JP2010175596A - 携帯機器および発光素子駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子駆動回路の回路構成を簡略化し、ひいてはこれを利用した携帯機器の低コスト化を図る。
【解決手段】第１および第２の大容量コンデンサである大容量コンデンサ２１１，２１２の充電時、切替部２０３，２０４の第１の切替状態により、フラッシュＬＥＤの駆動に必要な電圧より低い電圧を出力する電源２０１から両大容量コンデンサを並列に充電する。瞬時に比較的大電流を流す負荷であるフラッシュＬＥＤ２１４を発光させる際、切替部２０３，２０４の第２の切替状態により、両大容量コンデンサを電源２０１から切り離すとともに、互いに直列に接続してフラッシュＬＥＤ２１４を駆動する。第２の切替状態は、第２の大容量コンデンサ２１２の充電電圧が所定電圧まで低下したとき、または、所定時間が経過したとき第１の切替状態に戻す。
【選択図】図２

Description

本発明は、瞬時に比較的大電流を流す負荷を有する携帯機器に関し、特に、フラッシュ発光用の発光素子を駆動する発光素子駆動回路に関する。

携帯電話端末等の携帯機器にはカメラが付属したものが多く出回っており、暗い場所でも撮影が可能なようにフラッシュ（発光）機能が搭載されている。このフラッシュ機能には、発光素子としてフラッシュＬＥＤが使用されている（特許文献１参照）。フラッシュＬＥＤを駆動する為には大電流を瞬時に供給する必要がある。大電流をバッテリから直接供給すると、その内部抵抗で電圧降下等が生じて実用上の問題が生じる。また、多くの携帯機器の電源であるリチウムイオン（Ｌｉ＋）バッテリで大電流を供給しようとすると、瞬時に消費される電流を十分に賄うことが出来ない。

この問題を解決する為に大容量コンデンサが使用されている（特許文献１参照）。この従来技術では、大容量コンデンサに予め充電しておき、発光時にそこから放電することによりフラッシュＬＥＤに大電流を供給することができる。

また、フラッシュＬＥＤは強い発光をさせるために大電流を流す必要上、ダイオードの順方向電圧が通常のダイオードよりかなり高い電圧の仕様となっている。一方、大容量コンデンサの定格電圧はフラッシュＬＥＤの順方向電圧より低い。この為、従来例においては当該コンデンサを直列接続して耐圧を積み上げ、それにバッテリからの電圧を昇圧回路で所望の電圧に変換後充電を行う技術が知られている。このために例えばチャージポンプ回路を用いている。また発光を制御するためには外付けでフラッシュＬＥＤに直列に制御用のトランジスタスイッチを設けて制御することが行われている。

図１に従来の回路例を示す。制御回路１００は、昇圧回路１０３、電圧制御部１０４、電流制御部１０５から構成されている。また、外部素子としては、大容量コンデンサ１０９，１１０、フラッシュＬＥＤ１１１、電流制限抵抗１１２、発光制御トランジスタ１１３および電流検出抵抗１１４で構成されている。

昇圧回路１０３は発光に必要な電圧を、バッテリが供給源である電源１０１から生成する。昇圧回路１０３の出力は、出力端Ｖｏｕｔ１０６から本回路の負荷であるフラッシュＬＥＤ１１１へ供給される。この負荷は、瞬時に比較的大電流を流す必要があるものである。直列接続された大容量コンデンサ１０９，１１０の充電時には、電流制御部１０５によるゲート１０８の制御により、発光制御トランジスタ１１３はＯＦＦしており、フラッシュＬＥＤ１１１および抵抗１１２，１１４には電流が流れない。従って、大容量コンデンサ１０９，１１０に充電が行われる。大容量コンデンサ１０９，１１０は図で示されている通り直列接続されているので、両コンデンサの容量が同一であれば、それぞれの電圧としては出力端Ｖｏｕｔ１０６に印加される電圧の１／２となる。

