CN113994766A - 光源装置 - Google Patents

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Abstract

光源装置(1)具备多个发光单位部(10)，该发光单位部(10)具有：发光元件(11)；点亮熄灭电路(13)，使发光元件(11)点亮熄灭；以及延迟电路(14)，对点亮熄灭电路(13)使发光元件(11)点亮熄灭的定时进行控制。此外，延迟电路(14)具有电阻(R2)及电容器(C2)。此外，至少两个发光单位部(10)并联连接。而且，在并联连接的至少两个发光单位部(10)之间，电阻(R2)的电阻值及电容器(C2)的电容值中的至少一方不同。

Description

光源装置
技术领域
公开的实施方式涉及光源装置。
背景技术
已知有搭载了多个激光二极管等发光元件的光源装置(例如，参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-51755号公报
发明内容
实施方式的一个方式所涉及的光源装置具备发光单位部，该发光单位部具有：发光元件；点亮熄灭电路，使所述发光元件点亮熄灭；以及延迟电路，对所述点亮熄灭电路使所述发光元件点亮熄灭的定时进行控制。此外，所述延迟电路具有电阻及电容器。此外，至少两个所述发光单位部并联连接。而且，在并联连接的至少两个所述发光单位部之间，所述电阻的电阻值及所述电容器的电容值中的至少一方不同。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的光源装置的结构的立体图。
图2是表示实施方式所涉及的光源装置整体的结构的电路图。
图3是表示实施方式所涉及的发光单位部的结构的电路图。
图4是表示实施方式所涉及的各发光元件的动作的时序图。
图5是用于说明实施方式以及参考例中的发光元件的温度变化的图。
图6是表示实施方式的变形例1所涉及的各发光元件的动作的时序图。
图7是表示实施方式的变形例2所涉及的各发光元件的动作的时序图。
图8是表示实施方式的变形例3所涉及的光源装置的结构的立体图。
图9是表示实施方式的变形例3所涉及的各发光元件的动作的时序图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本申请所公开的光源装置的实施方式。另外，本发明并不限定于以下所示的实施方式。
已知有搭载了多个激光二极管等发光元件的光源装置。然而，在以往的光源装置中，由于在动作时发光元件容易发热，因此发光元件自身的发热、来自相邻的其他发光元件的热干扰，发光元件的温度容易上升。
而且，由于该温度上升，发光元件的发光频率容易变化，因此存在光源装置的发光输出不稳定的问题。
因此，期待能够克服上述的问题点，并实现能够抑制发光元件的温度上升的光源装置。
<光源装置的结构>
首先，参照图1以及图2对实施方式所涉及的光源装置1的结构进行说明。图1是表示实施方式所涉及的光源装置1的结构的立体图，图2是表示实施方式所涉及的光源装置1整体的结构的电路图。
如图1所示，实施方式所涉及的光源装置1具备发光部2和驱动部3。发光部2是设置于基体4的部位，具有多个(图中为4个)发光元件11和多个(图中为4对)外部端子12。
此外，驱动部3是设置于基体5的部位，具有多个(图中为4个)点亮熄灭电路13、多个(图中为4个)延迟电路14以及电极21、22。
在图1的例子中，光源装置1的基体4(即，发光部2)与基体5(即，驱动部3)相接。然而，在光源装置1中，基体4与基体5不需要相接，也可以使基体4与基体5分离来构成光源装置1。
发光元件11例如由发光二极管(LED，Light Emitting Diode)、半导体激光器(LD，Laser Diode)等构成。该发光元件11通过向对应的一对外部端子12供给给定的电流而发光。
