ＬＥＤドライバ
【課題】 ＬＥＤが電圧電流特性の異なる他のＬＥＤに付け替えられた場合でも、ＬＥＤの出力光にちらつき感を生じさせることなく、最適な輝度でＬＥＤを発光させることができるＬＥＤドライバを提供する。
【解決手段】 ＬＥＤコントローラ３０は、ＬＥＤ１０に流す電流値を指定する電流値情報を電流値レジスタ１００へ書き込む。Ｄ／Ａ変換回路２００は、電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報が示す電流をＬＥＤ１０および可変電流源３００に流すための可変電流源３００の制御を行う。従って、ＬＥＤ１０が電圧電流特性の異なる他のＬＥＤに付け替えられた場合でも、所望の電流値情報に対応した輝度でＬＥＤを発光させることができる。
【解決手段】 ＬＥＤコントローラ３０は、ＬＥＤ１０に流す電流値を指定する電流値情報を電流値レジスタ１００へ書き込む。Ｄ／Ａ変換回路２００は、電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報が示す電流をＬＥＤ１０および可変電流源３００に流すための可変電流源３００の制御を行う。従って、ＬＥＤ１０が電圧電流特性の異なる他のＬＥＤに付け替えられた場合でも、所望の電流値情報に対応した輝度でＬＥＤを発光させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＬＥＤを駆動して発光させるＬＥＤドライバに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を所望の輝度で発光させるためには、その輝度に対応した適切な電流をＬＥＤに流す必要がある。そこで、従来、電源からの電流をＬＥＤに流す電流経路の途中に電流制限抵抗を介挿し、ＬＥＤに対して適切な電流値の電流を流すという方法が一般に用いられていた（以下、第１の従来技術という）。
【０００３】
この第１の従来技術の他、ＬＥＤの輝度制御のための技術としてＰＷＭ（Pulse Width
Modulation：パルス幅変調）制御がある。このＰＷＭ制御によりＬＥＤの輝度制御を行う技術を開示した文献として例えば特許文献１がある。この特許文献１に開示されたＬＥＤドライバは、電源に対してＬＥＤとともに直列接続されたスイッチング素子を備えている。そして、このＬＥＤドライバでは、所望の輝度に応じたデューティ比を持った周期的なＰＷＭパルスが発生され、このＰＷＭパルスによりスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ切り替えが行われる。このＬＥＤドライバによれば、ＰＷＭパルスがアクティブレベルとなってスイッチング素子がＯＮとなる期間、ＬＥＤの通電が行われる。従って、スイッチング素子に与えるＰＷＭパルスのデューティ比を調整することによりＬＥＤを所望の輝度で発光させることができる（以上、第２の従来技術という）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６４３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した第１および第２の従来技術は次のような問題を有していた。まず、第１の従来技術を採用したＬＥＤドライバおよび電流制限抵抗とＬＥＤドライバにより駆動されるＬＥＤを搭載したＬＥＤ表示装置用の基板があり、この基板をリサイクルして新たな仕様に対応したＬＥＤ表示装置を構成するものとする。このようなリサイクルを行う際、基板上のＬＥＤを別のＬＥＤに付け替えるような場合がある。このような場合、元のＬＥＤと付け替えるＬＥＤの電圧電流特性が異なっていると、付け替え後においても元のＬＥＤと同様な輝度での発光を行わせるために、電流制限抵抗を適切な抵抗値を持ったものに付け替える必要がある。従って、新たな仕様のＬＥＤ表示装置を構成するための製造コストが嵩むという問題があった。
【０００６】
第２の従来技術を採用してＬＥＤの輝度を制御する場合には、ＬＥＤの付け替えを行った場合に、ＬＥＤに接続されたスイッチング素子に供給するＰＷＭパルスのデューティ比を調整することによりＬＥＤの輝度を最適な輝度に調整することが可能である。しかし、第２の従来技術は、ＬＥＤを低輝度領域において発光させる場合に、ＬＥＤに接続されたスイッチング素子に与えるＰＷＭパルスのデューティ比を小さくし、ＬＥＤに対する通電時間を短くする必要がある。この場合、短い通電時間で断続的にＬＥＤへの通電が行われるため、ＬＥＤの出力光がちらついた感じになる問題があった。
【０００７】
この発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤが電圧電流特性の異なる他のＬＥＤに付け替えられた場合でも、ＬＥＤの出力光にちらつき感を生じさせることなく、最適な輝度でＬＥＤを発光させることができるＬＥＤドライバを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、ＬＥＤに対して直列接続された可変電流源と、デジタル情報である電流値情報を記憶する電流値レジスタと、前記電流値レジスタに記憶された電流値情報に対応した電流を前記可変電流源に流す制御を行うＤ／Ａ変換回路とを具備することを特徴とするＬＥＤドライバを提供する。
【０００９】
この発明によれば、Ｄ／Ａ変換回路により電流値レジスタに記憶された電流値情報に対応した電流を可変電流源に流す制御が行われ、この可変電流源の電流がＬＥＤに流れる。従って、ＬＥＤが電圧電流特性の異なる他のＬＥＤに付け替えられた場合でも、ＬＥＤの出力光にちらつき感を生じさせることなく、所望の輝度でＬＥＤを発光させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の第１実施形態であるＬＥＤドライバを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。
【図２】同実施形態におけるＤ／Ａ変換回路および可変電流源の構成例を示す回路図である。
【図３】同Ｄ／Ａ変換回路および可変電流源の他の構成例を示す回路図である。
【図４】同実施形態におけるＬＥＤ、可変電流源、電流制限抵抗の各電圧とＬＥＤに流れる電流との関係を示す図である。
【図５】この発明の第２実施形態であるＬＥＤドライバを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。
【図６】この発明の第３実施形態であるＬＥＤドライバを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。
【図７】この発明の第４実施形態であるＬＥＤドライバを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。
【図８】同実施形態の動作例を示すタイムチャートである。
【図９】この発明の第５実施形態であるＬＥＤドライバを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１はこの発明の第１実施形態であるＬＥＤドライバ２０を使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。図１に示すように、ＬＥＤ表示装置は、ＬＥＤ１０と、本実施形態によるＬＥＤドライバ２０と、電流制限抵抗４０と、ＬＥＤコントローラ３０とから構成されている。そして、本実施形態によるＬＥＤドライバ２０は、電流値レジスタ１００と、Ｄ／Ａ変換回路２００と、可変電流源３００とを有する。ここで、ＬＥＤ１０は、アノードが電源ＶＤＤに接続され、カソードがＬＥＤドライバ２０の可変電流源３００の一端に接続されている。そして、可変電流源３００の他端と接地線との間にはＬＥＤドライバ２０の外付けの電流制限抵抗４０が介挿されている。ＬＥＤコントローラ３０は、ＬＥＤドライバ２０の制御を行う手段である。
【００１２】
ＬＥＤドライバ２０において、電流値レジスタ１００は、デジタル情報である電流値情報を記憶する書き換え可能な記憶手段である。この電流値情報は、ＬＥＤ１０に流す電流値を指定する情報であり、ＬＥＤコントローラ３０により電流値レジスタ１００に書き込まれる。可変電流源３００は、電流値の制御が可能な電流源である。Ｄ／Ａ変換回路２００は、電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報に対応した電流を可変電流源３００に流すための制御を行う回路である。
【００１３】
図２はＤ／Ａ変換回路２００および可変電流源３００の構成例を示す回路図である。この例において、可変電流源３００は、並列接続されたｎ個（ｎは２以上の整数）のＰチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属−酸化膜−半導体構造の電界効果トランジスタであり、以下、単にトランジスタという）３０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）により構成されている。これらのＰチャネルトランジスタ３０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）は、各々のソースがＬＥＤ１０のカソードに共通接続され、各々のドレインが電流制限抵抗４０に共通接続されている。
【００１４】
Ｄ／Ａ変換回路２００は、同じトランジスタサイズからなるＰチャネルトランジスタ２０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）と、Ｎチャネルトランジスタ２０２（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）と、同じ電流値の定電流源２０３（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）と、オペアンプにより構成されたボルテージフォロワ回路２０４とを有する。ここで、Ｐチャネルトランジスタ２０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）は、各々のゲートがＰチャネルトランジスタ３０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各ゲートに各々接続されている。そして、Ｐチャネルトランジスタ３０１（ｋ＝０〜ｎ−１）の各ソースの共通接続点の電圧がボルテージフォロワ回路２０４を介してＰチャネルトランジスタ２０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各ソースの共通接続点に与えられる。また、各Ｐチャネルトランジスタ２０１（ｋ）のゲートおよびドレインは共通接続されている。そして、Ｐチャネルトランジスタ２０１（ｋ）とＰチャネルトランジスタ３０１（ｋ）の各組は各々カレントミラーを構成している。ここで、Ｐチャネルトランジスタ３０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各トランジスタサイズとＰチャネルトランジスタ２０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各トランジスタサイズとの比は、各々、２０、２１、…、２ｎ−１となっている。
【００１５】
Ｐチャネルトランジスタ２０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）のゲートおよびドレインの各共通接続点には、Ｎチャネルトランジスタ２０２（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各ドレインが各々接続されている。このＮチャネルトランジスタ２０２（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各ソースと接地線の間には、同じ電流値Ｉ０を持った定電流源２０３（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）が各々介挿されている。そして、Ｎチャネルトランジスタ２０２（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各ゲートには、ｎビットの電流値情報の第０ビット〜第ｎ−１ビットを示す各電圧が与えられる。
