JP2014007144A - 点灯装置および車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】能動素子のオン、オフの切り換え時において一定の動作特性が得られ、また、能動素子のオン、オフが切り換わり始めるまでの遅延を抑制できるようにする。
【解決手段】切換回路４は、第２の光源ブロック５２に並列に接続され制御端子に入力される制御信号に応じてインピーダンスが変化する能動素子４１を有し、能動素子４１のオン、オフにより第２の光源ブロック５２の点灯、消灯を切り換える。切換回路４は、能動素子４１に流れる電流が切換制御回路４４にて設定される目標値Ｉａに一致するように、能動素子４１のインピーダンスを調整する。切換制御回路４４は、能動素子４１をオンする際、目標値Ｉａを時間経過に伴って徐々に変化させるので、能動素子４１がオフ状態からオン状態に移行する途中で、過大な負荷電流が流れることを防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、直列に接続された複数の光源の中で点灯させる光源の数を切換可能な点灯装置および車両用前照灯に関する。

近年、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの固体光源が急速に普及してきており、たとえば車両用前照灯においても、ハロゲンランプなどの白熱電球に代えてＬＥＤが用いられることがある。ＬＥＤは、順方向電圧（障壁電圧）を超える電圧が印加されることにより点灯するが、定電圧負荷に似た負荷特性を持つため、電源インピーダンスが低ければ順方向電流が増加し続けて破損に至ることがある。このため、簡易的にはＬＥＤと直列に接続された限流用抵抗にて電流制限を行うが、車両用前照灯のように比較的大きな光束が必要な装置では、ＬＥＤに流す電流も比較的大きくなるので電力変換回路にて定電流制御を行う点灯装置が用いられる。

また、車両用前照灯などの用途に用いられる点灯装置は、通常、少なくとも走行用前照灯（ハイビーム）とすれ違い用前照灯（ロービーム）とを切換可能となるように、複数の光源の中で点灯させる光源の数を切換可能に構成されている。

この種の点灯装置として、直列に接続された複数の光源を用い、一の光源と並列且つ他の光源と直列に接続された能動素子（スイッチ）を備えた構成の装置が知られている（たとえば特許文献１参照）。特許文献１に記載の点灯装置は、一の光源を選択しない、つまり他の光源のみを点灯させる場合、能動素子をオン（導通）させることで一の光源の両端間を短絡させる。特許文献１に記載の構成によれば、それぞれの光源に対して個別の電源回路（スイッチングレギュレータ）を設けることなく、複数の光源のうちの一部の光源の点灯、消灯を切換可能である。

ところで、特許文献１に記載の構成では、能動素子がオンして光源の一部を消灯させると、電源回路の出力端間において直列に接続される光源数が減少するため、必要な負荷電圧は低下する。ただし、電源回路は、たとえば出力段に設けられているコンデンサの影響で、能動素子がオンしてから出力電圧が低下するまでに時間遅れを生じ、その結果、能動素子がオンした直後に、点灯中の光源に過大な電流が流れることがある。このような過大な電流は、ＬＥＤなどの固体光源にとって劣化や故障の原因となり得る。また、負荷の急峻な変動は、リンギングなどの不安定な出力を電源回路が生じる原因ともなり得る。

これに対して、特許文献２に記載の点灯装置は、積分回路の時定数により能動素子（ＦＥＴ）の制御信号を徐々に増加させ、能動素子の導通電流を徐々に増やして最終的に光源を短絡させるように構成されている。また、特許文献３に記載の点灯装置は、光源を短絡する能動素子（スイッチング素子）を開放から短絡へ切り換える動作および短絡から開放へ切り換える動作を、電源回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ）により出力電力の応答動作より緩慢にしている。これらの構成では、能動素子がオン（短絡）するときに光源に過大な電流が流れることを抑制できる。

特開２００４−１３６７１９号公報 特開２００８−１２６９５８号公報 特開２０１２−２８１８４号公報

しかしながら、能動素子におけるオフ状態からオン状態へ移行する際の過渡特性は、能動素子によって異なり、また、同じ能動素子であっても素子ばらつきや温度特性によって異なることがある。したがって、特許文献２，３に記載のように単に能動素子の制御信号を緩慢に変化させるだけの構成では、能動素子のオン、オフの切り換え時において一定の動作特性を得ることが難しい。

また、一般的な能動素子は、制御信号が所定のしきい値から比較的離れた状態では、制御信号を変化させてもオン抵抗が大きく変動しない領域（たとえば飽和領域、遮断領域。以下、「不感帯」という）で動作することになる。そして、能動素子は、オン状態あるいはオフ状態に維持される場合、通常、不感帯で動作するように制御信号がしきい値から十分に離れた値に維持される。

そのため、特許文献２，３に記載の構成のように制御信号の変化が緩慢な構成では、不感帯を脱するまでにもある程度の時間を要するため、制御信号がしきい値に達して能動素子のオン、オフが切り換わり始めるまでに遅延が生じることになる。このとき生じる遅延時間は、能動素子をオン状態あるいはオフ状態に維持しているときの制御信号としきい値との差が大きいほど大きくなる。なお、能動素子のしきい値付近（能動領域）での制御信号の変化に対するオン抵抗の変化の感度が高い場合には、能動素子のオン抵抗を徐々に変化させるために制御信号の変化をより緩慢にする必要があるので、遅延時間がより大きくなる。

本発明は上記事由に鑑みて為されており、能動素子のオン、オフの切り換え時において一定の動作特性が得られ、また、能動素子のオン、オフが切り換わり始めるまでの遅延を抑制できる点灯装置および車両用前照灯を提供することを目的とする。

本発明の点灯装置は、第１の光源ブロックと第２の光源ブロックとが直列接続されている光源群に対して定電流を供給する電源回路と、制御端子を含み前記第２の光源ブロックに並列に接続される能動素子を有し、前記能動素子に電流を流すことによって前記第２の光源ブロックをバイパスして前記第２の光源ブロックを消灯させる切換回路とを備え、前記能動素子は、前記制御端子に入力される制御信号に応じてインピーダンスが可変であって、当該インピーダンスが所定値以上になると前記第２の光源ブロックを点灯させ、前記切換回路は、前記能動素子を流れる電流または前記能動素子の両端電圧を目標値に一致させるように前記能動素子の前記インピーダンスを制御する制御部と、前記目標値を設定する切換制御回路とを有することを特徴とする。

この点灯装置において、前記制御部は、前記能動素子を流れる前記電流または前記能動素子の前記両端電圧を検出値として検出し、当該検出値を前記目標値に一致させるように前記能動素子の前記インピーダンスを制御することによって、前記検出値としての前記電流または前記両端電圧のフィードバック制御を行うことが望ましい。

この点灯装置において、前記切換制御回路は、前記第２の光源ブロックを点灯状態から消灯状態に移行させる場合、前記能動素子を流れる前記電流についての前記目標値を、前記能動素子のオフ時の値から前記能動素子のオン時の値まで、時間経過に伴って所定の時定数で増加させ、前記目標値の増加に伴って、前記制御部が前記能動素子の前記インピーダンスを変化させることがより望ましい。

この点灯装置において、前記切換制御回路は、前記第２の光源ブロックを点灯状態から消灯状態に移行させる場合、前記能動素子を流れる前記電流についての前記目標値を、定常点灯時に前記第１の光源ブロックを流れる負荷電流より大きく且つ前記光源群の最大許容電流より小さな既定値に設定し、当該既定値に設定された前記目標値に基づいて、前記制御部が前記能動素子の前記インピーダンスを変化させることがより望ましい。

この点灯装置において、前記切換制御回路は、前記第２の光源ブロックを消灯状態から点灯状態に移行させる場合、前記能動素子を流れる前記電流についての前記目標値を、前記能動素子のオン時の値から前記能動素子のオフ時の値まで、時間経過に伴って所定の時定数で減少させ、前記目標値の減少に伴って、前記制御部が前記能動素子の前記インピーダンスを変化させることがより望ましい。

この点灯装置において、前記電源回路は、定電流制御のために前記光源群に流れる電流を検出する検出部を有しており、前記制御部は、前記検出部で検出された前記電流を検出値として用い、当該検出値を前記目標値に一致させるように前記能動素子の前記インピーダンスを制御することによって前記検出値としての前記電流のフィードバック制御を行うことがより望ましい。

この点灯装置において、前記切換制御回路は、前記第２の光源ブロックを点灯状態から消灯状態に移行させる場合、前記能動素子の前記両端電圧についての前記目標値の絶対値を、前記能動素子のオフ時の値から前記能動素子のオン時の値まで、時間経過に伴って所定の時定数で減少させ、前記目標値の前記絶対値の減少に伴って、前記制御部が前記能動素子の前記インピーダンスを変化させることがより望ましい。

この点灯装置において、前記切換制御回路は、前記電源回路の出力段から前記光源群までの間に並列に接続されたコンデンサの静電容量をＣとし、前記能動素子がオフ状態のときの前記能動素子の前記両端電圧をＶ０とし、前記光源群に流れる負荷電流をＩ０としたときに、Ｃ・Ｖ０／Ｉ０以上の時間を掛けて、前記目標値の前記絶対値を、前記能動素子のオフ時の値から前記能動素子のオン時の値まで減少させることがより望ましい。

この点灯装置において、前記切換制御回路は、前記第２の光源ブロックを消灯状態から点灯状態に移行させる場合、前記目標値の前記絶対値を、前記能動素子のオン時の値から前記能動素子のオフ時の値まで、時間経過に伴って所定の時定数で増加させ、前記目標値の前記絶対値の増加に伴って、前記制御部が前記能動素子の前記インピーダンスを変化させることがより望ましい。

この点灯装置において、前記電源回路は、当該電源回路の出力電圧を監視し、当該出力電圧を前記光源群の定常点灯時における最大値より大きな上限値以下に制限する過電圧制御部を有し、前記切換回路は、前記第２の光源ブロックの点灯、消灯の切り換えに合わせて前記上限値を切り換えることがより望ましい。

この点灯装置において、前記光源群は、直列に接続された複数個の発光ダイオードからなることがより望ましい。

本発明の車両用前照灯は、上記点灯装置と、車両に取り付けられる灯具本体とを備えることを特徴とする。

本発明は、切換回路の制御部が、能動素子を流れる電流または能動素子の両端電圧が切換制御回路にて設定される目標値に一致するように、能動素子のインピーダンスを制御する。したがって、能動素子のオン、オフの切り換え時において一定の動作特性が得られ、また、能動素子のオン、オフが切り換わり始めるまでの遅延を抑制できる、という利点がある。

実施形態１に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態１に係る点灯装置の動作の説明図である。 実施形態１に係る点灯装置の動作の説明図である。 実施形態１の変形例に係る点灯装置の動作の説明図である。 実施形態１の変形例に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態２に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態３に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態３の変形例に係る点灯装置の要部を示す概略回路図である。 実施形態４に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態４に係る点灯装置の動作の説明図である。 実施形態４に係る点灯装置の動作の説明図である。 実施形態４の変形例に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態４の変形例に係る点灯装置の動作の説明図である。 実施形態４の変形例に係る点灯装置の動作の説明図である。 実施形態４の他の変形例に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態５に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態５の変形例に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態５の他の変形例に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態５の他の変形例に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態５の他の変形例に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態５の他の変形例に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 上記点灯装置を用いた車両用前照灯を示す断面図である。 上記車両用前照灯を用いた車両の外観斜視図である。

