JP2002359090A - 携帯型機器における表示装置の照明用ｌｅｄ素子駆動回路 - Google Patents
携帯型機器における表示装置の照明用ｌｅｄ素子駆動回路Info
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- JP2002359090A JP2002359090A JP2001105756A JP2001105756A JP2002359090A JP 2002359090 A JP2002359090 A JP 2002359090A JP 2001105756 A JP2001105756 A JP 2001105756A JP 2001105756 A JP2001105756 A JP 2001105756A JP 2002359090 A JP2002359090 A JP 2002359090A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低消費電力で高いＶfのＬＥＤ素子の駆動が容
易にでき、小型で製品ごとの輝度ばらつき少なく、電池
の電圧が低下しても輝度の変化を抑制することができる
携帯型機器における表示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回
路を提供することにある。 【解決手段】この発明は、第１，第２のコンデンサを使
用したｎ／ｍ電圧整流型のスイッチングによる昇圧回路
を用い、さらにＭＯＳトランジスタが出力段の定電流回
路を、ＬＥＤ素子と直列に配置して昇圧回路の負荷と
し、ＬＥＤ素子を定電流駆動する。このことで、電磁ノ
イズを発生することなく、スイッチングによるｎ／ｍ電
圧昇圧によって昇圧回路の出力に電圧リップルが発生し
ても、スイッチング周波数を高く採ることでリップル分
を定電流回路側が受けてＬＥＤ素子の端子電圧をそのダ
イオード特性に従って実質的に一定に保持することがで
きる。リップル分が定電流回路側で吸収されることによ
り、ＬＥＤ素子は、実質的に定電流、定電圧駆動され輝
度ばらつきが抑えられる。
易にでき、小型で製品ごとの輝度ばらつき少なく、電池
の電圧が低下しても輝度の変化を抑制することができる
携帯型機器における表示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回
路を提供することにある。 【解決手段】この発明は、第１，第２のコンデンサを使
用したｎ／ｍ電圧整流型のスイッチングによる昇圧回路
を用い、さらにＭＯＳトランジスタが出力段の定電流回
路を、ＬＥＤ素子と直列に配置して昇圧回路の負荷と
し、ＬＥＤ素子を定電流駆動する。このことで、電磁ノ
イズを発生することなく、スイッチングによるｎ／ｍ電
圧昇圧によって昇圧回路の出力に電圧リップルが発生し
ても、スイッチング周波数を高く採ることでリップル分
を定電流回路側が受けてＬＥＤ素子の端子電圧をそのダ
イオード特性に従って実質的に一定に保持することがで
きる。リップル分が定電流回路側で吸収されることによ
り、ＬＥＤ素子は、実質的に定電流、定電圧駆動され輝
度ばらつきが抑えられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、携帯型機器にお
ける表示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路に関し、詳し
くは、ＰＨＳ、携帯電話等の携帯用電話機、電子ブッ
ク、ＰＡＤなどの携帯型電子機器などに搭載される電池
駆動の液晶表示装置における照明用ＬＥＤ素子駆動回路
において、低消費電力で高いＶf（順方向降下電圧）の
ＬＥＤ素子の駆動が容易にでき、小型で製品ごとの輝度
ばらつき少なく、電池の電圧が低下しても輝度の変化を
抑制することができるような照明用ＬＥＤ素子駆動回路
に関する。
ける表示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路に関し、詳し
くは、ＰＨＳ、携帯電話等の携帯用電話機、電子ブッ
ク、ＰＡＤなどの携帯型電子機器などに搭載される電池
駆動の液晶表示装置における照明用ＬＥＤ素子駆動回路
において、低消費電力で高いＶf（順方向降下電圧）の
ＬＥＤ素子の駆動が容易にでき、小型で製品ごとの輝度
ばらつき少なく、電池の電圧が低下しても輝度の変化を
抑制することができるような照明用ＬＥＤ素子駆動回路
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＰＨＳ、携帯電話等の携帯用電話
機、携帯用電子機器などの電池駆動の装置の表示装置に
おけるバックライト、サイドライトなど、照明用ライト
としてＬＥＤ素子が使用されている。この種のＬＥＤ素
子の駆動回路は、チャージポンプ回路等の倍電圧整流を
利用した昇圧回路により昇圧した電圧をレギュレータに
より定電圧化して抵抗等を介してＬＥＤ駆動電圧を生成
してＬＥＤ素子を点灯している。
機、携帯用電子機器などの電池駆動の装置の表示装置に
おけるバックライト、サイドライトなど、照明用ライト
としてＬＥＤ素子が使用されている。この種のＬＥＤ素
子の駆動回路は、チャージポンプ回路等の倍電圧整流を
利用した昇圧回路により昇圧した電圧をレギュレータに
より定電圧化して抵抗等を介してＬＥＤ駆動電圧を生成
してＬＥＤ素子を点灯している。
【０００３】図６は、その回路図である。図６におい
て、ＬＥＤ素子駆動回路は、リチウムイオン電池１１か
ら３．６Ｖ程度（３．０Ｖ〜４．２Ｖ）の電圧を持つ電
力をチャージポンプ回路１２により所定の周期でスイッ
チ切換を行ってコンデンサＣ1に充電した後に、リチウ
ムイオン電池１１の電圧を加えて、昇圧してコンデンサ
Ｃ1の電荷をコンデンサＣ2に転送してこれを充電する、
いわゆる倍電圧整流を繰り返してコンデンサＣ2に７．
２Ｖ程度の電圧を発生する。この電圧の電力を５Ｖレギ
ュレータ１３に加える。５Ｖレギュレータ１３は、降圧
トランジスにより電圧調整して安定化した５Ｖの電圧の
電力を生成し、電力蓄積用のコンデンサＣoに５Ｖの電
圧の電力を蓄積する。ＬＥＤ素子１５は、コンデンサＣ
oの出力側となる出力端子１４とグランドＧＮＤ間に抵
抗Ｒが直列に接続された回路として設けられ、抵抗Ｒを
介してＬＥＤ素子１５が電流駆動される。このときの駆
動電流Ｉoは、Ｉo＝(５−Ｖf)／Ｒとなる。ただし、Ｒ
は、抵抗Ｒの抵抗値であり、Ｖfは、点灯状態でのＬＥ
Ｄ素子１５の端子電圧である。
て、ＬＥＤ素子駆動回路は、リチウムイオン電池１１か
ら３．６Ｖ程度（３．０Ｖ〜４．２Ｖ）の電圧を持つ電
力をチャージポンプ回路１２により所定の周期でスイッ
チ切換を行ってコンデンサＣ1に充電した後に、リチウ
ムイオン電池１１の電圧を加えて、昇圧してコンデンサ
Ｃ1の電荷をコンデンサＣ2に転送してこれを充電する、
いわゆる倍電圧整流を繰り返してコンデンサＣ2に７．
２Ｖ程度の電圧を発生する。この電圧の電力を５Ｖレギ
ュレータ１３に加える。５Ｖレギュレータ１３は、降圧
トランジスにより電圧調整して安定化した５Ｖの電圧の
電力を生成し、電力蓄積用のコンデンサＣoに５Ｖの電
圧の電力を蓄積する。ＬＥＤ素子１５は、コンデンサＣ
oの出力側となる出力端子１４とグランドＧＮＤ間に抵
抗Ｒが直列に接続された回路として設けられ、抵抗Ｒを
介してＬＥＤ素子１５が電流駆動される。このときの駆
動電流Ｉoは、Ｉo＝(５−Ｖf)／Ｒとなる。ただし、Ｒ
は、抵抗Ｒの抵抗値であり、Ｖfは、点灯状態でのＬＥ
Ｄ素子１５の端子電圧である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなＬＥＤ素子駆動回路にあっては、製品ごとに、ＬＥ
Ｄ素子の明るさ（輝度）にばらつきが発生し易い。特
に、液晶表示装置のバックライトとして使用される白色
ＬＥＤをはじめとして、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤなどに
あっては、平均で３．５Ｖ程度とＶfが高く、しかもＶf
がばらつくので、暗点灯になったり、点灯できないもの
も出てくる。図７は、その特性であり、（ａ）が白色Ｌ
ＥＤの駆動電圧（順電圧Ｖf）対駆動電流（順電流Ｉf
p）特性であり、（ｂ）がその相対光度対駆動電流（順
電流Ｉfp）特性である。図（ａ）の←→の範囲がばらつ
きの範囲であり、このようなばらつきは、直列に挿入さ
れた抵抗Ｒを可変抵抗器として調整できるようにすれば
よいが、それには調整工程が必要になる。しかも、レギ
ュレータを使用する場合には、図６の電力用のコンデン
サＣoのように、数μＦ〜十数μＦ程度の大きな容量の
コンデンサが必要である。電力用のコンデンサＣoにチ
ップコンデンサを使用したとしても、ＰＨＳ、携帯電話
等の携帯用電話機などにあっては装置の小型化、軽量化
の際にそれが問題となる。
うなＬＥＤ素子駆動回路にあっては、製品ごとに、ＬＥ
Ｄ素子の明るさ（輝度）にばらつきが発生し易い。特
に、液晶表示装置のバックライトとして使用される白色
ＬＥＤをはじめとして、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤなどに
あっては、平均で３．５Ｖ程度とＶfが高く、しかもＶf
がばらつくので、暗点灯になったり、点灯できないもの
も出てくる。図７は、その特性であり、（ａ）が白色Ｌ
ＥＤの駆動電圧（順電圧Ｖf）対駆動電流（順電流Ｉf
p）特性であり、（ｂ）がその相対光度対駆動電流（順