【００１６】
以上の構成において、Ｄ／Ａ変換回路２００では、電流値情報の第０ビット〜第ｎ−１ビットのうち例えば第ｋ１ビットが“１”になると、Ｎチャネルトランジスタ２０２（ｋ１）がＯＮとなり、定電流源２０３（ｋ１）の電流Ｉ０がＰチャネルトランジスタ２０１（ｋ１）に流れ、このＰチャネルトランジスタ２０１（ｋ１）とともにカレントミラーを構成するＰチャネルトランジスタ３０１（ｋ１）に電流２ｋ１Ｉ０が流れる。同様に、電流値情報の第ｋ１ビットに加えて第ｋ２ビットが“１”になった場合には、Ｐチャネルトランジスタ３０１（ｋ２）に電流２ｋ２Ｉ０が流れる。従って、Ｐチャネルトランジスタ２０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）を並列接続した可変電流源３００には電流値情報が示す電流値の電流が流れる。
【００１７】
図３はＤ／Ａ変換回路２００および可変電流源３００の他の構成例を示す回路図である。この構成例において、可変電流源３００は、ｎ個のスイッチ３０２（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）とｎ個の抵抗３０３（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）により構成されている。ここで、スイッチ３０２（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各一端は共通接続され、この共通接続点にはＬＥＤ１０のカソードが接続される。また、スイッチ３０２（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各他端には抵抗３０３（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各一端が各々接続される。そして、抵抗３０３（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各他端は共通接続され、この共通接続点と接地線との間に電流制限抵抗４０が介挿される。抵抗３０３（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）は、Ｒ０を所定の抵抗値とした場合に、抵抗値２−ｋＲ０（ｋ＝０〜ｎ−１）を各々有する。
【００１８】
Ｄ／Ａ変換回路２００は、電流値情報の第０ビット〜第ｎ−１ビットを記憶するｎ個のフリッフフロップを有しており、これらのフリップフロップの記憶内容に応じてスイッチ３０２（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）のＯＮ／ＯＦＦ切り換えを行う。
【００１９】
具体的には電流値情報の例えば第ｋ１ビットが“１”である場合にスイッチ３０２（ｋ１）をＯＮにする。また、電流値情報の第ｋ１ビットに加えて第ｋ２ビットが“１”である場合には、スイッチ３０２（ｋ１）に加えてスイッチ３０２（ｋ２）をＯＮにする。この構成例においても電流値情報に対応した電流値の電流をＬＥＤ１０に流すことが可能である。
【００２０】
図３に示す可変電流源３００は、電流値が両端間電圧に依存する欠点を有するが、電流値情報が示すアナログ値に応じて電流値を増減することが可能である。従って、ＬＥＤ１０に流す電流の制御を行うための手段として使用することができる。
【００２１】
次に本実施形態の動作を説明する。本実施形態において、図１に示すＬＥＤ表示装置は、例えばパチンコ台に搭載される。ＬＥＤコントローラ３０は、パチンコを楽しむ遊技客のためにＬＥＤ１０を発光させて各種の演出を行うためのアプリケーションプログラムを記憶している。そして、ＬＥＤコントローラ３０は、このアプリケーションプログラムを実行することにより、ＬＥＤ１０を発光させる際の輝度を決定する電流値情報を生成し、ＬＥＤドライバ２０の電流値レジスタ１００に書き込む。ある好ましい態様では、パチンコ台において各種のイベント（例えば得点の割り当てられた穴にパチンコの球が入った旨のイベント）が発生した場合、ＬＥＤコントローラ３０は、アプリケーションプログラムに従って、そのイベントに対応付けられた態様でＬＥＤ１０の輝度を時間変化させるための時系列の電流値情報を発生し、この時系列の電流値情報を電流値レジスタ１００に順次書き込む。
【００２２】
電流値レジスタ１００の電流値情報が書き換えられると、Ｄ／Ａ変換回路２００は、電流値レジスタ１００内の新たな電流値情報が示す電流をＬＥＤ１０および可変電流源３００に流すための可変電流源３００の制御を行う。これにより電流値レジスタ１００内の新たな電流値情報により指定された電流がＬＥＤ１０、可変電流源３００および電流制限抵抗４０に流れ、ＬＥＤ１０が新たな電流値情報に対応した輝度で発光する。
【００２３】
図４は本実施形態においてＬＥＤ１０に加わる電圧Ｖｄと、可変電流源３００に加わる電圧Ｖｉと、電流制限抵抗４０に加わる電圧Ｖｒと、電流制限抵抗４０の抵抗値Ｒと、ＬＥＤ１０に流れる電流Ｉｄとの関係を示すものである。この図４において、横軸は電圧、縦軸はＬＥＤ１０に流れる電流Ｉｄである。
【００２４】
図４に示すように、ＬＥＤ１０に流れる電流Ｉｄは、ＬＥＤ１０に加わる電圧Ｖｄに依存し、電圧Ｖｄの増加に対して略指数関数的に増加する。そして、本実施形態では、電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報に対応した電流ＩｄをＬＥＤ１０、可変電流源３００および電流制限抵抗４０に流すための可変電流源３００の制御がＤ／Ａ変換回路２００によって行われる。
【００２５】
ここで、電流値情報により指定された電流Ｉｄを流すためにＬＥＤ１０に加わる電圧Ｖｄと、同電流Ｉｄを流すために電流制限抵抗４０に加わる電圧Ｖｒとの和は、図４に示すように、点（Ｖｄ、Ｉｄ）を通過する勾配−１／Ｒの直線と横軸との交点の横軸座標値として求めることができる。そして、図４に示すように、電流値情報により指定された電流Ｉｄを流すためにＬＥＤ１０に加わる電圧Ｖｄと、同電流Ｉｄを流すために電流制限抵抗４０に加わる電圧Ｖｒとの和を電源電圧ＶＤＤから差し引いた電圧が、Ｄ／Ａ変換回路２００による制御の下、可変電流源３００に加わる電圧Ｖｉとなる。
【００２６】
図４に示すように、最大限、可変電流源３００に加わる電圧Ｖｉが０ＶになるまでＬＥＤ１０に流す電流Ｉｄを増加させることが可能であり、この可変電流源３００に加わる電圧Ｖｉが０ＶになるときのＬＥＤ１０の電流ＩｄがＬＥＤ１０に流すことができる電流Ｉｄの最大値Ｉｄｍａｘとなる。図４から明らかなように電流制限抵抗４０の抵抗値Ｒにより定まる勾配−１／Ｒの絶対値が大きくなる程、電流Ｉｄの最大値Ｉｄｍａｘは大きくなる。このように電流制限抵抗４０は、ＬＥＤ１０に流す電流の最大値Ｉｄｍａｘを決定する役割を果たす。
【００２７】
また、仮に可変電流源３００が短絡状態（ずなわち、Ｖｉ＝０Ｖ）となるような事故が発生した場合、ＬＥＤ１０に流れる電流は最大値Ｉｄｍａｘに抑えられる。また、仮にＬＥＤ１０、可変電流源３００の両方が短絡状態となるような事故が発生した場合、ＬＥＤ１０、可変電流源３００および電流制限抵抗４０に流れる電流は、電源電圧ＶＤＤを抵抗値Ｒにより除算した電流値に制限される。このように電流制限抵抗４０はＬＥＤ１０、可変電流源３００および電流制限抵抗４０を直列接続した回路に過電流が流れるのを防止する役割を果たす。
【００２８】
ところで、例えばパチンコ台のモデルチェンジ等のために、図１に示すＬＥＤ表示装置が搭載された基板をリサイクルし、その際にＬＥＤ１０を他のＬＥＤへ変更するような場合がある。ここで、電流制限抵抗によりＬＥＤに流す電流を制御する従来のＬＥＤドライバでは、変更前のＬＥＤ１０と変更後のＬＥＤの電圧電流特性が異なる場合に、ＬＥＤに流す電流を変更前と同じにするために、電流制限抵抗を新たなＬＥＤの電圧電流特性に適した抵抗値を持ったものに交換する必要があった。しかし、本実施形態によれば、ＬＥＤ１０が新たなＬＥＤに変更されても、Ｄ／Ａ変換回路２００が電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報により指定された電流をＬＥＤ、可変電流源３００および電流制限抵抗４０に流すための可変電流源３００の制御を行う。従って、変更前のＬＥＤ１０と変更後のＬＥＤの電圧電流特性が異なる場合でも、電流制限抵抗４０の付け替えを行う必要はない。
【００２９】
また、パチンコ台のモデルチェンジの際に、ＬＥＤ１０の輝度制御の態様を変更する場合もあり得る。このような場合、本実施形態によれば、新たな輝度制御の態様に合わせて、電流値情報を発生してＬＥＤドライバ２０の電流値レジスタ１００に書き込むアプリケーションプログラムを変更し、この変更後のアプリケーションプログラムをＬＥＤコントローラ３０にインストールすればよい。従って、本実施形態によれば、ハードウェアを変更することなく、ＬＥＤコントローラ３０に実行されるアプリケーションプログラムを変更するのみによりＬＥＤ１０の輝度制御の態様を変更することができ、無駄な部品交換を行うことなく、経済的にパチンコ台のモデルチェンジを行うことができる。
【００３０】
また、上述した第２の従来技術によりＬＥＤの輝度を制御するＬＥＤドライバでは、低輝度域でＬＥＤを発光させる場合に、ＬＥＤに通電を行うＰＷＭデューティ比を小さくし、ＬＥＤの通電時間を短くしているため、ＬＥＤの出力光がちらつきを感じさせることがある。これに対し、本実施形態では、Ｄ／Ａ変換回路２００が電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報により指定された電流をＬＥＤ１０、可変電流源３００および電流制限抵抗４０に流すための可変電流源３００の制御を行う。従って、電流値レジスタ１００に適切な電流値情報を書き込むことにより、低輝度領域においても、ちらつきを感じさせることなく、ＬＥＤ１０を電流値情報に対応した輝度で発光させることができる。
【００３１】
また、本実施形態によれば、電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報により指定された電流をＬＥＤ１０に流すことができるので、電流値レジスタ１００に所望の電流値情報を順次書き込むことにより、ＬＥＤ１０の輝度を動的に制御することができる。このため、本実施形態によれば、ＬＥＤ１０の多彩な輝度制御を実現することができる。
【００３２】
＜第２実施形態＞
図５はこの発明の第２実施形態であるＬＥＤドライバ２０Ａを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。上記第１実施形態によるＬＥＤドライバ２０は、１個のＬＥＤ１０を駆動するものであった。これに対し、本実施形態によるＬＥＤドライバ２０Ａは、３個のＬＥＤ１０、１１および１２を駆動する。ここで、ＬＥＤ１０、１１および１２は、発光色が例えば赤色、緑色および青色であるＬＥＤであり、各々のアノードが電源ＶＤＤに接続されている。
【００３３】
ＬＥＤドライバ２０Ａは、ＬＥＤ１０、１１および１２の各カソードに各々の一端が接続された可変電流源３００、３１０および３２０を有している。これらの可変電流源３００、３１０および３２０の各他端は共通接続されており、この共通接続点と接地線との間にＬＥＤドライバ２０Ａの外付けの電流制限抵抗４０が介挿されている。
【００３４】
また、ＬＥＤドライバ２０Ａは、電流値レジスタ１００およびＤ／Ａ変換回路２００と、電流値レジスタ１１０およびＤ／Ａ変換回路２１０と、電流値レジスタ１２０およびＤ／Ａ変換回路２２０とを有している。
【００３５】
電流値レジスタ１００、１１０および１２０は、ＬＥＤ１０、１１および１２に適用する電流値情報を各々記憶する書き換え可能な記憶手段である。Ｄ／Ａ変換回路２００は、電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報により指定された電流をＬＥＤ１０および可変電流源３００に流すための可変電流源３００の制御を行う手段である。また、Ｄ／Ａ変換回路２１０は、電流値レジスタ１１０に記憶された電流値情報により指定された電流をＬＥＤ１１および可変電流源３１０に流すための可変電流源３１０の制御を行う手段である。また、Ｄ／Ａ変換回路２２０は、電流値レジスタ１２０に記憶された電流値情報により指定された電流をＬＥＤ１２および可変電流源３２０に流すための可変電流源３２０の制御を行う手段である。
