(57)【要約】【課題】直列接続された複数の半導体光源素子の一部が断線故障した場合でも、残りの半導体光源素子の点灯を継続させることが可能な半導体光源駆動装置を提供する。【解決手段】半導体光源駆動装置は、光源モジュールが複数個直列に接続されてなる光源ユニットと、光源ユニットに直流電圧を供給する直流電源部と、光源ユニットに流れる電流を検出する電流検出部と、各光源モジュールのスイッチング素子の導通／非導通を駆動するスイッチング素子駆動部と、記憶部と、直流電源部等を制御する制御部とを備える。制御部は、電流検出部からの信号に基づき断線故障した光源素子を含む光源モジュールを特定し、その特定した光源モジュールを示す情報を記憶部に記憶する。制御部は、記憶部に記憶された情報に基づき、断線故障した光源素子を含む光源モジュールのスイッチング素子を導通させることで断線故障を解消する。【選択図】図１
2015026604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御信号により導通／非導通が制御されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子と並列に接続された１つまたは直列接続された複数の光源素子とを含む光源モジュールが、複数個直列に接続されてなる光源ユニットと、
前記光源ユニットに直流電圧を供給する直流電源部と、
前記光源ユニットに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記各光源モジュールのスイッチング素子の導通／非導通を駆動するスイッチング素子駆動部と、
記憶部と、
前記直流電源部と、前記スイッチング素子駆動部とを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記電流検出部からの信号に基づき断線故障した光源素子を含む光源モジュールを特定し、その特定した光源モジュールを示す情報を前記記憶部に記憶し、
前記記憶部に記憶された情報に基づいて、断線故障した光源素子を含む光源モジュールのスイッチング素子を導通させることで前記断線故障を解消する、
半導体光源駆動装置。
【請求項２】
前記制御部は、半導体光源駆動装置の起動時において、前記記憶部に記憶された情報に基づき断線故障した光源素子を含む光源モジュールを特定し、前記スイッチング素子駆動部を制御して前記特定した光源モジュールのスイッチング素子を導通させ、その後、前記直流電源部の出力電圧を上昇させる、
請求項１に記載の半導体光源駆動装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記スイッチング素子駆動部を制御して前記光源モジュールのスイッチング素子に前記制御信号を供給して前記スイッチング素子を導通させ、前記スイッチング素子を導通させた状態で前記電流検出部から出力される信号に基づき、断線故障した光源素子を含む光源モジュールを特定する、
請求項１に記載の半導体光源駆動装置。
【請求項４】
前記スイッチング素子はＦＥＴであり、前記ＦＥＴのドレインとソース間に、前記１つまたは直列接続された複数の光源素子が接続され、
前記スイッチング素子駆動部は前記ＦＥＴのゲート電位を制御する、
請求項１に記載の半導体光源駆動装置。
【請求項５】
前記ＦＥＴのドレインとソース間に、ツェナーダイオードと電流制限抵抗の直列回路が接続されている請求項４に記載の半導体光源駆動装置。
【請求項６】
前記光源ユニットは、第１のタイプの光源モジュールと第２のタイプの光源モジュールとを含み、
前記第１のタイプの光源モジュールは、ＰチャネルＦＥＴと、前記ＰチャネルＦＥＴのドレインとソース間に接続された前記１つまたは直列接続された複数の光源素子と、前記ＰチャネルＦＥＴのゲートとソース間に接続された抵抗とを含み、
前記第２のタイプの光源モジュールは、ＮチャネルＦＥＴと、前記ＮチャネルＦＥＴのドレインとソース間に接続された、前記１つまたは直列接続された複数の光源素子と、前記ＮチャネルＦＥＴのゲートとソース間に接続された抵抗とを含み、
前記ＰチャネルＦＥＴとＮチャネルＦＥＴのゲートには前記制御信号が供給される
請求項１に記載の半導体光源駆動装置。
【請求項７】
断線故障の発生及び／または断線故障が発生した光源モジュールを報知する報知部をさらに備えた請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体光源駆動装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の半導体光源駆動装置を備えた投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光ダイオードやレーザダイオードなどの半導体光源素子を駆動する半導体光源駆動装置、及びそれを使用した投写型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、直列接続された発光ダイオードの内の１つ以上が断線故障した場合でも、残りの発光ダイオードの点灯を継続させ、且つ断線故障を使用者に知らせる半導体光源駆動装置を開示する。
【０００３】
この半導体光源駆動装置は、直列接続された複数の発光ダイオードと、直列接続された発光ダイオードへ電力を供給する電源回路と、いずれかの発光ダイオードが断線した時にその断線を検出する手段とを備える。また、発光ダイオードと並列に接続される抵抗と、この抵抗に直列に接続されるスイッチ素子と、断線を知らせる報知手段とを備えている。
【０００４】
