(57)【要約】【課題】発光素子がグランドに短絡したときの過電流から発光素子を保護できる発光制御装置等を提供すること。【解決手段】発光制御装置１００は、検出回路１３１と発光制御回路１０１とを含む。検出回路１３１は、第１抵抗ＲＣＳの両端の電位差である第１電位差が所定値より大きいか否かを検出する。発光制御回路１０１は、第１スイッチング素子１１のオンオフを制御する第１制御信号ＤＲＶと、第２スイッチング素子１２のオンオフを制御する第２制御信号ＧＴＢと、を出力する。発光制御回路１０１は、第１電位差が所定値より大きいと検出されたとき、第１制御信号ＤＲＶ及び第２制御信号ＧＴＢの少なくとも一方を非アクティブにする駆動停止状態に設定する。発光制御回路１０１は、駆動停止状態において第１電位差が所定値より大きいと検出されたとき、電源停止信号ＰＷＳをアクティブにする。【選択図】      図１
2020155203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電源ノードと第１ノードとの間に第１抵抗、発光素子、第１スイッチング素子の順に直列に設けられる前記第１抵抗、前記発光素子及び前記第１スイッチング素子と、前記第１ノードと第２電源ノードとの間に直列に設けられるインダクター、第２スイッチング素子及び第２抵抗と、を含む光源回路の前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子を制御する発光制御装置であって、
前記第１抵抗の両端の電位差である第１電位差が所定値より大きいか否かを検出する検出回路と、
前記第１スイッチング素子のオンオフを制御する第１制御信号と、前記第２スイッチング素子のオンオフを制御する第２制御信号と、を出力する発光制御回路と、
を含み、
前記発光制御回路は、
前記第１電位差が前記所定値より大きいと検出されたとき、前記第１制御信号及び前記第２制御信号の少なくとも一方を非アクティブにする駆動停止状態に設定し、
前記駆動停止状態において前記第１電位差が前記所定値より大きいと検出されたとき、前記第１電源ノードへの電源供給の停止を指示する電源停止信号をアクティブにすることを特徴とする発光制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記発光制御回路は、
前記駆動停止状態において、前記第１電位差が前記所定値より大きいと判定された状態が所定期間続いたとき、前記電源停止信号を出力することを特徴とする発光制御装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記発光制御回路は、
前記駆動停止状態であり、且つ前記第１電位差が前記所定値より大きいと検出されている状態において、クロック信号のクロック数をカウントするカウンターを含み、
前記カウンターがカウントした前記クロック数が所定数になったとき、前記電源停止信号を出力することを特徴とする発光制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記発光制御回路は、
前記検出回路により前記第１電位差が前記所定値より大きいと検出されたとき、前記発光素子に過電流が流れたと判断することを特徴とする発光制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記発光制御回路は、
前記第１電位差に基づいて前記発光素子に流れる電流を検出する電流検出回路を含み、
前記検出回路は、
前記電流検出回路の電流検出結果に基づいて、前記第１電位差が前記所定値より大きいか否かを検出し、
前記発光制御回路は、
前記電流検出結果と、前記第２抵抗の両端の電位差である第２電位差とに基づいて、前記第２制御信号をＰＷＭ制御することを特徴とする発光制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記発光制御回路は、
前記第１電源ノードに第１電源を供給する電源回路に対して、前記電源回路の動作を停止させる前記電源停止信号を出力することを特徴とする発光制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光制御装置と、
前記光源回路と、
を含むことを特徴とする光源装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光源装置において、
前記第１電源ノードに第１電源を供給する電源回路を含み、
前記発光制御回路は、
前記電源回路に前記電源停止信号を出力することを特徴とする光源装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の光源装置と、
前記光源装置を制御する処理装置と、
