CN110497838A - 车辆用灯具和灯具系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆用灯具，包括：光源，其包含激光二极管；以及点亮电路，其向激光二极管供给驱动电流。点亮电路能够切换向激光二极管供给超过励起阈值的驱动电流的通常模式、和稳态地向激光二极管供给小于励起阈值的驱动电流的测试模式。

Description

车辆用灯具和灯具系统
本申请是申请日为2016年3月4日、申请号为201680018436.0、发明名称为“车辆用灯具和灯具系统”、申请人为株式会社小糸制作所的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及汽车等所使用的车辆用灯具。
背景技术
以往，作为车辆用灯具，特别是前照灯的光源，卤素灯、HID(High IntensityDischarge：高强度气体放电)灯是主流，但是，近年来，代替这些灯，使用了LED(发光二极管)、激光二极管(也称为半导体激光器)等半导体光源的车辆用灯具的开发被推进。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005－294166号公报
发明内容
发明要解决的课题
将多个光源重叠地照射并形成期望的配光图案的技术(专利文献1)已被提出。以往，这样的重叠照射某一区域的多个光源被基于共通的点亮熄灭指示而同时控制点亮、熄灭。从控制的简化的观点出发可以说这是优选，但是，从灯具的美观、高级感的表现、前方的可视性以及与其相关的驾驶员的舒适性、安全性的观点出发，还有改善的余地。
本发明是在上述状况下完成的，其一个方式的例示的目的之一在于，提供一种能够表现美观、高级感、和/或能够改善前方的可视性的车辆用灯具。
[用于解决课题的手段]
(第1方式)
本发明的一个方式涉及车辆用灯具。车辆用灯具包括：第1光源，其照射第1范围；第2光源，其具有比第1光源低的亮度，照射与第1范围重叠且比第1范围大的第2范围；以及点亮电路，其是根据点亮指令而驱动第1光源和第2光源的点亮电路，响应点亮指示，使第1光源与第2光源在不同的渐变时间渐变点亮。
根据该方式，在某一部分的光量发生了变化后，其他部分的光量以时间差变化。由此，与使这些光量同时变化的情况相比，能够表现美观、高级感，和/或改善前方的可视性。
也可以是，第1光源的渐变时间比第2光源的渐变时间长。
由此，能够在先使大范围明亮而驾驶员把握了整体的状况后，集中地使应当注视的行驶轴上明亮，驾驶变得容易。
第2光源的渐变时间比第1光源的渐变时间长。
由此，通过在先使行驶轴上的应当注视的点明亮而引起了驾驶员的注意后，使其周围大范围明亮，从而能够提高安全性。
也可以是，第1光源的渐变时间与第2光源的渐变时间之差是0.2～5秒。
若时间差过短，则变得难以识别效果，相反，若时间差过长，则到变明亮的时间较长，到确保可视性会花费时间，损害作为车辆用灯具的功能。如果将时间差决定在0.2～5秒的范围，则能够兼顾者两者。
也可以是，第1光源和第2光源是追加远光用的光源。
也可以是，第1光源是激光二极管，第2光源是发光二极管。
通过组合特性不同的2种类的光源，从而能够利用激光二极管的高指向性来照射到远方，并能够利用发光二极管明亮地照射大范围。
也可以是，第1光源和第2光源被串联连接。也可以是，点亮电路包含：驱动电路，其向第1光源和第2光源的串联连接电路供给与调光信号相应的驱动电流；旁路开关，其被与第1光源和第2光源中的渐变时间较长的一个光源并联地设置；以及渐变控制器，其在渐变点亮时，通过生成与渐变时间较短的另一个光源的渐变点亮熄灭对应的调光信号，并且，控制旁路开关的状态，从而对一个光源进行渐变点亮熄灭。
由此，能够利用共通的驱动电路来使2个光源在不同的渐变时间点亮，与设置2个系统的驱动电路的情况下相比，能够降低成本。
也可以是，渐变控制器包含：晶体管，其是旁路开关；信号生成部，其生成指示另一个光源的渐变点亮的波形的渐变信号；以及误差放大器，其对表示向另一个光源流动的驱动电流的信号、与渐变信号的误差进行放大，并向晶体管的控制端子输出。
也可以是，渐变控制器包含：晶体管，其是旁路开关；信号生成部，其生成指示另一个光源的渐变点亮的波形的渐变信号；以及脉冲调制器，其根据渐变信号开关晶体管。
