JP2014082383A - Light-emitting unit, light-emission control unit, and light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、安定的な発光量で発光可能な発光ユニット、発光制御ユニット、および発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting unit capable of emitting light with a stable light emission amount, a light emission control unit, and a light emitting device.
光学機器の検査のために、光学機器を多様な明るさで照明する発光装置が用いられている。発光装置の光源には、従来、キセノンランプまたはハロゲンランプ等の放電管が用いられていた。近年、発光装置の光源にLEDなどの発光素子が用いられるようになってきた。 For inspection of optical equipment, light emitting devices that illuminate the optical equipment with various brightnesses are used. Conventionally, a discharge tube such as a xenon lamp or a halogen lamp has been used as a light source of a light emitting device. In recent years, light emitting elements such as LEDs have been used as light sources of light emitting devices.
LEDなどの発光素子では、発光量は通電する電流だけでなく温度によっても変動する。それゆえ、発光装置においては所望の発光量による発光が求められる一方で、発光素子では安定的な発光量で発光させることが困難であった。 In a light-emitting element such as an LED, the amount of light emission varies not only with the energized current but also with temperature. Therefore, while the light emitting device is required to emit light with a desired light emission amount, it is difficult for the light emitting element to emit light with a stable light emission amount.
そこで、発光素子の発光量を検出する受光素子への流入電流に応じて発光素子に通電する電流が決まる構成において、受光素子への流入電流が常に一定となるように制御することにより、温度変化に対しても発光量を安定化させることが提案されている(特許文献1参照)。 Therefore, in a configuration in which the current flowing to the light emitting element is determined according to the inflow current to the light receiving element that detects the light emission amount of the light emitting element, the temperature change is controlled by controlling the inflow current to the light receiving element to be always constant. It has also been proposed to stabilize the amount of emitted light (see Patent Document 1).
上述の検査に用いる発光装置では、検査の高速化のために、発光量を高速で切替えることが求められる。発光素子に通電する電流を調整すると、電流の変化により発光素子自体の温度が変動するため、温度が安定化するまで発光量が変動する。そのため、所望の発光量で発光するように制御しても、制御の応答時間によって発光量が不安定になる恐れがある。それゆえ、発光量を高速で切替え且つ安定させることは困難であった。 In the light emitting device used for the above-described inspection, it is required to switch the light emission amount at high speed in order to increase the inspection speed. When the current supplied to the light-emitting element is adjusted, the temperature of the light-emitting element itself varies due to the change in the current. Therefore, the light emission amount varies until the temperature is stabilized. For this reason, even if it is controlled to emit light with a desired light emission amount, the light emission amount may become unstable depending on the response time of the control. Therefore, it has been difficult to switch and stabilize the light emission amount at high speed.
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、発光量を高速に安定化させることが可能な発光ユニット、発光制御ユニット、および発光装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention made in view of such circumstances is to provide a light-emitting unit, a light-emission control unit, and a light-emitting device capable of stabilizing the light emission amount at high speed.
上述した諸課題を解決すべく、第1の観点による発光ユニットは、
発光量および発熱量が変化する発光素子と、
前記発光素子に近接して配置され、前記発光素子の発光量の変化に対して前記発光素子の発熱量との合計が略一定となる発熱量で発熱する抵抗体とを備える
ことを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the light emitting unit according to the first aspect is
A light emitting element in which the light emission amount and the heat generation amount are changed;
And a resistor that is disposed in the vicinity of the light emitting element and generates heat with a calorific value such that a total amount of the calorific value of the light emitting element is substantially constant with respect to a change in the amount of light emitted from the light emitting element. Is.
また、第2の観点による発光ユニットは、
流れる電流に対する発熱量は前記発光素子および前記抵抗体の間で略同じである
ことが好ましい。
The light emitting unit according to the second aspect is
It is preferable that the heat generation amount with respect to the flowing current is substantially the same between the light emitting element and the resistor.
また、第3の観点による発光ユニットは、
前記発光素子はLEDチップである
ことが好ましい。
The light emitting unit according to the third aspect is
The light emitting element is preferably an LED chip.
また、第4の観点による発光ユニットは、
前記抵抗体が前記LEDチップと同じチップ内に組込まれる
ことを特徴とするものである。
The light emitting unit according to the fourth aspect is
The resistor is incorporated in the same chip as the LED chip.
