JP2006041043A

JP2006041043A - Ｌｅｄ駆動回路

Info

Publication number: JP2006041043A
Application number: JP2004216232A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Ishii; 孝明石井; Nobuyuki Otaka; 信行大高
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】ＬＥＤのフェードインおよびフェードアウトを自動的に繰り返すことが可能なＬＥＤ駆動回路を提供する。
【解決手段】駆動電流制御部２０は、外部から点灯開始信号が供給された場合、ＬＥＤ１の駆動電流を徐々に増加させ、ＬＥＤ１をフェードインさせ、外部から消灯開始信号が供給された場合、ＬＥＤ１の駆動電流を徐々に減少させ、ＬＥＤ１をフェードアウトさせる。自動信号発生部３０は、初期値から終了値まで所定のクロックで繰り返しカウントし、得られたカウント値が所定の点灯開始値と一致したときに点灯開始信号を駆動電流制御部２０に供給し、カウント値が所定の消灯開始値と一致したときに消灯開始信号を駆動電流制御部２０に供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路に関し、特に、ＬＥＤの点灯パターンを制御するものに関する。

近年、多くの携帯電話やＰＨＳには、いわゆるイルミネーション機能が搭載されている。このイルミネーション機能は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色ＬＥＤを様々なパターンで点灯あるいは消灯させることにより、実現されている。

３色ＬＥＤにより多色多階調表示を行う方法としては、各ＬＥＤに印加されるパルス電圧のデューティ比を調整することにより各ＬＥＤの輝度の階調を制御するＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式が知られている。

最近、視覚的な効果として、すなわちイルミネーション機能の一つとして、ＬＥＤのＯＮ時に徐々に輝度を明るくしていくフェードインや、ＯＦＦ時に徐々に暗くしていくフェードアウトといった機能が求められている。これを実現する方法としては、例えば、ＰＷＭのＯＮ期間を徐々に増やしていくことでフェードインを行い、ＰＷＭのＯＦＦ期間を徐々に増やしていくことでフェードアウトを行うものがある。また、この場合、イルミネーション効果を狙って、一定の期間内でＯＮ／ＯＦＦを繰り返す機能が組み合わされることがある。

上記のようなフェードイン／フェードアウトと、ＯＮ／ＯＦＦの繰り返しとを組み合わせた点灯パターンは、ＬＥＤを駆動するドライバＩＣと、これに制御信号を送出するマイコンとによって実現されている。この構成において、マイコンは、ドライバＩＣに対し、制御信号として、フェードイン／フェードアウトのためのデューティ比や、各色ＬＥＤのＯＮ／ＯＦＦを制御するための制御信号を送出している。

しかし、上記の方法では、マイコン側で様々な演算を実行しなければならない。また、マイコンからドライバＩＣに対して様々な制御信号を随時送出しなければならない。このため、マイコンにおける処理が複雑となり、マイコンに掛かる処理負荷が大きい。

そこで、本発明は、ＬＥＤのフェードインおよびフェードアウトを自動的に繰り返すことが可能なＬＥＤ駆動回路を提供する。

本発明に係るＬＥＤ駆動回路は、ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路であって、外部から点灯開始信号が供給された場合、前記ＬＥＤに供給される駆動電流を徐々に増加させ、前記ＬＥＤを消灯状態から徐々に明るくして所定の点灯状態にし、外部から消灯開始信号が供給された場合、前記ＬＥＤに供給される駆動電流を徐々に減少させ、前記ＬＥＤを所定の点灯状態から徐々に暗くして消灯状態にする駆動電流制御部と、前記点灯開始信号および前記消灯開始信号を自動的に発生させ、これらの信号を前記駆動電流制御部に供給する自動信号発生部と、を備え、前記自動信号発生部は、初期値から終了値まで所定のクロックで繰り返しカウントし、第１のカウント値を出力する第１のカウンタと、点灯開始値が設定される点灯レジスタと、消灯開始値が設定される消灯レジスタと、前記第１のカウント値が前記点灯レジスタに設定されている点灯開始値と一致したときに、前記点灯開始信号を前記駆動電流制御部に供給し、前記第１のカウント値が前記消灯レジスタに設定されている消灯開始値と一致したときに、前記消灯開始信号を前記駆動電流制御部に供給する比較回路と、を有することを特徴とする。

本発明の好適な態様では、前記駆動電流制御部は、外部からの信号に応じて、所定のクロックでカウントアップまたはカウントダウンし、第２のカウント値を出力する第２のカウンタと、当該第２のカウンタの第２のカウント値に応じた大きさの駆動電流を、前記ＬＥＤに供給する駆動電流供給回路と、を有し、前記第２のカウンタは、前記点灯開始信号が供給された場合、消灯状態に対応するカウント値から所定のカウント値までカウントし、前記消灯開始信号が供給された場合、前記所定のカウント値から前記消灯状態に対応するカウント値までカウントする。

また、本発明の好適な態様では、前記ＬＥＤは、それぞれ発光色が異なる複数のＬＥＤからなり、当該複数のＬＥＤの各々について、前記駆動電流制御部と前記自動信号発生部とを備え、前記点灯開始値および消灯開始値が、前記ＬＥＤ毎に設定可能である。

また、本発明の好適な態様では、前記自動信号発生部および外部から点灯開始信号および消灯開始信号の供給を受け、前記自動信号発生部からの信号と前記外部からの信号とのうち一方または両方を、前記駆動電流制御部に供給する回路を備える。

本発明によれば、ＬＥＤのフェードインおよびフェードアウトを自動的に繰り返すことが可能なＬＥＤ駆動回路を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

