(57)【要約】【課題】製品に指定された目の安全限界を超えるような状態を回避すること【解決手段】デバイスは、発光体(110,210,310)と、電流検知抵抗(108,208,308)と、電流生成器(100,200,300)と、検出回路(102,116,202,216,302)とを含む。電流生成器は、発光体、及び電流検知抵抗に接続される。デバイスの通常動作モード中、電流生成器は発光体を流れる電流を調整する。テストモードにおいて、電流生成器は、電流検知抵抗を流れる電流を調整する。テストモードの間に、検出回路は、電流検知抵抗を流れる電流が予想範囲外にあるか否かを検出する。【選択図】図１
2007027720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光体（110、210、310）と、
電流検知抵抗（108、208、308）と、
前記発光体（110、210、310）、及び前記電流検知抵抗（108、208、308）に接続され、デバイスの通常動作モード中に、前記発光体（110、210、310）を流れる電流を調整し、テストモードにおいて、前記電流検知抵抗（108、208、308）を流れる電流を調整する、電流生成器（100、200、300）と、
テストモード中に、前記電流検知抵抗（108、208、308）を流れる電流が予想範囲外にあるか否かを検出する検出回路（102、116、202、216、302）とを含む、デバイス。
【請求項２】
前記電流生成器（100、200、300）、及び前記検出回路（102、116、202、216、302）が集積回路（101、201、301）内に配置され、前記電流検知抵抗（108、208、308）が前記集積回路（101、201、301）の外部に配置される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
第１の電圧（107、207、305）と、
前記第１の電圧（107、207、305）と前記電流検知抵抗（108、208、308）との間に接続されたスイッチ（106、206、306）と、
前記デバイスのテストモード中に、前記電流検知抵抗（108、208、308）が前記第１の電圧（107、207、305）に電気接続され、且つ前記デバイスの通常動作モード中に、前記電流検知抵抗（108、208、308）が前記第１の電圧（107、207、305）から電気的に切断されるように、前記スイッチ（106、206、306）を制御する制御回路（104、204、304）とをさらに含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
電源（107、207）と、
前記電源（107、207）と前記発光体（110、210、310）との間に接続された第１のスイッチ（112、212）と、
第１の電圧（107、207、305）と、
前記第１の電圧（107、207、305）と前記電流検知抵抗（108、208、308）との間に接続された第２のスイッチ（106、206、306）と、
前記デバイスの通常動作モード中に、前記発光体（110、210、310）が前記電源（107、207）に電気接続され、且つ前記デバイスのテストモード中に、前記発光体（110、210、310）が前記電源（107、207）から電気的に切断されるように前記第１のスイッチ（112、212）を制御し、前記デバイスのテストモード中に、前記電流検知抵抗（108、208、308）が前記第１の電圧（107、207、305）に電気接続され、且つ前記デバイスの通常動作モード中に、前記電流検知抵抗（108、208、308）が前記第１の電圧（107、207、305）から電気的に切断されるように、前記第２のスイッチ（106、206、306）を制御する制御回路（104、204、304）とをさらに含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記検出回路（102、116）が、
前記電流検知抵抗（108）に接続された入力、及び出力を有する増幅器（102）と、
前記増幅器（102）の出力における電圧をデジタル値に変換するアナログデジタル変換器（116）とを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記テストモード中に、一組の所定の設定値で動作するように前記電流生成器（100、200、300）を制御し、各所定の設定値において、前記デジタル値が前記所定の設定値に対する予想範囲内にあるか否かを判定するために、前記アナログデジタル変換器（116）により生成された前記デジタル値を検査する制御回路（104、204、304）をさらに含む、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記検出回路（202、216、302）が、
少なくとも１つの比較器（202、216、302）を含み、前記少なくとも１つの比較器（202、216、302）のそれぞれが、前記電流検知抵抗（108、208、308）、及び前記電流生成器（100、200、300）に接続された第１の入力、前記少なくとも１つの比較器（202、216、302）のそれぞれに対する独立した基準電圧（211、213、307）に結合された第２の入力（211、213、307）、及び出力とを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
