(57)【要約】  第１フォトセンサ（３２）は、励起光（２０）の波長に感度を有し、蛍光の波長に対して実質的に不感であり、出力光（２４）の一部を受け、受光量に応じた第１電流を生成する。第２フォトセンサ（３４）は、蛍光の波長に感度を有し、励起光（２０）の波長に対して実質的に不感であり、出力光（２４）の一部を受け、受光量に応じた第２電流を生成する。第１電流電圧変換回路（３６）は、第１抵抗Ｒ１の電圧降下に応じた第１検出電圧Ｖ１を出力する。第２電流電圧変換回路（３８）は、第２抵抗Ｒ２の電圧降下に応じた第２検出電圧Ｖ２を出力する。判定部（４０）は、（i）第１検出電圧Ｖ１と第２検出電圧Ｖ２の大小関係が逆転したとき、または（ii）第１検出電圧Ｖ１が、正常時に取り得る電圧範囲から逸脱したときに、異常検出信号Ｓ１をアサートする。
2016088790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源の異常検出器であって、  前記光源は、  励起光を出射するレーザダイオードと、  前記励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体と、  を備え、前記励起光と前記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、  前記異常検出器は、  前記励起光の波長に感度を有し、前記蛍光の波長に対して実質的に不感であり、前記出力光の一部を受け、受光量に応じた第１電流を生成する第１フォトセンサと、  前記蛍光の波長に感度を有し、前記励起光の波長に対して実質的に不感であり、前記出力光の一部を受け、受光量に応じた第２電流を生成する第２フォトセンサと、  前記第１電流の経路上に設けられた第１抵抗を含み、前記第１抵抗の電圧降下に応じた第１検出電圧を出力する第１電流電圧変換回路と、  前記第２電流の経路上に設けられた第２抵抗を含み、前記第２抵抗の電圧降下に応じた第２検出電圧を出力する第２電流電圧変換回路と、  （i）前記第１検出電圧と前記第２検出電圧の大小関係が逆転したとき、または（ii）前記第１検出電圧が、正常時に取り得る電圧範囲から逸脱したときに、異常検出信号をアサートする判定部と、  を備えることを特徴とする異常検出器。
【請求項２】
前記判定部は、（iii）前記第２検出電圧が、正常時に取り得る電圧範囲から逸脱したときに、前記異常検出信号をアサートすることを特徴とする請求項１に記載の異常検出器。
【請求項３】
光源の異常検出器であって、  前記光源は、  励起光を出射するレーザダイオードと、  前記励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体と、  を備え、前記励起光と前記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、  前記異常検出器は、  前記励起光の波長に感度を有し、前記蛍光の波長に対して実質的に不感であり、前記出力光の一部を受け、受光量に応じた第１電流を生成する第１フォトセンサと、  前記蛍光の波長に感度を有し、前記励起光の波長に対して実質的に不感であり、前記出力光の一部を受け、受光量に応じた第２電流を生成する第２フォトセンサと、  前記第１電流の経路上に設けられた第１抵抗を含み、前記第１抵抗の電圧降下に応じた第１検出電圧を出力する第１電流電圧変換回路と、  前記第２電流の経路上に設けられた第２抵抗を含み、前記第２抵抗の電圧降下に応じた第２検出電圧を出力する第２電流電圧変換回路と、  （i）前記第１検出電圧と前記第２検出電圧の大小関係が逆転したとき、または（iii）前記第２検出電圧が、正常時に取り得る電圧範囲から逸脱したときに、異常検出信号をアサートする判定部と、  を備えることを特徴とする異常検出器。
【請求項４】
前記電圧範囲の境界は、前記異常検出器に供給される電源電圧を分圧して生成され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異常検出器。
【請求項５】
前記判定部は、前記第１検出電圧および前記第２検出電圧の少なくとも一方を、それらが離間する方向にオフセットし、オフセット後の前記第１、第２検出電圧の大小関係を監視す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異常検出器。
【請求項６】
前記第１電流電圧変換回路および前記第２電流電圧変換回路は反転型であり、  前記第１フォトセンサは第１フォトダイオードを含み、前記第２フォトセンサは第２フォトダイオードを含み、前記第１フォトダイオードおよび前記第２フォトダイオードは単一のフォトダイオードモジュールに収容され、  前記フォトダイオードモジュールは、  カソードが共通に接続される前記第１フォトダイオードおよび前記第２フォトダイオードと、  前記第１フォトダイオードのアノードに接続される第１アノード端子と、  前記第２フォトダイオードのアノードに接続される第２アノード端子と、  共通に接続される前記カソードと接続されるカソード端子と、  前記カソード端子、前記第１アノード端子、前記第２アノード端子と電気的に絶縁される金属ケースと、  を備え、ＣＡＮパッケージに収容され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異常検出器。
【請求項７】
前記光源と、  前記光源の異常を検出する請求項１から６のいずれかに記載の異常検出器と、  を備えることを特徴とする車両用灯具。
【請求項８】
カソードが共通に接続される第１フォトダイオードおよび第２フォトダイオードと、  前記第１フォトダイオードのアノードに接続される第１アノード端子と、  前記第２フォトダイオードのアノードに接続される第２アノード端子と、  共通に接続される前記カソードと接続されるカソード端子と、  前記第１アノード端子、前記第２アノード端子、前記カソード端子それぞれと電気的に絶縁される金属ケースと、  を備え、ＣＡＮパッケージに収容されることを特徴とするフォトダイオードモジュール。
【請求項９】
光源と、  前記光源からの光を受光するフォトセンサと、  前記フォトセンサの出力を増幅し、受光量を示す検出信号を生成するプリアンプと、  少なくとも前記プリアンプの出力にもとづいて、前記光源を駆動する点灯回路と、  を備え、  前記フォトセンサおよび前記プリアンプが、前記点灯回路が搭載される基材とは別のひとつのサブ基材に実装され、  前記サブ基材と前記点灯回路の間は、前記プリアンプの出力に応じた信号を伝送する信号ラインと、前記点灯回路から前記サブ基材に電源電圧を供給する電源ラインと、を介して接続されることを特徴とする車両用灯具。
【請求項１０】
前記フォトセンサは、前記光源の異常を検出するために使用され、  前記サブ基材に実装され、前記検出信号にもとづいて、前記光源の異常の有無を示す異常検出信号を生成する判定部をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の車両用灯具。
【請求項１１】
前記異常検出信号は、正常を示すときに、電源電圧と接地電圧の間に定められた電位であり、異常を示すときに、前記電源電圧または前記接地電圧であることを特徴とする請求項１０に記載の車両用灯具。
【請求項１２】
前記光源の出射光を反射するリフレクタをさらに備え、  前記フォトセンサは、前記リフレクタに形成されたスリットまたはピンホールを通過した光を受光するよう配置されることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項１３】
励起光を出射するレーザダイオードと、前記励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体と、を含み、前記励起光と前記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る光源と、  前記光源を駆動する点灯回路と、  前記励起光の波長に感度を有し、前記蛍光の波長に対して実質的に不感であり、前記出力光の一部を受け、受光量に応じた第１電流を生成する第１フォトセンサと、  前記蛍光の波長に感度を有し、前記励起光の波長に対して実質的に不感であり、前記出力光の一部を受け、受光量に応じた第２電流を生成する第２フォトセンサと、  前記第１電流の経路上に設けられた第１抵抗および第１演算増幅器を含み、前記第１抵抗の電圧降下に応じた第１検出信号を出力する第１プリアンプと、  前記第２電流の経路上に設けられた第２抵抗および第２演算増幅器を含み、前記第２抵抗の電圧降下に応じた第２検出信号を出力する第２プリアンプと、  前記第１検出信号および前記第２検出信号にもとづいて、前記光源の異常の有無を判定する判定部と、  を備え、  前記第１フォトセンサ、前記第２フォトセンサ、前記第１プリアンプ、前記第２プリアンプが、前記点灯回路が搭載される基材とは別のひとつのサブ基材に実装されることを特徴とする車両用灯具。
【請求項１４】
前記判定部は、前記サブ基材に実装されることを特徴とする請求項１３に記載の車両用灯具。
【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】  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車両用灯具が開示されている（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、励起光は照射されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４１１４２号公報
