(57)【要約】【課題】定格電流にて点灯する有機ＥＬ発光素子の短絡異常を高精度に検出して適切な措置を施す発光素子点灯装置を提供する。【解決手段】発光素子点灯装置１は、発光素子３に流れる電流を出力する降圧チョッパ回路２０と、発光素子３を点灯させるための定格電流を流す定格モード、または、当該定格電流より小さい電流値であって発光素子３の異常を検出するための異常検出用電流を流す検出モードを選択する電流指令回路６０と、発光素子３の両端電圧を検出する電圧検出回路４０と、検出モードにおいて電圧検出回路４０により検出された両端電圧が、発光素子３の点灯時の定格電圧より小さい電圧値に設定された異常検出閾値電圧以下である場合、降圧チョッパ回路２０に対して発光素子３への電流出力を停止させる制御回路５０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）発光素子を点灯させるための発光素子点灯装置であって、
前記有機ＥＬ発光素子に流れる電流を出力する電流発生部と、
前記有機ＥＬ発光素子を点灯させるための定格電流を流す定格モード、または、当該定格電流より小さい電流値であって前記有機ＥＬ発光素子の異常を検出するための異常検出用電流を流す検出モードを選択するモード選択部と、
前記有機ＥＬ発光素子の両端電圧を検出する電圧検出部と、
前記検出モードにおいて前記電圧検出部により検出された前記両端電圧が、前記有機ＥＬ発光素子の点灯時の定格電圧より小さい電圧値に設定された異常検出閾値電圧以下である場合、前記電流発生部に対して前記有機ＥＬ発光素子への電流出力を停止させる電流制御部とを備える
発光素子点灯装置。
【請求項２】
前記異常検出閾値電圧は、前記有機ＥＬ発光素子が発光を開始する発光開始電圧以下に設定されている
請求項１に記載の発光素子点灯装置。
【請求項３】
前記モード選択部は、前記有機ＥＬ発光素子が連続点灯している期間内に、前記検出モードを一回以上選択する
請求項１または２に記載の発光素子点灯装置。
【請求項４】
前記モード選択部は、電源投入直後に、所定の期間前記検出モードを選択する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光素子点灯装置。
【請求項５】
さらに、
外部からの点灯信号を受信する点灯信号受信部を備え、
前記モード選択部は、前記点灯信号受信部が受信した前記点灯信号が入力された直後に、所定の期間前記検出モードを選択する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光素子点灯装置。
【請求項６】
前記モード選択部は、前記定格モードと前記検出モードとを交互に選択する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光素子点灯装置。
【請求項７】
前記モード選択部は、電源投入直後に、前記定格モードと前記検出モードとを交互に選択し、前記有機ＥＬ発光素子が所定の輝度となるように、前記定格モード及び前記検出モードの期間を決定する
請求項６に記載の発光素子点灯装置。
【請求項８】
前記モード選択部は、外部からの点灯信号が入力された直後に、前記定格モードと前記検出モードとを交互に選択し、前記有機ＥＬ発光素子が所定の輝度となるように、前記定格モード及び前記検出モードの期間を決定する
請求項６に記載の発光素子点灯装置。
【請求項９】
前記モード選択部は、前記定格モードにおける前記両端電圧が、前記定格電圧より低い所定の電圧値以下となった場合に、前記検出モードを選択する
請求項１または２に記載の発光素子点灯装置。
【請求項１０】
前記モード選択部は、前記定格モードにおける前記両端電圧が、前記定格電圧より低い所定の電圧値以下となった場合に、前記定格モードと前記検出モードとを交互に選択する
請求項１または２に記載の発光素子点灯装置。
【請求項１１】
有機ＥＬ発光素子と、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発光素子点灯装置とを備える
発光モジュール。
【請求項１２】
請求項１１に記載の前記発光モジュールを複数備える
照明装置。
【請求項１３】
有機ＥＬ発光素子を点灯させるための点灯方法であって、
前記有機ＥＬ発光素子を点灯させるための定格電流を流す定格モード、または、当該定格電流より低い電流値であって前記有機ＥＬ発光素子の異常を検出するための異常検出用電流を流す検出モードを選択するモード選択ステップと、
前記有機ＥＬ発光素子の両端電圧を検出する電圧検出ステップと、
前記検出モードにおいて前記電圧検出ステップで検出された前記両端電圧が、前記有機ＥＬ発光素子の点灯時の定格電圧より小さい電圧値に設定された異常検出閾値電圧以下である場合、前記有機ＥＬ発光素子への電流出力を停止させる電流制御ステップとを含む
発光素子の点灯方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を点灯させる点灯装置、発光モジュール、それらを備えた照明装置及び発光素子の点灯方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、白熱電球の代替品として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの発光素子を有する発光モジュールを利用した照明装置が普及しつつある。
【０００３】
特許文献１には、複数のフラットパネル光源が電気的に接続された照明装置が開示されている。
【０００４】
