JP6086005B2 - 駆動装置、発光装置及び投影装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動装置、発光装置及び投影装置に関する。

例えば、下記特許文献１には、半導体発光素子を点滅させる駆動装置が開示されており、この駆動装置には、半導体発光素子に電力を供給する定電流電源としてスイッチング電源回路が用いられている（例えば、特許文献１の図６参照）。このスイッチング電源回路の作動と停止を交互に行うことによって、半導体発光素子を点滅する。

特開２００９−２０００５３号公報

ところで、半導体発光素子を高速に点滅させるためには、半導体発光素子に流す電流変化の応答を速める必要がある。しかし、特許文献１に記載の技術は、電力を効率的に使用して損失を低減させることを目的としているものであり、電流の立上げ特性を向上させる点は考慮されていない。

本発明が解決しようとする課題は、駆動装置によって駆動される半導体発光素子等の負荷に流れる駆動電流の立ち上がり特性を高速化することである。

以上の課題を解決するために、本発明に係る駆動装置は、インダクタを有するとともに、前記インダクタに流れる入力電流を繰り返しオン・オフして前記インダクタのエネルギーの蓄積と放出を繰り返すことによって、入力電力を出力電力に変換するスイッチング電源回路と、負荷に接続され、前記負荷の電路を開閉する第一スイッチング素子と、前記負荷及び第一スイッチング素子と並列に接続される出力キャパシタと、前記インダクタと前記出力キャパシタとの間に設けられ、前記負荷を前記インダクタに導通させるとともに基準電位部を前記インダクタから遮断した第一選択状態と、前記負荷を前記インダクタから遮断するとともに前記基準電位部を前記インダクタに導通させた第二選択状態とに切り換わる選択スイッチと、前記第一スイッチング素子の開閉を交互に行うとともに、前記インダクタに流れる入力電流の繰り返しのオン・オフによる前記スイッチング電源回路の作動と前記スイッチング電源回路の停止とを交互に行い、前記第一スイッチング素子を閉じる期間に前記スイッチング電源回路を作動させるタイミング制御部と、前記選択スイッチを前記第一選択状態と前記第二選択状態に交互に切り換える制御部と、を備え、前記タイミング制御部が前記第一スイッチング素子を閉じる前に、前記制御部が前記選択スイッチを前記第二選択状態にする

また、本発明に係る駆動装置は、負荷に接続され、前記負荷の電路を開閉する第一スイッチング素子と、前記負荷及び前記第一スイッチング素子と並列に接続される出力キャパシタと、入力に接続されるインダクタと、前記インダクタに接続されたアノード及び前記出力キャパシタに接続されたアノードを有する整流素子と、前記インダクタと基準電位部との間に設けられる第二スイッチング素子と、を有し、前記第二スイッチング素子を繰り返しオン・オフすることによって前記インダクタに流れる入力電流を繰り返しオン・オフして、前記インダクタのエネルギーの蓄積と放出を繰り返すことによって入力電力を出力電力に変換する昇圧型スイッチング電源回路と、前記第一スイッチング素子の開閉を交互に行うとともに、前記第二スイッチング素子の繰り返しのオン・オフによる前記スイッチング電源回路の作動と前記スイッチング電源回路の停止とを交互に行い、前記第一スイッチング素子を閉じる期間に前記スイッチング電源回路を作動させるタイミング制御部と、前記第二スイッチング素子を交互にオン・オフする制御部と、を備え、前記制御部が前記第二スイッチング素子をオフにする期間に、前記制御部が前記第二スイッチング素子をオフすることよりも優先的に前記スイッチング電源回路部が前記第二スイッチング素子を繰り返しオン・オフし、前記タイミング制御部が前記第一スイッチング素子を閉じる前に、前記制御部が前記第二スイッチング素子をオンにすることを特徴とする。

本発明によれば、負荷の電流の立ち上がり特性を改善することができ、負荷を高速で間欠的に駆動することができる。

本発明の第１実施形態に係る発光装置の回路図である。 同実施形態に係る発光装置の各部の信号波形を示したタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態に係る発光装置の回路図である。 本発明の第３実施形態に係る発光装置の回路図である。 同実施形態に係る発光装置の各部の信号波形を示したタイミングチャートである。 本発明の第４実施形態に係る発光装置の回路図である。 同実施形態に係る発光装置の各部の信号波形を示したタイミングチャートである。 本発明の第５実施形態に係る発光装置の回路図である。 本発明の第５実施形態の変形例に係る発光装置の回路図である。 本発明の第６実施形態に係る発光装置の回路図である。 同実施形態に係る発光装置の各部の信号波形を示したタイミングチャートである。 第１〜第６の実施形態の変形例に係る発光装置の回路図である。 投影装置の光学ユニットを示した平面図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されている。そのため、本発明の技術的範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

〔第１の実施の形態〕
図１は発光装置１の回路図である。図２は発光装置１の各部の信号を表したタイミングチャートである。

この発光装置１は間欠的に発光するものである。つまり、この発光装置１は点滅装置である。

この発光装置１は発光素子２及び駆動装置（駆動回路）１０を備える。
発光素子２は発光ダイオード、有機ＥＬ素子、半導体レーザーその他の半導体発光素子である。
駆動装置１０は発光素子２を間欠的に駆動する。つまり、駆動装置１０は発光素子２を高速点滅させる。発光素子２の点滅周期は、その点滅を肉眼で識別できないほど短い。図１に示す電圧Ｖout2が駆動装置１０の出力電圧であり、電流Ｉout2が駆動装置１０の出力電流であり、電圧Ｖout2及び電流Ｉout2が発光素子２に印加されることによって、発光素子２が駆動される。

駆動装置１０はタイミング制御部１１、制御部１２、スイッチング電源回路１３、選択スイッチ１４、出力キャパシタ１５、第一スイッチング素子１６及び抵抗器１９等を有する。

スイッチング電源回路１３の出力が抵抗器１９を介して選択スイッチ１４に接続され、抵抗器１９及び選択スイッチ１４がスイッチング電源回路１３の出力と発光素子２との間に設けられている。発光素子２と第一スイッチング素子１６が直列接続され、この発光素子２が第一スイッチング素子１６を介してグランド１７に接続されている。出力キャパシタ１５が、発光素子２と第一スイッチング素子１６の直列部に対して並列接続されている。グランド１７は基準電位部である。

（スイッチング電源回路１３及び抵抗器１９）
スイッチング電源回路１３は入力電力を出力電力に変換する。つまり、スイッチング電源回路１３は、直流の入力電圧Ｖin・入力電流Ｉinを直流の出力電圧Ｖout1・出力電流Ｉout1に変換するＤＣＤＣコンバータである。

スイッチング電源回路１３は定電流電源回路である。つまり、スイッチング電源回路１３は、出力電圧Ｖout1に関わらず出力電流Ｉout1を一定に保つように出力電流Ｉout1を制御する。好ましくは、スイッチング電源回路１３は、出力電流Ｉout1を帰還して、それに基づき出力電流Ｉout1を一定に維持するように制御する。

スイッチング電源回路１３は、例えば、昇圧型スイッチングレギュレータ、降圧型スイッチングレギュレータ、昇降圧型スイッチングレギュレータ、絶縁型スイッチングレギュレータ、非絶縁型スイッチングレギュレータその他のスイッチングレギュレータである。つまり、スイッチング電源回路１３は、チョッパ用スイッチング素子１３ａ及びインダクタ１３ｃを有し、チョッパ用スイッチング素子１３ａを交互にオン・オフすることによってインダクタ１３ｃに流れる入力電流ｉを交互にオン・オフ（チョップ）し、これにより入力電圧Ｖin・入力電流Ｉinを出力電圧Ｖout1・出力電流Ｉout1に変換する。

スイッチング電源回路１３の好適な具体例としてスイッチング電源回路１３が降圧型のスイッチングレギュレータである場合について説明する。スイッチング電源回路１３は、チョッパ用スイッチング素子（ＰＷＭ制御用スイッチング素子）１３ａ及びインダクタ１３ｃに加えて、環流ダイオード（flywheel diode）１３ｂ及びスイッチング電源制御部１３ｅを更に有する。

チョッパ用スイッチング素子１３ａはＮチャネル型の電界効果トランジスタである。チョッパ用スイッチング素子１３ａのドレインがスイッチング電源回路１３の入力に接続され、そのドレインが入力電圧Ｖin・入力電流Ｉinの直流電源に接続されている。チョッパ用スイッチング素子１３ａのソースが環流ダイオード１３ｂのカソードに接続されている。環流ダイオード１３ｂのアノードがグランド１７に接続されている。

チョッパ用スイッチング素子１３ａのソース及び環流ダイオード１３ｂのカソードがインダクタ１３ｃの一端に接続され、インダクタ１３ｃの他端が抵抗器１９の一端に接続されている。このインダクタ１３ｃの他端がスイッチング電源回路１３の出力である。

抵抗器１９はスイッチング電源回路１３の出力電流Ｉout1を検出するものである。つまり、出力電流Ｉout1が抵抗器１９の電圧に変換され、出力電流Ｉout1を表す信号（抵抗器１９の電圧）がスイッチング電源制御部１３ｅに入力される。抵抗器１９とインダクタ１３ｃが直列接続されているから、抵抗器１９によって検出される出力電流Ｉout1がインダクタ１３ｃの電流に等しい。なお、抵抗器１９が後述の整流素子１４ｂのカソード及び出力キャパシタ１５と、発光素子２との間に設けられ、電流Ｉout2を表す信号（抵抗器１９の電圧）がスイッチング電源制御部１３ｅに入力されてもよい。この場合、インダクタ１３ｃが整流素子１４ｂのアノード及び後述の第二スイッチング素子１４ａのドレインに直接接続される。

チョッパ用スイッチング素子１３ａのゲートがＯＲゲート１８の出力に接続され、ＯＲゲート１８の第一入力がスイッチング電源制御部１３ｅに接続されている。スイッチング電源制御部１３ｅが信号Ｃを出力する。後述するＯＲゲート１８の第二入力（タイミング信号Ｂ）がローレベルであれば、その信号ＣがＯＲゲート１８を介してチョッパ用スイッチング素子１３ａのゲートに入力される。そのため、チョッパ用スイッチング素子１３ａはスイッチング電源制御部１３ｅによって出力された信号Ｃに基づいてオン・オフされ、スイッチング電源回路１３の入力からの電流ｉがチョッパ用スイッチング素子１３ａによってオン・オフ（チョップ）される。チョッパ用スイッチング素子１３ａがオン状態であると、電流がスイッチング電源回路１３の入力からチョッパ用スイッチング素子１３ａ及びインダクタ１３ｃを経由してスイッチング電源回路１３の出力へ流れ、その電流によってインダクタ１３ｃにエネルギーが蓄えられる。その後、チョッパ用スイッチング素子１３ａがオフ状態になると、インダクタ１３ｃが誘導起電力を発生させて環流ダイオード１３ｂが導通し、グランド１７から環流ダイオード１３ｂ及びインダクタ１３ｃを経由して出力へ流れる電流が発生し、インダクタ１３ｃに蓄えられたエネルギーが放出される。これにより、入力電圧Ｖin・入力電流Ｉinが出力電圧Ｖout1・出力電流Ｉout1に変換される。更に、チョッパ用スイッチング素子１３ａによって電流iがオン・オフされても、インダクタ１３ｃによって出力電流Ｉout1が平滑化される。

スイッチング電源制御部１３ｅはＰＷＭ（pulse width modulation）コントローラであり、信号ＣはＰＷＭ信号である。つまり、スイッチング電源制御部１３ｅは、抵抗器１９によって検出された出力電流Ｉout1（抵抗器１９の電圧）と所定の目標値（以下、定電流目標値という。）とに基づいてデューティ比を逐次変化させ、そのデューティ比のＰＷＭ信号Ｃを生成して、そのＰＷＭ信号ＣをＯＲゲート１８を介してチョッパ用スイッチング素子１３ａのゲートに出力する。これにより、スイッチング電源制御部１３ｅは、出力電流Ｉout1を定電流目標値に近似させて出力電流Ｉout1を定電流目標値に維持するような定電流制御を行う。

