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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023131967
(43)【公開日】2023-09-22
(54)【発明の名称】発光素子駆動装置、および発光素子駆動システム
(51)【国際特許分類】
H05B 45/10 20200101AFI20230914BHJP
H05B 45/397 20200101ALI20230914BHJP
H05B 45/345 20200101ALI20230914BHJP
H05B 45/325 20200101ALI20230914BHJP
【ＦＩ】
H05B45/10
H05B45/397
H05B45/345
H05B45/325
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022037015
(22)【出願日】2022-03-10
(71)【出願人】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001933
【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】須山 真翔
(72)【発明者】
【氏名】桂 幸司
(72)【発明者】
【氏名】三浦 慧亮
【テーマコード（参考）】
3K273
【Ｆターム（参考）】
3K273AA10
3K273BA07
3K273CA02
3K273DA08
3K273FA03
3K273FA07
3K273FA14
3K273FA26
3K273FA27
3K273GA24
3K273GA25
3K273GA27
(57)【要約】
【課題】外部から入力されるパルス信号に基づき効果的にＤＣ調光を行うことが可能となる発光素子駆動装置を提供する。
【解決手段】発光素子駆動装置（２）は、第１パルス信号（Ｖｐｌｓ）を入力可能な第１外部端子（Ｔ１）と、前記第１パルス信号を第２パルス信号（ＰＬ２）にレベルシフトするように構成されるレベルシフタ（２Ａ）と、前記第２パルス信号を平滑化するように構成される平滑化回路（２Ｂ）と、前記平滑化回路の出力に基づき発光素子（５）に流す発光素子電流（ＩＬＥＤ）を生成するように構成される電流ドライバ（２Ｈ）と、を備え、前記第２パルス信号は、ハイレベルとローレベルの２値を有し、前記ハイレベルは基準電圧（Ｖｒｅｆ）であり、前記ローレベルはグランド電位である。
【選択図】図３
【解決手段】発光素子駆動装置（２）は、第１パルス信号（Ｖｐｌｓ）を入力可能な第１外部端子（Ｔ１）と、前記第１パルス信号を第２パルス信号（ＰＬ２）にレベルシフトするように構成されるレベルシフタ（２Ａ）と、前記第２パルス信号を平滑化するように構成される平滑化回路（２Ｂ）と、前記平滑化回路の出力に基づき発光素子（５）に流す発光素子電流（ＩＬＥＤ）を生成するように構成される電流ドライバ（２Ｈ）と、を備え、前記第２パルス信号は、ハイレベルとローレベルの２値を有し、前記ハイレベルは基準電圧（Ｖｒｅｆ）であり、前記ローレベルはグランド電位である。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１パルス信号を入力可能な第１外部端子と、
前記第１パルス信号を第２パルス信号にレベルシフトするように構成されるレベルシフタと、
前記第２パルス信号を平滑化するように構成される平滑化回路と、
前記平滑化回路の出力に基づき発光素子に流す発光素子電流を生成するように構成される電流ドライバと、
を備え、
前記第２パルス信号は、ハイレベルとローレベルの２値を有し、前記ハイレベルは基準電圧であり、前記ローレベルはグランド電位である、発光素子駆動装置。
前記第１パルス信号を第２パルス信号にレベルシフトするように構成されるレベルシフタと、
前記第２パルス信号を平滑化するように構成される平滑化回路と、
前記平滑化回路の出力に基づき発光素子に流す発光素子電流を生成するように構成される電流ドライバと、
を備え、
前記第２パルス信号は、ハイレベルとローレベルの２値を有し、前記ハイレベルは基準電圧であり、前記ローレベルはグランド電位である、発光素子駆動装置。
【請求項2】
前記レベルシフタは、前記第１パルス信号を、内部電圧をハイレベル、前記グランド電位をローレベルとする第３パルス信号にレベルシフトするように構成されるシュミットバッファを有する、請求項１に記載の発光素子駆動装置。
【請求項3】
前記レベルシフタは、前記シュミットバッファの後段に設けられ、前記第３パルス信号を前記第２パルス信号に変換するように構成される後段レベルシフタを有する、請求項２に記載の発光素子駆動装置。
【請求項4】
前記基準電圧の所定比率の電圧を生成する電圧生成部と、
前記所定比率の電圧と前記第２パルス信号とが入力され、低いほうの入力を選択するセレクタと、
を備え、