電流Ｉfp）特性である。図（ａ）の←→の範囲がばらつ
きの範囲であり、このようなばらつきは、直列に挿入さ
れた抵抗Ｒを可変抵抗器として調整できるようにすれば
よいが、それには調整工程が必要になる。しかも、レギ
ュレータを使用する場合には、図６の電力用のコンデン
サＣoのように、数μＦ〜十数μＦ程度の大きな容量の
コンデンサが必要である。電力用のコンデンサＣoにチ
ップコンデンサを使用したとしても、ＰＨＳ、携帯電話
等の携帯用電話機などにあっては装置の小型化、軽量化
の際にそれが問題となる。
【０００５】また、図６のように、降圧トランジスタに
よるギュレータを利用すると消費電力が大きくなるとと
もに携帯型電子機器からみて電源回路が大型化する欠点
がある。このような問題を回避するためにスイッチング
電源回路によりスイッチングして昇圧電圧を得るＬＥＤ
素子駆動回路もある。しかし、このスイッチング電源回
路は、インダクタンスが素子として必要になるために電
磁ノイズが発生し易い。それにより他の回路あるいは電
源回路自体にノイズ対策が必要になる。また、使用され
るコイルは、１００μＨ〜数百μＨのものが必要であ
り、その大きさは小さくみても５ｍｍ角程度となる。そ
の結果、前記の電力用のコンデンサと同様にこれが特に
ＰＨＳ、携帯電話等の携帯用電話機などにあっては装置
の小型化、軽量化の際に問題となる。
よるギュレータを利用すると消費電力が大きくなるとと
もに携帯型電子機器からみて電源回路が大型化する欠点
がある。このような問題を回避するためにスイッチング
電源回路によりスイッチングして昇圧電圧を得るＬＥＤ
素子駆動回路もある。しかし、このスイッチング電源回
路は、インダクタンスが素子として必要になるために電
磁ノイズが発生し易い。それにより他の回路あるいは電
源回路自体にノイズ対策が必要になる。また、使用され
るコイルは、１００μＨ〜数百μＨのものが必要であ
り、その大きさは小さくみても５ｍｍ角程度となる。そ
の結果、前記の電力用のコンデンサと同様にこれが特に
ＰＨＳ、携帯電話等の携帯用電話機などにあっては装置
の小型化、軽量化の際に問題となる。
【０００６】ところで、ＬＥＤ素子を液晶表示装置のバ
ックライトとして使用した場合に、その輝度を一定に保
持するものとして、特開平１１−３０５１９８号を挙げ
ることができる。これには、定電流回路を設けてＬＥＤ
素子を定電流駆動する技術が示されている。また、実開
平５−２７７８９号にも同様な技術が記載されている。
これらに開示されているＬＥＤ素子駆動回路の技術は、
携帯用電話機のような小型、軽量のケースを用いる装置
の使用は予定されていない。なぜならば、基準電圧発生
をツエナーダイオードとＭＯＳトランジスタの直列回路
によっているからである。これでは、定電流回路の動作
電圧が高くなり、電池の使用状態に応じて順次低下する
電圧特性（以下減電特性）に対して広い範囲で発光輝度
が確保できない。また、バイポーラトランジスタによる
定電流駆動であるために温度変化により駆動定電流が変
化するので、小型、軽量のケースの温度上昇に応じて輝
度ずれが発生する。もっとも、特開平１１−３０５１９
８号では、４個のＬＥＤ素子が直列に接続された回路が
多数並列に設けられた多数のＬＥＤ素子を同時駆動する
関係で輝度変化は多少目立たなくなるが、現在のよう
に、２個から６個程度のＬＥＤ素子を使用した低消費電
力のバックライト照明回路では、前記の欠点が問題とな
る。
ックライトとして使用した場合に、その輝度を一定に保
持するものとして、特開平１１−３０５１９８号を挙げ
ることができる。これには、定電流回路を設けてＬＥＤ
素子を定電流駆動する技術が示されている。また、実開
平５−２７７８９号にも同様な技術が記載されている。
これらに開示されているＬＥＤ素子駆動回路の技術は、
携帯用電話機のような小型、軽量のケースを用いる装置
の使用は予定されていない。なぜならば、基準電圧発生
をツエナーダイオードとＭＯＳトランジスタの直列回路
によっているからである。これでは、定電流回路の動作
電圧が高くなり、電池の使用状態に応じて順次低下する
電圧特性（以下減電特性）に対して広い範囲で発光輝度
が確保できない。また、バイポーラトランジスタによる
定電流駆動であるために温度変化により駆動定電流が変
化するので、小型、軽量のケースの温度上昇に応じて輝
度ずれが発生する。もっとも、特開平１１−３０５１９
８号では、４個のＬＥＤ素子が直列に接続された回路が
多数並列に設けられた多数のＬＥＤ素子を同時駆動する
関係で輝度変化は多少目立たなくなるが、現在のよう
に、２個から６個程度のＬＥＤ素子を使用した低消費電
力のバックライト照明回路では、前記の欠点が問題とな
る。
【０００７】ところで、携帯用電話機のような機器で
は、例えば、昼間の液晶表示装置の表示では明るく、夜
間の液晶表示装置の表示では暗くして電池の消耗を少な
くすることが一般に行われている。このような輝度調整
をする場合にはＬＥＤ素子１５の駆動電流値を調整する
ことが必要になる。そのために別途駆動電流調整回路が
設けられる。その分、回路規模が大きくなり、多機能化
の障害になる。その上に、小型、軽量化、ＩＣ化の妨げ
にもなる。この発明の目的は、このような従来技術の問
題点を解決するものであって、低消費電力で高いＶfの
ＬＥＤ素子の駆動が容易にでき、小型で製品ごとの輝度
ばらつき少なく、電池の電圧が低下しても輝度の変化を
抑制することができる携帯型機器における表示装置の照
明用ＬＥＤ素子駆動回路を提供することにある。
は、例えば、昼間の液晶表示装置の表示では明るく、夜
間の液晶表示装置の表示では暗くして電池の消耗を少な
くすることが一般に行われている。このような輝度調整
をする場合にはＬＥＤ素子１５の駆動電流値を調整する
ことが必要になる。そのために別途駆動電流調整回路が
設けられる。その分、回路規模が大きくなり、多機能化
の障害になる。その上に、小型、軽量化、ＩＣ化の妨げ
にもなる。この発明の目的は、このような従来技術の問
題点を解決するものであって、低消費電力で高いＶfの
ＬＥＤ素子の駆動が容易にでき、小型で製品ごとの輝度
ばらつき少なく、電池の電圧が低下しても輝度の変化を
抑制することができる携帯型機器における表示装置の照
明用ＬＥＤ素子駆動回路を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためのこの発明の携帯型機器における表示装置の照明
用ＬＥＤ素子駆動回路の特徴は、電池と、この電池から
電力を受けて所定の周波数でスイッチングして第１のコ
ンデンサに充電しスイッチングに対して相補的にＯＮ／
ＯＦＦするスイッチングにより第１のコンデンサに充電
された電荷を実質的にｎ／ｍ倍電圧（ただしｎ＞ｍで、
ｎ、ｍは２以上の整数）にして第２のコンデンサに転送
してこれを充電することにより昇圧する昇圧回路と、こ
の昇圧回路の出力端子に負荷として接続されるＬＥＤ素
子と、このＬＥＤ素子の上流あるいは下流に挿入されＬ
ＥＤ素子を定電流で駆動する定電流回路とを備えてい
て、前記の定電流回路が定電流を発生する出力段にＭＯ
Ｓトランジスタを有し、所定の定電圧と比較することに
よりＭＯＳトランジスタを制御して前記の定電流を発生
するものである。
るためのこの発明の携帯型機器における表示装置の照明
用ＬＥＤ素子駆動回路の特徴は、電池と、この電池から
電力を受けて所定の周波数でスイッチングして第１のコ
ンデンサに充電しスイッチングに対して相補的にＯＮ／
ＯＦＦするスイッチングにより第１のコンデンサに充電
された電荷を実質的にｎ／ｍ倍電圧（ただしｎ＞ｍで、
ｎ、ｍは２以上の整数）にして第２のコンデンサに転送
してこれを充電することにより昇圧する昇圧回路と、こ
の昇圧回路の出力端子に負荷として接続されるＬＥＤ素
子と、このＬＥＤ素子の上流あるいは下流に挿入されＬ
ＥＤ素子を定電流で駆動する定電流回路とを備えてい
て、前記の定電流回路が定電流を発生する出力段にＭＯ
Ｓトランジスタを有し、所定の定電圧と比較することに
よりＭＯＳトランジスタを制御して前記の定電流を発生
するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】前記の構成では、第１，第２のコ
ンデンサを使用したｎ／ｍ電圧整流型のスイッチングに
よる昇圧回路を用い、さらにＭＯＳトランジスタが出力
段の定電流回路を、ＬＥＤ素子と直列に配置して昇圧回
路の負荷とし、ＬＥＤ素子を定電流駆動する。このこと
で、電磁ノイズを発生することなく、スイッチングによ
るｎ／ｍ電圧昇圧によって昇圧回路の出力に電圧リップ
ルが発生しても、スイッチング周波数を高く採ることで
リップル分を定電流回路側が受けてＬＥＤ素子の端子電
圧をそのダイオード特性に従って実質的に一定に保持す
ることができる。リップル分が定電流回路側で吸収され
ることにより、ＬＥＤ素子は、実質的に定電流、定電圧
駆動され輝度ばらつきが抑えられる。また、ＭＯＳトラ
ンジスタが出力段の定電流回路は、その動作電圧を１Ｖ
以下の低い電圧にでき、直列に検出用の抵抗が挿入され
ても抵抗の電圧は、数百ミリＶ以下にすることが可能で
あり、電池の減電特性におて広い範囲でほぼ一定の輝度
特性を確保できる。その結果、電力用の大きなコンデン
サが不要となり、電圧レギュレータも用いなくて済むの
で、電力消費が抑えられ、製品ごとの輝度ばらつきも抑
えられ、かつ、小型な装置に適する表示装置の照明用Ｌ
ＥＤ素子駆動回路を容易に実現することができる。
ンデンサを使用したｎ／ｍ電圧整流型のスイッチングに