図１３は、特許文献１に開示された従来の発光ユニット装置の概略構成図である。同図には、複数の発光ユニット９０５と、発光ユニット９０５に接続されて制御信号を通信する通信線とを有する発光ユニット装置が開示されている。個々の発光ユニット９０５は、給電用の電気的コンタクトを複数持ち、相互に電気的に接続されることによって、隣接する発光ユニット９０５へ電力を供給出来る仕組になっている。また、特許文献１では、各発光ユニット９０５が制御装置を備え、隣接する制御装置間の信号通信によって、複数の発光ユニット９０５が連携して動作できる旨が開示されている。また、個々の発光ユニット９０５は、一定の輝度を出すために、発光素子に一定の電流が流れるように制御されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００７−５３６７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の発光ユニット装置を含め、一般的に、個々の発光モジュールは一定の輝度を出すために、短絡異常の発光素子を検出する構成が採られている。
【０００７】
特に、発光素子の中でも、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）発光素子は、数十ｎｍ〜数百ｎｍ程度の膜厚である有機ＥＬ薄膜材料で構成されているため、製造時の異物及び材料の不純物等がモジュールの寿命に大きく影響する。有機ＥＬ発光素子の短絡故障は、正極−負極間の発光層に導電性異物が介在することにより発生する。よって、有機ＥＬ発光素子に定格電流を流して発生した電圧が閾値電圧よりも低い場合には、導電性異物に電流が集中して流れていると断定され、当該素子には短絡異常が発生していると判定できる。
【０００８】
ここで、上記閾値電圧は、正常品を誤検出しないよう、通常、上記定格電流を流したときに発生すべき定格電圧から温度特性によるバラツキを考慮に入れ、当該定格電圧から所定のマージンを確保して設定される。一方、短絡異常の状態は、完全導通や点接触による不安定な導通など様々であり、上記定格電流を流した場合に発生する電圧は大きなバラツキを有する。これより、定格電流を流した場合であっても、設定された閾値電圧により短絡異常の素子を正確に検出できないという課題がある。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、定格電流にて点灯する有機ＥＬ発光素子の短絡異常を高精度に検出して適切な措置を施す発光素子点灯装置、発光モジュール、照明装置及び発光素子の点灯方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る発光素子点灯装置の一態様は、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）発光素子を点灯させるための発光素子点灯装置であって、前記有機ＥＬ発光素子に流れる電流を出力する電流発生部と、前記有機ＥＬ発光素子を点灯させるための定格電流を流す定格モード、または、当該定格電流より小さい電流値であって前記有機ＥＬ発光素子の異常を検出するための異常検出用電流を流す検出モードを選択するモード選択部と、前記有機ＥＬ発光素子の両端電圧を検出する電圧検出部と、前記検出モードにおいて前記電圧検出部により検出された前記両端電圧が、前記有機ＥＬ発光素子の点灯時の定格電圧より小さい電圧値に設定された異常検出閾値電圧以下である場合、前記電流発生部に対して前記有機ＥＬ発光素子への電流出力を停止させる電流制御部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る発光素子点灯装置の一態様において、前記異常検出閾値電圧は、前記有機ＥＬ発光素子が発光を開始する発光開始電圧以下に設定されているとしてもよい。
【００１２】
また、本発明に係る発光素子点灯装置の一態様において、前記モード選択部は、前記有機ＥＬ発光素子が連続点灯している期間内に、前記検出モードを一回以上選択するとしてもよい。
【００１３】
また、本発明に係る発光素子点灯装置の一態様において、前記モード選択部は、電源投入直後に、所定の期間前記検出モードを選択するとしてもよい。
【００１４】
また、本発明に係る発光素子点灯装置の一態様において、さらに、外部からの点灯信号を受信する点灯信号受信部を備え、前記モード選択部は、前記点灯信号受信部が受信した前記点灯信号が入力された直後に、所定の期間前記検出モードを選択するとしてもよい。
【００１５】
また、本発明に係る発光素子点灯装置の一態様において、前記モード選択部は、前記定格モードと前記検出モードとを交互に選択するとしてもよい。
【００１６】
また、本発明に係る発光素子点灯装置の一態様において、前記モード選択部は、電源投入直後に、前記定格モードと前記検出モードとを交互に選択し、前記有機ＥＬ発光素子が所定の輝度となるように、前記定格モード及び前記検出モードの期間を決定するとしてもよい。
【００１７】
また、本発明に係る発光素子点灯装置の一態様において、前記モード選択部は、外部からの点灯信号が入力された直後に、前記定格モードと前記検出モードとを交互に選択し、前記有機ＥＬ発光素子が所定の輝度となるように、前記定格モード及び前記検出モードの期間を決定するとしてもよい。
【００１８】
また、本発明に係る発光素子点灯装置の一態様において、前記モード選択部は、前記定格モードにおける前記両端電圧が、前記定格電圧より低い所定の電圧値以下となった場合に、前記検出モードを選択するとしてもよい。
【００１９】
