、300μs+1周期(10000μs)×0.9=9300μsをオフのタイミングとして指定する。
【0048】
同様に、CPU3は、第1グループG1の全てのポートch1〜ch9のパルスについてオフのタイミングを求めて、第1グループG1のスケジュールを作成して、ステップS1を終了する。なお、CPU3は、デューティが100%のポートch1からのパルスについてはオフのタイミングを指定しない。また、CPU3は、デューティが0%のポートch2からのパルスについてはオフのタイミングを0μsに指定する。
【0049】
次に、CPU3は、ステップS3で作成された第1グループG1のスケジュールにおいて指定されたパルスのオフのタイミングがオンのタイミングとなるように第2グループG2のスケジュールを作成して(ステップS4)、処理を終了する。
【0050】
ステップS4におけるCPU3の動作の詳細について説明する。まず、CPU3は、図7(B)に示すように、第2グループG2のパルスのオンのタイミングを全て0μsに指定し、設定されたデューティに基づいてオフのタイミングを指定する。図7(B)に示す例では、CPU3は、デューティが40%のポートch11のパルスについて、1周期×0.4=4000μsをオフのタイミングとして指定する。同様に、CPU3は、第2グループG2の全てのポートch10〜ch18のパルスについてオフのタイミングを指定する。
【0051】
その後、CPU3は、ステップS1で作成された第1グループG1のスケジュールで指定されたパルスのオフのタイミングと、第2グループG2のパルスのオンのタイミングと、が同時になるように、第2グループG2のスケジュールを修正する。このとき、CPU3は、第2グループG2の全てのパルスが、第1グループG1のパルスの1周期後半(5000μs〜10000μs)でオンするようにスケジュールを作成する。
【0052】
図7(A)に示す例では、1周期後半でオフとなる第1グループG1のパルスは、ポートch8、ch9、ch7、ch5、ch3からのパルスである。CPU3は、第1グループG1のうちポートch8、ch9、ch7、ch5、ch3からのパルスを「第1のパルス」として選択する。
【0053】
そして、第2グループG2のデューティが大きいパルスほど、第1グループG1のデューティが小さいパルスのオフのタイミングでオンするように、スケジュールを作成する。図7に示す例では、同図(A)及び(C)に示すように、第2グループG2のポートch11からのパルスは、6100μs(第1グループG1のポートch3からのパルスがオフのタイミング)がオンのタイミングに指定される。同様に、第2グループG2のポートch10、ch12、ch13、ch14からパルスのオフのタイミングは各々、第1グループG1のポートch5、ch7、ch9、ch8からのパルスのオンのタイミングである、7900μs、8700μs、9000μs、9300μsが指定される。即ち、CPU3は、第2グループG2のうちポート11、ch10、ch12、ch13、ch14からのパルスを「第2のパルス」として選択する。
【0054】
また、CPU3は、1周期の前半(0μ〜5000μs)でオフとなるポートch4、ch6からのパルスについては、「第1のパルス」として選択しない。即ち、これらポートch4、ch6からのパルスのオフのタイミングで、オンとなる第2グループG2のパルスはない。これにより、図8に示すように、第1グループG1のパルスと、第2グループG2のパルスと、の位相を半周期ずらすことができる。
【0055】
上記第2グループG2のパルスには、「第2のパルス」として選択されず、自身のオンのタイミングと同時にオフとなる第1グループG1のパルスがない「余りのパルス」(ポートch15、ch16、ch17、ch18からのパルス)がある。この「余りのパルス」については、ポートch14からのパルスがオンするタイミング(9300μs)からオンのタイミングを一定間隔(例えば200μs)毎にずらして指定する。即ち、ポートch15、ch16、ch17、ch18からのパルスは、9500μs、9700μs、9900μs、10100μsがオンのタイミングに各々指定される。なお、ポートch14からのパルスは、自身のオンのタイミングと同時にオフとなる第1グループG1のパルスがあるもののうちオンのタイミングが最も遅いパルスである。
