JP2012028820A - Led drive circuit - Google Patents
Led drive circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012028820A JP2012028820A JP2011243588A JP2011243588A JP2012028820A JP 2012028820 A JP2012028820 A JP 2012028820A JP 2011243588 A JP2011243588 A JP 2011243588A JP 2011243588 A JP2011243588 A JP 2011243588A JP 2012028820 A JP2012028820 A JP 2012028820A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- led
- circuit
- transistor
- voltage
- current control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、LEDの駆動回路に関し、より詳しくは遊技機の装飾に用いられるLEDの駆動回路に関する。 The present invention relates to an LED drive circuit, and more particularly to an LED drive circuit used for decoration of a gaming machine.
パチンコ遊技機や回胴遊技機に代表される遊技機では、遊技性と、遊技者に与える印象度合で顧客の満足度が左右され、遊技機の販売台数に影響が生じる。したがって、遊技機に組み込まれる表示装置の表示内容、効果音、役物動作などの演出を駆使して、如何に遊技者に魅力を与えるかが重要となる。 In gaming machines typified by pachinko gaming machines and spinning-reel gaming machines, the degree of customer satisfaction is influenced by the gaming performance and the impression level given to the player, and the number of gaming machines sold is affected. Therefore, it is important how to make the player attractive by making full use of effects such as the display contents of the display device incorporated in the gaming machine, sound effects, and accessory actions.
このような演出の一つとして、光装飾があり、遊技機の遊技盤前面にLED、ランプなどの発光体を多数配置し、それぞれ個別に駆動することで演出効果を高めている。例えば、待機中、通常遊技中、大役中など、遊技の状況に応じて、発光体の点灯パターンや輝度を変化させて、遊技者に大役の期待を抱かせる工夫を施している。 As one of such effects, there is a light decoration, and a large number of light emitters such as LEDs and lamps are arranged on the front surface of the game board of the gaming machine and are individually driven to enhance the effect. For example, ingenuity has been devised to change the lighting pattern and brightness of the light emitters according to the state of the game, such as during standby, during normal games, and during major roles, so that the player can have the expectation of major players.
このような光装飾の用途で用いられるLEDとしては、赤色、緑色、及び青色が代表的であり、これらのLEDを適切に配置し、それぞれの発光量を制御することによって、遊技者に対して多様な発色光で発光しているように見せることができる。また、例えば大役中若しくはリーチ中などの場合では、LEDの発光量、点滅速度などを急激に変化させることにより、明らかに待機中とは異なる視覚認識を遊技者にもたせて、遊技者の期待感や達成感を高めるように演出することができる。 Typical examples of LEDs used in such light decoration applications are red, green, and blue. By appropriately arranging these LEDs and controlling the amount of light emitted from each of them, it is possible for the player. It can appear to emit light with various colored light. Also, for example, when playing a big role or during a reach, the player's sense of expectation is clearly given to the player by visually changing the amount of light emitted, the blinking speed, etc., clearly different from the standby state. And can produce a sense of achievement.
また近年、遊技機では、演出効果を高めるために、より高輝度のLEDが用いられるようになってきている。一方、このような高輝度LEDを用いた場合、平均的な環境下でのパチンコホールにおいて、遊技者がLEDの明るさの違いを認識できるように発光量の調整を行うためには、LEDに流れる電流を、最大定格電流値と比較して微弱な電流値の範囲で変化させることが必要である。そのような制御を行うために、遊技盤に配置されたLEDは、配線を介して演出用CPUに接続されるLED駆動回路によって制御され、演出用CPUからの出力信号の変化に応じて点灯又は消灯動作を行う。 In recent years, in gaming machines, higher brightness LEDs have been used in order to enhance the effect. On the other hand, when such a high-brightness LED is used, in the pachinko hall under an average environment, in order to adjust the light emission amount so that the player can recognize the difference in the brightness of the LED, It is necessary to change the flowing current in a range of a weak current value as compared with the maximum rated current value. In order to perform such control, the LED arranged on the game board is controlled by an LED drive circuit connected to the effect CPU via wiring, and is turned on or off according to a change in the output signal from the effect CPU. Turns off the light.
このような目的に使用可能なLED駆動回路として、外部端子からの入力信号により制御して、LEDの光出力を可変調整可能なインジケータ減光システム及びLED駆動回路が開発されている(特許文献1及び2参照)。 As an LED drive circuit that can be used for such a purpose, an indicator dimming system and an LED drive circuit have been developed that can be controlled by an input signal from an external terminal to variably adjust the light output of the LED (Patent Document 1). And 2).
特許文献1に記載されたインジケータ減光システムは、LED駆動用の第1のスイッチング素子と、LEDに流れる電流を規定する電流制限抵抗と、電流制限抵抗の抵抗値を切り替える第2のスイッチング素子と、第1と第2のスイッチング素子を制御するマイクロプロセッサを有する(特許文献1参照)。そして、マイクロプロセッサからの制御信号によって、第1のスイッチング素子及び第2のスイッチング素子を選択的にバイアスすることにより、LEDの消灯及び発光輝度の切り替えを行うものである。
The indicator dimming system described in
しかしながら、特許文献1に記載されたインジケータ減光システムでは、LEDの発光輝度自体は2段階にしか切り替えられず、それよりも多階調でLEDの発光輝度を変化させることはできない。
However, in the indicator dimming system described in
また、特許文献2に記載されたLED駆動回路は、制御信号によって出力電圧がON/OFFする複数の定電圧電源と、その複数の定電圧電源の出力をベースに、電源端子をコレクタを接続する同数の回路切替用トランジスタと、回路切替用トランジスタのエミッタのそれぞれに一端を接続し、他端を共通にしてLEDのアノードに接続する抵抗器とよりなる切替回路を有する。そしてこのLED駆動回路では、複数の定電圧電源のうち、出力電圧がONになったものでバイアスされる回路切替用トランジスタを通じてのみ、LEDに駆動電流が流れるため、定電圧電源に対する制御信号によって、LEDの発光量を変化させることができる。
In addition, the LED driving circuit described in
しかしながら、特許文献2に記載されたLED駆動回路では、LEDの発光量の段階数を増やすためには、その段階数に応じて定電圧電源、回路切替用トランジスタ及び抵抗器の数を増加させることが必要である。そのため、遊技機の光装飾に用いるLED駆動回路としては、高価なものとなってしまい、また必要な配線の量も非常に多くなり、設置に要する面積の増大やノイズの発生などの面でも望ましくない。
However, in the LED driving circuit described in
またパチンコ機の表示装置用LEDの駆動装置として、パルス幅変調(PWM)方式を用いたものも知られている(特許文献3参照)。PWM制御では、CPUからの出力信号を方形波のパルスとして、そのデューティ比を変化させることでLEDに流れる平均電流値を調整し、LEDの発光量を調整する。 In addition, a device using a pulse width modulation (PWM) method is known as a driving device for a display device LED of a pachinko machine (see Patent Document 3). In the PWM control, the output signal from the CPU is a square wave pulse, and the duty ratio is changed to adjust the average current value flowing through the LED, thereby adjusting the light emission amount of the LED.
しかし、PWM方式を採用する場合、特に相対的に小さい発光量で多段階にLEDの発光量を変化させようとすると、デューティ比をわずかに変更するような制御を行わなければならず、そのため細かいサンプリングピッチで出力波形を形成することが必要となる。したがって、そのためCPUの負荷が大きく、演出用CPUとして、高価で高性能なCPUを用いるか、演出用CPUとは別個に、LEDの制御専用のCPUを備えることが必要となり、高コストとなってしまう。 However, when adopting the PWM method, especially when trying to change the light emission amount of the LED in a multistage manner with a relatively small light emission amount, it is necessary to perform a control that slightly changes the duty ratio. It is necessary to form the output waveform at the sampling pitch. Therefore, the load on the CPU is large, and it is necessary to use an expensive and high-performance CPU as the production CPU, or to provide a CPU dedicated to LED control separately from the production CPU. End up.
また、特許文献3に記載されたパチンコ機では、少ない配線で多数のLEDを駆動するために、一部の信号線を共通化している。しかし、そのために各LEDに対して、電源供給が停止する期間が生じてしまい、LEDを最大輝度で持続して発光させることが不可能となり、遊技者が感じる明るさも低下してしまう。また遊技者がそれ程明るいと感じない程度の発光しかできなければ、遊技者に与えるインパクトも希薄なものとなり、十分な演出効果を発揮することが困難となる。
Further, in the pachinko machine described in
上記の問題点に鑑み、本発明は、LEDの発光量を多段階に調整可能なLED駆動回路を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an LED drive circuit capable of adjusting the light emission amount of an LED in multiple stages.
また本発明の別の目的として、制御用のCPUの負荷を軽減可能なLED駆動回路を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide an LED drive circuit capable of reducing the load on the control CPU.