【００３６】
Ｄ／Ａ変換回路２００および可変電流源３００の構成、Ｄ／Ａ変換回路２１０および可変電流源３１０の構成並びにＤ／Ａ変換回路２２０および可変電流源３２０の構成は、上記第１実施形態におけるＤ／Ａ変換回路２００および可変電流源３００の構成と同様である。
【００３７】
ＬＥＤコントローラ３０Ａは、ＬＥＤ１０、１１および１２の輝度制御を行うためのアプリケーションプログラムを実行し、赤色、緑色および青色の各発光色に対応した時系列の電流値情報を発生する。そして、ＬＥＤコントローラ３０Ａは、赤色に対応した時系列の電流値情報を電流値レジスタ１００へ順次書き込み、緑色に対応した時系列の電流値情報を電流値レジスタ１１０へ順次書き込み、青色に対応した時系列の電流値情報を電流値レジスタ１２０へ順次書き込む。これにより本実施形態では、ＬＥＤ１０が出力する赤色光の輝度、ＬＥＤ１１が出力する緑色光の輝度、ＬＥＤ１２が出力する青色光の輝度が時系列の各電流値情報に応じて動的に制御される。
【００３８】
本実施形態によれば、３個のＬＥＤ１０、１１および１２の電圧電流特性が互いに異なる場合であっても、電流値レジスタ１００、１１０および１２０に適切な電流値情報を各々書き込むことにより、各ＬＥＤに対して適切な電流を流し、各ＬＥＤを所望の輝度で発光させることができる。また、本実施形態によれば、３個のＬＥＤ１０、１１および１２が電圧電流特性の異なった他のＬＥＤに変更された場合においても、電流値情報により指定された適切な電流をＬＥＤ１０、１１および１２に各々流し、ＬＥＤ１０、１１および１２を所望の輝度で各々発光させることができる。また、本実施形態において、ＬＥＤ１０、１１および１２の各々に流す電流を決定するのは可変電流源３００、３１０および３２０であるので、電流制限抵抗４０は１個のみでよい。従って、本実施形態によれば、ＬＥＤ表示装置の構成を簡素にすることができる。
【００３９】
＜第３実施形態＞
図６はこの発明の第３実施形態であるＬＥＤドライバ２０Ｂを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。上記第２実施形態と同様、本実施形態によるＬＥＤドライバ２０Ｂは、３個のＬＥＤ１０、１１および１２を駆動する。
【００４０】
ＬＥＤドライバ２０Ｂは、ＬＥＤ１０、１１および１２の各カソードに各々のソースが接続されたＰチャネルトランジスタ７００、７１０および７２０と、Ｐチャネルトランジスタ７００、７１０および７２０の各ドレインに各々の一端が接続された可変電流源３００、３１０および３２０を各々有している。ここで、可変電流源３００、３１０および３２０の各他端は共通接続されており、この共通接続点と接地線との間にＬＥＤドライバ２０Ｂの外付けの電流制限抵抗４０が介挿されている。
【００４１】
また、ＬＥＤドライバ２０Ｂは、上記第２実施形態によるＬＥＤドライバ２０Ａが有していたものと同様な電流値レジスタ１００およびＤ／Ａ変換回路２００と、電流値レジスタ１１０およびＤ／Ａ変換回路２１０と、電流値レジスタ１２０およびＤ／Ａ変換回路２２０とを有している。上記第２実施形態と同様、Ｄ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０は、各々電流値レジスタ１００、１１０および１２０に記憶された各電流値情報により指定された各電流をＬＥＤ１０および可変電流源３００、ＬＥＤ１１および可変電流源３１０並びにＬＥＤ１２および可変電流源３２０に流すための可変電流源３００、３１０および３２０の制御を各々行う。
【００４２】
さらにＬＥＤドライバ２０Ｂは、階調レジスタ５００およびＰＷＭ回路６００と、階調レジスタ５１０およびＰＷＭ回路６１０と、階調レジスタ５２０およびＰＷＭ回路６２０とを有する。ここで、階調レジスタ５００、５１０および５２０は、ＬＥＤ１０、１１および１２を各々何％の階調で発光させるかを指定する階調情報を各々記憶するレジスタである。ＰＷＭ回路６００、６１０および６２０は、所定周波数のキャリアを用いたＰＷＭ処理を行うことにより、所定周波数を有し、かつ、階調レジスタ５００、５１０および５２０に記憶された各階調情報に対応したデューティ比でＰチャネルトランジスタ７００、７１０および７２０をＯＮさせるＰＷＭパルスを各々発生する回路である。具体的には、ＰＷＭ回路６００は、階調レジスタ５００に記憶された階調情報がα％の階調を指定している場合、キャリアの１周期ＴのうちαＴの期間だけＰチャネルトランジスタ７００をＯＮとし、残りの（１００％−α）Ｔの期間はＰチャネルトランジスタ７００をＯＦＦとする。他のＰＷＭ回路６１０および６２０も同様である。
【００４３】
ＬＥＤコントローラ３０Ｂは、ＬＥＤ１０、１１および１２の輝度制御を行うためのアプリケーションプログラムを実行し、赤色、緑色および青色の各発光色に対応した時系列の電流値情報および階調情報を各々発生する。そして、ＬＥＤコントローラ３０Ｂは、アプリケーションプログラムの実行により発生した赤色に対応した時系列の電流値情報を電流値レジスタ１００へ順次書き込み、緑色に対応した時系列の電流値情報を電流値レジスタ１１０へ順次書き込み、青色に対応した時系列の電流値情報を電流値レジスタ１２０へ順次書き込む。また、ＬＥＤコントローラ３０Ｂは、アプリケーションプログラムの実行により発生した赤色に対応した時系列の階調情報を階調レジスタ５００へ順次書き込み、緑色に対応した時系列の階調情報を階調レジスタ５１０へ順次書き込み、青色に対応した時系列の階調情報を階調レジスタ５２０へ順次書き込む。これにより本実施形態では、ＬＥＤ１０が出力する赤色光の輝度、ＬＥＤ１１が出力する緑色光の輝度、ＬＥＤ１２が出力する青色光の輝度が時系列の各電流値情報および時系列の各階調情報に応じて動的に制御される。
【００４４】
本実施形態においても上記第２実施形態と同様な効果が得られる。また、本実施形態では、可変電流源３００、３１０および３２０の電流値の制御に加えて、各階調情報に基づいて可変電流源３００、３１０および３２０の各電流をＬＥＤ１０、１１および１２に各々通電する通電時間のデューティ比の制御を行う。従って、本実施形態によれば、例えば電流値レジスタ１００、１１０および１２０の電流値情報の書き換えによりＬＥＤ１０、１１および１２の最大輝度を切り換え、階調レジスタ５００、５１０および５２０の各階調情報の書き換えによりＬＥＤ１０、１１および１２の各輝度を最大輝度の何％にするかの切り換え（すなわち、階調の切り換え）を行うことができる。従って、本実施形態によれば、例えば２５６諧調の輝度の制御を実現する場合、例えば電流値情報の切り換えにより６４諧調の輝度制御を行い、さらにそれに加えて階調情報に基づくＰＷＭ制御を行うことにより２５６諧調の輝度制御を実現するというようなきめ細かな輝度制御を実現することができる。
【００４５】
＜第４実施形態＞
図７はこの発明の第４実施形態であるＬＥＤドライバ２０Ｃを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。本実施形態におけるＬＥＤドライバ２０Ｃは、上記第３実施形態によるＬＥＤドライバ２０Ｂにスイッチ回路４００を追加した構成となっている。
【００４６】
このスイッチ回路４００は、Ｄ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０と、可変電流源３００、３１０および３２０との接続状態の切り換えを行う回路であり、任意の１つのＤ／Ａ変換回路を任意の１または複数の可変電流源に接続することが可能な構成となっている。
【００４７】
ＬＥＤコントローラ３０Ｃは、上記第３実施形態と同様な電流値情報および階調情報に加えて、いずれのＤ／Ａ変換回路をいずれの可変電流源に接続するかを指定する接続情報をＬＥＤドライバ２０Ｃに対して出力する。
【００４８】
スイッチ回路４００は、この接続情報に従ってＤ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０と、可変電流源３００、３１０および３２０との接続状態の切り換えを行う。Ｄ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０のうちスイッチ回路４００を介して１または複数の可変電流源に接続されたＤ／Ａ変換回路は、当該Ｄ／Ａ変換回路に接続された電流値レジスタに記憶された電流値情報に対応した電流値の電流を当該１または複数の可変電流源の各々に流す制御を行う。
【００４９】
例えばＤ／Ａ変換回路２００がスイッチ回路４００を介して可変電流源３００、３１０および３２０に接続された場合、Ｄ／Ａ変換回路２００は、電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報に対応した電流値の電流を可変電流源３００、３１０および３２０の各々に流す制御を行う。なお、図７に示す例ではＬＥＤドライバ２０Ｃは、３個のＬＥＤを駆動する構成となっているが、より多数のＬＥＤを駆動する構成としてもよい。
【００５０】
本実施形態によれば、複数のＬＥＤの輝度を一括同時に制御することに対する要求に応えることができる。例えば、パチンコ台において、台の一部のブロックにＬＥＤが複数個まとめて配置されており、このまとまったＬＥＤの輝度を一括同時にフェードイン（すなわち、輝度を徐々に上昇）させ、その後、一括同時にフェードアウト（すなわち、輝度を徐々に低下）させたいというような要求が発生し得る。このような場合、ＬＥＤ毎に輝度制御をしても良いが、そのためには同じ電流値情報を複数の電流値レジスタへ記憶させる必要があり、ＬＥＤコントローラ３０ＣからＬＥＤドライバ２０Ｃへ転送する電流値情報のデータ量が嵩むことになる。しかしながら、本実施形態によれば、複数のＬＥＤに各々接続された複数の可変電流源に適用する電流値情報を、１つの電流値レジスタに記憶させ、１つのＤ／Ａ変換回路にその電流値情報に対応した電流を複数の可変電流源に流す制御を行わせることができる。従って、本実施形態によれば、ＬＥＤコントローラ３０ＣからＬＥＤドライバ２０Ｃへ転送する電流値情報のデータ量を増加させることなく、複数のＬＥＤの輝度を一括同時に制御することができる。
【００５１】
また、本実施形態によれば、複数のＬＥＤに接続された各可変電流源を１つのＤ／Ａ変換回路に接続してグループ化し、その１つのＤ／Ａ変換回路に接続された電流値レジスタ内の電流値情報を書き換えることによりグループ内の全ＬＥＤに共通の輝度制御を行い、グループに属する各ＬＥＤに対応付けられた各階調レジスタ内の階調情報を個別的に書き換えることにより、グループ内の各ＬＥＤの個別的な輝度制御を行うことが可能である。従って、例えば赤色、緑色および青色のＬＥＤの各輝度を独立に変化させつつ、各ＬＥＤの輝度に対して共通の時間的変化を与えるといった演出が可能になる。
【００５２】
図８はそのような本実施形態の動作例を示すタイムチャートである。初期状態においてスイッチ回路４００はＤ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０を可変電流源３００、３１０および３２０に各々接続している。この状態では、個別モードでの可変電流源３００、３１０および３２０の電流値の制御が行われる。すなわち、可変電流源３００、３１０および３２０に電流値レジスタ１００、１１０および１２０内の各電流値情報に応じた各電流を各々流す制御が行われる。従って、電流値レジスタ１００、１１０および１２０内の各電流値情報の書き換えを行うことによりＬＥＤ１０、１１および１２の各輝度を個別的に制御することが可能である。
【００５３】
次に図８の動作例では、Ｄ／Ａ変換回路２００を可変電流源３００、３１０および３２０に接続することを指示する接続情報ＣＮ１がＬＥＤドライバ２０Ｃに与えられる。この結果、スイッチ回路４００によりＤ／Ａ変換回路２００が可変電流源３００、３１０および３２０に接続される。これにより、ＬＥＤ１０、１１および１２をグループとして扱うグループモードでの輝度制御が行われる。すなわち、可変電流源３００、３１０および３２０に電流値レジスタ１００内の電流値情報に応じた電流を各々流す制御が行われる。従って、この状態では、電流値レジスタ１００内の電流値情報の書き換えを行うことによりＬＥＤ１０、１１および１２の各輝度を一括同時に制御することが可能である。また、この間、階調レジスタ５００、５１０および５２０内の各階調情報の書き換えを行うことによりＬＥＤ１０、１１および１２の各輝度に個別的な変化を与えることが可能である。
