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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】
(24)【登録日】2023-11-13
(45)【発行日】2023-11-21
(54)【発明の名称】照明制御装置及び照明システム
(51)【国際特許分類】
   H05B 45/20 20200101AFI20231114BHJP
   H05B 45/325 20200101ALI20231114BHJP
   H05B 45/10 20200101ALI20231114BHJP
【FI】
H05B45/20
H05B45/325
H05B45/10
【請求項の数】 3
(21)【出願番号】P 2021154654
(22)【出願日】2021-09-22
(65)【公開番号】P2023045994
(43)【公開日】2023-04-03
【審査請求日】2023-02-16
(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】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】山本 昇平
【審査官】坂口 達紀
(56)【参考文献】
【文献】特開2011-165400(JP,A)
【文献】特開2017-033841(JP,A)
【文献】中国特許出願公開第105828471(CN,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H05B 33/00-33/28
39/00-39/10
44/00-45/60
47/00-47/29
B60Q 1/00-1/56
9/00-11/00
F21K 9/00-9/90
F21S 2/00-45/70
H01L 33/00-33/46
H05B 33/00-33/28
44/00,45/60
H10K 50/00-99/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子に出力するパルス信号の出力デューティ比を制御する照明制御装置であって、
色情報及び明るさ情報を取得する第1取得部と、
前記色情報毎の前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子それぞれのデューティ比を記憶する第1記憶部と、
前記明るさ情報毎の基準デューティ比を記憶する第2記憶部と、
前記第1記憶部から前記取得した前記色情報に対応する前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子それぞれのデューティ比を取得する第2取得部と、
前記第2記憶部から前記取得した前記明るさ情報に対応する前記基準デューティ比を取得する第3取得部と、
前記第2取得部により取得した前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子それぞれのデューティ比に、前記第3取得部により取得した前記基準デューティ比を乗じた前記出力デューティ比を演算する演算部と、
前記演算部により演算された前記出力デューティ比の前記パルス信号を前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子に出力する出力部と、を備えた、
照明制御装置。
【請求項2】
請求項1に記載の照明制御装置において、
前記第1取得部は、上位制御装置から送信される前記色情報及び前記明るさ情報を受信して取得する
照明制御装置。
【請求項3】
色情報及び明るさ情報を送信する上位制御装置と、
前記上位制御装置から送信された前記色情報が示す色及び前記明るさ情報が示す明るさで発光するように、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子に出力するパルス信号の出力デューティ比を制御する照明制御装置と、を備えた
照明システムであって、
前記照明制御装置は、
前記上位制御装置から送信された前記色情報及び前記明るさ情報を受信して取得する第1取得部と、
前記色情報毎の前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子それぞれのデューティ比を記憶する第1記憶部と、
前記明るさ情報毎の基準デューティ比を記憶する第2記憶部と、
前記第1記憶部から前記取得した前記色情報に対応する前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子それぞれのデューティ比を取得する第2取得部と、
前記第2記憶部から前記取得した前記明るさ情報に対応する前記基準デューティ比を取得する第3取得部と、
前記第2取得部により取得した前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子それぞれのデューティ比に、前記第3取得部により取得した前記基準デューティ比を乗じた前記出力デューティ比を演算する演算部と、
前記演算部により演算された前記出力デューティ比の前記パルス信号を前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子に出力する出力部と、を有する、
