JP5993671B2 - Ｌｅｄ光束制御装置、道路照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤを一定の光束（明るさ）で点灯させるＬＥＤ光束制御装置および道路照明装置に関する。

近年、道路の脇に立設された支柱の上部に設置されて、下方の道路を照明する道路照明装置などでは、省エネルギーの要請等から光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）が採用される。

ＬＥＤの光束（明るさ）を制御する技術として、光センサで光束を測定し、目標の光束に制御する技術がある。

また、ＬＥＤの光束は温度（特に、ジャンクション温度）に大きく依存するので、温度センサでＬＥＤの周囲温度を測定し、周囲温度から光束を推定して制御することも行われる。

また、ＬＥＤを駆動するオペアンプにＬＥＤの順方向電圧でフィードバックをかけることで、温度に依存した光束の変化を抑制するようにしたＬＥＤ駆動回路が考案されている（特許文献１参照）。

特許第３０００６６７号

光センサや温度センサを用いる方法では、センサを設ける分だけ、コストアップを招く。特に、複数の光源モジュールを使用する照明装置では、光源モジュール毎にセンサを設ける必要があり、コストの上昇が大きい。

一方、特許文献１に開示のＬＥＤ駆動回路では温度に依存した光束の変動をある程度は抑制できるものの、十分でない。

特に、道路照明装置では筐体の熱容量が大きく、電源ＯＮから温度が上昇して安定するまでに比較的長い時間を要するので、その間の明るさの変動を抑制することが要請される。

本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、ＬＥＤの発する光束を、光センサや温度センサなどのセンサを用いることなく高い精度で一定に制御することのできるＬＥＤ光束制御装置および道路照明装置を提供することを目的としている。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。

［１］発光ダイオードを定電流駆動する駆動源と、
前記発光ダイオードの順方向電圧を測定する測定部と、
前記発光ダイオードを光源とする所定の照明装置における電源オン後の経過時間と前記発光ダイオードの周囲温度との関係を示す経過時間対温度特性を記憶した記憶部と、
前記発光ダイオードの放射する光束が所定の目標値になるように前記駆動源による前記発光ダイオードの駆動状態を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記照明装置の電源オン時に、
前記発光ダイオードの順方向電圧を前記測定部によって測定し、前記発光ダイオードの周囲温度と順方向電圧との既知の関係から、前記測定した順方向電圧に対応する周囲温度を求め、この周囲温度を初期温度とした場合の前記経過時間対温度特性を前記記憶部の記憶内容に基づいて求める初期動作を行い、
その後は、
電源オンから現在までの経過時間と前記初期動作で求めた前記経過時間対温度特性とから前記発光ダイオードの現在の周囲温度を求め、周囲温度と前記発光ダイオードの放射する光束との関係を示す既知の周囲温度対光束特性から前記現在の周囲温度に対する前記発光ダイオードの放射する光束の値を求めて前記発光ダイオードの放射する光束が目標値になるように前記駆動源による前記発光ダイオードの駆動状態を制御する第１制御を、繰り返し行う
ことを特徴とするＬＥＤ光束制御装置。

上記発明では、電源オン後の経過時間に対する発光ダイオードの周囲温度との関係を示す経過時間対温度特性を予め記憶しておく。次に、電源オン時に測定したＬＥＤの順方向電圧から電源オン時の周囲温度を求める。そして、この周囲温度を初期温度とした場合における経過時間対温度特性を記憶部の記憶されている特性に基づいて（たとえば、補正等して）求める。以後は、この経過時間対温度特性と電源オンからの経過時間とから現在の周囲温度を求め、周囲温度と光束の関係を示す既知の特性と現在の周囲温度とから現在の光束を求めて、放射される光束が目標値になるように制御することを繰り返し行うことで、光束を目標値に一定化する。

［２］前記記憶部には、基準温度を初期温度とした場合における前記経過時間対温度特性を記憶しておき、
前記制御部は、電源オン時の周囲温度と前記基準温度との差分に基づいて前記記憶部に記憶されている前記経過時間対温度特性を補正することで、電源オン時の周囲温度を初期温度とする前記経過時間対温度特性を求める
ことを特徴とする［１］に記載のＬＥＤ光束制御装置。

