(57)【要約】【課題】ダミー回路を設けることなく、光源に供給する電流のオーバーシュートの発生を抑えることができる光源装置を提供する。【解決手段】円環状に並ぶとともに、円環の半径方向内方に光軸を向けて配置された複数のＬＥＤ１と、複数のＬＥＤ１が並列して接続された定電流源と、ＬＥＤ１から射出された照明光を入射させる入射面９を円環の半径方向外方に向けて配置され、入射面９に入射させた照明光を円環の中心軸線０に沿う方向に射出する導光部材１１と、導光部材１１を中心軸線０回りに回転駆動するモーター２と、入射面９の対向位置に配置されたＬＥＤ１ａを順次パルス点灯させるとともに、入射面９が対向している間における入射面９の対向位置に配置されたＬＥＤ１ａの非点灯期間には、入射面９の対向位置外に配置された他のＬＥＤ１ａ’を点灯させる制御部とを備える光源装置１０を採用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状に並ぶとともに、該円環の半径方向内方に光軸を向けて配置された複数の光源と、
該複数の光源が並列して接続された定電流源と、
前記光源から射出された照明光を入射させる入射面を前記円環の半径方向外方に向けて配置され、該入射面に入射させた照明光を前記円環の中心軸線に沿う方向に射出する導光部と、
該導光部を前記中心軸線回りに回転駆動する回転部と、
前記定電流源からの駆動電流が供給される前記光源を切り替えて、前記複数の光源の発光タイミングを制御する制御部とを備え、
該制御部が、前記複数の光源のうち、前記入射面の対向位置に配置された光源を順次パルス点灯させるとともに、前記入射面が対向している間における前記入射面の対向位置に配置された光源の非点灯期間には、前記入射面の対向位置外に配置された他の光源を少なくとも１つ点灯させる光源装置。
【請求項２】
前記他の光源が、前記中心軸線に対して、前記入射面が対向している光源の略線対称位置に配置されている請求項１に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光源を備えた光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、円環状に配置したＬＥＤ等の光源を高出力で順次パルス点灯させ、その点灯周期に合わせて導光ロッドを回転させることにより、高輝度の照明光を射出する光源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような光源装置で光量を調整する場合、光源の点灯時間を加減することで光量を調整する方法が一般的である。ただし、光源の点灯時間を調整することにより、光源が点灯しない期間が発生すると、その後、点灯したときにオーバーシュートと言われる過電流が流れ、光源にダメージを与えてしまう場合がある。
【０００４】
この対策として、光源と並列にダミー回路やバイパス回路と呼ばれる回路を併設し、電流が流れない期間を無くすことでオーバーシュートの発生を抑える方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に開示されている方法では、ＬＥＤのスイッチング回路と並列にダミー回路を設けることでオーバーシュートを防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９９０２４号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献２に開示されている方法によれば、ダミー回路を設けることで回路規模が大きくなってしまい、ダミー回路での消費電力を考慮して設計しなければならないのでコストアップとなってしまうという不都合がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ダミー回路を設けることなく、光源に供給する電流のオーバーシュートの発生を抑えることができる光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を採用する。
本発明は、円環状に並ぶとともに、該円環の半径方向内方に光軸を向けて配置された複数の光源と、該複数の光源が並列して接続された定電流源と、前記光源から射出された照明光を入射させる入射面を前記円環の半径方向外方に向けて配置され、該入射面に入射させた照明光を前記円環の中心軸線に沿う方向に射出する導光部と、該導光部を前記中心軸線回りに回転駆動する回転部と、前記定電流源からの駆動電流が供給される前記光源を切り替えて、前記複数の光源の発光タイミングを制御する制御部とを備え、該制御部が、前記複数の光源のうち、前記入射面の対向位置に配置された光源を順次パルス点灯させるとともに、前記入射面が対向している間における前記入射面の対向位置に配置された光源の非点灯期間には、前記入射面の対向位置外に配置された他の光源を少なくとも１つ点灯させる光源装置を採用する。
【０００９】
