(57)【要約】【課題】負荷を同じ状態で制御し続けようとする場合に、負荷の制御に偏りが生じにくくすること。【解決手段】負荷駆動回路１０は、変換回路２と、出力回路４と、調整回路５と、を備える。変換回路２は、３パターンの入力電位Ｖｉｎをとり得る１つの入力点１０１の入力電位Ｖｉｎを、中間出力値に変換する。出力回路４は、中間出力値に応じて、負荷１への電力供給を行う。変換回路２は、入力電位Ｖｉｎと基準電位Ｖｒｅｆとの大小関係に応じて、中間出力値を変化させる。調整回路５は、中間出力値の偏りを緩和するように、中間出力値に応じて基準電位Ｖｒｅｆを調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３パターンの入力電位をとり得る１つの入力点の入力電位を、中間出力値に変換する変換回路と、
前記中間出力値に応じて、負荷への電力供給を行う出力回路と、
調整回路と、を備え、
前記変換回路は、前記入力電位と基準電位との大小関係に応じて、前記中間出力値を変化させ、
前記調整回路は、前記中間出力値の偏りを緩和するように、前記中間出力値に応じて前記基準電位を調整する、
負荷駆動回路。
【請求項２】
前記調整回路は、前記変換回路により充電又は放電されて、充電電圧により前記基準電位を決定する容量素子を含む、
請求項１記載の負荷駆動回路。
【請求項３】
前記容量素子は、２つであり、
前記２つの容量素子は、前記変換回路に並列に接続される直列回路であって、
前記基準電位は、前記２つの容量素子の接続点の電位である、
請求項２記載の負荷駆動回路。
【請求項４】
前記出力回路は、前記中間出力値に応じて、前記負荷に第１向きの電流を流す第１モードと、前記負荷に前記第１向きとは反対の第２向きの電流を流す第２モードと、前記負荷に電流を流さない第３モードと、を切り替える、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の負荷駆動回路。
【請求項５】
前記変換回路は、
前記入力電位が前記基準電位より大きければ、前記出力回路を第１モードとし、
前記入力電位が前記基準電位より小さければ、前記出力回路を第２モードとし、
前記入力電位が前記基準電位と等しければ、前記出力回路を第３モードとするように、前記中間出力値を変化させる、
請求項４に記載の負荷駆動回路。
【請求項６】
前記出力回路は、１つの電源に電気的に接続されたスイッチ素子を有しており、
前記第１モードにおいて、前記１つの電源から前記負荷に前記第１向きの電流が流れる状態と、
前記第２モードにおいて、前記１つの電源から前記負荷に前記第２向きの電流が流れる状態と、を前記スイッチ素子のオン／オフにより切り替える、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の負荷駆動回路。
【請求項７】
前記出力回路は、前記スイッチ素子を４つ有しており、
前記４つのスイッチ素子は、前記負荷に電気的に接続されるフルブリッジ回路を構成している、
請求項６記載の負荷駆動回路。
【請求項８】
前記変換回路は、前記入力電位のパルス幅変調を行うＰＷＭ回路を有する、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の負荷駆動回路。
【請求項９】
前記変換回路は、第１カレントミラー回路と、第２カレントミラー回路と、を有し、
前記入力電位と前記基準電位との大小関係に応じて、前記第１カレントミラー回路及び前記第２カレントミラー回路の少なくとも一方を駆動し、前記中間出力値を変化させる、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の負荷駆動回路。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の負荷駆動回路と、
前記負荷としてのペルチェ素子と、を備える、
ペルチェ素子システム。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の負荷駆動回路と、
前記負荷としてのペルチェ素子と、
温感の付与対象に取り付けられて、前記負荷駆動回路及び前記ペルチェ素子を保持する保持体と、を備える、
温感付与装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に負荷駆動回路、ペルチェ素子システム、及び温感付与装置に関する。より詳細には、本開示は、制御信号に応じて負荷を駆動する負荷駆動回路、ペルチェ素子システム、及び温感付与装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、レーザダイオードの温度調節装置を開示している。この温度調節装置は、レーザダイオードが搭載される伝熱部材と、伝熱部材との間で熱の移動が可能なように設けられた第１及び第２ペルチェ素子と、入力電圧に応じて第１ペルチェ素子及び第２ペルチェ素子に流れる電流を調節する駆動回路と、を備える。
【０００３】
この温度調節装置では、入力電圧が（１／２）Ｖｃｃよりも大きくなると、第１ペルチェ素子に電流が流れ、入力電圧が（１／２）Ｖｃｃよりも小さくなると、第２ペルチェ素子に電流が流れる。また、この温度調節装置では、入力電圧が（１／２）Ｖｃｃに等しい場合、第１ペルチェ素子及び第２ペルチェ素子のどちらにも電流は流れない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４４０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の温度調節装置（負荷駆動回路）では、例えば、入力電圧を（１／２）Ｖｃｃよりも大きくする（又は小さくする）制御をし続けると、第１ペルチェ素子（又は第２ペルチェ素子）に電流が流れ続ける状態となる。つまり、特許文献１に記載の温度調節装置では、負荷を同じ状態で制御し続けようとすると、負荷の制御に偏りが生じる可能性がある、という問題があった。
【０００６】
本開示は、負荷を同じ状態で制御し続けようとする場合に、負荷の制御に偏りが生じにくい負荷駆動回路、ペルチェ素子システム、及び温感付与装置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】
【０００７】
本開示の一態様に係る負荷駆動回路は、変換回路と、出力回路と、調整回路と、を備える。前記変換回路は、３パターンの入力電位をとり得る１つの入力点の入力電位を、中間出力値に変換する。前記出力回路は、前記中間出力値に応じて、負荷への電力供給を行う。前記変換回路は、前記入力電位と基準電位との大小関係に応じて、前記中間出力値を変化させる。前記調整回路は、前記中間出力値の偏りを緩和するように、前記中間出力値に応じて前記基準電位を調整する。
【０００８】
本開示の一態様に係るペルチェ素子システムは、上記の負荷駆動回路と、前記負荷としてのペルチェ素子と、を備える。
【０００９】
本開示の一態様に係る温感付与装置は、上記の負荷駆動回路と、前記負荷としてのペルチェ素子と、保持体と、を備える。前記保持体は、温感の付与対象に取り付けられて、前記負荷駆動回路及び前記ペルチェ素子を保持する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示は、負荷を同じ状態で制御し続けようとする場合に、負荷の制御に偏りが生じにくい、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本開示の一実施形態に係る負荷駆動回路及びペルチェ素子システムを示す概略回路図である。
【図２】図２は、本開示の一実施形態に係る温感付与装置の概略図である。
【図３】図３は、同上のペルチェ素子システムにおいて、出力回路が第１モードで動作する場合の概略回路図である。
【図４】図４は、同上のペルチェ素子システムにおいて、出力回路が第２モードで動作する場合の概略回路図である。
【図５】図５は、同上のペルチェ素子システムにおける、入力電位と基準電位との相関を示す波形図である。
