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公開番号2021072265
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210506
出願番号2019200228
出願日20191101
発明の名称光源駆動装置
出願人株式会社デンソーテン
代理人
主分類H05B 45/00 20200101AFI20210409BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】発光を指示するPWM信号のオン期間が短い場合であっても光源を発光させることができ、かつ、異音の発生を防ぐことができる光源駆動装置を提供すること。
【解決手段】光源駆動装置1において、遅延部15は、発振回路11から供給されるクロック信号41に基づいて、信号取得部12により取得されたPWM信号42を遅延させる。発振回路11は、クロック信号41の周波数を変化させる。遅延部15は、クロック信号41の周波数に基づいてPWM信号42の遅延時間を変化させる。変換制御部14は、取得されたPWM信号42と遅延されたPWM信号44とに基づいて、電圧変換回路2を制御する。電圧変換回路2は、入力電圧Vinから出力電圧Voutを生成して光源3に供給する。光源駆動部16及び17は、遅延PWM信号44に基づいて光源3を駆動する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
光源を駆動する制御信号を取得する信号取得部と、
クロック信号の周波数を変更可能な発振回路から供給される前記クロック信号に基づいて前記信号取得部により取得された制御信号を遅延させ、前記クロック信号の周波数に基づいて前記制御信号の遅延時間を変化させる遅延部と、
前記取得された制御信号と、前記遅延部により遅延された制御信号とに基づいて、第1電圧から生成した第2電圧を前記光源に供給する電圧変換回路を制御する変換制御部と、
前記遅延された制御信号に基づいて、前記光源を駆動する光源駆動部と、を備える光源駆動装置。
続きを表示(約 1,000 文字)【請求項2】
請求項1に記載の光源駆動装置であって、
前記変換制御部は、
第1時刻から第2時刻までの期間において、前記電圧変換回路を動作させる動作期間制御部、を含み、
前記第1時刻は、前記取得された制御信号のレベルが前記光源の駆動開始を指示するレベルに変化した時刻であり、
前記第2時刻は、前記遅延された制御信号のレベルが前記光源の駆動停止を指示するレベルに変化した時刻である、を含む光源駆動装置。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の光源駆動装置であって、
前記第2電圧は、前記第1電圧よりも高く、
前記遅延部は、前記クロック信号の周波数が高くなるにつれて、前記取得された制御信号の遅延時間を短くする、光源駆動装置。
【請求項4】
請求項3に記載の光源駆動装置であって、さらに、
前記光源に流す電流を設定する電流設定部、を備え、
前記遅延時間は、前記電流設定部により設定された電流に基づいて変化する、光源駆動装置。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか1項に記載の光源駆動装置であって、
前記光源は、
並列に接続された複数の発光回路、を含み、
前記光源駆動装置は、さらに、
前記複数の発光回路の各々の動作状況を検出する動作確認部、を含み、
前記遅延時間は、前記動作状況検出部の検出結果に基づいて変化する、光源駆動装置。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか1項に記載の光源駆動装置であって、さらに、
前記電圧変換回路に入力される第1電圧の大きさを検出する入力電圧検出部、を備え、
前記遅延時間は、前記電圧検出部により検出された第1電圧の大きさに基づいて変化する、光源駆動装置。
【請求項7】
光源を駆動する制御信号を取得するステップと、
クロック信号の周波数を変更可能な発振回路から供給される前記クロック信号に基づいて前記取得された制御信号を遅延させ、前記クロック信号の周波数に基づいて前記制御信号の遅延時間を変化させるステップと、
前記取得された制御信号と、前記遅延された制御信号とに基づいて、第1電圧から生成した第2電圧を前記光源に供給する電圧変換回路を制御するステップと、
前記遅延された制御信号に基づいて、前記光源を駆動するステップと、を備える光源駆動方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、光源に供給される電圧を生成する電圧変換回路を制御する光源駆動装置に関する。
続きを表示(約 4,600 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1は、発光ダイオードを含む光源を駆動するともに、光源に供給される電圧を生成する昇圧回路を制御する光源駆動装置を開示している。この光源駆動装置は、PWM(Pulse Width Modulation)信号を用いて、光源に流れる電流を制御する。
