WO2021206145A1 - 車両用灯具および点灯回路 - Google Patents

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WO2021206145A1
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知幸 市川
徹 伊東
篤 小澤
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株式会社小糸製作所
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Definitions

  • This disclosure relates to lamps used in automobiles and the like.
  • LEDs light emitting diodes
  • LED socket a semiconductor light source that can be replaced with a normal product in the event of a failure such as a disconnection, such as a conventional general-purpose light bulb type, is referred to as an LED socket.
  • Patent Document 1 discloses a technique for driving three LEDs connected in series by using two systems of current control blocks. Specifically, the first current control block is connected so as to supply a drive current to all three LEDs, and the second current control block is driven to two of the three LEDs on the low potential side. Connected to supply current.
  • the power supply voltage (input voltage) supplied to the LED socket is sufficiently high, the first current control block is enabled and all the LEDs are turned on.
  • One of the exemplary purposes of one aspect of the present disclosure is to provide a lighting circuit that suppresses abrupt changes in the amount of light due to fluctuations in the input voltage.
  • One of the exemplary purposes of one aspect of the present disclosure is to provide a lighting circuit capable of maintaining the lighting state of the light source when the light source is disconnected.
  • One of the exemplary purposes of another aspect of the present disclosure is to provide a light source module capable of suppressing a decrease in light intensity in a low voltage state.
  • One aspect of the present disclosure is a semiconductor comprising a first portion composed of m (m ⁇ 1) light emitting elements and a second portion composed of n (n ⁇ 1) light emitting elements connected in series. It relates to a lighting circuit that drives a light source.
  • the lighting circuit is provided between the input terminal and the ground terminal in series with the first part and the second part, and the on / off state can be switched according to the first enable signal, and the input terminal.
  • the second constant current circuit which is provided in series with the second part between the and the ground terminal and can be switched on and off according to the second enable signal, and (i) the input voltage of the input terminal is the first.
  • the duty cycle of the first enable signal is 100%, the duty cycle of the second enable signal is 0%, and (ii) the second voltage range in which the input voltage is lower than the second threshold value.
  • the duty cycle of the first enable signal is 0%, the duty cycle of the second enable signal is 100%, and (iii) the input voltage is lower than the first threshold value and higher than the second threshold value in the third voltage range.
  • the control circuit includes a control circuit that lowers the duty cycle of the first enable signal and increases the duty cycle of the second enable signal as the input voltage is lower.
  • One aspect of the present disclosure is a semiconductor comprising a first portion composed of m (m ⁇ 1) light emitting elements and a second portion composed of n (n ⁇ 1) light emitting elements connected in series. It relates to a lighting circuit that drives a light source.
  • the lighting circuit is provided between the input terminal and the ground terminal in series with the first part and the second part, and is a first constant current circuit that generates a first output current of a current amount corresponding to the first analog dimming signal.
  • a second constant current circuit which is provided in series with the second part between the input terminal and the ground terminal and generates a second output current of the amount of current corresponding to the second analog dimming signal, and the input of the input terminal.
  • It includes a control circuit that generates a first analog dimming signal and a second analog dimming signal based on a voltage.
  • the control circuit in the first voltage range where the input voltage of the input terminal is higher than the first threshold value, the first output current becomes a predetermined first target amount and the second output current becomes zero.
  • the input voltage is the second so that the second output current becomes a predetermined second target amount and the first output current becomes zero.
  • the first output current decreases from the first target amount toward zero as the input voltage decreases, and the second output current becomes.
  • the first analog dimming signal and the second analog dimming signal are generated so as to increase from zero toward the second target amount.
  • the semiconductor light source includes a first portion composed of m (m ⁇ 1) light emitting elements and a second portion composed of n (n ⁇ 1) light emitting elements connected in series.
  • the lighting circuit is provided between the input terminal and the ground terminal in series with the first part and the second part, and is the first constant current circuit that generates the first output current of the first current amount in the enabled state, and the input terminal.
  • the second constant current circuit which is provided in series with the second part between the and ground terminals and generates the second output current in the enabled state, and the enable and disable of the first constant current circuit and the second constant current circuit, respectively. It is provided with a control circuit for controlling the current. In the control circuit, the second constant current circuit is enabled, the first constant current circuit is disabled, and the second output current is set to a second current amount larger than the first current amount in the disconnected state of the first part.
  • a light source module receives an LED string including n (n ⁇ 2) LEDs (light emitting diodes) of the same color connected in series and an input voltage, and stabilizes the LED string to a target current.
  • a bypass that is provided in parallel with the LED driver circuit that supplies the drive current and the portion to be bypassed that includes the adjacent m (m ⁇ n) LEDs in the LED string, and that sinks the bypass current according to the input voltage. It is equipped with a circuit.
  • the luminous flux of the (nm) LEDs arranged in the portion other than the bypassed portion is larger than the luminous flux of the m LEDs arranged in the bypassed portion.
  • FIG. 5 is a circuit diagram of a vehicle lamp according to the first embodiment. It is a figure which shows the input voltage dependence of the vehicle lamp of FIG. It is a figure which shows the operation of the vehicle lamp of FIG. It is a circuit diagram of the lighting equipment for a vehicle provided with the lighting circuit which concerns on Example 1.1. It is a circuit diagram of the lighting equipment for a vehicle provided with the lighting circuit which concerns on Example 1.2. It is a figure explaining the operation of the vehicle lighting equipment which concerns on modification 1.1. 7 (a) to 7 (c) are waveform diagrams of the gradually changing output current I OUT #. It is a circuit diagram of the lighting equipment for a vehicle provided with the lighting circuit which concerns on modification 1.2.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration example of the vehicle lamp of FIG. 23. It is a circuit diagram of the lighting equipment for a vehicle which concerns on Embodiment 3.1. It is a figure which shows the state of the vehicle lamp of FIG.
  • FIG. 3 is a first operation waveform diagram of the vehicle lamp of FIG. 33.
  • FIG. 3 is a second operation waveform diagram of the vehicle lamp of FIG. 33.
  • It is a block diagram of the lighting fixture for a vehicle which concerns on Embodiment 3.2. It is a figure which shows the state of the vehicle lamp of FIG.
  • 48 (a) and 48 (b) are circuit diagrams showing a configuration example of a bypass circuit.
  • 49 (a) to 49 (d) are diagrams showing an LED socket which is an example of a vehicle lamp.
  • the lighting circuit includes a first portion composed of m (m ⁇ 1) light emitting elements and a second portion composed of n (n ⁇ 1) light emitting elements connected in series. Drives a semiconductor light source, including.
  • the lighting circuit is provided between the input terminal and the ground terminal in series with the first part and the second part, and the on / off state can be switched according to the first enable signal, and the input terminal.
  • the second constant current circuit which is provided in series with the second part between the and the ground terminal and can be switched on and off according to the second enable signal, and (i) the input voltage of the input terminal is the first.
  • the duty cycle of the first enable signal is 100%, the duty cycle of the second enable signal is 0%, and (ii) the second voltage range in which the input voltage is lower than the second threshold value.
  • the duty cycle of the first enable signal is 0%, the duty cycle of the second enable signal is 100%, and (iii) the input voltage is lower than the first threshold value and higher than the second threshold value in the third voltage range.
  • the control circuit includes a control circuit that lowers the duty cycle of the first enable signal and increases the duty cycle of the second enable signal as the input voltage is lower.
  • the duty cycle of the first enable signal and the duty cycle of the second enable signal in the third voltage range have a gradient of 5% / 0.1 V or less with respect to a change in the input voltage of the total amount of emitted light of the light source. It may be determined to be. This makes it difficult for humans to perceive fluctuations in the amount of light due to short-term fluctuations in the input voltage.
  • the second output current generated when the second constant current circuit is on may be larger than the first output current generated when the first constant current circuit is on. As a result, it is possible to suppress a decrease in the amount of light of the entire light source due to a decrease in the input voltage.
  • the duty cycle of the first enable signal and the duty cycle of the second enable signal may be 100% in total.
  • the first enable signal and the second enable signal may be signals inverted to each other.
  • the output currents of the first constant current circuit and the second constant current circuit may gradually change at the timing when the first constant current circuit and the second constant current circuit are switched on and off. As a result, electromagnetic noise can be suppressed.
  • the first constant current circuit produces a first output current proportional to the voltage level of the first enable signal
  • the second constant current circuit produces a second output proportional to the voltage level of the second enable signal.
  • An electric current may be generated.
  • At least one of the positive edge and the negative edge of the pulsed first enable signal and the second enable signal generated in the third voltage range may be blunted. As a result, electromagnetic noise can be suppressed.
  • the "state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are physically directly connected, and that the member A and the member B are electrically connected to each other. It also includes the case of being indirectly connected via other members, which does not substantially affect the connection state, or does not impair the functions and effects performed by the combination thereof.
  • a state in which the member C is provided between the member A and the member B means that the member A and the member C, or the member B and the member C are directly connected, and their electricity. It also includes the case of being indirectly connected via other members, which does not substantially affect the connection state, or does not impair the functions and effects produced by the combination thereof.
  • the reference numerals attached to electric signals such as voltage signals and current signals, or circuit elements such as resistors and capacitors have their respective voltage values, current values, resistance values, and capacitance values as required. It shall be represented.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a vehicle lamp 100 according to the first embodiment.
  • the DC voltage (input voltage) VIN from the battery 2 is supplied to the vehicle lamp 100 via the switch 4.
  • the vehicle lamp 100 includes a semiconductor light source 110 and a lighting circuit 200 thereof.
  • a preferred embodiment of the vehicle lamp 100 is an LED socket in which the semiconductor light source 110 and the lighting circuit 200 are housed in one package, and has a shape that can be attached to and detached from a lamp body (not shown). Since LED sockets are consumables as well as long-lived, cost reduction is strongly required.
  • the semiconductor light source 110 is a light emitting element string including (m + n) light emitting elements 112 connected in series.
  • the semiconductor light source 110 is divided into a first portion 114 composed of m light emitting elements 112_1 on the high potential side and a second portion 116 composed of n light emitting elements 112_2 and 112_3 on the low potential side.
  • the lighting circuit 200 may be an IC (Integrated Circuit) integrated on one semiconductor substrate, or may be configured by combining a plurality of discrete elements.
  • the lighting circuit 200 has an input terminal IN, a ground terminal GND, and three output terminals OUT1 to OUT3.
  • the power supply voltage (input voltage V IN ) from the battery is supplied to the input terminal IN, and the ground terminal GND is grounded.
  • the anode of the first portion 114 of the semiconductor light source 110 is connected to the output terminal OUT1, and the cathode of the first portion 114 is connected to the output terminal OUT2.
  • the anode of the second portion 116 of the semiconductor light source 110 is connected to the output terminal OUT2, and the cathode of the second portion 116 is connected to the output terminal OUT3.
  • the output terminal OUT3 is connected to the ground terminal GND.
  • the lighting circuit 200 includes a first constant current circuit 210_1, a second constant current circuit 210_2, and a control circuit 220.
  • the output of the first constant current circuit 210_1 is connected to the anode of the first portion 114 via the output terminal OUT1, and the input thereof is connected to the input terminal IN. That is, the first constant current circuit 210_1 is provided in series with a plurality of light emitting elements 112_1 to 112_3 between the input terminal IN and the ground terminal GND.
  • the first constant current circuit 210_1 has an enable terminal EN, and is configured to be switchable between an on and an off state according to the first enable signal EN1.
  • the first constant current circuit 210_1 generates a first output current I OUT1 stabilized to a predetermined amount of current I REF1 in the ON state.
  • the output of the second constant current circuit 210_2 is connected to the anode of the second portion 116 via the output terminal OUT2, and the input thereof is connected to the input terminal IN. That is, the second constant current circuit 210_2 is provided between the input terminal IN and the ground terminal GND in series with the second portion 116 of the semiconductor light source 110.
  • the second constant current circuit 210_2 has an enable terminal EN, and is configured to be switchable between an on and an off state according to the second enable signal EN2.
  • the drive current Id1 flowing through the first portion 114 is the first output current I OUT1 from the first constant current circuit 210_1.
  • the drive current Id2 flowing through the second portion 116 is the total current of the first output current I OUT1 from the first constant current circuit 210_1 and the second output current I OUT2 from the second constant current circuit 210_1.
  • An input voltage V IN is supplied to the control circuit 220.
  • the input voltage V IN is higher first voltage range from the first threshold value V TH1, the duty cycle dc1 for the first enable signal EN1 100%, the duty cycle dc2 for the second enable signal EN2 0% And.
  • the duty cycle dc1 of the first enable signal EN1 is set to 0%
  • the duty cycle dc2 of the second enable signal EN2 is set to 100%. do.
  • the (iii) the input voltage V IN is lower than the first threshold value V TH1, the higher than the second threshold value V TH2 third voltage range, the lower the input voltage V IN, the duty cycle of the first enable signal EN1
  • the dc1 is lowered and the duty cycle dc2 of the second enable signal EN2 is increased.
  • FIG. 2 is a diagram showing the input voltage dependence of the vehicle lamp 100 of FIG.
  • the duty cycles dc1 and dc2 are complementarily changed so that the total is 100%.
  • dc1 + dc2 100%
  • the drive current Id2 flowing through the second portion 116 is the sum of the first output current I OUT1 and the second output current I OUT2 , and is represented by the equation (1).
  • U be the amount of light when the amount of current I REF flows through the light emitting element 112 of one chip.
  • the amount of light (broken line) of the first portion 114 is 1 ⁇ U in the range of V TH1 ⁇ V IN , 0 in the range of V IN ⁇ V TH2 , and 0 in the range of V TH2 ⁇ V IN ⁇ V TH1. It changes in the range of ⁇ 1 ⁇ U.
  • the total amount of light (solid line) of the semiconductor light source 110 is the total amount of light of the first portion 114 and the second portion 116, which is 3 ⁇ U in the range of V TH1 ⁇ V IN and 2 in the range of V IN ⁇ V TH 2. It is ⁇ U, and changes in the range of 2 ⁇ U to 3 ⁇ U in the range of V TH2 ⁇ V IN ⁇ V TH1.
  • the slope of the duty cycle dc1 (and dc2) is 5% / 0.1 V or less with respect to the change of the input voltage V IN of the amount of emitted light of the entire semiconductor light source 110. It is good to design as follows. This makes it difficult for humans to perceive fluctuations in the amount of light due to short-term fluctuations in the input voltage VIN.
  • FIG. 3 is a diagram showing the operation of the vehicle lamp 100 of FIG.
  • FIG. 3 shows how the input voltage VIN decreases with time. Before time t 0 , V IN > V TH1 , the duty cycle dc1 of the first enable signal EN1 is 100%, the duty cycle dc2 of the second enable signal EN2 is 0%, and only the first constant current circuit 210_1 Is valid.
  • the two constant current circuits 210_1 and 210_2 operate while being gradually replaced according to the fluctuation of the input voltage VIN. As a result, it is possible to prevent the light amount of the entire semiconductor light source 110 from changing suddenly and suppress flicker.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a vehicle lamp 100A including the lighting circuit 200A according to the 1.1 embodiment.
  • the constant current circuits 210_1 and 10_2 are similarly configured and include a series transistor Qsr, limiting resistor Rs, gate resistor Rg, error amplifier EA1, transistors Q41, Q42, and resistors R41 to R44.
  • the EN pin of this constant current circuit 210 is active low.
  • I REF # V REF / Rs... (2)
  • Transistors Q41, Q42 and resistors R41 to R44 are added to switch the constant current circuit 210 on (enabled) and off (disabled). When high is input to the enable pin, the transistor Q41 is turned on, the transistor Q42 is turned on, the transistor Qsr is turned off, and the constant current circuit 210 is disabled.
  • the control circuit 220 includes resistors R31 and R32, a pulse width modulator 221 and an inverter 228.
  • the input voltage VIN is divided by the resistors R31 and R32.
  • the pulse width modulator 221 generates a pulse signal having a duty cycle corresponding to the input voltage VIN after voltage division.
  • the pulse width modulator 221 includes an amplifier 222, an oscillator 224, and a PWM comparator 226.
  • the amplifier 222 amplifies the input voltage V IN after the voltage division to generate the detected voltage Vs.
  • Oscillator 224 produces a periodic signal V OSC for a triangular or sawtooth wave.
  • PWM comparator 226 compares the detected voltage Vs and the periodic signal V OSC, and outputs a second enable signal EN2.
  • the inverter 228 inverts the second enable signal EN2 and generates the first enable signal EN1.
  • FIG. 5 is a circuit diagram of a vehicle lamp 100B including the lighting circuit 200B according to the 1.2 embodiment.
  • the error amplifier EA2, the transistor Q42, and the resistor R46 form a voltage / current conversion circuit, and convert the enable signal EN # into the current signal I EN # .
  • this current signal I EN # flows through the resistor R45, a reference voltage V REF # proportional to the voltage V EN # is generated. Since the target current I REF # of the output current I OUT # is expressed by the equation (2), the current I OUT # proportional to the enable signal EN # can be generated.
  • Example 1.2 it is necessary to stabilize the high level voltage of each of the enable signals EN1 and EN2 to a predetermined voltage level.
  • the target amount I REF2 of the second output current I OUT2 generated when the second constant current circuit 210_2 is on is the first output current I OUT1 generated when the first constant current circuit 210_2 is on. More than the target amount I REF1 of. I REF1 ⁇ I REF2
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the vehicle lamp according to the modified example 1.1.
  • the drive current Id2 flowing through the second portion 116 is represented by the equation (3).
  • the amount of light (broken line) of the first portion 114 is 1 ⁇ U in the range of V TH1 ⁇ V IN , 0 in the range of V IN ⁇ V TH2 , and V TH2. In the range of ⁇ V IN ⁇ V TH1 , it changes in the range of 0 to 1 ⁇ U.
  • the current Id2 flowing through the second portion 116 increases as the input voltage VIN decreases.
  • the light intensity (dashed line) of the second part 116 is 2 ⁇ U in the range of V TH1 ⁇ V IN , 3 ⁇ U in the range of V IN ⁇ V TH 2 , and the range of V TH 2 ⁇ V IN ⁇ V TH 1 . In, it changes in the range of 2 ⁇ U to 3 ⁇ U.
  • the light amount of the entire semiconductor light source 110 is the sum of the light amount of the first portion 114 and the light amount of the second portion 116, it is possible to suppress the change in the total light amount with respect to the fluctuation of the input voltage VIN.
  • the amount of current is determined so as to satisfy I REF2 ⁇ (m + n) / n ⁇ I REF1 , so that the entire semiconductor light source 110 can be used. Fluctuations in the amount of light can be reduced.
  • the vehicle lamp 100 according to the modified example 1.1 can be configured in the same manner as in FIG. By individually setting the resistors Rs of the constant current circuits 210_1 and 210_2 of FIG. 4, different amounts of current can be generated.
  • the output currents I OUT1 and I OUT2 may be gradually changed at the timing when the first constant current circuit 210_1 and the second constant current circuit 210_2 are switched on and off.
  • 7 (a) to 7 (c) are waveform diagrams of the gradually changing output current I OUT #.
  • FIG. 7A both the rising edge and the falling edge of the output current OUT # gradually change.
  • FIG. 7B only the rising edge of the output current OUT # gradually changes.
  • FIG. 7C only the falling edge of the output current OUT # gradually changes.
  • FIG. 8 is a circuit diagram of a vehicle lamp 100C including the lighting circuit 200C according to the modified example 1.2.
  • the basic configuration of the lighting circuit 200C is the same as that of the lighting circuit 200B of FIG.
  • the control circuit 220 includes low-pass filters 230 and 232.
  • the low-pass filter 230 removes the high frequency component of the output of the pulse width modulator 221 and generates a second enable signal EN2 in which both the positive and negative edges are blunted.
  • the low-pass filter 232 removes the high frequency component of the output of the inverter 228 and generates a first enable signal EN1 in which both the positive edge and the negative edge are dull. According to this configuration, as shown in FIG. 7A, it is possible to generate an output current I OUT # in which both the rising edge and the falling edge gradually change.
  • FIG. 9 is a circuit diagram of a vehicle lamp 100D including the lighting circuit 200D according to the modified example 1.3.
  • FIG. 10 is a circuit diagram of a vehicle lamp 100E including the lighting circuit 200E according to the modified example 1.4.
  • the first constant current circuit 210_1 and the second constant current circuit 210_2 are configured as a current sink type.
  • the vehicle lighting equipment 100E can be grasped as having a configuration in which the vehicle lighting equipment 100 of FIG. 1 is turned upside down.
  • the constant current circuit 210 can be configured by inverting the constant current circuit of FIG. 5 from top to bottom.
  • FIG. 11 is a circuit diagram of the constant current circuit according to the modified example 1.5.
  • This constant current circuit is a current sink type and includes transistors Q1 and Q2 and resistors R1 and R2.
  • the plurality of light emitting elements 112 are chips having substantially the same characteristics, and the amount of light when the same current is supplied is substantially the same, but chips having different characteristics are adopted. May be good.
  • the characteristics of the m chips included in the first portion 114 may be aligned, and the characteristics of the n chips included in the second portion 116 may be aligned.
  • the luminous flux (light amount) of each of the n light emitting elements 112 included in the second portion 116 may be larger than the luminous flux of each of the m light emitting elements 112 included in the first portion 114.
  • the luminous flux of the light emitting element 112 shall mean the luminous flux when driven by the same drive current I LED.
  • LED chip vendors may rank and sell LED chips based on luminous flux. In this case, a chip having a large luminous flux may be used for the second portion 116, and a chip having a small luminous flux may be used for the first portion 114. Alternatively, a large number of LED chips purchased based on the luminous flux may be ranked by the manufacturer of the vehicle lighting equipment instead of the LED chip vendor.
  • the chip with a larger luminous flux is used for the second part 116, and the chip with a smaller luminous flux is used for the first part 114. You may.
  • a chip having the same part number provided by the first vendor may be adopted in the first portion 114, and a chip having a larger luminous flux provided by the second vendor may be adopted in the second portion 116.
  • U be the amount of light (luminous flux) when the amount of current I REF flows through one LED chip included in the first portion 114. Further, the amount of light (luminous flux) when the same amount of current I REF flows through one LED chip included in the second portion 116 is ⁇ ⁇ U.
  • the light emitting element 112 has been described as an LED, but an LD (laser diode), an organic EL element, or the like may be adopted.
  • Bipolar transistors and MOSFETs Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors
  • the base, collector, and emitter may be read as gate, drain, and source.
  • the NPN type (N channel) may be replaced with the PNP type (P channel).
  • the lighting circuit includes a first portion composed of m (m ⁇ 1) light emitting elements and a second portion composed of n (n ⁇ 1) light emitting elements connected in series. Drives a semiconductor light source, including.
