JP2016119310A

JP2016119310A - 発光装置

Info

Publication number: JP2016119310A
Application number: JP2016018008A
Authority: JP
Inventors: 直士西村; Naoshi Nishimura
Original assignee: NEC Lighting Ltd
Current assignee: Hotalux Ltd
Priority date: 2016-02-02
Filing date: 2016-02-02
Publication date: 2016-06-30
Anticipated expiration: 2032-03-01
Also published as: JP6061365B2

Abstract

【課題】ショート故障箇所での電圧降下が小さい場合でも、ショート故障を検出することができる発光装置、ショート故障判別方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】発光装置１０は、半導体発光素子１１１と、半導体発光素子１１１に並列に接続され、半導体発光素子１１１と同一方向に接続されたツェナーダイオード１１３と逆方向に接続された整流ダイオード１１２との直列回路と、から構成される発光素子ユニット１１０をＮ個直列に接続して構成された発光部１１を備える。また、発光装置１０は、発光部１１に、半導体発光素子１１１に順方向電圧を印加する発光駆動回路と、発光部１１に、逆方向電圧を印加し、印加電圧と流れた電流とに基づいて、半導体発光素子１１１のショート故障の有無を判別するショート故障判別手段を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置、ショート故障判別方法、及びプログラムに関する。

種々の発光素子が開発され、それらの特性を生かした発光装置が提供されている。
例えば、特許文献１には、窒化物半導体材料を用いた発光素子と、それを用いた発光装置とが開示されている。また、ＬＥＤ（Light Emitting Diode)，ＥＬ(Electoro Luminessence)素子、蛍光灯等の発光素子を用いた発光装置も広く利用されている。

発光装置においては、様々な原因により、発光素子の正電極と負電極の間がショートしてしまうショート故障が発生することがある。発光素子にショート故障が発生した場合、これを検知して対応をしなければならない。このため、従来の発光装置の中には、ショート故障検出回路を備えるものがある。

従来のショート故障検出回路は、発光素子の印加電圧を検出し、印加電圧が基準値を下回ると、ショート故障が発生したと検出している。

特開２００６−０６６８６３号公報

発光素子に半導体発光素子（特に有機ＥＬ）を使用した場合、半導体発光素子の印加電圧はショート故障の前後であまり変化しない。このため、ショート故障を検出できない場合があるという問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ショート故障箇所での電圧降下が小さい場合でも、ショート故障を検出することができる発光装置、ショート故障判別方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
また、本発明は、ショート故障を確実に検出することができる発光装置、ショート故障判別方法、及びプログラムを提供することを他の目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の観点に係る発光装置は、
発光ダイオードと、該発光ダイオードに並列に接続され、前記発光ダイオードと同一方向に接続されたツェナーダイオードと逆方向に接続された整流ダイオードとの直列回路と、から構成される発光素子ユニットをＮ個直列に接続して構成された発光部と、
前記発光部に、前記発光ダイオードに順方向電圧が印加される駆動電圧を印加する発光駆動回路と、
前記発光部に、前記駆動電圧と逆極性の逆方向電圧を印加し、印加電圧と流れた電流とに基づいて、前記発光ダイオードのショート故障の有無を判別するショート故障判別手段と、
を備えることを特徴とする。

また、本発明の第２の観点に係るショート故障判別方法は、
発光ダイオードと、該発光ダイオードに並列に接続され、前記発光ダイオードと同一方向に接続されたツェナーダイオードと逆方向に接続された整流ダイオードとの直列回路と、から構成される発光素子ユニットをＮ個直列に接続して構成された発光部に、前記発光ダイオードに順方向電圧が印加される駆動電圧を印加する工程と、
前記発光部に、前記駆動電圧とは逆極性の逆方向電圧を印加し、印加電圧と流れた電流とに基づいて、前記発光ダイオードのショート故障の有無を判別する工程と、
を含むことを特徴とする。

