(57)【要約】電流検出回路（３４）は、スイッチングコンバータ（３０）から半導体光源（１０）に供給されるランプ電流ＩＬＡＭＰに応じた電流検出信号ＶＣＳを生成する。ヒステリシスコンパレータ（３６）は、電流検出信号ＶＣＳを、アナログ調光信号ＶＡＤＩＭに応じて定まる上側しきい値信号ＶＴＨＨおよび下側しきい値信号ＶＴＨＬと比較し、比較結果に応じた制御パルスＳＣＮＴを生成する。ドライバ（３８）は制御パルスＳＣＮＴに応じてスイッチングトランジスタＭ１を駆動する。ＰＷＭ調光回路（９０）は、ＰＷＭ（パルス幅変調）調光信号ＳＰＷＭをなまらせて徐変信号を生成し、徐変信号にもとづいてアナログ調光信号ＶＡＤＩＭを変化させる。
2017150322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体光源に電力を供給するスイッチングコンバータと、  前記スイッチングコンバータを制御するコンバータコントローラと、  を備え、  前記コンバータコントローラは、  前記スイッチングコンバータから前記半導体光源に供給されるランプ電流に応じた電流検出信号を、アナログ調光信号に応じて定まる上側しきい値信号および下側しきい値信号と比較し、比較結果に応じた制御パルスを生成するヒステリシスコンパレータと、  前記制御パルスに応じて前記スイッチングコンバータのスイッチングトランジスタを駆動するドライバと、  ＰＷＭ（パルス幅変調）調光信号をなまらせて徐変信号を生成し、前記徐変信号にもとづいて前記アナログ調光信号を変化させるＰＷＭ調光回路と、  を備えることを特徴とする点灯回路。
【請求項２】
前記ＰＷＭ調光回路は、前記ＰＷＭ調光信号を受け、前記徐変信号を生成するローパスフィルタを含むことを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
【請求項３】
前記ヒステリシスコンパレータは、  前記電流検出信号をしきい値電圧と比較し、前記制御パルスを生成するコンパレータと、  前記アナログ調光信号が発生するラインと接地の間に順に直列に設けられる第１抵抗、トランジスタおよび第２抵抗と、  前記第１抵抗と前記トランジスタの接続点に生ずる第１電圧と、前記トランジスタと前記第２抵抗の接続点に生ずる第２電圧とを受け、前記制御パルスに応じた一方を出力するセレクタと、  含み、前記しきい値電圧は、前記セレクタの出力電圧に応じていることを特徴とする請求項１または２に記載の点灯回路。
【請求項４】
前記制御パルスの周波数を示す周波数検出信号を生成する周波数検出回路と、  前記周波数検出信号が基準値に近づくように、前記上側しきい値信号および前記下側しきい値信号の電位差を変化させるしきい値電圧調節回路と、  をさらに備え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。
【請求項５】
前記スイッチングトランジスタのスイッチング周波数より低い周波数の変調信号を生成し、前記変調信号に応じて前記上側しきい値信号および前記下側しきい値信号の差分を変調する変調器をさらに備え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。
【請求項６】
半導体光源と、  前記半導体光源を点灯させる請求項１から５のいずれかに記載の点灯回路と、  を備えることを特徴とする車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、自動車などに用いられる車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】  車両用灯具は、一般にロービームとハイビームとを切りかえることが可能である。ロービームは、近方を所定の照度で照明するものであって、対向車や先行車にグレアを与えないよう配光規定が定められており、主に市街地を走行する場合に用いられる。一方、ハイビームは、前方の広範囲および遠方を比較的高い照度で照明するものであり、主に対向車や先行車が少ない道路を高速走行する場合に用いられる。したがって、ハイビームはロービームと比較してより運転者による視認性に優れているが、車両前方に存在する車両の運転者や歩行者にグレアを与えてしまうという問題がある。【０００３】  近年、車両の周囲の状態にもとづいて、ハイビームの配光パターンを動的、適応的に制御するＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）技術が提案されている。ＡＤＢ技術は、車両の前方の先行車、対向車や歩行者の有無を検出し、車両あるいは歩行者に対応する領域を減光あるいは消灯するなどして、車両あるいは歩行者に与えるグレアを低減するものである。