JP6066829B2 - Ｌｅｄ点灯装置および車載用灯具 - Google Patents

Ｌｅｄ点灯装置および車載用灯具 Download PDF

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Description

この発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード、半導体光源）を点灯するＬＥＤ点灯装置、および当ＬＥＤ点灯装置を用いた車載用灯具に関するものである。
地球温暖化を助長する二酸化炭素の排出量を削減する風潮と、発光効率の高い明るいＬＥＤが実現化される昨今の情勢において、車載用灯具の光源にも、従来のタングステンフィラメントによる電球に代替して、低電力のＬＥＤが普及され始めている。当ＬＥＤは、長寿命、かつ、一定の電流を供給する簡単な制御によって安定した明るさを発することができるため、車載用灯具の光源として好適である。
ところで、車載用の灯具を構成するにあたり、ＬＥＤ１個あたりの発光量は、まだ、大光量のタングステンフィラメントによる電球には及ばない。そのため、現状においては、発光量の少ないＬＥＤを複数点灯して、面状の光源を形成して使用する例が多いが、昨今のＬＥＤは目覚しく進歩しており、発光量を確保するために装着するＬＥＤの個数は年を追って少なくなってきている。
同様に、当ＬＥＤを使用する灯具も進歩しており、ＬＥＤの発する光を所望の方向に導く導光部材と、所望の形状の出射面とを備えた灯具が実現されている。
以下に、ＬＥＤを使用した車載用灯具の従来例を示す。
特許文献１のＬＥＤを光源とした車両用灯具は、導光部材にレンズステップ（凹凸）を形成し、当レンズステップの段差面を、ＬＥＤから各段差面に到達する光と略平行にすることで、ＬＥＤの発する光を効率よく車両用灯具から出射する構成であった。
なお、特許文献１においては、車両用灯具を標識灯として機能させるために、複数のＬＥＤが同等の発光量で同時に点灯される。
特許文献２のＬＥＤを光源とした車両用灯具は、曲線的に屈曲する導光体を備えて、ＬＥＤの発する光を当導光体の曲線に沿って導く構成であった。
なお、特許文献２は、１個のＬＥＤを使用して１つの灯具が構成されるものである。
特許文献３のＬＥＤを光源とした車両用灯具は、導光板を用いた帯状の細長い照射面を備え、当灯具の点灯を幅広い範囲で視認できるようにするために、ＬＥＤの発する光を導光板の裏表面の間で反射を繰り返しながら導き、効率よく照射面から出射する構成であった。
なお、特許文献３は、複数のＬＥＤを使用して１つの灯具（例えば、標識灯）を構成するもので、複数のＬＥＤは同等の発光量で同時に点灯される。
特開２００８−２７７０７１号公報 特開２０１２−１７４６４１号公報 特開２０１３−８５２５号公報
上記特許文献１〜３は以上のように構成されているので、灯具の出射面（照射面）は、ＬＥＤと導光部材を使用することによって外形的なデザイン性が向上している。その一方、灯具は単一の点灯機能を有し、当灯具のＬＥＤは単一の明るさによって点灯されるものであるため、機能的なデザイン性にはまだ改善の余地があるという課題があった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ＬＥＤの点灯形態を変えることで灯具に複数の機能をもたせて、外形的なデザイン性と機能的なデザイン性が共に優れた車載用灯具を実現することを目的とする。
この発明に係るＬＥＤ点灯装置は、複数のＬＥＤに電流を出力する複数の点灯回路と、外部から入力される点灯操作信号に対応して当複数の点灯回路を制御する制御部とを備え、当制御部は、ＬＥＤを第１の光量で発光させる電流を点灯回路から出力させる第１のＬＥＤ点灯機能、および当第１の光量より低い第２の光量で発光させる電流を点灯回路から出力させる第２のＬＥＤ点灯機能を有し、点灯操作信号に応じて第１のＬＥＤ点灯機能と第２のＬＥＤ点灯機能を切り換えるとともに、第２のＬＥＤ点灯機能を実行する際に複数のＬＥＤのうち隣接して配置されたＬＥＤごとに異なる光量で点灯させ、車体の外側のＬＥＤを最も明るく点灯し、車体の中央側に向かって徐々に減光して点灯させるようにしたものである。
この発明に係る車載用灯具は、複数のＬＥＤが発する光を所定の方向に導く複数の導光部材と、外部から入力される点灯操作信号に応じて第１のＬＥＤ点灯機能および第２のＬＥＤ点灯機能を切り換えるとともに、第２のＬＥＤ点灯機能を実行する際に複数のＬＥＤのうち隣接して配置されたＬＥＤごとに異なる光量で点灯させ、車体の外側のＬＥＤを最も明るく点灯し、車体の中央側に向かって徐々に減光して点灯させて複数のＬＥＤを点灯するＬＥＤ点灯装置とを備えるものである。
この発明によれば、複数のＬＥＤが発する光を所定の方向に導く導光部材を備えることにより、外形的なデザイン性に対して設計自由度を高めることができる。また、複数のＬＥＤを第１の光量（例えば、定格光量）で発光させる第１のＬＥＤ点灯機能に加え、個々のＬＥＤを第１の光量より低い第２の光量（例えば、定格光量より低い光量）で発光させる第２のＬＥＤ点灯機能を備え、第２のＬＥＤ点灯機能を実行する際に複数のＬＥＤのうち隣接して配置されたＬＥＤごとに異なる光量で点灯させ、車体の外側のＬＥＤを最も明るく点灯し、車体の中央側に向かって徐々に減光して点灯させることにより、使用するＬＥＤを複数の機能に対して兼用することができ、機能的なデザイン性に対して設計自由度を高めることができる。従って、外形的なデザイン性と機能的なデザイン性が共に優れた車載用灯具を実現することができる。