また、本発明に係る発光素子点灯装置の一態様において、前記モード選択部は、前記定格モードにおける前記両端電圧が、前記定格電圧より低い所定の電圧値以下となった場合に、前記定格モードと前記検出モードとを交互に選択するとしてもよい。
【００２０】
また、本発明に係る発光モジュールの一態様は、有機ＥＬ発光素子と、上記発光素子点灯装置のいずれかとを備えることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る照明装置の一態様は、上記記載の発光モジュールを複数備えることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、このような特徴的な構成を備える発光素子点灯装置、発光モジュール及び照明装置として実現することができるだけでなく、発光素子の点灯方法として実現することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る発光素子点灯装置によれば、電流制御部は、定格電流より小さい異常検出用電流を流した場合に検出される発光素子の電圧が、定格電圧より小さい値に設定された異常検出閾値電圧以下であるか否かにより短絡異常の判定を行う。よって、定格電流を流した場合に検出される発光素子の電圧により短絡異常を判定する場合と比較して、正常な発光素子電圧と短絡異常の発光素子電圧とを明確に判別できるので、高精度に短絡異常を検出できる。また、確実に短絡異常の素子への電流出力を停止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態１に係る発光素子点灯システムのブロック構成図である。
【図２】実施の形態１に係る発光素子点灯装置の回路構成の一例を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る制御回路の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】実施の形態１に係る発光素子の点灯方法を説明する動作フローチャートである。
【図５】実施の形態１に係る定格電流及び異常検出用電流のタイミングチャートである。
【図６】正常及び短絡異常の発光素子の電圧―電流特性を表すグラフである。
【図７】実施の形態１の変形例に係る定格電流及び異常検出用電流のタイミングチャートである。
【図８】実施の形態２に係る定格電流及び異常検出用電流のタイミングチャートである。
【図９】実施の形態３に係る発光素子の点灯方法を説明する動作フローチャートである。
【図１０】実施の形態３に係る定格電流及び異常検出用電流のタイミングチャートである。
【図１１】実施の形態４に係る発光モジュールを含む照明システムのブロック構成図である。
【図１２】実施の形態５に係る照明装置の概観斜視図である。
【図１３】特許文献１に開示された従来の発光ユニット装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態に係る発光素子点灯装置、発光モジュール、照明装置及び発光素子の点灯方法について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２６】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１に係る発光素子点灯装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
［構成］
図１は、実施の形態１に係る発光素子点灯システムのブロック構成図である。同図に示された発光素子点灯システムは、発光素子点灯装置１と、電源２と、発光素子３とを備える。また、発光素子点灯装置１は、制御電源回路１０と、降圧チョッパ回路２０と、電流検出回路３０と、電圧検出回路４０と、制御回路５０と、電流指令回路６０と、点灯信号受信回路７０とを備える。
【００２８】
電源２は、例えば、昇圧チョッパ回路により商用交流電源を整流平滑して得られた直流電圧を発光素子点灯装置１に供給する。
【００２９】
発光素子３は、ＬＥＤなどの発光素子であり、例えば、有機ＥＬ発光素子である。有機ＥＬ発光素子は、例えば、基板上に下部透明電極、発光層及び上部電極が積層された構造を有する。発光層は、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層及び電子注入層等から構成される。上記構造が、例えば、ボトムエミッション構造の場合、下部透明電極と上部電極との間に電圧を印加すると、正孔と電子が有機発光層に注入され再結合されることにより励起状態が生成されて光が生じる。そして、下部透明電極を通じて光が基板側に出射する。また、発光層で生じた光のうち上方に向かったものは上部電極で反射され、下部透明電極を通じて光が基板側に出射する。
【００３０】
上記構成を有する有機ＥＬ発光素子の両電極の間の発光層に導電性異物が介在すると、当該異物を介して両電極が短絡されるので、発光層を流れるべき電流が導電性異物に集中してしまう。これにより、有機ＥＬ発光素子は輝度低下、または、非発光となってしまう。
【００３１】
次に、発光素子点灯装置１の各構成要素について説明する。
【００３２】
制御電源回路１０は、制御回路５０の電源電圧を供給する。
【００３３】
降圧チョッパ回路２０は、制御回路５０からの制御信号により、電源２から供給された電力を発光素子３に必要な直流電力に変換する。降圧チョッパ回路２０は、発光素子３に流れる電流を出力する電流発生部である。
【００３４】
電流検出回路３０は、発光素子３に流れている電流を検出する。
【００３５】
電圧検出回路４０は、発光素子３の正極と負極との間の電位差（両端電圧）を検出する電圧検出部である。
