(57)【要約】【課題】  ＬＥＤの電源電圧を各色に応じて切り替える際に、必要な応答速度を確保し、また、エネルギーロスを改善する。【解決手段】  複数のＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃを設け、駆動するＤＣ−ＤＣコンバータの数を、負荷に必要な電力変化量に応じて制御する。各色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄ、５２ａ〜５２ｄ、５３ａ〜５３ｄに応じて電源電圧を切り替える際に、電源電圧が所定の電圧に近づくまでは、３つのＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃをフル駆動させ、電源電圧が所定の電圧まで上昇したら、駆動するＤＣ−ＤＣコンバータの数を減らし、１つのＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａのみを駆動させる。これにより、電源電圧を切り替えるときには応答速度が速くなり、それ以外では、ロスを改善することができる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
必要な電力量が異なる複数の負荷に対して順次電力を供給する電源制御装置であって、
スイッチングタイミングの位相が異なる複数のＤＣ−ＤＣコンバータからなる電源手段と、
前記負荷の切り替わりによる電力変化量に応じて、前記複数のＤＣ−ＤＣコンバータのうち駆動するＤＣ−ＤＣコンバータの数を制御する制御手段と
を有することを特徴とする電源制御装置。
【請求項２】
電源制御装置が電力を供給する前記負荷に必要な電力変化量が大きいときに、前記負荷に必要な電力変化量が小さいときに比べて、前記駆動に用いるＤＣ−ＤＣコンバータの数を多くするようにしたことを特徴とする請求項１記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記負荷と電気的に直列接続されると共に、前記電源手段と電気的グラウンドとの間に配置される定電流回路を更に有することを特徴とする請求項１記載の電源制御装置。
【請求項４】
必要な電力量が異なる複数の負荷に対して順次電力を供給する電源装置と、
前記負荷として複数色の照明光のうちの各色の照明光を順次出射する複数の発光手段を有し、
前記電源装置は、スイッチングタイミングの位相が異なる複数のＤＣ−ＤＣコンバータからなる電源手段と、
前記負荷の切り替わりによる電力変化量に応じて、前記複数のＤＣ−ＤＣコンバータのうち駆動するＤＣ−ＤＣコンバータの数を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記複数の発光手段が出射する照明光の色が別の色に切り替えられるときに、同色の色に切り替えられるときに比べて、前記駆動するＤＣ−ＤＣコンバータの数を多くするようにしたことを特徴とする照明装置。
【請求項５】
前記発光手段は、赤、緑、青の各色の照明光を出射する発光ダイオードであることを特徴とする請求項４記載の照明装置。
【請求項６】
前記複数の発光手段が出射する照明光の色が同色の際に前記電源制御装置から出力する電圧値は略一定であることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項７】
前記発光手段は、赤、緑、青の各色の照明光を出射する発光ダイオードであり、
前記発光ダイオードの順方向降下電圧のうち最大値を各色毎に求め、この各色毎の最大値を前記各色における電圧値となるように設定することを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＭＤ(Digital Micromirror Device)素子を用いたプロジェクタの照明に用いて好適な電源制御装置及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願出願人は、先に、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)を円周上に配置し、ＬＥＤを順次パルス点灯させ、ＬＥＤの点灯に合わせて光学系のロッドを回転させ、点灯中のＬＥＤの光を集めて照射するＬＥＤ照射ユニットを提案している。ＬＥＤに流せる電流は直流駆動では限界があるが、パルス駆動を行うと、大電流が流せ、強い発光が得られる。したがって、上述のように、ＬＥＤをパルス点灯させ、ＬＥＤの点灯に合わせて光学系のロッドを回転させ、点灯中のＬＥＤの光を集めるようにすれば、ＬＥＤを連続点灯させたのと等価になり、大きな光量を得ることができる。そして、このようなＬＥＤ照射ユニットを、ＤＭＤ(Digital Micromirror Device)のプロジェクタの光源として使うことが検討されている。
【０００３】
