(57)【要約】【課題】待機電力を大きくすることなく発光素子の点灯時間を精密に制御する。【解決手段】コントローラ１１からＬＥＤドライバ１２にＨ信号が入力されると、昇圧降圧回路１９は、駆動用電圧を発光素子１６のアノードに印加する。発光素子１６のカソード電圧がＲＥＦ電圧を超え、発光素子１６が点灯を開始すると、コンパレータ１４からの出力信号がＨからＬに変化し、コントローラ１１は、カウンタ１１ａの駆動を開始する。カウンタ１１ａによる計測時間が所定時間に達すると、コントローラ１１からＬＥＤドライバ１２にＬ信号が入力される。昇圧降圧回路１９から発光素子１６への駆動用電圧の印加が停止され、発光素子１６は消灯される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個又は複数個のＬＥＤが直列に接続されてなる発光素子への電源供給を行なう電源供給部と、
前記発光素子の端子電圧に基づいて、前記発光素子の実際の点灯の有無を検出する点灯検出部と、
前記点灯検出部からの検出信号に基づいて、前記発光素子が実際に点灯を開始してからの経過時間を計測する時間計測部と、
前記電源供給部に前記発光素子への電源供給の開始を指示するとともに、前記経過時間が所定時間に達した際に、前記電源供給部に前記発光素子への電源供給の停止を指示する制御部と
を備えたことを特徴とする発光素子駆動制御装置。
【請求項２】
前記点灯検出部は、前記発光素子の陽極の電圧に基づいて、前記発光素子の実際の点灯の有無を検出することを特徴とする請求項１記載の発光素子駆動制御装置。
【請求項３】
前記点灯検出部は、前記発光素子の陰極の電圧に基づいて、前記発光素子の実際の点灯の有無を検出することを特徴とする請求項１記載の発光素子駆動制御装置。
【請求項４】
前記点灯検出部は、前記発光素子の陽極と陰極との電位差に基づいて、前記発光素子の実際の点灯の有無を検出することを特徴とする請求項１記載の発光素子駆動制御装置。
【請求項５】
前記点灯検出部は、前記発光素子の陽極及び／又は陰極の電圧が所定の閾値よりも高い場合にＨ信号を出力し、前記電圧が前記閾値よりも低い場合にＬ信号を出力するコンパレータであることを特徴とする請求項１記載の発光素子駆動制御装置。
【請求項６】
１個又は複数個のＬＥＤが直列に接続されてなる発光素子への電源供給の開始を電源供給部に指示する開始指示ステップと、
前記電源供給部から前記発光素子に電源の供給を開始する電源供給開始ステップと、
前記発光素子の端子電圧に基づいて、前記発光素子の実際の点灯の有無を検出する実点灯検出ステップと、
前記発光素子が実際に点灯を開始してからの経過時間を計測する点灯時間計測ステップと、
前記経過時間が所定時間に達した際に、前記電源供給部に前記発光素子への電源供給の停止を指示する停止指示ステップと、
前記電源供給部から前記発光素子に電源の供給を停止する電源供給停止ステップと
からなることを特徴とする発光素子駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子の駆動を制御する発光素子駆動制御装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
照明手段として白色ＬＥＤ（発光素子）をパルス点灯させるカプセル型内視鏡装置が知られている（特許文献１）。この装置では、白色ＬＥＤを駆動する定電流源の電流をオン／オフするとともに、定電流源の電流値を可変することにより、異なる点灯量で同じ点灯時間点灯させた状態で撮像し、得られた複数の画像から高画質の画像を選択できるようにしている。
【０００３】
また、複数の発光素子への電源供給を等しい周期で行なうとともに、各発光素子ごとに周期の開始タイミングを異ならせることにより、複数の発光素子を点灯させる制御を行なってから各発光素子が実際に点灯するまでの遅延時間の増大を防ぐようにした点灯制御回路が知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−３２１６０５号公報
【特許文献２】特開２００６−３５２０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１記載の装置では、発光素子を駆動する定電流源の電流をオン／オフするといっても、定電流源の電流をオンしてから実際に発光素子が駆動されるまでに発生する遅延時間を考慮しておらず、点灯時間の正確な制御が困難であるという問題がある。また、上記特許文献２記載の装置では、事前に昇圧した状態にしておく必要があるため、待機電力が大きいという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、待機電力を大きくすることなく発光素子の点灯時間を精密に制御することができる発光素子駆動制御装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の発光素子駆動制御装置は、１個又は複数個のＬＥＤが直列に接続されてなる発光素子への電源供給を行なう電源供給部と、前記発光素子の端子電圧に基づいて、前記発光素子の実際の点灯の有無を検出する点灯検出部と、前記点灯検出部からの検出信号に基づいて、前記発光素子が実際に点灯を開始してからの経過時間を計測する時間計測部と、前記電源供給部に前記発光素子への電源供給の開始を指示するとともに、前記経過時間が所定時間に達した際に、前記電源供給部に前記発光素子への電源供給の停止を指示する制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
