JP7312028B2 - light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、発光装置に関する。 The present invention relates to light emitting devices.
従来より、少なくとも1つの光源から構成された発光モジュールが直列に複数接続される定電流電源回路と、前記定電流電源回路に接続される発光モジュールのいずれかに並列に接続されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子のオン/オフを制御する制御部とを備えることを特徴とする光源点灯装置がある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a constant-current power supply circuit in which a plurality of light-emitting modules each composed of at least one light source are connected in series; a switching element connected in parallel to any one of the light-emitting modules connected to the constant-current power supply circuit; There is a light source lighting device characterized by including a control unit that controls on/off of the switching element (see, for example, Patent Document 1).
ところで、従来の光源点灯装置では、複数の直列接続される発光モジュールは、複数の発光色を有するものを発光色毎に分けて直列接続したものではない。このため、複数の発光色について発光色毎に発光量を調整するものではない。 By the way, in the conventional light source lighting device, a plurality of light emitting modules connected in series are not those having a plurality of light emitting colors, which are separated for each light emitting color and connected in series. For this reason, it is not intended to adjust the amount of light emitted for each of the plurality of emitted colors.
そこで、複数の発光色について発光色毎に発光量を調整できる発光装置を提供することを目的とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a light-emitting device capable of adjusting the amount of light emitted for each of a plurality of light-emitting colors.
本発明の実施の形態の発光装置は、電気的に直列接続された2以上の同一色の発光素子群を光の三原色毎に並列に接続した発光素子光源と、前記発光素子光源の電流出力側に接続される定電流回路と、
前記発光素子群に含まれる発光素子のうち少なくともいずれかをバイパスするスイッチング素子とを含む。
A light-emitting device according to an embodiment of the present invention comprises a light-emitting element light source in which two or more light-emitting element groups of the same color electrically connected in series are connected in parallel for each of the three primary colors of light, and a current output side of the light-emitting element light source. a constant current circuit connected to
and a switching element that bypasses at least one of the light emitting elements included in the light emitting element group.
複数の発光色について発光色毎に発光量を調整できる発光装置を提供することができる。 It is possible to provide a light emitting device capable of adjusting the amount of light emitted for each of a plurality of colors of emitted light.
以下、本発明の発光装置を適用した実施の形態について説明する。 Embodiments to which the light emitting device of the present invention is applied will be described below.
<実施の形態>
図1は、実施の形態の発光装置100を示す図である。発光装置100は、光源110、定電流回路120、及びスイッチング素子130を含む。発光装置100は、一例として、車両に搭載され、ステアリング、ダッシュボード、又はセンターコンソールの周辺に配置されるHMI(Human Machine Interface)のシンボルやインジケータ等を点灯表示する光源として用いられる。発光装置100の利用形態は、このような利用形態に限られるものではない。
<Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a
