特許 6074195 ＬＥＤ光束制御装置、道路照明装置

(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】6074195

(24)【登録日】2017年1月13日

(45)【発行日】2017年2月1日

(54)【発明の名称】ＬＥＤ光束制御装置、道路照明装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 37/02 20060101AFI20170123BHJP

   F21S 8/08 20060101ALI20170123BHJP

   F21W 111/02 20060101ALN20170123BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20170123BHJP

【ＦＩ】

   H05B37/02 J

   F21S8/08 100

   F21W111:02

   F21Y115:10

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-190396(P2012-190396)

(22)【出願日】2012年8月30日

(65)【公開番号】特開2014-49255(P2014-49255A)

(43)【公開日】2014年3月17日

【審査請求日】2015年8月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】390010054

【氏名又は名称】コイト電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121599

【弁理士】

【氏名又は名称】長石 富夫

(72)【発明者】

【氏名】丸山 和夫

(72)【発明者】

【氏名】古川 賢志

(72)【発明者】

【氏名】田中 典明

【審査官】 田中 友章

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１２９５９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４９３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４２２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０４３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１０５９７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／１２３８００（ＷＯ，Ａ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３７／０２

Ｆ２１Ｓ ８／０８

Ｆ２１Ｗ １１１／０２

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光ダイオードを定電流駆動する駆動源と、
発光ダイオードの順方向電圧を測定する測定部と、
前記発光ダイオードの順方向電圧に対する前記発光ダイオードが放射する光束の強さの特性を示す情報から、前記測定部によって測定された順方向電圧に対する光束の値を求めて前記発光ダイオードの放射する光束が所定の目標値になるように前記発光ダイオードの前記駆動源による駆動状態を制御する光束一定化制御を、繰り返し行う制御部と、
を有し、
前記測定部によって測定される順方向電圧の変化率が、所定値以下に収束したとき、収束前よりも前記光束一定化制御の周期を長くする
ことを特徴とするＬＥＤ光束制御装置。

【請求項2】

複数の発光ダイオードを駆動すると共に、
前記制御部は、前記測定部によって測定された順方向電圧が所定の正常範囲から外れた場合に一部の発光ダイオードの故障と判断する
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光束制御装置。

【請求項3】

残りの正常な発光ダイオードの光束を強めて、前記故障による光束の低下を補う
ことを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ光束制御装置。

【請求項4】

前記駆動源による前記発光ダイオードの駆動をオンオフするスイッチングトランジスタを備え、
前記測定部は、発光ダイオードの両端電圧を分圧する分圧抵抗器と、
前記分圧抵抗器の出力する分圧電圧と基準電圧との差を増幅する差動増幅回路と、前記差動増幅回路の出力電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、
前記制御部は、前記スイッチングトランジスタをオンオフすることによって前記発光ダイオードの駆動状態をパルス幅変調方式で制御すると共に、前記Ａ／Ｄ変換器の出力値から前記発光ダイオードの順方向電圧を換算し、該換算して得た順方向電圧に基づいて前記光束一定化制御を行う
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のＬＥＤ光束制御装置。

【請求項5】

道路を上方から照明する道路照明装置であって、
透光板で覆われた照射口を有する筐体と、
前記筐体に収容された複数の発光ダイオードと、
前記複数の発光ダイオードを駆動する請求項１乃至４のいずれか１つに記載のＬＥＤ光束制御装置と、
を有する
ことを特徴とする道路照明装置。

【請求項6】

複数の発光ダイオードが配列された発光モジュールを複数備え、
発光モジュール別に複数のＬＥＤ光束制御装置を備え、
一の発光モジュールで生じた故障による明るさの低下を、他の発光モジュールの明るさを増加させて補うように、前記複数のＬＥＤ光束制御装置が連携する
ことを特徴とする請求項５に記載の道路照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬＥＤを一定の光束（明るさ）で点灯させるＬＥＤ光束制御装置および道路照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、道路の脇に立設された支柱の上部に設置されて、下方の道路を照明する道路照明装置などでは、省エネルギーの要請等から光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）が採用される。

【0003】

ＬＥＤの光束（明るさ）を制御する技術として、光センサで光束を測定し、目標の光束に制御する技術がある。

【0004】

また、ＬＥＤの光束は温度（特に、ジャンクション温度）に大きく依存するので、温度センサでＬＥＤの周囲温度を測定し、周囲温度から光束を推定して制御することも行われる。

