JP6617378B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、定電流回路を用いてＬＥＤの調光を行う照明装置に関する。

この種の光源装置として、複数のＬＥＤが直列に接続されたＬＥＤユニットと、ＬＥＤユニットに供給する電流量を制御する定電流回路とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−２１２３６９号公報

近年では、複数のＬＥＤを有する照明装置によって検査対象物を照明すると共に、当該照明位置をカメラ等のエリアセンサ、ライン状センサにより撮像し、撮像結果を用いて製造品の検査が行われている。また、製造品の検査を行う際に、照明装置のＬＥＤを継続して点灯させる場合だけではなく、製造品がセンサの画角に入った時だけＬＥＤを点灯させる場合もある。

ここで、検査の高速化および正確性の要求がより高くなってきている。この要求を満たすためには、照明装置により照射可能な光の強度を向上すると共に、照明装置により照射する光の強度をセンサの要求に合わせて正確にコントロールする必要がある。高強度の光を照射する仕様の場合、ＬＥＤを継続して点灯させると、電力の消費量、照明装置の発熱等において好ましくない結果を招来する。

このため、製造品がセンサの画角に入った時だけ照明装置のＬＥＤを点灯させる必要が生じ、ＬＥＤの点灯時間は出来るだけ短い方が良い場合が少なくない。また、ＬＥＤを点灯するための制御を開始してすぐに狙い通りの光の強度を得られることが望ましく、ＬＥＤを点灯している間の光の強度も安定していることが望ましい。

また、照明装置のＯＮ／ＯＦＦの高速化により、動いている物体をカメラ（センサ）のシャッターを使わずに静止画として撮像することができるようになる。このような使用法はカメラのシャッター速度が不足している場合等に有用であり、撮像した画像の質を向上するためには照明装置のＯＮ／ＯＦＦのスピードや狙い通りの光の強度を得ることが重要である。

ここで、ＬＥＤの主な調光制御方式として、定電圧制御と定電流制御が知られている。ＬＥＤは流れる電流量により光量が変化する素子なので、定電圧制御よりも定電流制御の方が狙い通りの光の強度を得るためには適している。定電流回路としては、オペアンプと、オペアンプの出力端子にゲート端子が接続された電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）とを有し、ＦＥＴのソース端子には電流検知抵抗が接続され、ＦＥＴのドレイン端子にＬＥＤが直列に接続されたＬＥＤユニットが接続されたものが知られている。

オペアンプの反転入力端子が電流検知抵抗の高電位側に接続され、オペアンプの非反転入力端子には基準電位（制御信号）が入力される。この定電流回路のオペアンプは、反転入力端子の電位を非反転入力端子に入力される基準電位に追随させるように機能する。このため、電流検知抵抗には基準電位に比例した電流が流れることになり、それとほぼ等しい電流がＬＥＤユニットに流れる。

このように、定電流制御は電流検知抵抗に加える電圧に応じた電流をＬＥＤユニットに供給できるため、ＬＥＤを狙いの光強度で点灯させる上で定電圧制御より優れている。
ここで、ＬＥＤを非点灯とするために、電流検知抵抗の低電位端の電位、つまり接地電位をオペアンプの非反転入力端子に入力すると、電流検知抵抗の高電位端の電位が接地電位となり、電流検知抵抗に加わる電圧がゼロとなって、ＬＥＤユニットが消灯状態となる。

ここで、接地電位は安定した電位を供給するので、電流検知抵抗の低電位側を接地電位とすることは、定電流回路による電流制御を正確に行う上で有利であり、また、オペアンプの非反転入力端子に接地電位を入力することは、ＬＥＤユニットに流れる電流を確実に停止させる上で有利である。
しかし、前述のようにオペアンプの非反転入力端子に接地電位を入力すると、定電流回路が停止する。定電流回路は一度停止すると再度作動させるために時間がかかり、また、再度作動した直後の電流制御が若干ばらつく場合がある。

このため、製造品がセンサの画角に入った時だけＬＥＤユニットを点灯させ、その他はＬＥＤユニットを消灯させる場合は、ＬＥＤユニットを点灯して狙い通りの光の強度を得るために、製造品がセンサの画角に入る大分前から定電流回路の作動を開始しなければならない。このため、ＬＥＤからの光が必要な期間以外にもＬＥＤユニットに大電流を流す必要が生じ、電力の消費量、照明装置の発熱等において好ましくない結果を招来する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電力の消費量を増大させることなく、ＬＥＤユニットを点灯するための制御を開始して所望の照度を得る迄の時間を短縮可能な照明装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係るＬＥＤ照明装置は、直列に接続された複数のＬＥＤ又は単一のＬＥＤを有するＬＥＤユニットと、前記ＬＥＤユニットに接続されて前記ＬＥＤユニットに供給する電流を制御する定電流回路とを備え、前記定電流回路は、基準電位が入力される第１入力端子と比較電位が入力される第２入力端子とを有するオペアンプを有し、この照明装置は、前記ＬＥＤユニットに並列に接続されたバイパス抵抗要素と、前記定電流回路用の電流検知抵抗の高電位側と前記第２入力端子との間を接続すると共に所定の抵抗値を有するフィードバックラインとをさらに備え、前記定電流回路によって供給する電流を低減して前記ＬＥＤユニットを非点灯状態にした際に、前記定電流回路によって前記バイパス抵抗要素に微小電流が流れると共に、前記フィードバックラインにも微小電流が流れ、これにより前記第２入力端子の電位よりも前記電流検知抵抗の高電位端の電位が高く維持されるように構成されている。

