JP2005303091A

JP2005303091A - Ｌｅｄモジュール

Info

Publication number: JP2005303091A
Application number: JP2004118352A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kobori; 浩小堀
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2004-04-13
Filing date: 2004-04-13
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】ＬＥＤモジュールにおける消費電力を小さくする。
【解決手段】ＬＥＤモジュール２０は、信号処理回路１０からの入力パルス信号を受け入れ内部のＬＥＤ２６が発光する。入力パルス信号は、ＬＥＤモジュール２０内のパルス幅設定回路２２に入力され、ここでパルス幅が短縮され、得られた狭パルス信号によりドライブ回路２４がＬＥＤ２６を駆動する。これによって、ＬＥＤの発光パルスが短くなり、消費電力を小さくすることができる。
【選択図】図１

Description

入力パルス信号を受け入れ、その入力パルス信号に応じて発光するＬＥＤモジュールに関する。

従来より、ＬＥＤなどの半導体発光素子が広く利用されており、例えばＩｒＤＡなどの赤外線通信などにおいてもその送信素子として利用されている。

ここで、ＩｒＤＡは、赤外線通信における１つの規格であり、各種の事項が細かく定められており、パソコン等において広く採用されている。一方、携帯電話や、対戦型ゲーム機等では、通信相手がある程度限定されてもそれほど問題が生じない。そして、通信相手が特定されている場合には、規格通りの通信を行わなくてもよい。従って、通信信号をそのままドライブ信号として、ＬＥＤを駆動することもできる。これによって、回路を全体として簡略化できる。

ところが、通信信号は通常デューティー比５０％のパルス信号であり、これをそのままＬＥＤの駆動信号として利用すると、デューティー比５０％でＬＥＤが発光して通信が行われる。一方、携帯用のゲーム機や携帯電話は電池駆動であり、その消費電力をなるべく小さく抑えたいという要求がある。

本発明は、消費電力を比較的小さくできるＬＥＤモジュールを提供することを目的とする。

本発明は、入力パルス信号を受け入れ、その入力パルス信号に応じて発光するＬＥＤモジュールであって、入力パルス信号のパルス幅をより狭いパルス幅の狭パルス信号に変換するパルス幅設定回路と、このパルス幅設定回路でパルス幅が変換された狭パルス信号に基づいて、ドライブ電流を発生するドライブ回路と、このドライブ回路からのドライブ電流の供給を受け発光するＬＥＤと、を含むことを特徴とする。

これによって、ＬＥＤモジュールは、パルス幅設定回路を有している。そこで、例えば通常のデューティー比５０％の送信信号を入力することで、ＬＥＤにはデューティー比の小さなドライブ信号を供給して、短いパルス幅の発光にできる。これによって、消費電力の低減化が図れる。

また、前記パルス幅設定回路は、入力パルス信号のＨまたはＬの一方の期間に所定の電流が充電されるとともに、他方の期間に放電されるコンデンサと、このコンデンサの充電電圧が所定電圧に至ったときに、前記狭パルス信号の状態を反転させるパルス幅変更回路と、を有し、コンデンサの充電電流の大きさに対応したパルス幅に入力パルス信号のパルス幅を変換するすることが好適である。

また、前記コンデンサに接続された調整用端子を有し、この調整用端子に、電流源を接続することで、コンデンサの充電を早くしてパルス幅を小さくし、またコンデンサを接続することでコンデンサの充電を遅くしてパルス幅を大きくすることが可能であることが好適である。

以上説明したように、本発明によれば、ＬＥＤモジュールが、パルス幅設定回路を有しており、例えば通常のデューティー比５０％の送信信号を入力することで、ＬＥＤにはデューティー比の小さなドライブ信号を供給して、短いパルス幅の発光にできる。これによって、消費電力の低減化が図れる。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、実施形態の構成を示すブロック図である。各種の信号処理を行う信号処理回路１０において、得られた送信信号である入力パルス信号は、ＬＥＤモジュール２０に供給される。

このＬＥＤモジュール２０内には、入力されてくる入力パルス信号のパルス幅をより狭い狭パルス幅信号に変換するパルス幅設定回路２２と、このパルス幅設定回路２２からの狭パルス信号に基づいて、ドライブ電流を発生するドライブ回路２４と、このドライブ回路からのドライブ電流の供給を受け発光するＬＥＤ２６と、が設けられている。ここで、パルス幅設定回路２２は、入力パルス信号のＨの期間に一定電流で充電され、Ｌの期間に急速に放電されるコンデンサを有しており、このコンデンサ充電電圧が所定電圧に至ったときに、出力をＬにすることで、入力パルス信号がＨの期間より短い狭パルス信号を得る。そこで、コンデンサの容量、ここへの充電電流の大きさなどを設定することで所望の出力の狭パルス信号を得ることができる。