上記の目的を達成するために、本発明に係るLED駆動回路は、スイッチング端子を有し、且つLEDの一端に接続される電流制御回路と、デューティ比を変更可能な方形波パルス電源と、方形波パルス電源と電流制御回路のスイッチング端子との間に接続される充放電回路を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an LED drive circuit according to the present invention includes a current control circuit having a switching terminal and connected to one end of an LED, a square wave pulse power source capable of changing a duty ratio, and a square shape. It has a charging / discharging circuit connected between a wave pulse power supply and the switching terminal of a current control circuit.
CPUでの制御が容易な、又はCPUからの出力自体を電源出力とみなせる方形波パルス電源を用いることが可能であるとともに、方形波パルスをそのデューティ比に依存してピーク電圧の変わるパルスに変更する充放電回路を備えたことにより、後述するように、図1に示す第7階調以下のような相対的に暗い領域でも、デューティ比を1%の以下の細かい範囲で調整することなくLEDの明るさを調整できるため、演出用CPUの負荷を軽減することが可能となる。 It is possible to use a square wave pulse power supply that can be easily controlled by the CPU, or the output from the CPU itself can be regarded as a power supply output, and the square wave pulse is changed to a pulse whose peak voltage changes depending on its duty ratio. Since the charging / discharging circuit is provided, as will be described later, even in a relatively dark region such as the seventh gradation or less shown in FIG. 1, the LED does not need to be adjusted within a fine range of 1% or less. The brightness of the production CPU can be reduced.
また、電流制御回路は、ダーリントントランジスタを有することが好ましい。電流制御回路の能動動作域を広く設定することができるためである。 The current control circuit preferably includes a Darlington transistor. This is because the active operating range of the current control circuit can be set wide.
さらに、方形波パルス電源は、互いに発振周波数の異なる第1及び第2のパルス列を出力する発振回路と、第1及び第2のパルス列を入力とし、第1のパルス列と第2のパルス列の電圧の高低の比較結果に基づいた電圧を出力する比較器とを有することが好ましい。 Further, the square-wave pulse power supply has an oscillation circuit that outputs first and second pulse trains having different oscillation frequencies and an input of the first and second pulse trains, and the voltage of the first pulse train and the second pulse train. It is preferable to have a comparator that outputs a voltage based on the comparison result of high and low.
また、このLED駆動回路は、充放電回路とスイッチング端子との間に一端が接続され、他端が接地される第1のスイッチング素子と、充放電回路とスイッチング端子との間に一端が接続され、他端が定電圧源と接続される第2のスイッチング素子とをさらに有し、第1のスイッチング素子は、その第1のスイッチング素子がオンになるとスイッチング端子に印加される電圧を接地電圧へ低下させることで電流制御回路及びLEDを流れる駆動電流を遮断し、第2のスイッチング素子は、その第2のスイッチング素子がオンになるとスイッチング端子に対して定電圧源から供給される定電圧に応じた電圧を印加することで電流制御回路及びLEDを流れる駆動電流を飽和させることが好ましい。 The LED drive circuit has one end connected between the charge / discharge circuit and the switching terminal, and one end connected between the charge / discharge circuit and the switching terminal, the first switching element having the other end grounded. And a second switching element having the other end connected to the constant voltage source, and the first switching element changes the voltage applied to the switching terminal to the ground voltage when the first switching element is turned on. When the second switching element is turned on, the second switching element responds to the constant voltage supplied from the constant voltage source to the switching terminal when the second switching element is turned on. It is preferable to saturate the drive current flowing through the current control circuit and the LED by applying the applied voltage.
このような構成とすることで、通常は特に制御信号を与えることがなくとも、LEDの明るさを周期的に変更させつつ、LEDを消灯若しくは最大輝度点灯という特定の状態を出現させる場合のみ制御信号を与えるだけで、通常の状態と区別することができ、演出用CPUに対する負荷を軽減しつつ演出効果の高いLED駆動回路を構成することができる。 By adopting such a configuration, control is normally performed only when a specific state such as turning off the LED or turning on the maximum brightness appears while periodically changing the brightness of the LED, without particularly giving a control signal. Only by giving a signal, it can be distinguished from the normal state, and an LED drive circuit having a high effect can be configured while reducing the load on the CPU for the effect.
また本発明の他の形態によるLED駆動回路は、スイッチング端子を有し、且つLEDの一端に接続される電流制御回路と、可変電圧源と、可変電圧源と接続され、可変電圧源の出力電圧に応じて電圧の振幅が変化するパルス波を発生し、スイッチング端子に対してそのパルス波を印加するパルス発振回路とを有することを特徴とする。 An LED driving circuit according to another aspect of the present invention includes a switching terminal and a current control circuit connected to one end of the LED, a variable voltage source, a variable voltage source, and an output voltage of the variable voltage source. And a pulse oscillation circuit that generates a pulse wave whose voltage amplitude changes in response to the voltage and applies the pulse wave to the switching terminal.
このような構成とすることにより、LEDを任意の発光量に調整することが可能となる。 By setting it as such a structure, it becomes possible to adjust LED to arbitrary light emission amount.
また、電流制御回路は、ダーリントントランジスタを有することが好ましい。電流制御回路の能動動作域を広く設定することができるためである。 The current control circuit preferably includes a Darlington transistor. This is because the active operating range of the current control circuit can be set wide.
さらに、パルス発振回路と電流制御回路との間に接続され、外部信号入力端子を有する信号入力回路を有し、その信号入力回路は、外部信号入力端子に所定の電圧が印加されると、前記電流制御回路を遮断若しくは飽和させることが好ましい。 Further, the signal input circuit is connected between the pulse oscillation circuit and the current control circuit and has an external signal input terminal, and when the predetermined voltage is applied to the external signal input terminal, the signal input circuit It is preferable to interrupt or saturate the current control circuit.
このような構成とすることで、通常時には、LEDを一定の発光量で光らせつつ、LEDを消灯若しくは最大輝度点灯という特定の状態を出現させる場合のみ、特定の制御信号を与えればよく、演出用CPUなど、LED駆動回路を制御するデバイスに対する負荷を軽減しつつ演出効果の高いLED駆動回路を構成することができる。 By adopting such a configuration, it is sufficient to give a specific control signal only when a specific state of turning off the LED or turning on the maximum brightness appears while the LED is normally illuminated with a constant light emission amount. An LED driving circuit having a high effect can be configured while reducing a load on a device such as a CPU that controls the LED driving circuit.
また本発明に係るLED駆動システムは、上記の外部信号入力端子を有する第1のLED駆動回路及び第2のLED駆動回路と、第1及び第2の入力端子と出力端子を有し、出力端子が第1のLED駆動回路の外部信号入力端子に接続される第1の合成回路と、第3及び第4の入力端子と出力端子を有し、出力端子が第2のLED駆動回路の外部信号入力端子に接続される第2の合成回路と、シリアルに接続される第1及び第2のメモリを有するシフトレジスタとを有し、第1の入力端子には、第1のメモリの出力が接続され、第3の入力端子には、第2のメモリの出力が接続され、且つ第2の入力端子及び第4の入力端子には、同一の制御信号が与えられることを特徴とする。 The LED driving system according to the present invention includes a first LED driving circuit and a second LED driving circuit having the external signal input terminal, a first input terminal and an output terminal, and an output terminal. Has a first synthesis circuit connected to an external signal input terminal of the first LED drive circuit, a third and a fourth input terminal, and an output terminal, and the output terminal is an external signal of the second LED drive circuit A second synthesis circuit connected to the input terminal; and a shift register having first and second memories connected serially. The output of the first memory is connected to the first input terminal. The output of the second memory is connected to the third input terminal, and the same control signal is applied to the second input terminal and the fourth input terminal.
このような構成とすることで、駆動するLEDの数が多い場合でも、LED駆動システムに制御信号を供給するCPUにおいて、必要な出力端子数を少なくすることができ、省配線化することができる。 With such a configuration, even when the number of LEDs to be driven is large, the number of output terminals required in the CPU that supplies a control signal to the LED driving system can be reduced, and wiring can be saved. .
また、上記のLED駆動回路又はLED駆動システムは、半導体集積回路としてパッケージングしてもよい。 Further, the LED driving circuit or the LED driving system may be packaged as a semiconductor integrated circuit.
さらに、本発明に係る遊技機は、上記のLED駆動回路又はLED駆動システムを有することを特徴とする。ここで遊技機とは、パチンコ遊技機及び回胴式遊技機をいう。 Furthermore, a gaming machine according to the present invention has the above LED drive circuit or LED drive system. Here, the gaming machine refers to a pachinko gaming machine and a revolving type gaming machine.
本発明によれば、LEDの発光量を多段階に調整可能なLED駆動回路を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the LED drive circuit which can adjust the light emission amount of LED in multistep.
また、制御用のCPUの負荷を軽減可能なLED駆動回路を提供することが可能となる。 In addition, it is possible to provide an LED drive circuit that can reduce the load on the control CPU.