また、本発明の第３の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
発光ダイオードと、該発光ダイオードに並列に接続され、前記発光ダイオードと同一方向に接続されたツェナーダイオードと逆方向に接続された整流ダイオードとの直列回路と、から構成される発光素子ユニットをＮ個直列に接続して構成された発光部に、前記発光ダイオードに順方向電圧が印加される駆動電圧を印加する手段、
前記発光部に、前記駆動電圧とは逆極性の逆方向電圧を印加し、印加電圧と流れた電流とに基づいて、前記発光ダイオードのショート故障の有無を判別する手段、
として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、ショート故障箇所での電圧降下が小さい場合でも、ショート故障を検出することができる発光装置、ショート故障判別方法、及びプログラムを提供することができる。
また、本発明によれば、ショート故障を確実に検出することができる発光装置、ショート故障判別方法、及びプログラムを提供することができる。

本発明の実施の形態に係る発光装置の回路図である。本発明の実施の形態に係る発光素子ユニットの回路図である。本発明の実施の形態に係る発光装置の動作サイクルを説明する図である。本発明の実施の形態に係る発光装置の電圧・電流を説明する図である。本発明の実施の形態に係る発光素子ユニットがショート故障を起こしていないときの回路図である。本発明の実施の形態に係る発光素子ユニットが一つショート故障を起こしたときの回路図である。本発明の実施の形態に係る発光素子ユニットが二つショート故障を起こしたときの回路図である。本発明の実施の形態に係る発光素子ユニットが三つショート故障を起こしたときの回路図である。本発明の実施の形態に係る制御回路のショート故障検出動作のフローチャートである。本発明の実施の形態に係る逆電圧発生装置が発生する逆電圧の例である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態に係るショート故障検出機能を備える発光器具について説明する。

（実施の形態）
以下に本実施の形態に係る発光装置１０の構成を説明する。

本実施形態に係る発光装置１０は、図１に示すように、発光部１１、スイッチ素子１２ａ〜１２ｃ、コイル１３、コンデンサ１４、還流ダイオード１５、電流制限抵抗１６、逆電流検出抵抗２１、逆電流検出回路２２、逆電圧発生装置２３、制御回路２４、報知部２５、電源ライン２６、基準電位ライン２７、とから構成されている。

発光部１１は、３つの発光素子ユニット１１０_１〜１１０_３が直列に接続されて構成されている。発光素子ユニット１１０_１〜１１０_３を総称して発光素子ユニット１１０と呼ぶ。

各発光素子ユニット１１０は、図２に示すように、半導体発光素子１１１と整流ダイオード１１２とツェナーダイオード１１３とから構成されている。各発光素子ユニット１１０において、整流ダイオード１１２は、そのカソードが半導体発光素子１１１のアノードに接続され、ツェナーダイオード１１３は、そのアノードが整流ダイオード１１２のアノードに接続され、カソードが半導体発光素子１１１のカソードに接続されている。

スイッチ素子１２ａはＮ型ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）から構成され、その電流路の一端（ドレイン）は、発光部１１の一端（カソード）ＣＴに接続され、他端（ソース）は、コイル１３の一端とコンデンサ１４の負極とに接続され、制御端子（ゲート）には、制御回路２４からオン・オフ制御信号が供給されている。

コイル１３の他端は、スイッチ素子１２ｂの電流路の一端（ドレイン）と還流ダイオード１５のアノードとに接続されている。

発光部１１の他端（アノード）ＡＴとコンデンサ１４の正極と還流ダイオード１５のカソードは、基準電圧Ｖｒｅｆを基準として正極性のＤＣ（直流）電圧Ｖｃｃが印加された電源ライン２６に接続されている。

スイッチ素子１２ｂはＮ型ＭＯＳＦＥＴから構成され、その電流路の他端（ソース）は電流制限抵抗１６の一端に接続され、制御端子（ゲート）には、制御回路２４からオン・オフ制御信号が供給されている。

電流制限抵抗１６の他端は、基準電位Ｖrefが印加されている基準電位ライン２７に接続されている。

スイッチ素子１２ｃはＮ型ＭＯＳＦＥＴから構成され、その電流路の一端（ドレイン）は電源ライン２６及び発光部１１の他端（アノード）ＡＴに接続され、他端（ソース）は、逆電圧発生装置２３の負出力端Ｔ−に接続され、制御端子（ゲート）には、制御回路２４からオン・オフ制御信号が供給されている。

