(57)【要約】【課題】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を用いた携帯装置を提供する。【解決手段】電源電圧源として電池を有する携帯装置４０であって、ＬＥＤにより照明される複数の表示装置４２，４３，４５と、複数の表示装置を照明する複数の発光素子ＬＥＤが並列に接続され、複数のＬＥＤのうちの一または複数のＬＥＤを駆動する一つのＬＥＤ駆動装置４７とを有し、ＬＥＤ駆動装置４７は設定値に基づいた輝度をもって対応するＬＥＤを電流駆動する複数の駆動回路と、発光駆動されている一または複数のＬＥＤのうち最も高い発光に必要な駆動電圧値を判別し、少なくとも判別した値の駆動電圧として複数のＬＥＤに供給する電源回路とを含み、一つのＬＥＤ駆動装置により複数の表示装置を照明する複数のＬＥＤを駆動する。【選択図】図８
2006005381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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被照明部としての複数の表示装置と、
上記複数の表示装置を照明する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一つの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し、電源電圧を上記少なくとも判別した値の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
を含み、
一つの発光素子駆動装置により複数の表示装置を照明する複数の発光素子を駆動する
携帯装置。
【請求項２】
上記複数の表示装置の少なくとも一つには、上記発光素子によりバックライト照明される表示装置を含む
請求項１記載の携帯装置。
【請求項３】
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記載の携帯装置。
【請求項４】
上記電源回路は、上記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記載の携帯装置。
【請求項５】
上記電源回路は、上記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記載の携帯装置。
【請求項６】
上記電源回路は、上記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記載の携帯装置。
【請求項７】
上記電源回路は、上記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記載の携帯装置。
【請求項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を含む
請求項１記載の携帯装置。
【請求項９】
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含む
請求項１記載の携帯装置。
【請求項１０】
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と、を含む
請求項１記載の携帯装置。
【請求項１１】
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被照明部としての複数の表示装置と、
上記複数の表示装置を照明する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一つの発光素子駆動装置と、
上記複数の表示装置の表示制御、および上記発光素子駆動装置の動作モードに応じた駆動制御を行う制御装置と、
上記制御装置の制御の下、上記発光素子駆動装置に同期信号を供給する同期信号供給回路と、
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し、電源電圧を上記少なくとも判別した値の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
を含み、
一つの発光素子駆動装置により複数の表示装置を照明する複数の発光素子を駆動する
携帯装置。
【請求項１２】
上記複数の表示装置の少なくとも一つには、上記発光素子によりバックライト照明される表示装置を含む
請求項１１記載の携帯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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を用いた携帯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の携帯装置には、たとえばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｅｖｉｃｅ）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オード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：以下、ＬＥＤ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）ＬＥＤ、緑色（Ｇ）ＬＥＤ、青（Ｂ）ＬＥＤ、並びに白色ＬＥＤが備えられているものが一般的である。
【０００３】
これらの各種ＬＥＤは、いわゆる順方向電圧（Ｖｆ）が異なる。たとえば赤色ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆｒは略２．０Ｖ、緑色および青色ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆｇ，Ｖｆｂは略３Ｖ、白色ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆｗは略３．５Ｖに設定されている。
【０００４】
このように順方向電圧の異なる各種ＬＥＤを搭載した携帯装置は、これらＬＥＤを駆動するためのＬＥＤ駆動装置を有する。
このＬＥＤ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ＬＥＤ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Ｖｆｒが２．０Ｖの赤色ＬＥＤと、順方向電圧Ｖｆｗが３．５Ｖの白色ＬＥＤ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ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆｗのバラツキを考慮して、ＬＥＤ駆動装置の出力電圧を４．５Ｖ〜５．０Ｖの固定しているのが一般的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、出力電圧を順方向電圧の最も高いＬＥＤに合わせたＬＥＤ駆動回路を用いた場合、たとえば順方向電圧の低い赤色ＬＥＤは、必要な駆動電圧より２．０Ｖ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ＬＥＤのバラツキを考慮してマージンを含んだ設計をすることから、このマージンが電力損失の一つの要因となっている。
【０００６】
