JP2017162664A - 点灯装置、車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】漏光異常に対し適切に対処する。【解決手段】光源１０は、励起光を出射するレーザダイオードと、励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体と、を含む。駆動回路４０は正常状態において、レーザダイオードに安定化された第１電流量のランプ電流ＩＬＡＭＰを供給する。異常検出器３０は光源１０の励起光の漏光異常を検出すると異常検出信号Ｓ１をアサートする。駆動回路４０は、異常検出信号Ｓ１がアサートされると、ランプ電流ＩＬＡＭＰを第１電流量より小さい第２電流量に低下させ、異常検出信号Ｓ１がアサートされた状態が判定時間持続すると、ランプ電流ＩＬＡＭＰを遮断する。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車などに用いられる点灯装置に関する。

従来、車両用灯具、特に前照灯の光源としては、ハロゲンランプやＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプが主流であったが、近年それらに代えて、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの半導体光源を用いた車両用灯具の開発が進められている。

さらなる視認性の向上のため、ＬＥＤに代えて、レーザダイオード（半導体レーザとも称する）と蛍光体とを備えた車両用灯具が開示されている（たとえば特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術では、レーザダイオードから出射された励起光である紫外光が蛍光体に照射される。蛍光体は、紫外光を受けて白色光を生成する。蛍光体により生成された白色光は灯具前方に照射され、これにより所定の配光パターンが形成される。特許文献１に記載の技術では励起光は車両前方に照射されない。

図１は、本発明者が検討した車両用灯具の光源の断面図である。この光源１０は、主としてレーザダイオード１２、蛍光体１４、光学系１６、ハウジング１８を備える。光源１０は、レーザダイオード１２および蛍光体１４を備える点で特許文献１の技術と共通する。

図１のレーザダイオード１２は、紫外光に代えて、青色の励起光２０を発生する。励起光２０は、光学系１６により蛍光体１４に集光される。光学系１６は、レンズ、反射鏡、光ファイバ、あるいはそれらの組み合わせで構成される。青色の励起光２０を受けた蛍光体１４は、励起光２０より長い波長領域（緑〜赤）にスペクトル分布を有する蛍光２２を発生する。蛍光体１４に照射された励起光２０は、蛍光体１４により散乱され、コヒーレンスが失われた状態で、蛍光体１４を通過する。蛍光体１４は、たとえばハウジング１８に設けられた開口部に嵌合して支持される。

図２は、光源１０の出力光２４のスペクトルを示す図である。光源１０の出力光２４は、蛍光体１４を通過した青色の励起光２０ａと、蛍光体１４が発する緑〜赤の蛍光２２を含んでおり、白色光のスペクトル分布を有する。

つまり、特許文献１の光源では、紫外光である励起光は車両の前方を照射する出射光の一部としては使用されないのに対して、図１の光源１０では、青色の励起光が、前照灯の出射光の一部として利用される。

本発明者は、図１の光源１０について検討した結果、以下の課題を認識するに至った。図１の光源１０では、蛍光体１４が割れたり、蛍光体１４がハウジング１８から外れるなどの異常が発生すると、レーザダイオード１２が発生する励起光２０が、蛍光体１４によって散乱されることなく強いコヒーレンスを有した状態で直接的に出射され、望ましくない。

特開２００４−２４１１４２号公報 国際公開第１０／０７０７２０号パンフレット

本発明者はこの問題を解決するために、以下の比較技術について検討した。この比較技術では、励起光２０の漏光を、光センサなどによって検出する。そして漏光を検出すると、光源１０へのランプ電流の供給を停止し、発光を停止する。なおこの比較技術を公知技術と認定してはならない。

このままではノイズなどの影響によって、漏光が誤検出された場合に、光源１０の発光が停止して好ましくない。この問題は、漏光状態が所定時間持続した場合に、ランプ電流の供給を停止し、発光停止する修正を加えることで解決できる。しかしながらこの修正では、本当に漏光が生じている状況においても、所定時間の間、励起光２０が出射されることとなる。

光源１０からの白色光を、リフレクタによって反射し、車両前方に照射する場合がある。このような灯具では、漏光が生じたときに、非散乱の励起光２０がリフレクタの一部に集中する。そこでリフレクタのその一部に開口を設けると、漏光が車両前方に反射されないようにすることができる。しかしながらこの開口は、正常時においてロスとなり、輝度が低下する。

本発明はかかる状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、漏光異常に対し適切に対処可能な車両用灯具の提供にある。

本発明のある態様は、発光素子を含む光源を点灯させる点灯装置に関する。点灯装置は、正常状態において、発光素子に安定化された第１電流量のランプ電流を供給する駆動回路と、光源から出射される光の一部を検出し、当該光の一部に以上を検出すると、異常検出信号をアサートする異常検出器と、を備える。駆動回路は、異常検出信号がアサートされると、ランプ電流を第１電流量より小さい第２電流量に低下させ、異常検出信号がアサートされた状態が判定時間持続すると、ランプ電流を遮断する。