前記点灯検出部は、前記発光素子の陽極の電圧に基づいて、前記発光素子の実際の点灯の有無を検出することが好ましい。
【０００８】
前記点灯検出部は、前記発光素子の陰極の電圧に基づいて、前記発光素子の実際の点灯の有無を検出することが好ましい。
【０００９】
前記点灯検出部は、前記発光素子の陽極と陰極との電位差に基づいて、前記発光素子の実際の点灯の有無を検出することが好ましい。
【００１０】
前記点灯検出部は、前記発光素子の陽極及び／又は陰極の電圧が所定の閾値よりも高い場合にＨ信号を出力し、前記電圧が前記閾値よりも低い場合にＬ信号を出力するコンパレータであることが好ましい。
【００１１】
本発明の発光素子駆動制御方法は、１個又は複数個のＬＥＤが直列に接続されてなる発光素子への電源供給の開始を電源供給部に指示する開始指示ステップと、前記電源供給部から前記発光素子に電源の供給を開始する電源供給開始ステップと、前記発光素子の端子電圧に基づいて、前記発光素子の実際の点灯の有無を検出する実点灯検出ステップと、前記発光素子が実際に点灯を開始してからの経過時間を計測する点灯時間計測ステップと、前記経過時間が所定時間に達した際に、前記電源供給部に前記発光素子への電源供給の停止を指示する停止指示ステップと、前記電源供給部から前記発光素子に電源の供給を停止する電源供給停止ステップとからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発光素子への電源供給を開始してから発光素子の端子電圧に基づいて発光素子の実際の点灯の有無を検出し、発光素子が実際に点灯を開始してからの経過時間を計測するとともに、経過時間が所定時間に達した際に発光素子への電源供給を停止するので、待機電力を大きくすることなく発光素子の点灯時間を精密に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の第１実施形態である発光素子駆動制御装置を示す図１において、発光素子駆動制御装置１０は、コントローラ１１（制御部），ＬＥＤドライバ１２（電源供給部），抵抗器１３，コンパレータ１４（点灯検出部）からなり、直列接続された複数個、例えば３個のＬＥＤ１５からなる発光素子１６の点灯を制御する。ＬＥＤ１５は、例えばＬＥＤフラッシュ用に使用される白色の高輝度ＬＥＤである。また、発光素子駆動制御装置１０は、例えばデジタルスチルカメラに組み込まれて使用される。
【００１４】
コントローラ１１は、ＬＥＤドライバ１２に点灯開始指令信号としてのＨｉｇｈレベル信号（以下Ｈ信号という）又は点灯停止指令信号としてのＬｏｗレベル信号（以下Ｌ信号という）のいずれか一方を出力する。また、コントローラ１１は、カウンタ１１ａ（時間計測部）を有する。このカウンタ１１ａは、後述するように、発光素子１６の実際の点灯時間を計測する。
【００１５】
ＬＥＤドライバ１２は、コントローラ１１から与えられたＨ信号又はＬ信号に従って、発光素子１６のアノード電圧（陽極電圧）に駆動用電圧を印加（電源供給）するか、又は印加を停止する。ＬＥＤドライバ１２には、電源１７と、電源１７の電圧と発光素子１６のカソード電圧（陰極電圧）とを比較する比較器１８と、比較器１８から出力される信号に基づき、昇圧又は降圧を行なう昇圧降圧回路１９と、コントローラ１１から与えられたＨ信号又はＬ信号に応じてＬＥＤドライバ１２の駆動をオン／オフするロジック回路２１とが設けられている。
【００１６】
抵抗器１３は、周知の電流検出（モニター）抵抗であり、この値をＲｓとし、発光素子１６の駆動電流ＩLEDとし、発光素子１６のカソード電圧であり抵抗器１３の端子電圧（検出電圧）であるフィードバック電圧をＶFBとすると、抵抗器１３の抵抗値Ｒｓは、Ｒｓ＝ＶFB／ＩLEDの関係によって決まる。
【００１７】
コンパレータ１４は、発光素子１６のカソード電圧（フィードバック電圧）と、所定の比較電圧（ＲＥＦ電圧）とを比較する。このＲＥＦ電圧は、発光素子１６が点灯した後のカソード電圧よりも低く、発光素子１６がフラッシュ光として十分な光量で点灯する最低電圧である。発光素子１６のカソード電圧がＲＥＦ電圧よりも高ければ、Ｈ信号をコントローラ１１に出力し、発光素子１６のカソード電圧がＲＥＦ電圧よりも低ければ、Ｌ信号をコントローラ１１に出力する。
【００１８】
コントローラ１１は、コンパレータ１４からＨ信号を受け取ると、カウンタ１１ａを駆動してＨ信号を受け取ってからの経過時間の計測を開始し、この経過時間が所定時間に達すると、ＬＥＤドライバ１２にＬ信号を出力する。この所定時間とは、例えば発光素子駆動制御装置１０をデジタルスチルカメラに組み込んだ場合、ＣＣＤ等の撮像素子から出力された画像信号に基づく被写体輝度等から決定される。また、コントローラ１１は、コンパレータ１４からＬ信号を受け取ると、カウンタ１１ａの駆動を停止する。
【００１９】
このように構成された第１実施形態の作用について、図２のフローチャート及び図３のタイミングチャートを参照して説明する。なお、括弧内のｓｔ（ステップの意）１等は、図２に示すｓｔ１等に対応する。
【００２０】
デジタルスチルカメラのシャッタボタン（図示せず）が押圧されると、撮像素子（図示せず）から出力される画像信号に基づく被写体輝度値が所定輝度値よりも低い場合、コントローラ１１からＨ信号がＬＥＤドライバ１２に出力される（ｓｔ１）。
【００２１】
