JP6703786B2 - Lighting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、光源部から出射された励起光を受けて発光する蛍光体を有する発光部を備えた照明装置に関するものである。 The present invention relates to an illuminating device including a light emitting unit having a phosphor that receives excitation light emitted from a light source unit and emits light.
従来、蛍光体を含有する発光部にレーザ光を照射し、蛍光体を励起することによって白色光源を得る技術が知られている。また、最近では、蛍光体を励起するレーザ光を、蛍光体上で走査することによって、白色光源の発光形状を任意に変化させる技術が知られている。 BACKGROUND ART Conventionally, there is known a technique of irradiating a light emitting unit containing a phosphor with laser light to excite the phosphor to obtain a white light source. In addition, recently, a technique is known in which the emission shape of a white light source is arbitrarily changed by scanning the phosphor with laser light for exciting the phosphor.
この種の技術の適用例として、例えば、自動車用のヘッドライトにおいては、対向車・歩行者・道路標識・路面等の外部の状態をカメラでモニターし、外部の状況に応じて適切な投光パターンを得るために、投光したい投光パターンに対応する形状で白色光源を発光させることが行われている。このような機構は、状況適応型前照灯(Adaptive Driving Beam、以下、単にADBと略称する)等と称される。 As an example of application of this kind of technology, for example, in a headlight for an automobile, an external condition such as an oncoming vehicle, a pedestrian, a road sign, and a road surface is monitored by a camera, and an appropriate light emission is performed according to an external situation. In order to obtain a pattern, a white light source is made to emit light in a shape corresponding to a light projection pattern to be projected. Such a mechanism is referred to as a situation-adaptive headlight (Adaptive Driving Beam, hereinafter simply referred to as ADB) or the like.
さらに、複数の励起光源を用いて蛍光体上を走査し、走査に同期して励起光源の点灯を制御させることで、種々の配光パターンを得る技術が知られている。 Further, a technique is known in which a fluorescent substance is scanned using a plurality of excitation light sources, and various excitation light sources are controlled in synchronization with scanning to obtain various light distribution patterns.
例えば、特許文献1には、2つの走査光の走査範囲を規定することで車両用のヘッドライトに適した配光パターンを得る技術が開示されている。その他、特許文献2には、複数の励起光源、および複数のMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)を用いて複数の発光パターンを重ね合せる手法が開示されている。また、特許文献3には、2つのレーザ装置から出射する光を蛍光体パネル上の異なる部分で走査させる技術が開示されている。
For example,
しかしながら、上述のような従来技術では、光源部をどのように制御するかについての詳細は検討されておらず、光源部の信頼性をどのように向上させるかについて具体的な方策は講じられていないという問題点がある。 However, in the related art as described above, details of how to control the light source unit have not been examined, and specific measures have been taken regarding how to improve the reliability of the light source unit. There is a problem that it does not exist.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源部の点灯・非点灯のタイミングを規定することで、光源部の信頼性を向上させることができる照明装置を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a lighting device that can improve the reliability of a light source unit by defining the lighting/non-lighting timing of the light source unit. It is to be realized.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る照明装置は、励起光を出射する複数の光源部と、上記励起光を受けて発光する蛍光体を含む発光部と、上記発光部に入射する上記励起光のスポットを上記発光部上で走査する励起光走査部と、上記発光部での発光を所望の投光形状に投光する投光部と、を備え、上記スポットは複数であり、上記スポットのそれぞれは、上記複数の光源部のそれぞれの励起光に由来しており、上記複数の光源部に点灯と非点灯とを行わせるとともに、同一時刻において、1つの光源部のみを点灯させる光源制御部を備え、上記光源制御部は、上記投光形状において、投光されない暗部と、投光される明部とが存在する場合に、上記暗部の面積が、上記明部の面積に対して大きいほど、上記光源部を駆動するためのパルス波高値を増加させることを特徴としている。 In order to solve the above problems, an illumination device according to an aspect of the present invention includes a plurality of light source units that emit excitation light, a light emitting unit that includes a phosphor that emits light by receiving the excitation light, and the light emitting unit. An excitation light scanning unit that scans a spot of the excitation light that is incident on the light emitting unit, and a light projecting unit that projects light emitted from the light emitting unit into a desired light projecting shape. And each of the spots is derived from the excitation light of each of the plurality of light source units, causes the plurality of light source units to be turned on and off, and only one light source unit at the same time. A light source control unit for turning on, the light source control unit, in the light projection shape, when there is a dark portion that is not projected and a bright portion that is projected, the area of the dark portion is The larger the area, the higher the pulse peak value for driving the light source section .
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る照明装置は、励起光を発する複数の光源部と、上記光源部が発する励起光を受けて発光する発光部と、上記光源部を駆動する光源制御部と、を有し、上記光源制御部は、前記複数の光源部のうち、少なくとも2つを、それぞれ異なるタイミングで励起光を発するように駆動することを特徴としている。 In order to solve the above problems, the lighting device according to one aspect of the present invention includes a plurality of light source units that emit excitation light, a light emitting unit that emits light by receiving the excitation light emitted by the light source unit, and the light source unit. And a light source control unit for driving the light source control unit, wherein the light source control unit drives at least two of the plurality of light source units so as to emit excitation light at different timings.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る照明装置は、励起光を発する複数の光源部と、上記光源部が発する励起光を受けて発光する発光部と、上記光源部を駆動する光源制御部と、上記励起光の上記発光部に対する照射位置を制御する励起光走査部と、を有し、上記光源制御部は、上記複数の光源部のうち、少なくとも2つを、それぞれ異なるタイミングで励起光を発するように駆動することを特徴としている。 In order to solve the above problems, the lighting device according to one aspect of the present invention includes a plurality of light source units that emit excitation light, a light emitting unit that emits light by receiving the excitation light emitted by the light source unit, and the light source unit. A driving light source control unit, and an excitation light scanning unit that controls an irradiation position of the excitation light with respect to the light emitting unit, wherein the light source control unit includes at least two of the plurality of light source units, respectively. The driving is characterized in that the excitation light is emitted at different timings.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る照明装置は、励起光を発する複数の光源部と、上記光源部が発する励起光を受けて発光する発光部と、上記光源部を駆動する光源制御部と、を有し、上記複数の光源部のうち、少なくとも2つはそれぞれ上記発光部の異なる位置に励起光を照射し、上記光源制御部は、上記少なくとも2つの光源部をそれぞれ異なるタイミングで励起光を発するように駆動することを特徴としている。 In order to solve the above problems, the lighting device according to one aspect of the present invention includes a plurality of light source units that emit excitation light, a light emitting unit that emits light by receiving the excitation light emitted by the light source unit, and the light source unit. And a driving light source control unit, wherein at least two of the plurality of light source units respectively irradiate different positions of the light emitting unit with excitation light, and the light source control unit controls the at least two light source units. It is characterized by driving so as to emit the excitation light at different timings.
本発明の一態様によれば、光源部の点灯・非点灯のタイミングを規定することで、光源部の信頼性を向上させるという効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, the effect of improving the reliability of the light source unit is provided by defining the lighting/non-lighting timing of the light source unit.
