特許 5742909 発光装置及びその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5742909

(24)【登録日】2015年5月15日

(45)【発行日】2015年7月1日

(54)【発明の名称】発光装置及びその制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/00 20100101AFI20150611BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/00 J

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-209482(P2013-209482)

(22)【出願日】2013年10月4日

(65)【公開番号】特開2014-150238(P2014-150238A)

(43)【公開日】2014年8月21日

【審査請求日】2013年10月4日

(31)【優先権主張番号】102103476

(32)【優先日】2013年1月30日

(33)【優先権主張国】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】596039187

【氏名又は名称】台達電子工業股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】劉 寶磬

(72)【発明者】

【氏名】蕭 廷龍

【審査官】 佐藤 俊彦

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００７／０８０９８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−１２３５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５０９５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３８２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１８２０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５２９１９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに直列接続する複数の発光ユニットを含む、それぞれの一端が共に直流電圧を受け入れる複数の発光ユニットストリングを備える発光モジュールと、
それぞれ前記複数の発光ユニットストリングの少なくとも１つを直列接続して、前記複数の発光ユニットストリングのそれぞれの電流を制御する複数の電流制御ユニットを備える調光制御バスと、
前記複数の電流制御ユニットのそれぞれの電圧降下値を検出して、更に前記複数の発光ユニットストリングのそれぞれにおける前記複数の発光ユニットのうち、少なくとも一つの発光ユニットが故障しているかどうかを判断するための制御モジュールと、
を具備し、
前記複数の発光ユニットストリングのうち、所定の発光ユニットストリングにおける前記複数の発光ユニットの少なくとも一つが故障し、且つ故障数ｘが臨界故障数ｐより大きく又は等しい場合、前記制御モジュールは、前記所定の発光ユニットストリングにおける故障している発光ユニット、及び前記所定の発光ユニットストリング以外の各発光ユニットストリングにおける（ｘ−ｐ＋１）個の発光ユニットを短絡させ、さらに、前記複数の発光ユニットストリングのそれぞれの受け入れる前記直流電圧を低下させる発光装置。

【請求項2】

前記複数の発光ユニットストリングの数ｍが前記複数の発光ユニットストリングのそれぞれに含まれる前記複数の発光ユニットの数ｎより小さく、
前記制御モジュールは、前記所定の発光ユニットストリング以外の前記各発光ユニットストリングの短絡された前記発光ユニットの数（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）が、前記所定の発光ユニットストリングにおける前記複数の発光ユニットのうち、短絡していない発光ユニットの数（ｎ−ｘ）より大きく又は等しいと判断する場合、前記所定の発光ユニットストリングをオフにし、そして、前記複数の発光ユニットストリングのうち、ｙ個の発光ユニットストリングが故障している場合、且つ前記ｙ個の発光ユニットストリングのそれぞれにおける前記複数の発光ユニットの故障数がｚであり、且つ（（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）−ｚ）≧（（ｎ−ｘ）×ｙ＋（ｐ−１）×（ｙ−１））である時に、前記制御モジュールは、前記ｙ個の発光ユニットストリングをオフにする請求項１に記載の発光装置。

【請求項3】

前記複数の発光ユニットのそれぞれは、発光素子及び並列スイッチを更に包含し、前記制御モジュールは、前記並列スイッチが導通されるように制御することで対応する前記発光素子を短絡させる請求項１に記載の発光装置。

【請求項4】

前記制御モジュールは、前記短絡した発光ユニットの対照表を記憶して、前記複数の発光ユニットストリングにおける少なくとも１つの前記短絡した発光ユニット、及び前記短絡した発光ユニットが故障しているかどうかを記録する請求項１に記載の発光装置。

【請求項5】

前記制御モジュールは、前記所定の発光ユニットストリング以外の前記各発光ユニットストリングを短絡する場合、前記短絡した発光ユニットの対照表によって、前記所定の発光ユニットストリング以外の前記各発光ユニットストリングが、前記短絡した発光ユニットを有するかどうかを判断して、前記短絡した発光ユニットの数ｑが（ｘ−ｐ＋１）より大きく又は等しい場合には、前記制御モジュールは、短絡させず、前記発光ユニットの前記短絡した発光ユニットの数ｑが（ｘ−ｐ＋１）より小さい場合には、前記制御モジュールは、（ｘ−ｐ＋１−ｑ）個の短絡していない発光ユニットを短絡させる請求項４に記載の発光装置。

【請求項6】

互いに直列接続する複数の発光ユニットを含む、それぞれの一端が共に直流電圧を受け入れる複数の発光ユニットストリングを備える発光装置の発光モジュールを動作させるステップと、
前記複数の発光ユニットストリングの少なくとも一つに直列接続される複数の電流制御ユニットのそれぞれの電圧降下値を検出して、更に前記複数の発光ユニットストリングのそれぞれにおける前記複数の発光ユニットのうち、少なくとも一つの発光ユニットが故障しているかどうかを判断するステップと、
前記複数の発光ユニットストリングのうち、所定の発光ユニットストリングにおける前記複数の発光ユニットの少なくとも一つが故障し、且つ故障数ｘが臨界故障数ｐより大きく又は等しい場合、前記所定の発光ユニットストリングにおける前記複数の発光ユニットのうち、故障している発光ユニット、及び前記所定の発光ユニットストリング以外の各発光ユニットストリングにおける前記複数の発光ユニットのうち、（ｘ−ｐ＋１）個の発光ユニットを短絡させて、前記複数の発光ユニットストリングのそれぞれの受け入れる前記直流電圧を低下させるステップと、
を具備する発光装置の制御方法。

