(57)【要約】【課題】複数のＬＥＤで構成された直並列のＬＥＤ点灯回路において各回路のＬＥＤ光出力のアンバランスを抑制すると共に、ＬＥＤが１灯でも断線に至った場合だけ全てのＬＥＤを消灯でき、外乱等による誤動作の可能性を除去できる、安価で確実な回路構成を提供する。【解決手段】１つまたは複数直列接続された第１及び第２のＬＥＤ回路を並列に構成し、第１のＬＥＤ回路電流で第２のＬＥＤ回路電流を制御する第１のカレントミラー回路と、第２のＬＥＤ回路電流で第１のＬＥＤ回路電流を制御する第２のカレントミラー回路とを設けた。２つのカレントミラー回路は、相互に回路電流をミラーし合う関係にあり、双方のＬＥＤ回路電流のバランスをとると同時に、どちらかの電流が無くなれば他方の電流も遮断されることになり、各回路のＬＥＤ光出力のアンバランスを抑制すると共に、ＬＥＤが１灯でも断線に至った場合には全灯が消灯する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数直列接続された第１及び第２のＬＥＤ回路を並列に構成し、第１のＬＥＤ回路電流で第２のＬＥＤ回路電流を制御する第１のカレントミラー回路と、第２のＬＥＤ回路電流で第１のＬＥＤ回路電流を制御する第２のカレントミラー回路とを設けたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
第１又は第２のＬＥＤ回路の何れかに、１つまたは複数直列接続された第３及び第４のＬＥＤ回路を並列に構成し、第３のＬＥＤ回路電流で第４のＬＥＤ回路電流を制御する第３のカレントミラー回路と、第４のＬＥＤ回路電流で第３のＬＥＤ回路電流を制御する第４のカレントミラー回路を設けたことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の照明装置を並列に構成し、夫々の照明装置の電流を相互に制御する２組のカレントミラー回路を設けて成る照明装置。
【請求項４】
ＬＥＤは、車載用のテール／ストップランプに用いられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、バッテリー等の直流電源で複数のＬＥＤを点灯する照明装置に関するもので、例えば車載用のテール／ストップランプとして複数のＬＥＤを用いた照明装置の光出力ばらつきの低減、信頼性向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例を図９〜図１２に示す。図９は複数のＬＥＤを用いた車載用テール／ストップランプの例を示す。図１０はこのようなテール／ストップランプの装着箇所を図示したものである。テールランプ点灯状態ではＬＥＤの光出力を低く抑え、ブレーキを踏んだストップランプ点灯状態ではＬＥＤの光出力を増大させて使用される。テールランプ点灯状態では図のＴａｉｌ端子とＧＮＤ端子間にバッテリーが接続され、ダイオードＤ２と抵抗Ｒ１を介して複数個直列に接続された第１のＬＥＤ群（ＬＥＤ１）が、またダイオードＤ２と抵抗Ｒ４を介して複数個直列に接続された第２のＬＥＤ群（ＬＥＤ２）が点灯し、抵抗Ｒ１とＲ４の抵抗値を等しく設定すれば、ＬＥＤ１とＬＥＤ２は略等しく発光する。ストップランプ点灯状態では図のＳｔｏｐ端子とＧＮＤ端子間にバッテリーが接続され、ダイオードＤ１と抵抗Ｒ２を介してＬＥＤ１が、またダイオードＤ１と抵抗Ｒ３を介してＬＥＤ２が点灯し、抵抗Ｒ２とＲ３の抵抗値を等しく且つＲ１，Ｒ４に対して十分小さく設定すれば、ＬＥＤ１とＬＥＤ２は略等しく高出力で発光する。
【０００３】
このような従来例における課題として、ＬＥＤのオン電圧Ｖｆのばらつきによる並列回路の光出力のばらつきが挙げられる。バッテリー電圧をＶｄｃ、整流ダイオードＤ１，Ｄ２のオン電圧をＶｆ０、抵抗値をＲ、ＬＥＤ１の各オン電圧をＶｆ１１，Ｖｆ１２，Ｖｆ１３、ＬＥＤ２の各オン電圧をＶｆ２１，Ｖｆ２２，Ｖｆ２３とすれば、ＬＥＤ１及びＬＥＤ２の電流は下式のように表される。
Ｉ（ＬＥＤ１）＝［Ｖｄｃ−Ｖｆ０−（Ｖｆ１１＋Ｖｆ１２＋Ｖｆ１３）］／ＲＩ（ＬＥＤ２）＝［Ｖｄｃ−Ｖｆ０−（Ｖｆ２１＋Ｖｆ２２＋Ｖｆ２３）］／Ｒ
【０００４】
すなわち、各ＬＥＤのオン電圧がばらつくと、特にオン電圧の総和とバッテリー電圧の差が少ない場合にＬＥＤ１及びＬＥＤ２の電流Ｉ（ＬＥＤ１）、Ｉ（ＬＥＤ２）は大きく異なることが予想され、各並列回路の光出力にアンバランスを生じる。
【０００５】
更に車載用特有の課題として、ＬＥＤ断線時に必要最低限の光出力が得られない事態が予想されることから、いずれか１灯断線時には全灯とも消灯して識別を容易にする機能が要求される。図９に示したようにＬＥＤ回路が並列に構成されていると、ＬＥＤがいずれか１灯断線しても全部のＬＥＤを消灯させることはできない。