【0005】

また、ＬＥＤを駆動するオペアンプにＬＥＤの順方向電圧でフィードバックをかけることで、温度に依存した光束の変化を抑制するようにしたＬＥＤ駆動回路が考案されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３０００６６７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

光センサや温度センサを用いる方法では、センサを設ける分だけ、コストアップを招く。特に、複数の光源モジュールを使用する照明装置では、光源モジュール毎にセンサを設ける必要があり、コストの上昇が大きい。

【0008】

一方、特許文献１に開示のＬＥＤ駆動回路では温度に依存した光束の変動をある程度は抑制できるものの、十分でない。

【0009】

特に、道路照明装置では筐体の熱容量が大きく、電源ＯＮから温度が上昇して安定するまでに比較的長い時間を要するので、その間の明るさの変動を抑制することが要請される。

【0010】

本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、ＬＥＤの発する光束を、光センサや温度センサなどのセンサを用いることなく高い精度で一定に制御することのできるＬＥＤ光束制御装置および道路照明装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。

【0012】

［１］発光ダイオードを定電流駆動する駆動源と、
発光ダイオードの順方向電圧を測定する測定部と、
前記発光ダイオードの順方向電圧に対する前記発光ダイオードが放射する光束の強さの特性を示す情報から、前記測定部によって測定された順方向電圧に対する光束の値を求めて前記発光ダイオードの放射する光束が所定の目標値になるように前記発光ダイオードの前記駆動源による駆動状態を制御する光束一定化制御を、繰り返し行う制御部と、
を有し、
前記測定部によって測定される順方向電圧の変化率が、所定値以下に収束したとき、収束前よりも前記光束一定化制御の周期を長くする
ことを特徴とするＬＥＤ光束制御装置。

【0013】

上記発明では、発光ダイオードの順方向電圧を測定し、その測定値から発光ダイオードの光束を求め、この光束が目標値になるように発光ダイオードの駆動状態を制御する。これにより、温度に依存した明るさの変動がなくなる。

【0015】

上記発明では、順方向電圧が安定、すなわち、温度が安定した後は、安定前より光束一定化制御の制御周期を長くする。これにより、ＣＰＵなどが行う制御の処理負担が軽減される。

【0016】

［２］複数の発光ダイオードを駆動すると共に、
前記制御部は、前記測定部によって測定された順方向電圧が所定の正常範囲から外れた場合に一部の発光ダイオードの故障と判断する
ことを特徴とする［１］に記載のＬＥＤ光束制御装置。

【0017】

上記発明では、直列に接続した複数の発光ダイオードを駆動しており、その一部が故障すると、直列接続された複数の発光ダイオード全体として順方向電圧の変化が、温度に依存した変動よりも急激にかつ十分大きく生じるので、それを持って、故障を検出する。

【0018】

［３］残りの正常な発光ダイオードの光束を強めて、前記故障による光束の低下を補う
ことを特徴とする［２］に記載のＬＥＤ光束制御装置。

【0019】

たとえば、複数の発光ダイオードの一部がショート故障した場合には、他の正常な発光ダイオードの光束を強めて全体としての光束の低下を補う。また、器具内の多数の発光ダイオードが複数のグループに区分され、グループ毎に別のＬＥＤ光束制御装置で駆動されているような場合には、いずれかのグループでオープン故障が生じた場合に、その故障による光束の低下を他のグループの明るさを強めて補う。

【0020】

［４］前記駆動源による前記発光ダイオードの駆動をオンオフするスイッチングトランジスタを備え、
前記測定部は、発光ダイオードの両端電圧を分圧する分圧抵抗器と、
前記分圧抵抗器の出力する分圧電圧と基準電圧との差を増幅する差動増幅回路と、前記差動増幅回路の出力電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、
前記制御部は、前記スイッチングトランジスタをオンオフすることによって前記発光ダイオードの駆動状態をパルス幅変調方式で制御すると共に、前記Ａ／Ｄ変換器の出力値から前記発光ダイオードの順方向電圧を換算し、該換算して得た順方向電圧に基づいて前記光束一定化制御を行う
ことを特徴とする［１］乃至［３］のいずれか１つに記載のＬＥＤ光束制御装置。