【００３６】
電流指令回路６０は、電圧検出回路４０により検出された発光素子３の両端電圧、及び、点灯信号受信回路７０から出力された点灯信号Ｓに基づいて、発光素子３に供給すべき電流のモードを決定する。具体的には、電流指令回路６０は、発光素子３を点灯させるための定格電流を流す定格モード、または、当該定格電流より小さい電流値であって発光素子３の異常を検出するための異常検出用電流を流す検出モードを選択するモード選択部である。
【００３７】
制御回路５０は、電流検出回路３０により検出された電流値、及び、電流指令回路６０からのモード選択信号に基づいて制御信号を生成し、降圧チョッパ回路２０に出力する。具体的には、制御回路５０は、検出モードにおいて、電圧検出回路４０により検出された発光素子３の両端電圧が発光素子３の点灯時の定格電圧より小さい電圧値に設定された異常検出閾値電圧以下である場合、降圧チョッパ回路２０に対して発光素子３への電流出力を停止させる電流制御部である。
【００３８】
図２は、実施の形態１に係る発光素子点灯装置の回路構成の一例を示す図である。
【００３９】
制御電源回路１０は、正極側端子と負極側端子との間に、抵抗素子１０１と抵抗素子１０２とが直列接続されている。また、ツェナーダイオード１１３が、抵抗素子１０２と並列接続されている。この回路構成により、正極側端子と負極側端子との間に印加された電圧は、抵抗素子１０１と抵抗素子１０２とで分圧され、これが制御回路５０の電源電圧Ｖｃｃとなる。また、ツェナーダイオード１１３により、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧以上となることを防止できる。
【００４０】
降圧チョッパ回路２０は、電解コンデンサ２０１と、スイッチング素子２３１と、回生用ダイオード２１１と、インダクタ２２１と、コンデンサ２０２とで構成されている。直流電源として機能する電解コンデンサ２０１には、電源２から供給された直流電圧が印加されている。なお、電源２は、電池やＤＣ配電なでであってもよい。降圧チョッパ回路２０は、スイッチング素子２３１が高周波でスイッチングすることにより、電解コンデンサ２０１に蓄積されている直流電圧を発光素子３に必要な電力に変換する。電解コンデンサ２０１の直流電圧つまり電源２の直流電圧は、例えば、２４Ｖで一定に保たれており、これは有機ＥＬ素子から成る発光素子３を点灯維持するのに必要な両端電圧である。なお、発光動作に５Ｖ〜１０Ｖ程度必要な有機ＥＬ発光素子の場合、上記直流電圧は１２Ｖ程度でよい。また、発光動作に５Ｖ〜１０Ｖ程度必要な有機ＥＬ発光素子が１０個直列に接続されている場合には、５０Ｖ〜１００Ｖ程度の電圧が必要となる。
【００４１】
電流指令回路６０は、発光素子３に流す電流値、及び、発光素子３に流す電流のデューティー比を決定している。電流指令回路６０を構成する汎用マイコン６０１は、Ａ／Ｄ変換機能を有するフラッシュメモリ付８ビットマイコンである。汎用マイコン６０１は、抵抗素子４０１及び４０２の分圧点の電圧を監視する（７番ピン）ことにより、発光素子３の両端電圧を検出し、当該検出電圧に応じて、発光素子３の電流を変えるかどうかの判別をしている。さらに、汎用マイコン６０１は、点灯判別及び負荷異常を検出する。このため、７番ピンはＡ／Ｄ変換入力に設定されており、コンデンサ２０２の両端電圧に対応した発光素子３の両端電圧値を読み取る。また、２番、３番、４番ピンは２値出力に設定されている。１番ピンは電源端子、８番ピンはグランド端子である。
【００４２】
制御回路５０は、降圧チョッパ回路２０のスイッチング素子２３１を制御することにより、発光素子３に所望の電力を供給させる。電流検出抵抗３０１により発光素子３の電流値を検出し、誤差アンプ５０１により電流値を調整する。具体的には、誤差アンプ５０１の出力電圧と比較器５０２のマイナス端子の三角波信号とを比較することにより、降圧チョッパ回路２０のスイッチング素子２３１のオンオフ動作を調整し、発光素子３に供給される電力を調整する。以下、比較器５０２によるスイッチング素子２３１の駆動信号の生成動作を、図３を用いて説明する。
【００４３】
以上のように、電流指令回路６０は、定格モード、または、検出モードを選択するモード選択部であり、かつ、制御回路５０とともに、発光素子３の両端電圧により発光素子３への電流出力を制御する電流制御部を構成する。
【００４４】
図３は、実施の形態１に係る制御回路の動作を説明するタイミングチャートである。同図に示されたタイミングチャートは、上から順に、汎用マイコン６０１の２番ピンの出力電圧、比較器５０２の負入力端子に印加されるコンデンサ５２２の電圧、比較器５０２の正入力端子に印加される基準電圧（破線はコンデンサ５２２の電圧）、及び、比較器５０２の出力端子電圧を示している。なお、比較器５０２と誤差アンプ５０１とは、１パッケージに２個のオペアンプを内蔵したＩＣなどで安価に構成でき、その制御電源は電源電圧Ｖｃｃから供給される。
【００４５】
汎用マイコン６０１の２番ピンがＨ（Ｈｉｇｈ）レベルの場合、スイッチング素子５３３がオンすることにより、コンデンサ５２２が短絡され、その蓄積電荷は放電される。一方、汎用マイコン６０１の２番ピンがＬ（Ｌｏｗ）レベルの場合、スイッチング素子５３３がオフすることにより、抵抗素子５１８を介してコンデンサ５２２が充電され、その電圧は上昇して行く。コンデンサ５２２の電圧は比較器５０２の負入力端子に印加されている。比較器５０２の正入力端子には誤差アンプ５０１の出力電圧が基準電圧として印加されている。コンデンサ５２２の電圧が基準電圧よりも低い期間では、比較器５０２の出力はＨレベルとなる。よって、汎用マイコン６０１の２番ピンから出力される周波数でスイッチング素子２３１はオンオフ駆動され、そのパルス幅は誤差アンプ５０１の出力電圧が上昇するにつれて大きくなる。それゆえ、誤差アンプ５０１の正入力端子の基準電圧を可変することにより、発光素子３の電流値を調整することが可能である。
