(57)【要約】【課題】発光素子毎に最適な駆動方法を選択できる発光素子駆動装置を提供する。【解決手段】外部から入力される動作命令により、直流駆動またはパルス駆動の命令を駆動制御部２に出力するレジスタ部１を備え、駆動制御部２は、発光素子６を直流駆動する場合、レジスタ部１からの命令により、直流電圧を駆動部５に出力し、発光素子６をパルス駆動する場合、レジスタ部１からの命令により、タイマー部４で生成されるタイミングでオンまたはオフする電圧を駆動部５に出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
入力される電圧により前記発光素子を点灯または消灯するように駆動する駆動部と、
基準パルスを生成する発振部と、
前記発振部から出力される基準パルスに基づいて、所定の周波数のパルスを生成するタイマー部と、
前記駆動部に電圧を出力して動作制御する駆動制御部とを備え、
少なくとも直流駆動及びパルス駆動のうちいずれか一方の駆動方法によって、前記発光素子を駆動制御する発光素子駆動装置であって、
外部から入力される動作命令により、前記直流駆動または前記パルス駆動の命令を前記駆動制御部に出力するレジスタ部を備え、
前記駆動制御部は、
前記発光素子を直流駆動する場合、前記レジスタ部からの命令により、直流電圧を前記駆動部に出力し、
前記発光素子をパルス駆動する場合、前記レジスタ部からの命令により、前記タイマー部で生成されるタイミングでオンまたはオフする電圧を前記駆動部に出力することを特徴とする発光素子駆動装置。
【請求項２】
前記レジスタ部は、
前記駆動方法に関する情報がテーブル化して格納されている、請求項１記載の発光素子駆動装置。
【請求項３】
前記駆動制御部は、
パルス駆動時において、前記レジスタ部からの命令により、前記電圧のデューティ比を変更可能である、請求項１記載の発光素子駆動装置。
【請求項４】
発光素子と、
入力される電圧により前記発光素子を点灯または消灯するように駆動する駆動部と、
基準パルスを生成する発振部と、
前記発振部から出力される基準パルスに基づいて、所定の周波数のパルスを生成するタイマー部と、
前記駆動部に電圧を出力して動作制御する駆動制御部とを備え、
少なくとも直流駆動及びパルス駆動のうちいずれか一方の駆動方法によって、前記発光素子を駆動制御する発光素子駆動装置であって、
外部から入力される動作命令により、前記直流駆動または前記パルス駆動の命令を前記駆動制御部に出力するレジスタ部を備え、
前記駆動制御部は、
前記発光素子を直流駆動する場合、前記レジスタ部からの命令により、直流電圧を前記駆動部に出力し、
前記発光素子をパルス駆動する場合、前記レジスタ部からの命令により、前記タイマー部で生成されるタイミングでオンまたはオフする電圧を前記駆動部に出力する発光素子駆動装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項５】
発振子で発生する基準パルスに同期して運針制御される時計制御部を、さらに備え、
前記タイマー部は、
前記発振子で発生する基準パルスに基づいて、所定の周波数のパルスを生成する、請求項４記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子を点灯駆動する発光素子駆動装置に関する。特に、ＬＥＤの駆動方法（直流駆動方法、パルス駆動方法）の選択、デューティー比選択を実現するためのレジスタを具備する、発光素子駆動装置に関する。また、そのような発光素子駆動装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビやＤＶＤプレーヤーに代表される画像再生装置や、ビデオカメラやデジタルカメラに代表される画像（静止画、動画）記録装置は広範囲に普及している。それらの装置の内部に組み込まれたＬＥＤなどの発光素子は、ユーザーインターフェースという点で非常に重要な要素となっている。なぜならば、発光素子は、特定の色を点灯駆動させたり、点灯駆動を中止させたり、更に常時点灯駆動や点滅駆動といった様々な方法で点灯駆動させることができるため、液晶ディスプレイに比べて、簡易な方法によりユーザーインターフェースを担うことが可能だからである。
【０００３】
