JP2020072123A - Semiconductor light source drive device - Google Patents
Semiconductor light source drive device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020072123A JP2020072123A JP2018203174A JP2018203174A JP2020072123A JP 2020072123 A JP2020072123 A JP 2020072123A JP 2018203174 A JP2018203174 A JP 2018203174A JP 2018203174 A JP2018203174 A JP 2018203174A JP 2020072123 A JP2020072123 A JP 2020072123A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- semiconductor light
- current
- period
- drive device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection
Abstract
Description
本開示は、半導体発光素子の出力をPWM変調して調整する半導体光源駆動装置に関する。 The present disclosure relates to a semiconductor light source driving device that PWM-modulates and adjusts the output of a semiconductor light emitting element.
特許文献1は、PWM変調を行う期間及びPWM変調を行わない期間の間で、レーザ光源の駆動電流のピークを一定に保って駆動することが可能な半導体光源駆動装置を開示する。この半導体光源駆動装置は、フォトセンサで検出したレーザ光源の光出力の平均と、レーザ光源の駆動電流をオンオフ制御する信号の平均値とを比較し、それらが等しくなるようにフィードバックを行う。これにより、レーザ光源に流れる電流の平均値が、PWM変調を行う期間及びPWM変調を行わない期間の間で、レーザ光源の駆動電流のピークを一定に保って駆動することができる。 Patent Document 1 discloses a semiconductor light source drive device capable of driving while maintaining a peak of a drive current of a laser light source constant during a period in which PWM modulation is performed and a period in which PWM modulation is not performed. This semiconductor light source driving device compares the average of the optical output of the laser light source detected by the photosensor with the average value of the signal for controlling the drive current of the laser light source, and performs feedback so that they are equal. As a result, the average value of the current flowing through the laser light source can be driven while keeping the peak of the drive current of the laser light source constant during the period in which the PWM modulation is performed and the period in which the PWM modulation is not performed.
本開示は、光出力がPWM変調されるように半導体光源を駆動制御する期間と、長時間のオフ期間が混在するとき、損失が小さく、かつ破損リスクの小さい半導体光源駆動装置を提供する。 The present disclosure provides a semiconductor light source driving device that has a small loss and a small risk of damage when a period for driving and controlling a semiconductor light source so that a light output is PWM-modulated and a long off period are mixed.
本開示に係る半導体光源駆動装置は、スイッチング電源と、電流を流すことで発光する半導体光源と、半導体光源の変数に基づいて、当該変数が変数の目標値と一致するような目標電流値を出力する光源フィードバック部とを備え、半導体光源に流れる電流が目標電流値と一致するようにスイッチング電源を制御し、半導体光源に電流を流さない第1の時間幅を有する周期的な休止期間を除く期間で半導体光源の出力光をPWM変調する、半導体光源駆動装置において、休止期間の直後における所定の第2の時間幅を有する立ち上がり期間で、半導体光源の温度を徐々に上昇させる。 A semiconductor light source drive device according to the present disclosure outputs a target current value based on a switching power supply, a semiconductor light source that emits light by passing a current, and a variable of the semiconductor light source, such that the variable matches a target value of the variable. And a light source feedback section for controlling the switching power supply so that the current flowing through the semiconductor light source matches the target current value, and excluding the periodic pause period having a first time width during which no current flows through the semiconductor light source. In the semiconductor light source driving device that PWM-modulates the output light of the semiconductor light source by the method described above, the temperature of the semiconductor light source is gradually increased in the rising period having the predetermined second time width immediately after the pause period.
本開示に係る半導体光源駆動装置によれば、光出力がPWM変調されるように半導体光源を駆動制御する期間と、長時間の休止期間が混在するとき、損失が小さく、かつ半導体光源の破損リスクも低い。 According to the semiconductor light source drive device according to the present disclosure, when a period for driving and controlling the semiconductor light source so that the light output is PWM-modulated and a long rest period are mixed, the loss is small and the risk of damage to the semiconductor light source is low. Is also low.
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, more detailed description than necessary may be omitted. For example, detailed description of well-known matters and duplicate description of substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid unnecessary redundancy in the following description and to facilitate understanding by those skilled in the art.
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。 The inventor provides the accompanying drawings and the following description in order for those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and is not intended to limit the subject matter described in the claims by these. Absent.