(第2方式)
本发明的另一方式也是车辆用灯具。该车辆用灯具包括：光源，其包含激光二极管；以及点亮电路，其向激光二极管供给驱动电流。点亮电路能够切换向激光二极管供给超过励起阈值的驱动电流的通常模式、和稳态地向激光二极管供给小于励起阈值的驱动电流的测试模式。
在维护时，设想车辆停止且在周围有作业者的状况。若在该状态下激光二极管与行驶时同样发光，则在紧靠灯具的附近有人的情况下，会给人带来眩光感。此外，还设想由于灯具的不良而激光二极管的射出光不被散射而是直接射出的状况。
根据该方式，在维护时，能够不励起激光二极管而是使其微发光，能够提高安全性。
也可以是，车辆用灯具还包括处理器，该处理器从车辆ECU(Electronic ControlUnit)经由总线接收光源的点亮熄灭指示，并控制点亮电路。也可以是，处理器根据经由总线进行的控制而被设置为测试模式。在此情况下，能够在车辆ECU上连接维护工具，并经由车辆ECU指示车辆灯具在测试模式下发光。
也可以是，光源包含激光二极管，还包含由来自激光二极管的激发光激发而发出荧光的荧光体，并生成包含激发光和荧光的光谱的白色的输出光。
在这样的光源中，若荧光体发生异常，则激光二极管的射出光不被散射而是直接射出，所以，特别是在用途方面是适宜的。
(第3方式)
本发明的又一个其他方式也是车辆用灯具。该车辆用灯具包括：半导体光源；驱动电路，其向半导体光源供给与调光信号相应的驱动电流；处理器，其根据来自车辆的指示和表示行驶状况的信息来生成指示半导体光源的点亮熄灭的点亮熄灭指示信号；渐变控制器，其响应点亮熄灭指示信号，生成随着时间而渐变的调光信号；以及开关，其被设置在从电池去向驱动电路的电源供给路径上，接通、切断被处理器控制。处理器在对激光二极管进行渐变熄灭时，在将点亮熄灭指示信号设定为熄灭电平之后经过了预定时间后切断开关。
由此，虽然运用渐变熄灭的功能，但是，假设即使在驱动电路的电流路径上的开关元件发生了短路故障的情况下，也能够防止半导体光源被不能控制的电流驱动。
也可以是，处理器在瞬时熄灭半导体光源时，立即切断开关。
也可以是，处理器在将点亮熄灭指示信号设定为点亮电平时，与此同时或者在此之前接通开关。
[发明效果]
根据本发明的某一方式，能够表现美观、高级感、和/或改善前方的可视性。
附图说明
图1的(a)是表示在被配置在灯具前方的预定位置的虚拟铅直屏幕上形成的近光和远光用的配光图案的图，图1的(b)是表示追加远光的配光图案的图。
图2是包括第1实施方式的车辆用灯具的灯具系统的框图。
图3的(a)、(b)是图2的车辆用灯具的动作波形图。
图4是第1构成例的点亮电路的框图。
图5是图4的点亮电路的动作波形图。
图6是表示图4的渐变控制器的具体的构成例的电路图。
图7是表示图4的渐变控制器的其他构成例的电路图。
图8是第2构成例的点亮电路的框图。
图9是包括第2实施方式的车辆用灯具的灯具系统的框图。
图10是包括激光二极管的远光用光源的剖视图。
图11是第3实施方式的灯具系统的框图。
图12是作为驱动电路的恒流转换器的电路图。
图13是图11的车辆用灯具的第1动作波形图。
图14是图11的车辆用灯具的第2动作波形图。
具体实施方式
以下，基于适宜的实施方式参照附图说明本发明。对于各附图所示的相同或等同的构成要素、构件、处理，标注相同的附图标记，适当省略重复的说明。此外，实施方式并非限定发明而是例示，并非实施方式所记述的所有特征及其组合都是发明的本质部分。
在本说明书中，所谓“构件A与构件B连接的状态”，除了包含构件A与构件B物理性地直接连接的情况之外，还包含构件A与构件B经由其他构件间接地连接，而不会对它们的电连接状态带来实质的影响的、或者不会损害通过它们的结合而发挥的功能、效果的情况。
同样，所谓“构件C被设置在构件A与构件B之间的状态”，除了包含构件A与构件C、或者构件B与构件C直接连接的情况之外，还包含经由其他构件间接连接，而不会对它们的电连接状态带来实质的影响的、或者不会损害通过它们的结合而发挥的功能、效果的情况。
(第1实施方式)