【0021】

上記発明では、ＣＰＵが、ＰＷＭのデューティ比によって明るさを制御する。

【0022】

［５］道路を上方から照明する道路照明装置であって、
透光板で覆われた照射口を有する筐体と、
前記筐体に収容された複数の発光ダイオードと、
前記複数の発光ダイオードを駆動する［１］乃至［５］のいずれか１つに記載のＬＥＤ光束制御装置と、
を有する
ことを特徴とする道路照明装置。

【0023】

上記発明では、道路照明装置の明るさが温度に依存せずに一定に制御される。

【0024】

［６］複数の発光ダイオードが配列された発光モジュールを複数備え、
発光モジュール別に複数のＬＥＤ光束制御装置を備え、
一の発光モジュールで生じた故障による明るさの低下を、他の発光モジュールの明るさを増加させて補うように、前記複数のＬＥＤ光束制御装置が連携する
ことを特徴とする［５］に記載の道路照明装置。

【0025】

上記発明では、各発光モジュールは別々のＬＥＤ光束制御装置で駆動されており、いずれかの発光モジュールで故障（たとえば、オープン故障）が生じた場合に、その故障による光束の低下を他の発光モジュールの明るさを強めて補う。

【発明の効果】

【0026】

本発明に係るＬＥＤ光束制御装置および道路照明装置によれば、ＬＥＤの発する光束を、光センサや温度センサなどのセンサを用いることなく高い精度で一定に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施の形態に係るＬＥＤ光束制御装置の構成を示す回路図である。

【図2】ＰＷＭで駆動されたＬＥＤの順方向電圧をＡＤ変換器でサンプリングするタイミングを示す図である。

【図3】周囲温度−順方向電圧の特性を示す図である。

【図4】周囲温度−相対光束の特性を示す図である。

【図5】順方向電圧−相対光束の特性を示す図である。

【図6】ＬＥＤ光束制御装置のＣＰＵが行う処理を示す流れ図である。

【図7】本発明の実施の形態に係る道路照明装置の設置例を示す図である。

【図8】本発明の実施の形態に係る道路照明装置を示す斜視図である。

【図9】本発明の実施の形態に係る道路照明装置の正面、下面、上面、背面、側面を示す図である。

【図10】本発明の実施の形態に係る道路照明装置の内部（発光モジュールの配列）を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

【0029】

図１は、本発明の実施の形態に係るＬＥＤ光束制御装置１０の回路構成を示している。ＬＥＤ光束制御装置１０は、駆動対象である発光ダイオード（Light Emitting Diode：以下、ＬＥＤ５とする）の放射する光束を予め定めた一定の目標値に保つようにＬＥＤ５を駆動する機能を果たす。

【0030】

ＬＥＤ光束制御装置１０は、ＬＥＤ５を定電流駆動するための電源部１１および定電流回路１８と、電源部１１と定電流回路１８との間に介装されたスイッチングトランジスタ１２と、ＬＥＤ５の両端電圧（順方向電圧）を分圧する分圧抵抗器（第１抵抗器１３および第２抵抗器１４）と、分圧電圧と基準電圧との差の電圧を増幅する差動増幅回路１５と、Ａ／Ｄ（analog to digital）変換器１６を内蔵したＣＰＵ（Central Processing Unit）１７とから構成される。

【0031】

詳細には、電源部１１の出力はＰＮＰ型のスイッチングトランジスタ１２のエミッタに接続されている。スイッチングトランジスタ１２のコレクタは定電流回路１８を経てＬＥＤ５のアノードに接続され、ＬＥＤ５のカソードは接地されている。ＬＥＤ５のアノードと接地との間の電圧をＶｆ_１とする。電圧Ｖｆ_１はＬＥＤ５の順方向電圧である。

【0032】

分圧用の第１抵抗器１３の一端はＬＥＤ５のアノードに接続され、第１抵抗器１３の他端は第２抵抗器１４の一端および差動増幅回路１５の入力に接続されている。第２抵抗器１４の他端は接地されている。第１抵抗器１３の抵抗値をＲ１、第２抵抗器１４の抵抗値をＲ２とする。第１抵抗器１３と第２抵抗器１４との接続箇所の電圧（分圧電圧：差動増幅回路１５へ入力される電圧）をＶｆ_２とする。