【０００４】  車両灯具の光源の点灯には、スイッチングコンバータが利用される場合が多いが、ＡＤＢ制御では、光源の点消灯や光量を高速に変化させる必要がある。そこで本発明者は、高速応答性に優れるヒステリシス制御（Bang-Bang制御）を採用することを検討した。図１は、本発明者らが検討したヒステリシス制御の車両用灯具のブロック図である。なおこの比較技術を公知技術として認定してはならない。【０００５】  車両用灯具１ｒは、半導体光源１０および点灯回路２０ｒを備える。半導体光源１０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）あるいはＬＤ（レーザダイオード）などの半導体デバイスを含む。点灯回路２０ｒは、スイッチングコンバータ３０ｒおよびコンバータコントローラ３２ｒを含む。【０００６】  スイッチングコンバータ３０ｒは、バッテリ２からスイッチ４を介してバッテリ電圧ＶＢＡＴ（入力電圧ＶＩＮともいう）を受け、半導体光源１０にランプ電流（駆動電流）ＩＬＡＭＰを供給する。たとえばスイッチングコンバータ３０ｒは、降圧コンバータ（Ｂｕｃｋコンバータ）であり、入力キャパシタＣ１、スイッチングトランジスタＭ１、ダイオードＤ１、インダクタＬ１を含む。【０００７】  コンバータコントローラ３２ｒは、ランプ電流ＩＬＡＭＰを検出し、ランプ電流ＩＬＡＭＰが半導体光源１０の目標光量に対応する目標電流ＩＲＥＦと一致するように、スイッチングトランジスタＭ１のスイッチングのデューティ比を調節する。コンバータコントローラ３２ｒはヒステリシス制御方式のコントローラであり、電流検出回路３４、ヒステリシスコンパレータ３６、ドライバ３８を備える。スイッチングコンバータ３０ｒにおいて、ランプ電流ＩＬＡＭＰの経路上には、電流検出抵抗（以下、センス抵抗という）ＲＣＳが挿入される。センス抵抗ＲＣＳには、ランプ電流ＩＬＡＭＰに比例した電圧降下が発生する。電流検出回路３４は、センス抵抗ＲＣＳの電圧降下にもとづいて現在のランプ電流ＩＬＡＭＰを示す電流検出信号ＶＣＳを生成する。【０００８】  ヒステリシスコンパレータ３６は、電流検出信号ＶＣＳを基準電圧ＶＲＥＦに応じて定まる２つのしきい値信号ＶＴＨＬ，ＶＴＨＨと比較し、比較結果に応じた制御パ���スＳＣＮＴを生成する。具体的には制御パルスＳＣＮＴは、電流検出信号ＶＣＳが、ランプ電流ＩＬＡＭＰのピーク値ＩＰＥＡＫに相当する上側しきい値信号ＶＴＨＨに達すると第１レベルに遷移し、電流検出信号ＶＣＳがランプ電流ＩＬＡＭＰのボトム値ＩＢＯＴＴＯＭに相当する下側しきい値信号ＶＴＨＬに達すると第２レベルに遷移する。ドライバ３８は、制御パルスＳＣＮＴにもとづいてスイッチングトランジスタＭ１を駆動する。【０００９】  ランプ電流ＩＬＡＭＰは、ピーク値ＩＰＥＡＫとボトム値ＩＢＯＴＴＯＭの間を往復することとなり、したがって半導体光源１０は、ピーク値ＩＰＥＡＫとボトム値ＩＢＯＴＴＯＭ（２つのしきい値信号ＶＴＨＨ，ＶＴＨＬ）の平均値ＩＲＥＦに応じた輝度で発光する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１４−２１６６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  本発明者らは、上述のヒステリシス制御の点灯回路において、ＰＷＭ調光（ＰＷＭ減光）を行うことを検討した。すなわち、制御パルスＳＣＮＴの周波数よりも低い周波数のＰＷＭ調光パルスＳＰＷＭを生成し、ＰＷＭ調光パルスＳＰＷＭが第１レベル（たとえばハイレベル）の点灯期間において、スイッチングトランジスタＭ１をスイッチングし、第２レベル（たとえばローレベル）の消灯期間において、スイッチングトランジスタＭ１をオフする。ＰＷＭ調光パルスＳＰＷＭのデューティ比を変化させることにより、半導体光源１０の実効的な輝度を変化させることができる。【００１２】  図２は、図１の車両用灯具１ｒにおけるＰＷＭ調光を説明する図である。なお本明細書において参照する波形図やタイムチャートの縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化され、あるいは誇張もしくは強調されている。【００１３】  ＰＷＭ調光パルスＳＰＷＭがハイレベルに遷移し、点灯期間となると、スイッチングトランジスタＭ１がターンオンする。そして、ランプ電流ＩＬＡＭＰが、（ＶＩＮ−ＶＯＵＴ）／Ｌの傾きで増加していき、上限ＩＰＥＡＫに達すると、スイッチングトランジスタＭ１がターンオフする。その後、点灯期間の間、ランプ電流ＩＬＡＭＰは、ピーク値ＩＰＥＡＫとボトム値ＩＢＯＴＴＯＭの間を往復する。