逆電流検出抵抗２１は、その一端が発光部１１の他端（カソード）ＣＴとスイッチ素子１２ａの接続ノードに接続され、その他端は、逆電圧発生装置２３の正出力端Ｔ＋に接続され、制御回路２６からオン・オフ制御信号が供給されている。

逆電流検出回路２２は、逆流検出抵抗２１の両端の電圧を検出することにより、電流Ｉ２１が流れたことを検出し、検出信号ＳＤを制御回路２４に供給する。

逆電圧発生装置２３は、制御回路２４の制御に従って、出力端子Ｔ−とＴ＋の間にのこぎり波状に変化する逆方向電圧Ｖsweepを発生し、逆流検出抵抗２１とスイッチ素子１２ｃを介して、発光部１１に印加する。逆方向電圧Ｖsweepは、点灯時に発光部１１に印加される電圧とは逆極性の電圧であり、半導体発光素子１１１を逆バイアスする電圧である。

制御回路２４は、プロセッサ、プログラムを記憶したメモリなどから構成され、ボリューム２４ａを備え、プログラムを実行することにより、スイッチ素子１２ａ〜１２ｃと逆電圧発生装置２３を制御し、逆電流検出回路２２からの検出信号に応答して、全体を制御する。

より具体的には、制御回路２４は、図３（ａ）に示すように、点灯処理と短絡検出処理とを繰り返す。
短絡検出処理を行う短絡検出処理期間ＴＤは十分に短い時間、例えば、利用者が発光部１１の消灯を知覚できない程度の継続時間、例えば、１０ｍ秒程度に設定される。一方、発光部１１の短絡を検出するのに適した周期、例えば、１分程度に設定され、その間は点灯処理を行う点灯期間ＴＬとなる。

制御回路２４は、図２（ｂ）と（ｄ）に示すように、点灯処理期間ＴＬの間、スイッチ素子１２ａにハイレベルのゲート信号を供給して、スイッチ素子１２ａをオンし、スイッチ素子１２ｃにローレベルのゲート信号を供給して、スイッチ素子１２ｃをオフする。一方、制御回路２４は、短絡検出期間ＴＤの間、スイッチ素子１２ａにローレベルのゲート信号を供給して、スイッチ素子１２ａをオフし、スイッチ素子１２ｃにハイレベルのゲート信号を供給して、スイッチ素子１２ｃをオンする。

また、制御回路２４は、図２（ｃ）に示すように、点灯処理期間ＴＬの間、スイッチ素子１２ｂに、ボリューム２４ａの値に対応するデューティのオン・オフ信号を繰り返し供給し、スイッチ素子１２ｂを断続的にオン・オフし、ボリューム２４ａが指示する明るさで、発光部１１を点灯する。

また、制御回路２４は、図２（ｅ）に示すように、短絡検出期間ＴＤの間、逆電圧発生装置２３に、のこぎり波状の電圧を発生させ、逆電流検出回路２２の検出電流から、発光部１１の半導体発光素子１１１（１１１_１〜１１１_３）のショート故障を検出する。なお、ショート故障検出の詳細は、後述する。
制御回路２４は、ショート故障を検出した場合には、報知部２６を制御して、その旨を報知する。

報知部２５は、ＬＥＤ(Light Emitting Diode）、スピーカなどから構成され、制御回路２４の制御に従って、発光部１１を構成する半導体発光素子１１１にショート故障が発生していること、その数などを報知する。

次に、上記構成を有する発光装置１０の動作を説明する。

主電源をオンすると、制御回路２４は、所定の初期化動作を実行し、続いて、期間ＴＬの間、点灯処理を行う。この点灯処理において、制御回路２４は、スイッチ素子１２ａをオンし、スイッチ素子１２ｃをオフする。

