JP2017050110A - 半導体光源駆動装置、制御装置及び半導体光源駆動装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型及び低コストで、立ち上がり及び立下り速度の速い点灯パルス電流を半導体光源に供給できる半導体光源駆動装置を提供する。【解決手段】半導体光源駆動装置３は、スイッチングレギュレータ４に供給されるスイッチング信号Ｓ１１を制御する制御回路部５を備え、制御回路部５は、スイッチング信号Ｓ１１のデューティ比を出力制御信号Ｓ３０に応じて調整する駆動信号生成部８と、点灯パルスＳ０が点灯を示すとき、半導体光源１に流れる電流が所定の電流値となるデューティ比を示す出力制御信号Ｓ３０を出力するアップダウンカウンタ１０と、レジスタ１１と、点灯パルスＳ０のデューティ比が所定の閾値以上の場合に点灯中の出力制御信号Ｓ３０をレジスタ１１に保存させ、上記デューティ比が所定の閾値以下の場合に点灯パルスＳ０がオフとなる期間中にレジスタ１１のレジスタ値をアップダウンカウンタ１０に読み出す保持レジスタ制御部１３とを有する。【選択図】図１

Description

本開示は、半導体光源を調光する機能を有する半導体光源駆動装置、制御装置及び半導体光源駆動装置の駆動方法に関する。

近年、ＤＲＬ（Ｄａｙｔｉｍｅ Ｒｕｎｎｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ）付ヘッドランプ及びブレーキランプ付テールランプ等に半導体光源を利用したものが用いられるようになっており、半導体光源を安定的に駆動する装置が求められている。

また一般に、半導体光源は、電流値によって色度が変化（色ずれ）する特性を有している。したがって、減光点灯させるために、半導体光源へ供給する直流の電流値を単純に低下させると、色ずれが発生する。よって、このような色ずれを抑制するために、電流を一定としてパルス幅変調（ＰＷＭ）で輝度を調整する点灯パルス制御が行われることが望ましい。

更に、近年では、半導体光源を自然に消す事が求められており、点灯から消灯に至るまで、言い換えると点灯パルスのデューティ比が０％に至るまで安定に駆動できる半導体光源装置が求められている。

このような背景のなか、特許文献１では、点灯時の平衡状態を、消灯時にデジタル的に保持する技術が提案されている。

特開２０１２−２３８４９９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、断続的な点灯及び消灯によって半導体光源を調光する点灯パルスのデューティ比が小さくなったときに、点灯パルス電流のピーク値が安定せずに、光源にちらつきが発生する場合があるという課題を有している。

上記課題に鑑み、本発明は、小型及び低コストで、立ち上がり及び立下り速度の速い点灯パルス電流を半導体光源に供給することが可能な半導体光源駆動装置、制御装置及び半導体光源駆動装置の駆動方法を提供する。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る半導体光源駆動装置は、断続的な点灯及び消灯により半導体光源を調光する半導体光源駆動装置であって、スイッチング素子を有し、当該スイッチング素子が所定の周波数の駆動信号を受けることで、当該駆動信号のデューティ比に応じた電流を前記半導体光源に供給するスイッチングレギュレータと、前記駆動信号のデューティ比と前記半導体光源の断続的な点灯及び消灯とを制御する制御回路部とを備え、前記制御回路部は、前記駆動信号を生成し、かつ、出力制御信号を受けて、前記駆動信号のデューティ比を前記出力制御信号が示すデューティ比に調整する駆動信号生成部と、点灯時に前記半導体光源に流れる電流を検出する電流検出部と、前記半導体光源に流れる電流が所定の電流値を超えているか否かを検出する電流比較部と、点灯及び消灯を示す点灯パルス信号及び前記電流比較部の検出結果を受け、前記点灯パルス信号が点灯を示すとき、前記半導体光源に流れる電流が前記所定の電流値となるデューティ比を示す前記出力制御信号を出力するアップダウンカウンタと、前記アップダウンカウンタの出力信号を保存するレジスタと、前記点灯パルス信号のデューティ比が所定の閾値以上であるか否かを検出する調光信号検出部と、前記点灯パルス信号のデューティ比が所定の閾値以上の場合に、点灯中の前記出力制御信号を前記レジスタに保存させ、前記点灯パルス信号のデューティ比が所定の閾値以下の場合に、前記点灯パルス信号がオフとなる期間中に前記レジスタのレジスタ値を前記アップダウンカウンタに読み出す保持レジスタ制御部とを有することを特徴とする。

本発明に係る半導体光源駆動装置によれば、点灯パルスが高いデューティ比から低いディーティ比まで点灯時の光源電流を安定に供給できるので、半導体光源を色ずれの発生やちらつきなく消灯させることが可能となる。

実施の形態１に係る半導体光源駆源装置の構成を示す回路図である。 実施の形態１に係るアップダウンカウンタの構成を示す回路図である。 実施の形態１に係る半導体光源駆源装置の動作を示すタイミングチャートである。 実施の形態２に係る半導体光源駆源装置の構成を示す回路図である。 実施の形態２に係る半導体光源駆源装置の動作を示すタイミングチャートである。 実施の形態３に係る半導体光源駆源装置の構成を示す回路図である。 実施の形態３に係る半導体光源駆源装置の動作を示すタイミングチャートである。

以下、本開示の実施の形態に係る半導体光源駆源装置、制御装置及び半導体光源駆動装置の駆動方法について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものであり、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定するものではない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る半導体光源駆動装置３の構成を示す回路図である。図１に示すように、半導体光源駆動装置３は、半導体光源１に電流を供給するスイッチングレギュレータ４と、半導体光源１に流れる電流を監視し、スイッチングレギュレータ４にスイッチング信号Ｓ１１を与える制御回路部（制御装置）５とを備えている。

半導体光源１は、２つの発光ダイオードが直列に接続されている。具体的には、半導体光源１のカソード側は接地され、アノード側は制御回路部５に接続されている。なお、本態様では、説明の簡素化のために図１に示すような構成としているが、発光ダイオード（ＬＥＤ）の接続方法及び個数は特に限定されるものではない。例えば、発光ダイオードは１つでもよく、導通極性を同一方向にして直列または並列に接続されてもよい。なお、半導体光源１は、発光ダイオード以外にもレーザダイオードなどのその他の発光素子を用いることが出来る。

スイッチングレギュレータ４は、スイッチング素子ＳＷ１と、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ１と、チョークコイルＬ１とを備えている。

スイッチング素子ＳＷ１の一端は、電源２の正極端子であるＶＩＮ端子に接続され、スイッチング素子ＳＷ１の他端は、ダイオードＤ１のカソード及びチョークコイルＬ１の一端に接続される。チョークコイルＬ１の他端はコンデンサＣ１の一端に接続され、コンデンサＣ１の他端およびダイオードＤ１のアノードは接地される。

なお、スイッチングレギュレータ４の構成は、入力電圧ＶＩＮよりも低い出力電圧に変換する一般に「降圧コンバータ」と呼ばれる構成であり、スイッチング信号Ｓ１１のオン／オフのデューティ比に応じて所定の電流が半導体光源１に流れる順方向電圧を出力電圧として生成するが、このスイッチングレギュレータ４は本構成に限定されるものではない。例えば、発光ダイオードが複数個接続され、入力電圧より高い出力電圧を要する場合などには、昇圧コンバータ、昇降圧コンバータ、またはフライバックコンバータとしても適用が可能である。

また、制御回路部（制御装置）５は、半導体光源１に所定の電流が流れるようにスイッチング信号Ｓ１１のオン／オフのデューティ比を制御する。制御回路部（制御装置）５は、半導体光源１とスイッチングレギュレータ４の間に接続され、電流検出部６と電流比較部７とを備える。電流検出部６は、断続的な点灯及び消灯を繰り返す点灯パルス信号Ｓ０に基づいた、半導体光源１に流れる電流を検出する。電流比較部７は、電流検出部６の検出信号Ｓ２１を受け、点灯オン時に半導体光源１に流れる電流が所定の電流値を超えるか否かを判定している。

