JP7386437B2 - 半導体光源駆動装置及び投写型映像表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、半導体光源を駆動する半導体光源駆動装置と、当該半導体光源駆動装置を用いた投写型映像表示装置に関する。

特許文献１において、半導体光源駆動装置によって駆動される、半導体光源に流れる駆動電流の立ち上がり特性が高速な、従来例に係る半導体光源駆動装置が開示されている。

従来例に係る半導体光源駆動装置は、インダクタを有するとともに、前記インダクタに流れる入力電流を繰り返しオン／オフして前記インダクタのエネルギーの蓄積と放出を繰り返すことによって、入力電力を出力電力に変換するスイッチング電源回路と、負荷に接続され、前記負荷の電路を開閉する第一スイッチング素子と、前記負荷及び第一スイッチング素子と並列に接続される出力キャパシタとを備える。

当該半導体光源駆動装置はさらに、
（１）前記インダクタと前記出力キャパシタとの間に設けられ、前記負荷を前記インダクタに導通させるとともにグランド電位を前記インダクタから遮断した第一選択状態と、前記負荷を前記インダクタから遮断するとともにグランド電位を前記インダクタに導通させた第二選択状態とに切り換わる選択スイッチと、
（２）前記第一スイッチング素子の開閉を交互に行うとともに、前記インダクタに流れる入力電流の繰り返しのオン／オフによる前記スイッチング電源回路の作動と前記スイッチング電源回路の停止とを交互に行い、前記第一スイッチング素子を閉じる期間に前記スイッチング電源回路を作動させるタイミング制御部と、
（３）前記選択スイッチを前記第一選択状態と前記第二選択状態に交互に切り換える制御部と、を備える。

当該半導体光源駆動装置において、前記タイミング制御部が前記第一スイッチング素子を閉じる前に、前記制御部が前記選択スイッチを前記第二選択状態にする、この前記第二選択状態の時間を適切に調整し、前記インダクタンスに流れる電流を前記第一スイッチング素子が閉じる前に必要な値にセットする。これにより、前記第一スイッチング素子を閉じた時の電流の立ち上がり特性を高速にすることで、半導体光源駆動装置によって駆動される半導体光源に流れる駆動電流の、立ち上がり特性を高速化することができる。

特開２０１４－０７８６７９号公報

本開示は、入力電力と出力電力の比率である電力効率が従来技術に比較して高く、出力電流をオフからオンにした後の電流が安定しており、また、オフからオンにした後の電流を安定にするための制御が従来技術に比較して容易で、半導体光源に流れる駆動電流の調整範囲が広い、半導体光源駆動装置を提供する。

本開示の一態様に係る半導体光源駆動装置は、
直流電源と並列に接続される電圧制御用の第１及び第２のスイッチング素子の直列接続回路と、前記第１及び第２のスイッチング素子の接続点に接続されるインダクタとを含むスイッチング回路と、前記スイッチング回路の出力両端に接続される出力キャパシタとを備え、前記直流電源の電圧を所定の直流出力電圧に変換して、半導体光源及び電流制御用の第３のスイッチング素子の直列接続回路に出力するスイッチング電源回路と、
前記スイッチング電源回路を制御する制御部とを備える半導体光源駆動装置であって、
前記インダクタに並列に接続される、ダイオード及び第４のスイッチング素子の直列接続回路をさらに備え、
前記制御部は、
前記半導体光源に流れる電流を検出して、検出した電流値に基づいて、当該電流値が所定値になるように、前記所定の直流出力電圧を制御し、
外部からの輝度調整値に従って、前記電流制御用の第３のスイッチング素子を制御するＰＷＭ信号のデューティ比を制御し、
外部からのオフ制御信号に従って、ＰＷＭ信号のデューティ比の値をゼロとし、前記第１及び第２のスイッチング素子をオフし、前記第４のスイッチング素子をオンにして前記インダクタを短絡する。

本開示に係る半導体光源駆動装置によれば、電力効率が従来技術に比較して高く、出力電流をオフからオンにした後の電流が安定しており、また、オフからオンにした後の電流を安定にするための制御を従来技術に比較して容易にし、半導体光源に流れる駆動電流の調整範囲を従来技術に比較して広くするのに有効である。

