JP5283325B2 - Light emitting device - Google Patents

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Description

本発明は、発光ダイオード等の発光素子の発光輝度を調整することが可能な発光装置に関するものである。   The present invention relates to a light emitting device capable of adjusting the light emission luminance of a light emitting element such as a light emitting diode.

従来より、車両用ヘッドアップディスプレイ装置が種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。斯かる車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、車両のフロントガラス２或いはコンバイナと称される半透過板に表示光Ｌを投射し、虚像Ｖを表示するものである（図４参照）。車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、ハウジング３に液晶表示器４及び反射ミラー５を収容したものであり、液晶表示器４が発した表示光Ｌは、反射ミラー５で反射され、透光性カバー６を通過してフロントガラス２或いは半透過板に投影される（図５参照）。
特許第３７１８７４１号公報 Conventionally, various head-up display devices for vehicles have been proposed, and for example, disclosed in Patent Document 1. Such a head-up display device 1 for a vehicle projects a display light L on a semi-transmissive plate called a windshield 2 or a combiner of the vehicle to display a virtual image V (see FIG. 4). The vehicle head-up display device 1 includes a housing 3 in which a liquid crystal display 4 and a reflection mirror 5 are accommodated, and the display light L emitted from the liquid crystal display 4 is reflected by the reflection mirror 5 to provide a translucent cover. 6 is projected onto the windshield 2 or the semi-transmissive plate (see FIG. 5).
Japanese Patent No. 3718741

液晶表示器４は、液晶表示素子７と、この液晶表示素子７を透過照明する発光素子８と、液晶表示素子７を支持するケース体９とを有するものである。液晶表示素子７は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セル１０及びこの液晶セル１０の前後面に貼着した前側偏光部材１１，後側偏光部材１２とからなるものである。ハウジング３の上面には、外光センサ１３が設けられており、この外光センサ１３が出力する照度データに応じて、制御手段１４が発光素子８の発光輝度を調整する。制御手段１４は、外光センサ１３，マイコン１５及び駆動回路１６からなるものであり、マイコン１５はディーティー比を変化させることにより、駆動回路１６を介して、発光素子８の発光輝度を調整している（図６及び図７参照）。   The liquid crystal display 4 includes a liquid crystal display element 7, a light emitting element 8 that transmits and illuminates the liquid crystal display element 7, and a case body 9 that supports the liquid crystal display element 7. The liquid crystal display element 7 includes a liquid crystal cell 10 in which liquid crystal is sealed in a pair of translucent substrates on which a transparent electrode film is formed, and a front polarizing member 11 and a rear polarizing member 12 attached to the front and rear surfaces of the liquid crystal cell 10 It consists of An external light sensor 13 is provided on the upper surface of the housing 3, and the control means 14 adjusts the light emission luminance of the light emitting element 8 according to the illuminance data output from the external light sensor 13. The control means 14 comprises an external light sensor 13, a microcomputer 15 and a drive circuit 16. The microcomputer 15 adjusts the light emission luminance of the light emitting element 8 via the drive circuit 16 by changing the duty ratio. (See FIG. 6 and FIG. 7).

しかしながら、発光素子８を微弱発光させることができず、周囲が暗いときに、車両のドライバーが虚像Ｖを眩しく感じる虞があった。つまり、マイコン１４がディーティー比を所定値Ｄ１（例えば１％）よりも小さくすると、発光素子８が点灯しなくなるため、発光素子８を所定の発光輝度Ｌ２よりも小さくすることができないという問題を有していた。
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、発光輝度の調整範囲が大きい発光装置を提供するものである。 However, there is a possibility that the driver of the vehicle may feel the virtual image V dazzling when the light emitting element 8 cannot emit light weakly and the surroundings are dark. That is, if the microcomputer 14 makes the duty ratio smaller than a predetermined value D1 (for example, 1%), the light emitting element 8 is not turned on. Had.
The present invention has been made in view of this problem, and provides a light emitting device having a large adjustment range of light emission luminance.