ＤＭＤ素子は、表面に無数の微少なミラーを配置し、その角度を画素毎に変えられるようにしたデバイスである。ＤＭＤ素子のような面順次素子に対する光源では、ＲＧＢの各色のＬＥＤが順に点灯される。このとき、各色のＬＥＤに応じて、電源電圧を切り替えることが望ましい。
【０００４】
つまり、ＬＥＤには、ＬＥＤの順方向降下電圧Ｖｆより僅かに高い電圧を印加するのが効率的である。ＬＥＤの順方向降下電圧Ｖｆは、各色毎に異なっている。したがって、ＲＧＢの各色のＬＥＤが順に点灯させるようにした場合には、各色毎に、電源電圧を切り替えることが望ましい。
【０００５】
このように、各色のＬＥＤに応じて電源電圧を切り替えるときに、電源の応答速度が遅く、電圧上昇時に所望の電圧に達しないと、ＬＥＤへの電流が不足して暗くなる。ＤＣ−ＤＣコンバータの応答速度は、電源のスイッチング速度に略比例する。このため、電源電圧を切り替えるときには、スイッチング速度を上げて、応答速度を上げることが考えられる。
【０００６】
ところが、構成が簡単なハードスイッチング方式のＤＣ−ＤＣコンバータでは、スイッチング素子としてのＦＥＴ(Field Effect Transistor)やコイルの特性上、スイッチング周波数が数１００ｋＨｚに制限され、スイッチング素子の速度を上げることには限界がある。
【０００７】
そこで、特許文献１に示されるように、複数のＤＣ−ＤＣコンバータを並列に接続し、それぞれの位相をずらして駆動させることで、見かけ上のスイッチング周波数を高くして、電源の応答速度を高めるようにすることが考えられる。
【特許文献１】特開２００４−１５９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に示されるものでは、常に、２つ或いは３つのＤＣ−ＤＣコンバータを並列にフル駆動させている。このような構成では、エネルギー損失が大きく、ＬＥＤの電流を設定する定電流回路の発熱が大きくなるという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上述の課題を鑑み、電源電圧を切り替えるときには必要な応答速度を確保し、それ以外では、ロスを改善するようにした電源制御装置及びこのような電源制御装置を使用してＬＥＤを点灯させるようにした照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、必要な電力量が異なる複数の負荷に対して順次電力を供給する電源制御装置であって、スイッチングタイミングの位相が異なる複数のＤＣ−ＤＣコンバータからなる電源手段と、負荷の切り替わりによる電力変化量に応じて、複数のＤＣ−ＤＣコンバータのうち駆動するＤＣ−ＤＣコンバータの数を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、電源制御装置が電力を供給する前記負荷に必要な電力変化量が大きいときに、負荷に必要な電力変化量が小さいときに比べて、駆動に用いるＤＣ−ＤＣコンバータの数を多くするようにしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、負荷と電気的に直列接続されると共に、電源手段と電気的グラウンドとの間に配置される定電流回路を更に有することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、必要な電力量が異なる複数の負荷に対して順次電力を供給する電源装置と、負荷として複数色の照明光のうちの各色の照明光を順次出射する複数の発光手段を有し、電源装置は、スイッチングタイミングの位相が異なる複数のＤＣ−ＤＣコンバータからなる電源手段と、負荷の切り替わりによる電力変化量に応じて、前記複数のＤＣ−ＤＣコンバータのうち駆動するＤＣ−ＤＣコンバータの数を制御する制御手段とを有し、制御手段は、複数の発光手段が出射する照明光の色が別の色に切り替えられるときに、同色の色に切り替えられるときに比べて、駆動するＤＣ−ＤＣコンバータの数を多くするようにしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、発光手段は、赤、緑、青の各色の照明光を出射する発光ダイオードであることを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項４の発明において、複数の発光手段が出射する照明光の色が同色の際に電源制御装置から出力する電圧値は略一定であることを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項４の発明において、発光手段は、赤、緑、青の各色の照明光を出射する発光ダイオードであり、発光ダイオードの順方向降下電圧のうち最大値を各色毎に求め、この各色毎の最大値を前記各色における電圧値となるように設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数のＤＣ−ＤＣコンバータを設け、駆動するＤＣ−ＤＣコンバータの数を、負荷に必要な電力変化量に応じて制御するようにしている。そして、電源電圧を切り替える際に、電源電圧が所定の電圧に近づくまでは、複数のＤＣ−ＤＣコンバータをフル駆動させ、電源電圧が所定の電圧まで上昇したら、ＤＣ−ＤＣコンバータの数を減らすようにしている。これにより、電源電圧を各色のＬＥＤに応じて高速に切り替えることができると共に、エネルギー損失を抑えることができる。
