JP2009054928A - 発光素子制御回路 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子の発光パターンを適切に設定して高機能化を図る。
【解決手段】発光素子の状態を制御する発光素子制御回路において、電流が増大する方向又は電流が減少する方向に可変する可変電流を生成する可変電流生成回路と、前記発光素子の所定電流より小さい固定電流を生成する固定電流生成回路と、前記可変電流生成回路と前記固定電流生成回路に対して、前記発光素子への前記可変電流並びに前記固定電流の供給を遮断する第１モード、前記可変電流を前記発光素子に供給する第２モード、前記固定電流を前記発光素子に供給する第３モード、を選択的に設定させるモード設定回路と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子制御回路に関する。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子等の発光素子は、携帯電話や液晶テレビ等といった近年高機能化の要請が著しい電子機器の発光源として、例えば、液晶ディスプレイのバックライト、操作ボタンの照明灯、動作表示灯等に用いられている。
特開２００３−２６４３１６号公報

そこで、上記の電子機器の発光源として備えられる発光素子では、例えば、通話着信やメール着信をユーザに通知する際の視覚効果や演出効果を高める目的や、待機モードの際にバックライトの省エネ対策の目的等を達成すべく、その発光状態のパターンを用途に応じて適切に設定し、当該電子機器の更なる高機能化を図ることが求められている。

発光素子の状態を制御する発光素子制御回路において、電流が増大する方向又は電流が減少する方向に可変する可変電流を生成する可変電流生成回路と、前記発光素子の所定電流より小さい固定電流を生成する固定電流生成回路と、前記可変電流生成回路と前記固定電流生成回路に対して、前記発光素子への前記可変電流並びに前記固定電流の供給を遮断する第１モード、前記可変電流を前記発光素子に供給する第２モード、前記固定電流を前記発光素子に供給する第３モード、を選択的に設定させるモード設定回路と、を備えることを特徴とする。

また、発光素子の状態を制御する発光素子制御回路において、発光素子の状態を制御する発光素子制御回路において、前記発光素子の所定電流に基づき前記発光素子を駆動する第１のドライバ回路と、前記所定電流より小さい固定電流に基づき前記発光素子を駆動する第２のドライバ回路と、を備え、前記第１のドライバ回路は、一方の入力端子に印加される前記所定電流に応じた電圧と他方の入力端子に印加される第１の比較電圧とを比較する第１のオペアンプと、前記第１のオペアンプの比較結果に応じて前記発光素子を駆動する第１のトランジスタと、前記発光素子の駆動電流が流れて前記第１の比較電圧を発生する第１の抵抗素子と、によって構成され、前記第２のドライバ回路は、一方の入力端子に印加される前記固定電流に応じた電圧と他方の入力端子に印加される第２の比較電圧とを比較する第２のオペアンプと、前記第２のオペアンプの比較結果に応じて前記発光素子を駆動する第２のトランジスタと、前記発光素子の駆動電流が流れて前記第２の比較電圧を発生する前記第１の抵抗素子の抵抗値よりも大きい抵抗値を持つ第２の抵抗素子と、によって構成される、ことを特徴とする。

本発明によれば、発光素子の発光パターンを適切に設定して、高機能化を図った発光素子制御回路を提供することが出来る。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜＜発光素子制御回路の構成＞＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ１に供給する駆動電流を制御することによりＬＥＤ１の輝度を制御する発光素子制御回路の全体構成を示すブロック図である。尚、図１に示す中で、一点鎖線で囲まれた構成を発光素子制御回路１００とする。

図１において、発光素子制御回路１００は、モード設定回路１１０、可変電流生成回路１２０、固定電流生成回路１３０を備えている。尚、図１に示すように、発光素子制御回路１００は、ＬＥＤ１のカソード側に可変電流生成回路１２０のドライバ回路１２３と固定電流生成回路１３０のドライバ回路１３４を並列接続させた構成となっている。

可変電流生成回路１２０は、電流量が徐々に増大する方向に可変する第１の可変電流と、電流量が徐々に減少する方向に可変する第２の可変電流と、を生成する。そして、可変電流生成回路１２０は、後述するモード設定回路１１０が出力する信号Ｓ１に従って、第１又は第２の可変電流をＬＥＤ１に供給する。ここで、信号Ｓ１とは、ＬＥＤ１への第１の可変電流の供給開始又は第２の可変電流の供給開始を指示するためのトリガーとなる信号である。ＬＥＤ１の輝度は、ＬＥＤ１に供給される駆動電流の大きさに応じて変化する。よって可変電流生成回路１２０がＬＥＤ１に第１の可変電流の供給を開始すると、ＬＥＤ１の輝度は第１の可変電流の電流量に応じた所定の変化率で徐々に明るくなる。

以下では、ＬＥＤ１の輝度を所定の点灯状態まで徐々に明るくしていくための制御を実現する機能のことをフェードイン機能という。可変電流生成回路１２０がＬＥＤ１に第２の可変電流の供給を開始すると、ＬＥＤ１の輝度は第２の可変電流の電流量に応じた所定の変化率で徐々に暗くなる。

以下では、ＬＥＤ１の輝度を所定の点灯状態から徐々に暗くしていくための制御を実現する機能のことをフェードアウト機能という。

具体的には、可変電流生成回路１２０は、アップダウンカウンタ１２１と、ＤＡ変換器１２２と、カレントミラー型のドライバ回路１２３と、判定回路１２４と、を有する。

アップダウンカウンタ１２１は、モード設定回路１１０から、ＬＥＤ１への第１の可変電流供給開始又は第２の可変電流供給開始を指示する信号Ｓ１と、所定周波数のカウンタクロックＣＬＫと、が供給される。アップダウンカウンタ１２１は、当該信号Ｓ１によって第１の可変電流の供給開始が指示されたとき、カウント値ＣをカウンタクロックＣＬＫでカウントアップする。一方、当該信号Ｓ１によって第２の可変電流の供給開始が指示されたとき、カウント値ＣをカウンタクロックＣＬＫでカウントダウンする。

