JP2015002135A - Light source drive unit and light irradiation device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To integrally control a plurality of drive circuits, and independently set a target output power to each of the drive circuits, and achieve the target output power by feedback control.SOLUTION: A light source drive unit comprises: a plurality of drive circuits controlling output power for each of a plurality of light source elements; and an integrated control circuit transmitting to the drive circuits signals prescribing ON transition timing of switching operations of the respective drive circuits, and pieces of target power information. Each of the drive circuits belongs to any one of a plurality of light source drive groups, and the integrated control circuit generates the ON transition timing signals so that any two ON transitions in the light source drive groups are not performed simultaneously. The drive circuit performs ON transition of the switch element according to the ON transition timing signal assigned to itself, and then, decides timing for performing OFF transition of the switch element by feedback control so that a difference between a target power signal and a power correlation signal can be small.

Description

本発明は、例えば、被照射面に対し、規定したパワー密度分布で可視または紫外、赤外の光を照射するための光照射装置などの光学装置において使用可能な、可視または紫外、赤外の、複数個のLEDやLDなどの光源素子を点灯するための光源駆動装置に関する。   The present invention, for example, can be used in an optical device such as a light irradiation device for irradiating a surface to be irradiated with visible, ultraviolet, or infrared light with a specified power density distribution. The present invention relates to a light source driving apparatus for lighting a plurality of light source elements such as LEDs and LDs.

例えば紫外の波長領域であれば、これまで、接着剤やインク等の硬化、あるいは有機物分解や殺菌などのための光照射装置の光源としては、水銀などを発光物質とする放電ランプが用いられて来た。しかしながら、放電ランプの場合、駆動回路の回路構成はインバータのような複雑なものとなるし、始動・点灯に際して高い電圧が必要なため取扱いが難しい、あるいはランプでの発熱損失が比較的大きい、寿命が短い、などの欠点を有していた。   For example, in the ultraviolet wavelength region, discharge lamps using mercury or the like as luminescent materials have been used as light sources for light irradiation devices for curing adhesives, inks, etc., or for decomposing and sterilizing organic substances. I came. However, in the case of a discharge lamp, the circuit configuration of the drive circuit is as complicated as an inverter, and it is difficult to handle because a high voltage is required for starting and lighting, or the heat loss in the lamp is relatively large. Have shortcomings.

これらの欠点を克服した代替光源として、近年、LED等の固体光源素子が注目されている。特にLEDの場合、点灯のための駆動回路については、基本的に直流定電流回路によって実現が可能であるため、放電ランプ用のものに比して回路構成が比較的簡単で、低コスト化し易いという利点がある。しかし、広い面積に対して高いパワー密度で光照射を行う場合は、多数の光源素子を同時に駆動する必要があり、その実現に向けては、解決すべき幾つかの課題が存在している。   In recent years, solid-state light source elements such as LEDs have attracted attention as alternative light sources that overcome these drawbacks. In particular, in the case of LEDs, the driving circuit for lighting can be basically realized by a DC constant current circuit, so that the circuit configuration is relatively simple compared to that for a discharge lamp and the cost can be easily reduced. There is an advantage. However, when light irradiation is performed with a high power density over a large area, it is necessary to drive a large number of light source elements at the same time, and there are some problems to be solved in order to realize this.

先ず、従来の光源駆動装置の一種を簡略化して示すブロック図である図17を用いて従来技術について説明する。光源駆動装置は、複数の光源素子(Y1,Y2,Y3,…)を点灯するため、それぞれに対応する光源駆動回路(P1’,P2’,P3’,…)を備えている。前記光源駆動回路(P1’,P2’,P3’,…)は、前記光源素子(Y1,Y2,Y3,…)それぞれに所定の電力を供給するため、直流電源(Mx)からの出力を変換するためのコンバータ(Ux1’,Ux2’,Ux3’,…)をそれぞれ有している。   First, the prior art will be described with reference to FIG. 17, which is a block diagram showing a simplified type of a conventional light source driving device. The light source driving device includes light source driving circuits (P1 ', P2', P3 ', ...) corresponding to each of the light source elements (Y1, Y2, Y3, ...) for lighting. The light source driving circuit (P1 ′, P2 ′, P3 ′,...) Converts the output from the DC power source (Mx) to supply predetermined power to each of the light source elements (Y1, Y2, Y3,...). Converters (Ux1 ′, Ux2 ′, Ux3 ′,...) For

前記直流電源(Mx)からの出力を、オン状態またはオフ状態の何れかに切換えるため、前記コンバータ(Ux1’,Ux2’,Ux3’,…)は、それぞれFET等を用いたスイッチ素子(図示を省略)を具備しており、制御回路(Fx’)から送信される目標電力信号(Ss1’,Ss2’,Ss3’,…)に基づく目標電力が実現されるよう、前記スイッチ素子のオン・オフ周期に対するオン状態期間の比、すなわちデューティサイクル比をフィードバック制御する。前記したスイッチ素子のオン遷移タイミングおよびオン・オフ周期は、前記光源駆動回路(P1’,P2’,P3’,…)それぞれに設けられている発振器(Osc1,Osc2,Osc3,…)それぞれからのスイッチタイミング信号(Ec1’,Ec2’,Ec3’,…)によって規定される。   In order to switch the output from the DC power source (Mx) to either an on state or an off state, the converters (Ux1 ′, Ux2 ′, Ux3 ′,...) Are respectively switch elements using FETs (not shown). The switch element is turned on / off so that the target power based on the target power signals (Ss1 ′, Ss2 ′, Ss3 ′,...) Transmitted from the control circuit (Fx ′) is realized. The ratio of the on-state period to the period, that is, the duty cycle ratio is feedback controlled. The ON transition timing and ON / OFF cycle of the switch element described above are obtained from the oscillators (Osc1, Osc2, Osc3,...) Provided in the light source drive circuits (P1 ′, P2 ′, P3 ′,...), Respectively. Stipulated by the switch timing signals (Ec1 ′, Ec2 ′, Ec3 ′,...).

ところが、前記発振器(Osc1,Osc2,Osc3,…)は独立に動作するため、前記スイッチタイミング信号(Ec1’,Ec2’,Ec3’,…)は互いに非同期であり、例えば前記光源駆動回路(P1’,P2’,P3’,…)のなかの任意の2個に注目すると、それぞれが有する2個のスイッチ素子のオン遷移が重なる現象が、それぞれの前記スイッチタイミング信号の周波数差で決まる周波数で、周期的に発生し、このとき、大きなノイズを生じることになる。   However, since the oscillators (Osc1, Osc2, Osc3,...) Operate independently, the switch timing signals (Ec1 ′, Ec2 ′, Ec3 ′,...) Are asynchronous with each other, for example, the light source driving circuit (P1 ′). , P2 ′, P3 ′,...)), The phenomenon in which the on transitions of the two switch elements each overlap is a frequency determined by the frequency difference between the switch timing signals. It occurs periodically, and at this time, a large noise is generated.

前記したフィードバック制御を実現するための回路方式には種々のものがあるが、特に、近年多用されるようになったカレントモードに基づくフィードバック制御方式の場合、回路に流れるピーク電流を検出して動作させるが、損失増大や特性劣化を避けるために、電流検出抵抗は小さい値のものを使う必要があり、そのため、電流検出信号は微弱にならざるを得ず、特に複数のスイッチングコンバータを並列動作させた場合は、スイッチングノイズの相互干渉を受けて、電流波形の擾乱を生じ易い欠点を有しており、そのため、前記した2個のスイッチ素子のオン遷移が重なる際に発生するノイズに起因して、電力制御の擾乱が発生してしまう。そしてこの擾乱は、前記したように、2個のスイッチタイミング信号の周波数差によってビート的に発生することになる。   There are various circuit systems for realizing the feedback control described above, and in particular, in the case of a feedback control system based on a current mode that has been widely used in recent years, operation is performed by detecting a peak current flowing in the circuit. However, in order to avoid an increase in loss and deterioration of characteristics, it is necessary to use a current detection resistor with a small value. Therefore, the current detection signal must be weak, especially when multiple switching converters are operated in parallel. In this case, there is a drawback that the current waveform is likely to be disturbed due to mutual interference of the switching noise. Therefore, due to the noise generated when the ON transitions of the two switching elements overlap. This causes power control disturbance. As described above, this disturbance is generated in a beat manner due to the frequency difference between the two switch timing signals.

この様子は、従来の光源駆動装置の一種の一部の動作を簡略化して示す概念図である図18に示すようである。図18のaは光源素子(Y1)の電流波形、bは光源素子(Y2)の電流波形、cは光源素子(Y3)の電流波形の、本来のスイッチング動作に起因する正常な変動成分(細かなリプル等)を除去して描いたものである。前記発振器(Osc1,Osc2,Osc3,…)それぞれの発振周波数をいくら正確に合わせても周波数差は不可避的に発生するため、前記発振器(Osc1,Osc2,Osc3,…)が独立である限り、いま述べた電力制御の擾乱がビート的に発生する現象が避けられず、安定した電力制御が困難であるという問題があった。   This state is as shown in FIG. 18, which is a conceptual diagram showing a simplified operation of a part of a conventional light source driving device. In FIG. 18, a is the current waveform of the light source element (Y1), b is the current waveform of the light source element (Y2), and c is the current waveform of the light source element (Y3). This is drawn by removing the ripples). Since the frequency difference inevitably occurs no matter how accurately the oscillation frequencies of the oscillators (Osc1, Osc2, Osc3,...) Are matched, as long as the oscillators (Osc1, Osc2, Osc3,...) Are independent. The phenomenon that the disturbance of power control described above occurs in a beat manner is unavoidable, and there is a problem that stable power control is difficult.

前記した問題を解決するために、前記光源駆動回路(P1’,P2’,P3’,…)それぞれに前記発振器(Osc1,Osc2,Osc3,…)を独立に設ける代わりに、1個の信号に基づいて全てのコンバータを動作させることが考えられる。これを実現するものとして、従来よりも改善された光源駆動装置の一種を簡略化して示すブロック図である図19を用いて説明する。制御回路(Fx’)は、コンバータ(Ux1’,Ux2’,Ux3’,…)それぞれの動作に必要なスイッチタイミング信号(Ec’)を生成し、光源駆動回路(P1’,P2’,P3’,…)に送信するように構成することにより、前記した、2個のスイッチ素子のオン遷移が重なる場合と重ならない場合の複数の場合が発生しなくなるため、前記した、電力制御の擾乱がビート的に発生する現象をある程度は抑制することができるかも知れない。   In order to solve the above-described problem, instead of independently providing the oscillators (Osc1, Osc2, Osc3,...) In each of the light source driving circuits (P1 ′, P2 ′, P3 ′,. It is conceivable to operate all converters based on this. As a means for realizing this, a description will be given with reference to FIG. 19, which is a block diagram showing a simplified type of light source driving apparatus improved over the prior art. The control circuit (Fx ′) generates switch timing signals (Ec ′) necessary for the operations of the converters (Ux1 ′, Ux2 ′, Ux3 ′,...), And the light source driving circuits (P1 ′, P2 ′, P3 ′). ,...), The above-described multiple cases of the case where the ON transitions of the two switch elements overlap and the case where they do not overlap do not occur. The phenomenon that occurs automatically may be suppressed to some extent.

しかしながら、この構成の光源駆動装置では、前記コンバータ(Ux1’,Ux2’,Ux3’,…)が同じタイミングで動作するため、依然としてそれぞれのスイッチ素子のオン遷移が同じタイミングであり、大きなノイズが発生することに変わりは無く、さらに前記コンバータ(Ux1’,Ux2’,Ux3’,…)の全てが同じタイミングで前記直流電源(Mx)から電流を引出す、新たな課題が生じることになる。そのため、その瞬間に、前記直流電源(Mx)の出力電圧の低下が発生する問題があり、またこれを避けるために、前記直流電源(Mx)の出力部、または前記コンバータ(Ux1’,Ux2’,Ux3’,…)それぞれの入力部に大容量の平滑コンデンサを搭載する必要が生じる。その結果、前記直流電源(Mx)または前記光源駆動回路(P1’,P2’,P3’,…)が大型化し、かつ高コスト化する問題がある。   However, in the light source driving device having this configuration, since the converters (Ux1 ′, Ux2 ′, Ux3 ′,...) Operate at the same timing, the ON transitions of the respective switch elements are still at the same timing, and a large noise is generated. There is no change, and a new problem arises that all the converters (Ux1 ′, Ux2 ′, Ux3 ′,...) Draw current from the DC power supply (Mx) at the same timing. Therefore, there is a problem that the output voltage of the DC power supply (Mx) is reduced at that moment. To avoid this, the output section of the DC power supply (Mx) or the converters (Ux1 ′, Ux2 ′) , Ux3 ′,...) Needs to be equipped with a large-capacity smoothing capacitor at each input section. As a result, there is a problem that the DC power source (Mx) or the light source driving circuit (P1 ', P2', P3 ', ...) is increased in size and cost.

そして、制御回路(Fx’)から光源駆動回路(P1’,P2’,P3’,…)を統合的に制御するために、それぞれに対して個別に目標電力信号やスイッチタイミング信号を送信する方式の構成の場合は、前記光源駆動回路(P1’,P2’,P3’,…)の個数が大きくなると、信号線の本数や制御回路(Fx’)のIOポートの数が多数になり、必要な回路リソースが増して、高コスト化する問題がある。   In order to control the light source drive circuits (P1 ′, P2 ′, P3 ′,...) In an integrated manner from the control circuit (Fx ′), a method for individually transmitting a target power signal and a switch timing signal to each of them. When the number of the light source driving circuits (P1 ′, P2 ′, P3 ′,...) Increases, the number of signal lines and the number of IO ports of the control circuit (Fx ′) increase. There is a problem that the cost increases due to an increase in circuit resources.