基体4作为支承多个发光元件11的支承体发挥功能，并且作为将由多个发光元件11产生的热向外部散热的散热体发挥功能。
点亮熄灭电路13是通过切换向发光元件11的电流供给的通断来使发光元件11点亮熄灭的电路。点亮熄灭电路13以给定的周期以及占空比使发光元件11点亮熄灭。稍后描述该点亮熄灭电路13的详细电路结构。
延迟电路14通过使点亮熄灭电路13的动作延迟给定的期间，来控制点亮熄灭电路13使发光元件11点亮熄灭的定时。稍后描述延迟电路14的详细电路结构。
而且，如图1所示，由设置于光源装置1的一个发光元件11、一对外部端子12、一个点亮熄灭电路13、一个延迟电路14构成一个发光单位部10。即，发光单位部10构成为一个单元，其包括发光元件11、点亮熄灭电路13以及延迟电路14。而且，在图1的例子中，在光源装置1设置有四个发光单位部10-1～10-4。
此外，如图2所示，该四个发光单位部10-1～10-4在电极21与电极22之间分别并联连接。在各发光单位部10中，在从电极21到电极22之间，依次串联连接有延迟电路14、点亮熄灭电路13以及发光元件11。
然后，作为直流电源的电源100的正极与电极21连接，电源100的负极与电极22连接，由此，在发光单位部10-1中，经由延迟电路14-1以及点亮熄灭电路13-1向发光元件11-1供给给定的电流。
此外，通过电源100与电极21、22连接，从而在发光单位部10-2中，经由延迟电路14-2以及点亮熄灭电路13-2向发光元件11-2供给给定的电流，在发光单位部10-3中，经由延迟电路14-3以及点亮熄灭电路13-3向发光元件11-3供给给定的电流。
进而，通过电源100与电极21、22连接，从而在发光单位部10-4中，经由延迟电路14-4以及点亮熄灭电路13-4向发光元件11-4供给给定的电流。
<发光单位部的电路结构>
接下来，参照图3对发光单位部10的电路结构进行说明。图3是表示实施方式所涉及的发光单位部10的结构的电路图。如上所述，发光单位部10具有发光元件11、外部端子12、点亮熄灭电路13以及延迟电路14。
发光元件11例如是发光二极管。另外，发光元件11不限于发光二极管，例如也可以是半导体激光器等。
作为二极管的发光元件11的阳极与作为一个外部端子12的外部端子12A连接，发光元件11的阴极与作为另一个外部端子12的外部端子12B连接。该外部端子12B与电极22连接。
点亮熄灭电路13具有作为PNP晶体管的晶体管T1、作为NPN晶体管的晶体管T2、电阻R1和电容器C1。延迟电路14具有电阻R2和电容器C2。
延迟电路14的电阻R2连接在电极21与节点14a之间。延迟电路14的电容器C2连接在节点14a与接地电位之间。延迟电路14的节点14a与点亮熄灭电路13的节点13a连接。
点亮熄灭电路13中的晶体管T1的发射极与节点13a连接，晶体管T1的集电极与外部端子12A连接，晶体管T1的基极与晶体管T2的集电极连接。
此外，点亮熄灭电路13中的晶体管T2的发射极与外部端子12B连接，晶体管T2的基极与节点13b连接。
点亮熄灭电路13的电阻R1连接在节点13a与节点13b之间。点亮熄灭电路13的电容器C1连接在节点13b与外部端子12A之间。
在实施方式所涉及的发光单位部10中，延迟电路14具有将从电源100(参照图2)经由电极21供给的电流经由节点14a以及节点13a向点亮熄灭电路13供给的功能。此外，延迟电路14控制将从电源100供给的电流向点亮熄灭电路13供给的定时。
具体而言，通过调整延迟电路14中的电阻R2的电阻值以及电容器C2的电容值，来调整电容器C2的充电时间。由此，能够控制在电容器C2被充电后开始的、从延迟电路14向点亮熄灭电路13的电流供给的定时。
例如，通过增大电阻R2的电阻值，能够使从延迟电路14向点亮熄灭电路13供给电流的定时延后。同样地，通过增大电容器C2的电容值，能够使从延迟电路14向点亮熄灭电路13供给电流的定时延后。