【0033】

差動増幅回路１５には、別途、基準電圧Ｖｆ_０が入力されており、差動増幅回路１５はこの基準電圧Ｖｆ_０と分圧電圧Ｖｆ_２との差の電圧をＢ倍に増幅する。差動増幅回路１５の出力電圧をΔＶｆとする。差動増幅回路１５の出力ΔＶｆは、ＣＰＵ１７の内蔵するＡ／Ｄ変換器１６に入力されて、デジタル値に変換される。

【0034】

ＣＰＵ１７はＡ／Ｄ変換器１６の出力を取り込み、スイッチングトランジスタ１２のオンオフを制御するＰＷＭ（Pulse Width Modulation、パルス幅変調）信号をスイッチングトランジスタ１２のベースへ出力する。ＣＰＵ１７は、ＰＷＭ方式でＬＥＤ５の駆動状態を制御する。

【0035】

上記のＬＥＤ光束制御装置１０の動作を説明する。

【0036】

定電流回路１８はＬＥＤ５を定電流駆動する。分圧抵抗器（第１抵抗器１３と第２抵抗器１４）は、ＬＥＤ５の順方向電圧Ｖｆ_１を分圧することで、Ｖｆ_１を扱い易い電圧Ｖｆ_２に変換する。Ｖｆ_２は下記の（１）式で表される。

【0037】

【数1】

【0038】

順方向電圧の変化量は微小（数十ｍＶ〜数百ｍＶ）であるため、差動増幅回路１５により順方向電圧の変化量をＢ倍する。なお、ΔＶｆは順方向電圧の変化量であり、Ｖｆ_０は順方向電圧の変化量を算出するための基準電圧であり、例えば接合温度が２５℃のときの順方向電圧を採用する。ΔＶｆは、以下の（２）式で表される。

【0039】

【数2】

【0040】

ＣＰＵ１７は、ΔＶｆをＡ／Ｄ変換器１６でＡ／Ｄ変換して取り込み、ＬＥＤ５の順方向電圧であるＶｆ_１を算出する。Ｖｆ_１は、以下の（３）式で表される。

【0041】

【数3】

【0042】

なお、図２に示すように、Ａ／Ｄ変換はＰＷＭで駆動された定電流回路１８の出力電圧がHighのタイミングに同期して行なう。図２では、Ａ／Ｄ変換するタイミングを矢印２１で示してある。

【0043】

ＣＰＵ１７は、Ｖｆ_１を、より高精度とするために、Ｎ回サンプリングし、その平均値Ｖｆaveを算出する。Ｖｆaveは、以下の（４）式で表される。

【0044】

【数4】

【0045】

ここで、ＬＥＤ５が、Ｍ個のＬＥＤを直列接続したものの場合、１個当たりのＬＥＤの順方向電圧は以下の（５）式で表される。

【0046】

【数5】

【0047】

ＣＰＵ１７は、算出したＶｆeに基づいて、ＬＥＤ５の放射する光束が所定の目標値に維持されるように、ＰＷＭ信号のデューティ比を制御する。

【0048】

ＬＥＤ５の周囲温度と順方向電圧の特性は図３で表され、ＬＥＤ５の周囲温度と相対光束の特性は図４で表される。なお、図３、図４は共に、ＬＥＤ５に流す電流Ｉｆが７００ｍＡのときの特性である。図４の相対光束は、７００ｍＡで駆動したときの光束を１としたときの値を示す。

【0049】

図３、図４の特性を統合すれば、順方向電圧と相対光束の特性は図５に示すものになる。図５も、ＬＥＤ５の駆動電流Ｉｆが７００ｍＡのときの特性である。なお、図３〜図５は、ＬＥＤが１個の場合の特性である。

【0050】

ＣＰＵ１７は内蔵するＲＯＭ（Read Only Memory）などに、上記の順方向電圧と相対光束との関係を示す特性を、たとえば、近似式、あるいはテーブル形式で記憶している。ＣＰＵ１７は、算出したＶｆeに対応する相対光束を上記の特性から求め、現時点でＬＥＤ５が放射している光束を推定する。そして、ＣＰＵ１７は、ＬＥＤ５の放射する光束が目標値となるようなＰＷＭのデューティ比を求め、そのデューティ比を有するＰＷＭ信号を出力する。

