(57)【要約】【課題】  ＬＥＤの発光量を多段階に調整可能なＬＥＤ駆動回路を提供する。【解決手段】  スイッチング端子を有し、且つＬＥＤの一端に接続される電流制御回路１０と、可変電圧源Ｖin1と、可変電圧源Ｖin1と接続され、可変電圧源Ｖin1の出力電圧に応じて電圧の振幅が変化するパルス波を発生し、スイッチング端子に対してパルス波を印加するパルス発振回路１１とを有するようにＬＥＤ駆動回路１を構成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング端子を有し、且つＬＥＤの一端に接続される電流制御回路と、
可変電圧源と、
前記可変電圧源と接続され、前記可変電圧源の出力電圧に応じて電圧の振幅が変化するパルス波を発生し、前記スイッチング端子に対して該パルス波を印加するパルス発振回路と、を有することを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
【請求項２】
前記電流制御回路は、ダーリントントランジスタを有する、請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項３】
さらに、前記パルス発振回路と前記電流制御回路との間に接続され、外部信号入力端子を有する信号入力回路を有し、前記信号入力回路は、前記外部信号入力端子に所定の電圧が印加されると、前記電流制御回路を遮断若しくは飽和させる、請求項１又は２に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項４】
スイッチング端子を有し、且つＬＥＤの一端に接続される電流制御回路と、
デューティ比を変更可能な方形波パルス電源と、前記方形波パルス電源と前記電流制御回路の前記スイッチング端子との間に接続される充放電回路を有することを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
【請求項５】
前記電流制御回路は、ダーリントントランジスタを有する、請求項４に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項６】
前記方形波パルス電源は、互いに発振周波数の異なる第１及び第２のパルス列を出力する発振回路と、前記第１及び第２のパルス列を入力とし、前記第１のパルス列と前記第２のパルス列の電圧の高低の比較結果に基づいた電圧を出力する比較器とを有する、請求項４又は５に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項７】
さらに、前記充放電回路と前記電流制御回路との間に接続され、外部信号入力端子を有する信号入力回路を有し、前記信号入力回路は、前記外部信号入力端子に所定の電圧が印加されると、前記電流制御回路を遮断若しくは飽和させる、請求項６に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項８】
請求項３又は７に記載の第１のＬＥＤ駆動回路及び第２のＬＥＤ駆動回路と、
第１及び第２の入力端子と出力端子を有し、該出力端子が前記第１のＬＥＤ駆動回路の外部信号入力端子に接続される第１の合成回路と、
第３及び第４の入力端子と出力端子を有し、該出力端子が前記第２のＬＥＤ駆動回路の外部信号入力端子に接続される第２の合成回路と、
直列に接続される第１及び第２のメモリを有するシフトレジスタとを有し、
前記第１の入力端子には、前記第１のメモリの出力が接続され、前記第３の入力端子には、前記第２のメモリの出力が接続され、且つ前記第２の入力端子及び前記第４の入力端子には、同一の制御信号が与えられることを特徴とするＬＥＤ駆動システム。
【請求項９】
請求項１〜７の何れか一項に記載のＬＥＤ駆動回路を有することを特徴とする半導体集積回路。
【請求項１０】
請求項８に記載のＬＥＤ駆動システムを有することを特徴とする半導体集積回路。
【請求項１１】
請求項１〜７の何れか一項に記載のＬＥＤ駆動回路を有することを特徴とする遊技機。
【請求項１２】
請求項８に記載のＬＥＤ駆動システムを有することを特徴とする遊技機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤの駆動回路に関し、より詳しくは遊技機の装飾に用いられるＬＥＤの駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
パチンコ遊技機や回胴遊技機に代表される遊技機では、遊技性と、遊技者に与える印象度合で顧客の満足度が左右され、遊技機の販売台数に影響が生じる。したがって、遊技機に組み込まれる表示装置の表示内容、効果音、役物動作などの演出を駆使して、如何に遊技者に魅力を与えるかが重要となる。
【０００３】
このような演出の一つとして、光装飾があり、遊技機の遊技盤前面にＬＥＤ、ランプなどの発光体を多数配置し、それぞれ個別に駆動することで演出効果を高めている。例えば、待機中、通常遊技中、大役中など、遊技の状況に応じて、発光体の点灯パターンや輝度を変化させて、遊技者に大役の期待を抱かせる工夫を施している。
【０００４】
このような光装飾の用途で用いられるＬＥＤとしては、赤色、緑色、及び青色が代表的であり、これらのＬＥＤを適切に配置し、それぞれの発光量を制御することによって、遊技者に対して多様な発色光で発光しているように見せることができる。また、例えば大役中若しくはリーチ中などの場合では、ＬＥＤの発光量、点滅速度などを急激に変化させることにより、明らかに待機中とは異なる視覚認識を遊技者にもたせて、遊技者の期待感や達成感を高めるように演出することができる。
【０００５】
また近年、遊技機では、演出効果を高めるために、より高輝度のＬＥＤが用いられるようになってきている。一方、このような高輝度ＬＥＤを用いた場合、平均的な環境下でのパチンコホールにおいて、遊技者がＬＥＤの明るさの違いを認識できるように発光量の調整を行うためには、ＬＥＤに流れる電流を、最大定格電流値と比較して微弱な電流値の範囲で変化させることが必要である。そのような制御を行うために、遊技盤に配置されたＬＥＤは、配線を介して演出用ＣＰＵに接続されるＬＥＤ駆動回路によって制御され、演出用ＣＰＵからの出力信号の変化に応じて点灯又は消灯動作を行う。
【０００６】
このような目的に使用可能なＬＥＤ駆動回路として、外部端子からの入力信号により制御して、ＬＥＤの光出力を可変調整可能なインジケータ減光システム及びＬＥＤ駆動回路が開発されている（特許文献１及び２参照）。
【０００７】
特許文献１に記載されたインジケータ減光システムは、ＬＥＤ駆動用の第１のスイッチング素子と、ＬＥＤに流れる電流を規定する電流制限抵抗と、電流制限抵抗の抵抗値を切り替える第２のスイッチング素子と、第１と第２のスイッチング素子を制御するマイクロプロセッサを有する（特許文献１参照）。そして、マイクロプロセッサからの制御信号によって、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子を選択的にバイアスすることにより、ＬＥＤの消灯及び発光輝度の切り替えを行うものである。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載されたインジケータ減光システムでは、ＬＥＤの発光輝度自体は２段階にしか切り替えられず、それよりも多階調でＬＥＤの発光輝度を変化させることはできない。
【０００９】