【００５４】
次に図８の動作例では、Ｄ／Ａ変換回路２００を可変電流源３００および３１０に接続し、Ｄ／Ａ変換回路２２０を可変電流源３２０に接続することを指示する接続情報ＣＮ２がＬＥＤドライバ２０Ｃに与えられる。この結果、スイッチ回路４００によりＤ／Ａ変換回路２００が可変電流源３００および３１０に接続され、Ｄ／Ａ変換回路２２０が可変電流源３２０に接続される。これにより、ＬＥＤ１０および１１をグループとして扱い、ＬＥＤ１２を個別的に扱う一部グループモードでの輝度制御が行われる。すなわち、可変電流源３００および３１０に電流値レジスタ１００内の電流値情報に応じた電流を各々流し、可変電流源３２０に電流値レジスタ１２０内の電流値情報に応じた電流を流す制御が行われる。従って、この状態では、電流値レジスタ１００内の電流値情報の書き換えを行うことによりＬＥＤ１０および１１の各輝度を一括同時に制御し、電流値レジスタ１２０内の電流値情報の書き換えを行うことによりＬＥＤ１２の輝度を個別的に制御することが可能である。
【００５５】
その後、図８の動作例では、Ｄ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０を可変電流源３００、３１０および３２０に各々接続すべき旨の接続情報ＣＮ３がＬＥＤドライバ２０Ｃに与えられる。これによりＬＥＤドライバ２０Ｃでは、上述した個別モードでのＬＥＤ１０、１１よび１２の輝度制御が行われる。
【００５６】
このように本実施形態によれば、複数のＬＥＤ１０、１１および１２の全部または一部をグループ化し、グループ内の全ＬＥＤに共通の輝度変化を与えるとともに、グループ内の各ＬＥＤに個別的な輝度変化を与えることができる。従って、ＬＥＤコントローラ３０ＣからＬＥＤドライバ２０Ｃに転送するデータ量を増やすことなく複数のＬＥＤの輝度を複雑に変化させる多彩な演出を実現することができる。
【００５７】
＜第５実施形態＞
図９はこの発明の第５実施形態であるＬＥＤドライバ２０Ｄを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。本実施形態におけるＬＥＤドライバ２０Ｄは、上記第３実施形態によるＬＥＤドライバ２０Ｂにスイッチ回路４１０を追加した構成となっている。
【００５８】
このスイッチ回路４１０は、電流値レジスタ１００、１１０および１２０と、Ｄ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０との接続状態の切り換えを行う回路であり、任意の１つの電流値レジスタを任意の１または複数のＤ／Ａ変換回路に接続することが可能な構成となっている。
【００５９】
ＬＥＤコントローラ３０Ｄは、上記第３実施形態と同様な電流値情報および階調情報に加えて、いずれの電流値レジスタをいずれのＤ／Ａ変換回路に接続するかを指定する接続情報をＬＥＤドライバ２０Ｄに対して出力する。スイッチ回路４１０は、この接続情報に従って電流値レジスタ１００、１１０および１２０と、Ｄ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０との接続状態の切り換えを行う。
【００６０】
スイッチ回路４１０を介して１つの電流値レジスタに接続された１または複数のＤ／Ａ変換回路は、当該Ｄ／Ａ変換回路に接続された電流値レジスタに記憶された電流値情報に対応した電流を当該Ｄ／Ａ変換回路に接続された可変電流源の各々に流す制御を行う。例えばＤ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０がスイッチ回路４１０を介して電流値レジスタ１００に接続された場合、Ｄ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０は、電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報に対応した電流を可変電流源３００、３１０および３２０の各々に流す制御を行う。
【００６１】
なお、図９に示す例では、ＬＥＤドライバ２０Ｄは、３個のＬＥＤを駆動する構成となっているが、より多数のＬＥＤを駆動する構成としてもよい。
本実施形態においても上記第４実施形態と同様な効果が得られる。
【００６２】
＜他の実施形態＞
以上、この発明の第１〜第５実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態があり得る。例えば次の通りである。
【００６３】
（１）第４実施形態におけるスイッチ回路４００と第５実施形態におけるスイッチ回路４１０の両方をＬＥＤドライバに設けてもよい。
【００６４】
（２）上記第３〜第５実施形態において、低輝度領域でＰＷＭ制御による階調制御を行うと、ＬＥＤの出力光のちらつきを感じ易くなる。そこで、低輝度領域では階調情報が示す階調を例えば１００％として電流値情報の切り換えによりＬＥＤの輝度制御を行い、高輝度領域では主に階調情報の切り換えによりＬＥＤの輝度制御を行うようにしてもよい。
【００６５】
（３）人間は、低輝度領域におけるＬＥＤの明暗の差を敏感に感じるが、高輝度領域におけるＬＥＤの明暗の差はそれほど敏感に感じない。そこで、低輝度領域での可変電流源の電流の分解能、ＰＷＭ制御の時間分解能を高輝度領域での可変電流源の電流の分解能、ＰＷＭ制御の時間分解能より細かくしてもよい。
【００６６】
（４）複数のＬＥＤを輝度のＰＷＭ制御を行う場合、複数のＰＷＭ回路から出力されるＰＷＭパルスの立ち上がりエッジが揃ったときに大きな電磁ノイズが発生する場合がある。そこで、このような電磁ノイズの発生を抑制するため、ＰＷＭ回路とＰＷＭ制御のためのスイッチング素子（上記各実施形態ではＰチャネルトランジスタ７００、７１０および７２０）の間に遅延回路を挿入して、複数のＰＷＭパルスの立ち上がりエッジを相互にずらしても良い。
【００６７】
（５）上記各実施形態では、可変電流源を設けたことにより、ＬＥＤに流す電流を調整するために電流制限抵抗４０の付け替えを行う必要性がなくなった。そこで、電流制限抵抗を外付けとするのではなく、ＬＥＤドライバに内蔵させてもよい。あるいは電流制限抵抗４０を省略してもよい。
【００６８】
（６）上記第４実施形態において、スイッチ回路４００は、任意のＤ／Ａ変換回路を任意の１または複数の可変電流源に接続したが、スイッチ回路４００として、例えばＤ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０を可変電流源３００、３１０および３２０に各々接続する第１の接続状態（個別モード）と、１個のＤ／Ａ変換回路２００を可変電流源３００、３１０および３２０に接続する第２の接続状態（特定のグループモード）のいずれかを選択して実現することが可能なものを使用してもよい。
【００６９】
（７）上記第５実施形態において、スイッチ回路４１０は、任意の電流値レジスタを任意の１または複数のＤ／Ａ変換回路に接続したが、スイッチ回路４１０として、例えば電流値レジスタ１００、１１０および１２０をＤ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０に各々接続する第１の接続状態（個別モード）と、１個の電流値レジスタ１００をＤ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０に接続する第２の接続状態（特定のグループモード）のいずれかを選択して実現することが可能なものを使用してもよい。
【００７０】
（８）上記第４または第５実施形態において、例えばスイッチ回路４００または４１０、電流値レジスタ１１０および１２０、Ｄ／Ａ変換回路２１０および２２０を省略し、Ｄ／Ａ変換回路２００を可変電流源３００、３１０および３２０に接続した構成としてもよい。すなわち、電流値情報による輝度制御は全ＬＥＤについて一括同時に行い、各ＬＥＤ毎の個別的な輝度制御は階調制御情報の書き換えにより行う態様である。
【００７１】
（９）上記第３〜第５実施形態では、ＬＥＤの輝度を決定する情報として、電流値情報と階調情報をＬＥＤコントローラからＬＥＤドライバに供給した。しかし、そのようにする代わりに、ＬＥＤの輝度を指定する輝度情報のみをＬＥＤコントローラからＬＥＤドライバに供給し、ＬＥＤドライバ内で輝度情報が指定する輝度を実現するための電流値情報と階調情報を発生し、電流値レジスタと階調レジスタに書き込むようにしてもよい。
【００７２】
（１０）上記各実施形態において、ＬＥＤコントローラに実行させるＬＥＤの輝度制御のためのアプリケーションプログラムを作成するためのオーサリングツールを作成してユーザに配布してもよい。この態様によれば、ユーザは、パーソナルコンピュータ等にそのオーサリングツールをインストールして実行させ、ＬＥＤコントローラに実行させるアプリケーションプログラムを作成することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０，１１，１２…ＬＥＤ、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ…ＬＥＤドライバ、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ…ＬＥＤコントローラ、４０…電流制限抵抗、１００，１１０，１２０…電流値レジスタ、２００，２１０，２２０…Ｄ／Ａ変換回路、３００，３１０，３２０…可変電流源、５００，５１０，５２０…諧調レジスタ、６００，６１０，６２０…ＰＷＭ回路、７００，７１０，７２０…Ｐチャネルトランジスタ、４００，４１０…スイッチ回路
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＬＥＤを駆動して発光させるＬＥＤドライバに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を所望の輝度で発光させるためには、その輝度に対応した適切な電流をＬＥＤに流す必要がある。そこで、従来、電源からの電流をＬＥＤに流す電流経路の途中に電流制限抵抗を介挿し、ＬＥＤに対して適切な電流値の電流を流すという方法が一般に用いられていた（以下、第１の従来技術という）。
【０００３】
この第１の従来技術の他、ＬＥＤの輝度制御のための技術としてＰＷＭ（Pulse Width
Modulation：パルス幅変調）制御がある。このＰＷＭ制御によりＬＥＤの輝度制御を行う技術を開示した文献として例えば特許文献１がある。この特許文献１に開示されたＬＥＤドライバは、電源に対してＬＥＤとともに直列接続されたスイッチング素子を備えている。そして、このＬＥＤドライバでは、所望の輝度に応じたデューティ比を持った周期的なＰＷＭパルスが発生され、このＰＷＭパルスによりスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ切り替えが行われる。このＬＥＤドライバによれば、ＰＷＭパルスがアクティブレベルとなってスイッチング素子がＯＮとなる期間、ＬＥＤの通電が行われる。従って、スイッチング素子に与えるＰＷＭパルスのデューティ比を調整することによりＬＥＤを所望の輝度で発光させることができる（以上、第２の従来技術という）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６４３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した第１および第２の従来技術は次のような問題を有していた。まず、第１の従来技術を採用したＬＥＤドライバおよび電流制限抵抗とＬＥＤドライバにより駆動されるＬＥＤを搭載したＬＥＤ表示装置用の基板があり、この基板をリサイクルして新たな仕様に対応したＬＥＤ表示装置を構成するものとする。このようなリサイクルを行う際、基板上のＬＥＤを別のＬＥＤに付け替えるような場合がある。このような場合、元のＬＥＤと付け替えるＬＥＤの電圧電流特性が異なっていると、付け替え後においても元のＬＥＤと同様な輝度での発光を行わせるために、電流制限抵抗を適切な抵抗値を持ったものに付け替える必要がある。従って、新たな仕様のＬＥＤ表示装置を構成するための製造コストが嵩むという問題があった。
