JP4737066B2 - Lighting device and control method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、半導体発光素子を光源とする照明装置とその制御方法に関するものであり、特に、車両用前照灯装置への用途を目的としたものである。   The present invention relates to an illuminating device using a semiconductor light emitting element as a light source and a control method therefor, and particularly to an application to a vehicle headlamp device.

近年、白色の半導体発光素子であるLED(発光ダイオード)の高輝度化が可能になり、高照度が必要とされる車両用前照灯装置にも応用することが提案され始めている。   In recent years, it has become possible to increase the brightness of LEDs (light-emitting diodes), which are white semiconductor light-emitting elements, and it has begun to be proposed to be applied to vehicle headlamp devices that require high illuminance.

しかし、LEDは高寿命、高効率ではあるが、LEDの光量を上げると、発熱量が必然的に増加し、LEDの素子温度のみならずLED周辺の構成部品の温度も著しく増大する。   However, although the LED has a long life and high efficiency, when the light quantity of the LED is increased, the amount of heat generation inevitably increases, and not only the LED element temperature but also the temperature of the components around the LED significantly increases.

特に、LEDは電流駆動型の半導体発光素子であり、高くてもせいぜい4V以下の電圧で発光するために、数Wの入力でも、アンペアオーダの電流が必要となり、配線などの発熱も考慮しなければならないという問題もある。   In particular, an LED is a current-driven semiconductor light-emitting element, and emits light at a voltage of 4 V or less at most. Therefore, even with an input of several watts, an ampere-order current is required, and heat generation from wiring and the like must be considered. There is also the problem of having to.

そこで、高輝度を維持するためには、LEDの温度上昇に対する何らかの対処が必要となる。そして、この対処が不十分な場合、LEDが有する本来の寿命が低下するばかりでなく、LED周辺の樹脂などの構成部品の損傷を招くおそれがある。一方、樹脂部品などの周辺部品の耐熱性を増加させると、照明装置の材料コストが上昇するという問題を生じる。   Therefore, in order to maintain high luminance, some measures against the LED temperature rise are required. If this countermeasure is insufficient, not only the original life of the LED is reduced, but there is a risk of damaging components such as resin around the LED. On the other hand, when the heat resistance of peripheral parts such as resin parts is increased, the material cost of the lighting device increases.

上記問題を回避するために、LEDの効率をさらに向上させるとともに、LEDの点灯によって発生する熱を効率よく排出し、熱が前照灯ユニットの内部に蓄積されない構成が必要となる。   In order to avoid the above problem, it is necessary to further improve the efficiency of the LED, efficiently discharge the heat generated by the lighting of the LED, and not accumulate the heat inside the headlamp unit.

以下に、従来の車両用前照灯ユニットについて図6を用いて説明する。図6は、従来の車両用前照灯ユニットの構成を説明する概略断面図である。   A conventional vehicle headlamp unit will be described below with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of a conventional vehicle headlamp unit.

図6に示すように、車両用前照灯ユニットは、筐体602に設けられたレンズ601と、筐体602内に収納されたヒートシンク605に配置された2個の半導体発光素子であるLED606、607、リフレクタ604、遮光板603および放熱フィン609とを備えている。また、シェードと呼ばれる遮光板603は、対向車の目障りとなる照射光を制限するとともに、筐体602は外部からの水などの浸入を防いでいる。そして、LED606、607から照射された光は、リフレクタ604によって反射され、例えば光路608に沿って進んでレンズ601によって屈折し、ほぼ平行光となって前方を照射する。   As shown in FIG. 6, the vehicle headlamp unit includes an LED 606 that is two semiconductor light emitting elements disposed on a lens 601 provided in a housing 602 and a heat sink 605 housed in the housing 602. 607, a reflector 604, a light shielding plate 603, and a radiation fin 609 are provided. In addition, a light shielding plate 603 called a shade limits irradiation light that is an obstacle to an oncoming vehicle, and the housing 602 prevents entry of water or the like from the outside. The light emitted from the LEDs 606 and 607 is reflected by the reflector 604, travels along, for example, the optical path 608, is refracted by the lens 601, and irradiates the front as substantially parallel light.

ここで、ヒートシンク605は熱伝導の良好な材料で形成されており、LED606、607で発生した熱をヒートシンク605と接続された放熱フィン609を介して外部に放出するように構成されている。   Here, the heat sink 605 is formed of a material having good heat conduction, and is configured to release the heat generated by the LEDs 606 and 607 to the outside through the radiation fins 609 connected to the heat sink 605.

そして、具体的な構成として、LEDが光学系の焦点に配置されるとともに、筐体、リフレクタ、レンズなどが一体となって、回動制御され、配光パターンを有する出射光を左右方向に可変する構成を備えた車両用前照灯装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   As a specific configuration, the LED is arranged at the focal point of the optical system, and the casing, the reflector, the lens, and the like are integrated, and the rotation is controlled to change the emitted light having the light distribution pattern in the left-right direction. A vehicular headlamp apparatus having a configuration to do so is disclosed (see, for example, Patent Document 1).

また、LEDを複数個設けて、それぞれに放熱フィンとレンズを設けた構造とすることにより、電流と発生熱量を分散する方法の車両用前照灯装置が開示されている(例えば、特許文献2参照)。特許文献2では、LEDの温度上昇を抑え、光源の光束の減少や、発光色の変化を抑制することを目的としている。その中で、複数のLEDで光源を分散させ、各々のLEDの前に置かれたレンズによってそれぞれ平行光線として外部に照射すれば、全体としての高い輝度を保ったまま、各LEDの発熱量の低減も可能になるとしている。   In addition, a vehicle headlamp device is disclosed in which a plurality of LEDs are provided, each of which has a heat dissipating fin and a lens, thereby dispersing current and generated heat (for example, Patent Document 2). reference). Patent Document 2 aims to suppress an increase in the temperature of an LED and suppress a decrease in luminous flux of a light source and a change in emitted color. Among them, if the light source is dispersed by a plurality of LEDs and irradiated to the outside as parallel light beams by the lens placed in front of each LED, the amount of heat generated by each LED is maintained while maintaining the overall high brightness. It can be reduced.

しかしながら、上記の構成によって、各LEDは点灯当初、低い温度で制御できるが、全LEDから発生する合計の熱量は、点灯時間の経過とともに、前照灯ユニット内部に蓄積する。そのため、例えばファンなどで通風を行わない限り、前照灯ユニットの温度は上昇し、筐体やLEDの寿命を低下させるという問題がある。   However, with the above configuration, each LED can be controlled at a low temperature at the beginning of lighting, but the total amount of heat generated from all the LEDs accumulates in the headlamp unit as the lighting time elapses. Therefore, for example, unless ventilation is performed by a fan or the like, there is a problem that the temperature of the headlamp unit rises and the lifespan of the housing and the LED is reduced.

また、車両用前照灯装置では、LEDや筐体を高温による損傷から守るために、筐体温度が一定以上に上昇した場合、警告などの情報を運転者に与えて、何らかの対処をする方法が考えられる。しかし、そのためには温度センサなどの付加部品を必要とし、反対にコストが上昇するという課題もある。   Also, in the vehicle headlamp device, in order to protect the LED and the housing from damage due to high temperature, when the housing temperature rises above a certain level, a warning or other information is given to the driver to take some measures Can be considered. However, for that purpose, additional parts such as a temperature sensor are required, and there is a problem that the cost increases.

