(57)【要約】【課題】低コスト化、低消費電力化の要求を満たし、周辺温度によらず高精度の駆動制御が可能な、汎用性のあるＬＥＤ駆動回路及びそれを用いた撮像装置を提供すること。【解決手段】ＰＷＭ駆動信号によりオン／オフ状態が制御されるＮＰＮトランジスタＱ１と、ＮＰＮトランジスタＱ１のオン／オフ状態に基づいてオン／オフ状態が制御されるＰＮＰトランジスタＱ３と、前記ＰＮＰトランジスタＱ３を介して電源Ｖccに一端が接続され他端が抵抗２を介して接地されたＬＥＤ３と、ＮＰＮトランジスタＱ２と、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２の接続端に一端が接続され他端が接地された抵抗１とを具備し、前記抵抗２の電圧が所定値を超えた場合に前記ＮＰＮトランジスタＱ２がオン状態となり、前記抵抗２の電圧が増大し、前記ＮＰＮトランジスタＱ１をオフ状態とするように負帰還がかかるように構成した。【選択図】      図１
2008211071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロコンピュータが機能として備える駆動制御部からの駆動信号を受けて発光ダイオードを駆動制御する発光ダイオード駆動回路であって、
前記駆動信号によりオン／オフ状態が制御される第１のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子のオン／オフ状態に基づいてオン／オフ状態が制御される第２のスイッチング素子と、
前記第２のスイッチング素子を介して電源に一端が接続された発光ダイオードと、
前記発光ダイオードの他端に一端が接続され、他端が接地された第１の抵抗と、
前記第１のスイッチング素子と共に差動増幅回路の構成要素となる第３のスイッチング素子と、
前記第1及び第３のスイッチング素子の接続端に一端が接続され、他端が接地された第２の抵抗とを具備し、
前記第１の抵抗の電圧が所定値を超えた場合に前記第３のスイッチング素子がオン状態となり、前記第２の抵抗の電圧が増大し、前記第１のスイッチング素子をオフ状態とするように負帰還がかかるように構成された
ことを特徴とする発光ダイオード駆動回路。
【請求項２】
前記駆動信号とは、パルス幅変調駆動信号或いはパルス周波数変調駆動信号のいずれか一方である
ことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード駆動回路。
【請求項３】
マイクロコンピュータが機能として備える駆動制御部からの駆動信号を受けて発光ダイオードを駆動制御する発光ダイオード駆動回路であって、
前記駆動制御部にベースが接続され、当該駆動制御部からの前記駆動信号によりオン／オフ状態が制御される第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのコレクタにベースが接続されており、エミッタが電源に接続され、前記第１のトランジスタのオン／オフ状態に基づいてオン／オフ状態が制御される第２のトランジスタと、
前記第２のトランジスタのコレクタにアノードが接続された発光ダイオードと、
前記ＬＥＤのカソードに一端が接続され、他端が接地された第１の抵抗と、
前記電源にコレクタが接続されており、前記第１のトランジスタと共に差動増幅回路の構成要素となる第３のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのエミッタと前記第２のトランジスタのエミッタの接続端に一端が接続され、他端が接地された第２の抵抗とを具備し、
前記第１の抵抗の電圧が前記第１のトランジスタのエミッタ電位と前記第３のトランジスタのベース−エミッタ間電圧の和を超えた場合に前記第３のスイッチング素子がオン状態となり、前記第２の抵抗の電圧が増大し、前記第１のスイッチング素子をオフ状態とするように負帰還がかかるように構成された
ことを特徴とする発光ダイオード駆動回路。
【請求項４】
前記第１のトランジスタのベース−エミッタ間電圧と第３のトランジスタのベース−エミッタ間電圧とを相互に打ち消すことで、前記発光ダイオードに流れる電流の温度変化による変動を抑制する
ことを特徴とする請求項３に記載の発光ダイオード駆動回路。
【請求項５】
前記第１のトランジスタ及び第３のトランジスタの各コレクタ電流が同じ値となるように前記第１及び第２の抵抗の抵抗値を定め、第１及び第３のトランジスタ間でのベース−エミッタ間電圧の当該コレクタ電流による差を抑制し、前記発光ダイオードに流れる電流の変動を抑制する
ことを特徴とする請求項３に記載の発光ダイオード駆動回路。
【請求項６】
前記駆動信号とは、パルス幅変調駆動信号或いはパルス周波数変調駆動信号のいずれか一方である