【０００６】
第２の従来技術を採用してＬＥＤの輝度を制御する場合には、ＬＥＤの付け替えを行った場合に、ＬＥＤに接続されたスイッチング素子に供給するＰＷＭパルスのデューティ比を調整することによりＬＥＤの輝度を最適な輝度に調整することが可能である。しかし、第２の従来技術は、ＬＥＤを低輝度領域において発光させる場合に、ＬＥＤに接続されたスイッチング素子に与えるＰＷＭパルスのデューティ比を小さくし、ＬＥＤに対する通電時間を短くする必要がある。この場合、短い通電時間で断続的にＬＥＤへの通電が行われるため、ＬＥＤの出力光がちらついた感じになる問題があった。
【０００７】
この発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤが電圧電流特性の異なる他のＬＥＤに付け替えられた場合でも、ＬＥＤの出力光にちらつき感を生じさせることなく、最適な輝度でＬＥＤを発光させることができるＬＥＤドライバを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、ＬＥＤに対して直列接続された可変電流源と、デジタル情報である電流値情報を記憶する電流値レジスタと、前記電流値レジスタに記憶された電流値情報に対応した電流を前記可変電流源に流す制御を行うＤ／Ａ変換回路とを具備することを特徴とするＬＥＤドライバを提供する。
【０００９】
この発明によれば、Ｄ／Ａ変換回路により電流値レジスタに記憶された電流値情報に対応した電流を可変電流源に流す制御が行われ、この可変電流源の電流がＬＥＤに流れる。従って、ＬＥＤが電圧電流特性の異なる他のＬＥＤに付け替えられた場合でも、ＬＥＤの出力光にちらつき感を生じさせることなく、所望の輝度でＬＥＤを発光させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の第１実施形態であるＬＥＤドライバを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。
【図２】同実施形態におけるＤ／Ａ変換回路および可変電流源の構成例を示す回路図である。
【図３】同Ｄ／Ａ変換回路および可変電流源の他の構成例を示す回路図である。
【図４】同実施形態におけるＬＥＤ、可変電流源、電流制限抵抗の各電圧とＬＥＤに流れる電流との関係を示す図である。
【図５】この発明の第２実施形態であるＬＥＤドライバを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。
【図６】この発明の第３実施形態であるＬＥＤドライバを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。
【図７】この発明の第４実施形態であるＬＥＤドライバを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。
【図８】同実施形態の動作例を示すタイムチャートである。
【図９】この発明の第５実施形態であるＬＥＤドライバを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１はこの発明の第１実施形態であるＬＥＤドライバ２０を使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。図１に示すように、ＬＥＤ表示装置は、ＬＥＤ１０と、本実施形態によるＬＥＤドライバ２０と、電流制限抵抗４０と、ＬＥＤコントローラ３０とから構成されている。そして、本実施形態によるＬＥＤドライバ２０は、電流値レジスタ１００と、Ｄ／Ａ変換回路２００と、可変電流源３００とを有する。ここで、ＬＥＤ１０は、アノードが電源ＶＤＤに接続され、カソードがＬＥＤドライバ２０の可変電流源３００の一端に接続されている。そして、可変電流源３００の他端と接地線との間にはＬＥＤドライバ２０の外付けの電流制限抵抗４０が介挿されている。ＬＥＤコントローラ３０は、ＬＥＤドライバ２０の制御を行う手段である。
【００１２】
ＬＥＤドライバ２０において、電流値レジスタ１００は、デジタル情報である電流値情報を記憶する書き換え可能な記憶手段である。この電流値情報は、ＬＥＤ１０に流す電流値を指定する情報であり、ＬＥＤコントローラ３０により電流値レジスタ１００に書き込まれる。可変電流源３００は、電流値の制御が可能な電流源である。Ｄ／Ａ変換回路２００は、電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報に対応した電流を可変電流源３００に流すための制御を行う回路である。
【００１３】
図２はＤ／Ａ変換回路２００および可変電流源３００の構成例を示す回路図である。この例において、可変電流源３００は、並列接続されたｎ個（ｎは２以上の整数）のＰチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属−酸化膜−半導体構造の電界効果トランジスタであり、以下、単にトランジスタという）３０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）により構成されている。これらのＰチャネルトランジスタ３０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）は、各々のソースがＬＥＤ１０のカソードに共通接続され、各々のドレインが電流制限抵抗４０に共通接続されている。
【００１４】
Ｄ／Ａ変換回路２００は、同じトランジスタサイズからなるＰチャネルトランジスタ２０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）と、Ｎチャネルトランジスタ２０２（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）と、同じ電流値の定電流源２０３（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）と、オペアンプにより構成されたボルテージフォロワ回路２０４とを有する。ここで、Ｐチャネルトランジスタ２０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）は、各々のゲートがＰチャネルトランジスタ３０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各ゲートに各々接続されている。そして、Ｐチャネルトランジスタ３０１（ｋ＝０〜ｎ−１）の各ソースの共通接続点の電圧がボルテージフォロワ回路２０４を介してＰチャネルトランジスタ２０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各ソースの共通接続点に与えられる。また、各Ｐチャネルトランジスタ２０１（ｋ）のゲートおよびドレインは共通接続されている。そして、Ｐチャネルトランジスタ２０１（ｋ）とＰチャネルトランジスタ３０１（ｋ）の各組は各々カレントミラーを構成している。ここで、Ｐチャネルトランジスタ３０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各トランジスタサイズとＰチャネルトランジスタ２０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各トランジスタサイズとの比は、各々、２０、２１、…、２ｎ−１となっている。
【００１５】
Ｐチャネルトランジスタ２０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）のゲートおよびドレインの各共通接続点には、Ｎチャネルトランジスタ２０２（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各ドレインが各々接続されている。このＮチャネルトランジスタ２０２（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各ソースと接地線の間には、同じ電流値Ｉ０を持った定電流源２０３（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）が各々介挿されている。そして、Ｎチャネルトランジスタ２０２（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各ゲートには、ｎビットの電流値情報の第０ビット〜第ｎ−１ビットを示す各電圧が与えられる。
【００１６】
以上の構成において、Ｄ／Ａ変換回路２００では、電流値情報の第０ビット〜第ｎ−１ビットのうち例えば第ｋ１ビットが“１”になると、Ｎチャネルトランジスタ２０２（ｋ１）がＯＮとなり、定電流源２０３（ｋ１）の電流Ｉ０がＰチャネルトランジスタ２０１（ｋ１）に流れ、このＰチャネルトランジスタ２０１（ｋ１）とともにカレントミラーを構成するＰチャネルトランジスタ３０１（ｋ１）に電流２ｋ１Ｉ０が流れる。同様に、電流値情報の第ｋ１ビットに加えて第ｋ２ビットが“１”になった場合には、Ｐチャネルトランジスタ３０１（ｋ２）に電流２ｋ２Ｉ０が流れる。従って、Ｐチャネルトランジスタ２０１（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）を並列接続した可変電流源３００には電流値情報が示す電流値の電流が流れる。
【００１７】
図３はＤ／Ａ変換回路２００および可変電流源３００の他の構成例を示す回路図である。この構成例において、可変電流源３００は、ｎ個のスイッチ３０２（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）とｎ個の抵抗３０３（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）により構成されている。ここで、スイッチ３０２（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各一端は共通接続され、この共通接続点にはＬＥＤ１０のカソードが接続される。また、スイッチ３０２（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各他端には抵抗３０３（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各一端が各々接続される。そして、抵抗３０３（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）の各他端は共通接続され、この共通接続点と接地線との間に電流制限抵抗４０が介挿される。抵抗３０３（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）は、Ｒ０を所定の抵抗値とした場合に、抵抗値２−ｋＲ０（ｋ＝０〜ｎ−１）を各々有する。
【００１８】
Ｄ／Ａ変換回路２００は、電流値情報の第０ビット〜第ｎ−１ビットを記憶するｎ個のフリッフフロップを有しており、これらのフリップフロップの記憶内容に応じてスイッチ３０２（ｋ）（ｋ＝０〜ｎ−１）のＯＮ／ＯＦＦ切り換えを行う。
【００１９】
具体的には電流値情報の例えば第ｋ１ビットが“１”である場合にスイッチ３０２（ｋ１）をＯＮにする。また、電流値情報の第ｋ１ビットに加えて第ｋ２ビットが“１”である場合には、スイッチ３０２（ｋ１）に加えてスイッチ３０２（ｋ２）をＯＮにする。この構成例においても電流値情報に対応した電流値の電流をＬＥＤ１０に流すことが可能である。
【００２０】
図３に示す可変電流源３００は、電流値が両端間電圧に依存する欠点を有するが、電流値情報が示すアナログ値に応じて電流値を増減することが可能である。従って、ＬＥＤ１０に流す電流の制御を行うための手段として使用することができる。
【００２１】