（選択スイッチ１４）
選択スイッチ１４は、インダクタ１３ｃを含むスイッチング電源回路１３と出力キャパシタ１５の間に設けられる。
選択スイッチ１４は、第二スイッチング素子１４ａがオフとなる第一選択状態と第二スイッチング素子１４ａがオンとなる第二選択状態に切り換わる。選択スイッチ１４が第一選択状態であると、選択スイッチ１４が発光素子２及び出力キャパシタ１５を選択スイッチ１４内の後述の整流素子１４ｂを介してインダクタ１３ｃ（スイッチング電源回路１３の出力）に導通させるとともに、グランド１７をインダクタ１３ｃから遮断する。選択スイッチ１４が第二選択状態であると、選択スイッチ１４が整流素子１４ｂの整流作用により発光素子２及び出力キャパシタ１５をインダクタ１３ｃから遮断するとともに、インダクタ１３ｃをグランド１７に導通させる。

選択スイッチ１４の好適な構成について詳しく説明する。
選択スイッチ１４は第二スイッチング素子１４ａ及び整流素子（逆流防止ダイオード）１４ｂを有する。第二スイッチング素子１４ａはＮチャネル型の電界効果トランジスタである。第二スイッチング素子１４ａのドレインが抵抗器１９を介してインダクタ１３ｃに接続され、第二スイッチング素子１４ａのソースがグランド１７に接続され、第二スイッチング素子１４ａのゲートが制御部１２に接続されている。整流素子１４ｂのアノードが第二スイッチング素子１４ａのドレインに接続されている。整流素子１４ｂのアノードが抵抗器１９を介してインダクタ１３ｃに接続されている。整流素子１４ｂのカソードが発光素子２のアノードに接続されている。

第二スイッチング素子１４ａは制御部１２のタイミング信号Ｂによってオン・オフされる。第二スイッチング素子１４ａがオフであると、選択スイッチ１４が第一選択状態であることになる。つまり、第二スイッチング素子１４ａがオフであると、整流素子１４ｂのアノードがグランド１７から遮断されるから、整流素子１４ｂを介して発光素子２側に電流が流れる。一方、第二スイッチング素子１４ａがオンであると、選択スイッチ１４が第二選択状態であることになる。つまり、第二スイッチング素子１４ａがオンであると、整流素子１４ｂのアノードがグランド１７に導通するから、整流素子１４ｂの整流作用によって、出力キャパシタ１５、発光素子２側にスイッチング電源回路１３の電流が流れない。

（出力キャパシタ１５及び第一スイッチング素子１６）
出力キャパシタ１５の一方の電極が整流素子１４ｂのカソード及び発光素子２のアノードに接続され、出力キャパシタ１５の他方の電極がグランド１７に接続されている。選択スイッチ１４によってインダクタ１３ｃが発光素子２のアノードに導通している場合、チョッパ用スイッチング素子１３ａのオン・オフ切換時における出力キャパシタ１５の充電・放電作用によって、スイッチング電源回路１３の出力電圧Ｖout1及び発光素子２の電圧Ｖout2が平滑化される。
また、上述したように選択スイッチ１４が第二選択状態であり、且つ第一スイッチング素子１６がオフの時に、整流素子１４ｂの整流作用及び第一スイッチング素子１６の遮断作用によって閉じ込められた電荷が出力キャパシタ１５に蓄えられるので、その出力キャパシタ１５は第一スイッチング素子１６のオフ直前の電圧を保持する役割を有する。

第一スイッチング素子１６はＮチャネル型の電界効果トランジスタである。第一スイッチング素子１６のドレインが発光素子２のカソードに接続され、第一スイッチング素子１６のソースがグランド１７に接続され、第一スイッチング素子１６のゲートがタイミング制御部１１に接続されている。第一スイッチング素子１６は発光素子２の電路を開閉する。つまり、第一スイッチング素子１６がオン状態であれば、発光素子２の電路が第一スイッチング素子１６によって閉じられてその電路が導通状態であり、第一スイッチング素子１６がオフ状態であれば、発光素子２の電路が第一スイッチング素子１６によって開かれてその電路が遮断状態である。

（タイミング制御部１１）
タイミング制御部１１は、例えば、周期一定のタイミング信号Ａを生成し、そのタイミング信号Ａをスイッチング電源回路１３（特にスイッチング電源制御部１３ｅ）に出力する。タイミング制御部１１は、タイミング信号Ａによりスイッチング電源回路１３及びスイッチング電源制御部１３ｅの作動（enable）と停止（disable）を交互に行う。以下、タイミング信号Ａがハイレベルである期間を期間Ｐ１といい、タイミング信号Ａがローレベルである期間を期間Ｐ２という。

期間Ｐ１においてスイッチング電源回路１３及びスイッチング電源制御部１３ｅが作動され、スイッチング電源制御部１３ｅが出力信号Ｃを振動させる。そのため、後述するＯＲゲート１８の第二入力（タイミング信号Ｂ）がローレベルであれば、チョッパ用スイッチング素子１３ａがオン・オフされるので、入力電圧Ｖin・入力電流Ｉinが出力電圧Ｖout1・出力電流Ｉout1に変換される。一方、期間Ｐ２においてスイッチング電源回路１３及びスイッチング電源制御部１３ｅが停止され、スイッチング電源制御部１３ｅの出力信号Ｃが振動せずにローレベルで一定となる。そのため、チョッパ用スイッチング素子１３ａがオフ状態に保たれる。

タイミング制御部１１は第一スイッチング素子１６を開くことと第一スイッチング素子１６を閉じることを交互に行う。つまり、タイミング制御部１１はタイミング信号Ａを第一スイッチング素子１６のゲートに出力することによって第一スイッチング素子１６をオン・オフする。従って、スイッチング電源回路１３及びスイッチング電源制御部１３ｅの作動に同期して、第一スイッチング素子１６が発光素子２の電路を閉じる。また、スイッチング電源回路１３及びスイッチング電源制御部１３ｅの停止に同期して、第一スイッチング素子１６が発光素子２の電路を開く。

例えば、タイミング制御部１１が点滅タイミングコントローラであり、タイミング信号Ａが点滅制御信号であり、タイミング信号Ａのパルス幅（期間Ｐ１の長さ）がタイミング制御部１１によって制御されることによって、第一スイッチング素子１６のオン−デューティ比が制御される。タイミング信号Ａの周期が信号Ｃの周期よりも長く、信号Ｃがタイミング信号Ａよりも高速で振動する。

（制御部１２及びＯＲゲート１８）
制御部１２は、タイミング信号Ｂを第二スイッチング素子１４ａのゲートに出力する。制御部１２はマイコンであり、制御部１２に内蔵されたプログラムがタイミング信号Ｂの生成機能等を制御部１２に実現させる。

タイミング信号Ｂは周期的なパルス信号である。タイミング信号Ｂがローレベルであれば、第二スイッチング素子１４ａがオフであり、選択スイッチ１４が第一選択状態（インダクタ１３ｃに発光素子２を導通させた状態）である。タイミング信号Ｂがハイレベルであれば、第二スイッチング素子１４ａがオンであり、選択スイッチ１４が第二選択状態（インダクタ１３ｃから発光素子２を遮断した状態）である。以下、タイミング信号Ｂがハイレベルである期間を期間Ｐ４という。

制御部１２が出力するタイミング信号Ｂは、ＯＲゲート１８の第二入力にも入力される。ＯＲゲート１８は、信号Ｃとタイミング信号Ｂの論理和を表す信号をチョッパ用スイッチング素子１３ａのゲートに出力する。従って、ＯＲゲート１８に入力されるタイミング信号Ｂをハイレベルにすれば、制御部１２がタイミング制御部１１及びスイッチング電源制御部１３ｅから独立してチョッパ用スイッチング素子１３ａを強制的にオンにできる。つまり、制御部１２は選択スイッチ１４を第二選択状態にするのに同期してチョッパ用スイッチング素子１３ａをオンにし、選択スイッチ１４を第一選択状態にするのに同期してチョッパ用スイッチング素子１３ａのオンオフ制御を信号Ｃに基づくように制御する。

タイミング制御部１１によって出力されるタイミング信号Ａが制御部１２にも入力され、制御部１２がタイミング信号Ａに基づきタイミング信号Ｂを生成する。タイミング信号Ｂの周期はタイミング信号Ａの周期に等しく、タイミング信号Ｂがハイレベルである期間Ｐ４はタイミング信号Ａがローレベルである期間Ｐ２よりも短い。

制御部１２がタイミング信号Ａの立ち上がりを検出すると、その時に制御部１２がタイミング信号Ｂを立ち下げる。そのため、タイミング信号Ａの立ち上がり時に同期してタイミング信号Ｂが立ち下がり、選択スイッチ１４が第一選択状態になり、チョッパ用スイッチング素子１３ａのオン・オフが信号Ｃに基づいて制御される。

制御部１２がタイミング信号Ａの立ち上がりを検出すると、その時から所定期間（タイミング信号Ａの周期と期間Ｐ４との差）経過後に制御部１２がタイミング信号Ｂを立ち上げる。そのため、タイミング信号Ａの立ち下がり後であってタイミング信号Ａの立ち上がり前にタイミング信号Ｂが立ち上り、選択スイッチ１４が第二選択状態になり、チョッパ用スイッチング素子１３ａがオンになる。以下、タイミング信号Ａが立ち下がった時からタイミング信号Ｂが立ち上がった時までの期間を期間Ｐ３という。期間Ｐ３の終了時は期間Ｐ４の開始時でもある。

ここでは、期間Ｐ４の長さは定数であり、期間Ｐ４の長さが予め制御部１２のプログラムにプログラミングされている。つまり、期間Ｐ４の長さは、スイッチング電源回路１３の回路特性等を考慮して実験・設計計算によって予め求められたものである。一例を挙げると、期間Ｐ４の長さは、定電流目標値とインダクタ１３ｃのインダクタンスとの積を入力電圧Ｖinで除して得られた値（又はその値を補正した補正値）である。ここで、入力電圧Ｖinは、実験・設計計算等によって予め算出されたものである。定電流目標値は、スイッチング電源制御部１３ｅによって出力電流Ｉout1が定電流制御される際の目標値である。なお、期間Ｐ４の長さである定数が複数あって、それら複数の定数が制御部１２に予め記憶され、制御部１２が各種条件に基づいてそれら複数の定数の中から１つの定数を選択してもよい。そうすれば、各種条件に応じて臨機応変に対応することができる。

（発光装置１の動作及び各部の電流・電圧）
タイミング制御部１１が期間Ｐ１の開始時にタイミング信号Ａを立ち上げると、第一スイッチング素子１６が発光素子２の電路を閉じ、スイッチング電源回路１３及びそのスイッチング電源制御部１３ｅの作動が開始する。また、制御部１２はタイミング信号Ａの立ち上がりに同期してタイミング信号Ｂを立ち下げる。

タイミング信号Ａがハイレベルである期間Ｐ１の間中、スイッチング電源制御部１３ｅがＰＷＭ制御によって信号Ｃを振動させる。この時、ＯＲゲート１８に入力されるタイミング信号Ｂがローレベルであるから、スイッチング電源制御部１３ｅによって出力された信号ＣがＯＲゲート１８を介してチョッパ用スイッチング素子１３ａに入力される。信号Ｃによってチョッパ用スイッチング素子１３ａが入力からインダクタ１３ｃに流れる電流iを繰り返しオン・オフし、それによりインダクタ１３ｃのエネルギーが繰り返し蓄積・放出され、これにより入力電圧Ｖin・入力電流Ｉinが出力電圧Ｖout1・出力電流Ｉout1に変換される。スイッチング電源回路１３の出力電流Ｉout1は、その脈動成分を考慮しなければ、スイッチング電源制御部１３ｅの帰還制御・ＰＷＭ制御によって一定の定電流目標値に保たれる。

期間Ｐ１の間中、タイミング信号Ｂがローレベルである。そのため、第二スイッチング素子１４ａがオフ状態であり、選択スイッチ１４が第一選択状態であり、スイッチング電源回路１３の出力が発光素子２のアノードに導通される。また、その期間Ｐ１の間中、タイミング信号Ａがハイレベルであり、発光素子２の電路が第一スイッチング素子１６によって閉じられている。そのため電流Ｉout2が発光素子２に流れ、発光素子２が点灯する。発光素子２の電流Ｉout2はほぼ一定であり、発光素子２の発光強度がほぼ一定である。