本発明の実施の形態について図1〜図11に基づいて説明すれば、次の通りである。以下、説明の便宜上、特定の項目にて説明した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付記し、その説明を省略する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 11. Hereinafter, for convenience of description, configurations having the same functions as the configurations described in the specific items will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
〔実施形態1〕
図1の(a)は、本発明の実施形態1に係る照明装置1Aの概要構成を示す図である。同図に示すように、照明装置1Aは、光源部2A,2B、光学系α3A,3B、励起光走査部4A,4B、光学系β5A,5B、発光部6、投光部7、配光パターン変更部8、および光源制御部9を備えている。
[Embodiment 1]
FIG. 1A is a diagram showing a schematic configuration of a lighting device 1A according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the illumination device 1A includes
(光源部2A,2B)
光源部2A,2Bのそれぞれは、1つのレーザ素子(励起光源)2cが、フィンを有する放熱ベースに搭載されたものである。なお、本実施形態では、光源部2A,2Bの光源毎のレーザ素子2cは、1つずつであるが、このような形態に限定されず、光源部2A,2Bのそれぞれが、複数のレーザ素子2cを備えていても良い。また、本実施形態では、光源部が、光源部2A,2Bの2つである形態について説明するが、このような形態に限定されず、光源部は3つ以上であっても良い。
(
Each of the
レーザ素子2cは、レーザ光を出射するチップからなる発光素子(LD:Laser Diode)であり、発光部6に含まれる蛍光体を励起する励起光源として機能する。レーザ素子2cは、1チップに1つの発光点を有するものであっても、1チップに複数の発光点を有するものであってもよい。
The
レーザ素子2cが出射するレーザ光のピーク波長は、例えば380nm以上415nm以下の青紫色の波長領域から選択され、例えば395nmである。ただし、レーザ素子2cのレーザ光のピーク波長はこれに限らず、照明装置1Aの用途または発光部6に含まれる蛍光体の種類に応じて、適宜選択してよい。例えば、レーザ素子2cは、420nm以上490nm以下の波長範囲にピーク波長を有するいわゆる青色近傍のレーザ光を発振してもよい。例えば、レーザ素子2cは、波長450nmのレーザ光を発振する。
The peak wavelength of the laser beam emitted by the
励起光として、レーザ光を用いることにより、レーザ光でない例えば発光ダイオードからの光を用いる場合より、発光部6に含まれる蛍光体を効率的に励起して輝度を高めることができる。輝度を高めることにより、発光部6を小型化することができる。また、励起光がレーザ光であるため、発光部6における励起光の照射領域(スポット)を絞ることができる。照射領域を効率的に絞ることにより、照明装置1Aから投光する照明パターンの解像度を高めることができる。この点を考慮しなければ、励起光源として、レーザ素子2cに代えて発光ダイオード等の別の発光素子を用いることもできる。
By using the laser light as the excitation light, it is possible to efficiently excite the phosphor contained in the
次に、放熱ベースは、レーザ素子2cを支持する支持部材であり、レーザ素子2cからの発熱を放熱する放熱部材でもある。このため、放熱ベースは、効率的に放熱できるように、強度と熱伝導性とを備えた金属製であることが好ましく、例えば、アルミニウムまたは銅等から主になることが好ましい。なお、放熱ベースは、金属でない熱伝導性が高い物質(例えば、炭化ケイ素および窒化アルミニウム等)を含む材質であってもよい。
Next, the heat dissipation base is a support member that supports the
また、放熱ベースは、放熱効率を高めるために、フィンを備えている。フィンは、レーザ素子2cが接合される側とは反対側に、放熱ベースに設けられる。フィンは、レーザ素子2cから放熱ベースへ伝えられた熱を放熱により冷却する冷却機構つまり放熱機構であり、複数の冷却板としての放熱板からなっている。フィンが複数の放熱板からなることにより、フィンと大気との接触面積が増加するため、フィンの放熱効率を高めることができる。
Further, the heat dissipation base is provided with fins to enhance heat dissipation efficiency. The fin is provided on the heat dissipation base on the side opposite to the side on which the
(光学系α3A,3B)
光学系α3A,3Bは、レーザ光をコリメートする光学系、レーザ光のスポット形状を成形するビーム成形光学系(レンズ、回折光学素子など)、レーザ光を集光する集光レンズなどで構成されるが、本発明の本質とはあまり関係がないため、ここでは、その説明を省略する。なお、光学系α3Aと光源部2Aとの間は、光ファイバなどの導光部材を介して光学的に接続しても良い。光学系α3Aとして、例えば、バンドルファイバー(それぞれのレーザ光を1本の光ファイバで導光して、そのファイバが束ねられている)を用いることもできる。これにより、励起光走査部4にビームを収めるのが容易になる。なぜなら、複数のレーザ素子2cだと発光点が互いに離れているが、この方式だと容易に互いに近接させることができ、励起光走査部4に収めやすくなる。
(Optical system α3A, 3B)
The optical systems α3A and 3B are configured by an optical system that collimates laser light, a beam shaping optical system (lens, diffractive optical element, etc.) that shapes the spot shape of laser light, a condenser lens that condenses laser light, and the like. However, since it has little relation to the essence of the present invention, the description thereof is omitted here. The optical system α3A and the
(励起光走査部4A,4B)
励起光走査部4A,4Bは、発光部6に入射するレーザ光のスポットが発光部6上で走査されるようにレーザ光の発光部6に対する入射位置を調整するものである。また、上記スポットは複数(本実施形態では、スポット6a,6b)であり、スポット6a,6bのそれぞれは、光源部2A,2Bのそれぞれが有する発光点から出射される励起光に由来している。また、励起光走査部4A,4Bは、光源部2A,2Bのそれぞれに由来する点灯時または非点灯時のスポット6a,6bのそれぞれが、発光部6上で、同一時刻に、同一の位置で走査されるように、レーザ光の発光部6に対する入射位置を調整する。
(Excitation
The excitation
なお、励起光走査部は、単一のミラー素子で構成されていても良い。この場合、光学系全体の構成が簡単になる。また、励起光走査部は、走査される励起光の数と同数のミラー素子で構成されていても良い。上記構成によれば、一軸走査が可能なミラー素子にて、励起光走査部を構成でき、各ミラー素子の配置の自由度が高くなる。励起光走査部は、例えば、ガルバノミラー、ポリゴンミラー、およびMEMSミラーなどのミラー素子(可動ミラー)や、音響光学素子などで構成される。 The excitation light scanning unit may be composed of a single mirror element. In this case, the configuration of the entire optical system becomes simple. Further, the excitation light scanning unit may be composed of the same number of mirror elements as the number of scanning excitation lights. According to the above configuration, the excitation light scanning unit can be configured by the mirror element capable of uniaxial scanning, and the degree of freedom of arrangement of each mirror element is increased. The excitation light scanning unit includes, for example, a mirror element (movable mirror) such as a galvanometer mirror, a polygon mirror, and a MEMS mirror, an acousto-optic element, or the like.