まず、遊技機の光装飾で使用するLEDを、どの程度の発光量で制御すれば高い演出効果を得られるか知るために、本願発明者は、遊技機に通常使用されるLEDについて、ホール環境で遊技者がLED発光の明るさの違いを認識可能な発光量について調査を行った。その調査結果について説明する。なおこの調査では、最大輝度7700mcdの赤色LEDを用いた。 First, in order to know how much light output can be used to control the LED used in the light decoration of the gaming machine, the inventor of the present application can use the hall environment for the LED normally used in the gaming machine. The player investigated the amount of light that can be recognized by the player to recognize the difference in brightness of the LED light. The survey results will be described. In this investigation, a red LED having a maximum luminance of 7700 mcd was used.
図1は、屋内において、50cmの距離でLEDの目視観察を行い、消灯状態からLEDの最大輝度での定常発光状態まで、LEDの明るさが等間隔で11段階変化したと観察者が感じるように、LEDをPWM制御した場合の、LEDに印加するパルス電圧のデューティ比の変化を示す。図1において横軸は階調を表し、第1階調は消灯状態、第11階調は最大輝度での定常発光状態を表す。また、縦軸はデューティ比を表す。 FIG. 1 shows that an LED is observed indoors at a distance of 50 cm, and the observer feels that the brightness of the LED has changed 11 steps at regular intervals from the extinguished state to the steady light emitting state at the maximum luminance of the LED. Fig. 5 shows changes in the duty ratio of the pulse voltage applied to the LED when the LED is PWM-controlled. In FIG. 1, the horizontal axis represents gradation, the first gradation represents a light-off state, and the eleventh gradation represents a steady light emission state at the maximum luminance. The vertical axis represents the duty ratio.
図1に示されるように、第2階調では、デューティ比は0.03%にすぎず、消灯状態と定常発光状態の中間にあたる第6階調においても、デューティ比は0.6%しかなく、その次の第7階調で漸く1%に到達し、また定常発光状態よりも1段階低いだけの第10階調でも、デューティ比は40%しかないことが分かった。また、図1に示されるように、LEDの明るさが等間隔で変化するように観察者に感知させるためには、デューティ比の間隔を、非線形的に変化させる必要があることが分かった。より具体的には、LEDの発光量が相対的に少ない領域では、デューティ比を小さく変化させても観察者は明るさが変わったことを認識するが、LEDの発光量が増大するにつれ、デューティ比も大きく変化させないと、人はLEDの明るさの変化を認識できなくなる。 As shown in FIG. 1, the duty ratio is only 0.03% in the second gradation, and the duty ratio is only 0.6% in the sixth gradation that is between the light-off state and the steady light emission state. It was found that the duty ratio reached only 1% in the next seventh gradation and that the duty ratio was only 40% even in the tenth gradation, which was only one step lower than the steady light emission state. Further, as shown in FIG. 1, it has been found that in order for the observer to sense that the brightness of the LED changes at equal intervals, it is necessary to change the interval of the duty ratio nonlinearly. More specifically, in a region where the light emission amount of the LED is relatively small, the observer recognizes that the brightness has changed even if the duty ratio is changed to a small value. However, as the light emission amount of the LED increases, If the ratio is not changed greatly, a person cannot recognize the change in the brightness of the LED.
従って、単なる明滅でなく、遊技者が、明るさの変化を認識できるようにLEDを制御するためには、PWM制御の場合、デューティ比を0.1%未満から100%まで変化させることが必要であり、特に0.1%未満から1%前後においては、より細かいピッチでデューティ比を変化させられることが好ましい。そのため、非常に細かいサンプリングピッチでパルス制御を行うことを要する。またLEDの駆動電流値を変化させて制御する場合には、駆動電流値と発光輝度は比例の関係にあることから、最大定格電流値の1/1000未満から最大定格電流値まで変化させることが必要であり、特に最大定格電流値の1/1000未満から1/100前後の範囲という、微小電流域で多段階に変化させられることが好ましい。 Therefore, in order to control the LED so that the player can recognize the change in brightness, not just flickering, it is necessary to change the duty ratio from less than 0.1% to 100% in the case of PWM control. In particular, it is preferable that the duty ratio can be changed with a finer pitch in the range of less than 0.1% to around 1%. Therefore, it is necessary to perform pulse control with a very fine sampling pitch. Also, when controlling by changing the LED drive current value, the drive current value and the light emission luminance are in a proportional relationship, so that the LED can be changed from less than 1/1000 of the maximum rated current value to the maximum rated current value. It is necessary, and it is preferable that it is changed in multiple steps in a very small current region, particularly in a range from less than 1/1000 to around 1/100 of the maximum rated current value.
以下、図面を参照しつつ本発明に係るLED駆動回路について詳細に説明する。
図2に、本発明の第1の実施形態に係るLED駆動回路1の回路図を示す。
本発明の第1の実施形態に係るLED駆動回路1は、駆動電流をLED1に供給するための電流制御回路10をLED1の一端に接続し、且つ電流制御回路10のスイッチング端子に、一定の周期で発振するパルス発振回路11を接続するとともに、パルス発振回路に接続され、パルス発振回路11から発振されるパルス波の振幅を制御可能な可変電圧源Vin1を有するものである。このような構成を有することにより、演出用CPUからの制御信号に基づいて可変電圧源Vin1の出力電圧を調節することによって、LED1の発光量を調節可能とし、演出効果の高い光装飾に利用可能なものである。
Hereinafter, an LED drive circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 shows a circuit diagram of the
In the
図2に示すように、制御を行うLED1のアノードには、抵抗RL1を介して定圧電源(図示せず)から電圧Vccが供給されている。LED1のカソードには、電流制御回路10であるトランジスタTr1のコレクタとが接続されている。一方、トランジスタTr1のエミッタは、接地されている。
As shown in FIG. 2, a voltage Vcc is supplied to the anode of the
また、電流制御回路10のスイッチング端子であるトランジスタTr1のベースは、抵抗R1を介してパルス発振回路11の抵抗R8及びトランジスタTr2のエミッタに接続されている。
The base of the transistor Tr 1 which is a switching terminal of the
パルス発振回路11は、比較器CMP1、トランジスタTr2、コンデンサC1、ダイオードD1、及び抵抗R2〜R8で構成される。
LED1に駆動電流を供給する定圧電源(図示せず)には、トランジスタTr2のコレクタが接続されている。同様に、その定圧電源には、並列に接続されるコンデンサC1及び抵抗R4のそれぞれの一端が接続されている。また、トランジスタTr2のベースが、抵抗R7を介して、コンデンサC1及び抵抗R4のそれぞれの他端に接続されている。さらに、トランジスタTr2のエミッタは、抵抗R8を介して接地されるとともに、抵抗R1を介して電流制御回路10のトランジスタTr1のベースに接続されている。
The LED1 constant pressure power source for supplying a driving current (not shown), the collector of the transistor Tr 2 are connected. Similarly, the constant pressure supply, one end of each of the capacitors C 1 and a resistor R 4 to be connected in parallel is connected. The base of the transistor Tr 2 is, via a resistor R 7, are connected to the other ends of the capacitor C 1 and resistor R 4. Further, the emitter of the transistor Tr 2 is grounded via a resistor R 8 and connected to the base of the transistor Tr 1 of the
また、コンデンサC1及び抵抗R4のそれぞれの他端は、比較器CMP1の負側入力端子と接続されるとともに、抵抗R5及びダイオードD1を介して、比較器CMP1の出力端子とも接続されている。なお、ダイオードD1のカソードは、比較器CMP1の出力端子側に接続される。 The other end of each of the capacitor C 1 and the resistor R 4 is connected to the negative input terminal of the comparator CMP 1 and also connected to the output terminal of the comparator CMP 1 via the resistor R 5 and the diode D 1. ing. Incidentally, the cathode of the diode D 1 is connected to the output terminal of the comparator CMP1.
比較器CMP1の正側入力端子には、抵抗R2及び抵抗R3の一端が接続されるとともに、抵抗R6を介してダイオードD1のカソードにも接続されている。そして、抵抗R2の他端には、可変電圧源Vin1の陽極が接続されている。また抵抗R3の他端は接地されている。 The positive input terminal of the comparator CMP1, with one end of the resistor R 2 and the resistor R 3 is connected, is also connected to the cathode of the diode D 1 via a resistor R 6. Then, the other end of the resistor R 2, the anode of the variable voltage source V in1 is connected. The other end of the resistor R 3 is grounded.
可変電圧源Vin1は、演出用CPU(図示せず)からの制御信号に基づいて、パルス発振回路11に印加する電圧を変化させる。
The variable voltage source V in1 changes the voltage applied to the
以下、本発明の第1の実施形態に係るLED駆動回路1の動作を説明する。
図3(a)は、可変電圧源Vin1の印加電圧Vの電圧変化示すグラフであり、(b)は、(a)に対応する比較器CMP1の負側入力端子の電位V2の変化を示すグラフであり、(c)は(b)に対応するトランジスタTr1のベースに印加される電位V3の変化を示すグラフである。そして、図3(d)は、LED1のカソードの電位V4の変化示すグラフである。
Hereinafter, the operation of the
FIG. 3A is a graph showing the voltage change of the applied voltage V of the variable voltage source V in1 , and FIG. 3B shows the change of the potential V2 of the negative input terminal of the comparator CMP1 corresponding to FIG. a graph, (c) is a graph showing the change in the potential V3 applied to the base of the transistor Tr 1 corresponding to (b). FIG. 3D is a graph showing changes in the cathode potential V4 of the LED1.
