JP2008177049A - Lighting device and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数色の発光素子、及び、発光素子を主スイッチの制御により所定の電力で各色を順次点灯制御する駆動回路を備える点灯装置、及び、該点灯装置を備えるプロジェクタに関する。 The present invention relates to a light emitting device of a plurality of colors, a lighting device including a driving circuit that sequentially controls lighting of each color with predetermined power by controlling a main switch of the light emitting device, and a projector including the lighting device.
光をスクリーンに投影して映像を表示する表示装置としてプロジェクタがある。近年、プロジェクタの光源として従来のメタルハライドランプ等の水銀放電灯に代えて、LED(Light Emitting Diode)等の固体発光素子が、利便性や対環境負荷の点で注目されている。カラー映像を表示する場合、通常赤色、緑色、及び、青色のLEDが用いられる。この各色のLEDを、パワーFET(Field-Effect Transistor)等のスイッチング素子により、入力映像信号に同期して順次点灯制御してカラー表示する方式が知られている。なお、プロジェクタは、赤、緑、青3原色に黄色またはシアン等を加えることが容易で、現在、商用的に多原色化の可能な唯一の表示装置である。発光素子を安定に点灯するため、色毎に、赤色用駆動回路、緑色用駆動回路及び青色用駆動回路それぞれが設けられる。また、発光素子に所定の電力を供給するためエラーアンプを設け、エラーアンプの出力に基づきPWM(Pulse Width Modulation)等の電力制御信号が生成され、スイッチング制御を行っている(例えば特許文献1及び2参照)。
このようなプロジェクタでは、光学系の設計を容易にするため、発光面積が小さく少数の(例えば1個の)パワーLEDが使われる。対応するスクリーンサイズが大きくなるにつれて大電力のLEDが使われる。そのため、スイッチング素子FETの定格、それを駆動するFETドライバ、スナバ、放熱フィンが大型化、大規模化する傾向がある。このため、比較的小型のLEDを多数配置できる直視型液晶表示装置のバックライト及び一般照明器具とは異なる技術が必要になる。また、各色LEDを時分割で順次発光させるには、その駆動回路を映像の垂直同期信号の周波数の数倍の頻度で間欠的に運転する必要がある。そのため、一般的なスイッチング電源回路とも異なる技術が必要になる。 In such a projector, in order to facilitate the design of the optical system, a small number of (for example, one) power LEDs having a small light emitting area are used. As the corresponding screen size increases, higher power LEDs are used. For this reason, there is a tendency that the rating of the switching element FET, the FET driver for driving it, the snubber, and the heat radiation fin are increased in size and scale. For this reason, a technique different from the backlight of a direct-viewing type liquid crystal display device in which a large number of relatively small LEDs can be arranged and general lighting equipment is required. Further, in order to cause each color LED to emit light sequentially in a time-sharing manner, it is necessary to operate the drive circuit intermittently at a frequency several times the frequency of the vertical synchronizing signal of the video. Therefore, a technique different from that of a general switching power supply circuit is required.
しかしながら、特許文献1に記載の照明装置は、色毎の駆動回路に加え、色毎にエラーアンプを設けており、制御特性のばらつき、部品数の増加、機器の大型化及びコストの増加を招くという問題があった。また特許文献2に記載のLED駆動装置は、一のエラーアンプを用いる構成としているが、電力ラインを入切するスイッチング素子が多い、時分割発光のためにパワーLEDの駆動回路を間欠的に動作させる課題に触れていないという問題があった。LEDの定格電力の大容量化、多原色化に伴って、さらに上記問題は顕在化する。
However, the lighting device described in
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、色毎に発光素子の駆動に係る電気量を検出し、色毎に基準信号を用意し、第1及び第2スイッチを同期制御して一の電力制御部により電力制御信号を出力し、同期制御される第3スイッチを通じて電力制御信号を色毎に設けられる複数の駆動回路へ出力することにより、より低コストで装置の構成を簡略化することが可能な点灯装置及び該点灯装置を備えるプロジェクタを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to detect an electric quantity related to driving of a light emitting element for each color, prepare a reference signal for each color, and set the first and second switches. Synchronously controlled, a power control signal is output by one power control unit, and the power control signal is output to a plurality of drive circuits provided for each color through a third switch that is synchronously controlled, thereby reducing the cost of the apparatus. An object of the present invention is to provide a lighting device capable of simplifying the configuration and a projector including the lighting device.