第１の電圧（109、209、305）と、
前記第１の電圧（109、209、305）と前記発光体（110、210、310）との間に接続されたスイッチ（112、212、312）と、
前記デバイスの通常動作モード中に、前記発光体（110、210、310）が前記第１の電圧（109、209、305）に電気接続され、且つ前記デバイスのテストモード中に、前記発光体（110、210、310）が前記第１の電圧（109、209、305）から電気的に切断されるように前記スイッチ（112、212、312）を制御する制御回路（104、204、304）とをさらに含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記検出回路（102、116、202、216、302）が、
前記電流検知抵抗（108、208、308）、及び前記電流生成器（100、200、300）に接続された第１の入力、第２の入力、及び出力を有する比較器（307）と、
前記テストモード中に、一組の所定の設定値で動作するように前記電流生成器（100、200、300）を制御し、各所定の設定値に対して、前記第２の入力に所定の電圧を提供し、各所定の設定値において、前記比較器（307）からの出力を検査する制御回路（104、204、304）とを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
発光体（110、210、310）を制御するための方法であって、
通常動作モード中に、電流生成器（100、200、300）を用いて発光体（110、210、310）を流れる電流を調整し、
テストモード中には、
前記電流生成器（100、200、300）を用いて電流検知抵抗（108、208、308）を流れる電流を調整し、
前記電流検知抵抗（108、208、308）を流れる電流が、予想範囲外にあるか否かを検出することを行うことを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光体の電流漏電検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
可視域または赤外線領域の光を放出する発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザを含む製品は、国際電気標準会議（ＩＥＣ）の標準規格６０８２５−１における目の安全要求事項に従う必要がある。ユーザの目に入射する可能性のある光束がＩＥＣ６０８２５−１に記載された基準を超える場合、装置は、目の危害をラベルで表示しなければならない。この要求事項は、回路の通常動作中だけでなく、予測可能な信号の漏電が回路に生じる場合にも適用される。
【０００３】
ヒューズがレーザの安全回路に使用され得る。レーザ発光体へのバイアス電流が目の安全要求事項を超える場合、ヒューズが切れる。代案として、電流が設計の閾値を超える場合に、レーザ発光体から離れるように電流を分流する再トリガ可能なトランジスタ回路を使用してもよい。
【０００４】
代案として、レーザの実際の出力を示す出力を有する監視フォトダイオードが使用されてもよい。例えば、比較器が、レーザの基準出力レベルを示す基準信号と監視フォトダイオードの信号とを比較する。比較器の出力信号は、レーザの実際の光出力レベルにおける変化を示す。信号が制限された振幅を有するように、異常電流除去装置が、比較器の出力を制御する。それ故に、レーザへの駆動電流が、安全な駆動電流レベルまで強制的に低減される。キノシタに発行され、「Semiconductor Laser Driving Device for Stabilizing the Optical Output Thereof」と題する特許文献１を参照されたい。
【特許文献１】米国特許第４，８８４，２８０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の課題は、上述した技術的な問題を克服、又は少なくとも緩和することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、デバイスは、発光体と、電流検知抵抗と、電流生成器と、検出回路とを含む。電流生成器は、発光体、及び電流検知抵抗に接続される。デバイスの通常動作モード中、電流生成器は発光体を流れる電流を調整する。テストモードにおいて、電流生成器は、電流検知抵抗を流れる電流を調整する。テストモードの間に、検出回路は、電流検知抵抗を流れる電流が予想範囲外にあるか否かを検出する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、回路に漏電等が生じることに起因して発光体の光パワー出力が増加し、製品に指定された目の安全限界を超えるような状態を回避することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、発光体１１０を駆動するために使用されるナビゲーションセンサ回路１０１内の回路構成要素を示す簡易ブロック図である。例えば、ナビゲーションセンサ回路１０１は、光学マウス、又は動きの検出に使用される他の光学デバイスで見出されるようなナビゲーション回路である。例えば、ナビゲーションセンサ回路１０１は、集積回路として実施される。例えば、発光体１１０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）として、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、又は光を放出する何らかの他のデバイスとして実施される。