图1的(a)是表示被在配置在灯具前方的预定位置的虚拟铅直屏幕上形成的近光和远光用的配光图案的图。PL表示近光的照射区域，PH表示通常的远光的照射区域。PAH表示在通常的远光之外，为了照射更远方而设置的追加远光的照射区域。图1的(b)是表示追加远光的配光图案PAH的图。追加远光的配光图案PAH由第1光源和第2光源形成。第1光源照射中央的较窄的第1范围PN。第1光源优选具有高指向性的激光二极管。第2光源照射与第1范围PN重叠、且比第1区域PN广的第2范围PB。第2光源例如使用LED。
图2是包括第1实施方式的车辆用灯具200的灯具系统100的框图。
车辆用灯具200形成图1的追加远光用配光图案。此外，在实际的车辆用灯具200中，在追加远光之外，搭载有通常远光、近光、示廓灯等，但是，在此省略。
车辆ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)104与车辆用灯具200经由CAN(Controller Area Network：控制器局域网络)总线106等控制线连接，综合控制车辆用灯具200。
从车辆ECU104的角度来看，车辆用灯具200的追加远光是单一的灯，因而，车辆ECU104生成指示追加远光的点亮熄灭的1个点亮指令S1。该点亮指令S1有的情况下被兼用为远光的点亮指令。
此外，从车辆ECU104向车辆用灯具200除了发送点亮指令S1之外，还发送表示行驶状况的信息(行驶信息)S2等。
接下来，说明车辆用灯具200的构成。车辆用灯具200包括第1光源202A、第2光源202B、以及它们的点亮电路300、灯具ECU400。第1光源202A是激光二极管，第2光源202B是LED。在实际的灯具系统100中，设置有左右1对的车辆用灯具200，但是，此处仅表示单侧。
点亮电路300根据来自灯具ECU400的点亮熄灭指示信号S4驱动第1光源202A和第2光源202B。点亮熄灭指示信号S4对第1光源202A和第2光源202B是共通的。该点亮电路300能够响应点亮熄灭指示信号S4，使第1光源202A和第2光源202B按不同的渐变时间τA、τB渐变点亮。
详细情况将在后文说明，点亮熄灭指示信号S4转变到点亮电平(例如高电平)时，点亮电路300使去向第1光源202A的驱动电流ILD按第1转变时间(渐变时间)τA增大。此外，点亮熄灭指示信号S4转变到点亮电平时，点亮电路300使去向第2光源202B的驱动电流ILED按第2转变时间(渐变时间)τB增大。
人类的眼睛对周围的明亮度具有对数的特性，因而，周围越暗时，对明亮度的变化越敏感。在使灯的亮度缓缓增加的情况下(渐变点亮)，若在灯的光量较小时减小光量的变化程度，并随着灯的光量变大而增大光量的变化程度，则能够进行对人类的眼睛来说较自然的点亮。同样，在使灯的亮度缓缓降低时(渐变熄灭)，优选若在灯的光量较大时，增大光量的变化程度，并随着灯的光量变小而减小光量的变化程度。
灯具ECU400包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)402和半导体开关404。CPU402根据来自车辆ECU104的点亮指令S1和行驶信息S2，生成指示追加远光用光源202的点亮熄灭的点亮熄灭指示信号S4。
例如，行驶信息S2包含前方车的有无(S2a)、车速(S2b)、转向角(S2c)。在点亮指令S1指示点亮、且前方车的有无、车速、转向角满足预定条件时，灯具ECU400将点亮熄灭指示信号S4设定为点亮电平。
作为一个例子，若点亮熄灭指示信号S4指示点亮，且满足(i)未检测到前方车、且(ii)车速在预定值(80km/h)以上、且(iii)转向角在预定值(例如5°)以下的条件，则将点亮熄灭指示信号S4设定为点亮电平。
此外，在点亮熄灭指示信号S4为点亮电平时，若满足(i)检测到前方车、(ii)车速在预定值(60km/h)以下、(iii)转向角在预定值(例如10°)以上的至少1个条件，则将点亮熄灭指示信号S4设定为点亮电平。
半导体开关404被设置在从电池102去向驱动电路302的电源供给路径上，并被根据来自处理器402的控制信号S5控制其接通、切断。半导体开关404在追加远光用光源202的点亮状态下被接通。
以上是灯具系统100的构成。接下来，说明其动作。接下来，说明其动作。
图3的(a)、(b)是图2的车辆用灯具200的动作波形图。
图3的(a)是第1渐变时间τA比第2渐变时间τB长的情况。在该控制中，能够先利用LED明亮地照射远方的比较大的范围，并在驾驶员掌握了整体的状况后，渐渐地利用激光二极管使行驶轴上的应当注视的点明亮，驾驶变得容易。