前記電流ドライバは、前記セレクタの出力に基づき前記発光素子電流を生成するように構成される、請求項３に記載の発光素子駆動装置。
前記所定比率の電圧と前記第２パルス信号とが入力され、低いほうの入力を選択するセレクタと、
を備え、
前記電流ドライバは、前記セレクタの出力に基づき前記発光素子電流を生成するように構成される、請求項３に記載の発光素子駆動装置。
【請求項5】
前記電圧生成部は、前記基準電圧を分圧するように構成される分圧抵抗を有する、請求項４に記載の発光素子駆動装置。
【請求項6】
設定用抵抗を接続可能な第２外部端子と、
前記セレクタの出力が印加される非反転入力端と、反転入力端と、を有するアンプと、
前記アンプの出力端が接続される制御端と、前記反転入力端および前記第２外部端子に接続される第１端と、第２端と、を有するトランジスタと、
前記第２端に接続される入力端を有するカレントミラーと、
を備え、
前記電流ドライバは、前記カレントミラーから出力される電流に基づき前記発光素子電流を生成するように構成される、請求項４または請求項５に記載の発光素子駆動装置。
前記セレクタの出力が印加される非反転入力端と、反転入力端と、を有するアンプと、
前記アンプの出力端が接続される制御端と、前記反転入力端および前記第２外部端子に接続される第１端と、第２端と、を有するトランジスタと、
前記第２端に接続される入力端を有するカレントミラーと、
を備え、
前記電流ドライバは、前記カレントミラーから出力される電流に基づき前記発光素子電流を生成するように構成される、請求項４または請求項５に記載の発光素子駆動装置。
【請求項7】
前記後段レベルシフタは、
前記第３パルス信号が入力される第１インバータと、
前記第１インバータの出力が入力される第２インバータと、
前記第１インバータの出力に基づきオンオフを切り替えられる第１スイッチと、
前記第２インバータの出力に基づきオンオフを切り替えられる第２スイッチと、
を有し、
オン状態の前記第１スイッチにより出力される前記グランド電位をローレベル、オン状態の前記第２スイッチにより出力される前記基準電圧をハイレベルとして、前記第２パルス信号が生成される、請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の発光素子駆動装置。
前記第３パルス信号が入力される第１インバータと、
前記第１インバータの出力が入力される第２インバータと、
前記第１インバータの出力に基づきオンオフを切り替えられる第１スイッチと、
前記第２インバータの出力に基づきオンオフを切り替えられる第２スイッチと、
を有し、
オン状態の前記第１スイッチにより出力される前記グランド電位をローレベル、オン状態の前記第２スイッチにより出力される前記基準電圧をハイレベルとして、前記第２パルス信号が生成される、請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の発光素子駆動装置。
【請求項8】
前記第１外部端子と前記シュミットバッファの入力端との間に接続されるプルダウン抵抗を備える、請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の発光素子駆動装置。
【請求項9】
前記第１外部端子にプルアップ抵抗を外部接続可能である、請求項８に記載の発光素子駆動装置。
【請求項10】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の発光素子駆動装置と、
前記第１外部端子に入力させる前記第１パルス信号を生成するように構成される制御装置と、
前記発光素子駆動装置と前記制御装置がそれぞれ搭載される別個の基板と、
を備える、発光素子駆動システム。
前記第１外部端子に入力させる前記第１パルス信号を生成するように構成される制御装置と、
前記発光素子駆動装置と前記制御装置がそれぞれ搭載される別個の基板と、
を備える、発光素子駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、発光素子駆動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、発光素子の一例として、ＬＥＤ（light emitting diode；発光ダイオード）が知られ、消費電力が小さく寿命の長いＬＥＤが様々な用途に用いられる。ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動装置の従来例は、特許文献１に開示されている。
【0003】
特許文献１のＬＥＤ駆動装置は、ＬＥＤのカソードが接続可能に構成されるＬＥＤ端子と、当該ＬＥＤ端子に接続される定電流ドライバと、を備える。定電流ドライバにより、ＬＥＤに定電流としてのＬＥＤ電流が流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１３－２１１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ＬＥＤ駆動装置は、外部からＤＣ（直流）電圧を入力可能であり、入力されたＤＣ電圧に比例したＬＥＤ電流をＬＥＤに流すことで調光を行うＤＣ調光機能を有する場合がある。しかしながら、システムによっては、外部からＬＥＤ駆動装置にＤＣ電圧を入力できず、パルス信号を入力せざるを得ない場合があり、このような場合でもＤＣ調光を行うことが要望されていた。
