特許 6101419 電子機器、制御回路及び発光素子の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6101419

(24)【登録日】2017年3月3日

(45)【発行日】2017年3月22日

(54)【発明の名称】電子機器、制御回路及び発光素子の制御方法

(51)【国際特許分類】

   G03B 15/05 20060101AFI20170313BHJP

   G03B 15/03 20060101ALI20170313BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20170313BHJP

【ＦＩ】

   G03B15/05

   G03B15/03 X

   H04N5/225 F

【請求項の数】10

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2011-28878(P2011-28878)

(22)【出願日】2011年2月14日

(65)【公開番号】特開2012-168332(P2012-168332A)

(43)【公開日】2012年9月6日

【審査請求日】2014年2月3日

【審判番号】不服2015-18942(P2015-18942/J1)

【審判請求日】2015年10月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】507364997

【氏名又は名称】サイプレス セミコンダクター コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】平野 健

(72)【発明者】

【氏名】山田 知和

【合議体】

【審判長】 鉄 豊郎

【審判官】 河原 正

【審判官】 西村 仁志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２３３７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２５５９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３３７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２７６０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−８６０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２１５５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２２３３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５３６８４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

G03B 15/05

G03B 15/00

H04N 5/222-5/257

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光素子と、
前記発光素子に接続されたキャパシタと、
放電期間において前記キャパシタの電荷の変化量を測定する測定回路と、
測定された前記電荷の変化量と、前記キャパシタの特性に応じた基準値との差分に応答して、前記発光素子の発光量を制御する制御部と
を有することを特徴とする電子機器。

【請求項2】

請求項１に記載の電子機器であって、
前記発光素子に接続された抵抗素子を有し、
前記制御部は、前記発光量の制御として前記抵抗素子の抵抗値を制御することを特徴とする電子機器。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の電子機器であって、
前記電荷の変化量に基づいて前記基準値を生成する基準値生成回路と、
前記測定回路を、前記制御部及び前記基準値生成回路の何れか一方に選択的に接続するセレクタと、有し、
前記セレクタは、前記測定回路が第１期間において前記電荷の変化量を測定している場合に前記測定回路を前記基準値生成回路と接続し、前記測定回路が第２期間において前記電荷の変化量を測定している場合に前記測定回路を前記制御部と接続することを特徴とする電子機器。

【請求項4】

請求項３に記載の電子機器であって、
前記第１期間は前記キャパシタの充電期間であり、前記第２期間は前記キャパシタの放電期間であることを特徴とする電子機器。

【請求項5】

請求項４に記載の電子機器であって、
前記充電期間に、前記キャパシタに一定の電流を供給する電源回路を有し、
前記放電期間に、前記キャパシタから前記発光素子に電流が供給されることを特徴とする電子機器。

【請求項6】

放電期間において、発光素子に接続されたキャパシタの電荷の変化量を測定する測定回路と、
前記電荷の変化量と、前記キャパシタの特性に応じた基準値とを比較し、測定された前記電荷の変化量と前記基準値との差分に応じた信号を出力して、前記発光素子の発光量を制御する比較回路とを有することを特徴とする制御回路。

【請求項7】

請求項６に記載の制御回路であって、
前記電荷の変化量に基づいて前記基準値を生成する基準値生成回路と、
前記測定回路を、前記比較回路及び前記基準値生成回路の何れか一方に選択的に接続するセレクタとを有し、
前記セレクタは、前記測定回路が第１期間において前記電荷の変化量を測定している場合に前記測定回路を前記基準値生成回路と接続し、前記測定回路が第２期間において前記電荷の変化量を測定している場合に前記測定回路を前記比較回路と接続することを特徴とする制御回路。

【請求項8】

請求項７に記載の制御回路であって、
前記測定回路は、前記電荷の変化量として、発光素子に接続されたキャパシタの電荷の変化量を測定することを特徴とする制御回路。

【請求項9】

請求項８に記載の制御回路であって、
前記第１期間は前記キャパシタの充電期間であり、前記第２期間は前記キャパシタの放電期間であることを特徴とする制御回路。

【請求項10】

発光素子に接続されたキャパシタの放電期間の電荷の変化量を測定し、
その測定した電荷の変化量と、前記キャパシタの特性に応じた基準値との差分に応答して、前記発光素子の発光量を制御すること
を特徴とする発光素子の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子機器、制御回路及び発光素子の制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ＤＣ−ＤＣコンバータによって発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）を定電流制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、発光ダイオード列に直列にセンス抵抗とＦＥＴとを接続し、センス抵抗に発生する電圧により発光ダイオードに流れる電流を測定し、その測定値に基づいてＦＥＴのオン抵抗を制御することにより、発光ダイオードに流れる電流を略一定に制御する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−１２２３３６号公報

