(57)【要約】  左右独立した点灯電源において、１または複数のＬＥＤからなる左右の発光ユニットが時間差をもって点灯した場合にも、視覚的に識別されにくくすることで、ヘッドランプとしての発光品質を向上させることを目的とする。  そのため、バッテリから供給される電力を発光ユニットに供給するＤＣ／ＤＣコンバータを操作して、発光ユニットへ供給する電流を、緩やかに増加させ定格電流に到達させるように変化させることで、左右のヘッドランプの一方がいまだ点灯していない時に、他方が定格電流にて点灯している状態になることを回避する。
2010050096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリから供給される電力を１または複数のＬＥＤからなる車輌ヘッドランプ用発光ユニットに供給する供給手段と、
前記供給手段により電力が供給された発光ユニットに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記発光ユニットに流れる電流の目標電流を設定する電流設定手段と、
前記電流検出手段の検出した電流が前記目標電流に一致するように、前記供給手段を制御する電流制御手段とを備え、
前記電流設定手段は、前記供給手段から前記発光ユニットに電力が供給され始めてから、前記発光ユニットに流れる電流が当該発光ユニットの定常点灯電流に到達するまでの間、前記目標電流を時間の経過に従い増加させることを特徴とするＬＥＤ点灯電源。
【請求項２】
前記供給手段から前記発光ユニットに電力が供給され始めてから、前記発光ユニットに流れる電流が当該発光ユニットの定格電流に到達するまでの時間は、５ｍｓから４０００ｍｓであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯電源。
【請求項３】
前記供給手段から前記発光ユニットに電力が供給され始めてから、前記発光ユニットに流れる電流が当該発光ユニットの定格電流に到達するまでの時間は、１０ｍｓから１０００ｍｓであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯電源。
【請求項４】
前記供給手段から前記発光ユニットに電力が供給され始めてから、前記発光ユニットに流れる電流が当該発光ユニットの定格電流に到達するまでの時間は、２０ｍｓから１０００ｍｓであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯電源。
【請求項５】
前記供給手段から前記発光ユニットに電力が供給され始めてから、前記発光ユニットに流れる電流が当該発光ユニットの定格電流に到達するまでの時間は、４０ｍｓから１０００ｍｓであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯電源。
【請求項６】
前記供給手段から前記発光ユニットに電力が供給され始めてから、前記発光ユニットに流れる電流が当該発光ユニットの定格電流に到達するまでの時間は、８０ｍｓから１０００ｍｓであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯電源。
【請求項７】
前記電流設定手段は、前記目標電流を連続的に変化させることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯電源。
【請求項８】
前記電流設定手段は、前記目標電流を０Ａと定常点灯電流との切り替えを繰り返すよう制御することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯電源。
【請求項９】
前記電流設定手段は、構成部品の定数に基づいて前記目標電流を制御するための第１の目標制御信号を出力する目標制御回路と、予め設定された前記発光ユニットの情報に基づいて前記目標電流を制御するための第２の目標制御信号を出力する目標制御器とを備え、  前記電流設定手段は、前記第１の目標制御信号と前記第２の目標制御信号とを加算した信号に基づいて、前記目標電流を設定することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯電源。
【請求項１０】
前記目標制御器は、前記第２の目標制御信号を生成するＣＰＵを備えることを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤ点灯電源。
【請求項１１】
前記発光ユニットを所定の発光量で発光させるためのＬＥＤ情報を外部から取得する通信手段と、
前記通信手段が取得した前記ＬＥＤ情報を記憶する記憶手段と、
をさらに備え、
前記目標制御器は、前記ＬＥＤ情報に基づいて、前記第２の目標制御信号を生成するＣＰＵを備えることを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤ点灯電源。
【請求項１２】
１または複数のＬＥＤからなる車輌ヘッドランプ用発光ユニットと当該車輌ヘッドランプ用発光ユニットに流れる電流を制御するＬＥＤ点灯電源を、前記車輌の左右に備えてなる車輌ヘッドランプ用ＬＥＤ点灯システムにおいて、
前記車輌の左右に備えられたＬＥＤ点灯電源のうち、一方のＬＥＤ点灯電源は、当該一方のＬＥＤ点灯電源が制御する発光ユニットに流れる電流を当該発光ユニットの定格電流に到達させるまでの時間を遅延させる遅延手段を備え、
他方のＬＥＤ点灯電源は、前記遅延手段が遅延させた時間内に、当該他方のＬＥＤ点灯電源が制御する発光ユニットへ電力の供給を開始することを特徴とするＬＥＤ点灯システム。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１１のうちいずれかのＬＥＤ点灯電源を、前記車輌の左右のヘッドランプに備えてなる車輌ヘッドランプ用ＬＥＤ点灯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載ヘッドランプ用のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を点灯させるＬＥＤ点灯装置、及びＬＥＤ点灯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車載ヘッドランプ用のＬＥＤ及び当該ＬＥＤを点灯制御する点灯電源は、一般的に車両の前方左右に独立して設けられる。そのため、点灯電源の個体差により、左右のＬＥＤが時間差をもって点灯することが認識されるような構成では、車輌の運転者または照明光の観測者に違和感を感じさせる。この違和感はヘッドランプとしての発光品質を低下させる。【０００３】
この問題を解決するものとして、左右のヘッドランプ用ＬＥＤを１個の点灯電源によって点灯するものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４５２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の点灯電源では、左右のヘッドランプ用ＬＥＤを１個の点灯電源によって点灯するため、点灯電源が故障してしまった場合、左右のＬＥＤが同時に消灯してしまうという問題がある。【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、左右独立した点灯電源を備え、左右の発光ユニットが時間差をもって点灯した場合にも、視覚的に識別されにくくすることで、ヘッドランプとしての発光品質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
バッテリから供給される電力を１または複数のＬＥＤからなる車輌ヘッドランプ用発光ユニットに供給する供給手段と、供給手段により電力が供給された発光ユニットに流れる電流を検出する電流検出手段と、発光ユニットに流れる電流の目標電流を設定する電流設定手段と、電流検出手段の検出した電流が目標電流に一致するように、供給手段を制御する電流制御手段とを備え、電流設定手段は、供給手段から発光ユニットに電力が供給され始めてから、発光ユニットに流れる電流が当該発光ユニットの定常点灯電流に到達するまでの間、目標電流を時間の経過に従い増加させることを特徴とするＬＥＤ点灯電源。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、時間の経過に従い増加する目標電流に一致するように、発光ユニットに流れる電流を増加させることで、発光ユニットの発光量の増加速度を低下させ、左右の発光ユニットが点灯する時間差を視覚的に識別しにくいものとできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態によるＬＥＤ点灯システムの構成図である。
【図２】本発明の実施形態による点灯電源３Ｌの回路図である。
【図３】本発明の実施形態による発光ユニット４Ｌの発光量の変化を示すグラフである。
【図４】従来の発光ユニット４Ｌ及び４Ｒの発光量の変化を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態による発光ユニット４Ｌ及び４Ｒの発光量の変化を示すグラフである。
【図６】所定の立ち上がり時間において、各々の遅れを感じない時間における人数を示したグラフである。
【図７】各々の立ち上がり時間及び発光量における、遅れを感じない時間を示した表である。
【図８】発光量が定格の１倍における、立ち上がり時間に対する遅れを感じない時間のグラフである。
【図９】本発明の実施形態による点灯電源３Ｌの回路図である。
【図１０】本発明の実施形態による発光ユニット４Ｌ及び４Ｒの発光量の変化を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施形態による点灯電源３Ｌの回路図である。
【図１２】ＣＰＵ８１の動作と発光ユニット４Ｌ及び４Ｒの発光量との関係を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施形態による点灯電源３Ｌの回路図である。
【図１４】本発明の実施形態による発光ユニット４Ｌ及び４Ｒの発光量の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、ヘッドランプ用ＬＥＤを点灯するＬＥＤ点灯システムの構成図である。ＬＥＤ点灯システムは、バッテリ１、ライティングスイッチ２、点灯電源３Ｌ、点灯電源３Ｒ、発光ユニット４Ｌ、及び発光ユニット４Ｒから構成される。
【００１１】
図１において、バッテリ１は、１２Ｖまたは２４Ｖの直流電圧を出力する。ライティングスイッチ２は、車輌の運転者の操作により、バッテリ１から点灯電源３Ｌ及び３Ｒへの電力供給を行う。点灯電源３Ｌ及び３Ｒは、バッテリ１を電源として発光ユニット４Ｌ及び４Ｒを点灯制御する。点灯電源３Ｌ及び３Ｒの構成については後述する。発光ユニット４Ｌ及び４Ｒは、直列接続された複数のＬＥＤから構成されている。１つのＬＥＤの定格電流は、例えば０．７Ａである。
【００１２】
図２は、点灯電源３Ｌの回路構成を示す図である。点灯電源３Ｒの回路構成は点灯電源３Ｌのものと同一であるため、点灯電源３Ｒ及び点灯電源３Ｒにより点灯される発光ユニット４Ｒについては、記載を省略している。図２において、点灯電源３Ｌは、ＤＣ／ＤＣコンバータ５、基準電源６、及び設定値生成回路７から構成される。