この発明の実施の形態１に係る灯具を備えた車両の外観斜視図である。 実施の形態１に係る灯具の構成例を示す外観斜視図である。 図２に示す灯具の主要部の分解斜視図である。 図２に示す灯具において、ＬＥＤ点灯装置の回路構成と導光部材とを模式的に示す図である。 実施の形態１に係る灯具を方向指示灯として機能させた場合の点灯例を説明する図である。 方向指示灯の点滅点灯形態を模式的に示す図である。 実施の形態１に係る灯具を車幅灯として機能させた場合の点灯例を説明する図である。 車幅灯点灯時の明るさを模式的に示す図である。 方向指示灯の別の例の点滅点灯形態を模式的に示す図である。 実施の形態１に係る灯具の変形例を模式的に示す図である。 実施の形態１に係る灯具の変形例を示す外観斜視図である。 図１１に示す灯具の主要部の分解斜視図である。 図１１に示す灯具を模式的に示す図である。 この発明の実施の形態２に係る灯具が備えるＬＥＤ点灯装置の回路構成の一例を示す図である。 実施の形態２に係る灯具を第２のＬＥＤ点灯機能（例えば、車幅灯）として機能させた場合の、スイッチング素子の動作とＬＥＤの発光タイミングの例を示す図である。 この発明の実施の形態３に係る灯具が備えるＬＥＤ点灯装置の回路構成の一例を示す図である。 実施の形態３に係る灯具を第２のＬＥＤ点灯機能（例えば、車幅灯）として機能させた場合の各部の動作を示す図である。 実施の形態３に係る灯具が備えるＬＥＤ点灯装置の回路構成の別の例を示す図である。 この発明の実施の形態４に係る灯具が備えるＬＥＤ点灯装置の回路構成の一例を示す図である。
実施の形態１．
図１に、本実施の形態１に係る灯具１を備えた車両の外観斜視図を示す。図２には、灯具１の構成例を示す外観斜視図を示し、その主要部の分解斜視図を図３に示す。灯具１は、複数のＬＥＤ３Ａ〜３Ｅと、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの発する光を出射部２Ａ〜２Ｅに導く導光部材４Ａ〜４Ｅと、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを点灯するＬＥＤ点灯装置５と、ＬＥＤ３Ａ〜３ＥとＬＥＤ点灯装置５とを接続する配線６Ａ〜６Ｅとを備えている。また、この灯具１の出射部２Ａ〜２Ｅの上側には、前照灯が配置され、コンビネーション型のランプを構成している。
なお、図２および図３は、車両前部の左側に設置された灯具１の構成例を示しており、出射部２Ａが車両中央側、射出部２Ｅが車両外側に配置される。
導光部材４Ａ〜４Ｅは、樹脂などの透明な素材または内側に反射面を形成した筒状の反射鏡で構成され、車両の外部側に設置される面が出射部２Ａ〜２Ｅ、車両の内部側に設置される面がＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの発する光を入射する入射部になっている。なお、図示例では、５つの導光部材４Ａ〜４ＥとＬＥＤ３Ａ〜３Ｅから構成される灯具１を示したが、導光部材およびＬＥＤの数は任意でよい。
図４に、ＬＥＤ点灯装置５の回路構成と導光部材４Ａ〜４Ｅとを模式的に示す。このＬＥＤ点灯装置５は、複数のＬＥＤ３Ａ〜３Ｅに点灯用の電流を出力する複数の点灯回路７Ａ〜７Ｅと、点灯操作装置１２から入力される点灯操作信号に対応して、点灯回路７Ａ〜７Ｅを制御する制御部８とを備え、車両に搭載された電源１１で動作する。
制御部８は、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅが第１の光量（例えば、定格光量）で発光する電流を点灯回路７Ａ〜７Ｅから出力させる第１のＬＥＤ点灯機能と、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを当第１の光量より低い第２の光量（例えば、定格光量より低い光量）で発光させる電流を点灯回路７Ａ〜７Ｅから出力させる第２のＬＥＤ点灯機能を実施して、１つの灯具１で２つの点灯機能、すなわち２つの灯具の機能を兼用させる。
本実施の形態１では、第１のＬＥＤ点灯機能として方向指示灯、第２のＬＥＤ点灯機能として車幅灯（標識灯）を実現する例を説明する。
制御部８は、例えば通常走行時に第２のＬＥＤ点灯機能を実施して灯具１を車幅灯として機能させ、点灯操作装置１２から方向指示灯を点灯する点灯操作信号が入力されたときには第１のＬＥＤ点灯機能に切り換え、そのうえに点滅させて、灯具１を方向指示灯として機能させる。
図５に、灯具１を方向指示灯として機能させた場合の点灯例を示し、図６に各ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの点滅点灯形態を模式的に示す。また、図７に、灯具１を車幅灯として機能させた場合の点灯例を示し、図８に各ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの明るさを模式的に示す。なお、図５および図７において、明るく点灯している出射部を濃く、暗く点灯している出射部を薄く表現している。
灯具１を方向指示灯として機能させる場合、例えば図５のように、車体の中央側の出射部２Ａから外側の出射部２Ｅに向かって各出射部２Ａ〜２Ｅを順次点滅点灯する。このとき、図６のように、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅそれぞれは定格光量で点灯することと、消灯することを繰り返す点滅点灯を行っている。さらに、各ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの点灯タイミングをずらして、順次点灯させる点滅形態で点灯している。なお、点滅点灯は、点滅動作がはっきり見える例えば０．５ｓ（２Ｈｚ）〜２ｓ（０．５Ｈｚ）周期で行う。