【0003】
昇圧回路の出力電圧は、オフ時間が長くなるにつれて低下する。出力電圧の低下量が大きくなるにつれて、出力電圧を光源を点灯可能なレベルまで上昇させるための時間は長くなる。この光源駆動装置において、遅延部は、光源をオフする期間であるオフ時間の長さに応じて、光源の駆動開始を遅延させる。これにより、出力電圧を光源を点灯可能なレベルまで上昇させるための期間を確保することができる。従って、発光を指示するPWM信号のオン期間が短い場合であっても、この光源駆動装置は、光源を発光させることができる。
【0004】
しかし、光源の駆動開始が、光源をオフする期間であるオフ時間の長さに応じて遅延した場合、昇圧回路の出力電圧が過上昇する虞がある。出力電圧が過上昇に伴って大きく変動した場合、昇圧回路において出力電圧の平滑化に用いられるコンデンサが音鳴きすることがある。コンデンサの音鳴きは、昇圧回路で発生する異音の原因である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2018−6137号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記問題点に鑑み、本発明は、発光を指示するPWM信号のオン期間が短い場合であっても光源を発光させることができ、かつ、コンデンサの音鳴きを原因とする異音の発生を防ぐことができる光源駆動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】
【0007】
上記課題を解決するため、第1の発明は、光源駆動装置であって、信号取得部と、遅延部と、変換制御部と、光源駆動部とを備える。信号取得部は、光源を駆動する制御信号を取得する。遅延部は、クロック信号の周波数を変更可能な発振回路から供給されるクロック信号に基づいて信号取得部により取得された制御信号を遅延させ、クロック信号の周波数に基づいて制御信号の遅延時間を変化させる。変換制御部は、取得された制御信号と、遅延部により遅延された制御信号とに基づいて、第1電圧から生成した第2電圧を光源に供給する電圧変換回路を制御する。光源駆動部は、遅延された制御信号に基づいて、光源を駆動する。
【0008】
第1の発明によれば、電圧変換回路の制御に用いられるスイッチング信号の周波数に基づいて、制御信号の遅延時間が変化する。これにより、発光を指示するPWM信号のオン期間が短い場合であっても光源を発光させることができ、かつ、コンデンサの音鳴きを原因とする異音の発生を防ぐことができる。
【0009】
第2の発明は、第1の発明であって、変換制御部は、動作期間制御部を含む。動作期間制御部は、第1時刻から第2時刻までの期間において、電圧変換回路を動作させる。第1時刻は、取得された制御信号のレベルが光源の駆動開始を指示するレベルに変化した時刻である。第2時刻は、遅延された制御信号のレベルが光源の駆動停止を指示するレベルに変化した時刻である。
【0010】
第2の発明によれば、制御信号の遅延が開始されてから光源の駆動が停止するまでの期間に電圧変換回路を動作させることができるため、光源3に安定的に電流を供給することができる。
【0011】
第3の発明は、第1又は第2の発明であって、第2電圧は、第1電圧よりも高い。遅延部は、クロック信号の周波数が高くなるにつれて、取得された制御信号の遅延時間を短くする。
【0012】
第3の発明によれば、第2電圧が過上昇することを原因とする異音の発生を防ぐことができる。
【0013】
第4の発明は、第3の発明であって、さらに、電流設定部を備える。電流設定部は、光源に流す電流を設定する。遅延時間は、電流設定部により設定された電流に基づいて変化する。
【0014】
第4の発明によれば、遅延時間が光源に流す電流に応じて変化するため、第2電圧の過上昇が抑制される。従って、光源に流れる電流の大きさの変化に伴う異音の発生を防ぐことができる。
【0015】
第5の発明は、第1〜第4の発明のいずれかであって、光源は、並列に接続された複数の発光回路、を含む。光源駆動装置は、さらに、動作確認部を含む。動作確認部は、複数の発光回路の各々の動作状況を検出する。遅延時間は、動作状況検出部の検出結果に基づいて変化する。
【0016】
第5の発明によれば、第2電圧が、複数の発光回路の動作状況に応じて生成される。複数の発光回路の各々の動作状況が変化した場合に、第2電圧が過上昇することが抑制される。従って、複数の発光回路の動作状況の変化に伴う異音の発生を防ぐことができる。
【0017】
第6の発明は、第1〜第5の発明のいずれかであって、さらに、入力電圧検出部を備える。入力電圧検出部は、電圧変換回路に入力される第1電圧の大きさを検出する。遅延時間は、電圧検出部により検出された第1電圧の大きさに基づいて変化する。
【0018】
