(57)【要約】【課題】固体発光素子に流れる過剰な電流の低減を図る。【解決手段】点灯装置１は、電源部１０と、切換部１１と、電荷引抜部１２とを備えている。切換部１１は、１つ又は複数のスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６と、１つ又は複数のスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６をオン・オフする駆動回路１１０とを有している。電荷引抜部１２は、抵抗１２０と引抜用スイッチ素子Ｑ２の直列回路を有している。直列回路は、平滑コンデンサＣ１及び切換部１１と電気的に並列接続されている。電荷引抜部１２は、切換部１１のスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６がオンする前に、引抜用スイッチ素子Ｑ２をオンすることで平滑コンデンサＣ１の充電電荷を引き抜くように構成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源部と、切換部と、電荷引抜部とを備え、
前記電源部は、入力電圧を直流の出力電圧に変換する電圧変換回路と、前記電圧変換回路を制御する制御部とを有し、
前記電圧変換回路は、出力端間に平滑コンデンサを有するＤＣ／ＤＣコンバータであり、
前記制御部は、前記電圧変換回路の出力電流を定電流化するように前記電圧変換回路を制御し、
前記切換部は、１つ又は複数のスイッチ素子と、１つ又は複数の前記スイッチ素子をオン・オフする駆動回路とを有して前記平滑コンデンサと電気的に並列接続されており、
１つ又は複数の前記スイッチ素子のそれぞれは、１つの固体発光素子又は複数の固体発光素子の直列回路と電気的に並列接続されており、
前記電荷引抜部は、抵抗と引抜用スイッチ素子の直列回路を有し、前記直列回路は、前記平滑コンデンサと電気的に並列接続されており、
前記電荷引抜部は、前記切換部の前記スイッチ素子がオンする前に、前記引抜用スイッチ素子をオンすることで前記平滑コンデンサの充電電荷を引き抜くように構成されている固体発光素子点灯装置。
【請求項２】
前記切換部の駆動回路は、前記電荷引抜部が前記引抜用スイッチ素子をオンしてから所定時間が経過した後、前記１つ又は複数のスイッチ素子のうちの少なくとも１つのスイッチ素子をオンする請求項１記載の固体発光素子点灯装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記電荷引抜部が前記引抜用スイッチ素子をオンする前に前記電圧変換回路の出力電圧を低下させ、
さらに、前記制御部は、前記切換部の駆動回路が前記１つ又は複数のスイッチ素子のうちの少なくとも１つのスイッチ素子をオンした後に前記電圧変換回路の出力電圧を上昇させる請求項２記載の固体発光素子点灯装置。
【請求項４】
前記引抜用スイッチ素子がオンした時点から前記切換部の前記スイッチ素子がオンするまでの期間は、前記スイッチ素子がオンしたときに前記電源部から出力される出力電流の電流値が、前記オンしたスイッチ素子の電流定格値以下であり、かつ、前記固体発光素子の点灯に必要な電流の最小値以上となる時間である請求項２又は３記載の固体発光素子点灯装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記電荷引抜部が前記引抜用スイッチ素子をオンしている期間において、前記電圧変換回路を制御して、前記電源部の出力電圧の電圧値を、前記引抜用スイッチ素子をオンする前の電圧値以下とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体発光素子点灯装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記切換部の駆動回路が前記１つ又は複数のスイッチ素子のうちの少なくとも１つのスイッチ素子をオンした後、前記電圧変換回路の出力電圧を、点灯している前記固体発光素子の個数に対応した電圧値とするように前記電圧変換回路を制御する請求項３記載の固体発光素子点灯装置。
【請求項７】