【００４６】
以下、誤差アンプ５０１の正入力端子に入力される基準電圧を可変する要因について説明する。汎用マイコン６０１の４番ピンの出力周波数により、当該周波数でスイッチング素子５３１がオンオフされる。スイッチング素子５３１のオン時間の割合を変えることにより、コンデンサ５２３の電圧値を調整することができる（充電：Ｖｃｃ→抵抗素子５１５→コンデンサ５２３、放電：コンデンサ５２３→抵抗素子５１６→スイッチング素子５３１）。これにより、誤差アンプ５０１の正入力端子の基準電圧を変えて、発光素子３の電流を変えることが可能となる。
【００４７】
また、発光素子３に、間欠的に直流電流を流す場合（ＰＷＭ制御と呼ぶ）は、汎用マイコン６０１の３番ピン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って発光素子電流の実効値を制御する。汎用マイコン６０１の３番ピンはスイッチング素子５３２のゲート回路に接続されている。
【００４８】
点灯信号受信回路７０は、外部からの点灯信号Ｓを受けて点灯信号受信回路７０で汎用マイコン６０１に入力できるようレベル調整し、汎用マイコン６０１の５番ピンに出力する。点灯信号Ｓは、１ｋＨｚＰＷＭであり、ハイ電圧（Ｖｃｃ）とロー電圧（０Ｖ）により、点灯、消灯、及び調光を判断する。また、汎用マイコン６０１にＡ／Ｄ変換機能を有する場合は、点灯信号受信回路７０でＤ／Ａ変換し汎用マイコン６０１へ入力することにより汎用マイコン６０１内でアナログ値により点灯、消灯、及び調光を判断することもできる。
【００４９】
［点灯動作］
次に、本実施の形態に係る発光素子点灯装置の点灯動作について、図４を用いて説明する。
【００５０】
図４は、実施の形態１に係る発光素子の点灯方法を説明する動作フローチャートである。  また、図５は、実施の形態１に係る定格電流及び異常検出用電流のタイミングチャートである。
【００５１】
まず、発光素子点灯装置の電源が投入されると、発光素子点灯装置は、初期化処理を実行する（Ｓ１１）。図５に示すように、例えば、電源２から発光素子点灯装置１に対し入力電圧Ｖｉｎが印加されると、電源電圧Ｖｃｃが制御回路５０及び電流指令回路６０に供給される。
【００５２】
次に、制御回路５０は、電流指令回路６０の指示を受けて、発光素子３に対して異常検出用電流Ｉ２を流す（Ｓ１２）。言い換えると、電流指令回路６０は、電源投入直後に、設定期間ｔ１の間、検出モードを選択する。ここで、異常検出用電流Ｉ２とは、定格電流より小さい点灯電流である。また、異常検出用電流Ｉ２は、期間ｔ１の間、発光素子３に流される。ステップＳ１２は、定格電流Ｉ１より低い電流値であって有機ＥＬ発光素子の異常を検出するための異常検出用電流Ｉ２を流す検出モードを選択するモード選択ステップである。
【００５３】
異常検出用電流Ｉ２が発光素子３に流れている間、電圧検出回路４０は、発光素子３の両端電圧Ｖｌａの計測を実行する（Ｓ１３）。上記両端電圧は、抵抗素子４０１と抵抗素子４０２との分圧点電圧を測定することにより取得される。ステップＳ１３は、有機ＥＬ発光素子の両端電圧を検出する電圧検出ステップである。
【００５４】
ここで、両端電圧Ｖｌａが、異常検出閾値電圧Ｖｔｈより大きいかどうかを比較する（Ｓ１４）。異常検出閾値電圧Ｖｔｈとは、点灯開始電圧Ｖ０の最小値より小さい値に設定された、発光素子３の異常を判定するための閾値電圧である。両端電圧Ｖｌａが異常検出閾値電圧Ｖｔｈより大きければ（Ｓ１４でＹｅｓ、図５における実線）、ステップＳ１５へ進む。両端電圧Ｖｌａが異常検出閾値電圧Ｖｔｈ以下であれば（Ｓ１４でＮｏ、図５における破線）、発光素子３を消灯させる（Ｓ１９）。ステップＳ１４及びステップＳ１９は、検出モードにおいて、両端電圧が異常検出閾値電圧Ｖｔｈ以下である場合、有機ＥＬ発光素子への電流出力を停止させる電流制御ステップである。
【００５５】
次に、ステップＳ１５において、異常検出用電流Ｉ２を流す時間が、設定期間ｔ１以下の間、電圧検出回路４０は、両端電圧Ｖｌａの計測を継続する。一方、異常検出用電流Ｉ２を流す時間が設定期間ｔ１より大きくなると（Ｓ１５でＹｅｓ）、制御回路５０及び降圧チョッパ回路２０は、電流指令回路６０の指示を受けて、発光素子３に対して定格電流Ｉ１を流す（Ｓ１６）。ステップＳ１６は、有機ＥＬ発光素子を点灯させるための定格電流を流す定格モードを選択するモード選択ステップである。
【００５６】
ここで、両端電圧Ｖｌａが、異常検出閾値電圧Ｖｔｈより大きいかどうかを比較する（Ｓ１７）。両端電圧Ｖｌａが異常検出閾値電圧Ｖｔｈより大きければ（Ｓ１７でＹｅｓ）、発光素子３の消灯状態を判断し（消灯信号が入っているかどうか）、消灯信号が入っていない場合はＳ１６の発光素子定常点灯処理へもどる。消灯信号が入っている場合（Ｓ１８でＹｅｓ）は、発光素子３を消灯させる（Ｓ１９）。また、ステップＳ１７で、両端電圧Ｖｌａが異常検出閾値電圧Ｖｔｈ以下であれば（Ｓ１７でＮｏ）、発光素子３を消灯させる（Ｓ１９）。
【００５７】
上述したように、本実施の形態に係る上記点灯タイミングでは、入力電圧Ｖｉｎが入ると、設定期間ｔ１の間、異常検出用電流Ｉ２を流す、その後、定格電流Ｉ１にする。設定期間ｔ１において、発光素子の両端電圧が異常である場合は、発光素子への電流出力を停止する。
【００５８】