【図６】図６は、比較例のペルチェ素子システムにおける、入力電位と基準電位との相関を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（１）概要
本実施形態の負荷駆動回路１０は、図１に示すように、負荷１に電流を供給することにより、負荷１を駆動するための回路である。本実施形態では、負荷駆動回路１０により駆動される負荷１は、ペルチェ素子１である。以下では、とくに断りのない限り、「負荷」を「ペルチェ素子」という。ペルチェ素子１は、例えば板状であって、対向する２面（第１面及び第２面）を有している。本実施形態では、ペルチェ素子１に第１向きの電流が流れると（図３の矢印Ｉ１参照）、第１面が吸熱面、第２面が発熱面となる。また、本実施形態では、ペルチェ素子１に第１向きとは反対の第２向きの電流が流れると（図４の矢印Ｉ２参照）、第１面が発熱面、第２面が吸熱面となる。以下の説明では、ペルチェ素子１に第１向きの電流が流れる状態を第１状態、ペルチェ素子１に第２向きの電流が流れる状態を第２状態、ペルチェ素子１に電流が流れない状態を第３状態、という。
【００１３】
負荷駆動回路１０は、図１に示すように、変換回路２と、出力回路４と、調整回路５と、を備えている。変換回路２は、３パターンの入力電位Ｖｉｎをとり得る１つの入力点１０１の入力電位Ｖｉｎを、中間出力値（ここでは、電流値）に変換する。本実施形態では、中間出力値は、２つの出力点１０２，１０３の出力値である。本開示でいう「３パターンの入力電位Ｖｉｎ」とは、基準電位Ｖｒｅｆよりも大きい入力電位Ｖｉｎ、基準電位Ｖｒｅｆよりも小さい入力電位Ｖｉｎ、及び基準電位Ｖｒｅｆに等しい入力電位Ｖｉｎである。ただし、本開示でいう「等しい」は、完全に一致する場合だけでなく、数〔％〕程度の誤差を含んでいてもよい。
【００１４】
なお、基準電位Ｖｒｅｆと入力電位Ｖｉｎとが実質的に等しいという状態は、入力点１０１に流れる電流がゼロ、又は微弱な状態でもある。そのため、この状態は、入力電位Ｖｉｎ相当の電圧源が入力点１０１に電気的に接続されていない状態、又は入力点１０１に電気的に接続された電圧源が電圧源として機能していない状態（つまり、ハイインピーダンス状態）を含む。
【００１５】
出力回路４は、中間出力値に応じて、ペルチェ素子（負荷）１への電力供給を行う。変換回路２は、入力電位Ｖｉｎと基準電位Ｖｒｅｆとの大小関係に応じて、中間出力値（ここでは、２つの出力点１０２，１０３の出力値）を変化させる。出力回路４は、中間出力値に応じて、ペルチェ素子１に第１向きの電流を流す第１モードと、ペルチェ素子１に第２向きの電流を流す第２モードと、ペルチェ素子１に電流を流さない第３モードと、を切り替える。
【００１６】
調整回路５は、中間出力値の偏りを緩和するように、中間出力値に応じて基準電位Ｖｒｅｆを調整する。本開示でいう「中間出力値の偏り」とは、中間出力値がペルチェ素子（負荷）１に電力を供給するときの出力値として複数の出力値をとり得る場合に、任意の一定期間において、中間出力値が一の出力値となる特定期間が、所定の割合以上を占めることをいう。本実施形態では、上記の複数の出力値は、出力回路４が第１モードとなる場合の出力値と、出力回路４が第２モードとなる場合の出力値の２つである。また、所定の割合は、一例として、５０％よりも大きな割合である。また、本開示でいう「中間出力値の偏りを緩和する」とは、上記の一定期間における特定期間の占める割合を減じて、所定の割合以下にすることをいう。
【００１７】
例えば、中間出力値が所定値をとり続けている、と仮定する。ここでいう「所定値」は、一例として、入力電圧Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆよりも大きく、ペルチェ素子１に第１向きの電流を流しているときの中間出力値である。この場合、調整回路５は、所定値に応じて基準電位Ｖｒｅｆを調整する（ここでは、基準電位Ｖｒｅｆを大きくする）ことにより、入力電圧Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆを上回りにくくする。つまり、調整回路５は、ペルチェ素子１に電力を供給する場合の中間出力値が同じ値（所定値）をとり続けにくくするように、基準電位Ｖｒｅｆを調整する。これにより、調整回路５は、任意の一定期間における特定期間の占める割合を減じる（つまり、中間出力値の偏りを緩和する）ことが可能である。
【００１８】
上述のように、本実施形態では、負荷駆動回路１０は、調整回路５により中間出力値の偏りを緩和している。言い換えれば、負荷駆動回路１０は、調整回路５により、ペルチェ素子（負荷）１が同じ状態で制御され続けにくくしている。このため、本実施形態では、ペルチェ素子１を同じ状態で制御し続けようとする場合に、ペルチェ素子１の制御に偏りが生じにくい、という利点がある。
【００１９】
（２）構成
以下、本実施形態の負荷駆動回路１０、負荷駆動回路１０を用いたペルチェ素子システム１００、及び負荷駆動回路１０を用いた温感付与装置２００について詳細に説明する。以下の説明において、「制御端子」等の「端子」は、電線を接続するための部品（端子）でなくてもよく、例えば、電子部品のリード、又は回路基板に含まれる導体の一部であってもよい。また、以下の説明では、とくに断りのない限り、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ１８のベース−エミッタ間の電圧の大きさは無視する。
【００２０】
（２．１）負荷駆動回路、及びペルチェ素子システム
まず、本実施形態の負荷駆動回路１０、及びペルチェ素子システム１００について図１を用いて詳細に説明する。ペルチェ素子システム１００は、負荷駆動回路１０と、負荷１としてのペルチェ素子１と、を備えている。負荷駆動回路１０は、変換回路２と、出力回路４と、調整回路５と、を備えている。負荷駆動回路１０は、制御端子（入力点）１０１と、２つの出力端子（出力点）１０２，１０３と、電源端子１０４と、グランド端子１０５と、を有している。また、負荷駆動回路１０は、第１出力端子１１及び第２出力端子１２を有している。
【００２１】
制御端子１０１には、負荷駆動回路１０の外部の回路から制御信号（電圧信号）が入力される。本実施形態では、制御信号はアナログ信号であるが、ディジタル信号であってもよい。電源端子１０４は、１つの電源としての直流電源の高電位に電気的に接続されている。グランド端子１０５は、上記の直流電源の低電位に電気的に接続されている。したがって、電源端子１０４とグランド端子１０５との間には、上記の直流電源の出力電圧（以下、「電源電圧」ともいう）Ｖ１が印加されている。第１出力端子１１と第２出力端子１２との間には、負荷１としてペルチェ素子１が電気的に接続されている。
【００２２】
変換回路２は、ＰＷＭ回路２０と、第１カレントミラー回路２１と、第２カレントミラー回路２２と、第１差動増幅回路２３と、第２差動増幅回路２４と、第１伝達回路３１と、第２伝達回路３２と、を有している。変換回路２は、制御端子１０１の電位（以下、「入力電位」という）Ｖｉｎと、後述する基準電位点１０６の電位（以下、「基準電位」という）Ｖｒｅｆとの大小関係に応じて、２つの出力点１０２，１０３の出力値（中間出力値）を変化させる。具体的には、変換回路２は、入力電位Ｖｉｎと基準電位Ｖｒｅｆとの大小関係に応じて、第１カレントミラー回路２１及び第２カレントミラー回路２２をそれぞれ駆動又は停止し、中間出力値を変化させる。
【００２３】
ＰＷＭ回路２０は、入力電位Ｖｉｎのパルス幅変調（Pulse Width Modulation：PWM）を行う回路である。具体的には、ＰＷＭ回路２０は、パルス幅変調を行うために用いられる基準波Ｗ１として、のこぎり波を生成する（図５参照）。そして、ＰＷＭ回路２０は、生成した基準波Ｗ１を、抵抗器Ｒ２を介して、第１差動増幅回路２３の第６スイッチ素子Ｑ６のベースと、第２差動増幅回路２４の第８スイッチ素子Ｑ８のベースと、にそれぞれ入力する。本実施形態では、基準波Ｗ１の周波数は、例えば数十ｋＨｚである。なお、基準波Ｗ１の周波数は、可聴周波数よりも大きいのが好ましい。また、本実施形態では、基準波Ｗ１の中心値が電源電圧Ｖ１の半分の電圧であり、基準波Ｗ１の振幅が入力電位Ｖｉｎの最大値の半分の電圧値である。