ことを特徴とする請求項３に記載の発光ダイオード駆動回路。
【請求項７】
オートフォーカスの補助光及びセルフタイマー撮影時の動作表示の少なくともいずれかのために発光ダイオードを発光させる撮像装置において、
パルス幅変調駆動信号又はパルス周波数変調駆動信号を出力する駆動制御部を機能として有する制御部と、
前記駆動信号によりオン／オフ状態が制御される第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子のオン／オフ状態に基づいてオン／オフ状態が制御される第２のスイッチング素子と、前記第２のスイッチング素子を介して電源に一端が接続された発光ダイオードと、前記発光ダイオードの他端に一端が接続され他端が接地された第１の抵抗と、前記第１のスイッチング素子と共に差動増幅回路の構成要素となる第３のスイッチング素子と、前記第1及び第３のスイッチング素子の接続端に一端が接続され、他端が接地された第２の抵抗とを具備する発光ダイオード駆動部とを備え、
前記第１の抵抗の電圧が所定値を超えた場合に前記第３のスイッチング素子がオン状態となり、前記第２の抵抗の電圧が増大し、前記第１のスイッチング素子をオフ状態とするように負帰還がかかるように構成された
ことを特徴とする撮像装置。
【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；Light Emitting Diode、以下、ＬＥＤと略記する)を駆動制御するＬＥＤ駆動動回路及びそれを用いた撮像装置に係り、特にＬＥＤに安定した電流を供給することで高精度の発光制御を実現するＬＥＤ駆動動回路及びそれを用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤは、各種装置の光源として汎用されており、例えばデジタルカメラなどの撮像装置では、被写体距離を測定するオートフォーカス系の補助光に、或いはセルフタイマーの動作表示等に用いられている。このような用途から、ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路側には高精度の駆動制御の実現が求められているが、このＬＥＤの発光量を安定させるためには、当該ＬＥＤに流れる電流の安定化を図る必要がある。
【０００３】
この要求を満たす為に、例えば特許文献１に開示された定電流回路を採用することも考えられる。この定電流回路の構成は、図７に示される通りである。即ち、この定電流回路では、出力端子１０５に流れる電流による基準抵抗１０４の電圧降下と基準電源１００（内部抵抗１０１）の電圧とが等しくなるように演算増幅器１０２がトランジスタ１０３を制御することで、安定的な動作を実現する。尚、この回路をＬＥＤの駆動制御に適用する場合には、出力端子１０５にＬＥＤを接続すればよい。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１３５２１９号公報
【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、特許文献１に開示された定電流回路では、演算増幅器を使用するために全体として高価となり、回路未使用時でも当該演算増幅器が常に電力を消費することから、低コスト化、低消費電力化の要求を十分に満たすことはできない。
【０００６】
そこで、本発明は、低コスト化、低消費電力化の要求を満たし、周辺温度によらず高精度の駆動制御が可能な、汎用性のあるＬＥＤ駆動回路及びそれを用いた撮像装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の観点に係るＬＥＤ駆動回路は、マイクロコンピュータが機能として備える駆動制御部からの駆動信号を受けてＬＥＤを駆動制御するＬＥＤ駆動回路であって、前記駆動信号によりオン／オフ状態が制御される第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子のオン／オフ状態に基づいてオン／オフ状態が制御される第２のスイッチング素子と、前記第２のスイッチング素子を介して電源に一端が接続されたＬＥＤと、前記ＬＥＤの他端に一端が接続され、他端が接地された第１の抵抗と、前記第１のスイッチング素子と共に差動増幅回路の構成要素となる第３のスイッチング素子と、前記第1及び第３のスイッチング素子の接続端に一端が接続され他端が接地された第２の抵抗とを具備する。
【０００８】
したがって、前記第１の抵抗の電圧が所定値を超えた場合に前記第３のスイッチング素子がオン状態となり、前記第２の抵抗の電圧が増大し、前記第１のスイッチング素子をオフ状態とするように負帰還がかかる。
【０００９】
