WO2018003971A1

WO2018003971A1 - 光源駆動回路及び光源駆動方法

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Publication number: WO2018003971A1
Application number: PCT/JP2017/024134
Authority: WO
Inventors: 洋介土屋
Original assignee: 本田技研工業株式会社
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2018-01-04
Also published as: JP2019175540A

Abstract

光源駆動回路は、電源に対して直列に接続された第１光源と第２光源と、少なくとも第１光源に流れる電流量を設定する第１抵抗素子と、第２光源に流れる電流量を設定する第２抵抗素子と、電源の電圧値に基づき第１光源及び第２光源のうち少なくとも１つの電流量の調整を行う調整部と、を備える。

Description

光源駆動回路及び光源駆動方法

　本発明は、光源駆動回路及び光源駆動方法に関する。
　本願は、２０１６年７月１日に出願された日本国特願２０１６－１３１８３６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　発光ダイオード（ＬＥＤ）が光源として用いられている。ＬＥＤを光源等に用いる場合は、ＬＥＤへ印加される電圧（以下、印加電圧という）に対して電流を制限するため、抵抗等の素子が用いられている。
　このような光源の定電流制御において、ＬＥＤへの印加電圧のバラツキに応じた電流量の制御を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、特許文献１の背景技術に記載されているように、電流の制限に用いる素子は、抵抗などである。

日本国特開２０１０－１５８８７号

　しかしながら、特許文献１に記載の技術では、印加電圧値のバラツキにより発生する発熱量の上限値に対応するため、設定電流量を低く設けることとなる。このため、特許文献１に記載の技術を用いた場合の光源の点灯制御回路は、効率が非常に悪かった。

　本発明に係る態様は、上記の点に鑑みてなされたものであり、より効率の良い光源駆動回路及び光源駆動方法を提供することを目的とする。

　上記技術課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
＜１＞本発明の一態様に係る光源駆動回路（１）は、電源（Ｅ１）に対して直列に接続された第１光源（Ｄ１）と第２光源（Ｄ２）と、少なくとも前記第１光源に流れる電流量を設定する第１抵抗素子（Ｒ１）と、前記第２光源に流れる電流量を設定する第２抵抗素子（Ｒ２）と、前記電源の電圧値に基づき前記第１光源及び前記第２光源のうち少なくとも１つの電流量の調整を行う調整部（１０）と、を備える。

＜２＞上記＜１＞の態様において、前記調整部（１０）は、前記第１光源（Ｄ１）に流れる電流量を調整する第１の調整部（Ｇ１）と、少なくとも前記第２光源（Ｄ２）に流れる電流量を調整する第２の調整部（Ｇ２）と、前記第１の調整部と前記第２の調整部それぞれを制御する制御部（１２）と、を備えてもよい。

＜３＞上記＜２＞の態様において、前記第１の調整部（Ｇ１）は、前記第１光源（Ｄ１）に流れる電流量が第１の所定値以下となる状態に調整し、前記第２の調整部（Ｇ２）は、前記第１光源（Ｄ１）と前記第２光源（Ｄ２）とに流れる電流量が第２の所定値以下となる状態に調整してもよい。

＜４＞上記＜２＞または＜３＞の態様において、前記制御部（１２）は、前記電源（Ｅ１）の電圧値に基づき、前記第１の調整部（Ｇ１）に出力する第１のハイレベルと第１のローレベルとのデューティ比を調整し、前記電源の電圧値に基づき、前記第２の調整部（Ｇ２）に出力する第２のハイレベルと第２のローレベルとのデューティ比を調整し、前記第２のハイレベルの期間より、前記第１のハイレベルの期間の方が長くしてもよい。

＜５＞上記＜２＞から＜４＞のいずれか１つの態様は、スイッチング素子（Ｔｒ１）と、前記スイッチング素子によるリークを防ぐ第１ダイオード（Ｄ３）と、前記第１光源（Ｄ１）と前記第２光源（Ｄ２）の発光状態を切り替えるスイッチ（ＳＷ２）と、をさらに備え、前記電源（Ｅ１）は、正極が前記第１抵抗素子（Ｒ１）の一端に接続され、負極が接地され、前記制御部（１２）は、電圧検出端子が前記電源の正極に接続され、前記第１抵抗素子は、他端が前記第１光源の一端に接続され、前記第１光源は、他端が前記第１の調整部（Ｇ１）の入力端子（ドレイン）と前記第２の調整部（Ｇ２）の入力端子（ドレイン）と前記第１ダイオードのアノードとに接続され、前記第１の調整部は、出力端子（ソース）が前記第２抵抗素子（Ｒ２）の一端に接続され、制御端子（ゲート）が前記制御部の第１制御端子（Ｌｏ）に接続され、前記第２の調整部は、出力端子（ソース）が前記第２光源の一端に接続され、制御端子（ゲート）が前記制御部の第２制御端子（Ｈｉ）に接続され、前記第２抵抗素子は、他端が前記スイッチの入力端子（ａ端子）に接続され、
　前記スイッチは、第１出力端子（ｂ端子）が接地され、第２出力端子（ｃ端子）がオープン状態であり、前記第１ダイオードは、カソードが第３抵抗素子（Ｒ３）の一端に接続され、前記第３抵抗素子は、他端が第４抵抗素子（Ｒ４）の一端と前記スイッチング素子の制御端子（ベース）とに接続され、前記第２光源は、他端が前記スイッチング素子の入力端子（コレクタ）に接続され、前記スイッチング素子は、出力端子（エミッタ）が接地され、前記第４抵抗素子は、他端が接地されてもよい。