この電力損失の問題は、ＬＥＤ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ＬＥＤ駆動回路では、電源となるチャージポンプやＤＣ−ＤＣ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９０％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ってきている。
【０００７】
一方、上記問題の解決策として、数個のＬＥＤを直列（シリーズ）に接続し、昇圧電源で駆動する方法がある。
この方法を用いることで、ＬＥＤ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。
【０００８】
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ＬＥＤ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、ＬＥＤ各々の独立制御が困難である。
【０００９】
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ＬＥＤ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。
【００１０】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、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を用いた携帯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の第１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被照明部としての複数の表示装置と、上記複数の表示装置を照明する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一つの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し、電源電圧を上記少なくとも判別した値の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み、一つの発光素子駆動装置により複数の表示装置を照明する複数の発光素子を駆動する。
【００１２】
好適には、上記複数の表示装置の少なくとも一つには、上記発光素子によりバックライト照明される表示装置を含む。
【００１３】
好適には、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。
【００１４】
好適には、上記電源回路は、上記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。
【００１５】
好適には、上記電源回路は、上記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。
【００１６】
好適には、上記電源回路は、上記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
【００１７】
好適には、上記電源回路は、上記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。
【００１８】
好適には、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含む。
【００１９】
好適には、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含む。
【００２０】
好適には、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、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と、を含む。
【００２１】
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被照明部としての複数の表示装置と、上記複数の表示装置を照明する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一つの発光素子駆動装置と、上記複数の表示装置の表示制御、および上記発光素子駆動装置の動作モードに応じた駆動制御を行う制御装置と、上記制御装置の制御の下、上記発光素子駆動装置に同期信号を供給する同期信号供給回路と、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し、電源電圧を上記少なくとも判別した値の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み、一つの発光素子駆動装置により複数の表示装置を照明する複数の発光素子を駆動する。
【００２２】
また、本発明の第３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し、少なくとも判別した値の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。
【００２３】
本発明の第４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し、電源電圧を上記少なくとも判別した値の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。
【００２４】
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っ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、電源回路においては、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、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。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、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利点がある。
そして、本発明によれば、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、発光効率の向上を図れ、しかも、電力損失の低減を図ることができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
第１実施形態
図１は、本発明に係るＬＥＤ（発光素子）駆動装置の第１の実施形態の基本構成を示す図である。
【００２７】
本ＬＥＤ駆動装置１０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Ｖｆが異なる複数個ｎ（ｎは正の整数）のＬＥＤ２０−１〜２０−ｎが並列に接続され、これらＬＥＤ２０−１〜２０−ｎをそれぞれ任意の輝度（駆動電流）で駆動する。
このとき、ＬＥＤ駆動装置１０は、並列接続された複数のＬＥＤのうち、最大の順方向電圧Ｖｆを持つＬＥＤ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ＴＶＯから各ＬＥＤ２０−１〜２０−ｎのアノードに出力する。
なお、本ＬＥＤ駆動装置１０は、たとえば電池等の電源電圧源（ＰＶＳ）３０により端子ＴＶＩを介して電源電圧ＶCCが供給される。
【００２８】
以下、ＬＥＤ駆動装置１０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。
【００２９】