よる昇圧回路を用い、さらにＭＯＳトランジスタが出力
段の定電流回路を、ＬＥＤ素子と直列に配置して昇圧回
路の負荷とし、ＬＥＤ素子を定電流駆動する。このこと
で、電磁ノイズを発生することなく、スイッチングによ
るｎ／ｍ電圧昇圧によって昇圧回路の出力に電圧リップ
ルが発生しても、スイッチング周波数を高く採ることで
リップル分を定電流回路側が受けてＬＥＤ素子の端子電
圧をそのダイオード特性に従って実質的に一定に保持す
ることができる。リップル分が定電流回路側で吸収され
ることにより、ＬＥＤ素子は、実質的に定電流、定電圧
駆動され輝度ばらつきが抑えられる。また、ＭＯＳトラ
ンジスタが出力段の定電流回路は、その動作電圧を１Ｖ
以下の低い電圧にでき、直列に検出用の抵抗が挿入され
ても抵抗の電圧は、数百ミリＶ以下にすることが可能で
あり、電池の減電特性におて広い範囲でほぼ一定の輝度
特性を確保できる。その結果、電力用の大きなコンデン
サが不要となり、電圧レギュレータも用いなくて済むの
で、電力消費が抑えられ、製品ごとの輝度ばらつきも抑
えられ、かつ、小型な装置に適する表示装置の照明用Ｌ
ＥＤ素子駆動回路を容易に実現することができる。
【００１０】
【実施例】図１は、この発明の携帯型機器における表示
装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路を適用した一実施例の
ブロック図、図２〜図５は、この発明の照明用ＬＥＤ素
子駆動回路を適用した他の実施例のブロック図である。
なお、図６を含め、各図において、一の構成要素は同一
の符号で示す。図１において、１は、リチウムイオン電
池１１の電力で駆動される携帯型電話機に使用される表
示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路であって、２は、一
点鎖線枠で示すＩＣとしてＩＣ化された昇圧駆動回路
（一点鎖線の枠で示す。）である。これは、チャージポ
ンプ回路３と定電流駆動回路４とからなる。Ｄ1，Ｄ2
は、それぞれＩＣに対して外付けされたダイオードであ
って、リチウムイオン電池１１の正極側と出力端子５と
の間に順方向で挿入されている。ダイオードＤ1のカソ
ード側とチャージポンプ回路３の出力端子３ａとの間に
はコンデンサＣ1が接続され、ダイオードＤ2のカソード
側とグランドＧＮＤとの間にはコンデンサＣ2が接続さ
れている。そして、出力端子５に白色のＬＥＤ素子１５
に接続され、このＬＥＤ素子１５の下流に定電流駆動回
路４が設けられている。この定電流駆動回路４によりＬ
ＥＤ素子１５の駆動電流をグランドＧＮＤへと定電流で
シンクさせる。なお、コンデンサＣ1，コンデンサＣ2
は、それぞれ１μＦ程度のセラミックコンデンサであ
る。ダイオードＤ1，Ｄ2は、ここでは、消費電力低減の
ため順方向電圧降下の小さいショットキーダイオードと
する。
装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路を適用した一実施例の
ブロック図、図２〜図５は、この発明の照明用ＬＥＤ素
子駆動回路を適用した他の実施例のブロック図である。
なお、図６を含め、各図において、一の構成要素は同一
の符号で示す。図１において、１は、リチウムイオン電
池１１の電力で駆動される携帯型電話機に使用される表
示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路であって、２は、一
点鎖線枠で示すＩＣとしてＩＣ化された昇圧駆動回路
（一点鎖線の枠で示す。）である。これは、チャージポ
ンプ回路３と定電流駆動回路４とからなる。Ｄ1，Ｄ2
は、それぞれＩＣに対して外付けされたダイオードであ
って、リチウムイオン電池１１の正極側と出力端子５と
の間に順方向で挿入されている。ダイオードＤ1のカソ
ード側とチャージポンプ回路３の出力端子３ａとの間に
はコンデンサＣ1が接続され、ダイオードＤ2のカソード
側とグランドＧＮＤとの間にはコンデンサＣ2が接続さ
れている。そして、出力端子５に白色のＬＥＤ素子１５
に接続され、このＬＥＤ素子１５の下流に定電流駆動回
路４が設けられている。この定電流駆動回路４によりＬ
ＥＤ素子１５の駆動電流をグランドＧＮＤへと定電流で
シンクさせる。なお、コンデンサＣ1，コンデンサＣ2
は、それぞれ１μＦ程度のセラミックコンデンサであ
る。ダイオードＤ1，Ｄ2は、ここでは、消費電力低減の
ため順方向電圧降下の小さいショットキーダイオードと
する。
【００１１】昇圧駆動回路２のチャージポンプ回路３
は、発振回路３１とドライバ３２とからなる昇圧回路で
あって、これら発振回路３１とドライバ３２は、リチウ
ムイオン電池１１から電力を受けて動作する。発振回路
３１は、リング発振器で構成され、１００ｋＨｚ〜７０
０ｋＨｚ範囲のある周波数でデューティ比が５０％のパ
ルス信号を発生する。これの出力パルスを受けてドライ
バ３２は、ＨＩＧＨレベル（以下“Ｈ”）がリチウムイ
オン電池１１の電圧でＬＯＷレベル（以下“Ｌ”）がグ
ランド電位でＯＮ／ＯＦＦするパルスを出力端子３ａに
発生してコンデンサＣ1に送出する。
は、発振回路３１とドライバ３２とからなる昇圧回路で
あって、これら発振回路３１とドライバ３２は、リチウ
ムイオン電池１１から電力を受けて動作する。発振回路
３１は、リング発振器で構成され、１００ｋＨｚ〜７０
０ｋＨｚ範囲のある周波数でデューティ比が５０％のパ
ルス信号を発生する。これの出力パルスを受けてドライ
バ３２は、ＨＩＧＨレベル（以下“Ｈ”）がリチウムイ
オン電池１１の電圧でＬＯＷレベル（以下“Ｌ”）がグ
ランド電位でＯＮ／ＯＦＦするパルスを出力端子３ａに
発生してコンデンサＣ1に送出する。
【００１２】定電流駆動回路４は、輝度調整回路４１
と、差動増幅回路４２、出力段としてｎチャネルＭＯＳ
ＦＥＴのトランジスタ４３、そしてトランジスタ４３の
ソース側とグランドＧＮＤとの間に接続された駆動電流
検出用の外付け抵抗Ｒsとからなる。差動増幅回路４２
の(+)入力は、輝度調整回路４１からの電圧を受け、(-)
入力は、トランジスタ４３のソース側に接続され、差動
増幅回路４２の出力端子がトランジスタ４３のゲートに
接続されている。トランジスタ４３のソース側は、ＩＣ
の端子に外付けされた抵抗Ｒｓを介して接地されてい
る。ＬＥＤ素子１５を定電流駆動する出力段のトランジ
スタ４３のドレインは、ＬＥＤ素子１５に接続され、ト
ランジスタ４３は、ＬＥＤ素子１５に流れた駆動電流を
受けて、そのソース、抵抗Ｒsを介してグランドへとシ
ンクさせる。このとき流れる駆動電流Ｉoは、それによ
り発生する抵抗Ｒsの端子電圧が輝度調整回路４１によ
り設定された電圧に一致するように制御されて定電流と
なる。その定電流値は、輝度調整回路４１の電圧により
決定され、輝度調整回路４１の電圧を、例えば、外部か
ら可変抵抗のつまみ調整操作に応じて直接あるいはコン
トローラを介して制御信号CONTにより設定することによ
り駆動電流の調整可能である。それにより輝度調整がで
きる。この実施例では、抵抗Ｒsの端子電圧は、通常、
１Ｖ以下の１００ｍＶ〜３００ｍＶ程度の範囲で調整さ
れる。また、定電流駆動回路４の電圧は、出力端子５の
電圧リップルに応じて変化するが、平均値で１Ｖ程度に
抑えることができる。その結果、ＬＥＤ素子１５の点灯
電圧Ｖfに対して１Ｖ以上の余裕ができ、電池１１の電
圧が低減する、電池の減電特性におて広い範囲でほぼ一
定の輝度特性を確保できる。なお、ここでの輝度調整回
路４１は、定電流駆動回路４の定電流を設定する比較基
準電圧を発生する比較基準電圧発生回路になっている。
また、輝度調整回路４１の電圧設定は、マイクロコンピ
ュータからその制御信号CONTに応じて設定するようにし
てもよい。
と、差動増幅回路４２、出力段としてｎチャネルＭＯＳ
ＦＥＴのトランジスタ４３、そしてトランジスタ４３の
ソース側とグランドＧＮＤとの間に接続された駆動電流
検出用の外付け抵抗Ｒsとからなる。差動増幅回路４２
の(+)入力は、輝度調整回路４１からの電圧を受け、(-)
入力は、トランジスタ４３のソース側に接続され、差動
増幅回路４２の出力端子がトランジスタ４３のゲートに
接続されている。トランジスタ４３のソース側は、ＩＣ
の端子に外付けされた抵抗Ｒｓを介して接地されてい
る。ＬＥＤ素子１５を定電流駆動する出力段のトランジ
スタ４３のドレインは、ＬＥＤ素子１５に接続され、ト
ランジスタ４３は、ＬＥＤ素子１５に流れた駆動電流を
受けて、そのソース、抵抗Ｒsを介してグランドへとシ
ンクさせる。このとき流れる駆動電流Ｉoは、それによ
り発生する抵抗Ｒsの端子電圧が輝度調整回路４１によ
り設定された電圧に一致するように制御されて定電流と
なる。その定電流値は、輝度調整回路４１の電圧により
決定され、輝度調整回路４１の電圧を、例えば、外部か
ら可変抵抗のつまみ調整操作に応じて直接あるいはコン
トローラを介して制御信号CONTにより設定することによ
り駆動電流の調整可能である。それにより輝度調整がで
きる。この実施例では、抵抗Ｒsの端子電圧は、通常、
１Ｖ以下の１００ｍＶ〜３００ｍＶ程度の範囲で調整さ
れる。また、定電流駆動回路４の電圧は、出力端子５の
電圧リップルに応じて変化するが、平均値で１Ｖ程度に
抑えることができる。その結果、ＬＥＤ素子１５の点灯
電圧Ｖfに対して１Ｖ以上の余裕ができ、電池１１の電
圧が低減する、電池の減電特性におて広い範囲でほぼ一
定の輝度特性を確保できる。なお、ここでの輝度調整回
