(57)【要約】【課題】発光信号の入力から発光素子が十分発光するまでの遅延時間を短縮することができる発光素子駆動回路を提供する。【解決手段】ＬＥＤ３が発光しない程度の微少電流（第１の電流）がＬＥＤ３に流れるように電源回路２をあらかじめ動作させておき、発光信号ＳＬの入力によって、ＬＥＤ３に流れる電流を、ＬＥＤ３が発光するのに必要な電流値の電流（第２の電流）へ切り替える。【選択図】図１
2009231644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御可能な直流電源電圧を発光素子に供給する第１の回路と、発光信号に従って、前記発光素子が発光する電流値よりも低い電流値に設定された第１の電流および前記発光素子が発光する電流値に設定された第２の電流の一方が前記発光素子に流れるように前記直流電源電圧を制御する第２の回路と、を備えることを特徴とする発光素子駆動回路。
【請求項２】
前記第２の回路は、
前記発光素子に前記第１および第２の電流の間で選択された一方の電流を流す電流供給回路と、
前記発光信号に従って、前記電流供給回路により前記発光素子に流される電流を前記第１および第２の電流の間で選択する選択回路と、
前記選択回路により選択された前記第１または第２の電流が前記発光素子に流れるように前記直流電源電圧を制御する制御回路と、
を具備することを特徴とする請求項１記載の発光素子駆動回路。
【請求項３】
前記電流供給回路は、前記発光素子に前記第１の電流が流れるように設定された第１の抵抗値および前記発光素子に前記第２の電流が流れるように設定された第２の抵抗値の間で抵抗値の選択が可能に構成された、前記発光素子に直列に接続する抵抗回路を具備し、
前記選択回路は、前記発光信号に従って前記抵抗回路の抵抗値を選択し、
前記制御回路は、前記発光素子からの電流が前記抵抗回路に流れることにより前記抵抗回路に発生する電位に応じて前記直流電源電圧を制御する
ことを特徴とする請求項２記載の発光素子駆動回路。
【請求項４】
前記電流供給回路は、さらに、前記発光素子からの電流が前記抵抗回路に流れることにより前記抵抗回路に発生する帰還電位と基準電位との差電圧に応じた信号レベルの信号を生成する誤差増幅器を具備し、
前記制御回路は、前記誤差増幅器が生成する信号の信号レベルに応じて、前記帰還電位と前記基準電位とが等しくなるように前記直流電源電圧を制御する
ことを特徴とする請求項３記載の発光素子駆動回路。
【請求項５】
前記抵抗回路は、前記発光素子に直列に接続する前記第１の抵抗値に設定された第１の抵抗部と、前記発光素子に直列に接続する前記第２の抵抗値に設定された第２の抵抗部と、前記第１および第２の抵抗部の間で選択された一方に前記発光素子からの電流を流すスイッチ部とを具備し、
前記選択回路は、前記発光信号に従って、前記発光素子からの電流が前記第１および第２の抵抗部の一方に流れるように前記スイッチ部を制御する
ことを特徴とする請求項３記載の発光素子駆動回路。
【請求項６】
前記抵抗回路は、前記発光素子に直列に接続する前記第１の抵抗値に設定された第１の抵抗部と、前記発光素子に直列に接続する前記第２の抵抗値に設定された第２の抵抗部と、前記第１および第２の抵抗部と前記発光素子との間に配置されて前記第１および第２の抵抗部の間で選択された一方に前記発光素子からの電流を流すスイッチ部とを具備し、
前記選択回路は、前記発光信号に従って、前記発光素子からの電流が前記第１および第２の抵抗部の一方に流れるように前記スイッチ部を制御し、
前記誤差増幅器は、前記選択回路により前記発光素子からの電流が流れるようにされた前記第１または第２の抵抗部と前記スイッチ部との接続部に発生する前記帰還電位と前記基準電位との差電圧に応じた信号レベルの信号を生成する
ことを特徴とする請求項４記載の発光素子駆動回路。
【請求項７】
前記抵抗回路は、前記発光素子に直列に接続する前記第１の抵抗値に設定された第１の抵抗部と、前記発光素子に直列に接続する前記第２の抵抗値に設定された第２の抵抗部と、前記第１および第２の抵抗部の前記発光素子側とは反対側の端部に接続し前記第１および第２の抵抗部の間で選択された一方に前記発光素子からの電流を流すスイッチ部とを具備し、
前記選択回路は、前記発光信号に従って、前記発光素子からの電流が前記第１および第２の抵抗部の一方に流れるように前記スイッチ部を制御し、
前記誤差増幅器は、前記選択回路により前記発光素子からの電流が流れるようにされた前記第１または第２の抵抗部と前記発光素子との接続部に発生する前記帰還電位と前記基準電位との差電圧に応じた信号レベルの信号を生成する
ことを特徴とする請求項４記載の発光素子駆動回路。
【請求項８】
前記抵抗回路は、一端が前記発光素子に直列に接続された第３の抵抗部と、前記第３の抵抗部の他端に直列に接続された第４の抵抗部と、前記第４の抵抗部を短絡させるスイッチ部とを具備し、前記第４の抵抗部が非短絡状態のとき前記第１の抵抗値となり、前記第４の抵抗部が短絡状態のとき前記第２の抵抗値となり、
前記選択回路は、前記発光信号に従って、前記第４の抵抗部が非短絡状態または短絡状態となるように前記スイッチ部を制御する
ことを特徴とする請求項３記載の発光素子駆動回路。
【請求項９】
前記抵抗回路は、一端が前記発光素子に直列に接続された第３の抵抗部と、前記第３の抵抗部の他端に直列に接続された第４の抵抗部と、前記第４の抵抗部を短絡させるスイッチ部とを具備し、前記第４の抵抗部が非短絡状態のとき前記第１の抵抗値となり、前記第４の抵抗部が短絡状態のとき前記第２の抵抗値となり、
前記選択回路は、前記発光信号に従って、前記第４の抵抗部が非短絡状態または短絡状態となるように前記スイッチ部を制御し、
前記誤差増幅器は、前記第３の抵抗部と前記発光素子との接続部に発生する前記帰還電位と前記基準電位との差電圧に応じた信号レベルの信号を生成する
ことを特徴とする請求項４記載の発光素子駆動回路。
【請求項１０】
前記電流供給回路は、前記第１および第２の電流の間で前記発光素子に流す電流の選択が可能に構成された、前記発光素子に直列に接続する電流源回路を具備し、
前記選択回路は、前記発光信号に従って、前記電流源回路が前記発光素子に流す電流を選択し、
前記制御回路は、前記電流源回路と前記発光素子との接続部に発生する電位に応じて前記直流電源電圧を制御する
ことを特徴とする請求項２記載の発光素子駆動回路。
【請求項１１】
前記電流供給回路は、さらに、前記電流源回路と前記発光素子との接続部に発生する帰還電位と基準電位との差電圧に応じた信号レベルの信号を生成する誤差増幅器を具備し、
前記制御回路は、前記誤差増幅器が生成する信号の信号レベルに応じて、前記帰還電位と前記基準電位とが等しくなるように前記直流電源電圧を制御する
ことを特徴とする請求項１０記載の発光素子駆動回路。
【請求項１２】
前記電流源回路は、
前記発光素子に直列に接続して前記第１の電流を流す第１の電流源部と、前記発光素子に直列に接続して前記第２の電流を流す第２の電流源部とを具備し、
前記選択回路は、前記発光信号に従って前記第１および第２の電流源部の一方を活性化させる
ことを特徴とする請求項１０記載の発光素子駆動回路。
【請求項１３】
前記電流源回路は、
前記発光素子に直列に接続して前記第１の電流を流す第１の電流源部と、前記発光素子に直列に接続して前記第２の電流を流す第２の電流源部とを具備し、
前記選択回路は、前記発光信号に従って前記第１および第２の電流源部の一方を活性化させ、
前記誤差増幅器は、前記選択回路により活性化された前記第１または第２の電流源部と前記発光素子との接続部に発生する前記帰還電位と前記基準電位との差電圧に応じた信号レベルの信号を生成する
ことを特徴とする請求項１１記載の発光素子駆動回路。
【請求項１４】
前記第１の回路は、入力電圧よりも高い電圧値の直流電源電圧を生成する昇圧回路であることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の発光素子駆動回路。
【請求項１５】
前記第１の回路は、入力電圧よりも低い電圧値の直流電源電圧を生成する降圧回路であることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の発光素子駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）等の発光素子を駆動する駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ等の発光素子は順方向電圧のバラツキが大きく、駆動対象の発光素子における順方向電圧の最大値を想定した一定電圧をその発光素子に印加する駆動回路の場合、消費電力が大きくなるという問題が発生する。そこで、順方向電圧のバラツキを吸収しながら発光量を制御するために、発光素子に印加する電圧を調整することによって発光素子に流れる電流を制御する方式が多用されている。
