JP2016103367A - 点灯回路および灯具システム - Google Patents

Abstract

【課題】点消灯指示信号が伝搬する信号ラインに異常が生じた場合に、半導体光源を消灯する。
【解決手段】点灯回路４００は、ＣＰＵ３１４からの点消灯指示信号Ｓ１に応じて、半導体光源３０２を点灯または消灯させる。パルス入力判定回路４０２は、点灯を指示するときにパルス状であり、消灯を指示するとき一定レベルである点消灯指示信号Ｓ１を受ける。パルス入力判定回路４０２は、点消灯指示信号Ｓ１がパルス状である点灯状態か否かを判定し、点灯状態においてアサートされる判定信号Ｓ２を生成する。駆動回路４１０は、判定信号Ｓ２がアサートされるとき、半導体光源３０２に駆動電流Ｉ_ＬＤを供給し、判定信号Ｓ２がネゲートされるとき、半導体光源３０２への駆動電流Ｉ_ＬＤの供給を停止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車などに用いられる車両用灯具に関する。

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

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

別の光源では、レーザダイオードは、紫外光に代えて青色の励起光を発生する。青色の励起光を受けた蛍光体は、励起光より長い波長領域（緑〜赤）にスペクトル分布を有する蛍光を発生する。蛍光体に照射された励起光は、蛍光体により散乱され、コヒーレンスが失われた状態で、蛍光体を通過する。蛍光体からは、散乱された青色光と、緑〜赤の蛍光を含む白色光が出力される。

たとえばレーザ光源は、ハイビームよりも遠方を照射する追加ハイビームとして使用される。図１は、追加ハイビームを備える灯具システム１２００のブロック図である。左右のランプ（車両用灯具）１３００Ｌ、１３００Ｒは、同様に構成される。

車両用灯具１３００は、半導体光源（レーザダイオード）３０２、灯具ＥＣＵ３１０、点灯回路３２０を備える。灯具ＥＣＵ３１０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）あるいはＬＩＮ（Local Interconnect Network）などのバス２０３を介して、車両ＥＣＵ２０２と接続される。

図示しないハイビーム用の点灯回路の電源と、追加ハイビーム用の点灯回路３２０の電源は、共通化されている。灯具ＥＣＵ３１０のスイッチ３１２は、バッテリ２０４から点灯回路３２０へのバッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴの供給経路上に設けられる。ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１４は、車両ＥＣＵ２０２からの指令および車速情報等にもとづいて、スイッチ３１２のオン、オフを制御し、ハイビームおよび追加ハイビームの点消灯を制御する。

高級感を演出するためには、追加ハイビームの光量は時間とともに緩やかに増減することが望ましい。これを徐変点灯、徐変消灯という。徐変点灯のみであれば、スイッチ３１２のターンオンの後、定電流コンバータ３２２が緩やかに立ち上がることを利用して実現できる。一方、徐変消灯に関しては、スイッチ３１２のターンオフのみでは、定電流コンバータ３２２の出力電流を緩やかに減少させることはできない。

そこで点灯回路３２０には徐変点消灯回路３２４が設けられる。徐変点消灯回路３２４は、ＣＰＵ３１４からの点消灯指示信号Ｓ１にもとづいて、定電流コンバータ３２２を制御し、徐変点灯、徐変消灯を実行する。

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

たとえば点消灯指示信号Ｓ１のハイレベルを、半導体光源３０２の点灯に、ローレベルを半導体光源３０２の消灯に割り当てたとする。このとき、点消灯指示信号Ｓ１が伝搬する信号ライン３０４が天絡（電源ラインとショート）すると、ＣＰＵ３１４による点消灯指示信号Ｓ１の制御が不能となり、半導体光源３０２を消灯すべきときに消灯できず、周囲の車両に眩惑を与えるという問題が生ずる。点消灯指示信号Ｓ１の論理レベルを入れ替えた場合、信号ライン３０４が地絡（接地とショート）した場合に、半導体光源３０２を消灯すべきときに消灯できなくなる。あるいは、灯具ＥＣＵ３１０の点消灯指示信号Ｓ１の出力形式や、徐変点消灯回路３２４の点消灯指示信号Ｓ１の受信形式によっては、信号ライン３０４の断線によっても同様の問題が生じうる。なおこのような問題は、徐変点灯、徐変消灯の有無にかかわらず生じうるし、追加ハイビームに限らず、ロービームやハイビームにおいても同様に生じうる。

本発明はかかる状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、点消灯指示信号が伝搬する信号ラインに異常が生じた場合に、半導体光源を消灯可能な点灯回路の提供にある。

本発明のある態様は、プロセッサからの点消灯指示信号に応じて、半導体光源を点灯または消灯させる点灯回路に関する。点灯回路は、点灯を指示するときにパルス状すなわち矩形波であり、消灯を指示するとき一定レベルである点消灯指示信号を受け、点消灯指示信号がパルス状である点灯状態か否かを判定し、点灯状態においてアサートされる判定信号を生成するパルス入力判定回路と、判定信号がアサートされるとき、半導体光源に駆動電流を供給し、判定信号がネゲートされるとき、半導体光源への前記駆動電流の供給を停止する駆動回路と、を備える。