このため、灯具１を、充分な明るさによって点滅する方向指示灯として機能させることができる。
あるいは、図９のように、点灯しているＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを順次増加（視覚的には点灯部分を延伸）しながら点滅させて、方向指示灯として機能させてもよい。
あるいは、一般的な方向指示灯と同様に、すべてのＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを同じ光量（定格光量）で同時に点灯し、同時に消灯する点滅点灯を行ってもよい。
灯具１を車幅灯として機能させる場合、車幅灯は方向指示灯ほど明るい光が必要ではないため、例えば図７のように、車体の外側の出射部２Ｅを最も明るく点灯し、他の出射部２Ａ〜２Ｄを車体の中央側に向かって徐々に減光して点灯する。このとき、図８のように、ＬＥＤ３Ｅは定格光量で連続的に点灯する一方、ＬＥＤ３Ｄは定格光量の８０％、ＬＥＤ３Ｃは６０％、ＬＥＤ３Ｂは４０％、ＬＥＤ３Ａは２０％でそれぞれ連続的に点灯している。なお、図示例ではＬＥＤ３Ｅを定格光量で点灯する例を示しているが、当ＬＥＤ３Ｅを定格光量より低い光量で点灯し、他のＬＥＤ３Ｄ〜３ＡをＬＥＤ３Ｅに準じて減光してもよい。
このため、灯具１を車幅灯として機能させる場合には、車幅を示す車体の最外側の出射部２Ｅを車体の中央側の出射部２Ａ〜２Ｄより明るく点灯して車両の幅を強調し、少し暗く点灯した（減光した）車体の中央側の出射部２Ａ〜２Ｄで車両あるいは灯具１の全体像を浮かび上がらせることができる。従って、対向車を運転するドライバおよび車両周囲の人に、灯具１が車両の車幅灯であることが認識され易くなる。
あるいは、一般的な車幅灯と同様に、すべてのＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを同じ光量（ただし、定格光量より低い光量）で連続的に点灯してもよい。
以上の説明では、灯具１を車幅灯および方向指示灯として機能させたが、これに限定されるものではない。例えば、昼間はＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを定格光量で発光させてＤＲＬ（Ｄａｙｔｉｍｅ Ｒｕｎｎｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ）として機能させ、夜間は当ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを定格光量より低い光量で発光させて車幅灯として機能させてもよい。
灯具１をＤＲＬとして機能させる場合、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを定格光量で連続的に点灯する。
なお、ＤＲＬは、昼間走行時に対向車を運転するドライバおよび車両周囲の人に、自車の存在を認識させるためのもので、点灯している灯具１を視認させるために、昼間において充分な発光量を要する。このとき、車幅灯を点灯する必要はない。一方、夜間においては、ＤＲＬとして機能する必要はないのでＤＲＬは消灯されるが、車幅灯は点灯される。そのため、夜間は点灯しないＤＲＬ用のＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを減光点灯して車幅灯用に点灯すれば、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅと導光部材４Ａ〜４Ｅを備えた灯具１をＤＲＬと車幅灯に兼用でき、有効に活用することができる。
以上より、実施の形態１によれば、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅが発する光を所定の方向に導く導光部材４Ａ〜４Ｅを備えて外形的なデザイン性を高めた灯具１に用いるＬＥＤ点灯装置５を、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅに電流を出力する点灯回路７Ａ〜７Ｅと、点灯操作装置１２から入力される点灯操作信号に対応して点灯回路７Ａ〜７Ｅを制御する制御部８とを備える構成にし、制御部８の制御によるＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを第１の光量で発光させる電流を点灯回路７Ａ〜７Ｅから出力させる第１のＬＥＤ点灯機能、当第１の光量より低い第２の光量で発光させる電流を点灯回路７Ａ〜７Ｅから出力させる第２のＬＥＤ点灯機能、およびＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを点滅点灯する電流を点灯回路７Ａ〜７Ｅから出力させるＬＥＤ点滅点灯機能等を有し、点灯操作信号に応じて第１のＬＥＤ点灯機能、第２のＬＥＤ点灯機能、およびＬＥＤ点滅点灯機能等を切り換えるようにした。