ＬＥＤ駆動装置１０は、図１に示すように、シリアルパラレル変換回路（Ｓ／Ｐ）１１、輝度（電流）設定回路（ＣＳＣ）１２−１〜１２−ｎ、電流駆動回路（ＣＤＲＶ）１３−１〜１３−ｎ、エラーアンプ（ＥＡＭＰ）１４、および昇圧電源（ＢＳＴ）１５を有している。
なお、エラーアンプ１４と昇圧電源１５により本発明に係る電源回路が構成される。
【００３０】
シリアルパラレル変換回路１１は、端子ＴＤＩを介して入力した、図示しないＣＰＵ等の上位装置により供給されるＬＥＤ２０−１〜２０−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ＩＤ１〜ＩＤｎを対応する電流設定回路１２−１〜１２−ｎに供給する。
【００３１】
電流設定回路１２−１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１１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ＩＤ１をアナログ信号である電流設定信号ＩＡ１に変換して電流駆動回路１３−１に供給する。
【００３２】
電流設定回路１２−２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１１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ＩＤ２をアナログ信号である電流設定信号ＩＡ２に変換して電流駆動回路１３−２に供給する。
【００３３】
同様に、電流設定回路１２−ｎ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１１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ＩＤｎをアナログ信号である電流設定信号ＩＡｎに変換して電流駆動回路１３−ｎに供給する。
【００３４】
電流駆動回路１３−１は、電流源が端子ＴＬ１を介して駆動対象のＬＥＤ２０−１のカソードに接続され、電流設定回路１２−１により供給されたアナログ信号である電流設定信号ＩＡ１の設定値に応じた駆動電流をもってＬＥＤ２０−１を駆動して発光させる。
また、電流駆動回路１３−１は、たとえば端子ＴＬ１と電流源との接続点の電圧、すなわち昇圧電源１５の出力駆動電圧ＶＤＲＶからＬＥＤの順方向電圧Ｖｆ１を減算した電圧（ＶＤＲＶ−Ｖｆ１）を検出電圧ＤＶ１としてエラーアンプ１４に出力する。
なお、この検出電圧ＤＶ１が、電流駆動回路１３−１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ない。
【００３５】
電流駆動回路１３−２は、電流源が端子ＴＬ２を介して駆動対象のＬＥＤ２０−２のカソードに接続され、電流設定回路１２−２により供給されたアナログ信号である電流設定信号ＩＡ２の設定値に応じた駆動電流をもってＬＥＤ２０−２を駆動して発光させる。
また、電流駆動回路１３−２は、たとえば端子ＴＬ２と電流源との接続点の電圧、すなわち昇圧電源１５の出力駆動電圧ＶＤＲＶからＬＥＤの順方向電圧Ｖｆ２を減算した電圧（ＶＤＲＶ−Ｖｆ２）を検出電圧ＤＶ２としてエラーアンプ１４に出力する。
なお、この検出電圧ＤＶ２が、電流駆動回路１３−２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ない。
【００３６】
同様に、電流駆動回路１３−ｎは、電流源が端子ＴＬｎを介して駆動対象のＬＥＤ２０−ｎのカソードに接続され、電流設定回路１２−ｎにより供給されたアナログ信号である電流設定信号ＩＡｎの設定値に応じた駆動電流をもってＬＥＤ２０−ｎを駆動して発光させる。
また、電流駆動回路１３−ｎは、たとえば端子ＴＬｎと電流源との接続点の電圧、すなわち昇圧電源１５の出力駆動電圧ＶＤＲＶからＬＥＤの順方向電圧Ｖｆｎを減算した電圧（ＶＤＲＶ−Ｖｆｎ）を検出電圧ＤＶｎとしてエラーアンプ１４に出力する。
なお、この検出電圧ＤＶｎが、電流駆動回路１３−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ない。
【００３７】
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。
【００３８】
この電流駆動回路１３（−１〜−ｎ）は、図２に示すように、電流源としてのｎチャネルＭＯＳ（ＮＭＯＳ）トランジスタ１３１、センス抵抗素子１３２、電流検出アンプ１３３、および電流制御アンプ１３４を有している。
【００３９】
ＮＭＯＳトランジスタ１３１のドレインが端子ＴＬ（１〜ｎ）を介して対応するＬＥＤ２０（−１〜−ｎ）のカソードに接続され、ソースが抵抗素子１３２の一端および電流検出アンプ１３３の非反転入力（＋）に接続され、ゲートが電流制御アンプ１３４の出力に接続されている。
抵抗素子Ｒ１３２の他端は接地電位ＧＮＤおよび電流検出アンプ１３３の反転入力（−）に接続されている。
電流制御アンプ１３４の反転入力（−）は電流検出アンプ１３３の出力に接続され、非反転入力（＋）は電流設定回路１２（−１〜−ｎ）によるアナログ信号である電流設定信号ＩＡ（１〜ｎ）の供給ラインに接続されている。
【００４０】
図２の電流駆動回路１３（−１〜−ｎ）は、ＮＭＯＳトランジスタ１３１のゲートを電流制御アンプ１３４の出力で駆動し、ＮＭＯＳトランジスタ１３１に流れる電流をセンス抵抗素子１３２で検知して、電流検出アンプ１３３で検出増幅する。
そして、ＮＭＯＳトランジスタ１３１に流れる電流が電流設定回路１２（−１〜−ｎ）による設定電流値となるように、電流制御アンプ１３４によりＮＭＯＳトランジスタ１３１のゲート電圧を制御する。
これにより、駆動対象のＬＥＤ２０（−１〜−ｎ）は、設定電流に応じた輝度をもって発光する。
【００４１】
また、電流駆動回路１３（−１〜−ｎ）においては、エラーアンプ１４に、電流源としてのＮＭＯＳトランジスタ１３１のドレイン電圧を信号ＤＶ（１〜ｎ）として供給するように、ＮＭＯＳトランジスタ１３１のドレインがエラーアンプ１４の対応する入力端子に接続されている。
【００４２】
また、電流駆動回路１３（−１〜−ｎ）において、電流源としてＮＭＯＳトランジスタ１３１とセンス抵抗素子１３２の最低動作電圧は、トランジスタサイズや抵抗値によるが、たとえば０．５Ｖ〜１Ｖ程度に設定される。
【００４３】
エラーアンプ１４は、ｎ個の電流駆動回路１３−１〜１３−ｎから出力された検出電圧（ＮＭＯＳトランジスタ１３１のドレイン電圧）ＤＶ１〜ＤＶｎと基準電圧Ｖｒｅｆとを比較し、最も小さい検出電圧と基準電圧Ｖｒｅｆとの差に応じた信号Ｓ１４を昇圧電源１５に出力する。
なお、エラーアンプ１４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Ｖｆに相当することになる。
【００４４】
昇圧電源１５は、たとえばＤＣ−ＤＣコンバータにより構成され、端子ＴＶＩを介して供給される電源電圧源３０による電源電圧ＶCCを、エラーアンプ１４の出力信号Ｓ１４に応じた値となるようにＤＣ−ＤＣ変換を行って、端子ＴＶＯからｎ個のＬＥＤ２０−１〜２０−ｎに駆動電圧ＶＤＲＶを並列に供給する。
【００４５】
なお、端子ＴＶＯと接地電位ＧＮＤとの間には、外付けのキャパシタＣ１０が接続されている。
【００４６】
本第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置１０は、たとえばエラーアンプ１４の基準電圧Ｖｒｅｆを１Ｖとすると、最大の順方向電圧Ｖｆ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ＮＭＯＳトランジスタ１３１のドレイン電圧が１Ｖ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。
