JP6756210B2 - Ｌｅｄ点灯装置及びｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ点灯装置及びそれを用いたＬＥＤ照明装置に関する。

一般に、ＬＥＤの性質として、累積点灯時間の増加に対して光束（それに伴う照度）が低下していくことが知られている。これは、ＬＥＤの点灯時間が増加するにつれて、発光に寄与する格子欠陥が変化すること及び青色光を白色光に変換するＹＡＧ系の蛍光体が劣化することによって発光効率が低下することに起因する。ＬＥＤ点灯装置には、このような照度の変化を補償するために、いわゆる初期照度補正機能が設けられる場合がある（特許文献１参照）。初期照度補正機能とは、ＬＥＤの点灯初期はＬＥＤ電流を定格電流よりも低減しておき、累積点灯時間が進むにつれてＬＥＤ電流を増加させて定格電流に近づけていく機能である。これにより、ＬＥＤ点灯開始当初から使用時間の経過にかかわらず一定の照度が得られる。また、初期照度補正機能によって、点灯初期に不要に高い照度で点灯が行われてしまうことが防止され、省エネ及びＬＥＤの長寿命化が実現される。

例えば、特許文献１には、ＬＥＤ等のランプが照度補正部を備え、照度補正部が、発光素子の累積点灯時間を計時する計時部と、累積点灯時間を記憶するメモリとを有する構成が開示される。照度補正部には、発光素子の光束減退特性に基づいて照度補正特性が設定されている。照度補正特性は、照度補正値としての調光比と累積点灯時間との対応関係を表し、発光素子の累積点灯時間の増加に対して発光素子の光出力が一定に保たれるように設定される。照度補正部は、照度補正特性を使用し、発光素子の累積点灯時間に基づいて発光素子の調光比を決定する。

特許５６０７９８０号公報

上記のような初期照度補正では、全光点灯時の照度補正率が、例えば点灯開始時の８０％から開始されて４万時間後に１００％となるように点灯時間とともに所定の上昇率で上昇されていく。ところで、全光点灯時に比べて、調光点灯時においてはＬＥＤ素子のジャンクション温度が低いためにＬＥＤの劣化の進行は遅い。したがって、調光点灯時において全光点灯時と同じ上昇率で照度補正率を上昇させていくと、劣化の進行速度よりも照度補正率の上昇速度が上回り、点灯時間の経過とともに必要以上にＬＥＤ電流が供給されていくことになる。このように調光点灯時に点灯時間とともに過剰となっていくＬＥＤ電流に起因して、調光点灯時の照度が規定値よりも高くなる方向にずれていくだけでなく、ＬＥＤの寿命も短くなり得る。

そこで、本発明は、全光点灯時だけでなく調光点灯時においても適切な初期照度補正を実行してＬＥＤの適正な照度及び寿命を得ることができるＬＥＤ点灯装置及びそれを用いたＬＥＤ照明装置を提供することを課題とする。

本開示によるＬＥＤ点灯装置は、入力される調光指令が示す指令調光率を取得する指令値取得部と、指令調光率に照度補正率を乗じて目標調光率を決定する目標値決定部と、目標調光率に従って出力電流をＬＥＤに供給する直流電源回路と、ＬＥＤの点灯時間を計時する計時部と、指令調光率が相対的に低い場合には照度補正率が相対的に低くなる設定において照度補正率を初期値から上限値まで点灯時間とともに上昇させる補正率演算部とを備える。

上記ＬＥＤ点灯装置によると、指令調光率が相対的に低い場合には照度補正率が相対的に低くなる状態で照度補正率が初期値から上限値（例えば、１００％）まで点灯時間とともに上昇する。これにより、調光点灯時における点灯時間に対する照度補正率の上昇が緩やかとなり、ＬＥＤの遅い劣化進行に適したものとなる。したがって、全光点灯時だけでなく調光点灯時においても、適切な初期照度補正が実行されてＬＥＤの適正な照度及び寿命が得られる。

ここで、補正率演算部において、照度補正率が上限値に到達する前の照度補正率の点灯時間に対する上昇率が、指令調光率又は目標調光率の低下に対して減少するように構成される。このように、指令調光率が相対的に低い場合に照度補正率が相対的に低くなる設定が、上昇率の設定によって簡素な構成で実現される。

指令調光率が第１の指令調光率及び第１の指令調光率よりも低い第２の指令調光率を含み、上昇率が第１及び第２の指令調光率にそれぞれ対応する第１及び第２の上昇率を含む場合、補正率演算部が、第１又は第２の指令調光率に応じてそれぞれ第１及び第２の上昇率を選択し、選択した第１又は第２の上昇率に単位点灯時間を乗じて上昇幅を演算し、上昇幅を現在の照度補正率に加算して新たな照度補正率を演算するように構成され、目標値決定部が、単位点灯時間ごとに指令調光率に新たな照度補正率を乗じて目標調光率を決定するように構成される。これにより、簡素な処理構成で段調光用のＬＥＤ点灯装置が実現される。