＜６＞上記＜５＞の態様は、前記スイッチング素子（Ｔｒ１）によるリークを防ぐ第２ダイオード（Ｄ４）、を備え、前記第２ダイオードは、アノードが前記第２抵抗素子（Ｒ２）の他端と前記スイッチ（ＳＷ２）の入力端子（ａ端子）とに接続され、カソードが前記第１ダイオード（Ｄ３）のカソードと前記第３抵抗素子（Ｒ３）の一端とに接続されてもよい。

＜７＞本発明の一態様に係る光源駆動方法は、電源（Ｅ１）に対して直列に接続された第１光源（Ｄ１）と第２光源（Ｄ２）と、少なくとも前記第１光源に流れる電流量を設定する第１抵抗素子（Ｒ１）と、を有する光源駆動回路（１）における光源駆動方法であって、調整部（１０）が、前記電源の電圧値に基づき前記第１光源及び前記第２光源のうち少なくとも１つの電流量の調整を行う調整手順、を含む。

　上記＜１＞または＜７＞の態様によれば、電源電圧に基づいて電流を調整する調整部を光源駆動回路に用いることで、従来技術より効率の良い光源駆動回路を提供することができる。これにより、従来技術より安価に、効率よく光源の電流値の確保が可能となる。

　上記＜２＞または＜３＞の場合、第１光源、または少なくとも第２光源に適した特性で各光源に流れる電流値を電源電圧に基づいて調整することができるので、従来技術より効率の良い光源駆動回路を提供することができる。
　上記＜４＞の場合、第１光源のみを点灯させる場合に、第２光源側に電流が流れることを防ぐことができる。

　上記＜５＞の場合、第２の調整部がローレベルでありオフ状態のとき、スイッチング素子の制御端子の電圧値が不安定になることを防ぐことができる。
　上記＜６＞の場合、第１光源を点灯させるために、スイッチの入力端子を第１出力端子に接続したときに、スイッチング素子をオフ状態にすることができる。

本実施形態に係る光源駆動回路の概略の回路図である。本実施形態に係るロービームの場合に電源の電圧値が変化した場合の電流値の変化と発熱量の変化の例を示すグラフである。本実施形態に係るロービームの場合に第１光源に供給するパルスのデューティの例を示す図である。本実施形態に係る電源の電圧値に対するパルスのデューティの変化例を示す図である。本実施形態に係るハイビームの場合に電源の電圧値が変化した場合の電流値の変化と発熱量の変化の例を示すグラフである。本実施形態に係るハイビームの場合に第１光源と第２光源に供給するパルスのデューティの例を示す図である。本実施形態に係るハイビームとロービームそれぞれの点灯時における各部の波形の例を示す図である。

　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
　なお、本実施形態では、光源駆動回路１が車両に搭載されている例を説明するが、これに限られない。

　図１は、本実施形態に係る光源駆動回路１の概略の回路図である。図１に示すように、光源駆動回路１には、スイッチＳＷ１を介して電源Ｅ１が接続されている。また、光源駆動回路１は、調整部１０、第１光源Ｄ１、第２光源Ｄ２、第１抵抗素子Ｒ１、第２抵抗素子Ｒ２、第１ダイオードＤ３、第２ダイオードＤ４、スイッチＳＷ２、トランジスタＴｒ１（スイッチング素子）、第３抵抗素子Ｒ３、及び第４抵抗素子Ｒ４を備える。また、調整部１０は、制御部１２、第１電界効果トランジスタ（ＦＥＴ；Ｆｉｅｌｄ　ｅｆｆｅｃｔ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）Ｇ１（第１の調整部）、及び第２電界効果トランジスタＧ２（第２の調整部）を備える。また、第１光源Ｄ１は、光源Ｄ１１と光源Ｄ１２を備える。

　電源Ｅ１は、正極がスイッチＳＷ１の一端に接続され、負極が接地されている。
　スイッチＳＷ１は、他端が光源駆動回路１の制御部１２の電圧検出端子と第１抵抗素子Ｒ１の一端とに接続されている。

　第１抵抗素子Ｒ１は、他端が第１光源Ｄ１の光源Ｄ１１のアノードに接続されている。
　光源Ｄ１１と光源Ｄ１２は、直列に接続されている。
　光源Ｄ１１は、カソードが光源Ｄ１２のアノードに接続されている。
　光源Ｄ１２は、カソードが第１電界効果トランジスタＧ１のドレイン（第１の調整部の入力端子）と、第２電界効果トランジスタＧ２のドレイン（第２の調整部の入力端子）と、ダイオードＤ３のアノードに接続されている。

　第１電界効果トランジスタＧ１は、ソース（第１の調整部の出力端子）が第２抵抗素子Ｒ２の一端に接続されて、ゲート（第１の調整部の制御端子）が制御部１２のＬｏ端子（第１制御端子）に接続されている。
　第２電界効果トランジスタＧ２は、ソース（第２の調整部の出力端子）が第２光源Ｄ２のアノードに接続されて、ゲート（第２の調整部の制御端子）が制御部１２のＨｉ端子（第２制御端子）に接続されている。