また、特許文献２に記載されたＬＥＤ駆動回路は、制御信号によって出力電圧がＯＮ／ＯＦＦする複数の定電圧電源と、その複数の定電圧電源の出力をベースに、電源端子をコレクタを接続する同数の回路切替用トランジスタと、回路切替用トランジスタのエミッタのそれぞれに一端を接続し、他端を共通にしてＬＥＤのアノードに接続する抵抗器とよりなる切替回路を有する。そしてこのＬＥＤ駆動回路では、複数の定電圧電源のうち、出力電圧がＯＮになったものでバイアスされる回路切替用トランジスタを通じてのみ、ＬＥＤに駆動電流が流れるため、定電圧電源に対する制御信号によって、ＬＥＤの発光量を変化させることができる。
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載されたＬＥＤ駆動回路では、ＬＥＤの発光量の段階数を増やすためには、その段階数に応じて定電圧電源、回路切替用トランジスタ及び抵抗器の数を増加させることが必要である。そのため、遊技機の光装飾に用いるＬＥＤ駆動回路としては、高価なものとなってしまい、また必要な配線の量も非常に多くなり、設置に要する面積の増大やノイズの発生などの面でも望ましくない。
【００１１】
またパチンコ機の表示装置用ＬＥＤの駆動装置として、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式を用いたものも知られている（特許文献３参照）。ＰＷＭ制御では、ＣＰＵからの出力信号を方形波のパルスとして、そのデューティ比を変化させることでＬＥＤに流れる平均電流値を調整し、ＬＥＤの発光量を調整する。
【００１２】
しかし、ＰＷＭ方式を採用する場合、特に相対的に小さい発光量で多段階にＬＥＤの発光量を変化させようとすると、デューティ比をわずかに変更するような制御を行わなければならず、そのため細かいサンプリングピッチで出力波形を形成することが必要となる。したがって、そのためＣＰＵの負荷が大きく、演出用ＣＰＵとして、高価で高性能なＣＰＵを用いるか、演出用ＣＰＵとは別個に、ＬＥＤの制御専用のＣＰＵを備えることが必要となり、高コストとなってしまう。
【００１３】
また、特許文献３に記載されたパチンコ機では、少ない配線で多数のＬＥＤを駆動するために、一部の信号線を共通化している。しかし、そのために各ＬＥＤに対して、電源供給が停止する期間が生じてしまい、ＬＥＤを最大輝度で持続して発光させることが不可能となり、遊技者が感じる明るさも低下してしまう。また遊技者がそれ程明るいと感じない程度の発光しかできなければ、遊技者に与えるインパクトも希薄なものとなり、十分な演出効果を発揮することが困難となる。
【００１４】
【特許文献１】特開平１１−２７２２１５号公報
【特許文献２】特開昭６３−２１３３７９号公報
【特許文献３】特開２００１−２５２４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記の問題点に鑑み、本発明は、ＬＥＤの発光量を多段階に調整可能なＬＥＤ駆動回路を提供することを目的とする。
【００１６】
また本発明の別の目的として、制御用のＣＰＵの負荷を軽減可能なＬＥＤ駆動回路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】
【００１７】
上記の目的を達成するために、本発明に係るＬＥＤ駆動回路は、スイッチング端子を有し、且つＬＥＤの一端に接続される電流制御回路と、可変電圧源と、可変電圧源と接続され、可変電圧源の出力電圧に応じて電圧の振幅が変化するパルス波を発生し、スイッチング端子に対してそのパルス波を印加するパルス発振回路とを有することを特徴とする。
【００１８】
このような構成とすることにより、ＬＥＤを任意の発光量に調整することが可能となる。
【００１９】
また、電流制御回路は、ダーリントントランジスタを有することが好ましい。電流制御回路の能動動作域を広く設定することができるためである。
【００２０】
さらに、パルス発振回路と電流制御回路との間に接続され、外部信号入力端子を有する信号入力回路を有し、その信号入力回路は、外部信号入力端子に所定の電圧が印加されると、前記電流制御回路を遮断若しくは飽和させることが好ましい。
【００２１】
このような構成とすることで、通常時には、ＬＥＤを一定の発光量で光らせつつ、ＬＥＤを消灯若しくは最大輝度点灯という特定の状態を出現させる場合のみ、特定の制御信号を与えればよく、演出用ＣＰＵなど、ＬＥＤ駆動回路を制御するデバイスに対する負荷を軽減しつつ演出効果の高いＬＥＤ駆動回路を構成することができる。
【００２２】
また本発明に係る別のＬＥＤ駆動回路は、スイッチング端子を有し、且つＬＥＤの一端に接続される電流制御回路と、デューティ比を変更可能な方形波パルス電源と、方形波パルス電源と電流制御回路のスイッチング端子との間に接続される充放電回路を有することを特徴とする。
【００２３】
ＣＰＵでの制御が容易な、又はＣＰＵからの出力自体を電源出力とみなせる方形波パルス電源を用いることが可能であるとともに、方形波パルスをそのデューティ比に依存してピーク電圧の変わるパルスに変更する充放電回路を備えたことにより、後述するように、図１に示す第７階調以下のような相対的に暗い領域でも、デューティ比を１％の以下の細かい範囲で調整することなくＬＥＤの明るさを調整できるため、演出用ＣＰＵの負荷を軽減することが可能となる。
【００２４】
また、電流制御回路は、ダーリントントランジスタを有することが好ましい。電流制御回路の能動動作域を広く設定することができるためである。
【００２５】
さらに、方形波パルス電源は、互いに発振周波数の異なる第１及び第２のパルス列を出力する発振回路と、第１及び第２のパルス列を入力とし、第１のパルス列と第２のパルス列の電圧の高低の比較結果に基づいた電圧を出力する比較器とを有することが好ましい。さらに、充放電回路と電流制御回路との間に接続され、外部信号入力端子を有する信号入力回路を有し、信号入力回路は、外部信号入力端子に所定の電圧が印加されると、前記電流制御回路を遮断若しくは飽和させることが好ましい。
【００２６】
このような構成とすることで、通常は特に制御信号を与えることがなくとも、ＬＥＤの明るさを周期的に変更させつつ、ＬＥＤを消灯若しくは最大輝度点灯という特定の状態を出現させる場合のみ制御信号を与えるだけで、通常の状態と区別することができ、演出用ＣＰＵに対する負荷を軽減しつつ演出効果の高いＬＥＤ駆動回路を構成することができる。
【００２７】
また本発明に係るＬＥＤ駆動システムは、上記の外部信号入力端子を有する第１のＬＥＤ駆動回路及び第２のＬＥＤ駆動回路と、第１及び第２の入力端子と出力端子を有し、出力端子が第１のＬＥＤ駆動回路の外部信号入力端子に接続される第１の合成回路と、第３及び第４の入力端子と出力端子を有し、出力端子が第２のＬＥＤ駆動回路の外部信号入力端子に接続される第２の合成回路と、シリアルに接続される第１及び第２のメモリを有するシフトレジスタとを有し、第１の入力端子には、第１のメモリの出力が接続され、第３の入力端子には、第２のメモリの出力が接続され、且つ第２の入力端子及び第４の入力端子には、同一の制御信号が与えられることを特徴とする。
【００２８】
このような構成とすることで、駆動するＬＥＤの数が多い場合でも、ＬＥＤ駆動システムに制御信号を供給するＣＰＵにおいて、必要な出力端子数を少なくすることができ、省配線化することができる。
【００２９】
また、上記のＬＥＤ駆動回路又はＬＥＤ駆動システムは、半導体集積回路としてパッケージングしてもよい。
【００３０】
さらに、本発明に係る遊技機は、上記のＬＥＤ駆動回路又はＬＥＤ駆動システムを有することを特徴とする。ここで遊技機とは、パチンコ遊技機及び回胴式遊技機をいう。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、ＬＥＤの発光量を多段階に調整可能なＬＥＤ駆動回路を提供することが可能となる。