【０００３】
図１５に、従来の発光素子駆動回路を示す（例えば、特許文献１参照。）。この発光素子駆動回路は、入力直流電源１０１からの入力直流電圧Ｖｉｎを昇圧して直流電源電圧Ｖｏを生成する昇圧回路１０２と、昇圧回路１０２からの直流電源電圧Ｖｏが端子Ａを介してアノードに印加されるＬＥＤ１０３と、昇圧回路１０２を制御してＬＥＤ１０３に印加される直流電源電圧Ｖｏの値を調整する電圧値制御回路１０４と、ＬＥＤ１０３のカソードが接続される端子Ｋを介してＬＥＤ１０３に流れる電流ＩＬＥＤを検出する電流検出回路１０５とから構成されており、電圧値制御回路１０４が、電流検出回路１０５で検出される電流ＩＬＥＤが設定値となるように直流電源電圧Ｖｏの値を調整する。
【０００４】
電流検出回路１０５は、電流ＩＬＥＤを検出する検出抵抗１０６と、基準電圧源１０７と、検出抵抗１０６に発生する電圧の値と基準電圧源１０７に設定された基準電圧値とを比較する比較器１０８とから構成されており、電圧値制御回路１０４は、比較器１０８による比較結果に基づき、検出抵抗１０６に発生する電圧の値と基準電圧源１０７に設定された基準電圧値とが等しくなるように直流電源電圧Ｖｏの値を調整する。このように直流電源電圧Ｖｏを制御することにより、ＬＥＤ１０３に設定した定電流が流れる。
【０００５】
この発光素子駆動回路によれば、ＬＥＤ１０３の順方向電圧をＶＦ、基準電圧源１０７に設定された電圧値をＶｒとすると、ＬＥＤ１０３の発光時の直流電源電圧Ｖｏの値は「ＶＦ＋Ｖｒ」となる。よって、この回路の効率は、昇圧回路１０２の効率と電流検出回路１０５による損失のみで決定される。
【０００６】
このように、従来は、ＬＥＤ１０３に設定した定電流が流れるように、ＬＥＤ１０３に印加する直流電源電圧Ｖｏを制御することによって、駆動対象のＬＥＤにおける順方向電圧の最大値を想定した一定電圧をそのＬＥＤに印加する場合と比べて、駆動システム全体での電力損失を抑えている。
【特許文献１】特開２００３−１５２２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した従来の構成では、昇圧回路などの電源回路が起動してから発光素子が発光するまでの遅延時間のために発光ロスが発生するという問題があった。このような発光ロスは、デジタルスチルカメラのフラッシュのように、光源となる発光素子が瞬間的に発光する撮像システムにおいては、発光時間が短いためにより顕著化する。
【０００８】
図１６は、上記した従来の発光素子駆動回路を用いたデジタルスチルカメラの起動波形図であり、上から順に、発光信号の波形、直流電源電圧Ｖｏの波形、ＬＥＤ１０３に流れる電流ＩＬＥＤの波形、および撮像動作を示している。
【０００９】
図１６に示すように、発光信号が立ち上がって昇圧回路１０２が動作を開始し、入力直流電圧Ｖｉｎと等しかった直流電源電圧Ｖｏが上昇して「ＶＦ＋Ｖｒ」に至って、ＬＥＤ１０３の発光に十分な電流値の電流がＬＥＤ１０３に流れるようになるまでの期間が遅延時間Ｔｒである。このように従来の発光素子駆動回路では、昇圧回路１０２の起動にかかる時間（起動遅延時間）分の遅延時間Ｔｒが発生する。発光ロスは、発光時間をＴとした場合、「（Ｔｒ／Ｔ）×１００［％］」の割合で発生するが、昇圧回路の起動遅延時間は通常数百μ秒程度であり、例えば、発光時間Ｔを５ｍｓ、遅延時間Ｔｒを１００μｓとした場合、２０％の発光ロスが発生して、適正な発光量が得られなくなる。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、発光信号の入力から、発光素子の発光に十分な電流値の電流がその発光素子に流れるようになるまでの遅延時間を短縮することができる発光素子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】
【００１１】
本発明の請求項１記載の発光素子駆動回路は、制御可能な直流電源電圧を発光素子に供給する第１の回路と、発光信号に従って、前記発光素子が発光する電流値よりも低い電流値に設定された第１の電流および前記発光素子が発光する電流値に設定された第２の電流の一方が前記発光素子に流れるように前記直流電源電圧を制御する第２の回路と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項２記載の発光素子駆動回路は、請求項１記載の発光素子駆動回路であって、前記第２の回路は、前記発光素子に前記第１および第２の電流の間で選択された一方の電流を流す電流供給回路と、前記発光信号に従って、前記電流供給回路により前記発光素子に流される電流を前記第１および第２の電流の間で選択する選択回路と、前記選択回路により選択された前記第１または第２の電流が前記発光素子に流れるように前記直流電源電圧を制御する制御回路と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項３記載の発光素子駆動回路は、請求項２記載の発光素子駆動回路であって、前記電流供給回路は、前記発光素子に前記第１の電流が流れるように設定された第１の抵抗値および前記発光素子に前記第２の電流が流れるように設定された第２の抵抗値の間で抵抗値の選択が可能に構成された、前記発光素子に直列に接続する抵抗回路を具備し、前記選択回路は、前記発光信号に従って前記抵抗回路の抵抗値を選択し、前記制御回路は、前記発光素子からの電流が前記抵抗回路に流れることにより前記抵抗回路に発生する電位に応じて前記直流電源電圧を制御することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項４記載の発光素子駆動回路は、請求項３記載の発光素子駆動回路であって、前記電流供給回路は、さらに、前記発光素子からの電流が前記抵抗回路に流れることにより前記抵抗回路に発生する帰還電位と基準電位との差電圧に応じた信号レベルの信号を生成する誤差増幅器を具備し、前記制御回路は、前記誤差増幅器が生成する信号の信号レベルに応じて、前記帰還電位と前記基準電位とが等しくなるように前記直流電源電圧を制御することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項５記載の発光素子駆動回路は、請求項３記載の発光素子駆動回路であって、前記抵抗回路は、前記発光素子に直列に接続する前記第１の抵抗値に設定された第１の抵抗部と、前記発光素子に直列に接続する前記第２の抵抗値に設定された第２の抵抗部と、前記第１および第２の抵抗部の間で選択された一方に前記発光素子からの電流を流すスイッチ部とを具備し、前記選択回路は、前記発光信号に従って、前記発光素子からの電流が前記第１および第２の抵抗部の一方に流れるように前記スイッチ部を制御することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項６記載の発光素子駆動回路は、請求項４記載の発光素子駆動回路であって、前記抵抗回路は、前記発光素子に直列に接続する前記第１の抵抗値に設定された第１の抵抗部と、前記発光素子に直列に接続する前記第２の抵抗値に設定された第２の抵抗部と、前記第１および第２の抵抗部と前記発光素子との間に配置されて前記第１および第２の抵抗部の間で選択された一方に前記発光素子からの電流を流すスイッチ部とを具備し、前記選択回路は、前記発光信号に従って、前記発光素子からの電流が前記第１および第２の抵抗部の一方に流れるように前記スイッチ部を制御し、前記誤差増幅器は、前記選択回路により前記発光素子からの電流が流れるようにされた前記第１または第２の抵抗部と前記スイッチ部との接続部に発生する前記帰還電位と前記基準電位との差電圧に応じた信号レベルの信号を生成することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項７記載の発光素子駆動回路は、請求項４記載の発光素子駆動回路であって、前記抵抗回路は、前記発光素子に直列に接続する前記第１の抵抗値に設定された第１の抵抗部と、前記発光素子に直列に接続する前記第２の抵抗値に設定された第２の抵抗部と、前記第１および第２の抵抗部の前記発光素子側とは反対側の端部に接続し前記第１および