【0051】

ＬＥＤ５（ＬＥＤ１個当たり）の放射する光束φは、以下に示す（６）式で表される。

【0052】

【数6】

ここで、Ｌ：相対光束、Ｄ：ＰＷＭのデューティ比、φ_Ｖ：Ｉｆ＝７００ｍＡのときの光束、φ：現在の光束、とする。φ_Ｖは予め測定されてＲＯＭに記憶されている。

【0053】

また以下の（７）式は、（６）式を変形して得た、デューティ比Ｄを求める式である。現在の光束φの値として目標値を代入すれば、その目標値の光束が放射されるようにＬＥＤ５を駆動するためのデューティ比が導出される。ＣＰＵ１７はこの求めたデューティ比のＰＷＭ信号を出力する。

【0054】

【数7】

【0055】

ＬＥＤ光束制御装置１０は、上記の制御（光束一定化制御とする）を繰り返し行うことで、ＬＥＤ５が放射する光束が常に一定値（目標値）になるように制御する。これにより、ＬＥＤ５の周囲温度が変化しても、ＬＥＤ５の放射する光束を一定に保つことができる。特に、電源オンの直後にＬＥＤ５の温度が大きく変動した場合でも、ＬＥＤ５の放射する光束を一定に保つことができる。

【0056】

＜光束一定化制御の周期＞
ＬＥＤ５の電源投入直後は、ＬＥＤ５の温度変化が大きい（速い）ため光束の変化も大きい（速い）。そのため、光束一定化制御の周期は短くする。しかし、ＬＥＤ５の温度が安定した後は光束も安定するため、周期を長くしても光束を一定に維持することができる。また、周期を長くすれば、その分、ＣＰＵ１７の負荷が軽減される。

【0057】

そこで、ＬＥＤ５の光束が安定したことを判断し、安定状態では光束一定化制御の周期を安定する前より長くするように制御する。具体的には、現在のＶｆeと前回のＶｆeとの差分が、例えば１０秒間連続で−０．１Ｖ〜０．１Ｖの範囲にあれば、安定していると判断し、Ａ／Ｄ変換のサンプリング周期を長くする。なお、Ａ／Ｄ変換のサンプリング周期をＱ、Ｖｆeを求める際のサンプリング回数をＮとすると、光束一定化制御の周期は、凡そ、Ｑ×Ｎとなるので、Ａ／Ｄ変換のサンプリング周期Ｑを長くすることで、結果的に、光束一定化制御の周期が長くなる。

【0058】

ＣＰＵ１７は、起動時はサンプリング周期を２０ｍｓとして動作を開始し、その後は、以下の条件でサンプリング周期を決める。
・１０秒間連続で、｜Ｖｆe−Ｖｆe_{_ＯＬＤ}｜＞０．１Ｖのとき、サンプリング周期＝２０ｍｓ、
・１０秒間連続で、｜Ｖｆe−Ｖｆe_{_ＯＬＤ}｜≦０．１Ｖのとき、サンプリング周期＝１０００ｍｓ
なお、Ｖｆe_{_ＯＬＤ}は、前回のＶｆeを表す。また、｜Ｖｆe−Ｖｆe_{_ＯＬＤ}｜は（Ｖｆe−Ｖｆe_{_ＯＬＤ}）の絶対値を示す。

【0059】

図６は、ＬＥＤ光束制御装置１０のＣＰＵ１７が行う処理の流れを示している。ＣＰＵ１７は、電源オン直後からこの処理を繰り返し行う。

【0060】

まず、差動増幅回路１５から入力されているΔＶｆをＡ／Ｄ変換器１６でＡ／Ｄ変換して取り込む（ステップＳ１０１）。そして、前述の（３）式から、ＬＥＤ５の順方向電圧Ｖｆ_１を算出する（ステップＳ１０２）。Ｎ回サンプリングしていなければ（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻る。なお、初期のサンプリング周期は２０ｍｓになっている。Ｎ回のサンプリングが完了したならば（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、Ｎ回分のＶｆ_１を平均したＶｆaveを算出し、さらに、直列接続されているＬＥＤの個数ＭでＶｆaveを除して、ＬＥＤ１個当たりの順方向電圧であるＶｆeを求める（ステップＳ１０４）。

【0061】

次に、順方向電圧と相対光束の特性からＶｆeに対応する相対光束を求め（ステップＳ１０５）、これを（７）式に代入して、ＬＥＤ５の放射する光束が目標値になるＰＷＭのデューティ比を求め、該デューティ比にＰＷＭ信号のデューティ比を変更する（ステップＳ１０６）。

