JP2007242886A

JP2007242886A - 発光素子駆動回路及びそれを備えた携帯装置

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Publication number: JP2007242886A
Application number: JP2006063099A
Authority: JP
Inventors: Yoshie Nagatomo; 美枝長友; Tsutomu Ando; 努安藤; Tomonori Tsuchiyama; 智令土山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2007-09-20

Abstract

【課題】電池電圧での発光素子の駆動から昇圧電圧による発光素子の駆動へ切り替わるときでも、安定した駆動電圧を出力することができる発光素子駆動回路及び携帯装置を提供すること。
【解決手段】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、発光素子の一端へ供給する駆動電圧を生成する電源回路と、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を備え、電源回路は、駆動電圧に基づいて第１基準電圧を生成する第１基準電圧生成回路を有し、発光素子の他端電圧又はこの他端電圧に基づいた電圧を第２基準電圧とし、この第２基準電圧と第１基準電圧との比較結果に応じて前記駆動電圧を生成するように構成した。
【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、発光ダイオードなどの発光素子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、図10に示すように、従来の発光素子駆動回路100は、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に電流が供給され、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によって制御し、このように昇圧された駆動電圧Ｖoutを発光素子Ｄ100の一端（アノード）に印加する。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へ制御信号Ｃontを出力して、昇圧回路102を制御している。

ところで、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11に示すように、発光素子Ｄ200を接続する駆動端子の電圧ＶＬＥＤが一定になるように昇圧回路202の駆動電圧Ｖoutを出力するように構成しているものがある。

すなわち、発光素子駆動回路200は、リチウム電池などの電池電圧Ｖddを昇圧回路202によって高電圧の駆動電圧Ｖoutに昇圧し、このように昇圧された駆動電圧Ｖoutを発光素子Ｄ200の一端（アノード）に印加する。一方、発光素子Ｄ200の他端（カソード）は、トランジスタＴ200に接続されており、このトランジスタＴ200がオン状態となることによって、発光素子Ｄ200に定電流が流れ、発光素子Ｄ200が駆動される。制御回路201は、駆動端子の電圧ＶＬＥＤがＶdetとして入力され、この電圧Ｖdetと内部の基準電圧とを比較する。そして、この比較結果に基づいて、電圧Ｖdetが基準電圧に等しくなるように、スイッチング制御信号Ｃontが昇圧回路202に供給される。昇圧回路202は、この制御信号Ｃontに応じた高電圧の駆動電圧Ｖoutを出力する。

このように図11に示す発光素子駆動回路200においては、電流ドライバであるトランジスタＴ200が定電流動作を行うことができる程度の低い電圧になるように昇圧回路202を制御し、定電流ドライバの損失を低減している。
特開２００３−３３２６２４号公報

従来の携帯装置においては、電池電圧そのまま使用できる限り、電池電圧の昇圧を行わずに、電池電圧をそのまま出力するようにし、これにより消費電力を低減している。たとえば、図11における発光素子駆動回路200においては、駆動端子の電圧ＶＬＥＤに基づいて、昇圧回路202によって電池電圧を昇圧するのか、そのまま出力するのかを制御回路201によって決定することができる。すなわち、制御回路201は、駆動端子の電圧ＶＬＥＤをＶdetとして検出し、この電圧Ｖdetの電圧値から電池電圧の昇圧を行わなくてもよいと判定すると、トランジスタＴ201をオフにしてダイオードＤ201を介してそのまま電池電圧を出力する。そして、電池電圧が低下して、電流ドライバであるトランジスタＴ200が定電流動作を行うことができない電圧になると、電池電圧の供給から電池電圧の昇圧の供給に切り替える。

ところが、電池電圧の供給から電池電圧の昇圧の供給に切り替わったときに駆動電圧Ｖoutが過渡的に不安定となる。たとえば、昇圧動作の開始時、コイルＬ200への最初のチャージ動作の期間に駆動電圧Ｖoutが一時的に小さくなり、一方で発光素子Ｄ200、トランジスタＴ200などの回路に依存した電圧ＶＬＥＤに基づいてフィードバック動作が行われているため、駆動電圧Ｖoutが過渡的に不安定となる。しかも、駆動電圧Ｖoutが安定して出力するために時間がかかる。このように駆動電圧Ｖoutの安定制御と電圧調節制御とを電圧ＶＬＥＤに基づいて行っているため、駆動電圧Ｖoutの変動時に駆動電圧Ｖoutが過渡的に不安定となる。

そこで、本発明は、電池電圧での発光素子の駆動から昇圧電圧による発光素子の駆動へ切り替わるときでも、安定した駆動電圧を出力することができる発光素子駆動回路及び携帯装置を提供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、前記発光素子の一端へ供給する駆動電圧を生成する電源回路と、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を備え、前記電源回路は、前記駆動電圧に基づいて第１基準電圧を生成する第１基準電圧生成回路を有し、前記発光素子の他端電圧又はこの他端電圧に基づいた電圧を第２基準電圧とし、この第２基準電圧と前記第１基準電圧との比較結果に応じて前記駆動電圧を生成することを特徴とする。

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、前記発光素子の他端電圧に基づいた前記第２基準電圧を生成する第２基準電圧生成回路を備え、前記第２基準電圧生成回路は、前記発光素子の他端電圧と第１比較電圧とを比較する第１比較回路と、前記発光素子の他端電圧と前記第１比較電圧よりも高い第２比較電圧とを比較する第２比較回路と、前記第１比較回路の比較結果及び前記第２比較回路の比較結果に応じた前記第２基準電圧を出力する基準電圧出力回路とを有し、前記基準電圧出力回路は、前記発光素子の他端電圧が第１比較電圧よりも低いときには前記第２基準電圧を上げ、前記発光素子の他端電圧が第２比較電圧よりも高いときには前記第２基準電圧を下げて出力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、前記第１比較回路からの出力を遅延させて前記基準電圧出力回路へ出力する第１遅延回路と、前記第２比較回路からの出力を遅延させて前記基準電圧出力回路へ出力する第２遅延回路とを備えたことを特徴とする。