照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、照明制御装置及び照明システム、に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、LED(Light Emitting Diode)のデューティ比を制御して輝度を調整する技術が知られている(特許文献1)。また、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)LEDを有するフルカラーLEDのデューティ比を制御して輝度及び色を調整する照明システムも提案されている。この照明システムは、上位制御装置としてのマスタECU(Electronic Control Unit)と、照明制御装置としての照明ECUと、を備えている。マスタECUは、カラーナンバー及び明るさを照明ECUに送信する。照明ECUは、受信したカラーナンバーが示す色及び明るさとなるように赤色(R)LED、緑色(G)LED及び青色(B)LEDに出力する信号のデューティ比を制御する。
【0003】
詳しく説明すると、照明ECUには、カラーナンバー毎に、明るさに対応するR、G、BLEDそれぞれのデューティ比を示すカラーテーブルが格納されている。照明ECUは、受信したカラーナンバーに対応したカラーテーブルを読み出し、読み出したカラーテーブルから受信した明るさに対応するデューティ比を読み出し、読み出しデューティ比の信号をR、G、BLEDに出力する。
【0004】
カラーテーブルの搭載は、マスタECUから照明ECUにR、G、BLEDのデューティ比を送信する技術に比べて以下のような利点がある。1)マスタECUから照明ECUへの送信信号のフレーム長を短くすることができ、より高い頻度で出力状態を変更できる。2)デューティ比の分解能をより細かくできる。3)明るさ毎にデューティ比を細かく調整できる。
【0005】
しかしながら、カラーテーブルを搭載するとカラーテーブルを記憶する記憶部の容量を大きくする必要がある、という問題があった。例えば、64色の色を出力でき、30段階で明るさを調整できるカラーテーブルは、下記の式(1)に示すように7200byteの容量が必要である。
3(LEDの数)×10bit(デューティ比を示すデータ量)×30(段階)×64(色)=57600bit=7200byte …(1)
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開2016-126868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、記憶部の容量を低減することができる照明制御装置及び照明システ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、本発明に係る照明制御装置は、下記を特徴としている。
赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子に出力するパルス信号の出力デューティ比を制御する照明制御装置であって、
色情報及び明るさ情報を取得する第1取得部と、
前記色情報毎の前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子それぞれのデューティ比を記憶する第1記憶部と、
前記明るさ情報毎の基準デューティ比を記憶する第2記憶部と、
前記第1記憶部から前記取得した前記色情報に対応する前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子それぞれのデューティ比を取得する第2取得部と、
前記第2記憶部から前記取得した前記明るさ情報に対応する前記基準デューティ比を取得する第3取得部と、
前記第2取得部により取得した前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子それぞれのデューティ比に、前記第3取得部により取得した前記基準デューティ比を乗じた前記出力デューティ比を演算する演算部と、
前記演算部により演算された前記出力デューティ比の前記パルス信号を前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子に出力する出力部と、を備えた、
照明制御装置であること。
【0009】
また、前述した目的を達成するために、本発明に係る照明システムは、下記を特徴としている。
色情報及び明るさ情報を送信する上位制御装置と、
前記上位制御装置から送信された前記色情報が示す色及び前記明るさ情報が示す明るさで発光するように、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子に出力するパルス信号の出力デューティ比を制御する照明制御装置と、を備えた
照明システムであって、
前記照明制御装置は、
前記上位制御装置から送信された前記色情報及び前記明るさ情報を受信して取得する第1取得部と、
前記色情報毎の前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子それぞれのデューティ比を記憶する第1記憶部と、
