JP6282484B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の発光素子が配列されている発光装置に関する。
近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の半導体発光素子は、液晶ディスプレイ用バックライト等の表示機用光源、ライトアップ等の演色用光源に限らず、一般照明、車両用灯具等に用いられている。また、複数のＬＥＤがマトリクス状に配列されたものを光源とし、各ＬＥＤの照度を個別に制御することにより、ＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）、ＡＦＳ（Adaptive Front-Lighting System）等の配光機能を実現するようにした車両用前照灯装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２０１３−５４８４９号公報
上記したような複数のＬＥＤが配列されている光源は、以下のスタティック駆動方式、或いはダイナミック駆動方式にて駆動される。スタティック駆動方式では、各ＬＥＤのカソード電極を共通に接続し、夫々のアノード電極に対して個別に発光駆動電圧を供給する。従って、スタティック駆動方式によると、発光駆動電圧をアノード電極に供給する為の配線がＬＥＤ毎に必要となり、その配線領域を含めた装置規模が大となるという問題がある。一方、ダイナミック駆動方式では、各ＬＥＤをグループ単位で時分割にて駆動対象とし、そのグループに属するＬＥＤ各々のアノード電極に発光駆動電圧を供給する。この際、ダイナミック駆動方式を採用する場合には、各ＬＥＤのうちの同一「行」に配列されているもの同士のカソード電極を共通に接続し、同一「列」に配列されているもの同士のアノード電極を共通に接続する。従って、ダイナミック駆動方式によれば、スタティック駆動方式を採用した場合に比べて配線数が少なくなり小型化が可能となる。しかしながら、ダイナミック駆動方式では、各ＬＥＤが「行」単位で時分割にて発光する為、行数が多くなるほど１回あたりのＬＥＤの発光期間が短くなる。従って、スタティック駆動方式に比べて高輝度化が困難であった。
そこで、本発明は、小型、高輝度及び低消費電力であり、且つ配光制御が可能な発光装置を提供することを目的とする。
本発明による発光装置は、複数の発光素子を有する発光装置であって、 前記発光素子がｍ行ｎ列（ｎは１以上の整数、ｍは３以上の整数）のマトリクス状に配列されている発光パネルと、少なくとも１つの行を隔てて配列されている一対の行を含むＫ行（Ｋは２以上ｍ未満の整数）分の各行に属する前記発光素子を駆動周期毎に、時系列的にＫ分割して順次、発光駆動する第１のドライバと、前記少なくとも１つの行に属する前記発光素子を前記駆動周期毎に発光駆動する第２のドライバと、を有し、前記第１のドライバ及び前記第２のドライバは夫々が異なる行に接続されており、前記第１のドライバに接続されている前記一対の行に挟まれた行に前記第２のドライバが接続されており、前記第１のドライバが自身に接続されている行に属する前記発光素子を発光駆動している間に、前記第２のドライバが自身に接続されている行に属する前記発光素子を発光駆動し、前記第１のドライバは前記発光素子の照度を制御する機能を有し、前記第１のドライバで制御可能な最大照度と、前記第２のドライバの発光駆動による前記発光素子の最大照度とが互いに異なる。
本発明に係る発光装置１００の構成を示すブロック図である。 発光パネル１０に対する駆動動作を示すタイムチャートである。 発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、5)がマトリクス状に配置された支持基板ＳＢと、この支持基板ＳＢが実装されたマトリクス回路基板ＳＵを上面から眺めた上面図である 駆動周期ＴＷ内での各発光素子の発光駆動期間Ｔの割合（％）の一例を示す図である。 前方車両が存在しない場合での配光パターンの一例を示す図である。 前方車両が存在する場合での配光パターンの一例を示す図である。 車両の右操舵時における配光パターンの一例を示す図である。 車両が右操舵を行った際に前方車両が存在する場合での配光パターンの一例を示す図である。 発光装置１００の構成の一例を簡略的に表す模式図である。 発光装置１００の構成の他の一例を簡略的に表す模式図である。 図１０に示す構成による、駆動周期ＴＷ内での各発光素子の発光駆動期間Ｔの割合（％）の一例を示す図である。 発光装置１００の構成の他の一例を簡略的に表す模式図である。 図１２に示す構成による、駆動周期ＴＷ内での各発光素子の発光駆動期間Ｔの割合（％）の一例を示す図である。 発光装置１００の構成の他の一例を簡略的に表す模式図である。 図１４に示す構成による、駆動周期ＴＷ内での各発光素子の発光駆動期間Ｔの割合（％）の一例を示す図である。 発光装置１００の構成の他の一例を簡略的に表す模式図である。 図１６に示す構成による、駆動周期ＴＷ内での各発光素子の発光駆動期間Ｔの割合（％）の一例を示す図である。 発光パネル１０における発光素子の配列形態の他の一例を示す図である。 図１８に示す発光パネル１０を駆動する際における、駆動周期ＴＷ内での各発光素子の発光駆動期間Ｔの割合（％）の一例を示す図である。
以下に本発明の実施例について詳細に説明する。
図１は、本発明に係る発光装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、発光装置１００は、発光パネル１０、配光制御部１１、時分割ドライバ１２、１３、選択ドライバ１４、発光ドライバ１５〜１７を含む。