【０００９】
ナビゲーションセンサ１０１の中で、プログラム可能な電流源１００は、スイッチ１１２がオンである場合に、発光体１１０を流れる電流を調整する。例えば、電流源１００は、ナビゲーションセンサ１０１の内部にある接地電圧１０３に接続される。例えば、スイッチ１１２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いて実施される。
【００１０】
抵抗１０８は、漏電の検出に使用される、漏れ抵抗のような電流検知抵抗である。ノード１１８における電圧値は、電源電圧（ＶＣＣ）１０９、及び発光体１１０の両端の順電圧降下（Ｖ １１０）に依存する。スイッチ１１２の両端の電圧降下は、ごくわずかであると想定される。
【００１１】
例えば、電源電圧１０９の一般的な電圧値は、２．８ボルト（Ｖ）である。ノード１１８における一般的な電圧値は、０．４Ｖである。これは、一般的な順電圧降下（Ｖ １１０）が２．４Ｖに等しいことを意味する。留意すべきは、共通回路設計において、電流源１００は、ノード１１８における電圧が適切な動作のために或る最小電圧を上回る必要がある。
【００１２】
制御回路１０４は周期的に漏電検出を行う。例えば、漏電検出は、ナビゲーションセンサ回路１０１が発光体１１０により照射されたイメージをキャプチャするために使用される各フレームの間に実行される。漏電検出を実行するために、制御回路１０４はＦＥＴ１１２をオフにする。ＦＥＴ１１２をオフにすることにより、電源１０９が発光体１１０から切断され、それにより発光体１１０を流れる電流が実質的にゼロになる。制御回路１０４は、ＦＥＴ１０６をオンにして、基準電圧１０７を検知抵抗１０８に接続する。例えば、基準電圧１０７は、ＶＣＣとすることができ、又は別の調整された電圧値に設定され得る。制御回路１０４は、ＦＥＴ１０６をオンにして、基準電圧１０７を検知抵抗１０８に接続する。例えば、基準電圧１０７は、ＶＣＣに、又はＶＣＣとノード１１８の電圧との中間にある別の電圧値に設定され得る。また、制御回路１０４は、電流源１００を所定の値に設定する。電流源１００を流れる電流のほぼ全ては、抵抗１０８を流れ、それにより抵抗１０８の両端に電圧降下（Ｖ １０８）が生じる。抵抗１０８の両端の電圧降下（Ｖ １０８）は、抵抗１０８を流れる電流（Ｉ １０８）に抵抗１０８の抵抗値（Ｒ １０８）を掛けたものに等しい（即ち、Ｖ １０８＝Ｉ １０８×Ｒ １０８）。
【００１３】
抵抗１０８の両端の電圧降下（Ｖ １０８）は、差動増幅器１０２、及びアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１１６により、デジタル値に変換される。電流源１００の所定の設定値、及びＡＤＣ１１６からの予想デジタル値の組みが、制御回路１０４に格納される。デジタル値が予想範囲と一致する場合、制御回路１０４は、ＦＥＴ１０６をオフにしてＦＥＴ１１２をオンにし、電流源１００を動作電流値に戻すことにより、ナビゲーションセンサ１０１の通常の動作を再開する。差動増幅器１０２の構成は一例である。例えば、差動増幅器１０２は、基準が接地に接続された状態でノード１１８に接続されたシングルエンド増幅器として実施され得る。代案として、差動増幅器１０２は、省略され、ＡＤＣ１１６がノード１１８に直接的に接続されてもよい。
【００１４】
例えば、漏電は、擬似（spurious）接続がノード１１８とナビゲーションセンサ１０１の内部の接地電圧１０３との間に、又はノード１１８とナビゲーションセンサ１０１の外部の接地電圧１０５との間になされた場合に、生じる可能性がある。ノード１１８と接地電圧１０３との間の擬似接続は、漏れ抵抗１１５により表される。ノード１１８と接地電圧１０５との間の擬似接続は、漏れ抵抗１１４により表される。
【００１５】
漏れ抵抗１１４、及び／又は漏れ抵抗１１５が存在する場合、漏れ抵抗１１４、及び／又は漏れ抵抗１１５を流れる電流が、抵抗１０８の全電流に加わる。この増加した電流により、抵抗１０８の両端の電圧降下（Ｖ １０８）が増大する。
【００１６】
例えば、漏れ抵抗１１４の原因は、例えばハンダボール又は組立中に除去されなかった部品の切断されたリードに起因する、又は別の要因に起因するプリント基板上の短絡回路であるかもしれない。また、漏れ抵抗１１４は、例えば、こぼれたソフトドリンク、又は別の要因からの汚染に起因した抵抗であるかもしれない。抵抗は、非常に小さい可能性があり、或いは数百またはさらに数千オームの抵抗を有する可能性がある。
【００１７】
