(57)【要約】【課題】温度センサを使用することなく、ＬＥＤ素子のｐｎ接合部が過熱状態となるのを確実に防止する。【解決手段】ＬＥＤ素子１に定電流通電手段３により定電流を通電して発光させながら、ＬＥＤ素子１の順方向電圧Ｖを検出する。この順方向電圧ＶがＬＥＤ素子１のｐｎ接合部の温度（ジャンクション温度）と一定の相関関係を持つことを利用し、該順方向電圧Ｖが所定の電圧閾値まで低下したとき、あるいは、順方向電圧Ｖに対応するジャンクション温度が所定の温度閾値まで上昇したとき、定電流通電手段３の出力電流を減少させる。これによりＬＥＤ素子１のｐｎ接合部が過熱状態になるのを防止する。【選択図】図１
2007109747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子に電流を通電して発光させるＬＥＤ制御装置において、
前記ＬＥＤ素子に定電流を通電して該ＬＥＤ素子を発光させる定電流通電手段と、
前記ＬＥＤ素子の順方向電圧を検出する電圧検出手段と、
前記定電流通電手段により所定値の定電流を前記ＬＥＤ素子に通電した状態で前記電圧検出手段の検出電圧を前記ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の過熱判定用の所定の第１電圧閾値と比較し、該検出電圧が第１電圧閾値まで低下したとき、該ＬＥＤ素子への通電電流を減少させるように前記定電流通電手段を制御する電流制御手段とを備えたことを特徴とするＬＥＤ点灯制御装置。
【請求項２】
ＬＥＤ素子に電流を通電して発光させるＬＥＤ点灯制御装置において、
前記ＬＥＤ素子に定電流を通電して該ＬＥＤ素子を発光させる定電流通電手段と、
前記ＬＥＤ素子の順方向電圧を検出する電圧検出手段と、
前記ＬＥＤ素子に所定値の定電流を通電した状態における該ＬＥＤ素子の順方向電圧と該ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度との相関関係を規定する第１のパラメータをあらかじめ記憶保持した記憶手段と、
前記定電流通電手段により前記所定値の定電流を前記ＬＥＤ素子に通電した状態で前記電圧検出手段の検出電圧と前記第１のパラメータとから認識される前記ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度を該ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の過熱判定用の所定の第１温度閾値と比較し、該温度が第１温度閾値まで上昇したとき、該ＬＥＤ素子への通電電流を減少させるように前記定電流通電手段を制御する電流制御手段とを備えたことを特徴とするＬＥＤ点灯制御装置。
【請求項３】
製品種類が互いに同一である複数のＬＥＤ素子を順方向に直列に接続してなるＬＥＤ素子群に電流を通電して各ＬＥＤ素子を発光させるＬＥＤ点灯制御装置において、
前記ＬＥＤ素子群に定電流を通電して該ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子を発光させる定電流通電手段と、
前記ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子の順方向電圧の総和である総順方向電圧を検出する電圧検出手段と、
前記定電流通電手段により所定値の定電流を前記ＬＥＤ素子群に通電した状態で前記電圧検出手段の検出電圧を前記ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の過熱判定用の所定の第１電圧閾値と比較し、該検出電圧が第１電圧閾値まで低下したとき、該ＬＥＤ素子群への通電電流を減少させるように前記定電流通電手段を制御する電流制御手段とを備えたことを特徴とするＬＥＤ点灯制御装置。
【請求項４】
製品種類が互いに同一である複数のＬＥＤ素子を順方向に直列に接続してなるＬＥＤ素子群に電流を通電して各ＬＥＤ素子を発光させるＬＥＤ点灯制御装置において、
前記ＬＥＤ素子群に定電流を通電して該ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子を発光させる定電流通電手段と、
前記ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子の順方向電圧の総和である総順方向電圧を検出する電圧検出手段と、
前記ＬＥＤ素子群に所定値の定電流を通電した状態における該ＬＥＤ素子群の任意の１つのＬＥＤ素子の順方向電圧と該ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度との相関関係を規定する第１のパラメータをあらかじめ記憶保持した記憶手段と、
前記定電流通電手段により前記所定値の定電流を前記ＬＥＤ素子群に通電した状態で前記電圧検出手段の検出電圧と前記第１のパラメータとから認識される前記ＬＥＤ素子群の任意の１つのＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度を該ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の過熱判定用の所定の第１温度閾値と比較し、該温度が第１温度閾値まで上昇したとき、該ＬＥＤ素子群への通電電流を減少させるように前記定電流通電手段を制御する電流制御手段とを備えたことを特徴とするＬＥＤ点灯制御装置。
【請求項５】
前記電流制御手段は、前記ＬＥＤ素子への通電電流の減少後に、前記電圧検出手段の検出電圧を前記第１電圧閾値よりも大きい所定の第２電圧閾値と比較し、該検出電圧が第２電圧閾値まで上昇したときに、前記ＬＥＤ素子への通電電流を減少前の前記所定値の定電流に戻すように前記定電流通電手段を制御する手段を備えることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯制御装置。
【請求項６】
前記記憶手段には、前記ＬＥＤ素子への通電電流を前記定電流通電手段による減少後の電流値に維持した状態での該ＬＥＤ素子の順方向電圧と該ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度との相関関係を規定する第２のパラメータがさらに記憶保持されており、
前記電流制御手段は、前記ＬＥＤ素子への通電電流の減少後に、前記電圧検出手段の検出電圧と前記第２のパラメータとから認識される該ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度を前記第１温度閾値よりも低い所定の第２温度閾値と比較し、該温度が第２温度閾値まで低下したときに、前記ＬＥＤ素子への通電電流を減少前の前記所定値の定電流に戻すように前記定電流通電手段を制御する手段を備えることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ点灯制御装置。
【請求項７】
前記電流制御手段は、前記ＬＥＤ素子群への通電電流の減少後に、前記電圧検出手段の検出電圧を前記第１電圧閾値よりも大きい所定の第２電圧閾値と比較し、該検出電圧が該第２電圧閾値まで上昇したときに、前記ＬＥＤ素子群への通電電流を減少前の前記所定値の定電流に戻すように前記定電流通電手段を制御する手段を備えることを特徴とする請求項３記載のＬＥＤ点灯制御装置。
【請求項８】
前記記憶手段には、前記ＬＥＤ素子群への通電電流を前記定電流通電手段による減少後の電流値に維持した状態での該ＬＥＤ素子群の任意の１つのＬＥＤ素子の順方向電圧と該ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度との相関関係を規定する第２のパラメータがさらに記憶保持されており、
前記電流制御手段は、前記ＬＥＤ素子群への通電電流の減少後に、前記電圧検出手段の検出電圧と前記第２のパラメータとから認識される前記ＬＥＤ素子群の任意の１つのＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度を前記第１温度閾値よりも低い所定の第２温度閾値と比較し、該温度が該第２温度閾値まで低下したときに、前記ＬＥＤ素子群への通電電流を減少前の前記所定値の定電流に戻すように前記定電流通電手段を制御する手段を備えることを特徴とする請求項４記載のＬＥＤ点灯制御装置。
【請求項９】
前記電圧検出手段の検出電圧に基づいて前記ＬＥＤ素子の故障を判断する故障判断手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のＬＥＤ点灯制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子の過熱防止機能を備えたＬＥＤ点灯制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ素子は、その発光による各種表示を行なうなど、種々様々な用途で使用されている。近年では、ＬＥＤ素子の高輝度化（ハイパワー化）が急速に進展し、該ＬＥＤ素子を室内や自動車等の照明光源として利用することも行なわれている。
【０００３】
ところで、この種のＬＥＤ素子の寿命は、該ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度（以下、ジャンクション温度ということがある）の影響を強く受ける。すなわち、ジャンクション温度が過剰に高温になり（ｐｎ接合部の最大定格温度を超えるような高温になる）、ｐｎ接合部が過熱状態になると、ＬＥＤ素子の劣化が急速に進行する。そして、ｐｎ接合部の過熱状態が発生すると、その後にジャンクション温度が低下しても、ＬＥＤ素子の劣化が解消することはなく、ＬＥＤ素子の寿命が急速に短くなる。
【０００４】
従って、ＬＥＤ素子のｐｎ接合部が過熱状態となるのを防止することがＬＥＤ素子の長寿命化を図る上で重要である。特に、高輝度ＬＥＤ素子では、その発光時の自己発熱量が大きいために、ジャンクション温度が高温になりやすい（ｐｎ接合部が過熱状態になりやすい）。従って、ｐｎ接合部が過熱状態となるのを確実に防止することが望まれている。
【０００５】
一方、ＬＥＤ素子の過熱状態を防止する技術としては、従来、例えば特許文献１あるいは特許文献２に見られる技術が知られている。
【０００６】