期間Ｐ１の終了時においてタイミング制御部１１がタイミング信号Ａを立ち下げて、第一スイッチング素子１６がオフ状態になる。この時、発光素子２の電路が第一スイッチング素子１６によって開かれて、発光素子２の電流がすぐに立ち下がって発光素子２がすぐに消灯する。

第一スイッチング素子１６がオンからオフに切り換わる時（タイミング信号Ａの立ち下がり時）に同期して、スイッチング電源制御部１３ｅが停止され、スイッチング電源制御部１３ｅの出力信号Ｃの振動が停止する。この時、タイミング信号Ｂもローレベルであるから、チョッパ用スイッチング素子１３ａのオン・オフの繰り返しが終了し、チョッパ用スイッチング素子１３ａがオフ状態になる。よって、スイッチング電源回路１３が停止し、インダクタ１３ｃの電流が立ち下がる。この時、整流素子１４ｂと発光素子２の間の配線の寄生キャパシタ及び出力キャパシタ１５の電荷が第一スイッチング素子１６のオフ及び整流素子１４ｂの整流作用によって保存される。

タイミング信号Ａが立ち下がった時からタイミング信号Ｂが立ち上がる時までの期間Ｐ３の間中、第一スイッチング素子１６等によって保存される電荷によって第一スイッチング素子１６がオンのときに発光素子２にかかることになる電圧Ｖout2が保持され、その電圧Ｖout2が殆ど低下しない。その期間Ｐ３の間中、発光素子２に電流が流れないので、発光素子２が消灯している。

タイミング信号Ａの立ち上がり時から所定期間（タイミング信号Ａの周期と期間Ｐ４との差）が経過すると期間Ｐ３が終了して、制御部１２が期間Ｐ３の終了時にタイミング信号Ｂを立ち上げる。そうすると、第二スイッチング素子１４ａがオフからオンに切り換わり、選択スイッチ１４が第一選択状態から第二選択状態に切り換わるので、発光素子２のアノードが整流素子１４ｂの整流作用によってスイッチング電源回路１３の出力から遮断される。更に、チョッパ用スイッチング素子１３ａがオフからオンに切り換わる。そのため、電流がスイッチング電源回路１３の入力からチョッパ用スイッチング素子１３ａ、インダクタ１３ｃ、抵抗器１９及び第二スイッチング素子１４ａを経由してグランド１７へ流れる。

タイミング信号Ｂがハイレベルである期間Ｐ４の間中、インダクタ１３ｃの電流が上昇し、エネルギーがインダクタ１３ｃに蓄えられる。期間Ｐ４の長さがスイッチング電源回路１３の回路特性等を考慮して実験・設計計算によって予め求められたものであるから、期間Ｐ４の終了時のインダクタ１３ｃの電流が定電流目標値にほぼ等しくなる。また、その期間Ｐ４では、発光素子２のアノードが選択スイッチ１４の整流素子１４ｂによってスイッチング電源回路１３の出力から遮断されており、第一スイッチング素子１６が開いているから、第一スイッチング素子１６がオフされ、出力キャパシタ１５等によって保存された電荷によって第一スイッチング素子１６がオンのときに発光素子２にかかることになる電圧Ｖout2が保持される。その期間Ｐ４の間中、発光素子２に電流が流れないので、発光素子２が消灯している。

タイミング信号Ｂの立ち上がり時から期間Ｐ４が経過すると、期間Ｐ１が開始して、タイミング制御部１１が期間Ｐ１の開始時にタイミング信号Ａを立ち上げ、それに同期して制御部１２がタイミング信号Ｂを立ち下げる。そのため、チョッパ用スイッチング素子１３ａのオン・オフの繰り返しが開始され、スイッチング電源回路１３の作動が開始されるとともに、第二スイッチング素子１４ａがオンからオフに切り換わり、選択スイッチ１４が第二選択状態から第一選択状態に切り換わる。また、第一スイッチング素子１６がオフからオンに切り換わる。

第一スイッチング素子１６がオンのときに発光素子２にかかることになる電圧Ｖout2が期間Ｐ３及び期間Ｐ４の間中、保持されているので、スイッチング電源回路１３の作動開始と同時に又はその後すぐに発光素子２の電圧Ｖout2が定常状態になる。更に、期間Ｐ４の間にインダクタ１３ｃの電流が上昇するので、スイッチング電源回路１３の作動開始と同時に又はその後すぐにスイッチング電源回路１３の出力電流Ｉout1すなわち発光素子２の電流Ｉout2が一定の定電流目標値に至る。つまり、スイッチング電源回路１３の作動開始におけるインダクタ１３ｃの誘導作用による電流変化の抑制が現れない。よって、スイッチング電源回路１３の作動開始と同時に又はその後すぐに発光素子２が目的の強度で発光する。

したがって、本実施形態によれば、期間Ｐ１の開始時において発光素子２の電流Ｉout2が高速に立ち上がるので、発光素子２をより高速に点灯させることができる。
また、ダイオードである整流素子１４ｂを用いたので、簡易な構成で高速なスイッチングを行うことができる。
また、第一スイッチング素子１６が発光素子２の電路を開く時とスイッチング電源回路１３が停止する時が同期しているので、スイッチング電源回路１３の作動のための電力を抑制することができる。
また、ＯＲゲート１８を利用することによって、期間Ｐ１中のＰＷＭ制御に用いるチョッパ用スイッチング素子１３ａを期間Ｐ４の間中にオンにすることができる。期間Ｐ４の間中にスイッチング電源回路１３のチョッパ用スイッチング素子１３ａをオンにすることによって、入力からインダクタ１３ｃへの電流経路を形成する。よって、入力からインダクタ１３ｃまでの電流経路形成用のスイッチング素子を別途設けずとも済み、駆動装置１０のコストアップを抑えることができ、駆動装置１０が複雑な構成になることを抑えることができる。

〔第２の実施の形態〕
第２の実施の形態と第１の実施の形態との間で互いに対応する部分は以下の説明を除いて同一であり、以下では第２の実施の形態と第１の実施の形態の相違点について説明する。なお、第１の実施の形態と第２の実施の形態との間で互いに対応する部分には同一の符号を付す。

上述の第１の実施の形態では、タイミング信号Ｂがハイレベルである期間Ｐ４（図２参照）の長さが定数であり、その期間Ｐ４の長さが制御部１２に予めプログラミングされている。それに対して、第２の実施の形態では、期間Ｐ４の長さが変数であり、その期間Ｐ４の長さが入力電圧Ｖin及びインダクタ１３ｃの電流に基づいて決定される。

具体的には、図３に示すように、入力電圧Ｖinが制御部１２に入力され、制御部１２が入力電圧Ｖinを監視する。また、インダクタ１３ｃの電流が制御部１２に入力され、制御部１２がインダクタ１３ｃの電流を監視する。制御部１２には、インダクタ１３ｃのインダクタンスが記憶されている。

制御部１２がタイミング信号Ａの１周期毎に次のような処理を行う。まず、制御部１２が期間Ｐ１の開始時（図２参照）にタイミング信号Ａの立ち上がりを検出すると、制御部１２がその時から計時を開始するとともに、タイミング信号Ｂを立ち下げる。その後、制御部１２が期間Ｐ１の終了時にタイミング信号Ａの立ち下がりを検出したら、制御部１２がその時のインダクタ１３ｃの電流を検出して記憶するとともに、その時の入力電圧Ｖinを検出して記憶する。そして、制御部１２が、インダクタ１３ｃの電流及び入力電圧Ｖinの検出値から期間Ｐ４の長さを算出する。具体的には、制御部１２は、インダクタ１３ｃの電流の検出値とインダクタ１３ｃのインダクタンスとの積を入力電圧Ｖinの検出値で除して得られた値（又はその値を補正した補正値）を算出する。その求めた値が期間Ｐ４の長さである。そして、制御部１２が求めた期間Ｐ４の長さをタイミング信号Ａの周期から減算して、差を求める。その後、タイミング信号Ａの計時開始時からの計時時間が求めた差に至ったら、制御部１２がタイミング信号Ｂを立ち上げる。その後、制御部１２がタイミング信号Ａの立ち上がりを検出したら、制御部１２が先に記憶した出力電流Ｉout1・入力電圧Ｖinの検出値及び求めた差をリセットし、計時時間もリセットした上で再び計時を開始する。

本実施形態によれば、期間Ｐ４の長さがインダクタ１３ｃの電流及び入力電圧Ｖinの検出値に基づいて決定されるので、期間Ｐ１の開始時のインダクタ１３ｃの電流レベルが期間Ｐ１の終了時のインダクタ１３ｃの電流レベルにより正確に近似する。よって、期間Ｐ１の開始時において発光素子２の電流Ｉout2が高速に定常状態になり、発光素子２をより高速に点灯させることができる。

なお、抵抗器１９が整流素子１４ｂのカソード及び出力キャパシタ１５と、発光素子２との間に設けられ、電流Ｉout2を表す信号がスイッチング電源制御部１３ｅに入力される場合には、別途抵抗器をインダクタ１３ｃと整流素子１４ｂのアノードとの間に設け、その抵抗器で検出されたインダクタ１３ｃの電流（その抵抗器の電圧）が制御部１２に入力されるようにする。但し、図３に示すように抵抗器１９がインダクタ１３ｃと整流素子１４ｂのアノードとの間に設けられていると、スイッチング電源制御部１３ｅに帰還される出力電流検出の用途と、制御部１２に入力されるインダクタ電流検出の用途とに抵抗器１９を兼用することができるので、駆動装置１０の回路構成をシンプルにすることができる。

〔第３の実施の形態〕
第３の実施の形態と第１の実施の形態との間で互いに対応する部分は以下の説明を除いて同一であり、以下では第３の実施の形態と第１の実施の形態の相違点について説明する。なお、第３の実施の形態と第２の実施の形態との間で互いに対応する部分には同一の符号を付す。

図４は第３の実施の形態に係る発光装置１の回路図である。図５は発光装置１の各部の信号を表したタイミングチャートである。

第３実施形態と第１実施形態との間で相違する点は以下にある。
（１） 第１実施形態では、スイッチング電源回路１３の好適な具体例として降圧型のスイッチングレギュレータを挙げて説明した（図１参照）。それに対して、第３実施形態では、スイッチング電源回路１３が昇圧型のスイッチングレギュレータである（図４参照）。

（２） 第３実施形態は、第１実施形態におけるＯＲゲート１８の代わりにＡＮＤゲート２０及びインバータ２１が設けられ、タイミング信号Ｂがハイレベルである期間Ｐ４の間にチョッパ用スイッチング素子１３ａがオフ状態になるものである。

（３） 第１実施形態では、出力電流Ｉout1がスイッチング電源制御部１３ｅに帰還され、出力電流Ｉout1が一定に維持されるようにスイッチング電源制御部１３ｅによって定電流制御及びＰＷＭ制御される。それに対して、第３実施形態では、図４に示すように、発光素子２に印加される電流Ｉout2がスイッチング電源制御部１３ｅに帰還され、その電流Ｉout2が一定に維持されるようにスイッチング電源制御部１３ｅによって定電流制御及びＰＷＭ制御される。

（４） 第１実施形態と第３実施形態の何れの場合でも、期間Ｐ４の長さが定数であり、期間Ｐ４の長さが予め制御部１２のプログラムにプログラミングされている。但し、第１実施形態と第３実施形態は、期間Ｐ４の長さの好適な例が相違する。つまり、第３実施形態では、期間Ｐ４の長さは、インダクタ１３ｃの目標インダクタ電流値とインダクタンスとの積を入力電圧Ｖinで除して得られた値（又はその値を補正した補正値）である。目標インダクタ電流値は定電流目標値から換算されたものである。つまり、目標インダクタ電流値は、定電流目標値と出力電圧Ｖout2との積を入力電圧Ｖinで除して得られた値（又はその値を補正した補正値）である。ここで、入力電圧Ｖin及び出力電圧Ｖout2は、実験・設計計算等によって予め算出されたもの又は設定値である。定電流目標値は、スイッチング電源制御部１３ｅによって電流Ｉout2が所定の目標値に定電流制御される際のその目標値である。なお、期間Ｐ４の長さである定数が複数あり、それら複数の定数が制御部１２に予め記憶され、制御部１２が各種条件に基づいてそれら複数の定数の中から１つの定数を選択してもよい。そうすれば、各種条件に応じて臨機応変に対応することができる。