上記第１の態様では、ＬＥＤユニットと並列に接続されたバイパス抵抗要素と、電流検知抵抗の高電位側とオペアンプの第２入力端子との間を接続すると共に所定の抵抗値を有するフィードバックラインとを備え、定電流回路によって供給する電流を低減してＬＥＤユニットを非点灯状態にした際に、定電流回路によって前記バイパス抵抗要素に微小電流が流れると共に、電流検知抵抗およびフィードバックラインにも各々微小電流が流れる。このため、ＬＥＤユニットを非点灯状態にした際でも、第２入力端子の電位よりも電流検知抵抗の高電位端の電位が高く維持される。

このため、例えば、定電流回路による電流制御を正確に行うために電流検知抵抗の低電位端が接地されており、ＬＥＤユニットに流れる電流を確実に停止させるためにオペアンプの第１入力端子を接地した場合でも、フィードバックラインに微小電流が流れる分だけ電流検知抵抗の高電位端の電位が上がり、その電位分だけ電流検知抵抗に微小電流が流れ、実質的に同じ電流がFETにも流れる。この電流はバイパス抵抗には流れるがLEDには流れない。即ち、定電流回路を停止させずにＬＥＤユニットを消灯することができる。

本発明の第２の態様に係るＬＥＤ照明装置の調整方法は、前記ＬＥＤ照明装置の前記ＬＥＤユニットを非点灯状態にした際の前記バイパス抵抗要素に流れる微小電流の量を調整するＬＥＤ照明装置の調整方法であって、前記ＬＥＤ照明装置は、一端が前記フィードバックラインの前記第２入力端子側と接続された調整ラインと、前記調整ラインに設けられた調整抵抗と、前記調整ラインの他端に接続され、前記調整ラインの他端の電位を調整する電位調整手段と、前記バイパス抵抗要素の両端の電位差、又は、前記バイパス抵抗要素若しくは前記電流検知抵抗を流れる電流量を測定する測定手段をさらに備え、前記オペアンプの前記第１入力端子に前記ＬＥＤユニットを非点灯状態にするための基準電位を入力する非点灯制御工程と、前記非点灯制御工程の後に、前記測定手段による測定結果が所定範囲内になるように前記電位調整手段により前記調整ラインの他端の電位を調整する電位調整工程とを有する。

例えば、オペアンプは第１入力端子と第２入力端子との間に数ｍＶ程度の電位差を有するものが多く、オペアンプが廉価なものになると当該電位差が大きくなる傾向がある。また、オペアンプ毎に前記電位差の大きさが異なり、そのバラツキはオペアンプが廉価になると大きくなる傾向がある。前記電位差は電流検知抵抗の高電位側の電位に影響を与え、つまりオペアンプの第１入力端子にＬＥＤユニットを非点灯状態にする基準電位が入力された際にバイパス抵抗要素を流れる電流値に影響を与える。
本態様では、電位調整工程を行うことにより、バイパス抵抗要素の両端の電位差、又は、バイパス抵抗要素若しくは電流検知抵抗を流れる電流量を適切に設定できるので、定電流回路を停止させずにＬＥＤユニットが消灯する状態を確実に作り出すことができる。

本発明によれば、電力の消費量を増大させることなく、ＬＥＤユニットを点灯するための制御を開始して所望の照度を得る迄の時間を短縮することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ照明装置の概略構成図である。 本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ照明装置の概略構成図である。 ＬＥＤユニットの点灯開始に要する時間の測定結果である。 定電流回路に対するＬＥＤユニットの配置位置の変形例を示す図である。

本発明の第１実施形態に係る照明装置について図面を参照して以下に説明する。
この照明装置は、図１に示すように、直列に接続された複数のＬＥＤ１１を各々有する複数のＬＥＤユニット１０と、各ＬＥＤユニット１０にそれぞれ接続されて各ＬＥＤユニット１０に供給する電流を制御する複数の定電流回路２０と、交流電力源からの電力を直流電力に変換して供給する直流電源装置３０と、調光入力部４０と、交流電源からの電力を直流電力に変換して供給する補助直流電源装置５０と、各々のＬＥＤユニット１０と並列に接続された複数のバイパス抵抗６０とを備えている。この照明装置は例えば製造品の検査工程に設置され、製造品がセンサの画角に入った時だけＬＥＤユニット１０を点灯させる。

