JP2602932Y2 - Ｌｅｄ駆動回路 - Google Patents
Ｌｅｄ駆動回路Info
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- JP2602932Y2 JP2602932Y2 JP7098193U JP7098193U JP2602932Y2 JP 2602932 Y2 JP2602932 Y2 JP 2602932Y2 JP 7098193 U JP7098193 U JP 7098193U JP 7098193 U JP7098193 U JP 7098193U JP 2602932 Y2 JP2602932 Y2 JP 2602932Y2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案はＬＥＤ（発光ダイオー
ド）を発光させるための駆動回路に関し、特に複数のＬ
ＥＤを一定の輝度で発光させるＬＥＤ駆動回路に関す
る。
ド）を発光させるための駆動回路に関し、特に複数のＬ
ＥＤを一定の輝度で発光させるＬＥＤ駆動回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に複数個のＬＥＤを配列してこれを
面光源として利用する場合には、各ＬＥＤを一定の輝度
で発光させることが要求される。例えば、図６はＬＥＤ
を光源として利用したバーコードリーダの概念図であ
り、複数個のＬＥＤ２を基板１上に配列し、これをバー
コードリーダのハウジング３内に配設し、駆動回路４に
接続して発光させる。発光された光はレンズ５を通して
バーコード６を照明し、その反射光をＣＣＤラインセン
サ７で受光する。このＣＣＤラインセンサ７では、バー
コードの黒バーと白バーとのそれぞれからの反射光の違
いに基づくレベルの電気信号を出力し、この電気信号を
処理回路８において処理することでバーコードの読み取
りが可能とされる。このように、複数個のＬＥＤを配列
して面状の光源として利用する場合には、各ＬＥＤの輝
度が一定されていないと、照明されるバーコードの照度
が均一とならず、したがって黒バーと白バーとの反射光
量にバラツキが生じてＣＣＤラインセンサでの読み取り
に誤差が生じることがある。
面光源として利用する場合には、各ＬＥＤを一定の輝度
で発光させることが要求される。例えば、図６はＬＥＤ
を光源として利用したバーコードリーダの概念図であ
り、複数個のＬＥＤ２を基板１上に配列し、これをバー
コードリーダのハウジング３内に配設し、駆動回路４に
接続して発光させる。発光された光はレンズ５を通して
バーコード６を照明し、その反射光をＣＣＤラインセン
サ７で受光する。このＣＣＤラインセンサ７では、バー
コードの黒バーと白バーとのそれぞれからの反射光の違
いに基づくレベルの電気信号を出力し、この電気信号を
処理回路８において処理することでバーコードの読み取
りが可能とされる。このように、複数個のＬＥＤを配列
して面状の光源として利用する場合には、各ＬＥＤの輝
度が一定されていないと、照明されるバーコードの照度
が均一とならず、したがって黒バーと白バーとの反射光
量にバラツキが生じてＣＣＤラインセンサでの読み取り
に誤差が生じることがある。
【０００３】そこで、従来では電源電圧の変動によって
もＬＥＤの発光輝度を一定に保持するために、ＬＥＤ駆
動回路に定電流回路を設けることが行われており、ＬＥ
Ｄに供給する電流を一定化することで複数個のＬＥＤを
一定にかつ均一に発光させている。しかしながら、この
定電流回路は、複数個のＬＥＤに供給する全電流を定電
流化する必要があるために、回路構成が大規模化し、図
６に示したような小型のハンディ型のバーコードリーダ
に採用することは好ましくない。
もＬＥＤの発光輝度を一定に保持するために、ＬＥＤ駆
動回路に定電流回路を設けることが行われており、ＬＥ
Ｄに供給する電流を一定化することで複数個のＬＥＤを
一定にかつ均一に発光させている。しかしながら、この
定電流回路は、複数個のＬＥＤに供給する全電流を定電
流化する必要があるために、回路構成が大規模化し、図
６に示したような小型のハンディ型のバーコードリーダ
に採用することは好ましくない。
【０００４】このため、従来ではオペアンプを利用して
ＬＥＤの定電流化を図った回路が提案されている。図７
はその一例を示しており、複数個のＬＥＤ、ここではそ
れぞれ２個のＬＥＤを直列接続したＬＥＤ列ＬＥＤ１，
ＬＥＤ２をそれぞれ電流制御用トランジスタＴＲ１とＴ
Ｒ２のコレクタ・エミッタに接続し、かつこれらトラン
ジスタＴＲ１とＴＲ２の各ベースに定電圧を供給するこ
とで各ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の供給電流の定電流化を図っ
たものである。ここで、定電圧供給回路はオペアンプＯ
Ｐで構成しており、入力される電圧ＶＩＮと、一方のト
ランジスタＴＲ１のエミッタ電圧Ｖ１とをそれぞれ正相
入力及び逆相入力とした構成としている。なお、各トラ
ンジスタＴＲ１とＴＲ２のエミッタにはそれぞれ抵抗Ｒ
１，Ｒ２を接続している。
ＬＥＤの定電流化を図った回路が提案されている。図７
はその一例を示しており、複数個のＬＥＤ、ここではそ
れぞれ２個のＬＥＤを直列接続したＬＥＤ列ＬＥＤ１，