　第２抵抗素子Ｒ２は、他端がダイオードＤ４のアノードと、スイッチＳＷ２のａ端子（入力端子）に接続されている。
　ダイオードＤ３は、カソードがダイオードＤ４のカソードと、第３抵抗素子Ｒ３の一端に接続されている。

　第２光源Ｄ２は、カソードがトランジスタＴｒ１のコレクタ（スイッチング素子の入力端子）に接続されている。
　トランジスタＴｒ１は、エミッタ（スイッチング素子の出力端子）が接地され、ベース（スイッチング素子の制御端子）が第３抵抗素子Ｒ３の他端と、第４抵抗素子Ｒ４の一端に接続されている。
　第３抵抗素子Ｒ３と第４抵抗素子Ｒ４は、直列に接続されている。
　第４抵抗素子Ｒ４は、他端が接地されている。

　スイッチＳＷ２は、ｂ端子（第１出力端子）が接地され、ｃ端子（第２出力端子）が未接続（オープン）状態である。
　制御部１２は、端子２が接地されている。

　以上のように、本実施形態では、第２電界効果トランジスタＧ２を介して、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２が直列に接続されている。
　なお、第１光源Ｄ１が備える光源の数は２つに限られず、１つ、または３つ以上であってもよい。また、第２光源Ｄ２は、２つ以上の光源によって構成されていてもよい。

　電源Ｅ１は、車両に搭載されている電源であり、光源駆動回路１及び車両に搭載されている電気系統の回路へ電力を供給する。
　スイッチＳＷ１は、光源駆動回路１のオン状態とオフ状態とを切り替えるスイッチであり、例えば利用者によって操作される。

　第１光源Ｄ１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、例えばロービーム用の光源である。なお、ロービームとは、第２光源Ｄ２より輝度の低い光源であり、例えばすれ違い用前照灯であり、照射距離が例えば前方４０ｍ程度である。
　第２光源Ｄ２は、発光ダイオードであり、例えばハイビーム用の光源である。なお、ハイビームとは、第１光源Ｄ１より輝度の高い光源であり、例えば走行用前照灯であり、照射距離が例えば前方１００ｍ程度である。

　スイッチＳＷ２は、ロービームとハイビームとを切り替えるスイッチであり、例えば利用者によって操作される。本実施形態では、ロービームのとき、スイッチＳＷ２のａ端子とｂ端子が接続され、第１光源Ｄ１が点灯し、第２光源Ｄ２が点灯しない。また、ハイビームのとき、スイッチＳＷ２のａ端子とｃ端子が接続され、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２が点灯する。これにより、ハイビームのときは、鎖線Ｌ１に示すように電流が流れ、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２を、第２電界効果トランジスタＧ２がパルス幅を制御することで駆動する。ロービームのときは、鎖線Ｌ２に示すように電流が流れ、第１光源Ｄ１を、第１電界効果トランジスタＧ１がパルス幅を制御することで駆動する。

　調整部１０は、電圧検出端子に入力される電源Ｅ１の電圧に応じて、第１光源Ｄ１、第２光源Ｄ２に供給するパルス幅のデューティ（Ｄｕｔｙ）を制御することで、第１光源Ｄ１、第２光源Ｄ２に流れる電流量を調整する（調整手順）。

　制御部１２は、電圧検出端子に入力される電源Ｅ１の電圧に応じて、第１電界効果トランジスタＧ１と第２電界効果トランジスタＧ２それぞれに出力するハイレベルとローレベルとのデューティ（Ｄｕｔｙ）を制御する。なお、制御部１２は、第１電界効果トランジスタＧ１と第２電界効果トランジスタＧ２それぞれを、パルス幅を制御することによって、各光源（第１光源Ｄ１、第２光源Ｄ２）に流れる電流及び電力を制御している。

　第１電界効果トランジスタＧ１は、ロービームのとき、制御部１２の制御に応じて第１光源Ｄ１を駆動するデューティを制御することで、第１光源Ｄ１に流れる電流及び電力を制御する。
　第２抵抗素子Ｒ２は、ロービームのとき、第１光源Ｄ１に流れる電流を制限する。

　第２電界効果トランジスタＧ２は、ハイビームのとき、制御部１２の制御に応じて第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２を駆動するデューティを制御することで、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２に流れる電流及び電力を制御する。なお、本実施形態では、第１電界効果トランジスタＧ１と第２電界効果トランジスタＧ２がＦＥＴの例を説明するが、他のスイッチング素子であってもよい。
　第１抵抗素子Ｒ１は、ハイビームのとき、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２に流れる電流を制限する。

　ダイオードＤ１とダイオードＤ２は、リーク電流による第２光源Ｄ２の誤点灯を防ぐ。

　トランジスタＴｒ１は、第３抵抗素子Ｒ３と第４抵抗素子Ｒ４により抵抗分割された電圧値に応じて、オン状態とオフ状態が切り替わる。

　ここで、スイッチＳＷ２、トランジスタＴｒ１、ダイオードＤ１、ダイオードＤ２の動作等をさらに説明する。説明において、図１に示すように、ダイオードＤ３のカソードと、ダイオードＤ４のカソードと、第３抵抗素子Ｒ３との接続点をＰＲいう。また、第２抵抗素子Ｒ２の他端と、ダイオードＤ４のアノードと、スイッチＳＷ２のａ端子との接続点をＰＳいう。また、第１抵抗素子Ｒ１に流れる電流をＩｏという。なお、ダイオードＤ３及びダイオードＤ４それぞれのＶｆ（順方向降下電圧）は、例えば１［Ｖ］である。