本発明の他の目的は、発光素子による光の強度を検出し、検出された発光強度に基づく信号、同期制御された基準信号及び検出信号を考慮して駆動回路へ電力制御信号を出力することにより、より精度良く発光素子の点灯制御を実行することが可能な点灯装置及び該点灯装置を備えるプロジェクタを提供することにある。 Another object of the present invention is to detect the intensity of light by a light emitting element and output a power control signal to a drive circuit in consideration of a signal based on the detected light emission intensity, a synchronously controlled reference signal, and a detection signal. Accordingly, an object of the present invention is to provide a lighting device that can perform lighting control of a light emitting element with higher accuracy and a projector including the lighting device.
本発明に係る点灯装置は、複数色の発光素子、及び、発光素子を主スイッチの入切により点灯制御及び電力制御する色毎に設けられる複数の駆動回路を備える点灯装置において、各色の発光素子の駆動に係る電気量を検出する複数の検出回路と、該複数の検出回路から出力される電気量に基づく検出信号の入力を切り替える第1スイッチと、色毎の基準信号を記憶した複数の記憶部と、該複数の記憶部から出力される基準信号の入力を切り替える第2スイッチと、第1スイッチを経由して出力される検出信号と第2スイッチを経由して出力される基準信号との差に基づく電力制御信号を出力する電力制御部と、該電力制御部から出力される電力制御信号の出力先を前記複数の駆動回路のいずれかへ切り替える第3スイッチと、前記第1乃至第3スイッチを発光素子の色毎に同期制御する同期制御部とを備えることを特徴とする。 A lighting device according to the present invention is a lighting device including a plurality of color light emitting elements, and a plurality of drive circuits provided for each color for controlling the lighting and power of the light emitting elements by turning on and off the main switch. A plurality of detection circuits for detecting the amount of electricity related to driving, a first switch for switching input of detection signals based on the amount of electricity output from the plurality of detection circuits, and a plurality of memories storing reference signals for each color , A second switch for switching input of reference signals output from the plurality of storage units, a detection signal output via the first switch, and a reference signal output via the second switch A power control unit that outputs a power control signal based on the difference; a third switch that switches an output destination of the power control signal output from the power control unit to any of the plurality of drive circuits; Characterized in that it comprises a synchronization control unit for controlling synchronization of the switches for each color of light emitting elements.
本発明に係る点灯装置は、発光素子による光の発光強度を検出する強度検出回路をさらに備え、前記電力制御部は、第1スイッチを経由して出力される検出信号と、前記強度検出回路により検出された発光強度に基づく信号から第2スイッチを経由して出力される基準信号を減じた値との差に基づく電力制御信号を出力するよう構成してあることを特徴とする。 The lighting device according to the present invention further includes an intensity detection circuit that detects light emission intensity of the light emitted from the light emitting element, and the power control unit includes a detection signal output via the first switch and the intensity detection circuit. A power control signal is output based on a difference between a signal based on the detected emission intensity and a value obtained by subtracting a reference signal output via the second switch.
本発明に係るプロジェクタは、上述の点灯装置を備えることを特徴とする。 A projector according to the present invention includes the above-described lighting device.
本発明にあっては、点灯装置は、複数色の発光素子、及び、色毎に複数設けられる駆動回路を備える。駆動回路は、発光素子を主スイッチの入切により点灯制御する。色毎に複数設けられる検出回路は各色の発光素子の駆動に係る電気量を検出し、検出した電気量に基づく検出信号を第1スイッチへ出力する。第1スイッチは、複数の検出回路から出力される検出信号の入力を切り替える。 In the present invention, the lighting device includes a plurality of light emitting elements and a plurality of drive circuits provided for each color. The drive circuit controls lighting of the light emitting element by turning on and off the main switch. A plurality of detection circuits provided for each color detects the amount of electricity related to driving the light emitting elements of each color, and outputs a detection signal based on the detected amount of electricity to the first switch. The first switch switches input of detection signals output from the plurality of detection circuits.