発光パネル１０は、マトリクス回路基板ＳＵと、このマトリクス回路基板ＳＵ上においてｎ列（ｎは整数）、５行のマトリクス状に配列された発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、5)と、を含む。マトリクス回路基板ＳＵには、選択ラインＳ１〜Ｓ５、駆動電圧供給ラインＡ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎ及びＣ１〜Ｃｎが配線されている。発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、5)の各々は、例えばＥＬ（Electro-Luminescence）素子、ＬＥＤ等からなる。
図１に示すように、第１行目に属する発光素子Ｐ(1、1)、Ｐ(2、1)、Ｐ(3、1)、・・・、Ｐ(n、1)各々のカソード電極は、選択ラインＳ１にて共通に接続されている。また、第１行目に属する発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、1)のアノード電極には、図１に示すように駆動電圧供給ラインＡ１〜Ａｎが夫々個別に接続されている。
第２行目に属する発光素子Ｐ(1、2)、Ｐ(2、2)、Ｐ(3、2)、・・・、Ｐ(n、2)各々のカソード電極は、選択ラインＳ２にて共通に接続されている。また、第２行目に属する発光素子Ｐ(1、2)〜Ｐ(n、2)のアノード電極には、図１に示すように駆動電圧供給ラインＢ１〜Ｂｎが夫々個別に接続されている。
第３行目に属する発光素子Ｐ(1、3)、Ｐ(2、3)、Ｐ(3、3)、・・・、Ｐ(n、3)各々のカソード電極は、選択ラインＳ３にて共通に接続されている。また、第３行目に属する発光素子Ｐ(1、3)〜Ｐ(n、3)のアノード電極には、図１に示すように駆動電圧供給ラインＡ１〜Ａｎが夫々個別に接続されている。
すなわち、互いに同一の「列」同士にて、第１行目に属する発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、1)各々のアノード電極と、第３行目に属する発光素子Ｐ(1、3)〜Ｐ(n、3)各々のアノード電極と、が駆動電圧供給ラインＡ１〜Ａｎを夫々介して接続されているのである。
第４行目に属する発光素子Ｐ(1、4)、Ｐ(2、4)、Ｐ(3、4)、・・・、Ｐ(n、4)各々のカソード電極は、選択ラインＳ４にて共通に接続されている。また、第４行目に属する発光素子Ｐ(1、4)〜Ｐ(n、4)のアノード電極には、図１に示すように駆動電圧供給ラインＣ１〜Ｃｎが夫々個別に接続されている。
第５行目に属する発光素子Ｐ(1、5)、Ｐ(2、5)、Ｐ(3、5)、・・・、Ｐ(n、5)各々のカソード電極は、選択ラインＳ５にて共通に接続されている。また、第５行目に属する発光素子Ｐ(1、5)〜Ｐ(n、5)のアノード電極には、図１に示すように駆動電圧供給ラインＢ１〜Ｂｎが夫々個別に接続されている。
すなわち、互いに同一の「列」同士にて、第２行目に属する発光素子Ｐ(1、2)〜Ｐ(n、2)各々のアノード電極と、第５行目に属する発光素子Ｐ(1、5)〜Ｐ(n、5)各々のアノード電極と、が駆動電圧供給ラインＢ１〜Ｂｎを夫々介して接続されているのである。
配光制御部１１は、発光ドライバ１５〜１７を制御することにより発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、5)を各種の配光パターンで発光させる。
例えば、発光装置１００を車両の前照灯装置として用いた場合には、配光制御部１１は、車載コンピュータ（図示せぬ）から送出された前方車両の有無を示す信号を受け、この信号に応じて発光ドライバ１５〜１７を制御することにより前方車両の有無に対応した配光パターンで発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、5)を発光させる。また、配光制御部１１は、この車載コンピュータから送出された自車の操舵方向を示す信号を受け、この信号に応じて発光ドライバ１５〜１７を制御することにより、自車の操舵方向に対応した配光パターンで発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、5)を発光させる。
時分割ドライバ１２は、上記した第１行目に属する発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、1)と、第３行目に属する発光素子Ｐ(1、3)〜Ｐ(n、3)と、を以下のように時分割駆動する。
すなわち、時分割ドライバ１２は、図２に示すように、駆動周期ＴＷ毎に、その駆動周期ＴＷの例えば２０％の発光駆動期間Ｔ１に亘り基準電位ＶＲを有する時分割駆動パルスＧ１を、選択ラインＳ１に供給する。引き続き時分割ドライバ１２は、図２に示すように、駆動周期ＴＷ内において、その駆動周期ＴＷから上記した発光駆動期間Ｔ１を減算して得た、例えば８０％の発光駆動期間Ｔ３に亘り基準電位ＶＲを有する時分割駆動パルスＧ３を、選択ラインＳ３に供給する。
時分割ドライバ１３は、第２行目に属する発光素子Ｐ(1、2)〜Ｐ(n、2)と、第５行目に属する発光素子Ｐ(1、5)〜Ｐ(n、5)と、を以下のように時分割駆動する。
すなわち、時分割ドライバ１３は、図２に示すように、駆動周期ＴＷ毎に、その駆動周期ＴＷの例えば５０％の発光駆動期間Ｔ２に亘り基準電位ＶＲを有する時分割駆動パルスＧ２を、選択ラインＳ２に供給する。引き続き、時分割ドライバ１３は、図２に示すように、駆動周期ＴＷ内において、その駆動周期ＴＷから上記した発光駆動期間Ｔ２を減算して得た、例えば５０％の発光駆動期間Ｔ５に亘り基準電位ＶＲを有する時分割駆動パルスＧ５を、選択ラインＳ５に供給する。
選択ドライバ１４は、第４行目に属する発光素子Ｐ(1、4)〜Ｐ(n、4)を以下のように駆動する。すなわち、選択ドライバ１４は、図２に示すように、各駆動周期ＴＷに亘り基準電位ＶＲを選択ラインＳ４に供給する。