［第１の実施の形態］
＜ＬＥＤ駆動回路全体＞
図１は、第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１００の全体構成を示す回路ブロック図である。まず、図１を参照して、本実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１００の全体的な構成について説明する。このＬＥＤ駆動回路１００は、携帯電話またはＰＨＳに搭載され、通話着信やメール着信などに合わせて、３色ＬＥＤを駆動するドライバＩＣである。特に、３色ＬＥＤのフェードインおよびフェードアウトを自動的に繰り返し行うものである。ここでいうフェードインとは、ＬＥＤが消灯状態から徐々に明るくなり所定の点灯状態になることを意味し、フェードアウトとは、ＬＥＤが点灯状態から徐々に暗くなり消灯状態になることを意味する。

図１において、ＬＥＤ駆動回路１００の入力端にはマイコン２が接続されており、出力端には、赤色のＬＥＤ１ｒと、緑色のＬＥＤ１ｇと、青色のＬＥＤ１ｂとが接続されている。そして、ＬＥＤ駆動回路１００は、ＬＥＤ１ｒを駆動するＲＬＥＤ駆動回路１００ｒと、ＬＥＤ１ｇを駆動するＧＬＥＤ駆動回路１００ｇと、ＬＥＤ１ｂを駆動するＢＬＥＤ駆動回路１００ｂとから構成されている。これらのＲＬＥＤ駆動回路１００ｒ、ＧＬＥＤ駆動回路１００ｇ、およびＢＬＥＤ駆動回路１００ｂは、殆ど同じ構成であり、それぞれ、クロック供給部１０ｒ、１０ｇ、１０ｂ、駆動電流制御部２０ｒ、２０ｇ、２０ｂ、および自動信号発生部３０ｒ、３０ｇ、３０ｂを備えている。

なお、以下の説明では、構成要素や信号などの符号について、適宜、色を示す添字「ｒ」、「ｇ」、「ｂ」を省略することとし、例えば、ＬＥＤ１ｒ、ＬＥＤ１ｇ、ＬＥＤ１ｂを、ＬＥＤ１と総称することとする。

図２は、本実施の形態における駆動電流の変化パターンの一例を示す図である。以下、図１、２に従って、本実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１００の各部について説明する。なお、ＲＬＥＤ駆動回路１００ｒ、ＧＬＥＤ駆動回路１００ｇ、およびＢＬＥＤ駆動回路１００ｂは、殆ど同じものであるので、ここでは、ＲＬＥＤ駆動回路１００ｒについてのみ説明することとする。

クロック供給部１０ｒは、クロックＣＬＫｉｒ、ＣＬＫｏｒを駆動電流制御部２０ｒに供給し、クロックＣＬＫｒを自動信号発生部３０ｒに供給する。それぞれのクロックの周波数は、クロック供給部１０ｒ内のレジスタの設定値に基づいて決められる。レジスタの設定値は、例えばマイコン２により設定される。

駆動電流制御部２０ｒは、ＬＥＤ１ｒに供給される駆動電流を制御し、ＬＥＤ１ｒのフェードイン／フェードアウトを実現するものである。具体的には、駆動電流制御部２０ｒは、外部から点灯開始信号が供給された場合、ＬＥＤ１ｒに供給される駆動電流を徐々に増加させ、ＬＥＤ１ｒを消灯状態から徐々に明るくして所定の点灯状態にする。また、外部から消灯開始信号が供給された場合、ＬＥＤ１ｒに供給される駆動電流を徐々に減少させ、ＬＥＤ１ｒを所定の点灯状態から徐々に暗くして消灯状態にする。

ここで、ＬＥＤ１ｒが消灯状態から所定の点灯状態になるまでの時間（フェードイン期間の長さ）Ｔｉｒは、クロックＣＬＫｉｒの周波数で決まる。ＬＥＤ１ｒが所定の点灯状態から消灯状態になるまでの時間（フェードアウト期間の長さ）Ｔｏｒは、クロックＣＬＫｏｒの周波数で決まる。また、所定の点灯状態（ＯＮ期間）における駆動電流Ｉ１ｒの大きさは、駆動電流制御部２０ｒ内のレジスタの設定値に基づいて決められる。レジスタの設定値は、例えばマイコン２により設定される。これにより、ＬＥＤ１ｒの輝度の調整が可能となっている。

自動信号発生部３０ｒは、点灯開始信号および消灯開始信号を自動的に発生させ、これらの信号を駆動電流制御部２０ｒに供給するものである。具体的には、自動信号発生部３０ｒは、信号発生の周期Ｔｒにおいて、点灯開始位置ｔｉｒのとき点灯開始信号を出力し、消灯開始位置ｔｏｒのとき消灯開始信号を出力する。ここで、信号発生の周期Ｔｒは、クロックＣＬＫｒの周波数で決まる。また、点灯開始位置ｔｉｒおよび消灯開始位置ｔｏｒは、自動信号発生部３０ｒ内のレジスタの設定値に基づいて決められる。

以上のとおり、図２に示されるＬＥＤ１ｒの駆動電流Ｉｒの波形は、ＣＬＫｒの周波数、ＣＬＫｉｒの周波数、ＣＬＫｏｒの周波数、電流値Ｉｒ、点灯開始位置ｔｉｒ、消灯開始位置ｔｏｒによって画定される。これらのパラメータに対応するデータは、ＲＬＥＤ駆動回路１００ｒ内のレジスタに設定される。そして、ＲＬＥＤ駆動回路１００ｒは、レジスタの設定値に従って、自動的に点灯開始信号および消灯開始信号を発生させ、フェードインおよびフェードアウトを自動的に繰り返し実行する。したがって、マイコン２は、上記パラメータを各レジスタに設定することにより、所望の波形の駆動電流をＬＥＤ１ｒに流すことができ、所望の点灯パターンでＬＥＤ１ｒを点灯させることができる。