尚、本実施形態では、アップダウンカウンタ１２１は６ビットカウンタとして構成される場合とする。この場合、カウント値Ｃは“００００００”（十進数の０）から“１１１１１１”（十進数の６３）までカウントアップされ、カウント値Ｃは“１１１１１１”から“００００００”までカウントダウンされる。尚、当該カウント値Ｃは、アップダウンカウンタ１２１からＤＡ変換器１２２及び判定回路１２４へ出力される。

ＤＡ変換器１２２は、アップダウンカウンタ１２１が出力するカウント値Ｃをデジタル値からアナログ値（電流値）に変換して、当該アナログ値をドライバ回路１２３へ供給する。尚、本実施形態ではアップダウンカウンタ１２１が６ビットで構成されるため、ＤＡ変換器１２２より出力されるアナログ値は６４ステップで変化する。従って、アップダウンカウンタ１２１によってカウント値Ｃがカウントアップされる場合、６４ステップ刻みで電流量が増大する方向に可変する第１の可変電流をドライバ回路１２３へ供給する。一方、アップダウンカウンタ１２１によってカウント値Ｃがカウントダウンされる場合、６４ステップ刻みで電流量が減少する方向に可変する第２の可変電流をドライバ回路１２３へ供給する。

判定回路１２４は、アップダウンカウンタ１２１が出力するカウント値Ｃが所定値以下であるか否かを判定するものである。また、カウント値Ｃが所定値より大きいときはローレベルとなり、カウント値Ｃが所定値以下のときはハイレベルとなる信号Ｓ２をドライバ回路１２３へ供給する。尚、ここでは、当該所定値を“００００００”（十進数の０）とする。よって判定回路１２４はカウント値Ｃが“００００００”になったと判定したとき、ハイレベルの信号Ｓ２をドライバ回路１２３へ供給する。つまり、第１の可変電流及び第２の可変電流が供給されていないときにカウント値Ｃは“００００００”となるため、信号Ｓ２はハイレベルとなる。換言すると、第１の可変電流の供給開始を指示する信号Ｓ１が出力された後、第２の可変電流の供給開始を指示する信号Ｓ１が出力され６４ステップの第２の可変電流がすべて供給されるまでの期間は、信号Ｓ２はローレベルとなる。

ドライバ回路１２３は、判定回路１２４から供給される信号Ｓ２がローレベルであるとき、ＤＡ変換器１２２から供給される第１又は第２の可変電流によってＬＥＤ１を駆動する。即ち、第１の可変電流がドライバ回路１２３に供給された場合には、ＬＥＤ１に第１の可変電流が流れてフェードイン機能が実行され、第２の可変電流がドライバ回路１２３に供給された場合には、ＬＥＤ１に第２の可変電流が流れてフェードアウト機能が実行される。

一方、ドライバ回路１２３は、判定回路１２４から供給される信号Ｓ２がハイレベルであるとき、ＬＥＤ１に対する第１又は第２の可変電流の供給を遮断する。つまり、カウント値Ｃが所定値以下のときは、ＬＥＤ１に対する第１又は第２の可変電流の供給を遮断する。尚、本実施形態では、カウント値Ｃが“００００００”のときＬＥＤ１に対する第１又は第２の可変電流の供給を遮断する。よって、発光素子制御回路１００内のリーク電流等に関わらず、カウント値Ｃが“００００００”のとき、ＬＥＤ１に供給する第１又は第２の可変電流を完全に０とする。

固定電流生成回路１３０は、ＬＥＤ１を所定の点灯状態とするときの駆動電流(所定電流)よりも小さい固定電流を生成して、当該固定電流によりＬＥＤ１を駆動するカレントミラー型のドライバ回路１３４を備えている。尚、ドライバ回路１３４は、モード設定回路１１０が出力する信号Ｓ３に従って、ＬＥＤ１に対する固定電流の供給を遮断させるか否かの制御を行うこともできる。

尚、所定の点灯状態とは、ＬＥＤ１を点灯させる際に要求される任意の輝度でＬＥＤ１を発光させた状態のことをいう。例えば、ＬＥＤ１を電子機器の液晶画面のバックライトなどに使用した場合、当該電子機器の操作時に液晶画面が見やすい程度の輝度でＬＥＤ１を発光させた点灯状態のことを指す。よって、所定の点灯状態は、発光素子制御回路１００によって設定され得るＬＥＤ１の輝度のうち最も高い輝度でＬＥＤ１を発光させた状態（以下、全灯状態という。）や、当該全灯状態の輝度の８０パーセント程度の輝度でＬＥＤ１を発光させた点灯状態などが該当する。尚、本実施形態では、固定電流と６４ステップの第１の可変電流がすべて供給されたときのＬＥＤ１の発光状態のことを所定の点灯状態とする。

また、固定電流は、ＬＥＤ１の発光状態を人が視認出来る程度（以下、微小点灯状態という）の大きさにすることが好ましい。ＬＥＤ１に供給されるＬＥＤ駆動電流が微小な電流量であるとき、ＬＥＤ１の発光強度が非常に小さくなり、人の肉眼では確認することが出来ないからである。

モード設定回路１１０は、可変電流生成回路１２０に対して信号Ｓ１及びカウンタクロックＣＬＫを出力し、固定電流生成回路１３０に対して信号Ｓ３を出力する。信号Ｓ１によって第１の可変電流の供給を開始させるか、第２の可変電流の供給を開始させるかが指示され、信号Ｓ３によって固定電流を供給させるか遮断させるかが指示される。

よって、モード設定回路１１０は、任意のタイミングで信号Ｓ１及び信号Ｓ３を出力することで、ＬＥＤ１に対して何らＬＥＤ駆動電流が供給されず遮断された状態（第１モード）、ＬＥＤ１に第１の可変電流が供給される状態（第２モード）、ＬＥＤ１に第２の可変電流が供給される状態（第２’モード）、ＬＥＤ１に固定電流が供給される状態（第３モード）、のうち少なくとも何れかの状態（モード）をそれぞれ任意の期間で自由に可変電流生成回路１２０及び固定電流生成回路１３０に対して設定させることが出来る。