実施の形態１に係る半導体光源駆動装置の構成例を示すブロック図 図１の半導体光源駆動装置の動作例を示すタイミングチャート 図１のインダクタ短絡回路３２０を有しない、従来例に係る半導体光源駆動装置の動作例を示すタイミングチャート 実施の形態２に係る投写型映像表示装置の構成例を示すブロック図

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。

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および以下の説明を提供するものであって、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。

（実施の形態１）
以下、図１～図３を参照して、実施の形態１を説明する。

［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の構成例を示すブロック図である。図１において、当該半導体光源駆動装置は、スイッチング電源回路３００と、半導体光源２３０と、光源駆動回路４００とを備えて構成される。ここで、スイッチング電源回路３００は、直流電源１００と、スイッチング回路３１０と、インダクタ短絡回路３２０と、出力キャパシタ１９０と、電圧検出用分圧抵抗２００，２１０と、スイッチング制御回路２０とを備えて構成され、直流電源１００の電圧を所定の直流電圧に変換する。実施の形態１に係る半導体光源駆動装置は、特に、従来例に比較して、インダクタ短絡回路３２０をさらに備えたことを特徴とする。

スイッチング回路３１０は、
（１）直流電源１００と並列に接続される直列接続回路であって、電圧制御用のスイッチング素子１３０とスイッチング素子１４０との直列接続回路と、
（２）スイッチング素子１３０とスイッチング素子１４０との接続点Ｐに接続される一端を有する、例えばコイル等の平滑用インダクタ１５０と、
（３）スイッチング素子１３０をオン／オフ駆動するドライバアンプを含む駆動回路１１０と、
（４）スイッチング素子１３０をオン／オフ駆動するドライバアンプを含む駆動回路１２０とを備える。

インダクタ短絡回路３２０は、
（１）インダクタ１５０に並列に接続された直列接続回路であって、ダイオード１７０と、スイッチング素子１８０との直列接続回路と、
（２）スイッチング素子１８０をオン／オフ制御するドライバアンプを含む駆動回路１６０とを備える。

ここで、ダイオード１７０のアノードはインダクタ１５０の他端に接続され、ダイオード１７０のカソードはスイッチング素子１８０に接続される。

出力キャパシタ１９０は、インダクタ短絡回路３２０と、スイッチング素子１４０との直列接続回路に対して並列に接続され、インダクタ１５０とともに平滑回路を構成する。分圧抵抗２００，２１０の直列接続回路は、出力キャパシタ１９０に対して並列に接続され、出力キャパシタ１９０の両端電圧ＶＣを所定の分圧比で分圧して、分圧電圧を電圧検出回路２１に出力する。

半導体光源２３０と、光源駆動回路４００との直列接続回路は、出力キャパシタ１９０に対して並列に接続される。光源駆動回路４００は、スイッチング素子２４０と、電流検出抵抗２５０と、駆動回路２２０とを備えて構成される。ここで、出力キャパシタ１９０に対して並列に、半導体光源２３０と、スイッチング素子２４０と、電流検出抵抗２５０との直列接続回路が接続される。駆動回路２２０は、スイッチング素子１８０をオン／オフ制御するドライバアンプを含む。

なお、スイッチング電源回路３００及び光源駆動回路４００において、各スイッチング素子１３０，１４０，１８０，２４０はそれぞれ、例えばＮチャネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を備えて構成される。また、各スイッチング素子１３０，１４０，１８０，２４０をそれぞれ駆動する駆動回路の電源にはキャパシタが接続され，それらのキャパシタへは、１１０，１２０，は直接電源電圧ＶＤＤが接続され、また、駆動回路１６０，２２０にはそれぞれ、電源電圧ＶＤＤがダイオード２６０及び２７０を通して接続されることで、駆動回路１６０，２２０の電源が供給される。

スイッチング制御回路２０はスイッチング電源回路３００を制御する制御回路であって、コントローラ１０と、ＰＷＭ変調回路１１，１２，１３と、電圧検出回路２１，２２と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３１，４１と、ＤＡ変換器（ＤＡＣ）３２，４２と、を備えて構成される。