路４１は、定電流駆動回路４の定電流を設定する比較基
準電圧を発生する比較基準電圧発生回路になっている。
また、輝度調整回路４１の電圧設定は、マイクロコンピ
ュータからその制御信号CONTに応じて設定するようにし
てもよい。
【００１３】次に、全体的な動作について説明する。こ
こで、リチウムイオン電池１１の電圧をＶsとし、ダイ
オードの順方向電圧降下を無視して説明すれば、ドライ
バ３２からの出力パルスが“Ｌ”となるＯＦＦ期間にダ
イオードＤ1がＯＮとなり、コンデンサＣ1がダイオード
Ｄ1を介して充電される。ドライバ３２からの出力パル
スが“Ｈ”となる次のＯＮ期間にはダイオードＤ2がＯ
Ｎとなり、コンデンサＣ1の電圧が２Ｖsまで上昇してこ
の電圧でコンデンサＣ2がダイオードＤ2を介して充電さ
れる。その結果、コンデンサＣ2には２Ｖsの電圧が発生
してその電力が出力端子５に送出される。なお、コンデ
ンサＣ2の電圧がＶs以上の電圧になっている限り、ドラ
イバ３２の出力パルスが“Ｌ”となるＯＦＦ期間にはダ
イオードＤ2はＯＦＦし、このＯＦＦ期間ではコンデン
サＣ2は充電されない。また、出力パルスが“Ｈ”とな
るＯＮ期間ではダイオードＤ1はＯＦＦする。ダイオー
ドＤ1，Ｄ2は、ドライバ３２の出力パルスにより前記の
ようなＯＮ／ＯＦＦをするスイッチング動作をする。
こで、リチウムイオン電池１１の電圧をＶsとし、ダイ
オードの順方向電圧降下を無視して説明すれば、ドライ
バ３２からの出力パルスが“Ｌ”となるＯＦＦ期間にダ
イオードＤ1がＯＮとなり、コンデンサＣ1がダイオード
Ｄ1を介して充電される。ドライバ３２からの出力パル
スが“Ｈ”となる次のＯＮ期間にはダイオードＤ2がＯ
Ｎとなり、コンデンサＣ1の電圧が２Ｖsまで上昇してこ
の電圧でコンデンサＣ2がダイオードＤ2を介して充電さ
れる。その結果、コンデンサＣ2には２Ｖsの電圧が発生
してその電力が出力端子５に送出される。なお、コンデ
ンサＣ2の電圧がＶs以上の電圧になっている限り、ドラ
イバ３２の出力パルスが“Ｌ”となるＯＦＦ期間にはダ
イオードＤ2はＯＦＦし、このＯＦＦ期間ではコンデン
サＣ2は充電されない。また、出力パルスが“Ｈ”とな
るＯＮ期間ではダイオードＤ1はＯＦＦする。ダイオー
ドＤ1，Ｄ2は、ドライバ３２の出力パルスにより前記の
ようなＯＮ／ＯＦＦをするスイッチング動作をする。
【００１４】こうして昇圧された２Ｖsの電圧の電力
は、定電流駆動回路４により定電流に調整されてＬＥＤ
素子１５に流れる。このとき、ＬＥＤ素子１５に加えら
れる電圧は、発振回路３１の発振周波数である１００ｋ
Ｈｚ〜７００ｋＨｚのある周波数で変調されることにな
るが、ＬＥＤ素子１５の両端子電圧は、そのダイオード
特性に従って駆動電流に対応した一定電圧値に保持され
る。これにより、レギュレータが不要になり、装置ごと
に出力端子５の電圧Ｖoが異なっても、また出力電圧が
ばらついてもＬＥＤ素子１５自体の駆動電圧がばらつく
ことなく、ＬＥＤ素子１５の輝度ばらつきは抑制され
る。しかも、１００ｋＨｚ〜７００ｋＨｚの範囲の周波
数での電圧変調は、ＬＥＤ素子１５の発光にちらつきと
してほとんど現れない。このとき、装置ごとの出力端子
５の電圧Ｖoのばらつきは、トランジスタ４３のドレイ
ン・ソース間の電圧で吸収され、それがレギュレータの
動作に換わる。
は、定電流駆動回路４により定電流に調整されてＬＥＤ
素子１５に流れる。このとき、ＬＥＤ素子１５に加えら
れる電圧は、発振回路３１の発振周波数である１００ｋ
Ｈｚ〜７００ｋＨｚのある周波数で変調されることにな
るが、ＬＥＤ素子１５の両端子電圧は、そのダイオード
特性に従って駆動電流に対応した一定電圧値に保持され
る。これにより、レギュレータが不要になり、装置ごと
に出力端子５の電圧Ｖoが異なっても、また出力電圧が
ばらついてもＬＥＤ素子１５自体の駆動電圧がばらつく
ことなく、ＬＥＤ素子１５の輝度ばらつきは抑制され
る。しかも、１００ｋＨｚ〜７００ｋＨｚの範囲の周波
数での電圧変調は、ＬＥＤ素子１５の発光にちらつきと
してほとんど現れない。このとき、装置ごとの出力端子
５の電圧Ｖoのばらつきは、トランジスタ４３のドレイ
ン・ソース間の電圧で吸収され、それがレギュレータの
動作に換わる。
【００１５】図２は、図１のチャージポンプ回路３に換
えて、ＭＯＳトランジスタのスイッチ回路を利用するチ
ャージポンプ回路３０とした同様な照明用ＬＥＤ素子駆
動回路１ａの実施例である。一点鎖線の枠で示す昇圧駆
動回路２ａがＩＣ部分である。ダイオードＤ1，Ｄ2とド
ライバ３２に換えて、ＭＯＳトランジスタのアナログス
イッチ回路（トランスファーゲート）３３、３４、３
５、３６が設けられている。なお、図１のドライバ３２
は、必要に応じて設ければよいので省略してある。以
下、図３〜図５において同様である。スイッチ回路３３
は、図１のダイオードＤ1の位置に挿入され、スイッチ
回路３４は、ダイオードＤ2の位置に挿入されている。
そして、コンデンサＣ1は、スイッチ回路３３、３４の
接続点と、直列に接続されたスイッチ回路３５、３６の
接続点の間にそれぞれ外付け部品として接続されてい
る。スイッチ回路３５の残りの他端は接地され、スイッ
チ回路３６の残りの他端は、リチウムイオン電池１１の
正極側に接続されている。
えて、ＭＯＳトランジスタのスイッチ回路を利用するチ
ャージポンプ回路３０とした同様な照明用ＬＥＤ素子駆
動回路１ａの実施例である。一点鎖線の枠で示す昇圧駆
動回路２ａがＩＣ部分である。ダイオードＤ1，Ｄ2とド
ライバ３２に換えて、ＭＯＳトランジスタのアナログス
イッチ回路（トランスファーゲート）３３、３４、３
５、３６が設けられている。なお、図１のドライバ３２
は、必要に応じて設ければよいので省略してある。以
下、図３〜図５において同様である。スイッチ回路３３
は、図１のダイオードＤ1の位置に挿入され、スイッチ
回路３４は、ダイオードＤ2の位置に挿入されている。
そして、コンデンサＣ1は、スイッチ回路３３、３４の
接続点と、直列に接続されたスイッチ回路３５、３６の
接続点の間にそれぞれ外付け部品として接続されてい
る。スイッチ回路３５の残りの他端は接地され、スイッ
チ回路３６の残りの他端は、リチウムイオン電池１１の
正極側に接続されている。
【００１６】各スイッチ回路３３、３４、３５、３６
は、それぞれ発振回路３１の出力パルスによりＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御される。スイッチ回路３３とスイッチ回路３４
とは、出力パルスが“Ｈ”のときにＯＮとなり、“Ｌ”
のときにＯＦＦとなる。一方、スイッチ回路３５とスイ
ッチ回路３６とは、インバータ３７を介して駆動され、
逆に、出力パルスが“Ｌ”のときにＯＮとなり、“Ｈ”
のときにＯＦＦとなる相補動作をする。これにより図１
の実施例と同様に発振回路３１の出力パルスが“Ｈ”と
なる期間にＯＮしたスイッチ回路３３，３５を介してコ
ンデンサＣ1が充電され、発振回路３１の出力パルスが
“Ｌ”となる期間にＯＮしたスイッチ回路３６によりコ
ンデンサＣ1が２Ｖsまで上昇して、このときＯＮしてい
るスイッチ回路３４を介してコンデンサＣ1の電荷がコ
ンデンサＣ2に転送されて２Ｖsの電圧で充電される。そ
の他の構成は、図１と同様であるので、全体的な動作に
ついては割愛する。
は、それぞれ発振回路３１の出力パルスによりＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御される。スイッチ回路３３とスイッチ回路３４
とは、出力パルスが“Ｈ”のときにＯＮとなり、“Ｌ”
のときにＯＦＦとなる。一方、スイッチ回路３５とスイ
ッチ回路３６とは、インバータ３７を介して駆動され、
逆に、出力パルスが“Ｌ”のときにＯＮとなり、“Ｈ”
のときにＯＦＦとなる相補動作をする。これにより図１
の実施例と同様に発振回路３１の出力パルスが“Ｈ”と
なる期間にＯＮしたスイッチ回路３３，３５を介してコ
ンデンサＣ1が充電され、発振回路３１の出力パルスが
“Ｌ”となる期間にＯＮしたスイッチ回路３６によりコ
ンデンサＣ1が２Ｖsまで上昇して、このときＯＮしてい
るスイッチ回路３４を介してコンデンサＣ1の電荷がコ
ンデンサＣ2に転送されて２Ｖsの電圧で充電される。そ
の他の構成は、図１と同様であるので、全体的な動作に
ついては割愛する。
【００１７】図３の携帯型電話機に使用される表示装置
の照明用ＬＥＤ素子駆動回路１０は、図１のＬＥＤ素子
１５に換えて定電流駆動回路４の上流にカレントミラー
回路６を設けて、このカレントミラー回路６により定電
流を生成して２個のＬＥＤ素子を上流側で定電流駆動す
る実施例である。カレントミラー回路６は、ＰＮＰ型の
入力側トランジスタＱ1とこれにカレントミラー接続さ
れたＰＮＰ型の出力側トランジスタＱ2，Ｑ3とからな
り、トランジスタＱ2，Ｑ3のコレクタがそれぞれＩＣの
端子５ａ、５ｂに接続され、これら端子５ａ、５ｂとグ
ランドＧＮＤとの間にそれぞれＬＥＤ素子１５ａ、１５
ｂが接続されている。トランジスタＱ1，Ｑ2，Ｑ3のエ
ミッタは、それぞれコンデンサＣ2の電圧出力側に接続
されたＩＣの端子４ａと出力端子５とを接続する電力ラ
イン６ａに接続されている。トランジスタＱ1のコレク
タは、トランジスタ４３のドレインに接続され、トラン
ジスタＱ1がトランジスタ４３から定電流を受けて駆動
される。なお、端子４ａと出力端子５とは同一端子であ
ってもよい。その他の構成は、図１と同様である。その
動作は、カレントミラー回路６により、トランジスタ４