このため、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの定格点灯と消灯を繰り返す（点滅点灯する）信号用の灯具（例えば、方向指示灯）、および、定格点灯より低い第２の光量によってＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを点灯する標識用の灯具（例えば、車幅灯）を１つの灯具１で実現できる。あるいは、定格光量によってすべてのＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを点灯する照明用の灯具（例えば、ＤＲＬ）、および、定格点灯より低い第２の光量によってＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを点灯する標識用の灯具（例えば、車幅灯）を１つの灯具１で実現できる。このように、同一の灯具１を、定格光量で点灯すること、定格点灯より低い第２の光量で点灯すること、さらには、複数の点灯機能に対応した好適な明るさおよび点灯タイミングで点灯することができるので、外形的なデザイン性と機能的なデザイン性が共に優れた車載用灯具を実現できる。
なお、上記説明では、導光部材４Ａ〜４Ｅをそれぞれ独立して構成したが、これに限定されるものではない。例えば図１０のように、隣接する導光部材４Ａ〜４Ｅの一部を繋げて、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅが発する光の一部（Ｌ１）を隣接する導光部材４Ａ〜４Ｅの出射部２Ａ〜２Ｅに漏洩させるようにしてもよい。
この構成の場合、隣接する出射部２Ａ〜２Ｅの各境界に導かれる光を混合することで、当境界の発光量を緩慢に変化させることができ、光学的なデザイン性が優れた車載用の灯具１を実現できる。
また、上記説明では、導光部材４Ａ〜４Ｅそれぞれに個別のＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを設置する構成にしたが、これに限定されるものではない。
ここで、図１１に灯具１の変形例の外観斜視図を示し、図１２に導光部材４Ａ〜４Ｅの変形例の分解斜視図を示す。また、図１３に、ＬＥＤ点灯装置５の回路構成と導光部材４Ａ〜４Ｅとを模式的に示す。この変形例では、複数のＬＥＤ３Ａ〜３Ｅをひとまとめに配置して面状のＬＥＤ発光面３を形成し、このＬＥＤ発光面３に対向して導光部材４Ａ〜４Ｅの各入射部を設置する。また、導光部材４Ａ〜４Ｅは、長さの異なる棒状あるいは筒状の導光部位４Ａ−１〜４Ｅ−１を有し、入射部から入射したＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの光（Ｌ２）を、導光部位４Ａ−１〜４Ｅ−１の内壁によって反射させながら射出部２Ａ〜２Ｅに導き、灯具１の前面から照射する。
この構成の場合、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを一箇所に集約できるので、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの配置と取り回しの配線６が容易になる。また、灯具１の出射部２Ａ〜２Ｅの後方にＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを配置する必要がなく、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを任意の場所へ移動可能なため、設計の自由度が向上する。
なお、当導光部位４Ａ−１〜４Ｅ−１の断面は円形に形成することが一般的であるが、条件次第で円形に限定するものではない。
また、上記説明では、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを第１の光量と、当第１の光量より低い第２の光量を発する灯具１の例を示したが、光量は上記２種類に限定されるものではなく、３種類以上の光量を発する構成にしてもよい。
また、上記説明では、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを連続点灯と点滅点灯する灯具１の例を示したが、点滅点灯のパターンは１種類に限定されるものではなく、複数の点滅点灯パターンを備えて適宜切り換えて点滅点灯させる構成にしてもよい。さらには、点滅点灯の消灯部分を完全に消灯させず暗く点灯した明滅点灯を行う構成にしてもよい。
実施の形態２．
図１４に、本実施の形態２に係る灯具１が備えるＬＥＤ点灯装置５の回路構成の一例を示す。なお、図１４において図１〜図１３と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
本実施の形態２では、並列に接続されたＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを個々に点灯する点灯回路７Ａ〜７Ｅとして、各ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅに直列にスイッチング素子ＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｅと電流検出抵抗Ｒ１Ａ〜Ｒ１Ｅが接続されている。制御部８は、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅに流れる電流を電流検出抵抗Ｒ１Ａ〜Ｒ１Ｅによって検出し、検出値に基づいてスイッチング素子ＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｅを制御する。なお、図示例では、スイッチング素子ＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｅにトランジスタを使用しているが、これに限定されるものではなく、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等を使用してもよい。