第２の抵抗部の間で選択された一方に前記発光素子からの電流を流すスイッチ部とを具備し、前記選択回路は、前記発光信号に従って、前記発光素子からの電流が前記第１および第２の抵抗部の一方に流れるように前記スイッチ部を制御し、前記誤差増幅器は、前記選択回路により前記発光素子からの電流が流れるようにされた前記第１または第２の抵抗部と前記発光素子との接続部に発生する前記帰還電位と前記基準電位との差電圧に応じた信号レベルの信号を生成することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項８記載の発光素子駆動回路は、請求項３記載の発光素子駆動回路であって、前記抵抗回路は、一端が前記発光素子に直列に接続された第３の抵抗部と、前記第３の抵抗部の他端に直列に接続された第４の抵抗部と、前記第４の抵抗部を短絡させるスイッチ部とを具備し、前記第４の抵抗部が非短絡状態のとき前記第１の抵抗値となり、前記第４の抵抗部が短絡状態のとき前記第２の抵抗値となり、前記選択回路は、前記発光信号に従って、前記第４の抵抗部が非短絡状態または短絡状態となるように前記スイッチ部を制御することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項９記載の発光素子駆動回路は、請求項４記載の発光素子駆動回路であって、前記抵抗回路は、一端が前記発光素子に直列に接続された第３の抵抗部と、前記第３の抵抗部の他端に直列に接続された第４の抵抗部と、前記第４の抵抗部を短絡させるスイッチ部とを具備し、前記第４の抵抗部が非短絡状態のとき前記第１の抵抗値となり、前記第４の抵抗部が短絡状態のとき前記第２の抵抗値となり、前記選択回路は、前記発光信号に従って、前記第４の抵抗部が非短絡状態または短絡状態となるように前記スイッチ部を制御し、前記誤差増幅器は、前記第３の抵抗部と前記発光素子との接続部に発生する前記帰還電位と前記基準電位との差電圧に応じた信号レベルの信号を生成することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項１０記載の発光素子駆動回路は、請求項２記載の発光素子駆動回路であって、前記電流供給回路は、前記第１および第２の電流の間で前記発光素子に流す電流の選択が可能に構成された、前記発光素子に直列に接続する電流源回路を具備し、前記選択回路は、前記発光信号に従って、前記電流源回路が前記発光素子に流す電流を選択し、前記制御回路は、前記電流源回路と前記発光素子との接続部に発生する電位に応じて前記直流電源電圧を制御することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項１１記載の発光素子駆動回路は、請求項１０記載の発光素子駆動回路であって、前記電流供給回路は、さらに、前記電流源回路と前記発光素子との接続部に発生する帰還電位と基準電位との差電圧に応じた信号レベルの信号を生成する誤差増幅器を具備し、前記制御回路は、前記誤差増幅器が生成する信号の信号レベルに応じて、前記帰還電位と前記基準電位とが等しくなるように前記直流電源電圧を制御することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項１２記載の発光素子駆動回路は、請求項１０記載の発光素子駆動回路であって、前記電流源回路は、前記発光素子に直列に接続して前記第１の電流を流す第１の電流源部と、前記発光素子に直列に接続して前記第２の電流を流す第２の電流源部とを具備し、前記選択回路は、前記発光信号に従って前記第１および第２の電流源部の一方を活性化させることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項１３記載の発光素子駆動回路は、請求項１１記載の発光素子駆動回路であって、前記電流源回路は、前記発光素子に直列に接続して前記第１の電流を流す第１の電流源部と、前記発光素子に直列に接続して前記第２の電流を流す第２の電流源部とを具備し、前記選択回路は、前記発光信号に従って前記第１および第２の電流源部の一方を活性化させ、前記誤差増幅器は、前記選択回路により活性化された前記第１または第２の電流源部と前記発光素子との接続部に発生する前記帰還電位と前記基準電位との差電圧に応じた信号レベルの信号を生成することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項１４記載の発光素子駆動回路は、請求項１ないし１３のいずれかに記載の発光素子駆動回路であって、前記第１の回路は、入力電圧よりも高い電圧値の直流電源電圧を生成する昇圧回路であることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項１５記載の発光素子駆動回路は、請求項１ないし１３のいずれかに記載の発光素子駆動回路であって、前記第１の回路は、入力電圧よりも低い電圧値の直流電源電圧を生成する降圧回路であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の好ましい形態によれば、発光信号により第１の回路を起動するのではなく、別途設けられた起動信号により、発光素子が発光しない程度の電流値に設定された微小電流（第１の電流）がその発光素子に供給されるように前記第１の回路をあらかじめ動作させておき、発光信号によって、発光素子に流していた電流を、前記微小電流から発光素子の発光に十分な電流値に設定された発光電流（第２の電流）に切り替えることができるので、前記第１の回路（電源回路）の起動遅延時間が発生せず、発光信号の入力から、発光素子の発光に十分な電流値の電流がその発光素子に流れるようになるまでの遅延時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１に係る発光素子駆動回路について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る発光素子駆動回路の回路構成の一例を示す図である。
【００２８】
この発光素子駆動回路は、制御可能な直流電源電圧ＶｏをＬＥＤ（発光素子）３に供給する第１の回路である電源回路２と、発光信号ＳＬに従って、ＬＥＤ３が発光する電流値よりも低い電流値に設定された第１の電流Ｉｄ１およびＬＥＤ３が発光する電流値に設定された第２の電流Ｉｄ２の一方がＬＥＤ３に流れるように直流電源電圧Ｖｏを制御する第２の回路４と、を備える。
【００２９】
ここでは、第２の回路４は、ＬＥＤ３に第１の電流Ｉｄ１および第２の電流Ｉｄ２の間で選択された一方の電流を流す電流供給回路５と、発光信号ＳＬに従って、電流供給回路５によりＬＥＤ３に流される電流を第１の電流Ｉｄ１および第２の電流Ｉｄ２の間で選択する選択回路である論理回路６と、論理回路６により選択された第１の電流Ｉｄ１または第２の電流Ｉｄ２がＬＥＤ３に流れるように直流電源電圧Ｖｏを制御する制御回路７と、を具備する。
【００３０】
またここでは、電流供給回路５は、ＬＥＤ３に直列に接続する抵抗回路８を具備する。抵抗回路８は、ＬＥＤ３に第１の電流Ｉｄ１が流れるように設定された第１の抵抗値およびＬＥＤ３に第２の電流Ｉｄ２が流れるように設定された第２の抵抗値の間で抵抗値の選択が可能に構成されている。論理回路６は、発光信号ＳＬに従って抵抗回路８の抵抗値を選択することにより、上記した機能を実現する。制御回路７は、ＬＥＤ３からの電流が抵抗回路８に流れることにより抵抗回路８に発生する電位（電圧）に応じて直流電源電圧Ｖｏを制御することにより、上記した機能を実現する。
【００３１】
またここでは、電流供給回路５は、ＬＥＤ３からの電流が抵抗回路８に流れることにより抵抗回路８に発生する帰還電位（帰還電圧）と基準電位（基準電圧Ｖｒ）との差電圧に応じた信号レベル（電圧値）の誤差信号を生成する誤差増幅器９を具備しており、制御回路７は、その誤差信号の信号レベルに応じて、抵抗回路８に発生する帰還電位と基準電位とが等しくなるように直流電源電圧Ｖｏを制御することにより、上記した機能を実現している。
【００３２】
