(57)【要約】【課題】発光ダイオードの容量成分に対して十分な充放電を行うことができ、高速駆動の実現が可能な発光ダイオードの駆動装置を提供する。【解決手段】直流電源ＶＣＣの正、負極間に直列接続された発光ダイオード１００および充電側電力消費手段１１０と、前記発光ダイオード１００に並列接続された放電側電力消費手段１２０とを備え、前記充電側電力消費手段１１０は、充電用抵抗および充電用スイッチの直列体をｎ個（ｎは２以上の正数）並列接続して（１１１-1〜１１１-n）構成され、前記ｎ個の充電用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは、オン制御信号がｎ個同時に立上り、１番目からｎ番目のスイッチにかけてオン期間が徐々に短くなるｎ個の制御信号によって各々制御され、前記放電側電力消費手段１２０は、放電用抵抗Ｒｏｆｆおよび充電用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎのオフ期間にオン制御される放電用スイッチＯＦＦＳＷの直列体で構成されている。【選択図】  図１
2019021723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源の正、負極間に直列接続された発光ダイオードおよび充電側電力消費手段と、前記発光ダイオードに並列接続された放電側電力消費手段とを備え、
前記充電側電力消費手段は、電力消費素子および充電用スイッチの直列体をｎ個（ｎは２以上の正数）並列接続して構成され、
前記ｎ個の充電用スイッチは、オン制御信号がｎ個同時に立上り、１番目からｎ番目の充電用スイッチにかけてオン期間が徐々に短くなるｎ個の制御信号によって各々制御され、
前記放電側電力消費手段は、電力消費素子および前記充電用スイッチのオフ期間にオン制御される放電用スイッチの直列体で構成されている、
ことを特徴とする発光ダイオードの駆動装置。
【請求項２】
前記放電側電力消費手段は、電力消費素子および放電用スイッチの直列体をｎ個（ｎは２以上の正数）並列接続して構成され、
前記ｎ個の放電用スイッチは、前記充電用スイッチのオン期間後のオフ期間に立上る制御信号であって、オン制御信号がｎ個同時に立上り、１番目からｎ番目の放電用スイッチにかけてオン期間が徐々に短くなるｎ個の制御信号によって各々制御されることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードの駆動装置。
【請求項３】
前記電力消費素子は、抵抗又は定電流負荷で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光ダイオードの駆動装置。
【請求項４】
データの送受信を行う第１の電子機器に接続され、電気信号を光信号に変換する発光ダイオードおよび光信号を電気信号に変換する受光素子を有した空間光送受信器を備えた第１の通信装置と、データの送受信を行う第２の電子機器に接続され、電気信号を光信号に変換する発光ダイオードおよび光信号を電気信号に変換する受光素子を有した空間光送受信器を備えた第２の通信装置との間で通信を行う空間光通信システムであって、
前記発光ダイオードの駆動装置として、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発光ダイオードの駆動装置を設けたことを特徴とする空間光通信システム。
【請求項５】
直流電源の正、負極間に直列接続された発光ダイオードおよび充電側電力消費手段と、前記発光ダイオードに並列接続された放電側電力消費手段とを備え、
前記充電側電力消費手段は、電力消費素子および充電用スイッチの直列体をｎ個（ｎは２以上の正数）並列接続して構成され、
前記放電側電力消費手段は、電力消費素子および放電用スイッチの直列体で構成された装置において、
前記ｎ個の充電用スイッチを、オン制御信号がｎ個同時に立上り、１番目からｎ番目の充電用スイッチにかけてオン期間が徐々に短くなるｎ個の制御信号によって各々制御し、前記充電用スイッチのオフ期間に前記放電用スイッチをオン制御する、