発光ドライバ１５は、図２に示す駆動周期ＴＷ毎に、先ず、時分割駆動パルスＧ１が印加されている発光駆動期間Ｔ１内において、第１行目に属する発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、1)を発光させる為の発光駆動パルスＬ１Ｐ１〜Ｌ１Ｐｎを、夫々駆動電圧供給ラインＡ１〜Ａｎに供給する。次に、発光ドライバ１５は、上記した時分割駆動パルスＧ３が印加されている発光駆動期間Ｔ３内において、第３行目に属する発光素子Ｐ(1、3)〜Ｐ(n、3)を発光させる為の発光駆動パルスＬ３Ｐ１〜Ｌ３Ｐｎを、夫々駆動電圧供給ラインＡ１〜Ａｎに供給する。
発光ドライバ１６は、図２に示す駆動周期ＴＷ毎に、先ず、時分割駆動パルスＧ２が印加されている発光駆動期間Ｔ２内において、第２行目に属する発光素子Ｐ(1、2)〜Ｐ(n、2)を発光させる為の発光駆動パルスＬ２Ｐ１〜Ｌ２Ｐｎを、夫々駆動電圧供給ラインＢ１〜Ｂｎに供給する。次に、発光ドライバ１６は、時分割駆動パルスＧ５が印加されている発光駆動期間Ｔ５内において、第５行目に属する発光素子Ｐ(1、5)〜Ｐ(n、5)を発光させる為の発光駆動パルスＬ５Ｐ１〜Ｌ５Ｐｎを、夫々駆動電圧供給ラインＢ１〜Ｂｎに供給する。
発光ドライバ１７は、図２に示す駆動周期ＴＷ毎に、その駆動周期ＴＷ内において、第４行目に属する発光素子Ｐ(1、4)〜Ｐ(n、4)を発光させる為の発光駆動パルスＬ４Ｐ１〜Ｌ４Ｐｎを、夫々駆動電圧供給ラインＣ１〜Ｃｎに供給する。
尚、発光ドライバ１５〜１７の各々は、配光制御部１１によって指定された発光素子Ｐ毎の要求照度に基づき、上記した発光駆動パルスＬ１Ｐ１〜Ｌ１Ｐｎ、Ｌ２Ｐ１〜Ｌ２Ｐｎ、Ｌ３Ｐ１〜Ｌ３Ｐｎ、Ｌ４Ｐ１〜Ｌ４Ｐｎ、Ｌ５Ｐ１〜Ｌ５Ｐｎ各々のパルス幅を個別に調整する。
すなわち、発光ドライバ１５は、第１行目に属する発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、1)を発光させる発光駆動パルスＬ１Ｐ１〜Ｌ１Ｐｎ各々のパルス幅を、消灯状態を表すゼロから図２に示す発光駆動期間Ｔ１以下の範囲内で個別に調整する。また、発光ドライバ１５は、第３行目に属する発光素子Ｐ(1、3)〜Ｐ(n、3)を発光させる発光駆動パルスＬ３Ｐ１〜Ｌ３Ｐｎ各々のパルス幅を、消灯状態を表すゼロから図２に示す発光駆動期間Ｔ３以下の範囲内で個別に調整する。
発光ドライバ１６は、第２行目に属する発光素子Ｐ(1、2)〜Ｐ(n、2)を発光させる発光駆動パルスＬ２Ｐ１〜Ｌ２Ｐｎ各々のパルス幅を、消灯状態を表すゼロから図２に示す発光駆動期間Ｔ２以下の範囲内で個別に調整する。また、発光ドライバ１６は、第５行目に属する発光素子Ｐ(1、5)〜Ｐ(n、5)を発光させる発光駆動パルスＬ５Ｐ１〜Ｌ５Ｐｎ各々のパルス幅を、消灯状態を表すゼロから図２に示す発光駆動期間Ｔ５以下の範囲内で個別に調整する。
発光ドライバ１７は、第４行目に属する発光素子Ｐ(1、4)〜Ｐ(n、4)を発光させる発光駆動パルスＬ４Ｐ１〜Ｌ４Ｐｎ各々のパルス幅を、消灯状態を表すゼロから図２に示す駆動周期ＴＷ以下の範囲内で個別に調整する。
ここで、発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、5)は、選択ラインＳ１〜Ｓ５を介して夫々のカソード電極に基準電位ＶＲが印加されている間において、駆動電圧供給ラインＡ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎ、Ｃ１〜Ｃｎを介して夫々のアノード電極に供給された発光駆動パルスに応じて発光する。
以下に、上記した発光装置１００の製造方法について説明する。
先ず、例えばＬＥＤとしての（５・ｎ）個の発光素子Ｐを個別に製造し、夫々を発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、5)として、図３に示すように、支持基板ＳＢ上に（ｎ列、５行）のマトリクス状に実装する。尚、ＬＥＤを個別に製造するのではなく、（ｎ列、５行）のマトリクス状にＬＥＤが配列された半導体チップを製造し、これを支持基板ＳＢ上に配置するようにしても良い。
次に、発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、5)各々に接続されるべき選択ラインＳ１〜Ｓ５、駆動電圧供給ラインＡ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎ及びＣ１〜Ｃｎが配線されているマトリクス回路基板ＳＵを製造する。尚、マトリクス回路基板ＳＵには、図３に示すように、選択ラインＳ１〜Ｓ５に接続されている外部端子ｃ１〜ｃ５、駆動電圧供給ラインＡ１〜Ａｎに接続されている外部端子ｘ１〜ｘｎ、駆動電圧供給ラインＢ１〜Ｂｎに接続されている外部端子ｙ１〜ｙｎ、及び駆動電圧供給ラインＣ１〜Ｃｎに接続されている外部端子ｚ１〜ｚｎが形成されている。
次に、図３に示すように、発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、5)が配置されている支持基板ＳＢを、マトリクス回路基板ＳＵに貼り合わせ、発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、5)各々と、マトリクス回路基板ＳＵに形成されている選択ラインＳ１〜Ｓ５、駆動電圧供給ラインＡ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎ及びＣ１〜Ｃｎとを電気的に接続する。
次に、外部端子ｃ１〜ｃ５、ｘ１〜ｘｎ、ｙ１〜ｙｎ及びｚ１〜ｚｎと、時分割ドライバ１２、１３、選択ドライバ１４及び発光ドライバ１５〜１７と、を電気的に接続する。