【００１８】
また、複数のＤＣ−ＤＣコンバータのうち、１つのＤＣ−ＤＣコンバータのみを継続動作させ、他のＤＣ−ＤＣコンバータを順次動作させているので、ＤＣ−ＤＣコンバータの駆動時間が分散され、故障率の低下が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１〜図４は、本発明が適用できるＤＭＤプロジェクタの概要を示すものである。
【００２０】
図１において、１はＬＥＤ照明ユニットを示し、ＬＥＤ照明ユニット１には、図２に示すように、複数の赤色のＬＥＤ２ｒと、緑色のＬＥＤ２ｇと、青色のＬＥＤ２ｂとが円周上に配置される。これらの円周上に配置されたＬＥＤ２ｒ、２ｇ、２ｂの中心に、Ｌ字型導光ロッド５が回転可能に配置されている。
【００２１】
Ｌ字型導光ロッド５は、図３に示すように、平行ロッド１１と、形状変換テーパロッド１２とがＬ字状に連結されている。平行ロッド１１には、光取込口１３が設けられる。形状変換テーパロッド１２には、光出射光１４が設けられる。平行ロッド１１と形状変換テーパロッド１２との間には、反射コート１６及び高屈折反射プリズム１５が設けられる。
【００２２】
照明ユニット１に配列されたＬＥＤ２ｒ、２ｇ、２ｂは、光源制御回路３により、順次、パルス点灯される。このＬＥＤ２ｒ、２ｇ、２ｂの点灯と、Ｌ字型導光ロッド５の回転とは同期されており、Ｌ字型導光ロッド５が回転されると、その光取込口１３の近傍にあるＬＥＤがパルス発光される。
【００２３】
ＬＥＤのパルス発光は、直流発光（常時発光）より大きな電流を流せ、瞬間的に強い光を放つ。これらにより、Ｌ字型導光ロッド５からはＬＥＤのパルス発光の光量が連続的に取り出せる。
【００２４】
図１において、ＬＥＤ照明ユニット１からの光は、光束形状変換素子６を通過し、ほぼ平行光となり、そして、照明レンズ４を介して照明ミラー７に照射され、照明ミラー７により反射されて、ＤＭＤ素子８に照射される。光束形状変換素子６は、図４に示すように、８角形の入射端１８と、矩形の出射端１９を有し、その内面に反射コート１７が設けられている。
【００２５】
図１において、ＤＭＤ素子８の反射光は、投影レンズ９で拡大され、スクリーン１０に投影される。このときに、ＲＧＢ各色の映像信号に対応して反射角が変調されたＤＭＤ素子８の表示画面と、照明ユニット１からのＲＧＢの照明光を同期させることで、スクリーン１０にカラー映像が表示される。
【００２６】
本発明は、上述のように構成されるＤＭＤ素子を用いたプロジェクタの電源制御に用いられる。図５は、本発明の実施形態を示すものである。図５において、赤色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄ、緑色のＬＥＤ５２ａ〜５２ｄ、青色のＬＥＤ５３ａ〜５３ｄは、図２におけるＬＥＤ２ｒ、２ｇ、２ｂにそれぞれ対応している。なお、この例では、説明を簡単とするために、各色のＬＥＤの数を４個として説明する。
【００２７】
各色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄ、ＬＥＤ５２ａ〜５２ｄ、ＬＥＤ５３ａ〜５３ｄと直列に、各ＬＥＤをパルス点灯させるためのＦＥＴ５４ａ〜５４ｄ、ＦＥＴ５５ａ〜５５ｄ、ＦＥＴ５６ａ〜５６ｄがそれぞれ設けられる。
【００２８】
ＦＥＴ５４ａ〜５４ｄ、５５ａ〜５５ｄ、５６ａ〜５６ｄのゲートには、タイミング生成回路５８から、パルス信号ＳＲ１〜ＳＲ４、ＳＧ１〜ＳＧ４、ＳＢ１〜ＳＢ４がそれぞれ供給される。これらのパルス信号ＳＲ１〜ＳＲ４、ＳＧ１〜ＳＧ４、ＳＢ１〜ＳＢ４により、ＦＥＴ５４ａ〜５４ｄ、ＦＥＴ５５ａ〜５５ｄ、ＦＥＴ５６ａ〜５６ｄが順にオンされ、これにより、ＬＥＤ５１ａ〜５１ｄ、ＬＥＤ５２ａ〜５２ｄ、ＬＥＤ５３ａ〜５３ｄが順にパルス点灯される。
【００２９】
各色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄ、ＬＥＤ５２ａ〜５２ｄ、ＬＥＤ５３ａ〜５３ｄに対して、ＬＥＤに流れる電流を設定するための定電流回路５９ａ、５９ｂ、５９ｃが設けられる。
【００３０】