また、上記の各パラメータは、ＬＥＤ毎（ＲＧＢ毎）に設定可能であるので、複数ＬＥＤのフェードイン／フェードアウトの位相や周期をずらしたり、輝度比を調節したりすることができ、様々な表示パターンを得ることができる。

また、自動信号発生部３０ｒによる信号の自動出力を、外部からの制御信号によりＯＮ／ＯＦＦ可能な構成とすれば、所望の期間内で、フェードイン／フェードアウトを自動的に繰り返させることができる。

以下、クロック供給部１０ｒ、駆動電流制御部２０ｒ、および自動信号発生部３０ｒの各々について、より詳細に説明する。なお、以下の説明においては、点灯開始信号をＯＮ信号と称し、消灯開始信号をＯＦＦ信号と称す。また、これらをＯＮ／ＯＦＦ信号と総称する。

＜クロック供給部＞
図３は、クロック供給部１０ｒの構成を示す回路ブロック図である。図３において、クロック供給部１０ｒは、３つのレジスタ１１、１２、１３と、クロック生成回路１４と、を備えている。

レジスタ１１は、クロックＣＬＫｒの周波数を示すデータ（例えば、分周比）を保持する。レジスタ１２は、クロックＣＬＫｉｒの周波数を示すデータを保持する。レジスタ１３は、クロックＣＬＫｏｒの周波数を示すデータを保持する。これらのレジスタ１１、１２、１３のデータは、適宜、マイコン２により設定される。

クロック生成回路１４は、レジスタ１１、１２、１３に保持されているデータに基づいて、マイコン２から供給される基準クロックＣＬＫを分周してクロックＣＬＫｒ、ＣＬＫｉｒ、ＣＬＫｏｒを生成する。そして、クロックＣＬＫｒを自動信号発生部３０ｒに供給し、クロックＣＬＫｉｒおよびＣＬＫｏｒを駆動電流制御部２０ｒに供給する。

＜駆動電流制御部＞
図４は、駆動電流制御部２０ｒの構成を示す回路ブロック図である。図４において、駆動電流制御部２０ｒは、カウンタ２１、信号変換回路２２、信号生成回路２３、駆動回路２４、およびレジスタ２５を備えている。

カウンタ２１は、外部からのＯＮ／ＯＦＦ信号に応じて、クロック供給部１０ｒから供給される所定のクロックに基づいてカウント値Ｃをカウントアップまたはカウントダウンする回路である。ここでは、カウンタ２１は、６ビットのアップダウンカウンタ回路である。具体的には、カウンタ２１は、ＯＮ信号が供給された場合には、消灯状態に対応するカウント値Ｃ０から所定の点灯状態に対応するカウント値Ｃ１まで、クロックＣＬＫｉｒに基づいてカウントする。一方、ＯＦＦ信号が供給された場合には、所定の点灯状態に対応するカウント値Ｃ１から消灯状態に対応するカウント値Ｃ０まで、クロックＣＬＫｏｒに基づいてカウントする。ここでは、カウンタ２１は、ＯＮ信号に応じて、カウント値Ｃ０（“００００００”、十進数の０）からカウント値Ｃ１（“１１１１１１”、十進数の６３）までカウントアップし、カウントアップ完了後はカウント値Ｃ１を維持する。また、カウンタ２１は、ＯＦＦ信号に応じて、カウント値Ｃ１（“１１１１１１”）からカウント値Ｃ０（“００００００”）までカウントダウンし、カウントダウン完了後はカウント値Ｃ０を維持する。ここでは、カウント値Ｃ０およびカウント値Ｃ１は、カウンタ２１の段数で決まる固定値となっているが、外部（マイコン等）から設定可能であってもよい。なお、（Ｃ１−Ｃ０）を変化させることにより、フェードイン期間の長さ（図２のＴｉｒ）およびフェードアウト期間の長さ（図２のＴｏｒ）を変化させることができる。

信号変換回路２２は、カウンタ２１のカウント値Ｃ（デジタル信号）を、これに応じた強度を示すアナログ信号Ｓ１に変換して出力する回路である。ここでいうアナログ信号Ｓ１には、狭義のアナログ信号であるアナログ電流信号またはアナログ電圧信号の他に、広義のアナログ信号であるＰＷＭ信号も含まれる。したがって、信号変換回路２２としては、例えば、デジタル信号をその大きさに応じたアナログ電流信号またはアナログ電圧信号に変換するＤＡ変換回路（ＤＡコンバータ）や、デジタル信号をその大きさに応じたデューティ比を持つＰＷＭ信号に変換するＰＷＭ回路などを採用することができる。なお、カウント値Ｃとアナログ信号Ｓ１の強度（電流値、電圧値、デューティ比）との関係は、リニアであってもノンリニアであってもよい。

信号生成回路２３は、信号変換回路２２から出力されるアナログ信号Ｓ１と、レジスタ２５に保持されている輝度データＢｒとに基づいて、両者の積に応じた強度を示すアナログ信号Ｓ２を生成して出力する。ここで、輝度データＢｒは、ＬＥＤ１ｒの輝度を指定するためのデータである。定常点灯状態においてＬＥＤ１ｒに供給される駆動電流の大きさ（図２のＩ１ｒ）は、この輝度データＢｒによって決まる。ここでは、輝度データＢｒは、５ビットのデジタルデータであり、適宜、マイコン２によって設定される。

