JP2009049270A

JP2009049270A - Ｌｅｄ照明装置

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Publication number: JP2009049270A
Application number: JP2007215641A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takeno; 博幸竹野
Original assignee: TOKUSHIN DENKI KOGYO KK
Current assignee: TOKUSHIN DENKI KOGYO KK
Priority date: 2007-08-22
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2009-03-05

Abstract

【課題】接続されたＬＥＤユニットの定格電圧を超える印加電圧をＬＥＤユニットに印加しないように制御した状態で、ＬＥＤユニットごとに調光レベル範囲とＬＥＤユニットへの印加電圧範囲を整合させてＬＥＤユニットを調光制御する。
【解決手段】ＬＥＤユニットＣを接続した後、ＬＥＤ照明装置１では、印加電圧制限部２３の印加電圧制限ボリューム２３１によって、設定電圧Ｖ８が（ＬＥＤユニットＣの定格電圧）／（電源供給部２０のゲイン）となるように設定される。その後、調光装置によって基準信号Ｖ５を最大にし、整合部２４のボリューム２４１によって、基準信号Ｖ５が最大のときに報知部２５の定電流モードランプ２５２が点灯と消灯の切り替わりになるように電流検出部２１からの両端電圧Ｖ３’に対する増幅度を調整する。つまり、基準信号Ｖ５が最大のときに電源供給部２０からの印加電圧Ｖ２がＬＥＤユニットＣの定格電圧になるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、１又は複数のＬＥＤで構成されるＬＥＤユニットを点灯制御するＬＥＤ照明装置に関するものである。

製品の外観を検査する自動外観検査システムに用いられ、上記製品を照明するためのＬＥＤユニットを点灯制御するＬＥＤ照明装置は、種々市販又は開発されており、特許文献１にも、異なるＬＥＤユニット（照明ヘッド）に対して電源供給を可能とする電源装置が開示されている。特許文献１では、各ＬＥＤユニットが、電流を検出するための電流検出抵抗を備えている。各電流検出抵抗は、ＬＥＤユニットに定格電流が流れたときに両端電圧が予め設定された基準値となるように設定されている。一方、電源装置では、電流コントローラにおいて、オペアンプが電流検出抵抗の両端電圧と基準値とを比較し、電流検出抵抗の両端電圧が基準値となるようにトランジスタがＬＥＤユニットに対して電流制御を行う。上記より、特許文献１の電源装置では、ＬＥＤユニットの仕様に関わらずＬＥＤユニットを定格電流で点灯させることができる。
特開２００４−２９９１０２号公報（段落００１３〜００２３及び図１）

ところで、自動外観検査システムでは、検査対象品ごとに、検査対象品を照射する光の光量に最適値がある。また、同じ検査対象品であっても、検査内容が異なると最適な光量が変わることがある。このため、ＬＥＤ照明装置として、ＬＥＤユニットを調光制御するもの、つまり、使用者が検査対象品や検査内容に応じてＬＥＤユニットの調光レベルを設定できるものが要望されている。

また、使用者がＬＥＤユニットの調光レベルを設定するにあたって、ＬＥＤユニットの定格電圧を超える印加電圧を印加するのを防止する必要がある。上記のようなＬＥＤ照明装置において、仕様の異なるＬＥＤユニットのそれぞれに対応させるためには、定格電圧の大きいＬＥＤユニットにも定格電圧まで印加電圧を印加できるように印加電圧の設定可能範囲を広くしておく必要がある。しかし、定格電圧の小さいＬＥＤユニットが接続されているときは、上記印加電圧の設定可能範囲のうち、接続されているＬＥＤユニットの定格電圧よりも大きな印加電圧を印加しないようにしなければならない。

しかしながら、特許文献１の電源装置には、仕様の異なるＬＥＤユニットに対応できるものの、ＬＥＤユニットを調光制御することができなかった。また、特許文献１の電源装置は、ＬＥＤユニットの調光レベルを設定するときにＬＥＤユニットの定格電圧を超えるのを防止するような保護手段も備えていない。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目的は、接続されたＬＥＤユニットの定格電圧を超える印加電圧をＬＥＤユニットに印加しないように制御した状態で、ＬＥＤユニットごとに調光レベル範囲とＬＥＤユニットへの印加電圧範囲を整合させてＬＥＤユニットを調光制御することができるＬＥＤ照明装置を提供することにある。

