JP2016225026A - 発光素子駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子を所望の輝度で発光させる。
【解決手段】発光素子駆動装置１０は、発光素子Ｌ＊とランク抵抗Ｒ＊を並列に内蔵した発光部品２＊（例えば＊＝１、２、３）に駆動電流Ｉｏｕｔを供給する駆動部１００と；ランク抵抗Ｒ＊の抵抗値を読み取って発光素子Ｌ＊のランクを検出し、その検出結果に応じて駆動電流Ｉｏｕｔの設定値Ｄｓｅｔを調整するランク調整部２００と；を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子駆動装置に関する。

従来より、発光ダイオード素子や有機ＥＬ素子などの発光素子は、その輝度特性（＝所定の駆動電流を供給したときに得られる輝度の大きさ）に応じてランク分けされている。

なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１や特許文献２を挙げることができる。

特開２０１１−２２９０６０号公報 特開２０１３−２２９１７１号公報

ところで、複数の発光素子を同時駆動する必要のあるアプリケーションにおいて、各発光素子の輝度ばらつきを低減する最も単純な手法は、全ての発光素子を所望の同一ランク品で揃えることである。しかしながら、このような従来手法では、発光装置の設計が容易となる半面、物流面やコスト面で不利であった。

また、別の手法として、全ての発光素子を同一ロット品で揃えることも考えられる。同一ロット品ならば、所望のランク品であるかどうかはさておき、各発光素子毎のランク不揃いが生じるおそれは小さい。従って、ロット毎に駆動電流設定用パラメータ（センス抵抗値など）を適宜調整してやれば、全ての発光素子を所望の輝度で均一に駆動することが可能となる。しかしながら、このような従来手法では、発光素子のロット毎にディスクリート部品の付け替えなどを行う必要があるので、作業ミスの増大を招くおそれがあった。

なお、単一の発光素子を駆動する場合であっても、これを所望の輝度で発光させるためには、発光素子として所望のランク品を用いるか、若しくは、発光素子のランクに応じて駆動電流設定用パラメータを手作業で調整しなければならなかった。

本明細書中に開示されている発明は、本願の発明者らにより見出された上記の問題点に鑑み、発光素子を所望の輝度で発光させることのできる発光素子駆動装置を提供することを目的とする。

本明細書中に開示されている発光素子駆動装置は、発光素子とランク抵抗を並列に内蔵した発光部品に駆動電流を供給する駆動部と；前記ランク抵抗の抵抗値を読み取って前記発光素子のランクを検出し、その検出結果に応じて前記駆動電流の設定値を調整するランク調整部と；を有する構成とされている。

なお、本発明のその他の特徴、要素、ステップ、利点、及び、特性については、以下に続く実施形態の詳細な説明やこれに関する添付の図面によって、さらに明らかとなる。

本明細書中に開示されている発明によれば、発光素子を所望の輝度で発光させることのできる発光素子駆動装置を提供することが可能となる。

発光装置の全体構成例を示すブロック図 駆動部の一構成例を示す回路図 ランク調整部の第１実施形態を示す回路図 第１実施形態におけるランク調整動作の一例を示すフローチャート ランク調整部の第２実施形態を示す回路図 第２実施形態におけるランク調整動作の一例を示すフローチャート 段数認識手法の第１例を示すブロック図 段数認識手法の第２例を示すブロック図 段数認識手法の第３例を示すブロック図 ランク調整部の第３実施形態を示す回路図 第３実施形態におけるランク調整動作の一例を示すフローチャート ランク調整部の第４実施形態を示す回路図 第４実施形態におけるランク調整動作の一例を示すフローチャート 発光装置が搭載される車両の外観図（前面） 発光装置が搭載される車両の外観図（背面） ＬＥＤヘッドライトモジュールの外観図 ＬＥＤターンランプモジュールの外観図 ＬＥＤリアランプモジュールの外観図

＜発光装置＞
図１は、発光装置１の全体構成例を示すブロック図である。本構成例の発光装置１は、発光素子駆動装置１０と、発光ストリング２０と、センス抵抗３０と、を有する。

発光素子駆動装置１０は、発光ストリング２０を駆動対象とする半導体装置（いわゆるＬＥＤ［light emitting diode］ドライバＩＣ）であり、駆動部１００と、ランク調整部２００と、を集積化して成る。

また、発光素子駆動装置１０は、装置外部との電気的な接続を確立するための手段として、外部端子Ｔ１１〜Ｔ１４を備えている。外部端子Ｔ１１は、入力電圧Ｖｉｎの入力端子である。外部端子Ｔ１２は、出力電圧Ｖｏｕｔの出力端子である。外部端子Ｔ１３は、駆動電流Ｉｏｕｔの帰還制御端子である。外部端子Ｔ１４は、グランドに接続される接地端子である。

駆動部１００は、入力電圧Ｖｉｎから出力電圧Ｖｏｕｔを生成して発光ストリング２０に供給する。その際、駆動部１００は、発光ストリング２０に供給される駆動電流Ｉｏｕｔが設定値Ｄｓｅｔに応じた目標電流値となるように負帰還制御（定電流制御）を行う。