また、色毎に複数設けられる記憶部は、色毎に基準となる基準信号を記憶しており、基準信号を第2スイッチへ出力する。第2スイッチは、複数の記憶部から出力される基準信号の入力を切り替える。電力制御部は、第1スイッチを経由して出力される検出信号と第2スイッチを経由して出力される基準信号との差に基づく電力制御信号を第3スイッチへ出力する。第3スイッチは、電力制御部から出力される電力制御信号の出力先を複数の駆動回路のいずれかへ切り替える。同期制御部は第1乃至第3スイッチを発光素子の色毎に同期制御する。同期制御により色毎に出力される電力制御信号は駆動回路へ出力され、電力制御信号に応じたスイッチング制御により発光素子の点灯制御が行われる。 A plurality of storage units provided for each color stores a reference signal that is a reference for each color, and outputs the reference signal to the second switch. The second switch switches input of the reference signal output from the plurality of storage units. The power control unit outputs a power control signal based on a difference between a detection signal output via the first switch and a reference signal output via the second switch to the third switch. The third switch switches the output destination of the power control signal output from the power control unit to one of the plurality of drive circuits. The synchronization control unit synchronously controls the first to third switches for each color of the light emitting element. The power control signal output for each color by the synchronization control is output to the drive circuit, and the lighting control of the light emitting element is performed by the switching control according to the power control signal.
本発明にあっては、強度検出回路は、発光素子による光の発光強度を検出する。そして、電力制御部は、第1スイッチを経由して出力される検出信号と、強度検出回路により検出された発光強度に基づく信号から第2スイッチを経由して出力される基準信号を減じた値との差に基づく電力制御信号を出力する。 In the present invention, the intensity detection circuit detects the light emission intensity of the light emitted from the light emitting element. The power control unit is a value obtained by subtracting the reference signal output via the second switch from the detection signal output via the first switch and the signal based on the emission intensity detected by the intensity detection circuit. A power control signal based on the difference between the two is output.
本発明にあっては、第1スイッチを経由して出力される検出信号と第2スイッチを経由して出力される基準信号との差に基づく電力制御信号を第3スイッチへ出力する。第3スイッチは、電力制御部から出力される電力制御信号の出力先を複数の駆動回路のいずれかへ切り替える。同期制御により色毎に出力される電力制御信号は駆動回路へ出力され、電力制御信号に応じたスイッチ制御により発光素子の点灯制御が行われる。これにより、一の電力制御部により各色に対する複数の駆動回路へ電力制御信号を出力でき、装置の小型化及びコストの低下を図ることが可能となる。 In the present invention, the power control signal based on the difference between the detection signal output via the first switch and the reference signal output via the second switch is output to the third switch. The third switch switches the output destination of the power control signal output from the power control unit to one of the plurality of drive circuits. The power control signal output for each color by the synchronization control is output to the drive circuit, and the lighting control of the light emitting element is performed by the switch control according to the power control signal. Thus, a single power control unit can output a power control signal to a plurality of drive circuits for each color, and the device can be reduced in size and cost.
本発明にあっては、強度検出回路は、発光素子による光の発光強度を検出する。そして、電力制御部は、第1スイッチを経由して出力される検出信号と、強度検出回路により検出された発光強度に基づく信号から第2スイッチを経由して出力される基準信号を減じた値との差に基づく電力制御信号を出力する。このように構成したので、基準となる電圧または電流に係る各色の基準信号に加えて、発光強度をも考慮した電力制御信号を得ることができ、よりきめ細かな点灯制御を実現することが可能となる。 In the present invention, the intensity detection circuit detects the light emission intensity of the light emitted from the light emitting element. The power control unit is a value obtained by subtracting the reference signal output via the second switch from the detection signal output via the first switch and the signal based on the emission intensity detected by the intensity detection circuit. A power control signal based on the difference between the two is output. With this configuration, it is possible to obtain a power control signal that also considers the light emission intensity in addition to the reference signal for each color related to the reference voltage or current, and to realize more detailed lighting control. Become.