  • the lighting circuit is provided between the input terminal and the ground terminal in series with the first part and the second part, and is a first constant current circuit that generates a first output current of a current amount corresponding to the first analog dimming signal.
  • a second constant current circuit which is provided in series with the second part between the input terminal and the ground terminal and generates a second output current of the amount of current corresponding to the second analog dimming signal, and the input of the input terminal.
  • It includes a control circuit that generates a first analog dimming signal and a second analog dimming signal based on a voltage.
  • the control circuit in the first voltage range where the input voltage of the input terminal is higher than the first threshold value, the first output current becomes a predetermined first target amount and the second output current becomes zero.
  • the input voltage is the second so that the second output current becomes a predetermined second target amount and the first output current becomes zero.
  • the first output current decreases from the first target amount toward zero as the input voltage decreases, and the second output current becomes.
  • the first analog dimming signal and the second analog dimming signal are generated so as to increase from zero toward the second target amount.
  • the first analog dimming signal and the second analog dimming signal in the third voltage range have a gradient of 5% / 0.1V or less with respect to a change in the input voltage of the total amount of emitted light of the light source. May be generated in. This makes it difficult for humans to perceive fluctuations in the amount of light due to short-term fluctuations in the input voltage.
  • the second target amount may be larger than the first target amount.
  • the conversion gain of the first output current for the first analog dimming signal of the first constant current circuit and the conversion gain of the second output current for the second analog dimming signal of the second constant current circuit are equal. May be good.
  • the sum of the voltage levels of the first analog dimming signal and the second analog dimming signal may be constant.
  • the conversion gain of the second output current for the second analog dimming signal of the second constant current circuit is larger than the conversion gain of the first output current for the first analog dimming signal of the first constant current circuit. May be good.
  • the sum of the voltage levels of the first analog dimming signal and the second analog dimming signal may be constant. In this case, since the second target amount is larger than the first target amount, it is possible to suppress a decrease in the light amount of the entire light source due to a decrease in the input voltage.
  • FIG. 12 is a circuit diagram of the vehicle lamp 100 according to the second embodiment.
  • the DC voltage (input voltage) VIN from the battery 2 is supplied to the vehicle lamp 100 via the switch 4.
  • the vehicle lamp 100 includes a semiconductor light source 110 and a lighting circuit 200 thereof.
  • a preferred embodiment of the vehicle lamp 100 is an LED socket in which the semiconductor light source 110 and the lighting circuit 200 are housed in one package, and has a shape that can be attached to and detached from a lamp body (not shown). Since LED sockets are consumables as well as long-lived, cost reduction is strongly required.
  • the semiconductor light source 110 is a light emitting element string including (m + n) light emitting elements 112 connected in series.
  • the semiconductor light source 110 is divided into a first portion 114 composed of m light emitting elements 112_1 on the high potential side and a second portion 116 composed of n light emitting elements 112_2 and 112_3 on the low potential side.
  • the lighting circuit 200 may be an IC (Integrated Circuit) integrated on one semiconductor substrate, or may be configured by combining a plurality of discrete elements.
  • the lighting circuit 200 has an input terminal IN, a ground terminal GND, and three output terminals OUT1 to OUT3.
  • the power supply voltage (input voltage V IN ) from the battery is supplied to the input terminal IN, and the ground terminal GND is grounded.
  • the anode of the first portion 114 of the semiconductor light source 110 is connected to the output terminal OUT1, and the cathode of the first portion 114 is connected to the output terminal OUT2.
  • the anode of the second portion 116 of the semiconductor light source 110 is connected to the output terminal OUT2, and the cathode of the second portion 116 is connected to the output terminal OUT3.
  • the output terminal OUT3 is connected to the ground terminal GND.
  • the lighting circuit 200 includes a first constant current circuit 210_1, a second constant current circuit 210_2, and a control circuit 220.
  • the output of the first constant current circuit 210_1 is connected to the anode of the first portion 114 via the output terminal OUT1, and the input thereof is connected to the input terminal IN. That is, the first constant current circuit 210_1 is provided in series with a plurality of light emitting elements 112_1 to 112_3 between the input terminal IN and the ground terminal GND.
  • the first constant current circuit 210_1 has a dimming terminal ADIM, and generates a first output current I OUT1 having a current amount corresponding to the first analog dimming signal V DIM input to the dimming terminal ADIM.
  • the output of the second constant current circuit 210_2 is connected to the anode of the second portion 116 via the output terminal OUT2, and the input thereof is connected to the input terminal IN. That is, the second constant current circuit 210_2 is provided between the input terminal IN and the ground terminal GND in series with the second portion 116 of the semiconductor light source 110.
  • the second constant current circuit 210_2 has a dimming terminal ADIM, and generates a second output current I OUT2 having a current amount corresponding to the second analog dimming signal V ADIM2 input to the dimming terminal ADIM.
  • the first constant current circuit 210_1 and the second constant current circuit 210_2 can be grasped as voltage / current (V / I) conversion circuits, and their respective input / output characteristics can be generalized by the following equations.
  • I OUT1 K 1 ⁇ (V ADIM1- V OFS1 )
  • I OUT2 K 2 ⁇ (V ADIM2- V OFS2 )
  • K 1 and K 2 are V / I conversion gains, and V OFS 1 and V OFS 2 are offsets.
  • the drive current Id1 flowing through the first portion 114 is the first output current I OUT1 from the first constant current circuit 210_1.
  • the drive current Id2 flowing through the second portion 116 is the total current of the first output current I OUT1 from the first constant current circuit 210_1 and the second output current I OUT2 from the second constant current circuit 210_1.
  • An input voltage V IN is supplied to the control circuit 220, and a first analog dimming signal V ADIM1 and a second analog dimming signal V ADIM 2 are generated based on the input voltage V IN.
  • the first output current I OUT1 becomes a predetermined first target amount I REF1 and the second output current I
  • the first analog dimming signal V ADIM1 and the second analog dimming signal V ADIM2 are generated so that OUT2 becomes zero.
  • the second output current I OUT2 becomes a predetermined second target amount I REF2 , and the first output current
  • the first analog dimming signal V ADIM1 and the second analog dimming signal V ADIM2 are generated so that I OUT1 becomes zero.
  • the control circuit 220 (iii) the input voltage V IN is lower than the first threshold value V TH1, the higher than the second threshold value V TH2 third voltage range, with a decrease of the input voltage V IN, the The first analog dimming signal V so that the 1 output current I OUT1 decreases from the first target amount I REF1 toward zero and the second output current I OUT2 increases from zero toward the second target amount I REF2.
  • ADIM1 and the second analog dimming signal V ADIM2 are generated.
  • FIG. 13 is a diagram showing the input voltage dependence of the vehicle lamp 100 of FIG.
  • I REF K ⁇ VMAX
  • the drive current Id2 flowing through the second portion 116 is the sum of the first output current I OUT1 and the second output current I OUT2 , and is represented by the equation (1).
  • Id2 I REF , which is a constant amount independent of the input voltage V IN.
  • U be the amount of light when the amount of current I REF flows through one (1 chip) light emitting element 112.
  • the amount of light (broken line) of the first portion 114 is 1 ⁇ U in the range of V TH1 ⁇ V IN , 0 in the range of V IN ⁇ V TH2 , and 0 in the range of V TH2 ⁇ V IN ⁇ V TH1. It changes in the range of ⁇ 1 ⁇ U.
  • the total light intensity (solid line) of the semiconductor light source 110 is the sum of the light intensity of the first portion 114 and the second portion 116, which is 3 ⁇ U in the range of V TH1 ⁇ V IN , and 2 in the range of V IN ⁇ V TH 2. It is ⁇ U, and changes in the range of 2 ⁇ U to 3 ⁇ U in the range of V TH2 ⁇ V IN ⁇ V TH1.
  • the inclination of the analog dimming signals V ADIM1 and V ADIM2 is 5% / 0.1 V or less with respect to the change of the input voltage V IN of the amount of emitted light of the entire semiconductor light source 110. It is good to design so that. This makes it difficult for humans to perceive fluctuations in the amount of light due to short-term fluctuations in the input voltage VIN.
  • FIG. 14 is a diagram showing the operation of the vehicle lamp 100 of FIG.
  • the two constant current circuits 210_1 and 210_2 operate while being gradually replaced according to the fluctuation of the input voltage VIN. As a result, it is possible to prevent the light amount of the entire semiconductor light source 110 from changing suddenly and suppress flicker.
  • FIG. 15 is a circuit diagram of a vehicle lamp 100G including the lighting circuit 200G according to the second embodiment.
  • the constant current circuits 210_1 and 10_2 are similarly configured and include a V / I conversion circuit 212 and a current amplification circuit 214, respectively.
  • the V / I conversion circuit 212 converts the analog dimming signal V ADIM # into the current signal I ADIM # .
  • the V / I conversion circuit 212 includes a transistor Q2, a resistor R2, and an error amplifier EA2.
  • the current amplifier circuit 214 amplifies the current signal I ADIM # and generates an output current I OUT #.
  • the current amplifier circuit 214 includes resistors R1, R2, transistors Q1, and error amplifier EA1.
  • Error amplifier EA1, transistor Q1, resistors R2 forms a V / I conversion circuit, for generating an output current I OUT # corresponding to the voltage drop V R2 of the resistor R2.
  • I REF # VR2 / R1 ... (3)
  • the equation (4) can be obtained as the input / output characteristics of the constant current circuit 210_ #.
  • K # R2 / (R1 x R3) ... (5)
  • the lighting circuit 200G includes a constant voltage source 201.
  • the constant voltage source 201 receives an input voltage V IN and generates a regulated voltage V REG that is stabilized at a predetermined voltage level. This regulated voltage V REG is supplied to the control circuit 220. Peak voltage V MAX of the control circuit 220G generates analog dimming signal V ADIM1, V ADIM2 may be defined based on the regulated voltage V REG.
  • FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration example of the control circuit 220G of FIG.
  • the control circuit 220G includes resistors R4 and R5, a non-inverting amplifier 240 and an inverting amplifier 242.
  • the input voltage V IN is divided by the resistors R4 and R5.
  • the non-inverting amplifier 240 generates a first analog dimming signal V ADIM 1 that changes linearly with respect to the input voltage V IN.
  • the non-inverting amplifier 240 based on the regulated voltage V REG, to amplify the input voltage V IN after dividing '.
  • the non-inverting amplifier 240 includes an error amplifier EA3 and resistors R6 and R7.
  • the input / output characteristics of the non-inverting amplifier 240 are given by the equation (6).
  • V ADIM1 (R6 + R7) / R6 ⁇ V IN '-(R7 / R6) ⁇ V REG ... (6)
  • the inverting amplifier 242 in the subsequent stage inverting and amplifies the first analog dimming signal V ADIM 1 to generate the second analog dimming signal V ADIM 2.
  • the first analog dimming signal V ADIM1 and the second analog dimming signal V ADIM2 can be generated as shown in FIG.
  • the target amount I REF2 of the second output current I OUT2 generated by the second constant current circuit 210_2 is from the target amount I REF1 of the first output current I OUT1 generated by the first constant current circuit 210_2.
  • the peak voltages of the two analog dimming signals V ADIM 1 and V ADIM 2 are equal, and K 1 ⁇ K 2. By doing so, I REF1 ⁇ I REF2 is satisfied.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating the operation of the vehicle lamp according to the modified example 2.1.
  • the drive current Id2 flowing through the second portion 116 is represented by the equation (7).
  • the light intensity (broken line) of the first portion 114 is 1 in the range of V TH1 ⁇ V IN , 0 in the range of V IN ⁇ V TH 2 , and V TH 2 ⁇ V. In the range of IN ⁇ V TH1 , it changes in the range of 0 to 1.
  • the current Id2 flowing through the second portion 116 increases as the input voltage VIN decreases.
  • Amount of the second portion 116 (dashed line) is a 2 in the range of V TH1 ⁇ V IN, a 3 in the range of V IN ⁇ V TH2, the range of V TH2 ⁇ V IN ⁇ V TH1 , 2 ⁇ It changes in the range of 3.
  • the light amount of the entire semiconductor light source 110 is the sum of the light amount of the first portion 114 and the light amount of the second portion 116, it is possible to suppress the change in the total light amount with respect to the fluctuation of the input voltage VIN.
  • the amount of current is determined so as to satisfy I REF2 ⁇ (m + n) / n ⁇ I REF1 , so that the entire semiconductor light source 110 can be used. Fluctuations in the amount of light can be reduced.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating the operation of the lighting circuit 200H according to the modified example 2.2.
  • the first analog dimming signal V ADIM1 changes within the range of 0 ⁇ V MAX / 2
  • the second analog dimming signal V ADIM2 is varied in the range of V MAX / 2 ⁇ V MAX do.
  • I OUT1 K ⁇ V ADIM1 ...
  • I OUT2 K ⁇ (V ADIM2 -V MAX / 2) ... (9) Is established.
  • FIG. 19 is a circuit diagram of the lighting circuit 200H according to the modified example 2.2.
  • the first constant current circuit 210_1 can be configured in the same manner as that of FIG.
  • the second constant current circuit 210_2 includes error amplifiers EA4 and resistors R8 and R9 in addition to the components of FIG. Resistance R8, R9 are, divide the regulated voltage V REG.
  • the error amplifier EA4 is a buffer (voltage follower), and maintains the potential at one end of the resistor R3 on the low potential side at VREG / 2.
  • V ADIM 2 is applied to one end on the high potential side of the resistor R3 , and V REG / 2 is applied to the other end on the low potential side. Therefore, the voltage across the resistor R3 is V ADIM2- V REG / 2 , and therefore the current I ADIM 2 flowing through the resistor R3 and the transistor Q2 is represented by the equation (10).
  • I ADIM2 (V ADIM2- V REG / 2 ) / R3 ... (10)
  • FIG. 20 is a circuit diagram of the control circuit 220H of FIG.
  • the control circuit 220H includes resistors R4 and R5, a non-inverting amplifier 240, and an inverting amplifier 242H.
  • the configuration of the non-inverting amplifier 240 is the same as that in FIG.
  • the inverting amplifier 242H includes a V / I conversion circuit 244 and a resistor R11.
  • the V / I conversion circuit 244 converts the first analog dimming signal V ADIM 1 into the current signal I 1.
  • the V / I conversion circuit 244 includes a transistor Q3, an error amplifier EA5, and a resistor R10.
  • a regulated voltage VREG is applied to one end of the resistor R11, and a V / I conversion circuit 244 is connected to the other end.
  • the second analog dimming signal V ADIM 2 is taken out from the connection node of the resistor R11 and the V / I conversion circuit 244.
  • the first analog dimming signal V ADIM 1 may be taken out from the output of the non-inverting amplifier 240, or may be taken out from the connection node of the resistor R11 and the transistor Q3.
  • the analog dimming signals V ADIM 1 and V ADIM 2 as shown in FIG. 18 can be generated.
  • FIG. 21 is a circuit diagram of a vehicle lamp 100I including the lighting circuit 200I according to the modified example 2.3.
  • FIG. 22 is a circuit diagram of a vehicle lamp 100J including 200J according to the modified example 2.4.
  • the first constant current circuit 210_1 and the second constant current circuit 210_2 omit the first-stage V / I conversion circuit, and have negative V / I conversion gains K 1 and K 2 ( ⁇ 0).
  • the analog dimming signal V ADIM # generated by the control circuit 220 is the maximum voltage level V IN , the output current I OUT # becomes zero, and the lower the analog dimming signal V ADIM # , the more the output current I OUT # becomes. Increase.
  • FIG. 23 is a circuit diagram of a vehicle lamp 100K including a lighting circuit 200K according to the modified example 2.5.
  • the first constant current circuit 210_1 and the second constant current circuit 210_2 are configured as a current sink type.
  • the vehicle lighting equipment 100K can be grasped as a configuration in which the vehicle lighting equipment 100J of FIG. 22 is turned upside down.
  • FIG. 24 is a circuit diagram showing a specific configuration example of the vehicle lamp 100K of FIG. 23.
  • the constant current circuit 210_1, 210_2 is a current sink type, and has a configuration in which the constant current circuit 210_1, 210_2 of FIG. 22 is inverted upside down.
  • the V / I conversion gains K 1 and K 2 of the constant current circuits 210_1 and 10_2 of FIG. 22 are positive.
  • the plurality of light emitting elements 112 are chips having substantially the same characteristics, and the amount of light when the same current is supplied is substantially the same, but chips having different characteristics are adopted. May be good.
  • the characteristics of the m chips included in the first portion 114 may be aligned, and the characteristics of the n chips included in the second portion 116 may be aligned.
  • the luminous flux (light amount) of each of the n light emitting elements 112 included in the second portion 116 may be larger than the luminous flux of each of the m light emitting elements 112 included in the first portion 114.
  • the luminous flux of the light emitting element 112 shall mean the luminous flux when driven by the same drive current I LED.
  • LED chip vendors may rank and sell LED chips based on luminous flux. In this case, a chip having a large luminous flux may be used for the second portion 116, and a chip having a small luminous flux may be used for the first portion 114. Alternatively, a large number of LED chips purchased based on the luminous flux may be ranked by the manufacturer of the vehicle lighting equipment instead of the LED chip vendor.
  • the chip with a larger luminous flux is used for the second part 116, and the chip with a smaller luminous flux is used for the first part 114. You may.
  • a chip having the same part number provided by the first vendor may be adopted in the first portion 114, and a chip having a larger luminous flux provided by the second vendor may be adopted in the second portion 116.
  • U be the amount of light (luminous flux) when the amount of current I REF flows through one LED chip included in the first portion 114. Further, the amount of light (luminous flux) when the same amount of current I REF flows through one LED chip included in the second portion 116 is ⁇ ⁇ U.
  • the light emitting element 112 has been described as an LED, but an LD (laser diode), an organic EL element, or the like may be adopted.
  • Bipolar transistors and MOSFETs Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors
  • the base, collector, and emitter may be read as gate, drain, and source.
  • the NPN type (N channel) may be replaced with the PNP type (P channel).
  • the constant current circuit 210_1, 210_2 may be configured by a current D / A converter.
  • the analog dimming signals V ADIM1 and V ADIM2 become digital signals
  • the control circuit 220 may be configured by a digital circuit.
  • the lighting circuit drives a semiconductor light source.
  • the semiconductor light source includes a first portion composed of m (m ⁇ 1) light emitting elements and a second portion composed of n (n ⁇ 1) light emitting elements connected in series.
  • the lighting circuit is provided between the input terminal and the ground terminal in series with the first part and the second part, and is the first constant current circuit that generates the first output current of the first current amount in the enabled state, and the input terminal.
  • the second constant current circuit which is provided in series with the second part between the and ground terminals and generates the second output current in the enabled state, and the enable and disable of the first constant current circuit and the second constant current circuit, respectively. It is provided with a control circuit for controlling the current. In the control circuit, the second constant current circuit is enabled, the first constant current circuit is disabled, and the second output current is set to a second current amount larger than the first current amount in the disconnected state of the first part.
  • the semiconductor light source when the first part is disconnected, the semiconductor light source can be kept lit by switching from the first constant current circuit to the second constant current circuit.
  • the second portion By driving the second portion with a second current amount larger than usual, it is possible to prevent the light amount (luminous flux) in the disconnected state from being significantly reduced as compared with the light amount in the normal state.
  • the second current amount may be (m + n) / n times or less the first current amount and may be smaller than the rated current of the second part.
  • the lighting circuit may further include a bypass switch provided in parallel with the second portion.
  • the first constant current circuit may be capable of switching the first output current between the first current amount and the third current amount larger than the first current amount.
  • the bypass switch may be turned on, the first constant current circuit may be enabled, the second constant current circuit may be disabled, and the first output current may be set as the third current amount in the disconnected state of the second portion.
  • the semiconductor light source when the second part is disconnected, the semiconductor light source can be kept lit by turning on the bypass switch and then switching from the second constant current circuit to the first constant current circuit.
  • the first portion By driving the first portion with a third current amount larger than usual, it is possible to prevent the light amount (luminous flux) in the disconnected state from being significantly reduced as compared with the light amount in the normal state.
  • the third current amount may be (m + n) / m times or less the first current amount and may be smaller than the rated current of the first part.
  • the second constant current circuit may be enabled when the semiconductor light source is in a non-disconnected state and the input voltage is lower than a predetermined threshold value.
  • the second output current at this time may be the second current amount.
  • the second constant current circuit may be enabled when the semiconductor light source is in a non-disconnected state and the input voltage is lower than a predetermined threshold value.
  • the second output current at this time may be the first current amount.
  • the lighting circuit according to the embodiment is provided between the input terminal and the ground terminal in series with the first portion and the second portion, and in the enabled state, the first current amount or the third current amount larger than the first current amount.
  • the first constant current circuit that generates the first output current of the above
  • the second constant current circuit that is provided in series with the second part between the input terminal and the ground terminal and generates the second output current in the enabled state
  • the second It includes a control circuit for controlling the enable / disable of each of the 1 constant current circuit and the 2nd constant current circuit, and a bypass switch provided in parallel with the second portion. In the control circuit, the bypass switch is turned on, the first constant current circuit is enabled, the second constant current circuit is disabled, and the first output current is the third current amount in the disconnected state of the second part.
  • the semiconductor light source when the second part is disconnected, the semiconductor light source can be kept lit by turning on the bypass switch and then switching from the second constant current circuit to the first constant current circuit.
  • the first portion By driving the first portion with a third current amount larger than usual, it is possible to prevent the light amount (luminous flux) in the disconnected state from being significantly reduced as compared with the light amount in the normal state.
  • the third current amount may be (m + n) / m times or less the first current amount and may be smaller than the rated current of the first part.
  • FIG. 25 is a circuit diagram of the vehicle lamp 100 according to the first embodiment.
  • the DC voltage (input voltage) VIN from the battery 2 is supplied to the vehicle lamp 100 via the switch 4.
  • the vehicle lamp 100 includes a semiconductor light source 110 and a lighting circuit 200 thereof.
  • a preferred embodiment of the vehicle lamp 100 is an LED socket in which the semiconductor light source 110 and the lighting circuit 200 are housed in one package, and has a shape that can be attached to and detached from a lamp body (not shown). Since LED sockets are consumables as well as long-lived, cost reduction is strongly required.
  • the semiconductor light source 110 is a light emitting element string including (m + n) light emitting elements 112 connected in series.
  • the semiconductor light source 110 is divided into a first portion 114 composed of m light emitting elements 112_1 on the high potential side and a second portion 116 composed of n light emitting elements 112_2 and 112_3 on the low potential side.
  • the lighting circuit 200 may be an IC (Integrated Circuit) integrated on one semiconductor substrate, or may be configured by combining a plurality of discrete elements.