【００１４】  やがてＰＷＭ調光パルスＳＰＷＭがローレベルに遷移し、消灯期間となると、スイッチングトランジスタＭ１がターンオフする。そうすると、ランプ電流ＩＬＡＭＰが、（ＶＯＵＴ／Ｌ）の傾きで低下していき、ゼロとなる。【００１５】  ヒステリシス制御では、点灯期間と消灯期間の切りかえに際して、ランプ電流ＩＬＡＭＰが非常に高速に変化する。これはヒステリシス制御の利点のひとつと言える。ところが、インダクタＬ１のインダクタンスの値や、入出力電圧ＶＩＮ，ＶＯＵＴの組み合わせによっては、点灯期間と消灯期間の切りかえ時のランプ電流ＩＬＡＭＰの急峻な変化が、電磁ノイズの原因となり得る。【００１６】  本発明はこれらの課題に鑑み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、電磁ノイズを抑制可能な車両用灯具およびその点灯回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】  本発明のある態様は、車両用灯具に使用される点灯回路に関する。点灯回路は、車両用灯具に設けられた半導体光源に電力を供給するスイッチングコンバータと、スイッチングコンバータを制御するコンバータコントローラと、を備える。コンバータコントローラは、スイッチングコンバータから半導体光源に供給される駆動電流に応じた電流検出信号を、基準信号に応じて定まる上側しきい値信号および下側しきい値信号と比較し、比較結果に応じた制御パルスを生成するヒステリシスコンパレータと、制御パルスに応じてスイッチングコンバータのスイッチングトランジスタを駆動するドライバと、ＰＷＭ（パルス幅変調）調光信号をなまらせて徐変信号を生成し、徐変信号にもとづいて基準信号を変化させるＰＷＭ調光回路と、を備える。【００１８】  この態様によると、ランプ電流の包絡線を、緩やかに変化させることにより、ＰＷＭ調光にともなう電磁ノイズを抑制できる。【００１９】  ＰＷＭ調光回路は、ＰＷＭ調光信号を受け、徐変信号を生成するローパスフィルタ（積分回路）を含んでもよい。これにより、ローパスフィルタのカットオフ周波数（時定数）に応じて、電磁ノイズの量と、ＰＷＭ調光のリニアリティを調節できる。【００２０】  ヒステリシスコンパレータは、電流検出信号をしきい値電圧と比較し、制御パルスを生成するコンパレータと、アナログ調光信号が発生するラインと接地の間に順に直列に設けられる第１抵抗、トランジスタおよび第２抵抗と、第１抵抗とトランジスタの接続点に生ずる第１電圧と、トランジスタと第２抵抗の接続点に生ずる第２電圧とを受け、制御パルスに応じた一方を出力するセレクタと、含んでもよい。しきい値電圧は、セレクタの出力電圧に応じていてもよい。【００２１】  ある態様の点灯回路は、制御パルスの周波数を示す周波数検出信号を生成する周波数検出回路と、周波数検出信号が基準値に近づくように、上側しきい値信号および下側しきい値信号の電位差を変化させるしきい値電圧調節回路と、をさらに備えてもよい。  この態様によると、入力電圧や出力電圧、インダクタンスの変動にかかわらず、スイッチング周波数を基準値に応じた周波数に安定化することができる。【００２２】  ある態様の点灯回路は、スイッチングトランジスタのスイッチング周波数より低い周波数の変調信号を生成し、変調信号に応じて上側しきい値信号および下側しきい値信号の差分を変調する変調器をさらに備えてもよい。  この態様によると、スイッチング周波数のスペクトルを拡散させることができ、これにより、ビートノイズなどの発生を抑制できる。【００２３】  本発明の別の態様は車両用灯具に関する。車両用灯具は、半導体光源と、半導体光源を点灯させる上述のいずれかの点灯回路と、を備える。【００２４】  なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明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。
【発明の効果】
【００２５】  本発明のある態様によれば、電磁ノイズを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明者らが検討したヒステリシス制御の車両用灯具のブロック図である。
【図２】図１の車両用灯具におけるＰＷＭ調光を説明する図である。
【図３】第１の実施の形態に係る車両用灯具のブロック図である。
【図４】図３の点灯回路の動作波形図である。
【図５】図３の点灯回路の一部の構成例を示す回路図である。
【図６】第２の実施の形態に係る車両用灯具のブロック図である。
【図７】図６の点灯回路の構成例を示す回路図である。
【図８】第３の実施の形態に係る車両用灯具のブロック図である。