【0006】
上記状況に鑑み、本開示は、外部から入力されるパルス信号に基づき効果的にＤＣ調光を行うことが可能となる発光素子駆動装置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】
【0007】
例えば、本開示に係る発光素子駆動装置は、第１パルス信号を入力可能な第１外部端子と、
前記第１パルス信号を第２パルス信号にレベルシフトするように構成されるレベルシフタと、
前記第２パルス信号を平滑化するように構成される平滑化回路と、
前記平滑化回路の出力に基づき発光素子に流す発光素子電流を生成するように構成される電流ドライバと、を備え、
前記第２パルス信号は、ハイレベルとローレベルの２値を有し、前記ハイレベルは基準電圧であり、前記ローレベルはグランド電位である構成としている。
前記第１パルス信号を第２パルス信号にレベルシフトするように構成されるレベルシフタと、
前記第２パルス信号を平滑化するように構成される平滑化回路と、
前記平滑化回路の出力に基づき発光素子に流す発光素子電流を生成するように構成される電流ドライバと、を備え、
前記第２パルス信号は、ハイレベルとローレベルの２値を有し、前記ハイレベルは基準電圧であり、前記ローレベルはグランド電位である構成としている。
【発明の効果】
【0008】
本開示に係る発光素子駆動装置によれば、外部から入力されるパルス信号に基づき効果的にＤＣ調光を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、発光素子の一例としてのＬＥＤを駆動するシステムについて説明する。従って、以下に説明するＬＥＤドライバは、発光素子駆動装置の一例である。
【0011】
＜１．比較例＞
ここでは、本開示に係る例示的な実施形態について説明する前に、対比のための比較例について説明する。このような比較例を説明することで、課題が明らかとなる。
ここでは、本開示に係る例示的な実施形態について説明する前に、対比のための比較例について説明する。このような比較例を説明することで、課題が明らかとなる。
【0012】
図５は、第１比較例に係るＬＥＤ駆動システム４０の構成を示すブロック図である。図５に示すＬＥＤ駆動システム４０は、マイコン１０と、ＬＥＤドライバ２０と、基板３０と、を有する。マイコン１０とＬＥＤドライバ２０は、同じ基板３０に搭載される。
【0013】
マイコン１０は、ＤＡ（デジタル・アナログ）変換機能を有し、ＤＣ電圧Ｖｄｃを出力可能である。ＤＣ電圧Ｖｄｃは、調光用の電圧である。マイコン１０から出力されたＤＣ電圧Ｖｄｃは、ＬＥＤドライバ２０に入力される。ＬＥＤドライバ２０は、図示しないＬＥＤを駆動可能なＩＣ（集積回路）である。ＬＥＤドライバ２０は、入力されるＤＣ電圧Ｖｄｃに比例したＬＥＤ電流を生成し、生成されたＬＥＤ電流をＬＥＤに流す。これにより、ＤＣ電圧Ｖｄｃに応じた輝度でＬＥＤを駆動することができ、ＤＣ調光が実施される。
【0014】
図６は、ＬＥＤドライバ２０の構成例を示す図である。図６に示すＬＥＤドライバ２０は、セレクタ２０Ａと、アンプ２０Ｂと、トランジスタ２０Ｃと、カレントミラー２０Ｄと、電流ドライバ２０Ｅと、を１チップに集積化して有する。また、ＬＥＤドライバ２０は、外部との電気的接続を確立するために外部端子であるＤＣ入力端子Ｔａ、抵抗接続端子Ｔｂ、およびＬＥＤ接続端子Ｔｃを有する。
【0015】
ＤＣ入力端子Ｔａには、外部からＤＣ電圧Ｖｄｃを入力可能である。セレクタ２０Ａの第１入力端には、基準電圧Ｖｒｅｆの印加端が接続される。セレクタ２０Ａの第２入力端には、ＤＣ入力端子Ｔａが接続される。セレクタ２０Ａは、基準電圧ＶｒｅｆとＤＣ電圧Ｖｄｃのうち低いほうを選択して出力する。
【0016】
セレクタ２０Ａの出力は、アンプ２０Ｂの非反転入力端（＋）に入力される。トランジスタ２０Ｃは、ＮＭＯＳトランジスタ（Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor））により構成される。アンプ２０Ｂの出力端は、トランジスタ２０Ｃのゲートに接続される。トランジスタ２０Ｃのソースは、アンプ２０Ｂの反転入力端（－）に接続されるとともに、抵抗接続端子Ｔｂに接続される。抵抗接続端子Ｔｂには、設定用抵抗Ｒ２０の一端が外部接続される。設定用抵抗Ｒ２０の他端は、グランド電位の印加端に接続される。
【0017】