上記発明では、基準温度に対する経過時間対温度特性を、電源オン時の周囲温度と基準温度との差分に基づいて補正することで、電源オン時の周囲温度を初期温度とした経過時間対温度特性を取得する。

［３］前記制御部は、
前記発光ダイオードの累積点灯時間を計測し、
前記発光ダイオードの累積点灯時間と光束減衰率との関係を示す既知の特性から現在の累積点灯時間に対する光束減衰率を求め、
この光束減衰率での減衰を含めて前記発光ダイオードの放射する光束が前記目標値になるように前記第１制御を行う
ことを特徴とする［１］または［２］に記載のＬＥＤ光束制御装置。

上記発明では、累積点灯時間に起因した光束減衰をさらに補償する。

［４］前記制御部は、前記発光ダイオードの周囲温度が安定した以後は、累積点灯時間の増加が光束の変動要因であるとして前記発光ダイオードの放射する光束が前記目標値になるように前記駆動源による前記発光ダイオードの駆動状態を制御する第２制御を、繰り返し行う
ことを特徴とする［３］に記載のＬＥＤ光束制御装置。

上記発明では、周囲温度が安定した後は、周囲温度に依存した光束の変動がないので、以後の光束の変動要因は累積点灯時間の増加であるとして、光束を目標値に維持する制御を行う。

［５］前記制御部は、前記発光ダイオードの周囲温度が安定した後は、前記測定部によって前記発光ダイオードの順方向電圧を定期的に測定し、この測定値が正常範囲を超えて変化したとき前記発光ダイオードの故障を検出する
ことを特徴とする［１］乃至［４］のいずれか１つに記載のＬＥＤ光束制御装置。

上記発明では、周囲温度が安定した後にＬＥＤの順方向電圧が大きく変化した場合は、ＬＥＤに故障が発生したと判断する。

［６］前記定期的に測定する周期は、前記第１制御の実行周期より長い
ことを特徴とする［５］に記載のＬＥＤ光束制御装置。

上記発明では、周囲温度が安定した後に行う、故障検知のための測定は、第１制御の実行周期より長い周期で行う。たとえば、第１制御は１０ｍｓ程度とし、測定周期は１秒にする。

［７］複数の発光ダイオードを駆動すると共に、
前記制御部は、一部の発光ダイオードの故障を検出したとき、残りの正常な発光ダイオードの光束を強めて、前記故障による光束の低下を補う
ことを特徴とする［５］または［６］に記載のＬＥＤ光束制御装置。

上記発明では、たとえば、複数の発光ダイオードの一部がショート故障した場合には、他の正常な発光ダイオードの光束を強めて全体としての光束の低下を補う。

［８］道路を上方から照明する道路照明装置であって、
透光板で覆われた照射口を有する筐体と、
前記筐体に収容された複数の発光ダイオードと、
前記複数の発光ダイオードを駆動する［１］乃至［７］のいずれか１つに記載のＬＥＤ光束制御装置と、
を有する
ことを特徴とする道路照明装置。

上記発明では、道路照明装置の明るさが電源オンから常に一定に制御される。

［９］複数の発光ダイオードが配列された発光モジュールを複数備え、
前記ＬＥＤ光束制御装置は、一の発光モジュールで生じた故障による明るさの低下を、他の発光モジュールの明るさを増加させて補うように制御する
ことを特徴とする［８］に記載の道路照明装置。

上記発明では、いずれかの発光モジュールで故障（たとえば、オープン故障）が生じた場合に、その故障による光束の低下を他の発光モジュールの明るさを強めて補う。

本発明に係るＬＥＤ光束制御装置および道路照明装置によれば、ＬＥＤの発する光束を、光センサや温度センサなどのセンサを用いることなく高い精度で一定に制御することができる。

本発明の実施の形態に係るＬＥＤ光束制御装置の構成を示すブロック図である。 経過時間−周囲温度の特性を示す図である。 ＬＥＤ光束制御装置のＣＰＵが行う処理を示す流れ図である。 図３の続きを示す流れ図である。 周囲温度−順方向電圧の特性を示す図である。 周囲温度−相対光束の特性を示す図である。 経過時間−相対光束の特性を示す図である。 経過時間−光束減衰率の特性を示す図である。 本発明の実施の形態に係る道路照明装置の設置例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る道路照明装置を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る道路照明装置の正面、下面、上面、背面、側面を示す図である。 本発明の実施の形態に係る道路照明装置の内部（発光モジュールの配列）を示す図である。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るＬＥＤ光束制御装置１０の回路構成を示している。ＬＥＤ光束制御装置１０は、駆動対象の複数の光源部５が放射する光束を予め定めた一定の目標値に保つように、これらの光源部５を駆動する機能を果たす。各光源部５は、直列に接続された複数の発光ダイオード（Light Emitting Diode：以下、ＬＥＤとする）で構成される。

