JP4429213B2

JP4429213B2 - 駆動回路およびそれを備えた携帯情報端末

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Publication number: JP4429213B2
Application number: JP2005164146A
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Inventors: 泰輔千田
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Description

本発明は、駆動回路およびそれを備えた携帯情報端末に関し、特に、制御信号に基づいて負荷に電流を供給する駆動回路およびそれを備えた携帯情報端末に関する。

携帯電話機およびＰＤＡ（Personal Data Assistant）等の携帯情報端末は、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）素子をＬＣＤ（Liquid Crystal Display）のバックライトとして用い、また、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）を用いたカメラのフラッシュとして用い、また、発光色の異なるＬＥＤ素子を点滅させてイルミネーションとして用いる等、ＬＥＤ素子を各種の目的に利用している。

ここで、ＬＥＤの輝度をＰＷＭ（パルス幅変調：Pulse Width Modulation）制御によって調整する方法が知られている。これは、ＬＥＤに流れる電流のパルス幅（時間幅）を変化させる、すなわち、ＬＥＤに流れる電流のパルスのデューティ比を変化させてＬＥＤの輝度を調整する方法である。

たとえば、特許文献１には以下のような駆動回路（ＭＯＳ（metal oxide semiconductor）ドライブ回路）が開示されている。すなわち、複数の電流駆動型素子を並列接続した発光又は表示アレイを駆動するＭＯＳドライブ回路において、複数のＭＯＳ素子が並列接続され各電流駆動型素子に駆動電流を供給するＭＯＳアレイと、各ＭＯＳ素子のそれぞれに対応して別個独立に設けられたスイッチング回路と、その各スイッチング回路を介して各ＭＯＳ素子に制御電圧を供給する電圧源と、その電圧源とスイッチング回路との間に設けたオペアンプとを具備する。
特開平７−３２１６２３号公報

ところで、前述のようなＰＷＭ制御においては、所望の輝度を得るためにＬＥＤに所定の電流を供給する必要がある。しかしながら、特許文献１記載の駆動回路では、ＬＥＤの順方向電圧（Ｖｆ）およびトランジスタの特性が温度等によって変動することによってトランジスタの出力電圧が変動し、ＬＥＤ等の負荷に供給する電流が変動しやすかった。

それゆえに、本発明の目的は、負荷に供給する電流の変動を防ぐことが可能な駆動回路およびそれを備えた携帯情報端末を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のある局面に係わる駆動回路は、制御信号に基づいて負荷に電流を供給する駆動回路であって、第１の入力端子に印加される電圧および第２の入力端子に印加される基準電圧を比較するオペアンプと、オペアンプの比較結果に応じて負荷に電流を供給する第１のトランジスタと、オペアンプの比較結果に応じて電流を出力する第２のトランジスタと、制御信号が第１の論理レベルであるときにオペアンプの比較結果を第１のトランジスタへ出力し、制御信号が第２の論理レベルであるときに所定の電圧を第１のトランジスタへ出力して第１のトランジスタをオフ状態とする第１のスイッチと、制御信号が第１の論理レベルであるときに第１のトランジスタの出力電流から変換された電圧をオペアンプの第１の入力端子へ出力し、制御信号が第２の論理レベルであるときに第２のトランジスタの出力電流から変換された電圧をオペアンプの第１の入力端子へ出力する第２のスイッチとを備える。

好ましくは、駆動回路は、さらに、制御信号が第２の論理レベルであるときにオペアンプの比較結果を第２のトランジスタへ出力し、制御信号が第１の論理レベルであるときに所定の電圧を第２のトランジスタへ出力して第２のトランジスタをオフ状態とする第３のスイッチを備える。

好ましくは、駆動回路は、さらに、第１のトランジスタの出力に接続される第１の抵抗と、第２のトランジスタの出力に接続される第２の抵抗とを備え、第２の抵抗の抵抗値は第１の抵抗の抵抗値よりも大きい。

