JP4984724B2 - 発光素子点灯制御装置、及び発光素子点灯制御方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、各種電子機器に用いられる発光素子点灯制御装置、及び発光素子点灯制御方法、プログラムに関するものである。

従来、発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）は、例えば表示装置、光通信用光源、各種センサー用光源、照明装置、各種光ディスクのピックアップ用光源、プリンターヘッドとして種々の電子機器に広く用いられている。周知のようにＬＥＤは極性を有しており、供給電流の向きによって点灯、消灯を制御することができる。また、ＬＥＤの使用に際し、その駆動回路にＰチャンネルＭＯＳトランジスタとＮチャンネルＭＯＳトランジスタとからなるインバータ回路を設け、それにＬＥＤを接続することにより、ＬＥＤへの供給電流の向きを制御する構成が知られている（例えば下記特許文献１参照。）。
特開平１１−２９１５５０号公報

しかしながら、上記のように供給電流の向きによって点灯、消灯を制御する構成では、インバータ回路における電力の出力端に接続する側の端子極性（アノード又はカソード）の仕様（接続仕様）が異なる２種類のＬＥＤを使用すると、使用するＬＥＤの種類に応じて点灯状態と消灯状態とが逆転することとなる。係ることから、接続仕様が異なる２種類のＬＥＤを使用する電子機器においては、使用するＬＥＤの種類毎にＬＥＤの駆動回路を個別に設計する必要があり、生産性の向上を阻害する要因となっていた。

本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、接続仕様の異なる２種類のＬＥＤが使用される電子機器におけるＬＥＤの駆動回路の共通化を可能する発光素子点灯制御装置、及び発光素子点灯制御方法と、それらの実現に使用されるプログラムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１の発明にあっては、請求項１の発明にあっては、所定回路の出力端に接続された発光素子の点灯を制御する発光素子点灯制御装置であって、前記発光素子における所定回路の出力端に接続されている側の端子極性を示す極性情報を該発光素子の点灯要求又は消灯要求が行われた際に取得する極性情報取得手段と、前記発光素子における所定回路の出力端に接続される側の端子極性に各々対応する互いに異なる制御動作のうち、前記極性情報取得手段により取得された極性情報によって示される端子極性に対応する制御動作を選択的に行うことにより、前記点灯要求又は消灯要求に応じた発光素子の点灯を制御する制御手段とを備えたものとした。

また、請求項２の発明にあっては、前記所定回路はインバータ回路であるとともに、前記制御手段における制御動作は、インバータ回路の動作状態を制御する動作であるものとした。

また、請求項３の発明にあっては、前記インバータ回路はＰチャンネルＭＯＳトランジスタとＮチャンネルＭＯＳトランジスタとから構成され、前記極性情報取得手段は、前記ＰチャンネルＭＯＳトランジスタと前記ＮチャンネルＭＯＳトランジスタとがオフ状態にあるときの前記インバータ回路の出力端の電位を前記極性情報として取得するものとした。

また、請求項４の発明にあっては、前記制御手段は、前記ＰチャンネルＭＯＳトランジスタと前記ＮチャンネルＭＯＳトランジスタとをオフ状態に制御するとともに、その時点で前記極性情報取得手段により取得された前記インバータ回路の出力端の電位によって端子極性を判別し、判別した端子極性に応じて前記ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ及び前記ＮチャンネルＭＯＳトランジスタの動作状態を制御することにより、前記発光素子の点灯を制御するものとした。

また、請求項５の発明にあっては、所定回路の出力端に接続された発光素子の点灯を制御する発光素子点灯制御方法であって、前記発光素子における所定回路の出力端に接続されている側の端子極性を示す極性情報を該発光素子の点灯要求又は消灯要求が行われた際に取得する工程と、前記発光素子における所定回路の出力端に接続される側の端子極性に各々対応する互いに異なる制御動作のうち、前記工程で取得した極性情報によって示される端子極性に対応する制御動作を選択的に行うことにより前記点灯要求又は消灯要求に応じた発光素子の点灯を制御する工程とを含む方法とした。

また、請求項６の発明にあっては、所定回路の出力端に接続された発光素子の点灯を制御する発光素子点灯制御装置が有するコンピュータを、前記発光素子における所定回路の出力端に接続されている側の端子極性を示す極性情報を該発光素子の点灯要求又は消灯要求が行われた際に取得する極性情報取得手段と、前記発光素子における所定回路の出力端に接続される側の端子極性に各々対応する互いに異なる制御動作のうち、前記極性情報取得手段により取得された極性情報によって示される端子極性に対応する制御動作を選択的に行うことにより前記点灯要求又は消灯要求に応じた発光素子の点灯を制御する制御手段として機能させるためのプログラムとした。