ＬＥＤ２をそれぞれ電流制御用トランジスタＴＲ１とＴ
Ｒ２のコレクタ・エミッタに接続し、かつこれらトラン
ジスタＴＲ１とＴＲ２の各ベースに定電圧を供給するこ
とで各ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の供給電流の定電流化を図っ
たものである。ここで、定電圧供給回路はオペアンプＯ
Ｐで構成しており、入力される電圧ＶＩＮと、一方のト
ランジスタＴＲ１のエミッタ電圧Ｖ１とをそれぞれ正相
入力及び逆相入力とした構成としている。なお、各トラ
ンジスタＴＲ１とＴＲ２のエミッタにはそれぞれ抵抗Ｒ
１，Ｒ２を接続している。
【０００５】この構成によれば、オペアンプＯＰの正相
入力端子と逆相入力端子とはイマジナリショートである
ため、ＶＩＮ＝Ｖ１となり、各ＬＥＤ１，２に通流され
る電流Ｉ１１，Ｉ１２を等しくし、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２
の発光輝度を等しくする。なお、図７の例では各ＬＥＤ
１，ＬＥＤ１２はＬＥＤ列で接続されているが、それぞ
れ１個のＬＥＤで構成されている場合でも同様である。
入力端子と逆相入力端子とはイマジナリショートである
ため、ＶＩＮ＝Ｖ１となり、各ＬＥＤ１，２に通流され
る電流Ｉ１１，Ｉ１２を等しくし、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２
の発光輝度を等しくする。なお、図７の例では各ＬＥＤ
１，ＬＥＤ１２はＬＥＤ列で接続されているが、それぞ
れ１個のＬＥＤで構成されている場合でも同様である。
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】このように、オペアン
プを用いた駆動回路では、一方のＬＥＤ（或いは、ＬＥ
Ｄ列、以下同じ）に障害が生じたときに他方のＬＥＤに
設定された電流よりも大きな電流が流れることがある。
即ち、詳細な理由は後述するが、故障やメンテナンス時
等に一方のＬＥＤが断状態（オープン状態）とされた場
合に、オペアンプの出力電圧が電源電圧近くまで上昇さ
れ、この電圧と他方のＬＥＤに接続されたトランジスタ
及び抵抗で決まる大電流が他方のＬＥＤに流れる状態と
なり、これによりＬＥＤの輝度が変動されてバーコード
の読取り性能が劣化され、或いはこの大電流によってＬ
ＥＤが破損されてしまうことがある。本考案の目的は、
複数のＬＥＤの発光輝度を一定化するとともに、一方の
ＬＥＤが断状態とされた場合でも、他方のＬＥＤに大電
流が供給されることを防止することができるＬＥＤ駆動
回路を提供することにある。
プを用いた駆動回路では、一方のＬＥＤ（或いは、ＬＥ
Ｄ列、以下同じ）に障害が生じたときに他方のＬＥＤに
設定された電流よりも大きな電流が流れることがある。
即ち、詳細な理由は後述するが、故障やメンテナンス時
等に一方のＬＥＤが断状態（オープン状態）とされた場
合に、オペアンプの出力電圧が電源電圧近くまで上昇さ
れ、この電圧と他方のＬＥＤに接続されたトランジスタ
及び抵抗で決まる大電流が他方のＬＥＤに流れる状態と
なり、これによりＬＥＤの輝度が変動されてバーコード
の読取り性能が劣化され、或いはこの大電流によってＬ
ＥＤが破損されてしまうことがある。本考案の目的は、
複数のＬＥＤの発光輝度を一定化するとともに、一方の
ＬＥＤが断状態とされた場合でも、他方のＬＥＤに大電
流が供給されることを防止することができるＬＥＤ駆動
回路を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本考案のＬＥＤ駆動回路
は、２個以上のＬＥＤを２列に接続し、各列のＬＥＤの
それぞれに前記各ＬＥＤの駆動電流を制御する電流制御
素子を接続し、前記各電流制御素子を制御するオペアン
プを設け、このオペアンプの一方の入力端子に定電圧を
入力し、他方の入力端子に前記電流制御素子の一方を流
れる電流に基づいて発生される電圧を入力し、かつ前記
オペアンプの出力を前記各電流制御素子の制御入力とし
た構成のＬＥＤ駆動回路において、前記各電流制御素子
をそれぞれ同一規格のバイポーラトランジスタで構成
し、各コレクタと一の電位の電源との間にそれぞれ前記
ＬＥＤを接続し、各エミッタと他の電位の電源との間に
それぞれ抵抗を接続し、各ベースを相互に直接接続する
とともに、その接続点と前記オペアンプの出力端を抵抗
を介して接続し、かつオペアンプの前記他方の入力端子
に前記一方のトランジスタのエミッタ電流に基づいて発
生される電圧を入力する構成とする。この場合、オペア
ンプの出力端とトランジスタのベースの接続点との間に
接続した抵抗の抵抗値をトランジスタのエミッタに接続
した抵抗の抵抗値よりも十分大きくなるように設定す
る。
は、２個以上のＬＥＤを２列に接続し、各列のＬＥＤの
それぞれに前記各ＬＥＤの駆動電流を制御する電流制御
素子を接続し、前記各電流制御素子を制御するオペアン
プを設け、このオペアンプの一方の入力端子に定電圧を
入力し、他方の入力端子に前記電流制御素子の一方を流
れる電流に基づいて発生される電圧を入力し、かつ前記
オペアンプの出力を前記各電流制御素子の制御入力とし
た構成のＬＥＤ駆動回路において、前記各電流制御素子