本発明によれば、回転部により導光部が中心軸線回りに回転駆動されるとともに、制御部により導光部の入射面に対向する位置の光源に対して定電流源からの駆動電流が供給され、円環状に並んで配置された複数の光源が順次パルス点灯させられる。これにより、光源から射出された高強度の照明光を、導光部の入射面に連続的に入射させ、円環の中心軸線に沿う方向に重畳して射出することができる。
【００１０】
ここで、導光部から射出される重畳光の光量を調整する場合には、各光源のパルス点灯時間を変化させ、各光源からの照明光の光量を小さくする。この場合、導光部の入射面が対向している間において、入射面の対向位置に配置された光源に非点灯期間が発生するが、この非点灯期間には、制御部により入射面の対向位置外に配置された他の光源が少なくとも１つ点灯される。これにより、全ての光源が非点灯となる期間を無くすことができるので、光源を順次パルス点灯させていった際に、定電流源から供給される光源の駆動電流が急激に上昇してオーバーシュートしてしまうことを防止することができる。したがって、本発明によれば、ダミー回路を設けることなく、駆動電流のオーバーシュートによる光源へのダメージを防止することができる。
【００１１】
上記発明において、前記他の光源が、前記中心軸線に対して、前記入射面が対向している光源の略線対称位置に配置されていることとしてもよい。
このようにすることで、他の光源からの照明光が、導光部の入射面に入射してしまうことを確実に防止することができるので、導光部から射出する光量の調整精度を向上させるとともに、導光部から射出する光量の調整幅を広げることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ダミー回路を設けることなく、光源に供給する電流のオーバーシュートの発生を抑えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る光源装置の模式図である。
【図２】図１の光源装置の動作を説明する図である。
【図３】図１の光源装置の回路図である。
【図４】図１の光源装置の機能ブロック図である。
【図５】図１の光源装置の最大光量時のタイミングチャートである。
【図６】図１の光源装置の調光時のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態に係る光源装置について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の光源装置１０の概略構成を説明する模式図である。
図１に示すように、光源装置１０は、円環状に並んで配置された複数のＬＥＤ（光源）１と、複数のＬＥＤ１が並列して接続された定電流源（図１において図示略）１３と、円環の半径方向内方に配置された導光部材（導光部）１１と、導光部材１１を支持する円柱状のロッドベース３と、導光部材１１およびロッドベース３を円環の中心軸線０回りに一体的に回転駆動するモーター（回転部）２と、モーター２の側面に光軸を向けて配置された光センサ７と、これらを制御する制御部（図１において図示略）１２とを主な構成要素として備えている。
【００１５】
ＬＥＤ１は、周方向に所定の間隔をあけて、円環の半径方向内方に光軸を向けて複数配置されており、定電流源から駆動電流が供給されることにより、円環の半径方向内方に照明光を射出するようになっている。また、ＬＥＤ１は、１８０°位相の異なる位置にそれぞれ対となる別のＬＥＤ１が設けられている。例えば、図１に示すように、ＬＥＤ１ａから１８０°位相の異なる位置には、対となるＬＥＤとしてＬＥＤ１ａ’が配置されている。
【００１６】
導光部材１１は、ＬＥＤ１から射出された照明光を入射させる入射面９を有し、入射面９に入射させた照明光を円環の半径方向内方に導光する導光ロッド４と、導光ロッド４により導光された照明光を円環の中心軸線０に沿う方向に反射する反射プリズム５と、反射プリズム５により反射された照明光を導光するライトガイド６とを有している。このような構成を有することにより、導光部材１１は、ＬＥＤ１から半径方向内方に射出された照明光を中心軸線０に沿う方向に射出するようになっている。
【００１７】
ロッドベース３は、導光部材１１の入射面９を外周面の一部として、導光部材１１を中心軸線０回りに回転自在に支持する円柱状の部材である。
モーター２は、ロッドベース３の中心軸線０に沿う方向下方に配置されており、導光部材１１およびロッドベース３を中心軸線０回りに一体的に回転駆動するようになっている。
【００１８】
モーター２の側面の一部には、低反射率のシール８が貼り付けられている。このシール８は、モーター２が回転すると、光センサ７に対向する位置を横切るようになっている。
光センサ７は、光エネルギーを電力に変換する光電変換素子であり、シール８が対向した際に、後述する入射面算出部１０７にモーターインデックス信号を出力するようになっている。
【００１９】
図３は、光源装置１０の電気的な構成を説明する回路図である。