前記電荷引抜部は、前記切換部の駆動回路にオンされる前記スイッチ素子の個数が増えるほど、前記抵抗の抵抗値を減少するように構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の固体発光素子点灯装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の固体発光素子点灯装置と、前記固体発光素子点灯装置によって点灯させられる１つ又は複数の固体発光素子と、前記１つ又は複数の固体発光素子を収容する灯具本体とを有する灯具。
【請求項９】
前記灯具本体内に収容される放熱部材を有し、
前記放熱部材は、前記固体発光素子並びに前記電荷引抜部の前記抵抗に熱的に結合されている請求項８記載の灯具。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の灯具と、前記灯具を搭載した車体とを有する車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体発光素子点灯装置、灯具及び車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体発光素子点灯装置の従来例として、特許文献１記載のＬＥＤ点灯装置を例示する。この従来例は、電源部、制御部、遅延回路、定電流回路などを備えている。電源部はＤＣ／ＤＣコンバータであり、出力端間に平滑用コンデンサを有している。そして、平滑用コンデンサの両端間にＬＥＤ光源が接続されている。ＬＥＤ光源は、車両に搭載されている前照灯の走行灯（ハイビーム）を構成するＬＥＤブロックと、すれ違い灯（ロービーム）を構成するＬＥＤブロックとを備えている。すれ違い灯のＬＥＤブロックは、一方のスイッチング素子がオンになると短絡され、オフになると導通させられる。また、走行灯のＬＥＤブロックは、他方のスイッチング素子がオンになると短絡され、オフになると導通させられる。これら２つのスイッチング素子は、制御部によってオン・オフされる。定電流回路は、２つのトランジスタを有し、それら２つのトランジスタを介して、２つのスイッチング素子のゲート抵抗に定電流を流すことでそれぞれのスイッチング素子をオンする。遅延回路は、定電流回路の２つのトランジスタのベース端子に印加する電圧の変化を緩慢にすることにより、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲート電圧を緩慢に上昇又は下降させる。
【０００３】
上記従来例は、スイッチング素子によるＬＥＤブロックの端子間の開放から短絡へ切り換える動作、及び短絡から開放へ切り換える動作を、電源部の出力電力の応答動作より緩慢にしている。上記従来例は、ＬＥＤブロックの端子間を短絡及び開放した際、ＬＥＤブロックに過剰な電流が流れることを防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２８１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来例は、遅延回路を構成するコンデンサや抵抗の温度特性などの影響により、スイッチング素子の切替動作と電源部の出力電力の応答動作を精度よく一致させることが難しい。そのため、上記従来例は、ＬＥＤブロックに過剰な電流が流れることを防止できない場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、固体発光素子に流れる過剰な電流の低減を図ることができる固体発光素子点灯装置、灯具及び車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る固体発光素子点灯装置は、電源部と、切換部と、電荷引抜部とを備えている。前記電源部は、入力電圧を直流の出力電圧に変換する電圧変換回路と、前記電圧変換回路を制御する制御部とを有している。前記電圧変換回路は、出力端間に平滑コンデンサを有するＤＣ／ＤＣコンバータである。前記制御部は、前記電圧変換回路の出力電流を定電流化するように前記電圧変換回路を制御する。前記切換部は、１つ又は複数のスイッチ素子と、１つ又は複数の前記スイッチ素子をオン・オフする駆動回路とを有して前記平滑コンデンサと電気的に並列接続されている。１つ又は複数の前記スイッチ素子のそれぞれは、１つの固体発光素子又は複数の固体発光素子の直列回路と電気的に並列接続されている。前記電荷引抜部は、抵抗と引抜用スイッチ素子の直列回路を有している。前記直列回路は、前記平滑コンデンサと電気的に並列接続されている。前記電荷引抜部は、前記切換部の前記スイッチ素子がオンする前に、前記引抜用スイッチ素子をオンすることで前記平滑コンデンサの充電電荷を引き抜くように構成されている。