(光学系β5A,5B)
光学系β5A,5Bは、レーザ光をコリメートする光学系、レーザ光のスポット形状を成形するビーム成形光学系、レーザ光を集光する集光レンズ、励起光走査部4A,4Bの形態に応じて発光部6での走査を均一化する光学系(fθレンズなど)などで構成されるが、本発明の本質とはあまり関係がないため、ここでは、その説明を省略する。なお、光学系β5A,5Bは、省略することもできる。
(Optical system β5A, 5B)
The optical systems β5A and 5B are optical systems that collimate the laser light, beam shaping optical systems that shape the spot shape of the laser light, focusing lenses that focus the laser light, and excitation
なお、上述した励起光走査部は、複数のレーザ素子2cについて共有させることも可能である(図10参照)。
The excitation light scanning unit described above can be shared by a plurality of
(発光部6)
発光部6は、レーザ素子2cから出射されたレーザ光を受けて蛍光を発光する蛍光体を含んでいる。具体的には、発光部6としては、封止材の内部に蛍光体が分散されている封止型発光部、蛍光体を固めた結晶型発光部、または熱伝導率の高い材質からなる基板上に蛍光体の粒子を塗布つまり堆積させた薄膜型発光部等が挙げられる。発光部6は、レーザ光を蛍光に変換するための波長変換素子であるとも言える。
(Light emitting part 6)
The
また、本実施の形態では、発光部6の形状は、例えば、縦×横が、5mm×15mmの横長矩形であるが、これに限られず、照明装置1Aの用途などに応じて適宜選択可能である。また、本実施の形態では、発光部6のレーザ光が入射する面のスポットの形状は、略円形であるように光学系により整形されているが、レーザ素子のビーム形状を反映した楕円形であっても良い。また、スポット径は、本実施の形態では0.083mm程度であるが、適宜サイズは光学系の設計によって変えて用いることができる。
Further, in the present embodiment, the shape of the
また、図1の(a)では、発光部6のレーザ光が入射する面の互いに隣り合う複数のスポットは実質的に重なり合う部分を有さない。互いに隣り合う複数のスポットが重なり合わないことで、重なり合う部分は明るく、重なり合わない部分が暗くなるという、いわゆる輝度ムラを低減できる。この際、実質的に重なり合わないとは、照射対象を目視したとき、輝度ムラが確認できない程度ならスポットの周囲の部分が隣り合うスポットと重なってもよく、本発明の所期の効果が得られる。
In addition, in FIG. 1A, a plurality of spots adjacent to each other on the surface of the
なお、図1の(a)では、光源部2Aに対応する発光部6と、光源部2Bに対応する発光部6とが別々の発光部のように表現されているが、実際は、これらの発光部は、同一のものである。
Note that, in FIG. 1A, the
(投光部7)
発光部6の前方には投光レンズなどによる投光部7が設けられる。投光部7は発光部6での発光を所望の投光形状に投光するものである。投光部7により、発光部6上での走査により形成された発光パターンを前方に投光して照明光として利用することができる。また、例えば、投光レンズのレンズ形状を調整することによって所望の配光パターンを得ることができる。
(Projector 7)
In front of the
また、励起光の発光部6への入射方向と発光部6からの発光を照明光として取り出す方向は同じであっても異なっていてもよい。一般に、方向が同じ形態は反射式、異なる形態は透過式と呼ばれる。発光部6は静止しているが、放熱性を向上させるために回転していても良い。但し、この場合蛍光体が均一に形成されている必要がある。
Further, the direction of incidence of the excitation light on the
(配光パターン変更部8)
配光パターン変更部8は、光源制御部9を制御して、照明装置1Aの配光パターンを種々のパターンに変更する制御を行うものである。
(Light distribution pattern changing unit 8)
The light distribution
(光源制御部9)
光源制御部9は、光源部2A,2Bのそれぞれに点灯と非点灯とを繰り返すパルス動作を行わせるとともに、同一時刻において、1つの光源部のみを点灯させる制御を行う。より具体的には、本実施形態では、光源制御部9は、点灯時(オン)または非点灯時(オフ)のスポットのぞれぞれの走査位置が発光部6上の同一の位置で、同一の時刻の場合に、1つの光源部のみを点灯させ、その他の光源部を、すべて非点灯とする制御を行っている。なお、非点灯(オフ)は完全に電流0(ゼロ)の状態に限らず、本願の効果が得られる範囲で微弱な電流を流しても良い。
(Light source controller 9)
The light
また、光源制御部9は、複数の光源部のうち、少なくとも2つを、それぞれ異なるタイミングで励起光を発するように駆動する制御を行っても良い。これにより、どの光源部も連続して点灯し続けることがなくなり、光源の信頼性が向上する。
Further, the light
図1の(a)に示す光源部2Aに由来するスポット6aは、時刻t1で点灯(オン)、時刻t2で非点灯(オフ)、・・・時刻t8で非点灯というように、発光部6上を紙面に対して左から右へ走査される際に、点灯と非点灯とが交互に繰り返される。図1の(c)は、光源部2Aの駆動電流の時間変化を示すグラフである。
一方、光源部2Bに由来するスポット6aは、時刻t1で非点灯(オフ)、時刻t2で点灯(オン)、・・・時刻t8で点灯というように、発光部6上を紙面に対して左から右へ走査される際に、点灯と非点灯とが交互に繰り返される。図1の(d)は、光源部2Bの駆動電流の時間変化を示すグラフである。
On the other hand, the
図1の(b)は、光源部2Aからのレーザ光による走査と、光源部2Bからのレーザ光による走査とを重ね合わせた状態を示す図である。同図に示すように、光源部2Aからのレーザ光による走査と、光源部2Bからのレーザ光による走査とを重ね合わせた状態では、複数のスポットがあたかも常時点灯しているかのような状態となる。図1の(e)は、図1の(c)および図1の(d)の各グラフを重ね合わせた状態を示すグラフである。
FIG. 1B is a diagram showing a state in which scanning with laser light from the
以上のように、照明装置1Aでは、光源制御部9は、同一時刻において、1つの光源部のみを点灯させる制御を行う(光源部2Aのレーザ素子2cまたは光源部2Bのレーザ素子2cの何れか一方のみを点灯させる制御を行う)。これにより、どの光源部も連続して点灯し続けることがなくなるため、光源部の信頼性が向上する。
As described above, in the illumination device 1A, the light
換言すれば、照明装置1Aでは、複数の走査光を発光部6上でスキャンする際に、点灯・非点灯のタイミングをそれぞれの走査光で交互とする。これにより、点灯が続くような配光パターンであっても、一つの光源部が点灯し続けることがなくなり、光源の信頼性が向上する。この際、厳密に同一時刻において、1つの光源部のみが点灯している必要はない。例えば、駆動電流が矩形状からなまって複数の光源部が点灯している期間が存在していても、本願の効果が実質的に得られる程度であれば良い。ただし、このような重なりは投光パターンにおいて輝度のムラとして現れるため、重なりは存在しない方が好ましい。
In other words, in the illuminating device 1A, when scanning the plurality of scanning lights on the
より具体的には、図11に示すように、駆動電流は必ずしも厳密に同一時刻に光源部の1つのみがオン状態である必要はない。照明光として明るさのムラが問題とならないレベルであれば、多少の重なりは許容される。同図に示すように一方(光源部A)がオンである期間に、他方(光源部B)のピークとなる時刻が含まれないようなタイミングであれば、ムラは実質的に問題とならず、本願の効果が得られる。 More specifically, as shown in FIG. 11, the drive current does not necessarily need to be in the ON state at exactly one of the light source units at exactly the same time. As long as the unevenness of brightness is not a problem for the illumination light, some overlap is allowed. As shown in the figure, if the timing is such that the peak time of the other (light source unit B) is not included in the period in which one (light source unit A) is on, the unevenness does not substantially pose a problem. The effect of the present application can be obtained.
