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WO2015156229A1 - 照明制御装置 - Google Patents

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Publication number
WO2015156229A1
WO2015156229A1 PCT/JP2015/060636 JP2015060636W WO2015156229A1 WO 2015156229 A1 WO2015156229 A1 WO 2015156229A1 JP 2015060636 W JP2015060636 W JP 2015060636W WO 2015156229 A1 WO2015156229 A1 WO 2015156229A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
duty ratio
pulse signal
ambient temperature
led
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/060636
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
満 河合
小林　吉久
Original Assignee
日本精機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本精機株式会社 filed Critical 日本精機株式会社
Publication of WO2015156229A1 publication Critical patent/WO2015156229A1/ja

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source

Definitions

  • the present invention relates to an illumination control device that controls lighting of a light emitting element such as an LED.
  • an illumination control device that controls lighting of a light emitting element such as an LED using a switching power supply has been used.
  • the LED When the voltage applied to the LED reaches the light emission start voltage, the LED has a property that the forward current flowing through the LED increases by an amount corresponding to the increase rate corresponding to the rate of increase of the voltage applied until then. There is.
  • the illumination control device feedback control is performed so that the forward current becomes the target value. Therefore, even if the forward current of the LED exceeds the target value, the forward current of the LED reaches the target value.
  • the LED lighting device described in Patent Document 1 uses a switching power supply until the applied voltage to the LED reaches a threshold value smaller than the light emission start voltage of the LED. It is operated with a pulse signal having a larger duty ratio than after reaching the threshold value.
  • the switching power supply is operated with a pulse signal having a smaller duty ratio than that until the voltage reaches the threshold value until the light emission start voltage is reached.
  • the rate of increase in the voltage applied to the LED is increased, and the voltage applied until the LED applied voltage reaches the threshold value is increased. Suppress than rate.
  • the LED has a property that the light emission start voltage increases as the ambient temperature of the LED decreases, and the light emission start voltage decreases as the ambient temperature of the LED increases.
  • the rate of increase of the applied voltage is controlled based only on the voltage applied to the LED regardless of the ambient temperature of the LED. Therefore, for example, the voltage may be applied to the LED at the same rate of increase both at a low temperature when the light emission start voltage increases and at a high temperature when the light emission start voltage decreases.
  • the light emission starting voltage increases at low temperatures, so it may take time until the LED emits light.
  • the increase rate of the applied voltage exceeds the increase rate corresponding to the temperature at that time, and flashing may occur when the LED starts to emit light.
  • the ambient temperature range of the LED becomes as large as about ⁇ 40 ° C. to 85 ° C.
  • the LED is controlled based on the ambient temperature of the LED, the above-described problem becomes significant.
  • the present invention has been made under the above circumstances, and provides a lighting control device capable of performing appropriate lighting control according to the ambient temperature even when the ambient temperature range of the light emitting element is wide. Objective.
  • an illumination control device includes: A light emitting element; A power supply unit for applying a DC voltage to the light emitting element; A temperature measuring unit for measuring the ambient temperature of the light emitting element; A control unit that controls a DC voltage applied to the light-emitting element by the power source unit according to the ambient temperature measured by the temperature measurement unit when the light-emitting element is switched from the off state to the on state. It is characterized by that.
  • FIG. 1 It is a conceptual diagram which shows how the mounting aspect to a vehicle of a HUD apparatus provided with the illumination control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, and a virtual image are imaged.
  • FIG. 1 It is a schematic block diagram of a HUD apparatus.
  • FIG. 1 It is a circuit diagram showing an example of the basic composition of the lighting control device concerning one embodiment of the present invention. It is a figure showing the relationship between the ambient temperature of LED, and the light emission start voltage. It is a figure showing the relationship between ambient temperature of LED, and the light emission start ON period according to ambient temperature.
  • the lighting control apparatus 100 (see FIG. 3) according to the present embodiment is a HUD (Head-Up Display) that displays vehicle information such as vehicle speed and engine speed on a windshield (windshield) 3 of the vehicle 2. The lighting of the light source in the apparatus 1 is controlled.
  • HUD Head-Up Display
  • the HUD device 1 is provided in the dashboard of the vehicle 2, and reflects the light (display light L) representing the display image for notifying the vehicle information by the windshield 3, thereby converting the virtual image V of the display image into the user 4. (Mainly the driver of the vehicle 2). Thereby, the user 4 can recognize vehicle information such as the vehicle speed and the engine speed without diverting his line of sight from the front during driving.
  • the HUD device 1 includes a liquid crystal display device 10, an optical system 20, a circuit board 40 including an illumination control device 100, and a housing 50.
  • the liquid crystal display device 10 displays a display image for informing vehicle information. That is, the liquid crystal display device 10 emits light representing the display image (display light L).
  • the liquid crystal display device 10 is composed of, for example, a known transmissive liquid crystal display device.
  • the liquid crystal display device 10 includes a light emitting element for illuminating the liquid crystal panel from the back side, for example, one or a plurality of LEDs (Light Emitting Diode).
  • the liquid crystal display device 10 emits light (display light L) representing a display image by the emitted light of the LED.
  • display light L In order to maintain the visibility of the displayed image, the LED needs to have a higher luminance as the surrounding environment becomes brighter (the higher the ambient illuminance).
  • the optical system 20 is provided in the optical path between the liquid crystal display device 10 and the windshield 3 so that the display image of the liquid crystal display device 10 is formed as a virtual image V at a desired position and in a desired size.
  • the optical system 20 according to this embodiment includes two reflecting members, a plane mirror 21 and a concave mirror 22.
  • the plane mirror 21 is disposed at a position for receiving the display light L from the liquid crystal display device 10 and reflects the incident display light L toward the concave mirror 22.
  • the concave mirror 22 emits the reflected light toward the windshield 3 by reflecting the display light L reflected by the plane mirror 21 on the concave surface. As a result, the size of the virtual image V to be connected becomes a size obtained by enlarging the display image.
  • the circuit board 40 is a printed circuit board in which a predetermined wiring pattern is formed on a plate-like base material made of a resin containing glass fiber.
  • the circuit board 40 is disposed, for example, on the side opposite to the display light L emission side of the liquid crystal display device 10.
  • the illumination control device 100 and LEDs are mounted on the same substrate, or each may be mounted on a separate substrate, and each substrate may be connected by a harness or the like.
  • the illumination control device 100 includes a control unit 101, an LED drive circuit (switching power supply unit) 102, an LED 103, a temperature detection circuit (temperature detection unit) 104, and an illuminance sensor (illuminance measurement unit). 105 and first and second storage units 106a and 106b.
  • the control unit 101 controls the lighting control device 100 in an integrated manner.
  • the control unit 101 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like, and is realized by the CPU executing a predetermined control program.
  • CPU Central Processing Unit
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • the control unit 101 acquires various types of vehicle information from a vehicle ECU (Electronic Control Unit).
  • vehicle information include information indicating whether the ignition signal is on or off.
  • the control unit 101 causes the LED drive circuit 102 to perform a switching operation.
  • the control unit 101 causes the LED drive circuit 102 to perform a dimming control signal to control the LED 103 and a reference voltage indicating a reference value (target value) of a current flowing through the LED 103. (PWM signal) is output.
  • PWM signal a reference voltage indicating a reference value (target value) of a current flowing through the LED 103.
  • the control unit 101 includes a reference voltage port P1 that outputs a reference voltage to the differential amplifier 102c, and a dimming signal port P2 that outputs a dimming signal to the AND circuit 102e and the knot circuit 102n.
  • the control unit 101 also includes an illuminance information port P3 that receives a voltage signal that represents the ambient illuminance of the HUD device 1 and a temperature information port P4 that receives a voltage signal that represents the ambient temperature of the LED 103.
  • the control unit 101 converts the voltage received at the temperature information port P4 into the ambient temperature, and converts the voltage received at the illuminance information port P3 into the ambient illuminance. For this purpose, the control unit 101 stores information indicating the relationship between the voltage and the ambient temperature and information indicating the relationship between the voltage and the ambient illuminance in the RAM or ROM of the controller 101.
  • control unit 101 is connected to a first storage unit 106a and a second storage unit 106b.
  • the first storage unit 106a stores information representing the relationship between the ambient temperature detected by the temperature detection circuit 104 and the first duty ratio.
  • the second storage unit 106b stores information representing the relationship between the ambient illuminance of the HUD device 1 detected by the illuminance sensor 105 and the second duty ratio.
  • the control unit 101 determines the first duty ratio from the ambient temperature, and determines the second duty ratio from the ambient illuminance.
  • the second duty ratio is a duty ratio that the dimming signal should take in order to control the effective applied voltage of the LED 103 in accordance with the ambient illuminance of the HUD device 1 detected by the illuminance sensor 105.
  • the first duty ratio is a duty ratio that should be taken by the dimming signal so as to quickly switch to the lighting state without causing flashing according to the ambient temperature of the LED 103 when the LED 103 is activated.
  • Information representing the relationship between the ambient temperature and the first duty ratio and information representing the relationship between the ambient illuminance and the second duty ratio are set based on, for example, experiments and simulations.
  • the LED drive circuit 102 is composed of an IC (Integrated Circuit) of a switching regulator type LED driver, for example.
  • the LED driving circuit 102 converts the input DC voltage V ⁇ b> 1 into a DC voltage having a target voltage value by a switching operation, and applies the DC voltage to the LED 103.
  • the LED driving circuit 102 includes a resistor 102a, a P-channel MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor) 102j, an inductor 102g, a Schottky barrier diode 102h, a capacitor 102i, an NPN transistor TR, and a resistor 102m.
  • the resistor 102a is a current detection resistor for detecting the current flowing through the LED 103, and one end of the resistor 102a is connected to the DC voltage source (for example, battery) V1 via the resistor 109.
  • the P-channel MOSFET 102j functions as a first switching circuit SW1 that turns on and off the current path of the LED 103.
  • the drain of the P-channel MOSFET 102j is connected to the anode of the LED 103, the gate of the P-channel MOSFET 102j is connected to the output terminal of the amplifier 102o, and the source of the P-channel MOSFET 102j is connected to the other end of the resistor 102a.
  • the first switching circuit SW1 is turned on / off in a relatively long cycle in response to the voltage level of the inverted signal of the dimming signal (PWM signal) output from the control unit 101.
  • the first switching circuit SW1 includes a varistor 102l connected between the gate and source of the P-channel MOSFET 102j.
  • the varistor 102l protects the P-channel MOSFET 102j from static electricity and surge voltage.
  • the diode 102k is a parasitic diode of the P-channel MOSFET 102j.
  • the LED 103 is an element that includes a PN junction surface and emits light when the PN junction surface is energized.
  • the anode of the LED 103 is connected to the drain of the P-channel MOSFET 102j, and the cathode is connected to one end of the inductor 102g and the capacitor 102i.
  • the inductor 102g is a switching inductor, and one end thereof is connected to the cathode of the LED 103 and one end of the capacitor 102i.
  • the Schottky barrier diode 102h has an anode connected to the other end of the inductor 102g and a cathode connected to one end of the resistor 102a and the other end of the capacitor 102i, and functions as a freewheeling diode.