あるいは、指令調光率が連続値を有し、指令調光率又は目標調光率の減少に対して減少する関数によって上昇率が規定される場合には、補正率演算部が、指令調光率又は現在の目標調光率を関数に適用して上昇率を演算し、演算した上昇率に単位点灯時間を乗じて上昇幅を演算し、上昇幅を現在の照度補正率に加算して新たな照度補正率を演算するように構成され、目標値決定部が、単位点灯時間ごとに指令調光率に新たな照度補正率を乗じて目標調光率を決定するように構成されてもよい。これにより、簡素な処理構成で連続調光用のＬＥＤ点灯装置が実現される。

また、過去の所定点灯期間における上昇率の平均値である平均上昇率を演算し、現在の照度補正率を上限値から減算した値を平均上昇率で除算した値を予測残り時間として推定する残時間推定部と、予測残り時間に関する残時間情報を表示する表示部とがさらに設けられてもよい。このように、ユーザは、ＬＥＤの予測残り時間を認識してＬＥＤの交換時期を適切に判断することがでる。したがって、ＬＥＤ点灯装置に接続されるＬＥＤの保守管理性が高まる。

例えば、残時間情報は、予測残り時間を所定点灯期間における１日当たりの平均点灯時間で除算して得られる日数であってもよい。これにより、ユーザは、容易にＬＥＤの交換時期を認識することができる。

本開示のＬＥＤ照明装置は、上記いずれかのＬＥＤ点灯装置及びＬＥＤを備える。これにより、全光点灯時だけでなく調光点灯時においても適正な初期照度補正を実行してＬＥＤの適正な照度及び寿命を達成するＬＥＤ照明装置が実現される。

第１の実施形態によるＬＥＤ点灯装置及びＬＥＤ照明装置のブロック図である。 第１の実施形態のＬＥＤ点灯装置の動作を説明する図である。 第１の実施形態のＬＥＤ点灯装置の動作を説明する図である。 第２の実施形態によるＬＥＤ点灯装置及びＬＥＤ照明装置のブロック図である。 変形例によるＬＥＤ点灯装置の動作を説明する図である。 変形例によるＬＥＤ点灯装置の動作を説明する図である。 変形例によるＬＥＤ点灯装置の動作を説明する図である。

＜第１の実施形態＞
図１に、本発明の第１の実施形態によるＬＥＤ点灯装置１及びＬＥＤ照明装置３のブロック図を示す。ＬＥＤ点灯装置１及びＬＥＤ２によってＬＥＤ照明装置３が構成される。ＬＥＤ点灯装置１は、商用電源等の交流電源ＡＣから給電され、ＬＥＤ２を点灯する。ＬＥＤ２は、直列接続又は直並列接続された複数のＬＥＤ素子を備えたＬＥＤモジュールを構成する。

ＬＥＤ点灯装置１は、入力回路１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、制御回路３０及び照度補正回路４０を備え、交流電源ＡＣから供給される交流入力を所定の直流出力に変換して直流電流及び直流電圧をＬＥＤ２に供給する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０及び制御回路３０を併せて直流電源回路ともいう。

入力回路１０は、ダイオードブリッジ１１及び入力コンデンサ１２を備える。交流入力電圧がダイオードブリッジ１１によって全波整流され、入力コンデンサ１２には脈流電圧が現われる。なお、直流電源からの直流電圧がＬＥＤ点灯装置１に入力される場合には入力回路１０はなくてもよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、スイッチング素子２１（ＭＯＳＦＥＴ）、トランス２２、ダイオード２３、出力コンデンサ２４及び電流検出抵抗２５を備え、スイッチング素子２１のＰＷＭ駆動によってＬＥＤ２に直流電力を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、本実施形態においては絶縁型フライバックコンバータからなり、力率改善機能を持つ、いわゆるワンコンバータ方式のフライバック回路を構成する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、バックコンバータ、バックブーストコンバータ等、他の形式のコンバータであってもよい。

スイッチング素子２１のオン期間にトランス２２の一次巻線によってエネルギーが蓄積され、スイッチング素子２１のオフ期間にそのエネルギーがトランス２２の二次巻線側からダイオード２３を介して出力コンデンサ２４に充電される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電力は、スイッチング素子２１のＰＷＭ制御におけるオンデューティ（デューティ比）、一次巻線に対する二次巻線の巻数比等によって決まる。スイッチング素子２１は、後述するスイッチング制御用の制御ＩＣ３５によって駆動される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電流を単に「出力電流」といい、出力電流はＬＥＤ電流に等しいものとする。電流検出抵抗２５は低抵抗素子からなり、出力電流に比例した電圧が電流検出抵抗２５に発生する。