をそれぞれ同一規格のバイポーラトランジスタで構成
し、各コレクタと一の電位の電源との間にそれぞれ前記
ＬＥＤを接続し、各エミッタと他の電位の電源との間に
それぞれ抵抗を接続し、各ベースを相互に直接接続する
とともに、その接続点と前記オペアンプの出力端を抵抗
を介して接続し、かつオペアンプの前記他方の入力端子
に前記一方のトランジスタのエミッタ電流に基づいて発
生される電圧を入力する構成とする。この場合、オペア
ンプの出力端とトランジスタのベースの接続点との間に
接続した抵抗の抵抗値をトランジスタのエミッタに接続
した抵抗の抵抗値よりも十分大きくなるように設定す
る。
【０００８】
【実施例】次に、本考案について図面を参照して説明す
る。図１は本考案のＬＥＤ駆動回路の一実施例の回路図
であり、例えば図６に示したバーコードリーダの光源と
してのＬＥＤ駆動回路に適用した例を示している。トラ
ンジスタＴＲ３，ＴＲ４と抵抗Ｒ４〜Ｒ７はスイッチ回
路部を構成しており、ＬＥＤを発光させるオン・オフ信
号がトランジスタＴＲ３のベースに接続された駆動信号
入力端子ＩＮに入力されたときに、電源電圧ＶＣＣをト
ランジスタＴＲ４のコレクタに接続された電源供給ライ
ンに出力するように構成される。この電源供給ラインに
は、それぞれ複数個（ここでは、２個）のＬＥＤを縦列
接続した２列のＬＥＤ列、即ちＬＥＤ１とＬＥＤ２とを
並列接続し、かつ各ＬＥＤ１，ＬＥＤ２にはそれぞれベ
ースを相互に直接接続した電流制御用トランジスタＴＲ
１，ＴＲ２のコレクタを接続し、かつ各エミッタはそれ
ぞれ抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して接地している。
る。図１は本考案のＬＥＤ駆動回路の一実施例の回路図
であり、例えば図６に示したバーコードリーダの光源と
してのＬＥＤ駆動回路に適用した例を示している。トラ
ンジスタＴＲ３，ＴＲ４と抵抗Ｒ４〜Ｒ７はスイッチ回
路部を構成しており、ＬＥＤを発光させるオン・オフ信
号がトランジスタＴＲ３のベースに接続された駆動信号
入力端子ＩＮに入力されたときに、電源電圧ＶＣＣをト
ランジスタＴＲ４のコレクタに接続された電源供給ライ
ンに出力するように構成される。この電源供給ラインに
は、それぞれ複数個（ここでは、２個）のＬＥＤを縦列
接続した２列のＬＥＤ列、即ちＬＥＤ１とＬＥＤ２とを
並列接続し、かつ各ＬＥＤ１，ＬＥＤ２にはそれぞれベ
ースを相互に直接接続した電流制御用トランジスタＴＲ
１，ＴＲ２のコレクタを接続し、かつ各エミッタはそれ
ぞれ抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して接地している。
【０００９】一方、前記電源供給ラインには定電圧回路
部が接続される。この定電圧回路部は前記電源供給ライ
ンに供給される電圧を所定電圧に保持させる電圧レギュ
レータＩＣを有し、その出力電圧ＶＯを一定化する。ま
た、この電圧レギュレータＩＣの出力電圧ＶＯを抵抗Ｒ
８，Ｒ９で分圧し、この分圧された電圧ＶＩＮはオペア
ンプＯＰの正相入力端子に供給される。このオペアンプ
ＯＰの出力端子には抵抗Ｒ３が直列に接続されており、
オペアンプＯＰの出力はこの抵抗Ｒ３を介して前記各ト
ランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースに供給される。ま
た、一方のトランジスタＴＲ１のエミッタとオペアンプ
ＯＰの逆相入力端子とを接続する。
部が接続される。この定電圧回路部は前記電源供給ライ
ンに供給される電圧を所定電圧に保持させる電圧レギュ
レータＩＣを有し、その出力電圧ＶＯを一定化する。ま
た、この電圧レギュレータＩＣの出力電圧ＶＯを抵抗Ｒ
８，Ｒ９で分圧し、この分圧された電圧ＶＩＮはオペア
ンプＯＰの正相入力端子に供給される。このオペアンプ
ＯＰの出力端子には抵抗Ｒ３が直列に接続されており、
オペアンプＯＰの出力はこの抵抗Ｒ３を介して前記各ト
ランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースに供給される。ま
た、一方のトランジスタＴＲ１のエミッタとオペアンプ
ＯＰの逆相入力端子とを接続する。
【００１０】この構成によれば、駆動信号入力端子ＩＮ
にオン信号が入力されると、トランジスタＴＲ３，ＴＲ
４がオンされるため、電源電圧ＶＣＣが電源供給ライン
に供給される。すると、電圧レギュレータＩＣからは一
定電圧ＶＯが出力され、かつ抵抗Ｒ８，Ｒ９により分圧
された電圧ＶＩＮがオペアンプＯＰの正相入力端子に入
力される。そして、オペアンプＯＰの出力端子から電圧
Ｖ２が出力され、この電圧Ｖ２は抵抗Ｒ３を介してトラ
ンジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースに入力される。そし
て、これらトランジスタＴＲ１，ＴＲ２のコレクタ・エ
ミッタ電流を制御することで、ＬＥＤ列ＬＥＤ１，ＬＥ
Ｄ２に通流される電流Ｉ１，Ｉ２を制御する。このと
き、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２は同一特性のものが用
いられ、かつ抵抗Ｒ１，Ｒ２は同一抵抗値とすると、Ｌ