【００４７】
図３は、本実施形態に係る昇圧電源１５、エラーアンプ１４、電流駆動回路の検出電圧出力部、および電源電圧源３０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１３−２のみ図２の構成を含めて図示しており、他の電流駆動回路については、電流源としてのＮＭＯＳトランジスタ１３１およびセンス抵抗素子１３２のみを示している。
【００４８】
昇圧電源１５は、図３に示すように、比較器１５１、発振器１５２、プリドライバ１５３、ｐチャネルＭＯＳ（ＰＭＯＳ）トランジスタ１５４、およびＮＭＯＳトランジスタ１５５を有している。
【００４９】
比較器１５１は、反転入力（−）がエラーアンプ１４の出力に接続され、非反転入力（＋）が発振器１５２の出力に接続され、出力がプリドライバ１５３の入力に接続されている。
また、ＰＭＯＳトランジスタ１５４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ＴＶＩに接続され、ソースが駆動電圧の出力端子ＴＶＯに接続され、ゲートがプリドライバ１５３の第１駆動端子に接続されている。
ＮＭＯＳトランジスタ１５５は、ソースが接地電位ＧＮＤに接続され、ドレインがＰＭＯＳトランジスタ１５４のドレインと端子ＴＶＩとの接続点に接続され、ゲートがプリドライバ１５３の第２駆動端子に接続されている。
【００５０】
比較器１５１は、いわゆるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）に基づいた比較、具体的には、エラーアンプ１４の出力信号Ｓ１４と発振器１５２の発振信号との比較を行い、比較結果に応じた信号Ｓ１５１をプリドライバ１５３に出力する。
【００５１】
プリドライバ１５３は、比較器１５１の出力信号Ｓ１５１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ＳＤ１，ＳＤ２をＰＭＯＳトランジスタ１５４のゲートおよびＮＭＯＳトランジスタ１５５のゲートに出力して、端子ＴＶＩ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ＴＶＯから駆動電圧ＶＤＲＶを各ＬＥＤ２０−１〜２０−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１５は、最大の順方向電圧Ｖｆを持つＬＥＤのカ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ＮＭＯＳトランジスタ１３１のドレイン電圧）がエラーアンプ１４に設定した基準電圧Ｖｒｅｆ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。
【００５２】
また、電源電圧源３０は、図３に示すように、たとえばリチウムイオン電池３０１と、電池３０１の正極とＬＥＤ駆動装置１０の端子ＴＶＩとの間に接続されたインダクタ３０２を有している。
【００５３】
次に、上記構成による動作を説明する。
【００５４】
たとえば、上位装置から動作モードに応じて駆動すべきＬＥＤ２０−１〜２０−ｎに対する電流（輝度）値に関するデジタルシリアルデータが、端子ＴＤＩを介してシリアルパラレル変換回路１１に入力される。
シリアルパラレル変換回路１１では、供給されたＬＥＤ２０−１〜２０−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ＩＤ１〜ＩＤｎが対応する電流設定回路１２−１〜１２−ｎに供給される。
なお、デジタルデータＩＤ１〜ＩＤｎには対応するＬＥＤを駆動しない情報も含まれる。
【００５５】
電流設定回路１２−１〜１２−ｎでは、シリアルパラレル変換回路１１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ＩＤ１〜ＩＤｎがアナログ信号である電流設定信号ＩＡ１〜ＩＡｎに変換されて、対応する電流駆動回路１３−１〜１３−ｎに供給される。
【００５６】
電流駆動回路１３−１〜１３−ｎでは、電流設定回路１２−１〜１２−ｎにより供給されたアナログ信号である電流設定信号ＩＡ１〜ＩＡｎの設定値に応じた駆動電流をもってＬＥＤ２０−１〜２０−ｎが駆動される。これにより、ＬＥＤ２０−１〜２０−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１３−１〜１３−ｎでは、端子ＴＬ１〜ＴＬｎと電流源との接続点の電圧、すなわち昇圧電源１５の出力駆動電圧ＶＤＲＶからＬＥＤの順方向電圧Ｖｆ１〜Ｖｆｎを減算した電圧（ＶＤＲＶ−Ｖｆ１）〜（ＶＤＲＶ−Ｖｆｎ）が検出電圧ＤＶ１〜ＤＶｎとしてエラーアンプ１４に出力される。
【００５７】
エラーアンプ１４においては、ｎ個の電流駆動回路１３−１〜１３−ｎから出力された検出電圧（ＮＭＯＳトランジスタ１３１のドレイン電圧）ＤＶ１〜ＤＶｎと基準電圧Ｖｒｅｆ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Ｖｒｅｆとの差に応じた信号Ｓ１４が昇圧電源１５に出力される。
【００５８】
昇圧電源１５では、端子ＴＶＩを介して供給される電源電圧源３０による電源電圧ＶCCが、エラーアンプ１４の出力信号Ｓ１４に応じた値となるようにＤＣ−ＤＣ変換が行われる。そして、端子ＴＶＯからｎ個のＬＥＤ２０−１〜２０−ｎに駆動電圧ＶＤＲＶが並列に供給される。
具体的には、昇圧電源１５の比較器１５１では、エラーアンプ１４の出力信号Ｓ１４と発振器１５２の発振信号とが比較され、比較結果に応じた信号Ｓ１５１がプリドライバ１５３に出力される。
プリドライバ１５３では、比較器１５１の出力信号Ｓ１５１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ＳＤ１，ＳＤ２がＰＭＯＳトランジスタ１５４のゲートおよびＮＭＯＳトランジスタ１５５のゲートに出力される。これにより、端子ＴＶＩ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ＬＥＤ２０−１〜２０−ｎのアノードに並列的に供給される。
すなわち、昇圧電源１５では、最大の順方向電圧Ｖｆを持つＬＥＤのカ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ＮＭＯＳトランジスタ１３１のドレイン電圧）がエラーアンプ１４に設定した基準電圧Ｖｒｅｆとなるように、電源電圧ＶCCの値が調整されて駆動電圧ＶＤＲＶとして出力される。
【００５９】
各色のＬＥＤの発光（点灯）に対する昇圧電源１５の具体的な動作は以下の通りとなる。
なお、ここでは、ＬＥＤ２０−１〜２０−ｎには、１または複数の赤色（Ｒ）ＬＥＤ、緑色（Ｇ）ＬＥＤ、青（Ｂ）ＬＥＤ、並びに白色ＬＥＤがそれぞれ含まれているものとする。
各色のＬＥＤの順方向電圧は、以下のとおりとする。
赤色ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆｒは１．９Ｖ、緑色および青色ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆｇ，Ｖｆｂは略３．１Ｖ、白色ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆｗは３．５Ｖ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３．２Ｖ〜４．２Ｖの範囲で使用するものとする。
さらに、ＬＥＤの電流駆動回路１３−１〜１３−ｎに必要な最低動作電圧αを０．５Ｖとする。