この態様によると、異常検出信号のアサートの判定時間の持続を条件としてランプ電流が遮断されるため、ノイズ等による異常の誤検出に起因する発光停止を抑制できる。また判定時間の間、ランプ電流を低下させ、光強度を低下させることにより、判定時間の間、強い光が光源の前方に照射されるのを防止できる。また、光源の出射光をリフレクタによって前方に照射する光学系に使用する場合、リフレクタに設ける開口を無くすか、あるいはその径を従来より小さくでき、正常状態におけるロスを低減できる。

発光素子はレーザダイオードであってもよい。第２電流量は、レーザダイオードの発振しきい値より大きくてもよい。これにより、判定時間の間もレーザダイオードの発振を維持でき、漏光が発生しているか否かを継続的に監視しやすくなる。

光源は、励起光を出射するレーザダイオードである発光素子に加えて、励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体を含み、励起光と蛍光のスペクトルを含む白色の出力光を生成するよう構成されてもよい。異常検出器は、光源の漏光異常を検出してもよい。

駆動回路は、その出力にレーザダイオードが接続されるスイッチングコンバータと、ランプ電流に応じた検出信号が目標値に近づくようにスイッチングコンバータを制御するコンバータコントローラと、を含み、異常検出信号がアサートされると、目標値を低下させてもよい。

駆動回路は、異常検出信号がアサートされた状態が判定時間持続すると、フェールラッチ信号をアサートするフェールタイマをさらに含んでもよい。コンバータコントローラは、フェールラッチ信号がアサートされると、スイッチングコンバータを停止してもよい。

レーザダイオードの発振しきい値は、温度依存性を有するところ、温度にかかわらず、第２電流量を一定とすれば、低温時に強い漏光が生じてしまう。そこで第２電流量は、温度依存性を有してもよい。これにより、安全性をさらに高め、また正常時のロスをさらに抑制できる。

駆動回路は、所定の基準電圧を分圧し、目標値を規定する調光信号を生成する分圧回路をさらに含んでもよい。分圧回路の分圧比は、異常検出信号に応じて可変であってもよい。

駆動回路は、スター結線された第１抵抗、第２抵抗、第３抵抗を含み、第１抵抗の一端に基準電圧が入力され、第２抵抗の一端に接地電圧が入力され、第３抵抗の一端に、異常検出信号がアサートされる間、温度依存性を有する補正電圧が入力される分圧回路をさらに含んでもよい。

異常検出器は、励起光の波長に感度を有し、蛍光の波長に対して実質的に不感であり、出力光の一部を受け、受光量に応じた第１電流を生成する第１フォトセンサと、蛍光の波長に感度を有し、励起光の波長に対して実質的に不感であり、出力光の一部を受け、受光量に応じた第２電流を生成する第２フォトセンサと、第１電流と第２電流の電流量にもとづいて、異常検出信号を生成する判定部と、を含んでもよい。
励起光の強度のみに着目した漏光検出では、駆動電流を第１電流量としたときと第２電流量としたときとで、判定条件を修正する必要がある。この態様によれば、励起光と蛍光の相対的な輝度にもとづいて漏光を検出することにより、駆動電流を変化させても、同じ条件で漏光の有無を検出できる。

ある態様の車両用灯具は、スイッチングコンバータの出力電圧を、負の温度特性を有するしきい値電圧と比較するショート検出回路をさらに備えてもよい。

しきい値電圧は、ランプ電流に対して正の特性を有してもよい。

本発明の別の態様もまた、半導体光源を含む光源を点灯させる点灯装置に関する。この点灯装置は、半導体光源にランプ電流を供給する駆動回路と、駆動回路の出力電圧をしきい値電圧と比較し、比較結果にもとづいてショート異常を検出するショート検出回路と、を備える。しきい値電圧は、ランプ電流に対して正の相関を有し、温度に対して負の相関を有する。

半導体光源のＩ−Ｖ特性は、温度に関して大きな依存性を有する。したがって、ショート検出のためのしきい値を温度によらず一定とすると、ある温度では、正常時の半導体光源の電圧（つまり駆動回路の出力電圧）としきい値が近接し、ショートを誤検出しやすくなり、また別の温度では、正常時の半導体光源の電圧（つまり駆動回路の出力電圧）としきい値が離れすぎ、したがってショートを検出しにくくなる。この態様によれば、しきい値に温度依存性を持たせることで、幅広い温度範囲で、ショート異常を正確に検出できる。

ショート検出回路は、しきい値電圧を生成するしきい値電圧源と、出力電圧をしきい値電圧と比較するショート検出コンパレータと、を含んでもよい。しきい値電圧源は、基準電圧を分圧し、しきい値電圧を生成する分圧回路と、温度に依存した第１補正電流を分圧回路の出力ノードから引き抜き（シンク）、あるいは注入（ソース）する第１電流源と、を含んでもよい。
これにより温度に応じて、しきい値電圧をシフトさせることができる。

しきい値電圧源は、第１電流源に加えてまたは代えて、ランプ電流に依存した第２補正電流を、分圧回路の出力ノードから引き抜き、あるいは注入する第２電流源をさらに含んでもよい。
これによりランプ電流に応じて、しきい値電圧をシフトさせることができる。

