発光素子の電圧検出回路
【課題】高耐圧素子を必要とせずに、発光素子のカソード側電圧を検出することである。
【解決手段】発光素子の駆動システム１０における電圧検出回路４０は、発光素子１２のカソード電圧ＶCを検出して、ＬＥＤ駆動回路２０に出力する機能を有する。電圧検出回路４０は、制御トランジスタ４６と、抵抗素子４８と、差動増幅器４２と、輝度制御スイッチ５０を含む。さらに、差動増幅器４２の出力端子の電圧レベルが制御トランジスタ４６をオンさせるＨレベルとなるタイミングで、測定切替素子５４をオフし、測定電流源６０を抵抗素子４８の他方端に接続するする設定部５２を含む。電圧検出部７０は、設定部５２によって差動増幅器４２の出力端子の電圧がＨレベルとされるタイミングで、測定位置１８の電圧を検出し、これを発光素子１２のカソード電圧ＶCとして出力する。
【解決手段】発光素子の駆動システム１０における電圧検出回路４０は、発光素子１２のカソード電圧ＶCを検出して、ＬＥＤ駆動回路２０に出力する機能を有する。電圧検出回路４０は、制御トランジスタ４６と、抵抗素子４８と、差動増幅器４２と、輝度制御スイッチ５０を含む。さらに、差動増幅器４２の出力端子の電圧レベルが制御トランジスタ４６をオンさせるＨレベルとなるタイミングで、測定切替素子５４をオフし、測定電流源６０を抵抗素子４８の他方端に接続するする設定部５２を含む。電圧検出部７０は、設定部５２によって差動増幅器４２の出力端子の電圧がＨレベルとされるタイミングで、測定位置１８の電圧を検出し、これを発光素子１２のカソード電圧ＶCとして出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子の電圧検出回路に係り、特に発光素子のカソード側の電圧を検出する発光素子の電圧検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子を動作させ、安定した発光表示とするために、定電流駆動することが行われる。例えば、特許文献１には、発光素子駆動回路において、基準電流生成回路が、オペアンプと基準電圧源と、ＰＭＯＳトランジスタと、可変抵抗を含んで構成されることが述べられている。ここでは、オペアンプの正相入力端子が基準電圧源に接続され、出力端子がＰＭＯＳトランジスタのゲートに接続され、ＰＭＯＳトランジスタのソースが電源電圧に接続され、ドレインが可変抵抗を介してグランドに接続される。そして、可変抵抗の端子間電圧がオペアンプの逆相入力端子に帰還され、これによりオペアンプはその正相入力端子と逆相入力端子とが常に同電位となるように動作する。すなわち、オペアンプは、可変抵抗の端子間電圧を常に基準電圧源の電圧と等しくなるように維持し、これによって、ＰＭＯＳトランジスタに流れる電流が一定値となるように維持されることが述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８６２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように発光素子のカソード側に定電流回路を設けるとして、発光素子のアノード側にはアノード電圧が供給される。アノード電圧は、特許文献１ではＰＭＯＳトランジスタとして述べられている制御トランジスタが発熱しないように、カソード電圧ができるだけ低くなるように設定されることがよい。また、仮に発光素子が短絡する故障が生じたときには制御トランジスタにアノード電圧が直接印加されるので、アノード電圧が高電圧であるときは、そのような故障を迅速に検出して、例えばアノード電圧の印加を止める必要がある。
【０００５】
これらのことから、発光素子のカソード電圧の検出が望まれる。制御トランジスタと発光素子のカソード側との接続点の電圧を検出すれば、直接的に発光素子のカソード電圧が分かるが、その電圧は発光素子のアノード側の電圧から発光素子による電圧降下分を引いた値であるので、かなりの高電圧となり、電圧検出回路の耐圧が発光素子のアノード電圧に相当する高耐圧とする必要がある。
【０００６】
制御トランジスタと抵抗素子との接続点の電圧は、差動増幅器の出力端子の電圧よりも低いので、この電圧を測定すれば、電圧検出回路の耐圧は差動増幅器の差動電圧程度でよくなる。ところが、特許文献１のように差動増幅器で抵抗素子に流れる電流を一定にする制御が行われているときは、制御トランジスタが動作領域であって、オン状態ではないので、制御トランジスタと抵抗素子との接続点の電圧は発光素子のカソード側の電圧とはなっていない。このように、そのままでは、制御トランジスタと抵抗素子との接続点の電圧から発光素子のカソード電圧を検出することができない。
【０００７】
本発明の目的は、高耐圧素子を必要とせずに、発光素子のカソード側電圧を検出することができる発光素子の電圧検出回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る発光素子の電圧検出回路は、アノード側が電源を介して発光素子駆動回路に接続される発光素子のカソード側に正側出力端子が接続される制御トランジスタと、制御トランジスタの負側出力端子に一方端が接続され、他方端が測定切替素子を介して接地される抵抗素子と、出力端子が制御トランジスタの制御端子に接続される調整回路と、抵抗素子の他方端に接続され、測定切替素子がオフするときに作動する測定電流源と、調整回路の出力端子の電圧レベルが制御トランジスタをオンさせるＨレベルとなるタイミングで測定切替素子をオフする設定部と、設定部によって調整回路の出力端子の電圧がＨレベルとされるタイミングで、制御トランジスタの負側出力端子と抵抗素子との接続点における電圧を検出し、これを発光素子のカソード側の電圧として出力する電圧検出部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、調整回路の出力端子の電圧がＨレベルとされるタイミングで、制御トランジスタの負側出力端子と抵抗素子との接続点における電圧を検出し、これを発光素子のカソード側の電圧として出力する。ここで、Ｈレベルとは制御トランジスタがオンとなる電圧レベルであるので、制御トランジスタの負側出力端子と抵抗素子との接続点における電圧は、制御トランジスタの正側出力端子の電圧とほぼ同じとなる。この電圧は発光素子のカソード側の電圧であるが、制御トランジスタの制御端子の電圧、すなわち調整回路の出力端子の電圧よりも低いので、電圧検出部の耐圧が調整回路の動作電圧レベルで足り、高耐圧素子を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る実施の形態における発光素子の電圧検出回路が用いられる発光素子駆動システムの様子を説明する図である。
【図２】図１の発光素子駆動システムにおけるＬＥＤ駆動回路の様子を説明する図である。