また、制御回路２４は、スイッチ素子１２ｂを、ボリューム２４ａの値に対応するデューティで、オン・オフする。

スイッチ素子１２ｂがオンされている期間、電源ライン２６→アノードＡＴ→発光部１１→カソードＣＴ→スイッチ素子１２ａ→コイル１３→スイッチ素子１２ｂ→電流制限抵抗１６→基準電位ライン２７と電流が流れる。発光部１１を流れる電流は、順方向電圧が印加されるため、各発光素子ユニット１１０（１１０_１〜１１０_３）の各半導体発光素子１１１を流れ、各半導体発光素子１１１は発光する。なお、整流ダイオード１１２（１１２_１〜１１２_３）とツェナーダイオード１１３（１１３_１〜１１３_３）との直流回路には、整流ダイオード１１２（１１２_１〜１１２_３）の逆方向電圧が印加されるため、電流は流れない。

続いて、スイッチ１２ｂがオフされると、それまでの電流路は遮断され、それまでの電流の流れが停止する。一方、コイル１３に蓄積されたエネルギーにより、コイル１３→還流ダイオード１５→電源ライン２６→アノードＡＴ→発光部１１→カソードＣＴ→スイッチ素子１２ａ→コイル１３と電流が流れる。また、コンデンサ１４→電源ライン２６→アノードＡＴ→発光部１１→カソードＣＴ→スイッチ素子１２ａ→コンデンサ１４と電流が流れる。また、電圧の変動はコンデンサ１４によりある程度抑えられる。このため、コイル１３及びコンデンサ１４に蓄積されたエネルギーが消費されるまで、発光部１１に電流が流れる。発光部１１を流れる電流は、各発光素子ユニット１１０の各半導体発光素子１１１を流れ、各半導体発光素子１１１は発光する。

このような動作を繰り返すことにより発光部１１は発光する。発光部１１で消費されるエネルギーは、ボリューム２４ａの指示値を調整することにより調整される。

上述の動作が繰り返され、点灯期間ＴＬが終了すると、制御回路２４は、図３（ｂ）、（ｄ）に示すように、スイッチ素子１２ａをオフし、スイッチ素子１２ｃをオンする。

続いて、制御回路２４は、逆電圧発生装置２３をオンする。これにより、逆電圧発生装置２３は、図４（ａ）に示すような、発光部１１のカソードＣＴに正極性で、アノードＡＴに負極性となる、のこぎり波状に徐々に大きくなる逆方向電圧Ｖsweepを発生する。逆電流検出回路２２は、逆電流検出抵抗２１を流れる電流Ｉ２１を検出すると、制御回路２４に検出信号ＳＤを出力する。

ここで、整流ダイオード１１２の順方向電圧をＶｆ、ツェナーダイオード１１３の降伏電圧をＶｚとする。全ての半導体発光素子１１１が正常であるとすると、逆電圧発生装置２３の出力電圧が３・（Ｖｆ＋Ｖｚ）を超えるまで電流が流れず、逆方向電圧Ｖsweepが３・（Ｖｆ＋Ｖｚ）を超えると、整流ダイオード１１２の印加電圧とツェナーダイオード１１３の印加電圧との和が整流ダイオード１１２の順方向電圧Ｖｆとツェナーダイオード１１３の降伏電圧Ｖｚとの和を超えるため、図４（ａ）、（ｂ）、図５に示すように、整流ダイオード１１２とツェナーダイオード１１３の直列回路に電流が流れ、逆電流検出抵抗２１に電流Ｉ２１が流れ始める。このため、逆電流検出回路２２は、図４（ａ）、（ｃ）に示すように、逆方向電圧Ｖsweepが３・（Ｖｆ＋Ｖｚ）を超えると、検出信号ＳＤを出力する。