【0062】

次に、Ｖｆeが安定したか否かを判断し（ステップＳ１０７）、安定してなければ（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、Ａ／Ｄ変換のサンプリング周期を２０ｍｓに設定して（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０１に戻る。Ｖｆeが安定している場合は（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、Ａ／Ｄ変換のサンプリング周期を１０００ｍｓに設定して（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０１に戻る。

【0063】

＜故障への対応＞
現在のＶｆaveと前回のＶｆaveを比較し、ＬＥＤ５のオープン故障またはショート故障を検知する。たとえば、１個のＬＥＤ５の順方向電圧が３．０Ｖのとき、現在のＶｆaveと前回のＶｆaveの差が３．０Ｖ以上であればオープン故障と判断する。また、現在のＶｆaveと前回のＶｆaveの差が−３．０Ｖ以下の場合はショート故障と判断する。すなわち、
Ｖｆave−Ｖｆave_{_ＯＬＤ}≧３．０Ｖ・・・オープン故障
Ｖｆave−Ｖｆave_{_ＯＬＤ}≦−３．０Ｖ・・・ショート故障
と判断する。

【0064】

これにより、正常なＬＥＤ５を調光し、適切な光束を維持することができる。たとえば、照明装置が複数のＬＥＤ５を直列に接続した発光モジュールを複数有し、発光モジュール毎にＬＥＤ光束制御装置１０を設けて駆動しているものとする。このとき、１つの発光モジュールで上記の故障が検出されたとき、同じ発光モジュール内の正常なＬＥＤや他の正常な発光モジュールの放射する光束を強くするように制御して、照明装置全体としての光束の低下を補う。

【0065】

たとえば、ＬＥＤが１４個直列接続されている発光モジュールを駆動している場合に、Ｖｆaveが正常値より９Ｖ下がった場合は、ＬＥＤが３個ショート故障したと判断する。このとき、残りの正常な１１個のＬＥＤ、およびまたは、他の発光モジュールの光束を上げる。Ｖｆaveが正常値より３Ｖ以上上がった場合は、ＬＥＤがオープン故障したと判断する。この場合、オープン故障の生じた発光モジュールの全てのＬＥＤが不点灯なので、正常な他の発光モジュールの光束を上げる。

【0066】

図７は、上記ＬＥＤ光束制御装置１０によってＬＥＤ５を駆動する道路照明装置６０の設置例を示している。道路照明装置６０は、道路５２の脇に立設された支柱５３の上部に取り付けられて、上方から道路５２およびその周辺を照明する。道路照明装置６０は、道路の長手方向に沿って数十ｍ（たとえば、４０ｍ）間隔で設置される。なお、各図において矢印Ｌは道路５２の長手方向（縦断方向）を、矢印Ｗは道路５２の幅方向（横断方向）をそれぞれ示す。

【0067】

図８は、道路照明装置６０を斜め前方上方から見た斜視図である。図９は、道路照明装置６０の正面、下面、上面、背面、側面を示す。道路照明装置６０は、下面側に光の照射口を有する筐体６１と、この筐体６１に収容された複数の発光モジュール７０（図１０参照）と、発光モジュール７０を駆動するＬＥＤ光束制御装置１０などで構成される。筐体６１の主要部は、溶かした金属を鋳型に流し込み、冷却、凝固させて製作された鋳造品である。

【0068】

道路照明装置６０の筐体６１は、道路照明装置６０を支柱５３に固定するための金具や発光モジュール７０を駆動するＬＥＤ光束制御装置１０を収容する基部６２と、基部６２から前方へ延設された、横長の略長方形で比較的薄い中空の箱形状を成した本体部６４とから構成される。

【0069】

本体部６４の下面には、略長方形の照射口６６が開口されている。照射口６６には、パッキンを挟んで透光板６８が嵌め込まれている。透光板６８は、光を透過する板状部材であり、ガラスや樹脂などで構成される。

【0070】

図１０は、透光板６８を取り外した状態の道路照明装置６０を下面側から見た様子を示している。本体部６４の中には、本体部６４の内側から照射口６６を臨むようにして、複数の発光モジュール７０が収容されている。