そこで、上記課題を解決するために、ユニット化された複数のLEDにおいて、その内の1個のLEDに対して所定の動作特性を基準特性と比較し、その比較結果に基づいて駆動電流を制御するという方法が開示されている(例えば、特許文献3参照)。   Therefore, in order to solve the above problem, in a plurality of unitized LEDs, a predetermined operation characteristic is compared with a reference characteristic for one of the LEDs, and a drive current is controlled based on the comparison result. Is disclosed (for example, see Patent Document 3).

しかしながら、複数のLEDを用いる場合、個々のLEDの設置場所によって温度上昇が異なるため、個々のLEDに対する、個別の測定と制御が必要となる。一方、個々のLEDにおいては、大きく異なった温度上昇が生じる場合、個々のLED毎の著しい寿命差を生じ、メンテナンス性の悪化や機器そのものの局部的な損傷を引き起こす場合もある。
特開2006−179246号公報 特開2004−311224号公報 特開2005−324656号公報
However, when a plurality of LEDs are used, the temperature rise varies depending on the installation location of each LED, and therefore individual measurement and control for each LED is required. On the other hand, when the temperature rises greatly different in individual LEDs, a significant difference in life for each LED occurs, which may cause deterioration in maintainability and local damage of the device itself.
JP 2006-179246 A JP 2004-31224 A JP 2005-324656 A

しかしながら、従来の車両用前照灯装置では、高輝度を得るために複数のLEDで構成する必要があるため、特許文献2に示すように、個々のLEDにそれぞれ個別のリフレクタを用いるか、LED全体から照射された光が近似的に平行光となる大きいリフレクタが必要であった。そのため、前照灯ユニットそのものが大型化するとともに、大型化により車両のデザイン性が制限され、機能性を損なうという問題があった。   However, in the conventional vehicle headlamp device, in order to obtain a high luminance, it is necessary to configure with a plurality of LEDs. Therefore, as shown in Patent Document 2, an individual reflector is used for each LED, or an LED is used. A large reflector is required in which the light irradiated from the whole becomes approximately parallel light. For this reason, there is a problem that the headlamp unit itself is increased in size, and the increase in size limits the design of the vehicle and impairs functionality.

また、複数のLEDを同時に長時間駆動すると、前照灯ユニットの温度が上昇し、LEDの寿命を低下させるばかりでなく、前照灯ユニットを構成する樹脂の変形や劣化を生じるという問題があった。特に、周囲温度の高い環境下では、最悪の場合、発火などを生じるなど安全性に対する危惧もあった。   In addition, if a plurality of LEDs are simultaneously driven for a long time, the temperature of the headlamp unit rises, not only reducing the life of the LEDs, but also causing the deformation and deterioration of the resin constituting the headlamp unit. It was. In particular, in an environment with a high ambient temperature, there was a concern about safety such as ignition in the worst case.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、近年の車両構造の流行性やデザイン性を考慮して、小型で高輝度を実現するとともに、前照灯ユニットの温度上昇を抑えた信頼性の高い照明装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and in consideration of the trend and design of the recent vehicle structure, achieves small size and high brightness and suppresses the temperature rise of the headlamp unit. An object is to provide a highly reliable lighting device.

上述したような目的を達成するために、本発明の照明装置は、半導体発光素子と、半導体発光素子から照射される光を反射するリフレクタと、を少なくとも備え、リフレクタの反射曲面が、反射曲面を可変できる複数のリフレクタ片で構成される。さらに、半導体発光素子を反射曲面の焦点近傍に配置するとともに、反射曲面の前方にレンズを配置した構成を有する。   In order to achieve the above-described object, an illumination device of the present invention includes at least a semiconductor light emitting element and a reflector that reflects light emitted from the semiconductor light emitting element, and the reflection curved surface of the reflector has a reflection curved surface. It consists of a plurality of reflector pieces that can be varied. Further, the semiconductor light emitting element is disposed in the vicinity of the focal point of the reflection curved surface, and the lens is disposed in front of the reflection curved surface.

これらにより、焦点位置を変更でき、前方に照射する光の方向、位置、広がりなどを任意に可変できる照明装置を実現できる。また、従来、斜め前方の照明などは困難であったが、リフレクタ片を可変することによって、集光する位置を変化させることが可能になり、容易に斜め前方も照明ができる。特に、強い照射光が必要な自動車や二輪車などの前照灯として用いた場合、前後左右などの照射が行え、その広がりや強度も自由に変化させることができるため安全性を高めることができる照明装置が得られる。   Accordingly, it is possible to realize an illuminating device in which the focal position can be changed and the direction, position, spread, etc. of the light irradiated forward can be arbitrarily changed. Conventionally, it has been difficult to illuminate obliquely forward. However, by changing the reflector piece, it is possible to change the condensing position and easily illuminate obliquely forward. In particular, when used as a headlight for automobiles or motorcycles that require strong illumination, illumination can be performed in the front, rear, left, right, etc., and its spread and intensity can be changed freely, increasing the safety. A device is obtained.

また、本発明の照明装置は、複数の半導体発光素子と、複数の半導体発光素子を時分割で駆動し、それぞれの半導体発光素子から照射される光を反射するリフレクタと、を少なくとも備え、リフレクタの反射曲面が、反射曲面を可変できる複数のリフレクタ片で構成され、時分割で駆動される半導体発光素子から照射される光に同期してリフレクタ片を可変して焦点近傍に集光するとともに、反射曲面の前方に配置されたレンズを通して光を前方に照射する構成を有する。   The lighting device of the present invention includes at least a plurality of semiconductor light emitting elements, and a reflector that drives the plurality of semiconductor light emitting elements in a time-sharing manner and reflects light emitted from each semiconductor light emitting element. The reflection curved surface is composed of a plurality of reflector pieces that can change the reflection curved surface, and the reflector pieces are varied in synchronism with the light emitted from the semiconductor light emitting element driven in a time-sharing manner to be condensed near the focal point and reflected. It has the structure which irradiates light ahead through the lens arrange | positioned ahead of a curved surface.

これにより、各半導体発光素子の発光時間を短くできる。その結果、個々の半導体発光素子の温度の上昇を抑制し、半導体発光素子の寿命の向上や照明装置の樹脂部品などの劣化を防止できる。   Thereby, the light emission time of each semiconductor light emitting element can be shortened. As a result, an increase in the temperature of each semiconductor light emitting element can be suppressed, and the life of the semiconductor light emitting element can be improved and deterioration of the resin component of the lighting device can be prevented.

さらに、半導体発光素子が基体上に配置され、基体がリフレクタの外部に備えられた放熱器と連結されている。また、熱伝導性の基体は、複数の半導体発光素子がそれぞれ個別に設けられている。これらにより、半導体発光素子によって発生した熱が、外部に効率よく放熱される。   Further, the semiconductor light emitting element is disposed on the base, and the base is connected to a heat radiator provided outside the reflector. The thermally conductive base is provided with a plurality of semiconductor light emitting elements individually. As a result, heat generated by the semiconductor light emitting element is efficiently radiated to the outside.

さらに、リフレクタ片が、リフレクタ片に設けられた複数の圧電体の伸縮により可変される。また、リフレクタ片が、静電気力または電磁気力により可変される。これらにより、半導体発光素子に対応して、任意の反射曲面を自由に、かつ高速に形成できるリフレクタを構成できる。   Further, the reflector piece is varied by expansion and contraction of a plurality of piezoelectric bodies provided on the reflector piece. Further, the reflector piece is varied by electrostatic force or electromagnetic force. Accordingly, it is possible to configure a reflector capable of forming an arbitrary reflection curved surface freely and at high speed corresponding to the semiconductor light emitting element.