本発明の第２の観点に係るＬＥＤ駆動回路は、マイクロコンピュータが機能として備える駆動制御部からの駆動信号を受けてＬＥＤを駆動制御するＬＥＤ駆動回路であって、前記駆動制御部にベースが接続され、当該駆動制御部からの前記駆動信号によりオン／オフ状態が制御される第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタのコレクタにベースが接続されており、エミッタが電源に接続され、前記第１のトランジスタのオン／オフ状態に基づいてオン／オフ状態が制御される第２のトランジスタと、前記第２のトランジスタのコレクタにアノードが接続されたＬＥＤと、前記ＬＥＤのカソードに一端が接続され、他端が接地された第１の抵抗と、前記電源にコレクタが接続されており、前記第１のトランジスタと共に差動増幅回路の構成要素となる第３のトランジスタと、前記第１のトランジスタのエミッタと前記第２のトランジスタのエミッタの接続端に一端が接続され、他端が接地された第２の抵抗とを具備する。
【００１０】
従って、前記第１の抵抗の電圧が前記第１のトランジスタのエミッタ電位と前記第３のトランジスタのベース−エミッタ間電圧の和を超えた場合に前記第３のスイッチング素子がオン状態となり、前記第２の抵抗の電圧が増大し、前記第１のスイッチング素子をオフ状態とするように負帰還がかかる。
【００１１】
本発明の第３の観点に係る撮像装置は、オートフォーカスの補助光及びセルフタイマー撮影時の動作表示の少なくともいずれかのためにＬＥＤを発光させる撮像装置において、パルス幅変調駆動信号又はパルス周波数変調駆動信号を出力する駆動制御部を機能として有する制御部と、前記駆動信号によりオン／オフ状態が制御される第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子のオン／オフ状態に基づいてオン／オフ状態が制御される第２のスイッチング素子と、前記第２のスイッチング素子を介して電源に一端が接続されたＬＥＤと、前記ＬＥＤの他端に一端が接続され他端が接地された第１の抵抗と、前記第１のスイッチング素子と共に差動増幅回路の構成要素となる第３のスイッチング素子と、前記第1及び第３のスイッチング素子の接続端に一端が接続され、他端が接地された第２の抵抗とを具備するＬＥＤ駆動部とを備える。
【００１２】
従って、前記第１の抵抗の電圧が所定値を超えた場合に前記第３のスイッチング素子がオン状態となり、前記第２の抵抗の電圧が増大し、前記第１のスイッチング素子をオフ状態とするように負帰還がかかる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、広い温度範囲で高精度を得ることが可能で、低コスト化を実現し、回路未使用時の電力消費を抑えることで低消費電力化の要求も満たした、汎用性のあるＬＥＤ駆動回路及びそれを用いた撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の実施の形態（以下、単に「実施の形態」という）について説明する。
【００１５】
図１には本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路の構成を示し説明する。
【００１６】
この図１に示されるように、パルス幅変調（PWM；Pulse Width Modulation、以下、ＰＷＭと略記する)制御部４の出力は、ＮＰＮトランジスタＱ１のベースに接続されている。このＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタはＰＮＰトランジスタＱ３のベースに接続されており、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタは接続ノードＮ１、抵抗１、接続ノードＮ２を介して接地されている。電源Ｖccは接続ノードＮ３を介してＰＮＰトランジスタＱ３のエミッタに接続されており、当該ＰＮＰトランジスタＱ３のコレクタはＬＥＤ３のアノードに接続されている。ＬＥＤ３のカソードは接続ノードＮ４、抵抗２、接続ノードＮ２を介して接地されている。電源Ｖccは、更に接続ノードＮ３を介してＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタに接続されている。このＮＰＮトランジスタＱ２のベースは接続ノードＮ４に接続されており、エミッタは接続ノードＮ１、抵抗１、接続ノードＮ２を介して接地されている。ＰＷＭ制御部４は、例えばデジタルカメラ等の撮像装置に実装されたマイクロコンピュータ等が機能として備えているものであるが、これには限定されない。ＰＷＭ制御部４は所定のデューティー比に基づいて駆動信号（駆動パルス）を出力する。ＮＰＮトランジスタＱ１とＮＰＮトランジスタＱ２、抵抗１は差動増幅回路を構成する。
