JP6352528B2 - Led点灯装置およびled点灯方法 - Google Patents

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Description

本発明は、LED点灯装置およびLED点灯方法に関する。
近年、車両の方向指示灯や照明装置等の小型化および省電力化のため、LED素子を用いたLEDランプの使用が急増している。LEDランプは直列接続された複数のLED素子を有し、LEDランプに順方向に電圧を印加することで各LED素子が発光する。
実際には、LED素子の順方向電圧には製造バラツキがあるため、同じ電圧を印加しても輝度が異なる場合がある。そこで、順方向電圧特性に応じてLED素子を複数のランクに分類している。同じランクのLED素子を用いてLEDランプを構成することで、各LED素子が均等な明るさで発光するLEDランプを得ることが可能となる。
しかしながら、同じランクのLED素子を用いてLEDランプを構成したとしても、故障や寿命などでLEDランプを交換する際にランク(VFランク)の異なるLEDランプと交換した場合は、LEDランプの輝度がそれまでと変わってしまうことになる。特に、LEDランプが車両の方向指示灯として車体に複数個設けられる場合、他の方向指示灯とVFランクの異なるものに交換した場合、方向指示灯間で輝度が異なってしまうという問題がある。
上記の問題に対して、特許文献1には、互いに異なる電気抵抗値を示す複数の接続端が設けられたコネクタが記載されている。LEDランプのVFランクに応じてコネクタの接続端を選択することで、VFランクの違いによるLEDランプの輝度のバラツキが抑制される。
特開2004−34742号公報
しかしながら、特許文献1の場合、LEDランプの交換時に、VFランクに応じてコネクタの接続端を手動で変更する必要があり不便である。また、VFランクに応じて適切な電気抵抗値を示す接続端を有するコネクタを設計する必要があり、コスト高になるという問題もある。
そこで、本発明は、手動作業を伴わずに、LEDランプを適切な輝度で点灯させることが可能なLED点灯装置およびLED点灯方法を提供することを目的とする。
本発明に係るLED点灯装置は、
LEDランプに定電流を流す定電流出力部と、
前記定電流出力部が前記LEDランプに前記定電流を流している間に、前記LEDランプの電圧を測定する電圧測定部と、
前記測定されたLEDランプの電圧に基づいて、前記LEDランプに印加する電圧を決定する出力電圧決定部と、
前記決定された電圧を前記LEDランプに印加する電圧出力部と、
を備えることを特徴とする。
また、前記LED点灯装置において、
前記出力電圧決定部は、前記測定されたLEDランプの電圧が大きいほど、前記LEDランプに印加する電圧を大きい値に決定するようにしてもよい。
また、前記LED点灯装置において、
前記出力電圧決定部は、前記LEDランプに印加する電圧と前記測定されたLEDランプの電圧との比が目標値となるように前記LEDランプに印加する電圧を決定するようにしてもよい。
また、前記LED点灯装置において、
前記LEDランプは車両に設けられた複数の方向指示灯の一つであり、前記出力電圧決定部は、前記LEDランプの輝度が他の方向指示灯の輝度にほぼ等しくなるように前記LEDランプに印加する電圧を決定するようにしてもよい。
また、前記LED点灯装置において、
前記出力電圧決定部は、前記測定されたLEDランプの電圧をVFランクの境界値と比較することにより前記LEDランプのVFランクを決定し、前記決定したVFランクに基づいて前記LEDランプに印加する電圧を決定するようにしてもよい。
また、前記LED点灯装置において、
前記出力電圧決定部は、前記LEDランプのVFランクと出力電圧値とを対応付けたテーブルを参照して前記決定されたVFランクに対応する出力電圧値を取得し、前記出力電圧値を前記LEDランプに印加する電圧としてもよい。
また、前記LED点灯装置において、
前記測定されたLEDランプの電圧が第1の閾値よりも高い場合、または前記第1の閾値よりも低い第2の閾値よりも低い場合に、前記LEDランプの異常を知らせるアラーム信号を送出するアラーム送出部をさらに備えてもよい。
また、前記LED点灯装置において、
前記定電流は、前記決定された電圧を前記LEDランプに印加した際に前記LEDランプに流れる電流よりも小さいようにしてもよい。
また、前記LED点灯装置において、
前記定電流出力部は、車両のイグニッション・スイッチがオン状態になったときに前記LEDランプに定電流を流すようにしてもよい。