ランク調整部２００は、発光部品２１〜２３にそれぞれ内蔵されているランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値（本実施形態では平均抵抗値Ｒａｖｅ（＝（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）／３））を読み取って発光素子Ｌ１〜Ｌ３のランクを検出し、その検出結果に応じて駆動電流Ｉｏｕｔの設定値Ｄｓｅｔを調整する。

発光ストリング２０は、発光部品２１〜２３を直列に接続して成る発光部品列である。なお、発光部品の直列段数ｍは３段に限るものではなく、その用途に応じて任意の直列段数ｍ（ただしｍ≧１）に設定することが可能である。

発光部品２＊（ただし＊＝１、２、３、以下も同様）は、外部端子Ｔ２＊ａ及びＴ２＊ｂを備え、両外部端子間に発光素子Ｌ＊とランク抵抗Ｒ＊を並列に内蔵している。発光素子Ｌ＊としては、例えば、発光ダイオード素子を好適に用いることができる。ランク抵抗Ｒ＊は、発光素子Ｌ＊のランクに応じた抵抗値を持つ。

センス抵抗３０（抵抗値：Ｒｓ）は、駆動電流Ｉｏｕｔの流れる電流経路上に設けられており、駆動電流Ｉｏｕｔに応じたセンス電圧Ｖｓ（＝Ｉｏｕｔ×Ｒｓ）を生成する。

なお、以下では、発光部品２１〜２３として同一ロット品が用いられており、ランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の各抵抗値はいずれも同一値（Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒａｖｅ）であることを前提として詳細な説明を行う。

＜駆動部＞
図２は、駆動部１００の一構成例を示す回路図である。本構成例の駆動部１００は、出力トランジスタ１０１と、差動アンプ１０２と、デジタル／アナログ変換部１０３と、オペアンプ１０４と、を含むリニアレギュレータ（いわゆるＬＤＯ［low drop out］レギュレータ）である。

出力トランジスタ１０１は、外部端子Ｔ１１（＝入力電圧Ｖｉｎの入力端）と外部端子Ｔ１２（＝出力電圧Ｖｏｕｔの出力端）との間に接続されており、オペアンプ１０４を用いてゲート駆動されるＰチャネル型ＭＯＳ［metal oxide semiconductor］電界効果トランジスタである。

差動アンプ１０２の非反転入力端（＋）は、外部端子Ｔ１２（＝センス抵抗３０の高電位端）に接続されている。差動アンプ１０２の反転入力端（−）は、外部端子Ｔ１３（＝センス抵抗３０の低電位端）に接続されている。このように接続された差動アンプ１０２は、非反転入力端（＋）と反転入力端（−）との間に印加されるセンス電圧Ｖｓ（＝センス抵抗３０の両端間電圧）に応じた帰還電圧Ｖｆｂを生成する。帰還電圧Ｖｆｂは、駆動電流Ｉｏｕｔが大きいほど高くなり、駆動電流Ｉｏｕｔが小さいほど低くなる。

デジタル／アナログ変換部１０３は、ランク調整部２００から入力されるデジタルの設定値Ｄｓｅｔをアナログの基準電圧Ｖｒｅｆに変換する。例えば、設定値Ｄｓｅｔが大きいほど基準電圧Ｖｒｅｆが高くなり、設定値Ｄｓｅｔが小さいほど基準電圧Ｖｒｅｆが低くなる。このように、基準電圧Ｖｒｅｆは、設定値Ｄｓｅｔに応じて可変制御される。

オペアンプ１０４は、非反転入力端（＋）に入力される基準電圧Ｖｒｅｆと、反転入力端（−）に入力される帰還電圧Ｖｆｂとが一致（イマジナリショート）するように、出力トランジスタ１０１のゲート制御を行う。このような構成とすることにより、駆動電流Ｉｏｕｔを設定値Ｄｓｅｔに応じた目標電流値に維持するための負帰還制御（定電流制御）が実現される。

ただし、駆動部１００としては、リニアレギュレータに限らず、例えば、出力トランジスタのオンデューティを制御することにより入力電圧Ｖｉｎから所望の出力電圧Ｖｏｕｔを生成するスイッチングレギュレータを用いてもよい。

＜ランク調整部（第１実施形態）＞
図３は、ランク調整部２００の第１実施形態を示す回路図である。本実施形態のランク調整部２００は、電流源２１１と、スイッチ２１２と、電圧計２１３と、制御部２１４とを含む。

電流源２１１は、電源端と外部端子Ｔ１３との間に接続されており、発光ストリング２０に第１電流Ｉ１を印加する。第１電流Ｉ１の電流値は、各ランク抵抗Ｒ＊の両端間電圧が各発光素子Ｌ＊の順方向降下電圧Ｖｆよりも高くならない範囲で適宜設定されている。例えば、ランク抵抗Ｒ＊の抵抗値が最高１００ｋΩであり、発光素子Ｌ＊の順方向降下電圧Ｖｆが３．３Ｖである場合、第１電流Ｉ１の電流値は３３μＡ未満に設定するとよい。