ＬＥＤ光束制御装置１０は、配光を制御するレンズが取り付けられたＬＥＤからなる光源部５を定電流駆動するための駆動部１１と、駆動部１１に制御信号１２を出力する制御部１３と、駆動部１１および制御部１３に電力を供給する電源部１８を備えている。

駆動部１１は、光源部５毎に、定電流回路とその定電流回路から光源部５への通電をオンオフするスイッチングトランジスタとを備えて構成される。ここでは、駆動部１１は、光源部５をそれぞれＰＷＭ（Pulse Width Modulation、パルス幅変調）方式で駆動する。

制御部１３は、Ａ／Ｄ（analog to digital）変換器１４と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５と、記憶部１６を備え、ＣＰＵ１５にＡ／Ｄ変換器１４の出力および記憶部１６が接続されている。このほかＣＰＵ１５が実行するプログラムなどが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）やＣＰＵ１５が処理を実行する際に各種のデータを一時的に記憶するワークメモリとしてのＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。

Ａ／Ｄ変換器１４は複数チャンネルの入力を有しており、光源部５毎に１つのチャンネルを割り当ててある。各チャンネルには、対応する光源部５の両端電圧が入力される。この電圧は、光源部５を構成する直列された複数のＬＥＤの合計の順方向電圧に相当する。Ａ／Ｄ変換器１４は、各チャンネルの入力電圧をデジタル値に変換して出力する。

記憶部１６には、光源部５を光源とする所定の照明装置における電源オン後の経過時間と光源部５の周囲温度との関係を示す特性（経過時間対温度特性）等が記憶されている。ここでは、電源オン時の初期温度が２５℃の場合における経過時間対温度特性が基準温度カープとして記憶されている。図２は、基準温度カーブの一例を示している。

ＣＰＵ１５は、各光源部５の放射する光束が所定の目標値になるように駆動部１１に対して制御信号１２を出力する。制御信号１２は、光源部５毎のＰＷＭ信号となっている。

次に、光源部５の出力する光束を所定の目標値に維持する制御について説明する。

図３、図４は、ＬＥＤ光束制御装置１０が電源オン直後から行う制御の流れを示している。ＣＰＵ１５は、電源オン時（点灯開始時）に光源部５を構成するＬＥＤの順方向電圧を測定する（ステップＳ１０１）。具体的には、駆動部１１で光源部５の駆動を開始した直後にＡ／Ｄ変換器１４で各光源部５の順方向電圧を取り込む。ここで、光源部５を構成している直列接続された複数のＬＥＤの個数をＭとする。ＣＰＵ１５は、Ａ／Ｄ変換器１４から取り込んだ電圧値ＶｆaをＭで除した値を、ＬＥＤ１個当たりの順方向電圧Ｖｆとして求める。なお、駆動部１１は、７００ｍＡで光源部５を定電流駆動するものとする。

ＬＥＤの周囲温度と順方向電圧とは図５に示すような関係にあることが既知である。この特性は、駆動部１１が光源部５を駆動する場合と同じ７００ｍＡの駆動電流でＬＥＤを駆動した場合の特性である。ＣＰＵ１５は、電源オン時に測定した順方向電圧Ｖｆと図２の特性とから、電源オン時の周囲温度を推測する（ステップＳ１０２）。なお、周囲温度の推測は、図２に示す「周囲温度−順方向電圧の特性」をテーブル化して登録しておき、このテーブルを参照して求めてもよいし、近似式から求めてもよい。

電源オン時に光源部５の駆動を開始した直後に、瞬時に順方向電圧を取り込むことで、光源部５を構成するＬＥＤの発熱によるＴｊ(ジャンクション温度)の上昇をほぼ無視できるので、ＬＥＤの周囲温度Ｔａ≒Ｔｊとなる。よって電源オン時のＶｆを測定することで周囲温度Ｔａを精度よく推定することができる。

