(57)【要約】【課題】出力制御の応答性に影響を与えることなくＬＥＤの順方向電圧のばらつきによる光束への影響を抑制して初期光束補正制御を実行するＬＥＤ点灯装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤ点灯装置（１）は、目標電流値に応じた出力電流をＬＥＤ（２）に供給する直流電源回路（２０、４０）と、ＬＥＤの順方向電圧を検出する検出回路（３０）と、ＬＥＤの累積点灯時間に対する目標電流値の変化を規定する補正関数を、ＬＥＤの初期点灯時に検出回路によって検出された順方向電圧の初期値に基づいて決定する補正関数決定部（５１）と、累積点灯時間を取得する点灯時間取得部（５２）と、累積点灯時間を補正関数に適用して目標電流値を決定する目標電流決定部（５３）を備える。【選択図】  図１
2017117606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ点灯装置であって、
目標電流値に応じた出力電流をＬＥＤに供給する直流電源回路と、
前記ＬＥＤの順方向電圧を検出する検出回路と、
前記ＬＥＤの累積点灯時間に対する前記目標電流値の変化を規定する補正関数を、前記ＬＥＤの初期点灯時に前記検出回路によって検出された順方向電圧の初期値に基づいて決定する補正関数決定部と、
前記累積点灯時間を取得する点灯時間取得部と、
前記累積点灯時間を前記補正関数に適用して前記目標電流値を決定する目標電流決定部と
を備えたＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置において、
前記検出回路が、更に前記出力電流を検出するように構成され、
前記直流電源回路が、前記出力電流を前記ＬＥＤに供給するＤＣ／ＤＣコンバータ、及び前記検出回路によって検出された出力電流が前記目標電流値に一致するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御回路を含む、ＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＬＥＤ点灯装置であって、
前記累積点灯時間に対する前記目標電流値の変化を前記初期値ごとに規定する複数の補正関数を記憶する記憶部を更に備え、
前記補正関数決定部が、前記初期値に応じて前記複数の補正関数から１つの補正関数を選択するように構成された、ＬＥＤ点灯装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＬＥＤ点灯装置において、
前記複数の補正関数が、少なくとも、第１の初期値に対する第１の補正関数及び第２の初期値に対する第２の補正関数を含み、
所与の累積点灯時間を前記第１の補正関数に適用して得られる第１の目標電流値と前記第１の初期値との積が、前記所与の累積点灯時間を前記第２の補正関数に適用して得られる第２の目標電流値と前記第２の初期値との積に等しくなるように、前記第１及び第２の補正関数が設定された、ＬＥＤ点灯装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のＬＥＤ点灯装置であって、
前記累積点灯時間に対する前記目標電流値の変化を前記ＬＥＤの順方向電圧の基準値について規定する基準関数を記憶する記憶部を更に備え、
前記補正関数決定部が、前記基準値と前記初期値との比率に基づいて前記基準関数から前記補正関数を導出するように構成された、ＬＥＤ点灯装置。
【請求項６】
請求項５に記載のＬＥＤ点灯装置において、
所与の累積点灯時間を前記補正関数に適用して得られる目標電流値と前記初期値との積が、前記所与の累積点灯時間を前記基準関数に適用して得られる目標電流値と前記基準値との積に等しくなるように、前記補正関数決定部が前記補正関数を導出するように構成された、ＬＥＤ点灯装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のＬＥＤ点灯装置において、前記補正関数決定部が、前記初期点灯時後の所定のタイミングにおいて、前記検出回路によって検出された前記ＬＥＤの順方向電圧に基づいて前記補正関数を再決定するように構成された、ＬＥＤ点灯装置。
【請求項８】
請求項３又は４に記載のＬＥＤ点灯装置において、前記補正関数決定部が、前記初期点灯時後の所定のタイミングにおいて、前記検出回路によって検出された前記ＬＥＤの順方向電圧を前記初期値に置き換えて前記複数の前記補正関数から１つの補正関数を再選択するように構成された、ＬＥＤ点灯装置。
【請求項９】