次に本実施形態の動作を説明する。本実施形態において、図１に示すＬＥＤ表示装置は、例えばパチンコ台に搭載される。ＬＥＤコントローラ３０は、パチンコを楽しむ遊技客のためにＬＥＤ１０を発光させて各種の演出を行うためのアプリケーションプログラムを記憶している。そして、ＬＥＤコントローラ３０は、このアプリケーションプログラムを実行することにより、ＬＥＤ１０を発光させる際の輝度を決定する電流値情報を生成し、ＬＥＤドライバ２０の電流値レジスタ１００に書き込む。ある好ましい態様では、パチンコ台において各種のイベント（例えば得点の割り当てられた穴にパチンコの球が入った旨のイベント）が発生した場合、ＬＥＤコントローラ３０は、アプリケーションプログラムに従って、そのイベントに対応付けられた態様でＬＥＤ１０の輝度を時間変化させるための時系列の電流値情報を発生し、この時系列の電流値情報を電流値レジスタ１００に順次書き込む。
【００２２】
電流値レジスタ１００の電流値情報が書き換えられると、Ｄ／Ａ変換回路２００は、電流値レジスタ１００内の新たな電流値情報が示す電流をＬＥＤ１０および可変電流源３００に流すための可変電流源３００の制御を行う。これにより電流値レジスタ１００内の新たな電流値情報により指定された電流がＬＥＤ１０、可変電流源３００および電流制限抵抗４０に流れ、ＬＥＤ１０が新たな電流値情報に対応した輝度で発光する。
【００２３】
図４は本実施形態においてＬＥＤ１０に加わる電圧Ｖｄと、可変電流源３００に加わる電圧Ｖｉと、電流制限抵抗４０に加わる電圧Ｖｒと、電流制限抵抗４０の抵抗値Ｒと、ＬＥＤ１０に流れる電流Ｉｄとの関係を示すものである。この図４において、横軸は電圧、縦軸はＬＥＤ１０に流れる電流Ｉｄである。
【００２４】
図４に示すように、ＬＥＤ１０に流れる電流Ｉｄは、ＬＥＤ１０に加わる電圧Ｖｄに依存し、電圧Ｖｄの増加に対して略指数関数的に増加する。そして、本実施形態では、電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報に対応した電流ＩｄをＬＥＤ１０、可変電流源３００および電流制限抵抗４０に流すための可変電流源３００の制御がＤ／Ａ変換回路２００によって行われる。
【００２５】
ここで、電流値情報により指定された電流Ｉｄを流すためにＬＥＤ１０に加わる電圧Ｖｄと、同電流Ｉｄを流すために電流制限抵抗４０に加わる電圧Ｖｒとの和は、図４に示すように、点（Ｖｄ、Ｉｄ）を通過する勾配−１／Ｒの直線と横軸との交点の横軸座標値として求めることができる。そして、図４に示すように、電流値情報により指定された電流Ｉｄを流すためにＬＥＤ１０に加わる電圧Ｖｄと、同電流Ｉｄを流すために電流制限抵抗４０に加わる電圧Ｖｒとの和を電源電圧ＶＤＤから差し引いた電圧が、Ｄ／Ａ変換回路２００による制御の下、可変電流源３００に加わる電圧Ｖｉとなる。
【００２６】
図４に示すように、最大限、可変電流源３００に加わる電圧Ｖｉが０ＶになるまでＬＥＤ１０に流す電流Ｉｄを増加させることが可能であり、この可変電流源３００に加わる電圧Ｖｉが０ＶになるときのＬＥＤ１０の電流ＩｄがＬＥＤ１０に流すことができる電流Ｉｄの最大値Ｉｄｍａｘとなる。図４から明らかなように電流制限抵抗４０の抵抗値Ｒにより定まる勾配−１／Ｒの絶対値が大きくなる程、電流Ｉｄの最大値Ｉｄｍａｘは大きくなる。このように電流制限抵抗４０は、ＬＥＤ１０に流す電流の最大値Ｉｄｍａｘを決定する役割を果たす。
【００２７】
また、仮に可変電流源３００が短絡状態（ずなわち、Ｖｉ＝０Ｖ）となるような事故が発生した場合、ＬＥＤ１０に流れる電流は最大値Ｉｄｍａｘに抑えられる。また、仮にＬＥＤ１０、可変電流源３００の両方が短絡状態となるような事故が発生した場合、ＬＥＤ１０、可変電流源３００および電流制限抵抗４０に流れる電流は、電源電圧ＶＤＤを抵抗値Ｒにより除算した電流値に制限される。このように電流制限抵抗４０はＬＥＤ１０、可変電流源３００および電流制限抵抗４０を直列接続した回路に過電流が流れるのを防止する役割を果たす。
【００２８】
ところで、例えばパチンコ台のモデルチェンジ等のために、図１に示すＬＥＤ表示装置が搭載された基板をリサイクルし、その際にＬＥＤ１０を他のＬＥＤへ変更するような場合がある。ここで、電流制限抵抗によりＬＥＤに流す電流を制御する従来のＬＥＤドライバでは、変更前のＬＥＤ１０と変更後のＬＥＤの電圧電流特性が異なる場合に、ＬＥＤに流す電流を変更前と同じにするために、電流制限抵抗を新たなＬＥＤの電圧電流特性に適した抵抗値を持ったものに交換する必要があった。しかし、本実施形態によれば、ＬＥＤ１０が新たなＬＥＤに変更されても、Ｄ／Ａ変換回路２００が電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報により指定された電流をＬＥＤ、可変電流源３００および電流制限抵抗４０に流すための可変電流源３００の制御を行う。従って、変更前のＬＥＤ１０と変更後のＬＥＤの電圧電流特性が異なる場合でも、電流制限抵抗４０の付け替えを行う必要はない。
【００２９】
また、パチンコ台のモデルチェンジの際に、ＬＥＤ１０の輝度制御の態様を変更する場合もあり得る。このような場合、本実施形態によれば、新たな輝度制御の態様に合わせて、電流値情報を発生してＬＥＤドライバ２０の電流値レジスタ１００に書き込むアプリケーションプログラムを変更し、この変更後のアプリケーションプログラムをＬＥＤコントローラ３０にインストールすればよい。従って、本実施形態によれば、ハードウェアを変更することなく、ＬＥＤコントローラ３０に実行されるアプリケーションプログラムを変更するのみによりＬＥＤ１０の輝度制御の態様を変更することができ、無駄な部品交換を行うことなく、経済的にパチンコ台のモデルチェンジを行うことができる。
【００３０】
また、上述した第２の従来技術によりＬＥＤの輝度を制御するＬＥＤドライバでは、低輝度域でＬＥＤを発光させる場合に、ＬＥＤに通電を行うＰＷＭデューティ比を小さくし、ＬＥＤの通電時間を短くしているため、ＬＥＤの出力光がちらつきを感じさせることがある。これに対し、本実施形態では、Ｄ／Ａ変換回路２００が電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報により指定された電流をＬＥＤ１０、可変電流源３００および電流制限抵抗４０に流すための可変電流源３００の制御を行う。従って、電流値レジスタ１００に適切な電流値情報を書き込むことにより、低輝度領域においても、ちらつきを感じさせることなく、ＬＥＤ１０を電流値情報に対応した輝度で発光させることができる。
【００３１】
また、本実施形態によれば、電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報により指定された電流をＬＥＤ１０に流すことができるので、電流値レジスタ１００に所望の電流値情報を順次書き込むことにより、ＬＥＤ１０の輝度を動的に制御することができる。このため、本実施形態によれば、ＬＥＤ１０の多彩な輝度制御を実現することができる。
【００３２】
＜第２実施形態＞
図５はこの発明の第２実施形態であるＬＥＤドライバ２０Ａを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。上記第１実施形態によるＬＥＤドライバ２０は、１個のＬＥＤ１０を駆動するものであった。これに対し、本実施形態によるＬＥＤドライバ２０Ａは、３個のＬＥＤ１０、１１および１２を駆動する。ここで、ＬＥＤ１０、１１および１２は、発光色が例えば赤色、緑色および青色であるＬＥＤであり、各々のアノードが電源ＶＤＤに接続されている。
【００３３】
ＬＥＤドライバ２０Ａは、ＬＥＤ１０、１１および１２の各カソードに各々の一端が接続された可変電流源３００、３１０および３２０を有している。これらの可変電流源３００、３１０および３２０の各他端は共通接続されており、この共通接続点と接地線との間にＬＥＤドライバ２０Ａの外付けの電流制限抵抗４０が介挿されている。
【００３４】
また、ＬＥＤドライバ２０Ａは、電流値レジスタ１００およびＤ／Ａ変換回路２００と、電流値レジスタ１１０およびＤ／Ａ変換回路２１０と、電流値レジスタ１２０およびＤ／Ａ変換回路２２０とを有している。
【００３５】
電流値レジスタ１００、１１０および１２０は、ＬＥＤ１０、１１および１２に適用する電流値情報を各々記憶する書き換え可能な記憶手段である。Ｄ／Ａ変換回路２００は、電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報により指定された電流をＬＥＤ１０および可変電流源３００に流すための可変電流源３００の制御を行う手段である。また、Ｄ／Ａ変換回路２１０は、電流値レジスタ１１０に記憶された電流値情報により指定された電流をＬＥＤ１１および可変電流源３１０に流すための可変電流源３１０の制御を行う手段である。また、Ｄ／Ａ変換回路２２０は、電流値レジスタ１２０に記憶された電流値情報により指定された電流をＬＥＤ１２および可変電流源３２０に流すための可変電流源３２０の制御を行う手段である。
【００３６】
Ｄ／Ａ変換回路２００および可変電流源３００の構成、Ｄ／Ａ変換回路２１０および可変電流源３１０の構成並びにＤ／Ａ変換回路２２０および可変電流源３２０の構成は、上記第１実施形態におけるＤ／Ａ変換回路２００および可変電流源３００の構成と同様である。
【００３７】
ＬＥＤコントローラ３０Ａは、ＬＥＤ１０、１１および１２の輝度制御を行うためのアプリケーションプログラムを実行し、赤色、緑色および青色の各発光色に対応した時系列の電流値情報を発生する。そして、ＬＥＤコントローラ３０Ａは、赤色に対応した時系列の電流値情報を電流値レジスタ１００へ順次書き込み、緑色に対応した時系列の電流値情報を電流値レジスタ１１０へ順次書き込み、青色に対応した時系列の電流値情報を電流値レジスタ１２０へ順次書き込む。これにより本実施形態では、ＬＥＤ１０が出力する赤色光の輝度、ＬＥＤ１１が出力する緑色光の輝度、ＬＥＤ１２が出力する青色光の輝度が時系列の各電流値情報に応じて動的に制御される。
【００３８】
本実施形態によれば、３個のＬＥＤ１０、１１および１２の電圧電流特性が互いに異なる場合であっても、電流値レジスタ１００、１１０および１２０に適切な電流値情報を各々書き込むことにより、各ＬＥＤに対して適切な電流を流し、各ＬＥＤを所望の輝度で発光させることができる。また、本実施形態によれば、３個のＬＥＤ１０、１１および１２が電圧電流特性の異なった他のＬＥＤに変更された場合においても、電流値情報により指定された適切な電流をＬＥＤ１０、１１および１２に各々流し、ＬＥＤ１０、１１および１２を所望の輝度で各々発光させることができる。また、本実施形態において、ＬＥＤ１０、１１および１２の各々に流す電流を決定するのは可変電流源３００、３１０および３２０であるので、電流制限抵抗４０は１個のみでよい。従って、本実施形態によれば、ＬＥＤ表示装置の構成を簡素にすることができる。
【００３９】
＜第３実施形態＞
図６はこの発明の第３実施形態であるＬＥＤドライバ２０Ｂを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。上記第２実施形態と同様、本実施形態によるＬＥＤドライバ２０Ｂは、３個のＬＥＤ１０、１１および１２を駆動する。
【００４０】
ＬＥＤドライバ２０Ｂは、ＬＥＤ１０、１１および１２の各カソードに各々のソースが接続されたＰチャネルトランジスタ７００、７１０および７２０と、Ｐチャネルトランジスタ７００、７１０および７２０の各ドレインに各々の一端が接続された可変電流源３００、３１０および３２０を各々有している。ここで、可変電流源３００、３１０および３２０の各他端は共通接続されており、この共通接続点と接地線との間にＬＥＤドライバ２０Ｂの外付けの電流制限抵抗４０が介挿されている。
【００４１】
また、ＬＥＤドライバ２０Ｂは、上記第２実施形態によるＬＥＤドライバ２０Ａが有していたものと同様な電流値レジスタ１００およびＤ／Ａ変換回路２００と、電流値レジスタ１１０およびＤ／Ａ変換回路２１０と、電流値レジスタ１２０およびＤ／Ａ変換回路２２０とを有している。上記第２実施形態と同様、Ｄ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０は、各々電流値レジスタ１００、１１０および１２０に記憶された各電流値情報により指定された各電流をＬＥＤ１０および可変電流源３００、ＬＥＤ１１および可変電流源３１０並びにＬＥＤ１２および可変電流源３２０に流すための可変電流源３００、３１０および３２０の制御を各々行う。
【００４２】