また、電流検出部６は、２つの端子間に接続された低抵抗（図示せず）とその半導体光源１の電流が流れる低抵抗の両端電圧を増幅するアンプ（図示せず）とを備えている。低抵抗が接続された一方の端子は、半導体光源１のアノード側に接続され、低抵抗が接続された他方の端子は、スイッチングレギュレータ４のインダクタＬ１の他端およびコンデンサＣ１の他端に接続される。更に、電流検出部６のアンプで増幅された信号は、検出信号Ｓ２１として出力される。電流比較部７は、電流検出部６から受けた検出信号Ｓ２１と、電流量基準値Ｓ２２とを比較し、比較結果を基準値比較信号Ｓ２３としてアップダウンカウンタ１０に向けて出力する。

また、制御回路部５は、駆動信号生成部８と、ＡＮＤ回路１５、１６、１７及び１８と、アップダウンカウンタ１０と、レジスタ１１と、セレクタ１２と、保持レジスタ制御部１３と、調光信号検出部１４とを備えている。

ＡＮＤ回路１５は、点灯パルス信号Ｓ０とクロック信号Ｓ３７とを受け、論理演算結果をカウンタ動作信号Ｓ３３としてアップダウンカウンタ１０に出力する。また、ＡＮＤ回路１６は、電流比較部７から出力された基準値比較信号Ｓ２３とクロック信号Ｓ３７とを受け、論理演算結果を増カウント信号Ｓ３４としてアップダウンカウンタ１０に出力する。また、ＡＮＤ回路１７は、クロック信号Ｓ３７と基準値比較信号Ｓ２３が論理反転された信号とを受け、論理演算結果を減カウント信号Ｓ３５としてアップダウンカウンタ１０に出力する。

つまり、点灯パルス信号Ｓ０及びクロック信号Ｓ３７がハイレベルの時に、基準値比較信号Ｓ２３がハイレベルなら増カウント信号Ｓ３４を、基準値比較信号Ｓ２３がローレベルなら減カウント信号Ｓ３５を、それぞれハイレベルとして出力する。

また、調光信号検出部１４は、点灯パルス信号Ｓ０とデューティ基準値Ｓ４０とを比較し、点灯パルスがある所定のデューティ比以上の時はデューティ比較信号Ｓ４１をハイレベルとして出力する。

また、保持レジスタ制御部１３は、立下りエッジパルス生成部３１と、ＡＮＤ回路３４及び３５とを備える。ＡＮＤ回路３４は、点灯パルス信号Ｓ０の立下りエッジでハイパルスを出力するカウンタ動作信号Ｓ３３と、デューティ比較信号Ｓ４１とを受け、レジスタ保存信号Ｓ３６を出力する。ＡＮＤ回路３５は、カウンタ動作信号Ｓ３３と、デューティ比較信号Ｓ４１の反転信号とを受け、レジスタ読出信号Ｓ３２を出力する。

また、セレクタ１２は、アップダウンカウンタ１０の出力制御信号Ｓ３０とレジスタ出力信号Ｓ３１とを受け、レジスタ保存信号Ｓ３６に基づいて、いずれか一方の入力信号を選択して、レジスタ読出信号Ｓ３２として出力する。

また、レジスタ１１は、レジスタ読出信号Ｓ３２を受けてレジスタ出力信号（レジスタ値）Ｓ３１をアップダウンカウンタ１０へ出力する。

また、駆動信号生成部８は、出力制御信号Ｓ３０を受け、所定の周波数のＰＷＭ信号Ｓ１２を出力する。

また、ＡＮＤ回路１８は、駆動信号生成部８のＰＷＭ信号Ｓ１２と点灯パルス信号Ｓ０とを受けて、スイッチング信号Ｓ１１を出力する。

点灯パルス信号Ｓ０は、ハイレベルの時に点灯、ローレベルの時に消灯を周期的に繰り返すための信号であり、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比を変える事により、点灯から減光、さらには消灯に至るまで遷移させることが出来る。なお、ここでは、点灯パルス信号Ｓ０は、外部からの入力信号としているが、特に限定されるものではない。

このとき、駆動信号生成部８は、出力制御信号Ｓ３０が示すカウンタ値に応じて、ＰＷＭ信号Ｓ１２のデューティ比を調整する。具体的には、駆動信号生成部８は、出力制御信号Ｓ３０が示すカウンタ値が増加すれば、ＰＷＭ信号Ｓ１２のデューティ比を増加させる一方、出力制御信号Ｓ３０が示すカウンタ値が減少すれば、ＰＷＭ信号Ｓ１２を減少させる。

これにより、半導体光源駆動装置３では、アップダウンカウンタ１０のカウンタ値が増加するほど、出力電圧（半導体光源１に供給される電圧）ＶＯＵＴの電位が高くなり、アップダウンカウンタ１０のカウンタ値が減少するほど、出力電圧ＶＯＵＴの電位が低くなる。

さらに、駆動信号生成部８が出力するＰＷＭ信号Ｓ１２の信号波形は、例えばカウンタ値をＤＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−Ａｎａｌｏｇ）変換した電圧を出力する。具体的には、例えば、所定の周波数の三角波を比較器によってスライスした信号を利用する（図示せず）。なお、スイッチング信号Ｓ１１の信号波形は、上記の三角波に限定されず、所定の周波数であってデューティ比の調整が可能な信号であれば、波形形状は限定されるものではない。

スイッチングレギュレータ４のスイッチング素子ＳＷ１は、スイッチング信号Ｓ１１がハイレベルのとき通電状態となる一方、ローレベルのとき非通電状態となる。

図２は、アップダウンカウンタ１０の構成を示す回路図である。図２より、アップダウンカウンタ１０は、レジスタ３０１と、セレクタ３０２、３０３、３０４ａ及び３０５ａと、増カウント部３０４ｂと、減カウント部３０５ｂとを備える。この構成により、アップダウンカウンタ１０は、増カウント信号Ｓ３４がハイレベルの間は、アップカウント（カウンタ値が増加）を行う一方、減カウント信号Ｓ３５がハイレベルの間はダウンカウント（カウンタ値が減少）を行う。

そして、カウンタ動作信号Ｓ３３がローレベルになると、アップダウンカウンタ１０はカウント動作を停止する。また、レジスタ読出信号Ｓ３２がハイレベルになると、セレクタ３０２が保持レジスタ値Ｓ３１を選択し、出力信号Ｓ３１０をレジスタ３０１にロードする。

次に、半導体光源駆動装置３の動作を説明する。

図３は、実施の形態１に係る半導体光源駆動装置３の動作を示すタイミングチャートである。なお、時刻Ｔ１は、スイッチングレギュレータ４の起動開始ポイントであるものとする。

始めに、時刻Ｔ１では、点灯パルス信号Ｓ０がハイレベルとなり、ＡＮＤ回路１５、１６及び１７を介して、アップダウンカウンタ１０にクロック信号Ｓ３７が供給され、カウンタ動作信号Ｓ３３はハイレベルとなり、カウント動作が開始される。

このとき、半導体光源１にはまだ電流が流れていないため、電流比較部７は検知信号Ｓ２１が電流量基準値Ｓ２２よりも小さいことを示すハイレベル信号を基準値比較信号Ｓ２３として出力する。したがって、増カウント信号Ｓ３４はハイレベルとなり、減カウント信号Ｓ３５はローレベルとなり、アップダウンカウンタ１０は、アップカウントを開始する。アップダウンカウンタ１０のカウンタ値は、時刻Ｔ１（起動時）のタイミングでは、ゼロから開始されるものとする。なお、起動時のカウンタ値はゼロに限定されず、異なる値から開始してもかまわない。