請求項５又は６に記載のＬＥＤ点灯装置において、前記補正関数決定部が、前記初期点灯時後の所定のタイミングにおいて、前記検出回路によって検出された前記ＬＥＤの順方向電圧と前記基準値との比率に基づいて、前記基準関数から前記補正関数を再導出するように構成された、ＬＥＤ点灯装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のＬＥＤ点灯装置と、前記ＬＥＤとを備えた照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ点灯装置及びそれを用いたＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＬＥＤの性質として、累積点灯時間の増加に対して光束が低下していくことが知られている。これは、ＬＥＤの点灯時間が増加するにつれて、発光に寄与する格子欠陥が変化すること及び青色光を白色光に変換するＹＡＧ系の蛍光体が劣化することによって発光効率が低下することに起因する。ＬＥＤ点灯装置には、このような光束の変化を補償するために、いわゆる初期光束補正機能が設けられる場合がある（特許文献１参照）。初期光束補正機能とは、ＬＥＤの点灯初期はＬＥＤ電流を定格電流よりも低減しておき、累積点灯時間が進むにつれてＬＥＤ電流を増加させて定格電流に近づけていく機能である。これにより、ＬＥＤ点灯開始当初から使用時間の経過にかかわらず一定の光束が得られる。また、初期光束補正機能によって、点灯初期に不要に高い光束で点灯が行われてしまうことが防止され、省エネ及びＬＥＤの長寿命化が実現される。
【０００３】
ところで、ＬＥＤの光束は、ＬＥＤ電流とＬＥＤ順方向電圧との積、すなわちＬＥＤ電力に実質的に相関する。したがって、初期光束補正制御においてＬＥＤ順方向電圧のばらつきが考慮されないと、複数のＬＥＤ照明装置間でＬＥＤの光束（明るさ）がばらついたまま初期光束補正制御が実行されることになる。また、この光束のばらつきは、同じ累積点灯時間に対する初期光束補正機能の効果のばらつきをもたらしてしまう。すなわち、順方向電圧が標準値よりも高いＬＥＤは相対的に明るく点灯されて光束が早く低下し、逆に順方向電圧が標準値よりも低いＬＥＤは相対的に暗く点灯されて光束が遅く低下することになり、これらのＬＥＤに対して同じ仕様の初期光束補正制御（例えば、順方向電圧が標準値のＬＥＤに対する仕様の初期光束補正制御）は最適なものとはならない。
【０００４】
これに対して、ＬＥＤ点灯装置において、ＬＥＤ電力が目標電力値に一致するように電力フィードバック制御が実行されればこの問題は解消され得る。例えば、特許文献２に開示される点灯装置は、ＬＥＤに電流を供給する点灯回路と、ＬＥＤに電流が供給されているときのＬＥＤの順方向電圧を検出するＶｆ検出回路と、Ｖｆ検出回路で検出された順方向電圧が大きいほどより小さな電流が流れるように点灯回路を制御する制御回路とを備える。同文献によると、制御回路は、ＬＥＤの順方向電圧が大きいほどより小さな電流がＬＥＤに流れ、かつ、その順方向電圧に依存することなく、順方向電圧とＬＥＤ電流との積（すなわち、出力電力）が一定となるように定電力制御を実行する。より具体的には、制御回路は、Ｖｆ検出回路から送られてくる検出信号が示す順方向電圧と点灯回路からの出力電流との積が一定となるように、制御目標値（すなわち、出力電流）を決定し、その制御目標値を示す制御信号を出力制御部に出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２２８８０号公報
【特許文献２】特開２０１４−１３０７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ＬＥＤ順方向電圧のばらつきの影響を抑制するために、特許文献２に開示されるような逐次的な定電力制御を適用すると、応答の遅延の問題が生じる。逐次的な定電力制御を行うためには、点灯回路の出力電流の検出値と出力電圧の検出値を乗算して出力電力の検出値を演算し、この出力電力の検出値が目標電力値となるように目標電流値を演算し、その目標電流値を出力電流フィードバックのための回路に出力する処理を逐次的に実行する必要がある。しかし、一般的なマイコンの演算速度（プログラム処理速度）は出力電流のフィードバックループに求められる応答速度よりも遅く、さらにマイコンは定電力制御以外の処理（保護機能実行の要否判定ための処理等）も行う必要があるため、出力電流フィードバックの応答性が低下する。したがって、初期光束補正制御において、ＬＥＤの順方向電圧のばらつきによる光束への影響の抑制と出力制御の応答性の確保の両立が求められる。
【０００７】
そこで、本発明は、出力制御の応答性に影響を与えることなくＬＥＤの順方向電圧のばらつきによる光束への影響を抑制して初期光束補正制御を実行するＬＥＤ点灯装置及びそれを用いたＬＥＤ照明装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のＬＥＤ点灯装置は、目標電流値に応じた出力電流をＬＥＤに供給する直流電源回路と、ＬＥＤの順方向電圧を検出する検出回路と、ＬＥＤの累積点灯時間に対する目標電流値の変化を規定する補正関数を、ＬＥＤの初期点灯時に検出回路によって検出された順方向電圧の初期値に基づいて決定する補正関数決定部と、累積点灯時間を取得する点灯時間取得部と、累積点灯時間を補正関数に適用して目標電流値を決定する目標電流決定部とを備える。
【０００９】
上記ＬＥＤ点灯装置によると、ＬＥＤの累積点灯時間に対する目標電流値の変化を規定する補正関数が順方向電圧の初期値に基づいて決定され、この補正関数に累積点灯時間を適用することによって目標電流値が決定される。このように、初期点灯時に初期値に基づいて補正関数が決定された後は、目標電流値が累積点灯時間のみを変数として決定されるので、目標電流値決定の処理が出力制御のループに含まれない。したがって、ＬＥＤ点灯装置における出力制御の応答性に影響を与えることなく順方向電圧のばらつきによる光束への影響を抑制して初期光束補正制御を実行することが可能となる。