本発明によれば、接続仕様の異なる２種類のＬＥＤが使用される電子機器において、ＬＥＤの駆動回路の共通化が可能となる。

以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。図１（ａ）、同図（ｂ）は、任意の電子機器に設けられたＬＥＤの駆動回路１の要部を示した回路図である。

この駆動回路１は、仕様が異なる２種類のＬＥＤ、すなわち図１（ａ）に示した第１の発光ダイオードＬ１、又は図１（ｂ）に示した第２の発光ダイオードＬ２が選択的に接続されるものであり、以下のように構成されている。

すなわち図示した駆動回路１には、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴｐ及びＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴｎとからなるインバータ回路２が設けられており、そのスイッチング動作により、駆動用電源ＶＤＤの電力が第１の発光ダイオードＬ１、又は第２の発光ダイオードＬ２に供給、又は遮断される構成である。

前記ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴｐは、ソース端子を駆動用電源ＶＤＤに接続されており、ドレーン端子をＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴｎのドレーン端子に接続されるとともにゲート端子を後述する制御部３に接続されている。また、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴｎは、ゲート端子を前記制御部３に接続されるとともにソース端子をグランドに接続されている。

前記ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴｐとＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴｎの双方のドレーン端子の接点がインバータ回路２の出力端Ａであり、この出力端Ａに電流制御用の抵抗Ｒの一端が接続されている。

また、駆動回路１には第１〜第３の接続端子４ａ〜４ｃが設けられている。第１の接続端子４ａは、前記ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴｐのソース端子と共に駆動用電源ＶＤＤに接続されている。第２の接続端子４ｂは、前記ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴｐとＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴｎの双方のドレーン端子の接点であるインバータ回路２の出力端Ａに電流制御用の抵抗Ｒを介して接続されている。第３の接続端子４ｃは、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴｎのソース端子と共にグランドに接続されている。

さらに、上記出力端Ａと抵抗Ｒとの間には、インバータ回路２の出力端の電位（Ｖｏ）を検出するための検出ポートＢが設けられており、この検出ポートＢが前記制御部３と接続されている。

そして、図１（ａ）に示したように、第１の発光ダイオードＬ１の使用に際しては、カソード側の端子が第２の接続端子４ｂに、かつアノード側の端子が第１の接続端子４ａにそれぞれ接続され、同図（ｂ）に示したように、第２の発光ダイオードＬ２の使用に際しては、アノード側の端子が第２の接続端子４ｂに、かつカソード側の端子が第３の接続端子４ｃにそれぞれ接続されるようになっている。以下の説明においては、図１（ａ）に示した接続形態をカソード接続と呼び、同図１（ｂ）に示した接続形態をアノード接続と呼ぶ。

なお、前述した電流制御用の抵抗Ｒについては、図示した例とは異なり、第１の接続端子４ａとＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴｐのソース端子との間、及び第３の接続端子４ｃとグランドとの間にそれぞれ設けられていても構わない。

一方、前記制御部３は、制御情報記憶部３１と点灯制御部３２と極性情報取得部３３とを有している。点灯制御部３２は、電子機器全体の動作を制御する図外の制御装置から制御信号として送られてくるＬＥＤの点灯要求、及びＬＥＤの消灯要求に応じて、前述したＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴｐ及びＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴｎの動作状態を制御することにより、第１の発光ダイオードＬ１、又は第２の発光ダイオードＬ２の点灯を制御する。

制御情報記憶部３１は、制御部３２に後述する動作を行わせるための所定のプログラムが記憶されているメモリである。極性情報取得部３３は、前記検出ポートＢを介してインバータ回路２の出力端Ａの電位（Ｖｏ）を検出し、その検出結果を点灯制御部３２へ送る。なお、極性情報取得部３３の具体的な構成については任意であり、また制御部３は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）により構成されていてもよい。

図２は、前述した点灯制御部３２の動作内容を示すフローチャートである。以下説明すると、点灯制御部３２は、電子機器において主電源が投入されたことに応答して動作を開始し、直ちにステップＳ１〜Ｓ５の初期化処理を行う。

初期化処理では、まずＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴｐのゲート電圧をソース電圧やドレーン電圧よりも高い電圧（以下、Ｈレベル）に制御してＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴｐをオフ状態とし、かつＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴｎのゲート電圧をソース電圧やドレーン電圧よりも低い電圧（以下、Ｌレベル）に制御してＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴｎをオフ状態とする（ステップＳ１）。また、その時点で極性情報取得部３３により検出されたインバータ回路２の出力端Ａの電位（Ｖｏ）を確認し（ステップＳ２）、それが駆動用電源ＶＤＤの電位（以下、電源電位）であるか否かを判別する（ステップＳ３）。

