JP7447604B2 - 発光装置、光学装置、計測装置及び情報処理装置 - Google Patents
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Description
本発明は、複数の発光素子を順次発光させる動作とともに、複数の発光素子の一部又は全部を並行に発光させる動作が可能な発光装置などを提供する。
請求項2に記載の発明は、前記駆動素子は、駆動サイリスタであって、前記駆動信号は、前記駆動サイリスタのゲートに供給され、当該駆動サイリスタをオン状態に移行可能にする信号であることを特徴とする請求項1に記載の発光装置である。
請求項3に記載の発明は、前記発光素子と前記駆動素子とは、当該発光素子と当該駆動素子とが一体化された発光サイリスタであって、前記駆動信号は、前記発光サイリスタのゲートに供給され、当該発光サイリスタをオン状態に移行可能にする信号であることを特徴とする請求項1に記載の発光装置である。
請求項4に記載の発明は、前記光源の備える複数の前記発光素子は、二次元状に配列され、当該発光素子に対応して設けられる前記駆動素子は、2個であり、前記制御部は、前記同時点灯動作において、2個の前記駆動素子をオン状態にすることを特徴とする請求項1に記載の発光装置である。
請求項5に記載の発明は、複数の発光素子と、複数の当該発光素子に対応して設けられ、オン状態になることで当該発光素子を点灯させる複数の駆動素子と、同時に並行して点灯させる発光素子に対応する駆動素子に接続された同時点灯ダイオードと、を有する光源と、複数の前記発光素子を順次に点灯させる順次点灯動作と、同時に並行して発光素子を点灯させる同時点灯動作とに切り替えて制御する制御部と、を備え、前記光源は、基準電位又は電源電位に設定される電源線と、一方が前記電源線に接続され、前記駆動素子に駆動信号を供給するとともに、他方が前記同時点灯ダイオードに接続される駆動信号線と、複数の前記発光素子に点灯のための点灯信号を供給する点灯信号線と、を有し、前記制御部は、前記順次点灯動作においては、前記電源線を電源電位に設定し、前記駆動信号と前記点灯信号とにより、対応する発光素子を順次点灯させ、前記同時点灯動作においては、前記電源線を基準電位に設定するとともに、前記同時点灯ダイオードを介して前記駆動素子をオン状態にして、前記点灯信号により前記発光素子を同時に並行して点灯させることを特徴とする発光装置である。
請求項6に記載の発明は、前記同時点灯ダイオードは、前記順次点灯動作においては逆バイアスとなり、前記同時点灯動作においては順バイアスになるように接続されていることを特徴とする請求項5に記載の発光装置である。
請求項7に記載の発明は、前記光源から出射された光を拡散させて出射する拡散部材を備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の発光装置である。
請求項8に記載の発明は、前記光源から出射された光を回折させて出射する回折部材を備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の発光装置である。
請求項9に記載の発明は、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の発光装置と、前記発光装置が備える光源から出射され、被計測物で反射された反射光を受光する受光部と、を備える光学装置である。
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の光学装置と、前記光学装置が備える光源から出射されてから受光部で受光されるまでの時間に基づいて、被計測物までの距離を特定する距離特定部と、を備える計測装置である。
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の計測装置と、前記計測装置が備える距離特定部での特定結果に基づき、自装置の使用に関する認証処理を行う認証処理部と、を備える情報処理装置である。
請求項2に記載の発明によれば、駆動素子が駆動サイリスタでない場合に比較し、制御が容易になる。
請求項3に記載の発明によれば、発光サイリスタでない場合に比較し、素子の数が少なくできる。
請求項4に記載の発明によれば、一次元状に配列された場合に比べ、光源が高密度に配列される。
請求項5に記載の発明によれば、複数の発光素子を順次発光させる動作とともに、複数の発光素子の一部を並行に発光させる動作が可能となる。
請求項6に記載の発明によれば、同時点灯ダイオードを用いない場合に比較し、制御が容易になる。
請求項7に記載の発明によれば、拡散部材を備えない場合と比較し、広い照射領域が得られる。
請求項8に記載の発明によれば、回折部材を備えない場合と比較し、広い照射領域が得られる。
請求項9に記載の発明によれば、距離に対応した信号が取得できる光学装置が提供される。
請求項10に記載の発明によれば、被計測物までの距離の計測が行える計測装置が提供される。
請求項11に記載の発明によれば、特定された距離に基づく認証処理を搭載した情報処理装置が提供される。
被計測物の三次元形状を計測する計測装置には、光の飛行時間による、いわゆるToF(Time of Flight)法に基づいて、三次元形状を計測する装置がある。ToF法では、計測装置が備える発光装置から光が出射されたタイミングから、照射された光が被計測物で反射して計測装置が備える三次元センサ(以下では、3Dセンサと表記する。)で受光されるタイミングまでの時間を計測し、計測された三次元形状から被計測物の三次元形状を特定する。なお、三次元形状を計測する対象を被計測物と表記する。三次元形状を三次元像と表記することがある。また、三次元形状を計測することを、三次元計測、3D計測又は3Dセンシングと表記することがある。
(情報処理装置1)
図1は、情報処理装置1の一例を示す図である。前述したように、情報処理装置1は、一例として携帯型情報処理端末である。
