(57)【要約】【課題】簡易な回路構成で、直列接続された半導体光源素子の異常を確実に検出する。【解決手段】直列接続されたＬＥＤ20Ａ〜20Ｄと、ＬＥＤ20Ａ〜20Ｄを駆動する駆動回路21と、ＬＥＤ20Ａ〜20Ｄ夫々に並列接続された抵抗RpＡ〜RpＤと、駆動回路21によるＬＥＤ20Ａ〜20Ｄの非発光駆動時に抵抗RpＡ〜RpＤに所定の電流を流す定電流源22と、定電流源22により所定の電流が流された状態でＬＥＤ20Ａ〜20Ｄ全体に印加される電圧値を検出する電圧監視回路23と、レベルシフタ24を介し、電圧監視回路23で検出した電圧値に基づいてＬＥＤ20Ａ〜20Ｄ中で短絡している素子数を判定する制御回路25とを備える。【選択図】図１
2012049178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数の半導体光源素子と、
上記複数の半導体光源素子を駆動する駆動回路と、
上記複数の半導体光源素子それぞれに並列接続された複数の抵抗と、
上記駆動回路による複数の半導体光源素子の非発光駆動時に上記複数の抵抗に所定の電流を流す定電流源と、
上記定電流源により所定の電流が流された状態で上記複数の半導体光源素子全体に印加される電圧値を検出する電圧監視手段と、
上記電圧監視手段で検出した電圧値に基づいて上記複数の半導体光源素子中で短絡している素子数を判定する判定手段と
を具備したことを特徴とする半導体光源装置。
【請求項２】
直列接続された複数の半導体光源素子と、
上記複数の半導体光源素子を駆動する駆動回路と、
上記複数の半導体光源素子それぞれに並列接続された複数の抵抗と、
上記駆動回路による複数の半導体光源素子の非発光駆動時に上記複数の抵抗に印加される電圧を予め設定された比で分圧する分圧回路と、
上記分圧回路で分圧された電圧値に基づいて上記複数の半導体光源素子中で短絡している素子数を判定する判定手段と
を具備したことを特徴とする半導体光源装置。
【請求項３】
直列接続された複数の半導体光源素子と、
上記複数の半導体光源素子に対し、電源の直流電圧の印加時間デューティを可変して異なる直流電圧で駆動するＤＣ／ＤＣコンバータによる駆動回路と、
上記電源の直流電圧値と、上記駆動回路での印加時間デューティとに基づいて上記複数の半導体光源素子中で短絡している素子数を判定する判定手段と
を具備したことを特徴とする半導体光源装置。
【請求項４】
上記複数の半導体光源素子の温度を検出する温度検出手段をさらに具備し、
上記判定手段は、上記温度検出手段での検出結果に基づいて、上記複数の半導体光源素子中で短絡している素子数の判定結果と、上記駆動回路による印加時間デューティの少なくとも一方を補正する
ことを特徴とする請求項３記載の半導体光源装置。
【請求項５】
直列接続された複数の半導体光源素子と、
上記複数の半導体光源素子を駆動する駆動回路と、
上記複数の半導体光源素子それぞれに対応付けて直列に接続された複数の開閉スイッチ回路と、
上記複数の半導体光源素子それぞれに並列接続され、当該半導体光源素子に印加される電圧から素子の短絡を検出し、その検出結果により当該半導体光源素子に対応付けて直列接続された開閉スイッチ回路を開状態とする複数の電圧検出手段と、
上記駆動回路により上記複数の半導体光源素子全体に印加される電圧の変化から上記複数の開閉スイッチ回路の少なくとも１つが開状態となったことを判定する判定手段と
を具備したことを特徴とする半導体光源装置。
【請求項６】
直列接続された複数の半導体光源素子、及び上記複数の半導体光源素子を駆動する駆動回路を備えた半導体光源装置の制御方法であって、
上記複数の半導体光源素子に同数の抵抗を並列に接続し、
上記駆動回路による複数の半導体光源素子の非発光駆動時に定電流源により上記複数の抵抗に所定の電流を流し、
上記定電流源により所定の電流が流された状態で上記複数の半導体光源素子全体に印加される電圧値を検出し、
上記検出した電圧値に基づいて上記複数の半導体光源素子中で短絡している素子数を判定する
ことを特徴とする半導体光源制御方法。
【請求項７】
直列接続された複数の半導体光源素子、及び上記複数の半導体光源素子を駆動する駆動回路を備えた半導体光源装置の制御方法であって、
上記複数の半導体光源素子に同数の抵抗を並列に接続し、
上記駆動回路による複数の半導体光源素子の非発光駆動時に上記複数の抵抗に印加される電圧を予め設定された比で分圧し、
上記分圧された電圧値に基づいて上記複数の半導体光源素子中で短絡している素子数を判定する
ことを特徴とする半導体光源制御方法。
【請求項８】
直列接続された複数の半導体光源素子、及び上記複数の半導体光源素子に対し、電源の直流電圧の印加時間デューティを可変して異なる直流電圧で駆動するＤＣ／ＤＣコンバータによる駆動回路を備えた半導体光源装置の制御方法であって、
上記電源の直流電圧値と、上記駆動回路での印加時間デューティとに基づいて上記複数の半導体光源素子中で短絡している素子数を判定することを特徴とする半導体光源制御方法。
【請求項９】
直列接続された複数の半導体光源素子、及び上記複数の半導体光源素子を駆動する駆動回路を備えた半導体光源装置の制御方法であって、
上記複数の半導体光源素子それぞれに対応付けて直列に複数の開閉スイッチ回路を接続し、
上記複数の半導体光源素子それぞれに、当該半導体光源素子に印加される電圧から素子の短絡を検出し、その検出結果により当該半導体光源素子に対応付けて直列接続された開閉スイッチ回路を開状態とする複数の電圧検出手段を並列接続し、
上記駆動回路により上記複数の半導体光源素子全体に印加される電圧の変化から上記複数の開閉スイッチ回路の少なくとも１つが開状態となったことを判定する
ことを特徴とする半導体光源制御方法。
【請求項１０】
複数の半導体光源素子を直列接続した半導体光源素子アレイを複数設け、それぞれ異なる色の光を発する上記各半導体光源素子アレイを時分割で発光駆動する光源と、
画像信号を入力する入力手段と、
上記入力手段で入力された画像信号に基づいて表示素子により画像を表示させ、上記光源から時分割で入光される複数色の光を上記表示素子で反射あるいは透過させてカラーの光像を形成し、投影対象に向けて投影する投影手段と、
上記各半導体光源素子アレイを構成する個々の半導体光源素子にそれぞれ並列接続した複数の抵抗と、
上記各半導体光源素子アレイ毎に設けられ、当該半導体素子アレイの非発光駆動時に上記複数の抵抗に所定の電流を流す定電流源と、
上記各半導体光源素子アレイ毎に設けられ、上記定電流源により所定の電流が流された状態で上記半導体光源素子アレイ両端に印加される電圧値を検出する複数の電圧監視手段と、
上記複数の電圧監視手段で検出した電圧値に基づいて上記各半導体光源素子アレイ中で短絡している素子数を判定する複数の判定手段と、
上記複数の判定手段での判定結果に応じて上記光源及び上記投影手段の少なくとも一方の動作を調整する投影制御手段と
を具備したことを特徴とする投影装置。
【請求項１１】
複数の半導体光源素子を直列接続した半導体光源素子アレイを複数設け、それぞれ異なる色の光を発する上記各半導体光源素子アレイに対し、電源の直流電圧の印加時間デューティを可変して異なる直流電圧で時分割で駆動する光源と、
画像信号を入力する入力手段と、
上記入力手段で入力された画像信号に基づいて表示素子により画像を表示させ、上記光源から時分割で入光される複数色の光を上記表示素子で反射あるいは透過させてカラーの光像を形成し、投影対象に向けて投影する投影手段と、
上記各半導体光源素子アレイ毎に設けられ、上記電源の直流電圧値と、上記印加時間デューティとに基づいて上記各半導体光源素子アレイ中で短絡している素子数を判定する複数の判定手段と、
上記複数の判定手段での判定結果に応じて上記光源及び上記投影手段の少なくとも一方の動作を調整する投影制御手段と
を具備したことを特徴とする投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば直列接続された複数のＬＥＤなどの半導体光源素子を用いる装置に好適な半導体光源装置、半導体光源制御方法及び投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
互いに直列接続された複数個の半導体光源の異常を高精度に検出することを課題として、これまでにも種々の提案がなされている。（例えば、特許文献１）
図１３は、上記特許文献に記載された技術を含む、直列接続された複数のＬＥＤ（発光ダイオード）の駆動と異常（短絡）検出とを行なう回路の一般的な構成例を示す図である。同図で、駆動対象の光源ユニット１０が、複数、例えば４個のＬＥＤ１０Ａ〜１０Ｄを直列接続して構成される。この光源ユニット１０のＬＥＤ１０Ａのアノードに対して動作用電源電圧Ｖinが印加される。この動作用電源電圧Ｖinはまた、光源ユニット１０の駆動を行なう駆動回路１１にも与えられる。