スイッチ２１２は、電流源２１１と外部端子Ｔ１３との間に接続されており、制御部２１４からの指示に応じてオン／オフされる。なお、スイッチ２１２は、発光素子Ｌ＊のランク調整期間にのみオンされる。従って、ランク調整部２００が発光ストリング２０の通常点灯動作に悪影響を及ぼすおそれはない。

電圧計２１３は、外部端子Ｔ１３と外部端子Ｔ１４との間に接続されており、発光ストリング２０に対して第１電流Ｉ１が印加されているときに発光ストリング２０の両端間に現れる第１電圧Ｖ１を測定し、その測定結果を制御部２１４に出力する。

制御部２１４は、第１電流Ｉ１と第１電圧Ｖ１から算出されるランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の合成抵抗値Ｒｔｏｔａｌ（＝Ｖ１／Ｉ１＝Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）を発光部品２１〜２３の直列段数ｍ（＝３）で除算し、その演算結果（＝発光素子Ｌ１〜Ｌ３のランク検出結果）に応じて駆動電流Ｉｏｕｔの設定値Ｄｓｅｔを調整する。

以下では、制御部２１４によるランク調整動作について、フローチャートを参照しながら詳細に説明する。

図４は、第１実施形態におけるランク調整動作の一例を示すフローチャートである。なお、本フローが実行されている間、駆動部１００による駆動電流Ｉｏｕｔの供給動作は停止されているものとする。

本フローが開始されると、まず、ステップＳ１１では、スイッチ２１２をオンすることにより、電流源２１１から発光ストリング２０に対して第１電流Ｉ１の印加が行われる。

続くステップＳ１２では、電圧計２１３を用いて、第１電圧Ｖ１の測定が行われる。先にも述べたように、第１電流Ｉ１を印加しても各ランク抵抗Ｒ＊の両端間電圧が各発光素子Ｌ＊の順方向降下電圧Ｖｆを上回ることはない。すなわち、第１電流Ｉ１は、発光素子Ｌ＊を介する電流経路には流れず、ランク抵抗Ｒ＊を介する電流経路にのみ流れる。従って、第１電圧Ｖ１は、ランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の合成抵抗値Ｒｔｏｔａｌ（＝Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）に第１電流Ｉ１を乗じた電圧値（＝Ｒｔｏｔａｌ×Ｉ１）となる。

続くステップＳ１３では、制御部２１４により、第１電流Ｉ１と第１電圧Ｖ１からランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の合成抵抗値Ｒｔｏｔａｌ（＝Ｖ１／Ｉ１）が算出される。

続くステップＳ１４では、制御部２１４により、ランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の合成抵抗値Ｒｔｏｔａｌと、発光部品２１〜２３の直列段数ｍ（＝３）から、ランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の平均抵抗値Ｒａｖｅ（＝Ｒｔｏｔａｌ／ｍ）が算出される。なお、先にも述べたように、発光部品２１〜２３としては、いずれも同一ロット品が用いられており、ランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の各抵抗値は、いずれも同一値（Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３）である。従って、ステップＳ１４で算出される平均抵抗値Ｒａｖｅは、ランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の各抵抗値と一致する。

また、先にも述べたように、ランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ、発光素子Ｌ１〜Ｌ３のランクに応じた抵抗値を持っている。従って、ランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の平均抵抗値Ｒａｖｅを算出することにより、発光素子Ｌ１〜Ｌ３のランクを検出することができる。

続くステップＳ１５では、制御部２１４により、ランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の平均抵抗値Ｒａｖｅ（＝発光素子Ｌ１〜Ｌ３のランク検出結果）に応じた設定値Ｄｓｅｔの調整が行われた後、一連のフローが終了される。なお、ステップＳ１５における設定値Ｄｓｅｔの調整処理については、例えば、平均抵抗値Ｒａｖｅと設定値Ｄｓｅｔとを対応付けたテーブルを参照することにより実施すればよい。

このような構成であれば、発光素子Ｌ１〜Ｌ３のランクに応じて駆動電流Ｉｏｕｔが自動的に最適化されるので、発光素子駆動装置１０と発光ストリング２０とを個別に設計することができる。すなわち、発光部品２１〜２３のロット毎に駆動電流設定用パラメータ（センス抵抗３０の抵抗値など）を手作業で調整する必要がないので、作業ミスを減らすことが可能となる。また、発光部品２１〜２３として、所望の同一ランク品を揃える必要はなく、ロット毎に管理すれば足りるので、物流面やコスト面でも有利となる。

＜ランク調整部（第２実施形態）＞
図５は、ランク調整部２００の第２実施形態を示す回路図である。本実施形態のランク調整部２００は、電圧源２２１と、スイッチ２２２と、電流計２２３と、制御部２２４とを含む。

