JP2013207244A

JP2013207244A - Laser pointer

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Publication number: JP2013207244A
Application number: JP2012077611A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Nakajima; 光雄中島; Yasuhiro Kobayashi; 康博小林
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd; Victor Advanced Media Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd; Victor Advanced Media Co Ltd
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-07

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser pointer capable of protecting a light-emitting element from an overcurrent.SOLUTION: A laser pointer 10 includes a light-emitting element LD, a current source 15, and a protective device 100. The current source 15 has a storage element 16 capable of charging and discharging, and a constant-voltage circuit 17 capable of outputting a driving voltage for driving the light-emitting element LD. The current source 15 supplies a driving current Id according to the driving voltage to the light-emitting element LD. The protective device 100 limits the driving current Id to the light-emitting element LD on the basis of the magnitude of the driving current Id. For this reason, the light-emitting element LD can be protected from an overcurrent.

Description

本発明は、過電流制限機能を有するレーザポインタに関する。 The present invention relates to a laser pointer having an overcurrent limiting function.

従来、レーザポインタは、非接触でスクリーン上の特定の位置を指標できるため、各種会議やプレゼンテーション等に広く用いられている。例えば下記特許文献１には、電源部に電気二重層キャパシタを有するレーザポインタが開示されている。電気二重層キャパシタは急速充電が可能であるため、例えば電力低下時にレーザポインタの機能を早急に回復できるという利点がある。 Conventionally, laser pointers are widely used in various meetings and presentations because they can indicate a specific position on a screen without contact. For example, Patent Document 1 below discloses a laser pointer having an electric double layer capacitor in a power supply unit. Since the electric double layer capacitor can be rapidly charged, for example, there is an advantage that the function of the laser pointer can be quickly recovered when the power is reduced.

一方、レーザポインタの発光部は、典型的には、レーザダイオード（半導体レーザ）で構成される。レーザダイオードを動作（発光）させるには、最低動作電圧を必要とし、発光出力は動作電流で制御される。そこでレーザダイオードを安定に動作させるために、レーザ駆動装置には、定電圧回路が備えられる。当該定電圧回路は、典型的には、レーザダイオードから出力される電流を電圧に変換し、当該電圧が一定となるようにレーザダイオードを制御するように構成されている（例えば下記特許文献２参照）。 On the other hand, the light emitting portion of the laser pointer is typically composed of a laser diode (semiconductor laser). In order to operate (emit light) the laser diode, a minimum operating voltage is required, and the light emission output is controlled by the operating current. Therefore, in order to stably operate the laser diode, the laser driving device is provided with a constant voltage circuit. The constant voltage circuit is typically configured to convert a current output from the laser diode into a voltage and control the laser diode so that the voltage becomes constant (see, for example, Patent Document 2 below). ).

特開２００８−２０９７３１号公報JP 2008-209731 A 特開２００９−１８６９４７号公報JP 2009-186947 A

しかしながら、定電圧回路の何らかの動作不良が原因で、発光素子へ過電流が供給される場合がある。その結果、レーザの光出力が大きくなり、発光素子の寿命の低下あるいは発光素子の破壊を招くおそれがある。 However, an overcurrent may be supplied to the light emitting element due to some malfunction of the constant voltage circuit. As a result, the light output of the laser increases, which may lead to a reduction in the lifetime of the light emitting element or destruction of the light emitting element.

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、発光素子を過電流から保護することができるレーザポインタを提供することにある。 In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a laser pointer capable of protecting a light emitting element from overcurrent.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るレーザポインタは、発光素子と、電流源と、保護装置と、を具備する。
上記電流源は、充放電可能な蓄電素子と、上記発光素子を駆動するための駆動電圧を出力することが可能な定電圧回路とを有する。上記電流源は、上記駆動電圧に応じた駆動電流を上記発光素子へ供給するように構成される。
上記保護装置は、上記駆動電流の大きさに基づいて、上記発光素子への上記駆動電流の供給を制限する。 In order to achieve the above object, a laser pointer according to one embodiment of the present invention includes a light emitting element, a current source, and a protection device.
The current source includes a chargeable / dischargeable storage element and a constant voltage circuit capable of outputting a drive voltage for driving the light emitting element. The current source is configured to supply a driving current corresponding to the driving voltage to the light emitting element.
The protection device limits the supply of the driving current to the light emitting element based on the magnitude of the driving current.

本発明の一実施形態に係るレーザポインタの内部構成の一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of the internal structure of the laser pointer which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係るレーザポインタの回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the laser pointer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係るレーザポインタの回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the laser pointer which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係るレーザポインタの回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the laser pointer which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態に係るレーザポインタの回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the laser pointer which concerns on the 4th Embodiment of this invention.

本発明の一実施形態に係るレーザポインタは、発光素子と、電流源と、保護装置と、を具備する。
上記電流源は、充放電可能な蓄電素子と、上記発光素子を駆動するための駆動電圧を出力することが可能な定電圧回路とを有する。上記電流源は、上記駆動電圧に応じた駆動電流を上記発光素子へ供給するように構成される。
上記保護装置は、上記駆動電流の大きさに基づいて、上記発光素子への上記駆動電流の供給を制限する。 A laser pointer according to an embodiment of the present invention includes a light emitting element, a current source, and a protection device.
The current source includes a chargeable / dischargeable storage element and a constant voltage circuit capable of outputting a drive voltage for driving the light emitting element. The current source is configured to supply a driving current corresponding to the driving voltage to the light emitting element.
The protection device limits the supply of the driving current to the light emitting element based on the magnitude of the driving current.

上記レーザポインタは、発光素子へ供給される駆動電流を制限することが可能な保護装置を備えているため、発光素子を過電流から保護することが可能となる。したがって上記レーザポインタによれば、定電圧回路の動作不良に基づく発光素子の劣化あるいは素子破壊を防止することができる。 Since the laser pointer includes a protection device that can limit the drive current supplied to the light emitting element, the light emitting element can be protected from overcurrent. Therefore, according to the above laser pointer, it is possible to prevent the deterioration of the light emitting element or the element destruction due to the malfunction of the constant voltage circuit.