光源110は、発光素子光源の一例であり、光の三原色であるR(Red:赤)、G(Green:緑)、B(Blue:青)に対応する光源部110R、110G、110Bを有する。光源部110R、110G、110Bの各々は、電気的に直列接続された2以上の同一色の発光素子群の一例である。
The
光源部110Rは、直列接続された2つのLED(Light Emitting Diode)111R、112Rを有し、光源部110Gは、直列接続された2つのLED111G、112Gを有し、光源部110Bは、直列接続された2つのLED111B、112Bを有する。LED111R、112R、111G、112G、111B、112Bは、発光素子の一例である。また、LED111R、111G、111Bは、第1発光素子の一例であり、LED112R、112G、112Bは、第2発光素子の一例である。
The
ここでは、一例として、発光素子群の一例である光源部110R、110G、110Bが、それぞれ2つのLED111R、112R、LED111G、112G、LED111B、112Bを含む形態について説明する。
Here, as an example, a mode will be described in which
LED112Rのアノードは、直流電源Vbatに接続されており、電圧Vbatが供給される。直流電源Vbatは、ここでは一例として車両のバッテリである。LED112Rのカソードは、LED111Rのアノードに接続されており、LED111Rのカソードは、定電流回路120Rを介してグランドに接続されている。グランドは、基準電位点の一例である。
The anode of the
同様に、LED112Gのアノードは、直流電源Vbatに接続されており、電圧Vbatが供給される。LED112Gのカソードは、LED111Gのアノードに接続されており、LED111Gのカソードは、定電流回路120Gを介してグランドに接続されている。
Similarly, the anode of the
また、同様に、LED112Bのアノードは、直流電源Vbatに接続されており、電圧Vbatが供給される。LED112Bのカソードは、LED111Bのアノードに接続されており、LED111Bのカソードは、定電流回路120Bを介してグランドに接続されている。
Similarly, the anode of the
このような接続関係により、LED111R、112Rと、LED111G、112Gと、LED111B、112Bとは、並列に接続されている。
Due to this connection relationship, the
定電流回路120は、光源部110R、110G、110Bに対応した3つの定電流回路120R、120G、120Bの総称である。以下では、定電流回路120R、120G、120Bを特に区別しない場合には、単に定電流回路120と称す。
Constant
定電流回路120R、120G、120Bは、それぞれ、LED111R、111G、111Bのカソードとグランドとの間に接続され、LED111R、111G、111Bのカソードからグランドに向けて電流を引き抜く。
The constant
定電流回路120R、120G、120Bが出力する電流値は、車両のインジケータ等の照度を制御するECU(Electronic Control Unit)等から入力される指令に基づいて制御される。
The current values output by the constant
スイッチング素子130は、光源部110R、110G、110Bに対応した3つのスイッチング素子130R、130G、130Bの総称である。以下では、スイッチング素子130R、130G、130Bを特に区別しない場合には、単にスイッチング素子130と称す。
The switching element 130 is a general term for three
スイッチング素子130R、130G、130Bは、それぞれ、LED112R、112G、112Bのアノードとカソードの間に接続される。スイッチング素子130R、130G、130Bは、車両のインジケータ等の照度を制御するECUによって開閉制御が行われ、オン(導通状態)にされるとLED112R、112G、112Bをバイパスする。
このようなスイッチング素子130R、130G、130Bとしては、例えば、pチャネル型のMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)を用いることができる。
As
図2は、光源部110R、定電流回路120R、及びスイッチング素子130Rの詳細な回路構成を示す図である。図2では、一例として赤(R)系統の光源部110R、定電流回路120R、及びスイッチング素子130Rの回路構成について説明するが、緑(G)系統の光源部110G、定電流回路120G、及びスイッチング素子130G、及び、青(B)系統の光源部110B、定電流回路120B、及びスイッチング素子130Bの回路構成も同様である。
FIG. 2 is a diagram showing detailed circuit configurations of the
また、図2には、車両のインジケータ等の照度を制御するECU50を示す。ECU50は、端子51、52、53を有する。ECU50は、端子51からLED111R及び112R、又は、LED111RをPWM(Pulse Width Modulation)駆動するPWM信号を出力する。また、ECU50は、端子52から定電流回路120Rのトランジスタ123のオン/オフを切り替える電流切替信号を出力し、端子53からスイッチング素子130Rのオン/オフを切り替えるバイパス信号を出力する。
FIG. 2 also shows an
ここではECU50が赤(R)系統の光源部110R、定電流回路120R、及びスイッチング素子130Rに場合について説明するが、実際には、ECU50は、緑(G)系統の光源部110G、定電流回路120G、及びスイッチング素子130G及び青(B)系統の光源部110B、定電流回路120B、及びスイッチング素子130BについてもPWM信号、電流切替信号、及びバイパス信号を出力する。
Here, the
PWM信号のデューティ比は、光源部110R、110G、110Bで異なるように制御が可能である。また、電流切替信号は、定電流回路120R、120G、120Bでオン/オフが異なっていてもよく、バイパス信号は、スイッチング素子130R、130G、130Bでオン/オフが異なっていてもよい。
The duty ratio of the PWM signal can be controlled differently among the