好ましくは、駆動回路は、さらに、入力データに基づいて基準電圧を変更し、変更した基準電圧をオペアンプの第２の入力端子に印加するＤ／Ａコンバータを備える。

好ましくは、負荷は、フィールドシーケンシャル方式の表示装置のバックライトとして用いる発光素子である。

また本発明のある局面に係わる携帯情報端末は、制御信号に基づいて負荷に電流を供給する駆動回路を有する携帯情報端末であって、第１の入力端子に印加される電圧および第２の入力端子に印加される基準電圧を比較するオペアンプと、オペアンプの比較結果に応じて負荷に電流を供給する第１のトランジスタと、オペアンプの比較結果に応じて電流を出力する第２のトランジスタと、制御信号が第１の論理レベルであるときにオペアンプの比較結果を第１のトランジスタへ出力し、制御信号が第２の論理レベルであるときに所定の電圧を第１のトランジスタへ出力して第１のトランジスタをオフ状態とする第１のスイッチと、制御信号が第１の論理レベルであるときに第１のトランジスタの出力電流から変換された電圧をオペアンプの第１の入力端子へ出力し、制御信号が第２の論理レベルであるときに第２のトランジスタの出力電流から変換された電圧をオペアンプの第１の入力端子へ出力する第２のスイッチとを備える駆動回路を有する。

本発明によれば、負荷に供給する電流の変動を防ぐことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第１の実施の形態＞
［構成および基本動作］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る駆動回路の構成を示す図である。同図を参照して、駆動回路は、スイッチＳＷ１と、オペアンプＯＰ１と、ＮＭＯＳ型のＭＯＳトランジスタＭ１と、抵抗Ｒ１と、電圧発生回路１と、ＰＷＭ信号発生回路２とを備える。

ＭＯＳトランジスタＭ１のゲートにスイッチＳＷ１の端子Ｃが接続され、ドレインに負荷３の一端が接続され、ソースに抵抗Ｒ１の一端およびオペアンプＯＰ１の負の入力端子（反転入力）が接続される。

以下、負荷３がＬＥＤであると仮定して説明するが、負荷３はＬＥＤ以外の発光素子であってもよく、また、電流で駆動される何らかの電子回路であってもよい。

オペアンプＯＰ１の正の入力端子（非反転入力）に電圧発生回路１の出力が接続され、出力端子にスイッチＳＷ１の端子Ｂが接続される。

スイッチＳＷ１の端子Ａと、抵抗Ｒ１の他端とが接地電圧に接続される。負荷３の他端に固定電圧Ｖｃｃが接続される。

抵抗Ｒ１は、ＭＯＳトランジスタＭ１のドレイン電流を電圧に変換するための抵抗である。ＰＷＭ信号発生回路２は、ＰＷＭ制御信号をスイッチＳＷ１に出力する。

オペアンプＯＰ１は、電圧発生回路１から受けた基準電圧ＶＡと、ＭＯＳトランジスタＭ１から受けた出力電圧、すなわち抵抗Ｒ１の一端における電圧とを比較して、比較結果を表わす比較電圧をスイッチＳＷ１を介してＭＯＳトランジスタＭ１のゲートに出力する。

ＭＯＳトランジスタＭ１は、オペアンプＯＰ１から受けた比較電圧に応じてドレイン電流を出力する、すなわち、負荷３にドレイン電流を供給する。

スイッチＳＷ１は、ＰＷＭ信号発生回路２から受けたＰＷＭ制御信号に基づいて、オペアンプＯＰ１から受けた比較電圧をＭＯＳトランジスタＭ１のゲートへ出力するか、または接地電圧をＭＯＳトランジスタＭ１のゲートへ出力するかを切り替える。

［動作］
次に、本実施の形態に係る駆動回路がＬＥＤにＰＷＭ制御を行なう際の動作について説明する。

ＰＷＭ制御信号の論理レベルが”Ｈ”の場合には、スイッチＳＷ１の端子Ｂおよび端子Ｃがそれぞれ接続される。

このとき、オペアンプＯＰ１から出力される比較電圧がＭＯＳトランジスタＭ１のゲートに入力される。そして、ＭＯＳトランジスタＭ１が比較電圧に応じてドレイン電流を出力する。そうすると、ＭＯＳトランジスタＭ１のドレイン電流がＬＥＤに供給されることにより、ＬＥＤが点灯状態となる。そして、ＭＯＳトランジスタＭ１のドレイン電流により抵抗Ｒ１に生じた出力電圧がオペアンプＯＰ１の負の入力端子に入力される。このようにしてオペアンプＯＰ１およびＭＯＳトランジスタＭ１間で負帰還回路が構成され、オペアンプＯＰ１の負の入力端子の電圧、すなわちＭＯＳトランジスタＭ１の出力電圧が基準電圧ＶＡに収束する。したがって、ＭＯＳトランジスタＭ１は出力電圧ＶＡに対応する所定のドレイン電流をＬＥＤに供給することができる。

