JP4961704B2

JP4961704B2 - Ｌｅｄ駆動回路

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Publication number: JP4961704B2
Application number: JP2005275245A
Authority: JP
Inventors: 勉味岡; 敬介石橋
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2025-09-22
Also published as: JP2007088210A

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

特開平１１−２７２２１５号公報特開昭６３−２１３３７９号公報特開２００１−２５２４１６号公報

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。

また本発明の別の目的として、ＬＥＤを相対的に低い発光量で多段階に調整可能であり、且つ相対的に大きな発光量に調整も可能なＬＥＤ駆動回路を提供することを目的とする。

本発明のさらに別の目的として、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。

上記の目的を達成するために、本発明に係る定電圧源に接続されたＬＥＤに流れる駆動電流を制御するＬＥＤ駆動回路は、可変電圧を印加する電圧印加回路と、第１のトランジスタと、ＬＥＤと直列に接続される抵抗とを有する第１の電流制御回路であって、第１のトランジスタのベース端子を介して電圧印加回路と接続され、かつ、第１のトランジスタのエミッタ端子またはコレクタ端子を介してＬＥＤと接続される第１の電流制御回路と、電圧印加回路に対して第１の電流制御回路と並列に接続される電圧降下素子と、第２のトランジスタを有する第２の電流制御回路であって、電圧降下素子及び第２のトランジスタのベース端子を介して電圧印加回路と接続され、かつ、第２のトランジスタのエミッタ端子またはコレクタ端子を介してＬＥＤと接続される第２の電流制御回路とを有することを特徴とする。

このような構成とすることにより、第１の駆動電流によってＬＥＤを制御する場合には、所望の輝度の範囲でＬＥＤの発光輝度を調整できるようにするとともに、第２の駆動電流によってＬＥＤを制御する場合には、ＬＥＤを所定の輝度、例えば最大輝度で発光させることができる。なお、上記において電圧印加回路は、第１及び第２の電流制御回路に対して、直接的に電圧を印加するものだけでなく、他の回路を通じて間接的に電圧を印加するものも含む。

また、電圧印加回路によって印加される電圧が第１の電圧以上のとき、第１の電流制御回路は第１の駆動電流を生成し、電圧印加回路によって印加される電圧が第２の電圧以上のとき、第２の電流制御回路は第２の駆動電流を生成し、且つ第２の電圧が第１の電圧よりも高いことが好ましい。このように、第１の電流制御回路がアクティブとなる電圧と第２の電流制御回路がアクティブとなる電圧が異なることで、一つの電圧印加回路だけを用いて、第１の電流制御回路と第２の電流制御回路を別個に駆動することができる。

また、第１の駆動電流の最大値が、第２の駆動電流の１／１０以下であることが好ましい。第１の駆動電流を、相対的に小さな電流値の範囲に限定して調整幅を狭くすることによって、ＬＥＤを最大発光輝度に対して相対的に低輝度の領域においても正確に輝度調整することが可能となるためである。また、上限を１／１０とすれば、詳しくは後述する図１から分かるように、第９階調までは第１の駆動電流でカバーできるため、ＬＥＤの明るさを等間隔でも５段階に分けて表現することができる。

なお、第１の電流制御回路は、第１のトランジスタを有し、第２の電流制御回路は、第２のトランジスタを有し、第１のトランジスタと第２のトランジスタが、ダーリントン接続されていることが好ましい。ダイオードのようなスイッチング素子を別途設けなくとも、第１のトランジスタがバイアスされる電圧と第２のトランジスタがバイアスされる電圧を変えることができるため、回路構成を簡単化することができる。

さらに、電圧印加回路は、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第１の電流制御回路との間に接続される充放電回路を有することが好ましい。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、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。

または、電圧印加回路は、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、比較器の出力端子と第１の電流制御回路との間に接続される充放電回路を有することが好ましい。さらに、充放電回路と第１の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、第１及び第２の電流制御回路の動作状況を変化させる。

このような構成とすることで、演出用ＣＰＵは、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。

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、直列に接続される第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。
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。

