JP2022152828A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤを兼用して２つの機能を実現可能な車両用灯具を提供する。【解決手段】ＬＥＤバー１１０は、第１端Ｅ１と第２端Ｅ２の間に直列に接続されるｎ個（ｎ≧３）の発光素子１１２＿１～１１２＿ｎを含み、低電位側から順に、第１タップＴ１、第２タップＴ２、第３タップＴ３が引き出されている。第１定電流ドライバ２１０は、ＬＥＤバー１１０の第２端Ｅ２と接続され、第１点灯指示信号ＶＩＮ１に応答して定電流を生成する。第１バイパス回路２２０は、第１タップＴ１と接続され、第１入力端子ＩＮ１の電圧ＶＩＮ１が第１電圧より低くなった場合にアクティブとなり、電流を吸い込む。第２バイパス回路２３０は、第２タップＴ２と接続され、第２点灯指示信号ＶＩＮ２に応答してオン状態となる。第２定電流ドライバ２４０は、第３タップＴ３と接続され、第２点灯指示信号ＶＩＮ２に応答して、第３タップＴ３に定電流を生成する。【選択図】図２

Description

本開示は、自動車などに用いられる灯具に関する。

車両用灯具に用いられる光源として、従来は電球が多く用いられてきたが、近年では、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの半導体光源が広く採用されるようになっている。特に、従来の汎用的な電球タイプのように、断線時などの故障時に正常品との交換を可能とした半導体光源を、ＬＥＤソケットと称する。

図１は、従来のストップランプ用のＬＥＤソケット１０Ｒの回路図である。ＬＥＤソケット１０Ｒは、直列に接続される複数（この例では４個）のＬＥＤを含むＬＥＤバー１２（ＬＥＤストリングともいう）と、その点灯回路２０Ｒを含む。点灯回路２０Ｒは、ＬＥＤバー１２に定電流を供給する定電流ドライバ２２を含む。ＬＥＤソケットは、小型化、低コスト化が求められるため、定電流ドライバ２２は、リニアレギュレータ、もしくは降圧コンバータで構成される。

ｎ個のＬＥＤを含むＬＥＤバー１２を点灯させるためには、定電流ドライバ２２の出力電圧、つまりＬＥＤバー１２の両端間電圧として、ｎ×Ｖｆが必要である。Ｖｆは、ＬＥＤの順方向電圧である。

定電流ドライバ２２をリニアレギュレータや降圧コンバータで構成する場合、その出力電圧Ｖ_ＯＵＴは、入力電圧Ｖ_ＩＮ１より低い範囲に制約されるから、入力電圧Ｖ_ＩＮ１が、最低点灯電圧Ｖ_ＭＩＮ＝ｎ×Ｖｆより低くなると、ＬＥＤバー１２を点灯できなくなる。

入力電圧Ｖ_ＩＮ１の低下時（減電圧状態）において、ＬＥＤバー１２が消灯するのを防止するために、バイパス回路２４が設けられる。バイパス回路２４は、複数のＬＥＤの一部（この例では一番低電位側の１個）と並列に設けられ、減電圧状態においてアクティブとなり、ＬＥＤバー１２から電流をシンクする。これにより最低点灯電圧Ｖ_ＭＩＮは、（ｎ－１）×Ｖｆに下がるため、ＬＥＤバー１２の点灯を維持できる。

特開２０２０－０６４８３６号公報

ＬＥＤソケットに、テイルランプとストップランプを内蔵する場合を考える。この場合、図１に示すように、テイルランプ用のＬＥＤ１４を追加し、さらにＬＥＤ１４用の点灯回路３０を追加する必要がある。ＬＥＤ１４を追加することは、コストアップの要因となる。

本開示は係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、ＬＥＤを兼用して２つの機能を実現可能な車両用灯具の提供にある。

本開示のある態様の車両用灯具は、第１点灯指示信号を受ける第１入力端子と、第２点灯指示信号を受ける第２入力端子と、第１端と第２端の間に直列に接続されるｎ個（ｎ≧３）の発光素子を含み、低電位側から順に、第１タップ、第２タップ、第３タップが引き出されている半導体光源と、半導体光源を駆動する点灯回路と、を備える。点灯回路は、半導体光源の第２端と接続され、第１点灯指示信号に応答して定電流を生成する第１定電流ドライバと、第１タップと接続され、第１入力端子の電圧が第１電圧より低くなった場合にアクティブとなり、電流を吸い込む第１バイパス回路と、第２タップと接続され、第２点灯指示信号に応答してオン状態となる第２バイパス回路と、第３タップと接続され、第２点灯指示信号に応答して、第３タップに定電流を生成する第２定電流ドライバと、を備える。

なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本開示のある態様によれば、ＬＥＤを兼用して２つの機能を実現できる。

従来のストップランプ用のＬＥＤソケットの回路図である。 実施形態１に係る車両用灯具の回路図である。 図３（ａ）、（ｂ）は、図１の車両用灯具の第１点灯指示信号がハイのときの等価回路図である。 図１の車両用灯具の第２点灯指示信号がハイのときの等価回路図である。 比較技術に係る車両用灯具の回路図である。 図２の車両用灯具の具体的な構成例を示す回路図である。 実施形態２に係る車両用灯具の回路図である。 図７の車両用灯具の第１点灯指示信号がハイのときの等価回路図である。 図７の車両用灯具の電圧依存性を説明する図である。 図の車両用灯具の具体的な構成例を示す回路図である。 変形例１に係る車両用灯具のブロック図である。 図１２（ａ）～（ｄ）は、車両用灯具の一例であるＬＥＤソケットを示す図である。

（実施形態の概要）
本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。またこの概要は、考えられるすべての実施形態の包括的な概要ではなく、実施形態の欠くべからざる構成要素を限定するものではない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態（実施例や変形例）または複数の実施形態（実施例や変形例）を指すものとして用いる場合がある。

この概要は、考えられるすべての実施形態の広範な概要ではなく、すべての実施形態の重要な要素または重要な要素を特定することも、一部またはすべての態様の範囲を線引きすることも意図していない。その唯一の目的は、後で提示するより詳細な説明の前置きとして、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化した形で提示することである。

一実施形態に係る車両用灯具は、第１点灯指示信号を受ける第１入力端子と、第２点灯指示信号を受ける第２入力端子と、第１端と第２端の間に直列に接続されるｎ個（ｎ≧３）の発光素子を含み、低電位側から順に、第１タップ、第２タップ、第３タップが引き出されている半導体光源と、半導体光源を駆動する点灯回路と、を備える。点灯回路は、半導体光源の第２端と接続され、第１点灯指示信号に応答して定電流を生成する第１定電流ドライバと、第１タップと接続され、第１入力端子の電圧が第１電圧より低くなった場合にアクティブとなり、電流を吸い込む第１バイパス回路と、第２タップと接続され、第２点灯指示信号に応答してオン状態となる第２バイパス回路と、第３タップと接続され、第２点灯指示信号に応答して、第３タップに定電流を生成する第２定電流ドライバと、を備える。

（１）第１点灯指示信号が入力されたとき、第１点灯指示信号の電圧レベルが第１電圧より高い場合には、すべての発光素子を点灯し、第１点灯指示信号の電圧レベルが第１電圧より低いときには、第１タップより上側の発光素子を点灯することができる。

（２）また第２点灯指示信号が入力されたときに、第２タップと第３タップの間の発光素子を発光させることができる。このときに、第１タップの電圧は０Ｖまで落ちているため、非動作中の第１バイパス回路に、高い電圧が印加されるのを防止できる。

一実施形態において、定電流ドライバおよび第１バイパス回路は、ひとつの半導体基板に集積化されていてもよい。この場合、第２点灯指示信号が入力されたときに、第１タップの電圧は０Ｖまで落ちているため、ＩＣの第１バイパス回路の出力ピンに、耐圧を超える電圧が印加されるのを防止できる。なお、第１タップと第２タップは同じ箇所から引き出されてもよい。

一実施形態において、第２定電流ドライバは、第１端が第３タップと接続され、第２端に第２点灯指示信号を受ける電流制限抵抗を含んでもよい。

一実施形態において、第２定電流ドライバは、第１端が第３タップと接続され、第２端に第２点灯指示信号を受ける定電流源を含んでもよい。

一実施形態において、第２バイパス回路は、第１入力端子の電圧が所定のしきい値電圧より高いときに、オフ状態に固定されてもよい。これにより、第１点灯指示信号と第２点灯指示信号が同時に入力された場合には、第２バイパス回路がオンするのを防止でき、第１点灯指示を優先して第１点灯指示信号に応じた点灯状態を維持できる。