情報処理装置1は、ユーザインターフェイス部(以下では、UI部と表記する。)2と三次元形状を計測する光学装置3とを備える。UI部2は、例えばユーザに対して情報を表示する表示デバイスとユーザの操作により情報処理に対する指示が入力される入力デバイスとが一体化されて構成されている。表示デバイスは、例えば液晶ディスプレイや有機ELディスプレイであり、入力デバイスは、例えばタッチパネルである。
情報処理装置1は、上記した光学装置3と、計測制御部8と、システム制御部9とを備える。前述したように、光学装置3は、発光装置4と、3Dセンサ5とを備える。計測制御部8は、光学装置3を制御する。そして、計測制御部8は、三次元形状特定部81を含む。システム制御部9は、情報処理装置1全体をシステムとして制御する。そして、システム制御部9は、認証処理部91を含む。そして、システム制御部9には、UI部2、スピーカ92、二次元カメラ(図2では、2Dカメラと表記する。)93などが接続されている。
図2において、計測装置6は、光学装置3と計測制御部8とを備える。図2では、光学装置3と計測制御部8とを分けて示したが、一体に構成されていてもよい。
図3に示すように、光拡散部材30は、光源20を覆うように設けられている。光拡散部材30は、回路基板10の表面上に設けられた保持部40により、回路基板10上に設けられた光源20から予め定められた距離を離して設けられている。つまり、光拡散部材30は、光源20の光の出射経路上に設けられている。
図5は、第1の実施の形態が適用される光源20の等価回路である。なお、図5には、制御部110を合わせて示している。
光源20は、発光ダイオードLED1、LED2、LED3、…(区別しない場合は、発光ダイオードLEDと表記する。)と、駆動サイリスタB1、B2、B3、…(区別しない場合は、駆動サイリスタBと表記する。)とを備える。同じ番号の発光ダイオードLEDと駆動サイリスタBとが直列接続されている。発光ダイオードLEDは、発光素子の一例である。駆動サイリスタBは、駆動素子の一例である。なお、発光ダイオードLEDの代わりに、例えば垂直共振器面発光レーザ素子(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting LASER)などのレーザ素子であってもよい。
転送サイリスタT、駆動サイリスタBのそれぞれのアノードは、基板80に接続される(アノードコモン)。
そして、これらのアノードは、基板80の裏面に設けられたVsub端子である裏面電極を介して基準電位Vsubが供給される。なお、この接続はp型の基板80を用いた際の構成であり、n型の基板を用いる場合は極性が逆となり、不純物を添加していないイントリンシック(i)型の基板を用いる場合には、基板の発光ダイオードLEDなどが設けられる側に、基準電位Vsubを供給する端子が設けられる。
一方、転送サイリスタTの配列に沿って、偶数番号の転送サイリスタT2、T4、…のカソードは、転送信号線73に接続されている。そして、転送信号線73は、電流制限抵抗R2を介してφ2端子に接続されている。このφ2端子には、制御部110の転送信号発生部120から転送信号φ2が供給される。
同時点灯信号発生部190から同時点灯信号φg1が供給される。同時点灯ダイオードDg3、Dg4のカソードは、駆動サイリスタB3、B4のゲートGb3、Gb4にそれぞれ接続されている。同時点灯ダイオードDg3、4のアノードは、φg2端子に接続されている。φg2端子には、制御部110の同時点灯信号発生部190から同時点灯信号φg2が供給される。同時点灯信号φg1、φg2を区別しない場合は、同時点灯信号φgと表記する。
同時点灯ダイオードDgの動作については、後に詳述する。
制御部110は、転送信号発生部120と、点灯信号発生部140と、基準電位供給部160と、電源電位供給部170と、同時点灯信号発生部190とを備える。転送信号発生部120は、転送サイリスタTを順にオン状態を転送する転送信号φ1、φ2を発生する。点灯信号発生部140は、発光ダイオードLEDを点灯(発光)させる電流を供給する点灯信号φIを発生する。同時点灯信号発生部190は、発光ダイオードLEDを同時に並行して発光させる同時点灯信号φgを発生する。基準電位供給部160は、基準電位Vsubを供給する。電源電位供給部170は、電源電位Vgkを供給する。
サイリスタ(転送サイリスタT、駆動サイリスタB)の基本的な動作を説明する。サイリスタは、前述したように、アノード、カソード、ゲートの3端子を有する半導体素子であって、pnpn構造を成している。例えば、GaAs、GaAlAs、AlAsなどのp型の半導体層とn型の半導体層とを基板80上に積層して構成されている。ここでは、p型の半導体層とn型の半導体層とで構成されるpn接合の順方向電位(拡散電位)Vdを一例として1.5Vとして説明する。
オン状態になると、サイリスタのゲートは、アノードの電位に近い電位になる。ここでは、アノードを基準電位Vsub(「H」(0V))に設定しているので、ゲートは、0V(「H」)になるとする。また、オン状態のサイリスタのカソードは、アノードの電位からpn接合の順方向電位Vd(1.5V)を引いた電位に近い電位となる。ここでは、アノードを基準電位Vsub(「H」(0V))に設定しているので、オン状態のサイリスタのカソードは、-1.5Vに近い電位(絶対値が1.5Vより大きい負の電位)となる。なお、カソードの電位は、オン状態のサイリスタに電流を供給する電源との関係で設定される。
駆動サイリスタBと発光ダイオードLEDとは、基板80上に設けられた駆動サイリスタB上に発光ダイオードLEDを積層して構成されてもよい。この場合、図5から分かるように、駆動サイリスタBと発光ダイオードLEDとを直接積層すると、駆動サイリスタBのカソードと発光ダイオードLEDのアノードとが逆バイアスになってしまう。そこで、駆動サイリスタBと発光ダイオードLEDとは、トンネル接合(ダイオード)層を介して積層される。トンネル接合層は、n型の不純物を高濃度に添加したn++層と、p型の不純物を高濃度に添加したp++層との接合である。このため、トンネル接合層は、逆バイアス状態においても、電子のトンネルにより、電流が流れやすい。よって、駆動サイリスタBがオン状態になると、逆バイアスのトンネル接合層を介して、駆動サイリスタBと発光ダイオードLEDとの間で電流が流れる。これにより、発光ダイオードLEDが発光(点灯)する。