電圧源２２１は、外部端子Ｔ１３と外部端子Ｔ１４との間に接続されており、発光ストリング２０に第２電圧Ｖ２を印加する。第２電圧Ｖ２の電圧値は、各ランク抵抗Ｒ＊の両端間電圧が各発光素子Ｌ＊の順方向降下電圧Ｖｆよりも高くならない範囲で適宜設定されている。例えば、発光素子Ｌ＊の順方向降下電圧Ｖｆが３．３Ｖであり、直列段数ｍが３である場合、第２電圧Ｖ２の電圧値は９．９Ｖ未満に設定するとよい。

スイッチ２２２は、電圧源２２１と外部端子Ｔ１３（または外部端子Ｔ１４）との間に接続されており、制御部２２４からの指示に応じてオン／オフされる。なお、スイッチ２２２は、発光素子Ｌ＊のランク調整期間にのみオンされる。従って、ランク調整部２００が発光ストリング２０の通常点灯動作に悪影響を及ぼすおそれはない。

電流計２２３は、電圧源２２１と外部端子Ｔ１３（または外部端子Ｔ１４）との間に接続されており、発光ストリング２０に対して第２電圧Ｖ２が印加されているときに発光ストリング２０に流れる第２電流Ｉ２を測定し、その測定結果を制御部２２４に出力する。

制御部２２４は、第２電流Ｉ２と第２電圧Ｖ２から算出されるランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の合成抵抗値Ｒｔｏｔａｌ（＝Ｖ２／Ｉ２＝Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）を発光部品２１〜２３の直列段数ｍ（＝３）で除算し、その演算結果（＝発光素子Ｌ１〜Ｌ３のランク検出結果）に応じて駆動電流Ｉｏｕｔの設定値Ｄｓｅｔを調整する。

以下では、制御部２２４によるランク調整動作について、フローチャートを参照しながら詳細に説明する。

図６は、第２実施形態におけるランク調整動作の一例を示すフローチャートである。なお、本フローが実行されている間、駆動部１００による駆動電流Ｉｏｕｔの供給動作は停止されているものとする。

本フローが開始されると、まず、ステップＳ２１では、スイッチ２２２をオンすることにより、電圧源２２１から発光ストリング２０に対して第２電圧Ｖ２の印加が行われる。

続くステップＳ２２では、電流計２２３を用いて、第２電流Ｉ２の測定が行われる。先にも述べたように、第２電圧Ｖ２を印加しても、各ランク抵抗Ｒ＊の両端間電圧が各発光素子Ｌ＊の順方向降下電圧Ｖｆを上回ることはない。すなわち、第２電流Ｉ２は、発光素子Ｌ＊を介する電流経路には流れず、ランク抵抗Ｒ＊を介する電流経路にのみ流れる。従って、第２電流Ｉ２は、第２電圧Ｖ２をランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の合成抵抗値Ｒｔｏｔａｌ（＝Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）で除した電流値（＝Ｖ２／Ｒｔｏｔａｌ）となる。

続くステップＳ２３では、制御部２２４により、第２電流Ｉ２と第２電圧Ｖ２からランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の合成抵抗値Ｒｔｏｔａｌ（＝Ｖ２／Ｉ２）が算出される。

続くステップＳ２４では、制御部２２４により、ランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の合成抵抗値Ｒｔｏｔａｌと、発光部品２１〜２３の直列段数ｍ（＝３）から、ランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の平均抵抗値Ｒａｖｅ（＝Ｒｔｏｔａｌ／ｍ）が算出される。この算出値から発光素子Ｌ１〜Ｌ３のランクを検出することができる点については、先の第１実施形態と同様である。

続くステップＳ２５では、制御部２２４により、ランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の平均抵抗値Ｒａｖｅ（＝発光素子Ｌ１〜Ｌ３のランク検出結果）に応じた設定値Ｄｓｅｔの調整が行われた後、一連のフローが終了される。なお、ステップＳ２５における設定値Ｄｓｅｔの調整処理については、例えば、平均抵抗値Ｒａｖｅと設定値Ｄｓｅｔとを対応付けたテーブルを参照することにより実施すればよい。

このような構成であれば、先の第１実施形態と同じく、発光素子Ｌ１〜Ｌ３のランクに応じて駆動電流Ｉｏｕｔが自動的に最適化される。従って、発光素子駆動装置１０と発光ストリング２０とを個別に設計することが可能となり、延いては、先の第１実施形態と同様のメリットを享受することが可能となる。

＜段数認識手法＞
図７〜図９は、それぞれ、ランク調整部２００に発光部品の直列段数ｍを認識させる手法の一例を示すブロック図である。

第１例（図７）の発光素子駆動装置１０は、直列段数ｍに関する情報を受け付けるための外部端子Ｔ１５ａ〜Ｔ１５ｃをさらに有する。このような構成であれば、外部端子Ｔ１５ａ〜Ｔ１５ｃにそれぞれ印加されるアナログ電圧（例えばＶＣＣまたはＧＮＤ）の組み合わせにより、直列段数ｍに関する情報をランク調整部２００に与えることができる。

