(57)【要約】【課題】ノイズの発生を抑制できる照明装置及びヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】照明装置は、互いに直列に接続される複数の第１光源と、互いに直列に接続される複数の第２光源と、複数の第１光源に第１ＰＷＭ信号の一例であるＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１を出力し、第２光源に第２ＰＷＭ信号の一例であるＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２を出力する光源駆動部と、を備える。光源駆動部は、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１の波形の立ち上がりタイミングｔｕｐとＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２の波形の立ち下がりタイミングｔｄｗを同時に設定する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直列に接続される複数の第１光源と、
互いに直列に接続される複数の第２光源と、
前記第１光源に第１ＰＷＭ信号を出力し、前記第２光源に第２ＰＷＭ信号を出力する光源駆動部と、を備え、
前記光源駆動部は、前記第１ＰＷＭ信号の波形の立ち上がりタイミングと前記第２ＰＷＭ信号の波形の立ち下がりタイミングを同時に設定する、
照明装置。
【請求項２】
前記光源駆動部と前記複数の第１光源の間を電気的に接続する第１ケーブルと、
前記光源駆動部と前記複数の第２光源の間を電気的に接続し、前記第１ケーブルの隣に位置する第２ケーブルと、を備える、
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号は、１周期において、互いにオフ期間とオン期間の順番が逆に設定される、
請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の照明装置と、
前記照明装置により照明され、画像を示す表示光を出射する表示パネルと、
前記表示パネルからの前記表示光を被投射部材に導く光学リレーと、を備える、
ヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置及びヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶表示パネル等を照明する照明装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の照明装置は、発光体と、スイッチング回路と、スイッチング回路を介して発光体に流れる電流をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する制御部と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−７３２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の構成では、ＰＷＭ制御においては電流値が急変する。このため、照明装置からノイズが発生し易い。
【０００５】
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、ノイズの発生を抑制できる照明装置及びヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る照明装置は、互いに直列に接続される複数の第１光源と、互いに直列に接続される複数の第２光源と、前記第１光源に第１ＰＷＭ信号を出力し、前記第２光源に第２ＰＷＭ信号を出力する光源駆動部と、を備え、前記光源駆動部は、前記第１ＰＷＭ信号の波形の立ち上がりタイミングと前記第２ＰＷＭ信号の波形の立ち下がりタイミングを同時に設定する。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るヘッドアップディスプレイ装置は、前記照明装置と、前記照明装置により照明され、画像を示す表示光を出射する表示パネルと、前記表示パネルからの前記表示光を被投射部材に導く光学リレーと、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、照明装置及びヘッドアップディスプレイ装置において、ノイズの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置が搭載された車両の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光源基板の正面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光源駆動部及び光源基板のブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る各ＰＷＭ信号のタイミングチャートである。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、比較例に係る基準値に対するノイズのレベルを示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態に係る（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、基準値に対するノイズのレベルを示すグラフである。
【図８】本発明の変形例に係る各ＰＷＭ信号のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る照明装置及びヘッドアップディスプレイ装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、車両２のダッシュボードに搭載されている。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、車両２における被投射部材の一例であるフロントガラス３に表示光Ｌを投射する。運転者５は、フロントガラス３に反射した表示光Ｌを受けて、フロントガラス３を通して見える実景に重畳する虚像Ｖを視認できる。
【００１２】
図２に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、表示器２０と、平面鏡６０と、凹面鏡７０と、筐体１０と、を備える。
【００１３】
筐体１０は、遮光性の樹脂により箱状に形成されている。筐体１０の内部には、表示器２０、平面鏡６０及び凹面鏡７０が収納されている。筐体１０は、フロントガラス３に対向する位置に開口部１１を有する。開口部１１は、透光性カバー１２で覆われている。