【図３】本発明に係る実施の形態における発光素子の電圧検出回路の輝度制御スイッチについて説明する図である。
【図４】本発明に係る実施の形態における発光素子の電圧検出回路の測定電流源について説明する図である。
【図５】本発明に係る実施の形態における発光素子の電圧検出回路の電圧検出部が異常状態を検出したときに異常信号を出力する様子を説明する図である。
【図６】本発明に係る実施の形態における発光素子の電圧検出回路の設定部について他の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。以下では、発光素子として、発光ダイオードが３個直列に接続された構成を述べるが、これは説明のための例示であって、数十個、あるいは数百個の発光ダイオードが直列に接続された構成であってもよく、勿論１つの発光ダイオードであってもよい。また、発光ダイオードが並列に複数個接続される構成であってもよい。また、発光ダイオードは、アノード端子とカソード端子の間の電圧が１Ｖ程度で作動するものとして述べるが、これ以外の電圧で作動する素子であってもよい。例えば、作動電圧が数Ｖ〜数十Ｖである高耐圧発光ダイオードであってもよい。
【００１２】
なお、以下で制御トランジスタは、ｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタとして説明するが、ＭＯＳトランジスタに代えて、ＭＩＳトランジスタ等他の空間電界トランジスタを用いるものとしてもよい。また、回路構成を適切に変更することで、ｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタをｐチャンネル型のＭＯＳトランジスタとすることができ、あるいは、ｎｐｎトランジスタまたはｐｎｐトランジスタのバイポーラトランジスタを用いるものとすることもできる。
【００１３】
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。
【００１４】
図１は、発光素子の駆動システム１０の構成を説明する図である。この駆動システム１０は、発光素子１２について制御トランジスタ４６を介して定電流で駆動し、輝度調整を制御トランジスタ４６のオン期間とオフ期間の比で行う機能を有する。
【００１５】
発光素子１２は、複数個の発光ダイオードを直列に接続した複合素子である。ここでは、アノード端子とカソード端子の間の電圧が１Ｖ程度で作動する発光ダイオードを３つ直列に接続して発光素子１２とした様子が示されている。
【００１６】
ＬＥＤ駆動回路２０は、発光素子１２のアノード電圧ＶAを電源ＶDDから作り出す発光素子駆動回路で、後述する電圧検出部７０によって検出される発光素子１２のカソード電圧ＶCが最ももっとも適した低い電圧となるようにアノード電圧ＶAを生成する。具体的には、カソード電圧ＶCの最適値から見てアノード電圧ＶAが高すぎるときには降圧し、低すぎる場合には昇圧するＤＣＤＣコンバータである。図１では、ＬＥＤ駆動回路２０と発光素子１２との接続点１４がアノード電圧ＶAの位置として、発光素子１２と後述する制御トランジスタ４６との接続点１６がカソード電圧ＶCの位置として示されている。
【００１７】
図２は、降圧回路として構成されるときのＬＥＤ駆動回路２０の例を示す図である。ＬＥＤ駆動回路２０は、アノード電圧として最適の値に相当する基準電圧２２と、基準電圧２２を逆相端子に、電圧検出部７０の出力を正相端子に入力される差動増幅器２４と、差動増幅器２４の出力電圧に応じてパルス幅変調された信号を出力するＰＷＭ回路２６と、ＰＷＭ回路２６の出力に応じてオン・オフするトランジスタ３０と、リアクトル２８と逆流防止ダイオード３２と、出力コンデンサ３４とを含んで構成される。出力コンデンサ３４の端子電圧がアノード電圧ＶAとして発光素子１２に供給される。
【００１８】
再び図１に戻り、電圧検出回路４０は、発光素子１２のカソード電圧ＶCを検出して、ＬＥＤ駆動回路２０に出力する機能を有する回路部分である。電圧検出回路４０は、制御トランジスタ４６と、抵抗素子４８と、差動増幅器４２を含んで構成される。この３つの構成要素は、発光素子１２を定電流で駆動するために用いられるもので、電圧検出のために特別に設けられたものではない。輝度制御スイッチ５０は、定電流駆動される発光素子１２の輝度を調整するために設けられるもので、これも電圧検出のために特別に設けられたものではない。測定切替素子５４、測定電流源６０、設定部５２、電圧検出部７０が、発光素子１２のカソード電圧ＶCの検出のために特別に設けられた要素である。
【００１９】
制御トランジスタ４６は、発光素子１２を駆動するトランジスタで、駆動トランジスタとも呼ばれるＮチャネルＭＯＳトランジスタである。制御トランジスタ４６の正側出力端子はドレイン端子であるが、発光素子１２のカソード側に接続される。制御トランジスタ４６の負側出力端子はソース端子であるが、抵抗素子４８の一方端に接続される。制御トランジスタ４６の制御端子はゲート端子であるが、輝度制御スイッチ５０を介して差動増幅器４２の出力端子に接続される。
【００２０】
抵抗素子４８は、一方端が制御トランジスタ４６のソースに接続され、他方端が測定切替素子５４を介して接地され、抵抗値をＲとして、ここに流れる電流Ｉに応じた電圧Ｖ＝ＩＲを差動増幅器４２に帰還する機能を有する。
【００２１】
差動増幅器４２は、一方相入力端子である逆相端子に基準電圧４４が入力され、他方相入力端子である正相端子に抵抗素子４８からのＶ＝ＩＲが入力され、正相端子の電圧と逆相端子の電圧が一致するように制御信号が出力端子から出力されるオペアンプである。出力端子は、上記のように輝度制御スイッチ５０を介して制御トランジスタ４６のゲート端子に接続されるので、抵抗素子４８に流れる電流Ｉによる電圧Ｖ＝ＩＲが、基準電圧と一致するまで、制御トランジスタ４６のゲート電圧が調整される。このように、差動増幅器４２は、出力端子が制御トランジスタ４６の制御端子に接続され、抵抗素子４８に流れる電流が予め定めた値となるように制御トランジスタ４６の制御端子の電圧を調整する機能を有するので、その意味で、調整回路の一種である。
【００２２】
輝度制御スイッチ５０は、輝度制御部３８の制御信号によってオン・オフするスイッチで、オフのときは、差動増幅器４２の出力をそのまま制御トランジスタ４６のゲート端子に伝送し、オンするときに差動増幅器４２の出力端子の出力を強制的にＬレベルとする。Ｌレベルとは、制御トランジスタ４６をオフ状態とする電圧レベルである。
【００２３】