を含むことを特徴とする投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光制御装置、光源装置及び投写型映像表示装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクター等に用いられる光源を制御する発光制御装置が知られている。発光制御装置は、発光素子に流す電流を制御することで、発光素子の発光量を制御する。このような発光制御装置の従来技術は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、発光素子がグランドに短絡したとき、発光素子を過電流から保護する手法が開示されている。具体的には、特許文献１の光源装置は、電源部と、電源部からの駆動電流が供給される発光素子と、発光素子のハイサイドに配置されるＰＷＭ調光用のスイッチング素子と、発光素子のハイサイドに配置されると共に駆動電流を検出する電流検出部と、スイッチング素子を制御する制御部と、を含む。そして、駆動電流が判定値よりも大きいと電流検出部により検出されたとき、制御部が、スイッチング素子をオフにすることで電源部から発光素子への電流経路を遮断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１３０３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発光素子のローサイドにＰＷＭ調光用のスイッチング素子を設けたい場合がある。この場合、スイッチング素子をオフにしても電源から発光素子への電流経路が遮断されないため、発光素子がグランドに短絡したとき、発光素子に過電流が流れ続けるおそれがあるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、第１電源ノードと第１ノードとの間に第１抵抗、発光素子、第１スイッチング素子の順に直列に設けられる前記第１抵抗、前記発光素子及び前記第１スイッチング素子と、前記第１ノードと第２電源ノードとの間に直列に設けられるインダクター、第２スイッチング素子及び第２抵抗と、を含む光源回路の前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子を制御する発光制御装置であって、前記第１抵抗の両端の電位差である第１電位差が所定値より大きいか否かを検出する検出回路と、前記第１スイッチング素子のオンオフを制御する第１制御信号と、前記第２スイッチング素子のオンオフを制御する第２制御信号と、を出力する発光制御回路と、を含み、前記発光制御回路は、前記第１電位差が前記所定値より大きいと検出されたとき、前記第１制御信号及び前記第２制御信号の少なくとも一方を非アクティブにする駆動停止状態に設定し、前記駆動停止状態において前記第１電位差が前記所定値より大きいと検出されたとき、前記第１電源ノードへの電源供給の停止を指示する電源停止信号をアクティブにする発光制御装置に関係する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】光源装置の構成例。
【図２】光源装置の構成例。
【図３】アナログ調光モードにおける波形図。
【図４】ＰＷＭ調光モードにおける波形図。
【図５】発光制御装置の動作を説明する波形図
【図６】光源装置に電源を供給する電源システムの構成例。
【図７】電流検出回路の及び検出回路の詳細構成例。
【図８】動作制御回路の詳細構成例。
【図９】動作制御回路の動作を説明する波形図。
【図１０】投写型映像表示装置の構成例。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが必須構成要件であるとは限らない。
【０００９】
１．光源装置、発光制御装置
図１及び図２は、光源装置２００の構成例である。光源装置２００は、発光素子及びその周辺回路である光源回路１０と、発光素子の発光を制御する発光制御装置１００と、を含む。発光制御装置１００は例えば集積回路装置であり、例えば半導体チップにより実現される。
【００１０】
まず図１及び図２を用いて光源回路１０と発光制御装置１００の構成を説明し、図３、図４を用いてＰＷＭ調光モードとアナログ調光モードについて説明する。その後、図５以降において、発光素子がグランドに短絡したときに過電流を停止する手法について説明する。
【００１１】
図２に示すように、光源回路１０は、第１スイッチング素子１１と第２スイッチング素子１２とインダクター１４と発光素子１５とを含む。また光源回路１０は、第１抵抗ＲＣＳと第２抵抗ＲＩＳとキャパシターＣＡとダイオードＤＡとを含む。第１スイッチング素子１１と第２スイッチング素子１２は、例えばＮ型トランジスターである。
【００１２】
発光素子１５は、電流ＩＬＤによって駆動され、電流ＩＬＤの電流値に応じた明るさで発光する。発光素子１５は、直列に接続された複数のレーザーダイオードである。但し、発光素子１５は、１つのレーザーダイオードであってもよいし、或いはＬＥＤ（Light Emitting Diode）であってもよい。
【００１３】
発光素子１５と第１スイッチング素子１１は、第１電源ノードＮＶＩと第１ノードＮ１との間に直列に設けられる。第１ノードＮ１は、インダクター１４の一端に接続されるノードである。インダクター１４及び第２スイッチング素子１２及び第２抵抗ＲＩＳは、第１ノードＮ１と第２電源ノードＮＧＮとの間に直列に設けられる。
【００１４】
具体的には、第１電源ノードＮＶＩと発光素子１５の一端の間に第１抵抗ＲＣＳが接続され、発光素子１５の他端が第１スイッチング素子１１のドレインに接続され、第１スイッチング素子１１のソースがインダクター１４の一端に接続される。インダクター１４の他端が第２スイッチング素子１２のドレインに接続され、第２スイッチング素子１２のソースと第２電源ノードＮＧＮの間に第２抵抗ＲＩＳが接続される。キャパシターＣＡ、ダイオードＤＡについて接続関係は図２に図示する通りであり、これらの回路素子を含む光源回路１０の動作について図３、図４で後述する。
【００１５】
なお、第１電源ノードＮＶＩは第１電源ＶＩＮが入力されるノードであり、第２電源ノードＮＧＮは第２電源が入力されるノードである。第１電源の電圧は第２電源の電圧より高い。第２電源は例えばグランドである。
【００１６】