次に、ＣＰＵ１５は、推定した周囲温度Ｔａと、基準温度（２５℃とする）との温度差ΔＴを求める。そして、予め記憶部１６に記録してある基準温度カーブにΔＴを加算して補正し、動作環境下における温度カーブを求める（ステップＳ１０３）。補正後の温度カーブは、基準温度カーブを温度差ΔＴだけ上下方向へ平行移動させた特性になる。

ここまでの動作は電源オン時の初期動作であり、以後は、初期動作で求めた温度カーブを使用して光束を一定に制御する。

ＣＰＵ１５は、電源オンからの経過時間（点灯時間）を計測する（ステップＳ１０４）。そして、ステップＳ１０３で求めた温度カーブから、現在の経過時間に対応する周囲温度（現在の周囲温度）を求める（ステップＳ１０５）。

次に、周囲温度と相対光束との関係を示す既知の特性から、ステップＳ１０５で求めた現在の周囲温度に対応する相対光束の値を求める（ステップＳ１０６）。これは、現在の相対光束の推定値となる。図６は、駆動電流Ｉｆが７００ｍＡのときの、周囲温度と相対光束との関係を示すグラフである。相対光束は、所定の光束値を１とした場合の相対値で光束を表したものである。

なお、温度カーブと、図６の周囲温度−相対光束の特性とから、経過時間−相対光束の特性を求めると図７に示すようになる。ステップＳ１０３で図７の特性を求めておき、その後は、電源オンから現在までの経過時間に対応する相対光束（現在の相対光束の推定値）を図７の特性から求めるようにしてもよい。

次に、相対光束が目標値（ただし、累積点灯時間による光束減衰を含まない）となる第１補正値Ｃを求める（ステップＳ１０７）。電源オンから十分時間が経過して周囲温度が安定した状態における相対光束の値（目標値）をφ_ｇ、現在の相対光束の推定値をφとすると、
第１補正値Ｃ＝φ_ｇ／φ …（１）式
として求まる。

次に、累積点灯時間に応じた光束の減衰を補償する。累積点灯時間に対する光束減衰率の特性は既知であり、記憶部１６に記憶されている。図８は、累積点灯時間に対する光束減衰率の特性の一例を示している。

ＣＰＵ１５は、累積点灯時間を計測しており、現在の累積点灯時間に対応する光束減衰率を記憶部１６に記憶してある前述の特性から読み取る（ステップＳ１０８）。

ＣＰＵ１５は、累積点灯時間による光束減衰を含めて、相対光束が目標値となるように調光率Ｒを求める（ステップＳ１０９）。現在の累積点灯時間に対応する光束減衰率をＤとすると、
調光率Ｒ＝第１補正値Ｃ×Ｄ …（２）式となる。

次に、ＣＰＵ１５は、光源部５の周囲温度の上昇が収まって周囲温度が安定状態に入ったか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここでは、電源オンからの経過時間が所定の基準時間を越えたとき、周囲温度が安定状態に入ったと判断する。基準時間は、図２のグラフから予め設定する。たとえば、３時間に設定される。

周囲温度が安定状態になる前は（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、ステップＳ１０９で算出した調光率Ｒで光源部５が駆動されるように制御信号１２を設定する。具体的には、駆動部１１へ出力するＰＷＭ信号のデューティ比を調光率Ｒに設定し、該デューティ比のＰＷＭ信号を駆動部１１に対して出力する。ステップＳ１０４からＳ１１１の処理は、十分に短い周期（たとえば、数ｍｓから数十ｍｓ）で実行される。

周囲温度が安定状態になった場合は（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、算出された調光率Ｒで光源部５が駆動されるように制御信号１２を設定する（ステップＳ２０１）。また、直前に求めた第１補正値Ｃの値を記憶する。

周囲温度が安定状態になった以後は、第１補正値Ｃの値は、周囲温度が安定状態に移行したときの値で変化しない。よって、以後の調光率Ｒは、累積点灯時間に依存した光束減衰率のみに依存して変化させればよい。

ＣＰＵ１５は、累積点灯時間を計算し（ステップＳ２０２）、現時点での累積点灯時間に対する光束減衰率を記憶部１６に記憶してある累積点灯時間に対する光束減衰率の特性から取得する（ステップＳ２０３）。そして、この光束減衰率Ｄと、記憶されている安定状態に入ったときの第１補正値Ｃとを（２）式に代入して、調光率Ｒを算出する（ステップＳ２０４）。