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、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を備え、前記発光素子駆動回路は、前記発光素子の一端へ供給する駆動電圧を前記電源電圧源から生成する電源回路と、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、を有し、前記電源回路は、前記駆動電圧に基づいて第１基準電圧を生成する第１基準電圧生成回路を有し、前記発光素子の他端電圧又はこの他端電圧に基づいた電圧を第２基準電圧とし、この第２基準電圧と前記第１基準電圧との比較結果に応じて前記駆動電圧を生成することを特徴とする。

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、前記発光素子の一端へ供給する駆動電圧を生成する電源回路と、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を備え、前記電源回路は、前記駆動電圧に基づいて第１基準電圧を生成する第１基準電圧生成回路を有し、前記発光素子の他端電圧又はこの他端電圧に基づいた電圧を第２基準電圧とし、この第２基準電圧と前記第１基準電圧との比較結果に応じて前記駆動電圧を生成するので、駆動電圧を安定して発光素子へ出力することができる。特に、電池電圧での発光素子の駆動から昇圧電圧による発光素子の駆動へ切り替わるときでも、安定した駆動電圧を出力することができる。すなわち、発光素子の他端電圧によるフィードバック制御に加え、駆動電圧を直接電源回路へ帰還させることにより駆動電圧のフィードバック制御を行うため、駆動電圧の出力を可及的に安定させることができるのである。

また、請求項２に記載の発明によれば、前記発光素子の他端電圧に基づいた前記第２基準電圧を生成する第２基準電圧生成回路を備え、前記第２基準電圧生成回路は、前記発光素子の他端電圧と第１比較電圧とを比較する第１比較回路と、前記発光素子の他端電圧と前記第１比較電圧よりも高い第２比較電圧とを比較する第２比較回路と、前記第１比較回路の比較結果及び前記第２比較回路の比較結果に応じた前記第２基準電圧を出力する基準電圧出力回路とを有し、前記基準電圧出力回路は、前記発光素子の他端電圧が第１比較電圧よりも低いときには前記第２基準電圧を上げ、前記発光素子の他端電圧が第２比較電圧よりも高いときには前記第２基準電圧を下げて出力するので、ヒステリシス特性を持った帰還回路の機能を有することになり、駆動電圧の変動を抑え、駆動電圧を安定して出力することができる。また、駆動電圧の急激な変動によるノイズの発生を抑制することができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、前記第１比較回路からの出力を遅延させて前記基準電圧出力回路へ出力する第１遅延回路と、前記第２比較回路からの出力を遅延させて前記基準電圧出力回路へ出力する第２遅延回路とを備えたので、第１及び第２遅延回路によって所定期間を遅延させて昇圧回路へ帰還させているため、駆動電圧の変動を抑え、駆動電圧を安定して出力することができる。また、駆動電圧の急激な変動によるノイズの発生を抑制することができる。

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、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を備え、前記発光素子駆動回路は、前記発光素子の一端へ供給する駆動電圧を前記電源電圧源から生成する電源回路と、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、を有し、前記電源回路は、前記駆動電圧に基づいて第１基準電圧を生成する第１基準電圧生成回路を有し、前記発光素子の他端電圧又はこの他端電圧に基づいた電圧を第２基準電圧とし、この第２基準電圧と前記第１基準電圧との比較結果に応じて前記駆動電圧を生成するので、駆動電圧を安定して発光素子へ出力することができる。特に、電池電圧での発光素子の駆動から昇圧電圧による発光素子の駆動へ切り替わるときでも、安定した駆動電圧を出力することができる。すなわち、発光素子の他端電圧によるフィードバック制御に加え、駆動電圧を直接電源回路へ帰還させることにより駆動電圧のフィードバック制御を行うため、駆動電圧の出力を可及的に安定させることができるのである。

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、発光素子の一端へ供給する駆動電圧を生成する電源回路と、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を備えている。

しかも、電源回路は、駆動電圧に基づいて第１基準電圧を生成する第１基準電圧生成回路を有し、前記発光素子の他端電圧又はこの他端電圧に基づいた電圧を第２基準電圧とし、この第２基準電圧と第１基準電圧との比較結果に応じて駆動電圧を生成する。

このように発光素子の他端電圧によるフィードバック制御に加え、駆動電圧を直接電源回路へ帰還させることにより駆動電圧のフィードバック制御を行うため、駆動電圧の出力を可及的に安定させることができる。特に、電池電圧での発光素子の駆動から昇圧電圧による発光素子の駆動へ切り替わるときでも、安定した駆動電圧を出力することができる。

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よりも高い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している。これにより、電源回路で電圧を変換する際に生じる電力消費等を低減することができる。

また、発光素子の他端電圧に基づいた第２基準電圧を生成する第２基準電圧生成回路を備え、第２基準電圧生成回路は、発光素子の他端電圧と第１比較電圧とを比較する第１比較回路と、発光素子の他端電圧と第１比較電圧よりも高い第２比較電圧とを比較する第２比較回路と、第１比較回路の比較結果及び第２比較回路の比較結果に応じた第２基準電圧を出力する基準電圧出力回路とを有している。

そして、基準電圧出力回路は、発光素子の他端電圧が第１比較電圧よりも低いときには第２基準電圧を上げ、発光素子の他端電圧が第２比較電圧よりも高いときには第２基準電圧を下げて出力する。

その結果、ヒステリシス特性を持った帰還回路の機能を有することになり、駆動電圧の変動を抑え、駆動電圧を安定して出力することができる。また、駆動電圧の急激な変動によるノイズの発生を抑制することができる。

しかも、第１比較回路からの出力を遅延させて基準電圧出力回路へ出力する第１遅延回路と、第２比較回路からの出力を遅延させて基準電圧出力回路へ出力する第２遅延回路とを備えている。

その結果、第１及び第２遅延回路によって所定期間を遅延させて昇圧回路へ帰還させているため、駆動電圧の変動を抑え、駆動電圧を安定して出力することができる。また、駆動電圧の急激な変動によるノイズの発生を抑制することができる。

（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施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は第１実施形態における携帯装置の構成図、図２は第１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、本第１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（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）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、発光素子の一例である発光ダイオードＬＥＤ１の一端（アノード）へ供給する駆動電圧Ｖoutを生成する電源回路11と、発光ダイオードＬＥＤ１の他端（カソード）を定電流駆動するための定電流回路12とを備えている。