ことを特徴とする発光ダイオードの駆動方法。
【請求項６】
前記放電側電力消費手段は、電力消費素子および放電用スイッチの直列体をｎ個（ｎは２以上の正数）並列接続して構成され、
前記ｎ個の放電用スイッチを、前記充電用スイッチのオン期間後のオフ期間に立上る制御信号であって、オン制御信号がｎ個同時に立上り、１番目からｎ番目の放電用スイッチにかけてオン期間が徐々に短くなるｎ個の制御信号によって各々制御することを特徴とする請求項５に記載の発光ダイオードの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードを用いた情報伝送における、発光ダイオードの駆動方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７に従来の発光ダイオードの駆動方式の一例を示す。図７（ａ）は従来の発光ダイオードの駆動回路の一例であり、図７（ｂ）は（ａ）の等価回路である。
【０００３】
図７（ａ）において、発光ダイオード１００（ＬＥＤ）のアノードＡは直流電源ＶＣＣに接続され、カソードＫは抵抗ＲおよびＮＰＮ型のトランジスタＴＲのコレクタ−エミッタを介して接地（ＧＮＤ）されている。トランジスタＴＲのベースにはドライブパルスが入力される。
【０００４】
図７（ｂ）の等価回路において、発光ダイオード１００のモデルとして抵抗成分Ｒｓおよび容量成分Ｃｄを含み、トランジスタＴＲの直流モデルとして、コレクタ（Ｃ）−ベース（Ｂ）間のダイオード成分Ｄ１、ベース（Ｂ）−エミッタ（Ｅ）間のダイオード成分Ｄ２およびコレクタ容量Ｃｏを含んでいる。
【０００５】
ドライブパルスによりトランジスタＴＲがオンされると、直流電源ＶＣＣから抵抗成分Ｒｓ、容量成分Ｃｄおよび抵抗Ｒを介して電流が流れ、容量成分Ｃｄが充電される。
【０００６】
またトランジスタＴＲのオフ時は、直流電源ＶＣＣから抵抗成分Ｒｓ、容量成分Ｃｄ、抵抗Ｒおよびコレクタ容量Ｃｏを介して電流が流れ、容量成分Ｃｄが充電される。
【０００７】
尚、発光ダイオードをパルス信号で高速駆動する場合の一般的な方式として、例えば非特許文献１に記載の駆動方式がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「技術資料  ＬＥＤ」、１−３使い方「パルス駆動」、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈａｍａｍａｔｓｕ．ｃｏｍ／ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ／ｐｄｆ／ｓｓｄ／ｌｅｄ＿ｋｌｅｄ９００１ｊ．ｐｄｆ＞[平成２９年６月２９日検索]
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図７の駆動方式および非特許文献１に記載の駆動方式を含めて、従来の発光ダイオードの駆動方式では、オン時に一定電流を駆動するため、発光ダイオードの分布容量の影響から、図８に示すような指数関数的な駆動波形となる。
【００１０】
図８は、従来の駆動方式によるドライブ入力（ａ）と発光ダイオードの光出力波形（ｂ）を示している。
【００１１】
従来例の図７（ｂ）で説明したように、発光ダイオード１００のオン時もオフ時も容量成分Ｃｄをドライブする事になるため、図８（ｂ）の光出力のように、オン時の波形は立上りが遅く、かなりなまった波形となり、その後のオフ時は発光ダイオードにチャージされた電荷を放電するため、オフ波形が長く伸びている。
【００１２】
この容量成分Ｃｄの影響は、ドライブ周波数が上がってくると無視できなくなる。
【００１３】
上記のように従来の駆動方式では、発光ダイオードが等価的に持っている容量成分に対して、十分な充放電を行えないため、必ずしも、十分高速駆動を実現しているとは言えない。