（実施形態１）
本実施形態の点灯装置１０は、図１に示すように、直流電源１の出力を入力として光源群５に電力供給する電力変換回路２と、電力変換回路２を制御する出力制御回路６と、後述する切換回路４とを備えている。なお、直流電源１は、バッテリなどであってもよいし、商用電源のような交流電源の出力電圧を整流、平滑して直流電圧に変換する電源回路であってもよい。

光源群５は、固体光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）が複数ずつ直列に接続された第１の光源ブロック５１と第２の光源ブロック５２とで構成されている。第１の光源ブロック５１および第２の光源ブロック５２は、図１の例では各々３個ずつのＬＥＤが直列に接続されて構成されており、さらにこれら２つの光源ブロック５１，５２が電力変換回路２の出力端間に直列に接続されて光源群５を構成している。ここでは、両光源ブロック５１，５２は、第１の光源ブロック５１が電力変換回路２の高電位側、第２の光源ブロック５２が電力変換回路２の低電位（回路グランド）側となるように接続されている。

電力変換回路２は、直流電源１からの直流電圧を、光源群５の安定点灯に必要な大きさの直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣ変換回路（コンバータ）からなる。ＤＣ／ＤＣ変換回路は周知の技術であるから、ここでは電力変換回路２の具体的な構成についての説明は省略するが、一般的なＤＣ／ＤＣ変換回路としては、たとえばチョッパやフライバックコンバータ、フォワードコンバータなどがある。

この種の電力変換回路２は、少なくともインダクタ要素（図示せず）とスイッチング素子（図示せず）と整流素子（図示せず）と平滑素子（コンデンサ２４）とを有しており、直流電源１からインダクタ要素に供給される電力をスイッチング素子にて高周波で断続させる。このようなスイッチング素子のスイッチング動作により、電力変換回路２は、負荷（光源群５）と直列に接続されたインダクタ要素から整流素子を介して負荷に出力する電圧を、入力電圧に対し昇圧または降圧させる。インダクタ要素は、たとえばインダクタ（コイル）またはトランスなどである。

電力変換回路２の出力段に設けられた平滑用のコンデンサ２４は、出力電圧のリプルを低減する。また、電力変換回路２の出力に、ＬＥＤのように略定電圧（順方向電圧）で動作する定電圧負荷に似た負荷が接続されていると、出力電圧に僅かなリプルが生じるだけでも出力電流に比較的大きなリプルとなって現れることがある。そこで、図１に示す点灯装置１０は、電力変換回路２と光源群５との間にインダクタ要素（図示例ではインダクタ３）が挿入された構成を採用している。

出力制御回路６は、指令値を発生する指令値発生部６１と、電力変換回路２の出力値と指令値との誤差を演算する誤差増幅部６２と、電力変換回路２のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号発生部６３と、過電圧出力を抑制する過電圧制御部６４とを有している。

誤差増幅部６２は、検出部６５で検出される電力変換回路２の出力電流（出力値）と、指令値発生部６１から出力される所定の指令値Ｉｂとの誤差量（指令値−出力値）を、比例積分演算して得られた結果をＰＷＭ指令信号としてＰＷＭ信号発生部６３に出力する。ＰＷＭ信号発生部６３は、ＰＷＭ指令信号に応じて、電力変換回路２のスイッチング素子を駆動するためのＰＷＭ信号の１周期に占めるＨ（ハイ）レベルの期間の比率や周波数を調節する。

つまり、出力制御回路６は、ＰＷＭ信号発生部６３で生成するＰＷＭ制御信号にてスイッチング素子のデューティ比やスイッチング周波数を調節し、電力変換回路２の出力電流を所定の指令値Ｉｂに保つようにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行う。このように、点灯装置１０は、電力変換回路２にて定電流制御を行うことにより、光源群５に流す電流を一定に維持して光源群５を安定点灯させる。要するに、電力変換回路２と出力制御回路６とは、光源群５に対して定電流を供給する電源回路を構成する。なお、以下では点灯装置１０から負荷である光源群５に流れる電流、つまり電力変換回路２の出力電流を負荷電流という。

また、点灯装置１０は、光源群５が出力端子から外れた場合（ルーズコンタクト）や、光源群５がオープン故障して負荷インピーダンスが非常に大きくなった場合に、負荷電流を一定値に維持しようと定電流制御を行うために出力電圧が過大になることがある。そこで、過電圧制御部６４は、電力変換回路２の出力電圧を監視し、出力電圧が光源群５の定常点灯時における最大値より大きな上限値以下に保たれるように、強制的にＰＷＭ信号のデューティ比を小さくしたり、スイッチング周期を大きくしたりする。ここでは、過電圧制御部６４は、ＰＷＭ信号発生部６３に対してデューティ比やスイッチング周期（周波数）を強制的に調整するよう指示を出す。これにより、点灯装置１０は、電力変換回路２の出力電圧が過大になることを防止できる。

ところで、本実施形態の点灯装置１０は、電力変換回路２の動作中において、光源群５のうち第１の光源ブロック５１については常時点灯させ、第２の光源ブロック５２は選択的に点灯させるように構成されている。すなわち、点灯装置１０は、直列接続された光源ブロック５１，５２のうちの一方の光源ブロック（第２の光源ブロック５２）については、切換回路４にて点灯、消灯を切り換えることが可能である。

切換回路４は、第２の光源ブロック５２をバイパスする短絡用の能動素子４１と、能動素子４１に流れる電流を検出する電流検出回路４５と、目標値を発生する目標値発生部４３と、検出値と目標値との誤差を演算する誤差増幅器４２とを有している。さらに、切換回路４は後述の切換制御回路４４を有している。

能動素子４１は、制御端子を含み、当該制御端子に入力される制御信号に応じてインピーダンスが可変であって、第２の光源ブロック５２と並列に接続され、且つ第１の光源ブロック５１と直列に接続されている。本実施形態においては、能動素子４１はＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）からなる。能動素子４１は、制御端子であるゲートに入力される制御信号によってドレイン−ソース間のインピーダンスが変化する。この能動素子４１は、第１の光源ブロック５１と第２の光源ブロック５２との接続点にドレインが接続され、第２の光源ブロック５２のカソード側の端子にソースが接続されている。

したがって、能動素子４１は、能動素子４１のインピーダンス（オン抵抗）が所定値以上になると第２の光源ブロック５２を点灯させることになる。言い換えれば、切換回路４は、能動素子４１がオフのときには、第１および第２の両方の光源ブロック５１，５２に電力変換回路２からの出力電流を流して、両光源ブロック５１，５２を点灯させる。一方、切換回路４は、能動素子４１をオンすることにより、電力変換回路２の出力電流を能動素子４１にてバイパスし、第２の光源ブロック５２に流れる電流を略ゼロにして第２の光源ブロック５２を消灯させ、第１の光源ブロック５１のみを点灯させる。

電流検出回路４５は、第１の光源ブロック５１から第２の光源ブロック５２と能動素子４１とに分かれて流れる負荷電流のうち能動素子４１に流れる電流を検出するように、第２の光源ブロック５２と能動素子４１との並列回路の能動素子４１側に設けられている。つまり、電流検出回路４５で検出される能動素子４１を流れる電流と、第２の光源ブロック５２を流れる電流との和は、第１の光源ブロック５１を流れる電流、すなわち負荷電流と一致する。電流検出回路４５は、能動素子４１の両端間（ここではドレイン−ソース間）を流れる電流の大きさを検出し、当該電流の大きさを検出値として誤差増幅器４２に出力する。

目標値発生部４３は、能動素子４１に流す電流の大きさの目標となる目標値Ｉａ、つまり能動素子４１を流れる電流についての目標値Ｉａを発生し、誤差増幅器４２に出力する。ここで、目標値発生部４３は、出力する目標値Ｉａの大きさが可変であって、切換制御回路４４からの設定信号を受けて目標値Ｉａの大きさを決定する。切換制御回路４４の動作については後述する。

誤差増幅器４２は、目標値発生部４３から入力される目標値Ｉａと、電流検出回路４５から入力される検出値との誤差量（目標値−検出値）を、ｋ倍（ｋ＝定数）に増幅して能動素子４１の制御端子であるゲートに制御信号として出力する。そのため、能動素子４１は、誤差増幅器４２の出力に応じてインピーダンスが変化することになる。なお、誤差増幅器４２の出力端と能動素子４１のゲートとの間には抵抗４６が挿入されている。

したがって、電流検出回路４５の検出値が目標値Ｉａより小さければ、誤差増幅器４２の出力は大きくなって、能動素子４１のゲート電圧（制御信号）が高くなるので、能動素子４１のオン抵抗（インピーダンス）が低下し、能動素子４１を流れる電流は大きくなる。一方、電流検出回路４５の検出値が目標値Ｉａより大きければ、誤差増幅器４２の出力は小さくなって、能動素子４１のゲート電圧（制御信号）が低減するので、能動素子４１のオン抵抗が上昇し、能動素子４１を流れる電流は小さくなる。このように、切換回路４は、能動素子４１に流れる電流について、検出値を目標値Ｉａに一致させるようにフィードバック制御する。

つまり、切換回路４は、電流検出回路４５と誤差増幅器４２と目標値発生部４３と抵抗４６とで、能動素子４１に流れる電流をフィードバック制御する制御部を構成している。この制御部は、能動素子４１を流れる電流を検出値として検出し、この検出値を目標値Ｉａに一致させるように能動素子４１のインピーダンスを制御する。ただし、制御部は、能動素子４１を流れる電流を目標値Ｉａに一致させるように能動素子４１のインピーダンスを制御する構成であればよく、検出値を用いて電流をフィードバック制御する構成に限らない。

ここにおいて、切換制御回路４４は、人の操作入力を受け付ける操作部（図示せず）からの入力を受け、目標値発生部４３に対して設定信号を出力することにより、目標値発生部４３で発生する目標値Ｉａの大きさを以下のように設定する。

すなわち、第２の光源ブロック５２が点灯状態で能動素子４１がオフである場合には、切換制御回路４４は、目標値Ｉａを略ゼロないしそれ以下の所定値（負の値）に設定する。このとき、負荷電流は直流であるためゼロ以下にはならないので、誤差増幅器４２の出力がゼロ以下となり、能動素子４１は、誤差増幅器４２の出力が制御端子であるゲートに入力されることによってオフ状態が維持される。

一方、能動素子４１をオンして点灯状態にある第２の光源ブロック５２を消灯させるように操作部が操作された場合には、切換制御回路４４は、目標値Ｉａを略ゼロから徐々に増加するように変化させる。このとき、誤差増幅器４２は、目標値Ｉａと検出値との比較結果に応じて能動素子４１のゲート電圧（制御信号）を調整することにより、能動素子４１に流れる電流を目標値Ｉａに一致させるようにフィードバック制御する。

要するに、操作部が操作され能動素子４１をオンして第２の光源ブロック５２を消灯させる場合、切換制御回路４４は、図２に示すように操作部の操作時点Ｔ１から時間経過に伴って目標値Ｉａを略ゼロから所定の時定数で単調増加させる。これにより、切換回路４は、能動素子４１を流れる電流を目標値Ｉａに基づく上昇率で時間経過に伴って単調増加させることになり、能動素子４１をオフ状態からオン状態に切り換えるに当たりソフトスイッチングさせることができる。なお、図２では、横軸を時間軸として目標値Ｉａを縦軸に表している。