図１５に、第２のＬＥＤ点灯機能（例えば、車幅灯）を実施する場合の、スイッチング素子ＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｅの動作とＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの発光タイミングの例を示す。制御部８は、点灯回路７Ａ〜７Ｅの各スイッチング素子ＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｅを、例えば１００μｓ（１０ｋＨｚ）〜５ｍｓ（２００Ｈｚ）の早い周期でＯＮ／ＯＦＦ動作して、ＯＮ／ＯＦＦの割合（Ｄｕｔｙ）を変化させるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御する。このＰＷＭ制御により、スイッチング素子ＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｄが定格光量を発光させる電流を断続し、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｄを見かけ上定格光量より低い光量で発光させる。
当図１５においては、ＬＥＤ３Ｅを定格光量で発光するため、スイッチング素子ＳＷ１Ｅを常時ＯＮ動作する様子を示している。
また、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの消灯は、制御部８の操作によって、スイッチング素子ＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｅを連続的にＯＦＦして出力電流を遮断することによって行う。
なお、一般的に２００Ｈｚ以上の点滅であれば、人間にとって当点滅動作が点滅と認識されることはなく、連続的な点灯として認識され、消灯している時間の割合が多ければ暗いと認識される。
従って、図１５のように、１００μｓ（１０ｋＨｚ）〜５ｍｓ（２００Ｈｚ）の早い周期における消灯時間の割合をスイッチング素子ＳＷ１Ｅ，ＳＷ１Ｄ，ＳＷ１Ｃ，ＳＷ１Ｂ，ＳＷ１Ａの順に多くすることにより、図７に示したような、ＬＥＤ３Ｅが最も明るく点灯し、ＬＥＤ３Ａが最も暗く点灯していると認識される。
ちなみに、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの通電電流を断続して減光するのではなく、通電電流を減少して同様な減光を行うこともできるが、ＬＥＤは通電電流の大きさによって発光色が変化するために、明るく発光している部分と暗く発光している部分の発光色が異なることがあり、単純に通電電流を低下して減光する方法は高品質の灯具１としては好ましくない場合がある。
以上より、実施の形態２によれば、点灯回路７Ａ〜７Ｅは、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを第１の光量（定格点灯）で発光させる電流を断続して、当第１の光量より低い第２の光量で発光させる電流を生成する構成にしたので、定格点灯と同じ発光色を発しながら、明るさを減じた発光ができ、光学的なデザイン性の優れた車載用灯具を実現できる。
実施の形態３．
図１６に、本実施の形態３に係る灯具１が備えるＬＥＤ点灯装置５の回路構成の一例を示す。なお、図１６において図１〜図１５と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
本実施の形態３では、直列に接続されたＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを個々に点灯する点灯回路７Ａ〜７Ｅとして、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅそれぞれの両端子間を短絡するスイッチング素子ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２Ｅを備える。スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４、コイルＬ１、転流ダイオードＤ１、整流ダイオードＤ２、平滑コンデンサＣ２によってＤＣ／ＤＣコンバータ９（スイッチングレギュレータ）を構成し、制御部８は、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅに流れる電流を電流検出抵抗Ｒ２によって検出し、検出値に基づいてスイッチング素子ＳＷ３とＳＷ４を制御して常時一定の電流を出力する。図示例では、スイッチング素子ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２ＥにＦＥＴを使用しているが、これに限定されるものではなく、トランジスタ等を使用してもよい。
図１７（ｂ）に、第２のＬＥＤ点灯機能（例えば、車幅灯）を実施する場合の、スイッチング素子ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２Ｅの動作とＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの発光タイミングの例を示す。詳細は後述するが、図１７（ａ）はＤＣ／ＤＣコンバータ９（スイッチングレギュレータ）の動作／停止タイミング、図１７（ｃ）はＬＥＤ点灯装置５の出力電圧波形、図１７（ｄ）はＬＥＤ点灯装置５の出力電流波形を示す。