相反地，通过减小电阻R2的电阻值，能够使从延迟电路14向点亮熄灭电路13供给电流的定时提前。同样地，通过减小电容器C2的电容值，能够使从延迟电路14向点亮熄灭电路13供给电流的定时提前。
电容器C2被充电，当开始向点亮熄灭电路13的节点13a供给电流时，经由电阻R1开始向电容器C1的充电。然后，当电容器C2的充电结束时，电流开始经由电阻R1被供给到晶体管T2的基极。
于是，在点亮熄灭电路13中，电流容易在晶体管T2的基极-发射极之间以及集电极-发射极之间流动。由此，在与晶体管T2的集电极连接的晶体管T1中，电流容易在基极-发射极间、发射极-集电极之间以及基极-集电极之间流动。
其结果，经由节点13a以及晶体管T1开始向发光元件11供给电流，因此开始发光元件11的点亮。
而且，当发光元件11的点亮开始时，经由节点13a供给的电流并非集中于电阻R1侧的布线而是集中于发光元件11侧的布线。这是因为发光元件11的内部电阻小于电阻R1的电阻值。即，当发光元件11的点亮开始时，停止向电容器C1供给电流(即，对电容器C1的充电)。
而且，若停止向电容器C1的电流的供给，则在经过给定的期间(直至电容器C1的放电结束为止的期间)之前，维持从电容器C1向晶体管T2的电流的供给。然而，若经过该给定的期间，则停止向晶体管T2的电流的供给，晶体管T2成为截止状态。
而且，当晶体管T2成为截止状态时，停止向晶体管T1的电流的供给，晶体管T1也成为截止状态。由此，停止向发光元件11的电流供给，因此发光元件11熄灭。然后，如上所述，再次开始从电源100向电容器C1的充电。
即，在实施方式所涉及的点亮熄灭电路13中，依次重复：(1)电容器C1的充电；(2)晶体管T2、T1的导通；(3)发光元件11的点亮；(4)电容器C1的放电；(5)晶体管T2、T1的切断；(6)发光元件11的熄灭。由此，实施方式所涉以及的点亮熄灭电路13能够使发光元件11反复点亮熄灭。
而且，实施方式所涉及的发光单位部10通过适当调整电阻R1、R2的电阻值和电容器C1、C2的电容值，能够以期望的定时、周期以及占空比使发光元件11点亮熄灭。
这样，在实施方式所涉及的发光单位部10中，能够利用电阻R1、R2以及电容器C1、C2这样的无源元件来设定期望的定时、周期以及占空比。因此，根据实施方式，能够高精度且简便地设定该期望的定时、周期以及占空比。
另外，实施方式所涉及的点亮熄灭电路13以及延迟电路14的电路结构并不限于图4的例子，只要是能够使发光元件11以期望的定时、周期以及占空比进行点亮熄灭的电路，则可以是任意的电路结构。
<光源装置的动作>
接下来，参照图4以及图5对实施方式所涉以及的光源装置1的动作进行说明。图4是表示实施方式所涉及的各发光元件11的动作的时序图。
如图4所示，在实施方式所涉及的光源装置1中，将四个发光元件11-1～11-4的发光周期统一为相同的周期(在图中周期为1.0T)，并且将占空比全部设定为50％。
而且，在实施方式所涉及的光源装置1中，在至少两个发光单位部10中的发光元件11彼此之间，使延迟电路14所包括的电阻R2(参照图3)的电阻值以及电容器C2(参照图3)的电容值中的至少一方不同。
由此，如图4所示，能够使至少两个发光单位部10的发光元件11彼此点亮(ON)熄灭(OFF)的定时不同。
因此，根据实施方式，作为光源装置1整体，能够使发光元件11点亮的时间比占空比长。进而，根据实施方式，如图5所示，与通过来自直流电源的连续通电使发光元件11发光的参考例相比，能够通过脉冲驱动来抑制发光元件11的温度上升。图5是用于说明实施方式以及参考例中的发光元件11的温度变化的图。
另外，在图5的例子中，在将参考例中的发光元件11的通电开始10(秒)后的温度设为1的情况下，实施方式所涉及的发光元件11的通电开始10(秒)后的温度为0.44(发光元件11的点亮熄灭周期为25(Hz))。