【図９】変調器の構成例を示す回路図である。
【図１０】第４の実施の形態に係る車両用灯具のブロック図である。
【図１１】ＡＤＢ機能を有するアレイ方式の車両用灯具のブロック図である。
【図１２】ＡＤＢ機能を有するブレードスキャン方式の車両用灯具を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】  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。
【００２８】  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。
【００２９】  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。
【００３０】（第１の実施の形態）  図３は、第１の実施の形態に係る車両用灯具１のブロック図である。車両用灯具１は、半導体光源１０および点灯回路２０を備える。半導体光源１０は、ＬＥＤやＬＤ、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）などが例示されるが、特に限定されない。点灯回路２０は、スイッチングコンバータ３０およびコンバータコントローラ３２を備える。図１と同様にスイッチングコンバータ３０は降圧コンバータであり、コンバータコントローラ３２は、スイッチングコンバータ３０から半導体光源１０に供給されるランプ電流ＩＬＡＭＰを、所定の目標電流ＩＲＥＦに安定化する。
【００３１】  コンバータコントローラ３２は、電流検出回路３４、ヒステリシスコンパレータ３６、ドライバ３８およびＰＷＭ調光回路９０を備える。電流検出回路３４は、スイッチングコンバータ３０から半導体光源１０に供給されるランプ電流ＩＬＡＭＰに応じた電流検出信号ＶＣＳを生成する。図１と同様に、センス抵抗ＲＣＳをランプ電流ＩＬＡＭＰの経路上に挿入し、電流検出回路３４によりセンス抵抗ＲＣＳの電圧降下を増幅して電流検出信号ＶＣＳを生成してもよい。
【００３２】  ヒステリシスコンパレータ３６は、電流検出信号ＶＣＳを、上側しきい値信号ＶＴＨＨおよび下側しきい値信号ＶＴＨＬと比較し、比較結果に応じた制御パルスＳＣＮＴを生成する。上側しきい値信号ＶＴＨＨおよび下側しきい値信号ＶＴＨＬは、アナログ調光信号ＶＡＤＩＭに応じて規定される。
【００３３】  ドライバ３８は、制御パルスＳＣＮＴに応じてスイッチングコンバータ３０のスイッチングトランジスタＭ１を駆動する。本実施の形態において、制御パルスＳＣＮＴのハイレベルがスイッチングトランジスタＭ１のオンに、ローレベルがスイッチングトランジスタＭ１のオフに対応する。
【００３４】  点灯回路２０には、ＰＷＭ調光信号ＳＰＷＭが入力される。ＰＷＭ調光信号ＳＰＷＭは、数十Ｈｚ〜数百Ｈｚ程度の周波数を有し、そのデューティ比は、半導体光源１０の目標輝度に応じて変化する。
【００３５】  ＰＷＭ調光回路９０は、ＰＷＭ調光信号ＳＰＷＭをなまらせて徐変信号ＳＳＯＦＴを生成し、徐変信号ＳＳＯＦＴにもとづいてアナログ調光信号ＶＡＤＩＭを変化させる。
【００３６】  以上が車両用灯具１の構成である。続いてその動作を説明する。図４は、図３の点灯回路２０の動作波形図である。アナログ調光信号ＶＡＤＩＭは、ＰＷＭ調光信号ＳＰＷＭをなまらせた徐変信号に応じた波形を有する。ＰＷＭ調光信号ＳＰＷＭがローレベルからハイレベルに遷移し、点灯期間に移行すると、ヒステリシスコンパレータ３６における上側しきい値信号ＶＴＨＨおよび下側しきい値信号ＶＴＨＬは、アナログ調光信号ＶＡＤＩＭに応じて緩やかに増加する。したがって電流検出信号ＶＣＳ、ひいてはランプ電流ＩＬＡＭＰの包絡線は、アナログ調光信号ＶＡＤＩＭに応じて緩やかに増加していく。
【００３７】  反対にＰＷＭ調光信号ＳＰＷＭがハイレベルからローレベルに遷移し、消灯期間に移行すると、ヒステリシスコンパレータ３６における上側しきい値信号ＶＴＨＨおよび下側しきい値信号ＶＴＨＬは、アナログ調光信号ＶＡＤＩＭに応じて緩やかに低下する。したがって電流検出信号ＶＣＳ、ひいてはランプ電流ＩＬＡＭＰの包絡線は、アナログ調光信号ＶＡＤＩＭに応じて緩やかに減少していく。
【００３８】  以上が点灯回路２０の動作である。図４には比較のために、図１におけるランプ電流ＩＬＡＭＰ’の波形が一点鎖線で示される。一点鎖線では、ＰＷＭ調光信号ＳＰＷＭがハイレベルに遷移すると、ランプ電流ＩＬＡＭＰは直ちに目標電流ＩＲＥＦ付近まで増加し、このときの急峻な電流変化が電磁ノイズの要因となる。これに対して図３の点灯回路２０によれば、ランプ電流ＩＬＡＭＰは、ＩＬＡＭＰ’と傾きこそ同じであるが、１回のスイッチングごとの変化量が小さくなるため、電磁ノイズを抑制できる。