また、ここでいうアナログ信号Ｓ２には、アナログ信号Ｓ１と同様、アナログ電流信号またはアナログ電圧信号の他に、ＰＷＭ信号も含まれる。なお、アナログ信号Ｓ１および輝度データＢの積と、アナログ信号Ｓ２の強度（電流値、電圧値、デューティ比）との関係は、リニアであってもノンリニアであってもよい。

駆動回路２４は、信号生成回路２３から出力されるアナログ信号Ｓ２に基づいて、ＬＥＤ１ｒを駆動する回路である。具体的には、駆動回路２４は、アナログ信号Ｓ２の大きさに応じた駆動電流Ｉｒを、電流の引き込みまたは流し込みにより、ＬＥＤ１ｒに供給する出力バッファ回路である。

図５は、駆動電流制御部２０ｒの動作を示すタイムチャートである。図５において、（ａ）〜（ｃ）には、それぞれ、ＯＮ／ＯＦＦ信号、カウント値Ｃ、および駆動電流Ｉｒ、の変化の様子が示されている。以下、図４、５に従って、駆動電流制御部２０ｒの動作について説明する。ここでは、ＬＥＤ１ｒをフェードインさせ、所定時間経過後にフェードアウトさせる場合を例にとって説明する。

カウンタ２１は、外部からＯＮ信号の供給を受けると、クロックＣＬＫｉｒに基づいて、カウント値Ｃ０（“００００００”）からカウント値Ｃ１（“１１１１１１”）までカウントアップしていく。図５（ｂ）には、このときのカウント値Ｃ（ｔ）が示されている。なお、カウント値Ｃ（ｔ）は、実際には階段状となるが、図５（ｂ）では近似的に直線で表されている。カウント値Ｃは、カウンタ２１から信号変換回路２２に出力される。

信号変換回路２２は、カウンタ２１から供給されたカウント値Ｃを、これに応じた大きさのアナログ信号Ｓ１に変換する。ここでは、Ｓ１（ｔ）＝α・Ｃ（ｔ）（αは定数）である。アナログ信号Ｓ１は、信号変換回路２２から信号生成回路２３に出力される。

信号生成回路２３は、信号変換回路２２から供給されたアナログ信号Ｓ１と、レジスタ２５に設定されている輝度データＢｒとに基づいて、両者の積に応じた大きさのアナログ信号Ｓ２を生成する。ここでは、Ｓ２（ｔ）＝β・Ｂｒ・Ｓ１（ｔ）（βは定数）である。アナログ信号Ｓ２は、信号生成回路２３から駆動回路２４に出力される。

駆動回路２４は、信号生成回路２３から供給されたアナログ信号Ｓ２の大きさに応じた駆動電流ＩｒをＬＥＤ１ｒに供給する。図５（ｃ）には、このときの駆動電流Ｉｒ（ｔ）が示されている。ここでは、Ｉｒ（ｔ）＝γ・Ｓ２（ｔ）（γは定数）である。すなわち、Ｉｒ（ｔ）＝Ａ・Ｂｒ・Ｃ（ｔ）（但し、Ａ＝α・β・γ）である。

ＬＥＤ１ｒは、駆動回路２４から供給される駆動電流Ｉｒにより発光する。ここで、駆動電流Ｉｒは、図５（ｃ）に示されるとおりに変化するので、ＬＥＤ１ｒは、消灯状態から徐々に明るくなり、所定の点灯状態となる。すなわち、フェードインする。なお、所定の点灯状態における駆動電流は、Ｉ１ｒ＝Ａ・Ｂｒ・Ｃ１である。

フェードイン完了後、所定時間経過後、カウンタ２１は、ＯＦＦ信号の供給を受けると、クロックＣＬＫｏｒに基づいて、カウント値Ｃ１（“１１１１１１”）からカウント値Ｃ０（“００００００”）までカウントダウンしていく。図５（ｂ）には、このときのカウンタ２１のカウント値Ｃ’（ｔ）が示されている。なお、カウント値Ｃ’（ｔ）は、実際には階段状となるが、図５（ｂ）では近似的に直線で表されている。カウント値Ｃは、カウンタ２１から信号変換回路２２に出力される。

この後は、フェードイン時と同様である。すなわち、信号変換回路２２は、カウント値Ｃをアナログ信号Ｓ１に変換する。信号生成回路２３は、アナログ信号Ｓ１と輝度データＢｒとに基づいてアナログ信号Ｓ２を生成する。駆動回路２４は、アナログ信号Ｓ２に応じた駆動電流ＩｒをＬＥＤ１ｒに供給する。図５（ｃ）には、このときの駆動電流Ｉｒ’（ｔ）が示されている。

ＬＥＤ１ｒは、駆動回路１４から供給される駆動電流Ｉｒにより発光する。ここで、駆動電流Ｉｒは、図５（ｃ）に示されるとおりに変化するので、ＬＥＤ１ｒは、所定の点灯状態から徐々に暗くなり、消灯状態となる。すなわち、フェードアウトする。

以上のとおり、駆動電流制御部２０ｒは、外部からのＯＮ信号に応じてＬＥＤ１ｒをフェードインさせ、外部からのＯＦＦ信号に応じてＬＥＤ１ｒをフェードアウトさせる。

つぎに、駆動電流制御部２０ｒの構成について、構成例１〜４を挙げて、より具体的に説明する。なお、以下の説明においては、説明を簡単化するため、適宜、比例定数等は省略されている。

