(57)【要約】      （修正有）【課題】並列に接続された複数のラインを有し、各ラインは直列に接続された発光ダイオードと、少なくとも一つの発光ダイオードに対して極を逆にしたツェナーダイオードが並列に接続されるようにした発光ダイオードのドライバ回路において、いずれかの発光ダイオードに故障等の異常があった場合に、当該異常を通知することを可能とする。【解決手段】並列に接続された複数のラインを有し、各前記ラインは、直列に接続された複数又は少なくとも一つの発光ダイオードと、少なくとも一つの前記発光ダイオードに対して極を逆にして並列接続されたツェナーダイオードとを備えるようにした発光ダイオードのドライバ回路Ｃであって、前記各ラインにおける電圧を検出し、前記検出された各ラインの電圧を比較し、当該比較結果に基づいて何れかの前記発光ダイオードに異常があったことを検出し、前記異常があったことを示す情報を出力する異常検出回路ＦＣを備える。【選択図】図１
2008305941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に接続された複数のラインを有し、各前記ラインは、直列に接続された複数又は少なくとも一つの発光ダイオードと、少なくとも一つの前記発光ダイオードに対して極を逆にして並列接続されたツェナーダイオードとを備えるようにした発光ダイオードのドライバ回路であって、
前記各ラインにおける電圧を検出する電圧検出手段と、
前記検出された各ラインの電圧を比較し、当該比較結果に基づいて何れかの前記発光ダイオードに異常があったことを検出する異常検出手段と、
前記異常があったことを示す情報を出力する異常情報出力手段と、
を備えることを特徴とする発光ダイオードのドライバ回路。
【請求項２】
請求項１に記載の発光ダイオードのドライバ回路において、
前記異常検出手段は、前記検出された各ラインの電圧のうち、最大電圧と最小電圧との差を算出し、当該差が所定値以上である場合に、前記異常があったことを検出することを特徴とする発光ダイオードのドライバ回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発光ダイオードのドライバ回路において、
前記発光ダイオードの順方向電圧は、当該発光ダイオードに対して極を逆にして並列接続されたツェナーダイオードのツェナー電圧より小さいことを特徴とする発光ダイオードのドライバ回路。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の発光ダイオードのドライバ回路において、
前記各ラインにおける発光ダイオードは、当該ライン間で同じ数であり、且つ前記各ラインにおけるツェナーダイオードは、当該ライン間で同じ数であることを特徴とする発光ダイオードのドライバ回路。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の発光ダイオードのドライバ回路において、
前記各ラインにおいて、直列に接続された複数又は少なくとも一つの発光ダイオードに対して、夫々、電流制限回路が直列に接続されていることを特徴とする発光ダイオードのドライバ回路。
【請求項６】
並列に接続された複数のラインを有し、各前記ラインは、直列に接続された複数又は少なくとも一つの発光ダイオードと、少なくとも一つの前記発光ダイオードに対して極を逆にして並列接続されたツェナーダイオードとを備えるようにした発光ダイオードのドライバ回路における前記発光ダイオードの異常検出方法あって、
前記各ラインにおける電圧を検出する工程と、
前記検出された各ラインの電圧を比較し、当該比較結果に基づいて何れかの前記発光ダイオードに異常があったことを検出する工程と、
前記異常があったことを示す情報を出力する工程と、
を備えることを特徴とする発光ダイオードの異常検出方法。
【請求項７】
並列に接続された複数のラインを有し、各前記ラインは、直列に接続された複数又は少なくとも一つの発光ダイオードと、少なくとも一つの前記発光ダイオードに対して極を逆にして並列接続されたツェナーダイオードとを備えるようにした発光ダイオードのドライバ回路における前記発光ダイオードの異常を検出するコンピュータを、
前記各ラインにおける電圧を検出し、
前記検出された各ラインの電圧を比較し、当該比較結果に基づいて何れかの前記発光ダイオードに異常があったことを検出し、
前記異常があったことを示す情報を出力するように機能させることを特徴とする発光ダイオードの異常検出プログラム。
【請求項８】
