(57)【要約】【課題】  発光ダイオードの個体差によって生じる発光特性のバラツキに関わらず、発光ダイオードの発光量の調整を簡単且つ的確に行うことができる発光ダイオードの駆動回路を提供することを課題とする。【解決手段】  本発明は、制御部１と、発光ダイオード５と、電源６と、制御部１から入力される制御信号により段階的に規定される電流設定値に基づき、電源６から発光ダイオード５に供給される電流値を制御する電流値制御回路３，４とを備える発光ダイオードの駆動回路において、電源６から発光ダイオード５に供給される電流値を補正的に調整可能な回路９’を電流値制御回路３，４に設け、所定の電流値に対する発光量が基準値から外れる発光ダイオード５に対し、基準値と一致させるべく電流値を補正するよう構成されてなる。電流値を補正的に調整する回路９’としては、例えば可変抵抗９’を備えるものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部と、発光ダイオードと、電源と、制御部から入力される制御信号により段階的に規定される電流設定値に基づき、電源から発光ダイオードに供給される電流値を制御する電流値制御回路とを備える発光ダイオードの駆動回路において、
電源から発光ダイオードに供給される電流値を補正的に調整可能な回路を電流値制御回路に設け、
所定の電流値に対する発光量が基準値から外れる発光ダイオードに対し、基準値と一致させるべく電流値を補正するよう構成されてなることを特徴とする発光ダイオードの駆動回路。
【請求項２】
前記電流値を補正的に調整可能な回路は、可変抵抗を含む請求項１に記載の発光ダイオードの駆動回路。
【請求項３】
前記可変抵抗は、前記制御部より可変制御される請求項２に記載の発光ダイオードの駆動回路。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の発光ダイオードの駆動回路と、発光ダイオードに対する受光部とを備え、該受光部からの検出信号に基づき、所定の電流値に対する発光量が基準値から外れるか否かを判断するよう構成されてなることを特徴とする光電センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電センサや光源装置等における発光ダイオードの駆動回路に関し、より詳しくは、発光ダイオードの個体差によって生じる発光特性のバラツキに関わらず、発光ダイオードの発光量の調整を簡単且つ的確に行うことができる発光ダイオードの駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードの駆動回路を備える機器の一例として、図３に示すような光電センサが挙げられる。この光電センサは、制御部としてのＣＰＵ１からＤ／Ａコンバータ２を介してオペアンプ３に入力される制御信号に基づき、電源６から発光ダイオード５に供給される電流値を例えば０〜２５５の段階に分けられた電流設定値に基づいて調整できるようになっている。そのため、発光ダイオード５の発光量は上記電流設定値に応じて多段的に調整可能となっており、フォトトランジスタ７がこれを受光し、アンプ８がそれを増幅して検出信号として出力するようになっている。
【０００３】
発光ダイオード５の発光量を調整可能にする理由は、装着される発光ダイオード５の絶対的な発光量を設定するためでもあるが、もう一つには、発光ダイオードの個体差によって生じる発光特性のバラツキを調整するためでもある。通常、発光ダイオードは、供給（通電）される電流値が同じであっても、個体毎の製造誤差等によって発光量に個体差が生じるものであり、これを解消（調整）するため、発光ダイオードの駆動回路においては、発光ダイオードに供給される電流値を自動で調整したり、後段のアンプのゲイン調整を行うことが一般的に行われている。例えば、基準値よりも発光量が大きい発光ダイオードが装着された光電センサにおいては、電流設定値を下げる設定とすることにより、発光ダイオードの発光量を抑えるように調整し、また、基準値よりも発光量が小さい発光ダイオードが装着された光電センサにおいては、電流設定値を上げる設定とすることにより、発光ダイオードの発光量を引き上げるように調整すると共に、それだけでは不十分な場合にはアンプのゲイン調整も同時に実施する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の発光ダイオードの駆動回路は、オペアンプ３の反転入力端子及びトランジスタ４のエミッタに接続される抵抗９が固定抵抗であるため（特許文献１も参照）、上記電流設定値が同じであっても、装着される発光ダイオードによっては発光量が異なってしまうという問題がある。しかも、基準値よりも発光量が大きい発光ダイオードであるほど、上方側（電流設定値を上げる方向）での調整代が少なくなってしまうという問題もある。