一方、特開2011−192399号公報には、所定の発振周波数でスイッチング素子を継続的にオン・オフ制御してLEDに給電する期間と、発振を停止してLEDに給電しない期間とを交互に設け、それら期間の比を設定することにより、調光が可能なLED給電回路があって、その複数個(n個)を並列運転するものにおいて、所定の周期Tのなかで、それぞれのLED給電回路の発振期間の開始タイミングに対し、T/nづつの時間差を設けるものが記載されている。しかし、この技術では、全部のLED給電回路の巨視的な動作期間が同一期間に集中しないように制御できるため、ノイズの発生や、DC電源からの電流の引出しが、巨視的な一時期に集中ことを避けることができ、一定の効果は期待できるが、複数あるLED給電回路のオン・オフ動作は互いに非同期であるため、前記したスイッチング素子の微視的なオン遷移タイミングの重なりは回避できず、前記した問題は解決できなかった。   On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-192399 alternately describes a period in which the switching element is continuously on / off controlled at a predetermined oscillation frequency to supply power to the LED and a period in which oscillation is stopped and the LED is not supplied with power. There is an LED power supply circuit that can be dimmed by setting and setting the ratio of these periods, and in the case where a plurality (n) of the LED power supply circuits are operated in parallel, each LED power supply within a predetermined period T There is a description that provides a time difference of T / n with respect to the start timing of the oscillation period of the circuit. However, with this technology, it is possible to control the macroscopic operation period of all the LED power supply circuits so that they do not concentrate on the same period, so that noise generation and current drawing from the DC power supply are concentrated on a macroscopic period. However, since the on / off operations of the plurality of LED power supply circuits are asynchronous with each other, it is impossible to avoid the overlap of the microscopic on transition timings of the switching elements described above. The problem described above could not be solved.

特開2011−192399号JP 2011-192399 A

本発明が解決しようとする課題は、複数個の光源駆動回路を統合的に制御して、前記光源駆動回路それぞれに対して独立に目標出力電力を設定し、それがフードバック制御によって達成されるようにした光源駆動装置を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is achieved by controlling a plurality of light source driving circuits in an integrated manner, and setting a target output power independently for each of the light source driving circuits, which is achieved by food back control. An object of the present invention is to provide a light source driving device.

本発明における第1の発明の光源駆動装置は、複数の光源素子(Y1a,Y1b,…,Y2a,…)を駆動するために前記光源素子(Y1a,Y1b,…,Y2a,…)それぞれに対応して設けられ、少なくとも1個のスイッチ素子(Q1a,…)を有し、直流電源(Mx)からの電流に対する前記スイッチ素子(Q1a,…)を用いたスイッチング動作によって前記光源素子(Y1a,Y1b,…,Y2a,…)それぞれに対する出力電力を制御する複数の光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)と、前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)それぞれのスイッチング動作のオン遷移のタイミングを規定するオン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)と、前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)それぞれの出力電力の目標値を規定する目標電力情報(Ez1,Ez2,…)とを前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)に対して送信する統合制御回路(Fx)と、を具備する光源駆動装置であって、前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)のそれぞれは、複数設けた光源駆動グループ(U1,U2,…)の何れかに属しており、同じ前記光源駆動グループ(U1)に属する前記光源駆動回路(P1a,P1b,…)のそれぞれは、同じ前記オン遷移タイミング信号(Et1)と同じ前記目標電力情報(Ez1)を受信するよう構成されており、前記統合制御回路(Fx)は、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)の何れの2個の前記オン遷移も同時にはならないよう、前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)の生成を行うとともに、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)それぞれに対して独立に前記目標電力情報(Ez1,Ez2,…)の生成を行うことによって、前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)を統合的に制御するものであって、前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)は、さらに自身の出力電力に相関する量を検出して電力相関信号(Sp1,Sp2,…)を生成する電力検出手段(Px1,…)を有しており、前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)は、自身に割り当てられた前記目標電力情報(Ez1,Ez2,…)を取得して目標電力信号(Ss1,Ss2,…)を生成し、さらに自身に割り当てられた前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)に従って前記スイッチ素子(Q1a,…)をオン遷移させた後、前記スイッチ素子(Q1a,…)をオフ遷移させるタイミングを、前記目標電力信号(Ss1,Ss2,…)と前記電力相関信号(Sp1,Sp2,…)との差異が小さくなるようフィードバック制御によって決定するオフ遷移タイミング回路(Uf1,…)を前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)がさらに有することを特徴とするものである。   The light source driving device according to the first aspect of the present invention corresponds to each of the light source elements (Y1a, Y1b,..., Y2a,...) In order to drive a plurality of light source elements (Y1a, Y1b,..., Y2a,...). Provided at least one switch element (Q1a,...), And the light source elements (Y1a, Y1b) by a switching operation using the switch elements (Q1a,...) With respect to a current from a DC power source (Mx). ,..., Y2a,...), A plurality of light source driving circuits (P1a, P1b,..., P2a,...) And switching of the light source driving circuits (P1a, P1b,. ON transition timing signals (Et1, Et2,...) That define the ON transition timing of the operation and the light source drive circuits (P1a, P1b,..., P2a,...). An integrated control circuit (Fx) that transmits target power information (Ez1, Ez2,...) That defines a target value of each output power to the light source drive circuit (P1a, P1b,..., P2a,...); Each of the light source drive circuits (P1a, P1b,..., P2a,...) Belongs to one of a plurality of light source drive groups (U1, U2,...) Each of the light source drive circuits (P1a, P1b,...) Belonging to the same light source drive group (U1) is configured to receive the same target power information (Ez1) as the same on transition timing signal (Et1). In addition, the integrated control circuit (Fx) does not simultaneously turn on any two of the light source drive groups (U1, U2,...). t1, Et2,..., and the target power information (Ez1, Ez2,...) is independently generated for each of the light source drive groups (U1, U2,. The circuits (P1a, P1b,..., P2a,...) Are controlled in an integrated manner, and the light source drive circuits (P1a, P1b,..., P2a,...) Are further correlated with their own output power. Power detection means (Px1,...) That detects and generates power correlation signals (Sp1, Sp2,...), And the light source drive circuits (P1a, P1b,..., P2a,...) Are assigned to themselves. The obtained target power information (Ez1, Ez2,...) Is generated to generate a target power signal (Ss1, Ss2,...), And the on-transition timing signal (Et1, Et2,. , The switch elements (Q1a,...) Are turned on, and the switch elements (Q1a,...) Are turned off according to the target power signal (Ss1, Ss2,...) And the power correlation signal (Sp1, The light source drive circuit (P1a, P1b,..., P2a,...) Further includes an off-transition timing circuit (Uf1,...) That is determined by feedback control so that the difference from Sp2,. It is.

本発明における第2の発明の光源駆動装置は、前記統合制御回路(Fx)は、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)のうちの1個に対する前記オン遷移から、その次に前記オン遷移を生ずる前記光源駆動グループ(U1,U2,…)に対する前記オン遷移までの時間間隔が、全て略等間隔となるよう、前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)の生成を行うことを特徴とするものである。   In the light source drive device according to a second aspect of the present invention, the integrated control circuit (Fx) starts from the on transition for one of the light source drive groups (U1, U2,...), And then turns on. The on transition timing signals (Et1, Et2,...) Are generated so that the time intervals until the on transition for the light source drive groups (U1, U2,. It is what.

本発明における第3の発明の光源駆動装置は、前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)は、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)それぞれに対して別個の信号が送信されることを特徴とするものである。   In the light source driving device according to the third aspect of the present invention, the on transition timing signals (Et1, Et2,...) Are transmitted separately to the light source driving groups (U1, U2,...). It is characterized by.

本発明における第4の発明の光源駆動装置は、前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)は前記光源駆動グループ(U1,U2,…)の全てに対して共通の信号が送信され、さらに前記光源駆動グループ(U1,U2,…)のうちの特定の1個に対する前記オン遷移に同期したシーケンス初期化信号(Si)が前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)の全てに対し共通に送信されることを特徴とするものである。   In the light source drive device according to a fourth aspect of the present invention, the on transition timing signals (Et1, Et2,...) Are transmitted to all the light source drive groups (U1, U2,. A sequence initialization signal (Si) synchronized with the ON transition for a specific one of the light source drive groups (U1, U2,...) Is all of the light source drive circuits (P1a, P1b,..., P2a,...). Are transmitted in common.

本発明における第5の発明の光源駆動装置は、前記目標電力情報(Ez1,Ez2,…)は、前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)のパルス幅として前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)に乗せられることを特徴とするものである。   In the light source drive device according to a fifth aspect of the present invention, the target power information (Ez1, Ez2,...) Is the on-transition timing signal (Et1, Et2,...) As the pulse width of the on-transition timing signal (Et1, Et2,. Et2, ...).

本発明における第6の発明の光源駆動装置は、前記目標電力情報(Ez1,Ez2,…)は、前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)の振幅として前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)に乗せられることを特徴とするものである。   In the light source drive device according to a sixth aspect of the present invention, the target power information (Ez1, Ez2,...) Is the on-transition timing signal (Et1, Et2) as the amplitude of the on-transition timing signal (Et1, Et2,...). ,...).

本発明における第7の発明の光源駆動装置は、さらに目標電力規定信号(Sa)が前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)の全てに対し共通に送信され、前記目標電力情報(Ez1,Ez2,…)は、前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)のオン遷移タイミングにおける振幅として前記目標電力規定信号(Sa)に乗せられることを特徴とするものである。   In the light source driving device according to the seventh aspect of the present invention, the target power regulation signal (Sa) is further transmitted in common to all of the light source driving circuits (P1a, P1b,..., P2a,. (Ez1, Ez2,...) Are characterized in that they are put on the target power regulation signal (Sa) as the amplitude at the on transition timing of the on transition timing signals (Et1, Et2,...).

本発明における第8の発明の光源駆動装置は、前記統合制御回路(Fx)は、さらに前記光源駆動グループ(U1,U2,…)それぞれに対する出力電力の目標値の設定パターンについての複数の設定パターンデータ(Sr)を記憶する電力設定パターンデータ記憶部(Um)と、外部装置(Uo)と通信を行うための外部インターフェイス(Ut)と、を有し、前記統合制御回路(Fx)は、前記外部インターフェイス(Ut)を介して電力設定パターン選択信号(Sg)を受信すると、該電力設定パターン選択信号(Sg)に基づき前記電力設定パターンデータ記憶部(Um)より前記設定パターンデータ(Sr)のうちの1個を読出し、読出された前記設定パターンデータ(Sr)に基づいて、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)それぞれに対する前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)の生成と前記目標電力情報(Ez1,Ez2,…)の生成とを行うことを特徴とするものである。   In the light source drive device according to an eighth aspect of the present invention, the integrated control circuit (Fx) further includes a plurality of setting patterns for setting a target value of output power for each of the light source drive groups (U1, U2,...). A power setting pattern data storage unit (Um) for storing data (Sr) and an external interface (Ut) for communicating with an external device (Uo), and the integrated control circuit (Fx) When the power setting pattern selection signal (Sg) is received via the external interface (Ut), the setting pattern data (Sr) is stored in the power setting pattern data storage unit (Um) based on the power setting pattern selection signal (Sg). One of them is read, and based on the read setting pattern data (Sr), the light source drive groups (U1, U2,... Wherein for each ON transition timing signal (Et1, Et2, ...) generated and the target power information is characterized in carrying out the generation of (Ez1, Ez2, ...).

本発明における第9の発明の光源駆動装置は、前記光源素子(Y1a,Y1b,…,Y2a,…)とそれを駆動する前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)からなる組の何れかの故障を検知した場合、前記統合制御回路(Fx)は、故障を検知した前記組の前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)の動作を停止させるとともに、故障による光量の低下を補うために前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)それぞれに対する出力電力の目標値の設定パターンを変更することを特徴とするものである。   A light source driving device according to a ninth aspect of the present invention is a set comprising the light source elements (Y1a, Y1b,..., Y2a,...) And the light source driving circuits (P1a, P1b,..., P2a,. When the failure is detected, the integrated control circuit (Fx) stops the operation of the light source drive circuits (P1a, P1b,..., P2a,. In order to compensate for the decrease in the amount of light, the setting pattern of the target value of the output power for each of the light source driving circuits (P1a, P1b,..., P2a,...) Is changed.

複数個の光源駆動回路を統合的に制御して、前記光源駆動回路それぞれに対して独立に目標出力電力を設定し、それがフードバック制御によって達成されるようにした光源駆動装置を提供することができる。   Provided is a light source driving apparatus that controls a plurality of light source driving circuits in an integrated manner, sets a target output power independently for each of the light source driving circuits, and achieves this by food back control. Can do.