しかし、実際にはそれぞれの容量に誤差が含まれるため、必ずしもＶｏｕｔ１０６に印加される電圧の１／２とはならない。そのため、両コンデンサの充電電圧に不平衡が生じてそれぞれの電圧が仕様（耐圧）を超えてしまう可能性が残る。これは回路ひいては製品の信頼性を損なう原因ともなる。

そこで、この不平衡を防止する為に両コンデンサのそれぞれがＶｏｕｔ１０６に印加される電圧の１／２となるように中点電圧１０７を制御する電圧制御部１０４が用意されている。これにより仕様を超えた電圧がいずれかの大容量コンデンサに印加されることを未然に防止している。

次に大容量コンデンサ１０９，１１０からの放電時には、昇圧回路１０３は動作停止をして、Ｖｏｕｔ１０６はオープン（開放）状態となる。これにより、電源１０１からの電力供給は停止状態として、発光制御トランジスタ１１３をＯＮさせる。その結果、大容量コンデンサ１０９，１１０に充電されていた電圧が放電され、フラッシュＬＥＤ１１１が発光する。この発光のトリガとなるのは点灯制御信号１０２である。この点灯制御信号１０２は、例えばこの回路が搭載された装置に内蔵されているＣＰＵなどの制御部から送られて来る制御信号である。点灯制御信号１０２は、フラッシュＬＥＤ１１１の発光強度が必要なレベルになるように、電流制御部１０５で導通電流の制御を行って、発光制御トランジスタ１１３のＯＮ／ＯＦＦを制御する。抵抗１１４は、その電圧降下に基づいてフラッシュＬＥＤ１１１に流れる電流を電流制御部１０５で監視するためのものである。

特表２００８−５２９１７７号公報

現状の大容量コンデンサの定格電圧はフラッシュＬＥＤ１１１の発光電圧より低いので、大容量コンデンサを定格電圧まで充電したとしてもそのままではフラッシュＬＥＤを駆動することが出来ない。発光に必要なフラッシュＬＥＤの順方向電圧である数Ｖ程度の電圧を得るには、図１に示したように、電源であるバッテリの電圧を昇圧回路１０３で高電圧へ電圧変換する必要がある。また、充電用の大容量コンデンサは複数の大容量コンデンサ１０９，１１０を直列接続して、フラッシュＬＥＤ１１１の駆動に必要な数Ｖの耐電圧を得る必要がある。この場合、直列接続された各大容量コンデンサに均等に電圧が印加されるよう制御するための電圧制御部１０４が必要となる。電圧制御部１０４は、両大容量コンデンサ間での定格を超える可能性のある充電電圧の不平衡が生じないようにするための中間電圧発生回路である。

本発明はこのような背景においてなされたものであり、発光素子駆動回路において昇圧や中間電圧の制御を不要とすることにより、発光素子駆動回路の回路構成を簡略化し、ひいてはこれを利用した携帯機器の低コスト化を図るものである。

本発明による携帯機器は、瞬時に比較的大電流を流す負荷と、第１および第２の大容量コンデンサと、前記負荷の駆動に必要な電圧より低い電圧を出力する電源の出力電圧により前記第１および第２の大容量コンデンサに並列に充電を行い、充電後に前記負荷を駆動する際に前記第１および第２の大容量コンデンサを直列に接続して前記負荷を駆動する切替手段とを備えたものである。

第１および第２の大容量コンデンサの充電は並列に行うことにより、その充電電圧は不均衡になることなく一致する。また、負荷を駆動する際に前記第１および第２の大容量コンデンサを直列に接続することにより、単一の大容量コンデンサの耐圧を越えた出力電圧が得られる。

より具体的には、前記切替手段は、前記第１および第２の大容量コンデンサを前記電源と接地との間に接続する第１の切替状態と、前記電源を前記負荷から切り離すとともに前記第１および第２の大容量コンデンサを直列に接続し、その直列電圧を前記負荷に印加する第２の切替状態との間を切り替える機能を有し、この切替手段の前記第１および第２の切替状態を制御する切替制御手段をさらに備える。