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。

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。

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。

また、ＬＥＤを相対的に低い発光量で多段階に調整可能であり、且つ相対的に大きな発光量に調整も可能なＬＥＤ駆動回路を提供することが可能となる。

さらに、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。

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。

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。

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。

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。

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、相対的に微弱な駆動電流をＬＥＤに供給するための第１の電流制御回路１０と、相対的に大きな駆動電流をＬＥＤに供給するための第２の電流制御回路１１とをそれぞれＬＥＤの一端に接続し、且つ第１及び第２の電流制御回路に可変電圧を印加する電圧印加回路１２を設けたことにより、低輝度領域においても正確にＬＥＤの発光輝度を制御することが可能で、且つＬＥＤを最大発光輝度で発光させることが可能なＬＥＤ駆動回路である。

図２に示すように、第１の電流制御回路１０は、トランジスタＴr₁及び抵抗Ｒ₁で構成され、制御を行うＬＥＤ１のカソードと、トランジスタＴr₁のコレクタとが抵抗Ｒ₃を介して接続されている。また、トランジスタＴr₁のエミッタは、抵抗Ｒ₁を介して接地されている。

また、第２の電流制御回路１１は、トランジスタＴr₂で構成されている。トランジスタＴr₂のコレクタは、ＬＥＤ１のカソードに接続されており、一方トランジスタＴr₂のエミッタは接地されている。

電圧印加回路１２は、可変電圧源Ｖ_in1と、抵抗Ｒ₂と、２個のダイオードＤ₁及びＤ₂で構成されている。そして、可変電圧源Ｖ_in1の陰極側が接地され、陽極は抵抗Ｒ₂を介して第１の電流制御回路１０のスイッチング端子となるトランジスタＴr₁のベースに接続されている。さらに、第２の電流制御回路１１のスイッチング端子となるトランジスタＴr₂のベースと抵抗Ｒ₂とが、直列に接続されたダイオードＤ₁及びＤ₂を介して接続されている。ただし、ダイオードＤ₁及びＤ₂のアノードは抵抗Ｒ₂側に、カソードはトランジスタＴr₂のベース側に接続される。

そして、ＬＥＤ１のアノードには、抵抗Ｒ_L1を介して定圧電源（図示せず）から電圧Ｖ_ccが供給されている。なお、本実施形態では、ＬＥＤ１の最大定格電流は２０ｍＡであり、供給電圧Ｖ_cc＝２４Ｖである。また、抵抗Ｒ₁＝Ｒ₂＝３ＫΩ、Ｒ₃＝Ｒ_L1＝９１０Ωである。

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は、可変電圧源Ｖ_in1の電圧Ｖと、ＬＥＤ１の駆動電流Ｉ_L1との関係を表したグラフである。グラフの横軸は、可変電圧源Ｖ_in1の電圧Ｖを表し、グラフの縦軸は、ＬＥＤ１の駆動電流Ｉ_L1の電流値を表す。

可変電圧源Ｖ_in1の電圧を０Ｖから徐々に上昇させていく。このとき、可変電圧源Ｖ_in1の電圧をＶとすると、電圧Ｖが第１の電流制御回路１０のトランジスタＴr₁がＯＮする電圧Ｖ_be1以下の場合、ＬＥＤ１には電流が流れず、ＬＥＤ１は発光しない。さらに可変電圧源Ｖ_in1の電圧Ｖを上昇させ、電圧ＶがＶ＞Ｖ_be1を満たすと、ＬＥＤ１にはトランジスタＴr₁を介して駆動電流Ｉ₁が流れる。この場合、トランジスタＴr₁は、可変電圧源Ｖ_in1のフォロア回路として機能し、駆動電流Ｉ₁は、以下の式で表される。

Ｉ_L1 ＝Ｉ₁ ≒ （Ｖ−Ｖ_be1）／Ｒ₁ （１）
（１）式から分かるように、電圧Ｖを上昇させると、駆動電流Ｉ_L1も増大し、ＬＥＤ１の発光輝度も徐々に高くなる。また、抵抗Ｒ₁の値を十分大きくすることにより、可変電圧源Ｖ_in1の電圧Ｖを変化させた場合の駆動電流Ｉ₁の変化を緩やかにすることができるため、ＬＥＤ１を低輝度の領域でも正確の発光輝度を制御することが可能である。また、図３の点線で示したグラフのように、抵抗Ｒ₁の抵抗値を調整することで、電圧Ｖの変化量に対する駆動電流Ｉ₁の変化割合を変えることができる。そこで、本発明に係るＬＥＤ駆動回路が多数存在する場合でも、ＬＥＤ１の特性に応じて抵抗Ｒ₁の値を適宜調節することにより、同一の電圧Ｖに対して各ＬＥＤを同一の輝度で発光させることが可能である。