图3的(b)是第1渐变时间τA比第2渐变时间τB短的情况。在该控制中，在先使行驶轴上的应当注视的点明亮而引起了驾驶员的注意后，使其周围大范围地明亮，从而能够提高安全性。
也就是说，根据车辆用灯具200，通过2个光源的光量以时间差进行变化，从而与使光量同时变化的情况相比，能够改善前方的可视性。图3的(a)的控制和图3的(b)的控制可以预先设定在车辆用灯具200中，也可以由CPU402适应性地选择。
另外，除此之外还会产生表现美观、高级感这种效果。
第1渐变时间τA与第2渐变时间τB之差最好设定为0.2～5秒左右。此外，第1渐变时间τA和第2渐变时间τB最好也分别设定为0.2～5秒左右。
若时间差过短，则变得难以识别效果，相反，若时间差过长，则到变得明亮的时间较长，到确保可视性会花费时间，会损害作为车辆用灯具的本来的功能。如果将时间差决定在0.2～5秒的范围，则能够兼顾这两方面。
接下来，说明点亮电路300的构成例。
(第1构成例)
图4是第1构成例的点亮电路300a的框图。此处，示出用于设定为τA＜τB的构成。第1光源202A和第2光源202B被串联连接。点亮电路300a包括驱动电路302、渐变控制器304、旁路开关310。驱动电路302向第1光源202A和第2光源202B的串联连接电路202供给与调光信号S3A相应的驱动电流ILD。
作为驱动电路302，优选使用将驱动电流ILED稳定化为与调光信号S3相应的目标电流的恒流转换器。需要说明的是，恒流转换器的拓扑(topology)没有特别限定。驱动电路302可以并用对驱动电流ILD的电流量进行调节的模拟调光、和高速地开关驱动电流ILD以使其占空比变化的PWM(脉宽调制)调光，也可以只进行其中的一者。
旁路开关310能够由晶体管构成，与第1光源202A和第2光源202B中的渐变时间较长的一个光源202B并联地设置。渐变控制器304生成与渐变时间较短的另一个光源202A的渐变点亮熄灭对应的调光信号S3A，并且，通过控制旁路开关310的状态，从而将一个光源202B渐变点亮熄灭。
图5是图4的点亮电路300a的动作波形图。若在时刻t0点亮熄灭指示信号S4变成点亮电平，则渐变控制器304使调光信号S3A按第1渐变时间τA渐变，由此，驱动电流ILD缓缓增大。其结果是，第1光源202A的光量也按第1渐变时间τA增加。
另一方面，在第2光源202B中，流动相当于第1光源202A的电流ILD与向旁路开关310流动的电流IBP的差值的电流ILED。
ILED＝ILD－IBP
换言之，关于驱动电流ILED，为了得到期望的渐变方式，通过控制IBP的波形，从而针对第2光源202B，能够与调光信号S3A的波形独立地使其按任意的渐变时间τB缓缓地点亮。
渐变熄灭能够通过进行与点亮时相反的控制而实现。若在时刻t2点亮熄灭指示信号S4转变为熄灭电平，则渐变控制器304使向旁路开关310流动的电流ILD增加。由此，第2光源202B的电流ILED首先开始减少。然后，在时刻t2基于调光信号S3A，驱动电路302的输出电流ILD开始按第1渐变时间τA减少。旁路开关310的电流IBP被生成使得第2光源202B的电流ILED以期望的方式减少。
这样，根据图4的点亮电路300a，能够利用共通的驱动电路使2个光源202A、202B按不同的渐变时间τA、τB点亮，与设置2套系统的驱动电路的情况相比，能够降低成本。需要说明的是，图5所示的波形只不过是一个例子，能够设定任意的波形。
图6是表示图4的渐变控制器304的具体的构成例的电路图。旁路开关310是晶体管。此处，尽管示出N沟道MOSFET，但是，也能够使用NPN型双极晶体管。或者，也可以使用P沟道MOSFET、PNP型双极晶体管。
信号生成部330生成指示第2光源202B的波形的渐变信号S3B。渐变信号S3B也可以说相当于图4的S3B。信号生成部330例如能够由电容器332和电流源334构成。电流源334被构成为能够在渐变点亮时向电容器332供给电流IC以充电，相反，在渐变熄灭时将电容器332放电。电容器332的电压成为渐变信号S3B。
在考虑到人类的眼睛的灵敏度的情况下，在渐变点亮时，如图5所示，驱动电流ILED的斜率最好随着时间经过而变大。在此情况下，电流源334根据电容器332的电压使充电电流IC变化即可。