実施の形態1
以下本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は本発明に係るプロジェクタの構成を示すブロック図である。プロジェクタは点灯装置1、コンデンサレンズ5、映像形成素子(以下、DMD(Digital Micromirror Device(登録商標))4、映像形成素子制御回路41及び投射レンズ6を含んで構成される。赤色、緑色及び青色(以下、場合によりR、G、Bと省略する)の各発光素子(以下、LED)2R、2G、2Bから発せられる光は、コンデンサレンズ5で集光され、DMD4へ照射される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a projector according to the present invention. The projector includes a
DMD4は映像形成素子制御回路41によって駆動制御されている。映像形成素子制御回路41は、入力された映像信号に従ってDMD4を駆動する。具体的には、入力された映像信号に従ってDMD4の各セルまたは微小ミラーをオンまたはオフさせることによって、照射されたR、G及びB光を画素単位で反射して光変調を行い、画像光を形成する。形成された画像光は、投射レンズ6に入射され、投射レンズ6によって不図示のスクリーン等に拡大投射される。
The
点灯装置1は、電源回路3、駆動回路20R、20G、20B(以下、場合により駆動回路20で代表する)、LED2R、2G、2B(以下、場合によりLED2で代表する)、第1スイッチ11、同期制御部7、記憶部9、第2スイッチ12、電力制御部8、及び、第3スイッチ13を含んで構成される。駆動回路20R、20G、20Bは直流電圧を供給する電源回路3に並列に接続されている。駆動回路20R、20G、20BはR、G、Bの3色に対してそれぞれ設けられており、昇降圧型のDC−DCコンバータ等が用いられる。なお、本実施の形態においては、R、G、及びBの3色のLED2を用いた形態につき説明するが、これら以外に黄色またはシアン等のLEDをさらに追加する構成としても良い。
The
駆動回路20Rはスイッチング素子駆動回路23R、主スイッチ(以下、スイッチ)22R及び検出回路21Rを含んで構成される。スイッチング素子駆動回路23Rは、電力制御部8から出力される電力制御信号に係るパルス幅に基づきPWM制御により、スイッチ22Rをオン・オフする。デューティ比が大きい場合、スイッチ22Rのオン時間が長くなり、多くの電流がLED2Rへ流れる。また、デューティ比が小さい場合、スイッチ22Rのオン時間が短くなり、LED2Rへ流れる電流は減少する。LED2Rは一の赤色LEDまたは複数の赤色LEDをアレイ状に配列したものであり、LED2Rから照射される赤色光はコンデンサレンズ5へ入射する。第1スイッチ11、第2スイッチ12、第3スイッチ13は、入力映像信号に同期して切り替わる。これらのスイッチによって選択された色のスイッチ22R、スイッチ22Gまたはスイッチ22BにのみPWM信号を送り、対応する色のLED2のみが点灯する。非選択状態になった色のLED2は、消灯する。第1スイッチ11、第2スイッチ12、第3スイッチ13は、小信号を切り替える素子であり、そのコストやサイズは、大電力を切り替えるスイッチ22と比較にならないほど小さい。なお、本実施の形態においては、LED2の点灯制御をPWM制御により行う形態につき説明するが、これに限るものではなくPFM(Pulse Frequency Modulation)制御により行っても良い。
The
検出回路21RはLED2Rの駆動に係る電気量、具体的にはLED2Rを流れる電流を検出する回路であり、検出電流に応じた検出信号を第1スイッチ11へ出力する。なお、LEDは近似的に定電圧負荷特性を示し、消費電流が変動しやすいので、電流を検出して点灯を安定させるのが一般的であるが、他のランプを採用した場合等は、印加される電圧を検出するようにしても良い。駆動回路20Gもスイッチング素子駆動回路23G、スイッチ22G及び検出回路21Gを備え、また、駆動回路20Bもスイッチング素子駆動回路23B、スイッチ22B及び検出回路21Bを備える。これらの構成は、駆動回路20Rの構成と同一であるため説明を省略する。なお、以下ではスイッチング素子駆動回路23R、23G、23Bをスイッチング素子駆動回路23で、スイッチ22R、22G、22Bをスイッチ22で、検出回路21R、21G、21Bを検出回路21で場合により代表する。
The detection circuit 21 </ b> R is a circuit that detects the amount of electricity related to the driving of the LED 2 </ b> R, specifically, the current flowing through the LED 2 </ b> R, and outputs a detection signal corresponding to the detection current to the
検出回路21R、21G、21Bは第1スイッチ11の入力端子11R、11G、11Bにそれぞれ接続されている。第1スイッチ11は同期制御部7から出力される同期信号に従い、入力端子11R、11G、11Bのいずれかに切り替える。検出回路21から出力されるRGB各色の検出信号は第1スイッチ11の切り替えに同期して、第1スイッチ11の出力端子を介して、それぞれ電力制御部8へ入力される。同期制御部7は映像形成素子制御回路41におけるDMD4の映像信号に基づくRGBの切り替えに同期した同期信号を第1スイッチ11、後述する第2スイッチ12及び第3スイッチ13へ出力する。
