DE102022101272A1

DE102022101272A1 - Lichtemittierendes Modul

Info

Publication number: DE102022101272A1
Application number: DE102022101272.7A
Authority: DE
Inventors: Takuya Suzuki
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2021-01-27
Filing date: 2022-01-20
Publication date: 2022-07-28
Also published as: US20220239065A1; JP2022114562A

Abstract

Ein lichtemittierendes Modul, umfassend: ein Laserelement; ein Umwandlungsbauteil; eine Sensorverdrahtung; eine Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials, die konfiguriert ist, einen ersten Wert auszugeben, wenn ein elektrisches Potential an einem ersten Ende der Sensorverdrahtung in einem vorbestimmten Bereich liegt, und einen zweiten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt; ein erstes Schaltelement, das elektrisch in Reihe mit dem Laserelement verbunden ist, wobei das erste Schaltelement konfiguriert ist, leitend zu werden, wenn die Ausgabe der erste Wert ist, und nichtleitend zu werden, wenn die Ausgabe der zweite Wert ist; und ein zweites Schaltelement, das elektrisch parallel zu einer Schaltung verbunden ist, die das Laserelement und das erste Schaltelement umfasst, wobei das zweite Schaltelement konfiguriert ist, leitend zu werden, wenn die Ausgabe der zweite Wert ist, und nichtleitend zu werden, wenn die Ausgabe der erste Wert ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE PATENTANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2021-010873 , eingereicht am 27. Januar 2021. Der Inhalt dieser Anmeldung ist hier durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit einbezogen.
HINTERGRUND
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein lichtemittierendes Modul.
DISKUSSION DES HINTERGRUNDS
In jüngsten Jahren sind für Beleuchtungsvorrichtungen und Fahrzeugscheinwerfer lichtemittierende Module entwickelt worden, die mit Laserdioden (LD) ausgestattet worden sind. In solchen lichtemittierenden Modulen wird ein von einer LD emittiertes Laserlicht auf das Umwandlungsbauteil gestrahlt, wobei die Wellenlänge des Laserlichts durch das Umwandlungsbauteil umgewandelt wird und nach außen als ein für die Beleuchtung geeignetes Licht emittiert wird. Laserlicht hat eine relativ hohe Kohärenz, aber beim Durchqueren des Umwandlungsbauteils, wird Licht mit einer geringeren Kohärenz als die des Laserlichts nach außen emittiert.
Wird bei solchen lichtemittierenden Modulen das Umwandlungsbauteil durch eine äußere Einwirkung beschädigt, kann Laserlicht nach außen aus dem lichtemittierenden Modul austreten und in das menschliche Auge gelangen. Aus diesem Grund wurde ein Stoppsystem vorgeschlagen, das dazu konfiguriert ist, das Lasern der LD zu stoppen, wenn das Umwandlungsbauteil beschädigt wird (siehe z. B. JP 2013-191479A ). Wenn das Umwandlungsbauteil beschädigt wird, ist eine zuverlässige Beendigung des Laserns in einem solchen Stoppsystem erforderlich.
ÜBERSICHT
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden unter Berücksichtigung solcher Umstände entwickelt, und es ist daher vorteilhaft, ein lichtemittierendes Modul bereitzustellen, in dem das Lasern zuverlässig beendet werden kann, wenn das Umwandlungsbauteil beschädigt wird.
Ein lichtemittierendes Modul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst: ein Laserelement, das dazu konfiguriert ist, ein Laserlicht zu emittieren; ein Umwandlungsbauteil, das konfiguriert ist, eine Kohärenz des Laserlichts zu reduzieren; eine Sensorverdrahtung, die elektrisch mit dem Umwandlungsbauteil verbunden ist; eine Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials, die konfiguriert ist, einen ersten Wert auszugeben, wenn ein elektrisches Potential an einem ersten Ende der Sensorverdrahtung in einem vorbestimmten Bereich liegt, und einen zweiten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt; ein erstes Schaltelement, das elektrisch in Reihe mit dem Laserelement verbunden ist, wobei das erste Schaltelement konfiguriert ist, leitend zu werden, wenn die Ausgabe der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials der erste Wert ist, und nichtleitend zu werden, wenn die Ausgabe der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials der zweite Wert ist; und ein zweites Schaltelement, das elektrisch parallel zu einer Schaltung verbunden ist, die das Laserelement und das erste Schaltelement umfasst, wobei das zweite Schaltelement konfiguriert ist, leitend zu werden, wenn die Ausgabe der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials der zweite Wert ist, und nichtleitend zu werden, wenn die Ausgabe der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials der erste Wert ist.
Ein lichtemittierendes Modul gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei das lichtemittierende Modul Folgendes beinhaltet: ein Laserelement, das dazu konfiguriert ist, ein Laserlicht zu emittieren; ein Umwandlungsbauteil, das konfiguriert ist, die Kohärenz des Laserlichts zu reduzieren; eine Sensorverdrahtung, die elektrisch mit dem Umwandlungsbauteil verbunden ist; eine Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials, die konfiguriert ist, einen ersten Wert auszugeben, wenn ein elektrisches Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung in einem vorbestimmten Bereich liegt, und einen zweiten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt; und ein erstes Schaltelement, das elektrisch in Reihe mit dem Laserelement verbunden ist, wobei das erste Schaltelement konfiguriert ist, leitend zu werden, wenn die Ausgabe der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials der erste Wert ist, und nichtleitend zu werden, wenn die Ausgabe der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials der zweite Wert ist. Die Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials beinhaltet: einen ersten Komparator, der konfiguriert ist, den ersten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential am ersten Ende der Sensorverdrahtung niedriger als ein erstes Referenzpotential ist, und einen zweiten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential am ersten Ende der Sensorverdrahtung höher als das erste Referenzpotential ist; einen zweiten Komparator, der dazu konfiguriert ist, den ersten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential am ersten Ende der Sensorverdrahtung niedriger als das erste Referenzpotential ist, und den zweiten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential am ersten Ende der Sensorverdrahtung höher als das erste Referenzpotential ist; einen dritten Komparator, der konfiguriert ist, den ersten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung höher als ein zweites Referenzpotential ist, das niedriger als das erste Referenzpotential ist, und den zweiten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung niedriger als das zweite Referenzpotential ist; und einen vierten Komparator, der konfiguriert ist, den ersten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung höher als das zweite Referenzpotential ist, und den zweiten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung niedriger als das zweite Referenzpotential ist.
Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird ein lichtemittierendes Modul bereitgestellt, das im Falle einer Beschädigung des Umwandlungsbauteils das Laserlicht zuverlässig stoppen kann.
Figurenliste
Eine vollständigere Wertschätzung der Erfindung und vieler damit verbundenen Vorteile wird leicht erreicht, und diese wird besser verstanden durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung, wenn sie im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet wird, wobei:

1 ein Blockdiagramm eines lichtemittierenden Moduls gemäß einer Ausführungsform ist;
2 eine schematische Querschnittsansicht ist, die einen lichtemittierenden Teil eines lichtemittierenden Moduls gemäß einer Ausführungsform zeigt;
3 ein Schaltplan eines lichtemittierenden Moduls gemäß einer Ausführungsform ist; und
4 eine Tabelle ist, die die Funktion eines lichtemittierenden Moduls gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN STRUKTUR
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm eines lichtemittierenden Moduls gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen lichtemittierenden Teil eines lichtemittierenden Moduls gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 3 ist ein Schaltplan, der eine Konfiguration eines lichtemittierenden Moduls gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Wie in 1 gezeigt, beinhaltet das lichtemittierende Modul 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein lichtemittierendes Teil 10 und ein Leistungsversorgungsteil 30. Das Leistungsversorgungsteil 30 ist elektrisch mit einer externen Leistungsquelle 100 verbunden, um dem lichtemittierenden Teil 10 elektrische Leistung zu liefern. Das lichtemittierende Teil 10 wird veranlasst, Licht L1 zu emittieren, wenn die Leistung von dem Leistungsversorgungsteil 30 geliefert wird.
LICHTEMITTIERENDES TEIL 10
Wie in 2 gezeigt, beinhaltet das lichtemittierende Teil 10 ein Gehäuse 11. Das Gehäuse 11 hat die Form eines Kastens mit einer Öffnung in einer oberen Fläche. Zum Zweck der Veranschaulichung wird die obere Fläche in 2 als obere Fläche bezeichnet, aber eine andere Richtung kann als die Auf-/Abwärtsrichtung im lichtemittierenden Modul 1 gekennzeichnet sein. Das Gehäuse 11 ist aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt. Das Gehäuse 11 kann aus keramischen Materialien als Hauptbestandteil bestehen und beispielsweise Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid oder Siliziumkarbid enthalten.
In dem Gehäuse 11 sind ein Submount 12 und ein lichtreflektierendes Bauteil 13 angebracht. Der Submount 12 und das lichtreflektierende Bauteil 13 sind an der Bodenfläche 11a im Gehäuse 11 befestigt. Der Submount 12 ist beispielsweise ein Block mit einer im Wesentlichen rechteckigen quaderförmigen Form, dessen Hauptmaterial Keramik oder Metall ist. An dem Submount 12 ist ein Laserelement 14 angebracht. Das heißt, das Laserelement 14 ist in dem Gehäuse 11 angeordnet. Bei dem Lichtlaserelement 14 handelt es sich beispielsweise um eine Laserdiode (LD), die einen Halbleiter auf Nitridbasis der Gruppe III enthält und das Laserelement aufweist. Das Laserelement 14 ist dazu konfiguriert, Laserlicht L0 zu emittieren. Das Laserlicht L0 ist z. B. blau. Es wird mindestens ein Laserelement 14 verwendet. Es kann eine Mehrzahl von Laserelementen 14 verwendet werden. Eine Mehrzahl von Laserelementen 14 kann elektrisch in Reihe oder parallel verbunden sein.