【００３２】
また、制御用のＣＰＵの負荷を軽減可能なＬＥＤ駆動回路を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
まず、遊技機の光装飾で使用するＬＥＤを、どの程度の発光量で制御すれば高い演出効果を得られるか知るために、本願発明者は、遊技機に通常使用されるＬＥＤについて、ホール環境で遊技者がＬＥＤ発光の明るさの違いを認識可能な発光量について調査を行った。その調査結果について説明する。なおこの調査では、最大輝度７７００ｍｃｄの赤色ＬＥＤを用いた。
【００３４】
図１は、屋内において、５０ｃｍの距離でＬＥＤの目視観察を行い、消灯状態からＬＥＤの最大輝度での定常発光状態まで、ＬＥＤの明るさが等間隔で１１段階変化したと観察者が感じるように、ＬＥＤをＰＷＭ制御した場合の、ＬＥＤに印加するパルス電圧のデューティ比の変化を示す。図１において横軸は階調を表し、第１階調は消灯状態、第１１階調は最大輝度での定常発光状態を表す。また、縦軸はデューティ比を表す。
【００３５】
図１に示されるように、第２階調では、デューティ比は０．０３％にすぎず、消灯状態と定常発光状態の中間にあたる第６階調においても、デューティ比は０．６％しかなく、その次の第７階調で漸く１％に到達し、また定常発光状態よりも１段階低いだけの第１０階調でも、デューティ比は４０％しかないことが分かった。また、図１に示されるように、ＬＥＤの明るさが等間隔で変化するように観察者に感知させるためには、デューティ比の間隔を、非線形的に変化させる必要があることが分かった。より具体的には、ＬＥＤの発光量が相対的に少ない領域では、デューティ比を小さく変化させても観察者は明るさが変わったことを認識するが、ＬＥＤの発光量が増大するにつれ、デューティ比も大きく変化させないと、人はＬＥＤの明るさの変化を認識できなくなる。
【００３６】
従って、単なる明滅でなく、遊技者が、明るさの変化を認識できるようにＬＥＤを制御するためには、ＰＷＭ制御の場合、デューティ比を０．１％未満から１００％まで変化させることが必要であり、特に０．１％未満から１％前後においては、より細かいピッチでデューティ比を変化させられることが好ましい。そのため、非常に細かいサンプリングピッチでパルス制御を行うことを要する。またＬＥＤの駆動電流値を変化させて制御する場合には、駆動電流値と発光輝度は比例の関係にあることから、最大定格電流値の１／１０００未満から最大定格電流値まで変化させることが必要であり、特に最大定格電流値の１／１０００未満から１／１００前後の範囲という、微小電流域で多段階に変化させられることが好ましい。
【００３７】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るＬＥＤ駆動回路について詳細に説明する。
図２に、本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路１の回路図を示す。
本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路１は、駆動電流をＬＥＤ１に供給するための電流制御回路１０をＬＥＤ１の一端に接続し、且つ電流制御回路１０のスイッチング端子に、一定の周期で発振するパルス発振回路１１を接続するとともに、パルス発振回路に接続され、パルス発振回路１１から発振されるパルス波の振幅を制御可能な可変電圧源Ｖin1を有するものである。このような構成を有することにより、演出用ＣＰＵからの制御信号に基づいて可変電圧源Ｖin1の出力電圧を調節することによって、ＬＥＤ１の発光量を調節可能とし、演出効果の高い光装飾に利用可能なものである。
【００３８】
図２に示すように、制御を行うＬＥＤ１のアノードには、抵抗ＲL1を介して定圧電源（図示せず）から電圧Ｖccが供給されている。ＬＥＤ１のカソードには、電流制御回路１０であるトランジスタＴr1のコレクタとが接続されている。一方、トランジスタＴr1のエミッタは、接地されている。
【００３９】
また、電流制御回路１０のスイッチング端子であるトランジスタＴr1のベースは、抵抗Ｒ1を介してパルス発振回路１１の抵抗Ｒ8及びトランジスタＴr2のエミッタに接続されている。
【００４０】
パルス発振回路１１は、比較器ＣＭＰ１、トランジスタＴr2、コンデンサＣ1、ダイオードＤ1、及び抵抗Ｒ2〜Ｒ8で構成される。
【００４１】
ＬＥＤ１に駆動電流を供給する定圧電源（図示せず）には、トランジスタＴr2のコレクタが接続されている。同様に、その定圧電源には、並列に接続されるコンデンサＣ1及び抵抗Ｒ4のそれぞれの一端が接続されている。また、トランジスタＴr2のベースが、抵抗Ｒ7を介して、コンデンサＣ1及び抵抗Ｒ4のそれぞれの他端に接続されている。さらに、トランジスタＴr2のエミッタは、抵抗Ｒ8を介して接地されるとともに、抵抗Ｒ1を介して電流制御回路１０のトランジスタＴr1のベースに接続されている。
【００４２】
また、コンデンサＣ1及び抵抗Ｒ4のそれぞれの他端は、比較器ＣＭＰ１の負側入力端子と接続されるとともに、抵抗Ｒ5及びダイオードＤ1を介して、比較器ＣＭＰ１の出力端子とも接続されている。なお、ダイオードＤ1のカソードは、比較器ＣＭＰ１の出力端子側に接続される。
【００４３】
比較器ＣＭＰ１の正側入力端子には、抵抗Ｒ2及び抵抗Ｒ3の一端が接続されるとともに、抵抗Ｒ6を介してダイオードＤ1のカソードにも接続されている。そして、抵抗Ｒ2の他端には、可変電圧源Ｖin1の陽極が接続されている。また抵抗Ｒ3の他端は接地されている。
【００４４】
可変電圧源Ｖin1は、演出用ＣＰＵ（図示せず）からの制御信号に基づいて、パルス発振回路１１に印加する電圧を変化させる。
【００４５】
以下、本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路１の動作を説明する。
図３（ａ）は、可変電圧源Ｖin1の印加電圧Ｖの電圧変化示すグラフであり、（ｂ）は、（ａ）に対応する比較器ＣＭＰ１の負側入力端子の電位Ｖ２の変化を示すグラフであり、（ｃ）は（ｂ）に対応するトランジスタＴr1のベースに印加される電位Ｖ３の変化を示すグラフである。そして、図３（ｄ）は、ＬＥＤ１のカソードの電位Ｖ４の変化示すグラフである。
【００４６】
パルス発振回路１１は、比較器ＣＭＰ１の正帰還動作を利用した発振回路であり、コンデンサＣ1での放電動作と充電動作が繰り返されることにより、エミッタフォロアＴr2のエミッタ電位Ｖ３が、これに追従して周期的に変動する。詳しくは、コンデンサＣ1が十分に充電されていない場合、比較器ＣＭＰ１の負側入力端子の電位Ｖ２が正側入力端子の電位よりも高く、そのため比較器ＣＭＰ１の出力端子の電位は低電位となる。この場合、抵抗Ｒ4及びＲ5の経路で自然充電が進む一方、抵抗Ｒ4と抵抗Ｒ5の中間電位がエミッタフォロアＴr2に入力されているため、前述の充電状況に従って、トランジスタＴr1がバイアスされる。その後、コンデンサＣ1の充電量が増加すると、徐々に電位Ｖ２が低下して、エミッタフォロア出力電圧Ｖ３も低下する。このため、トランジスタＴr1の動作点が遮断領域側に移行し、その結果ＬＥＤ１の発光輝度が低下する。
【００４７】
さらにコンデンサＣ1が充電されると、比較器ＣＭＰ１の正側入力端子に印加される電圧が、負側入力端子に印加される電圧Ｖ２を上回り、比較器ＣＭＰ１の出力は高電位となる。そのため、コンデンサＣ1は一転放電動作となり、電圧Ｖ２は上昇を開始する。なお、この放電動作は、高位側に移動した正端子電位に達するまで継続する。
【００４８】