【０００６】
図１１は前者の課題に対する一つの解決手段を示すものである。抵抗Ｒ４、コレクタとベースを短絡したトランジスタＴｒ３、抵抗Ｒ３を直列に接続した基準電流回路、ＬＥＤ１と直列に接続されベースが上記トランジスタＴｒ３のベースに接続されたトランジスタＴｒ１と抵抗Ｒ１の直列回路、同様にＬＥＤ２と直列に接続されベースが上記トランジスタＴｒ３のベースに接続されたトランジスタＴｒ２と抵抗Ｒ２の直列回路はカレントミラー回路を構成し、ＬＥＤ１及びＬＥＤ２の回路電流を上記の基準電流回路で設定された基準電流に略等しくなるように制御される。このような方策によって、ＬＥＤのオン電圧がばらついても並列回路の電流を概ね合わせることが可能となり、光出力への影響を回避できる。
【０００７】
図１２は後者の課題に対する一つの解決手段を示したものである。ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の並列回路には各々電流制限抵抗Ｒ２，Ｒ３が接続され、トータルの電流は抵抗Ｒ１でバイアスされたトランジスタＴｒ１を介して流れる。ＬＥＤ１及びＬＥＤ２が全て正常であればＬＥＤ電流が流れて抵抗Ｒ２，Ｒ３には一定の電圧降下を生じ、コンパレータＣＯＭＰの−端子は基準電源の電圧を抵抗Ｒ４とＲ７で分圧した電位に保たれ、抵抗Ｒ５とＲ８の分圧で決まるコンパレータＣＯＭＰの＋端子の電位を上記−端子の電位以下に設定すればコンパレータＣＯＭＰの出力はＬｏｗの状態となり、トランジスタＴｒ１のベース・エミッタ間に接続されたトランジスタＴｒ２はオフ、トランジスタＴｒ１はオンを持続してＬＥＤ１，ＬＥＤ２を点灯する。
【０００８】
ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の何れかのＬＥＤでも断線すれば、抵抗Ｒ２或いはＲ３の電圧降下が消滅するので、コンパレータＣＯＭＰの−端子電位はダイオードＤ１或いはＤ２を介して接続される抵抗Ｒ２或いはＲ３によって低下し、コンパレータＣＯＭＰの＋端子電位以下となればその出力はＨｉｇｈに反転し、抵抗Ｒ６及びダイオードＤ３を介して＋端子をＨｉｇｈに固定して自己ラッチし、以降コンパレータＣＯＭＰ出力はＨｉｇｈに固定される。従って抵抗Ｒ９を介してトランジスタＴｒ２のベース電流が供給され、トランジスタＴｒ２がオン、トランジスタＴｒ１がオフとなって、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２とも全て消灯する。
【０００９】
上記図９の従来例における２つの課題に対して図１１，図１２で示したような方策を組み合わせる必要がある為、回路構成が複雑となってコスト的な課題を生じたり、ＬＥＤが正常にも関わらず外来ノイズ等による誤動作で全灯消灯するような事態も起こりやすくなって、信頼性の面での課題も生まれる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述のような点に鑑みてなされたもので、複数のＬＥＤで構成された直並列のＬＥＤ点灯回路において各回路のＬＥＤ光出力のアンバランスを抑制すると共に、ＬＥＤが１灯でも断線に至った場合だけ全てのＬＥＤを消灯でき、外乱等による誤動作の可能性を除去できる、安価で確実な回路構成を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の照明装置によれば、上記の課題を解決するために、図１に示すように、１つまたは複数直列接続された第１及び第２のＬＥＤ回路を並列に構成し、第１のＬＥＤ回路電流で第２のＬＥＤ回路電流を制御する第１のカレントミラー回路と、第２のＬＥＤ回路電流で第１のＬＥＤ回路電流を制御する第２のカレントミラー回路とを設けたことを特徴とするものである。
請求項２の照明装置によれば、図２に示すように、第１又は第２のＬＥＤ回路の何れかに、１つまたは複数直列接続された第３及び第４のＬＥＤ回路を並列に構成し、第３のＬＥＤ回路電流で第４のＬＥＤ回路電流を制御する第３のカレントミラー回路と、第４のＬＥＤ回路電流で第３のＬＥＤ回路電流を制御する第４のカレントミラー回路を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３の照明装置によれば、図３に示すように、請求項１又は２記載の照明装置を並列に構成し、夫々の照明装置の電流を相互に制御する２組のカレントミラー回路を設けて成るものである。