ここで、「上記発光素子への上記駆動電流の供給を制限する」とは、発光素子への駆動電流の供給を停止（遮断）することであってもよいし、発光素子へ供給される駆動電流の大きさを定格以下の電流値に低減することであってもよい。その他、発光素子への過電流の供給が制限可能であれば、その実現形態は特に限定されない。 Here, “restricting the supply of the drive current to the light-emitting element” may be to stop (shut off) the supply of the drive current to the light-emitting element, or drive supplied to the light-emitting element. The magnitude of the current may be reduced to a current value below the rating. In addition, as long as the supply of overcurrent to the light emitting element can be limited, the implementation is not particularly limited.

発光素子は、典型的には、レーザダイオード（半導体レーザ）で構成される。蓄電素子としては、特に限定されないが、急速充電が可能なリチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタ等の電気化学デバイスが好適である。 The light emitting element is typically composed of a laser diode (semiconductor laser). Although it does not specifically limit as an electrical storage element, Electrochemical devices, such as a lithium ion capacitor and an electric double layer capacitor which can be charged rapidly, are suitable.

定電圧回路は、典型的には、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の昇圧回路やその出力をフィードバックするための各種制御回路を含む。高電圧の蓄電素子を用いたり、複数の蓄電素子を直列に接続して高電圧を出力したりする場合には、定電圧回路に降圧回路が含まれてもよい。 The constant voltage circuit typically includes a booster circuit such as a DC-DC converter and various control circuits for feeding back an output thereof. In the case of using a high-voltage power storage element or connecting a plurality of power storage elements in series to output a high voltage, the constant voltage circuit may include a step-down circuit.

上記保護装置は、上記発光素子のカソード電位に基づいて、上記発光素子への上記駆動電流の供給を制限してもよい。発光素子のカソード電位を検出することで、発光素子を流れる駆動電流の大きさを検出することができる。 The protection device may limit supply of the drive current to the light emitting element based on a cathode potential of the light emitting element. By detecting the cathode potential of the light emitting element, the magnitude of the drive current flowing through the light emitting element can be detected.

上記保護装置は、例えば、検出回路と、スイッチ回路とを有する。上記検出回路は、上記発光素子のカソード電位を検出する。上記スイッチ回路は、上記検出回路の出力に基づき、上記駆動電流を上記発光素子へ供給する第１の状態と、上記発光素子のアノード側とカソード側との間を短絡させる第２の状態とのいずれかに切り替えられる。これにより、スイッチ回路をバイパス回路として機能させることで、過電流から発光素子を効果的に保護することができる。 The protection device includes, for example, a detection circuit and a switch circuit. The detection circuit detects a cathode potential of the light emitting element. The switch circuit includes a first state in which the driving current is supplied to the light emitting element based on an output of the detection circuit, and a second state in which the anode side and the cathode side of the light emitting element are short-circuited. Switch to either. Accordingly, the light emitting element can be effectively protected from overcurrent by causing the switch circuit to function as a bypass circuit.

上記以外にも、例えば保護装置は、電流源を構成する定電圧回路の出力を低下させ、あるいは当該出力を停止させるような信号を生成し、当該信号を上記定電圧回路へ出力するように構成されてもよい。 In addition to the above, for example, the protection device is configured to generate a signal that lowers the output of the constant voltage circuit constituting the current source or stops the output, and outputs the signal to the constant voltage circuit. May be.

上記スイッチ回路は、例えば、上記発光素子のカソード電位が所定値以下のときに上記第２の状態に切り替えられる。上記所定値は適宜設定可能であり、駆動電流が過電流であると判定され得る適宜の電位が採用可能である。過電流であるか否かの基準は、例えば、発光素子の定格出力、あるいは、レーザポインタの仕様や各種規格に応じて定められる光出力等に応じて任意に設定される。 The switch circuit is switched to the second state when, for example, the cathode potential of the light emitting element is equal to or lower than a predetermined value. The predetermined value can be set as appropriate, and an appropriate potential at which the drive current can be determined to be an overcurrent can be employed. The criterion for determining whether or not the current is an overcurrent is arbitrarily set according to, for example, the rated output of the light emitting element, or the light output determined according to the specifications of the laser pointer and various standards.

上記保護装置は、上記スイッチ回路が上記第１の状態から上記第２の状態へ切り替えられた後に上記第２の状態を保持する保持回路をさらに有してもよい。これにより駆動電流を定常値以下に安定に維持することができる。 The protection device may further include a holding circuit that holds the second state after the switch circuit is switched from the first state to the second state. As a result, the drive current can be stably maintained below the steady value.

上記保持回路は、典型的には、ラッチ回路が該当するが、これ以外にも同様な機能を有する他の回路、例えば自己保持リレー回路等も適用可能である。 The holding circuit typically corresponds to a latch circuit, but other circuits having a similar function other than this, such as a self-holding relay circuit, can also be applied.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

＜第１の実施形態＞
図１は本発明の一実施形態に係るレーザポインタの構成を示す概略斜視図であり、図２は上記レーザポインタの回路構成を示すブロック図である。 <First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of a laser pointer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the laser pointer.

［全体構成］
本実施形態のレーザポインタ１０は、ｘ軸方向に軸心を有する略円筒形状に形成され、その長手方向の一端からレーザ光が出射するように構成されている。図１に示すようにレーザポインタ１０は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置１に接続された状態で使用されるが、これに限られず、レーザポインタ１０単独で使用されてもよい。 [overall structure]
The laser pointer 10 of the present embodiment is formed in a substantially cylindrical shape having an axial center in the x-axis direction, and is configured to emit laser light from one end in the longitudinal direction. As shown in FIG. 1, the laser pointer 10 is used in a state connected to the information processing apparatus 1 such as a personal computer. However, the laser pointer 10 is not limited to this, and the laser pointer 10 may be used alone.