次に、光源部５の現時点の順方向電圧Ｖｆa（複数のＬＥＤが直列接続された光源部５を単位とする順方向電圧である）を測定し（ステップＳ２０５）、過去のＶｆaと比較し（ステップＳ２０６）、急激な変化（たとえば、３Ｖ以上）を検知した場合は、球切れ等の故障と判断する（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）。

故障を検出しない場合は（ステップＳ２０７；Ｎｏ）、今回測定した順方向電圧Ｖｆaを保存し（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０１に戻って処理を継続する。なお、ステップＳ２０１〜２０８の処理の実行周期は、ステップＳ１０４からＳ１１１の処理の周期に比べて、十分長くする。たとえば、１秒から数秒の周期にする。

故障を検出した場合は（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）、球切れ等のエラー信号を出力する（ステップＳ２０９）。そして、故障によって生じた光束の低下を補うように、残る正常なＬＥＤを駆動する際の調光率を再設定する（ステップＳ２１０）。

たとえば、１個のＬＥＤの順方向電圧が３．０Ｖのとき、現在のＶｆaと前回のＶｆaの差が３．０Ｖ以上であればオープン故障と判断する。また、現在のＶｆaと前回のＶｆaの差が−３．０Ｖ以下の場合はショート故障と判断する。すなわち、
Ｖｆa−Ｖｆa_{_ＯＬＤ}≧３．０Ｖ・・・オープン故障
Ｖｆa−Ｖｆa_{_ＯＬＤ}≦−３．０Ｖ・・・ショート故障
と判断する。

これにより、正常なＬＥＤを調光し、適切な光束を維持することができる。たとえば、１つの光源部５においてＬＥＤが１４個直列接続されている場合に、ある光源部５に対応するＶｆaが正常値より９Ｖ下がった場合は、ＬＥＤが３個ショート故障したと判断する。このとき、残りの正常な１１個のＬＥＤ、およびまたは、他の光源部５の光束を上げて故障による光束の低下を補う。Ｖｆaが正常値より３Ｖ以上上がった場合は、ＬＥＤがオープン故障したと判断する。この場合、オープン故障の生じた光源部５の全てのＬＥＤが不点灯なので、正常な他の光源部５の光束を上げて故障による光束の低下を補う。

以上のように、ＬＥＤ光束制御装置１０は、図３、図４に示す制御を繰り返し行うことで、複数の光源部５を光源とした照明装置の放射する光束が常に一定値（目標値）になるように制御する。これにより、電源オン後の発熱による周囲温度の変化、累積点灯時間の増加による劣化、故障といったすべての要因に対応して、光束を一定に保つことができる。

また、ＬＥＤの順方向電圧は、電源オン時の初期の周囲温度の推定に使用され、その後は、温度カーブに基づいて光束が制御されるので、微妙な順方向電圧の変化を測定する必要がない。また、故障の検知においても、３Ｖ以上の急激な変化を検出すれば足りる。そのため、光源部５の順方向電圧を直接、Ａ／Ｄ変換器１４に入力しても測定精度を十分確保できるので、順方向電圧を測定する回路に差動回路や増幅回路を設ける必要がなく、回路構成が簡素化される。

順方向電圧の測定は、電源オン時、および周囲温度が安定した後は故障検出のための長周期で行えば足りるので、順方向電圧の監視処理に係るＣＰＵ１５の処理負担が低減される。たとえば、ＣＰＵの稼働率が低下することで省エネルギー化が図られる。

図９は、上記ＬＥＤ光束制御装置１０を用いた道路照明装置６０の設置例を示している。道路照明装置６０は、道路５２の脇に立設された支柱５３の上部に取り付けられて、上方から道路５２およびその周辺を照明する。道路照明装置６０は、道路の長手方向に沿って数十ｍ（たとえば、４０ｍ）間隔で設置される。なお、各図において矢印Ｌは道路５２の長手方向（縦断方向）を、矢印Ｗは道路５２の幅方向（横断方向）をそれぞれ示す。