一実施形態において、第２バイパス回路は、第１入力端子の電圧が第１電圧より低く定められた第２電圧より低くなった場合にもオン状態となってもよい。第１点灯指示信号が入力された状態で、その電圧レベルが第１電圧よりさらに低下したときに、第２バイパス回路を利用して、第２タップより下側の発光素子をバイパスすることで、第２タップより上側の発光素子の点灯を維持できる。

一実施形態において、第２バイパス回路は、第１端が第２タップと接続され、第２端が接地される第１トランジスタと、第１トランジスタの制御端子と第２入力端子の間に設けられる第１抵抗と、を含んでもよい。

一実施形態において、第２バイパス回路は、第１端が第１トランジスタの制御端子と接続され、第２端が接地され、第１入力端子の電圧が所定のしきい値電圧を越えるとオンとなる第２トランジスタをさらに含んでもよい。これにより、第１点灯指示信号の電圧レベルがしきい値電圧より高い場合には、第２トランジスタによって第１トランジスタの制御端子の電圧がプルダウンされるため、第１トランジスタがオフに固定される。これにより、第１点灯指示信号と第２点灯指示信号が同時に入力された場合には、第１点灯指示信号に応じた点灯状態を維持できる。

一実施形態において、第２バイパス回路は、第１入力端子の電圧が、第１電圧より低い第２電圧より低くなった場合に、第１トランジスタをオンするコンパレータをさらに含んでもよい。

一実施形態において、第２バイパス回路は、第１入力端子の電圧を分圧し、第２トランジスタの制御端子に供給する分圧回路をさらに含んでもよい。

第２バイパス回路は、第１入力端子の電圧を分圧し、第２トランジスタの制御端子に供給する分圧回路と、第２トランジスタの制御端子と接地の間に設けられ、コンパレータの出力に応じてオン、オフが切り替わる第３トランジスタと、をさらに含んでもよい。これにより、第１入力端子の電圧が第２しきい値より低いときには、第２バイパス回路はオン、第１入力端子の電圧が第１しきい値より高いときには、第２バイパス回路はオフ、第１入力端子に第１点灯指示信号が入力されておらず、第２入力端子に第２点灯指示信号が入力されているときには、第２バイパス回路をオンとすることができる。

一実施形態において、コンパレータはヒステリシスを有してもよい。

一実施形態において、ＬＥＤ（発光ダイオード）ソケットであってもよい。

（実施形態）
以下、実施形態について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、実施形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施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。

（実施形態１）
図２は、実施形態１に係る車両用灯具１００の回路図である。車両用灯具１００は、２つの異なる機能を有するランプであり、第１入力端子ＩＮ１および第２入力端子ＩＮ２を有する。第１入力端子ＩＮ１には、第１機能に関する点灯指令である第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１が入力され、第２入力端子ＩＮ２には、第２機能に関する点灯指令である第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２が入力される。第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１、第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２は、点灯を指示するハイレベル、消灯を指示するハイインピーダンス（ローレベル）の二値信号であり、点灯を指示するハイレベルは、車両側のバッテリ電圧である。

車両用灯具１００は、直列に接続される複数ｎ個（ｎ≧３）の発光素子１１２＿１～１１２＿ｎを含む半導体光源（以下、ＬＥＤバー１１０と称する）と、その点灯回路２００を備える。車両用灯具１００の好適な一態様は、ＬＥＤバー１１０および点灯回路２００が１パッケージに収容されたＬＥＤソケットであり、図示しないランプボディに着脱可能な形状を有する。ＬＥＤソケットは、長寿命化はもちろんのこと、消耗品であるが故に低コスト化が強く求められる。

本実施形態において、第１機能は、ストップランプであり、第２機能はテールランプであり、発光素子１１２は赤色の半導体発光素子が用いられる。半導体発光素子は、ＬＥＤが好適であるが、ＬＤ（レーザダイオード）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子を用いてもよい。また複数の発光素子１１２＿１～１１２＿ｎの個数ｎは４であるとする。ＬＥＤバー１１０の第１端Ｅ１は接地されている。ＬＥＤバー１１０には、発光素子の接続ノードから引き出された３個のタップＴ１～Ｔ３が設けられる。３個のタップは低電位側から順に、第１タップＴ１、第２タップＴ２、第３タップＴ３と称される。

点灯回路２００は、第１定電流ドライバ２１０、第１バイパス回路２２０、第２バイパス回路２３０、第２定電流ドライバ２４０を備える。

第１定電流ドライバ２１０は、ＬＥＤバー１１０の第２端Ｅ２と接続され、第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１に応答して、つまりハイレベルの第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１が入力されると、定電流（第１駆動電流ともいう）Ｉ_ＬＥＤ１を生成する。