前記切替手段は、前記第１および第２の大容量コンデンサを前記電源から切り離すとともに充電電圧を維持する第３の切替状態を有してもよい。この場合、前記切替制御手段は、前記第１および第２の大容量コンデンサの少なくとも一方の充電電圧が所定電圧に達したことを検出する手段を有し、その検出を待って前記切替手段を前記第３の切替状態に切り替え、前記負荷を駆動する時点で前記切替手段を第２の切替状態に切り替える。

前記負荷に瞬時に比較的大電流を流す動作モードに加えて、比較的小さい電流を流す第２の動作モードを設けてもよい。この場合、この第２の動作モードでは前記切替制御手段が前記負荷の消費電流が低下するように前記第１の切替状態と第２の切替状態との間を交互に連続して切り替える。

本発明によるフラッシュ発光用の発光素子を駆動する発光素子駆動回路は、第１および第２の大容量コンデンサと、前記発光素子の駆動に必要な電圧より低い電圧を出力する電源の出力電圧により前記第１および第２の大容量コンデンサに並列に充電を行い、充電後に前記発光素子を駆動する際に前記第１および第２の大容量コンデンサを直列に接続して前記発光素子に接続する切替手段とを備えたものである。

本発明によれば、電源電圧より低い電圧で大容量コンデンサに充電することができるため、昇圧回路が不要となる。また、並列接続による充電なので従来の直列接続充電のような第１および第２の大容量コンデンサ間での定格を超える可能性のある充電電圧の不平衡が生じない。このため、従来回路で必要とされていた中間電圧発生回路が不要となる。両大容量コンデンサの充電後、待機状態においては前記第１および第２の大容量コンデンサを電源から切り離す制御を行う為、自己放電による電圧低下のみとなるので、利用時に再充電を行う場合にも立ち上がり時間が短い。また、放電時に大容量コンデンサおよび負荷を電源から切り離すことにより、負荷変動による電源電圧への影響をなくすことができる。

従来の回路例を示した図である。 本発明の実施の形態に係る発光素子駆動回路の構成例を示した図である。 本発明の実施の形態における充電モード時の切替部の内部接続例（第１の切替状態）を示した図である。 本発明の実施の形態における待機モード時の切替部の内部接続例（第３の切替状態）を示した図である。 本発明の実施の形態におけるフラッシュモード（放電モード）時の切替部の内部接続例（第２の切替状態）を示した図である。 本発明の実施の形態の発光素子駆動回路の動作例を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態の発光素子駆動回路の変形例を示した図である。 本発明の実施の形態に係るフラッシュＬＥＤ駆動回路を搭載した携帯機器の概略構成を示したブロック図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図２に本実施の形態に係る発光素子駆動回路の構成例を示す。

制御回路２００は、切替部Ａ２０３、切替部Ｂ２０４、および全体を制御するための切替制御部２０５から構成されている。制御回路２００の外部素子として、大容量コンデンサ（Ｃ１）２１１、大容量コンデンサ（Ｃ２）２１２、フラッシュＬＥＤ（Ｄ１）２１４、電流制限抵抗（Ｒ１）２１５が接続されている。大容量コンデンサは、例えば電気二重層コンデンサ、リチウムイオンコンデンサ、セラミックコンデンサ等のキャパシタである

制御回路２００にはバッテリを内蔵した電源２０１から動作電力が供給される。また、この制御回路２００およびフラッシュＬＥＤ２１４を搭載した装置の制御部２１０から制御回路２００へ点灯制御信号２０２が入力される。

この制御回路２００は、大容量コンデンサＣ１，Ｃ２に充電を行う充電モード（チャージモード）と、充電後に放電を待機する待機モード（スタンバイモード）と、放電による発光を行う放電モードすなわちフラッシュモード（発光モード）の３つの動作モードを有する。

切替部Ａ，Ｂは、負荷の駆動に必要な電圧より低い電圧を出力する電源の出力電圧により大容量コンデンサＣ１，Ｃ２に並列に充電を行い、充電後に負荷を駆動する際に大容量コンデンサＣ１，Ｃ２を直列に接続して負荷を駆動する本発明の切替手段として機能する。より具体的には、充電モードにおいて大容量コンデンサＣ１，Ｃ２を電源と接地との間に接続する第１の切替状態と、放電モードにおいて電源をフラッシュＬＥＤから切り離すとともに大容量コンデンサＣ１，Ｃ２を互いに直列に接続し、その直列電圧をフラッシュＬＥＤに印加する第２の切替状態との間を切り替える。切替制御部２０５はこの切替部Ａ，Ｂの第１および第２の切替状態を制御する。