Das lichtreflektierende Bauteil 13 beinhaltet beispielsweise einen Block, der aus Glas oder einem Halbleiter geformt ist und eine lichtreflektierende Schicht, die auf den Flächen des Blocks angebracht ist. Wenn der Block aus einem lichtreflektierenden Material, wie z. B. einem Metallmaterial, geformt ist, ist eine lichtreflektierende Schicht nicht erforderlich. Das lichtreflektierende Bauteil 13 hat eine lichtreflektierende Fläche 13a. Die lichtreflektierende Fläche 13a ist dem Laserelement 14 zugewandt und gegen die Bodenfläche 11a im Gehäuse 11 geneigt. Wenn das lichtreflektierende Bauteil 13 eine lichtreflektierende Schicht aufweist, ist die Fläche, in welcher die lichtreflektierende Schicht angebracht ist, die lichtreflektierende Fläche 13a.
Die oberen inneren Flächen der Seitenwand 11b des Gehäuses 11 weisen Stufenstrukturen 11c und 11 d auf. Die Stufenstrukturen 11c und 11 d haben in der Draufsicht entlang der Außenkante des Gehäuses 11 eine Rahmenform. Die Stufenstruktur 11d ist an einer oberen und äußeren Seite in Bezug auf die Stufenstruktur 11c lokalisiert.
An der Stufenstruktur 11c ist ein lichtdurchlässiges Bauteil 15 angebracht, das an einer niedrigeren und inneren Seite als die Stufenstruktur 11d lokalisiert ist. Das lichtdurchlässige Bauteil 15 ist ein plattenförmiges Bauteil, das das Laserlicht L0 hindurchleitet und z. B. aus Saphir oder Glas besteht. Der äußere Umfangsabschnitt des lichtdurchlässigen Bauteils 15 ist an der Stufenstruktur 11c befestigt. Durch diese Anordnung dichtet das lichtdurchlässige Bauteil 15 die Öffnung des Gehäuses 11 hermetisch ab.
Ein Verdrahtungsmuster 16 ist auf der oberen Fläche des lichtdurchlässigen Bauteils 15 angebracht. Das Verdrahtungsmuster 16 ist auf der oberen Fläche des lichtdurchlässigen Bauteils 15 angebracht, z. B. durch Aufspritzen. Ein Paar von Verdrahtungen 17 ist jeweils mit entsprechenden Abschnitten des Verdrahtungsmusters 16 verbunden. Das Paar von Verdrahtungen 17 ist über entsprechende leitende Bauteile, die innerhalb eines Körpers des Gehäuses 11 angebracht sind, elektrisch mit einem Leistungsversorgungsteil 30 verbunden. Ein Umwandlungsbauteil 22 ist oberhalb des lichtdurchlässigen Bauteils 15 und des Verdrahtungsmusters 16 angebracht. Das Umwandlungsbauteil 22 beinhaltet einen Träger 18 und ein Kohärenzreduktionsteil 19. Der Träger 18 besteht beispielsweise aus keramischem Material und hat eine plattenartige Form mit einer Durchgangsöffnung 18a.
Das Kohärenzreduktionsteil 19 ist in die Durchgangsöffnung 18a des Trägers 18 eingesetzt. Der Träger 18 trägt das Kohärenzreduktionsteil 19. Das Kohärenzreduktionsteil 19 ist dort lokalisiert, wo das Laserlicht L0, das vom Laserelement 14 emittiert und an der lichtreflektierenden Fläche 13a des lichtreflektierenden Bauteils 13 reflektiert wird und dann durch das lichtdurchlässige Bauteil 15 geleitet wird, eintritt. Mit anderen Worten, das Kohärenzreduktionsteil 19 ist im optischen Pfad des Laserlichts L0 lokalisiert. Das Kohärenzreduktionsteil 19 ist beispielsweise aus Keramik geformt. In dem Kohärenzreduktionsteil 19 ist beispielsweise ein fluoreszierendes Material in einem Grundmaterial enthalten, das aus einem lichtdurchlässigen anorganischen Material besteht. Das anorganische lichtdurchlässige Material ist z. B. Aluminiumoxid.
Das von dem Laserelement 14 emittierte Laserlicht L0 wird geführt, um in das Kohärenzreduktionsteil 19 einzutreten, wo die Kohärenz des Laserlichts L0 reduziert wird. Das Kohärenzreduktionsteil 19 enthält zum Beispiel ein fluoreszierendes Material, das dazu konfiguriert ist, das Laserlicht L0 in Licht einer anderen Wellenlänge umzuwandeln. Mit anderen Worten, als Kohärenzreduktionsteil 19 wird z. B. ein Bauteil verwendet, das ein fluoreszierendes Material enthält. Das im Kohärenzreduktionsteil 19 enthaltene fluoreszierende Material absorbiert z.B. das blaue Laserlicht L0 und emittiert gelbes Licht. Infolgedessen werden blaues Licht, bei dem es sich um gestreutes Laserlicht L0 handelt, und gelbes Licht, das von dem fluoreszierenden Material emittiert wird, aus dem Kohärenzreduktionsteil 19 emittiert, so dass kollektives weißes Licht L1 aus dem Kohärenzreduktionsteil 19 emittiert wird. Das Kohärenzreduktionsteil 19, das ein fluoreszierendes Material enthält, erlaubt eine Verringerung der Kohärenz des Laserlichts L0, das die Emission von Licht L1 mit einer geringeren Kohärenz als die des Laserlichts L0 erlaubt. Alternativ kann als Kohärenzreduktionsteil 19 auch ein lichtstreuendes Bauteil, wie z. B. eine lichtstreuende Platte, verwendet werden. In diesem Fall muss das Kohärenzreduktionsteil 19 kein fluoreszierendes Material enthalten.
Beispiele für das im Kohärenzreduktionsteil 19 enthaltene fluoreszierende Material beinhalten ein mit Cer aktiviertes Yttrium-Aluminium-Granat (YAG) fluoreszierendes Material, ein mit Cer aktiviertes Lutetium-Aluminium-Granat (LAG) fluoreszierendes Material, ein mit Europium und/oder Chrom aktiviertes stickstoffhaltiges Kalzium-Aluminiumsilikat (CaO-Al₂O₃-SiO₂) fluoreszierendes Material, ein mit Europium aktiviertes Silikat ((Sr,Ba)₂SiO₄) fluoreszierendes Material, ein α-Sialon fluoreszierendes Material und ein ß-Sialon fluoreszierendes Material. Unter diesen ist es vorzuziehen, einen YAG fluoreszierendes Material zu verwenden, das eine gute Hitzebeständigkeit aufweist.
Eine Sensorverdrahtung 20 ist elektrisch mit dem Umwandlungsbauteil 22 verbunden. Die Sensorverdrahtung 20 ist z. B. an einer unteren Fläche des Umwandlungsbauteils 22 befestigt, d. h. an einer Fläche, die dem lichtdurchlässigen Bauteil 15 zugewandt ist. Anders als die untere Fläche des Umwandlungsbauteils 22 kann die Position der Sensorverdrahtung 20 in geeigneter Weise bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Sensorverdrahtung 20 an einer oberen Fläche des Umwandlungsbauteils 22 angebracht werden. Die Sensorverdrahtung 20 kann mit dem Träger 18 als auch mit dem Kohärenzreduktionsteil 19 des Umwandlungsbauteils 22 oder nur mit einem von beiden elektrisch verbunden sein. Wenn die Sensorverdrahtung 20 elektrisch nur mit dem Träger 18 verbunden ist, kann eine Verringerung der Extraktionseffizienz des Lichts, die durch Absorption von Licht durch die Sensorverdrahtung 20 verursacht wird, unterdrückt werden.
Die Sensorverdrahtung 20 ist aus einem elektrisch leitfähigem Material geformt. Die Sensorverdrahtung 20 ist z. B. aus einem lichtdurchlässigen und elektrisch leitfähigen Material geformt. Die Sensorverdrahtung 20 ist z. B. aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) geformt. Die Sensorverdrahtung 20 kann ein metallisches Material beinhalten. Die Sensorverdrahtung 20 ist elektrisch mit einem Verdrahtungsmuster 16 verbunden. Dementsprechend ist die Sensorverdrahtung 20 über das Verdrahtungsmuster 16 und die Verdrahtungen 17 elektrisch mit dem Leistungsversorgungsteil 30 verbunden. Das Umwandlungsbauteil 22 und die Sensorverdrahtung 20 können räumlich getrennt vom Gehäuse 11 und einem Deckel (z. B. dem lichtdurchlässigen Bauteil 15) lokalisiert werden, die das Laserelement 14 einkapseln. In diesem Fall sind das Verdrahtungsmuster 16 und die Sensorverdrahtung 17 optional, und die Sensorverdrahtung 20 ist über die Verdrahtung elektrisch mit dem Leistungsversorgungsteil 30 verbunden, das z. B. räumlich getrennt vom Gehäuse 11 angebracht ist.
LEISTUNGSVERSORGUNGSTEIL 30
Wie in 3 gezeigt, beinhaltet das Leistungsversorgungsteil 30 ein Verdrahtungssubstrat 50, in dem ein erstes Schaltelement 31, ein zweites Schaltelement 32, ein drittes Schaltelement (erster Transistor 33), ein erstes Widerstandselement 34, ein zweites Widerstandselement 35, ein drittes Widerstandselement 36, ein erster Komparator 41, ein zweiter Komparator 42, ein dritter Komparator 43 und ein vierter Komparator 44 montiert sind. Der erste Komparator 41, der zweite Komparator 42, der dritte Komparator 43 und der vierte Komparator 44 bilden eine Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40. Das Verdrahtungssubstrat 50 und das lichtemittierende Teil 10 können beispielsweise durch Verdrahtungen mit Steckern elektrisch verbunden werden. Alternativ dazu können das Leistungsversorgungsteil 30 und das lichtemittierende Teil 10 auf einer einzigen Platine befestigt werden.