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的は、発光ダイオードの容量成分に対して十分な充放電を行うことができ、高速駆動の実現が可能な発光ダイオードの駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発光ダイオードの駆動装置は、
直流電源の正、負極間に直列接続された発光ダイオードおよび充電側電力消費手段と、前記発光ダイオードに並列接続された放電側電力消費手段とを備え、
前記充電側電力消費手段は、電力消費素子および充電用スイッチの直列体をｎ個（ｎは２以上の正数）並列接続して構成され、
前記ｎ個の充電用スイッチは、オン制御信号がｎ個同時に立上り、１番目からｎ番目の充電用スイッチにかけてオン期間が徐々に短くなるｎ個の制御信号によって各々制御され、
前記放電側電力消費手段は、電力消費素子および前記充電用スイッチのオフ期間にオン制御される放電用スイッチの直列体で構成されている、
ことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発光ダイオードの駆動装置は、請求項１において、
前記放電側電力消費手段は、電力消費素子および放電用スイッチの直列体をｎ個（ｎは２以上の正数）並列接続して構成され、
前記ｎ個の放電用スイッチは、前記充電用スイッチのオン期間後のオフ期間に立上る制御信号であって、オン制御信号がｎ個同時に立上り、１番目からｎ番目の放電用スイッチにかけてオン期間が徐々に短くなるｎ個の制御信号によって各々制御されることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発光ダイオードの駆動装置は、請求項１又は２において、
前記電力消費素子は、抵抗又は定電流負荷で構成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の空間光通信システムは、
データの送受信を行う第１の電子機器に接続され、電気信号を光信号に変換する発光ダイオードおよび光信号を電気信号に変換する受光素子を有した空間光送受信器を備えた第１の通信装置と、データの送受信を行う第２の電子機器に接続され、電気信号を光信号に変換する発光ダイオードおよび光信号を電気信号に変換する受光素子を有した空間光送受信器を備えた第２の通信装置との間で通信を行う空間光通信システムであって、
前記発光ダイオードの駆動装置として、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発光ダイオードの駆動装置を設けたことを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発光ダイオードの駆動方法は、
直流電源の正、負極間に直列接続された発光ダイオードおよび充電側電力消費手段と、前記発光ダイオードに並列接続された放電側電力消費手段とを備え、
前記充電側電力消費手段は、電力消費素子および充電用スイッチの直列体をｎ個（ｎは２以上の正数）並列接続して構成され、
前記放電側電力消費手段は、電力消費素子および放電用スイッチの直列体で構成された装置において、
前記ｎ個の充電用スイッチを、オン制御信号がｎ個同時に立上り、１番目からｎ番目の充電用スイッチにかけてオン期間が徐々に短くなるｎ個の制御信号によって各々制御し、前記充電用スイッチのオフ期間に前記放電用スイッチをオン制御する、
ことを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発光ダイオードの駆動方法は、請求項５において、
前記放電側電力消費手段は、電力消費素子および放電用スイッチの直列体をｎ個（ｎは２以上の正数）並列接続して構成され、
前記ｎ個の放電用スイッチを、前記充電用スイッチのオン期間後のオフ期間に立上る制御信号であって、オン制御信号がｎ個同時に立上り、１番目からｎ番目の放電用スイッチにかけてオン期間が徐々に短くなるｎ個の制御信号によって各々制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