【００１３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、１次巻線５１、トランジスタ５２、コア５３、２次巻線５４、ダイオード５５、コンデンサ５６、シャント抵抗５７、誤差増幅器５８、三角波発生器５９、及び比較器６０から構成されている。
【００１４】
１次巻線５１は、ライティングスイッチ２を介してバッテリ１に接続され、バッテリ１から供給される電力を磁気エネルギに変えて蓄える。トランジスタ５２は、１次巻線５１と直列に接続されており、比較器６０によってＯＮまたはＯＦＦの信号を入力することにより、上述の１次巻線５１における磁気エネルギの貯蔵と放出を制御する。コア５３は、１次巻線５１が放出した磁気エネルギを貯蔵し、２次巻線５４に放出する。２次巻線５４には、コア５３から放出された磁気エネルギにより交流電圧が発生する。ダイオード５５とコンデンサ５６は整流回路を構成しており、２次巻線５４に発生した電圧を直流電圧に整流する。シャント抵抗５７は、発光ユニット４Ｌと誤差増幅器５８の反転端子との間に接続されており、当該シャント抵抗５７により、誤差増幅器５８の反転端子には発光ユニット４Ｌに流れた電流に相当する電圧が印加される。シャント抵抗５７の値は、例えば１Ωであるとする。誤差増幅器５８は、反転端子に印加される発光ユニット４Ｌに流れた電流に相当する電圧と、非反転端子に印加される設定値生成回路７から出力される電圧との差分を増幅し、当該差分を増幅した誤差電圧を比較器６０の非反転端子に印加する。三角波発生回路５９は、例えば周波数が１００ｋＨｚの三角波を生成し、比較器６０の反転端子に印加する。比較器６０は、反転端子に印加された三角波と、非反転端子に印加された誤差電圧とを比較する。比較の結果、三角波が誤差電圧よりも小さい期間では、トランジスタ５２に５Ｖの電圧を印加し、トランジスタ５２をＯＮにする。一方、三角波が誤差電圧よりも大きい期間では、トランジスタ５２への電圧の印加を停止し、トランジスタ５２をＯＦＦにする。
【００１５】
なお、１次巻線５１、トランジスタ５２、コア５３、２次巻線５４、ダイオード５５、及びコンデンサ５６が供給手段に相当し、シャント抵抗５７が電流値検出手段に相当し、設定値生成回路７が電流設定手段に相当し、誤差増幅器５８、三角波発生器５９、及び比較器６０が電流制御手段に相当する。
【００１６】
基準電源６は、バッテリ１の出力電圧に基づいて一定の基準電圧、例えば５Ｖの基準電圧を生成し後述の設定値生成回路７内の基準電圧源７１に出力する。基準電源６はリセット回路６２を内包しており、当該リセット回路６２により、ＤＣ／ＤＣコンバータ５が安定に動作する状態になるまでの準備期間では基準電圧を出力せず、０Ｖの電圧を出力する。設定値生成回路７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に、目標電流相当の電圧を出力する。設定値生成回路７は、基準電圧源７１、抵抗７２、抵抗７３、及びコンデンサ７４から構成されている。基準電圧源７１には、基準電源６が出力した基準電圧（上述では５Ｖ）が発生する。抵抗７２及び７３は、分圧回路を構成しており、抵抗７２及び７３との抵抗値の比により、基準電圧を分圧した電圧を発生させる。コンデンサ７４は、抵抗７２及び７３により分圧された基準電圧が印加されることで、時間の経過に従い充電される。例えば、基準電圧が５Ｖのときに、抵抗７２を２４ｋΩ、抵抗７３を３．９ｋΩとすれば、コンデンサ７４は０．７Ｖまで充電されることになる。コンデンサ７４の電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の誤差増幅器５８の非反転端子に印加される。
【００１７】
次に、点灯電源３Ｌの動作について説明する。運転者がライティングスイッチ２をＯＮの状態に切り替えると、バッテリ１からＤＣ／ＤＣコンバータ５及び基準電源６に対して電力の供給が開始される。基準電源６は、バッテリ１の電圧（例えば１２Ｖ）から一定の基準電圧（例えば５Ｖ）を生成するが、上述のようにＤＣ／ＤＣコンバータ５が安定に動作する状態になるまでの準備期間では基準電圧を出力せず、０Ｖの電圧を出力する。そのため、基準電圧が発生するまでは、設定値生成回路７の基準電圧源７１の値は０Ｖとなり、誤差増幅器５８の非反転端子には、設定値生成回路７から０Ｖが印加される。一方、基準電圧が発生すると、設定値生成回路７の基準電圧源７１に基準電圧が印加され、誤差増幅器５８の非反転端子には基準電圧に基づく電圧が印加される。
【００１８】
ライティングスイッチ２がＯＮされた直後は、発光ユニット４Ｌには電流が流れていないため、誤差増幅器５８の反転端子には０Ｖが印加され、誤差増幅器５８の非反転端子には０Ｖが印加される。よって、誤差増幅器５８の出力は０Ｖとなり、誤差電圧は三角波の電圧よりも低くなるため、トランジスタ５２はＯＦＦの状態に保持されたままになる。
【００１９】
ライティングスイッチ２がＯＮされてから所定時間が経過し、基準電源６で生成される基準電圧が基準電圧源７１に印加されると、コンデンサ７４の充電が開始される。コンデンサ７４の電圧の増加により、誤差増幅器５８の非反転端子に印加される電圧が上昇するので、誤差増幅器５８の出力する誤差電圧も上昇する。
【００２０】
誤差電圧の上昇により、当該誤差電圧が三角波の電圧よりも高くなる期間が生じ、比較器６０は、この期間の間、トランジスタ５２をＯＮにし、バッテリ１から供給される電力をコア５３に蓄積する。また、上記期間以外の間、トランジスタ５２をＯＦＦにし、コア５３に蓄積した電力を２次巻線５４に伝播する。ここで、１周期あたりの三角波の電圧よりも非反転端子の電圧が高くなる期間の割合、換言すれば１周期あたりのトランジスタ５２がＯＮする割合をＤｕｔｙと呼ぶ。すなわち、Ｄｕｔｙが大きいほどコア５３に蓄積される電力が増加するため、２次巻線５４に伝播される電力が大きくなり、反対にＤｕｔｙが小さいと、コア５３に蓄積される電力が小さいため、２次巻線５４に伝播される電力は小さくなる。従って、Ｄｕｔｙを制御することにより、２次巻線５４に伝播する電力を制御することができる。
【００２１】
２次巻線５４に１次巻線５１から電力が伝播されると、２次巻線５４にその電力に応じた電圧が発生し、コンデンサ５６を充電する。コンデンサ５６が充電されると、コンデンサ５６の電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧として、発光ユニット４Ｌに印加され、発光ユニット４Ｌに電流が流れるため、発光ユニット４Ｌは発光する。
【００２２】
発光ユニット４Ｌに電流が流れると、誤差増幅器５８の反転端子に当該電流に応じた電圧が発生するため、誤差増幅器５８の出力は小さくなる。誤差増幅器５８の出力が小さくなると、比較器６０がトランジスタ５２をＯＮする期間が短くなり、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力も小さくなる。そのため、発光ユニット４Ｌに流れる電流も小さくなり、誤差増幅器５８の反転端子に印加される電圧は低下する。
【００２３】
このように、設定値生成回路７で生成される電圧と、発光ユニット４Ｌに流れる電流に応じた電圧との誤差に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力を制御することで、設定値生成回路７の出力電圧と発光ユニット４Ｌに流れる電流に応じた電圧とが一致するように制御することができる。シャント抵抗５７の抵抗値Ｒｓ、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電流Ｉ、抵抗７２の抵抗値Ｒ１、抵抗７３の抵抗値Ｒ２、及び基準電圧Ｖ０には、数１のような関係が成立するため、点灯電源３Ｌを構成する部品の定数（抵抗値Ｒ１、抵抗値Ｒ２等）により、目標電流となる出力電流Ｉを設定することができる。
【００２４】
【数１】
2010050096.tif 000003
【００２５】
図３は、発光ユニット４Ｌの発光量の時間経過に伴う変化を示すグラフである。図３の（ａ）はライティングスイッチ２の状態を示しており、（ｂ）は発光ユニット４Ｌの発光量を示している。
【００２６】
車輌の運転者が、時刻ｔ０においてライティングスイッチ２の状態をＯＦＦからＯＮに切り替えると、ＤＣ／ＤＣコンバータ５及び基準電源６にバッテリ１の電圧が印加され、基準電源６に基準電圧が発生する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ５が安定に動作するまでの準備期間では当該基準電圧を出力しないため、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間Ｔ１では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５からは電力が出力されず、発光ユニット４Ｌも発光しない。
【００２７】
時刻ｔ１になると、基準電源６による電圧が基準電圧源７１に印加され、設定値生成回路７が電圧の出力を開始するため、ＤＣ／ＤＣコンバータ５から発光ユニット４Ｌへの電力供給が開始する。その後、時刻ｔ２までの期間Ｔ２の間は、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流が徐々に増加していくため、発光ユニット４Ｌの発光量も、図３の（ｂ）に示すように、徐々に増加していく。時刻ｔ２で、発光ユニット４Ｌに流れる電流が、発光ユニット４Ｌの定常点灯電流（ＬＥＤを複数直接接続して発光ユニット４Ｌを構成している場合であれば、ＬＥＤの定常点灯電流（例えば、０．７Ａ））まで到達すると、その後はその電流値を保持するようにＤＣ／ＤＣコンバータが出力を制御するため、発光ユニット４Ｌの発光量も一定となる。ここで、定常点灯電流は、概略定格電流であり、定格電流の±１０％の範囲にあるものとする。
【００２８】
なお、発光ユニット４Ｌに流れる電流と発光ユニット４Ｌの発光量との間には相関関係があり、発光ユニット４Ｌの発光量の変化は電流の変化に類似したものとなる。本実施の形態では、発光ユニット４Ｌに流れる電流が、設定値生成回路７のコンデンサ７４の電圧に基づいた電流指令値に一致するように、電流フィードバック制御している。コンデンサ７４の電圧は、コンデンサ７４、抵抗７２、及び抵抗７３の時定数により緩慢に上昇するため、ＬＥＤの発光量も図３の（ｂ）に示すようなグラフ形状で変化する。なお、コンデンサ７４の電圧は、τを経過時間、Ｃをコンデンサ９４の容量、Ｒ１を抵抗７２の抵抗値、Ｒ２を抵抗７３の抵抗値とした場合に、数２のようになる。
【００２９】
【数２】
2010050096.tif 000004
【００３０】
次に、発光ユニット４Ｌ及び発光ユニット４Ｒの発光量の関係について説明する。図４は従来のＬＥＤヘッドランプを点灯させた場合の、発光ユニット４Ｌ及び４Ｒの発光量の時間経過に伴う変化を示すグラフである。図４の（ａ）はライティングスイッチ２の状態を示しており、（ｂ）は発光ユニット４Ｌの発光量を示しており、（ｃ）は発光ユニット４Ｒの発光量を示している。図５は、本実施の形態の、発光ユニット４Ｌ及び４Ｒの発光量の時間経過に伴う変化を示すグラフである。図５の（ａ）はライティングスイッチ２の状態を示しており、（ｂ）は発光ユニット４Ｌの発光量を示しており、（ｃ）は発光ユニット４Ｒの発光量を示している。図４及び図５において、図３と対応する部分については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００３１】