輝度制御部３８は、発光素子１２の輝度を調整する制御機能を有し、発光素子１２の輝度が明るすぎるときは制御トランジスタ４６をオフにする信号を輝度制御スイッチ５０に出力する。発光素子１２の輝度が明るすぎるか否かの判断は、外光センサ等を用いて行われる。例えば、外光が暗いときは、差動増幅器４２の逆相端子に入力される基準電圧に相当する駆動電流では発光素子１２が明るすぎる場合があり、そのようなときに、駆動電流の設定はそのままにして、適当なデューティ比で制御トランジスタ４６がオン・オフ制御される。
【００２４】
輝度制御スイッチ５０の様子は図３に示される。輝度制御スイッチ５０は、差動増幅器４２の出力端子と制御トランジスタ４６のゲート端子とを結ぶ信号線と、接地との間に設けられたスイッチングトランジスタである。設定部５２からの制御信号がオフ指示であるときは、輝度制御スイッチ５０はオフのままで、差動増幅器４２の出力がそのまま制御トランジスタ４６のゲート端子に伝送される。設定部５２からの制御信号がオン指示であるときは、輝度制御スイッチ５０はオンして、差動増幅器４２の出力端子と制御トランジスタ４６のゲート端子とを結ぶ信号線の電位を接地レベルに落とす。これにより、差動増幅器４２の出力信号は強制的にＬレベルとされ、制御トランジスタ４６は強制的にオフとされる。
【００２５】
再び図１に戻り、設定部５２は、輝度制御部３８からのオン・オフ信号を輝度制御スイッチ５０に伝送する機能と、輝度制御部３８からのオフ信号の期間を検出し、その期間について、測定切替素子５４と測定電流源６０に対し設定信号を出力する機能を有する。
【００２６】
輝度制御部３８からのオフ信号の期間とは、輝度制御スイッチ５０がオフの期間、つまり、差動増幅器４２からの出力信号がそのまま制御トランジスタ４６に伝送する期間で、これを、差動増幅器４２の出力端子の電圧レベルがＨレベルである期間とすることができる。Ｈレベルとは、接地レベルに対する電圧レベルで、制御トランジスタ４６がオンするレベルである。差動増幅器４２が抵抗素子４８からＶ＝ＩＲの電圧帰還を受けて動作している期間は、制御トランジスタ４６が動作領域にあるが、正確な意味でのオン電圧の状態にあるわけではない。しかし、輝度制御でパルス状のオン・オフ状態のオン状態であるので、その意味で、制御トランジスタ４６がオンするレベルと呼ぶことができる。以下では、特に断らない限り、制御トランジスタ４６がオンとは、輝度制御におけるオン・オフ状態のオン状態を指すものとして、説明を続ける。
【００２７】
設定信号は、制御トランジスタ４６のソース端子と抵抗素子４８の一方端との接続点を測定位置１８として、その電圧ＶMを、制御トランジスタ４６のドレイン電圧とするために用いられる。すなわち、制御トランジスタ４６をオンしたときに、測定位置１８に制御トランジスタ４６のドレイン電圧が現れるが、そのときに、抵抗素子４８に流れる電流を遮断し、それとは別に、測定用に必要な電流だけ流すために測定電流源を抵抗素子４８の他方端に接続する。
【００２８】
設定信号を出力するタイミングは、制御トランジスタ４６がオンした期間で、制御トランジスタ４６のオン状態が安定した時点とすることが好ましい。具体的には、制御トランジスタ４６がオンしている期間内であって、制御トランジスタ４６がオンしてから予め定めた時間経過のときに、設定信号を出力することがよい。もっとも、場合によっては、制御トランジスタ４６がオンしている期間内で、適当なランダム時期に設定信号を出力するものとしてもよい。設定信号は、制御トランジスタ４６がオンとなる都度、出力するものとすることがよい。
【００２９】
測定切替素子５４は、抵抗素子４８の他方端と接地との間に接続配置されるスイッチングトランジスタである。測定切替素子５４は、通常はオン状態で、制御トランジスタ４６がオン状態にあると設定部５２が判断したときに、オフ状態に設定される。これにより、制御トランジスタ４６はオン状態であるが、制御トランジスタ４６から抵抗素子４８を介して接地に流れる電流が遮断される。
【００３０】
測定電流源６０は、設定部５２から設定信号が出力されると、抵抗素子４８の他方端に接続される電流源である。制御トランジスタ４６をオンとして、測定位置１８に制御トランジスタ４６のドレイン電圧であるカソード電圧ＶCを出すには、特に電流値に制限はない。しかし、発光素子１２には元々流れていた電流を流す方が表示状態としては好ましい。したがって、測定電流源６０としては、差動増幅器４２の逆相端子に入力される基準電圧に相当する電流値の定電流源とすることがよい。
【００３１】
図４は、測定電流源６０を定電流源として、その構成を示す図である。測定電流源６０は、第１のカレントミラー回路６２と第２のカレントミラー回路６６を含んで構成される。第１のカレントミラー回路は、図４の左側のトランジスタのゲート端子がソース端子と接続され、ドレイン端子が電源ＶDDに、ソース端子が基準抵抗６４を介して接地に接続される。この構成によって、電源ＶDDの値と、左側のトランジスタのドレイン・ソース間電圧値と基準抵抗６４の値とで、左側のトランジスタに流れる電流が一定値に定まる。
【００３２】
そして、カレントミラー回路６２の作用によって、同じ電流値が第２のカレントミラー回路６６の左側のトランジスタに流れる。第２のカレントミラー回路６６を構成する左側のトランジスタと右側のトランジスタとは、寸法が予め定めた縮尺となるように設定される。したがって、第２のカレントミラー回路６６の右側のトランジスタに流れる電流は、左側のトランジスタに流れる電流の縮尺倍の大きさとすることができる。このようにして、第１のカレントミラー回路６２で作り出された定電流を適当に縮尺倍して、第２のカレントミラー回路６６の右側のトランジスタに流れる電流とすることができる。この第２のカレントミラー回路６６の右側のトランジスタに流れる定電流を、測定電流源６０の定電流として用いる。
【００３３】
再び図２に戻り、電圧検出部７０は、測定位置１８の電圧を検出する電圧検出回路である。測定位置１８の電圧を検出するタイミングは、設定部５２によって差動増幅器４２の出力端子の電圧がＨレベルとされるタイミングである。このときに、制御トランジスタ４６がオンとされるので、測定位置１８には、制御トランジスタ４６のドレイン端子の電圧であるカソード電圧ＶCが出力されるので、これを検出する。
【００３４】
制御トランジスタ４６には、ゲート・ソース間電圧があるので、ソース端子の電圧はゲート端子の電圧よりもこのゲート・ソース間電圧の分だけ低い電圧となる。ゲート端子の電圧は、差動増幅器４２の出力端子の電圧であるので、差動増幅器４２の差動電圧の範囲である。差動増幅器４２の差動電圧は、一般的な制御回路の電圧で、数Ｖ程度であり、高電圧ではない。したがって、電圧検出部７０が検出する電圧は、アノード電圧ＶAが高電圧であっても、発光素子１２の端子間電圧、制御トランジスタ４６のドレイン・ソース電圧の分だけ低くなり、高耐圧素子を用いなくても済む。
【００３５】