定電流回路５９ａは、赤色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄに流れる電流を設定するもので、演算増幅器６０ａと、ＦＥＴ６１ａと、抵抗６２ａとからなる。演算増幅器６０ａの出力端子はＦＥＴ６１ａのゲートに接続される。演算増幅器６１ａの反転入力端子は、抵抗６２ａとＦＥＴ６１ａのソースとの接続点に接続され、この接続点と接地間に、抵抗６２ａが接続される。演算増幅器６０ａの非反転入力端子には、ＲＯＭ(Read Only Memory)６５からＤ／Ａ(Digital to Analog)コンバータ６６を介して、設定値が与えられる。
【００３１】
定電流回路５９ｂは、緑色のＬＥＤ５２ａ〜５２ｄに流れる電流を設定するもので、演算増幅器６０ｂと、ＦＥＴ６１ｂと、抵抗６２ｂとからなる。演算増幅器６０ｂの出力端子はＦＥＴ６１ｂのゲートに接続される。演算増幅器６１ｂの反転入力端子は、抵抗６２ｂとＦＥＴ６１ｂのソースとの接続点に接続され、この接続点と接地間に、抵抗６２ｂが接続される。演算増幅器６０ｂの非反転入力端子には、ＲＯＭ６５からＤ／Ａコンバータ６６を介して、設定値が与えられる。
【００３２】
定電流回路５９ｃは、青色のＬＥＤ５３ａ〜５３ｄに流れる電流を設定するもので、演算増幅器６０ｃと、ＦＥＴ６１ｃと、抵抗６２ｃとからなる。演算増幅器６０ｃの出力端子はＦＥＴ６１ｃのゲートに接続される。演算増幅器６１ｃの反転入力端子は、抵抗６２ｃとＦＥＴ６１ｃのソースとの接続点に接続され、この接続点と接地間に、抵抗６２ｃが接続される。演算増幅器６０ｃの非反転入力端子には、ＲＯＭ６５からＤ／Ａコンバータ６６を介して、設定値が与えられる。
【００３３】
このような定電流回路５９ａ〜５９ｃでは、ＲＯＭ６５からの設定値に応じて、各ＬＥＤの電流値を設定できる。
【００３４】
例えば、定電流回路５９ａにおいては、赤色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄを流れる電流は、ＦＥＴ６１ａを介して、抵抗６２ａを流れる電流により設定される。抵抗６２ａを介して流れる電流は、抵抗６２の両端電圧により検出され、この検出電圧が演算増幅器６０ａの反転入力端子に供給される。ＲＯＭ６５には、各ＬＥＤの最適な電流の設定値が書き込まれている。演算増幅器６０ａの非反転入力端子には、ＲＯＭ６５からＤ／Ａコンバータ６６を介して設定値が与えられている。したがって、抵抗６２ａからの検出電圧が、ＲＯＭ６５からＤ／Ａコンバータ６６を介して与えられる設定値と等しくなるように負帰還がかかり、ＦＥＴ６１ａ及び抵抗６２ａを介して流れる電流は、ＲＯＭ６５からの設定値に応じて制御される。
【００３５】
他の定電流回路５９ｂ、５９ｃも、同様に、ＲＯＭ６５からＤ／Ａコンバータ６６を介して与えられる設定値に応じて設定される。
【００３６】
各色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄ、ＬＥＤ５２ａ〜５２ｄ、ＬＥＤ５３ａ〜５３ｄに対する電源は、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ、７１ｂ、７１ｃにより与えられる。
【００３７】
ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａは、スイッチ素子７２ａと、フライホイールダイオード７３ａと、チョークコイル７４ａとから構成される。ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ｂは、スイッチ素子７２ｂと、フライホイールダイオード７３ｂと、チョークコイル７４ｂとから構成される。ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ｃは、スイッチ素子７２ｃと、フライホイールダイオード７３ｃと、チョークコイル７４ｃとから構成される。
【００３８】
各ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃは、ハードスイッチング方式のＤＣ−ＤＣコンバータである。ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃには、バッテリ７５からの直流電源が印加される。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃの出力は、コンデンサ７６により平滑化されて出力される。
【００３９】
スイッチング素子７２ａ〜７２ｃには、電源制御回路７７から、スイッチングパルスＳＷＰ１〜ＳＷＰ３がそれぞれ供給される。電源制御回路７７の電圧設定値は、タイミング生成回路５８からの出力により切り替えられる。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃからの出力電圧は、抵抗７８と抵抗７９との接続点から検出され、この検出電圧が電源制御回路７７に供給される。
【００４０】