電源回路11は、電池電圧Ｖbatから駆動電圧Ｖoutを昇圧する昇圧回路13と、駆動電圧Ｖoutを生成するための基準となる第２基準電圧を生成する第２基準電圧生成回路14とを有している。

ここで、第２基準電圧生成回路14は、第１比較電圧Ａを出力する第１電圧源15と、第１比較電圧Ａよりも高い第２比較電圧Ｂを出力する第２電圧源16と、第１電圧源15の第１比較電圧Ａと発光ダイオードＬＥＤ１のカソード側電圧ＶＬＥＤとを比較する第１比較回路としての第１コンパレータCOMP１と、第２電圧源16の第２比較電圧Ｂと発光ダイオードＬＥＤ１のカソード側電圧ＶＬＥＤとを比較する第２比較回路としての第２コンパレータCOMP２と、第１コンパレータCOMP１の出力を所定時間遅延して出力する第１遅延回路17と、第２コンパレータCOMP２の出力を所定時間遅延して出力する第２遅延回路18と、第１遅延回路17及び第２遅延回路18からの出力に基づいて内部のカウンタ値を上げ下げするUP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19と、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19からデジタル信号で出力されるカウント値を入力し、アナログ化して第２基準電圧Ｖref２を出力するＤ／Ａコンバータ20とを備えている。なお、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19とＤ／Ａコンバータ20とで基準電圧出力回路を構成する。

ここで、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19は、第１遅延回路17からＵＰ信号が出力されたときにカウンタ値を所定数だけインクリメントし、第２遅延回路18からＤＯＷＮ信号が出力されたときにカウンタ値を所定数だけデクリメントする。なお、ＵＰ信号は、第１比較電圧Ａよりも電圧ＶＬＥＤのほうが低いときに第１コンパレータCOMP１から出力されるＨｉｇｈレベルの信号が第１遅延回路17によって遅延されることによって生成される信号であり、ＤＯＷＮ信号は、第２比較電圧Ｂよりも電圧ＶＬＥＤのほうが高いときに第２コンパレータCOMP２から出力されるＨｉｇｈレベルの信号が第２遅延回路18によって遅延されることによって生成される信号である。

すなわち、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19は、第１比較電圧Ａよりも電圧ＶＬＥＤのほうが低いときカウンタ値を所定数だけインクリメントし、第２比較電圧Ｂよりも電圧ＶＬＥＤのほうが高いときカウンタ値を所定数だけデクリメントする。そして、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19のカウンタ値に基づいた第２基準電圧Ｖref２がＤ／Ａコンバータ20から出力される。

このように第２基準電圧生成回路14は、発光ダイオードＬＥＤ１の他端の電圧ＶＬＥＤの電圧の監視を行い、この電圧ＶＬＥＤが第１比較電圧Ａよりも低いときにUP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19のカウンタ値を上げ、昇圧回路13が生成する駆動電圧Ｖoutを上げるようにし、この電圧ＶＬＥＤが第２比較電圧Ｂよりも高いときにUP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19のカウンタ値を下げ、昇圧回路13が生成する駆動電圧Ｖoutを下げるようにしている。

昇圧回路13は、電池ＢＡＴの電圧Ｖbatを昇圧し、発光ダイオードＬＥＤ１への駆動電圧Ｖoutを生成するＰＷＭ制御型ＤＣ−ＤＣコンバータであり、図３に示すように、駆動電圧Ｖoutの電圧レベルに基づいた第１基準電圧Ｖref１を生成する第１基準電圧生成回路22としての出力電圧検出用抵抗Ｒ10,Ｒ11と、Ｒ10,Ｒ11による駆動電圧Ｖoutの分圧で生成される第１基準電圧Ｖref１と第２基準電圧Ｖref２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、昇圧回路13の動作を制御する電源制御回路21とから構成される。なお、本実施形態においては、昇圧回路13は、コイルＬ10、コンデンサＣ10を除き、半導体集積回路（ＩＣ）として構成されている。

このように構成された昇圧回路13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で平滑して駆動電圧Ｖoutを生成するように構成されている。

また、駆動電圧Ｖoutを出力する電源端子Ｖoutとフィードバック端子ＦＢとを接続し、駆動電圧Ｖoutに基づいた第１基準電圧Ｖref１を生成し、この第１基準電圧Ｖref１と上記第２基準電圧Ｖref２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、一定の電圧を駆動電圧Ｖoutとして出力するようにしている。

すなわち、駆動電圧Ｖoutを抵抗Ｒ10,Ｒ11によって分圧することによって駆動電圧Ｖoutに基づいた第１基準電圧Ｖref１を生成し、この第１基準電圧Ｖref１と第２基準電圧生成回路14で生成される第２基準電圧Ｖref２と比較し、第１基準電圧Ｖref１が第２基準電圧Ｖref２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上げ、第１基準電圧Ｖref１が第２基準電圧Ｖref２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下げる。

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高い電圧のときにＨｉｇｈレベルの電圧を、低いときに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高いときには、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、低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、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19、Ｄ／Ａコンバータ20は、ＬＥＤ駆動回路10内の電源制御回路21によって、動作停止状態に制御可能に構成されており、これらを電源制御回路21によって動作停止状態することにより、ＬＥＤ駆動回路10は低消費電力モードに移行する。

また、電源制御回路21は、発光ダイオードＬＥＤ１を駆動させるために、まず電池ＢＡＴの電圧Ｖbatを駆動電圧Ｖoutとして出力し、その後、トランジスタＮ１のゲート電圧を制御して定電流回路12を動作させ、発光ダイオードＬＥＤ１に電流を供給する。

なお、電池ＢＡＴの電圧Ｖbatを駆動電圧Ｖoutとして出力する際、電源制御回路21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を介して駆動電圧Ｖoutとして出力する。また、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19は、電源制御回路21によってリセットされて、デフォルトの所定のカウンタ値（以下、「デフォルトカウンタ値」という。）がセットされ、Ｄ／Ａコンバータ20からは前記カウンタ値に応じた第２基準電圧Ｖref２が出力される。