切替部Ａ，Ｂは、電源第１および第２の大容量コンデンサを電源から切り離すとともに充電電圧を維持する待機モードにおいて第３の切替状態となる。この状態では、各大容量コンデンサの一端子または両端子を開放状態とすることで、当該コンデンサには電圧が印加されず、且つ充電された電荷が自己放電以外では放電されないように維持する。切替制御部２０５は、大容量コンデンサＣ１，Ｃ２の少なくとも一方の充電電圧が所定電圧に達したことを検出する手段を有し、その検出を待って第３の切替状態に切り替える。その後フラッシュＬＥＤを駆動する時点で切替手段を放電モードの第２の切替状態に切り替える。

より具体的には、充電モードでは、切替部Ａが電源２０１から出力端Ｖｏｕｔ２０６を介して大容量コンデンサＣ１を充電を行う。このとき大容量コンデンサＣ１の他端（Ｎ１）２０７は切替部Ａにより接地される。Ｖｏｕｔ２０６の電圧はフラッシュＬＥＤ２１４の発光可能電圧よりも十分低い。したがって、フラッシュＬＥＤには電流が殆ど流れることなく、大容量コンデンサＣ１に充電が可能となる。切替部Ｂは同様に動作し、電源２０１から出力端（Ｐ２）２０８を介してもう一方の大容量コンデンサＣ２の充電を行う。このとき、切替制御部２０５は大容量コンデンサＣ２の充電電圧を監視し、予め制御部２１０内のレジスタなどに設定されている充電停止電圧を設定（例えば大容量コンデンサの定格電圧に閾値に設定）しておくことにより、切替部Ａ，Ｂを制御して、充電を停止することが可能となっている。

この充電モードでは大容量コンデンサＣ１，Ｃ２が並列接続になっているために、充電電圧の監視は片方の充電電圧のみに対して行うことで足りる。監視中の充電電圧が充電停止電圧に達したら、切替制御部２０５において大容量コンデンサＣ１に接続されている出力端Ｖｏｕｔ２０６を電源２０１から切り離し、切替部Ｂにおいて大容量コンデンサＣ２に接続されている出力端Ｐ２を電源２０１から切り離す。これにより、電圧監視を行う為に大容量コンデンサＣ２からの高インピーダンスの入力以外には電源側に何も接続されていない状態である待機モードに入る。その結果、当該コンデンサは自己放電以外での電荷の消耗がなくなるので長時間充電電圧を維持可能となる。

自己放電等で充電電圧が低下した場合には予めレジスタなどに設定されている充電開始電圧（閾値）より低下したことを検出して、切替制御部２０５が切替部Ａと切替部Ｂを充電モードに設定することになる。点灯制御信号２０２から例えば放電モードでの点灯指示が成された場合にはフラッシュモードに入る。フラッシュモードでは、当該コンデンサを直列接続して必要な発光電圧を得るために切替部Ａおよび切替部Ｂが他端Ｎ１と出力端Ｐ２とを接続するように制御される。この接続により、大容量コンデンサＣ１，Ｃ２の直列電圧（発光可能電圧より高い）がフラッシュＬＥＤに印加され発光に至る。点灯指示が成された場合に一度、充電電圧の低下分を補充するために充電モードに入り、充電開始電圧の監視を停止した後に、フラッシュモードへ移行するようにしてもよい。

フラッシュモードでは、電源２０１は出力端Ｖｏｕｔ２０６から切り離されている。また発光を制御するための電流制御については、フラッシュモードになっている期間すなわち第２の切替状態になってからの経過時間（時間幅）に基づいて行うことができる。発光開始時の電圧Ｖｓと直列接続された当該コンデンサの合成容量Ｃｓ、発光停止電圧Ｖｔから当該コンデンサから取り出せる電荷量が計算可能である。その取り出し可能電荷量ΔＱをどれだけの時間幅ｔで行うかにより当該フラッシュＬＥＤに流す電流Ｉを制御可能となる。この関係は以下の式（１）（２）のように表すことができる。