上述の（１）〜（３）について以下に詳細に説明する。

ＡＮＤゲート２０の第一入力がスイッチング電源制御部１３ｅに接続され、スイッチング電源制御部１３ｅによって出力された信号ＣがＡＮＤゲート２０の第一入力に入力される。ＡＮＤゲート２０の第二入力がインバータ２１の出力に接続され、そのインバータ２１の入力が制御部１２に接続されている。制御部１２によって出力された信号Ｂがインバータ２１によって反転され、信号Ｂの反転信号がＡＮＤゲート２０の第二入力に入力される。ＡＮＤゲート２０の出力がチョッパ用スイッチング素子１３ａのゲートに接続されている。ＡＮＤゲート２０は、タイミング信号Ｂの反転信号と信号Ｃとの論理積を表す信号をチョッパ用スイッチング素子１３ａのゲートに出力する。

インダクタ１３ｃの一端がスイッチング電源回路１３の入力に接続され、その一端は入力電圧Ｖin・入力電流Ｉinの直流電源に接続されている。インダクタ１３ｃの他端が環流ダイオード１３ｂを介して選択スイッチ１４に接続されている。つまり、インダクタ１３ｃの他端が環流ダイオード１３ｂのアノードに接続され、環流ダイオード１３ｂのカソードが整流素子１４ｂのアノード及び第二スイッチング素子１４ａのドレインに接続されている。環流ダイオード１３ｂのカソードがスイッチング電源回路１３の出力である。

チョッパ用スイッチング素子１３ａのドレインがインダクタ１３ｃの他端及び環流ダイオード１３ｂのアノードに接続されている。チョッパ用スイッチング素子１３ａのソースがグランド１７に接続されている。

抵抗器１９が整流素子１４ｂのカソード及び出力キャパシタ１５と、発光素子２との間に設けられ、発光素子２の電流Ｉout2を表す信号（抵抗器１９の電圧）がスイッチング電源制御部１３ｅに入力される。

続いて、発光装置１の動作及び各部の電流・電圧について説明する。
タイミング信号Ａがタイミング制御部１１によって立ち上げられると、タイミング信号Ｂが制御部１２によって立ち下げられる。その時（期間Ｐ１の開始時）には、発光素子２の電路が第一スイッチング素子１６によって閉じられ、スイッチング電源回路１３及びそのスイッチング電源制御部１３ｅの作動が開始し、第二スイッチング素子１４ａがオン状態からオフ状態に切り換わり、選択スイッチ１４が第二選択状態から第一選択状態に切り換わる。第二スイッチング素子１４ａがオフであると、発光素子２のアノード及び出力キャパシタ１５が整流素子１４ｂ及び環流ダイオード１３ｂを介してインダクタ１３ｃに導通される。

その後の期間Ｐ１の間中、タイミング信号Ｂの反転信号（ハイレベル）がＡＮＤゲート２０に入力されるので、スイッチング電源制御部１３ｅによって出力されたＰＷＭ信号ＣがＡＮＤゲート２０を介してチョッパ用スイッチング素子１３ａのゲートに入力される。ＰＷＭ信号Ｃによってチョッパ用スイッチング素子１３ａがオン・オフを繰り返し、入力からインダクタ１３ｃを経由してグランド１７に流れる電流ｉがチョッパ用スイッチング素子１３ａによってオン・オフ（チョップ）される。この際、チョッパ用スイッチング素子１３ａがオン状態になると、スイッチング電源回路１３の入力からインダクタ１３ｃ及びチョッパ用スイッチング素子１３ａを経由してグランド１７へ電流が流れ、インダクタ１３ｃにエネルギーが蓄積される、このとき、スイッチング電源回路の出力側には電流が供給されないが、それまで出力キャパシタ１５に蓄積されていた電荷によって出力キャパシタ１５から抵抗器１９を経由して発光素子２へ電流が流れる。次に、チョッパ用スイッチング素子１３ａがオフ状態になると、スイッチング電源回路１３の入力からインダクタ１３ｃ、環流ダイオード１３ｂ、整流素子１４ｂを経由して出力コンデンサ１５を充電する電流、さらに抵抗器１９を経由して発光素子２へ電流が流れて、インダクタ１３ｃのエネルギーが放出され、出力キャパシタ１５に電荷が蓄積される。この繰り返しにより、入力電圧Ｖinが出力電圧Ｖout1に変換されて更に発光素子２の電圧Ｖout2に変換され、入力電流Ｉinが出力電流Ｉout1に変換されて更に発光素子２の電流Ｉout2に変換される。

ここで、抵抗器１９によって検出された電流Ｉout2（抵抗器１９の電圧）と定電流目標値とに基づいてＰＷＭ信号Ｃのデューティ比がスイッチング電源制御部１３ｅによって制御される。これにより、電流Ｉout2が定電流目標値に近似してその定電流目標値に維持されるように制御される。

期間Ｐ１の終了時にタイミング信号Ａがタイミング制御部１１によって立ち下げられる。その時に、第一スイッチング素子１６がオフ状態になって、発光素子２が消灯する。その後の期間Ｐ３及び期間Ｐ４の間でも、第一スイッチング素子１６のオフ状態が継続され、発光素子２の消灯が継続する。

期間Ｐ１の終了時にタイミング信号Ａが立ち下がることによって、スイッチング電源制御部１３ｅが停止され、スイッチング電源制御部１３ｅの出力信号Ｃの振動が停止する。そのため、チョッパ用スイッチング素子１３ａのオン・オフの繰り返しが終了し、インダクタ１３ｃの電流が立ち下がる。その後の期間Ｐ３の間でも、チョッパ用スイッチング素子１３ａのオフ状態が継続される。

期間Ｐ１の終了時に第一スイッチング素子１６がオフ状態になることによって、整流素子１４ｂと発光素子２の間の配線の寄生キャパシタ及び出力キャパシタ１５に蓄積された電荷が保持される。その後の期間Ｐ３及び期間Ｐ４の間でも、出力キャパシタ１５の電荷が保持され、駆動装置１０の出力電圧Ｖout2が殆ど低下しない。

タイミング信号Ａの立ち上がり時から所定期間が経過した時（期間Ｐ３の終了時であって、期間Ｐ４の開始時）には、タイミング信号Ｂが立ち上がる。そうすると、第二スイッチング素子１４ａがオフからオンに切り換わり、選択スイッチ１４が第一選択状態から第二選択状態に切り換わるので、発光素子２のアノード及び出力キャパシタ１５が整流素子１４ｂの整流作用によってインダクタ１３ｃから遮断される。そのため、電流がスイッチング電源回路１３の入力からインダクタ１３ｃ、環流ダイオード１３ｂ、及び第二スイッチング素子１４ａを経由してグランド１７へ流れる。

また、期間Ｐ３の終了時には、タイミング信号Ｂの反転信号がローレベルとなってＡＮＤゲート２０に入力されるので、制御部１２がタイミング制御部１１及びスイッチング電源制御部１３ｅから独立してチョッパ用スイッチング素子１３ａを強制的にオフにできる。つまり、制御部１２は選択スイッチ１４を第一選択状態から第二選択状態に切り換えるのに同期してチョッパ用スイッチング素子１３ａをオフに制御する。但し、期間Ｐ３の間中もチョッパ用スイッチング素子１３ａがオフであるので、期間Ｐ３及び期間Ｐ４の間中、チョッパ用スイッチング素子１３ａのオフ状態が継続される。

その後の期間Ｐ４の間にインダクタ１３ｃの電流が上昇し、エネルギーがインダクタ１３ｃに蓄えられる。期間Ｐ４の長さがスイッチング電源回路１３の回路特性等を考慮して実験・設計計算によって予め求められたものであるから、期間Ｐ４の終了時のインダクタ１３ｃの電流が所定の目標インダクタ電流値にほぼ等しくなる。

その後の期間Ｐ１の開始時（期間Ｐ４の終了時）には、タイミング信号Ａが立ち上がり、タイミング信号Ｂが立ち下がり、タイミング信号Ｂの反転信号が立ち上がる。そのため、チョッパ用スイッチング素子１３ａのオン・オフの繰り返しが開始され、スイッチング電源回路１３の作動が開始されるとともに、第二スイッチング素子１４ａがオンからオフに切り換わり、選択スイッチ１４が第二選択状態から第一選択状態に切り換わる。また、第一スイッチング素子１６がオフからオンに切り換わる。

期間Ｐ３及び期間Ｐ４の間中、出力キャパシタ１５に電荷が保持されているから、スイッチング電源回路１３の作動開始と同時に又はその後すぐに発光素子２の電圧Ｖout2が定常状態になる。更に、期間Ｐ４の間にインダクタ１３ｃの電流が上昇するので、スイッチング電源回路１３の作動開始と同時に又はその後すぐにスイッチング電源回路１３の出力電流Ｉout1が目標インダクタ電流値に至り、発光素子２の電流Ｉout2が一定の定電流目標値に至る。つまり、スイッチング電源回路１３の作動開始におけるインダクタ１３ｃの誘導作用による電流変化の抑制が現れない。よって、スイッチング電源回路１３の作動開始と同時に又はその後すぐに発光素子２が目的の強度で発光する。

以上のような本実施の形態によれば、期間Ｐ１の開始時において発光素子２の電流Ｉout2が高速に立ち上がるので、発光素子２をより高速に点灯させることができる。

なお、ＡＮＤゲート２０及びインバータ２１を設けず、スイッチング電源制御部１３ｅの出力信号Ｃをチョッパ用スイッチング素子１３ａのゲートに入力するようにしてもよい。

〔第４の実施の形態〕
第４の実施の形態と第３の実施の形態との間で互いに対応する部分は以下の説明を除いて同一であり、以下では第４の実施の形態と第３の実施の形態の相違点について説明する。なお、第４の実施の形態と第３の実施の形態との間で互いに対応する部分には同一の符号を付す。

図６は第４の実施の形態に係る発光装置１の回路図である。図７は発光装置１の各部の信号を表したタイミングチャートである。

第４実施形態と第３実施形態との間で相違する点は以下にある。
（１） 第３実施形態は、選択スイッチ１４がスイッチング電源回路１３の出力に接続され、選択スイッチ１４が環流ダイオード１３ｂを介してインダクタ１３ｃに接続されているものである（図４参照）。それに対して、第４実施形態は、チョッパ用スイッチング素子１３ａ及び環流ダイオード１３ｂの組み合わせが選択スイッチ１４を兼ねており、その選択スイッチ１４がインダクタ１３ｃと出力キャパシタ１５との間に設けられたものである。つまり、チョッパ用スイッチング素子１３ａは、入力電流をオン・オフする働きのみならず、第３実施形態における選択スイッチ１４の第二スイッチング素子１４ａと同等の働きもする。また、環流ダイオード１３ｂは、チョッパ用スイッチング素子１３ａによって入力電流がオン・オフされている際にチョッパ用スイッチング素子１３ａがオフになるときに電流経路を確保する環流ダイオードとしての働きのみならず、第３実施形態における選択スイッチ１４の整流素子１４ｂと同等の働きもする。この環流ダイオード１３ｂのカソードが出力キャパシタ１５及び抵抗器１９に接続されている。このように、チョッパ用スイッチング素子１３ａ及び環流ダイオード１３ｂの組み合わせが選択スイッチ１４の機能も兼ねているので、第３実施形態における第二スイッチング素子１４ａ及び整流素子１４ｂが設けずに済む。よって、駆動装置１０のコストアップを抑えることができ、駆動装置１０が複雑な構成になることを抑えることができる。

（２） 第４実施形態は、第３実施形態におけるＡＮＤゲート２０及びインバータ２１の代わりにＯＲゲート２２が設けられ、タイミング信号Ｂがハイレベルである期間Ｐ４の間中にチョッパ用スイッチング素子１３ａがオン状態になるというものである。また、スイッチング電源制御部１３ｅによって出力された信号ＣがＯＲゲート２２の第一入力に入力され、制御部１２によって出力された信号ＢがＯＲゲート２２の第二入力に入力される。ＯＲゲート２２は信号Ｃと信号Ｂの論理和を表す信号をチョッパ用スイッチング素子１３ａのゲートに出力する。