上記の如く、発光ダイオードＬＥＤ１に駆動電流を流している状態で、駆動端子ＶＬＥＤの電圧が第１電圧源15の第１比較電圧Ａよりも高いとき、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19のカウンタ値がデフォルトカウンタ値よりも大きくなることはないため、電源制御回路21は、電池ＢＡＴの電圧Ｖbatを駆動電圧Ｖoutとして継続して出力する。

一方、発光ダイオードＬＥＤ１に駆動電流を流している状態で、駆動端子ＶＬＥＤの電圧が第１電圧源15の第１比較電圧Ａよりも低くなったとき、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19のカウンタ値がデフォルトカウンタ値よりも大きくなる。このように、カウンタ値がデフォルトカウンタ値よりも大きくなると、電源制御回路21は、昇圧回路13による昇圧動作を開始し、昇圧電圧を駆動電圧Ｖoutとして出力する。なお、昇圧動作は、上述の如く昇圧回路13の各回路を駆動させることによって行われ、電池ＢＡＴの電圧Ｖbatを第１基準電圧Ｖref１及び第２基準電圧Ｖref２に応じた電圧に昇圧して駆動電圧Ｖoutとして出力する。

定電流回路12は、定電流源28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28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28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。

このように構成されているため、定電流回路12は、定電流源28の電流値Ｉａと略同一の定電流を発光ダイオードＬＥＤ１に供給することができる。

すなわち、定電流源28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28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、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28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、５ｍＡ），Ｉ２（たとえば、２５ｍＡ）（Ｉ１＜Ｉ２）の２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、２つの電流値Ｉ１，Ｉ２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28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（図示せず）に入力することによって行われる。

以上のように構成されたＬＥＤ駆動回路10の動作を更に具体的に説明する。図４は、ＬＥＤ駆動回路10における各電圧（Ｖout，Ｖbat，ＶＬＥＤ）の遷移状態の例を示す図である。

定電流回路12が不動作状態、すなわち発光ダイオードＬＥＤ１に電流を供給しない場合には、電源制御回路21は、まず電池ＢＡＴの電圧Ｖbatを駆動電圧Ｖoutとして出力する。このとき、発光ダイオードＬＥＤ１に電流が流れていないため、発光ダイオードＬＥＤ１の他端の電圧ＶＬＥＤは、駆動電圧Ｖoutと同電位（ＶＬＥＤ＝Ｖout）となる。なお、ここでは、Ｔ１〜Ｔ２の期間は、携帯装置１の通話動作などによって電圧Ｖbatが減少していることを示している。

次に、発光ダイオードＬＥＤ１を２５ｍＡで駆動させるために、制御回路２によってトランジスタＮ１のゲート電圧が制御されて、定電流回路12が動作する（図４中タイミングＴ２）。定電流回路12が動作すると、発光ダイオードＬＥＤ１に電流が流れ、電圧ＶＬＥＤが降下する。電圧ＶＬＥＤの電圧は、図４に示すように、第１比較電圧Ａ及び第２比較電圧Ｂよりも低い電圧となっている。したがって、電池電圧Ｖbatが発光ダイオードＬＥＤ１を２５ｍＡで駆動できる電圧よりも低くなっており、昇圧回路13によって電池電圧Ｖbatが昇圧される必要がある。

このように電圧ＶＬＥＤの電圧が第１比較電圧Ａよりも低い電圧であるとき、第１コンパレータCOMP１からＨｉｇｈレベルの信号が出力され、第１遅延回路17によって所定期間Ｔａ遅延されてＵＰ信号としてUP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19へ出力される。一方、第２コンパレータCOMP２からはＬｏｗレベルの信号が継続して出力されるため、第２遅延回路18の出力によるUP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19のカウンタ値の変動はない。

したがって、タイミングＴ２から所定期間Ｔａ経過したとき（すなわち、タイミングＴ３のとき）、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19のカウンタ値が第１遅延回路17からのＵＰ信号により所定数インクリメントされ、そのカウンタ値がＤ／Ａコンバータ20から電源制御回路21及び昇圧回路13へ出力される。

このとき、第１オペアンプOP10の非反転入力にはＤ／Ａコンバータ20から第２基準電圧Ｖref２が、第１オペアンプOP10の反転入力には第１基準電圧生成回路22から第１基準電圧Ｖref１が入力されている。

また、電源制御回路21は、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19のカウンタ値がデフォルトカウンタ値からインクリメントされたとき、電源制御回路21は電池電圧Ｖbatを昇圧すべきと判定し、第１及び第２オペアンプOP10，OP11、発振器OSC10を動作状態にすると共に、論理回路IC10を第２オペアンプOP11の出力に応じた制御になるように設定する。

したがって、第１オペアンプOP10から第１基準電圧Ｖref１と第２基準電圧Ｖref２とに応じた信号が出力され、各回路が動作して駆動電圧Ｖoutが生成される。すなわち、第１基準電圧Ｖref１と第２基準電圧Ｖref２に基づいて、駆動電圧Ｖoutが生成される（図４中タイミングＴ３）。この駆動電圧Ｖoutは、タイミングＴ２における駆動電圧Ｖoutより所定レベル高い電圧となる。

タイミングＴ３では、図４に示すように、第１比較電圧Ａ及び第２比較電圧Ｂよりもまだ低い電圧となっている。電圧ＶＬＥＤの電圧が第１比較電圧Ａよりも低い電圧であるとき、第１コンパレータCOMP１からＨｉｇｈレベルの信号が継続して出力され、第１遅延回路17によって所定期間Ｔａ遅延されてＵＰ信号としてUP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19へ出力される。一方、第２コンパレータCOMP２からＬｏｗレベルの信号が出力されるため、第２遅延回路18の出力によるUP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19のカウンタ値の変動はない。そして、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19のカウンタ値が第１遅延回路17からのＵＰ信号により所定数インクリメントされ、そのカウンタ値がＤ／Ａコンバータ20から昇圧回路13へ出力され、タイミングＴ４で駆動電圧Ｖoutが上昇する。

