JP6074195B2 - LED luminous flux control device, road lighting device - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to an LED light flux control device and a road illumination device that light an LED with a constant light flux (brightness).
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。 2. Description of the Related Art In recent years, an LED (light emitting diode) is employed as a light source in a road lighting device or the like that is installed at an upper portion of a support column that stands on the side of a road and illuminates a road below.
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。 As a technique for controlling the luminous flux (brightness) of the LED, there is a technique for measuring the luminous flux with an optical sensor and controlling it to a target luminous flux.
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。 Further, since the luminous flux of the LED greatly depends on the temperature (particularly the junction temperature), the ambient temperature of the LED is measured by a temperature sensor, and the luminous flux is estimated from the ambient temperature and controlled.
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)。 In addition, an LED driving circuit has been devised in which an operational amplifier for driving an LED is fed back with a forward voltage of the LED to suppress a change in light flux depending on temperature (see Patent Document 1).
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。 In the method using an optical sensor or a temperature sensor, the cost increases as much as the sensor is provided. In particular, in an illuminating device using a plurality of light source modules, it is necessary to provide a sensor for each light source module, which increases the cost.
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。 On the other hand, although the LED drive circuit disclosed in Patent Document 1 can suppress the fluctuation of the luminous flux depending on the temperature to some extent, it is not sufficient.
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。 In particular, in the road lighting device, the heat capacity of the housing is large, and since it takes a relatively long time for the temperature to rise and stabilize after the power is turned on, it is required to suppress fluctuations in brightness during that time.
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。 The present invention is intended to solve the above-described problem, and an LED light flux control device and a road that can control the light flux emitted from an LED uniformly with high accuracy without using a sensor such as an optical sensor or a temperature sensor. The object is to provide a lighting device.
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。 The gist of the present invention for achieving the object lies in the inventions of the following items.
[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。
[1] a driving source for driving the light emitting diode at a constant current;
A measurement unit for measuring the forward voltage of the light emitting diode;
From the information indicating the characteristic of the intensity of the luminous flux emitted by the light emitting diode with respect to the forward voltage of the light emitting diode, the value of the luminous flux with respect to the forward voltage measured by the measuring unit is obtained to obtain the luminous flux emitted by the light emitting diode. A controller that repeatedly performs light flux stabilization control for controlling a driving state of the light emitting diode by the driving source so as to be a predetermined target value;
I have a,
When the rate of change of the forward voltage measured by the measuring unit converges to a predetermined value or less, the LED light flux control device makes the light flux stabilization control period longer than before the convergence .
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。 In the above invention, the forward voltage of the light emitting diode is measured, the luminous flux of the light emitting diode is obtained from the measured value, and the driving state of the light emitting diode is controlled so that this luminous flux becomes the target value. Thereby, the fluctuation of the brightness depending on the temperature is eliminated.
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。 In the above invention, after the forward voltage is stable, that is, after the temperature is stabilized, the control period of the light flux stabilization control is made longer than before the stabilization. Thereby, the processing load of the control performed by the CPU or the like is reduced.
[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。
[ 2 ] While driving a plurality of light emitting diodes,
The LED light flux control device according to [1], wherein the control unit determines that some of the light emitting diodes are faulty when a forward voltage measured by the measurement unit is out of a predetermined normal range. .
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。 In the above invention, when a plurality of light emitting diodes connected in series are driven and a part of them is broken, the change in the forward voltage as a whole of the plurality of light emitting diodes connected in series is more rapid than the fluctuation depending on the temperature. Therefore, the failure is detected by holding it.
[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。
[ 3 ] The LED luminous flux control device according to [ 2 ], wherein the luminous flux of the remaining normal light emitting diodes is strengthened to compensate for the decrease in luminous flux due to the failure.
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。 For example, when some of the plurality of light emitting diodes are short-circuited, the luminous flux of other normal light emitting diodes is strengthened to compensate for the decrease in the luminous flux as a whole. In addition, when a large number of light emitting diodes in the instrument are divided into a plurality of groups and driven by different LED light flux control devices for each group, when an open failure occurs in any group, To compensate for the decrease in luminous flux due to the failure, the brightness of other groups is increased.
[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。
[ 4 ] comprising a switching transistor for turning on and off the driving of the light emitting diode by the driving source,
The measurement unit includes a voltage dividing resistor that divides the voltage across the light emitting diode, and
A differential amplifier circuit that amplifies the difference between the divided voltage output from the voltage dividing resistor and a reference voltage; and an A / D converter that performs A / D conversion on the output voltage of the differential amplifier circuit;
The control unit controls the driving state of the light emitting diode by a pulse width modulation method by turning on and off the switching transistor, converts the forward voltage of the light emitting diode from the output value of the A / D converter, The LED light flux control device according to any one of [1] to [ 3 ], wherein the light flux stabilization control is performed based on a forward voltage obtained by the conversion.