＜＜可変電流生成回路及び固定電流生成回路の詳細な構成＞＞
図２は、本発明の第１実施形態に係る可変電流生成回路１２０及び固定電流生成回路１３０の詳細な構成例を示す図である。尚、図２に示す中で、図１に示す構成と同一のものに対しては同一番号を付し、その説明を省略する。

カレントミラー型のドライバ回路１２３は、第１のカレントミラー回路１２５と、第１のスイッチ１２６と、により構成される。

第１のカレントミラー回路１２５は、ドレイン電極とゲート電極間を短絡してダイオード接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２５１とＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２５２それぞれのゲート電極を接続し、それぞれのソース電極をともに接地して構成される。尚、本実施形態では、第１のカレントミラー回路１２５のミラー比は１：１の場合とする。

Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２５１のドレイン電極はＤＡ変換器１２２に接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２５２のドレイン電極はＬＥＤ１を介して電源Ｖｄｄに接続される。よって、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２５１のドレイン電流としてＤＡ変換器１２２が出力するアナログ値に応じた第１又は第２の可変電流（図２中の電流Ｉ１）が流れると、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２５２のドレイン電流として第１又は第２の可変電流が複製されて流れる。この結果、ＬＥＤ１に第１又は第２の可変電流が供給される。

第１のスイッチ１２６は、信号Ｓ２によってオンオフし、第１のカレントミラー回路１２５にＤＡ変換器１２２が出力するアナログ値を供給するか否かをスイッチするものである。第１のスイッチ１２６の一端はＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２５１のドレイン電極に接続され、他端は接地されている。

第１のスイッチ１２６は、ハイレベルの信号Ｓ２が供給されたときオンする。第１のスイッチ１２６がオンすると、ＤＡ変換器１２２が出力するアナログ値に応じた第１又は第２の可変電流は第１のスイッチ１２６を経由してＧＮＤに流れる。よって、第１のカレントミラー回路１２５を構成するＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２５１のドレイン電流として、当該第１又は第２の可変電流が複製されず、ＬＥＤ１に対する第１又は第２の可変電流の供給は遮断される。

一方、第１のスイッチ１２６は、ローレベルの信号Ｓ２が供給されたときオフする。第１のスイッチ１２６がオフすると、ＤＡ変換器１２２が出力するアナログ値に応じた第１又は第２の可変電流は第１のカレントミラー回路１２５を構成するＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２５２のドレイン電流として複製されるため、ＬＥＤ１に第１又は第２の可変電流が供給される。尚、判定回路１２４と第１のスイッチ１２６は、第１のスイッチ回路に相当する。

固定電流生成回路１３０は、所定の大きさの固定電流を出力する固定電流源１３３と、ドライバ回路１３４と、により構成される。尚、固定電流源１３３は、モード設定回路１１０から固定電流の大きさが設定されたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器としてもよい。

カレントミラー型のドライバ回路１３４は、ドレイン電極とゲート電極間を短絡してダイオード接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３１１及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３１２のそれぞれのゲート電極を接続し、それぞれのソース電極をともに接地して構成される第２のカレントミラー回路１３１を具備する。尚、本実施形態では、第２のカレントミラー回路１３１のミラー比は１：１の場合とする。

Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３１１のドレイン電極は固定電流源１３３に接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３１２のドレイン電極はＬＥＤ１を介して電源Ｖｄｄに接続される。よって、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３１１に固定電流源１３３から供給される固定電流（図２中の電流Ｉ２）が流れると、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３１２のドレイン電流として固定電流が複製されて流れる。この結果、ＬＥＤ１に固定電流が供給される。

また、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３１１のドレイン電極には第２のスイッチ１３２が接続される。第２のスイッチ１３２は、信号Ｓ３によってオンオフし、固定電流源１３３が出力する固定電流を第２のカレントミラー回路１３１に供給するか否かを制御するものである。

具体的には、第２のスイッチ１３２はハイレベルの信号Ｓ３が供給されたときにオンする。このとき、固定電流源１３３が出力する固定電流が第２のスイッチ１３２を経由して接地電位ＧＮＤに流れる。この結果、固定電流がＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３１１のドレイン電流として複製されず、ＬＥＤ１に対する固定電流の供給が遮断される。

一方、第２のスイッチ１３２はローレベルの信号Ｓ３が供給されたときオフする。このとき、固定電流源１３３が出力する固定電流は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３１１のドレイン電極に供給されてＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３１２のドレイン電流として複製されるため、ＬＥＤ１には固定電流が供給される。

＜＜発光素子制御回路の動作＞＞
図３は、本実施の形態に係る発光素子制御回路１００の動作の一例として、モード設定回路１１０が、第１モード、第３モード、第２及び第３モード、第２’及び第３モード、第１モードの順に、可変電流生成回路１２０及び固定電流生成回路１３０に各モードを設定させる場合を示した図である。

先ず、モード設定回路１１０が、可変電流生成回路１２０及び固定電流生成回路１３０に第１モードを設定させる場合について説明する。モード設定回路１１０は、信号Ｓ１によって第１又は第２の可変電流の供給開始を指示していない場合である。よってアップダウンカウンタ１２１のカウント値Ｃは“００００００”となり所定値以下であるため信号Ｓ２はハイレベルとなる。当該信号Ｓ２のハイレベルによってドライバ回路１２３はＬＥＤ１に対する第１又は第２の可変電流の供給を遮断する。また、モード設定回路１１０は信号Ｓ３をハイレベルとする。よって、固定電流生成回路１３０はＬＥＤ１に対する固定電流の供給を遮断する。従って、ＬＥＤ１に対してＬＥＤ駆動電流が何ら流れない状態、即ち第１モードのみが設定された消灯状態となる（図３中の時刻Ｔ０〜Ｔ１を参照）。

次に、モード設定回路１１０が、可変電流生成回路１２０及び固定電流生成回路１３０に第３モードを設定させる場合について説明する。モード設定回路１１０は、信号Ｓ１によって第１又は第２の可変電流の供給開始を指示していない場合である。よってアップダウンカウンタ１２１のカウント値Ｃは“００００００”となり所定値以下であるため信号Ｓ２はハイレベルとなる。当該信号Ｓ２のハイレベルによってドライバ回路１２３はＬＥＤ１に対する第１又は第２の可変電流の供給を遮断する。また、モード設定回路１１０は信号Ｓ３をローレベルとする。よって、固定電流生成回路１３０はＬＥＤ１に固定電流のみが供給され、即ち第３モードのみが設定された微小点灯状態となる（図３中の時刻Ｔ１〜Ｔ２を参照）。