次に、時刻Ｔ１から時刻Ｔｓの期間では、駆動信号生成部８は、所定の周波数のＰＷＭ信号Ｓ１２をスイッチング素子ＳＷ１に出力する。スイッチング素子ＳＷ１がオンすると、チョークコイルＬ１を介してコンデンサＣ１が充電され、出力電圧が上昇する。一方で、スイッチング素子ＳＷ１がオフすると、ダイオードＤ１を介した経路からチョークコイルＬ１に電流が供給され、チョークコイルＬ１の電流が消失するまでコンデンサＣ１の一端の電位は上昇する。

このように、スイッチング素子ＳＷ１のオンオフを繰り返しながら、半導体光源駆動装置３の出力電圧ＶＯＵＴは上昇する。起動開始時は半導体光源１および電流検出部６の低抵抗には電流が流れない。したがって、電流比較部７から出力される基準値比較信号Ｓ２３がハイレベルのため、アップダウンカウンタ１０はアップカウントを継続する。そして、アップダウンカウンタ１０の出力制御信号Ｓ３０が増加することにより、ＰＷＭ信号Ｓ１２のデューティ比が徐々に大きくなる。これにより、チョークコイルＬ１に蓄えるエネルギーが増えていき、半導体光源駆動装置３の出力電圧ＶＯＵＴも出力制御信号Ｓ３０に比例して徐々に上昇していくという、いわゆるソフトスタート動作が行われる。

次に、時刻Ｔｓでは、出力電圧ＶＯＵＴは、半導体光源１の順方向電圧であるＶ１に達すると半導体光源１に負荷電流ＩＬＥＤが流れ始める。

ここで、時刻Ｔｓから時刻Ｔ２の期間では、半導体光源１に負荷電流が供給されるにしたがって、半導体光源１の発光ダイオード両端の電圧（出力電圧ＶＯＵＴ）は、順方向電圧Ｖ１に加えてさらに増加する。この発光ダイオード両端の電圧増加は、負荷電流ＩＬＥＤの電流値が微小な場合は、電圧増加に対して電流が指数関数的に増加する。一方で、高い輝度を必要とする車載用途のヘッドライト用の半導体光源においては、数アンペアオーダーの電流が必要となるため、ダイオード両端の増加電圧は抵抗特性を示し、電圧の増加に対して比例して電流が増加することとなる。

そこで、時刻Ｔｓから時刻Ｔ２の期間では、まず、電流検出部６の検出信号Ｓ２１が電流量基準値Ｓ２２に達するまでの間は、半導体光源駆動装置３の出力電圧ＶＯＵＴを上昇させるように、アップダウンカウンタ１０のカウンタ値が増加する。すなわち、出力制御信号Ｓ３０が示すカウンタ値が増加する。これにより、駆動信号生成部８の出力であるＰＷＭ信号Ｓ１２のデューティ比は増加し、結果として、半導体光源１の負荷電流ＩＬＥＤが増加する。

更に、電流検出部６の検出信号Ｓ２１が電流量基準値Ｓ２２を超えると、電流比較部７は基準値比較信号Ｓ２３として、ローレベルの信号を出力し、増カウント信号Ｓ３４はローレベルとなり、減カウント信号Ｓ３５はハイレベルとなり、その結果、アップダウンカウンタ１０はアップカウントからダウンカウントに切り替わる。

これにより、アップダウンカウンタ１０の出力制御信号Ｓ３０が示すカウンタ値が減少するため、ＰＷＭ信号Ｓ１２のデューティ比は減少し、結果として半導体光源１の負荷電流ＩＬＥＤが減少する。

この際、アップダウンカウンタ１０がアップカウントからダウンカウントに切り替わる場合には、クロック信号Ｓ３７の周期分の応答遅れが発生する。この期間、出力電圧ＶＯＵＴを上昇させ、半導体光源１の負荷電流ＩＬＥＤにオーバーシュートが発生する。

次に、時刻Ｔ３では、検出信号Ｓ２１が電流量基準値Ｓ２２以下になると、電流比較部７は基準値比較信号Ｓ２３として、ハイレベルの信号を出力し、再びアップダウンカウンタ１０はダウンカウントからアップカウントに切り替わる。

このように、半導体光源１の負荷電流ＩＬＥＤが基準値に達したとき、電流比較部７は、基準値比較信号Ｓ２３としてハイレベルとローレベルとを交互に出力する。このように、半導体光源１の負荷電流ＩＬＥＤの状態をフィードバック制御することにより、半導体光源駆動装置３の負荷電流ＩＬＥＤを安定化させる。このとき、ＰＷＭ信号Ｓ１２はデューティ比が安定した状態で出力されている。

次に、時刻Ｔ４では、点灯パルス信号Ｓ０がハイレベルからローレベルに切り替わると、ＡＮＤ回路１８が点灯パルス信号Ｓ０を受けてＰＷＭ信号Ｓ１２を遮断し、スイッチング信号Ｓ１１としてローレベルを出力し、スイッチングレギュレータ４はオフされる。

また、ＡＮＤ回路１５は、点灯パルス信号Ｓ０を受けてカウンタ動作信号Ｓ３３をローレベルに固定して、アップダウンカウンタ１０は消灯する直前の状態をホールドする。

また、この際、点灯パルスＳ０がデューティ基準値より大きいので、デューティ比較信号Ｓ４１としてハイレベルを出力する。そして保持レジスタ制御部１３はデューティ比較信号Ｓ４１を受け、点灯パルスＳ０の立下りエッジパルスを、ＡＮＤ回路３４を介してレジスタ保存信号Ｓ３６として出力する。

セレクタ１２は、レジスタ保存信号Ｓ３６を受けてアップダウンカウンタ１０の出力信号Ｓ３０のレジスタ値ｄ１を保持用のレジスタ１１に保存する。つまり、消灯する直前の状態がレジスタ１１に保存される。

次に、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５の期間では、出力電圧ＶＯＵＴが順方向電圧Ｖ１まで自然放電された後、負荷電流ＩＬＥＤとしてリーク電流相当の微小電流（負荷電流ＩＬ）がコンデンサＣ１から半導体光源１に供給される。なお、上記の微小電流は、点灯時の負荷電流ＩＬの数百〜数千分の一程度であるため、本発明の理解を容易とするため、図示を省略する（他の図においても同様とする）。

次に、時刻Ｔ５では、点灯パルス信号Ｓ０が再びローレベルからハイレベルに切り替わると、先の時刻ＴＳと同様な動作を行うが、アップダウンカウンタ１０の出力値は、時刻ＴＳにおける半導体光源１に負荷電流ＩＬＥＤが流れ始める時のｄ０ではなく、Ｔ４における消灯する直前の状態のｄ１である為、ＰＷＭ信号Ｓ１２のデューティ比が大きくなり、半導体光源駆動装置３の出力電圧ＶＯＵＴは急速に立ち上がる。

次に、時刻Ｔ６から時刻Ｔ７までの期間では、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの期間と同様に動作するが、出力電圧ＶＯＵＴの立ち上がりが急速となり、負荷電流ＩＬＥＤのオーバーシュートＩ１が大きくなる。

次に、時刻Ｔ８では、点灯パルス信号Ｓ０がハイレベルからローレベルに切り替わると、時刻Ｔ４と同様に、スイッチングレギュレータ４はオフされると共に、消灯する直前の状態ｄ２がレジスタ１１に保存される。

次に、時刻Ｔ９から時刻Ｔ１０までの期間は、それぞれ、時刻Ｔ５から時刻Ｔ８までの期間と同様な動作により、消灯する直前の状態ｄ３がレジスタ１１に保存される。

次に、時刻Ｔ１１では、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が低下し、デューティ基準値Ｓ４０より小さくなると、デューティ比較信号Ｓ４１がハイレベルからローレベルに切り替る。点灯パルスＳ０がハイレベルに切り替ると、アップダウンカウンタ１０は、消灯する直前の状態のｄ３でカウンタ動作を開始し、半導体光源駆動装置３の出力電圧ＶＯＵＴは急速に立ち上がり、その後オーバーシュート及びアンダーシュートを繰り返して平衡状態に戻る。