続いて、発光装置１の動作について説明する。
期間Ｐ１の開始時には、タイミング信号Ａが立ち上がり、タイミング信号Ｂが立ち下がる。その時には、発光素子２の電路が第一スイッチング素子１６によって閉じられ、スイッチング電源回路１３及びそのスイッチング電源制御部１３ｅの作動が開始する。また、ローレベルのタイミング信号ＢがＯＲゲート２２に入力されるので、タイミング信号Ｂに基づいてチョッパ用スイッチング素子１３ａがオン状態からオフ状態に切り換わり、選択スイッチ１４が第二選択状態から第一選択状態に切り換わり、インダクタ１３ｃが環流ダイオード１３ｂを介して出力キャパシタ１５及び発光素子２に導通される。ところが、その後の期間Ｐ１の間では、スイッチング電源制御部１３ｅによって出力されたＰＷＭ信号ＣがＯＲゲート２２に入力されるので、チョッパ用スイッチング素子１３ａのオン・オフがタイミング信号Ｂよりも優先的にＰＷＭ信号Ｃに基づくようになり、ＰＷＭ信号Ｃによってチョッパ用スイッチング素子１３ａがオン・オフを繰り返す。チョッパ用スイッチング素子１３ａのオン・オフの繰り返しによって、インダクタ１３ｃのエネルギーの蓄積・放出が繰り返される。これにより、入力電圧Ｖinが出力電圧Ｖout1に変換されて更に発光素子２の電圧Ｖout2に変換され、入力電流Ｉinが出力電流Ｉout1に変換されて更に発光素子２の電流Ｉout2に変換される。

期間Ｐ１の終了時にタイミング信号Ａが立ち下がることによって、第一スイッチング素子１６がオフ状態になって、発光素子２が消灯する。その後の期間Ｐ３及び期間Ｐ４の間中、第一スイッチング素子１６のオフ状態及び発光素子２の消灯状態が継続され、これにより、出力キャパシタ１５の電荷が保持され、駆動装置１０の出力電圧Ｖout2が保持され、その電圧Ｖout2が殆ど低下しない。

また、期間Ｐ１の終了時に、スイッチング電源制御部１３ｅが停止され、スイッチング電源制御部１３ｅの出力信号Ｃの振動が停止する。その後の期間Ｐ３の間でも、ＯＲゲート２２に入力される信号Ｂ及び信号Ｃが共にローレベルであるから、チョッパ用スイッチング素子１３ａがオン・オフの繰り返しを行わずにオフ状態を保って、選択スイッチ１４が第一選択状態を保ち、出力キャパシタ１５及び発光素子２のアノードがインダクタ１３ｃに導通している。

期間Ｐ３の終了時にタイミング信号Ｂが立ち上がって、選択スイッチ１４は第二選択状態になり、チョッパ用スイッチング素子１３ａがオフからオンに切り換わる。これによってインダクタ１３ｃの他端（インダクタ１３ｃと環流ダイオード１３ｂのアノードとの接続点）はグランド１７の電位となるが、発光素子２のアノード及び出力キャパシタ１５が環流ダイオード１３ｂの整流作用によってインダクタ１３ｃから遮断されるため影響を受けることはない。そして、電流がスイッチング電源回路１３の入力からインダクタ１３ｃ及びチョッパ用スイッチング素子１３ａを経由してグランド１７へ流れる。その後の期間Ｐ４の間にインダクタ１３ｃの電流が上昇し、エネルギーがインダクタ１３ｃに蓄えられる。期間Ｐ４の長さがスイッチング電源回路１３の回路特性等を考慮して実験・設計計算によって予め求められたものであるから、期間Ｐ４の終了時のインダクタ１３ｃの電流が所定の目標インダクタ電流値にほぼ等しくなる。

その後の期間Ｐ１の開始時には、選択スイッチ１４が第二選択状態から第一選択状態に切り換って、スイッチング電源回路１３の作動が開始され、チョッパ用スイッチング素子１３ａのオン・オフの繰り返しが開始され、第一スイッチング素子１６がオフからオンに切り換わる。期間Ｐ１の開始前に出力キャパシタ１５に電荷が保持されているとともに、インダクタ１３ｃの電流が上昇しているので、スイッチング電源回路１３の作動開始と同時に又はその後すぐに発光素子２の電圧Ｖout2が定常状態になるとともに、発光素子２の電流Ｉout2が一定の定電流目標値に至る。よって、本実施形態によれば、発光素子２をより高速に点灯させることができる。

〔第５の実施の形態〕
第５の実施の形態と第３の実施の形態との間で互いに対応する部分は以下の説明を除いて同一であり、以下では第５の実施の形態と第３の実施の形態の相違点について説明する。なお、第５の実施の形態と第３の実施の形態との間で互いに対応する部分には同一の符号を付す。

上述の第３の実施の形態では、タイミング信号Ｂがハイレベルである期間Ｐ４（図５参照）の長さが定数であり、その期間Ｐ４の長さが制御部１２に予めプログラミングされている。それに対して、第５の実施の形態では、期間Ｐ４の長さが変数であり、その期間Ｐ４の長さが入力電圧Ｖin及びインダクタ１３ｃの電流に基づいて決定される。

具体的には、図８に示すように、入力電圧Ｖinが制御部１２に入力され、制御部１２が入力電圧Ｖinを監視する。スイッチング電源回路１３の入力とチョッパ用スイッチング素子１３ａとの間には抵抗器２３及びインダクタ１３ｃが直列接続されており、インダクタ１３ｃの電流が抵抗器２３によって検出される。インダクタ１３ｃの電流が制御部１２に入力され、制御部１２がインダクタ１３ｃの電流を監視する。制御部１２には、インダクタ１３ｃのインダクタンスが記憶されている。

制御部１２がタイミング信号Ａの１周期毎に次のような処理を行う。まず、制御部１２がタイミング信号Ａの立ち上がりを検出すると、制御部１２がその時から計時を開始するとともに、タイミング信号Ｂを立ち下げる。その後、制御部１２がタイミング信号Ａの立ち下がりを検出したら、制御部１２がその時のインダクタ１３ｃの電流を検出して記憶するとともに、その時の入力電圧Ｖinを検出して記憶する。そして、制御部１２が、インダクタ１３ｃの電流及び入力電圧Ｖinの検出値から期間Ｐ４の長さを算出する。具体的には、制御部１２は、インダクタ１３ｃの電流の検出値とインダクタ１３ｃのインダクタンスとの積を入力電圧Ｖinの検出値で除して得られた値（又はその値を補正した補正値）を算出する。その求めた値が期間Ｐ４の長さである。そして、制御部１２が求めた期間Ｐ４をタイミング信号Ａの周期から減算して、差を求める。その後、タイミング信号Ａの計時開始時からの計時時間が求めた差に至ったら、制御部１２がタイミング信号Ｂを立ち上げる。その後、制御部１２がタイミング信号Ａの立ち上がりを検出したら、制御部１２が先に記憶したインダクタ電流・入力電圧Ｖinの検出値及び求めた差をリセットし、計時時間もリセットした上で再び計時を開始する。

本実施形態によれば、期間Ｐ４の長さがインダクタ１３ｃの電流及び入力電圧Ｖinの検出値に基づいて決定されるので、期間Ｐ１の開始時のインダクタ１３ｃの電流レベルが期間Ｐ１の終了時のインダクタ１３ｃの電流レベルにより正確に近似する。よって、期間Ｐ１の開始時において発光素子２の電流Ｉout2が高速に定常状態になり、発光素子２をより高速に点灯させることができる。

なお、第５実施形態と第３実施形態の相違点を第４実施形態に適用してもよい（図９参照）。つまり、チョッパ用スイッチング素子１３ａ及び環流ダイオード１３ｂの組み合わせが選択スイッチ１４を兼ねた場合でも（第３の実施の形態の説明参照）、上述のように制御部１２がインダクタ１３ｃの電流及び入力電圧Ｖinの検出値から期間Ｐ４の長さを算出して、タイミング信号Ｂの立ち上がりタイミングを制御してもよい。
なお、昇圧型のスイッチングレギュレータの場合、目標Ｉout２に基づくＶout２をフィードバックして、期間Ｐ４の長さを決めるようにしてもよい。

〔第６の実施の形態〕
第６の実施の形態と第１の実施の形態との間で互いに対応する部分は以下の説明を除いて同一であり、以下では第６の実施の形態と第１の実施の形態の相違点について説明する。なお、第１の実施の形態と第６の実施の形態との間で互いに対応する部分には同一の符号を付す。

上述の第１の実施の形態では、タイミング制御部１１がタイミング信号Ａをスイッチング電源制御部１３ｅに出力する。それに対して第６の実施の形態では、図１０及び図１１に示すようにタイミング制御部１１がタイミング信号Ｄをスイッチング電源制御部１３ｅに出力する。

具体的には、タイミング制御部１１は、タイミング信号Ａの立ち上がり時に同期してタイミング信号Ｄを立ち上げる。また、タイミング制御部１１は、タイミング信号Ａの立ち下がり時から遅れてタイミング信号Ｄを立ち下げる。タイミング信号Ｄの立ち下がり時は、タイミング信号Ａの立ち下がり後であってタイミング信号Ｂの立ち上がり前である。

よって、タイミング制御部１１は、第一スイッチング素子１６を閉じる時に同期してスイッチング電源回路１３及びスイッチング電源制御部１３ｅの作動を開始する。更に、タイミング制御部１１は、第一スイッチング素子１６を開く時から遅れてスイッチング電源回路１３及びスイッチング電源制御部１３ｅを停止させる。

ここで、期間Ｐ１では発光素子２が点灯しており、発光素子２の自己発熱によって発光素子２の温度が漸増する。期間Ｐ２では発光素子２が消灯しており、発光素子２の自然放熱によって発光素子２の温度が漸減する。期間Ｐ１では発光素子２の電流Ｉout2がほぼ一定であり、発光素子２の電圧Ｖout2が僅かながら漸減する。これは、発光素子２を一定電流で駆動すると、発光素子２の駆動電圧が発光素子２の温度に依存して、発光素子２の温度が高くなるにつれて発光素子２の駆動電圧が低くなるためである。しかし、次のＰ２期間では、発光素子２が消灯し温度が下がるため、駆動電圧は再び漸増し、次のＰ１期間の最初では、発光素子２の駆動に必要な電圧は高くなる。従って、期間Ｐ１の終了時の発光素子２の電圧Ｖout2は期間Ｐ１の初期の発光素子２の電圧Ｖout2よりも低い。本発明では、Ｐ１終了時の電圧を出力キャパシタ１５に保持し、次のＰ１開始時にその電圧により、発光素子２の電圧をすぐに定常状態にするのに使うため、上記漸減分の電圧が不足することになってしまう。

ところが、本実施形態では、期間Ｐ１の終了後もスイッチング電源回路１３及びスイッチング電源制御部１３ｅの作動が継続するので、期間Ｐ１における発光素子２の電圧Ｖout2の減少分を補うことができる。つまり、第一スイッチング素子１６によって発光素子２の電路が開かれた時（タイミング信号Ａの立ち下がり時及び期間Ｐ１の終了時）からスイッチング電源回路１３及びスイッチング電源制御部１３ｅの作動が停止する時（タイミング信号Ｄの立ち下がり時）までの期間Ｐ５では、スイッチング電源回路１３の出力から発光素子２までの配線の寄生キャパシタ及び出力キャパシタ１５に電荷がチャージされて、発光素子２の電圧Ｖout2が漸増する。よって、期間Ｐ１における発熱による発光素子２の電圧の減少分を補うことができる。なお、タイミング信号Ａの立ち下がりによって第一スイッチング素子１６が発光素子２の電路を閉じるから、タイミング信号Ａの立ち下がり後にスイッチング電源回路１３及びスイッチング電源制御部１３ｅの作動が継続しても、発光素子２には電流が流れない。