レーザポインタ１０は、発光部１２と、駆動部１４と、蓄電素子１６と、これらを収容する筐体１１とを有する。 The laser pointer 10 includes a light emitting unit 12, a driving unit 14, a power storage element 16, and a housing 11 that accommodates these.

発光部１２は、発光素子ＬＤを有する。発光素子ＬＤは、赤色レーザ（例えば波長６３５ｎｍ）を出射するレーザダイオードが用いられるが、これ以外にも青色レーザ光や緑色レーザ光を出射するレーザダイオードが採用されてもよい。 The light emitting unit 12 includes a light emitting element LD. As the light emitting element LD, a laser diode that emits a red laser (for example, a wavelength of 635 nm) is used. However, a laser diode that emits blue laser light or green laser light may be employed.

発光部１２は、筐体１１先端の出光窓１１ａに対向するように筐体１１の内部に配置され、ｘ軸方向に沿ってレーザ光を出射する。発光部１２は、レーザダイオードの出光部に配置された光学レンズを含んでもよい。 The light emitting unit 12 is disposed inside the housing 11 so as to face the light exit window 11a at the tip of the housing 11, and emits laser light along the x-axis direction. The light emitting unit 12 may include an optical lens disposed in the light emitting unit of the laser diode.

蓄電素子１６は、シリンダ型のリチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ：Lithium Ion Capacitor）で構成される。リチウムイオンキャパシタは、電気二重層キャパシタ並みの大電流特性を備えながら、体積当たりのエネルギー密度が数倍高いという特性を有する。蓄電素子１６の出力電圧は特に限定されず、発光部１２の最低動作電圧や駆動電流等に応じて設定され、例えば２．２〜３．８Ｖである。 The power storage element 16 is configured by a cylinder-type lithium ion capacitor (LIC). A lithium ion capacitor has a characteristic that the energy density per volume is several times higher while having a large current characteristic similar to that of an electric double layer capacitor. The output voltage of the electricity storage element 16 is not particularly limited, and is set according to the minimum operating voltage, driving current, etc. of the light emitting unit 12, and is, for example, 2.2 to 3.8V.

また、リチウムイオンキャパシタは、充電時間が短いという利点を有する。本実施形態の蓄電素子１６は、図１に示すようにＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の伝送ケーブル２を介して情報処理装置１からの電力供給によって急速充電が可能に構成される。 Further, the lithium ion capacitor has an advantage that the charging time is short. As shown in FIG. 1, the power storage device 16 of the present embodiment is configured to be capable of rapid charging by supplying power from the information processing apparatus 1 via a transmission cable 2 such as a USB (Universal Serial Bus).

駆動部１４は、図２に示すように、定電圧回路１７と、保護装置１００とを有する。 As illustrated in FIG. 2, the drive unit 14 includes a constant voltage circuit 17 and a protection device 100.

定電圧回路１７は、発光素子ＬＤを駆動するための駆動電圧を出力可能に構成され、発光素子ＬＤを例えば例えば１ｍＷ未満の光出力で発光させるための駆動電流Ｉｄを生成する。本実施形態では蓄電素子１６の出力を昇圧する昇圧回路と、当該昇圧回路を制御する制御回路で構成される。蓄電素子１６および定電圧回路１７は、発光素子ＬＤの電流源１５を構成する。 The constant voltage circuit 17 is configured to be able to output a driving voltage for driving the light emitting element LD, and generates a driving current Id for causing the light emitting element LD to emit light with a light output of, for example, less than 1 mW, for example. In this embodiment, the booster circuit includes a booster circuit that boosts the output of the storage element 16 and a control circuit that controls the booster circuit. The storage element 16 and the constant voltage circuit 17 constitute a current source 15 of the light emitting element LD.

昇圧回路としては、例えば、チョークコイル、ダイオード等を含む電力変換効率の高いチョッパー型のＤＣ−ＤＣコンバータで構成される。上記制御回路は、例えば、発光素子ＬＤを流れる電流電圧を基準電圧と比較する比較器、昇圧回路の駆動をオン・オフ制御するためのスイッチング素子等を含み、発光素子ＬＤの光出力が一定以下（本例では１ｍＷ未満）となるように上記昇圧回路を制御する。上記制御回路は、例えば、発光素子ＬＤのカソード端子ＴＣ（発光素子ＬＤと調整用抵抗Ｒ０との接続点）に接続されるフィードバック端子、グラウンド電位に接続されるＧＮＤ端子、上記スイッチング素子に接続される出力端子等を有するＩＣチップを含む。 The booster circuit is constituted by a chopper type DC-DC converter having a high power conversion efficiency including, for example, a choke coil and a diode. The control circuit includes, for example, a comparator that compares a current voltage flowing through the light emitting element LD with a reference voltage, a switching element for controlling on / off of driving of the booster circuit, and the light output of the light emitting element LD is below a certain level. The booster circuit is controlled to be (less than 1 mW in this example). The control circuit is connected to, for example, a feedback terminal connected to the cathode terminal TC (a connection point between the light emitting element LD and the adjustment resistor R0) of the light emitting element LD, a GND terminal connected to the ground potential, and the switching element. IC chips having output terminals and the like.

レーザポインタ１０は、発光部１２の点灯および消灯を切り替える操作スイッチ１３をさらに有する。操作スイッチ１３は、定電圧回路１７と発光素子ＬＤのアノード端子ＴＡとの間に配置されたスイッチ部材で構成される。操作スイッチ１３の種類は特に限定されず、プッシュ式でもよいしスライド式でもよい。 The laser pointer 10 further includes an operation switch 13 for switching the light emitting unit 12 on and off. The operation switch 13 is constituted by a switch member disposed between the constant voltage circuit 17 and the anode terminal TA of the light emitting element LD. The type of the operation switch 13 is not particularly limited, and may be a push type or a slide type.