信号生成部330也可以由生成数字的波形数据的处理器、和将波形数据转换成模拟的渐变信号S3B的D/A转换器的组来构成。
误差放大器320对表示向第2光源202B流动的驱动电流ILED的电流检测信号VIS与渐变信号S3B的误差进行放大，并输出到晶体管310的控制端子(栅极)。电流检测信号VIS的生成方法没有特别限定，例如能够在驱动电流ILED的路径上插入测量电阻RS，并使用其电压降。
根据图6的渐变控制器304，能够对晶体管310的导通电阻(换言之是电流量IBP)进行反馈控制，使得驱动电流ILED的电流波形与渐变信号S3B的波形一致。
图6的渐变控制器304以闭环对旁路开关310进行了反馈控制，以便得到期望的驱动电流ILED的波形，但是，本发明不限于此，也可以以开环控制旁路开关310。
图7是表示图4的渐变控制器304的其他构成例的电路图。该渐变控制器304包括脉冲调制器322。脉冲调制器322根据渐变信号S3B来使晶体管310开关。
电流检测信号VIS也可以是利用低通滤波器324将测量电阻RS的电压降平滑化后的信号。在图7的例子中，脉冲调制器322转换成具有与误差放大器320的输出VERR相应的占空比的脉冲信号SPWM。脉冲调制器322的构成没有特别限定，使用公知技术即可。例如，在脉宽调制(PWM)的情况下，能够通过对三角波或者锯齿波与误差放大器320的输出VERR进行比较，从而生成脉冲信号SPWM。
根据图7的渐变控制器304，能够对晶体管310的开关的占空比进行反馈控制，使得驱动电流ILED的时间平均波形与渐变信号S3B的波形一致。
通过使用脉冲调制来控制旁路开关310，从而进一步得到以下的效果。第一，能够在稳态点亮状态与减光状态下使发光颜色的色度一致。
此外，在采用激光二极管的情况下，在阈值电流以下不会进行激光励起，因此，若对LED和激光二极管利用在相同定时从零开始上升的渐变信号进行控制，则存在激光二极管的点亮定时晚这种问题。在使用了脉冲调制的控制中，能够使LED与激光二极管的点亮定时一致。
需要说明的是，在对旁路开关310进行PWM控制时，也可以以开环方式生成脉冲信号SPWM。此外，也可以代替PWM，而使用脉冲密度调制、脉冲频率调制等其他调制方式。
(第2构成例)
图8是第2构成例的点亮电路300b的框图。该点亮电路300b针对第1光源202A、第2光源202B分别具有独立的驱动电路302A、302B。在该构成中，由于驱动电路302需要2个系统，所以，与图4的点亮电路300a相比，电路规模较大，但是，能够独立地任意决定第1光源202A、第2光源202B各自的渐变点亮、渐变熄灭的波形。另外，即使在第1光源202A与第2光源202B的额定电流不同的情况下，该构成也有效。
(第2实施方式)
图9是包括第2实施方式的车辆用灯具200b的灯具系统100b的框图。车辆用灯具200b包括：光源202，其包含激光二极管206；以及点亮电路300，其向激光二极管206供给驱动电流ILD。在点亮电路300的前级设置有灯具ECU400。点亮电路300也被称为LDDM(LaserDiode Driver Module：激光二极管驱动模块)。
例如灯具系统100b是与在第1实施方式中说明的追加远光用的第1光源202A及其点亮电路相关的电路。
点亮电路300被构成为能切换向激光二极管206供给超过励起阈值ITH的驱动电流ILD的通常模式、和向激光二极管206稳态地供给比励起阈值ITH小的驱动电流ILD的测试模式(也称为维护模式、或者诊断模式)。
灯具ECU400如图2等所示包含CPU402。CPU402根据经由总线106进行的控制而被设置为测试模式。例如，车辆ECU104对灯具ECU400输出点亮指令S1、行驶信息S2，除此之外，还输出模式控制信号S6。模式控制信号S6是指示通常模式与测试模式的选择的数据。灯具ECU400在模式控制信号S6指示通常模式时，使激光二极管206以励起状态发光，在指示测试模式时，使激光二极管206以非励起状态发光。
也可以是，从灯具ECU400向点亮电路300除了输出点亮熄灭指示信号S4之外，还输出指示驱动电流量的电流控制数据S7。若点亮熄灭指示信号S4变成点亮电平，则点亮电路300生成与电流控制数据S7相应的电流量的驱动电流ILD。
以上是灯具系统100b的基本构成。接下来，说明其动作。