本発明の光源駆動装置を簡略化して示すブロック図を表す。The block diagram which simplifies and shows the light source drive device of this invention is represented. 本発明の光源駆動装置の一部を簡略化して示す模式図を表す。The schematic diagram which simplifies and shows a part of light source drive device of this invention is represented. 本発明の光源駆動装置の一部の動作を簡略化して示す概念図を表す。The conceptual diagram which simplifies and shows a part of operation | movement of the light source drive device of this invention is represented. 本発明の光源駆動装置の一部を簡略化して示す模式図を表す。The schematic diagram which simplifies and shows a part of light source drive device of this invention is represented. 本発明の光源駆動装置の一部の動作を簡略化して示す概念図を表す。The conceptual diagram which simplifies and shows a part of operation | movement of the light source drive device of this invention is represented. 本発明の光源駆動装置の一部の動作を簡略化して示す概念図を表す。The conceptual diagram which simplifies and shows a part of operation | movement of the light source drive device of this invention is represented. 本発明の光源駆動装置を簡略化して示すブロック図を表す。The block diagram which simplifies and shows the light source drive device of this invention is represented. 本発明の光源駆動装置の一部の動作を簡略化して示す概念図を表す。The conceptual diagram which simplifies and shows a part of operation | movement of the light source drive device of this invention is represented. 本発明の光源駆動装置の一部を簡略化して示す模式図を表す。The schematic diagram which simplifies and shows a part of light source drive device of this invention is represented. 本発明の光源駆動装置の一部の動作を簡略化して示す概念図を表す。The conceptual diagram which simplifies and shows a part of operation | movement of the light source drive device of this invention is represented. 本発明の光源駆動装置の一部の動作を簡略化して示す概念図を表す。The conceptual diagram which simplifies and shows a part of operation | movement of the light source drive device of this invention is represented. 本発明の光源駆動装置を簡略化して示すブロック図を表す。The block diagram which simplifies and shows the light source drive device of this invention is represented. 本発明の光源駆動装置の一部の動作を簡略化して示す概念図を表す。The conceptual diagram which simplifies and shows a part of operation | movement of the light source drive device of this invention is represented. 本発明の光源駆動装置を簡略化して示すブロック図を表す。The block diagram which simplifies and shows the light source drive device of this invention is represented. 本発明の光源駆動装置の一部を簡略化して示す模式図および概念図を表す。The schematic diagram and conceptual diagram which simplify and show a part of light source drive device of this invention are represented. 本発明の光源駆動装置の一部を簡略化して示す概念図を表す。The conceptual diagram which simplifies and shows a part of light source drive device of this invention is represented. 従来の光源駆動装置の一種を簡略化して示すブロック図を表す。The block diagram which simplifies and shows 1 type of the conventional light source drive device is represented. 従来の光源駆動装置の一種の一部の動作を簡略化して示す概念図を表す。The conceptual diagram which simplifies and shows the operation | movement of a kind of conventional light source drive device is represented. 従来よりも改善された光源駆動装置の一種を簡略化して示すブロック図を表す。The block diagram which simplifies and shows the kind of light source drive device improved rather than before is represented.

先ず、本発明の光源駆動装置を簡略化して示すブロック図である図1を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明の光源駆動装置は、LED等からなる、複数の光源素子(Y1a,Y1b,Y2a,…)それぞれに対応して、独立に駆動するための光源駆動回路(P1a,P1b,P2a,…)を備えている。ここでは、前記光源素子(Y1a,Y1b,Y2a,…)それぞれが、LDやLED等の発光素子の複数個の直列接続であるものを例として挙げたが、当然、1個単独、または複数個の並列接続、複数個の並列接続の複数個の直列接続などであっても構わない。   First, the form for implementing this invention is demonstrated using FIG. 1 which is a block diagram which simplifies and shows the light source drive device of this invention. The light source driving device of the present invention is a light source driving circuit (P1a, P1b, P2a,...) For independently driving corresponding to each of a plurality of light source elements (Y1a, Y1b, Y2a,. It has. Here, the light source elements (Y1a, Y1b, Y2a,...) Are exemplified as those in which a plurality of light emitting elements such as LDs and LEDs are connected in series. A parallel connection, a plurality of parallel connections, a plurality of series connections, or the like may be used.

前記光源駆動回路(P1a,P1b,P2a,…)は、それぞれ光源駆動グループ(U1,U2,…)に所属しており、図においては、前記光源駆動グループ(U1)には2個の前記光源駆動回路(P1a,P1b)を、前記光源駆動グループ(U2)には1個の前記光源駆動回路(P2a)を配置する例を示している。前記光源駆動回路(P1a,P1b,P2a,…)は、それぞれコンバータ(Ux1a,Ux1b,Ux2a,…)を備えており、光源素子(Y1a,Y1b,Y2a,…)に電流を供給する。   The light source driving circuits (P1a, P1b, P2a,...) Belong to a light source driving group (U1, U2,...), Respectively. In the figure, the light source driving group (U1) includes two light sources. The drive circuit (P1a, P1b) is shown as an example in which one light source drive circuit (P2a) is arranged in the light source drive group (U2). Each of the light source driving circuits (P1a, P1b, P2a,...) Includes a converter (Ux1a, Ux1b, Ux2a,...), And supplies a current to the light source elements (Y1a, Y1b, Y2a,...).

後述する図2に示すように、前記コンバータ(Ux1a,Ux1b,Ux2a,…)は、それぞれスイッチ素子(Q1a,…)を備えており、そのスイッチング動作によって、直流電源(Mx)からの電流を前記光源素子(Y1a,Y1b,Y2a,…)に供給することができる。また前記コンバータ(Ux1a,Ux1b,Ux2a,…)の前記スイッチ素子(Q1a,…)は、スイッチゲート駆動回路(Uv1a,…)により駆動され、また前記スイッチゲート駆動回路(Uv1a,…)は、前記スイッチ素子(Q1a,…)それぞれに対応するスイッチタイミング信号(Ec1,Ec2,…)と、前記光源素子(Y1a,Y1b,Y2a,…)それぞれに対応する目標電力信号(Ss1,Ss2,…)とを、タイミング信号受信回路(Uw1a,Uw1b,Uw2a,…)から供給される。   As shown in FIG. 2 to be described later, the converters (Ux1a, Ux1b, Ux2a,...) Are each provided with a switch element (Q1a,...), And the current from the DC power source (Mx) is supplied by the switching operation. The light source elements (Y1a, Y1b, Y2a,...) Can be supplied. Further, the switch elements (Q1a,...) Of the converters (Ux1a, Ux1b, Ux2a,...) Are driven by a switch gate drive circuit (Uv1a,...), And the switch gate drive circuits (Uv1a,. Switch timing signals (Ec1, Ec2,...) Corresponding to the switch elements (Q1a,...) And target power signals (Ss1, Ss2,...) Corresponding to the light source elements (Y1a, Y1b, Y2a,. Are supplied from timing signal receiving circuits (Uw1a, Uw1b, Uw2a,...).

前記タイミング信号受信回路(Uw1a,Uw1b,Uw2a,…)それぞれは、統合制御回路(Fx)から、1個のオン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)を受信することにより、前記スイッチタイミング信号(Ec1,Ec2,…)と、目標電力情報たる前記目標電力信号(Ss1,Ss2,…)との2個の信号を生成する。すなわち、前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)は、前記スイッチ素子(Q1a,…)のオン遷移のタイミングを規定する機能に加え、前記コンバータ(Ux1a,Ux1b,Ux2a,…)におけるフィードバック制御の目標を規定する機能の2つの機能を担っている。   Each of the timing signal receiving circuits (Uw1a, Uw1b, Uw2a,...) Receives one on-transition timing signal (Et1, Et2,...) From the integrated control circuit (Fx). Ec1, Ec2,...) And the target power signal (Ss1, Ss2,...) Serving as target power information are generated. That is, the on-transition timing signals (Et1, Et2,...) Are fed back in the converters (Ux1a, Ux1b, Ux2a,...) In addition to the function of defining the on-transition timing of the switch elements (Q1a,...). It has two functions, the function that defines the goal of

言い換えれば、前記統合制御回路(Fx)は、オン遷移のタイミングを規定するタイミング信号に乗せて、あるいは関連付けて、目標電力情報(Ez1,Ez2,…)が前記タイミング信号受信回路(Uw1a,Uw1b,Uw2a,…)に届くよう、前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)を生成する。その意味で、前記目標電力情報(Ez1,Ez2,…)は独立した信号とは言い難く、よって図においては破線で記載してある。ただし、前記目標電力情報(Ez1,Ez2,…)の送り方には、後述するように複数の形態がある。   In other words, the integrated control circuit (Fx) places the target power information (Ez1, Ez2,...) On the timing signal receiving circuit (Uw1a, Uw1b,. The ON transition timing signals (Et1, Et2,...) Are generated so as to reach Uw2a,. In that sense, the target power information (Ez1, Ez2,...) Cannot be said to be an independent signal, and is therefore indicated by a broken line in the figure. However, there are a plurality of forms for sending the target power information (Ez1, Ez2,...) As will be described later.

このようにして、前記目標電力情報(Ez1,Ez2,…)を送るようにすることにより、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)毎に前記目標電力信号(Ss1,Ss2,…)を送る場合に比べて、信号線の本数を減らすことができるため、特に前記光源駆動グループ(U1,U2,…)の個数が大きい場合に、回路リソースの低減に効果を発揮する。なお、前記統合制御回路(Fx)は、いま述べたような高度な機能を実現する必要があるため、マイクロプロセッサなどを用いて構成することが好適である。   In this way, by sending the target power information (Ez1, Ez2,...), The target power signal (Ss1, Ss2,...) Is sent for each light source drive group (U1, U2,...). Since the number of signal lines can be reduced as compared with the case, it is effective in reducing circuit resources especially when the number of the light source drive groups (U1, U2,...) Is large. The integrated control circuit (Fx) is preferably configured using a microprocessor or the like because it needs to realize the advanced functions as described above.

本光源駆動装置の、前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)は、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)でグルーピングされており、前記統合制御回路(Fx)は、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)のそれぞれに対応した前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)を送出する。1個の前記光源駆動グループ(U1)に複数の前記光源駆動回路(P1a,P1b)を配置する場合もあれば、また1個の前記光源駆動グループ(U2)に1個の前記光源駆動回路(P2a)を配置する場合があってもよく、配置形態のパターンは、各設計事案に応じて自由に設定できる。   The light source drive circuits (P1a, P1b,..., P2a,...) Of the light source drive device are grouped by the light source drive groups (U1, U2,...), And the integrated control circuit (Fx) The on transition timing signals (Et1, Et2,...) Corresponding to the respective light source drive groups (U1, U2,...) Are transmitted. In some cases, a plurality of the light source drive circuits (P1a, P1b) are arranged in one light source drive group (U1), and one light source drive circuit (in the single light source drive group (U2)). P2a) may be arranged, and the pattern of the arrangement form can be freely set according to each design case.

ただし、前記光源駆動グループの何れの2個をとっても、それらのオン遷移が同時になることがないように前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)を送出することが重要である。このようにすることにより、前記した、電力制御の擾乱がビート的に発生する現象を抑制することができる。前記したように、特に、近年多用されるようになったカレントモードに基づくフィードバック制御方式の場合、回路に流れるピーク電流を検出して動作させるが、損失増大や特性劣化を避けるために、電流検出抵抗は小さい値のものを使う必要があり、そのため、電流検出信号は微弱にならざるを得ず、特に複数のスイッチングコンバータを並列動作させた場合は、スイッチングノイズの相互干渉を受けて、電流波形の擾乱を生じ易い欠点を有しているが、本発明の技術は、このような条件において適用することが好適である。   However, it is important to send the on-transition timing signals (Et1, Et2,...) So that any two of the light source driving groups do not simultaneously turn on. By doing so, it is possible to suppress the phenomenon that the disturbance of the power control described above occurs in a beat manner. As described above, in particular, in the case of the feedback control method based on the current mode that has been frequently used in recent years, the peak current flowing in the circuit is detected and operated. However, in order to avoid an increase in loss and deterioration of characteristics, current detection is performed. It is necessary to use a resistor with a small value. Therefore, the current detection signal must be weak. Especially when multiple switching converters are operated in parallel, the current waveform is affected by the mutual interference of switching noise. However, the technique of the present invention is preferably applied under such conditions.

なお、図1においては、前記光源駆動グループ(U1)の前記光源駆動回路(P1a,P1b)それぞれに対して前記タイミング信号受信回路(Uw1a,Uw1b)を設けるものを例示してあるが、これらは、同じ前記オン遷移タイミング信号(Et1)と前記目標電力情報(Ez1)を受けて、同じ前記スイッチタイミング信号(Ec1)と前記目標電力信号(Ss1)を生成するため、共通の1個のもので処理させるようにすることにより、部品点数を削減することが可能である。逆に、図1の構成のように、前記光源駆動回路(P1a,P1b,P2a,…)それぞれに前記タイミング信号受信回路(Uw1a,Uw1b,Uw2a,…)を設ける場合は、もし前記光源素子(Y1a,Y1b,Y2a,…)の仕様が全て同じであれば、前記光源駆動回路(P1a,P1b,P2a,…)は全て同一仕様のモジュール(差異は実装オプションにより対応)を並べることで実現することができる利点がある。   In addition, in FIG. 1, although what has provided the said timing signal receiving circuit (Uw1a, Uw1b) with respect to each of the said light source drive circuit (P1a, P1b) of the said light source drive group (U1), these are shown. In order to receive the same on transition timing signal (Et1) and the target power information (Ez1) and generate the same switch timing signal (Ec1) and the target power signal (Ss1), By making it process, it is possible to reduce the number of parts. Conversely, when the timing signal receiving circuit (Uw1a, Uw1b, Uw2a,...) Is provided in each of the light source drive circuits (P1a, P1b, P2a,...) As in the configuration of FIG. If the specifications of Y1a, Y1b, Y2a,... Are all the same, the light source drive circuits (P1a, P1b, P2a,...) Are all realized by arranging modules having the same specifications (difference is supported by mounting options). There are advantages that can be made.