【特許文献２】国際公開第１０／０７０７２０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】（１）  図１は、本発明者が検討した車両用灯具の光源の断面図である。この光源１０は、主としてレーザダイオード１２、蛍光体１４、光学系１６、ハウジング１８を備える。光源１０は、レーザダイオード１２および蛍光体１４を備える点で特許文献１の技術と共通する。【０００５】  図１のレーザダイオード１２は、紫外光に代えて、青色の励起光２０を発生する。励起光２０は、光学系１６により蛍光体１４に集光される。光学系１６は、レンズ、反射鏡、光ファイバ、あるいはそれらの組み合わせで構成される。青色の励起光２０を受けた蛍光体１４は、励起光２０より長い波長領域（緑〜赤）にスペクトル分布を有する蛍光２２を発生する。蛍光体１４に照射された励起光２０は、蛍光体１４により散乱され、コヒーレンスが失われた状態で、蛍光体１４を通過する。蛍光体１４は、たとえばハウジング１８に設けられた開口部に嵌合して支持される。【０００６】  図２は、光源１０の出力光２４のスペクトルを示す図である。光源１０の出力光２４は、蛍光体１４を通過した青色の励起光２０ａと、蛍光体１４が発する緑〜赤の蛍光２２を含んでおり、白色光のスペクトル分布を有する。【０００７】  つまり、特許文献１の光源では、紫外光である励起光は車両の前方を照射する出射光の一部としては使用されないのに対して、図１の光源１０では、青色の励起光が、前照灯の出射光の一部として利用される。【０００８】  本発明者は、図１の光源１０について検討した結果、以下の課題を認識するに至った。図１の光源１０では、蛍光体１４が割れたり、蛍光体１４がハウジング１８から外れるなどの異常が発生すると、レーザダイオード１２が発生する励起光２０が、蛍光体１４によって散乱されることなく強いコヒーレンスを有した状態で直接的に出射され、車両前方に照射されることになり危険である。【０００９】  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、青色レーザダイオードと蛍光体の組み合わせの光源において、異常を確実に検出可能な技術の提供にある。【００１０】（２）  図４は、車両用灯具１００ｒの簡略化された断面図である。半導体光源１０２の出射光は、リフレクタ１０４によって反射され、レンズ１０６を介して車両前方に照射される。光源１０２には、ヒートシンク１０８が取り付けられる。冷却ファン１１０は、ヒートシンク１０８を空冷する。点灯回路１２０は光源１０２に目標となる光量に応じた駆動電流を供給して点灯させる。【００１１】  このような車両用灯具１００ｒにおいて、光源１０２の異常検出や光量のフィードバック制御を目的として、フォトダイオードなどのフォトセンサ１２２が設けられる場合がある。点灯回路１２０は、半導体光源１０２の近傍に配置される一方で、フォトセンサ１２２は、光源１０２からの直接光、反射光、あるいは散乱光を受光可能な箇所に配置する必要がある。したがって多くの場合、フォトセンサ１２２と点灯回路１２０の距離は遠くなり、長い配線１２４で接続する必要がある。【００１２】  ここでフォトダイオードなどのフォトセンサ１２２の出力電流はμＡオーダーと微弱であるため、配線１２４を伝搬させると、ノイズの影響で検出精度が低下���る。【００１３】  本発明は係る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、フォトセンサを用いた信号処理のノイズ耐性を高めた車両用灯具の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】（１）  本発明のある態様は、光源の異常検出器に関する。光源は、励起光を出射するレーザダイオードと、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る。異常検出器は、第１波長に感度を有し、第２波長に対して実質的に不感であり、光源の出力光の一部を受け、受光量に応じた第１電流を生成する第１フォトセンサと、第２波長に感度を有し、第１波長に対して実質的に不感であり、光源の出力光の一部を受け、受光量に応じた第２電流を生成する第２フォトセンサと、第１電流の経路上に設けられた第１抵抗を含み、第１抵抗の電圧降下に応じた第１検出電圧を出力する第１電流電圧変換回路と、第２電流の経路上に設けられた第２抵抗を含み、第２抵抗の電圧降下に応じた第２検出電圧を出力する第２電流電圧変換回路と、（i）第１検出電圧と第２検出電圧の大小関係が逆転したとき、または（ii）第１検出電圧が、正常時に取り得る電圧範囲から逸脱したときに、異常検出信号をアサートする判定部と、を備える。【００１５】  第１検出電圧は、励起光の光量に応じて線形に変化し、その傾きは第１抵抗の抵抗値に応じて定まる。同様に第２検出電圧は、蛍光の光量に応じて線形に変化し、その傾きは第２抵抗の抵抗値に応じて定まる。ここで蛍光体が正常であるときには、励起光の強度と、蛍光の強度と、光源の出力である白色光の強度は、比例関係にある。したがって、蛍光体が正常であるとき第１検出電圧と第２検出電圧の比は実質的に一定値をとる反面、蛍光体に異常が生じて励起光が直接出射すると、出力光に含まれる励起光と蛍光のバランスが崩れ、第１検出電圧と第２検出電圧の比が変化する。この態様によれば、第１抵抗と第２抵抗の抵抗値を適切に定め、第１検出電圧と第２検出電圧を監視することで、白色光の強度、つまり光源の出力によらずに、簡易かつ確実に蛍光体の異常を検出することができる。  また、第１フォトセンサや第１電流電圧変換回路の部品やそれらの間の配線に、オープン、ショートなどの異常が生じた場合には、第１電流電圧変換回路を構成するアンプの出力が電源電圧もしくは接地電圧に張り付くこととなり（飽和）、第１検出電圧が正常時に取り得る電圧範囲から逸脱する。したがってこの態様によれば、異常検出器自身の異常・故障を検出することができる。【００１６】  判定部は、（iii）第２検出電圧が、正常時に取り得る電圧範囲から逸脱したときに、異常検出信号をアサートしてもよい。  また、第２フォトセンサや第２電流電圧変換回路の部品やそれらの間の配線に、オープン、ショートなどの異常が生じた場合には、第２電流電圧変換回路を構成するアンプの出力が電源電圧もしくは接地電圧に張り付くこととなり（飽和）、第２検出電圧が正常時に取り得る電圧範囲から逸脱する。したがってこの態様によれば、異常検出器自身の異常・故障を検出することができる。【００１７】  蛍光体が正常であるときの第１電流をＩ１、第２電流をＩ２、蛍光体が異常であるときの第１電流をＩ１’、第２電流をＩ２’とするとき、第１抵抗の抵抗値Ｒ１および第２抵抗の抵抗値Ｒ２は、関係式  Ｒ１×Ｉ１＜Ｒ２×Ｉ２    …（１）  Ｒ１×Ｉ１’＞Ｒ２×Ｉ２’      ��（２）を満たすように定められてもよい。  この場合、第１検出電圧と第２検出電圧の大小比較により、異常を検出できる。【００１８】  上記電圧範囲の境界は、異常検出器に供給される電源電圧を分圧して生成してもよい。  電源電圧ＶＣＣが変動すると、アンプ出力の飽和レベルも変化する。そこで電圧範囲の境界（すなわちしきい値）を電源電圧ＶＣＣの分圧にもとづいて生成することで、しきい値を電源電圧ＶＣＣの変動に連動させることができる。【００１９】  判定部は、第１検出電圧および第２検出電圧の少なくとも一方を、それらが離間する方向にオフセットし、オフセット後の第１、第２検出電圧の大小関係を監視してもよい。  光源の出力が小さい場合には、第１検出電圧と第２検出電圧が近接することとなり、ノイズの影響により誤検出が生ずるおそれがある。オフセットを導入することで、光量が小さいときの異常の誤検出を抑制できる。【００２０】  第１電流電圧変換回路は、反転入力端子に第１フォトセンサが接続され、非反転入力端子に固定電圧が印加された第１演算増幅器と、第１演算増幅器の反転入力端子と出力端子の間に設けられた第１抵抗と、を含んでもよい。第２電流電圧変換回路は、反転入力端子に第２フォトセンサが接続され、非反転入力端子に固定電圧が印加された第２演算増幅器と、第２演算増幅器の反転入力端子と出力端子の間に設けられた第２抵抗と、を含んでもよい。  この構成では、第１電流電圧変換回路、第２電流電圧変換回路の利得（電流電圧変換）は、第１抵抗、第２抵抗それぞれの抵抗値のみで定まることとなる。これにより誤差要因を排除することができ、高精度な異常検出が可能となる。【００２１】  第１フォトセンサおよび第２フォトセンサはそれぞれ、第１フォトダイオード、第２フォトダイオードを含んでもよい。第１演算増幅器の反転入力端子には、第１フォトダイオードのカソードが接続され、第１フォトダイオードのアノードには、固定電圧が印加され、第２演算増幅器の反転入力端子には、第２フォトダイオードのカソードが接続され、第２フォトダイオードのアノードには、固定電圧が印加されてもよい。  この場合、フォトダイオードのアノードカソード間に電圧が印加されないため、広い光量範囲で暗電流の影響を受けずに光を検出できる。【００２２】  第１フォトセンサおよび第２フォトセンサはそれぞれ、第１フォトダイオード、第２フォトダイオードを含んでもよい。第１演算増幅器の反転入力端子には、第１フォトダイオードのアノードが接続され、第１演算増幅器の非反転入力端子には、第１フォトダイオードのカソードが接続されるとともに、所定の固定電圧が印加され、第２演算増幅器の反転入力端子には、第２フォトダイオードのアノードが接続され、第２演算増幅器の非反転入力端子には、第２フォトダイオードのカソードが接続されるとともに、固定電圧が印加されてもよい。【００２３】  判定部は、第２検出電圧を分圧する分圧回路を含んでもよい。これにより、２個の抵抗のみによる簡易な構成で、オフセットを導入できる。なおこの際、光源の出力が所定値より大きいときには、当該分圧回路を設定した影響、すなわちオフセット導入にともなう影響は抑制され、異常検出の精度は維持することができる���【００２４】  第１電流電圧変換回路および第２電流電圧変換回路は反転型であってもよい。  第１フォトセンサは第１フォトダイオードを含み、第２フォトセンサは第２フォトダイオードを含み、第１フォトダイオードおよび第２フォトダイオードは単一のフォトダイオードモジュールに収容されてもよい。フォトダイオードモジュールは、カソードが共通に接続される第１フォトダイオードおよび第２フォトダイオードと、第１フォトダイオードのアノードに接続される第１アノード端子と、第２フォトダイオードのアノードに接続される第２アノード端子と、共通に接続されるカソードと接続されるカソード端子と、第１アノード端子、第２アノード端子、カソード端子それぞれと電気的に絶縁される金属ケースと、を備え、ＣＡＮパッケージに収容されてもよい。【００２５】  この場合、ＣＡＮパッケージの金属ケースが地絡あるいは天絡しても、内部のフォトダイオードの動作に影響を及ぼさないため、信頼性を高めることができる。また、金属ケースがシールドの役割を果たすため、ノイズ耐性を高めることができる。【００２６】  異常検出信号は、ネゲートレベルが、電源電圧と接地電圧の中間レベルであり、アサートレベルが、電源電圧と接地電圧の一方であってもよい。  