発光ユニット４Ｌと発光ユニット４Ｒを点灯する場合、それぞれの点灯電源の個体差によって、発光ユニットを点灯するまでにかかる時間が異なる場合がある。図４の（ｂ）及び（ｃ）において、発光ユニット４Ｌの発光量の増加は時刻ｔ１から開始しているのに対し、発光ユニット４Ｒの発光量の増加は時刻１からさらに期間Ｔ３を経た時刻ｔ３から開始している。ＬＥＤは応答性が高いため、ＬＥＤに流れる電流を徐々に増加させるなどの点灯制御を行わなかった場合は、図４の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、瞬時に（実際には数μｓで）発光量が立ち上がる。そのため、期間Ｔ３の間は、発光ユニット４Ｌは定格の発光量で発光しているにも関わらず、発光ユニット４Ｒは全く発光していないことになる。この場合、点灯電源３Ｌと３Ｒの点灯に要する時間の差（図４の（ｃ）においては、期間Ｔ３）が長い場合、左右のヘッドランプの点灯における時間差が容易に視認されてしまい、２個一式のヘッドランプとしての発光品質が低下してしまう。
【００３２】
一方、本実施の形態では、発光ユニットに流れる電流を設定値生成回路７のコンデンサ７４の電圧に基づいて制御する。そのため、図５の（ｂ）に示すように、先に点灯する発光ユニット４Ｌの発光量は、時間の経過に従って徐々に増加し、点灯開始から期間Ｔ３が経過した後も定常点灯の発光量に到達しない。このように、後に発光する発光ユニット４Ｒが発光を開始していない時点で、先に発光する発光ユニット４Ｌの発光量が定常点灯の発光量とならないように、発光ユニット４Ｌの点灯速度を低減させることにより、左右のヘッドランプの点灯における時間差を認識にくくすることができる。
【００３３】
実際にどれぐらいの点灯時間差であれば認識されてしまうのか、また、発光ユニット４Ｌの点灯速度をどのぐらい低減させれば時間差を認識しにくくすることができるのかについて実験を行ったので、以下に説明する。
【００３４】
実験は、左右のヘッドランプを模擬した２つの発光ユニットを異なる立ち上がり時間、発光量で点灯させたときに、遅れを感じない時間が何秒であるかについて、５０人の被験者に対して行った。その結果を図６に示す。
【００３５】
図６は、所定の立ち上がり時間において、各々の遅れを感じない時間における人数を示したものである。図中、実線は発光量が定格の１倍のもの、破線は１／２倍のもの、点線は１／３倍のもの、一点鎖線は１／１０倍のデータを示している。また、図６の（ａ）は立ち上がり時間が０ｍｓのもの、（ｂ）は立ち上がり時間が２０ｍｓのもの、（ｃ）は立ち上がり時間が４０ｍｓのもの、（ｄ）は立ち上がり時間が８０ｍｓのものをそれぞれ示している。
【００３６】
図６の（ａ）は、上述のように立ち上がり時間が０ｍｓのものであるので、（ａ）における遅れを感じない時間は、図４の（ｃ）の期間Ｔ３に相当する。すなわち、図６の（ａ）は、図４の（ｃ）における期間Ｔ３が、実際に何ｍｓであれば遅れを感じるのかを示している。図６の（ａ）より、期間Ｔ３が５ｍｓ以下であればほぼ全員に認識されず、１０ｍｓ以下であれば約９割の人には認識されないことがわかる。また、期間Ｔ３が２０ｍｓであれば、約半数の人に認識され、４０ｍｓでは約９割の人に認識されることがわかる。
【００３７】
上記のように、発光ユニットの点灯時間差は、先に点灯を開始した発光ユニットが定常点灯に到達してから、他方の発光ユニットが点灯を開始するまでの期間の５ｍｓを境界として認識され始める。そこで、期間Ｔ２を５ｍｓ以上とすれば、後から点灯を開始する発光ユニットが点灯を開始した時点で、先に点灯を開始した発光ユニットがまだ定常点灯に到達しないように点灯させることができるため、点灯時間差を認識しにくくすることができる。また、期間Ｔ３が１０ｍｓのときは、約１割の人が時間差を認識するため、期間Ｔ２を１０ｍｓ以上とすることで、より時間差を認識させにくくすることができる。さらに、期間Ｔ３が２０ｍｓになると、半数の人に時間差を認識されるため、期間Ｔ２を２０ｍｓ以上とすることで効果を高めることができ、期間Ｔ３が４０ｍｓではほとんどの人に時間差が認識されてしまうことから、期間Ｔ２を４０ｍｓ以上とすることでさらにその効果を高めることができる。
【００３８】
図７は、各々の立ち上がり時間及び発光量における、遅れを感じない時間を示した表である。図７において、発光量が一定では立ち上がり時間が遅いほうが差を感じにくく、立ち上がり時間が一定では発光量が小さいほうが差を感じにくい傾向がある。図８は、図７における発光量が定格の１倍の時の立ち上がり時間に対する遅れを感じない時間をプロットしたグラフである。図８において、立ち上がり時間４０ｍｓのときの遅れを感じない時間が２２．３ｍｓなのに対し、立ち上がり時間８０ｍｓのときの遅れを感じない時間は２６．１ｍｓであり、大幅に増加している。このことから、立ち上がり時間を８０ｍｓ以上とすることで、さらに、時間差を認識しにくくできることがわかる。
【００３９】
また、上記では、立ち上がり時間の上限について、特に述べてはいないが、ＨＩＤヘッドランプにおいては、４秒後の発光量を８０％に以上と規定されているため、この規定に準拠して、定常点灯電流に至る立ち上がり時間の上限は４秒以内であることが望ましい。
さらに、ライティングスイッチ２がＯＮされた時刻ｔ０から、後に点灯する発光ユニット（図５では（ｃ）に示す発光ユニット４Ｒ）の発光量が定常点灯の発光量に到達する時刻ｔ４までの時間が１ｓ以上では、運転者のライティングスイッチ２の操作に対し発光ユニットを点灯する応答時間の遅れを認識されてしまうため、時刻ｔ０から時刻ｔ４までの時間は１ｓ以内とすることがより望ましい。
【００４０】
以上のように、本実施の形態に係る点灯電源３Ｌ及び３Ｒは、ライティングスイッチ２の状態がＯＮになりバッテリ１から電力が供給されると、先ず定常点灯の明るさより暗い発光でＬＥＤを点灯する電力を供給し、左右のヘッドランプの点灯時間差を通過する時間を経過した後で、ＬＥＤが定常点灯する電力を供給するように点灯制御を行う。このような制御によれば、早く点灯を開始した一方のＬＥＤが暗く点灯している期間に、他方の遅く点灯を開始したＬＥＤが暗く点灯して追従し、左右のヘッドランプが共に点灯する時間を見計らって、それぞれの点灯電源がＬＥＤを定常点灯すべく点灯電力を増加し、通常の点灯に至らしめることができる。従って、点灯直後においては、ＬＥＤの発光量が少なく視覚に対する刺激が少ないために、左右のヘッドランプの点灯時間差が生じても当該時間差を目立たなくしヘッドランプとして高品位な点灯を行うことが可能な点灯電源を実現することができる。
【００４１】
また、基準電圧源７１によって所定の時定数をもって充電されるコンデンサ７４の電圧に基づいて、ＬＥＤに流れる電流を制御し、発光ユニットの発光量の増加を緩慢にするため、ヘッドライトの発光ユニットを左右異なる点灯電源で点灯する場合においても、左右の発光ユニットの発光量の差が大きい状態を長期間持続させない。従って、左右の発光ユニットの点灯に要する時間差を視認されにくくし、ヘッドランプの発光品質を向上させることができる。
【００４２】
なお、各点灯電源の点灯開始に至る時間のばらつきを少なくして、点灯における時間差を短くすることも１手段ではあるが、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を確実にするために準備期間を設ける構成においては、瞬時に点灯させることが不得手で、あえて実現するためには相応の構成をとらざるを得ず、回路規模が増しコストが高揚するため、好ましい構成にならない。一方、本実施の形態によれば、コンデンサ７４により、点灯における時間差を短くしているため、低コストで発光品質の向上させることができる。
【００４３】
実施の形態２．
実施の形態１では、発光ユニットに流れる電流をフィードバック制御することにより、発光ユニットに流れる電流の増加速度を低減させたが、ＬＥＤは流れる電流の大きさにより発光の色調が変化するため、特定の色調で発光させるためには、流れる電流の大きさを一定にする必要がある。そこで、実施の形態２では、発光ユニットに流れる電流をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御することによりＬＥＤの発光の色調を一定に保持する。
【００４４】
図９は、実施の形態２に係る点灯電源３Ｌを示す回路図である。図９において、図１の構成と同様または対応する構成については、同一符号を付し説明を省略する。
【００４５】
ＰＷＭ制御器６１（ＰＷＭ信号生成手段）は、定常点灯電流相当の波高値で１周期が５ｍｓ以下のパルス幅変調された矩形信号を出力する。ＰＷＭ制御器６１の出力は、誤差増幅器５８の非反転端子に印加され、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に出力される目標電流相当の電圧となる。
【００４６】
図１０は、発光ユニット４Ｌ及び４ＲをＰＷＭ制御した場合の発光量の時間経過に伴う変化を示すグラフである。図１０の（ａ）はライティングスイッチ２の状態を示しており、図１０の（ｂ）は発光ユニット４Ｌの発光量を示しており、図１０の（ｃ）は発光ユニット４Ｒの発光量を示している。図１０において、図５と同一または対応する部分については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００４７】
図１０において、時刻ｔ１から、ＤＣ／ＤＣコンバータ５から発光ユニット４Ｌへの電力の出力が開始され、発光ユニット４Ｌは発光を開始する。発光ユニット４Ｌは、時間の経過に従って定常点灯の発光量で点灯する時間が長くなっていく。発光ユニット４Ｌの点灯と消灯の周期は１ｍｓ程度の短い周期で行われるため、点滅には見えず発光ユニット４Ｌの発光量が徐々に増加していくように観測され、発光ユニット４Ｌが発光する際の電流は一定であるため、ＬＥＤの色調が変化しない。発光ユニット４Ｒについても同様である。
【００４８】
以上のように、発光ユニット４Ｌ及び４Ｒに供給する電流を概ね一定にして、点灯初期は点灯時間が短く消灯時間が長い周期的な点灯をおこない、時間の経過に従って点灯時間比率（Ｄｕｔｙ）を増加させるＰＷＭ制御することによって、ＬＥＤの発光量を制御することにより、発光ユニットに供給する電流値（ピーク値）を一定にすることができ、発光ユニットの点灯遅れや、発光色のばらつきを目立たなくすることができる。
【００４９】
なお、ＰＷＭ制御を実施するにあたり、点滅によるフリッカを認識させないために、周期的な点灯の周波数は２００Ｈｚ以上とする。
【００５０】
実施の形態３．
図１１は、実施の形態３に係る点灯電源３Ｌを示す回路図である。図２の構成と同様または対応する部分については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００５１】
図１１において、制御器８は、ＣＰＵ８１、及びＤ／Ａ８２から構成されている。ＣＰＵ８１は、ライティングスイッチ２がＯＮされると、所定期間後にＲＳＴ解除信号（基準電圧と同レベル）を出力するリセット回路８３（図示せず）を有しており、当該リセット回路８３から出力されるＲＳＴ解除信号に基づいてイニシャル処理を行い、イニシャル処理終了後に出力信号の出力を開始する。Ｄ／Ａ８２は、積分回路で構成されており、ＰＷＭ形式によって出力されるＣＰＵ８１の出力信号を電圧に変換して出力する。設定値生成回路７ａは、抵抗７２ａ及び７３ａから構成されており、抵抗７２ａと抵抗７３ａの分圧によって点灯直後における目標の出力電流Ｉａを設定する。なお、設定値生成回路７ａは目標制御回路に相当し、制御器８は目標制御器に相当する。