在维护时，设想车辆停止且在周围有作业者的状况。若在该状态下激光二极管206与行驶时同样发光，则在紧靠灯具的附近有人的情况下，会给人带来眩光感。
在图9的灯具系统100b中，在车辆维护时，如图9中以虚线示出那样在车辆ECU104上连接维护工具108。而且，从车辆ECU104向灯具ECU400发送指示测试模式的模式控制信号S6。
由此，激光二极管206由于在非励起状态下动作而微发光。因而，即使在车辆的附近有作业者的情况下，也能够防止带来眩光感。或者，能够利用微弱的光来进行激光二极管206的光轴调整等。
灯具系统100b的效果在远光用光源202被如以下这样构成的情况下特别显著。
图10是包括激光二极管206的远光用光源202的剖视图。该光源202主要包括激光二极管206、荧光体14、光学系统16、壳体18。
图10的激光二极管206发生蓝色的激发光20。激发光20由光学系统16聚光到荧光体14。光学系统16包括透镜、反射鏡、光纤、或者它们的组合。接收了蓝色的激发光20的荧光体14发生在比激发光20长的波长区域(绿～红)具有光谱分布的荧光22。被照射到荧光体14的激发光20由荧光体14散射，在失去了相干的状态下通过荧光体14。荧光体14例如被嵌合在壳体18上所设的开口部而被支承。光源202的输出光24包含通过了荧光体14的蓝色的激发光20a、和荧光体14所发出的绿～红的荧光22，具有白色光的光谱分布。
在这样的远光用光源202中，若发生荧光体14破裂、或者荧光体14从壳体18脱离等异常(以下，称为荧光体异常)，则激光二极管206所发生的激发光20不会被荧光体14散射而是在具有较强的相干的状态下直接射出，并被照射到车辆前方。
通过使包括图10的远光用光源202的车辆用灯具200b在维护时以测试模式进行动作，从而即使在因上述的荧光体异常导致激光二极管206的射出光不被散射而是直接射出的状况下，由于射出光是微量，所以，能够飞跃性地提高安全性。
也可以将维护工具108加入到灯具ECU400与车辆ECU104之间，从维护工具108向灯具ECU400直接输入指示测试模式的模式控制信号S6。
(第3实施方式)
图11是第3实施方式的灯具系统100c的框图。
灯具系统100c包括电池102、车辆ECU104、CAN总线106、车辆用灯具200c。各模块的功能与在第1、第2实施方式中说明的相同。
车辆用灯具200c包括作为远光用光源202的半导体光源208。半导体光源208被例示为激光二极管、发光二极管、有机EL，但是，在本实施方式中，设定为激光二极管。此外，远光用光源202也可以是对通常的远光追加设置的追加远光用的光源。
点亮电路300包括驱动电路302、渐变控制器304。驱动电路302向远光用光源202供给与调光信号S3相应的驱动电流ILD。作为驱动电路302，优选使用恒流转换器，该恒流转换器将电源电压VDD升压或者降压并供给到远光用光源202，并且，将向远光用光源202流动的驱动电流ILED稳定化成与调光信号S3相应的目标电流。需要说明的是，恒流转换器的拓扑没有特别限定。驱动电路302可以并用对驱动电流ILD的电流量进行调节的模拟调光、和高速地开关驱动电流ILD以使其占空比变化的PWM(脉宽调制)调光，也可以仅进行其中的一者。
渐变控制器304响应来自灯具ECU400的点亮熄灭指示信号S4，生成随着时间而渐变的调光信号S3。具体而言，若点亮熄灭指示信号S4转变到点亮电平(例如高电平)，则渐变控制器304使调光信号S3向驱动电流ILD变大的方向随着时间而缓缓变化(例如增大)。此外，若点亮熄灭指示信号S4转变到熄灭电平(例如低电平)，则渐变控制器304使调光信号S3向驱动电流ILD变小的方向随着时间而缓缓变化(例如减少)。在后述的第2模式下调光信号S3进行转变所需的时间(渐变时间)τ优选0.2～5秒的范围。
此外，人类的眼睛对周围的明亮度具有对数的特性，因而，周围越暗时，对明亮度的变化越敏感。在使灯的亮度缓缓增加的情况下(渐变点亮)，若在灯的光量较小时减小光量的变化程度，并随着灯的光量变大而增大光量的变化程度，则能够进行对人类的眼睛来说较自然的点亮。同样，在使灯的亮度缓缓降低的情况下(渐变熄灭)，优选在灯的光量较大时增大光量的变化程度，并随着灯的光量变小而减小光量的变化程度。