【特許文献2】国際公開第２００４／０１９１４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、ＤＣ−ＤＣコンバータによる定電流制御では、発光ダイオードに流れる電流を直接モニタしていないため、発光ダイオードや素子のばらつきが生じると、発光ダイオードに流れる電流にもばらつきが生じる。このため、この場合には上記電流に対して過剰な設計マージンが必要となる。また、センス抵抗で発光ダイオードに流れる電流をモニタして発光ダイオードに流れる電流を制御する場合には、センス抵抗による損失が生じる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一観点によれば、発光素子と、前記発光素子に接続されたキャパシタと、前記キャパシタの電荷の変化量を測定する測定回路と、前記電荷の変化量と基準値との差分に応答して、前記発光素子の発光量を制御する制御部とを有する。

【発明の効果】

【0006】

本発明の一観点によれば、電流制御の精度を向上させつつも、消費電力の増大を抑制させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態のデジタルカメラの全体構成を示すブロック図。

【図2】制御回路の内部構成例を示すブロック回路図。

【図3】制御回路の動作を説明するためのタイミングチャート。

【図4】制御回路の動作を説明するためのタイミングチャート。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、一実施形態を図１〜図４に従って説明する。まず、デジタルカメラ１の全体構成を図１に従って説明する。
レンズ部１０は、被写体からの光を集光する複数のレンズ（フォーカスレンズ１１等）と、これらのレンズを通過した光の量を被写体照度に応じて調整する絞り（図示略）とを備え、集光された被写体の光を撮像素子１３に出力する。ここで、フォーカスレンズ１１は、ピントを調整するためのレンズであり、レンズ移動機構１２によって駆動され、光軸に沿って前後に移動される。なお、このレンズ移動機構１２は、デジタル信号処理部（Digital Signal Processor：ＤＳＰ）１５から供給される制御信号により駆動制御される。

【0009】

上記撮像素子１３は、ベイヤ配列のカラーフィルタを備え、レンズ部１０を通過して入射される入射光に応じた撮像信号（アナログ信号）をＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換部１４に出力する。なお、撮像素子１３としては、ＣＣＤ（charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどを用いることができる。

【0010】

Ａ／Ｄ変換部１４は、上記撮像信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号を画像データとしてＤＳＰ１５に出力する。
ＤＳＰ１５は、Ａ／Ｄ変換部１４から入力される画像データに対して各種画像処理を施し、その画像処理後の画像データを記録媒体１６に格納したり、表示部１７に出力したりする。なお、記録媒体１６としては、例えばコンパクトフラッシュ（登録商標）やＳＤメモリカード（登録商標）などの携帯型メモリカードである。表示部１７としては、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）や有機ＥＬ（Electronic Luminescence）などを用いることができる。

【0011】

入力部１８は、ユーザにより操作されるシャッタボタンやメニューボタン等の各種スイッチを有している。ユーザはこれらの各種スイッチを操作することにより、写真撮影や撮影モードの変更などを行うことができる。例えばシャッタボタンが半押し操作されることによってオートフォーカス制御等の撮影準備処理が行われ、全押し操作されることによって実際の撮影処理が行われる。なお、シャッタボタン等が操作されると、入力部１８は、その操作に応じた操作信号をホストＣＰＵ１９に出力する。

【0012】

ホストＣＰＵ１９は、入力部１８からの各種操作信号に基づいて、ＲＯＭ（図示略）に記憶された各種プログラムを実行することにより、デジタルカメラ１の各部を統括的に制御する。このホストＣＰＵ１９は、ＤＳＰ１５と通信を行うとともに、制御回路２０を制御する。例えばホストＣＰＵ１９は、シャッタボタンの全押し操作に伴って撮影指令を示す操作信号が入力部１８から入力されると、発光部３０を発光させるための発光信号ＳＬを制御回路２０に出力する。

【0013】

制御回路２０は、ホストＣＰＵ１９からの制御信号（発光信号ＳＬや充電信号Ｓｃｈ等）に応じて、発光部３０を駆動制御する。具体的には、制御回路２０は、撮影タイミングにおいて、発光部３０内の発光ダイオード３１を撮像に必要な一定時間だけ発光させる。

【0014】

次に、制御回路２０及び発光部３０の内部構成例を図２に従って説明する。
発光部３０は、発光ダイオード３１と、発光ダイオード３１のアノードに第１端子が接続され第２端子がグランドに接続されるキャパシタＣ３１と、発光ダイオード３１のカソードにドレインが接続されソースがグランドに接続されるＮチャネルＭＯＳトランジスタＴ３１とを有している。

【0015】

制御回路２０は、キャパシタＣ３１に電流Ｉｃを供給するＤＣ−ＤＣコンバータ２１と、キャパシタＣ３１の電荷の変化量を測定する測定回路２２と、その電荷の変化量に対応する増幅電圧Ｖａと基準電圧Ｖｒとの差分に応答して、発光ダイオード３１の発光量を制御する制御部２３とを有している。また、制御回路２０は、キャパシタＣ３１の電荷の変化量に応じて上記基準電圧Ｖｒを生成する基準値生成回路２４と、測定回路２２と制御部２３又は基準値生成回路２４とを選択的に接続するセレクタ２７とを有している。