【請求項7】

前記複数の発光ユニットストリングの数ｍが前記複数の発光ユニットストリングのそれぞれに含まれる前記複数の発光ユニットの数ｎより小さく、
前記発光装置の制御方法は、前記所定の発光ユニットストリング以外の前記各発光ユニットストリングにおける前記複数の発光ユニットのうち、短絡された発光ユニットの数（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）が、前記所定の発光ユニットストリングにおける前記複数の発光ユニットのうち、短絡されていない発光ユニットの数（ｎ−ｘ）より大きく又は等しいと判断する場合、前記所定の発光ユニットストリングをオフにし、そして、前記複数の発光ユニットストリングのうち、ｙ個の発光ユニットストリングが故障している場合、且つ前記ｙ個の発光ユニットストリングのそれぞれにおける前記複数の発光ユニットの故障数がｚであり、且つ（（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）−ｚ）≧（（ｎ−ｘ）×ｙ＋（ｐ−１）×（ｙ−１））である時に、ｙ個の前記発光ユニットストリングをオフにするステップを更に具備する請求項６に記載の発光装置の制御方法。

【請求項8】

前記所定の発光ユニットストリング以外の前記各発光ユニットストリングの短絡を行うステップにおいて、前記所定の発光ユニットストリング以外の前記各発光ユニットストリングにおける前記複数の発光ユニットが、前記短絡した発光ユニットを有するかどうかを判断して、前記短絡した発光ユニットの数ｑが（ｘ−ｐ＋１）より大きく又は等しい場合には、短絡を行わなく、前記短絡した発光ユニットの数ｑが（ｘ−ｐ＋１）より小さい場合には、（ｘ−ｐ＋１−ｑ）個の前記短絡していない発光ユニットを短絡させるステップを更に備える請求項６に記載の発光装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示内容は、発光モジュールの制御技術に関し、特に、発光装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

表示パネルのバックライト又は照明用の光源として、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）のような固体発光素子は、次第に主流の技術となる。例えば表示パネルのバックライトの発光素子は、一般的にモジュールの形式に設計されて、表示パネルに均一な光源を提供する。上記モジュールは、直列接続される発光素子を備える。しかしながら、上記のモジュールにおいて、発光素子が故障した場合は免れない。直列接続される発光素子の１つが故障した場合に、この故障した発光素子の元の電圧降下（Ｖｏｌｔａｇｅ ｄｒｏｐ）は、同一ストリングの他の素子に転移する。従って、故障数の増加につれて、転移する電圧降下が増えすぎると、他の素子に損害を与えやすい。

【0003】

上記状況が発生しないようにするために、従来より採用される方式としては、一つのストリングにおける発光素子の故障数が一定の量に達する場合、そのストリングにおける全部の発光素子をオフにする。しかし、数がそれほど多くではない故障した発光素子のせいで、そのストリングにおける全部の発光素子をオフにしたら、光源の輝度を大幅に低下させ、動作効率に悪影響がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従って、発光素子が故障した場合、柔軟な調整手段を有し、光源の輝度を大幅に低下させる欠点を避ける新しい発光装置及び方法を如何に設計するかは、この業界で速やかな解決が望まれる課題となる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

従って、本開示内容の一態様は、発光モジュールと、複数の電流制御ユニットと、制御モジュールと、を具備する発光装置を提供することにある。発光モジュールは、互いに直列接続する複数の発光ユニットを含む、それぞれの一端が共に直流電圧を受け入れる複数の発光ユニットストリングを備える。電流制御ユニットは、それぞれ発光ユニットストリングの少なくとも１つと直列接続して、各発光ユニットストリングの電流を制御する。制御モジュールは、各電流制御ユニットの電圧降下値を検出して、更に各発光ユニットストリングにおける発光ユニットが故障するかどうかを判断する。発光ユニットストリングの所定のストリングにおける発光ユニットが故障し、且つ故障数ｘが臨界故障数ｐより大きく又は等しい場合、制御モジュールは、所定のストリングにおける故障した発光ユニット、及び所定のストリング以外の各発光ユニットストリングにおける（ｘ−ｐ＋１）個の発光ユニットを短絡させて、各発光ユニットストリングの受け入れる直流電圧を低下させることで、電流制御ユニットによる消費電力を低下させる効果を達する。

【0006】

本開示内容の一実施例によると、発光ユニットストリングの数ｍは、各発光ユニットストリングに含まれる発光ユニットの数ｎより小さい。制御モジュールは、所定のストリング以外の各発光ユニットストリングにおける短絡された発光ユニットの数（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）が、所定のストリングにおける短絡されていない発光ユニットの数（ｎ−ｘ）より大きく又は等しいと判断する場合、制御モジュールは、所定のストリングをオフにし、そして、ｙ個の発光ユニットストリングに故障が発生する場合、且つ故障数がｚであり、且つ（（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）−ｚ）≧（（ｎ−ｘ）×ｙ＋（ｐ−１）×（ｙ−１））である時に、制御モジュールは、ｙ個の発光ユニットストリングをオフにする。

【0007】

本開示内容の別の実施例によると、各発光ユニットは、発光素子及び並列スイッチを更に包含し、制御モジュールは、並列スイッチが導通されるように制御することで対応する発光素子を短絡させる。

【0008】

本開示内容の更に他の実施例によると、制御モジュールは、短絡した発光ユニットの対照表を記憶して、各発光ユニットストリングにおける少なくとも１つの短絡した発光ユニット、及び短絡した発光ユニットが故障するかどうかを記録する。制御モジュールは、所定のストリングの短絡を行う場合、所定のストリングにおける正常に動作する発光ユニットの１つを短絡させるかどうかを判断して、正常に動作する発光ユニットを短絡させると、正常に動作する発光ユニットへの通電を復帰させる。制御モジュールは、更に短絡した発光ユニットの対照表によって、所定のストリングにおける少なくとも１つの正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットがあるかどうかを判断して、正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットの数ｋが故障数ｘより小さく又は等しい場合には、ｋ個の正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットへの通電を復帰させ、ｋがｘより大きい場合には、ｘ個の正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットへの通電を復帰させる。制御モジュールは、所定のストリングの発光ユニットを１つずつ短絡させ、電流制御ユニットの電圧降下値によって、正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットを短絡させるかどうかを判断する。