異常検出信号のアサートレベルを、信号ラインにオープン故障やショート故障等の異常が生じた場合にも発生し得ない電圧レベルに割り当て、正常を示すネゲートレベルを、異常が生じた場合に取り得る電圧レベルすることで、異常検出信号を伝送する線路にショート故障あるいはオープン故障が発生した状況において、異常検出信号が異常を示した場合と同様に、適切な保護処理を実行できる。【００２７】  本発明の別の態様は、車両用灯具に関する。車両用灯具は、光源と、光源の異常を検出する上述のいずれかの異常検出器と、を備える。【００２８】  本発明の別の態様は、フォトダイオードモジュールに関する。フォトダイオードモジュールは、カソードが共通に接続される第１フォトダイオードおよび第２フォトダイオードと、第１フォトダイオードのアノードに接続される第１アノード端子と、第２フォトダイオードのアノードに接続される第２アノード端子と、共通に接続されるカソードと接続されるカソード端子と、第１アノード端子、第２アノード端子、カソード端子それぞれと電気的に絶縁される金属ケースと、を備え、ＣＡＮパッケージに収容される。  この態様によれば、カソードが電源と接続される用途に使用する際に、金属ケースの地絡により、回路が動作不能となるのを防止できる。また金属ケースがシールドの役割を果たすため、ノイズ耐性を高めることができる。【００２９】  フォトダイオードモジュールは、金属ケースと接続されたケース端子をさらに備えてもよい。  この場合、ケース端子を接地することで、金属ケースの電位を固定でき、シールドの機能をさらに高めることができる。【００３０】（２）  本発明の別の態様は車両用灯具に関する。車両用灯具は、光源と、光源からの光を受光するフォトセンサと、フォトセンサの出力を増幅し、受光量を示す検出信号を生成するプリアンプと、少なくともプリアンプの出力にもとづいて、光源を駆動する点灯回路と、を備える。フォトセンサおよびプリアンプが、点灯回路が搭載される基材とは別のひとつのサブ基材に実装される。サブ基材と点灯回路の間は、プリアンプの出力に応じた信号を伝送する信号ラインと、点灯回路からサブ基材に電源電圧を供給する電源ラインと、を介して接続される。【００３１】  フォトセンサとプリアンプを同じ基材上に近接して実装することで、増幅後の検出信号もしくは検出信号に応じた信号を、配線を介して点灯回路に伝送することができる。つまり振幅の大きな信号が配線を伝搬することとなるため、ノイズ耐性を高め、検出精度を高めることができる。【００３２】  フォトセンサは、光源の異常を検出するために使用されてもよい。車両用灯具は、サブ基材に実装され、検出信号にもとづいて、光源の異常の有無を示す異常検出信号を生成する判定部をさらに備えてもよい。  この場合、異常の有無を示す２状態をとるデジタル信号が配線を介して点灯回路に伝送されるため、アナログ信号を伝送する場合に比べてノイズ耐性をさらに高めることができる。【００３３】  異常検出信号は、正常を示すときに電源電圧と接地電圧の間に定められた電位であり、異常を示すときに、電源電圧または接地電圧であってもよい。  この場合、異常検出信号を伝送する配線が地絡または天絡した場合に、点灯回路は異常と認識できるため、信頼性を高めることができる。【００３４】  ある態様の車両用灯具は、光源の出射光を反射するリフレクタをさらに備えてもよい。フォトセンサは、リフレクタに形成されたスリットまたはピンホールを通過した光を受光するよう配置されてもよい。【００３５】  本発明の別の態様もまた、車両用灯具である。この車両用灯具は、励起光を出射するレーザダイオードと、励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体と、を含み、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る光源と、光源を駆動する点灯回路と、励起光の波長に感度を有し、蛍光の波長に対して実質的に不感であり、出力光の一部を受け、受光量に応じた第１電流を生成する第１フォトセンサと、蛍光の波長に感度を有し、励起光の波長に対して実質的に不感であり、出力光の一部を受け、受光量に応じた第２電流を生成する第２フォトセンサと、第１電流の経路上に設けられた第１抵抗および第１演算増幅器を含み、第１抵抗の電圧降下に応じた第１検出信号を出力する第１プリアンプと、第２電流の経路上に設けられた第２抵抗および第２演算増幅器を含み、第２抵抗の電圧降下に応じた第２検出信号を出力する第２プリアンプと、第１検出信号および第２検出信号にもとづいて、光源の異常の有無を判定する判定部と、を備える。第１フォトセンサ、第２フォトセンサ、第１プリアンプ、第２プリアンプが、点灯回路が搭載される基材とは別のひとつのサブ基材に実装される。【００３６】  判定部は、サブ基材に実装されてもよい。  この場合、異常の有無を示す２値のデジタル信号が配線を介して点灯回路に伝送されるため、アナログ信号を伝送する場合に比べてノイズ耐性をさらに高めることができる。
【発明の効果】
【００３７】  本発明のある態様によれば、蛍光体の異常を検出でき、また別の態様によれば、フォトセンサを用いた信号処理のノイズ耐性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明者が検討した車両用灯具の光源の断面図である。
【図２】光源の出力光のスペクトルを示す図である。
【図３】車両用灯具の光源の断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る異常検出器を備える車両用灯具のブロック図である。
【図５】図５（ａ）は、蛍光体が正常であるときの、出力光強度と第１検出電圧、第２検出電圧の関係を示す図であり、図５（ｂ）は、蛍光体が異常であるときの、出力光強度と第１検出電圧、第２検出電圧の関係を示す図である。
【図６】第１構成例に係る異常検出器の回路図である。
【図７】図７（ａ）は、蛍光体が正常であるときの、出力光強度と第１検出電圧、第２検出電圧の関係を示す図であり、図７（ｂ）は、蛍光体が異常であるときの、出力光強度と第１検出電圧、第２検出電圧の関係を示す図である。
【図８】検出電圧にもとづく異常判定を説明する図である。
【図９】第２構成例に係る異常検出器の回路図である。
【図１０】図９の異常検出器において、蛍光体が正常であるときの、出力光強度と第１検出電圧、第２検出電圧の関係を示す図である。
【図１１】第１変形例に係る異常検出器の回路図である。
【図１２】図１２（ａ）は、フォトダイオードペアを含むパッケージの等価回路図であり、図１２（ｂ）はその模式的な断面図である。
【図１３】第３の実施の形態に係る車両用灯具の断面図である。
【図１４】実施例１に係る異常検出器の回路図である。
【図１５】図１４の異常検出器を示す斜視図である。
【図１６】実施例２に係る異常検出器の回路図である。
【図１７】受信回路の回路図である。
【図１８】変形例に係る異常検出器の回路図である。
【図１９】実施の形態に係る車両用灯具を備えるランプユニットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】  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。
【００４０】  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。
【００４１】  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。
【００４２】（第１の実施の形態）  図４は、第１の実施の形態に係る異常検出器３０を備える車両用灯具１のブロック図である。車両用灯具１は、光源１０と、光源１０の異常を検出する異常検出器３０と、を備える。
【００４３】  光源１０は、図１を参照して説明したように、レーザダイオード１２、蛍光体１４、光学系１６を備える。レーザダイオード１２は、励起光２０を出射する。レーザダイオード１２は、図示しない駆動回路からの駆動電流に応じた強度で発光する。蛍光体１４は励起光２０の光路上に設けられ、励起光２０により励起されて蛍光２２を発する。光源１０は、励起光２０と蛍光２２のスペクトルを含む白色の出力光２４を生成するよう構成される。
【００４４】  異常検出器３０は、出力光２４の一部を受け、光源１０の異常の有無、より具体的には、蛍光体１４の異常の有無を判定する。蛍光体１４の異常は、たとえば蛍光体１４の割れ、外れ、経年劣化、などが例示されるが、特に限定されない。
【００４５】  異常検出器３０は、第１フォトセンサ３２、第２フォトセンサ３４、第１プリアンプ（第１電流電圧変換回路ともいう）３６、第２プリアンプ（第２電流電圧変換回路ともいう）３８、判定部４０を備える。第１フォトセンサ３２は、励起光２０の波長に感度を有し、蛍光２２の波長に対して実質的に不感である。第１フォトセンサ３２は、出力光２４の一部を受け、蛍光体１４を通過した励起光２０の強度に応じた第１電流ＩＳＣ１を生成する。一方、第２フォトセンサ３４は、蛍光２２の波長に感度を有し、励起光２０の波長に対して実質的に不感である。第２フォトセンサ３４は、出力光２４の一部２４を受け、蛍光体１４が発する蛍光２２の強度に応じた第２電流ＩＳＣ２を生成する。
【００４６】  第１フォトセンサ３２、第２フォトセンサ３４それぞれの感度の波長選択性は、カラーフィルタにより実現してもよいし、センサの半導体材料やデバイス構造により実現してもよい。また第１フォトセンサ３２、第２フォトセンサ３４は特に限定されず、フォトダイオードやフォトトランジスタをはじめとする半導体光センサを利用可能である。本実施の形態では、第１フォトセンサ３２、第２フォトセンサ３４はフォトダイオードを含むものとする。
【００４７】  第１電流電圧変換回路３６は、第１電流ＩＳＣ１の経路上に設けられた第１抵抗Ｒ１を含み、第１抵抗Ｒ１の電圧降下ＶＳＣ１に応じた第１検出電圧Ｖ１を出力する。第１検出電圧Ｖ１は、第１電流ＩＳＣ１に対して、第１抵抗Ｒ１の抵抗値に応じた傾きで線形に変化する。
【００４８】  第２電流電圧変換回路３８は、第２電流ＩＳＣ２の経路上に設けられた第２抵抗Ｒ２を含み、第２抵抗Ｒ２の電圧降下ＶＳＣ２に応じた第２検出電圧Ｖ２を出力する。第２検出電圧Ｖ２は、第２電流ＩＳＣ２に対して、第２抵抗Ｒ２の抵抗値に応じた傾きで線形に変化する。