ここで、可変電圧源から印加される電圧を相対的に高く設定すると、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、比較器ＣＭＰ１の正側入力端子及び負側入力端子に印加される電圧は全体的に上昇する。したがって、トランジスタＴr1にバイアスされる電圧Ｖ３も、電圧Ｖ２の上昇にしたがって高くなり、ＬＥＤ１の発光量は上昇する。
【００４９】
逆に、可変電圧源Ｖin1から印加される電圧Ｖを相対的に低く設定すると、パルス発振回路１１の動作は、上記とは逆となり、トランジスタＴr1にバイアスされる電圧Ｖ３のピーク値が低下し、ＬＥＤ１の発光量は低下する。
【００５０】
ここで、電圧Ｖ３のピーク値がトランジスタＴr1の遮断点から、トランジスタＴr1の飽和点の間に収まるように、適切に各抵抗値を設定する。電圧Ｖ３のピーク値がトランジスタＴr1の遮断点を下回る場合、ＬＥＤ１に駆動電流は流れず、ＬＥＤ１は発光しないためであり、一方電圧Ｖ３のピーク値がトランジスタＴr1の飽和点を上回ると、電圧Ｖ３が飽和点を上回っている間、最高輝度で発光するため、明暗の制御を適切に行うことが困難となるためである。
【００５１】
上述してきたように、本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路１は、例えば演出用ＣＰＵからの制御信号によって、可変電圧源Ｖin1の出力電圧を制御することにより、ＬＥＤの駆動電流を、トランジスタＴr1が能動領域に入る時間幅とピーク値の両方で制御できるため、ＬＥＤの発光量を自在に変化させることができる。特に、パルス発振回路１１から出力されるパルスの周波数を５０Ｈｚ以上などのように高く設定して、パルス毎のＬＥＤの輝度変化による明るさの変化を視覚認識させないようにすれば、ＬＥＤの明るさを、ＬＥＤの発光輝度の平均、若しくは一定期間内の発光量に応じて感知させることができるため、少しの発光量の変化でＬＥＤの明暗が知覚されるような低発光量領域でのＬＥＤの制御が容易となる。また、ＬＥＤに対して駆動電流を供給する電源には定圧電源を用い、ＬＥＤの発光量を制御する系は別途構成しているため、ＬＥＤ駆動回路１は安定的な動作が可能となっている。
【００５２】
また、上記のＬＥＤ駆動回路１において、電流制御回路１０であるトランジスタＴr1の代わりに、ダーリントン接続した２個のトランジスタＴr3及びＴr4を用いてもよい。この第１のＬＥＤ駆動回路１の変形例に係るＬＥＤ駆動回路２の回路図を図４に示す。このように、電流制御回路１２をダーリントントランジスタで構成すれば、トランジスタＴr3の能動動作域を単独のトランジスタよりも拡大することができる。
【００５３】
次に、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路３について説明する。
図５に、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路３の回路図を示す。
本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路３は、駆動電流をＬＥＤ２に供給するための電流制御回路２０をＬＥＤ２の一端に接続し、且つ電流制御回路２０のスイッチング端子に、充放電回路２１を介して接続される方形波パルス電源Ｖin2を備え、方形波パルス電源Ｖin2から入力された方形波パルスを、充放電回路２１がそのパルス幅に対応してピーク値が変化する三角形状波パルスに変換したのち、電流制御回路２０に印加することにより、ＰＷＭ制御によってＬＥＤ２の発光量を制御できるようにしたものである。またＬＥＤ駆動回路３では、特に微弱な発光の範囲において、ＬＥＤの発光量の調整を、直接方形波パルスをＬＥＤに供給する場合と比較して、大きなデューティ比の変化率を用いて行うことが可能である。
【００５４】
図５に示すように、制御を行うＬＥＤ２のアノードには、抵抗ＲL2を介して、定圧電源（図示せず）より電圧Ｖccが供給されている。一方、ＬＥＤ２のカソードには、電流制御回路２０を構成するトランジスタＴr8のコレクタが接続されている。また、トランジスタＴr8のエミッタは接地されている。また、スイッチング端子であるトランジスタＴr8のベースは、充放電回路２１のコンデンサＣ2、抵抗Ｒ12、及びトランジスタＴr7のコレクタに抵抗Ｒ13を介して接続されている。
【００５５】
充放電回路２１は、コンデンサＣ2、トランジスタＴr5、Ｔr6、Ｔr7、及び抵抗Ｒ11、Ｒ12で構成される。トランジスタＴr6及びＴr7のエミッタは、定圧電源に接続され、電圧Ｖccを供給される。また、トランジスタＴr6とＴr7のベースは互いに接続されるとともに、トランジスタＴr6のコレクタと接続されている。さらに、トランジスタＴr6のコレクタは、抵抗Ｒ11を介して、トランジスタＴr5のコレクタに接続される。そして、トランジスタＴr5のエミッタは接地され、トランジスタＴr5のベースは、抵抗Ｒ10を介して方形波パルス電源Ｖin2の陽極に接続される。一方、トランジスタＴr7のコレクタは、抵抗Ｒ12及びコンデンサＣ2の一端に接続される。なお、コンデンサＣ2の他端は接地される。また、トランジスタＴr7のコレクタは、抵抗Ｒ13を介して、電流制御回路２０のスイッチング端子である、トランジスタＴr8のベースに接続される。
【００５６】
方形波パルス電源Ｖin2は、ＬＥＤ２への供給電圧Ｖcc及びＧＮＤ相当の電位を交互に生じる方形波パルスを出力する。また、方形波パルスの周波数、及びデューティ比は、例えば演出用ＣＰＵ（図示せず）からの制御信号に基づいて変更することができる。
【００５７】
以下、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路３の動作を説明する。
図６に、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路３の動作の様子を示す。
図６（ａ）のグラフは、方形波パルス電源から供給される方形波パルスの形状を示す。（ｂ）のグラフは、上記の方形波パルスの変化に対する、トランジスタＴr8のベースの電位Ｖ５の変化を示す。（ｃ）のグラフは、ＬＥＤ２のカソードの電位Ｖ６を示す。そして（ｄ）のグラフは、ＬＥＤ２の単位時間当たりの発光量の変化の概略を示す。
【００５８】
方形波パルス電源Ｖin2から供給される電圧が高電位（Ｖcc）の場合、充放電回路２１のトランジスタＴr5がバイアスされて、ＯＮの状態となる。そのため、定電流源であるトランジスタＴr6及びＴr7が作動して、コンデンサＣ2への充電が行われる。コンデンサＣ2の充電が進むにつれて、電流制御回路２０のトランジスタＴr8のベースに印加される電圧Ｖ５も高くなる。
【００５９】
一方、方形波パルス電源から供給される電圧が低電位（ＧＮＤ）の場合、トランジスタＴr5はバイアスされずにＯＦＦの状態となる。このとき、コンデンサＣ2は、抵抗Ｒ11を通じて放電動作を行う。そのため、電流制御回路２０のトランジスタＴr8のベースに印加される電圧Ｖ５が急激に低下する。
【００６０】
図６に示すように、方形波のデューティ比が比較的小さい場合には、コンデンサＣ2が十分に充電されず、充放電回路２１からトランジスタＴr8にバイアスされる電圧Ｖ５のピーク値は低い。Ｖ５のピーク値が、トランジスタＴr8の遮断点を下回る場合には、トランジスタＴr8には電流が流れないため、したがってＬＥＤ２は発光しない。
【００６１】
一方、方形波のデューティ比が大きくなるにつれ、コンデンサＣ2への充電量も大きくなり、トランジスタＴr8をバイアスする電圧Ｖ５も高くなる。そして、Ｖ５のピーク値がトランジスタＴr8の遮断点を上回るようになると、トランジスタＴr8は遮断点を上回った期間のみＯＮの状態となり、トランジスタＴr8を通じて、ＬＥＤ２に駆動電流が流れるようになり、ＬＥＤ２が発光するようになる。なお、この場合も、コンデンサＣ2の放電によって電圧Ｖ５が低下すると、ＬＥＤ２は消灯する。