【0009】

本開示内容の更に１つの実施例によると、制御モジュールは、所定のストリング以外の各発光ユニットストリングの短絡を行う場合、短絡した発光ユニットの対照表によって、所定のストリング以外の各発光ユニットストリングにおける発光ユニットが、短絡した発光ユニットを有するかどうかを判断して、発光ユニットが短絡した発光ユニットを有し、且つ短絡した発光ユニットの数ｑが（ｘ−ｐ＋１）より大きく又は等しい場合には、短絡を行わなく、発光ユニットの短絡した発光ユニットの数ｑが（ｘ−ｐ＋１）より小さい場合には、（ｘ−ｐ＋１−ｑ）個の短絡していない発光ユニットを短絡させる。

【0010】

本開示内容の別の態様は、互いに直列接続する複数の発光ユニットを含む、それぞれの一端が共に直流電圧を受け入れる複数の発光ユニットストリングを備える発光装置の発光モジュールを動作させるステップと、発光ユニットストリングの少なくとも一つに直列接続される複数の電流制御ユニットのそれぞれの電圧降下値を検出して、更に各発光ユニットストリングにおける発光ユニットが故障するかどうかを判断するステップと、これらの発光ユニットストリングの所定のストリングにおける発光ユニットが故障し、且つ故障数ｘが臨界故障数ｐより大きく又は等しい場合、所定のストリングにおける故障した発光ユニット、及び所定のストリング以外の各発光ユニットストリングにおける（ｘ−ｐ＋１）個の発光ユニットを短絡させて、各発光ユニットストリングの受け入れる直流電圧を低下させるステップと、を具備する発光装置の制御方法を提供することにある。

【0011】

本開示内容の一実施例によると、発光ユニットストリングの数ｍは、各発光ユニットストリングに含まれる発光ユニットの数ｎより小さい。発光装置の制御方法は、所定のストリング以外の各発光ユニットストリングにおける短絡した発光ユニットの数（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）が、所定のストリングにおける短絡していない発光ユニットの数（ｎ−ｘ）より大きく又は等しいと判断する場合、所定のストリングをオフにし、そして、ｙ個の発光ユニットストリングに故障が発生する場合、且つ各ｙ個の発光ユニットストリングの１つの故障数がｚであり、且つ（（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）−ｚ）≧（（ｎ−ｘ）×ｙ＋（ｐ−１）×（ｙ−１））である時に、ｙ個の発光ユニットストリングをオフにするステップを更に具備する。

【0012】

本開示内容の別の実施例によると、所定のストリングの短絡を行うステップにおいて、所定のストリングにおける正常に動作する発光ユニットの１つを短絡させるかどうかを判断して、正常に動作する発光ユニットを短絡させると、正常に動作する発光ユニットへの通電を復帰させるステップを更に備える。発光装置の制御方法は、所定のストリングにおける少なくとも１つの正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットがあるかどうかを判断して、正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットの数ｋが故障数ｘより小さく又は等しい場合には、ｋ個の正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットへの通電を復帰させ、ｋがｘより大きい場合には、ｘ個の正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットへの通電を復帰させるステップを更に具備する。

【0013】

本開示内容の更に他の実施例によると、所定のストリングの短絡を行うステップにおいて、所定のストリングの発光ユニットを１つずつ短絡させ、電流制御ユニットの電圧降下値によって、正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットを短絡させたかどうかを判断するステップを更に備える。

【0014】

本開示内容の更に１つの実施例によると、所定のストリング以外の各発光ユニットストリングの短絡を行うステップにおいて、所定のストリング以外の各発光ユニットストリングにおける発光ユニットが、短絡した発光ユニットを有するかどうかを判断して、短絡した発光ユニットの数ｑが（ｘ−ｐ＋１）より大きく又は等しい場合には、短絡を行わなく、短絡した発光ユニットの数ｑが（ｘ−ｐ＋１）より小さい場合には、（ｘ−ｐ＋１−ｑ）個の短絡していないこれらの発光ユニットを短絡させるステップを更に備える。

【発明の効果】

【0015】

本開示内容を適用すれば、所定のストリングにおける故障した発光ユニット、及び所定のストリング以外の各発光ユニットストリングにおける（ｘ−ｐ＋１）個の発光ユニットを短絡させることで、全体の発光ユニットストリングを直接にオフにする際に輝度が大幅に低下する場合がある欠点を避け、上記の目的を簡単に達することができるというメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【0016】

下記図面の説明は、本開示内容の目的、特徴、メリット及び実施例をより分かりやすくするためのものである。

【0017】

【図1A】本開示内容の一実施例における発光装置の回路図である。

【図1B】本開示内容の一実施例における発光装置のより詳しい回路図である。

【図2】本開示内容の一実施例における発光モジュールの発光ユニットストリングに故障が発生する場合の回路図である。

【図3】本開示内容の一実施例における発光モジュールの２つの発光ユニットストリングに故障が発生する場合の回路図である。

【図4】本開示内容の一実施例における発光装置の制御方法を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１Ａを参照する。図１Ａは、本開示内容の一実施例における発光装置１の回路図である。発光装置１は、発光モジュール１０と、制御モジュール１２と、調光制御バス１４と、を具備する。