３に発生する定電流が反転されて、シンク電流から吐出
しの定電流となって、トランジスタＱ2，Ｑ3のコレクタ
から各ＬＥＤ素子１５ａ、１５ｂに加えられる。
の照明用ＬＥＤ素子駆動回路１０は、図１のＬＥＤ素子
１５に換えて定電流駆動回路４の上流にカレントミラー
回路６を設けて、このカレントミラー回路６により定電
流を生成して２個のＬＥＤ素子を上流側で定電流駆動す
る実施例である。カレントミラー回路６は、ＰＮＰ型の
入力側トランジスタＱ1とこれにカレントミラー接続さ
れたＰＮＰ型の出力側トランジスタＱ2，Ｑ3とからな
り、トランジスタＱ2，Ｑ3のコレクタがそれぞれＩＣの
端子５ａ、５ｂに接続され、これら端子５ａ、５ｂとグ
ランドＧＮＤとの間にそれぞれＬＥＤ素子１５ａ、１５
ｂが接続されている。トランジスタＱ1，Ｑ2，Ｑ3のエ
ミッタは、それぞれコンデンサＣ2の電圧出力側に接続
されたＩＣの端子４ａと出力端子５とを接続する電力ラ
イン６ａに接続されている。トランジスタＱ1のコレク
タは、トランジスタ４３のドレインに接続され、トラン
ジスタＱ1がトランジスタ４３から定電流を受けて駆動
される。なお、端子４ａと出力端子５とは同一端子であ
ってもよい。その他の構成は、図１と同様である。その
動作は、カレントミラー回路６により、トランジスタ４
３に発生する定電流が反転されて、シンク電流から吐出
しの定電流となって、トランジスタＱ2，Ｑ3のコレクタ
から各ＬＥＤ素子１５ａ、１５ｂに加えられる。
【００１８】図４は、図２のチャージポンプ回路３０を
３倍圧昇圧のチャージポンプ回路３００に換えて、ＬＥ
Ｄ素子を定電流駆動する回路として図３のカレントミラ
ー回路６を設けた同様な照明用ＬＥＤ素子駆動回路１０
ａである。３倍圧昇圧の関係で、コンデンサＣ3が出力
用コンデンサとして端子４ａとグランドＧＮＤ間に挿入
されている。この実施例では、３倍圧昇圧のチャージポ
ンプ回路３００を用いているので、駆動されるＬＥＤ素
子としての電圧が３倍となる。そこで、直列接続した２
つのＬＥＤ素子が同時に駆動できる。図３のＬＥＤ素子
１５ａに換えてこの実施例では、端子５ａとグランドＧ
ＮＤとの間に２つのＬＥＤ素子１５ｃ、１５ｄの直列回
路が接続され、さらにＬＥＤ素子１５ｂに換えて端子５
ｂとグランドＧＮＤとの間に２つのＬＥＤ素子１５ｅ、
１５ｆの直列回路が設けられている。なお、ＩＣとして
の一点鎖線の枠は、チャージポンプ回路３００について
は省略してある。チャージポンプ回路３００は、ＳＷ1
〜ＳＷ7の７個のスイッチ（あるいはスイッチ回路、以
下同様である。）を有し、３つのコンデンサＣ1〜Ｃ3を
充電する。発振回路３１の出力パルスが“Ｈ”となる期
間に、図示するように、ＳＷ2，ＳＷ3，ＳＷ5，ＳＷ6の
各スイッチがＯＮになり、ＳＷ1，ＳＷ4，ＳＷ7の各ス
イッチがＯＦＦとなって、コンデンサＣ1，Ｃ2が並列に
接続されて充電される。発振回路３１の出力パルスが
“Ｌ”となる期間に、ＳＷ2，ＳＷ3，ＳＷ5，ＳＷ6の各
スイッチがＯＦＦとなり、ＳＷ1，ＳＷ4，ＳＷ7の各ス
イッチがＯＮになり、コンデンサＣ1，Ｃ2が電池１１に
対して直列に接続されて、３倍電圧となり、その電荷が
コンデンサＣ3に転送される。
３倍圧昇圧のチャージポンプ回路３００に換えて、ＬＥ
Ｄ素子を定電流駆動する回路として図３のカレントミラ
ー回路６を設けた同様な照明用ＬＥＤ素子駆動回路１０
ａである。３倍圧昇圧の関係で、コンデンサＣ3が出力
用コンデンサとして端子４ａとグランドＧＮＤ間に挿入
されている。この実施例では、３倍圧昇圧のチャージポ
ンプ回路３００を用いているので、駆動されるＬＥＤ素
子としての電圧が３倍となる。そこで、直列接続した２
つのＬＥＤ素子が同時に駆動できる。図３のＬＥＤ素子
１５ａに換えてこの実施例では、端子５ａとグランドＧ
ＮＤとの間に２つのＬＥＤ素子１５ｃ、１５ｄの直列回
路が接続され、さらにＬＥＤ素子１５ｂに換えて端子５
ｂとグランドＧＮＤとの間に２つのＬＥＤ素子１５ｅ、
１５ｆの直列回路が設けられている。なお、ＩＣとして
の一点鎖線の枠は、チャージポンプ回路３００について
は省略してある。チャージポンプ回路３００は、ＳＷ1
〜ＳＷ7の７個のスイッチ（あるいはスイッチ回路、以
下同様である。）を有し、３つのコンデンサＣ1〜Ｃ3を
充電する。発振回路３１の出力パルスが“Ｈ”となる期
間に、図示するように、ＳＷ2，ＳＷ3，ＳＷ5，ＳＷ6の
各スイッチがＯＮになり、ＳＷ1，ＳＷ4，ＳＷ7の各ス
イッチがＯＦＦとなって、コンデンサＣ1，Ｃ2が並列に
接続されて充電される。発振回路３１の出力パルスが
“Ｌ”となる期間に、ＳＷ2，ＳＷ3，ＳＷ5，ＳＷ6の各
スイッチがＯＦＦとなり、ＳＷ1，ＳＷ4，ＳＷ7の各ス
イッチがＯＮになり、コンデンサＣ1，Ｃ2が電池１１に
対して直列に接続されて、３倍電圧となり、その電荷が
コンデンサＣ3に転送される。
【００１９】図５は、図３のチャージポンプ回路３０を
１．５倍圧昇圧のチャージポンプ回路３０１に換えた同
様な照明用ＬＥＤ素子駆動回路１０ｂである。ＬＥＤ素
子を定電流駆動する回路として図３のカレントミラー回
路６を設けている。チャージポンプ回路３０１は、前記
と同様にＳＷ1〜ＳＷ7の７個のスイッチと３つのコンデ
ンサＣ1〜Ｃ3とを有している。ただし、その接続状態が
前記の図４とは異なる。発振回路３１の出力パルスが
“Ｈ”となる期間に、図示するように、ＳＷ2，ＳＷ3，
ＳＷ5，ＳＷ6の各スイッチがＯＦＦになり、ＳＷ1，Ｓ
Ｗ4，ＳＷ7の各スイッチがＯＮとなって、コンデンサＣ
1，Ｃ2が直列に接続されて充電される。発振回路３１の
出力パルスが“Ｌ”となる期間に、ＳＷ2，ＳＷ3，ＳＷ
5，ＳＷ6の各スイッチがＯＮとなり、ＳＷ1，ＳＷ4，Ｓ
Ｗ7の各スイッチがＯＦＦになり、コンデンサＣ1，Ｃ2
が電池１１に対して並列に接続されて、その電荷がコン
デンサＣ3に転送されて、コンデンサＣ3の電圧が１．５
倍電圧となる。ただし、この場合、各コンデンサＣ1，
Ｃ2の容量は等しいものとする。これにより、照明のた
めの電力をさらに低減することができ、本願発明の回路
は、回路構成上から１．５倍電圧でもＬＥＤ素子の点灯
が可能である。
１．５倍圧昇圧のチャージポンプ回路３０１に換えた同
様な照明用ＬＥＤ素子駆動回路１０ｂである。ＬＥＤ素
子を定電流駆動する回路として図３のカレントミラー回
路６を設けている。チャージポンプ回路３０１は、前記
と同様にＳＷ1〜ＳＷ7の７個のスイッチと３つのコンデ
ンサＣ1〜Ｃ3とを有している。ただし、その接続状態が
前記の図４とは異なる。発振回路３１の出力パルスが
“Ｈ”となる期間に、図示するように、ＳＷ2，ＳＷ3，
ＳＷ5，ＳＷ6の各スイッチがＯＦＦになり、ＳＷ1，Ｓ
Ｗ4，ＳＷ7の各スイッチがＯＮとなって、コンデンサＣ
1，Ｃ2が直列に接続されて充電される。発振回路３１の
出力パルスが“Ｌ”となる期間に、ＳＷ2，ＳＷ3，ＳＷ
5，ＳＷ6の各スイッチがＯＮとなり、ＳＷ1，ＳＷ4，Ｓ
Ｗ7の各スイッチがＯＦＦになり、コンデンサＣ1，Ｃ2
が電池１１に対して並列に接続されて、その電荷がコン
デンサＣ3に転送されて、コンデンサＣ3の電圧が１．５
倍電圧となる。ただし、この場合、各コンデンサＣ1，
Ｃ2の容量は等しいものとする。これにより、照明のた
めの電力をさらに低減することができ、本願発明の回路
は、回路構成上から１．５倍電圧でもＬＥＤ素子の点灯
が可能である。
【００２０】以上は、１．５倍の実施例であるが、０．
５倍にｎ倍電圧を追加すれば、２．５倍、３．５倍…の
昇圧電圧を発生することができる。２個直列接続のコン
デンサにｎ倍電圧を得て、そのコンデンサを並列接続す
れば、３以上の整数値ｎについてｎ／２倍電圧を発生す
ることは容易にできる。さらに、前記実施例では、コン
デンサ２個を直列に接続し、その後並列接続に切り換え
て電源電圧Ｖｓに対してＶｓ／２の電圧を得ているが、
コンデンサｋ個（ｋは２以上の整数）を直列に接続して
その後、ｋ個のコンデンサを並列に接続することで、Ｖ
ｓ／ｋの電圧を得ることができる。これに電圧Ｖｓを加
えることで、Ｖｓ（ｋ＋１）／ｋの昇圧電圧を発生する
ことができる。これと、さらにこれにｎ倍電圧に昇圧し
た電圧ｎＶｓを加えれることも発生することが可能であ
る。また、ｎＶｓ（ｋ＋１）／ｋも可能となる。これら
のことから、一般的には、ｎ／ｍ倍電圧の昇圧をするこ
とが可能である。ただしｎ＞ｍであり、ｎ、ｍは２以上
の整数である。これにより、照明のための電力をさらに
低減することができ、本願発明の回路は、回路構成上か
ら１．５倍電圧でもＬＥＤ素子の点灯が可能である。
５倍にｎ倍電圧を追加すれば、２．５倍、３．５倍…の
昇圧電圧を発生することができる。２個直列接続のコン
デンサにｎ倍電圧を得て、そのコンデンサを並列接続す
れば、３以上の整数値ｎについてｎ／２倍電圧を発生す
ることは容易にできる。さらに、前記実施例では、コン
デンサ２個を直列に接続し、その後並列接続に切り換え
て電源電圧Ｖｓに対してＶｓ／２の電圧を得ているが、
コンデンサｋ個（ｋは２以上の整数）を直列に接続して
その後、ｋ個のコンデンサを並列に接続することで、Ｖ
ｓ／ｋの電圧を得ることができる。これに電圧Ｖｓを加
えることで、Ｖｓ（ｋ＋１）／ｋの昇圧電圧を発生する
ことができる。これと、さらにこれにｎ倍電圧に昇圧し
た電圧ｎＶｓを加えれることも発生することが可能であ
る。また、ｎＶｓ（ｋ＋１）／ｋも可能となる。これら
のことから、一般的には、ｎ／ｍ倍電圧の昇圧をするこ
とが可能である。ただしｎ＞ｍであり、ｎ、ｍは２以上