制御部８は、スイッチング素子ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２ＥをＯＦＦ操作したときにＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを点灯し、ＯＮ操作することによって出力電流を迂回してＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを消灯することで上記実施の形態２と同様に、各ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの点灯時間と消灯時間の割合を変えて、例えば１００μｓ（１０ｋＨｚ）〜５ｍｓ（２００Ｈｚ）の早い周期で繰り返すＰＷＭ制御によってＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの通電電流を生成する。
なお、本実施の形態３ではＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを直列に接続しているので、図１７（ｂ）および図１７（ｃ）に示すように、点灯するＬＥＤの個数に応じて出力電圧を昇降圧するための昇降型のＤＣ／ＤＣコンバータ９（スイッチングレギュレータ）を使用している。
コイルＬ１の電源１１側には、当コイルＬ１に流れる電流を断続する降圧用のスイッチング素子ＳＷ３が直列接続されている。転流ダイオードＤ１は、カソード端子がコイルＬ１とスイッチング素子ＳＷ３の接続点側に接続されている。また、コイルＬ１の出力側には、当コイルＬ１に流れる電流を断続する昇圧用のスイッチング素子ＳＷ４が接続されており、当コイルＬ１を降圧および昇圧で共用する。また、スイッチング素子ＳＷ４の後段には、整流ダイオードＤ２および平滑コンデンサＣ２が接続されており、降圧または昇圧した電圧が整流および平滑されて出力される。
例えば電源１１の電源電圧が１２Ｖ、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの１個あたりの順方向電圧が３Ｖの場合に、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅをすべて点灯するときは制御部８がスイッチング素子ＳＷ４を断続制御して電源電圧の１２Ｖを１５Ｖに昇圧する。一方、例えばＬＥＤ３Ｅのみを点灯するときは制御部８がスイッチング素子ＳＷ３を断続制御して電源電圧の１２Ｖを３Ｖに降圧する。このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ９（スイッチングレギュレータ）を使用して、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの接続数に応じて電源電圧を昇圧／降圧することで、効率よく電力供給できる。
この構成において、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの各端子間を短絡するスイッチング素子ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２ＥをＯＮするときに、平滑コンデンサＣ２に貯えられた電荷が瞬時に流れることにより過電流が発生する。当過電流を分散して軽減するために、図１７に示すように、まず、制御部８がＤＣ／ＤＣコンバータ９（スイッチングレギュレータ）の動作を一時的に停止し、当ＤＣ／ＤＣコンバータ９（スイッチングレギュレータ）を停止している間に、スイッチング素子ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２Ｄを１つずつ順次ＯＮして、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｄの各端子間を順次短絡する構成にしている。当構成によって、平滑コンデンサＣ２に貯えられた電荷を段階的に放出することで、点灯しているＬＥＤに対して過大な電流が流れることを回避できる。
なお、当スイッチング素子ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２Ｅの動作タイミングは、上記以外のタイミングでも構わない。
また、図１８のように、上記直列に接続したＬＥＤ３Ａ〜３Ｅに、さらに発光色の異なるＬＥＤ３ＡＡ〜３ＥＥを直列に接続し、スイッチング素子ＳＷ２Ｆを備えれば、上記第１の光量と第２の光量の切り換えに加えて発光色の切り換えも可能である。当図１８において、ＬＥＤ３ＡとＬＥＤ３ＡＡは、同じ導光部材４Ａに対して光を入射する構成であり、出射部２ＡからはＬＥＤ３ＡまたはＬＥＤ３ＡＡの発する光が出射される。ＬＥＤ３Ｂ〜ＬＥＤ３Ｅ、ＬＥＤ３ＢＢ〜ＬＥＤ３ＥＥ、出射部２Ｂ〜２Ｅ、および導光部材４Ｂ〜４Ｅに関しても同様の構成である。
当構成を用いれば、例えば、昼間には白色のＬＥＤ３ＡＡ〜３ＥＥを第１のＬＥＤ点灯機能によって点灯することでＤＲＬを構成し、夜間には黄色のＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを第２のＬＥＤ点灯機能によって点灯することで車幅灯を構成することができる。もちろん、ＬＥＤ３ＡＡ〜３ＥＥに対してそれぞれスイッチング素子を設ければ、個々のＬＥＤの発する光量を変えることも可能である。