なお、発光波長や光量によって発光ダイオードLEDに印加する電圧を変えることとなるが、その際は点灯信号φIの電圧(「Lo」)を調整すればよい。
次に、第1の実施の形態が適用される発光装置4における光源20の発光ダイオードLEDを順次発光させる動作について説明する。
図6は、第1の実施の形態が適用される光源20の発光ダイオードLEDを順次発光させる動作を説明するタイミングチャートである。図6は、発光ダイオードLED1~LED4の4個の発光ダイオードLEDの点灯(発光)/非点灯(非発光)を制御(点灯制御と表記する。)する部分のタイミングチャートである。なお、図6では、発光ダイオードLED1、LED2、LED3を発光させ、発光ダイオードLED4を非発光としている。
以下では、「H」(0V)及び「L」(-3.3V)を、「H」及び「L」と省略する場合がある。
転送信号φ2は、期間T(1)の開始時刻bにおいて「H」(0V)であって、時刻eで「H」(0V)から「L」(-3.3V)に移行する。そして、期間T(2)の終了時刻iにおいて「L」から「H」に移行する。
転送信号φ1と転送信号φ2とを比較すると、転送信号φ2は、転送信号φ1を時間軸上で期間T後ろにずらしたものに当たる。一方、転送信号φ2は、期間T(1)において、破線で示す波形及び期間T(2)での波形が、期間T(3)以降において繰り返す。転送信号φ2の期間T(1)の波形が期間T(3)以降と異なるのは、期間T(1)は発光装置4が動作を開始する期間であるためである。
ここでは、発光ダイオードLED1に対する点灯制御の期間T(1)において、点灯信号φIを説明する。点灯信号φIは、期間T(1)の開始時刻bにおいて「H」(0V)であって、時刻cで「H」(0V)から「Lo」(-5V)に移行する。そして、時刻dで「Lo」から「H」に移行し、時刻eにおいて「H」を維持する。
(1)時刻a
時刻aにおいて、発光装置4の制御部110の基準電位供給部160は、基準電位Vsubを「H」(0V)に設定する。電源電位供給部170は、電源電位Vgkを「L」(-3.3V)に設定する。制御部110の転送信号発生部120は転送信号φ1、転送信号φ2をそれぞれ「H」(0V)に設定する。これにより、光源20のφ1端子及びφ2端子が「H」になる。電流制限抵抗R1を介してφ1端子に接続されている転送信号線72の電位も「H」になり、電流制限抵抗R2を介してφ1端子に接続されている転送信号線73も「H」になる(図5参照)。
さらに、制御部110の同時点灯信号発生部190は、同時点灯信号φg1、φg2を「L」(-3.3V)に設定する。
図6に示す時刻bにおいて、転送信号φ1が、「H」(0V)から「L」(-3.3V)に移行する。これにより発光装置4は、動作を開始する。
転送信号φ1が「H」から「L」に移行すると、φ1端子及び電流制限抵抗R1を介して、転送信号線72の電位が、「H」(0V)から「L」(-3.3V)に移行する。すると、しきい電圧が-3Vである転送サイリスタT1がターンオンする。しかし、転送信号線72にカソードが接続された、番号が3以上の奇数番号の転送サイリスタTは、しきい電圧が-4.8Vであるのでターンオンできない。一方、偶数番号の転送サイリスタTは、転送信号φ2が「H」(0V)であって、転送信号線73が「H」(0V)であるのでターンオンできない。
転送サイリスタT1がターンオンすることで、転送信号線72の電位は、アノードの電位(「H」(0V))からpn接合の順方向電位Vd(1.5V)を引いた-1.5Vになる。
これにより、駆動サイリスタB1のしきい電圧が-1.5V、転送サイリスタT2、駆動サイリスタB2のしきい電圧が-3V、転送サイリスタT3、駆動サイリスタB3のしきい電圧が-4.5V、番号が4以上の転送サイリスタT、駆動サイリスタBのしきい電圧が-4.8Vになる。
しかし、転送信号線72は、オン状態の転送サイリスタT1により-1.5Vになっているので、オフ状態の奇数番号の転送サイリスタTはターンオンしない。転送信号線73は、「H」(0V)であるので、偶数番号の転送サイリスタTはターンオンしない。点灯信号線74は「H」(0V)であるので、いずれの発光ダイオードLEDも点灯しない。
時刻cにおいて、点灯信号φIが「H」(0V)から「Lo」(-5V)に移行する。
点灯信号φIが「H」から「Lo」に移行すると、電流制限抵抗RI及びφI端子を介して、点灯信号線74が「H」(0V)から「Lo」(-5V)に移行する。すると、発光ダイオードLEDに印加される電圧1.7Vを足した-3.3Vが駆動サイリスタB1に印加され、しきい電圧が-1.5Vである駆動サイリスタB1がターンオンして、発光ダイオードLED1が点灯(発光)する。これにより、点灯信号線74の電位が-3.2Vに近い電位(絶対値が3.2Vより大きい負の電位)になる。なお、駆動サイリスタB2はしきい電圧が-3Vであるが、駆動サイリスタB2に印加される電圧は、発光ダイオードLEDに印加される電圧1.7Vと-3.2Vとを足した-1.5Vになるので、駆動サイリスタB2はターンオンしない。
時刻cの直後において、転送サイリスタT1、駆動サイリスタB1がオン状態にあって、発光ダイオードLED1が点灯(発光)している。
時刻dにおいて、点灯信号φIが「Lo」(-5V)から「H」(0V)に移行する。
点灯信号φIが「Lo」から「H」に移行すると、電流制限抵抗RI及びφI端子を介して、点灯信号線74の電位が-3.2Vから「H」に移行する。すると、発光ダイオードLED1のカソード及び駆動サイリスタB1のアノードとがともに「H」になるので駆動サイリスタB1がターンオフするとともに、発光ダイオードLED1が消灯する(非点灯になる)。発光ダイオードLED1の点灯期間は、点灯信号φIが「H」から「Lo」に移行した時刻cから、点灯信号φIが「Lo」から「H」に移行する時刻dまでの、点灯信号φIが「Lo」(-5V)である期間となる。