The
記憶部9はR基準信号記憶部9R、G基準信号記憶部9G及びB基準信号記憶部9Bを格納している。R基準信号記憶部9Rは、LED2Rの定格電流または望ましい電流値を表す基準信号電圧を記憶しており、例えば定電圧特性を示すツェナダイオード、シャントレギュレータまたはIC(Integrated circuit)等で構成される。以下では、R基準信号記憶部9Rから基準となる電流に相当する基準信号が第2スイッチ12へ出力されるものとして説明する。G基準信号記憶部9G及びB基準信号記憶部9Bも同様に基準信号が記憶されている。これら各色の基準信号量はLED2R、2G、2Bの個体差および表示画像の色温度を考慮して、それぞれ異なる値を設定しておけばよい。なお、基準信号の記憶部9をルックアップテーブルROMで構成した場合、第2スイッチ12は、DA(Digital-to-Analog)コンバータが使われる。第2スイッチ12は、アナログマルチプレクサなどの所謂スイッチでなくてもよい。
The
R基準信号記憶部9Rは第2スイッチ12の入力端子12Rに接続され、G基準信号記憶部9Gは第2スイッチ12の入力端子12Gに接続され、B基準信号記憶部9Bは第2スイッチ12の入力端子12Bにそれぞれ接続されている。第2スイッチ12は同期制御部7の同期信号に従い、入力端子12R、12G、12Bのいずれかへ切り替える。電力制御部8へは入力端子12R、12G、12B及び第2スイッチ12の出力端子を経由してR基準信号記憶部9R、G基準信号記憶部9G及びB基準信号記憶部9Bからそれぞれ出力される基準信号が入力される。
The R reference
電力制御部8は、第1スイッチ11の入力端子11Rを経由して検出回路21Rから出力される検出信号と、第2スイッチ12の入力端子12Rを経由してR基準信号記憶部9Rから出力される基準信号との偏差を算出し、偏差に基づいてPWM等の電力制御の変調信号を生成し、第3スイッチ13へ出力する。検出回路21Rからの検出信号がR基準信号記憶部9Rからの基準信号よりも小さい場合は、PWM信号のデューティ比が大きくなり、スイッチ22Rのオン時間が増加する。また、検出回路21Rからの検出信号がR基準信号記憶部9Rからの基準信号よりも大きい場合は、PWM信号のデューティ比が小さくなり、スイッチ22Rのオン時間が減少する。なお、G及びBは、第1スイッチ11、第2スイッチ12、第3スイッチ13により選択され次第、同様の動作を行うため説明を省略する。第3スイッチ13は出力端子13R、13G、13Bを備え、同期制御部7の同期信号に従い、出力端子13R、13G、13Bのいずれかへ切り替える。出力端子13Rはスイッチング素子駆動回路23Rに接続され、出力端子13Gはスイッチング素子駆動回路23Gに接続され、出力端子13Bはスイッチング素子駆動回路23Bにそれぞれ接続されている。
The
電力制御部8から第3スイッチ13の入力端子及び出力端子13Rを経由して出力されるPWM信号はスイッチング素子駆動回路23Rへ入力される。スイッチング素子駆動回路23Rは、スイッチ22RのFETゲート端子の静電容量を充放電する回路であり、PWM信号に基づきスイッチ22Rをオン・オフ制御する。なお、G及びBも選択され次第同様の動作を行うため説明を省略する。同期制御部7は第1スイッチ11、第2スイッチ12及び第3スイッチ13をそれぞれ同期信号に基づき同期制御することにより、LED2R、2G、2Bそれぞれに流れる電流が、記憶部9の記憶内容に従い順次フィードバック制御されることになる。
The PWM signal output from the
図2は電力制御部8の回路構成を示す回路図である。電力制御部8は図2に示すように調整部81及び操作部82から構成される。調整部81は抵抗Ri、抵抗Rf、コンデンサCf及びエラーアンプ811を含んで構成される。第1スイッチ11には抵抗Ri、抵抗Rf、及びコンデンサCfが直列に接続される。エラーアンプ811の入力抵抗である抵抗Riの一端は抵抗Rf及びエラーアンプ811の反転入力端子にそれぞれ接続される。また第2スイッチ12はエラーアンプ811の非反転入力端子に接続される。エラーアンプ811は、第2スイッチ12を経由して入力される基準信号から、第1スイッチ11を経由して入力される検出信号を減じた偏差に所定の利得を乗じて操作部82へ出力する。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the
操作部82はコンパレータ812及び鋸状波発振器813を含んで構成される。調整部81から出力される信号はコンパレータ812の非反転入力端子へ入力され、鋸状波発振器813から出力される鋸状波はコンパレータ812の反転入力端子へ入力される。コンパレータ812は前記2つの入力信号の電圧を比較してPWM信号のデューティ比を決定する。こうして生成されたPWM信号は、第3スイッチ13へ出力される。なお、図2に示したアナログ制御回路はあくまで一例でありこの形態に限るものではない。本実施形態によれば、わずか1個の電力制御用アナログIC(電力制御部8)と、少数の安価な小信号スイッチ(第1スイッチ11,第2スイッチ12,第3スイッチ13)を用いて3個のLED駆動回路(駆動回路20)を制御することができる。このとき、図示しない大電力スイッチ、これを駆動する回路、スナバまたは放熱フィン等の追加は全くない。高価な上に、体積や質量が大きく、故障率の高い電力部材の追加が全くないので、低コストで、衝撃や振動に強く可搬性に優れ、信頼性が高く故障しにくいLEDプロジェクタを提供できる。また、定格電力の大きなLEDを採用した場合、それに伴うコスト上昇を押さえる事ができる。