定電流回路120Rは、トランジスタ121、オペアンプ122、トランジスタ123、及び抵抗器124~127を有する。
The constant
トランジスタ121は、コレクタ端子がLED111Rのカソードに接続され、エミッタ端子が抵抗器124を介して接地され、ベース端子がオペアンプ122の出力端子に接続される。トランジスタ121は、オペアンプ122の出力によってオン(導通状態)/オフ(非導通状態)の制御が行われる。
The
オペアンプ122の非反転入力端子は、抵抗器126を介してECU50の端子51に接続され、抵抗器125を介してグランドに接続され、抵抗器127を介してトランジスタ123のコレクタ端子に接続される。オペアンプ122の反転入力端子は、トランジスタ121のエミッタ端子に接続される。また、オペアンプ122の出力端子は、トランジスタ121のベース端子に接続される。
The non-inverting input terminal of
トランジスタ123は、コレクタ端子が抵抗器127を介してオペアンプ122の非反転入力端子と抵抗器125及び126に接続され、エミッタ端子がグランドに接続され、ベース端子が端子52に接続される。このようなトランジスタ123のベースに電流を流すことで、トランジスタ123のオン/オフを切り替えることができ、定電流制御の電流値の切替が可能になる。
抵抗器124は、LED111R、112Rに流れる電流を所定値以下に制限するための抵抗値を有する。抵抗器125、126は、オペアンプ122の非反転入力端子に入力される電圧値を調整する分圧抵抗回路を構成する。トランジスタ123がオフで、かつ、スイッチング素子130がオフの状態では、ECU50の端子51から出力されるPWM信号の電圧は抵抗器125、126で分圧され、オペアンプ122の出力を第1のH(High)レベルに設定する。第1のHレベルは後述する第2のHレベルよりも高く、オペアンプ122が出力する第1のHレベルのPWM信号によって、LED111R、112Rの高い輝度で発光する。この状態でPWM信号のデューティ比を最大値に設定すれば、発光装置100の輝度(LED111R、112Rによる輝度)は最大になる。なお、PWM信号のデューティ比を増大させることは、Hレベルの区間の割合を増大させることを意味する。
抵抗器127は、オペアンプ122の非反転入力端子、及び、抵抗器125、126の接続点と、トランジスタ123のコレクタとの間に接続されている。抵抗器127は、トランジスタ123がオンで、かつ、スイッチング素子130がオンの状態で、抵抗器125、126の接続点とグランドとの間で抵抗器125に並列に接続されることにより、抵抗器125、126の接続点の電位(抵抗器125の両端子間電圧)を下げるために設けられている。この状態で、オペアンプ122の出力は第2のHレベルのPWM信号になり、LED112Rがバイパスされて消灯した状態で、LED111Rを低い輝度で発光させることができる。PWM信号のデューティ比を最小値に設定すれば、発光装置100の輝度(LED111Rのみによる輝度)は最小になる。第2のHレベルのPWM信号のパルス幅は、第1のHレベルのPWM信号のパルス幅の約1/10である。
A
スイッチング素子130Rは、一例としてpチャネル型のMOSFETであるため、ECU50の端子53から出力されるバイパス信号がL(Low)レベルになるとオン(導通状態)になり、バイパス信号がHレベルになるとオフになる。
Since the
スイッチング素子130Rは、発光装置100の輝度を低下させる際に、LED112Rをバイパスして消灯させるために設けられている。このため、例えば、車両が昼間のように明るい場所にあるときには発光装置100の輝度を高くするためにスイッチング素子130Rはオフにされる。LED111R、112Rの両方を発光させて高い輝度を得るためである。また、例えば、車両が夜間やトンネル内等のくらい場所にあるときには発光装置100の輝度を低くするためにスイッチング素子130Rはオンにされる。
The switching
図3は、発光装置100の構成を示す図である。発光装置100は、光源110と、基板140と、導光部150と、パネル160とを含む。ここでは、定電流回路120及びスイッチング素子130等を省略する。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the
光源110は、LED111R、111G、111Bと、LED112R、112G、112Bとに分けて基板140の表面に実装されている。
The
導光部150は、LED111R、111G、111Bと、LED112R、112G、112Bから発光される光をガイドする導光部材であり、アクリル樹脂等で構成される。
The
導光部150は、入光部151、152と、出光部153とを有する。入光部151、152は、光源110から光が入射される部分であり、入光部151はLED111R、111G、111Bに対向して配置され、入光部152はLED112R、112G、112Bに対向して配置される。
The
入光部151、152から入射した光は、導光部150の内部を伝搬し、出光部153からパネル160のシンボル161に向けて出射される。
The light incident from the
図4は、発光装置100の輝度のシミュレーション結果を示す図である。図4において、横軸は時間、縦軸は発光装置100の輝度を表す。ここでは、LED111G、111B、112G、112Bについても、図2に示す定電流回路120Rと同様の回路構成を有する定電流回路120G、120Bが接続され、ECU50の端子53から赤(R)系統用、緑(G)系統用、青(B)系統用のPWM信号が出力されることとして説明する。ただし、図4の説明では、一例として、赤(R)系統用、緑(G)系統用、青(B)系統用のPWM信号のデューティ比は等しいものとして説明する。
FIG. 4 is a diagram showing simulation results of luminance of the
時刻t1では、ECU50は、端子51からデューティ比が約50%で所定の大きなパルス幅を有するPWM信号を出力し、端子52からLレベルの電流切替信号を出力し、端子53からHレベルのバイパス信号を出力する。この状態では、トランジスタ123及びスイッチング素子130はオフにされ、オペアンプ122は第1のHレベルのPWM信号を出力し、LED111R、112R、111G、112G、111B、112Bが点灯される。この状態は、時刻t2まで継続し、発光装置100の高い輝度が得られる。LED111R、112R、111G、112G、111B、112Bに流れる電流は、一例として約20mAである。