本発明の別の態様は、車両用灯具に関する。車両用灯具は、発光素子を含む光源と、光源を点灯させる上述のいずれかの点灯装置と、を備える。

本発明のある態様によれば、光源の異常に対し適切に対処できる。

本発明者が検討した車両用灯具の光源の断面図である。 光源の出力光のスペクトルを示す図である。 第１の実施の形態に係る車両用灯具のブロック図である。 図４（ａ）、（ｂ）は、比較技術の動作波形図である。 図５（ａ）、（ｂ）は、図３の車両用灯具の動作波形図である。 図６（ａ）、（ｂ）は、調光電圧生成部の回路図である。 異常検出器の構成例を示すブロック図である。 図８（ａ）は、蛍光体が正常であるときの、出力光強度と第１検出電圧、第２検出電圧の関係を示す図であり、図８（ｂ）は、蛍光体が異常であるときの、出力光強度と第１検出電圧、第２検出電圧の関係を示す図である。 第２の実施の形態に係る車両用灯具のブロック図である。 図１０（ａ）、（ｂ）は、図９の車両用灯具の動作波形図である。 図１１（ａ）、（ｂ）は、調光電圧生成部の回路図である。 第３の実施の形態に係る車両用灯具のブロック図である。 図１３（ａ）は、正常状態における点灯電圧Ｖ_{ＯＵＴ（ＮＯＲＭ）}およびしきい値電圧Ｖ_ＴＨのランプ電流依存性を示す図であり、図１３（ｂ）は、正常状態における点灯電圧Ｖ_{ＯＵＴ（ＮＯＲＭ）}およびしきい値電圧Ｖ_ＴＨの温度依存性を示す図である。 ショート検出回路の構成例を示す回路図である。 実施の形態に係る車両用灯具を備えるランプユニットの斜視図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

また本明細書において、電圧信号、電流信号などの電気信号、あるいは抵抗、キャパシタなどの回路素子に付された符号は、必要に応じてそれぞれの電圧値、電流値、あるいは抵抗値、容量値を表すものとする。

（第１の実施の形態）
図３は、第１の実施の形態に係る車両用灯具１のブロック図である。車両用灯具１は、光源１０と、光源１０を点灯させる点灯装置２と、を備える。

光源１０は、図１に示したように（あるいは後出の図７に示すように）、励起光２０を出射するレーザダイオード１２と、励起光２０により励起されて蛍光を発する蛍光体１４と、を含み、励起光２０と蛍光のスペクトルを含む白色の出力光２４を生成する。

点灯装置２は、異常検出器３０および駆動回路４０を備える。駆動回路４０は、正常状態において、光源１０のレーザダイオード１２に、安定化された第１電流量Ｉ_１のランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰを供給する。

異常検出器３０は、光源１０の励起光２０の漏光異常を検出すると異常検出信号Ｓ１をアサート（たとえばハイレベル）する。異常検出信号Ｓ１は、漏光異常が検出される間、アサートを維持し、正常と判定されるとネゲート（ローレベル）される。漏光異常とは、蛍光体１４の割れ、蛍光体１４の外れなど、励起光２０が蛍光体１４によって散乱されずに漏れ出る故障モードをいう。異常検出器３０の構成は特に限定されないが、たとえばレーザダイオード１２が発生する励起光２０を検出する光センサなどで構成することができる。

駆動回路４０は、異常検出信号Ｓ１がアサートされると、ランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰを第１電流量Ｉ_１より小さい第２電流量Ｉ_２（Ｉ_２＜Ｉ_１）に低下させ、異常検出信号Ｓ１がアサートされた状態が判定時間τ、持続すると、ランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰを遮断する。たとえば第２電流量Ｉ_２は、第１電流量Ｉ_１の５０〜９０％、たとえば８０％程度とする。

判定時間τの間も、異常検出器３０は光源１０の異常の有無を監視し続ける。ここで判定時間τにおけるランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰ（つまり第２電流量Ｉ_２）が発振しきい値Ｉ_ＴＨを下回ると、異常検出器３０が監視する励起光２０の漏光が微弱となり（すなわちＳ／Ｎ比が低下）、あるいは不安定となり、異常検出器３０の検出精度が低下するおそれがある。そこで好ましくは第２電流量Ｉ_２は、レーザダイオード１２の発振しきい値Ｉ_ＴＨより大きくすることが望まし。これにより、判定時間τの間の異常検出器３０の検出精度の低下を抑制できる。

駆動回路４０は、スイッチングコンバータ４２、コンバータコントローラ４４、電流センスアンプ４６、フェイルタイマ４８、調光電圧生成部５０を備える。スイッチングコンバータ４２の出力にはレーザダイオード１２が接続される。コンバータコントローラ４４は、ランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰに応じた電流検出信号Ｖ_ＣＳが目標値（調光電圧という）Ｖ_ＤＩＭに近づくようにスイッチングコンバータ４２をフィードバック制御する。コンバータコントローラ４４の制御方式や構成は特に限定されず、ＰＷＭ方式やヒステリシス方式（Bang-Bang制御）を用いることができる。センス抵抗Ｒ_ＣＳは、ランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰの経路上に挿入され、その両端間には、ランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰに比例した電圧降下が発生する。電流センスアンプ４６は、必要に応じてセンス抵抗Ｒ_ＣＳの電圧降下を増幅し、電流検出信号Ｖ_ＣＳを生成する。なお、センス抵抗Ｒ_ＣＳの挿入位置は特に限定されず、光源１０のカソード側に挿入されてもよい。