第２スイッチング素子１２は、インダクター１４に流れる電流をスイッチングレギュレート制御する。第１スイッチング素子１１は、インダクター１４に流れる電流を発光素子１５に流すか否かを制御する。詳細は後述するが、第１スイッチング素子１１が常時オンしており、第２スイッチング素子１２のスイッチングレギュレート制御によって発光素子１５の発光量が制御されるモードをアナログ調光モードと呼ぶ。また、第１スイッチング素子１１がオンオフすることで、そのオンデューティーによって発光素子１５の発光量が制御されるモードをＰＷＭ調光モードと呼ぶ。
【００１７】
図１に示すように、発光制御装置１００は、発光制御回路１０１と検出回路１３１とを含む。また発光制御装置１００は、ＰＷＭ端子ＴＤＣＳと調光用電圧入力端子ＴＡＣＳと端子ＴＰＷＳ、ＴＤＲＶ、ＴＧＴＢ、ＴＩＳ、ＴＣＳＰ、ＴＣＳＮとを含む。なお、検出回路１３１を、過電流検出回路又はショート検出回路と呼んでもよい。また検出回路１３１、及び後述する電流検出回路１２３の一方を、第１電流検出回路と呼び、他方を、第２電流検出回路と呼んでもよい。
【００１８】
ＰＷＭ端子ＴＤＣＳには、ＰＷＭ調光モードにおいて調光制御に用いられるＰＷＭ信号ＤＣＳが、処理装置から入力される。調光用電圧入力端子ＴＡＣＳには、アナログ調光モードにおいて調光制御に用いられる調光用電圧ＡＣＳが、処理装置から入力される。処理装置は、発光制御装置１００のホスト装置であり、例えばＭＰＵ、ＣＰＵ等のプロセッサーである。
【００１９】
発光制御回路１０１は、ＰＷＭ信号ＤＣＳ及び調光用電圧ＡＣＳに基づいて第１スイッチング素子１１及び第２スイッチング素子１２をオンオフ制御することで、発光素子１５の発光量を調光する。発光制御回路１０１は、第１駆動回路１１０と第２駆動回路１２０と発振回路１４０と動作制御回路１３３とを含む。
【００２０】
第１駆動回路１１０は、第１スイッチング素子１１をオン又はオフに制御する第１制御信号ＤＲＶを、ＰＷＭ信号ＤＣＳに基づいて出力する。具体的には、動作制御回路１３３は、検出回路１３１が出力する検出信号ＤＥＴＣが非アクティブであるとき、ＰＷＭ信号ＤＣＳを信号ＤＲＶＢとして出力する。第１駆動回路１１０は、信号ＤＲＶＢに基づいて第１制御信号ＤＲＶを出力する。なお検出信号ＤＥＴＣがアクティブであるときの動作は後述する。第１制御信号ＤＲＶは端子ＴＤＲＶから出力され、第１スイッチング素子１１のゲートに入力される。第１駆動回路１１０は、ＰＷＭ信号ＤＣＳがアクティブのとき、第１スイッチング素子１１をオンさせる第１制御信号ＤＲＶを出力し、ＰＷＭ信号ＤＣＳが非アクティブのとき、第１スイッチング素子１１をオフさせる第１制御信号ＤＲＶを出力する。第１駆動回路１１０は、例えば、信号ＤＲＶＢをバッファリングするバッファー回路等により構成される。
【００２１】
発振回路１４０は、クロック信号ＣＬＫを生成する。例えば発振回路１４０は、ＣＲ発振回路、又はリングオシレーター、マルチバイブレーター等である。
【００２２】
第２駆動回路１２０は、調光用電圧ＡＣＳとＰＷＭ信号ＤＣＳとクロック信号ＣＬＫに基づいて第２制御信号ＧＴＢを出力する。第２制御信号ＧＴＢは、端子ＴＧＴＢから出力され、第２スイッチング素子１２のゲートに入力される。第２制御信号ＧＴＢは、ＰＷＭ信号ＤＣＳがアクティブである期間において、第２スイッチング素子１２のオンオフを制御する。具体的には、第１抵抗ＲＣＳの一端の電圧ＣＳＰが端子ＴＣＳＰに入力され、第１抵抗ＲＣＳの他端の電圧ＣＳＮが端子ＴＣＳＮに入力され、第２抵抗ＲＩＳの一端の電圧ＩＳが端子ＴＩＳに入力される。第２駆動回路１２０は、電圧ＣＳＰ、ＣＳＮ、ＩＳと調光用電圧ＡＣＳに基づいて、発光素子１５に流れる電流ＩＬＤをスイッチングレギュレート制御することで、調光用電圧ＡＣＳに対応した電流ＩＬＤとなるように制御する。
【００２３】
第２駆動回路１２０は、制御信号出力回路１２１とスロープ補償回路１２２と電流検出回路１２３とエラーアンプ回路１２４とスイッチ回路１２５とコンパレーター１２６とを含む。以下、これら第２駆動回路１２０の各部と第１駆動回路１１０の各調光モードにおける動作について、図３、図４の波形図を用いて説明する。なお以下ではアクティブをハイレベルとし、非アクティブをローレベルとする。また検出信号ＤＥＴＣが非アクティブであるとする。
【００２４】
図３はアナログ調光モードにおける波形図である。アナログ調光モードにおいて、ＰＷＭ信号ＤＣＳはハイレベルである。第１駆動回路１１０は、ハイレベルの第１制御信号ＤＲＶを出力することで、第１スイッチング素子１１を常時オンさせる。なおＰＷＭ調光モードでは、ＰＷＭ信号ＤＣＳは、ハイ幅のデューティーが１００％未満の矩形波である。このため、アナログ調光モードにおける常時ハイレベルのＰＷＭ信号ＤＣＳを、ハイ幅のデューティーが１００％のＰＷＭ信号とする。
【００２５】
電流検出回路１２３は、第１抵抗ＲＣＳの両端の電位差ＣＳＰ−ＣＳＮ＝ＲＣＳ×ＩＬＤに所与のゲインを乗じることで、検出電圧ＤＴＱを出力する。エラーアンプ回路１２４は、検出電圧ＤＴＱと調光用電圧ＡＣＳの差を増幅する。スイッチ回路１２５は、ＰＷＭ信号ＤＣＳがハイレベルのときオンであり、ＰＷＭ信号ＤＣＳがローレベルのときオフである。アナログ調光モードではスイッチ回路１２５は常時オンである。
【００２６】
スロープ補償回路１２２は、レーザーダイオードに流れる駆動電流のサブハーモニック発振を抑制するために、電圧ＩＳの時間変化における傾きを増加させ、その傾き増加後の電圧ＳＬＱを出力する。コンパレーター１２６は、電圧ＳＬＱとエラーアンプ回路１２４の出力電圧ＥＲＱとを比較し、ＳＬＱ＜ＥＲＱのときローレベルの信号ＣＰＱを出力し、ＳＬＱ＞ＥＲＱのときハイレベルの信号ＣＰＱを出力する。