【０００８】
本発明の一態様に係る灯具は、前記固体発光素子点灯装置と、前記固体発光素子点灯装置によって点灯させられる１つ又は複数の固体発光素子と、前記１つ又は複数の固体発光素子を収容する灯具本体とを有する。
【０００９】
本発明の一態様に係る車両は、前記灯具と、前記灯具を搭載した車体とを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の固体発光素子点灯装置、灯具及び車両は、固体発光素子に流れる過剰な電流の低減を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る固体発光素子点灯装置の回路構成図である。
【図２】図２は、同上の固体発光素子点灯装置における切換部の回路構成図である。
【図３】図３は、同上の固体発光素子点灯装置の動作説明用のタイミングチャートである。
【図４】図４は、同上の固体発光素子点灯装置の別の動作説明用のタイミングチャートである。
【図５】図５は、同上の固体発光素子点灯装置における電荷引抜部の別の構成を示す回路図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係る灯具の側面断面図である。
【図７】図７は、同上の灯具の平面断面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態に係る車両の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態に係る固体発光素子点灯装置、灯具及び車両について、図面を参照して詳細に説明する。以下に説明する実施形態は、発光ダイオードのような固体発光素子を点灯する固体発光素子点灯装置、及び、固体発光素子点灯装置を用いた灯具に関する。さらに、以下に説明する実施形態は、灯具を前照灯に用いた車両に関する。なお、以下の実施形態で説明する構成は本発明の一例にすぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１３】
本実施形態に係る固体発光素子点灯装置（以下、点灯装置と略す）１は、図１に示す様に、電源部１０と、切換部１１と、電荷引抜部１２と、制御部１４とを備えている。点灯装置１は、発光部１３に直流電力を供給して点灯する。発光部１３は、４つの固体発光素子を有している。ただし、固体発光素子の個数は４つに限定されず、１つ又は２〜３つ、あるいは５つ以上であってもよい。固体発光素子は、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）が好ましい。発光部１３は、第１ＬＥＤ１３Ａ、第２ＬＥＤ１３Ｂ、第３ＬＥＤ１３Ｃ、第４ＬＥＤ１３Ｄの４つのＬＥＤの直列回路で構成されている。ただし、固体発光素子はＬＥＤに限定されず、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子やレーザーダイオードなどでも構わない。
【００１４】
発光部１３において、第１ＬＥＤ１３Ａのカソードが第２ＬＥＤ１３Ｂのアノードに電気的に接続され、第２ＬＥＤ１３Ｂのカソードが第３ＬＥＤ１３Ｃのアノードに電気的に接続されている。さらに、第３ＬＥＤ１３Ｃのカソードが第４ＬＥＤ１３Ｄのアノードに電気的に接続されている。なお、以下の説明では、第１ＬＥＤ１３Ａのアノードを発光部１３の正極と呼び、第４ＬＥＤ１３Ｄのカソードを発光部１３の負極と呼ぶ場合がある。
【００１５】