制御回路３０は、オペアンプ３１、定電圧源３２（例えば制御電源）、抵抗３３、フォトカプラ３４及び制御ＩＣ３５を含み、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力を定電流制御する。フォトカプラ３４はフォトダイオード３４ｄ及びフォトトランジスタ３４ｔを含み、フォトダイオード３４ｄ及びその前段の回路（オペアンプ３１、定電圧源３２等）が二次側グランドＧ２を基準電位とし、フォトトランジスタ３４ｔ及びその後段の回路（制御ＩＣ３５）が一次側グランドＧ１を基準電位として動作する。なお、制御回路３０には、制御電源が適宜給電されるものとする。

オペアンプ３１の反転入力端子（−）には、電流検出抵抗２５からの検出電流値が入力され、オペアンプ３１の非反転入力端子（＋）には、照度補正回路４０からの目標電流値が入力される。オペアンプ３１の負入力端子と出力端子間には不図示の帰還素子（抵抗、コンデンサ、又はこれらの直列回路若しくは並列回路）が接続され、反転入力端子の電圧と非反転入力端子の電圧の誤差が出力端子において出力される。オペアンプ３１の出力はフォトダイオード３４ｄのカソードに接続され、フォトダイオード３４ｄのアノードは抵抗３３を介して定電圧源３２に接続される。フォトカプラ３４では、フォトダイオード３４ｄに流れる電流に応じてフォトトランジスタ３４ｔの出力状態が決定され、フォトトランジスタ３４ｔの出力が入力信号として制御ＩＣ３５に入力される。これにより、点灯時においては、オペアンプ３１は、出力電流（検出電流値）が目標電流値に一致するようにスイッチング素子２１のＰＷＭ制御におけるオン幅を決定することになる。

制御ＩＣ３５は、一般的なＬＥＤドライバＩＣからなり、制御ＩＣ３５には不図示の周辺回路素子が適宜接続される。制御ＩＣ３５は、フォトトランジスタ３４ｔの出力状態に応じたパルス幅のＰＷＭ駆動信号を生成し、それをスイッチング素子２１のゲート電圧として出力する。例えば、制御ＩＣ３５は、フォトダイオード３４ｄ及びフォトトランジスタ３４ｔの電流の増加／減少に対してＰＷＭ制御のオン幅を減少／増加させ、出力電流を低減させる。すなわち、制御回路３０は、出力電流が目標電流値に一致するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２０を定電流制御する。

照度補正回路４０は、例えばマイコンからなり、点灯時間に応じて所定の態様で照度補正率を上昇させていく（すなわち、減光率を減少させていく）初期照度補正機能を実行する。照度補正回路４０は、調光入力部４１、指令値取得部４２、補正率演算部４３、目標値決定部４４、計時部４５及び記憶部４６を備え、これらの各部はバスＢによって相互に信号又はデータのやり取りが可能な態様で接続される。少なくとも指令値取得部４２、補正率演算部４３及び目標値決定部４４はＣＰＵの一部を構成し、このＣＰＵは、上記各部に含まれない一般的な処理機能を適宜実行できるものとする。計時部４５はタイマ又はカウンタからなり、記憶部４６はデータ（計時部４５によって計時された累積点灯時間等）及びプログラムを記憶するための不揮発性メモリである。

調光入力部４１は、ＬＥＤ点灯装置１の外部からの調光指令を受け付ける入力インターフェイスである。調光指令は、例えば、周囲環境の明るさを検知する照度センサの検知結果に基づく調光信号であってもよいし、タイマによって時間制御された調光信号であってもよいし、コントローラ等を介してユーザ入力された調光信号であってもよい。また、調光信号は、調光率の増減に対してオンデューティが変化するＰＷＭ信号であってもよいし、他の形式の信号であってもよい。なお、本開示において、「調光」とは、調光率が１００％未満の減光点灯だけでなく、調光率が１００％の全光点灯も含むものである。

指令値取得部４２は、調光入力部４１に入力される調光指令が示す指令調光率Ｄｘを取得する。以下の説明において、指令調光率Ｄｘは、ＬＥＤ点灯装置１が段調光タイプの場合には全光用の指令調光率Ｄｘ１（１００％）及び調光用の指令調光率Ｄｘ２（例えば、５０％）を含み、連続調光タイプの場合には１００％から下限調光率（５％等）までの連続値を有するものとする。

補正率演算部４３は、指令値取得部４２によって取得された指令調光率Ｄｘ及び計時部４５によって計時された点灯時間に基づいて、初期照度補正を実行するための照度補正率Ｒを決定する。補正率演算部４３は、指令調光率Ｄｘが相対的に低い場合には照度補正率Ｒが相対的に低くなる設定において、照度補正率Ｒを初期値Ｒ０から点灯時間とともに上昇さる。例えば、補正率演算部４３は、照度補正率Ｒの点灯時間に対する上昇率Ｕ（照度補正率Ｒの時間微分値）を指令調光率Ｄｘの低下に対して減少させる。これにより、指令調光率Ｄｘが相対的に低い場合に照度補正率Ｒが相対的に低くなる設定が、上昇率Ｕの設定によって簡素な構成で実現される。なお、補正率演算部４３によって決定された上昇率Ｕ及び照度補正率Ｒは、記憶部４６に逐次記憶される。