（構成例１）
図６は、構成例１に係る駆動電流制御部２０ｒの回路ブロック図である。本構成例では、信号変換回路２２および信号生成回路２３はいずれも、入力されたデジタル信号をアナログ電流信号に変換するＤＡ変換回路である。

信号変換回路２２は、カウンタ２１からカウント値Ｃの供給を受けると、基準電流Ｉｒｅｆにカウント値Ｃを乗じ、電流Ｃ・Ｉｒｅｆをアナログ信号Ｓ１として出力する。

信号生成回路２３は、信号変換回路２２から供給された電流Ｃ・ＩｒｅｆをＤＡ変換の基準電流として、輝度データＢｒをアナログ電流信号に変換する。すなわち、信号生成回路２３は、基準電流Ｃ・Ｉｒｅｆに輝度データＢｒを乗じ、電流Ｂｒ・Ｃ・Ｉｒｅｆをアナログ信号Ｓ２として出力する。

駆動回路２４において、信号生成回路２３から出力された電流信号Ｂｒ・Ｃ・Ｉｒｅｆは、抵抗７１（抵抗値Ｒａ）によって、電圧信号Ｒａ・Ｂｒ・Ｃ・Ｉｒｅｆ（以下、Ｖｉｎと表す）に変換される。この電圧信号Ｖｉｎは、差動増幅回路７２の正相入力端子に印加される。

差動増幅回路７２の出力段には、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ７３のゲートが接続されている。このＭＯＳトランジスタ７３のドレインと電源Ｖｄｄとの間には、ＬＥＤ１ｒが接続されている。また、ＭＯＳトランジスタ７３のソースとグランドＧＮＤとの間には、ＬＥＤ１ｒに流れる電流を検出するための抵抗７４（抵抗値Ｒｂ）が接続されている。

この抵抗７４の端子間電圧が差動増幅回路７２の逆相入力端子に帰還され、これにより、差動増幅回路７２は、その正相入力端子と逆相入力端子とが常に同電位となるように動作する。すなわち、差動増幅回路７２は、抵抗７４の端子間電圧を常に正相入力端子に印加される電圧Ｖｉｎと等しくなるように維持する。したがって、ＬＥＤ１ｒの駆動電流Ｉｒは、Ｖｉｎ／Ｒｂ、すなわち、（Ｒａ／Ｒｂ）・Ｂｒ・Ｃ・Ｉｒｅｆに制御される。

（構成例２）
図７は、構成例２に係る駆動電流制御部２０ｒの回路ブロック図である。本構成例では、信号変換回路２２は、入力されたデジタル信号をアナログ電流信号に変換するＤＡ変換回路である。信号生成回路２３は、入力されたデジタル信号をＰＷＭ信号に変換するＰＷＭ回路である。

信号生成回路２３は、信号変換回路２２から供給された電流Ｃ・ＩｒｅｆをＰＷＭの基準電流として、輝度データＢｒ（５ビットデータ、十進数で０〜３１）をＰＷＭ信号に変換する。具体的には、電流振幅がＣ・Ｉｒｅｆであり、デューティ比がＢｒ／３１であるパルス電流を、アナログ信号Ｓ２として出力する。ここで、このアナログ信号Ｓ２の平均電流値は、Ｃ・Ｉｒｅｆ・Ｂｒ／３１である。

（構成例３）
図８は、構成例３に係る駆動電流制御部２０ｒの回路ブロック図である。本構成例では、信号変換回路２２および信号生成回路２３はいずれも、入力されたデジタル信号をＰＷＭ信号に変換するＰＷＭ回路である。

信号変換回路２２は、カウンタ２１からカウント値Ｃ（６ビットデータ、十進数で０〜６３）の供給を受けると、電流振幅が基準電流値Ｉｒｅｆであり、デューティ比がＣ／６３であるパルス電流を、アナログ信号Ｓ１として出力する。ここで、このアナログ信号Ｓ１の平均電流値は、（Ｃ／６３）・Ｉｒｅｆである。

信号生成回路２３は、信号変換回路２２から供給されたパルス電流をＰＷＭの基準電流として、輝度データＢｒ（５ビットデータ、十進数で０〜３１）をＰＷＭ信号に変換する。具体的には、電流振幅がＩｒｅｆであり、デューティ比が（Ｂｒ／３１）・（Ｃ／６３）であるパルス電流を、アナログ信号Ｓ２として出力する。ここで、このアナログ信号Ｓ２の平均電流値は、（Ｂｒ／３１）・（Ｃ／６３）・Ｉｒｅｆである。なお、信号変換回路２２と信号生成回路２３とでは、ＰＷＭの周期が全く異なることが好ましい。

（構成例４）
図９は、構成例４に係る駆動電流制御部２０ｒの回路ブロック図である。図９において、信号変換回路２２は、ＰＷＭ回路であり、カウンタ２１からカウント値Ｃの供給を受けると、電流振幅が基準電流値Ｉｒｅｆであり、デューティ比がＣ／６３であるパルス電流を、アナログ信号Ｓ１として出力する。

信号生成回路２３は、振幅変換回路であり、信号変換回路２２から供給されたパルス電流の振幅をＢｒ倍し、得られたパルス電流（電流振幅：Ｂｒ・Ｉｒｅｆ、デューティ比：Ｃ／６３）を、アナログ信号Ｓ２として出力する。ここで、このアナログ信号Ｓ２の平均電流値は、Ｂｒ・（Ｃ／６３）・Ｉｒｅｆである。