　ハイビームのとき、スイッチＳＷ２のａ端子とｃ端子が接続されているので、第３抵抗素子Ｒ３の一端とダイオードＤ３のカソードとダイオードＤ４のカソードとの接続点の電位は、電源Ｅ１の電圧値から、第１光源Ｄ１のＶｆ分とダイオードＤ３のＶｆ分降下した電圧値となる。これにより、ハイビームのとき、トランジスタＴｒ１はオン状態となる。
　このとき、第２電界効果トランジスタＧ２がオフ状態（ローレベル）のタイミングでＰＳがハイインピーダンス（ＨｉＺ）の状態になる。このとき、仮にダイオードＤ３が設けられてない場合は、ＰＳがハイインピーダンスの状態であるためＰＲの電圧値が不安定になり、これによりトランジスタＴｒ１のベースの電圧値が不安定になる。トランジスタＴｒ１のベースの電圧値が不安定になると、ハイビームのとき、トランジスタＴｒ１がオン状態にならずにオフ状態になるか、オン状態とオフ状態が切り替わる。従って、ダイオードＤ３は、このようなリークによる誤点灯を防ぐ役割を有している。このように、本実施形態では、ダイオードＤ３を設けることで、ハイビームのとき、トランジスタＴｒ１を安定動作させることができる。

　また、ロービームのとき、スイッチＳＷ２のａ端子とｂ端子が接続されているので、第３抵抗素子Ｒ３の一端とダイオードＤ３のカソードとダイオードＤ４のカソードとの接続点の電位は、接地の電圧値にダイオードＤ４のＶｆ分加算した電圧値となる。これにより、ロービームのとき、トランジスタＴｒ１はオフ状態となる。このとき、仮にダイオードＤ４が設けられてない場合は、ＰＲの電圧値が上述したような電圧値となるため、ＰＲの電圧値がトランジスタＴｒ１をオフ状態にできる電圧値より高い電圧値になる。この結果、ダイオードＤ４が設けられていない場合は、スイッチＳＷ２のａ端子とｂ端子が接続されていてもトランジスタＴｒ１をオフ状態にできない。従って、ダイオードＤ４は、ロービームのときトランジスタＴｒ１をオフ状態とすることで、リークによる誤点灯を防ぐ役割を有している。このように、本実施形態では、ダイオードＤ４を設けることで、ロービームのとき、トランジスタＴｒ１を安定動作させることができる。

　次に、電源Ｅ１の電圧値が変化した場合の電流Ｉｏと発熱量の例を説明する。
　まず、ロービームの場合、すなわち、第１光源Ｄ１の光源Ｄ１１と光源Ｄ１２が点灯している場合を説明する。
　図２は、本実施形態に係るロービームの場合に電源Ｅ１の電圧値が変化した場合の電流値の変化と発熱量の変化の例を示すグラフである。図２において、横軸は電源Ｅ１の電圧値を表し、縦軸は電流値と発熱量を表す。なお、発熱量は、第１光源Ｄ１から発生する熱量である。

　線ｇ１０１は、第１光源Ｄ１に供給するパルスのデューティを制御していない場合の電源Ｅ１の電圧値に対する発熱量（電力）の変化の例である。
　線ｇ１０２は、第１光源Ｄ１に供給するパルスのデューティを制御している場合の電源Ｅ１の電圧値に対する発熱量（電力）の変化の例である。
　線ｇ１０３は、第１光源Ｄ１に供給するパルスのデューティを制御していない場合の電源Ｅ１の電圧値に対する電流値Ｉｏの変化の例である。
　線ｇ１０４は、第１光源Ｄ１に供給するパルスのデューティを制御している場合の電源Ｅ１の電圧値に対する電流値Ｉｏの変化の例である。
　鎖線ｇ１０６は、第１光源Ｄ１における性能を維持できる発熱量の閾値を示している。

　第１光源Ｄ１に供給するパルスのデューティを制御していない場合、線ｇ１０３に示すように電源Ｅ１の電圧の増加に応じて電流値Ｉｏが増加し、線ｇ１０１に示すように電源Ｅ１の電圧の増加に応じて発熱量が増加して電圧値Ｖｔｈｌのとき第１閾値を超える。
　第１光源Ｄ１に供給するパルスのデューティを制御している場合、電源Ｅ１の電圧値がＶｔｈｌになったとき、線ｇ１０４に示すように制御部１２が電流値Ｉｏを第１の所定の電流値以内になるようにパルスのデューティを制御する。これにより、第１光源Ｄ１に供給するパルスのデューティを制御している場合、発熱量は第１閾値以下となる。
　なお、第１の所定の電流値は、第１閾値に基づいて、実測、シミュレーション等によって決定するようにしてもよい。

　図３は、本実施形態に係るロービームの場合に第１光源Ｄ１に供給するパルスのデューティの例を示す図である。
　図３において、グラフｇ２００は、電源Ｅ１の電圧値に対するパルスのオンデューティ比の例のグラフである。
　グラフｇ２００において、横軸は電源Ｅ１の電圧値を表し、縦軸はパルスのオンデューティ比を表す。なお、オンデューティ比とは、オン状態とオフ状態との一周期におけるオン状態の割合であり、オン状態とオフ状態との一周期におけるにおいて全ての期間がオン状態（ハイレベル）の場合を１とする。