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。 In the above invention, the CPU controls the brightness by the PWM duty ratio.
[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。
[ 5 ] A road lighting device for lighting a road from above,
A housing having an irradiation port covered with a light-transmitting plate;
A plurality of light emitting diodes housed in the housing;
The LED light flux control device according to any one of [1] to [5], which drives the plurality of light emitting diodes;
A road lighting device characterized by comprising:
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。 In the above invention, the brightness of the road lighting device is controlled to be constant without depending on the temperature.
[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。
[ 6 ] A plurality of light emitting modules in which a plurality of light emitting diodes are arranged,
A plurality of LED light flux control devices are provided for each light emitting module,
[ 5 ], wherein the plurality of LED light flux control devices cooperate to increase the brightness of another light emitting module to compensate for a decrease in brightness caused by a failure in one light emitting module. Road lighting equipment.
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。 In the above invention, each light emitting module is driven by a separate LED light flux control device, and when a failure (for example, an open failure) occurs in any of the light emitting modules, the reduction of the light flux due to the failure is reduced to the other light emitting modules. Increase the brightness of to compensate.
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。 According to the LED light beam control device and the road lighting device according to the present invention, the light beam emitted from the LED can be controlled to be constant with high accuracy without using a sensor such as an optical sensor or a temperature sensor.
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
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。
FIG. 1 shows a circuit configuration of an LED light
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。
The LED light
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Vf1とする。電圧Vf1はLED5の順方向電圧である。
Specifically, the output of the
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Vf2とする。
One end of the first
差動増幅回路15には、別途、基準電圧Vf0が入力されており、差動増幅回路15はこの基準電圧Vf0と分圧電圧Vf2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。
A reference voltage Vf 0 is separately input to the
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。
The CPU 17 takes in the output of the A /
上記のLED光束制御装置10の動作を説明する。
The operation of the LED light
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Vf1を分圧することで、Vf1を扱い易い電圧Vf2に変換する。Vf2は下記の(1)式で表される。
The constant
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、Vf0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。
Since the amount of change in the forward voltage is very small (several tens of mV to several hundred mV), the amount of change in the forward voltage is multiplied by B by the
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Vf1を算出する。Vf1は、以下の(3)式で表される。
The CPU 17 takes in ΔVf by A / D conversion by the A /
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。
As shown in FIG. 2, the A / D conversion is performed in synchronization with the timing when the output voltage of the constant
CPU17は、Vf1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。 In order to make Vf 1 more accurate, the CPU 17 samples N times and calculates an average value Vfave. Vfave is expressed by the following equation (4).
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。
Here, when the
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。
Based on the calculated Vfe, the CPU 17 controls the duty ratio of the PWM signal so that the luminous flux emitted from the
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。
The ambient temperature and forward voltage characteristics of the
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。
If the characteristics of FIGS. 3 and 4 are integrated, the characteristics of the forward voltage and the relative luminous flux are as shown in FIG. FIG. 5 also shows the characteristics when the drive current If of the
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。
The CPU 17 stores, in an internal ROM (Read Only Memory) or the like, characteristics indicating the relationship between the forward voltage and the relative light flux, for example, in an approximate expression or a table format. The CPU 17 obtains the relative luminous flux corresponding to the calculated Vfe from the above characteristics, and estimates the luminous flux emitted by the
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。 The luminous flux φ emitted from the LED 5 (per LED) is expressed by the following equation (6).
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。
The following equation (7) is an equation for obtaining the duty ratio D obtained by modifying the equation (6). If the target value is substituted as the current value of the light flux φ, the duty ratio for driving the
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。
The LED light
<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。
<Frequency control period>
Immediately after the
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。
Therefore, it is determined that the luminous flux of the
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。
The CPU 17 starts the operation with a sampling period of 20 ms at startup, and thereafter determines the sampling period under the following conditions.
・ For 10 seconds, when | Vfe− Vfe_OLD |> 0.1V, sampling period = 20 ms,
・ For 10 seconds, when | Vfe− Vfe_OLD | ≦ 0.1V, sampling period = 1000 ms
It should be noted, Vfe _OLD represents the last Vfe. Moreover, | Vfe-Vfe _OLD | indicates the absolute value of (Vfe-Vfe _OLD).
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。
FIG. 6 shows the flow of processing performed by the CPU 17 of the LED light
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Vf1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Vf1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)。
First, ΔVf input from the
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)。
Next, a relative luminous flux corresponding to Vfe is obtained from the characteristics of the forward voltage and the relative luminous flux (step S105), and this is substituted into the equation (7), and the duty ratio of PWM at which the luminous flux emitted from the
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。 Next, it is determined whether or not Vfe is stable (step S107). If not stable (step S107; No), the A / D conversion sampling period is set to 20 ms (step S108), and step S101. Return to. If Vfe is stable (step S107; Yes), the A / D conversion sampling period is set to 1000 ms (step S109), and the process returns to step S101.