一方、ＰＷＭ制御信号の論理レベルが”Ｌ”の場合には、スイッチＳＷ１の端子Ａおよび端子Ｃがそれぞれ接続される。

この場合、ＭＯＳトランジスタＭ１のゲートに接地電圧が入力され、ＭＯＳトランジスタＭ１がオフ状態となり、ＬＥＤが消灯状態となる。したがって、ＰＷＭ制御信号の論理レベルを”Ｈ”および”Ｌ”で交互に繰り返すことにより、ＬＥＤの点灯状態および消灯状態を繰り返すようになる。

ところで、特許文献１記載の駆動回路では、ＬＥＤの順方向電圧（Ｖｆ）およびトランジスタの特性が温度等によって変動することによってトランジスタの出力電圧が変動し、ＬＥＤ等の負荷に供給する電流が変動しやすかった。しかしながら、本実施の形態に係る駆動回路では、ＬＥＤの点灯状態、すなわちＭＯＳトランジスタＭ１のオン状態において、オペアンプＯＰ１およびＭＯＳトランジスタＭ１間で負帰還回路が構成され、ＭＯＳトランジスタＭ１の出力電圧が基準電圧ＶＡに収束する。したがって、負荷３であるＬＥＤの順方向電圧およびＭＯＳトランジスタＭ１の特性が温度等によって変動しても、ＬＥＤの点灯状態におけるＭＯＳトランジスタＭ１の出力電圧は基準電圧ＶＡに収束する。したがって、本実施の形態に係る駆動回路では、負荷に供給する電流の変動を防ぐことができる。

［第１の実施の形態の変形例］
次に、本実施の形態の変形例について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係る駆動回路の変形例の構成を示す図である。同図を参照して、駆動回路は、第１の実施の形態に係る駆動回路に対して、スイッチＳＷ１の代わりに、スイッチＳＷ５と、ＮＭＯＳ型のＭＯＳトランジスタＭ５と、インバータ５とを備える。

ＭＯＳトランジスタＭ１のゲートにスイッチＳＷ５の一端およびＭＯＳトランジスタＭ５のドレインが接続され、ドレインに負荷３の一端が接続され、ソースに抵抗Ｒ１の一端およびオペアンプＯＰ１の負の入力端子（反転入力）が接続される。

オペアンプＯＰ１の正の入力端子（非反転入力）に電圧発生回路１の出力が接続され、出力端子にスイッチＳＷ５の他端が接続される。ＭＯＳトランジスタＭ５のゲートにインバータ５の出力が接続される。

抵抗Ｒ１の他端と、ＭＯＳトランジスタＭ５のソースとが接地電圧に接続される。負荷３の他端に固定電圧Ｖｃｃが接続される。

ＰＷＭ信号発生回路２は、ＰＷＭ制御信号をスイッチＳＷ５およびインバータ５に出力する。

オペアンプＯＰ１は、電圧発生回路１から受けた基準電圧ＶＡと、ＭＯＳトランジスタＭ１から受けた出力電圧、すなわち抵抗Ｒ１の一端における電圧とを比較して、比較結果を表わす比較電圧をスイッチＳＷ５を介してＭＯＳトランジスタＭ１のゲートに出力する。

スイッチＳＷ５は、ＰＷＭ信号発生回路２から受けたＰＷＭ制御信号に基づいてオン状態およびオフ状態を切り替える。スイッチＳＷ５のオン状態において、オペアンプＯＰ１から出力された比較電圧がＭＯＳトランジスタＭ１のゲートへ出力される。