　グラフｇ２００に示すように、電源Ｅ１の電圧値がＶ１～Ｖｔｈｌの間、オンデューティ比は１であり、電源Ｅ１の電圧値がＶｔｈｌ～Ｖ７の間、オンデューティ比は１から約０．７５に減少していく。

　次に、電源Ｅ１の電圧値に対するパルスのデューティの変化例を、図２及び図３を参照しつつ説明する。
　図４は、本実施形態に係る電源Ｅ１の電圧値に対するパルスのデューティの変化例を示す図である。図４において、横軸は時刻を表し、縦軸は信号のレベルを表している。
　波形ｇ３０１は、電源Ｅ１の電圧値がＶ１～閾値Ｖｔｈまでの波形である。波形ｇ３０２は、電源Ｅ１の電圧値がＶ５の場合の波形である。波形ｇ３０３は、電源Ｅ１の電圧値がＶ６の場合の波形である。波形ｇ３０４は、電源Ｅ１の電圧値がＶ７の場合の波形である。なお、図４に示した例において、制御部１２は、周期Ｃ毎にパルス信号（含むデューティが１）を出力する。

　波形ｇ３０１に示すように、電源Ｅ１の電圧値がＶ１～閾値Ｖｔｈｌまで、パルスのオンデューティ比は１（＝１００％）である。
　波形ｇ３０２に示すように、電源Ｅ１の電圧値がＶ５の場合、パルスのオンデューティ比は約０．９（＝９０％）である。
　波形ｇ３０３に示すように、電源Ｅ１の電圧値がＶ６の場合、パルスのオンデューティ比は約０．８（＝８０％）である。
　波形ｇ３０４に示すように、電源Ｅ１の電圧値がＶ７の場合、パルスのオンデューティ比は約０．７５（＝７５％）である。

　このように、制御部１２は、電源Ｅ１の電圧値に応じて、第１電界効果トランジスタＧ１のベースに出力する信号のオンデューティ比を制御する（調整手順）。これにより、本実施形態では、図２の線ｇ１０４に示すように、制御部１２は、電源Ｅ１の電圧値が閾値Ｖｔｈｌを越えても電流Ｉｏが所定の電流値以上にならないように制御することができる。この結果、本実施形態によれば、図２の線ｇ１０２に示すように、電源Ｅ１の電圧値が閾値Ｖｔｈｌを越えても発熱量が所定の発熱量以上にならないように制御することができる。

　次に、ハイビームの場合、すなわち、第１光源Ｄ１（光源Ｄ１１と光源Ｄ１２）と第２光源Ｄ２が点灯している場合を説明する。
　図５は、本実施形態に係るハイビームの場合に電源Ｅ１の電圧値が変化した場合の電流値の変化と発熱量の変化の例を示すグラフである。図５において、横軸は電源Ｅ１の電圧値を表し、縦軸は電流値と発熱量を表す。なお、発熱量は、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２から発生する熱量である。

　線ｇ４０１は、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２に供給するパルスのデューティを制御していない場合の電源Ｅ１の電圧値に対する発熱量（電力）の変化の例である。
　線ｇ４０２は、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２に供給するパルスのデューティを制御している場合の電源Ｅ１の電圧値に対する発熱量（電力）の変化の例である。
　線ｇ４０３は、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２に供給するパルスのデューティを制御していない場合の電源Ｅ１の電圧値に対する電流値Ｉｏの変化の例である。
　線ｇ４０４は、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２に供給するパルスのデューティを制御している場合の電源Ｅ１の電圧値に対する電流値Ｉｏの変化の例である。
　鎖線ｇ４０６は、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２における性能を維持できる発熱量の閾値を示している。

　第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２に供給するパルスのデューティを制御していない場合、線ｇ４０３に示すように電源Ｅ１の電圧の増加に応じて電流値Ｉｏが増加し、線ｇ４０１に示すように電源Ｅ１の電圧の増加に応じて発熱量が増加して電圧値Ｖｔｈｈのとき第２閾値を超える。
　第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２に供給するパルスのデューティを制御している場合、電源Ｅ１の電圧値がＶｔｈｈになったとき、線ｇ４０４に示すように制御部１２が電流値Ｉｏを第２の所定の電流値以内になるようにパルスのデューティを制御する。これにより、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２に供給するパルスのデューティを制御している場合、発熱量は第２閾値以下となる。
　なお、第２の所定の電流値は、第２閾値に基づいて、実測、シミュレーション等によって決定するようにしてもよい。

　図６は、本実施形態に係るハイビームの場合に第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２に供給するパルスのデューティの例を示す図である。
　図６において、グラフｇ５００は、電源Ｅ１の電圧値に対するパルスのオンデューティ比の例のグラフである。
　グラフｇ５００において、横軸は電源Ｅ１の電圧値を表し、縦軸はパルスのオンデューティ比を表す。