【０００３】
駆動回路１１は、光源ユニット１０のＬＥＤ１０Ｄのカソードとも接続されて、この光源ユニット１０を意図した光量で駆動するべく光源ユニット１０の電圧、電流を調整する。  
光源ユニット１０のＬＥＤ１０Ａ〜１０Ｄの両端、すなわちＬＥＤ１０ＡのアノードとＬＥＤ１０Ｄのカソード間の電圧値を電圧監視回路１２が検出する。この電圧監視回路１２の検出した電圧値をレベルシフタ１３で所定の比率で降圧し、降圧した結果を制御回路１４へ送出する。
【０００４】
制御回路１４がレベルシフタ１３の出力レベルに応じて光源ユニット１０中で短絡を生じているＬＥＤの数を判定し、その判定結果に応じた制御信号を駆動回路１１に送出することにより、駆動回路１１が上述した如く光源ユニット１０の電圧、電流を調整する。
【０００５】
上記レベルシフタ１３は、制御回路１４の取扱う電源電圧範囲と、光源ユニット１０の駆動に必要で電圧監視回路１２が検出する駆動用電源の電圧範囲とが大きく異なり、通常は電圧監視回路１２の出力を直接制御回路１４で直接受け入れることができないために挿入するもので、電圧の整合を行なう。
【０００６】
上記のような回路構成にあって、直列接続された光源ユニット１０の両端間の電圧を電圧監視回路１２が検出することで、それをレベルシフタ１３で降圧した内容から、制御回路１４が光源ユニット１０において有効に発光していると思われる、短絡していないＬＥＤの数を判断し、その判断結果補制御信号として駆動回路１１へ出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１５１３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記図１３に示したような回路では、実際上、光源ユニット１０を構成する個々のＬＥＤ１０Ａ〜１０Ｄ毎に駆動特性に関して個体のばらつきが大きく、各ＬＥＤの動作電圧Ｖｏｐも大きく異なる。そのため、光源ユニット１０を構成する一部のＬＥＤに短絡が生じたとしても、その両端の駆動電圧の変動によって異常を検出するのは容易ではなく、その点は特に直列接続されるＬＥＤの数が多いほど顕著となる。
【０００９】
具体的には、１つのＬＥＤの動作電圧をＶop、各ＬＥＤの動作電圧の本来の動作電圧に対するバラツキをΔＶop、直列接続するＬＥＤの数をｎ、そのうち短絡したＬＥＤの数をｍとすると、  
ｍ×Ｖop(min)＜ｎ×ΔＶop(max)  
の関係が設計上で成立する場合は、正常時の光源ユニット１０の合計動作電圧の最小値（ｍｉｎ）と、一部短絡を生じた異常時の光源ユニット１０の合計動作電圧の最大値（ｍａｘ）の大小が逆転するため、異常を検出する閾値電圧が設定不可能となり、本方式での異常検出が行なえなくなる。
【００１０】
現状では動作電圧を含めてＬＥＤの各種特性の個体差が大きく、温度や駆動電流にも依存して動作電圧は大きく変化する場合があり、上記の不整合は容易に起こり得る。
【００１１】
このような不具合を解決するべく、上記図１３の回路構成に代えて図１４に示すような構成の回路を用いることが考えられる。すなわち図１４では、光源ユニット１０のＬＥＤ１０Ａ〜１０Ｄそれぞれに対して１対１に電圧監視回路１２Ａ〜１２Ｄを設ける。そして、電圧監視回路１２Ａ〜１２Ｄで検出した電圧値をレベルシフタ１３Ａ〜１３Ｄで降圧して制御回路１４′に出力する。
【００１２】
このように光源ユニット１０を構成するＬＥＤ１０Ａ〜１０Ｄ個々の短絡を検出するようにＬＥＤ１０Ａ〜１０Ｄと同数の電圧監視回路１２Ａ〜１２Ｄ、レベルシフタ１３Ａ〜１３Ｄを設けることにより、ＬＥＤ１０Ａ〜１０Ｄそれぞれの個体差を勘案しても、正常動作時と短絡時の電圧の変動を確実に検出できると共に、短絡を生じたＬＥＤの特定が可能となる。
【００１３】
しかしながら上記図１４に示した構成では、ＬＥＤ１０Ａ〜１０Ｄの個数分だけ電圧監視回路１２Ａ〜１２Ｄ、レベルシフタ１３Ａ〜１３Ｄを含めた検出回路の部品点数が増大し、回路規模や製造コストの点で生じるデメリットが非常に大きく、現実的ではない。
【００１４】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、できる限り簡素な回路構成としながらも、直列接続された半導体光源素子の異常を確実に検出することが可能な半導体光源装置、半導体光源制御方法及び投影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１記載の発明は、直列接続された複数の半導体光源素子と、上記複数の半導体光源素子を駆動する駆動回路と、上記複数の半導体光源素子それぞれに並列接続された複数の抵抗と、上記駆動回路による複数の半導体光源素子の非発光駆動時に上記複数の抵抗に所定の電流を流す定電流源と、上記定電流源により所定の電流が流された状態で上記複数の半導体光源素子全体に印加される電圧値を検出する電圧監視手段と、上記電圧監視手段で検出した電圧値に基づいて上記複数の半導体光源素子中で短絡している素子数を判定する判定手段とを具備したことを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明は、直列接続された複数の半導体光源素子と、上記複数の半導体光源素子を駆動する駆動回路と、上記複数の半導体光源素子それぞれに並列接続された複数の抵抗と、上記駆動回路による複数の半導体光源素子の非発光駆動時に上記複数の抵抗に印加される電圧を予め設定された比で分圧する分圧回路と、上記分圧回路で分圧された電圧値に基づいて上記複数の半導体光源素子中で短絡している素子数を判定する判定手段とを具備したことを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明は、直列接続された複数の半導体光源素子と、上記複数の半導体光源素子に対し、電源の直流電圧の印加時間デューティを可変して異なる直流電圧で駆動するＤＣ／ＤＣコンバータによる駆動回路と、上記電源の直流電圧値と、上記駆動回路での印加時間デューティとに基づいて上記複数の半導体光源素子中で短絡している素子数を判定する判定手段とを具備したことを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明は、上記請求項３記載の発明において、上記複数の半導体光源素子の温度を検出する温度検出手段をさらに具備し、上記判定手段は、上記温度検出手段での検出結果に基づいて、上記複数の半導体光源素子中で短絡している素子数の判定結果と、上記駆動回路による印加時間デューティの少なくとも一方を補正することを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の発明は、直列接続された複数の半導体光源素子と、上記複数の半導体光源素子を駆動する駆動回路と、上記複数の半導体光源素子それぞれに対応付けて直列に接続された複数の開閉スイッチ回路と、上記複数の半導体光源素子それぞれに並列接続され、当該半導体光源素子に印加される電圧から素子の短絡を検出し、その検出結果により当該半導体光源素子に対応付けて直列接続された開閉スイッチ回路を開状態とする複数の電圧検出手段と、上記駆動回路により上記複数の半導体光源素子全体に印加される電圧の変化から上記複数の開閉スイッチ回路の少なくとも１つが開状態となったことを判定する判定手段とを具備したことを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の発明は、直列接続された複数の半導体光源素子、及び上記複数の半導体光源素子を駆動する駆動回路を備えた半導体光源装置の制御方法であって、上記複数の半導体光源素子に同数の抵抗を並列に接続し、上記駆動回路による複数の半導体光源素子の非発光駆動時に定電流源により上記複数の抵抗に所定の電流を流し、上記定電流源により所定の電流が流された状態で上記複数の半導体光源素子全体に印加される電圧値を検出し、上記検出した電圧値に基づいて上記複数の半導体光源素子中で短絡している素子数を判定することを特徴とする。
【００２１】
請求項７記載の発明は、直列接続された複数の半導体光源素子、及び上記複数の半導体光源素子を駆動する駆動回路を備えた半導体光源装置の制御方法であって、上記複数の半導体光源素子に同数の抵抗を並列に接続し、上記駆動回路による複数の半導体光源素子の非発光駆動時に上記複数の抵抗に印加される電圧を予め設定された比で分圧し、上記分圧された電圧値に基づいて上記複数の半導体光源素子中で短絡している素子数を判定することを特徴とする。