また、図1においては前記直流電源(Mx)の図示は省略してあるが、前記直流電源(Mx)は、前記光源駆動回路(P1a,P1b,P2a,…)毎に配置しても良いし、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)毎に配置しても良く、また、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)の全てに対し、一括して単独のものを配置しても良い。   Further, although the DC power supply (Mx) is not shown in FIG. 1, the DC power supply (Mx) may be arranged for each light source driving circuit (P1a, P1b, P2a,...). The light source drive groups (U1, U2,...) May be arranged for each of the light source drive groups (U1, U2,...). .

次に、本発明の光源駆動装置の一部を簡略化して示す模式図である図2を用いて前記コンバータ(Ux1a)の構成について説明する。前記コンバータ(Ux1a)は、昇圧チョッパ方式のスイッチングコンバータ回路によって実現され、前記直流電源(Mx)を電源として、前記光源素子(Y1a)の状態あるいは点灯シーケンスに応じて、適合する電圧・電流を出力する。   Next, the configuration of the converter (Ux1a) will be described with reference to FIG. 2 which is a schematic diagram showing a part of the light source driving device of the present invention. The converter (Ux1a) is realized by a step-up chopper type switching converter circuit, and outputs a suitable voltage / current according to the state of the light source element (Y1a) or lighting sequence using the DC power supply (Mx) as a power supply. To do.

スイッチングコンバータ回路は、インダクタ(Lx)と前記スイッチ素子(Q1a)、平滑コンデンサ(Cx)、およびスイッチゲート駆動回路(Uv1a)から構成される。なお、スイッチングコンバータ回路として、ここで示した昇圧チョッパ方式のもの以外にも、前記直流電源(Mx)の出力電圧と前記光源素子(Y1a)への印加電圧との大小関係などの諸条件に応じて、例えば降圧チョッパ方式や反転チョッパ方式など、最適の方式の回路を採用すればよい。   The switching converter circuit includes an inductor (Lx), the switch element (Q1a), a smoothing capacitor (Cx), and a switch gate drive circuit (Uv1a). In addition to the step-up chopper method shown here, the switching converter circuit depends on various conditions such as the magnitude relationship between the output voltage of the DC power supply (Mx) and the voltage applied to the light source element (Y1a). For example, an optimum circuit such as a step-down chopper method or an inversion chopper method may be employed.

前記コンバータ(Ux1a)は、フィードバック制御のために電力検出手段(Px1,…)を備えており、前記光源素子(Y1a)に流れる電流を、シャント抵抗(R3)の両端の電位差によって検出し、これを前記コンバータ(Ux1a)による前記光源素子(Y1a)への投入電力に相関する電力相関信号(Sp1)として前記スイッチゲート駆動回路(Uv1a)に送出する。ただし、図においては、前記電力相関信号(Sp1)は、前記シャント抵抗(R3)の両端の電位である抵抗両端電位信号(Sip,Sin)により代用し、電位差の算出は、前記スイッチゲート駆動回路(Uv1a)内のアナログ演算で実現するものとしている。また必要に応じ、前記光源素子(Y1a)に印加される電圧を分圧抵抗(R1,R2)によって検出して光源素子印加電圧信号(Sv)を生成し、前記スイッチゲート駆動回路(Uv1a)に送出する。   The converter (Ux1a) includes power detection means (Px1,...) For feedback control. The converter (Ux1a) detects a current flowing through the light source element (Y1a) by a potential difference between both ends of the shunt resistor (R3). Is sent to the switch gate drive circuit (Uv1a) as a power correlation signal (Sp1) correlated with the input power to the light source element (Y1a) by the converter (Ux1a). However, in the figure, the power correlation signal (Sp1) is substituted by a resistance both-end potential signal (Sip, Sin) which is a potential at both ends of the shunt resistor (R3), and the potential difference is calculated by the switch gate driving circuit. It is assumed to be realized by analog computation in (Uv1a). If necessary, a voltage applied to the light source element (Y1a) is detected by a voltage dividing resistor (R1, R2) to generate a light source element applied voltage signal (Sv), and the switch gate drive circuit (Uv1a) Send it out.

なお、電力相関信号として前記光源素子(Y1a)に流れる電流を採用する理由は、特に前記光源素子(Y1a)がLEDやLD等のダイオード素子の場合、光源素子に流す電流を変化させても、その両端に発生する電圧の変化は小さく、これを近似的に一定と見れば、電力値は流れる電流値に近似的に比例するし、一定と見なせない場合でも、正確な比例ではないが、電力値が電流値に強く相関するからである。前記光源素子(Y1a)の電流に対する発生電圧の特性のバラツキを含め、正確な投入電力値によって制御を行いたい場合は、前記光源素子印加電圧信号(Sv)と前記抵抗両端電位信号(Sip,Sin)に基づく電流値との積によって電力相関信号(Sp1)を生成すればよい。   The reason why the current flowing through the light source element (Y1a) is adopted as the power correlation signal is that, particularly when the light source element (Y1a) is a diode element such as an LED or LD, even if the current flowing through the light source element is changed, The change in the voltage generated at both ends is small, and if this is considered to be approximately constant, the power value is approximately proportional to the flowing current value, and even if it cannot be considered constant, This is because the power value strongly correlates with the current value. When it is desired to perform control by an accurate input power value including variations in the characteristics of the generated voltage with respect to the current of the light source element (Y1a), the light source element applied voltage signal (Sv) and the resistance both-end potential signal (Sip, Sin) The power correlation signal (Sp1) may be generated by the product of the current value based on ().

前記スイッチゲート駆動回路(Uv1a)においては、前記電力相関信号(Sp1)と目標電力信号(Ss1)との差異が小さくなるようにフィードバック制御を行う。具体的には、前記スイッチ素子(Q1a)のオン状態のデューティサイクル比を制御して前記光源素子(Y1a)に所望の目標電力が投入されるように出力電流を制御する。   In the switch gate drive circuit (Uv1a), feedback control is performed so that the difference between the power correlation signal (Sp1) and the target power signal (Ss1) becomes small. Specifically, the output current is controlled such that a desired target power is input to the light source element (Y1a) by controlling the duty cycle ratio of the switch element (Q1a) in the ON state.

前記スイッチゲート駆動回路(Uv1a)は、前記スイッチ素子(Q1a)のオンタイミングを規定した前記オン遷移タイミング信号(Et1)を受信する度に、これに同期して前記スイッチ素子(Q1a)をオン遷移させ、ある時間長さを有するオン期間(τ1)の後に前記スイッチ素子(Q1a)をオフ遷移させることを繰り返す。そして、前記電力相関信号(Sp1)と目標電力信号(Ss1)との差異が小さくなるように前記オン期間(τ1)の長さに対してフィードバック制御を行う。なお、後述するようにカレントモードによるフィードバック制御に必要な、前記スイッチ素子(Q1a)に流れる電流値に相関するスイッチ電流検出信号(Siq)を生成するために、シャント抵抗(R4)を設けてある。   Each time the switch gate drive circuit (Uv1a) receives the on-transition timing signal (Et1) that defines the on-timing of the switch element (Q1a), the switch element (Q1a) transitions on in synchronism with this. The switch element (Q1a) is repeatedly turned off after an on period (τ1) having a certain length of time. Then, feedback control is performed on the length of the ON period (τ1) so that the difference between the power correlation signal (Sp1) and the target power signal (Ss1) is reduced. As will be described later, a shunt resistor (R4) is provided to generate a switch current detection signal (Siq) that is necessary for feedback control in the current mode and correlates with the current value flowing through the switch element (Q1a). .

さらに、本発明の光源駆動装置の一部の動作を簡略化して示す概念図である図3を用いて前記コンバータ(Ux1a)の動作について説明する。図3のaは前記スイッチ素子(Q1a)に流れる電流波形、bは前記スイッチ素子(Q1a)を駆動するためのゲート信号(Sq)、cは前記インダクタ(Lx)に流れる電流波形を模式的に示す。   Further, the operation of the converter (Ux1a) will be described with reference to FIG. 3 which is a conceptual diagram showing a simplified operation of a part of the light source driving device of the present invention. 3a schematically shows a current waveform flowing through the switch element (Q1a), b shows a gate signal (Sq) for driving the switch element (Q1a), and c shows a current waveform flowing through the inductor (Lx). Show.

前記コンバータ(Ux1a)では、前記スイッチゲート駆動回路(Uv1a)からの前記スイッチ素子(Q1a)を駆動するための前記ゲート信号(Sq)を受けて、前記スイッチ素子(Q1a)をオン遷移させる。すると、前記スイッチ素子(Q1a)は、前記インダクタ(Lx)を介して電流が増加するように流れ、前記インダクタ(Lx)に磁気エネルギーが蓄えられる。その後、前記スイッチ素子(Q1a)がオフ遷移すると、蓄えられた磁気エネルギーを解放しながら前記インダクタ(Lx)から減少するように電流が流れ続け、この電流は、平滑コンデンサ(Cx)を充電する。   The converter (Ux1a) receives the gate signal (Sq) for driving the switch element (Q1a) from the switch gate drive circuit (Uv1a) and turns on the switch element (Q1a). Then, the switch element (Q1a) flows through the inductor (Lx) so that a current increases, and magnetic energy is stored in the inductor (Lx). Thereafter, when the switch element (Q1a) is turned off, a current continues to flow from the inductor (Lx) while releasing the stored magnetic energy, and this current charges the smoothing capacitor (Cx).

図に記載した波形は連続モードと呼ばれる動作様式のものであり、その場合は前記コンバータ(Ux1a)の出力電圧は、前記スイッチ素子(Q1a)のデューティサイクル比により決定される。すなわち、出力電圧は、前記スイッチ素子(Q1a)のオン期間(τ1)およびオフ期間(τ2)に対し、(τ1+τ2)/τ2 と入力電源電圧との積で決まるから、スイッチング周期 τ1+τ2 が一定であれば、オン期間(τ1)またはオフ期間(τ2)を調整することにより、前記光源素子(Y1a)への投入電力が調整可能であることが判る。そして前記したように、前記電力相関信号(Sp1)と目標電力信号(Ss1)との差異が小さくなるように前記オン期間(τ1)の長さに対してフィードバック制御することができる。   The waveforms shown in the figure are of an operation mode called continuous mode, in which case the output voltage of the converter (Ux1a) is determined by the duty cycle ratio of the switch element (Q1a). That is, since the output voltage is determined by the product of (τ1 + τ2) / τ2 and the input power supply voltage with respect to the on period (τ1) and the off period (τ2) of the switching element (Q1a), the switching cycle τ1 + τ2 is constant. For example, it can be understood that the input power to the light source element (Y1a) can be adjusted by adjusting the ON period (τ1) or the OFF period (τ2). As described above, feedback control can be performed on the length of the ON period (τ1) so that the difference between the power correlation signal (Sp1) and the target power signal (Ss1) is reduced.

次に、本発明の光源駆動装置の一部を簡略化して示す模式図である図4を用いて前記スイッチゲート駆動回路(Uv1a)の構成について説明する。本図は、カレントモードでの代表的なスイッチングLEDコントローラIC(例えば、Linear Technology Corporation製のLT3755など)の簡略化した構成を示しており、前記スイッチ素子(Q1a)を制御する前記ゲート信号(Sq)の出力端子、および前記スイッチタイミング信号(Ec1)の入力端子、前記スイッチ素子(Q1a)に流れる電流を検出する前記スイッチ電流検出信号(Siq)の入力端子、前記電力相関信号(Sp1)たる前記抵抗両端電位信号(Sip,Sin)の入力端子、そして前記目標電力信号(Ss1)の入力端子を備える。   Next, the configuration of the switch gate driving circuit (Uv1a) will be described with reference to FIG. 4, which is a schematic diagram showing a part of the light source driving device of the present invention. This figure shows a simplified configuration of a typical switching LED controller IC (for example, LT3755 manufactured by Linear Technology Corporation) in the current mode, and the gate signal (Sq) for controlling the switch element (Q1a). ), An input terminal for the switch timing signal (Ec1), an input terminal for the switch current detection signal (Siq) for detecting a current flowing through the switch element (Q1a), and the power correlation signal (Sp1). An input terminal for a resistance both-end potential signal (Sip, Sin) and an input terminal for the target power signal (Ss1) are provided.

前記スイッチ素子(Q1a)はゲート回路(Gg)を介してフリップフロップ(FF)の動作により制御される。モノステーブルマルチバイブレータ(MM)は、前記スイッチタイミング信号(Ec1)を受信する度毎に短い一定の期間だけアクティブな初期化信号(Sfs)を生成する。前記フリップフロップ(FF)のセット端子に前記初期化信号(Sfs)が接続されているため、前記フリップフロップ(FF)の出力は、前記スイッチタイミング信号(Ec1)を受信する度毎にオン遷移する。オン遷移した前記フリップフロップ(FF)は、そのリセット端子においてオフ遷移タイミング回路(Uf1)で生成される電流超過信号(Sfr)を受信するとオフ遷移する。   The switch element (Q1a) is controlled by the operation of a flip-flop (FF) through a gate circuit (Gg). Each time the monostable multivibrator (MM) receives the switch timing signal (Ec1), the monostable multivibrator (MM) generates an active initialization signal (Sfs) for a short period of time. Since the initialization signal (Sfs) is connected to the set terminal of the flip-flop (FF), the output of the flip-flop (FF) is turned on every time the switch timing signal (Ec1) is received. . The flip-flop (FF) that has made an on transition makes an off transition when it receives the current excess signal (Sfr) generated by the off transition timing circuit (Uf1) at its reset terminal.