特許文献１に見られる技術では、ＬＥＤ素子をパルス通電により発光させつつ、ＬＥＤ素子の近傍に配置した温度センサの検出温度を監視する。そして、その検出温度が所定の第１基準温度を超えると、パルス通電のデューティを小さくする（ＬＥＤ素子の平均通電電流を下げる）ことによりＬＥＤ素子の発光輝度を低下させる。また、検出温度が第１基準温度よりも低い第２基準温度まで低下すると、パルス通電のデューティを元に戻す（ＬＥＤ素子の発光輝度を元に戻す）。
【０００７】
また、特許文献２に見られる技術では、放熱機構にＬＥＤ素子と温度センサとペルチエ素子とを搭載し、温度センサの検出温度が高くなるに伴い、ペルチエ素子の冷却能力を高めるように該ペルチエ素子の駆動電流を制御している。
【特許文献１】特開２００１−３１２２４９号公報
【特許文献２】特開平１−１６６５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特許文献１，２にみられる技術は、ＬＥＤ素子の近傍に設けた温度センサによって、ジャンクション温度を間接的に監視しようとするものである。しかしながら、ＬＥＤ素子の熱容量や、温度センサとＬＥＤ素子との間の熱伝達物（温度センサおよびＬＥＤ素子の搭載基板など）の熱容量の影響によって、該温度センサとＬＥＤ素子との間の熱伝達には遅れが発生する。従って、温度センサの検出温度は、ＬＥＤ素子のジャンクション温度の変化に対してずれや遅れを生じる。このため、ＬＥＤ素子のｐｎ接合の過熱状態を確実に防止するためには、温度センサの検出温度が、ｐｎ接合部の最大定格温度に対して十分な余裕を持たせた低めの温度域にあるときに、ＬＥＤ素子のパルス通電のデューティを低下させてＬＥＤの発光輝度を低くしたり、ペルチエ素子の冷却能力を高める（ペルチエ素子の駆動電流を大きくする）というような制御をせざるを得ない。特に、特許文献２のものでは、ペルチエ素子とＬＥＤ素子との間の熱伝達の遅れも生じるため、早めにペルチエ素子の冷却能力を高める必要がある。
【０００９】
そして、この場合、前記特許文献１のものでは、輝度を低下させた状態でＬＥＤ素子を発光させる頻度が高まることとなり、ＬＥＤ素子の発光能力を十分に活用することが困難となる。そして、このことは、特にＬＥＤ素子を照明光源として使用する場合には、ＬＥＤ素子の必要個数の増加を招き、ひいては、コスト増、電力消費の増大化を招くこととなる。また、前記特許文献２のものでは、ペルチエ素子の消費電力が大きくなる頻度が高まり、電力消費を低減することが困難となる。
【００１０】
さらに、前記特許文献１のものでは、次のような不都合もある。すなわち、特許文献１のものは、ＬＥＤ素子をパルス通電により発光（点灯）させ、温度センサの検出温度が高温になったときに、そのパルス通電のデューティを小さくすることによって、ＬＥＤ素子の発光輝度を低下させ（ＬＥＤ素子の平均通電電流を減少させる）、それによって、ＬＥＤ素子の自己発熱量を減少させようとするものである。一方、ＬＥＤ素子のジャンクション温度は、ミリ秒オーダー以下という非常に速い速度で変化する。このため、検出温度が高温になったときにジャンクション温度を迅速に低下させるためには、マイクロ秒オーダの周期でパルス通電のデューティを変化させる必要がある。そして、このような高速周期でパルス通電のデューティを変化させることは困難である。従って、特許文献１のもののように、パルス通電によりＬＥＤを発光させ、そのデューティを変化させるものでは、ジャンクション温度の所望の制御を行なうことが困難である。
【００１１】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、温度センサを使用することなく、ＬＥＤ素子のｐｎ接合部が過熱状態となるのを確実に防止することができるＬＥＤ点灯制御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】
【００１２】
本発明の発明者等は、種々様々な検討の結果、次のことを知見した。すなわち、ＬＥＤ素子に定電流を通電した状態における該ＬＥＤ素子の順方向電圧と該ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度（ジャンクション温度）との間には一定の相関関係が成立する。このことを以下に説明する。
【００１３】
ＬＥＤ素子の電流・電圧特性（ＬＥＤ素子の通電電流と順方向電圧との関係）は、一般に次式（１）により表される。
【００１４】
ｉ＝Ｉs・（ｅｘｐ（ｑ・Ｖ／（ｋ・Ｔ））−１）      ……（１）
なお、ｉはＬＥＤ素子の通電電流、ＩsはＬＥＤ素子の逆方向飽和電流、ｑは電子の電荷（電荷素量）、ＶはＬＥＤ素子の順方向電圧、ｋはボルツマン定数、ＴはＬＥＤ素子のジャンクション温度（絶対温度）である。また、ｅｘｐ（  ）は、自然対数の底の指数関数である。
【００１５】
また、逆方向飽和電流Ｉsは、一般に次式（２）により与えられる。
【００１６】
Ｉs＝Ａ・ｅｘｐ（−Ｅg／（ｋ・Ｔ））      ……（２）
なお、ＡはＬＥＤ素子を構成する半導体の材質の種類やサイズなどに応じた比例定数、ＥgはＬＥＤ素子の禁制帯幅である。
【００１７】
前記式（２）を式（１）に代入して、式（１）の両辺の対数を取ると、次式（３）が得られる。但し、ｑ・Ｖ／（ｋ・Ｔ）＞＞１とする。
【００１８】
Ｖ＝Ｖg−Ｔ・（ｋ／ｑ）・ｌｎ（Ａ／ｉ）      ……（３）
なお、Ｖg＝Ｅg／ｑ、ｌｎ（  ）は自然対数である。
【００１９】
ここで、ＬＥＤ素子の通電電流ｉを一定値としたとき、式（３）中の（ｋ／ｑ）・ｌｎ（Ａ／ｉ）は定数となる。そこで、（ｋ／ｑ）・ｌｎ（Ａ／ｉ）≡Ｂ（：定数）とおくと、式（３）は、次式（４）に書き換えられる。
【００２０】
Ｖ＝Ｖg−Ｂ・Ｔ        ……（４）
この式（４）から判るように、ＬＥＤ素子に定電流を通電したとき（ｉを一定としたとき）、ＬＥＤ素子の順方向電圧Ｖは、ジャンクション温度Ｔに対して単調に変化する。より詳しくは、Ｔの増加に伴い、ＶはＢの傾きで直線的に減少していく。なお、定数Ｂの値は、通電電流ｉの値に依存するが、一般的なＬＥＤ素子では、Ｂの値は概ね０．００２Ｖ／℃程度である。
【００２１】
このように、通電電流ｉを一定としたとき、ＬＥＤ素子の順方向電圧Ｖとジャンクション温度Ｔとの間には、リニアな一定の相関関係が成立する。従って、順方向電圧Ｖを観測することで、温度センサを使用することなく、ジャンクション温度Ｔを把握できることとなる。そこで、本発明は、ＬＥＤ素子に定電流を通電したときの、ＶとＴとの間の上記の相関関係を利用して、ＬＥＤ素子のｐｎ接合部が過熱状態となるのを防止する。以下に、本発明を説明する。
【００２２】
本発明のＬＥＤ点灯制御装置の第１態様は、前記の目的を達成するために、ＬＥＤ素子に電流を通電して発光させるＬＥＤ制御装置において、前記ＬＥＤ素子に定電流を通電して該ＬＥＤ素子を発光させる定電流通電手段と、前記ＬＥＤ素子の順方向電圧を検出する電圧検出手段と、前記定電流通電手段により所定値の定電流を前記ＬＥＤ素子に通電した状態で前記電圧検出手段の検出電圧を前記ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の過熱判定用の所定の第１電圧閾値と比較し、該検出電圧が第１電圧閾値まで低下したとき、該ＬＥＤ素子への通電電流を減少させるように前記定電流通電手段を制御する電流制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
かかる第１態様によれば、定電流通電手段によりＬＥＤ素子に定電流を通電するので、前記電圧検出手段の検出電圧（ＬＥＤ素子の順方向電圧の検出値）は、ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度（ジャンクション温度）に対して前記式（４）の相関関係を有する。従って、ジャンクション温度がＬＥＤ素子のｐｎ接合部の過熱状態を防止すべき、ある閾値温度まで上昇するということは、前記検出電圧が当該閾値温度と前記式（４）の相関関係を有する閾値電圧まで低下することと同等である。
【００２４】
そこで、本発明の第１態様では、電圧検出手段の検出電圧が過熱判定用の第１電圧閾値まで低下したとき、該ＬＥＤ素子への通電電流を減少させるように前記定電流通電手段を制御する。なお、該１電圧閾値は、例えば前記所定値の定電流（前記電流制御手段による減少前の電流）をＬＥＤ素子に通電した状態で、該ＬＥＤ素子の順方向電圧とジャンクション温度との間の相関関係を実験的に実測しておき、その実測データに基づいて設定しておけばよい。例えば、ジャンクション温度の最大定格温度もしくはそれよりも若干低い温度に対応する順方向電圧を上記実測データを基に特定し、その特定した順方向電圧の値を第１電圧閾値として設定すればよい。
【００２５】
上記のように定電流通電手段を検出電圧に応じて制御することにより、温度センサを使用することなく、ＬＥＤ素子のｐｎ接合部が過熱状態となる（ジャンクション温度が前記第１電圧閾値に対応する閾値温度を超えるような温度に上昇する）のを確実に防止することができる。
【００２６】
また、本発明のＬＥＤ点灯制御装置の第２態様は、前記の目的を達成するために、ＬＥＤ素子に電流を通電して発光させるＬＥＤ点灯制御装置において、前記ＬＥＤ素子に定電流を通電して該ＬＥＤ素子を発光させる定電流通電手段と、前記ＬＥＤ素子の順方向電圧を検出する電圧検出手段と、前記ＬＥＤ素子に所定値の定電流を通電した状態における該ＬＥＤ素子の順方向電圧と該ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度との相関関係を規定する第１のパラメータをあらかじめ記憶保持した記憶手段と、前記定電流通電手段により前記所定値の定電流を前記ＬＥＤ素子に通電した状態で前記電圧検出手段の検出電圧と前記第１のパラメータとから認識される前記ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度を該ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の過熱判定用の所定の第１温度閾値と比較し、該温度が第１温度閾値まで上昇したとき、該ＬＥＤ素子への通電電流を減少させるように前記定電流通電手段を制御する電流制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２７】