  • the Schottky barrier diode 102h is used for high-speed switching, and is not limited to a Schottky barrier diode, and a fast recovery diode may be used.
  • the capacitor 102i has one end connected to one end of the inductor 102g and the other end connected to the cathode of the Schottky barrier diode 102h, and has a function of stabilizing (smoothing) the cathode voltage of the LED.
  • the transistor TR is composed of an NPN type transistor, and its collector is connected to a connection node between the other end of the inductor 102g and the anode of the Schottky barrier diode 102h, and is grounded through the resistor 102m. , And connected to the output terminal of the AND circuit 102e.
  • the transistor TR is turned on when the signal level of the output signal of the AND circuit 102e is high, and turned off when the signal level is low.
  • the transistor TR switches at a relatively high speed while the first switching circuit SW1 is on.
  • the second switching circuit SW2 that controls the current flowing through the LED 103 functions.
  • the differential amplifier 102d is a circuit that amplifies the voltage drop at the resistor 102m and outputs it as a bias voltage to the PWM signal generator 102f, and its non-inverting input terminal (+) is connected to the positive terminal of the resistor 102m.
  • the inverting input terminal ( ⁇ ) is connected to the negative terminal of the resistor 102m, and the output terminal is connected to the bias input terminal of the PWM signal generation unit 102f.
  • the differential amplifier 102b is a circuit that detects an actual current flowing through the LED 103, and its non-inverting input terminal (+) is connected to one end (plus-side terminal) of the resistor 102a, and its inverting input terminal ( ⁇ ) is a resistance. It is connected to the other end (terminal on the negative side) of 102a.
  • the differential amplifier 102c is an error amplifier that calculates a deviation ⁇ between the actual current flowing through the LED 103 indicated by the voltage signal output from the differential amplifier 102b and the reference current value (target current value) indicated by the reference voltage output from the control unit 101. It is.
  • the inverting input terminal ( ⁇ ) of the differential amplifier 102c is connected to the output terminal of the differential amplifier 102b, its non-inverting input terminal (+) is connected to the reference voltage port P1 of the control unit 101, and its output terminal is The PWM signal generator 102f is connected to the deviation input terminal.
  • the PWM signal generation unit 102f is a circuit that generates and outputs a PWM signal for switching the second switching circuit SW2 at a relatively high speed. More specifically, the PWM signal generation unit 102f controls the duty so that the deviation ⁇ becomes zero based on the deviation ⁇ output from the differential amplifier 102c and the bias voltage output from the differential amplifier 102d. The generated relatively high frequency PWM signal is output to one input terminal of the AND circuit 102e.
  • the AND circuit 102e is a circuit that generates a control signal for switching the second switching circuit SW2 at high speed while the first switching circuit SW1 is on.
  • the AND circuit 102e and the PWM signal output from the PWM signal generation unit 102f The logical product with the dimming signal output from the control unit 101 is obtained and applied to the base of the NPN transistor TR.
  • the knot circuit 102n inverts the signal level of the dimming signal from the dimming signal port P2, and outputs it to the input terminal of the amplifier 102o.
  • the amplifier 102o amplifies the dimming signal whose level has been inverted by the knot circuit 102n, and applies it to the gate of the P-channel MOSFET 102j constituting the first switching circuit SW1.
  • the temperature detection circuit 104 includes a series circuit of a resistor 104a and a thermistor 104b connected between a DC voltage source (for example, a battery) V2 and the ground.
  • the temperature detection circuit 104 outputs the divided voltage by the resistor 104a and the thermistor 104b to the temperature information port P4 as temperature information indicating the ambient temperature of the LED 103.
  • the illuminance sensor 105 measures the ambient illuminance of the HUD device 1 and inputs a voltage signal corresponding to the measured ambient illuminance to the illuminance information port P3 as illuminance information.
  • the dimming signal output from the control unit 101 will be described.
  • the dimming signal is a PWM signal.
  • the first switching circuit SW1 P-channel MOS transistor 102j
  • the second switching circuit SW2 is controlled to switch at high speed so that a current flows through the LED 103.
  • the duty of the dimming signal is basically determined by the ambient (environmental) illuminance in the usage environment. The brighter the surroundings, the greater the duty ratio. This is because the brightness of the LED of the HUD device 1 needs to be increased as the surroundings become brighter.
  • the relationship between the ambient illuminance of the HUD device 1 and the duty ratio is obtained in advance through experiments or the like and stored in the second storage unit 106b.
  • the control unit 101 obtains a second duty corresponding to the ambient illuminance obtained by the illuminance sensor 105 from the second storage unit 106b, and outputs a dimming signal having the obtained second duty ratio.
  • the LED 103 has a light emission start voltage (Vf) that increases as the ambient temperature (Temp) decreases, and a light emission start voltage that increases as the ambient temperature increases. It has the property of being small. That is, the LED 103 is less likely to be lit as the ambient temperature is lower, and is more likely to be lit as the temperature is higher.
  • Vf light emission start voltage
  • a plurality of ambient temperature information representing the ambient temperature and the dimming according to each ambient temperature are stored in the first storage unit 106a as the first pulse signal information.
  • Information on the regression line LI representing the relationship with the light emission start ON period information (hereinafter referred to as ON period information) representing the light emission start ON period (hereinafter referred to as ON period) which is the ON period of the signal is stored.
  • the unit of the light emission start ON period is expressed as a percentage, where one cycle of the dimming signal is defined as 100%.
  • the ON period means an ON period of a dimming signal necessary until the LED 103 starts to emit light at a certain ambient temperature
  • the ON period information is a first duty ratio corresponding to each ambient temperature. Is stored in the form of a regression line LI as the relationship with each ambient temperature information.
  • the first duty ratio is, for example, a value obtained by dividing the ON period represented by the ON period information by a numerical value of 2 or more (for example, a natural number of 2 or more (2, 3, 4,...)). It is a duty ratio. For example, when the result obtained by dividing the ON period obtained by applying the ambient temperature to the regression line LI by 2 is used as the first duty ratio, the dimming signal having the first duty ratio is applied twice, thereby Can be met.
  • the relationship shown in FIG. 5 is that the ambient temperature range of the LED is set within a range of about ⁇ 40 ° C. to 90 ° C. in consideration of the use environment of the HUD device 1, and no flash is generated from the LED 103.
  • the ON period of the dimming signal that can be quickly and smoothly switched to the lighting state is obtained by experiment.
  • the points plotted in FIG. 5 represent an appropriate ON period according to the ambient temperature.
  • the regression line LI is obtained by the present inventor by offsetting each ON period on average about 10% for a plurality of plotted points.
  • the regression line LI represents the relationship between the ambient temperature and the ON period, if the ambient temperature is known, the ON period during which the LED 103 can be appropriately switched to the lighting state is known.
  • the set 10% is set so that the regression line LI obtained by linearly approximating and offsetting a plurality of plotted points does not exceed the ON period of each plotted point in the entire temperature range.
  • the offset value is not limited to 10%.
  • the second storage unit 106b stores information on a regression line representing the relationship between the ambient illuminance of the HUD device 1 and the second duty ratio as the second pulse signal information. Based on this information, a second duty ratio corresponding to the ambient illuminance is set in advance.
  • the temperature detection circuit 104 has a divided voltage of [ ⁇ R2 / (R1 + R2) ⁇ ⁇ V2] where the DC voltage value of the DC current source V2 is V2, the resistance value of the resistor 104a is R1, and the resistance value of the thermistor 104b is R2. Is applied to the temperature information port P4.
  • the illuminance sensor 105 applies a voltage signal corresponding to the ambient illuminance of the HUD device 1 to the illuminance information port P3.
  • the control unit 101 executes a predetermined initialization process, and then executes a dimming signal generation / output process shown in the flowchart of FIG. 6 to output a dimming signal.
  • the dimming signal generation / output process will be described with reference to the timing charts of FIGS. 7 and 8, it is assumed that application of the DC voltage from the DC voltage source V1 to the control unit 101 is started at time T1.
  • the control unit 101 When starting the process, the control unit 101 first acquires the divided voltage received at the temperature information port P4 as temperature information, and acquires the voltage received at the illuminance information port P3 as illuminance information (step S1). The control unit 101 converts the voltage received at the temperature information port P4 into the ambient temperature, and converts the voltage received at the illuminance information port P3 into the ambient illuminance (step S1).
  • the control unit 101 refers to the first pulse signal information stored in the first storage unit 106a, obtains a first duty ratio according to the ambient temperature, and stores it in the second storage unit 106b. With reference to the second pulse signal information, a second duty ratio corresponding to the ambient illuminance is obtained (step S2). Note that, as described above, the first duty ratio obtained in step S2 is a duty ratio in which the value obtained by dividing the ON period according to the ambient temperature by 2 is the ON period.
  • control unit 101 compares the first duty ratio with the second duty ratio (step S3).
  • step S3 If it is determined that the second duty ratio is not greater than the first duty ratio (step S3; NO), the process proceeds to step S4. This means that in order to cause the LED 103 to emit light quickly, two pulses of the first pulse signal having a larger duty ratio than the second duty ratio corresponding to the ambient illuminance are output, and the voltage applied to the LED 103 is increased. ing.
  • the controller 101 continuously outputs two pulses of the first pulse signal having the first duty ratio from the dimming signal port P2 as shown at timing T2 in FIG. 7B (step S4).
  • step S5 When the control unit 101 outputs two pulses of the first pulse signal, the control unit 101 stops outputting the first pulse signal (step S5), and thereafter, the determination is made in step S2 as in the timing T3 in FIG. 7B.
  • a second pulse signal having the second duty ratio and having the same cycle as that of the first pulse signal is output from the dimming signal port P2 (step S6).
  • control unit 101 continues to output the second pulse signal as a dimming signal until the power is turned off.
  • step S3 when the control unit 101 determines in step S3 that the second duty ratio is larger than the first duty ratio (step S3; YES), it is better to output the second pulse without outputting the first pulse signal.
  • the LED 103 can be quickly switched to a lighting state.
  • control unit 101 skips steps S4 and S5 and outputs the second pulse signal having the second duty ratio determined in step S2 from the dimming signal port P2 (step S6).
  • control unit 101 continues to output the second pulse signal as a dimming signal until the power is turned off.
  • control unit 101 In parallel with the dimming signal generation / output process described above (or prior to the above process), the control unit 101 outputs a reference voltage indicating a reference value of a current flowing from the reference voltage port P1 to the LED 103 from the differential amplifier 102c. Output to the non-inverting input terminal (+).
  • the differential amplifier 102b measures a potential difference between both ends of the resistor 102a and outputs a voltage signal indicating a current flowing through the LED 103.
  • the differential amplifier 102c is the difference between the reference voltage output from the control unit 101 and the voltage output from the differential amplifier 102b, that is, the current actually flowing through the LED 103 detected by the resistor 102a and the LED current indicated by the reference voltage. And outputs this to the PWM signal generation unit 102f.
  • the PWM signal generation unit 102f converts a PWM signal whose frequency is sufficiently higher than the frequency of the dimming signal, as shown in FIG. 7C and FIG. Is output while adjusting the duty ratio so as to approach 0.