  • the lighting circuit 200 has an input terminal IN, a ground terminal GND, and three output terminals OUT1 to OUT3.
  • the power supply voltage (input voltage V IN ) from the battery is supplied to the input terminal IN, and the ground terminal GND is grounded.
  • the anode of the first portion 114 of the semiconductor light source 110 is connected to the output terminal OUT1, and the cathode of the first portion 114 is connected to the output terminal OUT2.
  • the anode of the second portion 116 of the semiconductor light source 110 is connected to the output terminal OUT2, and the cathode of the second portion 116 is connected to the output terminal OUT3.
  • the output terminal OUT3 is connected to the ground terminal GND.
  • the lighting circuit 200 includes a first constant current circuit 210_1, a second constant current circuit 210_2, a control circuit 220, and a bypass switch 230.
  • the output of the first constant current circuit 210_1 is connected to the anode of the first portion 114 via the output terminal OUT1, and the input thereof is connected to the input terminal IN via the diode D1 for preventing reverse connection. That is, the first constant current circuit 210_1 is provided in series with a plurality of light emitting elements 112_1 to 112_3 between the input terminal IN and the ground terminal GND.
  • the first constant current circuit 210_1 has an enable terminal EN, and is configured to be switchable between enable and disable according to the first enable signal EN1 input to the enable terminal EN. In the enable state, the first output current Generate I OUT1.
  • the output of the second constant current circuit 210_2 is connected to the anode of the second portion 116 via the output terminal OUT2, and its input is connected to the input terminal IN via the diode D1. That is, the second constant current circuit 210_2 is provided between the input terminal IN and the ground terminal GND in series with the second portion 116 of the semiconductor light source 110.
  • the second constant current circuit 210_2 has an enable terminal EN, and is configured to be switchable between enable and disable according to the second enable signal EN2 input to the enable terminal EN. In the enable state, the second output current I OUT2 To generate.
  • the first output current I OUT1 can be switched by the first current amount I REF1 or the third current amount I REF3 which is larger than the first current amount I REF1.
  • the amount of current of the first output current I OUT1 is controlled according to the first current control signal CNT_CUR1.
  • the third current amount I REF3 is preferably close to (m + n) / m times the first current amount I REF1 within a range not exceeding the rated current of the first portion 114.
  • the second output current I OUT2 can be switched by the first current amount I REF1 or the second current amount I REF2 which is larger than the first current amount I REF1.
  • the amount of current of the second output current I OUT2 is controlled according to the second current control signal CNT_CUR2.
  • the second current amount I REF2 is close to (m + n) / n times the first current amount I REF1 within a range not exceeding the rated current of the second portion 116.
  • the bypass switch 230 is connected in parallel with the second portion 116, and can be switched on and off according to the control signal CNT_SW generated by the control circuit 220.
  • the control circuit 220 is configured to be able to detect disconnection of each of the first portion 114 and the second portion 116.
  • An input voltage V IN is supplied to the control circuit 220, and the first constant current circuit 210_1 and the second constant are based on the results of detection of the input voltage V IN and the disconnection of the first portion 114 and the second portion 116. It controls the enable / disable of each of the current circuits 210_2, the current amounts of the first output current I OUT1 and the second output current I OUT2 , and the on / off of the bypass switch 230.
  • a state in which an input voltage VIN having a voltage level sufficient to drive (m + n) light emitting elements 112 of the semiconductor light source 110 is supplied is called a normal voltage state, and a state in which the input voltage VIN is not supplied is called a low voltage state. Further, a state in which no disconnection occurs in either the first portion 114 or the second portion 116 is referred to as a non-disconnection state. For example , a state in which V IN ⁇ (m + n) ⁇ Vf is satisfied is a normal voltage state.
  • the bypass switch 230 is off in the non-disconnected state.
  • the first constant current circuit 210_1 is disabled and the second constant current circuit 210_2 is enabled in the low voltage state and the non-disconnection state.
  • the second output current I OUT2 becomes the first current amount I REF1 .
  • the light emitting elements 112_2 and 112_3 are driven by the output current I OUT2 of the first current amount I REF1 , and the two chips are lit.
  • FIG. 26 is a diagram showing a state of the vehicle lamp 100 of FIG. 25.
  • the vehicle lamp 100 can take four states ⁇ 1 to ⁇ 4.
  • the control circuit 220 selects one of the four states ⁇ 1 to ⁇ 4 according to the input voltage VIN and the presence or absence of disconnection, and changes the state of the lighting circuit 200.
  • FIG. 27 is an equivalent circuit diagram showing the first state ⁇ 1.
  • the three light emitting elements 112_1 to 112_3 are lit by the first output current I OUT1 of the first target amount I REF1.
  • FIG. 28 is an equivalent circuit diagram showing the second state ⁇ 2.
  • the two light emitting elements 112_2 and 112_3 are lit by the second output current I OUT2 of the first target amount I REF1.
  • FIG. 29 is an equivalent circuit diagram showing the third state ⁇ 3.
  • the two light emitting elements 112_2 and 112_3 are lit by the second output current I OUT2 of the second target amount I REF2.
  • FIG. 30 is an equivalent circuit diagram showing the fourth state ⁇ 4.
  • one light emitting element 112_1 is lit by the first output current I OUT1 of the third target amount I REF3.
  • the lighting state can be maintained when one of the first portion 114 and the second portion 116 is disconnected.
  • the luminous flux of is expressed as 1.5U
  • the luminous flux when the driving current of the third target amount I REF3 is flowing is expressed as 3U.
  • the constraints of the rated current of the light emitting device 112 may be I REF2 ⁇ 1.5 ⁇ I REF1, I REF3 ⁇ 3 ⁇ I REF1, by as large as possible I REF2 and I REF3 possible, the amount of light The decrease can be suppressed.
  • FIG. 31 is a circuit diagram of the constant current circuit 210 according to the first configuration example.
  • the constant current circuit 210 includes a V / I conversion circuit 212, a current amplifier circuit 214, and a variable voltage source 216.
  • the variable voltage source 216 generates a reference voltage V REF that is converted into two values according to the current control signal CNT_CUR #.
  • the V / I conversion circuit 212 converts the reference voltage V REF into the reference current I REF .
  • the current amplifier circuit 214 amplifies the reference current I REF and outputs the output current I OUT # .
  • the current amplifier circuit 214 includes resistors R1 and R3, a transistor Q1, and an error amplifier EA1.
  • Transistors Q3 and Q4 and resistors R4 are provided to switch between enable and disable.
  • the transistor Q3 is a P-channel MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), and is provided between the current amplifier circuit 214 and the input terminal.
  • MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
  • FIG. 32 is a circuit diagram of the constant current circuit 210 according to the second configuration example.
  • the current amplifier circuit 214 of FIG. 32 has transistors Q6 and resistors R8 and R9 added to the current amplifier circuit 214 of FIG. 31, and can be switched on and off.
  • the enable signal ⁇ EN # is negative logic ( ⁇ represents negative logic and is indicated by a bar in the figure).
  • the enable signal ⁇ EN # is low, the transistor Q5 is turned off. As a result, the voltage between the base and emitter of the transistor Q6 becomes zero, the transistor Q6 is turned off, and the current amplifier circuit 214 is turned on.
  • the transistor Q5 When the enable signal ⁇ EN # is high, the transistor Q5 is turned on. As a result, the transistor Q6 is turned on, the gate-source voltage of the transistor Q1 of the current amplification circuit 214 becomes lower than the threshold voltage, and the transistor Q1, that is, the current amplification circuit 214 is turned off.
  • FIG. 33 is a circuit diagram showing a specific configuration example of the lighting circuit 200.
  • the constant current circuits 210_1 and 210_2 include a variable current source 211 and an input switch 213.
  • the variable current source 211 corresponds to the V / I conversion circuit 212, the current amplification circuit 214, and the variable voltage source 216 of FIG.
  • the input switch 213 corresponds to the transistor Q3 of FIG.
  • the input voltage monitoring circuit 222 monitors the input voltage V IN and compares it with a predetermined threshold V TH.
  • the input voltage monitoring circuit 222 is arranged so that the first constant current circuit 210_1 is in the enabled state and the second constant current circuit 210_1 is in the disabled state when V IN > V TH , and conversely when V IN ⁇ V TH .
  • the first enable signal EN1 and the second enable signal EN2 are generated so that the first constant current circuit 210_1 is in the disabled state and the second constant current circuit 210_1 is in the enabled state.
  • the input voltage monitoring circuit 222 includes a Zener diode ZD21 and resistors R21 to R23.
  • Input voltage V IN exceeds the threshold V TH based on the Zener voltage, it becomes conductive zener diode ZD21, the base of the transistor Q21 goes high, transistor Q21 conducts.
  • the gate of the input switch 213, that is, the first enable signal ⁇ EN1 becomes low, the input switch 213 of the first constant current circuit 210_1 is turned on, and the first constant current circuit 210_1 is enabled.
  • the second enable signal ⁇ EN2 is high, the input switch 213 of the second constant current circuit 210_2 is turned off, and the second constant current circuit 210_2 is disabled.
  • the input voltage monitoring circuit 222 may be configured by a voltage comparator, and in this case, the voltage comparator may be a hysteresis comparator. As a result, flicker can be prevented when the input voltage V IN fluctuates in the vicinity of the threshold value V TH.
  • the resistor Rs1 and the comparator COMP1 are provided for detecting disconnection of the semiconductor light source 110.
  • the output of the comparator COMP1 is high when the normal first output current I OUT1 flows, and low when the normal first output current I OUT1 does not flow.
  • the resistor Rs2 and the comparator COMP2 are provided for detecting the disconnection of the second portion 116.
  • the output of the comparator COMP2 is high when the normal second output current I OUT2 flows, and low when the normal second output current I OUT2 does not flow.
  • the outputs of the two comparators COMP1 and COMP2 are input to the logic gate NAND1.
  • the output A of the logic gate NAND1 becomes low when the currents I OUT1 and I OUT2 do not flow.
  • the timer circuit 224 from the output A of the logic gate NAND1 becomes low, since the semiconductor light source 110 is disconnected after a predetermined time tau 1, and the output B high, sets the subsequent flip-flop FF1.
  • a power-on reset signal POR is input to the reset terminal of the flip-flop FF1, and the power-on reset signal POR is reset when the lighting circuit 200 is started.
  • the output C of the flip-flop FF1 is supplied to the second constant current circuit 210_2 as the second current control signal CNT_CUR2.
  • the output C of the flip-flop FF1 is supplied to the tri-state buffer 228.
  • the output G of the tristate buffer 228 has a high impedance when the signal C is low, and takes a level corresponding to the input F when the signal C is high.
  • the inverted output ⁇ C of the flip-flop FF1 and the output A of the logic gate NAND1 are input to the logic gate NAND2.
  • the output D of the logic gate NAND2 is low, and start time measurement by the timer circuit 226, the output E goes high after a predetermined time tau 2, the subsequent flip-flop FF2 is set, the output F of the flip-flop FF2 Become high.
  • the output F of the flip-flop FF2 is input to the gate of the bypass switch 230 as a control signal CNT_SW.
  • the output F of the flip-flop FF2 is supplied to the second constant current circuit 210_2 as a second current control signal CNT_CUR2. When the output F becomes high, the current of the second constant current circuit 210_2 increases.
  • FIG. 34 is a first operation waveform diagram of the vehicle lamp 100 of FIG. 33.
  • an input voltage V IN higher than the threshold voltage V TH is supplied.
  • the first enable signal EN1 becomes low, and the first output current I OUT1 of the first constant current circuit 210_1 is supplied to the semiconductor light source 110.
  • the power-on reset POR is asserted, and the output F of the flip-flop FF2 becomes low. Therefore, the first current control signal CNT_CUR1 becomes low, and the target value of the first output current I OUT1 becomes the first current amount I REF1. Further, since the control signal CNT_SW is low, the bypass switch 230 is off.
  • the output C of the flip-flop FF1 becomes low. Therefore, the second current control signal CNT_CUR2 is low, and the target value of the second output current I OUT2 is the first current amount I REF1 .
  • the output G of the tristate buffer 228 has high impedance.
  • FIG. 35 is a second operation waveform diagram of the vehicle lamp 100 of FIG. 33.
  • an input voltage V IN higher than the threshold voltage V TH is supplied. Breaking the second portion 116 to have occurred at time t 1.
  • the second constant current circuit 210_2 when a disconnection occurs, the second constant current circuit 210_2 is once enabled to boost the second, regardless of the magnitude relationship between the input voltage VIN and the threshold value VTH.
  • the output current I OUT2 can drive the second portion 116.
  • the bypass switch 230 is turned on and the first constant current circuit 210_1 is enabled, so that the first part 114 can be driven by the boosted first output current I OUT1. ..
  • FIG. 36 is a block diagram of the vehicle lamp 100A according to the second embodiment.
  • the target amount of the output current I OUT2 of the second constant current circuit 210_2 is fixed to the second target amount I REF2. Therefore, the second current control signal CNT_CUR2 for the second constant current circuit 210_2 is omitted.
  • FIG. 37 is a diagram showing a state of the vehicle lamp 100A of FIG. 36.
  • the amount of current of the second constant current circuit 210_2 in the low voltage state (second state ⁇ 2) at the time of non-disconnection is different from that of the second state ⁇ 2 of the first embodiment, and the others are the same.
  • I REF2 ⁇ 1.5 ⁇ I REF1 can be obtained, but by making I REF2 as large as possible, the decrease in the amount of light can be suppressed.
  • FIG. 38 is a circuit diagram of a vehicle lamp 100I including the lighting circuit 200I according to the modified example 3.1.
  • FIG. 39 is a circuit diagram of a vehicle lamp 100K including a lighting circuit 200K according to the modified example 3.2.
  • the first constant current circuit 210_1 and the second constant current circuit 210_2 are configured as a current sink type.
  • the light emitting element 112 has been described as an LED in the embodiment 3.1 or 3.2, an LD (laser diode), an organic EL element, or the like may be adopted.
  • Bipolar transistors and MOSFETs Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors
  • the base, collector, and emitter may be read as gate, drain, and source.
  • the NPN type (N channel) may be replaced with the PNP type (P channel).
  • the light source module receives an LED string including n (n ⁇ 2) LEDs (light emitting diodes) of the same color connected in series and an input voltage, and is stabilized by the LED string to a target current.
  • An LED driver circuit that supplies the drive current and a bypass circuit that is provided in parallel with the bypassed portion including the adjacent m (m ⁇ n) LEDs of the LED string and sinks the bypass current according to the input voltage. , Equipped with.
  • the luminous flux of the (nm) LEDs arranged in the portion other than the bypassed portion is larger than the luminous flux of the m LEDs arranged in the bypassed portion.
  • the luminous flux of the (nm) LEDs may be 1.3 times or more the luminous flux of the m LEDs. More preferably, the luminous flux of the (nm) LEDs may be 1.5 times or more the luminous flux of the m LEDs.
  • the bypass circuit may include a current source that produces a bias current in which the amount of current increases as the input voltage drops.
  • the slope of the bypass current with respect to the input voltage may be set so that the slope of the LED string with respect to the change in the input voltage of the luminous flux is 5% / 0.1 V or less. This makes it difficult for humans to perceive fluctuations in the amount of emitted light due to short-term fluctuations in the input voltage.
  • the bypass circuit may include a bypass switch that turns on when the input voltage drops below a predetermined threshold.
  • FIG. 41 is a block diagram of the vehicle lamp 500A according to the fourth embodiment.
  • the DC voltage (input voltage) VIN from the battery 2 is supplied to the vehicle lamp 500A via the switch 4.
  • the vehicle lamp 500A includes an LED string 502 and a lighting circuit 600.
  • the plurality of LEDs 504_1 to 504_3 can be LED chips.
  • a preferred embodiment of the vehicle lamp 500A is a light source module in which the LED string 502 and the lighting circuit 600 are housed in one package.
  • the vehicle lamp 500A is an LED socket having a shape that can be attached to and detached from a lamp body (not shown), similar to a conventional automobile light bulb. Since LED sockets are consumables as well as long-lived, cost reduction is strongly required.
  • the plurality of LEDs are white and may be a clearance lamp or a DRL (Daytime Running Lamp). Alternatively, the plurality of LEDs may be blue.
  • the lighting circuit 600 includes a diode 602 for reverse connection protection, an LED driver circuit 610, a bypass circuit 620, and a disconnection detection circuit 630.
  • the LED driver circuit 610 receives an input voltage VIN via a diode 602 for reverse connection protection, and supplies the LED string 502 with a drive current I LED stabilized to a target amount I REF .
  • the LED driver circuit 610 is either (i) a constant current linear regulator, (ii) a constant current output step-down switching converter, (iii) a combination of a constant voltage output step-down switching converter and a constant current circuit, or (iv) a resistor. Can be configured with.
  • the LED 504_3 is also referred to as a bypassed portion 503.
  • the bypass circuit 620 can switch between the enable state and the disable state, and in the enable state, the bypass current I BYPASS corresponding to the input voltage VIN is synced from the LED string 502.
  • the bypass current I BYPASS flows, the current flowing through the bypassed portion 503 becomes I LED- I BYPASS.
  • the disconnection detection circuit 630 is configured to be able to detect the disconnection of the bypassed portion 503.
  • the disconnection detection circuit 620 disables the bypass circuit 620.
  • the bypass current I BYPASS becomes 0, and the current cannot be synced.
  • Vf is the forward voltage of the LED 504.
  • the disconnection detection circuit 630 may include a voltage comparator that compares the voltage of node A with the threshold voltage V OPEN.
  • the luminous flux of the LED shall mean the luminous flux when driven by the same drive current I LED.
  • LED chip vendors may rank and sell LED chips based on luminous flux.
  • a chip having a large luminous flux may be used for LEDs 504_1 and 504_2, and a chip having a small luminous flux may be used for LED 504_3.
  • a large number of LED chips purchased by the manufacturer of the vehicle lamp 500A based on the luminous flux may be ranked instead of the LED chip vendor.
  • LED chips having different product numbers with different luminous fluxes are provided by the same vendor, chips having a product number having a large luminous flux may be used for LEDs 504_1 and 504_2, and chips having a product number having a small luminous flux may be used for the LED 504_3.
  • the chip of the same part number provided by the first vendor may be adopted for LED504_1,504_2, and the chip provided by the second vendor may be adopted for LED504_3.
  • the rate of decrease in the total luminous flux in the low voltage state with respect to the normal voltage state is , (Nm) x ⁇ / ⁇ (nm) x ⁇ + m ⁇ times.
  • ⁇ > 1 the relationship of (nm) ⁇ ⁇ / ⁇ (nm) ⁇ ⁇ + m ⁇ > (nm) / n holds.
  • FIG. 42 is a diagram illustrating the operation of the vehicle lamp 500A of FIG. 41.
  • the horizontal axis shows the input voltage V IN .
  • the upper row shows the bypass current I BYPASS .
  • the lower row represents the total luminous flux (relative value) of the LED string 502.
  • the bypass current I BYPASS is 0 when the input voltage V IN is higher than the first threshold V TH1 and equal to the I LED when the input voltage V IN is lower than the second threshold V TH 2. In the range of V TH2 ⁇ V IN ⁇ V TH1 , the bypass current I BYPASS increases from 0 to I LED as the input voltage V IN decreases.
  • the second threshold value V TH2 is defined based on (nm) ⁇ Vf + Vf (D). Vf (D) is the forward voltage of the diode for reverse connection protection.
  • Note inclination relative to the input voltage V IN of the bypass current I BYPASS may if determined so that the inclination becomes 5% / 0.1 V or less with respect to the change of the input voltage V IN of the light emission amount of the LED string 502 (total luminous flux). This makes it difficult for humans to perceive fluctuations in the amount of emitted light due to short-term fluctuations in the input voltage VIN.
  • FIG. 42 shows the operation of a conventional vehicle lamp with a dashed line.
  • the luminous fluxes of the three LEDs when the drive current I LED is flowing are equal to 1.
  • the total luminous flux in the normal voltage state (V IN > V TH1 ) is 3
  • the total luminous flux in the low voltage state (V IN ⁇ V TH2 ) is 2
  • the luminous flux of the LED 504_3 when the drive current I LED is flowing is 1, and the luminous flux of the LEDs 504_1, 504_2 is ⁇ (> 1).
  • the total luminous flux in the normal voltage state (V IN > V TH1 ) is 2 ⁇ + 1
  • the total luminous flux in the low voltage state (V IN ⁇ V TH2 ) is 2 ⁇
  • in the low voltage state 2 ⁇ / (2 ⁇ + 1) in the normal voltage state.
  • the battery voltage is unstable, when the input voltage V IN changes in the range of V TH2 ⁇ V IN ⁇ V TH 1 , the total luminous flux changes and flicker occurs.
  • the ratio (slope) of the change in the luminous flux to the change in the input voltage in this range can be reduced as compared with the conventional technique, the fluctuation range of the luminous flux with respect to the fluctuation of the same amplitude of the input voltage VIN can be reduced.
  • FIG. 43 is a circuit diagram of the vehicle lamp 500B according to the second embodiment.
  • the number m of LEDs included in the bypassed portion is 1.
  • the bypass circuit 620 can switch between the enable state and the disable state, and in the enable state, the bypass current I BYPASS corresponding to the input voltage VIN is synced from the LED string 502.
  • the bypass current I BYPASS flows, the current flowing through the bypassed portion 503 becomes I LED- I BYPASS.
  • FIG. 44 is a diagram illustrating the operation of the vehicle lamp 500B of FIG. 43.
  • the input voltage dependence of the bypass current I BYPASS is similar to that shown in FIG.
  • FIG. 44 shows the operation of a conventional vehicle lamp with a dashed line.
  • the luminous fluxes of the four LEDs when the drive current I LED is flowing are equal to 1.
  • the total luminous flux in the normal voltage state (V IN > V TH1 ) is 4
  • the total luminous flux in the low voltage state (V IN ⁇ V TH2 ) is 3
  • the luminous flux of the LED 504_4 when the drive current I LED is flowing is 1, and the luminous flux of the LEDs 504_1 to 504_3 is ⁇ (> 1).
  • the total luminous flux in the normal voltage state (V IN > V TH1 ) is 3 ⁇ + 1
  • the total luminous flux in the low voltage state (V IN ⁇ V TH2 ) is 3 ⁇
  • the battery voltage is unstable, when the input voltage V IN changes in the range of V TH2 ⁇ V IN ⁇ V TH 1 , the total luminous flux changes and flicker occurs.
  • the ratio (slope) of the change in the luminous flux to the change in the input voltage in this range can be reduced as compared with the conventional technique, the fluctuation range of the luminous flux with respect to the fluctuation of the same amplitude of the input voltage VIN can be reduced.
  • FIG. 45 is a circuit diagram of the vehicle lamp 500C according to the fourth embodiment.