次に、モード設定回路１１０が、可変電流生成回路１２０及び固定電流生成回路１３０に第２及び第３モードを設定させる場合について説明する。モード設定回路１１０は、ＬＥＤ１への第１の可変電流の供給開始を指示する信号Ｓ１を出力し、アップダウンカウンタ１２１にカウントアップを開始させる。カウント値Ｃは“００００００”から“１１１１１１”までカウントアップされる。よって、カウント値Ｃは所定値より大きくなるため信号Ｓ２はローレベルとなる。当該信号Ｓ２のローレベルによって、ドライバ回路１２３はＬＥＤ１に６４ステップ刻みで電流量が増大する方向に可変する第１の可変電流を供給する。また、モード設定回路１１０は信号Ｓ３をローレベルとする。よって、固定電流生成回路１３０はＬＥＤ１に固定電流を供給する。

従って、ＬＥＤ駆動電流は固定電流が供給された状態から第１の可変電流が供給されて徐々に大きくなる。つまり、モード設定回路１１０は可変電流生成回路１２０及び固定電流生成回路１３０に第３モードを設定させた後に、ＬＥＤ１への第１の可変電流供給開始を指示する信号Ｓ１を出力し、信号Ｓ３をローレベルとして、第２及び第３モードを設定させることでフェードイン機能が実行され、ＬＥＤ１は微小点灯状態から所定の点灯状態となる（図３中の時刻Ｔ２〜Ｔ３を参照）。

このように、上記モード設定順序に従って、ＬＥＤ１は消灯状態から微小点灯状態となり、当該微小点灯状態からフェードイン機能が実行されて所定の点灯状態となる発光状態のパターンを得ることが出来る。

次に、モード設定回路１１０が、可変電流生成回路１２０及び固定電流生成回路１３０に第２’及び第３モードを設定させる場合について説明する。モード設定回路１１０は、ＬＥＤ１への第２の可変電流の供給開始を指示する信号Ｓ１を出力し、アップダウンカウンタ１２１にカウントダウンを開始させる。カウント値Ｃは“１１１１１１”から“００００００”までカウントダウンされる。よって、カウント値Ｃが所定値“００００００”に達するまでの間は、信号Ｓ２はローレベルとなり、カウント値Ｃが所定値“００００００”に達すると（図３中の時刻Ｔ４を参照）、信号Ｓ２はハイレベルとなる。つまり、ドライバ回路１２３は６４ステップ刻みで電流量が減少する方向に可変する第２の可変電流をＬＥＤ１に供給した後、当該信号Ｓ２のハイレベルによってＬＥＤ１に対する第２の可変電流の供給を遮断する。また、モード設定回路１１０は信号Ｓ３をローレベルとする。よって、固定電流生成回路１３０はＬＥＤ１に固定電流のみを供給する。

従って、ＬＥＤ１は、固定電流と第１の可変電流が供給された状態から固定電流と第２の可変電流が供給された状態となり、最終的には固定電流のみが供給された状態となる。つまり、モード設定回路１１０は可変電流生成回路１２０及び固定電流生成回路１３０に第２及び第３モードを設定させた後に、ＬＥＤ１への第２の可変電流の供給開始を指示する信号Ｓ１を出力し、信号Ｓ３をローレベルとして、第２’及び第３モードを設定させることでフェードアウト機能が実行され、ＬＥＤ１は所定の点灯状態から微小点灯状態となる（図３中の時刻Ｔ３〜Ｔ５を参照）。

次に、モード設定回路１１０は前述のとおり可変電流生成回路１２０及び固定電流生成回路１３０に第１モードを設定させることで、ＬＥＤ１は微小点灯状態から消灯状態となる。

このように、上記モード設定順序に従って、ＬＥＤ１が所定の点灯状態からフェードアウト機能が実行されて微小点灯状態となった後に消灯状態となるような発光状態のパターンを得ることが出来る。

尚、各モードの変更は、モード設定回路１１０の信号Ｓ１、Ｓ３の出力タイミングを調整することによって自由に行うことが出来る。よって、例えば、ＬＥＤ１点灯に伴う消費電力を削減する必要がある場合には、まず第３モードを設定させて、ＬＥＤ１を所定の点灯状態とするためのＬＥＤ駆動電流よりも電流量の少ないＬＥＤ駆動電流が流れる微小点灯状態とすることが出来る。

図４は、本実施の形態に係る発光素子制御回路１００の動作の一例として、モード設定回路１１０が、可変電流生成回路１２０及び固定電流生成回路１３０に第１モード、第２及び第３モード、第２’モードの順にモードを設定させる場合を示した図である。

先ず、モード設定回路１１０は前述のとおり可変電流生成回路１２０及び固定電流生成回路１３０に第１モードを設定させることで、ＬＥＤ１は消灯状態となる（図４中の時刻Ｔ０’〜Ｔ１’を参照）。

次に、モード設定回路１１０は可変電流生成回路１２０及び固定電流生成回路１３０に第１モードを設定させた後に、前述のとおり第２及び第３モードを設定させることで、ＬＥＤ１の駆動電流は何ら流れない状態から第１の可変電流が供給されて徐々に大きくなる。つまり、ＬＥＤ１は消灯状態から、フェードイン機能が実行されて所定の点灯状態となる（図４中の時刻Ｔ１’〜Ｔ３’を参照）。

以上のモード設定順序によって、ＬＥＤ１は消灯状態からフェードイン機能が実行されて所定の点灯状態となる発光パターンを得ることが出来る。よって、ＬＥＤ１を微小点灯状態としない場合であっても、フェードイン機能を実行することが出来る。