【0019】

発光モジュール１０は、図１Ａにおいて第１ストリング、第２ストリング、…、第ｍストリングで示される複数の発光ユニットを備える。各発光ユニットストリングは、互いに直列接続する複数の発光ユニット１００を含む。

【0020】

本実施例において、発光モジュール１０は、それぞれｎ個の発光ユニット１００を有する発光ユニットストリングをｍ個備え、発光ユニット１００が、ｍ行ｎ列のアレイ形式に配列される。発光ユニットストリングは、電流によって発光し、均一な光源を生じることができる。本実施例において、発光ユニットストリングの数ｍは、各発光ユニットストリングに含まれる発光ユニット１００の数ｎより少ない。調光制御バス１４は、各発光ユニットストリングの電流を制御して、発光ユニットストリングによる発光を安定させる。本実施例において、発光装置１は、電源モジュール１６を更に具備して、電源を発光モジュール１０に提供して発光モジュール１０を発光させる。発光モジュール１０における各発光ユニットストリングの一端が共に電源モジュール１６に接続される。

【0021】

図１Ｂを参照する。図１Ｂは、本開示内容の一実施例における発光装置１のより詳しい回路図である。本実施例において、調光制御バス１４は、複数の電流制御ユニット１４０を備える。各電流制御ユニット１４０は、対応する発光ユニットストリングにおける発光ユニット１００と直列接続して、発光ユニットストリングを流れる電流を制御する。本実施例において、電流制御ユニット１４０は、発光ユニットストリングの電流を一定値に制御して、発光ユニットストリングによる発光を安定させる。

【0022】

発光ユニットストリングの一端が共に直流電圧Ｖｄｃを受け入れ、他端が電流制御ユニット１４０を介してアース端子ＧＮＤに接続される。直流電圧Ｖｄｃは、図１Ａに示した電源モジュール１６により提供されることができる。発光ユニットストリングにおける各発光ユニット１００は、発光素子１０２及び並列スイッチ１０４を包含する。発光素子１０２は、固体（ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ）発光素子であってよい。例としては、半導体発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）及び有機発光ダイオード（ｏｒｇａｎｉｃ ＬＥＤ；ＯＬＥＤ）は、即ち固体発光素子である。異なる実施例において、発光素子１０２は、異なる固体発光素子を採用して実現されることができる。並列スイッチ１０４は、発光素子１０２と並列接続する。並列スイッチ１０４をオフにして、且つ発光素子１０２が故障していない場合は、発光素子１０２が、正常に動作することができ、並列スイッチ１０４をオンにする場合は、発光素子１０２が、正常又は故障状態にあるにもかかわらず、短絡される。

【0023】

一実施例において、制御モジュール１２は、調光制御バス１４を介して並列スイッチ１０４の開閉を制御することができる。他の実施例において、他の方式によって並列スイッチ１０４を制御することもできる。

【0024】

発光ユニット１００及び電流制御ユニット１４０は、直流電圧Ｖｄｃの電流に対応して動作するため、発光モジュール１０を操作する時に、発光ユニット１００及び電流制御ユニット１４０の何れにも電圧降下を生じる。図１Ｂにおいて、各発光ユニット１００に生じる電圧降下は、Ｖｙ（ａ，ｂ）で示され、ａ及びｂは、発光モジュール１０アレイにおける前記発光ユニット１００の位置を表す。例としては、第１行第１列（即ち、第１ストリング第１個）に位置する発光ユニット１００に生じる電圧降下は、即ちＶｙ（１，１）であり、第ｍ行第ｎ列に位置する発光ユニット１００に生じる電圧降下は、即ちＶｙ（ｍ，ｎ）である。一方、第１発光ユニットストリング〜第ｍ発光ユニットストリングの対応する電流制御ユニット１４０に生じる電圧降下は、それぞれＶｚ１〜Ｖｚｍで示される。

【0025】

制御モジュール１２は、各発光ユニットストリングに対応する電流制御ユニット１４０の電圧降下値を検出して、更に各発光ユニットストリングにおける発光ユニット１００が故障するかどうかを判断する。注意すべきなのは、ここで、発光ユニット１００の故障は、実質的に発光ユニット１００の発光素子１０２が動作できない場合を指す。各発光ユニットストリングは、同一の直流電圧Ｖｄｃによって動作するため、各発光ユニットストリングの総電圧降下は、何れも等しい。発光ユニットストリングにおける１つの発光ユニット１００が故障した場合、正常に動作できないため、そのもともと生じた電圧降下は、対応する電流制御ユニット１４０に転移する。従って、電流制御ユニット１４０の電圧降下値（即ち、電流制御ユニット１４０による電圧降下）を検出し、この電圧降下値が大きくなるかどうかに基づいて、制御モジュール１２は、発光ユニット１００のうちに故障したものがあるかどうかを判断することができる。

【0026】

例としては、第１行第２列の発光ユニット１００が故障した場合、その対応する電流制御ユニット１４０の電圧降下値は、Ｖｚ１＋Ｖｙ（１，２）となる。同一ストリングにおける発光ユニット１００の故障数ｘが１つの臨界故障数ｐより大きく又は等しい場合、その結果は、対応する電流制御ユニット１４０が高すぎる電圧に耐えられなくて破損して、その故障した発光ユニットを有する発光ユニットストリングが動作することができなくなる。一実施例において、臨界故障数ｐは、２である。即ち、同一ストリングにおける発光ユニット１００の故障数が２より大きく又は等しい場合、対応する電流制御ユニット１４０に損害を与える。