この第２態様によれば、前記第１態様と同様に、定電流通電手段を備えるので、電圧検出手段の検出電圧は、ＬＥＤ素子のジャンクション温度に対して前記式（４）の相関関係を有する。この場合、第２態様では、この相関関係（より詳しくは、ＬＥＤ素子に前記所定値の定電流を通電した状態での相関関係）を規定する第１のパラメータが前記記憶手段に記憶保持されており、この第１のパラメータと検出電圧とから、ＬＥＤ素子のジャンクション温度そのものを認識できることとなる。
【００２８】
そこで、本発明の第２態様では、その認識されるジャンクション温度が過熱判定用の第１温度閾値まで上昇したとき、該ＬＥＤ素子への通電電流を減少させるように前記定電流通電手段を制御する。なお、第１のパラメータとしては、例えば前記式（４）のＢの値と、任意の所定のジャンクション温度の値と、これに対応するＬＥＤ素子の順方向電圧の値との組、あるいは、２種類の異なる所定のジャンクション温度と、それぞれのジャンクション温度に対応する順方向電圧の値との組などが挙げられる。該第１のパラメータは、一般的には、式（４）のＢの値と、Ｖgの値とを特定し得るものであればよく、例えば前記所定値の定電流（前記電流制御手段による減少前の電流）をＬＥＤ素子に通電した状態で、該ＬＥＤ素子の順方向電圧とジャンクション温度との間の相関関係をあらかじめ実験的に実測しておき、その実測データに基づいて第１のパラメータを設定しておけばよい。また、前記第１温度閾値は、例えばＬＥＤ素子のジャンクション温度の最大定格温度、あるいは、それよりも若干低い温度に設定しておけばよい。
【００２９】
本発明の第２態様は、上記のように定電流通電手段を検出電圧に応じて制御することにより、前記第１態様と同様に、温度センサを使用することなく、ＬＥＤ素子のｐｎ接合部が過熱状態となる（ジャンクション温度が前記第１温度閾値を超えるような温度に上昇する）のを確実に防止することができる。
【００３０】
ところで、複数のＬＥＤ素子を直列に接続してなるＬＥＤ素子群に通電して各ＬＥＤ素子を発光させる場合に、各ＬＥＤ素子のｐｎ接合部が過熱状態になるのを防止するときには、例えば個々のＬＥＤ素子について、本発明の前記第１態様あるいは第２態様を適用することで、各ＬＥＤ素子のｐｎ接合部が過熱状態になるのを防止することができる。なお、この場合、各ＬＥＤ素子には、常に互いに同一の電流が流れるので、定電流通電手段はＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子に対して共通となる。
【００３１】
一方、ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子の製品種類が同一である場合、すなわち、各ＬＥＤ素子の設計仕様もしくは公称仕様が同一である場合には、各ＬＥＤ素子の特性（電流・電圧特性や、電圧・温度特性など）は互いにほぼ同一になるので、ＬＥＤ素子群に定電流を通電した状態での、各ＬＥＤ素子の順方向電圧とジャンクション温度とは、いずれのＬＥＤ素子についてもほぼ同一となる。
【００３２】
そこで、本発明のＬＥＤ点灯制御装置の第３態様は、製品種類が互いに同一である複数のＬＥＤ素子を順方向に直列に接続してなるＬＥＤ素子群に電流を通電して各ＬＥＤ素子を発光させるＬＥＤ点灯制御装置において、前記ＬＥＤ素子群に定電流を通電して該ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子を発光させる定電流通電手段と、前記ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子の順方向電圧の総和である総順方向電圧を検出する電圧検出手段と、前記定電流通電手段により所定値の定電流を前記ＬＥＤ素子群に通電した状態で前記電圧検出手段の検出電圧を前記ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の過熱判定用の所定の第１電圧閾値と比較し、該検出電圧が第１電圧閾値まで低下したとき、該ＬＥＤ素子群への通電電流を減少させるように前記定電流通電手段を制御する電流制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００３３】
かかる第３態様では、前記定電流通電手段によりＬＥＤ素子群に定電流を通電した状態での該ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子の順方向電圧とジャンクション温度とは、いずれのＬＥＤ素子についてもほぼ同一となる。従って、前記電圧検出手段の検出電圧（前記総順方向電圧の検出値）を、ＬＥＤ素子群のＬＥＤ素子の個数で除算したものが、各ＬＥＤ素子の電圧の検出値に相当し、これが、各ＬＥＤ素子のジャンクション温度に対して前記式（４）の相関関係を有することとなる。また、式（４）のＢの値およびＶgの値は、いずれのＬＥＤ素子についてもほぼ同一となる。従って、ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子のジャンクション温度がＬＥＤ素子のｐｎ接合部の過熱状態を防止すべき、ある閾値温度まで上昇するということは、前記検出電圧（総順方向電圧の検出値）が、当該閾値温度と前記式（４）の相関関係を有する電圧にＬＥＤ素子群のＬＥＤ素子の個数を乗じてなる閾値電圧まで低下することと同等である。
【００３４】
そこで、本発明の第３態様では、電圧検出手段の検出電圧が過熱判定用の第１電圧閾値まで低下したとき、該ＬＥＤ素子群への通電電流を減少させるように前記定電流通電手段を制御する。なお、この第３態様における第１電圧閾値は、例えば前記所定値の定電流（前記電流制御手段による減少前の電流）をＬＥＤ素子群を構成するＬＥＤ素子に通電した状態で、該ＬＥＤ素子の順方向電圧とジャンクション温度との間の相関関係を実験的に実測しておき、その実測データとＬＥＤ素子群の個数とに基づいて設定しておけばよい。例えば、ジャンクション温度の最大定格温度もしくはそれよりも若干低い温度に対応する順方向電圧を上記実測データを基に特定し、その特定した順方向電圧の値に、ＬＥＤ素子群のＬＥＤ素子の個数を乗じてなる値を第１電圧閾値として設定すればよい。この場合、第３態様における第１電圧閾値を、ＬＥＤ素子群のＬＥＤ素子の個数で除算した値が前記第１態様における第１電圧閾値に相当するものとなる。
【００３５】
本発明の第３態様は、上記のように定電流通電手段を検出電圧（前記総順方向電圧の検出値）に応じて制御することにより、温度センサを使用することなく、ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子のｐｎ接合部が過熱状態となる（ジャンクション温度が、第３態様における第１電圧閾値をＬＥＤ素子群のＬＥＤ素子の個数で除算してなる電圧閾値に対応する温度を超えるような温度に上昇する）のを確実に防止することができる。
【００３６】
また、本発明のＬＥＤ点灯制御装置の第４態様は、製品種類が互いに同一である複数のＬＥＤ素子を順方向に直列に接続してなるＬＥＤ素子群に電流を通電して各ＬＥＤ素子を発光させるＬＥＤ点灯制御装置において、前記ＬＥＤ素子群に定電流を通電して該ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子を発光させる定電流通電手段と、前記ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子の順方向電圧の総和である総順方向電圧を検出する電圧検出手段と、前記ＬＥＤ素子群に所定値の定電流を通電した状態における該ＬＥＤ素子群の任意の１つのＬＥＤ素子の順方向電圧と該ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度との相関関係を規定する第１のパラメータをあらかじめ記憶保持した記憶手段と、前記定電流通電手段により前記所定値の定電流を前記ＬＥＤ素子群に通電した状態で前記電圧検出手段の検出電圧と前記第１のパラメータとから認識される前記ＬＥＤ素子群の任意の１つのＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度を該ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の過熱判定用の所定の第１温度閾値と比較し、該温度が第１温度閾値まで上昇したとき、該ＬＥＤ素子群への通電電流を減少させるように前記定電流通電手段を制御する電流制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００３７】
この第４態様によれば、前記第３態様と同様に、前記電圧検出手段の検出電圧（前記総順方向電圧の検出値）を、ＬＥＤ素子群のＬＥＤ素子の個数で除算したものが、各ＬＥＤ素子のジャンクション温度に対して前記式（４）の相関関係を有することとなる。また、式（４）のＢの値およびＶgの値は、いずれのＬＥＤ素子についてもほぼ同一となる。この場合、第４態様では、この相関関係（より詳しくは、前記所定値の定電流をＬＥＤ素子に通電した状態での相関関係）を規定する第１のパラメータが前記記憶手段に記憶保持されており、この第１のパラメータと検出電圧とから、各ＬＥＤ素子のジャンクション温度そのものを認識できることとなる。
【００３８】
そこで、本発明の第４態様では、その認識されるジャンクション温度が過熱判定用の第１温度閾値まで上昇したとき、該ＬＥＤ素子への通電電流を減少させるように前記定電流通電手段を制御する。なお、第１のパラメータは、前記第２態様における第１のパラメータと同様に設定しておけばよい。あるいは、前記総順方向電圧と各ＬＥＤ素子のジャンクション温度（これはいずれのＬＥＤ素子についても同一）との相関関係を規定するパラメータを第１のパラメータとして設定してもよい。これは、前記総順方向電圧と各ＬＥＤ素子のジャンクション温度（これはいずれのＬＥＤ素子についても同一）との相関関係を規定するパラメータは、結果的には、ＬＥＤ素子群の任意の１つのＬＥＤ素子の順方向電圧（＝総順方向電圧／ＬＥＤ素子の個数）と該ＬＥＤ素子のジャンクション温度との相関関係を規定するからである。また、第４態様における第１温度閾値は、前記第２態様における第１温度閾値と同様に設定しておけばよい。
【００３９】
本発明の第４態様は、上記のように定電流通電手段を検出電圧（前記総順方向電圧の検出値）に応じて制御することにより、温度センサを使用することなく、ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子のｐｎ接合部が過熱状態となる（ジャンクション温度が、第４発明における第１温度閾値を超えるような温度に上昇する）のを確実に防止することができる。