Über eine externe Leistungsquelle 100 werden ein erstes Referenzpotential V1, ein zweites Referenzpotential V2, ein drittes Referenzpotential V3, ein viertes Referenzpotential V4, ein fünftes Referenzpotential V5, ein sechstes Referenzpotential V6, ein Anodenpotential Va und ein Kathodenpotential Vc dem Leistungsversorgungsteil 30 geliefert. Das dritte Referenzpotential V3 und das sechste Referenzpotential V6 können über die gleiche Leitung geliefert werden. Das vierte Referenzpotential V4 und das fünfte Referenzpotential V5 können über dieselbe Leitung geliefert werden. Es ist nicht erforderlich, dass alle Referenzpotentiale von der externen Leistungsquelle 100 geliefert werden. Zum Beispiel können das erste Referenzpotential V1 und das zweite Referenzpotential V2 von einer auf dem Verdrahtungssubstrat 50 montierten Schaltung geliefert werden.
Das erste Referenzpotential V1 ist niedriger als das fünfte Referenzpotential V5 und höher als das zweite Referenzpotential V2. Das zweite Referenzpotential V2 ist niedriger als das erste Referenzpotential V1 und höher als das sechste Referenzpotential V6. Mit anderen Worten, die Referenzpotentiale sind in einer absteigenden Reihenfolge V5 > V1 > V2 > V6.
In einem Beispiel ist das fünfte Referenzpotential V5 5 V (Versorgungspotential), und das erste Referenzpotential V1 liegt in einem Bereich von 3 bis 4,5 V, das zweite Referenzpotential V2 liegt in einem Bereich von 0,5 bis 2 V, und das sechste Referenzpotential V6 beträgt 0 V (Massepotential). Das dritte Referenzpotential V3 beträgt 0 V (Massepotential) und das vierte Referenzpotential V4 beträgt 5 V (Potential der Leistungsquelle). In einem Beispiel liegt das Anodenpotential Va in einem Bereich von 5 bis 24 V, und das Kathodenpotential Vc liegt in einem Bereich von 0 bis 10 V und ist niedriger als das Anodenpotential Na.
Ein erstes Ende 20a der Sensorverdrahtung 20 ist elektrisch mit einem ersten Knoten Na und einem ersten Ende 36a des dritten Widerstandselements 36 verbunden, und ein zweites Ende 20b der Sensorverdrahtung 20 ist elektrisch mit dem sechsten Referenzpotential V6 verbunden. Das zweite Ende 36b des dritten Widerstandselements 36 ist elektrisch mit dem fünften Referenzpotential V5 verbunden. Dementsprechend sind das dritte Widerstandselement 36 und die Sensorverdrahtung 20 zwischen dem fünften Referenzpotential V5 und dem sechsten Referenzpotential V6 in Reihe geschaltet.
Der erste Komparator 41, der zweite Komparator 42, der dritte Komparator 43 und der vierte Komparator 44 (im Folgenden gemeinsam als „Komparatoren“ bezeichnet) bilden eine Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40. Jeder der Komparatoren hat zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgabeanschluss, um Potentiale an den beiden Eingangsanschlüssen zu vergleichen und gibt ein dem Vergleichsergebnis entsprechendes Potential aus. Jeder der Komparatoren wird mit einem hochpotentialseitigem Referenzpotential und einem niederpotentialseitigem Referenzpotential versorgt. Das hochpotentialseitige Referenzpotential ist z.B. 5V (Versorgungspotential) und das niederpotentialseitige Referenzpotential ist z.B. 0V (Massepotential), es können aber auch andere geeignete Potentialwerte verwendet werden. Die hochpotentialseitigen Referenzpotentiale der vier in 3 gezeigten Komparatoren können alle das gleiche Potential haben, und die niederpotentialseitigen Referenzpotentiale der vier in 3 gezeigten Komparatoren können alle das gleiche Potential haben.
Der erste Eingangsanschluss des ersten Komparators 41 ist mit dem ersten Referenzpotential V1 verbunden, und der zweite Eingangsanschluss ist mit dem ersten Ende 20a (erster Knoten Na) der Sensorverdrahtung 20 verbunden. Der erste Komparator 41 gibt einen ersten Wert (H) aus, wenn das Potential am ersten Ende 20a der Sensorverdrahtung 20 niedriger ist als das erste Referenzpotential V1, und gibt einen zweiten Wert (L) aus, wenn das Potential am ersten Ende 20a höher ist als das erste Referenzpotential V1. Zum Beispiel ist der erste Wert (H) das Potential, das die Schaltelemente und die Transistoren, die den Leistungsversorgungsteil 30 bilden, in einen leitenden Zustand (EIN-Zustand) setzt, und der zweite Wert (L) ist das Potential, das diese Schaltelemente und die Transistoren in einen nichtleitenden Zustand (AUS-Zustand) setzt. Wenn z. B. das niederpotentialseitige Referenzpotential des ersten Komparators 410 V (Massepotential) beträgt, ist der zweite Wert (L) 0 V.
In ähnlicher Weise für den zweiten Komparator 42 ist der erste Eingangsanschluss mit dem ersten Referenzpotential V1 verbunden, und der zweite Eingangsanschluss ist elektrisch mit dem ersten Ende 20a (erster Knoten Na) der Sensorverdrahtung 20 verbunden. Der zweite Komparator 42 gibt einen ersten Wert (H) aus, wenn das Potential am ersten Ende 20a der Sensorverdrahtung 20 niedriger ist als das erste Referenzpotential V1, und einen zweiten Wert (L), wenn das Potential am ersten Ende 20a höher ist als das erste Referenzpotential V1. Mit anderen Worten, der zweite Komparator 42 führt die gleiche Funktion aus wie der erste Komparator 41.
Der erste Eingangsanschluss des dritten Komparators 43 ist elektrisch mit dem ersten Ende 20a (erster Knoten Na) der Sensorverdrahtung 20 verbunden, und der zweite Eingangsanschluss ist elektrisch mit dem zweiten Referenzpotential V2 verbunden. Der dritte Komparator 43 gibt einen ersten Wert (H) aus, wenn das Potential des ersten Endes 20a der Sensorverdrahtung 20 höher ist als das zweite Referenzpotential V2, und einen zweiten Wert (L), wenn das Potential des ersten Endes 20a niedriger ist als das zweite Referenzpotential V2.
In ähnlicher Weise ist beim vierten Komparator 44 der erste Eingangsanschluss elektrisch mit dem ersten Ende 20a (erster Knoten Na) der Sensorverdrahtung 20 verbunden, und der zweite Eingangsanschluss ist elektrisch mit dem zweiten Referenzpotential V2 verbunden. Der vierte Komparator 44 gibt einen ersten Wert (H) aus, wenn das Potential des ersten Endes 20a der Sensorverdrahtung 20 höher als das zweite Referenzpotential V2 ist, und den zweiten Wert (L), wenn das Potential des ersten Endes 20a niedriger als das zweite Referenzpotential V2 ist. Mit anderen Worten, der vierte Komparator 44 führt die gleiche Funktion aus wie der dritte Komparator 43.
Der Ausgabeanschluss des ersten Komparators 41, der Ausgabeanschluss des zweiten Komparators 42, der Ausgabeanschluss des dritten Komparators 43 und der Ausgabeanschluss des vierten Komparators 44 sind elektrisch mit dem zweiten Knoten Nb verbunden. Der zweite Knoten Nb ist der Ausgabepunkt für die Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40. Wenn alle Ausgaben aller Komparatoren auf dem ersten Wert (H) liegen, liegt das Potential des zweiten Knotens Nb auf dem ersten Wert (H). Wenn hingegen die Ausgabe eines der Komparatoren ein zweiter Wert (L) ist, wird das Potential des zweiten Knotens Nb auf das niederpotentialseitige Referenzpotential gezogen, was in einem zweiten Wert (L) resultiert.
Dementsprechend gibt die Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 einen ersten Wert (H) aus, wenn das Potential am ersten Ende 20a (erster Knoten Na) der Sensorverdrahtung 20 in einem vorgegebenen Bereich ist, d.h. in einem Bereich, der höher als das zweite Referenzpotential V2 und niedriger als das erste Referenzpotential V1 ist. In der folgenden Beschreibung wird der Bereich des Potentials, der höher als das zweite Referenzpotential V2 und niedriger als das erste Referenzpotential V1 ist, als „Normalbereich“ bezeichnet. Andererseits gibt die Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 einen zweiten Wert (L) aus, wenn das Potential am ersten Ende 20a (erster Knoten Na) der Sensorverdrahtung 20 außerhalb des normalen Bereichs liegt, d.h. niedriger als das zweite Referenzpotential V2 oder höher als das erste Referenzpotential V1.
Ein zweites Widerstandselement 35 ist elektrisch zwischen dem zweiten Knotenpunkt Nb und dem vierten Referenzpotential V4 (z. B. dem Leistungspotential) verbunden. Das erste Widerstandselement 34 und das dritte Schaltelement (erster Transistor 33) sind in Reihe zwischen der Schaltung, die das vierte Referenzpotential V4 anlegt, und der Schaltung, die das dritte Referenzpotential V3 (z. B. das Massepotential) anlegt, verbunden. Obwohl das dritte Schaltelement nicht auf einen Transistor beschränkt ist, kann durch die Verwendung des ersten Transistors 33 als drittes Schaltelement die Schaltgeschwindigkeit erhöht werden. Der erste Transistor 33 ist zum Beispiel ein Feldeffekttransistor (FET) vom n-Kanal-Typ. Der erste Transistor 33 ist beispielsweise ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) vom n-Kanal-Typ. Der erste Transistor 33 beinhaltet ein drittes Gate 33g, eine dritte Source 33s und einen dritten Drain 33d. Der erste Transistor 33 ist in einem leitenden Zustand, wenn der erste Wert (H) in das dritte Gate 33g eingegeben wird, und in einem nicht leitenden Zustand, wenn der zweite Wert (L) eingegeben wird. Mit anderen Worten ist die Schwellenspannung, bei der das dritte Gate 33g eingeschaltet wird, zwischen dem ersten Wert (H) und dem zweiten Wert (L).
Das dritte Gate 33g des ersten Transistors 33 ist elektrisch mit der Ausgabe des zweiten Knotens Nb, d. h. der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40, verbunden, und die dritte Source 33s ist elektrisch mit dem dritten Referenzpotential V3 (z. B. Massepotential) verbunden. Der dritte Drain 33d ist elektrisch mit dem ersten Ende des ersten Widerstandselements 34 verbunden. Das zweite Ende des ersten Widerstandselements 34 ist elektrisch mit dem vierten Referenzpotential V4 (z. B. dem Potential der Leistungsquelle) verbunden.