漏れ抵抗１１５の原因は、例えば、回路構成要素の不良、又はナビゲーションセンサ１０１の集積回路に対する他の損傷であるかもしれない。
【００１８】
通常動作（例えば、通常動作モード）中、漏れ抵抗１１４、及び／又は漏れ抵抗１１５（これらのいずれかが存在する場合）を流れる電流が、発光体１１０を流れる全電流に加わる。これにより、発光体１１０の光パワー出力が増加し、製品に指定された目の安全限界を超える可能性がある。
【００１９】
検出され得る漏電の他のタイプには、オフになるＦＥＴ１１２の故障、及びＶＣＣ１０９とノード１１９との間の擬似接続が含まれる。これらの漏電のいずれも、通常動作中に発光体のパワーを増加しないが、これらの漏電は、万一漏れ抵抗１１４、又は漏れ抵抗１１５が存在する場合には、ＦＥＴ１１２による光源の制御を失うことに起因した潜在的な安全性欠陥に相当する。漏電テストサイクルの間に、これらの漏電は、電流源１００を流れる電流のいくらかが発光体１１０を流れるので、抵抗１０８を流れる電流を低減する。この低減された電流（Ｉ １０８）は、予想された電圧（Ｖ １０８）よりも低くする。
【００２０】
漏電検出サイクル（例えば、テストモード）の間に、漏れ抵抗１１４、又は漏れ抵抗１１５に起因した電流検知抵抗１０８の両端の増加した電圧、或いはＦＥＴ１１２の故障またはノード１１９に対する擬似接続に起因した電流検知抵抗１０８の両端の低下した電圧により、ＡＤＣ１１６からのデジタル値が予想範囲を超える場合、漏電が検出される。この場合、制御回路１０４が漏電検出に応答する。例えば、漏電を検出すると、制御回路１０４は、発光体１１０がオフのままであるように、ＦＥＴ１１２をオフに保持し、電流源１００をオフにする。さらに、ユーザが判読可能な表示器の漏電フラグが設定され得る。
【００２１】
抵抗１０８はナビゲーションセンサ１０１の内部に配置され得るが、現時点で有利であるのは、ナビゲーションセンサが集積回路として実施される場合に、集積回路の外部に抵抗１０８を配置することである。抵抗１０８が集積回路の外部に配置される場合、例えば、公称値の＋／−１％の低い許容誤差の抵抗が、経済的に使用され得る。これは、一般に利用可能なＣＭＯＳ半導体プロセスの一般的な＋／−２０％の許容誤差に匹敵する。抵抗１０８の低い許容誤差は、漏れ抵抗１１４と漏れ抵抗１１５のより精密な測定を可能にし、それにより目の安全のパワーを超える前の経済的な漏電検出が可能になる。抵抗１０８の値は、この目標を達成するために選択される。
【００２２】
検知抵抗１０８が発光体１１０と直列に接続されていないので、通常動作中に、さらなる電圧降下がノード１１８に導入されることはない。
【００２３】
また、漏電の他のタイプは、漏電検出サイクル中に検出される。例えば、増加した発光体の出力パワーにつながる電流源１００の漏電は、漏電検出サイクル中に検出されるべきである。漏電中に、電流源１００を流れる増加した電流は、ＡＤＣ１１６からのより高いデジタル値という結果になる。ＡＤＣ１１６からのデジタル値が予想範囲を超える場合、漏電が検出される。
【００２４】
また、例えば、ノード１１８において電圧の減少という結果になる他のエラーも検出可能である。例えば、ノード１１８における電圧の減少が電流源１００により生成された電流の低減を生じ、そのため漏電検出中に、ＡＤＣ１１６により検出される電圧値が予想範囲外にある場合、漏電が検出される。
【００２５】
電圧降下範囲を監視するためにＡＤＣを用いる代わりに、他の回路、例えば１つ又は複数の比較器を用いて制御回路に値を提供することができる。
【００２６】
例えば、図２は、発光体２１０を駆動するために使用されるナビゲーションセンサ回路２０１内の回路構成要素を示す簡易ブロック図である。例えば、ナビゲーションセンサ回路２０１は、光学マウス、又は動きの検出に使用される他の光学デバイスで見出されるようなナビゲーション回路である。例えば、ナビゲーションセンサ回路２０１は、集積回路として実施される。例えば、発光体２１０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）として、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、又は光を放出する何らかの他のデバイスとして実施される。
【００２７】
ナビゲーションセンサ２０１の中で、プログラム可能な電流源２００は、スイッチ２１２がオンである場合に、発光体２１０を流れる電流を設定する。例えば、電流源２００は、ナビゲーションセンサ２０１の内部にある接地電圧２０３に接続される。例えば、スイッチ２１２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いて実施される。
【００２８】
抵抗２０８は、漏電の検出に使用される、漏れ抵抗のような電流検知抵抗である。ノード２１８における電圧値は、電源電圧（ＶＣＣ）２０９、及び発光体２１０の両端の順電圧降下（Ｖ ２１０）に依存する。スイッチ２１２の両端の電圧降下は、ごくわずかであると想定される。
【００２９】