保護装置１００は、検出回路１０１と、スイッチ回路１０２と、保持回路１０５とを有する。保護装置１００は、駆動電流Ｉｄの大きさに基づいて、発光素子ＬＤへの駆動電流Ｉｄの供給を制限する機能を有する。 The protection device 100 includes a detection circuit 101, a switch circuit 102, and a holding circuit 105. The protection device 100 has a function of limiting the supply of the drive current Id to the light emitting element LD based on the magnitude of the drive current Id.

本実施形態において保護装置１００は、発光素子ＬＤのカソード電位に基づいて、発光素子ＬＤへの駆動電流Ｉｄの供給を制限する。保護装置１００は、発光素子ＬＤや定電圧回路１７等が搭載されたマザーボードとは別基板で構成されるが、マザーボード上に共通に搭載されてもよい。 In the present embodiment, the protection device 100 restricts the supply of the drive current Id to the light emitting element LD based on the cathode potential of the light emitting element LD. The protection device 100 is configured by a substrate different from the motherboard on which the light emitting element LD, the constant voltage circuit 17 and the like are mounted, but may be mounted on the motherboard in common.

検出回路１０１は、発光素子ＬＤのカソード端子ＴＣの電位（カソード電位）を検出する。本実施形態において検出回路１０１は、調整用抵抗Ｒ０の両端電圧を検出する電流検出アンプを含む。調整用抵抗Ｒ０の一端はレーザダイオードＬＤのカソード端子ＴＣに接続され、他端は一定の基準電位（例えばグラウンド電位）に接続された基準端子Ｔ０に接続される。 The detection circuit 101 detects the potential (cathode potential) of the cathode terminal TC of the light emitting element LD. In the present embodiment, the detection circuit 101 includes a current detection amplifier that detects the voltage across the adjustment resistor R0. One end of the adjustment resistor R0 is connected to the cathode terminal TC of the laser diode LD, and the other end is connected to a reference terminal T0 connected to a constant reference potential (for example, ground potential).

検出回路１０１は、検出された発光素子ＬＤのカソード電位と基準電位とを比較し、その差が所定値以下の場合に発光素子ＬＤが異常出力状態であると判定し、保持回路１０５へバイパス信号を出力する。 The detection circuit 101 compares the detected cathode potential of the light emitting element LD with the reference potential, and determines that the light emitting element LD is in an abnormal output state when the difference is equal to or smaller than a predetermined value, and sends a bypass signal to the holding circuit 105. Is output.

上記所定値は適宜設定可能であり、駆動電流が過電流であると判定され得る適宜の電位が採用可能である。過電流であるか否かの基準は、例えば、発光素子の定格出力、あるいは、レーザポインタの仕様や各種規格に応じて定められる光出力等に応じて任意に設定される。 The predetermined value can be set as appropriate, and an appropriate potential at which the drive current can be determined to be an overcurrent can be employed. The criterion for determining whether or not the current is an overcurrent is arbitrarily set according to, for example, the rated output of the light emitting element, or the light output determined according to the specifications of the laser pointer and various standards.

本実施形態では、１ｍＷ以上の光出力で発光素子ＬＤを発光させる駆動電流を過電流と定義し、上記所定値は、当該過電流に対応する発光素子ＬＤのカソード電位に設定される。例えば、発光素子ＬＤのカソード端子ＴＣがグランド電位に短絡すると、定電圧回路１７による昇圧動作で駆動電流Ｉｄが過大となる。この場合、上記所定値としてグラウンド電位あるいはグラウンド電位よりやや高い正電位に設定することができる。 In the present embodiment, a drive current for causing the light emitting element LD to emit light with a light output of 1 mW or more is defined as an overcurrent, and the predetermined value is set to the cathode potential of the light emitting element LD corresponding to the overcurrent. For example, when the cathode terminal TC of the light emitting element LD is short-circuited to the ground potential, the drive current Id becomes excessive due to the boosting operation by the constant voltage circuit 17. In this case, the predetermined value can be set to a ground potential or a positive potential slightly higher than the ground potential.

スイッチ回路１０２は、発光素子ＬＤと並列に電流源１５と接続される。本実施形態においてスイッチ回路１０２は、発光素子ＬＤのアノード端子ＴＡとカソード端子ＴＣとの間に接続されたバイパス配線１０３と、バイパス配線１０３に設けられたスイッチ素子１０４とを有する。 The switch circuit 102 is connected to the current source 15 in parallel with the light emitting element LD. In the present embodiment, the switch circuit 102 includes a bypass wiring 103 connected between the anode terminal TA and the cathode terminal TC of the light emitting element LD, and a switch element 104 provided in the bypass wiring 103.

スイッチ素子１０４は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、バイポーラトランジスタあるいはこれらの組み合わせで構成される。スイッチ素子１０４は、オン状態のときに発光素子ＬＤの両端子ＴＡ，ＴＣ間をショート（短絡）させ、オフ状態のときに発光素子ＬＤの両端子ＴＡ，ＴＣ間の短絡状態を解除する。 The switch element 104 is configured by, for example, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), a bipolar transistor, or a combination thereof. The switch element 104 shorts between the terminals TA and TC of the light emitting element LD when in the on state, and cancels the short circuit state between both terminals TA and TC of the light emitting element LD when in the off state.

スイッチ回路１０２は、検出回路１０１の出力に基づき、駆動電流Ｉｄを発光素子ＬＤへ供給する第１の状態（スイッチ素子１０４のオフ状態）と、発光素子ＬＤのアノード端子ＴＡ側とカソード端子ＴＣ側との間を短絡させる第２の状態とのいずれかに切り替えられる。 Based on the output of the detection circuit 101, the switch circuit 102 is in a first state in which the drive current Id is supplied to the light emitting element LD (the switch element 104 is in an off state), and the anode terminal TA side and the cathode terminal TC side of the light emitting element LD. Is switched to either the second state in which the circuit is short-circuited.

