JP2007200684A

JP2007200684A - 照明装置

Info

Publication number: JP2007200684A
Application number: JP2006017194A
Authority: JP
Inventors: Hidemi Hisasue; 秀美久末; Takao Igarashi; 孝雄五十嵐
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-08-09

Abstract

【課題】印加電圧が不安定な電源を用いる場合であっても、発光体の最大発光輝度を高く設定することが可能な照明装置を提供する。
【解決手段】トランジスタＱ１のオン／オフ状態を切り換えることによって発光体（ＬＥＤ）１を発光制御する照明装置である。電源Ｖｂから発光体１に印加される電圧を所定の設定値以下に制限する定電圧回路２と、電源Ｖｂの電圧を検出する電圧検出手段３と、電圧検出手段３によって検出される電源Ｖｂの電圧値が前記設定値以上であるもしくは前記設定値より大きい場合にはトランジスタＱ１に第一のデューティー比にて駆動波形信号を入力し、電源Ｖｂの電圧値が前記設定値よりも小さいもしくは前記設定値以下である場合には第二のデューティー比にて前記駆動波形信号を入力して発光体１の発光輝度を略一定に保持する制御手段４と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両用計器を照明する照明装置に関し、トランジスタのオン／オフ状態を切り換えることによって発光体を発光制御する照明装置に関する。

従来、照明装置としては、例えば車両用計器の表示板の背面側に配置され、ランプやＬＥＤ等の発光体を発光させて後方から前記表示板あるいは指針を照明するものが知られている（特許文献１参照）。

かかる照明装置においては、印加電圧が不安定なバッテリー電源の電圧が変動することにより前記発光体の発光輝度が変化してしまう場合がある。かかる問題を解決するために前記発光体の発光輝度を調整する方法としては、前記発光体のオン／オフを制御する駆動波形信号のデューティー比を異ならせることによって前記発光体が実際に発光する時間を変動させ、発光輝度を調整する方法が知られている。（例えば特許文献２参照）。
特開平８−２３３６１３号公報特開昭６３−３８０５１号公報

しかしながら、前記駆動波形信号のデューティー比を変更するのみの方法では、前記バッテリー電源の電圧変動に対応することが可能であるものの、前記バッテリー電源の電圧値が高い場合に前記発光体が破損するおそれがある程の高い電流が前記発光体に流れないように抵抗等によって前記発光体に流れる電流値の範囲を回路的に制限する必要があり、前記バッテリー電源の電圧が低い場合に前記発光体に流れる電流値が低く設定される結果、前記発光体を高輝度発光させることができなくなるという問題点があった。

本発明は、前記問題点に鑑み、印加電圧が不安定な電源を用いる場合であっても、発光体の最大発光輝度を高く設定することが可能な照明装置を提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、前記課題を解決するため、トランジスタのオン／オフ状態を切り換えることによって発光体を発光制御する照明装置であって、電源から前記発光体に印加される電圧を所定の設定値以下に制限する定電圧回路と、前記電源の電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段によって検出される前記電源の電圧が前記設定値以上であるもしくは前記設定値より大きい場合には前記トランジスタに第一のデューティー比にて駆動波形を入力し、前記電源の電圧が前記設定値よりも小さいもしくは前記設定値以下である場合には第二のデューティー比にて前記駆動波形を入力して前記発光体の発光輝度を略一定に保持する制御手段と、を備えてなることを特徴とする。

また、前記第二のデューティー比は、少なくとも前記第一のデューティー比よりも前記トランジスタをオン状態とする時間が長くなるように設定されることを特徴とする。

また、前記第二のデューティー比は、前記電源の電圧値に応じて複数設定されていることを特徴とする。

本発明は、例えば車両用計器を照明する照明装置に関し、トランジスタのオン／オフ状態を切り換えることによって発光体を発光制御する照明装置に関するものであり、印加電圧が不安定な電源を用いる場合であっても、発光体の最大発光輝度を高く設定することが可能となるものである。

