(57)【要約】【課題】明るさセンサからの検出信号に基づくフィードバック制御によりＬＥＤ光源の明るさを一定にするＬＥＤ光源点灯装置において、点灯直後におけるＬＥＤ光源の光ちらつきの低減を図る。【解決手段】ＬＥＤ光源点灯装置１は、ＬＥＤモジュールからなるＬＥＤ部１０に電力を供給するＬＥＤ電源部３と、ＬＥＤ部１０の発光強度を検出する明るさセンサ６と、明るさセンサ６による検出信号をフィードバック制御してＬＥＤ部１０の発光強度を一定に保つようにＬＥＤ電源部３から出力される電力を制御する制御部５とを備える。制御部５は、点灯直後から所定時間ｔ１が経過した後、明るさセンサ６からフィードバックされた検出信号を基に、ＬＥＤ部１０の発光強度を一定に保つようにＬＥＤ電源部３から出力される電力を制御する。これにより、ＬＥＤ部１０の点灯直後の光ちらつきの低減を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機又は有機のＬＥＤに電力を供給する電源部と、この電源部から供給される電力により点灯されるＬＥＤの発光強度を検出する光センサと、この光センサによる検出信号をフィードバックして前記ＬＥＤの発光強度を一定に保つように前記電源部から出力される電力を制御する制御部と、を備えたＬＥＤ光源点灯装置において、
前記制御部は、前記ＬＥＤの点灯直後から任意の所定時間が経過した後、前記光センサからフィードバックされた検出信号を基に、前記ＬＥＤの発光強度を一定に保つように前記電源部から出力される電力を制御することを特徴とするＬＥＤ光源点灯装置。
【請求項２】
前記ＬＥＤの温度を計測する温度センサを、さらに備え、
前記制御部は、前記温度センサで計測されたＬＥＤの温度が所定温度に達する時間を基に、前記所定時間を設定することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源点灯装置。
【請求項３】
前記ＬＥＤの消灯している消灯時間を計測する時間計測部を、さらに備え、
前記制御部は、前記時間計測部により計測された消灯時間に基づいて、前記所定時間を変化させることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源点灯装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記時間計測部により計測された消灯時間の長さに応じて、前記所定時間を長くすることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ光源点灯装置。
【請求項５】
前記ＬＥＤの電圧を計測する電圧検出部を、さらに備え、
前記制御部は、前記電圧検出部により計測されたＬＥＤの電圧が所定電圧に達する時間を基に、前記所定時間を設定することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源点灯装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記電圧検出部で計測されたＬＥＤの電圧が前記所定電圧以下の場合は、前記所定時間を略ゼロに設定することを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ光源点灯装置。
【請求項７】
前記電圧検出部により計測されたＬＥＤの電圧を記録する電圧記録部を、さらに備え、
前記制御部は、前記電圧記録部で記録されたＬＥＤの電圧を基に、前記所定電圧を設定することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のＬＥＤ光源点灯装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記電圧記録部で記録されたＬＥＤの電圧が上がれば、前記所定電圧を上げるように設定することを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ光源点灯装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のＬＥＤ光源点灯装置と、このＬＥＤ光源点灯装置により点灯される無機又は有機のＬＥＤ光源と、を備えたことを特徴とするＬＥＤ照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィードバック制御によりＬＥＤ光源の光出力を安定化するＬＥＤ光源点灯装置とそれを用いたＬＥＤ照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のＬＥＤ光源点灯装置として、ＬＥＤ光源の光出力を一定にするために、ＬＥＤ光源の発光強度を光センサで検出して、この光センサからの検出信号を基にＬＥＤ光源の明るさをフィードバック制御するＬＥＤ光源点灯装置が知られている（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
しかしながら、このようなＬＥＤ光源点灯装置におけるフィードバック制御においては、ＬＥＤ光源の点灯直後の光出力は、ＬＥＤ光源の光出力効率や光センサ感度の温度特性によって不安定になり、光ちらつきの原因やＬＥＤ光源の劣化による寿命低減につながるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９４８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するものであり、光センサからの検出信号に基づくフィードバック制御によりＬＥＤの明るさを一定にするＬＥＤ光源点灯装置において、ＬＥＤの点灯直後は、フィードバックを制御せず、光センサの温度が安定してからフィードバック制御することにより、光ちらつきを低減するＬＥＤ光源点灯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】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、無機又は有機のＬＥＤに電力を供給する電源部と、この電源部から供給される電力により点灯されるＬＥＤの発光強度を検出する光センサと、この光センサによる検出信号をフィードバックして前記ＬＥＤの発光強度を一定に保つように前記電源部から出力される電力を制御する制御部と、を備えたＬＥＤ光源点灯装置において、前記制御部は、前記ＬＥＤの点灯直後から任意の所定時間が経過した後、前記光センサからフィードバックされた検出信号を基に、前記ＬＥＤの発光強度を一定に保つように前記電源部から出力される電力を制御するものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のＬＥＤ光源点灯装置において、前記ＬＥＤの温度を計測する温度センサを、さらに備え、前記制御部は、前記温度センサで計測されたＬＥＤの温度が所定温度に達する時間を基に、前記所定時間を設定するものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１に記載のＬＥＤ光源点灯装置において、前記ＬＥＤの消灯している消灯時間を計測する時間計測部を、さらに備え、前記制御部は、前記時間計測部により計測された消灯時間に基づいて、前記所定時間を変化させるものである。