また、以下の説明において、「スルー」とは、昇圧電源１５の出力段を構成するＰＭＯＳトランジスタ１５４をオン、ＮＭＯＳトランジスタ１５５をオフとする（ＤＣ−ＤＣコンバータの動作としては１００％デューティで動作する）ことを示す。
【００６０】
順方向電圧Ｖｆｗが３．５Ｖの白色ＬＥＤを点灯させるためには、駆動電圧ＶＤＲＶとして必要な電圧は４Ｖ（＝３．５Ｖ＋０．５Ｖ）である。
この場合の昇圧電源１５の動作は、電源電圧ＶCCが、４．０Ｖ＜ＶCC＜４．２Ｖの範囲にあるときは、「スルー」となる。
一方、電源電圧ＶCCが、３．２Ｖ＜ＶCC＜４．０Ｖの範囲にあるときは、たとえば４Ｖに「昇圧」する動作とする。
【００６１】
順方向電圧Ｖｆｇ，Ｖｆｂが３．１Ｖの緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤを点灯させるためには、駆動電圧ＶＤＲＶとして必要な電圧は３．６Ｖ（＝３．１Ｖ＋０．５Ｖ）である。
この場合の昇圧電源１５の動作は、電源電圧ＶCCが、３．６Ｖ＜ＶCC＜４．２Ｖの範囲にあるときは、「スルー」となる。
一方、電源電圧ＶCCが、３．２Ｖ＜ＶCC＜３．６Ｖの範囲にあるときは、たとえば３．６Ｖに「昇圧」する動作とする。
【００６２】
順方向電圧Ｖｆｒが１．９Ｖの赤色ＬＥＤを点灯させるためには、駆動電圧ＶＤＲＶとして必要な電圧は２．４Ｖ（＝１．９Ｖ＋０．５Ｖ）である。
この場合の昇圧電源１５の動作は、電源電圧ＶCCが、３．２Ｖ＜ＶCC＜４．２Ｖの範囲にあると想定しており、本第１の実施形態では、降圧電源を含まないことから、全範囲で「スルー」となる。
【００６３】
つまり、昇圧電源１５の動作は、エラーアンプ１４を介して帰還をかけることにより期待される昇圧電源１５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ＬＥＤを駆動することになる。
【００６４】
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４．０Ｖで、順方向電圧Ｖｆｂが３．１Ｖの青色ＬＥＤのみを点灯させる場合、必要な駆動電圧ＶＤＲＶは３．６Ｖ（＝３．１Ｖ＋０．５Ｖ）であることから、（４．０Ｖ−３．６Ｖ）×（駆動電流）が損失となる。
【００６５】
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ＴＬ１〜ＴＬｎを介して駆動対象のＬＥＤ２０−１〜２０−ｎのカソードに接続され、電流設定信号ＩＡ１〜ＩＡｎの設定値に応じた駆動電流をもってＬＥＤ２０−１〜２０−ｎを駆動して発光させ、このときの端子ＴＬ１〜ＴＬｎと電流源との接続点の電圧を検出電圧ＤＶ１〜ＤＶｎとして出力する電流駆動回路１３−１〜１３−ｎと、ｎ個の電流駆動回路１３−１〜１３−ｎから出力された検出電圧ＤＶ１〜ＤＶｎと基準電圧Ｖｒｅｆとを比較し、最も小さい検出電圧と基準電圧Ｖｒｅｆとの差に応じた信号Ｓ１４を出力するエラーアンプ１４と、端子ＴＶＩを介して供給される電源電圧源３０による電源電圧ＶCCを、エラーアンプ１４の出力信号Ｓ１４に応じた値となるようにＤＣ−ＤＣ変換を行って、端子ＴＶＯからｎ個のＬＥＤ２０−１〜２０−ｎに駆動電圧ＶＤＲＶを並列に供給する昇圧電源１５とを設けたので、昇圧電源１５は、最大の順方向電圧Ｖｆを持つＬＥＤのカソードが接続された端子電圧がエラーアンプ１４に設定した基準電圧Ｖｒｅｆ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ＬＥＤ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ＬＥＤ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利点がある。
【００６６】
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７０％程度の発光効率を実現することができる。
【００６７】
第２実施形態
図４は、本発明に係るＬＥＤ（発光素子）駆動装置の第２の実施形態の要部構成を示す回路図である。
【００６８】
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、ＬＥＤ２０−１のみを図示し、これに対応して電流設定回路１２−１、電流駆動回路１３−１Ａのみを図示しているが、図４に図示しない他の電流設定回路１２−２〜１２−ｎ、電流駆動回路１３−２Ａ〜１３−ｎＡも同一構成を有する。
【００６９】
本第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置１０Ａは、上述した第１の実施形態のＬＥＤ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成となっている。
【００７０】
ＬＥＤ駆動装置１０Ａでは、具体的には、インバータ１６、２入力アンドゲート１７、第２のエラーアンプ１８、スイッチ回路１９、出力電圧分割用抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１２を設けている。
さらに、各電流駆動回路１３−１Ａ（〜１３−ｎＡ）に、ソースが接地電位ＧＮＤに接続され、ドレインが電流制御アンプ１３４の出力に接続され、ゲートがアンドゲート１７の出力に接続されたＮＭＯＳトランジスタ１３５を設けている。
【００７１】
また、シリアルパラレル変換回路１１Ａ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ＴＤＩに供給される。
そして、シリアルパラレル変換回路１１Ａ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Ｓ１１をアンドゲート１７の一入力およびスイッチ回路１９に出力する。
【００７２】
インバータ１６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ＩＣ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１７の他入力に接続されている。そして、アンドゲート１７の出力は、各電流駆動回路１３−１Ａ（〜１３−ｎＡ）に設けられたＮＭＯＳトランジスタ１３５のゲートに接続されている。
【００７３】
抵抗素子Ｒ１１およびＲ１２が、昇圧電源１５のＰＭＯＳトランジスタ１５４のソースと端子ＴＶＯの接続点と接地電位ＧＮＤとの間に直列に接続され、抵抗素子Ｒ１１とＲ１２の接続点が第２のエラーアンプ１８の反転入力（−）に接続されている。
第２のエラーアンプ１８の非反転入力（＋）には電圧源ＶＳｒｅｆによる基準電圧が供給される。
【００７４】
スイッチ回路１９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が昇圧電源１５の比較器１５１の反転入力（−）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のエラーアンプ１８の出力に接続されている。
【００７５】
スイッチ回路１９は、シリアルパラレル変換回路１１Ａによる信号Ｓ１１をローレベル（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１４の出力信号Ｓ１４を比較器１５１の反転入力（−）に入力させる。
この場合、信号Ｓ１１がローレベルであることから、アンドゲート１７の出力もローレベルに保持される。したがって、各電流駆動回路１３−１Ａ（〜１３−ｎＡ）に設けられたＮＭＯＳトランジスタ１３５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。