更に、半導体光源駆動装置は、いずれかの発光ダイオードが断線した時にその発光ダイオードと並列に接続された抵抗を介して電流が流れるようにスイッチ素子を制御する制御手段を備える。これにより、残りの発光ダイオードの点灯を可能とする。制御手段は、断線を使用者に知らせるように報知手段を制御する。
【０００５】
このような構成により、直列接続された発光ダイオードの内の１つ以上が断線故障した場合でも、残りの発光ダイオードは点灯を継続させ、且つ断線故障を使用者に知らせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−３０２２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本開示は、複数の半導体光源素子を直列接続して駆動する際、半導体光源素子の一部が断線故障した場合でも、残りの半導体光源素子の点灯を継続させることができる半導体光源駆動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示における半導体光源駆動装置は、光源モジュールが複数個直列に接続されてなる光源ユニットを含む。光源ユニットは、制御信号により導通／非導通が制御されるスイッチング素子と、スイッチング素子と並列に接続された、１つまたは直列接続された複数の光源素子とを含む。半導体光源駆動装置はさらに、光源ユニットに直流電圧を供給する直流電源部と、光源ユニットに流れる電流を検出する電流検出部と、各光源モジュールのスイッチング素子の導通／非導通を駆動するスイッチング素子駆動部と、記憶部と、直流電源部と、スイッチング素子駆動部とを制御する制御部とを備える。
【０００９】
制御部は、電流検出部からの信号に基づき断線故障した光源素子を含む光源モジュールを特定し、その特定した光源モジュールを示す情報を記憶部に記憶する。さらに、制御部は、記憶部に記憶された情報に基づき、断線故障した光源素子を含む光源モジュールのスイッチング素子を導通させることで断線故障を解消する。
【００１０】
本開示の投写型表示装置は上記の半導体光源駆動装置を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本開示における半導体光源駆動装置は、複数の半導体光源素子を直列接続して駆動する際、直列接続された半導体光源素子の内の１つ以上が断線故障した場合でも、残りの半導体光源素子の点灯を継続させることができるとともに、故障した半導体光源素子における不要な消費電力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１における半導体光源駆動装置の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１における半導体光源駆動装置の光源モジュールの他の構成例を示す図
【図３】実施の形態１における半導体光源駆動装置の断線故障検出動作のフローチャート
【図４】実施の形態１における半導体光源駆動装置の起動時の動作のフローチャート
【図５】実施の形態２における半導体光源駆動装置の構成を示すブロック図
【図６】実施の形態３における半導体光源駆動装置の構成を示すブロック図
【図７】実施の形態４における半導体光源駆動装置の構成を示すブロック図
【図８】実施の形態５における半導体光源駆動装置の構成を示すブロック図
【図９】実施の形態１ないし５のいずれかの半導体光源駆動装置を備えた投写型表示装置の構成を示す図
【図１０】半導体光源駆動装置における、使用者に断線故障の状態を報知する報知部を説明した図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
（実施の形態１）
以下、図１〜２を用いて、実施の形態１を説明する。
【００１６】
［１−１．構成］
図１は、実施の形態１にかかる半導体光源駆動装置の構成を示すブロック図である。半導体光源駆動装置１０ａは、複数の光源モジュール７０１〜７０４と、光源モジュール７０１〜７０４に流れる電流を検出する電流検出回路１０５と、断線故障した光源モジュール１０７を短絡するＦＥＴドライバ駆動回路１０３とを備える。さらに、半導体光源駆動装置１０ａは、複数の光源モジュール７０１〜７０４に駆動電源を供給する直流電源（直流電源回路）１００と、直流電源１００の電圧を検出する電圧検出回路１０１と、直流電源１００を制御するマイクロコンピュータ１０２と、メモリ１０４とを備える。
【００１７】
光源モジュール７０１〜７０４は、複数の直列接続された半導体光源素子Ｓと、その半導体光源素子Ｓの直列回路と並列に接続されたＮチャネルＦＥＴ７１０と、ＦＥＴドライバ７２０とを備える。ＦＥＴドライバ７２０はＬＥＤ７２１と光電池７２２を含み、光電池７２２の出力がＮチャネルＦＥＴ７１０のゲートとソース間に接続される。
【００１８】
半導体光源素子Ｓとしては、例えばレーザダイオードが使用できる。また、一例として、４個の光源モジュールが直列に接続されている。
【００１９】
直列接続された４つの光源モジュール７０１〜７０４は光源ユニット７００を構成する。光源ユニット７００において、光源モジュール７０２と光源モジュール７０３との間に電流検出抵抗１０６が直列に接続され、各光源モジュール７０１〜７０４に流れる電流を検出する。電流検出回路１０５は電流検出抵抗１０６の両端の電圧を増幅する。
【００２０】
直流電源１００は、電流検出抵抗１０６が内部に直列に接続された光源ユニット７００の両端に、光源モジュール７０１〜７０４を駆動するための電圧を印加する。
【００２１】
電圧検出回路１０１は直流電源１００の出力電圧を検出する。
【００２２】
ＦＥＴドライバ駆動回路１０３は、光源モジュール７０１〜７０４のＦＥＴドライバ７２０のＬＥＤ７２１を発光駆動して光電池７２２に起電力を発生させることにより、各光源モジュール７０１〜７０４のＮチャネルＦＥＴ７１０のゲート電位を制御して、ＮチャネルＦＥＴ７１０のオン／オフを制御する。