請求項７に記載の発光ダイオードの異常検出プログラムがコンピュータ読み取り可能に記録されていることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、並列に接続された複数のラインを有し、各前記ラインは直列に接続された複数の発光ダイオードと、少なくとも一つの前記発光ダイオードに対して極を逆にしたツェナーダイオードが並列に接続されるようにした発光ダイオードのドライバ回路等の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の多灯ＬＥＤ（発光ダイオード）ドライバ回路では、直列に接続された（繋がれた）複数の発光ダイオードのうち、いずれか一つが故障により開放（オープン）した場合、そのラインにおける発光ダイオードは点灯できなくなる。この場合、そのラインに電流が流れるように、安定化電圧コントロール部が出力電圧を昇圧すると、過電圧保護が働いて、安定化電圧の出力自体を止めてしまうため、他のラインも含め、全ての発光ダイオードが消灯してしまうことになる。
【０００３】
ところで、特許文献１には、直列に接続された発光ダイオードの一つが故障により開放（断線）しても、そのラインにおける残りの発光ダイオードの点灯を継続させる技術が開示されている。かかる特許文献１では、各発光ダイオードにその順方向電圧より若干大きいツェナー電圧を持つツェナーダイオードを並列に接続しておくことにより、ある発光ダイオードが故障により開放しても、ツェナーダイオードを通して電流が流れるため、そのラインにおける残りの発光ダイオードの点灯が可能になっている。
【特許文献１】特開２００５−４９２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような特許文献１の技術を、上述した多灯ＬＥＤドライバ回路に適用した場合、発光ダイオードが故障しても、通常動作との判別がつかないので、当該故障をユーザに通知することはできない。従って、当該ユーザは、若干の輝度ダウンや輝度ムラの発生に気づきながら、故障かどうかの判別もつかずに使い続けることが想定される。
【０００５】
そこで、本願は、このような問題の解消を課題の一つとし、並列に接続された複数のラインを有し、各ラインは直列に接続された複数又は少なくとも一つの発光ダイオードと、少なくとも一つの発光ダイオードに対して極を逆にしたツェナーダイオードが並列に接続されるようにした発光ダイオードのドライバ回路において、いずれかの発光ダイオードに故障等の異常があった場合に、当該異常があったことをユーザに通知することが可能な発光ダイオードのドライバ回路及び発光ダイオードの異常検出方法等を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、並列に接続された複数のラインを有し、各前記ラインは、直列に接続された複数又は少なくとも一つの発光ダイオードと、少なくとも一つの前記発光ダイオードに対して極を逆にして並列接続されたツェナーダイオードとを備えるようにした発光ダイオードのドライバ回路であって、前記各ラインにおける電圧を検出する電圧検出手段と、前記検出された各ラインの電圧を比較し、当該比較結果に基づいて何れかの前記発光ダイオードに異常があったことを検出する異常検出手段と、前記異常があったことを示す情報を出力する異常情報出力手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項６に記載の発明は、並列に接続された複数のラインを有し、各前記ラインは、直列に接続された複数又は少なくとも一つの発光ダイオードと、少なくとも一つの前記発光ダイオードに対して極を逆にして並列接続されたツェナーダイオードとを備えるようにした発光ダイオードのドライバ回路における前記発光ダイオードの異常検出方法あって、前記各ラインにおける電圧を検出する工程と、前記検出された各ラインの電圧を比較し、当該比較結果に基づいて何れかの前記発光ダイオードに異常があったことを検出する工程と、前記異常があったことを示す情報を出力する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項７に記載の異常検出プログラムの発明は、並列に接続された複数のラインを有し、各前記ラインは、直列に接続された複数又は少なくとも一つの発光ダイオードと、少なくとも一つの前記発光ダイオードに対して極を逆にして並列接続されたツェナーダイオードとを備えるようにした発光ダイオードのドライバ回路における前記発光ダイオードの異常を検出するコンピュータを、前記各ラインにおける電圧を検出し、前記検出された各ラインの電圧を比較し、当該比較結果に基づいて何れかの前記発光ダイオードに異常があったことを検出し前記異常があったことを示す情報を出力するように機能させることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本願の最良の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、多灯ＬＥＤドライバ回路に対して本願を適用した場合の実施形態である。
【００１０】
先ず、図１を参照して、多灯ＬＥＤドライバ回路の構成及び機能について説明する。
【００１１】