【００１０】
また、検出回路が、更に出力電流を検出するように構成され、直流電源回路が、出力電流をＬＥＤに供給するＤＣ／ＤＣコンバータ、及び検出回路によって検出された出力電流が目標電流値で一致するようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御回路を含む。このように出力電流が定電流制御される構成においても、初期値に基づいて補正関数が決定された後は、目標電流値決定の処理が定電流制御のループに含まれない。したがって、ＬＥＤ電流の定電流制御の応答性を低下させることなく順方向電圧のばらつきによる光束への影響を抑制して初期光束補正制御を実行することが可能となる。
【００１１】
第１の形態によるＬＥＤ点灯装置は、累積点灯時間に対する目標電流値の変化を初期値ごとに規定する複数の補正関数を記憶する記憶部を更に備え、補正関数決定部は、初期値に応じて複数の補正関数から１つの補正関数を選択するように構成される。このように、補正関数が初期値に応じて記憶部から選択される構成としたので、補正関数決定部による補正関数決定のための処理が簡素な構成で実現される。
【００１２】
ここで、複数の補正関数が、少なくとも、第１の初期値に対する第１の補正関数及び第２の初期値に対する第２の補正関数を含み、所与の累積点灯時間を第１の補正関数に適用して得られる第１の目標電流値と第１の初期値との積が、同じ累積点灯時間を第２の補正関数に適用して得られる第２の目標電流値と第２の初期値との積に等しくなるように、第１及び第２の補正関数が設定されることが好ましい。これにより、複数のＬＥＤ点灯装置から給電されるそれぞれのＬＥＤ間の光束の一致性が高まる。
【００１３】
第２の形態によるＬＥＤ点灯装置は、累積点灯時間に対する目標電流値の変化をＬＥＤの順方向電圧の基準値について規定する基準関数を記憶する記憶部を更に備え、補正関数決定部が、基準値と初期値との比率に基づいて基準関数から補正関数を導出するように構成される。これにより、初期値のばらつきに対して連続的に補正関数を決定することができ、初期光束補正精度が向上する。
【００１４】
ここで、所与の累積点灯時間を補正関数に適用して得られる目標電流値と初期値との積が、同じ累積点灯時間を基準関数に適用して得られる目標電流値と基準値との積に等しくなるように、補正関数決定部が補正関数を導出するように構成されることが好ましい。これにより、複数のＬＥＤ点灯装置から給電されるそれぞれのＬＥＤ間の光束の一致性が高まる。
【００１５】
第３の形態として、上記いずれかのＬＥＤ点灯装置において、補正関数決定部が、初期点灯時後の所定のタイミングにおいて、検出回路によって検出されたＬＥＤの順方向電圧に基づいて補正関数を再決定するように構成されてもよい。上記第１の形態においては、補正関数決定部は、初期点灯時後の所定のタイミングにおいて、検出回路によって検出されたＬＥＤの順方向電圧を初期値に置き換えて複数の補正関数から１つの補正関数を再選択するように構成される。また、上記第２の形態においては、補正関数決定部は、初期点灯時後の所定のタイミングにおいて、検出回路によって検出されたＬＥＤの順方向電圧と基準値との比率に基づいて、基準関数から補正関数を再導出するように構成される。このように、順方向電圧の経時変化を考慮して補正関数を再決定することによって、ＬＥＤの寿命にわたって初期光束補正制御の精度を向上させることができる。
【００１６】
本発明のＬＥＤ照明装置は、上記第１から第３の形態のいずれかによるＬＥＤ点灯装置と、ＬＥＤとを備える。上述したように、ＬＥＤ点灯装置では、出力制御の応答速度を低下させることなくＬＥＤの順方向電圧のばらつきによる光束への影響を抑制して初期光束補正制御が実行されるので、ユーザは、ＬＥＤの寿命にわたって適正な明るさの照明を得ることができ、特に複数のＬＥＤについては均一な明るさの照明を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１乃至第３の実施形態によるＬＥＤ点灯装置及びＬＥＤ照明装置のブロック図である。
【図２】第１の実施形態によるＬＥＤ点灯装置の動作を説明する図である。
【図３】第２の実施形態によるＬＥＤ点灯装置の動作を説明する図である。
【図４】第３の実施形態によるＬＥＤ点灯装置の動作を説明する図である。
【図５】変形例によるＬＥＤ点灯装置及びＬＥＤ照明装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１の実施形態＞