目標値決定部４４は、指令値取得部４２によって取得された指令調光率Ｄｘに補正率演算部４３によって演算された照度補正率Ｒを乗算し、その乗算値を目標調光率Ｄｔとして制御回路３０のオペアンプ３１に出力する。この目標調光率Ｄｔは、上述した目標電流値に対応する。

例えば、ＬＥＤ点灯装置１が段調光タイプの場合、指令調光率Ｄｘ１及びＤｘ２にそれぞれ対応する上昇率Ｕ１及びＵ２が設定される。補正率演算部４３は、指令調光率Ｄｘ１及びＤｘ２に応じて上昇率Ｕ１又はＵ２を選択し、選択した上昇率Ｕ１又はＵ２に単位点灯時間Δｔを乗じて上昇幅ΔＵを演算し、その上昇幅ΔＵを現在の照度補正率Ｒに加算して新たな照度補正率Ｒ´を演算する。そして、目標値決定部４４は、単位点灯時間Δｔごとに指令調光率Ｄｘに新たな照度補正率Ｒ´を乗じて目標調光率Ｄｔを決定する。このように、簡素な処理構成で段調光用の照度補正回路４０が実現される。

また、ＬＥＤ点灯装置１が連続調光タイプの場合、連続値である指令調光率Ｄｘの減少に対して減少する関数Ｆによって上昇率Ｕが規定される。具体的には、補正率演算部４３は、指令調光率Ｄｘを関数Ｆに適用して上昇率Ｕを演算し、演算した上昇率Ｕに単位点灯時間Δｔを乗じて上昇幅ΔＵを演算し、その上昇幅ΔＵを現在の照度補正率Ｒに加算して新たな照度補正率Ｒ´を演算する。そして、目標値決定部４４は、単位点灯時間Δｔごとに指令調光率Ｄｘに新たな照度補正率Ｒ´を乗じて目標調光率Ｄｔを決定する。これにより、簡素な処理構成で連続調光用の照度補正回路４０が実現される。関数Ｆとしては、指令調光率Ｄｘの低下に対して上昇率Ｕが減少するものであれば一次関数、指数関数、対数関数等の種々の関数が採用され得る。

図２は、ＬＥＤ点灯装置１が段調光タイプの場合の動作を説明するグラフであり、横軸は累積点灯時間であり、縦軸は照度補正率Ｒである。なお、以降の各図において、説明の明瞭化のために、適宜誇張又は省略がなされるものとする。

図２において、線Ｒｖ１は、仮にＬＥＤ２の点灯時間全体にわたって指令調光率Ｄｘ１（１００％）が適用されたとした場合の仮想の照度補正率Ｒの設定である。線Ｒｖ２は、仮にＬＥＤ２の点灯時間全体にわたって指令調光率Ｄｘ２（５０％）が適用されたとした場合の仮想の照度補正率Ｒの設定である。線Ｒｖ１及び線Ｒｖ２のいずれにおいても、点灯初期（点灯開始時）での初期値Ｒ０は８０％である。線Ｒｖ１に示す設定では、照度補正率Ｒは、累積点灯時間が４００００時間となる時点で上限値１００％となり、その後、上限値１００％で一定となるように設定される。一方、線Ｒｖ２に示す設定では、照度補正率Ｒは、累積点灯時間が１０００００時間となる時点で上限値１００％となり、その後、上限値１００％で一定となるように設定される。

したがって、指令調光率Ｄｘ１及びＤｘ２が点灯時間とともに切り換えられると、線Ｒｒに示すように、線Ｒｖ１に平行な線分と線Ｒｖ２に平行な線分とが繰り返されていく。なお、説明の便宜上、線Ｒｒとして粗い区分の線分の連続が図示されているが、実際には線Ｒｒは、より細かい区分の線分の連続となり得る。また、指令調光率Ｄｘ又は目標電流値Ｄｔに対する適切な照度補正率Ｒ（すなわち、線Ｒｖ１及びＲｖ２の傾斜）は、実験、シミュレーション、計算等によって適宜定められる。したがって、ＬＥＤ２の仕様によっては、５０％の目標調光率Ｄｔが上記の累積点灯時間１０００００時間に対応するとは限らない。

照度補正率Ｒが上限値１００％に到達した後は、初期照度補正は行われない。例えば、補正率演算部４３は、照度補正率Ｒの算出値が１００％である場合にはそれ以降の照度補正率Ｒを１００％に維持するようにしてもよい。また、目標値決定部４４は、入力される照度補正率Ｒが１００％である場合には乗算を行わずに目標調光率Ｄｔ＝指令調光率Ｄｘとして動作するようにしてもよい。

図３は、ＬＥＤ点灯装置１が段調光タイプの場合の動作をさらに詳細に示すグラフである。図３において、上段から、指令調光率Ｄｘ、上昇率Ｕ、照度補正率Ｒ及び指令調光率Ｄｔを示し、横軸は累積点灯時間である。