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３に記載のＬＥＤ光源点灯装置において、前記制御部は、前記時間計測部により計測された消灯時間の長さに応じて、前記所定時間を長くするものである。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１に記載のＬＥＤ光源点灯装置において、前記ＬＥＤの電圧を計測する電圧検出部を、さらに備え、前記制御部は、前記電圧検出部により計測されたＬＥＤの電圧が所定電圧に達する時間を基に、前記所定時間を設定するものである。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項５に記載のＬＥＤ光源点灯装置において、前記制御部は、前記電圧検出部で計測されたＬＥＤの電圧が前記所定電圧以下の場合は、前記所定時間を略ゼロに設定するものである。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項５又は請求項６に記載のＬＥＤ光源点灯装置において、前記電圧検出部により計測されたＬＥＤの電圧を記録する電圧記録部を、さらに備え、前記制御部は、前記電圧記録部で記録されたＬＥＤの電圧を基に、前記所定電圧を設定するものである。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項７に記載のＬＥＤ光源点灯装置において、前記制御部は、前記電圧記録部で記録されたＬＥＤの電圧が上がれば、前記所定電圧を上げるように設定するものである。
【００１４】
請求項９の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のＬＥＤ光源点灯装置と、このＬＥＤ光源点灯装置により点灯される無機又は有機のＬＥＤ光源と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、ＬＥＤの点灯直後から任意の所定時間が経過してから、光センサからフィードバックされた信号を基にＬＥＤの照度を一定に保つように制御するので、ＬＥＤの点灯直後の光ちらつきを低減することができると共に、ＬＥＤの寿命劣化を抑制することができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、ＬＥＤの温度によって上記所定時間を設定するものとし、ＬＥＤの温度が所定温度に達してからＬＥＤをフィードバック制御するので、ＬＥＤの点灯直後の光ちらつきをより低減することができる。
【００１７】
請求項３及び請求項４の発明によれば、上記所定時間を、前回点灯後の消灯時間に基づいて設定するので、温度センサを有していなくても上記と同等の効果が得られる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、ＬＥＤ電圧が所定電圧に達してからＬＥＤをフィードバック制御するので、消灯時間計測用のタイマや温度センサなどを必要とせず、所定時間の設定が容易になる。
【００１９】
請求項６の発明によれば、例えば、消灯時間が短く、再点灯したときのＬＥＤ電圧が所定電圧以下となっているときは、直ちにフィードバック制御される。
【００２０】
請求項７及び請求項８の発明によれば、ＬＥＤ電圧を基に所定電圧を設定できるので、上記所定時間をＬＥＤ電圧特性の経時変化に合わせて設定することができ、経時変化があっても、ＬＥＤの点灯直後における光ちらつきの低減とフィードバック制御による照度の早期安定化の両立を図ることができる。
【００２１】
請求項９の発明によれば、点灯直後のＬＥＤの光ちらつきを低減したＬＥＤ照明器具を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ光源点灯装置の電気回路図。
【図２】（ａ）は上記装置の明るさセンサの回路図、（ｂ）は同明るさセンサからの出力電圧とＬＥＤの光束レベルとの関係図。
【図３】（ａ）は上記装置の制御部におけるマイコンの２番端子の出力波形図、（ｂ）は同制御部における比較部のマイナス端子の入力波形図、（ｃ）は同比較部のプラス端子の入力波形図、（ｄ）は同比較部の出力波形図。
【図４】（ａ）は上記装置の点灯タイミングを示す図、（ｂ）は上記装置における制御部のフィードバック制御のスタート時間を示す図、（ｃ）は同制御部によるフィードバック制御前後におけるＬＥＤ部からの光束レベルの変化図。
【図５】上記装置の動作のフローチャート。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ光源点灯装置の電気回路図。
【図７】（ａ）は温度センサの回路図、（ｂ）は温度センサの温度に対する検知出力変化図。
【図８】（ａ）は上記装置の点灯タイミングを示す図、（ｂ）は上記装置の温度センサの時間変化例を示す図、（ｃ）は上記装置の制御部におけるフィードバックのスタート時間を示す図、（ｄ）は同制御部によるフィードバック制御前後におけるＬＥＤ部からの光束レベルの変化図。
【図９】上記装置の動作のフローチャート。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ光源点灯装置の電気回路図。
【図１１】（ａ）は上記装置の消灯時間計測部の回路図、（ｂ）は同消灯時間計測部で検出される消灯時間と検出電圧との関係図、（ｃ）は上記装置の制御部が消灯時間計測部の検出電圧を基に消灯時間を算出する関数曲線例を示す図、（ｄ）は同制御部における消灯時間に基く所定時間の設定を説明するための図。
【図１２】上記装置の動作のフローチャート。
【図１３】（ａ）は上記ＬＥＤ光源点灯装置が適用されるＬＥＤ照明器具の構成図、（ｂ）は同器具の一部断面図。
【図１４】（ａ）は上記ＬＥＤ光源点灯装置が適用されるＬＥＤ照明器具の他の構成図、（ｂ）は同器具の一部断面図。
【図１５】本発明の第４の実施形態に係るＬＥＤ光源点灯装置のＬＥＤ部の電圧電流特性を示す図。
【図１６】（ａ）は同装置の点灯タイミングを示す図、（ｂ）は同装置のＬＥＤ部におけるＬＥＤ電圧の変化図、（ｃ）は同装置における制御部のフィードバック制御のスタート時間を示す図。
【図１７】上記装置の動作のフローチャート。