なお、設定期間ｔ１は、ユーザが点灯遅れを感じないよう、１００ｍ秒以下に設定されることが望ましい。
【００５９】
本実施の形態に係る発光素子点灯装置１及び発光素子の点灯方法によれば、定格電流Ｉ１より小さい異常検出用電流Ｉ２を流した場合に検出される発光素子の電圧が、定格電圧Ｖ１より小さい異常検出閾値電圧Ｖｔｈ以下であるか否かにより短絡異常の判定を行う。よって、定格電流Ｉ１を流した場合に検出される電圧により短絡異常を判定する場合と比較して、正常な発光素子電圧と短絡異常の発光素子電圧とを明確に判別できるので、高精度に短絡異常を検出できる。また、確実に短絡異常の素子への電流出力を停止できる。さらに、始動時に短絡異常を検出するので、非発光時間を抑制することができる。
【００６０】
［検出原理］
ここで、上述した本実施の形態に係る発光素子点灯装置及び発光素子の点灯方法が、従来と比較して有利な効果を奏することを説明する。
【００６１】
図６は、正常及び短絡異常の発光素子の電圧―電流特性を表すグラフである。同図において、実線（３本）は、正常の発光素子の電圧―電流特性である。発光素子の発光が開始する電圧が、点灯開始電圧Ｖ０である。また、定格電流Ｉ１のときの定格電圧はＶ１である。ここで、定格電流とは、発光素子３が照明装置の光源として連続点灯（定格輝度で連続発光）する場合の一定電流である。
【００６２】
一方、破線（３本）は、短絡異常時の発光素子の電圧―電流特性である。電流が０Ａの場合、電圧が０Ｖとなっており、ほぼ線形の電圧―電流特性（抵抗特性）を示している。
【００６３】
図６に示すように、短絡異常の発光素子の電圧―電流特性は、その短絡状態により、抵抗値（電圧に対する電流の傾き）に大きなバラツキを有している。ここで、定格電流Ｉ１を発光素子に流し、そのときの発光素子の電圧値により異常発光素子を判別する場合、正常な発光素子の両端電圧である定格電圧Ｖ１に対して、バラツキにより短絡異常の発光素子の電圧値が定格電圧Ｖ１に接近するため、異常と判定すべき発光素子が正常と誤判定される恐れがある。
【００６４】
これに対して、発光素子に流す検査電流を定格電流Ｉ１より小さくするほど、正常な発光素子の電圧値は点灯開始電圧Ｖ０に近づき、異常な発光素子の電圧値はバラツキが小さくなりつつ０に近づく。つまり、異常検出用電流Ｉ２を、定格電流Ｉ１より小さく設定するほど、正常な発光素子の電圧と異常な発光素子の電圧との差が大きくなるので、異常検出閾値電圧Ｖｔｈの設定マージンを確保でき、より高精度な判定が可能となる。
【００６５】
上記観点から、異常検出閾値電圧Ｖｔｈは、点灯開始電圧Ｖ０より小さい値とすることが好ましい。また、異常検出用電流Ｉ２は、定格電流Ｉ１より小さく設定すればよいが、検出精度を高めるには、定格電流Ｉ１の１０％〜１％以下とするのが好ましい。
【００６６】
以下、本実施の形態における各設定パラメータを例示する。例えば、有機ＥＬ発光素子の定格電圧Ｖ１は７．５Ｖであり、定格電流Ｉ１は０．３Ａである。このとき、発光面積は６４ｃｍ２であり、点灯開始電圧Ｖ０は４Ｖであり、異常検出閾値電圧Ｖｔｈは３Ｖであり、異常検出用電流Ｉ２は１０ｍＡである。このとき、短絡異常の発光素子において、定格電流Ｉ１を流したときの発光素子電圧が５Ｖであるとすると、異常検出閾値電圧Ｖｔｈ以上（抵抗値としては１６．７Ω（＝５Ｖ／０．３Ａ））となり、定格電流Ｉ１では短絡異常を検出できない。これに対して、異常検出用電流Ｉ２を流したときの発光素子電圧は０．１７Ｖ（=１６．７Ω×１０ｍＡ）となり異常検出閾値電圧Ｖｔｈより小さいので、短絡異常を検出することが可能となる。
【００６７】
［変形例］
図７は、実施の形態１の変形例に係る定格電流及び異常検出用電流のタイミングチャートである。本変形例に係る点灯方法は、実施の形態１に係る点灯方法と比較して、異常検出用電流Ｉ２を流すタイミングのみが異なる。具体的には、本変形例では、点灯信号Ｓが点灯信号受信回路７０へ入力されると、電流指令回路６０は、設定期間ｔ１の間、異常検出用電流Ｉ２を流し、その後、定格電流Ｉ１を流す。つまり、電流指令回路６０は、点灯信号受信回路７０が受信した点灯信号Ｓが入力された直後に、設定期間ｔ１の間、検出モードを選択する。
【００６８】
本変形例に係る発光素子の点灯方法によれば、実施の形態１に係る発光素子の点灯方法と同様の効果が奏される。つまり、始動時に短絡異常を検出するので、非発光時間を抑制することが可能となる。
【００６９】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２に係る発光素子点灯装置及びその点灯方法について、図８を用いて説明する。本実施の形態に係る発光素子点灯装置は、実施の形態１に係る発光素子点灯装置と同じ構成であり、電流指令回路６０が指示する定格電流Ｉ１及び異常検出用電流Ｉ２の出力タイミングのみが異なる。以下、実施の形態１と実質的に同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００７０】
図８は、実施の形態２に係る定格電流及び異常検出用電流のタイミングチャートである。実施の形態１に係る定格電流及び異常検出用電流の出力タイミングと異なる点は、電源投入後及び点灯信号Ｓの受信後に、異常検出用電流Ｉ２を１回の期間のみ流すのではなく、定格電流Ｉ１と異常検出用電流Ｉ２とを交互に繰返して流すことにより異常検出を行う点である。
【００７１】
図８に示すように、本実施の形態に係る定格電流Ｉ１及び異常検出用電流Ｉ２の出力タイミングによれば、定格電流Ｉ１と異常検出用電流Ｉ２とを繰返して流す。ここで、定格電流Ｉ１と異常検出用電流Ｉ２との割合は、発光量の低減を抑えるために、９：１、または、９９：１以下等に設定されることが好ましい。