第１バイパス回路２２０は、第１タップＴ１と接続される。第１バイパス回路２２０は、第１入力端子ＩＮ１の電圧Ｖ_ＩＮ１が第１電圧Ｖ_ＴＨ１より低くなった場合にアクティブとなり、電流Ｉ_ＳＩＮＫを吸い込む。電流Ｉ_ＳＩＮＫは、Ｖ_ＩＮ１＝Ｖ_ＴＨ１のときに０Ａであり、Ｖ_ＩＮ１がさらに低くなるにしたがって、徐々に増加し、最終的に第１定電流ドライバ２１０が生成する駆動電流Ｉ_ＬＥＤ１と等しくなってもよい。

第１定電流ドライバ２１０および第１バイパス回路２２０は、ひとつの半導体基板に集積化され、パッケージに収容された機能ＩＣ（ドライバＩＣ３００）を用いてもよい。このドライバＩＣ３００の入力ピンＩＮは、第１入力端子ＩＮ１と接続され、出力ピンＯＵＴは、ＬＥＤバー１１０の第２端Ｅ２と接続され、バイパスピンＢＹＰは、第１タップＴ１と接続される。

第２バイパス回路２３０は、第２タップＴ２と接続され、第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２に応答して、つまりハイレベルの第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２が入力されると、オン状態となる。第２バイパス回路２３０がオン状態になると、第２タップＴ２と第１端Ｅ１の間の発光素子１１２＿２，１１２＿１がバイパスされる。

第２定電流ドライバ２４０は、第３タップＴ３と接続され、第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２に応答して、つまりハイレベルの第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２が入力されると、定電流（第２駆動電流ともいう）Ｉ_ＬＥＤ２を生成する。

第２定電流ドライバ２４０は、一端が第２入力端子ＩＮ２と接続され、他端が第３タップＴ３と接続される電流制限抵抗Ｒ４１を含む。なお、第２定電流ドライバ２４０は、第１定電流ドライバ２１０と同様に、定電流源（リニアレギュレータ）で構成してもよい。

以上が車両用灯具１００の構成である。続いてその動作を説明する。

図３（ａ）、（ｂ）は、図１の車両用灯具１００の第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１がハイのときの等価回路図である。

第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１がハイ、第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２がロー（ハイインピーダンス）のとき、第１定電流ドライバ２１０がオンとなり、第２バイパス回路２３０はオフとなる。

第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１の電圧レベル（すなわちバッテリ電圧）が第１電圧Ｖ_ＴＨ１より高いときには、図３（ａ）に示すように、第１バイパス回路２２０はオフであり、第１定電流ドライバ２１０が生成する第１駆動電流Ｉ_ＬＥＤ１は、ＬＥＤバー１１０のすべての発光素子１１２＿４～１１２＿１に流れる。

第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１の電圧レベルが第１電圧Ｖ_ＴＨ１より低いときには、図３（ｂ）に示すように、第１バイパス回路２２０がオンとなり、シンク電流Ｉ_ＳＩＮＫを吸い込む。第１定電流ドライバ２１０が生成する第１駆動電流Ｉ_ＬＥＤ１は、ＬＥＤバー１１０のうちの一部（発光素子１１２＿４～１１２＿２）を経由して、第１バイパス回路２２０に吸い込まれる。つまり３個の発光素子１１２＿４～１１２＿２が点灯する。

図４は、図１の車両用灯具１００の第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２がハイのときの等価回路図である。このとき、第１定電流ドライバ２１０および第１バイパス回路２２０はオフとなり、第２バイパス回路２３０がオンとなる。第２入力端子ＩＮ２から接地に向かって、第２定電流ドライバ２４０、発光素子１１２＿３、第２バイパス回路２３０を経由して第２駆動電流Ｉ_ＬＥＤ２が流れる。つまり第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２を入力したときは、１個の発光素子１１２＿３を点灯することができる。

なお第２定電流ドライバ２４０を電流制限抵抗Ｒ４１で構成する場合、第２駆動電流Ｉ_ＬＥＤ２は以下の式で表される。
Ｉ_ＬＥＤ２＝（Ｖ_ＢＡＴ－Ｖｆ）／Ｒ４１

第２定電流ドライバ２４０を定電流源で構成する場合には、バッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴに依存しない駆動電流Ｉ_ＬＥＤ２が生成される。