第6の発明によれば、遅延時間が第1電圧の大きさに応じて変化する。第2電圧が第1電圧の変化に伴って変化することを防ぐことができるため、第2電圧が過上昇することが抑制される。従って、第1電圧の変化に伴う異音の発生を防ぐことができる。
【0019】
第7の発明は、第7の発明は、光源駆動方法であって、a)ステップと、b)ステップと、c)ステップと、d)ステップとを備える。a)ステップは、光源を駆動する制御信号を取得する。b)ステップは、クロック信号の周波数を変更可能な発振回路から供給されるクロック信号に基づいて取得された制御信号を遅延させ、クロック信号の周波数に基づいて制御信号の遅延時間を変化させる。c)ステップは、取得された制御信号と、遅延された制御信号とに基づいて、第1電圧から生成した第2電圧を光源に供給する電圧変換回路を制御する。d)ステップは、遅延された制御信号に基づいて、光源を駆動する。
【0020】
第7の発明は、第1の発明に用いられる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、発光を指示するPWM信号のオン期間が短い場合であっても光源を発光させることができ、かつ、コンデンサの音鳴きを原因とする異音の発生を防ぐことができる光源駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
本発明の第1の実施の形態に係る光源駆動装置の構成を示す機能ブロック図である。
図1に示す変換制御部の構成を示す機能ブロック図である。
図1に示す遅延部の構成を示す機能ブロック図である。
図1に示す光源駆動部の構成を示す機能ブロック図である。
図1に示す光源駆動装置のタイミングチャートの一例である。
図1に示す光源駆動装置のタイミングチャートの他の例である。
本発明の第2の実施の形態に係る光源駆動装置の構成を示す機能ブロック図である。
図7に示す電流設定部及び光源駆動部の構成の一例を示す回路図である。
図7に示す光源駆動装置のタイミングチャートの一例である。
図7に示す光源駆動装置のタイミングチャートの他の例である。
本発明の第3の実施の形態に係る光源駆動装置の構成を示す機能ブロック図である。
本発明の第4の実施の形態に係る光源駆動装置の構成を示す機能ブロック図である。
CPUバス構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【0024】
<第1の実施の形態>
[1.構成]
[1.1.光源システム100の構成]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る光源システム100の構成を示す機能ブロック図である。図1に示す光源システム100は、液晶パネル等の薄型パネルのバックライトに用いられる。光源システム100は、光源駆動装置1と、電圧変換回路2と、光源3とを備える。
【0025】
光源駆動装置1は、外部から入力されるPWM(Pulse Width Modulation)信号42に基づいて、電圧変換回路2を制御し、光源3を駆動する。
【0026】
電圧変換回路2は、入力電圧Vinを出力電圧Voutに変換する。具体的には、電圧変換回路2は、入力電圧Vinをスイッチング信号29に基づいて昇圧することにより、出力電圧Voutを生成する。電圧変換回路2は、生成された出力電圧Voutを光源3に供給する。
【0027】
光源3は、光源駆動装置1から供給される電流により点灯する。本実施の形態において、光源3は、LED(Light Emitting Diode)アレイである。具体的には、光源3は、並列接続された発光回路31及び32を含む。発光回路31及び32の各々は、直列接続された複数のLED35を含む。
【0028】
発光回路31及び32の一端は、電圧変換回路2の出力端子27に接続される。発光回路31の他端は、変換制御部14と光源駆動部16とに接続される。発光回路32の他端は、変換制御部14と光源駆動部17とに接続される。詳細については後述するが、変換制御部14と、光源駆動部16及び17とは、光源駆動装置1の構成要素である。
【0029】
[1.2.電圧変換回路2の構成]
図1を参照して、電圧変換回路2は、FET(Field effect transistor)21と、コンデンサ22及び25と、コイル23と、ダイオード24と、入力端子26と、出力端子27とを備える。
【0030】
入力端子26は、図示しない電源と接続され、入力電圧Vinを受ける。コンデンサ22の一端は、入力端子26と接続され、コンデンサ22の他端は、接地される。コイル23の一端は、入力端子26と接続され、コイル23の他端は、FET21のドレインと、ダイオード24のアノードと接続される。ダイオード24のカソードは、コンデンサ25の一端と、出力端子27とに接続される。コンデンサ25の他端は、接地される。FET21のソースは、接地され、FET21のゲートは、光源駆動装置1が備える変換制御部14と接続される。
(【0031】以降は省略されています)

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