次に、時刻Ｔ１２では、点灯パルスＳ０がローレベルに切り替ると、スイッチングレギュレータ４はオフされると共に、保持レジスタ制御部１３はデューティ比較信号Ｓ４１を受け、レジスタ保存信号Ｓ３６をローレベルにする。これと共に、保持レジスタ制御部１３は、ＡＮＤ回路３５を介して、レジスタ読出信号Ｓ３２として出力する。つまり、アップダウンカウンタ１０は、点灯パルスＳ０の立下りエッジパルスであるレジスタ読出信号Ｓ３２を受けてレジスタ１１に保存されたデータｄ３を読み出す。

最後に、時刻Ｔ１３以降では、アップダウンカウンタ１０は、点灯パルスＳ０のデューティ比が大きいときのカウンタ値ｄ３でカウンタ動作を開始するため、時刻Ｔ１１以降と同一の動作によって出力電圧ＶＯＵＴが半導体光源１に供給される。

点灯パルスＳ０がローレベルに切り替ると、再びアップダウンカウンタ１０は、レジスタ１１に保存されたカウンタ値ｄ３を読み出して、同様な立ち上がり動作を繰り返す。

以上のように、本実施の形態では、点灯パルスＳ０のデューティ比を下げて減光または消灯に至る動作において、そのデューティ比が所定のデューティ基準値以上のときに、点灯パルスの立下りエッジで平衡状態のカウンタ値ｄ３をレジスタ１１に保存する。一方、デューティ比が所定のデューティ基準値以下のときに、デューティ比が所定のデューティ基準値以上であった最新のカウンタ値ｄ３を点灯パルスの立下りエッジで毎周期ロードすることにより、常に同様な起動波形を得ることができる。

ここで、アップダウンカウンタ１０の出力制御信号Ｓ３０、出力電圧ＶＯＵＴ及び負過電流ＩＬＥＤにおいて、レジスタ読出信号Ｓ３２でカウンタ値ｄ３をロードしなかった場合（図３内の時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１４における点線部）、点灯パルス信号Ｓ０がハイレベルからローレベルに切り替わる際に、アップダウンカウンタ１０の出力制御信号Ｓ３０が一定でない為に出力電圧ＶＯＵＴ及び負過電流ＩＬＥＤのピーク値が安定せずに半導体光源１のちらつきが発生する。

しかし、本実施の形態に係る半導体光源駆動装置３では、半導体光源１の負荷電流ＩＬＥＤに発生するピーク電流が安定し、ちらつきのない半導体光源１を提供する事ができる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２に係る半導体光源駆動装置について、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

図４は、実施の形態２に係る半導体光源駆動装置３Ａの構成を示す回路図である。図４に示すように、本実施の形態に係る半導体光源駆動装置３Ａは、図１の構成に加えて、制御回路部５Ａの中にカウンタ動作停止部２０を備えている。

カウンタ動作停止部２０は、ＡＮＤ回路１５１および１５３と、ＯＲ回路１５２とを備えている。ＡＮＤ回路１５１は、デューティ比較信号Ｓ４１とカウンタ停止設定信号Ｓ５１とを受け、カウンタ停止信号Ｓ５２を出力する。ＯＲ回路１５２は、カウンタ停止設定信号Ｓ５１の反転信号とカウンタ停止信号Ｓ５２とを受け、カウンタ停止信号Ｓ５３を出力する。ＡＮＤ回路１５３は、点灯パルス信号Ｓ０とカウンタ停止信号Ｓ５３とを受け、カウンタ停止信号Ｓ５４を出力する。ＡＮＤ回路１５は、図１における点灯パルス信号Ｓ０の代わりにカウンタ停止信号Ｓ５４を受け、カウンタ停止信号Ｓ５４とクロック信号Ｓ３７との論理演算結果を、カウンタ動作信号Ｓ３３としてアップダウンカウンタ１０に出力する。

このような構成とする事で、デューティ比較信号Ｓ４１がローレベルのとき、すなわち点灯パルスのデューティ比が低い場合にカウンタ動作を停止するか否かを、カウンタ停止設定信号Ｓ５１で設定することができる。

言い換えると、カウンタ停止設定信号Ｓ５１がローレベルの場合には、図１と同じ動作であり、カウンタ停止設定信号Ｓ５１がハイレベルの場合には、デューティ比較信号Ｓ４１がローレベルに切り替るとアップダウンカウンタ１０が動作を停止する。

図５は、実施の形態２に係る半導体光源駆動装置３Ａの動作を示すタイミングチャートである。なお、カウンタ停止設定信号Ｓ５１はハイレベル固定であるものとする。

まず、時刻Ｔ１から時刻Ｔ１１に至る動作は、デューティ比較信号Ｓ４１がハイレベルであるため、動作は図３（実施の形態１）と同じである。

次に、時刻Ｔ１１では、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が低下し、デューティ基準値Ｓ４０より小さくなると、デューティ比較信号Ｓ４１がハイレベルからローレベルに切り替る。このとき、カウンタ動作停止部２０が、デューティ比較信号Ｓ４１のローレベルを受けて、カウンタ停止信号Ｓ５４としてローレベルを出力し、ＡＮＤ回路１５によりカウンタ動作信号Ｓ３３はローレベルとなる。

同時に、点灯パルスＳ０がハイレベルに切り替ると、アップダウンカウンタ１０は消灯する直前の状態のｄ３でカウンタ値を保持したまスイッチングレギュレータ４を駆動開始し、半導体光源駆動装置３Ａの出力電圧ＶＯＵＴは急速に立ち上がる。

つまり点灯期間中は、電流比較部７の基準値比較信号Ｓ２３に寄らず一定であり、制御装置５Ａはフィードバック動作からフィードフォワード動作に切り替わる事になる。したがって、スイッチングレギュレータ４は出力制御信号Ｓ３０が示すスイッチング信号Ｓ１１のデューティ比で決まる出力電圧ＶＯＵＴ及び負過電流ＩＬＥＤの一定値を出力し、オーバーシュートもアンダーシュートも発生しない。

次に、時刻Ｔ１２では、点灯パルスＳ０がローレベルに切り替ると、スイッチングレギュレータ４はオフされると共に、保持レジスタ制御部１３はデューティ比較信号Ｓ４１を受け、レジスタ保存信号Ｓ３６をローレベルにする。これと共に、保持レジスタ制御部１３は、ＡＮＤ回路３５を介して、レジスタ読出信号Ｓ３２として出力する。つまり、アップダウンカウンタ１０は、点灯パルスＳ０の立下りエッジパルスであるレジスタ読出信号Ｓ３２を受けてレジスタ１１に保存されたカウンタ値ｄ３を読み出す。

最後に、時刻Ｔ１３以降では、アップダウンカウンタ１０は、点灯パルスＳ０のデューティ比が大きいときのカウンタ値ｄ３でカウンタ動作を開始するため、時刻Ｔ１１以降と同一の動作によって出力電圧ＶＯＵＴが半導体光源１に供給される。

点灯パルスＳ０がローレベルに切り替ると、アップダウンカウンタ１０は、再びレジスタ１１に保存されたカウンタ値ｄ３を読み出して、同様な立ち上がり動作を繰り返す。

以上のように、本実施の形態の点灯パルスＳ０のデューティ比を下げて減光または消灯に至る動作において、そのデューティ比が所定のデューティ基準値以上のときに、点灯パルスの立下りエッジで平衡状態のカウンタ値ｄ３をレジスタ１１に保存する、一方、デューティ比が所定のデューティ基準値以下のときには、アップダウンカウンタ１０の動作を停止し、デューティ比が所定のデューティ基準値以上であった最新のカウンタ値ｄ３を点灯パルスの立下りエッジで毎周期ロードし、フィードバック動作からフィードフォワード制御に切り替える。これにより、オーバーシュートもアンダーシュートも無い、安定な電流波形を得る事ができる。よって、半導体光源１をちらつきなく時間を掛けて自然に消灯することができる。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３に係る半導体光源駆動装置３Ｂについて、実施の形態１または２との相違点を中心に説明する。

