JP2007220928A - 発光素子駆動回路及びそれを備えた携帯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子に対して異なる電流値の定電流を切り替えて供給する発光素子駆動回路及び携帯装置において、消費電力を低減すること。
【解決手段】基準電圧に応じた電圧を生成し、発光素子の一端へ生成した電圧を供給する電源回路と、発光素子の他端に接続され、発光素子を定電流で駆動する定電流回路と、定電流回路の電流値を設定する電流値設定回路と、設定された電流値に応じた基準電圧を生成する基準電圧生成回路とを備えた。また、基準電圧生成回路は、電流値と、この電流値に応じた基準電圧を生成するための情報とを電流値ごとに関連づけたテーブルを記憶する記憶部を備え、このテーブルに基づいて、定電流回路の電流値に応じた基準電圧を生成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光素子駆動回路及びそれを備えた携帯装置に関する。

従来より、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの発光素子は、表示素子や照明用として様々な用途に用いられている。たとえば、携帯電話などの携帯装置においては、着信表示、充電中表示などの各種状態の報知手段として、またＬＣＤなどの表示器の照明用光源として用いられており、これらの発光素子は発光素子駆動回路によって駆動される。

特許文献１には、携帯電話などにおいて、発光素子としてのダイオードを駆動する従来の発光素子駆動回路が開示（特許文献１の図４参照）されており、この従来の発光素子駆動回路100は、図７に示すように、制御回路101と、昇圧回路102と、定電流回路として動作するトランジスタＴ100とを有している。そして、この発光素子駆動回路100によって、発光素子Ｄ100が駆動される。

すなわち、発光素子駆動回路100は、リチウム電池などの電池電圧Ｖddを昇圧回路102によって高電圧の駆動電圧Ｖoutに昇圧するように制御回路101によって制御され、このように昇圧された駆動電圧Ｖoutが発光素子Ｄ100の一端（アノード）に印加される。一方、発光素子Ｄ100の他端（カソード）は、トランジスタＴ100に接続されており、このトランジスタＴ100がオン状態となることによって、発光素子Ｄ100に定電流が流れ、発光素子Ｄ100が駆動される。

また、制御回路101は、駆動電圧Ｖoutの電圧値Ｖdetを検出してフィードバックし、制御回路101において、この駆動電圧Ｖoutが一定値となるように、昇圧回路102を制御する。

また、携帯電話などのように電池を駆動源として動作する携帯装置においては、携帯装置内部で消費する電力を低減して動作時間をできるだけ長くすることが望ましい。そこで、従来の発光素子駆動回路においては、駆動する発光素子にあわせた必要最小限度の駆動電圧Ｖoutを昇圧回路から出力するように制御するものがあり、このような構成にすることにより、定電流回路にかかる電圧を低減し、定電流回路で生じる消費電力を低減している。

たとえば、図８に示すように、発光素子Ｄ200を接続する駆動端子ＶＬＥＤの電圧が一定になるように昇圧回路201の出力電圧Ｖoutを出力するように構成しているものがある。

すなわち、発光素子Ｄ200の一端（アノード）を昇圧回路201の出力電圧Ｖoutが印加される電源端子ＶＯＵＴに接続すると共に、その他端（カソード）を定電流回路202に接続し、定電流回路202を動作させて発光素子Ｄ200を駆動したときに駆動端子ＶＬＥＤに生じる電圧を検出して、この駆動端子ＶＬＥＤの電圧が定電流回路202におけるＮチャンネル型トランジスタＮ200が飽和領域で動作するのに必要な電圧値となるように昇圧回路201の出力電圧Ｖoutを調整している。

このように、定電流回路202におけるＮチャンネル型トランジスタＮ200が飽和領域で動作するのに必要な電圧値となるように昇圧回路201の出力電圧Ｖoutを調整することによって、定電流回路202において消費する電力を低減している。
特開２００３−３３２６２４号公報

ところで、近年、携帯装置においては、上記発光素子は、上述のように各種状態の報知手段として、またＬＣＤ表示器等の照明用の光源として用いられており、発光素子の発光量を変えて種々の報知を行なったり、ＬＣＤ表示器等の照明強度を調整するものが開発されてきている。そして、このような携帯装置における発光素子駆動回路は、発光素子へ供給する定電流の電流値を可変に設定できるように構成されている。

