(57)【要約】【課題】予め定められたグラデーション期間で輝度値を漸次的に変化させることを可能とする発光素子駆動回路を提供することである。【解決手段】発光素子駆動回路１０は、複数の発光素子１１０のそれぞれに対する輝度設定値ａに応じて、複数の発光素子１１０を発光させる発光素子駆動回路１０であって、初期輝度値０と輝度設定値ａに対応する終期輝度値ａ×ｂとの間で輝度値を漸次的に変化させて出力し、当該輝度値の漸次的な変化を予め定められたグラデーション期間Ｔで完了するように、単位時間当たりの輝度値の変化量を調整する自動グラデーション用輝度設定回路４０と、輝度値に対応する輝度で発光素子１１０を発光させるための輝度信号を出力するＰＷＭ回路３０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子のそれぞれに対する輝度設定値に応じて、前記複数の発光素子を発光させる発光素子駆動回路であって、
初期輝度値と前記輝度設定値に対応する終期輝度値との間で輝度値を漸次的に変化させて出力し、前記輝度値の漸次的な変化を予め定められたグラデーション期間で完了するように、単位時間当たりの前記輝度値の変化量を調整する輝度値出力回路と、
前記輝度値に対応する輝度で発光素子を発光させるための輝度信号を出力する輝度信号生成回路と、
を備えることを特徴とする発光素子駆動回路。
【請求項２】
請求項１に記載の発光素子駆動回路において、
前記輝度値出力回路は、
前記グラデーション期間で、所定の初期カウント値から所定の終期カウント値へカウントアップする、あるいは、前記終期カウント値から前記初期カウント値へカウントダウンするカウント回路と、
前記カウント回路の出力値と前記輝度設定値とを乗算して前記輝度値として出力する乗算回路と、
を有することを特徴とする発光素子駆動回路。
【請求項３】
請求項１に記載の発光素子駆動回路において、
前記輝度値出力回路は、
前記グラデーション期間で、所定の初期カウント値から所定の終期カウント値へカウントアップする、あるいは、前記終期カウント値から前記初期カウント値へカウントダウンするカウント回路と、
前記カウント回路の出力値を前記輝度設定値で除算して前記輝度値として出力する除算回路と、
を有することを特徴とする発光素子駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子駆動回路に係り、特に、輝度設定値に対応する輝度で発光素子を駆動する発光素子駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光素子の点灯制御をＰＷＭ制御によって行うことがあり、発光素子の輝度を調整するために、ＰＷＭ制御のＤｕｔｙの変更を適宜行っている。そして、発光素子の輝度を漸次的に変化させる、いわゆるグラデーション点灯を行う場合には、ＣＰＵからのシリアル設定信号によってＰＷＭ制御のＤｕｔｙを少しずつ変えている。
【０００３】
本発明に関連する技術として、例えば、特許文献１には、発光素子駆動回路として、照度センサからの照度情報を取得し、明るさを判定してその判定結果を出力するとともに明るさ変化情報を出力する明るさ判定部と、明るさ判定部の明るさ判定結果に基づいて輝度の設定を行い、その輝度設定情報を出力するとともに輝度変化情報を出力する輝度設定部と、輝度設定部からの輝度設定情報に応じた電流値の電流で発光素子を駆動する発光素子駆動部とを備えることが述べられている。そして、当該発光素子駆動回路は、さらに、発光素子の一方側端子の端子電圧を検出し、所定の電圧との比較を行う検出比較部と、明るさ変化情報あるいは輝度変化情報の少なくとも一方と検出比較部の出力とに基づいて、発光素子の他方側端子の端子電圧を昇圧するか否かを判定する昇圧判定部と、昇圧判定部によって昇圧すると判定されたときに発光素子の他方側端子の端子電圧の昇圧を行い、昇圧判定部によって昇圧しないと判定されたときに発光素子の他方側端子の端子電圧の昇圧を行なわない昇圧回路部と、を備えることが述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６７７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
カウンタを用いて初期輝度値と予め定められた輝度設定値に対応する終期輝度値との間で輝度値を一定量で漸次的に変化させ、当該輝度値に基づいて出力されるＰＷＭ輝度信号によって発光素子を発光させることでグラデーション点灯を実現することができる。しかし、輝度設定値が異なる場合には、当該グラデーション点灯期間も輝度設定値に対応して異なる。この場合、例えば、赤色を表示する赤色発光素子と、緑色を表示する緑色発光素子と、青色を表示する青色発光素子とに対して、それぞれ異なる輝度設定値を設定してグラデーション点灯させる場合には、グラデーション点灯期間が異なるため、上記３つの発光素子を見ると、若干ではあるが違和感のある点灯となる可能性もある。したがって、輝度設定値にかかわらずに、予め定められたグラデーション期間で輝度値を漸次的に変化させることが望まれる。