タイミングＴ４で駆動電圧Ｖoutが上昇すると、図４に示すように、第１比較電圧Ａよりも高く、第２比較電圧Ｂよりも低い電圧となる。そのため、第１及び第２オペアンプOP10，OP11からＬｏｗレベルの信号が出力されることになり、第１及び第２遅延回路17,18の出力によるUP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19のカウンタ値の変動はない。したがって、Ｄ／Ａコンバータ20の出力は変化せずに、以降、駆動電圧ＶoutはタイミングＴ４の電圧と同一に保たれる。

このように発光ダイオードＬＥＤ１の他端の電圧ＶＬＥＤが第１比較電圧Ａよりも高く、第２比較電圧Ｂよりも低い電圧となるように、段階的に変化する駆動電圧Ｖoutが昇圧回路13によって生成されて出力される。したがって、第２基準電圧生成回路14はヒステリシス特性を持った帰還回路の機能を有することになり、駆動電圧Ｖoutの変動を抑え、駆動電圧Ｖoutを安定して出力することができる。また、駆動電圧Ｖoutの急激な変動によるノイズの発生を抑制することができる。

また、第２基準電圧生成回路14は第１及び第２遅延回路17,18によって所定期間Ｔａを遅延させて昇圧回路13へ帰還させているため、駆動電圧Ｖoutの変動を抑え、駆動電圧Ｖoutを安定して出力することができる。また、駆動電圧Ｖoutの急激な変動によるノイズの発生を抑制することができる。

次に、電流値Ｉａを２５ｍＡから５ｍＡに切り替えて発光ダイオードＬＥＤ１を駆動させるために、制御回路２によってトランジスタＮ１のゲート電圧が制御され、定電流回路12が供給する電流値が切り替わる（図４中タイミングＴ５）。定電流回路12が供給する電流値が切り替わると、発光ダイオードＬＥＤ１に流れる電流が小さくなり電圧ＶＬＥＤが上昇する。電圧ＶＬＥＤの電圧は、図４に示すように、第１比較電圧Ａ及び第２比較電圧Ｂよりも高い電圧となっている。

このように電圧ＶＬＥＤが第２比較電圧Ｂよりも高い電圧であるとき、第２コンパレータCOMP２からＨｉｇｈレベルの信号が出力され、第２遅延回路18によって所定期間Ｔａ遅延されてＤＯＷＮ信号としてUP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19へ出力される。一方、第１コンパレータCOMP１からＬｏｗレベルの信号が継続して出力されるため、第２遅延回路18の出力によるUP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19のカウンタ値の変動はない。

したがって、タイミングＴ５から所定期間Ｔａ経過したとき、すなわちタイミングＴ６になったとき、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19のカウンタ値が第１遅延回路17からのＤＯＷＮ信号により所定数デクリメントされ、そのカウンタ値がＤ／Ａコンバータ20から昇圧回路13へ出力される。昇圧回路13は、Ｄ／Ａコンバータ20からの出力に基づいて、駆動電圧Ｖoutを所定電圧だけ下げる。

タイミングＴ６で駆動電圧Ｖoutが下がると、図４に示すように、第１比較電圧Ａよりも高く、第２比較電圧Ｂよりも低い電圧となる。そのため、第１及び第２オペアンプOP10，OP11からＬｏｗレベルの信号が出力されることになり、第１及び第２遅延回路17,18の出力によるUP/DOWN/HOLD３状態カウンタ19のカウンタ値の変動はない。したがって、Ｄ／Ａコンバータ20の出力は変化せずに、タイミングＴ７以降、駆動電圧ＶoutはタイミングＴ６の電圧と同一に保たれる。

このように定電流回路12が供給する電流値が切り替えられたときでも、発光ダイオードＬＥＤ１の他端の電圧ＶＬＥＤが第１比較電圧Ａよりも高く、第２比較電圧Ｂよりも低い電圧となるように、駆動電圧Ｖoutが昇圧回路13によって生成されて出力される。

以上、本第１実施形態におけるＬＥＤ駆動回路10によれば、発光ダイオードＬＥＤ１の他端の電圧ＶＬＥＤを帰還させて第２基準電圧として昇圧回路13の出力を制御することに加え、駆動電圧Ｖoutを帰還させて第１基準電圧として昇圧回路13の出力を制御するようにしているため、駆動電圧Ｖoutを安定して発光ダイオードＬＥＤ１に出力することができる。すなわち、従来の発光素子駆動回路においては、駆動電圧Ｖoutの安定制御（所定の設定駆動電圧となるようにする制御）と電圧調節制御（駆動電圧を変更するための制御）とを電圧ＶＬＥＤのみに基づいて行っているため、定電流回路12の動作開始時の電圧ＶＬＥＤの過渡的な変動によって駆動電圧Ｖoutの出力が不安定となる恐れがある。しかし、駆動電圧Ｖoutを発光ダイオードＬＥＤ１経由ではなく、直接昇圧回路13へ帰還させることにより駆動電圧Ｖoutの安定制御を電圧ＶＬＥＤとは別経路で行え、駆動電圧Ｖoutの出力を可及的に安定させることができる。

また、発光ダイオードＬＥＤ１の他端の電圧ＶＬＥＤが第１比較電圧Ａよりも高く、第２比較電圧Ｂよりも低い電圧となるように、駆動電圧Ｖoutが昇圧回路13によって生成されて出力される。したがって、第２基準電圧生成回路14はヒステリシス特性を持った帰還回路の機能を有することになり、駆動電圧Ｖoutの変動を抑え、駆動電圧Ｖoutを安定して出力することができる。また、駆動電圧Ｖoutの急激な変動によるノイズの発生を抑制することができる。なお、ヒステリシス特性が不要な場合には、電圧ＶＬＥＤをそのまま第２基準電圧Ｖref２とする第２基準電圧生成回路14を用いるようにしてもよい。

（第２実施形態）
第１実施形態においては、１つの発光ダイオードＬＥＤ１を駆動するＬＥＤ駆動回路について説明したが、本第２実施形態における携帯装置は、複数の発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎを駆動するＬＥＤ駆動回路を備えている。なお、第２実施形態における携帯装置の構成は、第１実施形態における携帯装置の構成とＬＥＤ駆動回路以外は同等であるため、ここでは、ＬＥＤ駆動回路30のみについてその構成及び動作を説明する。なお、ＬＥＤ駆動回路30のうち第１実施形態のＬＥＤ駆動回路10と同一の構成のものについては、第１実施形態と同一符号を付している。