以下、本発明の実施形態を添付した図面に基づいて説明する。

図１は、周知のアナログ式の車両用計器の表示板の背面側に配置され、後方より前記表示板を照明する照明装置の制御回路を示している。かかる制御回路は、ＬＥＤ（発光体）１と、第一のトランジスタＱ１と、定電圧回路２と、電圧検出手段３と、制御手段４とから主に構成される。なお、Ｖｂはバッテリー電源であり、Ｒ１は制限抵抗である。

ＬＥＤ１は、照明装置の光源となるものであり、アノード側が定電圧回路２を介してバッテリー電源Ｖｂと接続され、カソード側が制限抵抗Ｒ１及び第一のトランジスタＱ１を介してグランドレベルに接地される。なお、ＬＥＤ１は複数設けられるものであっても良く、その場合、各ＬＥＤは互いに並列に接続される。

第一のトランジスタＱ１は、オン／オフ状態の切り換えによってＬＥＤ１の発光／非発光を制御するためのスイッチ手段となるものであり、コレクタ側が制限抵抗Ｒ１を介してＬＥＤ１のカソード側と接続され、エミッタ側がグランドレベルに接地され、ベース側が制御手段４の出力部に接続されている。

定電圧回路２は、バッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１が変動する場合であっても、バッテリー電源ＶｂからＬＥＤ１に印加される電圧値ｖ２を所定の設定値ｖ３（例えば１３．５Ｖ）以下に制限するためのものである。定電圧回路２は、第二のトランジスタＱ２と、バイアス抵抗Ｒ２と、ツェナーダイオードＤと、を有している。第二のトランジスタＱ２は、コレクタがバッテリー電源Ｖｂと接続されるとともにエミッタがＬＥＤ１のアノード側と接続され、ベースがバイアス抵抗Ｒ２とツェナーダイオードＤのカソードとの間に接続される。ツェナーダイオードＤは、カソード側がバイアス抵抗Ｒ２を介してバッテリー電源Ｖｂに接続されるとともにアノード側がグランドレベルに接地される。なお、定電圧回路２の回路構成は本実施の形態に限定されるものではない。また、設定値ｖ３は、バッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１が設定値ｖ３以上となる場合であっても設定値ｖ３と実際のバッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１との差分によって生じる熱が特別の放熱構造を必要とする程度にまで上昇しないように設定されることが好ましい。

電圧検出手段３は、バッテリー電源Ｖｂと接続され、バッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１の変動を検出するものである。電圧検出手段３は、バッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１の検出結果を検出信号として制御手段４に出力する。

制御手段４は、主としてマイクロコンピュータからなるものであり、電圧検出手段３からの検出信号を入力する入力部と所定の処理動作プログラムに基づいて第一のトランジスタＱ１のオン／オフ状態を制御する駆動波形信号（ＰＷＭ信号）を出力する出力ポートを有する入出力インターフェイスと、前記処理動作プログラムを実行するＣＰＵと、前記処理動作プログラム等が記憶されたＲＯＭ等から主に構成されている。

制御手段４は、電源検出手段３からの前記検出信号に基づいてバッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１を算出し、バッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１が定電圧回路２にて制限される設定値ｖ３以上であると判断される場合には、前記駆動波形信号を第一のデューティー比にて出力する。また、制御手段４は、バッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１が設定値ｖ３より小さいと判断される場合には、バッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１に応じて複数設定される第二のデューティー比にて前記駆動波形信号を出力する。ここで、図２を用いて具体的に説明すると、ＬＥＤ１に印加される電圧値（前記駆動波形信号におけるハイレベル電圧）ｖ２は、バッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１が設定値ｖ３より大きい場合であっても定電圧回路２による制限によって設定値ｖ３となっている。したがって、バッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１が設定値ｖ３以上である場合には、バッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１の値にかかわらず図３（ａ）に示す第一のデューティー比にて前記駆動波形信号を出力することでＬＥＤ１の発光輝度を略同一に保つことができる。また、バッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１が設定値ｖ３より小さい場合は、図２に示すように、ＬＥＤ１に印加される電圧値ｖ２は設定値ｖ３より小さい範囲で変動する電圧値ｖｘ（ｖｘ＜ｖ３）となる。そのため、バッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１が設定値ｖ３より小さい場合は、電圧値ｖｘに応じて複数設定される第二のデューティー比にて前記駆動波形信号を出力する。ここで、前記第二のデューティー比は、前記駆動波形信号のハイレベル電圧が設定値ｖ３よりも低くなる（電圧値ｖｘとなる）ことに対応するべく、図３（ｂ）に示すように少なくとも前記第一のデューティー比よりも第一のトランジスタＱ１をオン状態とする時間が長くなるように設定されるものである。すなわち、バッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１が設定値ｖ３より小さい場合は、前記駆動波形信号のデューティー比を変更することによって、バッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１の値にかかわらずＬＥＤ１の発光輝度を略一定に保つことが可能になる。