図１に、本発明の第１の実施形態によるＬＥＤ点灯装置１−１〜１−ｎ及びＬＥＤ照明装置３−１〜３−ｎのブロック図を示す。ＬＥＤ点灯装置１−１〜１−ｎの各々及びＬＥＤ２−１〜２−ｎの各々によってＬＥＤ照明装置３−１〜３−ｎの各々が構成される。ＬＥＤ点灯装置１−１〜１−ｎは、商用電源等の交流電源ＡＣから給電され、それぞれのＬＥＤ２−１〜２−ｎを点灯する。ＬＥＤ点灯装置１−１〜１−ｎは、１つの交流電源に接続されていてもよいし、グループ分けされて複数の交流電源に接続されていてもよい。ＬＥＤ点灯装置１−１〜１−ｎの各々は同じ構成を有する。以降の説明において、ＬＥＤ点灯装置１−１〜１−ｎのいずれか１つを代表して、又はこれらを総称してＬＥＤ点灯装置１という。同様に、ＬＥＤ照明装置３−１〜３−ｎのいずれか１つを代表して、又はこれらを総称してＬＥＤ照明装置３という。
【００１９】
ＬＥＤ２−１〜２−ｎの各々は、直列接続又は直並列接続された複数のＬＥＤ素子を備えたＬＥＤモジュールである。ＬＥＤ２−１〜２−ｎの各々は同じ仕様のＬＥＤモジュールからなるが、各ＬＥＤモジュールにおけるＬＥＤ素子の合計の順方向電圧Ｖｆがばらつき得る。なお、以降の説明において、ＬＥＤ２−１〜２−ｎのいずれか１つを代表して、又はこれらを総称してＬＥＤ２ともいう。
【００２０】
ＬＥＤ点灯装置１は、入力回路１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、検出回路３０、制御回路４０及び光束補正回路５０を備え、交流電源ＡＣから供給される交流入力を所定の直流出力に変換してそれをＬＥＤ２に供給する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０及び制御回路４０を併せて直流電源回路ともいう。
【００２１】
入力回路１０は、ダイオードブリッジ１１及び入力コンデンサ１２を備える。交流入力電圧がダイオードブリッジ１１によって全波整流され、入力コンデンサ１２には脈流電圧が現われる。なお、直流電源からの直流電圧がＬＥＤ点灯装置１に入力される場合には入力回路１０は不要である。
【００２２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、スイッチング素子２１（ＭＯＳＦＥＴ）、トランス２２、ダイオード２３及び出力コンデンサ２４を備え、スイッチング素子２１のＰＷＭ駆動によってＬＥＤ２に直流電力を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、本実施形態においては絶縁型フライバックコンバータからなり、力率改善機能を持つ、いわゆるワンコンバータ方式のフライバック回路を構成する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、バックコンバータ、バックブーストコンバータ等、他の形式のコンバータであってもよい。
【００２３】
スイッチング素子２１のオン期間にトランス２２の一次巻線によってエネルギーが蓄積され、スイッチング素子２１のオフ期間にそのエネルギーがトランス２２の二次巻線側からダイオード２３を介して出力コンデンサ２４に充電される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電力は、スイッチング素子２１のＰＷＭ制御におけるオンデューティ（デューティ比）、一次巻線に対する二次巻線の巻数比等によって決まる。スイッチング素子２１は、後述するスイッチング制御用の制御ＩＣ４５によって駆動される。なお、以降の説明において、入力コンデンサ１２の低電位電極側ノードを一次側グランドＧ１といい、出力コンデンサ２４の低電位電極側ノードを二次側グランドＧ２というものとする。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電流を単に「出力電流」といい、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧を単に「出力電圧」という。各実施形態において、出力電流はＬＥＤ電流に等しく、出力電圧はＬＥＤ２の順方向電圧Ｖｆに等しいものとする。
【００２４】
検出回路３０は、抵抗３１及び３２からなる電圧検出回路並びに電流検出抵抗３３からなる電流検出回路を含み、二次側グランドＧ２を基準電位とする。電圧検出回路（抵抗３１及び３２）は出力コンデンサ２４に並列接続された分圧抵抗回路からなり、出力電圧に比例した電圧が抵抗３２に発生する。電流検出抵抗３３は二次側グランドＧ２とＬＥＤ２のカソード端との間に挿入された低抵抗素子からなり、出力電流に比例した電圧が電流検出抵抗３３に発生する。
【００２５】
制御回路４０は、オペアンプ４１、定電圧源４２（例えば制御電源）、抵抗４３、フォトカプラ４４及び制御ＩＣ４５を含み、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力を定電流制御する。フォトカプラ４４はフォトダイオード４４ｄ及びフォトトランジスタ４４ｔを含み、フォトダイオード４４ｄ及びその前段の回路（オペアンプ４１、定電圧源４２等）が二次側グランドＧ２を基準電位とし、フォトトランジスタ４４ｔ及びその後段の回路（制御ＩＣ４５）が一次側グランドＧ１を基準電位として動作する。なお、制御回路４０には、制御電源が適宜給電されるものとする。
【００２６】