【0027】

しかしながら、故障数ｘが臨界故障数ｐを超えると、そのストリングにおける発光ユニット１００を全部オフにする方式は、ただ１つや２つの故障した発光ユニット１００のせいで、同一のストリングにおける発光ユニット１００の輝度を全部無くなって、発光モジュール１０の全体の発光効率を大幅に低下させてなる。例としては、発光モジュール１０における発光ユニットストリングの数ｍが４であり、且つ各ストリングにある発光ユニット１００の数ｎが１３である場合、一つのストリングの故障数ｘが２になると、当該ストリングを直接にオフにさせるため、発光モジュール１０は１３個の発光ユニット１００の輝度を一気に無くなる。

【0028】

従って、本発明において、制御モジュール１２は、発光ユニットストリングの一つに故障が発生し、且つ故障数ｘが臨界故障数ｐより大きく又は等しいと判断する時に、前記ストリングにおける故障した発光ユニット１００を短絡させ、且つ前記ストリング以外の各発光ユニットストリングにおける（ｘ−ｐ＋１）個の発光ユニットも共に短絡させる。

【0029】

図２を参照する。図２は、本開示内容の一実施例における発光モジュール１０の発光ユニットストリングに故障が発生する場合の回路図である。

【0030】

例としては、制御モジュール１２は、発光モジュール１０において、第１行第１列及び第１行第２列に位置する発光ユニット２００（即ち、Ｖｙ（１，１）及びＶｙ（１，２）電圧降下を有するもの）が故障と判断する場合、故障した発光素子２００と並列接続する並列スイッチ１０４を制御して、その発光ユニット１００を短絡させる。また、制御モジュール１２は、更に第２行〜第ｍ行の発光ユニットストリングのそれぞれに、１つ（２−２＋１＝１）の発光ユニットを短絡させる。本実施例において、制御モジュール１２は、第２行〜第ｍ行のそれぞれの第１列の発光ユニット２１０（即ち、Ｖｙ（２，１）…Ｖｙ（ｍ，１）電圧降下を有するもの）を短絡させる。注意すべきなのは、上述した発光ユニットに対して行う短絡とは、例えば制御モジュール１２によって内部の並列スイッチ１０４を導通するように制御して、発光素子１０２を短絡させることを指す。

【0031】

従って、第１ストリングには２つの発光ユニット１００が動作できない以外、他の各ストリングには、何れも１つの発光ユニット１００が短絡されて動作しない。毎ストリングにおける電流を消費して電圧降下が発生させる素子が少なくなるため、制御モジュール１２は、更に直流電圧Ｖｄｃを調整して、各発光ユニットストリングにおける素子を破損させないように直流電圧Ｖｄｃを低下させることができ、且つ依然として各ストリングの発光ユニット１００を正常に動作させることができる。

【0032】

従って、発光ユニットストリングの数ｍが４であり、各ストリングにおける発光ユニット１００の数ｎが１３である前記の場合を例として、本発明の方式は、発光ユニット１００に故障が発生する場合、第１ストリングの２つの発光ユニット及び第２〜４ストリングにおけるそれぞれの１つの発光ユニット、合計で５つの発光ユニット１００をオフするだけで故障を排除できる。本発明の方式と比べて、従来の方式は、故障した発光ユニットを有するストリングにおける発光ユニット１００を直接に全部オフにするので、１３個（故障したものを含む）の発光ユニット１００が動作できなくなる。従って、本発明の方式は、発光ユニット１００が故障による発光モジュール１０の発光効率を低下させる問題を大幅に改善することができる。

【0033】

上記の方式は、同一ストリングにおける発光ユニット１００の破損数が３つ（ｘ＝３）であり、且つ臨界故障数が２（ｐ＝２）である場合、制御モジュール１２は、前記ストリングにおける故障した３つの発光ユニットを短絡させる以外、他の発光ユニットストリングにもそれぞれ２つ（（ｘ−ｐ＋１）＝（３−２＋１）＝２）の発光ユニットを短絡させる。

【0034】

しかしながら、一実施例において、制御モジュール１２は、故障数ｘが多すぎ、他のストリングにおける発光ユニット１００をオフにすることが割に合わないと判断する場合、前記発光ユニットストリングを直接にオフにしてもよい。即ち、前記方式を使えば、故障した発光ユニットを有するストリングにおける短絡していない発光ユニット１００の数は（ｎ−ｘ）であり、短絡される発光ユニット１００の数は（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）ので、制御モジュール１２は、（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）≧（ｎ−ｘ）であると判断する場合、前記所定のストリングをオフにする。

【0035】

例としては、４行１３列（ｍ＝４；ｎ＝１３）のアレイにおいて、一つのストリングの故障数が４（ｘ＝４）であり、且つ臨界故障数が２（ｐ＝２）である場合、前記一つのストリングにおける短絡していない発光ユニット１００の数は、（ｎ−ｘ）＝（１３−４）＝９個に相当する。上記方式を使うと、合計で（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）＝（３）×（４−２＋１）＝９個をオフにする必要がある。従って、上記の方式は、前記所定のストリングを直接にオフにする方式に比べて、有利でなく、この場合、制御モジュール１２は、前記所定のストリングを直接にオフにしてよい。

【0036】

同様のアレイにおいて、一つのストリングの故障数が５つ（ｘ＝５）であれば、前記一つのストリングにおける短絡していない発光ユニット１００の数は、（ｎ−ｘ）＝（１３−５）＝８個に相当する。上記方式を使うと、合計で（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）＝（３）×（５−２＋１）＝１２個をオフにする必要がある。制御モジュール１２は、前記所定のストリングをオフにする方式が有利になると判断して、前記所定のストリングをオフにする。