次に、モード設定回路１１０が、可変電流生成回路１２０及び固定電流生成回路１３０に第２’モードを設定させる場合について説明する。モード設定回路１１０は、ＬＥＤ１への第２の可変電流の供給開始を指示する信号Ｓ１を出力し、アップダウンカウンタ１２１にカウントダウンを開始させる。カウント値Ｃは“１１１１１１”から“００００００”までカウントダウンされる。よって、カウント値Ｃが所定値“００００００”に達するまでの間は、信号Ｓ２はローレベルとなり、カウント値Ｃが所定値“００００００”に達すると（図４中の時刻Ｔ４’を参照）、信号Ｓ２はハイレベルとなる。

つまり、ドライバ回路１２３はＬＥＤ１に当該カウントダウンに応じて６４ステップ刻みで電流量が減少する方向に可変する第２の可変電流を供給した後、当該信号Ｓ２のハイレベルによってＬＥＤ１に対する第２の可変電流の供給を遮断する。また、モード設定回路１１０は信号Ｓ３をハイレベルとする。よって、固定電流生成回路１３０はＬＥＤ１に対する固定電流の供給を遮断する。従って、ＬＥＤ１は、固定電流と第１の可変電流が供給された状態から固定電流の供給が遮断されると同時に、第２の可変電流が供給されて、最終的には何ら電流が流れない状態となる。つまり、モード設定回路１１０は可変電流生成回路１２０及び固定電流生成回路１３０に第２及び第３モードを設定させた後に、ＬＥＤ１への第２の可変電流供給開始を指示する信号Ｓ１を出力し、信号Ｓ３をハイレベルとして、第３モードを設定させることで、ＬＥＤ１は所定の点灯状態から、フェードアウト機能が実行されて消灯状態となる。

このように、上記モード設定順序によって、ＬＥＤ１が所定の点灯状態からフェードアウト機能が実行されて消灯状態となる発光パターンを得ることが出来る。言い換えると、ＬＥＤ１を微小点灯状態としない場合であっても、フェードアウト機能を実行することが出来る。

尚、発光素子制御回路１００は、任意のタイミングで第１乃至第３モードのうち少なくともいずれかを設定することで、図３、図４に示したパターン以外のＬＥＤ１の発光状態のパターンにすることもできる。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図５は、本発明の第２実施形態に係る発光素子制御回路の全体構成を示すブロック図である。尚、図５に示す中で、一点差線で囲まれた構成を第２実施形態に係る発光素子制御回路２００とする。また、図６は、本発明の第２実施形態に係る発光素子制御回路の中で第１の電流生成回路２２０及び第２の電流生成回路２３０の詳細な構成例を示した図である。

発光素子制御回路２００は、ＬＥＤ１のカソード側に第１の電流生成回路２２０のドライバ回路２２２と第２の電流生成回路２３０のドライバ回路２３２を並列接続させた構成となっている。そして、かかる構成によって、発光素子制御回路２００は、ＬＥＤ１の発光状態のパターンとして微小点灯状態と所定の点灯状態をそれぞれ得ることができる。尚、図１、図２に示した第１実施形態に係る発光素子制御回路１００に示されるものと同一の構成については同一の番号を付してその説明を省略する。

モード設定回路２１０は、ＬＥＤ１を所定の点灯状態とするとき第１の電流生成回路２２０へ信号Ｓ４を出力する。また、ＬＥＤ１を微小点灯状態とするとき第２の電流生成回路２３０へ信号Ｓ５を出力する。信号Ｓ４はＬＥＤ１を所定の点灯状態とするためのＬＥＤ駆動電流（所定電流）の大きさを指示するものである。信号Ｓ５はＬＥＤ１を微小点灯状態とするためのＬＥＤ駆動電流（固定電流）の大きさを指示するものである。

第１の電流生成回路２２０は、ＤＡ変換器２２１、ドライバ回路２２２からなり、ＬＥＤ１を所定の点灯状態とするための所定電流を生成してＬＥＤ１に供給する。

ＤＡ変換器２２１は、モード設定回路２１０が出力する所定電流の大きさが設定されたデジタル信号Ｓ４をデジタル値からアナログ値（電流値）に変換して、当該アナログ値をドライバ回路２２２へ供給する。ここで、当該アナログ値の大きさに応じた電流が所定電流に相当する。尚、ＤＡ変換器２２１は、所定電流を生成する定電流源としてもよい。

ドライバ回路２２２は、ＮＭＯＳトランジスタＭ１と、電流駆動型のオペアンプ２２３と、抵抗素子ＲＡと、によって構成される。ＮＭＯＳトランジスタＭ１は、そのドレイン電極にＬＥＤ１のカソード電極が接続され、そのゲート電極にオペアンプ２２３の出力が接続され、そのソース電極に抵抗素子ＲＡが接続される。オペアンプ２２３は、その非反転入力にＤＡ変換器２２１の出力が接続され、その反転入力にＮＭＯＳトランジスタＭ１のソース電極と抵抗素子ＲＡの接続点が接続される。

以上の構成により、ＮＭＯＳトランジスタＭ１は、オペアンプ２２３の反転入力と非反転入力の比較結果に基づいてＬＥＤ１を駆動する。具体的には、ＮＭＯＳトランジスタＭ１は、オペアンプ２２３における反転入力（抵抗素子ＲＡに生じる比較電圧）を基準とした非反転入力（ＤＡ変換器２２１の出力）の相対値が大きくなれば、ＬＥＤ駆動電流を多く流して、オペアンプ２２３の反転入力に印加させる抵抗素子ＲＡに生じる比較電圧を高くする。一方、オペアンプ２２３における反転入力を基準とした非反転入力の相対値が小さくなれば、ＮＭＯＳトランジスタＭ１は、ＬＥＤ駆動電流を少なく流して、オペアンプ２２３の反転入力に印加させる。即ち、ドライバ回路２２２は、ＤＡ変換器２２１の出力電圧が抵抗素子ＲＡに生じる比較電圧となるように調整を行う電圧レギュレータとして機能する。