以下、本実施の形態１に係る発光素子駆動回路の詳細について説明する。図１において、入力直流電源１は入力直流電圧Ｖｉｎを生成する。第１の回路である電源回路２は、入力直流電圧Ｖｉｎから直流電源電圧Ｖｏを生成する。図１には、電源回路２の一例として、入力直流電源１に一端が接続するインダクタ１０、インダクタ１０の他端にドレインが接続する主スイッチ（Ｎ型パワーＭＯＳトランジスタ）１１、インダクタ１０と主スイッチ１１の接続点にアノードが接続しカソードが端子Ａに接続するダイオード１２、およびダイオード１２と端子Ａの接続点に一端が接続し他端が接地されたコンデンサ１３からなる昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ（昇圧回路）を示している。この昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータは、入力直流電圧Ｖｉｎから、それよりも電圧値の高い電圧Ｖｏを生成する。また、ここでは、主スイッチ１１のゲートに制御回路７が接続しており、制御回路７が主スイッチ１１のオン／オフ動作を制御して直流電源電圧Ｖｏを調整する構成となっている。
【００３３】
この昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの昇圧動作について、詳しく説明する。インダクタ１０には、主スイッチ１１がオン／オフを繰り返すことにより、エネルギの蓄積と放出が繰り返される。インダクタ１０のエネルギの放出は、ダイオード１２を介してコンデンサ１３を充電する。コンデンサ１３に発生する電圧（直流電源電圧）Ｖｏは、主スイッチ１１の１スイッチング周期に占めるオン時間の割合をデューティ比δとすると、「Ｖｏ＝Ｖｉ／（１−δ）」で表される昇圧直流電圧であり、この電圧Ｖｏが端子Ａを介して負荷であるＬＥＤ３に供給される。上記の式から明らかなように、直流電源電圧Ｖｏはデューティ比δを調整することによって制御できる。
【００３４】
発光素子であるＬＥＤ３は、電源回路２からの直流電源電圧Ｖｏが端子Ａを介してアノードに印加される。ＬＥＤ３のカソードは、端子Ｋを介して、ＮＭＯＳトランジスタ１４とＮＭＯＳトランジスタ１５のドレインに接続する。ＮＭＯＳトランジスタ１４のソースは抵抗１６を介して接地しており、ＮＭＯＳトランジスタ１５のソースは抵抗１７を介して接地している。
【００３５】
ここでは、ＬＥＤ３に直列に接続するＮＭＯＳトランジスタ１４、１５、ＬＥＤ３にＮＭＯＳトランジスタ１４を介して直列に接続する抵抗（第１の抵抗部）１６、およびＬＥＤ３にＮＭＯＳトランジスタ１５を介して直列に接続する抵抗（第２の抵抗部）１７が抵抗回路８を構成している。また、ＮＭＯＳトランジスタ１４とＮＭＯＳトランジスタ１５が、抵抗１６と抵抗１７の間で選択された一方にＬＥＤ３からの電流を流すスイッチ部を構成している。ここでは、スイッチ部は、抵抗１６および抵抗１７とＬＥＤ３との間に配置している。
【００３６】
このＬＥＤ３に直列に接続する抵抗回路８において、抵抗１６には、ＬＥＤ３が発光しない程度の微少電流値の電流（第１の電流Ｉｄ１）がＬＥＤ３に流れるように抵抗値（第１の抵抗値）Ｒ１６が設定されており、抵抗１７には、ＬＥＤ３に要求される発光量に必要な電流値の電流（第２の電流Ｉｄ２）がＬＥＤ３に流れるように抵抗値（第２の抵抗値）Ｒ１７が設定されている。すなわち、Ｒ１７＜Ｒ１６となる。
【００３７】
また、この抵抗回路８は、ＮＭＯＳトランジスタ１４、１５（スイッチ部）のオン／オフを制御することにより、抵抗値Ｒ１６および抵抗値Ｒ１７の間で抵抗値の選択が可能に構成されている。
【００３８】
選択回路である論理回路６は、ＸＯＲゲート１８とＡＮＤゲート１９からなり、ロジックレベルの起動信号ＳＳおよび発光信号ＳＬを入力する。ＸＯＲゲート１８は起動信号ＳＳと発光信号ＳＬの排他的論理和を演算する。その演算値は、ＮＭＯＳトランジスタ１４のゲートに印加される。ＡＮＤゲート１９は起動信号ＳＳと発光信号ＳＬの論理積を演算する。その演算値は、ＮＭＯＳトランジスタ１５のゲートに印加される。
【００３９】
論理回路６は、起動信号ＳＳがハイレベル、発光信号ＳＬがローレベルのとき、ＮＭＯＳトランジスタ１４をオン、ＮＭＯＳトランジスタ１５をオフして、ＬＥＤ３からの電流がＮＭＯＳトランジスタ１４を介して抵抗１６に流れるようにし、起動信号ＳＳと発光信号ＳＬが共にハイレベルのとき、ＮＭＯＳトランジスタ１４をオフ、ＮＭＯＳトランジスタ１５をオンして、ＬＥＤ３からの電流がＮＭＯＳトランジスタ１５を介して抵抗１７に流れるようにする。つまり、論理回路６は、発光信号ＳＬに従って、ＬＥＤ３からの電流が抵抗１６および抵抗１７の一方に流れるようにＮＭＯＳトランジスタ１４、１５（スイッチ部）を制御している。このように、論理回路６は、発光信号ＳＬに従ってＮＭＯＳトランジスタ１４、１５（スイッチ部）を制御することにより、抵抗回路８の抵抗値を選択する。
【００４０】
誤差増幅器９は、抵抗１６および抵抗１７に発生する電圧がそれぞれ負入力端子（帰還端子）に印加され、それらのうちの高い方の電圧（帰還電圧）と基準電圧源２０が生成する基準電圧Ｖｒとの差電圧を増幅した誤差信号を生成する。誤差増幅器９には、起動信号ＳＳがイネーブル信号として入力される。つまり誤差増幅器９は、起動信号ＳＳがハイレベルのときに動作する。
【００４１】
制御回路７は、誤差増幅器９からの誤差信号の電圧値に応じて、帰還電圧と基準電圧Ｖｒが等しくなるように電源回路２の主スイッチ１１のオン／オフ動作を制御することにより、直流電源電圧Ｖｏを調整して、前記した第１の電流Ｉｄ１または第２の電流Ｉｄ２がＬＥＤ３に流れるようにする。具体的には、上記したように直流電源電圧Ｖｏはデューティ比δを調節することによって制御可能であり、制御回路７は、誤差増幅器９からの誤差信号の電圧値に応じたデューティ比δを設定して、主スイッチ１１のオン／オフ動作を制御する。また、制御回路７には、起動信号ＳＳがイネーブル信号として入力される。つまり制御回路７は、起動信号ＳＳがハイレベルのときに動作する。
【００４２】
続いて、本実施の形態１に係る発光素子駆動回路の動作について説明する。図２は本発明の実施の形態１に係る発光素子駆動回路の動作の一例を説明するための動作波形図であり、上から順に、起動信号ＳＳ、発光信号ＳＬ、ＮＭＯＳトランジスタ１４のゲート電圧、ＮＭＯＳトランジスタ１５のゲート電圧、抵抗１６とＮＭＯＳトランジスタ１４との接続部から誤差増幅器９の帰還端子に印加される電圧（抵抗１６に発生する電圧）、抵抗１７とＮＭＯＳトランジスタ１５との接続部から誤差増幅器９の帰還端子に印加される電圧（抵抗１７に発生する電圧）、直流電源電圧Ｖｏ、ＬＥＤ３に流れる電流ＩＬＥＤそれぞれの起動波形を示す。
【００４３】
時刻ｔ０以前においては、起動信号ＳＳがローレベルであるので、制御回路７および誤差増幅器９は動作を停止しており、発光信号ＳＬもローレベルであるので、ＮＭＯＳトランジスタ１４、１５はいずれもオフしている。
【００４４】
時刻ｔ０において起動信号ＳＳが入力されると（ハイレベルになると）、論理回路６がＮＭＯＳトランジスタ１４をオンし、抵抗１６がＬＥＤ３のカソードに接続された状態で電源回路２が起動して、直流電源電圧Ｖｏが上昇する。直流電源電圧Ｖｏが上昇すると、ＬＥＤ３に流れる電流ＩＬＥＤはＮＭＯＳトランジスタ１４を介して抵抗１６に流れ、抵抗１６に発生する電圧が接地電位から上昇する。その上昇は基準電圧Ｖｒと等しくなる時刻ｔ１まで続く。誤差増幅器９は、論理回路６によりＬＥＤ３からの電流が流れるようにされた抵抗１６とＮＭＯＳトランジスタ１４との接続部に発生する帰還電圧と基準電圧Ｖｒとの差電圧に応じた電圧値の誤差信号を生成する。制御回路７は、帰還電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなるようにデューティ比δを調整して主スイッチ１１のオン／オフ動作を制御する。
【００４５】
時刻ｔ１において、抵抗値Ｒ１６の抵抗１６に発生する電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなると、ＬＥＤ３には第１の電流Ｉｄ１が流れる。この第１の電流Ｉｄ１の電流値は「Ｖｒ／Ｒ１６」となる。上記したように、抵抗値Ｒ１６は、第１の電流Ｉｄ１がＬＥＤ３を発光させない微小レベルとなるように設定されている。第１の電流Ｉｄ１におけるＬＥＤ３の順方向電圧をＶＦ１とすると、直流電源電圧Ｖｏは順方向電圧ＶＦ１に基準電圧Ｖｒを加えた電圧「ＶＦ１＋Ｖｒ」に調整される。この時点では、ＬＥＤ３が発光しない程度の微少電流しか流れていないので、ＬＥＤ３は発光しない。
【００４６】
