【要旨】
パナソニック(株)セミコンダクター社は、業界初となる6700万通りの高精彩LED表示と、より細かな輝度調整を可能にし、業界最小パッケージで実現した3チャンネルLED 駆動用LSI[1](品番:AN30259A)を開発し、2009年4月よりサンプル出荷を開始します。
【効果】
RGB各色のLEDを本LSIで制御することにより、携帯電話やポータブルAV機器等の携帯機器や、あらゆる電子機器のイルミネーションやお知らせ表示用途に多彩な色調表現を可能にし、対象機器のデザイン性や利便性、情報表現力の向上に貢献します。
【特長】
本製品は以下の特長を有しております。
- LED表示として業界初の6700万通りの高精彩表現を実現する、業界最多の4段階の最大LED駆動電流設定機能[2]と、256ステップの電流階調[3]機能を内蔵
- 独自のLED点灯制御方式[4]により、ホタル発光のような滑らかな輝度調整を可能とし、より多彩なLED点灯装飾を実現
- 複数のLSIが接続できる拡張性と、LSIが持つ認識機能[5]により、最大4 LSIで12チャンネルを個別動作したり、同期制御することにより、多彩なキャラクタ表示等を実現
- 業界最小1.26×1.56×0.75mmパッケージサイズを実現し、セットの省スペース設計に貢献
【内容】
本製品は以下の技術によって実現しました。
- 4段階の最大LED駆動電流設定および、256ステップ電流階調実現のための新方式LED駆動回路
- LED点灯のタイミングや周期、明るさの変化時間などを任意に制御可能とするLED点灯制御方式
- カスケード接続[6]時でもLED点灯タイミングを合わせる外部クロック同期インターフェース回路[7]
- 業界最小のWLCSP[8]パッケージを採用した回路最適化設計
【従来例】
従来より、携帯電話を初めとするセットのデザインにLED点灯が使用されていましたが、210万通りレベルの表示しかできませんでした。現在、セット軽量化薄型化を実現しつつ、更なるデザイン性の差別化要求が高まっております。そこで、高精彩LED表示を実現し、かつ省スペースに貢献する小サイズで高機能のLED駆動用LSIが求められていました。
【実用化】
サンプル出荷開始 : 2009年4月 サンプル価格 : 数量応談
【照会先】
セミコンダクター社 企画グループ 広報チーム
TEL:075-951-8151 E-mail:semiconpress@ml.jp.panasonic.com
【特長の説明】
- LED表示として業界初の6700万通りの高精彩表現を実現する、業界最多の4段階の最大LED駆動電流設定機能と、256ステップの電流階調機能を内蔵
- 1)最大電流設定値は、4段階に設定
- 2)LEDの電流分解能は、8ビット(256ステップ)で微細に設定
- 3)電流設定は、各チャンネルを256ステップで独立設定
- 上記 1)〜3)の技術を組み合わせで、RGB各色のLEDを接続すると 256ステップ(R)×256(G)×256(B)×4段階=67108864通りの発色を実現し、業界初の高精彩な表現が可能になります。
- 独自のLED点灯制御方式により、ホタル発光のような滑らかな輝度調整を可能とし、より多彩なLED灯装飾を実現
- LEDのホタル発光とは、(1)LEDの点灯が徐々に明るく (2)その後最大点灯 (3)最大点灯から 徐々に暗く (4)最小点灯 または消灯する ことで、このような動作を以下の機能にて微細に制御することができます。
- 1)128階調のPWM(パルス幅変調)制御[9]機能を搭載
- 2)電流値や点灯時間等を任意に設定するレジスタ機能を搭載
- 複数のLSIが接続できる拡張性と、LSIが持つ認識機能により、最大4 LSIで12チャンネルを個別動作したり、同期制御することにより、多彩なキャラクタ表示等を実現
- 1)LSI自身の認識機能により最大4 LSI、すなわち12チャンネル(= 3チャンネル×4 LSI)までの本LSIを個別に制御することができます。
- 2)本LSIのカスケード接続により、複数のLEDを同期制御し、タイミングを合わせた表現やLED配置の工夫により、記号や絵文字等を表現することが可能です。
- 業界最小1.26×1.56×0.75mmパッケージサイズを実現し、セットの省スペース設計に貢献
- パッケージサイズは業界最小となる「1.26mm(縦)×1.56mm(横)×0.75mm(高さ)」であり、セットの省スペース化とレイアウト容易化に貢献します。
【内容の説明】
- 4段階の最大LED駆動電流設定および、256ステップ電流階調実現のための新方式LED駆動回路
- 1)LEDの最大駆動電流値を12.75mA/25.5mA/31.875mA/63.75mAの4段階に切り替える機能