【００６２】
さらに、方形波のデューティ比が大きくなると、相対的にＬＥＤ２に流れる駆動電流も大きくなってＬＥＤ２の発光量も増大する。そして、所定のデューティ比を超えると、電圧Ｖ５が、ＬＥＤ２の駆動電流が最大定格値に達するまで高くなり、ＬＥＤ２が最大輝度で発光する。
【００６３】
最後に、デューティ比が１００％、すなわち、方形波パルス電源Ｖin2から定常電圧が供給されるようになると、ＬＥＤ２は最大輝度での点灯を維持する。
【００６４】
上記のように、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路３では、電流制御回路２０が三角形状波パルスでバイアスされるため、三角形状波のピーク値と、トランジスタＴr8が能動領域に入る時間幅の両方でＬＥＤの発光量を制御することができる。そのため、単純に方形波パルスをＬＥＤに供給する場合よりも、デューティ比の変化量を粗くしてもＬＥＤの発光量を詳細に制御できるため、方形波パルス電源を制御するＣＰＵの負荷を低減できる。
【００６５】
また、本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路４について説明する。
図７に、本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路４の回路図を示す。
図７に示すように、本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路４は、第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路３と同様に方形波パルス電源Ｖin3から出力される方形波を、充放電回路３１に入力して三角形状波を生成し、その三角形状波を電流制御回路３０のスイッチング端子に入力することにより、ＬＥＤ３の発光量を制御するものである。そして第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路３とは、充放電回路の構成が異なり、また電流制御回路３０として、ダーリントントランジスタを用いている点で相違する。
【００６６】
図７に示すように、制御を行うＬＥＤ３のアノードには、抵抗ＲL3を介して、定圧電源（図示せず）より電圧Ｖccが供給されている。一方、ＬＥＤ３のカソードには、電流制御回路３０を構成するダーリントントランジスタＴr11及びＴr12のコレクタがそれぞれ接続されている。また、トランジスタＴr12のエミッタは接地されている。そして、トランジスタＴr11のエミッタはトランジスタＴr12のベースに接続されるとともに、抵抗Ｒ14を介して接地されている。また、電流制御回路３０のスイッチング端子であるトランジスタＴr11のベースは、充放電回路３１のコンデンサＣ3及び抵抗Ｒ12、Ｒ13に接続されている。
【００６７】
充放電回路３１は、コンデンサＣ3、ダイオードＤ2、トランジスタＴr9、Ｔr10、及び抵抗Ｒ15、Ｒ16、Ｒ17、Ｒ18で構成される。トランジスタＴr9のコレクタは、定圧電源に接続され、電圧Ｖccを供給される。また、トランジスタＴr9のベースは、直列に接続される抵抗Ｒ15及びＲ16を介して、トランジスタＴr10のベースに接続される。なお、抵抗Ｒ15及びＲ16の間には、ダイオードＤ2が接続される。一方、トランジスタＴr9のエミッタは、直列に接続される抵抗Ｒ17及びＲ18を介して、トランジスタＴr10のコレクタに接続される。また、トランジスタＴr10のエミッタは接地されている。
【００６８】
さらに、直列に接続される抵抗Ｒ17及びＲ18の間には、コンデンサＣ3の一端が接続され、同時に電流制御回路３０のトランジスタＴr11のベースも接続される。なお、コンデンサＣ3の他端は接地されている。
【００６９】
また、方形波パルス電源Ｖin3の陽極が、充放電回路３１のダイオードＤ2と抵抗Ｒ16の間に接続されている。この方形波パルス電源Ｖin3は、第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路３の方形波パルス電源Ｖin2と同様のものであり、ＬＥＤ３への供給電圧Ｖcc及びＧＮＤ相当の電位を交互に生じる方形波パルスを出力する。また、例えば演出用ＣＰＵ（図示せず）からの制御信号によって、デューティ比及びパルス周波数を変更することができる。
【００７０】
以下、本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路４の動作を説明する。
図８に、本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路４の動作の様子を示す。
図８（ａ）のグラフは、方形波パルス電源Ｖin3から供給される方形波パルスの形状を示す。（ｂ）のグラフは、上記の方形波パルスの変化に対する、トランジスタＴr11のベースの電位Ｖ７の変化を示す。（ｃ）のグラフは、ＬＥＤ３のカソードの電位Ｖ８を示す。そして（ｄ）のグラフは、ＬＥＤ３の単位時間当たりの発光量の変化の概略を示す。
【００７１】
方形波パルス電源から供給される電圧が低電位（ＧＮＤ）の場合、充放電回路３１では、電圧Ｖccを供給する定圧電源と方形波パルス電源Ｖin3の間に接続されるトランジスタＴr9がバイアスされて、ＯＮの状態となる。また、方形波パルス電源Ｖin3とＧＮＤの間に接続されるトランジスタＴr10はバイアスされず、ＯＦＦの状態となる。そのため、トランジスタＴr9に電流が流れ、トランジスタＴr9のコレクタに抵抗Ｒ17を介して接続されるコンデンサＣ3が充電される。そして、コンデンサＣ3が充電されるにつれて電流制御回路３０のトランジスタＴr11のベースに印加される電圧Ｖ７も高くなる。
【００７２】
一方、方形波パルス電源から供給される電圧が高電位（Ｖcc）の場合、トランジスタＴr9はバイアスされずにＯＦＦの状態となる。また、トランジスタＴr10はバイアスされてＯＮの状態となる。このとき、コンデンサＣ3は、トランジスタＴr10のコレクタに抵抗Ｒ18を介して接続されているため、Ｔr10を通じて放電動作を行う。そのため、電流制御回路３０のトランジスタＴr11のベースに印加される電圧Ｖ７が急激に低下する。
【００７３】
図８に示すように、方形波のデューティ比が比較的大きい場合には、コンデンサＣ3が十分充電されず、充放電回路３１からトランジスタＴr11にバイアスされる電圧Ｖ７が低くなり、したがってＬＥＤ３に流れる駆動電流も小さくなる。さらに、コンデンサＣ3の放電によって、トランジスタＴr11のベースへの印加電圧Ｖ７がＧＮＤと等しくなるため、ＬＥＤ３は消灯する。
【００７４】
一方、方形波のデューティ比が小さくなるにつれ、コンデンサＣ3への充電量も大きくなり、トランジスタＴr11をバイアスする電圧Ｖ７も高くなる。そのため、相対的にＬＥＤ３に流れる駆動電流も大きくなってＬＥＤ３の発光量も増大する。そして、所定のデューティ比を超えると、コンデンサＣ3はトランジスタＴr12が飽和するまで充電され、ＬＥＤ３の駆動電流が最大定格値となり、ＬＥＤ３が最大輝度で発光する。
【００７５】
最後に、デューティ比が０％、すなわち、方形波パルス電源Ｖin3から定常電圧が供給されるようになると、ＬＥＤ３は最大輝度での点灯を維持する。
【００７６】