此外，在实施方式中，通过对发光元件11进行脉冲驱动，能够降低发光元件11的消耗电力。
此外，在实施方式中，通过在至少两个发光单位部10的发光元件11彼此之间使点亮期间和熄灭期间相互不同，作为光源装置1整体，能够使发光元件11始终点亮。
此外，在实施方式中，通过将点亮期间和熄灭期间相互不同的发光元件11的占空比设定为50％，能够在各发光元件11之间减少累计点亮时间的偏差。因此，根据实施方式，能够延长光源装置1的寿命。
此外，在实施方式中，在至少两个发光单位部10中的发光元件11彼此之间，可以使延迟电路14的CR积(电阻R2的电阻值与电容器C2的电容值的积)为0.028(秒)以下。
由此，能够使发光元件11的点亮熄灭周期为0.028×1.4＝0.0392(秒)以下，因此能够使该发光元件11的点亮熄灭频率为25(Hz)以上。
因此，根据实施方式，即使在使发光元件11点亮熄灭的情况下，也能够使发光元件11看起来作为连续光而发光。
例如，在发光单位部10-1、10-3中，将电阻R1、R2的电阻值设为33(kΩ)，将电容器C1、C2的电容值设为1.73(μF)。此外，在发光单位部10-2、10-4中，将电阻R1、R2的电阻值设为33(kΩ)，将电容器C1、C2的电容值设为3.46(μF)。
由此，能够使各发光元件11-1～11-4成为图4所示那样的发光定时，并且能够使各发光元件11-1～11-4的点亮熄灭频率均为25(Hz)。
此外，在实施方式中，在相邻的至少两个发光单位部10的发光元件11彼此(例如，发光元件11-1以及发光元件11-2)之间，可以使电阻R2的电阻值以及电容器C2的电容值中的至少一方不同。
由此，如图4所示，能够使相邻的发光单位部10的发光元件11彼此点亮熄灭的定时不同。
因此，根据实施方式，由于能够使相邻的发光元件11交替地发光，因此例如在将光源装置1用于显示器的背光灯的情况下，能够减少显示器面的光的不均匀。
此外，在实施方式中，由于能够使相邻的发光元件11交替地发光，因此能够减少来自相邻的发光元件11的热干扰。因此，根据实施方式，能够进一步抑制发光元件11的温度上升。
此外，在实施方式中，优选在相邻的至少两个发光单位部10中的发光元件11彼此之间，使延迟电路14的CR积成为0.028(秒)以下。
由此，能够使相邻的两个发光元件11的点亮熄灭频率为25(Hz)以上。因此，根据实施方式，能够使相邻的两个发光元件11均看起来作为连续光而发光。
此外，在实施方式中，在彼此相邻的所有发光单位部10的发光元件11彼此之间，可以使电阻R2的电阻值以及电容器C2的电容值中的至少一方不同。
由此，如图4所示，能够使彼此相邻的所有发光单位部10的发光元件11彼此点亮熄灭的定时不同。因此，根据实施方式，能够使彼此相邻的所有发光元件11交替地发光，因此在将光源装置1用于显示器的背光源的情况下，能够进一步减少显示器面的光的不均匀。
此外，在实施方式中，能够使彼此相邻的所有发光元件11交替地发光，因此能够进一步减少来自相邻的发光元件11的热干扰。因此，根据实施方式，能够进一步抑制发光元件11的温度上升。
<各种变形例>
参照图6～图9对实施方式所涉及的光源装置1的各种变形例进行说明。图6是表示实施方式的变形例1所涉及的各发光元件11的动作的时序图。
另外，在以下的各种变形例中，通过对与实施方式相同的部位标注相同的符号而省略重复的说明。
如图6所示，在变形例1的光源装置1中，使彼此相邻的发光元件11-1和发光元件11-2同步点亮熄灭，使彼此相邻的发光元件11-3和发光元件11-4同步点亮熄灭。
而且，通过在相邻的发光元件11-2与发光元件11-3之间使延迟电路14中的电阻R2的电阻值以及电容器C2的电容值中的至少一方不同，使发光元件11-2与发光元件11-3点亮熄灭的定时不同。
由此，能够抑制发光元件11的温度上升，并且能够延长发光元件11作为光源装置1整体点亮的时间。