ＥＤ列ＬＥＤ１，ＬＥＤ２に通流される電流Ｉ１，Ｉ２
はそれぞれ等しくなり、各ＬＥＤ列ＬＥＤ１，ＬＥＤ２
は均一輝度で発光される。
にオン信号が入力されると、トランジスタＴＲ３，ＴＲ
４がオンされるため、電源電圧ＶＣＣが電源供給ライン
に供給される。すると、電圧レギュレータＩＣからは一
定電圧ＶＯが出力され、かつ抵抗Ｒ８，Ｒ９により分圧
された電圧ＶＩＮがオペアンプＯＰの正相入力端子に入
力される。そして、オペアンプＯＰの出力端子から電圧
Ｖ２が出力され、この電圧Ｖ２は抵抗Ｒ３を介してトラ
ンジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースに入力される。そし
て、これらトランジスタＴＲ１，ＴＲ２のコレクタ・エ
ミッタ電流を制御することで、ＬＥＤ列ＬＥＤ１，ＬＥ
Ｄ２に通流される電流Ｉ１，Ｉ２を制御する。このと
き、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２は同一特性のものが用
いられ、かつ抵抗Ｒ１，Ｒ２は同一抵抗値とすると、Ｌ
ＥＤ列ＬＥＤ１，ＬＥＤ２に通流される電流Ｉ１，Ｉ２
はそれぞれ等しくなり、各ＬＥＤ列ＬＥＤ１，ＬＥＤ２
は均一輝度で発光される。
【００１１】即ち、オペアンプＯＰでは正相入力端子と
逆相入力端子はイマジナリショートとなるため、Ｖ１＝
ＶＩＮとなり、Ｉ１≒ＶＩＮ／Ｒ２の電流Ｉ１がＬＥＤ
列ＬＥＤ１に流れる。そして、抵抗Ｒ１＝Ｒ２とする
と、トランジスタＴＲ１とＴＲ２はベースが共通であ
り、かつ各トランジスタのベース・エミッタ間電圧ＶＢ
Ｅが等しいため、カレントミラー構成によりＩ２＝Ｉ１
となり、ＬＥＤ列ＬＥＤ２にもＬＥＤ１と等しい電流が
流れる。この結果、ＬＥＤ１とＬＥＤ２には等しくかつ
一定の電流が流れ、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の輝度を一定で
かつ均一に保持することができる。
逆相入力端子はイマジナリショートとなるため、Ｖ１＝
ＶＩＮとなり、Ｉ１≒ＶＩＮ／Ｒ２の電流Ｉ１がＬＥＤ
列ＬＥＤ１に流れる。そして、抵抗Ｒ１＝Ｒ２とする
と、トランジスタＴＲ１とＴＲ２はベースが共通であ
り、かつ各トランジスタのベース・エミッタ間電圧ＶＢ
Ｅが等しいため、カレントミラー構成によりＩ２＝Ｉ１
となり、ＬＥＤ列ＬＥＤ２にもＬＥＤ１と等しい電流が
流れる。この結果、ＬＥＤ１とＬＥＤ２には等しくかつ
一定の電流が流れ、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の輝度を一定で
かつ均一に保持することができる。
【００１２】例えば、図１における抵抗値や電圧の各値
がそれぞれ括弧で示すように、ＶＩＮ＝０．５Ｖ、Ｒ１
＝Ｒ２＝３３Ω、各トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のＶＢ
Ｅ＝０．６Ｖとすると、トランジスタＴＲ１とＴＲ２の
ベース電圧Ｖ３は、 Ｖ３＝Ｖ１＋ＶＢＥ であるから、 Ｖ３＝０．５Ｖ＋０．６Ｖ＝１．１Ｖ となる。また、 から、 Ｉ１＝Ｉ２≒１５．２ｍＡ となる。
がそれぞれ括弧で示すように、ＶＩＮ＝０．５Ｖ、Ｒ１
＝Ｒ２＝３３Ω、各トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のＶＢ
Ｅ＝０．６Ｖとすると、トランジスタＴＲ１とＴＲ２の
ベース電圧Ｖ３は、 Ｖ３＝Ｖ１＋ＶＢＥ であるから、 Ｖ３＝０．５Ｖ＋０．６Ｖ＝１．１Ｖ となる。また、 から、 Ｉ１＝Ｉ２≒１５．２ｍＡ となる。
【００１３】ここで、一方のＬＥＤ列、例えばＬＥＤ１
が断状態となり、回路がオープンになった場合を考え
る。このとき、図１の回路は図２（ａ）の等価回路とな
る。トランジスタＴＲ１はＶｆ＝０．６Ｖのダイオード
Ｄ１と等価となる。オペアンプＯＰはイマジナリショー
トによりＶ１をＶＩＮにしようとするが、オペアンプＯ
Ｐの出力には直列に抵抗Ｒ３が接続されているため、次
式のように、オペアンプＯＰの出力電圧Ｖ２が電源電圧
ＶＣＣ近くまで上昇しても、Ｖ１がＶＩＮにまで上昇す
ることが抑えられる。抵抗Ｒ３＝１０ＫΩとした場合、
オペアンプＯＰの出力電圧がＶＣＣ（＝１０Ｖ）になっ
たとしても、Ｖ１は０．０３１Ｖに抑えられる。
が断状態となり、回路がオープンになった場合を考え
る。このとき、図１の回路は図２（ａ）の等価回路とな
る。トランジスタＴＲ１はＶｆ＝０．６Ｖのダイオード
Ｄ１と等価となる。オペアンプＯＰはイマジナリショー
トによりＶ１をＶＩＮにしようとするが、オペアンプＯ
Ｐの出力には直列に抵抗Ｒ３が接続されているため、次
式のように、オペアンプＯＰの出力電圧Ｖ２が電源電圧
ＶＣＣ近くまで上昇しても、Ｖ１がＶＩＮにまで上昇す
ることが抑えられる。抵抗Ｒ３＝１０ＫΩとした場合、
オペアンプＯＰの出力電圧がＶＣＣ（＝１０Ｖ）になっ
たとしても、Ｖ１は０．０３１Ｖに抑えられる。
【００１４】即ち、Ｖ１はＶ２による抵抗Ｒ１の両端の
電圧であるから、 Ｖ１＝（Ｖ２−Ｖｆ）×Ｒ１／（Ｒ３＋Ｒ１） ＝（Ｖ２−Ｖｆ）×３３Ω／（１０ＫΩ＋３３Ω） ＝（１０−０．６）×３３／１００３３＝０．０３１ したがって、トランジスタＴＲ２のベース電圧Ｖ３は、 Ｖ３＝Ｖ１＋Ｖｆ＝０．０３１＋０．６＝０．６３１Ｖ となって、正常時よりも低下され、これによりＬＥＤ列