【０００６】
本発明の目的は、予め定められたグラデーション期間で輝度値を漸次的に変化させることを可能とする発光素子駆動回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る発光素子駆動回路は、複数の発光素子のそれぞれに対する輝度設定値に応じて、複数の発光素子を発光させる発光素子駆動回路であって、初期輝度値と輝度設定値に対応する終期輝度値との間で輝度値を漸次的に変化させて出力し、輝度値の漸次的な変化を予め定められたグラデーション期間で完了するように、単位時間当たりの輝度値の変化量を調整する輝度値出力回路と、輝度値に対応する輝度で発光素子を発光させるための輝度信号を出力する輝度信号生成回路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成の発光素子駆動回路によれば、輝度値の漸次的な変化を予め定められたグラデーション期間で完了するように、単位時間当たりの輝度値の変化量を調整することができる。これにより、例えば、赤色を表示する赤色発光素子と、緑色を表示する緑色発光素子と、青色を表示する青色発光素子とに対してそれぞれ異なる輝度設定値を設定してグラデーション点灯させる場合にも各グラデーション期間を揃えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る実施の形態において、発光素子駆動回路とＣＰＵと発光素子との接続関係を示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態において、ＰＷＭ回路と自動グラデーション用ＰＷＭ回路の各要素を示す図である。
【図３】本発明に係る実施の形態において、比較回路におけるカウント値ｂとカウント値ｃの比較を行い、比較結果を出力する様子を示す図である。
【図４】本発明に係る実施の形態において、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子をグラデーション点灯させる場合の乗算回路の出力の変化を示す図である。
【図５】本発明に係る実施の形態において、ＰＷＭ回路と自動グラデーション用ＰＷＭ回路の各要素を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。また、以下では、発振器と分周回路は発光素子駆動回路の構成要素として説明するが、発振器と分周回路は、発光素子駆動回路の外部の構成要素であってもよい。
【００１１】
また、以下では、全ての図面において、同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
【００１２】
図１は、発光素子駆動回路１０とＣＰＵ１００と発光素子１１０との接続関係を示す図である。発光素子駆動回路１０は、シリアルＩ／Ｆ回路２０と、発振器２２と、分周回路２４と、ＰＷＭ回路３０と、自動グラデーション用輝度設定回路４０と、ドライバ回路５０とを含んで構成される。発光素子駆動回路１０は、ＣＰＵ１００から送信される輝度設定値等に基づいて、発光素子１１０を発光させる機能を有する。
【００１３】
発光素子１１０は、カソード端子（陰極）に対し、アノード端子（陽極）に順方向に電圧を加えた際に発光する回路素子である。また、発光素子１１０は、赤色を表示する赤色発光素子であってもよく、緑色を表示する緑色発光素子であってもよく、青色を表示する青色発光素子であってもよい。
【００１４】
ＣＰＵ１００は、外部からの設定等に基づいて、自動グラデーション用輝度設定回路４０に対する輝度設定値と傾き設定値とＯＮ／ＯＦＦ設定値を生成し、これらの値をシリアル信号に変換して、シリアルＩ／Ｆ回路２０に送信する機能を有する。ここで、輝度設定値は、発光素子１１０の輝度に対応する設定値である。また、傾き設定値は、自動グラデーション用ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ４０４に入力されるクロック周波数の大きさを選択するための設定値である。さらに、ＯＮ／ＯＦＦ設定値はＯＮあるいはＯＦＦのいずれかに対応する値である。そして、ＯＮ／ＯＦＦ設定値がＯＮの場合は発光素子１１０の輝度が小さい値から大きい値へと漸次的に変化するフェードイン処理を行なうために、自動グラデーション用ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ４０４をアップカウンタとして使用されるための設定である。ＯＮ／ＯＦＦ設定値がＯＦＦの場合は発光素子１１０の輝度が大きい値から小さい値へと漸次的に変化するフェードアウト処理を行なうために、自動グラデーション用ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ４０４をダウンカウンタとして使用するための設定である。
【００１５】
シリアルＩ／Ｆ回路２０は、ＣＰＵ１００からのシリアル信号を受信し、当該シリアル信号から輝度設定値と傾き設定値とＯＮ／ＯＦＦ設定値を切り出して、それらの設定値を自動グラデーション用輝度設定回路４０に送信する機能を有するインターフェース回路である。