また、第5の観点による発光制御ユニットは、
発光量および発熱量が変化する発光素子と、前記発光素子に近接して配置され、前記発光素子の発光量の変化に対して前記発光素子の発熱量との合計が略一定となる発熱量で発熱する抵抗体とを備え、流れる電流に対する発熱量は前記発光素子および前記抵抗体の間で略同じである発光ユニットの前記発光素子の発光量の変化の前後において前記発光素子および前記抵抗体に流れる電流の合計が略一定となるように、前記抵抗体に、電流を通電する電流制御部を備える
ことを特徴としている。
The light emission control unit according to the fifth aspect is
A light emitting element in which the light emission amount and the heat generation amount are changed, and a heat generation amount that is disposed in the vicinity of the light emitting element, and the sum of the heat generation amount of the light emitting element is substantially constant with respect to the change in the light emission amount of the light emitting element. A heat generating resistor, and a heat generation amount with respect to a flowing current is substantially the same between the light emitting element and the resistor, and the light emitting element and the resistor are subjected to a change in the light emitting amount of the light emitting element of the light emitting unit. The resistor is provided with a current control unit for energizing the current so that the sum of the flowing currents is substantially constant.
また、第6の観点による発光制御ユニットは、
前記発光素子の発光量は前記発光素子に通電する電流をPWM制御により調整することにより変化し、前記電流制御部は前記PWM制御の波形を反転させた波形の電流を前記抵抗体に通電する
ことが好ましい。
The light emission control unit according to the sixth aspect is
The light emission amount of the light emitting element is changed by adjusting a current to be supplied to the light emitting element by PWM control, and the current control unit supplies a current having a waveform obtained by inverting the waveform of the PWM control to the resistor. Is preferred.
また、第7の観点による発光装置は、
発光量および発熱量が変化する発光素子と、前記発光素子に近接して配置され、前記発光素子の発光量の変化に対して前記発光素子の発熱量との合計が略一定となる発熱量で発熱する抵抗体とを備える発光ユニットと、
前記発光素子の発光量を検出する測光センサと、
前記測光センサの検出する発光量に基づいて前記発光素子に通電する電流を調整し、前記発光素子と前記抵抗体との合計の発熱量が略一定になるように前記抵抗体に通電する電流を調整する制御部とを備える
ことを特徴とするものである。
The light emitting device according to the seventh aspect is
A light emitting element in which the light emission amount and the heat generation amount are changed, and a heat generation amount that is disposed in the vicinity of the light emitting element, and the sum of the heat generation amount of the light emitting element is substantially constant with respect to the change in the light emission amount of the light emitting element. A light emitting unit comprising a resistor that generates heat;
A photometric sensor for detecting the light emission amount of the light emitting element;
A current to be supplied to the light emitting element is adjusted based on a light emission amount detected by the photometric sensor, and a current to be supplied to the resistor is adjusted so that a total heat generation amount of the light emitting element and the resistor is substantially constant. And a control unit for adjustment.
上記のように構成された本発明に係る発光ユニット、発光制御ユニット、および発光装置によれば、発光量を高速に安定化可能である。 According to the light emitting unit, the light emission control unit, and the light emitting device according to the present invention configured as described above, the light emission amount can be stabilized at high speed.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明の一実施形態に係る発光ユニット、発光制御ユニット、および発光装置について説明する。図1は、一実施形態に係る発光装置の概略構成を示す機能ブロック図である。 First, a light emitting unit, a light emission control unit, and a light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration of a light emitting device according to an embodiment.