  • the AND circuit 102e calculates the logical product of the PWM signal and the dimming signal, and FIG. d) As shown in FIG. 8D, a PWM signal synchronized with the dimming signal is output. Thereby, the second switching circuit SW2 is switched at high speed.
  • the DC voltage source V1 ⁇ the capacitor 102i ⁇ the inductor 102g ⁇ second switching.
  • a first electric circuit of circuit SW2 ⁇ resistor 102m ⁇ ground is conducted.
  • the cathode voltage of the LED 103 becomes one terminal voltage of the capacitor 102i, and the anode voltage of the LED 103 becomes the DC voltage of the DC voltage source V1, so that a DC voltage is applied to the LED 103.
  • the first switching circuit SW1 When the dimming signal shown in FIG. 7B and FIG. 8B becomes low level, the first switching circuit SW1 is turned off and the output of the AND circuit 102e becomes low level. Turn off. As a result, the first electric circuit is interrupted, and the application of voltage to the LED 103 is also interrupted.
  • FIG. 7 shows an example in which charging starts at timing T2 and the charging voltage reaches the light emission start voltage Vf at timing T4.
  • FIG. 8 shows charging started at timing T2 and the charging voltage becomes the light emission start voltage Vf at timing T5. Indicates that this has been reached.
  • the AND circuit 102e outputs a low level signal
  • the switching circuit SW2 is turned off, and the second electric circuit is cut off.
  • a current flows through the third electric circuit of the inductor 102g ⁇ the Schottky barrier diode 102h ⁇ the resistor 102a ⁇ the first switching circuit SW1 ⁇ the LED 103 ⁇ the inductor 102g, and the LED 103 is continuously energized.
  • the same operation is repeated, and a constant current continues to flow through the LED 103.
  • the duty of the PWM signal is adjusted so that the amount of current matches the amount of current indicated by the reference voltage.
  • the switch circuits SW1 and SW2 are turned off, and the power supply to the LED 103 is stopped.
  • the switch circuit SW1 is turned off, the magnetic energy remaining in the inductor 102g moves to the capacitor 102i via the Schottky barrier diode 102h, and is stored in the form of electrostatic energy.
  • the switching circuit SW1 and the switching circuit SW2 Released when and are turned on.
  • the first pulse signal having the first duty ratio is 2 pulses as the dimming signal.
  • the PWM signal is at a high level, a voltage is applied to the LED 103 to charge the PN junction capacitance of the LED 103.
  • a second pulse signal having a second duty ratio defined by the dimming signal is output as the dimming signal.
  • the period for charging the PN junction capacitance of the LED 103 per certain period is longer than when only the second pulse having the second duty ratio is output as the dimming signal. For this reason, since the voltage applied to the PN junction of the LED 103 reaches the light emission start voltage Vf earlier than the case shown in FIG. 8, light emission starts earlier than the case shown in FIG.
  • the second duty ratio is longer than the first duty ratio, a second pulse signal having a second duty ratio corresponding to the ambient illuminance is output as the dimming signal from the beginning as the dimming signal. . This is to avoid the demerit that when the first pulse is applied even when the second duty ratio is larger, the start of light emission is delayed.
  • the control of the control unit 101 is more effective than the case where the first pulse signal and the second pulse signal having different cycles are output.
  • the burden is small.
  • the duty ratio may exceed 100%.
  • a pulse having a corresponding length may be applied over two or more cycles. For example, when applying a pulse with a duty ratio of 120%, applying a pulse of 100% in the first period and a pulse of 20% in the second period is the same as applying a pulse of 120%. At this time, 20% in the second cycle is compared with the second duty ratio, and if the second duty ratio is larger, the second pulse signal having the second duty ratio may be applied.
  • N pulses of 3 pulses or more for example, when the ON period corresponding to the ambient temperature shown in FIG. 5 is divided by N and the division value is larger than the duty ratio of the second pulse signal, the temperature The first pulse signal having a duty ratio corresponding to the duty ratio / N corresponding to is output as N pulses, and then the second pulse signal is output.
  • the first pulse signal may be continuously output until the voltage applied to the LED 103 reaches a certain value (threshold value).
  • the first storage unit 106a is different in that the first duty ratio is stored with a constant value according to the ambient temperature, that is, with a fixed value regardless of the ambient temperature.
  • the first duty ratio may be stored as a fixed value that does not depend on the ambient temperature, instead of the shape of the regression line LI described above.
  • the illumination control device 100A includes an applied voltage detection circuit 107 and a power supply voltage detection circuit 108, and the control unit 101 includes an applied voltage information port P5 and a power supply voltage information port P6.
  • the applied voltage detection circuit 107 includes a resistor 107a having one end connected to the cathode of the LED 103, a resistor 107b connected between the other end of the resistor 107a and the ground, and a voltage at a connection point between the resistors 107a and 107b. The voltage is applied to the applied voltage information port P5 of the control unit 101.
  • the power supply voltage detection circuit 108 includes a resistor 108a having one end connected to the DC voltage source V1, a resistor 108b connected between the other end of the resistor 108a and the ground, and a connection point between the resistors 108a and 108b. The voltage is applied to the power supply voltage information port P6 of the control unit 101.
  • a third storage unit 106c that stores the threshold value is further provided so that the control unit 101 can determine the threshold value.
  • the third storage unit 106 c stores information indicating a relationship with a threshold value that is in accordance with the ambient temperature and is greater than 0 and smaller than the light emission start voltage Vf of the LED 103.
  • This information for example, information on a regression line representing the relationship between the ambient temperature and the threshold value can be cited. Based on this information, a threshold value corresponding to the ambient temperature is set in advance.
  • a voltage divided by the resistors 107a and 107b of the applied voltage detection circuit 107 is output to the applied voltage information port P5.
  • the cathode voltage of the LED 103 is Va
  • the resistance value of the resistor 107a is R3
  • the resistance value of the resistor 107b is R4
  • the divided voltage [ ⁇ R4 / (R3 + R4) ⁇ ⁇ Va] is applied to the applied voltage information port P5. To be applied.
  • the divided voltage by the resistor 108a and the resistor 108b is output to the power supply voltage information port P6.
  • the DC voltage of the DC voltage source V1 is V1
  • the resistance value of the resistor 108a is R5
  • the resistance value of the resistor 108b is R6, the divided voltage of [ ⁇ R6 / (R5 + R6) ⁇ ⁇ V1] is the power supply voltage information. Applied to port P6.
  • the control unit 101 obtains the DC power supply voltage V1 from the divided voltage applied to the power supply voltage information port P6, obtains the cathode voltage of the LED 103 from the divided voltage applied to the applied voltage information port P5, and calculates the difference between them. It is regarded as an applied voltage of the LED 103.
  • the lighting control apparatus 100A starts the dimming signal generation / output process shown in the flowchart of FIG.
  • the control unit 101 acquires the voltage received at the temperature information port P4 as temperature information, and acquires the voltage received at the illuminance information port P3 as illuminance information (step S100). In addition, the control unit 101 converts the voltage received at the temperature information port P4 into ambient temperature, and converts the voltage received at the illuminance information port P3 into ambient illuminance (step S100).
  • the control unit 101 refers to the third storage unit 106c to determine a threshold value according to the ambient temperature (step S101). And the control part 101 judges the 1st duty ratio and the 2nd duty ratio according to ambient illuminance with reference to the 1st memory
  • the first duty ratio is not a fixed value as described here, but as described above, a value that changes according to the ambient temperature (for example, ON obtained by applying the ambient temperature to the regression line LI). (The first duty ratio obtained by dividing the period by 2).
  • control unit 101 compares the first duty ratio with the second duty ratio (step S103). If it is determined that the second duty ratio is not greater than the first duty ratio (step S103; NO), the control unit 101 drives the first pulse signal having the first duty ratio from the dimming signal port P2 to the LED. It outputs to the circuit 102 (step S104).
  • control unit 101 obtains the cathode voltage and the DC power supply voltage V1 of the LED 103 from the voltage applied to the applied voltage information port P5 and the voltage applied to the power supply voltage information port P6, and calculates the difference between the LED 103 and the LED 103.
  • the applied voltage is obtained.
  • it is determined whether or not the obtained difference has reached a threshold value (step S105). When it is determined that the difference has not reached the threshold (step S105; NO), the process returns to step S104 and continues to output the first pulse signal.
  • step S105 determines that the difference has reached the threshold value (step S105; YES)
  • the control unit 101 stops outputting the first pulse signal (step S106), and proceeds to step S107.
  • step S103 determines in step S103 that the second duty ratio is larger than the first duty ratio (step S103; YES)
  • the control unit 101 does not output the first pulse signal and proceeds to step S107. Transition.
  • step S107 the control unit 101 sequentially outputs the second pulse signal having the second duty ratio determined in step S102 and having the same cycle as that of the first pulse signal from the dimming signal port P2.
  • the control unit 101 continues step S107 until, for example, the ignition is turned off.
  • the lighting control apparatus 100A As described above, according to the lighting control apparatus 100A according to the present embodiment, after the output of the first pulse signal is started, the voltage applied to the LED 103 reaches a threshold value determined according to the ambient temperature of the LED 103. The first pulse signal is output, and then the output of the second pulse signal is started.
  • the lighting control of the LED 103 can be performed more efficiently according to the ambient temperature of the LED 103.
  • the LED drive circuit 102 constitutes a step-down converter that steps down the DC voltage from the DC voltage source V1, but the present invention is not limited to this example, and is not limited to this example.
  • a converter may be configured.
  • LED 103 only one LED 103 is provided.
  • the present invention is not limited to this example, and two or more LEDs may be provided in series or in parallel.
  • N LEDs When N LEDs are arranged in series, light emission starts when the applied voltage of all LEDs exceeds the emission start voltage Vf, and when N LEDs are arranged in parallel, Light emission is started sequentially from the LED whose voltage exceeds the light emission start voltage Vf.
  • the DC voltage source V 1 that supplies a DC voltage to the control unit 101 and the LED drive circuit 102 and the DC voltage source V 2 that applies a DC voltage to the temperature detection circuit 104 are provided separately.
  • the present invention is not limited to this example, and a DC voltage may be applied to the control unit 101, the LED drive circuit 102, and the temperature detection circuit 104 from the same DC voltage source V1.
  • the temperature detection circuit 104 uses the thermistor 104b, but the present invention is not limited to this example, and other elements capable of measuring temperature, such as a thermocouple, may be used. Further, the ambient temperature information may be obtained from the vehicle 2 side by communication. However, in this case, since the ambient temperature is not the LED 103, the control becomes more complicated.
  • the first pulse signal information is information representing the regression line LI.
  • the present invention is not limited to this example, and is information representing another shape, for example, information representing a curve shape. May be. Further, it may be in the form of table data or a function related to temperature.
  • the second duty ratio is set to a value according to the ambient illuminance of the HUD device 1, but the present invention is not limited to this example, and the second duty ratio is dimming in an operation unit (not shown) by the user.
  • the duty ratio may be ambient illuminance determined by the operation.
  • the ambient illuminance may be obtained by communication from the vehicle 2 side.