【００７２】
つまり、本実施の形態に係る発光素子点灯装置によれば、電流指令回路６０は、電源投入直後または点灯信号が入力された直後に、定格モードと検出モードとを交互に選択し、有機ＥＬ発光素子が所定の輝度となるように、定格モード及び検出モードの期間を決定する。
【００７３】
なお、図８に示された出力タイミングでは、入力電圧Ｖｉｎが入ったとき、及び、点灯信号Ｓが入った直後の点灯初期に異常検出をすることを示しているが、本実施の形態に係る出力タイミング方式であれば、これに限られない。つまり、点灯初期でなく点灯途中であっても、発光量の低減を抑えつつ電流値を変えて（定格電流Ｉ１及び異常検出用電流Ｉ２を繰り返して）異常検出をすることが可能となる。
【００７４】
これによれば、任意の時間で異常検出を行うことにより、点灯途中に経時変化して異常となった発光素子に対しても、より正確に短絡異常状態を検出し、発光素子電流を停止することが可能となる。
【００７５】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３に係る発光素子点灯装置及びその点灯方法について、図９及び１０を用いて説明する。本実施の形態に係る発光素子点灯装置は、実施の形態１に係る発光素子点灯装置と同じ構成であり、電流指令回路６０のモード選択基準、定格電流Ｉ１及び異常検出用電流Ｉ２の出力タイミングのみが異なる。以下、実施の形態１と実質的に同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００７６】
図９は、実施の形態３に係る発光素子の点灯方法を説明する動作フローチャートである。また、図１０は、実施の形態３に係る定格電流及び異常検出用電流のタイミングチャートである。
【００７７】
まず、発光素子点灯装置の電源が投入されると、発光素子点灯装置は、初期化処理を実行する（Ｓ２１）。
【００７８】
次に、発光素子点灯装置は、定常点灯処理をする（Ｓ２２）。つまり、制御回路５０は、電流指令回路６０の指示を受けて、発光素子３に対して定格電流Ｉ１を流す。
【００７９】
次に、定格電流Ｉ１が発光素子３に流れている間、電圧検出回路４０は、発光素子３の両端電圧Ｖｌａの計測を実行する（Ｓ２３）。
【００８０】
ここで、両端電圧Ｖｌａが、異常検出閾値電圧Ｖｔｈより大きいかどうかを比較する（Ｓ２４）。両端電圧Ｖｌａが異常検出閾値電圧Ｖｔｈより大きければ（Ｓ２４でＹｅｓ）、ステップＳ２５へ進む。両端電圧Ｖｌａが異常検出閾値電圧Ｖｔｈ以下であれば（Ｓ２４でＮｏ）、発光素子３を消灯させる（Ｓ３１）。
【００８１】
次に、ステップＳ２５において、発光素子３の消灯状態を判断し（消灯信号が入っているかどうか）、消灯信号が入っていない場合はステップＳ２６へ進む。消灯信号が入っている場合（Ｓ２５でＹｅｓ）は、発光素子３を消灯させる（Ｓ３１）。
【００８２】
次に、ステップＳ２６において、両端電圧Ｖｌａが、定格電圧Ｖ１より小さい所定の電圧Ｖ２より大きいかどうかを比較する（Ｓ２６）。両端電圧Ｖｌａが電圧Ｖ２以下の場合（Ｓ２６でＮｏ）、発光素子３に対して異常検出用電流Ｉ２を流す（Ｓ２７）。また、異常検出用電流Ｉ２は、期間ｔ２の間、発光素子３に流される。両端電圧Ｖｌａが電圧Ｖ２より大きい場合（Ｓ２６でＹｅｓ）、ステップＳ２４へ戻る。
【００８３】
ステップＳ２７で、両端電圧Ｖｌａが、異常検出閾値電圧Ｖｔｈより大きいかどうかを比較する（Ｓ２８）。異常検出閾値電圧Ｖｔｈとは、点灯開始電圧Ｖ０の最小値より小さい値に設定された、発光素子３の異常を判定するための閾値電圧である。両端電圧Ｖｌａが異常検出閾値電圧Ｖｔｈより大きければ（Ｓ２８でＹｅｓ）、ステップＳ２９へ進む。両端電圧Ｖｌａが異常検出閾値電圧Ｖｔｈ以下であれば（Ｓ２８でＮｏ、図１０における破線）、発光素子３を消灯させる（Ｓ３１）。
【００８４】
次に、ステップＳ２９において、異常検出用電流Ｉ２を流す時間が、設定期間ｔ２以下の間、電圧検出回路４０は、両端電圧Ｖｌａの計測を継続する。一方、異常検出用電流Ｉ２を流す時間が設定期間ｔ２より大きくなると（Ｓ２９でＹｅｓ）、ステップＳ３０へ進む。
【００８５】
次に、ステップＳ３０において、発光素子３の消灯状態を判断し（消灯信号が入っているかどうか）、消灯信号が入っていない場合はステップＳ２２へ戻る。消灯信号が入っている場合（Ｓ３０でＹｅｓ）は、発光素子３を消灯させる（Ｓ３１）。
【００８６】
上記点灯方法のフローを、図１０を用いて簡潔に説明する。発光素子３の電圧が電圧Ｖ２より低くなると、期間ｔ２の間、異常検出用電流Ｉ２と定格電流Ｉ１とを繰り返し流し、その後、定格電流Ｉ１を流す。図１０において、実線で示された波形が正常時を表し、破線で示された波形が異常時を表す。異常時の場合には、期間ｔ２内で検出し、電流出力を停止する。つまり、電流指令回路６０は、定格モードにおける発光素子の両端電圧が、定格電圧Ｖ１より低い所定の電圧Ｖ２以下となった場合に、検出モードを選択する。さらに、電流指令回路６０は、定格モードにおける上記両端電圧が、電圧Ｖ２以下となった場合に、定格モードと検出モードとを交互に選択して、電流出力させてもよい。
【００８７】
なお、期間ｔ２は、例えば、数１００ｍ秒程度である。発光素子３の両端電圧が電圧Ｖ２を下回っている場合は、異常検出用電流期間を継続する。また、一度、上記両端電圧が電圧Ｖ２を下回って検出した場合には、所定の期間、再度検出を受け付けない期間を設けてもよい。
【００８８】
本実施の形態に係る発光素子の点灯方法によれば、非発光時間を抑え点灯中により正確に、発光素子の短絡異常状態検出し、発光素子電流を停止することが可能となる。