【００２２】
請求項８記載の発明は、直列接続された複数の半導体光源素子、及び上記複数の半導体光源素子に対し、電源の直流電圧の印加時間デューティを可変して異なる直流電圧で駆動するＤＣ／ＤＣコンバータによる駆動回路を備えた半導体光源装置の制御方法であって、上記電源の直流電圧値と、上記駆動回路での印加時間デューティとに基づいて上記複数の半導体光源素子中で短絡している素子数を判定することを特徴とする。
【００２３】
請求項９記載の発明は、直列接続された複数の半導体光源素子、及び上記複数の半導体光源素子を駆動する駆動回路を備えた半導体光源装置の制御方法であって、上記複数の半導体光源素子それぞれに対応付けて直列に複数の開閉スイッチ回路を接続し、上記複数の半導体光源素子それぞれに、当該半導体光源素子に印加される電圧から素子の短絡を検出し、その検出結果により当該半導体光源素子に対応付けて直列接続された開閉スイッチ回路を開状態とする複数の電圧検出手段を並列接続し、上記駆動回路により上記複数の半導体光源素子全体に印加される電圧の変化から上記複数の開閉スイッチ回路の少なくとも１つが開状態となったことを判定することを特徴とする。
【００２４】
請求項１０記載の発明は、複数の半導体光源素子を直列接続した半導体光源素子アレイを複数設け、それぞれ異なる色の光を発する上記各半導体光源素子アレイを時分割で発光駆動する光源と、画像信号を入力する入力手段と、上記入力手段で入力された画像信号に基づいて表示素子により画像を表示させ、上記光源から時分割で入光される複数色の光を上記表示素子で反射あるいは透過させてカラーの光像を形成し、投影対象に向けて投影する投影手段と、上記各半導体光源素子アレイを構成する個々の半導体光源素子にそれぞれ並列接続した複数の抵抗と、上記各半導体光源素子アレイ毎に設けられ、当該半導体素子アレイの非発光駆動時に上記複数の抵抗に所定の電流を流す定電流源と、上記各半導体光源素子アレイ毎に設けられ、上記定電流源により所定の電流が流された状態で上記半導体光源素子アレイ両端に印加される電圧値を検出する複数の電圧監視手段と、上記複数の電圧監視手段で検出した電圧値に基づいて上記各半導体光源素子アレイ中で短絡している素子数を判定する複数の判定手段と、上記複数の判定手段での判定結果に応じて上記光源及び上記投影手段の少なくとも一方の動作を調整する投影制御手段とを具備したことを特徴とする。
【００２５】
請求項１１記載の発明は、複数の半導体光源素子を直列接続した半導体光源素子アレイを複数設け、それぞれ異なる色の光を発する上記各半導体光源素子アレイに対し、電源の直流電圧の印加時間デューティを可変して異なる直流電圧で時分割で駆動する光源と、画像信号を入力する入力手段と、上記入力手段で入力された画像信号に基づいて表示素子により画像を表示させ、上記光源から時分割で入光される複数色の光を上記表示素子で反射あるいは透過させてカラーの光像を形成し、投影対象に向けて投影する投影手段と、上記各半導体光源素子アレイ毎に設けられ、上記電源の直流電圧値と、上記印加時間デューティとに基づいて上記各半導体光源素子アレイ中で短絡している素子数を判定する複数の判定手段と、上記複数の判定手段での判定結果に応じて上記光源及び上記投影手段の少なくとも一方の動作を調整する投影制御手段とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、できる限り簡素な回路構成としながらも、直列接続された半導体光源素子の異常を確実に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光源装置の回路構成を示す図。
【図２】同実施形態に係る高出力ＬＥＤの動作電流と動作電圧の関係を示す図。
【図３】同実施形態に係る図２の一部を拡大して示す図。
【図４】同実施形態に係る光源を用いたデータプロジェクタの回路構成を示すブロック図。
【図５】同実施形態に係る電源オン当初に実行する初期設定処理の一部を抽出して示すフローチャート。
【図６】同実施形態に係る光源及び画像表示素子の動作タイミングを示すタイミングチャート。
【図７】同実施形態に係る光源及び画像表示素子の動作タイミングを示すタイミングチャート。
【図８】同実施形態に係る光源装置の他の回路構成を示す図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る光源装置の回路構成を示す図。
【図１０】同実施形態に係る光源装置での処理内容を示すフローチャート。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る光源装置の電気回路の構成を示す図。
【図１２】同実施形態に係る光源装置の機能回路の構成を示す図。
【図１３】一般的な半導体光源装置の制御回路構成を示すブロック図。
【図１４】一般的な半導体光源装置の制御回路構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（第１の実施形態）  
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図１は、直列接続された複数のＬＥＤの駆動と短絡の検出とを行なう光源装置の回路構成を示す図である。同図で、駆動対象の光源ユニット２０が、複数、例えば４個のＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄを直列接続して構成される。この光源ユニット２０のＬＥＤ２０Ａのアノードに対して動作用電源電圧Ｖinが印加される。この動作用電源電圧Ｖinはまた、光源ユニット２０の駆動を行なう駆動回路２１にも与えられる。
【００３０】
駆動回路２１は、光源ユニット２０のＬＥＤ２０Ｄのカソードとも接続されて、この光源ユニット２０を意図した光量で駆動するべくＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄの電圧、電流を調整する。  
上記光源ユニット２０の各ＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄに対して、抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤを並列接続し、これら抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤに後述する一定の電流を流すための定電流源２２を最下段の抵抗ＲｐＤと接地電位との間に接続する。
【００３１】
そして、ＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄ及び抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤの両端、すなわちＬＥＤ２０Ａのアノード側とＬＥＤ２０Ｄのカソード側間の電圧値を電圧監視回路２３が検出する。この電圧監視回路２３の検出した電圧値をレベルシフタ２４で所定の比率で降圧し、降圧した結果を制御回路２５へ送出する。
【００３２】
制御回路２５では、Ａ／Ｄ変換部２５ａでレベルシフタ２４の出力電圧をデジタル化した後に、その電圧値に応じて光源ユニット２０中で短絡を生じているＬＥＤの数を判定し、その判定結果に応じた制御信号を上記駆動回路２１に送出する。駆動回路２１は、制御回路２５から受けた制御信号により、上述した如く光源ユニット２０の電圧、電流を調整する。
【００３３】
次に上記光源装置の動作について説明する。  
駆動回路２１が光源ユニット２０を発光するべく駆動していない状態で、定電流源２２により抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤに電流を流すと、その電流によって各抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤの両端にはある一定の電圧が発生する。
【００３４】
これら各抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤの両端に発生する電圧は、並列接続された半導体光源素子であるＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄにもそれぞれ印加される。その電圧値がＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄの一般に順方向効果電圧Ｖｆと呼称される動作閾値電圧より充分小さくなるように、抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤの抵抗値と定電流源２２の電流値を設定しておけば、ＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄにはごく微小の電流しか流れない。