【００２３】
マイクロコンピュータ１０２は、電圧検出回路１０１と電流検出回路１０５の出力を入力とし、直流電源１００とＦＥＴドライバ駆動回路１０３とメモリ１０４を制御する。マイクロコンピュータ１０２は、少なくとも以下に説明する機能を実現できるように設計されたハードウェア回路で構成されもよいし、または、少なくとも以下に説明する機能を実現するためのプログラムを実行するＣＰＵやＭＰＵで構成されてもよい。
【００２４】
メモリ１０４は、断線故障が生じた光源モジュールを示す情報を格納する記憶デバイスであり、例えば、フラッシュメモリである。
【００２５】
図２は、実施の形態１における半導体光源駆動装置で使用できる光源モジュールの他の構成例を示す図である。図１に示す構成例では、半導体光源素子列を短絡するためにＮチャネルＦＥＴを用いたが、図２に示す例では、ＰチャネルＦＥＴを用いている。
【００２６】
図２に示す光源モジュール７３０は、複数の直列接続された半導体光源素子Ｓと、その半導体光源素子Ｓの直列回路と並列に接続されたＰチャネルＦＥＴ７３１と、ＦＥＴドライバ７３２とを備える。ＦＥＴドライバ７３２はＬＥＤ７３３と光電池７３４とを含み、その光電池７３４の出力がＰチャネルＦＥＴ７３１のゲートとソース間に接続される。図２に示す光源モジュール７３０は、図１に示す光源モジュール７０１〜７０４と同等の機能を有する。
【００２７】
図１の例では４つの光源モジュール７０１〜７０４と電流検出抵抗１０６は直列に接続され、光源ユニット７００を構成している。この場合、電流検出抵抗１０６が挿入される位置は様々な位置が考えられる。例えば、光源モジュールを４個直列に接続される場合、電流検出抵抗１０６と直流電源１００の正極との間に光源モジュール７０１を１個配置し、電流検出抵抗１０６と直流電源１００の負極との間に光源モジュール７０２〜７０４を３個配置するというような配置も可能である。
【００２８】
しかしながら、そのような配置の場合、電流検出抵抗１０６が接続される電流検出回路１０５やマイクロコンピュータ１０２と、光源モジュールとの電位差の最大値は、直流電源１００の負極に接続される光源モジュールにおいて最大となり、それは、正極に接続される光源モジュールに対する電位差の３倍の高い値となる。
【００２９】
従って、電流検出抵抗１０６は、直列接続された光源モジュール列においてほぼ中間位置に配置するのがより好ましい。例えば、この実施の形態に示すように電流検出抵抗１０６と直流電源１００の正極との間に光源モジュールを２個配置し、電流検出抵抗１０６と直流電源１００の負極との間に光源モジュールを２個配置するというような構成が好ましい。これにより、光源モジュールの電圧をできるだけ低くすることができる。
【００３０】
［１−２．動作］
以上のように構成された半導体光源駆動装置１０ａの動作を以下説明する。
【００３１】
（１）断線故障の検出動作
断線故障の検出動作について図３のフローチャートを用いて説明する。
光源モジュール７０１〜７０４内の全ての半導体光源素子が断線故障していないとき、マイクロコンピュータ１０２は、直流電源１００を制御して光源モジュール７０１〜７０４と電流検出抵抗１０６の直列回路に印加する電圧を上昇させる（Ｓ１１）。出力電圧の上昇にともない、光源モジュール７０１〜７０４と電流検出抵抗１０６の直列回路に電流が流れ始める。
【００３２】
この電流は電流検出抵抗１０６と電流検出回路１０５を用いて検出することができる。マイクロコンピュータ１０２は、電圧検出回路１０１で検出された電圧に基づいて光源モジュール７０１〜７０４内の半導体光源素子１０７ａの断線故障を判断する。具体的には、マイクロコンピュータ１０２は、直流電源１００の電圧出力が所定値以上の電圧を発生させている時に、光源モジュール７０１〜７０４に所定の電流が流れたか否かを確認する（Ｓ１２）。光源モジュール７０１〜７０４に所定の電流が流れた場合、全ての光源モジュール７０１〜７０４の半導体光源素子Ｓが断線故障していないと判断する（Ｓ１３）。一方、光源モジュール７０１〜７０４に所定の電流が流れていない場合、いずれかの光源モジュール７０１〜７０４の半導体光源素子Ｓが断線故障していると判断する（Ｓ１４）。
【００３３】
いずれかの光源モジュール７０１〜７０４の半導体光源素子Ｓが断線故障を発生した場合、直流電源１００に所定値以上の電圧を発生させても、光源モジュール７０１〜７０４に所定の電流が流れないようになる。よって、マイクロコンピュータ１０２は、光源モジュール７０１〜７０４に流れる電流を検出することで、複数の光源モジュール７０１〜７０４のうちのいずれかの半導体光源素子に断線故障が発生したことを検出できる。
【００３４】
マイクロコンピュータ１０２は、光源モジュール７０１〜７０４のうちのいずれかの半導体光源素子Ｓに断線故障が発生したことを検出すると（Ｓ１４）、直流電源１００を制御して、一旦、出力電圧を低下させる（Ｓ１５）。
【００３５】
その後、マイクロコンピュータ１０２は、ＦＥＴドライバ駆動回路１０３を制御し、光源モジュール７０１〜７０４のいずれかを選択して、そのＦＥＴ７１０をオンさせる（Ｓ１６）。これにより、断線故障を起こした半導体光源素子を含む光源モジュール１０７が短絡され、断線状態が解消される。その後、マイクロコンピュータ１０２は、直流電源１００を制御して出力電圧を上昇させる（Ｓ１７）。直流電源１００の出力電圧が所定の電圧以下の場合に電流が流れたことを検出できれば（Ｓ１８でＹＥＳ）、そのオンした光源モジュールの半導体光源素子が断線故障していることを検出できる。
【００３６】