なお、本実施の形態では、カウント値Ｃに応じた大きさの駆動電流をＬＥＤ１に供給する駆動電流供給回路は、信号変換回路２２と信号生成回路２３と駆動回路２４とにより構成されているが、駆動電流供給回路の構成は、これに限定されない。例えば、信号生成回路２３や駆動回路２４は、適宜省略可能である。

＜自動信号発生部＞
図１０は、自動信号発生部３０ｒの構成を示す回路ブロック図である。図１０において、自動信号発生部３０ｒは、カウンタ３１、点灯レジスタ３２、消灯レジスタ３３、および比較回路３４を備えている。

カウンタ３１は、初期値Ｇ０から終了値Ｇ１まで所定のクロックで繰り返しカウントし、カウント値Ｇを出力する回路である。具体的には、カウンタ３１は、カウント値Ｇを初期値Ｇ０（“００００００”、十進数の０）から終了値Ｇ１（“１１１１１１”、十進数の６３）まで、クロック供給部１０ｒから供給されるクロックＣＬＫｒに基づいて、カウントアップする６ビットのアップカウンタ回路である。ここでは、初期値Ｇ０および終了値Ｇ１は、カウンタ３１の段数で決まる固定値となっているが、外部（マイコン２等）から設定可能であってもよい。なお、（Ｇ１−Ｇ０）を変更することにより、ＯＮ／ＯＦＦ信号の発生周期（図２のＴｒ）を変更することができる。

また、カウンタ３１は、外部からのカウント制御信号に基づいて動作する。具体的には、カウント制御信号がＯＮのときにはカウント動作を実行し、ＯＦＦのときにはカウント値Ｇを初期値Ｇ０にリセットしてカウント動作を停止させる。

点灯レジスタ３２は、図２の点灯開始位置ｔｉｒを規定する点灯開始値Ｇｉを保持する。この点灯レジスタ３２の点灯開始値Ｇｉは、適宜、マイコン２により設定される。

消灯レジスタ３３は、図２の消灯開始位置ｔｏｒを規定する消灯開始値Ｇｏを保持する。この消灯レジスタ３３の消灯開始値Ｇｏは、適宜、マイコン２により設定される。

比較回路３４は、カウンタ３１のカウント値Ｇが点灯レジスタ３２に設定されている点灯開始値Ｇｉと一致したときに、ＯＮ信号（点灯開始信号）を出力し、カウント値Ｇが消灯レジスタ３３に設定されている消灯開始値Ｇｏと一致したときに、ＯＦＦ信号（消灯開始信号）を出力する回路である。

図１１に、比較回路３４の一例を示す。図１１において、比較回路３４は、コンパレータ３４ａ、コンパレータ３４ｂ、およびフリップフロップ３４ｃにより構成されている。コンパレータ３４ａは、カウント値Ｇと点灯開始値Ｇｉとを比較し、両者が一致する場合には出力が“Ｈ”レベルとなり、一致しない場合には出力が“Ｌ”レベルになる。コンパレータ３４ｂは、カウント値Ｇと消灯開始値Ｇｏとを比較し、両者が一致する場合には出力が“Ｈ”レベルとなり、一致しない場合には出力が“Ｌ”レベルになる。

コンパレータ３４ａの出力は、フリップフロップ３４ｃのセット入力Ｓに供給され、コンパレータ３４ｂの出力は、フリップフロップ３４ｃのリセット入力Ｒに供給される。このフリップフロップ３４ｃは、セット入力Ｓに“Ｈ”レベルが入力された場合に“Ｈ”レベルにセットされ、ＯＮ信号（点灯開始信号）を出力する。また、リセット入力Ｒに“Ｈ”レベルが入力された場合に“Ｌ”レベルにリセットされ、ＯＦＦ信号（消灯開始信号）を出力する。

図１２は、自動信号発生部３０ｒの動作を示すタイムチャートである。図１２において、（ａ）〜（ｆ）には、カウント制御信号、カウント値Ｇ、コンパレータ３４ａの出力信号、コンパレータ３４ｂの出力信号、フリップフロップ３４ｃの出力信号、および駆動電流制御部２０ｒのカウンタ２１のカウント値Ｃ、の変化の様子が示されている。

図１２において、カウント制御信号がＯＦＦからＯＮに切り換わると、カウンタ３１はカウント値Ｇのカウントアップを開始する。カウント値Ｇが増加し点灯開始値Ｇｉに到達すると、コンパレータ３４ａの出力が“Ｈ”レベルとなり、フリップフロップ３４ｃが“Ｈ”レベルにセットされる。これにより、カウンタ２１によるカウント値Ｃのカウントアップが開始し、ＬＥＤ１ｒがフェードインする。

さらにカウント値Ｇが増加し消灯開始値Ｇｏに到達すると、コンパレータ３４ｂの出力が“Ｈ”レベルとなり、フリップフロップ３４ｃが“Ｌ”レベルにリセットされる。これにより、カウンタ２１によるカウント値Ｃのカウントダウンが開始し、ＬＥＤ１ｒがフェードアウトする。

以上のとおり、本実施の形態では、駆動電流制御部２０は、外部から点灯開始信号が供給された場合、駆動電流を徐々に増加させ、ＬＥＤ１を消灯状態から徐々に明るくして所定の点灯状態にし、外部から消灯開始信号が供給された場合、駆動電流を徐々に減少させ、ＬＥＤ１を所定の点灯状態から徐々に暗くして消灯状態にする。自動信号発生部３０は、初期値Ｇ０から終了値Ｇ１まで所定のクロックで繰り返しカウントし、このカウント値Ｇが点灯開始値Ｇｉと一致したときに点灯開始信号を発生させ、カウント値Ｇが消灯開始値Ｇｏと一致したときに消灯開始信号を発生させる。このため、本実施の形態によれば、簡易な構成で、フェードインおよびフェードアウトを自動的に繰り返し行うことが可能となる。