電源制御回路７７は、設定電圧と検出電圧とを比較し、この比較値に基づいて、スイッチングパルスＳＷＰ１〜ＳＷＰ３のパルス幅を制御して、出力電圧が設定値となるようなＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御を行っている。また、後に説明するように、電源電圧を切り替えるときに、電源電圧が所定の電圧に近づくまではＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃをフル駆動させ、電源電圧が所定の電圧まで上昇したら、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａのみ駆動させるようにしている。
【００４１】
Ｌ字型導光ロッド８１（図２におけるＬ字型導光ロッド５に対応する）に対しては、フォトディテクタ８２が設けられ、フォトディテクタ８２からはＬ字型導光ロッド８１の回転検出信号が出力される。この回転検出信号は、タイミング生成回路５８に供給されると共に、ＰＬＬ(Phase Locked Loop)８３に供給される。ＰＬＬ８３で、Ｌ字型導光ロッド８１の回転検出信号から、各ＬＥＤの位置に対応する基準クロックが形成される。この基準クロックがタイミング生成回路５８に供給される。
【００４２】
ＤＭＤ駆動回路８４には、入力端子８０から映像信号が供給される。ＤＭＤ駆動回路８４から映像信号の垂直同期信号ＶＤが出力され、この映像信号の垂直同期信号ＶＤがタイミング生成回路５８に供給される。
【００４３】
タイミング生成回路５８で、フォトディテクタ８２からの回転検出信号の位相と、ＤＭＤ駆動回路８４からの映像信号の垂直同期信号ＶＤとの位相が比較され、この位相比較出力に基づいて、Ｌ字型導光ロッド８１を回転させるモータ８５の駆動信号が形成される。このモータ８５の駆動信号は、ドライバ８６を介してモータ８５に供給される。また、タイミング生成回路５８から回転検出信号がＤＭＤ駆動回路に入力され、この信号に同期した出力信号がＤＭＤ素子８９に供給される。
【００４４】
また、タイミング生成回路５８で、ＰＬＬ８３からの回転クロックに基づいて、各色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄ、ＬＥＤ５２ａ〜５２ｄ、ＬＥＤ５３ａ〜５３ｄを順次点灯させるためのパルス信号ＳＲ１〜ＳＲ４、ＳＧ１〜ＳＧ４、ＳＢ１〜ＳＢ４が生成される。これにより、Ｌ字型導光ロッド８１の回転と、各色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄ、ＬＥＤ５２ａ〜５２ｄ、ＬＥＤ５３ａ〜５３ｄの点灯タイミングとの同期がとられる。
【００４５】
また、各色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄ、ＬＥＤ５２ａ〜５２ｄ、ＬＥＤ５３ａ〜５３ｄからの光量を検出するフォトセンサ８７が設けられる。このフォトセンサ８７の検出信号が光量変動補正データ生成回路８８に供給される。ＲＯＭ６５には、各ＬＥＤの最適な電流の設定値が書き込まれている。この電流設定値は、光量変動補正データ生成回路８８からの出力信号により、光量に応じて補正され、各色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄ、ＬＥＤ５２ａ〜５２ｄ、ＬＥＤ５３ａ〜５３ｄからの光量が一定に保たれる。
【００４６】
このように、本発明の実施形態では、赤色のＬＥＤ５１ｃ〜５１ｄ、青色のＬＥＤ５２ｃ〜５２ｄ、緑色のＬＥＤ５３ａ〜５３ｄの電源として、３つのＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃが設けられている。そして、設定電圧を切り替えるときに、電源電圧が所定の電圧に近づくまではＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃをフル駆動させ、電源電圧が所定の電圧まで上昇したら、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａのみ駆動させるようにしている。これにより、電源電圧を各色のＬＥＤに応じて高速に切り替えることができ、同色のＬＥＤを点灯させているときには、ロスを最小にすることができる。このことについて、以下に詳述する。
【００４７】
図６は、ＦＥＴ５４ａ〜５４ｄ、ＦＥＴ５５ａ〜５５ｄ、ＦＥＴ５６ａ〜５６ｄに供給されるパルス信号ＳＲ１〜ＳＲ４、ＳＧ１〜ＳＧ４、ＳＢ１〜ＳＢ４のタイミングを示すものである。
【００４８】