請求項１の発明は、１又は複数のＬＥＤで構成されるＬＥＤユニットを点灯制御するＬＥＤ照明装置であって、入力電圧を一定の増幅度で増幅し当該増幅した電圧を印加電圧として前記ＬＥＤユニットに印加する電源供給部と、前記ＬＥＤユニットに流れる電流を検出する電流検出部と、前記ＬＥＤユニットの調光レベルを設定する調光レベル設定手段と、前記調光レベル設定手段で設定された調光レベルに基づく電圧値と前記電流検出部で検出された電流に基づく電圧値との差分を検出し前記電源供給部に出力する差分検出部と、前記差分検出部の出力端と前記電源供給部の入力端との間に接続され当該電源供給部から前記ＬＥＤユニットへの印加電圧が当該ＬＥＤユニットの定格電圧以下になるように前記電源供給部の入力電圧の限界値を設定するための印加電圧制限部と、前記調光レベル設定手段で設定可能な調光レベル範囲と前記電源供給部から前記ＬＥＤユニットへ印加可能な印加電圧範囲とを整合させるために前記電流検出部で検出された電流に基づく電圧値を増幅して前記差分検出部に出力する整合部とを備えることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記差分検出部の出力値が前記印加電圧制限部で設定された限界値より大きいときに前記ＬＥＤユニットへ印加可能な印加電圧範囲から外れていることを報知する報知手段を備えることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記電源供給部は、前記入力電圧が入力端子から入力され出力端子から前記印加電圧を出力するオペアンプを含む増幅回路であることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記オペアンプは、筐体で密閉され他の回路素子と離隔されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、印加電圧制限部での電源供給部の入力電圧の限界値の設定によって、接続されたＬＥＤユニットの定格電圧を超える印加電圧をＬＥＤユニットに印加しないように制御した状態で、整合部での電流検出部で検出された電流に基づく電圧値の増幅によって、ＬＥＤユニットごとに調光レベル範囲とＬＥＤユニットへの印加電圧範囲を整合させてＬＥＤユニットを調光制御することができる。

請求項２の発明によれば、ＬＥＤユニットへ印加可能な印加電圧範囲から外れているか否かを報知手段による報知で確認しながら、整合部において電流検出部で検出された電流に基づく電圧値の増幅度を容易に設定することができる。

請求項３の発明によれば、オペアンプを含まない場合に比べて、電源供給部の回路構成を簡略化することができる。

請求項４の発明によれば、増幅回路を構成するオペアンプからの放熱の影響を他の回路素子が受けるのを低減することができる。

（実施形態１）
まず、実施形態１のＬＥＤ照明装置１の構成について図１〜５を用いて説明する。このＬＥＤ照明装置１は、図３に示すように、人に代わって製品（検査対象品Ａ）の外観を検査して傷や汚れ、錆などを検出する自動外観検査システムに用いられ、画像処理装置Ｂによる検査時に検査対象品Ａを照射するＬＥＤユニットＣを点灯制御するものであり、ＬＥＤユニットＣに電源供給するＬＥＤ電源装置２と、ＬＥＤユニットＣの調光レベルを設定する調光装置（調光レベル設定手段）３とを備えている。自動外観検査システムにおいて、ＬＥＤユニットＣによる照明は精度の高いものが要求される。

ＬＥＤ電源装置２は、図１に示すように、入力電圧Ｖ１を一定のゲイン（増幅度）で増幅し上記増幅した電圧を印加電圧Ｖ２としてＬＥＤユニットＣに印加する電源供給部２０と、ＬＥＤユニットＣに流れる電流を検出する電流検出部２１と、電流検出部２１で検出された電流に基づく電圧（検出電圧Ｖ４）と調光装置３（図３参照）で設定された調光レベルに基づく電圧（信号電圧Ｖ６）との差分を検出し電源供給部２０に出力する差分検出部２２と、差分検出部２２の出力端と電源供給部２０の入力端との間に接続され電源供給部２０からＬＥＤユニットＣへの印加電圧Ｖ２が上記ＬＥＤユニットＣの定格電圧以下になるように電源供給部２０の入力電圧Ｖ１の限界値（設定電圧Ｖ８）を設定するための印加電圧制限部２３と、調光装置３で設定可能な調光レベル範囲と電源供給部２０からＬＥＤユニットＣへ印加可能な印加電圧範囲とを整合させるために電流検出部２１で検出された電流に基づく電圧（両端電圧Ｖ３’）を増幅し検出電圧Ｖ４として差分検出部２２に出力する整合部２４と、差分検出部２２からの信号電圧Ｖ７が印加電圧制限部２３で設定された設定電圧Ｖ８より大きいときにＬＥＤユニットＣへ印加可能な印加電圧範囲から外れていることを報知する報知部２５とを備えている。