以上が車両用灯具１００の動作である。この車両用灯具１００によれば、第１機能のための複数の発光素子１１２＿１～１１２＿ｎの一部を、第２機能の光源として利用することができる。これにより２つの機能で光源を別々に用意する必要がなくなり、コストを下げることができる。

車両用灯具１００の別の利点は、本発明者が検討した比較技術との対比によって明確になる。図５は、比較技術に係る車両用灯具１００Ｒの回路図である。図５の車両用灯具１００Ｒは、図１のドライバＩＣ３００に加えて電流制限抵抗Ｒ４２を備える。

第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１が入力されたときの動作は、図１と同様である。第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２が入力されたときは、最も低電位側の発光素子１１２＿１のみを発光させることができる。

比較技術では、第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２が入力されたときに、ドライバＩＣ３００自体の入力端子ＩＮに入力電圧Ｖ_ＩＮ１が供給されていないにもかかわらず、ドライバＩＣ３００のバイパスピンＢＹＰに外部から電圧が印加されることとなる。このような状態では、バイパスピンＢＹＰの耐圧は、入力電圧Ｖ_ＩＮ１が供給されているときの耐圧よりも低くなり、ドライバＩＣ３００内のバイパスピンＢＹＰに接続される素子の信頼性に悪影響を及ぼす可能性がある。以上が比較技術において生ずる問題点である。

これに対して、本実施形態によれば、第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２が入力された状態では、ドライバＩＣ３００のバイパスピンＢＹＰには、０Ｖが印加されるため、ドライバＩＣ３００の内部素子に、耐圧を超える電圧が印加されるのを防止できる。

なお、ドライバＩＣ３００を用いずに、第１定電流ドライバ２１０や第１バイパス回路２２０をディスクリート素子で構成する場合においても第１バイパス回路２２０を構成するＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）のボディーダイオードなどが、電流経路となり、意図しない誤動作を引き起こす可能性がある。これに対して、本実施形態によれば、このような問題も解決できる。

図６は、図２の車両用灯具１００の具体的な構成例を示す回路図である。第２バイパス回路２３０は、第１トランジスタＭ３１、第１抵抗Ｒ３１を含む。第１トランジスタＭ３１は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴであり、第１端（ドレイン）が第２タップＴ２と接続され、第２端（ソース）が接地される。第１抵抗Ｒ３１は、第１トランジスタＭ３１の制御端子（ゲート）と第２入力端子ＩＮ２の間に設けられる。第２入力端子ＩＮ２に、第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２が入力されると、第１トランジスタＭ３１のゲートが第１抵抗Ｒ３１によってプルアップされ、第１トランジスタＭ３１がオンとなる。これにより、第２タップＴ２と接地の間の発光素子１１２＿１，１１２＿２をバイパスできる。

図６の構成において、第２バイパス回路２３０には、第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２に加えて、第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１が入力されている。第２バイパス回路２３０は、第１入力端子ＩＮ１の第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１の電圧レベルが所定のしきい値電圧Ｖ_ＴＨ０より高いときには、言い換えると、有意な第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１が入力されているときには、オフ状態に固定される。しきい値電圧Ｖ_ＴＨ０は、０Ｖより高く定めておけばよい。

第２トランジスタＱ３２はＮＰＮ型バイポーラトランジスタであり、その第１端（コレクタ）が第１トランジスタＭ３１の制御端子（ゲート）と接続され、第２端（エミッタ）が接地される。分圧回路２３２は、第１入力端子ＩＮ１の電圧Ｖ_ＩＮ１を分圧し、第２トランジスタＱ３２のベースに供給する。

第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１の無入力状態では、第２トランジスタＱ３２のベース電圧（ベース電流）はゼロとなり、第２トランジスタＱ３２はオフであるから、第１トランジスタＭ３１には影響しない。第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１が入力されると、第２トランジスタＱ３２のベース電流が流れ、第２トランジスタＱ３２がオンとなると、第１トランジスタＭ３１のゲートがプルダウンされ、第１トランジスタＭ３１はオフに固定される。

図６の構成によれば、第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１と第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２が同時に入力された場合には、第１トランジスタＭ１がオフとなって、第２バイパス回路２３０がオンするのを防止でき、第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１が優先されて、第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１に応じた点灯状態を維持できる。

（実施形態２）
図７は、実施形態２に係る車両用灯具１００Ａの回路図である。車両用灯具１００Ａの基本構成および動作は、図２の車両用灯具１００と同様であり、以下では相違点を説明する。