尚、ＬＥＤ駆動電流が流れることにより抵抗素子ＲＡに発生する電圧は、ＬＥＤ１のカソード電圧となる。このカソード電圧が大きくなると、ＬＥＤ１の順方向電圧ＶＦを考量して、ＬＥＤ１のアノード電圧（Ｖｄｄ）を昇圧させる必要が生じるが、その昇圧に伴って効率が悪化する。特に所定の点灯状態をＬＥＤ１の全灯状態とした場合にはカソード電圧が最大限に大きくなるのでその効率悪化の傾向が顕著となる。そこで、抵抗素子ＲＡは、ＬＥＤ１を所定の点灯状態とする際にＬＥＤ１の順方向電圧ＶＦが最低限得られるように、抵抗値の小さいものを採用する必要がある。

第２の電流生成回路２３０は、ＤＡ変換器２３１、ドライバ回路２３２からなり、ＬＥＤ１を微小点灯状態とするための固定電流を生成してＬＥＤ１に供給するものである。

ＤＡ変換器２３１は、モード設定回路２１０が出力する固定電流の大きさが設定されたデジタル信号Ｓ５をデジタル値からアナログ値（電流値）に変換して、当該アナログ値をドライバ回路２３２へ供給する。ここで、当該アナログ値の大きさに応じた電流が固定電流に相当する。尚、ＤＡ変換器２３１は、所定電流を生成する定電流源としてもよい。

ドライバ回路２３２は、ドライバ回路２２２と同様に、ＮＭＯＳトランジスタＭ２と、電流駆動型のオペアンプ２３３と、抵抗素子ＲＢと、によって構成される。ＮＭＯＳトランジスタＭ２は、そのドレイン電極にＬＥＤ１のカソード電極が接続され、そのゲート電極にオペアンプ２３３の出力が接続され、そのソース電極に抵抗素子ＲＢが接続される。オペアンプ２３３は、その非反転入力にＤＡ変換器２３１の出力が接続され、その反転入力にＮＭＯＳトランジスタＭ２のソース電極と抵抗素子ＲＢの接続点が接続される。

以上の構成により、ＮＭＯＳトランジスタＭ２は、オペアンプ２３３の反転入力と非反転入力の比較結果に基づいてＬＥＤ１を駆動する。即ち、ドライバ回路２３２は、ＤＡ変換器２３１の出力電圧が抵抗素子ＲＢに生じる比較電圧となるように調整を行う電圧レギュレータとして機能する。

尚、オペアンプ２３３がオペアンプ２２３と同一の特性であると仮定すると、第２の電流生成回路２３０側の抵抗素子ＲＢは、抵抗素子ＲＡの抵抗値よりも大きい抵抗値のものを採用する必要がある。即ち、ＬＥＤ１を微少点灯状態とする際に、所定の点灯状態のときよりもＬＥＤ駆動電流の電流量が少ないために、抵抗素子ＲＢに発生する電圧が小さくなる。このとき、オペアンプ２３３のオフセットの影響が大きくなり、ＬＥＤ駆動電流に生じるばらつきが大きくなってしまう。そこで、抵抗素子ＲＢの抵抗値を大きくしておくことで、オペアンプ２３３のオフセットの影響を抑えて、ＬＥＤ駆動電流のばらつきを低減することが出来る。

＝＝＝第３実施形態＝＝＝
図７は、本発明の第３実施形態に係る発光素子制御回路の全体構成を示すブロック図である。また、図８は、本発明の第３実施形態に係る発光素子制御回路の中で可変電流生成回路及び固定電流生成回路の詳細な構成例を示した図である。

第３実施形態は、前述した第１実施形態及び第２実施形態を組み合わせた構成となっている。即ち、図１、図２に示した第１実施形態に係る発光素子制御回路１００と相違する点は、可変電流生成回路３２０のドライバ回路３２３（カレントミラー型）並びに固定電流生成回路３３０のドライバ回路３３１（カレントミラー型）が、図６に示した第２実施形態に係る発光素子制御回路２００のドライバ回路２２２（オペアンプ型）及びドライバ回路２３２（オペアンプ型）に置き換わった点と、ドライバ回路３２３を構成する抵抗素子ＲＡが可変抵抗素子ＲＸに置き換わった点である。

尚、可変抵抗素子ＲＸの抵抗値は、ＬＥＤ１に供給される可変電流の大きさに基づき、上記抵抗素子ＲＡの抵抗値又は上記抵抗素子ＲＢの抵抗値に可変する。具体的には、ＤＡ変換器３２２の出力に基づいてＬＥＤ１に供給される可変電流の大きさが固定電流の大きさ以下となることが判別されたとき、可変抵抗素子ＲＸの抵抗値を抵抗素子ＲＢの抵抗値と同じ値に設定する。一方、ＤＡ変換器３２２の出力に基づいてＬＥＤ１に供給される可変電流の大きさが固定電流の大きさを超えることが判別されたとき、可変抵抗素子ＲＸの抵抗値を抵抗素子ＲＡの抵抗値と同じ値にする。

以上の構成にすることにより、発光素子制御回路３００は、任意のタイミングで第１乃至第３モードのうち少なくともいずれかを設定することで、図３、図４に示した発光状態のパターンに加えて、当該図３、図４に示した以外のＬＥＤ１の発光状態のパターンを得ることもできる。また、抵抗素子ＲＡにはＬＥＤ１を所定の点灯状態とする際にＬＥＤ１の順方向電圧ＶＦが最低限得られるように抵抗値の小さいものを採用することができる。一方、抵抗素子ＲＢにはＬＥＤ１を所定の点灯状態とする際よりもＬＥＤ駆動電流の電流量が少ない微小点灯状態とする際にオペアンプ３３３のオフセットの影響を抑えるため抵抗素子ＲＡの抵抗値よりも大きい抵抗値のものを採用することができる。即ち、ＬＥＤ駆動電流のばらつきを低減して適切にＬＥＤ１の発光状態のパターンを設定することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、前述した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。

例えば、発光素子制御回路１００（２００、３００）が発光状態を制御する発光素子としては、ＬＥＤ１の他に有機ＥＬ素子を採用してもよく、また、それぞれ発光色の異なる複数のＬＥＤ１としても良い。尚、複数のＬＥＤ１にしたことに伴って、当該複数のＬＥＤの個数に応じた可変電流生成回路１２０（２２０、３２０）及び固定電流生成回路１３０（２３０、３３０）を用意するか、もしくは、複数のＬＥＤ間で各回路１２０、１３０｛（２２０、２３０）、（３２０、３３０）｝を共有化して、当該複数のＬＥＤ各々の発光状態を制御することが出来る。具体的には、ＲＧＢといった３色ＬＥＤの発光状態を制御して、それらの発光状態を組み合わせることによって、様々な色の表現が可能となる。

