WO2013005652A1 - 発光素子故障検出器及び発光素子故障検出方法 - Google Patents

発光素子故障検出器及び発光素子故障検出方法 Download PDF

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light emitting
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light
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敏哉 岩切
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Ｎｅｃライティング株式会社
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/44—Testing lamps
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/861—Repairing

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting element failure detector and a light emitting element failure detecting method for detecting a failure of a light emitting element.
  • an organic electroluminescence element hereinafter referred to as an organic EL element
  • a voltage Vf corresponding to the impedance between the anode and cathode of the organic EL element is applied between the anode and cathode.
  • This voltage Vf is lower than the voltage between the anode and cathode of the organic EL in a normal state.
  • the failure detection means described in Patent Document 1 measures the potential Vf of the anode electrode of the organic EL element. When the potential Vf of the anode electrode is lower than the reference voltage, the failure detection means of Patent Document 1 detects a short circuit failure of the organic EL element.
  • the impedance between the anode and the cathode of the organic EL element is lowered, so that the current flowing through the organic EL element is increased.
  • the failure detection means described in Patent Document 2 measures the voltage of a resistor connected in series to the organic EL element. The increase in current can be detected from the measured voltage. Therefore, the failure detection means of Patent Document 2 detects a short-circuit failure when the measured voltage exceeds a predetermined threshold.
  • the short circuit failure of the light emitting element can be detected by measuring the voltage Vf (output voltage) between the anode and the cathode of the light emitting element.
  • the circuit protection unit (failure detection means) described in Patent Document 3 includes a first comparison unit and a second comparison unit.
  • the first comparison unit outputs a high-level voltage when the output voltage of the LED (LIGHT EMITTING DIODE) is larger than the first reference voltage.
  • the first comparison unit outputs a low level voltage when the output voltage of the LED is smaller than the first reference voltage.
  • the second comparison unit compares the output voltage of the first comparison unit with the second reference voltage.
  • the second comparison unit outputs a low level or high level voltage according to the result.
  • the circuit protection unit detects a short-circuit failure from the output voltages of the first comparison unit and the second comparison unit.
  • the failure detection means measures the voltage Vf between the anode and the cathode of the light emitting element or a voltage related to Vf. And the short circuit failure of a light emitting element is detected from the measured voltage and a reference voltage.
  • the anode / cathode voltage Vf of the light emitting element varies depending on the VI characteristics of the element, changes with time, environmental temperature, and the like.
  • the voltage Vf of the light emitting element also varies depending on the impedance between the anode and the cathode of the shorted light emitting element.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a light-emitting element failure detector and a light-emitting element failure detection method capable of detecting a short-circuit failure without being affected by variations, changes, fluctuations, etc., of the voltage Vf of the light-emitting element.
  • the purpose is to provide.
  • a light-emitting element failure detector includes: A light-emitting element, a current supply path to the light-emitting element, a constant-current circuit that supplies current to the light-emitting element through the current supply path, and the constant-current circuit stops supplying current to the light-emitting element
  • the light emitting element failure detector for detecting a short circuit of the light emitting element in the light emitting element circuit, comprising: a discharge path for discharging the charge accumulated in the light emitting element and a portion connected between the electrodes.
  • a current interruption circuit that is arranged in the current supply path different from the discharge path, and that instantaneously interrupts the current that the constant current circuit supplies to the light emitting element;
  • a voltage detector that obtains an output by measuring the voltage Vf between the anode and the cathode of the light emitting element during the instantaneous interruption;
  • a determination unit for determining the presence or absence of a short circuit from the output; It is characterized by providing.
  • the light emitting element failure detection method is: A light-emitting element, a current supply path to the light-emitting element, a constant-current circuit that supplies current to the light-emitting element through the current supply path, and the constant-current circuit stops supplying current to the light-emitting element
  • the discharge path for discharging the charge accumulated in the site connected between the light emitting element and both electrodes thereof,
  • a current instantaneous interruption step of instantaneously interrupting the current supplied to the light emitting element by the constant current circuit
  • a determination step of determining the presence or absence of a short circuit from the output It is characterized by providing.
  • the present invention it is possible to provide a light emitting element failure detector and a light emitting element failure detecting method capable of detecting a short circuit failure without being affected by variations, changes, fluctuations, etc. of the voltage Vf of the light emitting element.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the structure of a light emitting element circuit provided with the light emitting element failure detector which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows operation
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the structure of a light emitting element circuit provided with the light emitting element failure detector which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows operation
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a light emitting element failure detection process according to the first embodiment. It is a block diagram which shows the structure of the light emitting element circuit provided with the modification of the light emitting element failure detector of Embodiment 1. It is a block diagram which shows the structure of a light emitting element circuit provided with the light emitting element failure detector of Embodiment 2.
  • FIG. 1 shows a configuration of a light emitting element circuit including a light emitting element failure detector according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the light emitting element circuit includes a light emitting element 1, a constant current circuit 2 that supplies a predetermined current to the light emitting element 1, an AC power source 3 that supplies power to the constant current circuit 2, and a light emitting element that detects a short circuit of the light emitting element 1.
  • a failure detector 4 includes a current interruption circuit 5 and a failure detection unit 6.
  • the capacitance is connected in parallel with the light emitting element 1.
  • Capacitor 7 exhibits this capacitance (FIG. 1).
  • a diode 8 is connected to the capacitor 7 and the light emitting element 1 in parallel.
  • the coil 9 is connected to at least one of the electric paths connecting the capacitor 7 and the light emitting element 1 and the diode 8.
  • the diode 8 is arranged with a polarity opposite to the polarity of the light emitting elements 1 connected in parallel.
  • the capacitor 7, the light emitting element 1, the coil 9, and the diode 8 form a discharge path. This discharge path discharges the charge accumulated in the light emitting element 1 and the capacitor 7 when the current supply to the light emitting element 1 is stopped.
  • the coil 9 may be a resistor.
  • the resistor 10 is connected to the light emitting element 1 in series.
  • the constant current circuit 2 supplies a current to the light emitting element 1 through the resistor 10.
  • the instantaneous current interruption circuit 5 includes a switch unit 50 and a switch control unit 51.
  • the switch unit 50 instantaneously cuts off the current by switching between supply and stop of the current.
  • the switch control unit 51 controls instantaneous interruption of current by controlling switching of the switch unit 50.
  • the switch unit 50 is configured by, for example, an FET (Field Effect Transistor).
  • the switch unit 50 is disposed on a current supply path from the constant current circuit 2 to the light emitting element 1 and at a position different from the discharge path.
  • the switch control unit 51 outputs an ON / OFF switching signal to the switch unit 50 at a predetermined timing.
  • the switch control unit 51 outputs a switching signal to the gate electrode of the FET.
  • the failure detection unit 6 includes a voltage detection unit 60, a DC power supply 61, and a determination unit 62.
  • the voltage detection unit 60 has two input terminals and outputs a signal proportional to the voltage applied between the two terminals.
  • the DC power supply 61 is connected to one of the two input terminals of the voltage detection unit 60, and outputs a reference voltage Vc that is a DC voltage to one of the input terminals.
  • the determination unit 62 receives the output of the voltage detection unit 60 and determines the presence or absence of a short circuit failure based on the output.
  • the voltage detector 60 is constituted by a differential amplifier, for example.
  • the voltage detection unit 60 outputs the detection result when the voltage Vf between the anode and the cathode of the light emitting element 1 is detected and the voltage obtained by subtracting the reference voltage Vc, which is a fixed value, from the voltage Vf is input.
  • a DC power supply 61 is connected in series to one of the two input terminals of the voltage detection unit 60.
  • One input terminal is connected to the cathode of the light emitting element 1 via the DC power supply 61.
  • the other of the two input terminals is connected to the anode of the light emitting element 1.
  • the polarity of the reference voltage Vc is positive on the input terminal side and negative on the cathode side.