また、ＬＥＤモジュール２０には、パルス幅設定回路２２と接続される調整用端子２８が設けられている。この調整用端子２８に、電流源を接続することで、コンデンサの充電を早くしてパルス幅を小さくし、またコンデンサを接続することでコンデンサの充電を遅くしてパルス幅を大きくすることが可能である。

このように、本実施形態のＬＥＤモジュールでは、１つのモジュール中にＬＥＤ２６と、ドライブ回路２４だけでなく、パルス幅設定回路２２を有している。そこで、通常のデューティー比５０％の送信信号をＬＥＤモジュール２０に入力することで、ＬＥＤ２６にはデューティー比の小さなドライブ信号を供給して、短いパルス幅の発光にできる。そこで、消費電力の低減化が図れる。そして、受信側においても、このようなパルス幅の信号が来ることが分かっているため、その受信処理に全く問題はない。なお、受信パルスの立ち上がりをとられて受信処理を行う方式であれば、パルス幅が狭くてもデューティー比５０％のパルス幅の信号と同様の受信回路を用いることもできる。

例えば、図２に示すように、パルス幅設定回路２２において、デューティー比５０％の入力パルス信号をデューティー比３／１６の狭パルス信号に変換する。

図３に、本実施形態のＬＥＤモジュール２０の回路構成を示す。

このように、信号処理回路からの入力パルス信号は、入力端子３０を介しＮＰＮ型の入力トランジスタＴｒ１０のベースに入力される。この入力トランジスタＴｒ１０のエミッタはグランドに接続され、コレクタは、抵抗を介しＮＰＮ型のシャットダウントランジスタＴｒ１２のエミッタに接続されている。

このシャットダウントランジスタＴｒ１２のベースには、シャットダウン端子３２を介し、シャットダウン信号が供給されている。すなわち、このシャットダウン信号がＬであれば、入力トランジスタＴｒ１０に電流が流れなくなり、パルス幅設定回路２２が停止し、これによってＬＥＤモジュール２０の全体の動作がシャットダウンされる。従って、このシャットダウン信号は動作時において常にＨに維持されている。

シャットダウントランジスタＴｒ１２のコレクタには、ベースコレクタが短絡されたＰ型のトランジスタＴｒ１４のコレクタが接続され、このトランジスタＴｒ１４のエミッタは抵抗を介し、電源ＶＣＣに接続されている。従って、入力パルス信号がＨの際にトランジスタＴｒ１０がオンし、電流がトランジスタＴｒ１４に流れる。

トランジスタＴｒ１０のコレクタには、トランジスタＴｒ１６のベースが接続されている。このトランジスタＴｒ１６のエミッタはグランドに接続され、コレクタは、他端がグランドに接続されたコンデンサＣ１の上側に接続されている。また、トランジスタＴｒ１４のベースには、ＰＮＰ型のトランジスタＴｒ１８のベースが接続れている。このトランジスタＴｒ１８のエミッタは抵抗を介し電源ＶＣＣに接続されており、このトランジスタＴｒ１８はトランジスタＴｒ１４とカレントミラーを構成している。従って、入力パルス信号がＨの時にトランジスタＴｒ１４に流れるものと同一の電流がトランジスタＴｒ１８を介し、コンデンサＣ１に充電される。なお、トランジスタＴｒ１６は、トランジスタＴｒ１０がオンの際にそのベースがＬとなりオフ、トランジスタＴｒ１０がオフの時にそのベースがＨとなりオンとなっている。従って、コンデンサＣ１は、入力パルス信号がＨの時に、定電流で充電され、入力パルス信号がＬの時ｊに、トランジスタＴｒ１６がオンして急速に放電される。