パルス発振回路11は、比較器CMP1の正帰還動作を利用した発振回路であり、コンデンサC1での放電動作と充電動作が繰り返されることにより、エミッタフォロアTr2のエミッタ電位V3が、これに追従して周期的に変動する。詳しくは、コンデンサC1が十分に充電されていない場合、比較器CMP1の負側入力端子の電位V2が正側入力端子の電位よりも高く、そのため比較器CMP1の出力端子の電位は低電位となる。この場合、抵抗R4及びR5の経路で自然充電が進む一方、抵抗R4と抵抗R5の中間電位がエミッタフォロアTr2に入力されているため、前述の充電状況に従って、トランジスタTr1がバイアスされる。その後、コンデンサC1の充電量が増加すると、徐々に電位V2が低下して、エミッタフォロア出力電圧V3も低下する。このため、トランジスタTr1の動作点が遮断領域側に移行し、その結果LED1の発光輝度が低下する。
The
さらにコンデンサC1が充電されると、比較器CMP1の正側入力端子に印加される電圧が、負側入力端子に印加される電圧V2を上回り、比較器CMP1の出力は高電位となる。そのため、コンデンサC1は一転放電動作となり、電圧V2は上昇を開始する。なお、この放電動作は、高位側に移動した正端子電位に達するまで継続する。 When the capacitor C 1 is further charged, the voltage applied to the positive input terminal of the comparator CMP1 exceeds the voltage V2 applied to the negative input terminal, and the output of the comparator CMP1 becomes a high potential. Therefore, the capacitor C 1 performs a one-time discharge operation, and the voltage V2 starts to rise. This discharge operation is continued until the positive terminal potential moved to the higher side is reached.
ここで、可変電圧源から印加される電圧を相対的に高く設定すると、図3(a)及び(b)に示すように、比較器CMP1の正側入力端子及び負側入力端子に印加される電圧は全体的に上昇する。したがって、トランジスタTr1にバイアスされる電圧V3も、電圧V2の上昇にしたがって高くなり、LED1の発光量は上昇する。 Here, when the voltage applied from the variable voltage source is set relatively high, as shown in FIGS. 3A and 3B, the voltage is applied to the positive side input terminal and the negative side input terminal of the comparator CMP1. The voltage rises overall. Accordingly, the voltage V3 which is biased to the transistor Tr 1 is also increased with increasing voltage V2, the light emission amount of LED1 is increased.
逆に、可変電圧源Vin1から印加される電圧Vを相対的に低く設定すると、パルス発振回路11の動作は、上記とは逆となり、トランジスタTr1にバイアスされる電圧V3のピーク値が低下し、LED1の発光量は低下する。
Conversely, when the voltage V applied from the variable voltage source V in1 is set relatively low, the operation of the
ここで、電圧V3のピーク値がトランジスタTr1の遮断点から、トランジスタTr1の飽和点の間に収まるように、適切に各抵抗値を設定する。電圧V3のピーク値がトランジスタTr1の遮断点を下回る場合、LED1に駆動電流は流れず、LED1は発光しないためであり、一方電圧V3のピーク値がトランジスタTr1の飽和点を上回ると、電圧V3が飽和点を上回っている間、最高輝度で発光するため、明暗の制御を適切に行うことが困難となるためである。 Here, the peak value of the voltage V3 from the cutoff point of the transistor Tr 1, to fit between the saturation point of the transistor Tr 1, appropriately configure each resistance value. If the peak value of the voltage V3 falls below the cut-off point of the transistor Tr 1, the driving current to the LED1 does not flow, LED1 is because no light is emitted, whereas the peak value of the voltage V3 exceeds the saturation point of the transistor Tr 1, the voltage This is because, while V3 is above the saturation point, light is emitted at the maximum luminance, so that it is difficult to appropriately control brightness.
上述してきたように、本発明の第1の実施形態に係るLED駆動回路1は、例えば演出用CPUからの制御信号によって、可変電圧源Vin1の出力電圧を制御することにより、LEDの駆動電流を、トランジスタTr1が能動領域に入る時間幅とピーク値の両方で制御できるため、LEDの発光量を自在に変化させることができる。特に、パルス発振回路11から出力されるパルスの周波数を50Hz以上などのように高く設定して、パルス毎のLEDの輝度変化による明るさの変化を視覚認識させないようにすれば、LEDの明るさを、LEDの発光輝度の平均、若しくは一定期間内の発光量に応じて感知させることができるため、少しの発光量の変化でLEDの明暗が知覚されるような低発光量領域でのLEDの制御が容易となる。また、LEDに対して駆動電流を供給する電源には定圧電源を用い、LEDの発光量を制御する系は別途構成しているため、LED駆動回路1は安定的な動作が可能となっている。
As described above, the
また、上記のLED駆動回路1において、電流制御回路10であるトランジスタTr1の代わりに、ダーリントン接続した2個のトランジスタTr3及びTr4を用いてもよい。この第1のLED駆動回路1の変形例に係るLED駆動回路2の回路図を図4に示す。このように、電流制御回路12をダーリントントランジスタで構成すれば、トランジスタTr3の能動動作域を単独のトランジスタよりも拡大することができる。
Further, in the
次に、本発明の第2の実施形態に係るLED駆動回路3について説明する。
図5に、本発明の第2の実施形態に係るLED駆動回路3の回路図を示す。
本発明の第2の実施形態に係るLED駆動回路3は、駆動電流をLED2に供給するための電流制御回路20をLED2の一端に接続し、且つ電流制御回路20のスイッチング端子に、充放電回路21を介して接続される方形波パルス電源Vin2を備え、方形波パルス電源Vin2から入力された方形波パルスを、充放電回路21がそのパルス幅に対応してピーク値が変化する三角形状波パルスに変換したのち、電流制御回路20に印加することにより、PWM制御によってLED2の発光量を制御できるようにしたものである。またLED駆動回路3では、特に微弱な発光の範囲において、LEDの発光量の調整を、直接方形波パルスをLEDに供給する場合と比較して、大きなデューティ比の変化率を用いて行うことが可能である。
Next, an
FIG. 5 shows a circuit diagram of the
In the
図5に示すように、制御を行うLED2のアノードには、抵抗RL2を介して、定圧電源(図示せず)より電圧Vccが供給されている。一方、LED2のカソードには、電流制御回路20を構成するトランジスタTr8のコレクタが接続されている。また、トランジスタTr8のエミッタは接地されている。また、スイッチング端子であるトランジスタTr8のベースは、充放電回路21のコンデンサC2、抵抗R12、及びトランジスタTr7のコレクタに抵抗R13を介して接続されている。
As shown in FIG. 5, a voltage V cc is supplied to the anode of the
充放電回路21は、コンデンサC2、トランジスタTr5、Tr6、Tr7、及び抵抗R11、R12で構成される。トランジスタTr6及びTr7のエミッタは、定圧電源に接続され、電圧Vccを供給される。また、トランジスタTr6とTr7のベースは互いに接続されるとともに、トランジスタTr6のコレクタと接続されている。さらに、トランジスタTr6のコレクタは、抵抗R11を介して、トランジスタTr5のコレクタに接続される。そして、トランジスタTr5のエミッタは接地され、トランジスタTr5のベースは、抵抗R10を介して方形波パルス電源Vin2の陽極に接続される。一方、トランジスタTr7のコレクタは、抵抗R12及びコンデンサC2の一端に接続される。なお、コンデンサC2の他端は接地される。また、トランジスタTr7のコレクタは、抵抗R13を介して、電流制御回路20のスイッチング端子である、トランジスタTr8のベースに接続される。
The charge /
方形波パルス電源Vin2は、LED2への供給電圧Vcc及びGND相当の電位を交互に生じる方形波パルスを出力する。また、方形波パルスの周波数、及びデューティ比は、例えば演出用CPU(図示せず)からの制御信号に基づいて変更することができる。 The square wave pulse power source V in2 outputs a square wave pulse that alternately generates a supply voltage V cc to the LED 2 and a potential corresponding to GND. The frequency and duty ratio of the square wave pulse can be changed based on, for example, a control signal from an effect CPU (not shown).
以下、本発明の第2の実施形態に係るLED駆動回路3の動作を説明する。
図6に、本発明の第2の実施形態に係るLED駆動回路3の動作の様子を示す。
図6(a)のグラフは、方形波パルス電源から供給される方形波パルスの形状を示す。(b)のグラフは、上記の方形波パルスの変化に対する、トランジスタTr8のベースの電位V5の変化を示す。(c)のグラフは、LED2のカソードの電位V6を示す。そして(d)のグラフは、LED2の単位時間当たりの発光量の変化の概略を示す。
Hereinafter, the operation of the
FIG. 6 shows an operation state of the
The graph in FIG. 6A shows the shape of a square wave pulse supplied from a square wave pulse power source. Graph (b) shows relative change in the square wave pulse, the change in the base potential V5 of the transistor Tr 8. The graph of (c) shows the potential V6 of the cathode of LED2. And the graph of (d) shows the outline of the change of the emitted light amount per unit time of LED2.