電圧検出部７０による測定位置１８の電圧の検出は、設定部５２によって設定信号が出力されるタイミングであるが、１回の測定値を検出値として用いてもよく、複数回の測定値を用いて予め定めた処理の結果の値を検出値として用いるものとしてもよい。予め定めた処理としては、複数回の測定値の最大値または最小値を検出値とするものとできる。あるいは、複数回の測定値の平均値を検出値とするものとしてもよい。
【００３６】
電圧検出部７０が検出した電圧は、図２で説明したように、ＬＥＤ駆動回路２０に帰還され、アノード電圧ＶAを適切な値とするためのフィードバック信号として用いられる。ここで、発光素子１２が正常動作する場合には、このように電圧検出部７０が検出した電圧でアノード電圧ＶAを制御することで十分であるが、仮に発光素子１２が短絡または開放となったときには、異常状態としての制御が行われる。
【００３７】
すなわち、電圧検出部７０は、検出された電圧が予め定めた異常範囲の電圧であるときに、ＬＥＤ駆動回路２０の動作を停止させる信号を出力する異常信号出力手段を含む。そして、異常信号出力手段は、異常範囲の電圧を検出したときに、その状態を保持するラッチ手段を含むことが好ましい。
【００３８】
図５は、発光素子１２が短絡して、測定位置１８の電圧がアノード電圧ＶAに近い異常電圧となった場合の異常処理回路の様子を示す図である。異常処理回路は、異常範囲の電圧を規定する基準電圧８２が入力される逆相端子と、電圧検出部７０の検出電圧が入力される正相端子とを有する差動増幅器８０を含んで構成される。差動増幅器８０は、電圧検出部７０の検出電圧が基準電圧８２を超えるときにその差に応じた電圧を出力する。この出力電圧が異常信号に相当するので、その意味で、差動増幅器８０は、異常信号出力手段である。
【００３９】
異常処理回路は、差動増幅器８０によって出力された異常信号を保持するラッチ手段としてのラッチ回路８４を含む。ラッチ回路８４は、２つの２入力ＮＯＲ回路の一方側の出力が他方側の入力となるようにタスキ掛けされ、タスキ掛けされる入力信号とは別に、一方側のＮＯＲ回路にＬレベルの電圧が入力され、他方側のＮＯＲ回路に差動増幅器８０の出力が入力される。ラッチ回路８４の機能によって、差動増幅器８０の出力が一旦Ｈレベルになると、ラッチ回路８４の出力はＨレベルとなり、その状態は、差動増幅器８０の出力がその後Ｌレベルに戻っても維持される。
【００４０】
これによって、異常信号が出力されると、ラッチ回路８４がその状態を維持しながら、ＬＥＤ駆動回路２０にＨレベルの信号を出力する。ＬＥＤ駆動回路２０は、このＨレベル信号を受け取ると、その動作を停止する処理を行う。場合によっては動作停止に代えて、発光素子１２に流す電流を小さくする処理を行うものとしてもよい。
発光素子１２が開放となるときには、測定位置１８の電圧が接地電位に近い異常電圧となる。したがって、図５の構成に代えて、異常範囲の電圧が接地電位に近い基準電圧以下のときに異常信号を出力し、その異常信号をラッチする構成とすることで、ＬＥＤ駆動回路２０にその異常を伝送することができる。ＬＥＤ駆動回路２０は、その異常伝送に対応し、その動作を停止する処理を行う。場合によっては動作停止に代えて、発光素子１２に流す電流を小さくする処理を行うものとしてもよい。
【００４１】
上記では、輝度制御部３８によって、発光素子１２の輝度調整が行われるものとしたが、発光素子１２の輝度調整が行われない構成の場合もある。その場合には、差動増幅器４２の出力端子の電圧レベルを強制的にＨレベルとする設定が行われる。図６は、差動増幅器４２の出力端子と電圧ＶHとの間に設けられたスイッチングトランジスタ５１と、スイッチングトランジスタ５１にオン指示を与える設定部５３を含む構成を示す図である。
【００４２】
スイッチングトランジスタ５１は、通常はオフ状態とされ、そのときは、差動増幅器４２の出力は、そのまま制御トランジスタ４６に伝送される。スイッチングトランジスタ５１が設定部５３から設定信号を受け取ると、オン状態となって、差動増幅器４２の出力端子の電圧レベルをＶHとする。電圧ＶHは、制御トランジスタ４６をオンさせることができる電圧である。これによって、制御トランジスタ４６は、強制的にオン状態となる。設定部５３は、同時に、測定切替素子５４をオフし、測定電流源６０を抵抗素子４８の他方端に接続する。
【００４３】
このようにして、制御トランジスタ４６を強制的にオンとし、測定位置１８に、制御トランジスタ４６のドレイン端子の電圧であるカソード電圧ＶCを出力させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る発光素子の電圧検出回路は、発光素子の駆動システムに利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 発光素子の駆動システム、１２ 発光素子、１４，１６ 接続点、１８ 測定位置、２０ ＬＥＤ駆動回路、２２，８２ 基準電圧、２４，，４２，８０ 差動増幅器、２６ ＰＷＭ回路、２８ リアクトル、３０ トランジスタ、３２ 逆流防止ダイオード、３４ 出力コンデンサ、３８ 輝度制御部、４０ 電圧検出回路、４４ 基準電圧、４６ 制御トランジスタ、４８ 抵抗素子、５０ 輝度制御スイッチ、５１ スイッチングトランジスタ、５２，５３ 設定部、５４ 測定切替素子、６０ 測定電流源、６２，６６ カレントミラー回路、６４ 基準抵抗、７０ 電圧検出部、８４ ラッチ回路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子の電圧検出回路に係り、特に発光素子のカソード側の電圧を検出する発光素子の電圧検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子を動作させ、安定した発光表示とするために、定電流駆動することが行われる。例えば、特許文献１には、発光素子駆動回路において、基準電流生成回路が、オペアンプと基準電圧源と、ＰＭＯＳトランジスタと、可変抵抗を含んで構成されることが述べられている。ここでは、オペアンプの正相入力端子が基準電圧源に接続され、出力端子がＰＭＯＳトランジスタのゲートに接続され、ＰＭＯＳトランジスタのソースが電源電圧に接続され、ドレインが可変抵抗を介してグランドに接続される。そして、可変抵抗の端子間電圧がオペアンプの逆相入力端子に帰還され、これによりオペアンプはその正相入力端子と逆相入力端子とが常に同電位となるように動作する。すなわち、オペアンプは、可変抵抗の端子間電圧を常に基準電圧源の電圧と等しくなるように維持し、これによって、ＰＭＯＳトランジスタに流れる電流が一定値となるように維持されることが述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８６２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように発光素子のカソード側に定電流回路を設けるとして、発光素子のアノード側にはアノード電圧が供給される。アノード電圧は、特許文献１ではＰＭＯＳトランジスタとして述べられている制御トランジスタが発熱しないように、カソード電圧ができるだけ低くなるように設定されることがよい。また、仮に発光素子が短絡する故障が生じたときには制御トランジスタにアノード電圧が直接印加されるので、アノード電圧が高電圧であるときは、そのような故障を迅速に検出して、例えばアノード電圧の印加を止める必要がある。