電源供給部２０は、パワーオペアンプ２００と２つの抵抗２０１，２０２とからなる非反転増幅回路である。パワーオペアンプ２００の出力端子と接地の間には２つの抵抗２０１，２０２が直列に接続され、抵抗２０１と抵抗２０２の間にはパワーオペアンプ２００の反転入力端子（−端子）が接続されている。なお、パワーオペアンプ２００の駆動電圧は例えば１２Ｖや２４Ｖなどであり、用途に応じて適宜設定されるものである。

上記のように接続されたパワーオペアンプ２００は、非反転入力端子（＋端子）に入力電圧Ｖ１が入力されると、出力端子から（入力電圧Ｖ１×ゲイン）の大きさの印加電圧Ｖ２をＬＥＤユニットＣに出力する。なお、本実施形態の電源供給部２０において、入力電圧Ｖ１に対する印加電圧Ｖ２のゲインの大きさ（例えば２や４など）は特に限定されるものではなく、用途に応じて２つの抵抗２０１，２０２の抵抗値を設定することによって決まる。

電流検出部２１は、一端がＬＥＤユニットＣに接続され他端が接地されている検出抵抗２１０である。この検出抵抗２１０とＬＥＤユニットＣが直列に接続されていることから、検出抵抗２１０に流れる電流はＬＥＤユニットＣに流れる電流と等しくなるので、検出抵抗２１０の両端電圧Ｖ３を検出することによって、ＬＥＤユニットＣに流れる電流を検出することができる。

差分検出部２２は、整合部２４で増幅された電流検出部２１の検出電圧Ｖ４と、調光装置３からの基準信号Ｖ５を増幅した信号電圧Ｖ６とが重畳して反転入力端子（−端子）に入力されるオペアンプ２２０と、オペアンプ２２０の出力端子と反転入力端子の間に設けられた抵抗２２１及び電解コンデンサ２２２の並列回路とで構成されている。抵抗２２１の抵抗値及び電解コンデンサ２２２の容量値は、ＬＥＤユニットＣからの光を金属製品に照射し、反射光をラインカメラ用ＣＣＤ（図示せず）で検出し、ラインカメラ用ＣＣＤの出力電圧がチャタリングしないように設定されている。また、電解コンデンサ２２２としては、劣化を抑えるため、耐電圧が使用電圧の３倍以上のものが用いられている。

調光装置３（図３参照）からの基準信号Ｖ５は反転増幅回路２２３で極性が反転して増幅され、この反転増幅された信号電圧Ｖ６がオペアンプ２２０の反転入力端子に入力される。つまり、オペアンプ２２０の反転入力端子には、整合部２４で増幅された検出電圧Ｖ４と信号電圧Ｖ６の差分電圧（Ｖ４−Ｖ６）が入力されることになる。オペアンプ２２０の出力端子からは反転入力端子に入力された差分電圧（Ｖ４−Ｖ６）に基づく信号電圧Ｖ７が出力される。

印加電圧制限部２３は、オペアンプ２３０と、一端が基準電圧であり他端が接地された可変抵抗である印加電圧制限ボリューム２３１と、アノードがａ点に接続されカソードがオペアンプ２３０の出力端子に接続されるダイオード２３２と、オペアンプ２３０の反転入力端子（−端子）とａ点の間に接続される抵抗２３３とを備えている。印加電圧制限ボリューム２３１での設定によって、設定電圧Ｖ８をＬＥＤユニットＣの定格電圧を電源供給部２０のゲインで割った値、つまり、設定電圧Ｖ８＝（ＬＥＤユニットＣの定格電圧）／（電源供給部２０のゲイン）とする。設定電圧Ｖ８は、オペアンプ２３０の非反転入力端子（＋端子）に入力されるとともに、報知部２５に出力される。なお、基準電圧として専用の基準電圧ＩＣ２３４（図２（ａ）参照）を用い、印加電圧制限ボリューム２３１の温度係数も５ｐｐｍ／℃と小さいので、設定電圧Ｖ８の精度誤差は０．０５％以下と小さい。