さらにＬＥＤドライバ２０Ｂは、階調レジスタ５００およびＰＷＭ回路６００と、階調レジスタ５１０およびＰＷＭ回路６１０と、階調レジスタ５２０およびＰＷＭ回路６２０とを有する。ここで、階調レジスタ５００、５１０および５２０は、ＬＥＤ１０、１１および１２を各々何％の階調で発光させるかを指定する階調情報を各々記憶するレジスタである。ＰＷＭ回路６００、６１０および６２０は、所定周波数のキャリアを用いたＰＷＭ処理を行うことにより、所定周波数を有し、かつ、階調レジスタ５００、５１０および５２０に記憶された各階調情報に対応したデューティ比でＰチャネルトランジスタ７００、７１０および７２０をＯＮさせるＰＷＭパルスを各々発生する回路である。具体的には、ＰＷＭ回路６００は、階調レジスタ５００に記憶された階調情報がα％の階調を指定している場合、キャリアの１周期ＴのうちαＴの期間だけＰチャネルトランジスタ７００をＯＮとし、残りの（１００％−α）Ｔの期間はＰチャネルトランジスタ７００をＯＦＦとする。他のＰＷＭ回路６１０および６２０も同様である。
【００４３】
ＬＥＤコントローラ３０Ｂは、ＬＥＤ１０、１１および１２の輝度制御を行うためのアプリケーションプログラムを実行し、赤色、緑色および青色の各発光色に対応した時系列の電流値情報および階調情報を各々発生する。そして、ＬＥＤコントローラ３０Ｂは、アプリケーションプログラムの実行により発生した赤色に対応した時系列の電流値情報を電流値レジスタ１００へ順次書き込み、緑色に対応した時系列の電流値情報を電流値レジスタ１１０へ順次書き込み、青色に対応した時系列の電流値情報を電流値レジスタ１２０へ順次書き込む。また、ＬＥＤコントローラ３０Ｂは、アプリケーションプログラムの実行により発生した赤色に対応した時系列の階調情報を階調レジスタ５００へ順次書き込み、緑色に対応した時系列の階調情報を階調レジスタ５１０へ順次書き込み、青色に対応した時系列の階調情報を階調レジスタ５２０へ順次書き込む。これにより本実施形態では、ＬＥＤ１０が出力する赤色光の輝度、ＬＥＤ１１が出力する緑色光の輝度、ＬＥＤ１２が出力する青色光の輝度が時系列の各電流値情報および時系列の各階調情報に応じて動的に制御される。
【００４４】
本実施形態においても上記第２実施形態と同様な効果が得られる。また、本実施形態では、可変電流源３００、３１０および３２０の電流値の制御に加えて、各階調情報に基づいて可変電流源３００、３１０および３２０の各電流をＬＥＤ１０、１１および１２に各々通電する通電時間のデューティ比の制御を行う。従って、本実施形態によれば、例えば電流値レジスタ１００、１１０および１２０の電流値情報の書き換えによりＬＥＤ１０、１１および１２の最大輝度を切り換え、階調レジスタ５００、５１０および５２０の各階調情報の書き換えによりＬＥＤ１０、１１および１２の各輝度を最大輝度の何％にするかの切り換え（すなわち、階調の切り換え）を行うことができる。従って、本実施形態によれば、例えば２５６諧調の輝度の制御を実現する場合、例えば電流値情報の切り換えにより６４諧調の輝度制御を行い、さらにそれに加えて階調情報に基づくＰＷＭ制御を行うことにより２５６諧調の輝度制御を実現するというようなきめ細かな輝度制御を実現することができる。
【００４５】
＜第４実施形態＞
図７はこの発明の第４実施形態であるＬＥＤドライバ２０Ｃを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。本実施形態におけるＬＥＤドライバ２０Ｃは、上記第３実施形態によるＬＥＤドライバ２０Ｂにスイッチ回路４００を追加した構成となっている。
【００４６】
このスイッチ回路４００は、Ｄ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０と、可変電流源３００、３１０および３２０との接続状態の切り換えを行う回路であり、任意の１つのＤ／Ａ変換回路を任意の１または複数の可変電流源に接続することが可能な構成となっている。
【００４７】
ＬＥＤコントローラ３０Ｃは、上記第３実施形態と同様な電流値情報および階調情報に加えて、いずれのＤ／Ａ変換回路をいずれの可変電流源に接続するかを指定する接続情報をＬＥＤドライバ２０Ｃに対して出力する。
【００４８】
スイッチ回路４００は、この接続情報に従ってＤ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０と、可変電流源３００、３１０および３２０との接続状態の切り換えを行う。Ｄ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０のうちスイッチ回路４００を介して１または複数の可変電流源に接続されたＤ／Ａ変換回路は、当該Ｄ／Ａ変換回路に接続された電流値レジスタに記憶された電流値情報に対応した電流値の電流を当該１または複数の可変電流源の各々に流す制御を行う。
【００４９】
例えばＤ／Ａ変換回路２００がスイッチ回路４００を介して可変電流源３００、３１０および３２０に接続された場合、Ｄ／Ａ変換回路２００は、電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報に対応した電流値の電流を可変電流源３００、３１０および３２０の各々に流す制御を行う。なお、図７に示す例ではＬＥＤドライバ２０Ｃは、３個のＬＥＤを駆動する構成となっているが、より多数のＬＥＤを駆動する構成としてもよい。
【００５０】
本実施形態によれば、複数のＬＥＤの輝度を一括同時に制御することに対する要求に応えることができる。例えば、パチンコ台において、台の一部のブロックにＬＥＤが複数個まとめて配置されており、このまとまったＬＥＤの輝度を一括同時にフェードイン（すなわち、輝度を徐々に上昇）させ、その後、一括同時にフェードアウト（すなわち、輝度を徐々に低下）させたいというような要求が発生し得る。このような場合、ＬＥＤ毎に輝度制御をしても良いが、そのためには同じ電流値情報を複数の電流値レジスタへ記憶させる必要があり、ＬＥＤコントローラ３０ＣからＬＥＤドライバ２０Ｃへ転送する電流値情報のデータ量が嵩むことになる。しかしながら、本実施形態によれば、複数のＬＥＤに各々接続された複数の可変電流源に適用する電流値情報を、１つの電流値レジスタに記憶させ、１つのＤ／Ａ変換回路にその電流値情報に対応した電流を複数の可変電流源に流す制御を行わせることができる。従って、本実施形態によれば、ＬＥＤコントローラ３０ＣからＬＥＤドライバ２０Ｃへ転送する電流値情報のデータ量を増加させることなく、複数のＬＥＤの輝度を一括同時に制御することができる。
【００５１】
また、本実施形態によれば、複数のＬＥＤに接続された各可変電流源を１つのＤ／Ａ変換回路に接続してグループ化し、その１つのＤ／Ａ変換回路に接続された電流値レジスタ内の電流値情報を書き換えることによりグループ内の全ＬＥＤに共通の輝度制御を行い、グループに属する各ＬＥＤに対応付けられた各階調レジスタ内の階調情報を個別的に書き換えることにより、グループ内の各ＬＥＤの個別的な輝度制御を行うことが可能である。従って、例えば赤色、緑色および青色のＬＥＤの各輝度を独立に変化させつつ、各ＬＥＤの輝度に対して共通の時間的変化を与えるといった演出が可能になる。
【００５２】
図８はそのような本実施形態の動作例を示すタイムチャートである。初期状態においてスイッチ回路４００はＤ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０を可変電流源３００、３１０および３２０に各々接続している。この状態では、個別モードでの可変電流源３００、３１０および３２０の電流値の制御が行われる。すなわち、可変電流源３００、３１０および３２０に電流値レジスタ１００、１１０および１２０内の各電流値情報に応じた各電流を各々流す制御が行われる。従って、電流値レジスタ１００、１１０および１２０内の各電流値情報の書き換えを行うことによりＬＥＤ１０、１１および１２の各輝度を個別的に制御することが可能である。
【００５３】
次に図８の動作例では、Ｄ／Ａ変換回路２００を可変電流源３００、３１０および３２０に接続することを指示する接続情報ＣＮ１がＬＥＤドライバ２０Ｃに与えられる。この結果、スイッチ回路４００によりＤ／Ａ変換回路２００が可変電流源３００、３１０および３２０に接続される。これにより、ＬＥＤ１０、１１および１２をグループとして扱うグループモードでの輝度制御が行われる。すなわち、可変電流源３００、３１０および３２０に電流値レジスタ１００内の電流値情報に応じた電流を各々流す制御が行われる。従って、この状態では、電流値レジスタ１００内の電流値情報の書き換えを行うことによりＬＥＤ１０、１１および１２の各輝度を一括同時に制御することが可能である。また、この間、階調レジスタ５００、５１０および５２０内の各階調情報の書き換えを行うことによりＬＥＤ１０、１１および１２の各輝度に個別的な変化を与えることが可能である。
【００５４】
次に図８の動作例では、Ｄ／Ａ変換回路２００を可変電流源３００および３１０に接続し、Ｄ／Ａ変換回路２２０を可変電流源３２０に接続することを指示する接続情報ＣＮ２がＬＥＤドライバ２０Ｃに与えられる。この結果、スイッチ回路４００によりＤ／Ａ変換回路２００が可変電流源３００および３１０に接続され、Ｄ／Ａ変換回路２２０が可変電流源３２０に接続される。これにより、ＬＥＤ１０および１１をグループとして扱い、ＬＥＤ１２を個別的に扱う一部グループモードでの輝度制御が行われる。すなわち、可変電流源３００および３１０に電流値レジスタ１００内の電流値情報に応じた電流を各々流し、可変電流源３２０に電流値レジスタ１２０内の電流値情報に応じた電流を流す制御が行われる。従って、この状態では、電流値レジスタ１００内の電流値情報の書き換えを行うことによりＬＥＤ１０および１１の各輝度を一括同時に制御し、電流値レジスタ１２０内の電流値情報の書き換えを行うことによりＬＥＤ１２の輝度を個別的に制御することが可能である。
【００５５】
その後、図８の動作例では、Ｄ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０を可変電流源３００、３１０および３２０に各々接続すべき旨の接続情報ＣＮ３がＬＥＤドライバ２０Ｃに与えられる。これによりＬＥＤドライバ２０Ｃでは、上述した個別モードでのＬＥＤ１０、１１よび１２の輝度制御が行われる。
【００５６】
このように本実施形態によれば、複数のＬＥＤ１０、１１および１２の全部または一部をグループ化し、グループ内の全ＬＥＤに共通の輝度変化を与えるとともに、グループ内の各ＬＥＤに個別的な輝度変化を与えることができる。従って、ＬＥＤコントローラ３０ＣからＬＥＤドライバ２０Ｃに転送するデータ量を増やすことなく複数のＬＥＤの輝度を複雑に変化させる多彩な演出を実現することができる。
【００５７】
＜第５実施形態＞
図９はこの発明の第５実施形態であるＬＥＤドライバ２０Ｄを使用したＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。本実施形態におけるＬＥＤドライバ２０Ｄは、上記第３実施形態によるＬＥＤドライバ２０Ｂにスイッチ回路４１０を追加した構成となっている。
【００５８】
このスイッチ回路４１０は、電流値レジスタ１００、１１０および１２０と、Ｄ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０との接続状態の切り換えを行う回路であり、任意の１つの電流値レジスタを任意の１または複数のＤ／Ａ変換回路に接続することが可能な構成となっている。
【００５９】
ＬＥＤコントローラ３０Ｄは、上記第３実施形態と同様な電流値情報および階調情報に加えて、いずれの電流値レジスタをいずれのＤ／Ａ変換回路に接続するかを指定する接続情報をＬＥＤドライバ２０Ｄに対して出力する。スイッチ回路４１０は、この接続情報に従って電流値レジスタ１００、１１０および１２０と、Ｄ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０との接続状態の切り換えを行う。
【００６０】