ところが、従来の携帯装置における発光素子駆動回路は、発光素子に供給する電流が最大値のときにでもＮチャンネル型トランジスタＮ200が飽和状態で駆動することができる電圧値となるように駆動端子の電圧ＶＬＥＤが設定されていた。すなわち、発光素子に供給する定電流の電流値にかかわらず、駆動端子の電圧ＶＬＥＤは常に一定の電圧となるように制御されていた。そのため、定電流回路で消費する電力を十分に低減することができなかった。

たとえば、Ｎチャンネル型トランジスタＮ200のＶ−Ｉ特性（ドレイン−ソース間電圧ＶＬＥＤとドレイン電流ＩＤとの関係）がたとえば図９に示すように特性であるとし、発光素子Ｄ200に供給する電流をＩ１（電流小）、Ｉ２（電流中）、Ｉ３（電流大）であるとすると、発光素子に電流値Ｉ３の定電流を供給したときにＮチャンネル型トランジスタＮ200が飽和領域で駆動するように図９におけるＡ３ポイントを選択、すなわち端子電圧ＶＬＥＤをＶ３に設定しているため、発光素子に電流値Ｉ１の定電流を供給するときに最小限必要な端子電圧ＶＬＥＤであるＶ１よりもΔＶ大きいＶ３の電圧がトランジスタＮ200に印加されることになり、発光素子に電流値Ｉ３の電流を供給したときに、Ｎチャンネル型トランジスタＮ200はΔＶ×Ｉ３（Ｗ）の電力を余計に消費してしまうことになる。

そこで、本発明は、発光素子に対して異なる電流値の定電流を切り替えて供給する発光素子駆動回路及び携帯装置において、消費電力を低減することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、少なくとも１以上の発光素子を駆動する発光素子駆動回路において、基準電圧に応じた電圧を生成し、前記発光素子の一端へ前記生成した電圧を供給する電源回路と、前記発光素子の他端に接続され、前記発光素子を定電流で駆動する定電流回路と、前記定電流回路の電流値を設定する電流値設定回路と、前記設定された電流値に応じた前記基準電圧を生成する基準電圧生成回路とを備えたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記基準電圧生成回路は、前記電流値設定回路により設定される電流値と、この電流値に応じた基準電圧を生成するための情報とを、前記電流値ごとに関連づけたテーブルを記憶する記憶部を備え、前記テーブルに基づいて、前記定電流回路の電流値に応じた前記基準電圧を生成することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記電源回路は、前記基準電圧生成回路から出力される前記基準電圧と、前記発光素子の他端で検出される電圧値とに基づいて、前記発光素子へ供給する電圧を生成することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、電源電圧源として電池を有する携帯装置において、前記電源電圧源から基準電圧に応じた電圧を生成し、前記発光素子の一端へ前記生成した電圧を供給する電源回路と、前記発光素子の他端に接続され、前記発光素子を定電流で駆動する定電流回路と、前記定電流回路の電流値を設定する電流値設定回路と、前記設定された電流値に応じた基準電圧を生成する基準電圧生成回路とを備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、少なくとも１以上の発光素子を駆動する発光素子駆動回路において、基準電圧に応じた電圧を生成し、前記発光素子の一端へ前記生成した電圧を供給する電源回路と、前記発光素子の他端に接続され、前記発光素子を定電流で駆動する定電流回路と、前記定電流回路の電流値を設定する電流値設定回路と、前記設定された電流値に応じた前記基準電圧を生成する基準電圧生成回路とを備えたので、発光素子に供給する定電流の電流値に応じて発光素子へ供給する電圧を調整することができ、したがって、定電流回路の消費電力を低減することができる。また、電流値設定回路をレジスタで構成すれば、その構成も複雑にならずにすむ。