  • a voltage of Vf ⁇ Vc is applied between the two input terminals of the voltage detector 60.
  • the determination unit 62 receives an output from the voltage detection unit 60. Moreover, the determination part 62 determines the presence or absence of a short circuit failure from the output. If the determination unit 62 determines that a short circuit failure has occurred, the determination unit 62 outputs a control signal to the constant current circuit 2. The constant current circuit 2 inputs this control signal, thereby stopping the current supply to the light emitting element 1.
  • FIG. 2A and 2B show the operation of the light emitting element failure detector 4 of the first embodiment.
  • FIG. 2A shows a temporal change of the voltage Vf between the anode and the cathode of the light emitting element 1 in a normal state.
  • FIG. 2B shows a change with time of the current flowing through the light emitting element 1 and the voltage Vf between the anode and the cathode of the light emitting element 1 when the current is momentarily interrupted with respect to the shorted light emitting element 1.
  • the anode / cathode voltage Vf of the light emitting element 1 in a normal state is Vfn.
  • the voltage Vf slightly decreases from Vfn to Vfn 0 as shown in FIG. 2A. That is, the voltage Vf does not rapidly decrease to 0V. This is because the time constant at which the charges accumulated in the capacitor 7 and the light emitting element 1 are discharged through the discharge path is large.
  • the normal state refers to a state where no short circuit occurs.
  • the light emitting element 1 when the light emitting element 1 is short-circuited, the light emitting element 1 can be replaced with a resistor having a small resistance value as an equivalent circuit. Accordingly, the voltage Vf of the light emitting element 1 is reduced to Vfa that is smaller than Vfn. Further, since the short-circuited light emitting element 1 has a small discharge time constant, the voltage Vf of the light emitting element 1 rapidly decreases to 0 V due to instantaneous interruption of current as shown in FIG. 2B.
  • the momentary interruption period is set to a time when the light-emitting element 1 is short-circuited for a time longer than the time when the voltage Vf is reduced to 0 V and the light emission stop of the light-emitting element 1 due to the momentary interruption is not recognized by the observer.
  • the period of this instantaneous interruption is obtained in advance by calculation or trial. Note that the voltage Vf of the light emitting element 1 in a normal state does not decrease to 0 V in a momentary interruption where the light emission stop of the light emitting element 1 is not recognized by the observer.
  • the threshold for short circuit failure detection is set to be smaller than Vfn 0 and larger than 0V.
  • the light emitting element failure detector 4 detects a short circuit. That is, the determination unit 62 determines that a short circuit failure has occurred.
  • Threshold setting will be described in comparison with the conventional example (FIGS. 3A and 3B).
  • the threshold value is set between Vfn and Vfa.
  • the conventional light emitting element failure detector has detected the short circuit by whether Vf is below a threshold value.
  • Vfn largely fluctuates due to variations in the VI characteristics of the light emitting element 1, temperature changes, aging changes, and the like.
  • Vfa depends on the resistance component of the light-emitting element 1 that is short-circuited, Vfa greatly varies depending on the short-circuit state. Therefore, the threshold value is set within a range W that does not belong to either fluctuation range after predicting the fluctuations in Vfn and fa. Since this range W is narrow, it is difficult to set a threshold value.
  • Vfn 0 varies due to variations in the VI characteristics of the light-emitting element 1, temperature changes, secular changes, etc., so the threshold value is smaller than the lower limit of the variation in Vfn 0 and more than 0V. It is set large (FIG. 3B). This range W 0 is very wide compared to the range W of the conventional example.
  • the value larger than 0V indicates that it is practically larger than the value obtained by adding the tolerance ⁇ to 0V.
  • the tolerance ⁇ may be a positive value.
  • the tolerance ⁇ is set to 1 ⁇ 2 of the fluctuation width that the voltage Vf has in the vicinity of 0V.
  • the light emitting element failure detector 4 can detect a case where the voltage Vf between the anode and the cathode of the light emitting element 1 is smaller than the threshold due to current interruption as a short circuit failure.
  • the operation of the light emitting element failure detector 4 shown in FIG. 1 will be specifically described.
  • the light emitting element 1 emits light by a current supplied from the constant current circuit 2 and is used for a lighting device, a display device, or the like.
  • the instantaneous current interruption circuit 5 instantaneously interrupts the current supplied to the light emitting element 1 through a current supply path that is not a discharge path.
  • the instantaneous interruption period is set as described above.
  • the reference voltage Vc is set as a threshold value.
  • the voltage detector 60 measures the voltage obtained by subtracting the reference voltage Vc from the voltage Vf between both electrodes of the light emitting element 1 as an input.
  • the occurrence of a short circuit failure is determined by whether or not the voltage Vf is smaller than the reference voltage Vc when the current is momentarily interrupted.
  • the determination unit 62 determines the occurrence of a short-circuit fault by the sign of the input voltage between the two input terminals of the voltage detection unit 60, that is, by the sign of the output of the voltage detection unit 60. To do.
  • 0 is set as the determination criterion.
  • the determination unit 62 determines the magnitude relationship between the output of the voltage detection unit 60 and the determination criterion.
  • the input / output signs of the voltage detection unit 60 are designed to be the same (hereinafter, this is assumed, but when the input / output signs are reversed, it may be determined by reversing the sign) If the output of the detection unit 60 is negative, it is determined that a short circuit failure has occurred.
  • the determination based on the determination criterion 0 in this case is equivalent to the determination whether the voltage Vf is smaller than the reference voltage Vc as a threshold value.
  • the determination unit 62 determines that a short circuit failure has occurred, for example, the determination unit 62 outputs a control signal for stopping the current supply to the light emitting element 1 to the constant current circuit 2.
  • FIG. 4 shows a flowchart of the light emitting element failure detection process.
  • step S1 the constant current circuit 2 supplies a current to the light emitting element 1.
  • the light emitting element 1 supplied with the current starts to emit light (step S1).
  • the instantaneous current interruption circuit 5 instantaneously interrupts the current supply to the light emitting element 1 at a predetermined timing (step S2).
  • the voltage detector 60 measures the anode / cathode voltage Vf of the light emitting element 1 (step S3).
  • the voltage detector 60 receives a voltage obtained by subtracting the reference voltage Vc from the voltage Vf as an input, and obtains the measurement result as an output.
  • the determination part 62 determines whether the output of the voltage detection part 60 is smaller than the determination reference
  • step S4 If the output of the voltage detection unit 60 is smaller than the criterion 0, that is, if the sign of the output is negative (step S4; YES), it is determined that a short circuit fault has occurred. By this determination, for example, a measure for coping with a short circuit such as turning off the constant current circuit 2 and stopping the current supply to the light emitting element 1 is performed (step S5). Thereby, the light emitting element failure detection process is completed. If the output of the voltage detection unit 60 is greater than or equal to the determination criterion 0, that is, if the sign of the output is positive or 0 (step S4; NO), the determination unit 62 determines that the light emitting element 1 is normal.
  • the process returns to step S2, and each component repeats the light emitting element failure detection process.
  • the measure for dealing with the short circuit is, for example, in addition to stopping the current supply to the light emitting element 1 by turning off the constant current circuit 2 or stopping the current supply and displaying the occurrence of a short circuit failure. Or sound an alarm.
  • the range W 0 in which the threshold (reference voltage Vc) shown in FIG. 3B can be set is wider than the conventional range W in which the threshold shown in FIG. 3A can be set.
  • the lower limit of the range W 0 does not need to consider fluctuations, and may be larger than 0V. Therefore, by setting the threshold value to the vicinity of 0V with the tolerance ⁇ or more, the fluctuation range of Vfn 0 is practically not taken into consideration, in other words, variations in VI characteristics, temporal changes, environmental temperatures, etc. It can be said that the threshold value (here, the reference voltage Vc) serving as a reference for short-circuit fault detection can be set without considering variations and without considering the degree of short-circuit fault.
