(57)【要約】      （修正有）【課題】低光量時における発光素子の光量変化がスムーズであると視認させる。【解決手段】発光素子部１５を駆動するための装置であって、外部から供給されるパルス変調信号である点灯制御信号の立ち上がり波形を鈍らせた信号を生成する波形鈍化回路と、点灯制御信号入力部１３ａ並びに電流制御信号入力部１３ｂを有し、点灯制御信号入力部に点灯制御信号が入力され、かつ、波形鈍化回路によって生成される立ち上がり波形を鈍らせた信号が電流制御信号入力部に入力されて、発光制御信号を生成する発光制御回路１３と、発光制御回路から供給される発光制御信号に基づいて駆動信号を生成して発光素子部へ供給する電流供給回路１４を備え、発光制御回路によって生成される発光制御信号は、点灯制御信号のデューティ比に応じたデューティ比を有し、かつ立ち上がり波形を鈍らせた信号の大きさに応じた大きさを有する。【選択図】図１
2016009655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ又は複数の発光素子を有する発光素子部を駆動するための装置であって、
外部から供給されるパルス変調信号である点灯制御信号の立ち上がり波形を鈍らせた信号を生成する波形鈍化回路と、
点灯制御信号入力部並びに電流制御信号入力部を有し、前記点灯制御信号入力部に前記点灯制御信号が入力され、かつ、前記波形鈍化回路によって生成される前記立ち上がり波形を鈍らせた信号が前記電流制御信号入力部に入力されて、発光制御信号を生成する発光制御回路と、
前記発光制御回路から供給される前記発光制御信号に基づいて駆動信号を生成して前記発光素子部へ供給する電流供給回路と、
を含み、
前記発光制御回路によって生成される前記発光制御信号は、前記点灯制御信号のデューティ比に応じたデューティ比を有し、かつ前記立ち上がり波形を鈍らせた信号の大きさに応じた大きさを有する信号である、
光源駆動装置。
【請求項２】
前記波形鈍化回路は、相互に直列接続された抵抗素子と容量素子を有し、当該抵抗素子の一端が前記点灯制御信号入力端子に接続され、当該容量素子の一端が基準電位端に接続された積分回路である、
請求項１に記載の光源駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光源駆動装置と、当該光源駆動装置によって駆動される発光素子部と、を備える光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を含む光源装置の駆動技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子（ＬＥＤ）を含む光源装置における光量制御の方法としては、例えば、ＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御を用いる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。ＰＷＭ制御においては、発光素子を目視では分からない程度の周波数（例えば、５００Ｈｚ程度）で間欠的に発光させており、その際の発光期間と消光期間の比率を変えることで光量が制御される。このＰＷＭ制御は、一定値の駆動電流で発光素子の光量を制御できるので、特に白色ＬＥＤのように駆動電流の大きさによって色味が変化する発光素子を用いる場合に、色味の変化を生じずに済むという利点がある。また、ＰＷＭ制御は、マイクロコンピュータ等で生成されるＰＷＭ信号を点灯制御回路へ供給することで点灯制御回路のオンオフを制御できるため、デジタル回路との親和性が良いという利点がある。
【０００３】
光源装置の光量制御における他の例としては、発光素子へ供給する駆動電流の大きさを変化させる方法がある。この場合には、例えば点灯制御回路に対して電流調整用回路を追加しておき、この電流調整用回路に対して駆動電流の大きさを指示する信号を外部から供給することにより、光量制御が実現される。この方法では、上記の白色ＬＥＤのように駆動電流の大きさによって色味が変化する発光素子を用いる場合に、色味の変化を生じるという不都合がある。
【０００４】
ところで、上記したＰＷＭ制御を用いる場合には、人間が感得する光量の変化が必ずしも実際の光量の変化と一致しないことから、実際には光量を階段状に変化させているにも関わらず人間には明るさのチラつきとして感得される場合がある。
【０００５】
例えば、８ビットの２値データでＰＷＭ信号のデューティ比を規定する場合であれば、取り得るデューティ比は２５６通りとなる。例えば、デューティ比０％をデータ「０」に対応させ、デューティ比１００％をデータ「２５５」に対応させ、その間は等分して対応づけられる。このとき、データ「１」に対応するデューティ比は０．４％、データ「２」に対応するデューティ比は０．８％、データ「３」に対応するデューティ比は１．２％である。すなわち、デューティ比は０．４％刻みで段階的に変化し、それに応じて光量も段階的に変化する。
【０００６】
