KR101296518B1 - 반도체 광원 장치, 반도체 광원 제어 방법 및 투영 장치 - Google Patents

Abstract

직렬 접속된 복수의 반도체 광원 소자와, 복수의 반도체 광원 소자를 구동하는 구동 회로와, 복수의 반도체 광원 소자 각각에 병렬 접속된 복수의 저항과, 상기 구동 회로에 의한 복수의 반도체 광원 소자의 비발광 구동시에 상기 복수의 저항에 인가되는 전압값에 의거하여 상기 복수의 반도체 광원 소자 중에서 단락되어 있는 소자수를 판정하는 판정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 광원 장치를 제공한다.

Description

반도체 광원 장치, 반도체 광원 제어 방법 및 투영 장치{SEMICONDUCTOR LIGHT SOURCE DEVICE, SEMICONDUCTOR LIGHT SOURCE CONTROL METHOD, AND PROJECTION APPARATUS}

본 발명은 예를 들면 직렬 접속된 복수의 LED 등의 반도체 광원 소자를 이용하는 장치에 바람직한 반도체 광원 장치, 반도체 광원 제어 방법 및 투영 장치에 관한 것이다.

서로 직렬 접속된 복수개의 반도체 광원의 이상을 고정밀도로 검출하는 것을 과제로 하여, 지금까지도 일본국 특허공개공보 제2007-165441호에 나타내는 바와 같은 각종 제안이 이루어지고 있다.

도 13은 상기 특허문헌에 기재된 기술을 포함하는, 직렬 접속된 복수의 LED(발광 다이오드)의 구동과 이상(단락) 검출을 실행하는 회로의 일반적인 구성예를 나타내는 도면이다. 동일 도면에서, 구동 대상의 광원 유닛(10)이 복수 예를 들면 4개의 LED(10A∼10D)를 직렬 접속하여 구성된다. 이 광원 유닛(10)의 LED(10A)의 애노드에 대해 동작용 전원 전압 Vin이 인가된다. 이 동작용 전원 전압 Vin은 또, 광원 유닛(10)의 구동을 실행하는 구동 회로(11)에도 인가된다.

구동 회로(11)는 광원 유닛(10)의 LED(10D)의 캐소드와도 접속되어, 이 광원 유닛(10)을 의도한 광량으로 구동하도록 광원 유닛(10)의 전압, 전류를 조정한다.

광원 유닛(10)의 LED(10A∼10D)의 양단, 즉 LED(10A)의 애노드와 LED(10D)의 캐소드간의 전압값을 전압 감시 회로(12)가 검출한다. 이 전압 감시 회로(12)가 검출한 전압값을 레벨 시프터(13)에서 소정의 비율로 강압하고, 강압한 결과를 제어 회로(14)에 송출한다.

제어 회로(14)가 레벨 시프터(13)의 출력 레벨에 따라 광원 유닛(10) 중에서 단락을 발생하고 있는 LED의 수를 판정하고, 그 판정 결과에 따른 제어 신호를 구동 회로(11)에 송출하는 것에 의해, 구동 회로(11)가 상술한 바와 같이 광원 유닛 (10)의 전압, 전류를 조정한다.

상기 레벨 시프터(13)는 제어 회로(14)가 취급하는 전원 전압 범위와, 광원 유닛(10)의 구동에 필요하고 전압 감시 회로(12)가 검출하는 구동용 전원의 전압 범위가 크게 다르고, 통상은 전압 감시 회로(12)의 출력을 제어 회로(14)에서 직접 받아들일 수 없기 때문에 삽입하는 것으로, 전압의 정합을 실행한다.

상기와 같은 회로 구성에 있어서, 직렬 접속된 광원 유닛(10)의 양단간의 전압을 전압 감시 회로(12)가 검출함으로써 그것을 레벨 시프터(13)에서 강압한 내용으로부터, 제어 회로(14)가 광원 유닛(10)에 있어서 유효하게 발광하고 있다고 고려되는, 단락되어 있지 않은 LED의 수를 판단하고, 그 판단 결과, 보제어? 신호로서 구동 회로(11)로 출력한다.

상기 도 13에 나타낸 바와 같은 회로에서는 실제상, 광원 유닛(10)을 구성하는 개개의 LED(10A∼10D)마다 구동 특성에 관해 개체의 편차가 크고, 각 LED의 동작 전압 Vop도 크게 다르다. 그 때문에, 광원 유닛(10)을 구성하는 일부의 LED에 단락이 생겼다고 해도, 그 양단의 구동 전압의 변동에 의해서 이상을 검출하는 것은 용이하지 않고, 그 점은 특히 직렬 접속되는 LED의 수가 많을수록 현저하게 된다.

구체적으로는 1개의 LED의 동작 전압을 Vop, 각 LED의 동작 전압의 본래의 동작 전압에 대한 편차를 ΔVop, 직렬 접속하는 LED의 수를 n, 그 중 단락된 LED의 수를 m으로 하면,　

m×Vop(min)＜n×ΔVop(max)　

의 관계가 설계상에서 성립하는 경우에는 정상시의 광원 유닛(10)의 합계 동작 전압의 최소값(min)과, 일부 단락을 일으킨 이상시의 광원 유닛(10)의 합계 동작 전압의 최대값(max)의 대소가 역전되기 때문에, 이상을 검출하는 임계값 전압이 설정 불가능하게 되고, 본 방식에서의 이상 검출을 실행할 수 없게 된다.

현상에서는 동작 전압을 포함시켜 LED의 각종 특성의 개체차가 크고, 온도나 구동 전류에도 의존해서 동작 전압은 크게 변화하는 경우가 있으며, 상기의 부정합은 용이하게 일어날 수 있다.

이러한 불합리를 해결하기 위해, 상기 도 13의 회로 구성 대신에 도 14에 나타내는 바와 같은 구성의 회로를 이용하는 것이 고려된다. 즉, 도 14에서는 광원 유닛(10)의 LED(10A∼10D) 각각에 대해 1대1로 전압 감시 회로(12A∼12D)를 설치한다. 그리고, 전압 감시 회로(12A∼12D)에서 검출한 전압값을 레벨 시프터(13A∼13D)에서 강압하여 제어 회로(14´)로 출력한다.

이와 같이 광원 유닛(10)을 구성하는 LED(10A∼10D) 개개의 단락을 검출하도록 LED(10A∼10D)와 동일 수의 전압 감시 회로(12A∼12D), 레벨 시프터(13A∼13D)를 설치하는 것에 의해, LED(10A∼10D) 각각의 개체차를 감안해도, 정상 동작시와 단락시의 전압의 변동을 확실히 검출할 수 있는 동시에, 단락을 일으킨 LED의 특정이 가능하게 된다.

그러나, 상기 도 14에 나타낸 구성에서는 LED(10A∼10D)의 개수분만큼 전압 감시 회로(12A∼12D), 레벨 시프터(13A∼13D)를 포함시킨 검출 회로의 부품 점수가 증대하고, 회로 규모나 제조 비용의 점에서 생기는 단점이 매우 크며, 현실적이지는 않다.

본 발명의 반도체 광원 장치는 직렬 접속된 복수의 반도체 광원 소자와, 상기 복수의 반도체 광원 소자를 구동하는 구동 회로와, 상기 복수의 반도체 광원 소자 각각에 병렬 접속된 복수의 저항과, 상기 구동 회로에 의한 복수의 반도체 광원 소자의 비발광 구동시에 상기 복수의 저항에 인가되는 전압값에 의거하여 상기 복수의 반도체 광원 소자 중에서 단락되어 있는 소자수를 판정하는 판정 수단을 구비하고 있다.

또, 본 발명의 반도체 광원 제어 방법은 직렬 접속된 복수의 반도체 광원 소자, 및 상기 복수의 반도체 광원 소자를 구동하는 구동 회로를 구비한 반도체 광원 장치의 제어 방법으로서, 상기 복수의 반도체 광원 소자에 동일 수의 저항을 병렬로 접속하고, 상기 구동 회로에 의한 복수의 반도체 광원 소자의 비발광 구동시에 상기 복수의 저항에 인가되는 전압값에 의거하여 상기 복수의 반도체 광원 소자 중에서 단락되어 있는 소자수를 판정한다.