例えば、最近のビデオカメラにおいては、機器本体の電源がオンになっている時に点灯させる発光素子や、メモリカードなどの情報媒体へのアクセスが行われている時に点灯させる発光素子などが搭載されている。また、電源状態の点灯時には、電源オン状態で発光素子を赤色に点灯させ、スタンバイ状態で発光素子を緑色に点灯させるなど、機器本体の状態に応じて点灯色を変える点灯方法もある。
【０００４】
通常、発光素子の駆動はマイコンが直接駆動する。しかしながら、近年あらゆる製品が多機能化しており、それに伴ってマイコンが制御しなければいけない機能は大幅に増加している。そのため、マイコンのポートが不足しやすいという課題がある。よって、マイコンが発光素子を直接駆動するのではなく、専用の発光素子駆動装置、もしくはそれを組み込んだより大規模なＬＳＩを準備する方が、より効果的なシステムを構築することができる。
【０００５】
また、発光素子の駆動方法としては、一定の電流を連続的に発光素子に印加して連続点灯させる直流駆動方法と、所定のパルスに基づいて電流を断続的に発光素子に印加して連続点灯させるパルス駆動方法とがある。一般的には、直流駆動方法とパルス駆動方法のうちいずれか一つの駆動方法によって点灯駆動され、パルス駆動方法の方が消費電力が少なくて済むというメリットがある。特許文献１には、発光素子をパルス駆動方法によって点灯させる構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２４１２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１に開示されている構成では、発光素子を一定のパルスに基づいてパルス駆動方法で点灯駆動させているため、発光素子毎に、より視認性の良い駆動方法を選択することができないという問題がある。すなわち、発光素子には、素子毎に個体バラツキがあり、同一電流を印加したとしても素子毎に明るさが異なる場合がある。例えば、単一機器において同一色に発光する発光素子が複数搭載されている場合に、発光素子毎に固体バラツキがあり発光時の明るさがばらつくと、機器の品格を低下させてしまう。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を鑑み、発光素子毎に最適な駆動方法を選択できる発光素子駆動装置を提供することを目的とする。また、発光時の発光バラツキを抑えることができ、品格を向上させることができる電子機器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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の発光素子駆動装置は、発光素子と、入力される電圧により前記発光素子を点灯または消灯するように駆動する駆動部と、基準パルスを生成する発振部と、前記発振部から出力される基準パルスに基づいて、所定の周波数のパルスを生成するタイマー部と、前記駆動部に電圧を出力して動作制御する駆動制御部とを備え、少なくとも直流駆動及びパルス駆動のうちいずれか一方の駆動方法によって、前記発光素子を駆動制御する発光素子駆動装置であって、外部から入力される動作命令により、前記直流駆動または前記パルス駆動の命令を前記駆動制御部に出力するレジスタ部を備え、前記駆動制御部は、前記発光素子を直流駆動する場合、前記レジスタ部からの命令により、直流電圧を前記駆動部に出力し、前記発光素子をパルス駆動する場合、前記レジスタ部からの命令により、前記タイマー部で生成されるタイミングでオンまたはオフする電圧を前記駆動部に出力するものである。
【０００９】
また、本発明の電子機器は、発光素子と、入力される電圧により前記発光素子を点灯または消灯するように駆動する駆動部と、基準パルスを生成する発振部と、前記発振部から出力される基準パルスに基づいて、所定の周波数のパルスを生成するタイマー部と、前記駆動部に電圧を出力して動作制御する駆動制御部とを備え、少なくとも直流駆動及びパルス駆動のうちいずれか一方の駆動方法によって、前記発光素子を駆動制御する発光素子駆動装置であって、外部から入力される動作命令により、前記直流駆動または前記パルス駆動の命令を前記駆動制御部に出力するレジスタ部を備え、前記駆動制御部は、前記発光素子を直流駆動する場合、前記レジスタ部からの命令により、直流電圧を前記駆動部に出力し、前記発光素子をパルス駆動する場合、前記レジスタ部からの命令により、前記タイマー部で生成されるタイミングでオンまたはオフする電圧を前記駆動部に出力する発光素子駆動装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発光素子駆動装置は、発光素子毎に最適な駆動方法を選択することが可能である。よって、発光素子毎の発光バラツキを抑えることができたり、視認性を向上させることができたり、消費電力を抑えたりすることができるなどの様々な効果がある。