【0016】

ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、スイッチＳＷ０を介して、発光ダイオード３１のアノードとキャパシタＣ３１の第１端子に接続されるとともに、測定回路２２に接続されている。このＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、スイッチＳＷ０がオンされると、一定電圧に制御した出力電圧をキャパシタＣ３１に供給し、キャパシタＣ３１に一定の電流Ｉｃを流す（充電期間）。この電流によってキャパシタＣ３１は充電され、キャパシタＣ３１の第１端子の電圧（充電電圧Ｖｃｈ）が一定の傾斜で上昇される。なお、スイッチＳＷ０がオフされた場合には、キャパシタＣ３１から駆動電流Ｉｄが発光ダイオード３１に流れて、その発光ダイオード３１がストロボ発光する（放電期間）。

【0017】

スイッチＳＷ０は、ホストＣＰＵ１９（図１参照）から入力されるＨレベルの充電信号Ｓｃｈに応答してオンする一方、Ｌレベルの充電信号Ｓｃｈに応答してオフする。この充電信号Ｓｃｈは、例えばシャッタボタンの半押し操作に応答してＨレベルとなり、キャパシタＣ３１の充電電圧Ｖｃｈが所定の設定電圧に達したときにＬレベルとなる。

【0018】

次に、測定回路２２の内部構成例を説明する。
測定回路２２内のスイッチＳＷ１，ＳＷ２の各第１端子には、キャパシタＣ３１の第１端子が接続されている。スイッチＳＷ１の第２端子は、コンデンサＣ２１の第１端子に接続されるとともに、オペアンプ２２Ａの非反転入力端子に接続されている。コンデンサＣ２１の第２端子は、グランドに接続されている。また、スイッチＳＷ２の第２端子は、コンデンサＣ２２の第１端子に接続されるとともに、オペアンプ２２Ａの反転入力端子に接続されている。コンデンサＣ２２の第２端子は、グランドに接続されている。なお、本実施形態では、コンデンサＣ２１の容量値とコンデンサＣ２２の容量値とは同一値である。

【0019】

スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２は、３つのクロック信号ＣＫａ，ＣＫｂ，ＣＫｃの信号レベルの組み合わせに応じてオンオフ制御される。ここで、図３に示すように、クロック信号ＣＫａは、所定周波数のクロック信号であり、クロック信号ＣＫｃは、クロック信号ＣＫａを４分周した信号である。また、クロック信号ＣＫｂは、キャパシタＣ３１の充電期間にはクロック信号ＣＫａを２分周した信号を論理反転させた信号となり、キャパシタＣ３１の放電期間にはクロック信号ＣＫａを２分周した信号となる。そして、スイッチＳＷ１は、クロック信号ＣＫａがＨレベル、クロック信号ＣＫｂがＬレベル、及びクロック信号ＣＫｃがＬレベルのときにオンされ、それ以外の信号レベルの組み合わせではオフされる。また、スイッチＳＷ２は、クロック信号ＣＫａがＨレベル、クロック信号ＣＫｂがＨレベル、及びクロック信号ＣＫｃがＬレベルのときにオンされ、それ以外の信号レベルの組み合わせではオフされる。

【0020】

このようなスイッチＳＷ１がオンされると、オペアンプ２２Ａの非反転入力端子には上記キャパシタＣ３１の充電電圧Ｖｃｈが供給される。また、この充電電圧Ｖｃｈは、コンデンサＣ２１の第１端子にも供給される。このため、コンデンサＣ２１の第１端子の電圧は、上記キャパシタＣ３１の充電電圧Ｖｃｈと等しくなる。

【0021】

一方、スイッチＳＷ１がオフされると、オペアンプ２２Ａの非反転入力端子とコンデンサＣ２１の第１端子には充電電圧Ｖｃｈが供給されなくなる。すると、オペアンプ２２Ａの非反転入力端子の電圧は、コンデンサＣ２１の第１端子の電圧、すなわち、スイッチＳＷ１をオフする直前の電圧をコンデンサＣ２１により保持した電圧となる。このとき、コンデンサＣ２１により保持された電圧は、スイッチＳＷ１のオフタイミングにおけるキャパシタＣ３１に充電された電荷量に対応する電圧値となる。

【0022】

同様に、スイッチＳＷ２がオンされると、オペアンプ２２Ａの反転入力端子には上記キャパシタＣ３１の充電電圧Ｖｃｈが供給される。また、この充電電圧Ｖｃｈは、コンデンサＣ２２の第１端子にも供給される。このため、コンデンサＣ２２の第１端子の電圧は、上記キャパシタＣ３１の充電電圧Ｖｃｈと等しくなる。