の整数である。これにより、照明のための電力をさらに
低減することができ、本願発明の回路は、回路構成上か
ら１．５倍電圧でもＬＥＤ素子の点灯が可能である。
【００２１】以上説明してきたが、実施例では、リチウ
ム電池を使用した例を挙げているが、電源は、強誘電体
コンデンサによる電源であってもよい。
ム電池を使用した例を挙げているが、電源は、強誘電体
コンデンサによる電源であってもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明にあ
っては、第１，第２のコンデンサを使用したｎ／ｍ電圧
整流型のスイッチングによる昇圧回路を用い、さらにＭ
ＯＳトランジスタが出力段の定電流回路を、ＬＥＤ素子
と直列に配置して昇圧回路の負荷とし、ＬＥＤ素子を定
電流駆動するようにしているので、ＬＥＤ素子は、実質
的に定電流、定電圧駆動され輝度ばらつきが抑えられ
る。また、ＭＯＳトランジスタが出力段の定電流回路
は、その動作電圧を１Ｖ以下の低い電圧にでき、直列に
検出用の抵抗が挿入されても抵抗の電圧は、数百ミリＶ
以下にすることが可能であり、電池の減電特性におて広
い範囲でほぼ一定の輝度特性を確保できる。その結果、
電力用の大きなコンデンサが不要となり、電圧レギュレ
ータも用いなくて済むので、電力消費が抑えられ、製品
ごとの輝度ばらつきも抑えられ、かつ、小型な装置に適
する表示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路を容易に実現
することができる。
っては、第１，第２のコンデンサを使用したｎ／ｍ電圧
整流型のスイッチングによる昇圧回路を用い、さらにＭ
ＯＳトランジスタが出力段の定電流回路を、ＬＥＤ素子
と直列に配置して昇圧回路の負荷とし、ＬＥＤ素子を定
電流駆動するようにしているので、ＬＥＤ素子は、実質
的に定電流、定電圧駆動され輝度ばらつきが抑えられ
る。また、ＭＯＳトランジスタが出力段の定電流回路
は、その動作電圧を１Ｖ以下の低い電圧にでき、直列に
検出用の抵抗が挿入されても抵抗の電圧は、数百ミリＶ
以下にすることが可能であり、電池の減電特性におて広
い範囲でほぼ一定の輝度特性を確保できる。その結果、
電力用の大きなコンデンサが不要となり、電圧レギュレ
ータも用いなくて済むので、電力消費が抑えられ、製品
ごとの輝度ばらつきも抑えられ、かつ、小型な装置に適
する表示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路を容易に実現
することができる。
【図１】図１は、この発明の携帯型機器における表示装
置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路を適用した一実施例のブ
ロック図である。
置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路を適用した一実施例のブ
ロック図である。
【図２】図２は、この発明の照明用ＬＥＤ素子駆動回路
を適用した他の実施例のブロック図である。
を適用した他の実施例のブロック図である。
【図３】図３は、この発明の照明用ＬＥＤ素子駆動回路
を適用した定電流ソース型の他の実施例のブロック図で
ある。
を適用した定電流ソース型の他の実施例のブロック図で
ある。
【図４】図４は、この発明の照明用ＬＥＤ素子駆動回路
を適用した３倍昇圧の定電流ソース型の他の実施例のブ
ロック図である。
を適用した３倍昇圧の定電流ソース型の他の実施例のブ
ロック図である。
【図５】図５は、この発明の照明用ＬＥＤ素子駆動回路
を適用した１．５倍昇圧の定電流ソース型の他の実施例
のブロック図である。
を適用した１．５倍昇圧の定電流ソース型の他の実施例
のブロック図である。
【図６】図６は、従来の表示装置の照明用ＬＥＤ素子駆
動回路のブロック図である。
動回路のブロック図である。
【図７】図７は、ＬＥＤ素子の特性の説明図であって、
（ａ）は、駆動電圧−駆動電流特性の説明図、（ｂ）相
対光度−駆動電流特性の説明図である。
（ａ）は、駆動電圧−駆動電流特性の説明図、（ｂ）相
対光度−駆動電流特性の説明図である。
１，１０…ＬＥＤ素子駆動回路、２…ＩＣ化された昇圧
回路、３，１２…チャージポンプ回路、４…定電流駆動
回路、５，１３…出力端子、１１…リチウムイオン電
池、１３…５Ｖレギュレータ、１５…ＬＥＤ素子、３１
…発振回路、３２…ドライバ、４１…輝度調整回路、４
２…差動増幅回路、４３…ｎチャネルＦＥＴのドライブ
トランジスタ、Ｒ，Ｒs…抵抗。
回路、３，１２…チャージポンプ回路、４…定電流駆動
回路、５，１３…出力端子、１１…リチウムイオン電
池、１３…５Ｖレギュレータ、１５…ＬＥＤ素子、３１
…発振回路、３２…ドライバ、４１…輝度調整回路、４
２…差動増幅回路、４３…ｎチャネルＦＥＴのドライブ
トランジスタ、Ｒ，Ｒs…抵抗。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年５月９日（２００１．５．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正内容】
【請求項７】さらに、カレントミラー回路を有し、前記
ＬＥＤ素子は、前記カレントミラー回路の出力側トラン
ジスタを介して前記昇圧回路の前記出力端子に接続さ
れ、前記カレントミラー回路の入力側トランジスタが前
記定電流回路により駆動される請求項１記載の携帯型機
器における表示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路。 ─────────────────────────────────────────────────────
ＬＥＤ素子は、前記カレントミラー回路の出力側トラン
ジスタを介して前記昇圧回路の前記出力端子に接続さ
れ、前記カレントミラー回路の入力側トランジスタが前
記定電流回路により駆動される請求項１記載の携帯型機
器における表示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１２月１４日（２００１．１２．
１４）
１４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためのこの発明の携帯型機器における表示装置の照明
用ＬＥＤ素子駆動回路の特徴は、電池と、この電池から
電力を受けて所定の周波数でスイッチングして第１のコ
ンデンサに充電しスイッチングに対して相補的にＯＮ／
ＯＦＦするスイッチングにより第１のコンデンサに充電
された電荷を実質的にｎ／ｍ倍電圧（ただしｎ＞ｍで、
ｎ、ｍは２以上の整数）にして第２のコンデンサに転送
してこれを充電することにより昇圧する昇圧回路と、こ
の昇圧回路の出力端子に負荷として接続されるＬＥＤ素
子と、このＬＥＤ素子の上流あるいは下流に挿入されＬ
ＥＤ素子を定電流で駆動する定電流回路とを備えてい
て、前記の定電流回路が、差動増幅回路と、所定の定電
圧を発生する定電圧発生回路と、定電流を発生する出力
段に設けられたＭＯＳトランジスタと、このＭＯＳトラ
ンジスタの下流に電流検出のための抵抗とを有する電流
シンク型定電流回路であり、差動増幅回路が定電圧発生
回路の電圧と抵抗の端子電圧とを比較してその比較結果
に応じた電流をＭＯＳトランジスタのゲートに送出して
ＭＯＳトランジスタを制御して前記の定電流を発生し、
前記の昇圧回路が、第１および第２のコンデンサを充電
するチャージポンプ回路を有し、チャージポンプ回路と
定電流回路とがＩＣ化されているものである。
るためのこの発明の携帯型機器における表示装置の照明
用ＬＥＤ素子駆動回路の特徴は、電池と、この電池から
電力を受けて所定の周波数でスイッチングして第１のコ
ンデンサに充電しスイッチングに対して相補的にＯＮ／
ＯＦＦするスイッチングにより第１のコンデンサに充電
された電荷を実質的にｎ／ｍ倍電圧（ただしｎ＞ｍで、
ｎ、ｍは２以上の整数）にして第２のコンデンサに転送
してこれを充電することにより昇圧する昇圧回路と、こ
の昇圧回路の出力端子に負荷として接続されるＬＥＤ素
子と、このＬＥＤ素子の上流あるいは下流に挿入されＬ
ＥＤ素子を定電流で駆動する定電流回路とを備えてい
て、前記の定電流回路が、差動増幅回路と、所定の定電
圧を発生する定電圧発生回路と、定電流を発生する出力
段に設けられたＭＯＳトランジスタと、このＭＯＳトラ
ンジスタの下流に電流検出のための抵抗とを有する電流
シンク型定電流回路であり、差動増幅回路が定電圧発生
回路の電圧と抵抗の端子電圧とを比較してその比較結果
に応じた電流をＭＯＳトランジスタのゲートに送出して
ＭＯＳトランジスタを制御して前記の定電流を発生し、
前記の昇圧回路が、第１および第２のコンデンサを充電
するチャージポンプ回路を有し、チャージポンプ回路と
定電流回路とがＩＣ化されているものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】
【発明の実施の形態】前記の構成では、第１，第２のコ
ンデンサを使用したｎ／ｍ電圧整流型のスイッチングに
よる昇圧回路を用い、さらにＭＯＳトランジスタが出力
段の定電流回路を、ＬＥＤ素子と直列に配置して昇圧回
路の負荷とし、ＬＥＤ素子を定電流駆動する。このこと
で、電磁ノイズを発生することなく、スイッチングによ
るｎ／ｍ電圧昇圧によって昇圧回路の出力に電圧リップ
ルが発生しても、スイッチング周波数を高く採ることで
リップル分を定電流回路側が受けてＬＥＤ素子の端子電