時刻dの直後において、転送サイリスタT1がオン状態にある。
時刻eにおいて、転送信号φ2が「H」(0V)から「L」(-3.3V)に移行する。ここで、発光ダイオードLED1を点灯制御する期間T(1)が終了し、発光ダイオードLED2を点灯制御する期間T(2)が開始する。
転送信号φ2が「H」から「L」に移行すると、φ2端子を介して転送信号線73の電位が「H」から「L」に移行する。前述したように、転送サイリスタT2は、しきい電圧が-3Vになっているので、ターンオンする。これにより、ゲートGt2/Gb2の電位が「H」(0V)、ゲートGt3/Gb3の電位が-1.5V、ゲートGt4/Gb4の電位が-3Vになる。そして、番号が5以上のゲートGt/Gbの電位が-3.3Vになる。
時刻eの直後において、転送サイリスタT1、T2がオン状態にある。
時刻fにおいて、転送信号φ1が「L」(-3.3V)から「H」(0V)に移行する。
転送信号φ1が「L」から「H」に移行すると、φ1端子を介して転送信号線72の電位が「L」から「H」に移行する。すると、オン状態の転送サイリスタT1は、アノードとカソードとがともに「H」になって、ターンオフする。すると、ゲートGt1/Gb1の電位は、電源線抵抗Rg1を介して、電源電位線71の電源電位Vgk(「L」(-3.3V))に向かって変化する。これにより、結合ダイオードD1が逆バイアスになる。よって、ゲートGt2/Gb2が「H」(0V)である影響は、ゲートGt1/Gb1には及ばなくなる。すなわち、逆バイアスの結合ダイオードDで接続されたゲートGtを有する転送サイリスタTは、しきい電圧が-4.8Vになって、「L」(-3.3V)の転送信号φ1又は転送信号φ2ではターンオンしなくなる。
時刻fの直後において、転送サイリスタT2がオン状態にある。
時刻gにおいて、点灯信号φIが「H」(0V)から「Lo」(-5V)に移行すると、時刻cでの駆動サイリスタB1及び発光ダイオードLED1と同様に、駆動サイリスタB1がターンオンして、発光ダイオードLED2が点灯(発光)する。
そして、時刻hにおいて、点灯信号φIが「Lo」(-5V)から「H」(0V)に移行すると、時刻dでの駆動サイリスタB1及び発光ダイオードLED1と同様に、駆動サイリスタB2がターンオフして、発光ダイオードLED2が消灯する。
さらに、時刻iにおいて、転送信号φ1が「H」(0V)から「L」(-3.3V)に移行すると、時刻bでの転送サイリスタT1又は時刻eでの転送サイリスタT2と同様に、しきい電圧が-3Vの転送サイリスタT3がターンオンする。時刻iで、発光ダイオードLED2を点灯制御する期間T(2)が終了し、発光ダイオードLED3を点灯制御する期間T(3)が開始する。
以降は、これまで説明したことの繰り返しとなる。
そして、オン状態の転送サイリスタTのゲートGtにゲートGbが接続された駆動サイリスタBは、しきい電圧が-1.5Vであるので、点灯信号φIが「H」(0V)から「Lo」(-5V)に移行するとターンオンし、駆動サイリスタBに直列接続された発光ダイオードLEDが点灯(発光)する。
つまり、駆動サイリスタBのゲートGbの電位(ゲート信号線55などのゲート信号線)が0Vになると、駆動サイリスタBがオン状態に移行可能な状態になる。そして、点灯信号φIが「H」(0V)から「Lo」(-5V)に移行すると、駆動サイリスタBはオン状態になり、発光ダイオードLEDが点灯(発光)する。すなわち、駆動サイリスタBは、オン状態になることで発光ダイオードLEDが点灯するように駆動する。
なお、「H」(0V)の点灯信号φIは、駆動サイリスタBをオフ状態に維持するとともに、発光ダイオードLEDを非点灯に維持する。すなわち、点灯信号φIは、発光ダイオードLEDの点灯/非点灯を設定する。
光源20において、複数の発光ダイオードLEDの全てを同時に並行して点灯させることを求められることがある。同時とは、信号の一つのタイミングにおいて、全ての発光ダイオードLEDに対して、点灯動作が行われることを言う。そして、全ての発光ダイオードLEDを同時に並行して点灯させることを、全同時点灯動作と表記する。例えば、光源20の製造後に行われる、発光ダイオードLEDの点灯不良の有無の検査や発光ダイオードLEDのバーンインにおいては、光源20の発光ダイオードLEDを全点灯させられれば、効率が向上する。バーンインとは、温度と電圧の負荷をかけることにより、初期不良を事前に低減させる方法である。特に、発光ダイオードLEDの代わりに、垂直共振器面発光レーザ素子(VCSEL)などのレーザ素子を用いる場合には、製造後にバーンインを行うことが求められている。また、光源20から出射される光のパタン(ニアフィールドパタンやファーフィールドパタン)を計測する場合において、全ての発光ダイオードLEDを点灯させて行いたいことがある。なお、全同時点灯動作を同時点灯動作と表記することがある。
前述したように、発光ダイオードLEDを点灯させるためには、駆動サイリスタBが点灯信号φIでターンオンすればよい。よって、全同時点灯動作では、全ての発光ダイオードLEDに接続された駆動サイリスタBが点灯信号φIでターンオンするようにする。
光源20において、複数の発光ダイオードLEDの一部分を組にして点灯させることを求められることがある。これを部分同時点灯動作と表記する。この場合には、同時点灯ダイオードDgを用いる。
前述したように、発光ダイオードLEDを点灯させるためには、駆動サイリスタBが点灯信号φIでターンオンすればよい。よって、部分同時点灯動作では、組にした発光ダイオードLEDに接続された駆動サイリスタBが点灯信号φIでターンオンするようにする。