このようにして能動素子４１がオフ状態からオン状態へ移行するとき、第２の光源ブロック５２に流れていた負荷電流の一部は、能動素子４１側へ目標値Ｉａだけ分流されて流れる。ただし、能動素子４１が完全にオンするまでは第２の光源ブロック５２にも電流は流れているので、能動素子４１の両端には第２の光源ブロック５２の両端電圧（順方向電圧）が印加される。

そして、負荷電流値Ｉｂに目標値Ｉａがごく近づいた状態では、負荷電流のほとんどが能動素子４１に流れるため、能動素子４１の両端には第２の光源ブロック５２を構成するＬＥＤの障壁電圧（順方向電圧）未満の電圧が残る。ここでいう負荷電流値Ｉｂは、光源群５の定常点灯時における負荷電流の値であって、指令値発生部６１から出力される指令値Ｉｂと同値である。この状態からさらに目標値Ｉａが増加しても能動素子４１を流れる電流は電力変換回路２の出力電流（負荷電流）以上には上昇しないので、能動素子４１は、誤差増幅器４２の作用によりゲート電圧がさらに上昇して完全にオンする。つまり、能動素子４１は飽和領域で動作することになり、この時点での能動素子４１の両端電圧は略ゼロとなる。

そこで、切換制御回路４４は、能動素子４１をオフ状態からオン状態に移行させるときには、目標値Ｉａを略ゼロ（能動素子４１のオフ時の値）から負荷電流値Ｉｂ以上に設定された既定値（能動素子４１のオン時の値）まで、所定の時定数で単調増加させる。

また、切換制御回路４４は、能動素子４１をオフ状態からオン状態に切り換える際の目標値Ｉａの変化速度を、電力変換回路２の出力の応答性（出力電圧の変化速度）より遅く設定していることが望ましい。つまり、能動素子４１がオン状態へ移行する際、サージ電流が流れるのは、点灯する光源ブロックの数が減少して必要な負荷電圧が急峻に低下するにもかかわらず、電力変換回路２の出力電圧が、低下した負荷電圧まで急峻に変動できないことに起因する。これに対して、点灯装置１０は、目標値Ｉａの上昇速度を、電力変換回路２の出力の応答性より緩慢に設定することで、光源群５にサージ電流が流れることを確実に回避できる。なお、ここでいう負荷電圧は、負荷である光源群５の両端電圧を意味している。

能動素子４１をオフして第２の光源ブロック５２を消灯状態から点灯状態に移行させるように操作部が操作された場合には、切換制御回路４４は、目標値Ｉａを略ゼロ以下に設定する。これにより、誤差増幅器４２の出力は略ゼロ以下に急峻に低下し、能動素子４１のゲート電圧も急峻に低下するので、能動素子４１は急速にオフ状態に移行する。このとき、切換制御回路４４は、目標値Ｉａを急峻にゼロ以下まで低下させて、能動素子４１を急速にオフさせても、電力変換回路２の出力電圧が低い状態にあるため、過大電流は流れず光源群５へのストレスは生じない。

つまり、オン状態にある能動素子４１の両端電圧は略ゼロであるから、第２の光源ブロック５２が消灯状態にあれば、光源群５に掛かる電圧（電力変換回路２の出力電圧）は、第１の光源ブロック５１の順方向電圧まで低下している。この状態から能動素子４１が急速にオフしても、電力変換回路２の出力電圧は、光源群５の動作電圧（第１の光源ブロック５１の順方向電圧に第２の光源ブロック５２の順方向電圧を加えた電圧）に比べて低いので、光源群５に過大な負荷電流が流れることはない。

ただし、上述のように目標値Ｉａが急峻に略ゼロ以下に低下した場合、電力変換回路２の出力電圧が光源群５の動作電圧より低くなれば、電力変換回路２の出力電圧が不足し、点灯中の第１の光源ブロック５１まで一瞬消灯してしまう可能性がある。つまり、点灯装置１０は、電力変換回路２の出力電圧が上昇して光源群５の動作電圧に達するまでの間、第１の光源ブロック５１を瞬間的に消灯させてしまうことになり、ちらつきを生じる可能性がある。そこで、このように点灯中の第１の光源ブロック５１が瞬間的に消灯することを防止するために、切換制御回路４４は、能動素子４１をオン状態からオフに移行する際に、目標値Ｉａを図３に示すように所定の時定数で単調減少させる構成であってもよい。

要するに、操作部が操作され能動素子４１をオフして第２の光源ブロック５２を点灯させる場合、切換制御回路４４は、図３に示すように操作部の操作時点Ｔ２から時間経過に伴って目標値Ｉａを既定値から略ゼロ以下まで所定の時定数で単調減少させてもよい。つまり、図３の例では、切換制御回路４４は、目標値Ｉａを能動素子４１のオン時の値から能動素子４１のオフ時の値まで、所定の時定数で単調減少させている。これにより、切換回路４は、能動素子４１を流れる電流を目標値Ｉａに基づく減少率で時間経過に伴って単調減少させることになる。

ここで、能動素子４１のオン抵抗の上昇に伴って能動素子４１の両端に生じる電圧つまり第２の光源ブロック５２に掛かる電圧が上昇し、能動素子４１を流れる電流の低下分が第２の光源ブロック５２に流れ始め、第２の光源ブロック５２は徐々に点灯する。このとき、能動素子４１の両端電圧は比較的緩やかに上昇するため、電力変換回路２の出力電圧が光源群５の動作電圧に比べて不足することを防止でき、第１の光源ブロック５１の電流低下（光束低下）を抑制できる。なお、図３では、横軸を時間軸として目標値Ｉａを縦軸に表している。

さらに、切換制御回路４４は、目標値Ｉａを徐々に減少させて能動素子４１をオン状態からオフ状態へ切換える場合、目標値Ｉａの変化速度を、電力変換回路２の出力の応答性（出力電圧の変化速度）よりも緩慢にすることが望ましい。つまり、能動素子４１がオフ状態へ移行する際、点灯中の光源ブロックが瞬間的に消灯（減光）するのは、点灯する光源ブロックの数が増加して必要な負荷電圧が増大するにもかかわらず、電力変換回路２の出力電圧が負荷電圧まで瞬時に上昇しないことに起因する。これに対して、点灯装置１０は、目標値Ｉａの低下速度を、電力変換回路２の出力の応答性より緩慢に設定することで、点灯中の光源ブロックが瞬間的に消灯（減光）することを確実に回避できる。

以上説明した本実施形態の点灯装置１０によれば、切換回路４は、能動素子４１に流れる電流を検出し、この電流が切換制御回路４４にて設定される目標値Ｉａに一致するように、能動素子４１のインピーダンスを調整して電流をフィードバック制御する。ここで、切換回路４は、能動素子４１をオンする際、能動素子４１に流す電流の目標値Ｉａを時間経過に伴って徐々に増加させるので、能動素子４１がオフ状態からオン状態に移行する途中で、過大な負荷電流が流れることを防止できる。

つまり、この点灯装置１０は、能動素子４１がオフからオンに移行する際、光源群５に過大なサージ電流が流れることを防止できる。さらに、切換回路４は、電力変換回路２の出力の応答性より緩やかな速度で目標値Ｉａを緩慢に上昇させることによって、能動素子４１がオンしたときに電力変換回路２の出力に生じるリンギングなどの不安定現象を抑制できる。

なお、点灯させる光源ブロックの数を切り換えるために、光源ブロックごとに個別の電力変換回路を設けることも考えられるが、その場合には、電力変換回路が複数必要となり、点灯装置の大型化や回路の複雑化、コストの上昇を招く。これに対して、本実施形態の点灯装置１０は、単一の電力変換回路２の出力に複数の光源ブロック５１，５２を直列接続し、一部の光源ブロック（第２の光源ブロック５２）に並列接続された能動素子４１にて点灯させる光源ブロックの数を切り換える。そのため、本実施形態の点灯装置１０によれば、大型化や回路の複雑化、コストの上昇を回避できる。

ところで、本実施形態において能動素子４１として使用されているＭＯＳＦＥＴは、ゲート電圧にしきい値電圧が存在し、ゲート電圧がしきい値電圧付近にある能動領域では、ゲート電圧が変化することでオン抵抗が大きく変動する。ただし、この種の能動素子４１は、ゲート電圧としきい値電圧との間にある程度の電圧差があれば、完全なオン状態あるいはオフ状態となり、ゲート電圧が変化してもオン抵抗があまり変動しない不感帯（飽和領域や遮断領域）で動作することになる。

本実施形態では、切換回路４は目標値Ｉａに応じた電流を能動素子４１に流すように動作するため、能動素子４１を流れる電流がほとんど変化しない不感帯においては誤差増幅器４２の出力は急峻に変化することになり、不感帯を脱するのにほとんど時間を要しない。つまり、本実施形態の切換回路４によれば、操作部が操作されてから制御信号（ゲート電圧）がしきい値に達して能動素子４１のオン、オフが切り換わり始めるまでの遅延（能動素子４１の不感帯による遅延）を抑制できる。

また、切換回路４は、目標値Ｉａに応じた電流を能動素子４１に流すように動作するので、能動素子４１におけるオフ状態からオン状態へ移行する際の過渡特性が、素子ばらつきや温度特性によって異なっていても、その影響を小さく抑えることができる。なお、切換回路４は、能動素子４１のしきい値付近（能動領域）での制御信号の変化に対するオン抵抗の変化の感度にばらつきがあっても、過大なサージ電流が流れることを防止する機能への影響は小さい。

結果的に、本実施形態の点灯装置１０によれば、能動素子４１のオン、オフの切り換え時において一定の動作特性が得られ、また、能動素子４１のオン、オフが切り換わり始めるまでの遅延を抑制できるという利点がある。

本実施形態の変形例として、能動素子４１をオンして第２の光源ブロック５２を消灯させる場合、切換制御回路４４は、図４に示すように操作部の操作時点Ｔ１で目標値Ｉａを比較的急峻に増加させる構成であってもよい。ただし、この場合における増加後の目標値Ｉａは、光源群５の定常点灯時における負荷電流の値（負荷電流値）Ｉｂより大きく、光源群５の最大許容電流Ｉｃより小さな既定値に設定される。

この変形例によれば、点灯維持される第１の光源ブロック５１の電流は瞬時的に負荷電流値Ｉｂより大きくなるが、光源群５の最大許容電流Ｉｃより低くなるよう制御されるので、光源群５の劣化、破壊などの悪影響を及ぼすことなく、切換速度の向上が可能である。さらに、この変形例では、第２の光源ブロック５２を点灯状態から消灯状態へ移行させる切換動作時において能動素子４１の損失を低減できるので、能動素子４１の小型化が可能となる。

また、本実施形態の他の変形例として、点灯装置１０は、図５に示すように電力変換回路２の出力が回路グランドに対し負電位側となるように、電力変換回路２の高電位側の出力端を回路グランドに接続した構成であってもよい。この場合、点灯装置１０は、能動素子４１にＰチャネル型のＭＯＳＦＥＴを用い、誤差増幅器４２を負出力可能な構成として図１と同様の回路構成を採用してもよいが、図５では、能動素子４１にオン抵抗特性の良いＮチャネル型のＦＥＴを用いている。

図５の例では、切換回路４は、制御電源Ｅｃの出力電圧値から誤差増幅器４２の出力値を減算した信号を出力する減算回路４２１と、減算回路４２１の出力にて制御されるＰＮＰ型のトランジスタ４２３と、抵抗４２２，４２４とをさらに有している。また、図５の例では、電力変換回路２の高電位側の出力（回路グランド）に第２の光源ブロック５２が接続され、低電位側の出力に第１の光源ブロック５１が接続されている。能動素子４１は、ドレインが電力変換回路２の高電位側の出力（回路グランド）に接続される形で、第２の光源ブロック５２と並列に接続されている。