そして、前記出力端Ａの電位（Ｖｏ）が電源電位であれば（ステップＳ３でＹＥＳ）、出力端Ａに接続されている側の端子極性がカソードであり、図１（ａ）に示したように第１の発光ダイオードＬ１が使用されていると判断し、発光ダイオードの接続形態をカソード接続に設定する（ステップＳ４）。具体的には接続形態を示すためのフラグの状態を、カソード接続を意味するオン状態とする。

逆に、ステップＳ３の判別結果がＮＯ、すなわち出力端Ａの電位（Ｖｏ）がグランドレベルであれば、出力端Ａに接続されている側のＬＥＤの端子極性がアノードであり、図１（ｂ）に示したように第２の発光ダイオードＬ２が接続されている状態であると判断し、ＬＥＤの接続形態をアノード接続に設定する（ステップＳ５）。具体的には、上述したフラグの状態を、アノード接続を意味するオフ状態とする。

そして、以上の初期化処理が終了した後には、電子機器において主電源が切られるまで、ステップＳ６以降の点灯／消灯処理を繰り返すことにより、使用されている第１の発光ダイオードＬ１又は第２の発光ダイオードＬ２を点灯状態又は消灯状態に制御する。

すなわち、点灯要求があったときには（ステップＳ６がＹＥＳ）、上述した初期化処理で接続形態をカソード接続に設定していた場合、つまり第１の発光ダイオードＬ１が使用されている場合においては（ステップＳ７がＹＥＳ）、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴｐのゲート電圧をＨレベルに制御してＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴｐをオフ状態とし、かつＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴｎのゲート電圧もＨレベルに制御してＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴｎをオン状態とすることにより、第１の発光ダイオードＬ１を点灯させる（ステップＳ８）。

逆に、初期化処理で接続形態をアノード接続に設定していた場合、つまり第２の発光ダイオードＬ２が使用されている場合においては（ステップＳ７がＮＯ）、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴｐのゲート電圧をＬレベルに制御してＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴｐをオン状態とし、かつＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴｎのゲート電圧もＬレベルに制御して、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴｎをオフ状態とすることにより、第２の発光ダイオードＬ２を点灯させる（ステップＳ９）。

また、消灯要求があったときには（ステップＳ６でＮＯ、ステップＳ１０がＹＥＳ）、初期化処理で接続形態をカソード接続に設定していた場合、つまり第１の発光ダイオードＬ１が使用されている場合においては（ステップＳ１１がＹＥＳ）、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴｐのゲート電圧をＬレベルに制御してＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴｐをオン状態とし、かつＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴｎのゲート電圧もＬレベルに制御してＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴｎをオフ状態とすることにより、第１の発光ダイオードＬ１を消灯させる（ステップＳ１２）。

逆に、初期化処理で接続形態をアノード接続に設定していた場合、つまり第２の発光ダイオードＬ２が使用されている場合においては（ステップＳ１１がＮＯ）、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴｐのゲート電圧をＨレベルに制御して、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴｐをオフ状態とし、かつＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴｎの双方のゲート電圧もＨレベルに制御してＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴｎをオン状態とすることにより、第２の発光ダイオードＬ２を消灯させる（ステップＳ１３）。

以上のように、本実施の形態においては、インバータ回路２の出力端Ａに接続すべき端子の極性が互いに異なる第１の発光ダイオードＬ１と第２の発光ダイオードＬ２とのうちのいずれが使用されている場合であっても、それらを要求通りに点灯状態と消灯状態とに制御することができる。

したがって、電子機器において、カソード接続仕様の第１の発光ダイオードＬ１と、アノード接続仕様の第２の発光ダイオードＬ２といった仕様の異なる２種類のＬＥＤを使用する場合であっても、使用するＬＥＤ毎に駆動回路を個別に設計する必要がなく、駆動回路の共通化を可能とすることにより、電子機器の生産性を向上させることができる。

なお、本実施の形態においては、使用されているＬＥＤの種類（接続形態）を電子機器の主電源が投入された時点で判別し、その判別結果を記憶しておくようにしたが、これに限らず、例えば前述したステップＳ１〜Ｓ５の初期化処理を無くし、ＬＥＤの種類（接続形態）を新たな点灯要求又は消灯要求がある毎に行うようにしても構わない。すなわち前述したステップＳ６，Ｓ１０の直後に、前述したステップＳ１〜Ｓ３の処理をそれぞれ行って接続形態がカソード接続であるか又はアノード接続であるかを判断してもよい。