本発明は、請求項１に記載したように、発光素子２６と、外光を検出する外光センサ５１と、前記外光に応じて、前記発光素子２６の発光輝度を調整する制御手段６６と、を有する発光装置において、
前記制御手段６６は、前記発光輝度が所定の閾値Ｌ２よりも大きいときに、第一の電流Ａ１にて前記発光素子２６を駆動する第一の駆動回路６４と、前記発光輝度が前記閾値Ｌ２よりも小さいときに、前記第一の電流Ａ１より小さい第二の電流Ａ２にて前記発光素子２６を駆動する第二の駆動回路６５と、を有し、前記発光輝度が前記閾値Ｌ２よりも大きいときに、前記第一の電流Ａ１のデューティー比を変化させることにより前記発光輝度を調整すると共に、前記発光輝度が前記閾値Ｌ２よりも小さいときに、第二の電流Ａ２のデューティー比を変化させることにより前記発光輝度を調整することを特徴とするものである。
The present invention as described in claim 1, the light emitting element 26, the outside light sensor 51 for detecting the ambient light, depending on the outer light, a control unit 66 for adjusting the emission brightness of the light emitting element 26 In a light emitting device having
The control means 66 includes a first drive circuit 64 that drives the light emitting element 26 with a first current A1 when the emission luminance is greater than a predetermined threshold value L2, and the emission luminance is less than the threshold value L2. A second driving circuit 65 for driving the light emitting element 26 with a second current A2 smaller than the first current A1 when the light emission luminance is larger than the threshold value L2. In addition, the light emission luminance is adjusted by changing the duty ratio of the first current A1, and when the light emission luminance is smaller than the threshold value L2, the duty ratio of the second current A2 is changed. The light emission luminance is adjusted.

第一の電流のデューティー比を変化させることにより発光輝度を調整すると共に、所定値よりも小さい輝度範囲においては、第一の電流よりも電流値が低い第二の電流Ａ２のデューティー比を変化させることにより発光輝度を調整でき、発光輝度の調整範囲が大きい。   The light emission luminance is adjusted by changing the duty ratio of the first current, and the duty ratio of the second current A2 having a current value lower than the first current is changed in a luminance range smaller than the predetermined value. Therefore, the emission luminance can be adjusted, and the adjustment range of the emission luminance is large.

以下、添付の図面に基づいて、本発明の一実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

車両用ヘッドアップディスプレイ装置２１は、液晶表示器２２及び反射器２３をハウジング２４に収容したものである。液晶表示器２２は、液晶表示素子２５，発光素子２６及びケース体２７を有している。液晶表示素子２５は、ＴＦＴ型液晶セル３０の前後面に前側偏光部材３１及び後側偏光部材３２を貼着したものであり、ケース体２７に支持されている。発光素子２６は、例えば白色発光ダイオードからなるものであり、液晶表示素子２５の後方に配置され、液晶表示素子２５を透過照明する。   The vehicle head-up display device 21 has a liquid crystal display 22 and a reflector 23 accommodated in a housing 24. The liquid crystal display 22 includes a liquid crystal display element 25, a light emitting element 26, and a case body 27. The liquid crystal display element 25 is obtained by attaching a front polarizing member 31 and a rear polarizing member 32 to the front and rear surfaces of the TFT liquid crystal cell 30, and is supported by a case body 27. The light emitting element 26 is composed of, for example, a white light emitting diode, and is disposed behind the liquid crystal display element 25 to transmit and illuminate the liquid crystal display element 25.