【００１７】
以下、このような構成による動作を詳述する。
【００１８】
ＰＷＭ制御部４から駆動信号がＮＰＮトランジスタＱ１のベースに印加されると、当該ＮＰＮトランジスタＱ１がオン状態となり、その結果、ＰＮＰトランジスタＱ３のベースに電流が流れ、ＰＮＰトランジスタＱ３がオン状態となる。
【００１９】
すると、ＬＥＤ３に電流（電流ＩLED）が流れ、ＬＥＤ３が発光し、抵抗２（抵抗値Ｒ２）に電流ＩLEDに比例した電圧が発生する。この抵抗２の電圧は増大するが、当該電圧が、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタ電位とＰＮＰトランジスタＱ２のベース−エミッタ間電圧を加算した電圧に到達すると、ＮＰＮトランジスタＱ２のベースに電流が流れ、当該ＮＰＮトランジスタＱ２がオンする。その結果、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタ及びノードＮ１を介して抵抗１（抵抗値Ｒ１）に電流が流れる。
【００２０】
この電流によって、抵抗１の電圧が上昇し、それに伴いＮＰＮトランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧が制限され、ＮＰＮトランジスタＱ１をオフしようとする負帰還がかかる。その結果、ＰＮＰトランジスタＱ３を流れる電流が制限されるので、ＬＥＤ３を流れる電流ＩLEDがある値で安定化する。
【００２１】
ここで、ＮＰＮトランジスタＱ１のベース電圧をＶB1、ＮＰＮトランジスタＱ２のベース電圧をＶB2、ＮＰＮトランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧をＶBE1、ＮＰＮトランジスタＱ２のベース−エミッタ間電圧をＶBE2とすると、ＮＰＮトランジスタＱ２のベース電圧ＶB2は、次式（１）のようになる。
【００２２】
ＶB2＝ＶB1−ＶBE1＋ＶBE2                  （１）
従って、ＮＰＮトランジスタＱ２のベースに流れる電流を抵抗２に流れる電流に対し十分小さいと考えて無視すると、ＬＥＤ３を流れる電流ＩLEDは次式（２）のようになる。
【００２３】
ＩLED＝ＶB2／Ｒ２＝（ＶB1−ＶBE1＋ＶBE2）／Ｒ２      （２）
このＬＥＤ３を流れる電流ＩLEDを示す式（２）からも明らかなように、ＮＰＮトランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧ＶBE1とＮＰＮトランジスタＱ２のベース−エミッタ間電圧ＶBE2がキャンセルされる。従って、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２が同じ環境下で使用されるとの条件下では、温度によるベース−エミッタ間電圧ＶBE1、ＶBE2の変動が同じように推移するので、上記キャンセルにより、ＬＥＤ３に流れる電流ＩLEDの温度変化による変動が抑えられることになる。
【００２４】
これに加えて、２つのＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２の各コレクタ電流ＩC1，ＩC2が同じになるように抵抗１，２の抵抗値Ｒ１を定めれば、両トランジスタＱ１，Ｑ２間でのベース−エミッタ間電圧ＶBE1，ＶBE2のコレクタ電流ＩC1，ＩC2による差も抑制することができ、更に高い精度でＬＥＤ３に流れる電流ＩLEDを制御することが可能である。以下、これを詳述する。
【００２５】
即ち、いま負帰還がかかっていないときのＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２の各コレクタ電流ＩC1，ＩC2は、次式（３）で示される。
【００２６】
ＩC1＝（ＶB1−ＶBE1）／Ｒ１，ＩC2＝０            （３）
また、ＰＮＰトランジスタＱ３のコレクタ電流をＩC3、電流増幅率ｈｆｅをｈｆｅ３とすると、負帰還がかかっているときのＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２の各コレクタ電流ＩC1，ＩC2は、次式（４）で示される。
【００２７】
ＩC1＝ＩC3／ｈｆｅ３，ＩC2＝（ＶB1−ＶBE1）／Ｒ１−ＩC3／ｈｆｅ３  （４）
従って、負帰還がかかっている状態において、コレクタ電流ＩC1,ＩC2が同じになるためには、次式（５）を満たすように抵抗１の抵抗値Ｒ１を設定すればよい。
【００２８】
ＩC1＝ＩC2
ＩC3／ｈｆｅ３＝（ＶB1−ＶBE1）／Ｒ１−ＩC3／ｈｆｅ３
（ＶB1−ＶBE1）／Ｒ１＝２・（ＩC3／ｈｆｅ３）