尚、アノード側に時分割ドライバ、カソード側に発光ドライバを接続する回路構成を採用しても良い。この際、図２ではマイナスバイアスでオン状態となっているが、プラスバイアスでオン状態となる。
ここで、上記したように製造された発光装置１００を車両の前照灯装置として用いる場合には、マトリクス回路基板ＳＵを光源として前照灯内に組み込む。
以下に、上記した発光装置１００による発光動作について、図４を参照しつつ説明する。尚、図４は、駆動周期ＴＷ内での各発光素子の発光駆動期間Ｔの割合（％）、つまりデユーティ比の一例を示す図である。
第１行目に属する発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、1)各々のカソード電極には、図２に示すように、駆動周期ＴＷ毎に、０．２・ＴＷの発光駆動期間Ｔ１の間だけ選択ラインＳ１を介して基準電位ＶＲが供給される。
よって、第１行目に属する発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、1)は、各駆動周期ＴＷ内において、最大で０．２・ＴＷの発光駆動期間Ｔ１の間だけ、駆動電圧供給ラインＡ１〜Ａｎを介して供給された発光駆動パルスＬ１Ｐ１〜Ｌ１Ｐｎに応じて発光する。この際、駆動周期ＴＷに亘り発光素子Ｐを発光させた際に視覚される照度を「１００」とした場合、第１行目に属する発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、1)では、最大で照度「２０」の発光が視覚される。尚、第１行目に属する発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、1)は、発光ドライバ１５による発光駆動パルスＬ１Ｐ１〜Ｌ１Ｐｎ各々のパルス幅調整により、照度「０」（消灯）〜照度「２０」の範囲内で発光時の照度が調整される。
第２行目に属する発光素子Ｐ(1、2)〜Ｐ(n、2)各々のカソード電極には、図２に示すように、駆動周期ＴＷ毎に、０．５・ＴＷの発光駆動期間Ｔ２の間だけ選択ラインＳ２を介して基準電位ＶＲが供給される。
よって、第２行目に属する発光素子Ｐ(1、2)〜Ｐ(n、2)は、各駆動周期ＴＷ内において、最大で０．５・ＴＷの発光駆動期間Ｔ２の間だけ、駆動電圧供給ラインＢ１〜Ｂｎを介して供給された発光駆動パルスＬ２Ｐ１〜Ｌ２Ｐｎに応じて発光する。これにより、第２行目に属する発光素子Ｐ(1、2)〜Ｐ(n、2)では、最大で照度「５０」の発光が視覚される。尚、第２行目に属する発光素子Ｐ(1、2)〜Ｐ(n、2)は、発光ドライバ１６による発光駆動パルスＬ２Ｐ１〜Ｌ２Ｐｎ各々のパルス幅調整により、照度「０」（消灯）〜照度「５０」の範囲内で発光時の照度が調整される。
第３行目に属する発光素子Ｐ(1、3)〜Ｐ(n、3)各々のカソード電極には、図２に示すように、駆動周期ＴＷ毎に、０．８・ＴＷの発光駆動期間Ｔ３の間だけ選択ラインＳ３を介して基準電位ＶＲが供給される。
よって、第３行目に属する発光素子Ｐ(1、3)〜Ｐ(n、3)は、各駆動周期ＴＷ内において、最大で０．８・ＴＷの発光駆動期間Ｔ３の間だけ、駆動電圧供給ラインＡ１〜Ａｎを介して供給された発光駆動パルスＬ３Ｐ１〜Ｌ３Ｐｎに応じて発光する。これにより、第３行目に属する発光素子Ｐ(1、3)〜Ｐ(n、3)では、最大で照度「８０」の発光が視覚される。尚、第３行目に属する発光素子Ｐ(1、3)〜Ｐ(n、3)は、発光ドライバ１５による発光駆動パルスＬ３Ｐ１〜Ｌ３Ｐｎ各々のパルス幅調整により、照度「０」（消灯）〜照度「８０」の範囲内で発光時の照度が調整される。
第４行目に属する発光素子Ｐ(1、4)〜Ｐ(n、4)各々のカソード電極には、図２に示すように、駆動周期ＴＷに亘り選択ラインＳ４を介して基準電位ＶＲが供給される。
よって、第４行目に属する発光素子Ｐ(1、4)〜Ｐ(n、4)は、各駆動周期ＴＷ内において、最大で駆動周期ＴＷの間に亘り、駆動電圧供給ラインＣ１〜Ｃｎを介して供給された発光駆動パルスＬ４Ｐ１〜Ｌ４Ｐｎに応じて発光する。これにより、第４行目に属する発光素子Ｐ(1、4)〜Ｐ(n、4)では、最大で照度「１００」の発光が視覚される。尚、第４行目に属する発光素子Ｐ(1、4)〜Ｐ(n、4)は、発光ドライバ１７による発光駆動パルスＬ４Ｐ１〜Ｌ４Ｐｎ各々のパルス幅調整により、照度「０」（消灯）〜照度「１００」の範囲内で発光時の照度が調整される。
第５行目に属する発光素子Ｐ(1、5)〜Ｐ(n、5)各々のカソード電極には、図２に示すように、駆動周期ＴＷ毎に、０．５・ＴＷの発光駆動期間Ｔ５の間だけ選択ラインＳ５を介して基準電位ＶＲが供給される。
よって、第５行目に属する発光素子Ｐ(1、5)〜Ｐ(n、5)は、各駆動周期ＴＷ内において、最大で０．５・ＴＷの発光駆動期間Ｔ５の間だけ、駆動電圧供給ラインＢ１〜Ｂｎを介して供給された発光駆動パルスＬ５Ｐ１〜Ｌ５Ｐｎに応じて発光する。これにより、第５行目に属する発光素子Ｐ(1、5)〜Ｐ(n、5)では、最大で照度「５０」の発光が視覚される。尚、第５行目に属する発光素子Ｐ(1、5)〜Ｐ(n、5)は、発光ドライバ１６による発光駆動パルスＬ５Ｐ１〜Ｌ５Ｐｎ各々のパルス幅調整により、照度「０」（消灯）〜照度「５０」の範囲内で発光時の照度が調整される。
次に、発光装置１００を車両の前照灯装置として用いた場合を例にとって、発光装置１００による配光制御について図５〜図８を参照しつつ説明する。尚、図５〜図８は、（２０列、５行）のマトリクス状に発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(20、5)が配置されている発光パネル１０を前照灯の光源として用いた場合における、以下の各状況毎の配光パターンを示す図である。この際、図５〜図８に示す配光パターンは、発光素子Ｐによる最大の照度を「１００」とした場合に、各発光素子Ｐで視覚される照度を表している。