【００２４】
第１カレントミラー回路２１は、第１スイッチ素子Ｑ１と、第２スイッチ素子Ｑ２と、を含んでいる。第１スイッチ素子Ｑ１及び第２スイッチ素子Ｑ２は、いずれＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。第１スイッチ素子Ｑ１のベース及び第２スイッチ素子Ｑ２のベースは、いずれも第１差動増幅回路２３の第５スイッチ素子Ｑ５のコレクタに電気的に接続され、かつ、第１スイッチ素子Ｑ１のコレクタに電気的に接続されている。第１スイッチ素子Ｑ１のエミッタ及び第２スイッチ素子Ｑ２のエミッタは、いずれも電源端子１０４に電気的に接続されている。第２スイッチ素子Ｑ２のコレクタは、第９スイッチ素子Ｑ９のベースに電気的に接続されている。
【００２５】
第９スイッチ素子Ｑ９は、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。第９スイッチ素子Ｑ９のコレクタは、抵抗器Ｒ５を介して変換回路２の出力点１０２に電気的に接続されている。第９スイッチ素子Ｑ９のエミッタは、後述する基準電位点１０６に電気的に接続されている。
【００２６】
第１カレントミラー回路２１では、第１差動増幅回路２３が駆動する場合、第１スイッチ素子Ｑ１及び第２スイッチ素子Ｑ２がオンする。つまり、第１カレントミラー回路２１は、第１差動増幅回路２３が駆動する場合に駆動し、第１スイッチ素子Ｑ１及び第２スイッチ素子Ｑ２の各々にコレクタ電流を流す。一方、第１カレントミラー回路２１では、第１差動増幅回路２３が停止している場合、第１スイッチ素子Ｑ１及び第２スイッチ素子Ｑ２がオフする。つまり、第１カレントミラー回路２１は、第１差動増幅回路２３が停止している場合、停止する。
【００２７】
第１カレントミラー回路２１が駆動すると、第２スイッチ素子Ｑ２にコレクタ電流が流れることにより、第９スイッチ素子Ｑ９がオンする。すると、第９スイッチ素子Ｑ９にコレクタ電流が流れることにより、変換回路２の出力点１０２に電流が流れる。一方、第１カレントミラー回路２１が停止すると、第９スイッチ素子Ｑ９がオフするため、変換回路２の出力点１０２には電流が流れない。このように、変換回路２の出力点１０２の出力値は、第１カレントミラー回路２１が駆動する場合と停止する場合との２値をとり得る。
【００２８】
第２カレントミラー回路２２は、第３スイッチ素子Ｑ３と、第４スイッチ素子Ｑ４と、を含んでいる。第３スイッチ素子Ｑ３及び第４スイッチ素子Ｑ４は、いずれもＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。第３スイッチ素子Ｑ３のベース及び第４スイッチ素子Ｑ４のベースは、いずれも第２差動増幅回路２４の第７スイッチ素子Ｑ７のコレクタに電気的に接続され、かつ、第３スイッチ素子Ｑ３のコレクタに電気的に接続されている。第３スイッチ素子Ｑ３のエミッタ及び第４スイッチ素子Ｑ４のエミッタは、いずれもグランド端子１０５に電気的に接続されている。第４スイッチ素子Ｑ４のコレクタは、第１０スイッチ素子Ｑ１０のベースに電気的に接続されている。
【００２９】
第１０スイッチ素子Ｑ１０は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。第１０スイッチ素子Ｑ１０のコレクタは、抵抗器Ｒ６を介して変換回路２の出力点１０３に電気的に接続されている。本実施形態では、抵抗器Ｒ６の抵抗値と、抵抗器Ｒ５の抵抗値とは、等しい。第１０スイッチ素子Ｑ１０のエミッタは、基準電位点１０６に電気的に接続されている。
【００３０】
第２カレントミラー回路２２では、第２差動増幅回路２４が駆動する場合、第３スイッチ素子Ｑ３及び第４スイッチ素子Ｑ４がオンする。つまり、第２カレントミラー回路２２は、第２差動増幅回路２４が駆動する場合に駆動し、第３スイッチ素子Ｑ３及び第４スイッチ素子Ｑ４の各々にコレクタ電流を流す。一方、第２カレントミラー回路２２では、第２差動増幅回路２４が停止している場合、第３スイッチ素子Ｑ３及び第４スイッチ素子Ｑ４がオフする。つまり、第２カレントミラー回路２２は、第２差動増幅回路２４が停止している場合、停止する。
【００３１】
第２カレントミラー回路２２が駆動すると、第４スイッチ素子Ｑ４にコレクタ電流が流れることにより、第１０スイッチ素子Ｑ１０がオンする。すると、第１０スイッチ素子Ｑ１０にコレクタ電流が流れることにより、変換回路２の出力点１０３に電流が流れる。一方、第２カレントミラー回路２２が停止すると、第１０スイッチ素子Ｑ１０がオフするため、変換回路２の出力点１０３には電流が流れない。このように、変換回路２の出力点１０３の出力値は、第２カレントミラー回路２２が駆動する場合と停止する場合との２値をとり得る。
【００３２】
第１差動増幅回路２３は、第５スイッチ素子Ｑ５と、第６スイッチ素子Ｑ６と、を含んでいる。第５スイッチ素子Ｑ５及び第６スイッチ素子Ｑ６は、いずれもＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。第５スイッチ素子Ｑ５のベースは、抵抗器Ｒ１を介して制御端子１０１に電気的に接続されている。第５スイッチ素子Ｑ５のエミッタ及び第６スイッチ素子Ｑ６のエミッタは、いずれも抵抗器Ｒ７を介して基準電位点１０６に電気的に接続されている。
【００３３】
第１差動増幅回路２３では、基準波Ｗ１の電圧が基準電位Ｖｒｅｆよりも大きく、かつ、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆ及び基準波Ｗ１の電圧よりも大きい場合、第５スイッチ素子Ｑ５及び第６スイッチ素子Ｑ６がオンする。つまり、第１差動増幅回路２３は、上記の場合に駆動し、第５スイッチ素子Ｑ５及び第６スイッチ素子Ｑ６にコレクタ電流を流す。一方、第１差動増幅回路２３では、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆよりも大きい場合でも、基準波Ｗ１の電圧が基準電位Ｖｒｅｆ以下、及び入力電位Ｖｉｎが基準波Ｗ１の電圧以下のいずれかの場合、第５スイッチ素子Ｑ５及び第６スイッチ素子Ｑ６がオフする。つまり、第１差動増幅回路２３は、上記の場合、停止する。
【００３４】
第２差動増幅回路２４は、第７スイッチ素子Ｑ７と、第８スイッチ素子Ｑ８と、を含んでいる。第７スイッチ素子Ｑ７及び第８スイッチ素子Ｑ８は、いずれもＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。第７スイッチ素子Ｑ７のベースは、抵抗器Ｒ１を介して制御端子１０１に電気的に接続されている。第７スイッチ素子Ｑ７のエミッタ及び第８スイッチ素子Ｑ８のエミッタは、いずれも抵抗器Ｒ８を介して基準電位点１０６に電気的に接続されている。本実施形態では、抵抗器Ｒ８の抵抗値と、抵抗器Ｒ７の抵抗値とは、等しい。
【００３５】
第２差動増幅回路２４では、基準波Ｗ１の電圧が基準電位Ｖｒｅｆよりも小さく、かつ、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆ及び基準波Ｗ１の電圧よりも小さい場合、第７スイッチ素子Ｑ７及び第８スイッチ素子Ｑ８がオンする。つまり、第２差動増幅回路２４は、上記の場合に駆動し、第７スイッチ素子Ｑ７及び第８スイッチ素子Ｑ８にコレクタ電流を流す。一方、第２差動増幅回路２４は、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆよりも小さい場合でも、基準波Ｗ１の電圧が基準電位Ｖｒｅｆ以上、及び入力電位Ｖｉｎが基準波Ｗ１の電圧以上のいずれかの場合、第７スイッチ素子Ｑ７及び第８スイッチ素子Ｑ８がオフする。つまり、第２差動増幅回路２４は、上記の場合、停止する。
【００３６】