  • the number m of LEDs included in the bypassed portion 503 is 2.
  • the bypass circuit 620 can switch between the enable state and the disable state, and in the enable state, the bypass current I BYPASS corresponding to the input voltage VIN is synced from the LED string 502.
  • the bypass current I BYPASS flows, the current flowing through the bypassed portion 503 becomes I LED- I BYPASS.
  • FIG. 46 is a diagram illustrating the operation of the vehicle lamp 500C of FIG. 45.
  • FIG. 46 shows the operation of a conventional vehicle lamp with a dashed line.
  • the luminous fluxes of the four LEDs when the drive current I LED is flowing are equal to 1.
  • the total luminous flux in the normal voltage state (V IN > V TH1 ) is 4
  • the total luminous flux in the low voltage state (V IN ⁇ V TH2 ) is 2
  • the luminous flux of the LEDs 504_3 and LED504_4 when the drive current I LED is flowing is 1, and the luminous flux of the LEDs 504_1 and 504_2 is ⁇ (> 1).
  • the total luminous flux in the normal voltage state (V IN > V TH1 ) is 2 ⁇ + 2
  • the total luminous flux in the low voltage state (V IN ⁇ V TH2 ) is 2 ⁇ , and in the low voltage state 2 ⁇ / (2 ⁇ + 2) in the normal voltage state. Double.
  • the battery voltage is unstable, when the input voltage V IN changes in the range of V TH2 ⁇ V IN ⁇ V TH 1 , the total luminous flux changes and flicker occurs.
  • the ratio (slope) of the change in the luminous flux to the change in the input voltage in this range can be reduced as compared with the conventional technique, the fluctuation range of the luminous flux with respect to the fluctuation of the same amplitude of the input voltage VIN can be reduced.
  • the vehicle lighting fixture 500C of FIG. 45 has a further advantage as compared with the vehicle lighting fixture 500B of FIG. 43.
  • the stop lamp needs to be turned on only when the vehicle is stopped, in other words, during the period when the idling stop occurs. Since the alternator is stopped during idling stop, when the load on the battery increases, the battery voltage, that is, the input voltage VIN of the vehicle lamp 500 drops significantly. For example, if the air conditioner is activated or the steering is operated to restart the engine during idling stop, the load current of the battery increases.
  • the vehicle lamp 500C of FIG. 45 even if the input voltage V BAT drops to 6.2 V, the two LEDs 504_3 and 504_4 are bypassed, so that the LED string 502 is prevented from being turned off. can. Therefore, when the vehicle lighting device 500C is used as the rear indicator light, it is possible to prevent the LED string 502 from being unintentionally turned off and sending an erroneous message to the following vehicle while the vehicle is stopped.
  • the bypass circuit 620 of FIG. 48A includes a voltage comparator 622 and a transistor (switch) 624.
  • the voltage comparator 622 compares the input voltage V IN with the threshold voltage V TH, and turns on the transistor 624 when V IN ⁇ V TH. As the input voltage VIN decreases, the gate voltage of the transistor 624 may gradually decrease. The current flowing through the transistor 624 becomes the bypass current I BYPASS .
  • An amplifier may be used instead of the voltage comparator 622.
  • a pulse width modulator that generates a PWM (Pulse Width Modulation) signal having a duty cycle corresponding to the input voltage VIN may be provided to drive the gate of the transistor 624 based on the PWM signal. good.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the bypass circuit 620 of FIG. 48 (b) includes a variable current source 626.
  • the variable current source 626 generates a bypass current I BYPASS with an amount of current corresponding to the input voltage VIN.
  • FIG. 400A is a perspective view of the appearance of the LED socket 700.
  • 400 (b) shows a front view of the LED socket 700
  • FIG. 400 (c) shows a plan view of the LED socket 700
  • FIG. 400 (c) shows a bottom view of the LED socket 700.
  • the housing 702 has a shape that can be attached to and detached from a lamp body (not shown).
  • a plurality of LEDs 504 are mounted in the central portion, and they are covered with a transparent sealing resin 704.
  • the components of the lighting circuit 600 are mounted on the board 710.
  • the plurality of LEDs 504 are red LED chips and are used as stop lamps.
  • a light emitting element for the tail lamp is mounted adjacent to the plurality of LEDs 504, and a lighting circuit for the tail lamp is mounted on the substrate 710.
  • Three pins 721, 722, and 723 are exposed on the bottom surface side of the housing 702.
  • An input voltage VIN is supplied to the pin 723 via a switch, and a ground voltage is supplied to the pin 721.
  • the pin 722 is supplied with an input voltage that becomes high when the tail lamp is lit. Pins 721 to 723 penetrate the inside of the housing 702, and one end thereof is connected to the wiring pattern of the substrate 710.
  • n of all LEDs and the number of LEDs in the bypassed portion are not limited to the values described in the embodiment.
  • Embodiments 4.1 to 4.3 the configuration in which one bypass circuit is provided has been described, but two or more bypass circuits may be provided.
  • a second bypass circuit is added in parallel with the LED 504_2, and when the input voltage VIN further drops after the first bypass circuit 620 is activated, the second bypass circuit is activated. May be.
  • FIG. 49A is a perspective view of the appearance of the LED socket 700.
  • 49 (b) shows a front view of the LED socket 700,
  • FIG. 49 (c) shows a plan view of the LED socket 700, and
  • FIG. 49 (c) shows a bottom view of the LED socket 700.
  • the housing 702 has a shape that can be attached to and detached from a lamp body (not shown).
  • a plurality of LEDs 504 are mounted in the central portion, and they are covered with a transparent sealing resin 704.
  • the components of the lighting circuit 600 are mounted on the board 710.
  • the plurality of LEDs 504 are red LED chips and are used as stop lamps.
  • a plurality of pins 721, 722, and 723 are exposed on the bottom surface side of the housing 702.
  • One of the plurality of pins corresponds to the ground terminal GND in FIG.
  • Yet another (eg, 723) is that the battery voltage is supplied via the switch when the stop lamp is lit.
  • the LED socket 700 also serves as a tail lamp, the battery voltage is supplied to the other pin (722) via a switch when the tail lamp is lit.
  • the present invention relates to a lamp used in an automobile or the like.

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Abstract

第1定電流回路(210)は、入力端子(IN)と接地端子(GND)の間に、複数の発光素子(112)と直列に設けられ、第1イネーブル信号(EN1)に応じてオン、オフ状態が切り替え可能である。第2定電流回路(210)は、入力端子(IN)と接地端子(GND)の間に、複数の発光素子(112)の一部と直列に設けられ、第2イネーブル信号(EN2)に応じてオン、オフ状態が切り替え可能である。制御回路(220)は、入力電圧(VIN)が第1しきい値(VTH1)より低く、第2しきい値(VTH2)より高い第3電圧範囲において、入力電圧(VIN)が低いほど、第1イネーブル信号(EN1)のデューティサイクルを低下させ、第2イネーブル信号(EN2)のデューティサイクルを増加させる。

Description

車両用灯具および点灯回路
 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。
 LEDソケットは、直列に接続された複数のLEDを備える。特許文献1には、2系統の電流制御ブロックを利用して、直列に接続される3個のLEDを駆動する技術が開示される。具体的には、第1電流制御ブロックは、3個のLEDすべてに駆動電流を供給するように接続され、第2電流制御ブロックは、3個のLEDのうち、低電位側の2個に駆動電流を供給するように接続される。LEDソケットに供給される電源電圧(入力電圧)が十分に高い状態では、第1電流制御ブロックを有効とし、すべてのLEDを点灯させる。LEDの個数をn=3、LEDの順電圧をVfとするとき、入力電圧VINがn×Vfを下回ると、すべてのLEDの点灯を維持できなくなる。そこで入力電圧VINがあるしきい値を下回ると、第1電流制御ブロックを無効、第2電流制御ブロックを有効とする。これにより、複数のLEDのうち、低電位側の2個の点灯を維持する。
特開2016-197711号公報
 特許文献1に記載の回路では、有効な電流制御ブロックの切り替えの前後で、急激に光量が変化し、ちらつきの原因となる。
 本開示のいくつかの態様はかかる課題に鑑みてなされたものである。
 本開示のある態様の例示的な目的のひとつは、入力電圧の変動にともなう急激な光量変化を抑制した点灯回路の提供にある。
 本開示のある態様の例示的な目的のひとつは、光源の断線時に、光源の点灯状態を維持可能な点灯回路の提供にある。
 本開示の別の態様の例示的な目的のひとつは、低電圧状態における光量低下を抑制可能な光源モジュールの提供にある。
1. 本開示のある態様は、直列に接続される、m個(m≧1)の発光素子からなる第1部分と、n個(n≧1)の発光素子からなる第2部分と、を含む半導体光源を駆動する点灯回路に関する。点灯回路は、入力端子と接地端子の間に、第1部分および第2部分と直列に設けられ、第1イネーブル信号に応じてオン、オフ状態が切り替え可能な第1定電流回路と、入力端子と接地端子の間に、第2部分と直列に設けられ、第2イネーブル信号に応じてオン、オフ状態が切り替え可能な第2定電流回路と、(i)入力端子の入力電圧が第1しきい値より高い第1電圧範囲において、第1イネーブル信号のデューティサイクルを100%、第2イネーブル信号のデューティサイクルを0%とし、(ii)入力電圧が第2しきい値より低い第2電圧範囲において、第1イネーブル信号のデューティサイクルを0%、第2イネーブル信号のデューティサイクルを100%とし、(iii)入力電圧が第1しきい値より低く、第2しきい値より高い第3電圧範囲において、入力電圧が低いほど、第1イネーブル信号のデューティサイクルを低下させ、第2イネーブル信号のデューティサイクルを増加させる制御回路と、を備える。
2. 本開示のある態様は、直列に接続される、m個(m≧1)の発光素子からなる第1部分と、n個(n≧1)の発光素子からなる第2部分と、を含む半導体光源を駆動する点灯回路に関する。点灯回路は、入力端子と接地端子の間に、第1部分および第2部分と直列に設けられ、第1アナログ調光信号に応じた電流量の第1出力電流を生成する第1定電流回路と、入力端子と接地端子の間に、第2部分と直列に設けられ、第2アナログ調光信号に応じた電流量の第2出力電流を生成する第2定電流回路と、入力端子の入力電圧にもとづいて第1アナログ調光信号および第2アナログ調光信号を生成する制御回路と、を備える。制御回路は、(i)入力端子の入力電圧が第1しきい値より高い第1電圧範囲において、第1出力電流が所定の第1目標量となり、第2出力電流がゼロとなるように、(ii)入力電圧が第2しきい値より低い第2電圧範囲において、第2出力電流が所定の第2目標量となり、第1出力電流がゼロとなるように、(iii)入力電圧が第1しきい値より低く、第2しきい値より高い第3電圧範囲において、入力電圧の低下に応じて、第1出力電流が第1目標量からゼロに向かって減少し、第2出力電流がゼロから第2目標量に向かって増加するように、第1アナログ調光信号および第2アナログ調光信号を生成する。
3. 本開示のある態様は、半導体光源を駆動する点灯回路に関する。半導体光源は、直列に接続される、m個(m≧1)の発光素子からなる第1部分と、n個(n≧1)の発光素子からなる第2部分と、を含む。点灯回路は、入力端子と接地端子の間に、第1部分および第2部分と直列に設けられ、イネーブル状態において第1電流量の第1出力電流を生成する第1定電流回路と、入力端子と接地端子の間に第2部分と直列に設けられ、イネーブル状態において、第2出力電流を生成する第2定電流回路と、第1定電流回路および第2定電流回路それぞれのイネーブル、ディセーブルを制御する制御回路と、を備える。制御回路は、第1部分の断線状態において、第2定電流回路をイネーブル、第1定電流回路をディセーブルとし、第2出力電流を第1電流量より多い第2電流量とする。
4. 本開示のある態様に係る光源モジュールは、直列に接続される同色のn個(n≧2)のLED(発光ダイオード)を含むLEDストリングと、入力電圧を受け、LEDストリングに目標電流に安定化された駆動電流を供給するLEDドライバ回路と、LEDストリングのうちの隣接するm個(m≦n)のLEDを含む被バイパス部分と並列に設けられ、入力電圧に応じたバイパス電流をシンクするバイパス回路と、を備える。被バイパス部分以外の部分に配置される(n-m)個のLEDの光束は、被バイパス部分に配置されるm個のLEDの光束よりも大きい。
 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、入力電圧の変動にともなう急激な光量変化を抑制できる。またある態様によれば、低電圧状態における光量低下を抑制可能できる。
実施形態1に係る車両用灯具の回路図である。 図1の車両用灯具の入力電圧依存性を示す図である。 図1の車両用灯具の動作を示す図である。 実施例1.1に係る点灯回路を備える車両用灯具の回路図である。 実施例1.2に係る点灯回路を備える車両用灯具の回路図である。 変形例1.1に係る車両用灯具の動作を説明する図である。 図7(a)~(c)は、徐変する出力電流IOUT#の波形図である。 変形例1.2に係る点灯回路を備える車両用灯具の回路図である。 変形例1.3に係る点灯回路を備える車両用灯具の回路図である。 変形例1.4に係る点灯回路を備える車両用灯具の回路図である。 変形例1.5に係る定電流回路の回路図である。 実施形態2に係る車両用灯具の回路図である。 図12の車両用灯具の入力電圧依存性を示す図である。 図12の車両用灯具の動作を示す図である。 実施例2.1に係る点灯回路を備える車両用灯具の回路図である。 図15の制御回路の構成例を示す回路図である。 変形例2.1に係る車両用灯具の動作を説明する図である。 変形例2.2に係る点灯回路の動作を説明する図である。 変形例2.2に係る点灯回路の回路図である。 図19の制御回路の回路図である。 変形例2.3に係る点灯回路を備える車両用灯具の回路図である。 変形例2.4に係るを備える車両用灯具の回路図である。 変形例2.5に係る点灯回路を備える車両用灯具の回路図である。 図23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3.1に係る車両用灯具の回路図である。 図25の車両用灯具の状態を示す図である。 第1状態を示す等価回路図である。 第2状態を示す等価回路図である。 第3状態を示す等価回路図である。 第4状態を示す等価回路図である。 第1の構成例に係る定電流回路の回路図である。 第2の構成例に係る定電流回路の回路図である。 点灯回路の具体的な構成例を示す回路図である。 図33の車両用灯具の第1の動作波形図である。 図33の車両用灯具の第2の動作波形図である。 実施形態3.2に係る車両用灯具のブロック図である。 図36の車両用灯具の状態を示す図である。 変形例3.1に係る点灯回路を備える車両用灯具の回路図である。 変形例3.2に係る点灯回路を備える車両用灯具の回路図である。 従来の車両用灯具のブロック図である。 実施形態4.1に係る車両用灯具のブロック図である。 図41の車両用灯具の動作を説明する図である。 実施形態4.2に係る車両用灯具の回路図である。 図43の車両用灯具の動作を説明する図である。 実施形態4.3に係る車両用灯具の回路図である。 図45の車両用灯具の動作を説明する図である。 n=4、m=2の車両用灯具と、n=4、m=1の車両用灯具の動作を対比して説明する図である。 図48(a)、(b)は、バイパス回路の構成例を示す回路図である。 図49(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1)
(実施形態1の概要)
 実施形態1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。
1. 一実施形態に係る点灯回路は、直列に接続される、m個(m≧1)の発光素子からなる第1部分と、n個(n≧1)の発光素子からなる第2部分と、を含む半導体光源を駆動する。点灯回路は、入力端子と接地端子の間に、第1部分および第2部分と直列に設けられ、第1イネーブル信号に応じてオン、オフ状態が切り替え可能な第1定電流回路と、入力端子と接地端子の間に、第2部分と直列に設けられ、第2イネーブル信号に応じてオン、オフ状態が切り替え可能な第2定電流回路と、(i)入力端子の入力電圧が第1しきい値より高い第1電圧範囲において、第1イネーブル信号のデューティサイクルを100%、第2イネーブル信号のデューティサイクルを0%とし、(ii)入力電圧が第2しきい値より低い第2電圧範囲において、第1イネーブル信号のデューティサイクルを0%、第2イネーブル信号のデューティサイクルを100%とし、(iii)入力電圧が第1しきい値より低く、第2しきい値より高い第3電圧範囲において、入力電圧が低いほど、第1イネーブル信号のデューティサイクルを低下させ、第2イネーブル信号のデューティサイクルを増加させる制御回路と、を備える。
 この実施形態によると、入力電圧の変動にともなう急激な光量変化を抑制できる。