  • the DC power supply 61 may be connected to the other input terminal instead of the input terminal shown in FIG. However, in this case, the DC power supply 61 applies a voltage having a polarity opposite to that in the case of FIG. 1 so that the potential on the anode side of the voltage detection unit 60 is lowered by the reference voltage Vc. In this way, the output of the voltage detection unit 60 is the same as that of the configuration shown in FIG.
  • the determination unit 62 may be included in the voltage detection unit 60.
  • the voltage detection unit 60 outputs a predetermined output only when the input voltage between the two input terminals becomes a negative value.
  • the determination unit 62 is not necessarily included in the failure detection unit 6.
  • the constant current circuit 2 may be designed to be turned off.
  • the determination unit 62 is substantially built in the constant current circuit 2.
  • step S4 in the flowchart shown in FIG. 4 is substantially executed in the constant current circuit 2.
  • switch part 50 by FET
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • FIG. 5 shows a modification of the light emitting element failure detector 4 according to the first embodiment.
  • the DC power supply 61 is not used, and the two input terminals of the voltage detection unit 60 are directly connected to the anode and the cathode of the light emitting element 1, respectively.
  • the determination unit 62 does not determine the sign of the output of the voltage detection unit 60 but determines whether the output of the voltage detection unit 60 is smaller than a determination criterion ⁇ different from zero.
  • the determination unit 62 determines that the output of the voltage detection unit 60 is smaller than the determination reference ⁇ , the determination unit 62 determines that a short-circuit failure has occurred and executes a predetermined process when the short-circuit failure occurs. If the determination unit 62 determines that the output of the voltage detection unit 60 is greater than or equal to the determination criterion ⁇ , the determination unit 62 determines that a short circuit failure has not occurred and is normal.
  • the determination criterion ⁇ is a value corresponding to an output when the reference voltage Vc is input between the two input terminals of the voltage detection unit 60 in comparison with the first embodiment.
  • this determination by the determination unit 62 is equivalent to determining whether or not the voltage Vf is smaller than the reference voltage Vc that is a threshold value. Also in this modification, the voltage detection unit 60 or the constant current circuit 2 may be configured to include the determination unit 62.
  • a current interruption circuit 5 may be installed in the light emitting element circuit.
  • the failure detection unit 6 can be installed between the anode / cathode of each light emitting element 1. Thereby, when a short circuit failure occurs in any one of the light emitting elements 1, this can be detected. Further, based on the detection result, for example, the constant current circuit 2 can be turned off, and the supply of current to the plurality of light emitting elements 1 as a whole can be stopped. By taking such a measure, an excessive voltage is not applied to the other normal light-emitting elements 1, so that it is possible to prevent a failure from being induced.
  • the measure when a short circuit failure is detected is not limited to this, and various measures can be taken in accordance with predetermined contents.
  • the threshold (or reference voltage Vc) serving as a reference for short circuit failure detection is the voltage between the anode and the cathode of the light emitting element 1. It is set without being affected by variations, changes, fluctuations, etc. of Vf. Therefore, according to the present embodiment, a light emitting element failure detector 4 and a light emitting element failure detecting method capable of detecting a short circuit failure without being affected by variations, changes, fluctuations, etc. of the anode / cathode voltage Vf of the light emitting element 1 are provided. can do.
  • FIG. 6 shows a configuration example of a light emitting element circuit including the light emitting element failure detector 4 according to the second embodiment.
  • the light emitting element circuit uses PWM (Pulse Width Modulation) control for dimming control of the light emitting element 1.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • a pulse train having a predetermined frequency is supplied to the light emitting element 1. Dimming of the light emitting element 1 is controlled by the pulse width of the supplied pulse.
  • the light emitting element circuit of the present embodiment includes a PWM dimming circuit 11.
  • the PWM dimming circuit 11 includes a current control switch 110, a dimming level setting unit 111, a PWM signal generation unit 112, and a drive circuit 113.
  • the current control switch 110 is installed in a current supply path to the light emitting element 1 different from the discharge path. In addition, the current control switch 110 performs ON / OFF control of current supply to the light emitting element 1.
  • the current control switch 110 is composed of, for example, an FET (FIG. 5).
  • the dimming level setting unit 111 sets the dimming level of the light emitting element 1.
  • the PWM signal generation unit 112 selects a pulse width from the set dimming level.
  • the PWM signal generation unit 112 generates a pulse train (PWM signal) with a predetermined frequency having a selected pulse width.
  • the drive circuit 113 controls ON / OFF of current supply by the current control switch 110 according to the PWM signal.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the instantaneous current interruption circuit 5 in the first embodiment is configured by a part of the PWM dimming circuit 11.
  • the current control switch 111 also serves as the switch unit 50 in the first embodiment.
  • the PWM signal generation unit 112 and the drive circuit 113 also serve as the switch control unit 51 in the first embodiment.
  • Embodiment 2 is characterized in that the PWM signal generation unit 112 generates a pulse train by continuously decimating a part of the pulse train at a predetermined cycle. For example, one pulse or a plurality of pulses per N pulses are continuously thinned out from the pulse train. A period in which no pulse is generated due to the thinning corresponds to a current interruption period in the first embodiment.
  • Embodiment 2 since current is supplied to the light-emitting element 1 in a pulse train, instantaneous interruption of the current constantly occurs. Therefore, the voltage is constantly reduced according to the pulse train. However, when the pulse train is continuous, the instantaneous interruption period is very short, so that the voltage Vf does not drop rapidly to 0V.
  • the PWM signal generation unit 112 selects the number of pulses to be continuously thinned out from the time when the voltage Vf is reduced to 0 V and the pulse width in a state where the light emitting element 1 is short-circuited.
  • the setting of the instantaneous interruption period is the same as that in the first embodiment.
  • the pulse width is selected by the PWM signal generator 112 according to the dimming level.
  • Embodiment 1 The operation of this embodiment is the same as that of Embodiment 1 except for the method of instantaneous interruption.
  • the processing content of “execution of instantaneous interruption of current supply at a predetermined timing” is executed in the second embodiment.
  • “instantaneous interruption of current supply is performed by thinning out pulses from a pulse train at a predetermined timing”. If the content is changed to “execute”, the flowchart of FIG.
  • the PWM signal generation unit 112 generates a pulse train obtained by thinning out pulses at a predetermined period.
  • the PWM signal generation unit 112 and the drive circuit 113 have the function of the switch control unit 51 in the first embodiment.
  • the current control switch 110 also has the function of the switch unit 50 in the first embodiment.
  • the instantaneous current interruption circuit 5 can be realized without adding new hardware.
  • the light emitting element failure detector 4 in the present embodiment has the same effects as those described in the first embodiment.
  • the configuration of the failure detection unit 6 shown in FIG. 6 may be replaced with the configuration of the failure detection unit 6 shown in FIG.
  • the illustrated circuit configuration is an example, and can be arbitrarily changed as long as the same function can be obtained.
  • the light emitting element failure detector 4 can be composed of a CPU (Central Processing Unit), a memory, and the like.
  • the CPU can execute the above-described light emitting element failure detection process by executing a program stored in the memory.
  • the light emitting element 1 may be an LED (LIGHT EMITTING DIODE) element in addition to the organic EL element.
  • the current was momentarily interrupted by using the switch control unit 51 that outputs the ON / OFF switching signal at a predetermined timing or the PWM dimming function of the PWM dimming circuit 11, but the light emitting element 1 has another configuration.
  • the current flowing in the battery may be momentarily interrupted.
  • a bypass means may be provided in the current supply path of the light emitting element circuit so as to prevent current from flowing to the light emitting element 1.
  • the voltage detection unit 60 including a differential amplifier connected in parallel to the light-emitting element 1 is used, other detection methods are used. May be.
  • the determination unit 62 outputs a control signal for stopping the current supply to the light emitting element 1 to the constant current circuit 2, but outputs the control signal to the switch unit 50 of the instantaneous current interruption circuit 5 to output the switch unit 50. May be switched off to stop the current supply to the light emitting element 1.