【００１４】
平面鏡６０は、表示器２０から出射された表示光Ｌを凹面鏡７０に向けて反射する。凹面鏡７０は、平面鏡６０からの表示光Ｌを透光性カバー１２を経てフロントガラス３に向けて反射させる。そして、表示光Ｌは、フロントガラス３を反射し、運転者５に到達する。
【００１５】
表示器２０は、表示パネル２１と、表示パネル２１を照明する照明装置２２と、を備える。
表示パネル２１は、透過型ＴＦＴ（Thin Film Transistor）液晶パネルにより構成される。表示パネル２１は、制御基板３０による制御のもと、画素毎に光の透過率を変化させることで、照明装置２２からの光を受けて表示光Ｌを出射する。
【００１６】
照明装置２２は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなる複数の光源２２ａ，２２ｂと、複数の光源２２ａ，２２ｂが実装される光源基板２３と、光源駆動部３５を有する制御基板３０と、を備える。
図３に示すように、複数の光源２２ａは第１グループＧ１に属する６つのＬＥＤから構成され、光源基板２３の長手方向（図３の左右方向）に沿って配列される。複数の光源２２ｂは第２グループＧ２に属する６つのＬＥＤから構成され、光源基板２３の長手方向に沿って配列される。第１グループＧ１と第２グループＧ２は光源基板２３の短手方向（図３の上下方向）に沿って並ぶ。
光源基板２３はコネクタ２４を備える。コネクタ２４は、光源基板２３の長手方向に沿う中央縁部に位置し、ケーブル２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄの一端が接続される。
【００１７】
図４に示すように、複数の光源２２ａは互いに直列に接続され、複数の光源２２ｂは互いに直列に接続されている。複数の光源２２ａと複数の光源２２ｂは並列関係にある。ケーブル２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄは、光源駆動部３５と光源基板２３の間を電気的に接続する。ケーブル２９ａは後述する第１ドライバ３２ａと複数の光源２２ａの一端の間に接続され、ケーブル２９ｂは後述する第２ドライバ３２ｂと複数の光源２２ｂの一端の間に接続される。ケーブル２９ｃは制御基板３０のグランドと複数の光源２２ａの他端の間に接続され、ケーブル２９ｄは制御基板３０のグランドと複数の光源２２ｂの他端の間に接続される。ケーブル２９ａ，２９ｂは、ケーブル２９ａ，２９ｂの一方が発するノイズがケーブル２９ａ，２９ｂの他方に到達する程度に近い位置に設けられる。ケーブル２９ｃ，２９ｄも、ケーブル２９ａ，２９ｂと同様の位置関係に設けられる。
【００１８】
図４に示すように、光源駆動部３５は、制御部３１と、第１ドライバ３２ａ及び第２ドライバ３２ｂと、給電部３３と、を備える。
給電部３３は、制御部３１による制御のもと、図示しない車載バッテリからの電力に基づき定電圧を第１ドライバ３２ａ及び第２ドライバ３２ｂに供給する。
第１ドライバ３２ａ及び第２ドライバ３２ｂは、制御部３１による制御のもと、給電部３３からの電圧に基づきＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１，Ｓｐｗｍ２を生成するスイッチング回路からなる。
第１ドライバ３２ａは、制御部３１からの指令信号Ｓ１を受けて、給電部３３からの定電圧に基づきＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１を生成し、生成したＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１をケーブル２９ａを介して複数の光源２２ａに出力する。
第２ドライバ３２ｂは、制御部３１からの指令信号Ｓ２を受けて、給電部３３からの定電圧に基づきＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２を生成し、生成したＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２をケーブル２９ｂを介して複数の光源２２ｂに出力する。
【００１９】
制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等からなる。
制御部３１は、指令信号Ｓ１を第１ドライバ３２ａに出力することにより、第１ドライバ３２ａからＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１を出力する。制御部３１は、指令信号Ｓ２を第２ドライバ３２ｂに出力することにより、第２ドライバ３２ｂからＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２を出力する。
【００２０】
図５に示すように、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１，Ｓｐｗｍ２はＨｉ及びＬｏの間で変化する。例えば、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１，Ｓｐｗｍ２のオンデューティ比は約８０％に設定される。また、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１，Ｓｐｗｍ２の周波数は、例えば、１４０Ｈｚ〜１５０Ｈｚに設定される。
ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１，Ｓｐｗｍ２は互いに同一の周期で、かつ位相がずらされている。具体的には、１周期において、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１の波形が立ち上がる立ち上がりタイミングｔｕｐはＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２の波形が立ち下がる立ち下がりタイミングｔｄｗと同時に設定される。この同時の概念は、立ち上がりタイミングｔｕｐと立ち下がりタイミングｔｄｗの時間差が０．０４ｍＳ以下となることを含む。
ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１，Ｓｐｗｍ２は、１周期において、オン期間Ｔｏｎとオフ期間Ｔｏｆの順番が逆に設定される。すなわち、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１においては、１周期において、オン期間Ｔｏｎ→オフ期間Ｔｏｆの順に設定され、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２においては、１周期において、オフ期間Ｔｏｆ→オン期間Ｔｏｎの順に設定されている。
ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１，Ｓｐｗｍ２の波形の立ち上がりに要する時間は、波形の立ち下がりに要する時間よりも長くなる。言い換えると、波形の立ち上がりの傾きは、波形の立ち下がりの傾きよりも小さくなる。本例では、立ち上がりタイミングｔｕｐは、波形の立ち上がり開始時である。
【００２１】
上述のように、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１の立ち上がりタイミングｔｕｐとＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２の立ち下がりタイミングｔｄｗが同時に設定される。これにより、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１によりケーブル２９ａから発されるノイズとＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２によりケーブル２９ｂから発されるノイズは相殺される。よって、照明装置２２が発するノイズを低減することができる。
【００２２】
次に、図６（ａ），（ｂ）及び図７（ａ），（ｂ），（ｃ）のグラフを参照しつつＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１，Ｓｐｗｍ２がケーブル２９ａ，２９ｂに出力される場合のノイズの発生態様を示す実験結果について説明する。図６（ａ），（ｂ）及び図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、ノイズの周波数に対するノイズレベルを示すグラフである。
図６（ａ），（ｂ）は、比較例であり、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１の立ち上がりタイミングｔｕｐとＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２の立ち下がりタイミングｔｄｗは同時でない。
図６（ａ）は、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１，Ｓｐｗｍ２の波形が互いに同一であり、かつオンデューティ比が８０％の場合のノイズＮｓを示す。この場合、ノイズＮｓは低周波領域において基準値Ｔｈを超えている。基準値Ｔｈは、規格等により予め設定される上限値である。
【００２３】
図６（ｂ）は、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１の立ち上がりタイミングｔｕｐとＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２の立ち下がりタイミングｔｄｗを１．２９ｍＳだけずらして、かつオンデューティ比が５０％の場合のノイズＮｓを示す。この場合にも、ノイズＮｓは低周波領域において基準値Ｔｈを超えている。このように、オンデューティ比、すなわち輝度を５０％に低下させた場合であっても、ノイズＮｓが低減されないことがわかる。
【００２４】
図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本実施形態に含まれ、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１の立ち上がりタイミングｔｕｐとＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２の立ち下がりタイミングｔｄｗは同時である。
図７（ａ）は、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１の立ち上がりタイミングｔｕｐとＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２の立ち下がりタイミングｔｄｗを０．０３４ｍＳだけずらして、かつオンデューティ比が８０％の場合のノイズＮｓを示す。この場合にも、ノイズＮｓは、低周波領域において基準値Ｔｈを超えているものの、図６（ａ），（ｂ）に比べて低減している。
図７（ｂ）は、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１の立ち上がりタイミングｔｕｐとＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２の立ち下がりタイミングｔｄｗを０．００１７ｍＳだけずらして、かつオンデューティ比が７９.４９％の場合のノイズＮｓを示す。この場合、ノイズＮｓは、ほぼ基準値Ｔｈ以下となる。
図７（ｃ）は、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１の立ち上がりタイミングｔｕｐとＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２の立ち下がりタイミングｔｄｗを０．００１１ｍＳだけずらして、かつオンデューティ比が７９.４８％の場合のノイズＮｓを示す。この場合にも、ノイズＮｓは、ほぼ基準値Ｔｈ以下となる。
以上のように、本実施形態に含まれる図７（ａ），（ｂ），（ｃ）の場合、比較例に係る図６（ａ），（ｂ）に比べて、ノイズを低減することができる。
【００２５】
（効果）
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【００２６】
（１）照明装置２２は、互いに直列に接続される複数の第１光源の一例である光源２２ａと、互いに直列に接続される複数の第２光源の一例である光源２２ｂと、光源２２ａに第１ＰＷＭ信号の一例であるＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１を出力し、光源２２ｂに第２ＰＷＭ信号の一例であるＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２を出力する光源駆動部３５と、を備える。光源駆動部３５は、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１の波形の立ち上がりタイミングｔｕｐとＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２の波形の立ち下がりタイミングｔｄｗを同時に設定する。