請求項４の照明装置によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の照明装置において、ＬＥＤは、車載用のテール／ストップランプに用いられることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の基本構成を示す。ここでは、２つの並列回路の光出力のアンバランスを解消する例について説明する。直流電源Ｖｄｃから電流制限抵抗Ｒ０を介して、ＰＮＰ型トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２及びエミッタ抵抗Ｒ１，Ｒ２から成る第１のカレントミラー回路（一方のトランジスタ例えばＴｒ２のベース・コレクタ間は短絡される）を構成し、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２のコレクタ側に夫々直列接続された複数のＬＥＤ（ＬＥＤ１，ＬＥＤ２）のアノード側が接続され、夫々のカソード側にＮＰＮ型トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４及びエミッタ抵抗Ｒ３，Ｒ４からなる第２のカレントミラー回路（ＬＥＤのアノード側のＰＮＰトランジスタのベース・コレクタ間が短絡されていない方のトランジスタ、ここではＴｒ３のベース・コレクタ間が短絡される）によって構成される。
【００１４】
上記の２つのカレントミラー回路は、相互に回路電流をミラーし合う関係にあり、双方のＬＥＤ回路電流のバランスをとると同時に、どちらかの電流が無くなれば他方の電流も遮断されることになり、従来例における各回路のＬＥＤ光出力のアンバランスを抑制すると共に、ＬＥＤが１灯でも断線に至った場合に全灯消灯が可能であり、しかも全灯消灯モードを設けていないので外乱等によってそのモードに固定されることも無く、２つの課題を簡単な構成で解決することができる。
【００１５】
図２は本発明を３つの並列回路に展開した例である。図１におけるＬＥＤ２の部分に、全く同じ構成の回路（ＬＥＤ２とＬＥＤ３を有する２つの並列回路）を挿入した形になっており、ＬＥＤ２とＬＥＤ３の回路は図１の場合と同様に説明できる。またＬＥＤ２とＬＥＤ３の合成回路とＬＥＤ１の回路は、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２から成るカレントミラー回路とトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４から成るカレントミラー回路によって電流のバランスをとるとともに、ＬＥＤ１灯断線時の全灯消灯機能を実現する。なお、ＬＥＤ１の電流、すなわちトランジスタＴｒ１，Ｔｒ３側の回路電流は、ＬＥＤ２及びＬＥＤ３の合成電流すなわちトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４側の回路電流の１／２になるようにミラー比が設定されるものとする。この図２の実施形態によれば、３つの並列回路であっても２つの並列回路（図１）と同様に従来例における課題を解決することができる。
【００１６】
図３は本発明を４つの並列回路に展開した例である。図１におけるＬＥＤ１の部分に全く同じ構成の回路（ＬＥＤ１とＬＥＤ２を有する２つの並列回路）を挿入し、図１におけるＬＥＤ２の部分に全く同じ構成の回路（ＬＥＤ３とＬＥＤ４を有する２つの並列回路）を挿入して、４つの並列回路の電流バランスを保つと同時に、全てのＬＥＤのうち１灯でも断線した場合には全てのＬＥＤを消灯する機能を実現している。
【００１７】
図４は本発明をオン・デューティ制御による点灯回路に応用した例を示す。図１で示した２つのＬＥＤ回路と直列にスイッチング素子（ＦＥＴ）を接続し、デューティ制御部３で予め設定したオン・デューティ信号によって上記ＦＥＴをオンオフ制御することによって、各ＬＥＤはパルス点灯を行なう。このような方式においても、スイッチング素子ＦＥＴがオンの区間におけるＬＥＤ１，ＬＥＤ２の回路電流はバランスが保たれ、またＬＥＤが１灯でも断線すれば全てのＬＥＤを消灯する機能もそのまま発揮できる。また３つ以上の並列回路にも同様に展開できる。
【００１８】
図５は本発明を定電流制御による点灯回路に応用した例を示す。図１で示した２つのＬＥＤ回路と直列に、トランジスタＴｒ５及びそのエミッタ抵抗Ｒ５、トランジスタＴｒ５にバイアスを与える抵抗Ｒ６、ＬＥＤ回路電流によって抵抗Ｒ５に生じる電圧降下によってトランジスタＴｒ５のベース電流をクランプする為のツェナーダイオードＺＤから成る定電流制御回路を接続して構成され、ＬＥＤ１及びＬＥＤ２の並列回路の合成電流を一定に保ちながら点灯させる。このような方式においても、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の回路電流はバランスが保たれ、またＬＥＤが１灯でも断線すれば全てのＬＥＤを消灯する機能もそのまま発揮できる。また、３つ以上の並列回路にも同様に展開できる。