渐变控制器304的构成没有特别限定。在驱动电路302接收电压信号作为调光信号S3的情况下，渐变控制器304也可以包含电容器、和对电容器进行充电或者放电的充放电电路，并将电容器的电压作为调光信号S3。
灯具ECU400包括CPU(Central Processing Unit)402、和半导体开关404。CPU402根据来自车辆ECU104的点亮指令S1和行驶信息S2，生成指示远光用光源202的点亮熄灭的点亮熄灭指示信号S4。
例如，行驶信息S2包含前方车的有无(S2a)、车速(S2b)、转向角(S2c)。在点亮指令S1指示点亮、且前方车的有无、车速、转向角满足预定条件时，灯具ECU400将点亮熄灭指示信号S4设定为点亮电平。
作为一个例子，若点亮熄灭指示信号S4指示点亮，且满足(i)未检测到前方车、且(ii)车速为预定值(80km/h)以上、且(iii)转向角为预定值(例如5°)以下的条件，则将点亮熄灭指示信号S4设定为点亮电平。
此外，在点亮熄灭指示信号S4为点亮电平时，若满足(i)检测到前方车、(ii)车速为预定值(60km/h)以下、(iii)转向角为预定值(例如10°)以上的至少一个条件，则将点亮熄灭指示信号S4设定为点亮电平。
半导体开关404被设置在从电池102去向驱动电路302的电源供给路径上，被根据来自处理器402的控制信号S5控制其接通、切断。半导体开关404在远光用光源202的点亮状态下被接通。
作为半导体光源208，在使用激光二极管等亮度较高的半导体光源208的灯具中，要求将周围的危险抑制在最小限度的自动防故障功能。
关于自动防故障(fail safe)，说明驱动电路302的构成。
图12是作为驱动电路302的恒流转换器的电路图。该恒流转换器是包含开关晶体管M1、整流元件D1、电感L1、电容器C1的降压转换器。转换器控制器312对开关晶体管M1进行开关，使得驱动电流ILD的检测信号IS与预定的目标值一致。转换器控制器312利用PWM方式、砰-砰(Bang Bang)方式(滞后性控制)，对开关晶体管M1的占空比进行反馈控制。需要说明的是，转换器的拓扑只不过是一个例子，也可以是公知的其他构成。
在这样的转换器中，考虑开关晶体管M1发生了短路故障的情况。在此情况下，向远光用光源202供给的驱动电流ILD的控制变得不起作用，有可能向远光用光源202流动大电流而照射不应该照射的光束、或者对远光用光源202、其他电路元件带来不良影响。
在设计车辆用灯具200时，要求也注意对这样的故障的自动防故障。从该观点出发，CPU402如以下这样控制半导体开关404。
CPU402在将半导体光源208渐变熄灭时，在将点亮熄灭指示信号S4设定为熄灭电平之后经过了预定时间TOFF后，将开关切断。预定时间TOFF被设定为与调光信号S3的渐变时间τ实质上相同、或者比其略长。
图13是图11的车辆用灯具200c的第1动作波形图。在时刻t0，点亮指令S1转变成点亮电平。该点亮指令S1也可以被与通常远光的点亮指示共用。此外，点亮指令S1可以是驾驶员的手动控制，也可以是车辆自动地控制点亮熄灭的自动远光控制。
响应点亮指令S1的转变，CPU402将控制信号S5设定为高电平并接通半导体开关404。
在该时刻，由于行驶信息S2b所示的车速低于阈值(80km/h)，所以点亮熄灭指示信号S4是低电平。若在时刻t1行驶信息S2b所示的车速超过阈值(80km/h)，则点亮熄灭指示信号S4变成高电平。渐变控制器304与此相应地使调光信号S3随着时间而增加。其结果是，驱动电路302使驱动电流ILD随着时间而增大，使远光用光源202渐变点亮。
在时刻t2减速，车速低于60km/h。CPU402一边维持半导体开关404的接通，一边使点亮熄灭指示信号S4变化到熄灭电平。渐变控制器304与此相应地使调光信号S3随着时间而增加。其结果是，驱动电路302使驱动电流ILD随着时间而减少，使远光用光源202渐变熄灭。然后，在从时刻t2经过了预定时间TOFF后的时刻t3，CPU402切断半导体开关404。
需要说明的是，接通半导体开关404的定时没有特别限定。在图13中，在点亮指令S1向高电平转变的同时，控制信号S5变成高电平，但是，也可以在将点亮熄灭指示信号S4设定为点亮电平时，与此同时、或者即将设定为点亮电平时接通半导体开关404。或者，半导体开关404也可以在点亮指令S1向点亮电平转变之前被接通。