【００１６】
発振器２２は、所定のクロック周波数ｆのパルス信号（クロック）を生成して出力する発振回路である。また、発振器２２によって生成されたクロックは、ＰＷＭ回路３０及び分周回路２４に入力される。
【００１７】
分周回路２４は、発振器２２から入力されたクロック周波数ｆのクロックを２分周、３分周、４分周等の分周比で分周し、その分周された各クロックを自動グラデーション用輝度設定回路４０に入力する回路である。
【００１８】
図２は、ＰＷＭ回路３０と自動グラデーション用輝度設定回路４０の各要素を示す図である。自動グラデーション用輝度設定回路４０は、クロック周波数選択回路４０２と、自動グラデーション用ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ４０４と、乗算回路４０６とを含んで構成される。自動グラデーション用輝度設定回路４０は、初期輝度値である０と輝度設定値ａに対応する終期輝度値であるａ×ｍとの間で輝度値を漸次的に変化させて出力し、当該輝度値の漸次的な変化を予め定められたグラデーション期間Ｔ（図４参照）で完了するように、単位時間当たりの輝度値の変化量を調整する輝度値出力回路として機能する。
【００１９】
クロック周波数選択回路４０２は、分周回路２４から入力される各クロックの中から傾き設定値に対応したクロック周波数を選択し、その選択されたクロック周波数のクロックを自動グラデーション用ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ４０４に入力する機能を有する。
【００２０】
自動グラデーション用ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ４０４は、クロック周波数選択回路４０２から入力されるクロックのクロック周波数でカウントアップあるいはカウントダウンするカウンタである。また、自動グラデーション用ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ４０４は、シリアルＩ／Ｆ回路２０から送信されるＯＮ／ＯＦＦ設定値がＯＮである場合には、０からｍの値までのカウントアップを行うＵＰカウンタとして機能し、ＯＮ／ＯＦＦ設定値がＯＦＦである場合には、ｍから０までのカウントダウンを行うＤＯＷＮカウンタとして機能する。
【００２１】
乗算回路４０６は、シリアルＩ／Ｆ回路２０からの輝度設定値ａ（０≦ａ≦ｎ）と自動グラデーション用ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ４０４からのカウント値ｂ（０≦ｂ≦ｍ）とを乗算（ａ×ｂ）し、その演算結果を輝度値として比較回路３０４に出力する機能を有する。
【００２２】
ＰＷＭ回路３０は、ＰＷＭ作成用カウンタ３０２と、比較回路３０４とを含んで構成される。また、ＰＷＭ回路３０は、乗算回路４０６から出力される輝度値（ａ×ｂ）に対応する輝度で発光素子１１０を発光させるためのＰＷＭ輝度信号を出力する輝度信号生成回路として機能する。
【００２３】
ＰＷＭ作成用カウンタ３０２は、発振器２２から入力されるクロックのクロック周波数で０からＮまでカウントアップするＮ進カウンタである。また、ＰＷＭ作成用カウンタ３０２のカウント値ｃは比較回路３０４に出力される。
【００２４】
比較回路３０４は、ＰＷＭ作成用カウンタ３０２からのカウント値ｃと、乗算回路４０６からの輝度値（ａ×ｂ）とを比較し、カウント値ｃが輝度値（ａ×ｂ）よりも大きいときは、Ｌｏｗを出力し、カウント値ｃが輝度値（ａ×ｂ）よりも小さいときはＨｉｇｈを出力する機能を有する。
【００２５】
図３は、比較回路３０４における輝度値（ａ×ｂ）とカウント値ｃの比較を行い、比較結果をＰＷＭ輝度信号として出力する様子を示す図である。図３の上図は、ＰＷＭ作成用カウンタ３０２がカウントアップしているときの比較回路３０４の出力等を示す図であり、比較回路３０４の出力であるＰＷＭ輝度信号は、Ｈｉｇｈ期間が漸次的に広がるフェードイン処理がなされている。図３の下図は、ＰＷＭ作成用カウンタ３０２がカウントダウンしているときの比較回路３０４の出力等を示す図であり、比較回路３０４の出力であるＰＷＭ輝度信号はＨｉｇｈ期間が漸次的に狭まるフェードアウト処理がなされている。
【００２６】
ドライバ回路５０は、発光素子１１０の順方向（アノード端子からカソード端子に向かう方向）に電流を流すための電流源である。具体的には、ドライバ回路５０は、比較回路３０４の出力信号であるＰＷＭ輝度信号のＨｉｇｈ期間でオンされ、このとき発光素子１１０に電流を流し、比較回路３０４の出力信号であるＰＷＭ輝度信号のＬｏｗ期間でオフされ、このとき発光素子１１０に電流を流さない。
【００２７】