以上より、実施の形態３によれば、直列に接続されたＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを有する灯具１に用いられるＬＥＤ点灯装置５において、点灯回路７Ａ〜７Ｅが、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの各端子間を短絡するスイッチング素子ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２Ｅを有し、当スイッチング素子ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２Ｅの短絡動作によってＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの通電電流を迂回する構成にした。このため、簡素な構成で、機能的なデザイン性が優れた車載用灯具を実現できる。
また、実施の形態３によれば、ＬＥＤ点灯装置５にＤＣ／ＤＣコンバータ９（スイッチングレギュレータ）を使用して、直列接続されたＬＥＤ３Ａ〜３Ｅの通電電流を制御する構成にした。当スイッチングレギュレータによる電流制御は効率が良く、下記実施の形態５に後述するシリーズレギュレータより電力損失が少ない。従って、ＬＥＤ点灯装置５における電力損失が少ない構成で、機能的なデザイン性が優れた車載用灯具を実現できる。
実施の形態４．
図１９に、本実施の形態４に係る灯具１が備えるＬＥＤ点灯装置５の回路構成の一例を示す。なお、図１９において図１〜図１７と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
本実施の形態４では、ＬＥＤ点灯装置５の点灯回路７Ａ〜７Ｅに、上記実施の形態３（図１６）とは異なる方式のスイッチングレギュレータを使用した構成を説明する。図示例では、並列に接続されたＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを個々に点灯する点灯回路７Ａ〜７Ｅとして、各ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅに直列にスイッチング素子ＳＷ５Ａ〜ＳＷ５Ｅと電流検出抵抗Ｒ３Ａ〜Ｒ３Ｅが接続されると共に、各ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅに対してコイルＬ２Ａ〜Ｌ２Ｅを直列に挿入し、当コイルＬ２Ａ〜Ｌ２Ｅに流れる電流をスイッチング素子ＳＷ５Ａ〜ＳＷ５Ｅで断続する。制御部８は、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅに流れる電流を電流検出抵抗Ｒ３Ａ〜Ｒ３Ｅによって検出し、検出値に基づいてスイッチング素子ＳＷ５Ａ〜ＳＷ５Ｅを制御しコイルＬ２Ａ〜Ｌ２Ｅに流れる電流を任意に操作することで、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅに出力する電流を常時一定にする。
また、制御部８は、スイッチング素子ＳＷ５Ａ〜ＳＷ５ＥをＯＦＦ操作することによって、出力電流を停止させ、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを消灯する。なお、スイッチング素子ＳＷ５Ａ〜ＳＷ５ＥがＯＮしている時にコイルＬ２Ａ〜Ｌ２Ｅに貯えたエネルギは、スイッチング素子ＳＷ５Ａ〜ＳＷ５ＥがＯＦＦした時に、転流ダイオードＤ３Ａ〜Ｄ３Ｅを介してＬＥＤ３Ａ〜３Ｅへ放出され点灯に使用される。
以上より、実施の形態４によれば、ＬＥＤ点灯装置５の点灯回路７Ａ〜７Ｅにスイッチングレギュレータを使用する構成にした。当スイッチングレギュレータによる電流制御は効率が良く、下記実施の形態５に後述するシリーズレギュレータより電力損失が少ない。従って、点灯回路７Ａ〜７Ｅにおける電力損失が少ない構成で、機能的なデザイン性が優れた車載用灯具を実現できる。
実施の形態５．
本実施の形態５では、ＬＥＤ点灯装置５の点灯回路７Ａ〜７Ｅに、シリーズレギュレータを使用した構成を説明する。なお、本実施の形態５のＬＥＤ点灯装置５は、図１４に示したＬＥＤ点灯装置５と図面上では同様の構成であるため、以下では図１４を援用して説明する。
本実施の形態５では、各ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅに直列に、アナログ的に動作するスイッチング素子ＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｅを接続して、当スイッチング素子ＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｅによって形成される等価的な抵抗値を制御部８が任意に操作することで、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅに出力する電流を常時一定にする。
また、制御部８が当スイッチング素子ＳＷ１Ａ〜ＳＷ１ＥをＯＦＦ操作することによって、出力電流を遮断して、ＬＥＤ３Ａ〜３Ｅを消灯する。
ちなみに、上記スイッチング素子ＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｅは、電流を制限する抵抗と同等な働きをするため、当電流制限抵抗（即ち、スイッチング素子ＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｅ）においては、電力損失が発生し、この電力損失は発熱となるが、回路構成は簡素である。