【0071】

発光モジュール７０は、平らな基板上に、複数のＬＥＤ５を配列して備えると共に、各ＬＥＤ５にレンズ７５を被せて構成される。ここでは、長方形の基板上に、レンズ７５の被せられたＬＥＤ５が、２×７の行列状に１４個配列されている。本体部６４の中には、上記の発光モジュール７０が、３×２の行列状に配列されて６枚取り付けられる。なお、発光モジュール７０の取り付け枚数は増減可能になっている。

【0072】

ＬＥＤ光束制御装置１０は、発光モジュール７０別に複数設けられている。各ＬＥＤ光束制御装置１０は対応する１つの発光モジュール７０を駆動する。各発光モジュール７０内の複数のＬＥＤ５は直列に接続されている。ＬＥＤ光束制御装置１０は、直列に接続された１４個のＬＥＤ５を駆動する。

【0073】

道路照明装置６０は、筐体６１が鋳造により製作されており、熱容量が大きい。このため、点灯開始からの温度上昇が安定するまでに比較的長い時間を要する。よって、ＬＥＤ光束制御装置１０によって光束一定化制御を行わない場合には、点灯開始直後は、目標より明るくなり、温度上昇に従って次第に暗くなるというように、明るさが比較的長い時間にかけて変動する。

【0074】

しかし、道路照明装置６０は、ＬＥＤ光束制御装置１０によって光束一定化制御が行われるので、点灯開始直後から目標の明るさを維持することができる。

【0075】

また、いずれかの発光モジュール７０にてＬＥＤ５のショート故障が生じたとき、ショート故障を検出したＬＥＤ光束制御装置１０は、該ショート故障による明るさの低下を補うように、自装置の制御する発光モジュール７０内の正常な他のＬＥＤ５の明るさ強めるように制御する。あるいは、ショート故障の生じた発光モジュールと他の発光モジュールの双方の明るさを調整して、故障による光束の低下を補うようにしてもよい。

【0076】

オープン故障を検出したときは、その故障の生じた発光モジュール７０全体が発光しなくなるので、その故障の生じた発光モジュール７０を駆動していたＬＥＤ光束制御装置１０は、オープン故障の発生を他のＬＥＤ光束制御装置１０へ通知する。これを受けた他の正常なＬＥＤ光束制御装置１０は、故障による明るさの低下を補うように、自装置が駆動する発光モジュール７０の明るさが通常より明るくなるように制御する。たとえば、６枚の発光モジュール７０の中の１枚がオープン故障したとき、他の正常な５枚の発光モジュール７０の明るさがそれぞれ２０％増加するように制御される。

【0077】

なお、複数のＬＥＤ光束制御装置１０の中の１つをマスタとし、故障の発生に関する情報をマスタに収集し、マスタがすべてのＬＥＤ光束制御装置１０に対して、制御目標の明るさを指示することで、故障による明るさ低下を全体として補うように構成されてもよい。

【0078】

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

【0079】

たとえば、実施の形態ではＰＷＭ方式で明るさを制御するようにしたが、制御の方式はこれに限定されない。

【0080】

順方向電圧と相対光束の特性を示す情報は、たとえば、周囲温度と順方向電圧の特性と、周囲温度と相対光束の特性の情報を有し、これらから求めるようにされてもよい。

【0081】

光束一定化制御の周期は、実施の形態で例示した２０ｍｓと１０００ｍｓに限定されず、適宜に設定すればよいが、電源オンの直後は周期を短くすることが望ましい。周期の変更は２段階に限らず、３段階以上に細かく変更してもよい。

【0082】

実施の形態では、故障を検出して明るさを補うように制御する例を示したが、故障の検出を、たとえば、道路照明装置を管理する管理事務所などにネットワーク経由で自動通知するように構成されてもよい。

【符号の説明】

【0083】

５…ＬＥＤ
１０…ＬＥＤ光束制御装置
１１…電源部
１２…スイッチングトランジスタ
１３…第１抵抗器
１４…第２抵抗器
１５…差動増幅回路
１６…Ａ／Ｄ変換器
１７…ＣＰＵ
１８…定電流回路
２１…サンプリングタイミング
５２…道路
５３…支柱
６０…道路照明装置
６１…筐体
６２…基部
６４…本体部
６６…照射口
６８…透光板
７０…発光モジュール
７５…レンズ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】