すなわち、光源制御部9は、少なくとも2つの光源部を、それぞれの発光ピークが時間的に異なるよう駆動しても良い。また、光源制御部9は、少なくとも2つの光源部を、それぞれの発光出力がピーク値の75%以上となる部分が重ならないように駆動しても良い。
That is, the light
これにより、どの光源部も連続して点灯し続けることがなくなり、光源の信頼性が向上する。 As a result, none of the light source units are continuously turned on, and the reliability of the light source is improved.
また、本実施形態では、複数のスポット6a,6bのそれぞれの発光部6における走査領域は共通しており、複数のスポット6a,6bのそれぞれは、同一の時刻に、同一の位置で走査され、点灯時(または非点灯時)のスポットのそれぞれの走査位置が互いに異なっている。これにより、発光部6における走査線上で点灯が連続するような配光パターンであっても、どの光源部も連続して点灯し続けることがなくなり、光源部の信頼性が向上する。
Further, in the present embodiment, the scanning areas of the
また、光源制御部9は、それぞれ対応する1つの光源部を駆動するための駆動信号を発する出力回路(不図示)を複数有するとともに、各出力回路に入力されるタイミング信号に基づいて上記駆動信号を発生するように構成されており、上記タイミング信号は上記出力回路のうち、少なくとも2つの出力回路は、異なるタイミングで駆動信号を発するように制御されても良い。これにより、どの光源部も連続して点灯し続けることがなくなり、光源の信頼性が向上する。
Further, the light
(光源部の信頼性の意義)
次に、光源部の信頼性の意義について説明する。半導体レーザ(LD)の劣化モードには、以下の(1)および(2)の2つがある。
(Significance of light source reliability)
Next, the significance of the reliability of the light source unit will be described. There are the following two degradation modes of the semiconductor laser (LD): (1) and (2).
(1)突然劣化:何らかの原因(一般に考えられるのは、端面損傷、電気接続破壊、活性層破壊など)で突然の発振停止(光出力が実質ゼロになる)あるいは極端な光出力低下が起こる現象である。発生トリガーについては十分解明されていないが、連続点灯せずに点灯時間を短くする、活性層の平均的な温度(ジャンクション温度)を下げることにより、発生リスクを下げられると考えられる。 (1) Sudden deterioration: A phenomenon in which sudden oscillation stop (light output becomes substantially zero) or extreme light output drop occurs due to some cause (generally considered to be end face damage, electrical connection breakdown, active layer breakdown, etc.) Is. Although the generation trigger has not been sufficiently clarified, it is considered that the generation risk can be reduced by shortening the lighting time without continuous lighting and lowering the average temperature (junction temperature) of the active layer.
(2)経時的劣化:LDの発光効率の経時的劣化のことである。駆動時の平均ジャンクション温度でその劣化率が決まると一般的に言われており、ジャンクション温度が低い方が劣化率は低い。 (2) Deterioration with time: This is deterioration with time of the luminous efficiency of the LD. It is generally said that the average junction temperature during driving determines the deterioration rate, and the lower the junction temperature, the lower the deterioration rate.
本願の、「連続点灯しない」「パルス条件によっては平均ジャンクション温度が下がり得る」といった形態は、いずれの劣化に対しても効果があり、すなわち光源部の信頼性を向上させることができる。なお、LEDの場合は、上記(1)の突然劣化は通常起こらず、上記経時的劣化のみが起こる。 The form of "not continuous lighting" and "the average junction temperature can be lowered depending on the pulse condition" of the present application is effective against any deterioration, that is, the reliability of the light source unit can be improved. In the case of an LED, the above-mentioned (1) sudden deterioration does not usually occur, but only the above-mentioned deterioration with time occurs.
〔比較例の照明装置101Aについて〕
図2の(a)は、比較例の照明装置101Aの概要構成を示す図である。また、図2の(b)は、光源部102Aの駆動電流の時間変化を示すグラフである。一方、図2の(c)は、光源部102Bの駆動電流の時間変化を示すグラフである。
[Regarding Lighting Device 101A of Comparative Example]
FIG. 2A is a diagram showing a schematic configuration of the illumination device 101A of the comparative example. In addition, FIG. 2B is a graph showing the change over time of the drive current of the
配光可変型で、最も光源に対して負荷が掛かるのは、全面が光る配光パターンである。そのため、光源部の出力は全面が光る配光パターンを踏まえて設定されるのが通常である。比較例の照明装置101Aの駆動法では光源102Aおよび102Bがともに常時オン(CW:Continuous Wave)となっている。駆動電流は、この常時オンの元で信頼性が確保できる値に設定されている。実際には、ブランキング期間を有するがこの点については後述する。
In the variable light distribution type, the most light source is loaded with a light distribution pattern in which the entire surface is illuminated. Therefore, the output of the light source unit is usually set based on the light distribution pattern in which the entire surface shines. In the driving method of the illumination device 101A of the comparative example, both the
対して、上述した実施形態1では、発光部6上の照射位置が、光源部2Aと光源部2Bとで交互となっている。そのため、光源部2A,2Bともにオンオフが繰り返されるパルス駆動(実施形態1では、例えば、パルス幅10μs、デューティ50%)となっている。常時オンに比べて、断続的にオフとできることで、光源部の信頼性が向上する。これは前述したように半導体からなる光源においてはその信頼性が主にジャンクション温度で決まるためである。すなわち、断続的にオフにすることでその期間に冷却されることで平均的なジャンクション温度が下がる。また、突然劣化のリスクを下げることもできる。
On the other hand, in the above-described first embodiment, the irradiation positions on the
また、オン時の電流値は、比較例の値より高く(実施形態1では、例えば、比較例の2.3Aに対して3.8Aである)できる。パルス幅やデューティ値にもよるが、常時オン時よりも2倍以上の光出力とすることも可能である(実施形態2参照)。したがって、ちらつかない程度のパルス幅、デューティとすることで、光源部の信頼性だけでなく、人が感じる明るさとしても、比較例と同等または同等以上とすることができる。パルス幅およびデューティは、走査速度および分解能などに応じて設定する。 Further, the current value at the time of turning on can be higher than the value of the comparative example (in the first embodiment, for example, 3.8 A compared to 2.3 A of the comparative example). Although it depends on the pulse width and the duty value, the light output can be twice or more than that at the time of always on (see the second embodiment). Therefore, by setting the pulse width and the duty so as not to flicker, not only the reliability of the light source unit but also the brightness felt by a person can be made equal to or higher than that of the comparative example. The pulse width and duty are set according to the scanning speed and resolution.
このようなパルス駆動は励起光走査部4A,4Bを備えない照明装置でも適用できるが、本願のような配光可変型はパターン生成のために必ずパルス駆動が必要になるので、パルス駆動回路を付与する必要が無いので、より好適である。
Such pulse driving can be applied to an illumination device that does not include the excitation
(パルス駆動回路について)
光源スキャン方式のADB/配光可変照明(すなわち本願で対象としているもの)では光源の変調(より具体的には駆動電流のオンオフや場合によっては各種変調)が必要である。そのような変調を可能にするものがパルス駆動回路である。
(About pulse drive circuit)
The light source scanning type ADB/variable light distribution illumination (that is, the subject of the present application) requires modulation of the light source (more specifically, ON/OFF of the drive current and, in some cases, various modulation). A pulse driving circuit enables such modulation.