点消灯指示信号を伝送するラインに、断線、天絡、地絡などの異常が発生すると、プロセッサが点消灯指示信号を制御不能となるが、いずれの場合においても点消灯指示信号は、一定レベルに維持される。したがってこの態様によれば、プロセッサが消灯を指示した場合のみでなく、異常が生じた場合にも、半導体光源を消灯することができ、安全性を高めることができる。
「点消灯指示信号がパルス状である」とは、点消灯指示信号が２つの異なる電位を交互に遷移する状態のほか、所定の電位とハイインピーダンス状態を交互に遷移する状態を含む。「点消灯指示信号が一定レベルである」とは、点消灯指示信号が所定の電位を持続する状態のほか、点消灯指示信号がハイインピーダンス状態を持続する状態を含む。

パルス入力判定回路は、キャパシタと、点消灯指示信号のエッジに応答してキャパシタを充電（または放電）し、エッジが検出されないときキャパシタを放電（または充電）する充放電回路と、キャパシタの電圧と所定のしきい値電圧の比較結果にもとづいて判定信号を生成する判定部と、を含んでもよい。
点消灯指示信号がパルス状である場合には、周期的にエッジが検出されるため、周期的にキャパシタが充電（または放電）されて、キャパシタの電圧が増大（または低下）する。反対に点消灯指示信号が一定レベルである場合には、キャパシタが充電（または放電）されることなく、持続的に放電されるため、キャパシタの電圧が低下（または増大）する。したがってこの態様によれば、キャパシタの電圧にもとづいて、点灯状態と消灯状態を判定できる。

充放電回路は、点消灯指示信号のエッジを検出するエッジ検出回路と、エッジ検出回路の出力に応答してキャパシタに電流を供給する電流源と、キャパシタを放電する放電経路と、キャパシタの電圧が制御端子に入力された比較トランジスタと、を含んでもよい。
点灯状態では、周期的なエッジに応答して電流源がキャパシタを繰り返し充電することで、キャパシタ電圧が増大し、比較トランジスタがオンする。消灯状態では、キャパシタが放電経路により放電されることで、キャパシタ電圧が低下し、比較トランジスタがオフする。したがって比較トランジスタのオン、オフに対応して、点灯状態と消灯状態を判定できる。

エッジ検出回路は、点消灯指示信号を微分する微分回路を含んでもよい。

パルス入力判定回路は、そのトリガ入力に点消灯指示信号に応じたトリガ信号を受ける再トリガ可能単安定マルチバイブレータを含んでもよい。
点消灯指示信号が点灯状態であるとき、再トリガ可能単安定マルチバイブレータは点消灯指示信号に応じたトリガ信号によって繰り返しトリガされ、したがってその出力は、非安定出力を持続する。反対に点消灯指示信号が消灯状態であるとき、再トリガ可能単安定マルチバイブレータの出力は安定出力を持続する。したがって、再トリガ可能単安定マルチバイブレータの出力状態にもとづいて、点灯状態、消灯状態を判定できる。

パルス入力判定回路は、再トリガ可能単安定マルチバイブレータの後段に設けられたローパスフィルタをさらに含んでもよい。この場合、消灯状態から点灯状態への感度を鈍らせることができ、誤点灯を防止できる。

パルス入力判定回路は、点消灯指示信号のエッジを検出するエッジ検出回路と、そのトリガ入力にエッジ検出回路の出力に応じたトリガ信号を受ける再トリガ不可能単安定マルチバイブレータと、再トリガ不可能単安定マルチバイブレータの後段に設けられたローパスフィルタと、を含んでもよい。
点消灯指示信号が消灯状態であるとき、再トリガ不可能単安定マルチバイブレータの出力は安定出力を持続する。反対に、点消灯指示信号が点灯状態であるとき、再トリガ不可能単安定マルチバイブレータの出力は、トリガ信号に応じて非安定出力となり、ある時定数時間の経過後に一旦、安定状態に戻り、次のトリガ信号に応じて再び非安定出力となる。つまり、再トリガ不可能単安定マルチバイブレータの出力は、安定状態と非安定状態を繰り返す。そしてローパスフィルタを後段に挿入し、短い安定状態を除去することにより、点灯状態と消灯状態を判定することができる。

エッジ検出回路は、点消灯指示信号を微分する微分回路を含んでもよい。

パルス入力判定回路は、キャパシタと、点消灯指示信号が第１レベルのときキャパシタを充電し、点消灯指示信号が第２レベルのときキャパシタを放電する充放電回路と、キャパシタの電圧を、第１電圧および第２電圧と比較し、比較結果にもとづいて、点灯指示か消灯指示かを判定する判定部と、を含んでもよい。充放電回路の充電速度および放電速度は、点消灯指示信号がパルス状であるときに、キャパシタの電圧が第１電圧と第２電圧の間に含まれるように規定されてもよい。
これにより、点消灯指示信号がパルス状であるか否かを判定できる。