一方、図６に示すように、３つの半導体発光素子１１１の２つが正常で、１つがショート状態にあるとすると（ここでは、１１１_２とする）、図４（ａ）、（ｄ）に示すように、逆電圧発生装置２３の出力する逆方向電圧Ｖsweepが２・（Ｖｆ＋Ｖｚ）を超えるまで電流が流れず、逆方向電圧Ｖsweepが２・（Ｖｆ＋Ｖｚ）を超えると、整流ダイオード１１２の印加電圧とツェナーダイオード１１３の印加電圧との和が整流ダイオード１１２の順方向電圧Ｖｆとツェナーダイオード１１３の降伏電圧Ｖｚとの和を超えるため、逆電流検出抵抗２１に電流Ｉ２１が流れ始める。このため、逆電流検出回路２２は、図４（ａ）、（ｅ）に示すように、逆方向電圧Ｖsweepが２・（Ｖｆ＋Ｖｚ）を超えると、検出信号ＳＤを出力する。

さらに、図７に示すように、３つの半導体発光素子１１１の１つが正常で、２つがショート状態にあるとすると（ここでは、１１１_２、１１１_３とする）、図４（ａ）、（ｆ）に示すように、逆電圧発生装置２３の出力電圧が（Ｖｆ＋Ｖｚ）を超えるまで電流が流れず、電圧が１・（Ｖｆ＋Ｖｚ）を超えると、整流ダイオード１１２の印加電圧とツェナーダイオード１１３の印加電圧との和が整流ダイオード１１２の順方向電圧Ｖｆとツェナーダイオード１１３の降伏電圧Ｖｚとの和を超え、逆電流検出抵抗２１に電流Ｉ２１が流れ始める。このため、逆電流検出回路２２は、図４（ａ）、（ｇ）に示すように、逆方向電圧Ｖsweepが（Ｖｆ＋Ｖｚ）を超えると、検出信号ＳＤを出力する。

さらに、図８に示すように、３つの半導体発光素子１１１が全てショート状態にあるとすると、図４（ａ）、（ｈ）に示すように、逆電圧発生装置２３の逆方向電圧Ｖsweepが出力されると、直ちに逆電流検出抵抗２１に電流Ｉ２１が流れ始める。このため、逆電流検出回路２２は、図４（ａ）、（ｉ）に示すように、逆方向電圧Ｖsweepが出力されると、直ちに、検出信号ＳＤを出力する。

制御回路２４は、逆電流検出回路２２からの検出信号ＳＤを受信すると、その時点で、逆電圧発生装置２３が発生している逆方向電圧Ｖsweepを特定し、上記いずれの電圧に相当するかを判別する。

制御回路２４は、判別した電圧から、ショート故障発生の有無とショートしている半導体発光素子１１１の数を判別する。

制御回路２４は、ショート故障が存在する場合には、報知部２５を駆動して、ショート故障の有無、ショートしている半導体発光素子１１１の数を報知する。

一方、制御回路２４は、ショート故障が存在しない場合には、再び、スイッチ素子１２ｃをオフし、スイッチ素子１２ａをオンし、点灯処理を実行する。

こうして、制御回路２４は、点灯処理中に周期的にショート故障の有無を判別し、ショート故障を検出すると、ユーザにその旨を報知する。従って、容易に且つ確実にショート故障を検出することができる。

制御回路２４のショート故障検出動作をまとめると、図９に示すようになる。
制御回路２４は、通常時には、点灯処理を実行し（ステップＳ１）、ショート故障検出タイミングになると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、スイッチ素子１２ａをオフ、スイッチ１２素子ｃをオンに切り替え（ステップＳ３）、逆電圧発生装置２３に逆電圧Ｖsweepを発生させる（ステップＳ４)。

続いて、制御回路２４は、逆電流検出回路２２が電流Ｉ２３を検出して検出信号ＳＤが出力されたタイミングで、逆電圧Ｖsweepの電圧を特定する（ステップＳ５）。

制御回路２４は、ステップＳ５にて特定した電圧から、ショート故障の有無を判別する（ステップＳ６）。特定した電圧が、ｉ・（Ｖｚ＋Ｖｆ）より大きく、（ｉ＋１）・（Ｖｚ＋Ｖｆ）より小さければ、ショート故障が存在し、（発光素子ユニット１１０の接続数Ｎ−ｉ）個の半導体発光素子１１１が故障していると判別する。
例えば、Ｎ＝１０で、２（Ｖｚ＋Ｖｆ）より大きく、３・（Ｖｚ＋Ｖｆ）より小さければ、ショート故障が存在し、（１０−２）＝８個の半導体発光素子１１１が故障していると判別する。