オペアンプ４１の負入力端子（−）には、検出回路３０からの検出電流値が入力され、オペアンプ４１の正入力端子（＋）には、光束補正回路５０からの目標電流値が入力される。オペアンプ４１の負入力端子と出力端子間には不図示の帰還素子（抵抗、コンデンサ、又はこれらの直列回路若しくは並列回路）が接続され、負入力端子電圧と正入力端子電圧の誤差が出力端子において出力される。オペアンプ４１の出力はフォトダイオード４４ｄのカソードに接続され、フォトダイオード４４ｄのアノードは抵抗４３を介して定電圧源４２に接続される。フォトカプラ４４では、フォトダイオード４４ｄに流れる電流に応じてフォトトランジスタ４４ｔの出力状態が決定され、フォトトランジスタ４４ｔの出力が入力信号として制御ＩＣ４５に入力される。通常点灯時においては、オペアンプ４１は、出力電流（検出電流値）が目標電流値に一致するようにスイッチング素子２１のＰＷＭ制御におけるオン幅を決定することになる。
【００２７】
制御ＩＣ４５は、一般的なＬＥＤドライバＩＣからなり、制御ＩＣ４５には不図示の周辺回路素子が適宜接続される。制御ＩＣ４５は、フォトトランジスタ４４ｔの出力状態に応じたパルス幅のＰＷＭ駆動信号を生成し、それをスイッチング素子２１のゲート電圧として出力する。例えば、制御ＩＣ４５は、フォトダイオード４４ｄ及びフォトトランジスタ４４ｔの電流の増加／減少に対してＰＷＭ制御のオン幅を減少／増加させ、出力電流を低減させる。すなわち、制御回路４０は、出力電流が目標電流値に一致するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２０を定電流制御する。
【００２８】
光束補正回路５０は、例えばマイコンからなり、初期光束補正機能を実行する。光束補正回路５０は、補正関数決定部５１、点灯時間取得部５２、目標電流決定部５３、Ａ／Ｄ変換部５４、記憶部５５及び計時部５６を備え、これらの各部はバスＢによって相互に信号又はデータのやり取りが可能な態様で接続される。補正関数決定部５１、点灯時間取得部５２及び目標電流決定部５３はＣＰＵの一部を構成し、このＣＰＵは、上記各部に含まれない一般的な処理機能を適宜実行できるものとする。Ａ／Ｄ変換部５４は、検出回路３０の電圧検出回路（抵抗３１及び３２）によって検出された出力電圧をＡ／Ｄ変換してマイコンに取り込むものである。なお、Ａ／Ｄ変換部５４はマイコンの外部にあってもよい。
【００２９】
記憶部５５は、データ及びプログラムを記憶するための不揮発性メモリである。本実施形態では、記憶部５５には、ＬＥＤ２の累積点灯時間に対する目標電流値の変化を、順方向電圧Ｖｆの初期値Ｖｆ０ごとに規定する複数の補正関数が記憶される。なお、初期値Ｖｆ０とは、初期点灯時に検出回路３０（抵抗３１及び３２）によって検出された順方向電圧Ｖｆ（出力電圧）のことである。また、初期点灯とは、ＬＥＤ２がＬＥＤ点灯装置１に装着されてから数回以内程度の点灯、好ましくは初回点灯を意味する。したがって、初期点灯は、ＬＥＤ点灯装置１の出荷前における試験用ＬＥＤ、疑似負荷等を装着した状態での点灯又は動作を含まない。
【００３０】
図２を参照して、上記複数の補正関数の例とともにＬＥＤ点灯装置１の動作を説明する。図２は、上段から点灯状態（調光率：％）、目標電流値Ｉｔ（ｍＡ）及び光束（ｌｍ）を示し、横軸は累積点灯時間Ｔ（ｈｏｕｒ）である。なお、出力電流は目標電流値に一致するものとする。
【００３１】
点灯状態は、初期値Ｖｆ０にかかわらずそれぞれのＬＥＤ２について、点灯開始時（Ｔ＝０）に８０％調光から開始され、Ｔ＝６００００に達する時点で全光（１００％）となるように設定される。そして、Ｔ＝６００００を超えた後は、点灯状態は全光に維持される。この点灯状態の推移及び以下に説明する補正関数の適用によって、光束は、全ＬＥＤ２において寿命にわたって規定値（例えば、１００００ｌｍ）で一定となる。
【００３２】
図２に示すように、目標電流値Ｉｔは、初期値Ｖｆ０の各々について規定され、補正カーブＡ（補正関数Ａ）は初期値Ｖｆ０＝１４０（Ｖ）に対する補正関数を示し、補正カーブＢ（補正関数Ｂ）は初期値Ｖｆ０＝１６０（Ｖ）に対する補正関数を示す。所与の累積点灯時間における順方向電圧Ｖｆと目標電流値Ｉｔとの積が補正関数間で同一となるように、各補正関数が設定される。これにより、ＬＥＤ点灯装置１−１〜１−ｎから給電されるＬＥＤ２−１〜２−ｎ間の光束の一致性が高まる。
【００３３】
例えば、補正関数Ａ（Ｖｆ０＝１４０）においては、目標電流値Ｉｔは、０≦Ｔ≦６００００では４８０≦Ｉｔ≦６００で増加し、６００００＜ＴではＩｔ＝６００に維持される。一方、補正関数Ｂ（Ｖｆ０＝１６０）においては、目標電流値Ｉｔは、０≦Ｔ≦６００００では４２０≦Ｉｔ≦５２５で増加し、６００００＜ＴではＩｔ＝５２５に維持される。例えば、補正関数Ａ及びＢにおける目標値Ｉｔ×初期値Ｖｆ０に関して、
Ｔ＝０において、１４０Ｖ×４８０ｍＡ＝１６０Ｖ×４２０ｍＡ、
６００００≦Ｔにおいて、１４０Ｖ×６００ｍＡ＝１６０Ｖ×５２５ｍＡ
であることが分かる。０＜Ｔ＜６００００の範囲においても、上記の関係が成り立つ。なお、図２においては、２つの初期値に対する２つの補正関数を示すが、３以上の初期値に対する３以上の補正関数が規定されてもよい。
【００３４】