ところで、前記スイッチ電流検出信号(Siq)は、図3のaと相似の波形を有するが、これは、増幅器(Amp1)によって必要な振幅に増幅された後、前記オフ遷移タイミング回路(Uf1)に入力される。前記オフ遷移タイミング回路(Uf1)内では、傾斜補正信号生成回路(Ramp)が、前記初期化信号(Sfs)を受けて、前記スイッチ電流検出信号(Siq)と似た波形を有する傾斜補正信号を生成し、これを前記した前記スイッチ電流検出信号(Siq)の増幅された信号に対し、加算器(Σ)によって加算して電流ピーク信号(St)を生成し、これと誤差変換回路(Uh1)からの誤差変換信号(Sir)とを、比較器(Cmp)によって比較し、前記電流ピーク信号(St)が前記誤差変換信号(Sir)を超えた時点で前記電流超過信号(Sfr)を送出する。   By the way, the switch current detection signal (Siq) has a waveform similar to that of a in FIG. 3, which is amplified to a necessary amplitude by an amplifier (Amp1) and then sent to the off-transition timing circuit (Uf1). Entered. In the off-transition timing circuit (Uf1), the slope correction signal generation circuit (Ramp) receives the initialization signal (Sfs) and outputs a slope correction signal having a waveform similar to that of the switch current detection signal (Siq). This is added to the amplified signal of the switch current detection signal (Siq) by an adder (Σ) to generate a current peak signal (St), and this and an error conversion circuit (Uh1) The error conversion signal (Sir) is compared with a comparator (Cmp), and the current excess signal (Sfr) is sent out when the current peak signal (St) exceeds the error conversion signal (Sir). .

前記誤差変換回路(Uh1)では、前記電力相関信号(Sp1)たる前記抵抗両端電位信号(Sip,Sin)が差動増幅器(Amp2)によって電位差信号、すなわち光源電流信号(Sj)に変換され、前記誤差変換回路(Uh1)に入力される。前記誤差変換回路(Uh1)には、さらに前記目標電力信号(Ss1)が入力され、これと前記光源電流信号(Sj)との大小関係に依存した前記誤差変換信号(Sir)を生成する。もし、前記光源電流信号(Sj)が前記目標電力信号(Ss1)より小さい場合、即ち光源の電力が目標より不足する場合は、前記誤差変換信号(Sir)を大きくするように動作し、逆に前記光源電流信号(Sj)が前記目標電力信号(Ss1)より大きい場合、即ち光源の電力が目標より超過する場合は、前記誤差変換信号(Sir)を小さくするように動作する。   In the error conversion circuit (Uh1), the electric potential correlation signal (Sip, Sin) as the power correlation signal (Sp1) is converted into a potential difference signal, that is, a light source current signal (Sj) by a differential amplifier (Amp2). It is input to the error conversion circuit (Uh1). The target power signal (Ss1) is further input to the error conversion circuit (Uh1), and the error conversion signal (Sir) depending on the magnitude relationship between the target power signal (Ss1) and the light source current signal (Sj) is generated. If the light source current signal (Sj) is smaller than the target power signal (Ss1), that is, if the power of the light source is less than the target, the error conversion signal (Sir) is operated to increase, conversely. When the light source current signal (Sj) is larger than the target power signal (Ss1), that is, when the power of the light source exceeds the target, the error conversion signal (Sir) is reduced.

その結果、前記スイッチ素子(Q1a)のオフ遷移は、光源の電力が目標より不足する場合は遅くなり、逆に光源の電力が目標より超過する場合は早くなるように動作するため、結局、前記電力相関信号(Sp1)と目標電力信号(Ss1)との差異が小さくなるようにフィードバック制御が達成される。   As a result, the off transition of the switch element (Q1a) is delayed when the power of the light source is insufficient than the target, and conversely, when the power of the light source exceeds the target, the switch element (Q1a) is operated so as to be early. Feedback control is achieved so that the difference between the power correlation signal (Sp1) and the target power signal (Ss1) is reduced.

次に、本発明の光源駆動装置の一部の動作を簡略化して示す概念図である図5を用いて本発明を実施するための形態について説明する。ここでは、一例として、光源駆動装置が3個の光源駆動グループ(U1,U2,U3)で構成されるものとする。図5のaは前記光源駆動グループ(U1)に対するオン遷移タイミング信号(Et1)、bは前記光源駆動グループ(U2)に対するオン遷移タイミング信号(Et2)、cは前記光源駆動グループ(U3)に対するオン遷移タイミング信号(Et3)それぞれの波形を模式的示す。   Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to FIG. 5 which is a conceptual diagram showing a simplified operation of a part of the light source driving device of the present invention. Here, as an example, it is assumed that the light source driving device is configured by three light source driving groups (U1, U2, U3). 5a is an on transition timing signal (Et1) for the light source driving group (U1), b is an on transition timing signal (Et2) for the light source driving group (U2), and c is an on transition timing signal for the light source driving group (U3). The waveform of each transition timing signal (Et3) is typically shown.

この場合、前記統合制御回路(Fx)は、3個の光源駆動グループ(U1,U2,U3)それぞれに対して、矩形波の3相のオン遷移タイミング信号(Et1,Et2,Et3)を送信する。前記光源駆動グループ(U1,U2,U3)それぞれは、受信した前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,Et3)の立ち上りにて、自身に属するスイッチ素子(Q1a,…)をオン遷移させる。このとき、前記統合制御回路(Fx)は、前記光源駆動グループ(U1)のオン遷移から前記光源駆動グループ(U2)のオン遷移までの期間(t1)、前記光源駆動グループ(U2)のオン遷移から前記光源駆動グループ(U3)のオン遷移までの期間(t2)、前記光源駆動グループ(U3)のオン遷移から前記光源駆動グループ(U1)のオン遷移までの期間(t3)について、t1=t2=t3 の関係が概ね成り立つように前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,Et3)を生成することが好適である。   In this case, the integrated control circuit (Fx) transmits a rectangular wave three-phase on transition timing signal (Et1, Et2, Et3) to each of the three light source drive groups (U1, U2, U3). . Each of the light source drive groups (U1, U2, U3) switches on the switch elements (Q1a,...) Belonging to the light source drive group (U1, U2, U3) at the rising edge of the received on transition timing signal (Et1, Et2, Et3). At this time, the integrated control circuit (Fx) has a period (t1) from the on transition of the light source drive group (U1) to the on transition of the light source drive group (U2), and the on transition of the light source drive group (U2). T1 = t2 for a period (t2) from the on transition of the light source driving group (U3) to the on transition of the light source driving group (U3) to the on transition of the light source driving group (U1) (t3) It is preferable to generate the on-transition timing signals (Et1, Et2, Et3) so that the relationship of = t3 is substantially satisfied.

このようにすると、前記直流電源(Mx)を、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)の全てに対し、一括して単独のものを配置する場合においても、前記光源駆動回路(P1a,P2a,…)が発生させる、前記直流電源(Mx)の出力におけるリプル変動を均等にでき、前記直流電源(Mx)の出力部に設置する平滑コンデンサの負担を軽減できるし、コンバータ(Ux1a,Ux2a,…)の入力部に大きな平滑コンデンサを設ける必要もない。   In this case, even when a single DC power supply (Mx) is collectively arranged for all of the light source drive groups (U1, U2,...), The light source drive circuits (P1a, P2a). ,..., Which can cause ripple fluctuations in the output of the DC power supply (Mx) to be equalized, reduce the burden on the smoothing capacitor installed at the output of the DC power supply (Mx), and convert the converters (Ux1a, Ux2a, It is not necessary to provide a large smoothing capacitor at the input part.

当然ながら、前記光源駆動グループの何れの2個をとっても、それらのオン遷移が同時になることがないため、前記した、電力制御の擾乱がビート的に発生する現象を抑制することができる。この様子については、本発明の光源駆動装置の一部の動作を簡略化して示す概念図である図6に示すようである。これは、図5に示した前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,Et3)に基づき動作する本発明の光源駆動装置による光源素子の電流波形を表している。図6のaは光源素子(Y1a)の電流波形、bは光源素子(Y2a)の電流波形、cは光源素子(Y3a)の電流波形であり、前記した従来技術に基づく光源駆動装置による光源素子の電流波形を表した図18と同様に本来のスイッチング動作に起因する正常な変動成分(細かなリプル等)を除去して描いたものであり、両図を比較すれば判るように、前記した擾乱の抑制効果が見られた。   Naturally, any two of the light source drive groups do not have their on transitions at the same time, so that the above-described phenomenon of power control disturbance occurring in a beat manner can be suppressed. This state is as shown in FIG. 6, which is a conceptual diagram showing a simplified operation of a part of the light source driving device of the present invention. This represents the current waveform of the light source element by the light source driving device of the present invention that operates based on the on transition timing signals (Et1, Et2, Et3) shown in FIG. In FIG. 6, a is the current waveform of the light source element (Y1a), b is the current waveform of the light source element (Y2a), and c is the current waveform of the light source element (Y3a). As shown in FIG. 18 showing the current waveform, the normal fluctuation component (fine ripples, etc.) resulting from the original switching operation is removed, and as described above, as described above, The effect of suppressing disturbance was seen.

次に、本発明の光源駆動装置を簡略化して示すブロック図である図7を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本形態の光源駆動装置では、統合制御回路(Fx)は、光源駆動グループ(U1,U2,…)の全てに対し、共通のオン遷移タイミング信号(Et)を供給する。ただし、前記オン遷移タイミング信号(Et)に加えて、同じく光源駆動グループ(U1,U2,…)の全てに対し、共通のシーケンス初期化信号(Si)を供給する。   Next, the form for implementing this invention is demonstrated using FIG. 7 which is a block diagram which simplifies and shows the light source drive device of this invention. In the light source driving device of this embodiment, the integrated control circuit (Fx) supplies a common on transition timing signal (Et) to all of the light source driving groups (U1, U2,...). However, in addition to the on transition timing signal (Et), a common sequence initialization signal (Si) is supplied to all the light source drive groups (U1, U2,...).

さらに、本発明の光源駆動装置の一部の動作を簡略化して示す概念図である図8を用いて本形態について説明する。ここでは、一例として、光源駆動装置が3個の光源駆動グループ(U1,U2,U3)で構成されるものとする。図8のaは前記統合制御回路(Fx)からの前記オン遷移タイミング信号(Et)、bは前記統合制御回路(Fx)からの前記シーケンス初期化信号(Si)、cは前記光源駆動グループ(U1)におけるスイッチタイミング信号(Ec1)、dは前記光源駆動グループ(U2)におけるスイッチタイミング信号(Ec2)、eは前記光源駆動グループ(U3)におけるスイッチタイミング信号(Ec3)の波形を示す。   Further, the present embodiment will be described with reference to FIG. 8 which is a conceptual diagram showing a simplified operation of a part of the light source driving device of the present invention. Here, as an example, it is assumed that the light source driving device is configured by three light source driving groups (U1, U2, U3). 8a is the on transition timing signal (Et) from the integrated control circuit (Fx), b is the sequence initialization signal (Si) from the integrated control circuit (Fx), and c is the light source drive group ( The switch timing signal (Ec1) in U1), d represents the switch timing signal (Ec2) in the light source drive group (U2), and e represents the waveform of the switch timing signal (Ec3) in the light source drive group (U3).

前記光源駆動グループ(U1,U2,…)それぞれのタイミング信号受信回路(Uw1a,Uw2a,…)は、オン遷移タイミング信号(Et)に含まれるパルスのうち、自身に割り当てられたものが何れであるかを判別できるようにする必要がある。そのために、前記統合制御回路(Fx)は、特定の光源駆動グループに対するパルスに先立って前記シーケンス初期化信号(Si)を送出することとし、前記タイミング信号受信回路(Uw1a,Uw2a,…)のそれぞれは、前記オン遷移タイミング信号(Et)の立ち上り信号をカウントするカウンタを具備しており、該カウンタは、前記シーケンス初期化信号(Si)を受信するとリセットされる。   The timing signal receiving circuit (Uw1a, Uw2a,...) Of each of the light source drive groups (U1, U2,...) Is any of the pulses included in the on transition timing signal (Et) assigned to itself. It is necessary to be able to determine whether or not. For this purpose, the integrated control circuit (Fx) sends the sequence initialization signal (Si) prior to a pulse for a specific light source drive group, and each of the timing signal receiving circuits (Uw1a, Uw2a,...) Includes a counter that counts the rising signal of the on transition timing signal (Et), and the counter is reset when the sequence initialization signal (Si) is received.

このように構成することにより、前記シーケンス初期化信号(Si)の受信を起点として、前記光源駆動グループ(U1)の統合信号解析部は1回目のパルスを自身に対するものと認識し、前記光源駆動グループ(U2)の統合信号解析部は2回目のパルスを自身に対するものと認識し、前記光源駆動グループ(U3)の統合信号解析部は3回目のパルスを自身に対するものと認識することにより、前記統合制御回路(Fx)から前記光源駆動グループ(U1,U2,U3)それぞれに対して送達すべきパルスが混乱無く受信される。このようにして、前記タイミング情報を送るようにすることにより、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)毎に前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)を送る場合に比べて、信号線の本数を減らすことができるため、特に前記光源駆動グループ(U1,U2,…)の個数が大きい場合に、回路リソースの低減に効果を発揮する。   With this configuration, the integrated signal analysis unit of the light source drive group (U1) recognizes the first pulse as being from the reception of the sequence initialization signal (Si), and the light source drive The integrated signal analyzer of the group (U2) recognizes the second pulse as to itself, and the integrated signal analyzer of the light source driving group (U3) recognizes the third pulse as to itself, Pulses to be delivered to each of the light source drive groups (U1, U2, U3) are received from the integrated control circuit (Fx) without confusion. In this way, by sending the timing information, the signal line is compared with the case where the on-transition timing signals (Et1, Et2,...) Are sent for each light source drive group (U1, U2,...). Since the number of the light source driving groups (U1, U2,...) Is large, the circuit resources can be reduced.