この構成によれば、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１によりケーブル２９ａから発されるノイズとＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２によりケーブル２９ｂから発されるノイズは相殺される。よって、照明装置２２が発するノイズを低減することができる。
【００２７】
（２）照明装置２２は、光源駆動部３５と複数の光源２２ａの間を電気的に接続する第１ケーブルの一例であるケーブル２９ａと、光源駆動部３５と複数の光源２２ｂの間を電気的に接続し、ケーブル２９ａの隣に位置する第２ケーブルの一例であるケーブル２９ｂと、を備える。
この構成によれば、ケーブル２９ａ，２９ｂが隣に設置されることにより、ケーブル２９ａのノイズとケーブル２９ｂのノイズが相殺されやすくなる。
【００２８】
（３）ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１及びＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２は、１周期において、互いにオフ期間Ｔｏｆとオン期間Ｔｏｎの順番が逆に設定される。
この構成によれば、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１の立ち上がりタイミングｔｕｐとＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２の立ち下がりタイミングｔｄｗを簡単に同時に設定することができる。
【００２９】
（４）ＨＵＤ装置１００は、照明装置２２と、照明装置２２により照明され、画像を示す表示光Ｌを出射する表示パネル２１と、表示パネル２１からの表示光Ｌを被投射部材の一例であるフロントガラス３に導く光学リレーの一例である平面鏡６０及び凹面鏡７０と、を備える。
この構成によれば、ＨＵＤ装置１００においては、車載メータ等に比べて、照明装置２２の発光輝度を高く設定する必要がある。よって、ケーブル２９ａ，２９ｂ及び光源２２ａ，２２ｂに大電流が供給されるため、ノイズが発生しやすい。しかしながら、上述のように、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１の立ち上がりタイミングｔｕｐとＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２の立ち下がりタイミングｔｄｗが同時に設定されることにより、ノイズが低減される。
【００３０】
なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。以下に、変形の一例を説明する。
【００３１】
（変形例）
上記実施形態においては、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１の立ち上がりタイミングｔｕｐは、波形の立ち上がり開始時であったが、立ち上がりタイミングｔｕｐは、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１のＨｉとＬｏの中央値に到達したタイミングであってもよい。
【００３２】
上記実施形態においては、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１，Ｓｐｗｍ２のオンデューティ比は同一値に設定されていたが、互いに異なる値に設定されてもよい。この場合でも、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１の立ち上がりタイミングｔｕｐとＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２の立ち下がりタイミングｔｄｗが同時に設定されることによりノイズを低減できる。
【００３３】
上記実施形態においては、ＨＵＤ装置１００は、光学リレーの一例として、平面鏡６０及び凹面鏡７０を備えていたが、平面鏡６０及び凹面鏡７０の何れかが省略されてもよい。
【００３４】
上記実施形態においては、照明装置２２はＨＵＤ装置１００に搭載されていたが、ＨＵＤ装置１００以外、例えば車載メータに搭載されてもよい。この場合、例えば、照明装置２２は、車載メータにおいて液晶パネル又は表示板を照明するために設けられていてもよい。照明装置２２は、車載装置以外に搭載されてもよい。
【００３５】
上記実施形態においては、照明装置２２は、第１グループＧ１に属する複数の光源２２ａと、第２グループＧ２に属する複数の光源２２ｂと、を備えていたが、グループの数は３つ以上であってもよい。また、各グループに属する光源の数は６つに限らず、５つ以下又は７つ以上であってもよい。
【００３６】
上記実施形態においては、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１の立ち上がりタイミングｔｕｐとＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２の立ち下がりタイミングｔｄｗが同時に設定されていたが、これに加えて、図８に示すように、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１の立ち下がりタイミングｔｄｗとＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ２の立ち上がりタイミングｔｕｐも同時に設定されてもよい。これにより、よりノイズを低減できる。
【符号の説明】
【００３７】
３  フロントガラス（被投射部材の一例）
２０  表示器
２１  表示パネル
２２  照明装置
２２ａ  光源（第１光源の一例）
２２ｂ  光源（第２光源の一例）
２３  光源基板
２４  コネクタ
２９ａ  ケーブル（第１ケーブルの一例）
２９ｂ  ケーブル（第２ケーブルの一例）
３０  制御基板
３１  制御部
３２ａ  第１ドライバ
３２ｂ  第２ドライバ
３３  給電部
３５  光源駆動部
６０  平面鏡（光学リレーの一例）
７０  凹面鏡（光学リレーの一例）
１００  ＨＵＤ装置
Ｌ  表示光
Ｔｏｆ  オフ期間
Ｔｏｎ  オン期間
ｔｄｗ  立ち下がりタイミング
ｔｕｐ  立ち上がりタイミング
Ｓｐｗｍ１  ＰＷＭ信号（第１ＰＷＭ信号の一例）
Ｓｐｗｍ２  ＰＷＭ信号（第２ＰＷＭ信号の一例）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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