 一実施形態において、第3電圧範囲における第1イネーブル信号のデューティサイクルおよび第2イネーブル信号のデューティサイクルは、光源の全体の出射光量の入力電圧の変化に対する傾きが、5%/0.1V以下となるように定められてもよい。これにより、入力電圧の短期的な変動に起因する光量の変動を、人間が感じにくくなる。
 一実施形態において、第2定電流回路がオン状態において生成する第2出力電流は、第1定電流回路がオン状態において生成する第1出力電流より多くてもよい。これにより、入力電圧の低下にともなう光源全体の光量の低下を抑制できる。
 一実施形態において、第1イネーブル信号のデューティサイクルと第2イネーブル信号のデューティサイクルは、合計が100%であってもよい。
 一実施形態において、第1イネーブル信号と第2イネーブル信号は、互いに反転した信号であってもよい。
 一実施形態において、第1定電流回路および第2定電流回路のオン、オフが切り替わるタイミングにおいて、それらの出力電流が徐変してもよい。これにより電磁ノイズを抑制できる。
 一実施形態において、第1定電流回路は、第1イネーブル信号の電圧レベルに比例した第1出力電流を生成し、第2定電流回路は、第2イネーブル信号の電圧レベルに比例した第2出力電流を生成してもよい。
 一実施形態において、第3電圧範囲において生成されるパルス状の第1イネーブル信号および第2イネーブル信号のポジティブエッジとネガティブエッジの少なくともひとつが鈍っていてもよい。これにより電磁ノイズを抑制できる。
(実施形態1の詳細な説明)
 実施形態1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。
 図1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には、スイッチ4を介してバッテリ2からの直流電圧(入力電圧)VINが供給される。
 車両用灯具100は、半導体光源110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、半導体光源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。
 半導体光源110は、直列に接続される(m+n)個の発光素子112を含む発光素子ストリングである。本実施形態において、発光素子112はたとえば白色LEDであり、m+n=3である。複数の発光素子112はそれぞれ実質的に同じ特性を有するチップであり、同じ電流を供給したときの光量は実質的に等しいものとする。
 半導体光源110は、高電位側のm個の発光素子112_1からなる第1部分114と、低電位側のn個の発光素子112_2、112_3からなる第2部分116に分割されている。
 点灯回路200は、ひとつの半導体基板に集積化されたIC(Integrated Circuit)であってもよいし、複数のディスクリート素子を組み合わせて構成してもよい。点灯回路200は、入力端子INと接地端子GND、3つの出力端子OUT1~OUT3を有する。入力端子INには、バッテリからの電源電圧(入力電圧VIN)が供給され、接地端子GNDは接地される。半導体光源110の第1部分114のアノードは、出力端子OUT1と接続され、第1部分114のカソードは、出力端子OUT2と接続される。半導体光源110の第2部分116のアノードは、出力端子OUT2と接続され、第2部分116のカソードは、出力端子OUT3と接続される。出力端子OUT3は、接地端子GNDと接続されている。
 点灯回路200は、第1定電流回路210_1、第2定電流回路210_2、制御回路220を備える。第1定電流回路210_1の出力は、出力端子OUT1を介して第1部分114のアノードと接続され、その入力は、入力端子INと接続される。つまり第1定電流回路210_1は、入力端子INと接地端子GNDの間に、複数の発光素子112_1~112_3と直列に設けられている。第1定電流回路210_1はイネーブル端子ENを有し、第1イネーブル信号EN1に応じてオン、オフ状態が切り替え可能に構成される。第1定電流回路210_1は、オン状態において、所定の電流量IREF1に安定化された第1出力電流IOUT1を生成する。
 第2定電流回路210_2の出力は、出力端子OUT2を介して第2部分116のアノードと接続され、その入力は、入力端子INと接続される。つまり第2定電流回路210_2は、入力端子INと接地端子GNDの間に、半導体光源110の第2部分116と直列に設けられる。第2定電流回路210_2はイネーブル端子ENを有し、第2イネーブル信号EN2に応じてオン、オフ状態が切り替え可能に構成される。第2定電流回路210_2は、オン状態において、所定の電流量IREF2に安定化された第2出力電流IOUT2を生成する。本実施形態においてIREF1=IREF2=IREFであるとする。
 第1部分114に流れる駆動電流Id1は、第1定電流回路210_1からの第1出力電流IOUT1である。第2部分116に流れる駆動電流Id2は、第1定電流回路210_1からの第1出力電流IOUT1と、第2定電流回路210_2からの第2出力電流IOUT2の合計電流である。
 制御回路220には、入力電圧VINが供給されている。制御回路220は、入力電圧VINが第1しきい値VTH1より高い第1電圧範囲において、第1イネーブル信号EN1のデューティサイクルdc1を100%、第2イネーブル信号EN2のデューティサイクルdc2を0%とする。また(ii)入力電圧VINが第2しきい値VTH2より低い第2電圧範囲において、第1イネーブル信号EN1のデューティサイクルdc1を0%、第2イネーブル信号EN2のデューティサイクルdc2を100%とする。また(iii)入力電圧VINが第1しきい値VTH1より低く、第2しきい値VTH2より高い第3電圧範囲において、入力電圧VINが低いほど、第1イネーブル信号EN1のデューティサイクルdc1を低下させ、第2イネーブル信号EN2のデューティサイクルdc2を増加させる。
 VTH2は、第2部分116に含まれる発光素子の個数nにもとづいて規定される。この例ではn=2であり、VTH2>n×Vfを満たすように定められる。
 図2は、図1の車両用灯具100の入力電圧依存性を示す図である。デューティサイクルdc1,dc2は、合計が100%となるように相補的に変化する。
 dc1+dc2=100%
 図2における第1出力電流IOUT1、第2出力電流IOUT2は、実効値(時間平均値)を示しており、IOUT1=IREF×dc1、IOUT2=IREF×dc2となる。
 第1部分114に流れる電流Id1は、第1出力電流IOUT1と等しいから、入力電圧VINが低下するほど、電流Id1は、IOUT1=dc1×IREFに従って減少していく。
 第2部分116に流れる駆動電流Id2は、第1出力電流IOUT1と第2出力電流IOUT2の合計であり、式(1)で表される。
 Id2=IOUT1+IOUT2=dc1×IREF+dc2×IREF   …(1)
 dc1+dc2=100%が成り立つとき、Id2=IREFとなる。
 1チップの発光素子112に、電流量IREFが流れるときの光量をUとする。第1部分114の光量(破線)は、VTH1<VINの範囲において1×Uであり、VIN<VTH2の範囲において0であり、VTH2<VIN<VTH1の範囲において、0~1×Uの範囲で変化する。
 第2部分116に流れる電流Id2は、入力電圧VINにかかわらずIREFで一定であるから、2チップ分の光量(一点鎖線)は、2×Uとなる。
 半導体光源110全体の光量(実線)は、第1部分114と第2部分116の光量の合計であり、VTH1<VINの範囲において3×Uであり、VIN<VTH2の範囲において2×Uであり、VTH2<VIN<VTH1の範囲において、2×U~3×Uの範囲で変化する。
 VTH2<VIN<VTH1の領域において、デューティサイクルdc1(およびdc2)の傾きは、半導体光源110全体の出射光量の入力電圧VINの変化に対する傾きが、5%/0.1V以下となるように設計するとよい。これにより入力電圧VINの短期的な変動に起因する光量の変動を、人間が感じにくくなる。
 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は、図1の車両用灯具100の動作を示す図である。
 図3は、入力電圧VINが時間とともに低下していく様子を示している。時刻tより前において、VIN>VTH1であり、第1イネーブル信号EN1のデューティサイクルdc1が100%、第2イネーブル信号EN2のデューティサイクルdc2が0%であり、第1定電流回路210_1のみが有効となっている。
 第1部分114の発光素子112_1には、駆動電流Id1=IOUT1=IREFが供給される。第2部分116の発光素子112_2,112_3にも、同じ量の駆動電流Id2=IOUT1=IREFが供給される。
 1個(1チップ)の発光素子112に、IREFを供給したときの光量をUとする。時刻t0より前において、第1部分114の光量(破線)は1×U、第2部分116の光量(一点鎖線)は2チップ分であるから、2×Uとなり、半導体光源110全体の光量(実線)は3×Uとなる。
 時刻t以降、入力電圧VINが低下するに従い、第1イネーブル信号EN1のデューティサイクルdc1が低下し、第2イネーブル信号EN2のデューティサイクルdc2が増大する。
 そして半導体光源110全体の光量は、時刻t以降、3×Uから2×Uに向かって減少していく。時刻t以降は、半導体光源110全体の光量は2×Uを維持する。
 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、入力電圧VINの変動に応じて、2つの定電流回路210_1,210_2が徐々に入れ替わりながら動作する。これにより、半導体光源110全体の光量が急峻に変化するのを防止し、ちらつきを抑制できる。
 続いて車両用灯具100の具体的な構成例を説明する。
(実施例1.1)
 図4は、実施例1.1に係る点灯回路200Aを備える車両用灯具100Aの回路図である。定電流回路210_1,210_2は同様に構成され、シリーズトランジスタQsr、制限抵抗Rs、ゲート抵抗Rg,エラーアンプEA1、トランジスタQ41,Q42、抵抗R41~R44を含む。この定電流回路210のENピンは、アクティブローである。
 定電流回路210_#(#=1,2)における出力電流IOUT#の目標量IREF#は、式(2)で表される。
 IREF#=VREF/Rs   …(2)
 定電流回路210のオン(イネーブル)、オフ(ディセーブル)の切り替えのために、トランジスタQ41,Q42,抵抗R41~R44が追加されている。イネーブルピンにハイが入力されると、トランジスタQ41がオン、トランジスタQ42がオンとなり、トランジスタQsrがオフし、定電流回路210がディセーブルとなる。
 制御回路220は、抵抗R31,R32、パルス幅変調器221、インバータ228を含む。抵抗R31,R32により入力電圧VINが分圧される。パルス幅変調器221は、分圧後の入力電圧VINに応じたデューティサイクルを有するパルス信号を生成する。たとえばパルス幅変調器221は、アンプ222、オシレータ224、PWMコンパレータ226を含む。アンプ222は、分圧後の入力電圧VINを増幅し、検出電圧Vsを生成する。オシレータ224は、三角波もしくはのこぎり波の周期信号VOSCを生成する。PWMコンパレータ226は、検出電圧Vsと周期信号VOSCを比較し、第2イネーブル信号EN2を出力する。インバータ228は、第2イネーブル信号EN2を反転し、第1イネーブル信号EN1を生成する。
(実施例1.2)
 図5は、実施例1.2に係る点灯回路200Bを備える車両用灯具100Bの回路図である。
 点灯回路200Bにおいて、定電流回路210_#(#=1,2)は、イネーブル端子ENに入力されるイネーブル信号EN#に比例した電流量IREFの出力電流IOUT#を生成する。
 エラーアンプEA2、トランジスタQ42、抵抗R46は、電圧/電流変換回路を形成しており、イネーブル信号EN#を、電流信号IEN#に変換する。イネーブル信号EN#の電圧レベルをVEN#とするとき、電流信号IEN#は、IEN#=VEN#/R46となる。この電流信号IEN#が、抵抗R45に流れると、電圧VEN#に比例した基準電圧VREF#が発生する。出力電流IOUT#の目標電流IREF#は、式(2)で表されるから、イネーブル信号EN#に比例した電流IOUT#を生成することができる。
 なお実施例1.2では、イネーブル信号EN1,EN2それぞれのハイレベル電圧を、所定の電圧レベルに安定化しておく必要がある。
 実施形態1に関連する変形例を説明する。
(変形例1.1)
 変形例1.1では、第2定電流回路210_2がオン状態において生成する第2出力電流IOUT2の目標量IREF2は、第1定電流回路210_2がオン状態において生成する第1出力電流IOUT1の目標量IREF1より多い。
 IREF1<IREF2
 図6は、変形例1.1に係る車両用灯具の動作を説明する図である。
 変形例1.1において、第2部分116に流れる駆動電流Id2は、式(3)で表される。
 Id2=IOUT1+IOUT2=dc1×IREF1+dc2×IREF2   …(3)
 IREF1<IREF2が成り立っているため、駆動電流Id2は、入力電圧VINが低下するに従って増加していく。
 1チップの発光素子112に、電流量IREFが流れるときの光量をUとする。また、IREF1=IREF、IREF2=1.5×IREFであるとする。
 実施形態1(図2)と同様に、第1部分114の光量(破線)は、VTH1<VINの範囲において1×Uであり、VIN<VTH2の範囲において0であり、VTH2<VIN<VTH1の範囲において、0~1×Uの範囲で変化する。
 一方、第2部分116に流れる電流Id2は、入力電圧VINが減少するにしたがい、増加していく。第2部分116の光量(一点鎖線)は、VTH1<VINの範囲において2×Uであり、VIN<VTH2の範囲において3×Uであり、VTH2<VIN<VTH1の範囲において、2×U~3×Uの範囲で変化する。
 半導体光源110全体の光量は、第1部分114の光量と第2部分116の光量の合計であるから、入力電圧VINが変動に対する全体の光量変化を抑制できる。
 第1部分114のチップ数がm、第2部分116のチップ数がnである場合、IREF2≒(m+n)/n×IREF1を満たすように電流量を定めることで、半導体光源110全体の光量の変動を小さくできる。
 なお、変形例1.1に係る車両用灯具100は、図4と同様に構成できる。図4の定電流回路210_1、210_2の抵抗Rsを個別に設定することで、異なる電流量を生成できる。
(変形例1.2)
 第1定電流回路210_1および第2定電流回路210_2のオン、オフが切り替わるタイミングにおいて、それらの出力電流IOUT1,IOUT2を徐変させてもよい。図7(a)~(c)は、徐変する出力電流IOUT#の波形図である。図7(a)は、出力電流OUT#の立ち上がりと立ち下がりの両方が徐変する。図7(b)は、出力電流OUT#の立ち上がりのみが徐変する。図7(c)は、出力電流OUT#の立ち下がりのみが徐変する。出力電流IOUT#を徐変させることにより、電磁ノイズを抑制することができる。
 図8は、変形例1.2に係る点灯回路200Cを備える車両用灯具100Cの回路図である。点灯回路200Cの基本構成は図5の点灯回路200Bと同様である。制御回路220は、ローパスフィルタ230,232を備える。ローパスフィルタ230は、パルス幅変調器221の出力の高周波成分を除去し、ポジティブエッジとネガティブエッジの両方が鈍った第2イネーブル信号EN2を生成する。ローパスフィルタ232は、インバータ228の出力の高周波成分を除去し、ポジティブエッジとネガティブエッジの両方が鈍った第1イネーブル信号EN1を生成する。この構成によれば、図7(a)のように、立ち上がりと立ち下がりの両方が徐変する出力電流IOUT#を生成できる。
(変形例1.3)
 実施形態では、発光素子112が白色LEDである場合を説明したがその限りでない。発光素子112は赤色LEDであってもよい。図9は、変形例1.3に係る点灯回路200Dを備える車両用灯具100Dの回路図である。この車両用灯具100Dでは、m=2,n=2であり、VTH2は、VTH2>2×Vfを満たすように定められる。
(変形例1.4)
 図10は、変形例1.4に係る点灯回路200Eを備える車両用灯具100Eの回路図である。この変形例1.4において、第1定電流回路210_1および第2定電流回路210_2は、電流シンク型で構成される。車両用灯具100Eは、図1の車両用灯具100を天地反転した構成と把握できる。定電流回路210は、図5の定電流回路を天地反転して構成できる。
(変形例1.5)
 図11は、変形例1.5に係る定電流回路の回路図である。この定電流回路は、電流シンク型であり、トランジスタQ1,Q2および抵抗R1,R2を含む。この定電流回路の出力電流IOUTは、
 IOUT=VBE/R1
で表される。
 図11の構成を天地反転し、電流ソース型を構成することも可能である。
(変形例1.6)
 これまでの説明では、複数の発光素子112はそれぞれ実質的に同じ特性を有するチップであり、同じ電流を供給したときの光量は実質的に等しいものとしたが、特性が異なるチップを採用してもよい。
 たとえば、第1部分114に含まれるm個のチップ同士の特性を揃え、第2部分116に含まれるn個のチップ同士の特性を揃えてもよい。この場合において、第2部分116に含まれるn個の発光素子112それぞれ光束(光量)は、第1部分114に含まれるm個の発光素子112それぞれの光束より大きくてもよい。発光素子112の光束は、同じ駆動電流ILEDによって駆動したときの光束を意味するものとする。
 同じベンダーから供給される同じ品番のLEDチップであっても、製造ばらつきによって、同じ駆動電流を供給したときの光束がばらつく。LEDチップのベンダーが、光束にもとづいてLEDチップをランク付けして販売する場合がある。この場合、光束が大きなランクのチップを、第2部分116に使用し、光束が小さいランクのチップを第1部分114に使用してもよい。あるいはLEDチップのベンダーではなく、車両用灯具の製造メーカが光束にもとづいて購入した大量のLEDチップをランク分けしてもよい。
 あるいは同じベンダーから、光束が異なる異なる品番のLEDチップが提供されている場合、光束が大きな品番のチップを、第2部分116に使用し、光束が小さい品番のチップを第1部分114に使用してもよい。
 あるいは、第1のベンダーが提供する同じ品番のチップを第1部分114に採用し、第2のベンダーが提供する、より光束が大きいチップを第2部分116に採用してもよい。
 第1部分114に含まれる1個のLEDチップに電流量IREFが流れたときの光量(光束)をUとする。また第2部分116に含まれる1個のLEDチップに同じ電流量IREFが流れたときの光量(光束)をα×Uとする。αは1より大きい係数であり、α=1.3程度とすることができ、より好ましくはα=1.5とするとよい。
 この変形例1.6において、図2に示すように、出力電流IOUT1,IOUT2を生成したとする。この場合、VIN>VTH1の通常電圧領域において、半導体光源110の全光束(光量)は、1×U+2×α×Uとなる。VIN<VTH2の低電圧領域においては、半導体光源110の全光束(光量)は、2×α×Uとなる。したがって、低電圧領域における光量は、通常電圧領域の、2α/(1+2α)倍となる。したがって、αを大きくするほど、光量の低下の比率を抑制できる。
(変形例1.7)
 実施形態では、発光素子112をLEDとして説明したが、LD(レーザダイオード)や有機EL素子などを採用してもよい。
(変形例1.8)
 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。
(実施形態2)
(実施形態2の概要)
 一実施形態に係る点灯回路は、直列に接続される、m個(m≧1)の発光素子からなる第1部分と、n個(n≧1)の発光素子からなる第2部分と、を含む半導体光源を駆動する。点灯回路は、入力端子と接地端子の間に、第1部分および第2部分と直列に設けられ、第1アナログ調光信号に応じた電流量の第1出力電流を生成する第1定電流回路と、入力端子と接地端子の間に、第2部分と直列に設けられ、第2アナログ調光信号に応じた電流量の第2出力電流を生成する第2定電流回路と、入力端子の入力電圧にもとづいて第1アナログ調光信号および第2アナログ調光信号を生成する制御回路と、を備える。制御回路は、(i)入力端子の入力電圧が第1しきい値より高い第1電圧範囲において、第1出力電流が所定の第1目標量となり、第2出力電流がゼロとなるように、(ii)入力電圧が第2しきい値より低い第2電圧範囲において、第2出力電流が所定の第2目標量となり、第1出力電流がゼロとなるように、(iii)入力電圧が第1しきい値より低く、第2しきい値より高い第3電圧範囲において、入力電圧の低下に応じて、第1出力電流が第1目標量からゼロに向かって減少し、第2出力電流がゼロから第2目標量に向かって増加するように、第1アナログ調光信号および第2アナログ調光信号を生成する。
 この実施形態によると、入力電圧の変動にともなう急激な光量変化を抑制できる。
 一実施形態において、第3電圧範囲における第1アナログ調光信号および第2アナログ調光信号は、光源の全体の出射光量の入力電圧の変化に対する傾きが、5%/0.1V以下となるように生成されてもよい。これにより、入力電圧の短期的な変動に起因する光量の変動を、人間が感じにくくなる。
 一実施形態において、第2目標量は、第1目標量より多くてもよい。これにより、入力電圧の低下にともなう光源全体の光量の低下を抑制できる。
 一実施形態において、第1定電流回路の第1アナログ調光信号に対する第1出力電流の変換ゲインと、第2定電流回路の第2アナログ調光信号に対する第2出力電流の変換ゲインは等しくてもよい。第1アナログ調光信号と第2アナログ調光信号は、電圧レベルの和が一定であってもよい。
 一実施形態において、第2定電流回路の第2アナログ調光信号に対する第2出力電流の変換ゲインは、第1定電流回路の第1アナログ調光信号に対する第1出力電流の変換ゲインより大きくてもよい。第1アナログ調光信号と第2アナログ調光信号は、電圧レベルの和が一定であってもよい。この場合、第2目標量が、第1目標量より多くなるため、入力電圧の低下にともなう光源全体の光量の低下を抑制できる。
(実施形態2の詳細な説明)
 図12は、実施形態2に係る車両用灯具100の回路図である。車両用灯具100には、スイッチ4を介してバッテリ2からの直流電圧(入力電圧)VINが供給される。
 車両用灯具100は、半導体光源110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、半導体光源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。
 半導体光源110は、直列に接続される(m+n)個の発光素子112を含む発光素子ストリングである。本実施形態において、発光素子112はたとえば白色LEDであり、m+n=3である。複数の発光素子112はそれぞれ実質的に同じ特性を有するチップであり、同じ電流を供給したときの光量は実質的に等しいものとする。
 半導体光源110は、高電位側のm個の発光素子112_1からなる第1部分114と、低電位側のn個の発光素子112_2、112_3からなる第2部分116に分割されている。
 点灯回路200は、ひとつの半導体基板に集積化されたIC(Integrated Circuit)であってもよいし、複数のディスクリート素子を組み合わせて構成してもよい。点灯回路200は、入力端子INと接地端子GND、3つの出力端子OUT1~OUT3を有する。入力端子INには、バッテリからの電源電圧(入力電圧VIN)が供給され、接地端子GNDは接地される。半導体光源110の第1部分114のアノードは、出力端子OUT1と接続され、第1部分114のカソードは、出力端子OUT2と接続される。半導体光源110の第2部分116のアノードは、出力端子OUT2と接続され、第2部分116のカソードは、出力端子OUT3と接続される。出力端子OUT3は、接地端子GNDと接続されている。
 点灯回路200は、第1定電流回路210_1、第2定電流回路210_2、制御回路220を備える。第1定電流回路210_1の出力は、出力端子OUT1を介して第1部分114のアノードと接続され、その入力は、入力端子INと接続される。つまり第1定電流回路210_1は、入力端子INと接地端子GNDの間に、複数の発光素子112_1~112_3と直列に設けられている。第1定電流回路210_1は調光端子ADIMを有し、調光端子ADIMに入力される第1アナログ調光信号VDIMに応じた電流量の第1出力電流IOUT1を生成する。
 第2定電流回路210_2の出力は、出力端子OUT2を介して第2部分116のアノードと接続され、その入力は、入力端子INと接続される。つまり第2定電流回路210_2は、入力端子INと接地端子GNDの間に、半導体光源110の第2部分116と直列に設けられる。第2定電流回路210_2は調光端子ADIMを有し、調光端子ADIMに入力される第2アナログ調光信号VADIM2に応じた電流量の第2出力電流IOUT2を生成する。
_第1定電流回路210_1および第2定電流回路210_2は、電圧/電流(V/I)変換回路と把握することができ、それぞれの入出力特性は以下の式で一般化することができる。
 IOUT1=K×(VADIM1-VOFS1
 IOUT2=K×(VADIM2-VOFS2
 K,Kは、V/I変換ゲインであり、VOFS1、VOFS2はオフセットである。
 第1部分114に流れる駆動電流Id1は、第1定電流回路210_1からの第1出力電流IOUT1である。第2部分116に流れる駆動電流Id2は、第1定電流回路210_1からの第1出力電流IOUT1と、第2定電流回路210_2からの第2出力電流IOUT2の合計電流である。