In 3 wird ein Transistor (zweiter Transistor) als zweites Schaltelement 32 verwendet. Das zweite Schaltelement 32 ist beispielsweise ein FET vom n-Kanal-Typ. Das zweite Schaltelement 32 ist z. B. ein MOSFET vom n-Kanal-Typ. Das zweite Schaltelement 32 beinhaltet ein zweites Gate 32g, eine zweite Source 32s und einen zweiten Drain 32d. Das zweite Gate 32g ist elektrisch mit dem dritten Knoten Nc verbunden, der der Verbindungspunkt des ersten Transistors 33 und des ersten Widerstandselements 34 ist. Die zweite Source 32s ist elektrisch mit dem kathodischen Potential Vc verbunden. Der zweite Drain 32d ist elektrisch mit dem Anodenpotential Va verbunden. Der Widerstand des ersten Widerstandselements 34 ist kleiner als der Widerstand zwischen dem zweiten Gate 32g des zweiten Schaltelements 32 und der zweiten Source 32s. Obwohl das zweite Schaltelement 32 nicht auf einen Transistor beschränkt ist, ist es vorzuziehen, einen Transistor als zweites Schaltelement 32 zu verwenden, da Transistoren für die Übertragung relativ großer Ströme geeignet sind.
Das elektrische Potential am Verbindungspunkt des ersten Widerstandselements 34 und des ersten Transistors 33, d.h. das elektrische Potential am dritten Knotenpunkt Nc, ist im Wesentlichen gleich dem dritten Referenzpotential V3, wenn der erste Transistor 33 im leitenden Zustand ist. Dementsprechend wird das dritte Referenzpotential V3 auf einen Wert gesetzt, der niedriger ist als der Schwellenwert, in welchem das zweite Schaltelement 32 leitend wird. Bei dieser Anordnung ist das zweite Schaltelement 32 nicht elektrisch leitend, wenn sich der erste Transistor 33 im leitenden Zustand befindet. Wenn der zweite Wert „L“ und das dritte Referenzpotential V3 gleiche Potentiale sind (z.B. Massepotential), ist das Potential des dritten Knotens Nc, wenn der erste Transistor 33 im leitenden Zustand ist, ungefähr gleich dem zweiten Wert „L“.
Ist der erste Transistor 33 hingegen in einem nichtleitenden Zustand, wird das Potential des dritten Knotens Nc auf das vierte Referenzpotential V4 (z.B. das Potential der Leistungsquelle) gezogen, was in einem höheren Potential resultiert als wenn der erste Transistor 33 in einem leitenden Zustand ist. Das vierte Referenzpotential V4 wird so gesetzt, dass das Potential des dritten Knotens Nc, wenn der erste Transistor 33 in einem nichtleitenden Zustand ist, höher ist als der Schwellenwert, ab dem das zweite Schaltelement sich in einem leitenden Zustand befindet. Das Potential des dritten Knotens Nc, wenn der erste Transistor 33 in einem nichtleitenden Zustand ist, ist zum Beispiel gleich dem ersten Wert „H“. Daher ist das zweite Schaltelement 32 in einem leitenden Zustand, wenn der erste Transistor 33 in einem nicht-leitenden Zustand ist. Somit ist das zweite Schaltelement 32 in einem leitenden Zustand, wenn die Ausgabe der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40, d.h. das Potential des zweiten Knotens Nb, auf dem zweiten Wert (L) ist, und ist in einem nichtleitenden Zustand, wenn die Ausgabe der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 auf dem ersten Wert (H) ist.
In 3 wird ein Transistor (dritter Transistor) als erstes Schaltelement 31 verwendet. Das erste Schaltelement 31 ist z. B. ein FET vom n-Kanal-Typ. Das erste Schaltelement 31 ist ein Transistor desselben Leitfähigkeitstyps wie das zweite Schaltelement 32 und der erste Transistor 33, z. B. ein n-Kanal-MOSFET. Das erste Schaltelement 31 beinhaltet ein erstes Gate 31g, eine erste Source 31s und einen ersten Drain 31d. Das erste Gate 31g ist mit dem zweiten Knoten Nb verbunden, d. h. dem Ausgabepunkt der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40. Dementsprechend schaltet das erste Schaltelement 31 in Abhängigkeit vom Potential des zweiten Knotens Nb, d.h. des Ausgabepunkts der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40, zwischen einem leitenden Zustand und einem nicht-leitenden Zustand um. Das erste Schaltelement 31 ist in einem leitenden Zustand, wenn das Potential am Ausgabepunkt der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 auf dem ersten Wert (H) und nicht dem zweiten Wert (L) ist. Außer Transistoren kann jedes geeignete Element, das eine solche Funktion ausführen kann, für das erste Schaltelement 31 verwendet werden, aber es ist vorzuziehen, einen Transistor als das erste Schaltelement 31 zu verwenden, weil der Transistor geeignet ist, relativ großen Strom zu führen.
Der erste Drain 31d des ersten Schaltelements 31 ist mit der Kathode des Laserelements 14 verbunden. Die erste Source 31s ist mit einer Schaltung verbunden, die ein kathodisches Potential Vc anlegt. Die Anode des Laserelements 14 ist mit einer Schaltung verbunden, die ein Anodenpotential Va anlegt. Bei dieser Anordnung sind das Laserelement 14 und das erste Schaltelement 31 in Reihe zwischen den Schaltungen verbunden, die das Anodenpotential Va und das Kathodenpotential Vc anlegen. Das zweite Schaltelement 32 ist parallel zu der Schaltung verbunden, die das Laserelement 14 und das erste Schaltelement 31 beinhaltet, und zwischen den Schaltungen, die das Anodenpotential Va und das Kathodenpotential Vc anlegen.
Der Strom, der zum Laserelement 14 fließt, kann zu dem ersten Schaltelement 31 und dem zweiten Schaltelement 32 fließen. Andererseits fließt der Strom, der zum Laserelement 14 fließt, nicht zum ersten Transistor 33. Aus diesem Grund kann ein Bemessungswert des Drain-Stroms des ersten Transistors 33 niedriger sein als ein Bemessungswert des ersten Schaltelements 31 und ein Bemessungswert des zweiten Schaltelements 32. Der Bemessungswert des Drain-Stroms des ersten Transistors 33 kann gleich oder kleiner als 10 % oder gleich oder kleiner als 1 % des Nennwerts des ersten Schaltelements 31 und des Nennwerts des zweiten Schaltelements 32 sein. Beispielsweise liegen die Bemessungswerte des Drain-Stroms des ersten Schaltelements 31 und des zweiten Schaltelements 32 in einem Bereich von einigen zehn bis einigen hundert Ampere (A), und der Bemessungswert des Drain-Stroms des ersten Transistors 33 kann weniger als 1A betragen. Die Reduzierung des Bemessungswertes des ersten Transistors 33 ermöglicht eine Verringerung der Größe und der Kosten des lichtemittierenden Moduls 1.
FUNKTION
Nachfolgend wird die Funktion des lichtemittierenden Moduls gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 4 ist eine Tabelle, die die Funktion eines lichtemittierenden Moduls gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. In der vorliegenden Ausführungsform kennzeichnet der Begriff „Normalbetrieb“, dass sich die Sensorverdrahtung 20 in einem normalen Zustand befindet, der Begriff „offener Betrieb“ kennzeichnet, dass ein offener Ausfall in der Sensorverdrahtung 20 auftritt, und der Begriff „Kurzschlussbetrieb“ kennzeichnet, dass ein Kurzschluss in der Sensorverdrahtung 20 auftritt.
Wenn das lichtemittierende Modul 1 normal ist, ist auch die Sensorverdrahtung 20 normal und das lichtemittierende Modul 1 befindet sich im „Normalbetrieb“. Im Normalbetrieb ist es erforderlich, dass das Laserelement 14 Licht emittiert, wenn dem lichtemittierenden Modul 1 Leistung geliefert wird, d. h., das Lasern tritt im Laserelement 14 auf und ein Laserlicht L0 wird vom Laserelement 14 emittiert.
Wenn hingegen beispielsweise das Umwandlungsbauteil 22 beschädigt wird und die Sensorverdrahtung 20 unterbricht, befindet es sich in einem „offenen Betrieb“. Im offenen Betrieb wird die Beendigung der Laseroszillation des Laserelements 14 gefordert, um zu verhindern, dass das Laserlicht L0 nach außen aus dem Gehäuse 11 austritt. In der vorliegenden Spezifikation bedeutet „Beendigung des Laserns“, dass das Lasern des Laserelements 14 gestoppt wird, so dass das Laserlicht L0 nicht emittiert wird. Zum Beispiel beinhaltet „Beendigung des Laserns“ einen Zustand, in dem ein elektrischer Strom unterhalb der Schwelle des Laserns im Laserelement 14 vorhanden ist.
Auch, wenn beispielsweise ein Kurzschluss der Sensorverdrahtung 20 aufgrund eines an der Sensorverdrahtung 20 anhaftenden Fremdmaterials auftritt, ist es in einem „Kurzschlussbetrieb“. Auch wenn ein Fremdmaterial an dem leitenden Pfad angehaftet ist, der elektrisch mit der Sensorverdrahtung 20 und nicht mit der Sensorverdrahtung 20 verbunden ist, und einen im Wesentlichen gleichen Kurzschluss verursacht wie der Kurzschluss der Sensorverdrahtung 20, ist es auch im „Kurzschlussbetrieb“ enthalten. Im Kurzschlussbetrieb kann, selbst wenn das Umwandlungsbauteil 22 beschädigt ist und eine Unterbrechung der Sensorverdrahtung 20 auftritt, der Durchgang der Sensorverdrahtung 20 durch einen Fremdkörper aufrechterhalten werden, und es ist möglich, dass die Beschädigung des Umwandlungsbauteils 22 nicht detektiert werden kann. Aus diesem Grund ist selbst bei Kurzschlussbetrieb eine Beendigung des Laserns des Laserelements 14 erforderlich.