次に、本発明の光源駆動装置の一部を簡略化して示す模式図である図9を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本図は、先に図1に関して説明した前記タイミング信号受信回路(Uw1a,Uw1b,Uw2a,…)のうちの1個の構成を示すものである。   Next, the form for implementing this invention is demonstrated using FIG. 9 which is a schematic diagram which simplifies and shows a part of light source drive device of this invention. This figure shows the configuration of one of the timing signal receiving circuits (Uw1a, Uw1b, Uw2a,...) Described above with reference to FIG.

タイミング信号受信回路(Uw1a)は、前記統合制御回路(Fx)から送信された矩形波パルスの前記オン遷移タイミング信号(Et1)を、バッファ(B1)で受信して、機能的には同一の信号であるスイッチタイミング信号(Ec1)に変換するとともに、抵抗(R20,R21)とコンデンサ(C20)とから構成されるローパスフィルタ回路により、実質的にDCのアナログ電圧に変換し、バッファ(Amp4)を介して、目標電力信号(Ss1)を生成する。前記スイッチタイミング信号(Ec1)は、前記したように、前記スイッチ素子(Q1a)のオン遷移のタイミングを規定するために使用する。   The timing signal receiving circuit (Uw1a) receives the on-transition timing signal (Et1) of the rectangular wave pulse transmitted from the integrated control circuit (Fx) by the buffer (B1), and is functionally the same signal. Is converted to a switch timing signal (Ec1), and is converted into a substantially analog analog voltage by a low-pass filter circuit including resistors (R20, R21) and a capacitor (C20), and the buffer (Amp4) is To generate a target power signal (Ss1). As described above, the switch timing signal (Ec1) is used to define the ON transition timing of the switch element (Q1a).

図9の前記タイミング信号受信回路(Uw1a)における、本発明の光源駆動装置の一部の動作を簡略化して示す概念図である図10を用いて本発明を実施するための形態について説明する。図10のaは目標電力信号(Ss1)が大きく設定された時のオン遷移タイミング信号(Et1)、bは目標電力信号(Ss1)が小さく設定された時のオン遷移タイミング信号(Et1)、cは目標電力信号(Ss1)がさらに小さく設定された時のオン遷移タイミング信号(Et1)を示す。   A mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIG. 10, which is a conceptual diagram showing a simplified operation of a part of the light source driving device of the present invention in the timing signal receiving circuit (Uw1a) of FIG. 10a is an on transition timing signal (Et1) when the target power signal (Ss1) is set large, b is an on transition timing signal (Et1) when the target power signal (Ss1) is set small, c Indicates an on transition timing signal (Et1) when the target power signal (Ss1) is set to be smaller.

前記統合制御回路(Fx)は、前記光源駆動グループ(U1)の出力電力を大きくする場合、即ち、目標電力信号(Ss1)を大きく設定する場合は、図10のaのように前記オン遷移タイミング信号(Et1)のデューティサイクル比を大きく、逆に、前記目標電力信号(Ss1)を小さく設定する場合は、図10のcのように前記オン遷移タイミング信号(Et1)のデューティサイクル比を小さくするよう、いわゆるPWM変調によって目標電力情報を伝送する手法を用いている。図9の前記タイミング信号受信回路(Uw1a)においては、前記ローパスフィルタの働きにより、前記オン遷移タイミング信号(Et1)のデューティサイクル比が大きくなれば、目標電力信号(Ss1)の電圧は増加する。なお、図10の前記オン遷移タイミング信号(Et1)の形態の場合は、図9の前記バッファ(B1)は、バッファ(B1’)の位置に移すことができる。   When the integrated control circuit (Fx) increases the output power of the light source drive group (U1), that is, when the target power signal (Ss1) is set large, the on-transition timing as shown in FIG. When the duty cycle ratio of the signal (Et1) is increased and, conversely, when the target power signal (Ss1) is set small, the duty cycle ratio of the on-transition timing signal (Et1) is decreased as shown in FIG. Thus, a method of transmitting target power information by so-called PWM modulation is used. In the timing signal receiving circuit (Uw1a) in FIG. 9, the voltage of the target power signal (Ss1) increases as the duty cycle ratio of the on-transition timing signal (Et1) increases due to the action of the low-pass filter. In the case of the form of the on transition timing signal (Et1) in FIG. 10, the buffer (B1) in FIG. 9 can be moved to the position of the buffer (B1 ').

図9の前記タイミング信号受信回路(Uw1a)における、さらなる本発明の光源駆動装置の一部の動作を簡略化して示す概念図である図11を用いて本発明を実施するための形態について説明する。図11のaは目標電力信号(Ss1)が大きく設定された時のオン遷移タイミング信号(Et1)、bは目標電力信号(Ss1)が小さく設定された時のオン遷移タイミング信号(Et1)、cは目標電力信号(Ss1)がさらに小さく設定された時のオン遷移タイミング信号(Et1)を示す。   A mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIG. 11, which is a conceptual diagram showing a simplified operation of a part of the light source driving device of the present invention in the timing signal receiving circuit (Uw1a) of FIG. . In FIG. 11, a is an on transition timing signal (Et1) when the target power signal (Ss1) is set large, b is an on transition timing signal (Et1) when the target power signal (Ss1) is set small, c Indicates an on transition timing signal (Et1) when the target power signal (Ss1) is set to be smaller.

前記統合制御回路(Fx)は、前記光源駆動グループ(U1)の出力電力を大きくする場合、即ち、目標電力信号(Ss1)を大きく設定する場合は、図11のaのように前記オン遷移タイミング信号(Et1)の電圧振幅を大きく、逆に、前記目標電力信号(Ss1)を小さく設定する場合は、図11のcのように前記オン遷移タイミング信号(Et1)の電圧振幅を小さくするよう、いわゆる振幅変調によって目標電力情報を伝送する手法を用いている。図9の前記タイミング信号受信回路(Uw1a)においては、前記ローパスフィルタの働きにより、前記オン遷移タイミング信号(Et1)の電圧振幅が大きくなれば、目標電力信号(Ss1)の電圧は増加する。   When the integrated control circuit (Fx) increases the output power of the light source drive group (U1), that is, when the target power signal (Ss1) is set large, the on-transition timing as shown in FIG. When the voltage amplitude of the signal (Et1) is increased and, conversely, when the target power signal (Ss1) is set small, the voltage amplitude of the on-transition timing signal (Et1) is decreased as shown in FIG. A method of transmitting target power information by so-called amplitude modulation is used. In the timing signal receiving circuit (Uw1a) of FIG. 9, the voltage of the target power signal (Ss1) increases as the voltage amplitude of the on-transition timing signal (Et1) increases due to the action of the low-pass filter.

次に、本発明の光源駆動装置を簡略化して示すブロック図である図12を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本形態の光源駆動装置では、統合制御回路(Fx)は、光源駆動グループ(U1,U2,…)の全てに対し、共通の目標電力規定信号(Sa)を供給する。   Next, a mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIG. 12, which is a simplified block diagram showing the light source driving device of the present invention. In the light source driving device of this embodiment, the integrated control circuit (Fx) supplies a common target power regulation signal (Sa) to all of the light source driving groups (U1, U2,...).

さらに、本発明の光源駆動装置の一部の動作を簡略化して示す概念図である図13を用いて本形態について説明する。図13のaは光源駆動グループ(U1)におけるオン遷移タイミング信号(Et1)、bは光源駆動グループ(U2)におけるオン遷移タイミング信号(Et2)、cは光源駆動グループ(U3)におけるオン遷移タイミング信号(Et3)、dは目標電力規定信号(Sa)の波形を示す。   Furthermore, this embodiment will be described with reference to FIG. 13 which is a conceptual diagram showing a simplified operation of a part of the light source driving device of the present invention. In FIG. 13, a is an on transition timing signal (Et1) in the light source driving group (U1), b is an on transition timing signal (Et2) in the light source driving group (U2), and c is an on transition timing signal in the light source driving group (U3). (Et3) and d indicate the waveforms of the target power regulation signal (Sa).

前記光源駆動グループ(U1,U2,U3)それぞれのタイミング信号受信回路(Uw1a,Uw2a,…)は、自身の目標電力信号(Ss1,Ss2,…)を取得するために、自身の前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,Et3)に基づくオン遷移のタイミングに同期して、前記目標電力規定信号(Sa)を読み取り、その電圧値を保持する。例えば、前記オン遷移タイミング信号(Et1)の立ち上がりタイミングで前記目標電力規定信号(Sa)の電圧値(V1)を読み込み、目標電力信号(Ss1)として保持すればよく、同様に、前記オン遷移タイミング信号(Et1)の立ち上がりタイミングで前記目標電力規定信号(Sa)の電圧値(V2)を読み込み、目標電力信号(Ss2)として保持し、前記オン遷移タイミング信号(Et1)の立ち上がりタイミングで前記目標電力規定信号(Sa)の電圧値(V3)を読み込み、目標電力信号(Ss3)として保持する。   The timing signal receiving circuit (Uw1a, Uw2a,...) Of each of the light source driving groups (U1, U2, U3) has its own on-transition timing in order to obtain its target power signal (Ss1, Ss2,...). The target power regulation signal (Sa) is read in synchronization with the ON transition timing based on the signals (Et1, Et2, Et3), and the voltage value is held. For example, the voltage value (V1) of the target power regulation signal (Sa) may be read at the rising timing of the on transition timing signal (Et1) and held as the target power signal (Ss1). The voltage value (V2) of the target power regulation signal (Sa) is read at the rising timing of the signal (Et1), held as the target power signal (Ss2), and the target power at the rising timing of the on transition timing signal (Et1). The voltage value (V3) of the regulation signal (Sa) is read and held as the target power signal (Ss3).

ここで述べた、アナログの前記目標電力規定信号(Sa)の電圧値の読み込みと保持のためには、サンプル・ホールド回路(またはトラック・ホールド回路)を用いて構成することが可能であるし、AD変換器によってディジタル数値に変換し、メモリに保持するように構成してもよい。なお、当然ながら本形態は、先に図7に関して説明した形態と組み合わせることが可能である。   In order to read and hold the voltage value of the analog target power regulation signal (Sa) described here, it can be configured using a sample and hold circuit (or track and hold circuit), The digital value may be converted by an AD converter and held in a memory. Of course, this embodiment can be combined with the embodiment described above with reference to FIG.

次に、本発明の光源駆動装置を簡略化して示すブロック図である図14を用いて本発明を実施するための形態について説明する。統合制御回路(Fx)は、光源駆動グループ(U1,U2,…)それぞれに対するオン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)および目標電力情報(Ez1,Ez2,…)を出力するマイクロプロセッサ(MPU)を備え、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)それぞれに対する出力電力の目標値の設定パターンについての、複数の設定パターンデータ(Sr)を保存する電力設定パターンデータ記憶部(Um)を備える。前記電力設定パターンデータ記憶部(Um)は前記設定パターンデータ(Sr)を記憶しており、前記マイクロプロセッサ(MPU)は、適合したパターンを選択してデータを読み出すことができる。選択するパターンは外部装置(Uo)から選択できるようにするために、例えば、シリアル通信を行うための外部インターフェイス(Ut)を備える。   Next, the form for implementing this invention is demonstrated using FIG. 14 which is a block diagram which simplifies and shows the light source drive device of this invention. The integrated control circuit (Fx) outputs an on transition timing signal (Et1, Et2,...) And target power information (Ez1, Ez2,...) For each of the light source drive groups (U1, U2,...) And a microprocessor (MPU). , And a power setting pattern data storage unit (Um) that stores a plurality of setting pattern data (Sr) for the setting pattern of the target value of output power for each of the light source driving groups (U1, U2,...). The power setting pattern data storage unit (Um) stores the setting pattern data (Sr), and the microprocessor (MPU) can read out data by selecting a suitable pattern. In order to be able to select a pattern to be selected from an external device (Uo), for example, an external interface (Ut) for performing serial communication is provided.

前記統合制御回路(Fx)は、外部装置(Uo)から外部インターフェイス(Ut)を介して電力設定パターン選択信号(Sg)を受信すると、それに基づき前記電力設定パターンデータ記憶部(Um)より前記設定パターンデータ(Sr)のうちの1個を読み出す。前記統合制御回路(Fx)は、読み出した前記設定パターンデータ(Sr)に基づいて、光源駆動グループ(U1,U2,…)それぞれに対するオン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)および目標電力情報(Ez1,Ez2,…)を出力する。   When the integrated control circuit (Fx) receives the power setting pattern selection signal (Sg) from the external device (Uo) via the external interface (Ut), the setting is made from the power setting pattern data storage unit (Um) based on the power setting pattern selection signal (Sg). One of the pattern data (Sr) is read. The integrated control circuit (Fx), based on the read setting pattern data (Sr), the ON transition timing signals (Et1, Et2,...) And the target power information ( Ez1, Ez2,...) Are output.