【００３５】
同時に、定電流源２２が供給する電流値が、このときＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄに流れる微小電流値に対して充分大きく設定されていれば、定電流源２２からの電流はほぼ抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤのみに流れると見なすことができる。
【００３６】
そのため、各抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤの両端に発生する電圧値は、抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤの抵抗値と、定電流源２２の電流値の設定のみによって決定され、その電圧精度も、抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤと定電流源２２の精度によって決定される。
【００３７】
ＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄの個体毎の精度のバラツキに比して、抵抗の抵抗値や定電流源の供給電流値の精度は１桁乃至２桁以上高いため、ＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄのバラツキに影響されずに、各抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤの両端に発生する電圧の合計値として、光源ユニット２０の両端の電圧状態を電圧監視回路２３で高精度に検出することが可能となる。
【００３８】
したがって、光源ユニット２０を構成するＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄ中の例えば１つが短絡を生じた場合、電圧監視回路２３が検出する光源ユニット２０の両端電圧は、１個の抵抗Ｒｐ分だけ減少する変動が生じるため、確実に光源ユニット２０での短絡による故障を検出することが可能となる。
【００３９】
以上要するに、光源ユニット２０の非動作中に上記抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤに適切な電流を定電流源２２により流して、その結果生じた抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤの両端の電圧を測定することにより、光源ユニット２０における短絡を確実に検出できる。
【００４０】
ここで定電流源２２による適切な電流とは、その電流が流れることによって光源ユニット２０に並列接続された抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤの両端に発生する電圧が、光源ユニット２０に印加されても動作閾値電圧を超えずに光源ユニット２０が発光するには至らないほどの小さな電流値であり、且つ、上記抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤに発生する電圧が光源ユニット２０に印加された場合に光源ユニット２０に流れるリーク電流により、抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤの両端の電圧が大きな変動を生じない程度に大きい電流値である必要がある。
【００４１】
以下に具体的な数値を用いて説明する。  
図２は、ＬＥＤ２０Ａ（〜２０Ｄ）の動作電流Ｉｏｐに対する動作電圧Ｖｏｐの特性例を示す図である。図３は、上記図２の定電流部分を電流（横軸）方向に拡大したものである。
【００４２】
上記図２から、ＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄの動作閾値電圧は２［Ｖ］より大きいため、短絡検出で用いる抵抗ＲｐＡ（〜ＲｐＤ）両端の電圧を例えば１．５［Ｖ］と設定する。
【００４３】
また、各抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤに１．５［Ｖ］が印加された場合にＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄに流れる電流は、図３から約０．２３［μＡ］程度であるので、充分にマージンをもって短絡検出に使う定電流源２２の電流値を、例えば１［ｍＡ］と設定する。
【００４４】
上記設定で計算すると、抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤの各抵抗値は１．５［ｋΩ］となり、正常時の光源ユニット２０の両端電圧は６．０［Ｖ］（＝１．５［Ｖ］×４）となる。
【００４５】
光源ユニット２０中の１つのＬＥＤに短絡が発生した場合、光源ユニット２０の両端電圧は４．５［Ｖ］（＝１．５［Ｖ］×３）となり、正常時と１．５［Ｖ］の電位差が発生することになり、比較判断のための充分な電位差が確保されているため、確実に短絡検出を行なうことが可能となる。
【００４６】
例えば、上記１．５［Ｖ］時のＬＥＤに流れる電流値約０．２３［Ａ］が、諸要因のために＋１０倍程度変動した場合を考えても、正常時の光源ユニット２０の両端電圧は、５．８６［Ｖ］（＝１．４６６［Ｖ］×４）となり、上記短絡時の１．５［Ｖ］に相当する差は１．３６［Ｖ］となって比較判断のための充分な電位差が確保される。
【００４７】
以上に詳述した如く本実施形態の光源装置によれば、できる限り簡素な回路構成としながらも、直列接続された半導体光源素子の短絡を確実に検出することが可能となる。
【００４８】
次に、上記図１に示した光源ユニット２０及びその周辺回路を、ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）（登録商標）方式のデータプロジェクタ装置の光源として適用した場合の構成例を示す。
【００４９】
図４は、本実施形態に係るデータプロジェクタ装置３０の概略機能構成を示すブロック図である。  
３１は入出力コネクタ部であり、例えばピンジャック（ＲＣＡ）タイプのビデオ入力端子、Ｄ−ｓｕｂ１５タイプのＲＧＢ入力端子、及びＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）コネクタを含む。
【００５０】
入出力コネクタ部３１より入力される各種規格の画像信号は、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）３２、システムバスＳＢを介し、一般にスケーラとも称される画像変換部３３に入力される。
【００５１】
画像変換部３３は、入力された画像信号を投影に適した所定のフォーマットの画像信号に統一し、表示用のバッファメモリであるビデオＲＡＭ３４に適宜書込んだ後に、書込んだ画像信号を読出して投影画像処理部３５へ送る。
【００５２】
投影画像処理部３５は、送られてきた画像信号に応じて、所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば６０［フレーム／秒］と色成分の分割数、及び表示階調数を乗算した、より高速な時分割駆動により、空間的光変調素子（ＳＬＭ）であるマイクロミラー素子３６を表示駆動する。
【００５３】
このマイクロミラー素子３６は、アレイ状に配列された複数、例えばＸＧＡ（横１０２４画素×縦７６８画素）分の微小ミラーの各傾斜角度を個々に高速でオン／オフ動作して表示動作することで、その反射光により光像を形成する。
【００５４】
一方で、光源部３７から時分割でＲ，Ｇ，Ｂの原色光が循環的に出射される。この光源部３７からの原色光が、ミラー３８で全反射して上記マイクロミラー素子３６に照射される。
【００５５】
そして、マイクロミラー素子３６での反射光で光像が形成され、形成された光像が投影レンズユニット３９を介して、投影対象となる図示しないスクリーンに投影表示される。
【００５６】
光源部３７は、赤色（Ｒ）光を発する発光ダイオードアレイ（以下「Ｒ−ＬＥＤアレイ」と称する）４１、緑色（Ｇ）光を発する発光ダイオードアレイ（以下「Ｇ−ＬＥＤアレイ」と称する）４２、及び青色（Ｂ）光を発する発光ダイオードアレイ（以下「Ｂ−ＬＥＤアレイ」と称する）３３を有する。