本発明に係るLED点灯方法は、
LEDランプに定電流を流すステップと、
前記LEDランプに前記定電流を流している間に、前記LEDランプの電圧を測定するステップと、
前記測定されたLEDランプの電圧に基づいて、前記LEDランプに印加する電圧を決定するステップと、
前記決定された電圧を前記LEDランプに印加するステップと、
を備えることを特徴とする。
本発明に係るLED点灯装置は、LEDランプに定電流を流し、LEDランプに定電流を流している間にLEDランプの電圧を測定する。次に、測定されたLEDランプの電圧に基づいてLEDランプに印加する電圧を決定し、決定された電圧をLEDランプに印加する。このような点灯制御により、LEDランプを接続する端子を選択ないし変更する等の手動作業を伴うことなく、LEDランプの順方向電圧に応じた電圧をLEDランプに印加することができる。
よって、本発明によれば、手動作業を伴わずに、LEDランプを適切な輝度で点灯させることが可能なLED点灯装置を提供することができる。
本発明の第1の実施形態に係るLED点灯装置1の概略的な構成を示す図である。 LED点灯装置1によるLED点灯方法の一例を説明するためのフローチャートである。 LEDランプ50のVFランクと出力電圧値とを対応付けたテーブルの一例を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係るLED点灯装置1Aの概略的な構成を示す図である。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係るLED点灯装置1について、図1を参照して説明する。LED点灯装置1は、直列接続された複数のLED素子10を有するLEDランプ50に電力を供給して点灯させるための装置である。図1に示すように、LEDランプ50は、カソード端子が接地され、アノード端子がLED点灯装置1の出力端子7に接続されている。LEDランプ50は、例えば、照明用の光源、車両の方向指示灯の一つである。
次に、第1の実施形態に係るLED点灯装置1の詳細構成について説明する。
LED点灯装置1は、図1に示すように、定電流出力部2と、電圧測定部3と、出力電圧決定部4と、電圧出力部5と、アラーム送出部6と、出力端子7とを備えている。
定電流出力部2は、出力端子7から定電流を出力し、LEDランプ50に定電流を流すように構成されている。定電流出力部2は、例えば、LEDランプ50の点灯指示を受け付けた場合や、車両のイグニッション・スイッチがオン状態になった場合に、LEDランプ50に定電流を出力する。定電流出力部2は、例えば定電流ダイオード(Current Regulative Diode:CRD)を用いて構成される。
なお、定電流出力部2が出力する定電流は、LEDランプ50が短絡等の不具合を有することを想定してできるだけ小さいことが好ましい。例えば、定電流出力部2が出力する定電流は、後述の出力電圧決定部4により決定された電圧をLEDランプ50に印加した際にLEDランプ50に流れる電流よりも小さいことが好ましい。これにより、LEDランプ50が短絡等の不良品であっても、LEDランプ50に過大な電流が流れることを防止できる。
電圧測定部3は、定電流出力部2がLEDランプ50に定電流を流している間に、LEDランプ50の電圧Vfを測定する。具体的には、電圧測定部3は、出力端子7の電圧を測定する。
出力電圧決定部4は、電圧測定部3により測定された電圧Vfに基づいて、LEDランプ50に印加する電圧Voutを決定する。一般的傾向として、出力電圧決定部4は、電圧測定部3により測定されたLEDランプの電圧Vfが大きいほど、LEDランプ50に印加する電圧を大きい値に決定する。
より詳しくは、出力電圧決定部4は、LEDランプ50に印加する電圧Voutと電圧Vfとの比が、目標値となるように電圧Voutを決定する。換言すれば、出力電圧決定部4は、電圧Vfに目標値を乗じた値を電圧Voutとする。これにより、LEDランプ50の順方向電圧ないしVFランクにかかわらず、LEDランプ50に一定の電流を流し、LEDランプ50を一定の輝度で点灯させることができる。例えば、LEDランプの交換前後でLEDランプの輝度を一定に維持することができる。また、LEDランプ50の所望の輝度に対応した値を目標値とすることで、LEDランプ50の順方向電圧ないしVFランクにかかわらず、LEDランプ50を所望の輝度で点灯させることができる。
電圧出力部5は、出力電圧決定部4により決定された電圧VoutをLEDランプ50に印加する。例えば、電圧出力部5は、直流電源(図示せず)の電圧を出力電圧決定部4により決定された電圧に調整して出力する。