その後、時刻ｔ２において発光信号ＳＬが入力されると（ハイレベルになると）、論理回路６は、ＮＭＯＳトランジスタ１４をオフ、ＮＭＯＳトランジスタ１５をオンして、ＬＥＤ３に接続される抵抗を抵抗１６から抵抗１７に切り替える。その際、抵抗１６に発生する電圧はＮＭＯＳスイッチ１４がオフするために基準電圧Ｖｒから低下して接地電位に固定される。一方、抵抗１７の抵抗値Ｒ１７が抵抗１６の抵抗値Ｒ１６より小さいため、抵抗１７に発生する電圧は基準電圧Ｖｒよりも低くなる。誤差増幅器９の２つの負入力端子（帰還端子）の電圧が共に基準電圧Ｖｒよりも低くなるため、制御回路７は主スイッチ１１をより大きなデューティ比でオン／オフ制御して、直流電源電圧Ｖｏを上昇させる。その上昇は、抵抗１７に発生する電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなる時刻ｔ３まで続く。誤差増幅器９は、論理回路６によりＬＥＤ３からの電流が流れるようにされた抵抗１７とＮＭＯＳトランジスタ１５の接続部に発生する帰還電圧と基準電圧Ｖｒとの差電圧に応じた電圧値の誤差信号を生成する。制御回路７は、帰還電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなるようにデューティ比δを調整して主スイッチ１１のオン／オフ動作を制御する。
【００４７】
時刻ｔ３において、抵抗値Ｒ１７の抵抗１７に発生する電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなると、ＬＥＤ３には第２の電流Ｉｄ２が流れる。この第２の電流Ｉｄ２の電流値は「Ｖｒ／Ｒ１７」となる。上記したように、抵抗値Ｒ１７は、第２の電流Ｉｄ２がＬＥＤ３を十分発光させるレベルとなるように設定されている。第２の電流Ｉｄ２におけるＬＥＤ３の順方向電圧（ＬＥＤ３の発光時における順方向電圧）をＶＦ２とすると、直流電源電圧Ｖｏは「ＶＦ２＋Ｖｒ」に調整される。
【００４８】
ここで、本実施の形態１に係る発光素子駆動回路の動作波形と、図１５を用いて説明した従来の発光素子駆動回路の動作波形を比較すると、図３に示すように、本実施の形態１に係る発光素子駆動回路では、時刻ｔ１から時刻ｔ２までが、発光信号ＳＬが入力されてからＬＥＤが発光するまでの遅延時間Ｔｒ１となるのに対して、従来の発光素子駆動回路では、時刻ｔ１から時刻ｔ３までが遅延時間Ｔｒ２となる。これは、本実施の形態１に係る発光素子駆動回路では、発光信号ＳＬが入力されたときの昇圧動作が、第１の電流Ｉｄ１における順方向電圧ＶＦ１と第２の電流Ｉｄ２における順方向電圧ＶＦ２との電圧差ｄＶＦ＝ＶＦ２−ＶＦ１の分だけですむのに対し、従来の発光素子駆動回路では、入力直流電圧Ｖｉｎから、順方向電圧ＶＦ２に基準電圧Ｖｒを加えた電圧「ＶＦ１＋Ｖｒ」まで昇圧させる必要があるためである。
【００４９】
本実施の形態１によれば、発光信号が入力されてからＬＥＤが発光するまでの遅延時間が、数十μ秒まで短縮でき、発光ロスを削減できる。従来の発光素子駆動回路では、遅延時間は通常数百μ秒程度であり、例えば、発光時間Ｔを５ｍｓ、遅延時間Ｔｒ２を１００μｓとした場合、２０％の発光ロスが発生してしまう。これに対して、本実施の形態１における発光素子駆動回路では、発光時間を５ｍｓ、遅延時間Ｔｒ１を４０μｓとした場合、発光ロスは８％にまで削減される。
【００５０】
なお、ここでは電源回路２が昇圧回路である場合について説明した。これは、バッテリ電圧が発光素子の順方向電圧より低い場合を想定したからであり、発光素子の順方向電圧より十分高いバッテリ電圧の場合には、降圧回路を用いる。図４に、降圧型の電源回路を用いた発光素子駆動回路の回路構成の一例を示す。図４には、電源回路（降圧回路）２の一例として、入力直流電源１にソースが接続する主スイッチ（Ｐ型パワーＭＯＳトランジスタ）２１、主スイッチ２１のドレインにカソードが接続しアノードが接地されたダイオード２２、主スイッチ２１とダイオード２２の接続点に一端が接続し他端が端子Ａに接続するインダクタ２３、およびインダクタ２３と端子Ａの接続点に一端が接続し他端が接地されたコンデンサ２４からなる降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータを示している。この降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータは、入力直流電圧Ｖｉｎから、それよりも電圧値の低い電圧（直流電源電圧）Ｖｏを生成する。
【００５１】
またここでは、論理回路６がＸＯＲゲート１８とＡＮＤゲート１９により構成される場合について説明したが、無論、論理回路６の構成はこれに限定されるものではなく、発光信号ＳＬに従ってＮＭＯＳトランジスタ１４、１５の一方をオンする構成であればよい。例えば、図５に示すように、起動信号ＳＳと発光信号ＳＬとを入力するＡＮＤゲート１９と、起動信号ＳＳと発光信号ＳＬを反転した信号（ＮＯＴ信号）とを入力する複合ＡＮＤゲート２５により構成してもよい。
【００５２】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２に係る発光素子駆動回路について、図面を参照しながら説明する。図６は本発明の実施の形態２に係る発光素子駆動回路の回路構成の一例を示す図である。但し、前述した実施の形態１において説明した部材に対応する部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００５３】
この発光素子駆動回路は、電流供給回路５の構成のみが前述した実施の形態１に係る発光素子駆動回路と異なり、その他の構成、および動作は前述した実施の形態１に係る発光素子駆動回路と同様である。
【００５４】
ここでは、電流供給回路５は、ＬＥＤ３に直列に接続する電流源回路２６を具備する。電流源回路２６は、ＬＥＤ３が発光する電流値よりも低い電流値に設定された第１の電流Ｉｄ１およびＬＥＤ３が発光する電流値に設定された第２の電流Ｉｄ２の間でＬＥＤ３に流す電流の選択が可能に構成されている。論理回路６は、発光信号ＳＬに従って、電流源回路２６がＬＥＤ３に流す電流を選択することにより、前述の実施の形態１で述べた、発光信号ＳＬに従って、電流供給回路５によりＬＥＤ３に流される電流を第１の電流Ｉｄ１および第２の電流Ｉｄ２の間で選択するという機能を実現する。制御回路７は、電流源回路２６とＬＥＤ３との接続部（端子Ｋ）に発生する電位に応じて直流電源電圧Ｖｏを制御することにより、前述の実施の形態１で述べた、論理回路６により選択された第１の電流Ｉｄ１または第２の電流Ｉｄ２がＬＥＤ３に流れるように直流電源電圧Ｖｏを制御するという機能を実現する。
【００５５】
また、電流供給回路５が具備する誤差増幅器９は、電流源回路２６とＬＥＤ３との接続部（端子Ｋ）に発生する帰還電位（帰還電圧）と基準電位（基準電圧Ｖｒ）との差電圧に応じた信号レベル（電圧値）の誤差信号を生成する。ここでは、誤差増幅器９は、前述した実施の形態１と比べて、負入力端子（帰還端子）が１つに削減されている。
【００５６】
以下、本実施の形態２に係る発光素子駆動回路の詳細について説明する。図６において、発光素子であるＬＥＤ３のカソードは、端子Ｋを介して、定電流源２７と定電流源２８に接続する。
【００５７】
ここでは、ＬＥＤ３に直列に接続して、ＬＥＤ３が発光しない程度の微少電流値の電流（第１の電流Ｉｄ１）を流す定電流源（第１の電流源部）２７、およびＬＥＤ３に直列に接続して、ＬＥＤ３に要求される発光量に必要な電流値の電流（第２の電流Ｉｄ２）を流す定電流源（第１の電流源部）２８が電流源回路２６を構成している。
【００５８】
定電流源２７は、論理回路６が具備するＸＯＲゲート１８の排他的論理和の演算結果に応じてオン／オフする。また定電流源２８は、論理回路６が具備するＡＮＤゲート１９の論理積の演算結果に応じてオン／オフする。
【００５９】
論理回路６は、起動信号ＳＳがハイレベル、発光信号ＳＬがローレベルのとき、定電流源２７をオン、定電流源２８をオフして、ＬＥＤ３に流れる電流を第１の電流Ｉｄ１にする。また、起動信号ＳＳと発光信号ＳＬが共にハイレベルのとき、定電流源２７をオフ、定電流源２８をオンして、ＬＥＤ３に流れる電流を第２の電流Ｉｄ２にする。つまり、論理回路６は、発光信号ＳＬに従って定電流源２７と定電流源２８の一方を活性化させる。このように、論理回路６は、発光信号ＳＬに従って、電流源回路２６がＬＥＤ３に流す電流を選択する。
【００６０】
誤差増幅器９は、端子Ｋと定電流源２７と定電流源２８の接続部に発生する電圧（帰還電圧）、すなわち端子Ｋの電圧が負入力端子（帰還端子）に印加され、それと基準電圧源２０が生成する基準電圧Ｖｒとの差電圧を増幅した誤差信号を生成する。
【００６１】