【００３９】  本発明は、図３のブロック図や回路図として把握され、あるいは上述の説明から導かれるさまざまな装置、回路に及ぶものであり、特定の構成に限定されるものではない。以下、本発明の範囲を狭めるためではなく、発明の本質や回路動作の理解を助け、またそれらを明確化するために、より具体的な構成例を説明する。
【００４０】  図５は、図３の点灯回路２０の一部の構成例を示す回路図である。ＰＷＭ調光回路９０は、ローパスフィルタ９２およびバッファ９４を含む。ローパスフィルタ９２はたとえば１次ＲＣフィルタであり、抵抗Ｒ５１およびキャパシタＣ５１を含む。ローパスフィルタ９２の出力信号が、上述する徐変信号に相当する。バッファ９４は、徐変信号を受け、それをアナログ調光信号ＶＡＤＩＭとして出力する。バッファ９４に代えて、非反転アンプを用いてもよい。
【００４１】  アナログ調光信号ＶＡＤＩＭを緩やかにしすぎると、電磁ノイズは減少するが、ＰＷＭ調光信号ＳＰＷＭのデューティ比が小さい領域において、デューティ比対光強度のリニアリティが悪化する。反対にアナログ調光信号ＶＡＤＩＭを急峻にしすぎると、デューティ比対光強度のリニアリティは改善するが電磁ノイズが増加する。図５のＰＷＭ調光回路９０によれば、ローパスフィルタ９２のカットオフ周波数にもとづいて、電磁ノイズの低減効果とＰＷＭ調光のリニアリティのバランスを設定できる。
【００４２】  ヒステリシスコンパレータ３６は、コンパレータＣＯＭＰ１、第１抵抗Ｒ２１、第２抵抗Ｒ２２、第１トランジスタＭ２１、セレクタ３７、抵抗Ｒ６１〜Ｒ６３を含む。コンパレータＣＯＭＰ１は、電流検出信号ＶＣＳをしきい値電圧ＶＴＨと比較し、制御パルスＳＣＮＴを生成する。第１抵抗Ｒ２１、第１トランジスタＭ２１、第２抵抗Ｒ２２は、アナログ調光信号ＶＡＤＩＭが発生するライン９６と接地の間に順に直列に設けられる。
【００４３】  第１トランジスタＭ２１のゲートは適切にバイアスされる。たとえば第１トランジスタＭ２１のバイアスのためにオペアンプＯＡ１が設けられる。オペアンプＯＡ１の出力は、第１トランジスタＭ２１のゲートと接続され、非反転入力端子には、トランジスタＭ２１と第２抵抗Ｒ２２の接続点と接続され、反転入力端子にはとある電圧ＶＸが入力される。この構成では、第１トランジスタＭ２１に、電圧ＶＸに比例した電流ＩＸ＝ＶＸ／Ｒ２２が流れるようにバイアスされる。このとき、２つの電圧ＶＨ，ＶＬは以下の式で表される。  ＶＨ＝ＶＡＤＩＭ−Ｉｘ×Ｒ２１    …（１ａ）  ＶＬ＝Ｉｘ×Ｒ２２    …（１ｂ）  Ｒ２１＝Ｒ２２＝Ｒとすれば、  ＶＨ＝ＶＡＤＩＭ−Ｉｘ×Ｒ    …（２ａ）  ＶＬ＝Ｉｘ×Ｒ    …（２ｂ）となる。またそれらの平均電圧は、式（３）で与えられる。  （ＶＨ＋ＶＬ）／２＝ＶＡＤＩＭ／２      …（３）  つまり、ランプ電流ＩＬＡＭＰの平均値（ＩＲＥＦ）をアナログ調光電圧ＶＡＤＩＭにもとづいて制御することができる。
【００４４】  セレクタ３７は、第１抵抗Ｒ２１と第１トランジスタＭ２１の接続点に生ずる第１電圧ＶＨと、第１トランジスタＭ２１と第２抵抗Ｒ２２の接続点に生ずる第２電圧ＶＬとを受け、制御パルスＳＣＮＴに応じた一方を出力する。
【００４５】  コンパレータＣＯＭＰ１に与えられるしきい値電圧ＶＴＨは、セレクタ３７の出力電圧ＶＹに応じている。たとえば抵抗Ｒ６１〜Ｒ６３によって、電圧ＶＹおよびアナログ調光信号ＶＡＤＩＭを加算平均して、しきい値電圧ＶＴＨを生成してもよい。あるいは電圧ＶＹをそのまましきい値電圧ＶＴＨとしてもよい。
【００４６】（第２の実施の形態）  図６は、第２の実施の形態に係る車両用灯具１ａのブロック図である。図６のコンバータコントローラ３２ａは、図３のコンバータコントローラ３２に加えて、周波数検出回路４０およびしきい値電圧調節回路４２をさらに備える。
【００４７】  周波数検出回路４０は、制御パルスＳＣＮＴの周波数、つまりスイッチングトランジスタＭ１のスイッチング周波数を示す周波数検出信号ＶＦＲＥＱを生成する。しきい値電圧調節回路４２は、周波数検出信号ＶＦＲＥＱが基準値ＶＲＥＦに近づくように、上側しきい値信号ＶＴＨＨおよび下側しきい値信号ＶＴＨＬの電位差（ヒステリシス幅）ΔＶ（＝ＶＴＨＨ−ＶＴＨＬ）を変化させる。
【００４８】  第２の実施の形態によれば、入力電圧ＶＩＮや出力電圧ＶＯＵＴ、インダクタンスＬ１の変動にかかわらず、スイッチング周波数を基準値ＶＲＥＦに応じた周波数に安定化することができる。
【００４９】  続いて第２の実施の形態の具体的な構成例を説明する。図７は、図６の点灯回路２０ａの構成例を示す回路図である。図７には、周波数検出回路４０、しきい値電圧調節回路４２およびヒステリシスコンパレータ３６の一部が示されている。