調光入力部４０は、手で操作する操作部からの調光値を後述の非反転入力端子２１ａに送るものであっても良く、外部から入力される調光用のデジタル信号をＤ／Ａ変換して非反転入力端子２１ａに送る信号入力部であっても良く、その両者を持っていても良い。
本実施形態では、複数のＬＥＤユニット１０が照明装置本体１内に配置され、定電流回路２０、直流電源装置３０、調光入力部４０、補助直流電源装置５０、およびバイパス抵抗６０が電力供給ユニット２内に配置され、照明装置本体１と電力供給ユニット２とが接続ケーブル３で接続されているが、例えば定電流回路２０、直流電源装置３０、調光入力部４０、補助直流電源装置５０、およびバイパス抵抗６０の一部を照明装置本体１内に配置することも可能であり、全ての構成を単一の照明装置本体内に配置することも可能である。また、図１では直流電源装置３０の高電位側と複数のＬＥＤユニット１０とが図面上１本の接続ケーブル３で接続されているが、定電流回路２０毎に接続ケーブル３が設けられていても良い。

バイパス抵抗６０は好ましくは数百Ω以上の大きな抵抗値を有し、より好ましくは数千Ω以上の抵抗値を有し、本実施形態では５ｋΩである。直流電源装置３０は高電位側から例えば＋４２〜４５Ｖ程度の電圧を供給し、低電位側から接地電位（０Ｖ）を供給するものである。補助直流電源装置５０は、高電位側から例えば＋５Ｖの電圧を供給し、低電位側から−５Ｖの電圧を供給するものである。

定電流回路２０はオペアンプ２１と、オペアンプ２１の出力端子２１ｃに接続されたトランジスタ２２と、オペアンプ２１の反転入力端子（第２入力端子）２１ｂと定電流回路２０用の電流検知抵抗７０の高電位側とを接続するフィードバックライン２３とを有する。オペアンプ２１の非反転入力端子（第１入力端子）２１ａには調光入力部４０から基準電位が入力されるように構成され、フィードバックライン２３には抵抗２３ａが設けられている。また、オペアンプの反転入力端子２１ｂはバイアス電流供給用抵抗２４ａを有するバイアス電流供給用ライン２４を介して補助直流電源装置５０の低電位側（−５Ｖ）に接続されている。本実施形態ではトランジスタ２２は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であるが、その他のトランジスタを用いることも可能である。

抵抗２３ａは数十Ω以上の抵抗値を有し、好ましくは数百Ω以上の抵抗値を有し、より好ましくは数千Ω以上の抵抗値を有し、本実施形態では略１ｋΩである。バイアス電流供給用抵抗２４ａは抵抗２３ａに応じた抵抗値を有し、本実施形態では略３００ｋΩである。
オペアンプ２１の非反転入力端子２１ａはスイッチＳＷを介して調光入力部４０に接続され、スイッチＳＷは非反転入力端子２１ａの接続先を調光入力部４０又は接地電位（０Ｖ）に切替えるように構成されている。尚、スイッチＳＷを用いずに、調光入力部４０からの信号を０Ｖに変化させて同様の切替えを行うことも可能である。

定電流回路２０は対応するＬＥＤユニット１０に最大で例えば４００ｍＡの電流を流すように設定されている。本実施形態では、ＬＥＤユニット１０に４００ｍＡの電流が流れる際、ＬＥＤユニット１０の電圧降下は例えば４０Ｖ程度となる。ＬＥＤ１つ当たりの電圧降下は３Ｖ程度である。このために、電流検知抵抗７０は例えば数Ωの抵抗値を有し、本実施形態では３．３Ωの抵抗値を有する。即ち、ＬＥＤユニット１０に４００ｍＡの電流が流れる際に、バイパス抵抗６０に両端電圧４０Ｖに対応した５ｍＡの電流が流れる。このため、電流検知抵抗７０に約４０５ｍＡの電流が流れることになり、電流検知抵抗７０の高電位端の電位が１．３４Ｖ程度となる。

そして、電流検知抵抗７０の高電位端はフィードバックライン２３の抵抗２３aおよびバイアス電流供給用ライン２４のバイアス電流供給用抵抗２４ａを介して補助直流電源装置５０の低電位側（―５Ｖ）に接続されているので、オペアンプ２１の反転入力端子２１ｂの電位は１．３２Ｖ程度となる。即ち、ＬＥＤユニット１０に４００ｍＡの電流を流すためには、オペアンプ２１の非反転入力端子２１ａに１．３３Ｖ程度の基準電位を入力する必要があり、その基準電位が調光入力部４０から入力されるように設定さている。つまり、各調光値の基準電位は抵抗２３aの電圧降下が考慮された電位となっている。