先ず、配光制御部１１が、自車両に搭載されている車載コンピュータから送出された照射回避物、例えば前方車両の有無を示す前方車両検出信号を受ける。ここで、前方車両検出信号が、前方車両が存在していないことを示す場合には、配光制御部１１は、図５に示す配光パターンで各発光素子Ｐを発光させる一方、前方車両が存在していることを示す場合には図６に示す配光パターンで各発光素子Ｐを発光させるべく、発光ドライバ１５〜１７を制御する（ＡＤＢ配光制御）。
すなわち、前方に車両が存在していない場合には、配光制御部１１は、図５に示すように、発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(20、5)による２次元発光面内の中心領域の発光素子、例えば第４行目に属する発光素子Ｐ(8、4)〜Ｐ(13、4)を最大の照度「１００」で発光させ、第３行目に属する発光素子Ｐ(8、3)〜Ｐ(13、3)を照度「８０」で発光させる。そして、２次元発光面の中心領域から離れるほど、配光制御部１１は、例えば照度「５０」、照度「２０」、照度「０」の順に徐々に各発光素子Ｐの照度を低下させる。
ここで、前方に車両が現れた場合には、配光制御部１１は、図６に示すように、中心領域の発光素子Ｐ(8、4)〜Ｐ(13、4)の上方向に隣接する例えば発光素子Ｐ(9、3)〜Ｐ(12、3)、Ｐ(9、2)〜Ｐ(12、2)、Ｐ(9、1)〜Ｐ(12、1)各々の照度を「０」に切り替える。つまり、前方車両への前照灯の照射量を抑えるべく、主に前方の道路を照らす発光素子Ｐ(8、4)〜Ｐ(13、4)よりも上方を照射、すなわち前方車両を照らすことになる発光素子Ｐ(9、3)〜Ｐ(12、3)、Ｐ(9、2)〜Ｐ(12、2)、Ｐ(9、1)〜Ｐ(12、1)を消灯させるのである。
また、配光制御部１１は、車載コンピュータから送出された車両の操舵方向を示す操舵信号を受ける。ここで、かかる操舵信号が、例えば車両の進行方向を右側に切り替える右操舵を示す場合には、配光制御部１１は、図５に示す配光パターンを全体的に右側に移動させた、例えば図７に示す配光パターンで各発光素子Ｐを発光させるべく、発光ドライバ１５〜１７を制御する（ＡＦＳ配光制御）。
すなわち、右操舵時には配光制御部１１は、例えば図７に示すように、最大の照度「１００」で発光させる発光素子のグループを、発光素子Ｐ(8、4)〜Ｐ(13、4)から、発光素子Ｐ(6、4)〜Ｐ(11、4)に切り替えるのである。これにより、前照灯による配光の中心軸が右前方に移動する。
更に、かかる右操舵時において、前方に車両が存在することを示す前方車両検出信号を受けた場合には、配光制御部１１は、図８に示すように、最大の照度「１００」で発光する発光素子Ｐ(6、4)〜Ｐ(11、4)よりも上方を照射、すなわち前方車両を照らすことになる例えば発光素子Ｐ(7、3)〜Ｐ(10、3)、Ｐ(7、2)〜Ｐ(10、2)、Ｐ(7、1)〜Ｐ(10、1)各々の照度を「０」に切り替える（ＡＤＢ＋ＡＦＳ配光制御）。
すなわち、右操舵時に前方に車両が存在する場合には、前方車両への前照灯の照射量を抑えるべく、右方向の道路を主に照らす発光素子Ｐ(6、4)〜Ｐ(11、4)よりも上方を照射、つまり前方車両を照らすことになる発光素子Ｐ(7、3)〜Ｐ(10、3)、Ｐ(7、2)〜Ｐ(10、2)、Ｐ(7、1)〜Ｐ(10、1)を消灯させるのである。
よって、発光装置１００を車両の前照灯装置として用いることにより、ミラーや光遮断用のシャッタを用いることなく、ＡＤＢ配光、ＡＦＳ配光、（ＡＤＢ＋ＡＦＳ）配光などの各種配光制御を実現することが可能となる。
以上のように、発光装置１００では、図９の模式図に示すように、時分割ドライバ１２が、第１行目に属する発光素子群［Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、1)］と、これから１行分隔てた第３行目に属する発光素子群［Ｐ(1、3)〜Ｐ(n、3)］とを時分割で発光駆動する。また、これと並行して、時分割ドライバ１３が、第２行目に属する発光素子群［Ｐ(1、2)〜Ｐ(n、2)］と、これから２行分隔てた第５行目に属する発光素子群［Ｐ(1、5)〜Ｐ(n、5)]とを時分割で発光駆動する。
更に、発光装置１００では、選択ドライバ１４が、第４行目に属する発光素子群［Ｐ(1、4)〜Ｐ(n、4)］を常時発光駆動する、いわゆるスタティック駆動を実施している。
要するに、図１に示す発光装置１００は、第１行目（又は第２行目）の発光素子群と、第３行目（又は第５行目）の発光素子群とをダイナミック駆動にて時分割発光させつつ、第４行目の発光素子群をスタティック駆動によって発光させているのである。
かかる構成によれば、発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、5)と各ドライバ（１２〜１７）とを接続する配線の数は、上記した選択ラインＳ１〜Ｓ５、駆動電圧供給ラインＡ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎ及びＣ１〜Ｃｎによる合計（３ｎ＋５）本となる。従って、発光素子Ｐの列数「ｎ」を３以上とした場合には、発光素子Ｐ(1、1)〜Ｐ(n、5)を全てスタティック駆動で発光させる場合に必要となる配線数（５ｎ＋１）本よりも少なくなる。
よって、図１に示す構成によれば、発光パネル１０及びドライバ（１２〜１７）間を接続する外部配線の数を少なくすることができるので、ドライバ側において外部配線毎に必要となる例えば出力アンプの数を減らすことが可能となる。これにより、装置規模の縮小化及び低消費電力化を実現することが可能となる。