【０００５】
これらのことから、発光素子のカソード電圧の検出が望まれる。制御トランジスタと発光素子のカソード側との接続点の電圧を検出すれば、直接的に発光素子のカソード電圧が分かるが、その電圧は発光素子のアノード側の電圧から発光素子による電圧降下分を引いた値であるので、かなりの高電圧となり、電圧検出回路の耐圧が発光素子のアノード電圧に相当する高耐圧とする必要がある。
【０００６】
制御トランジスタと抵抗素子との接続点の電圧は、差動増幅器の出力端子の電圧よりも低いので、この電圧を測定すれば、電圧検出回路の耐圧は差動増幅器の差動電圧程度でよくなる。ところが、特許文献１のように差動増幅器で抵抗素子に流れる電流を一定にする制御が行われているときは、制御トランジスタが動作領域であって、オン状態ではないので、制御トランジスタと抵抗素子との接続点の電圧は発光素子のカソード側の電圧とはなっていない。このように、そのままでは、制御トランジスタと抵抗素子との接続点の電圧から発光素子のカソード電圧を検出することができない。
【０００７】
本発明の目的は、高耐圧素子を必要とせずに、発光素子のカソード側電圧を検出することができる発光素子の電圧検出回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る発光素子の電圧検出回路は、アノード側が電源を介して発光素子駆動回路に接続される発光素子のカソード側に正側出力端子が接続される制御トランジスタと、制御トランジスタの負側出力端子に一方端が接続され、他方端が測定切替素子を介して接地される抵抗素子と、出力端子が制御トランジスタの制御端子に接続される調整回路と、抵抗素子の他方端に接続され、測定切替素子がオフするときに作動する測定電流源と、調整回路の出力端子の電圧レベルが制御トランジスタをオンさせるＨレベルとなるタイミングで測定切替素子をオフする設定部と、設定部によって調整回路の出力端子の電圧がＨレベルとされるタイミングで、制御トランジスタの負側出力端子と抵抗素子との接続点における電圧を検出し、これを発光素子のカソード側の電圧として出力する電圧検出部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、調整回路の出力端子の電圧がＨレベルとされるタイミングで、制御トランジスタの負側出力端子と抵抗素子との接続点における電圧を検出し、これを発光素子のカソード側の電圧として出力する。ここで、Ｈレベルとは制御トランジスタがオンとなる電圧レベルであるので、制御トランジスタの負側出力端子と抵抗素子との接続点における電圧は、制御トランジスタの正側出力端子の電圧とほぼ同じとなる。この電圧は発光素子のカソード側の電圧であるが、制御トランジスタの制御端子の電圧、すなわち調整回路の出力端子の電圧よりも低いので、電圧検出部の耐圧が調整回路の動作電圧レベルで足り、高耐圧素子を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る実施の形態における発光素子の電圧検出回路が用いられる発光素子駆動システムの様子を説明する図である。
【図２】図１の発光素子駆動システムにおけるＬＥＤ駆動回路の様子を説明する図である。
【図３】本発明に係る実施の形態における発光素子の電圧検出回路の輝度制御スイッチについて説明する図である。
【図４】本発明に係る実施の形態における発光素子の電圧検出回路の測定電流源について説明する図である。
【図５】本発明に係る実施の形態における発光素子の電圧検出回路の電圧検出部が異常状態を検出したときに異常信号を出力する様子を説明する図である。
【図６】本発明に係る実施の形態における発光素子の電圧検出回路の設定部について他の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。以下では、発光素子として、発光ダイオードが３個直列に接続された構成を述べるが、これは説明のための例示であって、数十個、あるいは数百個の発光ダイオードが直列に接続された構成であってもよく、勿論１つの発光ダイオードであってもよい。また、発光ダイオードが並列に複数個接続される構成であってもよい。また、発光ダイオードは、アノード端子とカソード端子の間の電圧が１Ｖ程度で作動するものとして述べるが、これ以外の電圧で作動する素子であってもよい。例えば、作動電圧が数Ｖ〜数十Ｖである高耐圧発光ダイオードであってもよい。
【００１２】
なお、以下で制御トランジスタは、ｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタとして説明するが、ＭＯＳトランジスタに代えて、ＭＩＳトランジスタ等他の空間電界トランジスタを用いるものとしてもよい。また、回路構成を適切に変更することで、ｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタをｐチャンネル型のＭＯＳトランジスタとすることができ、あるいは、ｎｐｎトランジスタまたはｐｎｐトランジスタのバイポーラトランジスタを用いるものとすることもできる。
【００１３】
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。
【００１４】
図１は、発光素子の駆動システム１０の構成を説明する図である。この駆動システム１０は、発光素子１２について制御トランジスタ４６を介して定電流で駆動し、輝度調整を制御トランジスタ４６のオン期間とオフ期間の比で行う機能を有する。
【００１５】
発光素子１２は、複数個の発光ダイオードを直列に接続した複合素子である。ここでは、アノード端子とカソード端子の間の電圧が１Ｖ程度で作動する発光ダイオードを３つ直列に接続して発光素子１２とした様子が示されている。
【００１６】
ＬＥＤ駆動回路２０は、発光素子１２のアノード電圧ＶAを電源ＶDDから作り出す発光素子駆動回路で、後述する電圧検出部７０によって検出される発光素子１２のカソード電圧ＶCが最ももっとも適した低い電圧となるようにアノード電圧ＶAを生成する。具体的には、カソード電圧ＶCの最適値から見てアノード電圧ＶAが高すぎるときには降圧し、低すぎる場合には昇圧するＤＣＤＣコンバータである。図１では、ＬＥＤ駆動回路２０と発光素子１２との接続点１４がアノード電圧ＶAの位置として、発光素子１２と後述する制御トランジスタ４６との接続点１６がカソード電圧ＶCの位置として示されている。