一方、ＬＥＤユニット１０を所定の調光値で点灯させている際に、スイッチＳＷでオペアンプ２１の非反転入力端子２１ａを接地電位（０Ｖ）に切替えてＬＥＤユニット１０を消灯し、その後再びＬＥＤユニット１０を所定の調光値での点灯に切替える動作について説明する。この切替えは、例えば、製造物がセンサの画角に入った時にＬＥＤユニット１０を点灯させ、製造物がセンサの画角外に出た時にＬＥＤユニット１０を消灯させるために行う。

複数の製造物がベルトコンベア上に並べられている場合、ベルトコンベアを作動させると製造物がセンサの画角を次々と通過するので、製造物が画角内に入った時だけ瞬間的にＬＥＤユニット１０を点灯させることが、電力の消費量、照明装置の発熱等を低減する上で好ましい。
スイッチＳＷでＬＥＤユニット１０を非点灯にすると、ＬＥＤユニット１０の各ＬＥＤ１１が実質的に通電しなくなるが、バイパス抵抗６０に引き続き数ｍＡの電流が流れると共に、電流検知抵抗７０、フィードバックライン２３の抵抗２３ａ、およびバイアス電流供給用ライン２４のバイアス電流供給用抵抗２４ａには、各々の抵抗値に応じた微小電流が流れる。

この時、電流検知抵抗７０にはフィードバックライン２３の抵抗２３ａに流れる微小電流に応じた微少電流が流れる。即ち、スイッチＳＷでオペアンプ２１の非反転入力端子２１ａを接地電位（０Ｖ）に接続すると、オペアンプ２１の反転入力端子２１ｂの電位も略０Ｖになるが、抵抗２３ａに流れるフィードバック微小電流により電流検知抵抗７０の高電位端が（フィードバック微小電流値）×（抵抗２３ａの抵抗値）で算出される電位となり、当該電位に応じた微小電流が電流検知抵抗７０に流れ、トランジスタ２２にも流れる。バイアス電流供給用ライン２４の抵抗２４ａの抵抗値は、フィードバック微小電流および抵抗２３ａとの関係で、スイッチＳＷでＬＥＤユニット１０を非点灯にした際にフィードバックライン２３の低電位端（オペアンプ２１の非反転入力端子２１ａ）が略接地電位（０Ｖ）になるように設定されている。

上記のように、スイッチＳＷでＬＥＤユニット１０を非点灯にした際に、定電流回路２０が微小電流を供給する状態、つまり、定電流回路２０が停止していないので、スイッチＳＷを切替えてオペアンプ２１の非反転入力端子２１ａに調光入力部４０から基準電位が入力されるようになると、定電流回路２０はすぐに当該基準電位に応じた電流をＬＥＤユニット１０に供給することができる。

仮に、フィードバックライン２３にＬＥＤユニット１０の非点灯時に微小電流が流れないように抵抗２３ａやそれ以外の抵抗の抵抗値等が設定されている場合や、バイアス電流供給用ライン２４およびその抵抗２４ａが設けられていない状態で、スイッチＳＷによりオペアンプ２１の非反転入力端子２１ａを接地電位（０Ｖ）に切替えた場合は、電流検知抵抗７０の高電位端が接地電位となり、定電流回路２０が電流を供給しない状態となり停止する。一度定電流回路２０が停止すると、スイッチＳＷを切替えてオペアンプ２１の非反転入力端子２１ａに調光入力部４０から基準電位が入力されるようにしても、定電流回路２０が作動状態になる迄に時間がかかる。また、作動状態になった後も電流が安定する迄に時間を要する場合もある。

このように、本実施形態の照明装置によれば、ＬＥＤユニット１０と並列に接続されたバイパス抵抗６０と、電流検知抵抗７０の高電位側とオペアンプ２１の第２入力端子２１ｂとの間を接続すると共に所定の抵抗値を有するフィードバックライン２３とを備え、定電流回路２０によって供給する電流を低減してＬＥＤユニット１０を非点灯状態にした際に、定電流回路２０によって前記バイパス抵抗６０に微小電流が流れると共に、電流検知抵抗７０およびフィードバックライン２３にも各々微小電流が流れる。このため、ＬＥＤユニット１０を非点灯状態にした際でも、第２入力端子２１ｂの電位よりも電流検知抵抗７０の高電位端の電位がわずかに高く維持され、定電流回路２０を停止させずにＬＥＤユニット１０を消灯することができる。このため、電力の消費量を増大させることなく、ＬＥＤユニット１０を点灯するための制御を開始して所望の照度を得る迄の時間を短縮することが可能となる。