<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。
<Response to failure>
The current Vfave and the previous Vfave are compared, and an open failure or a short failure of the
Vfave-Vfave _OLD ≧ 3.0V ··· it is determined that the open failure Vfave-Vfave _OLD ≦ -3.0V ··· short-circuit failure.
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。
Thereby, normal LED5 can be dimmed and a suitable light beam can be maintained. For example, it is assumed that the lighting device has a plurality of light emitting modules in which a plurality of
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。 For example, when driving a light emitting module in which 14 LEDs are connected in series, if Vfave is 9 V lower than the normal value, it is determined that 3 LEDs have failed. At this time, the luminous fluxes of the remaining 11 normal LEDs and / or other light emitting modules are increased. If Vfave is higher than the normal value by 3 V or more, it is determined that the LED has an open failure. In this case, since all LEDs of the light emitting module in which the open failure has occurred are not lit, the luminous flux of other normal light emitting modules is increased.
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。
FIG. 7 shows an installation example of the
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。
FIG. 8 is a perspective view of the
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。
A housing 61 of the
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。
A substantially
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。
FIG. 10 shows a state in which the
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。
The
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。
A plurality of LED light
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。
In the
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。
However, the
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。
Further, when a short-circuit failure of the
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。
When an open failure is detected, the entire
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。
One of the plurality of LED light
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。 The embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to that shown in the embodiment, and there are changes and additions within the scope of the present invention. Are also included in the present invention.
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。 For example, in the embodiment, the brightness is controlled by the PWM method, but the control method is not limited to this.
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。 The information indicating the characteristics of the forward voltage and the relative luminous flux may be obtained from, for example, information on the characteristics of the ambient temperature and the forward voltage and the characteristics of the ambient temperature and the relative luminous flux.
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。 The cycle of light flux stabilization control is not limited to 20 ms and 1000 ms exemplified in the embodiment, and may be set appropriately. However, it is desirable to shorten the cycle immediately after the power is turned on. The change of the period is not limited to two stages, and may be finely changed to three stages or more.
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。 In the embodiment, an example is shown in which a failure is detected and control is performed to compensate for brightness. However, for example, a failure detection is automatically notified to a management office or the like that manages a road lighting device via a network. It may be configured.
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
5 ... LED
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (6)
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。 A driving source for driving the light emitting diode at a constant current;
A measurement unit for measuring the forward voltage of the light emitting diode;
From the information indicating the characteristic of the intensity of the luminous flux emitted by the light emitting diode with respect to the forward voltage of the light emitting diode, the value of the luminous flux with respect to the forward voltage measured by the measuring unit is obtained to obtain the luminous flux emitted by the light emitting diode. A controller that repeatedly performs light flux stabilization control for controlling a driving state of the light emitting diode by the driving source so as to be a predetermined target value;
I have a,
When the rate of change of the forward voltage measured by the measuring unit converges to a predetermined value or less, the LED light flux control device makes the light flux stabilization control period longer than before the convergence .
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。 Driving multiple light emitting diodes,
2. The LED light flux control device according to claim 1 , wherein the control unit determines that some of the light emitting diodes are faulty when a forward voltage measured by the measurement unit is out of a predetermined normal range. .
ことを特徴とする請求項2に記載のLED光束制御装置。 The LED luminous flux control device according to claim 2 , wherein the luminous flux of the remaining normal light emitting diodes is strengthened to compensate for the decrease in luminous flux due to the failure.
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。 A switching transistor for turning on and off the driving of the light emitting diode by the driving source;
The measurement unit includes a voltage dividing resistor that divides the voltage across the light emitting diode, and
A differential amplifier circuit that amplifies the difference between the divided voltage output from the voltage dividing resistor and a reference voltage; and an A / D converter that performs A / D conversion on the output voltage of the differential amplifier circuit;
The control unit controls the driving state of the light emitting diode by a pulse width modulation method by turning on and off the switching transistor, converts the forward voltage of the light emitting diode from the output value of the A / D converter, The LED light flux control apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the light flux stabilization control is performed based on a forward voltage obtained by the conversion.
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。 A road lighting device that illuminates a road from above,
A housing having an irradiation port covered with a light-transmitting plate;
A plurality of light emitting diodes housed in the housing;
The LED light flux control device according to any one of claims 1 to 4 , which drives the plurality of light emitting diodes;
A road lighting device characterized by comprising:
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。 A plurality of light emitting modules in which a plurality of light emitting diodes are arranged,
A plurality of LED light flux control devices are provided for each light emitting module,
A decrease in brightness due to the failure occurring in one of the light emitting module, so as to compensate by increasing the brightness of the other light-emitting module, according to claim 5, wherein the plurality of LED light flux control device cooperating Road lighting equipment.
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