前記明るさ情報毎の基準デューティ比を記憶する第2記憶部と、
前記第1記憶部から前記取得した前記色情報に対応する前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子それぞれのデューティ比を取得する第2取得部と、
前記第2記憶部から前記取得した前記明るさ情報に対応する前記基準デューティ比を取得する第3取得部と、
前記第2取得部により取得した前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子それぞれのデューティ比に、前記第3取得部により取得した前記基準デューティ比を乗じた前記出力デューティ比を演算する演算部と、
前記演算部により演算された前記出力デューティ比の前記パルス信号を前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子に出力する出力部と、を有する、
照明システムであること。
【発明の効果】
【0010】
本発明に係る照明装置及び照明システムによれば、記憶部の容量を低減することができる照明制御装置及び照明システムを提供できる。
【0011】
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】
【0012】
図1図1は、本発明の照明システムの一実施形態を示す構成図である。
図2図2は、図1に示す照明ECUを構成するROMに記憶されたカラーテーブルを示す図である。
図3図3は、図1に示す照明ECUを構成するROMに記憶されたフェードテーブルを示す図である。
図4図4は、図1に示す照明ECUを構成するCPUの処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
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。
【0014】
本実施形態の照明システム1は、例えば、車両に搭載され、フルカラーLED5を制御する。フルカラーLED5は、RLED(赤色発光素子)51と、GLED(緑色発光素子)52と、BLED(青色発光素子)53と、を有し、輝度及び色を調整することができる。照明システム1は、上位制御装置としてのマスタECU2と、照明制御装置としての照明ECU3と、を備えている。
【0015】
マスタECU2は、照明ECU3と多重通信を行う。マスタECU2は、マイクロコンピュータ(以下、マイコン)21と、通信部22と、を有している。マイコン21は、プログラムに従って各種の処理を行う中央処理ユニット(CPU:Central Processing Unit)21Aと、CPU21Aが行う処理プログラムなどを格納した読み出し専用のメモリであるROM(Read Only Memory)21Bと、CPU21Aでの各種の処理過程で利用するワークエリアなどを有する読み出し書き込み自在のメモリであるRAM(Random Access Memory)21Cと、を有し、マスタECU2全体の制御を司る。通信部22は、照明ECU3と通信を行うための回路で構成されている。
【0016】
マスタECU2は、ユーザ(運転者等)が操作可能な車両上の各種スイッチや、様々な状態を検出する各種センサの状態監視、図示しない上位ECUから入力される情報に基づいて、照明ECU2に対してフルカラーLED5の点灯指示を送信する。点灯指示には、後述するカラーナンバー(色情報)、ステップ情報(明るさ情報)及びフェード時間が含まれる。
【0017】
照明ECU3は、マスタECU2からの制御指示に従ってフルカラーLED5を制御する。照明ECU3は、マイコン31と、通信部32と、駆動部33と、を有している。マイコン31は、プログラムに従って各種の処理を行うCPU31Aと、CPU31Aが行う処理プログラムなどを格納した読み出し専用のメモリであるROM31Bと、CPU31Aでの各種の処理過程で利用するワークエリアなどを有する読み出し書き込み自在のメモリであるRAM31Cと、を有し、照明ECU3全体の制御を司る。
【0018】
通信部32は、マスタECU3と通信を行うための回路で構成されている。駆動部33は、図示しない電源に接続されてRLED51、GLED52、BLED53それぞれに対してパルス信号P1、P2、P3を出力し、パルス信号P1、P2、P3の出力デューティ比DR、DG、DBにより設定した色及び輝度で発光させる。駆動部33は、マイコン31から受信した駆動信号に応じた出力デューティ比DR、DG、DBのパルス信号P1、P2、P3をRLED51、GLED52、BLED53それぞれに対して出力して、駆動する。
【0019】
また、本実施形態では、マイコン31のROM(第1記憶部、第2記憶部)31Bには、図2に示すカラーテーブル、図3に示すフェードテーブルが格納されている。図2に示すカラーテーブルは、カラーナンバー毎のRLED51、GLED52、BLED53それぞれのデューティ比Dr、Dg、Dbを示している。カラーナンバーは、色に割り振られた数字であり、色を示す情報である。実施形態では、カラーナンバーは、「1」~「64」まであり、フルカラーLED5の発光色を64色に調整できる。
【0020】