図６は、実施の形態３に係る半導体光源駆動装置３Ｂの構成を示す概念図である。図６に示すように、本実施の形態に係る半導体光源駆動装置３Ｂは、図１の構成に加えて、制御装置５Ｂの中にスロープ制御部１９、ＯＲ回路１６０、セレクタ１６１及び１６２を備えている。

スロープ制御部１９は、点灯パルス信号Ｓ０を受けて、停止時スロープ制御信号Ｓ６１と動作時スロープ制御信号Ｓ６２を出力し、ＯＲ回路１６０は、カウンタ動作停止部２０の出力信号であるカウンタ停止信号Ｓ５４と停止時スロープ制御信号Ｓ６１と動作時スロープ制御信号Ｓ６２とを受けて、カウンタ動作選択信号Ｓ６３を出力する。

ＡＮＤ回路１５は、図４におけるカウンタ停止信号Ｓ５４の代わりにカウンタ動作選択信号Ｓ６３を受け、カウンタ動作選択信号Ｓ６３とクロック信号Ｓ３７との論理演算結果を、カウンタ動作信号Ｓ３３としてアップダウンカウンタ１０に出力する。

セレクタ１６１は、ハイレベル信号Ｓ１’ｂ１と基準値比較信号Ｓ２３とを受け、動作時スロープ制御信号Ｓ６２に基づいて、いずれか一方の入力信号を選択して、アップカウント比較信号Ｓ６４として出力する。

セレクタ１６２は、ローレベル信号Ｓ１’ｂ０とアップカウント比較信号Ｓ６４とを受け、停止時スロープ制御信号Ｓ６１に基づいて、いずれか一方の入力信号を選択して、カウント方向比較信号Ｓ６５として出力する。

また、ＡＮＤ回路１６及び１７は、図１及び図３における基準値比較信号Ｓ２３の代わりに、カウント方向比較信号Ｓ６５を受け、カウント方向比較信号Ｓ６５とクロック信号Ｓ３７との論理演算結果を、それぞれ、増カウント信号Ｓ３４及び減カウント信号Ｓ３５として出力する。

このような構成とすることにより、点灯パルス信号Ｓ０がローレベルからハイレベルに切り替わる点灯時に、スイッチング信号Ｓ１１を生成する駆動信号生成部８のＰＷＭ信号Ｓ１２のパルス幅を徐々に拡げるソフトスタート機能が付加される。これにより、半導体光源１に発生するオーバーシュートを抑制する事ができる。

図７は、実施の形態３に係る半導体光源駆動装置３Ｂの動作を示すタイミングチャートである。なお、カウンタ停止設定信号Ｓ５１はハイレベル固定であるものとする。

ます、時刻Ｔ１からＴ４の期間では、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が高い場合、カウンタ動作停止部２０のカウンタ停止信号Ｓ５４により点灯期間中はハイレベルであり、カウンタ動作信号Ｓ３３がハイレベルとなるため、動作は図３と同じである。

時刻Ｔ４では、点灯パルス信号Ｓ０がハイレベルからローレベルに切り替わり、ＡＮＤ回路１８が点灯パルス信号Ｓ０を受けてＰＷＭ信号Ｓ１２を遮断し、スイッチング信号Ｓ１１としてローレベルを出力し、スイッチングレギュレータ４はオフされ、時刻Ｔ６までの期間は消灯期間となる。

この際、点灯パルスＳ０がデューティ基準値より大きいので、デューティ比較信号Ｓ４１としてハイレベルを出力する。そして、保持レジスタ制御部１３は、デューティ比較信号Ｓ４１を受け、点灯パルスＳ０の立下りエッジパルスを、ＡＮＤ回路３４を介して、レジスタ保持信号Ｓ３６として出力する。

セレクタ１２は、レジスタ保存信号Ｓ３６を受けてアップダウンカウンタ１０の出力信号Ｓ３０のカウンタ値ｄ１を保持用のレジスタ１１に保存する。即ち、消灯する直前の状態がレジスタ１１に保存される動作は図３と同様である。

ここで、スロープ制御部１９は、点灯パルス信号Ｓ０のローレベルを受け、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの期間、停止時スロープ選択信号Ｓ６１としてハイレベルの信号を出力する。

セレクタ１６２は、停止時スロープ選択信号Ｓ６１を受けてＳ１’ｂ０を選択し、出力されるカウント方向比較信号Ｓ６５はローレベルに固定される。

その結果、ＡＮＤ回路１７は、減カウント信号Ｓ３５をハイレベルで出力し、アップダウンカウンタ１０はダウンカウントを始める。

次に、時刻Ｔ５では、スロープ制御部１９は、停止時スロープ選択信号Ｓ６１をローレベルに切り替え、ＯＲ回路１６０及びＡＮＤ回路１５は、それぞれ、カウンタ動作選択信号Ｓ６３及びカウンタ動作信号Ｓ３３をローレベルに切り替える。

アップダウンカウンタ１０は、カウンタ動作信号Ｓ３３を受け、出力制御信号Ｓ３０のダウンカウントを停止し、点灯パルス信号Ｓ０がローレベルの期間中では、出力制御信号Ｓ３０はそのカウンタ値でホールドされる。

点灯パルス信号Ｓ０がローレベルである消灯期間は、出力電圧ＶＯＵＴが順方向電圧Ｖ１まで自然放電される。

なお、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの期間は、任意に定めることが可能な期間であるが、時刻Ｔ５におけるアップダウンカウンタ１０の出力制御信号Ｓ３０は、時刻ＴＳにおけるカウンタ値にダウンカウントされるのが望ましい。

次に、時刻Ｔ６では、点灯パルス信号Ｓ０がローレベルからハイレベルに切り替わり、ＡＮＤ回路１８が点灯パルス信号Ｓ０を受けてＰＷＭ信号Ｓ１２をスイッチング信号Ｓ１１として出力し、スイッチングレギュレータ４はオンされる。

スロープ制御部１９は、動作時スロープ選択信号Ｓ６２をハイレベルに切り替えて、カウンタ動作信号Ｓ３３をハイレベルに切り替える。セレクタ１６１は、動作時スロープ選択信号Ｓ６２を受けてＳ１’ｂ１を選択し、出力されるカウント方向比較信号Ｓ６４はハイレベルに固定される。セレクタ１６２は、停止時スロープ選択信号Ｓ６１を受けてカウント方向比較信号Ｓ６４を選択し、出力されるカウント方向比較信号Ｓ６５はハイレベルに固定される。

その結果、ＡＮＤ回路１６は増カウント信号Ｓ３４をハイレベルで出力し、アップダウンカウンタ１０はアップカウントを始める。

次に、時刻Ｔ７では、アップダウンカウンタ１０はアップカウントし、カウンタ値は時刻Ｔ４における消灯する直前のカウンタ値ｄ１へと戻る。

スロープ制御部１９は、動作時スロープ選択信号Ｓ６２をローレベルに切り替える。セレクタ１６１は、動作時スロープ選択信号Ｓ６２を受け、カウント方向比較信号Ｓ６４として電流比較部７の基準値比較信号Ｓ２３を選択する。セレクタ１６２は、停止時スロープ選択信号Ｓ６１を受け、カウント方向比較信号Ｓ６４を選択し、出力されるカウント方向比較信号Ｓ６５は基準値比較信号Ｓ２３に固定され、制御装置５Ｂはフィードバック動作に切り替わる。

この際、アップダウンカウンタ１０の出力制御信号Ｓ３０に比例して、駆動信号生成部８のＰＷＭ信号Ｓ１２のパルス幅を徐々に拡げるソフトスタート機能により、負荷電流ＩＬＥＤを目標値まで増加させている。これにより、出力電圧ＶＯＵＴの電位状態と、スイッチングレギュレータ４が出力する電圧とが乖離することなく、アップダウンカウンタ１０の出力制御信号Ｓ３０の変化に半導体光源１の負過電流ＩＬＥＤも追従する。