The
図3は電力制御部8の他の回路構成を示す回路図である。図2に示したアナログ制御回路をデジタル制御回路により実現しても良い。電力制御部8は図2に示す回路と等価な調整部81及び操作部82から構成される。調整部81はA/Dコンバータ812A、813A、減算器814、加算器817、819、遅延素子818、乗算器815、816を含んで構成される。A/Dコンバータ812Aは第1スイッチ11と減算器814との間に設けられ、第1スイッチ11を経由して入力される検出信号をデジタル化する。A/Dコンバータ812Aのサンプリング時間をΔtとする。A/Dコンバータ813Aは第2スイッチ12と減算器814との間に設けられ、第2スイッチ12を経由して入力される基準信号をデジタル化する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing another circuit configuration of the
減算器814は、検出信号から基準信号を減じ、減じた値を乗算器815及び乗算器816へ出力する。乗算器815の係数はPであり、このPは抵抗Rfの抵抗値Rf及び抵抗Riの抵抗値Riを用いてP=−Rf/Riで表現できる。乗算処理後の値は乗算器815の出力端に接続される加算器819へ出力される。乗算器816の係数はIであり、このIはサンプリング時間Δt、コンデンサCfの静電容量Cf及び抵抗Riの抵抗値Riを用いてI=−Δt/Cf・Riで表現できる。乗算処理後の値は乗算器816の出力端に接続される加算器817へ出力される。遅延素子818は時間Δtの遅延を行い、遅延した値を加算器817へ出力する。
The
加算器817は乗算器816から出力される値及び遅延素子818から出力される値を加算し加算器819へ出力する。加算器819は加算器817から出力された値と、乗算器815から出力された値とを加算し操作量として操作部82へ出力する。
The
操作部82は比較器824、825、カウンタ826及びフリップフロップ827を含んで構成される。加算器819から出力される操作量に係る値は比較器824へ入力される。カウンタ826は鋸状波発振器813を模擬したものであり、1クロック毎に0、1、2・・・とカウントアップする。カウンタ826の値は比較器824及び825へ出力される。比較器824は加算器819から出力される操作量に係る値とカウンタ826からの出力されるカウンタの値とを比較し、カウンタ826の値が操作量に係る値に達した場合に、スイッチング素子駆動回路23に対しスイッチ22のオフ制御を実行させるべく、PWM信号の立ち下がりタイミング信号を生成し、フリップフロップ827を介して、PWM信号を第3スイッチ13へ出力する。
The
一方、比較器825には、カウンタ826から出力されるカウンタの値、及び、PWM周期に基づく所定値が入力される。比較器825はカウンタ826から出力されるカウント数と所定値とを比較し、カウント数が所定値に達した場合、カウンタ826を0にクリアすると共に、スイッチング素子駆動回路23に対しスイッチ22のオン制御を実行させるべく、PWM信号の立ち上がりタイミング信号を生成し、フリップフロップ827を介して、PWM信号を第3スイッチ13へ出力する。
なお、図3に示したデジタル制御回路はあくまで一例でありこの形態に限るものではない。また、少なくとも図3で示した電力制御部8、さらにはこれに加え図1に示す第1スイッチ11、第2スイッチ12、第3スイッチ13、同期制御部7及び記憶部9をデジタル制御回路として一つのICに集積することにより、更なるコストダウンを図ることができる。また仕様の変更を簡単に行える他、温度特性及び素子のばらつき等を低減することも可能となる。ばらつきが低減すれば、DC/DCコンバータのチョークコイルやスイッチ22などのマージンを切り詰め、定格を下げ、体積を小さくすることが可能になる。オペアンプなどアナログ機能素子は、立ち上げ時の過渡特性の保証がなかったり、入出力を切り替える瞬間に一時誤動作したりすることがあり、プロジェクタ用パワーLEDを間欠的に順次点灯する用途には使いにくいが、本実施例では、その問題はない。記憶部9をデジタル素子(ROM、DIPスイッチなど)で構成すれば、A/Dコンバータ813Aは省略できる。
On the other hand, the value of the counter output from the
The digital control circuit shown in FIG. 3 is merely an example, and the present invention is not limited to this form. Further, at least the
実施の形態2
図4は実施の形態2に係るプロジェクタの構成を示すブロック図である。実施の形態1の構成に加え、強度検出回路90及び補助調整部91が追加されている。強度検出回路90はLED2R、LED2G及びLED2Bの発光面の近傍に配置されている。強度検出回路90は内部に図示しない光センサを備え、LED2R、LED2G及びLED2Bの発光を集光し、発光強度に基づく信号を順次補助調整部91へ出力する。
Embodiment 2