【００４９】  判定部４０は、第１検出電圧Ｖ１と第２検出電圧Ｖ２にもとづいて、異常の有無を判定する。判定部４０は、異常を検出すると、異常検出信号Ｓ１をアサート（たとえばハイレベル）する。
【００５０】  具体的には判定部４０は、（i）第１検出電圧Ｖ１と第２検出電圧Ｖ２の大小関係が正常時のそれから逆転したとき、または（ii）第１検出電圧Ｖ１が、正常時に取り得る電圧範囲から逸脱したとき、または（iii）第２検出電圧Ｖ２が、正常時に取り得る電圧範囲から逸脱したときに、異常検出信号Ｓ１をアサートする。
【００５１】  以上が異常検出器３０の基本構成である。続いてその動作原理を説明する。
【００５２】  第１検出電圧Ｖ１は、励起光２０の光量に応じて線形に変化し、その傾きは第１抵抗Ｒ１の抵抗値に応じて定まる。同様に、第２検出電圧Ｖ２は、蛍光２２の光量に応じて線形に変化し、その傾きは第２抵抗Ｒ２の抵抗値に応じて定まる。ここで蛍光体１４が正常であるときには、励起光２０の強度と、蛍光２２の強度と、光源１０の出力光２４の強度は、互いに比例関係にある。したがって、蛍光体１４が正常であるとき第１検出電圧Ｖ１と第２検出電圧Ｖ２の比は実質的に一定値をとる反面、蛍光体１４に異常が生じて励起光２０が直接出射すると、出力光２４に含まれる励起光２０と蛍光２２のバランスが崩れ、第１検出電圧Ｖ１と第２検出電圧Ｖ２の比が変化する。図４の異常検出器３０によれば、第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２の抵抗値を適切に定め、第１検出電圧Ｖ１と第２検出電圧Ｖ２を監視することで、白色光の強度、つまり光源の出力によらずに、簡易かつ確実に蛍光体１４の異常を検出することができる。
【００５３】  図５（ａ）は、蛍光体１４が正常であるときの、出力光強度と第１検出電圧Ｖ１、第２検出電圧Ｖ２の関係を示す図であり、図５（ｂ）は、蛍光体１４が異常であるときの、出力光強度と第１検出電圧Ｖ１、第２検出電圧Ｖ２の関係を示す図である。
【００５４】  蛍光体１４が正常であるとき、ある出力光強度における第１電流ＩＳＣ１をＩ１、第２電流ＩＳＣ２をＩ２、蛍光体１４が異常であるときの第１電流ＩＳＣ１をＩ１’、第２電流ＩＳＣ２をＩ２’とする。蛍光体１４に異常が生ずると、蛍光２２の強度が低下し、励起光２０は蛍光２２により吸収されずに通過するため、Ｉ１’＞Ｉ１、Ｉ２’＜Ｉ２となる。このとき第１抵抗Ｒ１の抵抗値および第２抵抗Ｒ２の抵抗値は、以下の関係式を満たすように定めることが望ましい。  Ｒ１×Ｉ１＜Ｒ２×Ｉ２    …（１）  Ｒ１×Ｉ１’＞Ｒ２×Ｉ２’      …（２）
【００５５】  異常検出器３０は、第１検出電圧Ｖ１と第２検出電圧Ｖ２の大小関係を比較し、大小関係が正常時のそれから反転すると、異常状態と判定する。この異常検出器３０の処理は、第１フォトセンサ３２の検出電流ＩＳＣ１と、第２フォトセンサ３４の検出電流ＩＳＣ２の比ＩＳＣ１／ＩＳＣ２を、第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２の抵抗値の比Ｒ２／Ｒ１と比較することと等価である。異常検出器３０は、青色の励起光２０の強度と、黄色の蛍光の強度の比ＩＳＣ１／ＩＳＣ２が、所定の判定値（Ｒ２／Ｒ１）を超えると、異常と判定することができる。
【００５６】  また、第１フォトセンサ３２や第１電流電圧変換回路３６の部品やそれらの間の配線に、オープン、ショートなどの異常が生じた場合には、第１電流電圧変換回路３６を構成するアンプ（不図示）の出力が電源電圧ＶＣＣもしくは接地電圧ＶＧＮＤに張り付くこととなり（飽和）、第１検出電圧Ｖ１も電源電圧ＶＣＣもしくは接地電圧ＶＧＮＤに張り付くこととなって、正常時に取り得る電圧範囲から逸脱する。したがって図４の異常検出器３０によれば、異常検出器３０自身の異常・故障を検出することができる。
【００５７】  同様に、第２フォトセンサ３４や第２電流電圧変換回路３８の部品やそれらの間の配線に、オープン、ショートなどの異常が生じた場合には、第２電流電圧変換回路３８を構成するアンプ（不図示）の出力が電源電圧ＶＣＣもしくは接地電圧ＶＧＮＤに張り付くこととなり、第２検出電圧Ｖ２が正常時に取り得る電圧範囲から逸脱する。したがって図４の異常検出器３０によれば、異常検出器３０自身の異常・故障を検出することができる。
【００５８】  本発明の範囲は、図４のブロック図として把握されるさまざまな回路に及ぶが、以下ではその具体的な構成例について説明する。
【００５９】  図６は、第１構成例に係る異常検出器３０の回路図である。  この構成例において、第１フォトセンサ３２は、第１フォトダイオードＰＤ１と第１カラーフィルタＣＦ１を含む。第１カラーフィルタＣＦ１は、励起光２０の波長である青色の光に対して透過率が高く、蛍光２２の波長に対して透過率が低い。第２フォトセンサ３４は、第２フォトダイオードＰＤ２と第２カラーフィルタＣＦ２を含む。第２カラーフィルタＣＦ２は、蛍光２２の波長領域である緑〜赤に対して透過率が高く、青色の光に対して透過率が低い。第１カラーフィルタＣＦ１としては青色フィルタを、第２カラーフィルタＣＦ２としては黄色フィルタ、緑色フィルタあるいは赤色フィルタを用いてもよい。
【００６０】  第１電流電圧変換回路３６に関して、第１演算増幅器ＯＡ２１の反転入力端子（−）には、第１フォトダイオードＰＤ１のアノードが接続され、第１演算増幅器ＯＡ２１の非反転入力端子（＋）には、第１フォトダイオードＰＤ１のカソードが接続されるとともに、所定の固定電圧が印加される。たとえば固定電圧は電源電圧ＶＣＣであってもよいし、そのほかの電圧レベルであってもよい。抵抗Ｒ２１、Ｒ２２は、図４の抵抗Ｒ１、Ｒ２に相当する。
【００６１】  図６の第１電流電圧変換回路３６が生成する第１検出電圧Ｖ２１の電圧レベルは、式（３）となる。  Ｖ２１＝ＶＣＣ−Ｒ２１×ＩＳＣ１      …（３）
【００６２】  第２電流電圧変換回路３８は、第１電流電圧変換回路３６と同様に構成され、その出力Ｖ２２の電圧レベルは、式（４）となる。  Ｖ２２＝ＶＣＣ−Ｒ２２×ＩＳＣ２      …（４）
【００６３】  判定部４０は、電圧コンパレータＣＭＰ２１、ＣＭＰ３１，ＣＭＰ３２，ＣＭＰ４１，ＣＭＰ４２を含む。電圧コンパレータＣＭＰ２１は、Ｖ２１＞Ｖ２２のとき、つまり蛍光体が正常のときに異常検出信号Ｓ１ａをローレベル（ネゲート）とし、Ｖ２１＜Ｖ２２のとき、つまり蛍光体が異常のときに異常検出信号Ｓ１ａをハイレベル（アサート）する。
【００６４】  第１電流電圧変換回路３６、第２電流電圧変換回路３８それぞれの電流電圧変換利得（トランスインピーダンス）は、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２のみに依存することとなる。したがって素子バラツキの影響を小さくでき、高精度な異常検出が可能となる。
【００６５】  電圧コンパレータＣＭＰ３１，ＣＭＰ３２は、第１検出電圧Ｖ２１が正常電圧範囲に含まれるか否かを判定する。電圧コンパレータＣＭＰ３１は、第１検出電圧Ｖ２１を、上側しきい値電圧ＶＴＨＨと比較し、Ｖ２１＞ＶＴＨＨのとき異常検出信号Ｓ１Ｈをアサート（ハイレベル）、Ｖ２１＜ＶＴＨＨのとき異常検出信号Ｓ１Ｈをネゲート（ローレベル）する。電圧コンパレータＣＭＰ３２は、第１検出電圧Ｖ２１を、下側しきい値電圧ＶＴＨＬと比較し、Ｖ２１＜ＶＴＨＬのとき異常検出信号Ｓ１Ｌをアサート（ハイレベル）、Ｖ２１＞ＶＴＨＨのとき異常検出信号Ｓ１Ｌをネゲート（ローレベル）する。しきい値電圧ＶＴＨＬは正常電圧範囲の下限に応じて定められ、しきい値電圧ＶＴＨＨは正常電圧範囲の上限に応じて定めることができる。たとえばＶＣＣ＝５Ｖとした場合、ＶＴＨＨ＝４．４Ｖ、ＶＴＨＬ＝０．１Ｖ程度に設定してもよい。
【００６６】  同様に、電圧コンパレータＣＭＰ４１，ＣＭＰ４２は、第２検出電圧Ｖ２２が正常電圧範囲に含まれるか否かを判定する。異常検出信号Ｓ２ＨはＶ２２＞ＶＴＨＨのときアサートされ、異常検出信号Ｓ２ＬはＶ２２＜ＶＴＨＬのときアサートされる。
【００６７】  論理ゲート４８は、各コンパレータの出力を論理演算し、少なくともひとつのコンパレータの出力がアサートされると、最終出力である異常検出信号Ｓ１をアサート（たとえばハイレベル）とする。図６の論理系では、論理ゲートはＯＲゲートである。
【００６８】  以上が第１構成例に係る異常検出器３０の構成である。続いてその動作を説明する。  図７（ａ）は、蛍光体１４が正常であるときの、出力光強度と第１検出電圧Ｖ２１、第２検出電圧Ｖ２２の関係を示す図であり、図７（ｂ）は、蛍光体１４が異常であるときの、出力光強度と第１検出電圧Ｖ２１、第２検出電圧Ｖ２２の関係を示す図である。上述のように、抵抗Ｒ２１、Ｒ２２の抵抗値は、関係式（１）、（２）が成り立つように定められる。したがって、正常であるときＶ２１＞Ｖ２２が成り立ち、異常のときＶ２２＜Ｖ２１となる。図６の電圧コンパレータＣＭＰ２１は、Ｖ２１＞Ｖ２２のとき、つまり正常のときに異常検出信号Ｓ１ａをローレベル（ネゲート）とし、Ｖ２１＜Ｖ２２のとき、つまり異常のときに異常検出信号Ｓ１ａをハイレベル（アサート）する。
【００６９】  図８は、検出電圧Ｖ２１（Ｖ２２）にもとづく異常判定を説明する図である。ここでは第１検出電圧Ｖ２１について説明する。図７（ａ）に示すように、検出電圧Ｖ２１は、光量が増加するほど低下する。
【００７０】  第１フォトダイオードＰＤ１、第１抵抗Ｒ２１、あるいは第１演算増幅器ＯＡ２１の出力に、オープン、ショートなどの回路異常が発生すると、第１演算増幅器ＯＡ２１の出力Ｖ２１は、その出力が取り得る上限か下限に飽和する。たとえば第１演算増幅器ＯＡ２１として、出力が電源電圧ＶＣＣから接地電圧ＶＧＮＤの間をフルスイング可能なRail-To-Railのオペアンプを用いた場合、飽和時にはその出力Ｖ２１は、ＶＣＣ付近もしくはＶＧＮＤ付近に張り付くこととなる。
【００７１】  そこで、電源電圧ＶＣＣの近傍に上側しきい値電圧ＶＴＨＨを、接地電圧ＶＣＣの近傍に下側しきい値電圧ＶＴＨＬを設定し、検出電圧Ｖ２１をそれらのしきい値電圧ＶＴＨＨ，ＶＴＨＬと比較すれば、オープン、ショートなどの異常を検出することができる。
【００７２】  図６の回路ではＶ２１＞ＶＴＨＨであるときには部品のオープン、ショートなどの異常、もしくはレーザダイオード１２に、ＣＯＤ（Catastrophic Optical Damage）が発生したものと推定できる。ＣＯＤとは、電気的特性には現われないが、出力光量の著しい低下をともなうレーザダイオード１２の故障モードをいう。同様にＶ２１＜ＶＴＨＬであるときには、部品のオープン、ショートなどの異常が発生したものと推定できる。