【００１９】
図６は本発明を昇圧チョッパー回路を用いた点灯回路に応用した例を示す。入力に設けたチョークコイルＣＨ、スイッチング素子ＦＥＴ及びＦＥＴをオンオフ制御する制御回路１、ダイオードＤ、コンデンサＣから成る昇圧チョッパー回路の出力（コンデンサＣの両端）に、図１で示した２つのＬＥＤ回路及び電流検出用の抵抗Ｒ５を接続して構成され、抵抗Ｒ５の電圧降下を上記のスイッチング素子ＦＥＴの制御回路１にフィードバックしてＬＥＤ１，ＬＥＤ２各回路の合成電流が一定値になるよう定電流制御される。このような方式においても、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の回路電流はバランスが保たれ、またＬＥＤが１灯でも断線すれば全てのＬＥＤを消灯する機能もそのまま発揮できる。また３つ以上の並列回路にも同様に展開できる。
【００２０】
図７は本発明を降圧チョッパー回路を用いた点灯回路に応用した例を示す。入力に設けたスイッチング素子ＦＥＴ及びＦＥＴをオンオフ制御する制御回路１と駆動回路２、ダイオードＤ、チョークコイルＣＨ、コンデンサＣから成る降圧チョッパー回路の出力（コンデンサＣの両端）に、図１で示した２つのＬＥＤ回路及び電流検出用の抵抗Ｒ５を接続して構成され、抵抗Ｒ５の電圧降下を上記のスイッチング素子ＦＥＴの制御回路１にフィードバックしてＬＥＤ１，ＬＥＤ２各回路の合成電流が一定値になるよう定電流制御される。このような方式においても、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の回路電流はバランスが保たれ、またＬＥＤが１灯でも断線すれば全てのＬＥＤを消灯する機能もそのまま発揮できる。また３つ以上の並列回路にも同様に展開できる。
【００２１】
図８は本発明を昇降圧チョッパー回路を用いた点灯回路に応用した例を示す。入力に設けたスイッチング素子ＦＥＴ及びＦＥＴをオンオフ制御する制御回路１と駆動回路２、ダイオードＤ、チョークコイルＣＨ、コンデンサＣから成る昇降圧チョッパー回路の出力（コンデンサＣの両端）に、図１で示した２つのＬＥＤ回路及び電流検出用の抵抗Ｒ５を接続して構成され、抵抗Ｒ５の電圧降下を上記のスイッチング素子ＦＥＴの制御回路１にフィードバックしてＬＥＤ１，ＬＥＤ２各回路の合成電流が一定値になるよう定電流制御される。このような方式においても、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の回路電流はバランスが保たれ、また、ＬＥＤが１灯でも断線すれば全てのＬＥＤを消灯する機能もそのまま発揮できる。また、３つ以上の並列回路にも同様に展開できる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、バッテリー等の直流電源で複数のＬＥＤを並列点灯する車載用照明装置において課題となる各ＬＥＤ回路の光出力アンバランス及びＬＥＤ１灯断線時の全灯消灯機能に対して、相互の並列回路電流のバランスをとるカレントミラー回路を組み合わせることによって、簡単な構成で安価にかつ誤動作の恐れのない高信頼性の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の回路図である。
【図２】本発明の第２実施形態の回路図である。
【図３】本発明の第３実施形態の回路図である。
【図４】本発明の第４実施形態の回路図である。
【図５】本発明の第５実施形態の回路図である。
【図６】本発明の第６実施形態の回路図である。
【図７】本発明の第７実施形態の回路図である。
【図８】本発明の第８実施形態の回路図である。
【図９】複数のＬＥＤを用いた従来の照明装置の回路図である。
【図１０】一般的なテールランプ／ストップランプの装着箇所を示す斜視図である。
【図１１】基準電流回路を有する従来のＬＥＤ照明装置の回路図である。
【図１２】断線検出回路を有する従来のＬＥＤ照明装置の回路図である。
【符号の説明】
Ｖｄｃ　　　　　直流電源
ＬＥＤ１　　　　第１のＬＥＤユニット
ＬＥＤ２　　　　第２のＬＥＤユニット
Ｒ０〜Ｒ４　　　抵抗
Ｔｒ１〜Ｔｒ４　トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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