ここで、ADB/配光可変照明では、高分解能化、高光束化のためには高速変調、高電流動作が必要となるが、そのようなパルス駆動回路は一般にコストが高い。したがって、高コストの高速高電流パルス駆動回路を元来必要とするADB/配光可変照明は、本願の技術に適した形態である。逆にADB/配光可変照明でない照明への適用は、効果はあるものの、この回路を付与する分コストが増加するという問題がある。 Here, in the ADB/variable light distribution illumination, high-speed modulation and high-current operation are required for high resolution and high luminous flux, but such a pulse drive circuit is generally expensive. Therefore, the ADB/variable light distribution illumination that originally requires a high-cost, high-speed, high-current pulse drive circuit is a form suitable for the technique of the present application. On the contrary, although the application to the illumination which is not ADB/variable light distribution is effective, there is a problem that the cost is increased by adding this circuit.
また、比較例では駆動電流はパターンによってデューティを0〜100%と広範囲に変化させて対応する必要がある。対して、本実施形態では最大でも50%のデューティで駆動でき、回路の負荷の変動が小さいので、誤動作を招くリスクが抑えられる。ここで、デューティについては走査光数(または光源部の数)をNとすると、最大で100/N%と設定できる。上記構成によれば、最大でも100/N%のデューティで駆動でき、回路の負荷の変動が小さいので、誤動作を招くリスクが抑えられる。 Further, in the comparative example, it is necessary to deal with the drive current by varying the duty in a wide range from 0 to 100% depending on the pattern. On the other hand, in the present embodiment, the drive can be performed with a duty of 50% at the maximum, and the fluctuation of the load of the circuit is small, so that the risk of causing a malfunction can be suppressed. Here, the duty can be set to 100/N% at maximum, where N is the number of scanning lights (or the number of light source units). According to the above configuration, the drive can be performed with a duty of 100/N% at the maximum, and the fluctuation of the load of the circuit is small, so that the risk of causing a malfunction can be suppressed.
なお、図1の(a)、(b)および図2の(a)では発光部6または発光部106の各照射スポットが円形で、各スポットが間を置いて並んでいるが、これは説明を容易にするための模式的なものである。実際はスポット形状やその配置は適宜変形可能である。走査方向についても模式的なものにすぎず、ジグザグ状の走査や片方向の走査など、種々の手法を用いることができる。また、これらの図では全面が光る配光パターンを示しているが、一部を照射しないことで種々の配光パターンが得られる(図8参照)。その際も、本実施形態の構成、駆動法により、光源部の信頼性が向上する。
In addition, in FIG. 1A, FIG. 1B, and FIG. 2A, each irradiation spot of the
(励起光走査部4A,4Bの具体例)
励起光走査部4A,4Bの具体例としては、例えば、ポリゴンミラーである。図3に示すように、走査光ごとに異なるポリゴンミラー(励起光走査部)42A,42Bが備えられている。各走査光は発光部6上で同時刻に同一箇所に偏向されるように配置される。そのために光学系α3A,3B、光学系β5A,5B(いずれも図示せず)を設けて利用することができる。光源部および発光部6に対して、励起光走査部が対称に配置されていると調整が容易なので好ましい。
(Specific example of the excitation
A specific example of the excitation
本実施形態のポリゴンミラー42A,42Bでは、回転ミラー42aの各反射面の回転軸(回転機構42bの軸)に対する角度が互いに異なっていることで、単一のポリゴンミラーのみで二軸走査を可能にしている。励起光走査部としては、他にも一軸走査可能なガルバノミラーを用いることができるが、二軸走査のためには走査方向の異なる二つのガルバノミラーを用いる必要があるため、小型化の観点から、本実施形態の二軸走査可能なポリゴンミラー42A,42Bが好ましい。
In the polygon mirrors 42A and 42B of the present embodiment, the angle of each reflecting surface of the
その他、MEMSミラーを用いることができる。二軸走査可能なMEMSミラーは、本実施形態のポリゴンミラー42A,42Bと同様に小型化の観点で好ましい。ただし、通常、MEMSミラーの光反射部はレーザ耐性がポリゴンミラーやガルバノミラーに比べて弱いため、高出力化の観点ではポリゴンミラーやガルバノミラーが好ましい。以上から、総合的に考えて励起光走査部4A,4Bとしては、二軸走査可能なポリゴンミラー42A,42Bが最も好ましい。
Besides, a MEMS mirror can be used. The MEMS mirror capable of biaxial scanning is preferable from the viewpoint of miniaturization, like the polygon mirrors 42A and 42B of this embodiment. However, since the light-reflecting portion of the MEMS mirror is generally weaker in laser resistance than the polygon mirror or the galvano mirror, the polygon mirror or the galvano mirror is preferable from the viewpoint of high output. From the above, as a comprehensive consideration, as the excitation
また、図4の(a)に示すように、それぞれの走査光が走査する箇所が異なっていても構わない。同図の場合、ポリゴンミラー42Aを経由する走査光は、走査領域A2を走査し、ポリゴンミラー42Bを経由する走査光は、走査領域A1を走査している。
Further, as shown in FIG. 4A, the positions scanned by the respective scanning lights may be different. In the case of the figure, the scanning light passing through the
図4の(a)に示す形態の場合、図3に示す形態よりも光学調整がより容易である。走査領域の割り当ては図4の(a)に示すパターンに限らず種々のパターンが可能である。なお、この場合、所定領域全体を点灯できるよう、図4の(b)に示すように、各走査領域でオンを担う箇所を周期的に変える必要がある。 In the case of the form shown in FIG. 4A, the optical adjustment is easier than in the form shown in FIG. The allocation of the scanning area is not limited to the pattern shown in FIG. 4A, and various patterns are possible. In this case, in order to light up the entire predetermined area, it is necessary to periodically change the part responsible for ON in each scanning area, as shown in FIG. 4B.
図4の(b)に示す形態では、t1〜t32の期間で全32ピクセルが走査されることになり、かつ光源部2A,2Bは同時にオンとはならない。したがって、実施形態1と同様の効果が得られる。さらに本形態では、tiとti+1とでスポット位置が離れているため、発光部6上の局所的な発熱を抑制できる。結果、より高出力の光を照射でき、高輝度、高光束が得られる。
In the configuration shown in FIG. 4B, all 32 pixels are scanned during the period of t 1 to t 32 , and the
図4の(b)では、走査領域A1、A2が上下に分割されていて、各時刻の両スポットは垂直方向に並んでいるが、これに限られない。全ピクセル(所望の走査領域の全域)を所定の周期(ちらつかない時間)で走査していれば良い。 In FIG. 4B, the scanning areas A1 and A2 are vertically divided, and both spots at each time are aligned in the vertical direction, but the present invention is not limited to this. It suffices that all pixels (the entire area of the desired scanning region) are scanned in a predetermined cycle (a period that does not flicker).
本形態の特徴を纏めると以下のとおりとなる。
(1)各光源部が互いに重ならない領域(走査領域A1,A2)を走査する。
(2)各スポットは、同一の時刻に、異なる場所で、一つだけ点灯し、他は非点灯とする。
(3)ただし、ある周期(1フレーム)では、複数の走査領域A1,A2の全体がオンとなるような、オンオフパターンとなっている。
The features of this embodiment are summarized as follows.
(1) Scan the areas (scan areas A1 and A2) in which the respective light source units do not overlap each other.
(2) Only one of the spots is turned on at the same time and at a different place, and the other spots are turned off.
(3) However, in a certain cycle (one frame), the on/off pattern is such that the entire plurality of scanning areas A1 and A2 are turned on.