(実施の形態1)
以下、図1及び図2を用いて、実施の形態1を説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[1−1.構成]
図1は、実施の形態1に係る半導体光源駆動装置10の構成例を示すブロック図である。図1において、半導体光源駆動装置10は、スイッチング電源100、半導体光源110、光源フィードバック部120、電流値比較器125、電流スイッチング部130、検出抵抗140、サンプリングスイッチ150、検出電圧平均化回路160、PWM変調器170、立ち上がり制御回路180及びアンドゲート190を備える。光源フィードバック部120は、フォトセンサ121と、サンプリングスイッチ122と、光源強度平均化回路123と、及び光源強度比較器124とを含む。電流スイッチング部130は、オペアンプ131と、第1のFET132と、及び第2のFET133とを含む。
[1-1. Constitution]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a semiconductor light
図1においてスイッチング電源100は、電流値比較器125から入力された比較結果信号によって制御され、半導体光源110に流れる電流が目標電流値と一致するように、半導体光源110に電力を供給する。半導体光源110は、例えばレーザダイオード等で構成され、電流を流すことで発光し、外部に光を出力する。
In FIG. 1, the switching
第1のFET132は、オペアンプ131により増幅された立ち上がり制御信号に従って半導体光源110に流れる電流をアナログ制御する。ここで、立ち上がり制御信号の値が大きいほど半導体光源110に流れる電流は大きくなり、立ち上がり制御信号の値がハイレベルの時、第1のFET132は電流を全て導通する。対して、立ち上がり制御信号の値が小さいほど半導体光源110に流れる電流は小さくなり、立ち上がり制御信号の値がローレベルの時、第1のFET132は電流を流さない。また、第2のFET133はアンドゲート190の出力信号に従って、半導体光源110に流れる電流をオンオフ制御する。ここで第2のFET133は、アンドゲート190の出力信号の値がハイレベルであればオンになり、ローレベルであればオフになる。第1のFET132及び第2のFET133は並列に接続されており、半導体光源110に流れる電流は、第1のFET132及び第2のFET133に流れる電流の和に等しい。
The
検出抵抗140は、半導体光源110を流れる電流により検出電圧を発生する。サンプリングスイッチ150は、アンドゲート190の出力信号に従って検出電圧をサンプリングし、検出電圧平均化回路160に出力する。検出電圧平均化回路160は、サンプリングされた検出電圧の平均値を取得して、電流値比較器125に出力する。
The
光源フィードバック部120は、半導体光源110の出力光の強度を、外部入力の光強度目標値と比較し、それらが一致するような電流目標値を出力する。具体的には、まずフォトセンサ121は、半導体光源110の出力光の一部を受け、その強度に応じた光源強度電圧を出力する。サンプリングスイッチ122は、アンドゲート190の出力信号に従ってフォトセンサ121の光源強度電圧をサンプリングし、光源強度平均化回路123に出力する。光源強度平均化回路123は、サンプリングされた光源強度電圧の平均値を取得して、光源強度比較器124に出力する。光源強度比較器124は、入力された光源強度電圧の平均値と、外部から入力された光強度目標値とに基づいて、それらが一致するような電流を示す目標値を、電流値比較器125に出力する。
The light
電流値比較器125は、検出電圧の平均値が示す電流値を、目標電流値信号が示す目標電流値と比較し、その差分に応じて比較結果信号を出力することで、スイッチング電源100を制御する。
The
PWM変調器170は、デューティサイクルの値が外部入力のPWM設定値と等しいPWM変調信号を生成して出力する。立ち上がり制御回路180は、外部から入力された電源オンオフ信号と、PWM変調信号とに基づいて、次のように定常期間信号と立ち上がり制御信号を生成して出力する。すなわち、立ち上がり制御回路180は、後述の定常期間にのみオンになり、他の期間ではオフである定常期間信号をアンドゲート190に出力する。また、立ち上がり制御回路180は、後述の立ち上がり期間Tascを除いてローレベルであり、立ち上がり期間では徐々に上昇する波形の立ち上がり制御信号を生成して、オペアンプ131を介して第1のFET132に出力する。定常期間及び立ち上がり期間Tascについては、1−2節で詳細に説明する。
The
アンドゲート190は、PWM変調器170からのPWM変調信号と、立ち上がり制御回路180からの定常期間信号との論理積を出力し、サンプリングスイッチ150、サンプリングスイッチ122及び第2のFET133をオンオフ制御する。
The
[1−2.動作]
以上のように構成された半導体光源駆動装置10について、その動作を以下説明する。
[1-2. motion]
The operation of the semiconductor light
一般に半導体光源の出力光をPWM変調することで映像を表示するプロジェクタ等に用いられる半導体光源駆動装置は、定期的にヒンジメモリの防止等を目的とした休止期間を有する場合がある。休止期間はPWM変調の周期よりも長く、休止期間の間半導体光源に電流は流されないため、半導体光源は光を出力しない。半導体光源は休止期間を除く期間のみにおいて、PWM変調された光を発光する。 Generally, a semiconductor light source driving device used for a projector or the like that displays an image by PWM-modulating the output light of a semiconductor light source may have a quiescent period for the purpose of periodically preventing a hinge memory. Since the idle period is longer than the PWM modulation cycle, and no current is passed through the semiconductor light source during the idle period, the semiconductor light source does not output light. The semiconductor light source emits PWM-modulated light only in a period excluding the rest period.