【図１８】（ａ）は同装置の点灯、消灯のタイミングを示す図、（ｂ）は同装置の消灯時間が短い場合の消灯前と点灯後におけるＬＥＤ電圧を示す図、（ｃ）は同装置のフィードバック制御のオン、オフを示す図。
【図１９】本発明の第５の実施形態に係るＬＥＤ光源点灯装置の動作のフローチャート。
【図２０】同装置の電圧記録部で記録されるＬＥＤ電圧と所定電圧との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ光源点灯装置１について図１乃至図５を参照して説明する。図１は本実施形態のＬＥＤ光源点灯装置１の電気的な構成を示す。ＬＥＤ光源点灯装置１は、直流電源Ｅから電力供給されて制御用直流電源を生成する制御用電源回路２と、直流電源Ｅを電力源としてＬＥＤモジュール等からなるランプを有するＬＥＤ部１０へ点灯電力を供給するＬＥＤ電源部（電源部）３と、ＬＥＤ部１０へ供給される電圧及び電流を検出する電圧電流検出部４と、ＬＥＤ部１０のランプの発光強度を検出する明るさセンサ（光センサ）６と、明るさセンサ６による検出信号をフィードバックしてＬＥＤ電源部３から出力される電力を制御する制御部５とを備える。ＬＥＤ部１０は、無機ＬＥＤ又は有機ＬＥＤを有する。
【００２４】
直流電源Ｅは、例えば、商用交流電源を昇圧チョッパ回路（不図示）により整流平滑して得られる直流電圧Ｖｄｃを発生する電源であり、この発生した直流電圧Ｖｄｃは、次段の制御用電源回路２及びＬＥＤ電源部３に供給される。この直流電圧Ｖｄｃは、ここでは、例えば約１００Ｖに一定に保たれており、この電圧は、例えば有機ＬＥＤ素子等から成るランプとすると、ランプを点灯維持するのに必要なランプ両端電圧となる。ここで、ＬＥＤ部１０を５Ｖから７Ｖ程度の駆動電圧が必要な有機ＬＥＤ素子を１５個直列に接続して構成した場合は、直流電圧Ｖｄｃは７５Ｖから１０５Ｖ程度の電圧が必要になる。なお、直流電源Ｅは電池で構成してもよい。
【００２５】
制御用電源回路２は、直流電圧Ｖｄｃと接地間に直列に接続され直流電圧Ｖｄｃを分圧する抵抗Ｒ１、Ｒ２と、定電圧発生用のツェナーダイオードＺＤ１とを有する。ツェナーダイオードＺＤ１は、ツェナー電圧特性がＶｃｃであり、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点Ｐ１と接地間に逆接続され、接続点Ｐ１から定電圧の電源電圧Ｖｃｃが取り出される。制御用電源回路２は、直流電圧Ｖｄｃより低い電源電圧Ｖｃｃを制御部５や各種センサの各回路に供給する安定化電源回路である。
【００２６】
ＬＥＤ電源部３は、供給される直流電圧Ｖｄｃを蓄積する電解コンデンサＣ１と、ＦＥＴ等からなるスイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ１を駆動する駆動回路３１と、スイッチング素子Ｑ１のオフ時に発生する回生電流を流すための回生用ダイオードＤ１と、スイッチング素子Ｑ１の出力波形電圧を濾過するためのインダクタＬ１及びコンデンサＣ２とを有する。
【００２７】
このＬＥＤ電源部３は、駆動回路３１によりスイッチング素子Ｑ１を高周波でスイッチングすることにより、電解コンデンサＣ１に蓄積されている直流電圧ＶｄｃをＬＥＤ部１０の点灯に必要な電圧に変換する降圧チョッパ回路構成となっている。駆動回路３１は、制御部５からの駆動制御信号に基づいてスイッチング素子Ｑ１をスイッチング駆動する。スイッチング素子Ｑ１の出力には、直列にインダクタＬ１が接続され、インダクタＬ１の出力側はコンデンサＣ２で接地され、このコンデンサＣ２の両端の電圧が点灯電圧ＶＬとしてＬＥＤ部１０に印加される。
【００２８】
電圧電流検出部４は、点灯電圧ＶＬが供給されるＬＥＤ部１０の出力側と接地間に直列に接続される電流検出抵抗Ｒ３と、点灯電圧ＶＬと接地間に直列に接続される点灯電圧検出用の抵抗Ｒ４、Ｒ５とを備える。電流検出抵抗Ｒ３の両端電圧は、ＬＥＤ部１０のＬＥＤデバイスに流れるランプ電流に比例するので、ランプ電流の電流検知電圧として制御部５の駆動信号発生部５２に伝達される。また、抵抗Ｒ４、Ｒ５の接続点Ｐ２における、点灯電圧ＶＬの分圧電圧は、ランプ電流指令回路５１に伝達され、この分圧電圧を基に点灯電圧ＶＬが検知される。
【００２９】
制御部５は、明るさセンサ６による検出信号等に基きＬＥＤ部１０の電流制御の指令信号を発するランプ電流指令回路５１と、ランプ電流指令回路５１からの指令信号に基づき、ＬＥＤ電源部３を制御するための駆動制御信号を送出する駆動信号発生部５２とを備える。制御部５は、駆動制御信号によりスイッチング素子Ｑ１を制御し、ＬＥＤ部１０の点灯直後から任意の所定時間が経過した後、明るさセンサ６による検出信号をフィードバックしてＬＥＤ部１０の発光強度を一定に保つようにＬＥＤ電源部３から出力される電力を制御する。
【００３０】
ランプ電流指令回路５１は、タイマ機能を有する汎用マイコンから成るＩＣ１を備え、ＩＣ１により前記任意の所定時間を設定すると共に、ＬＥＤ部１０のピーク電流を指令するランプピーク電流指令値や、ＬＥＤ部１０の明るさを調整するランプ電流デューティを決定している。ＩＣ１としては、例えば、マイクロチップ社製ＰＩＣ１２Ｆ６７５（Ａ／Ｄ変換機能・フラッシュメモリ付８ビットマイコン・タイマ機能）等を用いることができる。
【００３１】
このランプ電流指令回路５１は、抵抗Ｒ４、Ｒ５の接続点Ｐ２の電圧を監視することにより、ＬＥＤ部１０の点灯電圧ＶＬを検出し、その電圧検出値に応じて、負荷であるＬＥＤ部１０の点灯判別を行う。この点灯判別においては、負荷短絡などの負荷異常検出も行う。ここで、接続点Ｐ２に接続されるＩＣ１の７番端子は、Ａ／Ｄ変換入力に設定されており、抵抗Ｒ４、Ｒ５による分圧比から接続点Ｐ２の電圧を換算して点灯電圧ＶＬを読み取る。また、ＩＣ１の２番、３番、４番端子は２値出力に設定され、１番端子は電源電圧Ｖｃｃが印加される電源端子、８番端子は接地されるグランド端子である。
【００３２】
駆動信号発生部５２は、２つの入力端子における電圧差により誤差信号を出力する誤差アンプＯＰ１と、誤差アンプＯＰ１の出力電圧と三角波状信号とを比較して駆動回路３１への駆動制御信号を生成する比較器ＯＰ２と、比較器ＯＰ２の出力とＩＣ１の４番端子出力とのＡＮＤ処理を行うＡＮＤ回路ＩＣ２とを備える。誤差アンプＯＰ１と比較器ＯＰ２は、それぞれオペアンプで構成され、これらの回路は、電源電圧Ｖｃｃから電源供給される。なお、これらは、１パッケージに２つのオペアンプを内蔵したＩＣなどで安価に構成できる。
【００３３】