∴Ｒ１＝ｈｆｅ３（ＶB1−ＶBE1）／２ＩC3                （５）
一般に、トランジスタのベース−エミッタ間電圧は、自身のコレクタ電流により変動するという性質があることが知られている。よって、理論上、ＮＰＮトランジスタＱ１、Ｑ２が同じ仕様の製品であるならば、各コレクタ電流ＩC1，ＩC2を同じにすれば、各ベース−エミッタ間電圧ＶBE1，ＶBE2の差を０にすることができる。
【００２９】
ところで、フィードバック可能な抵抗２の電圧は、(ＮＰＮトランジスタＱ２がオンする電圧)以上、(電源電圧Ｖcc−ＰＮＰトランジスタＱ３のコレクタ−エミッタ間飽和電圧−ＬＥＤ３の順方向電圧降下)以下の範囲に制限される。ここで、ＮＰＮトランジスタＱ２がオンする電圧とは、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタ電位ＶE1とＮＰＮトランジスタＱ２のベース−エミッタ間電圧ＶBE2の和を越える電圧である。
【００３０】
従って、ＮＰＮトランジスタＱ１のベースの直流電圧レベルを変化させて、ＬＥＤ３の直流電流ＩLEDを制御することで当該ＬＥＤ３の光量を制御する場合において、広い範囲で高精度な光量制御を実現するためには、更なる技術的工夫が必要である。
【００３１】
これを併せて解決するために、本実施の形態では、前述したように、駆動信号を一定のピーク電圧レベルのＰＷＭ駆動信号としている。そして、ＰＷＭ駆動信号のオンデューティーの制御により、パルス駆動によるＬＥＤ３の光束の時間積分値を制御することで、フル発光の１００％から、数％まで高い精度でのＬＥＤ駆動制御を実現する。尚、後述するが、ＰＷＭ駆動信号に代えて、パルス周波数変調(PFM；Pulse Frequency Modulation、以下、ＰＦＭと略記する)駆動信号を採用してもよい。
【００３２】
未使用時には、ＮＰＮトランジスタＱ１のベース電圧ＶB1を０Ｖにすれば、全てのトランジスタがオフ状態となる。よって、電源電圧Ｖccが印加されていても、ＮＰＮトランジスタＱ１の漏洩電流以外はＬＥＤ駆動回路に電流が流れることがないので、その電力消費をほぼ０Ｗに抑えることができる。
【００３３】
次に、図２乃至図５を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路の第１乃至第４改良例について詳細に説明する。
【００３４】
尚、以下では、本発明の第１の実施の形態（図１）と同一構成については同一の符号を付して説明を適宜省略し、改良点を中心に説明をする。
【００３５】
図２には第１改良例に係るＬＥＤ駆動回路の構成を示し説明する。
【００３６】
この第１改良例では、図１のＰＷＭ制御部４をＰＦＭ制御部５に置き換えた構成となっている。ＰＦＭ制御とは、ＰＷＭ制御と同様にスイッチング型電源の電圧制御方式の一つであって、例えばトランジスタのオン時間をいつも固定しておいてオフ時間（又はオン時間）を変化させる動作を実現する制御である。この第１の改良例によれば、ＰＦＭ信号のデューティー制御により、パルス駆動によるＬＥＤ３の光束の時間積分値を制御することで高い精度でのＬＥＤ駆動制御を実現する。
【００３７】
図３には第２改良例に係るＬＥＤ駆動回路の構成を示し説明する。
【００３８】
この第２改良例では、ＰＮＰトランジスタＱ３のベース−エミッタ間に抵抗６（抵抗値Ｒ３）を追加している。即ち、電源ＶccとＰＮＰトランジスタＱ３のエミッタ間との間にある接続ノードＮ５と、ＰＮＰトランジスタＱ３のベースとＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタとの接続端である接続ノードＮ６との間に抵抗６が接続されている。この第２改良例によれば、電源Ｖccを受けて抵抗６を流れる電流に比して、ＮＰＮトランジスタＱ１の漏洩電流は無視できる大きさとなるので、ＮＰＮトランジスタＱ１の漏洩電流によりＰＮＰトランジスタＱ３がオンしてしまうという誤動作を防止することができる。
【００３９】
図４には第３改良例に係るＬＥＤ駆動回路の構成を示し説明する。
【００４０】
この第３改良例では、発振防止のために、位相補償用のコンデンサ７（容量Ｃ１）、抵抗８（抵抗値Ｒ４）を新たに追加している。即ち、ＰＷＭ制御部４とＮＰＮトランジスタＱ１のベースとの間に抵抗８を追加し、当該抵抗８とＮＰＮトランジスタＱ１のベースとの接続端である接続ノードＮ７とＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタ側の接続端である接続ノードＮ８との間にコンデンサ７を追加している。この第３改良例によれば、位相補償回路としてコンデンサ７と抵抗８を追加することにより、高周波領域の電圧利得を落として発振を防止することができる。