【特許文献１】特許第３５０９３２３号公報
【０００５】
また、発光ダイオードの個体差によって発光特性のバラツキがあるということは、発光ダイオードに供給される電流値の変化量に対する発光量の変化量にもバラツキがあるということである。詳しくは、基準値よりも発光量が大きい発光ダイオードであるほど、電流値の単位変化量当たりの発光量の変化量は大きくなり、一方、基準値よりも発光量が小さい発光ダイオードであるほど、電流値の単位変化量当たりの発光量の変化量は小さくなるため、電流設定値を同じように変化させたにも関わらず、装着される発光ダイオードによっては調整具合が異なってしまうという問題もある。
【０００６】
尚、これらの問題は、アンプ８のゲイン調整を行うことによって解決はできるが、アンプ８の増幅率が大きくなると、信号線に乗るノイズの問題が顕著になるおそれがあるため、積極的にも採りたくない方法である。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、発光ダイオードの個体差によって生じる発光特性のバラツキに関わらず、発光ダイオードの発光量の調整を簡単且つ的確に行うことができる発光ダイオードの駆動回路及びそれを用いた光電センサ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】
【０００８】
本発明に係る発光ダイオードの駆動回路は、上記課題を解決すべくなされたもので、制御部と、発光ダイオードと、電源と、制御部から入力される制御信号により段階的に規定される電流設定値に基づき、電源から発光ダイオードに供給される電流値を制御する電流値制御回路とを備える発光ダイオードの駆動回路において、電源から発光ダイオードに供給される電流値を補正的に調整可能な回路を電流値制御回路に設け、所定の電流値に対する発光量が基準値から外れる発光ダイオードに対し、基準値と一致させるべく電流値を補正するよう構成されてなることを特徴とするものである。
【０００９】
かかる構成によれば、所定の電流値に対する発光量が基準値よりも下回る発光ダイオードに対しては、基準値と一致させるべく電流値を増加させる方向に補正し、一方、所定の電流値に対する発光量が基準値を超過する発光ダイオードに対しては、基準値と一致させるべく電流値を減少させる方向に補正して、発光ダイオードの個体差によって生じる発光特性のバラツキに関わらず、電流設定値が同じであれば、どの発光ダイオードであっても発光量が同じとなるようにする。
【００１０】
また、本発明に係る発光ダイオードの駆動回路は、前記電流値を補正的に調整可能な回路は、可変抵抗を含む構成を採用するのが好ましい。
【００１１】
かかる構成によれば、所定の電流値に対する発光量が基準値よりも下回る発光ダイオードに対しては、基準値と一致させるべく可変抵抗の抵抗値を引き下げて電流値を増加させる方向に補正し、一方、所定の電流値に対する発光量が基準値を超過する発光ダイオードに対しては、基準値と一致させるべく可変抵抗の抵抗値を引き上げて電流値を減少させる方向に補正して、発光ダイオードの個体差によって生じる発光特性のバラツキに関わらず、電流設定値が同じであれば、どの発光ダイオードであっても発光量が同じとなるようにする。可変抵抗を設けるだけなので、構成も簡素化できるという利点がある。
【００１２】
また、本発明に係る発光ダイオードの駆動回路は、前記可変抵抗は、前記制御部より可変制御される構成を採用するのが好ましい。かかる構成によれば、自動制御が可能となり、発光ダイオードの発光量の調整を迅速に行うことができる。
【００１３】
そして、本発明に係る光電センサは、上記発光ダイオードの駆動回路と、発光ダイオードに対する受光部とを備え、該受光部からの検出信号に基づき、所定の電流値に対する発光量が基準値から外れるか否かを判断するよう構成されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上の如く、本発明によれば、発光ダイオードの個体差によって生じる発光特性のバラツキに関わらず、電流設定値が同じであれば、どの発光ダイオードであっても発光量が同じとなるので、発光特性のバラツキを意識することなく同じ感覚で発光ダイオードの発光量の調整作業を行うことができ、従って、本発明に係る発光ダイオードの駆動回路によれば、発光ダイオードの発光量の調整を簡単且つ的確に行うことができるようになる。
【００１５】