【００７３】  同様の原理によって、第２検出電圧Ｖ２２を監視することで、第２フォトダイオードＰＤ２、第２演算増幅器ＯＡ２２、抵抗Ｒ２１等のオープン、ショート等の故障を検出できる。またＶ２２＜ＶＴＨＨであるとき、蛍光２２の光量が著しく低下している場合も想定され、これは蛍光体１４の外れなどを疑うことができる。
【００７４】  このように実施の形態に係る異常検出器３０によれば、オープン、ショート、レーザダイオード１２のＣＯＤ、蛍光体１４の外れなどを検出でき、適切なフェイル処理を行なうことができる。
【００７５】  図９は、第２構成例に係る異常検出器３０ａの回路図である。第１電流電圧変換回路３６、第２電流電圧変換回路３８に関連して、キャパシタＣ２１、Ｃ２２は、ノイズ除去のために設けられる。抵抗Ｒ８〜Ｒ１０を含む分圧回路は、電源電圧ＶＣＣを分圧し、しきい値電圧ＶＴＨＨ、ＶＴＨＬを生成する。抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３を含む分圧回路も同様である。
【００７６】  電源電圧ＶＣＣが変動すると、アンプ出力の飽和レベルも変化する。もし、しきい値電圧ＶＴＨＨ，ＶＴＨＬを固定すれば、電源電圧ＶＣＣの変動により、異常が誤検出される可能性がある。そこで電圧範囲の境界、すなわちしきい値ＶＴＨＨ，ＶＴＨＬを電源電圧ＶＣＣの分圧にもとづいて生成することで、しきい値電圧ＶＴＨＨ，ＶＴＨＬを電源電圧ＶＣＣの変動に連動させることができ、誤検出を防止できる。
【００７７】  異常検出器３０ａには、図６の異常検出器３０に加えて、抵抗Ｒ１６，Ｒ１７を含む分圧回路４３が追加されている。この理由を説明する。  図６の構成例では、出力光強度が小さい領域では、検出電流ＩＳＣ１、ＩＳＣ２が小さいため、第１検出電圧Ｖ２１と第２検出電圧Ｖ２２が近接する。したがってノイズや素子バラツキ、演算増幅器や電圧コンパレータのオフセット電圧など（以下、誤差要因という）が無視できない程度に大きい場合、出力光強度が小さい範囲で第１検出電圧Ｖ２１と第２検出電圧Ｖ２２の大小関係が反転し、異常を誤検出したり、本来異常であるにもかかわらず、異常を検出できないといった問題が生じうる。
【００７８】  そこで判定部４０ａは、第１検出電圧Ｖ２１および第２検出電圧Ｖ２２の少なくとも一方を、それらが離間する方向にオフセットさせ、オフセット後の検出電圧Ｖ２１、Ｖ２２にもとづいて異常の有無を判定する。
【００７９】  この実施例では第２検出電圧Ｖ２２を低電位側にオフセットするために、抵抗Ｒ１６，Ｒ１７を含む分圧回路が設けられ、電圧コンパレータＣＭＰ２１は、分圧によりオフセットされた第２検出電圧Ｖ３２を、第１検出電圧Ｖ２１と比較する。
【００８０】  図１０は、図９の異常検出器３０ａにおいて、蛍光体１４が正常であるときの、出力光強度と第１検出電圧Ｖ２１、第２検出電圧Ｖ２２の関係を示す図である。異常検出器３０ａにおいて、分圧後の第２検出電圧Ｖ３２は、式（５）で与えられる。  Ｖ３２＝Ｒ１７／（Ｒ１６＋Ｒ１７）×Ｖ２２        ＝Ｒ１７／（Ｒ１６＋Ｒ１７）×ＶＣＣ−Ｒ１７／（Ｒ１６＋Ｒ１７）×Ｒ２２×ＩＳＣ２      …（５）
【００８１】  つまり、図１０の第２検出電圧Ｖ３２のｙ切片は、第１検出電圧Ｖ２１から離間する方向にオフセットされる。オフセット幅ΔＶは、ＶＣＣ×Ｒ１６／（Ｒ１６＋Ｒ１７）であり、抵抗Ｒ１６，Ｒ１７により設定可能である。たとえば誤差要因として電圧コンパレータＣＭＰ２１のオフセット電圧が支配的であるとする。この場合、オフセット幅ΔＶは、電圧コンパレータＣＭＰ２１のオフセット電圧よりもわずかに大きいことが好ましい（たとえば２０ｍＶ）。
【００８２】  この異常検出器３０ａによれば、出力光強度が小さな範囲において、検出精度を高めることができる。特に図９では、分圧回路の２個のＲ１６，Ｒ１７を挿入するのみでよいため、低コスト、小面積で、検出精度を高めることができる。
【００８３】  また上述のように、分圧回路Ｒ１６，Ｒ１７によって、分圧された第２検出電圧Ｖ３２の傾きの絶対値は、分圧回路が無い場合に比べて小さくなる。したがって、出力光強度がある程度大きな定常点灯の領域Ａでは、分圧回路によるオフセット幅ΔＶの影響は、出力光強度が小さい領域に比べて十分に小さくなり、検出値に与える影響は無視しうる。
【００８４】  分圧回路Ｒ１６，Ｒ１７の導入にともない、第２抵抗Ｒ２２の抵抗値を最適化することにより、第２検出電圧Ｖ３２の傾きとオフセット幅ΔＶは、独立かつ任意に設定できることが理解されよう。
【００８５】  なお、抵抗Ｒ１４，Ｒ１５、電圧コンパレータＣＭＰ２２は、抵抗Ｒ１６，Ｒ１７、電圧コンパレータＣＭＰ２１のレプリカであり、冗長性を持たせているが、省略してもよい。
【００８６】  各電圧コンパレータＣＭＰの出力は、プッシュプル出力形式であり、異常検出時にローレベル（ＶＧＮＤ）、正常時にハイレベルとなる。複数の電圧コンパレータの出力は、アノードが共通に接続されたダイオードＤ１〜Ｄ６を含むＯＲ回路４８ａで束ねられる。電圧コンパレータＣＭＰをオープンコレクタ（オープンドレイン）形式で構成し、ダイオードＤ１〜Ｄ６を省略してもよい。
【００８７】  レベルシフト回路４６は、ハイインピーダンスとＶＧＮＤの２状態をとる信号Ｓ３を、中間レベルＶＭＩＤと接地レベルＶＧＮＤの２状態をとる異常検出信号Ｓ１にレベルシフトする。
【００８８】  すべての電圧コンパレータの出力がハイレベル状態であるとき、トランジスタＴｒ１のベース電圧Ｖｂ１は、Ｖｂ１＝ＶＣＣ×Ｒ１９／（Ｒ１８＋Ｒ１９）である。このときレベルシフト回路４６は、トランジスタＴｒ１のエミッタ電圧（＝Ｖｂ１−Ｖｂｅ）を、中間レベルＶＭＩＤの異常検出信号Ｓ１として出力する。抵抗Ｒ２０、キャパシタＣ３は、静電気対策用に設けられる。
【００８９】  いずれかの電圧コンパレータが異常を検出し、その出力がローレベルとなると、トランジスタＴｒ１のベース電位が低下し、トランジスタＴｒ１がオフとなり、そのエミッタはハイインピーダンスとなる。トランジスタＴｒ１のエミッタは点灯回路１２０側の受信回路によりプルダウンされ、異常検出信号Ｓ１はローレベル電圧ＶＧＮＤとなる。
【００９０】  レベルシフト回路４６を設けたことにより、異常検出信号Ｓ１は、ハイレベルとローレベルの２状態ではなく、中間レベルＶＭＩＤと、ハイレベルとローレベルの一方（ここではＶＧＮＤ）と、の２状態で伝送される。異常検出信号Ｓ１を受信する点灯回路１２０においては、異常検出信号Ｓ１が中間レベルＶＭＩＤである場合には、光源１０が通常駆動し、異常検出信号Ｓ１が中間レベルＶＭＩＤから逸脱した場合に、光源１０を消灯するなど適切な保護処理を実行する。
【００９１】  つまり異常検出信号Ｓ１の信号設計に関して、異常を示すアサートレベルを、信号ラインにオープン故障やショート故障等の異常が生じた場合にも発生し得ない電圧レベルである中間レベルＶＭＩＤに割り当て、正常を示すネゲートレベルを、異常が生じた場合に取り得る電圧レベルとした。これにより、異常検出信号Ｓ１を伝送する線路にショート故障あるいはオープン故障が発生した状況において、異常検出信号Ｓ１が異常を示した場合（アサート）と同様に、適切な保護処理を実行できる。
【００９２】  以上、本発明の一側面に関して、第１の実施の形態をもとに説明した。第１の実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。
【００９３】（第１の変形例）  図１１は、第１変形例に係る異常検出器３０ｂの回路図である。図６では、反転型の電流電圧変換回路３６（３８）を説明したが、非反転型としてもよい。第１電流電圧変換回路３６は、第１抵抗Ｒ１に加えて第１演算増幅器ＯＡ１を含む。第１演算増幅器ＯＡ１の反転入力端子（−）には、第１フォトセンサ３２が接続され、非反転入力端子（＋）に固定電圧が印加される。固定電圧はたとえば接地電圧である。第１抵抗Ｒ１は、第１演算増幅器ＯＡ１の反転入力端子（＋）と出力端子の間に設けられる。
【００９４】  より具体的には、第１演算増幅器ＯＡ１の反転入力端子（−）には、第１フォトセンサ３２の第１フォトダイオードＰＤ１のカソードが接続され、第１フォトダイオードＰＤ１のアノードには、固定電圧（接地電圧）が印加される。
【００９５】  第１電流電圧変換回路３６が生成する第１検出電圧Ｖ１の電圧レベルは、式（６）となる。  Ｖ１＝Ｒ１×ＩＳＣ１      …（６）
【００９６】  第２電流電圧変換回路３８は、第２抵抗Ｒ２に加えて第２演算増幅器ＯＡ２を含み、第１電流電圧変換回路３６と同様に構成され、その出力Ｖ２の電圧レベルは、式（７）となる。  Ｖ２＝Ｒ２×ＩＳＣ２      …（７）
【００９７】  図１１の第１電流電圧変換回路３６によれば、第１演算増幅器ＯＡ１の仮想接地により、第１フォトダイオードＰＤ１のアノード、カソードそれぞれに接地電圧が印加され、第１フォトダイオードＰＤ１のアノードカソード間の電位差が実質的にゼロとなる。したがって、広い光量範囲で暗電流の影響を受けずに光を検出できる。第２電流電圧変換回路３８についても同様である。
【００９８】  判定部４０ｂは、第１検出電圧Ｖ１と第２検出電圧Ｖ２の電圧レベルを比較する電圧コンパレータＣＭＰ２１を含む。電圧コンパレータＣＭＰ２１から出力される異常検出信号Ｓ１ａは、Ｖ１＜Ｖ２のとき、つまり蛍光体１４が正常であるときにローレベル（ネゲート）、Ｖ１＞Ｖ２のとき、つまり蛍光体１４が異常であるときにハイレベル（アサート）となる。なお、図１１では、判定部４０ｂのその他のコンパレータは省略している。
【００９９】（第２の変形例）  実施の形態では、判定部４０を電圧コンパレータＣＭＰ２１等で構成したが、本発明はそれには限定されない。たとえば判定部４０は、第１検出電圧Ｖ１、第２検出電圧Ｖ２それぞれをＡ／Ｄコンバータによってデジタル値Ｄ１、Ｄ２に変換し、デジタル値Ｄ１、Ｄ２をデジタル信号処理することにより、異常を判定してもよい。