制御回路２４は、故障有りと判別した場合には（ステップＳ６；ＹＥＳ）、報知部２５による報知処理を行う（ステップＳ７）。なお、点灯を継続するか、消灯するかは任意である。

一方、ショート故障を検出しなかった場合には（ステップＳ６；ＮＯ）、スイッチ素子１２ａをオン、スイッチ素子１２ｃをオフして（ステップＳ８）、点灯処理を実行する（ステップＳ１）。

なお、この発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施の形態では、発光素子ユニット１１０を３個直列に接続する例を示したが、２個以下でも、４個以上でも任意である。逆電圧発生装置２３は、発光素子ユニット１１０の接続数Ｎに応じて、０〜Ｎ・（Ｖｚ＋Ｖｆ）以上の逆電圧を発生する。

また、上記実施の形態では、逆電圧発生装置２３は、のこぎり波状の電圧を発生していたが、図１０に例示するように、０、（Ｖｚ＋Ｖｆ）＋α、２（Ｖｚ＋Ｖｆ）＋α、３（Ｖｚ＋Ｖｆ）＋α、...、Ｎ（Ｖｚ＋Ｖｆ）＋α、というような階段状に変化する電圧を発生してもよい。なお、０＜α＜（Ｖｚ＋Ｖｆ）である。

また、ショート故障が発生しているか否かのみを検出し、故障した発光素子ユニット１１０の数を検出しないという条件ならば、１つの逆電圧（Ｎ−１）・（ｖｚ＋Ｖｆ）＋αのみを発生するようにしてもよい。この逆電圧を印加して、逆電流Ｉ２１が流れなければ、ショート故障は存在しない。

また、上記実施の形態では、通常の点灯処理の間に、ショート故障検出動作を行ったが、例えば、点灯時や消灯時に１回検出動作を行い、点灯中は、ショート故障の検出を行わないようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、スイッチ素子１２ａ〜１２ｃは、ＭＯＳＦＥＴにより構成されているが、ＭＯＳＦＥＴ以外の任意のスイッチを使用可能である。
制御回路２４として、プロセッサとプログラムから構成される例を示したが、ハードウエア構成、例えば、ロジック回路などから構成されてもよい。

また、上記実施の形態では、スイッチング動作により、発光部１１に供給するエネルギーを調整することにより、調光する構成を例示したが、他の構成を採用してもよい。

また、上記実施の形態では、発光装置１０が制御回路２４を備えていたが、制御回路２４を発光装置１０から分離させてもよい。この場合、発光装置１０に外部のコンピュータを接続し、このコンピュータがショート故障検出動作を実行させるプログラムを備えるようにしてもよい。

上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
発光ダイオードと、該発光ダイオードに並列に接続され、前記発光ダイオードと同一方向に接続されたツェナーダイオードと逆方向に接続された整流ダイオードとの直列回路と、から構成される発光素子ユニットをＮ個直列に接続して構成された発光部と、
前記発光部に、前記発光ダイオードに順方向電圧が印加される駆動電圧を印加する発光駆動回路と、
前記発光部に、前記駆動電圧と逆極性の逆方向電圧を印加し、印加電圧と流れた電流とに基づいて、前記発光ダイオードのショート故障の有無を判別するショート故障判別手段と、
を備えることを特徴とする発光装置。

（付記２）
前記ショート故障判別手段は、前記ツェナーダイオードの降伏電圧をＶｚ、前記整流ダイオードの順方向電圧をＶｆとしたときに、（Ｎ−１）・（Ｖｚ＋Ｖｆ）より大きくＮ・（Ｖｚ＋Ｖｆ）より小さい電圧を前記発光部に印加し、電流が流れたときに、ショート故障が存在すると判別する、ことを特徴とする付記１に記載の発光装置。