制御回路２０４は周期的に漏電検出を行う。例えば、漏電検出は、ナビゲーションセンサ回路２０１が発光体２１０により照射されたイメージをキャプチャするために使用される各フレームの間に実行される。漏電検出を実行するために、制御回路２０４はＦＥＴ２１２をオフにする。ＦＥＴ２１２をオフにすることにより、電源２０９が発光体２１０から切断され、それにより発光体２１０を流れる電流が実質的にゼロになる。制御回路２０４は、ＦＥＴ２０６をオンにして、第１の基準電圧２０７を検知抵抗２０８に接続する。また、制御回路２０４は、電流源２００を所定の値に設定する。電流源２００を流れる電流のほぼ全ては、抵抗２０８を流れ、それにより抵抗２０８の両端に電圧降下（Ｖ ２０８）が生じる。抵抗２０８の両端の電圧降下（Ｖ ２０８）は、抵抗２０８を流れる電流（Ｉ ２０８）に抵抗２０８の抵抗値（Ｒ ２０８）を掛けたものに等しい（即ち、Ｖ ２０８＝Ｉ ２０８×Ｒ ２０８）。
【００３０】
電流源２００に対する一組の所定の設定値が、制御回路２０４により格納される。各設定値に対して、比較器が、ノード２１８の電圧を予想電圧と比較する。異なる比較器の値が、各予想電圧に対して検査される。ノード２１８の電圧が予想電圧未満である場合、漏れ電流（又は別の漏電）が示され、漏電が検出される。
【００３１】
例えば、図２は、２つの比較器、即ち比較器２１６と比較器２０２を示す。これにより、２つの予想電圧（ひいては電流源２００の２つの設定値）をテストすることが可能になる。比較器２１６は、ノード２１８における電圧を基準電圧２１１と比較する。比較器２０２は、ノード２１８における電圧を基準電圧２１３と比較する。電流源２００のさらなる設定値をテストすることが望ましい場合には、追加の比較器が追加され得る。代案として、単一の比較器を用いることができ、制御回路２０４は、電流源２００の各設定値に対して比較器の基準入力の電圧値を変更することができる。
【００３２】
上述したように、例えば、漏電は、擬似接続がノード２１８とナビゲーションセンサ２０１の内部の接地電圧２０３との間に、又はノード２１８とナビゲーションセンサ２０１の外部の接地電圧２０５との間になされた場合に、生じる可能性がある。ノード２１８と接地電圧２０３との間の擬似接続は、漏れ抵抗２１５により表される。ノード２１８と接地電圧２０５との間の擬似接続は、漏れ抵抗２１４により表される。
【００３３】
漏れ抵抗２１４、及び／又は漏れ抵抗２１５が存在する場合、漏れ抵抗２１４、及び／又は漏れ抵抗２１５を流れる電流が、抵抗２０８の全電流に加わり、それにより抵抗２０８の両端の電圧降下（Ｖ ２０８）が増大し、ひいてはノード２１８に存在する電圧を低下させる。
【００３４】
検出され得る漏電の他のタイプには、オフになるＦＥＴ２１２の故障、及びＶＣＣ２０９とノード２１９との間の擬似接続が含まれる。これらの漏電のいずれも、通常動作中に発光体のパワーを増加しないが、これらの漏電は、万一漏れ抵抗２１４、又は漏れ抵抗２１５が存在する場合には、ＦＥＴ２１２による光源の制御を失うことに起因した潜在的な安全性欠陥に相当する。
【００３５】
制御回路２０４は周期的に漏電検出を行う。例えば、漏電検出は、ナビゲーションセンサ回路２０１が発光体２１０により照射されたイメージをキャプチャするために使用される各フレームの間に実行される。漏電検出を実行するために、制御回路２０４はＦＥＴ２１２をオフにする。ＦＥＴ２１２をオフにすることにより、電源２０９が発光体２１０から切断され、それにより発光体２１０を流れる電流が実質的にゼロになる。また、制御回路２０４は、電流源２００を所定の値に設定し、ＦＥＴ２０６をオフに保持し続ける。この状態の下で、ノード２１８の電圧は、電流源２００の既知の特性により設定され、例えば、０．１Ｖの低い電圧であると予想される。ＦＥＴ２１２がオフになることができない場合、又はＶＣＣ２０９とノード２１９との間に擬似接続が存在する場合、ノード２１８の電圧は、予想よりも高くなる。
【００３６】
上述したように、例えば、ノード２１８において電圧の減少という結果になる他のエラーも検出可能である。
【００３７】
また、本発明の原理は、電源（ＶＣＣ）への漏電を検出する場合にも適用される。例えば、図３は、発光体３１０を駆動するために使用されるナビゲーションセンサ回路３０１内の回路構成要素を示す簡易ブロック図である。例えば、ナビゲーションセンサ回路３０１は、光学マウス、又は動きの検出に使用される他の光学デバイスで見出されるようなナビゲーション回路である。例えば、ナビゲーションセンサ回路３０１は、集積回路として実施される。例えば、発光体３１０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）として、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、又は光を放出する何らかの他のデバイスとして実施される。
【００３８】
ナビゲーションセンサ３０１の中で、プログラム可能な電流源３００は、スイッチ３１２がオンである場合に、発光体３１０を流れる電流を調整する。例えば、電流源３００は、ナビゲーションセンサ３０１の内部にある電源（ＶＣＣ）３０３に接続される。例えば、スイッチ３１２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いて実施される。
【００３９】