第１伝達回路３１は、第１１スイッチ素子Ｑ１１と、第１２スイッチ素子Ｑ１２と、を含んでいる。第１１スイッチ素子Ｑ１１は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。第１２スイッチ素子Ｑ１２は、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。第１１スイッチ素子Ｑ１１のベースは、変換回路２の出力点１０２に電気的に接続されている。第１１スイッチ素子Ｑ１１のエミッタは、電源端子１０４に電気的に接続されている。第１１スイッチ素子Ｑ１１のコレクタは、第１２スイッチ素子Ｑ１２のベースに電気的に接続されている。第１２スイッチ素子Ｑ１２のコレクタは、後述する出力回路４の第１５スイッチ素子Ｑ１５のベースに電気的に接続されている。第１２スイッチ素子Ｑ１２のエミッタは、後述する出力回路４の第１６スイッチ素子Ｑ１６のベースに電気的に接続されている。
【００３７】
第１伝達回路３１では、変換回路２の出力点１０２に電流が流れている場合、第１１スイッチ素子Ｑ１１及び第１２スイッチ素子Ｑ１２がオンする。つまり、第１伝達回路３１は、基準波Ｗ１の電圧が基準電位Ｖｒｅｆよりも大きく、かつ、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆ及び基準波Ｗ１の電圧よりも大きい場合に駆動し、第１１スイッチ素子Ｑ１１及び第１２スイッチ素子Ｑ１２の各々にコレクタ電流を流す。これにより、第１伝達回路３１は、後述する出力回路４の第１５スイッチ素子Ｑ１５及び第１６スイッチ素子Ｑ１６をオンさせる。つまり、第１伝達回路３１は、変換回路２の出力点１０２に流れる電流を、出力回路４の第１モード用スイッチ素子を駆動する駆動電流に増幅して第１モード用スイッチ素子へ伝達する。本実施形態では、変換回路２の出力点１０２に流れる電流は、第９スイッチ素子Ｑ９のコレクタ電流である。また、本実施形態では、第１モード用スイッチ素子は、出力回路４の第１モードにて駆動するスイッチ素子であり、第１５スイッチ素子Ｑ１５及び第１６スイッチ素子Ｑ１６である。
【００３８】
第２伝達回路３２は、第１３スイッチ素子Ｑ１３と、第１４スイッチ素子Ｑ１４と、を含んでいる。第１３スイッチ素子Ｑ１３は、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。第１４スイッチ素子Ｑ１４は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。第１３スイッチ素子Ｑ１３のベースは、変換回路２の出力点１０３に電気的に接続されている。第１３スイッチ素子Ｑ１３のエミッタは、グランド端子１０５に電気的に接続されている。第１３スイッチ素子Ｑ１３のコレクタは、第１４スイッチ素子Ｑ１４のベースに電気的に接続されている。第１４スイッチ素子Ｑ１４のコレクタは、後述する出力回路４の第１８スイッチ素子Ｑ１８のベースに電気的に接続されている。第１４スイッチ素子Ｑ１４のエミッタは、後述する出力回路４の第１７スイッチ素子Ｑ１７のベースに電気的に接続されている。
【００３９】
第２伝達回路３２では、変換回路２の出力点１０３に電流が流れている場合、第１３スイッチ素子Ｑ１３及び第１４スイッチ素子Ｑ１４がオンする。つまり、第２伝達回路３２は、基準波Ｗ１の電圧が基準電位Ｖｒｅｆよりも小さく、かつ、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆ及び基準波Ｗ１の電圧よりも小さい場合に駆動し、第１３スイッチ素子Ｑ１３及び第１４スイッチ素子Ｑ１４の各々にコレクタ電流を流す。これにより、第２伝達回路３２は、後述する出力回路４の第１７スイッチ素子Ｑ１７及び第１８スイッチ素子Ｑ１８をオンさせる。つまり、第２伝達回路３２は、変換回路２の出力点１０３に流れる電流を、出力回路４の第２モード用スイッチ素子を駆動する駆動電流に増幅して第２モード用スイッチ素子へ伝達する。本実施形態では、変換回路２の出力点１０３に流れる電流は、第１０スイッチ素子Ｑ１０のコレクタ電流である。また、本実施形態では、第２モード用スイッチ素子は、出力回路４の第２モードにて駆動するスイッチ素子であり、第１７スイッチ素子Ｑ１７及び第１８スイッチ素子Ｑ１８である。
【００４０】
出力回路４は、１つの電源（直流電源）に電気的に接続されたスイッチ素子（第１５スイッチ素子Ｑ１５、第１６スイッチ素子Ｑ１６、第１７スイッチ素子Ｑ１７、及び第１８スイッチ素子Ｑ１８）を有している。具体的には、出力回路４は、スイッチ素子Ｑ１５〜Ｑ１８を４つ有しており、４つのスイッチ素子Ｑ１５〜Ｑ１８は、ペルチェ素子（負荷）１に電気的に接続されるフルブリッジ回路を構成している。
【００４１】
第１５スイッチ素子Ｑ１５及び第１７スイッチ素子Ｑ１７は、いずれもＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。第１６スイッチ素子Ｑ１６及び第１８スイッチ素子Ｑ１８は、いずれもＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。
【００４２】
第１５スイッチ素子Ｑ１５のベースは、第１伝達回路３１の第１２スイッチ素子Ｑ１２のコレクタに電気的に接続されている。第１５スイッチ素子Ｑ１５のエミッタは、電源端子１０４に電気的に接続されている。第１５スイッチ素子Ｑ１５のコレクタは、第１８スイッチ素子Ｑ１８のコレクタに電気的に接続され、かつ、第１出力端子１１に電気的に接続されている。第１６スイッチ素子Ｑ１６のベースは、第１伝達回路３１の第１２スイッチ素子Ｑ１２のエミッタに電気的に接続されている。第１６スイッチ素子Ｑ１６のエミッタは、グランド端子１０５に電気的に接続されている。第１６スイッチ素子Ｑ１６のコレクタは、第１７スイッチ素子Ｑ１７のコレクタに電気的に接続され、かつ、第２出力端子１２に電気的に接続されている。
【００４３】
第１７スイッチ素子Ｑ１７のベースは、第２伝達回路３２の第１４スイッチ素子Ｑ１４のエミッタに電気的に接続されている。第１７スイッチ素子Ｑ１７のエミッタは、電源端子１０４に電気的に接続されている。第１８スイッチ素子Ｑ１８のベースは、第２伝達回路３２の第１４スイッチ素子Ｑ１４のコレクタに電気的に接続されている。第１８スイッチ素子Ｑ１８のエミッタは、グランド端子１０５に電気的に接続されている。
【００４４】
出力回路４では、第１伝達回路３１の第１２スイッチ素子Ｑ１２にコレクタ電流が流れている場合、第１５スイッチ素子Ｑ１５及び第１６スイッチ素子Ｑ１６がオンする。この場合、電源端子１０４、第１５スイッチ素子Ｑ１５、第１出力端子１１、ペルチェ素子１、第２出力端子１２、第１６スイッチ素子Ｑ１６、及びグランド端子１０５の順に電流が流れる電路が形成される。つまり、出力回路４は、基準波Ｗ１の電圧が基準電位Ｖｒｅｆよりも大きく、かつ、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆ及び基準波Ｗ１の電圧よりも大きい場合、ペルチェ素子１に第１向きで電流を流す。
【００４５】
また、出力回路４では、第２伝達回路３２の第１４スイッチ素子Ｑ１４にコレクタ電流が流れている場合、第１７スイッチ素子Ｑ１７及び第１８スイッチ素子Ｑ１８がオンする。この場合、電源端子１０４、第１７スイッチ素子Ｑ１７、第２出力端子１２、ペルチェ素子１、第１出力端子１１、第１８スイッチ素子Ｑ１８、及びグランド端子１０５の順に電流が流れる電路が形成される。つまり、出力回路４は、基準波Ｗ１の電圧が基準電位Ｖｒｅｆよりも小さく、かつ、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆ及び基準波Ｗ１の電圧よりも小さい場合、ペルチェ素子１に第１向きとは反対の第２向きで電流を流す。
【００４６】
つまり、出力回路４は、以下の２つの状態をスイッチ素子Ｑ１５〜Ｑ１８のオン／オフにより切り替える。２つの状態のうちの一方の状態は、第１モードにおいて１つの電源（直流電源）からペルチェ素子（負荷）１に第１向きの電流が流れる状態である。２つの状態のうちの他方の状態は、第２モードにおいて１つの電源からペルチェ素子１に第２向きの電流が流れる状態である。