トランジスタ２０Ｃのドレインは、カレントミラー２０Ｄの入力端に接続される。電流ドライバ２０Ｅは、抵抗Ｒａ，Ｒｂと、アンプＡｐと、トランジスタＭと、を有する。カレントミラー２０Ｄの出力端は、抵抗Ｒａの一端に接続される。抵抗Ｒａの他端は、グランド電位の印加端に接続される。カレントミラー２０Ｄと抵抗Ｒａとが接続されるノードＮｂは、アンプＡｐの非反転入力端（＋）に接続される。トランジスタＭは、ＮＭＯＳトランジスタにより構成される。アンプＡｐの出力端は、トランジスタＭのゲートに接続される。トランジスタＭのソースは、アンプＡｐの反転入力端（－）に接続されるとともに、抵抗Ｒｂの一端に接続される。抵抗Ｒｂの他端は、グランド電位の印加端に接続される。トランジスタＭのドレインは、ＬＥＤ接続端子Ｔｃに接続される。ＬＥＤ接続端子Ｔｃは、ＬＥＤ２５のカソードに外部接続される。なお、図６では、ＬＥＤ２５は、複数のＬＥＤを直列に接続して構成しているが、単数のＬＥＤとしてもよい。
【0018】
このような構成により、トランジスタ２０Ｃと抵抗接続端子Ｔｂとが接続されるノードＮａに発生する制御電圧ＶＡは、セレクタ２０Ａの出力電圧と一致するように制御される。制御電圧ＶＡは、設定用抵抗Ｒ２０により電流Ｉａに電圧・電流変換される。電流Ｉａは、カレントミラー２０Ｄにより電流Ｉｂにミラーリングされる。電流Ｉｂは、抵抗ＲａによりノードＮｂに発生する制御電圧ＶＢに電流・電圧変換される。トランジスタＭと抵抗Ｒｂとが接続されるノードＮｃに発生する制御電圧ＶＣは、制御電圧ＶＢと一致するように制御される。制御電圧ＶＣは、抵抗ＲｂによりＬＥＤ２５を流れるＬＥＤ電流ＩＬＥＤに電圧・電流変換される。
【0019】
従って、ＬＥＤ電流ＩＬＥＤは、次のように表される。
ＩＬＥＤ＝（Ｖｄｃ／Ｒ２０）×（Ｒａ／Ｒｂ） （Ｖｄｃ＜Ｖｒｅｆの場合）
ＩＬＥＤ＝（Ｖｒｅｆ／Ｒ２０）×（Ｒａ／Ｒｂ） （Ｖｄｃ≧Ｖｒｅｆの場合）
ＩＬＥＤ＝（Ｖｄｃ／Ｒ２０）×（Ｒａ／Ｒｂ） （Ｖｄｃ＜Ｖｒｅｆの場合）
ＩＬＥＤ＝（Ｖｒｅｆ／Ｒ２０）×（Ｒａ／Ｒｂ） （Ｖｄｃ≧Ｖｒｅｆの場合）
【0020】
【0021】
このように、ＤＣ電圧Ｖｄｃが基準電圧Ｖｒｅｆより低い場合は、ＤＣ電圧Ｖｄｃに比例したＬＥＤ電流ＩＬＥＤが生成され、ＤＣ電圧Ｖｄｃが基準電圧Ｖｒｅｆ以上となる場合、ＬＥＤ電流ＩＬＥＤは基準電圧Ｖｒｅｆに基づく値で一定とされる。従って、ＤＣ電圧Ｖｄｃに基づいてＬＥＤ２５の輝度を調整するＤＣ調光が可能となる。
【0022】
ここで、マイコンには、ＤＡ変換機能を有さないものもあり、このような場合は、図８に示すような第２比較例に係るＬＥＤ駆動システム４００を用いることもできる。図８に示すＬＥＤ駆動システム４００は、マイコン１００と、ＬＥＤドライバ２００と、平滑化回路２５０と、基板３００と、を有する。マイコン１００、ＬＥＤドライバ２００、および平滑化回路２５０は、同じ基板３００に搭載される。なお、ＬＥＤドライバ２００は、先述した第１比較例に係るＬＥＤドライバ２０（図６）と同様の構成である。
【0023】
マイコン１００は、ＤＡ変換機能を有さないため、ＤＣ電圧は出力できず、代わりに調光用のパルス信号（パルス電圧）Ｖｐｌｓを出力する。パルス信号Ｖｐｌｓは、平滑化回路２５０に入力され、平滑化回路２５０により平滑化されてＤＣ電圧Ｖｄｃに変換される。生成されたＤＣ電圧Ｖｄｃは、ＬＥＤドライバ２００に入力される。ＬＥＤドライバ２００は、入力されたＤＣ電圧Ｖｄｃに比例したＬＥＤ電流を生成し、生成されたＬＥＤ電流をＬＥＤに流す。これにより、ＤＡ変換機能を有さないマイコン１００によってもＤＣ調光を実施することができる。
【0024】
しかしながら、このような第２比較例に係る構成では、ＬＥＤドライバ２００に対して外付けの平滑化回路２５０が必要となる課題があった。
【0025】
＜２．ＬＥＤ駆動システムの構成＞
上記のような課題を解決すべく、以下説明する本開示の実施形態が実施される。図１は、本開示の第１実施形態に係るＬＥＤ駆動システム４の構成を示すブロック図である。図１に示すＬＥＤ駆動システム４は、マイコン１と、ＬＥＤドライバ２と、基板３と、を有する。マイコン１とＬＥＤドライバ２は、同じ基板３に搭載される。
上記のような課題を解決すべく、以下説明する本開示の実施形態が実施される。図１は、本開示の第１実施形態に係るＬＥＤ駆動システム４の構成を示すブロック図である。図１に示すＬＥＤ駆動システム４は、マイコン１と、ＬＥＤドライバ２と、基板３と、を有する。マイコン１とＬＥＤドライバ２は、同じ基板３に搭載される。
【0026】
マイコン１は、ＤＡ変換機能を有さないため、ＤＣ電圧は出力できず、代わりに調光用のパルス信号Ｖｐｌｓを出力する。パルス信号Ｖｐｌｓは、ＬＥＤドライバ２に入力される。ＬＥＤドライバ２は、平滑化回路２Ｂを内蔵している。ＬＥＤドライバ２に入力されたパルス信号Ｖｐｌｓは、平滑化回路２Ｂにより平滑化されてＤＣ電圧に変換される。ＬＥＤドライバ２は、生成されたＤＣ電圧に比例したＬＥＤ電流を生成し、生成されたＬＥＤ電流を図示しないＬＥＤに流す。これにより、パルス信号Ｖｐｌｓに基づくＤＣ調光が実施される。
【0027】
図１に示すような構成であれば、ＬＥＤドライバ２に外付けされる平滑化回路が不要となる。
【0028】