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the projector according to the second embodiment. In addition to the configuration of the first embodiment, an
強度検出回路90からのR、G、Bに係る発光強度に基づく信号、及び、記憶部9から第2スイッチ12を経由して順次出力されるR、G、Bに係る基準信号は補助調整部91へ入力される。補助調整部91は強度検出回路90からのR、G、Bに係る発光強度に基づく信号から、スイッチ12を経由してR基準信号記憶部9R、G基準信号記憶部9G及びB基準信号記憶部9Bから順次出力されるR、G、Bに係る基準信号を減じて所望の電気量を求め電力制御部8へ出力する。以降の処理は実施の形態1と同様であるので詳細な説明を省略する。
The signal based on the emission intensity relating to R, G, B from the
図5は補助調整部91及び実施の形態2に係る電力制御部8の回路構成を示す回路図である。実施の形態1の構成に加え、デジタル制御回路により実現した補助調整部91を用いた構成につき説明する。なお、上述したようにこれと等価なアナログ制御回路を実現しても良いことはもちろんである。補助調整部91は、A/Dコンバータ912、913、減算器914、加算器917、919、遅延素子918、乗算器915、916を含んで構成される。A/Dコンバータ912は強度検出回路90と減算器914との間に設けられ、発光強度に基づく信号をデジタル化する。A/Dコンバータ913は第2スイッチ12と減算器914との間に設けられ、第2スイッチ12を経由して入力されるR、G、Bに係る基準信号をデジタル化する。
FIG. 5 is a circuit diagram showing circuit configurations of the
減算器914は、発光強度に基づく信号から基準信号を減じ、減じた値を乗算器915及び乗算器916へ出力する。乗算器915の係数はP2であり、このP2は実施の形態1と同じくP2=−Rf2/Ri2である。ここに、P2はPと同じ値であるとは限らない(以下同様)。乗算処理後の値は乗算器915の出力端に接続される加算器919へ出力される。乗算器916の係数はI2であり、このI2は実施の形態1と同じくI2=−Δt2/Cf2・Ri2である。乗算処理後の値は乗算器916の出力端に接続される加算器917へ出力される。遅延素子918は時間Δt2の遅延を行い、遅延した値を加算器917へ出力する。加算器917は乗算器916から出力される値及び遅延素子918から出力される値を加算し、加算器919へ出力する。加算器919は乗算器915から出力される値と加算器917から出力される値を加算し調整部81へ出力する。すなわちR、G、Bに係る発光強度に基づく信号からR、G、Bに係る基準信号を減じた値に対応する信号は、加算器919から調整部81の減算器814へ入力される。減算器814では第1スイッチ11から入力される検出信号から、上述した発光強度に基づく信号から基準信号を減じた値に対応する信号を減じる処理が行われる。以降の処理は実施の形態1と同様であるので詳細な説明を省略する。
The
赤色LEDによく使われるAlGaInP系半導体の再結合発光の強度は、順電流だけでなく、接合部の温度にも大きく依存する。青色LEDのInGaN系でも、依存性は、皆無ではない。半導体や封止樹脂の経年変化によっても強度は変わる。強度検出回路90は、各色のLEDの発光強度を順次検出する。実施の形態1の記憶部9は、所望の電気量を保持するのに対し、実施の形態2の記憶部9は、所望の発光強度を保持する。補助調整部91は、各色の発光強度が、第2スイッチ12を経由して入力される所望の強度に一致するように、発光素子を駆動する電気量の基準信号(LEDの順電流の所望の値)を決定・更新し、調整部81に送る。電源回路、アナログ回路、デジタル回路の3種類の電気回路は、グラウンドに流す電流、ヒートシンクの放熱性能、適切なプリント回路基板の材質が全く異なる。使用されるトランジスタの物理サイズ、定格、コストも異なる。実施の形態1の図3の部分を、周辺の回路である図5の補助調整部91と同じプリント回路基板上、時には同じパッケージ内、同じウェハの上に実装すれば、図3の回路の実装コストを低減できる。
The intensity of recombination light emission of an AlGaInP-based semiconductor often used for red LEDs greatly depends not only on the forward current but also on the temperature of the junction. Even the blue LED InGaN system does not have any dependence. The strength also changes due to aging of semiconductors and sealing resins. The
本実施の形態2は以上の如き構成であり、その他の構成は実施の形態1と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。 The second embodiment has the above-described configuration, and the other configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