　グラフｇ５００に示すように、電源Ｅ１の電圧値がＶ１～Ｖｔｈｈの間、オンデューティ比は１であり、電源Ｅ１の電圧値がＶｔｈｈ～Ｖ７の間、オンデューティ比は１から約０．６５に減少していく。
　すなわち、制御部１２が第２電界効果トランジスタＧ２のゲートに出力する信号のデューティ比は、電源Ｅ１の電圧値がＶ１～閾値Ｖｔｈｈまで１（＝１００％）であり、電源Ｅ１の電圧値がＶ５の場合に約０．８５（＝８５％）であり、電源Ｅ１の電圧値がＶ６の場合に約０．７５（＝７５％）であり、電源Ｅ１の電圧値がＶ７の場合に約０．６５（＝６５％）である。

　なお、本実施形態では、第１光源Ｄ１が備える光源（Ｄ１１、Ｄ１２）の数と、第２光源Ｄ２が備える光源の数が異なっているため、図２および図５に示したように電圧に対する電流の特性が異なっている、このため、制御部１２は、これらの特性に応じて、ハイビームのときとロービームのときとに、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２それぞれの配光を最適化させるように、第１電界効果トランジスタＧ１と第２電界効果トランジスタＧ２それぞれを制御する。
　なお、上述した例では、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２それぞれの光源の数が異なるために電圧に対する電流の特性が異なる例を示したが、これに限られない。例えば、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２との特性が異なっている場合にも、同様に制御することができる。

　次に、ハイビームとロービームそれぞれの点灯時における各部の波形の例を説明する。
　図７は、本実施形態に係るハイビームとロービームそれぞれの点灯時における各部の波形の例を示す図である。なお、図７に示す波形は、スイッチＳＷ１がオン状態になっている状態の波形である。また、図７に示す例は、電源Ｅ１の電圧値が変化していない場合の例である。

　図７において、横軸は時刻を表し、縦軸は各信号のレベルを表す。波形ｇ６０１は、第１電界効果トランジスタＧ１のゲートにパルス信号（含むデューティが１）が入力される期間を示す。波形ｇ６０２は、第２電界効果トランジスタＧ２のゲートにパルス信号（含むデューティが１）が入力される期間を示す。波形ｇ６０３は、スイッチＳＷ２の状態を示す波形であり、Ｈｉのときａ端子がｃ端子に接続されている状態であり、Ｌｏのときａ端子がｂ端子に接続されている状態である。波形ｇ６０４は、ＰＳ（図１）の波形である。波形ｇ６０５は、ＰＲ（図１）の波形である。波形ｇ６０６は、光源に電流Ｉｏ（図１）が流れる期間を示している。なお、本実施形態では、波形ｇ６０１におけるハイレベルを第１のハイレベルといい、ローレベルを第１のローレベルという。また、本実施形態では、波形ｇ６０２におけるハイレベルを第２のハイレベルといい、ローレベルを第２のローレベルという。

　制御部１２は、電源Ｅ１の電圧値に基づいて、パルスのデューティ比を決定する。制御部１２は、波形ｇ６０１に示すように、第１電界効果トランジスタＧ１のゲートに周期Ｔでパルス信号を出力し、波形ｇ６０２に示すように、第２電界効果トランジスタＧ２のゲートに周期Ｔでパルス信号を出力する。なお、制御部１２は、パルスがＨレベルの期間、電源Ｅ１の電圧値に基づいて生成したデューティ比のパルスを出力する。

　波形ｇ６０１と波形ｇ６０２に示すように、本実施形態では、Ｌｏ側を制御するＦＥＴのベースに出力する期間の方が、Ｈｉ側を制御するＦＥＴのベースに出力する期間より長い。これにより、本実施形態によれば、スイッチＳＷ２がＬｏ側（ａ端子がｂ端子に接続されている状態）であるにも関らず、Ｈｉ側の回路（第２光源Ｄ２等）に電流が流れることを防ぐことができる。

　まず、ハイビームのときの波形について説明する。
　時刻ｔ１のとき、波形ｇ６０３に示すように、例えば利用者によってスイッチＳＷ２がロービーム（ａ端子がｂ端子に接続されている状態）からハイビーム（ａ端子がｃ端子に接続されている状態）に切り替えられる。
　図６に示す例では、時刻ｔ１のとき、波形ｇ６０１に示すように、第１電界効果トランジスタＧ１のゲートに入力される信号がＬレベルからＨレベルに切り替え、所定の期間、Ｈレベルを継続する。
　これに伴い時刻ｔ１のとき、波形ｇ６０４に示すように、ＰＳの電圧値は、ＨｉＺ（ハイインピーダンス）状態からＶ１２に切り替わる。
　また、時刻ｔ１のとき、波形ｇ６０５に示すように、ＰＲの電圧値は、Ｖ２２である。
　なお、電圧値Ｖ２２は、電圧値Ｖ１２より低い電圧値である。

　制御部１２は、時刻ｔ１から所定の時間後の時刻ｔ２のとき、波形ｇ６０２に示すように、第２電界効果トランジスタＧ２のゲートに出力する信号をＬレベルからＨレベルに切り替え、所定の期間（時刻ｔ２～時刻ｔ３）、Ｈレベルを継続する。
　これに伴い時刻ｔ２のとき、波形ｇ６０４に示すように、ＰＳの電圧値は、Ｖ１２からＶ１１に切り替わる。なお、電圧値Ｖ１１は、０［Ｖ］より高く、Ｖ２２及びＶ１２より低い。
　また、時刻ｔ２のとき、波形ｇ６０５に示すように、ＰＲの電圧値は、Ｖ２２からＶ２１に切り替わる。なお、電圧値Ｖ２１は、０［Ｖ］より高く、Ｖ２２及びＶ１１より低い。