なお、上記の(1)の特徴は必須ではなく、上記の(2)および(3)の特徴が満たされていれば本願の効果は得られる。 The feature (1) is not essential, and the effect of the present application can be obtained if the features (2) and (3) are satisfied.
励起光走査部は異なる走査光で同じものを共有しても構わない。この場合も上述した形態と同様、走査光は、同時刻に同一箇所にあるように配置される、または、それぞれの走査光が走査する箇所が異なっている、のいずれの形態をとることもできる。その光学調整のために光学系が利用される。 The excitation light scanning unit may share the same scanning light with different scanning lights. Also in this case, similarly to the above-described embodiment, the scanning light may be arranged so as to be at the same position at the same time, or the scanning light may be scanned at different positions. .. An optical system is used for the optical adjustment.
具体的には、図10に示すように、走査光を合波してから励起光走査部(ポリゴンミラー42A)に入射させることで可能になる。光学系としては、例えば、コリメータレンズL1、集光レンズL2、および光ファイバ10を用いることができる。
Specifically, as shown in FIG. 10, it is possible to combine the scanning lights and then make them incident on the excitation light scanning unit (
例えば、光源部2Cにおける2つのレーザ素子2cのそれぞれの発光点の近傍にコリメータレンズL1を設け、両光を一つの集光レンズL2で光ファイバ10またはロッドレンズなどの光導波手段の入射端へ結合させることで共有させることが可能である。他にも既知の合波手段を用いることができるが、光ファイバおよびロッドレンズはスポット形状、およびスポット内の光強度分布を制御できる効果も併せ持つため、好ましい。
For example, a collimator lens L1 is provided in the vicinity of the respective light emitting points of the two
〔実施形態2〕
次に、図5の(a)は、本発明の実施形態2に係る照明装置に関し、光源部2Aの駆動電流の時間変化を示すグラフである。一方、図5の(b)は、光源部2Bの駆動電流の時間変化を示すグラフである。図5の(c)は、図5の(a)および(b)の各グラフを重ね合わせた状態を示すグラフである。なお、本実施形態の照明装置の構成は、上述した実施形態1の照明装置1Aと同様の構成であるが、光源制御部9による光源部2A,2Bの制御方法が異なっている。
[Embodiment 2]
Next, FIG. 5A is a graph showing the change over time of the drive current of the
本実施形態では、実施形態1に比べて、光源部2A,2Bのデューティが低くなっており(40%)、いずれの光源部も点灯していない(非点灯の)時間が存在している。上述の通り、人の眼に感じられない程度であるなど、使用状況に問題なければ、このような駆動を行うことができる。この際、実施形態1に比べて各光源部のオン時電流値を高く(本実施形態では、5.0Aとしている)することができる。
In the present embodiment, the duty of the
実際にはいずれの実施形態においても光源部が発光部の外側など所望の照射範囲以外を照射しているときや、往復スキャンでなく片方向スキャンの際の戻り時などにも光源部をオフとすべき時間(ブランキング期間)がある。ここでは、説明を容易にするためにブランキング期間を考慮していない。 In fact, in any of the embodiments, the light source unit is turned off even when the light source unit is irradiating outside the desired irradiation range such as the outside of the light emitting unit, or when returning in one-way scanning instead of reciprocal scanning. There is time (blanking period) that should be done. Here, the blanking period is not taken into consideration for ease of explanation.
〔実施形態3〕
次に、図6の(a)は、本発明の実施形態3に係る照明装置1Bの概要構成を示す図である。また、図6の(b)は、光源部2Aからの励起光による走査と、光源部2Bからの励起光による走査とを重ね合わせた状態を示す図である。また、図6の(c)は、光源部2Aの駆動電流の時間変化を示すグラフである。一方、図6の(d)は、光源部2Bの駆動電流の時間変化を示すグラフである。図6の(e)は、図6の(c)および図6の(d)の各グラフを重ね合わせた状態を示すグラフである。なお、本実施形態の照明装置1Bの構成は、上述した実施形態1の照明装置1Aと同様の構成であるが、光源制御部9による光源部2A,2Bの制御方法が異なっている。
[Embodiment 3]
Next, FIG. 6A is a diagram showing a schematic configuration of an
本実施形態では、他の実施形態と比較して、光源部2A,2Bのそれぞれのオンオフ周期(点灯・非点灯の繰り返しの周期)を長くしている。例えば、光源部2Aに由来するスポット6aは、発光部6の左端から右端に一直線に沿って走査されるが、その間、常に点灯状態となっている。その後、スポット6aは、発光部6の右端から左端に一直線に沿って走査されるが、その間、常に非点灯状態となっている。以下、同様に点灯・非点灯が繰り返される。
In the present embodiment, the ON/OFF cycle of each of the
一方、光源部2Bに由来するスポット6bは、発光部6の左端から右端に一直線に沿って走査されるが、その間、常に非点灯状態となっている。その後、スポット6bは、発光部6の右端から左端に一直線に沿って走査されるが、その間、常に点灯状態となっている。以下、同様に点灯・非点灯が繰り返される。本実施形態の照明装置1Bによれば、他の実施形態に比べてオンオフ周期が長いので、比較的制御が容易である。
On the other hand, the
〔実施形態4〕
次に、図7の(a)は、上述した実施形態1の変形例としての本発明の実施形態4に係る照明装置1Cの概要構成および発光部走査パターンの一例を示す図である。図7の(b)は、発光部走査パターンの別の例を示す図である。一方、図7の(c)は、図7の(a)に示す発光部走査パターンに対応する配光パターンの例を示す図である。次に、図7の(d)は、図7の(b)に示す発光部走査パターンに対応する配光パターンの例を示す図である。また、図7の(e)は、図7の(a)に示す発光部走査パターンに対応する光源部2Aの駆動電流の時間変化を示すグラフである。一方、図7の(f)は、図7の(b)に示す発光部走査パターンに対応する光源部2Aの駆動電流の時間変化を示すグラフである。
[Embodiment 4]
Next, FIG. 7A is a diagram showing an example of a schematic configuration and a light emitting unit scanning pattern of an illumination device 1C according to a fourth embodiment of the present invention as a modification of the above-described first embodiment. FIG. 7B is a diagram showing another example of the light emitting unit scanning pattern. On the other hand, FIG. 7C is a diagram showing an example of a light distribution pattern corresponding to the light emitting unit scanning pattern shown in FIG. 7A. Next, FIG. 7D is a diagram showing an example of a light distribution pattern corresponding to the light emitting unit scanning pattern shown in FIG. 7B. Further, (e) of FIG. 7 is a graph showing the change over time of the drive current of the
本実施形態の照明装置1Cでは、投光部7による投光形状(配光パターン)に応じて、光源部2Aのレーザ素子2cを駆動するためのパルス波高値(オン時電流値)を変化させている。例えば、図7の(c)に示す配光パターン1のように暗部の面積と明部の面積とが半々の場合に、図7の(e)に示すようにオン時電流値を3.75Aとしている。一方、図7の(d)に示す配光パターン2のように暗部の面積が明部の面積の3倍である場合に、図7の(f)に示すようにオン時電流値を5.0Aとしている。
In the illumination device 1C of the present embodiment, the pulse crest value (ON-time current value) for driving the
以上の照明装置1Cによれば、パルス幅は短く、デューティは小さい程、点灯時の電流値を大きくできる。これにより、光源部の数が少なくても明るい配光可変照明を得ることができる。さらに、PWM(Pulse Width Modulation)と組み合わせて明るさ調節することもできる。また、オン時電流値を大きくできる状況では、暗くすることは容易であり、明るさ調整の自由度が高まる。本実施形態では必ずしも走査光が複数である必要はない。 According to the lighting device 1C described above, the shorter the pulse width and the smaller the duty, the larger the current value during lighting can be. Thereby, bright light distribution variable illumination can be obtained even if the number of light source units is small. Further, the brightness can be adjusted in combination with PWM (Pulse Width Modulation). In addition, in a situation where the on-time current value can be increased, it is easy to make it dark, and the degree of freedom in brightness adjustment increases. In this embodiment, it is not always necessary that the scanning light is plural.