また、本発明によれば、発光ダイオードの個体差によって生じる発光特性のバラツキに基づく、発光ダイオードに供給される電流値の変化量に対する発光量の変化量のバラツキに関わらず、電流設定値の変化量が同じであれば、どの発光ダイオードであっても発光量の変化量が同じとなるので、発光特性のバラツキを意識することなく同じ感覚で発光ダイオードの発光量の調整作業を行うことができ、この点でも、本発明に係る発光ダイオードの駆動回路によれば、発光ダイオードの発光量の調整を簡単且つ的確に行うことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る発光ダイオードの駆動回路を備える光電センサについて図面を参酌しつつ説明する。尚、従来の発光ダイオードの駆動回路（図３）と同じ構成については、同一の符号を付するものとする。
【００１７】
本実施形態に係る光電センサは、ＣＰＵ（制御部）１、Ｄ／Ａコンバータ２、オペアンプ３、トランジスタ４、発光ダイオード５、電源６、フォトトランジスタ７、アンプ８、抵抗９’を備えて構成される。
【００１８】
ＣＰＵ１は、Ｄ／Ａコンバータ２を介してオペアンプ３の非反転入力端子に接続され、トランジスタ４は、ベースがオペアンプ３の出力端子と接続され、且つエミッタがオペアンプ３の反転入力端子と接続されている。発光ダイオード５は、トランジスタ４のコレクタと電源６とを接続するライン上に配置され、そのラインから分岐されたライン上にフォトトランジスタ７及びアンプ８が配置されている。
【００１９】
抵抗９’は、可変抵抗であり、オペアンプ３の反転入力端子とトランジスタ４のエミッタとを接続するラインから分岐された接地ライン上に配置され、ＣＰＵ１からの制御信号により抵抗値が可変とされる。
【００２０】
このような構成からなる光電センサは、例えば０〜２５５の値を取る電流設定値を規定する電流値制御回路（主としてオペアンプ３及びトランジスタ４で構成される）の作用により、制御部としてのＣＰＵ１からＤ／Ａコンバータ２を介してオペアンプ３に入力される制御信号に基づき、電源６から発光ダイオード５に供給される電流値を例えば０〜２５５の段階で調整できるようになっている。
【００２１】
しかしながら、電源６から発光ダイオード５に供給される電流値、即ち、トランジスタ４のコレクタと電源６とを接続するラインを流れる電流の電流値は、電流設定値と一対一の対応関係になっているわけではない。即ち、可変抵抗９’の抵抗値を変えることにより、同じ電流設定値であっても、トランジスタ４のコレクタと電源６とを接続するラインを流れる電流の電流値は変化するようになっており、従って、可変抵抗９’の抵抗値を変えることにより、電源６から発光ダイオード５に供給される電流値と電流設定値とは、多対一の対応関係となる得る。
【００２２】
以下は、発光ダイオード５と、該発光ダイオード５に供給される電流値と、電流設定値の三者を関連付ける方法について図２を参酌しつつ説明する。
【００２３】
上記［背景技術］欄で説明したように、発光ダイオードは、供給される電流値が同じであっても、個体毎の製造誤差等によって発光特性のバラツキが生じる。また、上記［発明が解決しようとする課題］欄で説明したように、発光ダイオードの個体差によって生じる発光特性のバラツキにより、発光ダイオードに供給される電流値の変化量に対する発光量の変化量にもバラツキが生じる。
【００２４】
図２において、ＮＯ．１は、所定の電流値に対する発光量が基準値を示す発光ダイオードであり、そうすると、ＮＯ．２は、所定の電流値に対する発光量が基準値に満たず、７０％の発光量しかない発光ダイオードであり、ＮＯ．３は、所定の電流値に対する発光量が基準値を超過し、１２０％の発光量の発光ダイオードである。
【００２５】
即ち、従来の発光ダイオードの駆動回路によれば、主としてオペアンプ３及びトランジスタ４で構成される電流値制御回路による電流設定値が同じであっても、ＮＯ．２の発光ダイオードであれば、発光量が７０％しかなく、一方、ＮＯ．３の発光ダイオードであれば、発光量が１２０％と超過し、装着される発光ダイオードによって発光量が異なってしまう。
【００２６】
そこで、本実施形態においては、ＮＯ．１の発光ダイオードに対する電流設定値を基準とした場合、電流設定値に対する電流値に対して、ＮＯ．２の発光ダイオードであれば、１００／７０の補正係数が乗された結果となるよう、ＮＯ．３の発光ダイオードであれば、１００／１２０の補正係数が乗された結果となるよう、ＣＰＵ１が可変抵抗９’の抵抗値を制御する。
【００２７】