圧をそのダイオード特性に従って実質的に一定に保持す
ることができる。リップル分が定電流回路側で吸収され
ることにより、ＬＥＤ素子は、実質的に定電流、定電圧
駆動され輝度ばらつきが抑えられる。また、ＭＯＳトラ
ンジスタが出力段の定電流回路は、その動作電圧を１Ｖ
以下の低い電圧にでき、直列に検出用の抵抗が挿入され
ても抵抗の電圧は、数百ミリＶ以下にすることが可能で
あり、電池の減電特性において広い範囲でほぼ一定の輝
度特性を確保できる。その結果、電力用の大きなコンデ
ンサが不要となり、電圧レギュレータも用いなくて済む
ので、電力消費が抑えられ、製品ごとの輝度ばらつきも
抑えられ、かつ、小型な装置に適する表示装置の照明用
ＬＥＤ素子駆動回路を容易に実現することができる。
ンデンサを使用したｎ／ｍ電圧整流型のスイッチングに
よる昇圧回路を用い、さらにＭＯＳトランジスタが出力
段の定電流回路を、ＬＥＤ素子と直列に配置して昇圧回
路の負荷とし、ＬＥＤ素子を定電流駆動する。このこと
で、電磁ノイズを発生することなく、スイッチングによ
るｎ／ｍ電圧昇圧によって昇圧回路の出力に電圧リップ
ルが発生しても、スイッチング周波数を高く採ることで
リップル分を定電流回路側が受けてＬＥＤ素子の端子電
圧をそのダイオード特性に従って実質的に一定に保持す
ることができる。リップル分が定電流回路側で吸収され
ることにより、ＬＥＤ素子は、実質的に定電流、定電圧
駆動され輝度ばらつきが抑えられる。また、ＭＯＳトラ
ンジスタが出力段の定電流回路は、その動作電圧を１Ｖ
以下の低い電圧にでき、直列に検出用の抵抗が挿入され
ても抵抗の電圧は、数百ミリＶ以下にすることが可能で
あり、電池の減電特性において広い範囲でほぼ一定の輝
度特性を確保できる。その結果、電力用の大きなコンデ
ンサが不要となり、電圧レギュレータも用いなくて済む
ので、電力消費が抑えられ、製品ごとの輝度ばらつきも
抑えられ、かつ、小型な装置に適する表示装置の照明用
ＬＥＤ素子駆動回路を容易に実現することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】
【実施例】図１は、この発明の携帯型機器における表示
装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路を適用した一実施例の
ブロック図、図２〜図５は、この発明の照明用ＬＥＤ素
子駆動回路を適用した他の実施例のブロック図である。
なお、図６を含め、各図において、同一の構成要素は同
一の符号で示す。図１において、１は、リチウムイオン
電池１１の電力で駆動される携帯型電話機に使用される
表示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路であって、２は、
一点鎖線枠で示すＩＣとしてＩＣ化された昇圧駆動回路
（一点鎖線の枠で示す。）である。これは、チャージポ
ンプ回路３と定電流駆動回路４とからなる。Ｄ1，Ｄ2
は、それぞれＩＣに対して外付けされたダイオードであ
って、リチウムイオン電池１１の正極側と出力端子５と
の間に順方向で挿入されている。ダイオードＤ1のカソ
ード側とチャージポンプ回路３の出力端子３ａとの間に
はコンデンサＣ1が接続され、ダイオードＤ2のカソード
側とグランドＧＮＤとの間にはコンデンサＣ2が接続さ
れている。そして、出力端子５に白色のＬＥＤ素子１５
が接続され、このＬＥＤ素子１５の下流に定電流駆動回
路４が設けられている。この定電流駆動回路４によりＬ
ＥＤ素子１５の駆動電流をグランドＧＮＤへと定電流で
シンクさせる。なお、コンデンサＣ1，コンデンサＣ2
は、それぞれ１μＦ程度のセラミックコンデンサであ
る。ダイオードＤ1，Ｄ2は、ここでは、消費電力低減の
ため順方向電圧降下の小さいショットキーダイオードと
する。
装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路を適用した一実施例の
ブロック図、図２〜図５は、この発明の照明用ＬＥＤ素
子駆動回路を適用した他の実施例のブロック図である。
なお、図６を含め、各図において、同一の構成要素は同
一の符号で示す。図１において、１は、リチウムイオン
電池１１の電力で駆動される携帯型電話機に使用される
表示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路であって、２は、
一点鎖線枠で示すＩＣとしてＩＣ化された昇圧駆動回路
（一点鎖線の枠で示す。）である。これは、チャージポ
ンプ回路３と定電流駆動回路４とからなる。Ｄ1，Ｄ2
は、それぞれＩＣに対して外付けされたダイオードであ
って、リチウムイオン電池１１の正極側と出力端子５と
の間に順方向で挿入されている。ダイオードＤ1のカソ
ード側とチャージポンプ回路３の出力端子３ａとの間に
はコンデンサＣ1が接続され、ダイオードＤ2のカソード
側とグランドＧＮＤとの間にはコンデンサＣ2が接続さ
れている。そして、出力端子５に白色のＬＥＤ素子１５
が接続され、このＬＥＤ素子１５の下流に定電流駆動回
路４が設けられている。この定電流駆動回路４によりＬ
ＥＤ素子１５の駆動電流をグランドＧＮＤへと定電流で
シンクさせる。なお、コンデンサＣ1，コンデンサＣ2
は、それぞれ１μＦ程度のセラミックコンデンサであ
る。ダイオードＤ1，Ｄ2は、ここでは、消費電力低減の
ため順方向電圧降下の小さいショットキーダイオードと
する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】定電流駆動回路４は、輝度調整回路４１
と、差動増幅回路４２、出力段としてｎチャネルＭＯＳ
ＦＥＴのトランジスタ４３、そしてトランジスタ４３の
ソース側とグランドＧＮＤとの間に接続された駆動電流
検出用の外付け抵抗Ｒsとからなる。差動増幅回路４２
の(+)入力は、輝度調整回路４１からの電圧を受け、(-)
入力は、トランジスタ４３のソース側に接続され、差動
増幅回路４２の出力端子がトランジスタ４３のゲートに
接続されている。トランジスタ４３のソース側は、ＩＣ
の端子に外付けされた抵抗Ｒｓを介して接地されてい
る。ＬＥＤ素子１５を定電流駆動する出力段のトランジ
スタ４３のドレインは、ＬＥＤ素子１５に接続され、ト
ランジスタ４３は、ＬＥＤ素子１５に流れた駆動電流を
受けて、そのソース、抵抗Ｒsを介してグランドへとシ
ンクさせる。このとき流れる駆動電流Ｉoは、それによ
り発生する抵抗Ｒsの端子電圧が輝度調整回路４１によ
り設定された電圧に一致するように制御されて定電流と
なる。その定電流値は、輝度調整回路４１の電圧により
決定され、輝度調整回路４１の電圧を、例えば、外部か
ら可変抵抗のつまみ調整操作に応じて直接あるいはコン
トローラを介して制御信号CONTにより設定することによ
り駆動電流の調整が可能である。それにより輝度調整が
できる。この実施例では、抵抗Ｒsの端子電圧は、通
常、１Ｖ以下の１００ｍＶ〜３００ｍＶ程度の範囲で調
整される。また、定電流駆動回路４の電圧は、出力端子
５の電圧リップルに応じて変化するが、平均値で１Ｖ程
度に抑えることができる。その結果、ＬＥＤ素子１５の
点灯電圧Ｖfに対して１Ｖ以上の余裕ができ、電池１１
の電圧が低減する、電池の減電特性において広い範囲で
ほぼ一定の輝度特性を確保できる。なお、ここでの輝度
調整回路４１は、定電流駆動回路４の定電流を設定する
比較基準電圧を発生する比較基準電圧発生回路になって
いる。また、輝度調整回路４１の電圧設定は、マイクロ
コンピュータからその制御信号CONTに応じて設定するよ
うにしてもよい。
と、差動増幅回路４２、出力段としてｎチャネルＭＯＳ
ＦＥＴのトランジスタ４３、そしてトランジスタ４３の
ソース側とグランドＧＮＤとの間に接続された駆動電流
検出用の外付け抵抗Ｒsとからなる。差動増幅回路４２
の(+)入力は、輝度調整回路４１からの電圧を受け、(-)
入力は、トランジスタ４３のソース側に接続され、差動
増幅回路４２の出力端子がトランジスタ４３のゲートに
接続されている。トランジスタ４３のソース側は、ＩＣ
の端子に外付けされた抵抗Ｒｓを介して接地されてい
る。ＬＥＤ素子１５を定電流駆動する出力段のトランジ
スタ４３のドレインは、ＬＥＤ素子１５に接続され、ト
ランジスタ４３は、ＬＥＤ素子１５に流れた駆動電流を
受けて、そのソース、抵抗Ｒsを介してグランドへとシ
ンクさせる。このとき流れる駆動電流Ｉoは、それによ
り発生する抵抗Ｒsの端子電圧が輝度調整回路４１によ
り設定された電圧に一致するように制御されて定電流と
なる。その定電流値は、輝度調整回路４１の電圧により
決定され、輝度調整回路４１の電圧を、例えば、外部か
ら可変抵抗のつまみ調整操作に応じて直接あるいはコン
トローラを介して制御信号CONTにより設定することによ
り駆動電流の調整が可能である。それにより輝度調整が
できる。この実施例では、抵抗Ｒsの端子電圧は、通
常、１Ｖ以下の１００ｍＶ〜３００ｍＶ程度の範囲で調
整される。また、定電流駆動回路４の電圧は、出力端子
５の電圧リップルに応じて変化するが、平均値で１Ｖ程
度に抑えることができる。その結果、ＬＥＤ素子１５の
点灯電圧Ｖfに対して１Ｖ以上の余裕ができ、電池１１
の電圧が低減する、電池の減電特性において広い範囲で
ほぼ一定の輝度特性を確保できる。なお、ここでの輝度
調整回路４１は、定電流駆動回路４の定電流を設定する
比較基準電圧を発生する比較基準電圧発生回路になって
いる。また、輝度調整回路４１の電圧設定は、マイクロ