光源は、励起光を出射するレーザダイオードと、励起光の光軸上に設けられ、励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体と、を備え、励起光と蛍光のスペクトルを含む白色の出力光を生成するよう構成されてもよい。
この構成の光源では、蛍光体に異常が発生すると、励起光が直接、出射されることとなり危険である。この光源を用いた灯具において、上述の点灯回路を用いることで、蛍光体に異常が発生した場合において、配線が天絡、地絡、断線等した場合に、励起光を確実に停止でき、安全性を高めることができる。

本発明の別の態様は、車両用灯具である。この車両用灯具は、半導体光源と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）からの情報にもとづいて、半導体光源の点灯・消灯を指示する点消灯指示信号を生成するプロセッサと、点消灯指示信号が点灯を指示するとき、半導体光源に駆動電流を供給する点灯回路と、を備える。点消灯指示信号は、点灯を指示するときにパルス信号、消灯を指示するとき一定レベルとなるよう生成される。

本発明のさらに別の態様は、灯具システムに関する。灯具システムは、右ランプと、左ランプと、を備える。右ランプおよび左ランプはそれぞれ、半導体光源と、半導体光源の点灯・消灯を指示する点消灯指示信号を生成する灯具ＥＣＵ（Electronic Control Unit）と、半導体光源に電流を供給する点灯回路と、を含む。右ランプの点灯回路は、右ランプの灯具ＥＣＵが生成する点消灯指示信号と、左ランプの灯具ＥＣＵが生成する点消灯指示信号の両方が点灯を指示するときに、右ランプの前記半導体光源を点灯させる。また左ランプの点灯回路は、左ランプの灯具ＥＣＵが生成する点消灯指示信号と、右ランプの灯具ＥＣＵが生成する点消灯指示信号の両方が点灯を指示するときに、左ランプの半導体光源を点灯させる。
この態様によれば、異常が生じた場合にも、半導体光源を消灯することができ、安全性を高めることができる。

本発明のある態様によれば、点消灯指示信号が伝搬する信号ラインに異常が生じた場合に、半導体光源を消灯できる。

追加ハイビームを備える灯具システムのブロック図である。 第１の実施の形態に係る点灯回路を備える車両用灯具のブロック図である。 図２の車両用灯具の動作波形図である。 図４（ａ）、（ｂ）は、第１構成例のパルス入力判定回路の回路図である。 図５（ａ）、（ｂ）は、図４（ｂ）のパルス入力判定回路の動作波形図である。 第２構成例のパルス入力判定回路の回路図である。 第３構成例のパルス入力判定回路の回路図である。 図８（ａ）〜（ｃ）は、図７のパルス入力判定回路の動作波形図である。 第４構成例のパルス入力判定回路の回路図である。 第２の実施の形態に係る灯具システムのブロック図である。 図１０の灯具システムの動作波形図である。

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

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

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

（第１の実施の形態）
図２は、第１の実施の形態に係る点灯回路４００を備える車両用灯具３００のブロック図である。車両用灯具３００は、図１と同様に、追加ハイビームであってもよいし、ロービームあるいは通常のハイビームであってもよい。図２には灯具システム２００全体が示される。

車両用灯具３００は、半導体光源３０２、灯具ＥＣＵ３１０、点灯回路４００を備える。点灯回路４００は、プロセッサ（ＣＰＵ）３１４からの点消灯指示信号Ｓ１に応じて、半導体光源３０２を点灯または消灯させる。半導体光源３０２は、たとえばレーザダイオードである。

本実施の形態において、ＣＰＵ３１４が生成する点消灯指示信号Ｓ１は、点灯を指示する点灯状態φ_ＯＮにおいてパルス状であり、消灯を指示する消灯状態φ_ＯＦＦにおいて一定レベル（定常状態）である。点灯状態φ_ＯＮは、点消灯指示信号Ｓ１が２つの異なる電位（ハイレベルとローレベル、ハイレベルと中間レベル、中間レベルとローレベルなど）を交互に遷移する状態であってもよい。あるいは点灯状態φ_ＯＮは、点消灯指示信号Ｓ１が所定の電位（ハイレベル、ローレベルあるいは中間レベル）とハイインピーダンス状態を交互に遷移する状態であってもよい。また消灯状態φ_ＯＦＦは、点消灯指示信号Ｓ１が所定の電位（ハイレベル、ローレベルあるいは中間レベル）を持続する状態であってもよい。あるいは消灯状態φ_ＯＦＦは、点消灯指示信号Ｓ１がハイインピーダンス状態を持続する状態であってもよい。

本実施の形態では、点灯状態φ_ＯＮにおいて、点消灯指示信号Ｓ１はハイレベル（たとえば電源電圧Ｖ_ＤＤ）とローレベル（接地電圧Ｖ_ＧＮＤ）を所定の周期で繰り返し、消灯状態φ_ＯＦＦにおいて、点消灯指示信号Ｓ１はローレベル（接地電圧Ｖ_ＧＮＤ）に固定される。

点灯回路４００は、パルス入力判定回路４０２および駆動回路４１０を備える。パルス入力判定回路４０２は点消灯指示信号Ｓ１を受け、点消灯指示信号Ｓ１がパルス状である点灯状態φ_ＯＮか否かを判定する。パルス入力判定回路４０２は、点灯状態φ_ＯＮにおいて判定信号Ｓ２をアサートする。