ＰＷＭ制御信号の論理レベルが”Ｈ”の場合には、スイッチＳＷ５がオン状態となる。また、ＭＯＳトランジスタＭ５のゲートにはインバータ５によって論理レベルが反転されたＰＷＭ制御信号が入力されるため、ＭＯＳトランジスタＭ５はオフ状態となる。

したがって、第１の実施の形態に係る駆動回路と同様に、ＭＯＳトランジスタＭ１のドレイン電流がＬＥＤに供給されることによってＬＥＤが点灯状態となり、また、オペアンプＯＰ１およびＭＯＳトランジスタＭ１間で負帰還回路が構成されることによってＭＯＳトランジスタＭ１の出力電圧が基準電圧ＶＡに収束する。

一方、ＰＷＭ制御信号の論理レベルが”Ｌ”の場合には、スイッチＳＷ５がオフ状態となる。また、ＭＯＳトランジスタＭ５のゲートにはインバータ５によって論理レベルが反転されたＰＷＭ制御信号が入力されるため、ＭＯＳトランジスタＭ５はオン状態となる。

そうすると、オペアンプＯＰ１の出力がオープン状態であり、かつ、ソースに接地電圧が接続されているＭＯＳトランジスタＭ５がオン状態であることから、ＭＯＳトランジスタＭ１のゲートに接地電圧が入力され、ＭＯＳトランジスタＭ１がオフ状態となり、ＬＥＤが消灯状態となる。したがって、第１の実施の形態に係る駆動回路と同様に、ＰＷＭ制御信号の論理レベルを”Ｈ”および”Ｌ”で交互に繰り返すことにより、ＬＥＤの点灯状態および消灯状態を繰り返すようになる。

したがって、スイッチＳＷ５と、ＮＭＯＳ型のＭＯＳトランジスタＭ５と、インバータ５とが、第１の実施の形態に係る駆動回路におけるスイッチＳＷ１と同様の役割を果たしていることが分かる。

ところで、本実施の形態に係る駆動回路では、ＬＥＤの消灯状態、すなわちトランジスタのオフ状態においては、トランジスタの出力電圧はＬＥＤの点灯状態におけるトランジスタの出力電圧と比べて大きく異なるため、ＬＥＤの消灯状態におけるオペアンプの動作点がＬＥＤの点灯状態におけるオペアンプの動作点から大きく離れてしまう。そうすると、ＬＥＤが消灯状態から点灯状態に遷移後、トランジスタがＬＥＤに所定の電流を供給するまでに時間がかかってしまう。さらに、ＰＷＭ制御の周期、すなわちＬＥＤの点灯状態および消灯状態の周期が短い場合には、ＬＥＤの点灯状態においてトランジスタがＬＥＤに所定の電流を供給することができず、所望の輝度が得られなくなってしまう。したがって、本実施の形態に係る駆動回路では、短時間でＬＥＤ等の負荷に所定の電流を供給することができないという問題点がある。

次に、このような問題点を解決する、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第２の実施の形態＞
［構成および基本動作］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る駆動回路の構成を示す図である。同図を参照して、駆動回路は、スイッチＳＷ１〜スイッチＳＷ３（第１〜第３のスイッチ）と、オペアンプＯＰ１と、ＮＭＯＳ型のＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ２（第１〜第２のトランジスタ）と、抵抗Ｒ１〜Ｒ２（第１〜第２の抵抗）と、電圧発生回路１と、ＰＷＭ信号発生回路２とを備える。

ＭＯＳトランジスタＭ１のゲートにスイッチＳＷ１の端子Ｃが接続され、ドレインに負荷３の一端が接続され、ソースに抵抗Ｒ１の一端およびスイッチＳＷ２の端子Ｂが接続される。

ＭＯＳトランジスタＭ２のゲートにスイッチＳＷ３の端子Ｃが接続され、ドレインに固定電圧Ｖｃｃが接続され、ソースに抵抗Ｒ２の一端およびスイッチＳＷ２の端子Ａが接続される。

オペアンプＯＰ１の正の入力端子（非反転入力）に電圧発生回路１の出力が接続され、負の入力端子（反転入力）にスイッチＳＷ２の端子Ｃが接続され、出力端子にスイッチＳＷ１の端子ＢおよびスイッチＳＷ３の端子Ａが接続される。