図１は、多灯ＬＥＤドライバ回路の概要構成例を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、多灯ＬＥＤドライバ回路Ｃは、並列に接続された複数のライン（第１ライン〜第ｍライン）を有し、各ラインは、直列に接続された複数の発光ダイオード（例えば、第１ラインでは、１−１ａ〜１−ｎａ）と、当該発光ダイオードに対して極を逆にして並列接続されたツェナーダイオード（例えば、第１ラインでは、１−１ｂ〜１−ｎｂ）とを備えるようになっている。そして、各発光ダイオードの順方向電圧は、当該発光ダイオードに対して並列接続されたツェナーダイオードのツェナー電圧（逆方向バイアスを印加したときの降伏電圧）より小さく（若干小さい）なっている。
【００１３】
また、各ラインにおける発光ダイオードは、当該ライン間で同じ数であり、且つ各ラインにおけるツェナーダイオードは、当該ライン間で同じ数である。なお、図１の例では、一つの発光ダイオードに対して一つのツェナーダイオードが並列接続（１対１に接続）された構成を示しているが、ツェナーダイオードの数を減らすために、直列接続された複数（例えば、二つ，三つ・・・）の発光ダイオードに対して一つのツェナーダイオードを並列接続するように構成しても良い。また、各ラインにおける発光ダイオードは一つでも構わない。
【００１４】
また、図１の例では、各ラインにおいて、直列に接続された複数の発光ダイオードに対して、夫々、電流制限回路ＲＣ１〜ＲＣｍが直列に接続されている。これらの電流制限回路ＲＣ１〜ＲＣｍは、各発光ダイオードの順方向電圧のバラツキを考慮し、各ラインに同一の一定電流を流すための回路であり、抵抗であっても、定電流回路であっても良い。
【００１５】
更に、多灯ＬＥＤドライバ回路Ｃは、電圧検出手段、異常検出手段、及び異常情報出力手段の一例としての異常検出回路ＦＣを備えている。この異常検出回路ＦＣは、図１に示すように、各ラインにおける最終段の発光ダイオード（１−ｎａ、ｍ−ｎａ等）と電流制限回路ＲＣ１〜ＲＣｍとの間に線路を介して接続されるようになっており、これらの間の各電圧（以下、「フィードバック電圧」という）を検出し、当該検出された各フィードバック電圧を比較し、当該比較結果に基づいて何れかの発光ダイオードに故障等の異常があったことを検出し、当該異常があったことを示す情報を出力するようになっている。
【００１６】
より具体的に、異常検出回路ＦＣは、最大−最小電圧差演算回路１００及びコンパレータ１０１を備えている。そして、最大−最小電圧差演算回路１００は、上記各ラインにおけるフィードバック電圧を検出し、検出した各フィードバック電圧のうちから、最大電圧と最小電圧を検出し、当該最大電圧と最小電圧との差を算出して、その差電圧をコンパレータ１０１に出力する。コンパレータ１０１は、最大−最小電圧差演算回路１００からの差電圧と基準電圧（所定値）とを比較するものであり、例えば、当該差電圧と基準電圧Ｖrefとを入力比較し、当該差電圧が基準電圧Ｖref以上であれば、異常があったことを検出して、当該異常があったことを示す情報としてハイレベル信号Ｈｉを、例えば図示しない警報表示器（モニタ部）や警報ブザー等に出力する。これにより、警報表示器や警報ブザー等から警報出力（例えば、モニタ部に「ＬＥＤの故障発生」という表示を出力）され、いずれかの発光ダイオードに故障等の異常があったことがユーザに通知されることになる。
【００１７】
次に、図２を参照して、発光ダイオードの一つが開放（オープン）した場合の多灯ＬＥＤドライバ回路Ｃの動作について説明する。
【００１８】
図２は、発光ダイオードの一つが開放（オープン）した場合の多灯ＬＥＤドライバ回路Ｃの様子を示す図である。
【００１９】
図２において、第ｍラインのｎ個目の発光ダイオードｍ−ｎａの順方向電圧をＶｆｍｎとする。同種類、同一ロットの発光ダイオードを使用していれば、概ねＶｆ１１＝Ｖｆ１２＝・・・Ｖｆｍ１＝・・・＝Ｖｆ１ｎである（以下、Ｖｆとする）ため、同様に各ツェナーダイオードのツェナー電圧をＶｚｄとする。また、電源電圧をＥ、異常検出回路ＦＣに入力される電圧をそれぞれＶｒ1，・・・，Ｖｒｍとする。通常動作している第ｍラインのＶｒｍは、Ｖｒｍ＝Ｅ−ｎ×Ｖｆである。同様に他のラインもＥ−ｎ×Ｖｆである。
【００２０】
そして、図示の如く、第１ラインの２個目の発光ダイオード１−２ａが故障して開放したとすると、Ｖｒ１＝Ｅ−（ｎ−１）×Ｖｆ−Ｖｚｄとなる。ここで、Ｖｆ＜Ｖｚｄであるから、そのラインの電圧降下はＶｚｄ−Ｖｆだけ大きくなり、フィードバック電圧がそれだけ下がることになる。従って、Ｖｒｍ＞Ｖｒ１となり異常検出回路ＦＣにて、最大電圧がＶｒｍ、最小電圧がＶｒ１と選択されたとすると、最大電圧−最小電圧＝Ｖｒｍ−Ｖｒ１＝Ｅ−ｎ×Ｖｆ−（Ｅ−（ｎ−１）×Ｖｆ−Ｖｚｄ）＝Ｖｚｄ−Ｖｆとなる。
【００２１】