駆動回路４０は、異常検出信号Ｓ１がアサートされると、ランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰの目標値、すなわち調光電圧Ｖ_ＤＩＭを低下させる。調光電圧生成部５０は、異常検出信号Ｓ１がネゲートされる正常状態において、第１電流量Ｉ_１に対応する電圧レベルをとり、異常検出信号Ｓ１がアサートされる異常状態において、第２電流量Ｉ_２に対応する電圧レベルをとる調光電圧Ｖ_ＤＩＭを生成する。

フェイルタイマ４８は、異常検出信号Ｓ１がアサートされた状態が判定時間τ持続すると、フェールラッチ信号Ｓ２をアサートする。コンバータコントローラ４４はフェールラッチ信号Ｓ２のアサートを契機として、スイッチングコンバータ４２を停止し、ランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰを遮断する。

以上が第１の実施の形態に係る車両用灯具１の構成である。実施の形態に係る車両用灯具１の動作を説明する前に、その利点をより明確化するために、比較技術について再度説明する。図４（ａ）、（ｂ）は、比較技術の動作波形図である。図４（ａ）は、漏光異常が生じたときの波形である。時刻ｔ０より前は正常状態であり、ランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰは通常値（上述の第１電流量）に安定化されている。時刻ｔ０に漏光異常が生ずると、異常検出信号Ｓ１がアサートされる。その後、漏光異常が判定時間τ持続すると、時刻ｔ１にランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰは、ゼロに下げられる。

図４（ｂ）は、ノイズによる漏光状態の誤検出防止を示す。ノイズによって異常検出信号Ｓ１がアサートされる。アサートの時間は、判定時間τより短いため、ランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰは遮断されない。

比較技術では、図４の時刻ｔ０〜ｔ１の判定時間の間、通常の駆動電流Ｉ_ＬＡＭＰが流れ続け、したがって強い励起光２０が漏光し続ける。この問題は、上述したように、リフレクタに開口を設けるなどの対策によって解決可能であるが、この開口は正常時の損失（輝度低下）となる。

続いて図５を参照して、実施の形態に係る車両用灯具１の動作を説明する。図５（ａ）、（ｂ）は、図３の車両用灯具１の動作波形図である。

図５（ａ）は、漏光異常が生じたときの波形である。時刻ｔ０より前は正常状態であり、ランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰは通常値である第１電流量Ｉ_１に安定化されている。時刻ｔ０に漏光異常が生ずると異常検出信号Ｓ１がアサートされ、直ちにランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰが第２電流量Ｉ_２に下げられる。その後、異常検出信号Ｓ１のアサートが判定時間τ持続すると、時刻ｔ１にランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰは、ゼロに下げられる。

図５（ｂ）は、ノイズによる漏光状態の誤検出防止を示す。ノイズによって異常検出信号Ｓ１がアサートされる。異常検出信号Ｓ１のアサートの時間の間、ランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰは第２電流量Ｉ_２に低下する。ただし、その時間は判定時間τより短いため、ランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰは遮断されない。

以上が実施の形態に係る車両用灯具１の動作である。
この車両用灯具１によれば、異常検出信号Ｓ１のアサートの判定時間τの持続を条件としてランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰが遮断されるため、ノイズ等による漏光の誤検出に起因する発光停止を抑制できる（図５（ｂ））。

また判定時間τの間、ランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰを低下させ、漏れの可能性のある励起光強度を低下させることにより、判定時間τの間、強い励起光２０が車両前方に照射されるのを防止できる（図５（ａ））。さらにこれにより、リフレクタに設ける開口を無くすか、あるいはその径を従来より小さくでき、正常状態におけるロスを低減できる。

たとえばＩ_２をＩ_１の８０％とした場合、判定時間τに漏れる光強度は、比較技術の８０％となる。したがって、リフレクタに設ける開口を比較技術の８０％まで小さくできる。このことは、正常状態におけるランプの光量を、１．２５倍（＝１／０．８）に向上できることを意味する。あるいは開口そのものを省略可能な場合もある。

あるいは比較技術において、車両用灯具１が点灯可能な速度を所定値以上に制限する場合がある。すなわち車両が停止し、あるいは低速走行しているときに漏光すると、ビームが１点に集中するが、高速走行時に制限すれば、漏洩した光が１点にとどまらないため、安全性を高めることができる。ところが車両用灯具１を低速状態で利用したい場合もある。実施の形態に係る車両用灯具１によれば、励起光２０が漏れていたとしても、その輝度が弱められるため、点灯可能な最低速度を低下させることができる。たとえばＩ_２がＩ_１の８０％の場合、最低車速は１１％（＝１−√０．８）、下げることができる。