【0037】

図３を参照する。図３は、本開示内容の一実施例における発光モジュール１０の２つの発光ユニットストリングが故障した場合の回路模式図である。

【0038】

本実施例において、発光モジュール１０は、５行１３列のアレイ（ｍ＝５；ｎ＝１３）であり、且つ臨界故障数は、２（ｐ＝２）である。発光モジュール１０における２つの発光ユニットストリング、例えば図２に示すような第１ストリング及び第５ストリングは、臨界故障数ｐに達し、第５ストリングには２つの故障した発光ユニット２００があり、第１ストリングには３つの故障した発光ユニット２００がある。直接に前記二つの発光ユニットストリングをオフにする方式で制御すると、２６個までの発光ユニット１００（もともと故障した５つ及び別にオフにされた２１個）を短絡させる。しかし、本発明の方式を使うと、１１個の発光ユニット（５つの故障した発光ユニット２００及び別にオフにされる６つの発光ユニット２１０）を短絡させるだけで故障を排除できる。

【0039】

一実施例において、同時にｙ個の発光ユニットストリングに故障が発生する場合、且つ故障数がｚである場合、制御モジュール１２は、以下の式が成り立つかどうかを更に判断することができる。
（（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）−ｚ）≧（（ｎ−ｘ）×ｙ＋（ｐ−１）×（ｙ−１））

【0040】

上記の式が成り立つ場合、制御モジュール１２は、このｙ個の発光ユニットストリングを直接にオフにする。成り立たない場合、制御モジュール１２は、他の発光ユニットストリングのそれぞれにおける（ｘ−ｐ＋１）個の発光ユニット１００に短絡させる。

【0041】

以下、制御モジュール１２が発光ユニット１００を短絡をさせる方式については、より詳しく説明する。

【0042】

一実施例において、制御モジュール１２は、短絡した発光ユニットの対照表（不図示）を記憶して、各発光ユニットストリングにおける短絡した発光ユニット１００、及びこの短絡した発光ユニット１００が故障するかどうかを記録する。制御モジュール１２は、各発光ユニットストリングの対応する電流制御ユニット１４０の電圧降下値によって、故障した発光ユニット１００があるかどうかを判断するため、故障が発生したことを判断できるが、どの発光ユニットが故障したかを識別できない。従って、短絡の動作を行う場合、順に前記ストリングにおける発光ユニット１００に対して一つ一つを短絡させて、電流制御ユニット１４０の電圧降下値がさらに向上するかどうかを検査して、正常に動作する発光ユニット１００をオフにしたかどうかを判断する。

【0043】

正常に動作する発光ユニット１００がオフにされた場合、元の電圧降下は、電流制御ユニット１４０に転移して、電流制御ユニット１４０の電圧降下値を向上させる。従って、制御モジュール１２は、発光素子１０２が続けて正常に動作することができるように、この発光ユニット１００の並列スイッチ１０４を再び切断にして、発光ユニット１００への通電を復帰させる。制御モジュール１２は、電流制御ユニット１４０の電圧降下値が向上していないと判断する場合、短絡された発光ユニット１００が故障した発光ユニット２００であることを識別し、短絡の結果を短絡した発光ユニットの対照表に記録する。

【0044】

一実施例において、制御モジュール１２は、更に短絡した発光ユニットの対照表によって、所定のストリングにおける正常に動作できる且つ短絡された発光ユニット１００があるかどうかを判断する。この所定のストリングの発光ユニット１００が故障した場合、制御モジュール１２は、更にこれらの「正常に動作できる且つ短絡された発光ユニット」の数ｋが、故障した発光ユニット１００の数ｘより小さく又は等しいかどうかを判断する。

【0045】

ｋがｘより小さく又は等しい場合、制御モジュール１２は、故障した発光ユニット２００に対して短絡を行い、これらの（ｋ個の）正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットへの通電を復帰させる。ｋがｘより大きい場合、制御モジュール１２は、故障した発光ユニット２００に対して短絡を行い、ｘ個の正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットへの通電を復帰させる。制御モジュール１２は、更に短絡した発光ユニットの対照表を変更して、新たな短絡の結果をそこに記憶する。

【0046】

所定のストリング以外の他の発光ユニットストリングに対して、制御モジュール１２は、短絡した発光ユニットの対照表によって、短絡を行う手段であってもよい。

【0047】

一実施例において、前記所定のストリング以外の各発光ユニットストリングの短絡を行う場合、制御モジュール１２は、短絡した発光ユニットの対照表によって、各発光ユニットストリングは、短絡した発光ユニット１００を有するかどうかを判断する。短絡した発光ユニット１００を有し、且つこれらの短絡した発光ユニット１００の数ｑが（ｘ−ｐ＋１）より大きく又は等しい場合には、制御モジュール１２は、短絡を行わなく、発光ユニットにおける短絡した発光ユニットの数ｑが（ｘ−ｐ＋１）より小さい場合には、（ｘ−ｐ＋１−ｑ）個の短絡していない発光ユニットを短絡させる。

【0048】

例としては、４行１３列（ｍ＝４；ｎ＝１３）のアレイにおいて、第１ストリングの発光ユニット１００の故障数が３つ（ｘ＝３）であり、且つ臨界故障数が２（ｐ＝２）である場合、短絡させようとする第２ストリング〜第４ストリングに、それぞれ二つの（（ｘ−ｐ＋１）＝（３−２＋１）＝２）発光ユニット１００を短絡させる。この時に、第２ストリング〜第４ストリングのいずれか一ストリングにおいて既に２つ以上の発光ユニット１００が短絡された場合、制御モジュール１２は、前記ストリングの発光ユニット１００に対して短絡を行う必要がない。一方、この時に、所定のストリング以外の他の発光ユニットストリングのストリングに１つの発光ユニット１００が短絡された場合、制御モジュール１２は、残りの短絡していない発光ユニット１０の１つ（（ｘ−ｐ＋１−ｑ）＝（３−２＋１−１）＝１）を短絡させる。