【００４１】
図５には第４改良例に係るＬＥＤ駆動回路の構成を示し説明する。
【００４２】
この第４改良例では、ＮＰＮトランジスタＱ１のベースに印加される駆動信号（例えばＰＷＭ駆動信号）のピーク電圧レベルを調整するため、分圧抵抗８（抵抗値Ｒ４），９（抵抗値Ｒ５）を追加している。即ち、ＰＷＭ制御部４の出力とＮＰＮトランジスタＱ１のベースとの間に抵抗８を追加し、更に当該抵抗８とＮＰＮトランジスタＱ１のベースとの接続端である接続ノードＮ９に抵抗９の一端を接続し、その他端を接続ノードＮ２を介して接地している。この第４改良例によれば、ＮＰＮトランジスタＱ１のベースには、駆動信号を抵抗８，９で分圧した電圧が入力されるので、ピーク電圧レベルが適正値に調整される。
【００４３】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路は、マイクロコンピュータが機能として備える駆動制御部（例えばＰＷＭ制御部４、又はＰＦＭ制御部５）からの駆動信号（例えば、ＰＷＭ駆動信号、又はＰＦＭ駆動信号）を受けてＬＥＤを駆動制御するＬＥＤ駆動回路であって、前記駆動信号によりオン／オフ状態が制御される第１のスイッチング素子（例えばＮＰＮトランジスタＱ１）と、前記第１のスイッチング素子のオン／オフ状態に基づいてオン／オフ状態が制御される第２のスイッチング素子（例えばＰＮＰトランジスタＱ３）と、前記第２のスイッチング素子を介して電源（例えば電源Ｖcc）に一端が接続されたＬＥＤ（例えばＬＥＤ３）と、前記ＬＥＤの他端に一端が接続され、他端が接地された第１の抵抗（例えば抵抗２）と、前記第１のスイッチング素子と共に差動増幅回路の構成要素となる第３のスイッチング素子（例えばＮＰＮトランジスタＱ２）と、前記第1及び第３のスイッチング素子の接続端に一端が接続され、他端が接地された第２の抵抗（例えば抵抗１）とを備える。従って、このＬＥＤ駆動回路は、前記第１の抵抗の電圧が所定値を超えた場合に前記第３のスイッチング素子がオン状態となり、前記第２の抵抗の電圧が増大し、前記第１のスイッチング素子をオフ状態とするように負帰還がかかることになる。
【００４４】
より詳細には、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路は、マイクロコンピュータが機能として備える駆動制御部（例えばＰＷＭ制御部４、又はＰＦＭ制御部５）からの駆動信号（例えばＰＷＭ駆動信号、又はＰＦＭ駆動信号）を受けてＬＥＤを駆動制御するＬＥＤ駆動回路であって、前記駆動制御部にベースが接続され、当該駆動制御部からの前記駆動信号によりオン／オフ状態が制御される第１のトランジスタ（例えばＮＰＮトランジスタＱ１）と、前記第１のトランジスタのコレクタにベースが接続されており、エミッタが電源（例えば電源Ｖcc）に接続され、前記第１のトランジスタのオン／オフ状態に基づいてオン／オフ状態が制御される第２のトランジスタ（例えばＰＮＰトランジスタＱ３）と、前記第２のトランジスタのコレクタにアノードが接続されたＬＥＤ（例えばＬＥＤ３）と、前記ＬＥＤのカソードに一端が接続され、他端が接地された第１の抵抗（例えば抵抗２）と、前記電源にコレクタが接続されており、前記第１のトランジスタと共に差動増幅回路の構成要素となる第３のトランジスタ（例えばＮＰＮトランジスタＱ２）と、前記第１のトランジスタのエミッタと前記第２のトランジスタのエミッタの接続端に一端が接続され、他端が接地された第２の抵抗（例えば抵抗１）とを備える。従って、前記第１の抵抗の電圧が前記第１のトランジスタのエミッタ電位（例えばＶE1）と前記第３のトランジスタのベース−エミッタ間電圧（例えばＶBE2）の和を超えた場合に前記第３のスイッチング素子がオン状態となり、前記第２の抵抗の電圧が増大し、前記第１のスイッチング素子をオフ状態とするように負帰還がかかることとなる。
【００４５】
そして、前記第１のトランジスタ（例えばＮＰＮトランジスタＱ１）のベース−エミッタ間電圧（例えば、ＶBE1）と第３のトランジスタ（例えばＮＰＮトランジスタＱ２）のベース−エミッタ間電圧（例えば、ＶBE2）とを相互に打ち消すことで、前記ＬＥＤ（例えばＬＥＤ３）に流れる電流の温度変化による変動を抑制することができる。
【００４６】
さらに、前記第１のトランジスタ（例えばＮＰＮトランジスタＱ１）及び第３のトランジスタ（例えばＮＰＮトランジスタＱ２）の各コレクタ電流（例えば、コレクタ電流ＩC1,ＩC2）が同じ値となるように前記第１及び第２の抵抗の抵抗値（例えば抵抗２の抵抗値Ｒ２と抵抗１の抵抗値Ｒ１）を定め、第１及び第３のトランジスタ間でのベース−エミッタ間電圧（例えば、ＶBE1、ＶBE2）の当該コレクタ電流による差を抑制し、前記ＬＥＤに流れる電流（例えばＩLED）の変動を抑制することができる。そして、前記駆動信号とは、例えばＰＷＭ駆動信号或いはＰＦＭ駆動信号等が採用される。