또, 본 발명의 투영 장치는 복수의 반도체 광원 소자를 직렬 접속한 반도체 광원 소자 어레이를 복수 설치하고, 각각 다른 색의 광을 발하는 상기 각 반도체 광원 소자 어레이를 시분할로 발광 구동하는 광원과, 화상 신호를 입력하는 입력 수단과, 상기 입력 수단에서 입력된 화상 신호에 의거하여 표시 소자에 의해 화상을 표시시키고, 상기 광원으로부터 시분할로 입광되는 복수 색의 광을 상기 표시 소자에서 반사 또는 투과시켜 컬러의 광상을 형성하고, 투영 대상을 향하여 하여 투영하는 투영 수단과, 상기 각 반도체 광원 소자 어레이를 구성하는 개개의 반도체 광원 소자에 각각 병렬 접속한 복수의 저항과, 상기 복수의 반도체 광원 소자 어레이의 비발광 구동시에 상기 복수의 저항에 인가되는 전압값에 의거하여 상기 복수의 반도체 광원 소자 중에서 단락되어 있는 소자수를 판정하는 복수의 판정 수단과, 상기 복수의 판정 수단에서의 판정 결과에 따라 상기 광원 및 상기 투영 수단의 적어도 한쪽의 동작을 조정하는 투영 제어 수단을 구비한다.

본 발명에 따르면, 가능한 한 간소한 회로 구성으로 하면서도, 직렬 접속된 반도체 광원 소자의 단락을 확실하게 검출하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 광원 장치의 회로 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 고출력 LED의 동작 전류와 동작 전압의 관계를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 도 2의 일부를 확대하여 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 광원을 이용한 데이터 프로젝터의 회로 구성을 나타내는 블럭도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 전원 온 당초에 실행하는 초기 설정 처리의 일부를 추출해서 나타내는 흐름도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 광원 및 화상 표시 소자의 동작 타이밍을 나타내는 타이밍도.
도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 광원 및 화상 표시 소자의 동작 타이밍을 나타내는 타이밍도.
도 8은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 광원 장치의 다른 회로 구성을 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 광원 장치의 회로 구성을 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 광원 장치에서의 처리 내용을 나타내는 흐름도.
도 11은 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 광원 장치의 전기 회로의 구성을 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 광원 장치의 기능 회로의 구성을 나타내는 도면.
도 13은 일반적인 반도체 광원 장치의 제어 회로 구성을 나타내는 블럭도.
도 14는 일반적인 반도체 광원 장치의 제어 회로 구성을 나타내는 블럭도.

(제 1 실시형태)　

이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 직렬 접속된 복수의 LED의 구동과 단락의 검출을 실행하는 광원 장치의 회로 구성을 나타내는 도면이다. 동일 도면에서, 구동 대상의 광원 유닛(20)이 복수 예를 들면 4개의 LED(20A∼20D)를 직렬 접속하여 구성된다. 이 광원 유닛(20)의 LED(20A)의 애노드에 대해 동작용 전원 전압 Vin이 인가된다. 이 동작용 전원 전압 Vin은 또, 광원 유닛(20)의 구동을 실행하는 구동 회로(21)에도 인가된다.

구동 회로(21)는 광원 유닛(20)의 LED(20D)의 캐소드와도 접속되어, 이 광원 유닛(20)을 의도한 광량으로 구동하도록 LED(20A∼20D)의 전압, 전류를 조정한다.

상기 광원 유닛(20)의 각 LED(20A∼20D)에 대해, 저항 RpA∼RpD를 병렬 접속하고, 이들 저항 RpA∼RpD에 후술하는 일정한 전류를 흘리기 위한 정전류원(22)을 최하단의 저항 RpD와 접지 전위의 사이에 접속한다.

그리고, LED(20A∼20D) 및 저항 RpA∼RpD의 양단, 즉 LED(20A)의 애노드측과 LED(20D)의 캐소드측간의 전압값을 전압 감시 회로(23)가 검출한다. 이 전압 감시 회로(23)가 검출한 전압값을 레벨 시프터(24)에서 소정의 비율로 강압하고, 강압한 결과를 제어 회로(25)에 송출한다.

제어 회로(25)에서는 A/D 변환부(25a)에서 레벨 시프터(24)의 출력전압을 디지털화한 후에, 그 전압값에 따라 광원 유닛(20) 중에서 단락을 일으키고 있는 LED의 수를 판정하고, 그 판정 결과에 따른 제어 신호를 상기 구동 회로(21)에 송출한다. 구동 회로(21)는 제어 회로(25)로부터 받은 제어 신호에 의해, 상술한 바와 같이 광원 유닛(20)의 전압, 전류를 조정한다.

다음에, 상기 광원 장치의 동작에 대해 설명한다.　

구동 회로(21)가 광원 유닛(20)을 발광하기 위해 구동하고 있지 않은 상태에서, 정전류원(22)에 의해 저항 RpA∼RpD에 전류를 흘리면, 그 전류에 의해서 각 저항 RpA∼RpD의 양단에는 어느 일정한 전압이 발생한다.

이들 각 저항 RpA∼RpD의 양단에 발생하는 전압은 병렬 접속된 반도체 광원 소자인 LED(20A∼20D)에도 각각 인가된다. 그 전압값이 사용하는 LED의 전기 특성의 편차나, 사용 환경 온도 등의 사용 조건이 변화한 것에 의한 전압 변동을 고려해도 LED(20A∼20D)의 일반적으로 순방향 강하 전압 Vf로 호칭되는 동작 임계값 전압을 초과하지 않도록, 저항 RpA∼RpD의 저항값과 정전류원(22)의 전류값을 설정해 두면, LED(20A∼20D)에는 극히 미소한 전류밖에 흐르지 않는다.

동시에, 정전류원(22)이 공급하는 전류값이, 이 때 LED(20A∼20D)에 흐르는 미소 전류값에 대해 충분히 크게 설정되어 있으면, 정전류원(22)으로부터의 전류는 대략 저항 RpA∼RpD에만 흐른다고 간주할 수 있다.

그 때문에, 각 저항 RpA∼RpD의 양단에 발생하는 전압값은 저항 RpA∼RpD의 저항값과, 정전류원(22)의 전류값의 설정에 의해서만 결정되고, 그 전압 정밀도도 저항 RpA∼RpD와 정전류원(22)의 정밀도에 따라 결정된다.

LED(20A∼20D)의 개체마다의 정밀도의 편차에 비해, 저항의 저항값이나 정전류원의 공급 전류값의 정밀도는 1자리수 내지 2자리수 이상 높기 때문에, LED(20A∼20D)의 편차에 영향을 받지 않고, 각 저항 RpA∼RpD의 양단에 발생하는 전압의 합계값으로서 광원 유닛(20)의 양단의 전압 상태를 전압 감시 회로(23)에서 고정밀도로 검출하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 광원 유닛(20)을 구성하는 LED(20A∼20D) 중의 예를 들면 1개가 단락을 일으킨 경우, 전압 감시 회로(23)가 검출하는 광원 유닛(20)의 양단 전압은 1개의 저항 Rp분만큼 감소하는 변동이 생기기 때문에, 확실하게 광원 유닛(20)에서의 단락에 의한 고장을 검출하는 것이 가능하게 된다.

이상 요컨대, 광원 유닛(20)의 비동작 중에 상기 저항 RpA∼RpD에 적절한 전류를 정전류원(22)에 의해 흘리고, 그 결과 생긴 저항 RpA∼RpD의 양단의 전압을 측정하는 것에 의해, 광원 유닛(20)에 있어서의 단락을 확실하게 검출할 수 있다.

여기서, 정전류원(22)에 의한 적절한 전류는 그 전류가 흐르는 것에 의해서 광원 유닛(20)에 병렬 접속된 저항 RpA∼RpD의 양단에 발생하는 전압이, 광원 유닛 (20)에 인가되어도 동작 임계값 전압을 초과하지 않고, 광원 유닛(20)이 발광하는데에는 이르지 않을 정도의 작은 전류값이고, 또한 상기 저항 RpA∼RpD에 발생하는 전압이 광원 유닛(20)에 인가된 경우에 광원 유닛(20)에 흐르는 리크 전류에 의해, 저항 RpA∼RpD의 양단의 전압이 큰 변동을 일으키지 않을 정도로 큰 전류값일 필요가 있다. 즉, LED(20A∼20D)의 개체마다의 정밀도의 편차나, 사용 환경 온도, 또는 예기치 못한 전압 변화 등에 따라 LED(20A∼20D)에 인가되는 전류가 변화했을 때에, 저항 RpA∼RpD 양단의 각각 인가되는 전압은 변동하지만, 본 실시형태에서는 이 전압 변동분의 최대값에 LED의 직렬수를 곱한 전압값보다, LED(20A∼20D)의 전체에 인가하는 전압값이 커지도록 정전류원(22)에 의한 전류값이 설정되게 된다.