（１）請求項１〜６に記載の発明によれば、発光ダイオードが等価的に持っている容量成分に対して十分な充放電を行うことができ、発光ダイオードを高速駆動することができる。
（２）請求項１、５に記載の発明によれば、発光ダイオードのオン時に、ドライブ波形を微分波形とし、容量成分を急速に充電することができ、発光時間を短縮することができる。
（３）請求項２、６に記載の発明によれば、発光ダイオードのオン時、オフ時のドライブ波形の立上り、立下りともに急峻とすることができ、発光ダイオードのオン時間、オフ時間を改善することができる。
（４）請求項４に記載の発明によれば、空間光通信システムにおいて、通信速度の高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１を示す回路図。
【図２】図１の回路による発光ダイオードの駆動方法を示す波形図。
【図３】本発明の実施例２を示す回路図。
【図４】本発明の実施例３を示す回路図。
【図５】図４の回路による発光ダイオードの駆動方法を示す波形図。
【図６】本発明の実施例４を示す構成図。
【図７】従来の発光ダイオードの駆動方式を表し、（ａ）は回路図、（ｂ）は（ａ）の等価回路図。
【図８】従来の発光ダイオードの駆動方法による波形図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。
【００２４】
本実施形態例では、発光ダイオードのオン時のドライブ波形を微分波形として発光ダイオードの分布容量を急速充電させて動作速度を向上させ、オフ時には独立した放電経路により充電電荷を急速放電させることにより、分布容量による動作速度低下を改善させるように構成した。
【実施例１】
【００２５】
図１は本実施例１による発光ダイオードの駆動装置の回路図である。図１において、発光ダイオード１００のアノードＡは直流電源ＶＣＣに接続され、カソードＫと接地（ＧＮＤ）間には充電側電力消費手段１１０が接続されている。
【００２６】
充電側電力消費手段１１０は、電力消費素子としての充電用抵抗（Ｒ）および充電用スイッチ（ＳＷ）の直列体（１１１）をｎ個（ｎは２以上の正数であり、任意に設定する）並列接続して（１１１-1〜１１１-n）構成されている。したがって充電側電力消費手段１１０は、ｎ個の充電用抵抗Ｒ１〜Ｒｎおよびｎ個の充電用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎを備え、充電用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは後述する充電用制御信号ＯＮ１〜ＯＮｎによって各々オン、オフ制御される。
【００２７】
直流電源ＶＣＣと、発光ダイオード１００および充電側電力消費手段１１０の共通接続点との間には、すなわち発光ダイオード１００には放電側電力消費手段１２０が並列に接続されている。
【００２８】
放電側電力消費手段１２０は、後述する放電用制御信号ＯＦＦによってオン、オフ制御される放電用スイッチＯＦＦＳＷおよび電力消費素子としての放電用抵抗Ｒｏｆｆの直列回路で構成されている。
【００２９】
次に、上記のように構成された装置の動作を図２のタイムチャートとともに説明する。図２において、（ａ）は放電用スイッチＯＦＦＳＷを制御するための放電用制御信号ＯＦＦの波形、（ｂ）〜（ｄ）は充電用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎを制御するための充電用制御信号ＯＮ１〜ＯＮｎの各波形、（ｅ）は発光ダイオード１００のドライブ波形、（ｆ）は発光ダイオード１００の光出力の波形を各々示している。
【００３０】
まず、時刻ｔ１になる前は、放電用制御信号ＯＦＦによって放電用スイッチＯＦＦＳＷがオンされ、充電用制御信号ＯＮ１〜ＯＮｎによって充電用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎがオフされているため、発光ダイオード１００には電流が流れず、オフ状態にある。