また、ＬＥＤの駆動回路１に、第１の発光ダイオードＬ１、又は第２の発光ダイオードＬ２の点灯を制御するための制御部３を設ける場合について説明したが、係る制御部３を廃止するとともに、電子機器全体の動作を制御する制御装置、例えばＣＵＰ、及びＲＯＭ、ＲＡＭを含むマイクロコンピュータ等に、図２に示した初期化処理及び点灯／消灯処理を実行させる構成とすることもできる。なお、その場合、ステップＳ６，Ｓ１０の判断処理は、ＬＥＤの点灯時期であるか否かを判断する処理、及びＬＥＤの消灯時期であるか否かを判断する処理となる。

電子機器におけるＬＥＤの駆動回路の要部を示す回路図である。 点灯制御部の動作内容を示すフローチャートである。

符号の説明

２ インバータ回路
３ａ〜３ｃ 第１〜第３の接続端子
３ 制御部
４ａ 第１の接続端子
４ｂ 第２の接続端子
４ｃ 第３の接続端子
３１ 制御情報記憶部
３２ 制御部
３２ 点灯制御部
３３ 極性情報取得部
Ａ 出力端
Ｂ 検出ポート
Ｌ１ 第１の発光ダイオード
Ｌ２ 第２の発光ダイオード
Ｔｐ ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ
Ｔｎ ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ
Ｒ 抵抗

Claims (6)

1. 所定回路の出力端に接続された発光素子の点灯を制御する発光素子点灯制御装置であって、
   前記発光素子における所定回路の出力端に接続されている側の端子極性を示す極性情報を該発光素子の点灯要求又は消灯要求が行われた際に取得する極性情報取得手段と、
   前記発光素子における所定回路の出力端に接続される側の端子極性に各々対応する互いに異なる制御動作のうち、前記極性情報取得手段により取得された極性情報によって示される端子極性に対応する制御動作を選択的に行うことにより、前記点灯要求又は消灯要求に応じた発光素子の点灯を制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とする発光素子点灯制御装置。
2. 前記所定回路はインバータ回路であるとともに、
   前記制御手段における制御動作は、インバータ回路の動作状態を制御する動作である
   ことを特徴とする請求項１記載の発光素子点灯制御装置。
3. 前記インバータ回路はＰチャンネルＭＯＳトランジスタとＮチャンネルＭＯＳトランジスタとから構成され、
   前記極性情報取得手段は、前記ＰチャンネルＭＯＳトランジスタと前記ＮチャンネルＭＯＳトランジスタとがオフ状態にあるときの前記インバータ回路の出力端の電位を前記極性情報として取得する
   ことを特徴とする請求項２記載の発光素子点灯制御装置。
4. 前記制御手段は、前記ＰチャンネルＭＯＳトランジスタと前記ＮチャンネルＭＯＳトランジスタとをオフ状態に制御するとともに、その時点で前記極性情報取得手段により取得された前記インバータ回路の出力端の電位によって端子極性を判別し、判別した端子極性に応じて前記ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ及び前記ＮチャンネルＭＯＳトランジスタの動作状態を制御することにより、前記発光素子の点灯を制御することを特徴とする請求項３記載の発光素子点灯制御装置。
5. 所定回路の出力端に接続された発光素子の点灯を制御する発光素子点灯制御方法であって、
   前記発光素子における所定回路の出力端に接続されている側の端子極性を示す極性情報を該発光素子の点灯要求又は消灯要求が行われた際に取得する工程と、
   前記発光素子における所定回路の出力端に接続される側の端子極性に各々対応する互いに異なる制御動作のうち、前記工程で取得した極性情報によって示される端子極性に対応する制御動作を選択的に行うことにより前記点灯要求又は消灯要求に応じた発光素子の点灯を制御する工程と
   を含むことを特徴とする発光素子点灯制御方法。
6. 所定回路の出力端に接続された発光素子の点灯を制御する発光素子点灯制御装置が有するコンピュータを、
   前記発光素子における所定回路の出力端に接続されている側の端子極性を示す極性情報を該発光素子の点灯要求又は消灯要求が行われた際に取得する極性情報取得手段と、
   前記発光素子における所定回路の出力端に接続される側の端子極性に各々対応する互いに異なる制御動作のうち、前記極性情報取得手段により取得された極性情報によって示される端子極性に対応する制御動作を選択的に行うことにより前記点灯要求又は消灯要求に応じた発光素子の点灯を制御する制御手段と
   して機能させるためのプログラム。

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