이하에, 구체적인 수치를 이용하여 설명한다.　

도 2는 LED(20A(∼20D))의 동작전류 Iop에 대한 동작 전압 Vop의 특성예를 나타내는 도면이다. 도 3은 상기 도 2의 저전류 부분을 전류(횡축) 방향으로 확대한 것이다.

상기 도 2로부터, LED(20A∼20D)의 동작 임계값 전압은 2[V]보다 크기 때문에, 단락 검출에서 이용하는 저항 RpA(∼RpD) 양단의 전압을 예를 들면 1.5[V]로 설정한다.

또, 각 저항 RpA∼RpD에 1.5[V]가 인가된 경우에 LED(20A∼20D)에 흐르는 전류는 도 3으로부터 약 0.23[μA] 정도이므로, 충분히 마진을 갖고 단락 검출에 사용하는 정전류원(22)의 전류값을 예를 들면 1[mA]로 설정한다.

상기 설정으로 계산하면, 저항 RpA∼RpD의 각 저항값은 1.5[kΩ]로 되고, 정상시의 광원 유닛(20)의 양단 전압은 6.0[V](=1.5[V]×4)로 된다.

광원 유닛(20) 중의 1개의 LED에 단락이 발생한 경우, 광원 유닛(20)의 양단 전압은 4.5[V](=1.5[V]×3)로 되고, 정상시와 1.5[V]의 전위차가 발생하게 되고, 비교 판단을 위한 충분한 전위차가 확보되어 있기 때문에, 확실하게 단락 검출을 실행하는 것이 가능하게 된다.

예를 들면, 상기 1.5[V]시의 LED에 흐르는 전류값 약 0.23[μA]가, 제반 요인을 위해 ＋100배 정도 변동된 경우를 고려해도, 정상시의 광원 유닛(20)의 양단 전압은 5.86[V](=1.466[V]×4)로 되고, 상기 단락시의 1.5[V]에 상당하는 차는 1.36[V]로 되어 비교 판단을 위한 충분한 전위차가 확보된다.

이상에 상세하게 기술한 바와 같이 본 실시형태의 광원 장치에 의하면, 가능한 한 간소한 회로 구성으로 하면서도, 직렬 접속된 반도체 광원 소자의 단락을 확실하게 검출하는 것이 가능하게 된다.

다음에, 상기 도 1에 나타낸 광원 유닛(20) 및 그 주변 회로를, DLP(Digital　Light　Processing)(등록상표) 방식의 데이터 프로젝터 장치의 광원으로서 적용한 경우의 구성예를 나타낸다.

도 4는 본 실시형태에 관한 데이터 프로젝터 장치(30)의 개략 기능 구성을 나타내는 블록도이다. ‘31’은 입출력 커넥터부이며, 예를 들면 핀 잭(RCA) 타입의 비디오 입력 단자, D-sub15 타입의 RGB 입력 단자, 및 USB(Universal　Serial　Bus) 커넥터를 포함한다.

입출력 커넥터부(31)로부터 입력되는 각종 규격의 화상 신호는 입출력 인터페이스(I/F)(32), 시스템 버스 SB를 통해, 일반적으로 스케일러라고도 칭해지는 화상 변환부(33)에 입력된다.

화상 변환부(33)는 입력된 화상 신호를 투영에 적합한 소정 포맷의 화상 신호로 통일하고, 표시용의 버퍼 메모리인 비디오 RAM(34)에 적절히 기입한 후에, 기입한 화상 신호를 읽어내어 투영 화상 처리부(35)에 보낸다.

투영 화상 처리부(35)는 보내져 온 화상 신호에 따라, 소정의 포맷에 따른 프레임 레이트, 예를 들면 60[프레임/초]와 색 성분의 분할수, 및 표시 계조수를 승산한 더욱 고속의 시분할 구동에 의해, 공간적 광변조 소자(SLM)인 마이크로 미러 소자(36)를 표시 구동한다.

이 마이크로 미러 소자(36)는 어레이형상으로 배열된 복수, 예를 들면 XGA(횡 1024화소×종 768화소)분의 미소 미러의 각 경사 각도를 개개에 고속으로 온/오프 동작하여 표시 동작함으로써, 그 반사광에 의해 광상을 형성한다.

한편, 광원부(37)로부터 시분할로 R, G, B의 원색광이 순환적으로 출사된다. 이 광원부(37)로부터의 원색광이 미러(38)에서 전반사되어 상기 마이크로 미러 소자(36)에 조사된다.

그리고, 마이크로 미러 소자(36)에서의 반사광으로 광상이 형성되고, 형성된 광상이 투영 렌즈 유닛(39)을 통해, 투영 대상으로 되는 도시하지 않은 스크린에 투영 표시된다.

광원부(37)는 적색(R)광을 발하는 발광 다이오드 어레이(이하 「R-LED 어레이」라 함)(41), 녹색(G)광을 발하는 발광 다이오드 어레이(이하 「G-LED 어레이」라 함)(42), 및 청색(B)광을 발하는 발광 다이오드 어레이(이하 「B-LED 어레이」라 함)(43)을 갖는다.

이들 R-LED 어레이(41), G-LED 어레이(42), 및 B-LED 어레이(43)가 모두, 상기 도 1의 광원 유닛(20)과 마찬가지로 복수 예를 들면 4개의 LED를 직렬 접속해서 구성된다.

R-LED 어레이(41)가 발하는 적색광은 다이클로익 미러(44)를 투과한 후, 인티글레이터(45)에서 휘도 분포가 대략 균일한 광속으로 된 후에 상기 미러(38)에 보내진다.

G-LED 어레이(42)가 발하는 녹색광은 다이클로익 미러(46)에서 반사된 후, 상기 다이클로익 미러(44)에서도 반사되고, 상기 인티그레이터(45)를 통해 상기 미러(38)에 보내진다.

B-LED 어레이(43)가 발하는 청색광은 미러(47)에서 반사된 후에 상기 다이클로익 미러(46)를 투과하고, 그 후에 상기 다이클로익 미러(44)에서 반사되고, 상기 인티그레이터(45)를 통해 상기 미러(38)에 보내진다.　

상기 다이클로익 미러(44)는 적색광을 투과하는 한편, 녹색광 및 청색광을 반사한다. 상기 다이클로익 미러(46)는 녹색광을 반사하는 한편, 청색광을 투과한다.

광원부(37)의 각 LED 어레이(41∼43)의 발광 타이밍이나 구동 신호의 파형 등을 투영광 처리부(48)가 통괄하여 제어한다. 투영광 처리부(48)는 각 LED 어레이 (41∼43)마다 대응한, 상기 도 1에서 나타낸 구동 회로(21), 정전류원(22), 저항 RpA∼RpD, 전압 감시 회로(23), 레벨 시프터(24), 및 제어 회로(25)를 포함하고, 투영 화상 처리부(35)로부터 인가되는 화상 데이터의 타이밍과 후술하는 CPU(51)의 제어에 따라 LED 어레이(41∼43)의 발광 동작을 제어한다.

상기 데이터 프로젝터 장치(30)내의 각 회로의 동작 전부를 CPU(51)가 제어한다. 이 CPU(51)는 메인 메모리(52) 및 프로그램 메모리(53)와 직접 접속된다. 입출력 인터페이스(32)는 DRAM으로 구성되고, CPU(51)의 워크메모리로서 기능한다. 프로그램 메모리(53)는 전기적 리라이트 가능한 불휘발성 메모리로 구성되고, CPU(51)가 실행하는 동작 프로그램이나 각종 정형 데이터 등을 기억한다. CPU(51)는 상기 메인 메모리(52) 및 프로그램 메모리(53)를 이용하여, 이 데이터 프로젝터 장치(30)내의 제어 동작을 실행한다.

상기 CPU(51)는 조작부(54)로부터의 키 조작 신호에 따라 각종 투영 동작을 실행한다.

