光源装置、投影型显示装置以及半导体装置制造方法及图纸

提供光源装置、投影型显示装置以及半导体装置。该光源装置具有：半导体光源；开关元件，其与半导体光源串联连接；驱动电路，其在基于PWM信号的第1控制信号为第1逻辑状态时使开关元件成为导通状态；电源电路，其向半导体光源供给电流；电流检测元件，其对流过半导体光源的电流进行检测而生成电流检测信号；以及电流检测电路，其在比PWM信号的激活期间短的期间对电流检测信号进行采样保持；误差放大器，其对电流控制信号与电流检测电路的输出信号之差进行放大而生成误差信号；以及控制电路，其根据误差信号来生成对开关电源电路进行控制的第2控制信号。

Light Source Device, Projection Display Device and Semiconductor Device

【技术实现步骤摘要】
光源装置、投影型显示装置以及半导体装置
本专利技术涉及使用了半导体光源的光源装置以及使用了这种光源装置的投影型显示装置。此外，本专利技术还涉及适合于在这种光源装置中使用的半导体装置等。
技术介绍
作为在使用了激光二极管或发光二极管等半导体光源的光源装置中对明亮度进行调节的方法，公知有数字调光和模拟调光。例如，数字调光是通过以下方式实现的：对与半导体光源串联连接的开关元件进行PWM(脉宽调制)控制，从而对电流流过半导体光源的期间的长度进行调节。另一方面，模拟调光是通过如下方式实现的：对向半导体光源供给电流或电压的开关电源电路进行控制，从而对流过半导体光源的电流的大小进行调节。作为相关的技术，在专利文献1的图2中，示出了在使开关电源101(图1)的输出电压保持恒定而使PWM控制的导通时间比发生变化时流过半导体激光二极管102(图1)的电流的波形。并且，在专利文献1的图3中，示出了使开关电源101的输出电压保持恒定的状态下的、半导体激光二极管102的平均电流值相对于PWM控制的导通时间比变化的变化。如专利文献1的图2和图3所示，当PWM控制的导通时间比从100％减小到50％或20％时，流过半导体激光二极管102的电流的波形不是矩形波而是锯齿状的波形，由于平均电流值比目标平均电流值低，所以半导体激光二极管102的光输出(光束)比目标值小。专利文献1：日本特开2016-225285号公报在专利文献1中，目标值设定部使用实际的半导体光源驱动时的特性曲线对用于设定目标平均电流值的目标值表进行了设定。只要对该目标平均电流值和半导体激光二极管的平均电流值进行比较，并使用比较输出对开关电源进行反馈控制，则半导体激光二极管的平均电流值变得等于由目标值设定部与PWM控制的导通时间比对应地设定的目标平均电流值。但是，在专利文献1中，流过半导体激光二极管的电流的波形没有被改善。为了根据PWM控制的导通时间比对半导体激光二极管的平均电流值进行线性控制，需要按照光源装置的每个型号来评价实际的半导体光源驱动时的特性曲线，从而设定目标值表。例如，为了将半导体激光二极管的平均电流值设为最大值的20％，需要按照光源装置的每个型号，将PWM控制的导通时间比设定为20％+α，并且需要按照每个型号对α进行调整。
技术实现思路
因此，鉴于上述方面，本专利技术的第1目的在于，使流过半导体光源的电流接近矩形波，在不必使用利用实际的半导体光源驱动时的特性曲线而设定的目标值表的情况下，改善流过半导体光源的平均电流值相对于PWM信号的占空比的线性度。并且，本专利技术的第2目的在于，提供使用了这种光源装置的投影型显示装置。进而，本专利技术的第3目的在于，提供适合于在这种光源装置中使用的半导体装置等。为了解决以上课题的至少一部分，应用例1的光源装置具有：半导体光源；开关元件，其与半导体光源串联连接；驱动电路，其在基于PWM信号的第1控制信号为第1逻辑状态时使开关元件成为导通状态；开关电源电路，其向半导体光源供给电流；电流检测元件，其对流过半导体光源的电流进行检测而生成电流检测信号；电流检测电路，其包含采样保持电路，该采样保持电路在PWM信号被激活时，在比PWM信号的激活期间短的期间对电流检测信号进行采样保持；误差放大器，其对电流控制信号与电流检测电路的输出信号之差进行放大而生成误差信号；以及开关电源控制电路，其根据误差信号来生成对开关电源电路进行控制的第2控制信号。根据应用例1，采样保持电路在PWM信号被激活时，在比PWM信号的激活期间短的期间对电流检测信号进行采样保持，因此在PWM信号的占空比较小的情况下，当流过半导体光源的电流的波形为锯齿状的波形时，能够在电流检测信号的采样值比电流检测信号的采样周期的平均值小的时候进行保持。因此，根据电流检测信号的采样值对开关电源电路进行控制，由此，与不使用采样保持电路的情况相比，流过半导体光源的电流增大。其结果是，能够使流过半导体光源的电流接近矩形波，在不必使用利用实际的半导体光源驱动时的特性曲线而设定的目标值表的情况下，改善流过半导体光源的平均电流值相对于PWM信号的占空比的线性度。这里，光源装置也可以具有定时生成电路，该定时生成电路根据PWM信号来生成采样脉冲并供给到采样保持电路。由此，PWM信号被激活而在半导体光源中开始流过电流，与此同步地能够使采样保持电路开始采样保持动作。并且，优选采样保持电路的采样周期为PWM信号的激活期间以下。在该情况下，即使PWM信号的激活期间变短，也能够对电流检测信号进行更高精度地采样。此外，优选开关电源控制电路生成第2控制信号，使得与在电流控制信号与电流检测电路的输出信号之差为第1值的情况下流过半导体光源的电流的增大量相比，在电流控制信号与电流检测电路的输出信号之差为大于第1值的第2值的情况下，流过半导体光源的电流的增大量更大。在该情况下，流过半导体光源的电流的波形越呈锯齿状，电流的增大量越大，从而能够改善流过半导体光源的电流的波形。并且，也可以在PWM信号的非激活期间，使采样保持电路中的保持电荷接近零。由此，在PWM信号下一次被激活时，能够使采样保持电路的输出信号的电压接近零。或者，也可以在PWM信号的非激活期间，采样保持电路重置保持电荷。由此，在PWM信号下一次被激活时，能够使采样保持电路的输出信号的电压接近零。以上，电流检测电路还可以包含电流检测放大器，该电流检测放大器对采样保持电路的输出信号进行放大。为了进行高速动作而具有较小的电容器的采样保持电路需要与电流检测元件直接连接，但通过设置电流检测放大器，能够将采样保持电路的输出信号的电压放大为足够的电压而供给到误差放大器。应用例2的投影型显示装置具有上述任意的光源装置。根据应用例2，该光源装置不必使用利用实际的半导体光源驱动时的特性曲线而设定的目标值表，改善了流过半导体光源的平均电流值相对于PWM信号的占空比的线性度，通过使用该光源装置，简化了该投影型显示装置的电路结构，并且能够对所投影的图像的亮度进行高精度地控制。由此，能够在出厂前省略按照每个型号的对占空比的调整。应用例3的半导体装置具有：驱动电路，其在基于PWM信号的第1控制信号为第1逻辑状态时，使与半导体光源串联连接的开关元件成为导通状态；开关电源控制电路，其生成对开关电源电路进行控制的第2控制信号，该开关电源电路向半导体光源供给电流；电流检测电路，其包含采样保持电路，该采样保持电路在PWM信号被激活时，在比PWM信号的激活期间短的期间对电流检测信号进行采样保持，该电流检测信号是对流过半导体光源的电流进行检测而生成的；以及误差放大器，其对电流控制信号与电流检测电路的输出信号之差进行放大而生成误差信号，开关电源控制电路根据误差信号来生成第2控制信号。通过应用例3，根据由采样保持电路获得的电流检测信号的采样值对开关电源电路进行控制，从而能够使流过半导体光源的电流接近矩形波，不必使用利用实际的半导体光源驱动时的特性曲线而设定的目标值表，就能够改善流过半导体光源的平均电流值相对于PWM信号的占空比的线性度。附图说明图1是示出本专利技术一个实施方式的光源装置的结构例的电路图。图2是用于对图1所示的光源装置的动作例进行说明的波形图。图3是示出本专利技术一个实施方式的投影型显示装置的结构例的框图。标号说明1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光源装置，其中，该光源装置具有：半导体光源；开关元件，其与所述半导体光源串联连接；驱动电路，其在基于PWM信号的第1控制信号为第1逻辑状态时使所述开关元件成为导通状态；开关电源电路，其向所述半导体光源供给电流；电流检测元件，其对流过所述半导体光源的电流进行检测而生成电流检测信号；电流检测电路，其包含采样保持电路，该采样保持电路在所述PWM信号被激活时，在比所述PWM信号的激活期间短的期间对所述电流检测信号进行采样保持；误差放大器，其对电流控制信号与所述电流检测电路的输出信号之差进行放大而生成误差信号；以及开关电源控制电路，其根据所述误差信号来生成对所述开关电源电路进行控制的第2控制信号。