誤差アンプＯＰ１は、そのマイナス入力端子には、電流検出抵抗Ｒ３からの電流検出電圧が抵抗Ｒ６と入力抵抗Ｒ１０を介して印加され、抵抗Ｒ６と入力抵抗Ｒ１０との接続点は、フィルタ用のコンデンサＣ３で接地される。また、誤差アンプＯＰ１のプラス入力端子は、コンデンサＣ５で接地されると共に、ＩＣ１からの基準電圧Ｖｅが入力抵抗Ｒ１２を介して入力される。また、誤差アンプＯＰ１の出力端子とマイナス入力端子とは、利得調整用の抵抗Ｒ１１で接続されている。誤差アンプＯＰ１は、ＩＣ１からの基準電圧Ｖｅと電流検出抵抗Ｒ３からの電流検出電圧との差の誤差信号を増幅し、その出力は、比較器ＯＰ２の基準電圧Ｖｒとして比較器ＯＰ２のプラス入力端子に接続される。
【００３４】
比較器ＯＰ２は、そのマイナス入力端子に、ソースが接地されたスイッチング素子Ｑ２（ＦＥＴ）のドレインが接続されると共に、ドレインは電源電圧Ｖｃｃと接地間に直列に接続された抵抗Ｒ１３とコンデンサＣ４との接続点に接続され、スイッチング素子Ｑ２のゲート端子はＩＣ１の２番端子に接続されている。
【００３５】
スイッチング素子Ｑ２は、ゲート端子にＩＣ１からハイレベルの信号が印加されるとオンとなってドレイン、ソース間が短絡され、コンデンサＣ４も短絡されて、コンデンサＣ４の電圧がローレベルとなる。また、ゲート端子にローレベルの信号が印加されると、スイッチング素子Ｑ２がオフとなり、コンデンサＣ４の電圧は、電源電圧ＶｃｃからコンデンサＣ４と抵抗Ｒ１３の時定数によって充電されることになる。従って、このスイッチング素子Ｑ２のオン、オフによりコンデンサＣ４の両端電圧は、三角波状波形となり三角波状信号Ｖｑが形成される。
【００３６】
ＡＮＤ回路ＩＣ２は、ＡＮＤの論理素子からなり、２つの入力端子には、ＩＣ１の４番端子からの出力と比較器ＯＰ２の出力とがそれぞれ入力されて、ＡＮＤ回路ＩＣ２の出力は、スイッチング素子Ｑ１をオン、オフする駆動制御信号として、駆動回路３１に入力される。すなわち、駆動制御信号は、ＩＣ１の４番端子の出力信号と比較器ＯＰ２の出力信号によって決定されるので、ＬＥＤ部１０のＬＥＤデバイスに直流電流を流すときは、ＩＣ１の４番端子の出力をハイレベルにすることによって駆動制御信号を制御する。また、このＬＥＤデバイスに直流電流を間欠して流す場合（ＰＷＭ制御）は、ＩＣ１の４番端子の出力を任意の周波数でオン、オフし、そのオン時間の割合を変えることにより、ランプ電流の実効値を制御する。
【００３７】
明るさセンサ６は、ＬＥＤ部１０の近傍に配設され、ＬＥＤデバイスによるＬＥＤ部１０の発光強度を検出する。図２（ａ）は、明るさセンサ６の回路構成を示し、図２（ｂ）は、明るさセンサ６で検出される光の強さを示す光束φと、明るさ検出信号Ｖａの関係を示す。明るさセンサ６は、電源電圧Ｖｃｃと接地に順次直列に接続される抵抗Ｒ６１と、光の強さによって発電電流が変化する光電変換素子のフォトダイオードＤ６１と、抵抗Ｒ６２とを有すると共に、ノイズ除去用のコンデンサＣ６１を備える。コンデンサＣ６１は、抵抗Ｒ６１とフォトダイオードＤ６１との接続点と接地間に接続される。
【００３８】
この明るさセンサ６は、抵抗Ｒ６２の両端の出力電圧を明るさ検出信号Ｖａとして出力する。このとき、ＬＥＤ部１０の光の強さ（光束φ）が大きくなると、抵抗Ｒ６２の両端の明るさ検出信号Ｖａが大きくなるように設定されており、この明るさ検出信号Ｖａは、光の強さの検出値としてＩＣ１の５番端子に入力される。なお、明るさセンサ６の光電変換素子としては、フォトダイオード以外に、フォトトランジスタ、フォトＩＣ、ＣｄＳなどの光電変換できる素子であればよい。
【００３９】
ここで、明るさセンサ６からの明るさ検出信号Ｖａを基に、駆動信号発生部５２における駆動制御信号の生成について、図３（ａ）乃至（ｄ）を参照して説明する。図３（ａ）は、ＩＣ１の２番端子から出力されるハイ、ローの出力状態を取る一定周期のパルス幅のパルス信号Ｖｐ（例えば、数１００ｋＨｚから１ＭＨｚの周波数）を示し、図３（ｂ）は、比較器ＯＰ２のマイナス端子に印加されるコンデンサＣ４の両端電圧の三角波状信号Ｖｑを示し、図３（ｃ）は、比較器ＯＰ２のプラス端子に印加される基準電圧Ｖｒ（実線部分）と、この基準電圧Ｖｒと比較されるコンデンサＣ４の三角波状信号Ｖｑ（点線部分）とを重畳して示す。図３（ｄ）は、比較器ＯＰ２からの出力信号Ｖｓを示す。
【００４０】
図３（ａ）に示すパルス信号Ｖｐがスイッチング素子Ｑ２に印加されてオン、オフされると、前記のようにコンデンサＣ４の両端の電圧は、図３（ｂ）に示すような三角波状信号Ｖｑとなり、比較器ＯＰ２において、図３（ｃ）に示すように、三角波状信号Ｖｑと基準電圧Ｖｒとが比較される。このとき、図３（ｄ）に示すように、三角波状信号Ｖｑが基準電圧Ｖｒよりも低いとき、ハイレベルとなるパルス信号が、比較器ＯＰ２から出力信号Ｖｓとして出力される。
【００４１】
この出力信号Ｖｓのパルス幅は、基準電圧Ｖｒのレベルにより変化する。また、基準電圧Ｖｒは、ＩＣ１の３番端子からの基準電圧Ｖｅによって変化するので、出力信号Ｖｓは基準電圧Ｖｅによってパルス幅が制御され、ＡＮＤ回路ＩＣ２から出力され、駆動回路３１に入力される駆動制御信号となる。また、ＩＣ１は、ＩＣ１の３番端子よりの基準電圧Ｖｅを明るさセンサ６の検出出力により可変するので、駆動制御信号は明るさセンサ６の検出出力により制御されることになる。
【００４２】
この明るさセンサ６によるフィードバック制御では、ＩＣ１は、明るさ検出信号Ｖａが５番端子に入力されると、明るさ検出信号Ｖａの電圧をＡ／Ｄ変換して光の強さの検出値に変換し、その光の強さの検出値が一定となるように３番端子の出力である基準電圧Ｖｅを制御する。即ち、ＩＣ１により、明るさセンサ６の明るさ検出信号Ｖａに基づき、ＩＣ１の３番端子からランプ電流の指令値として、明るさに伴って変動する基準電圧Ｖｅが誤差アンプＯＰ１に入力されて、比較器ＯＰ２の基準電圧Ｖｒが変化し、比較器ＯＰ２から明るさセンサ６の出力に連動してパルス幅が変化する出力信号Ｖｓが出力され、これにより駆動制御信号が得られる。
【００４３】
この駆動制御信号は、ＩＣ１の４番端子からの電圧が「ハイ」のときは、そのままＡＮＤ回路ＩＣ２を通って、駆動回路３１に入力される。駆動回路３１は駆動制御信号のパルスでスイッチング素子Ｑ１を駆動して、ＬＥＤ部１０から出力される電力を制御し、ＬＥＤ部１０のランプ電流を制御する。このとき、明るさセンサ６がＬＥＤ部１０の明るさの変化を検出すると、ＩＣ１は、ＩＣ１の５番端子に入力される明るさセンサ６による光の強さの検出値が一定となるようにフィードバックする。これにより、ＬＥＤ部１０のランプ電流を制御して明るさが一定になるようにフィードバック制御がなされる。
【００４４】
このとき、ＡＮＤ回路ＩＣ２に入力されるＩＣ１の４番端子からの信号をＬＥＤ部１０を調光するためのＰＷＭ信号（例えば、周波数２００Ｈｚ）とすると、ＡＮＤ回路ＩＣ２からは、出力信号Ｖｓが調光用ＰＷＭ信号により間欠的に出力される信号となる。これにより、明るさセンサ６によるフィードバック制御に、調光制御の動作を加えることができる。