方形波パルス電源Vin2から供給される電圧が高電位(Vcc)の場合、充放電回路21のトランジスタTr5がバイアスされて、ONの状態となる。そのため、定電流源であるトランジスタTr6及びTr7が作動して、コンデンサC2への充電が行われる。コンデンサC2の充電が進むにつれて、電流制御回路20のトランジスタTr8のベースに印加される電圧V5も高くなる。
If the voltage supplied from the square-wave pulse power V in2 is at a high potential (V cc), the transistor Tr 5 of the charging and discharging
一方、方形波パルス電源から供給される電圧が低電位(GND)の場合、トランジスタTr5はバイアスされずにOFFの状態となる。このとき、コンデンサC2は、抵抗R11を通じて放電動作を行う。そのため、電流制御回路20のトランジスタTr8のベースに印加される電圧V5が急激に低下する。
On the other hand, when the voltage supplied from the square-wave pulse power is low potential (GND), the transistor Tr 5 is in a state of OFF without being biased. At this time, the capacitor C 2 performs a discharging operation through the resistor R 11 . Therefore, the voltage V5 applied to the base of the transistor Tr 8 of the
図6に示すように、方形波のデューティ比が比較的小さい場合には、コンデンサC2が十分に充電されず、充放電回路21からトランジスタTr8にバイアスされる電圧V5のピーク値は低い。V5のピーク値が、トランジスタTr8の遮断点を下回る場合には、トランジスタTr8には電流が流れないため、したがってLED2は発光しない。
As shown in FIG. 6, when the duty ratio of the square wave is relatively small, the capacitor C 2 is not sufficiently charged, the peak value of the voltage V5 which is biased to the transistor Tr 8 from the charge-
一方、方形波のデューティ比が大きくなるにつれ、コンデンサC2への充電量も大きくなり、トランジスタTr8をバイアスする電圧V5も高くなる。そして、V5のピーク値がトランジスタTr8の遮断点を上回るようになると、トランジスタTr8は遮断点を上回った期間のみONの状態となり、トランジスタTr8を通じて、LED2に駆動電流が流れるようになり、LED2が発光するようになる。なお、この場合も、コンデンサC2の放電によって電圧V5が低下すると、LED2は消灯する。
On the other hand, as the duty ratio of the square wave increases, the amount of charge to the capacitor C 2 also increases, and the voltage V5 that biases the transistor Tr 8 also increases. When the peak value of V5 is to exceed the cut-off point of the transistor Tr 8, the transistor Tr 8 becomes the ON state only during the period that exceeded the cutoff point, through the transistor Tr 8, become a driving current flows through the LED2, The
さらに、方形波のデューティ比が大きくなると、相対的にLED2に流れる駆動電流も大きくなってLED2の発光量も増大する。そして、所定のデューティ比を超えると、電圧V5が、LED2の駆動電流が最大定格値に達するまで高くなり、LED2が最大輝度で発光する。
Further, when the duty ratio of the square wave is increased, the drive current flowing through the
最後に、デューティ比が100%、すなわち、方形波パルス電源Vin2から定常電圧が供給されるようになると、LED2は最大輝度での点灯を維持する。
Finally, when the duty ratio is 100%, that is, when a steady voltage is supplied from the square-wave pulse power source Vin2 , the
上記のように、本発明の第2の実施形態に係るLED駆動回路3では、電流制御回路20が三角形状波パルスでバイアスされるため、三角形状波のピーク値と、トランジスタTr8が能動領域に入る時間幅の両方でLEDの発光量を制御することができる。そのため、単純に方形波パルスをLEDに供給する場合よりも、デューティ比の変化量を粗くしてもLEDの発光量を詳細に制御できるため、方形波パルス電源を制御するCPUの負荷を低減できる。
As described above, in the
また、本発明の第3の実施形態に係るLED駆動回路4について説明する。
図7に、本発明の第3の実施形態に係るLED駆動回路4の回路図を示す。
図7に示すように、本発明の第3の実施形態に係るLED駆動回路4は、第2の実施形態に係るLED駆動回路3と同様に方形波パルス電源Vin3から出力される方形波を、充放電回路31に入力して三角形状波を生成し、その三角形状波を電流制御回路30のスイッチング端子に入力することにより、LED3の発光量を制御するものである。そして第2の実施形態に係るLED駆動回路3とは、充放電回路の構成が異なり、また電流制御回路30として、ダーリントントランジスタを用いている点で相違する。
An
FIG. 7 shows a circuit diagram of the
As shown in FIG. 7, the
図7に示すように、制御を行うLED3のアノードには、抵抗RL3を介して、定圧電源(図示せず)より電圧Vccが供給されている。一方、LED3のカソードには、電流制御回路30を構成するダーリントントランジスタTr11及びTr12のコレクタがそれぞれ接続されている。また、トランジスタTr12のエミッタは接地されている。そして、トランジスタTr11のエミッタはトランジスタTr12のベースに接続されるとともに、抵抗R14を介して接地されている。また、電流制御回路30のスイッチング端子であるトランジスタTr11のベースは、充放電回路31のコンデンサC3及び抵抗R12、R13に接続されている。
As shown in FIG. 7, a voltage V cc is supplied to the anode of the
充放電回路31は、コンデンサC3、ダイオードD2、トランジスタTr9、Tr10、及び抵抗R15、R16、R17、R18で構成される。トランジスタTr9のコレクタは、定圧電源に接続され、電圧Vccを供給される。また、トランジスタTr9のベースは、直列に接続される抵抗R15及びR16を介して、トランジスタTr10のベースに接続される。なお、抵抗R15及びR16の間には、ダイオードD2が接続される。一方、トランジスタTr9のエミッタは、直列に接続される抵抗R17及びR18を介して、トランジスタTr10のコレクタに接続される。また、トランジスタTr10のエミッタは接地されている。
The charge /
さらに、直列に接続される抵抗R17及びR18の間には、コンデンサC3の一端が接続され、同時に電流制御回路30のトランジスタTr11のベースも接続される。なお、コンデンサC3の他端は接地されている。
Further, one end of the capacitor C 3 is connected between the resistors R 17 and R 18 connected in series, and at the same time, the base of the transistor Tr 11 of the
また、方形波パルス電源Vin3の陽極が、充放電回路31のダイオードD2と抵抗R16の間に接続されている。この方形波パルス電源Vin3は、第2の実施形態に係るLED駆動回路3の方形波パルス電源Vin2と同様のものであり、LED3への供給電圧Vcc及びGND相当の電位を交互に生じる方形波パルスを出力する。また、例えば演出用CPU(図示せず)からの制御信号によって、デューティ比及びパルス周波数を変更することができる。
The anode of the square-wave pulse power V in3 is connected between the diode D 2 and resistor R 16 of the charge and
以下、本発明の第3の実施形態に係るLED駆動回路4の動作を説明する。
図8に、本発明の第3の実施形態に係るLED駆動回路4の動作の様子を示す。
図8(a)のグラフは、方形波パルス電源Vin3から供給される方形波パルスの形状を示す。(b)のグラフは、上記の方形波パルスの変化に対する、トランジスタTr11のベースの電位V7の変化を示す。(c)のグラフは、LED3のカソードの電位V8を示す。そして(d)のグラフは、LED3の単位時間当たりの発光量の変化の概略を示す。
Hereinafter, the operation of the
FIG. 8 shows an operation state of the
The graph of FIG. 8A shows the shape of a square wave pulse supplied from the square wave pulse power source Vin3 . Graph (b) shows relative change in the square wave pulse, the change in the base potential V7 of the transistor Tr 11. The graph of (c) shows the potential V8 of the cathode of LED3. And the graph of (d) shows the outline of the change of the emitted light quantity per unit time of LED3.