駆動回路４１０は、判定信号Ｓ２がアサート（たとえばハイレベル）されるとき、半導体光源３０２に駆動電流Ｉ_ＬＤを供給し、判定信号Ｓ２がネゲート（たとえばローレベル）されるとき、半導体光源３０２への駆動電流Ｉ_ＬＤの供給を停止する。

駆動回路４１０は、たとえばコンバータ４１２および点灯制御回路４１４を含む。コンバータ４１２は、スイッチ３１２を介して供給される電源電圧Ｖ_Ｈｉを受け、それを昇圧または降圧するスイッチングコンバータ（ＤＣ／ＤＣコンバータ）を含む。コンバータ４１２のトポロジーは特に限定されず、半導体光源３０２の種類、個数などに応じて選択すればよい。

点灯制御回路４１４は、半導体光源３０２に流れる電流Ｉ_ＬＤを検出し、検出した電流Ｉ_ＬＤが、半導体光源３０２の目標の光量に応じた基準値Ｉ_ＲＥＦと一致するように、コンバータ４１２を制御する。点灯制御回路４１４の形式は特に限定されず、パルス幅変調のコントローラや、パルス周波数変調のコントローラ、ヒステリシス制御のコントローラなどを用いることができる。徐変点灯の機能を実装する場合、点灯制御回路４１４は、判定信号Ｓ２のアサートを契機として基準値Ｉ_ＲＥＦを緩やかに増加させてもよい。また徐変消灯の機能を実装する場合、点灯制御回路４１４は、判定信号Ｓ２のネゲートを契機として基準値Ｉ_ＲＥＦを緩やかに減少させてもよい。

以上が車両用灯具３００の基本構成である。続いてその動作を説明する。

図３は、図２の車両用灯具３００の動作波形図である。時刻ｔ１より前は、信号ライン３０４が正常であり、点消灯指示信号Ｓ１が正しく伝送される。区間Ａにおいて、ＣＰＵ３１４は、半導体光源３０２の点灯を指示するために、パルス状の点消灯指示信号Ｓ１を発生する。信号ライン３０４が正常であるとき、パルス入力判定回路４０２の入力信号もパルス状となり、パルス入力判定回路４０２は判定信号Ｓ２をアサートする。判定信号Ｓ２のアサートをトリガとして点灯制御回路４１４は、半導体光源３０２に供給される駆動電流Ｉ_ＬＤを緩やかに増加させ、徐変点灯し、その後、駆動電流Ｉ_ＬＤを目標値Ｉ_ＲＥＦに安定化させ、半導体光源３０２の光量を一定に保つ。

区間Ｂにおいて、ＣＰＵ３１４は、半導体光源３０２の消灯を指示するために、ローレベルの点消灯指示信号Ｓ１を発生する。その結果、パルス入力判定回路４０２の入力にパルスが観測されなくなるため、パルス入力判定回路４０２は判定信号Ｓ２をネゲートする。判定信号Ｓ２のネゲートをトリガとして点灯制御回路４１４は、半導体光源３０２に供給される駆動電流Ｉ_ＬＤを緩やかに低下させ、徐変消灯する。

時刻ｔ１に、信号ライン３０４が天絡したとする。信号ライン３０４が天絡すると、点消灯指示信号Ｓ１はハイレベル電圧に固定される。このときパルス入力判定回路４０２の入力端子にはパルスが観測されないため、判定信号Ｓ２のネゲートは維持される。したがって半導体光源３０２には駆動電流Ｉ_ＬＤが供給されず、消灯が維持される。

このように第１の実施の形態に係る点灯回路４００によれば、プロセッサ３１４が消灯を指示した場合のみでなく、天絡、地絡あるいは断線等の異常が生じた場合にも、半導体光源３０２を消灯することができ、安全性を高めることができる。

本発明は、図２のブロック図および上述の説明から把握されるさまざまな回路に及ぶものであるが、以下ではその具体的な構成例を説明する。

図４（ａ）、（ｂ）は、第１構成例のパルス入力判定回路４０２ａの回路図である。図４（ａ）に示すようにパルス入力判定回路４０２ａは、充放電回路４２０、キャパシタＣ２、判定部４３０を備える。キャパシタＣ２の一端の電位は固定される。充放電回路４２０は、点消灯指示信号Ｓ１のエッジに応答してキャパシタＣ２を充電し、エッジが検出されないときにはキャパシタＣ２を放電する。なお、充放電回路４２０の充電動作と放電動作はいれかえてもよい。判定部４３０は、キャパシタＣ２の電圧Ｖ_Ｃ２と所定のしきい値電圧Ｖ_ＴＨの比較結果にもとづいて、判定信号Ｓ２を生成する。