以上のように、本実施の形態２では、第１の電流（微小電流）Ｉｄ１と第２の電流（発光電流）Ｉｄ２との切り替えを定電流源２７、２８によって実施することにより、誤差増幅器の負入力端子を１つに削減している。
【００６２】
続いて、本実施の形態２に係る発光素子駆動回路の動作について説明する。図７は本発明の実施の形態２に係る発光素子駆動回路の動作の一例を説明するための動作波形図であり、上から順に、起動信号ＳＳ、発光信号ＳＬ、ＸＯＲゲート１８の演算値（ＸＯＲ出力）、ＡＮＤゲート１９の演算値（ＡＮＤ出力）、端子Ｋと定電流源２７と定電流源２８の接続部に発生する電圧（誤差増幅器９の帰還電圧）、直流電源電圧Ｖｏ、ＬＥＤ３に流れる電流ＩＬＥＤそれぞれの起動波形を示す。
【００６３】
時刻ｔ０以前においては、起動信号ＳＳがローレベルであるので、制御回路７および誤差増幅器９は動作を停止しており、発光信号ＳＬもローレベルであるので、定電流源２７、２８はいずれも不活性状態（オフ状態）となっている。
【００６４】
時刻ｔ０において起動信号ＳＳが入力されると（ハイレベルになると）、論理回路６が定電流源２７をオンして、定電流源２７が活性化された状態で電源回路２が起動し、直流電源電圧Ｖｏが上昇する。この直流電源電圧Ｖｏの上昇は、誤差増幅器９の帰還電圧が接地電位から上昇して基準電圧Ｖｒと等しくなる時刻ｔ１まで続く。誤差増幅器９は、論理回路６により活性化された定電流源２７とＬＥＤ３との接続部（端子Ｋ）に発生する帰還電圧と基準電圧Ｖｒとの差電圧に応じた電圧値の誤差信号を生成する。制御回路７は、帰還電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなるようにデューティ比δを調整して主スイッチ１１のオン／オフ動作を制御する。
【００６５】
時刻ｔ１において、誤差増幅器９の帰還電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなると、ＬＥＤ３には第１の電流Ｉｄ１が流れる。上記したように、第１の電流Ｉｄ１の電流値は、ＬＥＤ３を発光させない微小レベルに設定されている。第１の電流Ｉｄ１におけるＬＥＤ３の順方向電圧をＶＦ１とすると、直流電源電圧Ｖｏは順方向電圧ＶＦ１に基準電圧Ｖｒを加えた電圧「ＶＦ１＋Ｖｒ」に調整される。この時点では、ＬＥＤ３が発光しない程度の微少電流しか流れていないので、ＬＥＤ３は発光しない。
【００６６】
その後、時刻ｔ２において発光信号ＳＬが入力されると（ハイレベルになると）、論理回路は、定電流源２７をオフ、定電流源２８をオンして、定電流源２８を活性化させる。その際、ＬＥＤ３の順方向電圧ＶＦが大きくなるため、誤差増幅器９の帰還電圧が基準電圧Ｖｒよりも低くなり、制御回路７は主スイッチ１１をより大きなデューティ比でオン／オフ制御して、直流電源電圧Ｖｏを上昇させる。その上昇は、誤差増幅器９の帰還電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなる時刻ｔ３まで続く。誤差増幅器９は、論理回路６により活性化された定電流源２８とＬＥＤ３との接続部（端子Ｋ）に発生する帰還電圧と基準電圧Ｖｒとの差電圧に応じた電圧値の誤差信号を生成する。制御回路７は、帰還電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなるようにデューティ比δを調整して主スイッチ１１のオン／オフ動作を制御する。
【００６７】
時刻ｔ３において、誤差増幅器９の帰還電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなると、ＬＥＤ３には第２の電流Ｉｄ２が流れる。上記したように、第２の電流Ｉｄ２の電流値は、ＬＥＤ３を十分発光させるレベルに設定されている。第２の電流Ｉｄ２におけるＬＥＤ３の順方向電圧をＶＦ２とすると、直流電源電圧Ｖｏは「ＶＦ２＋Ｖｒ」に調整される。
【００６８】
本実施の形態２によれば、前述した実施の形態１と同様に、発光信号ＳＬが入力されたときの昇圧動作が、第１の電流Ｉｄ１における順方向電圧ＶＦ１と第２の電流Ｉｄ２における順方向電圧ＶＦ２との電圧差ｄＶＦ＝ＶＦ２−ＶＦ１の分だけですむので、発光信号が入力されてからＬＥＤが発光するまでの遅延時間Ｔｒを短縮できる。したがって、適正な発光量が得られない区間を短縮でき、発光ロスを削減できる。
【００６９】
なお、ここでは電源回路２が昇圧回路である場合について説明したが、前述した実施の形態１と同様に降圧回路を用いてもよい。図８に、降圧型の電源回路を用いた発光素子駆動回路の回路構成の一例を示す。この図８に示す降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータは、図４に示す降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータと同じ構成である。
【００７０】
またここでは、論理回路６がＸＯＲゲート１８とＡＮＤゲート１９により構成される場合について説明したが、無論、論理回路６の構成はこれに限定されるものではなく、発光信号ＳＬに従って定電流源２７、２８の一方を活性化させる構成であればよい。例えば、前述した実施の形態１で述べたように、起動信号ＳＳと発光信号ＳＬとを入力するＡＮＤゲートと、起動信号ＳＳと発光信号ＳＬを反転した信号（ＮＯＴ信号）とを入力する複合ＡＮＤゲート等により構成してもよい。
【００７１】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３に係る発光素子駆動回路について、図面を参照しながら説明する。図９は本発明の実施の形態３に係る発光素子駆動回路の回路構成の一例を示す図である。但し、前述した実施の形態１において説明した部材に対応する部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００７２】
この発光素子駆動回路は、電流供給回路５の構成のみが前述した実施の形態１に係る発光素子駆動回路と異なり、その他の構成、および動作は前述した実施の形態１に係る発光素子駆動回路と同様である。
【００７３】
すなわち、抵抗１６と抵抗１７の間で選択された一方にＬＥＤ３からの電流を流すスイッチ部を構成するＮＭＯＳトランジスタ１４とＮＭＯＳトランジスタ１５が、抵抗１６および抵抗１７のＬＥＤ３側とは反対側の端部に配置されている。また、誤差増幅器９は、抵抗回路８とＬＥＤ３との接続部（端子Ｋ）に発生する帰還電位（帰還電圧）と基準電位（基準電圧Ｖｒ）との差電圧に応じた信号レベル（電圧値）の誤差信号を生成する。ここでは、誤差増幅器９は、前述した実施の形態１と比べて、負入力端子（帰還端子）が１つに削減されている。
【００７４】
以下、本実施の形態３に係る発光素子駆動回路の詳細について説明する。図９において、ＬＥＤ３のカソードは、端子Ｋを介して、抵抗（第１の抵抗部）１６と抵抗（第２の抵抗部）１７に接続する。また、一端がＬＥＤ３に接続する抵抗１６の他端には、ＮＭＯＳトランジスタ１４のドレインが接続しており、ＮＭＯＳトランジスタ１４のソースは接地されている。また、一端がＬＥＤ３に接続する抵抗１７の他端には、ＮＭＯＳトランジスタ１５のドレインが接続しており、ＮＭＯＳトランジスタ１５のソースは接地されている。なお、前述した実施の形態１と同様に、抵抗１６には、ＬＥＤ３が発光しない程度の微少電流値の電流（第１の電流Ｉｄ１）がＬＥＤ３に流れるように抵抗値（第１の抵抗値）Ｒ１６が設定されており、抵抗１７には、ＬＥＤ３に要求される発光量に必要な電流値の電流（第２の電流Ｉｄ２）がＬＥＤ３に流れるように抵抗値（第２の抵抗値）Ｒ１７が設定されている。
【００７５】
誤差増幅器９は、端子Ｋと抵抗１６と抵抗１７の接続部に発生する電圧（帰還電圧）、すなわち端子Ｋに発生する電圧が負入力端子（帰還端子）に印加され、それと基準電圧源２０が生成する基準電圧Ｖｒとの差電圧を増幅した誤差信号を生成する。
【００７６】
以上のように、本実施の形態３では、抵抗回路８の抵抗値を切り替えるＮＭＯＳトランジスタ１４、１５（スイッチ部）の配置を変更することにより、誤差増幅器９の負入力端子を１つに削減している。
【００７７】
続いて、本実施の形態３に係る発光素子駆動回路の動作について説明する。図１０は本発明の実施の形態３に係る発光素子駆動回路の動作の一例を説明するための動作波形図であり、上から順に、起動信号ＳＳ、発光信号ＳＬ、ＮＭＯＳトランジスタ１４のゲート電圧、ＮＭＯＳトランジスタ１５のゲート電圧、端子Ｋと抵抗１６と抵抗１７の接続部に発生する電圧（誤差増幅器９の帰還電圧）、直流電源電圧Ｖｏ、ＬＥＤ３に流れる電流ＩＬＥＤそれぞれの起動波形を示す。