【００５７】
これらＲ−ＬＥＤアレイ４１、Ｇ−ＬＥＤアレイ４２、及びＢ−ＬＥＤアレイ４３がいずれも、上記図１の光源ユニット２０と同様に複数、例えば４個のＬＥＤを直列接続して構成される。
【００５８】
Ｒ−ＬＥＤアレイ４１の発する赤色光は、ダイクロイックミラー４４を透過した後、インテグレータ４５で輝度分布が略均一な光束とされた後に上記ミラー３８へ送られる。
【００５９】
Ｇ−ＬＥＤアレイ４２の発する緑色光は、ダイクロイックミラー４６で反射された後、上記ダイクロイックミラー４４でも反射され、上記インテグレータ４５を介して上記ミラー３８へ送られる。
【００６０】
Ｂ−ＬＥＤアレイ４３の発する青色光は、ミラー４７で反射された後に上記ダイクロイックミラー４６を透過し、その後に上記ダイクロイックミラー４４で反射され、上記インテグレータ４５を介して上記ミラー３８へ送られる。  
上記ダイクロイックミラー４４は、赤色光を透過する一方で、緑色光及び青色光を反射する。上記ダイクロイックミラー４６は、緑色光を反射する一方で、青色光を透過する。
【００６１】
光源部３７の各ＬＥＤアレイ４１〜４３の発光タイミングや駆動信号の波形等を投影光処理部４８が統括して制御する。投影光処理部４８は、各ＬＥＤアレイ４１〜４３毎に対応した、上記図１で示した駆動回路２１、定電流源２２、抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤ、電圧監視回路２３、レベルシフタ２４、及び制御回路２５を含み、投影画像処理部３５から与えられる画像データのタイミングと後述するＣＰＵ５１の制御に応じてＬＥＤアレイ４１〜４３の発光動作を制御する。
【００６２】
上記データプロジェクタ装置３０内の各回路の動作すべてをＣＰＵ５１が制御する。このＣＰＵ５１は、メインメモリ５２及びプログラムメモリ５３と直接接続される。入出力インタフェース３２は、ＤＲＡＭで構成され、ＣＰＵ５１のワークメモリとして機能する。プログラムメモリ５３は、電気的書換可能な不揮発性メモリで構成され、ＣＰＵ５１が実行する動作プログラムや各種定型データ等を記憶する。ＣＰＵ５１は、上記メインメモリ５２及びプログラムメモリ５３を用いて、このデータプロジェクタ装置３０内の制御動作を実行する。
【００６３】
上記ＣＰＵ５１は、操作部５４からのキー操作信号に応じて各種投影動作を実行する。  
この操作部５４は、データプロジェクタ装置３０の本体に設けられるキー操作部と、このデータプロジェクタ装置３０専用の図示しないリモートコントローラからの赤外光を受光するレーザ受光部とを含み、ユーザが本体のキー操作部またはリモートコントローラで操作したキーに基づくキー操作信号をＣＰＵ５１へ直接出力する。
【００６４】
上記ＣＰＵ５１はさらに、上記システムバスＳＢを介して音声処理部５５とも接続される。音声処理部５５は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影動作時に与えられる音声データをアナログ化し、スピーカ部５６を駆動して拡声放音させ、あるいは必要によりビープ音等を発生させる。
【００６５】
次に上記データプロジェクタ装置３０の動作について説明する。  
図５は、このデータプロジェクタ装置３０の電源オン当初に実行する初期設定処理の一部を抽出して示すフローチャートで、その制御はＣＰＵ５１がプログラムメモリ５３に記憶されている動作プログラムやデータ等を読出し、メインメモリ５２に展開させた上で実行する。
【００６６】
その処理当初にＣＰＵ５１は、まず光源部３７のＲ−ＬＥＤアレイ４１に対する故障検知を行なう（ステップＳ１０１）。
【００６７】
具体的には、故障検知動作時に上記図１で示した光源ユニット２０（＝Ｒ−ＬＥＤアレイ４１）を点灯させない状態で、その両端の電圧を投影光処理部４８内の電圧監視回路２３で検出し、その検出結果をレベルシフタ２４で降圧した上で制御回路２５に入力する。制御回路２５では、Ａ／Ｄ変換部２５ａで当該電圧値をデジタル化することで、光源ユニット２０（４１）で短絡を生じていない素子数を認識することができる。
【００６８】
上記Ｒ−ＬＥＤアレイ４１に対する呼称検知を終えるとＣＰＵ５１は、次いでＧ−ＬＥＤアレイ４２、Ｂ−ＬＥＤアレイ４３に対しても順次同様の故障検知を実行する（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）。
【００６９】
以上、Ｒ−ＬＥＤアレイ４１、Ｇ−ＬＥＤアレイ４２、及びＢ−ＬＥＤアレイ４３の夫々についての故障検知を終えた結果に基づき、ＣＰＵ５１は少なくとも１つのアレイに故障があったか否かを判断する（ステップＳ１０４）。
【００７０】
ここでいずれのＬＥＤアレイ４１〜４３にも故障がないと判断した場合には、そのままこの初期設定としての図５の処理を終了し、通常の投影動作に移行する。
【００７１】
図６は、ＬＥＤアレイ４１〜４３のいずれにも故障がない正常な状態のマイクロミラー素子３６での表示タイミングと各ＬＥＤアレイ４１〜４３での発光タイミングとを例示する図である。
【００７２】
ここでは、１画像フレームが赤色（Ｒ）画像用フィールド、緑色（Ｇ）画像用フィールド、及び青色（Ｂ）画像用フィールドの順で構成され、図６（Ｂ）〜図６（Ｄ）に示すようにＲ−ＬＥＤアレイ４１、Ｇ−ＬＥＤアレイ４２、及びＢ−ＬＥＤアレイ４３が順次「１：１：１」の時間比で時分割発光駆動されている。
【００７３】
マイクロミラー素子３６では、図６（Ａ）に示すように各ＬＥＤアレイ４１〜４３での発光タイミングに同期して赤色（Ｒ）画像、緑色（Ｇ）画像、及び青色（Ｂ）画像を順次表示することで、その反射光による光像が投影レンズユニット３９により投影対象の図示しないスクリーンに投影される。
【００７４】
また、上記ステップＳ１０４でＬＥＤアレイ２１〜２３の少なくとも１つに故障があると判断した場合には、各ＬＥＤアレイ４１〜４３の故障内容に応じた発光期間を算出し、その算出結果に基づいた設定を行なった上で（ステップＳ１０５）、この初期設定としての図５の処理を終了し、通常の投影動作に移行する。
【００７５】
図７は、Ｇ−ＬＥＤアレイ４２及びＢ−ＬＥＤアレイ４３には短絡が生じていないものの、Ｒ−ＬＥＤアレイ４１を構成する４個のＬＥＤのうちの１つが短絡し、正常に機能しているＬＥＤの数が「３」である場合の設定例を示す。
【００７６】
ここでは、図７（Ｂ）〜図７（Ｄ）に示すようにＲ−ＬＥＤアレイ４１、Ｇ−ＬＥＤアレイ４２、及びＢ−ＬＥＤアレイ４３が順次「１．２：０．９：０．９」の時間比で時分割に発光駆動するものとする。
【００７７】
すなわち、Ｒ−ＬＥＤアレイ４１では発光輝度が元の「３／４」となっている状態で、元の「１．２」倍の発光期間となるため、このＲ画像期間における総発光量は（０．７５×１．２＝）０．９となり、４個のＬＥＤのうちの１個が故障して光量が２５％ダウンしているにも拘わらず、正常な場合の９０％の光量で画像を投影できることとなる。
【００７８】
一方、Ｇ−ＬＥＤアレイ４２及びＧ−ＬＥＤアレイ４２では共に、発光輝度が正常な状態で、元の「０．９」倍の発光期間となるため、このＧ，Ｂ画像期間における総発光量は共に（１×０．９＝）０．９となり、これらも正常な場合の９０％の光量で画像を投影することとなる。
【００７９】
したがって、１画像フレーム中におけるＲ，Ｇ，Ｂの各発光量が等しくなり、色バランスを崩すことなく画像の投影を行なうことができる。
【００８０】
マイクロミラー素子１７では、図７（Ａ）に示すように各ＬＥＤアレイ４１〜４３での発光タイミングに同期して赤色（Ｒ）画像、緑色（Ｇ）画像、及び青色（Ｂ）画像を順次表示することで、その反射光による光像が投影レンズユニット３９により投影対象の図示しないスクリーンに投影される。
【００８１】
以上詳述した如く上記図１に示した回路をＲ，Ｇ，ＢそれぞれのＬＥＤアレイ４１〜４３及び投影光処理部４８に設けるデータプロジェクタ装置３０によれば、できる限り簡素な回路構成としながらも、直列接続された半導体光源素子であるＬＥＤアレイの短絡を確実に検出することができるため、その検出結果に応じて、色バランスを崩すことなく、可能な限りの明るさで投影動作を実行できる。
【００８２】
なお、上記図７では、故障の内容に応じて各ＬＥＤアレイ２１〜２３の発光期間を調整する場合について説明したが、例えばＲ−ＬＥＤアレイ４１の発光量が２５％ダウンしている場合に、それに合わせて緑色（Ｇ）画像の全画面の階調値、及び青色（Ｂ）画像の全画面の階調値をそれぞれ共に２５％ダウンした値でマイクロミラー素子１７の表示駆動を行なうものとすれば、発光タイミングの調整を行なうことなく、したがってマイクロミラー素子１７での表示タイミングを変えることなく、且つ色バランスを崩さずに投影を実行できる。