【００７６】
スイッチ回路１９は、シリアルパラレル変換回路１１Ａによる信号Ｓ１１をハイレベル（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１８の出力信号Ｓ１８を比較器１５１の反転入力（−）に入力させる。
この場合、信号Ｓ１１がハイレベルであることから、アンドゲート１７の出力は同期信号ＳＹＣ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１３−１Ａ（〜１３−ｎＡ）に設けられたＮＭＯＳトランジスタ１３５は、アンドゲート１７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１３４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ＮＭＯＳトランジスタ１３１はオフ状態に保持され、対応するＬＥＤ２０−１（〜２０−ｎ）は非発光状態に保持される。
一方、各電流駆動回路１３−１Ａ（〜１３−ｎＡ）に設けられたＮＭＯＳトランジスタ１３５は、アンドゲート１７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１３４の出力により電流源としてのＮＭＯＳトランジスタ１３１が駆動されて、対応するＬＥＤ２０−１（〜２０−ｎ）は発光状態に保持される。
すなわち、ＬＥＤ２０−１（〜２０−ｎ）は点滅動作を行う。
【００７７】
この点滅動作時には、上述したように昇圧電源１５に出力電圧を第２のエラーアンプ１８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１５の出力駆動電圧ＶＤＲＶは、ＬＥＤ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。
【００７８】
本第２の実施形態において、点滅動作時は、昇圧電源１５に出力電圧を第２のエラーアンプ１８を介して帰還をかけている回路構成とし、出力駆動電圧ＶＤＲＶを、ＬＥＤ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。
【００７９】
たとえば赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤ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ＬＥＤの発光時には昇圧電源の出力電圧が下がり、青色ＬＥＤ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、昇圧電源１５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１５の出力電圧を第２のエラーアンプ１８を介して帰還をかけ、出力駆動電圧ＶＤＲＶを、ＬＥＤ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、ＬＥＤ点滅時の昇圧電源１５の出力の変動を抑止している。
【００８０】
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１５の出力の変動を抑止でき、ノイ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。
【００８１】
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、昇圧電源１５の出力電圧を第２のエラーアンプ１８を介して帰還をかけ、出力駆動電圧ＶＤＲＶを、ＬＥＤ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１４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１５に出力電圧を第２のエラーアンプ１８を介して帰還をかけ、出力駆動電圧ＶＤＲＶを、ＬＥＤ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。
【００８２】
第３実施形態
図５は、本発明に係るＬＥＤ（発光素子）駆動装置の第３の実施形態の基本構成を示す図である。
【００８３】
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（ＢＤＰＳ）１０１を設けたことにある。
【００８４】
図６は、第３の実施形態に係る昇降圧電源１０１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ＬＥＤ２０−１〜ＬＥＤ２０−９を並列に設けた場合である。
９個のＬＥＤのうちＬＥＤ２０−１，２０−４の２個が赤色ＬＥＤ、ＬＥＤ２０−２，２０−５の２個が緑色ＬＥＤ、ＬＥＤ２０−３，２０−６の２個が青色ＬＥＤ、ＬＥＤ２０−７〜２０−９の３個が白色ＬＥＤである。
また、各ＬＥＤ２０−１〜ＬＥＤ２０−９に対応して電流設定回路１２−１〜１２−９、および電流駆動回路１３−１〜１３−９が設けられるが、図６においては、図面の簡単化のため、電流設定回路１２−１および電流駆動回路１３−１のみを図示している。
【００８５】
昇降圧回路１０１は、図６に示すように、降圧電源駆動回路１０１１、電源スルー回路駆動回路１０１２、昇圧電源駆動回路１０１３、降圧電源（ＤＰＳ）１０１４、電源スルー回路（ＰＴＲ）１０１５、および昇圧電源（ＢＳＴ）１０１６を有している。
【００８６】
降圧電源駆動回路１０１１は、エラーアンプ１４の出力信号Ｓ１４を受けて、駆動されているＬＥＤの最大の順方向電圧Ｖｆに、ＬＥＤの電流駆動回路１３−１〜１３−９に必要な最低動作電圧α（たとえば０．５Ｖ）を加算した値が電源電圧源３０による電源電圧ＶCCの値より小さいときに降圧電源１０１４を駆動する。
【００８７】
電源スルー回路駆動回路１０１２は、エラーアンプ１４の出力信号Ｓ１４を受けて、駆動されているＬＥＤの最大の順方向電圧Ｖｆに、ＬＥＤの電流駆動回路１３−１〜１３−９に必要な最低動作電圧αを加算した値が電源電圧源３０による電源電圧ＶCCと等しいときに電源スルー回路１０１５を駆動する。
【００８８】
昇圧電源駆動回路１０１３は、エラーアンプ１４の出力信号Ｓ１４を受けて、駆動されているＬＥＤの最大の順方向電圧Ｖｆに、ＬＥＤの電流駆動回路１３−１〜１３−９に必要な最低動作電圧α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１０１６を駆動する。
【００８９】
降圧電源１０１４は、降圧電源駆動回路１０１１により駆動されると電源電圧源３０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ＶＤＲＶとして端子ＴＶＯから出力する。
【００９０】
電源スルー回路１０１５は、電源スルー回路駆動回路１０１２により駆動されると電源電圧源３０による電源電圧ＶCCをそのままスルーし、駆動電圧ＶＤＲＶとして端子ＴＶＯから出力する。
【００９１】
昇圧電源１０１６は、昇圧電源駆動回路１０１３により駆動されると電源電圧源３０による電源電圧ＶCCを所定電圧だけ昇圧させ、昇圧した電圧を駆動電圧ＶＤＲＶとして端子ＴＶＯから出力する。
【００９２】
各色のＬＥＤの発光（点灯）に対する昇降圧電源１０１の具体的な動作な以下の通りとなる。
【００９３】