反射器２３は、反射ミラー３６，保持部材３７及びステッピングモータ３８を有している。反射ミラー３６は、樹脂（例えばポリカーボネート）に金属（例えばアルミニウム）を蒸着させ反射面３６ａを形成したものである。反射面３６ａは凹面となっており虚像を拡大表示するようになっている。反射ミラー３６は保持部材３７に両面粘着テープにより接着されている。保持部材３７は樹脂（例えばＡＢＳ）からなるものであり、歯車部４０及び軸部４１が一体に形成されている。軸部４１はハウジング２４に軸支されている。   The reflector 23 includes a reflection mirror 36, a holding member 37, and a stepping motor 38. The reflection mirror 36 is formed by depositing a metal (for example, aluminum) on a resin (for example, polycarbonate) to form a reflection surface 36a. The reflecting surface 36a is a concave surface so that a virtual image is enlarged and displayed. The reflection mirror 36 is bonded to the holding member 37 with a double-sided adhesive tape. The holding member 37 is made of resin (for example, ABS), and the gear portion 40 and the shaft portion 41 are integrally formed. The shaft portion 41 is pivotally supported by the housing 24.

ステッピングモータ３８の回動軸には歯車４２が取付けられており、この歯車４２は、保持部材３７の歯車部４０と噛み合わされている。反射ミラー３６は保持部材３７と共に回動可能な状態で支持されており、ステッピングモータ３８により反射ミラー３６を回動させ、表示光Ｌの投射方向を調整することができる。使用者は、図示しない押ボタンスイッチを操作し、表示光Ｌが使用者の目の位置に反射されるように（即ち、虚像を視認できるように）反射ミラー３６の角度位置を調整する。   A gear 42 is attached to the rotating shaft of the stepping motor 38, and the gear 42 is meshed with the gear portion 40 of the holding member 37. The reflection mirror 36 is supported in a rotatable state together with the holding member 37, and the reflection mirror 36 can be rotated by the stepping motor 38 to adjust the projection direction of the display light L. The user operates a push button switch (not shown) to adjust the angular position of the reflection mirror 36 so that the display light L is reflected at the position of the user's eyes (that is, the virtual image can be visually recognized).

４４は放熱板であり、この放熱板４４は、発光素子２６の後面に貼着されている。放熱板４４は、アルミニウム（Al）等の金属からなるものであり、平板形状になっている。４５はアルミニウム（Al）等の金属からなる放熱部材であり、この放熱部材４５は、ハウジング２４の開口部２４ａに配設されている。放熱部材４５は、図示しないビスによってフランジ部４５ａでハウジング２４に固定されている。放熱部材４５には、放熱板４４が熱伝導性接着剤によって接着されている。放熱部材４５は、複数の放熱フィン４５ｂを有している。４６はパッキング部材であり、このパッキング部材４６は、放熱部材４５と、ハウジング２４の開口部２４ａの間を塞いで、ハウジング２４の中に塵埃が入ることを防いでいる。   Reference numeral 44 denotes a heat radiating plate, and the heat radiating plate 44 is attached to the rear surface of the light emitting element 26. The heat sink 44 is made of a metal such as aluminum (Al) and has a flat plate shape. Reference numeral 45 denotes a heat radiating member made of a metal such as aluminum (Al). The heat radiating member 45 is disposed in the opening 24 a of the housing 24. The heat radiating member 45 is fixed to the housing 24 by a flange portion 45a with a screw (not shown). A heat radiating plate 44 is bonded to the heat radiating member 45 with a heat conductive adhesive. The heat radiating member 45 has a plurality of heat radiating fins 45b. A packing member 46 closes the space between the heat radiation member 45 and the opening 24 a of the housing 24 to prevent dust from entering the housing 24.

ハウジング２４には液晶表示器２２，反射器２３等が収容される。ハウジング２４には表示光Ｌが出射する窓部２４ｂが形成されており、この窓部２４ｂには透光性カバー４８が配設されている。透光性カバー４８は、透光性樹脂（例えばアクリル）からなるものであり、湾曲形状になっている。ハウジング２４には遮光壁２４ｃ，２４ｄが設けられている。遮光壁２４ｃは、ハウジング２４の上部から斜めに垂下するように形成されており、太陽光等の外光が液晶表示器２２に入射し虚像が見えにくくなる現象（ウォッシュアウト）を防止している。遮光壁２４ｄは、ハウジング２４の下部に立設されている。   The housing 24 accommodates the liquid crystal display 22, the reflector 23, and the like. The housing 24 is formed with a window 24b through which the display light L is emitted, and a translucent cover 48 is disposed on the window 24b. The translucent cover 48 is made of a translucent resin (for example, acrylic) and has a curved shape. The housing 24 is provided with light shielding walls 24c and 24d. The light shielding wall 24c is formed so as to hang obliquely from the upper part of the housing 24, and prevents a phenomenon (washout) in which external light such as sunlight enters the liquid crystal display 22 and makes it difficult to see a virtual image. . The light shielding wall 24 d is erected at the lower part of the housing 24.