ＬＥＤ２に通流されるＩ２が減少される。換言すれば、
ＬＥＤ列ＬＥＤ２に過電流が流れることは全くない。
電圧であるから、 Ｖ１＝（Ｖ２−Ｖｆ）×Ｒ１／（Ｒ３＋Ｒ１） ＝（Ｖ２−Ｖｆ）×３３Ω／（１０ＫΩ＋３３Ω） ＝（１０−０．６）×３３／１００３３＝０．０３１ したがって、トランジスタＴＲ２のベース電圧Ｖ３は、 Ｖ３＝Ｖ１＋Ｖｆ＝０．０３１＋０．６＝０．６３１Ｖ となって、正常時よりも低下され、これによりＬＥＤ列
ＬＥＤ２に通流されるＩ２が減少される。換言すれば、
ＬＥＤ列ＬＥＤ２に過電流が流れることは全くない。
【００１５】一方、他方のＬＥＤ列ＬＥＤ２が断状態と
なり、回路がオープンになった場合の等価回路を図２
（ｂ）に示す。トランジスタＴＲ２はＶｆ＝０．６Ｖの
ダイオードＤ２と等価となる。オペアンプＯＰはイマジ
ナリショートによりＶ１をＶＩＮにしようとするが、ト
ランジスタＴＲ１のベースはダイオードと抵抗Ｒ１を介
して接地されているので、オペアンプＯＰの出力電圧Ｖ
２がＶＣＣ近くまで上昇しても、Ｖ１はＶＩＮ（０．５
Ｖ）まで達しない。したがって、仮にオペアンプの最大
出力電圧が１０Ｖとしても、トランジスタＴＲ１のベー
ス電圧Ｖ３は０．６３Ｖとなる。
なり、回路がオープンになった場合の等価回路を図２
（ｂ）に示す。トランジスタＴＲ２はＶｆ＝０．６Ｖの
ダイオードＤ２と等価となる。オペアンプＯＰはイマジ
ナリショートによりＶ１をＶＩＮにしようとするが、ト
ランジスタＴＲ１のベースはダイオードと抵抗Ｒ１を介
して接地されているので、オペアンプＯＰの出力電圧Ｖ
２がＶＣＣ近くまで上昇しても、Ｖ１はＶＩＮ（０．５
Ｖ）まで達しない。したがって、仮にオペアンプの最大
出力電圧が１０Ｖとしても、トランジスタＴＲ１のベー
ス電圧Ｖ３は０．６３Ｖとなる。
【００１６】即ち、Ｖ３はＶ２による抵抗Ｒ２の両端の
電圧にＶｆを加えた電圧であるから、 Ｖ３＝（Ｖ２−Ｖｆ）×Ｒ２／（Ｒ３＋Ｒ２）＋Ｖｆ ＝（１０−０．６）×３３／１００３３＋０．６＝０．６３Ｖ なお、Ｖ１は、 Ｖ１＝Ｖ３−ＶＢＥ＝０．６３−０．６＝０．０３Ｖ となる。したがって、トランジスタＴＲ１によりＬＥＤ
列ＬＥＤ１に通流される電流Ｉ１を著しく減少させる。
以上のことから、ＬＥＤ列ＬＥＤ１或いはＬＥＤ２の一
方が何らかの理由で断状態とされたときに、他方のＬＥ
Ｄ列の電流を減少させ、過電流により他方のＬＥＤが破
損されることが防止される。
電圧にＶｆを加えた電圧であるから、 Ｖ３＝（Ｖ２−Ｖｆ）×Ｒ２／（Ｒ３＋Ｒ２）＋Ｖｆ ＝（１０−０．６）×３３／１００３３＋０．６＝０．６３Ｖ なお、Ｖ１は、 Ｖ１＝Ｖ３−ＶＢＥ＝０．６３−０．６＝０．０３Ｖ となる。したがって、トランジスタＴＲ１によりＬＥＤ
列ＬＥＤ１に通流される電流Ｉ１を著しく減少させる。
以上のことから、ＬＥＤ列ＬＥＤ１或いはＬＥＤ２の一
方が何らかの理由で断状態とされたときに、他方のＬＥ
Ｄ列の電流を減少させ、過電流により他方のＬＥＤが破
損されることが防止される。
【００１７】ここで、図７に示した従来のＬＥＤ駆動回
路を前記した本考案の回路と比較した場合を示す。正常
時には、オペアンプＯＰの正相入力端子と逆相入力端子
はイマジナリショートであるため、Ｖ１＝ＶＩＮとな
り、Ｉ１＝ＶＩＮ／Ｒ１の電流がＬＥＤ１に流れる。ま
た、このときＲ１＝Ｒ２とすると、トランジスタＴＲ１
とＴＲ２のカレントミラー構成により、Ｉ１２＝Ｉ１１
の電流が流れるため、各ＬＥＤ１，ＬＥＤ２には一定で
かつ均一な電流が流れる。
路を前記した本考案の回路と比較した場合を示す。正常
時には、オペアンプＯＰの正相入力端子と逆相入力端子
はイマジナリショートであるため、Ｖ１＝ＶＩＮとな
り、Ｉ１＝ＶＩＮ／Ｒ１の電流がＬＥＤ１に流れる。ま
た、このときＲ１＝Ｒ２とすると、トランジスタＴＲ１
とＴＲ２のカレントミラー構成により、Ｉ１２＝Ｉ１１
の電流が流れるため、各ＬＥＤ１，ＬＥＤ２には一定で
かつ均一な電流が流れる。
【００１８】ここで、一方のＬＥＤ１が断状態となった
場合には、図８の等価回路となる。オペアンプＯＰはＶ
１をＶＩＮになるようにＶ２の電圧を出力する。Ｒ１に
は、 Ｖ１／Ｒ１＝０．５／３３＝１５．２ｍＡ の電流Ｉ１１′が流れ、等価的にダイオードＤ１１とさ
れたトランジスタＴＲ１のベース・エミッタ間にも同様
な電流が流れる。このとき、トランジスタＴＲ１のベー
ス・エミッタ間電圧ＶＢＥ（ＴＲ１）はトランジスタＴ
Ｒ２のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥ（ＴＲ２）に比較
して電流が大きいため、ＶＢＥ（ＴＲ１）＞ＶＢＥ（Ｔ
Ｒ２）と大きくなる。
場合には、図８の等価回路となる。オペアンプＯＰはＶ
１をＶＩＮになるようにＶ２の電圧を出力する。Ｒ１に
は、 Ｖ１／Ｒ１＝０．５／３３＝１５．２ｍＡ の電流Ｉ１１′が流れ、等価的にダイオードＤ１１とさ
れたトランジスタＴＲ１のベース・エミッタ間にも同様
な電流が流れる。このとき、トランジスタＴＲ１のベー
ス・エミッタ間電圧ＶＢＥ（ＴＲ１）はトランジスタＴ
Ｒ２のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥ（ＴＲ２）に比較