ここで、設定電圧Ｖ８が設定された後の印加電圧制限部２３の動作を説明する。まず、オペアンプ２３０の非反転入力端子及び反転入力端子には電流がほとんど流れないので、非反転入力端子の電圧は設定電圧Ｖ８、反転入力端子の電圧は電源供給部２０の入力電圧Ｖ１となる。入力電圧Ｖ１が設定電圧Ｖ８以下の場合、オペアンプ２３０において、非反転入力端子の電圧が反転入力端子の電圧に比べて大きいため、オペアンプ２３０の出力は正方向になる。しかし、ダイオード２３２によって導通しないため、入力電圧Ｖ１の大きさは変動しない。

これに対して、入力電圧Ｖ１が設定電圧Ｖ８より大きくなろうとした場合、オペアンプ２３０において、反転入力端子の電圧が非反転入力端子の電圧に比べて大きくなるため、オペアンプ２３０の出力は負方向になる。このようになると、ダイオード２３２が導通するため、ａ点からオペアンプ２３０の出力端子側に電流が吸い込まれ、Ｖ１＝（オペアンプ２３０の出力電圧）＋（ダイオード２３２の両端電圧）となる。また、オペアンプ２３０のゲインをＫとすると、（オペアンプ２３０の出力電圧）＝Ｋ（Ｖ８−Ｖ１）となる。上記２つの式を用いると、Ｖ１＝｛Ｋ／（１＋Ｋ）｝Ｖ８＋｛１／（１＋Ｋ）｝×（ダイオード２３２の両端電圧）となるが、オペアンプ２３０のゲインＫは十分に大きいため、入力電圧Ｖ１＝設定電圧Ｖ８となる。上記より、実際には、入力電圧Ｖ１が設定電圧Ｖ８を超えるのを防止することができる。

よって、設定電圧Ｖ８を（ＬＥＤユニットＣの定格電圧）／（電源供給部２０のゲイン）に設定しておけば、電源供給部２０の印加電圧Ｖ２がＬＥＤユニットＣの定格電圧を超える寸前にａ点で電流が吸い込まれて、入力電圧Ｖ１が設定電圧Ｖ８を超えないため、印加電圧Ｖ２がＬＥＤユニットＣの定格電圧を超えるのを防止することができる。

なお、印加電圧制限部２３を備えていない場合、差分検出部２２から出力される信号電圧Ｖ７が大きくなっていくと、電源供給部２０の入力電圧Ｖ１が（ＬＥＤユニットＣの定格電圧）／（電源供給部２０のゲイン）より大きくなってしまい、印加電圧Ｖ２がＬＥＤユニットＣの定格電圧を超えてしまう。

ところで、ａ点で電流がオペアンプ２３０に吸い込まれると電源供給部２０の入力電圧Ｖ１が制限されるため、差分検出部２２では、検出電圧Ｖ４が信号電圧Ｖ６と極性が逆の釣り合う電圧まで上がらない。このとき、オペアンプ２２０は、信号電圧Ｖ７を上げるものの、検出電圧Ｖ４が信号電圧Ｖ６と釣り合うまでにはならないため、もっと上げようとする。そして、オペアンプ２２０は、信号電圧Ｖ７をオペアンプ２２０の電源電位（例えば＋１５Ｖ）より少し小さい電位（＋１４Ｖ）ぐらいまで上げて飽和する。

整合部２４は、オペアンプ２４０と、オペアンプ２４０の出力端子と反転入力端子（−端子）の間に接続された可変抵抗であるボリューム２４１とを備えている。ボリューム２４１は、電流検出部２１で検出された電流に基づく両端電圧Ｖ３’を増幅するものであり、操作部（図示せず）が筐体の背面に露出して設けられている。なお、両端電圧Ｖ３’は、反転増幅回路２４２で両端電圧Ｖ３が反転増幅したものである。