また、３色ＬＥＤを用いる場合に、３色ＬＥＤそれぞれの輝度を調整するための輝度調整回路を備えてもよい。輝度調整回路は、ＤＡ変換器１２２（２２１、３２２）の出力するアナログ値を、３色ＬＥＤ各々の輝度を指定するための輝度データに乗算してドライバ回路１２３（２２２、３２３）へ供給することで実現できる。これによって、３色ＬＥＤ各々に供給されるＬＥＤ駆動電流を輝度データに応じて調整することで３色ＬＥＤの輝度パターンを変えることができ、３色ＬＥＤを具備した電子機器における多色多階調表示が可能となる。

また、モード設定回路１１０（３１０）が可変電流生成回路１２０（３２０）及び固定電流生成回路１３０（３３０）に対して第１モード、第３モード、第２及び第３モードの順に発光状態を設定させた場合に、ＬＥＤ１を消灯状態から一旦確定的な微小点灯状態とさせた後にフェードイン機能が開始されて全灯状態に至らしめてもよい。

つまり、消灯状態からいきなりフェードイン機能を開始させる場合には、フェードイン機能の開始直後の微小な電流量の第１の可変電流によって、フェードイン機能が視覚的にいつから開始されるか予測困難であり、フェードイン機能の視覚的な効果が適切に得られなくなる恐れがある。そこで、肉眼によって視認可能な微小点灯状態を設定してからフェードイン機能を開始させることによって、フェードイン機能の視覚的な効果を適切に獲得することが可能となる。また、この結果、複数のＬＥＤを用いてフェードイン機能を実行する場合に、各ＬＥＤの特性ばらつきに起因して、第１の可変電流の供給開始から各ＬＥＤが視認可能な発光状態となるまでの期間がそれぞれ異なったとしても、各ＬＥＤ間でフェードイン機能を開始するタイミングを揃えることが出来る。

また、可変電流生成回路１２０（３２０）は、モード設定回路１１０（３１０）から供給されるカウンタクロックＣＬＫを分周するための分周回路と、クロック切換回路と、を備えても良い。これによって、アップダウンカウンタ１２１（３２１）がカウント値をカウントアップ及びカウントダウンするためのカウンタクロックＣＬＫの周波数を切り換えることが可能となる。ここで、アップダウンカウンタ１２１がカウント値を“００００００”から“１１１１１１”までカウンタクロックＣＬＫによってカウントアップする期間は、ＬＥＤ１をフェードインさせるのに必要な期間である。つまり、当該カウンタクロックＣＬＫの周波数を変化させることによって、当該フェードインに要する期間を変化させることが出来る。カウントダウンする際も同様である。これによって、フェードインに要する時間又はフェードアウトに要する時間を調整でき、ＬＥＤ１の発光状態のパターンを増やすことが可能となる。

また、固定電流生成回路１３０は、それぞれ異なる固定電流を出力する複数の固定電流源を備えても良い。例えば、固定電流源１３３の他に３つの固定電流源を並列接続し、さらに、その他の３つの固定電流源に接続されるカレントミラー回路１３１との間に各々スイッチを設け、モード設定回路１１０が当該各々のスイッチを選択してオン又はオフする信号を固定電流生成回路１３０へ出力する。これにより、固定電流の大きさは４段階に切り換えることが可能となるため、発光素子制御回路１００はＬＥＤ１の微小点灯状態を４つの発光状態から選択することができ、ＬＥＤ１の発光状態のパターンを増やすことが可能となる。

また、固定電流生成回路１３０は、固定電流源１３３に対して、ミラー比が異なる複数のカレントミラー回路を設けることも可能である。これにより大きさの異なる固定電流を複数生成することが可能となるため、発光素子制御回路１００はＬＥＤ１の微小点灯状態のパターンを増やすことが可能となる。同様に、固定電流生成回路３３０は、第２のドライバ回路３３１に入力される信号Ｓ３を用いて、固定電流の大きさの指定を変更することができる。

また、発光素子制御回路１００（３００）を構成する固定電流生成回路１３０（３３０）を、上記の微小点灯状態の際の固定電流の大きさの範囲内で可変させる可変電流生成回路１２０（３２０）に置き換えることもできる。これによって、消灯状態から微小点灯状態に至るまでの過程をフェードインさせること及び、微小点灯状態から消灯状態に至るまでの過程をフェードアウトさせることが可能となる。これにより、ＬＥＤ１の発光状態のパターンを増やすことが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る発光素子制御回路の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る発光素子制御回路のうち可変電流生成回路と固定電流生成回路の詳細な構成を示した図である。 本発明の第１、第２実施形態に係る発光素子制御回路の動作を説明するための主要信号の波形図である。 本発明の第１、第２実施形態に係る発光素子制御回路の動作を説明するための主要信号のその他の波形図である。 本発明の第２実施形態に係る発光素子制御回路の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る発光素子制御回路のうち第１の電流生成回路生成回路と第２の電流生成回路の詳細な構成を示した図である。 本発明の第３実施形態に係る発光素子制御回路の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る発光素子制御回路のうち可変電流生成回路と固定電流生成回路の詳細な構成を示した図である。

符号の説明

１１０、２１０、３１０ モード設定回路
１２０、３２０ 可変電流生成回路
２２０ 第１の電流生成回路
２３０ 第２の電流生成回路
１２１、３２１ アップダウンカウンタ
１２２、２２１、２３１、３２２ ＤＡ変換器
１２３、１３４ ドライバ回路（カレントミラー型）
２２２、２３２、３２３、３３１ ドライバ回路（オペアンプ型）
１２４、３２４ 判定回路
１２５ 第１のカレントミラー回路
１２６、３２６ 第１のスイッチ
１３０、３３０ 固定電流生成回路
１３１ 第２のカレントミラー回路
１３２、３３４ 第２のスイッチ
１３３、３３２ 固定電流源
２２３、３２５ 第１のオペアンプ
２３３、３３３ 第２のオペアンプ