図３に示すように、円環状に配置されたＬＥＤ１（ＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｃ’）は全てが電気的に並列に接続されており、各ＬＥＤ１にパルス点灯させる為のスイッチ１５がそれぞれ直列に接続されている。また、全てのＬＥＤ１に対して１つの定電流源１３が直列に接続されており、ＬＥＤ１に供給する駆動電流を制御している。
【００２０】
制御部１２は、定電流源１３からの駆動電流が供給されるＬＥＤ１を切り替えて、ＬＥＤ１の発光タイミングを制御するようになっている。具体的には、制御部１２は、複数のＬＥＤ１のうち、導光ロッド４の入射面９の対向位置に配置されたＬＥＤ１（図１の例においてＬＥＤ１ａ）を順次パルス点灯させる。
【００２１】
また、制御部１２は、導光ロッド４の入射面９が対向している間における入射面９の対向位置に配置されたＬＥＤ１の非点灯期間には、入射面９の対向位置外に配置された他のＬＥＤ１を少なくとも１つ点灯させるようになっている。具体的には、図２に示すように、ＬＥＤ１ａの非点灯期間には、対として１８０°位相の異なる位置に配置されたＬＥＤ１ａ’を点灯させるようになっている。
【００２２】
上記の制御部１２により実行される処理について以下に詳述する。
図４は、制御部１２が有する機能を展開して示した機能ブロック図である。
図４に示すように、制御部１２は、ユーザーＩ／Ｆ部１０１と、明るさ制御部１０２と、パルス幅生成部１０４と、ＬＥＤ駆動部１０５と、ＬＥＤ制御部１０６と、入射面算出部１０７と、ダミー点灯制御部１０８と、モーター制御部１０９とを備えている。
【００２３】
撮像装置１０３は、ライトガイド６により導かれた光が照明される被写体を撮像するものである。また、撮像装置１０３は、取得した画像の輝度情報を明るさ制御部１０２に出力するようになっている。
【００２４】
ユーザーＩ／Ｆ部１０１は、ユーザーによる操作が行われることによって、ユーザー命令を明るさ制御部１０２に出力するとともに、ＯＮ／ＯＦＦ信号をＬＥＤ駆動部１０５およびモーター制御部１０９に出力するようになっている。
【００２５】
明るさ制御部１０２は、ユーザーＩ／Ｆ部１０１からのユーザー命令、または撮像装置１０３からの輝度情報に基づいて、パルス幅生成部１０４に輝度制御信号を出力するようになっている。
【００２６】
パルス幅生成部１０４は、明るさ制御部１０２からの輝度制御信号に基づいてパルス点灯時のパルス幅を生成し、該パルス幅をＬＥＤ制御部１０６に出力するようになっている。
入射面算出部１０７は、光センサ７により検出されるモーターインデックス信号から、入射面９の位置、すなわち周期情報を算出し、モーター制御部１０９に出力するようになっている。
【００２７】
モーター制御部１０９は、入射面算出部１０７からの入射面９の周期情報、およびユーザーＩ／Ｆ部１０１から出力された信号に基づいて、モーター２の回転数および位相を調節するようになっている。これにより、導光ロッド４の入射面９に効率よくＬＥＤ１の出射光を導くようになっている。
【００２８】
ＬＥＤ制御部１０６は、入射面算出部１０７からの入射面９の位置情報およびパルス幅生成部１０４からのパルス幅に基づいて、ＬＥＤ１の点灯を制御するようになっている。具体的には、点灯させるＬＥＤ１、すなわち、入射面９に対向するＬＥＤ１（図１の例においてＬＥＤ１ａ）の点灯指令をＬＥＤ駆動部１０５に出力するとともに、この情報をダミー点灯制御部１０８に出力するようになっている。
【００２９】
ここで、調光時には、ライトガイド６から射出する重畳光の光量を抑えるために、例えば入射面９がＬＥＤ１ａに対向している間において、ＬＥＤ１ａに非点灯期間を設け、入射面９に入射させる照明光の光量を低下させる。このような非点灯期間を全てのＬＥＤ１について設ける。
【００３０】
ダミー点灯制御部１０８は、入射面９がＬＥＤ１ａに対向している間におけるＬＥＤ１ａの非点灯期間に、対となるＬＥＤ１ａ’の点灯指令、すなわちダミー点灯指令をＬＥＤ駆動部１０５に出力するようになっている。ダミー点灯制御部１０８は、このような制御を全てのＬＥＤ１に対して行う。すなわち、ダミー点灯制御部１０８は、ＬＥＤ１ｂの非点灯期間には対となるＬＥＤ１ｂ’の点灯指令を出力し、ＬＥＤ１ｃの非点灯期間には対となるＬＥＤ１ｃ’の点灯指令を出力する。
【００３１】
ＬＥＤ駆動部１０５は、ＬＥＤ制御部１０６およびダミー点灯制御部１０８からの点灯指令に基づいて、該当するＬＥＤ１に駆動電流を供給して、このＬＥＤ１をパルス発光させるようになっている。
【００３２】
上記構成を有する光源装置１０の作用について説明する。
ユーザーにより光源装置１０の電源がＯＮにされると、導光部材１１およびロッドベース３が回転駆動させられる。そして、光センサ７により、低反射率のシール８の回転周期に基づいて、周期的なモーターインデックス信号が取得される。このモーターインデックス信号が所定の周期となるように、モーター制御部１０９によりモーター２の回転が制御される。