【００４５】
ここで、制御部５の明るさセンサ６によるフィードバック制御の時間シフトについて、図４を参照して説明する。制御部５は、マイコンＩＣ１にタイマ機能を有しており、図４（ａ）に示すように、ＬＥＤ部１０がオンして点灯されると、その直後から、図４（ｂ）に示すように、任意の所定時間ｔ１が経過した後に、明るさセンサ６によるフィードバックをスタートする。このときのＬＥＤ部１０からの光束φ［ｌｍ（ルーメン）］は、図４（ｃ）に示すように、点灯直後から所定時間ｔ１までの間は、明るさセンサ６によるフィードバックを掛けない。この明るさセンサ６によるフィードバックを掛けないようにするときは、例えば、ＩＣ１からの基準電圧Ｖｅを、明るさセンサ６の検出信号に対応して変化させず、一定にすることにより行うことができる。このとき、制御部５は、電流検出抵抗Ｒ３からの電流検出電圧による定電流制御のみを行う。
【００４６】
この定電流制御のときは、ＬＥＤ部１０のＬＥＤ電流を一定にさせるフィードバックのみ行っており、ＬＥＤ電流と明るさは比例しているので、ランプ光源の温度特性による変化（点灯時に徐々に明るくなる）があっても、光ちらつきは発生しない。従って、ＬＥＤ部１０の光束φは、ユーザにより設定された調光レベルの明るさまで徐々に上昇する。所定時間ｔ１後に、フィードバックが始まると光束φは、ユーザが設定した調光レベルの明るさの状態に略一定に保たれる。この所定時間ｔ１は、無機又は有機のＬＥＤ等のＬＥＤデバイス及びＬＥＤ器具の大きさや消費電力、及び発光効率等の性能に依存する値であり、例えば、数秒から数分である。
【００４７】
上記制御部５のフィードバック制御動作について、図５のフローチャートを参照して説明する。制御部５は、電源が投入されると（Ｓ１）、ＩＣ１の内蔵メモリーに予め記憶された任意の所定時間ｔ１の設定を含む初期化処理を行い（Ｓ２）、ＬＥＤ部１０を点灯するためのランプの始動処理を行う（Ｓ３）。制御部５は、このランプの始動処理においては、ランプが点灯していかるどうかを判断する。ここでは、この点灯の判断は抵抗Ｒ４、Ｒ５の接続点Ｐ２の電圧を基に点灯電圧ＶＬを検出し、その検出値に応じて行う。このとき、照明負荷が短絡や開放になった場合の負荷異常検出も行い、フローに図示していないが負荷異常検出の場合は終了する。ランプが点灯と判断されると、ＩＣ１の内蔵タイマにより点灯直後からの時間ｔの計測を開始し（Ｓ４）、この時間ｔを計測しながら、点灯直後はフィードバックをしないランプ初期点灯処理を行う（Ｓ５）。
【００４８】
続いて、制御部５は、計測された時間ｔが所定時間ｔ１より大きいかどうか判断し、時間ｔが任意の所定時間ｔ１未満であれば（Ｓ６でＮＯ）、Ｓ５に戻って同じステップを繰り返し、時間ｔが所定時間ｔ１以上であれば（Ｓ６でＹＥＳ）、フィードバック制御を行ってランプを定常に点灯させるランプ定常点灯処理を行う（Ｓ７）。この結果、前記図４で示したように、計測された時間ｔが所定時間ｔ１になるまでは、フィードバック制御が行われない。また、ランプ定常点灯処理過程でランプ消灯信号が入っているかどうかの判断を行い、ランプ消灯信号が入っている場合は（Ｓ８でＹＥＳ）、ランプ消灯処理を行い（Ｓ９）、終了する。Ｓ８でＮＯの場合は、Ｓ７に戻って同様のステップを繰返す。これにより、所定時間ｔ１を任意に設定した後に、明るさセンサ６によるフィードバック制御を確実に開始することができる。
【００４９】
このように、本実施形態のＬＥＤ光源点灯装置１によれば、点灯直後から任意の所定時間ｔ１が経過してから、明るさセンサ６からフィードバックされた信号を基にＬＥＤ部１０の照度を一定に保つように制御するので、任意の所定時間ｔ１を、例えばＬＥＤ部１０内のＬＥＤデバイスの光出力効率や明るさセンサ６の感度の温度特性が一定状態に達する時間とすることにより、各デバイスの温度特性が安定してからフィードバック制御を行える。これにより、ＬＥＤ光源の点灯直後の光ちらつきを低減することができ、ＬＥＤ光源の寿命劣化を抑制することができる。なお、フィードバック制御をＩＣ１の３番端子からの基準電圧Ｖｅを変化させて行ったが、ＩＣ１の２番端子からのパルス信号Ｖｐのパルス幅を変えて行ってもよい。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ光源点灯装置について、図６乃至図９を参照して説明する。本実施形態は、図６に示すように、前記第１の実施形態の構成に加えて、ＬＥＤ部１０の温度を測定するための温度センサ７をさらに備え、温度センサ７で検出されたＬＥＤ部１０の温度が所定温度Ｔｔｈに達する時間を基に、所定時間を設定するものである。温度センサ７は、ＬＥＤ部１０の近傍に配設され、検出した温度検出出力は、ＩＣ１の６番端子に接続される。
【００５１】
図７（ａ）は温度センサ７の回路構成を示し、図７（ｂ）は温度センサ７で検出される温度Ｔ［℃］と温度検出電圧Ｖｂの関係を示す。温度センサ７は、温度によって抵抗値が変化するサーミスタＲ７１と、抵抗Ｒ７２と、抵抗Ｒ７３とで構成される。抵抗Ｒ７２、サーミスタＲ７１、及び抵抗Ｒ７３は、電源電圧Ｖｃｃ及び接地間に順に直列に接続され、抵抗Ｒ７３の両端電圧が温度検出電圧Ｖｂとして取り出される。この温度センサ７においては、温度が高くなると温度検出電圧Ｖｂが大きくなるように設定されており、その温度検出電圧ＶｂはＩＣ１に入力される。
【００５２】
ＩＣ１は、６番端子に入力された温度検出電圧ＶｂをＡ／Ｄ変換して温度の検出値に変換し、その温度検出値が所定の温度値になると、５番端子に入力される明るさセンサ６による光の強さの検出値が一定となるように、フィードバック制御を開始する。ここで、温度センサ７の設置位置は、ＬＥＤ１０の近傍であるが、ＬＥＤ１０の温度がモニタできる位置であれば回路基板上でもよい。また、温度センサ素子としては、感熱抵抗、温度ＩＣ、ダイオードのＰＮ接合など温度−電気変換ができる素子であればよい。
【００５３】
ここで、温度センサ７によるフィードバック制御について、図８（ａ）乃至（ｄ）を参照して説明する。制御部５は、図８（ａ）に示すように、ＬＥＤ部１０が点灯されると、ＩＣ１に予め記憶した所定温度Ｔｔｈの設定を含む初期化処理を行い、点灯直後から、ＩＣ１内のタイマが時間ｔの計測を始め、ＬＥＤ部１０を定電流制御し、図８（ｂ）に示すように、点灯後から温度センサ７による検出温度Ｔが所定温度Ｔｔｈに達するまでの時間ｔ２を計測する。制御部５は、この時間ｔ２を所定電圧ｔ２として設定し、図８（ｃ）に示すように、明るさセンサ６によるフィードバック制御を所定時間ｔ２で開始する。このとき、図８（ｄ）に示すように、ＬＥＤ部１０からの光束φ［ｌｍ（ルーメン）］は、点灯直後から時間ｔ２の定電流制御の間は、前記と同様に、ユーザの調光設定レベルまでは徐々に上昇し、フィードバック制御が開始された後は略一定となる。ここで、所定の温度Ｔｔｈは、ＬＥＤ部１０のＬＥＤデバイス、ＬＥＤ器具等の大きさ及び消費電力や発光効率に依存する値となり、例えば、数１０℃である。