図２は、本開示の第２実施形態に係るＬＥＤ駆動システム４０の構成を示すブロック図である。図２に示すＬＥＤ駆動システム４０は、図１に示す構成と異なり、別個の基板３１，３２を有する。マイコン１は、基板３１に搭載され、ＬＥＤドライバ２は、基板３２に搭載される。このようにマイコン１とＬＥＤドライバ２が搭載される基板３１，３２が別個のため、基板３１，３２でグランド電位の電位差が生じる可能性がある。しかしながら、後述するような本開示に係るＬＥＤドライバ２の構成により、上記のようなグランド電位の電位差によるＬＥＤ調光への影響を抑えることが可能となっている。
【0029】
＜３．ＬＥＤドライバの構成＞
図３は、本開示の実施形態に係るＬＥＤドライバ２の構成例を示す図である。図３に示すように、ＬＥＤドライバ２は、レベルシフタ２Ａと、平滑化回路２Ｂと、セレクタ２Ｃと、アンプ２Ｄと、トランジスタ２Ｅと、基準電圧生成部２Ｆと、カレントミラー２Ｇと、電流ドライバ２Ｈと、を１チップに集積化して有するＩＣである。また、ＬＥＤドライバ２は、外部との電気的接続を確立するための外部端子としてパルス入力端子Ｔ１、抵抗接続端子Ｔ２、およびＬＥＤ接続端子Ｔ３を有する。
図３は、本開示の実施形態に係るＬＥＤドライバ２の構成例を示す図である。図３に示すように、ＬＥＤドライバ２は、レベルシフタ２Ａと、平滑化回路２Ｂと、セレクタ２Ｃと、アンプ２Ｄと、トランジスタ２Ｅと、基準電圧生成部２Ｆと、カレントミラー２Ｇと、電流ドライバ２Ｈと、を１チップに集積化して有するＩＣである。また、ＬＥＤドライバ２は、外部との電気的接続を確立するための外部端子としてパルス入力端子Ｔ１、抵抗接続端子Ｔ２、およびＬＥＤ接続端子Ｔ３を有する。
【0030】
パルス入力端子Ｔ１には、外部からパルス信号Ｖｐｌｓが入力される。パルス信号Ｖｐｌｓは、ハイレベルとローレベルから構成され、デューティ（ハイレベルの１周期に対する比率）を有する。後述するように、この当該デューティに基づきＤＣ調光が実施される。
【0031】
レベルシフタ２Ａは、シュミットバッファＳＢと、後段レベルシフタＬＳと、を有する。シュミットバッファＳＢは、パルス入力端子Ｔ１に入力されるパルス信号Ｖｐｌｓをハイレベル＝Ｖｒｅｇ（内部電圧）、ローレベル＝グランド電位と２値化したレベルシフト後のパルス信号ＰＬ１に変換して出力する。シュミットバッファＳＢは、パルス信号Ｖｐｌｓのレベルが所定の閾値電圧より高ければパルス信号ＰＬ１をハイレベルとし、そうでなければパルス信号ＰＬ１をローレベルとする。実際には閾値電圧に対してヒステリシス特性が付与される。
【0032】
シュミットバッファＳＢの後段には、後段レベルシフタＬＳが設けられる。後段レベルシフタＬＳは、インバータＩＶ１，ＩＶ２と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、アンプＡ１と、を有する。スイッチＳＷ１は、パルス信号ＰＬ１をインバータＩＶ１により反転して得られるスイッチ制御信号ＳＣ１によりオンオフを切り替えられる。スイッチＳＷ２は、スイッチ制御信号ＳＣ１をインバータＩＶ２により反転して得られるスイッチ制御信号ＳＣ２信号によりオンオフを切り替えられる。
【0033】
アンプＡ１は、ボルテージフォロワを構成する。アンプＡ１の非反転入力端（＋）には、基準電圧Ｖｒｅｆの印加端が接続される。スイッチＳＷ２は、アンプＡ１の出力を出力するか否かを切り替える。スイッチＳＷ１は、グランド電位の出力を出力するか否かを切り替える。スイッチＳＷ１，ＳＷ２の出力としてパルス信号ＰＬ２が生成される。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、スイッチ制御信号ＳＣ１，ＳＣ２がハイレベルの場合にオン状態となり、ローレベルの場合にオフ状態となる。従って、パルス信号ＰＬ１がハイレベルの場合、スイッチＳＷ２がオン状態となり、パルス信号ＰＬ２は基準電圧Ｖｒｅｆとなり、パルス信号ＰＬ１がローレベルの場合、スイッチＳＷ１がオン状態となり、パルス信号ＰＬ２はグランド電位となる。すなわち、基準電圧Ｖｒｅｆをハイレベル、グランド電位をローレベルとしたパルス信号ＰＬ２が生成される。
【0034】
このようにレベルシフタ２Ａは、入力されるパルス信号Ｖｐｌｓをパルス信号ＰＬ２にレベルシフトする。パルス信号ＰＬ２は、平滑化回路２Ｂに入力される。平滑化回路２Ｂは、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とから構成されるＲＣフィルタとして構成される。平滑化回路２Ｂは、入力されるパルス信号ＰＬ２を平滑化してＤＣ電圧Ｖｄｃに変換する。パルス信号ＰＬ２のハイレベル＝基準電圧Ｖｒｅｆに対して、ＤＣ電圧Ｖｄｃは、次のように表される。
Ｖｄｃ＝Ｖｒｅｆ×Ｄｕｔｙ
ただし、Ｄｕｔｙ：パルス信号Ｖｐｌｓのデューティ[％]（＝パルス信号ＰＬ２のデューティ）
Ｖｄｃ＝Ｖｒｅｆ×Ｄｕｔｙ
ただし、Ｄｕｔｙ：パルス信号Ｖｐｌｓのデューティ[％]（＝パルス信号ＰＬ２のデューティ）