しかし、光量の変化が大きい場合、人間の目では感得される光量を落とそうとする生体反応が現れる。他方で、人間の目は光量の変化に追従しにくいという特性もある。このため、例えば、実際の光量が２倍に変化した場合でも生体反応はこの変化には追従しにくく、追従できた頃にはもう光量が次の大きさに変化している場合がある。このため、人間の目では光量の変化がスムーズではないと感得されることになり、明るさのチラつきとして感じられることになる。この不都合は光量が比較的に小さい場合、さらには複数の発光素子を同時にしかも異なる変化の割合で制御する場合における光量の変化において特に顕著となる。
【０００７】
上記した、発光素子へ供給する駆動電流の大きさを変化させる方法を用いた場合にはこのような不都合を生じにくいが、白色ＬＥＤのように駆動電流の大きさによって色味が変化する発光素子を用いる場合に、色味の変化を生じるという別の不都合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４８７０３４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明に係る具体的態様は、低光量時における発光素子の光量変化がスムーズであると視認させることが可能な駆動技術を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る一態様の光源駆動装置は、（ａ）１つ又は複数の発光素子を有する発光素子部を駆動するための装置であって、（ｂ）外部から供給されるパルス変調信号である点灯制御信号の立ち上がり波形を鈍らせた信号を生成する波形鈍化回路と、（ｃ）点灯制御信号入力部並びに電流制御信号入力部を有し、前記点灯制御信号入力部に前記点灯制御信号が入力され、かつ、前記波形鈍化回路によって生成される前記立ち上がり波形を鈍らせた信号が前記電流制御信号入力部に入力されて、発光制御信号を生成する発光制御回路と、（ｄ）前記発光制御回路から供給される前記発光制御信号に基づいて駆動信号を生成して前記発光素子部へ供給する電流供給回路と、を含み、（ｅ）前記発光制御回路によって生成される前記発光制御信号は、前記点灯制御信号のデューティ比に応じたデューティ比を有し、かつ前記立ち上がり波形を鈍らせた信号の大きさに応じた大きさを有する信号である、光源駆動装置である。
【００１１】
上記構成によれば、発光素子を含んだ光源装置を駆動する際の低光量時における発光素子の光量が抑制されるため、人間に感得される光量変化がスムーズであると視認させることが可能となる。
【００１２】
上記の光源駆動装置において、例えば前記波形鈍化回路は、相互に直列接続された抵抗素子と容量素子を有し、当該抵抗素子の一端が前記点灯制御信号入力端子に接続され、当該容量素子の一端が基準電位端に接続された積分回路であることが好ましい。
【００１３】
これにより、簡素な構成で波形鈍化回路を実現し得る。また、抵抗値と容量値の各値によって立ち上がり波形を鈍らせる際の度合いを調整することができるので、どの程度低い光量において光量変化を抑制するかを容易にコントロールできる。
【００１４】
本発明に係る一態様の光源装置は、上記の光源駆動装置と、当該光源駆動装置によって駆動される発光素子部と、を備える光源装置である。
【００１５】
上記構成によれば、発光素子を含んだ光源装置を駆動する際の低光量時における発光素子の光量が抑制されるため、人間に感得される光量変化がスムーズであると視認させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施形態の光源装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、光源装置の各接点における信号波形の一例を示す図である。
【図３】図３は、積分電圧波形の一例を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の光源装置の構成を示す図である。図１に示す光源装置は、点灯制御信号入力端子１０、抵抗素子１１、容量素子１２、発光制御回路１３、電流供給回路１４および発光素子部１５を含んで構成されている。なお、発光素子部１５を除いた部分が光源駆動装置に対応する。
【００１９】
点灯制御信号入力端子１０は、外部から与えられる点灯制御信号が入力される端子部である。点灯制御信号としては、ＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）が供給される。
【００２０】
抵抗素子１１は、その一端が点灯制御信号入力端子１０と接続され、他端が容量素子１２と接続されている。
【００２１】
容量素子１２は、その一端が抵抗素子１１と接続され、他端が基準電位端（接地電位端）と接続されている。上記の抵抗素子１１とこの容量素子１２によってＲＣ積分回路が構成されている。
【００２２】
発光制御回路１３は、発光素子部１５の発光制御を行うための発光制御信号を生成するものであり、ＰＷＭ信号入力部１３ａと電流制御信号入力部１３ｂを備えている。ＰＷＭ信号入力部１３ａには点灯制御信号入力端子１０と抵抗素子１１との接点ａが接続されており、電流制御信号入力部１３ｂには抵抗素子１１と容量素子１２の接点ｂが接続されている。