【００４７】
調整回路５は、２つの抵抗器Ｒ３，Ｒ４と、容量素子である２つのコンデンサＣ１，Ｃ２と、を含んでいる。本実施形態では、抵抗器Ｒ３の抵抗値と、抵抗器Ｒ４の抵抗値とは、等しい。また、本実施形態では、コンデンサＣ１の容量値と、コンデンサＣ２の容量値とは、等しい。
【００４８】
２つの抵抗器Ｒ３，Ｒ４は、電源端子１０４とグランド端子１０５との間で直列に接続されている。２つのコンデンサＣ１，Ｃ２は、電源端子１０４とグランド端子１０５との間で直列に接続されている。言い換えれば、２つのコンデンサＣ１，Ｃ２は、変換回路２に並列に接続される直列回路である。また、２つの抵抗器Ｒ３，Ｒ４の直列回路と、２つのコンデンサＣ１，Ｃ２の直列回路とは、並列に接続されている。２つのコンデンサＣ１，Ｃ２の接続点は、基準電位点１０６である。基準電位点１０６の電位（つまり、基準電位）Ｖｒｅｆは、電源電圧Ｖ１を、２つのコンデンサＣ１，Ｃ２で分圧した電圧に相当する。本実施形態では、負荷駆動回路１０に電源が投入された時点、つまり、２つのコンデンサＣ１，Ｃ２が充電されていない時点では、基準電位Ｖｒｅｆは、電源電圧Ｖ１の半分の電圧に相当する。
【００４９】
調整回路５では、第１カレントミラー回路２１が駆動している場合、第９スイッチ素子Ｑ９のエミッタ電流、及び抵抗器Ｒ７を介して第１差動増幅回路２３から流れる電流がコンデンサＣ１に流れることにより、コンデンサＣ１が充電される。つまり、調整回路５では、基準波Ｗ１の電圧が基準電位Ｖｒｅｆよりも大きく、かつ、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆ及び基準波Ｗ１の電圧よりも大きい場合、変換回路２の出力電流に概ね比例した大きさの電流がコンデンサＣ１に流れることにより、コンデンサＣ１が充電される。これにより、コンデンサＣ１の充電電圧（つまり、基準電位Ｖｒｅｆ）は、抵抗器Ｒ３，Ｒ４による分圧比によって決定される。また、コンデンサＣ１の充電電圧は、コンデンサＣ１，Ｃ２の容量値及び抵抗器Ｒ３，Ｒ４の抵抗値で定まる時定数と、変換回路２の出力点１０２からの出力電流に概ね比例した大きさの電流とに応じて、上昇する。
【００５０】
一方、調整回路５では、第２カレントミラー回路２２が駆動している場合（つまり、基準波Ｗ１の電圧が基準電位Ｖｒｅｆよりも小さく、かつ、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆ及び基準波Ｗ１の電圧よりも小さい場合）、コンデンサＣ１が放電する。これにより、コンデンサＣ１の放電電圧（つまり、基準電位Ｖｒｅｆ）は、抵抗器Ｒ３，Ｒ４の抵抗値及びコンデンサＣ１，Ｃ２の容量値で定まる時定数と、変換回路２の出力点１０３からの出力電流に概ね比例した大きさの電流とに応じて、下降する。なお、基準電位Ｖｒｅｆの下限値は、電源電圧Ｖ１の半分の電圧である。このように、調整回路５において、コンデンサＣ１は、変換回路２により充電又は放電されて、充電電圧により基準電位Ｖｒｅｆを決定する。言い換えれば、調整回路５は、コンデンサＣ１，Ｃ２を用いた積分回路を含んでいる。そして、調整回路５では、積分回路により変換回路２の出力電流が積分され、その結果がコンデンサＣ１の充電電圧（つまり、基準電位Ｖｒｅｆ）に反映されている。
【００５１】
上述のように、調整回路５では、第１カレントミラー回路２１が駆動している場合（入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆよりも大きく、変換回路２の出力点１０２に電流が流れ続けている場合）、基準電位Ｖｒｅｆが上昇し続ける。また、調整回路５では、第２カレントミラー回路２２が駆動している場合（入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆよりも小さく、変換回路２の出力点１０３に電流が流れ続けている場合）、基準電位Ｖｒｅｆが電源電圧Ｖ１の半分の値まで下降し続ける。つまり、調整回路５は、中間出力値（変換回路２の出力点１０２，１０３の出力値）の偏りを緩和するように、中間出力値に応じて、基準電位Ｖｒｅｆを調整する。
【００５２】
（２．２）温感付与装置
次に、本実施形態の温感付与装置２００について図２を用いて詳細に説明する。温感付与装置２００は、図２に示すように、負荷駆動回路１０と、ペルチェ素子１と、保持体６と、を備えている。保持体６は、例えば環状であって、温感の付与対象（ここでは、人）の一部（ここでは、腕又は手首）に取り付けられて、負荷駆動回路１０及びペルチェ素子１を保持する。
【００５３】
温感付与装置２００が温感の付与対象に取り付けられた状態において、ペルチェ素子１の第１面は、温感の付与対象に向けられる。したがって、ペルチェ素子１が第１状態にあれば、ペルチェ素子１の第１面が吸熱面となることで、温感の付与対象のうちの第１面との対向部分が冷却される。これにより、温感の付与対象に対して「冷たい」という感覚を付与することができる。一方、ペルチェ素子１が第２状態にあれば、ペルチェ素子１の第１面が発熱面となることで、温感の付与対象のうちの第１面との対向部分が加熱される。これにより、温感の付与対象に対して「熱い」という感覚を付与することができる。
【００５４】
温感付与装置２００は、例えばＶＲ（Virtual Reality）システムの一構成要素として用いられる。一例として、ＶＲシステムの利用者がヘッドマウントディスプレイを用いて仮想空間を視覚的に体験していると仮定する。この場合、仮想空間が例えば砂漠を模擬している場合、ペルチェ素子１を第２状態にして常温よりも高い温度で発熱させることにより、温感付与装置２００を通して利用者に「暑い（熱い）」という感覚を体験させることが可能である。また、仮想空間が例えば氷河を模擬している場合、ペルチェ素子１を第１状態にして常温よりも低い温度に冷却させることにより、温感付与装置２００を通して利用者に「寒い（冷たい）」という感覚を体験させることが可能である。このように、温感付与装置２００は、ＶＲシステムの一構成要素として、ＶＲシステムの他の構成要素と連動するのが好ましい。
【００５５】
（３）動作
以下、本実施形態の負荷駆動回路１０の動作について図１、図３、及び図４を用いて説明する。図１、図３、及び図４は、それぞれ出力回路４が第３モード、第１モード、及び第２モードで動作している状態を示している。図３及び図４の各々において、破線の丸印で囲まれているスイッチ素子は、オン状態にある。また、図１、図３、及び図４の各々において、破線の丸印で囲まれていないスイッチ素子は、オフ状態にある。
【００５６】
本実施形態では、既に述べたように、ペルチェ素子１は、第１状態、第２状態、及び第３状態の３つの状態になり得る。具体的には、本実施形態では、変換回路２は、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆより大きければ、出力回路４を第１モードとするように中間出力値（変換回路２の出力点１０２，１０３の出力値）を変化させる。また、変換回路２は、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆより小さければ、出力回路４を第２モードとするように中間出力値を変化させる。また、変換回路２は、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆと等しければ、出力回路４を第３モードとするように中間出力値を変化させる。そして、本実施形態では、出力回路４が第１モードで動作する場合、ペルチェ素子１が第１状態となり、出力回路４が第２モードで動作する場合、ペルチェ素子１が第２状態となる。また、出力回路４が第３モードで動作する場合、ペルチェ素子１が第３状態となる。
【００５７】