本実施形態では、カラーテーブルに示すデューティ比Dr、Dg、Dbは、最大ステップ数に対応する明るさに相当する。例えば図2に示すように、RLED51にデューティ比Dr=67%のパルス信号P1、GLED52にデューティ比Dg=100%のパルス信号P2、BLED53にデューティ比Db=37%のパルス信号P3を出力すると、カラーナンバー「1」に対応する色に最大の明るさでフルカラーLED5が発光する。
【0021】
図3に示すフェードテーブルは、ステップ数毎の基準デューティ比Drefを示している。ステップ数は、明るさに割り振られた数字であり、明るさを示す情報である。本実施形態では、ステップ数は「0」~「29」まであり、フルカラーLED5の明るさを30段階に調整できる。
【0022】
次に、上述した構成の照明システム1の動作について図4のフローチャートを参照して説明する。マスタECU2は、ユーザ(運転者等)が操作可能な車両上の各種スイッチや、様々な状態を検出する各種センサの状態監視、図示しない上位ECUから入力される情報に基づいて、照明ECU3に対して点灯指示、消灯指示を送信する。マスタECU2は、点灯指示にカラーナンバー、ステップ数及びフェード時間を含めて送信する。
【0023】
照明ECU3のCPU31A(以下、単に「照明ECU3」と略記)は、第1取得部として機能し、点灯指示を受信するのを待って(S1でY)、S2に進む。S2において、照明ECU3は、第2取得部として機能し、図2に示すカラーテーブルから点灯指示に含まれるカラーナンバーに対応するデューティ比Dr、Dg、Dbを読み出して取得する。次に、照明ECU3は、第3取得部として機能し、図3に示すフェードテーブルから点灯指示に含まれるステップ数に対応する基準デューティ比Drefを読み出して取得する(S3)。
【0024】
次に、照明ECU3は、演算部として機能し、下記の式(2)に示すように、S2で読み込んだデューティ比Dr、Dg、Dbに基準デューティ比Drefを乗じたものを出力デューティ比DR、DG、DBとして演算する(S4)。
(DR、DG、DB)=(Dr×Dref、Dg×Dref、Db×Dref)…(2)
【0025】
その後、照明ECU3は、出力デューティ比DR、DG、DBを示す駆動信号を駆動部33に送信する(S5)。出力部としての駆動部33は、駆動信号に基づいて、出力デューティ比DR、DG、DBのパルス信号P1、P2、P3をRLED51、GLED52、BLED53に出力する。その後、照明ECU3は、点灯指示に含まれるフェード時間が経過するのを待って(S6でY)、駆動信号を停止して(S7)、S1に戻る。駆動信号の出力が停止されると、駆動部33は、パルス信号P1、P2、P3の出力を停止して、RLED51、GLED52、BLED53を消灯させる。
【0026】
上述した実施形態によれば、ROM31Bに、カラーテーブル、フェードテーブルを記憶させ、照明ECU3が、カラーテーブルからカラーナンバーに対応したデューティ比Dr、Dg、Dbを読み出し、フェードテーブルからステップ数に対応した基準デューティ比Drefを読み出し、これらを乗じて出力デューティ比DR、DG、DBを演算する。これにより、ROM31Bにカラーテーブルとフェードテーブルを記憶するだけでよいので、ROM31Bの容量を低減させることができる。
【0027】
詳しく説明すると、例えば、図2に示す64色の色を出力できるカラーテーブルは、下記の式(3)に示すように240byteの容量が必要である。
3(LEDの数)×10bit(デューティ比を示すデータ量)×64(色)=1920bit=240byte …(3)
【0028】
図3に示す30段階で明るさを調整できるフェードテーブルは、下記の式(4)に示すように277.5byteの容量が必要である。
10bit(デューティ比を示すデータ量)×30(段階)=300bit=277.5byte …(4)
【0029】
即ち、本実施形態では、カラーテーブルとフェードテーブルとで、240byte+277.5byte=517.5byteの容量が必要となる。これに対して、従来のカラーテーブルは、上述したように7200byteの容量が必要となり、大幅に容量を低減できることが分かる。
【0030】
このように、ROM31Bの容量が減ることにより、ROM31Bの容量が少ない安価なマイコン31が使用できるようになり、コストダウンを図ることができる。また、同じROM31B容量のマイコン31を使用するのであれば、占有容量が少ない分、より多くのカラーを搭載することができ、性能向上を図ることができる。
【0031】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【0032】
上述した実施形態では、照明ユニット3は、マスタECU2から送信されたカラーナンバー及びステップ数を受信して取得していたが、これに限ったものではない。照明ユニット3自身が、車両に搭載されたスイッチやセンサ出力の状態監視などに応じてカラーナンバー及びステップ数を求めて取得するようにしてもよい。
【0033】
ここで、上述した本発明に係る照明制御装置及び照明システムの実施形態の特徴をそれぞれ以下[1]~[3]に簡潔に纏めて列記する。
【0034】
[1]