図４（ｂ）には、図４（ａ）のパルス入力判定回路４０２ａのより具体的な構成例が示される。この例では、判定信号Ｓ２のアサート（点灯）はローレベル、ネゲート（消灯）はハイレベルである。充放電回路４２０は、エッジ検出回路４２２、電流源４２４、放電経路４２６を含む。エッジ検出回路４２２は、点消灯指示信号Ｓ１のポジティブエッジを検出する。たとえばエッジ検出回路４２２は、微分回路（ハイパスフィルタ）を用いて構成できる。具体的には、エッジ検出回路４２２は、トランジスタＴｒ１、抵抗Ｒ１、キャパシタＣ１、ダイオードＤ１、抵抗Ｒｂ２を含む。キャパシタＣ１および抵抗Ｒｂ２の直列接続が、微分回路を形成する。ダイオードＤ１は、点消灯指示信号Ｓ１のネガティブエッジにより負電圧にスイングするのを防止するクランパである。

電流源４２４は、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３、抵抗Ｒ２を含む。点消灯指示信号Ｓ１のポジティブエッジが検出されると、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３に電流が流れ、キャパシタＣ２に電流が供給される。パルス状の点消灯指示信号Ｓ１が入力され、所定のインターバルでポジティブエッジが検出されると、キャパシタＣ２が電流源４２４により繰り返し充電される。

放電経路４２６は、抵抗Ｒｂ４を含む。キャパシタＣ２の電荷は、抵抗Ｒｂ４を介して放電される。電流源４２４の充電電流は、放電経路４２６による放電電流よりも大きく設計される。

判定部４３０は、トランジスタＴｒ４、抵抗Ｒ３を含む。キャパシタ電圧Ｖ_Ｃ２は、放電経路４２６が形成する分圧回路によって分圧され、トランジスタＴｒ４のベースに入力される。そしてトランジスタＴｒ４のベースエミッタ間電圧がそのしきい値（順方向電圧Ｖｂｅ≒０．６Ｖ）を超えると、トランジスタＴｒ４が導通し、判定信号Ｓ２がローレベル（アサート）となる。

図５（ａ）、（ｂ）は、図４（ｂ）のパルス入力判定回路４０２ａの動作波形図である。キャパシタＣ１と抵抗Ｒｂ２の接続ノードの電位をＶｘとする。図５（ａ）には点灯指示の、図５（ｂ）には消灯指示の波形が示される。図５（ａ）と図５（ｂ）で横軸の時間スケールが異なっていることに留意されたい。

このように、図４（ｂ）のパルス入力判定回路４０２ａによれば、パルス状の点消灯指示信号Ｓ１が入力されているか否かを判定することができる。

図６は、第２構成例のパルス入力判定回路４０２ｂの回路図である。パルス入力判定回路４０２ｂは、入力回路４３２および再トリガ可能（retriggerable）単安定マルチバイブレータ４３４を含む。入力回路４３２は、トランジスタＴｒ１、抵抗Ｒ１を含む反転回路であり、点消灯指示信号Ｓ１に応じた（反転論理）のトリガ信号Ｓ３を生成する。単安定マルチバイブレータ４３４は、そのトリガ入力にトリガ信号Ｓ３を受ける。単安定マルチバイブレータ４３４の発振周期は、パルス状の点消灯指示信号Ｓ１の周期より長く設定される。

点消灯指示信号Ｓ１が点灯状態φ_ＯＮ、つまりパルス信号であるとき、単安定マルチバイブレータ４３４は点消灯指示信号Ｓ１に応じたトリガ信号Ｓ３によって繰り返しトリガされ、したがってその出力Ｑは、非安定出力を持続する。反対に点消灯指示信号Ｓ１が消灯状態であるとき、単安定マルチバイブレータ４３４の出力Ｑは安定出力を持続する。したがって、単安定マルチバイブレータ４３４の出力状態Ｑを判定信号Ｓ２として、点灯状態、消灯状態を判定できる。

図４（ａ）、（ｂ）のパルス入力判定回路４０２ａでは、点消灯指示信号Ｓ１のデューティ比（パルス幅）が大きく（あるいは小さく）なると、微分信号Ｖｘが短くなり、キャパシタＣ２の充電電流が不足し、パルス信号が入力されているにもかかわらず、判定信号Ｓ２がネゲートされるおそれがある。図６のパルス入力判定回路４０２ｂによれば、点消灯指示信号Ｓ１のデューティ比やパルス幅にかかわらずに、パルス信号を検出できる。

図６の利点は、点消灯指示信号Ｓ１のデューティ比やパルス幅を自由に変更できることを意味する。したがって、点消灯指示信号Ｓ１を半導体光源３０２の目標光量にもとづいてパルス幅変調し、点消灯指示信号Ｓ１に光量の情報を重畳してもよい。この場合、デューティ比１００％は直流信号であり消灯状態となるため、１００％は使用せずに、１００％より低いデューティ比を上限として光量を制御する。また点灯回路４００には、パルス入力判定回路４０２とは別に、点消灯指示信号Ｓ１のデューティ比を検出するための回路が追加される。あるいは点消灯指示信号Ｓ１を半導体光源３０２の目標光量にもとづいてパルス周波数変調し、点消灯指示信号Ｓ１に光量の情報を重畳してもよい。

単安定マルチバイブレータ４３４の後段に、ローパスフィルタ（不図示）をさらに設けてもよい。この場合、消灯状態から点灯状態への感度を鈍らせることができ、誤点灯を防止できる。