なお、各色のＬＥＤ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ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆｒは１．９Ｖ、緑色および青色ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆｇ，Ｖｆｂは略３．１Ｖ、白色ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆｗは３．５Ｖ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３．２Ｖ〜４．２Ｖの範囲で使用するものとする。
さらに、ＬＥＤの電流駆動回路１３−１〜１３−ｎに必要な最低動作電圧αを０．５Ｖとする。
【００９４】
順方向電圧Ｖｆｗが３．５Ｖの白色ＬＥＤを点灯させるためには、駆動電圧ＶＤＲＶとして必要な電圧は４Ｖ（＝３．５Ｖ＋０．５Ｖ）である。
この場合の昇降圧電源１０１の動作は、電源電圧ＶCCが、４．０Ｖ＜ＶCC＜４．２Ｖ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１０１１により降圧電源１０１４が駆動される。これにより、電源電圧ＶCCが４Ｖあるいは４Ｖまでのいずれかの値に降圧されて、駆動電圧ＶＤＲＶとして端子ＴＶＯ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１０１２により、電源スルー回路１０１５が駆動される。これにより、４Ｖの電源電圧ＶCCがスルーされて、駆動電圧ＶＤＲＶとして端子ＴＶＯから出力される。
一方、電源電圧ＶCCが、３．２Ｖ＜ＶCC＜４．０Ｖの範囲にあるときは、４Ｖに上げる「昇圧」動作となる。具体的には、昇圧電源駆動回路１０１３により昇圧電源１０１６が駆動される。これにより、電源電圧ＶCCが４Ｖあるいはそれ以上の値まで昇圧されて、駆動電圧ＶＤＲＶとして端子ＴＶＯから出力される。
【００９５】
順方向電圧Ｖｆｇ，Ｖｆｂが３．１Ｖの緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤを点灯させるためには、駆動電圧ＶＤＲＶとして必要な電圧は３．６Ｖ（＝３．１Ｖ＋０．５Ｖ）である。
この場合の昇降圧電源１０１の動作は、電源電圧ＶCCが、３．６Ｖ＜ＶCC＜４．２Ｖ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１０１１により降圧電源１０１４が駆動される。これにより、電源電圧ＶCCが３．６Ｖあるいは３．６Ｖまでのいずれかの値に降圧されて、駆動電圧ＶＤＲＶとして端子ＴＶＯ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１０１２により、電源スルー回路１０１５が駆動される。これにより、３．６Ｖの電源電圧ＶCCがスルーされて、駆動電圧ＶＤＲＶとして端子ＴＶＯから出力される。
一方、電源電圧ＶCCが、３．２Ｖ＜ＶCC＜３．６Ｖの範囲にあるときは、３．６Ｖに上げる「昇圧」動作となる。具体的には、昇圧電源駆動回路１０１３により昇圧電源１０１６が駆動される。これにより、電源電圧ＶCCが３．６Ｖあるいはそれ以上の値まで昇圧されて、駆動電圧ＶＤＲＶとして端子ＴＶＯから出力される。
【００９６】
順方向電圧Ｖｆｒが１．９Ｖの赤色ＬＥＤを点灯させるためには、駆動電圧ＶＤＲＶとして必要な電圧は２．４Ｖ（＝１．９Ｖ＋０．５Ｖ）である。
この場合の昇降圧電源１０１の動作は、電源電圧ＶCCが、３．２Ｖ＜ＶCC＜４．２Ｖ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１０１１により降圧電源１０１４が駆動される。これにより、電源電圧ＶCCが２．４Ｖあるいは２．４Ｖまでのいずれかの値まで降圧されて、駆動電圧ＶＤＲＶとして端子ＴＶＯから出力される。
【００９７】
つまり、昇降圧電源１０１の動作は、エラーアンプ１４を介して帰還をかけることにより期待される昇圧電源１５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。
【００９８】
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、しかも、電力損失の低減を図ることができる利点がある。
【００９９】
なお、本第３の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置１０Ｂ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。
【０１００】
第４実施形態
図７は、本発明に係るＬＥＤ（発光素子）駆動装置の第４の実施形態の要部構成を示す回路図である。
【０１０１】
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ＬＥＤ２０−１、２０−４の場合には、降圧動作しかあり得なことから、赤色ＬＥＤ２０−１、２０−４専用のエラーアンプ１０２、降圧回路１０３を設けて、赤色ＬＥＤ２０−１、２０−４に対して電源電圧ＶCCを２．４Ｖ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。
【０１０２】
したがって、エラーアンプ１４Ｃには、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤに対応した電流駆動回路１２−２，１２−３，１２−５〜１２−９により検出電圧信号ＤＶ２，ＤＶ３，ＤＶ５〜ＤＶ９が供給される。
その他の構成は、図６の構成と同様である。
【０１０３】
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。
【０１０４】
なお、本第４の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置１０Ｃ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。
【０１０５】
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ＬＥＤ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。
【０１０６】
本携帯装置４０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、ＣＰＵ４１、第１画像表示装置４２、第２画像表示装置４３、入力装置４４、着信表示部４５、同期信号供給回路４６、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ＬＥＤ駆動装置４７を有している。
そして、第１画像表示装置４２、第２画像表示装置４３、入力装置４４、および着信表示部４５がＬＥＤで照明される被照明部を構成する。
【０１０７】
ＣＰＵ４１は、入力装置４４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４２、第２画像表示装置４３の表示制御、同期信号供給回路４６の駆動制御、並びに、動作モードに応じた電流（輝度）設定データや点滅動作命令データ等のＬＥＤ駆動装置４７への供給制御等を行う。
【０１０８】
第１画像表示装置４２は、携帯装置４０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４２の近傍には、照明用バックライトとして、ＬＥＤ駆動装置４７に対して並列に接続された３個の白色ＬＥＤ（図６、図７の例ではＬＥＤ２０−７〜２０−９）が配置されている。
第１画像表示装置４２には、ＣＰＵ４１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４４により入力された、あるいは着信した相手先電話番号やメッセージ等が表示される。