時刻Ｔ０〜Ｔ１の間に、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示すように、赤色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄを点灯させるためのパルス信号ＳＲ１〜ＳＲ４が順にＨレベルになる。これにより、ＦＥＴ５４ａ〜５４ｄが順にオンし、赤色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄが順に点灯する。
【００４９】
時刻Ｔ１〜Ｔ２の間に、図６（Ｅ）〜図６（Ｈ）に示すように、緑色のＬＥＤ５２ａ〜５２ｄを点灯させるためのパルス信号ＳＧ１〜ＳＧ４が順にＨレベルになる。これにより、ＦＥＴ５５ａ〜５５ｄが順にオンし、緑色のＬＥＤ５２ａ〜５２ｄが順に点灯する。
【００５０】
時刻Ｔ２〜Ｔ３の間に、図６（Ｉ）〜図６（Ｌ）に示すように、青色のＬＥＤ５３ａ〜５３ｄを点灯させるためのパルス信号ＳＢ１〜ＳＢ４が順にＨレベルになる。これにより、ＦＥＴ５６ａ〜５６ｄが順にオンし、青色のＬＥＤ５３ａ〜５３ｄが順に点灯する。
【００５１】
以下、時刻Ｔ３〜Ｔ４で赤色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄを点灯させるためのパルス信号ＳＲ１〜ＳＲ４が順にＨレベルになり、時刻Ｔ４〜Ｔ５で緑色のＬＥＤ５２ａ〜５２ｄを点灯させるためのパルス信号ＳＧ１〜ＳＧ４が順にＨレベルになり、時刻Ｔ５〜Ｔ６で青色のＬＥＤ５３ａ〜５３ｄを点灯させるためのパルス信号ＳＢ１〜ＳＢ４が順にＨレベルになる。
【００５２】
図７は、各時刻での必要電源電圧を示すものである。必要電源電圧は、各色のＬＥＤの順方向降下電圧Ｖｆより僅かに低い電圧である。図７に示すように、時刻Ｔ０〜Ｔ１では、赤色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄを点灯させるために、約９Ｖの電圧が必要電源電圧となる。時刻Ｔ１〜Ｔ２では、緑色のＬＥＤ５２ａ〜５２ｄを点灯させるために、約１２Ｖの電圧が必要電源電圧となる。時刻Ｔ２〜Ｔ３では、青色のＬＥＤ５３ａ〜５３ｄを点灯させるために、約９Ｖの電圧が必要電源電圧となる。
【００５３】
以下、時刻Ｔ３〜Ｔ４では、赤色の赤色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄを点灯させるために、約９Ｖの電圧が必要電源電圧となり、時刻Ｔ４〜Ｔ５では、緑色のＬＥＤ５２ａ〜５２ｄを点灯させるために、約１２Ｖの電圧が必要電源電圧となり、時刻Ｔ５〜Ｔ６では、青色のＬＥＤ５３ａ〜５３ｄを点灯させるために、約９Ｖの電圧が必要電源電圧となる。
【００５４】
なお、同色のＬＥＤの発光期間においても、図７に示すように、ＬＥＤの個体差により、必要な電源電圧は変化する。
【００５５】
図８は、図７に示すような必要電圧に基づいて設定電圧を与えたときのＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃの各部の動作を示すものである。
【００５６】
時刻Ｔ０〜Ｔ１では、赤色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄを点灯させるために、約９Ｖの設定電圧が与えられる（図７参照）。この間では、図８（Ａ）に示すように、スイッチングパルスＳＷＰ１のみが与えられ、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａのみが駆動される。その結果、図８（Ｄ）に示すように、電源電圧が約９Ｖに保持されている。
【００５７】
時刻Ｔ１〜Ｔ２では、緑色のＬＥＤ５２ａ〜５２ｄを点灯させるために、設定電圧が約１２Ｖに上げられる（図７参照）。電源電圧の設定値が約９Ｖから約１２Ｖに上げられる直後の期間Ｔａでは、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に示すように、スイッチングパルスＳＷＰ１〜ＳＷＰ３が全て与えられ、３つのＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃがフル駆動される。
【００５８】
３つのＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃがフル駆動される期間Ｔａでは、図９に示すように、３つのＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃには、互いに１２０度ずつ異なる位相でスイッチングパルスＳＷＰ１〜ＳＷＰ３が供給される。このため、等価的にスイッチングの周波数が３倍に上げられたことになり、図８（Ｄ）に示すように、電源電圧は所定の電圧まで素速く上昇される。
【００５９】