【0056】
その後、CPU3は、設定されたデューティ及び上記指定したオンのタイミングに基づき、各ポートch9〜ch18からのパルスのオフのタイミングを指定する。これにより、CPU3は、ポートch11からのパルスについて、10100μs(6100μs+1周期×0.4)をオフのタイミングに指定する。同様に、CPU3は、ポートch10、ch12〜ch18についてもオフのタイミングを指定して、第2グループG2のスケジュールの作成を終了する。上述したようにCPU3は、ステップS3及びS4において第1スケジュール作成手段として機能する。
【0057】
一方、CPU3は、デューティが変更された直後で出ない場合(ステップS1でN)、CPU3は、ステップS5に進む。ステップS5において、CPU3は、前回のメイン処理のステップS4又はステップS6でスケジュールを作成した第2グループG2のパルスのオフのタイミングと、第1グループG1のパルスのオンのタイミングと、が同時になるように第1グループG1のスケジュールを作成する。このとき、CPU3は、第1グループG1の全てのパルスが、前回のメイン処理のステップS4又はステップS6でスケジュールを作成した第2グループG2のパルスの1周期後半(10000μs〜15000μs)でオンするようにスケジュールを作成する。なお、図7(C)に示す例では、第2グループG2の全てのパルスが、上記1周期後半(10000μs〜15000μs)でオフとなる。
【0058】
そして、CPU3は、第1グループG1のデューティが小さいパルスほど、第2グループG2のデューティの小さいパルスのオンのタイミングでオフするように、スケジュールを作成する。図7に示す例では、同図(C)及び(D)に示すように、第1グループG1のポートch1のパルスは、10390μs(第2グループG2のポートch18からのパルスがオフのタイミング)がオンのタイミングに指定される。同様に、第1グループG1のポートch8、ch9、ch7、ch5、ch3、ch4、ch6からのパルスのオンのタイミングは各々、第2グループG2のポートch17、ch16、ch15、ch14、ch13、ch12、ch10からのパルスのオフのタイミングである、10350μs、10680μs、10600μs、10600μs、10400μs、10700μs、10900μsが指定される。なお、CPU3は、デューティが0%のポートch2からのパルスについてはオンのタイミングを指定しない。
【0059】
即ち、CPU3は、第2グループG2のポートch18、ch17、ch16、ch15、ch14、ch13、ch12、ch10からのパルスを「第1のパルス」として選択し、第1グループのポートch1、ch8、ch9、ch7、ch5、ch3、ch4、ch6からのパルスを「第2のパルス」として選択する。また、前回のメイン処理のステップS4又はステップS6、今回のステップS5において、CPU3は、第2スケジュール作成手段として機能する。
【0060】
次に、CPU3は、ステップS5で作成された第1グループG1のスケジュールで指定されたパルスのオフのタイミングがオンのタイミングとなるように第2グループG2のスケジュールを作成して(ステップS6)、処理を終了する。即ち、ステップS5及びS6において、CPU3は、第1スケジュール作成手段として機能する。ステップS6におけるCPU3の処理は、上述したステップS4と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【0061】
一方、CPU3は、第1又は第2ソフトタイマーの計時終了毎に、上述したメイン処理を停止して、図4に示す割り込み処理を実行する。割り込み処理において、CPU3は、パルス出力手段として機能し、後述するステップS8で設定されたポートch1〜ch18のパルスをオン又はオフする(ステップS7)。
【0062】