続いて、上記構成の発光素子駆動回路１０の作用について、図４を用いて説明する。発光素子駆動回路１０の作用を分かり易く説明するために、発光素子駆動回路１０によって３つの発光素子１１０を発光しているものとして説明する。３つの発光素子１１０は、赤色を表示する赤色発光素子１１０ａと、緑色を表示する緑色発光素子１１０ｂと、青色を表示する青色発光素子１１０ｃとを含む。図４は、赤色発光素子１１０ａ（図４（ａ）），緑色発光素子１１０ｂ（図４（ｂ）），青色発光素子１１０ｃ（図４（ｃ））をグラデーション点灯させる場合の乗算回路４０６の出力である輝度値（ａ×ｂ）の変化の様子を示す図である。
【００２８】
外部からの設定により、ＣＰＵ１００において、赤色発光素子１１０ａに対する輝度設定値ａ1が生成され、緑色発光素子１１０ｂに対する輝度設定値ａ2が生成され、青色発光素子に対する輝度設定値ａ3が生成される。なお、輝度設定値ａ1，ａ2，ａ3の大きさの関係は、それぞれａ1＜ａ2＜ａ3である。
【００２９】
ここで、乗算回路４０６は、シリアルＩ／Ｆ回路２０からの輝度設定値ａ（０≦ａ≦ｎ）と自動グラデーション用ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ４０４からのカウント値ｂ（０≦ｂ≦ｍ）とを乗算し、比較回路３０４に対して輝度値（ａ×ｂ）として出力される。したがって、例えば、自動グラデーション用ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ４０４がＵＰカウンタとして機能する場合は、輝度設定値ａ1，ａ2，ａ3が設定された場合のそれぞれの単位時間当たりの増加量は、それぞれａ1×ｂ（図４（ａ））、ａ2×ｂ（図４（ｂ））、ａ3×ｂ（図４（ｃ））となり、当該増加量で変化する値が比較回路３０４から出力される。つまり、赤色発光素子１１０ａと緑色発光素子１１０ｂと青色発光素子１１０ｃとで輝度設定値が異なる値であっても輝度値が変化するフェードインの終了期間は同じになる、換言すれば、グラデーション期間が同じになる。これにより、赤色発光素子１１０ａと緑色発光素子１１０ｂと青色発光素子１１０ｃに異なる輝度設定値を設定した場合であっても違和感のないグラデーション点灯を行うことができる。なお、上記では、自動グラデーション用ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ４０４によってＵＰカウンタ（カウントアップ）として機能して、フェードイン処理がなされている場合について説明したが、自動グラデーション用ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ４０４によってＤＯＷＮカウンタ（カウントダウン）して、フェードアウト処理がなされる場合であっても同様に、輝度設定値にかかわらずグラデーション期間Ｔが同じになる。
【００３０】
図５は、発光素子駆動回路１０の変形例である発光素子駆動回路１１を示す図である。発光素子駆動回路１１と発光素子駆動回路１０の相違点は、乗算回路４０６の代わりに除算回路４０７が設けられている点であるため、その相違点を中心に説明する。
【００３１】
除算回路４０７は、自動グラデーション用ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ４０４からのカウント値ｂ（０≦ｂ≦ｍ）をシリアルＩ／Ｆ回路２０からの輝度設定値ａ（０≦ａ≦ｎ）によって除算（ｂ÷ａ）し、比較回路３０４に対して出力する機能を有する。
【００３２】
上記構成の発光素子駆動回路１１の構成によれば、自動グラデーション用ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ４０４がＵＰカウンタとして機能する場合には、輝度設定値ａ1，ａ2，ａ3が設定された場合の単位時間当たりの増加量は、それぞれｂ÷ａ1、ｂ÷ａ2、ｂ÷ａ3となり、当該増加量で変化する値が比較回路３０４から出力される。つまり、赤色発光素子１１０ａと緑色発光素子１１０ｂと青色発光素子１１０ｃとで輝度設定値が異なる値であっても輝度値が変化するフェードインの終了期間は同じになる、換言すれば、グラデーション期間Ｔが同じになる。これにより、赤色発光素子１１０ａと緑色発光素子１１０ｂと青色発光素子１１０ｃに異なる輝度設定値を設定した場合であっても違和感のないグラデーション点灯を行うことができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０，１１  発光素子駆動回路、２０  シリアルＩ／Ｆ回路、２２  発振器、２４  分周回路、３０  ＰＷＭ回路、４０  自動グラデーション用輝度設定回路、５０  ドライバ回路、１１０  発光素子、１１０ａ  赤色発光素子、１１０ｂ  緑色発光素子、１１０ｃ  青色発光素子、３０２  ＰＷＭ作成用カウンタ、３０４  比較回路、４０２  クロック周波数選択回路、４０４  自動グラデーション用ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ、４０６  乗算回路、４０７  除算回路。
【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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