抵抗３０８は、漏電の検出に使用される、漏れ抵抗のような電流検知抵抗である。ノード３１８における電圧値は、接地電圧３０５、及び発光体３１０の両端の順電圧降下（Ｖ ３１０）に依存する。スイッチ３１２の両端の電圧降下は、ごくわずかであると想定される。
【００４０】
例えば、電源電圧３０３の一般的な電圧値は、２．８ボルト（Ｖ）である。ノード３１８における一般的な電圧値は、２．４Ｖである。これは、一般的な順電圧降下（Ｖ ３１０）が２．４Ｖに等しいことを意味する。留意すべきは、共通回路設計において、電流源３００は、ノード３１８における電圧が適切な動作のためにＶＣＣ未満の或る最小電圧である必要がある。
【００４１】
制御回路３０４は周期的に漏電検出を行う。例えば、漏電検出は、ナビゲーションセンサ回路３０１が発光体３１０により照射されたイメージをキャプチャするために使用される各フレームの間に実行される。漏電検出を実行するために、制御回路３０４はＦＥＴ３１２をオフにする。ＦＥＴ３１２をオフすることにより、接地電圧３０５が発光体３１０から切断され、それにより発光体３１０を流れる電流が実質的にゼロになる。制御回路３０４は、ＦＥＴ３０６をオンにして、接地電圧３０５を検知抵抗１０８に接続する。また、制御回路３０４は電流源３００を所定の値に設定する。電流源３００を流れる電流のほぼ全ては、抵抗３０８を流れ、それにより抵抗３０８の両端に電圧降下（Ｖ ３０８）が生じる。抵抗３０８の両端の電圧降下（Ｖ ３０８）は、抵抗３０８を流れる電流（Ｉ ３０８）に抵抗３０８の抵抗値（Ｒ ３０８）を掛けたものに等しい（即ち、Ｖ ３０８＝Ｉ ３０８×Ｒ ３０８）。
【００４２】
電流源３００、及び基準電圧３０７に対する一組の所定の設定値が、制御回路３０４により格納される。各設定値に対して、比較器３０２が、ノード３１８の電圧を予想基準電圧３０７と比較する。代案として、追加の比較器が使用されて、それぞれが一意のプリセットの基準電圧と比較する。
【００４３】
比較器（単数または複数）により漏電が検出されない場合、制御回路３０４は、ＦＥＴ３０６をオフにして、ＦＥＴ３１２をオンにし、電流源３００を動作電流値に戻すことにより、ナビゲーションセンサ３０１の通常の動作を再開する。比較器３０２の構成は、一例である。
【００４４】
例えば、漏電は、擬似接続がノード３１８とナビゲーションセンサ３０１の内部の電源電圧３０３との間に、又はノード３１８とナビゲーションセンサ３０１の外部の電源電圧３０９との間になされた場合に、生じる可能性がある。ノード３１８と電源電圧３０３との間の擬似接続は、漏れ抵抗３１５により表される。ノード３１８と電源電圧３０９との間の擬似接続は、漏れ抵抗３１４により表される。
【００４５】
漏れ抵抗３１４、及び／又は漏れ抵抗３１５が存在する場合、漏れ抵抗３１４、及び／又は漏れ抵抗３１５を流れる電流が、抵抗３０８の全電流に加わる。この増加した電流により、ノード３１８の電圧が増大する。
【００４６】
例えば、漏れ抵抗３１４の原因は、例えばハンダボール又は組立中に除去されなかった部品の切断されたリードに起因する、又は別の要因に起因するプリント基板上の短絡回路であるかもしれない。また、漏れ抵抗３１４は、例えば、こぼれたソフトドリンク、又は別の要因からの汚染に起因した抵抗であるかもしれない。抵抗は、非常に小さい可能性があり、或いは数百またはさらに数千オームの抵抗を有する可能性がある。
【００４７】
漏れ抵抗３１５の原因は、例えば、回路構成要素の不良、又はナビゲーションセンサ３０１の集積回路に対する他の損傷であるかもしれない。
【００４８】
通常動作（例えば、通常動作モード）中、漏れ抵抗３１４、及び／又は漏れ抵抗３１５（これらのいずれかが存在する場合）を流れる電流が、発光体３１０を流れる全電流に加わる。これにより、発光体３１０の光パワー出力が増加し、製品に指定された目の安全限界を超える可能性がある。
【００４９】
漏電検出サイクル（例えば、テストモード）の間に、ノード３１８の増加した電圧が予想基準電圧３０７を超える場合、漏電が検出される。この場合、制御回路３０４が漏電検出に応答する。例えば、漏電を検出すると、制御回路３０４は、発光体３１０がオフのままであるように、ＦＥＴ３１２をオフに保持し、電流源３００をオフにする。さらに、ユーザが判読可能な表示器の漏電フラグが設定され得る。
【００５０】
抵抗３０８はナビゲーションセンサ３０１の内部に配置され得るが、現時点で有利であるのは、ナビゲーションセンサが集積回路として実施される場合に、集積回路の外部に抵抗３０８を配置することである。抵抗３０８が集積回路の外部に配置される場合、例えば、公称値の＋／−１％の低い許容誤差の抵抗が、経済的に使用され得る。これは、一般に利用可能なＣＭＯＳ半導体プロセスの一般的な＋／−２０％の許容誤差に匹敵する。抵抗３０８の低い許容誤差は、漏れ抵抗３１４と漏れ抵抗３１５のより精密な測定を可能にし、それにより目の安全のパワーを超える前の経済的な漏電検出が可能になる。抵抗３０８の値は、この目標を達成するために選択される。
【００５１】
検知抵抗３０８が発光体３１０と直列に接続されていないので、通常動作中に、さらなる電圧の増加がノード３１８に導入されることはない。
【００５２】