時刻ｔ０において、指令調光率Ｄｘ１（＝１００％）で点灯が開始される。この時点で、上昇率Ｕは指令調光率Ｄｘ１に対応する上昇率Ｕ１であり、照度補正率Ｒは初期値Ｒ０（＝８０％）であり、目標調光率Ｄｔは８０％（＝Ｄｘ１×Ｕ１＝１００％×８０％）である。なお、時刻ｔ０において仮に指令調光率Ｄｘ２（＝５０％）で点灯が開始された場合には、上記と同様の計算により目標調光率Ｄｔは４０％（＝Ｄｘ２×Ｕ２＝５０％×８０％）となる。時刻ｔ０〜ｔ１において、照度補正率Ｒが上昇率Ｕ１に従って上昇し、それに伴って目標調光率Ｄｔも上昇していく。

時刻ｔ１において、指令調光率ＤｘがＤｘ１からＤｘ２に切り換えられる。この時点で、上昇率Ｕは指令調光率Ｄｘ２に対応する上昇率Ｕ２に低減され、その後の照度補正率Ｒの上昇が緩やかになる。時刻ｔ１〜ｔ２において、照度補正率Ｒは上昇率Ｕ２に従って上昇し、それに伴って目標調光率Ｄｔも上昇していく。時刻ｔ２及び時刻ｔ３においても同様に、切り換えられた指令調光率Ｄｘに応じた上昇率Ｕが適用され、その上昇率Ｕに従って照度補正率Ｒが上昇し、それに伴って目標調光率Ｄｔも上昇していく。

なお、本実施形態では、段調光の段数が１であってその指令調光率が２値（すなわち、Ｄｘ１及びＤｘ２）の構成を示すが、段調光の段数は２以上であってもよく、その場合には３値以上の指令調光率Ｄｘ及び上昇率Ｕが設けられる。また、ＬＥＤ点灯装置１が連続調光タイプの場合は、指令調光率Ｄｘ及びそれに対応する上昇率Ｕの取り得る値は連続値となる。２段以上の段調光タイプ又は連続調光タイプの場合においても、動作原理は上述したものと同様である。

また、上記においては、上昇率Ｕが指令調光率Ｄｘに基づいて設定される構成を示したが、代替例として、現在の目標調光率Ｄｔに基づいて直後の上昇率Ｕが決定される構成としてもよい。この場合、ＬＥＤ点灯装置１が段調光タイプの場合であっても連続調光タイプであっても、連続値である目標調光率Ｄｔの減少に対する減少関数である関数Ｆによって上昇率Ｕが規定される。具体的には、補正率演算部４３が、現在の目標調光率Ｄｔを関数Ｆに適用して上昇率Ｕを演算し、演算した上昇率Ｕに単位点灯時間Δｔを乗じて上昇幅ΔＵを演算し、その上昇幅ΔＵを現在の照度補正率Ｒに加算して新たな照度補正率Ｒ´を演算する。そして、目標値決定部４４が、単位点灯時間Δｔごとに指令調光率Ｄｘに新たな照度補正率Ｒ´を乗じて目標調光率Ｄｔを決定する。

また、照度補正回路４０は、リセット機能を有していてもよい。リセット機能とは、ＬＥＤ点灯装置１の使用中にＬＥＤ２が交換される場合に、記憶部４６に記憶されている累積点灯時間をゼロにリセットする機能である。さらに、本実施形態では点灯時間とともに逐次的に照度補正率Ｒが演算されるので、記憶部４６に記憶されている照度補正率Ｒが初期値Ｒ０にリセットされる。このリセット動作は、例えば、ユーザがＬＥＤ点灯装置１に設けられたリセットボタン（照度制御回路４０のマイコンの所定端子の電圧を操作するためのボタン、スイッチ等）を操作することによって実行される。これにより、ＬＥＤ２の交換の際に、初期照度補正機能が適切に継続される。

また、照度補正回路４０は、継続スタート機能を有していてもよい。継続スタート機能とは、ＬＥＤ２の使用中に古いＬＥＤ点灯装置１−１が新たなＬＥＤ点灯装置１−２に交換される場合に、ＬＥＤ点灯装置１−１の使用時間又はＬＥＤ点灯装置１−１の記憶部４６に記憶されていた累積点灯時間をＬＥＤ点灯装置１−２の記憶部４６に書き込む機能である。さらに、本実施形態では点灯時間とともに逐次的に照度補正率Ｒが演算されるので、ＬＥＤ点灯装置１−１の記憶部４６に記憶されていた（各指令調光率Ｄｘに対する）照度補正率ＲがＬＥＤ点灯装置１−２の記憶部４６に書き込まれる。この書込みは、例えば、ＬＥＤ点灯装置１−２の設置前にユーザが照度補正回路４０のマイコンに対して所定の操作を行うことによって実行される。これにより、ＬＥＤ点灯装置１の交換の際に、初期照度補正機能が適切に継続される。