また、本発明の照明装置の制御方法は、半導体発光素子と、半導体発光素子から照射される光を反射する複数のリフレクタ片を有するリフレクタと、を少なくとも備えた照明装置の制御方法であって、リフレクタ片で、リフレクタの反射曲面を形成するように可変に制御し、半導体発光素子から照射される光を所定の方向に反射させて光路制御を行う。さらに、半導体発光素子を反射曲面の焦点近傍に配置して光路制御を行う。   Further, the control method of the lighting device of the present invention is a control method of a lighting device comprising at least a semiconductor light emitting element and a reflector having a plurality of reflector pieces that reflect light emitted from the semiconductor light emitting element, The reflector piece is variably controlled so as to form a reflection curved surface of the reflector, and light path control is performed by reflecting light emitted from the semiconductor light emitting element in a predetermined direction. Further, the optical path control is performed by arranging the semiconductor light emitting element near the focal point of the reflection curved surface.

これらにより、焦点位置の変更や、前方に照射する光の方向、位置、広がりなどを任意に制御することができる。   By these, it is possible to arbitrarily control the change of the focal position and the direction, position, spread, etc. of the light irradiated forward.

さらに、半導体発光素子が複数個配置され、複数個の半導体発光素子を時分割で駆動するとともに、時分割で駆動される半導体発光素子から照射される光に同期して、リフレクタ片を可変して制御してもよい。   Further, a plurality of semiconductor light emitting elements are arranged, and the plurality of semiconductor light emitting elements are driven in a time division manner, and the reflector piece is varied in synchronization with the light emitted from the semiconductor light emitting elements driven in the time division manner. You may control.

これにより、各半導体発光素子の発光時間を短くし、半導体発光素子の温度の上昇を抑制できる制御が可能となる。また、時分割駆動により連続動作時よりも大きな電流での駆動を実現できるため、高輝度の照明装置を実現できる。   As a result, it is possible to perform a control that can shorten the light emission time of each semiconductor light emitting element and suppress the temperature rise of the semiconductor light emitting element. In addition, since driving with a larger current than that in continuous operation can be realized by time-division driving, a high-luminance lighting device can be realized.

さらに、時分割で駆動する複数個の半導体発光素子に印加する入力値が、半導体発光素子の点灯時に個別に計測され、予め決められた電圧値と電流値から変化したときに、半導体発光素子の入力値を個別に可変し、予め決められた電圧値と電流値となるように制御してもよい。   Further, when input values applied to a plurality of semiconductor light emitting elements driven in a time division manner are individually measured when the semiconductor light emitting elements are turned on and change from predetermined voltage values and current values, The input value may be individually varied and controlled so as to have a predetermined voltage value and current value.

これにより、複数の半導体発光素子の光量を安定にできるとともに、長寿命で信頼性に優れた照明装置を実現できる。   Thereby, while being able to stabilize the light quantity of a some semiconductor light-emitting element, the illuminating device which was long-lived and excellent in reliability is realizable.

本発明によれば、複数の半導体発光素子や照明装置全体の長寿命化とともに、小型で安全性の高い照明装置を実現できる。さらに、自動車などの車両用前照灯として使用する場合、自動車のデザイン性の向上や設計自由度を大幅に拡大できるものである。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a small and highly safe illuminating device is realizable with the lifetime improvement of the several semiconductor light-emitting element and the whole illuminating device. Furthermore, when used as a headlamp for a vehicle such as an automobile, the design of the automobile can be improved and the degree of design freedom can be greatly increased.

本発明の照明装置は、反射曲面の焦点近傍に半導体発光素子を配置し、反射曲面を移動可能なリフレクタ片で構成したものである。   The illuminating device of the present invention is configured by a reflector piece in which a semiconductor light emitting element is disposed in the vicinity of a focal point of a reflection curved surface and the reflection curved surface is movable.

また、特に複数の半導体発光素子を用いる場合には、各半導体発光素子の点灯と非点灯の時分割駆動と同期して、複数のリフレクタ片を可動して制御する。これにより、それぞれの半導体発光素子から照射された光が、前方に置かれたレンズから、近似的に平行光線となって前方を照射する構成としたものである。   In particular, when a plurality of semiconductor light emitting elements are used, the plurality of reflector pieces are moved and controlled in synchronization with lighting and non-lighting time division driving of each semiconductor light emitting element. Thereby, the light irradiated from each semiconductor light emitting element is configured to irradiate the front from the lens placed in the front as approximately parallel light rays.

以下に、具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, specific embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態にかかる照明装置の概略構成図である。図1(a)は全体を覆う筐体を取り除いた全体構成図であり、図1(b)は本発明の第1の実施の形態にかかる照明装置の光源ユニットを示す構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a lighting apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is an overall configuration diagram in which a housing covering the whole is removed, and FIG. 1B is a configuration diagram showing a light source unit of the illumination device according to the first embodiment of the present invention.

図1(a)に示すように、本発明の照明装置は、少なくとも筐体(図示せず)内の設けられた半導体発光素子(図示せず)、複数のリフレクタ片103で構成されたリフレクタ104、各リフレクタ片103に設けられた駆動装置105、放熱器106およびレンズ101で構成されている。また、図1(b)に示すように、半導体発光素子107は、例えば放熱フィンなどの放熱器106と接続され、外部に熱を放出するように構成されている。   As shown in FIG. 1A, the lighting device of the present invention includes a reflector 104 that includes at least a semiconductor light emitting element (not shown) provided in a housing (not shown) and a plurality of reflector pieces 103. Each of the reflector pieces 103 includes a driving device 105, a radiator 106, and a lens 101. Further, as shown in FIG. 1B, the semiconductor light emitting element 107 is connected to a radiator 106 such as a radiating fin, and is configured to release heat to the outside.

そして、例えばLED(発光ダイオード)などの半導体発光素子(以下、「LED」と記す場合もある)107から照射された光は、複数のリフレクタ片103で構成されたリフレクタ104で反射され、焦点102を通過して、レンズ101で屈折された後、近似的に平行光となって外部に照射される。   Then, for example, light emitted from a semiconductor light emitting element (hereinafter sometimes referred to as “LED”) 107 such as an LED (light emitting diode) is reflected by a reflector 104 including a plurality of reflector pieces 103, and the focal point 102. After being refracted by the lens 101, the light is approximately irradiated as parallel light.