また、図１に示す発光装置１００では、全５行からなる発光素子群のうちの、第１行目（又は第２行目）の発光素子群と、第３行目（又は第５行目）の発光素子群とを駆動周期ＴＷ毎に、時系列的に２分割して順次発光駆動するようにしている。これにより、全５行の発光素子群を時系列的に５分割して時分割駆動する場合に比して、１回あたりの発光素子Ｐの発光期間を長くすることができるので、高輝度化が図られるようになる。
また、発光装置１００に含まれれる時分割ドライバ１２では、第１行目の発光素子群と、第３行目の発光素子群とを時分割駆動するにあたり、第１行目の発光素子群に対する発光駆動期間Ｔ１と、第３行目の発光素子群に対する発光駆動期間Ｔ３との割合、つまりデユーティ比を互いに異ならせている。これにより、複数の発光素子による発光面内において、照度が異なる領域を形成させている。
更に、発光装置１００では、時分割ドライバ１２により、互いに１つの行を隔てて配列されている一対の「行」、つまり第１行目に属する発光素子群と第３行に属する発光素子群とを異なる照度「２０」及び「８０」で発光させつつ、時分割ドライバ１３により、上記した１つの行、つまり第２行に属する発光素子群を照度「５０」で発光させている。
よって、このような発光装置１００によれば、例えば図５に示すように、発光パネル１０による２次元発光面内において、中心領域から端部に向けて徐々に照度が推移するという、車両の前照灯として最適な配光パターンを得ることが可能となる。
尚、図１に示す発光パネル１０では、発光素子Ｐのマトリクス配列が（ｎ列、５行）となっているが、その行数は５行に限定されない。
図１０は、発光素子Ｐのマトリクス配列が（ｎ列、６行）の発光パネル１０を駆動する際に為される発光装置１００の構成を簡略的に示す模式図である。図１０に示す構成では、時分割ドライバ１２が、駆動周期ＴＷ毎に、第１行目の発光素子群と、第３行目の発光素子群とを、時系列的に２分割して順次発光駆動する。時分割ドライバ１３ａは、かかる駆動周期ＴＷ毎に、第２行目の発光素子群と、第６行目の発光素子群とを、時系列的に２分割して順次発光駆動する。更に、選択ドライバ１４が第４行目に属する発光素子群を駆動周期ＴＷに亘り発光駆動し、選択ドライバ１８が第５行目に属する発光素子群を駆動周期ＴＷに亘り発光駆動する。
図１１は、図１０に示す構成によって発光パネル１０を駆動する際における、駆動周期ＴＷ内での各発光素子の発光駆動期間Ｔの割合（％）、つまりデユーティ比の一例を示す図である。
尚、上記した実施例では、駆動周期ＴＷ内において、各ドライバが互いに異なる「行」に属する２系統の発光素子群を時系列的に２分割して順次発光駆動するようにしているが、時分割駆動における分割数は、発光パネル１０の全行数よりも少なければ「２」以上であっても良い。
図１２は、かかる点に鑑みて為された、発光装置１００の他の一例を簡略的に示す模式図である。図１２に示す構成では、発光パネル１０における発光素子Ｐのマトリクス配列が（ｎ列、６行）であり、時分割ドライバ１２ａが、駆動周期ＴＷ毎に、第１行目の発光素子群と、第２行目の発光素子群と、第５行目の発光素子群とを、時系列的に３分割して順次発光駆動する。時分割ドライバ１３ａは、かかる駆動周期ＴＷ毎に、第３行目の発光素子群と、第６行目の発光素子群とを時系列的に２分割して順次発光駆動する。更に、選択ドライバ１４が、第４行目に属する発光素子群を駆動周期ＴＷに亘り発光駆動する。
図１３は、図１２に示す構成によって発光パネル１０を駆動する際における、駆動周期ＴＷ内での各発光素子の発光駆動期間Ｔの割合（％）、つまりデユーティ比の一例を示す図である。
また、上記した実施例では、１つの発光パネル１０に対して、時分割駆動及びスタティック駆動を混在させて実施するようにしているが、時分割駆動のみで発光パネル１０を駆動するようにしても良い。
図１４は、かかる点に鑑みて為された、発光装置１００の他の一例を簡略的に示す模式図である。図１４に示す構成では、発光パネル１０における発光素子Ｐのマトリクス配列が（ｎ列、６行）であり、時分割ドライバ１２ｂが、駆動周期ＴＷ毎に、第１行目の発光素子群と、第４行目の発光素子群とを、時系列的に２分割して順次発光駆動する。時分割ドライバ１３ｂは、かかる駆動周期ＴＷ毎に、第２行目の発光素子群と、第５行目の発光素子群とを、時系列的に２分割して順次発光駆動する。時分割ドライバ１９は、駆動周期ＴＷ毎に、第３行目の発光素子群と、第６行目の発光素子群とを、時系列的に２分割して順次発光駆動する。
図１５は、図１４に示す構成によって発光パネル１０を駆動する際における、駆動周期ＴＷ内での各発光素子の発光駆動期間Ｔの割合（％）、つまりデユーティ比の一例を示す図である。
要するに、本発明に係る発光装置は、発光素子がｍ行ｎ列（ｎは１以上の整数、ｍは３以上の整数）のマトリクス状に配列されている発光パネルを、以下の第１のドライバ（例えば時分割ドライバ１２及び発光ドライバ１５）と、第２のドライバ（例えば、時分割ドライバ１３及び発光ドライバ１６、ないし選択ドライバ１４及び発光ドライバ１７）とで駆動するようにしたものである。
すなわち、第１のドライバが、少なくとも１つの行を隔てて配列されている一対の行を含むＫ行（Ｋは２以上ｍ未満の整数）分の各行に属する発光素子を駆動周期毎に、時系列的にＫ分割して順次発光駆動し、これと並行して第２のドライバが、上記した少なくとも１つの行に属する発光素子を駆動周期毎に発光駆動するのである。
かかる構成によれば、（ｎ・ｍ）個の発光素子を全てスタティック駆動で発光させる場合に比して、各発光素子とドライバとを接続する配線数を減らすことが可能となるので、装置規模の縮小化及び低消費電力化を図ることが可能となる。
また、上記した構成によれば、ｍ行の全てを対象として各行に属する発光素子群を時系列的にｍ分割して時分割発光駆動する場合に比して、１回あたりの発光素子の発光期間を長くすることができるので、高輝度化が図られるようになる。