　制御部１２は、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間、波形ｇ６０２に示すように、第２電界効果トランジスタＧ２のゲートにＨレベルの出力を継続し、時刻ｔ３のとき、第２電界効果トランジスタＧ２のゲートに出力する信号をＨレベルからＬレベルに切り替える。
　これに伴い時刻ｔ３のとき、波形ｇ６０４に示すように、ＰＳの電圧値は、Ｖ１１からＶ１２に切り替わる。
　また、時刻ｔ３のとき、波形ｇ６０５に示すように、ＰＲの電圧値は、Ｖ２１からＶ２２に切り替わる。

　制御部１２は、所定の期間である時刻ｔ１から時刻ｔ４の期間、波形ｇ６０１に示すように、第１電界効果トランジスタＧ１のゲートにＨレベルの出力を継続し、時刻ｔ４のとき、第１電界効果トランジスタＧ１のゲートに出力する信号をＨレベルからＬレベルに切り替える。
　これに伴い時刻ｔ４のとき、波形ｇ６０４に示すように、ＰＳの電圧値は、Ｖ１２からＨｉＺに切り替わる。
　また、時刻ｔ４のとき、波形ｇ６０５に示すように、ＰＲの電圧値は、Ｖ２２である。

　図１に示したように、スイッチＳＷ２のａ端子がｃ端子に接続されている場合、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２は、第２電界効果トランジスタＧ２によってパルス幅が制御されて駆動される。この結果、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間、波形ｇ６０６に示すように、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２に電流Ｉｏが流れる。

　制御部１２は、時刻ｔ１から時刻ｔ４までの期間、波形ｇ６０１に示すように、第１電界効果トランジスタＧ１のゲートにＨレベルの出力を継続し、時刻ｔ４のとき、第１電界効果トランジスタＧ１のゲートに出力する信号をＨレベルからＬレベルに切り替える。
　これに伴い時刻ｔ４のとき、波形ｇ６０４に示すように、ＰＳの電圧値は、Ｖ１２からＨｉＺに切り替わる。
　また、時刻ｔ４のとき、波形ｇ６０５に示すように、ＰＲの電圧値は、Ｖ２２である。
　以後、スイッチＳＷ２がハイビーム側（ａ端子がｃ端子に接続されている状態）に接続されている間、光源駆動回路１は、時刻ｔ１～時刻ｔ４の動作を繰り返す。

　次に、ロービームのときの波形について説明する。
　時刻ｔ１１のとき、波形ｇ６０３に示すように、例えば利用者によってスイッチＳＷ２がハイビーム（ａ端子がｃ端子に接続されている状態）からロービーム（ａ端子がｂ端子に接続されている状態）に切り替えられる。
　これに伴い時刻ｔ１１のとき、波形ｇ６０４に示すように、ＰＳの電圧値は、ＨｉＺ状態から０［Ｖ］に切り替わる。
　また、時刻ｔ１２のとき、波形ｇ６０５に示すように、ＰＲの電圧値は、Ｖ２２から０［Ｖ］に切り替わる。

　時刻ｔ１２のとき、制御部１２は、波形ｇ６０２に示すように、第１電界効果トランジスタＧ１のゲートに出力する信号をＬレベルからＨレベルに切り替える。

　制御部１２は、時刻ｔ１２から所定の時間後の時刻ｔ１３のとき、波形ｇ６０２に示すように、第２電界効果トランジスタＧ２のゲートに出力する信号をＬレベルからＨレベルに切り替え、所定の期間、Ｈレベルを継続する。
　制御部１２は、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の期間、波形ｇ６０２に示すように、第２電界効果トランジスタＧ２のゲートにＨレベルの出力を継続し、時刻ｔ１４のとき、第２電界効果トランジスタＧ２のゲートに出力する信号をＨレベルからＬレベルに切り替える。

　制御部１２は、所定の期間である時刻ｔ１２から時刻ｔ１５の期間、波形ｇ６０１に示すように、第１電界効果トランジスタＧ１のゲートにＨレベルの出力を継続し、時刻ｔ１５のとき、第１電界効果トランジスタＧ１のゲートに出力する信号をＨレベルからＬレベルに切り替える。

　図１に示したように、スイッチＳＷ２のａ端子がｂ端子に接続されている場合、第１光源Ｄ１は、第１電界効果トランジスタＧ１によってパルス幅が制御されて駆動される。この結果、時刻ｔ１２から時刻ｔ１５の期間、波形ｇ６０６に示すように、第１光源Ｄ１に電流Ｉｏが流れる。

　以上のように、本実施形態によれば、電源Ｅ１の電圧に基づいて電流を調整する調整部１０を光源駆動回路１に用いることで、従来技術より効率の良い光源駆動回路１を提供することができる。これにより、本実施形態によれば、従来技術より安価に、効率よく光源の電流値の確保が可能となる。
　また、本実施形態によれば、第１光源Ｄ１、または少なくとも第２光源Ｄ２に適した特性で各光源に流れる電流値を電源Ｅ１の電圧に基づいて調整することができるので、従来技術より効率の良い光源駆動回路１を提供することができる。
　また、本実施形態によれば、第１光源Ｄ１のみを点灯させる場合に、第２光源Ｄ２側に電流が流れることを防ぐことができる。
　また、本実施形態によれば、第２の調整部（第２電界効果トランジスタＧ２）がローレベルでありオフ状態のとき、スイッチング素子（トランジスタＴｒ１）の制御端子（ベース）の電圧値が不安定になることを防ぐことができる。
　また、本実施形態によれば、第１光源Ｄ１を点灯させるために、スイッチＳＷ２の入力端子（ａ端子）を第１出力端子（ｂ端子）に接続したときに、スイッチング素子（トランジスタＴｒ１）をオフ状態にすることができる。