【００５０】  周波数検出回路４０は、Ｆ／Ｖ変換回路と把握することができる。周波数検出回路４０は、ハイパスフィルタ５２、第１キャパシタＣ１１、第２トランジスタＭ１２、充電回路５４、ピークホールド回路５６を含む。ハイパスフィルタ５２は、制御パルスＳＣＮＴもしくはスイッチングトランジスタＭ１のゲートパルスを受ける。ハイパスフィルタ５２は微分回路と把握することもできる。第１キャパシタＣ１１の一端は接地される。充電回路５４は、第１キャパシタＣ１１を充電する。充電回路５４は、電流源あるいは抵抗で構成される。第２トランジスタＭ１２は第１キャパシタＣ１１と並列に接続され、ハイパスフィルタ５２の出力信号が、ゲートソース間しきい値電圧を超えると第１キャパシタＣ１１を放電する。
【００５１】  第１キャパシタＣ１１には、ランプ波形を有する第１周期信号Ｓ１１が発生する。周波数検出回路４０は、第１周期信号Ｓ１１の振幅に応じた周波数検出信号ＶＦＲＥＱを出力する。具体的にはピークホールド回路５６は、第１周期信号Ｓ１１を受け、そのピーク値を示す周波数検出信号ＶＦＲＥＱを出力する。なお周波数検出回路４０の構成は特に限定されない。
【００５２】  上述したように図５のヒステリシスコンパレータ３６において、２つの電圧ＶＨ，ＶＬは式（２ａ）、（２ｂ）で与えられる。したがってそれらの電位差は、式（４）で与えられる。  ＶＨ−ＶＬ＝ＶＡＤＩＭ−２×Ｉｘ×Ｒ＝ＶＡＤＩＭ−２×ＶＸ      …（４）  したがって、電圧ＶＸを変化させることにより、電位差ＶＨ−ＶＬを変化が変化し、ひいてはヒステリシス幅ΔＶを変化させることができる。
【００５３】  そこでしきい値電圧調節回路４２は、周波数検出信号ＶＦＲＥＱが基準値ＶＲＥＦに近づくように、電圧ＶＸを変化させる。たとえばしきい値電圧調節回路４２は、周波数検出信号ＶＦＲＥＱと基準値ＶＲＥＦの誤差にもとづいて電圧ＶＸを生成してもよい。しきい値電圧調節回路４２は、周波数検出信号ＶＦＲＥＱを基準値ＶＲＥＦと比較する電圧コンパレータと、電圧コンパレータの出力パルスを平滑化するローパスフィルタと、を含んでもよい。あるいはしきい値電圧調節回路４２は、周波数検出信号ＶＦＲＥＱと基準値ＶＲＥＦの誤差を増幅するエラーアンプを含んでもよい。
【００５４】  図７の回路動作を説明する。スイッチングトランジスタＭ１のスイッチング周波数が目標周波数より高い状態では、ＶＦＲＥＱ＜ＶＲＥＦとなり、電圧ＶＸが低下する。これにより、上側電圧ＶＨと下側電圧ＶＬの電位差つまりしきい値電圧ＶＴＨＨ、ＶＴＨＬの電位差ΔＶが大きくなり、スイッチング周波数が低くなる方向、つまり目標周波数に近づく方向にフィードバックがかかる。
【００５５】  反対に、スイッチングトランジスタＭ１のスイッチング周波数が目標周波数より低い状態では、ＶＦＲＥＱ＞ＶＲＥＦとなり、電圧ＶＸが上昇する。これにより、上側電圧ＶＨと下側電圧ＶＬの電位差が小さくなり、スイッチング周波数が高くなる方向、つまり目標周波数に近づく方向にフィードバックがかかる。このようにして点灯回路２０によれば、スイッチング周波数を目標周波数に安定化することができる。
【００５６】  周波数のフィードバック制御は、入力電圧ＶＩＮの変動に限らず、出力電圧ＶＯＵＴの変動、インダクタＬ１のインダクタンスのばらつき、温度変動など、スイッチング周波数を変動させるあらゆる変動、ばらつきに対して有効である。そしてスイッチング周波数の予期せぬ変動を抑制できるため、スイッチングノイズ対策にかかるコストを削減することが可能である。
【００５７】  また、上側しきい値信号ＶＴＨＨと下側しきい値信号ＶＴＨＬの平均レベルは、アナログ調光信号ＶＡＤＩＭのみに依存しており、ヒステリシス幅Ｖｘには依存しない。したがってヒステリシス幅ΔＶを変化させつつも、ランプ電流ＩＬＡＭＰの平均値を一定に維持することができ、半導体光源１０のちらつきを防止できる。
【００５８】（第３の実施の形態）  図８は、第３の実施の形態に係る車両用灯具１ｂのブロック図である。図６のコンバータコントローラ３２ｂは、図６のコンバータコントローラ３２ａに加えて、変調器６０をさらに備える。変調器６０は、スイッチングトランジスタＭ１のスイッチング周波数より低い周波数の変調信号ＶＭＯＤを生成し、変調信号ＶＭＯＤに応じて上側しきい値信号ＶＴＨＨおよび下側しきい値信号ＶＴＨＬの差分（ヒステリシス幅）を変調する。たとえば変調器６０は、しきい値電圧調節回路４２に入力される基準値ＶＲＥＦに変調信号ＶＭＯＤを重畳してもよい。