方形波パルス電源から供給される電圧が低電位(GND)の場合、充放電回路31では、電圧Vccを供給する定圧電源と方形波パルス電源Vin3の間に接続されるトランジスタTr9がバイアスされて、ONの状態となる。また、方形波パルス電源Vin3とGNDの間に接続されるトランジスタTr10はバイアスされず、OFFの状態となる。そのため、トランジスタTr9に電流が流れ、トランジスタTr9のコレクタに抵抗R17を介して接続されるコンデンサC3が充電される。そして、コンデンサC3が充電されるにつれて電流制御回路30のトランジスタTr11のベースに印加される電圧V7も高くなる。
When the voltage supplied from the square wave pulse power supply is at a low potential (GND), the charge /
一方、方形波パルス電源から供給される電圧が高電位(Vcc)の場合、トランジスタTr9はバイアスされずにOFFの状態となる。また、トランジスタTr10はバイアスされてONの状態となる。このとき、コンデンサC3は、トランジスタTr10のコレクタに抵抗R18を介して接続されているため、Tr10を通じて放電動作を行う。そのため、電流制御回路30のトランジスタTr11のベースに印加される電圧V7が急激に低下する。
On the other hand, when the voltage supplied from the square-wave pulse power is high potential (V cc), the transistor Tr 9 is in a state of OFF without being biased. Further, the state of the ON transistor Tr 10 is biased. At this time, since the capacitor C 3 is connected to the collector of the transistor Tr 10 via the resistor R 18 , a discharge operation is performed through the Tr 10 . Therefore, the voltage V7 is applied to the base of the transistor Tr 11 of the
図8に示すように、方形波のデューティ比が比較的大きい場合には、コンデンサC3が十分充電されず、充放電回路31からトランジスタTr11にバイアスされる電圧V7が低くなり、したがってLED3に流れる駆動電流も小さくなる。さらに、コンデンサC3の放電によって、トランジスタTr11のベースへの印加電圧V7がGNDと等しくなるため、LED3は消灯する。
As shown in FIG. 8, when the duty ratio of the square wave is relatively large, the capacitor C 3 is not sufficiently charged, the charging and discharging
一方、方形波のデューティ比が小さくなるにつれ、コンデンサC3への充電量も大きくなり、トランジスタTr11をバイアスする電圧V7も高くなる。そのため、相対的にLED3に流れる駆動電流も大きくなってLED3の発光量も増大する。そして、所定のデューティ比を超えると、コンデンサC3はトランジスタTr12が飽和するまで充電され、LED3の駆動電流が最大定格値となり、LED3が最大輝度で発光する。
On the other hand, as the duty ratio of the square wave decreases, the amount of charge to the capacitor C 3 also increases, and the voltage V7 that biases the transistor Tr 11 also increases. Therefore, the drive current flowing through the
最後に、デューティ比が0%、すなわち、方形波パルス電源Vin3から定常電圧が供給されるようになると、LED3は最大輝度での点灯を維持する。
Finally, when the duty ratio is 0%, that is, when a steady voltage is supplied from the square wave pulse power source Vin3 , the
上記のように、本発明の第3の実施形態に係るLED駆動回路4もまた、第2の実施形態に係るLED駆動回路3と同様に、電流制御回路30が三角形状波パルスでバイアスされるため、三角形状波のピーク値と、トランジスタTr11が能動領域に入る時間幅の両方でLEDの発光量を制御することができる。そのため、単純に方形波パルスをLEDに供給する場合よりも、デューティ比の変化量を粗くしてもLEDの発光量を詳細に制御できるため、方形波パルス電源を制御するCPUの負荷を低減できる。
As described above, in the
なお、第2の実施形態に係るLED駆動回路3では、充電時において電流制御回路20に印加する電位が比較的直線的に上昇する特性を有するが、第3の実施形態に係るLED駆動回路4では、電流制御回路30に印加する電位が上昇するにつれて、上昇度合いが指数的に鈍る特性となる。そのため、方形波パルス電源が出力する方形波パルスの周波数として非常に低いものを用い、方形波パルスの一つ一つに対応するLEDの輝度変化が感知できるような状態で使用する場合、LED駆動回路3よりもLED駆動回路4を用いた方が、方形波パルスの1周期中に占める、LEDが徐々に明るくなっていく期間を長くすることができる。
Note that the
また、LED駆動回路3では、LED2を最大輝度以下で点灯させるための電流制御回路20に印加する電圧の範囲は、トランジスタTr8の遮断点と飽和点の間に限定されるが、LED駆動回路4では、LED3を最大輝度以下で点灯させるための電流制御回路30に印加する電圧の範囲は、トランジスタTr11がONとなり、トランジスタTr12がOFFとなる領域、即ち、Vbe11<V3<Vbe11+Vbe12となり、相対的に広い能動範囲を確保できる。ここで、Vbe11は、トランジスタTr11をONにする電圧であり、Vbe12は、トランジスタTr12をONにする電圧である。
Further, in the
次に、本発明の第4の実施形態に係るLED駆動回路5について説明する。
図9に、本発明の第4の実施形態に係るLED駆動回路5の回路図を示す。
図9に示すように、本発明の第4の実施形態に係るLED駆動回路5は、本発明の第3の実施形態に係るLED駆動回路4の方形波パルス電源Vin3を、リピート回路41に置き換えたものであり、演出用CPUなど、外部の制御用デバイスからの制御信号を用いることなく、一定の周期でLEDの明るさを変動させることを可能としたものである。
Next, an
FIG. 9 shows a circuit diagram of an
As shown in FIG. 9, the
なお、この実施形態では、第1の実施形態に係るLED駆動回路1と同様、電流制御回路40を1個のトランジスタTr13で構成している。しかし、電流制御回路40は、第3の実施形態に係るLED駆動回路4などと同様に、ダーリントントランジスタとしてもよい。
In this embodiment, as in the
図9に示すように、リピート回路41は、周期の異なる2種類の三角波を発振する三角波発振回路Oscと、コンパレータCMP2で構成される。三角波発振回路Oscから発振される、相対的に短い周期の三角波V9は、コンパレータCMP2の+側端子に入力され、一方、相対的に長い周期の三角波V10は、コンパレータCMP2の−側端子に入力される。そして、コンパレータCMP2は、V10の電圧がV9の電圧よりも低い場合に、高電位(Vcc)の出力を生じ、逆にV10の電圧がV9の電圧よりも高い場合には、低電位(GND)の出力を生じる。その結果として、充放電回路31には、周期的にパルスのデューティ比が変化する方形波パルスが入力される。
As shown in FIG. 9, the
さらに、本発明の第5の実施形態に係るLED駆動回路6について以下に説明する。
図10に、本発明の第5の実施形態に係るLED駆動回路6の回路図を示す。
図10に示すように、本発明の第5の実施形態に係るLED駆動回路6は、本発明の第4の実施形態に係るLED駆動回路5の充放電回路31と電流制御回路40の間に、第1の信号入力回路42及び第2の信号入力回路43を接続したものであり、一定の周期でLED4の明るさを変動させるとともに、特定の信号の入力中のみ、LED4を消灯または最大輝度での点灯状態を維持することを可能としたものである。
Furthermore, an
FIG. 10 shows a circuit diagram of an
As shown in FIG. 10, the
第1の信号入力回路42は、トランジスタTr14、Tr15、抵抗R20、R21及びR22で構成される。トランジスタTr14のエミッタからは、電圧Vccが供給され、一方コレクタは抵抗R21及びR19を介して電流制御回路40のトランジスタTr13のベースに接続される。また、トランジスタTr14のベースは、抵抗R20を介してトランジスタTr15のコレクタに接続される。またトランジスタTr15のエミッタは接地される。そして、トランジスタTr15のベースと、全点灯信号入力端子Tin1とが抵抗R22を介して接続されている。図10を参照して分かるように、全点灯信号入力端子Tin1に、Tr14及びTr15をバイアスするのに十分な電圧を印加すると、トランジスタTr14及び抵抗R21、R19を介して、VccからトランジスタTr13がバイアスされる。そのため、抵抗R21の値を適宜選択することにより、Tr13へのバイアス電圧をTr13の飽和点よりも大きくすることができ、LED4を最高輝度で点灯させることができる。
The first
一方、信号入力回路43は、トランジスタTr16及び抵抗R23で構成される。そしてトランジスタTr16のコレクタは、抵抗R19を介してトランジスタTr13のベースに接続され、トランジスタTr16のエミッタは接地される。そして、トランジスタTr16のベースと、消灯信号入力端子Tin2とが抵抗R23を介して接続されている。図10を参照して分かるように、消灯信号入力端子Tin2に、トランジスタTr16をバイアスするのに十分な電圧を印加すると、トランジスタTr16を通じて電流がGNDに流れるため、トランジスタTr13が無条件にカットオフするため、LED4は消灯する。
On the other hand, the
この様子を図11に示す。図11(a)は、三角波発振回路Oscからの出力波形を示し、図11(b)は、三角波発振回路Oscの出力波形に対応するコンパレータCMP2の出力を示す。図11(a)及び(b)とも、グラフの横軸は経過時間を表し、縦軸は電圧を表す。また図11(c)は、三角波発振回路Osc及び比較器CMP2の出力波形に対応して電流制御回路40のトランジスタTr13のベースに印加される電圧V12が変化する様子を示す図であり、図11(d)は、電圧V12の変化に対応してLED4の単位時間当たりの発光量が変化する様子を概略的に示した図である。
This is shown in FIG. FIG. 11A shows an output waveform from the triangular wave oscillation circuit Osc, and FIG. 11B shows an output of the comparator CMP2 corresponding to the output waveform of the triangular wave oscillation circuit Osc. 11A and 11B, the horizontal axis of the graph represents elapsed time, and the vertical axis represents voltage. Also FIG. 11 (c) is a diagram showing how the voltage V12 applied to the base of the transistor Tr 13 of the
図11(c)及び(d)に示すように、全点灯信号入力端子Tin1及び消灯信号入力端子Tin2からの信号入力がない限り、比較器CMP2からの出力電圧V11にしたがって変化する電圧V12の増減とともに、LED4の発光量も増減を繰り返す。しかし、全点灯信号入力端子Tin1又は消灯信号入力端子Tin2に信号が入力されると、比較器CMP2からの出力にかかわらず、電圧V12は全点灯信号入力端子Tin1又は消灯信号入力端子Tin2からの信号に支配され、LED4は消灯若しくは最大輝度で点灯する。