【0023】

一方、スイッチＳＷ２がオフされると、オペアンプ２２Ａの反転入力端子とコンデンサＣ２２の第１端子には充電電圧Ｖｃｈが供給されなくなる。すると、オペアンプ２２Ａの反転入力端子の電圧は、コンデンサＣ２２の第１端子の電圧、すなわち、スイッチＳＷ２をオフする直前の電圧をコンデンサＣ２２により保持した電圧となる。このとき、コンデンサＣ２２により保持された電圧は、スイッチＳＷ２のオフタイミングにおけるキャパシタＣ３１に充電された電荷量に対応する電圧値となる。

【0024】

オペアンプ２２Ａは、両入力端子の端子電圧の差電圧を増幅した増幅電圧Ｖａを制御部２３又は基準値生成回路２４に出力する。このオペアンプ２２Ａの出力端子は、セレクタ２７の共通端子Ｐｃに接続されている。ここで、上記増幅電圧Ｖａは、スイッチＳＷ１のオフタイミングにおけるキャパシタＣ３１の電荷量に対応する電圧とスイッチＳＷ２のオフタイミングにおけるキャパシタＣ３１の電荷量に対応する電圧との差分であるため、キャパシタＣ３１の電荷Ｑの変化量ΔＱ（図３参照）に相当する。

【0025】

セレクタ２７の共通端子Ｐｃは、基準値生成回路２４に接続される第１端子Ｐ１と、制御部２３に接続される第２端子Ｐ２とに接続されている。このセレクタ２７は、上記充電信号Ｓｃｈの信号レベルに応じて切り替え制御される。具体的には、セレクタ２７は、Ｈレベルの充電信号Ｓｃｈに応じて共通端子Ｐｃと第１端子Ｐ１、つまり測定回路２２と基準値生成回路２４とを接続し、Ｌレベルの充電信号Ｓｃｈに応じて共通端子Ｐｃと第２端子Ｐ２、つまり測定回路２２と制御部２３とを接続する。

【0026】

次に、基準値生成回路２４の内部構成例を説明する。
基準値生成回路２４内のサンプルホールド回路２５には、上記セレクタ２７の第１端子Ｐ１が接続されている。このため、サンプルホールド回路２５には、セレクタ２７の共通端子Ｐｃと第１端子Ｐ１とが接続された場合に、つまりキャパシタＣ３１の充電時に、測定回路２２から増幅電圧Ｖａが供給される。また、サンプルホールド回路２５には、上記クロック信号ＣＫｃがサンプリングクロックとして供給される。このサンプルホールド回路２５は、クロック信号ＣＫｃに応答して、増幅電圧Ｖａをサンプルホールドしてホールド電圧Ｖｈを生成する。本実施形態では、サンプルホールド回路２５は、Ｌレベルのクロック信号ＣＫｃが入力されている期間に、そのクロック信号ＣＫｃが立ち下がる直前に入力される増幅電圧Ｖａを保持し、その保持した増幅電圧Ｖａをホールド電圧Ｖｈとしてオペアンプ２６の非反転入力端子に出力する。また、サンプルホールド回路２５は、Ｈレベルのクロック信号ＣＫｃが入力されている期間に、測定回路２２から入力される増幅電圧Ｖａをそのままホールド電圧Ｖｈとしてオペアンプ２６の非反転入力端子に出力する。

【0027】

オペアンプ２６の出力端子は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＴ２１のゲートに接続されている。トランジスタＴ２１は、そのドレインがＰチャネルＭＯＳトランジスタＴ２２のドレインに接続されるとともに、ソースがオペアンプ２６の反転入力端子と抵抗Ｒ２１の第１端子とに接続されている。その抵抗Ｒ２１の第２端子はグランドに接続されている。

【0028】

上記オペアンプ２６は、反転入力端子の端子電圧をホールド電圧Ｖｈと等しくするように、トランジスタＴ２１を制御する。すなわち、抵抗Ｒ２１の第１端子の電圧がホールド電圧Ｖｈになるように制御される。したがって、抵抗Ｒ２１の両端子間には、この抵抗Ｒ２１の抵抗値と、両端子間の電位差（ホールド電圧Ｖｈ）とに応じた電流Ｉ１が流れる。すなわち、電流Ｉ１は、ホールド電圧Ｖｈ（増幅電圧Ｖａ）に比例した電流となる。