本発明は、図３のブロック図や回路図として把握され、あるいは上述の説明から導かれるさまざまな装置、回路に及ぶものであり、特定の構成に限定されるものではない。以下、本発明の範囲を狭めるためではなく、発明の本質や回路動作の理解を助け、またそれらを明確化するために、より具体的な構成例を説明する。

図６（ａ）、（ｂ）は、調光電圧生成部５０の回路図である。図６（ａ）の調光電圧生成部５０は、第１抵抗Ｒ１および第２抵抗Ｒ２を含む分圧回路である。第１抵抗Ｒ１および第２抵抗Ｒ２は、所定の基準電圧Ｖ_ＲＥＦを分圧し、目標値を規定する調光信号Ｖ_ＤＩＭを生成する。この分圧回路の分圧比は、異常検出信号Ｓ１に応じて可変である。たとえば第２抵抗Ｒ２の抵抗値を、異常検出信号Ｓ１に応じて２値で切りかえ可能としてもよいし、反対に第１抵抗Ｒ１の抵抗値を異常検出信号Ｓ１に応じて２値で切りかえ可能としてもよい。あるいは第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２の両方の抵抗値を可変としてもよい。

図６（ｂ）には、調光電圧生成部５０の具体的な構成例が示される。第２抵抗Ｒ２は、スイッチＭ１、抵抗Ｒ２ａ、Ｒ２ｂを含む。異常検出信号Ｓ１がネゲート（ローレベル）のときスイッチＭ１はオフであり、したがって第２抵抗Ｒ２の抵抗値はＲ２ａである。異常検出信号Ｓ１がアサート（ハイレベル）のときスイッチＭ１はオンであり、したがって第２抵抗Ｒ２の抵抗値はＲ２ａ／／Ｒ２ｂである。／／は、並列抵抗の合成インピーダンスを表す。

続いて異常検出器３０の構成例を説明する。図７は、異常検出器３０の構成例を示すブロック図である。上述のように光源１０は、レーザダイオード１２、蛍光体１４、光学系１６を備える。

異常検出器３０は、出力光２４の一部を受け、光源１０の異常の有無、より具体的には、蛍光体１４の異常に起因する漏光異常を判定する。蛍光体１４の異常は、たとえば蛍光体１４の割れ、外れ、経年劣化などが例示されるが、特に限定されない。たとえば異常検出器３０は、出力光２４に含まれる励起光２０の光量と蛍光２２の光量の割合にもとづいて、漏光異常を検出してもよい。具体的には蛍光に対する励起光の比率が、所定値より高くなった場合に、漏光異常と判定することができる。

異常検出器３０は、第１フォトセンサ３２、第２フォトセンサ３４、判定部３６を含む。第１フォトセンサ３２は、励起光２０の波長に感度を有し、蛍光２２の波長に対して実質的に不感である。第１フォトセンサ３２は、出力光２４の一部を受け、蛍光体１４を通過した励起光２０の強度に応じた第１電流Ｉ_ＳＣ１を生成する。一方、第２フォトセンサ３４は、蛍光２２の波長に感度を有し、励起光２０の波長に対して実質的に不感である。第２フォトセンサ３４は、出力光２４の一部２４を受け、蛍光体１４が発する蛍光２２の強度に応じた第２電流Ｉ_ＳＣ２を生成する。

第１フォトセンサ３２、第２フォトセンサ３４それぞれの感度の波長選択性は、カラーフィルタにより実現してもよいし、センサの半導体材料やデバイス構造により実現してもよい。また第１フォトセンサ３２、第２フォトセンサ３４は特に限定されず、フォトダイオードやフォトトランジスタをはじめとする半導体光センサを利用可能である。

判定部３６は、第１電流Ｉ_ＳＣ１と第２電流Ｉ_ＳＣ２の相対的な関係（たとえば比）にもとづいて、漏光異常の有無を判定する。光源１０が正常であるとき、第１電流Ｉ_ＳＣ１と第２電流Ｉ_ＳＣ２の比は、ある正常範囲に含まれるが、漏光異常が発生すると、第１電流Ｉ_ＳＣ１が相対的に大きくなるため、比が正常範囲から逸脱する。

判定部３６の構成や、処理は特に限定されないが、たとえば以下の処理を行ってもよい。第１電流Ｉ_ＳＣ１を、第１利得α_１で第１検出電圧Ｖ_１に変換し、第２電流Ｉ_ＳＣ２を、第２利得α_２で第２検出電圧Ｖ_２に変換する。そして第１検出電圧Ｖ_１と第２検出電圧Ｖ_２を比較し、Ｖ_１＜Ｖ_２のとき正常、Ｖ_１＞Ｖ_２のとき異常と判定してもよい。

図８（ａ）は、蛍光体１４が正常であるときの、出力光強度と第１検出電圧Ｖ_１、第２検出電圧Ｖ_２の関係を示す図であり、図８（ｂ）は、蛍光体１４が異常であるときの、出力光強度と第１検出電圧Ｖ_１、第２検出電圧Ｖ_２の関係を示す図である。