Wenn das Potential am Ausgabeanschluss jedes Komparators oder das Potential an jedem der Knoten auf dem ersten Wert ist, wird es in 4 als „H“ bezeichnet, und wenn es auf dem zweiten Wert ist, wird es als „L“ bezeichnet. Die beiden Arten von Potentialen, die der dritte Knoten Nc annehmen würde, müssen nicht unbedingt mit dem ersten und dem zweiten Wert übereinstimmen, aber 4 zeigt ein Beispiel, bei dem sie übereinstimmen. Wenn ein Komparator, ein Schaltelement oder ein Transistor in einem offenen Zustand ausfällt, wird er als „NG“ bezeichnet. Wenn ein Schaltelement oder ein Transistor in Durchgang ist, wird es als „ON“ bezeichnet, wenn ein Schaltelement oder ein Transistor nicht in Durchgang ist, wird es als „OFF“ bezeichnet. Wenn das Laserelement 14 Licht emittiert, wird es als „ON“ bezeichnet, und wenn das Laserelement 14 kein Licht emittiert, wird es als „OFF“ bezeichnet. In 4 sind die Zeilennummern zur besseren Erläuterung enthalten. Als nächstes wird die Funktion des lichtemittierenden Moduls 1 in jedem Betrieb beschrieben.
NORMALBETRIEB
Zunächst wird eine Funktion im Normalbetrieb beschrieben. Wie oben dargestellt, ist in einem Normalbetrieb das Umwandlungsbauteil 22 normal, und die Sensorverdrahtung 20 ist ebenfalls normal.
Unter Bezugnahme auf die erste Zeile von 4 ist jedes Schaltungselement im Leistungsversorgungsteil 30 ebenfalls normal. In der vorliegenden Spezifikation bezieht sich der Begriff „Schaltungselement“ kollektiv auf jeden Komparator, das erste Schaltelement 31, das zweite Schaltelement 32 und den ersten Transistor 33.
Wie in 1 gezeigt, wird, wenn das lichtemittierende Modul 1 elektrisch mit einer externen Leistungsquelle 100 verbunden ist, ein vorbestimmtes Potential an jeden Teil des lichtemittierenden Moduls 1 angelegt. Genauer gesagt, ein fünftes Referenzpotential V5 (z. B. das Potential der Leistungsquelle) und ein sechstes Referenzpotential V6 (z. B. das Massepotential) liegen an beiden Enden der Schaltung an, in der das dritte Widerstandselement 36 und die Sensorverdrahtung 20 in Reihe geschaltet sind. Darüber hinaus werden das erste Referenzpotential V1 und das zweite Referenzpotential V2 an die Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 angelegt. Das zweite Referenzpotential V2 ist niedriger als das erste Referenzpotential V1. Das vierte Referenzpotential V4 (z.B. das Potential der Leistungsquelle) und das dritte Referenzpotential V3 (z.B. das Massepotential) liegen an beiden Enden der Schaltung an, an denen das erste Widerstandselement 34 und der erste Transistor 33 in Reihe geschaltet sind. Ferner liegen an beiden Enden der Schaltung, in der das Laserelement 14 und das erste Schaltelement 31 in Reihe geschaltet sind, das Anodenpotential Va und das Kathodenpotential Vc an.
Die Potentialdifferenz zwischen dem fünften Referenzpotential V5 und dem sechsten Referenzpotential V6 wird durch das dritte Widerstandselement 36 und die Sensorverdrahtung 20 geteilt. Dies führt dazu, dass das Potential des ersten Knotens Na in dem Bereich (Normalbereich) liegt, der höher als das zweite Referenzpotential V2 und niedriger als das erste Referenzpotential V1 ist.
Der erste Komparator 41 vergleicht das erste Referenzpotential V1 mit dem Potential am ersten Knotenpunkt Na. In dem in der ersten Zeile von 4 gezeigten Zustand gibt der erste Komparator 41 den ersten Wert (H) aus, weil das Potential am ersten Knoten Na, d.h. das Potential am ersten Ende 20a der Sensorverdrahtung 20, niedriger ist als das erste Referenzpotential V1. Der zweite Komparator 42 vergleicht ebenfalls das erste Referenzpotential V1 und das Potential des ersten Knotens Na und gibt den ersten Wert (H) aus, weil das Potential des ersten Knotens Na niedriger ist als das erste Referenzpotential V1.
Der dritte Komparator 43 vergleicht das Potential des ersten Knotens Na mit dem zweiten Referenzpotential V2. Da das Potential des ersten Knotens Na höher ist als das zweite Referenzpotential V2, gibt der dritte Komparator 43 den ersten Wert (H) aus. In ähnlicher Weise vergleicht der vierte Komparator 44 das Potential des ersten Knotens Na mit dem zweiten Referenzpotential V2 und gibt den ersten Wert (H) aus, weil das Potential des ersten Knotens Na höher ist als das zweite Referenzpotential V2. Somit ist, da alle Komparatoren den ersten Wert (H) ausgeben, das Potential des Ausgabepunktes der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40, d. h. das Potential am zweiten Knoten Nb, der erste Wert (H).
Dies bewirkt, dass der erste Wert (H) an das erste Gate 31g des ersten Schaltelements 31 angelegt wird und versetzt das erste Schaltelement 31 in Durchgang. Zwischenzeitlich wird der erste Wert (H) auch an das dritte Gate 33g des ersten Transistors 33 angelegt, versetzt den ersten Transistor 33 in Durchgang . Dementsprechend wird das Potential des dritten Knotens Nc auf das dritte Referenzpotential V3 auf den zweiten Wert (L) gezogen. Dies bewirkt, dass der zweite Wert (L) an das zweite Gate 32g des zweiten Schaltelements 32 angelegt wird, was das zweite Schaltelement 32 in einen nichtleitenden Zustand versetzt.
Infolgedessen fließt Strom zwischen dem Anodenpotential Va und dem Kathodenpotential Vc in dem Pfad, der das erste Schaltelement 31 beinhaltet, und im Wesentlichen fließt kein Strom in den Pfad, der das zweite Schaltelement 32 beinhaltet. Infolgedessen fließt Strom zum Laserelement 14, was ein Lasern des Laserelements 14 bewirkt, und vom Laserelement 14 wird ein Laserlicht L0 emittiert.
Wie in 2 gezeigt, wird das vom Laserelement 14 emittierte Laserlicht L0 an der lichtreflektierenden Fläche 13a des lichtreflektierenden Bauteils 13 reflektiert, das dann das lichtdurchlässige Bauteil 15 durchquert und in den Kohärenzreduktionsteil 19 des Umwandlungsbauteils 22 eintritt. Die Kohärenz eines Abschnitts des auf das Kohärenzreduktionsteil 19 auftreffenden Laserlichts L0 nimmt durch das im Kohärenzreduktionsteil 19 enthaltene fluoreszierende Material ab und wird beispielsweise in ein Licht mit einer anderen Wellenlänge umgewandelt. Zum Beispiel wird ein blaues Laserlicht L0 in gelbes Licht umgewandelt. Der Rest des Laserlichts L0, der in den Kohärenzreduktionsteil 19 eintritt, durchläuft den Kohärenzreduktionsteil 19 und wird dabei innerhalb des Kohärenzreduktionsteils 19 gestreut. Infolgedessen wird aus dem Kohärenzreduktionsteil 19 weißes Licht L1, eine Mischung aus gelbem und blauem Licht, emittiert.
Als nächstes werden offene Zustände beschrieben, die durch Ausfälle eines Teils der Schaltungselemente verursacht werden, welche den Leistungsversorgungsteil 30 bilden.
Wie in der zweiten Zeile von 4 gezeigt, geht der Ausgabeanschluss des ersten Komparators 41 in einen elektrisch schwebenden Zustand über, wenn der erste Komparator 41 in einem offenen Zustand ausfällt. Zwischenzeitlich gibt der zweite Komparator 42 den ersten Wert (H) aus, und der dritte Komparator 43 und der vierte Komparator 44 geben auch den ersten Wert (H) aus. Somit verbleibt das Potential am Ausgabepunkt (zweiter Knoten Nb) der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 auf dem ersten Wert (H). Aus diesem Grund emittiert das Laserelement 14 Licht, und Licht L1 wird vom lichtemittierenden Modul 1 emittiert, ähnlich der Funktion, die in der ersten Zeile von 4 gezeigt ist.
Wie in der dritten Zeile von 4 gezeigt, geht der Ausgabeanschluss des zweiten Komparators 42 in einen elektrisch schwebenden Zustand über, wenn der zweite Komparator 42 in einem offenen Zustand ausfällt. Zwischenzeitlich gibt der erste Komparator 41 den ersten Wert (H) aus, und der dritte Komparator 43 und der vierte Komparator 44 geben auch den ersten Wert (H) aus. Somit bleibt das Potential am Ausgabepunkt (zweiter Knoten Nb) der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 auf dem ersten Wert (H). Aus diesem Grund emittiert das Laserelement 14 Licht, und das Licht L1 wird vom lichtemittierende Modul 1 emittiert, ähnlich der Funktion, die in der ersten Zeile von 4 gezeigt ist. Somit sind der erste Komparator 41 und der zweite Komparator 42 im Normalbetrieb in einer komplementären Beziehung.
Wie in der vierten Zeile von 4 gezeigt, geht der Ausgabeanschluss des dritten Komparators 43 in einen elektrisch schwebenden Zustand über, wenn der dritte Komparator 43 in einem offenen Zustand ausfällt. Zwischenzeitlich gibt der vierte Komparator 44 den ersten Wert (H) aus, und der erste Komparator 41 und der zweite Komparator 42 geben auch den ersten Wert (H) aus. Somit bleibt das Potential am Ausgabepunkt (zweiter Knoten Nb) der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 auf dem ersten Wert (H). Aus diesem Grund emittiert das Laserelement 14 Licht, und das Licht L1 wird von dem lichtemittierende Modul 1 emittiert, ähnlich der Funktion, die in der ersten Zeile von 4 gezeigt ist.