図５に示すように、第２実施形態におけるＬＥＤ駆動回路30は、電源回路11'と、定電流回路12ａ〜12ｎとを有している。そして、電源回路11'は、昇圧回路13と第２基準電圧生成回路24とを有している。ここで、昇圧回路13の構成は、第１実施形態の昇圧回路13と同一であり、定電流回路12ａ〜12ｎも第１実施形態の定電流回路12と同一であるため、ここでは説明を省略する。なお、定電流回路12ａ〜12ｎは発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎをそれぞれ駆動するために定電流を供給するものである。

第２基準電圧生成回路24は、第１実施形態の第２基準電圧生成回路14の構成に加え、最小電圧検出回路23を備えている。この最小電圧検出回路23は、各発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎの他端の電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎのうち、一番低い電圧を選択して出力する回路である。そして、この最小電圧検出回路23が出力する電圧が第１比較電圧Ａよりも高く、第２比較電圧Ｂよりも低い電圧となるように、駆動電圧Ｖoutが昇圧回路13によって生成されて出力される。

このように最小電圧検出回路23によって電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎのうち一番低い電圧に基づいて駆動電圧Ｖoutが生成されるため、定電流回路が複数となった場合でも、Ｖｆの最も大きな発光ダイオードにあわせて昇圧回路13の駆動電圧Ｖoutを変更するので、各発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎを安定して駆動させることができ、消費電力も可及的に抑制することができる。

（第３実施形態）
第１実施形態においては、１つの発光ダイオードＬＥＤ１を駆動するＬＥＤ駆動回路を説明したが、本第３実施形態における携帯装置においては、複数の発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎを駆動するＬＥＤ駆動回路を備えている。なお、第３実施形態における携帯装置の構成は、第１実施形態における携帯装置の構成とＬＥＤ駆動回路以外は同等であるため、ここでは、ＬＥＤ駆動回路40のみについてその構成及び動作を説明する。なお、ＬＥＤ駆動回路40のうち第１実施形態のＬＥＤ駆動回路10と同一の構成のものについては、第１実施形態と同一符号を付している。

図６に示すように、第３実施形態におけるＬＥＤ駆動回路40は、電源回路11''と、定電流回路12ａ〜12ｎとを有している。そして、電源回路11''は、昇圧回路13と、第２基準電圧生成回路34とを有している。ここで、昇圧回路13の構成は、第１実施形態の昇圧回路13と同一であり、定電流回路12ａ〜12ｎも第１実施形態の定電流回路12と同一であるため、ここでは説明を省略する。なお、定電流回路12ａ〜12ｎは発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎをそれぞれ駆動するために定電流を供給するものである。

第２基準電圧生成回路34は、第１比較電圧Ａを出力する第１電圧源15ａ〜15ｎと、第２比較電圧Ｂを出力する第２電圧源16ａ〜16ｎと、第１電圧源15ａ〜15ｎの第１比較電圧Ａと発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎのカソード側電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎとをそれぞれ比較する第１比較回路としての第１コンパレータCOMP１ａ〜COMP１ｎと、第２電圧源16ａ〜16ｎの第２比較電圧Ｂと発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎのカソード側電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎとをそれぞれ比較する第２比較回路としての第２コンパレータCOMP２ａ〜COMP２ｎと、第１コンパレータCOMP１ａ〜COMP１ｎからの出力Ａａ〜Ａｎと第２コンパレータCOMP２ａ〜COMP２ｎからの出力Ｂａ〜Ｂｎに基づいた信号を生成する判定回路25と、判定回路25からの出力を所定期間Ｔａ遅延して出力する遅延回路26と、遅延回路26からの出力に基づいてカウンタ値を上げ下げするUP/DOWN/HOLD３状態カウンタ27と、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ27からデジタル信号で出力されるカウント値を入力し、第２基準電圧Ｖref２を出力するＤ／Ａコンバータ20とを備えている。なお、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ27とＤ／Ａコンバータ20とで基準電圧出力回路を構成する。

また、判定回路25は、図７に示すように、第１コンパレータCOMP１ａ〜COMP１ｎの論理和を出力する論理回路IC40と、第２コンパレータCOMP２ａ〜COMP２ｎの論理積を出力する論理回路IC41と、論理回路IC40の出力と論理回路IC41の出力との排他的論理和を出力する論理回路IC42とを有している。そして、論理回路IC40からの出力はＵＰ信号として、論理回路IC41からの出力はＤＯＷＮ信号として、論理回路IC42からの出力はＨＯＬＤ信号として、遅延回路26へ出力する。

遅延回路26で所定期間Ｔａ遅延されたＵＰ信号、ＤＯＷＮ信号、又はＨＯＬＤ信号は、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ27へそれぞれ出力される。UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ27では、ＵＰ信号を受信するとカウンタ値を所定数インクリメントし、ＤＯＷＮ信号を受信するとカウンタ値を所定数デクリメントする。一方、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ27は、ＨＯＬＤ信号を受信している状態では、カウンタ値の増減を行わない。すなわち、ＨＯＬＤ信号を受信している状態で、ＵＰ信号やＤＯＷＮ信号を受信してもカウンタ値のインクリメントやデクリメントを行わない。

したがって、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ27は、電圧ＶＬＥＤa〜ＶＬＥＤｎのうち第１比較電圧Ａよりも低い電圧ＶＬＥＤがあるときに出力されるＵＰ信号に基づいてカウンタ値を所定数だけインクリメントし、電圧ＶＬＥＤa〜ＶＬＥＤｎの全てが第２比較電圧Ｂよりも高い電圧ＶＬＥＤがあるときに出力されるＤＯＷＮ信号に基づいてカウンタ値を所定数だけデクリメントする。そして、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ27のカウンタ値に基づいた第２基準電圧Ｖref２がＤ／Ａコンバータ20から出力される。

以上のように構成されたＬＥＤ駆動回路40の動作を更に具体的に説明する。図８（ａ），（ｂ）は、ＬＥＤ駆動回路40における各電圧（Ｖout，Ｖbat，ＶＬＥＤ）の遷移状態の例を示す図である。なお、ここでは、発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎのうち、発光ダイオードＬＥＤ１ｂのＶｆが最も高いものとする。