【００８３】
次に、上記図１に代わる光源装置の回路構成について図８により説明する。  
図８は、直列接続された複数のＬＥＤの駆動と短絡の検出とを行なう光源装置の回路構成を示す図である。同図中、検出対象である光源ユニット２０、光源ユニット２０を構成するＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄ、この光源ユニット２０を駆動する駆動回路２１、これらＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄとそれぞれ並列接続された抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤについては上記図１と同様の構成であるので、同一符号を用いてそれらの説明は割愛する。
【００８４】
上記図１の定電流源２２に代えて、分圧回路６１を用いる。この分圧回路６１は、直列接続された抵抗Ｒ１及びＲ２で構成される。抵抗Ｒ２と接続されていない側の抵抗Ｒ１の一端が、上記ＬＥＤ２０Ｄのカソード及び抵抗ＲｐＤの一端と接続される。
【００８５】
また、抵抗Ｒ１と接続されていない側の抵抗Ｒ２の一端は接地される。そして、抵抗Ｒ１，Ｒ２の中点が分圧点として制御回路６２に接続される。  
制御回路６２では、分圧回路６１の分圧値をＡ／Ｄ変換部６２ａでデジタル化した後に、その電圧値に応じて光源ユニット２０中で短絡を生じているＬＥＤの数を判定し、その判定結果に応じた制御信号を上記駆動回路２１に送出する。
【００８６】
上記のような回路構成とすることにより、光源ユニット２０を駆動するための動作用電源電圧Ｖｉｎの変動が、短絡検出の精度に影響を及ぼさない範囲内で適用可能となる。  
このような構成とすることで、上記図１に示した回路構成に比して、よい大幅に回路構成を簡素化しながらも、直列接続された半導体光源素子の短絡を確実に検出することが可能となる。
【００８７】
（第２の実施形態）  
以下、本発明の第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。  
図９は、直列接続された複数のＬＥＤの駆動と短絡の検出とを行なう光源装置の回路構成を示す図である。同図で、駆動対象の光源ユニット７０が、複数、例えば４個のＬＥＤ７０Ａ〜７０Ｄを直列接続して構成される。
【００８８】
この光源ユニット７０のＬＥＤ７０Ａのアノードに対して動作用電源電圧Ｖinが駆動回路７１を介して印加される。駆動回路７１は、降圧チョッパ型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成し、コンバータ制御部７１Ａを有する。動作用電源電圧Ｖinは、駆動回路７１内でコンバータ制御部７１Ａ、ダイオード７１Ｄのカソード、及びコンデンサ７１Ｃの一端に印加されると共に、上述した如く上記光源ユニット７０のＬＥＤ７０Ａのアノードに印加される。
【００８９】
また、光源ユニット７０のＬＥＤ７０Ｄのカソードが上記駆動回路７１内のコンデンサ７１Ｃの他端、及びリアクタンス７１Ｂの一端と接続される。さらに、リアクタンス７１Ｂの他端が上記ダイオード７１Ｄのアノードと、スイッチングトランジスタ７１Ｅのコレクタに接続される。同スイッチングトランジスタ７１Ｅは、エミッタは接地され、ベースに上記コンバータ制御部７１Ａからのオン／オフ信号が与えられる。また、コンバータ制御部７１Ａの出力する上記オン／オフ信号は、この駆動回路７１のデューティを監視する信号として制御回路７２に帰還入力される。
【００９０】
制御回路７２は、上記動作用電源電圧Ｖinを抵抗Ｒ１１，Ｒ１２で分圧する分圧回路７３からの電圧値を入力することで、電源電圧値を監視している。
【００９１】
また、上記光源ユニット７０には、温度センサとそのデジタル化回路を含む温度検出回路７４が近接配置され、光源ユニット７０のＬＥＤ７０Ａ〜７０Ｄにおける発光時の温度を検出する。この温度検出回路７４で検出した温度情報もまた、上記制御回路７２に送られる。
【００９２】
制御回路７２は、例えば１チップのマイクロコンピュータで構成され、この光源装置内の制御動作を司る。制御回路７２は、上記分圧回路７３を介した電源電圧値、上記駆動回路７１からのオン／オフ信号のデューティ比、及び上記温度検出回路７４の出力する温度情報をそれぞれ記憶する記憶部７２ａを備える。
【００９３】
次に上記光源装置の動作について説明する。  
まず、本実施形態における動作原理を説明しておく。  
ここでは、光源ユニット７０の動作電圧をＶop、ダイオード７１Ｄの順方向電圧をＶｆ、スイッチングトランジスタ７１Ｅのオン電圧をＶsatとする。スイッチングトランジスタ７１ＥのオンデューティＤｕｔｙは、以下の式  
Ｄuty＝(Ｖop＋Ｖf)/Ｖin−Ｖsat＋Ｖf        …(1)  
で表せる。
【００９４】
この（１）式において、ＶｆとＶsatは、他の要素に比して著しく影響が小さいものとして式中から排除すると、  
Ｄuty≒Ｖop/Ｖin                            …(2)  
となる。この（２）式を変形して  
Ｖop≒Ｖin×Ｄuty                          …(3)  
とすることにより、動作用電源電圧Ｖinが一定であれば、デューティを計測することで、上記図１３に示したようなアナログからデジタルに変換する複雑な回路と検出プロセスとを採用することなく、ＬＥＤ７０Ａ〜７０Ｄ中の短絡等による光源ユニット７０の電圧Ｖopの変動を、駆動回路７１の出力するオン／オフ信号のデューティ(Ｄｕｔｙ)の変動により容易に、且つきわめて正確に知ることができる。また、電源電圧Ｖinの値がわかれば、計算により光源ユニット７０の電圧Ｖopの値を容易に求めることができる。
【００９５】
次に主として制御回路７２による具体的な動作制御の処理内容について説明する。  
図１０は、この光源装置に電源が供給されて光源ユニット７０が駆動される発光動作時に、１チップ・マイクロコンピュータである制御回路７２が実行する処理内容のフローチャートである。
【００９６】
なお、この制御回路７２の動作に先立って、制御回路７２内の記憶部７２ａには、初期の正常な発光状態での動作用電源電圧Ｖin、及びコンバータ制御部７１Ａによるスイッチングトランジスタ７１Ｅへのオン／オフ信号のデューティと、光源ユニット７０の動作電圧Ｖopに対する温度検出回路７４の検出温度を用いた補正演算式データあるいは補正のためのルックアップテーブルとが予め記憶されているものとする。
【００９７】
図１０の処理当初に制御回路７２は、分圧回路７３を介して分圧された電源電圧Ｖinを検出し、記憶部７２ａに記憶させる（ステップＳ３０１）。
【００９８】
次に制御回路７２は、駆動回路７１のコンバータ制御部７１Ａがスイッチングトランジスタ７１Ｅに送出するオン／オフ信号のデューティ(Ｄｕｔｙ)を検出する（ステップＳ３０２）。これは、具体的には当該信号のオン時間を計測し、光源ユニット７０の交流点灯周期（一定）におけるオン時間の割合をデューティとして用いる。
【００９９】
さらに制御回路７２は、温度検出回路７４から光源ユニット７０における温度情報Ｔを検出する（ステップＳ３０３）。
【０１００】
次に制御回路７２は、上記（３）式に従って、動作用電源電圧Ｖinとデューティとから光源ユニット７０の動作電圧Ｖopを算出する（ステップＳ３０４）。
【０１０１】
さらに、この算出した光源ユニット７０の動作電圧Ｖopに対し、温度検出回路７４から検出した温度情報Ｔを用いて、予め設定された補正演算式、あるいはルックアップテーブルにより抵抗体としてのＬＥＤ７０Ａ〜７０Ｄの温度ドリフト分を補正し、正確な動作電圧Ｖopを求める（ステップＳ３０５）。
【０１０２】
そして、得た動作電圧Ｖopに基づき、光源ユニット７０を構成するＬＥＤ７０Ａ〜７０Ｄ中で短絡を生じている素子の数を判定する（ステップＳ３０６）。
【０１０３】
その後、上記直前のステップＳ３０２で検出したオン／オフ信号のデューティ(Ｄｕｔｙ)を、記憶部７２ａに記憶する正常時のデューティと比較し、予め設定されたしきい値を超えてデューティが変動しているか否かを判断する（ステップＳ３０７）。
【０１０４】
ここで、デューティがしきい値を超えて大きく変動していると判断した場合にのみ、上記ステップＳ３０３で検出した光源ユニット７０の温度情報に基づいて、コンバータ制御部７１Ａがスイッチングトランジスタ７１Ｅに出力するオン／オフ信号のデューティを補正する演算を実行する（ステップＳ３０８）。