また、駆動電流制御部２０は、外部からの信号に応じて、カウント値Ｃをカウントアップまたはカウントダウンし、このカウント値Ｃに応じた大きさの駆動電流をＬＥＤ１に供給する。このため、本実施の形態によれば、簡易な構成で、フェードインおよびフェードアウトを実現することができる。

さらに、ＬＥＤ１は、それぞれ発光色が異なる複数のＬＥＤ１ｒ、１ｇ、１ｂからなり、ＬＥＤ駆動回路１００は、複数のＬＥＤ１の各々について、駆動電流制御部２０と自動信号発生部３０とを備える。この構成において、点灯開始値および消灯開始値がＬＥＤ毎に設定可能であるので、フェードインやフェードアウトの時期をＬＥＤ毎にずらすことができ、単色から徐々に中間色に遷移させたり、中間色から徐々に単色に遷移させたりすることができ、高度な視覚効果を得ることができる。

［第２の実施の形態］
本実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路は、上記第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１００と殆ど同じであるが、自動信号発生部および外部から点灯開始信号および消灯開始信号の供給を受け、自動信号発生部からの信号と外部からの信号とのうち一方または両方を、駆動電流制御部に供給する回路を備えることを特徴とする。以下、本実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路について説明するが、第１の実施の形態と共通する部分については、同一の符号を用い、説明を省略することとする。

図１３は、第２の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２００の構成を示す回路ブロック図である。なお、図１３では、ＧＬＥＤ駆動回路２００ｒおよびＢＬＥＤ駆動回路２００ｂは、省略されている。

本実施の形態では、ＲＬＥＤ駆動回路２００ｒは、クロック供給部１０ｒ（図１３では図示省略）、駆動電流制御部２０ｒ、自動信号発生部３０ｒの他に、レジスタ２０１ｒと、ＯＲ回路２０２ｒと、ＡＮＤ回路２０３ｒと、を備えている。以下、ＲＬＥＤ駆動回路２００ｒについて説明する。

レジスタ２０１ｒは、マイコン２から供給されるＯＮ／ＯＦＦ信号を保持する。ＯＲ回路２０２ｒは、レジスタ２０１ｒの出力信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）と自動信号発生部３０ｒの出力信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）とを入力とし、これらの論理和を出力する。すなわち、ＯＲ回路２０２ｒは、少なくとも一つの信号がＯＮ信号であればＯＮ信号を出力し、両信号ともＯＦＦ信号であればＯＦＦ信号を出力する。ＡＮＤ回路２０３ｒは、ＯＲ回路２０２ｒの出力信号と、マイコン２から出力される点灯制御信号とを入力とし、これらの論理積を出力する。すなわち、ＡＮＤ回路２０３ｒは、点灯制御信号がＯＮであれば、ＯＲ回路２０２ｒの出力信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）を通過させ、駆動電流制御部２０ｒに供給する。一方、点灯制御信号がＯＦＦであれば、ＯＲ回路２０２ｒの出力信号に関わらず、常にＯＦＦ信号を駆動電流制御部２０ｒに供給する。

以上のとおり、本実施の形態では、ＯＲ回路２０２ｒにより、自動信号発生部３０およびマイコン２からＯＮ信号およびＯＦＦ信号の供給を受け、自動信号発生部３０からの信号とマイコン２からの信号との論理和を駆動電流制御部２０ｒに供給する。このため、本実施の形態によれば、ＬＥＤ駆動回路２００は、自動信号発生部３０のＯＮ／ＯＦＦ信号によりフェードイン／フェードアウトを自動的に繰り返すこともできるし、外部からのＯＮ／ＯＦＦ信号に応じてフェードイン／フェードアウトを実行することもできる。言い換えると、マイコン２は、ＬＥＤ駆動回路２００に、フェードイン／フェードアウトを自動的に繰り返させることもできるし、ＯＮ／ＯＦＦ信号を直接供給することによってフェードイン／フェードアウトを所望のタイミングで実行させることもできる。

また、本実施の形態によれば、ＡＮＤ回路２０３ｒにより、ＯＲ回路２０２ｒの出力信号と点灯制御信号との論理積を駆動電流制御部２０に出力するので、点灯制御信号をＯＦＦにすることにより、自動信号発生部３０や外部からのＯＮ／ＯＦＦ信号を無効化し、強制的にＬＥＤ１を消灯状態にすることができる。

なお、自動信号発生部３０のＯＮ／ＯＦＦ信号と外部からのＯＮ／ＯＦＦ信号との両方に基づいてフェードイン／フェードアウトを行うための構成は、図１３に示される構成に限定されず、様々なバリエーションが考えられる。その一例を図１４に示す。

図１４において、レジスタ３０１ｒは、マイコン２から供給されるＯＮ／ＯＦＦ信号を保持する。レジスタ３０２ｒは、マイコン２から供給される選択信号を保持する。選択回路３０３ｒは、レジスタ３０２ｒの出力信号に基づいて、自動信号発生部３０ｒの出力信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）およびレジスタ３０１ｒの出力信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）のうち一方の出力信号を選択して、駆動電流制御部２０ｒに供給する。例えば、選択回路３０３ｒは、レジスタ３０２ｒの出力が“Ｈ”であれば自動信号発生部３０ｒの出力信号を選択出力し、レジスタ３０２ｒの出力が“Ｌ”であればレジスタ３０１ｒの出力信号を選択出力する。