【００５４】
上記制御部５のフィードバック制御動作について、図９のフローチャートを参照して説明する。ここでは、前記実施形態と異なる部分のみを記載している。Ｓ３の後、Ｓ４により時間ｔの計測が開始され、点灯直後はフィードバックしないランプ初期点灯処理（Ｓ５）がなされた後、温度センサ７の検出温度Ｔが所定の温度Ｔｔｈに満たないときは（Ｓ１０でＮＯ）、Ｓ５に戻り同様のステップを繰り返し、検出温度Ｔが所定の温度Ｔｔｈ以上になったときは（Ｓ１０でＹＥＳ）、Ｓ７に進み、以降は、前記と同様のフィードバック制御動作を行う。この検出温度Ｔが温度Ｔｔｈとなったときの時間ｔは時間ｔ２となり、時間ｔ２でフィードバックを開始する。これにより、ＬＥＤの温度に基づいて、明るさのフィードバック制御を開始できる。この温度Ｔｔｈは、前記のように、照明器具の状態、有機ＬＥＤ素子の性能などによって左右される。
【００５５】
このように、本実施形態のＬＥＤ光源点灯装置１によれば、ＬＥＤ部１０のＬＥＤデバイスの温度によって所定時間ｔ２を設定するものとし、ＬＥＤ部１０の温度が所定温度Ｔｔｈに達してからＬＥＤ部１０をフィードバック制御するので、所定温度ＴｔｈをＬＥＤ部１０のＬＥＤデバイスや明るさセンサ６の各温度特性が安定する温度とすることにより、ＬＥＤ部１０の点灯直後の光ちらつきをより低減することができる。
【００５６】
次に、本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ光源点灯装置について、図１０乃至図１２を参照して説明する。本実施形態は、前記第１の実施形態の構成に加えて、ＬＥＤの消灯している消灯時間を計測する消灯時間計測部（時間計測部）８をさらに備え、消灯時間計測部８により計測された消灯時間に基づいて所定時間を変化させるものである。ここでは、ＬＥＤ部１０が再点灯されたときの初期化処理ステップで、計測された消灯時間に基づいて所定時間が設定される。
【００５７】
図１０に示すように、本実施形態の消灯時間計測部８は、再点灯持にＬＥＤ部１０が消灯していた時間を計測し、計測した時間の計測出力はＩＣ１の６番端子に接続される。
【００５８】
図１１（ａ）は、消灯時間計測部８の回路構成を示す。消灯時間計測部８は、時間を電圧で計測するためのコンデンサＣ８１、抵抗Ｒ８１、及び抵抗Ｒ８２と共に、充電・放電を行うためのスイッチＳＷ１とを備える。スイッチＳＷ１、抵抗Ｒ８１、及びコンデンサＣ８１は、電源電圧Ｖｃｃと接地間に、順に直列に接続され、抵抗Ｒ８２はスイッチＳＷ１と抵抗Ｒ８１との接続点と接地間に接続される。
【００５９】
ここで、本装置の電源の（不図示）がＯＮされて、ＬＥＤ部１０が点灯されたとき、スイッチＳＷ１は、このメインスイッチのＯＮ時間から僅かにタイムラグを持ち遅れてＯＮされる。スイッチＳＷ１がＯＮすると、コンデンサＣ８１は、抵抗Ｒ８１を通じてＶｃｃ近くまで充電され、このコンデンサＣ８１の両端から時間計測のための出力電圧Ｖｔが取り出される。また、消灯時は、スイッチＳＷ１がＯＦＦされ、出力電圧Ｖｔは、コンデンサＣ８１の電荷が抵抗Ｒ８１と抵抗Ｒ８２を通してＧＮＤに放電される。ここでは、図１１（ｂ）に示すように、出力電圧Ｖｔ（縦軸に示す）が大きくなると、消灯時間ｔｏｆｆ（横軸に示す）が小さくなるように設定されている。ＩＣ１は、６番端子に入力された出力電圧ＶｔをＡ／Ｄ変換で時間の検出値に変換し、消灯時間ｔｏｆｆを求める。例えば、出力電圧ＶｔがＶ１のときは、消灯時間ｔｏｆｆはｔｏｆｆ１となる。
【００６０】
このとき、ＩＣ１には、図１１（ｃ）に示すように、消灯時間計測部８における出力電圧Ｖｔと消灯時間ｔｏｆｆとの予め定められた変換式ｔｏｆｆ＝ｆ（Ｖｔ）が記憶されており、これにより、出力電圧Ｖｔに基いて、消灯時間ｔｏｆｆを求める。従って、ＩＣ１は、図１１（ｄ）に示すように、消灯時間ｔｏｆｆの値に応じてフィードバック制御しない所定時間ｔ１を予め定められた変換式ｔ１＝ｆ（ｔｏｆｆ）から算出する。従って、ＩＣ１は、所定時間ｔ１を算出すると、ＩＣ１の５番端子に入力される光の強さの検出値が一定となるようにフィードバック制御を開始する。このとき、制御部５は、消灯時間ｔｏｆｆがある程度長くなると、所定時間ｔ１が最大値ｔ１ｍａｘを超えないように、消灯時間ｔｏｆｆ１以降は、所定時間ｔ１を最大値ｔ１ｍａｘに固定する。
【００６１】
ここで、上記制御部５による初期化処理ステップにおける所定時間設定の動作について、図１２のフローチャートを参照して説明する。ここでは、前記第１の実施形態と異なる動作についてのみ説明する。従って、図１２のフローチャートは、前記図５と異なる初期化処理（Ｓ２）のみを示している。制御部５は、Ｓ１で電源が投入された後、マイコン制御等によりスイッチＳＷ１がＯＮされるまでのタイムラグの間に、消灯時間を測定して所定時間ｔ１を設定する初期化処理を行う。制御部５は、ＩＣ１で出力電圧ＶｔをＡ／Ｄ変換によって読取り（Ｓ２１）、読取った出力電圧Ｖｔを予め設定された変換式ｔｏｆｆ＝ｆ（Ｖｔ）により消灯時間ｔｏｆｆに変換し（Ｓ２２）、変換された消灯時間ｔｏｆｆを基に、予め設定された消灯時間ｔｏｆｆと所定時間ｔ１との変換式ｔ１＝ｆ（ｔｏｆｆ）により所定時間ｔ１を設定する（Ｓ２３）。制御部５は、この所定時間ｔ１を求めた後、ステップＳ３に進み前記と同様の動作を行う。これにより、消灯してから再点灯した時における消灯時間ｔｏｆｆに応じて、所定時間ｔ１を設定してフィードバック制御を開始することができる。
【００６２】
ここでは、消灯時間ｔｏｆｆに応じた所定時間ｔ１の設定は、例えば、消灯してから再点灯までの消灯時間におけるＬＥＤ部１０及び明るさセンサ６等の温かさの残存程度を予測し、予め消灯時間ｔｏｆｆに応じた温度特性の安定状態になる時間を算定して設定する。従って、消灯してから再点灯までの時間が短く、ＬＥＤ部１０及び明るさセンサ６を含む電子回路等の温かさが残存しているときは、再点灯後のフィードバック制御を開始する所定時間ｔ１を短くするように調整する。また、再点灯までの時間が長く、ＬＥＤ部１０及び明るさセンサ６等の温度が低下している状態にあるときは、所定時間ｔ１を長くするように調整して、点灯後の各電子回路の動作が安定し、定常状態になってからフィードバック制御を開始する。
【００６３】
このように、本実施形態のＬＥＤ光源点灯装置１によれば、所定時間ｔ１を前回点灯後の消灯時間ｔｏｆｆに基づいて設定するので、予め所定時間ｔ１を決めて設定する必要がなく、使用状態に応じて任意に所定時間ｔ１を設定することができ、温度センサを有していなくても上記と同等の効果が得られる。また、再点灯した時点で消灯時間ｔｏｆｆから直ぐ所定時間ｔ１を設定できるので、点灯してから測定を始めて所定時間ｔ１を設定する温度センサを用いる場合に比べて所定時間ｔ１の設定を迅速に行え、フィードバックの開始も的確に行える。