第２例（図８）の発光素子駆動装置１０は、直列段数ｍに関する情報を受け付けるための通信インタフェイス部３００と、クロック信号ＳＣＫの入力を受け付けるための外部端子Ｔ１６ａと、データ信号ＳＤＡの入力を受け付けるための外部端子Ｔ１６ｂと、をさらに有する。このような構成とすることにより、外部端子の本数を不必要に増大することなく、直列段数ｍに関する情報をランク調整部２００に与えることが可能となる。

第３例（図９）の発光素子駆動装置１０は、直列段数ｍに関する情報を格納するための不揮発性記憶部４００をさらに有する。このような構成であれば、外部入力を要することなく、直列段数ｍに関する情報をランク調整部２００に与えることができる。なお、不揮発性記憶部４００としては、ＥＥＰＲＯＭ［electrically erasable programmable read-only memory］やＯＴＰＲＯＭ［one time programmable ROM］、ないしは、フラッシュメモリなどを好適に用いることができる。

＜ランク調整部（第３実施形態）＞
図１０は、ランク調整部２００の第３実施形態を示す回路図である。本実施形態のランク調整部２００は、電流源２３１と、スイッチ２３２と、電圧計２３３と、制御部２３４とを含む。

電流源２３１は、電源端と外部端子Ｔ１３との間に接続されており、発光ストリング２０に第１電流Ｉ１または第３電流Ｉ３を印加する。第１電流Ｉ１の電流値は、先にも述べたように、各ランク抵抗Ｒ＊の両端間電圧が各発光素子Ｌ＊の順方向降下電圧Ｖｆよりも高くならない範囲で適宜設定されている。一方、第３電流Ｉ３の電流値は、各ランク抵抗Ｒ＊の両端間電圧が各発光素子Ｌ＊の順方向降下電圧Ｖｆよりも高くなる範囲で適宜設定されている。なお、電流源２３１は、制御部２３４からの指示に応じて、発光ストリング２０に第３電流Ｉ３を印加する第１フェイズと、発光ストリング２０に第１電流Ｉ１を印加する第２フェイズと、を切り替える機能を備えている。

スイッチ２３２は、電流源２３１と外部端子Ｔ１３との間に接続されており、制御部２３４からの指示に応じてオン／オフされる。なお、スイッチ２３２は、発光素子Ｌ＊のランク調整期間にのみオンされる。従って、ランク調整部２００が発光ストリング２０の通常点灯動作に悪影響を及ぼすおそれはない。

電圧計２２３は、外部端子Ｔ１３と外部端子Ｔ１４との間に接続されている。発光ストリング２０に第３電流Ｉ３が印加される第１フェイズでは、発光ストリング２０の両端間に現れる第３電圧Ｖ３が電圧計２２３で測定され、その測定結果が制御部２３４に出力される。一方、発光ストリング２０に第１電流Ｉ１が印加される第２フェイズでは、発光ストリング２０の両端間に現れる第１電圧Ｖ１が電圧計２２３で測定され、その測定結果が制御部２３４に出力される。

制御部２３４は、第１フェイズにおいて、第３電圧Ｖ３から発光部品２１〜２３の直列段数ｍ（＝３）を求める。その後、制御部２３４は、第２フェイズにおいて、第１電流Ｉ１と第１電圧Ｖ１から算出されるランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の合成抵抗値Ｒｔｏｔａｌ（＝Ｖ１／Ｉ１＝Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）を発光部品２１〜２３の直列段数ｍで除算し、その演算結果（＝発光素子Ｌ１〜Ｌ３のランク検出結果）に応じて、駆動電流Ｉｏｕｔの設定値Ｄｓｅｔを調整する。

以下では、制御部２３４によるランク調整動作について、フローチャートを参照しながら詳細に説明する。

図１１は、第３実施形態におけるランク調整動作の一例を示すフローチャートである。なお、本フローが実行されている間、駆動部１００による駆動電流Ｉｏｕｔの供給動作は停止されているものとする。また、以下では、各発光素子Ｌ＊の順方向降下電圧Ｖｆがいずれも既知の同一値（例えば３．３Ｖ）であるものとして説明する。

本フローが開始されると、まず、ステップＳ３１では、スイッチ２３２をオンするとともに、電流源２３１から発光ストリング２０に対して第３電流Ｉ３の印加が行われる。

続くステップＳ３２では、電圧計２３３を用いて、第３電圧Ｖ３の測定が行われる。先にも述べた通り、第３電流Ｉ３の電流値は、各ランク抵抗Ｒ＊の両端間電圧が各発光素子Ｌ＊の順方向降下電圧Ｖｆよりも高くなる範囲で適宜設定されている。すなわち、第３電流Ｉ１は、主として発光素子Ｌ＊を介する電流経路に流れる。従って、第３電圧Ｖ３は、各発光素子Ｌ＊の順方向降下電圧Ｖｆに発光部品２１〜２３の直列段数ｍを乗じた電圧値（＝Ｖｆ×ｍ）となる。