具体的に言えば、電流設定値（０〜２５５）の中間域である１００を電流設定値として規定した場合に、発光ダイオードに電流値ａが供給されて所期の発光量が実現されたとする。これがＮＯ．１の発光ダイオードであるとして、ＮＯ．２の発光ダイオードが装着された場合、電流設定値１００と規定したら、ＣＰＵ１は、電流値がａ×（１００／７０）とすべく（＝電流値ｂ）、可変抵抗９’の抵抗値を引き下げる制御を行い、一方、ＮＯ．３の発光ダイオードが装着された場合、電流設定値１００と規定したら、ＣＰＵ１は、電流値がａ×（１００／１２０）とすべく（＝電流値ｃ）、可変抵抗９’の抵抗値を引き上げる制御を行う。
【００２８】
このように、同じ電流設定値であっても、ＮＯ．１の発光ダイオードであれば、電流値ａの電流が供給され、ＮＯ．２の発光ダイオードであれば、電流値ｂの電流が供給され、ＮＯ．３の発光ダイオードであれば、電流値ｃの電流が供給され、同じ電流設定値であれば、どの発光ダイオードであっても発光量が同じとなるので、発光特性のバラツキを意識することなく同じ感覚で発光ダイオードの発光量の調整作業を行うことができ、従って、本実施形態に係る光電センサによれば、発光ダイオードの発光量の調整を簡単且つ的確に行うことができるようになる。
【００２９】
また、図２に示すように、発光量と電流値との関係が一次的であれば、上記可変抵抗９’の制御により、必然的に各発光ダイオードの実質的な傾きも一致するようになり、電流設定値の変化量が同じであれば、どの発光ダイオードであっても発光量の変化量が同じとなるので、発光特性のバラツキを意識することなく同じ感覚で発光ダイオードの発光量の調整作業を行うことができ、この点でも、本実施形態に係る光電センサによれば、発光ダイオードの発光量の調整を簡単且つ的確に行うことができるようになる。
【００３０】
尚、対象となる発光ダイオードが基準となる発光ダイオードに対してどれだけのバラツキがあるか（即ち、基準となる発光ダイオードに対して何％の発光量を有するか）は、フォトトランジスタ７（及びアンプ８）からの検出信号をチェックすれば把握できるため、上記可変抵抗９’の制御は自動的に行うことができる。
【００３１】
その場合、ＣＰＵ１は、各電流設定値に対する可変抵抗９’の抵抗値を演算してテーブルを作成しておき、このテーブルを参照しながら、実際に電流設定値が規定される際に、それに対応した可変抵抗９’の制御を行うようにしてもよいし、予めテーブルを作成しておかず、実際に電流設定値が規定される都度、演算を行って可変抵抗９’の制御を行うようにしてもよい。
【００３２】
また、上記実施形態においては、発光量と電流値との関係が一次的であると仮想して説明を行っているが、実際には、指数関数的な関係であると思料するので、そうなると、発光ダイオードに供給される電流値の変化量に対する発光量の変化量は、電流設定値毎に補正係数を変える必要がある。
【００３３】
その他の事項においても、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３４】
例えば、上記実施形態においては、光電センサについて言及しているが、光源装置等、発光ダイオードを用いる機器に本発明を適用できるのは言うまでもない。因みに、光源装置は、ライン光源や面光源等、複数の発光ダイオードを配列したＬＥＤ光源が一般的であるが、本発明は、発光ダイオードの個体差によって生じる発光特性のバラツキ（即ち、光源装置における各発光ダイオード間の光量ムラ）を調整する技術として有用である。
【００３５】
また、光電センサである場合も、遮光される発光量の変化を受光部で検出する透過型・回帰反射型に限らず、発光部からの光を信号光として発射し、検出物体によって反射する光を受光部で検出する反射型であってもよい。
【００３６】
また、発光部（投光部）としての発光ダイオードは、青色、緑色、赤色、赤外光の何れをも対象とし、その他、周知となっているものをも含む。
【００３７】
さらに、上記実施形態においては、発光ダイオード及びフォトトランジスタからなるフォトカプラを採用しているが、受光部としては、フォトダイオード等、その他の受光素子であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態に係る光電センサにおける発光ダイオードの駆動回路を示す。
【図２】本実施形態に係る発光ダイオードの発光量を調整する方法を説明するために用いる発光ダイオードの発光特性の概念図を示す。
【図３】従来の光電センサにおける発光ダイオードの駆動回路を示す。
【符号の説明】
【００３９】
１…ＣＰＵ（制御部）、３…オペアンプ、４…トランジスタ、５…発光ダイオード、６…電源、７…フォトトランジスタ、８…アンプ、９’…可変抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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