第１検出電圧Ｖ_１は、励起光２０の光量に応じて線形に変化する。同様に、第２検出電圧Ｖ_２は、蛍光２２の光量に応じて線形に変化する。ここで蛍光体１４が正常であるときには、励起光２０の強度と、蛍光２２の強度と、光源１０の出力光２４の強度は、互いに比例関係にある。したがって、蛍光体１４が正常であるとき第１検出電圧Ｖ_１と第２検出電圧Ｖ_２の比は実質的に一定値をとる反面、蛍光体１４に異常が生じて励起光２０が直接出射すると、出力光２４に含まれる励起光２０と蛍光２２のバランスが崩れ、第１検出電圧Ｖ_１と第２検出電圧Ｖ_２の比が変化する。したがって利得α_１とα_２を適切に定め、第１検出電圧Ｖ_１と第２検出電圧Ｖ_２を監視することで、白色光の強度、つまり光源の出力によらずに、簡易かつ確実に蛍光体１４の異常を検出することができる。

（第２の実施の形態）
図９は、第２の実施の形態に係る車両用灯具１ａのブロック図である。車両用灯具１ａの点灯装置２ａは、図３の点灯装置２に加えて温度センサ６０を備える。温度センサ６０は、光源１０と熱的に結合するように、光源１０の近傍に設けられる。温度センサ６０は、サーミスタやポジスタであってもよいし、熱電対であってもよい。

第２の実施の形態では第２電流量Ｉ_２は、温度依存性を有する。具体的には、温度が低いほど、第２電流量Ｉ_２は低下する。調光電圧生成部５０ａは、温度センサ６０からの温度検出信号Ｓ３を受け、温度が低いほど、調光信号Ｖ_ＤＩＭを低下させてもよい。

図１０（ａ）、（ｂ）は、図９の車両用灯具１ａの動作波形図である。図１０（ａ）は漏光異常が生じたときの波形であり、図１０（ｂ）は、ノイズによる漏光状態の誤検出防止を示す。

レーザダイオード１２の発振しきい値Ｉ_ＴＨは、温度依存性を有するところ、温度にかかわらず、第２電流量Ｉ_２を一定とすれば、低温時に強い漏光が生じてしまう。これに対して第２の実施の形態では、第２電流量Ｉ_２に温度依存性を持たせることにより、安全性をさらに高め、また正常時のロスをさらに抑制できる。
別の観点から見ると、第２電流量Ｉ_２を一定とした場合、低温時の強い漏光を基準として、開口のサイズや最低車速を定める必要が生ずる。これは、常温や高温環境下では、ランプの特性に改善の余地があることを意味する。第２の実施の形態では、低温から高温まで幅広い温度範囲において、良好な特性を得ることができる。

図１１（ａ）、（ｂ）は、調光電圧生成部５０ａ、５０ｂの回路図である。図１１（ａ）の調光電圧生成部５０ａは、調光電圧生成部５０と補正電圧源５２を含む。調光電圧生成部５０の構成は、図６（ｂ）のそれと同様であり、スター結線された第１抵抗Ｒ１〜第３抵抗Ｒ３を含む。第１抵抗Ｒ１の一端には基準電圧Ｖ_ＲＥＦが、第２抵抗Ｒ２の一端には接地電圧Ｖ_ＧＮＤが、第３抵抗Ｒ３の一端にはスイッチＭ１を介して、補正電圧源５２が生成する補正電圧Ｖａが入力される。補正電圧源５２は、負の温度特性を有する補正電圧Ｖａを生成する。たとえば温度検出信号Ｓ３が温度と負の相関を有する場合、補正電圧源５２は非反転アンプで構成すればよく、反対に温度検出信号Ｓ３が温度と正の相関を有する場合、補正電圧源５２は反転アンプで構成すればよい。スイッチＭ１がオンのとき、調光電圧Ｖ_ＤＩＭは、３つの電圧Ｖ_ＲＥＦ，Ｖ_ＧＮＤ，Ｖａを抵抗値Ｒ１〜Ｒ３で加重平均した電圧となる。

図１１（ｂ）の調光電圧生成部５０ａは、補正電圧源５２に代えて補正電流源５４を含む。補正電流源５４は、スイッチＭ１を介して、抵抗Ｒ１およびＲ２と接続される。補正電流源５４は、温度検出信号Ｓ３に応じた補正電流Ｉａを発生する。

補正電流Ｉａが温度と負の相関を有する場合、補正電流Ｉａをシンクするようにすればよい。これにより温度が低いほどＩａが増加し、Ｖ_ＤＩＭは低下する。反対に補正電流Ｉａが温度と正の相関を有する場合、補正電流Ｉａをソースするようにすればよい。これにより温度が低いほどＩａが減少し、Ｖ_ＤＩＭは低下する。

図１１（ｂ）の補正電流源５４は可変抵抗と把握することも可能であり、図６（ｂ）の抵抗Ｒ２ｂが温度依存性を有するものと把握できる。

（第３の実施の形態）
図１２は、第３の実施の形態に係る車両用灯具１ｂのブロック図である。点灯装置２ｂの駆動回路４０ｂはショート検出回路７０をさらに備える。ショート検出回路７０は、光源１０のショート、駆動回路４０から光源１０の間の配線やハーネス、コネクタのショート、地絡、電流リークなどの異常の少なくともひとつ（ショート異常と総称する）を検出する。