また、請求項２に記載の発明によれば、前記基準電圧生成回路は、前記電流値設定回路により設定される電流値と、この電流値に応じた基準電圧を生成するための情報とを、前記電流値ごとに関連づけたテーブルを記憶する記憶部を備え、前記テーブルに基づいて、前記定電流回路の電流値に応じた基準電圧を生成するので、予め記憶部に記憶したテーブルに基づいて発光素子へ供給する電圧を調整することができ、定電流回路の消費電力を低減する構成を簡易なものにすることができる。さらに、発光素子駆動回路を製造した後に、定電流回路のトランジスタの特性を測定し、測定結果に応じたテーブルを記憶させることができるようにすることにより、定電流回路における消費電力の低減をより適切に行うことができると共に、発光素子を安定して駆動させることが可能となる。

また、請求項３に記載の発明によれば、前記電源回路は、前記基準電圧生成回路から出力される前記基準電圧と、前記発光素子の他端で検出される電圧値とに基づいて、前記発光素子へ供給する電圧を生成するので、電源回路の構成を簡易なものにすることができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、電源電圧源として電池を有する携帯装置において、前記電源電圧源から基準電圧に応じた電圧を生成し、前記発光素子の一端へ前記生成した電圧を供給する電源回路と、前記発光素子の他端に接続され、前記発光素子を定電流で駆動する定電流回路と、前記定電流回路の電流値を設定する電流値設定回路と、前記定設定された電流値に応じた基準電圧を生成する基準電圧生成回路とを備えたので、発光素子に供給する定電流の電流値に応じて発光素子へ供給する電圧を調整することができ、したがって、定電流回路の消費電力を低減することができる。また、電流値設定回路をレジスタで構成すれば、その構成も複雑にならずにすむ。

本実施形態における発光素子駆動回路及び携帯装置は、発光ダイオードなどの発光素子を少なくとも１以上駆動するものであり、基準電圧に応じた電圧を生成し、発光素子の一端へ前記生成した電圧を供給する電源回路と、発光素子の他端に接続され、発光素子を定電流で駆動する定電流回路と、定電流回路の電流値を設定する電流値設定回路とを備えている。

しかも、電流値設定回路によって設定された電流値に応じた基準電圧を生成する基準電圧生成回路を備えている。

その結果、発光素子に供給する定電流の電流値に応じて発光素子へ供給する電圧を調整することができ、したがって、定電流回路の消費電力を低減することができる。また、電流値設定回路をレジスタで構成すれば、その構成も複雑にならずにすむ。

なお、電源電圧源として電池を有する携帯装置においては、電源電圧源が所定電圧よりも低いときにこの電源電圧源の電圧を昇圧して発光素子へ供給し、電源電圧源が所定電圧以上のときに電源電圧源の電圧を発光素子へ供給するようにするようにすることもできる。これにより、電源回路で電圧を変換する際に生じる電力の消費を低減することができる。

また、基準電圧生成回路は、電流値とこの電流値に応じた基準電圧を生成するための情報とを電流値ごとに関連づけたテーブルを記憶する記憶部を備えている。

そして、上記テーブルに基づいて、定電流回路の電流値に応じた基準電圧を生成するようにしている。

その結果、予め記憶部に記憶したテーブルに基づいて発光素子へ供給する電圧を調整することができ、定電流回路の消費電力を低減する構成を簡易なものにすることができる。

しかも、発光素子駆動回路や携帯装置を製造した後に、定電流回路のトランジスタの特性を測定し、測定結果に応じたテーブルを記憶させることができるようにする構成ことにより、定電流回路における消費電力の低減をより適切に行うことができると共に、発光素子を安定して駆動させることが可能となる。

次に、本発明の実施の形態における発光素子駆動回路及びそれを備えた携帯装置について図面を参照してさらに具体的に説明する。図１は本実施形態における携帯装置の構成図、図２は本実施形態における発光素子駆動回路の構成図である。

図１に示すように、本実施形態における携帯装置１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどにより構成される制御回路２と、デジタル音声信号等をアナログ信号へ変換してスピーカ（図示せず）へ出力し、マイク（図示せず）で受信した音声アナログ信号をデジタル音声信号へ変換する等の音声処理を行う音声処理部３と、制御回路２から出力される画像データを表示するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）４と、図示しない基地局等と無線通信により制御信号や音声信号のやり取りを行う無線回路５と、携帯装置１の各操作を行うための入力装置６と、発光素子である発光ダイオードＬＥＤ１が配置されたＬＥＤ部７と、ＬＥＤ部７の発光ダイオードＬＥＤ１を駆動して発光させるための発光素子駆動回路としてのＬＥＤ駆動回路10とを備えている。