図1に示すように、発光装置10は、発光ユニット11、測光センサ12、増幅回路13、制御部14、PWM信号発生回路15、および発光制御ユニット16を含んで構成される。
As shown in FIG. 1, the
発光ユニット11は、発光素子17および抵抗体18を有する。発光素子17は、例えばLEDチップであり、通電する電流に応じて発光量および発熱量が変化する。抵抗体18は通電する電流に対する発熱特性が発光素子17と略等しい抵抗である。したがって、同じ電流を通電したとき発光素子17および抵抗体18は略等しい温度となる。発光素子17および抵抗体18は同一のチップ内に組込まれる。
The
測光センサ12は、発光素子17が発する照明光の発光量、例えば輝度を検出し、発光量に応じた信号を出力する。
The
増幅回路13は、測光センサ12が出力する信号を制御部14が読取可能な信号レベルに増幅する。増幅回路13では、低輝度から高輝度までの検出の分解能を確保するため、増幅率を調整可能である。
The
制御部14は、増幅回路13によって調整された信号に基づいて、測光センサ12が検出した発光量を認識する。制御部14は、例えば差動回路および積分回路、またはA/D変換回路、MPU、およびD/A変換回路を有し、発光素子17の発光量を設定値に合わせるようにフィードバック制御を行う。制御部14は、PWM制御により発光素子17の発光量を調整するためにDuty比を信号として出力する。
The
PWM信号発生回路15は、例えば三角波発生回路およびコンパレータで構成され、制御部14から出力されるDuty比に対応するPWM信号を出力する。
The PWM
発光制御ユニット16は、第1の電流制御部19および第2の電流制御部20を有する。第1の電流制御部19は例えばトランジスタであって、PWM信号発生回路15から出力されるPWM信号に応じて発光素子17に通電する電流のON/OFFを切替える。第2の電流制御部20は例えば反転増幅回路であって、PWM信号発生回路15から出力信号を反転させた波形に応じて抵抗体18に通電する電流のON/OFFを切替える。
The light
以上のような構成の本実施形態の発光ユニットによれば、発光素子17に近接して配置される抵抗体18が発熱し、発光量の変更に対しても発光素子17および抵抗体18の発熱量の合計を一定に維持することが可能である。したがって、発光素子17に通電させる電流のDuty比を変化させた場合であっても発光ユニット11全体の発熱量は一定で発光素子17の温度も略一定となるので、発光量を高速で安定化させることが可能である。
According to the light emitting unit of the present embodiment configured as described above, the resistor 18 disposed close to the
また、本実施形態の発光ユニットによれば、発光素子17および抵抗体18の電流に対する発熱特性が略同じである。したがって、発光素子17および抵抗体18に通電させる電流の合計を一定に保つことにより、容易に発光ユニット11全体の発熱量を一定に維持することが可能である。
Further, according to the light emitting unit of the present embodiment, the heat generation characteristics with respect to the current of the
また、本実施形態の発光ユニットによれば、発光素子17および抵抗体18が同一のチップに組込まれるので、例えばマルチチップの発光ユニット11を形成する場合の発光面全体の温度の一定化が可能である。例えば、温度調整機構を設けてマルチチップのLEDを冷却する場合においては、発光面に沿って温度勾配が発生し得る。一方で、本実施形態においては個々の発光ユニット11の温度が一定に保たれるので、温度勾配が生じず、全体の温度の一定化が可能である。
Further, according to the light emitting unit of the present embodiment, since the
また、本実施形態の発光制御ユニットによれば、発光素子17に通電する電流を調整するPWM信号を反転させた波形の信号で調整した電流を抵抗体18に供給可能である。したがって、発光制御ユニット16によれば、発光素子17の発光量の変化の前後において発光素子17および抵抗体18に流れる電流の合計を略一定に維持することが可能である。前述のように、発光素子17および抵抗体18の電流に対する発熱特性が略同じなので、発光制御ユニット16の制御により、発光ユニット11における温度を安定させることが可能である。
Further, according to the light emission control unit of the present embodiment, it is possible to supply the resistor 18 with a current adjusted with a signal having a waveform obtained by inverting a PWM signal for adjusting a current supplied to the
本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。 Although the present invention has been described based on the drawings and embodiments, it should be noted that those skilled in the art can easily make various changes and modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention.
10 発光装置
11 発光ユニット
12 測光センサ
13 増幅回路
14 制御部
15 PWM信号発生回路
16 発光制御ユニット
17 発光素子
18 抵抗体
19 第1の電流制御部
20 第2の電流制御部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記発光素子に近接して配置され、前記発光素子の発光量の変化に対して前記発光素子の発熱量との合計が略一定となる発熱量で発熱する抵抗体とを備える
ことを特徴とする発光ユニット。 A light emitting element in which the light emission amount and the heat generation amount are changed;
And a resistor that is disposed in the vicinity of the light emitting element and generates heat with a calorific value such that a total amount of the calorific value of the light emitting element is substantially constant with respect to a change in the amount of light emitted from the light emitting element. Light emitting unit.
前記発光素子の発光量を検出する測光センサと、
前記測光センサの検出する発光量に基づいて前記発光素子に通電する電流を調整し、前記発光素子と前記抵抗体との合計の発熱量が略一定になるように前記抵抗体に通電する電流を調整する制御部とを備える
ことを特徴とする発光装置。 The light emitting unit according to claim 1;
A photometric sensor for detecting the light emission amount of the light emitting element;
A current to be supplied to the light emitting element is adjusted based on a light emission amount detected by the photometric sensor, and a current to be supplied to the resistor is adjusted so that a total heat generation amount of the light emitting element and the resistor is substantially constant. A light emitting device comprising: a control unit that adjusts.
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TWI738242B (en) * | 2019-03-14 | 2021-09-01 | 日商日本顯示器股份有限公司 | Display device |
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