【００２７】
制御信号出力回路１２１は、クロック信号ＣＬＫのエッジで第２制御信号ＧＴＢをローレベルからハイレベルに遷移させる。第２制御信号ＧＴＢがハイレベルのとき第２スイッチング素子１２がオンなので、第２スイッチング素子１２と第２抵抗ＲＩＳを介してインダクター１４から第２電源ノードＮＧＮに電流が流れる。インダクター１４に流れる電流が増加するので、電圧ＩＳが上昇し、スロープ補償回路１２２の出力電圧ＳＬＱが上昇する。インダクター１４に流れる電流は第１スイッチング素子１１を介して発光素子１５に流れるので、発光素子１５に流れる電流ＩＬＤも上昇する。
【００２８】
ＳＬＱ＞ＥＲＱとなったときコンパレーター１２６の出力信号ＣＰＱがローレベルからハイレベルに遷移する。このとき制御信号出力回路１２１は、第２制御信号ＧＴＢをハイレベルからローレベルに遷移させる。第２制御信号ＧＴＢがローレベルのとき、第２スイッチング素子１２がオフなので、インダクター１４からダイオードＤＡを介して第１電源ノードＮＶＩに電流が流れる。インダクター１４に流れる電流は低下するので、発光素子１５に流れる電流ＩＬＤも低下する。
【００２９】
電流ＩＬＤの検出結果である検出電圧ＤＴＱと、調光用電圧ＡＣＳとが異なっている場合、エラーアンプ回路１２４の出力電圧ＥＲＱが変化するので、第２制御信号ＧＴＢのデューティーが変化する。これにより、検出電圧ＤＴＱが調光用電圧ＡＣＳに一致するように、電流ＩＬＤがフィードバック制御される。このようなフィードバック制御によって、電流ＩＬＤが一定に保たれる。この電流ＩＬＤを一定に保つ制御をスイッチングレギュレート制御と呼ぶ。電流ＩＬＤは、調光用電圧ＡＣＳに対応した電流値に保たれ、処理装置が調光用電圧ＡＣＳを変化させた場合には、それに応じて電流ＩＬＤが変化する。即ち、アナログ調光モードでは、調光用電圧ＡＣＳによって発光素子１５の発光量が調光される。
【００３０】
以上のアナログ調光モードは、電流ＩＬＤの最大値から所定値まで用いられる。即ち発光素子１５を高輝度で発光させる場合にアナログ調光モードが用いられる。一方、電流ＩＬＤが所定値未満のとき、即ち、発光素子１５を低輝度で発光させる場合には、ＰＷＭ調光モードが用いられる。
【００３１】
図４は、ＰＷＭ調光モードにおける波形図である。ＰＷＭ信号ＤＣＳの周期をＴＰＷＭとし、ＰＷＭ信号ＤＣＳがハイレベルの期間をＴＨＷとする。ＰＷＭ信号ＤＣＳのデューティーは（ＴＨＷ／ＴＰＷＭ）×１００％である。なお、第２制御信号ＧＴＢの周波数は、ＰＷＭ信号ＤＣＳの周波数よりも高く設定されている。
【００３２】
ＰＷＭ信号ＤＣＳがハイレベルのとき、第１駆動回路１１０はハイレベルの第１制御信号ＤＲＶを出力し、第１スイッチング素子１１をオンさせる。このとき、第２駆動回路１２０が第２制御信号ＧＴＢをスイッチングすることで、スイッチングレギュレート制御を行う。これにより、調光用電圧ＡＣＳに対応した電流ＩＬＤが発光素子１５に流れる。ＰＷＭ信号ＤＣＳがローレベルのとき、第１駆動回路１１０はローレベルの第１制御信号ＤＲＶを出力し、第１スイッチング素子１１をオフさせる。また第２駆動回路１２０は、第２制御信号ＧＴＢをローレベルにする。このとき、発光素子１５に電流は流れない。
【００３３】
発光素子１５に流れる電流ＩＬＤの時間平均は、ＰＷＭ信号ＤＣＳのデューティーによって決まるので、発光量もＰＷＭ信号ＤＣＳのデューティーによって決まる。このように、ＰＷＭ調光モードでは、ＰＷＭ信号ＤＣＳのデューティーにより調光制御される。一方で、発光素子１５に電流ＩＬＤが流れているときの電流値は、その時間平均よりも高い電流値が確保されている。レーザーダイオードを発光させるためには、しきい値以上の電流ＩＬＤをレーザーダイオードに流す必要がある。上記のようなＰＷＭ制御を行うことで、レーザーダイオードにしきい値以上の電流ＩＬＤを流して発光させる共に、時間平均として調光を行うことが可能となっている。
【００３４】
２．過電流を停止する手法
次に、発光素子がグランドに短絡したときに過電流を停止する手法について説明する。まず図２の光源回路１０において発光素子１５のローサイドに第１スイッチング素子１１を設ける理由を説明する。なおハイサイドは、回路素子よりも第１電源ノードＮＶＩ側を意味し、ローサイドは、回路素子よりも第２電源ノードＮＧＮ側を意味する。
【００３５】
発光素子１５の最大光量を確保するために、複数のレーザーダイオードが用いられる。このとき、複数のレーザーダイオードを直列に接続することで、各レーザーダイオードに流れる電流ＩＬＤが共通となるため、発光素子１５に流れる電流を制御する回路が簡素化される。しかし、各レーザーダイオードにおける電圧ドロップが直列に加算されるため、その分だけ第１電源ＶＩＮを高くする必要がある。
【００３６】
第１電源ＶＩＮが高い場合に、発光素子１５のハイサイドに第１スイッチング素子１１を設けると、その第１スイッチング素子１１は第１電源ＶＩＮ付近で動作することになる。このため第１スイッチング素子１１のゲートに入力する制御信号を、第１電源ＶＩＮに合わせて高電圧にする必要がある。
【００３７】
一方、発光素子１５のローサイドに第１スイッチング素子１１を設けることで、第１スイッチング素子１１をより低電圧で動作させることが可能である。このため、発光素子１５のローサイドに第１スイッチング素子１１を設けることが望ましい。
【００３８】
また、発光素子１５のローサイドに第１スイッチング素子１１を設けることで第１スイッチング素子１１及び第２スイッチング素子１２にＮ型トランジスターを用いることが可能となり、部品を共通化できるという利点がある。