At time t1, the
時刻t3では、ECU50は、端子52から出力する電流切替信号をHレベルに切り替える。PWM信号とバイパス信号は変更なしである。この状態では、トランジスタ123がオンに切り替えられ、スイッチング素子130はオフにされ、オペアンプ122は第2のHレベルのPWM信号を出力する。このため、LED111R、112R、111G、112G、111B、112Bが点灯される。この状態は、時刻t4まで継続する。LED111R、112R、111G、112G、111B、112Bに流れる電流は、一例として約2mAであるため、発光装置100の輝度は、時刻t1~t2の区間の約1/10になる。
At time t3, the
時刻t5では、ECU50は、端子52から出力する電流切替信号をLレベルに戻し、端子53から出力するバイパス信号をHレベルに切り替える。PWM信号は変更なしである。
At time t5, the
この状態では、トランジスタ123はオフにされ、スイッチング素子130がオンに切り替えられる。このため、オペアンプ122は第1のHレベルのPWM信号を出力し、LED111R、111G、111Bが点灯され、LED112R、112G、112Bは消灯される。この状態は、時刻t6まで継続する。LED111R、111G、111Bに流れる電流は、一例として約20mAであり、LED112R、112G、112Bに流れる電流は、0mAであるため、発光装置100の輝度は、時刻t1~t2の区間の約1/2になる。
In this state,
時刻t7では、ECU50は、端子52から出力する電流切替信号をHレベルに切り替え、端子53から出力するバイパス信号をHレベルに保持する。PWM信号は変更なしである。
At time t7, the
この状態では、トランジスタ123及びスイッチング素子130がオンに切り替えられる。このため、オペアンプ122は第2のHレベルのPWM信号を出力し、LED111R、111G、111Bが点灯され、LED112R、112G、112Bは消灯される。この状態は、時刻t8まで継続する。LED111R、111G、111Bに流れる電流は、一例として約2mAであり、LED112R、112G、112Bに流れる電流は、0mAであるため、発光装置100の輝度は、時刻t1~t2の区間の約1/20になる。
In this state,
以上のように、電流切替信号を切り替えることによってオペアンプ122の出力を第1のHレベルのPWM信号と第2のHレベルのPWM信号とに切り替えることができ、さらに、バイパス信号を切り替えることによって発光するLEDの数を光の三原色の各々について2つ又は1つに設定することができる。さらに、ECU50が出力するPWM信号のデューティ比を調整すれば、各LEDの発光時間を調整することができ、発光装置100の輝度を調整することができる。
As described above, by switching the current switching signal, the output of the
図5は、発光装置100が発光する場合のPWM信号のデューティ比の一例を示す図である。図5には、発光装置100が赤(R)単色の発光、緑(G)単色の発光、青(B)単色の発光、及び白色の発光を行う場合に、輝度を100%、0.5%(PWM信号のみ)、0.5%(PWM信号+電流切替信号)、0.5%(PWM信号+電流切替信号+バイパス信号)に設定した場合におけるPWM信号のデューティ比を示す。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the duty ratio of the PWM signal when light emitting
ここで、輝度を0.5%(PWM信号のみ)に設定するとは、電流切替信号及びバイパス信号でトランジスタ123及びスイッチング素子130R、130G、130Bをオフにした状態で、PWM信号のデューティ比を制御するだけで輝度を0.5%に設定することをいう。
Here, setting the luminance to 0.5% (only the PWM signal) means controlling the duty ratio of the PWM signal while turning off the
また、輝度を0.5%(PWM信号+電流切替信号)に設定するとは、電流切替信号及びバイパス信号でトランジスタ123をオンにするとともにスイッチング素子130R、130G、130Bをオフにした状態で、PWM信号のデューティ比を制御して輝度を0.5%に設定することをいう。
Further, setting the luminance to 0.5% (PWM signal + current switching signal) means that the current switching signal and the bypass signal turn on the
また、輝度を0.5%(PWM信号+電流切替信号+バイパス信号)に設定するとは、電流切替信号及びバイパス信号でトランジスタ123及びスイッチング素子130R、130G、130Bをオンにした状態で、PWM信号のデューティ比を制御して輝度を0.5%に設定することをいう。
Setting the luminance to 0.5% (PWM signal+current switching signal+bypass signal) means that the current switching signal and the bypass signal turn on the
なお、白色の発光を得るには、R:G:Bを3:7:1の割合で調光すればよいため、Rが27%、Gが64%、Bが9%の光量で光源部110R、110G、110Bが出力すると、シンボル輝度が単色100%の場合と同等になる。 In order to obtain white light emission, the ratio of R:G:B should be adjusted to 3:7:1. When 110R, 110G, and 110B are output, the symbol luminance becomes equivalent to the case of monochromatic 100%.