続くステップＳ３３では、制御部２３４により、第３電圧Ｖ３を各発光素子Ｌ＊の順方向降下電圧Ｖｆで除すことにより、発光部品２１〜２３の直列段数ｍ（＝Ｖ３／Ｖｆ）が算出される。

上記のステップＳ３１〜Ｓ３３は、先述の第１フェイズに相当する。すなわち、本実施形態のランク調整部２００は、第１フェイズにおいて、発光ストリング２０に十分大きな第３電流Ｉ３（＞Ｉ１）を印加し、このとき発光ストリング２０の両端間に現れる第３電圧Ｖ３を測定することにより、発光部品２１〜２３の直列段数ｍを自ら求めることができる。従って、直列段数ｍに関する情報をランク調整部２００に与えるための構成要素（図７〜図９を参照）が不要となるので、外部端子数の削減や回路規模の縮小が可能となる。

なお、続くステップＳ１１〜Ｓ１５は、先述の第２フェイズに相当するものであり、各ステップの動作内容は、第１実施形態（図４）のそれと基本的に同一である。ごく簡単に説明すると、ステップＳ１１では、発光ストリング２０に第１電流Ｉ１が印加され、ステップＳ１２では、第１電圧Ｖ１が測定され、ステップＳ１３では、合成抵抗値Ｒｔｏｔａｌ（＝Ｉ１／Ｖ１）が算出され、ステップＳ１４では、平均抵抗値Ｒａｖｅ（＝Ｒｔｏｔａｌ／ｍ）が算出され、ステップＳ１５では、平均抵抗値Ｒａｖｅに応じて設定値Ｄｓｅｔが調整される。

このような構成であれば、先の第１実施形態と同じく、発光素子Ｌ１〜Ｌ３のランクに応じて駆動電流Ｉｏｕｔが自動的に最適化される。従って、発光素子駆動装置１０と発光ストリング２０とを個別に設計することが可能となり、延いては、先の第１実施形態と同様のメリットを享受することが可能となる。

＜ランク調整部（第４実施形態）＞
図１２は、ランク調整部２００の第４実施形態を示す回路図である。本実施形態のランク調整部２００は、電流源２４１と、電圧源２４２と、スイッチ２４３〜２４５と、電圧計２４６と、電流計２４７と、制御部２４８と、を含む。

電流源２４１は、電源端と外部端子Ｔ１３との間に接続されており、第１フェイズにおいて発光ストリング２０に第３電流Ｉ３を印加する。第３電流Ｉ１の電流値は、先にも述べたように、各ランク抵抗Ｒ＊の両端間電圧が各発光素子Ｌ＊の順方向降下電圧Ｖｆよりも高くなる範囲で適宜設定されている。

電圧源２４２は、外部端子Ｔ１３と外部端子Ｔ１４との間に接続されており、第２フェイズにおいて発光ストリング２０に第２電圧Ｖ２を印加する。第２電圧Ｖ２の電圧値は、先にも述べたように、各ランク抵抗Ｒ＊の両端間電圧が各発光素子Ｌ＊の順方向降下電圧Ｖｆよりも高くならない範囲で適宜設定されている。

スイッチ２４３は、電流源２４１と外部端子Ｔ１３との間に接続されており、制御部２４８からの指示に応じてオン／オフされる。なお、スイッチ２４３は、第１フェイズでオンされ、第２フェイズでオフされる。

スイッチ２４４は、電圧計２４６と外部端子Ｔ１３（または外部端子Ｔ１４）との間に接続されており、制御部２４８からの指示に応じてオン／オフされる。なお、スイッチ２４４は、第１フェイズでオンされ、第２フェイズでオフされる。

スイッチ２４５は、電圧源２４２と外部端子Ｔ１３（または外部端子Ｔ１４）との間に接続されており、制御部２４８からの指示に応じてオン／オフされる。なお、スイッチ２４５は、第１フェイズでオフされ、第２フェイズでオンされる。

また、発光素子Ｌ＊のランク調整期間以外では、スイッチ２４３〜２４５がいずれもオフされる。従って、ランク調整部２００が発光ストリング２０の通常点灯動作に悪影響を及ぼすおそれはない。

電圧計２４６は、外部端子Ｔ１３と外部端子Ｔ１４との間に接続されており、第１フェイズにおいて発光ストリング２０に第３電流Ｉ３が印加されているときに発光ストリング２０の両端間に現れる第３電圧Ｖ３を測定し、その測定結果を制御部２４８に出力する。

電流計２４７は、電圧源２４２と外部端子Ｔ１３（または外部端子Ｔ１４）との間に接続されており、第２フェイズにおいて発光ストリング２０に第２電圧Ｖ２が印加されているときに発光ストリング２０に流れる第２電流Ｉ２を測定し、その測定結果を制御部２４８に出力する。

制御部２４８は、第１フェイズにおいて、第３電圧Ｖ３から発光部品２１〜２３の直列段数ｍ（＝３）を求める。その後、制御部２３４は、第２フェイズにおいて、第２電流Ｉ２と第２電圧Ｖ２から算出されるランク抵抗Ｒ１〜Ｒ３の合成抵抗値Ｒｔｏｔａｌ（＝Ｖ２／Ｉ２＝Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）を発光部品２１〜２３の直列段数ｍで除算し、その演算結果（＝発光素子Ｌ１〜Ｌ３のランク検出結果）に応じて、駆動電流Ｉｏｕｔの設定値Ｄｓｅｔを調整する。