【００３９】
次に、図２の光源回路１０において発光素子１５がグランドに短絡したときの過電流について説明する。なお、短絡とは、正規の電流経路以外に異常な電流経路が発生することである。即ち、「グランドに短絡する」とは、金属又は埃等の付着、或いは実装不良によって、あるノードからグランドに対して異常な電流経路が発生することである。この短絡により生じた電流経路の抵抗値はゼロΩに限らず、その抵抗値がゼロΩより大きい場合も短絡に含まれる。
【００４０】
発光素子１５の一端又は他端がグランドに短絡した場合、或いは、発光素子１５に含まれる複数のレーザーダイオードのうちいずれかのレーザーダイオードの一端又は他端がグランドに短絡した場合、第１電源ＶＩＮから第１抵抗ＲＣＳ及び発光素子１５を介してグランドに電流が流れる。この電流は制御されていないため、発光素子１５が意図せず発光してしまう。また、電流が制御されていないことから発光素子１５の定格を超えた過電流が流れる可能性がある。
【００４１】
上述のように本実施形態では発光素子１５のローサイドに第１スイッチング素子１１を設けている。この場合、第１スイッチング素子１１をオフしても、グランド短絡による電流経路が遮断されない。以下、この過電流から発光素子１５を保護する本実施形態の手法を説明する。
【００４２】
図５は、発光制御装置１００の動作を説明する波形図である。なお以下ではハイレベルをアクティブとし、ローレベルを非アクティブとするが、論理レベルとアクティブの対応はこれに限定されない。
【００４３】
図５に示すように、時間ｔ０において発光素子１５がグランドに短絡したとする。時間ｔ０より前では、第１制御信号ＤＲＶがハイレベルであり、第１スイッチング素子１１がオンしている。そして第２駆動回路１２０が第２スイッチング素子１２をオンオフ制御することで、発光素子に流れる電流ＩＬＤをレギュレートする。
【００４４】
時間ｔ０において発光素子１５がグランドに短絡すると、発光素子１５に流れる電流ＩＬＤが増加するので、第１抵抗ＲＣＳの両端の電位差が大きくなる。検出回路１３１は、第１抵抗ＲＣＳの両端の電位差が所定値より大きいか否かを検出する。具体的には、第１抵抗ＲＣＳの両端の電位差が大きくなると、電流検出回路１２３により出力される検出電圧ＤＴＱが大きくなる。検出回路１３１は、検出電圧ＤＴＱと基準電圧とを比較する。
【００４５】
第１抵抗ＲＣＳの両端の電位差が所定値を超えたとき、検出回路１３１は検出信号ＤＥＴＣをローレベルからハイレベルにする。検出信号ＤＥＴＣがハイレベルのとき、動作制御回路１３３がローレベルの信号ＤＲＶＢを出力し、その信号ＤＲＶＢに基づいて第１駆動回路１１０がローレベルの第１制御信号ＤＲＶを出力する。即ち、検出信号ＤＥＴＣがハイレベルのとき、ＰＷＭ信号ＤＣＳがいずれの論理レベルであるかに関わらず、第１スイッチング素子１１がオフされる。この状態を駆動停止状態と呼ぶ。
【００４６】
動作制御回路１３３は、検出信号ＤＥＴＣがハイレベルになった後に電源停止信号ＰＷＳをローレベルからハイレベルにする。具体的には、動作制御回路１３３は、検出信号ＤＥＴＣがハイレベルである状態が所定期間続いたとき、電源停止信号ＰＷＳをハイレベルにする。より具体的には、動作制御回路１３３は、検出信号ＤＥＴＣがハイレベルである状態で所定クロック数のクロック信号ＣＬＫが入力されたとき、電源停止信号ＰＷＳをハイレベルにする。なお図５では所定クロック数が３であるが、これに限定されず、１以上であればよい。
【００４７】
電源停止信号ＰＷＳは、端子ＴＰＷＳから出力され、第１電源ノードＮＶＩに第１電源ＶＩＮを供給する電源回路へ入力される。電源回路の一例を図６に示す。
【００４８】
図６は光源装置２００に電源を供給する電源システム３６０の構成例である。電源システム３６０は、ＡＣ電源ＡＣＰをＤＣ電源ＤＣＰに変換するＡＣＤＣコンバーター３６１と、ＤＣ電源ＤＣＰを第１電源ＶＩＮに降圧変換するＤＣＤＣコンバーター３６２とを含む。ＤＣＤＣコンバーター３６２が、第１電源ノードＮＶＩに第１電源ＶＩＮを供給する電源回路に相当する。
【００４９】
電源停止信号ＰＷＳはＤＣＤＣコンバーター３６２に入力される。電源停止信号ＰＷＳがハイレベルのとき、ＤＣＤＣコンバーター３６２は第１電源ＶＩＮの出力を停止する。具体的には、電源停止信号ＰＷＳがハイレベルのとき、ＤＣＤＣコンバーター３６２は変換動作を停止する。例えば、ＤＣＤＣコンバーター３６２はスイッチングレギュレーターであり、そのスイッチング動作が停止されることで変換動作が停止される。或いはＤＣＤＣコンバーター３６２はオペアンプを用いたリニアレギュレーターであってもよく、そのオペアンプの動作が停止されることで変換動作が停止されてもよい。
【００５０】
図５に示すように、電源停止信号ＰＷＳがローレベルからハイレベルになったとき、ＤＣＤＣコンバーター３６２が第１電源ＶＩＮの出力を停止するので、発光素子１５に電流が供給されなくなる。即ち、発光素子１５はグランドに短絡しているが、電流供給源であるＤＣＤＣコンバーター３６２が停止しているため、発光素子に流れる電流ＩＬＤがゼロになる。これにより発光素子１５を過電流から保護できる。
【００５１】
本実施形態によれば、発光制御回路１０１は、第１抵抗ＲＣＳの両端の電位差が所定値より大きいと検出したとき、第１制御信号ＤＲＶを非アクティブにすることで駆動停止状態に設定する。これにより第１スイッチング素子１１がオフになるので、第１スイッチング素子１１を通過する電流経路が遮断され、正常時においては発光素子１５に電流が流れなくなる。
【００５２】