【０１００】（第３の変形例）  図９の構成例において、検出電圧のオフセットについて説明したが、それを導入する手段は、分圧回路Ｒ１６，Ｒ１７には限定されない。たとえば、電圧コンパレータＣＭＰ２１を、入力オフセット電圧を調節可能に構成し、第１検出電圧Ｖ１、第２検出電圧Ｖ２の少なくとも一方をオフセットさせてもよい。この場合、ノイズ等の誤差要因による誤検出を防止できる。あるいは、第１検出電圧Ｖ２１を高電位側にオフセットさせてもよい。この場合、第１電流電圧変換回路３６の出力Ｖ２１と電源電圧ＶＣＣの間に直列に接続された２個の抵抗を含む分圧回路を設ければよい。２個の抵抗の接続点に生ずる分圧後の電圧は、第１検出電圧Ｖ２１を電源電圧の方向にシフトした電圧となる。
【０１０１】（第４の変形例）  図１１の異常検出器３０ｂにおいて、第１検出電圧Ｖ１、第２検出電圧Ｖ２の少なくとも一方をオフセットさせることも有効である。具体的には、第２検出電圧Ｖ２を正方向（高電位側）にオフセットさせてもよい。これは、第２演算増幅器ＯＡ２の非反転入力端子（＋）に、オフセット幅ΔＶに対応する固定電圧を印加すればよい。  あるいは、第２電流電圧変換回路３８の出力Ｖ２と電源電圧ＶＣＣの間に直列に接続される２個の抵抗を含む分圧回路を設ければよい。２個の抵抗の接続点に生ずる分圧後の電圧は、第２検出電圧Ｖ２を電源電圧ＶＣＣの方向にシフトした電圧となる。
【０１０２】（第２の実施の形態）  第２の実施の形態では、異常検出用の第１フォトダイオードＰＤ１、第２フォトダイオードＰＤ２のパッケージに関する。
【０１０３】  車載用途でフォトダイオードを用いる場合、高温高湿、熱衝撃にさらされる過酷な環境下において長期信頼性を担保するため、ＣＡＮパッケージが採用される。ここで２個のフォトダイオードが、１個のパッケージに収容される場合、カソードが共通に接続され、そのカソードが金属ケースと電気的に接続されることとなる。
【０１０４】  ここでＣＡＮパッケージに収容されるカソードコモンのフォトダイオードペアの使用を希望する場合、図１１の構成は採用できず、したがって図６や図９に示す反転型の電流電圧変換回路３６、３８を採用する必要がある。ところが、図６や図９の異常検出器３０にＣＡＮパッケージのフォトダイオードペアを用いると、カソードの電位が電源電圧ＶＣＣとなるため、金属ケースの電位も電源電圧ＶＣＣとなってしまう。ここで、灯具内における金属製の構造物は、電磁ノイズ対策として接地されていることが多い。したがって、金属ケースが、周辺の金属製構造物と接触すると、電源グランド間がショートしたこととなり、フォトダイオードが動作不能となるほか、電源電圧ＶＣＣを共有するその他の回路ブロックも動作不能となってしまう。
【０１０５】  そこで図６、図９の異常検出器３０においては、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２は、以下の構造を有するフォトダイオードモジュール３００に収容される。図１２（ａ）は、フォトダイオードペアＰＤ１，ＰＤ２を含むフォトダイオードモジュール３００の等価回路図であり、図１２（ｂ）はその模式的な断面図である。フォトダイオードモジュール３００は、アノード端子Ａ１，Ａ２、カソード端子Ｋ、２個のフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２および金属ケース３０２を備える。金属ケース３０２は、カソード端子Ｋとは電気的に絶縁されている。金属ケースの上面には開口部３０４が設けられ、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２に光が入射可能となっている。フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２それぞれの受光部は、カラーフィルタで覆われてもよい。
【０１０６】  ここで異常検出器３０の用途ではフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２に流れる電流は、μＡオーダーと微弱であり、また電流電圧変換回路の入力インピーダンスも極めて大きいため、ノイズ耐性が低いといえる。そこでフォトダイオードモジュール３００に、金属ケース３０２と電気的に接続されるケース端子Ｃを設けることが望ましい。この場合、ケース端子Ｃを接地することで、金属ケース３０２がシールドとして機能するため、電磁ノイズへの耐性を高めることができる。
【０１０７】（第３の実施の形態）  図１３は、第３の実施の形態に係る車両用灯具１００の断面図である。図３と共通の構成については説明を省略する。
【０１０８】  フォトセンサ１２２は、光源１０２からの光を受光する。プリアンプ１２６は、フォトセンサ１２２の出力を増幅し、受光量を示す検出信号を生成する。点灯回路１２０は、少なくともプリアンプ１２６の出力にもとづいて、光源１０２を駆動する。たとえばフォトセンサは、リフレクタ１０４に形成されたスリット１０５またはピンホールを通過した光を受光するよう配置される。
【０１０９】  たとえばフォトセンサ１２２は、異常検出を目的として設けられ、検出信号にもとづく信号処理の結果、異常が検出されると、点灯回路１２０は、光源１０２の駆動を停止する。あるいはフォトセンサ１２２は、光源１０２の光量のフィードバック制御のために設けられ、点灯回路１２０は、検出信号にもとづいて光源１０２に供給する駆動電流を制御してもよい。
【０１１０】  フォトセンサ１２２およびプリアンプ１２６は、点灯回路１２０が搭載される基材とは別の、ひとつのサブ基材１２８に実装される。サブ基材１２８は、プリント基板であってもよいし、金属基板やフレキシブル基板であってもよい。
【０１１１】  サブ基材１２８と点灯回路１２０の間は、プリアンプ１２６の出力に応じた信号Ｓ１０を伝送する信号ライン１３０と、点灯回路１２０からサブ基材１２８に電源電圧ＶＤＤを供給するための電源ライン１３２と、を介して接続される。さらにサブ基材１２８と点灯回路１２０の間は、接地電位を共通にとるための接地ライン１３４を介して接続される。なお接地ライン１３４のかわりに車両用灯具１００の金属部材を利用してもよい。
【０１１２】  以上が車両用灯具１００の構成である。この車両用灯具１００によれば、フォトセンサ１２２とプリアンプ１２６を同じサブ基材１２８上に近接して実装することで、増幅後の検出信号もしくは検出信号に応じた信号Ｓ１０を、配線（信号ライン１３０）を介して点灯回路１２０に伝送することができる。つまりフォトセンサ１２２の微弱出力に代えて、振幅の大きな信号が配線を伝搬することとなるため、ノイズ耐性を高め、検出精度を高めることができる。
【０１１３】  本発明は、図１３および上述の説明から把握されるさまざまな形態に及ぶが、以下、具体的な実施例について説明する。
【０１１４】（実施例１）  図３の光源１０と同様に、光源１０２は、主としてレーザダイオード１２、蛍光体１４、光学系１６、ハウジング１８を備える。また光源１０２の出力光２４は、図４に示すスペクトルを有する。実施例においてフォトセンサ１２２は、図３のの構成を有する光源１０２の異常を検出するために使用される。
【０１１５】  図１４は、実施例１に係る異常検出器３０ｃの回路図である。異常検出器３０ｃは、出力光２４の一部を受け、光源１０の異常の有無、より具体的には、蛍光体１４の異常の有無を判定する。蛍光体１４の異常は、たとえば蛍光体１４の割れ、外れ、経年劣化、などが例示されるが、特に限定されない。
【０１１６】  異常検出器３０ｃは、第１フォトセンサ３２、第２フォトセンサ３４、第１プリアンプ３６、第２プリアンプ３８、判定部４０を備える。第１フォトセンサ３２は、励起光２０の波長に感度を有し、蛍光２２の波長に対して実質的に不感である。第１フォトセンサ３２は、出力光２４の一部を受け、蛍光体１４を通過した励起光２０の強度に応じた第１電流ＩＳＣ１を生成する。一方、第２フォトセンサ３４は、蛍光２２の波長に感度を有し、励起光２０の波長に対して実質的に不感である。第２フォトセンサ３４は、出力光２４の一部２４を受け、蛍光体１４が発する蛍光２２の強度に応じた第２電流ＩＳＣ２を生成する。
【０１１７】  第１フォトセンサ３２は、第１フォトダイオードＰＤ１と第１カラーフィルタＣＦ１を含む。第１カラーフィルタＣＦ１は、励起光２０の波長である青色の光に対して透過率が高く、蛍光２２の波長に対して透過率が低い。第２フォトセンサ３４は、第２フォトダイオードＰＤ２と第２カラーフィルタＣＦ２を含む。第２カラーフィルタＣＦ２は、蛍光２２の波長領域である緑〜赤に対して透過率が高く、青色の光に対して透過率が低い。第１カラーフィルタＣＦ１としては青色フィルタを、第２カラーフィルタＣＦ２としては黄色フィルタ、緑色フィルタあるいは赤色フィルタを用いてもよい。
【０１１８】  なお第１フォトセンサ３２、第２フォトセンサ３４それぞれの感度の波長選択性は、カラーフィルタではなく、センサの半導体材料やデバイス構造により実現してもよい。また第１フォトセンサ３２、第２フォトセンサ３４は特に限定されず、フォトダイオードやフォトトランジスタ、ＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサをはじめとする半導体光センサを利用可能である。
【０１１９】  第１プリアンプ３６は、第１電流ＩＳＣ１の経路上に設けられた第１抵抗Ｒ１および第１演算増幅器ＯＡ１を含み、第１抵抗Ｒ１の電圧降下ＶＳＣ１に応じた第１検出信号Ｖ１を出力する。第１検出信号Ｖ１は、第１電流ＩＳＣ１に対して、第１抵抗Ｒ１の抵抗値に応じた傾きで線形に変化する。
【０１２０】  第２プリアンプ３８は、第２電流ＩＳＣ２の経路上に設けられた第２抵抗Ｒ２を含み、第２抵抗Ｒ２の電圧降下ＶＳＣ２に応じた第２検出信号Ｖ２を出力する。第２検出信号Ｖ２は、第２電流ＩＳＣ２に対して、第２抵抗Ｒ２の抵抗値に応じた傾きで線形に変化する。
【０１２１】  判定部４０は、第１検出信号Ｖ１と第２検出信号Ｖ２にもとづいて、異常の有無を判定する。判定部４０は、異常を検出すると、異常検出信号Ｓ１をアサート（たとえばハイレベル）する。
【０１２２】  具体的には第１プリアンプ３６は、第１抵抗Ｒ１に加えて第１演算増幅器ＯＡ１を含む。第１演算増幅器ＯＡ１の反転入力端子（−）には、第１フォトセンサ３２が接続され、非反転入力端子（＋）に固定電圧が印加される。固定電圧はたとえば接地電圧である。第１抵抗Ｒ１は、第１演算増幅器ＯＡ１の反転入力端子（＋）と出力端子の間に設けられる。
【０１２３】  より具体的には、第１演算増幅器ＯＡ１の反転入力端子（−）には、第１フォトセンサ３２の第１フォトダイオードＰＤ１のカソードが接続され、第１フォトダイオードＰＤ１のアノードには、固定電圧（接地電圧）が印加される。