【００２３】
電流供給回路１４は、発光制御回路１３から供給される発光制御信号に基づいて発光素子部１５を発光させるための駆動信号を生成し、発光素子部１５へ供給する。
【００２４】
発光素子部１５は、１つ又は複数の発光素子（ＬＥＤ）を含んで構成されており、電流供給回路１４から供給される駆動信号に応じて各発光素子が発光することで外部へ光を放出する。
【００２５】
本実施形態の光源装置は上記構成を備えており、次にその動作について説明する。
【００２６】
図２は、図１に示す光源装置の各接点における信号波形の一例を示す図である。図２（Ａ）に示すのは、接点ａにおける信号波形であり、具体的には点灯制御信号入力端子１０から発光制御回路１３のＰＷＭ信号入力部１３ａへ入力される信号の波形である。図示のように、点灯制御信号は、ＰＷＭ信号であり、電圧が相対的に高電位であるオン期間が「点灯」に対応し、低電位であるオフ期間が「消灯」に対応している。
【００２７】
図２（Ｂ）に示すのは、接点ｂにおける信号波形であり、具体的には抵抗素子１１と容量素子１２からなるＲＣ積分回路の積分電圧波形であって、発光制御回路１３の電流制御信号入力部１３ｂへ入力される信号の波形である。図示のように、積分電圧波形は、抵抗素子１１の一端に入力される点灯制御信号を積分したものであり、点灯制御信号の立ち上がりを遅らせた波形となる。なお、積分電圧波形の一例を図３（Ａ）に示す。立ち上がり波形の鈍りの度合いは抵抗値と容量値の積である時定数に応じて変化する。ある時間の経過後は、直流電圧とみなされるような時定数が選択される。実際の波形を図２（Ｄ）、図２（Ｅ）に示す。図２（Ｅ）は、パルスが徐々に変化していく波形で、電流制御信号（電流制御用電圧）も徐々に変化している。図２（Ｄ）は、図２（Ｅ）のデューティ比が２５％付近のパルス信号と電流制御信号の変化を拡大して示した図である。時定数の設定により電流制御信号が最大までならずに放電して０に戻る様子が分かる。
【００２８】
ここで、点灯制御信号のオン期間が短い場合（デューティ比が小さい場合）には、積分電圧波形が上昇し切らないうちに点灯制御信号がオフ期間となるため、積分電圧の大きさは点灯制御信号の大きさまで到達しないまま放電して０へ戻る。その様子を拡大して示したのが図３（Ｂ）である。例えば、本実施形態では時定数を超える開始点であるデューティ比が２５％以下の場合には、積分電圧の大きさが点灯制御信号の大きさまで到達しないように、ＲＣ積分回路の時定数が設定されている。一例として、抵抗値を１０ｋΩ、容量値を２．２μＦとし、時定数を０．００２２と設定することができる。しかし、概ね５％以下のデューティ比の場合にチラつきの問題が発生するので、電流の最大値を落とす開始点を１５％から３０％の間から行うとよい。また、この開始点以上の場合には通常のパルス点灯を行い、２〜４秒の時間で最大点灯まで変化させる。
【００２９】
また、点灯制御信号のオン期間が長い場合（デューティ比が大きい場合）には、積分電圧波形が上昇し切ってもまだ点灯制御信号がオフ期間とならないため、積分電圧の大きさは点灯制御信号の大きさまで到達した後に一定となる。その様子を拡大して示したのが図３（Ｃ）である。
【００３０】
上記のような点灯制御信号および積分電圧が与えられた発光制御回路１３は、点灯制御信号に応じたデューティ比の発光制御信号を生成する。このとき、この発光制御信号の大きさは電流制御信号入力部１３ｂへ入力される積分電圧の大きさに対応して増減される。具体的には、積分電圧が大きいほど発光制御信号が大きく設定される。この結果、発光制御回路１３から出力される発光制御信号の波形（接点ｃにおける信号波形）は、図２（ｃ）に示すようになる。すなわち、信号の立ち上がり時は積分電圧波形と同様なアナログ的変化の波形となる。
【００３１】
このような点灯制御信号を用いることで、ある値よりもデューティ比が小さい場合、すなわち発光素子部１５における発光の光量を小さくする場合において、その光量がさらに小さくなるように光量制御される。それにより、低光量時における発光素子の光量変化がスムーズであると視認させることが可能となる。
【００３２】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、実施形態において説明した数値条件等は一例であってこれに限定されない。また、点灯制御信号の立ち上がり波形を鈍らせた信号を生成する波形鈍化回路の一例としてＲＣ積分回路を示していたが、同様の機能を得られる他の回路を採用することもできる。
【符号の説明】
【００３３】
１０：点灯制御信号入力端子
１１：抵抗素子
１２：容量素子
１３：発光制御回路
１４：電流供給回路
１５：発光素子部
【図１】
2016009655.tif 000003
【図２】
2016009655.tif 000004
【図３】
2016009655.tif 000005