【００４０】
補足すると、前記第１〜第４態様において、ＬＥＤ素子あるいはＬＥＤ素子群への通電電流を減少させるときには、例えば、該通電電流を減少前の所定値の定電流から、所定量だけ、あるいは、所定割合だけ減少させるように定電流通電手段を制御すればよい。また、定電流通電手段による減少前の通電電流の値（前記所定値）は、ＬＥＤ素子をできるだけ高輝度で発光させることができる電流値に設定しておくことが望ましく、減少後の通電電流の値は、ＬＥＤ素子の発光輝度が通電電流の減少前の発光輝度に対して大幅な低下を生じない（視覚的な輝度低下がほとんど生じない）電流値に設定しておくことが望ましい。
【００４１】
前記第１〜第４態様では、ＬＥＤ素子あるいはＬＥＤ素子群への通電電流を減少させた後の制御は次のように行なうことが好ましい。
【００４２】
前記第１態様では、前記電流制御手段は、前記ＬＥＤ素子への通電電流の減少後に、前記電圧検出手段の検出電圧を前記第１電圧閾値よりも大きい所定の第２電圧閾値と比較し、該検出電圧が第２電圧閾値まで上昇したときに、前記ＬＥＤ素子への通電電流を減少前の前記所定値の定電流に戻すように前記定電流通電手段を制御する手段を備えることが好ましい。
【００４３】
すなわち、ＬＥＤ素子への通電電流の減少によって、ＬＥＤ素子のジャンクション温度が下降していくに伴い、前記検出電圧が上昇する。そして、該検出電圧が、前記第１閾値電圧よりも大きい第２電圧閾値まで上昇すると、換言すれば、ジャンクション温度がＬＥＤ素子の適切な動作温度に復帰すると、前記ＬＥＤ素子への通電電流を減少前の所定値の定電流に戻す。これにより、ＬＥＤ素子の発光輝度を本来の適切な輝度に復帰させることができる。なお、第２電圧閾値は、ＬＥＤ素子の通電電流を前記定電流通電手段による減少後の電流値（一定値）に維持した状態において、該ＬＥＤ素子の順方向電圧とジャンクション温度との間の相関関係をあらかじめ実験的に実測しておき、その実測データに基づいて設定しておけばよい。例えば、ジャンクション温度の最大定格温度に対応する順方向電圧を上記実測データを基に特定し、その特定した順方向電圧よりも所定量だけ小さく、且つ、第１閾値電圧よりも小さい値を第２電圧閾値として設定すればよい。
【００４４】
また、前記第２態様では、前記記憶手段には、前記ＬＥＤ素子への通電電流を前記定電流通電手段による減少後の電流値に維持した状態での該ＬＥＤ素子の順方向電圧と該ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度との相関関係を規定する第２のパラメータをさらに記憶保持しておく。そして、前記電流制御手段は、前記ＬＥＤ素子への通電電流の減少後に、前記電圧検出手段の検出電圧と前記第２のパラメータとから認識される該ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度を前記第１温度閾値よりも低い所定の第２温度閾値と比較し、該温度が第２温度閾値まで低下したときに、前記ＬＥＤ素子への通電電流を減少前の前記所定値の定電流に戻すように前記定電流通電手段を制御する手段を備えることが好ましい。
【００４５】
これによれば、前記第２のパラメータを記憶手段に記憶保持しておくことで、ＬＥＤ素子への通電電流の減少後に、該第２パラメータと電圧検出手段の検出電圧（前記総順方向電圧の検出値）とから、該ＬＥＤ素子のジャンクション温度を認識することができる。そして、その認識される温度が前記第１温度閾値よりも低い第２温度閾値まで低下すると、前記ＬＥＤ素子への通電電流を減少前の所定値の電流に戻す。これにより、ＬＥＤ素子の発光輝度を本来の適切な輝度に復帰させることができる。なお、この場合の第２閾値温度は、例えば第１温度閾値よりも所定量だけ小さい値に設定すればよい。
【００４６】
また、前記第３態様では、前記電流制御手段は、前記ＬＥＤ素子群への通電電流の減少後に、前記電圧検出手段の検出電圧を前記第１電圧閾値よりも大きい所定の第２電圧閾値と比較し、該検出電圧が該第２電圧閾値まで上昇したときに、前記ＬＥＤ素子群への通電電流を減少前の前記所定値の定電流に戻すように前記定電流通電手段を制御する手段を備えることが好ましい。
【００４７】
これによれば、電圧検出手段の検出電圧（前記総順方向電圧の検出値）が、前記第１閾値電圧よりも大きい第２電圧閾値まで上昇すると、換言すれば、ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子のジャンクション温度が該ＬＥＤ素子の適切な動作温度に復帰すると、前記ＬＥＤ素子への通電電流を減少前の所定値の定電流に戻す。これにより、各ＬＥＤ素子の発光輝度を本来の適切な輝度に復帰させることができる。なお、この場合の第２電圧閾値は、ＬＥＤ素子群を構成するＬＥＤ素子の通電電流を前記定電流通電手段による減少後の電流値に維持した状態において、該ＬＥＤ素子の順方向電圧とジャンクション温度との間の相関関係をあらかじめ実験的に実測しておき、その実測データに基づいて設定しておけばよい。例えば、ジャンクション温度の最大定格温度に対応する順方向電圧を上記実測データを基に特定し、その特定した順方向電圧にＬＥＤ素子群のＬＥＤ素子の個数を乗じてなる値よりも所定量だけ小さく、且つ、第１閾値電圧よりも小さい値を第２電圧閾値として設定すればよい。
【００４８】
また、前記第４態様では、前記記憶手段には、前記ＬＥＤ素子群への通電電流を前記定電流通電手段による減少後の電流値に維持した状態での該ＬＥＤ素子群の任意の１つのＬＥＤ素子の順方向電圧と該ＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度との相関関係を規定する第２のパラメータをさらに記憶保持しておく。そして、前記電流制御手段は、前記ＬＥＤ素子群への通電電流の減少後に、前記電圧検出手段の検出電圧と前記第２のパラメータとから認識される前記ＬＥＤ素子群の任意の１つのＬＥＤ素子のｐｎ接合部の温度を前記第１温度閾値よりも低い所定の第２温度閾値と比較し、該温度が該第２温度閾値まで低下したときに、前記ＬＥＤ素子群への通電電流を減少前の前記所定値の定電流に戻すように前記定電流通電手段を制御する手段を備えることが好ましい。
【００４９】
これによれば、前記第２のパラメータを記憶手段に記憶保持しておくことで、ＬＥＤ素子群への通電電流の減少後に、該第２パラメータと電圧検出手段の検出電圧（前記総順方向電圧の検出値）とから、該ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子のジャンクション温度（これはいずれのＬＥＤ素子についてもほぼ同一である）を認識することができる。そして、その認識される温度が前記第１温度閾値よりも低い第２温度閾値まで低下すると、前記ＬＥＤ素子への通電電流を減少前の所定値の定電流に戻すことにより、ＬＥＤ素子群の各ＬＥＤ素子の発光輝度を本来の適切な輝度に復帰させることができる。なお、この場合の第２閾値温度は、前記第２態様に関する第２閾値温度と同様に設定すればよい。
【００５０】
以上説明した本発明の第１〜第４態様においては、検出するＬＥＤ素子の順方向電圧、あるいは、ＬＥＤ素子群の総順方向電圧には、ＬＥＤ素子の故障が反映される。すなわち、ＬＥＤ素子の短絡や、断線などの故障が発生すると、電圧検出手段の検出電圧が顕著な変化を呈する。そこで、前記電圧検出手段の検出電圧に基づいて前記ＬＥＤ素子の故障を判断する故障判断手段をさらに備えることが好ましい。
【００５１】
これによれば、ＬＥＤ素子のｐｎ接合部が過熱状態になるのを防止できるだけでなく、ＬＥＤ素子の短絡、断線などの故障を検知することができる。なお、第３態様、第４態様で前記故障判断手段を備えた場合には、ＬＥＤ素子群のいずれかのＬＥＤ素子（１つもしくは複数）が故障したことを検知することとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
本発明の第１実施形態を図１および図２を参照して説明する。なお、本実施形態は、本発明の第１態様の実施形態である。
【００５３】
図１は本実施形態のＬＥＤ点灯制御装置の回路構成図である。同図１を参照して、本実施形態のＬＥＤ点灯制御装置は、ＬＥＤ素子１に定電流を通電する定電流通電手段としての定電流源３と、この定電流源３を制御する制御回路部５とを備えている。
【００５４】
定電流源３は、その一端側が定電圧電源７に接続され、他端側がＬＥＤ素子１を介して接地部９に接続されている。この定電流源３は、その出力電流（＝ＬＥＤ素子１への通電電流）の値を制御回路部５からの制御指令に応じて変更可能なものである。本実施形態では、定電流源３の出力電流を少なくとも２種類の電流値ｉ1，ｉ2（ｉ1＞ｉ2）に変更可能である。このように出力電流を変更可能な定電流源３としては、公知のものを使用すればよい。なお、定電流源３は、ＬＥＤ素子１と接地部９との間に介装するようにしてもよい。
【００５５】
補足すると、定電流源３の出力電流の電流値ｉ1，ｉ2のうち、電流値ｉ1は、ＬＥＤ素子１のｐｎ接合部が過熱状態をなる恐れの無い通常状態で該ＬＥＤ素子１に通電させる電流値であり、電流値ｉ2は、ｐｎ接合部が過熱状態となる恐れがある状態で該ＬＥＤ素子１に通電させる電流値である。この場合、ｉ2＜ｉ1であるので、電流値ｉ2の定電流をＬＥＤ素子１に通電したときの発光輝度は、電流値ｉ1の定電流をＬＥＤ素子１に通電したときの発光輝度よりも小さくなる（以下、前者の発光輝度を減光輝度、後者の発光輝度を通常輝度という）。但し、ＬＥＤ素子１が照明用途等に使用する場合には、電流値ｉ1，ｉ2は、上記通常輝度および減光輝度が、視覚的にほとんど差異を生じないように設定しておくことが望ましい。また、ＬＥＤ素子１の発光能力をできるだけ活用する上では、電流値ｉ1は、ＬＥＤ素子１を最大輝度またはそれに近い輝度で発光させ得る電流値、すなわち、ＬＥＤ素子１の最大定格電流値もしくはそれに近い電流値に設定しておくことが望ましい。このことは、後述する第２〜第４実施形態においても同様である。
【００５６】
なお、ＬＥＤ素子１の通常輝度に対応する電流値ｉ1は、ＬＥＤ素子１の用途に応じて（その用途を示す外部入力信号に応じて）可変的に設定できるようにしておいてもよい。
【００５７】