５１はフォトダイオード等の外光センサであり、この外光センサ５１は、回路基板５２に搭載されている。回路基板５２に搭載された外光センサ５１は、ハウジング２４の上部から垂下した保持部に固定されている。外光センサ５１は、透光性カバー４８を通過した光を受けるものであり、車両前方の明るさを検出し、後述するマイコンに照度データを出力する。５３は筒状体であり、この筒状体５３は遮光壁２４ｃと一体形成されている。筒状体５３は、略円筒形状になっており、外光センサ５１に入射する光の角度範囲を規制する。   Reference numeral 51 denotes an external light sensor such as a photodiode. The external light sensor 51 is mounted on the circuit board 52. The external light sensor 51 mounted on the circuit board 52 is fixed to a holding part that hangs down from the upper part of the housing 24. The external light sensor 51 receives light that has passed through the translucent cover 48, detects the brightness in front of the vehicle, and outputs illuminance data to a microcomputer to be described later. 53 is a cylindrical body, and this cylindrical body 53 is integrally formed with the light shielding wall 24c. The cylindrical body 53 has a substantially cylindrical shape and regulates the angular range of light incident on the external light sensor 51.

図２は、車両用ヘッドアップディスプレイ装置２１の電気的構成を示すブロック図である。５８は車速センサであり、この車速センサ５８は車両速度を検出し、車速データをマイコン５９に出力する。マイコン５９は、駆動回路６０を介して、液晶表示素子２５に車速を表示させると共に、スイッチ回路６３，第一の駆動回路６４及び第二の駆動回路６５を介して発光素子２６を点灯させる。制御手段６６は、外光センサ５１，マイコン５９，スイッチ回路６３，第一の駆動回路６４，第二の駆動回路６５からなるものであり、外光センサ５１から入力した照度データに応じて、発光素子２６の発光輝度を調整する。   FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the vehicle head-up display device 21. A vehicle speed sensor 58 detects the vehicle speed and outputs vehicle speed data to the microcomputer 59. The microcomputer 59 displays the vehicle speed on the liquid crystal display element 25 via the drive circuit 60 and lights the light emitting element 26 via the switch circuit 63, the first drive circuit 64 and the second drive circuit 65. The control means 66 includes an external light sensor 51, a microcomputer 59, a switch circuit 63, a first drive circuit 64, and a second drive circuit 65, and emits light according to illuminance data input from the external light sensor 51. The light emission luminance of the element 26 is adjusted.

マイコン５９は、輝度範囲Ｌ１〜Ｌ２においては、スイッチ回路６３及び第一の駆動回路６４を介して、第一の波高値（例えば３５０ｍＡ）を有する第一のパルス電流Ａ１のデューティー比を変化させることにより、発光輝度を調整する。また、マイコン５９は、輝度範囲Ｌ２〜Ｌ３においては、スイッチ回路６３及び第二の駆動回路６５を介して、第二の波高値（例えば２０ｍＡ）を有する第二のパルス電流Ａ２のデューティー比を変化させることにより発光輝度を調整する（図３参照）。つまり、所定値Ｌ２が閾値になっており、発光輝度が閾値Ｌ２よりも大きいときは、第一の駆動回路６４を用いて発光素子２６を駆動し、発光輝度が閾値Ｌ２よりも小さいときは、第二のパルス電流Ａ２にて第二の駆動回路６５を用いて発光素子２６を駆動する。   The microcomputer 59 changes the duty ratio of the first pulse current A1 having the first peak value (for example, 350 mA) via the switch circuit 63 and the first drive circuit 64 in the luminance range L1 to L2. To adjust the light emission luminance. Further, the microcomputer 59 changes the duty ratio of the second pulse current A2 having the second peak value (for example, 20 mA) via the switch circuit 63 and the second drive circuit 65 in the luminance range L2 to L3. To adjust the light emission luminance (see FIG. 3). That is, when the predetermined value L2 is a threshold value and the light emission luminance is larger than the threshold value L2, the light emitting element 26 is driven using the first drive circuit 64, and when the light emission luminance is smaller than the threshold value L2, The light emitting element 26 is driven using the second drive circuit 65 with the second pulse current A2.