此外，在变形例1中，由于在发光元件11-1(或者发光元件11-2)与发光元件11-3(或者发光元件11-4)之间使点亮期间和熄灭期间彼此不同，因此作为光源装置1整体，能够使发光元件11始终点亮。
此外，在变形例1中，使相邻的发光元件11-2和发光元件11-3交替地发光，因此在将光源装置1用于显示器的背光灯的情况下，能够减少显示器面的光的不均。
另外，在上述的实施方式以及变形例1中，示出了使四个发光单位部10的每两个同步而点亮熄灭的例子，但也可以不使四个发光单位部10的每两个同步。例如，也可以将四个发光单位部10分为同步点亮熄灭的三个发光单位部10和在与它们不同的定时点亮熄灭的一个发光单位部10，来进行点亮熄灭。
此外，在上述的实施方式以及变形例1中，示出了使至少两个发光单位部10的发光元件11每次错开1/2周期(0.5T)而点亮熄灭的例子，但错开点亮熄灭的周期不限于1/2周期。图7是表示实施方式的变形例2所涉及的各发光元件11的动作的时序图。
如图7所示，在变形例2所涉及的光源装置1中，通过使各发光单位部10中的电阻R2的电阻值和电容器C2的电容值中的至少一方不同，从而使各发光单位部10的发光元件11每次错开1/4周期(0.25T)而点亮熄灭。
由此，能够抑制发光元件11的温度上升，并且作为光源装置1整体，能够延长发光元件11点亮的时间。
此外，在变形例2中，由于任一个发光元件11始终点亮，因此作为光源装置1整体能够使发光元件11始终点亮。另外，使发光元件11的发光定时错开的时间不限于上述的1/2周期、1/4周期。
图8是表示实施方式的变形例3所涉及的光源装置1的结构的立体图。如图8所示，在变形例3中，在一个发光单位部10设置有多个(图中为两个)发光元件11。
图9是表示实施方式的变形例3所涉及的各发光元件11的动作的时序图。另外，在图9中，将设置于发光单位部10-1(参照图8)的两个发光元件11分别标记为发光元件11-1A、11-1B，对于设置于发光单位部10-2～10-4(参照图8)的发光元件11也同样地进行标记。
如图9所示，在变形例3中设置于相同的发光单位部10的多个发光元件11相互同步地点亮熄灭。而且，在变形例3所涉及的光源装置1中，在至少两个发光单位部10之间，使延迟电路14所包括的电阻R2(参照图3)的电阻值以及电容器C2(参照图3)的电容值中的至少一方不同。
由此，如图9所示，能够使至少两个发光单位部10的发光元件11彼此点亮熄灭的定时不同。因此，根据变形例3，能够抑制发光元件11的温度上升，并且作为光源装置1能够延长发光元件11整体点亮的时间。
此外，在变形例3中，如图9所示，通过在至少两个发光单位部10的发光元件11彼此之间使点亮期间和熄灭期间相互不同，作为光源装置1整体能够使发光元件11始终点亮。
此外，在变形例3中，通过将点亮期间和熄灭期间相互不同的发光元件11的占空比设定为50％，能够在各发光元件11之间减少累计点亮时间的偏差。因此，根据变形例3，能够延长光源装置1的寿命。
此外，在变形例3中，优选在至少两个发光单位部10中的发光元件11彼此之间，使延迟电路14的CR积成为0.028(秒)以下。由此，能够使至少两个发光单位部10中的发光元件11的点亮熄灭频率为25(Hz)以上。
因此，根据变形例3，能够使至少两个发光单位部10中的发光元件11看起来作为连续光而发光。另外，在变形例3中，设置于一个发光单位部10的发光元件11的数量不限于两个，也可以在一个发光单位部10设置三个以上的发光元件11。
以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本公开并不限定于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。例如，在上述的实施方式中，示出了在光源装置1设置有四个发光单位部10的例子，但设置于光源装置1的发光单位部10的数量不限于四个。