第1の実施の形態が適用される発光装置4では、順次点灯動作において、発光素子(第1の実施の形態では、発光ダイオードLED)が順に点灯し、同時にいくつかの発光素子が並行に点灯することがなかった。第2の実施の形態が適用される発光装置4Aでは、順次点灯動作において、同時にいくつかの発光素子が並行に点灯するとともに、発光素子の光量に階調を設けられるようにしている。
第2の実施の形態が適用される発光装置4Aは、第1の実施の形態が適用される発光装置4と、光源21及び制御部111が異なる。よって、同様の部分の説明を省略し、異なる部分を説明する。なお、同じ機能を有する部分には、同じ符号を付す。
光源21は、発光サイリスタL1、L2、L3、…(区別しない場合は、発光サイリスタLと表記する。)と、転送サイリスタT1、T2、T3、…と、結合ダイオードD1、D2、D3、…と、スタートダイオードSDと、設定サイリスタS1、S2、S3、…と、接続ダイオードDs1、Ds2、Ds3、…(区別しない場合は、接続ダイオードDsと表記する。)と、電源線抵抗Rg1、Rg2、Rg3、…を備える。発光サイリスタL1、L2、L3、…の各ゲートをゲートGl1、Gl2、Gl3、…(区別しない場合は、ゲートGlと表記する。)とする。さらに、設定サイリスタSのゲートGsと発光サイリスタLのゲートGlとを接続する抵抗Rpを備える。
転送サイリスタTのゲートGtは、接続ダイオードDsのアノードに接続される。接続ダイオードDsのカソードは、設定サイリスタSのゲートGsに接続されている。設定サイリスタSのゲートGsは発光サイリスタLのゲートGlに、抵抗Rpを介して接続されている。そして、設定サイリスタSのカソードは、設定信号線75に接続されている。そして、設定信号線75は、φs端子に接続されている。φs端子には、制御部111における設定信号発生部180から設定信号φsが供給される。
また、同時点灯ダイオードDg3のカソードは、ゲート信号線57に接続され、同時点灯ダイオードDg4のカソードは、ゲート信号線58に接続されている。同時点灯ダイオードDg3、Dg4のアノードは、φg2端子に接続されている。φg2端子には、制御部111における同時点灯信号発生部190から同時点灯信号φg2が供給される。
次に、発光装置4Aにおける光源21の発光サイリスタLを順次発光させる動作について説明する。
第1の実施の形態が適用される発光装置4の光源20と同様に、転送サイリスタTは、オン状態が転送される。なお、点灯信号φIは、「L」(-3.3V)であり、設定信号φsは、「H」(0V)である。ここで、転送サイリスタT1がオン状態になったとする。すると、ゲートGt1が0Vになる。よって、接続ダイオードDs1で接続されたゲートGs1が-1.5Vになる。発光サイリスタL1のゲートGl1は、-1.5Vになった設定サイリスタS1のゲートGs1に抵抗Rpを介して接続されている。ここでは、抵抗Rpによる電位降下δを0.8Vとする。よって、発光サイリスタL1のゲートGl1は、ゲートGs1の電位(-1.5V)から抵抗Rpによる電位降下δ(0.8V)を引いた-2.3Vになる。これにより、発光サイリスタL1のしきい電圧は、-3.8Vになる。よって、点灯信号φIが「L」(-3.3V)であっても、発光サイリスタL1は、点灯しない。
つまり、発光サイリスタLのゲートGlの電位(ゲート信号線55などのゲート信号線)が-2.3Vになると、発光サイリスタLがオン状態に移行可能な状態になる。
そして、発光サイリスタL4は、階調設定期間Ug4においてオフ状態(非点灯状態)からオン状態(点灯状態)に移行し、発光サイリスタL3は、階調設定期間Ug255においてオフ状態(非点灯状態)からオン状態(点灯状態)に移行する。
そして、階調設定期間Ug255が終了する時刻mにおいて、点灯信号φIが「L」(-3.3V)から「H」(0V)に移行することにより、点灯状態であった発光サイリスタL2、L3、L4がターンオフして非点灯状態に移行する。
ここで説明しない光源21の動作は、第1の実施の形態で説明した光源20の動作と同様であるので、説明を省略する。
光源21において、全ての発光サイリスタLを同時に並行して点灯させる全同時点灯動作を説明する。
発光サイリスタLを点灯させるためには、発光サイリスタLが点灯信号φIでターンオンすればよい。よって、全同時点灯動作では、全ての発光サイリスタLが点灯信号φIでターンオンするようにする。
光源21において、複数の発光ダイオードLEDにおいて、一部分の発光サイリスタLを組にして点灯させる部分同時点灯動作を説明する。
発光サイリスタLを点灯させるためには、発光サイリスタLが点灯信号φIでターンオンすればよい。よって、部分同時点灯動作においては、組にした発光サイリスタLが点灯信号φIでターンオンするようにする。
第1の実施の形態が適用される発光装置4の光源20及び第2の実施の形態が適用される発光装置4Aの光源21では、発光素子は、一次元状に配列されていた。第3の実施の形態が適用される発光装置4Bの光源22では、発光素子は二次元状に配列されている。
第3の実施の形態が適用される発光装置4Bは、第1の実施の形態が適用される発光装置4と光源22及び制御部112が異なる。よって、同様の部分の説明を省略し、異なる部分を説明する。なお、同じ機能を有する部分には、同じ符号を付す。
光源22は、4×4のマトリクス(二次元状)に配列された16個のレーザダイオードLDを備える。なお、二次元状とは、次元の数が二つあることをいい、例えばx方向とy方向とに広がっていることを言う。つまり、x方向にレーザダイオードLD11、LD21、LD31、LD41が配列された発光素子部101、レーザダイオードLD12、LD22、LD32、LD42がx方向に配列された発光素子部102、レーザダイオードLD13、LD23、LD33、LD43がx方向に配列された発光素子部103、レーザダイオードLD14、LD24、LD34、LD44がx方向に配列された発光素子部104を備える。
設定サイリスタSは、設定サイリスタS1、S2、S3、S4の順にx方向に配列されている。
接続ダイオードDa、Db、電源線抵抗Rgも、同様にx方向に配列されている。