  • the duty ratio of the dimming signal when the LED 103 is started by adjusting the duty ratio of the dimming signal when the LED 103 is started, the increase in the applied voltage is accelerated and the light emission of the LED 103 is accelerated, but the PWM signal output from the PWM signal generation unit 102f By adjusting the duty ratio, it is possible to accelerate the increase of the applied voltage and accelerate the light emission of the LED 103.
  • an illumination control device 100B capable of speeding up the light emission of the LED by adjusting the duty ratio of the PWM signal output from the PWM signal generation unit 102f will be described with reference to FIGS.
  • control unit 101 outputs a duty control signal from the duty information port P7 to the PWM signal generation unit 102f.
  • the duty ratio of the duty control signal is stored in the first storage unit 106a in association with the ambient temperature.
  • the control unit 101 When the LED 103 is activated, the control unit 101 continues to output a dimming signal having a duty ratio corresponding to the illuminance measured by the illuminance sensor 105 as shown in FIG. In addition, when the LED 103 is activated, the control unit 101 controls the PWM signal generation unit 102f with a duty control signal from the duty information port P7, and the control information is shown in FIG. 12C according to the storage information of the first storage unit 106a.
  • a PWM signal having a larger duty ratio than that in the case where the LED 103 that is turned on is dimmed is set in a predetermined period, for example, i) a period until the dimming signal is output in N pulses, and ii) the PWM signal During the period of M pulses, output is performed until the applied voltage of the LED 103 exceeds the threshold value, and then a PWM signal having a duty ratio corresponding to the deviation ⁇ is output. Even with this method, the same effects as those of the above embodiment can be obtained.
  • the method of controlling the applied voltage on the PN junction surface of the LED 103 by PWM controlling the effective voltage applied to the LED 103 from the outside has been described, but the present invention is not limited to this example.
  • the configuration may be such that the effective voltage applied from the outside is controlled by PAM (Pulse Amplitude Modulation) control instead of PWM control.
  • PAM Pulse Amplitude Modulation
  • the difference between the DC power supply voltage V1 and the cathode voltage of the LED 103 is regarded as the voltage applied to the LED, but the present invention is not limited to this example.
  • a divided voltage by the resistors 107 a and 107 b in the voltage detection circuit 107 may be regarded as an applied voltage to the LED 103.
  • the voltage detection unit can be configured by the voltage detection circuit 107 and the control unit 101, and therefore the number of parts can be reduced as compared with the configuration of the voltage detection unit described above.
  • the present invention is suitable for switching the LED from the unlit state to the lit state.

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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

　発光素子の周囲温度の範囲が広い場合でも、周囲温度に応じた適切な点灯制御を行うことができるようにする。　照明制御装置１００は、発光素子１０３と、直流電圧を発光素子１０３に印加する電源部１０２と、発光素子１０３の周囲温度を計測する温度計測部１０４と、発光素子１０３を消灯状態から点灯状態に切り替える際に、温度計測部１０４によって計測された周囲温度に応じて、電源部１０２が発光素子１０３に印加する直流電圧を制御する制御部１０１と、を備える。

Description

照明制御装置
　本発明は、たとえばＬＥＤといった発光素子の点灯を制御する照明制御装置に関する。
　従来から、スイッチング電源を用いて、たとえばＬＥＤといった発光素子の点灯を制御する照明制御装置が使用されている。
　この種の照明制御装置では、ＬＥＤが消灯時にスイッチング電源が動作を開始すると、ＬＥＤに印加される電圧が徐々に上昇し、当該電圧がＬＥＤに予め定められた発光開始電圧に達すると、ＬＥＤを順方向電流が流れ始める。
　ＬＥＤには、ＬＥＤへの印加電圧が発光開始電圧に達したときには、それまでの間印加されていた電圧の上昇率に応じた上昇幅の分だけ、ＬＥＤを流れる順方向電流が増加するという性質がある。
照明制御装置では、順方向電流が目標値となるようなフィードバック制御が行われるので、ＬＥＤの順方向電流が目標値を上回っても、ＬＥＤの順方向電流が目標値に達する。
　その結果、ＬＥＤが消灯状態から点灯状態に切り替わるときには、一瞬ＬＥＤから閃光が生じ、その後、ＬＥＤが所定の周囲照度に落ち着くことになる。
　このような現象が生じるのを抑制するため、特許文献１記載のＬＥＤ点灯装置は、ＬＥＤへの印加電圧が、ＬＥＤの発光開始電圧よりも小さな閾値に達するまでは、スイッチング電源を、印加電圧が閾値に達した後よりも大きなデューティ比のパルス信号で動作させている。
　一方、ＬＥＤへの印加電圧が、閾値に達した後、発光開始電圧に達するまでは、印加電圧が閾値に達するまでよりも小さなデュ－ティ比のパルス信号で、スイッチング電源を動作させている。
　これにより、ＬＥＤの印加電圧が閾値に達してから、発光開始電圧に達するまでの間は、ＬＥＤに印加する電圧の上昇率を、ＬＥＤへの印加電圧が閾値に達するまでの当該印加電圧の上昇率よりも抑制する。
　その結果、ＬＥＤの印加電圧が発光開始電圧に達したときの順方向電流の上昇幅が抑制されるので、ＬＥＤが消灯状態から点灯状態に切り替わるときの閃光の発生が抑制される。
特開２０１３－６９７６６号公報
　ＬＥＤには、ＬＥＤの周囲温度が小さくなるほど、発光開始電圧が大きくなり、ＬＥＤの周囲温度が大きくなるほど、発光開始電圧が小さくなるという性質がある。
　上記した特許文献１記載のＬＥＤ点灯回路では、ＬＥＤの周囲温度に関わらず、ＬＥＤへの印加電圧にのみ基づいて印加電圧の上昇率がコントロールされる。そのため、たとえば、発光開始電圧が大きくなる低温時、及び、発光開始電圧が小さくなる高温時の両者において、同一の上昇率でＬＥＤに電圧が印加される場合がある。
　低温時及び高温時の両者において同一の上昇率で印加電圧を上昇させた場合、低温時には発光開始電圧が大きくなるので、ＬＥＤの発光までに時間がかかることがある。一方で、高温時には発光開始電圧が小さくなるので、印加電圧の上昇率がそのときの温度に応じた上昇率を超えてしまい、ＬＥＤが発光を開始する際に閃光が生じることがある。
　ＬＥＤが、車内の機器、たとえば、ＨＵＤ（Head-Up Display；ヘッドアップディスプレイ）装置で使用される場合、ＬＥＤの周囲温度の範囲が、およそ－４０℃～８５℃と大きくなる。このような場合、特にＬＥＤの周囲温度に基づいてＬＥＤを制御しないと、上述のような問題が顕著となる。
　本発明は、上述の事情の下になされたもので、発光素子の周囲温度の範囲が広い場合でも、周囲温度に応じた適切な点灯制御を行うことが可能な照明制御装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明に係る照明制御装置は、
　発光素子と、
　直流電圧を前記発光素子に印加する電源部と、
　前記発光素子の周囲温度を計測する温度計測部と、