  • the determination unit 62 may be configured to continuously output the control signal by providing, for example, a flip-flop at the output stage of the determination unit 62.
  • the light emitting element failure detector for detecting a short circuit of the light emitting element in the light emitting element circuit, comprising: a discharge path for discharging the charge accumulated in the light emitting element and a portion connected between the electrodes.
  • a current interruption circuit that is arranged in the current supply path different from the discharge path, and that instantaneously interrupts the current that the constant current circuit supplies to the light emitting element;
  • a voltage detector that obtains an output by measuring the voltage Vf between the anode and the cathode of the light emitting element during the instantaneous interruption;
  • a determination unit for determining the presence or absence of a short circuit from the output;
  • a light emitting element failure detector A current interruption circuit that is arranged in the current supply path different from the discharge path, and that instantaneously interrupts the current that the constant current circuit supplies to the light emitting element.
  • a predetermined DC voltage is generated, and includes a DC power source connected to one of the input terminals of the voltage detection unit,
  • the DC voltage has a polarity such that a potential difference between the input terminals is equal to a voltage obtained by subtracting an absolute value of the DC voltage from the voltage Vf.
  • the output is an output when the potential difference between the input terminals is equal to a voltage obtained by subtracting the absolute value of the DC voltage from the voltage Vf.
  • the determination unit determines the presence or absence of a short circuit based on the sign of the output.
  • the current interruption circuit is A switch section for switching between supply and stop of current from the constant current circuit to the light emitting element; A switch control unit that controls the switching of the switch unit, The light-emitting element failure detector according to Supplementary Note 1 or 2, wherein:
  • the light emitting element circuit sets a pulse width based on the set dimming level, generates a PWM signal composed of a pulse train of the set pulse width, and the PWM signal generation unit generates the PWM signal.
  • a drive circuit that receives a PWM signal and outputs a PWM control signal composed of a pulse train of the same pattern as the PWM signal, and is installed in the current supply path, receives the PWM control signal, and the light emitting element is input by the PWM control signal
  • a current control switch that switches between supply and stop of current to The PWM signal generation unit generates the PWM signal by continuously removing at least one pulse or more from the pulse train at a predetermined cycle, and supplies the generated PWM signal to the drive circuit,
  • the current control switch installed in the current supply path different from the discharge path also serves as the switch section, By setting the period in which no pulse exists as a period in which the current is momentarily interrupted, the PWM signal generation unit and the drive circuit also serve as the switch control unit.
  • the PWM signal generation unit selects the number of pulses to be continuously removed from the set pulse width and the preset interruption period.
  • the light-emitting element failure detector according to appendix 4, wherein:
  • the light emitting element is an organic EL element.
  • the light emitting element failure detector according to any one of appendices 1 to 5, characterized in that:
  • the light emitting element is an LED element.
  • the light emitting element failure detector according to any one of appendices 1 to 5, characterized in that:
  • the discharge path for discharging the charge accumulated in the site connected between the light emitting element and both electrodes thereof,