次に、時刻Ｔ８から時刻Ｔ９の期間では、電流検出部６の検出信号Ｓ２１が電流量基準値Ｓ２２を超えると、アップダウンカウンタ１０はアップカウントからダウンカウントに切り替わる。これにより、アップダウンカウンタ１０の出力制御信号Ｓ３０が示すカウンタ値が減少するため、ＰＷＭ信号Ｓ１２のデューティ比は減少し、結果として半導体光源１の負荷電流ＩＬＥＤが減少する。

このように、半導体光源１の負荷電流ＩＬＥＤが基準値に達したとき、電流比較部７は基準値比較信号Ｓ２３として、ハイレベルとローレベルとを交互に出力し、負荷電流ＩＬＥＤはフィードバック動作を行う。

次に、時刻Ｔ９から時刻Ｔ１４の期間では、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が小さいものの、動作は時刻Ｔ４から時刻Ｔ９の期間における動作と同様である。保持用のレジスタ１１には、消灯する直前の状態ｄ２がアップダウンカウンタ１０の出力制御信号Ｓ３０として保存される。

次に、時刻Ｔ１４から時刻Ｔ１６の期間では、時刻Ｔ４から時刻Ｔ６の期間における動作を繰り返す。また、保持用のレジスタ１１には、消灯する直前の状態ｄ３が保存される。

次に、時刻Ｔ１６では、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が低下し、デューティ基準値Ｓ４０より小さくなると、デューティ比較信号Ｓ４１がハイレベルからローレベルに切り替る。

カウンタ動作停止部２０は、デューティ比較信号Ｓ４１のローレベルを受けて、カウンタ停止信号Ｓ５４としてローレベルを出力する。一方、スロープ制御部１９は、動作時スロープ選択信号Ｓ６２をハイレベルに切り替える。これにより、カウンタ動作信号Ｓ３３はハイレベルに切り替わる。点灯パルス信号Ｓ０がローレベルからハイレベルに切り替わり、ＰＷＭ信号Ｓ１２はスイッチング信号Ｓ１１として出力され、スイッチングレギュレータ４はオンされる。

アップダウンカウンタ１０の出力制御信号Ｓ３０は、時刻Ｔ１４における出力制御信号Ｓ３０のカウンタ値ｄ３から一定期間ダウンカウントされたカウンタ値でスイッチングレギュレータ４を駆動開始する。そして、動作時スロープ制御信号Ｓ６２がハイレベルの間、アップダウンカウンタ１０は、出力制御信号のＳ３０のカウンタ値ｄ３までアップカウントする。

次に、時刻Ｔ１７では、カウンタ停止信号Ｓ５４及び停止時スロープ選択信号Ｓ６１はローレベルであり、動作時スロープ選択信号Ｓ６２がハイレベルからローレベルに切り替わり、ＯＲ回路１６０及びＡＮＤ回路１５によりカウンタ動作信号Ｓ３３はローレベルを出力する。

これにより、アップダウンカウンタ１０の出力制御信号Ｓ３０は、固定のカウンタ値ｄ３を保持したまスイッチングレギュレータ４を駆動開始し、半導体光源駆動装置３Ｂの出力電圧ＶＯＵＴを半導体光源１に供給する。

つまり、点灯期間中は、カウンタ動作信号Ｓ３３は、電流比較部７の基準値比較信号Ｓ２３に寄らず一定であり、制御装置５Ｂはフィードバック動作からフィードフォワード動作に切り替わる。

したがって、スイッチングレギュレータ４は、出力制御信号Ｓ３０が示すスイッチング信号Ｓ１１のデューティ比で決まる出力電圧ＶＯＵＴと負過電流ＩＬＥＤの一定値を出力し、オーバーシュートもアンダーシュートも発生しない。

次に、時刻Ｔ１８から時刻Ｔ１９の期間では、点灯パルス信号Ｓ０がローレベルに切り替ると、スイッチングレギュレータ４はオフされると共に、保持レジスタ制御部１３はレジスタ読出信号Ｓ３２をハイレベルとする。つまり、アップダウンカウンタ１０は、点灯パルス信号Ｓ０の立下りエッジパルスであるレジスタ読出信号Ｓ３２を受けてレジスタ１１に保存されたカウンタ値ｄ３を読み出す。

また、カウンタ停止信号Ｓ５４及び動作時スロープ選択信号Ｓ６２はローレベルである一方、停止時スロープ選択信号Ｓ６１はローレベルからハイレベルに切り替わり、カウンタ動作信号Ｓ３３はハイレベルを出力する。これと共に、セレクタ１６２により減カウント信号Ｓ３５がハイレベルに切り替わり、アップダウンカウンタ１０はダウンカウントされる。

次に、時刻Ｔ１９から時刻Ｔ２０の期間では、点灯パルス信号Ｓ０はローレベルなので、スイッチングレギュレータ４はオフを継続するが、停止時スロープ信号Ｓ６２がハイレベルからローレベルに切り替わり、カウンタ動作信号Ｓ３３はローレベルを出力し、アップダウンカウンタ１０は動作を停止する。

次に、時刻Ｔ２０以降では、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比をさらに下げていく動作となる。時刻Ｔ２０から時刻Ｔ２４の期間では、時刻Ｔ２１において点灯パルス信号Ｓ０の立下りエッジと動作時スロープ信号Ｓ６２の立ち下がりエッジとが重なったときの動作波形が示されている。点灯パルス信号Ｓ０がハイレベルの間は、動作時スロープ信号Ｓ６２及び停止時スロープ信号Ｓ６１のいずれかがハイレベルなので、カウンタ動作信号Ｓ３３はずっとハイレベルとなるので、時刻Ｔ１６から時刻Ｔ２０において時刻Ｔ１７から時刻Ｔ１８を除いた波形と同一である。

次に、時刻Ｔ２４から時刻Ｔ２７の期間では、さらに、時刻Ｔ２５において点灯パルス信号Ｓ０のパルス幅が動作時スロープ信号Ｓ６２のパルス幅より小さいときの動作波形が示されている。時刻Ｔ２５において、動作時スロープ信号Ｓ６２がハイレベルでアップダウンカウンタ１０がアップカウントしている最中に、点灯パルス信号Ｓ０はローレベルに切り替わる。これにより、スイッチングレギュレータ４はオフされると共に、アップダウンカウンタ１０は、点灯パルス信号Ｓ０の立下りエッジパルスであるレジスタ読出信号Ｓ３２を受けてレジスタ１１に保存されたカウンタ値ｄ３を読み出す。

従って、点灯パルス信号Ｓ０がハイレベルの期間中に、アップダウンカウンタ１０は読み出したデータｄ３に到達しないため、出力電圧ＶＯＵＴ及び負過電流ＩＬＥＤはピーク値が徐々に低下する。

以上のように、本実施の形態に係る半導体光源駆動装置３Ｂは、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が大きいときに、アップダウンカウンタ１０の出力制御信号Ｓ３０をレジスタ１１に保存する。一方、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が小さいときに、レジスタ１１から読み出すタイミングを点灯パルス信号Ｓ０がオンからオフに切り替わる時に行う。これにより、時刻Ｔ４における点灯から消灯に移る際のダウンカウントによりスイッチング信号Ｓ１１のデューティ比を減少させる。そして、時刻Ｔ６において、消灯から点灯に移る際、アップカウントによりスイッチング信号Ｓ１１のデューティ比を徐々に増加させて、負荷電流ＩＬＥＤを目標値まで増加させている。これによれば、出力電圧ＶＯＵＴの電位状態と、スイッチングレギュレータ４が出力する電圧との乖離を減少させることが可能となるため、半導体光源１のちらつきを抑えるだけではなく、オーバーシュート電流Ｉｏｖを減少させることができる。