이 조작부(54)는 데이터 프로젝터 장치(30)의 본체에 설치되는 키 조작부와, 이 데이터 프로젝터 장치(30) 전용의 도시하지 않은 리모트 콘트롤러로부터의 적외광을 수광하는 레이저 수광부를 포함하고, 유저가 본체의 키 조작부 또는 리모트 콘트롤러로 조작한 키에 의거하는 키 조작 신호를 CPU(51)에 직접 출력한다.

상기 CPU(51)는 또한 상기 시스템 버스 SB를 통해 음성 처리부(55)와도 접속된다. 음성 처리부(55)는 PCM 음원 등의 음원 회로를 구비하고, 투영 동작시에게 주어지는 음성 데이터를 아날로그화하고, 스피커부(56)를 구동하여 확성 방음시키거나, 또는 필요에 따라 비프음 등을 발생시킨다.

다음에, 상기 데이터 프로젝터 장치(30)의 동작에 대해 설명한다.

도 5는 이 데이터 프로젝터 장치(30)의 전원 온 당초에 실행하는 초기 설정 처리의 일부를 추출해서 나타내는 흐름도이고, 그 제어는 CPU(51)가 프로그램 메모리(53)에 기억되어 있는 동작 프로그램이나 데이터 등을 읽어내고, 메인 메모리 (52)에 전개시킨 후에 실행한다.

그 처리 당초에 CPU(51)는 우선, 광원부(37)의 R-LED 어레이(41)에 대한 고장 검지를 실행한다(스텝 S101).

구체적으로는, 고장 검지 동작시에 상기 도 1에서 나타낸 광원 유닛(20)(=R-LED 어레이(41))을 점등시키지 않은 상태에서, 그 양단의 전압을 투영광 처리부 (48)내의 전압 감시 회로(23)에서 검출하고, 그 검출 결과를 레벨 시프터(24)에서 강압한 후에 제어 회로(25)에 입력한다.

제어 회로(25)에서는 A/D변환부(25a)에서 해당 전압값을 디지털화함으로써, 광원 유닛(20)((41))에서 단락을 일으키고 있지 않은 소자수를 인식할 수 있다.

상기 R-LED 어레이(41)에 대한 고장 검지를 종료하면 CPU(51)는 다음에 G-LED 어레이(42), B-LED 어레이(43)에 대해서도 순차 마찬가지의 고장 검지를 실행한다(스텝 S102, S103).

이상, R-LED 어레이(41), G-LED 어레이(42), 및 B-LED 어레이(43)의 각각에 대한 고장 검지를 종료한 결과에 의거하여, CPU(51)는 적어도 1개의 어레이에 고장이 있었는지 없었는지를 판단한다(스텝 S104).

여기서, 어느 LED 어레이(41∼43)에도 고장이 없다고 판단한 경우에는 그대로 이 초기 설정으로서의 도 5의 처리를 종료하고, 통상의 투영 동작으로 이행한다.

도 6은 LED 어레이(41∼43)의 어디에도 고장이 없는 정상적인 상태의 마이크로 미러 소자(36)에서의 표시 타이밍과 각 LED 어레이(41∼43)에서의 발광 타이밍을 예시하는 도면이다.

여기서는 1화상 프레임이 적색(R) 화상용 필드, 녹색(G) 화상용 필드, 및 청색(B) 화상용 필드의 순으로 구성되고, 도 6의 (b)∼도 6의 (d)에 나타내는 바와 같이 R-LED 어레이(41), G-LED 어레이(42), 및 B-LED 어레이(43)가 순차 「1：1：1」의 시간비로 시분할 발광 구동되어 있다.

마이크로 미러 소자(36)에서는 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이 각 LED 어레이(41∼43)에서의 발광 타이밍과 동기하여 적색(R) 화상, 녹색(G) 화상, 및 청색 (B) 화상을 순차 표시함으로써, 그 반사광에 의한 광상이 투영 렌즈 유닛(39)에 의해 투영 대상의 도시하지 않은 스크린에 투영된다.

또, 상기 스텝 S104에서 LED 어레이(41∼43)의 적어도 1개에 고장이 있다고 판단한 경우에는 각 LED 어레이(41∼43)의 고장 내용에 따른 발광 기간을 산출하고, 그 산출 결과에 의거한 설정을 실행한 후에(스텝 S105), 이 초기 설정으로서의 도 5의 처리를 종료하고, 통상의 투영 동작으로 이행한다.

도 7은 G-LED 어레이(42) 및 B-LED 어레이(43)에는 단락이 생기고 있지 않지만, R-LED 어레이(41)를 구성하는 4개의 LED 중의 하나가 단락되고, 정상적으로 기능하고 있는 LED의 수가 「3」인 경우의 설정예를 나타낸다.

여기서는 도 7의 (b)∼도 7의 (d)에 나타내는 바와 같이 R-LED 어레이(41), G-LED 어레이(42), 및 B-LED 어레이(43)가 순차 「1.2：0.9：0.9」의 시간비로 시분할로 발광 구동하는 것으로 한다.

즉, R-LED 어레이(41)에서는 발광 휘도가 원래의 「3/4」로 되어 있는 상태에서, 원래의 「1.2」배의 발광 기간으로 되기 때문에, 이 R화상 기간에 있어서의 총 발광량은 (0.75×1.2=) 0.9로 되고, 4개의 LED 중의 1개가 고장나 광량이 25% 다운되어 있음에도 불구하고, 정상인 경우의 90%의 광량으로 화상을 투영할 수 있게 된다.

한편, G-LED 어레이(42) 및 G-LED 어레이(42)에서는 모두, 발광 휘도가 정상인 상태에서, 원래의 「0.9」배의 발광 기간으로 되기 때문에, 이 G, B화상 기간에 있어서의 총 발광량은 모두 (1×0.9=) 0.9로 되고, 이들도 정상인 경우의 90%의 광량으로 화상을 투영하게 된다.

따라서, 1화상 프레임 중에 있어서의 R, G, B의 각 발광량이 동등하게 되고, 색 밸런스를 무너뜨리는 일 없이 화상의 투영을 실행할 수 있다.

마이크로 미러 소자(17)에서는 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이 각 LED 어레이(41∼43)에서의 발광 타이밍과 동기하여 적색(R) 화상, 녹색(G) 화상, 및 청색 (B) 화상을 순차 표시함으로써, 그 반사광에 의한 광상이 투영 렌즈 유닛(39)에 의해 투영 대상의 도시하지 않은 스크린에 투영된다.

이상 상술한 바와 같이 상기 도 1에 나타낸 회로를 R, G, B 각각의 LED 어레이(41∼43) 및 투영광 처리부(48)에 설치하는 데이터 프로젝터 장치(30)에 의하면, 가능한 한 간소한 회로 구성으로 하면서도, 직렬 접속된 반도체 광원 소자인 LED 어레이의 단락을 확실하게 검출할 수 있기 때문에, 그 검출 결과에 따라, 색 밸런스를 무너뜨리는 일 없이, 가능한 한의 밝기로 투영 동작을 실행할 수 있다.

또한, 상기 도 7에서는 고장의 내용에 따라 각 LED 어레이(41∼43)의 발광 기간을 조정하는 경우에 대해 설명했지만, 예를 들면 R-LED 어레이(41)의 발광량이 25% 다운되어 있는 경우에, 그것에 맞추어 녹색(G) 화상의 전체 화면의 계조값, 및 청색(B) 화상의 전체 화면의 계조값을 각각 모두 25% 다운한 값으로 마이크로 미러 소자(17)의 표시 구동을 실행하는 것으로 하면, 발광 타이밍의 조정을 실행하는 일 없이, 따라서 마이크로 미러 소자(17)에서의 표시 타이밍을 바꾸는 일 없이, 또한 색 밸런스를 무너뜨리지 않고 투영을 실행할 수 있다.

다음에, 상기 도 1에 대신하는 광원 장치의 회로 구성에 대해 도 8에 의해 설명한다.　

도 8은 직렬 접속된 복수의 LED의 구동과 단락의 검출을 실행하는 광원 장치의 회로 구성을 나타내는 도면이다. 동일 도면 중, 검출 대상인 광원 유닛(20), 광원 유닛(20)을 구성하는 LED(20A∼20D), 이 광원 유닛(20)을 구동하는 구동 회로 (21), 이들 LED(20A∼20D)와 각각 병렬 접속된 저항 RpA∼RpD에 대해서는 상기 도 1과 마찬가지의 구성이므로, 동일 부호를 이용하여 그들 설명은 할애한다.