なお、図示例では、スイッチング素子ＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｅにトランジスタを使用しているが、これに限定されるものではなく、ＦＥＴ等を使用してもよい。
以上より、実施の形態５によれば、ＬＥＤ点灯装置５の点灯回路７Ａ〜７Ｅにシリーズレギュレータを使用する構成にしたので、簡素な構成で、機能的なデザイン性が優れた車載用灯具を実現できる。
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
１ 灯具、２，２Ａ〜２Ｅ 出射部、３ ＬＥＤ発光面、３Ａ〜３Ｅ，３ＡＡ〜３ＥＥ ＬＥＤ、４Ａ〜４Ｅ 導光部材、４Ａ−１〜４Ｅ−１ 導光部位、５ ＬＥＤ点灯装置、６，６Ａ〜６Ｅ 配線、７Ａ〜７Ｅ 点灯回路、８ 制御部、９ ＤＣ／ＤＣコンバータ、１１ 電源、１２ 点灯操作装置、Ｃ１，Ｃ２ 平滑コンデンサ、Ｄ１，Ｄ３Ａ〜Ｄ３Ｅ 転流ダイオード、Ｄ２ 整流ダイオード、Ｌ１，Ｌ２Ａ〜Ｌ２Ｅ コイル、Ｒ１Ａ〜Ｒ１Ｅ，Ｒ２，Ｒ３Ａ〜Ｒ３Ｅ 電流検出抵抗、ＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｅ，ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２Ｆ，ＳＷ３，ＳＷ４ スイッチング素子。

Claims (11)

  1. 複数のＬＥＤが発する光を所定の方向に導く導光部材を備えた車載用灯具に用いられて、当複数のＬＥＤを点灯するＬＥＤ点灯装置であって、
    前記複数のＬＥＤに電流を出力する複数の点灯回路と、
    外部から入力される点灯操作信号に対応して前記複数の点灯回路を制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、前記ＬＥＤを第１の光量で発光させる電流を前記点灯回路から出力させる第１のＬＥＤ点灯機能、および当第１の光量より低い第２の光量で発光させる電流を前記点灯回路から出力させる第２のＬＥＤ点灯機能を有し、前記点灯操作信号に応じて前記第１のＬＥＤ点灯機能と前記第２のＬＥＤ点灯機能を切り換えるとともに、前記第２のＬＥＤ点灯機能を実行する際に前記複数のＬＥＤのうち隣接して配置されたＬＥＤごとに異なる光量で点灯させ、車体の外側のＬＥＤを最も明るく点灯し、車体の中央側に向かって徐々に減光して点灯させることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
  2. 前記ＬＥＤを前記第２の光量で発光させる電流は、前記ＬＥＤを前記第１の光量で発光させる電流を断続して生成することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯装置。
  3. 前記複数のＬＥＤは直列に接続されたものであり、
    前記点灯回路は、前記ＬＥＤの両端子間を短絡するスイッチング素子を有し、当スイッチング素子の短絡動作により、前記ＬＥＤを前記第１の光量で発光させる電流を迂回して断続することを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ点灯装置。
  4. 前記点灯回路は、シリーズレギュレータを使用することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯装置。
  5. 前記点灯回路は、スイッチングレギュレータを使用することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のＬＥＤ点灯装置。
  6. 複数のＬＥＤと、
    前記複数のＬＥＤが発する光を所定の方向に導く複数の導光部材と、
    外部から入力される点灯操作信号に応じて第１のＬＥＤ点灯機能および第２のＬＥＤ点灯機能を切り換えるとともに、前記第２のＬＥＤ点灯機能を実行する際に前記複数のＬＥＤのうち隣接して配置されたＬＥＤごとに異なる光量で点灯させ、車体の外側のＬＥＤを最も明るく点灯し、車体の中央側に向かって徐々に減光して点灯させて前記複数のＬＥＤを点灯する、請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のＬＥＤ点灯装置とを備える車載用灯具。
  7. 前記第１のＬＥＤ点灯機能による灯具は、方向指示灯であり、
    前記第２のＬＥＤ点灯機能による灯具は、車幅灯であることを特徴とする請求項６記載の車載用灯具。
  8. 前記方向指示灯は、前記複数のＬＥＤが順次点灯することを特徴とする請求項７記載の車載用灯具。
  9. 前記第１のＬＥＤ点灯機能による灯具は、ＤＲＬ（Ｄａｙｔｉｍｅ Ｒｕｎｎｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ）であり、
    前記第２のＬＥＤ点灯機能による灯具は、車幅灯であることを特徴とする請求項６記載の車載用灯具。
  10. 前記導光部材は、棒状あるいは筒状の導光部位を有し、
    前記複数のＬＥＤを１箇所に配置することを特徴とする請求項６から請求項９のうちのいずれか１項記載の車載用灯具。
  11. 前記複数の導光部材の一部は、隣接する導光部材と繋がっていることを特徴とする請求項６から請求項１０のうちのいずれか１項記載の車載用灯具。
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