また、本実施形態の照明装置は、オペアンプ２１の第２入力端子２１ｂ側と、電流検知抵抗７０の低電位側の電位である０Ｖよりも低電位である補助直流電源装置５０の低電位側（−５Ｖ）とを接続するバイアス電流供給用ライン２４と、バイアス電流供給用ライン２４に設けられたバイアス電流供給用抵抗２４ａとを有する。このため、スイッチ２４ｄを接地電位（０Ｖ）に切替えてＬＥＤユニット１０を非点灯にした際に、バイパス抵抗６０およびフィードバック抵抗２３ａにより確実に微小電流を流すことが可能となる。

本発明の第２実施形態に係る照明装置について図面を参照して以下に説明する。
この照明装置は、図２に示すように、第１実施形態と同様の複数のＬＥＤユニット１０、複数の定電流回路２０、直流電源装置３０、調光入力部４０、補助直流電源装置５０、バイパス抵抗６０および電流検知抵抗７０、抵抗２３ａを有するフィードバックライン２３、バイアス電流供給用抵抗２４ａを有するバイアス電流供給用ライン２４とを備えている。
本実施形態でも、第１実施形態と同様に、複数のＬＥＤユニット１０が照明装置本体１内に配置され、定電流回路２０、直流電源装置３０、調光入力部４０、補助直流電源装置５０、およびバイパス抵抗６０が電力供給ユニット２内に配置され、照明装置本体１と電力供給ユニット２とが接続ケーブル３で接続されているが、例えば定電流回路２０、直流電源装置３０、調光入力部４０、補助直流電源装置５０、およびバイパス抵抗６０の一部を照明装置本体１内に配置することも可能であり、全ての構成を単一の照明装置本体内に配置することも可能である。

本実施形態では、フィードバックライン２３とバイアス電流供給用ライン２４との接続部、即ち反転入力端子２１ｂに調整抵抗２５ａを有する調整ライン２５の一端が接続され、調整ライン２５の他端が電位調整部としてのデジタルポテンショメータ２６に接続されている。本実施形態ではデジタルポテンショメータ２６は０〜５Ｖの電位を出力可能である。
デジタルポテンショメータ２６と、電力供給ユニット２に設けられたトリガー入力部４６は、それぞれ後述の制御部４３に接続されている。また、スイッチＳＷも制御部４３に接続されている。本実施形態では、トリガー入力部４６は電力供給ユニット２の本体ボックスの背面等に配置されたボタンであるが、トリガー入力部４６が、外部からトリガー信号を受信しそのトリガー信号を制御部４３に送信するように構成さていても良い。

また、本実施形態では、各バイパス抵抗６０の高電位側の電位（第１位置の電位）を検出する第１検出要素４１と、各バイパス抵抗６０の低電位側の電位（第２位置の電位）を検出する第２検出要素４２と、各検出要素４１，４２による検出結果を受信する周知のマイクロコンピュータから成る制御部４３と、半導体メモリ等の不揮発性メモリから成る格納部４４とを備えている。調光入力部４０は制御部４３に接続され、調光入力部４０の調光値のデジタル信号又は実際に流れる電流の測定値が制御部４３に送られるように構成されている。後者の場合は、例えば各バイパス抵抗６０に流れる実際の電流を測定しその測定値を制御部４３に送信する電流計を備えている。
なお、検出要素４１を設けずに、各バイパス抵抗６０の高電位側の電位を直流電源装置３０の高電位側の電位で代用することも可能である。

本実施形態では、一例として、制御部４３および格納部４４は単一のＭＣＵ（Microcontroller）等のマイクロコンピュータチップ内に構成されている。各検出要素４１，４２は、本実施形態のように各位置の電位をアナログ−デジタル変換して制御部４３に入力するための配線およびＡ／Ｄコンバータを有するものであっても良いし、各位置の電位をアナログ−デジタル変換して制御部４３に送信する無線送信機能付き電位計であっても良い。また、その他各位置の電位を制御部４３に送ることができるものであれば何でも良い。また、デジタルポテンショメータ２６の代わりに外部からのデジタル信号をＤＡコンバータを用いて調整ライン２５の他端に与え、これにより調整ライン２５の他端の電位を調整する構成としても良い。

制御部４３は格納部４４に格納されたプログラムに基づき動作し、具体的には以下の動作を行う。
図２のように電力供給ユニット２と照明装置本体１とを接続コード３で接続した状態で、トリガー入力部４６のボタンが操作されると、前記プログラムにより制御部４３がデジタルポテンショメータ２６の出力電位の調整を行う。電力供給ユニット２と照明装置本体１とが接続されて所定時間経過した際にトリガー信号がトリガー入力部４６から制御部４３に送られるように構成しても良い。なお、本実施形態では、バイパス抵抗６０が電力供給ユニット２側に設けられているため、この調整動作は接続コード３で電力供給ユニット２と照明装置本体１とを接続せずに、電力供給ユニット２単体でも行うことが可能であり、調整動作をより容易に行うことを可能としている。