図１に戻り、補正関数決定部５１は、累積点灯時間に対する目標電流値の変化を規定する補正関数を、初期値Ｖｆ０に基づいて決定する。本実施形態では、補正関数決定部５１は、記憶部５５に記憶されている複数の補正関数から初期値Ｖｆ０に応じて１つの補正関数を選択する。より具体的には、補正関数決定部５１は、まずデフォルト設定の補正関数又は点灯状態（例えば、調光率８０％）において初期点灯を行い、初期点灯時に検出された順方向電圧Ｖｆ（初期値Ｖｆ０）に最も近い値の初期値に対する補正関数をその後採用する。例えば、図２に示す例において、デフォルト設定での初期点灯時に検出された順方向電圧Ｖｆが１５５Ｖであった場合、補正関数決定部５１は、Ｖｆ０＝１６０に対する補正関数Ｂを選択及び採用する。
【００３５】
点灯時間取得部５２は、ＬＥＤ２の累積点灯時間を取得する。累積点灯時間は、タイマ又はカウンタからなる計時部５６による計時出力から取得され、記憶部５５に記憶される。なお、調光率が１００％で一定となった後の期間（図２の例では累積点灯時間が６００００時間を超えた後の期間）においては累積点灯時間を取得する必要はない。
【００３６】
目標電流決定部５３は、累積時間取得部５２によって取得された累積点灯時間を、補正関数決定部５１によって選択された補正関数に適用（代入）して目標電流値を決定し、この目標電流値を制御回路４０のオペアンプ４１に出力する。なお、調光率が１００％で一定となった後の期間（図２の例では累積点灯時間が６００００時間を超えた後の期間）においては目標値決定の処理を新たに行う必要はない。
【００３７】
なお、点灯時間取得部５２による累積点灯時間の取得及び目標電流決定部５３による目標電流値の決定は、補正関数の勾配及び目標電流値のビット解像度を考慮して、比較的低い頻度で実行されればよく、所定の期間（例えば、１００時間、１０００時間等）又は所定の点灯回（１回の点灯中、１００回の点灯）において目標電流値が１つの値に固定されるようにしてもよい。
【００３８】
また、光束補正回路５０に、マスク機能又はリセット機能が付加されてもよい。マスク機能とは、ＬＥＤ点灯装置１の出荷前の試験点灯（負荷がＬＥＤ２とは限らない）の際に、補正関数の決定、累積点灯時間のカウント、点滅回数のカウント等を無効化する機能である。このようなマスク機能は、例えば、光束補正回路５０のマイコンの所定端子の操作によって実施可能である。また、リセット機能とは、上記試験点灯が行われた場合又はＬＥＤ点灯装置１の使用中にＬＥＤ２が故障により交換された場合に、累積点灯時間のカウント、点灯回数のカウント、決定された補正関数等を初期状態（デフォルトの状態）にリセットする機能である。このようなリセット機能も、例えば、光束補正回路５０のマイコンの所定端子の操作によって実施可能である。
【００３９】
以上のように、本実施形態によるＬＥＤ点灯装置１は、出力電流をＬＥＤ２に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、出力電流及びＬＥＤ２の順方向電圧を検出する検出回路３０と、検出回路３０によって検出された出力電流が目標電流値で一定となるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２０を制御する制御回路４０と、光束補正回路５０を備える、光束補正回路５０において、補正関数決定部５１が、ＬＥＤ２の累積点灯時間に対する目標電流値の変化を規定する補正関数を初期値Ｖｆ０に基づいて決定し、点灯時間取得部５２が累積点灯時間を取得し、目標電流決定部５３が累積点灯時間を補正関数に適用して目標電流値を決定する。
【００４０】
このように、ＬＥＤ２の累積点灯時間に対する目標電流値の変化を規定する補正関数が初期値Ｖｆ０に基づいて決定され、この補正関数に累積点灯時間を適用することによって目標電流値が決定される。すなわち、初期点灯時に初期値Ｖｆ０に基づいて補正関数が決定された後は、目標電流値が累積点灯時間のみを変数として決定されるので、目標電流値決定の処理が出力電流の定電流制御のループに含まれない。したがって、ＬＥＤ点灯装置１における出力制御の応答性に影響を与えることなく（すなわち、定電流制御の応答性を低下させることなく）順方向電圧のばらつきによる光束への影響を抑制して初期光束補正制御を実行することが可能となる。これにより、ＬＥＤ照明装置３−１〜３−ｎのユーザは、ＬＥＤ２−１〜２−ｎの寿命にわたって均一かつ適正な明るさの照明を得ることができる。
【００４１】
特に、本実施形態では、累積点灯時間に対する目標電流値の変化を初期値ごとに規定する複数の補正関数が記憶部５５に記憶され、補正関数決定部５１が、初期値Ｖｆ０に応じて複数の補正関数から１つの補正関数を選択するように構成される。このように、補正関数が初期値Ｖｆ０に応じて記憶部５５から選択される構成としたので、補正関数決定部５１による補正関数決定のための処理が簡素な構成で実現される。
【００４２】
＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、複数の初期値Ｖｆ０に対する複数の補正関数が記憶部５５に記憶される構成を示したが、本実施形態では、基準となる補正関数が記憶部５５に記憶され、順方向電圧Ｖｆの基準値に応じてその関数が修正される構成を示す。本実施形態のＬＥＤ点灯装置１のブロック図は第１の実施形態のもの（図１）と実質的に同様であるので、その重複する説明を省略する。本実施形態と第１の実施形態とは、補正関数決定部５１及び記憶部５５に関する動作が異なる。
【００４３】
記憶部５５には、ＬＥＤ２の順方向電圧Ｖｆの基準値Ｖｆｒｅｆ及びこの基準値Ｖｆｒｅｆに対する補正関数となる基準関数が記憶される。なお、基準値Ｖｆｒｅｆは、必ずしも順方向電圧Ｖｆの標準値でなくてもよい。補正関数決定部５１は、まずデフォルト設定の補正関数（例えば、基準関数）又は点灯状態（例えば、調光率８０％）において初期点灯を行い、基準値Ｖｆｒｅｆと初期値Ｖｆ０との比率に基づいて基準関数から補正関数を導出及び採用する。
【００４４】
図３を参照して、補正関数の例示とともにＬＥＤ点灯装置１の動作を説明する。図３は、上段から点灯状態（調光率：％）、目標電流値Ｉｔ（ｍＡ）及び光束（ｌｍ）を示し、横軸は累積点灯時間Ｔ（ｈｏｕｒ）である。なお、図３における点灯状態及び光束は、第１の実施形態で示したもの（図２）と同様である。また、出力電流は目標電流値に一致するものとする。
【００４５】
図３に示すように、基準関数ＲはＶｆｒｅｆ＝１４０（Ｖ）に対する補正関数（図２の補正関数Ａと同一）であり、Ｔ＝０においてＩｔ＝４８０であり、６００００≦ＴにおいてＩｔ＝６００である。すなわち、基準関数Ｒは、
Ｉｔ＝０．００２Ｔ＋４８０、０≦Ｔ≦６００００
Ｉｔ＝６００、６００００＜Ｔ
となる。
【００４６】
ここで、補正関数決定部５１は、累積点灯時間Ｔを補正関数Ｒに適用して得られる目標電流値Ｉｔと初期値Ｖｆ０との積が、同じ累積点灯時間Ｔを基準関数Ｒに適用して得られる目標電流値Ｉｔと基準値Ｖｆｒｅｆとの積に等しくなるように、補正関数Ｃを導出する。具体的には、図３の例では、補正関数Ｃは、
Ｉｔ＝（０．００２Ｔ＋４８０）×Ｖｆｒｅｆ／Ｖｆ０、０≦Ｔ≦６００００
Ｉｔ＝６００×Ｖｆｒｅｆ／Ｖｆ０、６００００＜Ｔ
となる。これにより、ＬＥＤ点灯装置１−１〜１−ｎから給電されるＬＥＤ２−１〜２−ｎ間の光束の一致性が高まる。
【００４７】
補正関数決定部５１によって補正関数Ｃが決定された後は、第１の実施形態と同様に、点灯時間取得部５２がＬＥＤ２の累積点灯時間を取得し、目標電流決定部５３が累積点灯時間を補正関数Ｃに適用して目標電流値を決定してそれをオペアンプ４１に出力する。
【００４８】
以上のように、本実施形態によるＬＥＤ点灯装置１においても、第１の実施形態と同様に、初期点灯時に初期値Ｖｆ０に基づいて補正関数が決定された後は、目標電流値が累積点灯時間のみを変数として決定されるので、目標電流値決定の処理が出力電流の定電流制御のループに含まれない。したがって、ＬＥＤ点灯装置１における出力制御の応答性に影響を与えることなく順方向電圧のばらつきによる光束への影響を抑制して初期光束補正制御を実行することが可能となる。
【００４９】
特に、本実施形態では、累積点灯時間に対する目標電流値の変化をＬＥＤ２の順方向電圧の基準値Ｖｆｒｅｆについて規定する基準関数が記憶部５５に記憶され、補正関数決定部５１が、基準値Ｖｆｒｅｆと初期値Ｖｆ０との比率に基づいて基準関数から補正関数を導出するように構成される。これにより、初期値Ｖｆ０のばらつきに対して連続的に補正関数を決定することができ、初期光束補正精度が向上する。
【００５０】
＜第３の実施形態＞
上記第１及び第２の実施形態では、初期値Ｖｆ０に基づいて補正関数が確定される構成を示したが、本実施形態では、順方向電圧Ｖｆの経時的を考慮して、初期点灯後に補正関数が変更される構成を示す。本実施形態のＬＥＤ点灯装置１のブロック図は第１の実施形態のもの（図１）と同様であるので、その重複する説明を省略する。本実施形態と第１及び第２の実施形態とは、補正関数決定部５１に関する動作が異なる。
【００５１】
本実施形態では、補正関数決定部５１は、初期点灯時後の所定のタイミングにおいて、検出回路３０によって検出された順方向電圧Ｖｆに基づいて補正関数を再決定するように構成される。上記所定のタイミングは、順方向電圧Ｖｆが所定値を超えた時点又は下回った時点であってもよいし、順方向電圧Ｖｆが、前回補正関数を決定した際の順方向電圧Ｖｆ（例えば、初期値Ｖｆ０）から所定値以上変動した時点であってもよい。
【００５２】
あるいは、上記所定のタイミングは、累積点灯時間について周期的なもの（例えば、１０００時間毎、１００００時間毎、３００００時間毎等）であってもよいし、点灯回数に関して周期的なもの（例えば、３０回点灯毎、１００回点灯毎、３６５回点灯毎、１０００回点灯毎等）であってもよい。なお、点灯回数は、光束補正回路５０内の不図示のカウンタによって計測可能である。あるいは、所定のタイミングは、周期的でないもの（例えば、累積点灯時間が６００００時間に達した時点等）であってもよい。
【００５３】
いずれの場合であっても、点灯中に出力電流及び光束が（わずかな差ではあるが）急峻に切り換るのを回避するために、目標電流値の切換時の変化をなだらかにしてもよい。あるいは、上記所定のタイミングが発生した後の最初の点灯時に、再決定された補正関数が適用されるようにしてもよい。