Claims (7)

1. 発光素子の状態を制御する発光素子制御回路において、
   電流が増大する方向又は電流が減少する方向に可変する可変電流を生成する可変電流生成回路と、
   前記発光素子の所定電流より小さい固定電流を生成する固定電流生成回路と、
   前記可変電流生成回路と前記固定電流生成回路に対して、前記発光素子への前記可変電流並びに前記固定電流の供給を遮断する第１モード、前記可変電流を前記発光素子に供給する第２モード、前記固定電流を前記発光素子に供給する第３モード、を選択的に設定させるモード設定回路と、
   を備えることを特徴とする発光素子制御回路。
2. 請求項１に記載の発光素子制御回路において、
   前記モード設定回路は、前記可変電流生成回路と前記固定電流生成回路に対して、前記第１モードの設定から前記第３モードの設定に変更させた後、前記第３モードが所定期間継続したときに前記発光素子を全灯状態にすべく前記第３モードの設定から電流が増大する方向の前記可変電流を生成する前記第２モード及び前記第３モードの設定に変更させること、を特徴とする発光素子制御回路。
3. 請求項２に記載の発光素子制御回路において、
   前記モード設定回路は、前記可変電流生成回路と前記固定電流生成回路に対して、前記発光素子が全灯状態から前記発光素子に供給される電流が前記固定電流となるまでの間は電流が減少する方向の前記可変電流を生成する前記第２モード及び前記第３モードを設定させ、前記発光素子に供給される電流が前記固定電流になったとき前記電流が減少する方向の前記可変電流を生成する第２モード及び前記第３モードの設定から前記第３モードの設定に変更させ、前記第３モードが所定期間継続したときに前記発光素子を消灯状態にすべく前記第３モードの設定から前記第１モードの設定に変更させること、を特徴とする発光素子制御回路。
4. 請求項１に記載の発光素子制御回路において、
   前記固定電流生成回路は、互いに異なる大きさの前記固定電流を複数生成し、
   前記モード設定回路は、前記固定電流生成回路に対して前記第３モードを設定させる場合、前記複数の固定電流のうちいずれかひとつを選択させること、
   を特徴とする発光素子制御回路。
5. 請求項１に記載の発光素子制御回路において、
   前記可変電流生成回路と前記固定電流生成回路は、発光色が互いに異なる複数の前記発光素子それぞれに備えられ、
   前記モード設定回路は、前記複数の発光素子毎に備えられた前記可変電流生成回路と前記固定電流生成回路に対して、前記第１モード、前記第２モード、前記第３モードを選択的に設定させること、を特徴とする発光素子制御回路。
6. 請求項１に記載の発光素子制御回路において、
   前記可変電流生成回路は、
   カウンタクロックによってカウント値をカウントアップ又はカウントダウンして出力するアップダウンカウンタと、
   前記カウント値をアナログ値の前記可変電流に変換するＤＡ変換器と、
   前記ＤＡ変換器より供給される前記可変電流を複製して前記発光素子に供給する第１のカレントミラー回路と、
   前記ＤＡ変換器から前記第１のカレントミラー回路への前記可変電流の供給を遮断するか否かの制御を行う第１のスイッチ回路と、を備え、
   前記固定電流生成回路は、
   所定の固定電流源から供給される前記固定電流を複製して前記発光素子に供給する第２のカレントミラー回路と、
   前記固定電流源から前記第２のカレントミラー回路への前記固定電流の供給を遮断するか否かの制御を行う第２のスイッチ回路と、を備え、
   前記モード制御回路は、
   前記可変電流生成回路と前記固定電流生成回路に対して前記第１モードを設定させる場合、前記第１のスイッチ回路に対して前記ＤＡ変換器から前記第１のカレントミラー回路への前記可変電流の供給を遮断させるとともに、前記第２のスイッチ回路に対して前記固定電流源から前記第２のカレントミラー回路への前記固定電流の供給を遮断させる制御を行い、
   前記可変電流生成回路と前記固定電流生成回路に対して前記第２モードを設定させる場合、前記アップダウンカウンタに対してカウント値をカウントアップ又はカウントダウンさせるとともに、前記第１のスイッチ回路に対して前記ＤＡ変換器から前記第１のカレントミラー回路への前記可変電流を供給させる制御を行い、
   前記可変電流生成回路と前記固定電流生成回路に対して前記第３モードを設定させる場合、前記第１のスイッチ回路に対して前記ＤＡ変換器から前記第１のカレントミラー回路への前記可変電流の供給を遮断させるとともに、前記第２のスイッチ回路に対して前記固定電流源から前記第２のカレントミラー回路への前記固定電流を供給させる制御を行う、
   ことを特徴とする発光素子制御回路。
7. 発光素子の状態を制御する発光素子制御回路において、
   前記発光素子の所定電流に基づき前記発光素子を駆動する第１のドライバ回路と、
   前記所定電流より小さい固定電流に基づき前記発光素子を駆動する第２のドライバ回路と、を備え、
   前記第１のドライバ回路は、
   一方の入力端子に印加される前記所定電流に応じた電圧と他方の入力端子に印加される第１の比較電圧とを比較する第１のオペアンプと、
   前記第１のオペアンプの比較結果に応じて前記発光素子を駆動する第１のトランジスタと、
   前記発光素子の駆動電流が流れて前記第１の比較電圧を発生する第１の抵抗素子と、によって構成され、
   前記第２のドライバ回路は、
   一方の入力端子に印加される前記固定電流に応じた電圧と他方の入力端子に印加される第２の比較電圧とを比較する第２のオペアンプと、
   前記第２のオペアンプの比較結果に応じて前記発光素子を駆動する第２のトランジスタと、
   前記発光素子の駆動電流が流れて前記第２の比較電圧を発生する前記第１の抵抗素子の抵抗値よりも大きい抵抗値を持つ第２の抵抗素子と、によって構成される、
   ことを特徴とする発光素子制御回路。

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