【０１２４】  第１プリアンプ３６が生成する第１検出信号Ｖ１の電圧レベルは、式（８）となる。  Ｖ１＝Ｒ１×ＩＳＣ１      …（８）
【０１２５】  第２プリアンプ３８は、第２抵抗Ｒ２に加えて第２演算増幅器ＯＡ２を含み、第１プリアンプ３６と同様に構成され、その出力Ｖ２の電圧レベルは、式（９）となる。  Ｖ２＝Ｒ２×ＩＳＣ２      …（９）
【０１２６】  判定部４０は、第１検出信号Ｖ１と第２検出信号Ｖ２の電圧レベルを比較する電圧コンパレータＣＭＰ１を含む。電圧コンパレータＣＭＰ１から出力される異常検出信号Ｓ１は、Ｖ１＜Ｖ２のとき、つまり蛍光体１４が正常であるときにローレベル（ネゲート）、Ｖ１＞Ｖ２のとき、つまり蛍光体１４が異常であるときにハイレベル（アサート）となる。
【０１２７】  以上が異常検出器３０ｃの基本構成である。続いてその動作原理を説明する。  第１検出信号Ｖ１は、励起光２０の光量に応じて線形に変化し、その傾きは第１抵抗Ｒ１の抵抗値に応じて定まる。同様に、第２検出信号Ｖ２は、蛍光２２の光量に応じて線形に変化し、その傾きは第２抵抗Ｒ２の抵抗値に応じて定まる。ここで蛍光体１４が正常であるときには、励起光２０の強度と、蛍光２２の強度と、光源１０の出力光２４の強度は、互いに比例関係にある。したがって、蛍光体１４が正常であるとき第１検出信号Ｖ１と第２検出信号Ｖ２の比は実質的に一定値をとる反面、蛍光体１４に異常が生じて励起光２０が直接出射すると、出力光２４に含まれる励起光２０と蛍光２２のバランスが崩れ、第１検出信号Ｖ１と第２検出信号Ｖ２の比が変化する。図１４の異常検出器３０ｃによれば、第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２の抵抗値を適切に定め、第１検出信号Ｖ１と第２検出信号Ｖ２を監視することで、白色光の強度、つまり光源の出力によらずに、簡易かつ確実に蛍光体１４の異常を検出することができる。
【０１２８】  図５（ａ）は、蛍光体１４が正常であるときの、出力光強度と第１検出信号Ｖ１、第２検出信号Ｖ２の関係を示す図であり、図５（ｂ）は、蛍光体１４が異常であるときの、出力光強度と第１検出信号Ｖ１、第２検出信号Ｖ２の関係を示す図である。異常検出の原理は、図４のそれと同様である。
【０１２９】  図１５は、図１４の異常検出器３０ｃを示す斜視図である。図１４の第１フォトセンサ３２、第２フォトセンサ３４は、図１３のフォトセンサ１２２に対応し、第１プリアンプ３６、第２プリアンプ３８が、図１３のプリアンプ１２６に対応する。
【０１３０】  異常検出器３０ｃの構成部品は、サブ基材１２８上に実装されている。サブ基材１２８には、コネクタ１４０が設けられ、ケーブル１４２を介して点灯回路１２０と接続される。ケーブル１４２は、上述の信号ライン１３０、電源ライン１３２、接地ライン１３４を含む。オペアンプＩＣ１３６は、第１演算増幅器ＯＡ１、第２演算増幅器ＯＡ２を含む。オペアンプＩＣ１３８は、電圧コンパレータＣＭＰ１を含む。第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２それぞれと並列に、キャパシタを設けてもよい。
【０１３１】  この構成例によれば、第１フォトダイオードＰＤ１、第２フォトダイオードＰＤ２の直近に、オペアンプＩＣ１３６を配置することができ、したがってノイズ耐性を高めることができる。さらにサブ基材１２８上に電圧コンパレータＣＭＰ１まで実装することで、ケーブル１４２内の信号ライン１３０には、デジタルの２値化された異常検出信号Ｓ１が伝搬するため、さらにノイズ耐性を高めることができる。
【０１３２】  図１４の異常検出器３０ｃは、２個のフォトダイオードに加えて、２個のオペアンプ、２個の抵抗、１個のコンパレータ、と小規模な回路で構成できる。加えて第１プリアンプ３６、第２プリアンプ３８それぞれの電流電圧変換利得（トランスインピーダンス）は、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２のみに依存することとなる。したがって素子バラツキの影響を小さくでき、高精度な異常検出が可能となる。
【０１３３】  さらに図１４の第１プリアンプ３６によれば、第１演算増幅器ＯＡ１の仮想接地により、第１フォトダイオードＰＤ１のアノード、カソードそれぞれに接地電圧が印加され、第１フォトダイオードＰＤ１のアノードカソード間の電位差が実質的にゼロとなる。したがって、広い光量範囲で暗電流の影響を受けずに光を検出できる。第２プリアンプ３８についても同様である。
【０１３４】（実施例２）  図１６は、実施例２に係る異常検出器３０ｄの回路図である。この実施例では、第１プリアンプ３６、第２プリアンプ３８はそれぞれ反転型で構成される。異常検出器３０ｄの構成部品はすべてサブ基材１２８に実装される。
【０１３５】  第１プリアンプ３６に関して、第１演算増幅器ＯＡ２１の反転入力端子（−）には、第１フォトダイオードＰＤ１のアノードが接続され、第１演算増幅器ＯＡ２１の非反転入力端子（＋）には、第１フォトダイオードＰＤ１のカソードが接続されるとともに、所定の固定電圧が印加される。たとえば固定電圧は電源電圧ＶＣＣであってもよいし、そのほかの電圧レベルであってもよい。
【０１３６】  図１６の第１プリアンプ３６が生成する第１検出信号Ｖ２１の電圧レベルは、式（１０）となる。  Ｖ２１＝ＶＣＣ−Ｒ１×ＩＳＣ１      …（１０）
【０１３７】  第２プリアンプ３８は、第１プリアンプ３６と同様に構成され、その出力Ｖ２２の電圧レベルは、式（１１）となる。  Ｖ２２＝ＶＣＣ−Ｒ２×ＩＳＣ２      …（１１）
【０１３８】  再び図７（ａ）、（ｂ）を参照する。図７（ａ）は、蛍光体１４が正常であるときの、出力光強度と第１検出信号Ｖ２１、第２検出信号Ｖ２２の関係を示す図であり、図７（ｂ）は、蛍光体１４が異常であるときの、出力光強度と第１検出信号Ｖ２１、第２検出信号Ｖ２２の関係を示す図である。上述のように、抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値は、関係式（１）、（２）が成り立つように定められる。したがって、正常であるときＶ２１＞Ｖ２２が成り立ち、異常のときＶ２２＜Ｖ２１となる。図１６の電圧コンパレータＣＭＰ２１は、Ｖ２１＞Ｖ２２のとき、つまり正常のときに異常検出信号Ｓ１をローレベル（ネゲート）とし、Ｖ２１＜Ｖ２２のとき、つまり異常のときに異常検出信号Ｓ１をハイレベル（アサート）する。
【０１３９】  図７（ａ）、（ｂ）に示すように、出力光強度が小さい領域では、検出電流ＩＳＣ１、ＩＳＣ２が小さいため、第１検出信号Ｖ２１と第２検出信号Ｖ２２が近接する。したがってノイズや素子バラツキ、演算増幅器や電圧コンパレータのオフセット電圧など（以下、誤差要因という）が無視できない程度に大きい場合、出力光強度が小さい範囲で第１検出信号Ｖ２１と第２検出信号Ｖ２２の大小関係が反転し、異常を誤検出したり、本来異常であるにもかかわらず、異常を検出できないといった問題が生じうる。図５から分かるように、図１４の実施例１においてもこの問題は同様に生じうる。
【０１４０】  そこで判定部４０ｂは、第１検出信号Ｖ２１および第２検出信号Ｖ２２の少なくとも一方を、それらが離間する方向にオフセットさせ、オフセット後の検出信号Ｖ２１、Ｖ２２にもとづいて異常の有無を判定する。
【０１４１】  蛍光体異常検出回路４２は、電圧コンパレータＣＭＰ２１に加えて、分圧回路４３を含む。分圧回路４３の抵抗Ｒ３、Ｒ４は、第２検出信号Ｖ２２を分圧する。電圧コンパレータＣＭＰ２１は、分圧後の第２検出信号Ｖ３２を第１検出信号Ｖ２１と比較し、異常検出信号Ｓ１ａを生成する。
【０１４２】  再び図１０を参照する。図１０は、図１６の蛍光体異常検出回路４２において、蛍光体１４が正常であるときの、出力光強度と第１検出信号Ｖ２１、第２検出信号Ｖ２２の関係を示す。蛍光体異常検出回路４２において、分圧後の第２検出信号Ｖ３２は、式（１２）で与えられる。  Ｖ３２＝Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）×Ｖ２２        ＝Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）×ＶＣＣ−Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）×Ｒ２×ＩＳＣ２   …（１２）
【０１４３】  つまり、図１０の第２検出信号Ｖ３２のｙ切片は、第１検出信号Ｖ２１から離間する方向にオフセットされる。オフセット幅ΔＶは、ＶＣＣ×Ｒ３／（Ｒ３＋Ｒ４）であり、抵抗Ｒ３、Ｒ４により設定可能である。たとえば誤差要因として電圧コンパレータＣＭＰ２１のオフセット電圧が支配的であるとする。この場合、オフセット幅ΔＶは、電圧コンパレータＣＭＰ２１のオフセット電圧よりもわずかに大きいことが好ましい（たとえば２０ｍＶ）。
【０１４４】  この実施例によれば、出力光強度が小さな範囲において、検出精度を高めることができる。特に図１６では、分圧回路４３の２個のＲ３、Ｒ４を挿入するのみでよいため、低コスト、小面積で、検出精度を高めることができる。
【０１４５】  また上述のように、分圧回路４３によって、分圧された第２検出信号Ｖ３２の傾きの絶対値は、分圧回路が無い場合に比べて小さくなる。したがって、出力光強度がある程度大きな定常点灯の領域Ａでは、分圧回路４３によるオフセット幅ΔＶの影響は、出力光強度が小さい領域に比べて十分に小さくなり、検出値に与える影響は無視しうる。
【０１４６】  分圧回路４３の導入にともない、第２抵抗Ｒ２の抵抗値を最適化することにより、第２検出信号Ｖ３２の傾きとオフセット幅ΔＶは、独立かつ任意に設定できることが理解されよう。
【０１４７】  蛍光体異常検出回路４２の電圧コンパレータＣＭＰ１の出力は、オープンコレクタ（オープンドレイン）形式であり、異常検出時にローレベル（ＶＧＮＤ）、正常時にオープン（ハイインピーダンス）となる。判定部４０ｂは、ハイインピーダンスとＶＧＮＤの２状態をとる検出信号Ｓ１ａを、中間レベルＶＭＩＤとＶＧＮＤの２状態をとる検出信号Ｓ１ｂにレベルシフトして、点灯回路１２０に出力する。
【０１４８】  蛍光体異常検出回路４２の後段には、第１レベルシフト回路４６ａが設けられる。電圧コンパレータＣＭＰ１の出力がハイインピーダンスのとき、トランジスタＴｒ１のベース電圧は、Ｖｂ１＝ＶＣＣ×Ｒ８／（Ｒ７＋Ｒ８）である。このとき、第１レベルシフト回路４６ａは、トランジスタＴｒ１のエミッタ電圧（Ｖｅ１＝Ｖｂ１−Ｖｂｅ）を、中間レベルＶＭＩＤの異常検出信号Ｓ１ｂとして出力する。抵抗Ｒ９、キャパシタＣ３は、静電気対策用に設けられる。