As shown in FIGS. 11C and 11D, the voltage V12 that changes according to the output voltage V11 from the comparator CMP2 unless there is a signal input from the full lighting signal input terminal T in1 and the extinction signal input terminal T in2. Along with the increase / decrease, the light emission amount of the
上述したように、本発明の第5の実施形態に係るLED駆動回路6では、LEDを消灯または最大輝度点灯の状態を維持する場合にのみ、信号を入力するだけでよいため、LED駆動回路を制御する演出用CPUの負荷を大きく軽減することができる。
As described above, in the
なお、上記第4及び第5の実施形態においては、リピート回路41に使用する2種類のパルス列を発振する回路として三角波発振回路を用いたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、三角波発振回路の代わりに、発振周波数の異なる正弦波を発生させる正弦波発振回路を2個用いてもよい。これらの発振回路としては、特別なものを用いる必要はなく、周知の発振回路を使用することができる。
In the fourth and fifth embodiments, a triangular wave oscillation circuit is used as a circuit for oscillating two types of pulse trains used in the
なお、本発明の第1の実施形態に係るLED駆動回路1又は2に、上記と同様の信号入力回路42及び43を加えても、本発明の第5の実施形態に係るLED駆動回路5と同様の機能を実現することができる。図12に、上述のLED駆動回路2に信号入力回路42及び43を加えたLED駆動回路7の回路図を示す。
In addition, even if the
図12に示すように、LED駆動回路7では、信号入力回路42及び43は、パルス発振回路11と電流制御回路12の間に接続される。そして、上記第5の実施形態と同様に、信号入力回路42の全点灯端子Tin1に高電位の信号を入力している間は、電流制御回路のトランジスタTr3及びTr4が高電位でバイアスされて、Tr4の飽和点を超え、LED1は最大輝度で発光する。逆に、信号入力回路43の消灯端子Tin2に高電位の信号を入力している間は、トランジスタTr3及びTr4はバイアスされず、LED1は消灯したままとなる。
As shown in FIG. 12, in the
この様子を図13に示す。
図13(a)は第6の実施形態に係るLED駆動回路7の比較器CMP1の負側入力端子の電位V2を示すグラフであり、(b)は(a)に対応する電流制御回路のトランジスタTr3のベースに印加される電位の変化を示すグラフであり、(c)は、(b)に対応するLEDの発光量の変化の概略を示すグラフである。図13(b)(c)から分かるように、LED駆動回路7では、信号入力回路42及び43に信号が入力されない限り、LED1はパルス発振回路11から電流制御回路に印加される電圧に依存して、相対的に少ない発光量で発光する(暗い点灯)。一方、信号入力回路42に信号が入力されている間は、LED1は最高輝度で発光する(眩しい点灯)。逆に、信号入力回路43に信号が入力されている間は、LED1は消灯する。
This is shown in FIG.
FIG. 13A is a graph showing the potential V2 of the negative input terminal of the comparator CMP1 of the
図14に、本発明の実施形態に係るLED駆動システム8の構成図を示す。
本発明の実施形態に係るLED駆動システム8は、本発明の第5の実施形態に係るLED駆動回路6を3個搭載し、各LED駆動回路6a、6b、6cを、シフトレジスタ50と、合成回路であるAND回路51〜56を用いて制御するものである。この実施形態では、LED駆動回路6a、6b、6cが、Data信号、クロック信号、ST信号の3種類の外部信号で駆動することができ、同数のLED駆動回路を直接制御する場合と比較して、演出用CPUの出力端子数を減らし、省配線化することができる。
In FIG. 14, the block diagram of the
The
図14に示すように、LED駆動回路6a、6b、6cの各信号入力端子は、それぞれAND回路51〜56の出力端子と接続される。また、各AND回路51〜56には、それぞれシフトレジスタ50の各段のメモリM1〜M6の出力Q1〜Q6とST信号が入力される。また、シフトレジスタ50には、Data信号とクロック信号が入力される。そして、Data信号、クロック信号、ST信号は、それぞれ演出用CPU57から出力される。
As shown in FIG. 14, the signal input terminals of the
図15及び図16を用いて、本発明の実施形態に係るLED駆動システム8の動作を説明する。図15は、各信号入力波形と、LED駆動回路6a、6b、6cがそれぞれ駆動するLED5、LED6、LED7の発光輝度との概略的な対応を示したものである。
The operation of the
また、図15は、演出用CPU57からの各出力信号と、LED駆動回路6a、6b、6cに入力される信号との対応を示したタイミングチャートである。
FIG. 15 is a timing chart showing the correspondence between the output signals from the effect CPU 57 and the signals input to the
図15に示すように、例えば、待機状態又は通常遊技状態では、各信号を全てOFF(低電位)とする。この場合、LED5、LED6、LED7に流れる駆動電流は、LED駆動回路6aなどの三角波発振回路からの出力波形のみに依存するため、一定の周期で明るくなったり、暗くなったりを繰り返す。
As shown in FIG. 15, for example, all signals are turned off (low potential) in a standby state or a normal gaming state. In this case, since the drive current flowing through the
一方、遊技状態が、リーチ中、若しくは大役中となると、演出用CPUから各信号の出力を開始することにより、各LEDはそれぞれ消灯状態、または最大輝度発光状態となり、通常とは異なる発光パターンを出現させて、遊技者の期待を盛り上げるような演出を行うことができる。なお、この場合において、Data信号及びクロック信号はシフトレジスタ50に入力され、そのシフトレジスタ50の各段の出力Q1〜Q6が各LED駆動回路の信号入力として用いられるため、演出用CPU57からは、各LED駆動回路に対して同じ通信ルールに従っているにもかかわらず、LED5、LED6、LED7に対して異なる動作をさせることができる。
On the other hand, when the gaming state is reaching or playing a major role, each LED starts to output each signal from the production CPU, and each LED enters a light-off state or a maximum luminance light-emitting state. It is possible to perform such an effect as to make it appear and excite the player's expectation. In this case, the Data signal and the clock signal are input to the
この様子を図16を用いて説明する。
図16の最上部の3個のグラフは、上から順にそれぞれクロック信号、Data信号、ST信号のタイミングチャートである。その下の6個のグラフは、上から順にそれぞれシフトレジスタSの各段の出力Q1〜Q6のタイミングチャートである。そして、最下部の6個のグラフは、上から順位それぞれAND回路51〜56の出力信号のタイミングチャートである。また、各グラフの縦軸は電位(高電位をH、低電位をLとする)を表す。
This will be described with reference to FIG.
The top three graphs in FIG. 16 are timing charts of the clock signal, the Data signal, and the ST signal in order from the top. The six graphs below are timing charts of outputs Q1 to Q6 of each stage of the shift register S in order from the top. The six graphs at the bottom are timing charts of output signals of the AND
まず、クロック信号のダウンエッジに対応するData信号の状態がシフトレジスタ50に入力される。例えば、図16に示すように、連続した6回のData信号が、{L,L,H,L,L,H}の順で入力される。この時、シフトレジスタ50の各段のメモリM1〜M6には、それぞれ{H,L,L,H,L,L}の信号が格納される。この状態で、ST信号がHになると、各AND回路51〜56の出力信号x1〜x6は、それぞれ{H,L,L,H,L,L}となる。したがって、出力信号x1及びx2が、それぞれ全点灯信号入力端子Tin1a及び消灯信号入力端子Tin2aに接続されるLED駆動回路6aは、全点灯入力信号がONとなるため、LED5を最大輝度で点灯させる。同様に、出力信号x3及びx4が、それぞれ全点灯信号入力端子Tin1b及び消灯信号入力端子Tin2bに接続されるLED駆動回路6bは、消灯入力信号がONとなるため、LED6を消灯する。最後に、出力信号x5及びx6が、それぞれ全点灯信号入力端子Tin1c及び消灯信号入力端子Tin2cに接続されるLED駆動回路6cは、全点灯入力信号及び消灯入力信号の両方ともOFFとなるため、LED7は、一定周期での明るさの増減を繰り返す。
First, the state of the Data signal corresponding to the down edge of the clock signal is input to the
以上説明したように、本発明の実施形態に係るLED駆動システム8は、演出用CPUからの3系統の信号出力だけで、複数のLEDに対してそれぞれ異なる動作をさせることが可能である。また、演出用CPUからの信号線を共通化しつつ、必要に応じて全てのLEDを同時に最大輝度で発光させることも可能となっている。
As described above, the
なお、上記の実施形態においては、LED駆動システム8は、3個のLEDを制御するものとして説明したが、制御するLEDの数は3個に限られない。LED及びそのLEDを駆動する駆動回路を増設する場合には、増設するLED駆動回路の信号入力端子の数だけ、シフトレジスタの段数を増やし、且つその増設した段のメモリからの出力を合成するAND回路を増設することにより、同様に制御を行うことができる。
In the above embodiment, the
また、上記の実施形態においては、シフトレジスタからの出力と、演出用CPUからのST信号を合成する合成回路を、AND回路として説明したが、NOR回路のような2入力1出力の構成を有する他の論理回路を用いてもよい。 In the above embodiment, the synthesis circuit that synthesizes the output from the shift register and the ST signal from the effect CPU has been described as an AND circuit, but has a configuration of two inputs and one output like a NOR circuit. Other logic circuits may be used.