上記のように、本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路４もまた、第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路３と同様に、電流制御回路３０が三角形状波パルスでバイアスされるため、三角形状波のピーク値と、トランジスタＴr11が能動領域に入る時間幅の両方でＬＥＤの発光量を制御することができる。そのため、単純に方形波パルスをＬＥＤに供給する場合よりも、デューティ比の変化量を粗くしてもＬＥＤの発光量を詳細に制御できるため、方形波パルス電源を制御するＣＰＵの負荷を低減できる。
【００７７】
なお、第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路３では、充電時において電流制御回路２０に印加する電位が比較的直線的に上昇する特性を有するが、第３の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路４では、電流制御回路３０に印加する電位が上昇するにつれて、上昇度合いが指数的に鈍る特性となる。そのため、方形波パルス電源が出力する方形波パルスの周波数として非常に低いものを用い、方形波パルスの一つ一つに対応するＬＥＤの輝度変化が感知できるような状態で使用する場合、ＬＥＤ駆動回路３よりもＬＥＤ駆動回路４を用いた方が、方形波パルスの１周期中に占める、ＬＥＤが徐々に明るくなっていく期間を長くすることができる。
【００７８】
また、ＬＥＤ駆動回路３では、ＬＥＤ２を最大輝度以下で点灯させるための電流制御回路２０に印加する電圧の範囲は、トランジスタＴr8の遮断点と飽和点の間に限定されるが、ＬＥＤ駆動回路４では、ＬＥＤ３を最大輝度以下で点灯させるための電流制御回路３０に印加する電圧の範囲は、トランジスタＴr11がＯＮとなり、トランジスタＴr12がＯＦＦとなる領域、即ち、Ｖbe11＜Ｖ３＜Ｖbe11＋Ｖbe12となり、相対的に広い能動範囲を確保できる。ここで、Ｖbe11は、トランジスタＴr11をＯＮにする電圧であり、Ｖbe12は、トランジスタＴr12をＯＮにする電圧である。
【００７９】
次に、本発明の第４の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路５について説明する。
図９に、本発明の第４の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路５の回路図を示す。
図９に示すように、本発明の第４の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路５は、本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路４の方形波パルス電源Ｖin3を、リピート回路４１に置き換えたものであり、演出用ＣＰＵなど、外部の制御用デバイスからの制御信号を用いることなく、一定の周期でＬＥＤの明るさを変動させることを可能としたものである。
【００８０】
なお、この実施形態では、第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路１と同様、電流制御回路４０を１個のトランジスタＴr13で構成している。しかし、電流制御回路４０は、第３の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路４などと同様に、ダーリントントランジスタとしてもよい。
【００８１】
図９に示すように、リピート回路４１は、周期の異なる２種類の三角波を発振する三角波発振回路Ｏscと、コンパレータＣＭＰ２で構成される。三角波発振回路Ｏscから発振される、相対的に短い周期の三角波Ｖ９は、コンパレータＣＭＰ２の＋側端子に入力され、一方、相対的に長い周期の三角波Ｖ１０は、コンパレータＣＭＰ２の−側端子に入力される。そして、コンパレータＣＭＰ２は、Ｖ１０の電圧がＶ９の電圧よりも低い場合に、高電位（Ｖcc）の出力を生じ、逆にＶ１０の電圧がＶ９の電圧よりも高い場合には、低電位（ＧＮＤ）の出力を生じる。その結果として、充放電回路３１には、周期的にパルスのデューティ比が変化する方形波パルスが入力される。
【００８２】
さらに、本発明の第５の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路６について以下に説明する。
図１０に、本発明の第５の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路６の回路図を示す。
図１０に示すように、本発明の第５の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路６は、本発明の第４の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路５の充放電回路３１と電流制御回路４０の間に、第１の信号入力回路４２及び第２の信号入力回路４３を接続したものであり、一定の周期でＬＥＤ４の明るさを変動させるとともに、特定の信号の入力中のみ、ＬＥＤ４を消灯または最大輝度での点灯状態を維持することを可能としたものである。
【００８３】
第１の信号入力回路４２は、トランジスタＴr14、Ｔr15、抵抗Ｒ20、Ｒ21及びＲ22で構成される。トランジスタＴr14のエミッタからは、電圧Ｖccが供給され、一方コレクタは抵抗Ｒ21及びＲ19を介して電流制御回路４０のトランジスタＴr13のベースに接続される。また、トランジスタＴr14のベースは、抵抗Ｒ20を介してトランジスタＴr15のコレクタに接続される。またトランジスタＴr15のエミッタは接地される。そして、トランジスタＴr15のベースと、全点灯信号入力端子Ｔin1とが抵抗Ｒ22を介して接続されている。図１０を参照して分かるように、全点灯信号入力端子Ｔin1に、Ｔr14及びＴr15をバイアスするのに十分な電圧を印加すると、トランジスタＴr14及び抵抗Ｒ21、Ｒ19を介して、ＶccからトランジスタＴr13がバイアスされる。そのため、抵抗Ｒ21の値を適宜選択することにより、Ｔr13へのバイアス電圧をＴr13の飽和点よりも大きくすることができ、ＬＥＤ４を最高輝度で点灯させることができる。
【００８４】
一方、信号入力回路４３は、トランジスタＴr16及び抵抗Ｒ23で構成される。そしてトランジスタＴr16のコレクタは、抵抗Ｒ19を介してトランジスタＴr13のベースに接続され、トランジスタＴr16のエミッタは接地される。そして、トランジスタＴr16のベースと、消灯信号入力端子Ｔin2とが抵抗Ｒ23を介して接続されている。図１０を参照して分かるように、消灯信号入力端子Ｔin2に、トランジスタＴr16をバイアスするのに十分な電圧を印加すると、トランジスタＴr16を通じて電流がＧＮＤに流れるため、トランジスタＴr13が無条件にカットオフするため、ＬＥＤ４は消灯する。
【００８５】
この様子を図１１に示す。図１１（ａ）は、三角波発振回路Ｏscからの出力波形を示し、図１１（ｂ）は、三角波発振回路Ｏscの出力波形に対応するコンパレータＣＭＰ２の出力を示す。図１１（ａ）及び（ｂ）とも、グラフの横軸は経過時間を表し、縦軸は電圧を表す。また図１１（ｃ）は、三角波発振回路Ｏsc及び比較器ＣＭＰ２の出力波形に対応して電流制御回路４０のトランジスタＴr13のベースに印加される電圧Ｖ１２が変化する様子を示す図であり、図１１（ｄ）は、電圧Ｖ１２の変化に対応してＬＥＤ４の単位時間当たりの発光量が変化する様子を概略的に示した図である。
【００８６】
図１１（ｃ）及び（ｄ）に示すように、全点灯信号入力端子Ｔin1及び消灯信号入力端子Ｔin2からの信号入力がない限り、比較器ＣＭＰ２からの出力電圧Ｖ１１にしたがって変化する電圧Ｖ１２の増減とともに、ＬＥＤ４の発光量も増減を繰り返す。しかし、全点灯信号入力端子Ｔin1又は消灯信号入力端子Ｔin2に信号が入力されると、比較器ＣＭＰ２からの出力にかかわらず、電圧Ｖ１２は全点灯信号入力端子Ｔin1又は消灯信号入力端子Ｔin2からの信号に支配され、ＬＥＤ４は消灯若しくは最大輝度で点灯する。