【００３１】
次に時刻ｔ１において、放電用スイッチＯＦＦＳＷがオフ制御され、充電用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎが同時にオンされるので、直流電源ＶＣＣから発光ダイオード１００に電流が流れ、そのドライブ波形は急峻に立上る。
【００３２】
図２（ｂ）〜（ｄ）に示す充電用制御信号ＯＮ１〜ＯＮｎの各オン期間（各波形における図示ＯＮ）は、１番目の充電用スイッチＳＷ１のＯＮ１（図２（ｂ））のオン期間（Ｔn）から、ｎ番目の充電用スイッチＳＷｎのＯＮｎ（図２（ｄ））のオン期間（Ｔ1）にかけて徐々に短くなるように設定されている。
【００３３】
すなわち、Ｔn（図２（ｂ）のＯＮ期間）＞Ｔn-1（図２（ｃ）のＯＮ期間）＞…＞Ｔ1（図２（ｄ）のＯＮ期間）に設定されている。
【００３４】
このため、時刻ｔ１＋Ｔ1において一番オン期間の短い充電用制御信号ＯＮｎ（図２（ｄ））によって充電用スイッチＳＷｎがオフとなり、順次オン期間の短い充電用制御信号によって該当する充電用スイッチがオフとなり、時刻ｔ１＋Ｔn-1では２番目にオン期間の長い充電用制御信号ＯＮ２（図２（ｃ））によって充電用スイッチＳＷ２がオフとなり、時刻ｔ２（＝ｔ１＋Ｔn）において、一番オン期間の長い充電用制御信号ＯＮ１（図２（ｂ））によって充電用スイッチＳＷ１がオフとなり、すべての充電用制御信号ＯＮｎ〜ＯＮ１のオン期間が終了する。
【００３５】
前記オン期間（時刻ｔ１〜ｔ２）中は、オン期間となっている側の直列体１１１-1〜１１１-nを介して発光ダイオード１００に電流が流れ、オン期間となっている側の充電用抵抗Ｒ１〜Ｒｎによって電力が消費される。
【００３６】
このため、時刻ｔ１〜ｔ２のオン期間では、充電側電力消費手段１１０において並列接続となる充電用抵抗の個数が大→小となり、すなわち並列合成抵抗値が小→大となることによって、発光ダイオード１００のドライブ波形は図２（ｅ）のように立上り時が急峻で大電流波形となり、以降は徐々に小電流波形となる微分波形とすることができる。
【００３７】
これによって、発光ダイオード１００の分布容量を急速充電させて、図２（ｆ）のように発光時間を短縮させることができる。
【００３８】
次に、時刻ｔ２では、充電用スイッチＳＷ１のオフによりすべての充電用スイッチがオフされると同時に、放電用制御信号ＯＦＦによって放電用スイッチＯＦＦＳＷがオン制御される。
【００３９】
このため、発光ダイオード１００の充電電荷は放電側電力消費手段１２０側に強制的に急速放電され、放電用抵抗Ｒｏｆｆによって電力が消費される。この急速放電によって、オン期間終了後の時刻ｔ２から、発光ダイオード１００の光出力波形が完全にオフとなる時刻ｔ３までのオフ時間が改善（短縮）される。
【００４０】
特にこのオン期間終了後のオフ時間は、従来方式による光出力波形を示す図８（ｂ）のオフ時間（光出力波形が完全にオフになるまでの時間）に比べて著しく改善（短縮）されている。
【００４１】
尚、充電用抵抗Ｒ１〜Ｒｎの各抵抗値は同一値であっても、互いに異なる値であってもよく（したがって各直列体１１１-1〜１１１-nを流れる電流値は同一値でも、異なる値でもよく）、例えば発光ダイオード１００の特性に合わせて任意の値に設定する。
【００４２】
本実施例１によれば、発光ダイオード１００が等価的に持っている容量成分に対して十分な充放電を行うことができ、発光ダイオード１００を高速駆動することができる。
【実施例２】
【００４３】
前記実施例１では、放電側電力消費手段１２０を１個の放電用スイッチＯＦＦＳＷおよび１個の放電用抵抗Ｒｏｆｆで構成していたが、本実施例２では、図３に示すように、複数の放電用スイッチＯＳＷ１〜ＯＳＷｍおよび複数の放電用抵抗Ｒｏｆｆ１〜Ｒｏｆｆｍを用いて構成した。
【００４４】