상기 도 1의 정전류원(22) 대신에, 분압 회로(61)를 이용한다. 이 분압 회로 (61)는 직렬 접속된 저항 R1 및 R2로 구성된다. 저항 R2와 접속되어 있지 않은 측의 저항 R1의 일단이 상기 LED(20D)의 캐소드 및 저항 RpD의 일단과 접속된다.

또, 저항 R1과 접속되어 있지 않은 측의 저항 R2의 일단은 접지된다. 그리고, 저항 R1, R2의 중간점이 분압점으로서 제어 회로(62)에 접속된다.

제어 회로(62)에서는 분압 회로(61)의 분압값을 A/D 변환부(62a)에서 디지털화한 후에, 그 전압값에 따라 광원 유닛(20) 중에서 단락을 일으키고 있는 LED의 수를 판정하고, 그 판정 결과에 따른 제어 신호를 상기 구동 회로(21)에 송출한다.

상기와 같은 회로 구성으로 하는 것에 의해, 광원 유닛(20)을 구동하기 위한 동작용 전원 전압 Vin의 변동이, 단락선 검출의 정밀도에 영향을 미치지 않는 범위내에서 적용 가능하게 된다.

이러한 구성으로 함으로써, 상기 도 1에 나타낸 회로 구성에 비해, 더욱 대폭으로 회로 구성을 간소화하면서도, 직렬 접속된 반도체 광원 소자의 단락을 확실하게 검출하는 것이 가능하게 된다.

(제 2 실시형태)　

이하, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 9는 직렬 접속된 복수의 LED의 구동과 단락의 검출을 실행하는 광원 장치의 회로 구성을 나타내는 도면이다. 동일 도면에서, 구동 대상의 광원 유닛(70)이 복수 예를 들면 4개의 LED(70A∼70D)를 직렬 접속하여 구성된다.

이 광원 유닛(70)의 LED(70A)의 애노드에 대해 동작용 전원 전압 Vin이 구동 회로(71)를 통해 인가된다. 구동 회로(71)는 강압 초퍼형 DC/DC 컨버터로 구성하고, 컨버터 제어부(71A)를 갖는다. 동작용 전원 전압 Vin은 구동 회로(71)내에서 컨버터 제어부(71A), 다이오드(71D)의 캐소드, 및 콘덴서(71C)의 일단에 인가되는 동시에, 상술한 바와 같이 상기 광원 유닛(70)의 LED(70A)의 애노드에 인가된다.

또, 광원 유닛(70)의 LED(70D)의 캐소드가 상기 구동 회로(71)내의 콘덴서 (71C)의 타단, 및 리액턴스(71B)의 일단과 접속된다. 또한, 리액턴스(71B)의 타단이 상기 다이오드(71D)의 애노드와, 스위칭 트랜지스터(71E)의 드레인에 접속된다. 마찬가지로 스위칭 트랜지스터(71E)는 소스는 접지되고, 게이트에 상기 컨버터 제어부(71A)로부터의 온/오프 신호가 인가된다. 또, 컨버터 제어부(71A)가 출력하는 상기 온/오프 신호는 이 구동 회로(71)의 듀티를 감시하는 신호로서 제어 회로(72)에 귀환 입력된다.

제어 회로(72)는 상기 동작용 전원 전압 Vin을 저항 R11, R12에서 분압하는 분압 회로(73)로부터의 전압값을 입력함으로써, 전원 전압값을 감시하고 있다.

또, 상기 광원 유닛(70)에는 온도 센서와 그 디지털화 회로를 포함하는 온도 검출 회로(74)가 근접 배치되고, 광원 유닛(70)의 LED(70A∼70D)에 있어서의 발광시의 온도를 검출한다. 이 온도 검출 회로(74)에서 검출한 온도 정보도 또한 상기 제어 회로(72)에 보내진다.

제어 회로(72)는 예를 들면 1칩의 마이크로 컴퓨터로 구성되고, 이 광원 장치내의 제어 동작을 담당한다. 제어 회로(72)는 상기 분압 회로(73)를 통한 전원 전압값, 상기 구동 회로(71)로부터의 온/오프 신호의 듀티비, 및 상기 온도 검출 회로(74)가 출력하는 온도 정보를 각각 기억하는 기억부(72a)를 구비한다.

다음에, 상기 광원 장치의 동작에 대해 설명한다.　

우선, 본 실시형태에 있어서의 동작 원리를 설명해 둔다.　

여기서는 광원 유닛(70)의 동작 전압을 Vop, 다이오드(71D)의 순방향 전압을 Vf, 스위칭 트랜지스터(71E)의 온 전압을 Vsat로 한다. 스위칭 트랜지스터(71E)의 온 듀티 Duty는 다음의 식　

Duty=(Vop＋Vf)/VinVsat＋Vf…(1)　

로 나타낼 수 있다.

이 (1)식에 있어서, Vf와 Vsat는 다른 요소에 비해 현저하게 영향이 작은 것으로서 식 중으로부터 배제하면,　

Duty≒Vop/Vin…(2)　

로 된다. 이 (2)식을 변형하여　

Vop≒Vin×Duty…(3)　

로 하는 것에 의해, 동작용 전원 전압 Vin이 일정하면, 듀티를 계측함으로써, 상기 도 13에 나타낸 바와 같은 아날로그로부터 디지털로 변환하는 복잡한 회로와 검출 프로세스를 채용하는 일 없이, LED(70A∼70D) 중의 단락 등에 의한 광원 유닛(70)의 전압 Vop의 변동을, 구동 회로(71)가 출력하는 온/오프 신호의 듀티(Duty)의 변동에 의해 용이하고 또한 극히 정확하게 알 수 있다. 또, 전원 전압 Vin의 값을 알 수 있으면, 계산에 의해 광원 유닛(70)의 전압 Vop의 값을 용이하게 구할 수 있다.

다음에, 주로, 제어 회로(72)에 의한 구체적인 동작 제어의 처리 내용에 대해 설명한다.

도 10은 이 광원 장치에 전원이 공급되어 광원 유닛(70)이 구동되는 발광 동작시에, 1칩 마이크로 컴퓨터인 제어 회로(72)가 실행하는 처리 내용의 흐름도이다.

또한, 이 제어 회로(72)의 동작에 앞서, 제어 회로(72)내의 기억부(72a)에는 초기의 정상적인 발광 상태에서의 동작용 전원 전압 Vin, 및 컨버터 제어부(71A)에 의한 스위칭 트랜지스터(71E)에의 온/오프 신호의 듀티와, 광원 유닛(70)의 동작 전압 Vop에 대한 온도 검출 회로(74)의 검출 온도를 이용한 보정 연산식 데이터 또는 보정을 위한 룩업테이블이 미리 기억되어 있는 것으로 한다.

도 10의 처리 당초에 제어 회로(72)는 분압 회로(73)를 통해 분압된 전원 전압 Vin을 검출하고, 기억부(72a)에 기억시킨다(스텝 S301).

다음에, 제어 회로(72)는 구동 회로(71)의 컨버터 제어부(71A)가 스위칭 트랜지스터(71E)에 송출하는 온/오프 신호의 듀티(Duty)를 검출한다(스텝 S302). 이것은 구체적으로는 해당 신호의 온 시간을 계측하고, 광원 유닛(70)의 교류 점등 주기(일정)에 있어서의 온 시간의 비율을 듀티로서 이용한다.

또한, 제어 회로(72)는 온도 검출 회로(74)로부터 광원 유닛(70)에 있어서의 온도 정보 T를 검출한다(스텝 S303).

다음에, 제어 회로(72)는 상기 (3)식에 따라, 동작용 전원 전압 Vin과 듀티로부터 광원 유닛(70)의 동작 전압 Vop를 산출한다(스텝 S304).

또한, 이 산출한 광원 유닛(70)의 동작 전압 Vop에 대해, 온도 검출 회로 (74)로부터 검출한 온도 정보 T를 이용하여, 미리 설정된 보정 연산식, 또는 룩업테이블에 의해 LED(70A∼70D)의 온도 드리프트분을 보정하고, 정확한 동작 전압 Vop를 구한다(스텝 S305).

그리고, 얻은 동작 전압 Vop에 의거하여, 광원 유닛(70)을 구성하는 LED(70A∼70D) 중에서 단락을 일으키고 있는 소자의 수를 판정한다(스텝 S306).