〔実施形態5〕
次に、図8の(a)は、本発明の実施形態5に係る照明装置1Dの概要構成および発光部走査パターンの一例を示す図である。図8の(b)および図8の(c)は、それぞれ、発光部走査パターンの別の例を示す図である。また、図8の(d)は、光源部2Aの駆動電流の時間変化を示すグラフである。一方、図8の(e)は、光源部2Bの駆動電流の時間変化を示すグラフである。なお、本実施形態の照明装置1Dの構成は、上述した実施形態1の照明装置1Aと同様の構成であるが、光源制御部9による光源部2A,2Bの制御方法が異なっている。本実施形態は、上述した実施形態1の動作と、上述した実施形態4の動作とを組合せた形態である。例えば、光源部2A由来のスポット6aと、光源部2B由来のスポット6bとを重ね合せると、上述した実施形態4の照明装置1Cと同じ走査パターンとなる。例えば、図8の(b)に示す走査パターンと、図8の(c)に示す走査パターンとを組合せると、図7の(b)に示す走査パターンと同一となる。
[Embodiment 5]
Next, FIG. 8A is a diagram showing an example of a schematic configuration of a
本実施形態では、実施形態1の動作において、配光パターンに応じて、光源部2A,2B,2Cのそれぞれのレーザ素子2cのパルス波高値(オン時電流値)を変える。これにより、パルス幅は短く、デューティは小さい程、オン時電流値を大きくできる。また、光源部の数が少なくても明るい配光可変照明を得ることができる。さらにPWMと組み合わせて明るさ調節することもできる。オン時電流値が大きくできる状況では、暗くすることは容易であり、明るさ調整の自由度が高まる。
In the present embodiment, in the operation of the first embodiment, the pulse crest value (on-time current value) of each
図9の(a)は、発光部走査パターンの別の例における光源部2Aの駆動電流の時間変化を示すグラフである。一方、図9の(b)は、発光部走査パターンの別の例における光源部2Bの駆動電流の時間変化を示すグラフである。次に、図9の(c)は、図8の(d)および図8の(e)の各グラフを重ね合わせた状態を示すグラフである。一方、図9の(d)は、図9の(a)および図9の(b)の各グラフを重ね合わせた状態を示すグラフである。
FIG. 9A is a graph showing the change over time of the drive current of the
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る照明装置(1A,1B,1D)は、励起光を出射する複数の光源部(2A,2B)と、上記励起光を受けて発光する蛍光体を含む発光部(6)と、上記発光部に入射する上記励起光のスポットを上記発光部上で走査する励起光走査部(4A,4B)と、上記発光部での発光を所望の投光形状に投光する投光部(7)と、を備え、上記スポットは複数であり、上記スポットのそれぞれは、上記複数の光源部のそれぞれの励起光に由来しており、上記複数の光源部に点灯と非点灯とを行わせるとともに、同一時刻において、1つの光源部のみを点灯させる光源制御部(9)を備えている構成である。
[Summary]
An illumination device (1A, 1B, 1D) according to
上記構成によれば、光源制御部は、同一時刻において、1つの光源部のみを点灯させる制御を行う。これにより、どの光源部も連続して点灯し続けることがなくなるため、光源部の信頼性が向上する。 According to the above configuration, the light source control unit performs control to turn on only one light source unit at the same time. As a result, none of the light source units are continuously turned on, so that the reliability of the light source unit is improved.
本発明の態様2に係る照明装置は、上記態様1において、上記励起光走査部は、上記複数のスポットのそれぞれを、上記発光部上で、同一時刻に、同一の位置で走査し、上記光源制御部は、上記スポットのぞれぞれの走査位置が上記発光部上の同一の位置で、同一の時刻の場合に、1つの光源部のみを点灯させ、その他の光源部を、すべて非点灯とする制御を行っても良い。上記構成によれば、発光部における走査線上で点灯が連続するような配光パターンであっても、どの光源部も連続して点灯し続けることがなくなり、光源部の信頼性が向上する。
The illumination device according to aspect 2 of the present invention is the illumination device according to
本発明の態様3に係る照明装置は、上記態様1において、上記複数のスポットのそれぞれの上記発光部における走査領域は互いに異なっていても良い。上記構成によれば、複数のスポットのそれぞれの発光部における走査領域が共通になっている場合と比較して、光学調整が容易になる。
In the illumination device according to
本発明の態様4に係る照明装置は、上記態様1または2において、上記複数のスポットのそれぞれの上記発光部における走査領域は共通しており、上記複数のスポットのそれぞれは、同一の時刻に、同一の位置で走査され、点灯時のスポットのそれぞれの走査位置が互いに異なっていても良い。上記構成によれば、発光部における走査線上で点灯が連続するような配光パターンであっても、どの光源部も連続して点灯し続けることがなくなり、光源の信頼性が向上する。
In the illumination device according to aspect 4 of the present invention, in the
本発明の態様5に係る照明装置は、上記態様1〜4の何れかにおいて、上記励起光走査部は、単一のミラー素子で構成されていても良い。上記構成によれば、励起光走査部が単一のミラー素子で構成されるため、光学系全体の構成が簡単になる。 In the illumination device according to the fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the excitation light scanning section may be composed of a single mirror element. According to the above configuration, since the excitation light scanning unit is composed of a single mirror element, the overall configuration of the optical system becomes simple.
本発明の態様6に係る照明装置は、上記態様1〜4の何れかにおいて、上記励起光走査部は、走査される励起光の数と同数のミラー素子で構成されていても良い。上記構成によれば、一軸走査が可能なミラー素子にて、励起光走査部を構成でき、各ミラー素子の配置の自由度が高くなる。
In the illumination device according to
本発明の態様7に係る照明装置は、上記態様5または6において、上記励起光走査部を構成するミラー素子が、ポリゴンミラーであっても良い。上記構成によれば、レーザ耐性を高くし、装置を小型化することができる。
In the illumination device according to
本発明の態様8に係る照明装置は、上記態様7において、上記ポリゴンミラーは、複数の回転ミラーのそれぞれの反射面の回転軸に対する角度が互いに異なっていることで、二軸走査が可能となっていても良い。上記構成によれば、一軸走査が可能なポリゴンミラーを用いる場合と比較して光学系の部品点数を少なくし、装置を小型化することができる。
An illumination device according to
本発明の態様9に係る照明装置は、上記態様1〜8の何れかにおいて、上記光源部の数がNである場合に、上記光源部の動作に係る最大デューティが100/N%であっても良い。上記構成によれば、最大でも100/N%のデューティで駆動でき、回路の負荷の変動が小さいので、誤動作を招くリスクが抑えられる。
The illumination device according to
本発明の態様10に係る照明装置は、上記態様1〜9の何れかにおいて、上記投光形状に応じて、上記光源部を駆動するためのパルス波高値を変化させても良い。上記構成によれば、パルス幅は短く、デューティは小さい程、点灯時の電流値を大きくできる。これにより、光源部の数が少なくても明るい配光可変照明を得ることができる。
In the illumination device according to
本発明の態様11に係る照明装置は、励起光を発する複数の光源部と、上記光源部が発する励起光を受けて発光する発光部と、上記光源部を駆動する光源制御部と、を有し、上記光源制御部は、前記複数の光源部のうち、少なくとも2つを、それぞれ異なるタイミングで励起光を発するように駆動する構成である。上記構成によれば、どの光源部も連続して点灯し続けることがなくなり、光源の信頼性が向上する。 An illumination device according to aspect 11 of the present invention includes a plurality of light source units that emit excitation light, a light emitting unit that receives the excitation light emitted by the light source unit and emits light, and a light source control unit that drives the light source unit. The light source control unit is configured to drive at least two of the plurality of light source units so as to emit excitation light at different timings. According to the above configuration, none of the light source units are continuously turned on, and the reliability of the light source is improved.