保持回路１０５は、検出回路１０１とスイッチ回路１０２との間に電気的に接続され、検出回路１０１からバイパス信号を入力されることで、スイッチ回路１０２を第１の状態から第２の状態へ切り替えるための切替信号をスイッチ回路１０２へ出力する。保持回路１０５はさらに、スイッチ回路１０２の第２の状態を継続的に保持する機能をも有する。 The holding circuit 105 is electrically connected between the detection circuit 101 and the switch circuit 102, and receives the bypass signal from the detection circuit 101, thereby switching the switch circuit 102 from the first state to the second state. The switching signal is output to the switch circuit 102. The holding circuit 105 further has a function of continuously holding the second state of the switch circuit 102.

保持回路１０５は、ラッチ回路で構成される。すなわち保持回路１０５は、検出回路１０１からのバイパス信号が入力されるセット端子（Ｓ端子）と、スイッチ回路１０２へ切替信号を出力する出力端子（Ｑ端子）とを有する。また、保持回路１０５は、操作スイッチ１３によるオフ操作信号が入力されるリセット端子（Ｒ端子）をさらに有してもよい。 The holding circuit 105 is configured by a latch circuit. That is, the holding circuit 105 has a set terminal (S terminal) to which a bypass signal from the detection circuit 101 is input and an output terminal (Q terminal) that outputs a switching signal to the switch circuit 102. The holding circuit 105 may further include a reset terminal (R terminal) to which an off operation signal from the operation switch 13 is input.

［レーザポインタの動作］
次に、以上のように構成されるレーザポインタ１０の典型的な動作について説明する。 [Laser pointer operation]
Next, a typical operation of the laser pointer 10 configured as described above will be described.

レーザポインタ１０は、操作スイッチ１３の入力操作により、定電圧回路１７から駆動電流Ｉｄが出力される。操作スイッチ１３のオン操作の際、スイッチ回路１０２は第１の状態をとる。したがって駆動電流Ｉｄが発光素子ＬＤへ供給され、発光部１２からレーザ光が出射する。 The laser pointer 10 outputs a drive current Id from the constant voltage circuit 17 by an input operation of the operation switch 13. When the operation switch 13 is turned on, the switch circuit 102 takes the first state. Accordingly, the drive current Id is supplied to the light emitting element LD, and the laser light is emitted from the light emitting unit 12.

発光素子ＬＤの出力は、定電圧回路１７および保護装置１００によりそれぞれ監視される。定電圧回路１７は、発光素子ＬＤの出力を監視し、発光素子ＬＤが一定の光出力で発光するように発光素子ＬＤの動作電圧が所定電圧に維持される。 The output of the light emitting element LD is monitored by the constant voltage circuit 17 and the protection device 100, respectively. The constant voltage circuit 17 monitors the output of the light emitting element LD, and the operating voltage of the light emitting element LD is maintained at a predetermined voltage so that the light emitting element LD emits light with a constant light output.

定電圧回路１７は、上述のように、昇圧回路を制御するための制御回路を有する。上記制御回路は、発光素子ＬＤのカソード端子ＴＣに接続されるフィードバック端子と、グラウンド電位に接続されるＧＮＤ端子とを有し、フィードバック端子の電位がＧＮＤ電位に対して所定の電位となるように昇圧回路を制御する。 As described above, the constant voltage circuit 17 has a control circuit for controlling the booster circuit. The control circuit has a feedback terminal connected to the cathode terminal TC of the light emitting element LD and a GND terminal connected to the ground potential, so that the potential of the feedback terminal becomes a predetermined potential with respect to the GND potential. Controls the booster circuit.

ここで、何らかの理由により、定電圧回路１７の動作不良が原因で駆動電流Ｉｄが大きく増加する場合がある。例えば、許容値を超える温度、湿度、機械的ストレス等の過酷な外的要因により、当該制御回路を構成する回路素子の端子間に絶縁不良が発生し、上記フィードバック端子およびＧＮＤ端子間が一時的あるいは永続的に短絡することが考えられる。また塵埃の付着等により、カソード端子ＴＣがグラウンド電位に短絡する場合も考えられる。このような場合、当該制御回路は、駆動電流Ｉｄがより大きな電流値となるように昇圧回路が制御される結果、発光素子ＬＤが規定の出力を超えて発光することになり、発光素子ＬＤの寿命の低下あるいは発光素子ＬＤの破壊を招く。 Here, for some reason, the drive current Id may increase greatly due to the malfunction of the constant voltage circuit 17. For example, due to severe external factors such as temperature, humidity, mechanical stress exceeding the allowable value, insulation failure occurs between the terminals of the circuit elements constituting the control circuit, and the feedback terminal and the GND terminal are temporarily Or it is possible to short-circuit permanently. In addition, the cathode terminal TC may be short-circuited to the ground potential due to dust adhesion or the like. In such a case, the control circuit controls the booster circuit so that the drive current Id has a larger current value. As a result, the light emitting element LD emits light exceeding a predetermined output, and the light emitting element LD The lifetime is reduced or the light emitting element LD is destroyed.

保護装置１００は、上記のような定電圧回路１７の動作不良により生じた過電流の発光素子ＬＤへの供給を制限する。 The protective device 100 restricts the supply of overcurrent to the light emitting element LD caused by the malfunction of the constant voltage circuit 17 as described above.

保護装置１００において、検出回路１０１は、発光素子ＬＤのカソード電位と基準電位(グラウンド電位)とを比較し、その差が所定値以下の場合にバイパス信号を生成する。カソード端子ＴＣがグラウンド電位に短絡すると、上記カソード電位はグラウンド電位に低下するため、検出回路１０１はバイパス信号を生成し、それを保持回路１０５へ出力する。 In the protection device 100, the detection circuit 101 compares the cathode potential of the light emitting element LD with a reference potential (ground potential), and generates a bypass signal when the difference is equal to or less than a predetermined value. When the cathode terminal TC is short-circuited to the ground potential, the cathode potential is lowered to the ground potential, so that the detection circuit 101 generates a bypass signal and outputs it to the holding circuit 105.