デジタルポテンショメータ２６の出力電位の調整は、上記のトリガー信号を受信すると（ステップ１−１）、例えば電力供給ユニット２が複数段階の調光を行うことができるように構成されている場合、調光入力部４０が所定段階の調光信号を供給するようにした状態で、制御部４３がスイッチＳＷによって非反転入力端子２１ａの接続先を接地電位（０Ｖ）から調光入力部４０に変更し、各ＬＥＤユニット１０を点灯させた後（ステップ１−２）、スイッチＳＷによって非反転入力端子２１ａの接続先を接地電位（０Ｖ）に切替える（ステップ１−３）。なお、ステップ１−２を行わずにステップ１−３を直接行っても良い。

これにより、ＬＥＤユニット１０が非点灯状態になる。または、電力供給ユニット２に照明装置本体１が接続ケーブルで接続されていない場合は、電力供給ユニット２はオペアンプ２１の非反転入力端子２１ａにＬＥＤユニット１０を非点灯状態にするための基準電位が入力される非点灯制御状態になる。これにより、ＬＥＤユニット１０の各ＬＥＤ１１が実質的に通電しなくなるが、バイパス抵抗６０に引き続き数ｍＡの電流が流れると共に、電流検知抵抗７０、フィードバックライン２３の抵抗２３ａ、バイアス電流供給用ライン２４のバイアス電流供給用抵抗２４ａ、および調整ライン２５の調整抵抗２５ａには、各々の抵抗値およびデジタルポテンショメータ２６の出力電位に応じた微小電流が流れる。デジタルポテンショメータ２６の状態によっては、ＬＥＤユニット１０の各ＬＥＤ１１が実質的に通電しなくなり、バイパス抵抗６０、電流検知抵抗７０、フィードバックライン２３の抵抗２３ａ、バイアス電流供給用ライン２４のバイアス電流供給用抵抗２４ａに電流が流れない状態になることもある。一例では、デジタルポテンショメータ２６の出力電位を徐々に低下させると、抵抗２３ａに流れる電流が徐々に増加し、これにより、電流検知抵抗７０の高電位端の電位が徐々に高くなり、バイパス抵抗６０を流れる電流も徐々に多くなる。

本実施形態では、ステップ１−３の前にデジタルポテンショメータ２６の出力電位が５Ｖに設定されており、ステップ１−３の後に、第１検出要素４１と第２検出要素４２で検知される電位の差が所定範囲に入るまで、制御部４３がデジタルポテンショメータ２６の出力電位を徐々に低下させる（ステップ１−４）。尚、各ＬＥＤユニット１０の検出要素４１，４２からの信号は制御部４３の順次接続回路４８を介して制御部４３に入力されるようになっている。そして、第１検出要素４１と第２検出要素４２で検知される両電位の差が前記所定範囲に入ると、その位置でデジタルポテンショメータ２６の出力電位を固定し（ステップ１−５）、デジタルポテンショメータ２６のその設定を格納部４４に格納する（ステップ１−６）。

これにより、次からスイッチＳＷによって非反転入力端子２１ａの接続先を接地電位（０Ｖ）に切替える際、電力供給ユニット２の作動スイッチがＯＮになった際等の運用時には、制御部４３がデジタルポテンショメータ２６を格納部４４に格納された設定とする。
なお、上記電位差の所定範囲は、例えば、定電流回路２０が安定して作動し、且つ、バイパス抵抗６０に極力小さな電流が流れる範囲に設定されている。
尚、非点灯状態におけるバイパス抵抗６０の電圧降下が、ＬＥＤユニット１０が点灯し始める際のＬＥＤユニット１０の電圧降下よりも少し小さい降下電圧（本実施形態であれば差が３〜５Ｖ程度）となるように、上記電位差の所定範囲を設定することも可能である。この場合、ＬＥＤユニット１０と並列に接続されたバイパス抵抗６０の非点灯状態における電圧降下と、ＬＥＤユニット１０が点灯し始める電圧降下が近いため、ＬＥＤユニット１０が点灯するまでの時間をより短縮することが可能となる。

本実施形態によれば、一端がフィードバックライン２３の反転入力端子２１ｂ側に接続された調整ライン２５と、調整ライン２５に設けられた調整抵抗２５ａと、調整ライン２５の他端に接続され、調整ライン２５の他端の電位を調整する電位調整部２６とを備えている。
例えば、オペアンプ２１は非反転入力端子２１ａと反転入力端子２１ｂとの間に数ｍＶ程度のオフセットと呼ばれる電位差を有するものが多く、オペアンプ２１が廉価なものになると当該電位差が大きくなる傾向がある。また、オペアンプ２１毎に前記電位差の大きさが異なり、そのバラツキはオペアンプ２１が廉価になると大きくなる傾向がある。前記電位差は電流検知抵抗７０の高電位側の電位に影響を与え、つまりオペアンプ２１の非反転入力端子２１ａにＬＥＤユニット１０を非点灯状態にする基準電位が入力された際にバイパス抵抗６０を流れる電流値に影響を与える。
本実施形態では、ポテンショメータ２６による電位調整を行うことにより、バイパス抵抗６０の両端の電位差、又は、バイパス抵抗６０若しくは電流検知抵抗７０を流れる電流量を適切に設定できるので、オペアンプのオフセット電位差の影響を回避し、定電流回路２０を停止させずにＬＥＤユニットが消灯する状態を確実に作り出すことができる。