【００１１】
また、本発明の電子機器は、発光素子の発光バラツキを抑えることができるので、品格を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の発光素子駆動装置は、前記レジスタ部は、前記駆動方法に関する情報がテーブル化して格納されている構成とすることができる。これにより、外部からレジスタ部へは、値のみを送信することで命令が行われ、レジスタ部において入力される値に応じた駆動命令を出力するので、外部とレジスタ部との間のデータ量を少なくすることができ、高速応答することができる。
【００１３】
また、前記駆動制御部は、パルス駆動時において、前記レジスタ部からの命令により、前記電圧のデューティ比を変更可能である構成とすることができる。これにより、パルス駆動時の発光素子の発光量を制御することができる。
【００１４】
本発明の電子機器は、発振子で発生する基準パルスに同期して運針制御される時計制御部を、さらに備え、前記タイマー部は、前記発振子で発生する基準パルスに基づいて、所定の周波数のパルスを生成する構成とすることができる。これにより、発光素子駆動装置と時計制御部とで発振部を共用できるため、コストダウンすることができるとともに、電子機器を小型化することができる。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における発光素子駆動装置を示すブロック図である。図２は、実施の形態１における発光素子の直流駆動方法を表す駆動パルスを示す。図３は、実施の形態１における発光素子のパルス駆動方法を表す駆動パルスを示す。
【００１６】
図１において、発光素子駆動装置８は、レジスタ部１、駆動制御部２、発振部３、タイマー部４、および発光素子駆動部５を備えている。本実施の形態において、発光素子駆動装置８は、マイコン（外部制御部９）や他のＩＣからは独立したチップで構成されている。
【００１７】
レジスタ部１は、直流駆動方法やパルス駆動方法などの各種発光素子制御方法、パルス駆動時のデューティ比などの情報が、テーブル化されて格納されている。テーブルを構成している各データには、値が対応付けされている。したがって、レジスタ部１は、外部制御部９から入力される値に基づき、その値に対応するデータをテーブルから抽出し、抽出したデータに対応する駆動命令を駆動制御部２に出力する。例えば、レジスタ部１において、値「１」に、発光素子をデューティ比７０％でパルス駆動するデータが対応付けされていたとする。レジスタ部１は、外部制御部９から値「１」が入力されると、発光素子をデューティ比７０％でパルス駆動する命令を駆動制御部２に出力する。
【００１８】
駆動制御部２は、レジスタ部１から出力される駆動命令に基づき、発光素子のタイミング信号を発光素子駆動部５へ出力する。第１の発光素子６及び第２の発光素子７を直流駆動させる際は、図２に示すようなタイミング信号を生成して出力する。また、第１の発光素子６及び第２の発光素子７をパルス駆動させる際は、タイマー部４から送られてくる時間情報を元に、図３に示すようなタイミング信号を生成して出力する。駆動制御部２から出力されるタイミング信号は、例えば発光素子駆動部５がトランジスタを含むドライブ回路で構成されている場合、トランジスタのベースに印加される電圧に相当する。
【００１９】