図７は、第３構成例のパルス入力判定回路４０２ｃの回路図である。図６で用いた再トリガ可能単安定マルチバイブレータ４３４は、回路構成が複雑であるため専用のＩＣが必要でありコストが高くなる。図７では、パルス入力判定回路４０２ｃでは、少ない素子数で構成可能な再トリガ不可能（non-retriggerable）単安定マルチバイブレータ４３６が利用される。

パルス入力判定回路４０２ｃは、エッジ検出回路４２２、単安定マルチバイブレータ４３６、ローパスフィルタ４３８、出力回路４４０を備える。エッジ検出回路４２２は、点消灯指示信号Ｓ１のポジティブエッジを検出する。エッジ検出回路４２２の構成は、図４（ｂ）のそれと同様である。

単安定マルチバイブレータ４３６は、そのトリガ入力４３７にエッジ検出回路４２２の出力に応じたトリガ信号Ｓ３を受ける。単安定マルチバイブレータ４３６の後段には、ローパスフィルタ４３８が設けられる。出力回路４４０は、ローパスフィルタ４３８の出力を２値化して出力する。

図８（ａ）〜（ｃ）は、図７のパルス入力判定回路４０２ｃの動作波形図である。図８（ａ）〜（ｃ）には、点消灯指示信号Ｓ１のデューティ比が１０％、５０％、９０％のときの波形が示される。図７のパルス入力判定回路４０２ｃによれば、デューティ比によらずに、点灯状態φ_ＯＮを判定できる。

図９は、第４構成例のパルス入力判定回路４０２ｄの回路図である。パルス入力判定回路４０２ｄの基本構成は、図４（ａ）のパルス入力判定回路４０２ａと同様である。充放電回路４２０ｄは、点消灯指示信号Ｓ１に応じてキャパシタＣ２を充電する。具体的には充放電回路４２０ｄは、点消灯指示信号Ｓ１が第１レベル（たとえばローレベル）のときキャパシタＣ２を充電し、点消灯指示信号Ｓ１が第２レベル（たとえばハイレベル）のときキャパシタＣ２を放電する。充電速度および放電速度は、点消灯指示信号Ｓ１がパルス状であるときに、キャパシタＣ２の電圧Ｖ_Ｃ２が電圧範囲Ｖａ〜Ｖｂ（Ｖａ＜Ｖｂ）に含まれるように定められる。判定部４３０ｄは、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃ２が、電圧範囲Ｖａ〜Ｖｂに含まれているとき判定信号Ｓ２をアサートし、含まれていないとき判定信号Ｓ２をネゲートする。

たとえば充放電回路４２０ｄは、トランジスタＴｒ１、抵抗Ｒ１、Ｒ２を含む。点消灯指示信号Ｓ１がローレベルであるときトランジスタＴｒ１がオンし、抵抗Ｒ１を介してキャパシタＣ２が充電される。充電速度は、抵抗Ｒ１で規定される。点消灯指示信号Ｓ１がハイレベルであるときトランジスタＴｒ１がオフし、抵抗Ｒ１およびＲ２を介してキャパシタＣ２が放電される。放電速度は、抵抗Ｒ１、Ｒ２で規定される。

たとえば点消灯指示信号Ｓ１のデューティ比が５０％であるときに、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃ２が、電源電圧Ｖ_ＣＣと接地電圧Ｖ_ＧＮＤ（＝０Ｖ）の中点電圧Ｖ_ＣＣ／２付近となるように、充電速度、放電速度を定めてもよい。

判定部４３０ｄは、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃ２を、２つのしきい値電圧Ｖａ、Ｖｂと比較する。たとえば判定部４３０ｄは、トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４、抵抗Ｒ３、トランジスタＴｒ２を含む。
トランジスタＴｒ２のゲートソース間しきい値電圧をＶ_{ＧＳ（ＴＨ２）}、トランジスタＴｒ３のゲートソース間しきい値電圧をＶ_{ＧＳ（ＴＨ３）}とする。
Ｖ_{ＧＳ（ＴＨ２）}＜Ｖ_Ｃ２＜Ｖ_ＣＣ−Ｖ_{ＧＳ（ＴＨ３）}のとき、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３が両方オンとなり、トランジスタＴｒ４もオンとなって、判定信号Ｓ２がハイレベル（≒Ｖ_ＣＣ）となる。Ｖ_Ｃ２＜Ｖ_{ＧＳ（ＴＨ２）}であるとき、トランジスタＴｒ２がオフ、トランジスタＴｒ３であり、判定信号Ｓ２はローレベル（Ｖ_ＧＮＤ）となる。Ｖ_ＣＣ−Ｖ_{ＧＳ（ＴＨ３）}＜Ｖ_Ｃ２のとき、トランジスタＴｒ２がオン、トランジスタＴｒ３がオフであり、判定信号Ｓ２はローレベルとなる。この構成によれば第１電圧Ｖａ＝Ｖ_{ＧＳ（ＴＨ２）}、第２電圧Ｖｂ＝Ｖ_ＣＣ−Ｖ_{ＧＳ（ＴＨ３）}として、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃ２が電圧範囲Ｖａ〜Ｖｂに含まれるか否かを判定できる。