本実施形態によれば、発光輝度に応じて、スイッチ回路６３によって複数の駆動回路６４，６５を切替えて、発光輝度が閾値Ｌ２よりも大きいときは、第一のパルス電流Ａ１のデューティー比を変化させることにより発光輝度を調整し、発光輝度が閾値Ｌ２よりも小さいときは、第二のパルス電流Ａ２のデューティー比を変化させることにより前記発光輝度を調整することによって、従来よりも発光輝度の調整範囲を大きくすることができる。   According to the present embodiment, the plurality of drive circuits 64 and 65 are switched by the switch circuit 63 according to the light emission luminance, and when the light emission luminance is larger than the threshold value L2, the duty ratio of the first pulse current A1 is changed. The emission luminance is adjusted by adjusting the emission luminance by adjusting the emission luminance by changing the duty ratio of the second pulse current A2 when the emission luminance is smaller than the threshold value L2. The range can be increased.

本発明の実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows embodiment of this invention. 同上実施形態を示すブロック図。The block diagram which shows embodiment same as the above. 同上実施形態を示す発光輝度とデューティー比の関係を表す線図。The diagram showing the relationship between the light-emitting luminance and duty ratio which shows embodiment same as the above. 従来例を示す概観図。The general-view figure which shows a prior art example. 同上従来例を示す断面図。Sectional drawing which shows a prior art example same as the above. 同上従来例を示すブロック図。The block diagram which shows a prior art example same as the above. 同上従来例を示す発光輝度とデューティー比の関係を表す線図。The diagram showing the relationship between the light-emitting luminance and duty ratio which shows a prior art example same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

２６ 発光素子
５１ 外光センサ
６４ 第一の駆動回路
６５ 第二の駆動回路
６６ 制御手段 26 Light-Emitting Element 51 Ambient Light Sensor 64 First Drive Circuit 65 Second Drive Circuit 66 Control Unit

Claims (1)

発光素子と、外光を検出する外光センサと、前記外光に応じて、前記発光素子の発光輝度を調整する制御手段と、を有する発光装置において、
前記制御手段は、前記発光輝度が所定の閾値よりも大きいときに、第一の電流にて前記発光素子を駆動する第一の駆動回路と、前記発光輝度が前記閾値よりも小さいときに、前記第一の電流より小さい第二の電流にて前記発光素子を駆動する第二の駆動回路と、を有し、前記発光輝度が前記閾値よりも大きいときに、前記第一の電流のデューティー比を変化させることにより前記発光輝度を調整すると共に、前記発光輝度が前記閾値よりも小さいときに、第二の電流のデューティー比を変化させることにより前記発光輝度を調整することを特徴とする発光装置。
In a light-emitting device having a light-emitting element, an external light sensor that detects external light, and a control unit that adjusts the light emission luminance of the light-emitting element according to the external light.
The control means includes a first drive circuit that drives the light emitting element with a first current when the light emission luminance is greater than a predetermined threshold, and when the light emission luminance is smaller than the threshold, A second drive circuit for driving the light emitting element with a second current smaller than the first current, and when the light emission luminance is larger than the threshold, the duty ratio of the first current is The light emitting device is characterized by adjusting the light emission luminance by changing the light emission luminance, and adjusting the light emission luminance by changing a duty ratio of a second current when the light emission luminance is smaller than the threshold value.
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