（付記３）
前記ショート故障判別手段は、ｉ・（Ｖｚ＋Ｖｆ）＋α （０＜α＜（Ｖｚ＋Ｖｆ））の電圧を印加し（ｉは０と正の整数）、電流が流れたときに、ショート故障が存在し、故障カ所が（Ｎ−ｉ）個であると判別する、ことを特徴とする付記２に記載の発光装置。

（付記４）
前記ショート故障判別手段は、のこぎり波状又は階段状の電圧を印加する、ことを特徴とする付記２又は３に記載の発光装置。

（付記５）
前記発光駆動回路と前記ショート故障判別手段とを、選択的に、前記発光部に接続する接続切り替え手段を備える、ことを特徴とする付記１乃至４のいずれか１つに記載の発光装置。

（付記６）
前記発光ダイオードは、有機ＥＬ(Electro Luminescence)素子から構成されている、ことを特徴とする付記１乃至５のいずれか１つに記載の発光装置。

（付記７）
発光ダイオードと、該発光ダイオードに並列に接続され、前記発光ダイオードと同一方向に接続されたツェナーダイオードと逆方向に接続された整流ダイオードとの直列回路と、から構成される発光素子ユニットをＮ個直列に接続して構成された発光部に、前記発光ダイオードに順方向電圧が印加される駆動電圧を印加する工程と、
前記発光部に、前記駆動電圧とは逆極性の逆方向電圧を印加し、印加電圧と流れた電流とに基づいて、前記発光ダイオードのショート故障の有無を判別する工程と、
を含むことを特徴とするショート故障判別方法。

（付記８）
コンピュータを、
発光ダイオードと、該発光ダイオードに並列に接続され、前記発光ダイオードと同一方向に接続されたツェナーダイオードと逆方向に接続された整流ダイオードとの直列回路と、から構成される発光素子ユニットをＮ個直列に接続して構成された発光部に、前記発光ダイオードに順方向電圧が印加される駆動電圧を印加する手段、
前記発光部に、前記駆動電圧とは逆極性の逆方向電圧を印加し、印加電圧と流れた電流とに基づいて、前記発光ダイオードのショート故障の有無を判別する手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。

１０ …発光装置
１１ …発光部
１２ａ …スイッチ素子
１２ｂ …スイッチ素子
１２ｃ …スイッチ素子
１３ …コイル
１４ …コンデンサ
１５ …還流ダイオード
１６ …電流制限抵抗
２１ …逆電流検出抵抗
２２ …逆電流検出回路
２３ …逆電圧発生装置
２４ …制御回路
２４ａ …ボリューム
２５ …報知部
２６ …電源ライン
２７ …基準電位ライン
１１０ …発光素子ユニット
１１１ …半導体発光素子
１１２ …整流ダイオード
１１３ …ツェナーダイオード

上記目的を達成するために本発明の第１の観点に係る発光装置は、
発光ダイオードと、該発光ダイオードに並列に接続され、前記発光ダイオードと同一方向に接続されたツェナーダイオードと逆方向に接続された整流ダイオードとの直列回路と、から構成される発光素子ユニットをＮ個直列に接続して構成された発光部と、
前記発光部に、前記発光ダイオードに順方向電圧が印加される駆動電圧を印加する発光駆動回路と、
前記発光部に、前記駆動電圧と逆極性の逆方向電圧を印加し、印加電圧と流れた電流とに基づいて、前記発光ダイオードのショート故障の有無を判別するショート故障判別手段と、
前記発光駆動回路および前記ショート故障判別手段に対し、前記発光部に前記駆動電圧を印加する点灯処理と、前記発光部に前記逆方向電圧を印加して前記発光ダイオードのショート故障の有無を判別する短絡検出処理とを繰り返す制御を行う制御回路と、
を備えることを特徴とする。