図１０は、道路照明装置６０を斜め前方上方から見た斜視図である。図１１は、道路照明装置６０の正面、下面、上面、背面、側面を示す。道路照明装置６０は、下面側に光の照射口を有する筐体６１と、この筐体６１に収容された複数の発光モジュール７０（図１２参照）と、これらの発光モジュール７０を駆動するＬＥＤ光束制御装置１０などで構成される。１つの発光モジュール７０が図１における１つの光源部５に相当する。

筐体６１の主要部は、溶かした金属を鋳型に流し込み、冷却、凝固させて製作された鋳造品である。このため、熱容量が大きく、電源オン（点灯開始）から温度が安定状態に達するまでに比較的長い時間を要する。記憶部１６に記憶される基準温度カーブは、筐体６１の熱容量や取り付けられた発光モジュール７０の数によって区々となるので、道路照明装置６０毎に、あるいは道路照明装置６０の構成仕様毎に測定されて記憶される。

道路照明装置６０の筐体６１は、道路照明装置６０を支柱５３に固定するための金具や発光モジュール７０を駆動するＬＥＤ光束制御装置１０を収容する基部６２と、基部６２から前方へ延設された、横長の略長方形で比較的薄い中空の箱形状を成した本体部６４とから構成される。

本体部６４の下面には、略長方形の照射口６６が開口されている。照射口６６には、パッキンを挟んで透光板６８が嵌め込まれている。透光板６８は、光を透過する板状部材であり、ガラスや樹脂などで構成される。

図１２は、透光板６８を取り外した状態の道路照明装置６０を下面側から見た様子を示している。本体部６４の中には、本体部６４の内側から照射口６６を臨むようにして、複数の発光モジュール７０が収容されている。

発光モジュール７０は、平らな基板上に、複数のＬＥＤ６を配列して備えると共に、各ＬＥＤ６にレンズ７５を被せて構成される。ここでは、長方形の基板上に、レンズ７５の被せられたＬＥＤ６が、２×７の行列状に１４個配列されている。各発光モジュール７０内の複数のＬＥＤ６は直列に接続されている。本体部６４の中には、上記の発光モジュール７０が、３×２の行列状に配列されて６枚取り付けられる。なお、発光モジュール７０の取り付け枚数は増減可能になっている。

道路照明装置６０は、筐体６１が鋳造により製作されており、熱容量が大きい。このため、点灯開始からの温度上昇が安定するまでに比較的長い時間を要する。よって、ＬＥＤ光束制御装置１０によって光束一定化制御を行わない場合には、点灯開始直後は、目標より明るくなり、温度上昇に従って次第に暗くなるというように、明るさが比較的長い時間にかけて変動する。

しかし、道路照明装置６０は、ＬＥＤ光束制御装置１０によって光束を一定化する制御が行われるので、点灯開始直後から目標の明るさを維持することができる。

また、いずれかの発光モジュール７０にてＬＥＤ６のショート故障が生じたとき、ＬＥＤ光束制御装置１０は、該ショート故障による明るさの低下を補うように、その故障の生じた発光モジュール７０内の正常な他のＬＥＤ６の明るさを強めるように制御する。あるいは、ショート故障の生じた発光モジュール７０と他の発光モジュール７０の双方の明るさを調整して、故障による光束の低下を補う。

オープン故障を検出したときは、その故障の生じた発光モジュール７０全体が発光しなくなるので、ＬＥＤ光束制御装置１０は、故障による明るさの低下を補うために、他の発光モジュール７０の明るさが通常より明るくなるように制御する。たとえば、６枚の発光モジュール７０の中の１枚がオープン故障したとき、他の正常な５枚の発光モジュール７０の明るさがそれぞれ２０％増加するように制御される。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

たとえば、実施の形態ではＰＷＭ方式で明るさを制御するようにしたが、制御の方式はこれに限定されない。

実施の形態では、電源オン時の周囲温度に応じて基準温度カーブを補正して、動作環境下の温度カーブを取得するようにしたが、たとえば、記憶部１６に、電源オン時の周囲温度別に多数の温度カーブを記憶しておき、この中から、実施の電源オン時の周囲温度に対応した温度カーブを選択するようにしてもよい。

実施の形態では、故障を検出して明るさを補うように制御する例を示したが、故障の検出を、たとえば、道路照明装置６０を管理する管理事務所などにネットワーク経由で自動通知するように構成されてもよい。