【００４７】
従って、第１の実施の形態によれば、ＰＷＭ（又はＰＦＭ）による駆動信号により、フル発光の数％から１００％まで、周囲温度によらず、高い精度で光量を制御することができ、未使用時の電力を略０Ｗにできる、安価なＬＥＤ駆動回路が提供される。
【００４８】
次に図６には本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置の構成を示し説明する。
【００４９】
例えばデジタルカメラ等の撮像装置の中には、オートフォーカス （以下、ＡＦと略記する）機構を搭載しているものが多いが、光量不足の場合でもＡＦを行うことができるようにＡＦ補助光を自動的に発光する機能を備えたものもある。かかるＡＦ補助光には、一般的にはＬＥＤ点灯を用いている。しかるに、この第２の実施の形態に係る撮像装置は、前述した第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路を、このＡＦ補助光を発光するＬＥＤの駆動制御に用いるものである。この場合において、ＬＥＤはＡＦ補助光以外にセルフタイマーの動作表示等を兼ねる場合も多い。
【００５０】
この図６に示されるように、光学系１２は撮影レンズ、絞り等から構成されており、これらの入射光の光路上にはＣＣＤ(Charge Coupled Device)１３が配設されている。ＣＣＤ１３はカメラ部１４と電気的に接続されている。カメラ部１４は信号処理部１５に接続されている。撮像装置全体の制御を司る制御部１１は、カメラ部１４、信号処理部１５、光学系１２を駆動する絞り／フォーカス駆動部１７、発光部２０を制御するストロボ発光制御部２１、カードメモリ２３へのデータの読み書きを行うメディアドライブ２２、操作部２４、表示部１６と接続されている。
【００５１】
そして、特徴的なのは、制御部１１が機能として備えるＰＷＭ制御部１１ａの出力がＬＥＤ駆動部１８に接続されており、ＬＥＤ１９のＰＷＭ駆動信号による駆動制御が可能となるよう構成されている点である。ＬＥＤ駆動部１８とＬＥＤ１９は、第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路に相当する。第１の実施の形態の第１乃至第４の改良例を当該構成として採用することも可能であることは勿論である。
【００５２】
尚、制御部１１は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から成るマイクロコンピュータにより構成されるもので、例えば内部ＲＯＭに格納されるプログラムに従って、撮像装置についての各種動作制御を実行するものである。
【００５３】
このような構成において、ＬＥＤ駆動部１８は、制御部１１のＰＷＭ制御部１１ａから出力されるＰＷＭ駆動信号を受け、第１の実施の形態として前述したようなＬＥＤ１９の駆動制御を行うことになる。その作用は、第１の実施の形態で前述した通りである。
【００５４】
光学系１２は、入射された光を撮像光として、後段のＣＣＤ１３に結像させる。この光学系１２は、フォーカス（焦点）調整のためのフォーカス調整機構や絞り値に応じて絞りを可変する絞り可変機構などを備える。このような機構部の駆動は、絞り／フォーカス駆動部１７から出力される駆動信号によって行われる。
【００５５】
絞り／フォーカス駆動部１７は、制御部１１の制御に応じて、適正なフォーカス状態や絞りの状態等が得られるように所定の駆動信号を出力する。
【００５６】
ＣＣＤ１３では、光学系１２から入射されて受光面にて結像された撮像光を光電変換することで撮像信号を生成してカメラ部１４に出力する。撮影時においては、例えば露出設定結果に応じて決定されるシャッター速度の指示が、制御部１１からカメラ部１４に通知される。カメラ部１４では、通知されたシャッター速度に対応する走査タイミング信号をＣＣＤ１３に出力する。ＣＣＤ１３は、この走査タイミング信号に応じて走査を行うようにして、光電変換処理を実行して映像信号を出力する。
【００５７】
カメラ部１４では、ＣＣＤ１３から入力されたアナログの映像信号について、例えばゲイン調整、サンプルホールド処理を施すことにより波形整形を行った後、Ａ／Ｄ変換を行うことで、デジタル画像信号データに変換する。信号処理部１５は、カメラ部１４から入力されたデジタル画像データについて、例えば表示用輝度データの生成処理等の各種画像信号処理を実行する。また、信号処理部１５では、制御部１１の制御に応じてキャラクタ画像等も撮像画像に重畳して表示可能なように、所謂オンスクリーンディスプレイのための信号処理も実行可能とされている。表示部１６としてはＬＣＤ(Liquid Crystal Display)等が採用されるが、これに限定されるものではない。