輝度を100%に設定するのは、車両内が昼間のように明るい場所にあるときの設定であり、赤(R)、緑(G)、青(B)の各単色の発光を得るには、赤(R)、緑(G)、青(B)のPWM信号のデューティを100%に設定すればよい。この場合に、発光色以外のPWM信号のデューティは0%に設定すればよい。また、白色単色を得るには、赤(R)、緑(G)、青(B)のPWM信号のデューティを27%、64%、9%に設定すればよい。 The brightness is set to 100% when the inside of the vehicle is in a bright place such as during the daytime. , red (R), green (G), and blue (B) PWM signals are set to 100%. In this case, the duty of the PWM signals other than the luminescent color should be set to 0%. To obtain a single white color, the duty of the PWM signals of red (R), green (G) and blue (B) should be set to 27%, 64% and 9%.
また、輝度0.5%(PWM信号のみ)で赤(R)、緑(G)、青(B)の各単色の発光を得るには、それぞれ、赤(R)、緑(G)、青(B)のPWM信号のデューティを0.50%に設定すればよい。この場合に、発光色以外のPWM信号のデューティは0%に設定すればよい。また、白色単色を得るには、赤(R)、緑(G)、青(B)のPWM信号のデューティを0.14%、0.32%、0.05%に設定すればよい。 In order to obtain single-color light emission of red (R), green (G), and blue (B) at a luminance of 0.5% (PWM signal only), red (R), green (G), and blue The duty of the PWM signal of (B) should be set to 0.50%. In this case, the duty of the PWM signals other than the luminescent color should be set to 0%. To obtain a single white color, the duty of the PWM signals of red (R), green (G), and blue (B) should be set to 0.14%, 0.32%, and 0.05%.
また、輝度0.5%(PWM信号+電流切替信号)で赤(R)、緑(G)、青(B)の各単色の発光を得るには、それぞれ、赤(R)、緑(G)、青(B)のPWM信号のデューティを5.00%に設定すればよい。この場合に、発光色以外のPWM信号のデューティは0%に設定すればよい。また、白色単色を得るには、赤(R)、緑(G)、青(B)のPWM信号のデューティを1.36%、3.18%、0.45%に設定すればよい。 In addition, in order to obtain single-color light emission of red (R), green (G), and blue (B) at a luminance of 0.5% (PWM signal + current switching signal), red (R), green (G ), and the duty of the blue (B) PWM signal is set to 5.00%. In this case, the duty of the PWM signals other than the luminescent color should be set to 0%. To obtain a single white color, the duty of the PWM signals of red (R), green (G), and blue (B) should be set to 1.36%, 3.18%, and 0.45%.
また、輝度0.5%(PWM信号+電流切替信号+バイパス信号)で赤(R)、緑(G)、青(B)の各単色の発光を得るには、それぞれ、赤(R)、緑(G)、青(B)のPWM信号のデューティを10.00%に設定すればよい。この場合に、発光色以外のPWM信号のデューティは0%に設定すればよい。また、白色単色を得るには、赤(R)、緑(G)、青(B)のPWM信号のデューティを2.73%、6.36%、0.91%に設定すればよい。 To obtain single-color light emission of red (R), green (G), and blue (B) at a luminance of 0.5% (PWM signal + current switching signal + bypass signal), red (R), The duty of the green (G) and blue (B) PWM signals should be set to 10.00%. In this case, the duty of the PWM signals other than the luminescent color should be set to 0%. To obtain a single white color, the duty of the PWM signals of red (R), green (G) and blue (B) should be set to 2.73%, 6.36% and 0.91%.
このように、輝度0.5%(PWM信号のみ)、輝度0.5%(PWM信号+電流切替信号)、輝度0.5%(PWM信号+電流切替信号+バイパス信号)を比べると、同じ0.5%の輝度を得るためのPWM信号のデューティが増大している。これは、0.5%(PWM信号+電流切替信号)ではトランジスタ123がオンにされてオペアンプ122が出力するPWM信号のパルス幅が小さくなるからである。また、輝度0.5%(PWM信号+電流切替信号+バイパス信号)では、さらに、LED111R、111G、111Bのみが発光し、LED112R、112G、112Bは発光しない(点灯しない)からである。
Comparing brightness 0.5% (PWM signal only), brightness 0.5% (PWM signal + current switching signal), and brightness 0.5% (PWM signal + current switching signal + bypass signal), the same The PWM signal duty is increased to obtain 0.5% luminance. This is because at 0.5% (PWM signal+current switching signal), the
輝度0.5%(PWM信号+電流切替信号+バイパス信号)の場合には、白色を得るためにデューティ比が最も小さい青(B)用のPWM信号で0.91%であり、1%に近い値が得られている。 In the case of a luminance of 0.5% (PWM signal + current switching signal + bypass signal), the PWM signal for blue (B), which has the smallest duty ratio to obtain white, is 0.91%, and 1%. close values are obtained.