ＬＥＤ照明装置１を納入してＬＥＤユニットＣの種類の変更や初期調整を行うときに、印加電圧制限部２３によって電源供給部２０からＬＥＤユニットＣへの印加電圧Ｖ２をＬＥＤユニットＣの定格電圧以下になるように設定した後、調光装置３（図３参照）によって調光レベルを最大としても印加電圧Ｖ２がＬＥＤユニットＣの定格電圧にならない状態、又は、調光装置３による調光レベルが最大になっていないのに印加電圧Ｖ２が既にＬＥＤユニットＣの定格電圧になってしまうという状態が発生する。このとき、ボリューム２４１によって、ＬＥＤユニットＣの種類によって異なる両端電圧Ｖ３’を増幅し、ＬＥＤユニットＣの種類に関わらず、調光レベルが最大のときの検出電圧Ｖ４を一定にする。

報知部２５は、オペアンプ２５０と、オペアンプ２５０の出力端子側から順に接続された反転素子２５１、ＬＥＤの定電流モードランプ２５２及び抵抗２５３の直列回路とで構成されている。オペアンプ２５０の非反転入力端子（＋端子）には差分検出部２２からの信号電圧Ｖ７が入力され、反転入力端子（−端子）には印加電圧制限部２３の印加電圧制限ボリューム２３１で設定された設定電圧Ｖ８が入力される。信号電圧Ｖ７が設定電圧Ｖ８より低い場合、反転素子２５１によって定電流モードランプ２５２に電流が流れ、定電流モードランプ２５２が点灯する。一方、信号電圧Ｖ７が設定電圧Ｖ８より高い場合、定電流モードランプ２５２には電流が流れないため、定電流モードランプ２５２は消灯する。これにより、定電流モードランプ２５２が点灯している場合には、ＬＥＤユニットＣの定格電圧以下で定電流制御を行っていることを知らせることができる。

上記のような回路構成のＬＥＤ電源装置２は電源部２６によって動作を開始する。電源部２６は、調光装置３（図３参照）からの基準信号Ｖ５の経路に接続されるスイッチ２６０と、スイッチ２６０のオンオフをシーケンサ４（図３参照）の制御によって動作する電源制御部２６１とを備えている。スイッチ２６０がオンになると調光装置３からの基準信号Ｖ５が増幅して信号電圧Ｖ６として差分検出部２２に入力されることで、ＬＥＤ照明装置１によるＬＥＤユニットＣの点灯制御を開始する。スイッチ２６０がオフになるとＬＥＤユニットＣの点灯制御を停止する。

本実施形態の検出抵抗２１０の温度係数は５ｐｐｍ／℃であり、本実施形態のＬＥＤ電源装置２で用いられている固定抵抗及び可変抵抗の温度係数は５０ｐｐｍ／℃以下であるため、温度変化の影響を小さくすることができる。

ところで、本実施形態のＬＥＤ照明装置１は、上記回路構成に加えて、図２（ｂ）に示すような異常保持回路６を備えている。異常保持回路６には、電流検出部２１の検出抵抗２１０の両端電圧Ｖ３と検出抵抗２１０にＬＥＤユニットＣの定格電流の２倍の電流が流れたときの検出抵抗２１０の両端電圧とを比較する出力過電流検出部６０が接続されている。異常保持回路６では、電流検出部２１の検出抵抗２１０に流れる電流がＬＥＤユニットＣの定格電流の２倍以上となる場合に異常と判断し、異常状態を保持する。このとき、電源供給部２０のパワーオペアンプ２００（図１参照）の出力イネーブル機能により、ＬＥＤユニットＣに印加電圧Ｖ２（図１参照）が印加されなくなる。つまり、ＬＥＤユニットＣには電流が流れなくなる。

また、異常保持回路６は、電源供給部２０のパワーオペアンプ２００の接合部温度（ジャンクション温度）が予め設定された第１の設定値（例えば１６０℃）に達すると、温度異常と判断し、異常状態を保持する。温度異常と判断した場合、パワーオペアンプ２００内のサーマルシャットダウン回路（図示せず）によってサーマルシャットダウンし、ＬＥＤユニットＣに印加電圧Ｖ２を印加しなくなる。つまり、ＬＥＤユニットＣには電流が流れなくなる。