スイッチング制御回路２０において、電圧検出回路２１は分圧抵抗２００，２１０により分圧された分圧電圧を検出し、当該検出された分圧電圧は高周波除去用のローパスフィルタ３１を介してＡＤ変換器３２に入力されてＡＤ変換された後比較器３３に入力される。比較器３３は、ＡＤ変換値と、コントローラ１０から出力された電圧との誤差電圧を演算してコントローラ１０に出力する。

また、電圧検出回路２２は電流検出抵抗２５０の両端電圧（半導体光源２３０に流れる出力電流ＩＲに比例する電圧）を検出して、当該両端電圧は、高周波除去用のローパスフィルタ４１を介してＡＤ変換器４２に入力されてＡＤ変換された後比較器４３に入力される。比較器４３は、ＡＤ変換値と、コントローラ１０から出力された電圧との誤差電圧を演算してコントローラ１０に出力する。

コントローラ１０は例えばデジタル計算機であるコンピュータで構成された制御部であって、スイッチング電源回路３００及び光源駆動回路４００の動作を制御する。ここで、コントローラ１０は比較器３３からの誤差電圧が実質的に０となるようにＰＷＭ変調回路１１，１２に対する制御信号を発生する。ＰＷＭ変調回路１１，１２はそれぞれコントローラ１０からの各制御信号に基づいて、ＰＷＭ信号のデューティ比を制御してスイッチング素子１３０，１４０をオン／オフ駆動する。また、コントローラ１０は比較器４３からの誤差電圧がスイッチング素子２４０がオンとなるタイミングで実質的に０となるように、コントローラ１０から比較器３３に出力する電圧データを調整する。

コントローラ１０は外部から入力された輝度調整値に従って、ＰＷＭ変調回路１３のＰＷＭ信号のデューティ比を制御してスイッチング素子２４０をオン／オフ駆動する。コントローラ１０は、外部から入力されたオフ制御信号に従って、スイッチング素子１３０、１４０、１８０、２４０を、オン／オフ制御する、このコントローラ１０による長期間の出力電流オフ制御については詳細後述する。

［１－２．動作］
図２は、図１の半導体光源駆動装置の動作例を示すタイミングチャートである。また、図３は図１のインダクタ短絡回路３２０を有しない、従来例に係る半導体光源駆動装置の動作例を示すタイミングチャートである。図１～図３を参照して、以上のように構成された半導体光源駆動装置の動作を以下説明する。

直流電源１００と接続される電圧制御用のスイッチング素子１３０，１４０は、スイッチング電源回路３００が一定の出力電圧ＶＣを保持している状態では、互いにオン／オフの状態が反対となるようにコントローラ１０により駆動制御される。これにより、電圧制御用のスイッチング素子１３０，１４０の接続点Ｐと、直流電源１００の負極の間には、スイッチング素子１３０がオンのときには直流電源１００の正極の電圧が発生する一方、スイッチング素子１３０がオフのときには零の電圧が発生する。当該接続点Ｐの電圧と、キャパシタ１９０の電圧との電位差を印加時間積分した値の電圧をインダクタ１５０のインダクタンスで割り算した値の分、インダクタ１５０に流れるインダクタ電流ＩＬが増加する。当該インダクタ電流ＩＬと、スイッチング電源回路３００から出力される電流の差分がキャパシタ１９０を充電放電し、キャパシタ１９０の電圧が定まる。このとき、スイッチング制御回路２０は、分圧抵抗２００，２１０にてキャパシタ１９０の電圧を分圧して分圧電圧を検出し、コントローラ１０は、比較器３３からの誤差電圧が示す、当該分圧電圧と目標出力電圧との比較結果電圧に基づいて、電圧制御用のスイッチング素子１３０，１４０のオン／オフの時間比率であるデューティ比を調節し、スイッチング電源回路３００において所望の出力電圧を得るように制御する。