【0029】

上記トランジスタＴ２２は、そのソースに高電位側の電源電圧Ｖｃｃが供給される。また、トランジスタＴ２２のゲートは、同トランジスタＴ２２のドレインと、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３をそれぞれ介してＰチャネルＭＯＳトランジスタＴ２３，Ｔ２４，Ｔ２５のゲートとに接続されている。これらトランジスタＴ２３，Ｔ２４，Ｔ２５のソースには電源電圧Ｖｃｃが供給される。したがって、スイッチＳ１がオンされると、トランジスタＴ２２，Ｔ２３がカレントミラー回路として機能し、スイッチＳ２がオンされると、トランジスタＴ２２，Ｔ２４がカレントミラー回路として機能し、スイッチＳ３がオンされると、トランジスタＴ２２，Ｔ２５がカレントミラー回路として機能する。これらカレントミラー回路は、入力側のトランジスタＴ２２と出力側の各トランジスタＴ２３，Ｔ２４，Ｔ２５との電気的特性に応じて、抵抗Ｒ２１に流れる電流Ｉ１に比例した電流を出力側のトランジスタに流す。

【0030】

また、出力側のトランジスタＴ２３，Ｔ２４，Ｔ２５のドレインは抵抗Ｒ２２の第１端子に共通して接続されるとともに、その抵抗Ｒ２２の第２端子はグランドに接続されている。このため、抵抗Ｒ２２には、スイッチＳ１〜Ｓ３のオンオフによって選択されるカレントミラー回路から上記ホールド電圧Ｖｈに比例した電流Ｉ１に応じた電流が供給される。例えば出力側のトランジスタＴ２３が入力側のトランジスタＴ２２と同一の電気的特性を有し、その出力側のトランジスタＴ２３に接続されるスイッチＳ１のみがオンされると、上記電流Ｉ１と同一の電流値の電流Ｉ２が抵抗Ｒ２２に供給される。ここで、出力側のトランジスタＴ２３，Ｔ２４，Ｔ２５の電気的特性の設定やスイッチＳ１〜Ｓ３のオンオフ設定は、例えば当該制御回路２０に接続される発光ダイオード３１の特性や数に応じて決定される。

【0031】

そして、抵抗Ｒ２２の抵抗値及び電流Ｉ２の電流値に応じて決定される抵抗Ｒ２２の第１端子の電圧が基準電圧Ｖｒとして制御部２３内のオペアンプ２３Ａの非反転入力端子に供給される。

【0032】

このように構成された基準値生成回路２４は、キャパシタＣ３１の充電時における増幅電圧Ｖａ（キャパシタＣ３１の電荷Ｑの変化量ΔＱ）をホールド電圧Ｖｈとして保持し、そのホールド電圧Ｖｈに応じた基準電圧Ｖｒを生成する。なお、キャパシタＣ３１の放電時においては、セレクタ２７の共通端子Ｐｃと第２端子Ｐ２とが接続されて当該基準値生成回路２４が測定回路２２から切り離されるが、サンプルホールド回路２５で上記増幅電圧Ｖａが保持されているため、その増幅電圧Ｖａ（ホールド電圧Ｖｈ）に応じて生成される基準電圧Ｖｒが制御部２３に供給される。

【0033】

次に、制御部２３の内部構成例を説明する。
上記オペアンプ２３Ａの反転入力端子には、上記セレクタ２７の第２端子Ｐ２が接続されている。このため、オペアンプ２３Ａの反転入力端子には、セレクタ２７の共通端子Ｐｃと第２端子Ｐ２とが接続された場合、つまりキャパシタＣ３１の放電時に、測定回路２２から増幅電圧Ｖａが供給される。このオペアンプ２３Ａの出力端子は、スイッチＳＷ３を介して発光部３０内のＮチャネルＭＯＳトランジスタＴ３１のゲートに接続されている。また、オペアンプ２３Ａの出力端子は、コンデンサＣ２３と抵抗Ｒ２３とを介して同オペアンプ２３Ａの反転入力端子に帰還されている。このオペアンプ２３Ａは、増幅電圧Ｖａと基準電圧Ｖｒとの差分に応じた出力電圧をスイッチＳＷ３の第１端子に供給する。具体的には、オペアンプ２３Ａは、増幅電圧Ｖａと基準電圧Ｖｒとの差分に応じて、上記トランジスタＴ３１のオン抵抗を制御する出力電圧（制御信号）を出力する。

【0034】

このスイッチＳＷ３は、その共通端子がトランジスタＴ３１のゲートに接続され、第１端子がオペアンプ２３Ａの出力端子に接続され、第２端子がグランドに接続されている。このスイッチＳＷ３は、ホストＣＰＵ１９（図１参照）からの発光信号ＳＬの信号レベルに応じて切り替え制御される。具体的には、スイッチＳＷ３は、発光ダイオード３１の発光指令を示すＨレベルの発光信号ＳＬに応じて共通端子と第１端子とを接続し、Ｌレベルの発光信号ＳＬに応じて共通端子と第２端子とを接続する。そして、スイッチＳＷ３は、オペアンプ２３Ａの出力電圧又はグランドレベルの電圧を制御信号ＳｃとしてトランジスタＴ３１のゲートに出力する。なお、トランジスタＴ３１は、オペアンプ２３Ａの出力電圧に応じてオンされ、グランドレベルの電圧に応じてオフされる。