그 후, 상기 직전의 스텝 S302에서 검출한 온/오프 신호의 듀티(Duty)를, 기억부(72a)에 기억하는 정상시의 듀티와 비교하고, 미리 설정된 임계값을 초과하여 듀티가 변동하고 있는지의 여부를 판단한다(스텝 S307).

여기서, 듀티가 임계값을 초과하여 크게 변동하고 있다고 판단한 경우에만, 상기 스텝 S303에서 검출한 광원 유닛(70)의 온도 정보에 의거하여, 컨버터 제어부 (71A)가 스위칭 트랜지스터(71E)에 출력하는 온/오프 신호의 듀티를 보정하는 연산을 실행한다(스텝 S308).

그리고, 산출한 새로운 듀티의 온/오프 신호를 컨버터 제어부(71A)가 출력하도록 컨버터 제어부(71A)에 대해 제어 신호를 출력한다(스텝 S309).

그 후, 상기 스텝 S308, S309의 처리의 실행의 유무에 관계없이, 일정시간이 경과하는 것을 대기한 후(스텝 S310), 재차 상기 스텝 S301로부터의 처리로 되돌린다.

이상에 나타낸 바와 같이 본 실시형태에 의하면, 광원 유닛(70)에 인가되는 전압을 레벨 시프트하는 바와 같은 회로, 및 아날로그의 전압 신호를 디지털로 변환하는 바와 같은 변환 회로 등을 일절 이용하지 않기 때문에, 가능한 한 간소한 회로 구성으로 하면서, 상술한 바와 같은 회로에 의한 검출 오차를 일절 발생시키지 않고, 직렬 접속된 반도체 광원 소자의 단락을 극히 정확하게 검출하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 온도를 온도 검출 회로(74)를 이용하여 광원 유닛(70)의 온도를 감시하고, 그 내용으로 동작 전압을 보정한 후에 LED(70A∼70D)의 단락 소자수의 판정을 실행하는 것으로 하고 있기 때문에, 직렬 접속된 반도체 광원 소자의 단락의 검출 정밀도를 가일층 높이는 것이 가능하게 된다.

또, 상기 도 9에 나타낸 광원 유닛(70) 및 그 주변 회로를, 예를 들면 DLP(등록상표) 방식의 데이터 프로젝터 장치의 광원으로서 적용하는 것도 고려된다. 그 경우의 데이터 프로젝터 장치의 개략 기능 구성은 상기 도 4에 나타낸 내용과 대략 마찬가지이기 때문에, 여기서는 그 도시 및 설명은 생략한다.

해당 데이터 프로젝터 장치에 있어서도, 상기 도 6에서 설명한 제어 동작의 처리를 실행하는 것이 가능하게 된다. 그 경우, 상기 도 9에 나타낸 회로를 도 4의 데이터 프로젝터 장치의 R, G, B 각각의 LED 어레이 및 투영광 처리부에 설치하게 된다.

그 때문에, LED 어레이의 주변을 가능한 한 간소한 회로 구성으로 하면서도, 직렬 접속된 각 LED 어레이의 동작 전압을 검출하는 회로에서의 검출 오차를 극력 폐함으로써, LED 어레이 중에서의 단락을 극히 정확하게 검출할 수 있기 때문에, 그 검출 결과에 따라, 색 밸런스를 무너뜨리는 일 없이, 가능한 한의 밝기로 투영 동작을 실행할 수 있다.

(제 3 실시형태)

이하, 본 발명의 제 3 실시형태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 11은 직렬 접속된 복수의 LED의 구동과 단락의 검출을 실행하는 광원 장치의 회로 구성을 나타내는 도면이다. 동일 도면에서, 구동 대상의 광원 유닛(80)이 복수 예를 들면 4개의 LED(80A∼80D)와 각 LED의 캐소드측의 개폐 스위치(81A∼81D)를 직렬 접속하여 구성된다.

상기 LED(80A∼80D)에는 각각 전압 감시 회로(82A∼82D)가 병렬로 접속된다. 이들 전압 감시 회로(82A∼82D)는 대응하는 LED(80A∼80D)의 양단 전압에 의해 단락을 검출하고, 그 검출 결과에 따라 대응하는 개폐 스위치(81A∼81D)의 개폐 제어를 실행한다.

그러나, 이 광원 유닛(80)의 LED(80A)의 애노드에 대해 동작용 전원 전압 Vin이 인가된다. 이 동작용 전원 전압 Vin은 또, 광원 유닛(80)의 구동을 실행하는 구동 회로(83)에도 인가된다.

구동 회로(83)는 광원 유닛(80)의 LED(80D)의 캐소드와도 접속되어, 이 광원 유닛(80)을 의도한 광량으로 구동하기 위해 광원 유닛(80)의 전압, 전류를 조정한다.

또한, 이 구동 회로(83)에 대해 제어 회로(84)가 접속된다. 이 제어 회로 (84)는 광원 유닛(80)으로부터 에러 감시 신호를 수취하고, 그 내용에 따라 구동 회로(83)의 동작을 제어하는 제어 신호를 송출한다.

다음에, 도 12에 의해 상기 광원 유닛(80)의 구체적인 회로 구성의 예를 나타낸다.

광원 유닛(80)내의 LED(80A)의 애노드가 PNP 타입의 트랜지스터 Qa1의 에미터에 접속되고, 마찬가지로 트랜지스터 Qa1의 베이스가 저항 Ra1을 통해 LED(80A)의 캐소드와 접속된다. 마찬가지로 트랜지스터 Qa1의 콜렉터가 저항 Rb1을 통해, NPN 타입의 트랜지스터 Qs1의 베이스와 접속된다.

상기 트랜지스터 QS1의 베이스-에미터간에 저항 Rc1이 접속된다. 또한, 마찬가지로 트랜지스터 Qs1의 콜렉터-에미터간에 저항 Rp1이 접속된다.

상기 트랜지스터 Qa1 및 저항 Ra1이 상기 도 11의 전압 감시 회로(82A)를 구성한다. 또, 트랜지스터 Qs1과 저항 Rb1, Rc1 및 Rp1이 상기 개폐 스위치(81A∼81D)를 구성한다.

LED(80B∼80D)에 대한 전압 감시 회로(82B∼82D), 개폐 스위치(81B∼81D)의 각 회로구성도 상기와 완전히 마찬가지이기 때문에, 중복되는 설명은 생략한다.

그리고, 개폐 스위치(81D)를 구성하는 트랜지스터 Qs4의 에미터가 구동 회로 (83)에 접속되는 동시에, 에러 감시 신호의 전송로로서 제어 회로(84)에 접속된다.

제어 회로(84)는 구동 회로(83)로부터의 에러 감시 신호에 의해 구동 회로 (83)가 광원 유닛(80)을 구동하는 전압값을 감시한다.

트랜지스터 Qa1∼Qa4의 베이스에 접속되는 저항 Ra1∼Ra4와, 트랜지스터 Qs1∼Qs4의 베이스에 접속되는 저항 Rb1∼Rb4는 각 트랜지스터의 베이스 전류를 제한할 목적으로 삽입된다.

또, 트랜지스터 Qs1∼Qs4의 베이스-에미터간에 접속되는 저항 Rc1∼Rc4는 각 트랜지스터 Qs1∼Qs4가 오프 상태일 때 리크 전류 등에 의해 트랜지스터 Qs1∼Qs4가 온되지 않도록, 베이스 전류를 바이패스시킬 목적으로 삽입된다.

또한, 트랜지스터 Qs1∼Qs4의 콜렉터-에미터간에 접속되는 저항 Rp1∼Rp4는 각 트랜지스터 Qs1∼Qs4를 온시키기 위한 베이스 전류를 흘릴 목적으로 삽입되지만, 동시에 그 저항값은 광원 소자인 LED(80A∼80D)를 구동하는 의도된 전류의 크기를 흘릴 수는 없을 정도의 값으로 설정된다.

다음에, 상기 광원 장치의 동작에 대해 설명한다.

광원 유닛(80)이 구동되어 있지 않은 초기 상태에서는 각 LED(80A∼80D)의 양 단자간에서 전압이 발생하고 있지 않기 때문에, 트랜지스터 Qa1∼Qa4는 베이스 전류가 흐르지 않고 오프 상태로 되어 있다. 따라서, 트랜지스터 Qs1∼Qs4에도 베이스 전류가 공급되지 않고, 오프 상태로 된다.