図３における放電側電力消費手段１２０は、電力消費素子としての放電用抵抗（Ｒｏｆｆ）および放電用スイッチ（ＯＳＷ）の直列体（１２１）をｎ個（本実施例２ではｍ個（ｍは２以上の正数））並列接続して（１２１-1〜１２１-m）構成されている。
【００４５】
したがって本実施例２における放電側電力消費手段１２０は、ｍ個の放電用抵抗Ｒｏｆｆ１〜Ｒｏｆｆｍおよびｍ個の放電用スイッチＯＳＷ１〜ＯＳＷｍを備え、放電用スイッチＯＳＷ１〜ＯＳＷｍは後述する放電用制御信号ＯＦＦ１〜ＯＦＦｍによって各々オン、オフ制御される。図３において、その他の部分は図１と同様に構成されている。
【００４６】
図３の回路における充電側電力消費手段１１０の動作は実施例１と同様であり、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すオン期間を有した各充電用制御信号ＯＮ１〜ＯＮｎによって充電用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎが制御される。
【００４７】
また図３の放電側電力消費手段１２０における放電用スイッチＯＳＷ１〜ＯＳＷｍは、図２（ｂ）〜（ｄ）に示す充電用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎのオン期間後のオフ期間に立上る制御信号であって、オン制御信号がｍ個同時に立上り、１番目からｍ番目の放電用スイッチにかけてオン期間が徐々に短くなるｍ個の制御信号（ＯＦＦ１〜ＯＦＦｍ）によって各々制御される。
【００４８】
すなわち、放電用制御信号ＯＦＦ１〜ＯＦＦｍは、図２（ａ）の放電用制御信号ＯＦＦに代えて図２（ｂ）〜（ｄ）と同様の波形の制御信号を用い、その制御信号のオン期間の始まり時刻が図２の時刻ｔ２となるように構成している（後述する図５（ｄ）〜（ｆ）の制御信号波形と同様）。
【００４９】
このように、充電用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎのオン期間後のオフ期間に立上る放電用制御信号を、オン制御信号がｍ個同時に立上り、１番目からｍ番目の放電用スイッチにかけてオン期間が徐々に短くなるｍ個の制御信号（ＯＦＦ１〜ＯＦＦｍ）としているので、放電用スイッチのオン期間となっている側の直列体１２１-1〜１２１-mを介して発光ダイオード１００の電荷が放電され、オン期間となっている側の放電用抵抗Ｒｏｆｆ１〜Ｒｏｆｆｍによって電力が消費される。
【００５０】
このため、並列接続となる放電用抵抗の個数が大→小となり、すなわち並列合成抵抗値が小→大となることによって、発光ダイオード１００のオフ時のドライブ波形は立下りが急峻で大電流波形となり以降は徐々に小電流波形となる微分波形（後述の図５（ｇ）と同様の波形）とすることができる。
【００５１】
これによって、発光ダイオード１００の電荷を急速放電することができ、オフ時間が改善（短縮）される。
【００５２】
以上のように本実施例２によれば、発光ダイオードのオン時、オフ時のドライブ波形の立上り、立下りともに急峻とすることができ、発光ダイオードのオン時間、オフ時間を改善することができる。
【実施例３】
【００５３】
本実施例３では、実施例１、２における電力消費素子としての充電用抵抗および放電用抵抗の代わりに、定電流負荷を用いて構成した。
【００５４】
図４は本実施例３による回路を示しており、前記並列接続個数ｎを３で構成するために、図３の充電側電力消費手段１１０を３つの直列体１１１-1〜１１１-3の並列回路とし、放電側電力消費手段１２０を３つの直列体１２１-1〜１２１-3の並列回路とし、図３の充電用抵抗Ｒ１〜Ｒ３を定電流負荷２０１〜２０３に置き換え、図３の放電用抵抗Ｒｏｆｆ１〜Ｒｏｆｆ３を定電流負荷２０４〜２０６に置き換えている。その他の部分は図３と同様に構成されている。
【００５５】