このため、オーバーシュート電流Ｉｏｖが半導体光源１の負荷電流ＩＬを超えなくなり、半導体光源１の特性劣化などを解消できる。

（まとめ）
本開示の半導体光源駆動装置３は、断続的な点灯及び消灯により半導体光源１を調光する半導体光源駆動装置であって、スイッチング素子ＳＷ１が所定の周波数のスイッチング信号Ｓ１１を受けることで、スイッチング信号Ｓ１１のデューティ比に応じた電流を半導体光源１に供給するスイッチングレギュレータ４と、スイッチング信号Ｓ１１のデューティ比と半導体光源１の断続的な点灯及び消灯を制御する制御回路部５とを備える。制御回路部５は、ＰＷＭ信号Ｓ１２を生成し、かつ、出力制御信号Ｓ３０を受けて、スイッチング信号Ｓ１１のデューティ比を出力制御信号Ｓ３０が示すデューティ比に調整する駆動信号生成部８と、点灯時に半導体光源１に流れる電流を検出する電流検出部６と、半導体光源１に流れる電流が所定の電流値を超えているか否かを検出する電流比較部７と、点灯及び消灯を示す点灯パルス信号Ｓ０及び電流比較部７の検出結果を受け、点灯パルス信号Ｓ０が点灯を示すとき、半導体光源１に流れる電流が所定の電流値となるデューティ比を示す出力制御信号Ｓ３０を出力するアップダウンカウンタ１０と、アップダウンカウンタ１０の出力信号を保存するレジスタ１１と、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が所定の閾値以上であるか否かを検出する調光信号検出部１４と、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が所定の閾値以上の場合に点灯中の出力制御信号Ｓ３０をレジスタ１１に保存させ、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が所定の閾値以下の場合に点灯パルス信号Ｓ０がオフとなる期間中にレジスタ１１のレジスタ値をアップダウンカウンタ１０に読み出す保持レジスタ制御部１３とを有する。

上記構成により、半導体光源１に流れる電流にオーバーシュート、アンダーシュートが発生するようなデューティ比が小さい場合には、フィードバックの応答特性の変動によって半導体光源１に流れる電流も変動する。その結果、点灯から消灯に遷移する際のアップダウンカウンタ１０のカウンタ値が毎周期安定しなくなる。これに対して、調光信号検出部１４により、半導体光源１に流れる電流が安定している点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が高い時のアップダウンカウンタ１０の出力制御信号Ｓ３０をレジスタ１１に保存し、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が小さい時に消灯期間中にレジスタ値をアップダウンカウンタ１０に読み出す。これにより、消灯から再点灯する際に出力制御信号Ｓ３０が常に同じ状態から動作開始する為、点灯期間中に安定した光源電流を供給でき、色ずれの発生やちらつきの発生を抑制することができる。

また、本開示の半導体光源駆動装置３Ａは、さらに、調光信号検出部１４の検出結果を受けてアップダウンカウンタ１０のカウント動作を停止させるカウンタ動作停止部２０を有し、制御回路部５Ａは、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が所定の閾値以下となった場合に、カウンタ動作停止部２０によりアップダウンカウンタ１０のカウント動作を停止させ、点灯パルス信号Ｓ０の点灯時における駆動信号のデューティ比を、フィードバック動作からフィードフォワード動作に切り替えてもよい。

スイッチングレギュレータ４のスイッチング素子ＳＷ１を制御して半導体光源１に通電と非通電を繰り返す場合、スイッチングレギュレータ４を遮断すると、出力電圧は半導体光源１の負荷により急速放電される。再度スイッチング素子ＳＷ１を目標の電流値を供給できるデューティ比でオン動作を再開させると、半導体光源１の両端電圧と駆動装置出力電圧とが乖離しており、半導体光源１に流れる電流のオーバーシュート、アンダーシュートを繰り返して平衡状態に到達してしまう。駆動パルス幅を徐々に増やすソフトスタートによってオーバーシュート量を抑える場合も同様であり、平衡状態に至る前のオーバーシュートやアンダーシュートが発生している期間に点灯から消灯に遷移すると点灯パルス電流が安定せずに光源にちらつきが発生する。

これに対して、上述した半導体光源駆動装置３Ａによれば、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比を下げて減光または消灯に至る動作において、そのデューティ比が所定のデューティ基準値以上のときに、点灯パルス信号Ｓ０の立下りエッジで平衡状態のカウンタ値ｄ３をレジスタ１１に保存する、一方、デューティ比が所定のデューティ基準値以下のときには、アップダウンカウンタ１０の動作を停止し、デューティ比が所定のデューティ基準値以上であった最新のカウンタ値ｄ３を点灯パルス信号Ｓ０の立下りエッジで毎周期ロードし、フィードバック動作からフィードフォワード制御に切り替える。これにより、オーバーシュートもアンダーシュートも無い、安定な電流波形を得る事ができる。よって、半導体光源１をちらつきなく時間を掛けて自然に消灯することができる。

また、本発明は、半導体光源駆動装置３、３Ａ及び３Ｂとして実現することができるだけでなく、当該半導体光源駆動装置に用いられる制御回路部（制御装置）５、５Ａ及び５Ｂとして実現することができる。

つまり、本開示の制御装置は、ＰＷＭ信号Ｓ１２を生成し、かつ、出力制御信号Ｓ３０を受けて、スイッチング信号Ｓ１１のデューティ比を出力制御信号Ｓ３０が示すデューティ比に調整する駆動信号生成部８と、点灯時に半導体光源１に流れる電流を検出する電流検出部６と、半導体光源１に流れる電流が所定の電流値を超えているか否かを検出する電流比較部７と、点灯及び消灯を示す点灯パルス信号Ｓ０及び電流比較部７の検出結果を受け、点灯パルス信号Ｓ０が点灯を示すとき、半導体光源１に流れる電流が所定の電流値となるデューティ比を示す出力制御信号Ｓ３０を出力するアップダウンカウンタ１０と、アップダウンカウンタ１０の出力信号を保存するレジスタ１１と、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が所定の閾値以上であるか否かを検出する調光信号検出部１４と、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が所定の閾値以上の場合に点灯中の出力制御信号Ｓ３０をレジスタ１１に保存させ、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が所定の閾値以下の場合に点灯パルス信号Ｓ０がオフとなる期間中にレジスタ１１のレジスタ値をアップダウンカウンタ１０に読み出す保持レジスタ制御部とを有する。

このような制御装置が半導体光源駆動装置に用いられることにより、点灯パルス信号Ｓ０が高いデューティ比から低いディーティ比まで、点灯時の光源電流を安定に供給でき、半導体光源１を色ずれの発生やちらつきなく消灯させることができる。

また、本発明は、上述した特徴的な構成を備える半導体光源駆動装置３、３Ａ及び３Ｂとして実現することができるだけでなく、当該半導体光源駆動装置または制御装置の駆動方法として実現されてもよい。

すなわち、本開示の半導体光源駆動装置の駆動方法は、断続的な点灯及び消灯により半導体光源１を調光する半導体光源駆動装置の駆動方法であって、半導体光源駆動装置は、スイッチング素子ＳＷ１が所定の周波数の駆動信号を受けることで、当該駆動信号のデューティ比に応じた電流を半導体光源１に供給するスイッチングレギュレータ４と、駆動信号を生成し、かつ、出力制御信号Ｓ３０を受けて、駆動信号のデューティ比を出力制御信号Ｓ３０が示すデューティ比に調整する駆動信号生成部８と、半導体光源１に流れる電流が所定の電流値を超えているか否かを検出する電流比較部７と、点灯及び消灯を示す点灯パルス信号Ｓ０及び電流比較部７の検出結果を受け、点灯パルス信号Ｓ０が点灯を示すとき、半導体光源１に流れる電流が所定の電流値となるデューティ比を示す出力制御信号Ｓ３０を出力するアップダウンカウンタ１０と、アップダウンカウンタ１０の出力信号を保存するレジスタ１１とを備え、半導体光源駆動装置の駆動方法は、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が所定の閾値以上の場合に、点灯中の出力制御信号Ｓ３０をレジスタ１１に保存させ、点灯パルス信号Ｓ０のデューティ比が所定の閾値以下の場合に、点灯パルス信号Ｓ０がオフとなる期間中にレジスタ１１のレジスタ値をアップダウンカウンタ１０に読み出すことを特徴とする。