コンピュータからその制御信号CONTに応じて設定するよ
うにしてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】以上は、１．５倍の実施例であるが、０．
５倍にｎ倍電圧を追加すれば、２．５倍、３．５倍…の
昇圧電圧を発生することができる。２個直列接続のコン
デンサにｎ倍電圧を得て、そのコンデンサを並列接続す
れば、３以上の整数値ｎについてｎ／２倍電圧を発生す
ることは容易にできる。さらに、前記実施例では、コン
デンサ２個を直列に接続し、その後並列接続に切り換え
て電源電圧Ｖｓに対してＶｓ／２の電圧を得ているが、
コンデンサｋ個（ｋは２以上の整数）を直列に接続して
その後、ｋ個のコンデンサを並列に接続することで、Ｖ
ｓ／ｋの電圧を得ることができる。これに電圧Ｖｓを加
えることで、Ｖｓ（ｋ＋１）／ｋの昇圧電圧を発生する
ことができる。これと、さらにこれにｎ倍電圧に昇圧し
た電圧ｎＶｓを加えれることも可能である。また、ｎＶ
ｓ（ｋ＋１）／ｋも可能となる。これらのことから、一
般的には、ｎ／ｍ倍電圧の昇圧をすることが可能であ
る。ただしｎ＞ｍであり、ｎ、ｍは２以上の整数であ
る。
５倍にｎ倍電圧を追加すれば、２．５倍、３．５倍…の
昇圧電圧を発生することができる。２個直列接続のコン
デンサにｎ倍電圧を得て、そのコンデンサを並列接続す
れば、３以上の整数値ｎについてｎ／２倍電圧を発生す
ることは容易にできる。さらに、前記実施例では、コン
デンサ２個を直列に接続し、その後並列接続に切り換え
て電源電圧Ｖｓに対してＶｓ／２の電圧を得ているが、
コンデンサｋ個（ｋは２以上の整数）を直列に接続して
その後、ｋ個のコンデンサを並列に接続することで、Ｖ
ｓ／ｋの電圧を得ることができる。これに電圧Ｖｓを加
えることで、Ｖｓ（ｋ＋１）／ｋの昇圧電圧を発生する
ことができる。これと、さらにこれにｎ倍電圧に昇圧し
た電圧ｎＶｓを加えれることも可能である。また、ｎＶ
ｓ（ｋ＋１）／ｋも可能となる。これらのことから、一
般的には、ｎ／ｍ倍電圧の昇圧をすることが可能であ
る。ただしｎ＞ｍであり、ｎ、ｍは２以上の整数であ
る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明にあ
っては、第１，第２のコンデンサを使用したｎ／ｍ電圧
整流型のスイッチングによる昇圧回路を用い、さらにＭ
ＯＳトランジスタが出力段の定電流回路を、ＬＥＤ素子
と直列に配置して昇圧回路の負荷とし、ＬＥＤ素子を定
電流駆動するようにしているので、ＬＥＤ素子は、実質
的に定電流、定電圧駆動され輝度ばらつきが抑えられ
る。また、ＭＯＳトランジスタが出力段の定電流回路
は、その動作電圧を１Ｖ以下の低い電圧にでき、直列に
検出用の抵抗が挿入されても抵抗の電圧は、数百ミリＶ
以下にすることが可能であり、電池の減電特性において
広い範囲でほぼ一定の輝度特性を確保できる。その結
果、電力用の大きなコンデンサが不要となり、電圧レギ
ュレータも用いなくて済むので、電力消費が抑えられ、
製品ごとの輝度ばらつきも抑えられ、かつ、小型な装置
に適する表示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路を容易に
実現することができる。
っては、第１，第２のコンデンサを使用したｎ／ｍ電圧
整流型のスイッチングによる昇圧回路を用い、さらにＭ
ＯＳトランジスタが出力段の定電流回路を、ＬＥＤ素子
と直列に配置して昇圧回路の負荷とし、ＬＥＤ素子を定
電流駆動するようにしているので、ＬＥＤ素子は、実質
的に定電流、定電圧駆動され輝度ばらつきが抑えられ
る。また、ＭＯＳトランジスタが出力段の定電流回路
は、その動作電圧を１Ｖ以下の低い電圧にでき、直列に
検出用の抵抗が挿入されても抵抗の電圧は、数百ミリＶ
以下にすることが可能であり、電池の減電特性において
広い範囲でほぼ一定の輝度特性を確保できる。その結
果、電力用の大きなコンデンサが不要となり、電圧レギ
ュレータも用いなくて済むので、電力消費が抑えられ、
製品ごとの輝度ばらつきも抑えられ、かつ、小型な装置
に適する表示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路を容易に
実現することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H093 NC42 NC51 ND04 ND09 ND39 3K082 AA54 AA58 AA64 AA76 CA31 5F041 AA10 AA24 BB03 BB24 BB25 BB26 BB32 FF11
Claims (8)
- 【請求項１】電池と、この電池から電力を受けて所定の
周波数でスイッチングして第１のコンデンサに充電し前
記スイッチングに対して相補的にＯＮ／ＯＦＦするスイ
ッチングにより第１のコンデンサに充電された電荷を実
質的にｎ／ｍ倍電圧（ただしｎ＞ｍで、ｎ、ｍは２以上
の整数）にして第２のコンデンサに転送してこれを充電
することにより昇圧する昇圧回路と、この昇圧回路の出
力端子に負荷として接続されるＬＥＤ素子と、このＬＥ
Ｄ素子の上流あるいは下流に挿入され前記ＬＥＤ素子を
定電流で駆動する定電流回路とを備え、前記定電流回路
は、前記定電流を発生する出力段にＭＯＳトランジスタ
を有し、所定の定電圧と比較することにより前記ＭＯＳ
トランジスタを制御して前記定電流を発生することを特
徴とする携帯型機器における表示装置の照明用ＬＥＤ素
子駆動回路。 - 【請求項２】スイッチングする前記所定の周波数は、１
００ｋＨｚ〜７００ｋＨｚである請求項１記載の携帯型
機器における表示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路。 - 【請求項３】前記定電流回路は、前記所定の定電圧がこ
の回路の外部からの信号で調整されることで前記ＬＥＤ
素子の輝度が調整される請求項２記載の携帯型機器にお
ける表示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路。 - 【請求項４】前記携帯型機器は、携帯型の電話機であ
り、前記ＬＥＤ素子は複数個設けられ、前記定電流回路
は、前記ＭＯＳトランジスタの下流に電流検出のための
抵抗を有する電流シンク型定電流回路であり、前記昇圧
回路は、前記第１および第２のコンデンサを充電するチ
ャージポンプ回路を有し、前記チャージポンプ回路と前
記定電流回路とがＩＣ化されている請求項３記載の携帯
型機器における表示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路。 - 【請求項５】前記定電流回路は、さらに差動増幅回路
と、前記所定の定電圧を発生する電圧発生回路とを有
し、前記差動増幅回路は、前記定電圧発生回路の電圧と
前記抵抗の端子電圧とを比較してその比較結果に応じた
電流を前記ＭＯＳトランジスタのゲートに送出する請求
項４記載の携帯型機器における表示装置の照明用ＬＥＤ
素子駆動回路。 - 【請求項６】前記ＬＥＤ素子は、前記昇圧回路の前記出
力端子と前記定電流回路との間に接続されている請求項
５記載の携帯型機器における表示装置の照明用ＬＥＤ素
子駆動回路。 - 【請求項７】さらに、カレントミラー回路を有し、前記
ＬＥＤ素子は、前記カレントミラー回路の出力側トラン
ジスタを介して前記昇圧回路の前記出力端子に接続さ
れ、前記カレントミラー回路の入力側トランジスタが前
記定電流回路により駆動される請求項６記載の携帯型機
器における表示装置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路。 - 【請求項８】さらに第３のコンデンサを有し、前記チャ
ージポンプ回路は、前記第１のコンデンサと前記第３の
コンデンサとを直列接続してこの直列接続した回路の一
端をグランド電位にして他端に前記電池からの電力を供
給して充電した後、この直列接続した前記第１および第
３のコンデンサを並列に接続して前記グランド電位にし
た一端を前記電池の正極に接続して実質的に１．５倍昇
圧した電圧を前記他端に発生させて前記第１のコンデン
サと前記第３のコンデンサの電荷を前記第２のコンデン
サに転送する請求項５記載の携帯型機器における表示装
置の照明用ＬＥＤ素子駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001105756A JP3284128B1 (ja) | 2000-05-12 | 2001-04-04 | 携帯型機器における表示装置の照明用ｌｅｄ素子駆動回路 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000140780 | 2000-05-12 | ||
| JP2001089890 | 2001-03-27 | ||
| JP2001-89890 | 2001-03-27 | ||
| JP2000-140780 | 2001-03-27 | ||
| JP2001105756A JP3284128B1 (ja) | 2000-05-12 | 2001-04-04 | 携帯型機器における表示装置の照明用ｌｅｄ素子駆動回路 |
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|---|---|
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