【0035】
セレクタ２Ｃの第１入力端には、基準電圧Ｖｒｅｆ’の印加端が接続される。セレクタ２Ｃの第２入力端には、ＤＣ電圧Ｖｄｃが入力される。セレクタ２０Ａは、基準電圧Ｖｒｅｆ’とＤＣ電圧Ｖｄｃのうち低いほうを選択して出力する。
【0036】
基準電圧Ｖｒｅｆ’は、基準電圧Ｖｒｅｆに基づき基準電圧生成部２Ｆにより生成される。基準電圧生成部２Ｆは、基準電圧Ｖｒｅｆとグランド電位との間に直列接続される分圧抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２を有する。基準電圧Ｖｒｅｆを分圧抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２により分圧することで基準電圧Ｖｒｅｆ’が生成される。分圧抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２を設ける理由については後述する。
【0037】
セレクタ２Ｃの出力は、アンプ２Ｄの非反転入力端（＋）に入力される。セレクタ２Ｃより後段側の構成、すなわちアンプ２Ｄ、トランジスタ２Ｅ、設定用抵抗Ｒ２、カレントミラー２Ｇ、および電流ドライバ２Ｈの構成は、先述した比較例に係るＬＥＤドライバ２０における構成（図６）と同様であるため、ここでは詳述を省く。なお、トランジスタ２Ｅのソースは、抵抗接続端子Ｔ２を介して設定用抵抗Ｒ２に接続される。また、トランジスタＭのドレインは、ＬＥＤ接続端子Ｔ３を介してＬＥＤ５のカソードに接続される。
【0038】
このように、パルス入力端子Ｔ１に入力されたパルス信号Ｖｐｌｓは、シュミットバッファＳＢによりパルス信号ＰＬ１に変換後、後段レベルシフタＬＳによりパルス信号ＰＬ２に変換される。従って、パルス信号Ｖｐｌｓは、レベルシフタ２Ａにより、ハイレベル＝Ｖｒｅｆ、ローレベル＝グランド電位とするパルス信号ＰＬ２にレベルシフトされる。これにより、先述した第２実施形態（図２）のようにマイコン１とＬＥＤドライバ２が別個の基板３１，３２に搭載されることで、各基板３１，３２のグランド電位に電位差が生じた場合でも、ＬＥＤドライバ２が搭載される基板３２のグランド電位を基準としたパルス信号ＰＬ２に変換されるため、ＬＥＤ５の調光への影響を抑えることができる。
【0039】
また、ＬＥＤ５に流すＬＥＤ電流ＩＬＥＤは、次のように表される。
ＩＬＥＤ＝（Ｖｄｃ／Ｒ２）×（Ｒａ／Ｒｂ） （Ｖｄｃ＜Ｖｒｅｆ’の場合）
ＩＬＥＤ＝（Ｖｒｅｆ’／Ｒ２）×（Ｒａ／Ｒｂ） （Ｖｄｃ≧Ｖｒｅｆ’の場合）
ＩＬＥＤ＝（Ｖｄｃ／Ｒ２）×（Ｒａ／Ｒｂ） （Ｖｄｃ＜Ｖｒｅｆ’の場合）
ＩＬＥＤ＝（Ｖｒｅｆ’／Ｒ２）×（Ｒａ／Ｒｂ） （Ｖｄｃ≧Ｖｒｅｆ’の場合）
【0040】
ここで、
Ｖｄｃ＝Ｖｒｅｆ×Ｄｕｔｙ
Ｖｒｅｆ’＝Ｖｒｅｆ×（Ｒｄ２／（Ｒｄ１＋Ｒｄ２））＝Ｖｒｅｆ×α
Ｖｄｃ＝Ｖｒｅｆ×Ｄｕｔｙ
Ｖｒｅｆ’＝Ｖｒｅｆ×（Ｒｄ２／（Ｒｄ１＋Ｒｄ２））＝Ｖｒｅｆ×α
【0041】
従って、
ＩＬＥＤ＝（（Ｖｒｅｆ×Ｄｕｔｙ）／Ｒ２）×（Ｒａ／Ｒｂ） （Ｄｕｔｙ＜αの場合）
ＩＬＥＤ＝（（Ｖｒｅｆ×α）／Ｒ２）×（Ｒａ／Ｒｂ） （Ｄｕｔｙ≧αの場合）
ＩＬＥＤ＝（（Ｖｒｅｆ×Ｄｕｔｙ）／Ｒ２）×（Ｒａ／Ｒｂ） （Ｄｕｔｙ＜αの場合）
ＩＬＥＤ＝（（Ｖｒｅｆ×α）／Ｒ２）×（Ｒａ／Ｒｂ） （Ｄｕｔｙ≧αの場合）
【0042】
すなわち、パルス信号ＶｐｌｓのデューティＤｕｔｙが所定値αより小さい場合、当該デューティに比例したＬＥＤ電流ＩＬＥＤが生成され、デューティＤｕｔｙが所定値α以上である場合、上記デューティ＝αとした場合の値でＬＥＤ電流ＩＬＥＤが一定となる。αは、分圧抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２の分圧比として設定される。
【0043】
なお、図４には、パルス信号ＶｐｌｓのデューティＤｕｔｙと制御電圧ＶＡとの関係の一例を示す。図４では、一例として基準電圧Ｖｒｅｆ＝１．２１Ｖ、α＝９０％としている。この場合、９０％以上のデューティでＬＥＤ電流ＩＬＥＤが一定となる。
【0044】
このように、パルス信号Ｖｐｌｓのデューティに基づいてＬＥＤ５の輝度を調整するＤＣ調光を実施することが可能となる。また、デューティが所定値α以上ではＬＥＤ電流ＩＬＥＤが一定となるため、デューティ＝１００％付近でＬＥＤ電流ＩＬＥＤの不感帯を設けることができる。
【0045】
なお、後段レベルシフタＬＳを設けずにシュミットバッファＳＢの出力を平滑化回路２Ｂに入力させた場合は、例えばＶｒｅｆ’＝１．２Ｖ、Ｖｒｅｇ＝５Ｖとした場合、パルス信号Ｖｐｌｓのデューティが２４％以上でＬＥＤ電流ＩＬＥＤが一定となるため、調光の分解能が低くなってしまう。そこで、シュミットバッファＳＢの後段に後段レベルシフタＬＳを設けている。
【0046】
ただし、もしセレクタ２Ｃに例えばＶｒｅｆ’としてＶｒｅｇに近い電圧を印加するような場合であれば、後段レベルシフタＬＳを設けなくてもよい。