　前記発光素子を消灯状態から点灯状態に切り替える際に、前記温度計測部によって計測された前記周囲温度に応じて、前記電源部が前記発光素子に印加する直流電圧を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、発光素子の周囲温度の範囲が広い場合でも、周囲温度に応じた適切な点灯制御を行うことができる。
本発明の一実施形態に係る照明制御装置を備えるＨＵＤ装置の車両への搭載態様及び虚像がどのように結像されるかを示す概念図である。 ＨＵＤ装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る照明制御装置の基本構成の一例を表す回路図である。 ＬＥＤの周囲温度と発光開始電圧との関係を表す図である。 ＬＥＤの周囲温度と、周囲温度に応じた発光開始ＯＮ期間との関係を表す図である。 図３に示す照明制御装置の基本動作の一例を示したフローチャートである。 図３に示す照明制御装置の基本動作を説明するためのタイミングチャートである。 従来の照明制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る照明制御装置の基本構成の他の例を表す回路図である。 図９の照明制御装置の基本動作の一例を示したフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る照明制御装置の基本構成のさらに他の例を表す回路図である。 図１１の照明制御装置の基本動作を説明するためのタイミングチャートである。
　以下、本発明の実施形態に係る照明制御装置を、図面を参照して説明する。
　本実施の形態に係る照明制御装置１００（図３参照）は、車速やエンジン回転数などといった車両情報を車両２のウインドシールド（フロントガラス）３に映し出すＨＵＤ（Head-Up Display；ヘッドアップディスプレイ）装置１内の光源の点灯を制御する。
　ＨＵＤ装置１は、車両２のダッシュボード内に設けられ、車両情報を報知するための表示画像を表す光（表示光Ｌ）をウインドシールド３で反射させることにより、表示画像の虚像Ｖをユーザー４（主に、車両２の運転者）に視認させる。これにより、ユーザー４は、運転中に前方から視線を逸らさずに、車速やエンジン回転数などといった車両情報を認識することができる。
　ＨＵＤ装置１は、図２に示すように、液晶表示装置１０と、光学系２０と、照明制御装置１００を含む回路基板４０と、ハウジング５０と、を備える。
　液晶表示装置１０は、車両情報を報知するための表示画像を表示する。つまり、液晶表示装置１０は、表示画像を表す光（表示光Ｌ）を出射する。液晶表示装置１０は、例えば、公知の透過型の液晶表示装置から構成されている。
　液晶表示装置１０は、液晶パネルを裏側から照らすための発光素子、たとえば、１又は複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備える。ＬＥＤの出射光によって、液晶表示装置１０は、表示画像を表す光（表示光Ｌ）を出射する。ＬＥＤは、表示画像の視認性を維持するため、周囲環境が明るい程（環境照度が高い程）、その輝度を大きくする必要がある。
　光学系２０は、液晶表示装置１０の表示画像が、所望の位置に、所望の大きさで、虚像Ｖとして結ばれるように、液晶表示装置１０とウインドシールド３との間の光路に設けられる。本実施形態に係る光学系２０は、平面鏡２１及び凹面鏡２２の２つの反射部材から構成されている。
　平面鏡２１は、液晶表示装置１０からの表示光Ｌを受ける位置に配置されており、入射した表示光Ｌを凹面鏡２２に向けて反射させる。凹面鏡２２は、平面鏡２１で反射した表示光Ｌを、凹面で反射させることで、反射光をウインドシールド３に向かって出射する。これにより、結ばれる虚像Ｖの大きさは、表示画像が拡大された大きさのものになる。
　回路基板４０は、ガラス繊維を含む樹脂等からなる板状の基材に、所定の配線パターンが形成されたプリント回路板である。回路基板４０は、例えば、液晶表示装置１０の表示光Ｌの出射側とは反対側に配設されている。回路基板４０には、照明制御装置１００及びＬＥＤが実装されている。なお、照明制御装置１００とＬＥＤとは同一基板上に実装されていてもよいし、各々が別の基板に実装され、それぞれの基板がハーネス等で接続されていてもよい。
　照明制御装置１００は、図３に示すように、制御部１０１と、ＬＥＤ駆動回路（スイッチング電源部）１０２と、ＬＥＤ１０３と、温度検出回路（温度検出部）１０４と、照度センサ（照度計測部）１０５と、第１及び第２の記憶部１０６ａ、１０６ｂと、を備える。
　制御部１０１は、照明制御装置１００を統括的に制御する。制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成され、ＣＰＵが所定の制御プログラムを実行することにより実現される。
　制御部１０１は、車両用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）から車両の各種情報を取得する。車両の各種情報は、イグニッション信号のオン或いはオフを表す情報を含む。
　制御部１０１は、ＬＥＤ駆動回路１０２にスイッチング動作をさせるため、ＬＥＤ駆動回路１０２に、ＬＥＤ１０３に流す電流の基準値（目標値）を示す基準電圧と、ＬＥＤ１０３を調光制御するための調光信号（ＰＷＭ信号）を出力する。また、ＬＥＤ駆動回路１０２のスイッチング動作を制御するため、照度センサ１０５からの照度情報と、温度検出回路１０４からの温度情報とを受け付ける。
　制御部１０１は、基準電圧を差動増幅器１０２ｃに出力する基準電圧ポートＰ１と、調光信号をアンド回路１０２ｅとノット回路１０２ｎとに出力する調光信号ポートＰ２とを備える。また、制御部１０１は、ＨＵＤ装置１の周囲照度を表す電圧信号を受け付ける照度情報ポートＰ３と、ＬＥＤ１０３の周囲温度を表す電圧信号を受け付ける温度情報ポートＰ４とを備える。
　制御部１０１は、温度情報ポートＰ４で受け付けた電圧を周囲温度に換算し、照度情報ポートＰ３で受け付けた電圧を周囲照度に換算する。そのために、制御部１０１は、自身が有するＲＡＭやＲＯＭに、電圧と周囲温度との関係を表す情報、及び、電圧と周囲照度との関係を表す情報を記憶している。
　さらに、制御部１０１には、第１記憶部１０６ａと第２記憶部１０６ｂとが接続されている。第１記憶部１０６ａは、温度検出回路１０４により検出された周囲温度と第１デューティ比との関係を表す情報を記憶している。第２記憶部１０６ｂは、照度センサ１０５で検出されたＨＵＤ装置１の周囲照度と第２デューティ比との関係を表す情報が記憶されている。制御部１０１は、周囲温度から第１デューティ比を判別し、周囲照度から第２デューティ比を判別する。
　ここで、第２デューティ比は、ＬＥＤ１０３の実効印加電圧を、照度センサ１０５で検出されたＨＵＤ装置１の周囲照度に応じて制御するために、調光信号がとるべきデューティ比である。一方、第１デューティ比は、ＬＥＤ１０３の起動時に、ＬＥＤ１０３の周囲温度に応じて閃光を生じさせることなく且つ迅速に点灯状態に切り替えるように、調光信号がとるべきデューティ比である。周囲温度と第１デューティ比との関係を表す情報、及び、周囲照度と第２デューティ比との関係を表す情報は、例えば、実験、シミュレーション等に基づいて設定される。
　ＬＥＤ駆動回路１０２は、例えば、スイッチングレギュレータ型ＬＥＤドライバのＩＣ（Integrated Circuit）からなる。ＬＥＤ駆動回路１０２は、入力された直流電圧Ｖ１を、スイッチング動作によって、目標電圧値の直流電圧に変換し、その直流電圧をＬＥＤ１０３に印加する。
　ＬＥＤ駆動回路１０２は、抵抗１０２ａと、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）１０２ｊと、インダクタ１０２ｇと、ショットキーバリアダイオード１０２ｈと、コンデンサ１０２ｉと、ＮＰＮトランジスタＴＲと、抵抗１０２ｍと、差動増幅器１０２ｂ～１０２ｄと、アンド回路１０２ｅと、ＰＷＭ信号生成部１０２ｆと、ノット回路１０２ｎと、増幅器１０２ｏと、を備える。
　抵抗１０２ａは、ＬＥＤ１０３に流れる電流を検出するための電流検出抵抗であり、その一端が抵抗１０９を介して、直流電圧源（たとえば、バッテリ）Ｖ１に接続されている。
　ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１０２ｊは、ＬＥＤ１０３の電流路をオンオフする第１のスイッチング回路ＳＷ１として機能する。ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１０２ｊのドレインがＬＥＤ１０３のアノードに接続され、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１０２ｊのゲートが増幅器１０２ｏの出力端に接続され、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１０２ｊのソースが抵抗１０２ａの他端に接続されている。第１スイッチング回路ＳＷ１は、制御部１０１から出力される調光信号（ＰＷＭ信号）の反転信号の電圧レベルに応答して、相対的に長い周期でオンオフする。
　第１スイッチング回路ＳＷ１は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１０２ｊのゲート－ソース間に接続されたバリスタ１０２ｌを備える。バリスタ１０２ｌは、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１０２ｊを静電気やサージ電圧から保護する。なお、ダイオード１０２ｋは、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１０２ｊの寄生ダイオードである。
　ＬＥＤ１０３は、ＰＮ接合面を備え、ＰＮ接合面を通電することにより発光する素子である。ＬＥＤ１０３のアノードは、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１０２ｊのドレインに接続されており、カソードは、インダクタ１０２ｇとコンデンサ１０２ｉの一端に接続されている。
　インダクタ１０２ｇは、スイッチング用のインダクタであり、その一端は、ＬＥＤ１０３のカソードとコンデンサ１０２ｉの一端とに接続されている。
　ショットキーバリアダイオード１０２ｈは、そのアノードがインダクタ１０２ｇの他端に接続され、カソードは、抵抗１０２ａの一端とコンデンサ１０２ｉの他端とに接続されており、環流ダイオードとして機能する。なお、ショットキーバリアダイオード１０２ｈは高速スイッチング用途であり、ショットキーバリアダイオードに限らず、ファストリカバリーダイオードを使用しても良い。
　コンデンサ１０２ｉは、一端がインダクタ１０２ｇの一端に接続され、他端がショットキーバリアダイオード１０２ｈのカソードに接続され、ＬＥＤのカソード電圧を安定 (平滑) させる機能を持つ。
　トランジスタＴＲは、ＮＰＮ型のトランジスタから構成され、そのコレクタは、インダクタ１０２ｇの他端とショットキーバリアダイオード１０２ｈのアノードとの接続ノードに接続され、抵抗１０２ｍを介して、エミッタ接地され、そのベースは、アンド回路１０２ｅの出力端に接続されている。
　トランジスタＴＲは、アンド回路１０２ｅの出力信号の信号レベルがハイレベルのときにオン、ローレベルのときにオフし、第１のスイッチング回路ＳＷ１がオンしている期間に、相対的に高速でスイッチングして、ＬＥＤ１０３を流れる電流を制御する第２スイッチング回路ＳＷ２として機能する。
　差動増幅器１０２ｄは、抵抗１０２ｍでの電圧降下を増幅して、バイアス電圧としてＰＷＭ信号生成部１０２ｆに出力する回路であり、その非反転入力端子（＋）は抵抗１０２ｍのプラス側の端子に接続され、その反転入力端子（－）は抵抗１０２ｍのマイナス側の端子に接続され、その出力端子は、ＰＷＭ信号生成部１０２ｆのバイアス入力端に接続されている。