  • a current instantaneous interruption step of instantaneously interrupting the current supplied to the light emitting element by the constant current circuit
  • a light emitting element failure detection method comprising:
  • the present invention is suitable for a light emitting element failure detector and a light emitting element failure detecting method for detecting a failure of a light emitting element.

Abstract

　発光素子回路は、発光素子（１）と、発光素子（１）への電流供給路と、電流供給路を介して発光素子（１）に電流を供給する定電流回路（２）と、定電流回路（２）が発光素子（１）への電流供給を停止した場合に発光素子（１）及びその両電極間に接続するされた部位に蓄積する電荷を放電する放電路と、を備える。発光素子回路中の発光素子（１）の短絡を検出する発光素子故障検出器（４）は、電流瞬断回路（５）と電圧検出部（６０）と判定部（６２）とを備える。電流瞬断回路（５）は、放電路とは異なる電流供給路に配置され、定電流回路２が発光素子（１）に供給する電流を瞬断する。電圧検出部（６０）は、電流を瞬断した期間の、発光素子（１）のアノードとカソードとの間の電圧Ｖｆを測定対象として出力を得る。判定部（６２）は、その出力から短絡の有無を判定する。

Description

発光素子故障検出器及び発光素子故障検出方法
　本発明は、発光素子の故障を検出する発光素子故障検出器及び発光素子故障検出方法に関する。
　有機エレクトロルミネッセンス素子（以下有機ＥＬ素子）を照明装置の光源として使用することが提案されている。
　有機ＥＬ素子が短絡した場合、有機ＥＬ素子のアノード／カソード間のインピーダンスに応じた電圧Ｖｆが、アノード／カソード間にかかる。この電圧Ｖｆは正常な状態の有機ＥＬのアノード／カソード間の電圧よりも低い。
　特許文献１に記載されている故障検出手段は、有機ＥＬ素子のアノード電極の電位Ｖｆを測定する。アノード電極の電位Ｖｆが基準電圧より低い場合、特許文献１の故障検出手段は、有機ＥＬ素子の短絡故障を検出する。
　また、有機ＥＬ素子が短絡した場合、有機ＥＬ素子のアノード／カソード間のインピーダンスが低下するため、有機ＥＬ素子に流れる電流が増加する。
　特許文献２に記載されている故障検出手段は、有機ＥＬ素子に直列に接続した抵抗の電圧を測定する。電流の増加は、測定した電圧から検出できる。したがって、特許文献２の故障検出手段は、測定した電圧が所定の閾値を超えた場合、短絡故障を検出する。
　発光素子の短絡故障は、発光素子のアノード／カソード間の電圧Ｖｆ（出力電圧）の測定により、検出できる。
　特許文献３に記載されている回路保護部（故障検出手段）は、第１比較部と第２比較部とを備える。第１比較部は、ＬＥＤ（ＬＩＧＨＴ　ＥＭＩＴＴＩＮＧ　ＤＩＯＤＥ）の出力電圧が第１基準電圧より大きい場合、ハイレベルの電圧を出力する。また、第１比較部は、ＬＥＤの出力電圧が第１基準電圧より小さい場合、ローレベルの電圧を出力する。第２比較部は、第１比較部の出力電圧と第２基準電圧とを比較する。第２比較部は、その結果に応じてローレベル又はハイレベルの電圧を出力する。回路保護部は第１比較部、第２比較部の出力電圧から短絡故障を検出する。
　上記の故障検出手段は、発光素子のアノード／カソード間電圧Ｖｆ、又はＶｆに関連する電圧を測定する。そして、測定した電圧と基準電圧から、発光素子の短絡故障を検出する。
特開２００９－２２３１４５号公報 特開２００７－２２７０９４号公報 特開２０１１－０７７０３７号公報
　発光素子のアノード／カソード間電圧Ｖｆは、素子のＶ－Ｉ特性、経時変化、環境温度等により異なる。また、発光素子の電圧Ｖｆは、短絡した発光素子のアノード／カソード間のインピーダンスによっても変化する。
　本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、発光素子の電圧Ｖｆのばらつき、変化、変動等に影響されずに短絡故障を検出できる発光素子故障検出器及び発光素子故障検出方法を提供することを目的とする。
　前記の目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る発光素子故障検出器は、
　発光素子と、該発光素子への電流供給路と、該電流供給路を介して前記発光素子に電流を供給する定電流回路と、前記定電流回路が前記発光素子への電流供給を停止した場合に前記発光素子及びその両電極間に接続する部位に蓄積する電荷を放電する放電路と、を備える発光素子回路中の前記発光素子の短絡を検出する発光素子故障検出器において、
　前記放電路とは異なる前記電流供給路に配置され、前記定電流回路が前記発光素子に供給する電流を瞬断する電流瞬断回路と、
　前記発光素子のアノードとカソードとの間の前記瞬断の期間の電圧Ｖｆを測定対象として出力を得る電圧検出部と、
　前記出力から短絡の有無を判定する判定部と、
　を備えることを特徴とする。
　本発明の第２の観点に係る発光素子故障検出方法は、
　発光素子と、該発光素子への電流供給路と、該電流供給路を介して前記発光素子に電流を供給する定電流回路と、前記定電流回路が前記発光素子への電流供給を停止した場合に前記発光素子及びその両電極間に接続する部位に蓄積する電荷を放電する放電路と、を備える発光素子回路中の前記発光素子の短絡を検出する発光素子故障検出方法において、
　前記放電路とは異なる前記電流供給路で、前記定電流回路が前記発光素子に供給する電流を瞬断する電流瞬断ステップと、
　前記発光素子のアノードとカソードとの間の前記瞬断の期間の電圧Ｖｆを測定対象として出力を得る電圧検出ステップと、
　前記出力から短絡の有無を判定する判定ステップと、
　を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、発光素子の電圧Ｖｆのばらつき、変化、変動等に影響されずに短絡故障を検出できる発光素子故障検出器及び発光素子故障検出方法を提供することができる。
本発明の実施形態１に係る発光素子故障検出器を備える発光素子回路の構成を示すブロック図である。 実施形態１の発光素子故障検出器が正常な状態の発光素子を備える場合の発光素子故障検出器の動作を示す図である。 実施形態１の発光素子故障検出器が短絡した発光素子を備える場合の発光素子故障検出器の動作を示す図である。 従来の発光素子故障検出器の閾値の設定を示す図である。 実施形態１の発光素子故障検出器の閾値の設定を説明するための図である。 実施形態１の発光素子故障検出処理を示すフローチャートである。 実施形態１の発光素子故障検出器の変形例を備える発光素子回路の構成を示すブロック図である。 実施形態２の発光素子故障検出器を備える発光素子回路の構成を示すブロック図である。
　（実施形態１）
　図１は、本発明の実施形態１に係る発光素子故障検出器を含む発光素子回路の構成を示す。発光素子回路は、発光素子１と、発光素子１に所定の電流を供給する定電流回路２と、定電流回路２に電力を供給する交流電源３と、発光素子１の短絡を検出する発光素子故障検出器４とを備える。また、発光素子故障検出器４は、電流瞬断回路５と、故障検出部６とを備える。
　発光素子回路では、静電容量が発光素子１と並列に接続されるとみなされる。コンデンサ７は、この静電容量を示す（図１）。また、ダイオード８が、コンデンサ７及び発光素子１に並列に接続される。さらに、コイル９が、コンデンサ７及び発光素子１と、ダイオード８とを接続する電路の少なくとも一方に接続される。ダイオード８は、並列に接続された発光素子１の極性とは逆向きの極性で配置される。コンデンサ７と、発光素子１と、コイル９と、ダイオード８とは、放電路を形成する。この放電路は、発光素子１への電流供給が停止した場合に、発光素子１とコンデンサ７とが蓄積する電荷を放電する。なお、コイル９は抵抗でもよい。
　抵抗１０は発光素子１に直列に接続される。定電流回路２は、抵抗１０を介して発光素子１に電流を供給する。
　電流瞬断回路５は、スイッチ部５０とスイッチ制御部５１とを備える。スイッチ部５０は、電流の供給と停止の切り換えにより、電流を瞬断する。スイッチ制御部５１は、スイッチ部５０の切り換えを制御することにより、電流の瞬断を制御する。
　スイッチ部５０は、例えばＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成される。スイッチ部５０は、定電流回路２から発光素子１への電流供給路上であって、放電路とは異なる位置に配置される。