定電流回路12ａ〜12ｎが不動作状態、すなわち発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎに電流を供給しない場合には、電源制御回路21は、まず電池ＢＡＴの電圧Ｖbatを駆動電圧Ｖoutとして出力する。このとき、発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎに電流が流れていないため、発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜１ｎの他端の電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎは、駆動電圧Ｖoutと同電位（ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎ＝Ｖout）となる。なお、ここでは、Ｔ１１〜Ｔ１２の期間は、携帯装置の通話動作などによって電圧Ｖbatが減少していることを示している。

次に、発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎを２５ｍＡで駆動させるために、制御回路２によってトランジスタＮ１a〜Ｎ１ｎのゲート電圧が制御されて、定電流回路12ａ〜12ｎが動作する（図８（ａ），（ｂ）中タイミングＴ１２）。定電流回路12ａ〜12ｎが動作すると、発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎに電流が流れ、電圧ＶＬＥＤａ〜ＬＥＤｎが降下する。電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎの電圧は、図８（ｂ）に示すように、第１比較電圧Ａ及び第２比較電圧Ｂよりも低い電圧となっている。したがって、電池電圧Ｖbatが発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎを２５ｍＡで駆動できる電圧よりも低くなっており、昇圧回路13によって電池電圧Ｖbatが昇圧される必要がある。

このように電圧ＶＬＥＤの電圧が第１比較電圧Ａよりも低い電圧であるとき、第１コンパレータCOMP１ａ〜COMP１ｎからＨｉｇｈレベルの信号が出力されるため、判定回路25及び遅延回路26によってＵＰ信号がUP/DOWN/HOLD３状態カウンタ27出力される。

したがって、タイミングＴ１２から所定期間Ｔａ経過したとき（すなわち、タイミングＴ１３のとき）、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ27のカウンタ値が遅延回路26からのＵＰ信号により所定数インクリメントされ、そのカウンタ値がＤ／Ａコンバータ20から電源制御回路21及び昇圧回路13へ出力される。

また、電源制御回路21は、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ27のカウンタ値がデフォルトカウンタ値からインクリメントされたとき、電源制御回路21は電池電圧Ｖbatを昇圧すべきと判定し、第１及び第２オペアンプOP10，OP11、発振器OSC10を動作状態にすると共に、論理回路IC10を第２オペアンプOP11の出力に応じた制御になるように設定する。

したがって、第１オペアンプOP10から第１基準電圧Ｖref１と第２基準電圧Ｖref２とに応じた信号が出力され、各回路が動作して駆動電圧Ｖoutが生成される。すなわち、第１基準電圧Ｖref１と第２基準電圧Ｖref２に基づいて、駆動電圧Ｖoutが生成される（図８中タイミングＴ１３）。この駆動電圧Ｖoutは、タイミングＴ１２における駆動電圧Ｖoutより所定レベル高い電圧となる。

タイミングＴ１３では、図８（ｂ）に示すように、電圧ＶＬＥＤｂが第１比較電圧Ａ及び第２比較電圧Ｂよりもまだ低い電圧となっている。電圧ＶＬＥＤａ〜ＬＥＤｎの一部が第１比較電圧Ａよりも低い電圧であるとき、一部の第１コンパレータCOMP１ｂからＨｉｇｈレベルの信号が継続して出力され、遅延回路26によって所定期間Ｔａ遅延されてＵＰ信号としてUP/DOWN/HOLD３状態カウンタ27へ出力される。そして、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ27のカウンタ値が遅延回路26からのＵＰ信号により所定数インクリメントされ、そのカウンタ値がＤ／Ａコンバータ20から昇圧回路13へ出力され、タイミングＴ１４で駆動電圧Ｖoutが上昇する。

タイミングＴ１４で駆動電圧Ｖoutが上昇すると、図８に示すように、電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎが全て第１比較電圧Ａよりも高く、第２比較電圧Ｂよりも低い電圧となる。そのため、第１及び第２オペアンプOP10，OP11からＬｏｗレベルの信号が出力され、遅延回路26の出力によるUP/DOWN/HOLD３状態カウンタ27のカウンタ値の変動はない。したがって、Ｄ／Ａコンバータ20の出力は変化せずに、以降、駆動電圧ＶoutはタイミングＴ１４の電圧と同一に保たれる。

このように発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎの他端の電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎが全て第１比較電圧Ａよりも高く、電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎのうち少なくとも一つが第２比較電圧Ｂよりも低い電圧となるように、段階的に変化する駆動電圧Ｖoutが昇圧回路13によって生成され、出力される。したがって、第２基準電圧生成回路34はヒステリシス特性を持った帰還回路の機能を有することになり、駆動電圧Ｖoutの変動を抑え、駆動電圧Ｖoutを安定して出力することができる。また、駆動電圧Ｖoutの急激な変動によるノイズの発生を抑制することができる。

また、第２基準電圧生成回路34は遅延回路26によって所定期間Ｔａを遅延させて昇圧回路13へ帰還させているため、駆動電圧Ｖoutの変動を抑え、駆動電圧Ｖoutを安定して出力することができる。また、駆動電圧Ｖoutの急激な変動によるノイズの発生を抑制することができる。

次に、電流値Ｉａを２５ｍＡから５ｍＡに切り替えて発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎを駆動させるために、制御回路２によってトランジスタＮ１a〜Ｎ１ｎのゲート電圧が制御されて、定電流回路12ａ〜12ｎが供給する電流値が切り替わる（図８中タイミングＴ１５）。定電流回路12ａ〜12ｎが供給する電流値が切り替わると、発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎに流れる電流が小さくなり電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎが上昇する。電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎの電圧は、図８に示すように、第１比較電圧Ａ及び第２比較電圧Ｂよりも高い電圧となっている。

このように電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎの電圧の全てが第２比較電圧Ｂよりも高い電圧であるとき、第２コンパレータCOMP２a〜COMP２nからＨｉｇｈレベルの信号が出力され、遅延回路26によって所定期間Ｔａ遅延されてＤＯＷＮ信号としてUP/DOWN/HOLD３状態カウンタ27へ出力される。