ここで、各リフレクタ片103に接続された、例えば圧電体素子で構成された駆動装置105(1箇所のみ図示している)は、その一端が筐体(図示せず)に固定されている。なお、駆動装置105は、例えば4個の圧電体素子を組み合わせて構成され、各圧電体素子のそれぞれの両端に電圧を印加することにより、リフレクタ片103の傾斜、移動などの動作を行えるようになっている。例えば、いずれかの圧電体素子に、電圧を印加するとその圧電体素子は伸縮し、リフレクタ片103がその方向に傾斜する。つまり、駆動装置105は、全てのリフレクタ片103に取り付けられ、このリフレクタ片103を可変することによりリフレクタ104全体で、例えば楕円体曲面などの反射曲面が形成されることになる。なお、反射曲面としては、上記の楕円体曲面に限られず、放物曲面や、楕円体曲面や放物曲面などを組み合わせて複合曲面で構成してもよい。   Here, one end of a driving device 105 (only one portion is shown) connected to each reflector piece 103 and made of, for example, a piezoelectric element is fixed to a housing (not shown). Note that the driving device 105 is configured by combining, for example, four piezoelectric elements, and by applying a voltage to both ends of each piezoelectric element, the reflector piece 103 can be tilted and moved. It has become. For example, when a voltage is applied to one of the piezoelectric elements, the piezoelectric element expands and contracts, and the reflector piece 103 tilts in that direction. That is, the drive device 105 is attached to all the reflector pieces 103, and by changing the reflector pieces 103, a reflection curved surface such as an ellipsoidal curved surface is formed in the entire reflector 104. The reflective curved surface is not limited to the ellipsoidal curved surface described above, and may be configured as a complex curved surface by combining a parabolic curved surface, an ellipsoidal curved surface, a parabolic curved surface, or the like.

また、LED107は、この反射曲面の1つの焦点近傍に位置するように配置されており、焦点102はリフレクタ104のもう1つの焦点となっている。そのため、LED107から照射された光は、リフレクタ片103の内側で反射され、焦点102近傍に集光される。   Further, the LED 107 is disposed so as to be positioned in the vicinity of one focal point of the reflection curved surface, and the focal point 102 is another focal point of the reflector 104. Therefore, the light emitted from the LED 107 is reflected inside the reflector piece 103 and collected near the focal point 102.

このとき、リフレクタ片103を駆動装置105で駆動することによって、反射曲面の形状を任意に変化させることができるため、この焦点102の位置を前後左右に移動させることが可能となる。その結果、焦点102を通過した光は、レンズ101を通過した後、照射方向、照射面積などを自由に変更できる。   At this time, by driving the reflector piece 103 with the driving device 105, the shape of the reflection curved surface can be arbitrarily changed, so that the position of the focal point 102 can be moved back and forth and right and left. As a result, the light passing through the focal point 102 can freely change the irradiation direction, the irradiation area, and the like after passing through the lens 101.

なお、図1には図示していないが、圧電体素子を大きく伸縮させる場合、傾き角によっては、圧電体素子と筐体壁もしくはリフレクタ片103の接合面に大きな応力が発生し、接着剥がれなどが発生する。そのため、例えば圧電体素子と筐体壁間に、比較的硬度の高い電気絶縁性のゴムを介在させることが好ましい。   Although not shown in FIG. 1, when the piezoelectric element is greatly expanded and contracted, depending on the inclination angle, a large stress is generated on the joint surface between the piezoelectric element and the housing wall or the reflector piece 103, and adhesion peeling, etc. Will occur. Therefore, for example, it is preferable that an electrically insulating rubber having a relatively high hardness is interposed between the piezoelectric element and the housing wall.

本実施の形態によれば、リフレクタ片103を可変することにより、集光する位置を変化させ、容易に照射する方向や照射面積を変更できる照明装置を実現できる。それにより、非常に小型で変化に富んだ照明が可能となる。   According to the present embodiment, by changing the reflector piece 103, it is possible to realize an illuminating device that can change the condensing position and easily change the irradiation direction and irradiation area. Thereby, a very small and varied illumination is possible.

(第2の実施の形態)
以下に、本発明の第2の実施の形態にかかる照明装置を、図2を用いて詳細に説明する。図2は、本発明の第2の実施の形態にかかる照明装置の断面構造および動作説明図である。なお、図面中で筐体壁203を突き抜けて下半分に引かれた曲線は、説明のための補助線である。
(Second Embodiment)
Below, the illuminating device concerning the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated in detail using FIG. FIG. 2 is a cross-sectional structure and operation explanatory diagram of the illumination device according to the second embodiment of the present invention. In the drawing, a curve that penetrates the housing wall 203 and is drawn in the lower half is an auxiliary line for explanation.

図2に示すように、第2の実施の形態にかかる照明装置は、筐体壁203の内側に複数のリフレクタ片204を配置して、例えば基体215に取り付けられた、白色光を発光するLED206、207、208の位置近傍を焦点とする3つの、例えば楕円体曲面などからなる反射曲面209、210、211を近似的に形成してリフレクタを構成するものである。ここで、筐体壁203には、必要に応じて遮光板212、216が設けられ、半導体発光素子の散乱光成分や対向車への直接光を低減している。なお、反射曲面としては、第1の実施の形態と同様に、上記の楕円体曲面に限られず、放物曲面や、楕円体曲面や放物曲面などを組み合わせて複合曲面で構成してもよい。   As shown in FIG. 2, the lighting device according to the second embodiment has a plurality of reflector pieces 204 arranged inside a housing wall 203 and is attached to, for example, a base 215 and emits white light. , 207, 208, and three reflection curved surfaces 209, 210, 211 having a focal point in the vicinity of, for example, an ellipsoidal curved surface are formed approximately to constitute a reflector. Here, light shielding plates 212 and 216 are provided on the housing wall 203 as necessary to reduce scattered light components of the semiconductor light emitting element and direct light to the oncoming vehicle. As in the first embodiment, the reflection curved surface is not limited to the ellipsoidal curved surface described above, and may be configured as a compound curved surface by combining a parabolic curved surface, an ellipsoidal curved surface, a parabolic curved surface, or the like. .

そして、反射曲面209、210、211は、LED206、207、208の位置が焦点近傍となるように、LED206、207、208の点灯に同期させてリフレクタ片204を駆動して形成されるとともに、共通の焦点202を有している。さらに、共通の焦点202の前方にはレンズ201が設けられ、各LEDの光を、近似的に平行光として前方を照射するものである。ここで、各リフレクタ片204は、例えば3角形状で構成され、その角部近傍にそれぞれ圧電体素子205を備え、圧電体素子205を介して筐体壁203と接続されている。   The reflection curved surfaces 209, 210, and 211 are formed by driving the reflector piece 204 in synchronization with the lighting of the LEDs 206, 207, and 208 so that the positions of the LEDs 206, 207, and 208 are in the vicinity of the focus. Has a focal point 202. Further, a lens 201 is provided in front of the common focal point 202, and the light from each LED is irradiated in the forward direction as approximately parallel light. Here, each reflector piece 204 is formed in, for example, a triangular shape, and includes a piezoelectric element 205 in the vicinity of the corner, and is connected to the housing wall 203 via the piezoelectric element 205.

つまり、第2の実施の形態にかかる照明装置は、圧電体素子205に電圧を印加してリフレクタ片204を可変して、平行移動や傾斜移動を行い、LED206、207、208の位置が焦点近傍となるように反射曲面209、210、211が形成されるものである。   In other words, the illumination device according to the second embodiment applies a voltage to the piezoelectric element 205 to change the reflector piece 204 to perform parallel movement or tilt movement, and the positions of the LEDs 206, 207, and 208 are in the vicinity of the focal point. Reflective curved surfaces 209, 210, and 211 are formed so that

これにより、複数のLEDで構成される大きな光源を有する照明装置においても、基本的には1つの擬似的なリフレクタで、複数のLEDの光を同じ方向に照射できる。その結果、複数のLEDで構成される大きな光源を用いても、等価的に光源を小さくできるため、小型で高輝度の照明装置を実現できる。   Thereby, also in the illuminating device which has a big light source comprised by several LED, the light of several LED can be irradiated to the same direction fundamentally with one pseudo reflector. As a result, even if a large light source composed of a plurality of LEDs is used, the light source can be reduced equivalently, and thus a small and high-luminance illumination device can be realized.