電源電圧が約１２Ｖまで上昇されたら、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に示すように、スイッチングパルスＳＷＰ１のみが与えられ、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ｂ及び７１ｃの動作が止められ、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａのみが駆動される。ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａからの電源電圧は、スイッチングパルスＳＷＰ１のパルス幅を制御することで、図８（Ｄ）に示すように、所望の電圧に保たれる。
【００６０】
時刻Ｔ２〜Ｔ３では、青色のＬＥＤ５３ａ〜５３ｄを点灯させるために、設定電圧が約９Ｖに下げられる（図７参照）。電源電圧の設定値が約１２Ｖから約９Ｖに下げられるときには、図８（Ａ）に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａのみが動作し、スイッチングパルスのパルス幅を制御することで、図８（Ｄ）に示すように、所望の電圧まで下げられる。
【００６１】
時刻Ｔ３〜Ｔ４では、赤色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄが点灯される。このときの設定電圧は約９Ｖであり、時刻Ｔ２〜Ｔ３で青色のＬＥＤ５３ａ〜５３ｄを点灯させるときと略同じである。このときには、図８（Ａ）に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａのみが駆動され、スイッチングパルスのパルス幅を制御することで、図８（Ｄ）に示すように、所望の電圧に保持される。
【００６２】
時刻Ｔ４〜Ｔ５では、緑色のＬＥＤ５２ａ〜５２ｄを点灯させるために、設定電圧が約１２Ｖに上げられる。電源電圧の設定値が約９Ｖから約１２Ｖに上げられる直後の期間Ｔａでは、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に示すように、３つのＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃがフル駆動される。
【００６３】
電源電圧が約１２Ｖまで上昇されたら、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ｂ及び７１ｃの動作が止められ、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａのみが駆動される。ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａからの電源電圧は、スイッチングパルスＳＷＰ１のパルス幅を制御することで、図８（Ｄ）に示すように、所望の電圧に保たれる。
【００６４】
時刻Ｔ５〜Ｔ６では、青色のＬＥＤ５３ａ〜５３ｄを点灯させるために、設定電圧が約９Ｖに下げられる。電源電圧の設定値が約１２Ｖから約９Ｖに下げられるときには、図８（Ａ）に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａのみが動作し、スイッチングパルスのパルス幅を制御することで、図８（Ｄ）に示すように、所望の電圧まで下げられる。
【００６５】
以上説明したように、本発明の実施形態では、負荷の切り替わりによる電力変化量に応じて、３つのＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃのうち駆動するＤＣ−ＤＣコンバータの数を制御するようにしている。
【００６６】
つまり、赤色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄの駆動電圧は約９Ｖ、緑色のＬＥＤ５２ａ〜５２ｄの駆動電圧は約１２Ｖなので、赤色のＬＥＤ５１ａ〜５１ｄの駆動から緑色のＬＥＤ５２ａ〜５２ｄの駆動に切り替えたことで、負荷の電力が大きくなる。このように、負荷の電力の変化量が大きくなったときには、１つのＤＣ−ＤＣコンバータでは、スイッチング周波数を上げないと、所定の電圧まで上昇させるのに時間がかかる。
【００６７】
この実施形態では、負荷の電力の変化量が大きくなったときには、例えば３つのＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃを並列に用い、３つのＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃを互いに１２０度位相を変えてスイッチングすることで、見かけのスイッチング周波数を上げている。これにより、応答時間を速くすることができる。
【００６８】
そして、電源電圧が所定の電圧まで上昇したら、駆動するＤＣ−ＤＣコンバータの数を減らし、例えば１つのＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａのパルス幅を制御して、所定の電圧に保持される。電源電圧が所定の電圧まで上昇したら、１つのＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａのみ動作させているので、ロスが少なく、定電流回路の発熱の問題も回避できる。