制御回路部５は、マイクロコンピュータなどを含む電子回路により構成されたものであり、演算処理部１１とメモリ１３とを備えている。そして、この制御回路部５には、ＬＥＤ素子１の順方向電圧Ｖが入力され、該順方向電圧Ｖが図示を省略するＡ／Ｄ変換器を介して演算処理部１１に取り込まれるようになっている。
【００５８】
演算処理部１１は、その処理機能として、制御回路部５に入力される順方向電圧Ｖの値を検出（認識）する電圧検出処理機能と、該順方向電圧Ｖの値に応じて定電流源３の出力電流の電流値を指示する制御指令を生成して、該制御指令を定電流源３に出力する電流制御処理機能と、ＬＥＤ素子１の故障（短絡または断線）を判断し、その判断結果を示すエラー信号を出力する故障判断処理機能とを含んでいる。これらの電圧検出処理機能、電流制御処理機能、および故障判断処理機能は、本発明の第１態様における電圧検出手段、電流制御手段、故障判断手段に相当するものである。
【００５９】
また、メモリ１３には、演算処理部１１の電圧検出処理機能で検出されたＬＥＤ素子１の順方向電圧Ｖ（以下、単に検出電圧Ｖということがある）を比較する第１電圧閾値ＶＬと第２電圧閾値ＶＨ（＞ＶＬ）とがあらかじめ記憶保持されている。第１電圧閾値ＶＬは、前記電流値ｉ1の定電流をＬＥＤ素子１に通電した状態で、該ＬＥＤ素子１のｐｎ接合部の過熱状態になったか否かを判定するための電圧閾値（本発明の第１態様における第１電圧閾値）である。また、第２電圧閾値ＶＨは、ＬＥＤ素子１に前記電流値ｉ2の定電流を通電した状態で、該ＬＥＤ素子１への通電電流を電流値ｉ2から電流値ｉ1に変更してもよいか否かを判定するための電圧閾値（本発明の第１態様における第２電圧閾値）である。なお、本実施形態では、ｐｎ接合部の過熱状態は、該ｐｎ接合部の温度、すなわちジャンクション温度がＬＥＤ素子１の最大定格温度もしくはそれよりも若干低い温度（以下、過熱ジャンクション温度ＴＨという）よりも高い温度になっている状態を意味する。
【００６０】
この場合、第１電圧閾値ＶＬは、ＬＥＤ素子１に前記電流値ｉ1の定電流を通電した状態での該ＬＥＤ素子１の順方向電圧とジャンクション温度との実測データに基づいてあらかじめ設定されている。すなわち、該実測データに基づいて、ＬＥＤ素子１の順方向電圧とジャンクション温度との相関関係（前記電流値ｉ1に対応して定まる前記式（４）の相関関係）があらかじめ特定され、その特定された相関関係において、前記過熱ジャンクション温度ＴＨに対応する順方向電圧の値が求められる。そして、その求めた順方向電圧の値が第１電圧閾値ＶＬとして設定されている。
【００６１】
また、第２電圧閾値ＶＨは、ＬＥＤ素子１に電流値ｉ2の定電流を通電した状態での該ＬＥＤ素子１の順方向電圧Ｖとジャンクション温度との実測データに基づいてあらかじめ設定されている。すなわち、該実測データに基づいて、ＬＥＤ素子１の順方向電圧とジャンクション温度との相関関係（前記電流値ｉ2に対応して定まる前記式（４）の相関関係）があらかじめ特定され、その特定された相関関係において、前記過熱ジャンクション温度ＴＨよりも所定量だけ、あるいは所定割合だけ低い温度（以下、非過熱ジャンクション温度ＴＬという）に対応する順方向電圧の値が求められる。そして、その求めた順方向電圧の値が第２電圧閾値ＶＨとして設定されている。
【００６２】
さらに、メモリ１３には、前記故障判断処理機能によってＬＥＤ素子１の故障を判断するためにＬＥＤ素子１の順方向電圧Ｖと比較する故障判定用電圧閾値があらかじめ記憶保持されている。この場合、故障判定用電圧閾値は、ＬＥＤ素子１の短絡（アノードおよびカソード間の短絡）を判断するための短絡判定用電圧閾値と、ＬＥＤ素子１の断線（アノードおよびカソード間の断線）を判断するための断線判定用電圧閾値との２種類の電圧閾値からなる。
【００６３】
ここで、図１の回路では、ＬＥＤ素子１の短絡が発生したとき、制御回路部５に入力される順方向電圧Ｖは、ほぼ０になる。また、ＬＥＤ素子１の断線が生じたときには、制御回路部５に入力される順方向電圧Ｖは、定電圧電源７の電源電圧のほぼ等しい電圧になる。そこで、本実施形態では、制御回路部５に入力される順方向電圧Ｖが短絡判定用電圧閾値以下に低下したときに、ＬＥＤ素子１の短絡が発生したと判断することとする。そして、短絡判定用電圧閾値を、０［Ｖ］よりも若干高く、且つ、ＬＥＤ素子１に正常に電流が流れているときの順方向電圧よりも十分に小さい値に設定している。また、制御回路部５に入力される順方向電圧Ｖが、該断線判定用電圧閾値以上に上昇したときに、ＬＥＤ素子１の断線が発生したと判断することとする。そして、断線判定用電圧閾値を、前記定電圧電源７の電源電圧よりも若干低い値に設定している。
【００６４】
次に、本実施形態のＬＥＤ点灯制御装置の作動を図２のフローチャートを参照して説明する。図２は演算処理部１１の処理機能のうち、電流制御処理機能で実行される処理を示すフローチャートである。
【００６５】
ＬＥＤ素子１を発光させるときには、まず、前記演算処理部１１の電流制御処理機能は、前記電流値ｉ1を指示する制御指令を定電流源３に出力する（ＳＴＥＰ１）。これにより、定電流源３は、電流値ｉ1の出力電流（定電流）を発生し、その出力電流によるＬＥＤ素子１への通電が開始される。このとき、前記通常輝度でのＬＥＤ素子１の連続的な発光が開始される。
【００６６】
また、ＬＥＤ素子１への通電中は、演算処理部１１は、制御回路部５に入力されるＬＥＤ素子１の順方向電圧Ｖの値を前記電圧検出処理機能により逐次検出する。
【００６７】
そして、演算処理部１１は、電圧検出処理機能による順方向電圧Ｖの検出を行いながら、前記電流制御処理機能によって、図２のＳＴＥＰ２からの処理を実行して、定電流源３を制御する。
【００６８】
ＳＴＥＰ２では、演算処理部１１の電流制御処理機能は、電圧検出処理機能により検出された順方向電圧Ｖ（以下、検出電圧Ｖということがある）の現在値（最新値）がメモリ１３に記憶保持されている前記第１電圧閾値ＶＬと比較される。
【００６９】
この比較において、Ｖ＞ＶＬである場合（ＳＴＥＰ２でＮＯ）、すなわち、ＬＥＤ素子１のジャンクション温度が前記過熱ジャンクション温度ＴＨよりも低い場合には、演算処理部１１の電流制御処理機能は、定電流源３への制御指令を、電流値ｉ1を指示する制御指令に維持したまま、ＳＴＥＰ２の比較処理を逐次繰り返す。従って、ＬＥＤ素子１への電流値ｉ1の定電流の通電が継続する。
【００７０】
一方、Ｖ≦ＶＬである場合（ＳＴＥＰ２でＹＥＳ）、すなわち、ジャンクション温度が過熱ジャンクション温度ＴＨまで上昇した場合には、定電流源３の出力電流を電流値ｉ1に維持すると、ＬＥＤ素子１が過熱状態になる恐れがある。そこで、この場合には、演算処理部１１の電流制御処理機能は、定電流源３への制御指令を、電流値ｉ2を指示する制御指令に変更する（ＳＴＥＰ３）。このとき、定電流源３は、該制御指令に従って、その出力電流を電流値ｉ1から電流値ｉ2に変更する。これにより、ＬＥＤ素子１への通電電流が電流値ｉ1から電流値ｉ2に減少され、該ＬＥＤ素子１が前記減光輝度で発光するようになる。そして、このようにＬＥＤ素子１の通電電流を減少させることで、該ＬＥＤ素子１のジャンクション温度も低下していくこととなる。これにより、ＬＥＤ素子１のｐｎ接合部が過熱状態になるのが防止される。
【００７１】
このようにＬＥＤ素子１の通電電流を減少させた後には、演算処理部１１の電流制御処理機能は、前記電圧検出処理機能により逐次得られる検出電圧Ｖの現在値（最新値）をメモリ１３に記憶保持されている前記第２電圧閾値ＶＨと比較する（ＳＴＥＰ４）。
【００７２】
そして、この比較において、Ｖ＜ＶＨである場合（ＳＴＥＰ４でＮＯ）、すなわち、ＬＥＤ素子１のジャンクション温度が未だ前記過熱ジャンクション温度ＴＨに近い温度で、前記非過熱ジャンクション温度ＴＬまで低下していない場合には、演算処理部１１の電流制御処理機能は、定電流源３への制御指令を、電流値ｉ2を指示する制御指令に維持したまま、ＳＴＥＰ４の比較処理を繰り返す。従って、ＬＥＤ素子１への電流値ｉ2の定電流の通電が継続する（ＬＥＤ素子１の減光輝度での発光が継続する）。
【００７３】
一方、Ｖ≧ＶＨである場合（ＳＴＥＰ４でＹＥＳ）、すなわち、ジャンクション温度が非過熱ジャンクション温度ＴＬまで下降した場合には、演算処理部１１の電流制御処理機能は、定電流源３への制御指令を、電流値ｉ1を指示する制御指令に変更する（ＳＴＥＰ５）。このとき、定電流源３は、該制御指令に応じて、その出力電流を電流値ｉ2から電流値ｉ1に変更する。これにより、ＬＥＤ素子１への通電電流が電流値ｉ1に戻され、該ＬＥＤ素子１が本来の通常輝度で発光するようになる。
【００７４】
そして、このようにＬＥＤ素子１への通電電流を電流値ｉ1に戻した後には、演算処理部１１の電流制御処理機能は、前記ＳＴＥＰ２からの処理を繰り返す。
【００７５】
また、演算処理部１１は、上述した電流制御処理機能の処理と並行して、前記故障判断処理機能の処理を次のように実行する。
【００７６】
すなわち、演算処理部１１の故障判断処理機能は、前記電圧検出処理機能により逐次得られる検出電圧Ｖを、前記短絡判定用電圧閾値および断線判定用電圧閾値のそれぞれと比較する。このとき、Ｖ≦短絡判定用電圧閾値である場合には、故障判断処理機能は、ＬＥＤ素子１の短絡が発生したと判断して、その旨を示すエラー信号を制御回路部５から出力させる。また、Ｖ≧断線判定用電圧閾値である場合には、故障判断処理機能は、ＬＥＤ素子１の断線が発生したと判断して、その旨を示すエラー信号を制御回路部５から出力させる。
【００７７】
以上が、本実施形態のＬＥＤ点灯制御装置の作動の詳細である。
【００７８】
かかる本実施形態では、ジャンクション温度との相関関係を持つ順方向電圧Ｖを観測することで、ＬＥＤ素子１の寿命に影響を及ぼすジャンクション温度の変化を順方向電圧Ｖの変化として高速に（リアルタイムで）フィードバックすることができる。そして、この順方向電圧Ｖに基づいて、ＬＥＤ素子１のｐｎ接合部が過熱状態になるか否かを判断するので、温度センサを必要とすることなく、ｐｎ接合部が過熱状態になるのを確実に防止できる。ひいては、ＬＥＤ素子１の寿命を長寿命化をすることができる。
【００７９】