제어 회로(84)가 구동 회로(83)에 대해 구동 개시의 신호를 보내면, 구동 회로(83)는 광원 유닛(80)을 구동하기 때문에, 광원 유닛(80)의 양단간에 구동 전압을 발생시키도록 구동한다.

광원 유닛(80)내의 LED(80A∼80D)에서는 저항 Rp1∼Rp4에 의해 직렬 접속되어 있기 때문에 전류가 흐르기 시작하고, 그 양단에 전압이 발생한다. 이 전압에 의해 트랜지스터 Qa1∼Qa4에 베이스 전류가 흘러 온된다.

트랜지스터 Qa1∼Qa4가 온되는 것에 의해, 트랜지스터 Qs1∼Qs4측도 베이스 전류가 공급되어 온으로 되고, 기동용인 저항 Rp1∼Rp4의 각 양단이 단락된다. 그 때문에, LED(80A∼80D)가 구동 회로(83)에 대해 저저항으로 직렬 접속되게 되고, 결과적으로 구동 회로(83)가 의도한 구동 전류까지 전류값을 증가시켜, LED(80A∼80D)가 광원 유닛(80) 전체가 원하는 휘도로 점등된다.

이 LED(80A∼80D)의 점등 상태에서, 예를 들면 LED(80B)에 단락을 발생시킨 경우를 고려한다.

LED(80B)가 단락되면, 우선 LED(80B)의 양단간의 전압이 대략 0(제로) 근처까지 저하하기 때문에, 트랜지스터 Qa2에 베이스 전류가 공급되지 않고 오프 상태로 된다. 이 트랜지스터 Qa2의 오프에 따라 대응하는 트랜지스터 Qs2도 베이스 전류가 공급되지 않도록 되기 때문에 오프 상태로 된다.

따라서, LED(80B)의 캐소드와 LED(80C)의 애노드의 사이는 저항 Rp2를 통해 접속되도록 되기 때문에, 광원 유닛(80) 전체에 흐르는 전류는 저항 Rp2의 전압 강하에 의해 크게 제한되어 저하한다.

이와 같이 해서 광원 유닛(80) 전체에 흐르는 전류가 저하하면, 구동 회로 (83)는 의도한 구동 전류로 조정하려고 광원 유닛(80)의 양단간의 전압을 상승시키도록 제어하지만, 전류를 충분히 상승시킬 수 없기 때문에, 광원 유닛(80)의 양단간의 전압은 대략 동작용 전원 전압 Vin, 또는 도시하지 않은 보호 기능에 의한 상한 전압의 규제가 있으면 그 전압까지 상승한다.

그 결과, 제어 회로(84)에 입력되는 전압 감시점의 전압은 정상적인 점등 동작시의 전압보다 극단적으로 저하하기 때문에, 이 전압차를 에러 감시 신호로서 제어 회로(84)가 감시하는 것에 의해, 확실하게 LED의 단락에 의한 고장을 검출하는 것이 가능하게 된다.

이상의 동작은 구동 회로(83)의 부하 개방시의 동작과 동일하고, 부하 개방의 에러를 검출하는 기능을 구동 회로(83)가 구비하고 있으면, 본 실시형태의 기술에 의해 LED(80A∼80D)의 단락에 의한 고장을 극히 정확하고 또한 용이하게 검출하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 도 12에서 설명한 상세한 회로 구성이나 소자, 전압에 의한 에러 검출 방법 등은 본 실시형태에서의 일예이며, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 다른 회로 소자나 방법을 채용하는 것으로 해도 좋다.

또한, 상기 제 1 내지 제 3 실시형태는 모두, 설명을 간이하게 하기 위해 4개의 LED를 직렬 접속한 광원 유닛을 이용하는 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 다른 반도체 광원 소자로서 예를 들면 LD(레이저 다이오드)를 이용하는 것이어도 좋고, 직렬 접속하는 반도체 광원 소자의 수 등을 한정하는 것도 아니다.

또, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에 있어서는 각 광원 장치를 데이터 프로젝터 장치에 적용하는 경우에 대해 설명했지만, 복수의 반도체 광원 소자를 직렬 접속하는 광원 장치로서 그 밖에도 예를 들면 교통신호기, 차량용의 각종 램프나 전조등, 액정 디스플레이의 백 라이트 등에도 마찬가지로 적용 가능하다.

그 밖에, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 실시 단계에서는 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 각종 변형하는 것이 가능하다. 또, 상술한 실시형태에서 실행되는 기능은 가능한 한 적절히 조합해서 실시해도 좋다. 상술한 실시형태에는 각종 단계가 포함되어 있으며, 개시되는 복수의 구성 요건에 의한 적절한 조합에 의해 각종 발명이 추출될 수 있다. 예를 들면, 실시형태에 나타나는 전체 구성요건으로부터 몇 개의 구성 요건이 삭제되어도, 효과가 얻어지는 것이면, 이 구성요건이 삭제된 구성이 발명으로서 추출될 수 있다.

10; 광원 유닛 10A∼10D; LED
11; 구동 회로 12, 12A∼12D; 전압 감시 회로
13, 13A∼13D; 레벨 시프터 14, 14´; 제어 회로
20; 광원 유닛 21; 구동 회로
22; 정전류원 23; 전압 감시 회로
24; 레벨 시프터 25; 제어 회로
25a; A/D 변환부 30; 데이터 프로젝터 장치
31; 입출력 커넥터부 32; 입출력 인터페이스(I/F)
33; 화상 변환부 34; 비디오 RAM
35; 투영 화상 처리부 36; 마이크로 미러 소자
37; 광원부 38; 미러
39; 투영 렌즈 유닛 41; R(적색)-LED 어레이
42; G(녹색)-LED 어레이 43; B(청색)-LED 어레이
44; 다이클로익 미러 45; 인티글레이터
46; 다이클로익 미러 47; 미러
48; 투영광 처리부 51; CPU
52; 메인 메모리 53; 프로그램 메모리
54; 조작부 55; 음성 처리부
56; 스피커부 61; 분압 회로
62; 제어 회로 62a; A/D 변환부
70; 광원 유닛 70A∼70D; LED
71; 구동 회로 71A; 컨버터 제어부
72; 제어 회로 72a; 기억부
73; 분압 회로 74; 온도 검출 회로
80; 광원 유닛 80A∼80D; LED
81A∼81D; 개폐 스위치 82A∼82D; 전압 감시 회로
83; 구동 회로 84; 제어 회로
SB; 시스템 버스

Claims (18)