ここで、例えば、LED111Rのカソードとグランドとの間にトランジスタのコレクタ端子及びエミッタ端子を直列に挿入し、トランジスタのベースをPWM信号で駆動することで、LED111Rの輝度を調整するとする。LED111G、111Bについても同様に、トランジスタを接続してPWM信号で駆動することでLED111G、111Bの輝度を調整するとする。
Here, for example, the luminance of the
このような場合、LED111Rの輝度のばらつきは約±30%になり、電圧Vbatが9V~16Vまで変動し、PWM信号の周波数が110Hzで、輝度が最も高いときと低いときの比率が1/400の場合、最小輝度でLED111Rを駆動する際のPWM信号のパルス幅は約11μs以下になる。また、このような輝度の調整に加えて、LED111G、111Bも加えて輝度及び色度のバランス調整を行うと、さらにパルス幅が短くなる。このように短いパルス幅で安定的にPWM制御を行うことは極めて困難である。
In such a case, the variation in brightness of the
これに対して、実施の形態では、PWM信号によるPWM制御に加えて、トランジスタ123及び抵抗器127と、スイッチング素子130R、130G、130Bとを用いて光源110に流れる電流量を調整することができる。
In contrast, in the embodiment, in addition to the PWM control by the PWM signal, the amount of current flowing through the
そして、白色を得るためにデューティ比が最も小さい青(B)用のPWM信号であっても、パルス幅は0.05ms程度である。このため、安定した制御が可能になる。 Even the PWM signal for blue (B), which has the smallest duty ratio for obtaining white, has a pulse width of about 0.05 ms. Therefore, stable control becomes possible.
以上のように、実施の形態によれば、光の三原色毎に直列接続した2つのLED111R、112R、LED111G、112G、LED111B、112Bを設け、LED112R、112G、112Bをバイパス可能なスイッチング素子130R、130G、130Bを設けている。このような構成により、赤(R)、緑(G)、青(B)の発光色毎に発光量を調整することができる。
As described above, according to the embodiment, two
したがって、赤(R)、緑(G)、青(B)の発光色毎に発光量を調整できる発光装置100を提供することができる。
Therefore, it is possible to provide the
また、赤(R)、緑(G)、青(B)の発光色毎にダイナミックレンジを確保することができ、DAC(Digital to Analog Converter)を用いて電流調整を行う場合に比べて安価に実現することができる。 In addition, it is possible to secure a dynamic range for each emission color of red (R), green (G), and blue (B), making it cheaper than using a DAC (Digital to Analog Converter) to adjust the current. can be realized.
なお、スイッチング素子130R、130G、130Bのうちのいずれか1つを含む構成であってもよい。このような構成により、赤(R)、緑(G)、青(B)のような複数の発光色について発光色毎に発光量を調整できる発光装置100を提供することができる。
In addition, the configuration may include any one of the switching
また、赤(R)、緑(G)、青(B)の三色を発光可能な光源110を用いているため、三色を調光することにより、マルチカラーの発光装置100を提供することができる。特に、車両の室内のシンボルやインジケータ等をマルチカラーで点灯表示することは、有用性が高く効果が大きい。
Further, since the
また、発光装置100は、さらに、オペアンプ122の出力レベルを2段階に調整するトランジスタ123及び抵抗器127を含むため、オペアンプ122を2段階に調整することによってもダイナミックレンジを確保でき、色味の調整も可能になる。
Further, since the light-emitting
また、定電流回路120R、120G、120Bのオペアンプ122の2段階の出力レベルが互いに異なるように抵抗器127の抵抗値及び/又はトランジスタ123の特性を設定することにより、赤(R)、緑(G)、青(B)の色毎にダイナミックレンジを設定でき、より細やかな色味の調整が可能になる。
Further, by setting the resistance value of the
また、オペアンプ122の非反転入力端子と抵抗器125との接続点に、ECU50の端子51からPWM信号の電圧を印加しており、トランジスタ123及び抵抗器127でオペアンプ122の出力レベルを2段階に調整することに加えて、PWM信号のデューティ比を調整することで、発光装置100のダイナミックレンジを調整できるので、非常に大きなダイナミックレンジを確保することができる。
A PWM signal voltage is applied from the
このような構成により、0.5%の低輝度から100%の高輝度まで200倍のダイナミックレンジを実現している。 Such a configuration realizes a dynamic range of 200 times from low luminance of 0.5% to high luminance of 100%.