【0049】

従って、上記の手段によって、発光モジュール１０に対して更に柔軟に制御することができ、素子が破損しないようにすると同時に、できるだけ発光モジュール１０の輝度を維持することができる。

【0050】

注意すべきなのは、上記の実施例において、１つの電流制御ユニットが１つの発光ユニットストリングに対応することを例にして説明する。他の実施例において、１つの電流制御ユニットは、２つ以上の互いに並列接続する発光ユニットストリングに対応し、制御モジュールにより上記の方式で発光ユニットのスイッチに対して制御と調整を行うことができる。

【0051】

図４を参照されたい。図４は、本開示内容の一実施例における発光装置の制御方法４００を示すフロー図である。発光装置の制御方法４００は、図１Ａ及び図１Ｂに示すような発光装置１に適用されることができるが、これに限定されない。発光装置の制御方法４００は、下記のステップを具備する（理解すべきなのは、本実施形態で言及したステップが、特に順序を説明しない限り、何れも実際のニーズに応じて前後順序を調整することができ、ひいては同時に又は一部が同時に実行されることができる）。

【0052】

ステップ４０１において、ｍ行、ｎ列の発光ユニット１００のアレイを有する発光モジュール１０を動作させる。

【0053】

ステップ４０２において、制御モジュール１２が各発光ユニットストリングの対応する電流制御ユニット１４０の電圧降下値を検出して、更にステップ４０３において、各発光ユニットストリングにおける発光ユニット１００が故障するかどうかを判断する。前記所定のストリングにおける発光ユニットが故障していない場合、フローとしては、ステップ４０２に戻る。

【0054】

前記所定のストリングにおける発光ユニットが故障した場合、制御モジュール１２は、ステップ４０４において、故障数ｘが臨界故障数ｐより大きく又は等しいかどうかを判断する。故障数が臨界故障数ｐより小さい場合、制御モジュール１２が動作しなく、フローとしては、ステップ４０２に戻る。

【0055】

ステップ４０４において、制御モジュール１２は、故障数ｘが臨界故障数ｐより大きく又は等しいと判断する場合、更にステップ４０５において、故障した発光ユニットを有する所定のストリング以外の各発光ユニットストリングにおける短絡された発光ユニットの数が、所定のストリングにおける短絡していない発光ユニット１００の数より大きく又は等しいかどうかを判断する。即ち、以下の式が成り立つかどうかを判断する。
（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）≧（ｎ−ｘ）

【0056】

成り立つ場合、制御モジュール１２は、ステップ４０６において、前記所定のストリングを直接にオフにする。

【0057】

成り立たない場合、制御モジュール１２は、ステップ４０７において、所定のストリングにおける故障した発光ユニット２００、及び所定のストリング以外の発光ユニットストリングのそれぞれにおける（ｘ−ｐ＋１）個の発光ユニット２１０を短絡させ、ステップ４０８において、各発光ユニットストリングの受け入れる直流電圧Ｖｄｃを低下させる。