なお判定部４３０ｄは、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃ２を電圧Ｖａ、Ｖｂと比較する２個の電圧コンパレータと、２個の電圧コンパレータの出力を論理演算する論理ゲートと、を含むウィンドウコンパレータで構成してもよい。

（第２の実施の形態）
図１０は、第２の実施の形態に係る灯具システム２００のブロック図である。灯具システム２００の基本構成は、図１の灯具システム１２００と同様であり、車両ＥＣＵ２０２、バッテリ２０４、右ランプ（車両用灯具）３００Ｒ、左ランプ３００Ｌを備える。右ランプ３００Ｒと左ランプ３００Ｌは同様に構成される。

右ランプ３００Ｒと左ランプ３００Ｌの間には、クロス配線２０６、２０８が設けられる。クロス配線２０６は、右ランプ３００Ｒの点消灯指示信号Ｓ１Ｒを、左ランプ３００Ｌに伝送する。反対にクロス配線２０８は、左ランプ３００Ｌの点消灯指示信号Ｓ１Ｌを、右ランプ３００Ｒに伝送する。

右ランプ３００Ｒの点灯回路３２０Ｒは、自身の点消灯指示信号Ｓ１Ｒと、クロス配線２０８を介して入力される点消灯指示信号Ｓ１Ｌとが両方、点灯を指示するとき、半導体光源３０２Ｒを点灯させる。同様に左ランプ３００Ｌの点灯回路３２０Ｌは、自身の点消灯指示信号Ｓ１Ｌと、クロス配線２０６を介して入力される点消灯指示信号Ｓ１Ｒとが両方、点灯を指示するとき、半導体光源３０２Ｌを点灯させる。

点灯回路３２０Ｒは点消灯指示信号Ｓ１ＲとＳ１Ｌを論理演算する論理ゲート３２６を含む。たとえば点消灯指示信号Ｓ１Ｒ、Ｓ１Ｌがそれぞれ、点灯を指示するときにハイレベルとなるプラットフォームにおいては、論理ゲート３２６はＡＮＤゲートで構成しうる。当業者によれば、各信号の論理レベルに応じて論理ゲート３２６の論理式および構成が変更しうることが理解される。

論理ゲート３２６の出力（判定信号）Ｓ４は、２つの点消灯指示信号Ｓ１Ｒ、Ｓ１Ｌが両方、点灯を指示するときにアサート（たとえばハイレベル）される。徐変点消灯回路３２４は、判定信号Ｓ４がアサートされると、定電流コンバータ３２２の動作を開始する。

以上が灯具システム２００の構成である。続いてその動作を説明する。
図１１は、図１０の灯具システム２００の動作波形図である。時刻ｔ１より前は、信号ライン３０４Ｒ、３０４Ｒがともに正常であり、点消灯指示信号Ｓ１Ｒ、Ｓ１Ｌが正しく伝送される。区間Ａにおいて、ＣＰＵ３１４Ｒ、３１４Ｌは、半導体光源３０２Ｒ、３０Ｌの点灯を指示するために、ハイレベルの点消灯指示信号Ｓ１Ｒ、Ｓ１Ｌを発生する。このとき論理ゲート３２６Ｒ、３２６Ｌの出力（判定信号）Ｓ４Ｒ、Ｓ４Ｌはハイレベルとなり、徐変点消灯回路３２４Ｒ、３２４Ｌは、駆動電流Ｉ_ＬＤを緩やかに増加させ、徐変点灯し、その後、駆動電流Ｉ_ＬＤを目標値Ｉ_ＲＥＦに安定化させ、半導体光源３０２Ｒ、３０２Ｌの光量を一定に保つ。

区間Ｂにおいて、ＣＰＵ３１４Ｒ、３１４Ｌは、半導体光源３０２の消灯を指示するために、ローレベルの点消灯指示信号Ｓ１Ｒ、Ｓ１Ｌを発生する。その結果、判定信号Ｓ４Ｒ、Ｓ４Ｌがローレベルとなり、半導体光源３０２Ｒ、３０２Ｌが徐変消灯する。

時刻ｔ１に、信号ライン３０４Ｒが天絡したとする。信号ライン３０４Ｒが天絡すると、点消灯指示信号Ｓ１Ｒは点灯指示に対応するハイレベル電圧に固定される。このとき反対側の点消灯指示信号Ｓ１Ｌはローレベルであるため、右ランプ３００Ｒ、左ランプ３００Ｌにおいて、判定信号Ｓ４Ｒ、Ｓ４Ｌはローレベルが維持され、したがって半導体光源３０２Ｒ、３０２Ｌの消灯が維持される。

このように第２の実施の形態に係る灯具システム２００によれば、プロセッサ３１４が天絡、地絡あるいは断線等の異常が生じた場合に、半導体光源３０２を消灯することができ、安全性を高めることができる。

なお、図１０の灯具システム２００において、点消灯指示信号Ｓ１Ｌ、Ｓ１Ｒそれぞれは、第１の実施の形態のように、点灯状態においてパルス状となるように設計されてもよい。この場合、論理ゲート３２６の前段に、第１の実施の形態で説明したパルス入力判定回路４０２を挿入し、論理ゲート３２６に左右の判定信号Ｓ２を入力すればよい。