【００６４】
また、所定時間ｔ１の設定においては、例えば、消灯時間ｔｏｆｆが長い場合は、所定時間ｔ１を長くして、消灯中に自然冷却されたＬＥＤ部１０のＬＥＤランプや明るさセンサ６の温度特性が安定するのを待ってフィードバックさせるので、点灯直後の光ちらつきをより確実に低減させることができる。一方、消灯時間が短い場合は、所定時間ｔ１を短く設定してフィードバック制御するので、光出力制御を迅速に行うことができる。
【００６５】
また、消灯時間計測部８は、ＣＲ充放電回路により消灯時間を測定するので、消灯時間中は、マイコンのＩＣ１等をオフ状態にしておくことができ省電力化できる。また、消灯時間計測部８は、マイコンＩＣ１のタイマ機能を用いて、消灯時間ｔｏｆｆを計測して所定時間ｔ１を可変に設定することにより上記と同等の機能が得られる。
【００６６】
次に、上記ＬＥＤ光源点灯装置１が適用されるＬＥＤ照明器具の構成について、図１３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。ＬＥＤ照明器具１００は、前記各実施形態のいずれかのＬＥＤ光源点灯装置１と、このＬＥＤ光源点灯装置１により点灯される有機ＬＥＤ素子を有するＬＥＤ部１０とを備え、これらは略矩形の筐体２０内に収納されている。
【００６７】
筐体２０は、その上面がＬＥＤ部１０から出射される光の発光面２１となる樹脂製の透明板から成る。筐体２０内には、電気回路部品４１が実装されるプリント基板４０が配設されている。ＬＥＤ部１０は、ガラス板１１と、透明導電膜（ＩＴＯ）１２と、有機発光層１３と、アルミ電極１４と、ガラス板１５とが順次積層された有機ＬＥＤ素子をから成る。ＬＥＤ部１０は、発光面２１の裏面側に配設され、電気回路部品４１から電源供給されて発光する有機ＬＥＤ素子からの光が照明光となる。
【００６８】
次に、上記ＬＥＤ光源点灯装置１が適用されるＬＥＤ照明器具の他の構成について、図１４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。ＬＥＤ照明器具１００は、前記各実施形態のいずれかのＬＥＤ光源点灯装置１と、このＬＥＤ光源点灯装置１により点灯される複数の無機ＬＥＤ素子を有するＬＥＤ部１０とを備え、これらは、外ケースとなる円筒形の筐体２０に内接して収納された内ケースとなる円筒形の筐体６０に収納されている。
【００６９】
筐体６０内には、複数の円筒形の筐体７０が収納され、筐体６０の上面６１には、筐体７０の円形面と対向する部位に、略同径の光学系のレンズ６３が配設されている。このレンズ６３の下面側の周縁には明るさセンサ６が取り付けられている。また、筐体６０の底部には、ＬＥＤ光源点灯装置１の電気回路部品４１が実装されるプリント基板４０が装着されている。なお、プリント基板４０のＬＥＤ素子の近傍に温度センサを取り付けることもできる。
【００７０】
筐体７０は、円錐状内面７１を有する上下開口の円錐空洞となっており、その底部には、プリント基板４０に実装された無機ＬＥＤ素子が挿入されている。これにより、ＬＥＤ部１０からの光は円錐状内面７１で上部へ反射され、レンズ６３で集光されて外部に出射して照明光となる。
【００７１】
次に、本発明の第４の実施形態に係るＬＥＤ光源点灯装置について、図１５乃至図１８を参照して説明する。本実施形態は、前記第１の実施形態と同等の構成を有するので、図１を流用して説明する。本実施形態は、ＬＥＤの電圧を計測する電圧検出部を、さらに備え、制御部は、電圧検出部により計測されたＬＥＤの電圧が所定電圧に達する時間を基に、所定時間を設定するものである。
【００７２】
本実施形態においては、電圧検出部は、電圧電流検出部４の抵抗Ｒ４、Ｒ５と、ＩＣ１とから成り、抵抗Ｒ４、Ｒ５の接続点Ｐ２で検出される、点灯電圧ＶＬの分圧電圧と、分圧比とを基にＩＣ１で換算して点灯電圧ＶＬを測定する。
【００７３】
ここでは、電圧電流検出部４のＬＥＤ部１０と直列に接続される電流検出抵抗Ｒ３は、その電圧降下がＬＥＤ部１０における電圧降下に比較して十分低くなるように、その抵抗値が小さく設定されている。従って、点灯電圧ＶＬは、ＬＥＤ部１０に掛かる電圧と等価と見なすことができ、ＬＥＤ部１０のＬＥＤ電圧は、前記点灯電圧ＶＬに相当するとし、以降、点灯電圧ＶＬをＬＥＤ電圧ＶＬとする。
【００７４】
図１５にＬＥＤ部１０におけるＬＥＤ素子の電圧電流特性例を示す。このＬＥＤ電圧電流特性は、ＬＥＤ素子に印加されるＬＥＤ電圧ＶＬに対するＬＥＤ電流ＩＬの関係をＬＥＤ素子の温度をパラメータとして示すものである。通常、ＬＥＤ素子の電圧電流特性は、半導体のダイオード特性に類似しており、ＬＥＤ電流ＩＬは、ＬＥＤ電圧ＶＬがＬＥＤの発光閾電圧値以下では極めて小さく、発光閾電圧値以上になると急激に増加する。また、ＬＥＤ電流ＩＬと輝度とはほぼ比例する。
【００７５】
上記ＬＥＤ電圧電流特性により、ＬＥＤ電流ＩＬはＬＥＤ電圧ＶＬが一定のとき、温度が上がれば増加する。また、定電流制御におけるＬＥＤ電流ＩＬが一定のときは、例えば温度が上昇して、ＬＥＤ特性曲線が曲線Ｘから曲線Ｙに変ると、ＬＥＤ電圧ＶＬは電圧Ｖｘから電圧Ｖｙに低下する。したがって、定電流制御においては、ＬＥＤの温度が安定するまではＬＥＤ電圧ＶＬが一定にならないので、点灯後、ＬＥＤ素子の温度が安定し、ＬＥＤ電圧ＶＬが略一定の電圧に達してからフィードバック制御を行う。
【００７６】
すなわち、図１６（ａ）に示されるように、ＬＥＤ部１０が点灯されると、ＬＥＤ部１０の温度が時間ｔと共に次第に高くなって行くので、ＬＥＤ電流ＩＬの定電流制御状態においては、図１６（ｂ）に示されるように、ＬＥＤ電圧ＶＬは低下していく。このとき、制御部５は、ＬＥＤ部１０の温度が安定し、ＬＥＤ電圧ＶＬが一定に近づき、予め設定した所定電圧Ｖ１以下になった時点で、点灯時から経過した時間ｔ１を所定電圧ｔ１として設定し、図１６（ｃ）に示すように、明るさセンサ６によるフィードバック制御を所定電圧ｔ１で開始し、それまではフィードバック制御を行わない。
【００７７】
ＬＥＤ電圧ＶＬが所定電圧Ｖ１になった状態においては、ＬＥＤ電圧電流特性や、ＬＥＤデバイスの光出力効率や、明るさセンサの感度等が温度安定状態に達していると判断できるものとし、この温度安定状態における定常状態では、ＬＥＤ電圧ＶＬは略最低値近くになるが、所定電圧Ｖ１は、この最低値より少し高い目に設定される。これにより、ＬＥＤ電圧ＶＬが略最低値になる前に、早めにフィードバックを開始するようにし、また、定常状態のＬＥＤ電圧ＶＬの最低値がばらついたときにも対応できるようにしている。
【００７８】