以下に、本発明の第2の実施の形態にかかる照明装置の制御方法について説明する。図3は、本発明の第2の実施の形態にかかる照明装置の複数のLEDを駆動するタイミングチャートである。   Below, the control method of the illuminating device concerning the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 3 is a timing chart for driving a plurality of LEDs of the lighting apparatus according to the second embodiment of the present invention.

図3(a)〜図3(c)は、LED206、207、208の入力値(例えば電流値や電圧値)の波形を示し、立ち上がり部301、302、303が点灯する期間を示している。また、図3(d)〜図3(f)は、LED206、207、208の発光に対応して、複数のリフレクタ片204が駆動されるタイミングを示している。つまり、複数のリフレクタ片204からなるリフレクタは、各LEDの点灯時に、各LEDの位置が焦点近傍となる近似的な反射曲面を構成するように予め決められた3つの動作パターン波形を有している。そして、その動作パターン波形に応じて、決められた印加電圧により各圧電体素子205を駆動し、反射曲面を形成する。   3A to 3C show waveforms of input values (for example, current values and voltage values) of the LEDs 206, 207, and 208, and indicate periods in which the rising portions 301, 302, and 303 are lit. 3D to 3F show timings at which the plurality of reflector pieces 204 are driven in response to the light emission of the LEDs 206, 207, and 208. FIG. That is, the reflector composed of the plurality of reflector pieces 204 has three operation pattern waveforms determined in advance so as to form an approximate reflection curved surface in which the position of each LED is close to the focal point when each LED is turned on. Yes. Then, according to the operation pattern waveform, each piezoelectric element 205 is driven by a predetermined applied voltage to form a reflection curved surface.

まず、図3(a)に示すように、LED206が立ち上がり部301の期間で点灯する場合、リフレクタを構成する複数のリフレクタ片204の各圧電体素子に、図3(d)で示す動作パターン波形304で電力(所定の電圧と電流)が供給される。この電力によって、各圧電体素子205が伸縮動作を行い、全てのリフレクタ片204の位置と傾きが制御され、LED206の位置が焦点近傍となる反射曲面が形成される。   First, as shown in FIG. 3A, when the LED 206 is lit during the period of the rising portion 301, the operation pattern waveform shown in FIG. 3D is applied to each piezoelectric element of the plurality of reflector pieces 204 constituting the reflector. At 304, power (predetermined voltage and current) is supplied. With this electric power, each piezoelectric element 205 performs an expansion / contraction operation, the positions and inclinations of all the reflector pieces 204 are controlled, and a reflection curved surface is formed in which the positions of the LEDs 206 are close to the focal point.

つぎに、LED207が点灯した場合、複数のリフレクタ片204に図3(e)に示す動作パターン波形305の電力が各圧電体素子205に供給され、その伸縮動作により、LED207の位置が焦点近傍となる反射曲面が形成される。   Next, when the LED 207 is turned on, the electric power of the operation pattern waveform 305 shown in FIG. 3E is supplied to the plurality of reflector pieces 204 to each piezoelectric element 205, and the position of the LED 207 is set to the vicinity of the focus by the expansion / contraction operation. A reflection curved surface is formed.

つぎに、LED208が点灯した場合、複数のリフレクタ片204に図3(f)に示す動作パターン波形306の電力が各圧電体素子205に供給され、その伸縮動作により、LED208の位置が焦点近傍となる反射曲面が形成される。   Next, when the LED 208 is turned on, the electric power of the operation pattern waveform 306 shown in FIG. 3F is supplied to the plurality of reflector pieces 204 to each piezoelectric element 205, and the position of the LED 208 is set to the vicinity of the focus by the expansion / contraction operation. A reflection curved surface is formed.

そして、上記各リフレクタ片204の動作を繰り返すことにより、複数のLEDが順次点灯し、擬似的に連続的に点灯しているように動作するものである。   Then, by repeating the operation of each reflector piece 204, a plurality of LEDs are sequentially turned on and operate so as to be lit in a pseudo continuous manner.

なお、上記ではLEDが3個の場合を例に説明したが、これに限られない。また、LEDを直線上に設けた例で説明したが、これに限られない。例えば、平面上で二次元的に配置して、その位置近傍が焦点となるように、点灯に同期させて各リフレクタ片を駆動してもよい。   In the above description, the case of three LEDs has been described as an example, but the present invention is not limited to this. Moreover, although demonstrated by the example which provided LED on the straight line, it is not restricted to this. For example, the reflector pieces may be driven in synchronism with lighting so that they are two-dimensionally arranged on a plane and the vicinity of the position becomes a focal point.

以下に、図2を用いて、LEDの点灯に対応して駆動されるリフレクタ片の動作について説明する。なお、図2では、各リフレクタの動作を理解しやすいように、任意の縮尺で示しているが、現実には反射曲面を擬似的に形成するリフレクタは、各LEDに比べて非常に大きく、各リフレクタ片の移動量や傾き量は小さいものである。   Below, the operation | movement of the reflector piece driven corresponding to lighting of LED is demonstrated using FIG. In FIG. 2, the operation of each reflector is shown at an arbitrary scale so that it can be easily understood. However, in reality, a reflector that forms a reflection curved surface in a pseudo manner is much larger than each LED. The amount of movement and inclination of the reflector piece is small.

まず、図2は、LED208が点灯した状態を示し、複数のリフレクタ片204、204aは、LED208の位置が反射曲面211の焦点近傍となっている。その結果、LED208から照射された光は、リフレクタ片204、204aで反射され、光路214に沿って共通の焦点202を通過した後、レンズ201で、近似的に平行光となって外部に放射されることになる。   First, FIG. 2 shows a state in which the LED 208 is lit, and in the plurality of reflector pieces 204 and 204a, the position of the LED 208 is near the focal point of the reflection curved surface 211. As a result, the light emitted from the LED 208 is reflected by the reflector pieces 204 and 204 a, passes through the common focal point 202 along the optical path 214, and then is emitted to the outside as approximately parallel light by the lens 201. Will be.

つぎに、LED206が点灯した場合、図3(d)で示す動作パターン波形304に同期して、圧電体素子205に印加される電力(電圧および電流)により、リフレクタ片204、204aの位置からリフレクタ片204bの位置へと移動する。なお、図面中では、煩雑さを避けるために、リフレクタ片204bの1個についてのみ、移動状態を示しているが、実際には一点鎖線に沿うように各リフレクタ片が移動することになる。   Next, when the LED 206 is turned on, the reflectors 204 and 204a are moved from the position of the reflector pieces 204 and 204a by the power (voltage and current) applied to the piezoelectric element 205 in synchronization with the operation pattern waveform 304 shown in FIG. It moves to the position of the piece 204b. In the drawing, in order to avoid complication, only one of the reflector pieces 204b is shown in a moving state, but in reality, each reflector piece moves along a one-dot chain line.

このとき、LED208は消灯し、LED206が点灯する。その結果、LED206から照射された光はリフレクタ片204bで反射され、光路213に沿って共通の焦点202を通った後、レンズ201で近似的に平行光となって外部に照射される。   At this time, the LED 208 is turned off and the LED 206 is turned on. As a result, the light emitted from the LED 206 is reflected by the reflector piece 204b, passes through the common focal point 202 along the optical path 213, and is then irradiated to the outside as approximately parallel light by the lens 201.