【００５８】
信号処理部１５は、カメラ部１４からのデジタル画像信号について、例えば所定方式による画像データ圧縮処理を施して、圧縮画像データを生成する。この圧縮画像データは制御部１１の制御により、メディアドライブ２２に転送され、カードメモリ２３に書き込まれる。カードメモリ２３としては、例えば所定容量のフラッシュメモリを記憶媒体として備える。カードメモリ２３に記憶されている圧縮画像データを再生するときには、メディアドライブ２２は、制御部１１の指示、制御に従って、所要の画像データを選択して読み出し、信号処理部１５に転送する。信号処理部１５は、この画像データの画像が表示部１６にて再生表示されるように、所定の画像信号処理を実行する。
【００５９】
操作部２４は、撮像装置に備えられる各種操作子を一括して示し、例えば、写真撮影時に操作されるシャッターボタン、撮影モードなどを選択する操作子、パラメータのアップ／ダウンを行うための操作子などが含まれるが、これに限定されない。
【００６０】
ストロボ発光制御部２１は、発光部２０の発光を制御するための回路である。この場合における発光部２０の発光制御は、制御部１１が発光のオン／オフを指示する為の制御信号をストロボ発光制御部２１に出力することで行われる。発光部２０は、ストロボ発光制御部２１により発光駆動される発光素子（例えばキセノン管）からなる。
【００６１】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、オートフォーカスの補助光及びセルフタイマー撮影時の動作表示の少なくともいずれかのためにＬＥＤを発光させる撮像装置において、ＰＷＭ（又はＰＦＭ）の駆動信号を出力する駆動制御部（例えばＰＷＭ制御部１１ａ）を機能として有する制御部（例えば制御部１１）と、ＬＥＤ駆動部（例えばＬＥＤ駆動部１８とＬＥＤ１９；例えば第１の実施の形態として前述したようなＬＥＤ駆動回路が適用される）撮像装置が提供される。
【００６２】
従って、第２の実施の形態によれば、マイクロコンピュータ等の制御部が機能として備えるＰＷＭ（或いはＰＦＭ）制御部の出力するＰＷＭ駆動信号を用いて、第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路を駆動し、オートフォーカス補助光とセルフタイマー動作表示を兼ねたＬＥＤを駆動制御する、デジタルカメラ等の撮像装置が提供される。
【００６３】
以上、本発明の第１及び第２の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなくその趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは勿論である。例えば、前述した第１の実施の形態においては、１つのＬＥＤを駆動制御する例を示したがこれに限定されず、複数の直列／並列に接続されたＬＥＤ群を駆動制御する場合にも適用可能である。また、第２の実施の形態においては、デジタルカメラ等の撮像装置に適用する例を示したが、適用先はこれに限定されず、発光源としてＬＥＤを用いるものであれば、携帯電話機やＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等の各種の機器に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路の構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路の第１改良例の構成図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路の第２改良例の構成図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路の第３改良例の構成図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路の第４改良例の構成図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図。
【図７】従来技術に係る低雑音定電流回路の構成図。
【符号の説明】
【００６５】
１，２，６，８，９…抵抗、３…ＬＥＤ、４…ＰＷＭ制御部、５…ＰＦＭ制御部、７…コンデンサ、Ｑ１，Ｑ２…ＮＰＮトランジスタ、Ｑ３…ＰＮＰトランジスタ
【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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