本発明の態様12に係る照明装置は、励起光を発する複数の光源部と、上記光源部が発する励起光を受けて発光する発光部と、上記光源部を駆動する光源制御部と、上記励起光の上記発光部に対する照射位置を制御する励起光走査部と、を有し、上記光源制御部は、上記複数の光源部のうち、少なくとも2つを、それぞれ異なるタイミングで励起光を発するように駆動する構成である。上記構成によれば、どの光源部も連続して点灯し続けることがなくなり、光源の信頼性が向上する。 An illumination device according to aspect 12 of the present invention includes a plurality of light source units that emit excitation light, a light emitting unit that emits light by receiving the excitation light emitted by the light source unit, a light source control unit that drives the light source unit, and the excitation An excitation light scanning unit that controls an irradiation position of light with respect to the light emitting unit, and the light source control unit is configured to emit at least two of the plurality of light source units at different timings. It is configured to be driven. According to the above configuration, none of the light source units are continuously turned on, and the reliability of the light source is improved.
本発明の態様13に係る照明装置は、励起光を発する複数の光源部と、上記光源部が発する励起光を受けて発光する発光部と、上記光源部を駆動する光源制御部と、を有し、上記複数の光源部のうち、少なくとも2つはそれぞれ上記発光部の異なる位置に励起光を照射し、上記光源制御部は、上記少なくとも2つの光源部をそれぞれ異なるタイミングで励起光を発するように駆動する構成である。上記構成によれば、どの光源部も連続して点灯し続けることがなくなり、光源の信頼性が向上する。 An illumination device according to aspect 13 of the present invention includes a plurality of light source units that emit excitation light, a light emitting unit that emits light by receiving the excitation light emitted by the light source unit, and a light source control unit that drives the light source unit. At least two of the plurality of light source units irradiate different positions of the light emitting unit with excitation light, and the light source control unit emits excitation light at different timings of the at least two light source units. It is configured to be driven to. According to the above configuration, none of the light source units are continuously turned on, and the reliability of the light source is improved.
本発明の態様14に係る照明装置は、上記態様11、12または13において、上記光源制御部は、上記少なくとも2つの光源部を、それぞれの発光ピークが時間的に異なるよう駆動する構成であっても良い。上記構成によれば、どの光源部も連続して点灯し続けることがなくなり、光源の信頼性が向上する。 An illumination apparatus according to aspect 14 of the present invention is the illumination device according to aspect 11, 12 or 13, wherein the light source control section drives the at least two light source sections such that their respective emission peaks are temporally different. Is also good. According to the above configuration, none of the light source units are continuously turned on, and the reliability of the light source is improved.
本発明の態様15に係る照明装置は、上記態様11、12または13において、上記光源制御部は、上記少なくとも2つの光源部を、それぞれの発光出力がピーク値の75%以上となる部分が重ならないように駆動する構成であっても良い。上記構成によれば、どの光源部も連続して点灯し続けることがなくなり、光源の信頼性が向上する。 An illumination device according to aspect 15 of the present invention is the illumination device according to aspect 11, 12 or 13, wherein the light source control unit includes the at least two light source units each having a light emission output of 75% or more of a peak value. The configuration may be such that the driving is performed so as not to occur. According to the above configuration, none of the light source units are continuously turned on, and the reliability of the light source is improved.
本発明の態様16に係る照明装置は、上記態様11、12または13において、上記光源制御部は、それぞれ対応する1つの光源部を駆動するための駆動信号を発する出力回路を複数有するとともに、各出力回路に入力されるタイミング信号に基づいて上記駆動信号を発生するように構成されており、上記タイミング信号は上記出力回路のうち、少なくとも2つの出力回路は、異なるタイミングで駆動信号を発するように制御される構成であっても良い。上記構成によれば、どの光源部も連続して点灯し続けることがなくなり、光源の信頼性が向上する。 An illumination device according to aspect 16 of the present invention is the illumination device according to aspect 11, 12 or 13, wherein the light source control unit has a plurality of output circuits that each output a drive signal for driving one corresponding light source unit. The drive signal is configured to be generated based on a timing signal input to the output circuit, and the timing signal is such that at least two output circuits of the output circuits emit the drive signal at different timings. The configuration may be controlled. According to the above configuration, none of the light source units are continuously turned on, and the reliability of the light source is improved.
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
[Appendix]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each of the embodiments.
1A〜1D 照明装置 2A,2B,2C 光源部
4A,4B 励起光走査部 6 発光部 6a,6b スポット
7 投光部 9 光源制御部
42A,42B ポリゴンミラー(励起光走査部)
1A-
Claims (9)
上記スポットは複数であり、上記スポットのそれぞれは、上記複数の光源部のそれぞれの励起光に由来しており、
上記複数の光源部に点灯と非点灯とを行わせるとともに、同一時刻において、1つの光源部のみを点灯させる光源制御部を備え、
上記光源制御部は、上記投光形状において、投光されない暗部と、投光される明部とが存在する場合に、上記暗部の面積が、上記明部の面積に対して大きいほど、上記光源部を駆動するためのパルス波高値を増加させることを特徴とする照明装置。 A plurality of light source units that emit excitation light, a light emitting unit that includes a phosphor that receives the excitation light and emits light, and an excitation light scanning unit that scans the spot of the excitation light that is incident on the light emitting unit on the light emitting unit. And a light projecting unit that projects light emitted from the light emitting unit into a desired light projecting shape,
The spot is a plurality, each of the spots are derived from the respective excitation light of the plurality of light source units,
A light source control unit is provided for turning on and off the plurality of light source units and for turning on only one light source unit at the same time ,
In the light projection shape, the light source control unit includes a light source that has a dark area which is not projected and a bright area which is projected, the larger the area of the dark area is with respect to the area of the bright area. An illuminating device characterized by increasing a pulse crest value for driving a unit.
上記光源制御部は、上記スポットのぞれぞれの走査位置が上記発光部上の同一の位置で、同一の時刻の場合に、1つの光源部のみを点灯させ、その他の光源部を、すべて非点灯とする制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 The excitation light scanning unit scans each of the plurality of spots on the light emitting unit at the same time and at the same position,
The light source control unit turns on only one light source unit when all the scanning positions of the spots are at the same position on the light emitting unit and at the same time, and all the other light source units are turned on. The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device is controlled to be turned off.
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