一方、電流が流れたことを検出できなければ再び直流電源１００の出力電圧を低下させ（Ｓ１５）、その後、他の光源モジュールのＦＥＴをオンさせて（Ｓ２０、Ｓ１６）、同様の確認を行う。このような動作を電流が流れたことを検出できるまで繰り返すことで（Ｓ１５〜Ｓ２０）、どの光源モジュールで断線故障が発生しているかを特定することができる。
【００３７】
断線故障している半導体光源素子を内蔵する光源モジュール１０７を特定すると、マイクロコンピュータ１０２は、断線故障している半導体光源素子を示す情報をメモリ１０４に記憶する（Ｓ２１）。
【００３８】
（２）半導体光源駆動装置の起動時の動作
半導体光源駆動装置１０ａの起動時の動作を図４のフローチャートを用いて説明する。
【００３９】
半導体光源駆動装置１０ａを起動して、半導体光源モジュール７０１〜７０４を駆動する際、予めメモリ１０４に記憶した内容に基づいて、断線故障している半導体光源素子を内蔵している光源モジュールのＦＥＴをオンさせる。これにより、断線故障していない他の光源モジュールを継続して点灯することが可能となる。
【００４０】
具体的には、マイクロコンピュータ１０２はまずメモリ１０４にアクセスし、記憶されている情報を読み出す（Ｓ３１）。メモリ１０４に光源モジュールの情報が記憶されている場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、マイクロコンピュータ１０２は、メモリ１０４に記憶した情報に基づき、断線故障している半導体光源素子を内蔵している光源モジュールを特定し、その特定した光源モジュール７０１〜７０４のＦＥＴ７１０を予めオンさせる（Ｓ３３）。その後、光源モジュール７０１〜７０４に流れる電流を確認しながら、直流電源１００の電圧を徐々に上昇させる制御を行う（Ｓ３４）。このように制御する理由を以下に説明する。
【００４１】
仮に、直流電源１００の電圧を上昇させた後にＦＥＴ７１０をオンさせる制御を行った場合、ＦＥＴ７１０をオンさせる瞬間に正常な光源モジュールに過電流が流れるという問題が生じる。
【００４２】
そこで、本実施形態では、ＦＥＴを予めオンさせた後で直流電源の出力電圧を上昇させることで、過電流の発生を防止している。
【００４３】
一方、メモリ１０４に光源モジュールの情報が記憶されていない場合（Ｓ３２でＮＯ）、光源モジュール７０１〜７０４に流れる電流を確認しながら、直流電源１００の電圧を徐々に上昇させる（Ｓ３４）。
【００４４】
ステップＳ３４において、所定の出力電圧になっても光源モジュール７０１〜７０４に流れる電流を確認できない場合は、前述の図３のフローチャートにおけるステップＳ１５〜Ｓ２１の処理を実行して、断線故障の光源モジュールを短絡するとともに、その情報をメモリ１０４に記憶させる。
【００４５】
（３）断線故障の検出動作の別の例
断線故障の検出後の、断線故障している半導体光源素子を内蔵している光源モジュールの特定は、別の方法によっても行うことができる。
【００４６】
例えば、確認対象の光源モジュール１０７のＦＥＴ１０７ｂをＯＦＦのまま、確認対象の光源モジュール以外の全てのモジュールのＦＥＴをオンさせる。その後、直流電源１００の出力電圧を上昇させ、光源モジュール７０１〜７０４に所定の電流が流れるか否かを確認する。電流の流れが確認できなかった場合、その確認対象の光源モジュール１０７が、断線故障している半導体光源素子を含む光源モジュールであると特定できる。一方、電流の流れが確認できた場合、確認対象を変更して上記の処理を行う。すなわち、断線故障を含む光源モジュールが特定できるまで上記の処理を繰り返す。
【００４７】
または、他の特定方法として以下のような方法も考えられる。
【００４８】
全光源モジュール７０１〜７０４の内の半数の光源モジュールのＦＥＴ７２０をオンさせた状態で、直流電源１００の電圧を上昇させて電流を確認する。その確認結果に基づいて、ＦＥＴ７２０をオンさせた光源モジュール群の中に、断線故障している半導体光源素子を含む光源モジュールが含まれているか否かを判定する。
【００４９】
ＦＥＴをオンさせた光源モジュール群の中に断線故障している半導体光源モジュールが含まれている場合、ＦＥＴをオンさせた光源モジュール群のさらに半数の光源モジュール内のＦＥＴをオンさせた状態で、上記の動作を行う。
【００５０】
一方、ＦＥＴをオンさせた光源モジュール群の中に断線故障した光源モジュールが含まれていない場合は、ＦＥＴをオンさせていない光源モジュール群の中に、断線故障している半導体光源素子モジュールが含まれていると判断できる。よって、それらの中で断線故障している半導体光源素子モジュールを検出すべく、それらの半導体光源素子モジュールのさらに半数をオンさせて、断線故障している半導体光源素子を内蔵している光源モジュールを絞り込む。
【００５１】
以上のような二分探索法により、断線故障を有する光源モジュールの範囲を絞り込む方法によっても、断線故障を有する光源モジュールを特定することができる
【００５２】
本実施の形態によれば、断線故障が発生した場合、断線故障している半導体光源素子を内蔵している光源モジュール７０１〜７０４をＦＥＴ７１０によって短絡させる。このＦＥＴ７１０として、オン抵抗の小さいＦＥＴを選定することにより、点灯していない（強制的に短絡させた）光源モジュールの電圧降下を小さくすることができる。また、直流電源１００として、スイッチング電源等の入力電力が出力電力にほぼ比例するような電源を用いれば、直流電源１００は、ほぼ点灯している光源モジュールのみに電力を供給すれば良いこととなり、断線故障が発生した場合に不要な消費電力を低減できる。
【００５３】