本実施形態よれば、期間Ｐ１における発熱による発光素子２の電圧Ｖout2の減少分が期間Ｐ５において補われるから、発光素子２をより高速に点滅させることができる。

期間Ｐ５は定数又は変数である。期間Ｐ５が定数である場合、期間Ｐ５は予めタイミング制御部１１にプログラミングされている。定数である期間Ｐ５は、スイッチング電源回路１３等の回路特性、発光素子２の電圧−温度特性、タイミング信号Ａの周期、タイミング信号Ａのオン−デューティ比及び出力キャパシタ１５の自然放電特性等を考慮して実験・設計計算によって求められたものである。

期間Ｐ５が変数である場合、期間Ｐ５がスイッチング電源回路１３の出力電圧Ｖout1に基づいて決定される。具体的には、スイッチング電源回路１３の出力電圧Ｖout1がタイミング制御部１１に帰還されて、タイミング信号Ａの立ち下がり後にタイミング制御部１１がスイッチング電源回路１３の出力電圧Ｖout1を監視して出力電圧Ｖout1を比較値と比較する。この際に第一スイッチング素子１６がオフ状態であるから出力電圧Ｖout1が漸増する。そして、スイッチング電源回路１３の出力電圧Ｖout1が比較値を超えたことをタイミング制御部１１が検出したら、その時にタイミング制御部１１がタイミング信号Ｄを立ち下げる。

出力電圧Ｖout1と比較される比較値は定数又は変数である。比較値が定数である場合、その比較値がタイミング制御部１１に予めプログラミングされている。この場合、比較値は、スイッチング電源回路１３等の回路特性、発光素子２の電圧−温度特性、タイミング信号Ａの周期、タイミング信号Ａのオン−デューティ比及び出力キャパシタ１５の自然放電特性等を考慮して実験・設計計算によって求められたものである。

一方、比較値が変数である場合、その比較値はスイッチング電源回路１３の出力電圧Ｖout1及び出力電流Ｉout1に基づいて決定される。具体的には、スイッチング電源回路１３の出力電圧Ｖout1及び出力電流Ｉout1がタイミング制御部１１に帰還されて、タイミング信号Ａの立ち上がり後にタイミング制御部１１がスイッチング電源回路１３の出力電圧Ｖout1及び出力電流Ｉout1を監視する。そして、タイミング制御部１１は、その出力電流Ｉout1が所定のレベルに達した時の出力電圧Ｖout1の値（又はその値を高く若しくは低く補正した補正値）に比較値を決定する。ここでいう所定のレベルとは、スイッチング電源制御部１３ｅによってスイッチング電源回路１３の出力電流Ｉout1が定電流目標値に維持するように制御する際のその定電流目標値に等しい。
比較値が決定されたら、上述のようにタイミング信号Ａの立ち下がり後にスイッチング電源回路１３の出力電圧Ｖout1がその比較値を超えたら、タイミング制御部１１がタイミング信号Ｄを立ち下げるとともに、その比較値をリセットする。なお、比較値の決定及びリセットはタイミング信号Ａの１周期毎に行われ、スイッチング電源回路１３の出力電圧Ｖout1と比較値の比較もタイミング信号Ａの１周期毎に行われる。

期間Ｐ５が変数である場合、発光素子２の電圧Ｖout2，電流Ｉout2がタイミング制御部１１に帰還されて、期間Ｐ５が発光素子２の電圧Ｖout2，電流Ｉout2に基づいて決定されてもよい。その場合、期間Ｐ５がスイッチング電源回路１３の出力電圧Ｖout1，出力電流Ｉout１に基づいて定められることの説明中の「スイッチング電源回路１３の出力電圧Ｖout1」を「発光素子２の電圧Ｖout2」に、「スイッチング電源回路１３の出力電流Ｉout1」を「発光素子２の電流Ｉout2」に読み替える。

なお、第２の実施の形態のように期間Ｐ４を入力電圧Ｖin及びスイッチング電源回路１３の出力電流Ｉout1に基づいて決定されることをこの第６の実施の形態に適用してもよい。
また、第３実施形態のように昇圧型のスイッチング電源回路１３、ＡＮＤゲート２０及びインバータ２１を用いた場合でも、第６実施形態のようにタイミング制御部１１がタイミング信号Ｄをスイッチング電源制御部１３ｅに出力してもよい。
また、第４実施形態のように昇圧型のスイッチング電源回路１３及びＯＲゲート２２を用いて、チョッパ用スイッチング素子１３ａ及び環流ダイオード１３ｂの組み合わせが選択スイッチ１４を兼ねた場合でも、第６実施形態のようにタイミング制御部１１がタイミング信号Ｄをスイッチング電源制御部１３ｅに出力してもよい。
また、第５実施形態のように昇圧型のスイッチング電源回路１３を用いて、制御部１２がインダクタ１３ｃの電流及び入力電圧Ｖinの検出値から期間Ｐ４の長さを算出した場合でも（図８又は図９を参考）、第６実施形態のようにタイミング制御部１１がタイミング信号Ｄをスイッチング電源制御部１３ｅに出力してもよい。
つまり、第６実施形態の特徴部分を第１〜第５の何れの実施形態にも組み合わせてもよい。

〔第１〜第６の実施の形態の変形例〕
本発明を適用可能な実施形態は上述した各実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下、幾つかの変形例について説明する。以下に説明する変形例は、変更個所を除いて上述した実施形態と同様である。また、以下に説明する各変形例を可能な限り組み合わせてもよい。

（１） 制御部１２が論理回路であってもよい。

（２） 駆動装置１０によって駆動される負荷の一例として発光素子２を例に挙げたが、発光素子２以外の負荷をオン・オフするために駆動装置１０を用いてもよい。

（３） 第一スイッチング素子１６がＰチャネル型の電界効果トランジスタでもよい。その場合に、タイミング信号Ａが反転されて第一スイッチング素子１６のゲートに入力される。

（４） チョッパ用スイッチング素子１３ａがＰチャネル型の電界効果トランジスタでもよい。その場合に、ＯＲゲート１８、ＡＮＤゲート２０及びＯＲゲート２２の出力信号が反転されてチョッパ用スイッチング素子１３ａのゲートに入力される。

（５） 第二スイッチング素子１４ａがＰチャネル型の電界効果トランジスタでもよい。その場合に、タイミング信号Ｂが反転されて第二スイッチング素子１４ａのゲートに入力される。

（６） 図１２は、第１実施形態の発光装置１の整流素子１４ｂ（図１参照）をスイッチング素子１４ｃ（以下、第三スイッチング素子１４ｃという。）に代えた変形例を示す。第三スイッチング素子１４ｃは電界効果トランジスタである。第三スイッチング素子１４ｃのソースとドレインのうち一方が抵抗器１９を介してスイッチング電源回路１３の出力（インダクタ１３ｃ）に接続され、他方が発光素子２のアノードに接続される。図１２に示すように第三スイッチング素子１４ｃがＰチャネル型の電界効果トランジスタであれば、タイミング信号Ｂが反転されずに第三スイッチング素子１４ｃのゲートに入力される。第三スイッチング素子１４ｃがＮチャネル型の電界効果トランジスタであれば、タイミング信号Ｂが反転されて第三スイッチング素子１４ｃのゲートに入力される。従って、第二スイッチング素子１４ａがオン状態であると、第三スイッチング素子１４ｃがオフ状態であり、第二スイッチング素子１４ａがオフ状態であると、第三スイッチング素子１４ｃがオン状態である。なお、第２、第３及び第５の実施の形態における整流素子１４ｂを第三スイッチング素子１４ｃに代えてもよい。

（７） スイッチング電源回路１３が定電圧電源回路であってもよい。つまり、スイッチング電源回路１３は、出力電流Ｉout1（出力電流Ｉout2）に関わらず出力電圧Ｖout1（又は電圧Ｖout2）を一定に保つように出力電圧Ｖout1（又は電圧Ｖout2）を制御する。好ましくは、スイッチング電源回路１３のスイッチング電源制御部１３ｅが出力電圧Ｖout1（又は電圧Ｖout2）を帰還して、それに基づいたデューティ比のＰＷＭ信号Ｃを生成することによって、出力電圧Ｖout1（又は電圧Ｖout2）を一定に維持するように制御する。

（８） 制御部１２がマイコンである場合、制御部１２がプログラムによってタイミング制御部１１と同等の機能を実現してもよい。

（９） 制御部１２がマイコンである場合、制御部１２がプログラムによってスイッチング電源制御部１３ｅと同等の機能を実現してもよい。その場合、スイッチング電源制御部１３ｅを省略することができ、制御部１２のスイッチング電源制御部１３ｅと同等に機能する部分がスイッチング電源回路１３の一部となる。

（１０） 制御部１２がタイミング信号Ａの立ち上がり時の前にタイミング信号Ｂを立ち下げる、言い換えると、タイミング制御部１１がタイミング信号Ｂの立ち下がり時から僅かに遅れてタイミング信号Ａを立ち上げてもよい。その場合、タイミング信号Ｂの立ち下がり後にインダクタ１３ｃの電流が僅かに減少するが、タイミング信号Ｂの立ち下がり後すぐにタイミング信号Ａが立ち上がるので、タイミング信号Ａの立ち上がり時にはインダクタ１３ｃの電流がゼロに至っていない。よって、インダクタ１３ｃの電流がゼロから立ち上がる場合に比べて、タイミング信号Ａの立ち上がり時（期間Ｐ１の開始時）において発光素子２の電流Ｉout2が高速に立ち上がる。

〔第７の実施の形態〕
図１３を参照して、第１〜第６の何れかの実施形態の発光装置１を備える投影装置について説明する。図１３は、投影装置の光学ユニットを示した平面図である。

図１３に示すように、投影装置は、表示素子３０、時分割光発生装置４０、光源側光学系５０及び投影光学系６０等を備える。

時分割光発生装置４０は、赤色光、緑色光及び青色光を時分割で出射するものである。時分割光発生装置４０は、第一光源４１、光源装置４２、第二光源４３及び光学系４４を有する。

光源装置４２は、緑色光を発生させるものである。具体的には、光源装置４２は、励起光を発して、その励起光を緑色光に変換するものである。光源装置４２は、複数の励起光光源４２ａ、複数のコリメートレンズ４２ｂ、レンズ群４２ｃ、レンズ群４２ｄ、蛍光体ホイール４２ｅ及びスピンドルモーター４２ｆを有する。

複数の励起光光源４２ａは、二次元アレイ状に配列されている。これら励起光光源４２ａは、レーザー励起光を発するレーザーダイオードである。励起光光源４２ａから発するレーザー励起光の波長帯域は、青色帯域又は紫外線帯域であるが、特に限定するものではない。ここで、時分割光発生装置４０は、励起光光源４２ａ用の駆動装置１０を有する。つまり、発光素子２が励起光光源４２ａに相当し、駆動装置１０によって励起光光源４２ａが点滅する。

コリメートレンズ４２ｂが励起光光源４２ａにそれぞれ対向配置され、各励起光光源４２ａから発したレーザー励起光がコリメートレンズ４２ｂによってコリメートされる。レンズ群４２ｃ及びレンズ群４２ｄは、同一光軸上に配置されている。レンズ群４２ｃ及びレンズ群４２ｄは、コリメートレンズ４２ｂによってコリメートされたレーザー励起光の光束群を一つに纏めて、集光させる。

蛍光体ホイール４２ｅは、複数の励起光光源４２ａが二次元アレイ状に配列された面に対向配置されている。レンズ群４２ｃ及びレンズ群４２ｄが蛍光体ホイール４２ｅと励起光光源４２ａとの間に配置されており、レンズ群４２ｃ及びレンズ群４２ｄの光軸が蛍光体ホイール４２ｅに直交する。レンズ群４２ｃ及びレンズ群４２ｄによって集光されたレーザー励起光は蛍光体ホイール４２ｅに照射される。蛍光体ホイール４２ｅは、レーザー励起光によって励起されて緑色光を発する緑色蛍光体等からなり、レーザー励起光を緑色光に変換するものである。蛍光体ホイール４２ｅがスピンドルモーター４２ｆに連結され、蛍光体ホイール４２ｅがスピンドルモーター４２ｆによって回転される。