一方、発光素子１５がグランドに短絡した場合には、第１スイッチング素子１１がオフであっても発光素子１５に電流が流れる。本実施形態では、発光制御回路１０１は、駆動停止状態において第１抵抗ＲＣＳの両端の電位差が所定値より大きいか否かを判定する。これにより、発光制御回路１０１は、発光素子１５がグランドに短絡したことで発光素子１５に過電流が流れているか否かを判定できる。そして、発光制御回路１０１は、駆動停止状態において第１抵抗ＲＣＳの両端の電位差が所定値より大きいと検出したとき、電源停止信号ＰＷＳをアクティブにすることで、電源から発光素子１５への電流供給を停止させることができる。
【００５３】
なお、以上では第１制御信号ＤＲＶを非アクティブにした状態を駆動停止状態としたが、駆動停止状態において、第１制御信号ＤＲＶ及び第２制御信号ＧＴＢの少なくとも一方が非アクティブになっていればよい。即ち、発光制御回路１０１は、駆動停止状態において、第１制御信号ＤＲＶ及び第２制御信号ＧＴＢのいずれか一方を非アクティブにしてもよいし、第１制御信号ＤＲＶ及び第２制御信号ＧＴＢの両方を非アクティブにしてもよい。駆動停止状態において第２制御信号ＧＴＢが非アクティブにされる場合、制御信号出力回路１２１に検出信号ＤＥＴＣが入力される。そして、検出信号ＤＥＴＣがアクティブのとき制御信号出力回路１２１は第２制御信号ＧＴＢを非アクティブにすることで第２スイッチング素子１２をオフにする。
【００５４】
３．詳細構成例
図７は、電流検出回路１２３及び検出回路１３１の詳細構成例である。電流検出回路１２３は、差動入力シングルエンド出力のアンプ回路ＣＳＡＭＰを含む。アンプ回路ＣＳＡＭＰは、電流検出回路１２３に入力された電位差（ＣＳＰ−ＣＳＮ）を、所定ゲインで増幅し、その増幅後の電圧を検出電圧ＤＴＱとして出力する。
【００５５】
検出回路１３１は、コンパレーターＣＰＣを含む。コンパレーターＣＰＣは、検出電圧ＤＴＱと基準電圧ＶＴＣとを比較し、その結果である検出信号ＤＥＴＣを出力する。基準電圧ＶＴＣは、電位差（ＣＳＰ−ＣＳＮ）を判定するための所定値に対応する。コンパレーターＣＰＣは、ＤＴＱ＜ＶＴＣのときローレベルの検出信号ＤＥＴＣを出力し、ＤＴＱ＞ＶＴＣのときハイレベルの検出信号ＤＥＴＣを出力する。
【００５６】
図８は、動作制御回路１３３の詳細構成例である。動作制御回路１３３は、カウンターＣＴＡとアンド回路ＡＮＡ１、ＡＮＡ３とインバーターＩＶＡ１、ＩＶＡ２とラッチ回路ＦＡ４とを含む。カウンターＣＴＡは、ラッチ回路ＦＡ１〜ＦＡ３とアンド回路ＡＮＡ２とを含む。ラッチ回路ＦＡ１〜ＦＡ４は例えばダイナミックフリップフロップ回路である。以下、図９に示す波形図を用いて、動作制御回路１３３の動作を説明する。ここではＰＷＭ信号ＤＣＳがハイレベルであるとする。
【００５７】
アンド回路ＡＮＡ３は、検出信号ＤＥＴＣの論理反転信号とＰＷＭ信号ＤＣＳとの論理積を、信号ＤＲＶＢとして出力する。発光素子１５がグランドに短絡すると検出信号ＤＥＴＣがローレベルからハイレベルになるので、信号ＤＲＶＢがハイレベルからローレベルになる。
【００５８】
アンド回路ＡＮＡ１は、信号ＤＲＶＢの論理反転信号と検出信号ＤＥＴＣとの論理積を、信号ＡＮＡＱ１として出力する。検出信号ＤＥＴＣがローレベルからハイレベルになり、且つ信号ＤＲＶＢがハイレベルからローレベルになると、信号ＡＮＡＱ１はローレベルからハイレベルになる。
【００５９】
カウンターＣＴＡは、信号ＡＮＡＱ１がハイレベルのときクロック信号ＣＬＫのクロック数をカウントする。具体的には、ラッチ回路ＦＡ１〜ＦＡ３のクロック端子にクロック信号ＣＬＫが入力される。信号ＡＮＡＱ１がローレベルからハイレベルになった後、最初のクロック信号ＣＬＫの立ち上がりエッジでラッチ回路ＦＡ１が信号ＡＮＡＱ１をラッチする。これにより、ラッチ回路ＦＡ１の出力信号ＥＲＲ１がハイレベルになる。同様に、信号ＡＮＡＱ１がローレベルからハイレベルになった後、２つ目、３つ目のクロック信号ＣＬＫの立ち上がりエッジで、ラッチ回路ＦＡ２、ＦＡ３が信号ＥＲＲ１、ＥＲＲ２をラッチする。これにより、ラッチ回路ＦＡ２、ＦＡ３の出力信号ＥＲＲ２、ＥＲＲ３がハイレベルになる。
【００６０】
アンド回路ＡＮＡ２は、出力信号ＥＲＲ１〜ＥＲＲ３の論理積を、信号ＣＴＡＱとして出力する。信号ＡＮＡＱ１がローレベルからハイレベルになった後、３つ目のクロック信号ＣＬＫの立ち上がりエッジで、信号ＣＴＡＱがローレベルからハイレベルになる。
【００６１】
信号ＣＴＡＱはラッチ回路ＦＡ４のクロック端子に入力される。出力信号ＣＴＡＱの立ち上がりエッジでラッチ回路ＦＡ４はハイレベルを取り込む。これにより、ラッチ回路ＦＡ４が出力する電源停止信号ＰＷＳが、ローレベルからハイレベルになる。
【００６２】
以上のように、カウンターＣＴＡは、信号ＤＲＶＢがローレベルであり、且つ検出信号ＤＥＴＣがハイレベルである状態において、クロック信号ＣＬＫのクロック数をカウントする。信号ＤＲＶＢがローレベルである状態は、駆動停止状態に相当する。また、検出信号ＤＥＴＣがハイレベルである状態は、第１抵抗ＲＣＳの両端の電位差が所定値より大きいと検出されている状態に相当する。動作制御回路１３３は、カウンターがカウントしたクロック数が所定数になったとき、電源停止信号ＰＷＳをローレベルからハイレベルにする。図９では所定数は３である。
【００６３】