【００８９】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４に係る発光モジュールについて、図１１を用いて説明する。
【００９０】
図１１は、実施の形態４に係る発光モジュールを含む照明システムのブロック構成図である。同図に記載された照明システムは、電源ユニット５と、灯具１及び灯具２とで構成されている。灯具１及び灯具２は、それぞれ、複数の発光モジュール６を備えている。また、発光モジュール６は、発光素子３と、発光素子点灯装置１と、調光信号受信部４とで構成されている。
【００９１】
発光素子３は、入力電流と光出力とが、ほぼ比例の関係にある有機ＥＬ発光素子であり、一つまたは複数の発光素子からなる。
【００９２】
発光素子点灯装置１は、実施の形態１〜３のいずれかに係る発光素子点灯装置であり、定電流制御方式であり、例えば、降圧チョッパ回路を含む。さらに、発光素子点灯装置１は、調光機能を有し、調光信号受信部４からの信号を受けて、振幅調光やＰＷＭ調光を行う。
【００９３】
調光信号受信部４は、電源ユニット５からの調光信号を指令値に変換し、発光素子点灯装置１に伝達する。
【００９４】
本実施の形態に係る発光モジュール６によれば、発光素子３の短絡異常状態を高精度に検出し、短絡異常と判定された発光素子３の電流を停止することが可能となる。
【００９５】
なお、灯具が有する発光モジュール６の数量は、３個より多くても少なくても同等の効果が得られる。
【００９６】
（実施の形態５）
以下、実施の形態５に係る照明装置について、図１２を用いて説明する。
【００９７】
図１２は、実施の形態５に係る照明装置の概観斜視図である。同図に示された照明装置７００は、実施の形態１〜４に係る発光素子点灯装置及び発光モジュールを備え、複数の発光モジュールからなる発光部７０１と、発光部７０１を天井に設置するための吊具７０２と、発光部７０１と吊具７０２とを繋ぐ電源コード７０３とを備える。発光部７０１は、その縁部が灯具ケース７０４で覆われて保護されている。吊具７０２は、その表面にリモコン（図示せず）から送信されたリモコン信号を受信するためのリモコン受光部７０５を有する。
【００９８】
本実施の形態に係る照明装置７００によれば、発光素子３の短絡異常状態を高精度に検出し、短絡異常と判定された発光素子３の電流を停止することが可能となる。
【００９９】
なお、本実施の形態に係る照明装置７００は、天井から吊り下げられる構成を例示したが、壁に設置されるもの等でも同等の効果を得ることができる。
【０１００】
以上、本発明に係る発光素子点灯装置、発光モジュール、照明装置及び発光素子の点灯方法について、実施の形態１〜５に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれる。
【０１０１】
なお、実施の形態１〜３において、電流指令回路６０が、定格モードと検出モードとを様々なタイミングで選択する態様を説明した。しかしながら、本発明に係る発光素子点灯装置によれば、電流指令回路６０は、有機ＥＬ発光素子が連続点灯している期間内に、検出モードを一回以上選択すればよい。これにより、正常な発光素子電圧と短絡異常の発光素子電圧とを明確に判別できるので、高精度に短絡異常を検出できる。また、確実に短絡異常の素子への電流出力を停止できる。
【０１０２】
また、上記回路図に示す回路構成は、一例であり、本発明は上記回路構成に限定されない。つまり、上記回路構成と同様に、本発明の特徴的な機能を実現できる回路も本発明に含まれる。例えば、上記回路構成と同様の機能を実現できる範囲で、ある素子に対して、直列又は並列に、トランジスタ、抵抗素子、又は容量素子等の素子を接続したものも本発明に含まれる。言い換えると、上記実施の形態における素子間の接続状態は、素子の端子（ノード）同士が直接接続される場合に限定されるものではなく、同様の機能が実現できる範囲において、当該端子（ノード）が、別の素子を介して接続される場合も含まれる。
【符号の説明】
【０１０３】
１    発光素子点灯装置
２    電源
３    発光素子
４    調光信号受信部
５    電源ユニット
６    発光モジュール
１０    制御電源回路
２０    降圧チョッパ回路
３０    電流検出回路
４０    電圧検出回路
５０    制御回路
６０    電流指令回路
７０    点灯信号受信回路
１０１、１０２、４０１、４０２、５１５、５１６、５１８    抵抗素子
１１３    ツェナーダイオード
２０１    電解コンデンサ
２０２、５２２、５２３    コンデンサ
２１１    回生用ダイオード
２２１    インダクタ
２３１、５３１、５３２、５３３    スイッチング素子
３０１    電流検出抵抗
５０１    誤差アンプ
５０２    比較器
６０１    汎用マイコン
７００    照明装置
７０１    発光部
７０２    吊具
７０３    電源コード
７０４    灯具ケース
７０５    リモコン受光部
９０５    発光ユニット
【図１】
2015026547.tif 000003
【図２】
2015026547.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2015026547.tif 000011
【図１０】
2015026547.tif 000012
【図１１】
2015026547.tif 000013
【図１２】
2015026547.tif 000014
【図１３】
2015026547.tif 000015