スイッチＳＷ１の端子Ａと、スイッチＳＷ３の端子Ｂと、抵抗Ｒ１の他端と、抵抗Ｒ２の他端とが接地電圧に接続される。負荷３の他端に固定電圧Ｖｃｃが接続される。

抵抗Ｒ１は、ＭＯＳトランジスタＭ１のドレイン電流を電圧に変換するための抵抗である。抵抗Ｒ２は、ＭＯＳトランジスタＭ２のドレイン電流を電圧に変換するための抵抗である。

ＰＷＭ信号発生回路２は、ＰＷＭ制御信号をスイッチＳＷ１〜ＳＷ３に出力する。
オペアンプＯＰ１は、電圧発生回路１から受けた基準電圧ＶＡと、ＭＯＳトランジスタＭ１からスイッチＳＷ２経由で受けた出力電圧、すなわち抵抗Ｒ１の一端における電圧またはＭＯＳトランジスタＭ２からスイッチＳＷ２経由で受けた出力電圧、すなわち抵抗Ｒ２の一端における電圧とを比較して、比較結果を表わす比較電圧をスイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ３を介してＭＯＳトランジスタＭ１のゲートおよびＭＯＳトランジスタＭ２のゲートに出力する。

ＭＯＳトランジスタＭ１は、オペアンプＯＰ１からスイッチＳＷ１経由で受けた比較電圧に応じてドレイン電流を出力する、すなわち、負荷３にドレイン電流を供給する。

ＭＯＳトランジスタＭ２は、オペアンプＯＰ１からスイッチＳＷ３経由で受けた比較電圧に応じてドレイン電流を抵抗Ｒ２に対して出力する。

スイッチＳＷ３は、ＰＷＭ信号発生回路２から受けたＰＷＭ制御信号に基づいて、オペアンプＯＰ１から受けた比較電圧をＭＯＳトランジスタＭ２のゲートへ出力するか、または接地電圧をＭＯＳトランジスタＭ２のゲートへ出力するかを切り替える。

スイッチＳＷ２は、ＰＷＭ信号発生回路２から受けたＰＷＭ制御信号に基づいて、ＭＯＳトランジスタＭ１から受けた出力電圧をオペアンプＯＰ１の負の入力端子へ出力するか、またはＭＯＳトランジスタＭ２のドレイン電流によって抵抗Ｒ２に生じた出力電圧をオペアンプＯＰ１の負の入力端子へ出力するかを切り替える。

ＰＷＭ制御信号の論理レベルが”Ｈ”の場合には、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の端子Ｂおよび端子Ｃがそれぞれ接続される。

一方、ＰＷＭ制御信号の論理レベルが”Ｌ”の場合には、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の端子Ａおよび端子Ｃがそれぞれ接続される。

このとき、オペアンプＯＰ１から出力される比較電圧がＭＯＳトランジスタＭ２のゲートに入力される。そして、ＭＯＳトランジスタＭ２が比較電圧に応じてドレイン電流を出力する。そして、ＭＯＳトランジスタＭ２の出力電圧がオペアンプＯＰ１の負の入力端子に入力される。このようにしてオペアンプＯＰ１およびＭＯＳトランジスタＭ２間で負帰還回路が構成され、ＬＥＤの点灯状態と同様に、ＭＯＳトランジスタＭ２の出力電圧、すなわちオペアンプＯＰ１の負の入力端子の電圧が基準電圧ＶＡに収束する。

ところで、特許文献１記載の駆動回路では、ＬＥＤの順方向電圧（Ｖｆ）およびトランジスタの特性が温度等によって変動することによってトランジスタの出力電圧が変動し、ＬＥＤ等の負荷に供給する電流が変動しやすかった。しかしながら、本実施の形態に係る駆動回路では、オペアンプＯＰ１およびＭＯＳトランジスタＭ１間で負帰還回路が構成され、ＭＯＳトランジスタＭ１の出力電圧が基準電圧ＶＡに収束する。したがって、負荷３であるＬＥＤの順方向電圧およびＭＯＳトランジスタＭ１の特性が温度等によって変動してもＭＯＳトランジスタＭ１の出力電圧は常に基準電圧ＶＡに収束する。したがって、本実施の形態に係る駆動回路では、負荷に供給する電流の変動を防ぐことができる。