して電流が大きいため、ＶＢＥ（ＴＲ１）＞ＶＢＥ（Ｔ
Ｒ２）と大きくなる。
【００１９】今、ＶＢＥ（ＴＲ１）＝０．８Ｖ、ＶＢＥ
（ＴＲ２）＝０．６Ｖとすると、 Ｖ２＝Ｖ１＋ＶＢＥ（ＴＲ１）＝０．５Ｖ＋０．８Ｖ＝１．３Ｖ となり、 Ｉ１２′＝（Ｖ２−ＶＢＥ（ＴＲ２））／Ｒ２＝（１．
３−０．６）／３３Ω＝２１ｍＡ となり、初期の設定電流よりも大きくなる。したがっ
て、他方のＬＥＤ２の電流が増大して輝度が高くなり、
かつこの状態でＬＥＤ２の発光を継続すると、ＬＥＤ２
の寿命が短くなるおそれがある。なお、他方のＬＥＤ２
が断状態になったときには、Ｉ１には変化がなく、その
破損は防止される。
（ＴＲ２）＝０．６Ｖとすると、 Ｖ２＝Ｖ１＋ＶＢＥ（ＴＲ１）＝０．５Ｖ＋０．８Ｖ＝１．３Ｖ となり、 Ｉ１２′＝（Ｖ２−ＶＢＥ（ＴＲ２））／Ｒ２＝（１．
３−０．６）／３３Ω＝２１ｍＡ となり、初期の設定電流よりも大きくなる。したがっ
て、他方のＬＥＤ２の電流が増大して輝度が高くなり、
かつこの状態でＬＥＤ２の発光を継続すると、ＬＥＤ２
の寿命が短くなるおそれがある。なお、他方のＬＥＤ２
が断状態になったときには、Ｉ１には変化がなく、その
破損は防止される。
【００２０】ここで、本考案では、ＬＥＤ１とＬＥＤ２
の電流制御トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースが直接
接続されていることが肝要である。例えば、図３のよう
にオペアンプＯＰの出力側に抵抗Ｒ３Ａ，Ｒ３Ｂを介挿
した構成とした場合でも、ＬＥＤ１とＬＥＤ２の各電流
制御トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースが直接接続さ
れておらず、それぞれが個々にオペアンプＯＰの出力に
より制御される回路の場合を考える。この回路におい
て、ＬＥＤ１が断状態となったとき、図４の等価回路と
なる。オペアンプＯＰはＶ１をＶＩＮになるようにＶ２
の電圧を上昇させる。しかし、Ｒ３Ａ＝１０ＫΩが接続
されているのでＶ２がオペアンプＯＰの電源電圧近くま
で上昇されてもＶ１は０．５Ｖまで達しない。
の電流制御トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースが直接
接続されていることが肝要である。例えば、図３のよう
にオペアンプＯＰの出力側に抵抗Ｒ３Ａ，Ｒ３Ｂを介挿
した構成とした場合でも、ＬＥＤ１とＬＥＤ２の各電流
制御トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースが直接接続さ
れておらず、それぞれが個々にオペアンプＯＰの出力に
より制御される回路の場合を考える。この回路におい
て、ＬＥＤ１が断状態となったとき、図４の等価回路と
なる。オペアンプＯＰはＶ１をＶＩＮになるようにＶ２
の電圧を上昇させる。しかし、Ｒ３Ａ＝１０ＫΩが接続
されているのでＶ２がオペアンプＯＰの電源電圧近くま
で上昇されてもＶ１は０．５Ｖまで達しない。
【００２１】一方、Ｖ２が電源電圧ＶＣＣ（１０Ｖ）近
くまで上昇されると、トランジスタＴＲ２は単なるエミ
ッタフォロア回路となり、電流Ｉ２は、 となり、他方のＬＥＤ２に過電流が流れ、ＬＥＤ２を破
損させることになる。但し、ＬＥＤ２が断状態になった
ときには、Ｉ１には変化がなく、その破損は防止され
る。
くまで上昇されると、トランジスタＴＲ２は単なるエミ
ッタフォロア回路となり、電流Ｉ２は、 となり、他方のＬＥＤ２に過電流が流れ、ＬＥＤ２を破
損させることになる。但し、ＬＥＤ２が断状態になった
ときには、Ｉ１には変化がなく、その破損は防止され
る。
【００２２】また、図１に示した本考案の実施例では、
駆動信号入力端子ＩＮにオフ信号が入力されたときに
は、トランジスタＴＲ３，ＴＲ４がオフされるので、電
源供給ラインには電源ＶＣＣが供給されることはなく、
ＬＥＤ１，ＬＥＤ２のアノード側に電源が供給されるこ
とがない。したがって、各ＬＥＤ１，２における漏れ電
流を確実に防止でき、消費電力を削減する上で有効であ
る。
駆動信号入力端子ＩＮにオフ信号が入力されたときに
は、トランジスタＴＲ３，ＴＲ４がオフされるので、電
源供給ラインには電源ＶＣＣが供給されることはなく、
ＬＥＤ１，ＬＥＤ２のアノード側に電源が供給されるこ
とがない。したがって、各ＬＥＤ１，２における漏れ電
流を確実に防止でき、消費電力を削減する上で有効であ
る。
【００２３】なお、本考案は、図５に示すように、特定
のＬＥＤ３を他のＬＥＤ１，２とは異なる駆動電流で発
光させたい場合には、ＬＥＤ１，２の電流制御を行うオ
ペアンプＯＰ１とは異なるオペアンプＯＰ２を用いて特
定のＬＥＤ３の電流制御用トランジスタＴＲ５を駆動さ
せるようにしてもよい。即ち、電流制御用トランジスタ
ＴＲ５のエミッタに接続した抵抗Ｒ１０の値を相違する
ことで、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２と異なる電流でＬＥＤ３を
発光させることができる。また、ここではオペアンプＯ
Ｐ２の出力端子には抵抗Ｒ３′を接続している。この場
合、ＬＥＤ１とＬＥＤ２は等しい駆動電流で発光させ、
他のＬＥＤ３は異なる駆動電流で発光させることができ