　なお、制御部１２の全部または一部の機能をＣＰＵ（中央演算装置）やＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等で実現するようにしてもよい。
　また、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
　例えば、本実施形態では、第１光源Ｄ１と第２光源Ｄ２の２つの光源の例を説明したが、光源の数は３つ以上であってもよい。この場合、光源毎に、光源に流れる電流値を制限する抵抗素子と電界効果トランジスタ等のスイッチング素子を備えるようにし、制御部１２が、各光源に適したパルス幅を電源Ｅ１の電圧に応じて各スイッチング素子を制御することで調整するようにしてもよい。

　１…光源駆動回路、ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ、Ｅ１…電源、１０…調整部、Ｄ１…第１光源、Ｄ２…第２光源、Ｒ１…第１抵抗素子、Ｒ２…第２抵抗素子、Ｄ３…第１ダイオード、Ｄ４…第２ダイオード、Ｔｒ１…トランジスタ、Ｒ３…第３抵抗素子、Ｒ４…第４抵抗素子、１２…制御部、Ｇ１…第１電界効果トランジスタ、Ｇ２…第２電界効果トランジスタ

Claims

　電源に対して直列に接続された第１光源と第２光源と、
　少なくとも前記第１光源に流れる電流量を設定する第１抵抗素子と、
　前記第２光源に流れる電流量を設定する第２抵抗素子と、
　前記電源の電圧値に基づき前記第１光源及び前記第２光源のうち少なくとも１つの電流量の調整を行う調整部と、
　を備える光源駆動回路。
　前記調整部は、
　前記第１光源に流れる電流量を調整する第１の調整部と、
　少なくとも前記第２光源に流れる電流量を調整する第２の調整部と、
　前記第１の調整部と前記第２の調整部それぞれを制御する制御部と、
　を備える
請求項１に記載の光源駆動回路。
　前記第１の調整部は、
　前記第１光源に流れる電流量が第１の所定値以下となる状態に調整し、
　前記第２の調整部は、
　前記第１光源と前記第２光源とに流れる電流量が第２の所定値以下となる状態に調整する、
請求項２に記載の光源駆動回路。
　前記制御部は、
　前記電源の電圧値に基づき、前記第１の調整部に出力する第１のハイレベルと第１のローレベルとのデューティ比を調整し、
　前記電源の電圧値に基づき、前記第２の調整部に出力する第２のハイレベルと第２のローレベルとのデューティ比を調整し、
　前記第２のハイレベルの期間より、前記第１のハイレベルの期間の方が長い、
請求項２または請求項３に記載の光源駆動回路。
　スイッチング素子と、
　前記スイッチング素子によるリークを防ぐ第１ダイオードと、
　前記第１光源と前記第２光源の発光状態を切り替えるスイッチと、
をさらに備え、
　前記電源は、正極が前記第１抵抗素子の一端に接続され、負極が接地され、
　前記制御部は、電圧検出端子が前記電源の正極に接続され、
　前記第１抵抗素子は、他端が前記第１光源の一端に接続され、
　前記第１光源は、他端が前記第１の調整部の入力端子と前記第２の調整部の入力端子と前記第１ダイオードのアノードとに接続され、
　前記第１の調整部は、出力端子が前記第２抵抗素子の一端に接続され、制御端子が前記制御部の第１制御端子に接続され、
　前記第２の調整部は、出力端子が前記第２光源の一端に接続され、制御端子が前記制御部の第２制御端子に接続され、
　前記第２抵抗素子は、他端が前記スイッチの入力端子に接続され、
　前記スイッチは、第１出力端子が接地され、第２出力端子がオープン状態であり、
　前記第１ダイオードは、カソードが第３抵抗素子の一端に接続され、
　前記第３抵抗素子は、他端が第４抵抗素子の一端と前記スイッチング素子の制御端子とに接続され、
　前記第２光源は、他端が前記スイッチング素子の入力端子に接続され、
　前記スイッチング素子は、出力端子が接地され、
　前記第４抵抗素子は、他端が接地されている、
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の光源駆動回路。
　前記スイッチング素子によるリークを防ぐ第２ダイオード、を備え、
　前記第２ダイオードは、アノードが前記第２抵抗素子の他端と前記スイッチの入力端子とに接続され、カソードが前記第１ダイオードのカソードと前記第３抵抗素子の一端とに接続されている、
請求項５に記載の光源駆動回路。
　電源に対して直列に接続された第１光源と第２光源と、少なくとも前記第１光源に流れる電流量を設定する第１抵抗素子と、を有する光源駆動回路における光源駆動方法であって、
　調整部が、前記電源の電圧値に基づき前記第１光源及び前記第２光源のうち少なくとも１つの電流量の調整を行う調整手順、
　を含む光源駆動方法。