第一光源４１は、赤色光を発生させる赤色発光ダイオードである。第二光源４３は、青色光を発生させる青色発光ダイオードである。ここで、時分割光発生装置４０は、第一光源４１用の駆動装置１０と、第二光源４３用の駆動装置１０とを更に有する。第一光源４１用の駆動装置１０における期間Ｐ１と、励起光光源４２ａ用の駆動装置１０における期間Ｐ１と、第二光源４３用の駆動装置１０における期間Ｐ１とが互いにずれている。従って、赤色光、緑色光（緑色光は励起光により発生する。）及び青色光が時分割で発生する。例えば、第一光源４１用の駆動装置１０における期間Ｐ１、励起光光源４２ａ用の駆動装置１０における期間Ｐ１と、第二光源４３用の駆動装置１０における期間Ｐ１とが１フレーム期間内に順次１回ずつ訪れると、１フレーム期間内に赤色光、緑色光及び青色光が順次１回ずつ発する。赤色光、緑色光及び青色光のうち少なくとも一色以上の光が１フレーム期間内に複数回発するものとしてもよい。

第一光源４１は、第一光源４１の光軸がレンズ群４２ｃ，４２ｄの光軸と平行となるように配置されている。第二光源４３は、第二光源４３の光軸がレンズ群４２ｃ，４２ｄの光軸及び第一光源４１の光軸に直交するように配置されている。

光学系４４は、第一光源４１から発した赤色光の光軸、光源装置４２から発した緑色光の光軸及び第二光源４３から発した青色光の光軸を一つに重ねて、これらの赤色光、緑色光及び青色光を出射する。光学系４４は、レンズ群４４ａ、レンズ４４ｂ、レンズ群４４ｃ、第一ダイクロイックミラー４４ｄ及び第二ダイクロイックミラー４４ｅを有する。

レンズ群４４ａは、第二光源４３に対向する。レンズ群４４ａ及びレンズ４４ｂは、これらの光軸が一直線状になるように配列されている。レンズ群４４ａ及びレンズ４４ｂは、それらの光軸がレンズ群４２ｃとレンズ群４２ｄの間でレンズ群４２ｃ及びレンズ群４２ｄの光軸に対して直交するように配置されている。

第一ダイクロイックミラー４４ｄは、レンズ群４４ａとレンズ４４ｂとの間に配置されているとともに、レンズ群４２ｃとレンズ群４２ｄとの間に配置されている。第一ダイクロイックミラー４４ｄは、レンズ群４２ｃ，４２ｄの光軸に対して４５°で斜交するとともに、レンズ群４４ａ及びレンズ４４ｂの光軸に対して４５°で斜交する。第一ダイクロイックミラー４４ｄは、励起光光源４２ａから発する波長帯域の励起光（例えば、青色の励起光）を蛍光体ホイール４２ｅに向けて透過させるととともに、第二光源４３から発する青色波長帯域の光を第二ダイクロイックミラー４４ｅに向けて透過させる。また、第一ダイクロイックミラー４４ｄは、蛍光体ホイール４２ｅから発する緑色波長帯域の光を第二ダイクロイックミラー４４ｅに向けて反射させる。

レンズ群４４ｃは、第一光源４１に対向する。レンズ群４４ｃは、その光軸がレンズ４４ｂに関して第二光源４３及び第一ダイクロイックミラー４４ｄの反対側でレンズ群４４ａ及びレンズ４４ｂの光軸に対して直交するように配置されている。

第二ダイクロイックミラー４４ｅは、レンズ群４４ｃに関して第一光源４１の反対側に配置されているとともに、レンズ４４ｂに関して第一ダイクロイックミラー４４ｄの反対側に配置されている。第二ダイクロイックミラー４４ｅは、レンズ群４４ｃの光軸に対して４５°で斜交するとともに、レンズ群４４ａ及びレンズ４４ｂの光軸に対して４５°で斜交する。第二ダイクロイックミラー４４ｅは、第一ダイクロイックミラー４４ｄからの青色及び緑色の波長帯域の光を光源側光学系５０に向けて透過させるとともに、第一光源４１から発する赤色の波長帯域の光を光源側光学系５０に向けて反射させる。

時分割光発生装置４０は、赤色光、緑色光及び青色光を時分割で発するものであれば、以上に説明した構成以外の構成のものでもよい。
例えば、蛍光体ホイール４２ｅと、レンズ群４２ｄの光軸が交差する個所に緑色発光ダイオードを配置し、その緑色発光ダイオードを上述の何れかの実施形態の駆動装置１０によって点滅させてもよい。その場合、励起光光源４２ａ、レンズ群４２ｃ、蛍光体ホイール４２ｅ及びスピンドルモーター４２ｆを省略する。
また、蛍光体ホイール４２ｅが緑色蛍光体と光拡散透過部を有し、蛍光体ホイール４２ｅが回転することによって緑色蛍光体と光拡散透過部が交互にレンズ群４２ｄの光軸を通過してもよい。この場合、励起光光源４２ａが青色レーザーダイオードであり、第二光源４３を省略し、蛍光体ホイール４２ｅの光拡散透過部を透過した青色光が図示しない反射光学系によって第二光源４３の光学系と同様の方向からレンズ群４４ａに導かれるようにし、励起光光源４２ａと第一光源４１が交互に発光する。

光源側光学系５０は、時分割光発生装置４０から出射された赤色光、緑色光及び青色光を表示素子３０に投射する。光源側光学系５０は、レンズ５１、反射ミラー５２、レンズ５３、導光装置５４、レンズ５５、光軸変換ミラー５６、集光レンズ群５７、照射ミラー５８及び照射レンズ５９を有する。

レンズ５１は、第二ダイクロイックミラー４４ｅに関してレンズ４４ｂの反対側に配置されている。レンズ５１は、その光軸がレンズ４４ｂ及びレンズ群４４ａの光軸と重なるように配置されている。

レンズ５３、導光装置５４及びレンズ５５は、これらの光軸が一直線状になるように配置されている。レンズ５３、導光装置５４及びレンズ５５の光軸はレンズ５１、レンズ４４ｂ及びレンズ群４４ａの光軸に直交する。

反射ミラー５２は、レンズ５３の光軸とレンズ５１の光軸が交差する個所に配置されている。反射ミラー５２は、レンズ５１，４４ｂ及びレンズ群４４ａの光軸に対して４５°で斜交するとともに、レンズ５３、導光装置５４及びレンズ５５の光軸に対して４５°で斜交する。時分割光発生装置４０によって発生された赤色光、緑色光及び青色光はレンズ５１及びレンズ５３によって集光されつつ、反射ミラー５２によって導光装置５４に向けて反射される。

導光装置５４は、ライトトンネル又はライトロッドである。導光装置５４は、時分割光発生装置４０から出射された赤色光、緑色光及び青色光を側面で複数回反射又は全反射させることで、赤色光、緑色光及び青色光を均一な強度分布の光束にする。レンズ５５は、導光装置５４によって導光された赤色光、緑色光及び青色光を光軸変換ミラー５６に向けて投射するとともに、集光する。光軸変換ミラー５６は、レンズ５５によって投射された赤色光、緑色光及び青色光を集光レンズ群５７に向けて反射させる。集光レンズ群５７は、光軸変換ミラー５６によって反射された赤色光、緑色光及び青色光を照射ミラー５８に向けて投射するとともに、集光する。照射ミラー５８は、集光レンズ群５７によって投射された光を表示素子３０に向けて反射させる。照射レンズ５９は、照射ミラー５８によって反射された光を表示素子３０へ投射する。

表示素子３０は、空間光変調器であり、光源側光学系５０によって照射された赤色光、緑色光及び青色光を各画素毎（各空間光変調素子毎）で変調することによって画像を形成する。具体的には、表示素子３０は、二次元アレイ状に配列された複数の可動マイクロミラー等を有するデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）であり、可動マイクロミラーが画素としての空間光変調素子に相当する。表示素子３０はドライバによって駆動される。つまり、赤色光が表示素子３０に照射されている時に、表示素子３０の各可動マイクロミラーが制御（例えば、ＰＷＭ制御）されることで、赤色光が後述の投影光学系６０に向けて反射される時間比（デューティー比）が可動マイクロミラー毎に制御される。これにより、表示素子３０によって赤色の画像が形成される。緑色光や青色光が表示素子３０に照射されている際も、同様である。

なお、表示素子３０が反射型の空間光変調器ではなく、透過型の空間光変調器（例えば、液晶シャッターアレイパネル：いわゆる液晶表示器）であってもよい。表示素子３０が透過型の空間光変調器である場合、光源側光学系５０の光学設計を変更し、光源側光学系５０によって照射される赤色光、緑色光及び青色光の光軸が後述の投影光学系６０の光軸に重なるようにして、投影光学系６０と光源側光学系５０との間に表示素子３０を配置する。

投影光学系６０は表示素子３０に正対するように設けられ、投影光学系６０の光軸が前後に延びて表示素子３０に交差（具体的には、直交）する。投影光学系６０は、表示素子３０によって反射された光を前方に投射することによって、表示素子３０によって形成された画像をスクリーンに投影する。この投影光学系６０は、可動レンズ群６１及び固定レンズ群６２等を備える。投影光学系６０は、可動レンズ群６１の移動によって、焦点距離が変更可能であるとともに、フォーカシングが可能である。