 制御回路220には、入力電圧VINが供給されており、入力電圧VINにもとづいて第1アナログ調光信号VADIM1および第2アナログ調光信号VADIM2を生成する。
 制御回路220は、(i)入力電圧VINが第1しきい値VTH1より高い第1電圧範囲において、第1出力電流IOUT1が所定の第1目標量IREF1となり、第2出力電流IOUT2がゼロとなるように、第1アナログ調光信号VADIM1および第2アナログ調光信号VADIM2を生成する。
 また制御回路220は、(ii)入力電圧VINが第2しきい値VTH2より低い第2電圧範囲において、第2出力電流IOUT2が所定の第2目標量IREF2となり、第1出力電流IOUT1がゼロとなるように、第1アナログ調光信号VADIM1および第2アナログ調光信号VADIM2を生成する。
 また制御回路220は、(iii)入力電圧VINが第1しきい値VTH1より低く、第2しきい値VTH2より高い第3電圧範囲において、入力電圧VINの低下に応じて、第1出力電流IOUT1が第1目標量IREF1からゼロに向かって減少し、第2出力電流IOUT2がゼロから第2目標量IREF2に向かって増加するように、第1アナログ調光信号VADIM1および第2アナログ調光信号VADIM2を生成する。
 第2しきい値VTH2は、第2部分116に含まれる発光素子の個数nにもとづいて規定される。この例ではn=2であり、VTH2>n×Vfを満たすように定められる。
 図13は、図12の車両用灯具100の入力電圧依存性を示す図である。ここでは、K=K=K、VOFS1=VOFS2=0、IREF1=IREF2=IREFが成り立つものとする。第1アナログ調光信号VADIM1および第2アナログ調光信号VADIM2のピーク電圧をVMAXとするとき、以下の関係が成り立つ。
 IREF=K×VMAX
 第1部分114に流れる電流Id1は、第1出力電流IOUT1と等しいから、入力電圧VINが低下するほど、電流Id1は、IOUT1=K×VADIM1に従って減少していく。
 第2部分116に流れる駆動電流Id2は、第1出力電流IOUT1と第2出力電流IOUT2の合計であり、式(1)で表される。
 Id2=IOUT1+IOUT2=K×(VADIM1+VADIM2)   …(1)
 VADIM1+VADIM2=VMAXが成り立つとき、Id2=IREFとなり、入力電圧VINに依存しない一定量となる。
 1個(1チップ)の発光素子112に、電流量IREFが流れるときの光量をUとする。第1部分114の光量(破線)は、VTH1<VINの範囲において1×Uであり、VIN<VTH2の範囲において0であり、VTH2<VIN<VTH1の範囲において、0~1×Uの範囲で変化する。
 第2部分116に流れる電流Id2は、入力電圧VINにかかわらずIREFで一定であるから、2チップ分の光量(一点鎖線)は、2×Uとなる。
 半導体光源110全体の光量(実線)は、第1部分114と第2部分116の光量の合計であり、VTH1<VINの範囲において3×Uであり、VIN<VTH2の範囲において2×Uであり、VTH2<VIN<VTH1の範囲において、2×U~3×Uの範囲で変化する。
 VTH2<VIN<VTH1の領域において、アナログ調光信号VADIM1,VADIM2の傾きは、半導体光源110全体の出射光量の入力電圧VINの変化に対する傾きが、5%/0.1V以下となるように設計するとよい。これにより入力電圧VINの短期的な変動に起因する光量の変動を、人間が感じにくくなる。
 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14は、図12の車両用灯具100の動作を示す図である。
 図14は、入力電圧VINが時間とともに低下していく様子を示している。時刻tより前において、VIN>VTH1であり、VADIM1=VMAX、VADIM2=0となっており、IOUT1=IREF,IOUT2=0となっている。
 第1部分114の発光素子112_1には、駆動電流Id1=IOUT1=IREFが供給される。第2部分116の発光素子112_2,112_3にも、同じ量の駆動電流Id2=IOUT1=IREFが供給される。
 発光素子112に、IREFを供給したときの光量をUとする。時刻tより前において、第1部分114の光量(破線)は1×U、第2部分116の光量(一点鎖線)は2チップ分であるから、2×Uとなり、半導体光源110全体の光量(実線)は3×Uとなる。
 時刻t以降、入力電圧VINが低下するに従い、第1アナログ調光信号VADIM1の電圧レベルが0Vに向かって低下し、反対に第2アナログ調光信号VADIM2の電圧レベルがVMAXに向かって増大する。
 そして半導体光源110全体の光量は、時刻t以降、3×Uから2×Uに向かって減少していく。時刻t以降は、半導体光源110全体の光量は2×Uを維持する。
 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、入力電圧VINの変動に応じて、2つの定電流回路210_1,210_2が徐々に入れ替わりながら動作する。これにより、半導体光源110全体の光量が急峻に変化するのを防止し、ちらつきを抑制できる。
 続いて車両用灯具100の具体的な構成例を説明する。
(実施例2.1)
 図15は、実施例2.1に係る点灯回路200Gを備える車両用灯具100Gの回路図である。定電流回路210_1,210_2は同様に構成され、それぞれ、V/I変換回路212および電流増幅回路214を含む。
 V/I変換回路212は、アナログ調光信号VADIM#を電流信号IADIM#に変換する。V/I変換回路212は、トランジスタQ2,抵抗R2およびエラーアンプEA2を含む。電流信号IADIM#は、IADIM#=VADIM#/R3となる。
 電流増幅回路214は、電流信号IADIM#を増幅し、出力電流IOUT#を生成する。電流増幅回路214は、抵抗R1,R2,トランジスタQ1,エラーアンプEA1を含む。
 この電流信号IADIM#が、抵抗R2に流れると、抵抗R2に、電圧VADIM#に比例した電圧降下VR2が発生する。
 VR2=VADIM#/R3×R2   …(2)
 エラーアンプEA1、トランジスタQ1、抵抗R2は、V/I変換回路を形成しており、抵抗R2の電圧降下VR2に応じた出力電流IOUT#を生成する。
 IREF#=VR2/R1   …(3)
 式(2)および(3)から、定電流回路210_#の入出力特性として、式(4)を得ることができる。
 IREF#=VR2/R1=VADIM#/R3×R2/R1   …(4)
 つまり、定電流回路210_#の変換ゲインKは、式(5)で与えられる。
 K=R2/(R1×R3)   …(5)
 点灯回路200Gは、定電圧源201を含む。定電圧源201は、入力電圧VINを受け、所定の電圧レベルに安定化される安定化電圧VREGを生成する。この安定化電圧VREGは、制御回路220に供給される。制御回路220Gが生成するアナログ調光信号VADIM1,VADIM2のピーク電圧VMAXは、安定化電圧VREGにもとづいて規定することができる。
 図16は、図15の制御回路220Gの構成例を示す回路図である。制御回路220Gは、抵抗R4,R5、非反転アンプ240および反転アンプ242を含む。入力電圧VINは、抵抗R4,R5により分圧される。非反転アンプ240は、入力電圧VINに対して線形に変化する第1アナログ調光信号VADIM1を生成する。
 非反転アンプ240は、安定化電圧VREGを基準として、分圧後の入力電圧VIN’を増幅する。非反転アンプ240は、エラーアンプEA3、抵抗R6,R7を含む。非反転アンプ240の入出力特性は式(6)で与えられる。
 VADIM1=(R6+R7)/R6×VIN’-(R7/R6)×VREG …(6)
 後段の反転アンプ242は、第1アナログ調光信号VADIM1を反転増幅し、第2アナログ調光信号VADIM2を生成する。
 この構成によれば、図13に示すような、第1アナログ調光信号VADIM1および第2アナログ調光信号VADIM2を生成できる。
 実施形態2に関連する変形例を説明する。
(変形例2.1)
 変形例2.1では、第2定電流回路210_2が生成する第2出力電流IOUT2の目標量IREF2は、第1定電流回路210_2が生成する第1出力電流IOUT1の目標量IREF1より多い。
 IREF1<IREF2
 この例では、2つのアナログ調光信号VADIM1とVADIM2のピーク電圧が等しく、K<Kとなっている。こうすることにより、IREF1<IREF2が満たされる。
 図17は、変形例2.1に係る車両用灯具の動作を説明する図である。変形例2.1において、第2部分116に流れる駆動電流Id2は、式(7)で表される。
 Id2=IOUT1+IOUT2=K×VADIM1+K×VADIM2   …(7)
 IREF1<IREF2が成り立っているため、駆動電流Id2は、入力電圧VINが低下するに従って増加していく。
 1チップの発光素子112に、電流量IREFが流れるときの光量を1とする。また、IREF1=IREF、IREF2=1.5×IREFであるとする。
 実施形態2(図13)と同様に、第1部分114の光量(破線)は、VTH1<VINの範囲において1であり、VIN<VTH2の範囲において0であり、VTH2<VIN<VTH1の範囲において、0~1の範囲で変化する。
 一方、第2部分116に流れる電流Id2は、入力電圧VINが減少するにしたがい、増加していく。第2部分116の光量(一点鎖線)は、VTH1<VINの範囲において2であり、VIN<VTH2の範囲において3であり、VTH2<VIN<VTH1の範囲において、2~3の範囲で変化する。
 半導体光源110全体の光量は、第1部分114の光量と第2部分116の光量の合計であるから、入力電圧VINが変動に対する全体の光量変化を抑制できる。
 第1部分114のチップ数がm、第2部分116のチップ数がnである場合、IREF2≒(m+n)/n×IREF1を満たすように電流量を定めることで、半導体光源110全体の光量の変動を小さくできる。
(変形例2.2)
 図18は、変形例2.2に係る点灯回路200Hの動作を説明する図である。変形例2.2において、第1アナログ調光信号VADIM1は、0~VMAX/2の範囲で変化し、第2アナログ調光信号VADIM2は、VMAX/2~VMAXの範囲で変化する。
 また定電流回路210_1,220_2の入出力特性は式(8)、(9)で表される。
 IOUT1=K×VADIM1   …(8)
 IOUT2=K×(VADIM2-VMAX/2)   …(9)
が成り立つ。
 この変形例2.2によっても、図13と同様の、光量の入力電圧依存性を実現できる。
 図19は、変形例2.2に係る点灯回路200Hの回路図である。第1定電流回路210_1は、図15のそれと同様に構成できる。第2定電流回路210_2は、図15の構成要素に加えて、エラーアンプEA4、抵抗R8,R9を含む。抵抗R8,R9は、安定化電圧VREGを分圧する。エラーアンプEA4はバッファ(ボルテージフォロア)であり、抵抗R3の低電位側の一端の電位を、VREG/2に維持する。
 抵抗R3の高電位側の一端にはVADIM2が印加され、低電位側の他端には、VREG/2が印加される。したがって抵抗R3の両端間電圧は、VADIM2-VREG/2となり、したがって抵抗R3およびトランジスタQ2に流れる電流IADIM2は、式(10)で表される。
 IADIM2=(VADIM2-VREG/2)/R3   …(10)
 これにより、式(9)の入出力特性を実現できる。
 図20は、図19の制御回路220Hの回路図である。制御回路220Hは、抵抗R4,R5、非反転アンプ240、反転アンプ242Hを含む。非反転アンプ240の構成は図16と同様である。
 反転アンプ242Hは、V/I変換回路244および抵抗R11を含む。V/I変換回路244は、第1アナログ調光信号VADIM1を電流信号Iに変換する。V/I変換回路244は、トランジスタQ3、エラーアンプEA5、抵抗R10を含む。抵抗R11の一端には安定化電圧VREGが印加され、その他端には、V/I変換回路244が接続される。抵抗R11とV/I変換回路244の接続ノードから、第2アナログ調光信号VADIM2が取り出される。なお、第1アナログ調光信号VADIM1は、非反転アンプ240の出力から取り出してもよいし、抵抗R11とトランジスタQ3の接続ノードから取り出してもよい。
 図20の制御回路220Hによれば、図18に示すようなアナログ調光信号VADIM1,VADIM2を生成できる。
(変形例2.3)
 実施形態2では、発光素子112が白色LEDである場合を説明したがその限りでない。発光素子112は赤色LEDであってもよい。図21は、変形例2.3に係る点灯回路200Iを備える車両用灯具100Iの回路図である。この車両用灯具100Iでは、m=2,n=2であり、VTH2は、VTH2>2×Vfを満たすように定められる。
(変形例2.4)
 図22は、変形例2.4に係る200Jを備える車両用灯具100Jの回路図である。この変形例では、第1定電流回路210_1、第2定電流回路210_2は、初段のV/I変換回路が省略されており、負のV/I変換利得K,K(<0)を有する。制御回路220が生成するアナログ調光信号VADIM#が最大電圧レベルVINのときに、出力電流IOUT#はゼロとなり、アナログ調光信号VADIM#が低下するほど、出力電流IOUT#は増大する。
(変形例2.5)
 図23は、変形例2.5に係る点灯回路200Kを備える車両用灯具100Kの回路図である。この変形例2.5において、第1定電流回路210_1および第2定電流回路210_2は、電流シンク型で構成される。車両用灯具100Kは、図22の車両用灯具100Jを天地反転した構成と把握できる。
 図24は、図23の車両用灯具100Kの具体的な構成例を示す回路図である。定電流回路210_1,210_2は電流シンク型であり、図22の定電流回路210_1,210_2を天地反転した構成を有する。図22の定電流回路210_1,210_2のV/I変換利得K,Kは正である。
(変形例2.6)
 これまでの説明では、複数の発光素子112はそれぞれ実質的に同じ特性を有するチップであり、同じ電流を供給したときの光量は実質的に等しいものとしたが、特性が異なるチップを採用してもよい。
 たとえば、第1部分114に含まれるm個のチップ同士の特性を揃え、第2部分116に含まれるn個のチップ同士の特性を揃えてもよい。この場合において、第2部分116に含まれるn個の発光素子112それぞれ光束(光量)は、第1部分114に含まれるm個の発光素子112それぞれの光束より大きくてもよい。発光素子112の光束は、同じ駆動電流ILEDによって駆動したときの光束を意味するものとする。
 同じベンダーから供給される同じ品番のLEDチップであっても、製造ばらつきによって、同じ駆動電流を供給したときの光束がばらつく。LEDチップのベンダーが、光束にもとづいてLEDチップをランク付けして販売する場合がある。この場合、光束が大きなランクのチップを、第2部分116に使用し、光束が小さいランクのチップを第1部分114に使用してもよい。あるいはLEDチップのベンダーではなく、車両用灯具の製造メーカが光束にもとづいて購入した大量のLEDチップをランク分けしてもよい。
 あるいは同じベンダーから、光束が異なる異なる品番のLEDチップが提供されている場合、光束が大きな品番のチップを、第2部分116に使用し、光束が小さい品番のチップを第1部分114に使用してもよい。
 あるいは、第1のベンダーが提供する同じ品番のチップを第1部分114に採用し、第2のベンダーが提供する、より光束が大きいチップを第2部分116に採用してもよい。
 第1部分114に含まれる1個のLEDチップに電流量IREFが流れたときの光量(光束)をUとする。また第2部分116に含まれる1個のLEDチップに同じ電流量IREFが流れたときの光量(光束)をα×Uとする。αは1より大きい係数であり、α=1.3程度とすることができ、より好ましくはα=1.5とするとよい。
 この変形例2.6において、図13に示すように、出力電流IOUT1,IOUT2を生成したとする。この場合、VIN>VTH1の通常電圧領域において、半導体光源110の全光束(光量)は、1×U+2×α×Uとなる。VIN<VTH2の低電圧領域においては、半導体光源110の全光束(光量)は、2×α×Uとなる。したがって、低電圧領域における光量は、通常電圧領域の、2α/(1+2α)倍となる。したがって、αを大きくするほど、光量の低下の比率を抑制できる。
(変形例2.7)
 実施形態2では、発光素子112をLEDとして説明したが、LD(レーザダイオード)や有機EL素子などを採用してもよい。
(変形例2.8)
 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2.9)
 定電流回路210_1,210_2を、電流D/Aコンバータで構成してもよい。その場合、アナログ調光信号VADIM1,VADIM2はデジタル信号となり、制御回路220をデジタル回路で構成すればよい。
(実施形態3)
(実施形態3の概要)
 一実施の形態に係る点灯回路は、半導体光源を駆動する。半導体光源は、直列に接続される、m個(m≧1)の発光素子からなる第1部分と、n個(n≧1)の発光素子からなる第2部分と、を含む。点灯回路は、入力端子と接地端子の間に、第1部分および第2部分と直列に設けられ、イネーブル状態において第1電流量の第1出力電流を生成する第1定電流回路と、入力端子と接地端子の間に第2部分と直列に設けられ、イネーブル状態において、第2出力電流を生成する第2定電流回路と、第1定電流回路および第2定電流回路それぞれのイネーブル、ディセーブルを制御する制御回路と、を備える。制御回路は、第1部分の断線状態において、第2定電流回路をイネーブル、第1定電流回路をディセーブルとし、第2出力電流を第1電流量より多い第2電流量とする。
 この構成によれば、第1部分が断線した場合に、第1定電流回路から第2定電流回路に切り替えることにより、半導体光源の点灯を維持できる。そして第2部分を通常より多い第2電流量で駆動することにより、断線状態の光量(光束)が、正常状態の光量に比べて大幅に低下するのを防止できる。
 一実施形態において、第2電流量は、第1電流量の(m+n)/n倍以下であり、かつ第2部分の定格電流より小さくてもよい。
 一実施形態において、点灯回路は、第2部分と並列に設けられるバイパススイッチをさらに備えてもよい。第1定電流回路は、第1出力電流を、第1電流量と第1電流量より多い第3電流量で切り替え可能であってもよい。制御回路は、第2部分の断線状態において、バイパススイッチをオンとし、第1定電流回路をイネーブル、第2定電流回路をディセーブルとし、第1出力電流を第3電流量としてもよい。
 この構成によれば、第2部分が断線した場合に、バイパススイッチをオンとした上で、第2定電流回路から第1定電流回路に切り替えることにより、半導体光源の点灯を維持できる。そして第1部分を通常より多い第3電流量で駆動することにより、断線状態の光量(光束)が、正常状態の光量に比べて大幅に低下するのを防止できる。
 一実施形態において、第3電流量は、第1電流量の(m+n)/m倍以下であり、かつ第1部分の定格電流より小さくてもよい。
 一実施形態において、第2定電流回路は、半導体光源の非断線状態であって、入力電圧が所定のしきい値より低いときにイネーブルとなってもよい。このときの第2出力電流は第2電流量であってもよい。これにより非断線状態における光量の変動を抑制できる。
 一実施形態において、第2定電流回路は、半導体光源の非断線状態であって、入力電圧が所定のしきい値より低いときにイネーブルとなってもよい。このときの第2出力電流は第1電流量であってもよい。
 一実施の形態に係る点灯回路は、入力端子と接地端子の間に、第1部分および第2部分と直列に設けられ、イネーブル状態において第1電流量または第1電流量より多い第3電流量の第1出力電流を生成する第1定電流回路と、入力端子と接地端子の間に第2部分と直列に設けられ、イネーブル状態において第2出力電流を生成する第2定電流回路と、第1定電流回路および第2定電流回路それぞれのイネーブル、ディセーブルを制御する制御回路と、第2部分と並列に設けられるバイパススイッチと、を備える。制御回路は、第2部分の断線状態において、バイパススイッチをオンとし、第1定電流回路をイネーブル、第2定電流回路をディセーブルとし、第1出力電流を第3電流量とする。
 この構成によると、第2部分が断線した場合に、バイパススイッチをオンとした上で、第2定電流回路から第1定電流回路に切り替えることにより、半導体光源の点灯を維持できる。そして第1部分を通常より多い第3電流量で駆動することにより、断線状態の光量(光束)が、正常状態の光量に比べて大幅に低下するのを防止できる。
 一実施形態において、第3電流量は、第1電流量の(m+n)/m倍以下であり、かつ第1部分の定格電流より小さくてもよい。
(実施形態3の詳細な説明)
 図25は、実施形態3.1に係る車両用灯具100の回路図である。車両用灯具100には、スイッチ4を介してバッテリ2からの直流電圧(入力電圧)VINが供給される。
 車両用灯具100は、半導体光源110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、半導体光源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。
 半導体光源110は、直列に接続される(m+n)個の発光素子112を含む発光素子ストリングである。本実施形態において、発光素子112はたとえば白色LEDであり、m+n=3である。複数の発光素子112はそれぞれ実質的に同じ特性を有するチップであり、同じ電流を供給したときの光量は実質的に等しいものとする。
 半導体光源110は、高電位側のm個の発光素子112_1からなる第1部分114と、低電位側のn個の発光素子112_2、112_3からなる第2部分116に分割されている。
 点灯回路200は、ひとつの半導体基板に集積化されたIC(Integrated Circuit)であってもよいし、複数のディスクリート素子を組み合わせて構成してもよい。点灯回路200は、入力端子INと接地端子GND、3つの出力端子OUT1~OUT3を有する。入力端子INには、バッテリからの電源電圧(入力電圧VIN)が供給され、接地端子GNDは接地される。半導体光源110の第1部分114のアノードは、出力端子OUT1と接続され、第1部分114のカソードは、出力端子OUT2と接続される。半導体光源110の第2部分116のアノードは、出力端子OUT2と接続され、第2部分116のカソードは、出力端子OUT3と接続される。出力端子OUT3は、接地端子GNDと接続されている。
 点灯回路200は、第1定電流回路210_1、第2定電流回路210_2、制御回路220、バイパススイッチ230を備える。第1定電流回路210_1の出力は、出力端子OUT1を介して第1部分114のアノードと接続され、その入力は、逆接防止用のダイオードD1を介して入力端子INと接続される。つまり第1定電流回路210_1は、入力端子INと接地端子GNDの間に、複数の発光素子112_1~112_3と直列に設けられている。第1定電流回路210_1は、イネーブル端子ENを有し、イネーブル端子ENに入力される第1イネーブル信号EN1に応じて、イネーブル、ディセーブルが切り替え可能に構成され、イネーブル状態において、第1出力電流IOUT1を生成する。
 第2定電流回路210_2の出力は、出力端子OUT2を介して第2部分116のアノードと接続され、その入力は、ダイオードD1を介して入力端子INと接続される。つまり第2定電流回路210_2は、入力端子INと接地端子GNDの間に、半導体光源110の第2部分116と直列に設けられる。第2定電流回路210_2はイネーブル端子ENを有し、イネーブル端子ENに入力される第2イネーブル信号EN2に応じて、イネーブル、ディセーブルが切り替え可能に構成され、イネーブル状態において第2出力電流IOUT2を生成する。
 第1出力電流IOUT1は、第1電流量IREF1または、第1電流量IREF1より多い第3電流量IREF3で切り替え可能である。第1出力電流IOUT1の電流量は、第1電流制御信号CNT_CUR1に応じて制御される。
 第3電流量IREF3は、第1部分114の定格電流を超えない範囲において、第1電流量IREF1の(m+n)/m倍に近いことが好ましい。
 第2出力電流IOUT2は、第1電流量IREF1または、第1電流量IREF1より多い第2電流量IREF2で切り替え可能である。第2出力電流IOUT2の電流量は、第2電流制御信号CNT_CUR2に応じて制御される。
 第2電流量IREF2は、第2部分116の定格電流を超えない範囲において、第1電流量IREF1の(m+n)/n倍に近いことが望ましい。
 バイパススイッチ230は、第2部分116と並列に接続されており、制御回路220が生成する制御信号CNT_SWに応じてオン、オフが切り替えられる。
 制御回路220は、第1部分114、第2部分116それぞれの断線を検知可能に構成される。制御回路220には、入力電圧VINが供給されており、入力電圧VINおよび第1部分114、第2部分116の断線の検知の結果にもとづいて、第1定電流回路210_1、第2定電流回路210_2それぞれのイネーブル/ディセーブル、第1出力電流IOUT1、第2出力電流IOUT2それぞれの電流量、ならびにバイパススイッチ230のオン、オフを制御する。
 続いて制御回路220による制御を具体的に説明する。半導体光源110の(m+n)個の発光素子112を駆動するに足る十分な電圧レベルの入力電圧VINが供給されている状態を正常電圧状態といい、そうでない状態を低電圧状態という。また第1部分114、第2部分116のいずれにも断線が生じていない状態を、非断線状態という。たとえばVIN≧(m+n)×Vfを満たす状態が正常電圧状態である。
 はじめに非断線状態の制御を説明する。非断線状態ではバイパススイッチ230はオフである。