ΔＱ ＝ Ｃｓ ＊ （Ｖｓ−Ｖｔ） …（１）
Ｉ ＝ ΔＱ／ｔ …（２）

本実施の形態では、他の動作モードとして、フラッシュＬＥＤを連続点灯させるトーチモード（Ｔｏｒｃｈ Ｍｏｄｅ）も設けている。トーチモードではフラッシュモードで必要な電流の１／１０以下の電流でフラッシュＬＥＤの駆動を行う。トーチモードでは当該コンデンサの電圧監視を行いながら、このモードでの点灯に必要な電圧を充電停止電圧（閾値）とし、消費された電流によって生じる電圧降下に充電開始電圧（閾値）をレジスタなどで予め設定し、当該コンデンサの定格電圧以下に電圧を設定しつつ充放電を頻繁に繰り返すことで行うことが可能となる。

次に各モードがどのように切り替えられるかについて、図３〜図５を使用して説明する。

図３は、充電モードにおいて各コンデンサに充電を行う時の切替部Ａ，Ｂの内部接続例（第１の切替状態）を示している。切替部Ａ内には２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２を含む。切替部Ｂは１つのスイッチＳＷ３を含む。スイッチＳＷ１は、端子ａを端子ｂまたはｃに選択的に接続するスイッチである。ＳＷ２，ＳＷ３はおのおの、端子ａを端子ｂ，ｃ，ｄのいずれかに選択的に接続するスイッチである。これらのスイッチは実際にはトランジスタにより構成することができる。

図３の充電モードでは、切替制御部２０５からの制御信号により切替部Ａ２０３および切替部Ｂ２０４の切替状態を制御し、当該コンデンサＣ１，Ｃ２に並列に充電が行われるようにする。大容量コンデンサＣ１に対しては切替部Ａ内のＳＷ１の端子ａ−ｂ間と、ＳＷ２の端子ａ−ｂ間を接続する。これにより、大容量コンデンサＣ１の他端Ｎ１はＳＷ２を介して接地され、出力端Ｖｏｕｔ２０６を経由して大容量コンデンサＣ１へ電源２０１から充電される。一方、大容量コンデンサＣ２に対しては切替部Ｂ内のＳＷ３の端子ａ−ｂ間が接続される。これにより、電源２０１からスイッチＳＷ３経由で端子Ｐ２を通じて大容量コンデンサＣ２に並列に充電が行われる。大容量コンデンサＣ１およびＣ２には電源２０１の電圧が直接印加される。電源２０１の内部インピーダンス、切替部内のスイッチのＯＮ抵抗等と、当該コンデンサの容量で生じる時定数があるために、充電電圧は直ぐには電源電圧と同じならず過渡的に徐々に上昇することなる。Ｐ２の電圧を切替制御部２０５で監視し、この電圧が予め設定してある充電電圧の閾値に達した時点で充電が停止される。このとき、両コンデンサは並列接続されているので充電電圧は全く同じ値になる。

図４は、充電が完了した後の待機モードにおける切替部Ａ，Ｂの内部接続例（第３の切替状態）を示している。この待機モードでは当該コンデンサに充電された電圧を予め設定された電圧範囲内に維持する為の動作が行われる。この動作を行うために当該コンデンサは自己放電以外で放電することが無い様に回路が構成される。但し、充電電圧を監視するため回路には一部接続されている必要があるので、その入力部分については高インピーダンスとして放電電流を極小にする。