かかる照明装置は、第一のトランジスタＱ１のオン／オフ状態を切り換えることによってＬＥＤ１を発光制御する照明装置であって、バッテリー電源ＶｂからＬＥＤ１に印加される電圧を所定の設定値ｖ３以下に制限する定電圧回路２と、バッテリー電源Ｖｂの電圧を検出する電圧検出手段３と、電圧検出手段３によって検出される電源の電圧値ｖ１が設定値ｖ３以上の場合には第一のトランジスタＱ１に前記第一のデューティー比にて前記駆動波形信号を入力し、バッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１が設定値ｖ３よりも小さい場合には複数設定される前記第二のデューティー比にて前記駆動波形信号を入力してＬＥＤ１の発光輝度を略一定に保持する制御手段４と、を備えるものである。また、前記第二のデューティー比は、少なくとも前記第一のデューティー比よりも第一のトランジスタＱ１をオン状態とする時間が長くなるように設定されるものである。

すなわち、バッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１の変動範囲のうち比較的高い範囲においては定電圧回路２によって実際にＬＥＤ１に印加される電圧値ｖ２を設定値ｖ３に制限することでＬＥＤ１に高電流が流れることがなく、従来のデューティー比の変更のみでＬＥＤの発光輝度を調整する方法のようにＬＥＤに流れる電流を低く設定する必要がないのでＬＥＤ１の最大発光輝度を従来の方法よりも高く設定することが可能となる。また、バッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１の変動範囲のうち比較的低い範囲においては制御手段４によって第一のトランジスタＱ１に出力する前記駆動波形信号のデューティー比を変更すること（オン時間を長くすること）でＬＥＤ１の発光輝度を略一定に保つことができるため、定電圧回路２における設定値ｖ３を比較的高く設定することができる（例えば１３．５Ｖ）。したがって、実際のバッテリー電源Ｖｂの電圧値ｖ１との差分によって生じる熱が高温となることを抑制することができ、特別の放熱構造が不要となることから照明装置の製造コストを抑えることが可能となる。

本発明の実施の形態である照明装置の制御回路を示す図。同上照明装置における電源の電圧値とＬＥＤに印加される電圧値との関係を示す図。同上照明装置における駆動波形信号を示す図。

符号の説明

１ＬＥＤ（発光体）
２定電圧回路
３電圧検出手段
４制御手段
Ｄツェナーダイオード
Ｒ１制限抵抗
Ｒ２バイアス抵抗
Ｑ１第一のトランジスタ
Ｑ２第二のトランジスタ
Ｖｂバッテリー電源（電源）

Claims

トランジスタのオン／オフ状態を切り換えることによって発光体を発光制御する照明装置であって、
電源から前記発光体に印加される電圧を所定の設定値以下に制限する定電圧回路と、
前記電源の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段によって検出される前記電源の電圧値が前記設定値以上であるもしくは前記設定値より大きい場合には前記トランジスタに第一のデューティー比にて駆動波形信号を入力し、前記電源の電圧値が前記設定値よりも小さいもしくは前記設定値以下である場合には第二のデューティー比にて前記駆動波形信号を入力して前記発光体の発光輝度を略一定に保持する制御手段と、を備えてなることを特徴とする照明装置。
前記第二のデューティー比は、少なくとも前記第一のデューティー比よりも前記トランジスタをオン状態とする時間が長くなるように設定されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記第二のデューティー比は、前記電源の電圧値に応じて複数設定されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。