また、第１の実施の形態に係る駆動回路では、ＬＥＤの消灯状態においては、トランジスタの出力電圧はＬＥＤの点灯状態におけるトランジスタの出力電圧と比べて大きく異なるため、ＬＥＤの消灯状態におけるオペアンプの動作点がＬＥＤの点灯状態におけるオペアンプの動作点から大きく離れてしまう。このため、ＬＥＤが消灯状態から点灯状態に遷移後、トランジスタがＬＥＤに所定の電流を供給するまでに時間がかかっていた。しかしながら、本実施の形態に係る駆動回路では、ＬＥＤの消灯状態においてもオペアンプＯＰ１およびＭＯＳトランジスタＭ２間で負帰還回路が構成され、オペアンプＯＰ１の負の入力端子の電圧が基準電圧ＶＡに収束する。したがって、ＬＥＤの消灯状態におけるオペアンプの動作点がＬＥＤの点灯状態におけるオペアンプの動作点から大きく離れることを防ぐことができ、ＬＥＤが消灯状態から点灯状態に遷移後、短期間でＬＥＤに所定の電流を供給することができる。

以上より、本実施の形態に係る駆動回路では、負荷に供給する電流の変動を防ぐとともに、短時間で所定の電流を負荷に供給することができる。

なお、抵抗Ｒ２の抵抗値は抵抗Ｒ１の抵抗値より大きい構成とすることができる。このような構成により、特に大電流が必要とされないＭＯＳトランジスタＭ２のドレイン電流の電流値を小さくすることができ、駆動回路の消費電力を低減することができる。たとえば、抵抗Ｒ１の抵抗値を１Ωとし、かつ、抵抗Ｒ２の抵抗値を２．５ｋΩとした場合には、オペアンプＯＰ１の負の入力端子の電圧を基準電圧ＶＡに収束させるとともに、ＭＯＳトランジスタＭ２のドレイン電流をＭＯＳトランジスタＭ１のドレイン電流の１／２５００に低減することができる。

また、ＬＥＤの点灯状態におけるＭＯＳトランジスタＭ１の出力電圧およびＬＥＤの消灯状態におけるＭＯＳトランジスタＭ２の出力電圧は、いずれも基準電圧ＶＡに収束することが好ましいが、これに限定するものではない。たとえば、ＬＥＤの点灯状態におけるＭＯＳトランジスタＭ１の出力電圧およびＬＥＤの消灯状態におけるＭＯＳトランジスタＭ２の出力電圧の差の絶対値が０．２Ｖ以下であれば、本発明の目的を達成することができると考えられる。したがって、この条件を満たすことができれば、複数のＬＥＤに対してＭＯＳトランジスタＭ２および抵抗Ｒ２を共通化することも可能である。

また、本実施の形態に係る駆動回路では、ＭＯＳトランジスタＭ１およびＭＯＳトランジスタＭ２を備える構成としたが、これに限定するものではなく、図４に示すようにＭＯＳトランジスタＭ１およびＭＯＳトランジスタＭ２の代わりにバイポーラトランジスタＭ３およびバイポーラトランジスタＭ４を備える構成であってもよい。

［半導体集積回路］
図５は、本実施の形態に係る駆動回路を半導体集積回路とした場合の構成図である。

同図を参照して、半導体集積回路は、スイッチＳＷ１〜スイッチＳＷ３と、オペアンプＯＰ１と、ＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ２と、抵抗Ｒ２と、電圧発生回路１と、ＰＷＭ信号発生回路２とを備える。

ＭＯＳトランジスタＭ１のドレインが半導体集積回路の端子ｔ１に接続され、ソースが半導体集積回路の端子ｔ２に接続される点が図３に示す駆動回路と異なっている。

半導体集積回路の外部において、端子ｔ１に負荷３であるＬＥＤが接続され、端子ｔ２に抵抗Ｒ１が接続される。このような構成により、ＬＥＤの特性にばらつきがある場合でも、抵抗Ｒ１の抵抗値を変更してＬＥＤの輝度を調整することができる。なお、第１の実施の形態に係る駆動回路についても、半導体集積回路の外部において、端子ｔ１に負荷３であるＬＥＤが接続され、端子ｔ２に抵抗Ｒ１が接続される構成とすることにより、半導体集積回路とすることが可能である。