そして、ＬＥＤ駆動回路10は、制御回路２からの制御信号に基づいて、ＬＥＤ部７の発光ダイオードＬＥＤ１を駆動するように構成されている。

このＬＥＤ駆動回路10は、図２に示すように、基準電圧Ｖrefに応じた電圧を生成し、発光素子である発光ダイオードＬＥＤ１の一端（アノード）へ前記生成した電圧を供給する電源回路としての昇圧回路11と、発光ダイオードＬＥＤ１の他端（カソード）を接続し、この発光ダイオードＬＥＤ１を定電流駆動するための定電流回路12と、定電流回路12の電流値を設定するために電流値設定情報を格納する電流値設定回路であるレジスタ13と、レジスタ13に格納される電流値設定情報に応じた上記基準電圧Ｖrefを生成するための基準電圧設定情報を電流値ごとに関連付けたテーブルであるドライブ電流対ドレイン電圧テーブルを記憶した記憶部を有し、かつレジスタ13に格納された電流値に応じた基準電圧設定情報を出力する変換回路14と、変換回路14から出力される基準電圧設定情報に応じた情報（デジタル信号）をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ15とを有している。

昇圧回路11は、ＰＷＭ制御型ＤＣ−ＤＣコンバータであり、図３に示すように、発光ダイオードＬＥＤ１の他端の電圧ＶＬＥＤと基準電圧Ｖrefとを比較する第１オペアンプＯＰ10と、三角波を生成する発振器ＯＳＣ10と、第１オペアンプＯＰ10の出力信号と発振器ＯＳＣ10で生成した三角波とを比較する第２オペアンプＯＰ11と、第２オペアンプＯＰ11の出力信号に基づいた信号を生成する論理(logic)回路ＩＣ10と、論理回路ＩＣ10から出力された制御信号を増幅するドライバ回路ＤＲ10,ＤＲ11と、ドライバ回路ＤＲ10,ＤＲ11によって増幅された制御信号に基づいてそれぞれオン、オフが制御されるＰチャンネル型トランジスタＰ10，Ｎチャンネル型トランジスタＮ10と、電池ＢＡＴと、コイルＬ10と、コンデンサＣ10とから構成される。なお、本実施形態においては、昇圧回路11は、コイルＬ10、コンデンサＣ10、電池ＢＡＴをのぞき、半導体集積回路（ＩＣ）20として構成されている。

このように構成された昇圧回路11は、Ｐチャンネル型トランジスタＰ10をオフにし、Ｎチャンネル型トランジスタＮ10をオンにすることによって電池ＢＡＴの電力をコイルＬ10にチャージし、その後、Ｎチャンネル型トランジスタＮ10をオフにし、Ｐチャンネル型トランジスタＰ10をオンにすることによってコイルＬ10にチャージした電力をＰチャンネル型トランジスタＰ10のソースから出力し、コンデンサＣ10で平滑して出力電圧Ｖoutを生成するように構成されている。

また、発光ダイオードＬＥＤ１の他端の電圧ＶＬＥＤとＤ／Ａコンバータ15から出力される基準電圧Ｖrefとに基づいてＮチャンネル型トランジスタＮ10及びＰチャンネル型トランジスタのオン・オフ時間を制御し、一定の電圧を出力電圧Ｖoutとして出力するようにしている。

すなわち、電圧ＶＬＥＤと基準電圧Ｖrefと比較し、電圧ＶＬＥＤが基準電圧Ｖrefよりも低い場合には、第１オペアンプＯＰ10からの出力信号の電圧を大きくし、電圧ＶＬＥＤが基準電圧Ｖrefよりも高い場合には、第１オペアンプＯＰ10からの出力信号の電圧を小さくする。

第２オペアンプＯＰ11は、第１オペアンプＯＰ10からの出力信号の電圧が発振器ＯＳＣ10から出力される三角波の電圧よりも大きい電圧のときにＨｉｇｈレベルの電圧を、小さいときにＬｏｗレベルの信号を出力することによって生成されるパルス信号を論理回路ＩＣ10へ出力する。