【０１０５】
そして、算出した新たなデューティのオン／オフ信号をコンバータ制御部７１Ａが出力するようにコンバータ制御部７１Ａに対して制御信号を出力する（ステップＳ３０９）。
【０１０６】
その後、上記ステップＳ３０８，Ｓ３０９の処理の実行の有無に関わりなく、一定時間が経過するのを待機した後（ステップＳ３１０）、再び上記ステップＳ３０１からの処理に戻る。
【０１０７】
以上に示した如く本実施形態によれば、光源ユニット７０に印加される電圧をレベルシフトするような回路、及びアナログの電圧信号をデジタルに変換するような変換回路等を一切用いないため、できる限り簡素な回路構成としながら、上述したような回路による検出誤差を一切生じることなく、直列接続された半導体光源素子の短絡をきわめて正確に検出することが可能となる。
【０１０８】
加えて、上記実施形態では、温度を温度検出回路７４を用いて光源ユニット７０の温度を監視し、その内容で動作電圧を補正した上でＬＥＤ７０Ａ〜７０Ｄの短絡素子数の判定を行なうものとしているため、直列接続された半導体光源素子の短絡の検出精度をより一層高めることが可能となる。
【０１０９】
また、上記図９に示した光源ユニット７０及びその周辺回路を、例えばＤＬＰ（登録商標）方式のデータプロジェクタ装置の光源として適用することも考えられる。その場合のデータプロジェクタ装置の概略機能構成は上記図４に示した内容とほぼ同様であるため、ここではその図示及び説明は省略する。
【０１１０】
当該データプロジェクタ装置においても、上記図５で説明した制御動作の処理を実行することが可能となる。その場合、上記図９に示した回路を図４のデータプロジェクタ装置のＲ，Ｇ，ＢそれぞれのＬＥＤアレイ及び投影光処理部に設けることとなる。  
そのため、ＬＥＤアレイの周辺をできる限り簡素な回路構成としながらも、直列接続された各ＬＥＤアレイの動作電圧を検出する回路での検出誤差を極力廃することで、ＬＥＤアレイ中での短絡をきわめて正確に検出することができるため、その検出結果に応じて、色バランスを崩すことなく、可能な限りの明るさで投影動作を実行できる。
【０１１１】
（第３の実施形態）  
以下、本発明の第３の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。  
図１１は、直列接続された複数のＬＥＤの駆動と短絡の検出とを行なう光源装置の回路構成を示す図である。同図で、駆動対象の光源ユニット８０が、複数、例えば４個のＬＥＤ８０Ａ〜８０Ｄと各ＬＥＤのカソード側の開閉スイッチ８１Ａ〜８１Ｄを直列接続して構成される。
【０１１２】
上記ＬＥＤ８０Ａ〜８０Ｄにはそれぞれ電圧監視回路８２Ａ〜８２Ｄが並列に接続される。これら電圧監視回路８２Ａ〜８２Ｄは、対応するＬＥＤ８０Ａ〜８０Ｄの両端電圧により短絡を検出し、その検出結果に応じて対応する開閉スイッチ８１Ａ〜８１Ｄの開閉制御を行なう。
【０１１３】
しかして、この光源ユニット８０のＬＥＤ８０Ａのアノードに対して動作用電源電圧Ｖinが印加される。この動作用電源電圧Ｖinはまた、光源ユニット８０の駆動を行なう駆動回路８３にも与えられる。
【０１１４】
駆動回路８３は、光源ユニット８０のＬＥＤ８０Ｄのカソードとも接続されて、この光源ユニット８０を意図した光量で駆動するべく光源ユニット８０の電圧、電流を調整する。  
さらに、この駆動回路８３に対して制御回路８４が接続される。この制御回路８４は、光源ユニット８０からエラー監視信号を受取り、その内容に応じて駆動回路８３の動作を制御する制御信号を送出する。
【０１１５】
次に図１２により上記光源ユニット８０の具体的な回路構成の例を示す。  
光源ユニット８０内のＬＥＤ８０Ａのアノードが、ＰＮＰタイプのトランジスタＱａ１のエミッタに接続され、同トランジスタＱａ１のベースが抵抗Ｒａ１を介してＬＥＤ８０Ａのカソードと接続される。同トランジスタＱａ１のコレクタが抵抗Ｒｂ１を介して、ＮＰＮタイプのトランジスタＱｓ１のベースと接続される。
【０１１６】
上記トランジスタＱＳ１のベース−エミッタ間に抵抗Ｒｃ１が接続される。さらに、同トランジスタＱｓ１のコレクタ−エミッタ間に抵抗Ｒｐ１が接続される。
【０１１７】
上記トランジスタＱａ１及び抵抗Ｒａ１が上記図１１の電圧監視回路８２Ａを構成する。また、トランジスタＱｓ１と抵抗Ｒｂ１，Ｒｃ１及びＲｐ１が上記開閉スイッチ８１Ａ〜８１Ｄを構成する。
【０１１８】
ＬＥＤ８０Ｂ〜８０Ｄに対する電圧監視回路８２Ｂ〜８２Ｄ、開閉スイッチ８１Ｂ〜８１Ｄの各回路構成も上記と全く同様であるため、重複する説明は省略する。
【０１１９】
そして、開閉スイッチ８１Ｄを構成するトランジスタＱｓ４のエミッタが駆動回路８３に接続されると共に、エラー監視信号の伝送路として制御回路８４に接続される。
【０１２０】
制御回路８４は、駆動回路８３からのエラー監視信号により駆動回路８３が光源ユニット８０を駆動する電圧値を監視する。
【０１２１】
トランジスタＱａ１〜Ｑａ４のベースに接続される抵抗Ｒａ１〜Ｒａ４と、トランジスタＱｓ１〜Ｑｓ４のベースに接続される抵抗Ｒｂ１〜Ｒｂ４は、各トランジスタのベース電流を制限する目的で挿入される。
【０１２２】
また、トランジスタＱｓ１〜Ｑｓ４のベース−エミッタ間に接続される抵抗Ｒｃ１〜Ｒｃ４は、各トランジスタＱｓ１〜Ｑｓ４がオフ状態であるときにリーク電流等によりトランジスタＱｓ１〜Ｑｓ４がオンしないように、ベース電流をバイパスさせる目的で挿入される。
【０１２３】
さらに、トランジスタＱｓ１〜Ｑｓ４のコレクタ−エミッタ間に接続される抵抗Ｒｐ１〜Ｒｐ４は、各トランジスタＱｓ１〜Ｑｓ４をオンさせるためのベース電流を流す目的で挿入されるが、同時にその抵抗値は光源素子であるＬＥＤ８０Ａ〜８０Ｄを駆動する意図した電流の大きさを流すことはできない程度の値に設定される。
【０１２４】
次に上記光源装置の動作について説明する。  
光源ユニット８０が駆動されていない初期状態では、各ＬＥＤ８０Ａ〜８０Ｄの両端子間で電圧が発生していないため、トランジスタＱａ１〜Ｑａ４はベース電流が流れずにオフ状態となっている。したがって、トランジスタＱｓ１〜Ｑｓ４にもベース電流が供給されず、オフ状態となる。
【０１２５】
制御回路８４が駆動回路８３に対して駆動開始の信号を送ると、駆動回路８３は光源ユニット８０を駆動するために、光源ユニット８０の両端間に駆動電圧を発生させるべく駆動する。
【０１２６】
光源ユニット８０内のＬＥＤ８０Ａ〜８０Ｄでは、抵抗Ｒｐ１〜Ｒｐ４により直列接続されているために電流が流れはじめ、その両端に電圧が発生する。この電圧によりトランジスタＱａ１〜Ｑａ４にベース電流が流れてオンする。
【０１２７】
トランジスタＱａ１〜Ｑａ４がオンすることにより、トランジスタＱｓ１〜Ｑｓ４の側もベース電流が供給されてオンとなり、起動用である抵抗Ｒｐ１〜Ｒｐ４の各両端が短絡する。そのため、ＬＥＤ８０Ａ〜８０Ｄが駆動回路８３に対して低抵抗で直列接続されることとなり、結果として駆動回路８３が意図した駆動電流まで電流値を増加させて、ＬＥＤ８０Ａ〜８０Ｄが光源ユニット８０全体が所望の輝度で点灯する。
【０１２８】
このＬＥＤ８０Ａ〜８０Ｄの点灯状態で、例えばＬＥＤ８０Ｂに短絡を生じた場合を考える。
【０１２９】
ＬＥＤ８０Ｂが短絡すると、まずＬＥＤ８０Ｂの両端間の電圧がほぼ０（ゼロ）知覚まで低下するために、トランジスタＱａ２にベース電流が供給されずにオフ状態となる。このトランジスタＱａ２のオフに連れて対応するトランジスタＱｓ２もベース電流が供給されなくなるためにオフ状態となる。
【０１３０】
したがって、ＬＥＤ８０ＢのカソードとＬＥＤ８０Ｃのアノードとの間は、抵抗Ｒｐ２を介して接続されるようになるため、光源ユニット８０全体に流れる電流は抵抗Ｒｐ２の電圧降下により大きく制限されて低下する。
【０１３１】
こうして光源ユニット８０全体に流れる電流が低下すると、駆動回路８３は意図した駆動電流に調整しようと光源ユニット８０の両端間の電圧を上昇させるように制御するが、電流を充分上昇させることができないため、光源ユニット８０の両端間の電圧は、ほぼ動作用電源電圧Ｖin、または図示しない保護機能による上限電圧の規制があればその電圧まで上昇する。
【０１３２】
この結果、制御回路８４に入力される電圧監視点の電圧は、正常な点灯動作時の電圧より極端に低下するため、この電圧差をエラー監視信号として制御回路８４が監視することにより、確実にＬＥＤの短絡による故障を検出することが可能となる。
【０１３３】
以上の動作は、駆動回路８３の負荷開放時の動作と同じであり、負荷開放のエラーを検出する機能を駆動回路８３が備えていれば、本実施形態の技術によりＬＥＤ８０Ａ〜８０Ｄの短絡による故障をきわめて正確、且つ容易に検出することが可能となる。