アラーム送出部6は、電圧測定部3により測定されたLEDランプの電圧Vfが第1の閾値よりも高い場合、または、第1の閾値よりも低い第2の閾値よりも低い場合に、LEDランプ50の異常を知らせるアラーム信号を送出する。ここで、第1の閾値は、例えば、VFランクのうち最も順方向電圧の高いランクの上限値(後述の電圧Vf1)である。また、第2の閾値は、例えば、VFランクのうち最も順方向電圧の低いランクの下限値(後述の電圧Vf5)である。
アラーム送出部6から送出されたアラーム信号により、例えば、LED点灯装置1に設けられた異常通知ランプ(図示せず)が点灯したり、車両のインジケータにLEDランプ50が異常である旨を表示する。
次に、LED点灯装置1によるLED点灯方法の一例について、図2のフローチャートを参照して説明する。
まず、定電流出力部2は、LEDランプ50に定電流を流す(ステップS11)。例えば、定電流出力部2は、車両のイグニッション・スイッチがオン状態になったときにLEDランプ50に定電流を流す。
次に、電圧測定部3は、定電流出力部2がLEDランプ50に定電流を流している間に、LEDランプ50の電圧Vfを測定する(ステップS12)。
次に、出力電圧決定部4は、電圧測定部3により測定された電圧Vfに基づいて、LEDランプ50に印加する電圧Voutを決定する(ステップS13)。
より詳しくは、出力電圧決定部4は、ステップS12において測定された電圧Vfを、LEDランプ50のVFランクの境界値と比較することにより、LEDランプ50のVFランクを決定する。そして、出力電圧決定部4は、決定したVFランクに基づいて、LEDランプ50に印加する電圧Voutを決定する。
例えば、出力電圧決定部4は、記憶部(図示せず)に格納されたテーブルを用いて、電圧Voutを決定する処理を行う。このテーブルは、図3に示すように、LEDランプ50のVFランク(上限値および下限値に関する情報を含む。)と、出力電圧値とを対応付けたものである。図3の例では、ランクAが最も順方向電圧が高いランクであり、ランクDが最も順方向電圧が低いランクである。
このテーブルを用いた場合における、ステップS13の詳細処理について、図2を参照して説明する。
出力電圧決定部4は、電圧測定部3により測定された電圧Vfと、ランクAの上限値Vf1を比較する(ステップS131)。
電圧VfがランクAの上限値Vf1以下の場合(S131:Yes)、出力電圧決定部4は、電圧Vfと、ランクAの下限値Vf2を比較する(ステップS132)。一方、電圧Vfが上限値Vf1よりも高い場合(S131:No)、アラーム送出部6がアラーム信号を送出する(ステップS15)。
ステップS132において、電圧VfがランクAの下限値Vf2よりも高い場合(S132:No)、LEDランプ50のVFランクがランクAに属すると判明したため、出力電圧決定部4は、図3のテーブルを参照して、ランクAに対応する出力電圧値Vf1_outを取得し、取得した出力電圧値Vf1_outをLEDランプ50に印加する電圧Voutとする(ステップS133)。
一方、ステップS132において、電圧Vfが下限値Vf2以下の場合(S132:Yes)、出力電圧決定部4は、電圧Vfと、ランクBの下限値Vf3を比較し、LEDランプ50がランクBに属するかどうかを判定する。以下同様にして、LEDランプ50が属するVFランクを決定する。図3に示すテーブルのようにVFランク数が4つの場合(即ちn=5)、ステップS134において出力電圧決定部4は、電圧Vfと、ランクDの下限値Vf5を比較し、LEDランプ50がランクDに属するかどうかを判定する。そして、電圧VfがランクDの下限値Vf5以上の場合(S134:No)、LEDランプ50のVFランクがランクDに属すると判明したため、出力電圧決定部4は、ランクDに対応する電圧Vf4_outをLEDランプ50に印加する電圧Voutとする(ステップS135)。
なお、ステップS134において電圧VfがランクDの下限値Vf5よりも低い場合(S134:Yes)、アラーム送出部6はアラーム信号を送出する(ステップS15)。
上記のようにして出力電圧決定部4がLEDランプ50に印加する電圧Voutを決定した後、電圧出力部5は、出力電圧決定部4により決定された電圧をLEDランプ50に印加する(ステップS14)。
なお、上記の説明ではテーブルを用いたが、これに限らず、出力電圧決定部4は、電圧Vfを引数とし電圧Voutを返す関数を用いて電圧Voutを決定してもよい。