また、複数の定電流回路の各々について、ＬＥＤユニット１０と並列に接続されたバイパス抵抗６０の非点灯状態における電圧降下と、ＬＥＤユニット１０が点灯し始める電圧降下とが近くなるように、ポテンショメータ２６による調整を行うことができる。このため、各ＬＥＤユニット１０が点灯するまでの時間をより短縮することが可能となる。

また、バイパス抵抗６０の両端の電位差を測定する電位差測定部と、電位調整部２６を制御する制御部４３とを備え、制御部４３が、オペアンプ２１の非反転入力端子２１ａにＬＥＤユニット１０を非点灯状態にするための基準電位が入力されている状態で、電位差測定部による測定結果が所定範囲内となるように電位調整部２６を制御する。このため、手間をかけずに、ＬＥＤユニット１０を非点灯にする際のバイパス抵抗６０に流れる電流値を狙いとする電流値にすることが可能となる。

なお、前記実施形態１および２において、スイッチＳＷで非反転入力端子２１ａを接地電位に切替えるのではなく、調光入力部４０による調光値をＬＥＤユニット１０が非点灯となる調光値まで低減することにより、ＬＥＤユニット１０を非点灯状態とすることも可能である。この場合でも、前述と同様の動作や調整を行うことが可能である。
また、前記実施形態１および２において、接地電位を０Ｖとしたが、接地電位として回路内の他の安定した電位（例えば−２Ｖ）を採用することも可能である。

また、第１検出要素４１と第２検出要素４２で検知される電位の差ではなく、バイパス抵抗６０、電流検知抵抗７０等に流れる電流値を測定し、前記ステップ１−４において、前記測定される電流値が所定範囲内に入るようにデジタルポテンショメータ２６の出力電位を調整することも可能である。
また、フィードバックライン２３に抵抗２３ａを設けずに、フィードバックライン２３自体が所定の抵抗を有するように構成することも可能である。例えば、フィードバックライン２３を、基板上に抵抗を生ずるようにプリントした回路要素とすることも可能である。
また、バイパス抵抗６０も抵抗を生ずる抵抗要素で代替することが可能であり、定電流ダイオード等を用いることが可能である。

また、第１検出要素４１と第２検出要素４２で検知される電位の差や、その電位差から求められるバイパス抵抗６０の電流値を表示する表示装置を用いて、当該表示装置の表示を見ながら手動で前記ステップ１−４〜１−６の操作を行うことも可能である。

尚、第２実施形態において、調整ライン２５および調整抵抗２５ａを設けずに、バイアス電流供給用ライン２４の低電位側をデジタルポテンショメータ２６に接続し、デジタルポテンショメータ２６の出力電位を調整することによりＬＥＤユニット１０非点灯時に抵抗２３ａを流れる電流量を調整することも考えられ、バイアス電流供給用抵抗２４ａやフィードバックライン２３の抵抗２３ａを可変抵抗とし、当該可変抵抗を調整することによりＬＥＤユニット１０非点灯時に抵抗２３ａを流れる電流量を調整することも考えられる。

一方、第１および第２実施形態において、バイアス電流供給用ライン２４、バイアス電流供給用抵抗２４ａ、調整ライン２５、および調整抵抗２５ａを設けずに、スイッチＳＷの一方の接続先を調光入力部４０とし、他方の接続先をプラスの所定の電位を供給するプラス電位供給部とし、当該プラス電位供給部の供給電位を、バイパス抵抗６０および電流検知抵抗７０に微小電流が流れる電位に設定することも可能であり、この場合でも第１および第２実施形態と同様の作用効果を奏する。しかし、微小電流を流すためには前記プラス電位供給部の供給電位も微小になる。このため、設定や制御が難しいが、第１および第２実施形態ではスイッチＳＷの他方の接続先は接地電位であるから、設定や制御が容易であり、且つ、接地電位が変動しない、又はし難い分だけ動作が安定する。