更に、かかる構成によれば、発光素子がｍ行ｎ列のマトリクス状に配列されている発光パネルにおける２次元発光面内において、高照度（又は低照度）から低照度（又は高照度）へと徐々に照度が推移する配光パターンを得ることが可能となる。
ここで、左右方向への光の広がりを要求されない車両前照灯装置として、本発明に係る発光装置を用いる場合には、発光パネル１０の２次元発光面内の水平方向における端部領域、つまり右端部領域及び左端部領域に配置されている発光素子群に対しては、全て同一の低照度で発光させるようにしても良い。
図１６は、かかる点に鑑みて為された、発光装置１００の他の一例を簡略的に示す模式図である。尚、図１６に示す構成では、発光パネル１０における発光素子Ｐのマトリクス配列が（ｎ列、５行）である。
図１６に示す時分割ドライバ１２は、駆動周期ＴＷ毎に、例えば図１７に示すような第５列〜第（ｎ−４）列までの範囲からなる中央領域ＣＡに配列されている第１行目の発光素子群と、上記中央領域ＣＡに配列されている第３行目の発光素子群とを、時系列的に２分割して順次発光駆動する。時分割ドライバ１３は、駆動周期ＴＷ毎に、上記中央領域ＣＡに配列されている第２行目の発光素子群と、上記中央領域ＣＡに配列されている第５行目の発光素子群とを、時系列的に２分割して順次発光駆動する。選択ドライバ１４は、上記中央領域ＣＡに配列されている第４行目の発光素子群に対しては、これを駆動周期ＴＷに亘り発光駆動する、いわゆるスタティック駆動を実施する。
図１６に示す時分割ドライバ２０は、駆動周期ＴＷ毎に、例えば図１７に示すような第１列〜第４列までの範囲からなる右端部領域ＲＡに配列されている第１〜第５行目の発光素子群を、時系列的に５分割して順次発光駆動する。例えば、時分割ドライバ２０は、第１行、第２行、第３行、第４行、第５行の順に、各行に属する右端部領域ＲＡの発光素子群を、夫々図２に示す０．２・ＴＷの発光駆動期間Ｔ１の間だけ発光させるべき時分割駆動を実施するのである。
時分割ドライバ２１は、駆動周期ＴＷ毎に、例えば図１７に示すような第（ｎ−３）列〜第ｎ列までの範囲からなる左端領域ＬＡに配列されている第１〜第５行目の発光素子群を行単位にて、時系列的に５分割して順次発光駆動する。例えば、時分割ドライバ２１は、第１行、第２行、第３行、第４行、第５行の順に、各行に属する左端領域ＬＡの発光素子群を、夫々図２に示す０．２・ＴＷの発光駆動期間Ｔ１の間だけ発光させるべき時分割駆動を実施するのである。
尚、図１６に示す構成では、時分割ドライバ１２〜１４、２０及び２１に接続される発光パネル１０の選択ラインＳ１〜Ｓ５としては、右端部領域ＲＡ、中央領域ＣＡ及び左端領域ＬＡ毎に独立したもの、つまり領域間で電気的接続が遮断されているものを用いる。ただし、左端領域ＬＡの発光素子群の駆動を担う時分割ドライバ２０、及び右端部領域ＲＡの発光素子群の駆動を担う時分割ドライバ２１は、中央領域ＣＡの発光素子群の駆動を担う時分割ドライバ１２及び１３と同期してその動作を行う。
図１７は、図１６に示す構成によって発光パネル１０を駆動する際における、駆動周期ＴＷ内での各発光素子の発光駆動期間Ｔの割合（％）、つまりデユーティ比の一例を示す図である。
また、上記実施例においては、同一の縦横サイズを有する発光素子Ｐをマトリクス状に配列された発光パネル１０を採用しているが、縦横サイズが互いに異なる発光素子Ｐが混在して配列された発光パネル１０を用いるようにしても良い。
図１８は、かかる点に鑑みて為された、発光パネル１０における発光素子の配列形態の他の一例を示す図である。図１８に示す一例では、第６列〜第（ｎ−５）列までの範囲からなる中央領域ＣＡに配置されている第３行〜第７行各々に属する発光素子Ｐは、前述した発光素子Ｐと同一の縦横サイズを有するものである。ただし、中央領域ＣＡに配置されている第１及び第２行に跨る発光素子Ｑ(6,1)〜Ｑ(n-5,1)の各々は、その縦方向の長さが発光素子Ｐの２倍である。
また、図１８に示す一例では、第１列〜第５列までの範囲からなる右端部領域ＲＡには、発光素子Ｐに比して縦横サイズが夫々２倍の発光素子Ｒａ１、Ｒａ２、Ｒｂ１、Ｒｂ２、ＲＸａ１及びＲＸｂ１と、発光素子Ｐに比して横サイズだけが２倍の発光素子ＲＸａ２及びＲＸｂ２が配置されている。更に、右端部領域ＲＡには、発光素子Ｐに比して縦サイズだけが２倍の発光素子Ｒｃ１、Ｒｃ２及びＲｃ３と、発光素子Ｐと同一サイズの発光素子Ｒｃ４とが配置されている。
一方、第（ｎ−４）列〜第ｎ列までの範囲からなる左端領域ＬＡには、発光素子Ｐに比して縦横サイズが夫々２倍の発光素子Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌｂ１、Ｌｂ２、ＬＸａ１及びＬＸｂ１と、発光素子Ｐに比して横サイズだけが２倍の発光素子ＬＸａ２及びＬＸｂ２が配置されている。更に、左端領域ＬＡには、発光素子Ｐに比して縦サイズだけが２倍の発光素子Ｌｃ１、Ｌｃ２及びＬｃ３と、発光素子Ｐと同一サイズの発光素子Ｌｃ４とが配置されている。
この際、図１８に示す中央領域ＣＡに配置されている発光素子Ｐ及びＱに対しては、前述した実施例と同様な時分割駆動及びスタティック駆動が実施される。一方、右端部領域ＲＡ及び左端領域ＬＡに配置されている発光素子に対しては、上記した発光素子Ｐ及びＱに施す時分割駆動に同期させて、例えば以下のような時分割駆動を行う。