［１−３．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、光源モジュール７０１〜７０４が複数個直列に接続されてなる光源ユニット７００を備える。光源モジュール７０１〜７０４は、ゲート信号（制御信号の一例）により導通／非導通が制御されるＦＥＴ７１０（スイッチング素子の一例）と、ＦＥＴ７１０と並列に接続された１つまたは直列接続された複数の半導体光源素子Ｓ（光源素子の一例）とを含む。半導体光源駆動装置１０ａは、さらに、光源ユニットに直流電圧を供給する直流電源１００と、光源ユニットに流れる電流を検出する電流検出回路１０５と、各光源モジュールのスイッチング素子の導通／非導通を駆動するＦＥＴドライバ駆動回路１０３（スイッチング素子駆動部の一例）と、メモリ１０４とを備える。さらに、半導体光源駆動装置１０ａは、直流電源１００と、ＦＥＴドライバ駆動回路１０３とを制御するマイクロコンピュータ１０２（制御部の一例）とを備える。マイクロコンピュータ１０２は、電流検出回路１０５からの信号に基づき断線故障した半導体光源素子を含む光源モジュールを特定し、その特定した光源モジュールを示す情報をメモリ１０４に記憶する。マイクロコンピュータ１０２は、メモリ１０４に記憶された情報に基づいて、断線故障した半導体光源素子を含む光源モジュールのＦＥＴを導通させることで断線故障を解消する。
【００５４】
より具体的には、マイクロコンピュータ１０２は、直流電源１００を制御しながら、電圧検出回路１０１と電流検出抵抗１０６と電流検出回路１０５によって、直列接続した光源モジュールを含む光源ユニット７００に印加する電圧と流れる電流の関係を検出して、いずれの光源モジュールの半導体光源素子に断線故障が発生したかを検出できる。
【００５５】
また、直流電源１００の出力電圧を低く設定した（Ｓ１５）上で、ＦＥＴドライバ駆動回路１０３を制御して光源モジュールのＦＥＴをオンにし（Ｓ１６）、その後、直流電源１００の電圧を上昇させて（Ｓ１７）、直列接続された光源モジュールに印加する電圧と流れる電流の関係を検出する（Ｓ１８）。その結果に基づき断線故障を発生した半導体光源素子を内蔵する光源モジュールを特定し、その内容をメモリ１０４に記憶する（Ｓ２１）。
【００５６】
そして、光源モジュール７０１〜７０４を点灯する前に、断線故障を発生した半導体光源素子を内蔵する光源モジュールのＦＥＴを予めオンさせてから（Ｓ３３）、光源モジュールに流れる電流を確認しながら、直流電源１００の出力電圧を上昇させる（Ｓ３４）。これにより、断線故障を解消できる。また、光源モジュールのＦＥＴをオンさせた後に直流電源１００の出力電圧を上昇させることから、断線した光源モジュールのＦＥＴをオンさせる瞬間に他の光源モジュールに過電流が流れることを防止できる。また、断線故障を発生した光源モジュールはＦＥＴにより短絡させているため、電力消費が非常に小さくなるため、不要な消費電力を低減できる。
【００５７】
（実施の形態２）
以下、図５を用いて、実施の形態２の半導体光源駆動装置を説明する。実施の形態２の半導体光源駆動装置１０ｂは、断線故障した半導体光源素子を含む光源モジュールを短絡させるための構成が実施の形態１のものと異なる。その他の構成、動作は実施の形態１のものと同様である。
【００５８】
［２−１．構成］
図５は、実施の形態２にかかる半導体光源駆動装置１０ｂの構成を示すブロック図である。
【００５９】
この実施の形態では、実施の形態１における光源モジュール７０１〜７０４の代わりに、比較的高圧側に配置される第１のタイプの光源モジュール３１１、３１２と、比較的低圧側に配置される第２のタイプの光源モジュール３２１、３２２とが使用される。この実施の形態２では、第１のタイプの光源モジュールを２個、第２のタイプの光源モジュールを２個設けているが、光源モジュールの数はこれに限定されない。
【００６０】
第１のタイプの光源モジュール３１１及び３１２は、スイッチング素子としてＰチャネルＦＥＴ３１３を備える。このＰチャネルＦＥＴ３１３のドレインとソース間に、１つまたは複数の半導体光源素子Ｓの直列回路が接続され、ソースとゲート間には抵抗Ｒが接続されている。ゲートには、ＰチャネルＦＥＴ３１３のドライブ用トランジスタであるＮＰＮトランジスタ３０４のコレクタが接続されている。
【００６１】
第２のタイプの光源モジュール３２１及び３２２は、スイッチング素子としてＮチャネルＦＥＴ３２３を備える。このＮチャネルＦＥＴ３２３のドレインとソース間に、１つまたは複数の半導体光源素子の直列回路が接続され、ゲートとソース間には抵抗Ｒが接続されている。ゲートには、ＮチャネルＦＥＴ３２３のドライブ用トランジスタであるＰＮＰトランジスタ３０６のコレクタが接続されている。
【００６２】
また、実施の形態１におけるＦＥＴドライバ駆動回路１０３の代わりに、ＮＰＮトランジスタ３０４及びＰＮＰトランジスタ３０６を駆動するトランジスタ駆動回路３０３を用いている。トランジスタ駆動回路３０３はマイクロコンピュータ１０２により制御される。
【００６３】
トランジスタ駆動回路３０３の出力と光源モジュール３１１及び３１２との間には、抵抗３０５とＮＰＮトランジスタ３０４とで構成されるレベルシフト回路が挿入されている。ＮＰＮトランジスタ３０４のコレクタはＰチャネルＦＥＴ３１３のゲートに接続される。
【００６４】
トランジスタ駆動回路３０３の出力と光源モジュール３２１及び３２２との間には、抵抗３０７とＰＮＰトランジスタ３０６と直流電源３００とで構成されるレベルシフト回路が挿入されている。ＰＮＰトランジスタ３０６のコレクタはＮチャネルＦＥＴ３２３のゲートに接続される。
【００６５】
［２−２．動作］
以上のように構成された半導体光源駆動装置１０ｂの動作を以下に説明する。以下では特に、断線故障を含む光源モジュール３１１〜３２２を短絡させるための動作について説明する。