【０１３４】
なお、上記図１２で説明した詳細な回路構成や素子、電圧によるエラー検出方法などは本実施形態での一例であり、同様の効果を得られる他の回路素子や方法を採用するものとしても良い。
【０１３５】
なお、上記第１乃至第３の実施形態はいずれも、説明を簡易にするために４つのＬＥＤを直列接続した光源ユニットを用いる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、他の半導体光源素子として例えばＬＤ（レーザダイオード）を用いるものであっても良いし、直列接続する半導体光源素子の数等を限定するものでもない。
【０１３６】
また、上記第１及び第２の実施形態においては、各光源装置をデータプロジェクタ装置に適用する場合について説明したが、複数の半導体光源素子を直列接続する光源装置として、他にも例えば交通信号機、車両用の各種ランプや前照灯、液晶ディスプレイのバックライト等にも同様に適用可能である。
【０１３７】
その他、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組み合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件による適宜の組み合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【０１３８】
１０…光源ユニット、１０Ａ〜１０Ｄ…ＬＥＤ、１１…駆動回路、１２，１２Ａ〜１２Ｄ…電圧監視回路、１３，１３Ａ〜１３Ｄ…レベルシフタ、１４，１４′…制御回路、２０…光源ユニット、２１…駆動回路、２２…定電流源、２３…電圧監視回路、２４レベルシフタ…、２５…制御回路、２５ａ…Ａ／Ｄ変換部、３０…データプロジェクタ装置、３１…入出力コネクタ部、３２…入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）、３３…画像変換部、３４…ビデオＲＡＭ、３５…投影画像処理部、３６…マイクロミラー素子、３７…光源部、３８…ミラー、３９…投影レンズユニット、４１…Ｒ（赤色）−ＬＥＤアレイ、４２…Ｇ（緑色）−ＬＥＤアレイ、４３…Ｂ（青色）−ＬＥＤアレイ、４４…ダイクロイックミラー、４５…インテグレータ、４６…ダイクロイックミラー、４７…ミラー、４８…投影光処理部、５１…ＣＰＵ、５２…メインメモリ、５３…プログラムメモリ、５４…操作部、５５…音声処理部、５６…スピーカ部、６１…分圧回路、６２…制御回路、６２ａ…Ａ／Ｄ変換部、７０…光源ユニット、７０Ａ〜７０Ｄ…ＬＥＤ、７１…駆動回路、７１Ａ…コンバータ制御部、７２…制御回路、７２ａ…記憶部、７３…分圧回路、７４…温度検出回路、８０…光源ユニット、８０Ａ〜８０Ｄ…ＬＥＤ、８１Ａ〜８１Ｄ…開閉スイッチ、８２Ａ〜８２Ｄ…電圧監視回路、８３…駆動回路、８４…制御回路、ＳＢ…システムバス。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年5月17日(2011.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１６５４４１号公報
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
これら各抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤの両端に発生する電圧は、並列接続された半導体光源素子であるＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄにもそれぞれ印加される。その電圧値がＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄの一般に順方向降下電圧Ｖｆと呼称される動作閾値電圧を超えないように、抵抗ＲｐＡ〜ＲｐＤの抵抗値と定電流源２２の電流値を設定しておけば、ＬＥＤ２０Ａ〜２０Ｄにはごく微小の電流しか流れない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
以下に具体的な数値を用いて説明する。  
図２は、ＬＥＤ２０Ａ（〜２０Ｄ）の動作電流Ｉｏｐに対する動作電圧Ｖｏｐの特性例を示す図である。図３は、上記図２の低電流部分を電流（横軸）方向に拡大したものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
例えば、上記１．５［Ｖ］時のＬＥＤに流れる電流値約０．２３［μＡ］が、諸要因のために＋１００倍程度変動した場合を考えても、正常時の光源ユニット２０の両端電圧は、５．８６［Ｖ］（＝１．４６６［Ｖ］×４）となり、上記短絡時の１．５［Ｖ］に相当する差は１．３６［Ｖ］となって比較判断のための充分な電位差が確保される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
上記Ｒ−ＬＥＤアレイ４１に対する故障検知を終えるとＣＰＵ５１は、次いでＧ−ＬＥＤアレイ４２、Ｂ−ＬＥＤアレイ４３に対しても順次同様の故障検知を実行する（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
また、上記ステップＳ１０４でＬＥＤアレイ４１〜４３の少なくとも１つに故障があると判断した場合には、各ＬＥＤアレイ４１〜４３の故障内容に応じた発光期間を算出し、その算出結果に基づいた設定を行なった上で（ステップＳ１０５）、この初期設定としての図５の処理を終了し、通常の投影動作に移行する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
なお、上記図７では、故障の内容に応じて各ＬＥＤアレイ４１〜４３の発光期間を調整する場合について説明したが、例えばＲ−ＬＥＤアレイ４１の発光量が２５％ダウンしている場合に、それに合わせて緑色（Ｇ）画像の全画面の階調値、及び青色（Ｂ）画像の全画面の階調値をそれぞれ共に２５％ダウンした値でマイクロミラー素子１７の表示駆動を行なうものとすれば、発光タイミングの調整を行なうことなく、したがってマイクロミラー素子１７での表示タイミングを変えることなく、且つ色バランスを崩さずに投影を実行できる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
また、光源ユニット７０のＬＥＤ７０Ｄのカソードが上記駆動回路７１内のコンデンサ７１Ｃの他端、及びリアクタンス７１Ｂの一端と接続される。さらに、リアクタンス７１Ｂの他端が上記ダイオード７１Ｄのアノードと、スイッチングトランジスタ７１Ｅのドレインに接続される。同スイッチングトランジスタ７１Ｅは、ソースは接地され、ゲートに上記コンバータ制御部７１Ａからのオン／オフ信号が与えられる。また、コンバータ制御部７１Ａの出力する上記オン／オフ信号は、この駆動回路７１のデューティを監視する信号として制御回路７２に帰還入力される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
さらに、この算出した光源ユニット７０の動作電圧Ｖopに対し、温度検出回路７４から検出した温度情報Ｔを用いて、予め設定された補正演算式、あるいはルックアップテーブルによりＬＥＤ７０Ａ〜７０Ｄの温度ドリフト分を補正し、正確な動作電圧Ｖopを求める（ステップＳ３０５）。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
当該データプロジェクタ装置においても、上記図６で説明した制御動作の処理を実行することが可能となる。その場合、上記図９に示した回路を図４のデータプロジェクタ装置のＲ，Ｇ，ＢそれぞれのＬＥＤアレイ及び投影光処理部に設けることとなる。
そのため、ＬＥＤアレイの周辺をできる限り簡素な回路構成としながらも、直列接続された各ＬＥＤアレイの動作電圧を検出する回路での検出誤差を極力廃することで、ＬＥＤアレイ中での短絡をきわめて正確に検出することができるため、その検出結果に応じて、色バランスを崩すことなく、可能な限りの明るさで投影動作を実行できる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
ＬＥＤ８０Ｂが短絡すると、まずＬＥＤ８０Ｂの両端間の電圧がほぼ０（ゼロ）近くまで低下するために、トランジスタＱａ２にベース電流が供給されずにオフ状態となる。このトランジスタＱａ２のオフに連れて対応するトランジスタＱｓ２もベース電流が供給されなくなるためにオフ状態となる。