第２実施形態において、ＬＥＤユニット１０を非点灯状態にした際に前述のように定電流回路２０が停止しないようにポテンショメータ２６を調整した実験例と、ＬＥＤユニット１０を非点灯状態にした際に定電流回路２０が停止するようにポテンショメータ２６を調整した比較例とで、スイッチＳＷを切替えてＬＥＤユニット１０を非点灯状態から点灯状態にするまでの時間を測定した結果を図３に示す。図３において横軸は時間であり縦軸はＬＥＤユニット１０に流れる電流値である。また、図３において、比較例−１および実験例−１はＬＥＤユニット１０に１００ｍＡ程度の大電流を流す場合の結果であり、比較例−２および実験例−２はＬＥＤユニット１０に２５ｍＡ程度の小電流を流す場合の結果である。結果からわかるように、比較例−１は実施例−１に比べ点灯迄に２．５倍程度の時間を要し、比較例―２は実験例−２に比べ点灯迄に２．５〜３倍程度の時間を要する。

尚、前記第１および第２実施形態において、並列に接続されたＬＥＤユニット１０およびバイパス抵抗６０をトランジスタ２２と電流検知抵抗７０との間に配置することも可能であり、その他の場所に配置することも可能である。これらの場合でも、ＬＥＤユニット１０に流れる電流が定電流回路２０によって調整されるように構成されていれば、上記と同様の作用効果を奏する。

１…照明装置本体、２…電力供給ユニット、３…接続コード、１０…ＬＥＤユニット、２０…定電流回路、２１…オペアンプ、２１ａ…非反転入力端子、２１ｂ…反転入力端子、２２…トランジスタ、２３…フィードバックライン、２３ａ…抵抗、２４…バイアス電流供給用ライン、２４ａ…バイアス電流供給用抵抗、２５…調整ライン、２５ａ…調整抵抗、３０…直流電源装置、４０…調光入力部、４１…第１検出要素、４２…第２検出要素、４３…制御部、４４…格納部、４６…トリガー入力部、５０…補助直流電源装置、６０…バイパス抵抗、７０…電流検知抵抗、ＳＷ…スイッチ

Claims (5)

1. 直列に接続された複数のＬＥＤ又は単一のＬＥＤを有するＬＥＤユニットと、
   前記ＬＥＤユニットに接続されて前記ＬＥＤユニットに供給する電流を制御する定電流回路とを備えたＬＥＤ照明装置であって、
   前記定電流回路は、基準電位が入力される第１入力端子と比較電位が入力される第２入力端子とを有するオペアンプを有し、
   この照明装置は、
   前記ＬＥＤユニットに並列に接続されたバイパス抵抗要素と、
   前記定電流回路用の電流検知抵抗の高電位側と前記第２入力端子との間を接続すると共に所定の抵抗値を有するフィードバックラインとをさらに備え、
   前記定電流回路によって供給する電流を低減することにより、前記ＬＥＤユニットを非点灯状態にした際に、前記定電流回路によって前記バイパス抵抗要素に微小電流が流れると共に、前記フィードバックラインにも微小電流が流れ、これにより前記第２入力端子の電位よりも前記電流検知抵抗の高電位端の電位が高く維持されるように構成されているＬＥＤ照明装置。
2. 前記フィードバックラインの前記第２入力端子側と、前記電流検知抵抗の低電位側の電位よりも低電位である低電位部とを接続するバイアス電流供給用ラインと、
   前記バイアス電流供給用ラインに設けられたバイアス電流供給用抵抗とをさらに備える請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
3. 一端が前記フィードバックラインの前記第２入力端子側と接続された調整ラインと、
   前記調整ラインに設けられた調整抵抗と、
   前記調整ラインの他端に接続され、前記調整ラインの他端の電位を調整する電位調整手段とをさらに備える請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明装置。
4. 前記バイパス抵抗要素の両端の電位差、又は、前記バイパス抵抗要素若しくは前記電流検知抵抗を流れる電流を測定する測定手段と、
   前記電位調整手段を制御する制御部とをさらに備え、
   前記制御部は、前記定電流回路が前記ＬＥＤユニットを非点灯にした際に、前記測定手段による測定結果が所定範囲内になるように前記電位調整手段を制御するものである請求項３に記載のＬＥＤ照明装置。
5. 請求項３記載のＬＥＤ照明装置の前記ＬＥＤユニットを非点灯状態にした際の前記バイパス抵抗要素に流れる微小電流の量を調整するＬＥＤ照明装置の調整方法であって、
   前記ＬＥＤ照明装置は前記バイパス抵抗要素の両端の電位差、又は、前記バイパス抵抗要素若しくは前記電流検知抵抗を流れる電流量を測定する測定手段をさらに備え、
   前記オペアンプの前記第１入力端子に前記ＬＥＤユニットを非点灯状態にするための基準電位を入力する非点灯制御工程と、
   前記非点灯制御工程の後に、前記測定手段による測定結果が所定範囲内になるように前記電位調整手段により前記調整ラインの他端の電位を調整する電位調整工程とを有するＬＥＤ照明装置の調整方法。

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