【００１７】
図２は、降圧回路として構成されるときのＬＥＤ駆動回路２０の例を示す図である。ＬＥＤ駆動回路２０は、アノード電圧として最適の値に相当する基準電圧２２と、基準電圧２２を逆相端子に、電圧検出部７０の出力を正相端子に入力される差動増幅器２４と、差動増幅器２４の出力電圧に応じてパルス幅変調された信号を出力するＰＷＭ回路２６と、ＰＷＭ回路２６の出力に応じてオン・オフするトランジスタ３０と、リアクトル２８と逆流防止ダイオード３２と、出力コンデンサ３４とを含んで構成される。出力コンデンサ３４の端子電圧がアノード電圧ＶAとして発光素子１２に供給される。
【００１８】
再び図１に戻り、電圧検出回路４０は、発光素子１２のカソード電圧ＶCを検出して、ＬＥＤ駆動回路２０に出力する機能を有する回路部分である。電圧検出回路４０は、制御トランジスタ４６と、抵抗素子４８と、差動増幅器４２を含んで構成される。この３つの構成要素は、発光素子１２を定電流で駆動するために用いられるもので、電圧検出のために特別に設けられたものではない。輝度制御スイッチ５０は、定電流駆動される発光素子１２の輝度を調整するために設けられるもので、これも電圧検出のために特別に設けられたものではない。測定切替素子５４、測定電流源６０、設定部５２、電圧検出部７０が、発光素子１２のカソード電圧ＶCの検出のために特別に設けられた要素である。
【００１９】
制御トランジスタ４６は、発光素子１２を駆動するトランジスタで、駆動トランジスタとも呼ばれるＮチャネルＭＯＳトランジスタである。制御トランジスタ４６の正側出力端子はドレイン端子であるが、発光素子１２のカソード側に接続される。制御トランジスタ４６の負側出力端子はソース端子であるが、抵抗素子４８の一方端に接続される。制御トランジスタ４６の制御端子はゲート端子であるが、輝度制御スイッチ５０を介して差動増幅器４２の出力端子に接続される。
【００２０】
抵抗素子４８は、一方端が制御トランジスタ４６のソースに接続され、他方端が測定切替素子５４を介して接地され、抵抗値をＲとして、ここに流れる電流Ｉに応じた電圧Ｖ＝ＩＲを差動増幅器４２に帰還する機能を有する。
【００２１】
差動増幅器４２は、一方相入力端子である逆相端子に基準電圧４４が入力され、他方相入力端子である正相端子に抵抗素子４８からのＶ＝ＩＲが入力され、正相端子の電圧と逆相端子の電圧が一致するように制御信号が出力端子から出力されるオペアンプである。出力端子は、上記のように輝度制御スイッチ５０を介して制御トランジスタ４６のゲート端子に接続されるので、抵抗素子４８に流れる電流Ｉによる電圧Ｖ＝ＩＲが、基準電圧と一致するまで、制御トランジスタ４６のゲート電圧が調整される。このように、差動増幅器４２は、出力端子が制御トランジスタ４６の制御端子に接続され、抵抗素子４８に流れる電流が予め定めた値となるように制御トランジスタ４６の制御端子の電圧を調整する機能を有するので、その意味で、調整回路の一種である。
【００２２】
輝度制御スイッチ５０は、輝度制御部３８の制御信号によってオン・オフするスイッチで、オフのときは、差動増幅器４２の出力をそのまま制御トランジスタ４６のゲート端子に伝送し、オンするときに差動増幅器４２の出力端子の出力を強制的にＬレベルとする。Ｌレベルとは、制御トランジスタ４６をオフ状態とする電圧レベルである。
【００２３】
輝度制御部３８は、発光素子１２の輝度を調整する制御機能を有し、発光素子１２の輝度が明るすぎるときは制御トランジスタ４６をオフにする信号を輝度制御スイッチ５０に出力する。発光素子１２の輝度が明るすぎるか否かの判断は、外光センサ等を用いて行われる。例えば、外光が暗いときは、差動増幅器４２の逆相端子に入力される基準電圧に相当する駆動電流では発光素子１２が明るすぎる場合があり、そのようなときに、駆動電流の設定はそのままにして、適当なデューティ比で制御トランジスタ４６がオン・オフ制御される。
【００２４】
輝度制御スイッチ５０の様子は図３に示される。輝度制御スイッチ５０は、差動増幅器４２の出力端子と制御トランジスタ４６のゲート端子とを結ぶ信号線と、接地との間に設けられたスイッチングトランジスタである。設定部５２からの制御信号がオフ指示であるときは、輝度制御スイッチ５０はオフのままで、差動増幅器４２の出力がそのまま制御トランジスタ４６のゲート端子に伝送される。設定部５２からの制御信号がオン指示であるときは、輝度制御スイッチ５０はオンして、差動増幅器４２の出力端子と制御トランジスタ４６のゲート端子とを結ぶ信号線の電位を接地レベルに落とす。これにより、差動増幅器４２の出力信号は強制的にＬレベルとされ、制御トランジスタ４６は強制的にオフとされる。
【００２５】
再び図１に戻り、設定部５２は、輝度制御部３８からのオン・オフ信号を輝度制御スイッチ５０に伝送する機能と、輝度制御部３８からのオフ信号の期間を検出し、その期間について、測定切替素子５４と測定電流源６０に対し設定信号を出力する機能を有する。
【００２６】
輝度制御部３８からのオフ信号の期間とは、輝度制御スイッチ５０がオフの期間、つまり、差動増幅器４２からの出力信号がそのまま制御トランジスタ４６に伝送する期間で、これを、差動増幅器４２の出力端子の電圧レベルがＨレベルである期間とすることができる。Ｈレベルとは、接地レベルに対する電圧レベルで、制御トランジスタ４６がオンするレベルである。差動増幅器４２が抵抗素子４８からＶ＝ＩＲの電圧帰還を受けて動作している期間は、制御トランジスタ４６が動作領域にあるが、正確な意味でのオン電圧の状態にあるわけではない。しかし、輝度制御でパルス状のオン・オフ状態のオン状態であるので、その意味で、制御トランジスタ４６がオンするレベルと呼ぶことができる。以下では、特に断らない限り、制御トランジスタ４６がオンとは、輝度制御におけるオン・オフ状態のオン状態を指すものとして、説明を続ける。
【００２７】
設定信号は、制御トランジスタ４６のソース端子と抵抗素子４８の一方端との接続点を測定位置１８として、その電圧ＶMを、制御トランジスタ４６のドレイン電圧とするために用いられる。すなわち、制御トランジスタ４６をオンしたときに、測定位置１８に制御トランジスタ４６のドレイン電圧が現れるが、そのときに、抵抗素子４８に流れる電流を遮断し、それとは別に、測定用に必要な電流だけ流すために測定電流源を抵抗素子４８の他方端に接続する。
【００２８】