発振部３は、第１の発光素子６及び第２の発光素子７をパルス駆動する時の基準パルスを生成して出力する。本実施の形態では、発振部３は、別途設けられている時計駆動用ＩＣにおいて運針制御に用いる約３２ＫＨｚ（正確には、３２．７６８ｋＨｚ）の基準パルスを発生させる発振子を備えている。すなわち、発振部３は、発光素子を点灯駆動させるための専用のものではなく、機器内に既存の発振子を用いているため、コストアップにならない。特に本実施の形態では、機器の電源がオフになっている状態であっても常時電源供給されている時計駆動用ＩＣの発振子を用いているため、機器の電源スイッチがオンになるように操作された直後から、発光素子をパルス駆動にて駆動制御することができる。また、発振部３において、外部に発振装置を持つ場合は外部発振部、内部に発振装置を持つ場合は内部発振部と呼ぶ。なお、発振部３は、水晶発振器、水晶発振子、セラミック発振子など特にその種類及び偏差は問わない。
【００２０】
タイマー部４は、発振部３から出力される基準パルスに基づいて、第１の発光素子６及び第２の発光素子７を駆動または非駆動とする実際の時間を生成する。具体的には、発振部３から出力される３２ＫＨｚの基準パルスを分周あるいはエッジ検出によって、所定周波数のパルス（本実施の形態では２５６ＫＨｚ）を生成する。なお、タイマー部４において生成するパルスは、デューティー比自体に特に限った比率はないが、０％に近いとほぼ常時オフであり、１００％に近いとほぼ常時オンとなるため効果は少ないと考えられる。
【００２１】
発光素子駆動部５は、駆動制御部２から出力されるタイミング信号を受け、そのタイミング信号に従って第１の発光素子６及び第２の発光素子７を点灯駆動する。具体的には、発光素子駆動部５は、第１の発光素子６及び第２の発光素子７を点灯駆動するドライブ回路で構成されている。ドライブ回路は、点灯及び消灯を切り替えるためのトランジスタを備え、トランジスタのベースに駆動制御部２からのタイミング信号（電圧）が印加されるように構成し、コレクタに負荷抵抗を介して第１の発光素子６または第２の発光素子７を接続し、エミッタを接地した回路である。このようなドライブ回路において、タイミング信号（電圧）に基づいてトランジスタのベースをオンまたはオフにすることによって、発光素子に流れる電流をオンまたはオフに切り替えることができ、発光素子を点灯または消灯させるように駆動することができる。なお、発光素子駆動部５は、トランジスタによるドライブ回路に限らず、少なくとも駆動制御部２で生成されるタイミング信号に基づいて、発光素子を点灯または消灯させることができる回路であればよい。
【００２２】
第１の発光素子６及び第２の発光素子７は、例えばＬＥＤで構成され、発光素子駆動部５によって点灯または消灯するように駆動される。なお、本実施の形態では、発光素子は２個接続しているが、１個でもよいし、３個以上であっても駆動制御することができる。以下の動作説明では、第１の発光素子６を点灯駆動する動作について説明する。また、本実施の形態では、第１の発光素子６及び第２の発光素子７を各々独立して駆動制御することができるのは勿論、同時に駆動制御することも可能である。なお、第１の発光素子６及び第２の発光素子７は、ＬＥＤに限らず、少なくとも駆動制御部２から出力されるタイミング信号（電圧）によって点灯または消灯させることができる発光素子であればよい。
【００２３】
外部制御部９は、レジスタ部１を外部から制御するものであり、具体的には発光素子の発光命令や発光方法に関する命令を、値としてレジスタ部１に出力する。また、外部制御部９は、マイコンにより構成することができ、このようにマイコンと発光素子駆動装置８とを別のチップで構成することで、マイコンのポート不足を解消することができる。
【００２４】
以下、動作について説明する。
【００２５】
通常、発光素子の駆動はマイコンが直接駆動する。しかしながら、近年、前述したようにあらゆる製品が多機能化しており、それに伴ってマイコンが制御しなければいけない機能は大幅に増加しているため、マイコンのポートが不足しやすいという課題があった。本実施の形態は、マイコン（例えば、図１における外部制御部９）が第１の発光素子６を直接駆動するのではなく、第１の発光素子６を駆動制御する発光素子駆動装置を、マイコンに対して独立した専用ＩＣに組み込んで実現している。
【００２６】