保持回路１０５は、バイパス信号の入力を受けて、スイッチ回路１０２のスイッチ素子１０４へ切替信号を出力する。スイッチ素子１０４は、切替信号の入力を受けて、図２に示す第１の状態から第２の状態へ遷移する。これによりバイパス配線１０３を介して、発光素子ＬＤのアノード端子ＴＡとカソード端子ＴＣとが相互に導通状態となり、両端子間を短絡させるバイパス回路を形成する。定電圧回路１７にて生成された過電流は、発光素子ＬＤを流れることなくスイッチ回路１０２を流れる。これにより発光素子ＬＤへの電流供給が制限されるため、過電流による発光素子ＬＤの劣化あるいは損傷を防止することができる。 The holding circuit 105 receives the bypass signal and outputs a switching signal to the switch element 104 of the switch circuit 102. In response to the input of the switching signal, the switch element 104 transitions from the first state shown in FIG. 2 to the second state. As a result, the anode terminal TA and the cathode terminal TC of the light emitting element LD are electrically connected to each other via the bypass wiring 103, thereby forming a bypass circuit that short-circuits both terminals. The overcurrent generated by the constant voltage circuit 17 flows through the switch circuit 102 without flowing through the light emitting element LD. As a result, current supply to the light emitting element LD is limited, so that deterioration or damage of the light emitting element LD due to overcurrent can be prevented.

本実施形態において、スイッチ回路１０２により形成されるバイパス回路は、発光素子への駆動電流の供給を停止（遮断）できる程度に低抵抗で構成される。これにより発光素子ＬＤを過電流から確実に保護することができる。なお上記バイパス回路は、発光素子ＬＤへ供給される駆動電流の大きさを定格以下の所定の電流値にまで低減できるような構成であってもよい。 In the present embodiment, the bypass circuit formed by the switch circuit 102 is configured with a low resistance to such an extent that the supply of drive current to the light emitting element can be stopped (shut off). Thereby, the light emitting element LD can be reliably protected from overcurrent. The bypass circuit may be configured such that the magnitude of the drive current supplied to the light emitting element LD can be reduced to a predetermined current value less than or equal to the rating.

定電圧回路１７の動作不良が解消し、カソード端子ＴＣが正常値に回復した場合、検出回路１０１はバイパス信号の出力を停止する。一方、保持回路１０５は、検出回路１０１からのバイパス信号の入力が停止された後も、スイッチ回路１０２への切替信号の出力は停止させず、スイッチ回路１０２による発光素子ＬＤの短絡状態（第２の状態）を保持する。これにより、駆動電流Ｉｄを定常値以下に安定に維持することができる。 When the malfunction of the constant voltage circuit 17 is resolved and the cathode terminal TC is restored to a normal value, the detection circuit 101 stops outputting the bypass signal. On the other hand, the holding circuit 105 does not stop the output of the switching signal to the switch circuit 102 even after the input of the bypass signal from the detection circuit 101 is stopped, and the short circuit state (second state) of the light emitting element LD by the switch circuit 102. ) State. Thereby, the drive current Id can be stably maintained below the steady value.

特に、検出回路１０１により出力異常として検出される電流値（上記所定値）が発光素子ＬＤの定格電流値よりもその２０％以上高い値に設定された場合、上記所定値を下回って出力異常が解消された後の電流値が未だ定格電流値よりも大きい場合がある。そこで上述した保持回路１０５による状態保持動作により、出力異常の解消後においても通常駆動時の電流値以下に発光素子ＬＤの駆動電流を確実に低下させることができる。 In particular, when the current value (the predetermined value) detected by the detection circuit 101 as an output abnormality is set to a value that is 20% or more higher than the rated current value of the light emitting element LD, the output abnormality falls below the predetermined value. In some cases, the current value after the cancellation is still larger than the rated current value. Therefore, the state holding operation by the holding circuit 105 described above can surely reduce the drive current of the light emitting element LD to be equal to or less than the current value during normal driving even after the output abnormality is eliminated.

なお保持回路１０５への電源供給が停止されることで、スイッチ回路１０２への切替信号の出力も停止される。したがって操作スイッチ１３を介しての電源再入力操作により、スイッチ回路１０２を図２に示す通常状態である第１の状態へ復帰させることができる。 Note that when the power supply to the holding circuit 105 is stopped, the output of the switching signal to the switch circuit 102 is also stopped. Therefore, the switch circuit 102 can be returned to the first state which is the normal state shown in FIG. 2 by the power re-input operation through the operation switch 13.

＜第２の実施形態＞
図３は、本発明の第２の実施形態に係るレーザポインタの回路構成を示すブロック図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。 <Second Embodiment>
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of a laser pointer according to the second embodiment of the present invention. Hereinafter, configurations different from those of the first embodiment will be mainly described, and configurations similar to those of the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.

本実施形態のレーザポインタ２０は、発光素子ＬＤのカソード電位に基づいて、発光素子ＬＤへの駆動電流Ｉｄの供給を制限する保護装置２００を有する。保護装置２００は、保持回路を有しない点で上述の第１の実施形態と異なる。すなわち本実施形態において保護装置２００は、発光素子ＬＤの異常出力時に検出回路１０１において生成されるバイパス信号が、スイッチ回路１０２へ直接出力される。 The laser pointer 20 of the present embodiment includes a protection device 200 that restricts the supply of the drive current Id to the light emitting element LD based on the cathode potential of the light emitting element LD. The protection device 200 differs from the first embodiment described above in that it does not have a holding circuit. That is, in this embodiment, the protection device 200 directly outputs a bypass signal generated in the detection circuit 101 when the light emitting element LD is abnormally output to the switch circuit 102.