別の実施形態において、比較器３０２は、検知抵抗３０８の両端の電圧降下をデジタル値に変換するために、増幅器とＡＤＣに取り替えられる。制御回路３０４は、電流源３００の各設定値に対して格納されたデジタル値の予想範囲を有する。デジタル値がテストサイクル中に予想範囲を超える場合、漏電が検出される。
【００５３】
検出され得る漏電の他のタイプには、オフになるＦＥＴ３１２の故障、及び接地電圧とノード３１９との間の擬似接続が含まれる。これらの漏電のいずれも、通常動作中に発光体のパワーを増加しないが、これらの漏電は、万一漏れ抵抗３１４、又は漏れ抵抗３１５が存在する場合には、ＦＥＴ３１２による光源の制御を失うことに起因した潜在的な安全性欠陥に相当する。
【００５４】
制御回路３０４は周期的に漏電検出を行う。例えば、漏電検出は、ナビゲーションセンサ回路３０１が発光体３１０により照射されたイメージをキャプチャするために使用される各フレームの間に実行される。漏電検出を実行するために、制御回路３０４はＦＥＴ３１２をオフにする。ＦＥＴ３１２をオフにすることにより、接地電圧３０５が発光体３１０から切断され、それにより発光体３１０を流れる電流が実質的にゼロになる。また、制御回路３０４は、電流源３００を所定の値に設定し、ＦＥＴ３０６をオフに保持し続ける。この状態の下で、ノード３１８の電圧は、電流源３００の既知の特性により設定され、例えば、２．７Ｖの高い電圧であると予想される。ＦＥＴ３１２がオフになることができない場合、又は接地電圧とノード３１９との間に擬似接続が存在する場合、ノード３１８の電圧は、予想よりも低くなる。
【００５５】
上記の記載は、本発明の例示的な方法と実施形態を単に開示して説明する。当業者には理解されるように、本発明は、本発明の思想または本質的な特徴から逸脱せずに他の特定の形態で具現化され得る。従って、本発明の開示は、限定されないが、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲の例示であることが意図されいる。
【００５６】
以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施形態を示す。
１．発光体と、
電流検知抵抗と、
前記発光体、及び前記電流検知抵抗に接続され、デバイスの通常動作モード中に、前記発光体を流れる電流を調整し、テストモードにおいて、前記電流検知抵抗を流れる電流を調整する、電流生成器と、
テストモード中に、前記電流検知抵抗を流れる電流が予想範囲外にあるか否かを検出する検出回路とを含む、デバイス。
２．前記電流生成器、及び前記検出回路が、集積回路内に配置され、前記電流検知抵抗が前記集積回路の外部に配置される、上記１に記載のデバイス。
３．第１の電圧と、
前記第１の電圧と前記電流検知抵抗との間に接続されたスイッチと、
前記デバイスのテストモード中に、前記電流検知抵抗が前記第１の電圧に電気接続され、且つ前記デバイスの通常動作モード中に、前記電流検知抵抗が前記第１の電圧から電気的に切断されるように、前記スイッチを制御する制御回路とをさらに含む、上記１に記載のデバイス。
４．電源と、
前記電源と前記発光体との間に接続された第１のスイッチと、
第１の電圧と、
前記第１の電圧と前記電流検知抵抗との間に接続された第２のスイッチと、
前記デバイスの通常動作モード中に、前記発光体が前記電源に電気接続され、且つ前記デバイスのテストモード中に、前記発光体が前記電源から電気的に切断されるように前記第１のスイッチを制御し、前記デバイスのテストモード中に、前記電流検知抵抗が前記第１の電圧に電気接続され、且つ前記デバイスの通常動作モード中に、前記電流検知抵抗が前記第１の電圧から電気的に切断されるように、前記第２のスイッチを制御する制御回路とをさらに含む、上記１に記載のデバイス。
５．前記検出回路が、
前記電流検知抵抗に接続された入力、及び出力を有する増幅器と、
前記増幅器の出力における電圧をデジタル値に変換するアナログデジタル変換器とを含む、上記１に記載のデバイス。
６．前記テストモード中に、一組の所定の設定値で動作するように前記電流生成器を制御し、各所定の設定値において、前記デジタル値が前記所定の設定値に対する予想範囲内にあるか否かを判定するために、前記アナログデジタル変換器により生成された前記デジタル値を検査する制御回路をさらに含む、上記５に記載のデバイス。
７．前記検出回路が、
少なくとも１つの比較器を含み、前記少なくとも１つの比較器のそれぞれが、前記電流検知抵抗、及び前記電流生成器に接続された第１の入力、前記少なくとも１つの比較器のそれぞれに対する独立した基準電圧に結合された第２の入力、及び出力を有する、上記１に記載のデバイス。
８．前記テストモード中に、一組の所定の設定値で動作するように前記電流生成器を制御し、各所定の設定値において、前記少なくとも１つの比較器のうちの１つからの１つの出力を検査する制御回路をさらに含む、上記７に記載のデバイス。
９．第１の電圧と、
前記第１の電圧と前記発光体との間に接続されたスイッチと、
前記デバイスの通常動作モード中に、前記発光体が前記第１の電圧に電気接続され、且つ前記デバイスのテストモード中に、前記発光体が前記第１の電圧から電気的に切断されるように前記スイッチを制御する制御回路とをさらに含む、上記１に記載のデバイス。