赤色発光素子(51)、緑色発光素子(52)及び青色発光素子(53)に出力するパルス信号(P1、P2、P3)の出力デューティ比(DR、DG、DB)を制御する照明制御装置(3)であって、
色情報及び明るさ情報を取得する第1取得部(31A)と、
前記色情報毎の前記赤色発光素子(51)、前記緑色発光素子(52)及び前記青色発光素子(53)それぞれのデューティ比(Dr、Dg、Db)を記憶する第1記憶部(31B)と、
前記明るさ情報毎の基準デューティ比(Dref)を記憶する第2記憶部(31B)と、
前記第1記憶部(31B)から前記取得した前記色情報に対応する前記赤色発光素子(51)、前記緑色発光素子(52)及び前記青色発光素子(53)それぞれのデューティ比(Dr、Dg、Db)を取得する第2取得部(31A)と、
前記第2記憶部(31B)から前記取得した前記明るさ情報に対応する前記基準デューティ比(Dref)を取得する第3取得部(31A)と、
前記第2取得部(31A)により取得した前記赤色発光素子(51)、前記緑色発光素子(52)及び前記青色発光素子(53)それぞれのデューティ比(Dr、Dg、Db)に、前記第3取得部(31A)により取得した前記基準デューティ比(Dref)を乗じた前記出力デューティ比(DR、DG、DB)を演算する演算部(31A)と、
前記演算部(31A)により演算された前記出力デューティ比(DR、DG、DB)の前記パルス信号(P1、P2、P3)を前記赤色発光素子(51)、前記緑色発光素子(52)及び前記青色発光素子(53)に出力する出力部(33)と、を備えた、
照明制御装置(3)。
【0035】
上記[1]の構成の照明制御装置によれば、第1記憶部(31B)に、色情報毎の赤色発光素子(51)、緑色発光素子(52)及び青色発光素子(53)それぞれのデューティ比(Dr、Dg、Db)を記憶させ、第2記憶部(31B)に、明るさ情報毎の基準デューティ比(Dref)を記憶させるだけでよいので、第1、第2記憶部(31B)の容量を低減することができる。
【0036】
[2]
[1]に記載の照明制御装置(3)において、
前記第1取得部(31A)は、上位制御装置(2)から送信される前記色情報及び前記明るさ情報を受信して取得する
照明制御装置(3)。
【0037】
上記[2]の構成の照明制御装置によれば、上位制御装置(2)から色情報及び明るさ情報を受信すれば、受信した色情報に示す色、明るさ情報に示す明るさで赤色発光素子(51)、緑色発光素子(52)及び青色発光素子(53)を発光させることができる。
【0038】
[3]
色情報及び明るさ情報を送信する上位制御装置(2)と、
前記上位制御装置(2)から送信された前記色情報が示す色及び前記明るさ情報が示す明るさで発光するように、赤色発光素子(51)、緑色発光素子(52)及び青色発光素子(53)に出力するパルス信号(P1、P2、P3)の出力デューティ比(DR、DG、DB)を制御する照明制御装置(3)と、を備えた
照明システム(1)であって、
前記照明制御装置(3)は、
前記上位制御装置(2)から送信された前記色情報及び前記明るさ情報を受信して取得する第1取得部(31A)と、
前記色情報毎の前記赤色発光素子(51)、前記緑色発光素子(52)及び前記青色発光素子(53)それぞれのデューティ比(Dr、Dg、Db)を記憶する第1記憶部(31B)と、
前記明るさ情報毎の基準デューティ比(Dref)を記憶する第2記憶部(31B)と、
前記第1記憶部(31B)から前記取得した前記色情報に対応する前記赤色発光素子(51)、前記緑色発光素子(52)及び前記青色発光素子(53)それぞれのデューティ比(Dr、Dg、Db)を取得する第2取得部(31A)と、
前記第2記憶部(31B)から前記取得した前記明るさ情報に対応する前記基準デューティ比(Dref)を取得する第3取得部(31A)と、
前記第2取得部(31A)により取得した前記赤色発光素子(51)、前記緑色発光素子(52)及び前記青色発光素子(53)それぞれのデューティ比(Dr、Dg、Db)に、前記第3取得部(31A)により取得した前記基準デューティ比(Dref)を乗じた前記出力デューティ比(DR、DG、DB)を演算する演算部(31A)と、
前記演算部(31A)により演算された前記出力デューティ比(DR、DG、DB)の前記パルス信号(P1、P2、P3)を前記赤色発光素子(51)、前記緑色発光素子(52)及び前記青色発光素子(53)に出力する出力部(33)と、を有する、
照明システム(1)。
【0039】
上記[3]の構成の照明システムによれば、第1記憶部(31B)に、色情報毎の赤色発光素子(51)、緑色発光素子(52)及び青色発光素子(53)それぞれのデューティ比(Dr、Dg、Db)を記憶させ、第2記憶部(31B)に、明るさ情報毎の基準デューティ比(Dref)を記憶させるだけでよいので、第1、第2記憶部(31B)の容量を低減することができる。
【符号の説明】
【0040】
1 照明システム
2 マスタECU(上位制御装置)
3 照明ECU(照明制御装置)
31A CPU(第1取得部、第2取得部、第3取得部、演算部)
31B ROM(第1記憶部、第2記憶部)
33 駆動部(出力部)
51 RLED(赤色発光素子)
52 GLED(緑色発光素子)
53 BLED(青色発光素子)
P1、P2、P3 パルス信号
図1
図2
図3
図4