また、半導体光源２３０と電流制御用のスイッチング素子２４０と電流検出抵抗２５０との直列接続回路は、スイッチング電源回路３００の出力端子両端に接続されている。ここで、スイッチング素子２４０がオンのときは、スイッチング電源回路３００の出力電圧と、半導体光源２４０、スイッチング素子２４０及び電流検出抵抗２５０の各電圧の総和とが互いに一致するように流れる電流が、半導体光源２４０に流れる。ここで、一般的には、スイッチング素子２４０と電流検出抵抗２５０の電圧は、半導体光源２４０の電圧と比較して非常に小さいため、電源回路３００の出力電圧と、半導体光源２４０の電圧がほぼ等しくなる電流が、半導体光源２４０に流れる。

スイッチング制御回路２０は、電流検出抵抗２５０の、スイッチング素子２４０がオンとなっているタイミングの電圧をモニタし、モニタされる電圧に比例する電流が所望の電流値となるように、スイッチング電源回路３００の出力電圧を調整する。電流制御用のスイッチング素子２４０がオフのときは、当該スイッチング素子２４０に対して直列に接続された半導体光源２３０には電流が流れない。
コントローラ１０は、入力された輝度調整値に従い、スイッチング素子２４０のオン／オフの時間比率であるデューティ比を調節することで、半導体光源２３０の平均電流値を調整する。

このような制御により、半導体光源２３０に、先頭値が所望の一定の値で、平均電流値が電流制御用のスイッチング素子２４０のデューティ比の制御値で調整された電流を供給することが可能となり、外部から入力された輝度調整信号に従って半導体光源２３０の平均電流値を調整する事が可能となる。

コントローラ１０はスイッチング素子２４０がオンとなるタイミング情報をもっており、オンのタイミングすなわち半導体光源２３０に電流が流れるタイミングを選択して電流検出抵抗２５０の電圧を測定することにより、スイッチング素子２４０のオン／オフの時間比率であるデューティ比によらず、デューティ比が比較的小さいときも半導体光源２３０に流れる電流の先頭値を測定することができるため、半導体光源２３０に流れる電流の先頭値を正確に測定することができる。これにより、従来技術に比較して広いデューティ比の範囲を用いることが可能となるため、半導体光源２３０に流す平均電流値の範囲を広くすることが可能である。

特許文献１に示されるような、インダクタと直列に接続した抵抗により半導体光源に供給する電流を検出する方法では、半導体光源に供給する平均電流値を検出することとなる。このため、半導体光源に流れる電流の先頭値とデューティ比とを乗算した検出値を用いた制御となるため、デューティ比が１０％以下のような小さい状況では、制御の精度が悪くなる課題があった。

以下、図２及び図３を参照して、実施の形態１に係る半導体光源駆動装置により上記の改題を解決することについて説明する。

図２及び図３において、一定の電流を出力する期間（出力電流オフの期間の前）が、この半導体光源２３０に対して、先頭値が所望の一定値である電流値を用いて、平均電流値が電流制御用のスイッチング素子２４０のデューティ比の制御値で調整された電流を供給する状態である。この状態では、キャパシタ１９０に流入し又は流出する電流の時間平均はゼロとなり、キャパシタ１９０の電圧は一定となる。

図３においては、インダクタ短絡回路３２０を有しない従来例に係る半導体光源駆動装置において、長時間の出力電流オフ期間を設けたときの半導体光源２３０に供給する電流波形を示す。

図３の出力電流オフの期間が示すように、スイッチング素子２４０を一定の期間オフとし、半導体光源２３０の電流をゼロとした場合、スイッチング素子１３０，１４０の両方をともにオフとして、直流電源１００からのインダクタ１５０へのエネルギー供給を停止させた場合でも、従来例に係るスイッチング電源回路で実装されていないスイッチング素子１８０をオフのままにすると、インダクタ１５０に蓄えられているエネルギーによる起電力により、スイッチング素子１４０がオンとなる。このとき、インダクタ１５０のエネルギーが無くなるまで、キャパシタ１９０にエネルギーが移動し、キャパシタ１９０の電圧が上昇する。