設定信号を出力するタイミングは、制御トランジスタ４６がオンした期間で、制御トランジスタ４６のオン状態が安定した時点とすることが好ましい。具体的には、制御トランジスタ４６がオンしている期間内であって、制御トランジスタ４６がオンしてから予め定めた時間経過のときに、設定信号を出力することがよい。もっとも、場合によっては、制御トランジスタ４６がオンしている期間内で、適当なランダム時期に設定信号を出力するものとしてもよい。設定信号は、制御トランジスタ４６がオンとなる都度、出力するものとすることがよい。
【００２９】
測定切替素子５４は、抵抗素子４８の他方端と接地との間に接続配置されるスイッチングトランジスタである。測定切替素子５４は、通常はオン状態で、制御トランジスタ４６がオン状態にあると設定部５２が判断したときに、オフ状態に設定される。これにより、制御トランジスタ４６はオン状態であるが、制御トランジスタ４６から抵抗素子４８を介して接地に流れる電流が遮断される。
【００３０】
測定電流源６０は、設定部５２から設定信号が出力されると、抵抗素子４８の他方端に接続される電流源である。制御トランジスタ４６をオンとして、測定位置１８に制御トランジスタ４６のドレイン電圧であるカソード電圧ＶCを出すには、特に電流値に制限はない。しかし、発光素子１２には元々流れていた電流を流す方が表示状態としては好ましい。したがって、測定電流源６０としては、差動増幅器４２の逆相端子に入力される基準電圧に相当する電流値の定電流源とすることがよい。
【００３１】
図４は、測定電流源６０を定電流源として、その構成を示す図である。測定電流源６０は、第１のカレントミラー回路６２と第２のカレントミラー回路６６を含んで構成される。第１のカレントミラー回路は、図４の左側のトランジスタのゲート端子がソース端子と接続され、ドレイン端子が電源ＶDDに、ソース端子が基準抵抗６４を介して接地に接続される。この構成によって、電源ＶDDの値と、左側のトランジスタのドレイン・ソース間電圧値と基準抵抗６４の値とで、左側のトランジスタに流れる電流が一定値に定まる。
【００３２】
そして、カレントミラー回路６２の作用によって、同じ電流値が第２のカレントミラー回路６６の左側のトランジスタに流れる。第２のカレントミラー回路６６を構成する左側のトランジスタと右側のトランジスタとは、寸法が予め定めた縮尺となるように設定される。したがって、第２のカレントミラー回路６６の右側のトランジスタに流れる電流は、左側のトランジスタに流れる電流の縮尺倍の大きさとすることができる。このようにして、第１のカレントミラー回路６２で作り出された定電流を適当に縮尺倍して、第２のカレントミラー回路６６の右側のトランジスタに流れる電流とすることができる。この第２のカレントミラー回路６６の右側のトランジスタに流れる定電流を、測定電流源６０の定電流として用いる。
【００３３】
再び図２に戻り、電圧検出部７０は、測定位置１８の電圧を検出する電圧検出回路である。測定位置１８の電圧を検出するタイミングは、設定部５２によって差動増幅器４２の出力端子の電圧がＨレベルとされるタイミングである。このときに、制御トランジスタ４６がオンとされるので、測定位置１８には、制御トランジスタ４６のドレイン端子の電圧であるカソード電圧ＶCが出力されるので、これを検出する。
【００３４】
制御トランジスタ４６には、ゲート・ソース間電圧があるので、ソース端子の電圧はゲート端子の電圧よりもこのゲート・ソース間電圧の分だけ低い電圧となる。ゲート端子の電圧は、差動増幅器４２の出力端子の電圧であるので、差動増幅器４２の差動電圧の範囲である。差動増幅器４２の差動電圧は、一般的な制御回路の電圧で、数Ｖ程度であり、高電圧ではない。したがって、電圧検出部７０が検出する電圧は、アノード電圧ＶAが高電圧であっても、発光素子１２の端子間電圧、制御トランジスタ４６のドレイン・ソース電圧の分だけ低くなり、高耐圧素子を用いなくても済む。
【００３５】
電圧検出部７０による測定位置１８の電圧の検出は、設定部５２によって設定信号が出力されるタイミングであるが、１回の測定値を検出値として用いてもよく、複数回の測定値を用いて予め定めた処理の結果の値を検出値として用いるものとしてもよい。予め定めた処理としては、複数回の測定値の最大値または最小値を検出値とするものとできる。あるいは、複数回の測定値の平均値を検出値とするものとしてもよい。
【００３６】
電圧検出部７０が検出した電圧は、図２で説明したように、ＬＥＤ駆動回路２０に帰還され、アノード電圧ＶAを適切な値とするためのフィードバック信号として用いられる。ここで、発光素子１２が正常動作する場合には、このように電圧検出部７０が検出した電圧でアノード電圧ＶAを制御することで十分であるが、仮に発光素子１２が短絡または開放となったときには、異常状態としての制御が行われる。
【００３７】
すなわち、電圧検出部７０は、検出された電圧が予め定めた異常範囲の電圧であるときに、ＬＥＤ駆動回路２０の動作を停止させる信号を出力する異常信号出力手段を含む。そして、異常信号出力手段は、異常範囲の電圧を検出したときに、その状態を保持するラッチ手段を含むことが好ましい。
【００３８】
図５は、発光素子１２が短絡して、測定位置１８の電圧がアノード電圧ＶAに近い異常電圧となった場合の異常処理回路の様子を示す図である。異常処理回路は、異常範囲の電圧を規定する基準電圧８２が入力される逆相端子と、電圧検出部７０の検出電圧が入力される正相端子とを有する差動増幅器８０を含んで構成される。差動増幅器８０は、電圧検出部７０の検出電圧が基準電圧８２を超えるときにその差に応じた電圧を出力する。この出力電圧が異常信号に相当するので、その意味で、差動増幅器８０は、異常信号出力手段である。
【００３９】
異常処理回路は、差動増幅器８０によって出力された異常信号を保持するラッチ手段としてのラッチ回路８４を含む。ラッチ回路８４は、２つの２入力ＮＯＲ回路の一方側の出力が他方側の入力となるようにタスキ掛けされ、タスキ掛けされる入力信号とは別に、一方側のＮＯＲ回路にＬレベルの電圧が入力され、他方側のＮＯＲ回路に差動増幅器８０の出力が入力される。ラッチ回路８４の機能によって、差動増幅器８０の出力が一旦Ｈレベルになると、ラッチ回路８４の出力はＨレベルとなり、その状態は、差動増幅器８０の出力がその後Ｌレベルに戻っても維持される。
【００４０】
これによって、異常信号が出力されると、ラッチ回路８４がその状態を維持しながら、ＬＥＤ駆動回路２０にＨレベルの信号を出力する。ＬＥＤ駆動回路２０は、このＨレベル信号を受け取ると、その動作を停止する処理を行う。場合によっては動作停止に代えて、発光素子１２に流す電流を小さくする処理を行うものとしてもよい。
発光素子１２が開放となるときには、測定位置１８の電圧が接地電位に近い異常電圧となる。したがって、図５の構成に代えて、異常範囲の電圧が接地電位に近い基準電圧以下のときに異常信号を出力し、その異常信号をラッチする構成とすることで、ＬＥＤ駆動回路２０にその異常を伝送することができる。ＬＥＤ駆動回路２０は、その異常伝送に対応し、その動作を停止する処理を行う。場合によっては動作停止に代えて、発光素子１２に流す電流を小さくする処理を行うものとしてもよい。