上記で説明したように、LEDが複数設置された場合においても、その点灯するLEDに対応してリフレクタ片の位置を変更することにより、照射光を同じ共通の焦点202の近傍を通過させて、安定した外部照明を行うことができる。   As described above, even when a plurality of LEDs are installed, by changing the position of the reflector piece corresponding to the LED to be lit, the irradiation light is passed through the vicinity of the same common focus 202, Stable external illumination can be performed.

なお、本実施の形態では、各LEDが安定した状態で動作する場合を例に説明したが、これに限られない。例えば、外気温が高い場合など、どれかの白色LEDが限界以上の高温に達することも起こりうる。その場合には、各白色LEDの点灯時の入力値(電流値や電圧値)を検出するセンサ回路を設けてもよい。これにより、もし、予め設定された電流値や電圧値と、検出された電流値や電圧値が異なり、例えば大きい場合、図3(c)に示すように、点灯時の立ち上がり部307を、正常な立ち上がり部303より低下させるように電力などを制御する。これにより、例えば高温で動作しているLEDの発熱を低減して、LEDの特性の低下を防ぎ、安定した長寿命の照明装置とすることができる。   In the present embodiment, the case where each LED operates in a stable state has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, when the outside air temperature is high, it is possible that any one of the white LEDs reaches a temperature higher than the limit. In that case, a sensor circuit that detects an input value (current value or voltage value) when each white LED is turned on may be provided. As a result, if the preset current value or voltage value is different from the detected current value or voltage value, for example, it is large, as shown in FIG. The power and the like are controlled so as to be lowered from the rising portion 303. Thereby, for example, the heat generation of the LED operating at a high temperature can be reduced, the deterioration of the characteristics of the LED can be prevented, and a stable long-life lighting device can be obtained.

以下に、本発明の第2の実施の形態にかかる照明装置を構成する光源ユニットについて、図4を用いて説明する。   Below, the light source unit which comprises the illuminating device concerning the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated using FIG.

図4(a)は本発明の第2の実施の形態にかかる照明装置を構成する光源ユニットを示す斜視図で、図4(b)は光源ユニットの別の例を示す斜視図である。なお、図4は、図2に示した3個のLED206、207、208を取り付けた光源ユニットの構造を具体的に示したものである。   FIG. 4A is a perspective view showing a light source unit constituting an illumination apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a perspective view showing another example of the light source unit. FIG. 4 specifically shows the structure of the light source unit to which the three LEDs 206, 207, 208 shown in FIG. 2 are attached.

図4(a)は、高出力でLEDを駆動する場合の光源ユニット401を示している。つまり、光源ユニット401は、基体215の先端にそれぞれのLED206、207、208に対応した放熱フィンなどからなる放熱器403、404、405を設け、放熱効率を向上させている。具体的には、熱の移動を考慮して、例えば銅などからなる基体215の断面積を大きくしている。なお、これにより、LED間の距離が長くなるため、LEDの点灯とともに反射曲面を形成するためのリフレクタ片204の移動量は大きくなる。   FIG. 4A shows a light source unit 401 in the case of driving an LED with high output. That is, the light source unit 401 is provided with heat radiators 403, 404, and 405 including heat radiation fins corresponding to the respective LEDs 206, 207, and 208 at the tip of the base 215 to improve the heat radiation efficiency. Specifically, in consideration of heat transfer, the cross-sectional area of the base 215 made of, for example, copper is increased. This increases the distance between the LEDs, so that the amount of movement of the reflector piece 204 for forming the reflection curved surface increases with the lighting of the LEDs.

また、図4(b)は、比較的低出力のLEDを駆動する場合の光源ユニット402を示している。つまり、光源ユニット402は、白色LED206、207、208の出力が小さく発熱量が少ないので、基体215や放熱フィンなどからなる放熱器406、407、408の断面積を小さくすることができる。これにより、LED間の距離を短くできるとともに、リフレクタ片204の移動量も小さくできるため、圧電体素子205への入力値を小さくできるという利点がある。さらに、照明装置自体も小型にできる。   FIG. 4B shows the light source unit 402 when a relatively low-power LED is driven. That is, since the light source unit 402 has a small output from the white LEDs 206, 207, and 208 and generates a small amount of heat, the cross-sectional areas of the radiators 406, 407, and 408 including the base 215 and the radiation fins can be reduced. Accordingly, the distance between the LEDs can be shortened, and the amount of movement of the reflector piece 204 can be reduced. Therefore, there is an advantage that the input value to the piezoelectric element 205 can be reduced. Furthermore, the lighting device itself can be reduced in size.

本実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、複数のLEDを時分割で駆動することにより、各LEDの駆動時間や発熱量を低減した長寿命で信頼性に優れた照明装置を実現できる。また、複数のLEDに対して個別にリフレクタを設ける必要がないので、小型で高輝度の照明装置を実現できる。   According to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and by driving a plurality of LEDs in a time-sharing manner, the driving time and the heat generation amount of each LED can be reduced and reliable. It is possible to realize a lighting device with excellent performance. Moreover, since it is not necessary to provide reflectors individually for a plurality of LEDs, a small and high-luminance lighting device can be realized.

また、各LEDから発生する熱を個別に外部に排出する光源ユニットや、各LEDの入力値を検出して制御することにより、各LEDの温度の上昇を抑えるとともに、構成部品の温度上昇も抑制できるため、さらに長寿命の照明装置が得られる。それにより、照明装置に使用する樹脂材料として、高温用に向かない多くの種類の樹脂材料の中から選択できるため、低コスト化が可能になるという効果も生じる。   In addition, a light source unit that individually discharges heat generated from each LED and an input value of each LED are detected and controlled, thereby suppressing an increase in the temperature of each LED and suppressing an increase in the temperature of components. As a result, a longer-life lighting device can be obtained. As a result, the resin material used in the lighting device can be selected from many types of resin materials that are not suitable for high temperature use, so that the cost can be reduced.

(第3の実施の形態)
図5は、本発明の第3の実施の形態にかかる照明装置の概略構成図である。図5(a)は全体を覆う筐体を取り除いた全体構成図で、図5(b)は図5(a)に示す半導体発光素子を搭載した光源ユニットの構成図、図5(c)はリフレクタ片を駆動する駆動装置を示す構成図である。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an illumination apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG. 5A is an overall configuration diagram in which the casing covering the entire surface is removed, FIG. 5B is a configuration diagram of a light source unit on which the semiconductor light emitting element shown in FIG. 5A is mounted, and FIG. It is a block diagram which shows the drive device which drives a reflector piece.