点灯回路２００Ａの第２バイパス回路２３０Ａは、第１入力端子ＩＮ１の電圧Ｖ_ＩＮ１が供給されている。第２バイパス回路２３０Ａは、第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２がローサイドの場合に加えて、第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１が第２電圧Ｖ_ＴＨ３より低くなった場合にオンとなる。第２電圧Ｖ_ＴＨ３は、第１バイパス回路２２０がオンとなるしきい値（第１電圧Ｖ_ＴＨ１）より低く定められる。第２バイパス回路２３０Ａは、第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１に対してヒステリシスを有していることが好ましい。

なお図６を参照して説明したように、第２バイパス回路２３０Ａは、第１入力端子ＩＮ１の電圧Ｖ_ＩＮ１がしきい値電圧Ｖ_ＴＨ０より高いときには、オフに固定されるようにしてもよい。

しきい値電圧Ｖ_ＴＨ０は、第２電圧Ｖ_ＴＨ２と同一であってもよく、すなわち、Ｖ_ＩＮ１＞Ｖ_ＴＨ２のとき、第２バイパス回路２３０Ａはオフに固定され、Ｖ_ＩＮ１＜Ｖ_ＴＨ２のときは、第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２の入力の有無によって、オン、オフが切りかえられる。

以上が車両用灯具１００Ａの構成である。続いてその動作を説明する。

図８は、図７の車両用灯具１００Ａの第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１がハイのときの等価回路図である。図８には、Ｖ_ＩＮ１＜Ｖ_ＴＨ２であるときの等価回路が示される。この状態では、第２バイパス回路２３０がオンとなるため、第１定電流ドライバ２１０が生成する第１駆動電流Ｉ_ＬＥＤ１は、ＬＥＤバー１１０のうちの一部（発光素子１１２＿４～１１２＿３）を経由して、第２バイパス回路２３０に流れる。つまり２個の発光素子１１２＿４～１１２＿３が点灯する。

図９は、図７の車両用灯具１００Ａの電圧依存性を説明する図である。縦軸は車両用灯具１００Ａの光量を、横軸は第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１の電圧レベルを表す。

Ｖ_ＩＮ１＞Ｖ_ＴＨ１の状態では、車両用灯具１００Ａの等価回路は、図３（ａ）と同じであり、すべての発光素子１１２が点灯する。このときの光量を１００％として示す。

Ｖ_ＴＨ２＜Ｖ_ＩＮ１＜Ｖ_ＴＨ１の状態では、車両用灯具１００Ａの等価回路は、図３（ｂ）と同じであり、３個の発光素子１１２＿３～１１２＿１が点灯するから、光量は７５％となる。なお、電圧範囲Ｖ_ＴＨ１～Ｖ_ＴＨ３において、第１バイパス回路２２０が吸い込む電流Ｉ_ＳＩＮＫを徐々に増大させるようにすると、光量を１００％から７５％まで連続的に減少させることができる。

Ｖ_ＩＮ１＜Ｖ_ＴＨ２となると、２個の発光素子１１２＿２，１１２＿１が点灯状態となるから、光量は５０％となる。

図２の構成では、第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１の電圧レベルが、３×Ｖｆを下回ると点灯を維持できなくなるのに対して、図７の構成では、３×Ｖｆを下回っても点灯状態を維持できる。つまり図７の車両用灯具１００Ａによれば、第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１が入力されている状態で、その電圧レベルが低下した場合に、実施形態１よりもさらに低い電圧レベルまで、ＬＥＤバー１１０の点灯状態を維持することができる。

図１０は、図の車両用灯具１００Ａの具体的な構成例を示す回路図である。第２バイパス回路２３０Ａは、図６の第２バイパス回路２３０に加えて、コンパレータ２３４を含む。コンパレータ２３４の入力ノードＡには、第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１が入力され、その出力ノードＢは、抵抗Ｒ３２を介して、第１トランジスタＭ３１のゲートと接続される。コンパレータ２３４は、第１入力端子ＩＮ１の電圧Ｖ_ＩＮ１が、第２電圧Ｖ_ＴＨ２より低くなった場合に、ハイを出力し、第１トランジスタＭ３１をオンする。