【００３３】
モーター２が所定の回転数になったら、導光ロッド４の入射面９に対向するＬＥＤ１が、モーター２の周期と同期させられて、順次パルス点灯させられる。このとき、撮像装置１０３からの輝度情報に基づいて、パルス幅生成部１０４によりパルス幅が算出され、該パルス幅に応じてＬＥＤ１の点灯制御が行われ、ＬＥＤ制御部１０６からＬＥＤ駆動部１０５に対してＬＥＤ１の点灯指令が送られる。
【００３４】
入射面９が対向している間において、例えばＬＥＤ１ａに非点灯期間が存在する場合は、ダミー点灯制御部１０８により、ＬＥＤ１ａの対となるＬＥＤ１ａ’が点灯するように点灯指令が送られる。このように制御されることで、導光ロッド４の入射面９に対向するＬＥＤ１（ＬＥＤ１ａ，ＬＥＤ１ｂ，ＬＥＤ１ｃ，・・・）が順次パルス点灯させられるとともに、該ＬＥＤ１の非点灯期間には対となるＬＥＤ１（ＬＥＤ１ａ’，ＬＥＤ１ｂ’，ＬＥＤ１ｃ’，・・・）が順次パルス点灯させられる。
【００３５】
上記のように点灯制御された光源装置１０の効果について説明する。
図５および図６は、光源装置１０から射出される重畳光の光量変化を説明するタイミングチャートである。図５は、最大光量時、すなわち、全てのＬＥＤ１に非点灯期間を設けることなく、順次点灯させた場合である。図６は、調光時、すなわち、ライトガイド６から射出する重畳光の光量を抑えるために、入射面９が対向している間において各ＬＥＤ１に非点灯期間を設けて順次点灯させた場合である。
【００３６】
図５に示す最大光量時において、ＬＥＤ１ａ、ＬＥＤ１ｂ、ＬＥＤ１ｃ・・・という順序で各ＬＥＤ１は隣り合っており、導光ロッド４の入射面９が対向したときに各ＬＥＤ１は点灯期間となりパルス状に点灯している。最大光量時は点灯期間の間は常に点灯し、点灯期間が過ぎると隣り合う次のＬＥＤ１が点灯し、絶え間なくＬＥＤ１からの照明光が導光ロッド４に導かれている。
【００３７】
図６に示す調光時において、ＬＥＤ１ａの点灯期間のうち、ＬＥＤ１ａが点灯しない時間はＬＥＤ１ａ’が点灯している。同様にＬＥＤ１ｂの点灯期間のうち、ＬＥＤ１ｂが点灯しない時間はＬＥＤ１ｂ’が点灯している。このように点灯することで導光ロッド４に導かれる光は制限されるものの、絶え間なく常にいずれかのＬＥＤ１が点灯している為、ＬＥＤ１に流れる電流のオーバーシュートの発生を抑えることができる。
【００３８】
以上説明してきたように、本実施形態に係る光源装置１０によれば、調光時には、導光ロッド４の入射面９が対向している間において、入射面９の対向位置に配置されたＬＥＤ１の非点灯期間に、入射面９の対向位置外に配置された他のＬＥＤ１が少なくとも１つ点灯される。これにより、全てのＬＥＤ１が非点灯となる期間を無くすことができるので、ＬＥＤ１を順次パルス点灯させていった際に、定電流源１３から供給されるＬＥＤ１の駆動電流が急激に上昇してオーバーシュートしてしまうことを防止することができる。したがって、ダミー回路を設けることなく、駆動電流のオーバーシュートによるＬＥＤ１へのダメージを防止することができる。
【００３９】
また、ダミー点灯させるＬＥＤ１（図１においてＬＥＤ１ａ’）を、中心軸線０に対して、入射面９が対向しているＬＥＤ１（図１においてＬＥＤ１ａ）の略線対称位置に配置することで、ダミー点灯させるＬＥＤ１ａ’からの照明光が、入射面９に入射してしまうことを確実に防止することができる。これにより、ライトガイド６から射出する重畳光の光量の調整精度を向上させるとともに、該重畳光の光量の調整幅を広げることができる。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、ダミー点灯させるＬＥＤ１を、中心軸線０に対して、入射面９が対向しているＬＥＤ１の略線対称位置に配置することとして説明したが、この例に限られず、導光ロッド４の入射面９に入射しない位置に配置されていればよい。
【００４１】
また、ダミー点灯させるＬＥＤ１は、１つに限定される必要はなく、２つ以上点灯させることとしてもよい。
また、全てのＬＥＤ１に対して１つの定電流源１３を接続することとして説明したが、ＬＥＤ１をグルーピングし、各グループに定電流源をそれぞれ接続する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  ＬＥＤ
１ａ，１ｂ，１ｃ  ＬＥＤ
１ａ’，１ｂ’，１ｃ’  ＬＥＤ
２  モーター
３  ロッドベース
４  導光ロッド
５  反射プリズム
６  ライトガイド
７  光センサ
８  シール
９  入射面
１０  光源装置
１１  導光部材
１２  制御部
１３  定電流源
０  中心軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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