【００５２】
ＣＰＵ８１が動作を開始する前のパワーオンリセット期間、及びＣＰＵ８１のイニシャル処理期間では、ＣＰＵの入力／出力はハイインピーダンスとなるため、ＣＰＵ８１側の回路を電源からも、ＧＮＤからも絶縁することとなり、ＣＰＵ８１がＤＣ／ＤＣコンバータに入力される目標電流相当の電圧に対して、全く関与しない構成となる。この状態では、シャント抵抗５７の抵抗値Ｒｓ、出力電流Ｉａ、抵抗７２ａの抵抗値Ｒ３、抵抗７３ａの抵抗値Ｒ４、及び基準電圧Ｖ０には、数３のような関係が成立するため、点灯電源３Ｌを構成する部品の定数（抵抗値Ｒ３、抵抗値Ｒ４等）により、点灯直後の目標電流となる出力電流Ｉａを設定する（例えば、定格出力電流の１／２とする）ことができる。
【００５３】
【数３】
2010050096.tif 000005
【００５４】
ＣＰＵ８１のイニシャル処理が終了すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に出力される目標電流相当の電圧は、設定値生成回路７ａの出力電圧によるものから、制御器８の出力電圧と設定値生成回路７ａの出力電圧とを加算した電圧によるものに切り替えられる。
【００５５】
図１２は、実施の形態３に係るＣＰＵ８１の動作と発光ユニット４Ｌ及び４Ｒの発光量との関係を示すグラフである。図１２の（ａ）はライティングスイッチ２の状態を示しており、（ｂ）はＲＳＴ信号を示しており、（ｃ）はＣＰＵ動作を示しており、（ｄ）は発光ユニット４Ｌの発光量を示している。図１２において、図３と対応する部分については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００５６】
リセットが解除される時刻ｔ５からは、設定値生成回路７ａから出力された電圧に基づき、ＤＣ／ＤＣコンバータ５から発光ユニット４Ｌに、分割抵抗によって生成された電圧〔（Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４））×Ｖ０〕相当の電流が出力される。
【００５７】
ＣＰＵ８１は、ＲＳＴ解除信号が入力されるまでの期間Ｔ５では動作を停止しているが（パワーオンリセット期間）、ライティングスイッチ２がＯＮしてから期間Ｔ５が経過し、時刻ｔ５においてリセット回路８３からＲＳＴ解除信号が出力されると、イニシャル処理を開始する。イニシャル処理は時刻ｔ５からｔ６の期間Ｔ６の間に行われ、イニシャル処理が終了すると、ＣＰＵ８１が信号の出力を開始し、制御器８から電圧が出力される。
【００５８】
時刻ｔ６以降は、制御器８の出力電圧と、設定値生成回路７ａの電圧とを加算した電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に出力されることにより、発光ユニット４Ｌに定常点灯電流が発生する。
【００５９】
以上のように、本実施の形態に係る点灯電源によれば、点灯直後は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に入力する目標電流相当の電圧を、基準電圧源７１から導いて、定常点灯時の目標電流相当の電圧より低目の値に設定し、ＣＰＵ８１の動作が開始した後は、当該目標電流相当の電圧にＣＰＵ８１から出力された電圧を加算し、当該目標電流相当の電圧を上昇させることで、発光ユニット４Ｌの発光量を階段的に変化させることが可能である。
【００６０】
また、ＬＥＤに供給する出力電流をＣＰＵ８１により任意に制御する構成が実現できる。例えば、ＬＥＤの温度や、発光量を検出する検出器を設け、当該検出器の出力をＣＰＵ８１に入力するようにしておけば、ＬＥＤの温度や発光量によるフィードバック制御を実現することができる。
【００６１】
また、分割抵抗によって生成された電圧〔（Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４））×Ｖ０〕相当の出力電流で所定時間点灯させた後に、定格出力電流で点灯することにより、一方のヘッドランプが消灯しており、他方のヘッドランプは定格出力電流により点灯している状態が発生することを回避できる。従って、左右のヘッドランプの点灯時間の差を認識しにくくすることができる。
【００６２】
また、点灯直後の低い発光量は設定値生成回路７ａを構成する部品の定数よって設定され、定常点灯時の発光量はＣＰＵの出力によって制御するため、点灯時には設定値生成回路７ａの出力により発光ユニット４Ｌを速やかに点灯させることができ、定常点灯時にはＬＥＤに供給する電流をＣＰＵ８１によって制御することが可能となる。
【００６３】
なお、上述では、時刻ｔ６において、発光ユニット４Ｌの発光量が短時間で定常点灯時の発光量に到達するものとしたが、ＣＰＵ８１の出力を制御することにより徐々に増加させることもできる。
【００６４】
なお、上述では、設定値生成回路７ａの出力は、分割抵抗によって生成された電圧〔（Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４））×Ｖ０〕であるとしたが、左右のヘッドランプの点灯における点灯時間の差が観測されない限りにおいて、抵抗値の選定は任意である。
【００６５】
なお、図１１において、Ｄ／Ａ８２の出力電圧は積分回路で構成されるものとしたが、ラダー回路で構成することもできる。
【００６６】
なお、上述では、目標電流相当の電圧は、制御器８の出力電圧と、設定値生成回路７ａの出力電圧とを加算した電圧としたが、基準電圧源７１と抵抗７２ａを取り除き、制御器８の出力電圧を直接目標電流相当の電圧とすることもできる。この場合、ＣＰＵ８１のイニシャル処理が終了した時点から、ＬＥＤの点灯が開始することになるが、出力電流のダイナミックレンジを拡大することができる。
【００６７】
なお、上述では、特には述べていないが、抵抗７２ａと抵抗７３ａとの接点にコンデンサを接続するようにしてもよい。この場合、時刻ｔ１における発光量の変化速度と、時刻ｔ２における発光量の変化速度を低下させることが可能となる。
【００６８】
なお、実施の形態２．におけるＰＷＭ制御器６１相当の機能をＣＰＵに備えることも可能である。
【００６９】
実施の形態４．
ヘッドランプには複数のＬＥＤが装着されるが、特性の異なるＬＥＤを1つのヘッドランプに装着した場合、ＬＥＤによって発光量がまちまちになってしまう。そのため、ヘッドランプにＬＥＤを装着する際には、ＬＥＤを特性ごとに複数のランクにランク分けし、特性の近いＬＥＤを１つのヘッドランプに装着することで、所定の発光量を得ている。そのため、装着されたＬＥＤの特性に応じた点灯制御を行うために、複数の出力特性の点灯電源を用意しなければならないという問題がある。
【００７０】
図１３は、他の実施形態に係る点灯電源４Ｌを示す回路図である。図１３において、図１１と同一または相当する部分については、同一の符号を付し説明を省略する。図１３は、Ｉ／Ｆ９、及びＥＥＰＲＯＭ１０を設けた点が図１１と異なっている。なお、Ｉ／Ｆ９は通信手段に相当し、ＥＥＰＲＯＭ１０は記憶手段に相当する。
【００７１】
Ｉ／Ｆ９は、ＣＡＮやＬＡＮといった外部機器と通信する通信回線であり、ＣＰＵ８１は、Ｉ／Ｆ９を介してＬＥＤの特性に関する情報を取得し、記憶部としてのＥＥＰＲＯＭ１０に記憶させる。
【００７２】
本実施の形態では、Ｉ／Ｆ９を介してＬＥＤの特性に関する情報を取得し、記憶部としてのＥＥＰＲＯＭ１０に取得したＬＥＤの特性に関する情報記憶させることにより、１機種の点灯電源により複数のＬＥＤの特性に応じた点灯制御を行うことができる。また、外部機器との通信が可能となるので、外部機器により装着されたＬＥＤの特性に応じて、定格電流値を変更することにより、所定の発光量でＬＥＤを点灯制御することが可能となる。
【００７３】
なお、Ｉ／Ｆ９の接続対象を、ＥＵＣ、ナビゲーションシステム、ダイアグノーシス等とすることもできる。例えば、ＥＣＵ等から車速情報を取得し、車速に応じて制御器８の出力を増減させることで、発光量を変化させることが可能であり、また、ナビゲーションシステムから、位置情報を取得し、街中では発光量を低減させるといった制御が可能である。
【００７４】
なお、上述では、点灯電源４Ｌ及び４Ｒ内に、１つのＤＣ／ＤＣコンバータ５を設けたが、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを設けてもよい。各々のＤＣ／ＤＣコンバータに発光ユニットを接続することにより、1つの点灯電源で複数の発光ユニットを点灯することが可能となる。
【００７５】
また、１つの点灯電源に対し、複数の発光ユニットを並列に接続することもできる。この場合、各々の発光ユニットには、同じ大きさの電圧が印加されることになるが、各々の発光ユニットと定電流回路を接続しておくことで、各々の発光ユニットに流れる電流を制御することが可能となる。これにより、複数の発光ユニットを並列に接続した場合であっても、各々の発光ユニットを所定の発光量で点灯させることができる。
【００７６】
なお、上述ではＤＣ／ＤＣコンバータの回路構成として、スイッチングレギュレータを採用したが、降圧が目的の場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に代替して可変素子を用いるシリーズレギュレータを採用することも可能である。
【００７７】
なお、上述では、設定値出力回路７は、基準電圧源７１、抵抗７２、抵抗７３、及びコンデンサ７４から構成するものとしたが、緩やかに上昇するＤＣ電源を出力に接続する構成とすることもできる。この構成によれば、コンデンサ７４の電圧が、時間に対し１次関数的に増加するため、図１４に示すように発光ユニットの発光量を１次関数的に増加させることが可能となる。なお、図１４の（ａ）はライティングスイッチ２の状態を示しており、（ｂ）は発光ユニット４Ｌの発光量を示しており、（ｃ）は発光ユニット４Ｒの発光量を示している。
【００７８】
なお、上述では、発光ユニット４Ｌの発光量を、数２に従い図３に示すように変化させる例について示したが、時間の経過に従って増加量が大きくなるように変化させることもできる。例えば、数３に示すように変化させることができる。
【００７９】
【数４】
2010050096.tif 000006
数３は、実施の形態１の設定値生成回路７のコンデンサ７４、抵抗７２、７３に適応したものであるが、他の実施の形態にも適用が可能である。このような制御を行うことで、より点灯時間差を認識しにくくできる。
【００８０】
なお、発光ユニットに印加された電圧を検出し、検出した電圧が異常な電圧であるか否かを判定することにより、フェールセーフの制御を行うこともできる。この制御によれば、定格電流にも関わらず、異常な電圧を呈してしまうといった、ＬＥＤの故障を検出し、ＬＥＤの点灯を停止させることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１  バッテリ、  ２  ライティングスイッチ、  ３Ｌ、３Ｒ  点灯電源、  ４Ｌ、４Ｒ  発光ユニット、  ５  ＤＣ／ＤＣコンバータ、  ６  基準電源、  ７  設定値生成回路、  ８  制御器、  ９  Ｉ／Ｆ、  １０  ＥＥＰＲＯＭ
【図１】
2010050096.tif 000007
【図２】
2010050096.tif 000008
【図３】
2010050096.tif 000009
【図４】
2010050096.tif 000010