以上のように、本発明のＬＥＤ点灯装置１は、入力される調光指令が示す指令調光率Ｄｘを取得する指令値取得部４２と、指令調光率Ｄｘに照度補正率Ｒを乗じて目標調光率Ｄｔを決定する目標値決定部４４と、目標調光率Ｄｔに従って出力電流をＬＥＤ２に供給する直流電源回路（２０、３０）と、ＬＥＤ２の点灯時間を計時する計時部４５と、指令調光率Ｄｘが相対的に低い場合には照度補正率Ｒが相対的に低くなる設定において照度補正率Ｒを初期値Ｒ０から上限値１００％まで点灯時間とともに上昇させる補正率演算部４３とを備える。

このように、本開示のＬＥＤ点灯装置１においては、指令調光率Ｄｘが相対的に低い場合には照度補正率Ｒが相対的に低くなる状態で照度補正率Ｒが初期値Ｒ０から上限値１００％まで点灯時間とともに上昇する。これにより、調光点灯時における点灯時間に対する照度補正率Ｒの上昇が緩やかとなり、ＬＥＤ２の遅い劣化進行に適したものとなる。したがって、本開示のＬＥＤ点灯装置１及びＬＥＤ照明装置３によると、全光点灯時だけでなく調光点灯時においても、適切な初期照度補正が実行されてＬＥＤ２の適正な照度及び寿命が得られる。

＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、指令調光率Ｄｘに応じて照度補正率Ｒの上昇率Ｕが調整される構成を示した。本実施形態では、過去の上昇率Ｕの変化からその後の照度補正率Ｒの変化を予測して、照度補正率Ｒが上限値１００％に到達する時間を推定する構成を示す。

図４に、本実施形態によるＬＥＤ点灯装置１及びＬＥＤ照明装置３のブロック図を示す。本実施形態は、残時間推定部４７及び表示部５０を備える点で第１の実施形態とは異なる。本実施形態において、第１の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

残時間推定部４７は、上述した照度補正回路４０に含まれるマイコンのＣＰＵの一部である。また、記憶部４６は、過去の点灯時間に対する上昇率Ｕの推移を記憶しているものとする。残時間推定部４７は、まず、過去の所定点灯期間における上昇率Ｕの平均値である平均上昇率Ｕａｖを演算する。所定点灯期間は、点灯開始から現在までの全点灯期間であってもよいし、直近の所定長の点灯期間であってもよい。平均上昇率Ｕａｖは、対象となる所定点灯期間における上昇率Ｕの時間積分値を当該所定点灯期間における累積点灯時間で除算することによって求められる。そして、残時間推定部４７は、現在の照度補正率Ｒを上限値１００％から減算した値を平均上昇率Ｕａｖで除算した値を予測残り時間として推定する。

表示部５０は、予測残り時間に関する残時間情報を表示する。表示部５０は、例えば、ＬＥＤ点灯装置１に取り付けられた液晶表示部であってもよいし、ＬＥＤ点灯装置１から通信接続される外部装置（調光コントローラ、リモコン、制御端末パソコン等）の表示画面であってもよい。残時間情報は、例えば、予測残り時間そのものであってもよい。例えば、予測残り時間が６０００時間である場合には、表示部５０は「残り６０００時間」等と表示する。照度補正率Ｒが上限値１００％となる時点がＬＥＤ２の寿命に相当する場合には、予測残り時間はＬＥＤ２の残りの寿命（余命）を表すことになるので、表示部５０は「ＬＥＤ交換まであと６０００時間」等と表示してもよい。

また、記憶部４６に過去の点灯パターンが記憶されている場合には、残時間推定部４７が予測残り時間を所定点灯期間における１日当たりの平均点灯時間で除算して得られる日数を残時間情報として演算し、表示部５０がこの日数を表示するようにしてもよい。例えば、（全ての調光率における点灯期間を含む）所定点灯期間の時間長が４８０００時間であり、所定点灯期間における点灯日数又は点灯回数が２４００日又は回である場合、所定点灯期間における１日当たりの平均点灯時間は１２時間となる。なお、長いスパンで見た場合、点灯日数による計算によっても点灯回数による計算によっても実質的に同じ平均点灯時間が得られる。そして、予測残り時間が６０００時間である場合には、残時間情報は５００日（＝６０００時間／１２時間）となるから、表示部５０は「残り５００日」等と表示する。また、上記と同様に、照度補正率Ｒが上限値１００％となる時点がＬＥＤ２の寿命に相当する場合には、表示部５０は「ＬＥＤ交換まであと５００日」等と表示してもよい。これにより、ユーザは、容易にＬＥＤ２の交換時期を認識することができる。

本実施形態の構成は、段調光タイプ及び連続調光タイプのいずれにも適用可能である。また、本実施形態の構成は、指令調光率Ｄｘに基づいて上昇率Ｕが決定される場合、及び現在の目標調光率Ｄｔに基づいて直後の上昇率Ｕが決定される場合のいずれにも適用可能である。