また、順方向電圧Ｖに応じて定電流源３を制御することで、ジャンクション温度そのものをリアルタイムで管理できるので、ＬＥＤ素子１のｐｎ接合部が過熱状態となりそうな場合におけるＬＥＤ素子１の通電電流の減少量を最小限に留めることができる。このため、ＬＥＤ素子１の発光輝度の低下を最小限に留め、視覚的な発光輝度の変化を解消することができる。さらに、ＬＥＤ素子１の通常輝度での発光時の電流値ｉ1をＬＥＤ素子１の過熱予防のために余裕をもたせて小さめに抑えておくようなことをする必要がないので、該電流値ｉ1をＬＥＤ素子１の最大定格電流もしくはそれに近い電流値に設定できる。従って、ＬＥＤ素子１の発光能力を最大限に活用することができる。このことは、特に、ＬＥＤ素子１が照明用途等に使用するハイパワー素子である場合に特に有効である。
【００８０】
また、ＬＥＤ素子１の過熱防止のために順方向電圧を観測するので、その順方向電圧を使用して、該ＬＥＤ素子１の短絡や断線などの故障を容易に検出することができる。
【００８１】
なお、以上説明した実施形態では、制御回路部５にマイクロコンピュータを使用して定電流源３の出力電流を制御したが、例えば、マイクロコンピュータを使用せずに、複数のコンパレータなどを使用した回路により制御回路部を構成するようにしてもよい。
【００８２】
また、前記実施形態では、検出電圧Ｖが第１電圧閾値ＶＬまで低下したときに、定電流源３の出力電流（ＬＥＤ素子１の通電電流）を電流値ｉ1から電流値ｉ2に減少させるようにしたが、定電流源３の出力電流の指示値をｉ1に維持したまま、該定電流源３を所定の周期でパルス駆動する（オン・オフ制御する）ことで、定電流源３の平均出力電流（＝ＬＥＤ素子１の平均通電電流）を電流値ｉ1よりも減少させ、それにより、ＬＥＤ素子１が過熱状態になるのを防止するようにしてもよい。この場合、定電流源３をパルス駆動する時間（期間）を所定時間に定めておき、その所定時間だけ定電流源３をパルス駆動した後に、定電流源３の出力電流を一定値の電流値ｉ1に戻すようにしてもよい。このように、定電流源のパルス駆動により、該定電流源の平均通電電流を減少させることは、後述する第２〜第４実施形態において採用してもよい。
【００８３】
次に、本発明の第２実施形態を図３を参照して説明する。なお、本実施形態は、本発明の第２態様の実施形態である。
【００８４】
本実施形態のＬＥＤ点灯制御装置の回路構成は、図１に示した前記第１実施形態のものと同一である。そして、本実施形態は、制御回路部５の演算処理部１１の電流制御処理機能の処理と、メモリ１３に記憶保持されるデータとだけが第１実施形態と相違するものである。従って、本実施形態の説明では、第１実施形態と同一の参照符号を使用して、第１実施形態と同一部分の説明を省略すると共に、第１実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【００８５】
本実施形態では、メモリ１３には、前記第１実施形態における第１電圧閾値ＶＬ、第２電圧閾値ＶＨの代わりに、それぞれの電圧閾値に対応するジャンクション温度の値、すなわち前記過熱ジャンクション温度ＴＨおよび非過熱ジャンクション温度ＴＬの値が記憶保持されている。この場合、過熱ジャンクション温度ＴＨおよび過熱ジャンクション温度ＴＬは、それぞれ、本発明の第２態様における第１温度閾値、第２温度閾値に相当するものである。
【００８６】
さらに、メモリ１３には、ＬＥＤ素子１に前記電流値ｉ1の定電流を通電した状態での該ＬＥＤ素子１の順方向電圧とジャンクション温度との相関関係（式（４））を規定する第１のパラメータと、ＬＥＤ素子１に前記電流値ｉ2の定電流を通電した状態での該ＬＥＤ素子１の順方向電圧とジャンクション温度との相関関係（式（４））を規定する第２のパラメータがあらかじめ記憶保持されている。
【００８７】
この場合、第１のパラメータは、ＬＥＤ素子１に前記電流値ｉ1の定電流を通電した状態での該ＬＥＤ素子１の順方向電圧とジャンクション温度との実測データに基づいてあらかじめ設定されている。すなわち、該実測データに基づいて、ＬＥＤ素子１の順方向電圧とジャンクション温度との相関関係（前記電流値ｉ1に対応して定まる前記式（４）の相関関係）があらかじめ特定され、その特定された相関関係を規定するパラメータ（例えば式（４）のＶg、Ｂの値）が第１のパラメータとして設定される。同様に、第２のパラメタは、ＬＥＤ素子１に前記電流値ｉ2の定電流を通電した状態での該ＬＥＤ素子１の順方向電圧とジャンクション温度との実測データに基づいてあらかじめ設定されている。これらの、第１のパラメータおよび第２のパラメータは、本発明の第２態様における第１のパラメータ、第２のパラメータに相当するものである。
【００８８】
なお、メモリ１３には、第１実施形態と同様に、短絡判定用電圧閾値、断線判定用電圧閾値も記憶保持されている。これらの電圧閾値は、第１実施形態と同じである。また、メモリ１３は、本発明の第２態様における記憶手段に相当するものである。
【００８９】
また、本実施形態では、制御回路部５の演算処理部１１は、第１実施形態と同様に、電圧検出処理機能、電流制御処理機能、および故障判断処理機能を備えている。この場合、電圧検出処理機能および故障判断処理機能は第１実施形態と同じである。
【００９０】
一方、本実施形態では、電流制御処理機能の処理は、以下に説明するように、第１実施形態と多少相違している。
【００９１】
図３は本実施形態における電流制御処理機能の処理を示すフローチャートである。以下、この処理説明する。
【００９２】
ＬＥＤ素子１を発光させるときには、演算処理部１１の電流制御処理機能は、まず、第１実施形態と同様に、前記電流値ｉ1を指示する制御指令を定電流源３に出力する（ＳＴＥＰ１１）。これにより、該定電流源３から電流値ｉ1の定電流をＬＥＤ素子１に通電させる（ＬＥＤ素子１を通常輝度で発光させる）。
【００９３】
このようにＬＥＤ素子１に電流値ｉ1の定電流を通電させた状態で、演算処理部１１の電流制御処理機能は、前記電圧検出処理機能により逐次得られる検出電圧Ｖ（ＬＥＤ素子１の順方向電圧Ｖの検出値）の現在値（最新値）とメモリ１３に記憶保持されている前記第１のパラメータとから、該検出電圧Ｖに対応するジャンクション温度Ｔを算出する（ＳＴＥＰ１２）。すなわち、第１のパラメータにより規定される前記式（４）の相関関係に、検出電圧Ｖを適用することで、該検出電圧Ｖに対応するジャンクション温度Ｔを算出する。このように算出されるジャンクション温度Ｔは、実際のジャンクション温度の推定値を意味する。この場合、その算出においては、ＬＥＤ素子１に電流値ｉ1の定電流を通電している状態に対応する第１のパラメータを用いることにより、実際のジャンクション温度に精度よく合致する推定値を求めることができる。
【００９４】
次いで、演算処理部１１の電流制御処理機能は、上記の如く求めたジャンクション温度Ｔをメモリ１３に記憶保持されている過熱ジャンクション温度ＴＨと比較する（ＳＴＥＰ１３）。
【００９５】
この比較において、Ｔ＜ＴＨである場合（ＳＴＥＰ１３でＮＯ）には、演算処理部１１の電流制御処理機能は、定電流源３への制御指令を、電流値ｉ1を指示する制御指令に維持したまま、ＳＴＥＰ１２およびＳＴＥＰ１３の処理を繰り返す。
【００９６】
一方、Ｔ≧ＴＨである場合（ＳＴＥＰ１３でＹＥＳ）には、演算処理部１１の電流制御処理機能は、定電流源３への制御指令を、電流値ｉ2を指示する制御指令に変更する（ＳＴＥＰ１４）。これにより、第１実施形態と同様に、定電流源３からＬＥＤ素子１に通電電流は、電流値ｉ1から電流値ｉ2に減少され、ＬＥＤ素子１のｐｎ接合部が過熱状態になるのが防止される。
【００９７】
このようにＬＥＤ素子１の通電電流を減少させた後には、演算処理部１１の電流制御処理機能は、前記電圧検出処理機能により逐次得られる検出電圧Ｖとメモリ１３に記憶保持されている前記第２のパラメータとから、該検出電圧Ｖに対応するジャンクション温度Ｔを算出する（ＳＴＥＰ１５）。すなわち、第２のパラメータにより規定される前記式（４）の相関関係に、検出電圧Ｖを適用することで、該検出電圧Ｖに対応するジャンクション温度Ｔを算出する。この場合、ＬＥＤ素子１に電流値ｉ2の定電流を通電している状態に対応する第２のパラメータを用いることにより、算出されるジャンクション温度Ｔは、実際のジャンクション温度に精度よく合致するものとなる。
【００９８】
そして、演算処理部１１の電流制御処理機能は、上記の如く第２のパラメータを用いて算出したジャンクション温度Ｔを前記非過熱ジャンクション温度ＴＬと比較する（ＳＴＥＰ１６）。
【００９９】
この比較において、Ｔ＞ＴＬである場合（ＳＴＥＰ１６でＮＯ）には、演算処理部１１の電流制御処理機能は、定電流源３への制御指令を、電流値ｉ2を指示する制御指令に維持したまま、ＳＴＥＰ１５およびＳＴＥＰ１６の処理を繰り返す。
【０１００】
一方、Ｔ≦ＴＬである場合には、演算処理部１１の電流制御処理機能は、定電流源３への制御指令を、電流値ｉ1を指示する制御指令に変更する（ＳＴＥＰ１７）。これにより、ＬＥＤ素子１への通電電流が電流値ｉ1に戻され、該ＬＥＤ素子１が本来の通常輝度で発光するようになる。
【０１０１】
そして、このようにＬＥＤ素子１への通電電流を電流値ｉ1に戻した後には、前記ＳＴＥＰ１２からの処理が演算処理部１１の電流制御処理機能により繰り返される。
【０１０２】
以上説明した以外の演算処理部１１の処理は、前記第１実施形態と同一である。かかる本実施形態においても、前記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１０３】
次に本発明の第３実施形態を図４および図５を参照して説明する。なお、本実施形態は、本発明の第３態様の実施形態である。
【０１０４】
図４は本実施形態のＬＥＤ点灯制御装置の回路構成を示す図である。同図を参照して、本実施形態のＬＥＤ点灯制御装置は、互いに同一の製品種類の複数のＬＥＤ素子２１，２１，……，２１を直列に接続してなるＬＥＤ素子群２３に定電流を通電する定電流通電手段としての定電流源２５と、この定電流源２５を制御する制御回路部２７とを備えている。なお、本実施形態では、各ＬＥＤ素子２１の製品種類は、第１実施形態のＬＥＤ素子１と同一である。
【０１０５】
ＬＥＤ素子群２１は、そのアノード側が定電圧電源２９に接続され、カソード側が定電流源２５を介して接地部３１に接続されている。
【０１０６】
定電流源２５は、本実施形態では、オペアンプ３３と電流検出用抵抗３５とＦＥＴ３７とから構成されている。さらに詳細には、ＦＥＴ３７のドレンをＬＥＤ素子群２３のカソード側に接続し、ＦＥＴ３７のソースを電流検出用抵抗３５を介して接地部３１に接続している。さらに、ＦＥＴ３７のゲートをオペアンプ３３の出力端子に接続している。また、オペアンプ３３の負入力端子には、電流検出用抵抗３５の発生電圧が入力され、該オペアンプ３３の正入力端子には、制御回路部２７からＤ／Ａ変換器３９を介して基準電圧Ｖrefが制御指令として入力されるようになっている。