次に、上記のように構成された装置の動作を図５のタイムチャートとともに説明する。図５において、（ａ）〜（ｃ）は充電用スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を制御するための充電用制御信号ＯＮ１〜ＯＮ３の各波形、（ｄ）〜（ｆ）は放電用スイッチＯＳＷ１〜ＯＳＷ３を制御するための放電用制御信号ＯＦＦ１〜ＯＦＦ３の各波形、（ｇ）は発光ダイオード１００のドライブ波形、（ｈ）は発光ダイオード１００の光出力の波形を各々示している。
【００５６】
まず、時刻ｔ１になる前は、放電用制御信号ＯＦＦ１〜ＯＦＦ３によって放電用スイッチＯＳＷ１〜ＯＳＷ３がオフされ、充電用制御信号ＯＮ１〜ＯＮ３によって充電用スイッチＳＷ１〜ＳＷ３がオフされているため、発光ダイオード１００には電流が流れず、オフ状態にある。
【００５７】
次に時刻ｔ１において、充電用スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が同時にオンされるので、直流電源ＶＣＣから発光ダイオード１００に電流が流れ、そのドライブ波形は急峻に立上る。
【００５８】
図５（ａ）〜（ｃ）に示す充電用制御信号ＯＮ１〜ＯＮ３の各オン期間（各波形における図示矢印のＯＮ１〜ＯＮ３）は、１番目の充電用スイッチＳＷ１のＯＮ１（図５（ａ））のオン期間（Ｔ3）から、３番目の充電用スイッチＳＷ３のＯＮ３（図５（ｃ））のオン期間（Ｔ1）にかけて徐々に短くなるように設定されている。
【００５９】
すなわち、Ｔ3（図５（ａ）のＯＮ１期間）＞Ｔ2（図５（ｂ）のＯＮ２期間）＞Ｔ1（図５（ｃ）のＯＮ３期間）に設定されている。
【００６０】
このため、時刻ｔ１＋Ｔ1において一番オン期間の短い充電用制御信号ＯＮ３（図５（ｃ））によって充電用スイッチＳＷ３がオフとなり、時刻ｔ１＋Ｔ2では２番目にオン期間の長い充電用制御信号ＯＮ２（図５（ｂ））によって充電用スイッチＳＷ２がオフとなり、時刻ｔ２（＝ｔ１＋Ｔ3）において、一番オン期間の長い充電用制御信号ＯＮ１（図５（ａ））によって充電用スイッチＳＷ１がオフとなり、すべての充電用制御信号ＯＮ３〜ＯＮ１のオン期間が終了する。
【００６１】
前記オン期間（時刻ｔ１〜ｔ２）中は、オン期間となっている側の直列体１１１-1〜１１１-3を介して発光ダイオード１００に電流が流れ、オン期間となっている側の定電流負荷２０１〜２０３によって電力が消費される。
【００６２】
このため、時刻ｔ１〜ｔ２のオン期間では、充電側電力消費手段１１０において並列接続となる定電流負荷の個数が大→小となり、すなわち各負荷による並列合成抵抗値が小→大となることによって、発光ダイオード１００のドライブ波形は図５（ｇ）のように立上り時が急峻で大電流波形となり、以降は徐々に小電流波形となる微分波形とすることができる。
【００６３】
これによって、発光ダイオード１００の分布容量を急速充電させて、図５（ｈ）のように発光時間を短縮させることができる。
【００６４】
次に時刻ｔ２において、放電用制御信号ＯＦＦ１〜ＯＦＦ３によって放電用スイッチＯＳＷ１〜ＯＳＷ３が同時にオンされるので、発光ダイオード１００の電荷は放電側電力消費手段１２０側に強制的に急速放電され、定電流負荷２０４〜２０６によって電力が消費される。
【００６５】
図５（ｄ）〜（ｆ）に示す放電用制御信号ＯＦＦ１〜ＯＦＦ３の各オン期間（各波形における図示矢印のＯＦＦ１〜ＯＦＦ３で示される期間）は、１番目の放電用スイッチＯＳＷ１のＯＦＦ１（図５（ｄ））のオン期間（Ｔ3）から、３番目の放電用スイッチＯＳＷ３のＯＦＦ３（図５（ｆ））のオン期間（Ｔ1）にかけて徐々に短くなるように設定されている。
【００６６】
すなわち、Ｔ3（図５（ｄ）の図示矢印のＯＦＦ１期間）＞Ｔ2（図５（ｅ）の図示矢印のＯＦＦ２期間）＞Ｔ1（図５（ｆ）の図示矢印のＯＦＦ３期間）に設定されている。
【００６７】
このため、時刻ｔ２＋Ｔ1において、一番オン期間の短い放電用制御信号ＯＦＦ３（図５（ｆ））によって放電用スイッチＯＳＷ３がオフとなり、時刻ｔ２＋Ｔ2では２番目にオン期間の長い放電用制御信号ＯＦＦ２（図５（ｅ））によって放電用スイッチＯＳＷ２がオフとなり、時刻ｔ３（＝ｔ２＋Ｔ3）において、一番オン期間の長い放電用制御信号ＯＦＦ１（図５（ｄ））によって放電用スイッチＯＳＷ１がオフとなり、すべての放電用制御信号ＯＦＦ３〜ＯＦＦ１のオン期間が終了する。