　スイッチ制御部５１は、所定のタイミングでスイッチ部５０にＯＮ／ＯＦＦ切り換え信号を出力する。スイッチ部５０がＦＥＴの場合、スイッチ制御部５１は切り換え信号をＦＥＴのゲート電極に出力する。
　故障検出部６は、電圧検出部６０と、直流電源６１と、判定部６２とを備える。電圧検出部６０は、２つの入力端子を有し、両端子間に印加された電圧に比例する信号を出力する。直流電源６１は、電圧検出部６０の２つの入力端子の一方に接続され、その一方の入力端子に直流電圧である基準電圧Ｖｃを出力する。判定部６２は、電圧検出部６０の出力を受け、その出力に基づいて短絡故障の有無を判定する。
　電圧検出部６０は、例えば差動増幅器で構成される。電圧検出部６０は、発光素子１のアノード／カソード間の電圧Ｖｆを検出対象として、電圧Ｖｆから固定値である基準電圧Ｖｃを差し引いた電圧を入力とした場合の検出結果を出力する。図１では、電圧検出部６０の２入力端子の一方には直流電源６１が直列に接続されている。また、一方の入力端子は、直流電源６１を介して発光素子１のカソードと接続されている。２入力端子の他方は発光素子１のアノードと接続される。基準電圧Ｖｃの極性は、図１に示す例では入力端子側が正極、カソード側が負極である。これにより、電圧検出部６０の２入力端子間にはＶｆ－Ｖｃの電圧が印加される。
　判定部６２は、電圧検出部６０からの出力を入力している。また、判定部６２は、その出力から短絡故障の有無を判定する。判定部６２は、短絡故障が発生していると判定すると、制御信号を定電流回路２に出力する。定電流回路２はこの制御信号を入力し、これにより発光素子１への電流供給を停止する。
　図２Ａおよび図２Ｂは、実施形態１の発光素子故障検出器４の動作を示す。特に、図２Ａは、正常な状態の発光素子１のアノード／カソード間の電圧Ｖｆの時間変化を示す。また、図２Ｂは、短絡した発光素子１に対して電流が瞬断した場合の、発光素子１に流れる電流と発光素子１のアノード／カソード間の電圧Ｖｆの時間変化を示す。
　正常な状態の発光素子１のアノード／カソード間電圧ＶｆをＶｆｎと仮定する。電流が瞬断した場合、図２Ａに示すように、電圧ＶｆはＶｆｎからＶｆｎ０へわずかに低下する。すなわち、電圧Ｖｆは急速に０Ｖに低下しない。これは、コンデンサ７及び発光素子１が蓄積する電荷が放電路を介して放電される時定数が大きいためである。なお、正常な状態は、短絡が生じていない状態を指す。
　一方、発光素子１が短絡した場合、発光素子１は等価回路として、小さな抵抗値を有する抵抗に置き換えできる。したがって、発光素子１の電圧ＶｆはＶｆｎよりも小さいＶｆａに低下する。また、短絡した発光素子１においては、放電時定数が小さいため、図２Ｂに示すように、発光素子１の電圧Ｖｆは電流の瞬断により０Ｖに急減する。
　瞬断の期間は、短絡した発光素子１において、電圧Ｖｆが０Ｖに低下する時間以上、且つ、瞬断による発光素子１の発光停止が観察者に認識されない時間に設定する。この瞬断の期間はあらかじめ計算又は試行により求められる。なお、発光素子１の発光停止が観察者に認識されない瞬断では、正常な状態の発光素子１の電圧Ｖｆは０Ｖにまで低下しない。
　従って、短絡故障検出の閾値はＶｆｎ０よりも小さく、０Ｖよりも大きく設定される。電流の瞬断により、電圧Ｖｆが閾値以下に低下した場合、発光素子故障検出器４は短絡を検出する。すなわち、判定部６２は短絡故障が発生していると判定する。
　閾値の設定について従来例と比較して説明する（図３Ａ、図３Ｂ）。従来例においては、図３Ａに示すように、閾値は、ＶｆｎとＶｆａの間に設定される。そして、従来の発光素子故障検出器はＶｆが閾値以下であるかどうかにより短絡を検出していた。Ｖｆｎは、発光素子１のＶ－Ｉ特性のばらつき、温度変化、経年変化等により大きく変動する。また、Ｖｆａは短絡した発光素子１の抵抗成分に依存するので、Ｖｆａは、短絡の状態により大きく変動する。したがって、閾値は、Ｖｆｎとｆａの変動を予測した後、どちらの変動の範囲にも属さない範囲Ｗ内に設定される。この範囲Ｗは狭いため、閾値の設定は難しい。
　一方、本実施形態において電流が瞬断した場合、正常な状態の発光素子１の電圧ＶｆはＶｆｎ０にわずかに低下する。本実施形態において電流が瞬断した場合、短絡した発光素子１の電圧Ｖｆは０Ｖに急激に低下する。図３Ｂに示すように、Ｖｆｎ０は、発光素子１のＶ－Ｉ特性のばらつき、温度変化、経年変化等により変動するので、閾値は、Ｖｆｎ０の変動の下限よりも小さく、且つ０Ｖよりも大きく設定される（図３Ｂ）。この範囲Ｗ０は、従来例の範囲Ｗに比べ、非常に広い。なお、０Ｖよりも大きい値とは、実用的には、０Ｖに裕度Δを加えた値よりも大きいことを指す。裕度Δは、正値であればよい。例えば、裕度Δは、電圧Ｖｆが０Ｖ近傍で有する揺らぎ幅の１／２に設定される。
　上述のような閾値の設定により、発光素子故障検出器４は、電流遮断により発光素子１のアノード／カソード間の電圧Ｖｆが、閾値よりも小さい場合を短絡故障として検出できる。
　図１に示す発光素子故障検出器４の動作を具体的に説明する。発光素子１は、定電流回路２が供給する電流により発光し、照明装置や表示装置等に利用される。
　電流瞬断回路５は発光素子１に供給される電流を、放電路ではない電流供給路で瞬断する。瞬断の期間は、既に説明したとおりに設定される。
　図１において、基準電圧Ｖｃを閾値に設定する。電圧検出部６０は、発光素子１の両電極間の電圧Ｖｆから基準電圧Ｖｃを差し引いた電圧を入力として測定する。短絡故障の発生は、電流が瞬断した場合、電圧Ｖｆが基準電圧Ｖｃよりも小さくなるかどうかにより判断される。図１の場合、判定部６２は、電流が瞬断した場合、電圧検出部６０の２入力端子間の入力電圧の符号により、すなわち電圧検出部６０の出力の符号により、短絡故障の発生を判定する。符号の判定には、判定基準として０を設定する。判定部６２は、電圧検出部６０の出力とこの判定基準との大小関係を判定する。電圧検出部６０の入出力の符号が同じに設計されている場合は（以下ではこれを前提とするが、入出力の符号が反転する場合は、正負を逆にして判定すればよい）、電圧検出部６０の出力が負であれば短絡故障が発生していると判定する。この場合の判定基準０による判定は、電圧Ｖｆが閾値としての基準電圧Ｖｃより小さいかどうかの判定と等価である。
　判定部６２は短絡故障が発生していると判定すると、例えば、定電流回路２に対して、発光素子１への電流供給を停止する制御信号を出力する。
　図４は、発光素子故障検出処理のフローチャートを示す。
　交流電源３がＯＮ状態にされる。これにより、定電流回路２は発光素子１への電流を供給する。電流が供給された発光素子１は発光を開始する（ステップＳ１）。
　次に、電流瞬断回路５は、所定のタイミングで発光素子１への電流供給を瞬断する（ステップＳ２）。電圧検出部６０は、発光素子１のアノード／カソード間電圧Ｖｆの測定を行う（ステップＳ３）。ただし、図１の例では、電圧検出部６０は電圧Ｖｆから基準電圧Ｖｃを差し引いた電圧を入力としてその測定結果を出力として得る。次に、判定部６２は、電圧検出部６０の出力が判定基準０よりも小さいかどうかを判定する（ステップＳ４）。電圧検出部６０の出力が判定基準０よりも小さければ、すなわち、出力の符号が負の場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）は、短絡故障が発生していると判定される。この判定により、例えば定電流回路２をＯＦＦにして発光素子１への電流供給を停止する等の短絡に対処する処置を実施される（ステップＳ５）。これにより、発光素子故障検出処理は終了する。電圧検出部６０の出力が判定基準０以上であれば、すなわち、出力の符号が正又は０の場合（ステップＳ４；ＮＯ）、判定部６２は、発光素子１が正常であると判定する。この判定により、ステップＳ２に戻り、それぞれの構成要素が発光素子故障検出処理を繰り返す。なお、短絡に対処する処置とは、例えば定電流回路２をＯＦＦにして発光素子１への電流供給を停止する以外に、又はその電流供給を停止するとともに、短絡故障の発生を知らせる表示を行う、又は警報を鳴らすなどが考えられる。
　図３Ｂに示す閾値（基準電圧Ｖｃ）の設定が可能な範囲Ｗ０は、図３Ａに示す従来の閾値の設定が可能な範囲Ｗに比べると広い。また、範囲Ｗ０の下限は、変動を考慮する必要のなく、０Ｖよりも大きければよい。従って、閾値を裕度Δ以上で０Ｖ近傍に設定することにより、事実上Ｖｆｎ０の変動幅を考慮せずに、換言すれば素子毎のＶ－Ｉ特性、経時変化、環境温度等のばらつきや変動を考慮せずに、また、短絡故障の程度を考慮せずに、短絡故障検出の基準となる閾値（ここでは基準電圧Ｖｃ）を設定することができると言える。
　なお、直流電源６１は、電圧検出部６０の図１に示す入力端子ではなく他方の入力端子に接続しても良い。ただし、この場合は、直流電源６１は、電圧検出部６０のアノード側の電位が基準電圧Ｖｃだけ低くなるように、図１の場合とは逆極性の電圧を印加する。このようにすれば、電圧検出部６０の出力は図１に示す構成の場合と同様となる。
　判定部６２は、電圧検出部６０に含めても良い。例えば、電圧検出部６０は、その２入力端子間の入力電圧が負値となる場合のみ所定の出力を出す。