トランジスタ４２３は、その制御端子であるベースが、減算回路４２１の出力端に接続されている。トランジスタ４２３と抵抗４２２とは直列接続され、制御電源Ｅｃと能動素子４１のゲートとの間に挿入されている。抵抗４２４は、能動素子４１のゲート−ソース間に接続されている。

次に、図５に示す構成の点灯装置１０の動作について簡単に説明する。

この点灯装置１０は、点灯状態にある第２の光源ブロック５２を消灯させる場合、オフ状態にある能動素子４１がオンするように、切換制御回路４４にて目標値Ｉａを略ゼロないしそれ以下の所定値から増加させる。ここで、能動素子４１がオフ状態にあるときの電流検出回路４５の検出値はゼロであるため、目標値Ｉａが増加すると誤差増幅器４２の出力が増加する。

このとき、制御電源Ｅｃの出力電圧値から誤差増幅器４２の出力値を減算した信号がトランジスタ４２３のベースに入力される。そのため、ベース−エミッタ間電圧をベース電圧に重畳した電圧がエミッタに生じ、この電圧と制御電源Ｅｃの出力電圧との差分に比例した電流が抵抗４２２に流れ、トランジスタ４２３のコレクタより略同一電流が抵抗４２４に流れる。これにより、抵抗４２４の両端に発生した電圧が能動素子４１のゲートに印加され、能動素子４１はオン抵抗が減少しオン状態に移行する。

一方、能動素子４１を流れる電流が目標値Ｉａより大きくなると、誤差増幅器４２の出力が減少しトランジスタ４２３のベース電圧が上昇するので、抵抗４２２に流れる電流が低下し、能動素子４１のゲート電圧が低下して能動素子４１のオン抵抗が増大する。

なお、この点灯装置１０において第２の光源ブロック５２を消灯状態から点灯状態に移行させる場合、切換制御回路４４は、目標値Ｉａを略ゼロまで低下させる。

また、本実施形態の点灯装置の具体回路は、図１や図５に例示した構成に限らず、能動素子に流れる電流を検出し、この電流が切換制御回路にて設定される目標値に一致するように、能動素子のインピーダンスを調整可能な切換回路を有していればよい。さらに、上述した例では、能動素子が設けられた光源ブロック（第２の光源ブロック）は一方の端子が回路グランドに接続されているが、この構成に限らない。すなわち、光源群は直列接続された３つ以上の光源ブロックから構成されていてもよく、この場合に、切換回路は、直列接続された真ん中の光源ブロックに並列に接続された能動素子にて、この光源ブロックをバイパスする構成であってもよい。

なお、上述した点灯装置は、能動素子としてＭＯＳＦＥＴを用いているが、この例に限らず、ＭＯＳＦＥＴ以外のトランジスタやＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）など、他の能動素子が用いられてもよい。

（実施形態２）
本実施形態の点灯装置１０は、図６に示すように、能動素子４１に流れる電流を検出する電流検出回路を、電力変換回路２の出力制御用の検出部６５で兼用している点で実施形態１の点灯装置１０と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

なお、図６の例では、電力変換回路２は、フライバックコンバータからなる。この電力変換回路２は、フライバックトランス２１の一次巻線およびスイッチング素子２２の直列回路が直流電源１の出力端間に接続され、フライバックトランス２１の二次巻線の両端間にダイオード２３およびコンデンサ２４が直列に接続されて構成される。検出部６５は、コンデンサ２４の負極と回路グランドとの間に流れる電流を検出する。

本実施形態では、誤差増幅器４２は、目標値発生部４３から入力される目標値Ｉａと、検出部６５から入力される検出値との誤差量（目標値−検出値）を、ｋ倍（ｋ＝定数）に増幅して能動素子４１の制御端子であるゲートに制御信号として出力する。この構成によれば、誤差増幅器４２は、検出部６５で検出される電力変換回路２の出力電流（負荷電流）を受けて能動素子４１の制御信号（ゲート電圧）を制御するので、能動素子４１に流れる電流を負荷電流以下に制御することはできない。そのため、この切換回路４は、切換制御回路４４が目標値Ｉａを負荷電流未満に低下させると、能動素子４１がオフしてしまうことになる。

そこで本実施形態においては、能動素子４１をオンにする場合、切換制御回路４４は、図４に示したように負荷電流値Ｉｂより大きく且つ光源群５の最大許容電流Ｉｃより低く設定された所定値へ目標値Ｉａを急峻に切り換える。これにより、切換回路４は、能動素子４１をオン状態に移行する際に、電力変換回路２の平滑用のコンデンサ２４に蓄えられた電荷が第１の光源ブロック５１を介して流れるようなサージ電流を、光源群５の最大許容電流Ｉｃより低く抑制することが可能となる。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

（実施形態３）
本実施形態の点灯装置１０は、図７に示すように、誤差増幅器４２および電流検出回路４５に代えて、電流（カレント）ミラー回路を用いて能動素子４１に流れる電流を目標値Ｉａに制御するように構成されている点で実施形態１の点灯装置１０と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

図７の例では、電力変換回路２の高電位側の出力に第２の光源ブロック５２が接続され、低電位側の出力（回路グランド）に第１の光源ブロック５１が接続されている。図７の構成では、能動素子４１はＰＮＰ型のトランジスタからなり、別のＰＮＰ型のトランジスタ４２５および抵抗４１１，４２４と共に電流ミラー回路を構成している。

具体的には、能動素子４１および抵抗４１１の直列回路は第２の光源ブロック５２と並列に接続され、トランジスタ４２５と能動素子４１とはベース同士が接続されて、トランジスタ４２５のコレクタ−ベース間が短絡されている。抵抗４１１は能動素子４１のエミッタと第２の光源ブロック５２の正極側（アノード側）端子との間に挿入され、トランジスタ４２５のエミッタと第２の光源ブロック５２の正極側（アノード側）端子との間には抵抗４２４が挿入されている。

また、トランジスタ４２５のコレクタと第１の光源ブロック５１の負極側（カソード側）端子との間には、ＮＰＮ型のトランジスタ４２３と抵抗４２２とが直列に接続されている。トランジスタ４２３のベースは、目標値発生部４３の出力に接続されている。

以上説明した構成によれば、切換回路４は、目標値Ｉａがトランジスタ４２３のベースを介して抵抗４２２に印加され、抵抗４２２には目標値Ｉａに比例した電流が流れることになる。そのため、この切換回路４では、目標値Ｉａに比例した電流がトランジスタ４２３のコレクタ、トランジスタ４２５のエミッタを介して、抵抗４２４に流れることになる。

そして、切換回路４は、抵抗４２４，４１１の抵抗値をそれぞれＲ４２４、Ｒ４１１としたときに、能動素子４１のエミッタには電流ミラー回路の作用によりトランジスタ４２５のエミッタのＲ４２４／Ｒ４１１倍の電流が流れることになる。このように、本実施形態の切換回路４においても、能動素子４１に流れる電流は目標値Ｉａにて制御可能である。

したがって、切換制御回路４４は、目標値Ｉａを実施形態１で説明したように制御することにより、能動素子４１がオフからオンへ移行する際のサージ電流を抑制でき、能動素子４１がオンからオフへ移行する際、光源群５の瞬時的減光あるいは消灯を抑制できる。

また、本実施形態の変形例として、切換回路４は、図８に示すようにトランジスタ４２５を省略した構成であってもよい。さらに、切換回路４は、能動素子４１のベース−エミッタ間電圧を模擬するダイオードが抵抗４２４と直列に接続された構成であってもよい。

なお、図７の例では、能動素子４１に流れる電流を目標値Ｉａに制御するための電流ミラー回路は、トランジスタを用いて構成されているが、この構成に限らず、たとえばＦＥＴを用いて構成されていてもよい。また、電流ミラー回路は、図７，８に示す構成では回路グランドに対し高電位側に設けられているが、回路グランド側に設けられていてもよく、図５に示したように電力変換回路２の出力が負電位側となる点灯装置１０に適用されてもよい。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

（実施形態４）
本実施形態の点灯装置１０は、能動素子４１の両端電圧を検出して、この両端電圧が切換制御回路４４で設定される目標値に一致するように能動素子４１のインピーダンスを調整する点で、実施形態１の点灯装置１０と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

本実施形態では、切換回路４は、図９に示すように、第２の光源ブロック５２の両端電圧、すなわち能動素子４１の両端電圧を検出し、この両端電圧を能動素子４１の両端電圧についての目標値Ｖａに従ってフィードバック制御するように構成されている。具体的には、誤差増幅器４２は、目標値発生部４３から入力される目標値Ｖａと、能動素子４１の両端電圧の検出値との誤差量（検出値−目標値）を、ｋ倍（ｋ＝定数）に増幅して能動素子４１の制御端子であるゲートに制御信号として出力するよう構成されている。なお、本実施形態の目標値発生部４３は、電流の目標値Ｉａではなく電圧の目標値Ｖａを発生する点で実施形態１と相違するが、目標値Ｖａの大きさが可変で、切換制御回路４４からの設定信号を受けて目標値Ｖａの大きさを決定する点では実施形態１と同様である。

要するに、能動素子４１の両端電圧が目標値Ｖａより低ければ、誤差増幅器４２は、出力が低下して能動素子４１のオン抵抗を増大させ、能動素子４１の両端電圧を上昇させる。逆に、能動素子４１の両端電圧が目標値Ｖａより高ければ、誤差増幅器４２は、出力が上昇して能動素子４１のオン抵抗を減少させ、能動素子４１の両端電圧を低下させる。このように、切換回路４は、能動素子４１の両端電圧について、検出値を目標値Ｖａに一致させるようにフィードバック制御する。

つまり、切換回路４は、誤差増幅器４２と目標値発生部４３と抵抗４６とで、能動素子４１の両端電圧をフィードバック制御する制御部を構成している。この制御部は、能動素子４１の両端電圧を検出値として検出し、この検出値を目標値Ｖａに一致させるように能動素子４１のインピーダンスを制御する。ただし、制御部は、能動素子４１の両端電圧を目標値Ｖａに一致させるように能動素子４１のインピーダンスを制御する構成であればよく、検出値を用いて両端電圧をフィードバック制御する構成に限らない。

ここにおいて、切換制御回路４４は、人の操作入力を受け付ける操作部（図示せず）からの入力を受け、目標値発生部４３に対して設定信号を出力することにより、目標値発生部４３で発生する目標値Ｖａの大きさを以下のように設定する。

すなわち、第２の光源ブロック５２が点灯状態で能動素子４１がオフである場合には、切換制御回路４４は、目標値Ｖａを予め設定されている電力変換回路２の出力電圧の上限値Ｖｂ以上の値に設定する。このとき、能動素子４１の両端電圧は上限値Ｖｂ以上にはならないので、誤差増幅器４２の出力がゼロ以下となり、能動素子４１は、誤差増幅器４２の出力が制御端子であるゲートに入力されることによってオフ状態が維持される。これにより、第２の光源ブロック５２がオープン故障した場合に能動素子４１が誤動作することを防止できる。なお、電力変換回路２の出力電圧の上限値Ｖｂは、過電圧制御部６４にて設定されている。