さらに、本発明の光源駆動装置の一部を簡略化して示す模式図および概念図である図15を用いて本形態について具体的に説明する。図15のaは本発明の光源駆動装置を用いた光照射装置の一部を簡略化して示す模式図、
bは、aに記載した光照射装置に含まれる本発明の光源駆動装置が保持する設定パターンデータ(Sr)の一例を示す。以下において、この光照射装置と設定パターンデータ(Sr)について具体的に説明する。
Further, this embodiment will be specifically described with reference to FIG. 15 which is a schematic diagram and a conceptual diagram showing a part of the light source driving device of the present invention in a simplified manner. FIG. 15a is a schematic diagram showing a part of a light irradiation device using the light source driving device of the present invention in a simplified manner,
b shows an example of setting pattern data (Sr) held by the light source driving device of the present invention included in the light irradiation device described in a. Hereinafter, the light irradiation device and the setting pattern data (Sr) will be described in detail.

図15のaに示した、本発明の光源駆動装置を用いた光照射装置は、5個の光源実装基板(Pcb1,Pcb2,Pcb3,Pcb4,Pcb5)と5個の光源駆動グループ(U1,U2,U3,U4,U5)とを含んでおり、1個の光源実装基板は、1個の光源駆動グループから給電を受ける。前記光源実装基板(Pcb1,Pcb2,…)それぞれの上には、光源素子(Y1a,Y2a,Y3a,Y4a,Y5a)が実装されており、該光源素子(Y1a,Y2a,…)のそれぞれは、例えば16個のLEDが直列接続されて構成されている。また、前記光源実装基板(Pcb1,Pcb2,…)は、光源素子による発熱を逃がすためのヒートシンク(Hs)上に実装されている。光源駆動グループ(U1,U2,…)のそれぞれは、光源駆動回路(P1a,P1b,…)の1個づつを含んでいる。   The light irradiation device using the light source driving device of the present invention shown in FIG. 15A has five light source mounting boards (Pcb1, Pcb2, Pcb3, Pcb4, Pcb5) and five light source driving groups (U1, U2). , U3, U4, U5), and one light source mounting board receives power from one light source driving group. On each of the light source mounting substrates (Pcb1, Pcb2,...), Light source elements (Y1a, Y2a, Y3a, Y4a, Y5a) are mounted, and each of the light source elements (Y1a, Y2a,...) For example, 16 LEDs are connected in series. The light source mounting substrates (Pcb1, Pcb2,...) Are mounted on a heat sink (Hs) for releasing heat generated by the light source elements. Each of the light source drive groups (U1, U2,...) Includes one light source drive circuit (P1a, P1b,...).

図15のbに記載のパターン番号が1の行には、左3個の光源駆動グループ(U1,U2,U3)は最大出力電力の80%で調光し、残る2個の光源駆動グループ(U4,U5)は消灯する設定パターンデータが記憶されていることを示す。またパターン番号が2の行には、右3個の光源駆動グループ(U3,U4,U5)は最大出力電力の80%で調光し、残る2個の光源駆動グループ(U1,U2)は消灯する設定パターンデータが記憶されていることを示す。パターン番号が3の行には、全ての光源駆動グループ(U1,U2,U3,U4,U5)を最大出力電力の半分の50%で調光する設定パターンデータが記憶されていることを示す。パターン番号が4の行には、全ての光源駆動グループ(U1,U2,U3,U4,U5)を最大出力電力で調光する設定パターンデータが記憶されていることを示す。パターン番号が5の行には、全ての光源駆動グループ(U1,U2,U3,U4,U5)を最大出力電力の10%で調光する設定パターンデータが記憶されていることを示しており、例えば光照射装置の待機モードで使用される。パターン番号が6の行には、光照射装置の左から右に向かって少しづつ光量を減少させる設定パターンデータが記憶されていることを示す。このように予め電力設定パターンデータ記憶部(Um)を保存することで外部装置(Uo)から光源の駆動パターンを自由に且つ簡単に選択することができる。   In the row with the pattern number 1 shown in FIG. 15b, the left three light source drive groups (U1, U2, U3) are dimmed at 80% of the maximum output power, and the remaining two light source drive groups ( U4, U5) indicate that setting pattern data to be turned off is stored. In the row of pattern number 2, the right three light source drive groups (U3, U4, U5) are dimmed at 80% of the maximum output power, and the remaining two light source drive groups (U1, U2) are turned off. The setting pattern data to be stored is stored. The row of pattern number 3 indicates that setting pattern data for dimming all light source drive groups (U1, U2, U3, U4, U5) at 50% of half of the maximum output power is stored. The row with the pattern number 4 indicates that setting pattern data for dimming all the light source drive groups (U1, U2, U3, U4, U5) with the maximum output power is stored. The row of pattern number 5 indicates that setting pattern data for dimming all light source drive groups (U1, U2, U3, U4, U5) at 10% of the maximum output power is stored. For example, it is used in the standby mode of the light irradiation device. The row of the pattern number 6 indicates that setting pattern data for decreasing the light amount little by little from the left to the right of the light irradiation device is stored. Thus, by storing the power setting pattern data storage unit (Um) in advance, it is possible to freely and easily select the driving pattern of the light source from the external device (Uo).

次に、本発明の光源駆動装置の一部を簡略化して示す概念図である図16を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本形態は、光源素子(Y1a,Y1b,…,Y2a,…)とそれを駆動する光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)からなる光照射装置の何れかの故障を検知した場合に対応するためのものである。   Next, the form for implementing this invention is demonstrated using FIG. 16 which is a conceptual diagram which simplifies and shows a part of light source drive device of this invention. In this embodiment, when a failure of any of the light irradiation devices including the light source elements (Y1a, Y1b,..., Y2a,...) And the light source drive circuits (P1a, P1b,..., P2a,. It is for responding to.

統合制御回路(Fx)は、故障を検知した場合、前記光源素子(Y1a,Y1b,…,Y2a,…)または前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)のうちの故障したものに対する光源駆動回路の動作を停止させるとともに、故障による光量の低下を補うために前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)それぞれに対する出力電力の目標値の設定パターンを変更する。図16のaは故障をする以前の設定パターン、bは、光源駆動グループ(U3)に含まれる光源駆動回路(P3a,P3b,…)が破損した場合について、出力電力の目標値の設定パターンを変更する時の設定パターンを示す。この場合は、破損した光源駆動グループ(U3)の動作を停止させると共に、光源駆動グループ(U3)と隣り合う光源駆動グループ(U1,U2)を、故障前よりも増光させるように設定することとしている。このようにすることで、光源素子(Y1a,Y1b,…,Y2a,…)の一部が故障した場合でも、光照射装置の機能を直ちに停止させることなく、稼動を続けることを可能にすることができる。   When the integrated control circuit (Fx) detects a failure, the integrated light source element (Y1a, Y1b,..., Y2a,...) Or the light source drive circuit (P1a, P1b,..., P2a,...) In order to stop the operation of the light source driving circuit with respect to the light source, and to compensate for the decrease in the light amount due to the failure, the setting pattern of the target value of the output power for each of the light source driving circuits (P1a, P1b,. FIG. 16A shows a setting pattern before failure, and b shows a setting pattern of a target value of output power when a light source driving circuit (P3a, P3b,...) Included in the light source driving group (U3) is damaged. The setting pattern when changing is shown. In this case, the operation of the damaged light source drive group (U3) is stopped, and the light source drive groups (U1, U2) adjacent to the light source drive group (U3) are set to be brighter than before the failure. Yes. In this way, even if a part of the light source elements (Y1a, Y1b,..., Y2a,...) Fails, it is possible to continue operation without immediately stopping the function of the light irradiation device. Can do.

本明細書においては、主として光照射装置における用途について説明してきたが、本発明の光源駆動装置は、LEDやLD等の光源素子を点灯するための光源駆動装置であれば、どのような用途に対しても適用可能であり、良好に効果を発揮する。   In the present specification, the application in the light irradiation device has been mainly described. However, the light source driving device of the present invention can be used for any purpose as long as it is a light source driving device for lighting light source elements such as LEDs and LDs. It can also be applied to and exhibits good effects.

本明細書に記載の回路構成は、本発明の光源装置の動作や機能、作用を説明することを目的として、必要最少限のものを記載したものである。したがって、説明した回路構成や動作の詳細事項、例えば、信号の極性であるとか、具体的な回路素子の選択や追加、省略、或いは素子の入手の便や経済的理由に基づく変更などの創意工夫は、実際の装置の設計時に遂行されることを前提としている。   The circuit configuration described in this specification describes the minimum necessary components for the purpose of explaining the operation, function, and operation of the light source device of the present invention. Therefore, the details of the circuit configuration and operation described, such as signal polarity, selection, addition, omission of specific circuit elements, or ingenuity such as changes based on the convenience of obtaining elements and economic reasons Is assumed to be performed at the time of designing the actual device.

とりわけ過電圧や過電流、過熱などの破損要因から給電装置のFET等のスイッチ素子などの回路素子を保護するための機構、または、給電装置の回路素子の動作に伴って発生する放射ノイズや伝導ノイズの発生を低減したり、発生したノイズを外部に出さないための機構、例えば、スナバ回路やバリスタ、クランプダイオード、(パルスバイパルス方式を含む)電流制限回路、コモンモードまたはノーマルモードのノイズフィルタチョークコイル、ノイズフィルタコンデンサなどは、必要に応じて、実施例に記載の回路構成の各部に追加されることを前提としている。本発明になる光源駆動装置の構成は、本明細書に記載の回路方式のものに限定されるものではなく、また、記載の波形やタイミング図に限定されるものではない。   In particular, a mechanism for protecting circuit elements such as switching elements such as FETs of the power supply device from damage factors such as overvoltage, overcurrent, and overheating, or radiation noise and conduction noise generated by the operation of circuit elements of the power supply device Mechanisms that reduce the occurrence of noise and prevent the generated noise from being output to the outside, such as snubber circuits, varistors, clamp diodes, current limiting circuits (including pulse-by-pulse systems), common mode or normal mode noise filter chokes It is assumed that a coil, a noise filter capacitor, and the like are added to each part of the circuit configuration described in the embodiment as necessary. The configuration of the light source driving device according to the present invention is not limited to the circuit type described in the present specification, and is not limited to the waveform and timing diagram described.

本発明は、被照射面に対し、規定したパワー密度分布で可視または紫外、赤外の光を照射するための光照射装置などの光学装置において使用可能な、可視または紫外、赤外の、複数個のLEDやLDなどの光源素子を点灯するための光源駆動装置を設計・製造する産業において利用可能である。   The present invention provides a plurality of visible, ultraviolet, and infrared light that can be used in an optical device such as a light irradiation device for irradiating an irradiated surface with visible, ultraviolet, or infrared light with a specified power density distribution. The present invention can be used in an industry that designs and manufactures a light source driving device for lighting light source elements such as individual LEDs and LDs.