その後、CPU3は、設定手段として機能し、現在メイン処理で作成しているスケジュールの一つ前の周期で作成したスケジュールに従ってステップS7でオン又はオフしたパルスの次にオン又はオフとなるパルスを設定する(ステップS8)。また、CPU3は、設定された次のパルスのオン又はオフまでの時間を第1又は第2ソフトタイマーに設定して(ステップS8)、処理を終了する。割り込み処理終了後、CPU3はメイン処理の続きを実行する。なお、ステップS8において、CPU3は、図8に示すように、第1グループG1のパルスのオンまでの時間を第1ソフトタイマーにセットし、第2グループG2のパルスのオンまでの時間を第2ソフトタイマーにセットする。
【0063】
上述した実施形態によれば、2つの第1、第2ソフトタイマーで各々デューティが独立に制御された複数のパルスを出力することができる。また、第1、第2グループG1、G2の一方から選択した第1のパルスのオフのタイミングと第1、第2グループG2の他方から選択した第2のパルスのオンのタイミングとが同時になるため、第1、第2のパルスのオンオフが互いに相殺されて、パルスの電圧の変化量が緩やかになり、高周波ノイズの低減を図ることができる。
【0064】
また、上述した実施形態によれば、CPU3は、図8に示すように第1のパルスが選択されているグループの全てのパルスがその1周期前半でオンとなり、第2のパルスが選択されているグループ全てのパルスが第1のパルスの1周期後半でオンとなるように、スケジュールを作成する。これにより、第1グループG1のパルスと、第2グループG2のパルスと、の位相を半周期ずらすことができ、設定されたデューティをほぼ維持した状態で、高周波ノイズの低減を図ることができる。
【0065】
また、上述した実施形態によれば、CPU3は、第1、第2グループG1、G2のうち第1のパルスが選択されているグループにおいて、1周期前半でオフとなるパルスについては、第1のパルスとして選択しない。これにより、容易に第1グループG1のパルスと、第2グループG2のパルスと、の位相を半周期ずらすことができる。
【0066】
また、上述した実施形態によれば、CPU3は、第1、第2グループG1、G2のうち第2のパルスが選択されるグループにおいて、第2のパルスとして選択されなかった余りのパルス(図7(C)におけるポートch15〜ch18からのパルス)については、余りのパルスのオフのタイミングを一定間隔毎にずらしたスケジュールを作成する。これにより、余りのパルスのオンのタイミングをずらすことができるため、より一層、高周波ノイズの低減を図ることができる。
【0067】
また、上述した実施形態によれば、第1、第2ソフトタイマーが設定された時間の計時を終了する毎に、CPU3が行うメイン処理に割り込んで割り込み処理が実行される。これにより、1つのCPU3で容易にプログラムを実行することができる。
【0068】
なお、上述した実施形態によれば、タイマーとしてソフトタイマーを用いていたが、ハードタイマーであってもよい。
【0069】
また、上述した実施形態によれば、CPU3は、第1、第2グループG1、G2のパルスをデューティの大きさ順に並べていたがこれに限ったものではない。並び順はなんでもよく、ポートch1〜ch18の並び順などでもよい。
【0070】
また、上述した実施形態によれば、CPU3はLED2(光源)の制御に用いられていたが、これに限ったものではない。CPU3は負荷のPWM制御に用いるものであればよく、負荷としてはヒータなどであってもよい。
【0071】
また、上述した実施形態においては、第1、第2ソフトタイマーを用いて割り込み処理を実行していたが、これに限ったものではない。1つのソフトタイマーを用いて割り込み処理を実行するようにしてもよい。
【0072】
ここで、上述した本発明に係る制御装置、照明装置及び制御装置のプログラムの実施形態の特徴をそれぞれ以下[1]〜[9]に簡潔に纏めて列記する。
[1]
各々独立してデューティが設定された複数のパルスを出力する制御装置(3)であって、
前記設定されたデューティ及び前記パルスの周期に基づいて、前記複数のパルスのうち第1のパルスのオフのタイミングと前記複数のパルスのうち第2のパルスのオンのタイミングとが同時になるように、前記複数のパルス各々のオン及びオフのタイミングが指定されたスケジュールを作成するスケジュール作成手段(3)と、
時間を計時するタイマーが既に設定された時間の計時を終了する時に、その時点からその時点の後に最初に迎えるパルスのオン又はオフのタイミングまでの時間を前記スケジュールに従って前記タイマーに設定する設定手段(3)と、