【図５】
2010050096.tif 000011
【図６】
2010050096.tif 000012
【図７】
2010050096.tif 000013
【図８】
2010050096.tif 000014
【図９】
2010050096.tif 000015
【図１０】
2010050096.tif 000016
【図１１】
2010050096.tif 000017
【図１２】
2010050096.tif 000018
【図１３】
2010050096.tif 000019
【図１４】
2010050096.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月5日(2010.11.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載ヘッドランプ用のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を点灯させるＬＥＤ点灯装置、及びＬＥＤ点灯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車載ヘッドランプ用のＬＥＤ及び当該ＬＥＤを点灯制御する点灯電源は、一般的に車両の前方左右に独立して設けられる。そのため、点灯電源の個体差により、左右のＬＥＤが時間差をもって点灯することが認識されるような構成では、車輌の運転者または照明光の観測者に違和感を感じさせる。この違和感はヘッドランプとしての発光品質を低下させる。
【０００３】
この問題を解決するものとして、左右のヘッドランプ用ＬＥＤを１個の点灯電源によって点灯するものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４５２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の点灯電源では、左右のヘッドランプ用ＬＥＤを１個の点灯電源によって点灯するため、点灯電源が故障してしまった場合、左右のＬＥＤが同時に消灯してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、左右独立した点灯電源を備え、左右の発光ユニット（ＬＥＤ）が時間差をもって点灯した場合にも、視覚的に識別されにくくすることで、ヘッドランプとしての発光品質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
車輌の左右のヘッドランプ毎に備えられ、右側または左側の１または複数のＬＥＤからなる車輌ヘッドランプ用発光ユニットのそれぞれを独立して点灯するヘッドランプ用のＬＥＤ点灯電源であって、バッテリから供給される電力を前記車輌ヘッドランプ用発光ユニットに供給する供給手段と、前記供給手段により電力が供給された発光ユニットに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記発光ユニットに流れる電流の目標電流を設定する電流設定手段と、前記電流検出手段の検出した電流が前記目標電流に一致するように、前記供給手段を制御する電流制御手段とを備え、前記電流設定手段は、前記供給手段から前記発光ユニットに電力が供給され始めてから、５ｍｓから４０００ｍｓの時間をかけて前記目標電流を時間の経過に従い増加させ、前記電流制御手段は、時間の経過に従い増加する前記目標電流に従い前記供給手段を制御することにより、前記発光ユニットに流れる電流を順次増加させ、前記発光ユニットの定常点灯電流に到達させることを特徴とするＬＥＤ点灯電源。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、時間の経過に従い増加する目標電流に一致するように、発光ユニットに流れる電流を増加させることで、発光ユニットの発光量の増加速度を低下させ、左右の発光ユニットが点灯する時間差を視覚的に識別しにくいものとできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態によるＬＥＤ点灯システムの構成図である。
【図２】本発明の実施形態による点灯電源３Ｌの回路図である。
【図３】本発明の実施形態による発光ユニット４Ｌの発光量の変化を示すグラフである。
【図４】従来の発光ユニット４Ｌ及び４Ｒの発光量の変化を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態による発光ユニット４Ｌ及び４Ｒの発光量の変化を示すグラフである。
【図６】所定の立ち上がり時間において、各々の遅れを感じない時間における人数を示したグラフである。
【図７】各々の立ち上がり時間及び発光量における、遅れを感じない時間を示した表である。
【図８】発光量が定格の１倍における、立ち上がり時間に対する遅れを感じない時間のグラフである。
【図９】本発明の実施形態による点灯電源３Ｌの回路図である。
【図１０】本発明の実施形態による発光ユニット４Ｌ及び４Ｒの発光量の変化を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施形態による点灯電源３Ｌの回路図である。
【図１２】ＣＰＵ８１の動作と発光ユニット４Ｌ及び４Ｒの発光量との関係を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施形態による点灯電源３Ｌの回路図である。
【図１４】本発明の実施形態による発光ユニット４Ｌ及び４Ｒの発光量の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、ヘッドランプ用ＬＥＤを点灯するＬＥＤ点灯システムの構成図である。ＬＥＤ点灯システムは、バッテリ１、ライティングスイッチ２、点灯電源３Ｌ、点灯電源３Ｒ、発光ユニット４Ｌ、及び発光ユニット４Ｒから構成される。
【００１１】
図１において、バッテリ１は、１２Ｖまたは２４Ｖの直流電圧を出力する。ライティングスイッチ２は、車輌の運転者の操作により、バッテリ１から点灯電源３Ｌ及び３Ｒへの電力供給を行う。点灯電源３Ｌ及び３Ｒは、バッテリ１を電源として発光ユニット４Ｌ及び４Ｒを点灯制御する。点灯電源３Ｌ及び３Ｒの構成については後述する。発光ユニット４Ｌ及び４Ｒは、直列接続された複数のＬＥＤから構成されている。１つのＬＥＤの定格電流は、例えば０．７Ａである。
【００１２】
図２は、点灯電源３Ｌの回路構成を示す図である。点灯電源３Ｒの回路構成は点灯電源３Ｌのものと同一であるため、点灯電源３Ｒ及び点灯電源３Ｒにより点灯される発光ユニット４Ｒについては、記載を省略している。図２において、点灯電源３Ｌは、ＤＣ／ＤＣコンバータ５、基準電源６、及び設定値生成回路７から構成される。
【００１３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、１次巻線５１、トランジスタ５２、コア５３、２次巻線５４、ダイオード５５、コンデンサ５６、シャント抵抗５７、誤差増幅器５８、三角波発生器５９、及び比較器６０から構成されている。
【００１４】
１次巻線５１は、ライティングスイッチ２を介してバッテリ１に接続され、バッテリ１から供給される電力を磁気エネルギに変えて蓄える。トランジスタ５２は、１次巻線５１と直列に接続されており、比較器６０によってＯＮまたはＯＦＦの信号を入力することにより、上述の１次巻線５１における磁気エネルギの貯蔵と放出を制御する。コア５３は、１次巻線５１が放出した磁気エネルギを貯蔵し、２次巻線５４に放出する。２次巻線５４には、コア５３から放出された磁気エネルギにより交流電圧が発生する。ダイオード５５とコンデンサ５６は整流回路を構成しており、２次巻線５４に発生した電圧を直流電圧に整流する。シャント抵抗５７は、発光ユニット４Ｌと誤差増幅器５８の反転端子との間に接続されており、当該シャント抵抗５７により、誤差増幅器５８の反転端子には発光ユニット４Ｌに流れた電流に相当する電圧が印加される。シャント抵抗５７の値は、例えば１Ωであるとする。誤差増幅器５８は、反転端子に印加される発光ユニット４Ｌに流れた電流に相当する電圧と、非反転端子に印加される設定値生成回路７から出力される電圧との差分を増幅し、当該差分を増幅した誤差電圧を比較器６０の非反転端子に印加する。三角波発生回路５９は、例えば周波数が１００ｋＨｚの三角波を生成し、比較器６０の反転端子に印加する。比較器６０は、反転端子に印加された三角波と、非反転端子に印加された誤差電圧とを比較する。比較の結果、三角波が誤差電圧よりも小さい期間では、トランジスタ５２に５Ｖの電圧を印加し、トランジスタ５２をＯＮにする。一方、三角波が誤差電圧よりも大きい期間では、トランジスタ５２への電圧の印加を停止し、トランジスタ５２をＯＦＦにする。
【００１５】
なお、１次巻線５１、トランジスタ５２、コア５３、２次巻線５４、ダイオード５５、及びコンデンサ５６が供給手段に相当し、シャント抵抗５７が電流値検出手段に相当し、設定値生成回路７が電流設定手段に相当し、誤差増幅器５８、三角波発生器５９、及び比較器６０が電流制御手段に相当する。
【００１６】
基準電源６は、バッテリ１の出力電圧に基づいて一定の基準電圧、例えば５Ｖの基準電圧を生成し後述の設定値生成回路７内の基準電圧源７１に出力する。基準電源６はリセット回路６２を内包しており、当該リセット回路６２により、ＤＣ／ＤＣコンバータ５が安定に動作する状態になるまでの準備期間では基準電圧を出力せず、０Ｖの電圧を出力する。設定値生成回路７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に、目標電流相当の電圧を出力する。設定値生成回路７は、基準電圧源７１、抵抗７２、抵抗７３、及びコンデンサ７４から構成されている。基準電圧源７１には、基準電源６が出力した基準電圧（上述では５Ｖ）が発生する。抵抗７２及び７３は、分圧回路を構成しており、抵抗７２及び７３との抵抗値の比により、基準電圧を分圧した電圧を発生させる。コンデンサ７４は、抵抗７２及び７３により分圧された基準電圧が印加されることで、時間の経過に従い充電される。例えば、基準電圧が５Ｖのときに、抵抗７２を２４ｋΩ、抵抗７３を３．９ｋΩとすれば、コンデンサ７４は０．７Ｖまで充電されることになる。コンデンサ７４の電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の誤差増幅器５８の非反転端子に印加される。
【００１７】
次に、点灯電源３Ｌの動作について説明する。運転者がライティングスイッチ２をＯＮの状態に切り替えると、バッテリ１からＤＣ／ＤＣコンバータ５及び基準電源６に対して電力の供給が開始される。基準電源６は、バッテリ１の電圧（例えば１２Ｖ）から一定の基準電圧（例えば５Ｖ）を生成するが、上述のようにＤＣ／ＤＣコンバータ５が安定に動作する状態になるまでの準備期間では基準電圧を出力せず、０Ｖの電圧を出力する。そのため、基準電圧が発生するまでは、設定値生成回路７の基準電圧源７１の値は０Ｖとなり、誤差増幅器５８の非反転端子には、設定値生成回路７から０Ｖが印加される。一方、基準電圧が発生すると、設定値生成回路７の基準電圧源７１に基準電圧が印加され、誤差増幅器５８の非反転端子には基準電圧に基づく電圧が印加される。
【００１８】
ライティングスイッチ２がＯＮされた直後は、発光ユニット４Ｌには電流が流れていないため、誤差増幅器５８の反転端子には０Ｖが印加され、誤差増幅器５８の非反転端子には０Ｖが印加される。よって、誤差増幅器５８の出力は０Ｖとなり、誤差電圧は三角波の電圧よりも低くなるため、トランジスタ５２はＯＦＦの状態に保持されたままになる。