【0035】

このように構成された制御部２３は、Ｈレベルの発光信号ＳＬが入力されるまでは、グランドレベルの制御信号ＳｃをトランジスタＴ３１のゲートに供給する。すると、トランジスタＴ３１がオフされ、発光ダイオード３１に駆動電流Ｉｄが流れないため、発光ダイオード３１は発光されない。一方、発光ダイオード３１の発光指令を示すＨレベルの発光信号ＳＬが入力されると、制御部２３は、増幅電圧Ｖａと基準電圧Ｖｒとの差分に応じた制御信号ＳｃをトランジスタＴ３１のゲートに供給する。この制御信号Ｓｃの増減に応じてトランジスタＴ３１のオン抵抗が可変され、それに伴って発光ダイオード３１に流れる駆動電流Ｉｄが可変されて発光ダイオード３１の発光量が可変される。このとき、制御部２３→発光部３０→測定回路２２→セレクタ２７→制御部２３というフィードバックループによって、増幅電圧Ｖａ（キャパシタＣ３１の電荷Ｑの変化量ΔＱ）が基準電圧Ｖｒと等しくなるように、トランジスタＴ３１のオン抵抗が制御される。これにより、発光ダイオード３１の発光量が略一定になるように制御される。

【0036】

なお、デジタルカメラ１は電子機器の一例、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は電源回路の一例、制御部２３は比較回路の一例、発光ダイオード３１は発光素子の一例、トランジスタＴ３１は抵抗素子の一例、基準電圧Ｖｒは基準値の一例である。

【0037】

次に、このように構成された制御回路２０の動作を図３及び図４に従って説明する。なお、これら図３及び図４において、縦軸及び横軸は、説明を簡潔にするため、適宜拡大、縮小して示している。

【0038】

今、例えばユーザによってシャッタボタンが半押し操作されて撮影準備処理が開始されると、ホストＣＰＵ１９からＨレベルの充電信号Ｓｃｈが制御回路２０に出力される（時刻ｔ１）。制御回路２０では、Ｈレベルの充電信号Ｓｃｈに応答して、スイッチＳＷ０がオンされるとともに、セレクタ２７の共通端子Ｐｃが第１端子Ｐ１と接続され、測定回路２２と基準値生成回路２４とが接続される。すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１から出力される略一定の電流ＩｃによってキャパシタＣ３１が充電される。これにより、キャパシタＣ３１に充電される電荷Ｑが一定の傾斜で増加する。

【0039】

このとき、所定周波数のクロック信号ＣＫａと、クロック信号ＣＫａを２分周させた信号を反転させたクロック信号ＣＫｂと、クロック信号ＣＫｃを４分周させたクロック信号ＣＫｃとが図示しない発振器や分周器等で生成される。これらクロック信号ＣＫａ，ＣＫｂ，ＣＫｃがそれぞれＨレベル、Ｈレベル、Ｌレベルになると、スイッチＳＷ２がオンされる。すると、コンデンサＣ２２の第１端子の電圧がキャパシタＣ３１の充電電圧Ｖｃｈと等しくなる。続いて、クロック信号ＣＫａがＬレベルに遷移されると（時刻ｔ２参照）、スイッチＳＷ２がオフされる。すると、オペアンプ２２Ａの反転入力端子の電圧は、スイッチＳＷ２をオフする直前の電圧をコンデンサＣ２２により保持した電圧、すなわち、時刻ｔ２におけるキャパシタＣ３１の電荷Ｑに対応する電圧となる。

【0040】

次に、クロック信号ＣＫａ，ＣＫｂ，ＣＫｃがそれぞれＨレベル、Ｌレベル、Ｌレベルになると、スイッチＳＷ１がオンされる（時刻ｔ３参照）。すなわち、スイッチＳＷ２のオンから所定時間経過後にスイッチＳＷ１がオンされる。すると、コンデンサＣ２１の第１端子の電圧がキャパシタＣ３１の充電電圧Ｖｃｈと等しくなる。続いて、クロック信号ＣＫａがＬレベルに遷移されると（時刻ｔ４）、スイッチＳＷ１がオフされる。すると、オペアンプ２２Ａの非反転入力端子の電圧は、スイッチＳＷ１をオフする直前の電圧をコンデンサＣ２１により保持した電圧、すなわち時刻ｔ４におけるキャパシタＣ３１の電荷Ｑに対応する電圧となる。ここで、上述したように、オペアンプ２２Ａの反転入力端子の電圧は、時刻ｔ２におけるキャパシタＣ３１の電荷Ｑに対応する電圧である。このため、このときのオペアンプ２２Ａから出力される増幅電圧Ｖａは、所定期間（時刻ｔ２〜ｔ４）におけるキャパシタＣ３１の電荷Ｑの変化量ΔＱに対応する電圧となる。換言すると、増幅電圧Ｖａは、キャパシタＣ３１の特性を反映した電圧となる。そして、基準値生成回路２４では、Ｈレベルのクロック信号ＣＫｃに応答して増幅電圧Ｖａがホールド電圧Ｖｈとして保持され、その保持されたホールド電圧Ｖｈに応じた基準電圧Ｖｒが生成される。これにより、発光ダイオード３１に実際に接続されるキャパシタＣ３１の特性に応じた基準電圧Ｖｒを生成することができる。