本実施形態においても上述の第１の実施形態と同様の作用を得ることができる。本実施形態によれば、発光素子ＬＤの出力異常解消に伴ってスイッチ回路１０２を通常状態である第１の状態へ速やかに復帰させることができる。 In this embodiment, the same operation as that of the first embodiment can be obtained. According to the present embodiment, it is possible to quickly return the switch circuit 102 to the first state, which is the normal state, with the elimination of the output abnormality of the light emitting element LD.

また本実施形態によれば、発光素子ＬＤの通常駆動時の駆動電流Ｉｄと、検出回路１０１により出力異常として検出される電流値との差が僅かであるような場合等に、レーザポインタ２０の操作感を損なうことなく通常の操作を維持することができる。 In addition, according to the present embodiment, when the difference between the drive current Id during normal driving of the light emitting element LD and the current value detected as an output abnormality by the detection circuit 101 is small, the laser pointer 20 Normal operation can be maintained without impairing the operational feeling.

＜第３の実施形態＞
図４は、本発明の第３の実施形態に係るレーザポインタの回路構成を示すブロック図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。 <Third Embodiment>
FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration of a laser pointer according to the third embodiment of the present invention. Hereinafter, configurations different from those of the first embodiment will be mainly described, and configurations similar to those of the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.

本実施形態のレーザポインタ３０は、発光素子ＬＤのカソード電位に基づいて、発光素子ＬＤへの駆動電流Ｉｄの供給を制限する保護装置３００を有する。保護装置３００は、発光素子ＬＤのカソード電位を検出する検出回路と、検出されたカソード電位を所定値と比較し、当該カソード電位が所定値以下の場合に定電圧回路１７へ駆動停止信号を出力する比較回路とを含む。 The laser pointer 30 of the present embodiment includes a protection device 300 that restricts the supply of the drive current Id to the light emitting element LD based on the cathode potential of the light emitting element LD. The protective device 300 compares the detected cathode potential with a detection circuit that detects the cathode potential of the light emitting element LD, and outputs a drive stop signal to the constant voltage circuit 17 when the cathode potential is less than the predetermined value. And a comparison circuit.

保護装置３００は、定電圧回路１７へ上記駆動停止信号を出力することで、動作電流Ｉｄの出力を停止させる。また、異常出力の解消後は、上記駆動停止信号の出力を停止する。この際、保護装置３００は、定電圧回路１７を再起動させる起動信号を定電圧回路１７へ出力するように構成されてもよい。 The protection device 300 stops the output of the operating current Id by outputting the drive stop signal to the constant voltage circuit 17. Further, after the abnormal output is resolved, the output of the drive stop signal is stopped. At this time, the protection device 300 may be configured to output a start signal for restarting the constant voltage circuit 17 to the constant voltage circuit 17.

本実施形態においても上述の第１および第２の実施形態と同様の作用を得ることができる。本実施形態によれば、発光素子ＬＤをバイパスするスイッチ回路等の設置を省略することができるため、保護装置３００の構成を簡素化することができる。 In this embodiment, the same operation as in the first and second embodiments described above can be obtained. According to this embodiment, installation of a switch circuit or the like that bypasses the light emitting element LD can be omitted, and thus the configuration of the protection device 300 can be simplified.

＜第４の実施形態＞
図５は、本発明の第４の実施形態に係るレーザポインタの保護装置の回路構成図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。 <Fourth Embodiment>
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a laser pointer protection device according to the fourth embodiment of the present invention. Hereinafter, configurations different from those of the first embodiment will be mainly described, and configurations similar to those of the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.

本実施形態のレーザポインタ４０は、電流源１５から出力される駆動電流Ｉｄの大きさに基づいて、発光素子ＬＤへの駆動電流の供給を制限する保護装置４００を有する。保護装置４００は、操作スイッチ１３と発光素子ＬＤのアノード端子ＴＡとの間に発光素子ＬＤと直列に接続された検出用抵抗Ｒ４０と、検出用抵抗Ｒ４０の両端電位を検出する検出回路４０１と、スイッチ回路１０２と、保持回路１０５とを有する。 The laser pointer 40 of the present embodiment includes a protection device 400 that restricts the supply of the drive current to the light emitting element LD based on the magnitude of the drive current Id output from the current source 15. The protection device 400 includes a detection resistor R40 connected in series with the light emitting element LD between the operation switch 13 and the anode terminal TA of the light emitting element LD, a detection circuit 401 that detects a potential across the detection resistor R40, A switch circuit 102 and a holding circuit 105 are included.

検出回路４０１は、レーザポインタ４０の動作時に検出用抵抗の両端電位を検出し、これが所定値以上の場合に駆動電流Ｉｄが過電流状態であると判定し、保持回路１０５へバイパス信号を出力する。この場合、保持回路１０５は、第１の実施形態と同様に、スイッチ回路１０２へ切替信号を出力し、スイッチ回路１０２を第２の状態に切り替えて発光素子ＬＤのアノード端子ＴＡとカソード端子ＴＣとの間を短絡させる。 The detection circuit 401 detects the both-end potential of the detection resistor during the operation of the laser pointer 40, determines that the drive current Id is in an overcurrent state when this is greater than or equal to a predetermined value, and outputs a bypass signal to the holding circuit 105. . In this case, as in the first embodiment, the holding circuit 105 outputs a switching signal to the switch circuit 102, switches the switch circuit 102 to the second state, and sets the anode terminal TA and the cathode terminal TC of the light emitting element LD. Short-circuit between the two.

上記所定値は適宜設定可能であり、駆動電流が過電流であると判定され得る適宜の電流値が採用可能である。過電流であるか否かの基準は、例えば、発光素子の定格出力、あるいは、レーザポインタの仕様や各種規格に応じて定められる光出力等に応じて任意に設定される。本実施形態では、１ｍＷ以上の光出力で発光素子ＬＤを発光させる駆動電流を過電流と定義し、上記所定値は、当該過電流に対応する電流値に設定される。 The predetermined value can be set as appropriate, and an appropriate current value at which the drive current can be determined to be an overcurrent can be employed. The criterion for determining whether or not the current is an overcurrent is arbitrarily set according to, for example, the rated output of the light emitting element, or the light output determined according to the specifications of the laser pointer and various standards. In the present embodiment, a drive current for causing the light emitting element LD to emit light with an optical output of 1 mW or more is defined as an overcurrent, and the predetermined value is set to a current value corresponding to the overcurrent.