1. 직렬 접속된 복수의 반도체 광원 소자와,
   상기 복수의 반도체 광원 소자를 구동하는 구동 회로와,
   상기 복수의 반도체 광원 소자 각각에 병렬 접속된 복수의 저항과,
   상기 구동 회로에 의한 복수의 반도체 광원 소자의 비발광 구동시에 상기 복수의 저항에 인가되는 전압값에 의거하여 상기 복수의 반도체 광원 소자 중에서 단락되어 있는 소자수를 판정하는 판정 수단과,
   상기 구동 회로에 의한 복수의 반도체 광원 소자의 비발광 구동시에 상기 복수의 저항에 소정의 전류를 흘리는 정전류원과,
   상기 정전류원에 의해 소정의 전류가 흘려진 상태에서 상기 복수의 저항 전체에 인가되는 전압값을 검출하는 전압 감시 수단을 구비하고,
   상기 판정 수단은 상기 전압 감시 수단에서 검출한 전압값에 의거하여, 상기 복수의 반도체 광원 소자 중에서 단락되어 있는 소자수를 판정하는 것을 특징으로 하는 반도체 광원 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 정전류원에 의해 소정의 전류가 상기 복수의 저항에 인가될 때에 상기 복수의 반도체 발광소자의 각각에 인가되는 전압값은 상기 반도체 광원 소자의 동작 임계값 전압보다 작아지도록, 상기 복수의 저항의 저항값과 상기 정전류원의 전류값이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 광원 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 저항에 인가되는 전압의 전압 변동분의 최대값에 상기 복수의 반도체 광원 소자의 직렬수를 곱한 전압값보다, 상기 복수의 반도체 광원 소자의 전체에 인가하는 전압값이 커지도록 상기 정전류원에 의한 전류값이 설정되는 것을 특징으로 하는 반도체 광원 장치.
4. 직렬 접속된 복수의 반도체 광원 소자와,
   상기 복수의 반도체 광원 소자를 구동하는 구동 회로와,
   상기 복수의 반도체 광원 소자 각각에 병렬 접속된 복수의 저항과,
   상기 구동 회로에 의한 복수의 반도체 광원 소자의 비발광 구동시에 상기 복수의 저항에 인가되는 전압값에 의거하여 상기 복수의 반도체 광원 소자 중에서 단락되어 있는 소자수를 판정하는 판정 수단과,
   상기 구동 회로에 의한 복수의 반도체 광원 소자의 비발광 구동시에 상기 복수의 저항에 인가되는 전압을 미리 설정된 비로 분압하는 분압 회로를 구비하고,
   상기 판정 수단은 상기 분압 회로에서 분압된 전압값에 의거하여 상기 복수의 반도체 광원 소자 중에서 단락되어 있는 소자수를 판정하는 것을 특징으로 하는 반도체 광원 장치.
5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 반도체 광원 장치는 LED 또는 LD인 것을 특징으로 하는 반도체 광원 장치.
6. 직렬 접속된 복수의 반도체 광원 소자, 및 상기 복수의 반도체 광원 소자를 구동하는 구동 회로를 구비한 반도체 광원 장치의 제어 방법으로서,
   상기 복수의 반도체 광원 소자에 동일 수의 저항을 병렬로 접속하고,
   상기 구동 회로에 의한 복수의 반도체 광원 소자의 비발광 구동시에 상기 복수의 저항에 인가되는 전압값에 의거하여 상기 복수의 반도체 광원 소자 중에서 단락되어 있는 소자수를 판정하고,
   상기 구동 회로에 의한 복수의 반도체 광원 소자의 비발광 구동시에 정전류원에 의해 상기 복수의 저항에 소정의 전류를 흘리고,
   상기 정전류원에 의해 소정의 전류가 흘려진 상태에서 상기 복수의 저항 전체에 인가되는 전압값을 검출하고,
   상기 검출한 전압값에 의거하여, 상기 복수의 반도체 광원 소자 중에서 단락되어 있는 소자수를 판정하는 것을 특징으로 하는 반도체 광원 제어 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 정전류원에 의해 소정의 전류가 상기 복수의 저항에 인가될 때에 상기 복수의 반도체 발광소자의 각각에 인가되는 전압값은 상기 반도체 광원 소자의 동작 임계값 전압보다 작아지도록, 상기 복수의 저항의 저항값과 상기 정전류원의 전류값이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 광원 제어 방법.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 복수의 저항에 인가되는 전압의 전압 변동분의 최대값에 상기 복수의 반도체 광원 소자의 직렬수를 곱한 전압값보다, 상기 복수의 반도체 광원 소자의 전체에 인가하는 전압값이 커지도록 상기 정전류원에 의한 전류값이 설정되는 것을 특징으로 하는 반도체 광원 제어 방법.
9. 직렬 접속된 복수의 반도체 광원 소자, 및 상기 복수의 반도체 광원 소자를 구동하는 구동 회로를 구비한 반도체 광원 장치의 제어 방법으로서,
   상기 복수의 반도체 광원 소자에 동일 수의 저항을 병렬로 접속하고,
   상기 구동 회로에 의한 복수의 반도체 광원 소자의 비발광 구동시에 상기 복수의 저항에 인가되는 전압값에 의거하여 상기 복수의 반도체 광원 소자 중에서 단락되어 있는 소자수를 판정하고,
   상기 구동 회로에 의한 복수의 반도체 광원 소자의 비발광 구동시에 상기 복수의 저항에 인가되는 전압을 미리 설정된 비로 분압하고,
   상기 분압된 전압값에 의거하여 상기 복수의 반도체 광원 소자 중에서 단락되어 있는 소자수를 판정하는 것을 특징으로 하는 반도체 광원 제어 방법.
10. 제 6 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 반도체 광원 소자는 LED 또는 LD인 것을 특징으로 하는 반도체 광원 제어 방법.
11. 복수의 반도체 광원 소자를 직렬 접속한 반도체 광원 소자 어레이를 복수 설치하고, 각각 다른 색의 광을 발하는 상기 각 반도체 광원 소자 어레이를 시분할로 발광 구동하는 광원과,
    화상 신호를 입력하는 입력 수단과,
    상기 입력 수단에서 입력된 화상 신호에 의거하여 표시 소자에 의해 화상을 표시시키고, 상기 광원으로부터 시분할로 입광되는 복수색의 광을 상기 표시 소자에서 반사 또는 투과시켜 컬러의 광상을 형성하고, 투영 대상을 향하게 하여 투영하는 투영 수단과,
    상기 각 반도체 광원 소자 어레이를 구성하는 개개의 반도체 광원 소자에 각각 병렬 접속한 복수의 저항과,
    상기 복수의 반도체 광원 소자 어레이의 비발광 구동시에 상기 복수의 저항에 인가되는 전압값에 의거하여 상기 복수의 반도체 광원 소자 중에서 단락되어 있는 소자수를 판정하는 복수의 판정 수단과,
    상기 복수의 판정 수단에서의 판정 결과에 따라 상기 광원 및 상기 투영 수단의 적어도 한쪽의 동작을 조정하는 투영 제어 수단과,
    상기 각 반도체 광원 소자 어레이마다 설치되고, 해당 반도체 소자 어레이의 비발광 구동시에 상기 복수의 저항에 소정의 전류를 흘리는 정전류원과,
    　상기 각 반도체 광원 소자 어레이마다 설치되고, 상기 정전류원에 의해 소정의 전류가 흘려진 상태에서 상기 반도체 광원 소자 어레이 양단에 인가되는 전압값을 검출하는 복수의 전압 감시 수단을 구비하고,
    상기 판정 수단은 상기 복수의 전압 감시 수단에서 검출한 전압값에 의거하여 상기 각 반도체 광원 소자 어레이 중에서 단락되어 있는 소자수를 판정하는 것을 특징으로 하는 투영 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 정전류원에 의해 소정의 전류가 상기 복수의 저항에 인가될 때에 상기 복수의 반도체 발광소자의 각각에 인가되는 전압값은 상기 반도체 광원 소자의 동작 임계값 전압보다 작아지도록, 상기 복수의 저항의 저항값과 상기 정전류원의 전류값이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 투영 장치.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 저항에 인가되는 전압의 전압 변동분의 최대값에 상기 복수의 반도체 광원 소자의 직렬수를 곱한 전압값보다 상기 복수의 반도체 광원 소자의 전체에 인가하는 전압값이 커지도록 상기 정전류원에 의한 전류값이 설정되는 것을 특징으로 하는 투영 장치.
14. 복수의 반도체 광원 소자를 직렬 접속한 반도체 광원 소자 어레이를 복수 설치하고, 각각 다른 색의 광을 발하는 상기 각 반도체 광원 소자 어레이를 시분할로 발광 구동하는 광원과,
    화상 신호를 입력하는 입력 수단과,
    상기 입력 수단에서 입력된 화상 신호에 의거하여 표시 소자에 의해 화상을 표시시키고, 상기 광원으로부터 시분할로 입광되는 복수색의 광을 상기 표시 소자에서 반사 또는 투과시켜 컬러의 광상을 형성하고, 투영 대상을 향하게 하여 투영하는 투영 수단과,
    상기 각 반도체 광원 소자 어레이를 구성하는 개개의 반도체 광원 소자에 각각 병렬 접속한 복수의 저항과,
    상기 복수의 반도체 광원 소자 어레이의 비발광 구동시에 상기 복수의 저항에 인가되는 전압값에 의거하여 상기 복수의 반도체 광원 소자 중에서 단락되어 있는 소자수를 판정하는 복수의 판정 수단과,
    상기 복수의 판정 수단에서의 판정 결과에 따라 상기 광원 및 상기 투영 수단의 적어도 한쪽의 동작을 조정하는 투영 제어 수단과,
    상기 구동 회로에 의한 복수의 반도체 광원 소자의 비발광 구동시에 상기 복수의 저항에 인가되는 전압을 미리 설정된 비로 분압하는 분압 회로를 구비하고,
    상기 판정 수단은 상기 분압 회로에서 분압된 전압값에 의거하여 상기 복수의 반도체 광원 소자 중에서 단락되어 있는 소자수를 판정하는 것을 특징으로 하는 투영 장치.
15. 제 11 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 반도체 광원 소자는 LED 또는 LD인 것을 특징으로 하는 투영 장치.
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제

Images