【００８７】
上述したように、本発明の第５の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路６では、ＬＥＤを消灯または最大輝度点灯の状態を維持する場合にのみ、信号を入力するだけでよいため、ＬＥＤ駆動回路を制御する演出用ＣＰＵの負荷を大きく軽減することができる。
【００８８】
なお、上記第４及び第５の実施形態においては、リピート回路４１に使用する２種類のパルス列を発振する回路として三角波発振回路を用いたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、三角波発振回路の代わりに、発振周波数の異なる正弦波を発生させる正弦波発振回路を２個用いてもよい。これらの発振回路としては、特別なものを用いる必要はなく、周知の発振回路を使用することができる。
【００８９】
なお、本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路１又は２に、上記と同様の信号入力回路４２及び４３を加えても、本発明の第５の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路５と同様の機能を実現することができる。図１２に、上述のＬＥＤ駆動回路２に信号入力回路４２及び４３を加えたＬＥＤ駆動回路７の回路図を示す。
【００９０】
図１２に示すように、ＬＥＤ駆動回路７では、信号入力回路４２及び４３は、パルス発振回路１１と電流制御回路１２の間に接続される。そして、上記第５の実施形態と同様に、信号入力回路４２の全点灯端子Ｔin1に高電位の信号を入力している間は、電流制御回路のトランジスタＴr3及びＴr4が高電位でバイアスされて、Ｔr4の飽和点を超え、ＬＥＤ１は最大輝度で発光する。逆に、信号入力回路４３の消灯端子Ｔin2に高電位の信号を入力している間は、トランジスタＴr3及びＴr4はバイアスされず、ＬＥＤ１は消灯したままとなる。
【００９１】
この様子を図１３に示す。
図１３（ａ）は第６の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路７の比較器ＣＭＰ１の負側入力端子の電位Ｖ２を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に対応する電流制御回路のトランジスタＴr3のベースに印加される電位の変化を示すグラフであり、（ｃ）は、（ｂ）に対応するＬＥＤの発光量の変化の概略を示すグラフである。図１３（ｂ）（ｃ）から分かるように、ＬＥＤ駆動回路７では、信号入力回路４２及び４３に信号が入力されない限り、ＬＥＤ１はパルス発振回路１１から電流制御回路に印加される電圧に依存して、相対的に少ない発光量で発光する（暗い点灯）。一方、信号入力回路４２に信号が入力されている間は、ＬＥＤ１は最高輝度で発光する（眩しい点灯）。逆に、信号入力回路４３に信号が入力されている間は、ＬＥＤ１は消灯する。
【００９２】
図１４に、本発明の実施形態に係るＬＥＤ駆動システム８の構成図を示す。
本発明の実施形態に係るＬＥＤ駆動システム８は、本発明の第５の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路６を３個搭載し、各ＬＥＤ駆動回路６ａ、６ｂ、６ｃを、シフトレジスタ５０と、合成回路であるＡＮＤ回路５１〜５６を用いて制御するものである。この実施形態では、ＬＥＤ駆動回路６ａ、６ｂ、６ｃが、Ｄａｔａ信号、クロック信号、ＳＴ信号の３種類の外部信号で駆動することができ、同数のＬＥＤ駆動回路を直接制御する場合と比較して、演出用ＣＰＵの出力端子数を減らし、省配線化することができる。
【００９３】
図１４に示すように、ＬＥＤ駆動回路６ａ、６ｂ、６ｃの各信号入力端子は、それぞれＡＮＤ回路５１〜５６の出力端子と接続される。また、各ＡＮＤ回路５１〜５６には、それぞれシフトレジスタ５０の各段のメモリＭ１〜Ｍ６の出力Ｑ１〜Ｑ６とＳＴ信号が入力される。また、シフトレジスタ５０には、Ｄａｔａ信号とクロック信号が入力される。そして、Ｄａｔａ信号、クロック信号、ＳＴ信号は、それぞれ演出用ＣＰＵ５７から出力される。
【００９４】
図１５及び図１６を用いて、本発明の実施形態に係るＬＥＤ駆動システム８の動作を説明する。図１５は、各信号入力波形と、ＬＥＤ駆動回路６ａ、６ｂ、６ｃがそれぞれ駆動するＬＥＤ５、ＬＥＤ６、ＬＥＤ７の発光輝度との概略的な対応を示したものである。
【００９５】
また、図１５は、演出用ＣＰＵ５７からの各出力信号と、ＬＥＤ駆動回路６ａ、６ｂ、６ｃに入力される信号との対応を示したタイミングチャートである。
【００９６】
図１５に示すように、例えば、待機状態又は通常遊技状態では、各信号を全てＯＦＦ（低電位）とする。この場合、ＬＥＤ５、ＬＥＤ６、ＬＥＤ７に流れる駆動電流は、ＬＥＤ駆動回路６ａなどの三角波発振回路からの出力波形のみに依存するため、一定の周期で明るくなったり、暗くなったりを繰り返す。
【００９７】
一方、遊技状態が、リーチ中、若しくは大役中となると、演出用ＣＰＵから各信号の出力を開始することにより、各ＬＥＤはそれぞれ消灯状態、または最大輝度発光状態となり、通常とは異なる発光パターンを出現させて、遊技者の期待を盛り上げるような演出を行うことができる。なお、この場合において、Ｄａｔａ信号及びクロック信号はシフトレジスタ５０に入力され、そのシフトレジスタ５０の各段の出力Ｑ１〜Ｑ６が各ＬＥＤ駆動回路の信号入力として用いられるため、演出用ＣＰＵ５７からは、各ＬＥＤ駆動回路に対して同じ通信ルールに従っているにもかかわらず、ＬＥＤ５、ＬＥＤ６、ＬＥＤ７に対して異なる動作をさせることができる。
【００９８】
この様子を図１６を用いて説明する。
図１６の最上部の３個のグラフは、上から順にそれぞれクロック信号、Ｄａｔａ信号、ＳＴ信号のタイミングチャートである。その下の６個のグラフは、上から順にそれぞれシフトレジスタＳの各段の出力Ｑ１〜Ｑ６のタイミングチャートである。そして、最下部の６個のグラフは、上から順位それぞれＡＮＤ回路５１〜５６の出力信号のタイミングチャートである。また、各グラフの縦軸は電位（高電位をＨ、低電位をＬとする）を表す。
【００９９】
まず、クロック信号のダウンエッジに対応するＤａｔａ信号の状態がシフトレジスタ５０に入力される。例えば、図１６に示すように、連続した６回のＤａｔａ信号が、｛Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｈ｝の順で入力される。この時、シフトレジスタ５０の各段のメモリＭ１〜Ｍ６には、それぞれ｛Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｌ，Ｌ｝の信号が格納される。この状態で、ＳＴ信号がＨになると、各ＡＮＤ回路５１〜５６の出力信号ｘ１〜ｘ６は、それぞれ｛Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｌ，Ｌ｝となる。したがって、出力信号ｘ１及びｘ２が、それぞれ全点灯信号入力端子Ｔin1a及び消灯信号入力端子Ｔin2aに接続されるＬＥＤ駆動回路６ａは、全点灯入力信号がＯＮとなるため、ＬＥＤ５を最大輝度で点灯させる。同様に、出力信号ｘ３及びｘ４が、それぞれ全点灯信号入力端子Ｔin1b及び消灯信号入力端子Ｔin2bに接続されるＬＥＤ駆動回路６ｂは、消灯入力信号がＯＮとなるため、ＬＥＤ６を消灯する。最後に、出力信号ｘ５及びｘ６が、それぞれ全点灯信号入力端子Ｔin1c及び消灯信号入力端子Ｔin2cに接続されるＬＥＤ駆動回路６ｃは、全点灯入力信号及び消灯入力信号の両方ともＯＦＦとなるため、ＬＥＤ７は、一定周期での明るさの増減を繰り返す。