以上、本発明に係るLED駆動回路及びLED駆動システムについて説明してきたが、本発明は上記の例に限られない。例えば、上記の各実施形態において、電流制御回路をLEDのカソード側に接続したが、電流制御回路をLEDのアノード側に接続する構成に変更することも可能である。さらに、LED駆動回路を構成する抵抗を、使用するLED及びLEDへの供給電圧によって適宜最適化できる。このような修正は、当業者にとっては本発明の範囲内で容易に行うことが可能である。 Although the LED driving circuit and the LED driving system according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above examples. For example, in each of the above embodiments, the current control circuit is connected to the cathode side of the LED. However, it is possible to change the configuration to connect the current control circuit to the anode side of the LED. Furthermore, the resistance constituting the LED drive circuit can be optimized as appropriate depending on the LED to be used and the supply voltage to the LED. Such modifications can be easily made by those skilled in the art within the scope of the present invention.
1、2、3、4、5、6、6a、6b、6c、7 LED駆動回路
8 LED駆動システム
10、12、20、30、40 電流制御回路
11 パルス発振回路
21、31 充放電回路
41 リピート回路
42、43 信号入力回路
50 シフトレジスタ
51、52、53、54、55、56 AND回路
57 演出用CPU
R1〜R23、RL1〜RL4 抵抗
Tr1〜Tr16 トランジスタ
D1、D2 ダイオード
LED1〜LED7 LED
Vin1、 可変電圧源
Vin2、Vin3 方形波パルス電源
Tin1、Tin1a、Tin1b、Tin1c 全点灯信号入力端子
Tin2、Tin8a、Tin2b、Tin2c 消灯信号入力端子
Osc 三角波発振回路
CMP1、CMP2 比較器
C1、C2、C3 コンデンサ
1, 2, 3, 4, 5, 6, 6a, 6b, 6c, 7
R 1 to R 23 , R L1 to R L4 Resistance Tr 1 to Tr 16 Transistor D 1 , D 2 Diode LED 1 to LED 7 LED
V in1 , variable voltage source V in2 , V in3 square wave pulse power supply T in1 , T in1a , T in1b , T in1c all lighting signal input terminal T in2 , T in8a , T in2b , T in2c unlit signal input terminal Osc Triangular wave oscillation circuit CMP1, CMP2 comparator C 1, C 2, C 3 capacitor
Claims (6)
デューティ比を変更可能な方形波パルス電源と、前記方形波パルス電源と前記電流制御回路の前記スイッチング端子との間に接続される充放電回路を有することを特徴とするLED駆動回路。 A current control circuit having a switching terminal and connected to one end of the LED;
An LED driving circuit comprising: a square wave pulse power supply capable of changing a duty ratio; and a charge / discharge circuit connected between the square wave pulse power supply and the switching terminal of the current control circuit.
前記充放電回路と前記スイッチング端子との間に一端が接続され、他端が定電圧源と接続される第2のスイッチング素子とを有し、
前記第1のスイッチング素子は、当該第1のスイッチング素子がオンになると前記スイッチング端子に印加される電圧を接地電圧へ低下させることで前記電流制御回路及び前記LEDを流れる駆動電流を遮断し、
前記第2のスイッチング素子は、当該第2のスイッチング素子がオンになると前記スイッチング端子に対して前記定電圧源から供給される定電圧に応じた電圧を印加することで前記電流制御回路及び前記LEDを流れる駆動電流を飽和させる、請求項3に記載のLED駆動回路。 A first switching element having one end connected between the charge / discharge circuit and the switching terminal and the other end grounded;
A second switching element having one end connected between the charge / discharge circuit and the switching terminal and the other end connected to a constant voltage source;
The first switching element cuts off a drive current flowing through the current control circuit and the LED by lowering a voltage applied to the switching terminal to a ground voltage when the first switching element is turned on,
When the second switching element is turned on, the second switching element applies a voltage according to a constant voltage supplied from the constant voltage source to the switching terminal, thereby the current control circuit and the LED. The LED drive circuit according to claim 3, wherein the drive current flowing through the LED is saturated.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011243588A JP2012028820A (en) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Led drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011243588A JP2012028820A (en) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Led drive circuit |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005275260A Division JP4961705B2 (en) | 2005-09-22 | 2005-09-22 | LED drive circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012028820A true JP2012028820A (en) | 2012-02-09 |
Family
ID=45781289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011243588A Pending JP2012028820A (en) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Led drive circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012028820A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018185396A (en) * | 2017-04-25 | 2018-11-22 | 株式会社K工房 | LED display |
CN109041344A (en) * | 2018-08-04 | 2018-12-18 | 天津工大海宇照明部品有限公司 | A kind of side LED steering side-marker lamp illuminator with high pressure turn-off function |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6355886A (en) * | 1986-08-26 | 1988-03-10 | 松下電工株式会社 | Toning circuit |
JPH07122783A (en) * | 1993-10-25 | 1995-05-12 | Sharp Corp | Drive circuit for light emitting diode |
JPH07312109A (en) * | 1994-05-18 | 1995-11-28 | Takion:Kk | Flashing device for decoration |
JP2002148353A (en) * | 2000-11-13 | 2002-05-22 | Sharp Corp | Photo detector |
JP2004364409A (en) * | 2003-06-04 | 2004-12-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Pulse-width modulation signal generator and pulse-width modulation signal generating method |
-
2011
- 2011-11-07 JP JP2011243588A patent/JP2012028820A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6355886A (en) * | 1986-08-26 | 1988-03-10 | 松下電工株式会社 | Toning circuit |
JPH07122783A (en) * | 1993-10-25 | 1995-05-12 | Sharp Corp | Drive circuit for light emitting diode |
JPH07312109A (en) * | 1994-05-18 | 1995-11-28 | Takion:Kk | Flashing device for decoration |
JP2002148353A (en) * | 2000-11-13 | 2002-05-22 | Sharp Corp | Photo detector |
JP2004364409A (en) * | 2003-06-04 | 2004-12-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Pulse-width modulation signal generator and pulse-width modulation signal generating method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018185396A (en) * | 2017-04-25 | 2018-11-22 | 株式会社K工房 | LED display |
CN109041344A (en) * | 2018-08-04 | 2018-12-18 | 天津工大海宇照明部品有限公司 | A kind of side LED steering side-marker lamp illuminator with high pressure turn-off function |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4961705B2 (en) | LED drive circuit | |
US8248001B2 (en) | LED control circuit and method, and insect resistive LED lamp | |
KR100691188B1 (en) | LED array driving apparatus | |
JP4961704B2 (en) | LED drive circuit | |
JP2009054928A (en) | Light emitting element control circuit | |
JP2013123049A (en) | Control circuit for light-emitting diode | |
JP2012028820A (en) | Led drive circuit | |
KR101387540B1 (en) | Led driving circuit and method for operating the same | |
US8692472B2 (en) | LED driving method and driving power source device | |
JP2006269932A (en) | Illumination drive circuit for vehicle | |
US20070159110A1 (en) | Shoe lamp device with multiple voltage levels | |
JP2000004048A (en) | Battery drive circuit for light-emitting element | |
JP2015122202A (en) | Led group light-emitting circuit and led illumination device | |
JP2012150887A (en) | Light-emitting diode lighting control circuit and light-emitting diode lighting control method | |
US11399419B2 (en) | Electrical load set circuit, light strip and control apparatus therefor | |
TWI396465B (en) | Light color mixing control system for light emitting diodes | |
JP2011211271A (en) | Signal generator | |
JP6481246B2 (en) | Light emitting device control circuit and light emitting device | |
JP6016347B2 (en) | Photoelectric switch | |
JP2006135227A (en) | Lighting circuit and control method of light emitting diode | |
JP2002025783A (en) | Illumination control device | |
JP2007317443A (en) | Illumination system | |
CN219107709U (en) | Keyboard backlight brightness adjusting circuit, keyboard and electronic equipment | |
JP2016012395A (en) | Illumination device and manufacturing method thereof | |
KR101718302B1 (en) | Adaptive led driving circuit and driving method therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111107 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130515 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130521 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130924 |