また、エミッタ端子がグランドに接続され(エミッタ接地され)るとともに、コレクタ端子がオペアンプ122の非反転入力端子に接続されたトランジスタ123のベースに電流を流すことで、容易に定電流制御を行うことができ、電流調整も可能になる。
Constant current control can be easily performed by passing a current through the base of the
また、導光部150でパネル160に光を照射できるので、簡易な構成で光源110から出射される光を確実にパネル160にガイドできる発光装置100を提供することができる。
In addition, since light can be emitted to the
例えば、発光装置100を車両のHMIのシンボルやインジケータ等を点灯表示する光源として用いる場合には、車両が昼間のように明るい場所にあるときには高い輝度が求められ、夜間やトンネル内等のくらい場所にあるときには低い輝度が求められる。輝度の比率は200:1(例えば、明るいときは400cd/m2、暗いときは2cd/m2)以上のダイナミックレンジを有し、表示色によって輝度が一定になるように制御でき、車両のバッテリの電圧変動によって色度及び輝度が影響を受けにくい構成が求められる。
For example, when the
このような構成を実現するために、LEDを駆動する専用のドライバIC(Integrated Circuit)を用いると、ドライバICは、PWM信号による制御ができても電流制御はできない、あるいは、電流制御ができてもPWM信号による制御ができない等の制約がドライバICの種類毎に存在し、使い勝手が良くない。 In order to realize such a configuration, if a driver IC (Integrated Circuit) dedicated to driving the LED is used, the driver IC can control the current by the PWM signal but cannot control the current, or cannot control the current. However, there are restrictions such as inability to control by the PWM signal for each type of driver IC, which is inconvenient to use.
これに対して、実施の形態では、ドライバICを用いることなく、光の三原色毎に直列接続した2つのLED111R、112R、LED111G、112G、LED111B、112Bを設け、LED112R、112G、112Bをバイパス可能なスイッチング素子130R、130G、130Bを設け、オペアンプ122の出力レベルを調整するトランジスタ123及び抵抗器127を設け、さらに、PWM信号をオペアンプ122の非反転入力端子と抵抗器125との接続点に供給している。
In contrast, in the embodiment, two
このような構成により、0.5%の低輝度から100%の高輝度まで200倍のダイナミックレンジを実現している。 Such a configuration realizes a dynamic range of 200 times from low luminance of 0.5% to high luminance of 100%.
また、車両のバッテリの電圧Vbatを直接利用できるため、高価な電源レギュレータが不要である。 In addition, since the vehicle battery voltage Vbat can be used directly, an expensive power supply regulator is not required.
また、車両のECUのプロトコル等のインターフェイスの制約も存在せず、非常に利用しやすい構成を実現できている。 In addition, there are no restrictions on the interface such as the protocol of the ECU of the vehicle, and a very easy-to-use configuration can be realized.
なお、以上では、光源部110R、110G、110Bが、それぞれ、2つの直列接続されたLED111R、112R、LED111G、112G、LED111B、112Bを含む形態について説明した。しかしながら、光源部110R、110G、110Bは、3つ以上の直列接続されたLEDを含んでもよい。この場合には、直列接続された3つ以上のLEDのうちの少なくとも1つを除いてバイパスできるように1又は複数のスイッチング素子130R、130G、130Bをそれぞれ設ければよい。
In the above description,
また、以上では、トランジスタ123及び抵抗器127を用いてオペアンプ122の出力レベルを2段階に調整する形態について説明した。しかしながら、例えば、トランジスタ123のベース電圧を段階的に調整することによって、オペアンプ122の出力を3段階以上に調整してもよい。この場合には、ダイナミックレンジをさらに向上させることができ、色味のより細やかな調整が可能になる。
Also, in the above description, the configuration in which the output level of the
また、導光部150は、図6のように変形してもよい。図6は、実施の形態の変形例の導光部150Mを含む発光装置100Mを示す図である。導光部150Mは、入光部151M、152Mと、出光部153Mとを有する。入光部151M、152Mは、光源110から光が入射される部分であり、入光部151MはLED111R、111G、111Bに対向して配置され、入光部152MはLED112R、112G、112Bに対向して配置される。
Also, the
導光部150Mは、LED111R、111G、111Bの光軸C1と、入光部151Mの光軸C2と、出光部153Mの光軸C3とが一致するように配置されており、入光部152Mは、入光部151Mと出光部153Mとの間の光路に対して角度を有して合流するように配置されている。
The
このような導光部150Mは、LED111R、111G、111Bが出射する光を効率的に出光部153Mに誘導することができる。特に、LED112R、112G、112Bをスイッチング素子130R、130G、130Bでバイパスしているときには、LED112R、112G、112Bが点灯せず、LED111R、111G、111Bが光を出射するので、発光効率をより向上させることができる。
Such a
以上、本発明の例示的な実施の形態の発光装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。 Although light emitting devices according to exemplary embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments, and without departing from the scope of the claims, Various modifications and changes are possible.