【0041】

このような一連の動作が繰り返し実行され、キャパシタＣ３１の充電電圧Ｖｃｈが所定の設定電圧に達すると（時刻ｔ５参照）、Ｌレベルの充電信号Ｓｃｈが制御回路２０に入力される。すると、Ｌレベルの充電信号Ｓｃｈに応答して、スイッチＳＷ０がオフされるとともに、セレクタ２７の共通端子Ｐｃが第２端子Ｐ２と接続され、測定回路２２と制御部２３とが接続される。これにより、キャパシタＣ３１への充電、つまりキャパシタＣ３１の充電期間が終了する。

【0042】

次に、例えばユーザによってシャッタボタンが全押し操作されると、ホストＣＰＵ１９からＨレベルの発光信号ＳＬが制御回路２０に出力される（時刻ｔ６参照）。すると、スイッチＳＷ３の共通端子が第１端子に接続され、制御部２３からの制御信号Ｓｃによって発光部３０内のトランジスタＴ３１がオンされるとともに、そのオン抵抗が制御される。なお、この放電開始時の制御信号Ｓｃは、予め設定された固定電圧となる。このような制御信号Ｓｃによって制御されたトランジスタＴ３１のオン抵抗に応じて、キャパシタＣ３１に蓄えられた電荷Ｑが放電され、キャパシタＣ３１から発光ダイオード３１に駆動電流Ｉｄが流れる。すなわち、キャパシタＣ３１の放電期間（発光ダイオード３１の発光期間）が開始される。なお、図３に示すように、この放電期間では、キャパシタＣ３１の電荷Ｑが徐々に減少する。

【0043】

また、このとき、所定周波数のクロック信号ＣＫａと、クロック信号ＣＫａを２分周させたクロック信号ＣＫｂと、クロック信号ＣＫｃを４分周させたクロック信号ＣＫｃとが生成される。ここで、クロック信号ＣＫｂは、上記充電期間と論理が反転している。このため、クロック信号ＣＫａ，ＣＫｂ，ＣＫｃがそれぞれＨレベル、Ｌレベル、Ｌレベルになるタイミングが先に発生し（時刻ｔ６参照）、スイッチＳＷ１が先にオンする。その後、クロック信号ＣＫａのＬレベルへの遷移に伴ってスイッチＳＷ１がオフされ（時刻ｔ７参照）、クロック信号ＣＫａのＨレベルの遷移に伴ってスイッチＳＷ２がオンされ（時刻ｔ８参照）、続くクロック信号ＣＫａのＬレベルへの遷移に伴ってスイッチＳＷ２がオフされる（時刻ｔ９参照）。このように、キャパシタＣ３１の放電期間では、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオンする順序が上記充電期間とは逆になる。このため、電荷Ｑの変化の方向（傾斜の向き）が上記充電期間と逆になる放電期間においても、電荷Ｑの変化量ΔＱ（の絶対値）を測定することができる。具体的には、このときのオペアンプ２２Ａでは、時刻ｔ７のキャパシタＣ３１の電荷Ｑに対応する電圧が非反転入力端子に供給され、時刻ｔ９のキャパシタＣ３１の電荷Ｑに対応する電圧が反転入力端子に供給されているため、所定期間（時刻ｔ７〜ｔ９）における電荷Ｑの変化量ΔＱに対応する増幅電圧Ｖａがオペアンプ２２Ａから出力される。換言すると、このときの増幅電圧Ｖａは、発光ダイオード３１に流れる駆動電流Ｉｄに応じた電圧となる。そして、制御部２３では、増幅電圧Ｖａと上記充電期間に生成された基準電圧Ｖｒとの差分に応じた制御信号Ｓｃが生成される。これにより、増幅電圧Ｖａが基準電圧Ｖｒと等しくなるようにトランジスタＴ３１のオン抵抗が制御され、発光ダイオード３１に流れる駆動電流Ｉｄが一定となるように制御される。

【0044】

具体的には、図４に示すように、上記測定した増幅電圧Ｖａが基準電圧Ｖｒよりも低い場合には（時刻ｔ１０参照）、オペアンプ２３Ａから出力される制御信号Ｓｃが高くなる（矢印参照）。これにより、トランジスタＴ３１のオン抵抗が減少し、キャパシタＣ３１から発光ダイオード３１に流れる駆動電流Ｉｄが増加する。このとき、駆動電流Ｉｄの増加に伴ってキャパシタＣ３１の電荷Ｑの変化量ΔＱが大きくなり、増幅電圧Ｖａが上昇して基準電圧Ｖｒに近づく。また、上記駆動電流Ｉｄの増加に伴って、発光ダイオード３１の発光量も増加する。