１０．前記検出回路が、
前記電流検知抵抗、及び前記電流生成器に接続された第１の入力、第２の入力、及び出力を有する比較器と、
前記テストモード中に、一組の所定の設定値で動作するように前記電流生成器を制御し、各所定の設定値に対して、前記第２の入力に所定の電圧を提供し、各所定の設定値において、前記比較器からの出力を検査する制御回路とを含む、上記１に記載のデバイス。
１１．発光体を制御するための方法であって、
通常動作モード中に、電流生成器を用いて発光体を流れる電流を調整し、
テストモード中には、
前記電流生成器を用いて電流検知抵抗を流れる電流を調整し、
前記電流検知抵抗を流れる電流が、予想範囲外にあるか否かを検出することを行うことを含む、方法。
１２．前記通常動作モード中に、前記発光体が第１の電圧に電気接続されるように、及び前記テストモード中に、前記発光体が前記第１の電圧から電気的に切断されるように、前記第１の電圧と前記発光体との間のスイッチを制御することをさらに含む、上記１１に記載の方法。
１３．前記テストモード中に、前記電流検知抵抗が第１の電圧に電気接続されるように、及び前記通常動作モード中に、前記電流検知抵抗が前記第１の電圧から電気的に切断されるように、前記第１の電圧と前記電流検知抵抗との間にあるスイッチを制御することをさらに含む、上記１１に記載の方法。
１４．前記通常動作モード中に、前記発光体が第１の電圧に電気接続されるように、及び前記テストモード中に、前記発光体が前記第１の電圧から電気的に切断されるように、前記第１の電圧と前記発光体との間の第１のスイッチを制御し、
前記テストモード中に、前記電流検知抵抗が第２の電圧に電気接続されるように、及び前記通常動作モード中に、前記電流検知抵抗が前記第２の電圧から電気的に切断されるように、前記第２の電圧と前記電流検知抵抗との間にある第２のスイッチを制御することをさらに含む、上記１１に記載の方法。
１５．照射のために使用される発光体を含むデバイスであって、
電流に基づいて電圧を生成するための電流検知手段と、
前記発光体、及び前記電流検知手段に接続され、前記デバイスの通常動作モード中に、前記発光体を流れる電流を調整し、テストモード中には、前記電流検知手段を流れる電流を調整する電流調整手段と、
前記テストモード中に、前記電流検知手段を流れる電流が予想範囲外にあるか否かを検出するための検出手段とを含む、デバイス。
１６．前記デバイスの通常動作モード中に、前記発光体が第１の電圧に接続されるように、及び前記デバイスのテストモード中に、前記発光体が前記第１の電圧から電気的に切断されるように、スイッチを制御するための制御手段をさらに含む、上記１５に記載のデバイス。
１７．前記デバイスのテストモード中に、前記電流検知手段が第１の電圧に電気接続されるように、及び前記デバイスの通常動作モード中に、前記電流検知手段が第１の電圧から電気的に切断されるように、スイッチを制御するための制御手段をさらに含む、上記１５に記載のデバイス。
１８．前記デバイスの通常動作モード中に、前記発光体が第１の電圧に電気接続されるように、及び前記デバイスのテストモード中に、前記発光体が前記第１の電圧から電気的に切断されるように、第１のスイッチを制御し、前記デバイスのテストモード中に、前記電流検知手段が第２の電圧に電気接続されるように、及び前記デバイスの通常動作モード中に、前記電流検知手段が第２の電圧から電気的に切断されるように、第２のスイッチを制御するための制御手段をさらに含む、上記１５に記載のデバイス。
１９．前記検出手段が、
前記電流検知手段に接続された入力、及び出力を有する増幅器と、
前記増幅器の出力における電圧をデジタル値に変換するアナログデジタル変換器とを含む、上記１５に記載のデバイス。
２０．前記検出手段が、
少なくとも１つの比較器を含み、前記少なくとも１つの比較器のそれぞれが、前記電流検知手段、及び前記電流調整手段に接続された第１の入力、前記少なくとも１つの比較器のそれぞれに対する独立した基準電圧に結合された第２の入力、及び出力を有する、上記１５に記載のデバイス。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施形態による、発光体の電流漏電検出の具現化形態を示す図である。
【図２】本発明の別の実施形態による、発光体の電流漏電検出の別の具現化形態を示す図である。
【図３】本発明の別の実施形態による、発光体の電流漏電検出の別の具現化形態を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
100、200、300  電流源
101、201、301  ナビゲーションセンサ回路
102  差動増幅器
104、204、304  制御回路
106、112、206、212、306、312  スイッチ
108、208、308  電流検知抵抗
110、210、310  発光体
114、115、214、215、314、315  漏れ抵抗
202、216、302  比較器
【図１】
2007027720.tif 000003
【図２】
2007027720.tif 000004
【図３】
2007027720.tif 000005