図１０では、コンパレータ２３４はディスクリート素子で組まれたヒステリシスコンパレータであり、ツェナーダイオードＺＤ１、抵抗Ｒ３３，Ｒ３４，Ｒ３５、トランジスタＱ３５，Ｑ３６を含む。なおコンパレータ２３４の構成はそれに限定されず、コンパレータＩＣを用いてもよい。

第２バイパス回路２３０Ａは、第３トランジスタＱ３３をさらに含む。第３トランジスタＱ３３のベースは、コンパレータ２３４の出力ノードＢと接続されている。Ｖ_ＩＮ１＜Ｖ_ＴＨ２のときに、出力ノードＢがハイとなると、第３トランジスタＱ３３はオンとなり、第２トランジスタＱ３２はオフとなる。

以上が車両用灯具１００Ａの具体的な構成例である。続いてその動作を説明する。

第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１が無入力の場合、第２トランジスタＱ３２はオフとなる。このとき、第１トランジスタＭ３１のゲートは、第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２に応じて制御され、第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２が入力されるとき、第２バイパス回路２３０Ａはオン、第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２の無入力のとき、第２バイパス回路２３０Ａはオフとなる。

第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１が入力されているが、第２電圧Ｖ_ＴＨ２より低い場合、コンパレータ２３４の出力ノードＢはハイとなる。このとき、第１トランジスタＭ１はオンとなり、第２バイパス回路２３０Ａはオン状態である。

第１点灯指示信号Ｖ_ＩＮ１が第２電圧Ｖ_ＴＨ２より高い場合、コンパレータ２３４の出力ノードＢはローとなり、第３トランジスタＱ３３はオフである。第２トランジスタＱ３２は、第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２に応じてオンとなり、第１トランジスタＭ３１のゲートがプルダウンされる。これにより第２バイパス回路２３０Ａは、オフに固定される。

上述の実施形態は例示であり、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。

（変形例１）
図１１は、変形例１に係る車両用灯具１００Ｂのブロック図である。この変形例では、第２タップＴ２、第３タップＴ３の位置が変更されている。具体的には、第２タップＴ２は、第１タップＴ１と同じ箇所から引き出されており、第３タップＴ３は、発光素子１１２＿２と１１２＿３の接続ノードから引き出されている。この場合、第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２が入力される状態では、発光素子１１２＿２が点灯することとなる。このとき第２バイパス回路２３０Ｂがオンとなることで、ドライバＩＣ３００のバイパスピンＢＹＰが０Ｖとなり、ドライバＩＣ３００の内部素子が保護される。

図１１のさらなる変形として、第３タップＴ３を、発光素子１１２＿３と１１２＿４の接続ノードから引き出してもよい。この場合、第２点灯指示信号Ｖ_ＩＮ２が入力される状態では、発光素子１１２＿２，１１２＿３が点灯することとなる。

（変形例２）
実施形態では、発光素子１１２が赤色ＬＥＤである場合を説明したがその限りでない。発光素子１１２は白色ＬＥＤであってもよい。たとえば、第１機能はデイタイムランニングランプ（昼間走行灯）であり、第２機能はクリアランスランプ（車幅灯）であってもよい。あるいは第１機能はヘッドランプ（前照灯）であり、第２機能はクリアランプランプ（車幅灯）であってもよい。

（変形例３）
バイポーラトランジスタとＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）は置換することができる。この場合、ベース、コレクタ、エミッタを、ゲート、ドレイン、ソースと読み替えればよい。またＮＰＮ型（Ｎチャンネル）をＰＮＰ型（Ｐチャンネル）に置換してもよい。

（変形例４）
実施形態では、第１定電流ドライバ２１０および第１バイパス回路２２０を同じＩＣに集積化し、第２バイパス回路２３０や第２定電流ドライバ２４０をディスクリート素子で構成したが、本発明はそれに限定されない。

つまり第１定電流ドライバ２１０および第１バイパス回路２２０に加えて、第２バイパス回路２３０および第２定電流ドライバ２４０を、ドライバＩＣ３００に集積化してもよい。

（用途）
続いて車両用灯具１００の用途を説明する。図１２（ａ）～（ｄ）は、車両用灯具１００の一例であるＬＥＤソケットを示す図である。図１２（ａ）はＬＥＤソケット７００の外観の斜視図である。図１２（ｂ）はＬＥＤソケット７００の正面図を、図１２（ｃ）はＬＥＤソケット７００の平面図を、図１２（ｃ）はＬＥＤソケット７００の底面図を示す。