したがって、タイミングＴ１５から所定期間Ｔａ経過したとき、すなわちタイミングＴ１６になったとき、UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ27のカウンタ値が遅延回路26からのＤＯＷＮ信号により所定数デクリメントされ、そのカウンタ値がＤ／Ａコンバータ20から昇圧回路13へ出力される。昇圧回路13は、Ｄ／Ａコンバータ20からの出力に基づいて、駆動電圧Ｖoutを所定電圧だけ下げる。

タイミングＴ１６で駆動電圧Ｖoutが下がると、図８に示すように、電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎが全て第１比較電圧Ａよりも高く、第２比較電圧Ｂよりも低い電圧となる。そのため、第１及び第２オペアンプOP10，OP11からＬｏｗレベルの信号が出力されることになり、遅延回路26の出力によるUP/DOWN/HOLD３状態カウンタ27のカウンタ値の変動はない。したがって、Ｄ／Ａコンバータ20の出力は変化せずに、タイミングＴ１７以降、駆動電圧ＶoutはタイミングＴ１６の電圧と同一に保たれる。

このように定電流回路12ａ〜12ｎが供給する電流値が切り替えられたときでも、発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎの他端の電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎが第１比較電圧Ａよりも高く、電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎのうち少なくとも一つが第２比較電圧Ｂよりも低い電圧となるように、駆動電圧Ｖoutが昇圧回路13によって生成されて出力される。

以上、本第１実施形態におけるＬＥＤ駆動回路40によれば、発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎの他端の電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎを帰還させて第２基準電圧として昇圧回路13の出力を制御することに加え、駆動電圧Ｖoutを帰還させて第１基準電圧として昇圧回路13の出力を制御するようにしているため、駆動電圧Ｖoutを安定して発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎに出力することができる。すなわち、従来の発光素子駆動回路においては、駆動電圧Ｖoutの安定制御（所定の設定駆動電圧となるようにする制御）と電圧調節制御（駆動電圧を変更するための制御）とを電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎのみに基づいて行っているため、定電流回路12の動作開始時の電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎの過渡的な変動によって駆動電圧Ｖoutの出力が不安定となる恐れがある。しかし、駆動電圧Ｖoutを発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎ経由ではなく、直接昇圧回路13へ帰還させることにより駆動電圧Ｖoutの安定制御を電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎとは別経路で行え、駆動電圧Ｖoutの出力を可及的に安定させることができる。

また、発光ダイオードＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎの他端の電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎが第１比較電圧Ａよりも高く、電圧ＶＬＥＤａ〜ＶＬＥＤｎのうち少なくとも一つが第２比較電圧Ｂよりも低い電圧となるように、駆動電圧Ｖoutが昇圧回路13によって生成されて出力される。したがって、第２基準電圧生成回路34はヒステリシス特性を持った帰還回路の機能を有することになり、駆動電圧Ｖoutの変動を抑え、駆動電圧Ｖoutを安定して出力することができる。また、駆動電圧Ｖoutの急激な変動によるノイズの発生を抑制することができる。

また、第２基準電圧生成回路34は、遅延回路26によって所定期間Ｔａを遅延させて昇圧回路13へ帰還させているため、駆動電圧Ｖoutの変動を抑え、駆動電圧Ｖoutを安定して出力することができる。また、駆動電圧Ｖoutの急激な変動によるノイズの発生を抑制することができる。

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、昇圧回路として、図３に示す昇圧回路13を用いず、図９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13’を用いるようにしてもよい。

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。

第１実施形態における携帯装置の構成を示す図である。第１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動作の例を示す図である。第２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。第３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６の発光素子駆動回路における判定回路の構成を示す図である。図６の発光素子駆動回路における動作の例を示す図である。発光素子駆動回路における別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。

符号の説明

１携帯装置
１０発光素子駆動回路
１１電源回路
１２定電流回路
１３昇圧回路
１４第２基準電圧生成回路
１７，１８遅延回路
１９ UP/DOWN/HOLD３状態カウンタ
２０Ｄ／Ａコンバータ
２２第１基準電圧生成回路
ＬＥＤ１発光ダイオード

Claims

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、
前記発光素子の一端へ供給する駆動電圧を生成する電源回路と、
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、を備え、
前記電源回路は、
前記駆動電圧に基づいて第１基準電圧を生成する第１基準電圧生成回路を有し、
前記発光素子の他端電圧又はこの他端電圧に基づいた電圧を第２基準電圧とし、この第２基準電圧と前記第１基準電圧との比較結果に応じて前記駆動電圧を生成することを特徴とする発光素子駆動回路。
前記発光素子の他端電圧に基づいた前記第２基準電圧を生成する第２基準電圧生成回路を備え、
前記第２基準電圧生成回路は、
前記発光素子の他端電圧と第１比較電圧とを比較する第１比較回路と、
前記発光素子の他端電圧と前記第１比較電圧よりも高い第２比較電圧とを比較する第２比較回路と、
前記第１比較回路の比較結果及び前記第２比較回路の比較結果に応じた前記第２基準電圧を出力する基準電圧出力回路と、を有し、
前記基準電圧出力回路は、
前記発光素子の他端電圧が第１比較電圧よりも低いときには前記第２基準電圧を上げ、前記発光素子の他端電圧が第２比較電圧よりも高いときには前記第２基準電圧を下げて出力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。
前記第１比較回路からの出力を遅延させて前記基準電圧出力回路へ出力する第１遅延回路と、
前記第２比較回路からの出力を遅延させて前記基準電圧出力回路へ出力する第２遅延回路と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の発光素子駆動回路。
電源電圧源として電池を有する携帯装置において、
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を備え、
前記発光素子駆動回路は、
前記発光素子の一端へ供給する駆動電圧を前記電源電圧源から生成する電源回路と、
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、を有し、
前記電源回路は、
前記駆動電圧に基づいて第１基準電圧を生成する第１基準電圧生成回路を有し、
前記発光素子の他端電圧又はこの他端電圧に基づいた電圧を第２基準電圧とし、この第２基準電圧と前記第１基準電圧との比較結果に応じて前記駆動電圧を生成することを特徴とする携帯装置。