なお、図１３に示す投影装置の光学系をリアプロジェクション表示装置に適用してもよい。

本発明は上記実施形態及び変形例に限定して解釈されるべきではなく、本発明の要部を変更しない範囲で適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。また、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
インダクタを有するとともに、前記インダクタに流れる入力電流を繰り返しオン・オフして前記インダクタのエネルギーの蓄積と放出を繰り返すことによって、入力電力を出力電力に変換するスイッチング電源回路と、
負荷に接続され、前記負荷の電路を開閉する第一スイッチング素子と、
前記負荷及び第一スイッチング素子と並列に接続される出力キャパシタと、
前記インダクタと前記出力キャパシタとの間に設けられ、前記負荷を前記インダクタに導通させるとともに基準電位部を前記インダクタから遮断した第一選択状態と、前記負荷を前記インダクタから遮断するとともに前記基準電位部を前記インダクタに導通させた第二選択状態とに切り換わる選択スイッチと、
前記第一スイッチング素子の開閉を交互に行うとともに、前記インダクタに流れる入力電流の繰り返しのオン・オフによる前記スイッチング電源回路の作動と前記スイッチング電源回路の停止とを交互に行い、前記第一スイッチング素子を閉じる期間に前記スイッチング電源回路を作動させるタイミング制御部と、
前記選択スイッチを前記第一選択状態と前記第二選択状態に交互に切り換える制御部と、を備え、
前記タイミング制御部が前記第一スイッチング素子を閉じる前に、前記制御部が前記選択スイッチを前記第二選択状態にする、
ことを特徴とする駆動装置。
＜請求項２＞
前記タイミング制御部が前第一スイッチング素子を閉じる時に同期して、前記制御部が前記選択スイッチを前記第二選択状態から前記第一選択状態に切り換える、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
＜請求項３＞
前記タイミング制御部が前記スイッチング電源回路の作動を開始する時に同期して、前記制御部が前記選択スイッチを前記第二選択状態から前記第一選択状態に切り換える、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
＜請求項４＞
前記スイッチング電源回路がその出力電流を所定の目標値に維持するように定電流制御し、
前記選択スイッチを前記第二選択状態にする期間の長さが、前記所定の目標値と前記インダクタのインダクタンスと前記スイッチング電源回路の入力電圧とに基づいて決められる、
ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の駆動装置。
＜請求項５＞
前記制御部が、前記タイミング制御部によって前記第一スイッチング素子が開かれた時の前記インダクタの電流及び入力電圧を検出し、その入力電圧の検出値と前記インダクタの電流の検出値と前記インダクタのインダクタンスとに基づいて決められた期間だけ前記選択スイッチを前記第二選択状態にする、
ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の駆動装置。
＜請求項６＞
前記選択スイッチが、前記インダクタと前記基準電位部との間に設けられた第二スイッチング素子と、前記第二スイッチング素子に接続されたアノード及び前記発光素子に接続されたカソードを有する整流素子と、を有し、
前記制御部が、前記第二スイッチング素子をオンすることによって前記選択スイッチを前記第二選択状態にし、前記第二スイッチング素子をオフすることによって前記選択スイッチを前記第一選択状態にする、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の駆動装置。
＜請求項７＞
前記スイッチング電源回路が昇圧型のスイッチングレギュレータであり、
前記第一スイッチング素子が前記タイミング制御部によって閉じられる期間に、前記制御部によって前記第二スイッチング素子がオフされることよりも優先的に前記スイッチング電源回路が前記第二スイッチング素子を繰り返しオン・オフすることによって入力電力を出力電力に変換する、
ことを特徴とする請求項６に記載の駆動装置。
＜請求項８＞
前記選択スイッチが、前記インダクタと前記基準電位部との間に設けられる第二スイッチング素子と、前記第二スイッチング素子と前記発光素子との間に設けられ、前記第二スイッチング素子のオンである場合にオフになり、前記第二スイッチング素子のオフである場合にオンになる第三スイッチング素子と、を有し、
前記制御部が、前記第二スイッチング素子をオンするとともに前記第三スイッチング素子をオフすることによって前記選択スイッチを前記第二選択状態にし、前記第二スイッチング素子をオフするとともに前記第三スイッチング素子をオンすることによって前記選択スイッチを前記第一選択状態にする、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の駆動装置。
＜請求項９＞
前記スイッチング電源回路が降圧型のスイッチングレギュレータであり、
前記スイッチング電源回路が、入力と前記インダクタとの間に設けられたチョッパ用スイッチング素子と、前記基準電位部に接続されたアノード及び前記インダクタに接続されたカソードを有した環流ダイオードと、を有する、
ことを特徴とする請求項１から６、８の何れか一項に記載の駆動装置。
＜請求項１０＞
前記制御部が、前記選択スイッチを前記第二選択状態にするのに同期して前記チョッパ用スイッチング素子をオンにする、
ことを特徴とする請求項９に記載の駆動装置。
＜請求項１１＞
前記スイッチング電源回路が昇圧型のスイッチングレギュレータであり、
前記スイッチング電源回路がチョッパ用スイッチング素子及び環流ダイオードを有し、
前記選択スイッチが前記環流ダイオードを介して前記インダクタに接続され、
前記インダクタが入力に接続され、
前記チョッパ用スイッチング素子が前記インダクタと前記基準電位部との間に設けられ、
前記環流ダイオードのアノードが前記インダクタに接続され、前記環流ダイオードのカソードが前記選択スイッチに接続された、
ことを特徴とする請求項１から６、８の何れか一項に記載の駆動装置。
＜請求項１２＞
前記タイミング制御部は前記第一スイッチング素子を開く時に同期して、前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項１から１１の何れか一項に記載の駆動装置。
＜請求項１３＞
前記タイミング制御部は前記第一スイッチング素子を開く時から遅れて、前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項１から１１の何れか一項に記載の駆動装置。
＜請求項１４＞
負荷に接続され、前記負荷の電路を開閉する第一スイッチング素子と、
前記負荷及び前記第一スイッチング素子と並列に接続される出力キャパシタと、
入力に接続されるインダクタと、前記インダクタに接続されたアノード及び前記出力キャパシタに接続されたアノードを有する整流素子と、前記インダクタと基準電位部との間に設けられる第二スイッチング素子と、を有し、前記第二スイッチング素子を繰り返しオン・オフすることによって前記インダクタに流れる入力電流を繰り返しオン・オフして、前記インダクタのエネルギーの蓄積と放出を繰り返すことによって入力電力を出力電力に変換する昇圧型スイッチング電源回路と、
前記第一スイッチング素子の開閉を交互に行うとともに、前記第二スイッチング素子の繰り返しのオン・オフによる前記スイッチング電源回路の作動と前記スイッチング電源回路の停止とを交互に行い、前記第一スイッチング素子を閉じる期間に前記スイッチング電源回路を作動させるタイミング制御部と、
前記第二スイッチング素子を交互にオン・オフする制御部と、を備え、
前記制御部が前記第二スイッチング素子をオフにする期間に、前記制御部が前記第二スイッチング素子をオフすることよりも優先的に前記スイッチング電源回路部が前記第二スイッチング素子を繰り返しオン・オフし、
前記タイミング制御部が前記第一スイッチング素子を閉じる前に、前記制御部が前記第二スイッチング素子をオンにする、
ことを特徴とする駆動装置。
＜請求項１５＞
請求項１から１４の何れか一項に記載の駆動装置と、
前記負荷としての発光素子と、を備える、
ことを特徴とする発光装置。
＜請求項１６＞
請求項１５に記載の発光装置を備える、
ことを特徴とする投影装置。

１ 発光装置
２ 発光素子（負荷）
１０ 駆動装置
１１ タイミング制御部
１２ 制御部
１３ スイッチング電源回路
１３ａ チョッパ用スイッチング素子
１３ｃ インダクタ
１４ 選択スイッチ
１４ａ 第二スイッチング素子
１４ｂ 整流素子
１４ｃ 第三スイッチング素子
１６ 第一スイッチング素子
１７ グランド

Claims (16)

1. インダクタを有するとともに、前記インダクタに流れる入力電流を繰り返しオン・オフして前記インダクタのエネルギーの蓄積と放出を繰り返すことによって、入力電力を出力電力に変換するスイッチング電源回路と、
   負荷に接続され、前記負荷の電路を開閉する第一スイッチング素子と、
   前記負荷及び第一スイッチング素子と並列に接続される出力キャパシタと、
   前記インダクタと前記出力キャパシタとの間に設けられ、前記負荷を前記インダクタに導通させるとともに基準電位部を前記インダクタから遮断した第一選択状態と、前記負荷を前記インダクタから遮断するとともに前記基準電位部を前記インダクタに導通させた第二選択状態とに切り換わる選択スイッチと、
   前記第一スイッチング素子の開閉を交互に行うとともに、前記インダクタに流れる入力電流の繰り返しのオン・オフによる前記スイッチング電源回路の作動と前記スイッチング電源回路の停止とを交互に行い、前記第一スイッチング素子を閉じる期間に前記スイッチング電源回路を作動させるタイミング制御部と、
   前記選択スイッチを前記第一選択状態と前記第二選択状態に交互に切り換える制御部と、を備え、
   前記タイミング制御部が前記第一スイッチング素子を閉じる前に、前記制御部が前記選択スイッチを前記第二選択状態にする、
   ことを特徴とする駆動装置。
2. 前記タイミング制御部が前第一スイッチング素子を閉じる時に同期して、前記制御部が前記選択スイッチを前記第二選択状態から前記第一選択状態に切り換える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記タイミング制御部が前記スイッチング電源回路の作動を開始する時に同期して、前記制御部が前記選択スイッチを前記第二選択状態から前記第一選択状態に切り換える、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
4. 前記スイッチング電源回路がその出力電流を所定の目標値に維持するように定電流制御し、
   前記選択スイッチを前記第二選択状態にする期間の長さが、前記所定の目標値と前記インダクタのインダクタンスと前記スイッチング電源回路の入力電圧とに基づいて決められる、
   ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の駆動装置。
5. 前記制御部が、前記タイミング制御部によって前記第一スイッチング素子が開かれた時の前記インダクタの電流及び入力電圧を検出し、その入力電圧の検出値と前記インダクタの電流の検出値と前記インダクタのインダクタンスとに基づいて決められた期間だけ前記選択スイッチを前記第二選択状態にする、
   ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の駆動装置。
6. 前記選択スイッチが、前記インダクタと前記基準電位部との間に設けられた第二スイッチング素子と、前記第二スイッチングに接続されたアノード及び前記負荷に接続されたカソードを有する整流素子と、を有し、
   前記制御部が、前記第二スイッチング素子をオンすることによって前記選択スイッチを前記第二選択状態にし、前記第二スイッチング素子をオフすることによって前記選択スイッチを前記第一選択状態にする、
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の駆動装置。
7. 前記スイッチング電源回路が昇圧型のスイッチングレギュレータであり、
   前記第一スイッチング素子が前記タイミング制御部によって閉じられる期間に、前記制御部によって前記第二スイッチング素子がオフされることよりも優先的に前記スイッチング電源回路が前記第二スイッチング素子を繰り返しオン・オフすることによって入力電力を出力電力に変換する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の駆動装置。
8. 前記選択スイッチが、前記インダクタと前記基準電位部との間に設けられる第二スイッチング素子と、前記第二スイッチング素子と前記負荷との間に設けられ、前記第二スイッチング素子のオンである場合にオフになり、前記第二スイッチング素子のオフである場合にオンになる第三スイッチング素子と、を有し、
   前記制御部が、前記第二スイッチング素子をオンするとともに前記第三スイッチング素子をオフすることによって前記選択スイッチを前記第二選択状態にし、前記第二スイッチング素子をオフするとともに前記第三スイッチング素子をオンすることによって前記選択スイッチを前記第一選択状態にする、
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の駆動装置。
9. 前記スイッチング電源回路が降圧型のスイッチングレギュレータであり、
   前記スイッチング電源回路が、入力と前記インダクタとの間に設けられたチョッパ用スイッチング素子と、前記基準電位部に接続されたアノード及び前記インダクタに接続されたカソードを有した環流ダイオードと、を有する、
   ことを特徴とする請求項１から６、８の何れか一項に記載の駆動装置。
10. 前記制御部が、前記選択スイッチを前記第二選択状態にするのに同期して前記チョッパ用スイッチング素子をオンにする、
    ことを特徴とする請求項９に記載の駆動装置。
11. 前記スイッチング電源回路が昇圧型のスイッチングレギュレータであり、
    前記スイッチング電源回路がチョッパ用スイッチング素子及び環流ダイオードを有し、
    前記選択スイッチが前記環流ダイオードを介して前記インダクタに接続され、
    前記インダクタが入力に接続され、
    前記チョッパ用スイッチング素子が前記インダクタと前記基準電位部との間に設けられ、
    前記環流ダイオードのアノードが前記インダクタに接続され、前記環流ダイオードのカソードが前記選択スイッチに接続された、
    ことを特徴とする請求項１から６、８の何れか一項に記載の駆動装置。
12. 前記タイミング制御部は前記第一スイッチング素子を開く時に同期して、前記スイッチング電源回路を停止させる、
    ことを特徴とする請求項１から１１の何れか一項に記載の駆動装置。
13. 前記タイミング制御部は前記第一スイッチング素子を開く時から遅れて、前記スイッチング電源回路を停止させる、
    ことを特徴とする請求項１から１１の何れか一項に記載の駆動装置。
14. 負荷に接続され、前記負荷の電路を開閉する第一スイッチング素子と、
    前記負荷及び前記第一スイッチング素子と並列に接続される出力キャパシタと、
    入力に接続されるインダクタと、前記インダクタに接続されたアノード及び前記出力キャパシタに接続されたアノードを有する整流素子と、前記インダクタと基準電位部との間に設けられる第二スイッチング素子と、を有し、前記第二スイッチング素子を繰り返しオン・オフすることによって前記インダクタに流れる入力電流を繰り返しオン・オフして、前記インダクタのエネルギーの蓄積と放出を繰り返すことによって入力電力を出力電力に変換する昇圧型スイッチング電源回路と、
    前記第一スイッチング素子の開閉を交互に行うとともに、前記第二スイッチング素子の繰り返しのオン・オフによる前記スイッチング電源回路の作動と前記スイッチング電源回路の停止とを交互に行い、前記第一スイッチング素子を閉じる期間に前記スイッチング電源回路を作動させるタイミング制御部と、
    前記第二スイッチング素子を交互にオン・オフする制御部と、を備え、
    前記制御部が前記第二スイッチング素子をオフにする期間に、前記制御部が前記第二スイッチング素子をオフすることよりも優先的に前記スイッチング電源回路部が前記第二スイッチング素子を繰り返しオン・オフし、
    前記タイミング制御部が前記第一スイッチング素子を閉じる前に、前記制御部が前記第二スイッチング素子をオンにする、
    ことを特徴とする駆動装置。
15. 請求項１から１４の何れか一項に記載の駆動装置と、
    前記負荷としての発光素子と、を備える、
    ことを特徴とする発光装置。
16. 請求項１５に記載の発光装置を備える、
    ことを特徴とする投影装置。