このショート検出回路７０は、スイッチングコンバータ４２の出力電圧（点灯電圧）Ｖ_ＯＵＴを、しきい値電圧Ｖ_ＴＨと比較し、Ｖ_ＯＵＴ＜Ｖ_ＴＨとなるとショート異常と判定する。

しきい値電圧Ｖ_ＴＨは、正常状態における点灯電圧Ｖ_{ＯＵＴ（ＮＯＲＭ）}より低く定められる。ここでＶ_ＴＨをＶ_{ＯＵＴ（ＮＯＲＭ）}に近づけると、ショート検出の感度は高まるが、ノイズ等による誤検出の可能性も高まってしまう。反対にＶ_ＴＨをＶ_{ＯＵＴ（ＮＯＲＭ）}から遠ざけると、ノイズ等の耐性を高めることができるが、ショート検出の感度は低下してしまう。

従来では、感度とノイズ耐性などを考慮して、しきい値電圧Ｖ_ＴＨは適切な固定値に設定していた。ところが、本発明者が検討したところ、以下の課題を認識するに至った。

正常状態における点灯電圧Ｖ_{ＯＵＴ（ＮＯＲＭ）}は、温度やランプ電流に依存する。したがって、ある温度、あるランプ電流に対して最適なしきい値電圧Ｖ_ＴＨを設定したとしても、別の温度、別のランプ電流に対しては、感度が低くなり、ノイズ耐性が低くなるという問題が生ずる。そこで本実施の形態において、ショート検出回路７０は、温度およびランプ電流に応じてしきい値電圧Ｖ_ＴＨを変化させる。

ショート検出回路７０は、コンパレータ７２およびしきい値電圧源７４を含む。しきい値電圧源７４は、温度センサ６０からの温度検出信号Ｓ３を受け、温度に対して負の相関を有するしきい値電圧Ｖ_ＴＨを生成する。またしきい値電圧Ｖ_ＴＨはランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰに対して正の相関を有する。

以上が車両用灯具１ｂの構成である。続いてその動作を説明する。図１３（ａ）は、正常状態における点灯電圧Ｖ_{ＯＵＴ（ＮＯＲＭ）}およびしきい値電圧Ｖ_ＴＨのランプ電流依存性を示す図であり、図１３（ｂ）は、正常状態における点灯電圧Ｖ_{ＯＵＴ（ＮＯＲＭ）}およびしきい値電圧Ｖ_ＴＨの温度依存性を示す図である。

この実施の形態によれば、幅広い温度範囲、幅広いランプ電流の範囲において、適切な感度、適切なノイズ耐性にて、ショート検出が可能となる。

図１４は、ショート検出回路７０の構成例を示す回路図である。分圧回路７６は、基準電圧Ｖ_ＲＥＦを分圧し、しきい値電圧Ｖ_ＴＨを生成する。第１電流源７８は、温度検出信号Ｓ３を受け、温度Ｔに依存した第１補正電流Ｉｂ１を、分圧回路７６の出力ノード７７から引き抜き、あるいは注入する。第１補正電流Ｉｂ１が温度に対して正の相関を有する場合、第１補正電流Ｉｂ１を引き抜けばよい。反対に第１補正電流Ｉｂ１が温度に対して負の相関を有する場合、第１補正電流Ｉｂ１を注入すればよい。

第２電流源８０は、ランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰに応じた信号Ｓ４を受け、ランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰに依存した第２補正電流Ｉｂ２を、分圧回路７６の出力ノード７７から引き抜き、あるいは注入する。信号Ｓ４は、ランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰの検出値（すなわちＶ_ＣＳ）であってもよいし、ランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰの目標値（すなわち調光信号Ｖ_ＤＩＭ）であってもよい。

第２補正電流Ｉｂ２がランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰに対して負の相関を有する場合、第２補正電流Ｉｂ２を引き抜けばよい。反対に第２補正電流Ｉｂ２がランプ電流Ｉ_ＬＡＭＰに対して正の相関を有する場合、第２補正電流Ｉｂ２を注入すればよい。

なおショート検出回路７０の構成は特に限定されず、さまざまな変形例が存在しうる。またショート検出回路７０は、デジタル回路で構成してもよい。

最後に、車両用灯具１の用途を説明する。図１５は、実施の形態に係る車両用灯具１を備えるランプユニット（ランプアッシー）５００の斜視図である。ランプユニット５００は、透明のカバー５０２、ハイビームユニット５０４、ロービームユニット５０６、筐体５０８を備える。上述の車両用灯具１は、たとえばハイビームユニット５０４に用いることができる。車両用灯具１は、ひとつ、あるいは複数の光源１０を備える。ハイビームユニット５０４に代えて、あるいはそれに加えて、ロービームユニット５０６に車両用灯具１を用いてもよい。