ここで、本実施形態では、ＰＷＭ回路２０の出力する基準波Ｗ１により、入力電位Ｖｉｎはパルス幅変調されている。具体的には、変換回路２は、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆより大きい場合、基準波Ｗ１の電圧が基準電位Ｖｒｅｆより大きく、入力電位Ｖｉｎ以下であれば出力回路４を第１モード、それ以外であれば出力回路４を第３モードとする。また、変換回路２は、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆより小さい場合、基準波Ｗ１の電圧が基準電位Ｖｒｅｆより小さく、入力電位Ｖｉｎ以上であれば出力回路４を第２モード、それ以外であれば出力回路４を第３モードとする。したがって、本実施形態では、入力電位Ｖｉｎがパルス幅変調されることにより、ペルチェ素子１に流れる電流もパルス幅変調される。
【００５８】
以下、出力回路４の各モードについて詳細に説明する。
【００５９】
（３．１）第１モード
出力回路４は、基準波Ｗ１の電圧が基準電位Ｖｒｅｆよりも大きく、かつ、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆ及び基準波Ｗ１の電圧よりも大きい場合に第１モードとなる。つまり、この場合、図３に示すように、第５スイッチ素子Ｑ５及び第６スイッチ素子Ｑ６がオンして第１差動増幅回路２３が駆動し、これに伴い、第１スイッチ素子Ｑ１及び第２スイッチ素子Ｑ２がオンして第１カレントミラー回路２１も駆動する。これにより、第９スイッチ素子Ｑ９がオンすることで変換回路２の出力点１０２に電流が流れ、第１１スイッチ素子Ｑ１１及び第１２スイッチ素子Ｑ１２がオンして第１伝達回路３１が駆動する。そして、第１２スイッチ素子Ｑ２にコレクタ電流が流れることにより、出力回路４の第１５スイッチ素子Ｑ１５及び第１６スイッチ素子Ｑ１６がオンする。これにより、ペルチェ素子１には第１向きに電流が流れるので（図３の矢印Ｉ１参照）、ペルチェ素子１が第１状態となる。
【００６０】
（３．２）第２モード
出力回路４は、基準波Ｗ１の電圧が基準電位Ｖｒｅｆよりも小さく、かつ、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆ及び基準波Ｗ１の電圧よりも小さい場合に第２モードとなる。つまり、この場合、図４に示すように、第７スイッチ素子Ｑ７及び第８スイッチ素子Ｑ８がオンして第２差動増幅回路２４が駆動し、これに伴い、第３スイッチ素子Ｑ３及び第４スイッチ素子Ｑ４がオンして第２カレントミラー回路２２も駆動する。これにより、第１０スイッチ素子Ｑ１０がオンすることで変換回路２の出力点１０３に電流が流れ、第１３スイッチ素子Ｑ１３及び第１４スイッチ素子Ｑ１４がオンして第２伝達回路３２が駆動する。そして、第１４スイッチ素子Ｑ１４にコレクタ電流が流れることにより、出力回路４の第１７スイッチ素子Ｑ１７及び第１８スイッチ素子Ｑ１８がオンする。これにより、ペルチェ素子１には第２向きに電流が流れるので（図４の矢印Ｉ２参照）、ペルチェ素子１が第２状態となる。
【００６１】
（３．３）第３モード
出力回路４は、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆと等しい場合、又はハイインピーダンス状態の場合に第３モードとなる。つまり、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆと等しい場合、図１に示すように、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ８は、いずれもオフする。言い換えれば、第１カレントミラー回路２１、第２カレントミラー回路２２、第１差動増幅回路２３、及び第２差動増幅回路２４がいずれも停止する。このため、変換回路２の出力点１０２，１０３のいずれにも電流が流れないことから、第１伝達回路３１及び第２伝達回路３２もいずれも駆動しない。結果として、出力回路４のスイッチ素子Ｑ１５〜Ｑ１８は、いずれもオフする。これにより、電源端子１０４、ペルチェ素子１、及びグランド端子１０５を含む電路が形成されず、ペルチェ素子１は第３状態となる。また、出力回路４は、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆよりも大きい場合でも、基準波Ｗ１の電圧が基準電位Ｖｒｅｆ以下、及び入力電位Ｖｉｎが基準波Ｗ１の電圧以下のいずれかの場合、第３状態となる。また、出力回路４は、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆよりも小さい場合でも、基準波Ｗ１の電圧が基準電位Ｖｒｅｆ以上、及び入力電位Ｖｉｎが基準波Ｗ１の電圧以上のいずれかの場合、第３状態となる。
【００６２】
上述のように、本実施形態では、負荷駆動回路１０は、調整回路５により中間出力値の偏りを緩和することで、ペルチェ素子１が同じ状態で制御され続けにくくしている。このため、本実施形態では、ペルチェ素子１を同じ状態で制御し続けようとする場合に、ペルチェ素子１の制御に偏りが生じにくい、という利点がある。以下、この利点について、比較例の負荷駆動回路との比較を交えて、図５及び図６を用いて説明する。比較例の負荷駆動回路は、調整回路５を有しておらず、基準電位Ｖｒｅｆが電源電圧Ｖ１の半値で一定である点で、本実施形態の負荷駆動回路１０と相違する。図５は本実施形態の負荷駆動回路１０の動作を、図６は比較例の負荷駆動回路の動作を説明するための図である。
【００６３】
図５及び図６の各々において、「Ｖ１」は電源電圧Ｖ１の波形、「Ｖｉｎ」は入力電位Ｖｉｎの波形、「Ｖｒｅｆ」は基準電位Ｖｒｅｆの波形、「Ｗ１」は基準波Ｗ１の電圧の波形、「Ｉｐ」はペルチェ素子１に流れる電流の波形を表している。また、図５及び図６の各々において、ペルチェ素子１に第１向きに流れる電流を「正」で、ペルチェ素子１に第２向きに流れる電流を「負」で表している。また、図５及び図６の各々において、「Ｔ１」は、ペルチェ素子１の第１面を吸熱面として機能させるための制御信号を、比較例の負荷駆動回路（本実施形態の負荷駆動回路１０）が受けている期間Ｔ１を表している。言い換えれば、「Ｔ１」は、入力電位Ｖｉｎが電源電圧Ｖ１の半分の値よりも大きい期間と言える。
【００６４】
比較例の負荷駆動回路では、図６に示すように、基準電位Ｖｒｅｆが電源電圧Ｖ１の半分の値で一定であるため、期間Ｔ１の全体にわたって、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆよりも大きい状態が継続する。このため、比較例の負荷駆動回路では、期間Ｔ１において、ペルチェ素子１の第３状態を除いて、ペルチェ素子１の第１状態が継続し続けるので、ペルチェ素子１の制御に偏りが生じている。
【００６５】
一方、本実施形態の負荷駆動回路１０では、図５に示すように、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆよりも大きい状態が継続する期間が長くなるにつれて基準電位Ｖｒｅｆが上昇するように、調整回路５により基準電位Ｖｒｅｆが調整される。このため、本実施形態の負荷駆動回路１０では、期間Ｔ１の途中において、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆよりも小さくなる期間が発生し、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆよりも大きい状態が途切れる。このため、本実施形態の負荷駆動回路１０では、期間Ｔ１において、ペルチェ素子１の第３状態を除いて、ペルチェ素子１の第１状態と、ペルチェ素子１の第２状態とが混在するため、ペルチェ素子１の制御に偏りが生じにくい。
【００６６】
例えば、本実施形態の負荷駆動回路１０では、ペルチェ素子１の第２状態（ペルチェ素子１の第１面が発熱面として機能する状態）が続いている場合に、調整回路５により基準電位Ｖｒｅｆが調整されることで、ペルチェ素子１の第２状態が継続しにくくなる。このため、本実施形態の負荷駆動回路１０を温感付与装置２００に適用した場合、以下のような制御が可能となる。すなわち、温感の付与対象に「暑い」という感覚を付与するための制御信号を負荷駆動回路１０に与え続けている場合に、ペルチェ素子１の第２状態が継続しにくくなるので、付与対象が「暑すぎる」という不快な感覚を覚えにくくすることができる。