【００７８】
時刻ｔ０以前においては、起動信号ＳＳがローレベルであるので、制御回路７および誤差増幅器９は動作を停止しており、発光信号ＳＬもローレベルであるので、ＮＭＯＳトランジスタ１４、１５はいずれもオフしている。
【００７９】
時刻ｔ０において起動信号ＳＳが入力されると（ハイレベルになると）、論理回路６がＮＭＯＳトランジスタ１４をオンし、抵抗１６を介してＬＥＤ３が接地された状態で電源回路２が起動して、直流電源電圧Ｖｏが上昇する。直流電源電圧Ｖｏが上昇すると、ＬＥＤ３に流れる電流ＩＬＥＤが抵抗１６に流れ、抵抗１６に発生する電圧が接地電位から上昇する。すなわち、誤差増幅器９の帰還電圧（端子Ｋの電圧）が接地電位から上昇する。その上昇は基準電圧Ｖｒと等しくなる時刻ｔ１まで続く。誤差増幅器９は、論理回路６によりＬＥＤ３からの電流が流れるようにされた抵抗１６とＬＥＤ３との接続部（端子Ｋ）に発生する帰還電圧と基準電圧Ｖｒとの差電圧に応じた電圧値の誤差信号を生成する。制御回路７は、帰還電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなるようにデューティ比δを調整して主スイッチ１１のオン／オフ動作を制御する。
【００８０】
時刻ｔ１において、抵抗値Ｒ１６の抵抗１６に発生する電圧、すなわち誤差増幅器９の帰還電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなると、ＬＥＤ３には第１の電流Ｉｄ１が流れる。この第１の電流Ｉｄ１の電流値は「Ｖｒ／Ｒ１６」となる。上記したように、抵抗値Ｒ１６は、第１の電流Ｉｄ１がＬＥＤ３を発光させない微小レベルとなるように設定されている。第１の電流Ｉｄ１におけるＬＥＤ３の順方向電圧をＶＦ１とすると、直流電源電圧Ｖｏは順方向電圧ＶＦ１に基準電圧Ｖｒを加えた電圧「ＶＦ１＋Ｖｒ」に調整される。この時点では、ＬＥＤ３が発光しない程度の微少電流しか流れていないので、ＬＥＤ３は発光しない。
【００８１】
その後、時刻ｔ２において発光信号ＳＬが入力されると（ハイレベルになると）、論理回路６は、ＮＭＯＳトランジスタ１４をオフ、ＮＭＯＳトランジスタ１５をオンして、ＬＥＤ３からの電流ＩＬＥＤが流れる抵抗を抵抗１６から抵抗１７に切り替える。その際、抵抗１７の抵抗値Ｒ１７が抵抗１６の抵抗値Ｒ１６より小さいため、抵抗１７に発生する電圧は基準電圧Ｖｒよりも低くなる。つまり、誤差増幅器９の帰還電圧が基準電圧Ｖｒよりも低くなるので、制御回路７は主スイッチ１１をより大きなデューティ比でオン／オフ制御して、直流電源電圧Ｖｏを上昇させる。その上昇は、誤差増幅器９の帰還電圧（端子Ｋの電圧）が基準電圧Ｖｒに等しくなる時刻ｔ３まで続く。誤差増幅器９は、論理回路６によりＬＥＤ３からの電流が流れるようにされた抵抗１７とＬＥＤ３との接続部（端子Ｋ）に発生する帰還電圧と基準電圧Ｖｒとの差電圧に応じた電圧値の誤差信号を生成する。制御回路７は、帰還電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなるようにデューティ比δを調整して主スイッチ１１のオン／オフ動作を制御する。
【００８２】
時刻ｔ３において、誤差増幅器９の帰還電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなると、ＬＥＤ３には第２の電流Ｉｄ２が流れる。この第２の電流Ｉｄ２の電流値は「Ｖｒ／Ｒ１７」となる。上記したように、抵抗値Ｒ１７は、第２の電流Ｉｄ２がＬＥＤ３を十分発光させるレベルとなるように設定されている。第２の電流Ｉｄ２におけるＬＥＤ３の順方向電圧をＶＦ２とすると、直流電源電圧Ｖｏは「ＶＦ２＋Ｖｒ」に調整される。
【００８３】
本実施の形態３によれば、前述した実施の形態１と同様に、発光信号ＳＬが入力されたときの昇圧動作が、第１の電流Ｉｄ１における順方向電圧ＶＦ１と第２の電流Ｉｄ２における順方向電圧ＶＦ２との電圧差ｄＶＦ＝ＶＦ２−ＶＦ１の分だけですむので、発光信号が入力されてからＬＥＤが発光するまでの遅延時間Ｔｒを短縮できる。したがって、適正な発光量が得られない区間を短縮でき、発光ロスを削減できる。
【００８４】
なお、ここでは電源回路２が昇圧回路である場合について説明したが、前述した実施の形態１と同様に降圧回路を用いてもよい。図１１に、降圧型の電源回路を用いた発光素子駆動回路の回路構成の一例を示す。この図１１に示す降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータは、図４に示す降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータと同じ構成である。
【００８５】
またここでは、論理回路６がＸＯＲゲート１８とＡＮＤゲート１９により構成される場合について説明したが、無論、論理回路６の構成はこれに限定されるものではなく、発光信号ＳＬに従ってＮＭＯＳトランジスタ１４、１５の一方をオンする構成であればよい。例えば、前述した実施の形態１で述べたように、起動信号ＳＳと発光信号ＳＬとを入力するＡＮＤゲートと、起動信号ＳＳと発光信号ＳＬを反転した信号（ＮＯＴ信号）とを入力する複合ＡＮＤゲート等により構成してもよい。
【００８６】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４に係る発光素子駆動回路について、図面を参照しながら説明する。図１２は本発明の実施の形態４に係る発光素子駆動回路の回路構成の一例を示す図である。但し、前述した実施の形態１において説明した部材に対応する部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００８７】
この発光素子駆動回路は、電流供給回路５および論理回路６の構成のみが前述した実施の形態１に係る発光素子駆動回路と異なり、その他の構成、および動作は前述した実施の形態１に係る発光素子駆動回路と同様である。
【００８８】
すなわち、図１２に示すように、抵抗回路８は、一端が端子Ｋを介してＬＥＤ３のカソードに接続する抵抗（第３の抵抗部）２９と、その抵抗２９の他端に一端が接続し他端が接地された抵抗（第４の抵抗部）３０と、その抵抗３０を短絡させるスイッチ部であるＮＭＯＳトランジスタ３１とを具備する。この抵抗回路８において、抵抗３０が非短絡状態のときの抵抗値（第１の抵抗値）、つまり抵抗２９と抵抗３０の合成抵抗値は、ＬＥＤ３が発光しない程度の微少電流値の電流（第１の電流Ｉｄ１）がＬＥＤ３に流れるように設定されている。また、抵抗３０が短絡状態のときの抵抗値（第２の抵抗値）、つまり抵抗２９の抵抗値は、ＬＥＤ３に要求される発光量に必要な電流値の電流（第２の電流Ｉｄ２）がＬＥＤ３に流れるように設定されている。
【００８９】
選択回路である論理回路６は、ＡＮＤゲート３２のみからなる。ＡＮＤゲート３２は起動信号ＳＳと発光信号ＳＬの論理積を演算する。その演算値は、ＮＭＯＳトランジスタ３１のゲートに印加される。
【００９０】
論理回路６は、起動信号ＳＳがハイレベル、発光信号ＳＬがローレベルのとき、ＮＭＯＳトランジスタ３１をオフして、抵抗３０を非短絡状態にし、起動信号ＳＳと発光信号ＳＬが共にハイレベルのとき、ＮＭＯＳトランジスタ３１をオンして、抵抗３０を短絡状態にする。つまり、論理回路６は、発光信号ＳＬに従って、抵抗３０が非短絡状態または短絡状態となるようにＮＭＯＳトランジスタ３１（スイッチ部）を制御している。このように、論理回路６は、発光信号ＳＬに従ってＮＭＯＳトランジスタ３１（スイッチ部）を制御することにより、抵抗回路８の抵抗値を選択する。
【００９１】
誤差増幅器９は、抵抗回路８とＬＥＤ３との接続部、つまり抵抗２９とＬＥＤ３との接続部（端子Ｋ）に発生する帰還電位（帰還電圧）と基準電位（基準電圧Ｖｒ）との差電圧に応じた信号レベル（電圧値）の誤差信号を生成する。ここでは、誤差増幅器９は、前述した実施の形態１と比べて、負入力端子（帰還端子）が１つに削減されている。
【００９２】
以上のように、本実施の形態４では、抵抗回路８の抵抗値を切り替えるＮＭＯＳスイッチを１つに削減している。また、論理回路６をＡＮＤゲートのみで構成して、ＸＯＲゲートを削減している。また、誤差増幅器９の負入力端子を１つに削減している。
【００９３】
続いて、本実施の形態４に係る発光素子駆動回路の動作について説明する。図１３は本発明の実施の形態４に係る発光素子駆動回路の動作の一例を説明するための動作波形図であり、上から順に、起動信号ＳＳ、発光信号ＳＬ、ＮＭＯＳトランジスタ３１のゲート電圧、端子Ｋと抵抗２９の接続部に発生する電圧（誤差増幅器９の帰還電圧）、直流電源電圧Ｖｏ、ＬＥＤ３に流れる電流ＩＬＥＤそれぞれの起動波形を示す。