以上是车辆用灯具200的动作。接下来，说明其优点。
作为比较技术，进行如下控制：无论远光用光源202是点亮、熄灭状态的哪一个，都将半导体开关404设定为常接通。如果这样，在开关晶体管M1发生了短路故障的情况下，即使点亮指令S1或者点亮熄灭指示信号S4是熄灭电平，远光用光源202也会点亮。
假设即使在比较技术中安装了保护功能，该保护功能检测开关晶体管M1的故障，在故障时将点亮熄灭指示信号S4设定为熄灭电平，对远光用光源202进行熄灭控制，在开关晶体管M1发生了短路故障的情况下，若电源电压VDD被供给到驱动电路302，则远光用光源202也会被通电。
并且，远光用光源202有的情况下如图10所示，包括蓝色的激光二极管、和被激光二极管激发的荧光体的组合。如果发生荧光体异常，则激光二极管的射出光不会被荧光体散射而是直接射出从而成为问题。在比较技术中，即使安装有若检测到荧光体异常则熄灭远光用光源202的保护功能，在开关晶体管M1发生了短路故障的情况下，若电源电压VDD被供给到驱动电路302，则远光用光源202也会被通电。
与此不同，根据第3实施方式的车辆用灯具200，仅在必要最低限度的期间使半导体开关404导通，在向远光用光源202发送了熄灭指示后，能够切断半导体开关404而可靠地停止向远光用光源202的通电。因而，能够解决在比较技术中能发生的问题。
图14是图11的车辆用灯具200c的第2动作波形图。若在时刻t0指示了通常远光的点亮，在CPU402将控制信号S5设定为高电平而接通半导体开关404。在时刻t3行驶信息S2a表示检测到前方车。在此情况下，CPU402立即将控制信号S5切换成低电平。由此，半导体开关404切断，截断向驱动电路302的电源电压VDD的供给，驱动电流ILD在短时间内变成零，熄灭。CPU402在时刻t3将点亮熄灭指示信号S4设定为熄灭电平，但是，由电源电压VDD已被截断的渐变控制器304进行的渐变熄灭是无效的。
基于实施方式使用具体的语句说明了本发明，但是，实施方式只不过是表示本发明的原理、应用，在实施方式中可以看出在未脱离由技术方案规定的本发明的思想的范围内的很多变形例、配置的变更。
工业实用性
本发明能够在车辆用灯具中利用。
附图标记说明
S1…点亮指令、M1…开关晶体管、D1…整流元件、L1…电感、C1…电容器、S2…行驶信息、S3…调光信号、S4…点亮熄灭指示信号、S5…控制信号、S6…模式控制信号、S7…电流控制数据、100…灯具系统、102…电池、104…车辆ECU、106…CAN总线、108…维护工具、200…车辆用灯具、202…远光用光源、202A…第1光源、202B…第2光源、206…激光二极管、208…半导体光源、300…点亮电路、302…驱动电路、304…渐变控制器、310…旁路开关、320…误差放大器、322…脉冲调制器、330…信号生成部、332…电容器、334…电流源、400…灯具ECU、402…CPU、404…半导体开关。

Claims (4)

1.一种车辆用灯具，其特征在于，
包括：
光源，其包含激光二极管，以及
点亮电路，其向上述激光二极管供给驱动电流；
上述点亮电路能够切换向上述激光二极管供给超过励起阈值的驱动电流的通常模式、和稳态地向上述激光二极管供给小于励起阈值的驱动电流的测试模式。
2.如权利要求1所述的车辆用灯具，其特征在于，
还包括处理器，上述处理器从车辆电子控制单元即车辆ECU经由总线接收上述光源的点亮熄灭指示，控制上述点亮电路，
上述处理器根据经由上述总线进行的控制而被设置成上述测试模式。
3.如权利要求1或2所述的车辆用灯具，其特征在于，
上述光源除上述激光二极管外还包含由来自上述激光二极管的激发光激发而发出荧光的荧光体，并生成包含上述激发光和上述荧光的光谱的白色的输出光。
4.一种灯具系统，其特征在于，
包括：
车辆用灯具，其具有包含激光二极管的光源、和向上述激光二极管供给驱动电流的点亮电路，以及
车辆电子控制单元即车辆ECU，其控制上述车辆用灯具；
上述车辆用灯具响应来自上述车辆ECU的指示，稳态地向上述激光二极管供给小于励起阈值的驱动电流而使其在非励起状态下发光。
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