100 発光装置
110 光源
110R、110G、110B 光源部
111R、112R、111G、112G、111B、112B LED
120 定電流回路
130 スイッチング素子
150、150M 導光部
100
120 constant current circuit 130
Claims (6)
前記発光素子光源の電流出力側に接続される定電流回路と、
前記発光素子群に含まれる発光素子のうち少なくともいずれかをバイパスするスイッチング素子と
を含み、
前記定電流回路は、
前記光の三原色毎に直列接続される前記発光素子群の各々について、電流出力量を少なくとも2段階の段階制御で行い、
前記発光素子群の電流出力側と基準電位点との間に出力端子が接続されるオペアンプと、
前記オペアンプの非反転入力端子と前記基準電位点との間に接続される制限抵抗と、
前記オペアンプの非反転入力端子にコレクタ端子が接続され、エミッタ端子が前記基準電位点に接続されるトランジスタと
を有し、前記トランジスタのベース端子に印加する制御電圧を制御して前記制限抵抗の両端間電圧を制御することで、前記電流出力量を制御する、発光装置。 a light emitting element light source in which two or more light emitting element groups of the same color electrically connected in series are connected in parallel for each of the three primary colors of light;
a constant current circuit connected to the current output side of the light emitting element light source;
a switching element that bypasses at least one of the light emitting elements included in the light emitting element group;
The constant current circuit is
For each of the light emitting element groups connected in series for each of the three primary colors of light, the amount of current output is controlled in at least two stages,
an operational amplifier having an output terminal connected between the current output side of the light emitting element group and a reference potential point;
a limiting resistor connected between the non-inverting input terminal of the operational amplifier and the reference potential point;
a transistor having a collector terminal connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier and having an emitter terminal connected to the reference potential point;
and controlling the voltage across the limiting resistor by controlling the control voltage applied to the base terminal of the transistor, thereby controlling the amount of current output.
前記電流出力量は、前記制限抵抗の両端間電圧の制御に加えて、さらに、前記パルス幅変調信号のデューティ比によって制御される、請求項1乃至3のいずれか1項記載の発光装置。 A pulse width modulation signal is applied to a connection point between the non-inverting input terminal of the operational amplifier of the constant current circuit and the limiting resistor,
4. The light emitting device according to any one of claims 1 to 3, wherein said current output amount is further controlled by the duty ratio of said pulse width modulation signal in addition to controlling the voltage across said limiting resistor.
前記発光素子光源の電流出力側に接続される定電流回路と、
前記発光素子群に含まれる発光素子のうち少なくともいずれかをバイパスするスイッチング素子と
を含み、
前記発光素子光源の前記光の三原色毎の発光素子群は、前記スイッチング素子が接続されない第1発光素子と、前記スイッチング素子が並列に接続される第2発光素子とを有し、
前記光の三原色に対応した3つの第1発光素子に対向して設けられる第1入光部と、前記光の三原色に対応した3つの第2発光素子に対向して設けられる第2入光部と、前記第1入光部及び前記第2入光部から入光する光を出力する出光部とを有する導光部をさらに含む、発光装置。 a light emitting element light source in which two or more light emitting element groups of the same color electrically connected in series are connected in parallel for each of the three primary colors of light;
a constant current circuit connected to the current output side of the light emitting element light source;
a switching element that bypasses at least one of the light emitting elements included in the light emitting element group;
The light emitting element groups for each of the three primary colors of the light of the light emitting element light source have a first light emitting element to which the switching element is not connected and a second light emitting element to which the switching element is connected in parallel,
A first light entrance section provided facing three first light emitting elements corresponding to the three primary colors of light, and a second light entrance section provided facing three second light emitting elements corresponding to the three primary colors of light and a light emitting portion for outputting the light incident from the first light entering portion and the second light entering portion.
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|---|---|---|---|---|
| JP2001042132A (en) | 1999-07-29 | 2001-02-16 | Sanyo Electric Co Ltd | Lamp reader and light source equipped with this lamp reader |
| JP2001185371A (en) | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Avix Inc | Dimmable LED lighting equipment |
| JP2014039004A (en) | 2012-08-10 | 2014-02-27 | Macroblock Inc | Led driving device |
| JP2014220091A (en) | 2013-05-08 | 2014-11-20 | 市光工業株式会社 | Vehicle-light drive circuit |
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|---|---|---|---|---|
| JP2001042132A (en) | 1999-07-29 | 2001-02-16 | Sanyo Electric Co Ltd | Lamp reader and light source equipped with this lamp reader |
| JP2001185371A (en) | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Avix Inc | Dimmable LED lighting equipment |
| JP2014039004A (en) | 2012-08-10 | 2014-02-27 | Macroblock Inc | Led driving device |
| JP2014220091A (en) | 2013-05-08 | 2014-11-20 | 市光工業株式会社 | Vehicle-light drive circuit |
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