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。

第３の実施の形態で説明したショート検出回路７０は、それ単独で用いてもよい。すなわち、異常検出器３０に関連するフェイルタイマ４８および調光電圧生成部５０の処理は省略することができる。この場合に、光源１０の種類はレーザダイオードには限定されず、ＬＥＤであってもよい。

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

１…車両用灯具、２…点灯装置、１０…光源、１２…レーザダイオード、１４…蛍光体、１６…光学系、１８…ハウジング、２０…励起光、２２…蛍光、２４…出力光、３０…異常検出器、３２…第１フォトセンサ、３４…第２フォトセンサ、３６…判定部、４０…駆動回路、４２…スイッチングコンバータ、４４…コンバータコントローラ、４６…電流センスアンプ、４８…フェイルタイマ、５０…調光電圧生成部、５２…補正電圧源、５４…補正電流源、６０…温度センサ、７０…ショート検出回路、７２…コンパレータ、７４…しきい値電圧源、７６…分圧回路、７８…第１電流源、８０…第２電流源、Ｒ１…第１抵抗、Ｒ２…第２抵抗、Ｒ３…第３抵抗、Ｓ１…異常検出信号、Ｓ２…フェールラッチ信号、Ｓ３…温度検出信号、５００…ランプユニット、５０２…カバー、５０４…ハイビームユニット、５０６…ロービームユニット、５０８…筐体。

Claims (12)

1. 発光素子を含む光源を点灯させる点灯装置であって、
   正常状態において、前記発光素子に安定化された第１電流量のランプ電流を供給する駆動回路と、
   前記光源から出射される光の一部を検出し、当該光の一部に以上を検出すると、異常検出信号をアサートする異常検出器と、
   を備え、
   前記駆動回路は、前記異常検出信号がアサートされると、前記ランプ電流を前記第１電流量より小さい第２電流量に低下させ、前記異常検出信号がアサートされた状態が判定時間持続すると、前記ランプ電流を遮断することを特徴とする点灯装置。
2. 前記発光素子はレーザダイオードであり、
   前記第２電流量は、前記レーザダイオードの発振しきい値より大きいことを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
3. 前記光源は、励起光を出射するレーザダイオードである前記発光素子に加えて、前記励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体を含み、前記励起光と前記蛍光のスペクトルを含む白色の出力光を生成するよう構成され、
   前記異常検出器は、前記光源の漏光異常を検出す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. 前記駆動回路は、
   その出力に前記レーザダイオードが接続されるスイッチングコンバータと、
   前記ランプ電流に応じた検出信号が目標値に近づくように前記スイッチングコンバータを制御するコンバータコントローラと、
   を含み、前記異常検出信号がアサートされると、前記目標値を低下させることを特徴とする請求項２または３に記載の点灯装置。
5. 前記第２電流量は、温度依存性を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の点灯装置。
6. 前記駆動回路は、所定の基準電圧を分圧し、前記目標値を規定する調光信号を生成する分圧回路をさらに含み、
   前記分圧回路の分圧比は、前記異常検出信号に応じて可変であることを特徴とする請求項４に記載の点灯装置。
7. 前記異常検出器は、
   前記励起光の波長に感度を有し、前記蛍光の波長に対して実質的に不感であり、前記出力光の一部を受け、受光量に応じた第１電流を生成する第１フォトセンサと、
   前記蛍光の波長に感度を有し、前記励起光の波長に対して実質的に不感であり、前記出力光の一部を受け、受光量に応じた第２電流を生成する第２フォトセンサと、
   前記第１電流と前記第２電流の電流量にもとづいて、前記異常検出信号を生成する判定部と、
   を含むことを特徴とする請求項３に記載の点灯装置。
8. 前記スイッチングコンバータの出力電圧を、負の温度特性を有し、かつ前記ランプ電流に対して正の特性を有するしきい値電圧と比較するショート検出回路をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の点灯装置。
9. 半導体光源を含む光源を点灯させる点灯装置であって、
   前記半導体光源にランプ電流を供給する駆動回路と、
   前記駆動回路の出力電圧をしきい値電圧と比較し、比較結果にもとづいてショート異常を検出するショート検出回路と、
   を備え、
   前記しきい値電圧は、前記ランプ電流に対して正の傾きを有し、温度に対して負の傾きを有することを特徴とする点灯装置。
10. 前記ショート検出回路は、
    前記しきい値電圧を生成するしきい値電圧源と、
    前記出力電圧を前記しきい値電圧と比較するショート検出コンパレータと、
    を含み、
    前記しきい値電圧源は、
    基準電圧を分圧し、前記しきい値電圧を生成する分圧回路と、
    前記温度に依存した第１補正電流を、前記分圧回路の出力ノードから引き抜き、あるいは注入する第１電流源と、
    を含むことを特徴とする請求項９に記載の点灯装置。
11. 前記しきい値電圧源は、
    前記第１電流源に加えてまたは代えて、前記ランプ電流に依存した第２補正電流を、前記分圧回路の出力ノードから引き抜き、あるいは注入する第２電流源をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の点灯装置。
12. 発光素子を含む光源と、
    前記光源を点灯させる請求項１から１１のいずれかに記載の点灯装置と、
    を備えることを特徴とする車両用灯具。

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