以上説明したように、第1の実施形態に係るLED点灯装置1は、LEDランプ50に対し、下記の点灯制御を行う。まず、LED点灯装置1は、LEDランプ50に定電流を流し、LEDランプ50に定電流を流している間にLEDランプ50の電圧Vfを測定する。次に、測定されたLEDランプ50の電圧Vfに基づいてLEDランプ50に印加する電圧Voutを決定する。そして、決定された電圧VoutをLEDランプ50に印加する。これにより、LEDランプ50を接続する端子を選択ないし変更する等の手動作業を伴うことなく、LEDランプ50の順方向電圧に応じた電圧をLEDランプ50に印加することができる。
よって、第1の実施形態によれば、手動作業を伴わずに、LEDランプ50を適切な輝度で点灯させることが可能なLED点灯装置を提供することができる。
また、第1の実施形態に係るLED点灯装置1では、LEDランプ50を点灯させる都度、電圧測定部3がLEDランプ50の電圧を測定し、測定された電圧が異常である場合にはアラーム送出部6がアラーム信号を送出する。このため、第1の実施形態によれば、LEDランプ50の経年劣化や故障による異常をユーザに通知することができる。特にLEDランプ50が車両の方向指示灯の場合には、方向指示灯が点灯できない状態であることをドライバーに通知することが可能であるため、車両の安全性を向上させることができる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係るLED点灯装置1Aについて、図4を参照して説明する。第2の実施形態と第1の実施形態との間の相違点の一つは、LED点灯装置が複数のLEDランプを点灯させる点である。以下、第2の実施形態について相違点を中心に説明し、第1の実施形態と重複する部分については適宜省略する。
第2の実施形態に係るLED点灯装置1Aは、車両に搭載されており、車両に設けられた複数の方向指示灯50a,50b,50c,50dを点灯させる。各方向指示灯50a〜50dは、第1の実施形態で説明したLEDランプ50と同様に、LED素子(図示せず)を有し、カソード端子が接地され、アノード端子がLED点灯装置1Aの出力端子7a〜7dに接続されている。即ち、方向指示灯50a,50b,50c,50dのアノード端子は、図4に示すように、出力端子7a,7b,7c,7dにそれぞれ接続されている。
なお、LED点灯装置1Aに接続されるLEDランプ(方向指示灯)の数は4つに限るものではなく、2つ、3つ、または5つ以上でもよい。
次に、第2の実施形態に係るLED点灯装置1Aの詳細構成について説明する。なお、以下の説明では、LED点灯装置1Aが4つの方向指示灯50a〜50dの点灯制御を同時に行う場合を説明するが、これに限らず、LED点灯装置1Aは、方向指示灯50a,50b,50c,50dの順に点灯制御を行ってもよいし、あるいは、任意の順序で点灯制御を行ってもよい。
LED点灯装置1Aは、図4に示すように、定電流出力部2Aと、電圧測定部3Aと、出力電圧決定部4Aと、電圧出力部5Aと、アラーム送出部6と、出力端子7a,7b,7c,7dとを備えている。
定電流出力部2Aは、出力端子7a,7b,7c,7dから定電流を出力し、方向指示灯50a,50b,50c,50dに定電流を流すように構成されている。
電圧測定部3Aは、定電流出力部2Aが方向指示灯50a〜50dに定電流を流している間に、方向指示灯50a〜50dの電圧Vfa〜Vfdを測定する。
出力電圧決定部4Aは、電圧測定部3Aにより測定された方向指示灯50a〜50dの電圧Vfa〜Vfdに基づいて、方向指示灯50a〜50dに印加する電圧Vout1〜Vout4を決定する。
出力電圧決定部4Aは、方向指示灯50a〜50dの輝度が互いにほぼ等しくなるように電圧Vout1〜Vout4を決定する。具体的には、出力電圧決定部4Aは、第1の実施形態で説明した目標値として共通の目標値を用いて、電圧Vout1〜Vout4を決定する。これにより、車両に設けられた方向指示灯50a〜50dの間で輝度を揃えることができる。即ち、第1の実施形態との関係で言えば、LEDランプ50は車両に設けられた複数の方向指示灯50a〜50dの一つであり、出力電圧決定部4は、LEDランプ50の輝度が他の方向指示灯の輝度にほぼ等しくなるようにLEDランプ50に印加する電圧を決定する。
電圧出力部5Aは、出力電圧決定部4Aにより決定された電圧Vout1〜Vout4を方向指示灯50a〜50dに印加する。