図5(a)に示すように、本発明の照明装置は、少なくとも筐体(図示せず)内の設けられた半導体発光素子(図示せず)、複数のリフレクタ片503で構成された砲弾型のリフレクタ504、各リフレクタ片503に設けられた駆動装置(図示せず)、放熱器506およびレンズ501で構成されている。また、図5(b)に示すように、LED507は、例えば6個設置され、上下に2個ずつ対で、3対が楕円体曲面などの反射曲面の、例えば軸方向に配置され、基体515を介して、例えば放熱フィンなどの放熱器506と接続され、外部に熱を放出するように構成されている。そして、対になったLED507は両方が同時に点灯するように制御され、照射された光は各リフレクタ片503で反射されて、光路512によって共通の焦点502を通過してレンズ501から外部に照射される。   As shown in FIG. 5 (a), the lighting device of the present invention is a bullet-shaped type comprising at least a semiconductor light emitting element (not shown) provided in a housing (not shown) and a plurality of reflector pieces 503. Reflector 504, a driving device (not shown) provided on each reflector piece 503, a radiator 506, and a lens 501. Also, as shown in FIG. 5B, for example, six LEDs 507 are installed, two in the upper and lower pairs, and three pairs are arranged in a reflective curved surface such as an ellipsoidal curved surface, for example, in the axial direction. For example, it is connected to a heat radiator 506 such as a heat radiating fin, and is configured to release heat to the outside. The paired LEDs 507 are controlled so that both are lit simultaneously, and the irradiated light is reflected by each reflector piece 503, passes through a common focal point 502 by the optical path 512, and is irradiated from the lens 501 to the outside. The

ここで、砲弾型のリフレクタ504は、楕円体を中間で切断した構造を有している。さらに、フレクタ504は、複数のリフレクタ片503によって、近似的に反射曲面が形成されている。   Here, the bullet-type reflector 504 has a structure in which an ellipsoid is cut in the middle. Further, the reflector 504 has a reflection curved surface approximately formed by a plurality of reflector pieces 503.

なお、反射曲面としては、上記の楕円体曲面に限られず、放物曲面や、楕円体曲面や放物曲面などを組み合わせて複合曲面で構成してもよい。また、上記では、3対が楕円体の軸方向に配置される例で説明したが、これに限られない。例えば、各LEDの位置近傍に反射曲面で焦点を形成できれば、任意の位置に配置してもよい。   The reflective curved surface is not limited to the ellipsoidal curved surface described above, and may be configured as a complex curved surface by combining a parabolic curved surface, an ellipsoidal curved surface, a parabolic curved surface, or the like. In the above description, three pairs are arranged in the axial direction of the ellipsoid, but the present invention is not limited to this. For example, as long as the focal point can be formed with a reflection curved surface in the vicinity of the position of each LED, it may be arranged at an arbitrary position.

そして、第2の実施の形態と同様に、リフレクタ504の複数のリフレクタ片503は、3つの対になったLEDの点灯と同期させて3つの動作パターン波形に対応して駆動装置により駆動される。これにより、複数のリフレクタ片503は、平行移動もしくは傾斜移動して、各LEDの対の位置が焦点近傍となるように、各反射曲面が形成される。   Similarly to the second embodiment, the plurality of reflector pieces 503 of the reflector 504 are driven by the driving device corresponding to the three operation pattern waveforms in synchronization with the lighting of the three pairs of LEDs. . Thereby, each reflective curved surface is formed so that the position of the pair of each LED may be in the vicinity of the focus by the plurality of reflector pieces 503 moving in parallel or tilting.

以下に、図5(c)を用いて、本発明の第3の実施の形態にかかる照明装置のリフレクタ片の駆動装置について説明する。   Below, the drive device of the reflector piece of the illuminating device concerning the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated using FIG.5 (c).

図5(c)に示すように、駆動装置505は、例えば金属製の鏡面を有する裏側に、例えば4隅に設けられた4個の電極510を備えたリフレクタ片503と、リフレクタ504の外周面に設けられ電極510と対向する位置に電極511を形成した保持板508とで構成されている。そして、保持板508は筐体(図示せず)に貼り合わされて固定され、保持板508とリフレクタ片503とは、その中央付近に設けたばね509により接続されている。   As shown in FIG. 5C, the driving device 505 includes a reflector piece 503 having four electrodes 510 provided at, for example, four corners on the back side having a metal mirror surface, and an outer peripheral surface of the reflector 504. And a holding plate 508 in which an electrode 511 is formed at a position facing the electrode 510. The holding plate 508 is bonded and fixed to a housing (not shown), and the holding plate 508 and the reflector piece 503 are connected by a spring 509 provided near the center thereof.

この構成により、駆動装置505は、対向する電極間に印加される電圧によって発生する静電気力により駆動される。例えば、対向する電極間に、同じ極性の電圧を印加すれば、対になった電極510、511は互いに反発して、保持板508からリフレクタ片503が離れるように動作し、反対の極性の場合は接近するように動作する。このとき、4つの対向する電極間に個別の電圧を印加すれば、傾斜や平行移動などの任意の形状に変化させることができる。   With this configuration, the driving device 505 is driven by electrostatic force generated by a voltage applied between the opposing electrodes. For example, when the same polarity voltage is applied between the opposing electrodes, the paired electrodes 510 and 511 repel each other, and the reflector piece 503 operates away from the holding plate 508. Works to approach. At this time, if individual voltages are applied between the four opposing electrodes, the shape can be changed to an arbitrary shape such as inclination or parallel movement.

上記動作により、リフレクタ504は、3対の各LED507の位置を焦点とする反射曲面を形成することができ、LED507の時分割点灯にかかわらず、同じ共通の焦点502近傍に光を集光することができる。   Through the above operation, the reflector 504 can form a reflection curved surface with the positions of the three pairs of LEDs 507 as focal points, and collects light in the vicinity of the same common focal point 502 regardless of the time-division lighting of the LEDs 507. Can do.

なお、本実施の形態では、駆動装置として静電気力を用いた例で説明したが、これに限られない。例えば電磁石などの磁気力を用いることができることは言うまでもない。また、第1の実施の形態で説明した圧電体素子を用いた駆動装置で複数のリフレクタ片を駆動してもよい。   In the present embodiment, an example in which electrostatic force is used as the driving device has been described. However, the present invention is not limited to this. Needless to say, a magnetic force such as an electromagnet can be used. Moreover, you may drive a several reflector piece with the drive device using the piezoelectric material element demonstrated in 1st Embodiment.

本実施の形態によれば、上下に設けた反射曲面からなるリフレクタ504を用い、上下に対で設けたLED507の構成により、光量や輝度を大幅に増加できる。   According to the present embodiment, the light quantity and the luminance can be greatly increased by the configuration of the LEDs 507 provided in pairs in the vertical direction using the reflectors 504 having the reflective curved surfaces provided in the vertical direction.

また、静電気力または磁気力を用いてリフレクタ片を駆動するため、リフレクタ片の移動量を大きくできる。そのため、搭載する半導体発光素子の数を大幅に増やすことができるため、時分割駆動により、さらに、各LEDの駆動時間や発熱量を低減した長寿命で信頼性に優れた照明装置を実現できる。なお、各LEDは非点灯時間中に冷却されるので、点灯するLEDを限界に近い電流値で駆動することができ、さらに高輝度の照明装置が得られる。   Moreover, since the reflector piece is driven using electrostatic force or magnetic force, the amount of movement of the reflector piece can be increased. Therefore, the number of semiconductor light-emitting elements to be mounted can be greatly increased, and thus a long-life and highly reliable lighting device in which the driving time and heat generation amount of each LED are further reduced can be realized by time-division driving. In addition, since each LED is cooled during the non-lighting time, the lighted LED can be driven with a current value close to the limit, and an illumination device with higher brightness can be obtained.

また、複数のLEDからなる大きな光源を用いても、各LEDに対応して個別にリフレクタを設ける必要がないので、等価的に光源の小さい小型で高輝度の照明装置を実現できる。   Further, even if a large light source composed of a plurality of LEDs is used, it is not necessary to provide a reflector corresponding to each LED, so that a compact and high-luminance illumination device with a small light source can be realized.