また、半導体光源は発光している期間にかけて徐々に加熱し、発光していない間には放熱して冷却する。半導体光源は光出力の強度が温度により変化し、同じ電流が流れる場合でも、半導体光源の温度が低いほど強い光を出力する。例えば、温度が0度の半導体光源は、温度が100度の半導体光源と比較して、同じ電流に対して3倍以上の強度の光を発することがある。 Further, the semiconductor light source gradually heats up during the period of light emission, and radiates heat and cools while it does not emit light. The light output intensity of the semiconductor light source changes with temperature, and even when the same current flows, the semiconductor light source outputs stronger light as the temperature of the semiconductor light source is lower. For example, a semiconductor light source having a temperature of 0 degrees may emit light with an intensity that is three times or more higher than that of a semiconductor light source having a temperature of 100 degrees.
従って、光を出力しない休止期間の後の半導体光源は、PWM変調のためにオンオフを高速に切り替えている期間よりも低い温度まで冷却され、同じ電流に対してより強い光を発光する状態になっている。この時の半導体光源に、休止期間に入る直前と同じ電流を流した場合、半導体光源は休止期間に入る直前よりも強く発光することになる。半導体光源は発光の強度がある一定の強度を超えると、過熱して溶解する等破損してしまうことがあるため、これは望ましくない。 Therefore, the semiconductor light source after the quiescent period in which light is not output is cooled to a temperature lower than that in the period in which the on / off is switched at high speed for PWM modulation, and becomes a state of emitting stronger light for the same current. ing. If the same current is applied to the semiconductor light source at this time as it was immediately before entering the rest period, the semiconductor light source emits light stronger than immediately before entering the rest period. This is not desirable because if the intensity of light emitted from the semiconductor light source exceeds a certain intensity, it may be damaged due to overheating and melting.
本開示では、各休止期間Toffの直後における、所定の第2の時間幅を有する期間を、立ち上がり期間Tascと呼ぶ。第2の時間幅は、例えば全体の1%未満等の値に設定される。また、動作期間の全体において休止期間Toffでも立ち上がり期間Tascでもない期間を、定常期間と呼ぶ。 In the present disclosure, a period immediately after each pause period Toff and having a predetermined second time width is referred to as a rising period Tasc. The second time width is set to a value such as less than 1% of the whole, for example. Further, a period that is neither the rest period Toff nor the rising period Tasc in the entire operation period is called a steady period.
図2は、実施の形態1に係る半導体光源駆動装置10の各部における駆動制御信号等の波形を示すタイミングチャートである。図2において、時刻t1からt2までの期間は休止期間Toffを示し、時刻t2からt3までの期間は立ち上がり期間Tascを示す。また、時刻t3から次のフレームの休止期間Toffの始点までの期間が定常期間である。休止期間Toffの時間幅は、PWM変調信号の周期Tpwよりも長い。
FIG. 2 is a timing chart showing waveforms of drive control signals and the like in each part of the semiconductor light
図1においてスイッチング電源100は、電流値比較器125から入力された比較結果信号によって制御され、半導体光源110に流れる電流が目標電流値と一致するように、半導体光源110に電力を供給する。半導体光源110は、スイッチング電源100により電流を流すことで発光し、外部に光を出力する。
In FIG. 1, the switching
第1のFET132は、オペアンプ131により増幅された立ち上がり制御信号に従って半導体光源110に流れる電流をアナログ制御する。ここで、立ち上がり制御信号の値が大きいほど半導体光源110に流れる電流は大きくなり、立ち上がり制御信号の値がハイレベルの時、第1のFET132は電流を全て導通する。対して、立ち上がり制御信号の値が小さいほど半導体光源110に流れる電流は小さくなり、立ち上がり制御信号の値がローレベルの時、第1のFET132は電流を流さない。また、第2のFET133はアンドゲート190の出力信号に従って、半導体光源110に流れる電流をオンオフ制御する。ここで第2のFET133は、アンドゲート190の出力信号の値がハイレベルであればオンになり、ローレベルであればオフになる。第1のFET132及び第2のFET133は並列に接続されており、半導体光源110に流れる電流は、第1のFET132及び第2のFET133に流れる電流の和に等しい。