具体的には大容量コンデンサＣ１に関して、切替部ＡにおいてＳＷ１の端子ａが内部で何にも接続されていない接続無しの端子ｃに接続され、ＳＷ２の端子ａが内部での接続無しの端子ｃに接続される。このため、当該コンデンサは両端子から放電する為の閉回路がないので充電されている電荷が維持可能となる。大容量コンデンサＣ２に関しては、切替部Ｂ内のＳＷ３の端子ａが内部接続なしの端子ｃに接続される。ＳＷ３の端子ａは、充電電圧を監視する必要から切替制御部２０５には接続されているが、先にも記述したようにこの入力部分のインピーダンスは高い設定にしてあるため、切替制御部２０５への放電により本回路が実際の使用に供さないほどの影響は生じない。また、大容量コンデンサＣ２はこの影響の為に大容量コンデンサＣ１より早く放電することになるが、再充電のための電圧を、大容量コンデンサＣ２側（Ｐ２）で監視しているために問題とはならない。

図５は、フラッシュモード（放電モード）における切替部Ａ，Ｂの内部接続例（第２の切替状態）を示している。

このモードでは、フラッシュＬＥＤの発光に必要な電圧を得るために切替部Ａ，Ｂを制御して、大容量コンデンサＣ１，Ｃ２を直列接続に切り替える。切替部Ａ内部のＳＷ１の端子ａが端子ｃに接続されるため出力端Ｖｏｕｔ２０６は電源２０１とは分離されている。しかし、大容量コンデンサＣ１とフラッシュＬＥＤおよび電流制限用抵抗（Ｒ１）２１５には接続されている。また、切替部Ａ内のＳＷ２の端子ａが端子ｄに接続される。切替部Ｂ内のＳＷ３の端子ａは端子ｄに接続される。したがって、大容量コンデンサＣ１はＳＷ２およびＳＷ３を経由して大容量コンデンサＣ２に直列に接続される。この状態では、両大容量コンデンサＣ１，Ｃ２に対してＧＮＤを介して閉回路がフラッシュＬＥＤとの間に形成されるため、発光に必要な電圧が当該フラッシュＬＥＤに直列接続された両コンデンサから印加される。その結果、フラッシュＬＥＤが導通して発光する。

大容量コンデンサＣ２は切替制御部２０５によりその電圧が常時監視されている。この監視電圧が予めレジスタ等で設定されている充電開始電圧（閾値）に達した場合には、上述した充電モードへ移行することにより発光が停止する。この制御は例えばトーチモードおいて使用される。より具体的には、トーチモードにおける充電開始電圧を、フラッシュモードにおける充電開始電圧より高く設定する。

なお、フラッシュモードなどでは、発光停止は点灯制御信号２０２により充電開始電圧（閾値）に無関係に強制的にも実行可能である。例えば、この制御では、第１の切替状態に維持する時間幅で放電電流を制御することができる。

図６に、本実施の形態の発光素子駆動回路の動作例を表したフローチャートである。このフローチャートは本実施の形態における発光素子駆動回路の動作において、実際に携帯機器等で使用する際に制御部が行う制御の具体例について示している。

携帯機器の電源がＯＮされた時に一旦初期化の為にステップＳ１１から動作が開始される。このとき、回路をその初期状態として待機モードとする。

まず、充電停止電圧および放電開始電圧を設定する（Ｓ１１，Ｓ１２）。ここではフラッシュモードでの発光を前提としてこれらの値が設定される。その後、第１の切替状態の充電モードに移行する（Ｓ１３）。充電モードでは大容量コンデンサに充電が開始される。その後、充電電圧を監視し、充電停止電圧（閾値）に到達した時点で待機モードへ移行する（Ｓ１４）。

次いで、ユーザの指示に従って携帯機器が例えばカメラモードに入り、フラッシュ等を必要とした設定にされたかどうかを発光制御判定で行う（Ｓ１５）。この判定結果がＮｏの場合には直ちに本処理を終了する。一方、判定結果がＹｅｓの場合には、どのような発光をするかについてフラッシュモード判定を行う（Ｓ１６）。ここで、Ｙｅｓの場合フラッシュモードとして発光を行うためにユーザが例えばシャッタボタンを押したかどうかについてトリガ判定を行う（Ｓ１７）。トリガ判定の結果がＮｏならば、必要な電圧を維持するために充電を行うために第１の切替状態すなわち充電モード（Ｓ１３）へ戻る。一方、トリガ判定の結果がＹｅｓ、すなわちユーザが発光指示を出したと判定された場合には、フラッシュ放電を行い発光が完了する（Ｓ１８）。発光が完了した後、直ちに次の発光指示に備えるために充電モードへ移る。