そして、第２オペアンプＯＰ11は、第１オペアンプＯＰ10からの出力信号の電圧が大きいときには、パルス幅（Ｈｉｇｈレベルの電圧の期間）が大きいパルス信号を出力し、小さいときにはパルス幅が小さいパルス信号を出力する。

論理回路ＩＣ10は、第２オペアンプＯＰ11から出力されるパルス信号のパルス幅が大きいときには、Ｎチャンネル型トランジスタＮ10のオン時間及びＰチャンネル型トランジスタＰ10のオフ時間を長くして、コイルＬ10の電力チャージ量を多くするように、ドライバ回路ＤＲ10，ＤＲ11を駆動する。また、第２オペアンプＯＰ11から出力されるパルス信号のパルス幅が小さいときには、Ｎチャンネル型トランジスタＮ10のオン時間及びＰチャンネル型トランジスタＰ10のオフ時間を短くして、コイルＬ10の単位時間あたりの電力チャージ量を小さくするようにドライバ回路ＤＲ10，ＤＲ11を駆動する。

また、第１及び第２オペアンプＯＰ10，ＯＰ11、発振器ＯＳＣ10、論理回路ＩＣ10、及びドライバ回路ＤＲ10，ＤＲ11は、ＬＥＤ駆動回路10内の制御部（図示せず）によって、動作停止状態に制御可能に構成されており、これらが動作停止状態となったとき、ＬＥＤ駆動回路10を低消費電力モードに移行することができる。

また、ＬＥＤ駆動回路10の制御部は、電池ＢＡＴの電圧Ｖbatを検出する機能を有しており、電圧Ｖbatが所定電圧以上のときには、第１及び第２オペアンプＯＰ10，ＯＰ11、発振器ＯＳＣ10を動作停止状態にし、論理回路ＩＣ10を制御して、Ｐチャンネル型トランジスタＰ10がオンになるようにドライバ回路ＤＲ10を駆動すると共に、Ｎチャンネル型トランジスタＮ10がオフとなるようにドライバ回路ＤＲ11を駆動し、電池ＢＡＴの電圧ＶbatをＰチャンネル型トランジスタＰ10を介して出力電圧Ｖoutとして出力する。一方、ＬＥＤ駆動回路10の制御部は、電圧Ｖbatが所定電圧より低いときには、各回路を動作状態にして、電池ＢＡＴの電圧Ｖbatを基準電圧Ｖrefに応じた電圧に昇圧して出力電圧Ｖoutとして出力する。

定電流回路12は、定電流源16と、Ｐチャンネル型トランジスタＰ１，Ｐ２と、Ｎチャンネル型トランジスタＮ１，Ｎ２と、オペアンプＯＰ１とから構成される。

Ｐチャンネル型トランジスタＰ２のソースは電池電圧Ｖbatに接続され、そのドレインは定電流源16に接続される。また、Ｐチャンネル型トランジスタＰ２のゲートはそのドレインに接続されると共に、Ｐチャンネル型トランジスタＰ１のゲートに接続される。また、Ｐチャンネル型トランジスタＰ１のソースは電池電圧Ｖbatに接続され、そのドレインはＮチャンネル型トランジスタＮ２のドレインに接続される。したがって、Ｐチャンネル型トランジスタＰ１，Ｐ２によってミラー回路が構成され、定電流源16によってＰチャンネル型トランジスタＰ２に流れる電流と同じ電流がＰチャンネル型トランジスタＰ１に流れる。

また、Ｎチャンネル型トランジスタＮ２のゲートは、Ｎチャンネル型トランジスタＮ１のゲートに接続されており、そのソースはグランド電位に接続されている。また、Ｎチャンネル型トランジスタＮ１のソースも同様にグランド電位に接続されている。また、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子にはＰチャンネル型トランジスタＰ１のドレインが接続され、その反転入力端子には、発光ダイオードＬＥＤ１のカソードに接続される駆動端子に接続されており、Ｐチャンネル型トランジスタＰ１のドレイン電圧と駆動端子の電圧ＶＬＥＤとの比較結果がオペアンプＯＰ１の出力端子から出力される。