また、さらに電圧Ｖを上昇させて、Ｖ＞Ｖ_d1＋Ｖ_d2＋Ｖ_be2を満足するようになると、ダイオードＤ₁及びＤ₂を通じて電流が流れるようになり、第２の電流制御回路１１のトランジスタＴr₂がバイアスされる。そのため、トランジスタＴr₂を介して、ＬＥＤ１に駆動電流Ｉ₂が流れるようになる。なおＶ_d1及びＶ_d2は、それぞれダイオードＤ₁、Ｄ₂の順方向電圧であり、Ｖ_be2はトランジスタＴr₂がＯＮする電圧値である。

この場合、ＬＥＤ１に流れる駆動電流の合計Ｉ_L1は、以下の式で表される。
Ｉ_L1 ＝Ｉ₁＋Ｉ₂ ≒ （Ｖ_cc−Ｖ_LED1）／Ｒ_L1 （２）
ここでＶ_LED1は、ＬＥＤ１の順方向電圧である。（２）式から分かるように、駆動電流Ｉ_L1は、抵抗Ｒ_L1の値で決まるため、抵抗Ｒ_L1を十分に小さな値とすることにより、駆動電流Ｉ_L1をＬＥＤ１の最大定格電流値とすることができ、ＬＥＤ１を最大輝度で発光させることができる。

すなわち、ＬＥＤ１を光装飾として遊技機に用いる場合、電圧印加回路１２の可変電圧源Ｖ_in1の電圧Ｖを、Ｖ_be1＜Ｖ＜Ｖ_d1＋Ｖ_d2＋Ｖ_be2の範囲で変更することにより、ＬＥＤ１を相対的に低輝度の範囲で輝度調節しながら発光させることが可能であり、一方、電圧ＶをＶ＞Ｖ_d1＋Ｖ_d2＋Ｖ_be2を満足するように上昇させることで、大役中などではＬＥＤ１を最大輝度で発光させることができる。

具体的には、第１の電流制御回路１０のみを通じてＬＥＤ１に駆動電流を通電する場合、トランジスタＴr₁がＯＮする電圧値は、通常約０．６Ｖであるため、可変電圧源Ｖ_in1の電圧Ｖを例えば下限に近い０．７Ｖに設定すると、式（１）より、ＬＥＤ１の駆動電流Ｉ_L1は約３３μＡとなり、可変電圧源Ｖ_in1の電圧Ｖを第１の電流制御回路１０のみでＬＥＤ１に駆動電流を通電する上限に近い１．７Ｖに設定すると、ＬＥＤ１の駆動電流Ｉ_L1は約３６７μＡとなる。このように、最大定格電流の１／５０以下で、ＬＥＤ１の駆動電流Ｉ_L1を調整できることが分かる。また、式（１）から明らかなように、Ｒ₁＝６００Ωとすれば、最大定格電流の１／１０以下で、ＬＥＤ１の駆動電流Ｉ_L1を調整できる。一方、第２の電流制御回路１１を通じてＬＥＤ１に駆動電流を通電する場合、Ｖ_LED1が３．６Ｖであるとすると、式（２）よりＩ_L1は約２０ｍＡに到達するため、最大定格電流でＬＥＤ１に駆動電流を通電できることが分かる。

次に、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路２について説明する。
図４に、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路２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２は、第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路１における第１及び第２の電流制御回路に含まれるトランジスタを、ダーリントン接続したものである。そして、第２の電流制御回路に対するスイッチングの機能を、第１の電流制御回路に持たせたことにより、電圧印加回路１２において動作点をシフトさせる役目を果たしていたダイオードを省くことを可能としたものである。

図４に示すように、第１の電流制御回路２０は、トランジスタＴr₃及び抵抗Ｒ₄で構成され、制御を行うＬＥＤ２のカソードと、トランジスタＴr₃のコレクタとが接続されている。また、トランジスタＴr₃のエミッタは、抵抗Ｒ₄を介して接地されている。

また、第２の電流制御回路２１は、トランジスタＴr₄で構成されている。トランジスタＴr₄のコレクタは、ＬＥＤ２のカソードに接続されており、一方トランジスタＴr₄のエミッタは接地されている。そして、第２の電流制御回路２１のスイッチング端子であるトランジスタＴr₄のベースは、第１の電流制御回路２０のトランジスタＴr₃のエミッタと接続され、トランジスタＴr₃とトランジスタＴr₄とがダーリントン接続されている。

電圧印加回路２２は、可変電圧源Ｖ_in2と、抵抗Ｒ₅で構成されている。そして、可変電圧源Ｖ_in2の陰極側が接地され、陽極は抵抗Ｒ₅を介して第１の電流制御回路２０のスイッチング端子であるトランジスタＴr₃のベースに接続されている。

そして、ＬＥＤ２のアノードには、抵抗Ｒ_L2を介して定圧電源（図示せず）から電圧Ｖ_ccが供給されている。なお、本実施形態では、ＬＥＤ２の最大定格電流は２０ｍＡであり、供給電圧Ｖ_cc＝２４Ｖである。また、抵抗Ｒ₄＝Ｒ₅＝３ＫΩ、Ｒ_L2＝９１０Ωである。

以下、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路２の動作を説明する。
図５は、可変電圧源Ｖ_in2の電圧Ｖと、ＬＥＤ２の駆動電流Ｉ_L2との関係を表したグラフである。グラフの横軸は、可変電圧源Ｖ_in2の電圧Ｖを表し、グラフの縦軸は、駆動電流Ｉ_L2の電流値を表す。

可変電圧源Ｖ_in2の電圧を０Ｖから徐々に上昇させていく。このとき、可変電圧源Ｖ_in2の電圧をＶとすると、電圧Ｖが第２の電流制御回路２０のトランジスタＴr₃がＯＮする電圧値Ｖ_be3以下の場合、ＬＥＤ２には電流が流れず、ＬＥＤ２は発光しない。さらに可変電圧源Ｖ_in2の電圧Ｖを上昇させ、電圧ＶがＶ＞Ｖ_be3を満たすと、トランジスタＴr₃はバイアスされて、ＬＥＤ２にはトランジスタＴr₃を介して駆動電流Ｉ₃が流れる。この場合、トランジスタＴr₃は、可変電圧源Ｖ_in2のフォロア回路として機能する。駆動電流Ｉ₃は、以下の式で表される。

Ｉ_L2 ＝Ｉ₃ ≒ （Ｖ−Ｖ_be3）／Ｒ₄ （３）
この式は、（１）式と同様であり、第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路１と同様に、電圧Ｖを上昇させることにより、ＬＥＤ２に流れる駆動電流が増大し、ＬＥＤ２の発光輝度が高くなることが分かる。また、第１の電流制御回路２０を構成する抵抗Ｒ₄の値を調整することで、電圧Ｖの変化量に対する駆動電流Ｉ₃の変化割合を変えることができる。

また、電圧Ｖをさらに上昇させ、Ｖ＞Ｖ_be3＋Ｖ_be4を満たすようになると、第２の電流制御回路２１のトランジスタＴr₄もバイアスされ、トランジスタＴr₄を通じてＬＥＤ２に駆動電流Ｉ₄が流れるようになる。ここでＶ_be4は、トランジスタＴr₄がＯＮする電圧値である。

この場合、ＬＥＤ２に流れる駆動電流の合計Ｉ_L2は、以下の式で表される。
Ｉ_L2 ＝Ｉ₃＋Ｉ₄ ≒ （Ｖ_cc−Ｖ_LED2）／Ｒ_L2 （４）
ここでＶ_LED2は、ＬＥＤ２の閾値電圧である。（４）式から分かるように、駆動電流Ｉ_L2は、抵抗Ｒ_L2の値で決まるため、抵抗Ｒ_L2を十分に小さな値とすることにより、駆動電流Ｉ_L2をＬＥＤ２の最大定格電流値とすることができ、ＬＥＤ２を最大輝度で発光させることができる。

具体的には、第１の電流制御回路２０のみを通じてＬＥＤ２に駆動電流を通電する場合、トランジスタＴr₃がＯＮする電圧値は、通常約０．６Ｖであるため、可変電圧源Ｖ_in2の電圧Ｖを例えば下限に近い０．７Ｖに設定すると、式（３）より、ＬＥＤ２の駆動電流Ｉ_L2は約３３μＡとなり、可変電圧源Ｖ_in2の電圧Ｖを第１の電流制御回路２０のみでＬＥＤ２に駆動電流を供給する場合の上限に近い１．１Ｖに設定すると、ＬＥＤ２の駆動電流Ｉ_L2は約１６７μＡとなる。このように、最大定格電流の約１／１００以下で、ＬＥＤ１の駆動電流Ｉ_L2を調整できることが分かる。また、この調整範囲はＲ₄を変更することで変えることが可能で有り、例えばＲ₄＝３００Ωとすれば、最大定格電流の約１／１０以下で、ＬＥＤ２の駆動電流Ｉ_L2を調整できる。一方、第２の電流制御回路１１を通じてＬＥＤ１に駆動電流を通電する場合、Ｖ_LED2が３．６Ｖであるとすると、式（２）よりＩ_L2は約２０ｍＡに到達するため、最大定格電流でＬＥＤ２に駆動電流を通電できることが分かる。

この様子をより理解し易くするために、図６に、第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路２の等価回路図を示す。図６（ａ）は、第１の電流制御回路にのみＬＥＤ駆動電流が流れる場合（すなわち、可変電圧源Ｖ_in2の電圧Ｖが、Ｖ_be3＜Ｖ＜Ｖ_be3＋Ｖ_be4を満たす場合）の等価回路であり、（ｂ）は、第１及び第２の電流制御回路の両方にＬＥＤ駆動電流が流れる場合（すなわち、可変電圧源Ｖ_in2の電圧Ｖが、Ｖ＞Ｖ_be3＋Ｖ_be4を満たす場合）の等価回路を表す。

図６（ａ）から明らかなように、電圧印加回路２２の可変電圧源Ｖ_in2の電圧を変化させて、ＬＥＤ２に流れる駆動電流値を制御することが可能であり、ＬＥＤ２の発光輝度を調整することができる。また、図６（ｂ）に示されるように、第２の電流制御回路２１のトランジスタＴr₄に駆動電流が流れるようになると、トランジスタＴr₄は直ちに飽和するため、ＬＥＤ２は最大輝度で発光するようになる。

なお、第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路２では、第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路１と比較すると、第２の電流制御回路のトランジスタＴr₄がバイアスされるためのシフトダイオードが１個分少ないため、第１の電流制御回路にＬＥＤ駆動電流が流れ出す閾値電圧と、第２の電流制御回路をＬＥＤ駆動電流が流れるようになる閾値電圧との差が小さい。しかし、実際に制御されるＬＥＤ駆動電流を、第１の電流制御回路２０の抵抗Ｒ₄の値を変更することで調整できるため、第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路１と第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路２との間に、実質的な機能の差異はなく、いずれもＬＥＤの流れる駆動電流を、相対的に小さな値で変化させてＬＥＤの発光輝度を調整できるとともに、最大定格電流相当の駆動電流を通電して最大輝度で発光させることも可能である。

以上において、第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路１及び第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路２とも、可変電圧源による制御として説明したが、パルス駆動でも同様の機能を発揮できる。例えば、デューティ比５０％の方形波を可変電圧源の代わりとして供給し、そのピーク電圧値を変化させても同様の制御を行うことができる。ただし、この場合には、ＬＥＤの無点灯状態と発光状態が同じ時間間隔で繰り返されているため、遊技者が感じるＬＥＤの明るさは、上記の可変電圧源で駆動した場合の半分となる。

次に、本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路３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３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３は、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路２の電圧印加回路２２を、方形波パルス電源Ｖ_in3と、方形波パルス電源Ｖ_in3から入力された方形波パルスを、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する充放電回路３０に置き換えたものであり、ＰＷＭ制御によってＬＥＤ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。

図４に示すように、第１の電流制御回路２０のスイッチング端子であるトランジスタＴr₃のベースは、充放電回路３０のコンデンサＣ₁及び抵抗Ｒ₁₂、Ｒ₁₃に接続されている。なお、コンデンサＣ₁は、トランジスタＴr₁に接続されていない方の一端で接地されている。また、方形波パルス電源Ｖ_in3の陽極が、充放電回路３０のダイオードＤ₃及び抵抗Ｒ₁₁に接続されている。ここで方形波パルス電源Ｖ_in3は、ＬＥＤ３への供給電圧Ｖ_cc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。

充放電回路３０では、方形波が低電位（ＧＮＤ）の場合、電圧Ｖ_ccを供給する定圧電源と方形波パルス電源Ｖ_in3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Ｖ_in3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Ｒ₁₂を介して接続されるコンデンサＣ₁が充電される。そして、コンデンサＣ₁が充電されるにつれて第１の電流制御回路２０のトランジスタＴr₃のベースに印加される電圧Ｖ３も高くなる。

一方、方形波が高電位（Ｖ_cc）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Ｃ₁は、トランジスタＴr₁₀のコレクタに抵抗Ｒ₁₃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、第１の電流制御回路２０のトランジスタＴr₃のベースに印加される電圧が急激に低下する。

図８に、本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路３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Ｔr₃のベースの電位Ｖ３の変化を示す。（ｃ）のグラフは、ＬＥＤ２のカソードの電位Ｖ４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。

各グラフにおいて、グラフの横軸は時間経過を表す。また、（ｄ）を除き、グラフの縦軸は電位を示す。（ｄ）のグラフの縦軸は、ＬＥＤの単位時間当たりの発光量である。

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Ｃ₁が飽和するまで充電されず、充放電回路３０からトランジスタＴr₃にバイアスされる電圧Ｖ３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Ｃ₁の放電によって、トランジスタＴr₃のベースへの印加電圧が０となるため、ＬＥＤ２は消灯する。

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Ｃ₁への充電量も大きくなり、トランジスタＴr₃をバイアスする電圧Ｖ３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Ｃ₁は飽和するまで充電され、そしてＴr₃をバイアスする電圧Ｖ３がＶ_be3＋Ｖ_be4を超えて、ＬＥＤ３に駆動電流Ｉ₂が流れるようになり、ＬＥＤ３が最大輝度で発光する。

最後に、デューティ比が０％、すなわち、方形波パルス電源Ｖ_in3から定常電圧が供給されるようになると、定圧電源から抵抗Ｒ₁₂を介してＶ_be3＋Ｖ_be4を超える電圧でトランジスタＴr₃がバイアスされ、トランジスタＴr₄が飽和するためＬＥＤ３は最大輝度で点灯したままとなる。

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３では、第１の電流制御回路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、パルス間隔の両方で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。

さらに、本発明の第４の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路４について以下に説明する。
図９に、本発明の第４の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路４の回路図を示す。
本発明の第４の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路４は、本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路３の方形波パルス電源Ｖ_in3を、リピート回路４０に置換するとともに、第１の信号入力回路４１及び第２の信号入力回路４２を、充放電回路３０と第１の電流制御回路２０の間に挿入して、一定の周期でＬＥＤの明るさを変動させるとともに、特定の信号が入力された場合にのみ、ＬＥＤを消灯または最大輝度での点灯状態を維持するように構成したものである。

図９に示すように、リピート回路４０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ＣＭＰ１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Ｖ５は、コンパレータＣＭＰ１の＋側端子に入力され、一方、相対的に長い周期の三角波Ｖ６は、コンパレータＣＭＰ１の−側端子に入力される。そして、コンパレータＣＭＰ１は、Ｖ６の電圧がＶ５の電圧よりも低い場合に、高電位（Ｖ_cc）の出力を生じ、逆にＶ６の電圧がＶ５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３０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。

この様子を図１０（ａ）及び（ｂ）に示す。図１０（ａ）は、三角波発振回路Ｏｓｃからの出力波形を示し、図１０（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ＣＭＰ１の出力を示す。図１０（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、信号入力回路４１は、トランジスタＴr₁₁、Ｔr₁₂、抵抗Ｒ₁₅、Ｒ₁₆及びＲ₁₇で構成される。トランジスタＴr₁₁のエミッタからは、電圧Ｖ_ccが供給され、一方コレクタは抵抗Ｒ₁₆を介して第１の電流制御回路２０のトランジスタＴr₃のベースに接続される。また、トランジスタＴr₁₁のベースは、抵抗Ｒ₁₅を介してトランジスタＴr₁₂のコレクタに接続される。またトランジスタＴr₁₂のエミッタは接地される。そして、トランジスタＴr₁₂のベースと、全点灯信号入力端子Ｔ_in1とが抵抗Ｒ₁₇を介して接続されている。図９を参照して分かるように、全点灯信号入力端子Ｔ_in1に、Ｔr₁₁及びＴr₁₂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Ｔr₁₁及び抵抗Ｒ₁₆を介して、Ｖ_ccからトランジスタＴr₃がバイアスされる。そのため、抵抗Ｒ₁₆の値を適宜選択することにより、Ｔr₃が十分バイアスされるため、ＬＥＤ４を最高輝度で点灯させることができる。

一方、信号入力回路４２は、トランジスタＴr₁₃及び抵抗Ｒ₁₈で構成される。そしてトランジスタＴr₁₃のコレクタは、トランジスタＴr₃のベースに接続され、トランジスタＴr₁₃のエミッタは接地される。そして、トランジスタＴr₁₃のベースと、消灯信号入力端子Ｔ_in2とが抵抗Ｒ₁₈を介して接続されている。図９を参照して分かるように、消灯信号入力端子Ｔ_in2に、トランジスタＴr₁₃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Ｔr₁₃を通じて電流がＧＮＤに流れるため、トランジスタＴr₃が無条件にカットオフするため、ＬＥＤ４は消灯する。

この様子を図１０（ｃ）及び（ｄ）に示す。図１０（ｃ）は、三角波発振回路Ｏｓｃ及び比較器ＣＭＰ１の出力波形に対応して第１の電流制御回路２０のトランジスタＴr₃のベースに印加される電圧Ｖ８が変化する様子を示す図であり、（ｄ）は、電圧Ｖ８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。
図１０（ｃ）及び（ｄ）に示すように、全点灯信号入力端子Ｔ_in1及び消灯信号入力端子Ｔ_in2からの信号入力がない限り、比較器ＣＭＰ１からの出力電圧Ｖ７にしたがって変化する電圧Ｖ８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Ｔ_in1又は消灯信号入力端子Ｔ_in2に信号が入力されると、比較器ＣＭＰ１からの出力にかかわらず、電圧Ｖ８は全点灯信号入力端子Ｔ_in1又は消灯信号入力端子Ｔ_in2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。
上述したように、本発明の第４の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路４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。
なお、上記第４の実施形態においては、リピート回路に使用する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、周知の回路を使用することができる。

図１１に、本発明の実施形態に係るＬＥＤ駆動システム５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５は、本発明の第４の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路４を３個搭載し、各ＬＥＤ駆動回路４ａ、４ｂ、４ｃ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４ａ、４ｂ、４ｃ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。

図１１に示すように、ＬＥＤ駆動回路４ａ、４ｂ、４ｃ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。

図１２及び図１３を用いて、本発明の実施形態に係るＬＥＤ駆動システム５の動作を説明する。図１２は、各信号入力波形と、ＬＥＤ駆動回路４ａ、４ｂ、４ｃ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。

また、図１３は、演出用ＣＰＵ５７からの各出力信号と、ＬＥＤ駆動回路４ａ、４ｂ、４ｃ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。

図１２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４ａ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。

一方、遊技状態が、いわゆるリーチ中、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現出させて、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。

この様子を図１３を用いて説明する。
図１３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。

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１３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Ｔ_in1a及び消灯信号入力端子Ｔ_in2aに接続されるＬＥＤ駆動回路４ａ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Ｔ_in1b及び消灯信号入力端子Ｔ_in2bに接続されるＬＥＤ駆動回路４ｂ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Ｔ_in1c及び消灯信号入力端子Ｔ_in2cに接続されるＬＥＤ駆動回路４ｃ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。

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５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。

なお、上記の実施形態においては、ＬＥＤ駆動システムは、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。

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。

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。また、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。

ＰＷＭ制御によって、目視観察されるＬＥＤの明るさを等間隔に変化させた場合のデューティ比の変化を調べたグラフである。本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の回路図である。本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の動作説明図である。本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の回路図である。本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の動作説明図である。（ａ）は本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路において、第１の電流制御回路により制御を行う場合の等価回路図であり、（ｂ）は第１及び第２の電流制御回路両方によって制御を行う場合の等価回路図である。本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の回路図である。（ａ）は第３の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の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グラフであり、（ｂ）は方形波パルスの変化に対する、第１の電流制御回路のトランジスタ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ＬＥＤのカソードの電位の変化を示すグラフであり、（ｄ）は、ＬＥＤの発光量を示すグラフである。本発明の第４の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の回路図である。（ａ）は第４の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の三角波発振回路の出力電圧変化を示すグラフであり、（ｂ）は三角波発振回路の出力電圧変化に対応するコンパレータの出力電圧を示すグラフであり、（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）に対応する第１の電流制御回路のトランジスタのベースに印加される電位の変化を示すグラフであり、（ｄ）は、（ｃ）に対応するＬＥＤの発光量の変化を示すグラフである。本発明の実施形態に係るＬＥＤ駆動システムの構成図である。各信号入力波形と、各ＬＥＤの発光輝度との概略的な対応を説明する図である。演出用ＣＰＵからの各出力信号と、各ＬＥＤ駆動回路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。

符号の説明

１、２、３、４、４ａ、４ｂ、４ｃＬＥＤ駆動回路
５ＬＥＤ駆動システム
１０、１１、２０、２１電流制御回路
１２、２２電圧印加回路
３０充放電回路
４０リピート回路
４１、４２信号入力回路
５０シフトレジスタ
５１、５２、５３、５４、５５、５６ＡＮＤ回路
５７演出用ＣＰＵ
Ｒ₁〜Ｒ₁₈、Ｒ_L1〜Ｒ_L4 抵抗
Ｔr₁〜Ｔr₁₃ トランジスタ
Ｄ₁、Ｄ₂、Ｄ₃ ダイオード
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７ＬＥＤ
Ｖ_in1、Ｖ_in2 可変電圧源
Ｖ_in3 方形波パルス電源
Ｔ_in1、Ｔ_in1a、Ｔ_in1b、Ｔ_in1c 全点灯信号入力端子
Ｔ_in2、Ｔ_in2a、Ｔ_in2b、Ｔ_in2c 消灯信号入力端子
Ｏｓｃ三角波発振回路
ＣＭＰ１比較器
Ｃ₁ コンデンサ

Claims

定電圧源に接続されたＬＥＤに流れる駆動電流を制御するＬＥＤ駆動回路であって、
可変電圧を印加する電圧印加回路と、
第１のトランジスタと、前記ＬＥＤと直列に接続される抵抗とを有する第１の電流制御回路であって、前記第１のトランジスタのベース端子を介して前記電圧印加回路と接続され、かつ、前記第１のトランジスタのエミッタ端子またはコレクタ端子を介して前記ＬＥＤと接続される第１の電流制御回路と、
前記電圧印加回路に対して前記第１の電流制御回路と並列に接続される電圧降下素子と、
第２のトランジスタを有する第２の電流制御回路であって、前記電圧降下素子及び前記第２のトランジスタのベース端子を介して前記電圧印加回路と接続され、かつ、前記第２のトランジスタのエミッタ端子またはコレクタ端子を介して前記ＬＥＤと接続される第２の電流制御回路と、
を有することを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
前記電圧印加回路によって印加される電圧が前記第１のトランジスタのエミッタ端子とコレクタ端子間が通電可能となる第１の電圧よりも高いとき、前記第１の電流制御回路は前記ＬＥＤに流れる第１の駆動電流を生成し、前記電圧印加回路によって印加される電圧が、前記電圧降下素子による降下電圧と前記第２のトランジスタのエミッタ端子とコレクタ端子間が通電可能となる電圧の合計である第２の電圧よりも高いとき、前記第２の電流制御回路は前記ＬＥＤに流れる第２の駆動電流を生成し、且つ前記第１の駆動電流の最大値が前記第２の駆動電流よりも小さくなるように前記抵抗の抵抗値が設定される、請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路。
前記第１の駆動電流の最大値が前記第２の駆動電流の１／１０以下となるように前記抵抗の抵抗値が設定される、請求項２に記載のＬＥＤ駆動回路。
請求項１〜３の何れか一項に記載のＬＥＤ駆動回路を有することを特徴とする半導体集積回路。
請求項１〜３の何れか一項に記載のＬＥＤ駆動回路を有することを特徴とする遊技機。