【００１９】
ライティングスイッチ２がＯＮされてから所定時間が経過し、基準電源６で生成される基準電圧が基準電圧源７１に印加されると、コンデンサ７４の充電が開始される。コンデンサ７４の電圧の増加により、誤差増幅器５８の非反転端子に印加される電圧が上昇するので、誤差増幅器５８の出力する誤差電圧も上昇する。
【００２０】
誤差電圧の上昇により、当該誤差電圧が三角波の電圧よりも高くなる期間が生じ、比較器６０は、この期間の間、トランジスタ５２をＯＮにし、バッテリ１から供給される電力をコア５３に蓄積する。また、上記期間以外の間、トランジスタ５２をＯＦＦにし、コア５３に蓄積した電力を２次巻線５４に伝播する。ここで、１周期あたりの三角波の電圧よりも非反転端子の電圧が高くなる期間の割合、換言すれば１周期あたりのトランジスタ５２がＯＮする割合をＤｕｔｙと呼ぶ。すなわち、Ｄｕｔｙが大きいほどコア５３に蓄積される電力が増加するため、２次巻線５４に伝播される電力が大きくなり、反対にＤｕｔｙが小さいと、コア５３に蓄積される電力が小さいため、２次巻線５４に伝播される電力は小さくなる。従って、Ｄｕｔｙを制御することにより、２次巻線５４に伝播する電力を制御することができる。
【００２１】
２次巻線５４に１次巻線５１から電力が伝播されると、２次巻線５４にその電力に応じた電圧が発生し、コンデンサ５６を充電する。コンデンサ５６が充電されると、コンデンサ５６の電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧として、発光ユニット４Ｌに印加され、発光ユニット４Ｌに電流が流れるため、発光ユニット４Ｌは発光する。
【００２２】
発光ユニット４Ｌに電流が流れると、誤差増幅器５８の反転端子に当該電流に応じた電圧が発生するため、誤差増幅器５８の出力は小さくなる。誤差増幅器５８の出力が小さくなると、比較器６０がトランジスタ５２をＯＮする期間が短くなり、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力も小さくなる。そのため、発光ユニット４Ｌに流れる電流も小さくなり、誤差増幅器５８の反転端子に印加される電圧は低下する。
【００２３】
このように、設定値生成回路７で生成される電圧と、発光ユニット４Ｌに流れる電流に応じた電圧との誤差に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力を制御することで、設定値生成回路７の出力電圧と発光ユニット４Ｌに流れる電流に応じた電圧とが一致するように制御することができる。シャント抵抗５７の抵抗値Ｒｓ、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電流Ｉ、抵抗７２の抵抗値Ｒ１、抵抗７３の抵抗値Ｒ２、及び基準電圧Ｖ０には、数１のような関係が成立するため、点灯電源３Ｌを構成する部品の定数（抵抗値Ｒ１、抵抗値Ｒ２等）により、目標電流となる出力電流Ｉを設定することができる。
【００２４】
【数１】
2010050096.tif 000021
【００２５】
図３は、発光ユニット４Ｌの発光量の時間経過に伴う変化を示すグラフである。
【００２６】
車輌の運転者が、時刻ｔ０においてライティングスイッチ２の状態をＯＦＦからＯＮに切り替えると、ＤＣ／ＤＣコンバータ５及び基準電源６にバッテリ１の電圧が印加され、基準電源６に基準電圧が発生する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ５が安定に動作するまでの準備期間では当該基準電圧を出力しないため、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間Ｔ１では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５からは電力が出力されず、発光ユニット４Ｌも発光しない。
【００２７】
時刻ｔ１になると、基準電源６による電圧が基準電圧源７１に印加され、設定値生成回路７が電圧の出力を開始するため、ＤＣ／ＤＣコンバータ５から発光ユニット４Ｌへの電力供給が開始する。その後、時刻ｔ２までの期間Ｔ２の間は、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流が徐々に増加していくため、発光ユニット４Ｌの発光量も、図３に示すように、徐々に増加していく。時刻ｔ２で、発光ユニット４Ｌに流れる電流が、発光ユニット４Ｌの定常点灯電流（ＬＥＤを複数直接接続して発光ユニット４Ｌを構成している場合であれば、ＬＥＤの定常点灯電流（例えば、０．７Ａ））まで到達すると、その後はその電流値を保持するようにＤＣ／ＤＣコンバータが出力を制御するため、発光ユニット４Ｌの発光量も一定となる。ここで、定常点灯電流は、概略定格電流であり、定格電流の±１０％の範囲にあるものとする。
【００２８】
なお、発光ユニット４Ｌに流れる電流と発光ユニット４Ｌの発光量との間には相関関係があり、発光ユニット４Ｌの発光量の変化は電流の変化に類似したものとなる。本実施の形態では、発光ユニット４Ｌに流れる電流が、設定値生成回路７のコンデンサ７４の電圧に基づいた電流指令値に一致するように、電流フィードバック制御している。コンデンサ７４の電圧は、コンデンサ７４、抵抗７２、及び抵抗７３の時定数により緩慢に上昇するため、ＬＥＤの発光量も図３に示すようなグラフ形状で変化する。なお、コンデンサ７４の電圧は、τを経過時間、Ｃをコンデンサ９４の容量、Ｒ１を抵抗７２の抵抗値、Ｒ２を抵抗７３の抵抗値とした場合に、数２のようになる。
【００２９】
【数２】
2010050096.tif 000022
【００３０】
次に、発光ユニット４Ｌ及び発光ユニット４Ｒの発光量の関係について説明する。図４は従来のＬＥＤヘッドランプを点灯させた場合の、発光ユニット４Ｌ及び４Ｒの発光量の時間経過に伴う変化を示すグラフであり、図５は、本実施の形態の、発光ユニット４Ｌ及び４Ｒの発光量の時間経過に伴う変化を示すグラフである。図４及び図５において、図３と対応する部分については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００３１】
発光ユニット４Ｌと発光ユニット４Ｒを点灯する場合、それぞれの点灯電源の個体差によって、発光ユニットを点灯するまでにかかる時間が異なる場合がある。図４において、発光ユニット４Ｌの発光量の増加は時刻ｔ１から開始しているのに対し、発光ユニット４Ｒの発光量の増加は時刻ｔ１からさらに期間Ｔ３を経た時刻ｔ３から開始している。ＬＥＤは応答性が高いため、ＬＥＤに流れる電流を徐々に増加させるなどの点灯制御を行わなかった場合は、図４に示すように、瞬時に（実際には数μｓで）発光量が立ち上がる。そのため、期間Ｔ３の間は、発光ユニット４Ｌは定格の発光量で発光しているにも関わらず、発光ユニット４Ｒは全く発光していないことになる。この場合、点灯電源３Ｌと３Ｒの点灯に要する時間の差（図４においては、期間Ｔ３）が長い場合、左右のヘッドランプの点灯における時間差が容易に視認されてしまい、２個一式のヘッドランプとしての発光品質が低下してしまう。
【００３２】
一方、本実施の形態では、発光ユニットに流れる電流を設定値生成回路７のコンデンサ７４の電圧に基づいて制御する。そのため、図５に示すように、先に点灯する発光ユニット４Ｌの発光量は、時間の経過に従って徐々に増加し、点灯開始から期間Ｔ３が経過した後も定常点灯の発光量に到達しない。このように、後に発光する発光ユニット４Ｒが発光を開始していない時点で、先に発光する発光ユニット４Ｌの発光量が定常点灯の発光量とならないように、発光ユニット４Ｌの点灯速度を低減させることにより、左右のヘッドランプの点灯における時間差を認識しにくくすることができる。
【００３３】
実際にどれぐらいの点灯時間差であれば認識されてしまうのか、また、発光ユニット４Ｌの点灯速度をどのぐらい低減させれば時間差を認識しにくくすることができるのかについて実験を行ったので、以下に説明する。
【００３４】
実験は、左右のヘッドランプを模擬した２つの発光ユニットを異なる立ち上がり時間、発光量で点灯させたときに、遅れを感じない時間が何秒であるかについて、５０人の被験者に対して行った。その結果を図６に示す。
【００３５】
図６は、所定の立ち上がり時間において、各々の遅れを感じない時間における人数を示したものである。図中、実線は発光量が定格の１倍のもの、破線は１／２倍のもの、点線は１／３倍のもの、一点鎖線は１／１０倍のデータを示している。また、図６（ａ）は立ち上がり時間が０ｍｓのもの、図６（ｂ）は立ち上がり時間が２０ｍｓのもの、図６（ｃ）は立ち上がり時間が４０ｍｓのもの、図６（ｄ）は立ち上がり時間が８０ｍｓのものを示している。
【００３６】
図６（ａ）は、上述のように立ち上がり時間が０ｍｓのものであるので、図６（ａ）における遅れを感じない時間は、図４の期間Ｔ３に相当する。すなわち、図６（ａ）は、図４における期間Ｔ３が、実際に何ｍｓであれば遅れを感じるのかを示している。図６（ａ）より、期間Ｔ３が５ｍｓ以下であればほぼ全員に認識されず、１０ｍｓ以下であれば約９割の人には認識されない。また、期間Ｔ３が２０ｍｓであれば、約半数の人に認識され、４０ｍｓでは約９割の人に認識される。
【００３７】
上記のように、発光ユニットの点灯時間差は、先に点灯を開始した発光ユニットが定常点灯に到達してから、他方の発光ユニットが点灯を開始するまでの期間の５ｍｓを境界として認識され始める。そこで、期間Ｔ２を５ｍｓ以上とすれば、後から点灯を開始する発光ユニットが点灯を開始した時点で、先に点灯を開始した発光ユニットがまだ定常点灯に到達しないように点灯させることができるため、点灯時間差を認識しにくくすることができる。また、期間Ｔ３が１０ｍｓのときは、約１割の人が時間差を認識するため、期間Ｔ２を１０ｍｓ以上とすることで、より時間差を認識させにくくすることができる。さらに、期間Ｔ３が２０ｍｓになると、半数の人に時間差を認識されるため、期間Ｔ２を２０ｍｓ以上とすることで効果を高めることができ、期間Ｔ３が４０ｍｓではほとんどの人に時間差が認識されてしまうことから、期間Ｔ２を４０ｍｓ以上とすることでさらにその効果を高めることができる。
【００３８】
図７は、各々の立ち上がり時間及び発光量における、遅れを感じない時間を示した表である。図７において、発光量が一定では立ち上がり時間が遅いほうが差を感じにくく、立ち上がり時間が一定では発光量が小さいほうが差を感じにくい傾向がある。図８は、図７における発光量が定格の１倍の時の立ち上がり時間に対する遅れを感じない時間をプロットしたグラフである。図８において、立ち上がり時間４０ｍｓのときの遅れを感じない時間が２２．３ｍｓなのに対し、立ち上がり時間８０ｍｓのときの遅れを感じない時間は２６．１ｍｓであり、大幅に増加している。このことから、立ち上がり時間を８０ｍｓ以上とすることで、さらに、時間差を認識しにくくできることがわかる。
【００３９】
また、上記では、立ち上がり時間の上限について、特に述べてはいないが、ＨＩＤヘッドランプにおいては、４秒後の発光量を８０％以上と規定されているため、この規定に準拠して、定常点灯電流に至る立ち上がり時間の上限は４秒以内であることが望ましい。