【００５４】
第１の実施形態において示したように補正関数が複数の補正関数から選択される構成の場合、補正関数決定部５１は、上記所定のタイミングにおける順方向電圧Ｖｆを初期値Ｖｆ０に置き換えて、記憶部５５に記憶された複数の補正関数から１つの補正関数を再選択する。
【００５５】
図４を参照して、この場合の補正関数の例示とともにＬＥＤ点灯装置１の動作を説明する。図４は、上段から点灯状態（調光率：％）、目標電流値Ｉｔ（ｍＡ）、順方向電圧Ｖｆ（Ｖ）及び光束（ｌｍ）を示し、横軸は累積点灯時間Ｔ（ｈｏｕｒ）である。なお、図４における点灯状態及び光束は、第１の実施形態で示したもの（図２）と同様である。また、出力電流は目標電流値に一致するものとする。
【００５６】
図４の例では、記憶部５５には、Ｖｆ０＝１４０、１５０及び１６０（Ｖ）にそれぞれ対応する補正関数Ｄ、Ｅ及びＦが記憶される。なお、補正関数Ｄ及びＦは、第１の実施形態の補正関数Ａ及びＢとそれぞれ同一である。より詳細には、補正関数決定部５１は、Ｖｆ０≦１４５においては補正関数Ｄを選択し、１４５＜Ｖｆ０≦１５５においては補正関数Ｅを選択し、１５５＜Ｖｆ０においては補正関数Ｆを選択する。図４は、例示として、Ｔ＝０でのＶｆ０＝１５２に対して補正関数Ｅが選択され、Ｔ＝４００００付近の時間ｔ１で順方向電圧Ｖｆが１５５Ｖを超えて関数Ｆが選択され、Ｔ＝８００００付近の時間ｔ２で順方向電圧Ｖｆが１４５Ｖ以下となり関数Ｄが選択されたことを示す。なお、図４の時間ｔ２に示すように、順方向電圧Ｖｆが急激に低下する要因として、ＬＥＤ２のモジュールを構成するＬＥＤ素子の一部短絡故障があり得る。言い換えると、本例の構成により、ＬＥＤモジュール内のＬＥＤ素子の一部短絡が発生した場合でも、初期光束補正制御の精度が確保される。
【００５７】
また、第２の実施形態において示したように補正関数が基準関数から導出される構成の場合には、補正関数決定部５１は、上記所定のタイミングにおける順方向電圧Ｖｆと基準値Ｖｆｒｅｆとの比率に基づいて、基準関数から補正関数を再導出する。第２の実施形態に関して上述した例において、基準値Ｖｆｒｅｆ＝１４０に対して、初期点灯時にＶｆ＝Ｖｆ０であり、所定のタイミングにおいてＶｆ＝Ｖｆ１であった場合、補正関数は、
Ｉｔ＝（０．００２Ｔ＋４８０）×１４０／Ｖｆ０  から
Ｉｔ＝（０．００２Ｔ＋４８０）×１４０／Ｖｆ１  に変更される。
【００５８】
以上のように、本実施形態によると、補正関数決定部５１が、初期点灯時後の所定のタイミングにおいて、検出回路３０によって検出された順方向電圧Ｖｆに基づいて補正関数を再決定するように構成される。このように、順方向電圧Ｖｆの経時変化を考慮して補正関数を再決定することによって、ＬＥＤ２の寿命にわたって初期光束補正制御の精度を向上させることができる。
【００５９】
＜変形例＞
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。
【００６０】
（１）補正関数の変形
上記各実施形態では、補正関数（及び基準関数）における目標電流値の増加が一次関数的なものを示したが、補正関数（及び基準関数）はこれに限られない。例えば、電流目標値が累積点灯時間に対して曲線的に増加する補正関数、段階的に増加する補正関数等、他の形態の補正関数が採用されてもよい。
【００６１】
（２）出力電流制御の変形
上記各実施形態では、直流電源回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ２０及び制御回路４０）における出力電流制御に電流フィードバックが採用される構成を示したが、より簡素な構成として出力電流制御にフィードフォワードが採用される構成も可能である。図５に、この場合のＬＥＤ点灯装置１及びＬＥＤ照明装置３のブロック図を示す。本変形例のＬＥＤ点灯装置１と第１の実施形態のＬＥＤ点灯装置１（図１）とは、検出回路３０及び制御回路４０が異なり、他の構成要素は同様である。図５に示すように、検出回路３０は、電圧検出回路（抵抗３１及び３２）のみを含む。制御回路４０において、光束補正回路５０の目標電流決定部５３の出力は、増幅回路４６を介してフォトダイオード４４ｄに入力される。このように、制御回路４０は、目標電流決定部５３によって決定された目標電流値に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電流をフィードフォワード制御する。
【符号の説明】
【００６２】
１、１−１〜１−ｎ  ＬＥＤ点灯装置
２、２−１〜２−ｎ  ＬＥＤ
３、３−１〜３−ｎ  ＬＥＤ照明装置
２０  ＤＣ／ＤＣコンバータ（直流電源回路）
３０  検出回路
４０  制御回路（直流電源回路）
５０  光束補正回路
５１  補正関数決定部
５２  点灯時間取得部
５３  目標電流決定部
５５  記憶部
【図１】
2017117606.tif 000003
【図２】
2017117606.tif 000004
【図３】
2017117606.tif 000005
【図４】
2017117606.tif 000006
【図５】
2017117606.tif 000007