【0047】
また、シュミットバッファＳＢの入力端とパルス入力端子Ｔ１との間にプルダウン抵抗Ｒｐを接続している。これにより、パルス入力端子Ｔ１がオープンの場合に、シュミットバッファＳＢの入力をグランド電位に固定し、ＬＥＤ電流ＩＬＥＤ＝０Ａとして、ＬＥＤ５を消灯することができる。
【0048】
なお、パルス入力端子Ｔ１の外部にプルアップ抵抗を接続すれば、シュミットバッファＳＢの入力をハイレベルに固定することができる。この場合、パルス信号Ｖｐｌｓのデューティ＝１００％として、ＬＥＤ５を点灯することができる。
【0049】
＜４．その他＞
以上、例示的な実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内において、実施形態は種々に変形が可能である。
以上、例示的な実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内において、実施形態は種々に変形が可能である。
【0050】
＜５．付記＞
以上の通り、例えば、本開示の一態様に係る発光素子駆動装置（２）は、
第１パルス信号（Ｖｐｌｓ）を入力可能な第１外部端子（Ｔ１）と、
前記第１パルス信号を第２パルス信号（ＰＬ２）にレベルシフトするように構成されるレベルシフタ（２Ａ）と、
前記第２パルス信号を平滑化するように構成される平滑化回路（２Ｂ）と、
前記平滑化回路の出力に基づき発光素子（５）に流す発光素子電流（ＩＬＥＤ）を生成するように構成される電流ドライバ（２Ｈ）と、を備え、
前記第２パルス信号は、ハイレベルとローレベルの２値を有し、前記ハイレベルは基準電圧（Ｖｒｅｆ）であり、前記ローレベルはグランド電位である構成としている（第１の構成）。
以上の通り、例えば、本開示の一態様に係る発光素子駆動装置（２）は、
第１パルス信号（Ｖｐｌｓ）を入力可能な第１外部端子（Ｔ１）と、
前記第１パルス信号を第２パルス信号（ＰＬ２）にレベルシフトするように構成されるレベルシフタ（２Ａ）と、
前記第２パルス信号を平滑化するように構成される平滑化回路（２Ｂ）と、
前記平滑化回路の出力に基づき発光素子（５）に流す発光素子電流（ＩＬＥＤ）を生成するように構成される電流ドライバ（２Ｈ）と、を備え、
前記第２パルス信号は、ハイレベルとローレベルの２値を有し、前記ハイレベルは基準電圧（Ｖｒｅｆ）であり、前記ローレベルはグランド電位である構成としている（第１の構成）。
【0051】
また、上記第１の構成において、前記レベルシフタ（２Ａ）は、前記第１パルス信号（Ｖｐｌｓ）を、内部電圧（Ｖｒｅｇ）をハイレベル、前記グランド電位をローレベルとする第３パルス信号（ＰＬ１）にレベルシフトするように構成されるシュミットバッファ（ＳＢ）を有する構成としてもよい（第２の構成）。
【0052】
また、上記第２の構成において、前記レベルシフタ（２Ａ）は、前記シュミットバッファ（ＳＢ）の後段に設けられ、前記第３パルス信号（ＰＬ１）を前記第２パルス信号（ＰＬ２）に変換するように構成される後段レベルシフタ（ＬＳ）を有する構成としてもよい（第３の構成）。
【0053】
また、上記第３の構成において、前記基準電圧（Ｖｒｅｆ）の所定比率（α）の電圧（Ｖｒｅｆ’）を生成する電圧生成部（２Ｆ）と、
前記所定比率の電圧と前記第２パルス信号（ＰＬ２）とが入力され、低いほうの入力を選択するセレクタ（２Ｃ）と、
を備え、
前記電流ドライバ（２Ｈ）は、前記セレクタの出力に基づき前記発光素子電流（ＩＬＥＤ）を生成するように構成される構成としてもよい（第４の構成）。
前記所定比率の電圧と前記第２パルス信号（ＰＬ２）とが入力され、低いほうの入力を選択するセレクタ（２Ｃ）と、
を備え、
前記電流ドライバ（２Ｈ）は、前記セレクタの出力に基づき前記発光素子電流（ＩＬＥＤ）を生成するように構成される構成としてもよい（第４の構成）。
【0054】
また、上記第４の構成において、前記電圧生成部（２Ｆ）は、前記基準電圧（Ｖｒｅｆ）を分圧するように構成される分圧抵抗（Ｒｄ１，Ｒｄ２）を有する構成としてもよい（第５の構成）。
【0055】
また、上記第４または第５の構成において、設定用抵抗（Ｒ２）を接続可能な第２外部端子（Ｔ２）と、
前記セレクタ（２Ｆ）の出力が印加される非反転入力端と、反転入力端と、を有するアンプ（２Ｄ）と、
前記アンプの出力端が接続される制御端と、前記反転入力端および前記第２外部端子に接続される第１端と、第２端と、を有するトランジスタ（２Ｅ）と、
前記第２端に接続される入力端を有するカレントミラー（２Ｇ）と、
を備え、
前記電流ドライバ（２Ｈ）は、前記カレントミラーから出力される電流に基づき前記発光素子電流（ＩＬＥＤ）を生成するように構成される構成としてもよい（第６の構成）。
前記セレクタ（２Ｆ）の出力が印加される非反転入力端と、反転入力端と、を有するアンプ（２Ｄ）と、
前記アンプの出力端が接続される制御端と、前記反転入力端および前記第２外部端子に接続される第１端と、第２端と、を有するトランジスタ（２Ｅ）と、