この半導体集積回路は、ＬＥＤドライバとして使用されている。本実施の形態に係る駆動回路は、ＬＥＤの点灯状態および消灯状態を高速に切り替えることが要求される公知のフィールドシーケンシャル方式を採用するＬＣＤ表示装置のバックライトに使用した場合には、安定した輝度および色度を得ることができるため、特に使用効果が大きい。

［携帯情報端末］
図６は、本実施の形態に係る駆動回路を有する携帯情報端末の機能ブロック図である。

同図を参照して、携帯情報端末は、駆動回路３１〜３２と、操作部１１と、発光部１２と、処理ブロック１３と、通信処理部１４と、ＬＣＤモニタ１５とを含む。また、発光部１２は、ＬＥＤ２１と、処理部２２とを含み、処理ブロック１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２３と、メモリ２４とを含む。

以下、携帯情報端末は携帯電話であると仮定して説明するが、携帯情報端末はＰＤＡ等であってもよい。

通信処理部１４は、通信に必要な処理を実行する。すなわち、通信処理部１４は、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular System）、簡易型携帯電話システム、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式等の移動通信システムにおける通信に必要な処理を実行する。

操作部１１は、ユーザが電話番号等を入力するためのボタンを含み、ユーザの操作を検出する。

発光部１２は、携帯電話が着信した場合に、ＬＥＤ２１をイルミネーションとして点滅させる。処理部２２は、ＬＥＤ２１を点滅させるための処理を実行する。より詳細には、処理部２２は、ＬＥＤ２１を点滅させる命令を表わす制御信号を駆動回路３１に含まれるＰＷＭ信号発生回路２へ出力する。そして、駆動回路３１は、処理部２２から受けた制御信号に基づいてＬＥＤ２１へ電流を供給して点滅させる。処理ブロック１３は、携帯電話の各ブロックを制御する。

ＬＣＤモニタ１５は、通信を行っている相手の電話番号、電子メールの内容および画像等を表示する。ここで、処理ブロック１３は、ＬＣＤモニタ１５に画像等を表示するとともに制御信号を駆動回路３２におけるＰＷＭ信号発生回路２へ出力する。そして、駆動回路３２は、処理ブロック１３から受けた制御信号に基づいてＬＣＤモニタ１５に含まれるＬＥＤへ電流を供給する。

なお、第１の実施の形態に係る駆動回路についても、この携帯情報端末における駆動回路３１〜３２に適用することが可能である。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第３の実施の形態＞
図７は、本発明の第３の実施の形態に係る駆動回路の構成を示す図である。同図を参照して、駆動回路は、第２の実施の形態に係る駆動回路に対して、さらに、Ｄ／Ａコンバータ４を備える。

Ｄ／Ａコンバータ４は、外部から受けたｎ（ｎは２以上の自然数）ビットのデータに基づいて基準電圧ＶＡを変更し、変更した基準電圧ＶＡをオペアンプＯＰ１の正の入力端子に供給する。

このような構成により、ＰＷＭ制御信号によるＭＯＳトランジスタＭ１の出力電流の制御に加えて、ＭＯＳトランジスタＭ１のゲート電圧、すなわちＭＯＳトランジスタＭ１のドレイン電流をｎビットの分解能で制御することができる。したがって、本実施の形態に係る駆動回路では、第２の実施の形態に係る駆動回路に対して、負荷３に供給する電流をさらに細かく制御することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

たとえば、以上の説明では、ＬＥＤが１個の場合についてのみ説明したが、本発明の実施の形態に係る駆動回路が、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）等のＬＥＤをそれぞれ制御することにより、本発明の実施の形態に係る駆動回路を白色および任意の色度（彩度）のバックライトに用いることができるようになる。