オペアンプＯＰ１の出力は、Ｎチャンネル型トランジスタＮ１，Ｎ２のゲートに接続されており、オペアンプＯＰ１の出力に基づいてＮチャンネル型トランジスタＮ１，Ｎ２を駆動するように構成されている。

すなわち、定電流源16の電流値ＩａでＰチャンネル型トランジスタＰ２に定電流が供給され、Ｐチャンネル型トランジスタＰ２とカレントミラー回路を構成するＰチャンネル型トランジスタＰ１にＰチャンネル型トランジスタＰ２と同じ電流値Ｉａの定電流が流れる。Ｐチャンネル型トランジスタＰ１からＮチャンネル型トランジスタＮ２に電流値Ｉａの定電流が流れると、Ｎチャンネル型トランジスタＮ２のドレインにその電流に応じた電圧が発生し、Ｎ型チャンネル型トランジスタＮ１のドレインの電圧がＮチャンネル型トランジスタＮ２のソースの電圧と同一になるように、オペアンプＯＰ１が駆動する。そのため、定電流源16の電流値Ｉａと略同一の電流がＮ型チャンネル型トランジスタＮ１に流れることになる。

なお、定電流回路12において、消費電力を低減するためには、定電流源の電流値を小さくし、各トランジスタＰ１，Ｐ２，Ｎ２の消費電力を低減することが望ましい。そこで、上述のように各トランジスタＰ１，Ｐ２，Ｎ２に同じ電流を流すのではなく、Ｐチャンネル型トランジスタＰ２に供給される電流の数倍の電流をＰチャンネル型トランジスタＰ１に流すように、さらに、Ｎチャンネル型トランジスタＮ２に供給される電流の数倍の電流をＮチャンネル型トランジスタＮ１に流すように、トランジスタＰ１，Ｐ２，Ｎ１，Ｎ２を構成して、最終的にＮチャンネル型トランジスタＮ１に電流値Ｉａを流すようにすることが望ましい。

ところで、定電流源16は、電流値Ｉａを複数の異なる電流値に切り替えることが可能に構成されており、本実施形態においては、Ｉ１（たとえば、３ｍＡ），Ｉ２（たとえば、５ｍＡ），Ｉ３（たとえば、８ｍＡ）（Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３）の３つの電流値Ｉａに切り替えることができるように構成されている。したがって、ＬＥＤ駆動回路10は、Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３のいずれかの電流値Ｉａで発光ダイオードＬＥＤ１を駆動することができる。

定電流源16の電流値Ｉａの切り替えは、制御回路２から電流値設定情報の信号を駆動電流設定端子に入力することによって行われる。すなわち、制御回路２から入力された電流値設定情報は、電流値設定回路であるレジスタ13に入力され、レジスタ13に設定される。

ここで、レジスタ13に設定される電流値設定情報は、３ビットの情報であるとし、Ｉ１のとき００１、Ｉ２のとき０１０、Ｉ３のとき１００であるものとする。

このようにレジスタ13に電流値設定情報が設定されると、この電流値設定情報がレジスタ13から定電流源16に出力され、電流値設定情報に基づいた電流値で定電流源16が動作する。たとえば、レジスタ13に設定される電流値設定情報が０１０のときには、定電流源16は電流値Ｉ２で動作する。

また、電流値設定情報はレジスタ13から変換回路14へも出力される。変換回路14は、図４に示すような３ビットの電流値設定情報ごとに８ビットの基準電圧設定情報を関連付けた変換テーブルを有している。たとえば、電流値設定情報が電流値Ｉ１で定電流源16を駆動するための「００１」である場合には、電流値Ｉ１に応じて調整すべき基準電圧ＶrefをＶ１とするための基準電圧設定情報「００００１１００」が、電流値設定情報が電流値Ｉ２で定電流源16を駆動するための「０１０」である場合には、電流値Ｉ２に応じて調整すべき基準電圧ＶrefをＶ２とするための基準電圧設定情報「００００１１１１」が、電流値設定情報が電流値Ｉ３で定電流源16を駆動するための「１００」である場合には、電流値Ｉ３に応じて調整すべき基準電圧ＶrefをＶ３とするための基準電圧設定情報「０００１００１０」が、それぞれ関連付けて記憶される。