前記第２端に接続される入力端を有するカレントミラー（２Ｇ）と、
を備え、
前記電流ドライバ（２Ｈ）は、前記カレントミラーから出力される電流に基づき前記発光素子電流（ＩＬＥＤ）を生成するように構成される構成としてもよい（第６の構成）。
【0056】
また、上記第３から第６のいずれかの構成において、前記後段レベルシフタ（ＬＳ）は、前記第３パルス信号（ＰＬ１）が入力される第１インバータ（ＩＶ１）と、
前記第１インバータの出力が入力される第２インバータ（ＩＶ２）と、
前記第１インバータの出力に基づきオンオフを切り替えられる第１スイッチ（ＳＷ１）と、
前記第２インバータの出力に基づきオンオフを切り替えられる第２スイッチ（ＳＷ２）と、
を有し、
オン状態の前記第１スイッチにより出力される前記グランド電位をローレベル、オン状態の前記第２スイッチにより出力される前記基準電圧（Ｖｒｅｆ）をハイレベルとして、前記第２パルス信号（ＰＬ２）が生成される構成としてもよい（第７の構成）。
前記第１インバータの出力が入力される第２インバータ（ＩＶ２）と、
前記第１インバータの出力に基づきオンオフを切り替えられる第１スイッチ（ＳＷ１）と、
前記第２インバータの出力に基づきオンオフを切り替えられる第２スイッチ（ＳＷ２）と、
を有し、
オン状態の前記第１スイッチにより出力される前記グランド電位をローレベル、オン状態の前記第２スイッチにより出力される前記基準電圧（Ｖｒｅｆ）をハイレベルとして、前記第２パルス信号（ＰＬ２）が生成される構成としてもよい（第７の構成）。
【0057】
また、上記第２から第７のいずれかの構成において、前記第１外部端子と前記シュミットバッファの入力端との間に接続されるプルダウン抵抗を備える構成としてもよい（第８の構成）。
【0058】
また、上記第８の構成において、前記第１外部端子にプルアップ抵抗を外部接続可能である構成としてもよい（第９の構成）。
【0059】
また、本開示の一態様に係る発光素子駆動システム（４０）は、上記第１から第９のいずれかの構成の発光素子駆動装置（２）と、
前記第１外部端子（Ｔ１）に入力させる前記第１パルス信号（Ｖｐｌｓ）を生成するように構成される制御装置（１）と、
前記発光素子駆動装置と前記制御装置がそれぞれ搭載される別個の基板（３１，３２）と、を備える。
前記第１外部端子（Ｔ１）に入力させる前記第１パルス信号（Ｖｐｌｓ）を生成するように構成される制御装置（１）と、
前記発光素子駆動装置と前記制御装置がそれぞれ搭載される別個の基板（３１，３２）と、を備える。
【産業上の利用可能性】
【0060】
本開示は、例えば、各種用途のＬＥＤの駆動手段に利用することが可能である。
【符号の説明】
【0061】
１ マイコン
２ ＬＥＤドライバ
２Ａ レベルシフタ
２Ｂ 平滑化回路
２Ｃ セレクタ
２Ｄ アンプ
２Ｅ トランジスタ
２Ｆ 基準電圧生成部
２Ｇ カレントミラー
２Ｈ 電流ドライバ
３ 基板
４ ＬＥＤ駆動システム
５ ＬＥＤ
１０ マイコン
２０ ＬＥＤドライバ
２０Ａ セレクタ
２０Ｂ アンプ
２０Ｃ トランジスタ
２０Ｃ セレクタ
２０Ｄ カレントミラー
２０Ｅ 電流ドライバ
２５ ＬＥＤ
３０ 基板
３１，３２ 基板
４０ ＬＥＤ駆動システム
１００ マイコン
２００ ＬＥＤドライバ
２５０ 平滑化回路
３００ 基板
４００ ＬＥＤ駆動システム
Ａ１ アンプ
Ａｐ アンプ
Ｃ１ コンデンサ
ＩＶ１，ＩＶ２ インバータ
ＬＳ 後段レベルシフタ
Ｍ トランジスタ
Ｒ１ 抵抗
Ｒ２ 設定用抵抗
Ｒ２０ 設定用抵抗
Ｒａ，Ｒｂ 抵抗
Ｒｄ１，Ｒｄ２ 分圧抵抗
Ｒｐ プルダウン抵抗
ＳＢ シュミットバッファ
ＳＷ１，ＳＷ２ スイッチ
Ｔ１ パルス入力端子
Ｔ２ 抵抗接続端子
Ｔ３ ＬＥＤ接続端子
Ｔａ ＤＣ入力端子
Ｔｂ 抵抗接続端子
Ｔｃ ＬＥＤ接続端子
２ ＬＥＤドライバ
２Ａ レベルシフタ
２Ｂ 平滑化回路
２Ｃ セレクタ
２Ｄ アンプ
２Ｅ トランジスタ
２Ｆ 基準電圧生成部
２Ｇ カレントミラー
２Ｈ 電流ドライバ
３ 基板
４ ＬＥＤ駆動システム
５ ＬＥＤ
１０ マイコン
２０ ＬＥＤドライバ
２０Ａ セレクタ
２０Ｂ アンプ
２０Ｃ トランジスタ
２０Ｃ セレクタ
２０Ｄ カレントミラー
２０Ｅ 電流ドライバ
２５ ＬＥＤ
３０ 基板
３１，３２ 基板
４０ ＬＥＤ駆動システム
１００ マイコン
２００ ＬＥＤドライバ
２５０ 平滑化回路
３００ 基板
４００ ＬＥＤ駆動システム
Ａ１ アンプ
Ａｐ アンプ
Ｃ１ コンデンサ
ＩＶ１，ＩＶ２ インバータ
ＬＳ 後段レベルシフタ
Ｍ トランジスタ
Ｒ１ 抵抗
Ｒ２ 設定用抵抗
Ｒ２０ 設定用抵抗
Ｒａ，Ｒｂ 抵抗
Ｒｄ１，Ｒｄ２ 分圧抵抗
Ｒｐ プルダウン抵抗
ＳＢ シュミットバッファ
ＳＷ１，ＳＷ２ スイッチ
Ｔ１ パルス入力端子
Ｔ２ 抵抗接続端子
Ｔ３ ＬＥＤ接続端子
Ｔａ ＤＣ入力端子
Ｔｂ 抵抗接続端子
Ｔｃ ＬＥＤ接続端子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】