【0045】

逆に、測定した増幅電圧Ｖａが基準電圧Ｖｒよりも高い場合には、オペアンプ２３Ａから出力される制御信号Ｓｃが低くなる。これにより、トランジスタＴ３１のオン抵抗が増大し、駆動電流Ｉｄが減少する。このとき、駆動電流Ｉｄの減少に伴ってキャパシタＣ３１の電荷Ｑの変化量ΔＱが小さくなり、増幅電圧Ｖａが低下して基準電圧Ｖｒに近づく。このような動作が繰り返されることにより、発光ダイオード３１に流れる駆動電流Ｉｄが略一定の電流に制御され、ひいては発光ダイオード３１の発光量が略一定になるように制御される。

【0046】

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）発光ダイオード３１に接続されたキャパシタＣ３１の電荷Ｑの変化量ΔＱを測定し、その電荷Ｑの変化量ΔＱに対応する増幅電圧Ｖａと基準電圧Ｖｒとの差分に応答して、発光ダイオード３１の発光量を制御するようにした。これによれば、電荷Ｑの変化量ΔＱの測定によって擬似的に駆動電流Ｉｄを測定することができるため、駆動電流Ｉｄの電流値を精度良く制御することができ、発光ダイオード３１の発光量を精度良く制御することができる。したがって、駆動電流Ｉｄに対する過剰なマージンを不要にすることができる。また、駆動電流Ｉｄの測定にセンス抵抗を使用していないため、センス抵抗による損失の発生を好適に抑制することができ、発光ダイオード３１の発光量を制御するための消費電力の増大を抑制することができる。

【0047】

（２）キャパシタＣ３１の充電期間に、そのキャパシタＣ３１の電荷Ｑの変化量ΔＱ（キャパシタＣ３１の特性値）に応じて基準電圧Ｖｒを生成するようにした。これにより、発光ダイオード３１に実際に接続されているキャパシタＣ３１の特性値に応じて基準電圧Ｖｒが生成されるため、キャパシタＣ３１の容量変更や温度特性の補正などにも対応することができる。

【0048】

（３）ＤＣ−ＤＣコンバータ２１から供給される電流ＩｃによってキャパシタＣ３１を充電し、その充電された電荷を放電させることで発光ダイオード３１に駆動電流Ｉｄを供給するようにした。すなわち、制御回路２０及び発光部３０は、発光ダイオード３１に駆動電流Ｉｄを供給するための定電流源を内蔵していない。このため、制御回路２０及び発光部３０における発熱を好適に抑制することができる。

【0049】

（他の実施形態）
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、キャパシタＣ３１の充電期間に、そのキャパシタＣ３１の電荷Ｑの変化量ΔＱを測定し、その変化量ΔＱに応じた基準電圧Ｖｒを生成するようにした。これに限らず、例えばキャパシタＣ３１の放電期間内の所定期間（例えば、放電期間開始から上記変化量ΔＱを１回測定するまでの期間）に、キャパシタＣ３１の特性に応じた基準電圧Ｖｒを生成するようにしてもよい。

【0050】

・あるいは、上述した充電期間における制御（基準電圧Ｖｒの生成）を省略するようにしてもよい。この場合には、例えば基準電圧ＶｒをキャパシタＣ３１の特性に応じて予め設定される電圧とすればよい。このような構成によっても、上記実施形態の（１）と同様の効果を奏する。

【0051】

なお、このような制御回路２０を、発光ダイオード３１を一定の電流で点灯させる点灯装置などに適用させるようにしてもよい。
・上記実施形態では、抵抗素子の一例としてＮチャネルＭＯＳトランジスタＴ３１を開示したが、ＰチャネルＭＯＳトランジスタを用いてもよい。また、抵抗素子として制御信号Ｓｃによって抵抗値が可変される可変抵抗を用いてもよい。

【0052】

・上記実施形態では、制御信号ＳｃによりトランジスタＴ３１のオン抵抗を制御することで、発光ダイオード３１の発光量を制御するようにしたが、発光ダイオード３１の発光量を制御可能であれば制御信号Ｓｃの制御対象は特に限定されない。

【0053】

・上記実施形態では、発光素子として発光ダイオード３１に具体化したが、これに限定されない。
・上記実施形態では、電子機器としてデジタルカメラ１に具体化したが、これに限定されない。例えば電子機器としてビデオカメラに具体化してもよい。

【符号の説明】

【0054】

１ デジタルカメラ
２０ 制御回路
２１ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２２ 測定回路
２３ 制御部
２４ 基準値生成回路
２７ セレクタ
３１ 発光素子
Ｃ３１ キャパシタ
Ｔ３１ ＮチャネルＭＯＳトランジスタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】