本発明の第１の実施の形態に係る駆動回路の構成を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る駆動回路の変形例の構成を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る駆動回路の構成を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る駆動回路の他の構成を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る駆動回路を半導体集積回路とした場合の構成図である。本発明の第２の実施の形態に係る駆動回路を有する携帯情報端末の機能ブロック図である。本発明の第３の実施の形態に係る駆動回路の構成を示す図である。

符号の説明

ＳＷ１〜ＳＷ３，ＳＷ５スイッチ、ＯＰ１オペアンプ、Ｍ１〜Ｍ２，Ｍ５ＭＯＳトランジスタ、Ｍ３〜Ｍ４バイポーラトランジスタ、Ｒ１〜Ｒ２抵抗、ｔ１〜ｔ２端子、１電圧発生回路、２ＰＷＭ信号発生回路、３負荷、４Ｄ／Ａコンバータ、５インバータ、１１操作部、１２発光部、１３処理ブロック、１４通信処理部、１５ＬＣＤモニタ、２１ＬＥＤ、２２処理部、２３ＣＰＵ、２４メモリ、３１〜３２駆動回路。

Claims

制御信号に基づいて負荷に電流を供給する駆動回路であって、
第１の入力端子に印加される電圧および第２の入力端子に印加される基準電圧を比較するオペアンプと、
前記オペアンプの比較結果に応じて前記負荷に電流を供給する第１のトランジスタと、
前記オペアンプの比較結果に応じて電流を出力する第２のトランジスタと、
前記制御信号が第１の論理レベルであるときに前記オペアンプの比較結果を前記第１のトランジスタへ出力し、前記制御信号が第２の論理レベルであるときに所定の電圧を前記第１のトランジスタへ出力して前記第１のトランジスタをオフ状態とする第１のスイッチと、
前記制御信号が前記第１の論理レベルであるときに前記第１のトランジスタの出力電流から変換された電圧を前記オペアンプの第１の入力端子へ出力し、前記制御信号が前記第２の論理レベルであるときに前記第２のトランジスタの出力電流から変換された電圧を前記オペアンプの第１の入力端子へ出力する第２のスイッチとを備える駆動回路。
前記駆動回路は、さらに、
前記制御信号が前記第２の論理レベルであるときに前記オペアンプの比較結果を前記第２のトランジスタへ出力し、前記制御信号が前記第１の論理レベルであるときに所定の電圧を前記第２のトランジスタへ出力して前記第２のトランジスタをオフ状態とする第３のスイッチを備える請求項１記載の駆動回路。
前記駆動回路は、さらに、
前記第１のトランジスタの出力に接続される第１の抵抗と、
前記第２のトランジスタの出力に接続される第２の抵抗とを備え、
前記第２の抵抗の抵抗値は前記第１の抵抗の抵抗値よりも大きい請求項１記載の駆動回路。
前記駆動回路は、さらに、
入力データに基づいて前記基準電圧を変更し、前記変更した基準電圧を前記オペアンプの第２の入力端子に印加するＤ／Ａコンバータを備える請求項１記載の駆動回路。
前記負荷は、フィールドシーケンシャル方式の表示装置のバックライトとして用いる発光素子である請求項１記載の駆動回路。
制御信号に基づいて負荷に電流を供給する駆動回路を有する携帯情報端末であって、
第１の入力端子に印加される電圧および第２の入力端子に印加される基準電圧を比較するオペアンプと、
前記オペアンプの比較結果に応じて前記負荷に電流を供給する第１のトランジスタと、
前記オペアンプの比較結果に応じて電流を出力する第２のトランジスタと、
前記制御信号が第１の論理レベルであるときに前記オペアンプの比較結果を前記第１のトランジスタへ出力し、前記制御信号が第２の論理レベルであるときに所定の電圧を前記第１のトランジスタへ出力して前記第１のトランジスタをオフ状態とする第１のスイッチと、
前記制御信号が前記第１の論理レベルであるときに前記第１のトランジスタの出力電流から変換された電圧を前記オペアンプの第１の入力端子へ出力し、前記制御信号が前記第２の論理レベルであるときに前記第２のトランジスタの出力電流から変換された電圧を前記オペアンプの第１の入力端子へ出力する第２のスイッチとを備える駆動回路を有する携帯情報端末。