転送サイリスタT、設定サイリスタS、結合ダイオードD、接続ダイオードDa、Db、電源線抵抗Rgは、x方向に配列されているので、一桁の数字が付される。なお、個々の数字を付す代わりに「i」を付す場合がある。
基準電位Vsubは、基板80の裏面に設けられた裏面電極を介して供給される。
発光素子部102に含まれる駆動サイリスタDTi2のカソードは、点灯信号線74-2に接続されている。点灯信号線74-2は、φI2端子に接続されている。φI2端子には、制御部112から点灯信号φI2が供給される。
また、発光素子部103に含まれる駆動サイリスタDTi3のカソードは、点灯信号線74-3に接続されている。点灯信号線74-3は、φI3端子に接続されている。φI3端子には、制御部112から点灯信号φI3が供給される。
同様に、発光素子部104に含まれる駆動サイリスタDTi4のカソードは、点灯信号線74-4に接続されている。点灯信号線74-4は、φI4端子に接続されている。φI4端子には、制御部112から点灯信号φI4が供給される。
つまり、駆動サイリスタDTijのカソードは、点灯信号線74-jに接続され、点灯信号線74-jは、φIj端子に接続されている。そして、φIj端子には、制御部112から点灯信号φIjが供給される。
転送サイリスタTiのゲートGtiは、接続ダイオードDaiを介して、設定サイリスタSiのゲートに接続されている。そして、設定サイリスタSiのゲートGsiは、接続ダイオードDbiを介して、駆動サイリスタDTijのゲートGdijに接続されている。
つまり、それぞれの設定サイリスタSには、駆動サイリスタDTとレーザダイオードLDとの組が複数(ここでは、4組)接続されている。
制御部112は、第2の実施の形態の制御部111と同様に、転送信号発生部120、設定信号発生部180、点灯信号発生部140、基準電位供給部160、電源電位供給部170及び同時点灯信号発生部190を備える。なお、点灯信号発生部140は、点灯信号φIjを生成し、光源20のφIj端子に供給する。
次に、発光装置4Bにおける光源22のレーザダイオードLDを順次発光させる動作について説明する。
レーザダイオードLD11を点灯させる場合には、点灯信号φI1が「L」(-3.3V)、設定信号φsが「H」(0V)に設定される。第1の実施の形態が適用される発光装置4の光源20と同様に、転送サイリスタTは、オン状態が転送される。転送サイリスタT1がオン状態になると、ゲートGt1が0Vになる。すると、ゲートGt1に接続された接続ダイオードDa1を介して、設定サイリスタS1のゲートGs1が-1.5Vになる。すると、設定サイリスタS1のしきい電圧が-3.0Vになる。ここで、設定信号φsが「L」(-3.3V)に設定されると、設定サイリスタS1がターンオンして、ゲートGs1が0Vになる。すると、ゲートGs1に接続された接続ダイオードDb1を介して駆動サイリスタDT11のゲートGd11が-1.5Vになる。すると、駆動サイリスタDT11のしきい電圧が-3.0Vになる。これにより、レーザダイオードLD11が点灯する。
つまり、駆動サイリスタDTのゲートGdの電位(ゲート信号線55などのゲート信号線)が-1.5Vになると、駆動サイリスタDTがオン状態に移行可能な状態になる。そして、点灯信号φIが「L」(-3.3V)であると、駆動サイリスタDTがオン状態になり、レーザダイオードLDが点灯(発光)する。すなわち、駆動サイリスタDTは、オン状態になることでレーザダイオードLDが点灯するように駆動する。
点灯信号φI1、φI2、φI3、φI4は、「H」(0V)、「L1」(-3.1V)、「L2」(-2.5V)、「L3」(-3.5V)の4つの電位を有する信号である。点灯信号φI1は、設定期間V(1)の時刻aにおいて、「H」(0V)であって、時刻aと時刻bとの間において、「L1」(-3.1V)に移行する。そして、設定期間V(1)が終了し、設定期間V(2)が開始する時刻fにおいて、「L2」(-2.5V)に移行する。そして、設定期間V(4)が終了し、点灯維持期間Vcが開始する時刻uにおいて、「L3」(-3.5V)に移行する。そして、点灯維持期間Vcが終了する時刻vにおいて、「H」(0V)に戻る。他の点灯信号φI2、φI3、φI4も同様である。
ここで説明しない光源21の動作は、第1の実施の形態で説明した光源20の動作と同様であるので、説明を省略する。
光源22において、全てのレーザダイオードLDを同時に並行して点灯させる全同時点灯動作を説明する。
レーザダイオードLDを点灯させるためには、駆動サイリスタDTが点灯信号φIでターンオンすればよい。よって、全同時点灯動作では、レーザダイオードLDに接続された駆動サイリスタDTが点灯信号φIでターンオンするようにする。
光源22において、複数のレーザダイオードLDにおいて、一部分のレーザダイオードLDを組にして点灯させる部分同時点灯動作を説明する。
レーザダイオードLDを点灯させるためには、駆動サイリスタDTが点灯信号φIでターンオンすればよい。よって、部分同時点灯動作では、組にしたレーザダイオードLDに接続された駆動サイリスタDTが点灯信号φIでターンオンするようにする。
第3の実施の形態が適用される発光装置4Bでは、二次元状に配列された発光素子の一辺に沿って転送サイリスタを設けて、オン状態を自己走査させた。第4の実施の形態が適用される発光装置4Cでは、二次元状に配列された発光素子の二辺に沿って転送サイリスタを設けて、二辺に沿ってオン状態を転送させる。
光源23は、h方向にレーザダイオードLD11、LD12、LD13、LD14が配列された行、レーザダイオードLD21、LD22、LD23、LD24が配列された行、レーザダイオードLD31、LD32、LD33、LD34が配列された行、レーザダイオードLD41、LD42、LD43、LD44が配列された行を備える。これらの行が、この順でv方向に配列されている。つまり、v方向にレーザダイオードLD11、LD21、LD31、LD41が配列された列、レーザダイオードLD12、LD22、LD32、L42が配列された列、レーザダイオードLD13、LD23、LD33、LD43が配列された列、レーザダイオードLD14、LD24、LD34、LD44が配列された列を備えている。