５…光源部
６…ＬＥＤ
１０…ＬＥＤ光束制御装置
１１…駆動部
１２…制御信号
１３…制御部
１４…Ａ／Ｄ変換器
１５…ＣＰＵ
１６…記憶部
１８…電源部
５２…道路
５３…支柱
６０…道路照明装置
６１…筐体
６２…基部
６４…本体部
６６…照射口
６８…透光板
７０…発光モジュール
７５…レンズ

Claims (9)

1. 発光ダイオードを定電流駆動する駆動源と、
   前記発光ダイオードの順方向電圧を測定する測定部と、
   前記発光ダイオードを光源とする所定の照明装置における電源オン後の経過時間と前記発光ダイオードの周囲温度との関係を示す経過時間対温度特性を記憶した記憶部と、
   前記発光ダイオードの放射する光束が所定の目標値になるように前記駆動源による前記発光ダイオードの駆動状態を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記照明装置の電源オン時に、
   前記発光ダイオードの順方向電圧を前記測定部によって測定し、前記発光ダイオードの周囲温度と順方向電圧との既知の関係から、前記測定した順方向電圧に対応する周囲温度を求め、この周囲温度を初期温度とした場合の前記経過時間対温度特性を前記記憶部の記憶内容に基づいて求める初期動作を行い、
   その後は、
   電源オンから現在までの経過時間と前記初期動作で求めた前記経過時間対温度特性とから前記発光ダイオードの現在の周囲温度を求め、周囲温度と前記発光ダイオードの放射する光束との関係を示す既知の周囲温度対光束特性から前記現在の周囲温度に対する前記発光ダイオードの放射する光束の値を求めて前記発光ダイオードの放射する光束が目標値になるように前記駆動源による前記発光ダイオードの駆動状態を制御する第１制御を、繰り返し行う
   ことを特徴とするＬＥＤ光束制御装置。
2. 前記記憶部には、基準温度を初期温度とした場合における前記経過時間対温度特性を記憶しておき、
   前記制御部は、電源オン時の周囲温度と前記基準温度との差分に基づいて前記記憶部に記憶されている前記経過時間対温度特性を補正することで、電源オン時の周囲温度を初期温度とする前記経過時間対温度特性を求める
   ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光束制御装置。
3. 前記制御部は、
   前記発光ダイオードの累積点灯時間を計測し、
   前記発光ダイオードの累積点灯時間と光束減衰率との関係を示す既知の特性から現在の累積点灯時間に対する光束減衰率を求め、
   この光束減衰率での減衰を含めて前記発光ダイオードの放射する光束が前記目標値になるように前記第１制御を行う
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ光束制御装置。
4. 前記制御部は、前記発光ダイオードの周囲温度が安定した以後は、累積点灯時間の増加が光束の変動要因であるとして前記発光ダイオードの放射する光束が前記目標値になるように前記駆動源による前記発光ダイオードの駆動状態を制御する第２制御を、繰り返し行う
   ことを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ光束制御装置。
5. 前記制御部は、前記発光ダイオードの周囲温度が安定した後は、前記測定部によって前記発光ダイオードの順方向電圧を定期的に測定し、この測定値が正常範囲を超えて変化したとき前記発光ダイオードの故障を検出する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のＬＥＤ光束制御装置。
6. 前記定期的に測定する周期は、前記第１制御の実行周期より長い
   ことを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ光束制御装置。
7. 複数の発光ダイオードを駆動すると共に、
   前記制御部は、一部の発光ダイオードの故障を検出したとき、残りの正常な発光ダイオードの光束を強めて、前記故障による光束の低下を補う
   ことを特徴とする請求項５または６に記載のＬＥＤ光束制御装置。
8. 道路を上方から照明する道路照明装置であって、
   透光板で覆われた照射口を有する筐体と、
   前記筐体に収容された複数の発光ダイオードと、
   前記複数の発光ダイオードを駆動する請求項１乃至７のいずれか１つに記載のＬＥＤ光束制御装置と、
   を有する
   ことを特徴とする道路照明装置。
9. 複数の発光ダイオードが配列された発光モジュールを複数備え、
   前記ＬＥＤ光束制御装置は、一の発光モジュールで生じた故障による明るさの低下を、他の発光モジュールの明るさを増加させて補うように制御する
   ことを特徴とする請求項８に記載の道路照明装置。