本実施形態においても上述の第１の実施形態と同様の作用を得ることができる。なお本実施形態において、保持回路１０５を設けたが、検出回路４０１の出力をスイッチ回路１０２へ直接出力してもよい。また、スイッチ回路１０２および保持回路１０５を省略し、検出回路４０１の出力を定電圧回路１７へ出力することで、上述の第３の実施形態と同様に異常検出時に定電圧回路１７の駆動を停止させてもよい。 In this embodiment, the same operation as that of the first embodiment can be obtained. Although the holding circuit 105 is provided in this embodiment, the output of the detection circuit 401 may be directly output to the switch circuit 102. Further, by omitting the switch circuit 102 and the holding circuit 105 and outputting the output of the detection circuit 401 to the constant voltage circuit 17, the driving of the constant voltage circuit 17 is stopped when an abnormality is detected as in the third embodiment. You may let them.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば以上の実施形態では、蓄電素子１６としてイオンリチウムキャパシタが採用されたが、これに限られず、蓄電素子として電機二重層キャパシタが採用されてもよい。 For example, in the above embodiment, an ion lithium capacitor is used as the power storage element 16, but the present invention is not limited to this, and an electric double layer capacitor may be used as the power storage element.

また以上の実施形態では、発光素子ＬＤのカソード電位を検出したり、電流源１５から出力される電流値を検出したりすることで、駆動電流Ｉｄを検出したが、これに代えて、発光素子から出射した光を受光する受光センサによって間接的に上記駆動電流を検出してもよい。 Further, in the above embodiment, the drive current Id is detected by detecting the cathode potential of the light emitting element LD or detecting the current value output from the current source 15, but instead of this, the light emitting element is detected. The drive current may be detected indirectly by a light receiving sensor that receives light emitted from the light source.

さらに上記各実施形態において、過電流を検出したときにバイパス回路を形成して発光素子ＬＤを過電流から保護する際に、ユーザに過電流が発生したことを知らせるための適宜の表示素子がレーザポインタ１０の筐体１１に備えられてもよい。 Further, in each of the above embodiments, when an overcurrent is detected, an appropriate display element for notifying the user that an overcurrent has occurred is formed when a bypass circuit is formed to protect the light emitting element LD from the overcurrent. The housing 10 of the pointer 10 may be provided.

１０，２０，３０，４０…レーザポインタ
１２…発光部
１５…電流源
１６…蓄電素子
１７…定電圧回路
１００，２００，３００，４００…保護装置
１０１，４０１…検出回路
１０２…スイッチ回路
１０５…保持回路
ＬＤ…発光素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 20, 30, 40 ... Laser pointer 12 ... Light emission part 15 ... Current source 16 ... Power storage element 17 ... Constant voltage circuit 100, 200, 300, 400 ... Protection apparatus 101, 401 ... Detection circuit 102 ... Switch circuit 105 ... Holding Circuit LD ... Light emitting element

Claims

発光素子と、
充放電可能な蓄電素子と、前記発光素子を駆動するための駆動電圧を出力することが可能な定電圧回路と、を有し、前記駆動電圧に応じた駆動電流を前記発光素子へ供給するように構成された電流源と、
前記駆動電流の大きさに基づいて、前記発光素子への前記駆動電流の供給を制限する保護装置と、
を具備するレーザポインタ。 A light emitting element;
A chargeable / dischargeable storage element; and a constant voltage circuit capable of outputting a drive voltage for driving the light emitting element, and supplying a drive current corresponding to the drive voltage to the light emitting element. A current source configured in
A protection device for restricting the supply of the drive current to the light emitting element based on the magnitude of the drive current;
A laser pointer.

請求項１に記載のレーザポインタであって、
前記保護装置は、前記発光素子のカソード電位に基づいて、前記発光素子への前記駆動電流の供給を制限する
レーザポインタ。 The laser pointer according to claim 1,
The protection device restricts supply of the drive current to the light emitting element based on a cathode potential of the light emitting element.

請求項２に記載のレーザポインタであって、
前記保護装置は、
前記発光素子のカソード電位を検出する検出回路と、
前記検出回路の出力に基づき、前記駆動電流を前記発光素子へ供給する第１の状態と、前記発光素子のアノード側とカソード側との間を短絡させる第２の状態とのいずれかに切り替えられるスイッチ回路と、を有する
レーザポインタ。 The laser pointer according to claim 2,
The protective device is
A detection circuit for detecting a cathode potential of the light emitting element;
Based on the output of the detection circuit, it can be switched between a first state in which the drive current is supplied to the light emitting element and a second state in which the anode side and the cathode side of the light emitting element are short-circuited. A laser circuit having a switch circuit;

請求項３に記載のレーザポインタであって、
前記スイッチ回路は、前記発光素子のカソード電位が所定値以下のときに前記第２の状態に切り替えられる
レーザポインタ。 A laser pointer according to claim 3,
The switch circuit is switched to the second state when a cathode potential of the light emitting element is equal to or lower than a predetermined value. Laser pointer.

請求項３または請求項４に記載のレーザポインタであって、
前記保護装置は、前記スイッチ回路が前記第１の状態から前記第２の状態へ切り替えられた後に前記第２の状態を保持する保持回路をさらに有する
レーザポインタ。 A laser pointer according to claim 3 or claim 4,
The protection device further includes a holding circuit that holds the second state after the switch circuit is switched from the first state to the second state. Laser pointer.

請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のレーザポインタであって、
前記蓄電素子は、リチウムイオンキャパシタである
レーザポインタ。 The laser pointer according to any one of claims 1 to 5,
The power storage element is a lithium ion capacitor.