例如，在考虑光源装置1中的光量的提高和耗电的抑制的情况下，优选设于光源装置1的发光单位部10的数量为10个以上且30个以下。
此外，在上述的实施方式中，示出了将通过点亮熄灭电路13点亮熄灭的发光元件11的占空比设定为50％的例子，但由点亮熄灭电路13设定的发光元件11的占空比不限于50％。
如上所述，实施方式所涉及的光源装置1具备发光单位部10，该发光单位部10具有发光元件11、使发光元件11点亮熄灭的点亮熄灭电路13、以及对点亮熄灭电路13使发光元件11点亮熄灭的定时进行控制的延迟电路14。此外，延迟电路14具有电阻R2以及电容器C2。此外，至少两个发光单位部10并联连接。而且，在并联连接的至少两个发光单位部10之间，电阻R2的电阻值以及电容器C2的电容值中的至少一方不同。由此，能够抑制发光元件11的温度上升。
此外，在实施方式所涉及的光源装置1中，在并联连接的至少两个发光单位部10中，延迟电路14的CR积为0.028(秒)以下。由此，能够使发光元件11看起来作为连续光而发光。
此外，在实施方式所涉及的光源装置1中，并联连接的两个发光单位部10相邻配置，在相邻配置的两个发光单位部10之间，电阻R2的电阻值以及电容器C2的电容值中的至少一方不同。由此，例如在将光源装置1用于显示器的背光灯的情况下，能够减少显示器面的光的不均。
此外，在实施方式所涉及的光源装置1中，在相邻配置的两个发光单位部10中，延迟电路14的CR积为0.028(秒)以下。由此，能够使相邻的两个发光元件11看起来作为连续光而发光。
此外，在实施方式所涉及的光源装置1中，发光单位部10具有相互同步地点亮熄灭的多个发光元件11。而且，在具有相互同步地发光的多个发光元件11的至少两个发光单位部10之间，电阻R2的电阻值以及电容器C2的电容值中的至少一方不同。由此，能够抑制发光元件11的温度上升。
应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的。实际上，上述的实施方式能够以多种方式实现。此外，上述的实施方式可以在不脱离所附权利要求书以及其主旨的情况下以各种方式进行省略、置换、变更。
符号说明
1 光源装置
10、10-1～10-4 发光单位部
11、11-1～11-4 发光元件
13、13-1～13-4 点亮熄灭电路
14、14-1～14-4 延迟电路
R2 电阻
C2 电容器。

Claims (5)

1.一种光源装置，具备多个发光单位部，该发光单位部具有：发光元件；点亮熄灭电路，使所述发光元件点亮熄灭；以及延迟电路，对所述点亮熄灭电路使所述发光元件点亮熄灭的定时进行控制，
所述延迟电路具有电阻及电容器，
至少两个所述发光单位部并联连接，
在并联连接的至少两个所述发光单位部之间，所述电阻的电阻值及所述电容器的电容值中的至少一方不同。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，
在并联连接的至少两个所述发光单位部中，所述延迟电路的CR积为0.028秒以下。
3.根据权利要求1所述的光源装置，其中，
并联连接的两个所述发光单位部相邻地配置，
在相邻地配置的两个所述发光单位部之间，所述电阻的电阻值及所述电容器的电容值中的至少一方不同。
4.根据权利要求3所述的光源装置，其中，
在相邻地配置的两个所述发光单位部中，所述延迟电路的CR积为0.028秒以下。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的光源装置，其中，
所述发光单位部具有相互同步地点亮熄灭的多个所述发光元件，
在具有相互同步地发光的多个所述发光元件的至少两个所述发光单位部之间，所述电阻的电阻值及所述电容器的电容值中的至少一方不同。
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