この状態で、一定の電流を出力する期間（出力電流オフの期間の後）に移行し、スイッチング素子１３０とスイッチング素子１４０そしてスイッチング素子２４０をオン／オフ制御して、一定の電流を出力する期間（出力電流オフの期間の前）と同じ波形の電流を半導体光源２４０に供給しようとしても、キャパシタ１９０の電圧が上昇しているため、半導体光源２４０に流れる電流の先頭値は、スイッチング素子２４０をオンする瞬間、一定の電流を出力する期間（出力電流オフの期間の前）よりも大きくなってしまう。また、インダクタ１５０に蓄えられているエネルギーがゼロとなっているため、スイッチング素子１３０をオンする時間を長く設定しても、インダクタ１５０が増加するための時間が必要で、その期間、キャパシタ１９０から流出する電流が、キャパシタ１９０に流入する電流よりも大きくなる。これにより、キャパシタ１９０の電圧が低下し、それに従って、半導体光源２４０に供給する電流の先頭値が時々刻々低下する。その後、インダクタ１５０に蓄えられているエネルギーが増加し、キャパシタ１９０から流出する電流が、キャパシタ１９０に流入する電流よりも小さくなると、キャパシタ１９０の電圧は再び上昇し、一定の電流を出力する期間（出力電流オフの期間の前）と同じ電圧まで回復すると、半導体光源２４０に供給する電流の先頭値も等しくなる。

このようにして、スイッチング素子１８０を含むインダクタ短絡回路３２０を有しない従来例に係るスイッチング電源回路３００において、出力電流オフの期間を設けると、その後、半導体光源２４０に供給する電流の先頭値が上昇した後に低下するため、半導体光源２４０に過大な電流が流れ、信頼性が低下するとともに、電流が安定しない期間半導体光源２４０の発光強度が変化する。これにより、半導体光源２４０を用いるシステムの光出力が不安定となり、そのシステムが光出力を時間軸で変調して階調を表現している場合は、階調性が悪化する等の課題が発生する。

これに対して、本実施の形態に係る図１の半導体光源駆動装置は、従来例に係る半導体光源駆動装置に比較してインダクタ短絡回路３２０をさらに備えることにより、前記の課題を解決する。

図２の出力電流オフの期間（ＰＷＭ変調回路１３からのＰＷＭ信号のデューティ比の値がゼロの期間）が示すように、スイッチング素子２４０を一定の期間オフとし、半導体光源２３０の電流をゼロとした場合において、スイッチング素子１３０とスイッチング素子１４０を両方ともオフとして、直流電源１００からのインダクタ１５０へのエネルギー供給を停止させ、スイッチング素子１８０をオンとした場合、インダクタ１５０に蓄えられているエネルギーによる起電力によりインダクタ１５０の両端に逆起電力が発生する。ここで、スイッチング素子１８０とダイオード１７０により、この逆起電力は短絡され、１Ｖ程度の低い電圧となる、この電圧はキャパシタ１９０の電圧より低いため、逆起電力によりスイッチング素子１４０がオンとなることが無く、インダクタ１５０のエネルギーはキャパシタ１９０に移動することが無く、当該エネルギーがインダクタ１５０に保持され、インダクタ１５０の電流は流れたまま維持される。また、半導体光源２３０に供給されるエネルギーもないため、キャパシタ１９０の充放電電流はゼロとなり、キャパシタ１９０の電圧も維持される。

この状態で、一定の電流を出力する期間（出力電流オフの期間の後）に移行し、スイッチング素子１３０とスイッチング素子１４０そしてスイッチング素子２４０をオン／オフ制御して、一定の電流を出力する期間（出力電流オフの期間の前）と同じ波形の電流を半導体光源２４０に供給しようとする場合、キャパシタ１９０の電圧は、一定の電流を出力する期間（出力電流オフの期間の前）と同じ値で保持されている。従って、半導体光源２４０に流れる電流の先頭値は、スイッチング素子２４０をオンする瞬間から、一定の電流を出力する期間（出力電流オフの期間の前）と同じになる。また、インダクタ１５０に蓄えられているエネルギーが保持されており、インダクタ１５０に流れる電流値は一定の電流を出力する期間（出力電流オフの期間の前）と同じ値で保持されており、一定の電流を出力する期間（出力電流オフの期間の後）が開始された瞬間から、一定の電流を出力する期間（出力電流オフの期間の前）と同じ電流が維持され、キャパシタ１９０に流入流出する電流の時間平均はゼロになる。