以下では、制御部２４８によるランク調整動作について、フローチャートを参照しながら詳細に説明する。

図１３は、第４実施形態におけるランク調整動作の一例を示すフローチャートである。なお、本フローが実行されている間、駆動部１００による駆動電流Ｉｏｕｔの供給動作は停止されているものとする。また、以下では、各発光素子Ｌ＊の順方向降下電圧Ｖｆがいずれも既知の同一値（例えば３．３Ｖ）であるものとして説明する。

本フローにおいて、ステップＳ３１〜Ｓ３３は、先述の第１フェイズに相当するものであり、各ステップの動作内容は、第３実施形態（図１１）のそれと基本的に同一である。ごく簡単に説明すると、ステップＳ３１では、発光ストリング２０に第３電流Ｉ３が印加され、ステップＳ３２では、第３電圧Ｖ３が測定され、ステップＳ３３では、直列段数ｍ（＝Ｖ３／Ｖｆ）が算出される。

このように、直列段数ｍを自ら求める構成であれば、先の第３実施形態と同様、直列段数ｍに関する情報をランク調整部２００に与えるための構成要素（図７〜図９を参照）が不要となるので、外部端子数の削減や回路規模の縮小が可能となる。

また、続くステップＳ２１〜Ｓ２５は、先述の第２フェイズに相当するものであり、各ステップの動作内容は、第２実施形態（図６）のそれと基本的に同一である。ごく簡単に説明すると、ステップＳ２１では、発光ストリング２０に第２電圧Ｖ２が印加され、ステップＳ２２では、第２電流Ｉ２が測定され、ステップＳ２３では、合成抵抗値Ｒｔｏｔａｌ（＝Ｉ２／Ｖ２）が算出され、ステップＳ２４では、平均抵抗値Ｒａｖｅ（＝Ｒｔｏｔａｌ／ｍ）が算出され、ステップＳ２５では、平均抵抗値Ｒａｖｅに応じて設定値Ｄｓｅｔが調整される。

このような構成であれば、先の第２実施形態と同じく、発光素子Ｌ１〜Ｌ３のランクに応じて駆動電流Ｉｏｕｔが自動的に最適化される。従って、発光素子駆動装置１０と発光ストリング２０とを個別に設計することが可能となり、延いては、先の第２実施形態と同様のメリットを享受することが可能となる。

＜車両への適用＞
発光装置１は、例えば、図１４及び図１５で示す通り、車両Ｘ１０のヘッドライト（ハイビーム／ロービーム／スモールランプ／フォグランプなどを適宜含む）Ｘ１１、白昼夜走行（ＤＲＬ）用光源Ｘ１２、テールランプ（スモールランプやバックランプなどを適宜含む）Ｘ１３、ストップランプＸ１４、及び、ターンランプＸ１５などとして好適に用いることができる。

なお、発光素子駆動装置１０は、駆動対象となる発光ストリング２０と共にモジュール（図１６のＬＥＤヘッドライトモジュールＹ１０、図１７のＬＥＤターンランプモジュールＹ２０、及び、図１８のＬＥＤリアランプモジュールＹ３０など）として提供されるものであってもよいし、発光ストリング２０とは独立にＩＣ単体として提供されるものであってもよい。

＜その他の変形例＞
なお、上記の実施形態では、発光素子として発光ダイオード素子を用いた構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、発光素子として有機ＥＬ［electro-luminescence］素子を用いることも可能である。

このように、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

本明細書中に開示されている発明は、例えば、車載用エクステリアランプやイルミネーションランプなど（特に、法律などにより輝度が厳格に定められている発光装置）に利用することが可能である。

１ 発光装置
１０ 発光素子駆動装置
２０ 発光ストリング
２１、２２、２３ 発光部品
３０ センス抵抗
４０ スイッチ駆動装置
５０ マイコン
１００ 駆動部
１０１ 出力トランジスタ（Ｐチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ）
１０２ 差動アンプ
１０３ デジタル／アナログ変換部
１０４ オペアンプ
２００ ランク調整部
２１１、２３１、２４１ 電流源
２２１、２４２ 電圧源
２１２、２２２、２３２、２４３〜２４５ スイッチ
２１３、２３３、２４６ 電圧計
２２３、２４７ 電流計
２１４、２２４、２３４、２４８ 制御部
３００ 通信インタフェイス部
４００ 不揮発性記憶部
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 発光素子（発光ダイオード）
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ ランク抵抗
Ｐ１〜Ｐ６ Ｐチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ
Ｔ１１〜Ｔ１４、Ｔ２１〜Ｔ２３ 外部端子
Ｘ１０ 車両
Ｘ１１ ヘッドライト
Ｘ１２ 白昼夜走行（ＤＲＬ）用光源
Ｘ１３ テールランプ
Ｘ１４ ストップランプ
Ｘ１５ ターンランプ
Ｙ１０ ＬＥＤヘッドライトモジュール
Ｙ２０ ＬＥＤターンランプモジュール
Ｙ３０ ＬＥＤリアランプモジュール