る。この場合でも、ＬＥＤ１とＬＥＤ２のいずれかが断
状態とされても、他方のＬＥＤ２またはＬＥＤ１の破損
は防止できることは言うまでもない。なお、前記実施例
では本考案をバーコードリーダの光源用ＬＥＤに適用し
た例を示しているが、複数個のＬＥＤを用いて面光源を
構成するためのＬＥＤ駆動回路であれば、同様に適用で
きることは言うまでもない。
のＬＥＤ３を他のＬＥＤ１，２とは異なる駆動電流で発
光させたい場合には、ＬＥＤ１，２の電流制御を行うオ
ペアンプＯＰ１とは異なるオペアンプＯＰ２を用いて特
定のＬＥＤ３の電流制御用トランジスタＴＲ５を駆動さ
せるようにしてもよい。即ち、電流制御用トランジスタ
ＴＲ５のエミッタに接続した抵抗Ｒ１０の値を相違する
ことで、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２と異なる電流でＬＥＤ３を
発光させることができる。また、ここではオペアンプＯ
Ｐ２の出力端子には抵抗Ｒ３′を接続している。この場
合、ＬＥＤ１とＬＥＤ２は等しい駆動電流で発光させ、
他のＬＥＤ３は異なる駆動電流で発光させることができ
る。この場合でも、ＬＥＤ１とＬＥＤ２のいずれかが断
状態とされても、他方のＬＥＤ２またはＬＥＤ１の破損
は防止できることは言うまでもない。なお、前記実施例
では本考案をバーコードリーダの光源用ＬＥＤに適用し
た例を示しているが、複数個のＬＥＤを用いて面光源を
構成するためのＬＥＤ駆動回路であれば、同様に適用で
きることは言うまでもない。
【００２４】
【考案の効果】以上説明したように本考案は、２列に接
続したＬＥＤのそれぞれに電流制御素子としてバイポー
ラトランジスタを接続し、これらバイポーラトランジス
タにより各ＬＥＤの駆動電流を制御させるオペアンプの
出力端と、各バイポーラトランジスタのベースを相互に
直結した接続点との間に抵抗を接続しているので、一方
の列のＬＥＤが断状態とされた場合に、オペアンプの出
力電圧が増大されても、接続した抵抗により他方の列の
ＬＥＤの電流の増大を抑制し、他方のＬＥＤの寿命の低
下や破損を有効に防止することができる。また、バイポ
ーラトランジスタのベースを相互に直結しているので、
カレントミラー構成により各ＬＥＤの通流電流を等しく
し、均一かつ一定の電流を通流させて、均一かつ一定な
輝度の発光を行うことができる。この場合、オペアンプ
の出力端とバイポーラトランジスタのベースとの間に接
続した抵抗の抵抗値をエミッタに接続した抵抗の抵抗値
よりも十分大きくすることで、一方のＬＥＤが断状態と
なったときのベース電圧の増大をより有効に防止し、電
流の増大を抑制することができる。
続したＬＥＤのそれぞれに電流制御素子としてバイポー
ラトランジスタを接続し、これらバイポーラトランジス
タにより各ＬＥＤの駆動電流を制御させるオペアンプの
出力端と、各バイポーラトランジスタのベースを相互に
直結した接続点との間に抵抗を接続しているので、一方
の列のＬＥＤが断状態とされた場合に、オペアンプの出
力電圧が増大されても、接続した抵抗により他方の列の
ＬＥＤの電流の増大を抑制し、他方のＬＥＤの寿命の低
下や破損を有効に防止することができる。また、バイポ
ーラトランジスタのベースを相互に直結しているので、
カレントミラー構成により各ＬＥＤの通流電流を等しく
し、均一かつ一定の電流を通流させて、均一かつ一定な
輝度の発光を行うことができる。この場合、オペアンプ
の出力端とバイポーラトランジスタのベースとの間に接
続した抵抗の抵抗値をエミッタに接続した抵抗の抵抗値
よりも十分大きくすることで、一方のＬＥＤが断状態と
なったときのベース電圧の増大をより有効に防止し、電
流の増大を抑制することができる。
【図１】本考案のＬＥＤ駆動回路の一実施例の全体回路
図である。
図である。
【図２】ＬＥＤの一方が断状態となったときの他方のＬ
ＥＤの電流値を説明するための等価回路図である。
ＥＤの電流値を説明するための等価回路図である。
【図３】本考案において電流制御素子のベースが直結さ
れていない場合の回路図である。
れていない場合の回路図である。
【図４】図３の回路において一方のＬＥＤが断状態とな
ったときの他方のＬＥＤの電流値を説明するための等価
回路図である。
ったときの他方のＬＥＤの電流値を説明するための等価
回路図である。
【図５】本考案の他の実施例の要部の回路図である。
【図６】ＬＥＤを光源としたバーコードリーダの概略構
成図である。
成図である。
【図７】従来のＬＥＤ駆動回路の一例の一部の回路図で
ある。
ある。
【図８】図７の回路において一方のＬＥＤが断状態とな
ったときの他方のＬＥＤの電流値を説明するための等価
回路図である。
ったときの他方のＬＥＤの電流値を説明するための等価
回路図である。
ＬＥＤ１，ＬＥＤ２ 発光ダイオード列（ＬＥＤ列） ＯＰ オペアンプ ＴＲ１，ＴＲ２ トランジスタ（電流制御素子） Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗 ２ ＬＥＤ ４ ＬＥＤ駆動回路 ５ レンズ ６ バーコード ７ ＣＣＤラインセンサ ８ 信号処理回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−240317（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−305837（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03K 17/78 H01L 33/00 G06K 7/10