　差動増幅器１０２ｂは、ＬＥＤ１０３を流れる実電流を検出する回路であり、その非反転入力端子（＋）は抵抗１０２ａの一端（プラス側の端子）に接続され、その反転入力端子（－）は抵抗１０２ａの他端（マイナス側の端子）に接続されている。
　差動増幅器１０２ｃは、差動増幅器１０２ｂが出力する電圧信号が示すＬＥＤ１０３を流れる実電流と、制御部１０１が出力する基準電圧が示す基準電流値（目標電流値）との偏差εを求めるエラーアンプである。差動増幅器１０２ｃの反転入力端子（－）は、差動増幅器１０２ｂの出力端に接続され、その非反転入力端子（＋）は、制御部１０１の基準電圧ポートＰ１に接続され、その出力端子は、ＰＷＭ信号生成部１０２ｆの偏差入力端に接続されている。
　ＰＷＭ信号生成部１０２ｆは、第２スイッチング回路ＳＷ２を比較的高速にスイッチングするためのＰＷＭ信号を生成・出力する回路である。より具体的には、ＰＷＭ信号生成部１０２ｆは、差動増幅器１０２ｃから出力される偏差εと差動増幅器１０２ｄから出力されるバイアス電圧とに基づいて、偏差εが０となるようにデューティが制御された相対的に高周波数のＰＷＭ信号を生成し、アンド回路１０２ｅの一方の入力端に出力する。
　アンド回路１０２ｅは、第１スイッチング回路ＳＷ１がオンしている期間に、第２スイッチング回路ＳＷ２を高速にスイッチングするための制御信号を生成する回路であり、ＰＷＭ信号生成部１０２ｆの出力するＰＷＭ信号と、制御部１０１から出力される調光信号との論理積を取って、ＮＰＮトランジスタＴＲのベースに印加する。
　ノット回路１０２ｎは、調光信号ポートＰ２からの調光信号の信号レベルを反転させ、増幅器１０２ｏの入力端子に出力する。増幅器１０２ｏは、ノット回路１０２ｎによってレベル反転した調光信号を増幅して、第１スイッチング回路ＳＷ１を構成するＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１０２ｊのゲートに印加する。
　温度検出回路１０４は、直流電圧源（たとえばバッテリ）Ｖ２とグランドとの間に接続された抵抗１０４ａとサーミスタ１０４ｂとの直列回路を備える。温度検出回路１０４は、抵抗１０４ａとサーミスタ１０４ｂとによる分圧電圧を、ＬＥＤ１０３の周囲温度を表す温度情報として、温度情報ポートＰ４に出力する。
　照度センサ１０５は、ＨＵＤ装置１の周囲照度を測定し、測定した周囲照度に対応する電圧信号を照度情報として、照度情報ポートＰ３に入力する。
　制御部１０１から出力される調光信号について説明する。
　調光信号は、ＰＷＭ信号であり、このＰＷＭ信号がハイレベルのときに、第１スイッチング回路ＳＷ１（ＰチャネルＭＯＳトランジスタ１０２ｊ）がオンし、ＬＥＤ１０３の電流路が導通する。第１スイッチング回路ＳＷ１がオンしている期間に、第２のスイッチング回路ＳＷ２が高速でスイッチングして、ＬＥＤ１０３に電流を流すように制御する。
　調光信号のデューティは、基本的には、使用環境における周囲（環境）照度により定まる。周囲が明るい程、デューティ比は大きくなる。これは、周囲が明るい程、ＨＵＤ装置１のＬＥＤの輝度を大きくする必要があるからである。ＨＵＤ装置１の周囲照度とデューティ比との関係は、例えば、実験等により予め求められ、第２記憶部１０６ｂに記憶されている。制御部１０１は、照度センサ１０５が求めた周囲照度に対応する第２デューティを第２記憶部１０６ｂから求め、求めた第２デューティ比を有する調光信号を出力する。
　一方、従来技術の項で説明したように、ＬＥＤ１０３は、図４に示すように、周囲温度（Ｔｅｍｐ）が小さいほど、発光開始電圧（Ｖｆ）が大きく、周囲温度が大きいほど、発光開始電圧が小さいという特性を有する。つまり、ＬＥＤ１０３は、周囲温度が低いほど点灯しにくく、高温であるほど点灯しやすい。
　このため、ＬＥＤ１０３の起動時には、ＬＥＤ１０３の周囲温度に応じて、ＬＥＤ１０３の印加電圧の上昇率を変化させる制御を行うことが必要となる。
　この制御を可能とするため、第１記憶部１０６ａに、第１パルス信号情報として、図５に示すように、周囲温度を表す複数の周囲温度情報と、各々の周囲温度に応じた、調光信号のＯＮ期間である発光開始ＯＮ期間（以下、ＯＮ期間と呼ぶ）を表す発光開始ＯＮ期間情報（以下、ＯＮ期間情報と呼ぶ）との関係を表す回帰直線ＬＩの情報が記憶されている。
　以降の計算を簡易にするため、発光開始ＯＮ期間の単位を、調光信号の周期１周期分を１００％とした、パーセントで示す。
　ここで、ＯＮ期間とは、或る周囲温度でＬＥＤ１０３が発光開始するまでに必要な調光信号のＯＮ期間を意味しており、ＯＮ期間情報は、各々の周囲温度に応じた第１デューティ比に関する第１デューティ比情報として、各々の周囲温度情報との関係として、回帰直線ＬＩの形で記憶されている。
　第１デューティ比は、たとえば、ＯＮ期間情報で表されるＯＮ期間を２以上の数値（たとえば、２以上の自然数（２、３、４、・・・））で除算して得られた値のデューティ比である。たとえば、周囲温度を回帰直線ＬＩに適用して得られるＯＮ期間を２で除算した結果を第１デューティ比として使用した場合、第１デューティ比の調光信号を２回印加することで、ＯＮ期間を満たすことができる。
　図５に示す関係は、ＨＵＤ装置１の使用環境を考慮して、ＬＥＤの周囲温度の範囲を、およそ－４０℃～９０℃の範囲内にして、ＬＥＤ１０３から閃光を生じさせることなく、且つＬＥＤ１０３をスムースに迅速に点灯状態に切り替えることのできる調光信号のＯＮ期間を実験により求めたものである。
図５においてプロットされた点は、周囲温度に応じた適切なＯＮ期間を表している。回帰直線ＬＩは、本願発明者が、プロットされた複数の点について、各々のＯＮ期間を、平均しておよそ１０％オフセットすることによって得られたものである。
この回帰直線ＬＩは、周囲温度とＯＮ期間との関係を表しているので、周囲温度が判れば、適切にＬＥＤ１０３を点灯状態に切り替えることができるＯＮ期間が判る。ここで、設定された１０％は、プロットされた複数の点に直線近似しオフセットして得られた回帰直線ＬＩが、全温度領域で、プロットされた各点のＯＮ期間を超えないよう設定された値であり、オフセット値は１０％に限らない。
　また、図示はしていないが、第２記憶部１０６ｂには、第２パルス信号情報として、ＨＵＤ装置１の周囲照度と第２デューティ比との関係を表す回帰直線の情報が記憶されている。この情報によって、周囲照度に応じた第２デューティ比が予め設定されている。
　以下、制御部１０１による照明制御動作について、図３、及び図６～図８を用いて説明する。
　イグニッションスイッチがオンされると、各部に電源電圧が供給され、制御部１０１、温度検出回路１０４、照度センサ１０５等が動作を開始する。
　温度検出回路１０４は、直流電流源Ｖ２の直流電圧値をＶ２、抵抗１０４ａの抵抗値をＲ１、サーミスタ１０４ｂの抵抗値をＲ２とすると、［｛Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）｝×Ｖ２］の分圧電圧を、温度情報ポートＰ４に印加する。また、照度センサ１０５は、照度情報ポートＰ３に、ＨＵＤ装置１の周囲照度に応じた電圧信号を照度情報ポートＰ３に印加する。
　一方、制御部１０１は、電源の供給に応答して、所定の初期化処理を実行した後、図６のフローチャートに示す調光信号生成・出力処理を実行し、調光信号を出力する。この調光信号生成・出力処理を、図７、図８のタイミングチャートを参照して説明する。なお、図７、図８では、時刻Ｔ１に、制御部１０１への直流電圧源Ｖ１からの直流電圧の印加が開始されたと仮定している。
　制御部１０１は、処理を開始すると、まず、温度情報ポートＰ４で受け付けた分圧電圧を温度情報として取得し、照度情報ポートＰ３で受け付けた電圧を照度情報として取得する（ステップＳ１）。制御部１０１は、温度情報ポートＰ４で受け付けた電圧を周囲温度に換算し、照度情報ポートＰ３で受け付けた電圧を周囲照度に換算する（ステップＳ１）。
　次に、制御部１０１は、第１記憶部１０６ａに記憶されている第１パルス信号情報を参照して、周囲温度に応じた第１デューティ比を求め、第２記憶部１０６ｂに記憶されている第２パルス信号情報を参照して、周囲照度に応じた第２デューティ比を求める（ステップＳ２）。なお、ステップＳ２で求められる第１デューティ比は、先述したように、周囲温度に応じたＯＮ期間を２で除算して得られた値がＯＮ期間であるデューティ比である。
　次に、制御部１０１は、第１デューティ比の大きさと第２デューティ比の大きさとを比較する（ステップＳ３）。
　第２デューティ比が第１デューティ比よりも大きくないと判断した場合には（ステップＳ３；ＮＯ）、処理はステップＳ４に進む。これは、ＬＥＤ１０３を迅速に発光させるために、周囲照度に対応した第２デューティ比よりも、大きなデューティ比の第１パルス信号を２パルス出力し、ＬＥＤ１０３に印加する電圧を大きくすることを意味している。
　制御部１０１は、図７（ｂ）のタイミングＴ２に示すように、第１デューティ比のデューティ比を有する第１パルス信号を調光信号ポートＰ２から２パルス続けて出力する（ステップＳ４）。
　制御部１０１は、第１パルス信号を２パルス出力すると、第１パルス信号の出力を停止し（ステップＳ５）、以後は、図７（ｂ）のタイミングＴ３のように、ステップＳ２で判断された第２デューティ比を有し、第１パルス信号の周期と同じ周期の第２パルス信号を、調光信号ポートＰ２から出力する（ステップＳ６）。
　以後、制御部１０１は、電源がオフされるまで、調光信号として、第２パルス信号を出力し続ける。
　一方、制御部１０１は、ステップＳ３において、第２デューティ比が第１デューティ比よりも大きいと判断した場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、第１パルス信号を出力せずに第２パルスを出力したほうが、迅速にＬＥＤ１０３を点灯状態に切り替えることができる。
　従って、制御部１０１は、ステップＳ４，Ｓ５をスキップして、ステップＳ２で判断された第２デューティ比を有する第２パルス信号を、調光信号ポートＰ２から出力する（ステップＳ６）。
　以後、制御部１０１は、電源がオフされるまで、調光信号として、第２パルス信号を出
力し続ける。
　制御部１０１は、上述の調光信号生成・出力処理と並行して(または、前記処理に先立って)、基準電圧ポートＰ１から、ＬＥＤ１０３に流す電流の基準値を示す基準電圧を差動増幅器１０２ｃの非反転入力端子（＋）に出力する。
　また、差動増幅器１０２ｂは、抵抗１０２ａの両端の電位差を測定し、ＬＥＤ１０３を流れる電流を示す電圧信号を出力する。差動増幅器１０２ｃは、制御部１０１が出力した基準電圧と差動増幅器１０２ｂの出力する電圧との差分、即ち、基準電圧が示すＬＥＤ電流と抵抗１０２ａで検出されたＬＥＤ１０３を実際に流れている電流との偏差εを求め、これをＰＷＭ信号生成部１０２ｆに出力する。
　ＰＷＭ信号生成部１０２ｆは、電源がオンされた後には、図７（ｃ）、図８（ｃ）に例示するように、周波数が調光信号の周波数よりも十分に高いＰＷＭ信号を、偏差εが０に近づくようにデューティ比を調整しつつ出力する。
　この状態で、制御部１０１から、前述のステップＳ４又はＳ６で、ハイレベルの調光信号が出力されると、アンド回路１０２ｅは、ＰＷＭ信号と調光信号の論理積を取って、図７（ｄ）、図８（ｄ）に示すように、調光信号に同期したＰＷＭ信号が出力される。これにより、第２スイッチング回路ＳＷ２が高速にスイッチングされる。