Claims (14)

1. 発光素子とランク抵抗を並列に内蔵した発光部品に駆動電流を供給する駆動部と；
   前記ランク抵抗の抵抗値を読み取って前記発光素子のランクを検出し、その検出結果に応じて前記駆動電流の設定値を調整するランク調整部と；
   を有することを特徴とする発光素子駆動装置。
2. 同一ロットの前記発光部品を複数直列に接続して成る発光ストリングを駆動対象とすることを特徴とする請求項１に記載の発光素子駆動装置。
3. 前記ランク調整部は、
   各ランク抵抗の両端間電圧が各発光素子の順方向降下電圧よりも高くならない範囲で前記発光ストリングに所定の第１電流を印加する電流源と；
   前記第１電流が印加されているときに前記発光ストリングの両端間に現れる第１電圧を測定する電圧計と；
   前記第１電流と前記第１電圧から算出される全ランク抵抗の合成抵抗値を前記発光部品の直列段数で除算し、その演算結果に応じて前記駆動電流の設定値を調整する制御部と；
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の発光素子駆動装置。
4. 前記ランク調整部は、
   各ランク抵抗の両端間電圧が各発光素子の順方向降下電圧よりも高くならない範囲で前記発光ストリングに所定の第２電圧を印加する電圧源と；
   前記第２電圧が印加されているときに前記発光ストリングに流れる第２電流を測定する電流計と；
   前記第２電流と前記第２電圧から算出される全ランク抵抗の合成抵抗値を前記発光部品の直列段数で除算し、その演算結果に応じて前記駆動電流の設定値を調整する制御部と；
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の発光素子駆動装置。
5. 前記直列段数に関する情報を受け付けるための外部端子をさらに有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の発光素子駆動装置。
6. 前記直列段数に関する情報を受け付けるための通信インタフェイス部をさらに有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の発光素子駆動装置。
7. 前記直列段数に関する情報を格納するための不揮発性記憶部をさらに有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の発光素子駆動装置。
8. 前記ランク調整部は、
   各ランク抵抗の両端間電圧が各発光素子の順方向降下電圧よりも高くなる範囲で前記発光ストリングに所定の第３電流を印加する第１フェイズと、各ランク抵抗の両端間電圧が各発光素子の順方向降下電圧よりも高くならない範囲で前記発光ストリングに所定の第１電流を印加する第２フェイズとを切り替えることのできる電流源と；
   前記第１フェイズにおいて前記第３電流が印加されているときに前記発光ストリングの両端間に現れる第３電圧、及び、前記第２フェイズにおいて前記第１電流が印加されているときに前記発光ストリングの両端間に現れる第１電圧をそれぞれ測定する電圧計と；
   前記第１フェイズにおいて前記第３電圧から前記発光部品の直列段数を求めた上で、前記第２フェイズにおいて前記第１電流と前記第１電圧から算出される全ランク抵抗の合成抵抗値を前記直列段数で除算し、その演算結果に応じて前記駆動電流の設定値を調整する制御部と；
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の発光素子駆動装置。
9. 前記ランク調整部は、
   第１フェイズにおいて各ランク抵抗の両端間電圧が各発光素子の順方向降下電圧よりも高くなる範囲で前記発光ストリングに所定の第３電流を印加する電流源と；
   前記第１フェイズにおいて前記第３電流が印加されているときに前記発光ストリングの両端間に現れる第３電圧を測定する電圧計と；
   第２フェイズにおいて各ランク抵抗の両端間電圧が各発光素子の順方向降下電圧よりも高くならない範囲で前記発光ストリングに所定の第２電圧を印加する電圧源と；
   前記第２フェイズにおいて前記第２電圧が印加されているときに前記発光ストリングに流れる第２電流を測定する電流計と；
   前記第１フェイズにおいて前記第３電圧から前記発光部品の直列段数を求めた上で、前記第２フェイズにおいて前記第２電流と前記第２電圧から算出される全ランク抵抗の合成抵抗値を前記直列段数で除算し、その演算結果に応じて前記駆動電流の設定値を調整する制御部と；
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の発光素子駆動装置。
10. 発光素子とランク抵抗を並列に内蔵した発光部品と、
    請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置と、
    を有することを特徴とする発光装置。
11. 前記発光素子は、発光ダイオード素子、または、有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１０に記載の発光装置。
12. ヘッドライトモジュール、ターンランプモジュール、または、リアランプモジュールとして車両に装着されることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の発光装置。
13. 請求項１０〜請求項１２のいずれか一項に記載の発光装置を有する車両。
14. 前記発光装置は、ヘッドライト、白昼夜走行用光源、テールランプ、ストップランプ、及び、ターンランプの少なくとも一つとして用いられることを特徴とする請求項１３に記載の車両。

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