【００６６】
第１のタイプの光源モジュール３１１及び３１２において、ＰチャネルＦＥＴ３１３のソースとゲート間に挿入された抵抗Ｒの両端電圧は、ＮＰＮトランジスタ３０４のコレクタ電流によって制御される。ＮＰＮトランジスタのコレクタ電流は抵抗３０５に流れる電流によって制御される。このため、トランジスタ駆動回路３０３の出力電圧を制御して抵抗３０５に流れる電流を制御することで、光源モジュール３１１及び３１２のオン／オフを制御することが可能となる。
【００６７】
また、第２のタイプの光源モジュール３２１及び３２２において、ＮチャネルＦＥＴ３２３のゲートとソース間に挿入された抵抗Ｒの両端電圧は、ＰＮＰトランジスタ３０６のコレクタ電流によって制御される。ＰＮＰトランジスタ３０６のコレクタ電流は抵抗３０７に流れる電流によって制御される。このため、トランジスタ駆動回路３０３の出力電圧を制御して抵抗３０５に流れる電流を制御することで、光源モジュール３２１及び３２２のオン／オフを制御することが可能となる。
【００６８】
その他の動作、すなわち、断線故障を発生した光源モジュールの特定動作、半導体光源駆動装置１０ｂの起動時の動作等は実施の形態１に記載の半導体光源駆動装置１０ａと同様であるので、その説明は省略する。
【００６９】
［２−３．効果等］
以上のように、本実施の形態において実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
（実施の形態３）
以下、図６を用いて、実施の形態３の半導体光源駆動装置を説明する。
【００７１】
［３−１．構成］
図６は、実施の形態３にかかる半導体光源駆動装置１０ｃの構成を示すブロック図である。
【００７２】
実施の形態３にかかる半導体光源駆動装置１０ｃは、電流検出抵抗１０６の位置が実施の形態１のものと異なる。具体的には、実施の形態１では、電流検出抵抗１０６を光源モジュール７０１〜７０４列の中間の位置に配置していた。これに対して、本実施形態では、電流検出抵抗１０６を直流電源１００の正極と、最も高圧側に配置された光源モジュール７０３との間に配置している。なお、説明の簡略化のため、図６は、光源モジュールを２つ使用した例を示している。
【００７３】
［３−２．動作］
以上のように構成された半導体光源駆動装置１０ｃの動作を以下に説明する。
【００７４】
電流検出抵抗１０６は、直流電源１００の正極を基準に、光源モジュール７０３、７０４に流れる電流を検出し、電流検出回路１０５は直流電源１００の正極を基準に電流検出を行う。その他の動作は、実施の形態１における半導体光源駆動装置１０ａと同様である。
【００７５】
［３−３．効果等］
本実施の形態の構成によれば、実施の形態１における半導体光源駆動装置の効果に加えて、電流検出を直流電源１００の正極を基準に行うことができるという効果を奏する。
【００７６】
（実施の形態４）
以下、図７を用いて、実施の形態４の半導体光源駆動装置を説明する。
【００７７】
［４−１．構成］
図７は、実施の形態４にかかる半導体光源駆動装置１０ｄの構成を示すブロック図である。
【００７８】
実施の形態４にかかる半導体光源駆動装置１０ｄは、電流検出抵抗１０６の位置が実施の形態１のものと異なる。具体的には、本実施の形態では、電流検出抵抗１０６を、直流電源１００の陰極と、最も低圧側に配置された光源モジュール７０１との間に配置しているなお、説明の簡略化のため、図７は光源モジュールを２つ使用して例を示している。
【００７９】
［４−２．動作］
以上のように構成された半導体光源駆動装置１０ｄの動作を以下に説明する。
【００８０】
電流検出抵抗１０６は、直流電源１００の陰極を基準に、光源モジュール７０１、７０２に流れる電流を検出し、電流検出回路１０５は直流電源１００の正極を基準に電流検出を行う。その他の動作は、実施の形態１における半導体光源駆動装置１０と同様である。
【００８１】
［４−３．効果等］
以上のように、本実施の形態の構成によれば、実施の形態１における半導体光源駆動装置の効果に加えて、電流検出を直流電源１００の陰極を基準に行うことができるという効果を奏する。
【００８２】
（実施の形態５）
以下、図８を用いて、実施の形態５の半導体光源駆動装置を説明する。
【００８３】
［５−１．構成］
図８は、実施の形態５にかかる半導体光源駆動装置の構成を示すブロック図である。実施の形態５にかかる半導体光源駆動装置１０ｅは、光源モジュールの構成が実施の形態１のものと異なる。
【００８４】
実施の形態５の半導体光源駆動装置１０ｅは、実施の形態１の構成における光源モジュール７０１〜７０４を光源モジュール５０１〜光源モジュール５０４に置換した構成を有する。説明の簡略化のため、実施の形態１と同一の構成要素に対しては、同一の符号を付している。
【００８５】
実施の形態５の光源モジュール５０１〜５０４は、実施の形態１における光源モジュール７０１〜７０４の構成において、ＮチャネルＦＥＴ７１０のドレインとソースの間に、ツェナーダイオードＺと電流制限抵抗Ｒ１の直列回路が接続した構成を有する。
【００８６】
［５−２．動作］
以上のように構成された半導体光源駆動装置１０ｅの動作を以下に説明する。
【００８７】
光源モジュール５０１〜５０４におけるＮチャネルＦＥＴ７１０のドレインとソースの間に挿入されるツェナーダイオードＺとして、光源モジュール５０１〜５０４が点灯中に、その半導体光源素子の直列回路に発生する電圧よりも高い降伏電圧を有するツェナーダイオードが使用される。
【００８８】