【０１０７】
かかる構成の定電流源２５では、電流検出用抵抗３５の発生電圧が基準電圧Ｖrefに等しくなるように、オペアンプ３３がＦＥＴ３７を制御する。この場合、電流検出用抵抗３５は、固定抵抗値のものであり、その発生電圧は、該抵抗３５にＦＥＴ３７を介して接続されているＬＥＤ素子群２３の通電電流に比例する。従って、基準電圧Ｖrefは、定電流源２５の出力電流（＝ＬＥＤ素子群２３の通電電流）を指示するものとなり、該基準電圧Ｖrefを変化させることで、定電流源２５の出力電流が変化することとなる。
【０１０８】
本実施形態では、制御回路部２７からＤ／Ａ変換器３９を介して２種類の基準電圧Ｖref1，Ｖref2（Ｖref1＞Ｖref2）がオペアンプ３３に選択的に入力される。この場合、基準電圧Ｖref1，Ｖref2により指示される定電流源２５の出力電流の値は、それぞれ、例えば前記電流値ｉ1、ｉ2と同じである。この場合、電流検出用抵抗３５の抵抗値をｒとしたとき、Ｖref1＝ｉ1・ｒ、Ｖref2＝ｉ2・ｒである。
【０１０９】
補足すると、定電流源２５は、前記第１実施形態および第２実施形態における定電流源３としても使用することができる。
【０１１０】
制御回路部２７は、マイクロコンピュータなどを含む電子回路により構成されたものであり、第１実施形態の制御回路部２７と同様に演算処理部４１とメモリ４３とを備えている。この制御回路部２７には、ＬＥＤ素子群２３の各ＬＥＤ素子２１の順方向電圧の総和の電圧である総順方向電圧ＶtotalがＡ／Ｄ変換器４５を介して入力されて演算処理部４１に取り込まれるようになっている。
【０１１１】
ここで、ＬＥＤ素子群２３の通電時の各ＬＥＤ素子２１の順方向電圧Ｖは、互いにほぼ同一となる。従って、ＬＥＤ素子群２３の通電時の各ＬＥＤ素子２１の順方向電圧Ｖは、総順方向電圧Ｖtotalを、ＬＥＤ素子群２３のＬＥＤ素子２１の個数Ｎで除算してなる値Ｖtotal／Ｎにほぼ等しい。
【０１１２】
演算処理部４１は、その処理機能として、制御回路部２７に入力される総順方向電圧Ｖtotalの値を検出（認識）する電圧検出処理機能と、該総順方向電圧Ｖtotalの値に応じて定電流源２５の出力電流の電流値を指示する前記基準電圧Ｖrefの値Ｖref1またはＶref2を決定して、該基準電圧ＶrefをＤ／Ａ変換器３９を介して定電流源２５のオペアンプ３３に出力する電流制御処理機能と、ＬＥＤ素子群２３の故障（ＬＥＤ素子群２３のいずれかのＬＥＤ素子２１の短絡または断線）を判断し、その判断結果を示すエラー信号を出力する故障判断処理機能とを含んでいる。これらの電圧検出処理機能、電流制御処理機能、および故障判断処理機能は、本発明の第３態様における電圧検出手段、電流制御手段、故障判断手段に相当するものである。
【０１１３】
また、メモリ２７には、演算処理部４１の電圧検出処理機能で検出されたＬＥＤ素子群２３の総順方向電圧Ｖtotalと比較する第１電圧閾値ＶＬ’と第２電圧閾値ＶＨ’（＜ＶＬ’）とがあらかじめ記憶保持されている。ここで、第１電圧閾値ＶＬ’は、前記電流値ｉ1の定電流をＬＥＤ素子群２３に通電した状態で、各ＬＥＤ素子２１のｐｎ接合部が過熱状態になったか否かを判定するための電圧閾値（本発明の第３態様における第１電圧閾値）であり、第２電圧閾値ＶＨ’は、ＬＥＤ素子群２３に前記電流値ｉ2の定電流を通電した状態で、該ＬＥＤ素子群２３への通電電流を電流値ｉ2から電流値ｉ1に変更してもよいか否かを判定するための電圧閾値（本発明の第３態様における第２電圧閾値）である。なお、本実施形態では、ｐｎ接合部の過熱状態は、第１実施形態と同様に、ジャンクション温度が前記過熱ジャンクション温度ＴＨよりも高い温度になっている状態を意味する。
【０１１４】
この場合、第１電圧閾値ＶＬ’は、第１実施形態における第１電圧閾値ＶＬにＬＥＤ素子群２３のＬＥＤ素子２１の個数Ｎを乗じてなる値ＶＬ・Ｎに設定されている。また、第２電圧閾値ＶＨ’は、第１実施形態における第２電圧閾値ＶＨに個数Ｎを乗じてなる値ＶＨ・Ｎに設定されている。
【０１１５】
さらに、メモリ４３には、前記故障判断処理機能によってＬＥＤ素子群２３の故障を判断するための故障判定用電圧閾値があらかじめ記憶保持されている。この場合、故障判定用電圧閾値は、ＬＥＤ素子群２３のいずれか１つ以上のＬＥＤ素子２１の短絡を判断するための短絡判定用電圧閾値と、ＬＥＤ素子群２３のいずれか１つ以上のＬＥＤ素子２１の断線を判断するための断線判定用電圧閾値との２種類の電圧閾値からなる。
【０１１６】
ここで、図３の回路では、いずれかのＬＥＤ素子２１（１つもしくは複数）の短絡が発生したとき、制御回路部２７に入力される総順方向電圧Ｖtotalに、正常な単一のＬＥＤ素子２１の順方向電圧と同程度の電圧もしくはそれ以上の電圧低下（ステップ状の電圧低下）が発生する。この場合、一般に、ＬＥＤ素子２１の温度変化に対する順方向電圧の変化は、概ね０．００２Ｖ／℃程度で、正常なＬＥＤ素子２１の平均的な順方向電圧の大きさ（概ね２Ｖ程度）に比して十分に小さい。従って、総順方向電圧Ｖtotalに正常なＬＥＤ素子２１の平均的な順方向電圧と同程度の電圧以上のステップ状の電圧低下が発生した場合には、いずれかのＬＥＤ素子２１が短絡したと判断できる。そこで、本実施形態では、総順方向電圧Ｖtotalの変化を逐次監視するものとし、該総順方向電圧Ｖtotalが、短絡判定用電圧閾値以上のステップ状の電圧低下を生じたときに、いずれかのＬＥＤ素子２１が短絡したと判断することとする。そして、該短絡判定用電圧閾値は、正常なＬＥＤ素子２１の平均的な順方向電圧と同程度の値に設定されている。
【０１１７】
また、図３の回路では、ＬＥＤ素子群２３のいずれかのＬＥＤ素子２１（１つもしくは複数）の断線が発生したとき、制御回路部２７に入力される総順方向電圧Ｖtotalは、定電圧電源２９の電源電圧にほぼ等しい電圧までステップ状に増加する。そこで、本実施形態では、総順方向電圧Ｖtotalが断線判定用電圧閾値以上になったときに、いずれかのＬＥＤ素子２１の断線が発生したと判断することとする。そして、該断線判定用電圧閾値は、前記定電圧電源２９の電源電圧よりも若干低い値に設定されている。
【０１１８】
次に、本実施形態のＬＥＤ点灯制御装置の作動を図５のフローチャートを参照して説明する。図５は演算処理部４１の処理機能のうち、電流制御処理機能により実行される処理を示すフローチャートである。
【０１１９】
ＬＥＤ素子群２３の各ＬＥＤ素子２１を発光させるときには、まず、前記演算処理部４１の電流制御処理機能は、基準電圧Ｖrefの値をＶref1として、これをＤ／Ａ変換器３９を介して定電流源２５のオペアンプ３３に出力する（ＳＴＥＰ２１）。これにより、定電流源２５は、電流値ｉ1の出力電流（定電流）を発生し、その出力電流によるＬＥＤ素子群２３への通電が開始される。このとき、前記通常輝度での各ＬＥＤ素子１の連続的な発光が開始される。
【０１２０】
また、ＬＥＤ素子群２３への通電中は、演算処理部４１は、制御回路部２７に入力される総順方向電圧Ｖtotalの値を前記電圧検出処理機能により逐次検出する。
【０１２１】
そして、演算処理部４７は、電圧検出処理機能による総順方向電圧Ｖtotalの検出を行いながら、前記電流制御処理機能によって、図５のＳＴＥＰ２２からの処理を実行して、定電流源２５を制御する。
【０１２２】
ＳＴＥＰ２２では、演算処理部４１の電流制御処理機能は、電圧検出処理機能により検出された総順方向電圧Ｖtotal（以下、検出電圧Ｖtotalということがある）の現在値（最新値）をメモリ４３に記憶保持されている前記第１電圧閾値ＶＬ’と比較する。
【０１２３】
この比較において、Ｖtotal＞ＶＬ’である場合（ＳＴＥＰ２２でＮＯ）には、各ＬＥＤ素子２１のジャンクション温度が前記過熱ジャンクション温度ＴＨよりも低いと考えてよい。そこで、この場合には、演算処理部４１の電流制御処理機能は、定電流源２５に出力する基準電圧Ｖrefの値をＶref1に維持したまま、ＳＴＥＰ２２の比較処理を逐次繰り返す。従って、ＬＥＤ素子群２３への電流値ｉ1の定電流の通電が継続する。
【０１２４】
一方、Ｖtotal≦ＶＬ’である場合（ＳＴＥＰ２２でＹＥＳ）には、定電流源２５の出力電流を電流値ｉ1に維持すると、ＬＥＤ素子群２３の１つ以上のＬＥＤ素子１が過熱状態になる恐れがある。そこで、この場合には、演算処理部４１の電流制御処理機能は、定電流源２５に出力する基準電圧Ｖrefの値をＶref2に変更する（ＳＴＥＰ２３）。このとき、定電流源２５の出力電流は、電流値ｉ1から電流値ｉ2に変更される。これにより、ＬＥＤ素子群２３への通電電流が電流値ｉ1から電流値ｉ2に減少され、該ＬＥＤ素子群２３の各ＬＥＤ素子２１が前記減光輝度で発光するようになる。そして、このようにＬＥＤ素子群２３の通電電流を減少させることで、各ＬＥＤ素子２１のジャンクション温度も低下していくこととなる。これにより、各ＬＥＤ素子１のｐｎ接合部が過熱状態になるのが防止される。
【０１２５】
上記のようにＬＥＤ素子群２３の通電電流を減少させた後には、演算処理部４１の電流制御処理機能は、前記電圧検出処理機能により逐次得られる検出電圧Ｖtotalの現在値（最新値）をメモリ４３に記憶保持されている前記第２電圧閾値ＶＨ’と比較する（ＳＴＥＰ２４）。
【０１２６】
そして、この比較において、Ｖtotal＜ＶＨ’である場合（ＳＴＥＰ２４でＮＯ）には、各ＬＥＤ素子２１のジャンクション温度が未だ前記過熱ジャンクション温度ＴＨに近い温度で、前記過熱ジャンクション温度ＴＬまで低下していないと考えられる。そこで、この場合には、演算処理部４１の電流制御処理機能は、定電流源２５に出力する基準電圧Ｖrefの値をＶref2に維持したまま、ＳＴＥＰ２４の比較処理を繰り返す。従って、ＬＥＤ素子群２３への電流値ｉ2の定電流の通電が継続する（各ＬＥＤ素子２１の減光輝度での発光が継続する）。
【０１２７】
一方、Ｖtotal≧ＶＨ’である場合（ＳＴＥＰ２４でＹＥＳ）には、各ＬＥＤ素子２１のジャンクション温度が非過熱ジャンクション温度ＴＬまで下降したと考えれる。そこで、この場合には、演算処理部４１の電流制御処理機能は、定電流源２５に出力する基準電圧Ｖrefの値をＶref1に変更する（ＳＴＥＰ２５）。このとき、定電流源２５の出力電流は電流値ｉ2から電流値ｉ1に変更される。これにより、ＬＥＤ素子群２３への通電電流が電流値ｉ1に戻され、各ＬＥＤ素子２１が本来の通常輝度で発光するようになる。