ステップＳ１６のフラッシュモード判定の結果がＮｏの場合には、トーチモードと判断してこのモードに適した充電停止電圧設定および充電開始電圧設定を行う（Ｓ１９，Ｓ２０）。その後、トーチモードでの発光をさせるために切替部Ａ，Ｂを第２の切替状態（図４）として、放電を行う（Ｓ２１）。充電電圧が低下して予め設定した充電開始電圧（閾値）に達したら、発光を停止して充電を行うために切替部Ａ，Ｂを第１の切替状態（図３）として充電モードに移行する（Ｓ２２）。充電電圧が予め設定した充電停止電圧（閾値）に達したら、発光を続けるかについてトーチモード終了判定を行う。トーチモードの終了はユーザの操作によって指示される。トーチモード終了判定の結果がＹｅｓであるならば、直ちに本処理を終了する。トーチモード終了判定の結果がＮｏであれば、発光を続けるために放電のステップＳ２１へ戻りトーチモードでの発光が継続される。このように、トーチモードでは大容量コンデンサの充放電が繰り返される。したがって、実際には点灯と消灯が交互に発生するが、その切り替え動作は高速に実行されるために人の目には認識できず、残像現象などで連続発光のように見える。なお、消費電流の少ないトーチモードでは充放電を高速に切り替えるためにフラッシュ発光に必要な電圧を維持することが可能である。

図７は、本実施の形態の発光素子駆動回路の変形例を示している。図２に示した構成要素と同様の構成要素には同一の参照符号を付して、重複した説明は省略する。この変形例では、本発明に必須ではないが、フラッシュＬＥＤ２１４に接続した電流制限抵抗２１５と接地との間にスイッチとして機能するトランジスタ（Ｔ１）２１７を追加したものである。トランジスタ２１７は切替制御部２０５からの制御信号２１８によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。これにより、のフラッシュモード以外（充電モードおよび待機モード等）の期間にトランジスタ２１７をＯＦＦとしてフラッシュＬＥＤ２１５に流れうる電流を完全に遮断することができる。同じく、本発明に必須ではないが、トランジスタ２１７と接地との間に設けた抵抗２１６の電圧を信号線２１９を介して切替制御部２０５で監視することにより、フラッシュＬＥＤに流れる実際の電流を監視することもできる。この監視は、Ｐ２点の放電電圧の監視に代えることができる。

図８は、本実施の形態によるフラッシュＬＥＤ駆動回路を搭載した携帯機器３００の概略構成を示したブロック図である。携帯機器３００は、カメラ付き携帯電話端末の他、デジタルカメラ等、フラッシュ付きカメラを内蔵した任意の電子機器を含みうる。制御部３０１は、携帯機器３００の各部の制御や必要なデータ処理を行う手段であり、ＣＰＵ等により構成される。この制御部３０１は図２等に示した制御部２１０に相当する。表示部３０２は、表示画面上でユーザに対して情報を表示するＬＣＤや有機ＥＬ等の表示デバイスおよびそのドライバを含む。操作部３０３は、ユーザが携帯機器に対して指示やデータを入力するための手段であり、そのためにユーザが操作する各種キーやボタンを含む。記憶部３０４は、制御部３０１が実行するコンピュータプログラムや各種データを記憶する記憶手段であり、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等を含みうる。フラッシュ付きカメラ３０５は、ＣＭＯＳやＣＣＤ等の撮像素子を用いた撮像手段であり、本実施の形態のフラッシュＬＥＤを含んでいる。フラッシュドライバ３０６は、上述したようなフラッシュＬＥＤの駆動回路である。電源３０７は、充電可能なバッテリを内蔵し、携帯機器３００の各部に動作電力を供給する手段であり、図２等に示した電源２０１に相当する。その他、図示しないが、携帯機器が携帯電話端末の場合には、基地局と通信を行う通信部など、当該機機固有の機能部を備える。