すなわち、駆動周期ＴＷ毎に、図１８に示す発光素子Ｒａ１、Ｒｂ１、Ｌａ１及びＬｂ１からなる第１の発光素子群と、発光素子Ｒａ２、Ｒｂ２、Ｌａ２及びＬｂ２からなる第２の発光素子群とを、時系列的に２分割して順次発光駆動する。また、これと並行して、駆動周期ＴＷ毎に、図１８に示す発光素子ＲＸａ１、ＲＸｂ１、ＬＸａ１及びＬＸｂ１からなる第３の発光素子群と、発光素子ＲＸａ２、ＲＸｂ２、ＬＸａ２及びＬＸｂ２からなる第４の発光素子群とを、時系列的に２分割して順次発光駆動する。更に、駆動周期ＴＷ毎に、図１８に示す発光素子Ｒｃ１及びＬｃ１からなる第５の発光素子群と、発光素子Ｒｃ２及びＬｃ２からなる第６の発光素子群と、発光素子Ｒｃ３及びＬｃ３からなる第７の発光素子群と、発光素子Ｒｃ４及びＬｃ４からなる第８の発光素子群とを時系列的に４分割して順次発光駆動する。
図１９は、図１８に示す発光パネル１０を駆動する際における、駆動周期ＴＷ内での各発光素子の発光駆動期間Ｔの割合（％）、つまりデユーティ比の一例を示す図である。
尚、上記実施例においては、各発光素子のカソード電極と時分割ドライバとを選択ラインを介して電気的に接続すると共に、各発光素子のアノード電極と発光ドライバとを駆動電圧供給ラインを介して電気的に接続するようにしている。しかしながら、各発光素子のアノード電極と時分割ドライバとを電気的に接続し、各発光素子のカソード電極と発光ドライバとを電気的に接続するようにしても良い。この際、時分割ドライバが、高電位の基準電位を有する時分割駆動パルスを選択ラインを介して発光素子のアノード電極に供給し、発光ドライバが、低電位の発光駆動パルスを駆動電圧供給ラインを介して発光素子のカソード電極に供給する。
１０ 発光パネル
１１ 配光制御部
１２〜１４ 時分割ドライバ
１５、１６ 発光ドライバ
Ｐ(1,1)〜Ｐ(n,5) 発光素子
Ｓ１〜Ｓ５ 選択ライン
Ａ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎ、Ｃ１〜Ｃｎ 駆動電圧供給ライン

Claims (9)

  1. 複数の発光素子を有する発光装置であって、
    前記発光素子がｍ行ｎ列（ｎは１以上の整数、ｍは３以上の整数）のマトリクス状に配列されている発光パネルと、
    少なくとも１つの行を隔てて配列されている一対の行を含むＫ行（Ｋは２以上ｍ未満の整数）分の各行に属する前記発光素子を駆動周期毎に、時系列的にＫ分割して順次、発光駆動する第１のドライバと、
    前記少なくとも１つの行に属する前記発光素子を前記駆動周期毎に発光駆動する第２のドライバと、を有し、
    前記第１のドライバ及び前記第２のドライバは夫々が異なる行に接続されており、前記第１のドライバに接続されている前記一対の行に挟まれた行に前記第２のドライバが接続されており、
    前記第１のドライバが自身に接続されている行に属する前記発光素子を発光駆動している間に、前記第２のドライバが自身に接続されている行に属する前記発光素子を発光駆動し、
    前記第１のドライバは前記発光素子の照度を制御する機能を有し、前記第１のドライバで制御可能な最大照度と、前記第２のドライバの発光駆動による前記発光素子の最大照度とが互いに異なることを特徴とする発光装置。
  2. 前記第１のドライバは、前記駆動周期内において、前記一対の行のうちの一方の行に属する前記発光素子と、他方の行に属する前記発光素子とを互いに異なる期間に亘り順次、発光駆動し、
    前記第１のドライバに接続されている前記一対の行に挟まれて配置されており且つ前記第２のドライバに接続されている行に属する前記発光素子は、前記駆動周期内において、前記一対の行のうちの一方の行に属する前記発光素子に対する発光駆動期間より長く、且つ前記一対の行のうちの他方の行に属する前記発光素子に対する発光駆動期間よりも短い期間に亘り、前記第２のドライバによって発光駆動されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記第２のドライバは、前記少なくとも１つの行を含むＬ行（Ｌは２以上ｍ未満の整数）分の各行に属する前記発光素子を前記駆動周期毎に、時系列的にＬ分割して順次、発光駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
  4. 前記第２のドライバは、前記少なくとも１つの行を含むＬ行（Ｌは２以上ｍ未満の整数）分の各行に属する前記発光素子を前記駆動周期に亘り発光駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
  5. 前記第１及び第２のドライバを制御することにより前記発光パネルにおける配光パターンを変更する配光制御部を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の発光装置。
  6. 前記配光制御部は、照射回避物の有無を示す信号を受け当該信号に応じて前記第１及び第２のドライバを制御することにより前記照射回避物の有無に対応した配光パターンで前記発光パネルを発光させることを特徴とする請求項５記載の発光装置。
  7. 前記配光制御部は、車両の操舵方向を示す信号を受け当該信号に応じて前記第１及び第２のドライバを制御することにより前記車両の操舵方向に対応した配光パターンで前記発光パネルを発光させることを特徴とする請求項５又は６記載の発光装置。
  8. 前記第１及び第２のドライバは、前記発光パネルにおける２次元発光面内の水平方向における端部の領域を除く中央領域に配列されている前記発光素子を前記発光駆動の対象とし、
    前記端部の領域に配置されている前記ｍ行の各行に属する前記発光素子を前記駆動周期毎に、時系列的にｍ分割して順次、発光駆動する第３のドライバを更に含むことを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
  9. 前記端部の領域及び前記中央領域には、異なるサイズの前記発光素子が配列されていることを特徴とする請求項８記載の発光装置。
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