　ハイレベルの調光信号により第１スイッチング回路ＳＷ１がオンし、アンド回路１０２ｅからのハイレベルのＰＷＭ信号により第２スイッチ回路ＳＷ２がオンすると、直流電圧源Ｖ１→コンデンサ１０２ｉ→インダクタ１０２ｇ→第２スイッチング回路ＳＷ２→抵抗１０２ｍ→グランドという第１電路が導通する。このとき、ＬＥＤ１０３のカソード電圧がコンデンサ１０２ｉの一方の端子電圧となり、ＬＥＤ１０３のアノード電圧が直流電圧源Ｖ１の直流電圧となるので、ＬＥＤ１０３に直流電圧が印加される。
　ただし、当初は、ＬＥＤ１０３のＰＮ接合面に存在する接合容量の充電量が０であるため、ＬＥＤ１０３のＰＮ接合面に印加される電圧が発光開始電圧Ｖｆに達しない。このため、ＬＥＤ１０３は導通せず、接合容量を充電されるだけで、電流は流れない。
　一方、アンド回路１０２ｅに入力されるＰＷＭ信号がローレベルになると、アンド回路１０２ｅの出力がローレベルとなり、第２スイッチング回路ＳＷ２がオフする。これにより、第１電路が遮断され、ＬＥＤ１０３への電圧の印加も中断する。調光信号がハイレベルの間は、以後同様の動作を繰り返す。
　図７（ｂ）、図８（ｂ）に示す調光信号がローレベルになると、第１スイッチング回路ＳＷ１がオフし、アンド回路１０２ｅの出力がローレベルとなることから、第２スイッチング回路ＳＷ２もオフする。これにより、第１電路が遮断され、ＬＥＤ１０３への電圧の印加も中断する。
　以後、調光信号とＰＷＭ信号の信号レベルに応じて同様の動作が繰り返され、ＬＥＤ１０３のＰＮ接合容量が徐々に充電されていく。
　その後、ＬＥＤ１０３のＰＮ接合容量の充電電圧が発光開始電圧Ｖｆに達すると、ＬＥＤ１０３が導通し、直流電圧源Ｖ１→抵抗１０２ａ→第１スイッチング回路ＳＷ１→ＬＥＤ１０３→インダクタ１０２ｇ→第２スイッチング回路ＳＷ２→抵抗１０２ｍ→グランドという第２電路をＬＥＤ電流が流れ、ＬＥＤ１０３が発光する。図７は、タイミングＴ２で充電が開始され、タイミングＴ４で充電電圧が発光開始電圧Ｖｆに達した例を、図８は、タイミングＴ２で充電が開始され、タイミングＴ５で充電電圧が発光開始電圧Ｖｆに達したことを示している。ＬＥＤ電流が流れると、インダクタ１０２ｇに磁気エネルギーが蓄積される。
　続いて、ＰＷＭ信号がローレベルとなると、アンド回路１０２ｅがローレベルの信号を出力し、スイッチング回路ＳＷ２がオフし、第２電路が遮断される。すると、インダクタ１０２ｇに蓄積された磁気エネルギーにより、インダクタ１０２ｇ→ショットキーバリアダイオード１０２ｈ→抵抗１０２ａ→第１スイッチング回路ＳＷ１→ＬＥＤ１０３→インダクタ１０２ｇという第３電路に電流が流れ、ＬＥＤ１０３への通電が継続される。
　以後、調光信号がハイレベルの間、同様の動作が繰り返され、ＬＥＤ１０３にほぼ定電流が流れ続ける。電流量は、基準電圧が示す電流量に一致するように、ＰＷＭ信号のデューティが調整される。
　その後、調光信号がローレベルになると、スイッチ回路ＳＷ１及びＳＷ２がオフし、ＬＥＤ１０３への通電は停止する。なお、スイッチ回路ＳＷ１のオフ時に、インダクタ１０２ｇに残存していた磁気エネルギーはショットキーバリアダイオード１０２ｈを介してコンデンサ１０２ｉに移動し、静電エネルギーの形態で蓄積され、次回スイッチング回路ＳＷ１とスイッチング回路ＳＷ２とがオンしたときに放出される。
　以後、調光信号とＰＷＭ信号の電圧レベルに応じて、同様の動作が繰り返される。これにより、ＬＥＤ１０３に、周囲照度に応じたデューティ（＝調光信号のデューティ＝第２デューティ比）で電流が流れる。また、ＬＥＤ１０３に流れる電流の量は、基準電圧が示す電流に一致するようにＰＷＭ信号生成部１０２ｆにより制御される。
　以上説明したように、本実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１００では、図７に示すように、ＬＥＤ１０３の駆動開始直後には、調光信号として第１デューティ比を有する第１パルス信号が２パルス印加され、その間、ＰＷＭ信号がハイレベルの時に、ＬＥＤ１０３に電圧が印加され、ＬＥＤ１０３のＰＮ接合容量を充電する。その後、調光信号が規定する第２デューティ比を有する第２パルス信号が調光信号として出力される。
　このため、図８に示すように、調光信号として第２デューティ比の第２パルスのみを出力する場合に比して、一定の期間あたりにＬＥＤ１０３のＰＮ接合容量を充電する期間が長くなる。このため、ＬＥＤ１０３のＰＮ接合に印加される電圧が、図８に示す場合よりも早く発光開始電圧Ｖｆに達するので、図８に示す場合よりも、早く発光が開始する。一方、第２デューティ比の方が第１デューティ比より長い場合には、調光信号として、当初より、周囲照度に応じた第２デューティ比を有する第２パルス信号が調光信号として出力される。これは、第２デューティ比のほうが大きい場合にも第１パルスを印加した場合、翻って発光開始が遅くなってしまうというデメリットを避けるためである。
　従って、ＨＵＤ装置１の使用環境温度の範囲が広い場合でも、適切な点灯制御を行うことができる。
　また、調光信号を構成する第１パルス信号と第２パルス信号の周期を同一としているので、周期が異なる第１パルス信号と第２パルス信号とを出力する場合よりも、制御部１０１の制御負担が小さい。
　（変形例）
　上述した実施の形態では、ＬＥＤ１０３の起動時に、調光信号として第１パルス信号を２パルス出力したが、１パルスだけでも或いは３パルス以上とてもよい。１パルスとする場合は、例えば、図５に示される周囲温度に対応するＯＮ期間の第１パルス信号を１パルス出力し、その後第２パルス信号を出力するように制御する。
　このとき、デューティ比が１００％を超えることがあるが、その場合、２周期以上の周期をかけて該当する長さのパルスを印加すればよい。たとえば、デューティ比が１２０％のパルスを印加する場合、１周期目で１００％、２周期目で２０％のパルスを印加すれば、１２０％のパルスを印加したのと同じである。このとき、２周期目の２０％について、第２デューティ比との比較を行い、第２デューティ比の方が大きければ、第２デューティ比の第２パルス信号を印加しても良い。
　また、３パルス以上のＮパルスとする場合は、例えば、図５に示される周囲温度に対応するＯＮ期間をＮで除算し、除算値が第２のパルス信号のデューティ比より大きい場合に、温度に対応するデューティ比／Ｎに相当するデューティ比を有する第１のパルス信号をＮパルス出力し、その後第２のパルス信号を出力するように制御する。
　また、ＬＥＤ１０３に印加される電圧がある値（閾値）に達するまで、第１パルス信号を出力し続けるようにしてもよい。
　以下、このように調光信号を制御する実施の形態を、図９と図１０とを参照して説明する。
　図９に示す照明制御装置１００Ａは、その基本構成は図３に示す照明制御装置１００と同一であるが、ＬＥＤ１０３の印加電圧を測定する構成が追加されている点が異なる。また、第１記憶部１０６ａにおいて、第１デューティ比が、周囲温度に応じて一定値を保持して、つまり、周囲温度に関係なく固定値を保持して記憶されている点も異なる。この場合、第１デューティ比は、先述した回帰直線ＬＩの形ではなく、周囲温度に依存しない固定値として記憶されていてもよい。
　照明制御装置１００Ａは、印加電圧検出回路１０７と電源電圧検出回路１０８とを備え、制御部１０１は、印加電圧情報ポートＰ５と電源電圧情報ポートＰ６を備えている。
　印加電圧検出回路１０７は、ＬＥＤ１０３のカソードに一端が接続された抵抗１０７ａと抵抗１０７ａの他端とグランドとの間に接続された抵抗１０７ｂから構成され、抵抗１０７ａと１０７ｂの接続点の電圧を、制御部１０１の印加電圧情報ポートＰ５に印加する。
　また、電源電圧検出回路１０８は、直流電圧源Ｖ１に一端が接続された抵抗１０８ａと抵抗１０８ａの他端とグランドとの間に接続された抵抗１０８ｂから構成され、抵抗１０８ａと１０８ｂの接続点の電圧を、制御部１０１の電源電圧情報ポートＰ６に印加する。
　また、照明制御装置１００Ａでは、制御部１０１が、閾値を判断することができるように、閾値を記憶した第３記憶部１０６ｃがさらに設けられている。
　第３記憶部１０６ｃは、周囲温度に応じており、且つ、０よりも大きく、ＬＥＤ１０３の発光開始電圧Ｖｆよりも小さな値である閾値との関係を表す情報を記憶している。この情報としては、たとえば、周囲温度と閾値との関係を表す回帰直線の情報が挙げられる。この情報により、周囲温度に応じた閾値が予め設定されている。
　印加電圧情報ポートＰ５には、印加電圧検出回路１０７の抵抗１０７ａと抵抗１０７ｂとによる分圧電圧が出力される。たとえば、ＬＥＤ１０３のカソードの電圧をＶａ、抵抗１０７ａの抵抗値をＲ３、抵抗１０７ｂの抵抗値をＲ４とすると、［｛Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）｝×Ｖａ］の分圧電圧が、印加電圧情報ポートＰ５に印加される。
　一方、電源電圧情報ポートＰ６には、抵抗１０８ａと抵抗１０８ｂとによる分圧電圧が出力される。たとえば、直流電圧源Ｖ１の直流電圧をＶ１、抵抗１０８ａの抵抗値をＲ５、抵抗１０８ｂの抵抗値をＲ６とすると、［｛Ｒ６／（Ｒ５＋Ｒ６）｝×Ｖ１］の分圧電圧が、電源電圧情報ポートＰ６に印加される。
　ＬＥＤ１０３の駆動当初は、ＬＥＤ１０３に電流が流れない。このため、抵抗１０９、１０２ａ、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１０２ｊでの電圧降下はほぼ０である。このため、直流電源電圧Ｖ１とＬＥＤ１０３のカソード電圧の差分が、ＬＥＤ１０３に印加されている電圧であると見なすことができる。制御部１０１は、電源電圧情報ポートＰ６に印加された分圧電圧から直流電源電圧Ｖ１を求め、印加電圧情報ポートＰ５に印加された分圧電圧からＬＥＤ１０３のカソード電圧を求め、それらの差分を、ＬＥＤ１０３の印加電圧とみなす。
　この照明制御装置１００Ａは、たとえば、イグニッションがオンとなったときに、図１０のフローチャートで示す調光信号生成・出力処理を開始する。
　制御部１０１は、温度情報ポートＰ４で受け付けた電圧を温度情報として取得し、照度情報ポートＰ３で受け付けた電圧を照度情報として取得する（ステップＳ１００）。また、制御部１０１は、温度情報ポートＰ４で受け付けた電圧を周囲温度に換算し、照度情報ポートＰ３で受け付けた電圧を周囲照度に換算する（ステップＳ１００）。
　次に、制御部１０１は、第３記憶部１０６ｃを参照して、周囲温度に応じた閾値を判断する（ステップＳ１０１）。そして、制御部１０１は、第１記憶部１０６ａと第２記憶部１０６ｂとを参照して、第１デューティ比と、周囲照度に応じた第２デューティ比とを判断する（ステップＳ１０２）。なお、第１デューティ比は、ここで説明されているような固定値ではなく、先述したように、周囲温度に応じて変化する値（たとえば、回帰直線ＬＩに周囲温度を適用して得られるＯＮ期間を２で除算して得られた第１デューティ比）であってもよい。
　次に、制御部１０１は、第１デューティ比の大きさと第２デューティ比の大きさとを比較する（ステップＳ１０３）。第２デューティ比が第１デューティ比よりも大きくないと判断した場合には（ステップＳ１０３；ＮＯ）、制御部１０１は、第１デューティ比の第１パルス信号を、調光信号ポートＰ２からＬＥＤ駆動回路１０２に出力する（ステップＳ１０４）。
　次に、制御部１０１は、印加電圧情報ポートＰ５に印加される電圧と、電源電圧情報ポートＰ６に印加される電圧とから、ＬＥＤ１０３のカソード電圧と直流電源電圧Ｖ１とを求め、その差分をＬＥＤ１０３の印加電圧として求める。次に、求めた差分が、閾値に達したか否かを判断する（ステップＳ１０５）。差分が閾値に達していないと判断したときには（ステップＳ１０５；ＮＯ）、ステップＳ１０４にリターンし、第１パルス信号を出力し続ける。
　一方で、制御部１０１は、差分が閾値に達したと判断したときには（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、第１パルス信号の出力を停止し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０７に移行する。