【0058】

本開示内容では、実施形態を前述の通りに開示したが、これは本開示内容を限定するものではなく、当業者であれば、本開示内容の精神と領域から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができる。従って、本開示内容の保護範囲は、後の特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
［項目１］
互いに直列接続する複数の発光ユニットを含む、それぞれの一端が共に直流電圧を受け入れる複数の発光ユニットストリングを備える発光モジュールと、
それぞれ上記発光ユニットストリングの少なくとも１つと直列接続して、各上記発光ユニットストリングの電流を制御する複数の電流制御ユニットを備える調光制御バスと、
各上記電流制御ユニットの電圧降下値を検出して、更に各上記発光ユニットストリングにおける上記発光ユニットが故障するかどうかを判断するための制御モジュールと、
を具備し、
上記発光ユニットストリングの所定のストリングにおける上記発光ユニットが故障し、且つ故障数ｘが臨界故障数ｐより大きく又は等しい場合、上記制御モジュールは、上記所定のストリングにおける故障した上記発光ユニット、及び上記所定のストリング以外の各上記発光ユニットストリングにおける（ｘ−ｐ＋１）個の上記発光ユニットを短絡させて、各上記発光ユニットストリングの受け入れる上記直流電圧を低下させる発光装置。
［項目２］
上記発光ユニットストリングの数ｍが各上記発光ユニットストリングに含まれる上記発光ユニットの数ｎより小さく、上記制御モジュールは、上記所定のストリング以外の各上記発光ユニットストリングの短絡された上記発光ユニットの数（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）が、上記所定のストリングにおける短絡していない上記発光ユニットの数（ｎ−ｘ）より大きく又は等しいと判断する場合、上記所定のストリングをオフにし、そして、ｙ個の上記発光ユニットストリングが故障する場合、且つ故障数がｚであり、且つ（（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）−ｚ）≧（（ｎ−ｘ）×ｙ＋（ｐ−１）×（ｙ−１））である時に、上記制御モジュールは、ｙ個の上記発光ユニットストリングをオフにする項目１に記載の発光装置。
［項目３］
各上記発光ユニットは、発光素子及び並列スイッチを更に包含し、上記制御モジュールは、上記並列スイッチが導通されるように制御することで対応する上記発光素子を短絡させる項目１に記載の発光装置。
［項目４］
上記制御モジュールは、短絡した発光ユニットの対照表を記憶して、各上記発光ユニットストリングにおける少なくとも１つの短絡した発光ユニット、及び上記短絡した発光ユニットが故障するかどうかを記録する項目１に記載の発光装置。
［項目５］
上記制御モジュールは、上記所定のストリングの短絡を行う場合、上記所定のストリングにおける正常に動作する上記発光ユニットの１つを短絡させるかどうかを判断して、上記正常に動作する発光ユニットを短絡させると、上記正常に動作する発光ユニットへの通電を復帰させ、更に上記短絡した発光ユニットの対照表によって、上記所定のストリングにおける少なくとも１つの正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットがあるかどうかを判断して、正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットの数ｋが故障数ｘより小さく又は等しい場合には、ｋ個の上記正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットへの通電を復帰させ、ｋがｘより大きい場合には、ｘ個の上記正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットへの通電を復帰させ、且つ制御モジュールは、上記所定のストリングの上記発光ユニットを１つずつ短絡させ、上記電流制御ユニットの上記電圧降下値によって、上記正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットを短絡させたかどうかを判断する項目４に記載の発光装置。
［項目６］
上記制御モジュールは、上記所定のストリング以外の各上記発光ユニットストリングの短絡を行う場合、上記短絡した発光ユニットの対照表によって、上記所定のストリング以外の各上記発光ユニットストリングが、上記短絡した発光ユニットを有するかどうかを判断して、上記短絡した発光ユニットの数ｑが（ｘ−ｐ＋１）より大きく又は等しい場合には、上記制御モジュールは、短絡を行わなく、上記発光ユニットの上記短絡した発光ユニットの数ｑが（ｘ−ｐ＋１）より小さい場合には、上記制御モジュールは、（ｘ−ｐ＋１−ｑ）個の短絡していない上記発光ユニットを短絡させる項目４に記載の発光装置。
［項目７］
互いに直列接続する複数の発光ユニットを含む、それぞれの一端が共に直流電圧を受け入れる複数の発光ユニットストリングを備える発光装置の発光モジュールを動作させるステップと、
上記発光ユニットストリングの少なくとも一つに直列接続される複数の電流制御ユニットのそれぞれの電圧降下値を検出して、更に各上記発光ユニットストリングにおける上記発光ユニットが故障するかどうかを判断するステップと、
上記発光ユニットストリングの所定のストリングにおける上記発光ユニットが故障し、且つ故障数ｘが臨界故障数ｐより大きく又は等しい場合、上記所定のストリングにおける故障した上記発光ユニット、及び上記所定のストリング以外の各上記発光ユニットストリングにおける（ｘ−ｐ＋１）個の上記発光ユニットを短絡させて、各上記発光ユニットストリングの受け入れる上記直流電圧を低下させるステップと、
を具備する発光装置の制御方法。
［項目８］
上記発光ユニットストリングの数ｍが各上記発光ユニットストリングに含まれる上記発光ユニットの数ｎより小さく、上記発光装置の制御方法は、上記所定のストリング以外の各上記発光ユニットストリングにおける短絡された上記発光ユニットの数（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）が、上記所定のストリングにおける短絡されていない上記発光ユニットの数（ｎ−ｘ）より大きく又は等しいと判断する場合、上記所定のストリングをオフにし、そして、ｙ個の上記発光ユニットストリングが故障する場合、且つ各ｙ個の上記発光ユニットストリングの故障数がｚであり、且つ（（ｍ−１）×（ｘ−ｐ＋１）−ｚ）≧（（ｎ−ｘ）×ｙ＋（ｐ−１）×（ｙ−１））である時に、ｙ個の上記発光ユニットストリングをオフにするステップを更に具備する項目７に記載の発光装置の制御方法。
［項目９］
上記所定のストリングの短絡を行うステップにおいて、上記所定のストリングにおける正常に動作する上記発光ユニットの１つを短絡させるかどうかを判断して、上記正常に動作する発光ユニットを短絡させると、上記正常に動作する発光ユニットへの通電を復帰させるステップを更に備える項目７に記載の発光装置の制御方法。
［項目１０］
上記所定のストリングにおける少なくとも一つの正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットがあるかどうかを判断して、上記正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットの数ｋが故障数ｘより小さく又は等しい場合には、ｋ個の上記正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットへの通電を復帰させ、ｋがｘより大きい場合には、ｘ個の上記正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットへの通電を復帰させるステップを更に具備し、上記所定のストリングの短絡を行うステップにおいて、上記所定のストリングの上記発光ユニットを１つずつ短絡させ、上記電流制御ユニットの上記電圧降下値によって、上記正常に動作できる且つ短絡された発光ユニットを短絡させたかどうかを判断するステップを更に備える項目９に記載の発光装置の制御方法。
［項目１１］
上記所定のストリング以外の各上記発光ユニットストリングの短絡を行うステップにおいて、上記所定のストリング以外の各上記発光ユニットストリングにおける上記発光ユニットが、上記短絡した発光ユニットを有するかどうかを判断して、上記短絡した発光ユニットの数ｑが（ｘ−ｐ＋１）より大きく又は等しい場合には、短絡を行わなく、上記短絡した発光ユニットの数ｑが（ｘ−ｐ＋１）より小さい場合には、（ｘ−ｐ＋１−ｑ）個の短絡していない上記発光ユニットを短絡させるステップを更に備える項目７に記載の発光装置の制御方法。

【符号の説明】

【0059】

１：発光装置
１０：発光モジュール
１２：制御モジュール
１４：調光制御バス
１６：電源モジュール
１００：発光ユニット
１０２：発光素子
１０４：並列スイッチ
１４０：電流制御ユニット
２００：故障した発光ユニット
２１０：短絡した発光ユニット
４００：発光装置の制御方法
４０１−４０８：ステップ
ＧＮＤ アース端子
Ｖｄｃ 直流電圧
Ｖｙ（ｍ，ｎ）、Ｖｚ１〜Ｖｚｍ 電圧降下

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】