これにより、消灯から再点灯する際に出力制御信号Ｓ３０が常に同じ状態から動作開始する為、点灯期間中に安定した光源電流を供給でき、色ずれの発生やちらつきの発生を抑制することができる。

（その他の実施の形態）
以上、本開示の実施の形態に係る半導体光源駆動装置、制御装置及び半導体光源駆動装置の駆動方法について説明したが、本開示は、上記実施の形態１〜３に限定されるものではない。

また、上記実施の形態に係る制御回路部（制御装置）は典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現されてもよい。制御回路部の各処理部は個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。

また、集積回路化はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

また、上記で用いた数字は、全て本開示を具体的に説明するために例示するものであり、本開示は例示された数字に制限されない。さらに、ハイレベル／ローレベルにより表される論理レベルまたはオン／オフにより表されるスイッチング状態は、本開示を具体的に説明するために例示するものであり、例示された論理レベルまたはスイッチング状態の異なる組み合わせにより、同等な結果を得ることも可能である。

更に、本開示の主旨を逸脱しない限り、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本開示に含まれる。

以上のように、本開示に係る半導体光源駆動装置、制御装置及び半導体光源駆動装置の駆動方法は、ＤＲＬ付ヘッドランプ及びブレーキランプ付テールランプなどに好適である。

１ 半導体光源
２ 電源
３、３Ａ、３Ｂ 半導体光源駆動装置
４ スイッチングレギュレータ
５、５Ａ、５Ｂ 制御回路部（制御装置）
６ 電流検出部
７ 電流比較部
８ 駆動信号生成部
１０ アップダウンカウンタ
１１、３０１ レジスタ
１２、１６１、１６２、３０２、３０３、３０４ａ、３０５ａ セレクタ
１３ 保持レジスタ制御部
１４ 調光信号検出部
１５、１６、１７、１８、３４、３５、１５１、１５３ ＡＮＤ回路
１９ スロープ制御部
２０ カウンタ動作停止部
３１ 立下りエッジパルス生成部
１５２、１６０ ＯＲ回路
３０４ｂ 増カウント部
３０５ｂ 減カウント部
Ｄ１ ダイオード
Ｓ０ 点灯パルス信号（点灯パルス）
Ｓ１１ スイッチング信号
Ｓ３０ 出力制御信号
ＳＷ１ スイッチング素子

Claims (5)

1. 断続的な点灯及び消灯により半導体光源を調光する半導体光源駆動装置であって、
   スイッチング素子を有し、当該スイッチング素子が所定の周波数の駆動信号を受けることで、当該駆動信号のデューティ比に応じた電流を前記半導体光源に供給するスイッチングレギュレータと、
   前記駆動信号のデューティ比と前記半導体光源の断続的な点灯及び消灯とを制御する制御回路部とを備え、
   前記制御回路部は、
   前記駆動信号を生成し、かつ、出力制御信号を受けて、前記駆動信号のデューティ比を前記出力制御信号が示すデューティ比に調整する駆動信号生成部と、
   点灯時に前記半導体光源に流れる電流を検出する電流検出部と、
   前記半導体光源に流れる電流が所定の電流値を超えているか否かを検出する電流比較部と、
   点灯及び消灯を示す点灯パルス信号及び前記電流比較部の検出結果を受け、前記点灯パルス信号が点灯を示すとき、前記半導体光源に流れる電流が前記所定の電流値となるデューティ比を示す前記出力制御信号を出力するアップダウンカウンタと、
   前記アップダウンカウンタの出力信号を保存するレジスタと、
   前記点灯パルス信号のデューティ比が所定の閾値以上であるか否かを検出する調光信号検出部と、
   前記点灯パルス信号のデューティ比が所定の閾値以上の場合に、点灯中の前記出力制御信号を前記レジスタに保存させ、前記点灯パルス信号のデューティ比が所定の閾値以下の場合に、前記点灯パルス信号がオフとなる期間中に前記レジスタのレジスタ値を前記アップダウンカウンタに読み出す保持レジスタ制御部とを有する
   ことを特徴とする半導体光源駆動装置。
2. 前記制御回路部は、さらに、
   前記調光信号検出部の検出結果を受けて前記アップダウンカウンタのカウント動作を停止させるカウンタ動作停止部を有し、
   前記制御回路部は、前記点灯パルス信号のデューティ比が所定の閾値以下となった場合に、前記カウンタ動作停止部により前記アップダウンカウンタを停止させ、前記点灯パルス信号の点灯時における前記駆動信号のデューティ比を、フィードバック動作からフィードフォワード動作に切り替える
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体光源駆動装置。
3. 前記保持レジスタ制御部は、前記点灯パルス信号がオンからオフに遷移する時に、前記アップダウンカウンタのカウンタ値を前記レジスタへ保存し、または、前記レジスタから読み出す
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体光源駆動装置。
4. スイッチング素子を有し、当該スイッチング素子が所定の周波数の駆動信号を受けることで当該駆動信号のデューティ比に応じた電流を半導体光源に供給するスイッチングレギュレータを有し、前記半導体光源の断続的な点灯及び消灯により前記半導体光源を調光する半導体光源駆動装置に用いられる制御装置であって、
   前記制御装置は、
   前記駆動信号を生成し、かつ、出力制御信号を受けて、前記駆動信号のデューティ比を前記出力制御信号が示すデューティ比に調整する駆動信号生成部と、
   点灯時に前記半導体光源に流れる電流を検出する電流検出部と、
   前記半導体光源に流れる電流が所定の電流値を超えているか否かを検出する電流比較部と、
   点灯及び消灯を示す点灯パルス信号及び前記電流比較部の検出結果を受け、前記点灯パルス信号が点灯を示すとき、前記半導体光源に流れる電流が前記所定の電流値となるデューティ比を示す前記出力制御信号を出力するアップダウンカウンタと、
   前記アップダウンカウンタの出力信号を保存するレジスタと、
   前記点灯パルス信号のデューティ比が所定の閾値以上であるか否かを検出する調光信号検出部と、
   前記点灯パルス信号のデューティ比が所定の閾値以上の場合に、点灯中の前記出力制御信号を前記レジスタに保存させ、前記点灯パルス信号のデューティ比が所定の閾値以下の場合に、前記点灯パルス信号がオフとなる期間中に前記レジスタのレジスタ値を前記アップダウンカウンタに読み出す保持レジスタ制御部とを有し、
   前記制御装置は、前記駆動信号のデューティ比と前記半導体光源の断続的な点灯及び消灯とを制御する
   ことを特徴とする制御装置。
5. 断続的な点灯及び消灯により半導体光源を調光する半導体光源駆動装置の駆動方法であって、
   前記半導体光源駆動装置は、
   スイッチング素子を有し、当該スイッチング素子が所定の周波数の駆動信号を受けることで、当該駆動信号のデューティ比に応じた電流を前記半導体光源に供給するスイッチングレギュレータと、
   前記駆動信号を生成し、かつ、出力制御信号を受けて、前記駆動信号のデューティ比を前記出力制御信号が示すデューティ比に調整する駆動信号生成部と、
   前記半導体光源に流れる電流が所定の電流値を超えているか否かを検出する電流比較部と、
   点灯及び消灯を示す点灯パルス信号及び前記電流比較部の検出結果を受け、前記点灯パルス信号が点灯を示すとき、前記半導体光源に流れる電流が前記所定の電流値となるデューティ比を示す前記出力制御信号を出力するアップダウンカウンタと、
   前記アップダウンカウンタの出力信号を保存するレジスタとを備え、
   前記半導体光源駆動装置の駆動方法は、
   前記点灯パルス信号のデューティ比が所定の閾値以上の場合に、点灯中の前記出力制御信号を前記レジスタに保存させ、
   前記点灯パルス信号のデューティ比が所定の閾値以下の場合に、前記点灯パルス信号がオフとなる期間中に前記レジスタのレジスタ値を前記アップダウンカウンタに読み出す
   ことを特徴とする半導体光源駆動装置の駆動方法。

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