The
検出抵抗140は、半導体光源110を流れる電流により検出電圧を発生する。サンプリングスイッチ150は、アンドゲート190の出力信号に従って検出電圧をサンプリングし、検出電圧平均化回路160に出力する。検出電圧平均化回路160は、サンプリングされた検出電圧の平均値を取得して、電流値比較器125に出力する。
The
光源フィードバック部120は、半導体光源110の出力光の強度を、外部入力の光強度目標値と比較し、それらが一致するような電流目標値を出力する。具体的には、まずフォトセンサ121は、半導体光源110の出力光の一部を受け、その強度に応じた光源強度電圧を出力する。サンプリングスイッチ122は、アンドゲート190の出力信号に従ってフォトセンサ121の光源強度電圧をサンプリングし、光源強度平均化回路123に出力する。光源強度平均化回路123は、サンプリングされた光源強度電圧の平均値を取得して、光源強度比較器124に出力する。光源強度比較器124は、入力された光源強度電圧の平均値と、外部から入力された光強度目標値とに基づいて、それらが一致するような電流を示す目標値を、電流値比較器125に出力する。
The light
電流値比較器125は、検出電圧の平均値が示す電流値を、目標電流値信号が示す目標電流値と比較し、その差分に応じて比較結果信号を出力することで、スイッチング電源100を制御する。
The
PWM変調器170は、デューティサイクルの値が外部入力のPWM設定値と等しいPWM変調信号を生成して出力する。立ち上がり制御回路180は、外部から入力された電源オンオフ信号と、PWM変調信号とに基づいて、次のように定常期間信号と立ち上がり制御信号を生成して出力する。すなわち立ち上がり制御回路180は、定常期間にのみハイレベルであり、他の期間ではローレベルである定常期間信号をアンドゲート190に出力する。また立ち上がり制御回路180は、立ち上がり期間を除いてローレベルであり、立ち上がり期間ではハイレベルまで徐々に上昇する波形の立ち上がり制御信号を生成し、オペアンプ131を介して第1のFET132に出力する。
The PWM modulator 170 generates and outputs a PWM modulation signal whose duty cycle value is equal to the PWM setting value of the external input. The rising
アンドゲート190は、PWM変調器170からのPWM変調信号と、立ち上がり制御回路180からの定常期間信号との論理積を出力し、サンプリングスイッチ150、サンプリングスイッチ122及び第2のFET133をオンオフ制御する。従って、定常期間において半導体光源110に流れる電流は、PWM変調信号に従ってオンオフされる。また、サンプリングスイッチ122、150もアンドゲート190の出力信号によって制御される。従って定常期間におけるサンプリングスイッチ122、150は、半導体光源110に電流が流れる期間の光源強度電圧及び検出電圧をサンプリングする。ただし、実際に半導体光源110に流れる電流は、第2のFET133の応答特性及び、スイッチング電源100のインダクタンス等により立ち上がりが急峻にはならず、所定の時定数で上昇するため、その波形は完全な矩形波にはならない。
The AND
ここで、半導体光源110に流れる電流は、第1のFET132及び第2のFET133を流れる電流の和に等しい。しかしながら、先述のように立ち上がり制御信号は立ち上がり期間Tascを除いてローレベルであり、アンドゲート190の出力信号は定常期間を除いてオフである。従って、第1のFET132及び第2のFET133が同時に電流を流すことはない。よって、半導体光源110に流れる電流は、定常期間においてはFET132を流れる電流と等しく、立ち上がり期間TascにおいてはFET133を流れる電流と等しい。半導体光源110に流れる電流は図2に示すような波形となる。ただし、図2においてImaxは半導体光源110に流す電流の目標電流値である。
Here, the current flowing through the
休止期間Toffの終端直後、半導体光源110に流れる電流は立ち上がり期間Tascの間緩やかに増加する。従って、半導体光源110は立ち上がり期間Tascの開始時に急激に電流を流されることなく、立ち上がり期間Tascの間徐々に加熱されてゆく。これにより、温度が低い半導体光源110に急激に電流が流れ、半導体光源110が過大に発光することを防ぐことができる。
Immediately after the end of the rest period Toff, the current flowing through the
以下、第1のFET132及び第2のFET133における損失(消費電力)について説明する。一般にFETは、電流を通さない期間における損失は微小の値となる。また逆に、電流をそのまま通す期間においても、FETの負荷は微小な値であるから、FETの損失は微小な値である。損失が大きくなるのは、FETがアナログ制御されている場合である。
Hereinafter, the loss (power consumption) in the
半導体光源駆動装置10において用いられる第1のFET132及び第2のFET133もこの性質を持つ。定常期間において、第1のFET132は電流を通さず、第2のFET133はオン期間とオフ期間が高速に切り替わるよう制御されているため、いずれにおいても損失の値は微小である。休止期間Toffにおいて第1のFET132及び第2のFET133はいずれもオフに制御されるため、損失の値は微小となる。
The
立ち上がり期間Tascにおいて、第2のFET133はオフのため、その損失は微小である。立ち上がり期間Tascにおける第1のFET132は、流す電流の値が緩やかに増加するようアナログ制御されて損失を発生する。しかしながら、立ち上がり期間Tascは先述の通り、全体の期間の1%未満であり、全体で見るとその損失は無視できる微小な値である。以上のように、半導体光源駆動装置10の第1のFET132及び第2のFET133における損失は、全体として微小な値に抑えられる。
Since the
[1−3.効果等]
以上のように、本実施の形態における半導体光源駆動装置10は、立ち上がり制御回路180を備える。また、休止期間Toffの直後の立ち上がり期間Tascにおいて半導体光源110に流れる電流の値を、立ち上がり期間Tascにかけて徐々に上昇し、立ち上がり期間Tascの終端で最大になるよう制御する。これにより、休止期間Toffの直後において半導体光源110の温度が緩やかに上昇するため、半導体光源110が過大に発光することを防ぐ。さらに、第1のFET132及び第2のFET133における損失が微小な値に抑えられる。
[1-3. Effect, etc.]