図１４に示されるＬＥＤ駆動回路３００によれば、自動信号発生部３０のＯＮ／ＯＦＦ信号およびマイコン２からのＯＮ／ＯＦＦ信号のうち一方の信号を、選択的に駆動電流制御部２０に供給することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明が上記の実施の形態に限定されないことは言うまでもない。

例えば、本発明に係るＬＥＤ駆動回路は、携帯電話やＰＨＳ以外においても適用可能である。また、ＬＥＤの発光色は、上記のＲＧＢに限定されない。また、ＬＥＤの個数は、３つに限られず、１つであっても４つ以上であっても構わない。また、本実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路は、ＬＥＤの駆動に好適に利用されるが、ＬＥＤ以外の発光素子にも適用可能である。この場合、駆動電流制御部と自動信号発生部とにより、発光素子駆動回路が構成される。

また、上記の実施の形態では、複数のＬＥＤの各々について、クロック供給部、駆動電流制御部、自動信号発生部等が別々に設けられているが、適宜各色間で回路が共有されてもよい。例えば、図２に示される周期Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂを互いに同じにする場合、クロック供給部１０およびカウンタ３１については、ＲＧＢ毎に設ける必要はなく、１つの回路をＲＧＢ間で共有することができる。

また、上記の実施の形態では、ＬＥＤの駆動電流の波形を画定する各種パラメータに対応するデータは、外部から設定可能となっているが、適宜、これらのデータの一部または全部を固定値としてもよい。

また、駆動電流制御部および自動信号発生部に供給されるクロックをそれぞれマイコンから直接供給する場合や、同一周波数とする場合等においては、クロック供給部は省略可能である。

第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路の全体構成を示す回路ブロック図である。第１の実施の形態における駆動電流の変化パターンの一例を示す図である。クロック供給部の構成を示す回路ブロック図である。駆動電流制御部の構成を示す回路ブロック図である。駆動電流制御部の動作を示すタイムチャートである。構成例１に係る駆動電流制御部の回路ブロック図である。構成例２に係る駆動電流制御部の回路ブロック図である。構成例３に係る駆動電流制御部の回路ブロック図である。構成例４に係る駆動電流制御部の回路ブロック図である。自動信号発生部の構成を示す回路ブロック図である。比較回路の一例を示す図である。自動信号発生部の動作を示すタイムチャートである。第２の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路の構成を示す回路ブロック図である。第２の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路の他の一例を示す回路ブロック図である。

符号の説明

１ＬＥＤ、２マイコン、１０クロック供給部、１１〜１３レジスタ、１４クロック生成回路、２０駆動電流制御部、２１カウンタ（第２のカウンタ）、２２信号変換回路、２３信号生成回路、２４駆動回路、２５レジスタ、３０自動信号発生部、３１カウンタ（第１のカウンタ）、３２点灯レジスタ、３３消灯レジスタ、３４比較回路、１００，２００，３００ＬＥＤ駆動回路、２０１レジスタ、２０２ＯＲ回路、２０３ＡＮＤ回路、３０１，３０２レジスタ、３０３選択回路。

Claims

ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路であって、
外部から点灯開始信号が供給された場合、前記ＬＥＤに供給される駆動電流を徐々に増加させ、前記ＬＥＤを消灯状態から徐々に明るくして所定の点灯状態にし、外部から消灯開始信号が供給された場合、前記ＬＥＤに供給される駆動電流を徐々に減少させ、前記ＬＥＤを所定の点灯状態から徐々に暗くして消灯状態にする駆動電流制御部と、
前記点灯開始信号および前記消灯開始信号を自動的に発生させ、これらの信号を前記駆動電流制御部に供給する自動信号発生部と、
を備え、
前記自動信号発生部は、
初期値から終了値まで所定のクロックで繰り返しカウントし、第１のカウント値を出力する第１のカウンタと、
点灯開始値が設定される点灯レジスタと、
消灯開始値が設定される消灯レジスタと、
前記第１のカウント値が前記点灯レジスタに設定されている点灯開始値と一致したときに、前記点灯開始信号を前記駆動電流制御部に供給し、前記第１のカウント値が前記消灯レジスタに設定されている消灯開始値と一致したときに、前記消灯開始信号を前記駆動電流制御部に供給する比較回路と、
を有する、
ことを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路であって、
前記駆動電流制御部は、
外部からの信号に応じて、所定のクロックでカウントアップまたはカウントダウンし、第２のカウント値を出力する第２のカウンタと、
当該第２のカウンタの第２のカウント値に応じた大きさの駆動電流を、前記ＬＥＤに供給する駆動電流供給回路と、
を有し、
前記第２のカウンタは、
前記点灯開始信号が供給された場合、消灯状態に対応するカウント値から所定のカウント値までカウントし、
前記消灯開始信号が供給された場合、前記所定のカウント値から前記消灯状態に対応するカウント値までカウントする、
ことを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
請求項１または２に記載のＬＥＤ駆動回路であって、
前記ＬＥＤは、それぞれ発光色が異なる複数のＬＥＤからなり、
当該複数のＬＥＤの各々について、前記駆動電流制御部と前記自動信号発生部とを備え、
前記点灯開始値および消灯開始値が、前記ＬＥＤ毎に設定可能であることを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動回路であって、
前記自動信号発生部および外部から点灯開始信号および消灯開始信号の供給を受け、前記自動信号発生部からの信号と前記外部からの信号とのうち一方または両方を、前記駆動電流制御部に供給する回路を備えることを特徴とするＬＥＤ駆動回路。