【００６７】
（４）変形例
上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
【００６８】
上述の実施形態では、調整回路５は、２つのコンデンサＣ１，Ｃ２を用いて構成されているが、これに限定する趣旨ではない。例えば、調整回路５は、１つのコンデンサＣ１を用いて構成されていてもよい。この態様では、電源端子１０４は、コンデンサＣ２を介さずに直接、コンデンサＣ１に電気的に接続されていればよい。
【００６９】
なお、調整回路５が２つのコンデンサＣ１，Ｃ２を有している場合、負荷駆動回路１０の電源を投入した時点で、抵抗器Ｒ３及びコンデンサＣ２の合成抵抗の抵抗値と、抵抗器Ｒ４及びコンデンサＣ１の合成抵抗の抵抗値とが等しくなる。このため、この態様では、負荷駆動回路１０の電源の投入後において基準電位Ｖｒｅｆが電源電圧Ｖ１の半分の電位となり、負荷駆動回路１０を直ぐに使用することが可能である、という利点がある。
【００７０】
上述の実施形態では、ＰＷＭ回路２０は、基準波Ｗ１としてのこぎり波を生成して出力しているが、これに限定する趣旨ではない。例えば、ＰＷＭ回路２０は、基準波Ｗ１として三角波を生成して出力してもよい。
【００７１】
上述の実施形態では、負荷駆動回路１０は、ＰＷＭ回路２０の出力する基準波Ｗ１を用いて入力電位Ｖｉｎのパルス幅変調を行うことで、ペルチェ素子１に流れる電流のパルス幅変調を行っているが、これに限定する趣旨ではない。例えば、負荷駆動回路１０では、入力電位Ｖｉｎのパルス幅変調を行わずとも、ペルチェ素子１を制御することが可能である。この態様では、ＰＷＭ回路２０、抵抗器Ｒ２、第１差動増幅回路２３、及び第２差動増幅回路２４は不要である。
【００７２】
上述の実施形態では、調整回路５は、コンデンサＣ１を用いた積分回路を含んでいるが、これに限定する趣旨ではない。例えば、調整回路５は、マイクロコンピュータを含み、マイクロコンピュータからの制御により基準電位Ｖｒｅｆを調整するように構成されていてもよい。また、調整回路５は、サーミスタを含み、サーミスタの温度変化による抵抗値の変化を利用して基準電位Ｖｒｅｆを調整するように構成されていてもよい。
【００７３】
上述の実施形態では、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ１８のベース−エミッタ間電圧を無視しているが、実際には、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ１８のベース−エミッタ間電圧を考慮するのが好ましい。例えば、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ１８のベース−エミッタ間電圧がα〔Ｖ〕であると仮定する。この場合、上述の実施形態において、「入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆよりも大きい場合」とは、「入力電位Ｖｉｎが第１基準電位（所定の電位よりもα〔Ｖ〕大きい電位）よりも大きい場合」に相当する。また、上述の実施形態において、「入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆよりも小さい場合」とは、「入力電位Ｖｉｎが第２基準電位（所定の電位よりもα〔Ｖ〕小さい電位）よりも小さい場合」に相当する。また、上述の実施形態において、「入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆと等しい場合」とは、「入力電位Ｖｉｎが第２基準電位以上、第１基準電位以下である場合」に相当する。つまり、基準電位Ｖｒｅｆは、１値（所定の電位）に限らず、上限値と下限値とを有していてもよい。
【００７４】
上述の実施形態では、出力回路４のスイッチ素子Ｑ１５〜Ｑ１８は、いずれも１つの電源に電気的に接続されているが、これに限定する趣旨ではない。例えば、出力回路４の第１モード用スイッチ素子Ｑ１５，Ｑ１６と、第２モード用スイッチ素子Ｑ１７，Ｑ１８とに、それぞれ互いに異なる２つの電源が電気的に接続されていてもよい。
【００７５】
上述の実施形態では、ペルチェ素子１に第１向きの電流が流れる場合に第１面が吸熱面となり、ペルチェ素子１に第２向きの電流が流れる場合に第１面が発熱面となるが、逆であってもよい。つまり、ペルチェ素子１に第１向きの電流が流れる場合に第１面が発熱面となり、ペルチェ素子１に第２向きの電流が流れる場合に第１面が吸熱面となってもよい。
【００７６】
上述の実施形態では、出力回路４は、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆよりも大きい場合に第１モード、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆよりも小さい場合に第２モードとなり得るが、逆であってもよい。つまり、出力回路４は、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆよりも大きく、かつ、入力電位Ｖｉｎが基準波Ｗ１の電圧よりも大きい場合に第２モードとなる構成であってもよい。また、出力回路４は、入力電位Ｖｉｎが基準電位Ｖｒｅｆよりも小さく、かつ、入力電位Ｖｉｎが基準波Ｗ１の電圧よりも小さい場合に第１モードとなる構成であってもよい。
【００７７】
上述の実施形態では、出力回路４は、中間出力値に応じて、第１モード、第２モード、及び第３モードのいずれかに切り替えるように構成されているが、これに限定する趣旨ではない。例えば、出力回路４は、中間出力値に応じて、第１モード及び第２モードのいずれかに切り替えるように構成されていてもよい。
【００７８】
上述の実施形態では、負荷駆動回路１０は、第１伝達回路３１及び第２伝達回路３２を含んでいるが、これに限定する趣旨ではない。例えば、負荷駆動回路１０は、第１伝達回路３１及び第２伝達回路３２を含んでいなくてもよい。この態様では、例えば、出力回路４は、変換回路２の第１カレントミラー回路２１の出力電流により第９スイッチ素子Ｑ９及び第１０スイッチ素子Ｑ１０が駆動する構成であればよい。また、例えば、出力回路４は、変換回路２の第２カレントミラー回路２２の出力電流により第１１スイッチ素子Ｑ１１及び第１２スイッチ素子Ｑ１２が駆動する構成であればよい。
【００７９】
上述の実施形態では、負荷１はペルチェ素子１であるが、これに限定する趣旨ではない。例えば、負荷１は、ペルチェ素子１の代わりにモータであってもよい。負荷１がモータである場合、モータは、例えば第１向きに電流が流れると時計回りに回転する状態（正転状態）と、第２向きに電流が流れると反時計回りに回転する状態（逆転状態）と、電流が流れないために停止する状態と、の３つの状態をとり得る。
【００８０】
上述の実施形態では、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ１８は、いずれもバイポーラトランジスタであるが、これに限定する趣旨ではない。例えば、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ１８は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等の他の半導体スイッチ素子であってもよい。
【００８１】
また、上述の実施形態において、変換回路２及び出力回路４は、ディスクリート半導体としてのスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ１８で構成されるのが好ましいが、他の構成であってもよい。例えば、これらの回路は、ＩＣ（Integrated Circuit）等の１以上の集積回路で構成されていてもよい。