【００５９】  図９は、変調器６０の構成例を示す回路図である。変調器６０は、スイッチング周波数よりも十分に周波数が低い変調信号ＶＭＯＤを生成する発振器６２を含み、変調信号ＶＭＯＤに応じて、基準値ＶＲＥＦを変化させる。発振器６２は、抵抗Ｒ９１〜Ｒ９４、キャパシタＣ９１、オペアンプＯＡ９１を含む。キャパシタＣ９１には、抵抗Ｒ９１，Ｒ９２により定まる電圧レベルを基準とした三角波の変調信号ＶＭＯＤが発生する。
【００６０】  なお変調信号ＶＭＯＤの波形は特に限定されず、のこぎり波、ランプ波、正弦波、台形波のいずれかであってもよく、別の観点から言えば、スロープを有する周期信号であればよい。抵抗Ｒ９５〜Ｒ９７によって、変調信号ＶＭＯＤと電源電圧ＶＣＣが、加算平均（重み付け加算）され、変調信号ＶＭＯＤが重畳された基準値ＶＲＥＦが生成される。
【００６１】  第３の実施の形態によれば、スイッチング周波数の目標周波数を、変調信号ＶＭＯＤに応じてゆっくりと変化させながら、実際のスイッチング周波数を目標周波数に近づけるようにフィードバック制御することにより、入力電圧ＶＩＮや出力電圧ＶＯＵＴの変動、インダクタンスのばらつき、温度変動等の影響を排除しつつも、スイッチング周波数のスペクトルを拡散させることができる。これにより、ビートノイズなどの発生を抑制できる。
【００６２】  なお第３の実施の形態において、変調器６０に要求される機能は、変調信号ＶＭＯＤに応じて上側しきい値信号ＶＴＨＨおよび下側しきい値信号ＶＴＨＬの差分ΔＶを変調することである。したがって変調器６０は、基準値ＶＲＥＦに代えて周波数検出信号ＶＦＲＥＱに対して、変調信号ＶＭＯＤを重畳してもよい。
【００６３】（第４の実施の形態）  図１０は、第４の実施の形態に係る車両用灯具１ｃのブロック図である。図１０のコンバータコントローラ３２ｃは、図３のコンバータコントローラ３２に加えて変調器７０を備える。変調器７０は、スイッチングトランジスタＭ１のスイッチング周波数よりも低い周波数の変調信号ＶＭＯＤを生成し、変調信号ＶＭＯＤに応じてヒステリシス幅ΔＶを変調する。変調器７０は、図９の変調器６０と同様に構成してもよい。
【００６４】  ヒステリシスコンパレータ３６を、図５の構成とする場合、トランジスタＭ２１のバイアス状態つまり電流Ｉｘを、変調信号ＶＭＯＤにもとづいて変調すればよい。上述のように電圧ＶＨとＶＬの電位差すなわちヒステリシス幅ΔＶは、式（４）で与えられる。したがって、電圧Ｖｘに変調信号ＶＭＯＤを重畳することにより、ヒステリシス幅ΔＶを変調し、スペクトルを拡散することができる。
【００６５】（変形例）  続いて、いくつかの実施の形態において適用可能な変形例を説明する。
【００６６】（第１変形例）  いくつかの実施の形態では、ＰＷＭ調光回路９０、周波数検出回路４０、しきい値電圧調節回路４２、変調器７０、等をアナログ回路で構成したが、それらの一部あるいは全部をデジタル回路で構成してもよい。さらには、コンバータコントローラ３２全体をデジタル回路をベースに構成してもよい。この場合、電流検出回路３４の出力信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータを追加し、ヒステリシスコンパレータ３６をデジタルコンパレータとすればよい。
【００６７】（第２変形例）  スイッチングコンバータ３０は昇圧コンバータ、昇降圧コンバータであってもよいし、トランスを用いたコンバータであってもよいし、Ｃｕｋコンバータなどその他のコンバータであってもよい。
【００６８】（用途）  図１１は、ＡＤＢ機能を有するアレイ方式の車両用灯具１のブロック図である。ＡＤＢにおいては、ハイビーム照射領域は、複数Ｎ個（Ｎは２以上の自然数）のサブ領域に分割される。半導体光源１０は、Ｎ個のサブ領域に対応づけられる複数の発光素子１２＿１〜１２＿Ｎを含む。各発光素子１２は、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザダイオード）などの半導体デバイスであり、それぞれが対応するサブ領域を照射するよう配置される。点灯回路２０は、複数の発光素子１２＿１〜１２＿Ｎそれぞれのオン（点灯）、オフ（消灯）を制御することで、ハイビームの配光を変化させる。あるいは点灯回路２０は、高い周波数で発光素子１２をＰＷＭ（パルス幅変調）制御することで、実効的な輝度を調節する。
【００６９】  点灯回路２０は、スイッチングコンバータ３０および図示しないコンバータコントローラ３２に加えて、複数のバイパス回路８０＿１〜８０＿Ｎ、コントローラ８２を備える。複数のバイパス回路８０＿１〜８０＿Ｎは、複数の発光素子１２＿１〜１２＿Ｎに対応づけられる。バイパス回路８０はオン、オフが切りかえ可能に構成される。ｉ番目のバイパス回路８０＿ｉがオン状態となると、ランプ電流ＩＬＡＭＰが、発光素子１２＿ｉではなくバイパス回路８０＿ｉに流れ、発光素子１２＿ｉが消灯し、バイパス回路８０＿ｉがオフ状態となると、ランプ電流ＩＬＡＭＰが発光素子１２＿ｉに流れて点灯する。