【０１４９】  電圧コンパレータＣＭＰ１の出力がローレベルＶＧＮＤのとき、トランジスタＴｒ１はオフであり、エミッタはハイインピーダンスとなる。トランジスタＴｒ１のエミッタは点灯回路１２０側の受信回路によりプルダウンされ、第１レベルシフト回路４６ａの出力Ｓ１ｂは、ローレベルＶＧＮＤとなる。
【０１５０】  第１レベルシフト回路４６ａを設けたことにより、異常検出信号Ｓ１ｂは、ハイレベルとローレベルの２状態ではなく、中間レベルＶＭＩＤと、ハイレベルとローレベルの一方（ここではＶＧＮＤ）と、の２状態で伝送される。異常検出信号Ｓ１ｂを受信する点灯回路１２０においては、異常検出信号Ｓ１ｂが中間レベルＶＭＩＤである場合には、光源１０が通常駆動し、異常検出信号Ｓ１ｂが中間レベルＶＭＩＤから逸脱した場合に、光源１０を消灯するなど適切な保護処理を実行する。
【０１５１】  つまり異常検出信号Ｓ１ｂの信号設計に関して、異常を示すアサートレベルを、信号ラインにオープン故障やショート故障等の異常が生じた場合にも発生し得ない電圧レベルである中間レベルＶＭＩＤに割り当て、正常を示すネゲートレベルを、異常が生じた場合に取り得る電圧レベルとした。これにより、異常検出信号Ｓ１ａを伝送する線路にショート故障あるいはオープン故障が発生した状況において、異常検出信号Ｓ１ａが異常を示した場合（アサート）と同様に、適切な保護処理を実行できる。
【０１５２】  判定部４０ｂは、さらにＣＯＤ（Catastrophic Optical Damage）検出回路４４を備える。ＣＯＤとは、電気的特性には現われないが、出力光量の著しい低下をともなうレーザダイオード１２の故障モードをいう。
【０１５３】  ＣＯＤ検出回路４４は、第２プリアンプ３８の出力Ｖ２２を、しきい値電圧ＶＴＨＨと比較し、Ｖ２２＜ＶＴＨＨのときハイインピーダンス、Ｖ２２＞ＶＴＨＨのときローレベルＶＧＮＤとなるＣＯＤ検出信号Ｓ２ａを生成する。光源１０がＣＯＤにより非発光状態となると、第２フォトダイオードＰＤ２に流れる電流が実質的にゼロとなり、第２検出信号Ｖ２２が電源電圧ＶＣＣとなる。そこで、電源電圧ＶＣＣ付近にしきい値電圧ＶＴＨＨを設定することで、ＣＯＤを検出できる。
【０１５４】  第２レベルシフト回路４６ｂは、第１レベルシフト回路４６ａと同様に構成され、ＣＯＤ検出回路４４の出力Ｓ２ａを、中間レベルＶＭＩＤと接地レベルＶＧＮＤの２状態をとるＣＯＤ検出信号Ｓ２ｂにレベルシフトする。
【０１５５】  図１７は、受信回路の回路図である。この受信回路８０は、点灯回路１２０に搭載され、信号ライン１３０を介して、図１６の異常検出器３０ｄから、異常検出信号Ｓ１ｂを受信する。受信回路８０は主として、トランジスタＴｒ３〜Ｔｒ５、抵抗Ｒ１３、Ｒ１４を含む。キャパシタＣ５は、静電気対策のため、抵抗Ｒ１３は、接点電流の確保のために設けられる。
【０１５６】  異常検出信号Ｓ１ｂが中間レベルＶＭＩＤ（≒２．８Ｖ）であり正常を示すとき、トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４がオンとなる。またトランジスタＴｒ５がオンとなり、したがって、受信回路８０の出力Ｓ１ｃは、正常を示すローレベル電圧ＶＧＮＤとなる。
【０１５７】  異常検出信号Ｓ１ｂが接地電圧ＶＧＮＤであり異常を示すとき、トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４はオンであるが、トランジスタＴｒ５がオフとなる。したがって、受信回路８０の出力Ｓ１ｃは、異常を示すハイレベル電圧ＶＣＣとなる。
【０１５８】  信号ライン１３０が天絡した場合、トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４がオフするため、受信回路８０の出力Ｓ１ｃは、異常検出信号Ｓ１ｂが異常を示す場合と同様に、ハイレベル電圧ＶＣＣとなる。信号ライン１３０が地絡した場合は、異常検出信号Ｓ１ｂが接地電圧ＶＧＮＤの場合と同じであるためやはり、受信回路８０の出力Ｓ１ｃは、異常を示すハイレベル電圧ＶＣＣとなる。
【０１５９】  このように、図１７の受信回路８０によれば、その入力が中間レベルＶＭＩＤであるときに第１レベル（ＶＧＮＤ）、それ以外のレベル（電源電圧ＶＣＣもしくは接地電圧ＶＧＮＤ）であるときに第２レベル（ＶＣＣ）となる信号Ｓ１ｃを生成できる。ＣＯＤ検出信号Ｓ２ｂの受信回路も、同様に構成することができる。
【０１６０】  以上、本発明のある側面について、第３の実施の形態をもとに説明した。第３の実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。
【０１６１】（第５の変形例）  図１８は、第５の変形例に係る異常検出器３０ｅの回路図である。図１６の異常検出器３０ｄでは、２つの異常検出信号Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂを、２本の信号ライン１３０を用いて並列に伝送する場合を説明したが、図１８の異常検出器３０ｅでは、複数の異常検出信号を論理演算により１つの異常検出信号に束ねた後に、１本の信号ライン１３０で伝送する。
【０１６２】  論理ゲート４８は、蛍光体異常検出回路４２、ＣＯＤ検出回路４４の出力Ｓ１ａ、Ｓ１ｂの論理和を生成する。たとえば論理ゲート４８は、アノードが共通に接続された２個のダイオードＤ１，Ｄ２を含む。電圧コンパレータＣＭＰ１、ＣＭＰ２の出力が、ハイレベル・ローレベルの２状態をとる場合、論理ゲート４８は、ＯＲゲートで構成できる。レベルシフト回路４６の構成は、上述の第１レベルシフト回路４６ａと同様である。
【０１６３】  異常検出信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂの少なくとも一方が異常を示すローレベルＶＧＮＤとなると、トランジスタＴｒ１のベース電圧が低下し、トランジスタＴｒ１がオフする。これにより異常検出信号Ｓ１はローレベルＶＧＮＤとなる。
【０１６４】  異常検出信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂがすべて正常を示すハイインピーダンス状態となると、トランジスタＴｒ１のベース電圧Ｖｂ１が上昇し、トランジスタＴｒ１のエミッタ電位Ｖｅ１はＶｂ１−Ｖｂｅとなる。これにより異常検出信号Ｓ１は中間電圧ＶＭＩＤとなる。
【０１６５】  図１８の異常検出器３０ｅによれば、信号線の本数を減らすことができる。この異常検出器３０ｅは、点灯回路１２０において、異常が発生した要因を区別する必要が無い場合に有効である。
【０１６６】（第６の変形例）  図１４、図１６、図１８ではいずれも、２状態を取り得る異常検出信号Ｓ１を伝送する場合を説明したが、本発明はそれには限定されない。たとえば判定部４０は点灯回路１２０側のメインの基板に実装することとし、第１プリアンプ３６、第２プリアンプ３８それぞれの出力を、信号ラインで伝送してもよい。
【０１６７】（第７の変形例）  実施の形態では、判定部４０を電圧コンパレータＣＭＰ１で構成したが、本発明はそれには限定されない。たとえば判定部４０は、第１検出信号Ｖ１、第２検出信号Ｖ２それぞれをＡ／Ｄコンバータによりデジタル値Ｄ１、Ｄ２に変換し、デジタル値Ｄ１、Ｄ２を、デジタル信号処理することにより、異常を判定してもよい。この場合、第１プリアンプ３６、第２プリアンプ３８、Ａ／Ｄコンバータをサブ基材１２８に実装し、判定部４０をメインの基板に実装してもよいし、判定部４０をサブ基材１２８に実装してもよい。
【０１６８】（第８の変形例）  図１６を参照して説明したオフセット幅ΔＶを導入する方法は、分圧回路４３には限定されない。たとえば、電圧コンパレータＣＭＰ１を、入力オフセット電圧を調節可能に構成し、第１検出信号Ｖ１、第２検出信号Ｖ２の少なくとも一方をオフセットさせてもよい。この場合、ノイズ等の誤差要因による誤検出を防止できる。
【０１６９】（第９の変形例）  図１４の異常検出器３０ｃにおいて、第１検出信号Ｖ１、第２検出信号Ｖ２の少なくとも一方をオフセットさせることも有効である。具体的には、図５（ａ）の第２検出信号Ｖ２を正方向にオフセットさせてもよい。これは、第１演算増幅器ＯＡ１の非反転入力端子（＋）に、オフセット幅ΔＶに対応する固定電圧を印加すればよい。
【０１７０】  最後に、車両用灯具１の用途を説明する。図１９は、実施の形態に係る車両用灯具１を備えるランプユニット（ランプアッシー）５００の斜視図である。ランプユニット５００は、透明のカバー５０２、ハイビームユニット５０４、ロービームユニット５０６、筐体５０８を備える。上述の車両用灯具１は、たとえばハイビームユニット５０４に用いることができる。車両用灯具１は、ひとつ、あるいは複数の光源１０を備える。ハイビームユニット５０４に代えて、あるいはそれに加えて、ロービームユニット５０６に車両用灯具１を用いてもよい。
【０１７１】  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】
【０１７２】１…車両用灯具、１０…光源、１２…レーザダイオード、１４…蛍光体、１６…光学系、１８…ハウジング、２０…励起光、２２…蛍光、２４…出力光、３０…異常検出器、３２…第１フォトセンサ、３４…第２フォトセンサ、３６…第１電流電圧変換回路、３８…第２電流電圧変換回路、ＰＤ１…第１フォトダイオード、ＣＦ１…第１カラーフィルタ、ＰＤ２…第２フォトダイオード、ＣＦ２…第２カラーフィルタ、４０…判定部、４６…レベルシフト回路、４８…論理ゲート、Ｒ１…第１抵抗、Ｒ２…第２抵抗、ＯＡ１…第１演算増幅器、ＯＡ２…第２演算増幅器、ＣＭＰ…電圧コンパレータ、Ｖ１…第１検出電圧、Ｖ２…第２検出電圧、Ｓ１…異常検出信号、３００…フォトダイオードモジュール、３０２…金属ケース、ＣＭＰ２…電圧コンパレータ、５００…ランプユニット、５０２…カバー、５０４…ハイビームユニット、５０６…ロービームユニット、５０８…筐体。
【産業上の利用可能性】
【０１７３】  本発明は、車両用灯具に使用できる。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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