なお、上記各実施の形態では、LEDをリフレクタの反射曲面の焦点近傍に配置する例で説明したが、これに限られない。例えば、従来例のようにリフレクタの反射曲面の後部中央に配置して、リフレクタで反射させて前方に光を照射する構成としてもよい。これにより、調整の容易な照明装置を実現できる。   In each of the above embodiments, the LED is described in the vicinity of the focal point of the reflection curved surface of the reflector. However, the present invention is not limited to this. For example, it is good also as a structure which arrange | positions in the center of the rear part of the reflective curved surface of a reflector like a prior art example, reflects with a reflector, and irradiates light ahead. Thereby, an easily adjustable illumination device can be realized.

本発明は、半導体発光素子を用いた自動車や二輪車などの車両用の前照灯のみならず、固定位置に置かれた照明ユニットによって、照明強度、方向、距離などを自由に変化できる小型で高輝度の照明装置として有用である。   The present invention is not only a headlight for vehicles such as automobiles and two-wheeled vehicles using semiconductor light-emitting elements, but also a small and high-capacity light whose intensity, direction, distance, etc. can be freely changed by an illumination unit placed at a fixed position. It is useful as a luminance lighting device.

(a)本発明の第1の実施の形態にかかる照明装置の筐体を取り除いた全体構成図(b)本発明の第1の実施の形態にかかる照明装置の光源ユニットを示す構成図(A) Whole block diagram which removed the housing | casing of the illuminating device concerning the 1st Embodiment of this invention (b) The block diagram which shows the light source unit of the illuminating device concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態にかかる照明装置の断面構造および動作説明図Sectional structure and operation explanatory drawing of the illuminating device concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態にかかる照明装置の複数のLEDを駆動するタイミングチャートTiming chart for driving a plurality of LEDs of the illumination device according to the second embodiment of the present invention (a)本発明の第2の実施の形態にかかる照明装置を構成する光源ユニットを示す斜視図(b)本発明の第2の実施の形態にかかる照明装置を構成する光源ユニットの別の例を示す斜視図(A) The perspective view which shows the light source unit which comprises the illuminating device concerning the 2nd Embodiment of this invention (b) Another example of the light source unit which comprises the illuminating device concerning the 2nd Embodiment of this invention A perspective view showing 本発明の第3の実施の形態にかかる照明装置の概略構成図Schematic block diagram of the illuminating device concerning the 3rd Embodiment of this invention. 従来の車両用前照灯ユニットの構成を説明する概略断面図Schematic sectional view for explaining the configuration of a conventional vehicle headlamp unit

符号の説明Explanation of symbols

101,201,501 レンズ
102,202,502 焦点
103,204,204a,204b,503 リフレクタ片
104,504 リフレクタ
105,505 駆動装置
106,403,404,405,406,407,408,506 放熱器
107,206,207,208,507 半導体発光素子
203 筐体壁
205 圧電体素子
209,210,211 反射曲面
212,216 遮光板
213,214,512 光路
215,515 基体
301,302,303,307 立ち上がり部
304,305,306 動作パターン波形
401,402 光源ユニット
508 保持板
509 ばね
510,511 電極
101, 201, 501 Lens 102, 202, 502 Focus 103, 204, 204a, 204b, 503 Reflector piece 104, 504 Reflector 105, 505 Driving device 106, 403, 404, 405, 406, 407, 408, 506 Radiator 107 , 206, 207, 208, 507 Semiconductor light emitting element 203 Housing wall 205 Piezoelectric element 209, 210, 211 Reflection curved surface 212, 216 Light shielding plate 213, 214, 512 Optical path 215, 515 Base 301, 302, 303, 307 304,305,306 Operation pattern waveform 401,402 Light source unit 508 Holding plate 509 Spring 510,511 Electrode

Claims (7)

複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子を時分割で駆動し、それぞれの前記半導体発光素子から照射される光を反射するリフレクタと、
を少なくとも備え、
前記リフレクタの反射曲面が、前記反射曲面を可変できる複数のリフレクタ片で構成され、時分割で駆動される前記半導体発光素子から照射される光に同期して前記リフレクタ片を可変して焦点近傍に集光するとともに、前記反射曲面の前方に配置されたレンズを通して前記光を前方に照射することを特徴とする照明装置。
A plurality of semiconductor light emitting elements;
A reflector that drives the plurality of semiconductor light emitting elements in a time-sharing manner and reflects light emitted from each of the semiconductor light emitting elements;
Comprising at least
The reflection curved surface of the reflector is composed of a plurality of reflector pieces that can change the reflection curved surface, and the reflector piece is varied in synchronization with light emitted from the semiconductor light emitting element driven in a time division manner to be in the vicinity of the focal point. An illuminating device characterized by condensing and irradiating the light forward through a lens disposed in front of the reflection curved surface.
前記半導体発光素子が基体上に配置され、前記基体が前記リフレクタの外部に備えられた放熱器と連結されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, wherein the semiconductor light emitting element is disposed on a base, and the base is connected to a heat radiator provided outside the reflector. 前記基体は、前記複数の半導体発光素子がそれぞれ個別に設けられていることを特徴とする請求項に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 2 , wherein the plurality of semiconductor light emitting elements are individually provided on the base. 前記リフレクタ片が、前記リフレクタ片に設けられた複数の圧電体の伸縮により可変されることを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載の照明装置。 The reflector piece, the lighting device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is varied by expansion and contraction of the plurality of piezoelectric body provided on the reflector piece. 前記リフレクタ片が、静電気力または電磁気力により可変されることを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載の照明装置。 The lighting device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the reflector piece is variable by an electrostatic force or an electromagnetic force. 半導体発光素子と、前記半導体発光素子から照射される光を反射する複数のリフレクタ片を有するリフレクタと、
を少なくとも備えた照明装置の制御方法であって、
前記半導体発光素子が複数個配置され、前記複数個の半導体発光素子を時分割で駆動するとともに、時分割で駆動される前記半導体発光素子から照射される光に同期して、かつ、前記リフレクタ片で、前記リフレクタの反射曲面を形成するように可変に制御し、
前記半導体発光素子から照射される前記光を所定の方向に反射させて光路制御を行うことを特徴とする照明装置の制御方法。
A semiconductor light emitting element, and a reflector having a plurality of reflector pieces for reflecting light emitted from the semiconductor light emitting element;
A control method of a lighting device comprising at least
A plurality of the semiconductor light emitting elements are arranged, the plurality of semiconductor light emitting elements are driven in a time division manner, and the reflector piece is synchronized with light emitted from the semiconductor light emitting elements driven in a time division manner. And variably controlled to form a reflection curved surface of the reflector,
An illumination device control method, comprising: performing optical path control by reflecting the light emitted from the semiconductor light emitting element in a predetermined direction .
時分割で駆動する前記複数個の半導体発光素子に印加する入力値が、前記半導体発光素子の点灯時に個別に計測され、予め決められた電圧値と電流値から変化したときに、前記半導体発光素子の入力値を個別に可変し、前記予め決められた電圧値と電流値となるように制御することを特徴とする請求項に記載の照明装置の制御方法。 When the input values applied to the plurality of semiconductor light emitting elements that are driven in time division are individually measured when the semiconductor light emitting elements are turned on and change from predetermined voltage values and current values, the semiconductor light emitting elements 7. The method of controlling the lighting device according to claim 6 , wherein the input value is individually varied and controlled so as to be the predetermined voltage value and current value.
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