筐体７０２は、図示しないランプボディに着脱可能な形状を有する。中央部には、複数のＬＥＤ５０４が実装され、それらは透明の封止樹脂７０４で覆われている。基板７１０には、点灯回路６００の部品が実装される。複数のＬＥＤ５０４は、上述の発光素子１１２に相当し、たとえば赤色のＬＥＤチップである。ＬＥＤソケット７００は、テイルランプとストップランプで兼用される。

筐体７０２の底面側には、３本のピン７２１、７２２、７２３が露出している。ピン７２１，７２２，７２３はそれぞれ、入力端子ＩＮ１，ＩＮ２および接地端子ＧＮＤに割り当てることができる。

１００ 車両用灯具
ＩＮ１ 第１入力端子
ＩＮ２ 第２入力端子
１１０ ＬＥＤバー
１１２ 発光素子
Ｔ１ 第１タップ
Ｔ２ 第２タップ
Ｔ３ 第３タップ
２００ 点灯回路
２１０ 第１定電流ドライバ
２２０ 第１バイパス回路
２３０ 第２バイパス回路
Ｍ３１ 第１トランジスタ
Ｒ３１ 第１抵抗
２３２ 分圧回路
２３４ コンパレータ
Ｑ３２ 第２トランジスタ
２４０ 第２定電流ドライバ
Ｒ４１ 電流制限抵抗
３００ ドライバＩＣ

Claims (13)

1. 第１点灯指示信号を受ける第１入力端子と、
   第２点灯指示信号を受ける第２入力端子と、
   第１端と第２端の間に直列に接続されるｎ個（ｎ≧３）の発光素子を含み、低電位側から順に、第１タップ、第２タップ、第３タップが引き出されている半導体光源と、
   前記半導体光源を駆動する点灯回路と、
   を備え、
   前記点灯回路は、
   前記半導体光源の前記第２端と接続され、前記第１点灯指示信号に応答して定電流を生成する第１定電流ドライバと、
   前記第１タップと接続され、前記第１入力端子の電圧が第１電圧より低くなった場合にアクティブとなり、電流を吸い込む第１バイパス回路と、
   前記第２タップと接続され、第２点灯指示信号に応答してオン状態となる第２バイパス回路と、
   前記第３タップと接続され、前記第２点灯指示信号に応答して、前記第３タップに定電流を生成する第２定電流ドライバと、
   を備えることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第１定電流ドライバおよび前記第１バイパス回路は、ひとつの半導体基板に集積化されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記第２定電流ドライバは、第１端が前記第３タップと接続され、第２端に前記第２点灯指示信号を受ける電流制限抵抗を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
4. 前記第２定電流ドライバは、第１端が前記第３タップと接続され、第２端に前記第２点灯指示信号を受ける定電流源を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
5. 前記第２バイパス回路は、前記第１入力端子の電圧が所定のしきい値電圧より高いときに、オフ状態に固定され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車両用灯具。
6. 前記第２バイパス回路は、前記第１入力端子の電圧が前記第１電圧より低く定められた第２電圧より低くなった場合にもオン状態となることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用灯具。
7. 前記第２バイパス回路は、
   第１端が前記第２タップと接続され、第２端が接地される第１トランジスタと、
   前記第１トランジスタの制御端子と前記第２入力端子の間に設けられる第１抵抗と、
   を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用灯具。
8. 前記第２バイパス回路は、
   第１端が前記第１トランジスタの前記制御端子と接続され、第２端が接地され、前記第１入力端子の電圧が所定のしきい値電圧を越えるとオンとなる第２トランジスタをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の車両用灯具。
9. 前記第２バイパス回路は、
   前記第１入力端子の電圧が、前記第１電圧より低い第２電圧より低くなった場合に、前記第１トランジスタをオンするコンパレータをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の車両用灯具。
10. 前記第２バイパス回路は、前記第１入力端子の電圧を分圧し、前記第２トランジスタの制御端子に供給する分圧回路をさらに含むことを特徴とする請求項８または９に記載の車両用灯具。
11. 前記第２バイパス回路は、
    前記第１入力端子の電圧を分圧し、前記第２トランジスタの制御端子に供給する分圧回路と、
    前記第２トランジスタの制御端子と接地の間に設けられ、前記コンパレータの出力に応じてオン、オフが切り替わる第３トランジスタと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の車両用灯具。
12. 前記コンパレータはヒステリシスを有することを特徴とする請求項９に記載の車両用灯具。
13. ＬＥＤ（発光ダイオード）ソケットであることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の車両用灯具。

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