コントローラ１１からＬＥＤドライバ１２にＨ信号が入力されると、ロジック回路２１がＬＥＤドライバ１２をオンにする（ｓｔ２）。これにより、昇圧降圧回路１９から駆動用電圧が発光素子１６のアノードに印加される（ｓｔ３）。予めＬＥＤドライバ１２を駆動しておく必要はないから、待機電力が大きくなることを防止できる。
【００２２】
ＬＥＤドライバ１２にＨ信号が入力されてから、昇圧降圧回路１９から駆動用電圧が発光素子１６のアノードに印加され、発光素子１６が実際に点灯するまでの時間は、環境温度や部品特性等に応じて変化する。この時間が遅延時間ΔＴ（図３参照）となる。
【００２３】
発光素子１６のカソード電圧がＲＥＦ電圧を超えると、発光素子１６が点灯を開始する（ｓｔ４）。これと同時に、コンパレータ１４からの出力信号がＨからＬに変化し（図３参照）、これがコントローラ１１に入力される。コントローラ１１は、カウンタ１１ａを駆動し、発光素子１６が点灯を開始してからの経過時間を計測し始める（ｓｔ５）。
【００２４】
カウンタ１１ａによる計測時間が、所定時間（被写体輝度値に基づく露光時間）に達すると（ｓｔ６）、コントローラ１１は、ＬＥＤドライバ１２にＬ信号を出力する（ｓｔ７）。これにより、ロジック回路２１がＬＥＤドライバ１２をオフにする（ｓｔ８）から、昇圧降圧回路１９から発光素子１６への駆動用電圧の印加は停止され（ｓｔ９）、発光素子１６は消灯される（図３参照）。
【００２５】
本実施形態では、発光素子１６のカソード電圧と所定の比較電圧とを比較することにより発光素子１６の点灯を検出したが、正確な抵抗値Ｒｓの抵抗器１３を設けることができれば、発光素子１６のアノード電圧と所定の比較電圧とを比較するようにしてもよい。
【００２６】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同じ部材には、同じ符号を付し、説明を省略する。図４に示すように、発光素子駆動制御装置３０のコンパレータ３１は、発光素子１６のアノードとカソードとの端子間電圧と、所定の比較電圧とを比較する。端子間電圧が比較電圧を超えた時から、発光素子１６が点灯を開始するとともに、コンパレータ３１からの出力信号がＬからＨに変わり、コントローラ１１のカウンタ１１ａが経過時間の計測を開始する。本実施形態では、抵抗器１３の抵抗値Ｒｓのバラツキによらず、発光素子１６が点灯を正確に判定することができる。
【００２７】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同じ部材には、同じ符号を付し、説明を省略する。図５に示すように、発光素子駆動制御装置４０の発光素子１６の近傍には、光センサ４１を設けてある。抵抗器４２は、周知の電流検出抵抗であり、この端子電圧と所定の閾値とをコンパレータ４３が比較する。抵抗器４２の端子電圧が所定の閾値を超えた場合、発光素子１６がフラッシュ光として十分な光量で点灯していると見做され、コンパレータ４３からコントローラ１１への出力信号がＬからＨに変化して、カウンタ１１ａが経過時間の計測を開始する。
【００２８】
以上説明した実施形態では、発光素子を３個のＬＥＤから構成したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば発光素子は１個のＬＥＤでもよく、５個のＬＥＤから構成してもよい。
【００２９】
上記実施形態では、ＬＥＤとして白色の高輝度ＬＥＤを用いたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、発光色がＲ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤを用いてもよい。この場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤごとに独立したＬＥＤドライバをそれぞれ設け、各ＬＥＤドライバについて本発明の駆動制御を行なう。
【００３０】
上記実施形態では、発光素子駆動制御装置はデジタルスチルカメラに組み込まれて使用される例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されることなく、例えばカメラ付き携帯電話やカメラ付きＰＤＡなどに組み込んで使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態である発光素子駆動制御装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】発光素子駆動制御装置の概略的なシーケンスを示すフローチャートである。
【図３】発光素子駆動制御装置に係る概略的なタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態である発光素子駆動制御装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３実施形態である発光素子駆動制御装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０，３０，４０  発光素子駆動制御装置
１１  コントローラ
１１ａ  カウンタ
１２  ＬＥＤドライバ
１４，３１，４３  コンパレータ
１５  ＬＥＤ
１６  発光素子
１８  比較器
１９  昇圧降圧回路
４１  光センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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