1 点灯装置
2 LED
3 電源回路
4 DMD
5 コンデンサレンズ
7 同期制御部
8 電力制御部
9 記憶部
20 駆動回路
11 第1スイッチ
12 第2スイッチ
13 第3スイッチ
21 検出回路
23 スイッチング素子駆動回路
81 調整部
82 操作部
90 強度検出回路
91 補助調整部
1 lighting device 2 LED
3
DESCRIPTION OF
Claims (3)
各色の発光素子の駆動に係る電気量を検出する複数の検出回路と、
該複数の検出回路から出力される電気量に基づく検出信号の入力を切り替える第1スイッチと、
色毎の基準信号を記憶した複数の記憶部と、
該複数の記憶部から出力される基準信号の入力を切り替える第2スイッチと、
第1スイッチを経由して出力される検出信号と第2スイッチを経由して出力される基準信号との差に基づく電力制御信号を出力する電力制御部と、
該電力制御部から出力される電力制御信号の出力先を前記複数の駆動回路のいずれかへ切り替える第3スイッチと、
前記第1乃至第3スイッチを発光素子の色毎に同期制御する同期制御部と
を備えることを特徴とする点灯装置。 In a lighting device comprising a plurality of color light emitting elements, and a plurality of drive circuits provided for each color to control lighting and power control by turning on and off the main switch of the light emitting elements,
A plurality of detection circuits for detecting the amount of electricity related to driving of the light emitting elements of each color;
A first switch for switching an input of a detection signal based on an electric quantity output from the plurality of detection circuits;
A plurality of storage units storing reference signals for each color;
A second switch for switching input of the reference signal output from the plurality of storage units;
A power control unit that outputs a power control signal based on a difference between a detection signal output via the first switch and a reference signal output via the second switch;
A third switch that switches an output destination of the power control signal output from the power control unit to any of the plurality of drive circuits;
A lighting device comprising: a synchronization control unit that controls the first to third switches for each color of the light emitting element.
前記電力制御部は、
第1スイッチを経由して出力される検出信号と、前記強度検出回路により検出された発光強度に基づく信号から第2スイッチを経由して出力される基準信号を減じた値との差に基づく電力制御信号を出力するよう構成してある
ことを特徴とする請求項1に記載の点灯装置。 An intensity detection circuit for detecting the intensity of light emitted by the light emitting element;
The power control unit
Electric power based on the difference between the detection signal output via the first switch and the value obtained by subtracting the reference signal output via the second switch from the signal based on the emission intensity detected by the intensity detection circuit The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device is configured to output a control signal.
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