転送サイリスタTh、結合ダイオードDh、接続ダイオードDa、抵抗Rhは、h方向に配列されているので、一桁の数字が付される。なお、個々の数字を付す代わりに「i」を付す場合がある。
設定サイリスタSは、v方向に設定サイリスタS1、S2、S3、S4の順で配列されている。
接続ダイオードDb、接続抵抗Rc及び抵抗Rvも、同様にv方向に配列されている。
転送サイリスタTv、結合ダイオードDv、設定サイリスタS、接続ダイオードDb、接続抵抗Rc及び抵抗Rvは、v方向に配列されているので、一桁の数字が付される。なお、個々の数字を付す代わりに「j」を付す場合がある。
転送サイリスタTh、Tv、設定サイリスタS及び駆動サイリスタU、Bは、アノード、カソード、ゲートを備える3端子素子である。
スタートダイオードDhsは、アノードが転送信号φh2の供給される転送信号線53に接続され、カソードが結合ダイオードDh1のアノードに接続されている。
スタートダイオードDvsは、アノードが転送信号φv2の供給される転送信号線63に接続され、カソードが結合ダイオードDv1のアノードに接続されている。
次に、発光装置4Cにおける光源23のレーザダイオードLDを順次発光させる動作について説明する。
レーザダイオードLD11を点灯させるには、レーザダイオードLD11を点灯対象とするために、レーザダイオードLD11に対応する転送サイリスタTh1及び転送サイリスタTv1をオン状態にする。転送サイリスタTh1をオン状態にすると、転送サイリスタTh1のゲートが0Vになり、接続ダイオードDa1を介してhゲート信号線55が-1.5Vになる。すると、駆動サイリスタU11のしきい電圧が-3.0Vになる。一方、転送サイリスタTv1をオン状態にすると、転送サイリスタTv1のゲートが0Vになり、接続ダイオードDb1を介して設定サイリスタS1のゲートが-1.5Vになる。すると、設定サイリスタS1のしきい電圧が-3.0Vになる。
つまり、駆動サイリスタUのゲートに接続されたhゲート信号線(hゲート信号線55などのhゲート信号線)の電位を-1.5Vに設定し、駆動サイリスタBのゲートに接続されたvゲート信号線(vゲート信号線65などのvゲート信号線)の電位を0Vにすると、駆動サイリスタU、Bがオン状態に移行可能な状態になる。そして、点灯信号Vonが「L」(-3.3V)であると、駆動サイリスタU、Bがオン状態になり、レーザダイオードLDが点灯(発光)する。すなわち、駆動サイリスタU、Bは、オン状態になることでレーザダイオードLDが点灯するように駆動する。
ここで、基準電位Vsubは「H」(0V)、h方向電源電位Vgk1、v方向電源電位Vgk2は「L」(-3.3V)である。点灯信号Vonは、「H」(0V)と「L」(-3.3V)との間で移行する。設定信号φsは、「H」(0V)と「L′」(-3.0V)との間で移行する。転送信号φh1、φh2、転送信号φv1、φv2は、第1の実施の形態における転送信号φ1、φ2と同様である。
時刻aと時刻bの間の時刻a1において、転送サイリスタTh1がオフ状態からオン状態に移行する。そして、時刻a1と時刻bとの間の時刻a2において、転送サイリスタTv1がオフ状態からオン状態に移行する。
時刻bにおいて、設定信号φsが「H」(0V)から「L′」(-3.0V)に移行する。これにより、設定サイリスタS1がオフ状態からオン状態に移行する。すると、前述したように、レーザダイオードLD11が点灯する。
光源23において、全てのレーザダイオードLDを同時に並行して点灯させる全同時点灯動作を説明する。
レーザダイオードLDを点灯させるためには、駆動サイリスタUのゲートを-1.5Vに設定した状態で、駆動サイリスタBのカソード(駆動サイリスタUのアノード)を-1.5Vになるように設定し、点灯信号Vonを「L」(-3.3V)に設定すればよい。
よって、制御部113の基準電位供給部160により基準電位Vsubを「H」(0V)に設定する。そして、制御部113の電源電位供給部170、180により電源電位Vgk1、Vgk2を「H」(0V)に設定する。その後、制御部113の設定信号発生部180により、設定信号φsを「L」(-3.3V)にする。このようにすることで、設定サイリスタSがオン状態になり、接続抵抗Rcを介して駆動サイリスタBのゲートが0Vになる。これにより、駆動サイリスタBのカソード(駆動サイリスタUのアノード)が、-1.5Vになる。その後、点灯信号Vonを「H」(0V)から「L」(-3.3V)に設定すると、駆動サイリスタUがターンオンしてオン状態になる。すると、レーザダイオードLD、駆動サイリスタB及び駆動サイリスタUに電流が流れて、レーザダイオードLDが点灯する。つまり、全てのレーザダイオードLDが同時に並行に点灯する。この状態は、他の信号(転送信号φh1、φh2、φv1、φv2、同時点灯信号φg1、φg2)の電位に影響されない。よって、他の端子(φh1端子、φh2端子、φv1端子、φv2端子、φg1端子、φg2端子)に電位を設定することを要しない。つまり、他の端子(φh1端子、φh2端子、φv1端子、φv2端子、φg1端子、φg2端子)は、オープンでよい。
光源23において、複数のレーザダイオードLDにおいて、一部分のレーザダイオードLDを組にして点灯させる部分同時点灯動作を説明する。
レーザダイオードLDを点灯させるためには、駆動サイリスタUのゲートを-1.5Vに設定した状態で、駆動サイリスタBのカソード(駆動サイリスタUのアノード)を-1.5Vになるように設定し、点灯信号Vonを「L」(-3.3V)に設定すればよい。