Claims (2)
- 【請求項１】 ２個以上のＬＥＤを２列に接続し、各列
のＬＥＤのそれぞれに前記各ＬＥＤの駆動電流を制御す
る電流制御素子を接続し、前記各電流制御素子を制御す
るオペアンプを設け、このオペアンプの一方の入力端子
に定電圧を入力し、他方の入力端子に前記電流制御素子
の一方を流れる電流に基づいて発生される電圧を入力
し、かつ前記オペアンプの出力を前記各電流制御素子の
制御入力とした構成のＬＥＤ駆動回路において、前記各
電流制御素子をそれぞれ同一規格のバイポーラトランジ
スタで構成し、各コレクタと一の電位の電源との間にそ
れぞれＬＥＤを接続し、各エミッタと他の電位の電源と
の間にそれぞれ抵抗を接続し、各ベースを相互に直接接
続するとともに、その接続点と前記オペアンプの出力端
を抵抗を介して接続し、かつ前記オペアンプの他方の入
力端子には前記一方のトランジスタのエミッタ電流に基
づいて発生される電圧を入力することを特徴とするＬＥ
Ｄ駆動回路。 - 【請求項２】 前記オペアンプの出力端と前記各トラン
ジスタのベースの接続点との間に接続した抵抗の抵抗値
を、前記各トランジスタのエミッタに接続した抵抗の抵
抗値よりも十分大きく設定してなる請求項１記載のＬＥ
Ｄ駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7098193U JP2602932Y2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | Ｌｅｄ駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7098193U JP2602932Y2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | Ｌｅｄ駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0739120U JPH0739120U (ja) | 1995-07-14 |
| JP2602932Y2 true JP2602932Y2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=13447222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7098193U Expired - Lifetime JP2602932Y2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | Ｌｅｄ駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2602932Y2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003100472A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-04-04 | Denso Corp | 発光ダイオード用駆動装置 |
| JP3685134B2 (ja) * | 2002-01-23 | 2005-08-17 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶ディスプレイのバックライト制御装置および液晶ディスプレイ |
| JP4167131B2 (ja) * | 2003-06-09 | 2008-10-15 | 株式会社モリテックス | 照明装置 |
| JP2005051114A (ja) * | 2003-07-30 | 2005-02-24 | Toshiba Corp | Ｌｅｄ駆動装置 |
| JP5121318B2 (ja) * | 2007-06-12 | 2013-01-16 | 三菱電機株式会社 | 電源装置及び発光ダイオード点灯装置及び誘導灯装置 |
| JP2013254755A (ja) * | 2010-08-12 | 2013-12-19 | Yoji Mukuda | 発光ダイオード駆動回路 |
| JP5572497B2 (ja) * | 2010-09-17 | 2014-08-13 | 株式会社キーエンス | 光学情報読取システム及びその外部照明装置 |
| JP6372309B2 (ja) * | 2014-10-30 | 2018-08-15 | 株式会社デンソーウェーブ | 情報読取装置 |
-
1993
- 1993-12-03 JP JP7098193U patent/JP2602932Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0739120U (ja) | 1995-07-14 |
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