以上のように、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１は、過去の所定点灯期間における上昇率Ｕの平均値である平均上昇率Ｕａｖを演算し、現在の照度補正率Ｒを上限値１００％から減算した値を平均上昇率Ｕａｖで除算した値を予測残り時間として推定する残時間推定部４７、及び予測残り時間に関する残時間情報を表示する表示部５０をさらに備える。このように、ユーザは、ＬＥＤ２の予測残り時間を認識することができるのでＬＥＤ２の交換時期を適切に判断することができる。したがって、ＬＥＤ２又はＬＥＤ照明装置３における保守管理性が高まる。

＜変形例＞
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。

（１）上昇率Ｕの関数の変形
上記第１及び第２の実施形態では、所与の指令調光率Ｄｘ及び目標調光率Ｄｔにおいて上昇率Ｕが点灯時間に対して一定である（したがって、照度補正率Ｒが点灯時間に対する一次関数となる）構成を示したが、上昇率Ｕは点灯時間に対して増加又は減少する関数であってもよい。図５Ａ及び図５Ｂに、本変形例の場合の関数の例を示す。図５Ａ及び図５Ｂでは、横軸を点灯時間として、指令調光率Ｄｘ１及びＤｘ２に対するそれぞれの上昇率Ｕ１及びＵ２、並びに上昇率Ｕが上昇率Ｕ１及びＵ２に固定されたとした場合のそれぞれの仮想照度補正率Ｒｖ１及びＲｖ２を示す。

図５Ａの例では、上昇率Ｕ１及びＵ２が点灯時間に対する減少関数であり、仮想照度補正率Ｒｖ１及びＲｖ２の傾斜は上限値１００％に向かうにつれて緩やかとなる。これは、累積点灯時間に対してＬＥＤ２の劣化が鈍化する場合に有用である。
図５Ｂの例では、上昇率Ｕ１及びＵ２が点灯時間に対する増加関数であり、仮想照度補正率Ｒｖ１及びＲｖ２の傾斜は上限値１００％に向かうにつれて急峻なものとなる。これは、累積点灯時間に対してＬＥＤ２の劣化が加速する場合に有用である。
また、相対的に高い調光率の場合と相対的に低い調光率の場合とでＬＥＤの劣化進行の態様に相違がある場合には、それに応じて上昇率Ｕの関数を異ならせてもよい。また、上昇率Ｕは時間に対する一次関数に限られない。このように、ＬＥＤ２の劣化進行の態様に応じて、上昇率Ｕとして種々の関数が採用され得る。

（２）照度補正率Ｒの算出方法に関する変形
上記第１及び第２の実施形態では、可変の上昇率Ｕに固定の単位点灯時間Δｔを乗じて得られた上昇幅ΔＵが現在の照度補正率Ｒに加算されて新たな照度補正率Ｒ´が演算され、固定の単位点灯時間Δｔごとに指令調光率Ｄｘに新たな照度補正率Ｒ´が乗算されて目標調光率Ｄｔが決定される構成を示した。一方、固定の上昇幅ΔＵが現在の照度補正率Ｒに加算されて新たな照度補正率Ｒ´が演算され、可変の単位点灯時間Δｔごとに指令調光率Ｄｘに新たな照度補正率Ｒ´が乗算されて目標調光率Ｄｔが決定されるようにしてもよい。この場合、指令調光率Ｄｘ又は目標調光率Ｄｔの低下に対して単位点灯時間Δｔが増加するように設定される。本変形例によっても、照度補正率Ｒが上限値１００％に到達する前の照度補正率Ｒの点灯時間に対する上昇率Ｕは、指令調光率Ｄｘ又は目標調光率Ｄｔの低下に対して低減されることになる。

（３）上昇率Ｕの下限に関する変形
上記第１及び第２の実施形態では、上昇率Ｕが指令調光率Ｄｘ又は目標調光率Ｄｔの低下に対して単調的に減少する構成を示したが、上昇率Ｕに下限値が設けられてもよい。これは、非常に低い調光率においては、初期照度補正による照度及び寿命への影響が小さいことを考慮して、照度補正率Ｒが上限値１００％に到達する時間に上限を設けるものである。

図６に、本変形例における指令調光率Ｄｘ（横軸）に対する上昇率Ｕ（縦軸）の関係を示す。指令調光率Ｄｘが１００％以下で閾値Ｄｔｈより高い範囲では、補正率演算部４３は、指令調光率Ｄｘの低下に対して上昇率Ｕを単調減少させる。一方、指令調光率Ｄｘが閾値Ｄｔｈ以下の範囲では、補正率演算部４３は、指令調光率Ｄｘの変化にかかわらず上昇率Ｕを下限上昇率Ｕｍｉｎに維持する。これにより、照度補正率Ｒが上限値１００％に到達するまでの累積点灯時間の最大時間が確定する。