　また、判定部６２は、必ずしも故障検出部６に含まれている必要はない。例えば、電圧検出部６０から負の出力が定電流回路２に入力された場合、定電流回路２がＯＦＦになるように設計されていてもよい。かかる設計では、判定部６２は実質的には定電流回路２に内蔵されていることになる。この場合、図４に示すフローチャートのステップＳ４は実質的には定電流回路２の中で実行されることになる。
　さらに、スイッチ部５０をＦＥＴで構成する例を示したが、高速に電流のＯＮ／ＯＦＦ切り換えができるものであれば、これに限定されず、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の半導体スイッチから構成してもよい。
　図５に実施形態１に係る発光素子故障検出器４の変形例を示す。図１に示す発光素子故障検出器４と異なる点は故障検出部６の構成である。この変形例では、直流電源６１を使用せず、電圧検出部６０の２つの入力端子は発光素子１のアノードとカソードにそれぞれ直接接続される。また、判定部６２は、電圧検出部６０の出力の符号を判定するのではなく、電圧検出部６０の出力が０とは異なる判定基準εよりも小さいかどうかを判定する。すなわち、判定部６２は、電圧検出部６０の出力が判定基準εよりも小さいと判定すれば、短絡故障が発生したと判定し、短絡故障発生時のあらかじめ定められた処理を実行する。判定部６２は、電圧検出部６０の出力が判定基準ε以上と判定すれば、短絡故障が発生しておらず、正常と判定する。なお、判定基準εは、実施形態１との対比で言えば、電圧検出部６０の２入力端子間に基準電圧Ｖｃを入力した場合の出力に相当する値である。従って、判定部６２によるこの判定は、電圧Ｖｆが閾値である基準電圧Ｖｃよりも小さいかどうかを判定することと等価である。この変形例においても、電圧検出部６０又は定電流回路２は、判定部６２を含むように構成されてもよい。
　複数個の発光素子１を直列接続して使用した場合、発光素子回路に電流瞬断回路５を設置してもよい。この場合、各発光素子１のアノード／カソード間にそれぞれ故障検出部６を設置することができる。これにより、いずれかの発光素子１で短絡故障が発生した場合、これを検出することができる。また、その検出結果に基づいて、例えば、定電流回路２をＯＦＦにし、複数個の発光素子１全体に対する電流の供給を停止することができる。このような措置を講ずることにより、他の正常な発光素子１に過剰な電圧がかからないので、故障が誘発されることを防止することができる。なお、短絡故障を検出した場合の措置は、これに限定されることはなく、あらかじめ定められた内容に従って各種措置を講じることもできる。
　このように、実施形態１に係る発光素子故障検出器４及び発光素子故障検出方法によれば、短絡故障検出の基準となる閾値（または基準電圧Ｖｃ）は、発光素子１のアノード／カソード間電圧Ｖｆのばらつき、変化、変動等に影響されずに設定される。したがって、本実施形態によれば、発光素子１のアノード／カソード間電圧Ｖｆのばらつき、変化、変動等に影響されずに短絡故障を検出できる発光素子故障検出器４及び発光素子故障検出方法を提供することができる。
　（実施形態２）
　図６は、実施形態２に係る発光素子故障検出器４を備える発光素子回路の構成例を示す。本実施形態においては、発光素子回路は、発光素子１の調光制御にＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を使用する。
　ＰＷＭ制御においては所定周波数のパルス列が発光素子１に供給される。発光素子１の調光は、供給されるパルスのパルス幅により制御される。
　本実施形態の発光素子回路は、ＰＷＭ調光回路１１を備える。ＰＷＭ調光回路１１は、電流制御スイッチ１１０と調光レベル設定部１１１とＰＷＭ信号生成部１１２と駆動回路１１３とを備える。電流制御スイッチ１１０は、放電路とは異なる発光素子１への電流供給路に設置される。また、電流制御スイッチ１１０は、発光素子１への電流供給のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。電流制御スイッチ１１０は、例えば、ＦＥＴで構成される（図５）。調光レベル設定部１１１は、発光素子１の調光レベルを設定する。ＰＷＭ信号生成部１１２は、設定された調光レベルからパルス幅を選択する。ＰＷＭ信号生成部１１２は、選択されたパルス幅を有する所定周波数のパルス列（ＰＷＭ信号）を生成する。駆動回路１１３は、ＰＷＭ信号に従って、電流制御スイッチ１１０による電流供給のＯＮ／ＯＦＦを制御する。その他の構成は実施形態１と同じである。
　実施形態２では、実施形態１における電流瞬断回路５はＰＷＭ調光回路１１の一部で構成される。具体的には、電流制御スイッチ１１１は、実施形態１におけるスイッチ部５０を兼用する。また、ＰＷＭ信号生成部１１２と駆動回路１１３とが、実施形態１におけるスイッチ制御部５１を兼用する。
　実施形態２は、ＰＷＭ信号生成部１１２が、所定の周期でパルス列の一部を連続して間引いてパルス列を生成することを特徴とする。例えば、Ｎパルス当たり１パルス又は複数のパルスがパルス列から連続して間引かれる。この間引きにより生じるパルスの存在しない期間が実施形態１における電流の瞬断の期間に相当する。
　実施形態２では、電流が発光素子１にパルス列で供給されるため、電流の瞬断が絶えず起こる。従って、パルス列に応じて電圧の低下も絶えず生じる。しかし、パルス列が連続している場合、瞬断の期間は非常に短いので、電圧Ｖｆが０Ｖまで急激に低下しない。ＰＷＭ信号生成部１１２は、発光素子１が短絡した状態において、電圧Ｖｆが０Ｖまで低下する時間とパルス幅から、連続して間引くパルス数を選択する。瞬断の期間の設定は実施形態１と同様である。パルス幅は、ＰＷＭ信号生成部１１２により、調光レベルに応じて選択される。
　本実施形態の動作は、瞬断の方法を除き、実施形態１と同様である。図４のフローチャートのステップＳ２の「所定のタイミングで電流供給の瞬断を実行する」という処理内容を、実施形態２では、「所定のタイミングでパルス列からパルスを間引くことにより電流供給の瞬断を実行する」という内容に変更すれば図４のフローチャートは実施形態２でも成立する。
　実施形態２によれば、ＰＷＭ信号生成部１１２は所定の周期でパルスを間引いたパルス列を生成する。この間引かれたパルス列を発光素子１に供給することにより、ＰＷＭ信号生成部１１２と駆動回路１１３とが、実施形態１におけるスイッチ制御部５１の機能を兼ね備える。また、電流制御スイッチ１１０は実施形態１におけるスイッチ部５０の機能を兼ね備える。実施形態２によれば、新たなハードウェアの追加なしに、電流瞬断回路５を実現できる。本実施形態における発光素子故障検出器４は実施形態１に記載の効果と同様の効果を奏する。
　なお、図６に示す故障検出部６の構成は、図５に示す故障検出部６の構成に置き換えてもよい。
　この発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
　例えば、図示した回路構成は例示であり、同様の機能が得られるならば、任意に変更可能である。
　発光素子故障検出器４をＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリなどから構成することもできる。この場合、ＣＰＵは、メモリに記憶されたプログラムを実行して上述の発光素子故障検出処理を実行することができる。
　さらに、発光素子１は、有機ＥＬ素子の他に、ＬＥＤ（ＬＩＧＨＴ　ＥＭＩＴＴＩＮＧ　ＤＩＯＤＥ）素子であってもよい。
　さらに、所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦ切り換え信号を出力するスイッチ制御部５１、またはＰＷＭ調光回路１１のＰＷＭ調光機能を利用して、電流を瞬断したが、他の構成により、発光素子１に流れる電流を瞬断してもよい。また、電流が発光素子１に流れないように、発光素子回路の電流供給路にバイパス手段を設けて、バイパスさせてもよい。
　さらにまた、発光素子１のアノード／カソード間の電圧Ｖｆを、発光素子１に並列に接続された差動増幅器からなる電圧検出部６０によって検出する構成を使用したが、他の検出手法を使用してもよい。
　判定部６２は、定電流回路２に対して、発光素子１への電流供給を停止する制御信号を出力したが、かかる制御信号を電流瞬断回路５のスイッチ部５０に出力してスイッチ部５０をＯＦＦに切り換えて発光素子１への電流供給を停止してもよい。この場合、判定部６２は、スイッチ部５０をＯＦＦ状態に維持するために、判定部６２の出力段にたとえば、フリップフロップを設けて、上記制御信号を出力し続ける構成とするとよい。
　上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
　発光素子と、該発光素子への電流供給路と、該電流供給路を介して前記発光素子に電流を供給する定電流回路と、前記定電流回路が前記発光素子への電流供給を停止した場合に前記発光素子及びその両電極間に接続する部位に蓄積する電荷を放電する放電路と、を備える発光素子回路中の前記発光素子の短絡を検出する発光素子故障検出器において、
　前記放電路とは異なる前記電流供給路に配置され、前記定電流回路が前記発光素子に供給する電流を瞬断する電流瞬断回路と、
　前記発光素子のアノードとカソードとの間の前記瞬断の期間の電圧Ｖｆを測定対象として出力を得る電圧検出部と、
　前記出力から短絡の有無を判定する判定部と、