Wie in der fünften Zeile von 4 gezeigt, geht der Ausgabeanschluss des vierten Komparators 44 in einen elektrisch schwebenden Zustand über, wenn der vierte Komparator 44 in einem offenen Zustand ausfällt. Zwischenzeitlich gibt der dritte Komparator 43 den ersten Wert (H) aus, und der erste Komparator 41 und der zweite Komparator 42 geben auch den ersten Wert (H) aus. Somit bleibt das Potential am Ausgabepunkt (zweiter Knoten Nb) der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 auf dem ersten Wert (H). Aus diesem Grund emittiert das Laserelement 14 Licht, und das Licht L1 wird vom lichtemittierende Modul 1 emittiert, ähnlich der Funktion, die in der ersten Zeile von 4 gezeigt ist. Somit sind der dritte Komparator 43 und der vierte Komparator 44 im Normalbetrieb in einer komplementären Beziehung.
Wie in der sechsten Zeile von 4 gezeigt, wird, wenn der erste Transistor 33 in einem offenen Zustand ausfällt, der dritte Knoten Nc elektrisch von der Schaltung getrennt, die das dritte Referenzpotential V3 (z. B. Massepotential) anlegt. Somit wird das Potential des dritten Knotens Nc auf das vierte Referenzpotential V4 (z.B. das Potential der Leistungsquelle) auf den ersten Wert (H) gezogen. Dadurch wird ein Durchgang für das zweite Schaltelement 32 bereitgestellt. Zwischenzeitlich ist das Potential des zweiten Knotens Nb der erste Wert (H), entsprechend ist auch das erste Schaltelement 31 auf Durchgang. In diesem Fall fließt jedoch nicht genügend Strom zum Laserelement 14 und das Lasern des Laserelements 14 stoppt. So werden beispielsweise FETs als erstes Schaltelement 31 und zweites Schaltelement 32 verwendet und eine Laserdiode, die einen Halbleiter auf Nitridbasis der Gruppe III beinhaltet, wird als Laserelement 14 verwendet. In diesem Fall, wenn sowohl das erste Schaltelement 31 als auch das zweite Schaltelement 32 im Durchgang sind, kann der Stromfluss zum Laserelement 14 weniger als die Schwelle für die Laseroszillation des Laserelements 14 sein.
Wie in der siebten Zeile von 4 gezeigt, bleibt der Durchgang des ersten Schaltelements 31 auch dann erhalten, wenn das zweite Schaltelement 32 in einem offenen Zustand ausfällt, und das Laserelement 14 Licht emittiert.
Wie in der achten Zeile von 4 gezeigt, wird dem Laserelement 14 nicht mehr Strom geliefert, wenn das erste Schaltelement 31 in einem offenen Zustand ausfällt, und die Laseroszillation des Laserelements 14 stoppt.
Wie oben dargestellt, stoppt im Normalbetrieb, wenn der erste Transistor 33 ausfällt (sechste Zeile von 4) und wenn das erste Schaltelement 31 ausfällt (achte Zeile von 4), die Laseroszillation des Laserelements 14, aber wenn ein Komparator oder das zweite Schaltelement ausfällt, wird die Laseroszillation des Laserelements 14 fortgesetzt. Daher kann das lichtemittierende Modul 1 seinen emittierenden Zustand mit hoher Wahrscheinlichkeit aufrechterhalten, selbst wenn einige der Schaltungselemente im Leistungsversorgungsteil 30 ausfallen.
OFFENER BETRIEB
Als nächstes wird die Funktion in einem offenen Betrieb beschrieben. Wie oben beschrieben, wird bei einer Beschädigung des Umwandlungsbauteils 22 die Sensorverdrahtung 20 unterbrochen und geht in einen offenen Betrieb über. In einem offenen Betrieb ist es erforderlich, das Lasern des Laserelements 14 zu beenden.
Wie in der neunten Zeile von 4 gezeigt, wird, wenn die Unterbrechung der Sensorverdrahtung 20 auftritt, wenn jedes Schaltungselement im Leistungsversorgungsteil 30 normal ist, das Potential am ersten Knoten Na auf das fünfte Referenzpotential V5 (zum Beispiel das Potential der Leistungsquelle) gezogen und wird höher als das erste Referenzpotential V1. Infolgedessen werden die Ausgabe des ersten Komparators 41 und die Ausgabe des zweiten Komparators 42 zum zweiten Wert (L) und das Potential am Ausgabepunkt (zweiter Knoten Nb) der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 wird zum zweiten Wert (L). Die Ausgabe des dritten Komparators 43 und die Ausgabe des vierten Komparators 44 bleiben auf dem ersten Wert (H).
Infolgedessen nimmt das Potential am ersten Gate 31g des ersten Schaltelements 31 auch den zweiten Wert (L) an, und das erste Schaltelement 31 wird nichtleitend. Zwischenzeitlich nimmt auch das Potential am dritten Gate 33g des ersten Transistors 33 den zweiten Wert (L) an, und der erste Transistor 33 geht ebenfalls in einen nichtleitenden Zustand über. Dies führt dazu, dass das Potential des dritten Knotens Nc, der auf das vierte Referenzpotential V4 gezogen wird, den ersten Wert (H) annimmt und das Potential am zweiten Gate 32g des zweiten Schaltelements 32 ebenfalls den ersten Wert (H) annimmt. Daher befindet sich das zweite Schaltelement 32 in einem leitenden Zustand.
Dies hat zur Folge, dass im Pfad, der das zweite Schaltelement 32 enthält, Strom zwischen dem Anodenpotential Va und dem Kathodenpotential Vc fließt, während in den Pfad, der das erste Schaltelement 31 enthält, kein Strom fließt. Dadurch wird verhindert, dass Strom zum Laserelement 14 fließt, und die Laseroszillation stoppt. Daher wird von dem lichtemittierenden Modul 1 kein Licht L1 emittiert.
Wie in der zehnten Zeile von 4 gezeigt, geht der Ausgabeanschluss des ersten Komparators 41 in einen elektrisch schwebenden Zustand über, wenn der erste Komparator 41 in einem offenen Zustand ausfällt. Da jedoch der zweite Komparator 42 einen zweiten Wert (L) ausgibt, bleibt das Potential am Ausgabepunkt (zweiter Knoten Nb) der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 auf dem zweiten Wert (L). Infolgedessen emittiert das Laserelement 14 kein Licht, wie es die in der 9. Zeile von 4 gezeigte Funktion tut. Daher wird von dem lichtemittierenden Modul 1 kein Licht L1 emittiert.
Wie in der 11. Zeile von 4 gezeigt, geht die Ausgabeanschluss des zweiten Komparators 42 in einen elektrisch schwebenden Zustand über, wenn der zweite Komparator 42 in einem offenen Zustand ausfällt. Da der erste Komparator 41 jedoch einen zweiten Wert (L) ausgibt, bleibt das Potential am Ausgabepunkt (zweiter Knoten Nb) der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 auf dem zweiten Wert (L). Infolgedessen emittiert das Laserelement 14 kein Licht, wie die in der 9. Zeile von 4 gezeigte Funktion. Daher wird von dem lichtemittierenden Modul 1 kein Licht L1 emittiert. Somit ergänzen sich in einem offenen Betrieb der erste Komparator 41 und der zweite Komparator 42 gegenseitig.
Wie in der 12. Zeile von 4 gezeigt, geben der erste Komparator 41 und der zweite Komparator 42 selbst dann, wenn der dritte Komparator 43 in einem offenen Zustand ausfällt, einen zweiten Wert (L) aus, so dass das Potential am Ausgabepunkt (zweiter Knoten Nb) der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 auf dem zweiten Wert (L) bleibt. Infolgedessen emittiert das Laserelement 14 kein Licht, wie die in der 9. Zeile von 4 gezeigte Funktion. Daher wird von dem lichtemittierenden Modul 1 kein Licht L1 emittiert.
Wie in der 13. Zeile von 4 gezeigt, geben der erste Komparator 41 und der zweite Komparator 42 selbst dann, wenn der vierte Komparator 44 in einem offenen Zustand ausfällt, einen zweiten Wert (L) aus, so dass das Potential am Ausgabepunkt (zweiter Knoten Nb) der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 auf dem zweiten Wert (L) bleibt. Infolgedessen emittiert das Laserelement 14 kein Licht, wie die in der 9. Zeile von 4 gezeigte Funktion. Daher wird von dem lichtemittierenden Modul 1 kein Licht L1 emittiert.
Wie in der 14. Zeile von 4 gezeigt, selbst wenn der erste Transistor 33 in einem offenen Zustand ausfällt, ist dies in der Funktion gleichbedeutend damit, dass sich der erste Transistor 33 in einem nicht-leitenden Zustand befindet, und somit emittiert das Laserelement 14 kein Licht, wie die in der 9. Zeile von 4 gezeigte Funktion. Daher wird von dem lichtemittierenden Modul 1 kein Licht L1 emittiert.
Wie in der 15. Zeile von 4 gezeigt, fließt bei einem Ausfall des zweiten Schaltelements 32 in einem offenen Zustand kein elektrischer Strom zu dem Pfad, der das zweite Schaltelement 32 enthält. Da jedoch das Potential am zweiten Knoten Nb der zweite Wert (L) ist, ist auch das Potential am ersten Gate 31g des ersten Schaltelements 31 der zweite Wert (L), und somit ist das erste Schaltelement 31 nicht in Durchgang. Daher emittiert das Laserelement 14 kein Licht, und Licht L1 wird nicht von dem lichtemittierenden Modul 1 emittiert.
Wie in der 16. Zeile von 4 gezeigt, ist, selbst wenn das erste Schaltelement 32 ausfällt und offen wird, dies in der Funktion gleichbedeutend damit, dass sich das erste Schaltelement 31 in einem nichtleitenden Zustand befindet, und somit das Laserelement 14 kein Licht emittiert. Daher wird kein Licht L1 von dem lichtemittierenden Modul 1 emittiert. Zwischenzeitlich befindet sich das zweite Schaltelement 32 in einem leitenden Zustand, und es fließt Strom zwischen dem Anodenpotential Va und dem Kathodenpotential Vc zu dem Pfad, der das zweite Schaltelement 32 enthält.