さらに、ライティングスイッチ２がＯＮされた時刻ｔ０から、後に点灯する発光ユニット（図５では発光ユニット４Ｒ）の発光量が定常点灯の発光量に到達する時刻ｔ４までの時間が１ｓ以上では、運転者のライティングスイッチ２の操作に対し発光ユニットを点灯する応答時間の遅れを認識されてしまうため、時刻ｔ０から時刻ｔ４までの時間は１ｓ以内とすることがより望ましい。
【００４０】
以上のように、本実施の形態に係る点灯電源３Ｌ及び３Ｒは、ライティングスイッチ２の状態がＯＮになりバッテリ１から電力が供給されると、先ず定常点灯の明るさより暗い発光でＬＥＤを点灯する電力を供給し、左右のヘッドランプの点灯時間差を通過する時間を経過した後で、ＬＥＤが定常点灯する電力を供給するように点灯制御を行う。このような制御によれば、早く点灯を開始した一方のＬＥＤが暗く点灯している期間に、他方の遅く点灯を開始したＬＥＤが暗く点灯して追従し、左右のヘッドランプが共に点灯する時間を見計らって、それぞれの点灯電源がＬＥＤを定常点灯すべく点灯電力を増加し、通常の点灯に至らしめることができる。従って、点灯直後においては、ＬＥＤの発光量が少なく視覚に対する刺激が少ないために、左右のヘッドランプの点灯時間差が生じても当該時間差を目立たなくしヘッドランプとして高品位な点灯を行うことが可能な点灯電源を実現することができる。
【００４１】
また、基準電圧源７１によって所定の時定数をもって充電されるコンデンサ７４の電圧に基づいて、ＬＥＤに流れる電流を制御し、発光ユニットの発光量の増加を緩慢にするため、ヘッドライトの発光ユニットを左右異なる点灯電源で点灯する場合においても、左右の発光ユニットの発光量の差が大きい状態を長期間持続させない。従って、左右の発光ユニットの点灯に要する時間差を視認されにくくし、ヘッドランプの発光品質を向上させることができる。
【００４２】
なお、各点灯電源の点灯開始に至る時間のばらつきを少なくして、点灯における時間差を短くすることも１手段ではあるが、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を確実にするために準備期間を設ける構成においては、瞬時に点灯させることが不得手で、あえて実現するためには相応の構成をとらざるを得ず、回路規模が増しコストが高揚するため、好ましい構成にならない。一方、本実施の形態によれば、コンデンサ７４により、点灯における時間差を短くしているため、低コストで発光品質を向上させることができる。
【００４３】
実施の形態２．
実施の形態１では、発光ユニットに流れる電流をフィードバック制御することにより、発光ユニットに流れる電流の増加速度を低減させたが、ＬＥＤは流れる電流の大きさにより発光の色調が変化するため、特定の色調で発光させるためには、流れる電流の大きさを一定にする必要がある。そこで、実施の形態２では、発光ユニットに流れる電流をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御することによりＬＥＤの発光の色調を一定に保持する。
【００４４】
図９は、実施の形態２に係る点灯電源３Ｌを示す回路図である。図９において、図１の構成と同様または対応する構成については、同一符号を付し説明を省略する。
【００４５】
ＰＷＭ制御器６１（ＰＷＭ信号生成手段）は、定常点灯電流相当の波高値で１周期が５ｍｓ以下のパルス幅変調された矩形信号を出力する。ＰＷＭ制御器６１の出力は、誤差増幅器５８の非反転端子に印加され、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に出力される目標電流相当の電圧となる。
【００４６】
図１０は、発光ユニット４Ｌ及び４ＲをＰＷＭ制御した場合の発光量の時間経過に伴う変化を示すグラフである。図１０において、図５と同一または対応する部分については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００４７】
図１０において、時刻ｔ１から、ＤＣ／ＤＣコンバータ５から発光ユニット４Ｌへの電力の出力が開始され、発光ユニット４Ｌは発光を開始する。発光ユニット４Ｌは、時間の経過に従って定常点灯の発光量で点灯する時間が長くなっていく。発光ユニット４Ｌの点灯と消灯の周期は１ｍｓ程度の短い周期で行われるため、点滅には見えず発光ユニット４Ｌの発光量が徐々に増加していくように観測され、発光ユニット４Ｌが発光する際の電流は一定であるため、ＬＥＤの色調が変化しない。発光ユニット４Ｒについても同様である。
【００４８】
以上のように、発光ユニット４Ｌ及び４Ｒに供給する電流を概ね一定にして、点灯初期は点灯時間が短く消灯時間が長い周期的な点灯をおこない、時間の経過に従って点灯時間比率（Ｄｕｔｙ）を増加させるＰＷＭ制御することによって、ＬＥＤの発光量を制御することにより、発光ユニットに供給する電流値（ピーク値）を一定にすることができ、発光ユニットの点灯遅れや、発光色のばらつきを目立たなくすることができる。
【００４９】
なお、ＰＷＭ制御を実施するにあたり、点滅によるフリッカを認識させないために、周期的な点灯の周波数は２００Ｈｚ以上とする。
【００５０】
実施の形態３．
図１１は、実施の形態３に係る点灯電源３Ｌを示す回路図である。図２の構成と同様または対応する部分については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００５１】
図１１において、制御器８は、ＣＰＵ８１、及びＤ／Ａ８２から構成されている。ＣＰＵ８１は、ライティングスイッチ２がＯＮされると、所定期間後にＲＳＴ解除信号（基準電圧と同レベル）を出力するリセット回路８３（図示せず）を有しており、当該リセット回路８３から出力されるＲＳＴ解除信号に基づいてイニシャル処理を行い、イニシャル処理終了後に出力信号の出力を開始する。Ｄ／Ａ８２は、積分回路で構成されており、ＰＷＭ形式によって出力されるＣＰＵ８１の出力信号を電圧に変換して出力する。設定値生成回路７ａは、抵抗７２ａ及び７３ａから構成されており、抵抗７２ａと抵抗７３ａの分圧によって点灯直後における目標の出力電流Ｉａを設定する。なお、設定値生成回路７ａは目標制御回路に相当し、制御器８は目標制御器に相当する。
【００５２】
ＣＰＵ８１が動作を開始する前のパワーオンリセット期間、及びＣＰＵ８１のイニシャル処理期間では、ＣＰＵの入力／出力はハイインピーダンスとなるため、ＣＰＵ８１側の回路を電源からも、ＧＮＤからも絶縁することとなり、ＣＰＵ８１がＤＣ／ＤＣコンバータに入力される目標電流相当の電圧に対して、全く関与しない構成となる。この状態では、シャント抵抗５７の抵抗値Ｒｓ、出力電流Ｉａ、抵抗７２ａの抵抗値Ｒ３、抵抗７３ａの抵抗値Ｒ４、及び基準電圧Ｖ０には、数３のような関係が成立するため、点灯電源３Ｌを構成する部品の定数（抵抗値Ｒ３、抵抗値Ｒ４等）により、点灯直後の目標電流となる出力電流Ｉａを設定する（例えば、定格出力電流の１／２とする）ことができる。
【００５３】
【数３】
2010050096.tif 000023
【００５４】
ＣＰＵ８１のイニシャル処理が終了すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に出力される目標電流相当の電圧は、設定値生成回路７ａの出力電圧によるものから、制御器８の出力電圧と設定値生成回路７ａの出力電圧とを加算した電圧によるものに切り替えられる。
【００５５】
図１２は、実施の形態３に係るＣＰＵ８１の動作と発光ユニット４Ｌ及び４Ｒの発光量との関係を示すグラフである。図１２において、図３と対応する部分については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００５６】
リセットが解除される時刻ｔ５からは、設定値生成回路７ａから出力された電圧に基づき、ＤＣ／ＤＣコンバータ５から発光ユニット４Ｌに、分割抵抗によって生成された電圧〔（Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４））×Ｖ０〕相当の電流が出力される。
【００５７】
ＣＰＵ８１は、ＲＳＴ解除信号が入力されるまでの期間Ｔ５では動作を停止しているが（パワーオンリセット期間）、ライティングスイッチ２がＯＮしてから期間Ｔ５が経過し、時刻ｔ５においてリセット回路８３からＲＳＴ解除信号が出力されると、イニシャル処理を開始する。イニシャル処理は時刻ｔ５からｔ６の期間Ｔ６の間に行われ、イニシャル処理が終了すると、ＣＰＵ８１が信号の出力を開始し、制御器８から電圧が出力される。
【００５８】
時刻ｔ６以降は、制御器８の出力電圧と、設定値生成回路７ａの電圧とを加算した電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に出力されることにより、発光ユニット４Ｌに定常点灯電流が発生する。
【００５９】
以上のように、本実施の形態に係る点灯電源によれば、点灯直後は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に入力する目標電流相当の電圧を、基準電圧源７１から導いて、定常点灯時の目標電流相当の電圧より低目の値に設定し、ＣＰＵ８１の動作が開始した後は、当該目標電流相当の電圧にＣＰＵ８１から出力された電圧を加算し、当該目標電流相当の電圧を上昇させることで、発光ユニット４Ｌの発光量を階段的に変化させることが可能である。
【００６０】
また、ＬＥＤに供給する出力電流をＣＰＵ８１により任意に制御する構成が実現できる。例えば、ＬＥＤの温度や、発光量を検出する検出器を設け、当該検出器の出力をＣＰＵ８１に入力するようにしておけば、ＬＥＤの温度や発光量によるフィードバック制御を実現することができる。
【００６１】
また、分割抵抗によって生成された電圧〔（Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４））×Ｖ０〕相当の出力電流で所定時間点灯させた後に、定格出力電流で点灯することにより、一方のヘッドランプが消灯しており、他方のヘッドランプは定格出力電流により点灯している状態が発生することを回避できる。従って、左右のヘッドランプの点灯時間の差を認識しにくくすることができる。
【００６２】
また、点灯直後の低い発光量は設定値生成回路７ａを構成する部品の定数よって設定され、定常点灯時の発光量はＣＰＵの出力によって制御するため、点灯時には設定値生成回路７ａの出力により発光ユニット４Ｌを速やかに点灯させることができ、定常点灯時にはＬＥＤに供給する電流をＣＰＵ８１によって制御することが可能となる。
【００６３】
なお、上述では、時刻ｔ６において、発光ユニット４Ｌの発光量が短時間で定常点灯時の発光量に到達するものとしたが、ＣＰＵ８１の出力を制御することにより徐々に増加させることもできる。
【００６４】
なお、上述では、設定値生成回路７ａの出力は、分割抵抗によって生成された電圧〔（Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４））×Ｖ０〕であるとしたが、左右のヘッドランプの点灯における点灯時間の差が観測されない限りにおいて、抵抗値の選定は任意である。
【００６５】
なお、図１１において、Ｄ／Ａ８２の出力電圧は積分回路で構成されるものとしたが、ラダー回路で構成することもできる。
【００６６】
なお、上述では、目標電流相当の電圧は、制御器８の出力電圧と、設定値生成回路７ａの出力電圧とを加算した電圧としたが、基準電圧源７１と抵抗７２ａを取り除き、制御器８の出力電圧を直接目標電流相当の電圧とすることもできる。この場合、ＣＰＵ８１のイニシャル処理が終了した時点から、ＬＥＤの点灯が開始することになるが、出力電流のダイナミックレンジを拡大することができる。