Amp1 増幅器
Amp2 差動増幅器
Amp4 バッファ
B1 バッファ
B1’ バッファ
C20 コンデンサ
Cmp 比較器
Cx 平滑コンデンサ
Ec’ スイッチタイミング信号
Ec1 スイッチタイミング信号
Ec1’ スイッチタイミング信号
Ec2 スイッチタイミング信号
Ec2’ スイッチタイミング信号
Ec3 スイッチタイミング信号
Ec3’ スイッチタイミング信号
Et オン遷移タイミング信号
Et1 オン遷移タイミング信号
Et2 オン遷移タイミング信号
Et3 オン遷移タイミング信号
Ez1 目標電力情報
Ez2 目標電力情報
FF フリップフロップ
Fx 統合制御回路
Fx’ 制御回路
Gg ゲート回路
Hs ヒートシンク
Lx インダクタ
MM モノステーブルマルチバイブレータ
MPU マイクロプロセッサ
Mx 直流電源
Osc1 発振器
Osc2 発振器
Osc3 発振器
P1’ 光源駆動回路
P1a 光源駆動回路
P1b 光源駆動回路
P2’ 光源駆動回路
P2a 光源駆動回路
P3’ 光源駆動回路
P3a 光源駆動回路
P3b 光源駆動回路
Pcb1 光源実装基板
Pcb2 光源実装基板
Pcb3 光源実装基板
Pcb4 光源実装基板
Pcb5 光源実装基板
Px1 電力検出手段
Q1a スイッチ素子
R1 分圧抵抗
R2 分圧抵抗
R20 抵抗
R21 抵抗
R3 シャント抵抗
R4 シャント抵抗
Ramp 傾斜補正信号生成回路
Sa 目標電力規定信号
Sfr 電流超過信号
Sfs 初期化信号
Sg 電力設定パターン選択信号
Si シーケンス初期化信号
Sin 抵抗両端電位信号
Sip 抵抗両端電位信号
Siq スイッチ電流検出信号
Sir 誤差変換信号
Sj 光源電流信号
Sp1 電力相関信号
Sp2 電力相関信号
Sq ゲート信号
Sr 設定パターンデータ
Ss1 目標電力信号
Ss1’ 目標電力信号
Ss2 目標電力信号
Ss2’ 目標電力信号
Ss3 目標電力信号
Ss3’ 目標電力信号
St 電流ピーク信号
Sv 光源素子印加電圧信号
t1 期間
t2 期間
t3 期間
U1 光源駆動グループ
U2 光源駆動グループ
U3 光源駆動グループ
U4 光源駆動グループ
U5 光源駆動グループ
Uf1 オフ遷移タイミング回路
Uh1 誤差変換回路
Um 電力設定パターンデータ記憶部
Uo 外部装置
Ut 外部インターフェイス
Uv1a スイッチゲート駆動回路
Uw1a タイミング信号受信回路
Uw1b タイミング信号受信回路
Uw2a タイミング信号受信回路
Ux1’ コンバータ
Ux1a コンバータ
Ux1b コンバータ
Ux2’ コンバータ
Ux2a コンバータ
Ux3’ コンバータ
V1 電圧値
V2 電圧値
V3 電圧値
Y1 光源素子
Y1a 光源素子
Y1b 光源素子
Y2 光源素子
Y2a 光源素子
Y3 光源素子
Y3a 光源素子
Y4a 光源素子
Y5a 光源素子
Σ 加算器
τ1 オン期間
τ2 オフ期間
Amp1 amplifier Amp2 differential amplifier Amp4 buffer B1 buffer B1 ′ buffer C20 capacitor Cmp comparator Cx smoothing capacitor Ec ′ switch timing signal Ec1 switch timing signal Ec1 ′ switch timing signal Ec2 switch timing signal Ec2 ′ switch timing signal Ec3 switch timing signal Ec3 ′ Switch timing signal Et on transition timing signal Et1 on transition timing signal Et2 on transition timing signal Et3 on transition timing signal Ez1 target power information Ez2 target power information FF flip-flop Fx integrated control circuit Fx ′ control circuit Gg gate circuit Hs heat sink Lx inductor MM Monostable multivibrator MPU Microprocessor Mx DC power supply Osc1 Oscillator Osc 2 Oscillator Osc3 Oscillator P1 ′ Light source drive circuit P1a Light source drive circuit P1b Light source drive circuit P2 ′ Light source drive circuit P2a Light source drive circuit P3 ′ Light source drive circuit P3a Light source drive circuit P3b Light source drive circuit Pcb1 Light source mounting board Pcb2 Light source mounting board Pcb3 Light source mounting Substrate Pcb4 Light source mounting substrate Pcb5 Light source mounting substrate Px1 Power detection means Q1a Switch element R1 Voltage dividing resistor R2 Voltage dividing resistor R20 Resistor R21 Resistor R3 Shunt resistor R4 Shunt resistor Ramp Inclination correction signal generation circuit Sa Target power regulation signal Sfr Current excess signal Sfs Initialization signal Sg Power setting pattern selection signal Si Sequence initialization signal Sin Resistance both-end potential signal Sip Resistance both-end potential signal Siq Switch current detection signal Sir Error conversion signal Sj Light source current signal Sp1 Power correlation signal Sp2 Power phase Signal Sq Gate signal Sr Setting pattern data Ss1 Target power signal Ss1 ′ Target power signal Ss2 Target power signal Ss2 ′ Target power signal Ss3 Target power signal Ss3 ′ Target power signal St Current peak signal Sv Light source element applied voltage signal t1 Period t2 Period t3 Period U1 Light source drive group U2 Light source drive group U3 Light source drive group U4 Light source drive group U5 Light source drive group Uf1 Off transition timing circuit Uh1 Error conversion circuit Um Power setting pattern data storage unit Uo External device Ut External interface Uv1a Switch gate drive circuit Uw1a Timing Signal receiving circuit Uw1b Timing signal receiving circuit Uw2a Timing signal receiving circuit Ux1 ′ Converter Ux1a Converter Ux1b Converter Ux2 ′ Converter Ux2a Converter Ux3 ′ Converter V1 Voltage value V2 Voltage value V3 Voltage value Y1 Light source element Y1a Light source element Y1b Light source element Y2 Light source element Y2a Light source element Y3 Light source element Y3a Light source element Y4a Light source element Y5a Light source element Σ Adder τ1 On period τ2 Off period

Claims (9)

複数の光源素子(Y1a,Y1b,…,Y2a,…)を駆動するために前記光源素子(Y1a,Y1b,…,Y2a,…)それぞれに対応して設けられ、少なくとも1個のスイッチ素子(Q1a,…)を有し、直流電源(Mx)からの電流に対する前記スイッチ素子(Q1a,…)を用いたスイッチング動作によって前記光源素子(Y1a,Y1b,…,Y2a,…)それぞれに対する出力電力を制御する複数の光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)と、
前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)それぞれのスイッチング動作のオン遷移のタイミングを規定するオン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)と、前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)それぞれの出力電力の目標値を規定する目標電力情報(Ez1,Ez2,…)とを前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)に対して送信する統合制御回路(Fx)と、
を具備する光源駆動装置であって、
前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)のそれぞれは、複数設けた光源駆動グループ(U1,U2,…)の何れかに属しており、同じ前記光源駆動グループ(U1)に属する前記光源駆動回路(P1a,P1b,…)のそれぞれは、同じ前記オン遷移タイミング信号(Et1)と同じ前記目標電力情報(Ez1)を受信するよう構成されており、
前記統合制御回路(Fx)は、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)の何れの2個の前記オン遷移も同時にはならないよう、前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)の生成を行うとともに、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)それぞれに対して独立に前記目標電力情報(Ez1,Ez2,…)の生成を行うことによって、前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)を統合的に制御するものであって、
前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)は、さらに自身の出力電力に相関する量を検出して電力相関信号(Sp1,Sp2,…)を生成する電力検出手段(Px1,…)を有しており、
前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)は、自身に割り当てられた前記目標電力情報(Ez1,Ez2,…)を取得して目標電力信号(Ss1,Ss2,…)を生成し、さらに自身に割り当てられた前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)に従って前記スイッチ素子(Q1a,…)をオン遷移させた後、前記スイッチ素子(Q1a,…)をオフ遷移させるタイミングを、前記目標電力信号(Ss1,Ss2,…)と前記電力相関信号(Sp1,Sp2,…)との差異が小さくなるようフィードバック制御によって決定するオフ遷移タイミング回路(Uf1,…)を前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)がさらに有することを特徴とする光源駆動装置。
In order to drive a plurality of light source elements (Y1a, Y1b,..., Y2a,...), At least one switch element (Q1a) is provided corresponding to each of the light source elements (Y1a, Y1b,..., Y2a,...). ,..., And the output power to each of the light source elements (Y1a, Y1b,..., Y2a,...) Is controlled by the switching operation using the switch elements (Q1a,...) With respect to the current from the DC power source (Mx). A plurality of light source driving circuits (P1a, P1b,..., P2a,...),
ON transition timing signals (Et1, Et2,...) For defining the ON transition timing of each switching operation of the light source driving circuits (P1a, P1b,..., P2a,...), And the light source driving circuits (P1a, P1b,. , P2a,...)) Integrated control circuit that transmits target power information (Ez1, Ez2,...) That defines the target value of each output power to the light source drive circuits (P1a, P1b,..., P2a,...). (Fx),
A light source driving device comprising:
Each of the light source drive circuits (P1a, P1b,..., P2a,...) Belongs to one of a plurality of light source drive groups (U1, U2,...) And belongs to the same light source drive group (U1). Each of the light source drive circuits (P1a, P1b,...) Is configured to receive the same target power information (Ez1) as the same on transition timing signal (Et1).
The integrated control circuit (Fx) generates the on transition timing signals (Et1, Et2,...) So that any two of the on transitions of the light source drive groups (U1, U2,. And generating the target power information (Ez1, Ez2,...) Independently for each of the light source drive groups (U1, U2,...), Thereby generating the light source drive circuits (P1a, P1b,..., P2a). , ...) in an integrated manner,
The light source driving circuits (P1a, P1b,..., P2a,...) Further detect power that correlates with their output power and generate power correlation signals (Sp1, Sp2,...). )
The light source driving circuit (P1a, P1b,..., P2a,...) Acquires the target power information (Ez1, Ez2,...) Assigned to itself and generates target power signals (Ss1, Ss2,...). Further, after the switch elements (Q1a,...) Are turned on in accordance with the on transition timing signals (Et1, Et2,...) Assigned to themselves, the timing for turning off the switch elements (Q1a,...) An off transition timing circuit (Uf1,...) That is determined by feedback control so that a difference between the target power signal (Ss1, Ss2,...) And the power correlation signal (Sp1, Sp2,. P1a, P1b,..., P2a,.
前記統合制御回路(Fx)は、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)のうちの1個に対する前記オン遷移から、その次に前記オン遷移を生ずる前記光源駆動グループ(U1,U2,…)に対する前記オン遷移までの時間間隔が、全て略等間隔となるよう、前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)の生成を行うことを特徴とする請求項1に記載の光源駆動装置。   The integrated control circuit (Fx) has the light source drive group (U1, U2,...) That generates the next on transition from the on transition to one of the light source drive groups (U1, U2,...). 2. The light source driving device according to claim 1, wherein the on-transition timing signals (Et1, Et2,...) Are generated so that all of the time intervals until the on-transition are substantially equal intervals. 前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)は、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)それぞれに対して別個の信号が送信されることを特徴とする請求項1または2に記載の光源駆動装置。   3. The light source according to claim 1, wherein the ON transition timing signal (Et 1, Et 2,...) Is transmitted as a separate signal to each of the light source driving groups (U 1, U 2,...). Drive device. 前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)は前記光源駆動グループ(U1,U2,…)の全てに対して共通の信号が送信され、さらに前記光源駆動グループ(U1,U2,…)のうちの特定の1個に対する前記オン遷移に同期したシーケンス初期化信号(Si)が前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)の全てに対し共通に送信されることを特徴とする請求項1かまたは2に記載の光源駆動装置。   The on-transition timing signals (Et1, Et2,...) Are transmitted to all the light source drive groups (U1, U2,...), And the light source drive groups (U1, U2,. A sequence initialization signal (Si) synchronized with the ON transition for a specific one of the light source driving circuits (P1a, P1b,..., P2a,...) Is transmitted in common to all the light source driving circuits. Item 3. The light source driving device according to Item 1 or 2. 前記目標電力情報(Ez1,Ez2,…)は、前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)のパルス幅として前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)に乗せられることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の光源駆動装置。   The target power information (Ez1, Ez2,...) Is carried on the on transition timing signals (Et1, Et2,...) As a pulse width of the on transition timing signals (Et1, Et2,...). Item 5. The light source driving device according to any one of Items 1 to 4. 前記目標電力情報(Ez1,Ez2,…)は、前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)の振幅として前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)に乗せられることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の光源駆動装置。   The target power information (Ez1, Ez2, ...) is carried on the on-transition timing signals (Et1, Et2, ...) as the amplitude of the on-transition timing signals (Et1, Et2, ...). The light source driving device according to any one of 1 to 4. さらに目標電力規定信号(Sa)が前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)の全てに対し共通に送信され、前記目標電力情報(Ez1,Ez2,…)は、前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)のオン遷移タイミングにおける振幅として前記目標電力規定信号(Sa)に乗せられることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の光源駆動装置。   Further, a target power regulation signal (Sa) is transmitted in common to all the light source driving circuits (P1a, P1b,..., P2a,...), And the target power information (Ez1, Ez2,. 5. The light source driving device according to claim 1, wherein the signal is put on the target power regulation signal (Sa) as an amplitude at an on transition timing of the signals (Et <b> 1, Et <b> 2,...). 前記統合制御回路(Fx)は、さらに前記光源駆動グループ(U1,U2,…)それぞれに対する出力電力の目標値の設定パターンについての複数の設定パターンデータ(Sr)を記憶する電力設定パターンデータ記憶部(Um)と、外部装置(Uo)と通信を行うための外部インターフェイス(Ut)と、を有し、前記統合制御回路(Fx)は、前記外部インターフェイス(Ut)を介して電力設定パターン選択信号(Sg)を受信すると、該電力設定パターン選択信号(Sg)に基づき前記電力設定パターンデータ記憶部(Um)より前記設定パターンデータ(Sr)のうちの1個を読出し、読出された前記設定パターンデータ(Sr)に基づいて、前記光源駆動グループ(U1,U2,…)それぞれに対する前記オン遷移タイミング信号(Et1,Et2,…)の生成と前記目標電力情報(Ez1,Ez2,…)の生成とを行うことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の光源駆動装置。   The integrated control circuit (Fx) further stores a plurality of setting pattern data (Sr) for setting patterns of target values of output power for the light source drive groups (U1, U2,...). (Um) and an external interface (Ut) for communicating with the external device (Uo), and the integrated control circuit (Fx) receives a power setting pattern selection signal via the external interface (Ut). When (Sg) is received, one of the setting pattern data (Sr) is read from the power setting pattern data storage unit (Um) based on the power setting pattern selection signal (Sg), and the read setting pattern Based on the data (Sr), the on transition timing signal for each of the light source drive groups (U1, U2,...). (Et1, Et2, ...) generated between the target power information (Ez1, Ez2, ...) light source driving device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that to perform the generation of the. 前記光源素子(Y1a,Y1b,…,Y2a,…)とそれを駆動する前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)からなる組の何れかの故障を検知した場合、前記統合制御回路(Fx)は、故障を検知した前記組の前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)の動作を停止させるとともに、故障による光量の低下を補うために前記光源駆動回路(P1a,P1b,…,P2a,…)それぞれに対する出力電力の目標値の設定パターンを変更することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の光源駆動装置。   When the failure of any of the set consisting of the light source elements (Y1a, Y1b,..., Y2a,...) And the light source driving circuits (P1a, P1b,..., P2a,. The circuit (Fx) stops the operation of the light source drive circuits (P1a, P1b,..., P2a,...) Of the set in which a failure is detected, and also compensates for a decrease in light amount due to the failure. , P1b,..., P2a,...), The setting pattern of the target value of the output power is changed for each of the light source driving devices according to claim 1.
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