制御回路２４は、図３（ｂ）と（ｄ）に示すように、点灯処理期間ＴＬの間、スイッチ素子１２ａにハイレベルのゲート信号を供給して、スイッチ素子１２ａをオンし、スイッチ素子１２ｃにローレベルのゲート信号を供給して、スイッチ素子１２ｃをオフする。一方、制御回路２４は、短絡検出期間ＴＤの間、スイッチ素子１２ａにローレベルのゲート信号を供給して、スイッチ素子１２ａをオフし、スイッチ素子１２ｃにハイレベルのゲート信号を供給して、スイッチ素子１２ｃをオンする。

また、制御回路２４は、図３（ｃ）に示すように、点灯処理期間ＴＬの間、スイッチ素子１２ｂに、ボリューム２４ａの値に対応するデューティのオン・オフ信号を繰り返し供給し、スイッチ素子１２ｂを断続的にオン・オフし、ボリューム２４ａが指示する明るさで、発光部１１を点灯する。

また、制御回路２４は、図３（ｅ）に示すように、短絡検出期間ＴＤの間、逆電圧発生装置２３に、のこぎり波状の電圧を発生させ、逆電流検出回路２２の検出電流から、発光部１１の半導体発光素子１１１（１１１_１〜１１１_３）のショート故障を検出する。なお、ショート故障検出の詳細は、後述する。
制御回路２４は、ショート故障を検出した場合には、報知部２６を制御して、その旨を報知する。

Claims

発光ダイオードと、該発光ダイオードに並列に接続され、前記発光ダイオードと同一方向に接続されたツェナーダイオードと逆方向に接続された整流ダイオードとの直列回路と、から構成される発光素子ユニットをＮ個直列に接続して構成された発光部と、
前記発光部に、前記発光ダイオードに順方向電圧が印加される駆動電圧を印加する発光駆動回路と、
前記発光部に、前記駆動電圧と逆極性の逆方向電圧を印加し、印加電圧と流れた電流とに基づいて、前記発光ダイオードのショート故障の有無を判別するショート故障判別手段と、
を備えることを特徴とする発光装置。
前記ショート故障判別手段は、前記ツェナーダイオードの降伏電圧をＶｚ、前記整流ダイオードの順方向電圧をＶｆとしたときに、（Ｎ−１）・（Ｖｚ＋Ｖｆ）より大きくＮ・（Ｖｚ＋Ｖｆ）より小さい電圧を前記発光部に印加し、電流が流れたときに、ショート故障が存在すると判別する、ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
前記ショート故障判別手段は、ｉ・（Ｖｚ＋Ｖｆ）＋α （０＜α＜（Ｖｚ＋Ｖｆ））の電圧を印加し（ｉは０と正の整数）、電流が流れたときに、ショート故障が存在し、故障カ所が（Ｎ−ｉ）個であると判別する、ことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
前記ショート故障判別手段は、のこぎり波状又は階段状の電圧を印加する、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の発光装置。
前記発光駆動回路と前記ショート故障判別手段とを、選択的に、前記発光部に接続する接続切り替え手段を備える、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光装置。
前記発光ダイオードは、有機ＥＬ(Electro Luminescence)素子から構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発光装置。
発光ダイオードと、該発光ダイオードに並列に接続され、前記発光ダイオードと同一方向に接続されたツェナーダイオードと逆方向に接続された整流ダイオードとの直列回路と、から構成される発光素子ユニットをＮ個直列に接続して構成された発光部に、前記発光ダイオードに順方向電圧が印加される駆動電圧を印加する工程と、
前記発光部に、前記駆動電圧とは逆極性の逆方向電圧を印加し、印加電圧と流れた電流とに基づいて、前記発光ダイオードのショート故障の有無を判別する工程と、
を含むことを特徴とするショート故障判別方法。
コンピュータを、
発光ダイオードと、該発光ダイオードに並列に接続され、前記発光ダイオードと同一方向に接続されたツェナーダイオードと逆方向に接続された整流ダイオードとの直列回路と、から構成される発光素子ユニットをＮ個直列に接続して構成された発光部に、前記発光ダイオードに順方向電圧が印加される駆動電圧を印加する手段、
前記発光部に、前記駆動電圧とは逆極性の逆方向電圧を印加し、印加電圧と流れた電流とに基づいて、前記発光ダイオードのショート故障の有無を判別する手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。