すなわち、Ｖｚｄ−Ｖｆ＞基準電圧Ｖrefなる関係となるようにツェナーダイオードや基準電圧を設定しておけば、発光ダイオードの開放故障時は、異常検出回路ＦＣがハイレベル信号Ｈｉを出力し、異常があったことがユーザに通知されることになる。この時、第１ラインの電流は、故障した２番目の発光ダイオードに並列接続されたツェナーダイオードによりバイパスされて流れるため、故障した以外の発光ダイオードは点灯し続けることができる。
【００２２】
次に、図３を参照して、発光ダイオードの一つが短絡（ショート）した場合の多灯ＬＥＤドライバ回路Ｃの動作について説明する。
【００２３】
図３は、発光ダイオードの一つが短絡（ショート）した場合の多灯ＬＥＤドライバ回路Ｃの様子を示す図である。
【００２４】
図３において、第１ラインの２個目の発光ダイオード１−２ａが故障して短絡したとすると、Ｖｒ1＝Ｅ−（ｎ−１）×Ｖｆとなる。一方、故障のないラインでは、Ｖｒｍ＝Ｅ−ｎ×Ｖｆであるから、Ｖｒｍ＜Ｖｒ１となり、異常検出回路ＦＣにて、最大電圧がＶｒ１，最小電圧がＶｒｍと選択されたとすると、最大電圧−最小電圧＝Ｖｒ1−Ｖｒｍ＝Ｖｆとなる。
【００２５】
すなわち、Ｖｆ＞基準電圧Ｖrefなる関係となるように基準電圧を設定しておけば、発光ダイオードの短絡故障時は、異常検出回路ＦＣがハイレベル信号Ｈｉを出力し、異常があったことがユーザに通知されることになる。
【００２６】
Ｖｚｄ−Ｖｆ＞基準電圧Ｖrefとすることで、発光ダイオードの開放故障及び短絡故障とも、他の発光ダイオードの発光を止めることなく検出が可能となる。
【００２７】
ただし、現実的には各発光ダイオードがＶｆの公差を持っている。最大電圧ＶｆMAX−最小電圧ＶｆMIN＝Ｖdifとして第１ラインが全て最小電圧ＶｆMINの発光ダイオードで構成されていて、その他のラインは全て最大電圧ＶｆMAXで構成されているとすれば、故障がない状態でもＶｒｍ−Ｖｒ１＝Ｅ−ｎ×ＶｆMAX−（Ｅ−ｎ×ＶｆMIN）＝ｎ×Ｖdifなる電圧差が発生することになる。この電圧差で故障判断しないようにするには、Ｖｆ＞基準電圧Ｖref＞ｎ×Ｖdifを満たすようにすれば良い。つまり、確実に異常検出を行うには、発光ダイオードの数ｎに制限が出てくる。
【００２８】
以上説明したように、上記実施形態によれば、並列に接続された複数のラインを有し、各ラインは、直列に接続された複数の発光ダイオードと、当該発光ダイオードに対して極を逆にして並列接続されたツェナーダイオードとを備えた多灯ＬＥＤドライバ回路Ｃは、各ラインにおけるフィードバック電圧を検出し、当該検出された各フィードバック電圧を比較し、当該比較結果に基づいて何れかの発光ダイオードに故障等の異常があったことを検出し、当該異常があったことを示す情報を出力するように構成したので、故障のない発光ダイオードを通常通り点灯させながら、ユーザに対していずれかの発光ダイオードに故障等の異常があったことを通知することができる。
【００２９】
また、検出された各ラインのフィードバック電圧のうち、最大電圧と最小電圧との差を算出し、当該差が所定値以上である場合に、異常があったことを検出するように構成したので、より簡単な構成で効率良く当該異常を検出することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態における異常検出回路ＦＣはハードウェア回路にて構成されても良いし、ソフトウェアにより構成されても良い。ソフトウェアにより構成される場合は、コンピュータとしてのＣＰＵが、ＲＯＭ等の記録媒体に記録された発光ダイオードの異常検出プログラムを読み取り、各ラインにおける電圧を検出し、検出された各ラインの電圧を比較し、当該比較結果に基づいて何れかの発光ダイオードに異常があったことを検出し、当該異常があったことを示す情報を出力するように機能することになる。
【００３１】
また、多灯ＬＥＤドライバ回路Ｃは、バックライト、信号機、ブレーキランプ、その他照明装置に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】多灯ＬＥＤドライバ回路の概要構成例を示す図である。
【図２】発光ダイオードの一つが開放（オープン）した場合の多灯ＬＥＤドライバ回路Ｃの様子を示す図である。
【図３】発光ダイオードの一つが短絡（ショート）した場合の多灯ＬＥＤドライバ回路Ｃの様子を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１−１ａ〜ｍ−ｎａ  発光ダイオード
１−１ｂ〜ｍ−ｎｂ  ツェナーダイオード
１００  最大−最小電圧差演算回路
１０１  コンパレータ
ＲＣ１〜ＲＣｍ  電流制限回路
ＦＣ  異常検出回路
Ｃ  多灯ＬＥＤドライバ回路
【図１】
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【図２】
2008305941.tif 000004
【図３】
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