半導体光源素子の直列回路に発生する電圧よりもツェナーダイオードＺの降伏電圧が高いため、半導体光源素子に断線故障が発生していない時は、ツェナーダイオードＺに電流が流れず、電流制限抵抗Ｒ１にも電流は流れない。このため、電流制限抵抗Ｒ１及びツェナーダイオードＺに不要な電力損失は発生しない。
【００８９】
一方、半導体光源素子に断線故障が発生した場合、光源モジュールの半導体光源素子の直列回路のインピーダンスが高くなり、その半導体光源素子の直列回路に、直流電源１００からの電圧が集中して印加される。このため、ツェナーダイオードＺにかかる電圧が降伏電圧よりも高くなり、ツェナーダイオードＺがオンし、電流が流れる。
ツェナーダイオードＺと電流制限抵抗Ｒ１に発生する消費電力を小さくするために、電流制限抵抗Ｒ１の抵抗値は、断線故障が発生してツェナーダイオードＺが導通したときに流れる電流が、断線故障が発生していないときに光源モジュールに流れる電流よりも小さくなるような抵抗値に設定する。こうすることで、ツェナーダイオードＺおよび電流制限抵抗Ｒ１として定格消費電力の小さいデバイスを用いることができる。
また、断線故障発生時に、ツェナーダイオードＺと電流制限抵抗Ｒ１の直列回路の両端に発生する電圧、すなわちＦＥＴ７１０のドレインソース間に印加される電圧を有効に低減するために、電流制限抵抗Ｒ１の抵抗値は次のような値に設定される。すなわち、電流制限抵抗Ｒ１の抵抗値は、ある光源モジュールに断線故障が発生したときに、断線故障が発生していない光源モジュールの両端に、特定の電圧を発生させるような値に設定する。その特定の電圧は、すべての光源モジュールに断線故障が発生していないときに光源モジュールの両端に発生する電圧の２０％以上の電圧である。なおこのとき、断線故障していない光源モジュールには通常ｍＡオーダーの電流が流れることになる。
【００９０】
断線故障が発生した光源モジュールのＦＥＴ７１０のドレインソース間に印加される電圧は、直流電源１００が出力する電圧から、断線故障が発生していない光源モジュールの電圧を差し引いた電圧となる。よって、上述のように電流制限抵抗５０７ｂの抵抗値を設定することで、断線故障が発生した光源モジュール５０７のＦＥＴ７１０のドレインとソース間に印加される電圧が、ツェナーダイオードＺと電流制限抵抗Ｒ１の直列回路を接続しない時と比較して小さくなる。このため、ＦＥＴ７１０に耐圧の小さいものを用いることができるため、ＦＥＴ７１０のオン抵抗が小さくなり、ＦＥＴ７１０がオンした時の損失を小さくすることができる。
【００９１】
その他の動作、すなわち、断線故障を発生した光源モジュールの特定動作、半導体光源装置の起動時の動作等は実施の形態１に記載の半導体光源駆動装置１０ａと同様であるので、その説明は省略する。
【００９２】
なお、図２に示す光源モジュール７３０においても、ＰチャネルＦＥＴ７３１のソースとゲート間に、すなわち、直列接続された複数の半導体光源素子Ｓと並列に、ツェナーダイオードＺと電流制限抵抗Ｒ１の直列回路を接続してもよい。この構成でも、図８に示す光源モジュールに適用した場合と同様の効果が得られる。
【００９３】
［５−３．効果等］
本実施の形態の半導体光源駆動装置１０ｅによれば、断線故障が発生した場合、光源モジュール５０７においてツェナーダイオードＺによりＦＥＴ７１０のドレインとソース間に印加される電圧を低くすることができる。これにより、耐圧の小さいＦＥＴ７１０を用いることができ、ＦＥＴ７１０での損失を小さくすることができる。
【００９４】
（実施の形態６）
上記の各実施形態で説明した半導体光源駆動装置を備えた投写型映像表示装置を説明する。図９は、本実施形態の投写型表示装置５０の構成を示した図である。
【００９５】
投写型表示装置５０は、励起光源２００と、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）２４と、投写レンズ２５とを備える。ＤＭＤ２４は液晶表示デバイスであっても良い。
【００９６】
励起光源２００は上記の実施形態で説明した半導体光源駆動装置１０ａ〜１０ｅのいずれかを含む。励起光源２００は、青色光を出力する発光素子（半導体光源素子Ｓ）を含み、青色の励起光を出力する。
【００９７】
集光レンズ６は、コリメータレンズ５から出力される青色光を集光する。レンズ７は、集光レンズ６から出射される青色の励起光が入射され、この光を平行光に変換する。
【００９８】
レンズ７から出射された励起用の青色光は、青色光を透過し緑色光を反射するダイクロイックミラー８を通過し、一対の凸レンズ９ａ、９ｂからなる集光／平行化レンズ９に入射する。
【００９９】
励起光によって励起され、蛍光体ホイール１０の緑色蛍光体から発光した緑色光は、集光／平行化レンズ９に入射し平行化されて、ダイクロイックミラー８に出射される。
【０１００】
ダイクロイックミラー８は、集光／平行化レンズ９からの緑色光を反射し、緑色光を透過し赤色光を反射するダイクロイックミラー１２に、緑色光を出射する。
【０１０１】
平行化レンズ１３は、一対の凸レンズ１３ａ、１３ｂから構成される。赤色発光素子１４は、平行化レンズ１３に対向配置されて、赤色光を発光する。赤色発光素子１４からの赤色光は、平行化レンズ１３で平行化されてダイクロイックミラー１２に出射される。
【０１０２】
平行化レンズ１３から出射される赤色光はダイクロイックミラー１２で反射されて、赤色光と緑色光を透過し青色光を反射するダイクロイックミラー１５に入射する。
【０１０３】
平行化レンズ１６は、一対の凸レンズ１６ａ、１６ｂから構成される。青色発光素子１７は、平行化レンズ１６に対向配置されて、青色光を発光する。青色ＬＥＤ１７からの青色光は平行化レンズ１６で平行化されてダイクロイックミラー１５に対して出射される。
【０１０４】