なお、ＰＷＭ信号ＤＣＳがローレベルであるときには、検出信号ＤＥＴＣの論理レベルに関わらず、信号ＤＲＶＢがローレベルである。即ち、検出信号ＤＥＴＣがローレベルからハイレベルになったとき、信号ＤＲＶＢがローレベルに維持されると共に、信号ＡＮＡＱ１がローレベルからハイレベルになる。そして、信号ＡＮＡＱ１がローレベルからハイレベルになった後、３つ目のクロック信号ＣＬＫの立ち上がりエッジで電源停止信号ＰＷＳがローレベルからハイレベルになる。このように、ＰＷＭ信号ＤＣＳがローレベルであるときには、元々駆動停止状態となっている。このため、ＰＷＭ信号ＤＣＳがローレベルであるときには、動作制御回路１３３は、第１抵抗ＲＣＳの両端の電位差が所定値より大きいと判定された状態において、カウンターＣＴＡがカウントしたクロック数が所定数になったとき、電源停止信号ＰＷＳをローレベルからハイレベルにする。
【００６４】
４．投写型映像表示装置
図１０は、光源装置２００を含む投写型映像表示装置４００の構成例である。投写型映像表示装置４００は、スクリーンに映像を投写する装置であり、プロジェクターとも呼ばれる。投写型映像表示装置４００は、光源装置２００と処理装置３００と操作部３１０と記憶部３２０と通信部３３０と表示装置３４０と光学系３５０とを含む。光源装置２００は発光制御装置１００と光源回路１０とを含む。
【００６５】
通信部３３０は、ＰＣ等の情報処理装置との間で通信を行う。通信部３３０は、ＶＧＡ規格又はＤＶＩ規格、ＨＤＭＩ（ＨＤＭＩは登録商標）規格等の種々の映像インターフェースである。或いは、通信部３３０は、ＵＳＢ規格等の通信インターフェースであってもよいし、又はＬＡＮ等のネットワークインターフェースであってもよい。記憶部３２０は、通信部３３０から入力された画像データを記憶する。また記憶部３２０は処理装置３００のワーキングメモリーとして機能してもよい。記憶部３２０は、半導体メモリー又はハードディスクドライブ等の種々の記憶装置である。操作部３１０は、ユーザーが投写型映像表示装置４００を操作するためのユーザーインターフェースである。例えば操作部３１０は、ボタン又はタッチパネル、ポインティングデバイス、文字入力デバイス等である。処理装置３００は、ＣＰＵ又はＭＰＵ等のプロセッサーである。処理装置３００は、記憶部３２０に記憶された画像データを表示装置３４０へ送信する。また処理装置３００は、発光制御装置１００にＰＷＭ信号及び調光用電圧を出力することで調光制御を行う。表示装置３４０は、液晶表示パネルと、画像データに基づいて液晶表示パネルに画像を表示させる表示ドライバーと、を含む。液晶パネルには光源回路１０から光が入射され、液晶パネルを透過した光が光学系３５０によってスクリーンに投写される。図１０では光の経路を点線矢印で示している。
【００６６】
以上に説明した本実施形態の発光制御装置は、光源回路の第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を制御する。光源回路は、第１電源ノードと第１ノードとの間に第１抵抗、発光素子、第１スイッチング素子の順に直列に設けられる第１抵抗、発光素子及び第１スイッチング素子を含む。また光源回路は、第１ノードと第２電源ノードとの間に直列に設けられるインダクター、第２スイッチング素子及び第２抵抗と、を含む。発光制御回路は、検出回路と発光制御回路とを含む。検出回路は、第１抵抗の両端の電位差である第１電位差が所定値より大きいか否かを検出する。発光制御回路は、第１スイッチング素子のオンオフを制御する第１制御信号と、第２スイッチング素子のオンオフを制御する第２制御信号と、を出力する。発光制御回路は、第１電位差が所定値より大きいと検出されたとき、第１制御信号及び第２制御信号の少なくとも一方を非アクティブにする駆動停止状態に設定する。発光制御回路は、駆動停止状態において第１電位差が所定値より大きいと検出されたとき、第１電源ノードへの電源供給の停止を指示する電源停止信号をアクティブにする。
【００６７】
本実施形態では、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子が発光素子のローサイドに設けられる。本実施形態によれば、第１抵抗の両端の電位差が所定値より大きいと検出されたとき、第１制御信号及び第２制御信号の少なくとも一方が非アクティブにされる。即ち駆動停止状態に設定される。これにより第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子の少なくとも一方がオフになるので、発光素子からローサイドへの電流経路が遮断され、正常時においては発光素子に電流が流れなくなる。
【００６８】
しかし、発光素子がグランドに短絡した場合には、動作停止状態であっても発光素子から短絡経路を介してグランドに電流が流れる。本実施形態では、駆動停止状態において第１抵抗の両端の電位差が所定値より大きいか否かを判定する。これにより、発光素子がグランドに短絡したことで発光素子に過電流が流れているか否かが判定される。そして、駆動停止状態において第１抵抗の両端の電位差が所定値より大きいと検出されたとき、電源停止信号がアクティブにされることで、電源から発光素子への電流供給が停止される。これにより、発光素子のローサイドにスイッチング素子が設けられる場合であっても、発光素子がグランドに短絡したときの過電流から発光素子を保護できる。
【００６９】
また本実施形態では、発光制御回路は、駆動停止状態において、第１電位差が所定値より大きいと判定された状態が所定期間続いたとき、電源停止信号を出力してもよい。
【００７０】
本実施形態では、駆動停止状態となったときに第１電位差が所定値より小さくなれば、発光素子に過電流が流れていないと判断できる。即ち、駆動停止状態となった後も、第１電位差が所定値より大きい状態が継続しているときにのみ、発光素子に過電流が流れていると判断できる。本実施形態によれば、所定期間を設けたことで、駆動停止状態となった後も、第１電位差が所定値より大きい状態が継続しているか否かを判定できる。