Wie oben dargestellt, bleibt das Laserelement 14 in einem offenen Betrieb in einem Zustand, in dem die Laseroszillation gestoppt hat, wenn irgendeines der Schaltungselemente ausfällt. Demzufolge tritt, wenn das Umwandlungsbauteil 22 beschädigt ist und auch irgendeines der Schaltungselemente ausfällt, kein Austreten von Laserlicht L0 nach außen aus dem lichtemittierenden Teils 10 auf.
KURZSCHLUSSBETRIEB
Als Nächstes wird die Funktion in einem Kurzschlussbetrieb beschrieben. Wie oben beschrieben, kann ein Kurzschlussbetriebsausfall auftreten, wenn ein erheblicher Kurzschluss auftritt, z. B., weil sich ein Fremdkörper an der Sensorverdrahtung 20 angehaftet hat. In einem Kurzschlussbetrieb kann es sein, dass die Sensorverdrahtung 20 nicht in der Lage ist, eine Beschädigung des Umwandlungsbauteils 22 zu detektieren. Daher ist es notwendig, die Laseroszillation des Laserelements 14 zu stoppen.
Wie in der 17. Zeile von 4 gezeigt, wird, wenn jedes Schaltungselement des Leistungsversorgungsteils 30 auf normal ist, und wenn die Sensorverdrahtung 20 kurzgeschlossen wird, das Potential des ersten Knotens Na durch das sechste Referenzpotential V6 (z.B. Massepotential) gezogen und wird niedriger als das zweite Referenzpotential V2. Infolgedessen wird die Ausgabe des dritten Komparators 43 und die Ausgabe des vierten Komparators 44 zum zweiten Wert (L) und das Potential am Ausgabepunkt (zweiter Knoten Nb) der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 wird zum zweiten Wert (L). Daher emittiert das Laserelement 14 kein Licht, und Licht L1 wird nicht von dem lichtemittierenden Modul 1 emittiert. Die Ausgabe des ersten Komparators 41 und die Ausgabe des zweiten Komparators 42 sind der erste Wert (H).
Wie in der 18. Zeile von 4 gezeigt, geben, selbst wenn der erste Komparator 41 in einem offenen Zustand ausfällt, der dritte Komparator 43 und der vierte Komparator 44 einen zweiten Wert (L) aus, so dass das Potential am Ausgabepunkt (zweiter Knoten Nb) der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 auf dem zweiten Wert (L) bleibt. Daher emittiert das Laserelement 14 kein Licht, und Licht L1 wird nicht von dem lichtemittierenden Modul 1 emittiert, wie in der Funktion, die in der 17. Zeile von 4 gezeigt ist.
Wie in der 19. Zeile von 4 gezeigt, geben, selbst wenn der zweite Komparator 42 in einem offenen Zustand ausfällt, der dritte Komparator 43 und der vierte Komparator 44 einen zweiten Wert (L) aus, so dass das Potential am Ausgabepunkt (zweiter Knoten Nb) der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 auf dem zweiten Wert (L) bleibt. Daher emittiert das Laserelement 14 kein Licht, und Licht L1 wird nicht von dem lichtemittierenden Modul 1 emittiert, wie in der Funktion, die in der 17. Zeile von 4 gezeigt ist.
Wie in der 20. Zeile von 4 gezeigt, geht der Ausgabeanschluss des dritten Komparators 43 in einen elektrischen Schwebezustand über, wenn der dritte Komparator 43 in einem offenen Zustand ausfällt. Da jedoch der vierte Komparator 44 einen zweiten Wert (L) ausgibt, bleibt das Potential am Ausgabepunkt (zweiter Knoten Nb) der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 auf dem zweiten Wert (L). Infolgedessen emittiert das Laserelement 14 kein Licht, wie die in Zeile 17 von 4 gezeigte Funktion. Daher wird kein Licht L1 von dem lichtemittierenden Modul 1 emittiert.
Wie in der 21. Zeile von 4 gezeigt, geht der Ausgabeanschluss des vierten Komparators 44 in einen elektrischen Schwebezustand über, wenn ein offener Zustand durch einen Ausfall des vierten Komparators 44 verursacht wird. Da jedoch der dritte Komparator 43 einen zweiten Wert (L) ausgibt, bleibt das Potential am Ausgabepunkt (zweiter Knoten Nb) der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials 40 auf dem zweiten Wert (L). Infolgedessen emittiert das Laserelement 14 kein Licht, wie die in der 17. Zeile von 4 gezeigte Funktion. Daher wird kein Licht L1 von dem lichtemittierenden Modul 1 emittiert. Somit ergänzen sich in einem Kurzschlussbetrieb der dritte Komparator 43 und der vierte Komparator 44 gegenseitig.
Wie in der 22. Zeile von 4 gezeigt, selbst wenn der erste Transistor 33 ausfällt und offen wird, ist dies in der Funktion gleichbedeutend damit, dass sich der erste Transistor 33 in einem nichtleitenden Zustand befindet, und somit das Laserelement 14 kein Licht emittiert, wie die in der 17. Zeile von 4 gezeigte Funktion. Daher wird kein Licht L1 von dem lichtemittierenden Modul 1 emittiert.
Wie in der 23. Zeile von 4 gezeigt, fließt bei einem Ausfall des zweiten Schaltelements 32 in einem offenen Zustand kein elektrischer Strom zu dem Pfad, der das zweite Schaltelement 32 enthält. Da jedoch das Potential am zweiten Knoten Nb der zweite Wert (L) ist, ist auch das Potential am ersten Gate 31g des ersten Schaltelements 31 der zweite Wert (L), und somit ist das erste Schaltelement 31 nicht in Durchgang. Daher emittiert das Laserelement 14 kein Licht, und Licht L1 wird nicht von dem lichtemittierenden Modul 1 emittiert.
Wie in der 24. Zeile von 4 gezeigt, emittiert das Laserelement 14 kein Licht, wenn das erste Schaltelement 31 in einem offenen Zustand ausfällt, da dies für die Funktion der Schaltung gleichbedeutend ist mit dem Zustand des ersten Schaltelements 31 im nichtleitenden Zustand. Daher wird kein Licht L1 von dem lichtemittierenden Modul 1 emittiert. Zwischenzeitlich befindet sich das zweite Schaltelement 32 in einem leitenden Zustand, der Strom fließt zwischen dem Anodenpotential Va und dem Kathodenpotential Vc zu dem Pfad, der das zweite Schaltelement 32 enthält.
Wie oben dargestellt, bleibt das Laserelement 14 im Kurzschlussbetrieb in einem Zustand, in dem die Laseroszillation gestoppt hat, wenn irgendeines der Schaltungselemente ausfällt. Dementsprechend tritt in einem Kurzschlussbetrieb, wenn das Umwandlungsbauteil 22 beschädigt ist und auch eines der Schaltungselemente ausfällt, kein Austreten von Laserlicht L0 nach außen aus dem lichtemittierenden Teil 10 auf.
ANDERE AUSFALLBETRIEBE
4 zeigt den Ausfall eines Komparators, eines Schaltelements oder eines Transistors in einem offenen Zustand, aber der Ausfall kann auch in einem Kurzschlusszustand sein. Zum Beispiel können diese Ausfallbedingung in einem offenen Zustand über einen Kurzschlusszustand sein.
Wenn sich das erste Schaltelement 31 in einer Ausfallbedingung mit Kurzschluss befindet und der Ausfall der Sensorverdrahtung 20 im offenen Betrieb oder im Kurzschlussbetrieb auftritt, gibt der entsprechende Komparator einen zweiten Wert (L) aus, aber das erste Schaltelement 31 befindet sich in einem Kurzschlusszustand und geht daher nicht in einen nichtleitenden Zustand über. Der Komparator gibt jedoch einen zweiten Wert (L) aus, welcher das zweite Schaltelement 32 veranlasst, fortzufahren. Mit dieser Anordnung kann der Abschnitt, der an den Laserelementen 14 lasert, geschützt werden.
Wenn sich das zweite Schaltelement 32 in einer Kurzschlussfehlerbedingung befindet, wird die Laseroszillation des Laserelements 14 gestoppt, unabhängig davon, ob es sich im Normalbetrieb, im offenen Betrieb oder im Kurzschlussbetrieb befindet. Befindet sich der erste Transistor 33 in einer Kurzschlussfehlerbedingung, geht das zweite Schaltelement 32 in einen nichtleitenden Zustand über, und je nachdem, ob sich das erste Schaltelement 31 in einem Zustand des Durchgangs befindet, wird bestimmt, ob das Lasern des Laserelements 14 ausgeführt werden soll. Bei einer anderen Ausfallbedingung als der Offen Bedingung eines entsprechenden der Komparatoren wird angenommen, dass unabhängig vom Eingangswert ein zweiter Wert (L) ausgegeben wird, z. B. durch einen Kurzschluss eines Teils des Komparators, aber in diesem Fall wird der zweite Knotenpunkt Nb der zweite Wert (L) sein, so dass unabhängig vom Normalbetrieb, offenen Betrieb oder Kurzschlussbetrieb die Laseroszillation des Laserelements 14 stoppt.
EFFEKTE
Als nächstes werden die Effekte der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Das lichtemittierende Modul 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist dazu konfiguriert, so dass in einem offenen Betrieb der erste Komparator 41 und der zweite Komparator 42 komplementär sind, so dass, selbst wenn einer von dem ersten Komparator 41 und dem zweiten Komparator 42 ausfällt, der andere den zweiten Wert (L) ausgeben kann. Daher ist es möglich, das Potential des zweiten Knotens Nb auf dem zweiten Wert (L) zu halten, wodurch die Laseroszillation des Laserelements 14 zuverlässiger gestoppt wird.
Zwischenzeitlich sind in einem Kurzschlussbetrieb der dritte Komparator 43 und der vierte Komparator 44 komplementär, so dass, selbst wenn einer der dritte Komparator 43 und der vierte Komparator 44 ausfällt, der andere den zweiten Wert (L) ausgeben kann. Daher ist es möglich, das Potential des zweiten Knotens Nb auf dem zweiten Wert (L) zu halten, wodurch die Laseroszillation des Laserelements 14 zuverlässiger gestoppt wird.