図１において、外部制御部９は、対象となる発光素子を、その視認性、消費電力、特性に合わせて駆動方法を選択することが可能である。具体的には、レジスタ部１に値を入力することによって、レジスタ部１においてテーブル化されているデータの中から、所望の駆動方法を選択する。レジスタ部１においてテーブル化されているデータは、直流駆動方法やパルス駆動方法などのように発光素子の駆動方法に関する情報と、パルス駆動時のデューティ比の情報などが含まれている。例えば、発光素子の視認性を高めたい場合は、直流駆動方法を選択すればよいし、消費電力を抑えたい場合はパルス駆動方法を選択すればよい。また、発光素子の素子毎の個体バラツキがある場合は、発光量が少ない発光素子に対して直流駆動方法を選択して発光量を上げるか、発光量が多い発光素子に対してパルス駆動方法を選択して発光量を下げることによって、発光素子の明るさを揃えることができる。また、パルス駆動方法におけるデューティ比を選択することができるので、パルス駆動時の発光素子の明るさを微調整することができる。なお、発光素子駆動装置８と外部制御部９との通信は、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）に代表される２線シリアル通信や、ＳＰＩ（Serial Perirheral Interface）に代表される３線シリアル通信等が挙げられる。
【００２７】
まず、パルス駆動方法が選択された時の動作について説明する。
【００２８】
レジスタ部１は、外部制御部９から第１の発光素子６を点灯させる命令が入力されると、外部制御部９から入力される値に基づき、駆動命令を出力する。例えば、外部制御部９から、第１の発光素子６をパルス駆動によって点灯させる値が入力されると、レジスタ部１は自身のテーブルの中からその値に対応する駆動方法（パルス駆動）をピックアップし、パルス駆動方法で駆動する命令を駆動制御部２に出力する。
【００２９】
駆動制御部２は、レジスタ部１からの駆動命令に基づいて、所定のタイミング信号を生成する。なお、駆動制御部２には、発振部３で発振される基準パルスに基づいてタイマー部４で生成される所定周波数のパルスが入力されている。駆動制御部２は、タイマー部４から入力される所定周波数のパルスに基づいて、図３に示すタイミング信号（電圧）を生成する。
【００３０】
駆動制御部２は、生成したタイミング信号に基づいて、発光素子駆動部５を駆動制御する。具体的には、駆動制御部２は、発光素子駆動部５におけるドライブ回路のトランジスタのベース電圧を、図３に示すタイミング信号のタイミングに合わせてオンまたはオフになるように駆動制御する。これにより、第１の発光素子６に流れる電流をオンまたはオフに切り替え制御でき、第１の発光素子６を点灯または消灯するように駆動制御することができる。
【００３１】
次に、直流駆動方法が選択された時の動作について説明する。
【００３２】
第１の発光素子６を直流駆動する場合は、レジスタ部１は、外部制御部９から入力される値（直流駆動に対応する値）に基づいて、直流駆動命令を駆動制御部２へ出力する。駆動制御部２は、レジスタ部１からの命令に基づいて、図２に示すようなタイミング信号を生成する。なお、直流駆動の場合は、パルス駆動時のようなパルス周波数制御は不要であるため、タイマー部４から出力されている時間情報は無視する。
【００３３】
駆動制御部２は、生成したタイミング信号に基づいて、発光素子駆動部５を駆動制御する。具体的には、駆動制御部２は、発光素子駆動部５におけるドライブ回路のトランジスタのベース電圧を、図２に示すタイミング信号のタイミングに合わせてオンまたはオフになるように駆動制御する。
【００３４】
これにより、第１の発光素子６は、発光素子駆動部５による駆動制御によって図２に示すタイミング信号に同期したタイミングで印加電流がオンになるように制御され、点灯するように駆動制御される。
【００３５】
なお、直流駆動方法によって第１の発光素子６を所定時間連続的に点灯させる際、外部制御部９からレジスタ部１へ値を連続的に入力することで、連続的に点灯させることができる。その点灯時間は、値を連続的に入力している時間に相当する。例えば、第１の発光素子６を５秒間点灯させる際は、外部制御部９はレジスタ部１へ値を５秒間連続的に入力する。
【００３６】
以上のように本実施の形態によれば、直流駆動方法またはパルス駆動方法のいずれかを選択可能としたことにより、発光素子に合わせた駆動方法を選択することが可能である。例えば、発光素子の視認性を高めたい場合は、直流駆動方法を選択するように、レジスタ部１に制御信号（値）を入力すればよく、消費電力を抑えたい場合は、パルス駆動方法を選択するように、レジスタ部１に制御信号（値）を入力すればよい。また、発光素子において素子毎の個体バラツキが生じている場合は、その個体バラツキを抑えるべく、直流駆動方法及びパルス駆動方法のうちいずれか一方を選択すればよい。