【００６９】
なお、上述の例では、負荷の電圧を上げる場合について説明したが、本発明は、負荷の電流を上げる場合にも適用できる。すなわち、負荷の電流を上げるとき、１つのＤＣ−ＤＣコンバータでは、スイッチング周波数を上げないと、電流上昇による電圧降下が生じる。そこで、負荷の電流上昇により電力が大きくなったときには、複数のＤＣ−ＤＣコンバータを並列に用い、見かけのスイッチング周波数を上げる。これにより、電流上昇による電圧降下を抑制し、応答時間を速くすることができる。そして、電流が所定値まで上昇したら、１つのＤＣ−ＤＣコンバータを用いることで、ロスを低減することができる。
【００７０】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述の例では、３つのＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃを用意し、負荷の切り替わりによる電力変化量が大きいときには、３つのＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａ〜７１ｃをフル駆動させ、負荷の電力が安定したら、１つのＤＣ−ＤＣコンバータ７１ａを用いているが、ＤＣ−ＤＣコンバータの数はこれに限定されるものではない。要は、負荷の切り替わりによる電力変化量が大きいときには、多数のＤＣ−ＤＣコンバータをフル駆動させ、負荷の電力が安定して小さくなったら、それより少ない数のＤＣ−ＤＣコンバータを用いるようにすれば良い。
【００７１】
また、上述の実施形態では、ＲＧＢのＬＥＤを円周上に配置し、Ｌ字型導光ロッドを回転に同期して、ＬＥＤを順に点灯させるようにしているが、本発明は、このような構成に限定されるものではない。
【００７２】
例えば、図１０に示すように、ダイクロイックプリズム１０１の各面に、拡散板１０７を介して、例えば４つの赤色のＬＥＤ１０２と、例えば４つの青色のＬＥＤ１０３と、例えば４つの緑色のＬＥＤ１０４とを配置し、赤色のＬＥＤ１０２、青色のＬＥＤ１０３、緑色のＬＥＤ１０４を、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示すようなパルスで順に点灯させて、ＤＭＤ素子１０５に照射し、投射レンズ１０６に投影するようにしても良い。本発明は、このような構成で各色のＬＥＤを順に点灯させる際にも、同様に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、特に、ＤＭＤ素子のような面順次素子の照明としてＬＥＤを用いた場合の電源制御に用いて好適である他、各種の電源制御に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明が適用できるＤＭＤ素子を用いてプロジェクタの概要を示すブロック図である。
【図２】本発明が適用できるＤＭＤ素子を用いてプロジェクタにおけるＬＥＤの配置の説明図である。
【図３】本発明が適用できるＤＭＤ素子を用いてプロジェクタにおけるＬ字型導光ロッドの説明に用いる平面図及び側面図である。
【図４】本発明が適用できるＤＭＤ素子を用いてプロジェクタにおける光束形状変換素子の説明に用いる側面図及び背面図である。
【図５】本発明が適用された電源制御回路の一例のブロック図である。
【図６】本発明が適用された電源制御回路の一例の説明に用いるタイミングチャートである。
【図７】本発明が適用された電源制御回路の一例の説明に用いるタイミングチャートである。
【図８】本発明が適用された電源制御回路の一例の説明に用いる波形図である。
【図９】本発明が適用された電源制御回路の一例の説明に用いる波形図である。
【図１０】本発明の他の実施形態の説明に用いる斜視図である。
【図１１】本発明の他の実施形態の説明に用いるタイミング図である。
【符号の説明】
【００７５】
５１ａ〜５１ｄ  赤色のＬＥＤ
５２ａ〜５２ｄ  緑色のＬＥＤ
５３ａ〜５３ｄ  青色のＬＥＤ
５８  タイミング生成回路
５９ａ〜５９ｃ  定電流回路
７１ａ〜７１ｃ  ＤＣ−ＤＣコンバータ
７２ａ〜７２ｃ  スイッチ素子
７３ａ〜７３ｃ  フライホイールダイオード
７４ａ〜７４ｃ  チョークコイル
７５  バッテリ
７６  コンデンサ
７７  電源制御回路
８１  Ｌ字型導光ロッド
８２  フォトディテクタ
８４  ＤＭＤ駆動回路
８５  モータ
８９  ＤＭＤ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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