 (i)正常電圧状態かつ非断線状態のとき、第1定電流回路210_1がイネーブル、第2定電流回路210_2がディセーブルである。また第1出力電流IOUT1が、第1電流量IREF1となる。このとき発光素子112_1~112_3は、第1電流量IREF1の出力電流IOUT1により駆動され、3チップとも点灯する。
 (ii) 低電圧状態かつ非断線状態のとき、第1定電流回路210_1がディセーブル、第2定電流回路210_2がイネーブルである。第2出力電流IOUT2が、第1電流量IREF1となる。このとき発光素子112_2および112_3は、第1電流量IREF1の出力電流IOUT2により駆動され、2チップが点灯する。
 続いて断線状態の制御を説明する。
 (iii) 第1部分114の断線状態のとき、第1定電流回路210_1がディセーブル、第2定電流回路210_2がイネーブルとされ、第2出力電流IOUT2が、第2電流量IREF2となる。またバイパススイッチ230はオフとなる。このとき発光素子112_2および112_3は、第2電流量IREF2の出力電流IOUT2により駆動され、2チップが点灯する。
 (iv) 第2部分116の断線状態のとき、第1定電流回路210_1がイネーブル、第2定電流回路210_2がディセーブルとされ、バイパススイッチ230がオンとなる。また第1出力電流IOUT1が、第3電流量IREF3となる。このとき発光素子112_1は、第3電流量IREF3の出力電流IOUT1により駆動され、1チップが点灯する。
 図26は、図25の車両用灯具100の状態を示す図である。車両用灯具100は、4状態φ1~φ4を取り得る。制御回路220は、入力電圧VINおよび断線の有無に応じて4状態φ1~φ4の中からひとつを選択し、点灯回路200の状態を変化させる。
 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27は、第1状態φ1を示す等価回路図である。第1状態では、第1目標量IREF1の第1出力電流IOUT1によって、3個の発光素子112_1~112_3が点灯する。
 図28は、第2状態φ2を示す等価回路図である。第2状態では、第1目標量IREF1の第2出力電流IOUT2によって、2個の発光素子112_2,112_3が点灯する。
 図29は、第3状態φ3を示す等価回路図である。第3状態では、第2目標量IREF2の第2出力電流IOUT2によって、2個の発光素子112_2,112_3が点灯する。
 図30は、第4状態φ4を示す等価回路図である。第4状態では、第3目標量IREF3の第1出力電流IOUT1によって、1個の発光素子112_1が点灯する。
 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部分114、第2部分116の一方が断線した場合に、点灯状態を維持できる。
 いま、
 IREF2=(m+n)/n×IREF1=3/2×IREF1
 IREF3=(m+n)/m×IREF1=3×IREF1
が成り立っているとする。1個の発光素子112に、第1目標量IREF1の駆動電流が流れているときの光束をUとすると、1個の発光素子112に第2目標量IREF2の駆動電流が流れているときの光束は1.5U、第3目標量IREF3の駆動電流が流れているときの光束は3Uと表される。
 第1状態φ1における半導体光源110の全光束はU×3個=3Uとなる。第2状態φ2における半導体光源110の全光束はU×2個=2Uとなる。第3状態φ3における半導体光源110の全光束は1.5U×2個=3Uとなる。第4状態φ4における半導体光源110の全光束は3U×1個=3Uとなる。
 つまり、断線時においても、非断線時と同程度の光束を実現できる。実際には、発光素子112の定格電流の制約により、IREF2<1.5×IREF1、IREF3<3×IREF1となり得るが、なるべくIREF2とIREF3をなるべく大きくすることで、光量の低下を抑制できる。
 図31は、第1の構成例に係る定電流回路210の回路図である。定電流回路210は、V/I変換回路212、電流増幅回路214、可変電圧源216を備える。可変電圧源216は、電流制御信号CNT_CUR#に応じて2値で変換する基準電圧VREFを生成する。
 V/I変換回路212は、基準電圧VREFを基準電流IREFに変換する。V/I変換回路212は、トランジスタQ2,抵抗R2、エラーアンプ(オペアンプ)EA2を含む。IREF=VREF/R2の関係が成り立つ。
 電流増幅回路214は、基準電流IREFを増幅し、出力電流IOUT#を出力する。電流増幅回路214は、抵抗R1,R3、トランジスタQ1、エラーアンプEA1を含む。IOUT#は、以下の式で表される。
 IOUT#=IREF×R3/R1
 イネーブル、ディセーブルを切り替えるために、トランジスタQ3,Q4、抵抗R4が設けられる。トランジスタQ3はPチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)であり、電流増幅回路214と入力端子の間に設けられる。イネーブル信号EN#がハイのとき、トランジスタQ4がオンとなり、トランジスタQ3のゲート電圧がローとなり、トランジスタQ3がオンとなる。この状態が定電流回路210_#のイネーブル状態である。イネーブル信号EN#がローのとき、トランジスタQ4がオフとなり、トランジスタQ3のゲート電圧がハイとなり、トランジスタQ3がオフとなる。この状態が定電流回路210_#のディセーブル状態である。
 図32は、第2の構成例に係る定電流回路210の回路図である。図32の電流増幅回路214は、図31の電流増幅回路214に、トランジスタQ6、抵抗R8,R9が追加されており、オン、オフが切り替え可能となっている。
 イネーブル信号\EN#は負論理(\は負論理を表し、図中バーで示す)である。イネーブル信号\EN#がローのとき、トランジスタQ5がオフとなる。これによりトランジスタQ6のベースエミッタ間電圧がゼロとなり、トランジスタQ6がオフとなり、電流増幅回路214はオン状態となる。
 イネーブル信号\EN#がハイのとき、トランジスタQ5がオンとなる。これによりトランジスタQ6がオンとなり、電流増幅回路214のトランジスタQ1のゲートソース間電圧がしきい値電圧より低くなり、トランジスタQ1すなわち電流増幅回路214はオフ状態となる。
 図33は、点灯回路200の具体的な構成例を示す回路図である。定電流回路210_1,210_2は、可変電流源211と入力スイッチ213を含む。可変電流源211は、図31のV/I変換回路212、電流増幅回路214および可変電圧源216に対応する。入力スイッチ213は、図31のトランジスタQ3に対応する。
 入力電圧監視回路222は、入力電圧VINを監視し、所定のしきい値VTHと比較する。入力電圧監視回路222は、VIN>VTHのとき、第1定電流回路210_1がイネーブル状態、第2定電流回路210_2がディセーブル状態となるように、反対にVIN<VTHのとき、第1定電流回路210_1がディセーブル状態、第2定電流回路210_2がイネーブル状態となるように、第1イネーブル信号EN1、第2イネーブル信号EN2を生成する。
 たとえば入力電圧監視回路222は、ツェナーダイオードZD21および抵抗R21~R23を含む。入力電圧VINが、ツェナー電圧にもとづくしきい値VTHを超えると、ツェナーダイオードZD21が導通し、トランジスタQ21のベースがハイとなり、トランジスタQ21が導通する。これにより、入力スイッチ213のゲート、すなわち第1イネーブル信号\EN1がローとなり、第1定電流回路210_1の入力スイッチ213がオンし、第1定電流回路210_1がイネーブル状態となる。このとき第2イネーブル信号\EN2はハイであり、第2定電流回路210_2の入力スイッチ213がオフとなり、第2定電流回路210_2はディセーブル状態となる。
 入力電圧VINがしきい値VTHより低い状態では、ツェナーダイオードZD21に電流が流れず、トランジスタQ21のベースがローとなりトランジスタQ21がオフする。これにより、入力スイッチ213のゲート、すなわち第1イネーブル信号\EN1がハイとなり、第1定電流回路210_1の入力スイッチ213がオフし、第1定電流回路210_1がディセーブル状態となる。このとき第2イネーブル信号\EN2はローであり、第2定電流回路210_2の入力スイッチ213がオンとなり、第2定電流回路210_2はイネーブル状態となる。
 なお、入力電圧監視回路222は、電圧コンパレータで構成してもよく、この場合、電圧コンパレータはヒステリシスコンパレータであってもよい。これにより、入力電圧VINがしきい値VTH近傍で変動したときに、ちらつきを防止できる。
 抵抗Rs1およびコンパレータCOMP1は、半導体光源110の断線検出のために設けられる。コンパレータCOMP1の出力は、正常な第1出力電流IOUT1が流れるときハイ、流れないときローとなる。
 また抵抗Rs2およびコンパレータCOMP2は、第2部分116の断線検出のために設けられる。コンパレータCOMP2の出力は、正常な第2出力電流IOUT2が流れるときハイ、流れないときローとなる。
 2つのコンパレータCOMP1,COMP2の出力は、論理ゲートNAND1に入力される。論理ゲートNAND1の出力Aは、電流IOUT1,IOUT2が流れない状態においてローとなる。タイマー回路224は、論理ゲートNAND1の出力Aがローとなってから、半導体光源110が断線してから所定時間τの経過後に、その出力Bをハイとし、後段のフリップフロップFF1をセットする。フリップフロップFF1のリセット端子にはパワーオンリセット信号PORが入力され、点灯回路200の起動時にリセットされている。
 フリップフロップFF1の出力Cは、第2電流制御信号CNT_CUR2として第2定電流回路210_2に供給される。またフリップフロップFF1の出力Cは、トライステートバッファ228に供給される。トライステートバッファ228の出力Gは、信号Cがローのときハイインピーダンスであり、信号Cがハイのとき、その入力Fに応じたレベルをとる。
 フリップフロップFF1の反転出力\Cと、論理ゲートNAND1の出力Aは、論理ゲートNAND2に入力される。論理ゲートNAND2の出力Dがローとなると、タイマー回路226による計時がスタートし、所定時間τの経過後にその出力Eがハイとなり、後段のフリップフロップFF2がセットされ、フリップフロップFF2の出力Fがハイとなる。フリップフロップFF2の出力Fは、制御信号CNT_SWとしてバイパススイッチ230のゲートに入力される。またフリップフロップFF2の出力Fは、第2電流制御信号CNT_CUR2として第2定電流回路210_2に供給される。出力Fがハイとなると、第2定電流回路210_2の電流が増加する。
 図34は、図33の車両用灯具100の第1の動作波形図である。時刻tに、しきい値電圧VTHより高い入力電圧VINが供給される。第1イネーブル信号EN1がローとなり、第1定電流回路210_1の第1出力電流IOUT1が、半導体光源110に供給される。
 点灯回路200の起動直後に、パワーオンリセットPORがアサートされ、フリップフロップFF2の出力Fがローとなる。したがって第1電流制御信号CNT_CUR1はローとなり、第1出力電流IOUT1の目標値は第1電流量IREF1となる。また制御信号CNT_SWはローであるからバイパススイッチ230はオフである。
 パワーオンリセットPORのアサートに応答して、フリップフロップFF1の出力Cはローとなる。したがって第2電流制御信号CNT_CUR2はローとなり、第2出力電流IOUT2の目標値は第1電流量IREF1となっている。トライステートバッファ228の出力Gはハイインピーダンスとなる。
 時刻tに第1部分114が断線したとする。そうすると第1出力電流IOUT1が流れなくなり、論理ゲートNAND1の出力Aがローとなり、所定時間τの経過後の時刻tに、信号B,Cがハイとなる。これによりトライステートバッファ228がイネーブルとなり、その出力Gが入力Fと同じローとなる。その結果、第2イネーブル信号\EN2がローとなり、第2定電流回路210_2がイネーブル状態となる。信号Cすなわち第2電流制御信号CNT_CUR2がハイであるから、第2出力電流IOUT2は、第2電流量IREF2にブーストされる。第2出力電流IOUT2は第2部分116に流れるから、論理ゲートNAND1の出力Aはハイに戻る。
 図35は、図33の車両用灯具100の第2の動作波形図である。時刻tに、しきい値電圧VTHより高い入力電圧VINが供給される。時刻tに第2部分116に断線が生じたとする。
 そうすると第1出力電流IOUT1が流れなくなり、論理ゲートNAND1の出力Aがローとなり、それから所定時間τの経過後の時刻tに、信号B,Cがハイとなる。これによりトライステートバッファ228がイネーブルとなり、その出力Gが入力Fと同じローとなる。これにより、第2イネーブル信号\EN2がローとなり、第2定電流回路210_2がイネーブル状態となる。信号Cすなわち第2電流制御信号CNT_CUR2がハイであるから、第2出力電流IOUT2の目標量は第2電流量IREF2にブーストされる。ただし、第2部分116は断線しているから、第2出力電流IOUT2が流れることができず、論理ゲートNAND1の出力Aはローを維持する。
 時刻tに信号A,\Cがともにローとなると、論理ゲートNAND2の出力Dがローとなり、それから所定時間τの経過後に信号Eがハイとなり、フリップフロップFF2がセットされ、信号Fがハイとなる。これにより、トライステートバッファ228の出力Gがハイとなり、第1イネーブル信号\EN1がローとなり、第1定電流回路210_1がイネーブル状態となる。またハイレベルの信号Fにもとづいてバイパススイッチ230がオンとなり、また第1出力電流IOUT1の目標量が、第3電流量IREF3にブーストされる。
 時刻t以降、第3電流量IREF3にブーストされた第1出力電流IOUT1が、第1部分114およびバイパススイッチ230を含む経路に流れる。その結果、論理ゲートNAND1、NAND2の出力A、Dがハイとなる。
 以上が図33の車両用灯具100の動作である。
 図33の車両用灯具100によれば、断線が生ずると、入力電圧VINとしきい値VTHの大小関係にかかわらず、一度、第2定電流回路210_2をイネーブルすることで、ブーストされた第2出力電流IOUT2により第2部分116を駆動できる。それでもなお、半導体光源110が点灯しない場合には、バイパススイッチ230をターンオンし、第1定電流回路210_1をイネーブルとすることで、ブーストされた第1出力電流IOUT1によって第1部分114を駆動できる。
(実施形態3.2)
 図36は、実施形態3.2に係る車両用灯具100Aのブロック図である。実施形態3.2では、第2定電流回路210_2の出力電流IOUT2の目標量は、第2目標量IREF2に固定されている。したがって、第2定電流回路210_2に対する第2電流制御信号CNT_CUR2は省略される。
 図37は、図36の車両用灯具100Aの状態を示す図である。非断線時の低電圧状態(第2状態φ2)における第2定電流回路210_2の電流量が、実施形態3.1の第2状態φ2と異なっており、その他は同様である。
 実施形態3.2において、IREF2=(m+n)/n×IREF1=3/2×IREF1であるとする。また1個の発光素子112に、IREF1が流れたときの光量をUとする。このとき、第1状態φ1における半導体光源110の全光束はU×3個=3Uとなる。第2状態φ2における半導体光源110の全光束は1.5U×2個=3Uとなる。つまり、非断線時に、入力電圧VINの電圧レベルにかかわらず、光量を一定に保つことができる。
 実際には、発光素子112の定格電流の制約により、IREF2<1.5×IREF1となり得るが、なるべくIREF2をなるべく大きくすることで、光量の低下を抑制できる。
 実施形態3.1および実施形態3.2に関連する変形例を説明する。
(変形例3.1)
 実施形態3.1あるいは3.2では、発光素子112が白色LEDである場合を説明したがその限りでない。発光素子112は赤色LEDであってもよい。図38は、変形例3.1に係る点灯回路200Iを備える車両用灯具100Iの回路図である。この車両用灯具100Iでは、m=2,n=2であり、VTHは、VTH>n×Vfを満たすように定められる。
(変形例3.2)
 図39は、変形例3.2に係る点灯回路200Kを備える車両用灯具100Kの回路図である。この変形例3.2において、第1定電流回路210_1および第2定電流回路210_2は、電流シンク型で構成される。
(変形例3.3)
 実施形態3.1あるいは3.2では、発光素子112をLEDとして説明したが、LD(レーザダイオード)や有機EL素子などを採用してもよい。
(変形例3.4)
 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。
(実施形態4)
(実施形態4の概要)
 一実施形態に係る光源モジュールは、直列に接続される同色のn個(n≧2)のLED(発光ダイオード)を含むLEDストリングと、入力電圧を受け、LEDストリングに目標電流に安定化された駆動電流を供給するLEDドライバ回路と、LEDストリングのうちの隣接するm個(m≦n)のLEDを含む被バイパス部分と並列に設けられ、入力電圧に応じたバイパス電流をシンクするバイパス回路と、を備える。被バイパス部分以外の部分に配置される(n-m)個のLEDの光束は、被バイパス部分に配置されるm個のLEDの光束よりも大きい。
 この構成によると、n個のLEDをすべて同じ光束とした場合に比べて、低電圧状態における光量低下を抑制可能できる。
 一実施形態において、LEDは赤色であり、n=4、m=2であってもよい。この構成によると、入力電圧が低下したときに、2個のLEDがバイパスされるため、アイドリングストップ中にバッテリの負荷が増えた場合でも、LEDストリングが消灯するのを防止できる。したがって、この光源モジュールを後方標識灯に用いた場合には、車両の停車中に、意図せずにLEDストリングが消灯して後続車両に誤ったメッセージを送るのを防止できる。
 一実施形態において、LEDは白色または青色であり、n=3、m=1であってもよい。
 一実施形態において、(n-m)個のLEDの光束は、m個のLEDの光束の1.3倍以上であってもよい。より好ましくは(n-m)個のLEDの光束は、m個のLEDの光束の1.5倍以上であってもよい。バイパス電流を入力電圧に応じて変化させる場合には、入力電圧の変動に対する光束の変化が小さくなるため、ちらつきを抑制できる。
 一実施形態において、バイパス回路は、入力電圧の低下にともなって電流量が増大するバイアス電流を生成する電流源を含んでもよい。
 一実施形態において、バイパス電流の入力電圧に対する傾きは、LEDストリングの光束の入力電圧の変化に対する傾きが5%/0.1V以下となるように定めるとよい。これにより入力電圧の短期的な変動に起因する出射光量の変動を、人間が感じにくくなる。
 一実施形態において、バイパス回路は、入力電圧が所定のしきい値より低くなるとオンとなるバイパススイッチを含んでもよい。
(実施形態4の詳細な説明)
(実施形態4.1)
 図41は、実施形態4.1に係る車両用灯具500Aのブロック図である。車両用灯具500Aには、スイッチ4を介してバッテリ2からの直流電圧(入力電圧)VINが供給される。車両用灯具500Aは、LEDストリング502および点灯回路600を備える。LEDストリング502は、直列に接続されるn=3個のLED504_1~504_3を含む。複数のLED504_1~504_3は、LEDチップでありうる。
 車両用灯具500Aの好適な一態様は、LEDストリング502と点灯回路600とが1パッケージに収容された光源モジュールである。たとえば車両用灯具500Aは、従来の自動車用電球と同様に、図示しないランプボディに着脱可能な形状を有するLEDソケットである。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、複数のLEDは白色であり、クリアランスランプやDRL(Daytime Running Lamp)であってもよい。あるいは複数のLEDは、青色であってもよい。点灯回路600は、逆接保護用のダイオード602、LEDドライバ回路610、バイパス回路620、断線検出回路630を備える。
 LEDドライバ回路610は逆接保護用のダイオード602を介して入力電圧VINを受け、LEDストリング502に、目標量IREFに安定化された駆動電流ILEDを供給する。LEDドライバ回路610は、(i)定電流リニアレギュレータ、(ii)定電流出力の降圧スイッチングコンバータあるいは、(iii)定電圧出力の降圧スイッチングコンバータと定電流回路の組み合わせ、(iv)抵抗のいずれかで構成することができる。
 バイパス回路620は、複数のLED504_1~504_3のうちのm=1個(504_3)と並列に接続される。LED504_3を、被バイパス部分503ともいう。バイパス回路620は、イネーブル状態、ディセーブル状態が切り替え可能であり、イネーブル状態において入力電圧VINに応じたバイパス電流IBYPASSをLEDストリング502からシンクする。バイパス電流IBYPASSが流れるとき、被バイパス部分503に流れる電流は、ILED-IBYPASSとなる。IBYPASS=0のとき、被バイパス部分503には駆動電流ILEDが供給されて点灯し、IBYPASS=ILEDのとき、被バイパス部分503は消灯する。
 断線検出回路630は、被バイパス部分503の断線を検出可能に構成される。断線検出回路630は、被バイパス部分503の断線故障を検出すると、バイパス回路620をディセーブルとする。ディセーブル状態のバイパス回路620は、バイパス電流IBYPASSが0となり、電流をシンクできなくなる。
 断線検出回路630における断線検知の方法は特に限定されないが、たとえば被バイパス部分503の電圧降下、すなわちノードAの電圧Vが、しきい値電圧m×Vf=Vfを超えると、被バイパス部分503の断線故障と判定してもよい。Vfは、LED504の順方向電圧である。
 たとえば断線検出回路630は、ノードAの電圧をしきい値電圧VOPENと比較する電圧コンパレータを含んでもよい。しきい値電圧VOPENは、m×Vf=Vfよりわずかに高く設定しておいてもよい。
 本実施形態において、被バイパス部分503以外の部分に配置される(n-m)=2個のLED504_1,504_2の光束は、被バイパス部分503に配置されるm=1個のLED504_3の光束よりも大きい。LEDの光束は、同じ駆動電流ILEDによって駆動したときの光束を意味するものとする。
 同じベンダーから供給される同じ品番のLEDチップであっても、製造ばらつきによって、同じ駆動電流を供給したときの光束がばらつく。LEDチップのベンダーが、光束にもとづいてLEDチップをランク付けして販売する場合がある。この場合、光束が大きなランクのチップを、LED504_1,504_2に使用し、光束が小さいランクのチップをLED504_3に使用してもよい。あるいはLEDチップのベンダーではなく、車両用灯具500Aの製造メーカが光束にもとづいて購入した大量のLEDチップをランク分けしてもよい。
 あるいは同じベンダーから、光束が異なる異なる品番のLEDチップが提供されている場合、光束が大きな品番のチップを、LED504_1,504_2に使用し、光束が小さい品番のチップをLED504_3に使用してもよい。
 あるいは、第1のベンダーが提供する同じ品番のチップをLED504_1,504_2に採用し、第2のベンダーが提供するチップをLED504_3に採用してもよい。
 (n-m)=2個のLED504_1,504_2の光束は、m=1個のLED504_3の光束のα=1.3倍以上とすることが好ましい。より好ましくは、(n-m)=2個のLED504_1,504_2の光束は、m=1個のLED504_3の光束のα=1.5倍以上とする。
 通常電圧状態での全光束は(n-m)×α+m、低電圧状態の全光束は、(n-m)×αとなるから、通常電圧状態に対する低電圧状態の全光束の低下の割合は、(n-m)×α/{(n-m)×α+m}倍となる。α>1であるとき、(n-m)×α/{(n-m)×α+m}>(n-m)/nの関係が成り立つ。
 図42は、図41の車両用灯具500Aの動作を説明する図である。横軸は入力電圧VINを示す。上段はバイパス電流IBYPASSを示す。下段はLEDストリング502の全光束(相対値)を表す。
 バイパス電流IBYPASSは、入力電圧VINが第1しきい値VTH1より高い状態において0であり、入力電圧VINが第2しきい値VTH2より低い状態においてILEDと等しい。VTH2<VIN<VTH1の範囲において、バイパス電流IBYPASSは入力電圧VINの低下にしたがって0からILEDに向かって増大する。第2しきい値VTH2は、(n-m)×Vf+Vf(D)にもとづいて規定される。Vf(D)は逆接保護用のダイオードの順方向電圧である。
 なおバイパス電流IBYPASSの入力電圧VINに対する傾きは、LEDストリング502の出射光量(全光束)の入力電圧VINの変化に対する傾きが5%/0.1V以下となるように定めるとよい。これにより入力電圧VINの短期的な変動に起因する出射光量の変動を、人間が感じにくくなる。
 入力電圧VINが第3しきい値電圧VTH3より低くなると、ILED,IBYPASSはともにゼロとなる。
 比較のために、図42には一点鎖線で従来の車両用灯具の動作を示す。従来の車両用灯具では、駆動電流ILEDが流れているときの3個のLEDの光束は等しく1であるとする。この場合、通常電圧状態(VIN>VTH1)の全光束は3、低電圧状態(VIN<VTH2)での全光束は2となり、低電圧状態では通常電圧状態の2/3倍(=66%)まで低下する。
 本実施形態において、駆動電流ILEDが流れているときのLED504_3の光束を1、LED504_1,504_2の光束をα(>1)とする。この場合、通常電圧状態(VIN>VTH1)の全光束は2α+1、低電圧状態(VIN<VTH2)での全光束は2αとなり、低電圧状態では通常電圧状態の2α/(2α+1)倍となる。