【００３７】
さらに、発光素子駆動装置８を、マイコン（外部制御部９）に対して独立した構成とし、外部制御部９によって外部から制御することにより、マイコンのポート不足を解消することが可能である。
【００３８】
なお、本実施の形態では、発振部３を時計ＩＣ（または、リアルタイムクロックＩＣ等とも称される）に付随している発振子を用いたが、これに限定されない。少なくとも、一定のパルスを出力することができる発振子であれば同様の構成を実現することができる。また、発振器３やタイマー４から出力されるパルスの周波数は一例である。
【００３９】
また、本実施の形態では、発光素子駆動装置８をマイコンや他のＩＣに対して独立したＩＣで構成したが、ビデオカメラなどの機器本体内における他のＩＣに組み込んで構成してもよい。例えば、ビデオカメラに搭載されている時計機能を制御する時計ＩＣに組み込む構成が考えられる。
【００４０】
図４は、発光素子駆動装置８を既存の時計制御用ＬＳＩへ組み込んだ構成を示す。図４において、ＬＳＩ１０は、ビデオカメラに搭載されている時計機能を制御する回路である時計制御部１１が内蔵されているとともに、発光素子駆動装置８が内蔵されている。発光素子駆動装置８は、実施の形態１における構成と同様であるが、発振部３は、時計制御部１１における運針制御と発光素子駆動装置８におけるパルス駆動時のパルス制御とに用いるため、時計制御部１１とタイマー部４とに接続されている。即ち、ＬＳＩ１０は、発光素子駆動装置８が実現する機能を同等に有し、且つ他の機能をも有する。
【００４１】
なお、発光素子駆動装置を組み込むＩＣは時計ＩＣを適用した例で説明したが、例えば本体機器に対し独立して備えるＩＣであっても、電子機器の電源がオフの時に起動しているＩＣであってもよく、任意のＩＣが適用される。すなわち、例えば、電源スイッチの操作を受け付ける回路が組み込まれているＩＣや、ＬＳＩをリセットする回路が組み込まれているＩＣなどがある。
【００４２】
また、本実施の形態の発光素子駆動装置によれば、機器の電源電池の残容量を検出して、発光素子の発光量を制御する構成を実現することもできる。例えば、電源電池の端子電圧（すなわち残容量）の電圧値情報をタイマー部４に入力し、タイマー部４においてＰＷＭ制御に基づいて所定のパルスを生成し、駆動制御部２に出力する方法がある。この方法によれば、電源電池の端子電圧が高い時は、ＰＷＭ制御によってタイマー部４からデューティ比が高いパルスが出力され、発光素子は高い発光量にて点灯駆動される。また、電源電池の端子電圧が低下すれば、タイマー部４におけるＰＷＭ制御によってデューティ比が低下し、発光素子の発光量が抑えられる。このように、電源電池の残容量に基づいて発光素子の発光量を制御することができるので、電源電池の残容量に応じて視認性を上げたり、消費電力を抑えたりすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の発光素子駆動装置は、ＬＥＤなどの発光素子を備えた機器に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施の形態１における発光素子駆動装置の構成を示すブロック図
【図２】駆動制御部から出力される直流駆動時のタイミング信号（発光素子駆動電圧）を示すタイミング図
【図３】駆動制御部から出力されるパルス駆動時のタイミング信号（発光素子駆動電圧）を示すタイミング図
【図４】実施の形態１における発光素子駆動装置の他例を示すブロック図
【符号の説明】
【００４５】
１  レジスタ部
２  駆動制御部
３  発振部
４  タイマー部
５  発光素子駆動部
６  第１の発光素子
７  第２の発光素子
８  発光素子駆動装置
９  外部制御部
【図１】
2008109051.tif 000003
【図２】
2008109051.tif 000004
【図３】
2008109051.tif 000005
【図４】
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