上記制御部５によるフィードバック制御動作について、図１７のフローチャートを参照して説明する。ここでは、前記第１の実施形態と異なる動作についてのみ説明する。制御部５は、ＩＣ１に予め記憶された所定電圧Ｖ１の設定を含む初期化処理を行い、ランプが点灯と判断され、Ｓ４で点灯時間ｔの計測が始まると、電圧検出部でＬＥＤ電圧ＶＬの計測を開始し（Ｓ１１）、点灯直後はフィードバックをしないランプ初期点灯処理を行う（Ｓ５）。続いて、制御部５は、計測されたＬＥＤ電圧ＶＬが所定電圧Ｖ１より大きいかどうか判断し、ＬＥＤ電圧ＶＬが所定電圧Ｖ１を超えていれば（Ｓ１２でＮＯ）、Ｓ５に戻って同じステップを繰り返し、ＬＥＤ電圧ＶＬが所定電圧Ｖ１以下となれば（Ｓ１２でＹＥＳ）、ＬＥＤ電圧ＶＬが定常状態に近付いたとして、フィードバック制御を行ってランプを定常に点灯させるためのランプ定常点灯処理を行い（Ｓ７）、以降は、前記と同様のフィードバック動作を行う。
【００７９】
このようなＬＥＤ電圧ＶＬを基に所定時間を設定する場合において、例えば、図１８（ａ）に示すように、消灯から点灯までの消灯時間ｔ３が短く、図１８（ｂ）に示すように、消灯中にＬＥＤ素子等の各デバイスの温度が殆ど冷めていなくて、再点灯時にＬＥＤ電圧ＶＬが所定電圧Ｖ１より低くなっていることがある。その場合には、図１８（ｃ）に示すように、ＬＥＤ電圧ＶＬは所定電圧Ｖ１以下と判定されるので、所定時間ｔ１を略ゼロに設定することにより、直ぐにフィードバック制御が開始され、照度を早く一定状態にすることができる。
【００８０】
本実施形態のＬＥＤ光源点灯装置１によれば、所定電圧Ｖ１を基にＬＥＤをフィードバック制御するので、前記消灯時間計測用のタイマや温度センサなどを必要とせず、所定時間ｔ１の設定が容易になる。
【００８１】
次に、本発明の第５の実施形態に係るＬＥＤ光源点灯装置について、図１９及び図２０を参照して説明する。本実施形態は、前記実施形態において電圧検出部により計測されたＬＥＤの電圧を記録する電圧記録部を、さらに備え、制御部は、電圧記録部で記録されたＬＥＤの電圧を基に所定電圧を設定するものである。本実施形態においては、電圧記録部はマイコンのＩＣ１に内蔵されるの不揮発性メモリーを用いる。なお、別途、半導体メモリーを用いてもよい。本実施形態は、前記実施形態と同等の構成を有するので、前記と同様に図１を流用して説明する。
【００８２】
ＬＥＤ電圧ＶＬは、通常、ＬＥＤデバイスが経年変化により電流が流れ難くなり、その電気抵抗が大きくなるので、定電流制御状態においては、点灯累積時間と共に上昇する。ここでは、制御部５は、ＩＣ１（電圧記録部）に記録された点灯累積時間により変化するＬＥＤ電圧ＶＬを基に所定電圧Ｖ１を設定する。すなわち、ＬＥＤ電圧ＶＬは、初期状態から点灯累積時間が長くなるに伴って上昇していくので、所定電圧Ｖ１の値も点灯累積時間と共に高く設定される。
【００８３】
上記制御部５によるフィードバック制御動作について、図１９のフローチャートを参照して説明する。ここでは、前記実施形態と異なる動作についてのみ説明する。制御部５は、Ｓ８におけるランプ消灯信号有無の判断により、ランプ消灯を判断すると、その消灯処理に入った時点のＩＣ１で測定されたＬＥＤ電圧ＶＬをＩＣ１に記録し、消灯時に記録されたＬＥＤ電圧ＶＬに応じて所定電圧Ｖ１を設定してＩＣ１に記録し（Ｓ１３）、ランプ消灯処理（Ｓ９）を行う。このＩＣ１に記録された所定電圧Ｖ１は、次に再点灯時に初期化処理で設定される所定電圧となる。
【００８４】
このとき、制御部５は、消灯する際の所定電圧Ｖ１の設定においては、図２０に示すように、ＬＥＤ電圧ＶＬの記録電圧Ｖｍが、例えば、当初記録されていた記録電圧Ｖｍ１から記録電圧Ｖｍ２に上がれば、ＩＣ１に記憶されている所定電圧Ｖ１をＶ１１からＶ１２に上げるように設定する。すなわち、所定電圧Ｖ１は点灯累積時間と共に上昇するように設定される。これにより、フィードバック制御を開始する所定時間ｔ１を経年変化したＬＥＤに対応して設定できる。
【００８５】
その結果、例えば、点灯累積時間に関係なく所定電圧Ｖ１を設定した場合に、点灯累積時間が短いＬＥＤに対して所定電圧Ｖ１を高く設定し過ぎて、フィードバック制御までの所定時間ｔ１が短くなりＬＥＤの光ちらつきが増えることを抑制できる。また、点灯累積時間が長く寿命末期のＬＥＤに対して、所定電圧Ｖ１を低く設定し過ぎて、所定時間ｔ１が長くなりフィードバック制御が直ぐに開始せず照度が一定になるまでに時間が掛かることなどを回避することができる。
【００８６】
本実施形態のＬＥＤ光源点灯装置１によれば、ＩＣ１に記録されたＬＥＤ電圧ＶＬの記録電圧Ｖｍに基づき、所定電圧Ｖ１を可変することができ、所定電圧Ｖ１をＬＥＤ特性の経年変化を含めて設定できる。従って、点灯累積時間に合わせて所定時間ｔ１を好適に設定でき、フィードバック制御が早過ぎたり遅過ぎたりすることがなくなる。すなわち、ＬＥＤ特性の経時変化があっても、ＬＥＤの点灯直後における光ちらつきの抑制とフィードバック制御による照度の早期安定化の両立を図ることができる。
【００８７】
なお、本発明は上記各種の実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、温度センサを用いてフィードバックの開始を設定する場合に、点灯状態においてセンサ検知温度が所定温度になったと判定されれば、点灯時間に関係なく、フィードバックを開始するようにしてもよく、このとき、タイマは不要になる。また、光源をＬＥＤとしたが、ＬＥＤに限られない。また、明るさセンンサ、温度センサ等を半導体素子により構成し、ＬＥＤと一体化構成としてもよい。
また、本出願は、日本国特許出願２００８−２１６６３９号に基づいており、その特許出願の内容は、参照によって本出願に組み込まれる。
【符号の説明】
【００８８】
１  ＬＥＤ光源点灯装置
３  ＬＥＤ電源部（電源部）
４  電圧電流検出部（電圧検出部）
５  制御部
６  明るさセンサ（光センサ）
７  温度センサ
８  消灯時間計測部（時間計測部）
１０  ＬＥＤ部（ＬＥＤ、ＬＥＤ光源）
１００  ＬＥＤ照明器具
ＩＣ１  （電圧検出部、電圧記録部）
ｔ１、ｔ２  所定時間
ｔｏｆｆ、ｔｏｆｆ１  消灯時間
【図１】
2010080906.tif 000003
【図２】
2010080906.tif 000004
【図３】
2010080906.tif 000005
【図４】
2010080906.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2010080906.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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