- 2)電流リニアリティを実現するLED出力段を内蔵し、最大LED駆動電流で設定された電流値を256ステップ(最小分解能は0.05mA〜0.25mA)での制御を実現する機能
- 上記、2機能を組み合わせた新方式LED駆動回路を用いることにより、0.05mAステップの細やかな電流変化から、63.75mAの大電流駆動など、本LSI搭載により要求に応じたLED点灯制御が可能となります。
- LED点灯のタイミングや周期、明るさの変化時間などを任意に制御可能とするLED点灯制御方式
- 1)128階調のPWM制御と、擬似的な logカーブ[10]の波形生成:
- 電流値制御により、人間の目から見ると自然に発光しているような点灯/消灯の変化を制御します。
- 2)多項目のレジスタ制御 : 以下の機能を自在に設定し、微細な表現が可能です。
- ◆各灯の点灯/消灯のタイミング ◆点灯の周期 ◆変化時間 ◆電流変化量
- 更に、上記点灯パターンの設定を初期設定のみ行うだけで、その後はLSIが自動で動作を繰り返します。
- カスケード接続時でもLED点灯タイミングを合わせるクロック同期インターフェース回路
- 複数の本LSIを同期制御するためのクロック入出力端子を搭載。端子の入出力切り替えはレジスタにて設定し、1 LSIを基準クロック信号とし、他LSIはそのクロック信号を入力して、自身の動作クロックとして使用。これにより、点灯タイミングを合わせることが可能となります。
- 業界最小のWLCSPパッケージを採用した回路最適化設計
- 各機能ブロックを共通化する回路構成、電流精度や駆動能力を上げる回路設計、マスクレイアウトを最適化することにより、業界最小のパッケージサイズを実現しました。
【暫定仕様】
品番 | AN30259A |
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機能 | イルミネーション用3チャンネルLED駆動用LSI |
電源電圧 | 3.6V / 1.8V |
パッケージ | WLCSP(1.26mm(縦)×1.56mm(横)×0.75mm(高さ))12ピン |
【用語の説明】
- [1] 3チャンネルLED駆動用LSI
- LEDは、エルイーディーと読み、Light Emitting Diodeの略で、発光ダイオードを意味します。3チャンネルLED駆動用LSIとは、3チャンネルのLEDを安定して光らせるために電流を供給するLSIのことです。
- [2] 最大LED駆動電流設定機能
- LEDに流す電流値の最大値を設定できる機能です。この電流設定機能により、LEDの発光量、明るさを調整することができます。
- [3] 電流階調
- 電流値の変化量の細かさ、分解能を意味します。階調数が大きいほど電流値を細かく制御でき、LED発光のより自然な変化を実現することができます。
- [4] LED点灯制御方式
- LEDに供給する電流の設定方式で、DC電流制御、PWM電流制御、外付け抵抗値による制御、などがあります。
- [5] (LSI)認識機能
- LSI固有の認識アドレスを持っていることを意味します。スレーブアドレス、サブアドレスとも言います。この機能により、同一のバスラインにつながったLSI同士を個別に制御することが可能となり、複数の本LSIに同じ命令を印加しても、個別に制御可能となります。
- [6] カスケード接続
- 数珠つなぎのように連結して接続することを意味し、ここでは、各LSIのクロック入出力端子同士をつなげてLSIを接続することを意味しています。
- [7] 外部クロック同期インターフェース回路
- 外部信号にタイミングを合わせて動作させるための回路です。外部信号を使わずに各々が独自の内部クロックで動作すると、その周波数のバラツキにより、LEDの発光のタイミングが合わなくなってしまいます。
- [8] WLCSP(Wafer Level Chip Size Package)
- ウェーハ上に再配線回路とバンプを直接形成することで、ベアチップと同じ外形寸法を実現するパッケージのことです。
- [9] PWM(Pulse Width Modulation : パルス幅変調)制御
- パルスとはある一定時間のみ動作することを意味します。PWM制御とはその“ある一定時間” (パルス幅)を制御することで、ここでは定電流回路を動作させる時間を制御することでLED発光の明るさを変化させています。
- [10] logカーブ
- logとは10倍単位で変化することを意味します。本LSIでは2段階の電流値変化を設定することで、10倍単位の変化(log)に近いカーブを擬似的に再現し、LED発光輝度変化の滑らかさを実現しています。
以上