【０１２８】
そして、このようにＬＥＤ素子群２３への通電電流を電流値ｉ1に戻した後には、演算処理部４１の電流制御処理機能は、前記ＳＴＥＰ２２からの処理を繰り返す。
【０１２９】
補足すると、前記ＳＴＥＰ２２でＶtotalをＶＬ’と比較するということは、Ｖtotal／Ｎ（ＬＥＤ素子群２３のＬＥＤ素子２１の１個あたりの順方向電圧）を、前記第１実施形態における第１電圧閾値ＶＬと比較することと等価である。従って、ＳＴＥＰ２２では、Ｖtotal／ＮをＶＬと比較するようにしてもよい。
【０１３０】
同様に、ＳＴＥＰ２４でＶtotalをＶＨ’と比較するということは、Ｖtotal／Ｎを、前記第１実施形態における第２電圧閾値ＶＨと比較することと等価である。従って、ＳＴＥＰ２４では、Ｖtotal／ＮをＶＨと比較するようにしてもよい。
【０１３１】
また、演算処理部４１は、上述した電流制御処理機能の処理と並行して、前記故障判断処理機能の処理を次のように実行する。
【０１３２】
すなわち、演算処理部４１の故障判断処理機能は、前記電圧検出処理機能により逐次得られる検出電圧Ｖtotalをメモリ４３に記憶保持されている断線判定用電圧閾値と比較すると共に、該検出電圧Ｖtotalの変化（所定の時間内の変化量）を逐次監視し、その変化量をメモリ４３に記憶保持されている短絡判定用電圧閾値と比較する。このとき、Ｖtotal≧断線判定用電圧閾値となった場合には、故障判断処理機能は、ＬＥＤ素子群２３のいずれかのＬＥＤ素子２１の断線が発生したと判断して、その旨を示すエラー信号を制御回路部２７から出力させる。また、検出電圧Ｖtotalの減少方向への変化量が短絡判定量電圧閾値以上になった場合には、故障判断処理機能は、ＬＥＤ素子群２３のいずれかのＬＥＤ素子２１の短絡が発生したと判断して、その旨を示すエラー信号を制御回路部２７から出力させる。
【０１３３】
以上が、本実施形態のＬＥＤ点灯制御装置の作動の詳細である。かかる本実施形態においても、前記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１３４】
なお、以上説明した実施形態では、制御回路部５にマイクロコンピュータを使用して定電流源３の出力電流を制御したが、例えば、マイクロコンピュータを使用せずに、複数のコンパレータなどを使用した回路により制御回路部を構成するようにしてもよい。
【０１３５】
次に、本発明の第４実施形態を図６を参照して説明する。なお、本実施形態は、本発明の第４態様の実施形態である。
【０１３６】
本実施形態のＬＥＤ点灯制御装置の回路構成は、図４に示した前記第３実施形態のものと同一である。そして、本実施形態は、制御回路部２７の演算処理部４１の電流制御処理機能の処理と、メモリ４３に記憶保持されるデータとだけが第３実施形態と相違するものである。従って、本実施形態の説明では、第３実施形態と同一の参照符号を使用して、第３実施形態と同一部分の説明を省略すると共に、第３実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【０１３７】
本実施形態では、メモリ４３には、前記第３実施形態における第１電圧閾値ＶＬ’、第２電圧閾値ＶＨ’の代わりに、前記過熱ジャンクション温度ＴＨおよび非過熱ジャンクション温度ＴＬの値があらかじめ記憶保持されている。この場合、過熱ジャンクション温度ＴＨおよび非過熱ジャンクション温度ＴＬは、それぞれ、本発明の第４態様における第１温度閾値、第２温度閾値に相当するものである。
【０１３８】
さらに、メモリ４３には、前記第２実施形態で説明した第１のパラメータと第２のパラメータとがあらかじめ記憶保持されている。これらの第１および第２のパラメータは、それぞれ本発明の第４の態様における第１のパラメータ、第２のパラメータに相当するものである。
【０１３９】
なお、メモリ４３には、第３実施形態と同様に、短絡判定用電圧閾値、断線判定用電圧閾値も記憶保持されている。これらの電圧閾値は、第３実施形態と同じである。さらに、メモリ４３には、ＬＥＤ素子群２３のＬＥＤ素子２１の個数Ｎも記憶保持されている。また、メモリ４３は、本発明の第４態様における記憶手段に相当するものである。
【０１４０】
また、本実施形態では、制御回路部２７の演算処理部４１は、第３実施形態と同様に、電圧検出処理機能、電流制御処理機能、および故障判断処理機能を備えている。この場合、電圧検出処理機能および故障判断処理機能は第３実施形態と同じである。
【０１４１】
一方、本実施形態では、電流制御処理機能の処理は、以下に説明するように、第３実施形態と多少相違している。
【０１４２】
図６は本実施形態における電流制御処理機能の処理を示すフローチャートである。以下、この処理を説明する。
【０１４３】
ＬＥＤ素子１を発光させるときには、演算処理部４１の電流制御処理機能は、まず、第３実施形態と同様に、基準電圧Ｖrefの値をＶref1として、これをＤ／Ａ変換器３９を介して定電流源２５のオペアンプ３３に出力する（ＳＴＥＰ３１）。これにより、定電流源２５は、電流値ｉ1の出力電流（定電流）を発生し、その出力電流によるＬＥＤ素子群２３への通電が開始される（通常輝度での各ＬＥＤ素子２１の連続的な発光が開始される）。
【０１４４】
このようにＬＥＤ素子群２３に電流値ｉ1の定電流を通電させた状態で、演算処理部４１の電流制御処理機能は、前記電圧検出処理機能により逐次得られる検出電圧Ｖtotal（ＬＥＤ素子群２３の総順方向電圧Ｖtotalの検出値）の現在値（最新値）とメモリ４３に記憶保持されている第１のパラメータとから、該検出電圧Ｖtotalに対応するジャンクション温度Ｔを算出する（ＳＴＥＰ３２）。すなわち、ＶtotalをＬＥＤ素子２１の個数Ｎで除算してなる値Ｖtotal／Ｎを、第１のパラメータにより規定される前記式（４）の相関関係におけるＶの値として使用することで、検出電圧Ｖtotalに対応するジャンクション温度Ｔを算出する（推定する）。この場合、ＬＥＤ素子２１に電流値ｉ1の定電流を通電している状態に対応する第１のパラメータを用いることにより、実際のジャンクション温度に精度よく合致する推定値を求めることができる。
【０１４５】
次いで、演算処理部４１の電流制御処理機能は、上記の如く求めたジャンクション温度Ｔをメモリ４３に記憶保持されている過熱ジャンクション温度ＴＨと比較する（ＳＴＥＰ３３）。
【０１４６】
この比較において、Ｔ＜ＴＨである場合（ＳＴＥＰ３３でＮＯ）には、演算処理部４１の電流制御処理機能は、定電流源２５に出力する基準電圧Ｖrefの値をＶref1に維持したまま、ＳＴＥＰ３２およびＳＴＥＰ３３の処理を繰り返す。
【０１４７】
一方、Ｔ≧ＴＨである場合（ＳＴＥＰ３３でＹＥＳ）には、演算処理部４１の電流制御処理機能は、定電流源２５に出力する基準電圧Ｖrefの値を、Ｖref1からＶref2に変更する（ＳＴＥＰ３４）。これにより、第３実施形態と同様に、定電流源２５からＬＥＤ素子群２３に通電電流は、電流値ｉ1から電流値ｉ2に減少され、各ＬＥＤ素子２１のｐｎ接合部が過熱状態になるのが防止される。
【０１４８】
このようにＬＥＤ素子群２３の通電電流を減少させた後には、演算処理部４１の電流制御処理機能は、前記電圧検出処理機能により逐次得られる検出電圧Ｖtotalとメモリ４３に記憶保持されている第２のパラメータとから、該検出電圧Ｖtotalに対応するジャンクション温度Ｔを算出する（ＳＴＥＰ３５）。すなわち、ＶtotalをＬＥＤ素子２１の個数Ｎで除算してなる値Ｖtotal／Ｎを、第２のパラメータにより規定される前記式（４）の相関関係におけるＶの値として使用することで、検出電圧Ｖtotalに対応するジャンクション温度Ｔを算出する（推定する）。この場合、ＬＥＤ素子２１に電流値ｉ2の定電流を通電している状態に対応する第２のパラメータを用いることにより、実際のジャンクション温度に精度よく合致する推定値を求めることができる。
【０１４９】
そして、演算処理部４１の電流制御処理機能は、上記の如く第２のパラメータを用いて算出したジャンクション温度Ｔを前記非過熱ジャンクション温度ＴＬと比較する（ＳＴＥＰ３６）。
【０１５０】
この比較において、Ｔ＞ＴＬである場合（ＳＴＥＰ３６でＮＯ）には、演算処理部４１の電流制御処理機能は、定電流源２５に出力する基準電圧Ｖrefの値をＶref2に維持したまま、ＳＴＥＰ３５およびＳＴＥＰ３６の処理を繰り返す。
【０１５１】
一方、Ｔ≦ＴＬである場合には、演算処理部４１の電流制御処理機能は、定電流源２５に出力する基準電圧Ｖrefの値を、Ｖref2からＶre1に変更する（ＳＴＥＰ３７）。これにより、ＬＥＤ素子群２３への通電電流が電流値ｉ1に戻され、各ＬＥＤ素子２１が本来の通常輝度で発光するようになる。
【０１５２】
そして、このようにＬＥＤ素子群２３への通電電流を電流値ｉ1に戻した後には、前記ＳＴＥＰ３２からの処理が演算処理部４１の電流制御処理機能により繰り返される。
【０１５３】
以上説明した以外の演算処理部４１の処理は、前記第３実施形態と同一である。かかる本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】本発明の第１実施形態のＬＥＤ点灯制御装置の回路構成を示す図。
【図２】図１の装置に備えた制御回路部の演算処理部の処理を示すフローチャート。
【図３】本発明の第２実施形態のＬＥＤ点灯制御装置に備えた制御回路部の演算処理部の処理を示すフローチャート。
【図４】本発明の第３実施形態のＬＥＤ点灯制御装置の回路構成を示す図。
【図５】図４の装置に備えた制御回路部の演算処理部の処理を示すフローチャート。
【図６】本発明の第４実施形態のＬＥＤ点灯制御装置に備えた制御回路部の演算処理部の処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１５５】
１，２１…ＬＥＤ素子、３，２５…定電流源（定電流通電手段）、２３…ＬＥＤ素子群、１１，４１…演算処理部（電圧検出手段、電流制御手段、故障判断手段）、１３，４３…メモリ（記憶手段）。
【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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