さらに、異常保持回路６は、上記のような出力過電流又は温度異常時に、シーケンサ４（図３参照）に異常信号を送信する。このような異常状態は、シーケンサ４からのリセット信号でリセットされて正常状態に戻る。ただし、パワーオペアンプ２００の接合部温度が異常である場合、接合部温度が第１の設定値より低い第２の設定値（例えば１４０℃）以下になるのを待ってから正常状態に戻る。

続いて、調光装置３について図４を用いて説明する。図４（ａ）に示す調光装置３は、市販のシーケンサ４（図３参照）からの出力Ａ０，Ａ１の組み合わせによって、図４（ｂ）に示すようにチャンネルＣＨ１〜ＣＨ４を選択する。図４（ａ）に示すＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ６の７ビットは調光データである。図４（ｂ）に示すタイミングで制御することで（チャンネルＣＨ１の選択時にはチャンネルＣＨ１用データを設定、チャンネルＣＨ２の選択時にはチャンネルＣＨ２用データを設定）、時系列にチャンネルＣＨ１からチャンネルＣＨ４までのアナログ電圧を基準信号Ｖ５として出力することができる。これにより、１台の調光装置３で４種類のＬＥＤユニットＣの調光制御が可能である。

また、市販のタッチパネル５で設定されたチャンネルＣＨ１〜ＣＨ４の調光データは市販のシーケンサ４のレジスタ（図示せず）に格納される。このため、検査対象品Ａ（図３参照）が変わるときに新しい検査対象品Ａの型番の調光データをレジスタから読み出し、図４（ｂ）に示すような制御を行う。なお、温度による影響を低減するために、調光装置３を構成する可変抵抗及び固定抵抗の温度係数は、５０ｐｐｍ／℃以下のものを使用している。

ところで、上記のような回路構成のＬＥＤ照明装置１は、調光装置３を構成する回路素子がＬＥＤ電源装置２とは別の筐体に収納され密閉されている。

また、ＬＥＤ電源装置２においても、図５に示すように、電源供給部２０のパワーオペアンプ２００（図１の点線部分）が他の回路素子とは別の筐体７０に収納されている。パワーオペアンプ２００と他の回路素子の電気的な接続はケーブル７１によって行われている。筐体７０は、パワーオペアンプ２００を左面７２の内側に設置し密閉している。また、左面７２には、パワーオペアンプ２００からの熱を外部に放熱するための放熱フィン７３が取り付けられている。

上記のように、熱源であるパワーオペアンプ２００を他の回路素子と切り離すことにより、パワーオペアンプ２００からの放熱が他の回路素子に影響を与えるのを低減することができる。これにより、ＬＥＤ電源装置２において、回路素子の温度変化が小さくなるので、高い精度を保つことができる。

また、パワーオペアンプ２００を筐体７０で密閉することにより、オイルミスト環境（油拡散環境）内の工場でも用いることができる。

次に、本実施形態のＬＥＤ照明装置１にＬＥＤユニットＣを接続したときの調整について図１を用いて説明する。まず、ＬＥＤユニットＣをＬＥＤ電源装置２に取り付ける。続いて、印加電圧制限部２３の印加電圧制限ボリューム２３１によって、設定電圧Ｖ８を（ＬＥＤユニットＣの定格電圧）／（電源供給部２０のゲイン）となるように設定する。その後、ＬＥＤ電源装置２の電源部２６をオンにし、調光装置３（図３参照）によって調光レベルが最大となる基準信号Ｖ５を発生させる。このとき、信号電圧Ｖ７（入力電圧Ｖ１）が設定電圧Ｖ８より小さいと、報知部２５の定電流モードランプ２５２は点灯したままである。この状態は、電源供給部２０の入力電圧Ｖ１が（ＬＥＤユニットＣの定格電圧）／（電源供給部２０のゲイン）より小さく、電源供給部２０の印加電圧Ｖ２がＬＥＤユニットＣの定格電圧より小さい場合である。つまり、調光レベルが最大なのに、印加電圧Ｖ２がＬＥＤユニットＣの定格電圧ではないことを示している。このときは、整合部２４のボリューム２４１によって、定電流モードランプ２５２が点灯と消灯が切り替わるまで両端電圧Ｖ３’に対する増幅度を下げる。つまり、調光レベルが最大のときに電源供給部２０からの印加電圧Ｖ２がＬＥＤユニットＣの定格電圧になるようにする。