図示しないハイビーム用の点灯回路と、追加ハイビーム用の点灯回路３２０の電源は、共通化されている。灯具ＥＣＵ３１０のスイッチ３１２は、バッテリ２０４から点灯回路３２０へのバッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴの供給経路上に設けられる。ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１４は、車両ＥＣＵ２０２からの指令および車速情報等にもとづいて、スイッチ３１２のオン、オフを制御し、ハイビームおよび追加ハイビームの点消灯を制御する。

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

１…車両用灯具、２００…灯具システム、２０２…車両ＥＣＵ、２０４…バッテリ、３００…車両用灯具、３００Ｌ…左ランプ、３００Ｒ…右ランプ、３０２…半導体光源、３０４…信号ライン、３１０…灯具ＥＣＵ、３１２…スイッチ、３１４…ＣＰＵ、３２０…点灯回路、３２２…定電流コンバータ、３２４…徐変点消灯回路、３２６…論理ゲート、４００…点灯回路、４０２…パルス入力判定回路、４１０…駆動回路、４１２…コンバータ、４１４…点灯制御回路、４２０…充放電回路、Ｃ２…キャパシタ、４２２…エッジ検出回路、４２４…電流源、４２６…放電経路、４３０…判定部、４３２…入力回路、４３４，４３６…単安定マルチバイブレータ、４３８…ローパスフィルタ、４４０…出力回路、Ｓ１…点消灯指示信号、Ｓ２…判定信号。

Claims (7)

1. プロセッサからの点消灯指示信号に応じて、半導体光源を点灯または消灯させる点灯回路であって、
   点灯を指示するときにパルス状であり、消灯を指示するとき一定レベルである前記点消灯指示信号を受け、前記点消灯指示信号がパルス状である点灯状態か否かを判定し、前記点灯状態においてアサートされる判定信号を生成するパルス入力判定回路と、
   前記判定信号がアサートされるとき、前記半導体光源に駆動電流を供給し、前記判定信号がネゲートされるとき、前記半導体光源への前記駆動電流の供給を停止する駆動回路と、
   を備えることを特徴とする点灯回路。
2. 前記パルス入力判定回路は、
   キャパシタと、
   前記点消灯指示信号のエッジに応答して前記キャパシタを充電または放電し、エッジが検出されないとき前記キャパシタを放電または充電する充放電回路と、
   前記キャパシタの電圧と所定のしきい値電圧の比較結果にもとづいて、点灯指示か消灯指示かを判定する判定部と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
3. 前記充放電回路は、
   前記点消灯指示信号のエッジを検出するエッジ検出回路と、
   前記エッジ検出回路の出力に応答して前記キャパシタに電流を供給する電流源と、
   前記キャパシタを放電する放電経路と、
   前記キャパシタの電圧が制御端子に入力された比較トランジスタと、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の点灯回路。
4. 前記パルス入力判定回路は、そのトリガ入力に前記点消灯指示信号に応じたトリガ信号を受ける再トリガ可能単安定マルチバイブレータを含むことを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
5. 前記パルス入力判定回路は、
   前記点消灯指示信号のエッジを検出するエッジ検出回路と、
   そのトリガ入力に前記エッジ検出回路の出力に応じたトリガ信号を受ける再トリガ不可能単安定マルチバイブレータと、
   前記再トリガ不可能単安定マルチバイブレータの後段に設けられたローパスフィルタと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
6. 前記パルス入力判定回路は、
   キャパシタと、
   前記点消灯指示信号が第１レベルのとき前記キャパシタを充電し、前記点消灯指示信号が第２レベルのとき前記キャパシタを放電する充放電回路であって、充電速度および放電速度が、前記点消灯指示信号がパルス状であるときに、前記キャパシタの電圧が第１電圧と第２電圧の間に含まれるように規定されている充放電回路と、
   前記キャパシタの電圧を、前記第１電圧および前記第２電圧と比較し、比較結果にもとづいて、点灯指示か消灯指示かを判定する判定部と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
7. 右ランプと、
   左ランプと、
   を備え、
   前記右ランプおよび前記左ランプはそれぞれ、
   半導体光源と、
   半導体光源の点灯・消灯を指示する点消灯指示信号を生成する灯具ＥＣＵ（Electronic Control Unit）と、
   前記半導体光源に電流を供給する点灯回路と、
   を含み、
   前記右ランプの前記点灯回路は、前記右ランプの前記灯具ＥＣＵが生成する前記点消灯指示信号と、前記左ランプの前記灯具ＥＣＵが生成する前記点消灯指示信号の両方が点灯を指示するときに、前記右ランプの前記半導体光源を点灯させ、
   前記左ランプの前記点灯回路は、前記左ランプの前記灯具ＥＣＵが生成する前記点消灯指示信号と、前記右ランプの前記灯具ＥＣＵが生成する前記点消灯指示信号の両方が点灯を指示するときに、前記左ランプの前記半導体光源を点灯させることを特徴とする灯具システム。

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