以上説明したように本実施の形態により、従来必要としていた幾つかの回路要素が不要となるばかりか、簡単な回路で従来技術と同様な効果が期待できる。なお、実際の回路において保護回路等をさらに追加してもよいことは言うまでもない。大容量コンデンサの個数は２個に限るものではなく、３個以上であっても、充電時に並列接続し、放電時に直列接続を行うことができる。

２００…制御回路、２０１…電源、２０２…点灯制御信号、２０３，２０４…切替部Ａ，Ｂ、２０５…切替制御部、２１０…制御部、２１４…フラッシュＬＥＤ、２１５…電流制限抵抗、２１６…抵抗、２１７…トランジスタ、２１８…制御信号、２１９…信号線、３００…携帯機器、３０１…制御部、３０２…表示部、３０３…操作部、３０４…記憶部、３０５…カメラ、３０６…フラッシュドライバ、３０７…電源

Claims (10)

1. 瞬時に比較的大電流を流す負荷と、
   第１および第２の大容量コンデンサと、
   前記負荷の駆動に必要な電圧より低い電圧を出力する電源の出力電圧により前記第１および第２の大容量コンデンサに並列に充電を行い、充電後に前記負荷を駆動する際に前記第１および第２の大容量コンデンサを直列に接続して前記負荷を駆動する切替手段と
   を備えた携帯機器。
2. 前記切替手段は、前記第１および第２の大容量コンデンサを前記電源と接地との間に接続する第１の切替状態と、前記電源を前記負荷から切り離すとともに前記第１および第２の大容量コンデンサを直列に接続し、その直列電圧を前記負荷に印加する第２の切替状態との間を切り替える機能を有し、この切替手段の前記第１および第２の切替状態を制御する切替制御手段をさらに備えた請求項１に記載の携帯機器。
3. 前記切替手段は、前記第１および第２の大容量コンデンサを前記電源から切り離すとともに充電電圧を維持する第３の切替状態を有し、前記切替制御手段は、前記第１および第２の大容量コンデンサの少なくとも一方の充電電圧が所定電圧に達したことを検出する手段を有し、その検出を待って前記切替手段を前記第３の切替状態に切り替え、前記負荷を駆動する時点で前記切替手段を第２の切替状態に切り替える請求項２に記載の携帯機器。
4. 前記充電電圧が所定電圧に達したことを検出するために一方の大容量コンデンサの充電電圧を監視する手段を備えた請求項３に記載の携帯機器。
5. 前記第１および第２の大容量コンデンサの充電電圧が所定電圧にまで低下した際に前記切替手段を前記第１の切替状態に切り替える請求項２または３に記載の携帯機器。
6. 前記切替制御手段は、前記第１の切替状態に維持する時間幅を制御する機能を有する請求項２に記載の携帯機器。
7. 前記負荷に瞬時に比較的大電流を流す動作モードに加えて、比較的小さい電流を流す第２の動作モードを設け、この第２の動作モードでは前記切替制御手段が前記負荷の消費電流が低下するように前記第１の切替状態と第２の切替状態との間を交互に連続して切り替える請求項２に記載の携帯機器。
8. 前記切替制御手段は、前記第２動作モードにおいて充電を開始する充電電圧の閾値を、前記第１の動作モードにおいて充電を開始する充電電圧の閾値より高く設定する請求項７に記載の携帯機器。
9. 前記負荷はフラッシュ発光用の発光素子である請求項１〜８のいずれかに記載の携帯機器。
10. フラッシュ発光用の発光素子を駆動する発光素子駆動回路であって、
    第１および第２の大容量コンデンサと、
    前記発光素子の駆動に必要な電圧より低い電圧を出力する電源の出力電圧により前記第１および第２の大容量コンデンサに並列に充電を行い、充電後に前記発光素子を駆動する際に前記第１および第２の大容量コンデンサを直列に接続して前記発光素子に接続する切替手段と
    を備えた発光素子駆動回路。

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