トランジスタＴｒ１４のベースには、ＰＮＰ型のトランジスタＴｒ２０のベースが接続され、このトランジスタＴｒ２０のエミッタは抵抗を介し電源ＶＣＣに接続されている。従って、このトランジスタＴｒ２０はトランジスタＴｒ１４とカレントミラーを構成している。トランジスタＴｒ２０のコレクタには、ベースコレクタが短絡されたＮＰＮトランジスタＴｒ２２のコレクタが接続されており、このトランジスタＴｒ２２のエミッタはグランドに接続されている。さらに、このトランジスタＴｒ２２のベースには、エミッタが抵抗を介しグランドに接続されたＮＰＮトランジスタＴｒ２４のベースが接続されている。従って、トランジスタＴｒ２２と、トランジスタＴｒ２４はカレントミラーを構成している。従って、トランジスタＴｒ１４に流れる電流と同一の電流が、トランジスタＴｒ２４にも流れる。

トランジスタＴｒ２４のコレクタには、一対のＮＰＮ型トランジスタＴｒ２６、Ｔｒ２８のエミッタが共通接続されている。トランジスタＴｒ２６のコレクタは電源ＶＣＣに接続され、トランジスタＴｒ２８のコレクタは、コレクタベース間が短絡されたＰＮＰトランジスタＴｒ３０のコレクタに接続され、このトランジスタＴｒ３０のエミッタが抵抗を介し電源ＶＣＣに接続されている。従って、トランジスタＴｒ２６、Ｔｒ２８は差動アンプを構成している。

そして、トランジスタＴｒ２６のベースには、コンデンサＣ１の上側が接続されており、トランジスタＴｒ２６は、コンデンサＣ１の充電電圧により動作する。

また、トランジスタＴｒ１４のベースには、ＰＮＰ型のトランジスタＴｒ３２のベースにも接続されており、このトランジスタＴｒ３２のエミッタは抵抗を介し電源ＶＣＣに接続され、コレクタは、コレクタベース間が短絡されたＮＰＮ型トランジスタＴｒ３４のコレクタに接続され、トランジスタＴｒ３４のエミッタはもう１つのコレクタベース間が短絡されたＮＰＮ型トランジスタＴｒ３６のコレクタに接続され、このトランジスタＴｒ３６のエミッタがグランドに接続されている。そして、トランジスタＴｒ３４のコレクタがトランジスタＴｒ２８のベースに接続されている。従って、トランジスタＴｒ２８のベースは、トランジスタＴｒ３４、Ｔｒ３６のＶｂｅに応じた定電圧（＝２Ｖｂｅ）に維持される。そこで、トランジスタＴｒ２６のベース電圧が２Ｖｂｅ以下の時にトランジスタＴｒ２８がオンし、トランジスタＴｒ２６のベース電圧が２Ｖｂｅ以上になったときにトランジスタＴｒ２８がオフすることになる。

また、トランジスタＴｒ２８のベースには、ベースコレクタ間が短絡されたＮＰＮトランジスタＴｒ３８のエミッタが接続され、このトランジスタＴｒ３８のコレクタは、トランジスタＴｒ２６のベースに接続されている。このトランジスタＴｒ３８は、コンデンサＣ１の上側電圧が所定値（３Ｖｂｅ）以上に上昇しないように機能している。

トランジスタＴｒ３０のベースには、ＰＮＰ型のトランジスタＴｒ４０のベースが接続されており、このトランジスタＴｒ４０のエミッタは抵抗を介し電源ＶＣＣに接続されている。従って、このトランジスタＴｒ４０は、トランジスタ３０とカレントミラーを構成しており、トランジスタＴｒ２８がオンの時にトランジスタＴｒ４０もオンする。トランジスタＴｒ４０のコレクタは、抵抗を介し、コレクタベース間が短絡されたＮＰＮ型トランジスタＴｒ４２のコレクタに接続され、トランジスタＴｒ４２のエミッタはもう１つのコレクタベース間が短絡されたＮＰＮ型トランジスタＴｒ４４のコレクタに接続され、このトランジスタＴｒ４４のエミッタがグランドに接続されている。従って、トランジスタＴｒ４２のコレクタは、トランジスタＴｒ４０がオンの時には２Ｖｂｅとなり、トランジスタＴｒ４０がオフの時には、グランド電位に近い電位になる。

トランジスタＴｒ４２のコレクタにはＮＰＮ型のトランジスタＴｒ４６のベースが接続されている。このトランジスタＴｒ４６のコレクタは電源ＶＣＣに接続され、エミッタは抵抗を介し、グランドに接続されている。従って、このトランジスタＴｒ４６は、トランジスタＴｒ２８、トランジスタＴｒ４０がオンの時にオンする。