そして、変換回路14はレジスタ13から出力される電流値設定情報に応じた基準電圧設定情報を変換テーブルから取り出して、Ｄ／Ａコンバータ15へ出力する。Ｄ／Ａコンバータ15は、デジタル信号である基準電圧設定情報をアナログ電圧へ変換し、基準電圧Ｖrefとして昇圧回路11へ出力する。たとえば、基準電圧設定情報が「００００１１００」の場合には、電圧Ｖ１がＤ／Ａコンバータ15から出力され、基準電圧設定情報が「０００１００１０」の場合には、電圧Ｖ３がＤ／Ａコンバータ15から出力される。

Ｄ／Ａコンバータ15から出力される基準電圧Ｖrefは、昇圧回路11における第１オペアンプＯＰ10の非反転入力端子へ入力され、一方、第１オペアンプＯＰ10の反転入力端子には、電圧ＶＬＥＤが入力される。そして、基準電圧Ｖrefと電圧ＶＬＥＤとが第１オペアンプＯＰ10によって比較され、Ｄ／Ａコンバータ15からの基準電圧Ｖrefが電圧ＶＬＥＤよりも高い場合には、電圧ＶＬＥＤよりも高い電圧が第１オペアンプＯＰ10から出力され、Ｄ／Ａコンバータ15からの基準電圧Ｖrefが電圧ＶＬＥＤよりも低い場合には、電圧ＶＬＥＤよりも低い電圧がオペアンプＯＰ10から出力される。電圧ＶＬＥＤよりも高い電圧が第１オペアンプＯＰ10から出力されると、昇圧回路11はその出力電圧Ｖoutを上げ、電圧ＶＬＥＤを上げる。一方、電圧ＶＬＥＤよりも低い電圧が第１オペアンプＯＰ10から出力されると、昇圧回路11はその出力電圧Ｖoutを下げ、電圧ＶＬＥＤを下げる。そして、基準電圧Ｖrefが電圧ＶＬＥＤと等しくなるように収束する。

ここで、上記変換テーブルにおける電流値設定情報と基準電圧設定情報との関係は、図５に示すように、定電流回路12のＮチャンネル型トランジスタＮ１，Ｎ２が非飽和領域に近い飽和領域で動作するような関係を有している。

たとえば、発光ダイオードＬＥＤ１を駆動する電流値ＩａがＩ１のとき、電圧ＶＬＥＤがＶ１となる基準電圧設定情報が、発光ダイオードＬＥＤ１を駆動する電流値ＩａがＩ２のとき、電圧ＶＬＥＤがＶ２となる基準電圧設定情報が、発光ダイオードＬＥＤ１を駆動する電流値ＩａがＩ３のとき、電圧ＶＬＥＤがＶ３となる基準電圧設定情報がそれぞれ関連付けられる。すなわち、電流値ＩａをＩ１に設定したときには、Ｎチャンネル型トランジスタＮ１は図５中のＡ１の位置で動作し、電流値ＩａをＩ２に設定したときには、Ｎチャンネル型トランジスタＮ１は図５中のＡ２の位置で動作し、電流値ＩａをＩ３に設定したときには、Ｎチャンネル型トランジスタＮ１は図５中のＡ３の位置で動作する。

なお、上記「非飽和領域に近い飽和領域」とは、Ｎチャンネル型トランジスタＮ１のバラツキ及び温度特性を考慮した領域であり、Ｎチャンネル型トランジスタＮ１が安定して動作することができる領域である。このような領域でＮチャンネル型トランジスタＮ１で動作させるのは、Ｎチャンネル型トランジスタＮ１が消費する電力を低減させるためである。また、Ｎチャンネル型トランジスタＮ１を非飽和領域で動作させると発光ダイオードＬＥＤ１に供給する電流値Iａが少なくなってしまい、しかもＮチャンネル型トランジスタＮ１のバラツキ及び温度特性によって安定してＮチャンネル型トランジスタＮ１を動作させることができなくなってしまうからである。

また、上記変換テーブルは、携帯装置を製造した後に、定電流回路12のＮチャンネル型トランジスタＮ１の特性を測定し、測定結果に応じた適切なテーブルを記憶させることができるようにすることにより、定電流回路12における消費電力の低減をより適切に行うことができると共に、発光ダイオードＬＥＤ１を安定して駆動させることが可能となる。