以上のようにして、緑色光、赤色光、青色光の３色の光が、集光レンズ１８に入射する。すなわち、蛍光体ホイール１０からの緑色光はダイクロイックミラー８で反射された後、ダイクロイックミラー１２、１５を通過して集光レンズ１８に入射する。赤色発光素子１４から出射された赤色光はダイクロイックミラー１２で反射されてダイクロイックミラー１５を通過し集光レンズ１８に入射する。青色発光素子１７から出射された青色光はダイクロイックミラー１５で反射され集光レンズ１８に入射する。
【０１０５】
集光レンズ１８は緑色光、赤色光、青色光を集光してロッドインテグレータ１９の一端面に出射する。ロッドインテグレータ１９の他端面から出射される出射光はリレーレンズ２０、２１を通過して全反射ミラー２２に出射される。
【０１０６】
全反射ミラー２２で反射された光はレンズ２３を通過してＤＭＤ２４に入射する。ＤＭＤ２４は、入射した光を映像信号に応じて変調し、その変調した光を、レンズ２３を通して投写レンズ２５に対して出射する。投写レンズ２５は、入射された光を外部のスクリーンに拡大投写する。
【０１０７】
以上のように構成される投写型表示装置５０では、励起光源２００に含まれる半導体光源素子の断線故障に関して実施の形態１〜５で説明した効果と同様の効果が得られる。
【０１０８】
（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１〜５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１〜５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。
【０１０９】
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【０１１０】
（１）実施の形態１〜５では、光源モジュールは複数の半導体光源素子を直列に接続しているが、半導体光源素子の数は上記に示した数に限定されない。また、半導体光源素子の数は複数である必要もなく、１個でも良い。
【０１１１】
（２）実施の形態１〜５では、半導体光源素子を短絡させる手段の一例としてＦＥＴを説明した。半導体光源素子を短絡させる手段は、ＦＥＴに限定されない。すなわち、新たな電流経路を形成できるようなスイッチであればよい。例えば、半導体光源素子を短絡させる手段としてリレーを用いてもよい。この場合、点灯していない光源モジュールの損失をほぼゼロにできる。また、半導体光源素子を短絡させる手段として、サイリスタを用いてもよい。サイリスタを用いた場合、オン／オフの制御が簡単になる利点がある。
【０１１２】
（３）上記の説明において、光源モジュール７０１〜７０４内の全ての半導体光源素子が断線故障していない場合を前提として図３のフローチャートに示す断線故障の検出動作を説明した。しかし、図３のフローチャートに示す動作は、既に断線故障が検出され、その情報がメモリ１０４に記憶されている場合であっても適用できる。その場合は、メモリ１０４に記憶されている断線故障が検出された光源モジュールのＦＥＴを予めオンした状態で、かつ、その光源モジュールを確認対象から除外して、図３のフローチャートに示す動作を実施すればよい。
【０１１３】
（４）図４のフローチャートに示す動作は半導体光源駆動装置の起動時に行うとしたが、起動時に限らず、その他のタイミングで実施してもよい。例えば、所定の操作ボタン（リセットボタン）が押下されたときに実施するようにしてもよい。
【０１１４】
（５）上記の各実施形態の半導体光源駆動装置において、図１０に示すように、断線故障が生じていること及び／または断線故障が生じている光源モジュールを使用者に報知する報知部１１０をさらに設けても良い。報知部１１０は例えばＬＥＤや液晶表示装置（ＬＣＤ）で構成できる。または、報知部１１０はブザーやスピーカーを介して音声出力により断線故障の発生等を使用者に報知してもよい。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本開示は、複数の光源素子を直列に接続して駆動する光源駆動装置に適用可能である。具体的には、プロジェクタの光源や、照明用光源などに本開示は適用可能である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０ａ〜１０ｅ  半導体光源駆動装置
５０  投写型表示装置
１００  直流電源
１０１  電圧検出回路
１０２  マイクロコンピュータ
１０３  ＦＥＴドライバ駆動回路
１０４  メモリ
１０５  電流検出回路
１０６  電流検出抵抗
３００  直流電源
３０３  トランジスタ駆動回路
３０４  ＮＰＮトランジスタ
３０５  抵抗
３０６  ＰＮＰトランジスタ
３０７  抵抗
３１１、３１２、３２１、３２２、５０１、５０２、５０３、５０４、７０１、７０２、７０３、７０４  光源モジュール
３２３、７１０  ＮチャネルＦＥＴ
７００  光源ユニット
７２０、７３２  ＦＥＴドライバ
７２１、７３３  ＬＥＤ
７２２、７３４  光電池
７３０  光源モジュール
Ｒ  抵抗
Ｒ１  電流制限抵抗
Ｚ  ツェナーダイオード
【図１】
2015026604.tif 000003
【図２】
2015026604.tif 000004
【図３】
2015026604.tif 000005
【図４】
2015026604.tif 000006
【図５】
2015026604.tif 000007
【図６】
2015026604.tif 000008
【図７】
2015026604.tif 000009
【図８】
2015026604.tif 000010
【図９】
2015026604.tif 000011
【図１０】
2015026604.tif 000012