【００４１】
上記では、輝度制御部３８によって、発光素子１２の輝度調整が行われるものとしたが、発光素子１２の輝度調整が行われない構成の場合もある。その場合には、差動増幅器４２の出力端子の電圧レベルを強制的にＨレベルとする設定が行われる。図６は、差動増幅器４２の出力端子と電圧ＶHとの間に設けられたスイッチングトランジスタ５１と、スイッチングトランジスタ５１にオン指示を与える設定部５３を含む構成を示す図である。
【００４２】
スイッチングトランジスタ５１は、通常はオフ状態とされ、そのときは、差動増幅器４２の出力は、そのまま制御トランジスタ４６に伝送される。スイッチングトランジスタ５１が設定部５３から設定信号を受け取ると、オン状態となって、差動増幅器４２の出力端子の電圧レベルをＶHとする。電圧ＶHは、制御トランジスタ４６をオンさせることができる電圧である。これによって、制御トランジスタ４６は、強制的にオン状態となる。設定部５３は、同時に、測定切替素子５４をオフし、測定電流源６０を抵抗素子４８の他方端に接続する。
【００４３】
このようにして、制御トランジスタ４６を強制的にオンとし、測定位置１８に、制御トランジスタ４６のドレイン端子の電圧であるカソード電圧ＶCを出力させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る発光素子の電圧検出回路は、発光素子の駆動システムに利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 発光素子の駆動システム、１２ 発光素子、１４，１６ 接続点、１８ 測定位置、２０ ＬＥＤ駆動回路、２２，８２ 基準電圧、２４，，４２，８０ 差動増幅器、２６ ＰＷＭ回路、２８ リアクトル、３０ トランジスタ、３２ 逆流防止ダイオード、３４ 出力コンデンサ、３８ 輝度制御部、４０ 電圧検出回路、４４ 基準電圧、４６ 制御トランジスタ、４８ 抵抗素子、５０ 輝度制御スイッチ、５１ スイッチングトランジスタ、５２，５３ 設定部、５４ 測定切替素子、６０ 測定電流源、６２，６６ カレントミラー回路、６４ 基準抵抗、７０ 電圧検出部、８４ ラッチ回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード側が電源を介して発光素子駆動回路に接続される発光素子のカソード側に正側出力端子が接続される制御トランジスタと、
前記制御トランジスタの負側出力端子に一方端が接続され、他方端が測定切替素子を介して接地される抵抗素子と、
出力端子が前記制御トランジスタの制御端子に接続される調整回路と、
前記抵抗素子の他方端に接続され、前記測定切替素子がオフするときに作動する測定電流源と、
前記調整回路の前記出力端子の電圧レベルが前記制御トランジスタをオンさせるＨレベルとなるタイミングで前記測定切替素子をオフする設定部と、
前記設定部によって前記調整回路の前記出力端子の電圧がＨレベルとされるタイミングで、前記制御トランジスタの前記負側出力端子と前記抵抗素子との接続点における電圧を検出し、これを前記発光素子の前記カソード側の電圧として出力する電圧検出部と、
を備えることを特徴とする発光素子の電圧検出回路。
【請求項２】
請求項１に記載の発光素子の電圧検出回路において、
前記調整回路の前記出力端子の電圧について、前記制御トランジスタをオフさせるＬレベルにする期間を設定することで前記発光素子の輝度制御を行う輝度制御部を備え、
前記設定部は、前記輝度制御部によって前記制御トランジスタがオフされない期間を前記調整回路の前記出力端子の電圧レベルが前記Ｈレベルであるタイミングとして、それに同期して前記測定切替素子をオフすることを特徴とする発光素子の電圧検出回路。
【請求項３】
請求項１に記載の発光素子の電圧検出回路において、
前記設定部は、前記調整回路の前記出力端子の電圧レベルを強制的に前記Ｈレベルにして前記制御トランジスタをオンさせる強制オン手段を含むことを特徴とする発光素子の電圧検出回路。
【請求項１】
アノード側が電源を介して発光素子駆動回路に接続される発光素子のカソード側に正側出力端子が接続される制御トランジスタと、
前記制御トランジスタの負側出力端子に一方端が接続され、他方端が測定切替素子を介して接地される抵抗素子と、
出力端子が前記制御トランジスタの制御端子に接続される調整回路と、
前記抵抗素子の他方端に接続され、前記測定切替素子がオフするときに作動する測定電流源と、
前記調整回路の前記出力端子の電圧レベルが前記制御トランジスタをオンさせるＨレベルとなるタイミングで前記測定切替素子をオフする設定部と、
前記設定部によって前記調整回路の前記出力端子の電圧がＨレベルとされるタイミングで、前記制御トランジスタの前記負側出力端子と前記抵抗素子との接続点における電圧を検出し、これを前記発光素子の前記カソード側の電圧として出力する電圧検出部と、
を備えることを特徴とする発光素子の電圧検出回路。
【請求項２】
請求項１に記載の発光素子の電圧検出回路において、
前記調整回路の前記出力端子の電圧について、前記制御トランジスタをオフさせるＬレベルにする期間を設定することで前記発光素子の輝度制御を行う輝度制御部を備え、
前記設定部は、前記輝度制御部によって前記制御トランジスタがオフされない期間を前記調整回路の前記出力端子の電圧レベルが前記Ｈレベルであるタイミングとして、それに同期して前記測定切替素子をオフすることを特徴とする発光素子の電圧検出回路。
【請求項３】
請求項１に記載の発光素子の電圧検出回路において、
前記設定部は、前記調整回路の前記出力端子の電圧レベルを強制的に前記Ｈレベルにして前記制御トランジスタをオンさせる強制オン手段を含むことを特徴とする発光素子の電圧検出回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１５５９２３（Ｐ２０１２−１５５９２３Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２５８２（Ｐ２０１１−１２５８２）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（５０６２２７８８４）三洋半導体株式会社 (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（５０６２２７８８４）三洋半導体株式会社 (1,155)
【Ｆターム（参考）】
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