前記タイマーが設定された時間の計時を終了する時に、前記スケジュールに従って前記パルスをオン又はオフするパルス出力手段(3)と、を備える、
制御装置(3)。
[2]
[1]に記載の制御装置(3)において、
前記スケジュール作成手段(3)は、前記第1のパルスのスケジュールを作成し、該作成した第1のパルスのスケジュールで指定された前記第1のパルスのオフのタイミングと、前記第2のパルスのオンのタイミングと、が同時になるように、前記第2のパルスのスケジュールを作成する
制御装置(3)。
[3]
[1]又は[2]に記載の制御装置(3)において、
前記スケジュール作成手段(3)は、前記複数のパルスを第1、第2グループ(G1、G2)に分けて、前記第1、第2グループ(G1、G2)の一方から前記第1のパルスを選択し、前記第1、第2グループ(G1、G2)の他方から前記第2のパルスを選択して、前記スケジュールを作成する第1スケジュール作成手段(3)と、前記第1、第2グループ(G1、G2)の他方から前記第1のパルスを選択し、前記第1、第2グループ(G1、G2)の一方から前記第2のパルスを選択して、前記スケジュールを作成する第2スケジュール作成手段(3)と、を有し、前記第1スケジュール作成手段(3)及び前記第2スケジュール作成手段が(3)交互にスケジュールを作成する
制御装置(3)。
[4]
[3]に記載の制御装置(3)において、
前記スケジュール作成手段(3)は、前記第1、第2グループ(G1、G2)のうち前記第1のパルスが選択されるグループの全てのパルスが1周期前半でオンとなり、前記第1、第2グループ(G1、G2)のうち前記第2のパルスが選択されるグループの全てのパルスが前記第1のパルスの1周期後半でオンとなるような、前記スケジュールを作成する、
制御装置(3)。
[5]
[3]又は[4]に記載の制御装置(3)において、
前記スケジュール作成手段(3)は、前記第1、第2グループ(G1、G2)のうち前記第1のパルスが選択されるグループにおいて、1周期前半でオフとなるパルスについては、前記第1のパルスとして選択しない、
制御装置(3)。
[6]
[3]〜[5]何れか1に記載の制御装置(3)において、
前記スケジュール作成手段(3)は、前記第1、第2グループ(G1、G2)のうち前記第2のパルスが選択されるグループにおいて、前記第2のパルスとして選択されなかった余りのパルスについては、前記余りのパルスのオンのタイミングを一定間隔毎にずらした前記スケジュールを作成する、
制御装置(3)。
[7]
[1]〜[6]何れか1に記載の制御装置(3)と、
前記制御装置(3)から出力される複数のパルスにより制御される複数の光源(2)と、を備える、
照明装置(1)。
[8]
各々独立してデューティが設定された複数のパルスを出力する制御装置が実行する制御装置(3)のプログラムであって、
前記制御装置(3)を、
前記設定されたデューティ及び前記パルスの周期に基づいて、前記複数のパルスのうち第1のパルスのオフのタイミングと前記複数のパルスのうち第2のパルスのオンのタイミングとが同時になるように、前記複数のパルス各々のオン及びオフのタイミングが指定されたスケジュールを作成するスケジュール作成手段(3)と、
時間を計時するタイマーが既に設定された時間の計時を終了する時に、その時点からその時点の後に最初に迎えるパルスのオン又はオフのタイミングまでの時間を前記スケジュールに従って前記タイマーに設定する設定手段(3)と、
前記タイマーが設定された時間の計時を終了する時に、前記スケジュールに従って前記パルスをオン又はオフするパルス出力手段(3)と、して機能させる、
制御装置(3)のプログラム。
[9]
[8]に記載の制御装置(3)のプログラムであって、
前記タイマーが設定された時間の計時を終了する毎に、前記スケジュール作成手段(3)として機能する制御装置に割り込んで前記設定手段(3)及び前記パルス出力手段(3)として機能させる、
制御装置(3)のプログラム。
【符号の説明】
【0073】
1 照明装置
2 LED(光源)
3 CPU(制御装置、スケジュール作成手段、第1スケジュール作成手段、第2スケジュール作成手段、設定手段、パルス出力手段)
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8