As described above, the semiconductor light
(実施の形態2)
以下、図3〜4を用いて、実施の形態2を説明する。
(Embodiment 2)
The second embodiment will be described below with reference to FIGS.
[2−1.構成]
図3は、実施の形態2に係る半導体光源駆動装置10Aの構成例を示すブロック図である。図3の半導体光源駆動装置10Aは、実施の形態1の半導体光源駆動装置10と比して、立ち上がり制御回路180に代えて立ち上がり制御回路180Aを備え、電流スイッチング部130に代えて電流スイッチング部130Aを備える。電流スイッチング部130Aは、オアゲート134及び第3のFET135を含む。
[2-1. Constitution]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the semiconductor light
[2−2.動作]
以上のように構成された半導体光源駆動装置について、その動作を以下説明する。図4は、図3の半導体光源駆動装置10Aの各部における駆動制御信号等の波形を示すタイミングチャートである。図4において、立ち上がり制御信号の波形は図2と異なり、時間幅が徐々に広がる立ち上がりパルス波の列になっている。
[2-2. motion]
The operation of the semiconductor light source driving device configured as described above will be described below. FIG. 4 is a timing chart showing waveforms of drive control signals and the like in each part of the semiconductor light
オアゲート134は、立ち上がり制御信号と、アンドゲート190の出力信号との論理和をとって出力する。図2と同じく、立ち上がり制御信号とアンドゲート190の出力信号が同時にオンになることはない。アンドゲート190の出力信号は図示していないが、図2と同じ波形である。また、実際に半導体光源110に流れる電流は、図2と同様所定の時定数で上昇し、完全な矩形波にはならない。
The OR
従って、図4の立ち上がり制御信号において最初の立ち上がりパルス波のパルス幅が十分に小さいとき、半導体光源110に流れる電流は最大値に達する前にオフに制御され、ピーク時の振幅が目標電流値Imaxよりも低くなる。次のパルス波は、パルス幅が最初のパルス波よりも大きい。従って、次のパルスにより半導体光源110に流れる電流のピーク時の振幅は、最初の立ち上がりパルス波により流れる電流の振幅よりも大きい。
Therefore, when the pulse width of the first rising pulse wave in the rising control signal of FIG. 4 is sufficiently small, the current flowing through the
このように、立ち上がり期間Tascにおいて立ち上がり制御回路180Aは、少しずつ時間幅を広くしながら断続的にオンになるようなパルス波の列である立ち上がり制御信号を出力し、FET135を制御する。半導体光源110に流れる電流は立ち上がり期間Tascにかけて徐々に増加するため、半導体光源110は立ち上がり期間Tascの間徐々に加熱されてゆく。これにより、休止期間Toff直後の、定常期間よりも温度が低い半導体光源110に電流が流れ、半導体光源110が過大に発光することを防ぐことができる。
As described above, in the rising period Tasc, the rising
[2−3.効果等]
以上のように、本実施の形態の半導体光源駆動装置10Aは、図1の半導体光源駆動装置10の立ち上がり制御回路180を立ち上がり制御回路180Aに置き換え、電流スイッチング部130を電流スイッチング部130Aに置き換える。これにより、実施の形態1における半導体光源駆動装置10と同様の効果を得る。
[2-3. Effect, etc.]
As described above, in the semiconductor light
(実施の形態3)
以下、図5を用いて実施の形態3を説明する。
(Embodiment 3)
The third embodiment will be described below with reference to FIG.