一方、能動素子４１をオンして点灯状態にある第２の光源ブロック５２を消灯させるように操作部が操作された場合には、切換制御回路４４は、目標値Ｖａを徐々に減少するように変化させる。ここで、切換制御回路４４は、図１０に示すように操作部の操作時点Ｔ１から時間経過に伴って目標値Ｖａを上限値Ｖｂ以上の値（能動素子４１のオフ時の値）から略ゼロ（能動素子４１のオン時の値）まで所定の時定数で単調減少させる。そして、切換回路４は、目標値Ｖａが能動素子４１の両端電圧以下に達すると、その誤差量に応じた信号が誤差増幅器４２から出力され、能動素子４１のゲートに印加されて能動素子４１が能動領域で動作し、能動素子４１に電流が流れ始める。能動素子４１は、その両端電圧が目標値Ｖａに一致するようにフィードバック制御によりオン抵抗が調整されるので、能動素子４１の両端電圧は目標値Ｖａに応じて減少する。なお、図１０では、横軸を時間軸として目標値Ｖａを縦軸に表している。

このとき、切換回路４は、能動素子４１を流れる電流を目標値Ｖａに基づく上昇率で時間経過に伴って単調増加させることになり、能動素子４１をオフ状態からオン状態に切り換えるに当たりソフトスイッチングさせることができる。このように、切換回路４は、能動素子４１の両端電圧を目標値Ｖａに従い徐々に低下させることで、第２の光源ブロック５２に流れる負荷電流を徐々に能動素子４１側に分流し、過大な負荷電流が流れることを防止する。

また、切換制御回路４４は、能動素子４１をオフ状態からオン状態に切り換える際の目標値Ｖａの低下速度を、電力変換回路２の出力の応答性（出力電圧の変化速度）より遅く設定していることが望ましい。つまり、能動素子４１がオン状態へ移行する際、サージ電流が流れるのは、点灯する光源ブロックの数が減少して必要な負荷電圧が急峻に低下するにもかかわらず、電力変換回路２の出力電圧が、低下した負荷電圧まで急峻に変動できないことに起因する。これに対して、点灯装置１０は、目標値Ｖａの低下速度を、電力変換回路２の出力の応答性より緩慢に設定することで、光源群５にサージ電流が流れることを確実に回避できる。

具体的には、切換制御回路４４は、目標値Ｖａを低下させて、能動素子４１がオフ時の値（上限値Ｖｂ以上の値）からゼロに至るまでの時間が少なくともＣ・Ｖ０／Ｉ０以上となるように、目標値Ｖａの低下速度が設定されていることが望ましい。ここで、「Ｃ」は電力変換回路２の出力段から光源群５までの間に並列に接続されたコンデンサ（平滑用のコンデンサ２４を含む）の静電容量、「Ｖ０」は能動素子４１がオフ状態のときの能動素子４１の両端電圧、「Ｉ０」は負荷電流を表している。

これに対して、能動素子４１をオフして第２の光源ブロック５２を消灯状態から点灯状態に移行させるように操作部が操作された場合には、切換制御回路４４は、図１１に示すように操作部の操作時点Ｔ２から時間経過に伴って目標値Ｖａをゼロから上昇させる。能動素子４１は、その両端電圧が目標値Ｖａに一致するようにフィードバック制御によりオン抵抗が調整されるので、能動素子４１の両端電圧は目標値Ｖａに応じて上昇する。なお、図１１では、横軸を時間軸として目標値Ｖａを縦軸に表している。

このとき、能動素子４１のオン抵抗が小さく、能動素子４１の両端電圧が第２の光源ブロック５２の動作開始電圧より低い状態では、負荷電流は全て能動素子４１に流れている。これに対し、目標値Ｖａの上昇に伴い能動素子４１の両端電圧が第２の光源ブロック５２の動作開始電圧に達すると、負荷電流は能動素子４１に分流され、第２の光源ブロック５２にも徐々に電流が流れ始める。目標値Ｖａが第２の光源ブロック５２の点灯電圧（順方向電圧）を超えると、能動素子４１はオフ状態への移行が完了する。

ここに、第１の光源ブロック５１の両端電圧は、電力変換回路２の出力電圧から第２の光源ブロック５２の両端電圧、すなわち能動素子４１の両端電圧を減じた値となる。したがって、切換回路４は、上述のように能動素子４１の両端電圧を目標値Ｖａに応じて比較的緩やかに上昇させることにより、電力変換回路２の出力電圧が光源群５の動作電圧に比べて不足することを防止できる。その結果、切換回路４は、能動素子４１がオフ状態に移行する際に第１の光源ブロック５１の両端電圧が低下することを抑制でき、第１の光源ブロック５１の電流低下（光束低下）を抑制できる。

また、切換制御回路４４は、能動素子４１をオン状態からオフ状態に切り換える際の目標値Ｖａの上昇速度を、電力変換回路２の出力の応答性（出力電圧の変化速度）以下に設定していることが望ましい。つまり、能動素子４１がオフ状態へ移行する際、点灯中の光源ブロックが瞬間的に消灯（減光）するのは、点灯する光源ブロックの数が増加して必要な負荷電圧が増大するにもかかわらず、電力変換回路２の出力電圧が負荷電圧まで瞬時に上昇しないことに起因する。これに対して、点灯装置１０は、目標値Ｖａの上昇速度を、電力変換回路２の出力の応答性より緩慢に設定することで、点灯中の光源ブロックが瞬間的に消灯（減光）することを確実に回避できる。

以上説明した本実施形態の点灯装置１０によれば、切換回路４は、能動素子４１の両端電圧を検出し、この電圧が切換制御回路４４にて設定される目標値Ｖａに一致するように、能動素子４１のインピーダンスを調整して両端電圧をフィードバック制御する。ここで、切換回路４は、能動素子４１をオンする際、能動素子４１の両端電圧の目標値Ｖａを時間経過に伴って徐々に増加させるので、能動素子４１がオフ状態からオン状態に移行する途中で、過大な負荷電流が流れることを防止できる。

つまり、この点灯装置１０は、能動素子４１がオフからオンに移行する際、光源群５に過大なサージ電流が流れることを防止できる。さらに、切換回路４は、電力変換回路２の出力の応答性より緩やかな速度で目標値Ｖａを緩慢に上昇させることによって、能動素子４１がオンしたときに電力変換回路２の出力に生じるリンギングなどの不安定現象を抑制できる。

また、切換回路４は、能動素子４１をオフする際、能動素子４１の両端電圧を比較的緩やかに上昇させるため、電力変換回路２の出力電圧が光源群５の動作電圧に比べて不足することを防止でき、第１の光源ブロック５１の電流低下（光束低下）を抑制できる。

また、本実施形態の変形例として、点灯装置１０は、図１２に示すように電力変換回路２の出力が回路グランドに対し負電位側となるように、電力変換回路２の高電位側の出力端を回路グランドに接続した構成であってもよい。

図１２の例では、切換回路４は、誤差増幅器４２の出力にて制御されるＰＮＰ型のトランジスタ４２３と、抵抗４２２，４２４とをさらに有している。また、図１２の例では、電力変換回路２の高電位側の出力（回路グランド）に第２の光源ブロック５２が接続され、低電位側の出力に第１の光源ブロック５１が接続されている。能動素子４１は、ドレインが電力変換回路２の高電位側の出力（回路グランド）に接続される形で、第２の光源ブロック５２と並列に接続されている。

トランジスタ４２３は、その制御端子であるベースが、誤差増幅器４２の出力端に接続されている。トランジスタ４２３と抵抗４２２とは直列接続され、制御電源Ｅｃと能動素子４１のゲートとの間に挿入されている。抵抗４２４は、能動素子４１のゲート−ソース間に接続されている。

次に、図１２に示す構成の点灯装置１０の動作について簡単に説明する。

この点灯装置１０は、図９に示した構成と同様に、能動素子４１をオフからオンへ移行する際、あるいはオンからオフへ移行する際に、目標値Ｖａに応じて能動素子４１の両端電圧をフィードバック制御する。

つまり、能動素子４１の両端電圧が目標値Ｖａより低い（つまり絶対値的には大きい）状態になると、誤差増幅器４２の出力は低くなる。誤差増幅器４２の出力が制御電源Ｅｃの出力電圧値より低くなると、制御電源Ｅｃの出力電圧値より誤差増幅器４２の出力とトランジスタ４２３のベース−エミッタ間電圧を減じた電圧が抵抗４２２に印加される。この電圧に応じた電流がトランジスタ４２３のコレクタを介して抵抗４２４に流れることで抵抗４２４に生じた電圧が、能動素子４１のゲートに印加され、能動素子４１はオン抵抗を低下させるように動作して、能動素子４１の両端電圧の絶対値が小さくなる。

一方、能動素子４１の両端電圧が目標値Ｖａより高い（つまり絶対値的には小さい）状態になると、誤差増幅器４２の出力は高くなる。そのため、トランジスタ４２３のエミッタ電圧は上昇し、制御電源Ｅｃの出力電圧値との電圧差が小さくなるので、トランジスタ４２３のコレクタ電流が減少する。これにより、能動素子４１のゲート電圧が低下するので、能動素子４１はオン抵抗を上昇させるように動作し、能動素子４１の両端電圧の絶対値が大きくなる。

ただし、図１２に示す点灯装置１０は、検出電圧（能動素子４１の両端電圧）が負電位であるので、目標値Ｖａも図１３，１４に示すように負電位特性となる。つまり、切換制御回路４４は、能動素子４１をオフからオンへ移行する場合、図１３に示すように操作部の操作時点Ｔ１から時間経過に伴って目標値Ｖａ（負の値）を上限値Ｖｂ（負の値）未満からゼロまで上昇させる。一方、切換制御回路４４は、能動素子４１をオンからオフへ移行する場合、図１４に示すように操作部の操作時点Ｔ２から時間経過に伴って目標値Ｖａ（負の値）をゼロから上限値Ｖｂ（負の値）未満まで低下させる。なお、図１３，１４では、横軸を時間軸として目標値Ｖａを縦軸に表している。

また、図１２に示す点灯装置１０は、さらに能動素子４１のオン、オフの切換動作に伴い、電力変換回路２の出力電圧の上限値Ｖｂを可変制御する機能を有している。具体的には、切換制御回路４４は、過電圧制御部６４に対して上限値Ｖｂの大きさを指示する可変信号を出力するように構成されている。

ここで、点灯装置１０は、光源群５が出力端子に対してルーズコンタクト状態にある場合、光源群５と出力端子とが接触、非接触を繰り返すことがあるので、上限値Ｖｂと光源群５の点灯電圧（負荷電圧）との電圧差は小さい方が、接触時の電流ストレスを低減できる。ただし、能動素子４１がオンしている状態とオフしている状態とでは、点灯する光源ブロックの数が異なり負荷電圧が異なるので、上限値Ｖｂが一定であると、上限値Ｖｂと負荷電圧との電圧差を小さく保つことができず、接触時の電流ストレスが大きくなる。そこで、切換制御回路４４は、能動素子４１がオンかオフかによって上限値Ｖｂを切り換え、上限値Ｖｂと負荷電圧との電圧差を小さく維持する。

このように能動素子４１のオン、オフの切換動作に伴い、電力変換回路２の出力電圧の上限値Ｖｂを可変制御する機能は、本実施形態に限らず、他の実施形態にも適用可能である。