【００７１】
また本実施形態では、発光制御回路は、駆動停止状態であり、且つ第１電位差が所定値より大きいと検出されている状態において、クロック信号のクロック数をカウントするカウンターを含んでもよい。発光制御回路は、カウンターがカウントしたクロック数が所定数になったとき、電源停止信号を出力してもよい。
【００７２】
本実施形態によれば、駆動停止状態であり、且つ第１電位差が所定値より大きいと検出されている状態において、カウンターがカウントしたクロック数が所定数になったとき、電源停止信号が出力される。所定数のクロック数は上記所定期間に対応する。即ち本実施形態によれば、駆動停止状態において、第１電位差が所定値より大きいと判定された状態が所定期間続いたとき、電源停止信号を出力できる。
【００７３】
また本実施形態では、発光制御回路は、検出回路により第１電位差が所定値より大きいと検出されたとき、発光素子に過電流が流れたと判断してもよい。
【００７４】
発光素子に流れる電流によって、第１抵抗の両端の電位差が発生している。即ち、第１抵抗の両端の電位差に基づいて、発光素子に流れる電流を検出できる。本実施形態によれば、検出回路により第１電位差が所定値より大きいか否かを検出することで、発光素子に過電流が流れたか否かを判断できる。
【００７５】
また本実施形態では、発光制御回路は、第１電位差に基づいて発光素子に流れる電流を検出する電流検出回路を含んでもよい。検出回路は、電流検出回路の電流検出結果に基づいて、第１電位差が所定値より大きいか否かを検出してもよい。発光制御回路は、電流検出結果と、第２抵抗の両端の電位差である第２電位差とに基づいて、第２制御信号をＰＷＭ制御してもよい。
【００７６】
このようにすれば、発光素子に流れる電流の検出結果と、第２スイッチング素子に流れる電流の検出結果とに基づいて、発光素子に流れる電流をスイッチングレギュレート制御できる。本実施形態において、発光素子に流れる電流は、電流検出回路により検出される。このため、検出回路は、電流検出回路の電流検出結果に基づいて、第１電位差が所定値より大きいか否かを検出できる。
【００７７】
また本実施形態では、発光制御回路は、第１電源ノードに第１電源を供給する電源回路に対して、電源回路の動作を停止させる電源停止信号を出力してもよい。
【００７８】
このようにすれば、発光制御回路は、駆動停止状態において第１電位差が所定値より大きいと検出されたとき、電源回路の動作を停止させることができる。これにより、発光素子がグランドに短絡した場合であっても、電源回路から発光素子への電流供給が停止されるので、発光素子を過電流から保護できる。
【００７９】
また本実施形態の光源装置は、上記のいずれかに記載の発光制御装置と、光源回路と、を含む。
【００８０】
また本実施形態では、光源装置は、第１電源ノードに第１電源を供給する電源回路を含んでもよい。発光制御回路は、電源回路に電源停止信号を出力してもよい。
【００８１】
また本実施形態の投写型映像表示装置は、上記のいずれかに記載された光源装置と、光源装置を制御する処理装置と、を含む。
【００８２】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本開示の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本開示の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本開示の範囲に含まれる。また発光制御回路、発光制御装置、光源回路、光源装置、投写型映像表示装置の構成及び動作等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１０…光源回路、１１…第１スイッチング素子、１２…第２スイッチング素子、１４…インダクター、１５…発光素子、１００…発光制御装置、１０１…発光制御回路、１１０…第１駆動回路、１２０…第２駆動回路、１２１…制御信号出力回路、１２２…スロープ補償回路、１２３…電流検出回路、１２４…エラーアンプ回路、１２５…スイッチ回路、１２６…コンパレーター、１３１…検出回路、１３３…動作制御回路、１４０…発振回路、２００…光源装置、３００…処理装置、３１０…操作部、３２０…記憶部、３３０…通信部、３４０…表示装置、３５０…光学系、３６０…電源システム、３６１…ＡＣＤＣコンバーター、３６２…ＤＣＤＣコンバーター、４００…投写型映像表示装置、ＡＣＳ…調光用電圧、ＣＬＫ…クロック信号、ＣＴＡ…カウンター、ＤＣＳ…ＰＷＭ信号、ＤＥＴＣ…検出信号、ＤＲＶ…第１制御信号、ＧＴＢ…第２制御信号、ＩＬＤ…電流、Ｎ１…第１ノード、ＮＧＮ…第２電源ノード、ＮＶＩ…第１電源ノード、ＰＷＳ…電源停止信号、ＲＣＳ…第１抵抗、ＲＩＳ…第２抵抗、ＶＩＮ…第１電源
【図１】
2020155203.tif 000003
【図２】
2020155203.tif 000004
【図３】
2020155203.tif 000005
【図４】
2020155203.tif 000006
【図５】
2020155203.tif 000007
【図６】
2020155203.tif 000008
【図７】
2020155203.tif 000009
【図８】
2020155203.tif 000010
【図９】
2020155203.tif 000011
【図１０】
2020155203.tif 000012