【００６７】
なお、上述では、特には述べていないが、抵抗７２ａと抵抗７３ａとの接点にコンデンサを接続するようにしてもよい。この場合、時刻ｔ１における発光量の変化速度と、時刻ｔ２における発光量の変化速度を低下させることが可能となる。
【００６８】
なお、実施の形態２．におけるＰＷＭ制御器６１相当の機能をＣＰＵに備えることも可能である。
【００６９】
実施の形態４．
ヘッドランプには複数のＬＥＤが装着されるが、特性の異なるＬＥＤを１つのヘッドランプに装着した場合、ＬＥＤによって発光量がまちまちになってしまう。そのため、ヘッドランプにＬＥＤを装着する際には、ＬＥＤを特性ごとに複数のランクにランク分けし、特性の近いＬＥＤを１つのヘッドランプに装着することで、所定の発光量を得ている。そのため、装着されたＬＥＤの特性に応じた点灯制御を行うために、複数の出力特性の点灯電源を用意しなければならないという問題がある。
【００７０】
図１３は、他の実施形態に係る点灯電源４Ｌを示す回路図である。図１３において、図１１と同一または相当する部分については、同一の符号を付し説明を省略する。図１３は、Ｉ／Ｆ９、及びＥＥＰＲＯＭ１０を設けた点が図１１と異なっている。なお、Ｉ／Ｆ９は通信手段に相当し、ＥＥＰＲＯＭ１０は記憶手段に相当する。
【００７１】
Ｉ／Ｆ９は、ＣＡＮやＬＡＮといった外部機器と通信する通信回線であり、ＣＰＵ８１は、Ｉ／Ｆ９を介してＬＥＤの特性に関する情報を取得し、記憶部としてのＥＥＰＲＯＭ１０に記憶させる。
【００７２】
本実施の形態では、Ｉ／Ｆ９を介してＬＥＤの特性に関する情報を取得し、記憶部としてのＥＥＰＲＯＭ１０に取得したＬＥＤの特性に関する情報記憶させることにより、１機種の点灯電源により複数のＬＥＤの特性に応じた点灯制御を行うことができる。また、外部機器との通信が可能となるので、外部機器により装着されたＬＥＤの特性に応じて、定格電流値を変更することにより、所定の発光量でＬＥＤを点灯制御することが可能となる。
【００７３】
なお、Ｉ／Ｆ９の接続対象を、ＥＵＣ、ナビゲーションシステム、ダイアグノーシス等とすることもできる。例えば、ＥＣＵ等から車速情報を取得し、車速に応じて制御器８の出力を増減させることで、発光量を変化させることが可能であり、また、ナビゲーションシステムから、位置情報を取得し、街中では発光量を低減させるといった制御が可能である。
【００７４】
なお、上述では、点灯電源４Ｌ及び４Ｒ内に、１つのＤＣ／ＤＣコンバータ５を設けたが、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを設けてもよい。各々のＤＣ／ＤＣコンバータに発光ユニットを接続することにより、1つの点灯電源で複数の発光ユニットを点灯することが可能となる。
【００７５】
また、１つの点灯電源に対し、複数の発光ユニットを並列に接続することもできる。この場合、各々の発光ユニットには、同じ大きさの電圧が印加されることになるが、各々の発光ユニットと定電流回路を接続しておくことで、各々の発光ユニットに流れる電流を制御することが可能となる。これにより、複数の発光ユニットを並列に接続した場合であっても、各々の発光ユニットを所定の発光量で点灯させることができる。
【００７６】
なお、上述ではＤＣ／ＤＣコンバータの回路構成として、スイッチングレギュレータを採用したが、降圧が目的の場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に代替して可変素子を用いるシリーズレギュレータを採用することも可能である。
【００７７】
なお、上述では、設定値出力回路７は、基準電圧源７１、抵抗７２、抵抗７３、及びコンデンサ７４から構成するものとしたが、緩やかに上昇するＤＣ電源を出力に接続する構成とすることもできる。この構成によれば、コンデンサ７４の電圧が、時間に対し１次関数的に増加するため、図１４に示すように発光ユニットの発光量を１次関数的に増加させることが可能となる。
【００７８】
なお、上述では、発光ユニット４Ｌの発光量を、数２に従い図３に示すように変化させる例について示したが、時間の経過に従って増加量が大きくなるように変化させることもできる。例えば、数４に従って変化させることができる。
【００７９】
【数４】
2010050096.tif 000024
数４は、実施の形態１の設定値生成回路７のコンデンサ７４、抵抗７２、７３に適応したものであるが、他の実施の形態にも適用が可能である。このような制御を行うことで、より点灯時間差を認識しにくくできる。
【００８０】
なお、発光ユニットに印加された電圧を検出し、検出した電圧が異常な電圧であるか否かを判定することにより、フェールセーフの制御を行うこともできる。この制御によれば、定格電流にも関わらず、異常な電圧を呈してしまうといった、ＬＥＤの故障を検出し、ＬＥＤの点灯を停止させることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１  バッテリ、  ２  ライティングスイッチ、  ３Ｌ、３Ｒ  点灯電源、  ４Ｌ、４Ｒ  発光ユニット、  ５  ＤＣ／ＤＣコンバータ、  ６  基準電源、  ７  設定値生成回路、  ８  制御器、  ９  Ｉ／Ｆ、  １０  ＥＥＰＲＯＭ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輌の左右のヘッドランプ毎に備えられ、右側または左側の１または複数のＬＥＤからなる車輌ヘッドランプ用発光ユニットのそれぞれを独立して点灯するヘッドランプ用のＬＥＤ点灯電源であって、
バッテリから供給される電力を前記車輌ヘッドランプ用発光ユニットに供給する供給手段と、
前記供給手段により電力が供給された発光ユニットに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記発光ユニットに流れる電流の目標電流を設定する電流設定手段と、
前記電流検出手段の検出した電流が前記目標電流に一致するように、前記供給手段を制御する電流制御手段とを備え、
前記電流設定手段は、前記供給手段から前記発光ユニットに電力が供給され始めてから、５ｍｓから４０００ｍｓの時間をかけて前記目標電流を時間の経過に従い増加させ、
前記電流制御手段は、時間の経過に従い増加する前記目標電流に従い前記供給手段を制御することにより、前記発光ユニットに流れる電流を順次増加させ、前記発光ユニットの定常点灯電流に到達させることを特徴とするＬＥＤ点灯電源。
【請求項２】
前記電流設定手段は、１０ｍｓから１０００ｍｓの時間をかけて前記目標電流を時間の経過に従い増加させることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯電源。
【請求項３】
前記電流設定手段は、２０ｍｓから１０００ｍｓの時間をかけて前記目標電流を時間の経過に従い増加させることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯電源。
【請求項４】
前記電流設定手段は、４０ｍｓから１０００ｍｓの時間をかけて前記目標電流を時間の経過に従い増加させることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯電源。
【請求項５】
前記電流設定手段は、８０ｍｓから１０００ｍｓの時間をかけて前記目標電流を時間の経過に従い増加させることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯電源。
【請求項６】
前記電流設定手段は、前記目標電流を連続的に変化させることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯電源。
【請求項７】
バッテリから供給される電力を１または複数のＬＥＤからなる車輌ヘッドランプ用発光ユニットに供給する供給手段と、
前記供給手段により電力が供給された発光ユニットに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記発光ユニットに流れる電流の目標電流を設定する電流設定手段と、
前記電流検出手段の検出した電流が前記目標電流に一致するように、前記供給手段を制御する電流制御手段とを備え、
前記電流設定手段は、前記供給手段から前記発光ユニットに電力が供給され始めてから、前記発光ユニットに流れる電流が当該発光ユニットの定常点灯電流に到達するまでの間、前記目標電流を０Ａと定常点灯電流との切り替えを繰り返すよう制御し、前記目標電流が定常点灯電流に設定される比率を時間の経過に従い増加させることを特徴とするＬＥＤ点灯電源。
【請求項８】
バッテリから供給される電力を１または複数のＬＥＤからなる車輌ヘッドランプ用発光ユニットに供給する供給手段と、
前記供給手段により電力が供給された発光ユニットに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記発光ユニットに流れる電流の目標電流を設定する電流設定手段と、
前記電流検出手段の検出した電流が前記目標電流に一致するように、前記供給手段を制御する電流制御手段とを備え、
前記電流設定手段は、構成部品の定数に基づいて前記目標電流を制御するための第１の目標制御信号を出力する目標制御回路と、予め設定された前記発光ユニットの情報に基づいて前記目標電流を制御するための第２の目標制御信号を出力する目標制御器とを備え、
前記電流設定手段は、前記第１の目標制御信号と前記第２の目標制御信号とを加算した信号に基づいて、前記供給手段から前記発光ユニットに電力が供給され始めてから、前記発光ユニットに流れる電流が当該発光ユニットの定常点灯電流に到達するまでの間、前記目標電流を時間の経過に従い増加させることを特徴とするＬＥＤ点灯電源。
【請求項９】
前記目標制御器は、前記第２の目標制御信号を生成するＣＰＵを備えることを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ点灯電源。
【請求項１０】
前記発光ユニットを所定の発光量で発光させるためのＬＥＤ情報を外部から取得する通信手段と、
前記通信手段が取得した前記ＬＥＤ情報を記憶する記憶手段と、
をさらに備え、
前記目標制御器は、前記ＬＥＤ情報に基づいて、前記第２の目標制御信号を生成するＣＰＵを備えることを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ点灯電源。
【請求項１１】
請求項７〜請求項１０のうちいずれかのＬＥＤ点灯電源を、前記車輌の左右のヘッドランプに備えてなる車輌ヘッドランプ用ＬＥＤ点灯システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2010050096.tif 000025
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2010050096.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月30日(2011.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2010050096.tif 000027
【国際調査報告】
2010050096.tif 000028
2010050096.tif 000029