 α>1であるとき、2α/(2α+1)>2/3の関係が成り立つから、本実施形態によれば、低電圧状態における光量低下を抑制できる。たとえばα=1.3の場合、本実施形態では光量低下の比率は2.6/3.6倍(=72%)、α=1.5の場合、本実施形態では光量低下の比率は3/4倍(=75%)となり、従来の66%に比べて改善されている。
 バッテリ電圧は不安定であるから、VTH2<VIN<VTH1の範囲において、入力電圧VINが変化すると、全光束が変化し、ちらつきとなる。実施形態では、従来技術に比べて、この範囲における、入力電圧の変化に対する光束の変化の比率(傾き)を小さくできるため、入力電圧VINの同じ振幅の変動に対する光束の変動幅を小さくできる。
 続いて、断線検出回路630の動作を説明する。通常の入力電圧VIN(>VTH1)が供給された状態ではIBYPASS=0となる。このとき、被バイパス部分503が断線していると、LEDストリング502に電流ILEDが流れなくなり、LEDストリング502は消灯する。一方で、被バイパス部分503が断線している場合に、入力電圧VINが低下状態となると、断線箇所である被バイパス部分503が、バイパス回路620によってバイパスされ、LEDストリング502が点灯するため、好ましくない。本実施の形態では、断線検出回路630を設け、断線しているときには、バイパス回路620をディセーブルとしてIBYPASS=0とすることにより、入力電圧VINの電圧レベルにかかわらず、LEDストリングを消灯させておくことができる。
(実施形態4.2)
 図43は、実施形態4.2に係る車両用灯具500Bの回路図である。実施形態4.2に係る車両用灯具500Bは、たとえばストップランプやテイルランプ、リアフォグランプなどの後方標識灯であり、LEDストリング502は赤色のn=4個のLED504_1~504_4を含む。
 被バイパス部分に含まれるLEDの個数mは1である。バイパス回路620は、複数のLED504_1~504_4のうちのm=1個(504_4)と並列に接続される。バイパス回路620は、イネーブル状態、ディセーブル状態が切り替え可能であり、イネーブル状態において入力電圧VINに応じたバイパス電流IBYPASSをLEDストリング502からシンクする。バイパス電流IBYPASSが流れるとき、被バイパス部分503に流れる電流は、ILED-IBYPASSとなる。IBYPASS=0のとき、被バイパス部分503には駆動電流ILEDが供給されて点灯し、IBYPASS=ILEDのとき、被バイパス部分503は消灯する。
 図44は、図43の車両用灯具500Bの動作を説明する図である。バイパス電流IBYPASSの入力電圧依存性は、図42に示すそれと同様である。第2しきい値VTH2は、(n-m)×Vf+Vf(D)=3Vf+Vf(D)にもとづいて規定される。
 比較のために、図44には一点鎖線で従来の車両用灯具の動作を示す。従来の車両用灯具では、駆動電流ILEDが流れているときの4個のLEDの光束は等しく1であるとする。この場合、通常電圧状態(VIN>VTH1)の全光束は4、低電圧状態(VIN<VTH2)での全光束は3となり、低電圧状態では通常電圧状態の3/4倍(=75%)まで低下する。
 本実施形態において、駆動電流ILEDが流れているときのLED504_4の光束を1、LED504_1~504_3の光束をα(>1)とする。この場合、通常電圧状態(VIN>VTH1)の全光束は3α+1、低電圧状態(VIN<VTH2)での全光束は3αとなり、低電圧状態では通常電圧状態の3α/(3α+1)倍となる。
 α>1であるとき、3α/(3α+1)>3/4の関係が成り立つから、本実施形態によれば、低電圧状態における光量低下を抑制できる。たとえばα=1.3の場合、本実施形態では光量低下の比率は3.9/4.9倍(≒80%)、α=1.5の場合、本実施形態では光量低下の比率は4.5/5.5倍(≒82%)となり、従来の75%に比べて改善されている。
 バッテリ電圧は不安定であるから、VTH2<VIN<VTH1の範囲において、入力電圧VINが変化すると、全光束が変化し、ちらつきとなる。実施形態では、従来技術に比べて、この範囲における、入力電圧の変化に対する光束の変化の比率(傾き)を小さくできるため、入力電圧VINの同じ振幅の変動に対する光束の変動幅を小さくできる。
(実施形態4.3)
 図45は、実施形態4.3に係る車両用灯具500Cの回路図である。実施形態4.3に係る車両用灯具500Cは、実施形態4.2と同様に、ストップランプやテイルランプ、リアフォグランプなどの後方標識灯であり、LEDストリング502は赤色のn=4個のLED504_1~504_4を含む。
 実施形態4.3では、被バイパス部分503に含まれるLEDの個数mが2となっている。バイパス回路620は、複数のLED504_1~504_4のうちのm=2個(504_3,504_4)と並列に接続される。バイパス回路620は、イネーブル状態、ディセーブル状態が切り替え可能であり、イネーブル状態において入力電圧VINに応じたバイパス電流IBYPASSをLEDストリング502からシンクする。バイパス電流IBYPASSが流れるとき、被バイパス部分503に流れる電流は、ILED-IBYPASSとなる。IBYPASS=0のとき、被バイパス部分503には駆動電流ILEDが供給されて点灯し、IBYPASS=ILEDのとき、被バイパス部分503は消灯する。
 図46は、図45の車両用灯具500Cの動作を説明する図である。第2しきい値VTH2は、(n-m)×Vf+Vf(D)=2Vf+Vf(D)にもとづいて規定される。
 比較のために、図46には一点鎖線で従来の車両用灯具の動作を示す。従来の車両用灯具では、駆動電流ILEDが流れているときの4個のLEDの光束は等しく1であるとする。この場合、通常電圧状態(VIN>VTH1)の全光束は4、低電圧状態(VIN<VTH2)での全光束は2となり、低電圧状態では通常電圧状態の2/4倍(=50%)まで低下する。
 本実施形態において、駆動電流ILEDが流れているときのLED504_3,LED504_4の光束を1、LED504_1,504_2の光束をα(>1)とする。この場合、通常電圧状態(VIN>VTH1)の全光束は2α+2、低電圧状態(VIN<VTH2)での全光束は2αとなり、低電圧状態では通常電圧状態の2α/(2α+2)倍となる。
 α>1であるとき、2α/(2α+2)>2/4の関係が成り立つから、本実施形態によれば、低電圧状態における光量低下を抑制できる。たとえばα=1.3の場合、本実施形態では光量低下の比率は2.6/4.6倍(≒57%)、α=1.5の場合、本実施形態では光量低下の比率は3/5倍(=60%)となり、従来の50%に比べて改善されている。
 バッテリ電圧は不安定であるから、VTH2<VIN<VTH1の範囲において、入力電圧VINが変化すると、全光束が変化し、ちらつきとなる。実施形態では、従来技術に比べて、この範囲における、入力電圧の変化に対する光束の変化の比率(傾き)を小さくできるため、入力電圧VINの同じ振幅の変動に対する光束の変動幅を小さくできる。
 図45の車両用灯具500Cは、図43の車両用灯具500Bに比べてさらなる利点を有する。図47は、n=4、m=2の車両用灯具500Cと、n=4、m=1の車両用灯具500Bの動作を対比して説明する図である。ここでは、さらなる利点にフォーカスするために、4個のLEDの光束は等しいもの(すなわちα=1)とする。
 図43のように、被バイパス部分のLEDが1個の場合、入力電圧VINが、とある電圧Vを下回ると、バイパス回路により、4個のLEDのうち、1個のLEDがバイパスされるため、光量は75%に向かって低下していく。そして、入力電圧VINがとある電圧V(たとえば、1.8V×3+0.8V=6.2V)を下回ると、光量が0に落ちる。
 これに対して、図45のように、被バイパス部分のLEDが2個の場合、入力電圧VINの電圧Vを下回ると、光量は50%に向かって低下するが、入力電圧VINがさらに低下しても、光量は50%のままで維持される。さらに入力電圧VINが電圧Vまで低下すると、光量は0%となる。
 近年、燃費向上のためにアイドリングストップ機能を有する車両が増えている。ストップランプは、車両の停車中、言い換えると、アイドリングストップが発生する期間中にこそ点灯する必要がある。アイドリングストップ中は、オルタネータが停止するため、バッテリの負荷が増えると、バッテリ電圧つまり車両用灯具500の入力電圧VINが著しく低下する。たとえばアイドリングストップ中に、エアコンが作動したり、ステアリングを操作してエンジンが再始動すると、バッテリの負荷電流が増加する。
 図43の車両用灯具500Bでは、バッテリ電圧VBATが6.2Vを下回ると、LEDストリング10が消灯する。ストップランプが消灯すると、後続車は、先行車が発進したものと誤認識してしまう。
 これに対して図45の車両用灯具500Cによれば、入力電圧VBATが6.2Vまで低下したとしても、2個のLED504_3,504_4がバイパスされるため、LEDストリング502が消灯するのを防止できる。したがって、車両用灯具500Cを後方標識灯に用いた場合には、車両の停車中に、意図せずにLEDストリング502が消灯して後続車両に誤ったメッセージを送るのを防止できる。
 図48(a)、(b)は、バイパス回路620の構成例を示す回路図である。図48(a)のバイパス回路620は、電圧コンパレータ622とトランジスタ(スイッチ)624を含む。電圧コンパレータ622は、入力電圧VINをしきい値電圧VTHと比較し、VIN<VTHとなると、トランジスタ624をオンする。入力電圧VINが低下するにしたがって、トランジスタ624のゲート電圧が緩やかに低下するようにしてもよい。トランジスタ624に流れる電流が、バイパス電流IBYPASSとなる。電圧コンパレータ622に代えて、アンプを用いてもよい。電圧コンパレータ622に代えて、入力電圧VINに応じたデューティサイクルを有するPWM(Pulse Width Modulation)信号を生成するパルス幅変調器を設けて、PWM信号にもとづいてトランジスタ624のゲートを駆動してもよい。
 図48(b)のバイパス回路620は、可変電流源626を含む。可変電流源626は、入力電圧VINに応じた電流量のバイパス電流IBYPASSを生成する。
 続いて車両用灯具500の用途を説明する。図400(a)~(d)は、車両用灯具500の一例であるLEDソケットを示す図である。図400(a)はLEDソケット700の外観の斜視図である。図400(b)はLEDソケット700の正面図を、図400(c)はLEDソケット700の平面図を、図400(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は赤色のLEDチップであり、ストップランプとして利用される。
 ストップランプとテイルランプの兼用のLEDソケットでは、複数のLED504と隣接して、テイルランプ用の発光素子が実装され、基板710上には、テイルランプ用の点灯回路が実装される。
 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723には、スイッチを介して入力電圧VINが供給され、ピン721には接地電圧が供給される。ピン722は、テイルランプの点灯時にハイとなる入力電圧が供給される。ピン721~723は、筐体702の内部を貫通しており、それらの一端は、基板710の配線パターンと接続される。
 実施形態4.1~4.3に関連する変形例を説明する。
 全LEDの個数nや、被バイパス部分のLEDの個数は、実施形態で説明した値に限定されない。
 また実施形態4.1~4.3では、バイパス回路が1個の構成を説明したが、2個以上のバイパス回路を設けてもよい。たとえば図41の変形として、LED504_2と並列に、第2のバイパス回路を追加し、第1のバイパス回路620がアクティブとなった後、入力電圧VINがさらに低下すると、第2のバイパス回路をアクティブとしてもよい。
(用途)
 続いて実施形態1~4で説明した車両用灯具100の用途を説明する。図49(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49(a)はLEDソケット700の外観の斜視図である。図49(b)はLEDソケット700の正面図を、図49(c)はLEDソケット700の平面図を、図49(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は赤色のLEDチップであり、ストップランプとして利用される。
 筐体702の底面側には、複数のピン721、722、723が露出している。複数のピンのひとつ(たとえば721)は図1の接地端子GNDに対応する。また別のひとつ(たとえば723)は、ストップランプの点灯時に、スイッチを介してバッテリ電圧が供給される。LEDソケット700が、テイルランプを兼用する場合、もうひとつのピン(722)には、テイルランプの点灯時に、スイッチを介してバッテリ電圧が供給される。
 実施形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施形態には、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。
 本発明は、自動車などに用いられる灯具に関する。
 2 バッテリ
 4 スイッチ
 100 車両用灯具
 IN 入力端子
 GND 接地端子
 110 半導体光源
 112 発光素子
 114 第1部分
 116 第2部分
 200 点灯回路
 210 定電流回路
 220 制御回路
 221 パルス幅変調器
 222 アンプ
 224 オシレータ
 226 PWMコンパレータ
 228 インバータ
 500 車両用灯具
 502 LEDストリング
 503 被バイパス部分
 504 LED
 600 点灯回路
 602 ダイオード
 610 LEDドライバ回路
 620 バイパス回路
 630 断線検出回路

Claims (34)

  1.  直列に接続される、m個(m≧1)の発光素子からなる第1部分と、n個(n≧1)の発光素子からなる第2部分と、を含む半導体光源を駆動する点灯回路であって、
     入力端子と接地端子の間に、前記第1部分および前記第2部分と直列に設けられ、第1イネーブル信号に応じてオン、オフ状態が切り替え可能な第1定電流回路と、
     前記入力端子と前記接地端子の間に、前記第2部分と直列に設けられ、第2イネーブル信号に応じてオン、オフ状態が切り替え可能な第2定電流回路と、
     (i)前記入力端子の入力電圧が第1しきい値より高い第1電圧範囲において、前記第1イネーブル信号のデューティサイクルを100%、前記第2イネーブル信号のデューティサイクルを0%とし、(ii)前記入力電圧が第2しきい値より低い第2電圧範囲において、前記第1イネーブル信号のデューティサイクルを0%、前記第2イネーブル信号のデューティサイクルを100%とし、(iii)前記入力電圧が前記第1しきい値より低く、前記第2しきい値より高い第3電圧範囲において、前記入力電圧が低いほど、前記第1イネーブル信号のデューティサイクルを低下させ、前記第2イネーブル信号のデューティサイクルを増加させる制御回路と、
     を備えることを特徴とする点灯回路。
  2.  前記第3電圧範囲における前記第1イネーブル信号のデューティサイクルおよび前記第2イネーブル信号のデューティサイクルは、前記光源の全体の出射光量の入力電圧の変化に対する傾きが、5%/0.1V以下となるように定められることを特徴とする請求項1に記載の点灯回路。
  3.  前記第2定電流回路がオン状態において生成する第2出力電流は、前記第1定電流回路がオン状態において生成する第1出力電流より多いことを特徴とする請求項1または2に記載の点灯回路。
  4.  前記第1イネーブル信号のデューティサイクルと前記第2イネーブル信号のデューティサイクルは、合計が100%であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の点灯回路。
  5.  前記第1イネーブル信号と前記第2イネーブル信号は、互いに反転した信号であ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回路。
  6.  前記第1定電流回路および前記第2定電流回路のオン、オフが切り替わるタイミングにおいて、それらの出力電流が徐変す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点灯回路。
  7.  前記第1定電流回路は、前記第1イネーブル信号の電圧レベルに比例した第1出力電流を生成し、前記第2定電流回路は、前記第2イネーブル信号の電圧レベルに比例した第2出力電流を生成す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点灯回路。
  8.  前記第3電圧範囲において生成されるパルス状の前記第1イネーブル信号および前記第2イネーブル信号のポジティブエッジとネガティブエッジの少なくともひとつが鈍っていることを特徴とする請求項7に記載の点灯回路。
  9.  直列に接続される、m個(m≧1)の発光素子からなる第1部分と、n個(n≧1)の発光素子からなる第2部分と、を含む半導体光源を駆動する点灯回路であって、
     入力端子と接地端子の間に、前記第1部分および前記第2部分と直列に設けられ、第1アナログ調光信号に応じて電流量が調節される第1出力電流を生成する第1定電流回路と、
     前記入力端子と前記接地端子の間に、前記第2部分と直列に設けられ、第2アナログ調光信号に応じて電流量が調節される第2出力電流を生成する第2定電流回路と、
     前記入力端子の入力電圧にもとづいて前記第1アナログ調光信号および前記第2アナログ調光信号を生成する制御回路と、
     を備え、
     前記制御回路は、(i)前記入力端子の入力電圧が第1しきい値より高い第1電圧範囲において、前記第1出力電流が所定の第1目標量となり、前記第2出力電流がゼロとなるように、(ii)前記入力電圧が第2しきい値より低い第2電圧範囲において、前記第2出力電流が所定の第2目標量となり、前記第1出力電流がゼロとなるように、(iii)前記入力電圧が前記第1しきい値より低く、前記第2しきい値より高い第3電圧範囲において、前記入力電圧の低下に応じて、前記第1出力電流が前記第1目標量からゼロに向かって減少し、前記第2出力電流がゼロから前記第2目標量に向かって増加するように、前記第1アナログ調光信号および前記第2アナログ調光信号を生成することを特徴とする点灯回路。
  10.  前記第3電圧範囲における前記第1アナログ調光信号および前記第2アナログ調光信号は、前記光源の全体の出射光量の前記入力電圧の変化に対する傾きが、5%/0.1V以下となるように生成されることを特徴とする請求項9に記載の点灯回路。
  11.  前記第2目標量は、前記第1目標量より多いことを特徴とする請求項9または10に記載の点灯回路。
  12.  前記第1定電流回路の前記第1アナログ調光信号に対する前記第1出力電流の変換ゲインと、前記第2定電流回路の前記第2アナログ調光信号に対する前記第2出力電流の変換ゲインは等しいことを特徴とする請求項9または10に記載の点灯回路。
  13.  前記第2定電流回路の前記第2アナログ調光信号に対する前記第2出力電流の変換ゲインは、前記第1定電流回路の前記第1アナログ調光信号に対する前記第1出力電流の変換ゲインより大きいことを特徴とする請求項9または10に記載の点灯回路。
  14.  前記第1アナログ調光信号と前記第2アナログ調光信号は、電圧レベルの和が一定であることを特徴とする請求項12または13に記載の点灯回路。
  15.  直列に接続される、m個(m≧1)の発光素子からなる第1部分と、n個(n≧1)の発光素子からなる第2部分と、を含む半導体光源を駆動する点灯回路であって、
     入力端子と接地端子の間に、前記第1部分および前記第2部分と直列に設けられ、イネーブル状態において第1電流量の第1出力電流を生成する第1定電流回路と、
     前記入力端子と前記接地端子の間に前記第2部分と直列に設けられ、イネーブル状態において、第2出力電流を生成する第2定電流回路と、
     前記第1定電流回路および前記第2定電流回路それぞれのイネーブル、ディセーブルを制御する制御回路と、
     を備え、
     前記制御回路は、前記第1部分の断線状態において、前記第2定電流回路をイネーブル、前記第1定電流回路をディセーブルとし、前記第2出力電流を前記第1電流量より多い第2電流量とすることを特徴とする点灯回路。
  16.  前記第2電流量は、前記第1電流量の(m+n)/n倍以下であり、かつ前記第2部分の定格電流より小さいことを特徴とする請求項15に記載の点灯回路。
  17.  前記第2部分と並列に設けられるバイパススイッチをさらに備え、
     前記第1定電流回路は、前記第1出力電流を、前記第1電流量と前記第1電流量より多い第3電流量で切り替え可能であり、
     前記制御回路は、前記第2部分の断線状態において、前記バイパススイッチをオンとし、前記第1定電流回路をイネーブル、前記第2定電流回路をディセーブルとし、前記第1出力電流を前記第3電流量とすることを特徴とする請求項15または16に記載の点灯回路。
  18.  前記第3電流量は、前記第1電流量の(m+n)/m倍以下であり、かつ前記第1部分の定格電流より小さいことを特徴とする請求項17に記載の点灯回路。
  19.  前記第2定電流回路は、前記半導体光源の非断線状態であって、前記入力端子の入力電圧が所定のしきい値より低いときにイネーブルとなり、前記第2出力電流は前記第2電流量であることを特徴とする請求項15から18のいずれかに記載の点灯回路。
  20.  前記第2定電流回路は、前記半導体光源の非断線状態であって、前記入力端子の入力電圧が所定のしきい値より低いときにイネーブルとなり、前記第2出力電流は前記第1電流量であることを特徴とする請求項15から18のいずれかに記載の点灯回路。
  21.  直列に接続される、m個(m≧1)の発光素子からなる第1部分と、n個(n≧1)の発光素子からなる第2部分と、を含む半導体光源を駆動する点灯回路であって、
     入力端子と接地端子の間に、前記第1部分および前記第2部分と直列に設けられ、イネーブル状態において第1電流量または前記第1電流量より多い第3電流量の第1出力電流を生成する第1定電流回路と、
     前記入力端子と前記接地端子の間に前記第2部分と直列に設けられ、イネーブル状態において、第2出力電流を生成する第2定電流回路と、
     前記第1定電流回路および前記第2定電流回路それぞれのイネーブル、ディセーブルを制御する制御回路と、
     前記第2部分と並列に設けられるバイパススイッチと、
     を備え、
     前記制御回路は、前記第2部分の断線状態において、前記バイパススイッチをオンとし、前記第1定電流回路をイネーブル、前記第2定電流回路をディセーブルとし、前記第1出力電流を前記第3電流量とすることを特徴とする点灯回路。
  22.  前記第3電流量は、前記第1電流量の(m+n)/m倍以下であり、かつ前記第1部分の定格電流より小さいことを特徴とする請求項21に記載の点灯回路。
  23.  請求項1から22のいずれかに記載の点灯回路を備えることを特徴とする車両用灯具。
  24.  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23に記載の車両用灯具。
  25.  直列に接続される同色のn個(n≧2)のLED(発光ダイオード)を含むLEDストリングと、
     入力電圧を受け、前記LEDストリングに目標電流に安定化された駆動電流を供給するLEDドライバ回路と、
     前記LEDストリングのうちの隣接するm個(m≦n)のLEDを含む被バイパス部分と並列に設けられ、前記入力電圧に応じたバイパス電流をシンクするバイパス回路と、
     を備え、
     前記被バイパス部分以外の部分に配置される(n-m)個のLEDの光束は、前記被バイパス部分に配置されるm個のLEDの光束よりも大きいことを特徴とする光源モジュール。
  26.  前記LEDは赤色であり、n=4、m=2であることを特徴とする請求項25に記載の光源モジュール。
  27.  前記LEDは白色または青色であり、n=3、m=1であることを特徴とする請求項25に記載の光源モジュール。
  28.  前記(n-m)個のLEDの光束は、前記m個のLEDの光束の1.3倍以上であることを特徴とする請求項25から27のいずれかに記載の光源モジュール。
  29.  前記(n-m)個のLEDの光束は、前記m個のLEDの光束の1.5倍以上であることを特徴とする請求項25から28のいずれかに記載の光源モジュール。
  30.  前記バイパス回路は、前記入力電圧の低下にともなって電流量が増大するバイアス電流を生成する電流源を含むことを特徴とする請求項25から29のいずれかに記載の光源モジュール。
  31.  前記バイパス電流の前記入力電圧に対する傾きは、前記LEDストリングの全光束の前記入力電圧の変化に対する傾きが5%/0.1V以下となるように定められることを特徴とする請求項30に記載の光源モジュール。
  32.  前記バイパス回路は、前記入力電圧が所定のしきい値より低くなるとオンとなるバイパススイッチを含むことを特徴とする請求項25から29のいずれかに記載の光源モジュール。
  33.  LEDソケットであることを特徴とする請求項25から32のいずれかに記載の光源モジュール。
  34.  前記LEDドライバ回路の入力端子とバッテリの間に設けられた逆接保護用のダイオードをさらに備えることを特徴とする請求項25から33のいずれかに記載の光源モジュール。
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