[3−1.構成]
図5は、実施の形態3に係る半導体光源駆動装置10Bの構成例を示すブロック図である。図5において半導体光源駆動装置10Bは、実施の形態1の半導体光源駆動装置10の光源フィードバック部120を、光源フィードバック部120Aで置き換えたものである。光源フィードバック部120Aは、温度センサ126と、電流値変換回路127と、リミッタ128を備える。また、半導体光源駆動装置10Bは外部回路から、光強度目標値のかわりに、目標電流値を入力する。
[3-1. Constitution]
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the semiconductor light source driving device 10B according to the third embodiment. In FIG. 5, a semiconductor light source driving device 10B is obtained by replacing the light
電流値変換回路127はメモリ127mを含み、メモリ127mは限界電流値テーブルを記憶している。限界電流値テーブルは予め、半導体光源110の温度と、その温度の半導体光源110を破損させずに流すことのできる最大の電流値(限界電流値)とを対応づけて記憶しておく。
The current value conversion circuit 127 includes a
[3−2.動作]
以上のように構成された図5の半導体光源駆動装置10Bについて、その動作を以下説明する。図5において温度センサ126は、半導体光源110のジャンクション温度を測定し、温度情報を電流値変換回路127に出力する。電流値変換回路127は、温度センサ126から入力された温度情報に基づいて、メモリ127mの限界電流値テーブルを参照して、限界電流値を取得してリミッタ128に出力する。
[3-2. motion]
The operation of the semiconductor light source driving device 10B of FIG. 5 configured as described above will be described below. In FIG. 5, the
なお、電流値変換回路127が限界電流値を取得する方法は、これに限定されない。例えば電流値変換回路127は、温度情報と限界電流値の関係を示す所定の計算式を記憶し、入力された温度情報を用いて演算することで限界電流値を獲得してもよい。 The method by which the current value conversion circuit 127 acquires the limiting current value is not limited to this. For example, the current value conversion circuit 127 may store a predetermined calculation formula indicating the relationship between the temperature information and the limit current value, and obtain the limit current value by performing calculation using the input temperature information.
リミッタ128は、電流値変換回路127から入力された限界電流値と、外部入力の目標電流値のうち、小さい方の値を出力する。これにより半導体光源駆動装置10Bは、入力された目標電流値が半導体光源110を過大に発光させるような値であっても、半導体光源110が過大に発光しない限界のレベルで制御することができる。
The
[3−3.効果等]
以上のように、本実施の形態の半導体光源駆動装置10Bは、図1の半導体光源駆動装置10の光源フィードバック部120を光源フィードバック部120Aに置き換える。これにより、実施の形態1における半導体光源駆動装置10と同様の効果を得る。
[3-3. Effect, etc.]
As described above, the semiconductor light source driving device 10B of the present embodiment replaces the light
(実施の形態4)
図6は、実施の形態4に係る半導体光源駆動装置10Cの構成例を示すブロック図である。図6において半導体光源駆動装置10Cは、図1の半導体光源駆動装置10に比較して以下の点が異なる。
(1)図1における立ち上がり制御回路180を図3の立ち上がり制御回路180Aで置き換える。
(2)図1における電流スイッチング部130を図3の電流スイッチング部130Aで置き換える。
(3)図1における光源フィードバック部120を図5の光源フィードバック部120Aに置き換える。
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the semiconductor light source driving device 10C according to the fourth embodiment. 6, the semiconductor light source driving device 10C is different from the semiconductor light
(1) The rising
(2) Replace the
(3) The light
なお、各々の構成及び動作については、上記の対応する実施の形態を参照することができるため、ここでは繰り返さない。このように、実施の形態2及び実施の形態3における特徴を組み合わせて新たな実施の形態とすることで、それらの実施の形態2及び実施の形態3の効果を組み合わせて得ることができる。 Note that the configuration and operation of each can be referred to the corresponding embodiments described above, and will not be repeated here. As described above, by combining the features of the second and third embodiments to form a new embodiment, the effects of the second and third embodiments can be obtained in combination.
(他の実施の形態)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1〜4を説明した。しかしながら、本開示における技術はこれらに限定されず、適宜変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記の実施の形態1〜4で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
(Other embodiments)
As described above, the first to fourth embodiments have been described as examples of the technique disclosed in the present application. However, the technique of the present disclosure is not limited to these, and can be applied to the embodiment in which appropriate changes, replacements, additions, omissions, and the like are performed. Further, it is also possible to combine the constituent elements described in the above-described first to fourth embodiments to form a new embodiment. Therefore, other embodiments will be exemplified below.