上記構成は連続調光タイプを前提としているが、段調光タイプにも適用可能である。例えば、指令調光率Ｄｘとして、Ｄｘ１（＝１００％）、Ｄｘ２（≧Ｄｔｈ）及びＤｘ３（＜Ｄｔｈ）が設定されている場合、指令調光率Ｄｘ１及びＤｘ２に対してはそれぞれの上昇率Ｕ１（＝最大値）及びＵ２（≧Ｕｍｉｎ）が適用され、指令調光率Ｄｘ３に対しては上昇率Ｕｍｉｎが適用される。

また、上記構成は指令調光率Ｄｘに基づいて上昇率Ｕが決定される構成を示すが、第１の実施形態において述べたように現在の目標調光率Ｄｔに基づいて直後の上昇率Ｕが決定される構成にも適用可能である。この場合、閾値Ｄｔｈは、目標調光率Ｄｔに対して設定される。

（４）出力電流制御に関する変形
例えば、上記第１及び第２の実施形態では、直流電源回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ２０及び制御回路３０）における出力電流制御に電流フィードバックが採用される構成を示したが、より簡素な構成として出力電流制御にフィードフォワードが採用される構成も可能である。この場合、制御回路３０において、照度補正回路４０からの目標調光率（目標電流値）は、適宜の増幅回路等を介して制御ＩＣ３５に入力される。本変形例では、制御回路３０及び照度補正回路４０は、１次側グランドＧ１を基準電位として動作する。

１ ＬＥＤ点灯装置
２ ＬＥＤ
３ ＬＥＤ照明装置
２０ ＤＣ／ＤＣコンバータ（直流電源回路）
３０ 制御回路（直流電源回路）
４０ 照度補正回路
４１ 調光入力部
４２ 指令値取得部
４３ 補正率演算部
４４ 目標値決定部
４５ 計時部
４６ 記憶部
４７ 残時間推定部
５０ 表示部

Claims (7)

1. ＬＥＤ点灯装置であって、
   入力される調光指令が示す指令調光率を取得する指令値取得部と、
   前記指令調光率に照度補正率を乗じて目標調光率を決定する目標値決定部と、
   前記目標調光率に従って出力電流をＬＥＤに供給する直流電源回路と、
   前記ＬＥＤの点灯時間を計時する計時部と、
   前記指令調光率が相対的に低い場合には前記照度補正率が相対的に低くなる設定において該照度補正率を初期値から上限値まで前記点灯時間とともに上昇させる補正率演算部と
   を備えたＬＥＤ点灯装置。
2. 前記補正率演算部において、前記照度補正率が前記上限値に到達する前の前記照度補正率の前記点灯時間に対する上昇率が、前記指令調光率又は前記目標調光率の低下に対して低減されるように構成された、請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
3. 前記指令調光率が第１の指令調光率及び該第１の指令調光率よりも低い第２の指令調光率を含み、前記上昇率が前記第１及び第２の指令調光率にそれぞれ対応する第１及び第２の上昇率を含み、
   前記補正率演算部が、前記第１又は第２の指令調光率に応じてそれぞれ前記第１及び第２の上昇率を選択し、選択した前記第１又は第２の上昇率に単位点灯時間を乗じて上昇幅を演算し、該上昇幅を現在の前記照度補正率に加算して新たな照度補正率を演算するように構成され、
   前記目標値決定部が、前記単位点灯時間ごとに前記指令調光率に前記新たな照度補正率を乗じて前記目標調光率を決定するように構成された、請求項２に記載のＬＥＤ点灯装置。
4. 前記指令調光率が連続値を有し、前記上昇率が、前記指令調光率又は前記目標調光率の減少に対して減少する関数で規定され、
   前記補正率演算部が、前記指令調光率又は現在の前記目標調光率を前記関数に適用して前記上昇率を演算し、演算した前記上昇率に単位点灯時間を乗じて上昇幅を演算し、該上昇幅を現在の前記照度補正率に加算して新たな照度補正率を演算するように構成され、
   前記目標値決定部が、前記単位点灯時間ごとに前記指令調光率に前記新たな照度補正率を乗じて前記目標調光率を決定するように構成された、請求項２に記載のＬＥＤ点灯装置。
5. 過去の所定点灯期間における前記上昇率の平均値である平均上昇率を演算し、現在の前記照度補正率を前記上限値から減算した値を前記平均上昇率で除算した値を予測残り時間として推定する残時間推定部と、
   前記予測残り時間に関する残時間情報を表示する表示部と
   をさらに備えた請求項２から４のいずれか一項に記載のＬＥＤ点灯装置。
6. 前記残時間情報が、前記予測残り時間を前記所定点灯期間における１日当たりの平均点灯時間で除算して得られる日数である、請求項５に記載のＬＥＤ点灯装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のＬＥＤ点灯装置と、前記ＬＥＤとを備えたＬＥＤ照明装置。
   
   

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