【００９４】
時刻ｔ０以前においては、起動信号ＳＳがローレベルであるので、制御回路７および誤差増幅器９は動作を停止しており、ＮＭＯＳトランジスタ３１はオフとなっている。
【００９５】
時刻ｔ０において起動信号ＳＳが入力されると（ハイレベルになると）、抵抗３０が非短絡状態（抵抗２９が抵抗３０を介して接地されている状態）で電源回路２が起動して、直流電源電圧Ｖｏが上昇する。直流電源電圧Ｖｏが上昇すると、ＬＥＤ３に流れる電流ＩＬＥＤは抵抗２９と抵抗３０に流れ、抵抗２９とＬＥＤ３との接続部に発生する電圧が接地電位から上昇する。すなわち、誤差増幅器９の帰還電圧（端子Ｋの電圧）が接地電位から上昇する。その上昇は基準電圧Ｖｒと等しくなる時刻ｔ１まで続く。誤差増幅器９は、抵抗２９とＬＥＤ３との接続部に発生する帰還電圧と基準電圧Ｖｒとの差電圧に応じた電圧値の誤差信号を生成する。制御回路７は、帰還電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなるようにデューティ比δを調整して主スイッチ１１のオン／オフ動作を制御する。
【００９６】
時刻ｔ１において、端子Ｋの電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなると、ＬＥＤ３には第１の電流Ｉｄ１が流れる。この第１の電流Ｉｄ１の電流値は、抵抗２９の抵抗値をＲ２９、抵抗３０の抵抗値をＲ３０とすると、「Ｖｒ／（Ｒ２９＋Ｒ３０）」となる。上記したように、抵抗２９と抵抗３０の合成抵抗値「Ｒ２９＋Ｒ３０」は、第１の電流Ｉｄ１がＬＥＤ３を発光させない微小レベルとなるように設定されている。第１の電流Ｉｄ１におけるＬＥＤ３の順方向電圧をＶＦ１とすると、直流電源電圧Ｖｏは順方向電圧ＶＦ１に基準電圧Ｖｒを加えた電圧「ＶＦ１＋Ｖｒ」に調整される。この時点では、ＬＥＤ３が発光しない程度の微少電流しか流れていないので、ＬＥＤ３は発光しない。
【００９７】
その後、時刻ｔ２において発光信号ＳＬが入力されると（ハイレベルになると）、論理回路６は、ＮＭＯＳトランジスタ３１をオンして、抵抗３０を短絡させる。つまり、ＮＭＯＳトランジスタ３１を介して抵抗２９を接地させる。その際、抵抗２９の抵抗値Ｒ２９が、抵抗２９と抵抗３０の合成抵抗値「Ｒ２９＋Ｒ３０」より小さいため、誤差増幅器９の帰還電圧が基準電圧Ｖｒよりも低くなり、制御回路７は主スイッチ１１をより大きなデューティ比でオン／オフ制御して、直流電源電圧Ｖｏを上昇させる。その上昇は、端子Ｋの電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなる時刻ｔ３まで続く。
【００９８】
時刻ｔ３において、端子Ｋの電圧が基準電圧Ｖｒに等しくなると、ＬＥＤ３には第２の電流Ｉｄ２が流れる。この第２の電流Ｉｄ２の電流値は「Ｖｒ／Ｒ２９」となる。上記したように、抵抗値Ｒ２９は、第２の電流Ｉｄ２がＬＥＤ３を十分発光させるレベルとなるように設定されている。第２の電流Ｉｄ２におけるＬＥＤ３の順方向電圧をＶＦ２とすると、直流電源電圧Ｖｏは「ＶＦ２＋Ｖｒ」に調整される。
【００９９】
本実施の形態４によれば、前述した実施の形態１と同様に、発光信号ＳＬが入力されたときの昇圧動作が、第１の電流Ｉｄ１における順方向電圧ＶＦ１と第２の電流Ｉｄ２における順方向電圧ＶＦ２との電圧差ｄＶＦ＝ＶＦ２−ＶＦ１の分だけですむので、発光信号が入力されてからＬＥＤが発光するまでの遅延時間Ｔｒを短縮できる。したがって、適正な発光量が得られない区間を短縮でき、発光ロスを削減できる。
【０１００】
なお、ここでは電源回路２が昇圧回路である場合について説明したが、前述した実施の形態１と同様に降圧回路を用いてもよい。図１４に、降圧型の電源回路を用いた発光素子駆動回路の回路構成の一例を示す。この図１４に示す降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータは、図４に示す降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータと同じ構成である。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明にかかる発光素子駆動回路は、発光信号の入力から、発光素子の発光に十分な電流値の電流がその発光素子に流れるようになるまでの遅延時間を短縮することにより、発光ロスを削減でき、ＬＥＤを瞬間的に光らせることによって光源として使用して撮像を行うデジタルスチルカメラ等の各種電子機器に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発光素子駆動回路の回路構成の一例を示す図
【図２】本発明の実施の形態１に係る発光素子駆動回路の動作の一例を説明するための動作波形図
【図３】本発明の実施の形態１に係る発光素子駆動回路と従来の発光素子駆動回路との動作比較図
【図４】本発明の実施の形態１に係る発光素子駆動回路の回路構成の他の例を示す図
【図５】本発明の実施の形態１に係る発光素子駆動回路の回路構成の他の例を示す図
【図６】本発明の実施の形態２に係る発光素子駆動回路の回路構成の一例を示す図
【図７】本発明の実施の形態２に係る発光素子駆動回路の動作の一例を説明するための動作波形図
【図８】本発明の実施の形態２に係る発光素子駆動回路の回路構成の他の例を示す図
【図９】本発明の実施の形態３に係る発光素子駆動回路の回路構成の一例を示す図
【図１０】本発明の実施の形態３に係る発光素子駆動回路の動作の一例を説明するための動作波形図
【図１１】本発明の実施の形態３に係る発光素子駆動回路の回路構成の他の例を示す図
【図１２】本発明の実施の形態４に係る発光素子駆動回路の回路構成の一例を示す図
【図１３】本発明の実施の形態４に係る発光素子駆動回路の動作の一例を説明するための動作波形図
【図１４】本発明の実施の形態４に係る発光素子駆動回路の回路構成の他の例を示す図
【図１５】従来の発光素子駆動回路の回路構成図
【図１６】従来の発光素子駆動回路を用いたデジタルスチルカメラの起動波形図
【符号の説明】
【０１０３】
１      入力直流電源
２      電源回路（第１の回路）
３      ＬＥＤ（発光素子）
４      第２の回路
５      電流供給回路
６      論理回路
７      制御回路
８      抵抗回路
９      誤差増幅器
１０      インダクタ
１１      主スイッチ
１２      ダイオード
１３      コンデンサ
１４、１５      ＮＭＯＳトランジスタ
１６、１７      抵抗
１８      ＸＯＲゲート
１９      ＡＮＤゲート
２０      基準電圧源
２１      主スイッチ
２２      ダイオード
２３      インダクタ
２４      コンデンサ
２５      複合ＡＮＤゲート
２６      電流源回路
２７、２８      定電流源
２９、３０      抵抗
３１      ＮＭＯＳトランジスタ
３２      ＡＮＤゲート
１０１      入力直流電源
１０２      昇圧回路
１０３      ＬＥＤ
１０４      電圧値制御回路
１０５      電流検出回路
１０６      検出抵抗
１０７      基準電圧源
１０８      比較器
【図１】
2009231644.tif 000003
【図２】
2009231644.tif 000004
【図３】
2009231644.tif 000005
【図４】
2009231644.tif 000006
【図５】
2009231644.tif 000007
【図６】
2009231644.tif 000008
【図７】
2009231644.tif 000009
【図８】
2009231644.tif 000010
【図９】
2009231644.tif 000011
【図１０】
2009231644.tif 000012
【図１１】
2009231644.tif 000013
【図１２】
2009231644.tif 000014
【図１３】
2009231644.tif 000015
【図１４】
2009231644.tif 000016
【図１５】
2009231644.tif 000017
【図１６】
2009231644.tif 000018