また、図１５は本実施形態の他の変形例であって、直列接続された第１〜３の光源ブロック５１，５２，５３のうち、第２の光源ブロック５２および第３の光源ブロック５３のそれぞれについて点灯、消灯を切換可能な構成を示している。図１５に示す点灯装置１０は、基本的な構成および機能が図１２に示した点灯装置１０と同様であるから、以下では詳しい説明は省略する。なお、光源群５は、電力変換回路２の高電位出力（回路グランド）側から、第２の光源ブロック５２、第１の光源ブロック５１、第３の光源ブロック５３の順に直列に接続されて構成されている。

図１５に示す例では、切換回路４は、複数の能動素子４１，４７を有し、第２の光源ブロック５２については能動素子４１で点灯、消灯を切り換え、第３の光源ブロック５３については能動素子４７で点灯、消灯を切り換えるように構成されている。すなわち、切換回路４は、一方の能動素子（第１の能動素子）４１が第２の光源ブロック５２に並列に接続され、他方の能動素子（第２の能動素子）４７が第３の光源ブロック５３に並列に接続されている。

切換回路４は、能動素子４７を制御するための構成要素として、誤差増幅器４８、目標値発生部４９、トランジスタ４６３と、抵抗４６２，４６４とを有している。これらの構成要素は、能動素子４１を制御するための誤差増幅器４２、目標値発生部４３、トランジスタ４２３と、抵抗４２２，４２４にそれぞれ対応している。切換制御回路４４は、第２の光源ブロック５２の両端電圧の目標値Ｖａ１を発生する目標値発生部４３と、第３の光源ブロック５３の両端電圧の目標値Ｖａ２を発生する目標値発生部４９とに対して、別々に設定信号を出力する。

この構成によれば、能動素子４１，４７の各々の動作は、図１２の構成における能動素子４１と同様になる。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

（実施形態５）
本実施形態の点灯装置１０は、図１６に示すように、能動素子４１の両端電圧を検出値として検出し目標値Ｖａと比較するための構成を有さない点で実施形態４の点灯装置１０と相違する。以下、実施形態４と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

すなわち、実施形態４に係る点灯装置１０は、能動素子４１の両端電圧を検出し、能動素子４１の両端電圧を目標値Ｖａにフィードバック制御する構成であるのに対し、図１６に示す点灯装置１０は、このようなフィードバック制御を行わない。図１６の例では、点灯装置１０は、能動素子４１がＰＮＰ型のトランジスタからなり、この能動素子４１のベースが目標値発生部４３の出力に接続されたエミッタフォロア構成を適用している。この構成によれば、能動素子４１であるトランジスタにおいては、ベースに印加される電圧にトランジスタのベース−エミッタ間電圧が重畳された電圧がエミッタ電圧として現れる。

ここにおいて、切換制御回路４４は、能動素子４１のベースに印加される目標値Ｖａの大きさを、実施形態４と同様に設定する。つまり、第２の光源ブロック５２が点灯状態で能動素子４１がオフである場合には、切換制御回路４４は、目標値Ｖａを予め設定されている電力変換回路２の出力電圧の上限値Ｖｂ以上の値に設定する。一方、能動素子４１をオンして点灯状態にある第２の光源ブロック５２を消灯させる場合には、切換制御回路４４は、目標値Ｖａを時間経過に伴って徐々に減少するように変化させる（図１０参照）。能動素子４１をオフして第２の光源ブロック５２を消灯状態から点灯状態に移行させる場合には、切換制御回路４４は、時間経過に伴って目標値Ｖａをゼロから上昇させる（図１１参照）。

これにより、本実施形態の点灯装置１０は、能動素子４１がオフからオンに移行する際、光源群５に過大なサージ電流が流れることを防止できる。また、点灯装置１０は、能動素子４１をオフする際、能動素子４１の両端電圧を比較的緩やかに上昇させるため、電力変換回路２の出力電圧が光源群５の動作電圧に比べて不足することを防止でき、第１の光源ブロック５１の電流低下（光束低下）を抑制できる。

なお、図１６の例では、点灯装置１０は、能動素子４１としてトランジスタを用いているが、これに限らず、ＦＥＴなど他の素子を能動素子４１に用いた構成や、能動素子４１にオペアンプなどの演算増幅回路を組み合わせた電圧フォロア回路構成などでもよい。

また、本実施形態の変形例として、点灯装置１０は、図１７に示すように能動素子４１にＭＯＳＦＥＴを用いた構成であってもよい。

図１７の例では、電力変換回路２の出力が回路グランドに対し負電位側となるように、電力変換回路２の高電位側の出力端を回路グランドに接続した構成を採用している。この場合、点灯装置１０は、能動素子４１にＰチャネル型のＭＯＳＦＥＴを用いてもよいが、図１７では、能動素子４１にオン抵抗特性の良いＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴを用いている。また、図１７の例では、電力変換回路２の高電位側の出力（回路グランド）に第２の光源ブロック５２が接続され、低電位側の出力に第１の光源ブロック５１が接続されている。能動素子４１は、ドレインが電力変換回路２の高電位側の出力（回路グランド）に接続される形で、第２の光源ブロック５２と並列に接続されている。

図１７に示す切換回路４は、制御電源Ｅｃと回路グランドとの間に、抵抗４３１と、ＮＰＮ型のトランジスタ４３２と、抵抗４３３との直列回路を有している。トランジスタ４３２は、その制御端子であるベースが、目標値発生部４３の出力に接続され、コレクタが抵抗４３１を介して制御電源Ｅｃに接続され、エミッタが抵抗４３３を介して回路グランドに接続されている。

さらに、この切換回路４は、制御電源Ｅｃと電力変換回路２の低電位側の出力端との間に、抵抗４３４と、ＰＮＰ型のトランジスタ４３５と、抵抗４３６との直列回路を有している。トランジスタ４３５は、その制御端子であるベースが、トランジスタ４３２のコレクタに接続され、エミッタが抵抗４３４を介して制御電源Ｅｃに接続され、コレクタが抵抗４３６を介して電力変換回路２の低電位側の出力端に接続されている。

能動素子４１であるＦＥＴは、電力変換回路２の高電位側の出力（回路グランド）にそのドレインが接続され、光源ブロック５１，５２の接続点にソースが接続されたソースフォロア回路を構成している。なお、能動素子４１のソースとトランジスタ４３５のコレクタとの間には、ダイオード４３７が挿入されている。

次に、図１７に示す構成の点灯装置１０の動作について説明する。

ソースフォロア回路の場合、ＦＥＴはゲート電圧に応じてソース電圧が調節される。図１７では、能動素子４１のゲートは抵抗４３６を介して、電力変換回路２の低電位の出力（負電位）に接続されており、抵抗４３６を流れる電流が略ゼロの場合、ゲートには電力変換回路２の出力（負電位）が印加され、ゲート電圧としては逆バイアスとなる。そのため、能動素子４１であるＦＥＴはオフ状態を維持し、第２の光源ブロック５２は点灯状態を維持する。

これに対して、目標値Ｖａが略ゼロから増加すると、トランジスタ４３２は目標値Ｖａに相当する電圧がベースに印加されることになり、エミッタに接続された抵抗４３３には目標値Ｖａに応じた電流が流れる。さらに抵抗４３３と略等しい電流が抵抗４３１に流れ、目標値Ｖａに対応した電圧降下が抵抗４３１に生じる。トランジスタ４３５は、制御電源Ｅｃから抵抗４３１の電圧降下分を減じた電圧がベースに印加され、エミッタにはベース電圧よりもベース−エミッタ間電圧分だけ高い電圧（エミッタ電圧）が生じる。

これにより、トランジスタ４３５のエミッタに接続された抵抗４３４には、制御電源Ｅｃの出力とトランジスタ４３５のエミッタ電圧との差分に応じた電流が流れる。抵抗４３４に流れる電流と略等しい電流がトランジスタ４３５のコレクタを介して抵抗４３６に流れ、その電流に応じた電圧降下が抵抗４３６に生じる。要するに、抵抗４３６に生じる電圧は、目標値Ｖａに比例した電圧となる。

ここで、能動素子４１のゲート電圧は、電力変換回路２の出力電圧（負電位）に抵抗４３６の両端電圧を重畳した電圧となるので、目標値Ｖａが増加すると高くなる。能動素子４１は、ゲート電圧Ｖｓ１が光源ブロック５１，５２の接続点の電位よりゲート電圧のしきい値電圧分だけ高くなると、ソース電圧がゲート電圧からしきい値電圧分だけ低い電圧になるように、インピーダンスが低下しはじめる。さらに目標値Ｖａが増大し、ゲート電圧が回路グランドに対し能動素子４１のしきい値電圧以上となる値まで増加すると、能動素子４１であるＦＥＴは完全にオンし、負荷電流は主に能動素子４１を流れ第２の光源ブロック５２は消灯する。

第２の光源ブロック５２を消灯状態から点灯状態へ移行する場合は、目標値Ｖａを徐々に低下させることで、能動素子４１は、ゲート電圧が低下し、それに基づいたソース電圧になるようインピーダンスを上昇させる。これにより、負荷電流が第２の光源ブロック５２に流れ始め、さらに目標値Ｖａを低下させれば、能動素子４１は完全にオフし、第２の光源ブロック５２が点灯する。

その他の構成および機能は実施形態４と同様である。

また、本実施形態の変形例として、点灯装置１０は、図１８に示すような構成であってもよい。

図１６の例では、能動素子４１は回路グランドに近い低電位側の光源ブロック（図１６の「第２の光源ブロック５２」）と並列に接続されているのに対し、図１８の例では、能動素子４１は高電位側の光源ブロック（図１８の「第２の光源ブロック５２」）と並列に接続されている。図１８の例では、能動素子４１はＮＰＮ型のトランジスタからなり、点灯装置１０は、能動素子４１のエミッタが光源ブロック５１，５２の接続点に接続されている構成によって、第２の光源ブロック５２の点灯、消灯を制御する。

図１８の例では、電力変換回路２の高電位側の出力端が抵抗４３６を介して能動素子４１の制御端子であるベースに接続され、さらに、電流信号源４５１が能動素子４１のベースと回路グランドとの間に接続されている。電流信号源４５１から出力される電流Ｉｄは、目標値発生部４３の電圧信号である目標値Ｖａに比例した電流となる。

能動素子４１であるトランジスタは、そのベースが目標値発生部４３の出力すなわち電流信号源４５１に接続されたエミッタフォロア回路を構成している。この構成によれば、能動素子４１であるトランジスタのエミッタ電圧は、ベース電圧よりもベース−エミッタ間電圧分低い電圧として現れる。

能動素子４１のベース電圧Ｖｓ２は、電流信号源４５１の電流をＩｄとし、抵抗４３６の抵抗値をＲ４３６とし、電力変換回路２の出力電圧をＶ２としたときに、Ｖｓ２＝Ｖ２−Ｒ４３６・Ｉｄとなる。電流Ｉｄが小さく略０である場合、能動素子４１のベースには電力変換回路２の出力電圧Ｖ２がそのまま印加される。そして、能動素子４１のベース−エミッタ間電圧を無視すれば、能動素子４１のエミッタには電力変換回路２の出力電圧Ｖ２と略同じ電圧が現れる状態、すなわち、能動素子４１がオン状態となり、第２の光源ブロック５２が消灯状態となる。

第２の光源ブロック５２を点灯させる場合、切換制御回路４４が目標値Ｖａを徐々に増加させると、電流信号源４５１の電流Ｉｄが徐々に増加するので、抵抗４３６での電圧降下が徐々に大きくなる。一方、点灯装置１０がＬＥＤなどの定電圧型の負荷を定電流動作させるため、第１の光源ブロック５１の両端電圧は略安定である。したがって、能動素子４１のエミッタ電圧は略一定となる。