【００８２】
上述の実施形態において、温感付与装置２００の保持体６は、温感の付与対象の一部に取り付けられる構成であればよく、他の構成であってもよい。例えば、保持体６は、人の首に取り付けられる首輪であってもよい。つまり、保持体６は、温感の付与対象が人である場合、人が身に着ける装身具であるのが好ましい。その他、保持体６は、例えばゲーム用のコントローラであってもよい。
【００８３】
上述の実施形態において、温感付与装置２００が有するペルチェ素子１は、１つであってもよいし、複数であってもよい。ペルチェ素子１が複数の場合、複数のペルチェ素子１は、１つの負荷駆動回路１０に対して互いに直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよい。また、複数のペルチェ素子１は、１以上の直列回路と、１以上の並列回路とを組み合わせた形で、１つの負荷駆動回路１０に電気的に接続されていてもよい。
【００８４】
（まとめ）
以上述べたように、第１の態様に係る負荷駆動回路（１０）は、変換回路（２）と、出力回路（４）と、調整回路（５）と、を備える。変換回路（２）は、３パターンの入力電位（Ｖｉｎ）をとり得る１つの入力点（１０１）の入力電位（Ｖｉｎ）を、中間出力値に変換する。出力回路（４）は、中間出力値に応じて、負荷（１）への電力供給を行う。変換回路（２）は、入力電位（Ｖｉｎ）と基準電位（Ｖｒｅｆ）との大小関係に応じて、中間出力値を変化させる。調整回路（５）は、中間出力値の偏りを緩和するように、中間出力値に応じて基準電位（Ｖｒｅｆ）を調整する。
【００８５】
この態様によれば、負荷（１）を同じ状態で制御し続けようとする場合に、負荷（１）の制御に偏りが生じにくい、という利点がある。
【００８６】
第２の態様に係る負荷駆動回路（１０）では、第１の態様において、調整回路（５）は、変換回路（２）により充電又は放電されて、充電電圧により基準電位（Ｖｒｅｆ）を決定する容量素子（コンデンサ）（Ｃ１）を含む。
【００８７】
この態様によれば、容量素子（Ｃ１）を用いた簡易な構成により、調整回路（５）を実現することができる、という利点がある。
【００８８】
第３の態様に係る負荷駆動回路（１０）では、第２の態様において、容量素子（Ｃ１，Ｃ２）は、２つである。２つの容量素子（Ｃ１，Ｃ２）は、変換回路（２）に並列に接続される直列回路である。基準電位（Ｖｒｅｆ）は、２つの容量素子（Ｃ１，Ｃ２）の接続点の電位である。
【００８９】
この態様によれば、調整回路（５）が容量素子（Ｃ１）を１つ有する場合と比較して、負荷駆動回路（１０）の電源を投入した時点における基準電位（Ｖｒｅｆ）の安定化を図りやすい、という利点がある。
【００９０】
第４の態様に係る負荷駆動回路（１０）では、第１〜第３のいずれかの態様において、出力回路（４）は、中間出力値に応じて、第１モードと、第２モードと、第３モードと、を切り替える。第１モードは、負荷（１）に第１向きの電流を流すモードである。第２モードは、負荷（１）に第１向きとは反対の第２向きの電流を流すモードである。第３モードは、負荷（１）に電流を流さないモードである。
【００９１】
この態様によれば、１つの入力により、１以上の負荷（１）の各々について３つの状態を実現することができる、という利点がある。
【００９２】
第５の態様に係る負荷駆動回路（１０）では、第４の態様において、変換回路（２）は、入力電位（Ｖｉｎ）が基準電位（Ｖｒｅｆ）より大きければ、出力回路（４）を第１モードとするように、中間出力値を変化させる。変換回路（２）は、入力電位（Ｖｉｎ）が基準電位（Ｖｒｅｆ）より小さければ、出力回路（４）を第２モードとするように、中間出力値を変化させる。変換回路（２）は、入力電位（Ｖｉｎ）が基準電位（Ｖｒｅｆ）と等しければ、出力回路（４）を第３モードとするように、中間出力値を変化させる。
【００９３】
この態様によれば、変換回路（２）の入力電位（Ｖｉｎ）を変化させるだけで、負荷（１）を３つの状態のうちのいずれか１つの状態に切り替えることができる、という利点がある。
【００９４】
第６の態様に係る負荷駆動回路（１０）では、第１〜第５のいずれかの態様において、出力回路（４）は、１つの電源に電気的に接続されたスイッチ素子（Ｑ１５〜Ｑ１８）を有している。出力回路（４）は、第１モードにおいて、１つの電源から負荷（１）に第１向きの電流が流れる状態と、第２モードにおいて、１つの電源から負荷（１）に第２向きの電流が流れる状態と、をスイッチ素子（Ｑ１５〜Ｑ１８）のオン／オフにより切り替える。
【００９５】
この態様によれば、１つの電源により、負荷（１）に流れる電流の向きを第１向き及び第２向きのいずれかの向きに切り替えるので、複数の電源が不要である、という利点がある。
【００９６】
第７の態様に係る負荷駆動回路（１０）では、第６の態様において、出力回路（４）は、スイッチ素子（Ｑ１５〜Ｑ１８）を４つ有している。４つのスイッチ素子（Ｑ１５〜Ｑ１８）は、負荷（１）に電気的に接続されるフルブリッジ回路を構成している。
【００９７】
この態様によれば、１つの電源により、負荷（１）に流れる電流の向きを第１向き及び第２向きのいずれかの向きに切り替えるので、複数の電源が不要である、という利点がある。
【００９８】
第８の態様に係る負荷駆動回路（１０）では、第１〜第７のいずれかの態様において、変換回路（２）は、入力電位（Ｖｉｎ）のパルス幅変調を行うＰＷＭ回路（２０）を有する。
【００９９】
この態様によれば、入力電位（Ｖｉｎ）のパルス幅変調を行うことで、負荷（１）へ供給する電力のパルス幅変調を行うことができるので、負荷（１）を制御する精度を向上しやすいという利点がある。
【０１００】
第９の態様に係る負荷駆動回路（１０）では、第１〜第８のいずれかの態様において、変換回路（２）は、第１カレントミラー回路（２１）と、第２カレントミラー回路（２２）と、を有している。変換回路（２）は、入力電位（Ｖｉｎ）と基準電位（Ｖｒｅｆ）との大小関係に応じて、第１カレントミラー回路（２１）及び第２カレントミラー回路（２２）をそれぞれ駆動又は停止し、中間出力値を変化させる。
【０１０１】
この態様によれば、簡易な構成により、中間出力値を変化させやすくなる、という利点がある。
【０１０２】
第１０の態様に係るペルチェ素子システム（１００）は、第１〜第９のいずれかの態様の負荷駆動回路（１０）と、負荷（１）としてのペルチェ素子（１）と、を備える。
【０１０３】
この態様によれば、ペルチェ素子（１）を同じ状態で制御し続けようとする場合に、ペルチェ素子（１）の制御に偏りが生じにくい、という利点がある。
【０１０４】
第１１の態様に係る温感付与装置（２００）は、第１〜第９のいずれかの態様の負荷駆動回路（１０）と、負荷（１）としてのペルチェ素子（１）と、保持体（６）と、を備える。保持体（６）は、温感の付与対象に取り付けられて、負荷駆動回路（１０）及びペルチェ素子（１）を保持する。
【０１０５】
この態様によれば、ペルチェ素子（１）を同じ状態で制御し続けようとする場合に、ペルチェ素子（１）の制御に偏りが生じにくい、という利点がある。
【０１０６】
第２〜第９の態様に係る構成については、負荷駆動回路（１０）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  ペルチェ素子（負荷）
２  変換回路
２０  ＰＷＭ回路
２１  第１カレントミラー回路
２２  第２カレントミラー回路
４  出力回路
５  調整回路
６  保持体
１０  負荷駆動回路
１００  ペルチェ素子システム
１０１  入力点
２００  温感付与装置
Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ（容量素子）
Ｑ１５〜Ｑ１８  スイッチ素子
Ｖｉｎ  入力電位
Ｖｒｅｆ  基準電位
【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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