スイッチ回路４１０を介して１つの電流値レジスタに接続された１または複数のＤ／Ａ変換回路は、当該Ｄ／Ａ変換回路に接続された電流値レジスタに記憶された電流値情報に対応した電流を当該Ｄ／Ａ変換回路に接続された可変電流源の各々に流す制御を行う。例えばＤ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０がスイッチ回路４１０を介して電流値レジスタ１００に接続された場合、Ｄ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０は、電流値レジスタ１００に記憶された電流値情報に対応した電流を可変電流源３００、３１０および３２０の各々に流す制御を行う。
【００６１】
なお、図９に示す例では、ＬＥＤドライバ２０Ｄは、３個のＬＥＤを駆動する構成となっているが、より多数のＬＥＤを駆動する構成としてもよい。
本実施形態においても上記第４実施形態と同様な効果が得られる。
【００６２】
＜他の実施形態＞
以上、この発明の第１〜第５実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態があり得る。例えば次の通りである。
【００６３】
（１）第４実施形態におけるスイッチ回路４００と第５実施形態におけるスイッチ回路４１０の両方をＬＥＤドライバに設けてもよい。
【００６４】
（２）上記第３〜第５実施形態において、低輝度領域でＰＷＭ制御による階調制御を行うと、ＬＥＤの出力光のちらつきを感じ易くなる。そこで、低輝度領域では階調情報が示す階調を例えば１００％として電流値情報の切り換えによりＬＥＤの輝度制御を行い、高輝度領域では主に階調情報の切り換えによりＬＥＤの輝度制御を行うようにしてもよい。
【００６５】
（３）人間は、低輝度領域におけるＬＥＤの明暗の差を敏感に感じるが、高輝度領域におけるＬＥＤの明暗の差はそれほど敏感に感じない。そこで、低輝度領域での可変電流源の電流の分解能、ＰＷＭ制御の時間分解能を高輝度領域での可変電流源の電流の分解能、ＰＷＭ制御の時間分解能より細かくしてもよい。
【００６６】
（４）複数のＬＥＤを輝度のＰＷＭ制御を行う場合、複数のＰＷＭ回路から出力されるＰＷＭパルスの立ち上がりエッジが揃ったときに大きな電磁ノイズが発生する場合がある。そこで、このような電磁ノイズの発生を抑制するため、ＰＷＭ回路とＰＷＭ制御のためのスイッチング素子（上記各実施形態ではＰチャネルトランジスタ７００、７１０および７２０）の間に遅延回路を挿入して、複数のＰＷＭパルスの立ち上がりエッジを相互にずらしても良い。
【００６７】
（５）上記各実施形態では、可変電流源を設けたことにより、ＬＥＤに流す電流を調整するために電流制限抵抗４０の付け替えを行う必要性がなくなった。そこで、電流制限抵抗を外付けとするのではなく、ＬＥＤドライバに内蔵させてもよい。あるいは電流制限抵抗４０を省略してもよい。
【００６８】
（６）上記第４実施形態において、スイッチ回路４００は、任意のＤ／Ａ変換回路を任意の１または複数の可変電流源に接続したが、スイッチ回路４００として、例えばＤ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０を可変電流源３００、３１０および３２０に各々接続する第１の接続状態（個別モード）と、１個のＤ／Ａ変換回路２００を可変電流源３００、３１０および３２０に接続する第２の接続状態（特定のグループモード）のいずれかを選択して実現することが可能なものを使用してもよい。
【００６９】
（７）上記第５実施形態において、スイッチ回路４１０は、任意の電流値レジスタを任意の１または複数のＤ／Ａ変換回路に接続したが、スイッチ回路４１０として、例えば電流値レジスタ１００、１１０および１２０をＤ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０に各々接続する第１の接続状態（個別モード）と、１個の電流値レジスタ１００をＤ／Ａ変換回路２００、２１０および２２０に接続する第２の接続状態（特定のグループモード）のいずれかを選択して実現することが可能なものを使用してもよい。
【００７０】
（８）上記第４または第５実施形態において、例えばスイッチ回路４００または４１０、電流値レジスタ１１０および１２０、Ｄ／Ａ変換回路２１０および２２０を省略し、Ｄ／Ａ変換回路２００を可変電流源３００、３１０および３２０に接続した構成としてもよい。すなわち、電流値情報による輝度制御は全ＬＥＤについて一括同時に行い、各ＬＥＤ毎の個別的な輝度制御は階調制御情報の書き換えにより行う態様である。
【００７１】
（９）上記第３〜第５実施形態では、ＬＥＤの輝度を決定する情報として、電流値情報と階調情報をＬＥＤコントローラからＬＥＤドライバに供給した。しかし、そのようにする代わりに、ＬＥＤの輝度を指定する輝度情報のみをＬＥＤコントローラからＬＥＤドライバに供給し、ＬＥＤドライバ内で輝度情報が指定する輝度を実現するための電流値情報と階調情報を発生し、電流値レジスタと階調レジスタに書き込むようにしてもよい。
【００７２】
（１０）上記各実施形態において、ＬＥＤコントローラに実行させるＬＥＤの輝度制御のためのアプリケーションプログラムを作成するためのオーサリングツールを作成してユーザに配布してもよい。この態様によれば、ユーザは、パーソナルコンピュータ等にそのオーサリングツールをインストールして実行させ、ＬＥＤコントローラに実行させるアプリケーションプログラムを作成することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０，１１，１２…ＬＥＤ、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ…ＬＥＤドライバ、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ…ＬＥＤコントローラ、４０…電流制限抵抗、１００，１１０，１２０…電流値レジスタ、２００，２１０，２２０…Ｄ／Ａ変換回路、３００，３１０，３２０…可変電流源、５００，５１０，５２０…諧調レジスタ、６００，６１０，６２０…ＰＷＭ回路、７００，７１０，７２０…Ｐチャネルトランジスタ、４００，４１０…スイッチ回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤに対して直列接続された可変電流源と、
デジタル情報である電流値情報を記憶する電流値レジスタと、
前記電流値レジスタに記憶された電流値情報に対応した電流を前記可変電流源に流す制御を行うＤ／Ａ変換回路と
を具備することを特徴とするＬＥＤドライバ。
【請求項２】
前記可変電流源とともに前記ＬＥＤに直列接続されたスイッチング素子と、
デジタル情報である諧調情報を記憶する諧調レジスタと、
前記スイッチング素子をＯＮとするパルス列であって、前記諧調レジスタに記憶された諧調情報に対応したデューティ比を有するパルス列を出力するＰＷＭ回路と
を具備することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤドライバ。
【請求項３】
前記可変電流源およびＤ／Ａ変換回路として、異なるＬＥＤに各々直列接続された複数の可変電流源と、各々１個の電流値レジスタに接続された複数のＤ／Ａ変換回路とを具備するとともに、前記複数のＤ／Ａ変換回路と前記複数の可変電流源との接続状態の切り換えを行う手段であって、１つのＤ／Ａ変換回路を１または複数の可変電流源に接続することが可能な第１のスイッチ回路とを具備し、
前記第１のスイッチ回路を介して１または複数の可変電流源に接続されたＤ／Ａ変換回路が、当該Ｄ／Ａ変換回路に接続された電流値レジスタに記憶された電流値情報に対応した電流を当該１または複数の可変電流源の各々に流す制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤドライバ。
【請求項４】
前記可変電流源、Ｄ／Ａ変換回路および電流値レジスタとして、異なるＬＥＤに各々直列接続された複数の可変電流源と、可変電流源各々に接続され、可変電流源各々に流す電流を制御する複数のＤ／Ａ変換回路と、複数の電流値レジスタを具備するとともに、前記複数の電流値レジスタと前記複数のＤ／Ａ変換回路との接続状態の切り換えを行う手段であって、１つの電流値レジスタを１または複数のＤ／Ａ変換回路に接続することが可能な第２のスイッチ回路とを具備し、
前記第２のスイッチ回路を介して１つの電流値レジスタに接続された１または複数のＤ／Ａ変換回路が、当該Ｄ／Ａ変換回路に接続された電流値レジスタに記憶された電流値情報に対応した電流を当該Ｄ／Ａ変換回路に接続された可変電流源の各々に流す制御を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載のＬＥＤドライバ。
【請求項５】
前記可変電流源として、異なるＬＥＤに一端が接続され、他端が共通接続された複数の可変電流源を有し、この複数の可変電流源の共通接続端に電流制限抵抗が接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載のＬＥＤドライバ。
【請求項１】
ＬＥＤに対して直列接続された可変電流源と、
デジタル情報である電流値情報を記憶する電流値レジスタと、
前記電流値レジスタに記憶された電流値情報に対応した電流を前記可変電流源に流す制御を行うＤ／Ａ変換回路と
を具備することを特徴とするＬＥＤドライバ。
【請求項２】
前記可変電流源とともに前記ＬＥＤに直列接続されたスイッチング素子と、
デジタル情報である諧調情報を記憶する諧調レジスタと、
前記スイッチング素子をＯＮとするパルス列であって、前記諧調レジスタに記憶された諧調情報に対応したデューティ比を有するパルス列を出力するＰＷＭ回路と
を具備することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤドライバ。
【請求項３】
前記可変電流源およびＤ／Ａ変換回路として、異なるＬＥＤに各々直列接続された複数の可変電流源と、各々１個の電流値レジスタに接続された複数のＤ／Ａ変換回路とを具備するとともに、前記複数のＤ／Ａ変換回路と前記複数の可変電流源との接続状態の切り換えを行う手段であって、１つのＤ／Ａ変換回路を１または複数の可変電流源に接続することが可能な第１のスイッチ回路とを具備し、
前記第１のスイッチ回路を介して１または複数の可変電流源に接続されたＤ／Ａ変換回路が、当該Ｄ／Ａ変換回路に接続された電流値レジスタに記憶された電流値情報に対応した電流を当該１または複数の可変電流源の各々に流す制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤドライバ。
【請求項４】
前記可変電流源、Ｄ／Ａ変換回路および電流値レジスタとして、異なるＬＥＤに各々直列接続された複数の可変電流源と、可変電流源各々に接続され、可変電流源各々に流す電流を制御する複数のＤ／Ａ変換回路と、複数の電流値レジスタを具備するとともに、前記複数の電流値レジスタと前記複数のＤ／Ａ変換回路との接続状態の切り換えを行う手段であって、１つの電流値レジスタを１または複数のＤ／Ａ変換回路に接続することが可能な第２のスイッチ回路とを具備し、
前記第２のスイッチ回路を介して１つの電流値レジスタに接続された１または複数のＤ／Ａ変換回路が、当該Ｄ／Ａ変換回路に接続された電流値レジスタに記憶された電流値情報に対応した電流を当該Ｄ／Ａ変換回路に接続された可変電流源の各々に流す制御を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載のＬＥＤドライバ。
【請求項５】
前記可変電流源として、異なるＬＥＤに一端が接続され、他端が共通接続された複数の可変電流源を有し、この複数の可変電流源の共通接続端に電流制限抵抗が接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載のＬＥＤドライバ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１１０２０６（Ｐ２０１３−１１０２０６Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２６６１（Ｐ２０１１−２５２６６１）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
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