実施の形態1及び2では、半導体光源110における光出力の、半導体光源110に電流が流れている期間における平均値を求める手段として、サンプリングスイッチ122及び光源強度平均化回路123を用いた。また、実施の形態1〜4では、半導体光源110に流れる電流の、半導体光源110に電流が流れている期間における平均値を求める手段として、同様にサンプリングスイッチ150及び検出電圧平均化回路160を用いた。
In the first and second embodiments, the
しかしながら、これらはサンプリングを伴うフィードバックが可能であればどのようなものでもよい。例えば、光源強度平均化回路123及び検出電圧平均化回路160の代わりに、保持回路を用いてもよい。保持回路は、サンプリングスイッチ122、150がオフになる直前の入力の値を、次にスイッチがオンになるまでの間保持する。
However, these may be any as long as feedback with sampling is possible. For example, a holding circuit may be used instead of the light source
実施の形態1及び2では、光源フィードバック部120がフィードバックに用いる半導体光源110の変数として、半導体光源110の発光強度を取得した。また、実施の形態3及び4では、半導体光源110の変数として、半導体光源110の温度を取得した。しかしながら、取得する半導体光源110の変数はこれらに限定されず、半導体光源110の発熱又は温度等をフィードバックできるものであればよい。
In the first and second embodiments, the light emission intensity of the
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。 As described above, the embodiments have been described as examples of the technology according to the present disclosure. To that end, the accompanying drawings and detailed description are provided.
従って、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須ではない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちにそれらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。 Therefore, among the constituent elements described in the accompanying drawings and the detailed description, not only constituent elements that are essential for solving the problem but also constituent elements that are not essential for solving the problem in order to exemplify the above technology. Elements may also be included. Therefore, it should not be immediately recognized that the non-essential components are essential by the fact that the non-essential components are described in the accompanying drawings and the detailed description.
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略等を行うことができる。 Further, since the above-described embodiments are for exemplifying the technique of the present disclosure, various changes, replacements, additions, omissions, etc. can be made within the scope of the claims or the scope of equivalents thereof.
本開示は、半導体光源の光出力強度をPWM変調により調整する装置に適用可能である。具体的には本開示は、半導体光源を用いる投射型映像表示装置(プロジェクタ)及び照明装置等に適用可能である。 The present disclosure can be applied to an apparatus that adjusts the optical output intensity of a semiconductor light source by PWM modulation. Specifically, the present disclosure is applicable to a projection-type image display device (projector) that uses a semiconductor light source, a lighting device, and the like.
10、10A、10B、10C 半導体光源駆動装置
100 スイッチング電源
110 半導体光源
120、120A 光源フィードバック部
125 電流値比較器
130、130A 電流スイッチング部
140 検出抵抗
150 サンプリングスイッチ
160 検出電圧平均化回路
170 PWM変調器
180、180A 立ち上がり制御回路
190 アンドゲート
10, 10A, 10B, 10C Semiconductor light
Claims (8)
電流を流すことで発光する半導体光源と、
前記半導体光源の変数に基づいて、当該変数が前記変数の目標値と一致するような目標電流値を出力する光源フィードバック部とを備え、
前記半導体光源に流れる電流が前記目標電流値と一致するように前記スイッチング電源を制御し、前記半導体光源に電流を流さない第1の時間幅を有する周期的な休止期間を除く期間で前記半導体光源の出力光をPWM変調する、
半導体光源駆動装置において、
前記休止期間の直後における所定の第2の時間幅を有する立ち上がり期間で、前記半導体光源の温度を徐々に上昇させる、
半導体光源駆動装置。 Switching power supply,
A semiconductor light source that emits light by passing an electric current,
Based on a variable of the semiconductor light source, a light source feedback unit that outputs a target current value such that the variable matches the target value of the variable,
The semiconductor light source is controlled in a period excluding a periodical rest period having a first time width in which a current does not flow in the semiconductor light source, by controlling the switching power supply so that the current flowing in the semiconductor light source matches the target current value. PWM output light of,
In the semiconductor light source drive device,
Immediately after the rest period, the temperature of the semiconductor light source is gradually increased in a rising period having a predetermined second time width.
Semiconductor light source driving device.
請求項1に記載の半導体光源駆動装置。 The variable of the semiconductor light source includes the emission intensity of the semiconductor light source,
The semiconductor light source drive device according to claim 1.
請求項1又は2に記載の半導体光源駆動装置。 The variables of the semiconductor light source include the temperature of the semiconductor light source,
The semiconductor light source drive device according to claim 1.
請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体光源駆動装置。 By controlling the current flowing through the semiconductor light source to gradually rise in the rising period, the temperature of the semiconductor light source is gradually increased over the rising period,
The semiconductor light source drive device according to claim 1.
請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体光源駆動装置。 In the rising period, the current flowing through the semiconductor is controlled to be an intermittent train of pulse waves whose time width gradually increases, thereby gradually increasing the temperature of the semiconductor light source during the rising period.
The semiconductor light source drive device according to claim 1.
立ち上がり制御回路と、
前記半導体光源に流れる電流を制御する電流スイッチング部とを備え、
立ち上がり制御回路が立ち上がり制御信号を生成して、前記電流スイッチング部を制御することにより、前記半導体光源に流れる電流を制御する、
請求項1〜5のいずれか1つに記載の半導体光源駆動装置。 The semiconductor light source driving device further includes
Rising control circuit,
A current switching unit for controlling a current flowing through the semiconductor light source,
A rising control circuit generates a rising control signal and controls the current switching unit to control the current flowing through the semiconductor light source.