【技术特征摘要】
2018.01.26 JP 2018-0113151.一种光源装置，其中，该光源装置具有：半导体光源；开关元件，其与所述半导体光源串联连接；驱动电路，其在基于PWM信号的第1控制信号为第1逻辑状态时使所述开关元件成为导通状态；开关电源电路，其向所述半导体光源供给电流；电流检测元件，其对流过所述半导体光源的电流进行检测而生成电流检测信号；电流检测电路，其包含采样保持电路，该采样保持电路在所述PWM信号被激活时，在比所述PWM信号的激活期间短的期间对所述电流检测信号进行采样保持；误差放大器，其对电流控制信号与所述电流检测电路的输出信号之差进行放大而生成误差信号；以及开关电源控制电路，其根据所述误差信号来生成对所述开关电源电路进行控制的第2控制信号。2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，该光源装置还具有定时生成电路，该定时生成电路根据所述PWM信号来生成采样脉冲并供给到所述采样保持电路。3.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，所述采样保持电路的采样周期为所述PWM信号的激活期间以下。4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光源装置，其中，所述开关电源控制电路生成所述第2控制信号，使得：与在所述电流控制信号与所述电流检测电路的输出信号之差为第1值的情况下流过所述半导体光源的电流的增大量相比，在所述电流控制信号与...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田敦史，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP