WO2003103061A1 - Dispositif de commande d'element emetteur de lumiere et appareil mobile l'utilisant - Google Patents

Dispositif de commande d'element emetteur de lumiere et appareil mobile l'utilisant Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a light emitting element driving device that drives a plurality of light emitting elements having different driving voltages, and a portable device using the same.
  • Mobile devices such as mobile phones include a plurality of light emitting elements having different emission colors to emit light as a backlight of an image display device such as an LCD (Liquid Crystal Device) or to display an incoming call.
  • an image display device such as an LCD (Liquid Crystal Device) or to display an incoming call.
  • Light Emitting Diode hereinafter referred to as LED
  • V f forward voltages
  • the forward voltage V fr of the red LED is about 2.0 V
  • the forward voltages V fg and V fb of the green and blue LEDs are about 3 V
  • the forward voltage V fw of the white LED is about 3.5 V. It is set.
  • a portable device equipped with various LEDs having different forward voltages as described above has an LED driving device for driving these LEDs.
  • the output voltage of this LED drive device is set by selecting a value that satisfies the maximum forward voltage in order to support various LEDs with different forward voltages. For example, if a red LED with a forward voltage V fr of 2.0 V and a white LED with a forward voltage V fw of 3.5 V are driven by the same power supply, the voltage required for a constant current source and the white color In general, the output voltage of the LED driving device is fixed at 4.5 V to 5.0 V in consideration of the variation of the forward voltage Vfw of the LED.
  • the output of the LED drive circuit is controlled to the minimum necessary voltage, and high efficiency (high luminous efficiency) can be expected.
  • the drive of 3 to 4 LEDs is the limit to output within the withstand voltage.
  • An object of the present invention is to eliminate the need for a process with a high breakdown voltage, increase the number of drivable light-emitting elements, control each of the plurality of light-emitting elements independently, and individually adjust the luminance of the plurality of light-emitting elements. Even if a plurality of light emitting elements having different driving voltages are simultaneously driven, a light emitting element driving device which can always output the lowest voltage satisfying the driving conditions, has high luminous efficiency and low power loss, And a portable device using the same.
  • a first aspect of the present invention relates to a light-emitting element in which a plurality of light-emitting elements having different driving voltages necessary for light emission are connected in parallel, and one or more light-emitting elements among the plurality of light-emitting elements
  • a plurality of driving circuits connected to the corresponding light emitting elements of the plurality of light emitting elements and driving the corresponding light emitting elements with a luminance based on a set value
  • a discriminating circuit for discriminating a driving voltage value necessary for the highest light emission of one or a plurality of light emitting elements driven for light emission based on each driving state of the driving circuit of the light emitting device;
  • a power supply circuit for supplying a drive voltage to the plurality of light emitting elements.
  • a second aspect of the present invention is a portable device having a battery as a power supply voltage source, wherein a plurality of light emitting elements having different driving voltages required for light emission, and at least one illuminated part illuminated by the light emitting element And a light emitting element driving device in which the plurality of light emitting elements are connected in parallel, and drives one or more light emitting elements of the plurality of light emitting elements.
  • a plurality of driving circuits connected to the corresponding light emitting elements of the light emitting elements and driving the corresponding light emitting elements with luminance based on the set value, and light emission driving is performed based on each driving state of the plurality of driving circuits.
  • a discriminating circuit for discriminating a driving voltage value required for the highest light emission among the one or more light emitting elements; and a power supply voltage as a driving voltage in response to a discrimination result of the discriminating circuit. And a feeding powering circuit.
  • the power supply circuit when the power supply circuit receives a predetermined blinking operation instruction command, the power supply circuit fixes the output drive voltage of the power supply circuit to a predetermined set voltage regardless of the drive state of the light emitting element.
  • the power supply circuit when the value of the power supply voltage is greater than the voltage value determined by the determination circuit, the power supply circuit supplies the supplied power supply voltage to the plurality of light emitting elements as the drive voltage.
  • the power supply circuit when the value of the power supply voltage is larger than the voltage value determined by the determination circuit, the power supply circuit reduces the supplied power supply voltage to any value up to the determined voltage value, The step-down power supply voltage is supplied to the plurality of light emitting elements as the drive voltage.
  • the power supply circuit boosts the supplied power supply voltage to at least the determined voltage value.
  • a voltage is supplied to the plurality of light emitting elements as the driving voltage.
  • the power supply circuit when the value of the power supply voltage is larger than the voltage value determined by the determination circuit, the power supply circuit reduces the supplied power supply voltage to any value up to the determined voltage value, The stepped-down power supply voltage is supplied to the plurality of light emitting elements as the drive voltage.
  • the determined voltage value is substantially equal to the value of the power supply voltage
  • the supplied power supply voltage is used as the drive voltage as the drive voltage.
  • the supplied power supply voltage is boosted to at least the determined voltage value, and the boosted power supply voltage is used as the drive voltage as the drive voltage. To supply.
  • the drive voltage required for light emission may be smaller than the power supply voltage, and the supplied power supply voltage may be any one of the drive voltage required for light emission of the light emitting element.
  • a step-down power supply for supplying the stepped-down power supply voltage as the drive voltage to the target light emitting element.
  • the power supply circuit boosts the supplied power supply voltage to at least a drive voltage value necessary for light emission of the light emitting element, to a light emitting element having a drive voltage value required for light emission greater than the power supply voltage value.
  • a boosted power supply for supplying the boosted power supply voltage to the target light emitting element as the drive voltage is provided.
  • the light emission luminance is given as a set value from a host device to a desired drive circuit.
  • the corresponding light emitting element is driven by the drive circuit to emit light with the luminance based on the set value.
  • the determining circuit determines a driving voltage value required for the highest light emission of one or a plurality of light-emitting elements driven to emit light based on each driving state of the plurality of driving circuits.
  • the drive voltage of at least the determined value is supplied to the plurality of light emitting elements by the power supply path.
  • FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a first embodiment of an LED (light emitting element) drive circuit according to the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the current drive circuit according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a partially omitted circuit diagram showing a specific configuration example of a boost power supply, an error amplifier, a detection voltage output unit of a current drive circuit, and a power supply voltage source according to the present embodiment.
  • Principal Configuration of Second Embodiment of LED (Light Emitting Element) Drive Circuit According to Invention It is a circuit diagram showing composition.
  • FIG. 5 is a diagram showing a basic configuration of a third embodiment of an LED (light emitting element) drive image field according to the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration and functions of the step-up / step-down power supply according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of a fourth embodiment of an LED (light emitting element) drive circuit according to the present invention.
  • FIG. 8 shows a portable device (terminal) employing the LED (light emitting element) driving circuit according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a first embodiment of an LED (light emitting element) drive circuit according to the present invention. '
  • the LED driving device 10 includes a plurality of n (n is a positive integer) LED 20-1 having different driving voltages necessary for emitting light, that is, different forward voltages Vf. ⁇ 20-n are connected in parallel, and these LEDs 20-:! ⁇ 20-n is driven at a desired brightness (drive current).
  • the LED driving device 10 operates at the optimum voltage (for example, the lowest voltage) that can be driven with the set current of the LED having the maximum forward voltage Vf among the multiple LEDs connected in parallel. ) From the terminal TV ⁇ to each LED 20— :! Output to the anode of ⁇ 20-n.
  • the optimum voltage for example, the lowest voltage
  • the LED drive device 10 is supplied with a power supply voltage Vcc through a terminal TVI by a power supply voltage source (PVS) 30 such as a battery.
  • PVS power supply voltage source
  • the LED driver 10 has a serial-to-parallel converter (SZP) 11, a luminance (current) setting circuit (CSC) 12_l to 12-n, and a current driver (CDRV). 1) 13-1 to 13-n, error amplifier (EAMP) 14 and carrier voltage power supply (BST) 15 are provided.
  • SZP serial-to-parallel converter
  • CSC luminance setting circuit
  • CDRV current driver
  • EAMP error amplifier
  • BST carrier voltage power supply
  • the error amplifier 14 and the carrier power supply 15 constitute a determination circuit and a power supply circuit according to the present invention.
  • the serial / parallel conversion circuit 11 relates to the current (brightness) value to be driven by the LEDs 20-1 to 20-n, which are supplied from a higher-level device such as a CPU (not shown) and are input via the terminal TDI.
  • the digital serial data is converted to parallel data, and digital data ID1 to IDn relating to the converted current (luminance) value are supplied to the corresponding current setting circuits 12-1 to I2-n.
  • the current setting circuit 12-1 comprises, for example, a digital-to-analog conversion circuit (DAC).
  • DAC digital-to-analog conversion circuit
  • the digital data ID 1 relating to the drive current (luminance) value supplied by the serial-parallel conversion circuit 11 is converted into an analog signal. It is converted to a certain current setting signal IA1 and supplied to the current drive circuit 13-1.
  • the current setting circuit 1 2-2 is composed of, for example, a digital-to-analog conversion circuit (DAC), and converts the digital data ID 2 relating to the drive current (brightness) value supplied by the serial-parallel conversion circuit 11 to a current which is an analog signal. Convert to setting signal IA2 and supply to current driver 13-2.
  • DAC digital-to-analog conversion circuit
  • the current setting circuit 1 2 _n is constituted by, for example, a digital-to-analog conversion circuit (DAC), and converts the digital data ID n relating to the drive current (luminance) value supplied by the serial-parallel conversion circuit 11 into an analog signal. Is converted to the current setting signal I An and supplied to the current driving circuit 13-n.
  • DAC digital-to-analog conversion circuit
  • the current drive circuit 13-1 has a current source connected to the power source of the LED 20-1 to be driven via the terminal TL1 and the analog signal supplied by the current setting circuit 12-1.
  • the LED 20-1 is driven by the drive current corresponding to the current setting signal IA1 which is the signal to emit light.
  • the current drive circuit 13-1 is, for example, a voltage at a connection point between the terminal TL 1 and the current source, that is, the output drive voltage VDRV of the step-up power supply 15 to the forward voltage V f of the LED.
  • V DR V-V f.1 The voltage obtained by subtracting 1 (V DR V-V f.1) is output to the error amplifier 1 as the detection voltage DV 1.
  • the detection voltage DV 1 is a signal indicating the driving state in the current driving circuit 13-1, and the signal indicating the driving state is not limited to this voltage, but the voltage between the terminals of the resistor element 13 2 (FIG. 2). And so on.
  • the current drive circuit 13-2 is an analog signal supplied by the current setting circuit 13-2 with the current source connected to the power source of the LED 20-2 to be driven via the terminal TL2.
  • the LED 20-2 is driven to emit light by the drive current according to the set value of the current setting signal IA2.
  • the current drive circuit 13-2 is obtained by subtracting the LED forward voltage V f 2 from the voltage at the connection point between the terminal TL 2 and the current source, that is, the output drive voltage V DRV of the high voltage power supply 15.
  • the voltage (VDRV—Vf2) is output to the error amplifier 14 as the detection voltage DV2.
  • this detection voltage DV 2 is a signal indicating the drive state in the current drive circuit 13-2, but the signal indicating the drive state is not limited to this voltage, and the terminal of the resistance element 13 2 (FIG. 2) It may be an inter-voltage or the like.
  • the current drive circuit 1 3- n a current source is connected to the power cathode of L ED 20-n to be driven via the terminal TL n, ⁇ Na port supplied by the current setting circuit 1 2-n
  • the LED 201-n is driven to emit light by a driving current corresponding to the set value of the current setting signal IA n which is a switching signal.
  • the current driving circuit 13 3 — n is, for example, a voltage at a connection point between the terminal TL n and the current source, that is, the output driving voltage VDRV of the boosting power supply 15 and the forward voltage V f of the LED.
  • the voltage (VDR V—V fn) obtained by subtracting 673S n is output to the error amplifier 14 as the detection voltage DV n.
  • this detection voltage DV n is a signal indicating the driving state of the current driving circuit 13-n, but the signal indicating the driving state is not limited to this voltage, but may be a signal between the terminals of the resistance element 13 2 (FIG. 2). It may be a voltage or the like.
  • FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the current drive circuit according to the present embodiment.
  • the current drive circuit 13 (_l to --n) includes an n-channel MOS (NMOS) transistor 131, a sense resistor element 132, a current detection amplifier as a current source. 1 3 3 and a current control amplifier 13 4.
  • NMOS n-channel MOS
  • the drain of the NMOS transistor 13 1 is connected to the cathode of the corresponding LED 20 (—1 to ⁇ n) via the terminal TL (1 to n), and the source is connected to one end of the resistor element 13 2 and the current It is connected to the non-inverting input (10) of the detection amplifier 133, and the gate is connected to the output of the current control amplifier 134.
  • the other end of the resistance element 132 is connected to the ground potential GND and the inverting input (1) of the current detection amplifier 133.
  • the inverting input (1) of the current control amplifier 13 4 is connected to the output of the current detection amplifier 13 3.
  • the non-inverting input (+) is an analog signal from the current setting HI path 1 2 (— 1 to — n). It is connected to the supply line of a certain current setting signal IA (ln).
  • the current drive circuit 13 (—1 to 1 n) in FIG. 2 drives the gate of the NMOS transistor 131 with the output of the current control amplifier 1334, and the current flowing through the NMOS transistor 131 Is detected by the sense resistor 13 and detected and amplified by the current detection amplifier 13.
  • the gate voltage of the NMOS transistor 1 3 1 is set by the current control pump 1 3 4 so that the current flowing through the NMOS transistor 1 3 1 becomes the current value set by the current setting circuit 1 2 (—1 to 1 n). Control.
  • the LED 20 (— 1 to 1 n) to be driven has a brightness corresponding to the set current. Emit light with PT / JP03 / 06735.
  • the drain voltage of the NM 0 S transistor 13 1 as a current source is supplied to the error amplifier 14 as a signal DV (1 to n).
  • the drain of the NMOS transistor 13 1 is connected to the corresponding input terminal of the error amplifier 14.
  • the minimum operating voltage of the NMOS transistor 13 1 and the sense resistor 13 2 as the current source is determined by the transistor size and the resistance depending on the resistance value. It is set to about 0.5 V to 1 V.
  • the error amplifier 14 detects the detection voltages (drain voltages of the NMOS transistors 13 1) DV 1 to DV n output from the n current driving circuits 13-1 to 13-n and the reference voltage V ref. After comparison, a signal S14 corresponding to the difference between the smallest detection voltage and the reference voltage Vref is output to the booster power supply 15.
  • the smallest detection voltage employed in the error amplifier 14 corresponds to the highest forward voltage V f, in other words.
  • the carrier power supply 15 is composed of, for example, a DC-DC converter, and converts the power supply voltage V cc supplied from the power supply voltage source 30 via the terminal TV I into the output signal S 14 of the power amplifier 14. DC-DC conversion is performed to obtain a corresponding value, and the drive voltage VDRV is supplied in parallel from the terminal TV0 to the n LEDs 20-1 to 20-n.
  • an external capacitor C 10 is connected between the terminal TV 0 and the ground potential GND.
  • the LED drive device 10 has, for example, a terminal to which an LED cathode having the maximum forward voltage Vf is connected, assuming that the reference voltage V re ⁇ of the error amplifier 14 is 1 V.
  • the voltage in other words, is configured so that the boost power supply is fed back so that the drain voltage of the NMOS transistor 13 1 constituting the current source of the current drive circuit becomes 1 V.
  • FIG. 3 shows the boost power supply 15, the error amplifier 14, and the current drive circuit according to the present embodiment.
  • 6735 is a circuit diagram in which a specific configuration example of a detection voltage output unit and a power supply voltage source 30 is partially omitted, and FIG.
  • FIG. 3 only the current drive circuit 13-2 has the configuration of FIG. 2 for simplification of the drawing, and the other current drive circuits have the NMOS transistor 13 as a current source. Only 1 and the sense resistor 1 32 are shown.
  • the boost power supply 15 is composed of a comparator 151, an oscillator 152, a pre-driver 153, a p-channel MOS (PMOS) transistor 154, and an NMOS transistor 155.
  • a comparator 151 an oscillator 152
  • a pre-driver 153 a pre-driver 153
  • a p-channel MOS (PMOS) transistor 154 a p-channel MOS (PMOS) transistor 154
  • NMOS transistor 155 p-channel MOS
  • the comparator 15 1 has an inverting input (1) connected to the output of the error amplifier 14, a non-inverting input (+) connected to the output of the oscillator 152, and an output connected to the input of the pre-driver 15 3. Connected to power.
  • the PM 0 S transistor 154 has a drain connected to the terminal TV I to which the power supply voltage V cc from the power supply voltage source 30 is supplied, a source connected to the drive voltage output terminal TV 0, and a gate connected to the pre-drive. 153 is connected to the first drive terminal.
  • the NMOS transistor 155 has a source connected to the ground potential GND, a drain connected to a connection point between the source of the PMOS transistor 154 and the terminal TVI, and a gate connected to the pre-drain 1553. 2 Connected to drive terminals.
  • the comparator 15 1 performs comparison based on a so-called PWM (Pulse Width Modulation), specifically, the output signal S 14 of the error amplifier 14 and the oscillation signal of the oscillator 15 2. , And outputs a signal S 15 1 according to the result of the comparison to the pre-dryer '15 3.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the pre-driver 15 3 applies the drive signals SD 1 and SD 2 to the first drive terminal or from the second drive terminal according to the output signal S 15 1 of the comparator 15 1 to the PMOS transistor 15. Output to the gate of 4 and the gate of the NMOS transistor 155 to allow the power supply voltage V cc supplied from the terminal TV I to remain unchanged (through) Is adjusted and supplied in parallel as a drive voltage VDRV from the terminal TV to the anodes of the LEDs 20_l to 20-n.
  • the boost power supply 15 is connected to the terminal voltage (the NM 0 S transistor 13 1 constituting the current source of the current drive circuit) to which the LED power source having the maximum forward voltage V f is connected.
  • the power supply voltage V cc is adjusted so that the drain voltage (drain voltage) becomes the reference voltage V ref set in the error amplifier 14 and output as the drive voltage VDRV.
  • the power supply voltage source 30 is, for example, a lithium ion battery 301 and an inductor connected between the positive electrode of the battery 301 and the terminal TVI of the LED drive device 10. It has 302.
  • the host device drives the serial parallel conversion circuit 11 via the digital serial data terminal TD I regarding the current (brightness) value for the LEDs 20-1 to 201-n to be driven according to the operation mode. Is entered.
  • the serial / parallel conversion circuit 11 converts the supplied digital serial data relating to the current (brightness) value to drive the LEDs 20-l to 20-n into parallel data. Then, digital data I D1 to I Dn relating to the converted current (luminance) value are supplied to the corresponding current setting circuits 12-1 to 12-n.
  • the digital data ID 1 related to the drive current (brightness) value supplied by the serial / parallel conversion circuit 11 is converted to an analog current setting signal IA 1 to IAn. Then, it is supplied to the corresponding current drive circuits 13-1 to 13-n.
  • the voltage at the connection point between the terminals TL1 to TLn and the current source that is, the output drive voltage VDRV of the step-up power supply 15 to the forward voltage V of the LED Voltages (VDRV-Vf1) to (VDRV-Vfn) obtained by subtracting f1 to Vfn are output to the error amplifier 14 as detection voltages DVl to DVn.
  • the detection voltages (drain voltages of the NMOS transistors 13 1) DV 1 to DV n output from the n current drive circuits 13-1 to 13-n and the reference voltage V ref Is compared with As a result of the comparison, a signal S14 corresponding to the difference between the smallest detection voltage and the reference voltage Vref is output to the high voltage power supply 15.
  • the DC voltage is adjusted so that the power supply voltage V cc supplied from the power supply voltage source 30 supplied through the terminal TV I becomes a value corresponding to the output signal S 14 of the error amplifier 14. DC conversion is performed. Then, the drive voltage V DRV is supplied in parallel from the terminal TVO to the n LEDs 20-1 to 20-n.
  • the comparator 15 1 of the step-up power supply 15 compares the output signal S 14 of the error amplifier 14 with the oscillation signal of the oscillator 15 2, and outputs a signal S 15 1 according to the comparison result. Is output to the pre-dry 15 3.
  • the drive signals SD 1 and SD 2 are supplied to the first drive terminal and / or from the second drive terminal according to the output signal S 15 1 of the comparator 15 1, and the PMO S transistor 15 4 Output and the gate of the NMOS transistor 155.
  • the value of the power supply voltage V cc supplied from the terminal TV I is directly (slipped) or adjusted (boosted), and the driving voltage VDRV is supplied from the terminal TVO to each LED 20-:! ⁇ 20—n anodes are supplied in parallel.
  • the terminal voltage to which the LED power source having the maximum forward voltage V f is connected (the NMOS transistor that constitutes the current source of the current drive circuit)
  • the value of the power supply voltage V cc is adjusted so that the (drain voltage of 13 1) becomes the reference voltage V ref set in the error amplifier 14 and output as the drive voltage VDRV.
  • the specific operation of the boost power supply 15 for the emission (lighting) of the LED of each color is as follows.
  • red (R) LED green (G) LED, blue (B) LED.
  • white LEDs are provided for each of the LEDs 20-1 to 20-n. It is assumed that
  • the forward voltage of the LED of each color is as follows.
  • the forward voltage V fr of the red LED is 1.9 V
  • the forward voltage V ig and V fb of the green and blue LEDs are approximately 3.1 V
  • the forward voltage V fw of the white LED is 3.5 V Is set to.
  • the power supply voltage Vcc is used in a range of 3.2 V to 4.2 V.
  • the minimum operating voltage or required for ⁇ 13-n is 0.5 V.
  • the power supply voltage V cc is, 4. 0 V ⁇ Vcc ⁇ 4.
  • the range of 2 V is "through".
  • the power supply voltage V cc is 3. If the range of 2 V ⁇ Vcc ⁇ 4. 0 V , was example and operation of "boosting" to 4 V when.
  • the power supply voltage V cc is, 3. 6 V ⁇ Vcc ⁇ 4.
  • the range of 2 V is "through".
  • the operation is performed such that, for example, “bringing” to 3.6 V is performed.
  • the power supply voltage V cc is 3.
  • the operation of the high-voltage power supply 15 is “through” when the output of the boosted power supply 15 expected by applying feedback via the error amplifier 14 is lower than the power supply voltage (battery voltage) Vcc. Therefore, the LED is directly driven by the power supply voltage Vcc . Now consider the power loss.
  • the current source is connected to the terminal.
  • the LED 20 _ 1 to 20 connected to the drive source of the LED 20 _ 1 to 20 — n via TL 1 to TL n and has a drive current corresponding to the set value of the current setting signals IA 1 to I
  • An A current drive circuit that drives 1 to 2 0 ′ 1 n to emit light and outputs the voltage at the connection point between the terminals TL 1 to TL n and the current source at this time as detection voltages DV 1 to DV n 1 3— 1 ⁇ 1 3 _ n and the detection voltages DV 1 to DV n output from the n current driver circuits 13-1 to 13-n are compared with the reference voltage Vref, and the smallest detection voltage and reference voltage V ref and JP03 / a Weraanpu 1 4 for outputting a signal S 1 4 according to the difference of 06,735, a power supply voltage V cc by the power supply voltage source 3 0 to be subjected fed through the terminal TV I, Ella first amplifier 1 fourth output signal DC-DC
  • the power supply voltage Vcc can be adjusted and output as the drive voltage VDRV. As a result, a process with a high withstand voltage is not required, and the number of light-emitting elements that can be driven can be increased. In addition to being able to control, even if the brightness of multiple LEDs is adjusted individually, Also a plurality of L ED driven simultaneously made, it is possible to always output the lowest voltage satisfying the drive conditions.
  • the conventional device has a luminous efficiency of about 50%, while the device according to the present embodiment can achieve a luminous efficiency of about 0%.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a main part configuration of a second embodiment of an LED (light emitting element) drive circuit according to the present invention. '
  • FIG. 4 for simplification of the drawing, only the LED 20-1 is shown, and only the current setting circuit 12-1 and the current driving circuit 13-1A are shown correspondingly.
  • the other current setting circuits 12-2 to 12-n and the current drive circuits 13-2A to 13-nA not shown in FIG. 4 have the same configuration.
  • the LED driving device 1 OA has a configuration in which a configuration for blinking the LED is added to the configuration for causing the LED to emit light (light) in the first embodiment. 735 PC orchids.
  • the inverter 16 the two-input AND gate 17, the second error amplifier 18, the switch circuit 19, and the output voltage dividing resistance elements R 11, R 1 and 2 are provided.
  • the serial-to-parallel converter 11 1 has a normal lighting operation or blinks in addition to the digital data related to the drive current (brightness) value.
  • An instruction to perform the operation is supplied to terminal TDI.
  • the serial-to-parallel conversion circuit 11 A outputs a low-level signal S 11 for an instruction for performing a normal operation, and a high-level signal S 11 for an instruction for performing a blinking operation. Output to switch circuit 19.
  • the input of the inverter 16 is connected to the input terminal TSYC of a pulse-like synchronization signal SYNC supplied by an external synchronization signal supply circuit (for example, a sound source IC) not shown, and the output is connected to the other input of the AND gate 17. It is connected.
  • the output of the AND gate 17 is connected to the gate of an NMOS transistor 135 provided in each current drive circuit 13-1A (up to 13-nA).
  • the resistance elements R 11 and R 12 are connected in series between the source of the PMOS transistor 15 4 of the step-up power supply 15 and the connection point of the terminal TV 0 and the ground potential GND.
  • the connection point of R12 is connected to the inverting input (1) of the second error amplifier 18.
  • the non-inverting input (+) of the second error amplifier 18 is supplied with a reference voltage from the voltage source V Sref.
  • the switch circuit 19 has a fixed output terminal a and switching input terminals b and c, and a fixed output terminal.
  • the terminal a is connected to the inverting input (1) of the comparator 15 1 of the power supply 15, the switching input terminal b is connected to the output of the first error amplifier 14, and the switching input terminal c is connected to the second Error — Connected to the output of amplifier 18.
  • the switch circuit 19 When the switch circuit 19 receives the signal S11 from the serial / parallel conversion circuit 11A at a single level (normal lighting instruction), the switch circuit 19 connects the fixed output terminal a to the switching input terminal b, The output signal S 14 of the error amplifier 14 is input to the inverted input (1) of the comparator 15 1.
  • the switch circuit 19 When the switch circuit 19 receives the signal S11 from the serial / parallel conversion circuit 11A at a high level (blinking operation instruction), the switch circuit 19 connects the fixed output terminal a to the switching input terminal c, and the second error amplifier The 18 output signal S 18 is input to the inverting input (1) of the comparator 15 1.
  • the output of the AND gate 17 switches between a high level and a low level according to the inverted signal of the synchronization signal SYC. Therefore, the NMOS transistor 135 provided in each current drive circuit 13-1A (up to 13-nA) is turned on when the output of the AND gate 1 is at a high level.
  • the output of the current control amplifier 134 is connected to the ground potential, the NMOS transistor 131 as a current source is kept in the off state, and the corresponding LED 20-1 (to 20 n) is kept in a non-light emitting state.
  • the NMOS transistor provided in each current drive circuit 13-1 A ( ⁇ : 13-nA) JP03 / 06735 The transistor 135 is turned off when the output of the AND gate 1 ⁇ ⁇ is at the low level.
  • the output of the current control amplifier 134 drives the NMOS transistor 13 1 as a current source, and the corresponding LED 20 0-1 ( ⁇ 20-n) 'keeps the light emitting state Is done.
  • LED 20-1 ( ⁇ 20-n) performs a blinking operation.
  • the circuit configuration is such that the output voltage is fed back to the carrier voltage power supply 15 via the second error amplifier 18 as described above.
  • the output drive voltage VDRV of the boost power supply 15 is fixed to the internally set voltage regardless of the LED operating state.
  • the output voltage is fed back to the step-up power supply 15 via the second error amplifier 18 so that the output drive voltage VDR V is The voltage set internally is fixed regardless of the operating state for the following reasons.
  • the output voltage of the step-up power supply decreases when the red LED emits light, and the output voltage increases when the blue LED emits light.
  • the output voltage of the step-up power supply 15 is fed back via the second error amplifier 18 to set the output drive voltage VDR V to the voltage set internally regardless of the LED operating state. In this way, fluctuations in the output of the boost power supply 15 when the LED is blinking are suppressed.
  • a fluctuation in the output of the step-up power supply 15 can be suppressed during a blinking operation. It is possible to perform stable blinking operation without being affected by noise. There are advantages that can be done.
  • the output voltage of the booster power supply 15 is fed back via the second error amplifier 18 to output the output drive voltage VDRV to the LED.
  • the first error amplifier When feedback is applied via 1 4 and there is an effect of noise due to the predetermined blinking operation with a high frequency, the output voltage is applied to the boost power supply 15 via the second error amplifier 18 and the output is driven. It is also possible to configure so that the voltage VDRV is fixed to the internally set voltage irrespective of the LED operating state.
  • FIG. 5 is a diagram showing a basic configuration of a third embodiment of an LED (light emitting element) drive circuit according to the present invention.
  • BDPS step-up / step-down piezoelectric source
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration and functions of the step-up / step-down power supply 101 according to the third embodiment.
  • two of the LEDs 20—1, 2 0—4 are red LEDs
  • two of the LEDs 20—2, 2 0—5 are green LEDs
  • LEDs 20—3, 20 — Two of 6 are blue LEDs
  • 3 of 20 to 9 are white LEDs.
  • the current setting circuits 12-1 to 12-9 and the current drive circuits 13-3: !! correspond to the LEDs 20_1 to LED20-9.
  • the current setting circuit 12-1 and the current drive circuit 13-1 Only one is shown.
  • the step-up / step-down circuit 101 has a step-down power supply drive circuit 101, a power supply through circuit drive circuit 101, a step-up power supply drive circuit 1013, and a step-down power supply (DPS) 10 14.
  • the step-down power supply driving circuit 1 0 1 1 receives the output signal S 14 of the error amplifier 14, and sets the maximum forward voltage V f of the driven LED to the current driving circuit 13-1 to Drive the step-down power supply 1104 when the value obtained by adding the required minimum operating voltage or (for example, 0.5 V) to 13-9 is smaller than the value of the power supply voltage Vcc by the power supply voltage source 30.
  • the power supply through circuit drive circuit 1 0 1 2 receives the output signal S 14 from the error amplifier 14 and applies the LED current drive circuit 13 3 to the maximum forward voltage V f of the driven LED. :!
  • the power supply through circuit 101 is driven when the value obtained by adding the required minimum operating voltage o to 1 to 3-9 is equal to the power supply voltage Vcc from the power supply voltage source 30.
  • the boost power supply drive circuit 101 receives the output signal S 14 of the error amplifier 14, and sets the maximum forward voltage V f of the LED being driven to a current drive circuit 13 of £ 0. — 1 to 13 — When the value obtained by adding the required minimum operating voltage to 9 is greater than the value of the power supply voltage Vcc from the power supply voltage source 30, the boost power supply 11016 is driven.
  • the step-down power supply 11014 When driven by the step-down power supply driving circuit 101, the step-down power supply 11014 lowers the power supply voltage Vcc by the power supply voltage source 30 by a predetermined voltage, and uses the stepped-down voltage as the drive voltage V DR V as the terminal TV. Output from 0.
  • the power supply through circuit 10015 passes through the power supply voltage Vcc from the power supply voltage source 30 as it is, and outputs the drive voltage VDRV from the terminal TV0.
  • the step-up power supply 106 When driven by the step-up power supply driving circuit 101, the step-up power supply 106 boosts the power supply voltage V cc from the power supply voltage source 30 by a predetermined voltage and drives the boosted voltage to the drive voltage V 0306735
  • step-up / step-down power supply 101 for the light emission (lighting) of each color LED are as follows.
  • the forward voltage of the LED of each color is as follows, as in the case of the first embodiment.
  • Red LED forward voltage V fr is 1.9 V
  • green and blue LED forward voltage V fg, V ib is ⁇ 3.1 V
  • white LED forward voltage V fw is 3.5 V It is set.
  • the power supply voltage Vcc is used in the range of 3.2 V to 4.2 V.
  • the minimum operating voltage o required for the LED current drive circuits 13-1 to 13-n is 0.5 V.
  • the operation of the step-up / step-down power supply 101 is a "step-down" operation when the power supply voltage Vcc is in the range of 4.0 V ⁇ Vcc ⁇ 4.2 V.
  • the step-down power supply 101 is driven by the step-down power supply drive circuit 101.
  • the power supply voltage Vcc is stepped down to either 4 V or a value up to 4 V and output from the terminal TV 0 as the drive voltage VDR V.
  • the power supply through circuit driving circuit 102 drives the power supply through circuit 101.
  • 4 V of the power supply voltage V cc is through, and output from the terminal TV 0 as the drive voltage VDRV.
  • the operation becomes “carrying pressure” to increase to 4 V.
  • the boosted power supply circuit 106 drives the boosted power supply 106.
  • the power supply voltage Vcc becomes 4 V or less.
  • the power supply voltage V cc is, 3. 6 V ⁇ Vcc ⁇ 4 . 2 when it is in the range of V is "step-down" operation.
  • the step-down power supply 101 is driven by the step-down power supply drive circuit 101.
  • the power supply voltage Vcc is stepped down to either 3.6 V or 3.6 V, and output from the terminal TV 0 as the drive voltage VDRV.
  • the power supply through circuit driving circuit 102 drives the power supply through circuit 101.
  • the power supply voltage Vcc of 3.6 V is passed through and output from the terminal TV ⁇ as the drive voltage VDRV.
  • the power supply voltage V cc is in the range of 3.2 V ⁇ Vcc ⁇ 3.6 V
  • a “boost” operation of raising the voltage to 3.6 V is performed.
  • the boosted power supply circuit 101 drives the boosted power supply 106.
  • the power supply voltage Vcc is boosted to 3.6 V or more, and output from the terminal TV0 as the drive voltage VDRV.
  • the operation of the step-up / step-down power supply 101 assumes that the power supply voltage V cc is in the range of 3.2 V ⁇ V cc ⁇ 4.2 V. It becomes. More specifically, the step-down power supply circuit 101 drives the step-down power supply 110 14. As a result, the power supply voltage Vcc is stepped down to either 2.4 V or up to 2.4 V and output from the terminal TVO as the drive voltage VDRV.
  • the operation of the buck-boost power supply 101 applies feedback via the error amplifier 14
  • the luminous efficiency can be further improved and the power and the power loss can be reduced as compared with the above-described first embodiment. It is needless to say that a circuit corresponding to the blinking operation described in the second embodiment and taking measures against noise can be applied to the LED drive device 10B according to the third embodiment.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of a fourth embodiment of an LED (light emitting element) drive circuit according to the present invention.
  • the difference between the fourth embodiment and the third embodiment is that in the case of the red LEDs 20-1 and 20-4, only the step-down operation is possible, so that the red LED 20-1 , 20-4, dedicated error amplifier 102, step-down circuit 103, red, and drive voltage that drops the power supply voltage Vcc to 2.4 V for ED20-1 and 20-4 Are supplied separately.
  • the error amplifier 14 C has a current drive circuit 12 2-2, 12-3, 12 3-5 ⁇ corresponding to the green LED, blue LED, and white LED. Signals DV2, DV3, DV5 to DV9 are supplied.
  • the overall luminous efficiency can be increased as compared with the third embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 21 is a block diagram showing a configuration example of a portable device (terminal) to which the LED drive device according to the fourth to fourth embodiments is applicable.
  • the portable device 40 is composed of, for example, a mobile phone device, and as shown in FIG. 8, a CPU 41, a first image display device (DSP 1) 42, and a second image display device (DSP 2) 43 , An input device (INPT) 44, an incoming call display section (DSP 3) 45, a synchronization signal supply circuit (SYN CSPL) 46, and any one of the above-described first to fourth embodiments. It has an LED driver (LEDDR V) 47.
  • LED driver LED driver
  • first image display device 42, the second image display device 43, the input device 44, and the incoming call display portion 45 constitute an illuminated portion illuminated by LED.
  • the CPU 41 controls the operation of the device based on the input data from the input device 44, controls the display of the first image display device 42 and the second image display device 43 when the power is turned on, and drives the synchronization signal supply circuit 46. It controls and supplies the current (brightness) setting data according to the operation mode and the supply of the blinking operation instruction data to the LED driving device 47.
  • the first image display device 42 functions as a main display unit of the portable device 40 and is configured by a liquid crystal display device capable of color display.
  • three white LEDs connected in parallel to the LED driving device 47 (LEDs in the examples of FIGS. 6 and 7). 2 0—7 to 20—9) are arranged.
  • the radio wave reception status, the icon menu, various images, the telephone number of the other party input or received by the input device 44, a message, etc. are displayed. Is done.
  • the second image display device 43 functions as a sub-display unit of the portable device 40, and is configured by a liquid crystal display device.
  • the LED drive device 47 for illumination In the vicinity of the second image display device 43, three colors of red, green, and blue LEDs connected in parallel to the LED drive device 47 for illumination (in the examples of FIGS. 6 and 7, LED 20 1 1 ⁇ 20 ⁇ 3 or 20 ⁇ 4 ⁇ 20 ⁇ 6) are arranged.
  • the time and date and time are displayed on the second image display device 43 under the control of the CPU 41.
  • the LED driving device 47 outputs the three color LEDs.
  • the LED of one color, or any two colors, or all colors is lit or flashing.
  • the input device 44 has a power switch, a numeric keypad, and the like.
  • LEDs for three colors of red, green, and blue (for red, green, and blue) connected in parallel to the LED drive device 47 for lighting are used.
  • LEDs 20-1 to 20-3, or 20-4 to 20-6) are arranged.
  • the input device 44 is illuminated by the LED drive device 47 with one of three colors, any two colors, or all colors when the power is turned on. You.
  • the incoming call display section 45 is a three-color LED of red, green, and blue (in the example of FIGS. 6 and 7, LEDs 20-1 to 20-3, or 20 one 4 to 20-6) are arranged.
  • the incoming signal display section 45 is a synchronization signal supply circuit 46 in which one or three of the three LEDs are turned on or blinked by the LED driving device 47 when a call is received.
  • Is configured by, for example, a sound source IC such as MIDI, and supplies a synchronization signal SYNC used for a blinking operation to the LED drive device 47 under the control of the CPU 41.
  • a lithium ion battery is used as the power source of the portable device 40, as in the first to fourth embodiments.
  • the second part is carried by the user in a folded state, for example, by a hinge mechanism.
  • the first image display device 42 is illuminated by the backlight, and the CPU 41 drives the LED driving device 47 to drive the white LED (white LED). (Brightness) Setting data is supplied.
  • the white LED is driven by the LED driving device 47, and the first image display device 42 is brightly illuminated in white.
  • the green LED is driven by the LED driver 47 and the input device 4
  • the incoming call display part 45 and the second image display device 43 are turned on or off by, for example, a red LED.
  • the CPU 41 supplies current (brightness) setting data for driving the red LED to the LED driving device 47.
  • the flashing operation instruction command data is output from the CPU 41 to the LED driver 47, and the synchronization signal SYNC is output from the synchronization signal supply circuit 46 to the L level. It is controlled so as to be supplied to the ED drive device 47.
  • the red LED is driven by the LED driving device 47, and the incoming call display portion 45 and the second image display device 43 are lit or flashed in red.
  • the operation of the LED drive device 47 during each of the above operations is based on the terminal voltage to which the LED power source having the maximum forward voltage V f is connected.
  • the value of the power supply voltage Vcc is adjusted so that the reference voltage Vref set in the error amplifier 14 is output as the drive voltage VDRV.
  • the lowest voltage that satisfies the driving conditions is always output, even if the brightness of a plurality of LEDs is individually adjusted, or even if a plurality of LEDs with different forward voltages are simultaneously driven. 6735 Therefore, the luminous efficiency is high and the power loss is kept low.
  • the lighting LED can always output the lowest voltage that satisfies the driving conditions, thereby improving the luminous efficiency and reducing the power loss. This has the advantage that the battery life can be extended. Industrial applicability
  • the light-emitting element driving device and the portable device using the same always adjust the brightness of a plurality of light-emitting elements individually, or simultaneously drive a plurality of light-emitting elements having different drive voltages. Since a minimum voltage that satisfies driving conditions can be output, luminous efficiency can be improved, and power loss can be reduced, the present invention can be applied to a battery-powered mobile phone device and the like.

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Description

明細書 発光素子駆動装置およびそれを用いた携帯装置 技術分野
本発明は、 駆動電圧が異なる複数の発光素子を駆動する発光素子駆動装置、 お よびそれを用いた携帯装置に関するものである。 背景技術
携帯電話等の携帯装置には、 たとえば L CD (L i q u i d C r y s t a l D e v i c e ) からなる画像表示装置のバックライ トとしての発光、 あるいは 着信表示等を行うために、 発光色の異なる複数の発光素子としての発光ダイォ一 ド （L i g h t Em i t t i n g D i o d e :以下、 L EDと表記する） が 設けられている。
現在の携帯装置では、 赤色 （R) L ED. 緑色 （G) L E D. 青 （B) L ED 、 並びに白色 L E Dが備えられているものが一般的である。
これらの各種 L EDは、 いわゆる順方向電圧 （V f ) が異なる。 たとえば赤色 L EDの順方向電圧V f rは略 2. 0 V、 緑色および青色 L E Dの順方向電圧 V f g , V f bは略 3 V、 白色 L E Dの順方向電圧 V f wは略 3. 5 Vに設定され ている。
このように順方向電圧の異なる各種 L E Dを搭載した携帯装置は、 これら L E Dを駆動するための L ED駆動装置を有する。
この L ED駆動装置における出力電圧は、 異なる順方向電圧を持つ各種 L E D に対応するために、 最大値の順方向電圧を満足する値を選択して設定している。 たとえば、 順方向電圧 V f rが 2. 0 Vの赤色 L E Dと、 順方向電圧 V f wが 3. 5 Vの白色 L EDを同じ電源で駆動する場合、 定電流源に必要な電圧と白色 L E Dの順方向電圧 V f wのバラツキを考慮して、 L E D駆動装置の出力電圧を 4 . 5 V〜5 , 0 Vに固定しているのが一般的である。
しかしながら、 出力電圧を順方向電圧の最も高い L E Dに合わせた L E D駆動 回路を用いた場合、 たとえば順方向電圧の低い赤色 L E Dは、 必要な駆動電圧よ り 2 . 0 V近い高い電圧で駆動することになる。 その結果、 非常に大きな電力損 失を伴う。
また、 上述したように、 高い順方向電圧を持つ L E Dのバラツキを考慮してマ —ジンを含んだ設計をすることから、 このマ一ジンが電力損失の一つの要因とな つている。
この電力損失の問題は、 L E Dの発光効率を著しく低下させることになる。 携 帯装置はその携帯性から電池駆動であることから、 この電力損失は、 携帯装置の 実使用時間を短くすることとなる。
そのため、 従来の L E D駆動回路では、 電源となるチャージポンプや D C— D
Cコンバータの効率を上げる検討がなされてきた。 しかし、 これら回路の効率が 既に 9 0 %を超えており、 これ以上効率を上げても実使用時間を延ばすことが難 しくなつてきている。
一方、 上記問題の解決策として、 数個の L E Dを直列 （シリーズ） に接続し、 异圧電源で駆動する方法がある。
この方法を用いることで、 L E D駆動回路の出力は必要最低限の電圧に制御さ れるため、 高効率 （高発光効率） を期待することができる。
しかし、 この方法は以下の問題点を含んでいる。
第 1は、 出力電圧が高くなるため、 高耐圧のプロセスが必要となる。
第 2は、 耐圧内で出力するために、 3〜4個の L E Dの駆動が限界である。 第 3は、 シリーズ接続であることから、 L E D各々の独立制御が困難である。 特に、 第 3は、 大きな問題であり、 近年の携帯装置に期待される 「多くの L E
Dが様々な光り方をする」 という機能を満足するものではない。 発明の開示
本発明の目的は、 高耐圧のプロセスが不要で、 駆動可能な発光素子を増大でき 、 複数の発光素子の各々を独立に制御することができることはもとより、 複数の 発光素子の輝度を個々に調整しても、 また、 駆動電圧が異なる複数の発光素子を 同時に駆動しても、 常に駆動条件を満足する最低電圧を出力することが可能で、 発光効率が高く電力損失の低い発光素子駆動装置、 およびそれを用いた携帯装置 を提供することにある。
上記目的を達成するため、 本発明の第 1の観点は、 発光に必要な駆動電圧が異 なる複数の発光素子が並列に接続され、 当該複数の発光素子のうちの一または複 数の発光素子を駆動する発光素子駆動装置であって、 上記複数の発光素子の対応 する発光素子に接続され、 設定値に基づいた輝度をもつて対応する発光素子を駆 動する複数の駆動回路と、 上記複数の駆動回路の各駆動状態に基づいて、 発光駆 動されている一または複数の発光素子のうち最も高い発光に必要な駆動電圧値を 判別する判別回路と、 上記判別回路の判別結果に応答して駆動電圧を上記複数の 発光素子に供給する電源回路とを有する。
本発明の第 2の観点は、 電源電圧源として電池を有する携帯装置であって、 発 光に必要な駆動電圧が異なる複数の発光素子と、 上記発光素子により照明される 少なくとも一つの被照明部と、 上記複数の発光素子が並列に接続され、 当該複数 の発光素子のうちの一または複数の発光素子を駆動する発光素子駆動装置と、 を 有し、 上記発光素子駆動装置は、 上記複数の発光素子の対応する発光素子に接続 され、 設定値に基づいた輝度をもって対応する発光素子を駆動する複数の駆動回 路と、 上記複数の駆動回路の各駆動状態に基づいて、 発光駆動されている一また は複数の発光素子のうち最も高い発光に必要な駆動電圧値を判別する判別回路と 、 上記判別回路の判別結果に応答して電源電圧を駆動電圧として上記複数の発光 素子に供給する電源回路とを含む。 本発明では、 上記電源回路は、 所定の点滅動作指示命令を受けると、 上記電源 回路の出力駆動電圧を、 発光素子の駆動状態にかかわらず、 所定の設定電圧に固 定する。
本発明では、 上記電源回路は、 上記判別回路が判別した電圧値より上記電源電 圧の値が大きいときは、 供給された電源電圧を上記駆動電圧として上記複数の発 光素子に供給する。
本発明では、 上記電源回路は、 上記判別回路が判別した電圧値より上記電源電 圧の値が大きいときは、 供給された電源電圧を当該判別した電圧値までのいずれ かの値に降圧し、 降圧した電源電圧を上記駆動電圧として上記複数の発光素子に 供給する。
本発明では、 上記電源回路は、 上記判別回路が判別した電圧値より上記電源電 圧の値が小さいときは、 供給された電源電圧を少なくとも当該判別した電圧値ま で昇圧し、 舁圧した電源電圧を上記駆動電圧として上記複数の発光素子に供給す る。
本発明では、 上記電源回路は、 上記判別回路が判別した電圧値より上記電源電 圧の値が大きいときは、 供給された電源電圧を当該判別した電圧値までのいずれ かの値に降圧し、 降圧した電源電圧を上記駆動電圧として上記複数の発光素子に 供給し、 上記判別した電圧値と上記電源電圧の値が略等しいときは、 供給された 電源電圧を上記駆動電圧として上記複数の発光素子に供給し、 上記判別した電圧 値より当該電源電圧の値が小さいときは、 供給された電源電圧を少なくとも当該 判別した電圧値まで昇圧し、 昇圧した電源電圧を上記駆動電圧として上記複数の 発光素子に供給する。
本発明では、 上記電源回路は、 発光に必要な駆動電圧の値が上記電源電圧の値 より小さい発光素子に、 供給された電源電圧を当該発光素子の発光に必要な駆動 電圧値までのいずれかの値に降圧し、 降圧した電源電圧を上記駆動電圧として対 象の発光素子に供給する降圧電源を舍む。 本発明では、 上記電源回路は、 発光に必要な駆動電圧の値が上記電源電圧の値 より大きい発光素子に、 供給された電源電圧を少なくとも当該発光素子の発光に 必要な駆動電圧値まで昇圧し、 昇圧した電源電圧を上記駆動電圧として対象の発 光素子に供給する昇圧電源を舍む。
本発明によれば、 たとえば上位装置から所望の駆動回路に対して発光輝度が設 定値として与えられる。
これにより、 駆動回路により設定値に基づいた輝度をもつて発光するように対 応する発光素子が駆動される。
このとき、 判別回路においては、 複数の駆動回路の各駆動状態に基づいて、 発 光駆動されている一または複数の発光素子のうち最も高い発光に必要な駆動電圧 値が判別される。
そして、 電源画路により、 判別回路の判別結果に応答して、 たとえば少なくと も判別した値の駆動電圧が複数の発光素子に供給される。
その結果、 複数の発光素子の輝度を個々に調整しても、 また、 複数の発光素子 を同時に駆動しても、 常に駆動条件を満足する最低電圧を出力することができる 。 したがって、 発光効率の向上を図れ、 しかも、 電力損失の低減を図ることがで きる。 ' 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係る L E D (発光素子） 駆動回路の第 1の実施形態の基本構 成を示す図である。
図 2は、 本実施形態に係る電流駆動回路の構成例を示す回路図である。
図 3は、 本実施形態に係る昇圧電源、 エラーアンプ、 電流駆動回路の検出電圧 出力部、 および電源電圧源の具体的な構成例を示す一部を省略した回路図である 図 4は、 本発明に係る L E D (発光素子） 駆動回路の第 2の実施形態の要部構 成を示す回路図である。
図 5は、 本発明に係る LED (発光素子） 駆動画路の第 3の実施形態の基本構 成を示す図である。
図 6は、 第 2の実施形態に係る昇降圧電源の構成および機能を説明するための 図である。
図 7は、 本発明に係る L ED (発光素子） 駆動回路の第 4の実施形態の要部搆 成を示す回路図である。
図 8は、 本発明に係る L ED (発光素子） 駆動回路を採用した携帯装置 （端末
) の構成例を示すブロック図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態を添付図面に関連付けて説明する。
第 1実施形態
図 1は、 本発明に係る L ED (発光素子） 駆動回路の第 1の実施形態の基本構 成を示す図である。 '
本 L ED駆動装置 1 0は、 図 1に示すように、 発光させるために必要な駆動電 圧、 すなわち順方向電圧 V f が異なる複数個 n (nは正の整数） の L ED 20— 1〜 2 0— nが並列に接続され、 これら L ED 2 0—：！〜 2 0— nをそれぞれ任 意の輝度 （駆動電流） で躯動する。
このとき、 L ED駆動装置 1 0は、 並列接続された複数の L EDのうち、 最大 の順方向電圧 V f を持つ L EDの設定電流で駆動することができる最適な電圧 （ たとえば最低の電圧） を端子 TV◦から各 L ED 2 0—：！〜 2 0— nのアノード に出力する。
なお、 本 L ED駆動装置 1 0は、 たとえば電池等の電源電圧源 （P V S) 3 0 により端子 TV Iを介して電源電圧 Vccが供給される。
以下、 L ED駆動装置 1 0の具体的な構成および機能を図面に関連付けて順を 追って説明する。
L ED駆動装置 1 0は、 図 1に示すように、 シリアルパラレル変換回路 （SZ P) 1 1、 輝度 （電流） 設定回路 （C S C) 1 2 _ l〜1 2—n、 電流駆動回路 ( C D R V ) 1 3— 1〜1 3— n、 エラ一アンプ （EAMP) 1 4、 および舁圧 電源 （B S T) 1 5を有している。
なお、 エラ一アンプ 1 4と舁圧電源 1 5により本発明に係る判別回路および電 源回路が構成される。
シリアルパラレル変換回路 1 1は、 端子 TD Iを介して入力した、 図示しない C P U等の上位装置により供給される L ED 2 0— 1〜2 0— nを駆動すべき電 流 （輝度） 値に関するデジタルシリアルデータをパラレルデータに変換し、 変換 後の電流 （輝度） 値に関するデジタルデータ I D 1〜 I D nを対応する電流設定 回路 1 2— 1〜： I 2— nに供給する。
電流設定回路 1 2— 1は、 たとえばデジタル ' アナログ変換回路 （D AC) に より構成され、 シリ アルパラレル変換回路 1 1により供給された駆動電流 （輝度 ) 値に関するデジタルデータ I D 1をアナログ信号である電流設定信号 I A 1に 変換して電流駆動回路 1 3— 1に供給する。
電流設定回路 1 2— 2は、 たとえばデジタル ' アナログ変換回路 （DAC) に より構成され、 シリアルパラレル変換回路 1 1により供給された駆動電流 （輝度 ) 値に関するデジタルデータ I D 2をアナログ信号である電流設定信号 I A2に 変換して電流駆動回路 1 3— 2に供給する。
同様に、 電流設定回路 1 2 _nは、 たとえばデジタル ' アナログ変換回路 （D AC) により構成され、 シリアルパラレル変換回路 1 1により供給された駆動電 流 （輝度） 値に関するデジタルデータ I D nをアナログ信号である電流設定信号 I Anに変換して電流駆動回路 1 3— nに供給する。
電流駆動回路 1 3— 1は、 電流源が端子 T L 1を介して駆動対象の L E D 20 - 1の力ソードに接続され、 電流設定回路 1 2— 1により供給されたアナログ信 号である電流設定信号 I A 1の設定値に応じた駆動電流をもって L ED 20— 1 を駆動して発光させる。
また、 電流駆動回路 1 3— 1は、 たとえば端子 T L 1と電流源との接続点の電 圧、 すなわち昇圧電源 1 5の出力駆動電圧 VDRVから L EDの順方向電圧 V f
1を減算した電圧 （V DR V— V f.1 ) を検出電圧 D V 1としてエラーアンプ 1 に出力する。
なお、 この検出電圧 DV 1力 電流駆動回路 1 3— 1における駆動状態を示す 信号となる力 駆動状態を示す信号としてはこの電圧に限らず、 抵抗素子 1 3 2 (図 2 ) の端子間電圧等であってもよい。
電流駆動回路 1 3— 2は、 電流源が端子 T L 2を介して駆動対象の L E D 20 — 2の力ソードに接続され、 電流設定回路 1 2— 2により供給されたアナ口グ信 号である電流設定信号 I A 2の設定値に応じた駆動電流をもって L E D 2 0— 2 を駆動して発光させる。
また、 電流駆動回路 1 3— 2は、 たとえば端子 T L 2と電流源との接続点の電 圧、 すなわち异圧電源 1 5の出力駆動電圧 VDRVから L EDの順方向電圧 V f 2を減算した電圧 （ V D R V— V f 2 ) を検出電圧 D V 2としてエラ一アンプ 1 4に出力する。
なお、 この検出電圧 D V 2が、 電流駆動回路 1 3— 2における駆動状態を示す 信号となるが、 駆動状態を示す信号としてはこの電圧に限らず、 抵抗素子 1 3 2 (図 2 ) の端子間電圧等であってもよい。
同様に、 電流駆動回路 1 3— nは、 電流源が端子 TL nを介して駆動対象の L ED 20—nの力ソードに接続され、 電流設定回路 1 2— nにより供給されたァ ナ口グ信号である電流設定信号 I A nの設定値に応じた駆動電流をもって L E D 2 0一 nを駆動して発光させる。
また、 電流駆動回路 1 3— nは、 たとえば端子 TL nと電流源との接続点の電 圧、 すなわち舁圧電源 1 5の出力駆動電圧 VDRVから L EDの順方向電圧 V f 673S nを減算した電圧 （VDR V— V f n) を検出電圧 D V nとしてエラーアンプ 1 4に出力する。
なお、 この検出電圧 DV n力 電流駆動回路 1 3— nにおける駆動状態を示す 信号となるが、 駆動状態を示す信号としてはこの電圧に限らず、 抵抗素子 1 3 2 (図 2 ) の端子間電圧等であってもよい。
図 2は、 本実施形態に係る電流駆動回路の構成例を示す回路図である。
この電流駆動回路 1 3 (_ l〜—n) は、 図 2に示すように、 電流源としての nチャネル MO S (NMO S ) トランジスタ 1 3 1、 センス抵抗素子 1 3 2、 電 流検出アンプ 1 3 3、 および電流制御アンプ 1 3 4を有している。
NMO S トランジスタ 1 3 1のドレイ ンが端子 T L ( 1〜n ) を介して対応す る L E D 2 0 (— 1〜― n ) のカソードに接続され、 ソースが抵抗素子 1 3 2の 一端および電流検出アンプ 1 3 3の非反転入力 （十） に接続され、 ゲートが電流 制御アンプ 1 34の出力に接続されている。
抵抗素子 1 3 2の他端は接地電位 GNDおよび電流検出アンプ 1 3 3の反転入 力 （一） に接続されている。
電流制御アンプ 1 3 4の反転入力 （一） は電流検出アンプ 1 3 3の出力に接続 され.、 非反転入力 （+ ) は電流設定 HI路 1 2 (— 1〜― n) によるアナログ信号 である電流設定信号 I A ( l〜n) の供給ライ ンに接続されている。
図 2の電流駆動回路 1 3 (— 1〜一 n ) は、 NMO S トランジスタ 1 3 1のゲ 一トを電流制御ァンプ 1 3 4の出力で駆動し、 NMO S トランジスタ 1 3 1に流 れる電流をセンス抵抗素子 1 3 2で検知して、 電流検出アンプ 1 3 3で検出増幅 する。
そして、 NMO S トランジスタ 1 3 1に流れる電流が電流設定回路 1 2 (— 1 〜一 n ) による設定電流値となるように、 電流制御ァンプ 1 3 4により NMO S トランジスタ 1 3 1のゲート電圧を制御する。
これにより、 駆動対象の L ED 2 0 (— 1〜一 n) は、 設定電流に応じた輝度 P T/JP03/06735 をもって発光する。
また、 電流駆動回路 1 3 (— 1〜一 n ) においては、 エラーアンプ 1 4に、 電 流源としての N M 0 S トランジスタ 1 3 1のドレイ ン電圧を信号 D V ( 1〜 n ) として供給するように、 NMOS トランジスタ 1 3 1のドレインがエラーアンプ 1 4の対応する入力端子に接続されている。
また、 電流駆動回路 1 3 (― 1〜一 n) において、 電流源として NMO S トラ ンジスタ 1 3 1とセンス抵抗素子 1 3 2の最低動作電圧は、 トランジスタサイズ や抵抗値による力、'、 たとえば 0. 5 V〜 1 V程度に設定される。
エラーァンプ 1 4は、 n個の電流駆動回路 1 3— 1〜 1 3— nから出力された 検出電圧 （NMO S トランジスタ 1 3 1のドレイ ン電圧） D V 1〜D V nと基準 電圧 V r e f とを比較し、 最も小さい検出電圧と基準電圧 V r e f との差に応じ た信号 S 1 4を昇圧電源 1 5に出力する。
なお、 エラーアンプ 1 4で採用される最も小さい検出電圧は、 換言すれば最も 高い順方向電圧 V f に相当することになる。
舁圧電源 1 5は、 たとえば D C— D Cコンバータにより構成され、 端子 TV I を介して供給される電源電圧源 3 0による電源電圧 Vccを、 ヱラ一ァンプ 1 4の 出力信号 S 1 4に応じた値となるように D C— D C変換を行って、 端子 TV 0か ら n個の L ED 2 0— 1〜2 0— nに駆動電圧 V D R Vを並列に供給する。
なお、 端子 TV 0と接地電位 GNDとの間には、 外付けのキャパシタ C 1 0が 接続されている。
本第 1の実施形態に係る L ED駆動装置 1 0は、 たとえばエラーァンプ 1 4の 基準電圧 V r e ίを 1 Vとすると、 最大の順方向電圧 V f を持つ LEDのカソー ドが接続された端子電圧、 換言すれば、 電流駆動回路の電流源を構成する NMO S トランジスタ 1 3 1のドレイン電圧が 1 Vとなるように昇圧電源に帰還がかか るように構成されている。
図 3は、 本実施形態に係る昇圧電源 1 5、 ヱラーアンプ 1 4、 電流駆動回路の 6735 検出電圧出力部、 および電源電圧源 3 0の具体的な構成例を示す一部を省略した 回路図である。
図 3においては、 図面の簡単化のため電流駆動回路 1 3— 2のみ図 2の構成を 舍めて図示しており、 他の電流駆動回路については、 電流源としての NMO S ト ランジスタ 1 3 1およびセンス抵抗素子 1 3 2のみを示している。
昇圧電源 1 5は、 図 3に示すように、 比較器 1 5 1、 発振器 1 52、 プリ ドラ ィバ 1 53、 pチャネル MO S (PMOS) トランジスタ 1 5 4、 および NMO S トランジスタ 1 5 5を有している。
比較器 1 5 1は、 反転入力 （一） がエラ一アンプ 1 4の出力に接続され、 非反 転入力 （+ ) が発振器 1 52の出力に接続され、 出力がプリ ドライバ 1 5 3の入 力に接続されている。
また、 P M 0 S トランジスタ 1 5 4は、 ドレインが電源電圧源 30による電源 電圧 Vccが供給される端子 TV Iに接続され、 ソースが駆動電圧の出力端子 TV 0に接続され、 ゲートがプリ ドライ ノ 1 5 3の第 1駆動端子に接続されている。
NMO S トランジスタ 1 55は、 ソースが接地電位 GN Dに接続され、 ドレイ ンが P MO S トランジスタ 1 5 4のソースと端子 TV Iとの接続点に接続され、 ゲートがプリ ドライノ 1 5 3の第 2駆動端子に接続されている。
比較器 1 5 1は、 いわゆる PWM (P u l s e W i d t h M o d 1 a t i o n) に基づいた比較、 具体的には、 エラーアンプ 1 4の出力信号 S 1 4と発 振器 1 5 2の発振信号との比較を行い、 比較結果に応じた信号 S 1 5 1をプリ ド ライ ノ ' 1 5 3に出力する。
プリ ドライバ 1 5 3は、 比較器 1 5 1の出力信号 S 1 5 1に応じて第 1駆動端 子にまたは および第 2駆動端子から駆勳信号 S D 1， S D 2を PMO S トラン ジスタ 1 5 4のゲートおよび NMO S トランジスタ 1 5 5のゲ一トに出力して、 端子 TV Iから供給される電源電圧 Vccの値を、 そのまま （スルーして） あるい は調整して端子 TV◦から駆動電圧 V D R Vとして各 L E D 2 0 _ l〜20— n のアノードに並列的に供給する。
すなわち、 上述したように、 昇圧電源 1 5は、 最大の順方向電圧 V f を持つ L E Dの力ソードが接続された端子電圧 （電流駆動回路の電流源を構成する N M 0 S トランジスタ 1 3 1のドレイ ン電圧） がエラ一ァンプ 1 4に設定した基準電圧 V r e f となるように、 電源電圧 Vccの値を調整して駆動電圧 VDRVとして出 力する。
また、 電源電圧源 3 0は、 図 3に示すように、 たとえばリチウムイオン電池 3 0 1 と、 電池 3 0 1の正極と L ED駆動装置 1 0の端子 T V I との間に接続され たイ ンダクタ 3 0 2を有している。
次に、 上記構成による動作を説明する。
たとえば、 上位装置から動作モードに応じて駆動すべき L ED 20— 1〜2 0 一 nに対する電流 （輝度） 値に関するデジタルシリ アルデ一タカ^ 端子 TD Iを 介してシリ アルパラレル変換回路 1 1に入力される。
シリ アルパラレル変換回路 1 1では、 供給された L ED 20— l〜2 0— nを 駆動すべき電流 （輝度） 値に関するデジタルシリアルデータがパラレルデータに 変換される。 そして、 変換後の電流 （輝度） 値に関するデジタルデータ I D l〜 I D nが対応する電流設定回路 1 2— 1〜 1 2— nに供給される。
なお、 デジタルデータ I D 1〜 I D nには対応する L E Dを駆動しない情報も 舍まれる。
電流設定回路 1 2— 1〜 1 2— ηでは、 シリアルパラレル変換回路 1 1により 供給された駆動電流 （輝度） 値に関するデジタルデータ I D 1がアナログ信号で ある電流設定信号 I A 1〜 I A nに変換されて、 対応する電流駆動回路 1 3— 1 〜 1 3— nに供給される。
電流駆勛回路 1 3— :！〜 1 3— nでは、 電流設定回路 1 2 _ 1〜 1 2— nによ り供給されたアナログ信号である電流設定信号 I A 1〜 I Anの設定値に応じた JP03/06735 駆動電流をもって L E D 2 0—；！〜 2 0— nが駆動される。 これにより、 L ED 2 0— 1〜2 0— nが設定電流値に応じた輝度をもって発光し、 あるいは消灯し たままに保持される。
また、 電流駆動回路 1 3— 1〜 1 3— nでは、 端子 TL l〜TL nと電流源と の接続点の電圧、 すなわち昇圧電源 1 5の出力駆動電圧 VDRVから L EDの順 方向電圧 V f 1〜V f nを減算した電圧 （VDRV— V f 1 ) 〜 （VD RV— V f n ) が検出電圧 D V l〜DV nとしてエラ一アンプ 1 4に出力される。
エラーアンプ 1 4においては、 n個の電流駆動回路 1 3— 1〜 1 3— nから出 力された検出電圧 （NMO S トランジスタ 1 3 1のドレイン電圧） D V 1〜D V nと基準電圧 V r e f とが比較される。 比較の結果、 最も小さい検出電圧と基準 電圧 V r e f との差に応じた信号 S 1 4が异圧電源 1 5に出力される。
昇圧電源 1 5においては、 端子 TV Iを介して供給される電源電圧源 3 0によ る電源電圧 Vccが、 エラーアンプ 1 4の出力信号 S 1 4に応じた値となるように D C— D C変換が行われる。 そして、 端子 TVOから n個の L ED 2 0— 1〜2 0— nに駆動電圧 V DRVが並列に供給される。
具体的には、 昇圧電源 1 5の比較器 1 5 1では、 エラーアンプ 1 4の出力信号 S 1 4と発振器 1 5 2の発振信号とが比較され、 比較結果に応じた信号 S 1 5 1 がプリ ドライ ノ 1 5 3に出力される。
プリ ドライバ 1 5 3では、 比較器 1 5 1の出力信号 S 1 5 1に応じて第 1駆動 端子にまたは/および第 2駆動端子から駆動信号 S D 1 , S D 2が PMO S トラ ンジスタ 1 5 4のゲ一トおよび NMO S トランジスタ 1 5 5のゲ一トに出力され る。 これにより、 端子 TV Iから供給される電源電圧 Vccの値が、 そのまま （ス ルーして） あるいは調整 （昇圧） されて端子 TVOから駆動電圧 VDRVが各 L E D 2 0—：！〜 2 0— nのアノードに並列的に供給される。
すなわち、 昇圧電源 1 5では、 最大の順方向電圧 V f を持つ L EDの力ソード が接続された端子電圧 （電流駆動回路の電流源を構成する NMO S トラ 1 3 1のドレイン電圧） がエラーアンプ 1 4に設定した基準電圧 V r e f となる ように、 電源電圧 V ccの値が調整されて駆動電圧 V D R Vとして出力される。 各色の LEDの発光 （点灯） に対する昇圧電源 1 5の具体的な動作は以下の通 りとなる。
なお、 ここでは、 L E D 2 0— 1〜 20— nには、 1または複数の赤色 （ R ) L ED、 緑色 （G) LED、 青 （B) L ED. 並びに白色 L E Dがそれぞれ舍ま れているものとする。
各色の L E Dの順方向電圧は、 以下のとおりとする。
赤色 L EDの順方向電圧 V f rは 1. 9 V、 緑色および青色 L E Dの順方向電 圧 V i g, V f bは略 3. 1 V、 白色 L EDの順方向電圧 V f wは 3. 5 Vに設 定されている。
また、 電源電圧源 30がリチウムイオン電池であることを想定して、 電源電圧 Vccは 3. 2 V〜4. 2 Vの範囲で使用するものとする。
さらに、 L EDの電流駆動回路 1 3— :！〜 1 3— nに必要な最低動作電圧 orを 0. 5 Vとする。
また、 以下の説明において、 「スルー」 とは、 昇圧電源 1 5の出力段を構成す る PM0 S トランジスタ 1 5 4をオン、 NMO S トランジスタ 1 5 5をオフとす る （D C— D Cコ ンバータの動作としては 1 0 0%デューティで動作する） こと を示す。
順方向電圧 V f wが 3. 5 Vの白色 L EDを点灯させるためには、 駆動電圧 V DRVとして必要な電圧は 4 V (= 3. 5 V+ 0. 5 V) である。
この場合の昇圧電源 1 5の動作は、 電源電圧 Vccが、 4. 0 V<Vcc< 4. 2 Vの範囲にあるときは、 「スルー」 となる。
一方、 電源電圧 Vccが、 3. 2 V< Vcc< 4. 0 Vの範囲にあるときは、 たと えば 4 Vに 「昇圧」 する動作とする。
順方向電圧 V f g, V f b力 3. 1 Vの緑色 L E D、 青色 L E Dを点灯させる ためには、 駆動電圧 VDR Vとして必要な電圧は 3. 6 V (= 3. 1 V+ 0. 5 V) である。
この場合の昇圧電源 1 5の動作は、 電源電圧 Vccが、 3. 6 V< Vcc< 4. 2 Vの範囲にあるときは、 「スルー」 となる。
一方、 電源電圧 Vccが、 3. 2 V< Vcc< 3. 6 Vの範囲にあるときは、 たと えば 3. 6 Vに 「舁圧」 する動作とする。
順方向電圧 V f rが 1. 9 Vの赤色 L EDを点灯させるためには、 駆動電圧 V DRVとして必要な電圧は 2. 4 V (= 1. 9 V+ 0. 5 V) である。
この場合の昇圧電源 1 5の動作は、 電源電圧 Vccが、 3. 2 V< VCc< 4. 2 Vの範囲にあると想定しており、 本第 1の実施形態では、 降圧電源を舍まないこ とから、 全範囲で 「スルー」 となる。
つまり、 异圧電源 1 5の動作は、 エラーアンプ 1 4を介して帰還をかけること により期待される昇圧電源 1 5の出力が、 電源電圧 （電池電圧） Vcc以下の場合 には 「スルー」 になるため、 電源電圧 Vccで直接 L E Dを駆動することになる。 ここで、 電力の損失について考察する。
たとえば電源電圧 Vccが 4. 0 Vで、 順方向電圧 V ί bが 3. 1 の青色し £ Dのみを点灯させる場合、 必要な駆動電圧 V D RVは 3. 6 V (= 3. 1 V+ 0 . 5 V) であることから、 （ 4, 0 V- 3. 6 V) X (駆動電流） が損失となる 以上説明したように、 本第 1の実施形態によれば、 電流源が端子 TL 1〜T L nを介して駆動対象の L E D 2 0 _ 1〜2 0— nの力ソードに接続され、 電流設 定信号 I A 1〜 I Anの設定値に応じた駆動電流をもって L E D 2 0— 1〜2 0' 一 nを駆動して発光させ、 このときの端子 TL l〜TL nと電流源との接続点の 電圧を検出電圧 D V 1〜D V nとして出力する電流駆動回路 1 3— 1〜 1 3 _ n と、 n個の電流駆動回路 1 3— 1〜 1 3— nから出力された検出電圧 D V 1〜D V nと基準電圧 V r e f とを比較し、 最も小さい検出電圧と基準電圧 V r e f と JP03/06735 の差に応じた信号 S 1 4を出力するヱラーアンプ 1 4と、 端子 TV Iを介して供 給される電源電圧源 3 0による電源電圧 Vccを、 エラ一アンプ 1 4の出力信号 S 1 4に応じた値となるように D C— D C変換を行って、 端子 T V 0から n個の L ED 20— 1〜2 0— nに駆動電圧 V D R Vを並列に供給する昇圧電源 1 5とを 設けたので、 异圧電源 1 5は、 最大の順方向電圧 V f を持つ L EDの力ソードが 接続された端子電圧がエラ一アンプ 1 4に設定した基準電圧 V r e f となるよう に、 電源電圧 V ccの値を調整して駆動電圧 V D R Vとして出力することができる その結果、 高耐圧のプロセスが不要で、 駆動可能な発光素子を増大でき、 また 、 複数の発光素子の各々を独立に制御することができることはもとより、 複数の L EDの輝度を個々に調整しても、 また、 順方向電圧が異なる複数の L EDを同 時に駆動しても、 常に駆動条件を満足する最低電圧を出力することができる。
したがって、 発光効率の向上を図れ、 しかも、 電力損失の低滅を図ることがで きる利点がある。
実際の計算では、 従来の装置では 50 %程度の発光効率であるのに対し、 本実 施形態に係る装置では Ί 0 %程度の発光効率を実現することができる。
第 2実施形態
図 4は、 本発明に係る L ED (発光素子） 駆動回路の第 2の実施形態の要部搆 成を示す回路図である。 '
図 4において、 図 1と同一構成部分は同一符号をもって表している。
また、 図 4においては、 図面の簡単化のために、 L E D 20— 1のみを図示し 、 これに対応して電流設定回路 1 2— 1、 電流駆動回路 1 3— 1 Aのみを図示し ている力 図 4に図示しない他の電流設定回路 1 2— 2〜 1 2— n、 電流駆動回 路 1 3— 2 A〜 1 3— n Aも同一構成を有する。
本第 2の実施形態に係る L ED駆動装置 1 O Aは、 上述した第 1の実施形態の L EDを発光 （点灯） させる構成に加えて、 点滅させる場合の構成を付加した構 PC蘭篇 735 成となっている。
L E D駆動装置 1 0 Aでは、 具体的には、 インバータ 1 6、 2入力アンドゲー ト 1 7、 第 2のエラ一アンプ 1 8、 スィ ツチ回路 1 9、 出力電圧分割用抵抗素子 R 1 1 , R 1 2を設けている。
さらに、 各電流駆動回路 1 3— 1 A (〜 1 3— ηΑ) に、 ソースが接地電位 G NDに接続され、 ドレイ ンが電流制御アンプ 1 3 4の出力に接続され、 ゲートが ァンドゲート 1 7の出力に接続された NMO S トランジスタ 1 3 5を設けている また、 シリアルパラレル変換回路 1 1 Αには、 駆動電流 （輝度） 値に関するデ ジタルデータの他に、 通常の点灯動作を行うか点滅動作を行うかを示す命令が端 子 TD Iに供給される。
そして、 シリアルパラレル変換回路 1 1 Aは、 通常動作を行う命令の場合には ローレベル、 点滅動作を行う命令の場合にはハイ レベルの信号 S 1 1をアン ドゲ ート 1 7の一入力およびスィ ツチ回路 1 9に出力する。
ィンバータ 1 6の入力は、 図示しない外部の同期信号供給回路 （たとえば音源 I C等） により供給されるパルス状の同期信号 SYNCの入力端子 TSYCに接 続され、 出力がアンドゲート 1 7の他入力に接続されている。 そして、 アンドゲ ート 1 7の出力は、 各電流駆動回路 1 3— 1 A (〜 1 3— n A) に設けられた N MOS トランジスタ 1 3 5のゲ一トに接続されている。
抵抗素子 R 1 1および R 1 2力、 昇圧電源 1 5の PMO S トランジスタ 1 5 4 のソースと端子 T V 0の接続点と接地電位 G N Dとの間に直列に接続され、 抵抗 素子 R 1 1と R 1 2の接続点が第 2のエラ一アンプ 1 8の反転入力 （一） に接続 されている。
第 2のエラーアンプ 1 8の非反転入力 （+ ) には電圧源 V S r e f による基準 電圧が供給される。
スィ ッチ回路 1 9は、 固定出力端子 a、 切替入力端子 b, cを有し、 固定出力 端子 aが舁圧電源 1 5の比較器 1 5 1の反転入力 （一） に接続され、 切替入力端 子 bが第 1のエラーアンプ 14の出力に接続され、 切替入力端子 cが第 2のエラ —アンプ 1 8の出力に接続されている。
スィ ッチ回路 1 9は、 シリアルパラレル変換回路 1 1 Aによる信号 S 1 1を口 一レベル （通常の点灯指示） で受けると、 固定出力端子 aと切替入力端子 bを接 続し、 第 1のエラーアンプ 1 4の出力信号 S 1 4を比較器 1 5 1の反転入力 （一 ) に入力させる。
この場合、 信号 S 1 1が α—レベルであることから、 ァンドゲート 1 7の出力 も口一レベルに保持される。 したがって、 各電流駆動回路 1 3 _ 1 A (〜 1 3— n A) に設けられた NMO S トランジスタ 1 3 5はオフ状態に保持される。 すなわち、 通常の点灯時には、 回路的には、 上述した第 1の実施形態に係る回 路と等価となる。
この通常の点灯時の動作は、 上述した第 1の実施形態の場合と同様に行われる 。 したがって、 ここではその詳細な説明は省略する。
スィ ッチ回路 1 9は、 シリアルパラレル変換回路 1 1 Aによる信号 S 1 1をハ ィレベル （点滅動作指示） で受けると、 固定出力端子 aと切替入力端子 cを接続 し、 第 2のエラーアンプ 1 8の出力信号 S 1 8を比較器 1 5 1の反転入力 （一） に入力させる。
この場合、 信号 S 1 1がハイレベルであることから、 ァンドゲート 1 7の出力 は同期信号 S Y Cの反転信号に応じてハイレベルとローレベルに切り替わる。 したがって、 各電流駆動回路 1 3— 1 A (〜 1 3— n A) に設けられた NMO S トランジスタ 1 3 5は、 アンドゲ一ト 1 Ίの出力がハイ レベルのときオン状態 となる。 このときは、 電流制御アンプ 1 34の出力は接地電位に接続されること から、 電流源としての NMO S トランジスタ 1 3 1はオフ状態に保持され、 対応 する L ED 2 0— 1 (〜20— n) は非発光状態に保持される。
一方、 各電流駆動回路 1 3— 1 A (〜： 1 3— nA) に設けられた NMO S トラ JP03/06735 ンジスタ 1 3 5は、 アンドゲート 1 Ίの出力がローレベルのときオフとなる。 こ のときは、 電流制御アンプ 1 34の出力により電流源としての NMO S トランジ スタ 1 3 1が駆動されて、 対応する L ED 2 0— 1 (〜2 0— n ) 'は発光状態に 保持される。
すなわち、 L ED 2 0— 1 (〜2 0—n) は点滅動作を行う。
この点滅動作時には、 上述したように舁圧電源 1 5に出力電圧を第 2のエラー アンプ 1 8を介して帰還をかけている回路構成となる。
これにより、 昇圧電源 1 5の出力駆動電圧 VDRVは、 L EDの動作状態によ らず、 内部で設定された電圧に固定される。
本第 2の実施形態において、 点滅動作時は、 昇圧電源 1 5に出力電圧を第 2の エラーアンプ 1 8を介して帰還をかけている回路構成とし、 出力駆動電圧 VDR Vを、 L EDの動作状態によらず内部で設定した電圧に固定するのは、 以下の理 由による。
たとえば赤色 L E Dと青色 L E Dが交互に点滅する動作を仮定すると、 効率を 追求する場合には、 赤色 L EDの発光時には昇圧電源の出力電圧が下がり、 青色 L E Dの発光時は出力電圧が上がることにより、 システム全体の効率を上げるよ うに動作することが望ましい。
しかし、 実際には、 舁圧電源 1 5の出力が同期信号に同期して変動することに より、 ノイズが発生することが懸念される。
そこで、 点滅動作時は、 昇圧電源 1 5の出力電圧を第 2のエラ一アンプ 1 8を 介して帰還をかけ、 出力駆動電圧 VDR Vを、 L EDの動作状態によらず内部で 設定した電圧に固定することにより、 L ED点滅時の昇圧電源 1 5の出力の変動 を抑止している。
本第 2の実施形態によれば、 通常の点灯動作時には、 上述した第 1の実施形態 と同様の効果を得られることに加えて、 点滅動作時には、 昇圧電源 1 5の出力の 変動を抑止でき、 ノィズの影響を受けることなく安定した点滅動作を行うことが できる利点がある。
なお、 本第 2の実施形態では、 所定の点滅動作指示命令を受けると、 舁圧電源 1 5の出力電圧を第 2のエラーアンプ 1 8を介して帰還をかけ、 出力駆動電圧 V D R Vを、 L E Dの動作状態によらず内部で設定した電圧に固定するように構成 したが、 たとえば、 周波数の低い点滅動作でノイズの影響のない場合には、 通常 の点灯動作と同様に、 第 1のエラーアンプ 1 4を介して帰還をかけ、 周波数が高 い所定の点滅動作でノイズの影響がある場合に、 昇圧電源 1 5に出力電圧を第 2 のエラーアンプ 1 8を介して帰還をかけ、 出力駆動電圧 V D R Vを、 L EDの動 作状態によらず内部で設定した電圧に固定するように構成することも可能である 第 3実施形態
図 5は、 本発明に係る L E D (発光素子) 駆動回路の第 3の実施形態の基本構 成を示す図である。
本第 3の実施形態が上述した第 1の実施形態と異なる点は、 駆動電圧を出力す る電源回路として昇圧電源に代えて、 昇圧機能に加えて降圧機能も含む昇降圧電 源 （B D P S) 1 0 1を設けたことにある。
図 6は、 第 3の実施形態に係る昇降圧電源 1 0 1の構成および機能を説明する ための図である。
図 6の例では、 9個 （n = 9 ) の L ED 2 0— 1〜L E D 2 0— 9を並列に設 けた場合である。
9個の L EDのうち L E D 2 0— 1 , 2 0— 4の 2個が赤色 L E D、 L E D 2 0— 2, 2 0— 5の 2個が緑色 L ED、 L E D 2 0— 3, 2 0— 6の 2個が青色 L.E D、 L ED 2 0— 7〜2 0— 9の 3個が白色 L E Dである。
また、 各 L E D 2 0 _ 1〜L ED 2 0— 9に対応して電流設定回路 1 2— 1〜 1 2 - 9. および電流駆動回路 1 3—：！ 〜 1 3— 9が設けられる力 図 6におい ては、 図面の簡単化のため、 電流設定回路 1 2— 1および電流駆動回路 1 3— 1 のみを図示している。
昇降圧回路 1 0 1は、 図 6に示すように、 降圧電源駆動回路 1 0 1 1、 電源ス ルー回路駆動回路 1 0 1 2、 昇圧電源駆動回路 10 1 3、 降圧電源 （D P S) 1 0 1 4、 電源スルー回路 （PTR) 1 0 1 5、 および昇圧電源 （B ST) 1 0 1 6を有している。
降圧電源駆動回路 1 0 1 1は、 エラ一アンプ 1 4の出力信号 S 1 4を受けて、 駆動されている L E Dの最大の順方向電圧 V f に、 L E Dの電流駆動回路 1 3— 1〜 1 3— 9に必要な最低動作電圧 or (たとえば 0. 5 V) を加算した値が電源 電圧源 3 0による電源電圧 Vccの値より小さいときに降圧電源 1 0 1 4を駆動す る。
電源スルー回路駆動回路 1 0 1 2は、 エラーアンプ 1 4の出力信号 S 1 4を受 けて、 駆動されている L E Dの最大の順方向電圧 V f に、 L EDの電流駆動回路 1 3— :！〜 1 3— 9に必要な最低動作電圧 oを加算した値が電源電圧源 3 0によ る電源電圧 Vccと等しいときに電源スルー回路 1 0 1 5を駆動する。
昇圧電源駆動回路 1 0 1 3は、 エラーアンプ 1 4の出力信号 S 1 4を受けて、 駆動されている L EDの最大の順方向電圧 V f に、 し £0の電流駆動画路1 3— 1〜 1 3— 9に必要な最低動作電圧 を加算した値が電源電圧源 30による電源 電圧 Vccの値より大きいときに昇圧電源 1 0 1 6を駆動する。
降圧電源 1 0 1 4は、 降圧電源駆動回路 1 0 1 1により駆動されると電源電圧 源 3 0による電源電圧 Vccを所定電圧だけ降圧させ、 降圧した電圧を駆動電圧 V DR Vとして端子 TV 0から出力する。
電源スルー回路 1 0 1 5は、 電源スルー回路駆動回路 1 0 1 2により駆動され ると電源電圧源 3 0による電源電圧 Vccをそのままスルーし、 駆動電圧 V D R V として端子 TV 0から出力する。
昇圧電源 1 0 1 6は、 昇圧電源駆動回路 1 0 1 3により駆動されると電源電圧 源 3 0による電源電圧 Vccを所定電圧だけ昇圧させ、 舁圧した電圧を駆動電圧 V 0306735
D R Vとして端子 TV 0から出力する。
各色の LEDの発光 （点灯） に対する昇降圧電源 1 0 1の具体的な勳怍は以下 の通りとなる。
なお、 各色の L EDの順方向電圧は、 第 1の実施形態の場合と同様に以下のと おりとする。
赤色 L EDの順方向電圧 V f rは 1. 9 V、 緑色および青色 LEDの順方向電 圧 V f g, V i bは赂 3. 1 V、 白色 L E Dの順方向電圧 V f wは 3. 5 Vに設 定されている。
また、 電源電圧源 3 0がリチウムィォン電池であることを想定して、 電源電圧 Vccは 3. 2 V〜4. 2 Vの範囲で使用するものとする。
さらに、 L EDの電流駆動回路 1 3— 1〜 1 3— nに必要な最低動作電圧 oを 0. 5 Vとする。
順方向電圧 V f wが 3. 5 Vの白色 L EDを点灯させるためには、 駆動電圧 V D R Vとして必要な電圧は 4 V (= 3. 5 V+ 0. 5 V) である。
この場合の昇降圧電源 1 0 1の動作は、 電源電圧 Vccが、 4. 0 V< Vcc< 4 . 2 Vの範囲にあるときは、 「降圧」 動作となる。 具体的には、 降圧電源駆動回 路 1 0 1 1により降圧電源 1 0 1 4が駆動される。 これにより、 電源電圧 Vccが 4 Vあるいは 4 Vまでのいずれかの値に降圧されて、 駆動電圧 VDR Vとして端 子 T V 0から出力される。
電源電圧 Vccが駆動に必要な電圧と等しいときは、 「スルー」 となる。 具体的 には、 電源スルー回路駆動回路 1 0 2により、 電源スル一回路 1 0 1 5が駆動さ れる。 これにより、 4 Vの電源電圧 Vccがスルーされて、 駆動電圧 VDRVとし て端子 TV 0から出力される。
一方、 電源電圧 Vccが、 3. 2 V< Vcc< 4. O Vの範囲にあるときは、 4 V に上げる 「舁圧」 動作となる。 具体的には、 昇圧電源駆動回路 1 0 1 3により昇 圧電源 1 0 1 6が駆動される。 これにより、 電源電圧 Vccが 4 Vあるいはそれ以 06735 上の値まで昇圧されて、 駆動電圧 V DRVとして端子 TV 0から出力される。 順方向電圧 V f g, V f bが 3. 1 Vの緑色 L E D、 青色 L E Dを点灯させる ためには、 駆動電圧 V D R Vとして必要な電圧は 3. 6 V (= 3. 1 V + 0. 5 V) である。
この場合の昇降圧電源 1 0 1の動作は、 電源電圧 Vccが、 3. 6 V< Vcc< 4 . 2 Vの範囲にあるときは、 「降圧」動作となる。 具体的には、 降圧電源駆動回 路 1 0 1 1により降圧電源 1 0 1 4が駆動される。 これにより、 電源電圧 Vccが 3. 6 Vあるいは 3, 6 Vまでのいずれかの値に降圧されて、 駆勛電圧 V D R V として端子 TV 0から出力される。
電源電圧 Vccが駆動に必要な電圧と等しいときは、 「スルー」 となる。 具体的 には、 電源スルー回路駆動回路 1 0 2により、 電源スルー回路 1 0 1 5が駆動さ れる。 これにより、 3. 6 Vの電源電圧 Vccがスルーされて、 駆動電圧 V D R V として端子 T V〇から出力される。
一方、 電源電圧 Vccが、 3. 2 V<Vcc< 3. 6 Vの範囲にあるときは、 3. 6 Vに上げる 「昇圧」 動作となる。 具体的には、 昇圧電源駆動回路 1 0 1 3によ り昇圧電源 1 0 1 6が駆動される。 これにより、 電源電圧 Vccが 3. 6 Vあるい はそれ以上の値まで昇圧されて、 駆動電圧 V D R Vとして端子 T V 0から出力さ れる。
順方向電圧 V f rが 1. 9 Vの赤色 L EDを点灯させるためには、 駆動電圧 V D R Vとして必要な電圧は 2, 4 V (= 1. 9 V+ 0. 5 V) である。
この場合の昇降圧電源 1 0 1の動作は、 電源電圧 Vccが、 3. 2 V< Vcc< 4 . 2 Vの範囲にあると想定していることから、 全範囲で 「降圧」 動作となる。 具体的には、 降圧電源駆動回路 1 0 1 1により降圧電源 1 0 1 4が駆動される 。 これにより、 電源電圧 Vccが 2. 4 Vあるいは 2. 4 Vまでのいずれかの値ま で降圧されて、 駆動電圧 VD RVとして端子 TV Oから出力される。
つまり、 昇降圧電源 1 0 1の動作は、 エラ一アンプ 1 4を介して帰還をかける ことにより期待される昇圧電源 1 5の出力が、 電源電圧 （電池電圧） Vcc以下の 場合には 「降圧」 、 電源電圧 Vcc以上の場合には 「昇圧」 になる。
本第 3の実施形態によれば、 上述した第 1の実施形態に比べて、 発光効率のさ らなる向上を図れ、 し力、も、 電力損失の低減を図ることができる利点がある。 なお、 本第 3の実施形態に係る L E D駆動装置 1 0 Bに対しても、 第 2の実施 形態で説明した点滅動作に対応し、 ノイズ対策を施した回路を適用できることは いうまでもない。
第 4実施形態
図 7は、 本発明に係る L E D (発光素子） 駆動回路の第 4の実施形態の要部構 成を示す回路図である。
本第 4の実施形態が上述した第 3の実施形態と異なる点は、 赤色 L E D 2 0— 1、 2 0 - 4の場合には、 降圧動作しかあり得ないことから、 赤色 L E D 2 0 - 1、 2 0 - 4専用のエラーァンプ 1 0 2、 降圧回路 1 0 3を設けて、 赤色し E D 2 0— 1、 2 0— 4に対して電源電圧 Vccを 2. 4 Vに降圧した駆動電圧を別個 に供給するようにしたことにある。
したがって、 エラーアンプ 1 4 Cには、 緑色 L ED、 青色 L ED、 白色 L E D に対応した電流駆動回路 1 2— 2 , 1 2 - 3 , 1 2— 5〜： I 2— 9により検出電 圧信号 DV 2, D V 3 , D V 5〜D V 9が供給される。
その他の構成は、 図 6の構成と同様である。
本第 4の実施形態によれば、 第 3の実施形態に比べて、 全体の発光効率を上げ ることができる。
なお、 本第 4の実施形態に係る L ED駆動装置 1 0 Cに対しても、 第 2の実施 形態で説明した点滅動作に対応し、 ノィズ対策を施した回路を適用できることは いうまでもない。
第 5実施形態
図 8は、 本発明の第 5の実施形態を説明するための図であって、 上述した第 1 〜第 4の実施形態に係る L ED駆動装置を適用可能な携帯装置 （端末） の構成例 を示すブロック図である。
本携帯装置 4 0は、 たとえば携帯電話装置等により構成され、 図 8に示すよう に、 C P U 4 1、 第 1画像表示装置 （ D S P 1 ) 4 2、 第 2画像表示装置 （ D S P 2 ) 4 3、 入力装置 （ I N P T ) 4 4、 着信表示部 （ D S P 3 ) 4 5、 同期信 号供給回路 （SYN C S P L) 4 6、 および上述した第 1〜第 4の実施形態のい ずれかの構成を有する L E D駆動装置 （L EDDR V) 4 7を有している。
そして、 第 1画像表示装置 4 2、 第 2画像表示装置 4 3、 入力装置 4 4、 およ び着信表示部 4 5が L E Dで照明される被照明部を構成する。
C P U 4 1は、 入力装置 4 4による入力データに基づく装置の動作制御、 電源 オン時における第 1画像表示装置 4 2、 第 2画像表示装置 4 3の表示制御、 同期 信号供給回路 4 6の駆動制御、 並びに、 動作モードに応じた電流 （輝度） 設定デ ータゃ点滅動作命令データ等の L E D駆動装置 4 7への供給制御等を行う。 第 1画像表示装置 4 2は、 携帯装置 4 0のメイン表示部として機能し、 カラー 表示可能な液晶表示装置により構成されている。
第 1画像表示装置 4 2の近傍には、 照明用バックライ トとして、 L ED駆動装 置 4 7に対して並列に接続された 3個の白色 L ED (図 6、 図 7の例では L ED 2 0— 7〜2 0— 9 ) が配置されている。
第 1画像表示装置 4 2には、 C P U 4 1の制御の下、 電波受信状態、 アイコン メニューや各種画像、 入力装置 4 4により入力された、 あるいは着信した相手先 電話番号ゃメ ッセージ等が表示される。
第 2画像表示装置 4 3は、 携帯装置 4 0のサブ表示部として機能し、 液晶表示 装置により構成されている。
第 2画像表示装置 4 3の近傍には、 照明用として、 L ED駆動装置 4 7に対し て並列に接続された赤、 緑、 青の 3色の L ED (図 6、 図 7の例では L E D 2 0 一 1〜2 0— 3, あるいは 2 0— 4〜2 0— 6 ) が配置されている。 P T /舅細 5 第 2画像表示装置 43には、 C P U 4 1の制御の下、 時刻や日時等が表示され 、 また、 着信や送信時に、 L ED駆動装置 47により 3色の L EDのうちの 1色 、 あるいはいずれか 2色、 あるいは全色の L EDが点灯あるいは点滅される。 入力装置 4 4は、 電源スィ ッチやテンキー等を有し、 近傍には、 照明用として 、 LED駆動装置 4 7に対して並列に接続された赤、 緑、 青の 3色の L ED (図 6、 図 7の例では L ED 2 0— 1〜20— 3, あるいは 2 0— 4〜2 0— 6 ) が 配置されている。
入力装置 4 4には、 C P U 4 1の制御の下、 電源オン時には、 L ED駆動装置 4 7により 3色の L EDのうちの 1色、 あるいはいずれか 2色、 あるいは全色に より照明される。
着信表示部 4 5は、 L ED駆動装置 47に対して並列に接続された赤、 緑、 青 の 3色の L E D (図 6、 図 7の例では L E D 20— 1〜2 0— 3, あるいは 20 一 4〜 2 0— 6 ) が配置されている。
着信表示部 4 5は、 着信時に L ED駆動装置 4 7により 3色の L EDのうちの 1色、 あるいはいずれか 2色、 あるいは全色の L E Dが点灯あるいは点滅される 同期信号供給回路 4 6は、 たとえば M I D I等の音源 I Cにより構成され、 C P U 4 1の制御の下、 たとえば点滅動作に用いる同期信号 SYNCを L ED駆動 装置 4 7に供給する。
なお、 本携帯装置 4 0の電源には、 上述した第 1〜第 4の実施形態の場合と同 様に、 リチウムイオン電池が用いられる。
このような構成を有する携帯装置 4 0において、 第 1画像表示装置 4 2、 第 2 画像表示装置 43、 着信表示部 4 5が配置されている第 1部位と入力装置 4 4が 配置されている第 2部位とが蝶番機構によって、 たとえば 2つ折りの折り畳まれ た状態で使用者に携帯される。
そして、 使用者が第 1部位と第 2部位を開放するように操作すると、 たとえば 電源スィ ツチがオンされているときは、 第 1画像表示装置 4 2をバックライ トに より照明させるベく、 C P U 4 1により L E D駆動装置 4 7に対して白色 L ED を駆動するための電流 （輝度） 設定データが供給される。
これにより、 L E D駆動装置 47により白色 L E Dが駆動されて、 第 1画像表 示装置 4 2が白色に明るく照明される。
またこのとき、 たとえば入力装置 4 4を緑色 L EDにより照明するように、 C P U 4 1により L E D駆動装置 47に対して緑色 L E Dを駆動するための電流 （ 輝度） 設定データが供給される。
これにより、 L ED駆動装置 47により緑色 L EDが駆動されて、 入力装置 4
4が緑色に淡く照明される。
また、 たとえば電源オンで第 1部位と第 2部位とが折り畳まれた状態で、 着信 があると、 着信表示部 4 5や第 2画像表示装置 4 3を、 たとえば赤色 L EDによ り点灯あるいは点滅させるベく、 C P U 4 1により L E D駆動装置 4 7に対して 赤色 L EDを駆動するための電流 （輝度） 設定データが供給される。 また、 点滅 動作をさせるモードに設定されている場合には、 点滅動作指示命令データが C P U 4 1により L ED駆動装置 4 7に出力され、 また、 同期信号供給回路 4 6から 同期信号 SYNCが L ED駆動装置 47に供給されるように制御される。
これにより、 L ED駆動装置 47により赤色 L EDが駆動されて、 着信表示部 4 5や第 2画像表示装置 4 3が赤色に点灯あるいは点滅表示される。
以上の各動作時における L ED駆動装置 4 7の動作は、 第 1〜第 4の実施形態 において説明したように、 最大の順方向電圧 V f を持つ L E Dの力ソードが接続 された端子電圧がエラ一アンプ 1 4に設定した基準電圧 V r e f となるように、 電源電圧 V ccの値を調整して駆動電圧 V D R Vとして出力される。
これにより、 複数の L EDの輝度を個々に調整しても、 また、 順方向電圧が異 なる複数の L EDを同時に駆動しても、 常に駆動条件を満足する最低電圧が出力 される。 6735 したがって、 発光効率が高く、 電力損失も低く抑えられている。
ここでは、 L E D駆動装置 4 7の詳細な動作については省略する。
本第 5の実施形態に係る携帯装置 4 0によれば、 照明用 L E Dを、 常に駆動条 件を満足する最低電圧を出力することができ、 発光効率の向上を図れ、 しかも、 電力損失の低減を図ることができ、 ひいては電池寿命を延ばすことができる利点 がある。 産業上の利用可能性
本発明に係る発光素子駆動装置およびそれを用いた携帯装置は、 複数の発光素 子の輝度を個々に調整しても、 また、 駆動電圧が異なる複数の発光素子を同時に 駆動しても、 常に駆動条件を満足する最低電圧を出力することができ、 発光効率 の向上、 電力損失の低減を図ることができることから、 電池駆動の携帯電話装置 等に適用可能である。

Claims

請求の範画
1 . 発光に必要な駆動電圧が異なる複数の発光素子が並列に接続され、 当該複 数の発光素子のうちの一または複数の発光素子を駆動する発光素子駆動装置であ つて、
上記複数の発光素子の対応する発光素子に接続され、 設定値に基づいた輝 度をもって対応する発光素子を駆動する複数の駆動回路と、
上記複数の駆動回路の各駆動状態に基づいて、 発光駆動されている一また は複数の発光素子のうち最も高い発光に必要な駆動電圧値を判別する判別回路と 上記判別回路の判別回路に応答して駆動電圧を上記複数の発光素子に供給 する電源回路と
を有する発光素子駆動装置。
2 . 上記電源回路は、 所定の点滅動作指示命令を受けると、 上記電源回路の出 力駆動電圧を、 発光素子の駆動状態にかかわらず、 所定の設定電圧に固定する 請求項 1記載の発光素子駆動装置。
3 . 上記電源回路は、 電源電圧が供給され、 上記判別回路が判別した電圧値よ り上記電源電圧の値が大きいときは、 供給された電源電圧を上記駆動電圧として 上記複数の発光素子に供給する
請求項 1記載の発光素子駆動装置。
4 . 上記電源回路は、 電源電圧が供給され、 上記判別回路が判別した電圧値よ り上記電源電圧の値が大きいときは、 供給された電源電圧を当該判別した電圧値 までのいずれかの値に降圧し、 降圧した電源電圧を上記駆動電圧として上記複数 の発光素子に供給する
請求項 1記載の発光素子駆動装置。
5 . 上記電源回路は、 電源電圧が供給され、 上記判別回路が判別した電圧値よ り上記電源電圧の値が小さいときは、 供給された電源電圧を少なくとも当該判別 した電圧値まで昇圧し、 昇圧した電源電圧を上記駆動電圧として上記複数の発光 素子に供給する
請求項 1記載の発光素子駆動装置。
6 . 上記電源回路は、 電源電圧が供給され、 上記判別回路が判別した電圧値よ り上記電源電圧の値が大きいときは、 供給された電源電圧を当該判別した電圧値 までのいずれかの値に降圧し、 降圧した電源電圧を上記駆動電圧として上記複数 の発光素子に供給し、
上記判別した電圧値と上記電源電圧の値が赂等しいときは、 供給された電 源電圧を上記駆動電圧として上記複数の発光素子に供給し、
上記判別した電圧値より当該電源電圧の値が小さいときは、 供給された電 源電圧を少なくとも当該判別した電圧値まで昇圧し、 昇圧した電源電圧を上記駆 勖電圧として上記複数の発光素子に供給する
請求項 1記載の発光素子駆動装置。
7 . 上記電源回路は、 電源電圧が供給され、 発光に必要な駆動電圧の値が上記 電源電圧の値より小さい発光素子に、 供給された電源電圧を当該発光素子の発光 に必要な駆動電圧値までのいずれかの値に降圧し、 降圧した電源電圧を上記駆動 電圧として対象の発光素子に供給する降圧電源を舍む
請求項 1記載の発光素子駆動装置。
8 . 上記電源回路は、 電源電圧が供給され、 発光に必要な駆動電圧の値が上記 電源電圧の値より大きい発光素子に、 供給された電源電圧を少なくとも当該発光 素子の発光に必要な駆動電圧値まで异圧し、 昇圧した電源電圧を上記駆動電圧と して対象の発光素子に供給する昇圧電源を舍む
請求項 1記載の発光素子駆動装置。
9 . 上記電源回路は、 電源電圧が供給され、 発光に必要な駆動電圧の値が上記 電源電圧の値より小さい発光素子に、 供給された電源電圧を当該発光素子の発光 に必要な駆動電圧値までのいずれかの値に降圧し、 降圧した電源 ¾圧を上記駆動 電圧として対象の発光素子に供給する降圧電源と、
発光に必要な駆動電圧の値が上記電源電圧の値より大きい発光素子に、 供 給された電源電圧を少なくとも当該発光素子の発光に必要な駆動電圧値まで昇圧 し、 舁圧した電源電圧を上記駆動電圧として対象の発光素子に供給する昇圧電源 と、 を舍む
請求項 1記載の発光素子駆動装置。
1 0 . 電源電圧源として電池を有する携带装置であって、
発光に必要な駆動電圧が異なる複数の発光素子と、
上記発光素子により照明される少なくとも一つの被照明部と、
上記複数の発光素子が並列に接続され、 当該複数の発光素子のうちの一ま たは複数の発光素子を駆動する発光素子駆動装置と、
を有し、
上記発光素子駆動装置は、
上記複数の発光素子の対応する発光素子に接続され、 設定値に基づい た輝度をもって対応する発光素子を駆動する複数の駆動回路と、
上記複数の駆動回路の各駆動状態に基づいて、 発光駆動されている一 または複数の発光素子のうち最も高い発光に必要な駆動電圧値を判別する判別回 路と、
上記判別回路の判別結果に応答して電源電圧を駆動電圧として上記複 数の発光素子に供給する電源回路と
を舍む
1 1 . 上記電源回路は、 所定の点滅動作指示命令を受けると、 上記電源回路の出 力駆動電圧を、 発光素子の駆動状態にかかわらず、 所定の設定電圧に固定する 請求項 1 0記載の携帯装置。
1 2 . 上記電源回路は、 上記判別回路が判別した電圧値より上記電源電圧の値が 大きいときは、 供給された電源電圧を上記駆動電圧として上記複数の発光素子に 供給する
請求項 1 0記載の携帯装置。
1 3 . 上記電源回路は、 上記判別回路が判別した電圧値より上記電源電圧の値が 大きいときは、 供給された電源電圧を当該判別した電圧値までのいずれかの値に 降圧し、 降圧した電源電圧を上記駆動電圧として上記複数の発光素子に供給する 請求項 1 0記載の携帯装置。
1 . 上記電源回路は、 上記判別回路が判別した電圧値より上記電源電圧の値が 小さいときは、 供給された電源電圧を少なくとも当該判別した電圧値まで昇圧し 、 舁圧した電源電圧を上記駆動電圧として上記複数の発光素子に供給する
請求項 1 0記載の携帯装置。
1 5 . 上記電源回路は、 上記判別回路が判別した電圧値より上記電源電圧の値が 大きいときは、 供給された電源電圧を当該判別した電圧値までのいずれかの値に 降圧し、 降圧した電源電圧を上記駆動電圧として上記複数の発光素子に供給し、 上記判別した電圧値と上記電源電圧の値が略等しいときは、 供給された電 源電圧を上記駆動電圧として上記複数の発光素子に供給し、
上記判別した電圧値より当該電源電圧の値が小さいときは、 供給された電 源電圧を少なくとも当該判別した電圧値まで昇圧し、 昇圧した電源電圧を上記駆 動電圧として上記複数の発光素子に供給する
請求項 1 0記載の携帯装置。
1 6 . 上記電源回路は、 発光に必要な駆動電圧の値が上記電源電圧の値より小さ い発光素子に、 供給された電源電圧を当該発光素子の発光に必要な駆動電圧値ま でのいずれかの値に降圧し、 降圧した電源電圧を上記駆動電圧として対象の発光 素子に供給する降圧電源を舍む
請求項 1 0記載の携帯装置。
1 7 . 上記電源回路は、 発光に必要な駆動電圧の値が上記電源電圧の値より大き い発光素子に、 供給された電源電圧を少なくとも当該発光素子の発光に必要な駆 動電圧値まで昇圧し、 昇圧した電源電圧を上記駆動電圧として対象の発光素子に 供給する昇圧電源を舍む
請求項 1 0記載の携帯装置。
1 8 . 上記電源回路は、 発光に必要な駆動電圧の値が上記電源電圧の値より小さ い発光素子に、 供給された電源電圧を当該発光素子の発光に必要な駆動電圧値ま でのいずれかの値に降圧し、 降圧した電源電圧を上記駆動電圧として対象の発光 素子に供給する降圧電源と、
発光に必要な駆動電圧の値が上記電源電圧の値より大きい発光素子に、 供 給された電源電圧を少なくとも当該発光素子の発光に必要な駆動電圧値まで舁圧 し、 舁圧した電源電圧を上記駆動電圧として対象の発光素子に供給する舁圧電源 と、 を舍む
請求項 1 0記載の携帯装置。
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