【０１０９】
第２画像表示装置４３は、携帯装置４０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４３の近傍には、照明用として、ＬＥＤ駆動装置４７に対して並列に接続された赤、緑、青の３色のＬＥＤ（図６、図７の例ではＬＥＤ２０−１〜２０−３，あるいは２０−４〜２０−６）が配置されている。
第２画像表示装置４３には、ＣＰＵ４１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、ＬＥＤ駆動装置４７により３色のＬＥＤのうちの１色、あるいはいずれか２色、あるいは全色のＬＥＤが点灯あるいは点滅される。
【０１１０】
入力装置４４は、電源スイ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４７に対して並列に接続された赤、緑、青の３色のＬＥＤ（図６、図７の例ではＬＥＤ２０−１〜２０−３，あるいは２０−４〜２０−６）が配置されている。
入力装置４４には、ＣＰＵ４１の制御の下、電源オン時には、ＬＥＤ駆動装置４７により３色のＬＥＤ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。
【０１１１】
着信表示部４５は、ＬＥＤ駆動装置４７に対して並列に接続された赤、緑、青の３色のＬＥＤ（図６、図７の例ではＬＥＤ２０−１〜２０−３，あるいは２０−４〜２０−６）が配置されている。
着信表示部４５は、着信時にＬＥＤ駆動装置４７により３色のＬＥＤのうちの１色、あるいはいずれか２色、あるいは全色のＬＥＤが点灯あるいは点滅される。
【０１１２】
同期信号供給回路４６は、たとえばＭＩＤＩ等の音源ＩＣにより構成され、ＣＰＵ４１の制御の下、たとえば点滅動作に用いる同期信号ＳＹＮＣをＬＥＤ駆動装置４７に供給する。
【０１１３】
なお、本携帯装置４０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。
【０１１４】
このような構成を有する携帯装置４０において、第１画像表示装置４２、第２画像表示装置４３、着信表示部４５が配置されている第１部位と入力装置４４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。
【０１１５】
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、たとえば電源スイッチがオンされているときは、第１画像表示装置４２をバックライトにより照明させるべく、ＣＰＵ４１によりＬＥＤ駆動装置４７に対して白色ＬＥＤ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、ＬＥＤ駆動装置４７により白色ＬＥＤが駆動されて、第１画像表示装置４２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４４を緑色ＬＥＤにより照明するように、ＣＰＵ４１によりＬＥＤ駆動装置４７に対して緑色ＬＥＤ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、ＬＥＤ駆動装置４７により緑色ＬＥＤが駆動されて、入力装置４４が緑色に淡く照明される。
【０１１６】
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４５や第２画像表示装置４３を、たとえば赤色ＬＥＤにより点灯あるいは点滅させるべく、ＣＰＵ４１によりＬＥＤ駆動装置４７に対して赤色ＬＥＤ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ＣＰＵ４１によりＬＥＤ駆動装置４７に出力され、また、同期信号供給回路４６から同期信号ＳＹＮＣがＬＥＤ駆動装置４７に供給されるように制御される。
これにより、ＬＥＤ駆動装置４７により赤色ＬＥＤが駆動されて、着信表示部４５や第２画像表示装置４３が赤色に点灯あるいは点滅表示される。
【０１１７】
以上の各動作時におけるＬＥＤ駆動装置４７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Ｖｆを持つＬＥＤのカソードが接続された端子電圧がエラーアンプ１４に設定した基準電圧Ｖｒｅｆとなるように、電源電圧ＶCCの値を調整して駆動電圧ＶＤＲＶとして出力される。
これにより、複数のＬＥＤ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ＬＥＤ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。
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、ＬＥＤ駆動装置４７の詳細な動作については省略する。
【０１１８】
本第５の実施形態に係る携帯装置４０によれば、照明用ＬＥＤ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。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明に係るＬＥＤ（発光素子）駆動装置の第１の実施形態の基本構成を示す図である。
【図２】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】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】本発明に係るＬＥＤ（発光素子）駆動装置の第２の実施形態の要部構成を示す回路図である。
【図５】本発明に係るＬＥＤ（発光素子）駆動装置の第３の実施形態の基本構成を示す図である。
【図６】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】本発明に係るＬＥＤ（発光素子）駆動装置の第４の実施形態の要部構成を示す回路図である。
【図８】本発明に係るＬＥＤ（発光素子）駆動装置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。
【符号の説明】
【０１２０】
１０、１０Ａ〜１０Ｃ…ＬＥＤ（発光素子）駆動回路、１１…シリアルパラレル変換回路（Ｓ／Ｐ）、１２−１〜１２−ｎ…電流設定回路（ＣＳＣ）、１３−１〜１３−ｎ…電流駆動回路（ＣＤＲＶ）、１３１…ＮＭＯＳトランジスタ、１３２…センス抵抗素子、１３３…電流検出アンプ、１３４…電流制御アンプ、１４…エラーアンプ（ＥＡＭＰ）、１５…昇圧電源（ＢＳＴ）、１５１…比較器、１５２…発振器、１５３…プリドライバ、１５４…ＰＭＯＳトランジスタ、１５５，１５６…ＮＭＯＳトランジスタ、１６…インバータ、１７…２入力アンドゲート、１８…第２のエラーアンプ、１９…スイッチ回路、１０１…昇降圧電源、１０２…エラーアンプ、１０３…降圧電源（ＤＰＳ）、１０１１…降圧電源駆動回路、１０１２…電源スルー回路駆動回路、１０１３…昇圧電源駆動回路、１０１４…降圧電源（ＤＰＳ）、１０１５…電源スルー回路（ＰＴＲ）、１０１６…昇圧電源（ＢＳＴ）、２０−１〜２０−ｎ…ＬＥＤ、３０…電源電圧源（ＰＳＶ）、４０…携帯装置、４１…ＣＰＵ、４２…第１画像表示装置、４３…第２画像表示装置、４４…入力装置、４５…着信表示部、４６…同期信号供給回路、４７…ＬＥＤ駆動装置。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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