能動素子４１のエミッタ電圧は、能動素子４１のベース電圧Ｖｓ２と略等しく、能動素子４１のベース電圧Ｖｓ２と電力変換回路２の出力電圧Ｖ２との間には、抵抗４３６での電圧降下分の電圧差が生じる。能動素子４１のコレクタが電力変換回路２の高電位側の出力端に接続されているので、能動素子４１のインピーダンスが高くなると、抵抗４３６での電圧降下分に略等しい電圧が能動素子４１のコレクタ−エミッタ間に生じる。その結果、当該電圧が第２の光源ブロック５２に印加され、能動素子４１はオン状態からオフ状態へ移行する。

そして、目標値Ｖａがさらに増加し、抵抗４３６での電圧降下分が第２の光源ブロック５２の点灯電圧より高くなると、能動素子４１は完全にオフ状態となり、第２の光源ブロック５２は点灯状態への移行が完了する。

一方、第２の光源ブロック５２を消灯させる場合、切換制御回路４４が目標値Ｖａを徐々に低下させると、電流信号源４５１の電流Ｉｄが徐々に減少するので、抵抗４３６での電圧降下が徐々に小さくなり、能動素子４１のインピーダンスが徐々に減少する。これにより、能動素子４１はオフ状態からオン状態へ移行し、第２の光源ブロック５２の両端電圧は低下し、第２の光源ブロック５２は消灯状態に移行する。

なお、図１８において、抵抗４３６は電力変換回路２の高電位側の出力端に接続されているが、高電位側の出力端から少なくとも能動素子４１であるトランジスタのベース−エミッタ電圧分高い電圧源を重畳させ、抵抗４３６に接続する構成でもよい。この場合、能動素子４１のオン状態での損失軽減に効果がある。

次に、本実施形態の変形例として、図１９に示す点灯装置１０について説明する。

図１９の例では、能動素子４１がＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴであり、能動素子４１であるＦＥＴは、ドレインが電力変換回路２の回路グランド側の出力端に接続され、ソースが光源ブロック５１，５２の接続点に接続されたソースフォロア回路を構成している。また、電力変換回路２の出力が回路グランドに対して負電位となるように、電力変換回路２の高電位側の出力端を回路グランドに接続した構成となっている。

図１９の例では、電流信号源は、トランジスタ４３５と抵抗４３４とで構成されている。トランジスタ４３５のベース−エミッタ間電圧を無視すれば、トランジスタ４３５のベース電圧がトランジスタ４３５のエミッタに接続されている抵抗４３４に印加される。トランジスタ４３５のエミッタ電圧によって抵抗４３４に流れる電流と略同一の大きさの電流がトランジスタ４３５のコレクタに流れる。

目標値発生部４３の目標値（電圧信号）Ｖａがトランジスタ４３２のベースに印加され、トランジスタ４３２のベース電圧に略等しいエミッタ電圧と制御電源Ｅｃの出力電圧との差分電圧が抵抗４３３に印加される。当該差分電圧が抵抗４３３に印加されることによって、電流がトランジスタ４３２のエミッタからコレクタへ流れ、抵抗４３１に供給される。これにより、目標値Ｖａに比例した電流が抵抗４３６に流れる。目標値Ｖａが制御電源Ｅｃの出力電圧に対して低いほど当該電流は大きくなる。一方、目標値Ｖａが制御電源Ｅｃの出力電圧以上となる場合では当該電流は略ゼロとなる。

目標値Ｖａが制御電源Ｅｃの出力電圧に近い条件では、制御電源Ｅｃからの電流が略ゼロであるため、能動素子４１であるＦＥＴのゲート電圧Ｖｓ１は制御電源Ｅｃの出力電圧に略等しい。これにより、能動素子４１であるＦＥＴは完全にオン状態となり、第２の光源ブロック５２は消灯状態となる。

一方、目標値Ｖａが制御電源Ｅｃの出力電圧より低下すると、制御電源Ｅｃの出力電圧と目標値Ｖａとの電圧差に比例した電流がトランジスタ４３２のコレクタ電流として流れる。そして、このコレクタ電流によって抵抗４３１に生じた電圧がトランジスタ４３５のエミッタに現れる。さらに、トランジスタ４３５のコレクタすなわち抵抗４３６には、トランジスタ４３５のエミッタ電圧と抵抗４３４の抵抗値とに対応した電流Ｉｅが電流信号源の出力電流として流れる。制御電源Ｅｃの出力電圧をＶｃとし、抵抗４３６の抵抗値をＲ４３６としたときに、能動素子４１のゲート電圧Ｖｓ１は、Ｖｓ１＝Ｖｃ−Ｒ４３６・Ｉｅとなる。電流Ｉｅは目標値Ｖａに比例する。

続いて、図１９の例における点灯装置１０の動作について説明する。

まず、第２の光源ブロック５２を点灯させる場合、切換制御回路４４が目標値Ｖａを徐々に減少させると、目標値Ｖａと制御電源Ｅｃの出力電圧との電圧差が徐々に大きくなるので、トランジスタ４３２のコレクタ電流が徐々に増加する。さらに、トランジスタ４３５のコレクタ電流すなわち電流Ｉｅが徐々に増加する。電流Ｉｅの増加によって抵抗４３６の電圧降下が大きくなるので、能動素子４１のゲート電圧Ｖｓ１は低下する。

能動素子４１のソース電圧は、閾値電圧をＶｔｈとしたときに、Ｖｓ１−Ｖｔｈとなる。また、能動素子４１のソース電圧は、第２の光源ブロック５２の両端電圧と等しくなる。

したがって、目標値Ｖａの減少によってゲート電圧Ｖｓ１が低下すると、能動素子４１のインピーダンスが増加する。これにより、能動素子４１のソース電圧が低下（負電位レベルで増大）し、第２の光源ブロック５２の両端電圧が増加し、第２の光源ブロック５２は点灯しはじめる。第２の光源ブロック５２の負荷電圧すなわち両端電圧をＶ５２としたとき、ゲート電圧Ｖｓ１が（Ｖｔｈ−Ｖ５２）以下にまで低下すると、能動素子４１は完全にオフ状態となり、第２の光源ブロック５２は点灯する。

一方、第２の光源ブロック５２を消灯させる場合、切換制御回路４４が目標値Ｖａを徐々に増加させると、目標値Ｖａと制御電源Ｅｃの出力電圧との電圧差が徐々に小さくなるので、トランジスタ４３２のコレクタ電流が徐々に減少する。さらに、トランジスタ４３５のコレクタ電流すなわち電流Ｉｅが徐々に減少する。電流Ｉｅの減少によって抵抗４３６の電圧降下が小さくなるので、能動素子４１のゲート電圧Ｖｓ１は第２の光源ブロック５２の両端電圧で決まる所定の負電位から相対的に上昇する。

能動素子４１のソース電圧は、Ｖｓ１−Ｖｔｈである。したがって、目標値Ｖａの増加によってゲート電圧Ｖｓ１が増加すると、能動素子４１のインピーダンスが低下する。これにより、能動素子４１に電流が流れ始める。そして、ゲート電圧Ｖｓ１が閾値電圧Ｖｔｈを超えると、能動素子４１は完全にオン状態となり、第２の光源ブロック５２は消灯する。

ダイオード４３７は、能動素子４１であるＦＥＴのゲートに耐圧以上の逆電圧が印加されるのを防止するために設けられている。

次に、本実施形態の変形例として、図２０に示す点灯装置１０について説明する。

図２０の点灯装置１０は、図１８の点灯装置１０に対して、能動素子４１の制御端子であるベースへの制御電圧を調整する電流信号源４５１と、電流信号を電圧信号に変換する抵抗４３６との位置を入れ換えた構成である。

図２０における電流Ｉｄは目標値発生部４３の目標値（電圧信号）Ｖａと、電力変換回路２の出力電圧Ｖ２とによって調整される。すなわち、出力電圧Ｖ２が上昇すると、電流Ｉｄが増加する一方、出力電圧Ｖ２が低下すると、電流Ｉｄが減少する。

加算器４５２は、出力電圧Ｖ２をｋ倍した電圧値を目標値Ｖａに加算し、加算値を電流信号源４５１への調整信号として出力する。電流信号源４５１は、調整信号に対して変換係数α１で変換した電流を抵抗４３６に供給する。

能動素子４１であるトランジスタのベース−エミッタ間電圧を無視すれば、能動素子４１のベース電圧Ｖｓ２はエミッタ電圧と略等しいので、抵抗４３６に印加される電圧は第１の光源ブロック５１の両端電圧Ｖ５１と略等しくなる。また、電力変換回路２の出力はＬＥＤ負荷を安定点灯させるため定電流出力となっており、第１の光源ブロック５１を常時点灯させるため、第１の光源ブロック５１の両端電圧Ｖ５１は略一定の電圧となる。したがって、第１の光源ブロック５１の両端電圧Ｖ５１は、抵抗４３６の抵抗値をＲ４３６としたときに、Ｖ５１＝α１・（Ｖａ＋ｋ・Ｖ２）・Ｒ４３６となる。そして、出力電圧Ｖ２は、Ｖ２＝｛（Ｖ５１／Ｒ４３６）−α１・Ｖａ｝／（α１・ｋ）となる。

能動素子４１のコレクタ−エミッタ間電圧すなわち第２の光源ブロック５２の両端電圧は、Ｖ２−Ｖ５１である。第１の光源ブロック５１の両端電圧Ｖ５１が略一定の定電圧状態であるので、能動素子４１のコレクタ−エミッタ間電圧は目標値Ｖａに比例させることができる。

これにより、目標値Ｖａを徐々に大きくすることによって、電力変換回路２の出力電圧Ｖ２を目標値Ｖａに対して比例的に徐々に低下させることができる。第２の光源ブロック５２の両端電圧は、出力電圧Ｖ２の低下量と同じ電圧だけ低下する。目標値Ｖａをさらに大きくすることによって、能動素子４１は完全にオン状態になり、第２の光源ブロック５２は消灯状態へ移行することができる。

一方、目標値Ｖａを徐々に小さくすることによって、第２の光源ブロック５２の両端電圧を徐々に上昇させることができ、第２の光源ブロック５２は点灯状態へ移行することができる。

次に、本実施形態の変形例として、図２１に示す点灯装置１０について説明する。

図２１の例では、能動素子４１がＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴであり、能動素子４１であるＦＥＴは、ドレインが電力変換回路２の回路グランド側の出力端に接続され、ソースが光源ブロック５１，５２の接続点に接続されたソースフォロア回路を構成している。また、電力変換回路２の出力が回路グランドに対し負電位となるように、電力変換回路２の高電位側の出力端が回路グランドに接続されている。また、図２１の例では、図１９の例に対して、電流信号源として動作するトランジスタ４３５の位置と、電流信号を電圧信号に変換する抵抗４３６の位置とが入れ替わっている。