Ferner kann das lichtemittierende Modul 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch das zweite Schaltelement 32 die Laseroszillation des Laserelements 14 auch dann stoppen, wenn sich die Ausfallbedingung des ersten Schaltelements 31 nicht in einem offenen Zustand, sondern in einem Kurzschlusszustand befindet. Dementsprechend kann das Lasern des Laserelements 14 sicherer gestoppt werden.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform selbst wenn einige Schaltungselemente ausfallen, die Laseroszillation des Laserelements 14 in einem offenen Betrieb und in einem Kurzschlussbetrieb zuverlässiger gestoppt werden, während die Lichtemission in einem Normalbetrieb mit hoher Wahrscheinlichkeit erhalten bleibt. Dementsprechend ist es möglich, ein lichtemittierendes Modul zu realisieren, das Laserlicht zuverlässig stoppen kann, wenn das Umwandlungsbauteil beschädigt ist.
Wenn zum Beispiel das lichtemittierende Modul 1 in der vorliegenden Ausführungsform als Scheinwerfer für Fahrzeuge wie Automobile verwendet wird und das lichtemittierende Modul 1 aufgrund eines Fahrzeugunfalls beschädigt wird und etwas von dem Leistungsversorgungsteil 30 zusammen mit dem Umwandlungsbauteil 22 beschädigt wird, kann verhindert werden, dass das Laserlicht L0 aus dem lichtemittierenden Modul 1 austritt. Als Ergebnis kann eine hohe Sicherheit realisiert werden.
Es ist zu beachten, dass abhängig von der Ausfallbedingung eines Komparators, eines Schaltelements oder eines Transistors die Laseroszillation des Laserelements 14 stoppen kann, obwohl sich die Sensorverdrahtung 20 im Normalbetrieb befindet, aber in einem solchen Fall ist es von Vorteil, dass der Benutzer des lichtemittierenden Moduls 1 über den Ausfall informiert werden kann, bevor ein weiterer Ausfall auftritt.
Die oben beschriebene Ausführungsform ist ein Beispiel für ein lichtemittierendes Modul zur Verwirklichung der technischen Idee der vorliegenden Erfindung, und die technische Idee der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel beinhaltet die vorliegende Erfindung das Hinzufügen, Entfernen oder Ändern einiger Komponenten in der oben beschriebenen Ausführungsform.
Die vorliegende Erfindung kann z. B. für Beleuchtungsvorrichtungen und Fahrzeugscheinwerfer verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2021010873 [0001]
JP 2013191479 A [0004]

Claims

Lichtemittierendes Modul, umfassend: ein Laserelement, das dazu konfiguriert ist, ein Laserlicht zu emittieren; ein Umwandlungsbauteil, das konfiguriert ist, eine Kohärenz des Laserlichts zu reduzieren; eine Sensorverdrahtung, die elektrisch mit dem Umwandlungsbauteil verbunden ist; eine Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials, die konfiguriert ist, einen ersten Wert auszugeben, wenn ein elektrisches Potential an einem ersten Ende der Sensorverdrahtung in einem vorbestimmten Bereich liegt, und einen zweiten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt; ein erstes Schaltelement, das elektrisch in Reihe mit dem Laserelement verbunden ist, wobei das erste Schaltelement konfiguriert ist, leitend zu werden, wenn die Ausgabe der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials der erste Wert ist, und nichtleitend zu werden, wenn die Ausgabeder Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials der zweite Wert ist; und ein zweites Schaltelement, das elektrisch parallel zu einer Schaltung verbunden ist, die das Laserelement und das erste Schaltelement umfasst, wobei das zweite Schaltelement konfiguriert ist, leitend zu werden, wenn die Ausgabe der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials der zweite Wert ist, und nichtleitend zu werden, wenn die Ausgabe der Schaltung zur Bestimmung elektrische Potentials der erste Wert ist.
Lichtemittierendes Modul nach Anspruch 1, wobei die Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials umfasst: einen ersten Komparator, der konfiguriert ist, den ersten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung niedriger ist als ein erstes Referenzpotential, und den zweiten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential am ersten Ende der Sensorverdrahtung höher ist als das erste Referenzpotential; einen zweiten Komparator, der konfiguriert ist, den ersten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung niedriger ist als das erste Referenzpotential, und den zweiten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung höher ist als das erste Referenzpotential; einen dritten Komparator, der konfiguriert ist, den ersten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung höher ist als ein zweites Referenzpotential, das niedriger als das erste Referenzpotential ist, und den zweiten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung niedriger ist als das zweite Referenzpotential; und einen vierten Komparator, der konfiguriert ist, den ersten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung höher ist als das zweite Referenzpotential, und den zweiten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung niedriger ist als das zweite Referenzpotential.
Lichtemittierendes Modul nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Schaltelement ein Transistor ist, der ein erstes Gate, eine erste Source und einen ersten Drain umfasst.
Lichtemittierendes Modul nach Anspruch 3, wobei das erste Gate des ersten Schaltelements elektrisch mit einem Ausgabepunkt der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials verbunden ist.
Lichtemittierendes Modul nach Anspruch 3 oder 4, wobei das zweite Schaltelement ein Transistor ist, der ein zweites Gate, eine zweite Source und einen zweiten Drain umfasst.
Lichtemittierendes Modul nach Anspruch 5, das ferner umfasst: einen ersten Transistor, der ein drittes Gate, eine dritte Source und einen dritten Drain umfasst, wobei das dritte Gate elektrisch mit einem Ausgabepunkt der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials verbunden ist und die dritte Source elektrisch mit einer Schaltung verbunden ist, die konfiguriert ist, ein drittes Referenzpotential zu liefern; und ein erstes Widerstandselement, das elektrisch zwischen dem dritten Drain des ersten Transistors und einer Schaltung verbunden ist, die konfiguriert ist, ein viertes Referenzpotential zu liefern; wobei das zweite Gate des zweiten Schaltelements elektrisch mit einem Verbindungspunkt des ersten Transistors und des ersten Widerstandselements verbunden ist.
Lichtemittierendes Modul nach Anspruch 6, wobei der erste Transistor ein Transistor ist, der denselben Leitfähigkeitstyp aufweist wie Leitfähigkeitstypen des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements.
Lichtemittierendes Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, das ferner ein zweites Widerstandselement umfasst, das elektrisch zwischen dem ersten Ende der Sensorverdrahtung und einer Schaltung verbunden ist, die konfiguriert ist, ein fünftes Referenzpotential zu liefern, wobei ein zweites Ende der Sensorverdrahtung elektrisch mit einer Schaltung verbunden ist, die konfiguriert ist, ein sechstes Referenzpotential zu liefern.
Lichtemittierendes Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Umwandlungsbauteil ein fluoreszierendes Material enthält, das konfiguriert ist, das Laserlicht in Licht umzuwandeln, das eine Wellenlänge aufweist, die sich von einer Wellenlänge des Laserlichts unterscheidet.
Lichtemittierendes Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, das ferner ein Gehäuse umfasst, wobei das Laserelement in dem Gehäuse angeordnet ist, und das Umwandlungsbauteil in einem optischen Pfad des von dem Laserelement emittierten Laserlichts angeordnet ist.
Lichtemittierendes Modul, umfassend: ein Laserelement, das konfiguriert ist, ein Laserlicht zu emittieren; ein Umwandlungsbauteil, das konfiguriert ist, eine Kohärenz des Laserlichts zu reduzieren; eine Sensorverdrahtung, die elektrisch mit dem Umwandlungsbauteil verbunden ist; eine Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials, die konfiguriert ist, einen ersten Wert auszugeben, wenn ein elektrisches Potential an einem ersten Ende der Sensorverdrahtung in einem vorbestimmten Bereich liegt, und einen zweiten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt; und ein erstes Schaltelement, das elektrisch in Reihe mit dem Laserelement verbunden ist, wobei das erste Schaltelement konfiguriert ist, leitend zu werden, wenn der Ausgabe der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials der erste Wert ist, und nichtleitend zu werden, wenn der Ausgabe der Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials der zweite Wert ist; wobei die Schaltung zur Bestimmung elektrischen Potentials umfasst: einen ersten Komparator, der konfiguriert ist, den ersten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung niedriger ist als ein erstes Referenzpotential, und den zweiten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential am ersten Ende der Sensorverdrahtung höher ist als das erste Referenzpotential; einen zweiten Komparator, der konfiguriert ist, den ersten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung niedriger ist als das erste Referenzpotential, und den zweiten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung höher ist als das erste Referenzpotential; einen dritten Komparator, der konfiguriert ist, den ersten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung höher ist als ein zweites Referenzpotential, das niedriger als das erste Referenzpotential ist, und den zweiten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung niedriger ist als das zweite Referenzpotential; und einen vierten Komparator, der konfiguriert ist, den ersten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung höher ist als das zweite Referenzpotential, und den zweiten Wert auszugeben, wenn das elektrische Potential an dem ersten Ende der Sensorverdrahtung niedriger ist als das zweite Referenzpotential.
Lichtemittierendes Modul nach Anspruch 11, das ferner ein zweites Widerstandselement umfasst, das elektrisch zwischen dem ersten Ende der Sensorverdrahtung und einer Schaltung verbunden ist, die konfiguriert ist, ein fünftes Referenzpotential zu liefern, wobei ein zweites Ende der Sensorverdrahtung elektrisch mit einer Schaltung verbunden ist, die konfiguriert ist, ein sechstes Referenzpotential zu liefern.
Lichtemittierendes Modul nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei das Umwandlungsbauteil ein fluoreszierendes Material enthält, das konfiguriert ist, das Laserlicht in Licht umzuwandeln, das eine Wellenlänge aufweist, die sich von einer Wellenlänge des Laserlichts unterscheidet.
Lichtemittierendes Modul nach einem der Ansprüche 11 bis 13, das ferner ein Gehäuse umfasst, wobei das Laserelement in dem Gehäuse angeordnet ist, und das Umwandlungsbauteil in einem optischen Pfad des von dem Laserelement emittierten Laserlichts angeordnet ist.