【００６８】
前記オン期間（時刻ｔ２〜ｔ３）中は、オン期間となっている側の直列体１２１-1〜１２１-3を介して発光ダイオード１００の電荷が放出され、オン期間となっている側の定電流負荷２０４〜２０６によって電力が消費される。
【００６９】
このため、時刻ｔ２〜ｔ３の期間では、放電側電力消費手段１２０において並列接続となる定電流負荷の個数が大→小となり、すなわち各負荷による並列合成抵抗値が小→大となることによって、発光ダイオード１００のドライブ波形は図５（ｇ）のように立下り時が急峻で大電流波形となり、以降は徐々に小電流波形となる微分波形とすることができる。
【００７０】
これによって、図５（ｈ）の実線に示すように、発光ダイオード１００のオン期間終了後の時刻ｔ２から、発光ダイオード１００の光出力波形が完全にオフとなる時刻ｔ３までのオフ時間が改善（短縮）される。
【００７１】
また、図５（ｈ）の破線は、従来方式でのドライブ波形の例を示しており、立上り、立下りともに本実施例よりも非常に遅いことがわかる。
【００７２】
尚、前記実施例２の動作における各部の動作波形は、本実施例３における充電用スイッチ、放電用スイッチの各並列接続個数３をｎ個に拡張した場合の図５の波形となる。
【実施例４】
【００７３】
通信システムの一例として、空間光送受信器を使用して、タブレットＰＣ（パソコン）やノートＰＣ等の電子機器間で空間光通信を行うシステムがある。
【００７４】
このような空間光送受信器において、送信波（光）は高速にオン、オフする事が要求される。このオン、オフ時間が情報の伝送速度を規定するものであり、性能（高速性）を要求する場合、送信波（光）の高速な動作が要求される。このような用途では、光の送信は通常発光ダイオードが用いられる。
【００７５】
本実施例４は、実施例１〜３に記載の発光ダイオードの駆動装置を、空間光通信システムの空間光送受信器に適用する事で、送信用発光ダイオードの高速駆動を可能とし、性能向上を図った。
【００７６】
図６は、本実施例４による空間光通信システムの構成を示し、２１０は例えばタブレットＰＣ等の第１の電子機器であり、２１１は、第１の電子機器２１０に接続され、電気信号を光信号に変換する発光ダイオードおよび受光した光信号を電気信号に変換する受光素子を有した空間光送受信器である。
【００７７】
２２０は、例えばノートＰＣ等の第２の電子機器であり、２２１は、第２の電子機器２２０に接続され、電気信号を光信号に変換する発光ダイオードおよび受光した光信号を電気信号に変換する受光素子を有した空間光送受信器である。
【００７８】
第１の電子機器２１０および空間光送受信器２１１により第１の通信装置を構成し、第２の電子機器２２０および空間光送受信器２２１により第２の通信装置を構成している。
【００７９】
前記空間光送受信器２１１、２２１の各発光ダイオードには、図１、図３、図４の何れかの駆動装置が設けられている。上記構成により、第１の通信装置および第２の通信装置間で通信を行う際、各発光ダイオードは図１、図３、図４で述べたオン、オフ制御により高速駆動がなされ、これによって通信速度が高速化される。
【符号の説明】
【００８０】
１００…発光ダイオード
１１０…充電側電力消費手段
１１１-1〜１１１-n、１２１-1〜１２１-n…直列体
１２０…放電側電力消費手段
２０１〜２０６…定電流負荷
２１０…第１の電子機器
２１１、２２１…空間光送受信器
２２０…第２の電子機器
ＳＷ１〜ＳＷｎ…充電用スイッチ
Ｒ１〜Ｒｎ…充電用抵抗
ＯＦＦＳＷ、ＯＳＷ１〜ＯＳＷｍ…放電用スイッチ
Ｒｏｆｆ、Ｒｏｆｆ１〜Ｒｏｆｆｍ…放電用抵抗
【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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