以上説明したように、出力電流オフの期間（ＰＷＭ変調回路１３からのＰＷＭ信号のデューティ比の値がゼロの期間）の前後で、インダクタ１５０の電流と、キャパシタ１９０の電圧を同一にすることが出来る。ダイオード１７０はスイッチング素子１３０がオンとなった時、キャパシタ１９０の電圧が、直流電源１００よりも低いため、スイッチング素子１８０がオフに駆動されていても自らオンとなってしまうことを防止する。

［１－３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、出力電流オフの期間（ＰＷＭ変調回路１３からのＰＷＭ信号のデューティ比の値がゼロの期間）、スイッチング素子１３０とスイッチング素子１４０を両方ともオフとし、スイッチング素子１８０をオンとすることにより、直流電源１００からのインダクタ１５０へのエネルギー供給を停止するとともに、インダクタ１５０の両端を短絡してエネルギーを維持する。これにより、一定の電流を出力する期間（出力電流オフの期間の前）が終了する時点のキャパシタ１９０の電圧と、インダクタ１５０に流れる電流は、一定の電流を出力する期間（出力電流オフの期間の後）が開始する時点でそれぞれ等しくなる。

これにより、スイッチング電源回路３００は、あたかも出力電流オフの期間が無かったかの如く動作し、一定の電流を出力する期間（出力電流オフの期間の前）と一定の電流を出力する期間（出力電流オフの期間の後）が連続しているのと同等の波形の電流を、一定の電流を出力する期間（出力電流オフの期間の後）の開始時点から、半導体光源２３０に供給することが可能となる。

以上説明したように、本実施の形態１に係る半導体光源駆動装置によれば、インダクタ１５０と並列に、スイッチング素子１８０とダイオード１７０の直列接続回路であるインダクタ短絡回路３２０を追加する。これにより、特許文献１に示されるような、インダクタと半導体光源の間に追加されるダイオードのように、半導体光源に電流を供給するタイミングにおいて損失が増加するような要因が無く、直流電源１００が供給する電力と半導体光源に供給される電力の比率、すなわち、半導体光源駆動装置の電力効率を高く維持することが可能である。

また、コントローラ１０は、スイッチング素子２４０がオンとなっているタイミング情報を有しており、オンのタイミングすなわち半導体光源２３０に電流が流れるタイミングを選択して抵抗２５０の電圧を測定することにより、スイッチング素子２４０のオン／オフの時間比率であるデューティ比によらず、デューティ比が比較的小さいときも、半導体光源２３０に流れる電流の先頭値を正確に測定することができ、広いデューティ比の範囲を用いることが可能となり、半導体光源に流れる駆動電流の調整範囲を広くすることが可能となる。

（実施の形態２）
図４は実施の形態２に係る投写型映像表示装置の構成例を示すブロック図である。

図４において、実施の形態２に係る投写型映像表示装置は、図１の半導体光源駆動装置を用いて構成したことを特徴とする。図４の投写型映像表示装置は、半導体光源駆動装置を構成するスイッチング電源回路３００，半導体光源２３０及び光源駆動回路４００に加えて、光変調素子５１０及び投写レンズ５２０をさらに備える。

半導体光源２３０からのレーザ光は光変調素子５１０に入射し、光変調素子５１０は、入射するレーザ光を入力される映像信号に従って光変調して、光変調後のレーザ光を投写レンズ５２０を介してスクリーン５３０に投写する。これにより、光変調後のレーザ光の映像５３１がスクリーン５３０上に表示される。

以上のように構成された投写型映像表示装置は、図１の半導体光源駆動装置を用いて構成しているので、実施の形態１に係る作用効果を奏することができる。すなわち、入力電力と出力電力の比率である電力効率が高く、出力電流をオフからオンにした後の電流が安定しており、また、オフからオンにした後の電流を安定にするための制御を容易にし、半導体光源に流れる駆動電流の調整範囲を広くすることができる。