The semiconductor light source drive device according to claim 1.
立ち上がり期間において電流をアナログ制御する第1のFETと、
定常期間において電流をオンオフ制御する第2のFETとを含む、
請求項6に記載の半導体光源駆動装置。 The current switching unit,
A first FET that analog-controls the current in the rising period,
A second FET that controls on / off of a current in a stationary period,
The semiconductor light source drive device according to claim 6.
請求項7に記載の半導体光源駆動装置。 The first FET and the second FET are the same FET,
The semiconductor light source drive device according to claim 7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018203174A JP2020072123A (en) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | Semiconductor light source drive device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018203174A JP2020072123A (en) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | Semiconductor light source drive device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020072123A true JP2020072123A (en) | 2020-05-07 |
Family
ID=70547995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018203174A Pending JP2020072123A (en) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | Semiconductor light source drive device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020072123A (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07273388A (en) * | 1994-03-28 | 1995-10-20 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Light transmitter |
JP2009099701A (en) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Sony Corp | Display device, light quantity adjusting method for display device, and electronic apparatus |
WO2011052418A1 (en) * | 2009-10-26 | 2011-05-05 | 三菱電機株式会社 | Light source driving device, light source driving method, and image display device |
JP2014017902A (en) * | 2012-07-05 | 2014-01-30 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Constant current control power supply, constant current control method, and constant current control device |
JP2014063092A (en) * | 2012-09-24 | 2014-04-10 | Seiko Epson Corp | Display device, projector, and control method for display device |
US20150334796A1 (en) * | 2014-05-19 | 2015-11-19 | Microchip Technology Incorporated | Method and system for improving led lifetime and color quality in dimming apparatus |
JP2016126945A (en) * | 2015-01-06 | 2016-07-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Lighting device and illumination equipment using the same |
-
2018
- 2018-10-29 JP JP2018203174A patent/JP2020072123A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07273388A (en) * | 1994-03-28 | 1995-10-20 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Light transmitter |
JP2009099701A (en) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Sony Corp | Display device, light quantity adjusting method for display device, and electronic apparatus |
WO2011052418A1 (en) * | 2009-10-26 | 2011-05-05 | 三菱電機株式会社 | Light source driving device, light source driving method, and image display device |
JP2014017902A (en) * | 2012-07-05 | 2014-01-30 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Constant current control power supply, constant current control method, and constant current control device |
JP2014063092A (en) * | 2012-09-24 | 2014-04-10 | Seiko Epson Corp | Display device, projector, and control method for display device |
US20150334796A1 (en) * | 2014-05-19 | 2015-11-19 | Microchip Technology Incorporated | Method and system for improving led lifetime and color quality in dimming apparatus |
JP2016126945A (en) * | 2015-01-06 | 2016-07-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Lighting device and illumination equipment using the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4017960B2 (en) | Driving circuit | |
JP6252231B2 (en) | LED lighting device | |
JP6678289B2 (en) | Semiconductor light source driving device and projection type video display device | |
US8198818B2 (en) | Vehicle lighting control device | |
US9661704B2 (en) | Semiconductor light source drive device | |
US9899914B2 (en) | Light switch device | |
US8536797B2 (en) | Semiconductor light source apparatus and semiconductor light source control method | |
JP6194485B2 (en) | Semiconductor light source driving device | |
CN110083002B (en) | Light source device, projection display device, and semiconductor device | |
JP6775106B2 (en) | Semiconductor light source drive | |
JP5579804B2 (en) | Load driving device and control method thereof | |
JP2012125134A (en) | Dimming device and dimming method | |
JP2017050110A (en) | Semiconductor light source driving device, control device and driving method for semiconductor light source driving device | |
JP2020072123A (en) | Semiconductor light source drive device | |
JP6183704B2 (en) | Constant current power supply | |
JP2012049179A (en) | Semiconductor light source device and method for controlling semiconductor light source | |
JP2019071269A (en) | Light emission control circuit, light source device, and projection type video display device | |
JP6287429B2 (en) | LED lighting device | |
JP7142327B2 (en) | Semiconductor light emitting device driving device | |
JP2017059825A (en) | Semiconductor light source driving device and projection type video display device | |
JP2012253876A (en) | Load driving device | |
JP4341497B2 (en) | Optical transmitter | |
JP6557860B2 (en) | Semiconductor light source driving device | |
JP6006648B2 (en) | Load drive device | |
JP2019071211A (en) | Light emission control circuit, light source device, and projection type video display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210826 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220518 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220607 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20221129 |