一方、信号電圧Ｖ７が設定電圧Ｖ８より大きくなると、定電流モードランプ２５２が消灯する。この状態は、電源供給部２０の入力電圧Ｖ１が（ＬＥＤユニットＣの定格電圧）／（電源供給部２０のゲイン）より大きく、電源供給部２０の印加電圧Ｖ２がＬＥＤユニットＣの定格電圧より大きい場合である。つまり、調光レベルが最大になる前に、印加電圧Ｖ２がＬＥＤユニットＣの定格電圧に達していることを示している。このとき、ａ点から印加電圧制限部２３のオペアンプ２３０の出力端子に向かって電流が吸い込まれる。これにより、電源供給部２０の入力電圧Ｖ１が設定電圧Ｖ８と等しくなり、つまり、入力電圧Ｖ１が（ＬＥＤユニットＣの定格電圧）／（電源供給部２０のゲイン）と等しくなり、印加電圧Ｖ２がＬＥＤユニットＣの定格電圧となる。このときは、整合部２４のボリューム２４１によって、定電流モードランプ２５２が点灯と消灯が切り替わるまで両端電圧Ｖ３’に対する増幅度を上げる。つまり、調光レベルが最大のときに電源供給部２０からの印加電圧Ｖ２がＬＥＤユニットＣの定格電圧になるようにする。

上記調整を行った後、ＬＥＤ電源装置２は、調光装置３からの調光レベル（基準信号Ｖ５）に基づいてＬＥＤユニットＣへの印加電圧Ｖ２を０からＬＥＤユニットＣの定格電圧まで変動させることができる。

以上、本実施形態によれば、印加電圧制限部２３での電源供給部２０の入力電圧Ｖ１の限界値の設定によって、接続されたＬＥＤユニットＣの定格電圧を超える印加電圧Ｖ２をＬＥＤユニットＣに印加しないように制御した状態で、整合部２４での電流検出部２１で検出された電流に基づく両端電圧Ｖ３’の増幅によって、ＬＥＤユニットＣごとに調光レベル範囲とＬＥＤユニットＣへの印加電圧範囲を整合させてＬＥＤユニットＣを調光制御することができる。

また、ＬＥＤユニットＣへ印加可能な印加電圧範囲から外れているか否かを報知部２５による報知で確認しながら、整合部２４において電流検出部２１で検出された電流に基づく電圧値（両端電圧Ｖ３’）の増幅度を容易に設定することができる。

さらに、電源供給部２０が、パワーオペアンプ２００を含む増幅回路であるため、パワーオペアンプを含まない場合に比べて、電源供給部２０の回路構成を簡略化することができる。

上記増幅回路を構成するパワーオペアンプ２００を他の回路素子とは別の筐体７０に収納され密閉されるため、パワーオペアンプ２００からの放熱の影響を他の回路素子が受けるのを低減することができる。

（実施形態２）
実施形態２のＬＥＤ照明装置１ａは、図６に示すように、調光レベル設定手段として調光装置３に代えてＬＥＤ電源装置２に調光ボリューム２７を備えて調光レベルを設定する点で、実施形態１のＬＥＤ照明装置１（図３参照）と相違している。なお、実施形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の調光ボリューム２７は、一端が基準電圧であり他端が接地された可変抵抗であり（図１参照）、操作部２７０が筐体の前面に露出して取り付けられている。この調光ボリューム２７で設定された電圧を基準電圧Ｖ５として出力する。なお、基準電圧として専用の基準電圧ＩＣ２３４からの電圧を用いているので精度が高い。

また、本実施形態の調光ボリューム２７はロック式のものが用いられている。調光ボリュームがロック式のものでない場合、ＬＥＤ電源装置２の移動や振動によって検査の途中で設定値が変わってしまい、上手く検査ができないことが起こるのに対し、本実施形態の調光ボリューム２７では検査の途中で設定値が変わってしまうことを防止することができる。

なお、図１に示すように調光ボリューム２７と調光装置３を両方備えてもよく、用途に応じてどちらかを適宜選択すればよい。また、調光装置３からのアナログ指令を利用する場合、調光ボリューム２７を取り外しておいてもよい。