トランジスタ４３５のベース−エミッタ間電圧を無視し、電流増幅率が無限大の理想トランジスタを考えれば、トランジスタ４３５のベース電圧と制御電源Ｅｃの出力電圧との差分電圧が抵抗４３４に印加されると、この差分電圧に基づく電流がトランジスタ４３５のコレクタより電流Ｉｅとして出力される。トランジスタ４３５のベース電圧は、抵抗４３１に流れる電流により生じた電圧降下分で決まる。抵抗４３１に流れる電流は、抵抗４３１の抵抗値をＲ４３１とし、抵抗４３９の抵抗値をＲ４３９としたときに、制御電源Ｅｃの出力電圧と電力変換回路２の出力電圧Ｖ２との電圧差によって抵抗４３１および抵抗４３９に流れる電流（Ｖｃ−Ｖ２）／（Ｒ４３１＋Ｒ４３９）にトランジスタ４３２のコレクタ電流のうち抵抗４３１に流れる電流分（Ｖａ／Ｒ４３３）・｛Ｒ４３９／（Ｒ４３１＋Ｒ４３９）｝を重畳した電流となる。電流Ｉｅは、抵抗４３１に流れる電流の（Ｒ４３１／Ｒ４３４）倍となる。

図２１の例では、目標値Ｖａの上昇に伴い、電流Ｉｅは目標値Ｖａに比例して増加し、出力電圧Ｖ２の低下に伴い、電流Ｉｅは低下する。

能動素子４１はソースフォロア回路構成であるため、抵抗４３６には、第１の光源ブロック５１の両端電圧Ｖ５１に能動素子４１の閾値電圧Ｖｔｈを重畳した電圧が印加される。したがって、能動素子４１のゲート電圧Ｖｓ１は、閾値電圧をＶｔｈとし、抵抗４３１の抵抗値をＲ４３１と、抵抗４３３の抵抗値をＲ４３３とし、抵抗４３４の抵抗値をＲ４３４と、抵抗４３６の抵抗値をＲ４３６とし、抵抗４３９の抵抗値をＲ４３９としたときに、Ｖｓ１＝Ｖ５１＋Ｖｔｈ＝Ｉｅ・Ｒ４３６＝Ｒ４３６・（Ｒ４３１／Ｒ４３４）・｛（Ｖｃ−Ｖ２）＋Ｒ４３９・（Ｖａ／Ｒ４３３）｝／（Ｒ４３１＋Ｒ４３９）となる。そして、電力変換回路２の出力電圧Ｖ２は、Ｖ２＝（Ｖ５１＋Ｖｔｈ）・（Ｒ４３４／Ｒ４３６）・（１＋Ｒ４３９／Ｒ４３１）−Ｖａ・（Ｒ４３９／Ｒ４３３）−Ｖｃとなる。第１の光源ブロック５１の両端電圧Ｖ５１が略一定の定電圧であるため、電力変換回路２の出力電圧Ｖ２は目標値Ｖａに比例する。

第２の光源ブロック５２の両端電圧は、Ｖ２−Ｖ５１で決定されるため、電力変換回路２の出力電圧Ｖ２の変動量に従って変動する。したがって、図２１の例においても、図２０の例と同様に、第２の光源ブロック５２の両端電圧は目標値Ｖａで調整することができる。切換制御回路４４が目標値Ｖａを増加させることによって、能動素子４１は完全にオン状態になり、第２の光源ブロック５２は消灯状態へ移行することができる。一方、切換制御回路４４が目標値Ｖａを徐々に減少させることによって、第２の光源ブロック５２の両端電圧を徐々に上昇させることができ、第２の光源ブロック５２は点灯状態に移行することができる。

なお、上述した各実施形態では、能動素子を制御するための誤差増幅器として誤差量をｋ倍する比例制御回路を用いた構成を例示している。ただし、この構成に限らず、誤差増幅器は、たとえばオン状態あるいはオフ状態を維持するときの能動素子の制御電圧の安定性を向上さえるために積分回路を組み込んだ比例積分制御回路を用いた構成であってもよい。さらに、誤差増幅器は、積分回路と、能動素子のオン、オフ切換時の電流変動をより抑制するための微分回路とを組み込んだ比例積分微分制御回路を用いた構成であってもよい。

また、上記各実施形態で開示した構成は一例に過ぎず、機能、動作が概念的に同じであれば適宜変更可能である。たとえば、上記各実施形態においては、光源群に用いる固体光源としてＬＥＤを例示しているが、直流駆動型の有機ＥＬ（Electro Luminescence）などの固体光源を光源群に用いてもよい。

ところで、上記各実施形態で示した点灯装置１０は、たとえば車両用前照灯（ヘッドランプ）などの灯具に用いられる。車両用前照灯８は、図２２に示すように光源ブロック５１，５２を搭載した放熱体８２と、光源ブロック５１，５２からの光出力の配光を制御する反射板８１とを灯具本体８３に収納し、点灯装置１０を灯具本体８３の下面に設置して構成されている。点灯装置１０は、直流電源１としての車載バッテリから電源線１３を介して電源供給されて動作する。

ここで、直流電源１の正極出力に接続された電源線１３上には、点灯装置１０への電力供給をオン、オフする電源スイッチ１１が設けられている。また、直流電源１の正極出力と点灯装置１０とを接続する信号線１４上には、能動素子４１のオン、オフを切り換えることで第２の光源ブロック５２を点灯、消灯させる操作部としての切換スイッチ１２が設けられている。つまり、信号線１４は切換回路４の切換制御回路４４に接続されており、切換回路４は、切換スイッチ１２のオン、オフに応じて能動素子４１のオン、オフを切り換えるように動作する。

この車両用前照灯８は、第１の光源ブロック５１がすれ違い用前照灯（ロービーム）として機能し、第２の光源ブロック５２が走行用前照灯（ハイビーム）として機能する。したがって、点灯装置１０は、切換スイッチ１２の操作に応じて第２の光源ブロック５２の点灯、消灯を切り換えることによって、すれ違い用前照灯のみとすれ違い用前照灯および走行用前照灯の両方とを切り換えることが可能である。上記各実施形態に係る点灯装置１０は、このようにすれ違い用前照灯のみの配光パターンとすれ違い用前照灯および走行用前照灯の配光パターンとの２種類の配光パターンを切り換える用途に好適である。なお、車両用前照灯８は、すれ違い用前照灯のみの配光パターンとすれ違い用前照灯および走行用前照灯の配光パターンとの２種類の配光パターンに限らず、車両によっては走行状態に応じてさらに付加的な配光パターンを有していてもよい。

図２３は、上述した車両用前照灯８を左右で一対搭載した車両９の外観斜視図である。なお、点灯装置１０を用いた灯具は車両用前照灯８に限らず、車両９の尾灯などであってもいいし、それ以外の灯具でもよい。

１０ 点灯装置
２ 電力変換回路（電源回路）
４ 切換回路
４１ 能動素子
４４ 切換制御回路
５ 光源群
５１ 第１の光源ブロック
５２ 第２の光源ブロック
６ 出力制御回路（電源回路）
６４ 過電圧制御部
６５ 検出部
８ 車両用前照灯
８３ 灯具本体
Ｉａ 目標値
Ｖａ 目標値

Claims (12)

1. 第１の光源ブロックと第２の光源ブロックとが直列接続されている光源群に対して定電流を供給する電源回路と、
   制御端子を含み前記第２の光源ブロックに並列に接続される能動素子を有し、前記能動素子に電流を流すことによって前記第２の光源ブロックをバイパスして前記第２の光源ブロックを消灯させる切換回路とを備え、
   前記能動素子は、前記制御端子に入力される制御信号に応じてインピーダンスが可変であって、当該インピーダンスが所定値以上になると前記第２の光源ブロックを点灯させ、
   前記切換回路は、
   前記能動素子を流れる電流または前記能動素子の両端電圧を目標値に一致させるように前記能動素子の前記インピーダンスを制御する制御部と、
   前記目標値を設定する切換制御回路とを有する
   ことを特徴とする点灯装置。
2. 前記制御部は、前記能動素子を流れる前記電流または前記能動素子の前記両端電圧を検出値として検出し、当該検出値を前記目標値に一致させるように前記能動素子の前記インピーダンスを制御することによって、前記検出値としての前記電流または前記両端電圧のフィードバック制御を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
3. 前記切換制御回路は、前記第２の光源ブロックを点灯状態から消灯状態に移行させる場合、前記能動素子を流れる前記電流についての前記目標値を、前記能動素子のオフ時の値から前記能動素子のオン時の値まで、時間経過に伴って所定の時定数で増加させ、
   前記目標値の増加に伴って、前記制御部が前記能動素子の前記インピーダンスを変化させる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の点灯装置。
4. 前記切換制御回路は、前記第２の光源ブロックを点灯状態から消灯状態に移行させる場合、前記能動素子を流れる前記電流についての前記目標値を、定常点灯時に前記第１の光源ブロックを流れる負荷電流より大きく且つ前記光源群の最大許容電流より小さな既定値に設定し、
   当該既定値に設定された前記目標値に基づいて、前記制御部が前記能動素子の前記インピーダンスを変化させる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の点灯装置。
5. 前記切換制御回路は、前記第２の光源ブロックを消灯状態から点灯状態に移行させる場合、前記能動素子を流れる前記電流についての前記目標値を、前記能動素子のオン時の値から前記能動素子のオフ時の値まで、時間経過に伴って所定の時定数で減少させ、
   前記目標値の減少に伴って、前記制御部が前記能動素子の前記インピーダンスを変化させる
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の点灯装置。
6. 前記電源回路は、定電流制御のために前記光源群に流れる電流を検出する検出部を有しており、
   前記制御部は、前記検出部で検出された前記電流を検出値として用い、当該検出値を前記目標値に一致させるように前記能動素子の前記インピーダンスを制御することによって前記検出値としての前記電流のフィードバック制御を行う
   ことを特徴とする請求項４に記載の点灯装置。
7. 前記切換制御回路は、前記第２の光源ブロックを点灯状態から消灯状態に移行させる場合、前記能動素子の前記両端電圧についての前記目標値の絶対値を、前記能動素子のオフ時の値から前記能動素子のオン時の値まで、時間経過に伴って所定の時定数で減少させ、
   前記目標値の前記絶対値の減少に伴って、前記制御部が前記能動素子の前記インピーダンスを変化させる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の点灯装置。
8. 前記切換制御回路は、
   前記電源回路の出力段から前記光源群までの間に並列に接続されたコンデンサの静電容量をＣとし、前記能動素子がオフ状態のときの前記能動素子の前記両端電圧をＶ０とし、前記光源群に流れる負荷電流をＩ０としたときに、
   Ｃ・Ｖ０／Ｉ０以上の時間を掛けて、前記目標値の前記絶対値を、前記能動素子のオフ時の値から前記能動素子のオン時の値まで減少させる
   ことを特徴とする請求項７に記載の点灯装置。
9. 前記切換制御回路は、前記第２の光源ブロックを消灯状態から点灯状態に移行させる場合、前記目標値の前記絶対値を、前記能動素子のオン時の値から前記能動素子のオフ時の値まで、時間経過に伴って所定の時定数で増加させ、
   前記目標値の前記絶対値の増加に伴って、前記制御部が前記能動素子の前記インピーダンスを変化させる
   ことを特徴とする請求項７または８に記載の点灯装置。
10. 前記電源回路は、当該電源回路の出力電圧を監視し、当該出力電圧を前記光源群の定常点灯時における最大値より大きな上限値以下に制限する過電圧制御部を有し、
    前記切換回路は、前記第２の光源ブロックの点灯、消灯の切り換えに合わせて前記上限値を切り換える
    ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の点灯装置。
11. 前記光源群は、直列に接続された複数個の発光ダイオードからなる
    ことを特徴とした請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の点灯装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の点灯装置と、
    車両に取り付けられる灯具本体とを備える
    ことを特徴とする車両用前照灯。

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