このように本実施形態のＬＥＤ駆動回路10を構成しているため、発光素子に供給する定電流に応じて発光素子へ供給する電圧を調整することができ、したがって、定電流回路の消費電力を低減することができる。

以上、本発明の実施の形態のうちいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、上記記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて、種々の変形、改良を施した他の実施形態で実施をすることができる。

たとえば、昇圧回路11を図６に示すように三角波を使用せずにロジック回路によって各トランジスタＮ20，Ｐ20〜Ｐ22を制御し、電池ＢＡＴの電池電圧Ｖbatを昇圧する昇圧回路11’を用いるようにしてもよい。

また、発光素子が複数ある場合は、定電流回路12、レジスタ13、変換回路14、Ｄ／Ａコンバータ15を複数設け、複数のＤ／Ａコンバータ15の出力のうち、もっとも基準電圧設定情報が高いＤ／Ａコンバータ15の出力を論理回路で選択し、このように選択した基準電圧設定情報を用いて昇圧回路11の出力電圧Ｖoutを調整するようにしてもよい。

また、電流値設定情報を３ビットの情報として、基準電圧設定情報を８ビットの情報として説明したが、これに限られるものではなく、適切なビット数を選択することが望ましい。

また、本実施形態においては、ＬＥＤ駆動回路は、制御回路からの制御信号に基づいて、ＬＥＤ部の発光ダイオードＬＥＤを駆動するように構成しているが、これに限られず、入力装置や通信インターフェイスなどを介して外部から入力するようにすることもできる。

本実施形態における携帯装置の構成を示す図である。 本実施形態における発光素子駆動回路の構成を示す図である。 図２の発光素子駆動回路における電源回路の構成を示す図である。 図２の発光素子駆動回路におけるテーブルの例を示す図である。 図２の発光素子駆動回路におけるトランジスタの特性を示す図である。 図２の発光素子駆動回路における他の電源回路の構成を示す図である。 従来の発光素子駆動回路の構成を示す図である。 従来の他の発光素子駆動回路の構成を示す図である。 図８の発光素子駆動回路におけるトランジスタの特性を示す図である。

符号の説明

１ 携帯装置
１０ 発光素子駆動回路
１１ 昇圧回路
１２ 定電流回路
１３ レジスタ
１４ 変換回路
１５ Ｄ／Ａコンバータ
ＯＰ１，ＯＰ２ オペアンプ
ＬＥＤ１ 発光素子

Claims (4)

1. 少なくとも１以上の発光素子を駆動する発光素子駆動回路において、
   基準電圧に応じた電圧を生成し、前記発光素子の一端へ前記生成した電圧を供給する電源回路と、
   前記発光素子の他端に接続され、前記発光素子を定電流で駆動する定電流回路と、
   前記定電流回路の電流値を設定する電流値設定回路と、
   前記設定された電流値に応じた前記基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、
   を備えたことを特徴とする発光素子駆動回路。
2. 前記基準電圧生成回路は、
   前記電流値設定回路により設定される電流値と、この電流値に応じた基準電圧を生成するための情報とを、前記電流値ごとに関連づけたテーブルを記憶する記憶部を備え、
   前記テーブルに基づいて、前記定電流回路の電流値に応じた前記基準電圧を生成することを特徴とする請求項１に記載の発光素子駆動回路。
3. 前記電源回路は、
   前記基準電圧生成回路から出力される前記基準電圧と、前記発光素子の他端で検出される電圧値とに基づいて、前記発光素子へ供給する電圧を生成することを特徴とする請求項２に記載の発光素子駆動回路。
4. 電源電圧源として電池を有する携帯装置において、
   前記電源電圧源から基準電圧に応じた電圧を生成し、前記発光素子の一端へ前記生成した電圧を供給する電源回路と、
   前記発光素子の他端に接続され、前記発光素子を定電流で駆動する定電流回路と、
   前記定電流回路の電流値を設定する電流値設定回路と、
   前記設定された電流値に応じた基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、
   を備えたことを特徴とする携帯装置。

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