以上、本実施形態によれば、調光レベル設定手段として調光ボリューム２７を備える場合であっても、実施形態１と同様の効果を奏する。

なお、実施形態１，２の変形例として、図７に示すように分割調光ボリューム２８を備える構成であってもよい。分割調光ボリューム２８は、温度係数が±２０ｐｐｍ／℃であり、ロック付きのものであり、操作部が筐体の前面に露出して取り付けられている。

分割調光ボリューム２８は、画像処理の関係上、ＬＥＤユニットＣによる検査対象品Ａへの照明のうち一部分だけを暗く照射したい場合に用いられる。具体例として、検査対象品Ａとして金属製品を検査するときにＬＥＤユニットＣによる照明の分割する場合について図８を用いて説明する。図８において、領域Ｌを照射するＬＥＤの回路に含まれる抵抗値は、領域Ｍを照射するＬＥＤの回路に比べて、分割調光ボリューム２８の抵抗値分だけ大きいため、領域Ｌの照度は領域Ｍに比べて小さくなる。

領域Ｍでは、ＬＥＤユニットＣによる照射光は強いため、金属製品の表面で反射した反射光も強くなり、画像処理装置Ｂにおいて領域Ｍにある傷ｍを検出することができる。一方、領域Ｌは領域Ｍに比べて反射光が弱いが、金属製品の仕上げ工程の抜けを判別する場合、領域Ｌにおける光の強度は仕上げをした金属製品と仕上げをしていない金属製品とで、反射光の強度に差がみられる。画像処理装置Ｂでは、上記反射光の強度差を検出する。これにより、ＬＥＤユニットＣによる照明で２種類の検査（傷の検出と仕上げ工程の抜けの検出）を行うことができる。

実施形態１のＬＥＤ照明装置におけるＬＥＤ電源装置の回路図である。同上のＬＥＤ照明装置におけるＬＥＤ電源装置の回路図である。同上の自動外観検査システムの構成図である。同上のＬＥＤ照明装置における調光装置を示す図である。同上のパワーオペアンプを収納する筐体を示す図である。実施形態２の自動外観検査システムの構成図である。実施形態１，２のＬＥＤ照明装置の変形例における要部の回路図である。同上のＬＥＤ照明装置を用いた照射についての説明図である。

符号の説明

１ＬＥＤ照明装置
２ＬＥＤ電源装置
２０電源供給部
２００パワーオペアンプ
２１電流検出部
２２差分検出部
２３印加電圧制限部
２３１印加電圧制限ボリューム
２４整合部
２４１ボリューム
２５報知部
２５２定電流モードランプ
２７調光ボリューム
３調光装置
Ｖ１入力電圧
Ｖ２印加電圧
Ｖ３’ 両端電圧
Ｖ５基準信号
Ｖ８設定電圧
ＣＬＥＤユニット

Claims

１又は複数のＬＥＤで構成されるＬＥＤユニットを点灯制御するＬＥＤ照明装置であって、
入力電圧を一定の増幅度で増幅し当該増幅した電圧を印加電圧として前記ＬＥＤユニットに印加する電源供給部と、
前記ＬＥＤユニットに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記ＬＥＤユニットの調光レベルを設定する調光レベル設定手段と、
前記電流検出部で検出された電流に基づく電圧値と前記調光レベル設定手段で設定された調光レベルに基づく電圧値との差分を検出し前記電源供給部に出力する差分検出部と、
前記差分検出部の出力端と前記電源供給部の入力端との間に接続され当該電源供給部から前記ＬＥＤユニットへの印加電圧が当該ＬＥＤユニットの定格電圧以下になるように前記電源供給部の入力電圧の限界値を設定するための印加電圧制限部と、
前記調光レベル設定手段で設定可能な調光レベル範囲と前記電源供給部から前記ＬＥＤユニットへ印加可能な印加電圧範囲とを整合させるために前記電流検出部で検出された電流に基づく電圧値を増幅して前記差分検出部に出力する整合部と
を備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
前記差分検出部の出力値が前記印加電圧制限部で設定された限界値より大きいときに前記ＬＥＤユニットへ印加可能な印加電圧範囲から外れていることを報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
前記電源供給部は、前記入力電圧が入力端子から入力され出力端子から前記印加電圧を出力するオペアンプを含む増幅回路であることを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤ照明装置。
前記オペアンプは、筐体で密閉され他の回路素子と離隔されていることを特徴とする請求項３記載のＬＥＤ照明装置。