（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を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、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、上記実施の形態１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。

実施の形態１では、スイッチング素子１３０，１４０，１８０，２４０の一例としてＮチャネルＦＥＴを用いて説明した。本開示はこれに限らず、スイッチング素子１３０，１４０，１８０，２４０は、電流のオン／オフを制御できる素子であればよい。例えばスイッチング素子１３０，１４０，１８０，２４０として、ＮＰＮトランジスタを用いれば、オン時の電圧降下を低減可能な場合もある。

実施の形態１において、スイッチング制御回路２０は、コントローラ１０のほか、その他の回路１１～４３を用いて構成しているが、本開示はこれに限られず、その他の回路１１～４３をコントローラ１０の内部機能で構成してもよい。

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、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面およ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。

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、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、出力電流オフの期間がある、半導体光源駆動装置に適用可能である。具体的には、半導体光源を用いたプロジェクタ等の投写型映像表示装置などに、本開示は適用可能である。

１０ コントローラ
１１，１２，１３ ＰＷＭ変調回路
２０ スイッチング制御回路
２１，２２ 電圧検出回路
３１，４１ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
３２，４２ ＡＤ変換器（ＡＤＣ）
３３，４３ 比較器
１００ 直流電源
１１０，１２０，１６０，２２０ 駆動回路
１３０，１４０，１８０，２４０ スイッチング素子
１５０ インダクタ
１７０，２６０，２７０ ダイオード
１９０ 出力キャパシタ
２００，２１０ 分圧抵抗
２３０ 半導体光源
２５０ 電流検出抵抗
２６０，２７０ ダイオード
３００ スイッチング電源回路
３１０ スイッチング回路
３２０ インダクタ短絡回路
４００ 光源駆動回路
５１０ 光変調素子
５２０ 投写レンズ
５３０ スクリーン
５３１ 映像
Ｐ 接続点

Claims (3)

1. 直流電源と並列に接続される電圧制御用の第１及び第２のスイッチング素子の直列接続回路と前記第１及び第２のスイッチング素子の接続点に接続される一端を有するインダクタとを含むスイッチング回路と、前記インダクタの他端である前記インダクタの出力端に接続された一端及び前記第２のスイッチング素子の出力端に接続された他端を有する出力キャパシタとを備え、前記直流電源の電圧を所定の直流出力電圧に変換して、半導体光源及び電流制御用の第３のスイッチング素子と、電流検出抵抗との直列接続回路に出力するスイッチング電源回路と、
   前記スイッチング電源回路を制御する制御部とを備える半導体光源駆動装置であって、
   前記インダクタに並列に接続される、ダイオード及び第４のスイッチング素子の直列接続回路をさらに備え、
   前記第２のスイッチング素子の出力端は前記直流電源の負極に接続され、前記直流電源の正極は前記第１のスイッチング素子の入力端に接続され、前記第１のスイッチング素子の出力端は前記第２のスイッチング素子の入力端に接続され、
   前記制御部は、
   前記半導体光源に流れる電流を検出して、検出した電流値に基づいて、当該電流値が所定値になるように、前記所定の直流出力電圧を制御し、
   外部からの輝度調整値に従って、前記電流制御用の第３のスイッチング素子を制御するＰＷＭ信号のデューティ比を制御する事で、前記半導体光源に流れる平均電流を調整し、
   外部から入力されたオフ制御信号に従って、前記ＰＷＭ信号のデューティ比の値がゼロの期間を設け、前記第１及び第２のスイッチング素子をオフし、前記第４のスイッチング素子をオンにして前記インダクタを短絡する、半導体光源駆動装置。
2. 前記制御部は、前記第３のスイッチング素子がオンされるときに、前記電流検出抵抗の電圧を測定し、前記測定した電圧が所定値になるように、前記スイッチング電源回路の出力電圧を制御する、請求項１に記載の半導体光源駆動装置。
3. 請求項１又は２に記載の半導体光源駆動装置を備える、投写型映像表示装置。

Images