【０１００】
以上説明したように、本発明の実施形態に係るＬＥＤ駆動システム８は、演出用ＣＰＵからの３系統の信号出力だけで、複数のＬＥＤに対してそれぞれ異なる動作をさせることが可能である。また、演出用ＣＰＵからの信号線を共通化しつつ、必要に応じて全てのＬＥＤを同時に最大輝度で発光させることも可能となっている。
【０１０１】
なお、上記の実施形態においては、ＬＥＤ駆動システム８は、３個のＬＥＤを制御するものとして説明したが、制御するＬＥＤの数は３個に限られない。ＬＥＤ及びそのＬＥＤを駆動する駆動回路を増設する場合には、増設するＬＥＤ駆動回路の信号入力端子の数だけ、シフトレジスタの段数を増やし、且つその増設した段のメモリからの出力を合成するＡＮＤ回路を増設することにより、同様に制御を行うことができる。
【０１０２】
また、上記の実施形態においては、シフトレジスタからの出力と、演出用ＣＰＵからのＳＴ信号を合成する合成回路を、ＡＮＤ回路として説明したが、ＮＯＲ回路のような２入力１出力の構成を有する他の論理回路を用いてもよい。
【０１０３】
以上、本発明に係るＬＥＤ駆動回路及びＬＥＤ駆動システムについて説明してきたが、本発明は上記の例に限られない。例えば、上記の各実施形態において、電流制御回路をＬＥＤのカソード側に接続したが、電流制御回路をＬＥＤのアノード側に接続する構成に変更することも可能である。さらに、ＬＥＤ駆動回路を構成する抵抗を、使用するＬＥＤ及びＬＥＤへの供給電圧によって適宜最適化できる。このような修正は、当業者にとっては本発明の範囲内で容易に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】ＰＷＭ制御によって、目視観察されるＬＥＤの明るさを等間隔に変化させた場合のデューティ比の変化を調べたグラフである。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の回路図である。
【図３】（ａ）は第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の可変電圧源からの出力電圧の変化を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に対応する比較器の負側入力端子の電位の変化を示すグラフであり、（ｃ）は（ｂ）に対応する電流制御回路のトランジスタのベースに印加される電位の変化を示すグラフであり、（ｄ）は（ｃ）に対応するＬＥＤのカソードの電位変化を示すグラフである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の電流制御回路をダーリントントランジスタで構成した変形例の回路図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の回路図である。
【図６】（ａ）は、第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路において、方形波パルス電源から供給される方形波パルスの形状を示すグラフであり、（ｂ）は、（ａ）の方形波パルスの変化に対する、電流制御回路のトランジスタのベースに印加される電位の変化を示すグラフであり、（ｃ）は、（ｂ）に対応するＬＥＤのカソードの電位の変化を示すグラフであり、（ｄ）は、駆動されるＬＥＤの発光量の変化の概略を示すグラフである。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の回路図である。
【図８】（ａ）は、第３の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路において、方形波パルス電源から供給される方形波パルスの形状を示すグラフであり、（ｂ）は、（ａ）の方形波パルスの変化に対する、電流制御回路のトランジスタのベースに印加される電位の変化を示すグラフであり、（ｃ）は、（ｂ）に対応するＬＥＤのカソードの電位の変化を示すグラフであり、（ｄ）は、駆動されるＬＥＤの発光量の変化の概略を示すグラフである。
【図９】本発明の第４の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の回路図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の回路図である。
【図１１】（ａ）は第５の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の三角波発振回路の出力電圧変化を示すグラフであり、（ｂ）は三角波発振回路の出力電圧変化に対応する比較器の出力電圧を示すグラフであり、（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）に対応する電流制御回路のトランジスタのベースに印加される電位の変化を示すグラフであり、（ｄ）は、（ｃ）に対応するＬＥＤの発光量の変化の概略を示すグラフである。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の回路図である。
【図１３】（ａ）は第６の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の比較器の負側入力端子の電位を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に対応する電流制御回路のトランジスタのベースに印加される電位の変化を示すグラフであり、（ｃ）は、（ｂ）に対応するＬＥＤの発光量の変化の概略を示すグラフである。
【図１４】本発明の実施形態に係るＬＥＤ駆動システムの構成図である。
【図１５】各信号入力波形と、各ＬＥＤの発光量との概略的な対応を説明する図である。
【図１６】演出用ＣＰＵからの各出力信号と、各ＬＥＤ駆動回路に入力される信号との対応を示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１０５】
１、２、３、４、５、６、６ａ、６ｂ、６ｃ、７    ＬＥＤ駆動回路
８    ＬＥＤ駆動システム
１０、１２、２０、３０、４０    電流制御回路
１１    パルス発振回路
２１、３１    充放電回路
４１    リピート回路
４２、４３    信号入力回路
５０    シフトレジスタ
５１、５２、５３、５４、５５、５６    ＡＮＤ回路
５７    演出用ＣＰＵ
Ｒ1〜Ｒ23、ＲL1〜ＲL4    抵抗
Ｔr1〜Ｔr16    トランジスタ
Ｄ1、Ｄ2    ダイオード
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７    ＬＥＤ
Ｖin1、    可変電圧源
Ｖin2、Ｖin3    方形波パルス電源
Ｔin1、Ｔin1a、Ｔin1b、Ｔin1c    全点灯信号入力端子
Ｔin2、Ｔin8a、Ｔin2b、Ｔin2c    消灯信号入力端子
Ｏsc    三角波発振回路
ＣＭＰ１、ＣＭＰ２    比較器
Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3    コンデンサ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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