【００７０】  車両用灯具１を制御する上流のプロセッサ（たとえば電子制御ユニットＥＣＵ）６は、車両前方の状態にもとづいて、ハイビームにより照射すべきサブ領域を判定し、点灯回路２０のコントローラ８２に指示する。コントローラ８２は、プロセッサ６からの制御指令にもとづいてバイパス回路８０＿１〜８０＿Ｎの状態を制御する。具体的には、照射すべきサブ領域に対応する発光素子１２を選択し、選択された発光素子１２と並列なバイパス回路８０をオフ状態とし、残りの発光素子１２と並列なバイパス回路８０をオン状態とする。
【００７１】  図１２は、ＡＤＢ機能を有するブレードスキャン方式の車両用灯具１を模式的に示す斜視図である。車両用灯具１は主として、走査型光源１１、投影レンズ１２０および点灯回路２０を備える。
【００７２】  走査型光源１１は、ブレード（反射鏡）１００および光源１０を備える。光源１０は複数個設けてもよいが、ここでは理解の容易化、説明の簡素化のため、１個の光源１０の場合を説明する。
【００７３】  光源１０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）あるいはレーザダイオードを利用した半導体光源である。ブレード１００は光源１０の出射光Ｌ１を受け、所定の周期運動を繰り返すことによりその反射光Ｌ２を車両前方で横方向（図中、Ｙ方向）に走査する。本実施の形態では、ブレード１００は、図示しないモータに取り付けられており、回転運動を行なう。ある時刻においてブレード１００の出射光Ｌ１は、ブレード１００の位置（ロータの回転角）に応じた反射角で反射し、照射領域３００が形成される。
【００７４】  ブレード１００が回転することで、反射角が変化し、照射領域３００がＹ方向に走査される。この動作を高速に、たとえば５０Ｈｚ以上で繰り返すことで車両前方には、配光パターン３１０が形成される。点灯回路２０は、所望の配光パターンが得られるように、ブレード１００の周期運動と同期しながら、光源１０の光量（輝度）を制御する。照射領域３００が照射される範囲（領域）を点灯領域ＲＯＮ、照射領域３００が照射されない範囲（領域）を消灯領域ＲＯＦＦと称する。配光パターン３１０は、点灯領域ＲＯＮと消灯領域ＲＯＦＦの組み合わせである。
【００７５】  図１２の車両用灯具１において、前方車両に対するアンチグレアのために、前方車両の存在箇所を消灯領域ＲＯＦＦとする配光パターン３１０を形成する場合を考える。この場合、半導体光源１０の点消灯は、ブレード１００の周期運動と同期して切りかえられ、したがってこの動作もＰＷＭ調光の一種と捉えることができる。
【００７６】  走査型光源１１の構成は図１２のそれに限定されない。たとえばブレード１００に代えて、ポリゴンミラーやガルバノミラーを用いてもよいし、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）スキャンミラーを用いてもよい。また、モータに代えてアクチュエータを設け、ブレード１００の向きを変化させてもよい。
【００７７】  あるいはブレード１００を固定し、あるいは省略して、半導体光源１０の光軸をアクチュエータによって移動させてもよい。あるいはブレード１００に代えて、電気光学素子を利用してもよい。たとえば電気光学素子は屈折率が電圧あるいは電流、温度等によって制御可能なレンズであってもよい。周期的にレンズの屈折率を変化させることにより、光を走査させてもよい。
【００７８】  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。
【符号の説明】
【００７９】１…車両用灯具、２…バッテリ、４…スイッチ、６…プロセッサ、１０…半導体光源、１２…発光素子、２０…点灯回路、３０…スイッチングコンバータ、３２…コンバータコントローラ、３４…電流検出回路、３６…ヒステリシスコンパレータ、ＣＯＭＰ１…コンパレータ、３７…セレクタ、３８…ドライバ、Ｍ１…スイッチングトランジスタ、Ｄ１…ダイオード、Ｌ１…インダクタ、Ｃ１…入力キャパシタ、ＯＡ１…オペアンプ、Ｒ２１…第１抵抗、Ｒ２２…第２抵抗、Ｍ２１…第１トランジスタ、４０…周波数検出回路、４２…しきい値電圧調節回路、６０…変調器、６２…発振器、７０…変調器、９０…ＰＷＭ調光回路。
【産業上の利用可能性】
【００８０】  本発明は照明等に利用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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