　を備えることを特徴とする発光素子故障検出器。
（付記２）
　所定の直流電圧を発生し、前記電圧検出部の入力端子の一方に接続される直流電源を備え、
　前記直流電圧は、前記入力端子間の電位差が、前記電圧Ｖｆから前記直流電圧の絶対値が差し引かれた電圧に等しくなる極性を有し、
　前記出力は、前記入力端子間の電位差が、前記電圧Ｖｆから前記直流電圧の絶対値が差し引かれた電圧に等しい場合の出力であり、
　前記判定部は、前記出力の符号により短絡の有無を判定する、
　ことを特徴とする付記１に記載の発光素子故障検出器。
（付記３）
　前記電流瞬断回路は、
　前記定電流回路から前記発光素子への電流の供給と停止の切り換えるスイッチ部と、
　該スイッチ部の前記切り換えを制御するスイッチ制御部と、を備える、
　ことを特徴とする付記１又は２に記載の発光素子故障検出器。
（付記４）
　前記発光素子回路は、設定された調光レベルに基づきパルス幅を設定し、該設定したパルス幅のパルス列からなるＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、該ＰＷＭ信号生成部で生成された前記ＰＷＭ信号を受け、該ＰＷＭ信号と同じパターンのパルス列からなるＰＷＭ制御信号を出力する駆動回路と、前記電流供給路に設置され、前記ＰＷＭ制御信号を入力し、該ＰＷＭ制御信号により、前記発光素子への電流の供給と停止を切り換える電流制御スイッチと、を更に備え、
　前記ＰＷＭ信号生成部は、前記パルス列から所定の周期で少なくとも１パルス以上のパルスを連続して除いて前記ＰＷＭ信号を生成し、該生成されたＰＷＭ信号を前記駆動回路に供給し、
　前記放電路と異なる前記電流供給路に設置された前記電流制御スイッチは、前記スイッチ部を兼用し、
　パルスの存在しない期間を前記電流を瞬断した期間とすることにより、前記ＰＷＭ信号生成部と前記駆動回路が前記スイッ制御部を兼用する、
　ことを特徴とする付記３に記載の発光素子故障検出器。
（付記５）
　前記ＰＷＭ信号生成部は、前記設定されたパルス幅と、あらかじめ設定された前記瞬断の期間とから前記連続して除くパルスの数を選択する、
　ことを特徴とする付記４に記載の発光素子故障検出器。
（付記６）
　前記発光素子は、有機ＥＬ素子である、
　ことを特徴とする付記１乃至５のいずれか１つに記載の発光素子故障検出器。
（付記７）
　前記発光素子は、ＬＥＤ素子である、
　ことを特徴とする付記１乃至５のいずれか１つに記載の発光素子故障検出器。
（付記８）
　発光素子と、該発光素子への電流供給路と、該電流供給路を介して前記発光素子に電流を供給する定電流回路と、前記定電流回路が前記発光素子への電流供給を停止した場合に前記発光素子及びその両電極間に接続する部位に蓄積する電荷を放電する放電路と、を備える発光素子回路中の前記発光素子の短絡を検出する発光素子故障検出方法において、
　前記放電路とは異なる前記電流供給路で、前記定電流回路が前記発光素子に供給する電流を瞬断する電流瞬断ステップと、
　前記発光素子のアノードとカソードとの間の前記瞬断の期間の電圧Ｖｆを測定対象として出力を得る電圧検出ステップと、
　前記出力から短絡の有無を判定する判定ステップと、
　を備えることを特徴とする発光素子故障検出方法。
 　なお、上記実施形態は、本発明の具体的実施態様の例示であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明は、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲において、自在に変形、応用あるいは改良して実施できる。
　本発明は、２０１１年７月４日に出願された日本国特許出願２０１１－１４８５３６号に基づく。本明細書中に日本国特許出願２０１１－１４８５３６号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
　本発明は、発光素子の故障を検出する発光素子故障検出器及び発光素子故障検出方法に好適である。
　　　　　１　発光素子
　　　　　２　定電流回路
　　　　　３　交流電源
　　　　　４　発光素子故障検出器
　　　　　５　電流瞬断回路
　　　　　６　故障検出部
　　　　　７　コンデンサ
　　　　　８　ダイオード
　　　　　９　コイル
　　　　１０　抵抗
　　　　１１　ＰＷＭ調光回路
　　　　５０　スイッチ部
　　　　５１　スイッチ制御部
　　　　６０　電圧検出部
　　　　６１　直流電源
　　　　６２　判定部
　　　１１０　電流制御スイッチ
　　　１１１　調光レベル設定部
　　　１１２　ＰＷＭ信号生成部
　　　１１３　駆動回路

Claims (8)

  1. 　発光素子と、該発光素子への電流供給路と、該電流供給路を介して前記発光素子に電流を供給する定電流回路と、前記定電流回路が前記発光素子への電流供給を停止した場合に前記発光素子及びその両電極間に接続する部位に蓄積する電荷を放電する放電路と、を備える発光素子回路中の前記発光素子の短絡を検出する発光素子故障検出器において、
    　前記放電路とは異なる前記電流供給路に配置され、前記定電流回路が前記発光素子に供給する電流を瞬断する電流瞬断回路と、
    　前記発光素子のアノードとカソードとの間の前記瞬断の期間の電圧Ｖｆを測定対象として出力を得る電圧検出部と、
    　前記出力から短絡の有無を判定する判定部と、
    　を備えることを特徴とする発光素子故障検出器。
  2. 　所定の直流電圧を発生し、前記電圧検出部の入力端子の一方に接続される直流電源を備え、
    　前記直流電圧は、前記入力端子間の電位差が、前記電圧Ｖｆから前記直流電圧の絶対値が差し引かれた電圧に等しくなる極性を有し、
    　前記出力は、前記入力端子間の電位差が、前記電圧Ｖｆから前記直流電圧の絶対値が差し引かれた電圧に等しい場合の出力であり、
    　前記判定部は、前記出力の符号により短絡の有無を判定する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子故障検出器。
  3. 　前記電流瞬断回路は、
    　前記定電流回路から前記発光素子への電流の供給と停止の切り換えるスイッチ部と、
    　該スイッチ部の前記切り換えを制御するスイッチ制御部と、を備える、
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光素子故障検出器。
  4. 　前記発光素子回路は、設定された調光レベルに基づきパルス幅を設定し、該設定したパルス幅のパルス列からなるＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、該ＰＷＭ信号生成部で生成された前記ＰＷＭ信号を受け、該ＰＷＭ信号と同じパターンのパルス列からなるＰＷＭ制御信号を出力する駆動回路と、前記電流供給路に設置され、前記ＰＷＭ制御信号を入力し、該ＰＷＭ制御信号により、前記発光素子への電流の供給と停止を切り換える電流制御スイッチと、を更に備え、
    　前記ＰＷＭ信号生成部は、前記パルス列から所定の周期で少なくとも１パルス以上のパルスを連続して除いて前記ＰＷＭ信号を生成し、該生成されたＰＷＭ信号を前記駆動回路に供給し、
    　前記放電路と異なる前記電流供給路に設置された前記電流制御スイッチは、前記スイッチ部を兼用し、
    　パルスの存在しない期間を前記電流を瞬断した期間とすることにより、前記ＰＷＭ信号生成部と前記駆動回路が前記スイッ制御部を兼用する、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の発光素子故障検出器。
  5. 　前記ＰＷＭ信号生成部は、前記設定されたパルス幅と、あらかじめ設定された前記瞬断の期間とから前記連続して除くパルスの数を選択する、
    　ことを特徴とする請求項４に記載の発光素子故障検出器。
  6. 　前記発光素子は、有機ＥＬ素子である、
    　ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発光素子故障検出器。
  7. 　前記発光素子は、ＬＥＤ素子である、
    　ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発光素子故障検出器。
  8. 　発光素子と、該発光素子への電流供給路と、該電流供給路を介して前記発光素子に電流を供給する定電流回路と、前記定電流回路が前記発光素子への電流供給を停止した場合に前記発光素子及びその両電極間に接続する部位に蓄積する電荷を放電する放電路と、を備える発光素子回路中の前記発光素子の短絡を検出する発光素子故障検出方法において、
    　前記放電路とは異なる前記電流供給路で、前記定電流回路が前記発光素子に供給する電流を瞬断する電流瞬断ステップと、
    　前記発光素子のアノードとカソードとの間の前記瞬断の期間の電圧Ｖｆを測定対象として出力を得る電圧検出ステップと、
    　前記出力から短絡の有無を判定する判定ステップと、
    　を備えることを特徴とする発光素子故障検出方法。
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