同時点灯信号φgv1を0Vに設定すると、同時点灯ダイオードDgv1のカソードに接続されたvゲート信号線65が0Vになる。つまり、駆動サイリスタB11、B21のゲートが0Vになる。同様に、同時点灯ダイオードDgv2のカソードに接続されたvゲート信号線66が0Vになる。つまり、駆動サイリスタB12、B22のゲートが-1.5Vになる。この後、点灯信号Vonを「L」(-3.3V)に設定すると、上述したように、レーザダイオードLD11、LD21、LD12、LD22が同時に並行して点灯する。このように、同時点灯信号φgh、同時点灯信号φgvを組み合わせることで、点灯させるレーザダイオードLDの組を変更して点灯させられる。
また、それぞれの同時点灯ダイオードDgh、Dgvのアノードを制御部113の同時点灯信号発生部190に接続し、同時点灯信号発生部190において、同時点灯ダイオードDgh、Dgvの組み合わせを設定して、組にするレーザダイオードLDを選択するようにしてもよい。
Claims (11)
- 複数の発光素子と、複数の当該発光素子に対応して設けられ、オン状態になることで当該発光素子が点灯するように駆動する複数の駆動素子と、複数の当該駆動素子に対応して設けられ、オン状態が転送される複数の転送素子と、を有する光源と、
複数の前記発光素子を順次に点灯させる順次点灯動作と、複数の当該発光素子を同時に並行して点灯させる同時点灯動作とに切り替えて制御する制御部と、を備え、
前記光源は、
電位の基準である基準電位又は当該基準電位と異なる電源電位に設定される電源線と、
前記電源線に前記転送素子と前記駆動素子とを接続する駆動信号線と、
複数の前記発光素子に点灯のための点灯信号を供給する点灯信号線と、を有し、
前記制御部は、
前記順次点灯動作においては、前記電源線を電源電位に設定して、複数の前記転送素子においてオン状態を順次転送し、オン状態の当該転送素子に前記駆動信号線で接続された前記駆動素子に供給される駆動信号と前記点灯信号とにより前記駆動素子をオン状態にして、当該駆動素子に対応する発光素子を順次点灯させ、
前記同時点灯動作においては、前記電源線を基準電位に設定して、複数の前記駆動素子に供給される駆動信号と、前記点灯信号とにより複数の当該駆動素子をオン状態にして、複数の当該駆動素子に対応する複数の発光素子を同時に並行して点灯させることを特徴とする発光装置。 - 前記駆動素子は、駆動サイリスタであって、
前記駆動信号は、前記駆動サイリスタのゲートに供給され、当該駆動サイリスタをオン状態に移行可能にする信号であることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 前記発光素子と前記駆動素子とは、当該発光素子と当該駆動素子とが一体化された発光サイリスタであって、
前記駆動信号は、前記発光サイリスタのゲートに供給され、当該発光サイリスタをオン状態に移行可能にする信号であることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 前記光源の備える複数の前記発光素子は、二次元状に配列され、当該発光素子に対応して設けられる前記駆動素子は、2個であり、
前記制御部は、前記同時点灯動作において、2個の前記駆動素子をオン状態にすることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 複数の発光素子と、複数の当該発光素子に対応して設けられ、オン状態になることで当該発光素子を点灯させる複数の駆動素子と、同時に並行して点灯させる発光素子に対応する駆動素子に接続された同時点灯ダイオードと、を有する光源と、
複数の前記発光素子を順次に点灯させる順次点灯動作と、同時に並行して発光素子を点灯させる同時点灯動作とに切り替えて制御する制御部と、を備え、
前記光源は、
基準電位又は電源電位に設定される電源線と、
一方が前記電源線に接続され、前記駆動素子に駆動信号を供給するとともに、他方が前記同時点灯ダイオードに接続される駆動信号線と、
複数の前記発光素子に点灯のための点灯信号を供給する点灯信号線と、を有し、
前記制御部は、
前記順次点灯動作においては、前記電源線を電源電位に設定し、前記駆動信号と前記点灯信号とにより、対応する発光素子を順次点灯させ、
前記同時点灯動作においては、前記電源線を基準電位に設定するとともに、前記同時点灯ダイオードを介して前記駆動素子をオン状態にして、前記点灯信号により前記発光素子を同時に並行して点灯させることを特徴とする発光装置。 - 前記同時点灯ダイオードは、前記順次点灯動作においては逆バイアスとなり、前記同時点灯動作においては順バイアスになるように接続されていることを特徴とする請求項5に記載の発光装置。
- 前記光源から出射された光を拡散させて出射する拡散部材を備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記光源から出射された光を回折させて出射する回折部材を備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の発光装置。
- 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の発光装置と、
前記発光装置が備える光源から出射され、被計測物で反射された反射光を受光する受光部と、
を備える光学装置。 - 請求項9に記載の光学装置と、
前記光学装置が備える光源から出射されてから受光部で受光されるまでの時間に基づいて、被計測物までの距離を特定する距離特定部と、
を備える計測装置。 - 請求項10に記載の計測装置と、
前記計測装置が備える距離特定部での特定結果に基づき、自装置の使用に関する認証処理を行う認証処理部と、
を備える情報処理装置。
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---|---|---|---|---|
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JP2015014700A (ja) | 2013-07-05 | 2015-01-22 | 三菱電機株式会社 | 表示器 |
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