　一方で、制御部１０１は、ステップＳ１０３において、第２デューティ比が第１デューティ比よりも大きいと判断した場合には（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）、第１パルス信号を出力せずに、ステップＳ１０７に移行する。
　ステップＳ１０７では、制御部１０１は、ステップＳ１０２で判断された第２デューティ比を有し、第１パルス信号の周期と同じ周期の第２パルス信号を、調光信号ポートＰ２から順次出力する。
　制御部１０１は、たとえば、イグニッションオフとなるまで、ステップＳ１０７を継続する。
　以上説明したように、本実施形態に係る照明制御装置１００Ａによれば、第１パルス信号の出力を開始してから、ＬＥＤ１０３への印加電圧が、ＬＥＤ１０３の周囲温度に応じて定まる閾値に達するまで、第１パルス信号を出力し、その後、第２パルス信号の出力を開始する。
　これにより、より効率的に、ＬＥＤ１０３の周囲温度に即して、ＬＥＤ１０３の点灯制御を行うことが、できる。
　なお、以上の説明ではでは、ＬＥＤ駆動回路１０２は、直流電圧源Ｖ１からの直流電圧を降圧する降圧コンバータを構成しているが、本発明ではこの例には限られず、昇圧コンバータや、昇降圧コンバータを構成していてもよい。
　また、以上の説明では、ＬＥＤ１０３を１つだけ設けているが、本発明ではこの例に限られず、２以上のＬＥＤを直列に或いは並列に設ける構成でもよい。複数のＬＥＤを直列にＮ個配置する場合には、全てのＬＥＤの印加電圧が発光開始電圧Ｖｆを越えたときに発光が開始し、複数のＬＥＤを並列にＮ個配置する場合には、印加電圧が発光開始電圧Ｖｆを越えたＬＥＤから順次発光を開始する。
　さらに、以上の説明では、制御部１０１とＬＥＤ駆動回路１０２へ直流電圧を供給する直流電圧源Ｖ１と、温度検出回路１０４とに直流電圧を印加する直流電圧源Ｖ２とを別個に設けている。しかしながら、本発明ではこの例に限られず、制御部１０１とＬＥＤ駆動回路１０２と温度検出回路１０４に、同一の直流電圧源Ｖ１から直流電圧を印加してもよい。
　さらに、本実施形態では、温度検出回路１０４がサーミスタ１０４ｂを用いているが、本発明ではこの例に限られず、熱電対など、温度計測が可能な他の素子を用いてもよい。また、周囲温度情報は車両２側から通信で入手しても良い。ただし、その場合ＬＥＤ１０３の周囲温度ではないため、制御はより複雑になる。
　さらに、本実施形態では、第１パルス信号情報は、回帰直線ＬＩを表す情報であるが、本発明ではこの例には限られず、他の形状を表す情報、たとえば、曲線形状を表す情報であってもよい。また、テーブルデータでも、温度に関する関数の形態でもかまわない。
　さらに、本実施形態では、第２デューティ比をＨＵＤ装置１の周囲照度に応じた値としているが、本発明ではこの例に限られず、第２デューティ比は、ユーザーによる図示しない操作部における調光操作によって定まる周囲照度となるデューティ比であってもよい。なお、周囲照度については車両２側から通信で入手しても良い。
　上記実施の形態においては、ＬＥＤ１０３の起動時に調光信号のデューティ比を調整することにより、その印加電圧の上昇を早めて、ＬＥＤ１０３の発光を早めたが、ＰＷＭ信号生成部１０２ｆの出力するＰＷＭ信号のデューティ比を調整することにより、その印加電圧の上昇を早めて、ＬＥＤ１０３の発光を早めることも可能である。
　以下、ＰＷＭ信号生成部１０２ｆの出力するＰＷＭ信号のデューティ比を調整することにより、ＬＥＤの発光を早めることが可能な照明制御装置１００Ｂを図１１，図１２を参照して説明する。
　この場合、例えば、図１１に示すように、制御部１０１は、デューティ情報ポートＰ７からＰＷＭ信号生成部１０２ｆにデューティ制御信号を出力する。
　この場合、第１記憶部１０６ａには、デューティ制御信号のデューティ比が周囲温度に対応付けて記憶されている。
　ＬＥＤ１０３の起動時は、制御部１０１は、図１２（ｂ）に示すように、照度センサ１０５により測定された照度に対応するデューティ比を有する調光信号を出力し続ける。また、制御部１０１は、ＬＥＤ１０３の起動時には、デューティ情報ポートＰ７からのデューティ制御信号によってＰＷＭ信号生成部１０２ｆを制御することにより、第１記憶部１０６ａの記憶情報に従って、図１２（ｃ）に示すように、点灯中のＬＥＤ１０３の調光を行う場合よりも大きいデューティ比のＰＷＭ信号を予め定められた期間、例えば、ｉ）調光信号がＮパルス出力されるまでの期間、ｉｉ）ＰＷＭ信号をＭパルス分の期間、ＬＥＤ１０３の印加電圧が閾値を越えるまでの期間、出力し、その後、偏差εに対応するデューティ比のＰＷＭ信号を出力する。このような手法であっても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
　さらに、上記実施の形態では、ＬＥＤ１０３に外部から印加する実効電圧をＰＷＭ制御することにより、ＬＥＤ１０３のＰＮ接合面の印加電圧を制御する手法を説明したが、本発明はこの例に限られない。ＰＷＭ制御に代えてＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）制御により外部から印加する実効電圧を制御する構成であってもよい。
　さらに、本実施形態では、直流電源電圧Ｖ１とＬＥＤ１０３のカソード電圧の差分を、ＬＥＤへの印加電圧とみなしているが、本発明にはこの例に限られない。たとえば、電圧検出回路１０７における抵抗１０７ａと抵抗１０７ｂとによる分圧電圧を、ＬＥＤ１０３への印加電圧とみなしてもよい。こうすれば、電圧検出部を、電圧検出回路１０７と制御部１０１とで構成することができるため、先述した電圧検出部の構成よりも、部品点数を削減することができる。
　なお、本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
　本発明は、ＬＥＤを消灯状態から点灯状態に切り替える際に好適である。
１　ＨＵＤ装置
２　車両
３　ウインドシールド
４　ユーザー
１０　液晶表示装置
２０　光学系
２１　平面鏡
２２　凹面鏡
４０　回路基板
５０　ハウジング
１００、１００Ａ、１００Ｂ　照明制御装置
１０１　制御部
１０２　ＬＥＤ駆動回路
１０２ａ、１０２ｍ　抵抗
１０２ｂ～１０２ｄ　差動増幅器
１０２ｅ　アンド回路
１０２ｆ　ＰＷＭ信号生成部
１０２ｇ　インダクタ
１０２ｈ　ショットキーバリアダイオード
１０２ｉ　コンデンサ
１０２ｊ　ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ
１０２ｋ　寄生ダイオード
１０２ｌ　バリスタ
１０２ｎ　ノット回路
１０２ｏ　増幅器
１０３　ＬＥＤ
１０４　温度検出回路
１０４ａ　抵抗
１０４ｂ　サーミスタ
１０５　照度センサ
１０６ａ　第１記憶部
１０６ｂ　第２記憶部
１０６ｃ　第３記憶部
１０７　印加電圧検出回路
Ｌ　表示光
ＬＩ　回帰直線
Ｐ１　基準電圧ポート
Ｐ２　調光信号ポート
Ｐ３　照度情報ポート
Ｐ４　温度情報ポート
Ｐ５　印加電圧情報ポート
Ｐ６　電源電圧情報ポート
Ｖ　虚像

Claims (10)

  1. 　発光素子と、
    　直流電圧を前記発光素子に印加する電源部と、
    　前記発光素子の周囲温度を計測する温度計測部と、
    　前記発光素子を消灯状態から点灯状態に切り替える際に、前記温度計測部によって計測された前記周囲温度に応じて、前記電源部が前記発光素子に印加する直流電圧を制御する制御部と、を備えることを特徴とする、
    　照明制御装置。
  2. 　前記電源部は、パルス信号を受け付けてスイッチング動作することにより、前記発光素子に前記直流電圧を印加するスイッチング電源部であり
    　前記制御部は、前記発光素子を消灯状態から点灯状態に切り替える際に、前記温度計測部によって計測された前記周囲温度に応じたデューティ比の第１パルス信号を、前記スイッチング電源部に出力することを特徴とする、
    　請求項１に記載の照明制御装置。
  3. 　前記発光素子の前記周囲温度に関する情報である周囲温度情報と、当該周囲温度に応じた第１デューティ比に関する情報である第１デューティ比情報とを記憶した第１記憶部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記温度計測部によって計測された前記周囲温度に応じた前記第１デューティ比を、前記第１記憶部を参照して判別し、前記判別した第１デューティ比の前記パルス信号を、前記第１パルス信号として、前記スイッチング電源部に出力することを特徴とする、
    　請求項２に記載の照明制御装置。
  4. 　前記第１記憶部は、前記周囲温度情報と前記第１デューティ比情報との関係を表す回帰直線の情報を記憶していることを特徴とする、
    　請求項３に記載の照明制御装置。
  5. 　前記制御部は、前記第１パルス信号を出力してから、前記周囲温度以外のパラメータに応じたデューティ比の第２パルス信号を、前記スイッチング電源部に出力することを特徴とする、
    　請求項３又は４に記載の照明制御装置。
  6. 　前記周囲温度以外のパラメータと、当該パラメータに応じた第２デューティ比との関係を表す第２パルス信号情報を記憶した第２記憶部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記第１パルス信号を前記スイッチング電源部に出力してから、前記パラメータに応じた前記第２デューティ比の前記パルス信号を、前記第２パルス信号として、前記スイッチング電源部に出力することを特徴とする、
    　請求項５に記載の照明制御装置。
  7. 　前記制御部は、前記第１デューティ比と、前記第２デューティ比とを、それぞれ、前記第１記憶部、前記第２記憶部を参照して判別し、前記第１デューティ比と前記第２デューティ比とのうちいずれか大きなデューティ比の前記パルス信号を、前記スイッチング電源部に出力することを特徴とする、
    　請求項６に記載の照明制御装置。
  8. 　前記第１デューティ比情報は、前記周囲温度に応じた、前記パルス信号のオン期間を表す情報であり、
    　前記第１パルス信号と前記第２パルス信号とは、同一周期であり、
    　前記制御部は、前記オン期間を複数に分割して得られる分割ＯＮ期間を前記第１デューティ比として有する前記パルス信号を、前記第１パルス信号として、前記分割した数だけ、前記スイッチング電源部に出力することを特徴とする、
    　請求項５～７のいずれか１項に記載の照明制御装置。
  9. 　前記発光素子が実装された装置の周囲照度を計測する照度計測部をさらに備え、
    　前記パラメータは、前記周囲照度であることを特徴とする、
    　請求項５～８のいずれか１項に記載の照明制御装置。
  10. 　前記発光素子に印加された前記直流電圧を検出する電圧検出部と、
    　前記周囲温度と、前記周囲温度に応じており、且つ、０よりも大きく、前記発光素子の発光開始電圧よりも小さな値である閾値との関係を表す情報を記憶した第３記憶部と、をさらに備え、
    　前記制御部は、前記温度計測部によって計測された前記周囲温度に応じた前記閾値を、前記第３記憶部を参照して判断し、前記第１パルス信号の出力を開始してから、前記電圧検出部によって検出された前記直流電圧の値が、前記判断された閾値に達したときには、前記第１パルス信号の出力を停止して、前記第２パルス信号の出力を開始することを特徴とする、
    　請求項５～９のいずれか１項に記載の照明制御装置。
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