トランジスタＴｒ４６のエミッタには、ＮＰＮ型の駆動トランジスタＴｒ４８、Ｔｒ５０のベースが接続されている。これらトランジスタＴｒ４８、Ｔｒ５０のエミッタはグランドに接続され、コレクタはＬＥＤ４０のカソードに接続されている。またＬＥＤ４０のアノードは抵抗を介して電源ＶＣＣに接続されている。

従って、トランジスタＴｒ４８、Ｔｒ５０は、トランジスタＴｒ４６がオンの際に抵抗に流れる電流によってＨとなりオンして、ＬＥＤ４０に駆動電流を流し、トランジスタＴｒ４６がオフの時にベースがＬとなり、オフとなりＬＥＤ４０の駆動電流を遮断する。このように、ＬＥＤ４０は、トランジスタＴｒ２８がオンの時に発光する。

なお、トランジスタＴｒ４８、Ｔｒ５０がドライブ回路２４を構成しており、その他がパルス幅設定回路２２を構成する。従って、トランジスタＴｒ４８のベースに供給される信号が狭パルス信号であるが、トランジスタＴｒ４０、Ｔｒ４６のベースに供給される信号も波形は同一であり、これらを狭パルス信号と呼ぶこともできる。

ここで、上述のように、トランジスタＴｒ２８は、トランジスタＴｒ２６とで差動アンプを構成しており、トランジスタＴｒ２６のベース電位、すなわちコンデンサＣ１の上側電位が２Ｖｂｅを超えたことで、オフする。そこで、このコンデンサＣ１への充電電流および、コンデンサＣ１の容量を所定のものに設定することで、ＬＥＤ４０に駆動電流が流れる期間を制御することができる。

なお、入力パルス信号がＬの時には、差動アンプの電流源であるトランジスタＴｒ２４がオフされるため、ＬＥＤ４０は必ずオフになる。従って、本回路においては、コンデンサＣ１が充電により２Ｖｂｅに至るタイミングを入力パルス信号より小さく設定することで、パルス幅が減少された信号を得ることができ、これによってＬＥＤ４０の一回の発光時間（発光パルス）を短くすることができる。

さらに、本実施形態では、コンデンサＣ１の上側が調整端子３４に接続されている。この調整端子３４に、調整用コンデンサＣ２を接続することで、トランジスタＴｒ２６の電圧上昇を遅くすることができ、また調整端子３４に定電流源ＣＳを接続することで、トランジスタＴｒ２６の電圧上昇を速くことができ、これによって発光パルス幅を調整することができる。（なお、この例は、電源電圧が３Ｖ程度であり、定電流源ＣＳは、電源に接続された３つのダイオードと１つの抵抗からなっており、定電流源ＣＳは微小電流を供給することになる。

実施形態に係るＬＥＤモジュールの構成を示すブロック図である。パルス幅設定回路における波形を示す図である。ＬＥＤモジュールの構成を示す回路図である。

符号の説明

１０信号処理回路、２０ＬＥＤモジュール、２２パルス幅設定回路、２４ドライブ回路、２８調整用端子。

Claims

入力パルス信号を受け入れ、その入力パルス信号に応じて発光するＬＥＤモジュールであって、
入力パルス信号のパルス幅をより狭いパルス幅の狭パルス信号に変換するパルス幅設定回路と、
このパルス幅設定回路でパルス幅が変換された狭パルス信号に基づいて、ドライブ電流を発生するドライブ回路と、
このドライブ回路からのドライブ電流の供給を受け発光するＬＥＤと、
を含むＬＥＤモジュール。
請求項１に記載のＬＥＤモジュールにおいて、
前記パルス幅設定回路は、入力パルス信号のＨまたはＬの一方の期間に所定の電流が充電されるとともに、他方の期間に放電されるコンデンサと、
このコンデンサの充電電圧が所定電圧に至ったときに、前記狭パルス信号の状態を反転させるパルス幅変更回路と、
を有し、
コンデンサの充電電流の大きさに対応したパルス幅に入力パルス信号のパルス幅を変換するＬＥＤモジュール。
請求項２に記載のＬＥＤモジュールにおいて、
前記コンデンサに接続された調整用端子を有し、
この調整用端子に、電流源を接続することで、コンデンサの充電を早くしてパルス幅を小さくし、またコンデンサを接続することでコンデンサの充電を遅くしてパルス幅を大きくすることが可能であるＬＥＤモジュール。