上記のように、第2の実施形態では、LED点灯装置1Aは、方向指示灯50a〜50dの各々に対し、第1の実施形態のLEDランプ50に対する点灯制御と同様の点灯制御を行う。これにより、第1の実施形態と同様に、方向指示灯50a〜50dを接続する端子を選択ないし変更する等の手動作業を伴うことなく、方向指示灯50a〜50dの順方向電圧に応じた電圧を方向指示灯50a〜50dに印加することができる。よって、第2の実施形態によれば、手動作業を伴わずに、複数の方向指示灯50a〜50dを適切な輝度で点灯させることが可能なLED点灯装置を提供することができる。
また、第2の実施形態では、出力電圧決定部4Aが方向指示灯50a〜50dに対して同じ目標値を使用して方向指示灯に印加する電圧を決定する。これにより、車両に設けられた方向指示灯50a〜50dの輝度を揃えることができる。また、方向指示灯を交換する際にも、交換した方向指示灯を他の方向指示灯とほぼ同じ輝度で点灯させることができる。
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではない。異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
1,1A LED点灯装置
2,2A 定電流出力部
3,3A 電圧測定部
4,4A 出力電圧決定部
5,5A 電圧出力部
6 アラーム送出部
7,7a,7b,7c,7d 出力端子
10 LED素子
50 LEDランプ
50a,50b,50c,50d 方向指示灯

Claims (10)

  1. LEDランプに定電流を流す定電流出力部と、
    前記定電流出力部が前記LEDランプに前記定電流を流している間に、前記LEDランプの電圧を測定する電圧測定部と、
    前記測定されたLEDランプの電圧に基づいて、前記LEDランプに印加する電圧を決定する出力電圧決定部と、
    前記決定された電圧を前記LEDランプに印加する電圧出力部と、
    を備えることを特徴とするLED点灯装置。
  2. 前記出力電圧決定部は、前記測定されたLEDランプの電圧が大きいほど、前記LEDランプに印加する電圧を大きい値に決定することを特徴とする請求項1に記載のLED点灯装置。
  3. 前記出力電圧決定部は、前記LEDランプに印加する電圧と前記測定されたLEDランプの電圧との比が目標値となるように前記LEDランプに印加する電圧を決定することを特徴とする請求項2に記載のLED点灯装置。
  4. 前記LEDランプは車両に設けられた複数の方向指示灯の一つであり、前記出力電圧決定部は、前記LEDランプの輝度が他の方向指示灯の輝度にほぼ等しくなるように前記LEDランプに印加する電圧を決定することを特徴とする請求項1に記載のLED点灯装置。
  5. 前記出力電圧決定部は、前記測定されたLEDランプの電圧をVFランクの境界値と比較することにより前記LEDランプのVFランクを決定し、前記決定したVFランクに基づいて前記LEDランプに印加する電圧を決定することを特徴とする請求項1に記載のLED点灯装置。
  6. 前記出力電圧決定部は、前記LEDランプのVFランクと出力電圧値とを対応付けたテーブルを参照して前記決定されたVFランクに対応する出力電圧値を取得し、前記出力電圧値を前記LEDランプに印加する電圧とすることを特徴とする請求項5に記載のLED点灯装置。
  7. 前記測定されたLEDランプの電圧が第1の閾値よりも高い場合、または前記第1の閾値よりも低い第2の閾値よりも低い場合に、前記LEDランプの異常を知らせるアラーム信号を送出するアラーム送出部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のLED点灯装置。
  8. 前記定電流は、前記決定された電圧を前記LEDランプに印加した際に前記LEDランプに流れる電流よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のLED点灯装置。
  9. 前記定電流出力部は、車両のイグニッション・スイッチがオン状態になったときに前記LEDランプに定電流を流すことを特徴とする請求項1に記載のLED点灯装置。
  10. LEDランプに定電流を流すステップと、
    前記LEDランプに前記定電流を流している間に、前記LEDランプの電圧を測定するステップと、
    前記測定されたLEDランプの電圧に基づいて、前記LEDランプに印加する電圧を決定するステップと、
    前記決定された電圧を前記LEDランプに印加するステップと、
    を備えることを特徴とするLED点灯方法。
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