電源部１０は、図１に示すように、電圧変換回路１００と、第１制御回路１４０とを有している。電圧変換回路１００は、入力電圧を直流の出力電圧Ｖ１に変換する。入力電圧は、例えば、車両に搭載されているバッテリである直流電源２から供給されることが好ましい。電圧変換回路１００は、フライバック方式のＤＣ／ＤＣコンバータである。電圧変換回路１００は、第１スイッチング素子Ｑ１、トランスＴ１、ダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ１などを構成要素として備える。トランスＴ１は、１次巻線Ｎ１と２次巻線Ｎ２を有する。１次巻線Ｎ１の巻き始め側の端末が電源スイッチ３を介して直流電源２の正極と電気的に接続されている。１次巻線Ｎ１の巻き終わり側の端末が第１スイッチング素子Ｑ１のドレインに電気的に接続されている。第１スイッチング素子Ｑ１は、ｎチャネル・エンハンスメント型の電界効果トランジスタである。第１スイッチング素子Ｑ１のソースは、直流電源２の負極及びグランドと電気的に接続されている。トランスＴ１の２次巻線Ｎ２の巻き始め側の端末が平滑コンデンサＣ１の一端及びグランドに電気的に接続されている。また、２次巻線Ｎ２の巻き終わり側の端末がダイオードＤ１のアノードと電気的に接続されている。ダイオードＤ１のカソードが平滑コンデンサＣ１の他端と電気的に接続されている。
【００１６】
第１制御回路１４０は、発振器１４３、第１比較器１４４、第２比較器１４５、誤差増幅器１４６、定電流源１４７、トランジスタＱ７、抵抗Ｒ２などを備えることが好ましい。発振器１４３は、ＲＳフリップフロップ回路で構成されている。発振器１４３の出力端子Ｑが電圧変換回路１００の第１スイッチング素子Ｑ１のゲートに電気的に接続されている。発振器１４３のセット端子Ｓが第１比較器１４４の出力端子と電気的に接続されている。発振器１４３のリセット端子Ｒが第２比較器１４５の出力端子と電気的に接続されている。第１比較器１４４のプラスの入力端子に第１基準電圧Ｖｒ１が入力されている。第１比較器１４４のマイナスの入力端子に、トランスＴ１の２次巻線Ｎ２に流れる２次電流の大きさに比例した第２検出電圧Ｖｘ２が入力されている。つまり、第１比較器１４４は、第２検出電圧Ｖｘ２と第１基準電圧Ｖｒ１を比較し、第２検出電圧Ｖｘ２が第１基準電圧Ｖｒ１よりも低いときに出力端子の電圧をハイレベルとする。また、第１比較器１４４は、第２検出電圧Ｖｘ２が第１基準電圧Ｖｒ１以上のときに出力端子の電圧をローレベルとする。ゆえに、発振器１４３は、第１比較器１４４の出力端子の電圧がハイレベルに立ち上がると、出力端子Ｑから第１スイッチング素子Ｑ１のゲートにハイレベルの駆動信号ＶＧ１を出力して第１スイッチング素子Ｑ１をオンする。
【００１７】
第２比較器１４５のマイナスの入力端子が、トランジスタＱ７のエミッタと定電流源１４７との接続点に電気的に接続されている。また、第２比較器１４５のプラスの入力端子に、トランスＴ１の１次巻線Ｎ１に流れる１次電流の大きさに比例した第１検出電圧Ｖｘ１が入力されている。トランジスタＱ７はｐｎｐ型のバイポーラトランジスタである。トランジスタＱ７のベースが誤差増幅器１４６の出力端子と電気的に接続されている。トランジスタＱ７のコレクタが抵抗Ｒ２を介してグランドと電気的に接続されている。誤差増幅器１４６のプラスの入力端子に第２基準電圧Ｖｒ２が入力されている。また、誤差増幅器１４６のマイナスの入力端子に、検出抵抗Ｒ１の両端電圧である第３検出電圧Ｖｘ３が入力されている。検出抵抗Ｒ１は、電圧変換回路１００の負極側の出力端、詳細には、平滑コンデンサＣ１の低電位側の一端と電気的に接続されている。ゆえに、第３検出電圧Ｖｘ３は、電源部１０から発光部１３に供給される出力電流Ｉ１に比例した直流電圧となる。
【００１８】
誤差増幅器１４６は、第３検出電圧Ｖｘ３と第２基準電圧Ｖｒ２との差分（誤差）を増幅してトランジスタＱ７のベースに出力している。つまり、定電流源１４７からトランジスタＱ７を介して抵抗Ｒ２に流れる電流の値は、第３検出電圧Ｖｘ３と第２基準電圧Ｖｒ２との差分に比例した値となる。ゆえに、第２比較器１４５のマイナスの入力端子には、第３検出電圧Ｖｘ３と第２基準電圧Ｖｒ２との差分に比例した指令電圧Ｖｙが入力される。
【００１９】
第２比較器１４５は、第１検出電圧Ｖｘ１と指令電圧Ｖｙを比較し、第１検出電圧Ｖｘ１が指令電圧Ｖｙ以上のときに出力端子の電圧をハイレベルとする。また、第２比較器１４５は、第１検出電圧Ｖｘ１が指令電圧Ｖｙ未満のときに出力端子の電圧をローレベルとする。ゆえに、発振器１４３は、第２比較器１４５の出力端子の電圧がハイレベルに立ち上がると、出力端子Ｑの電圧をローレベルに落として、第１スイッチング素子Ｑ１のゲートへのハイレベルの駆動信号ＶＧ１の出力を停止して第１スイッチング素子Ｑ１をオフする。
【００２０】
第１制御回路１４０は、発光部１３に供給する出力電流Ｉ１を検出し、出力電流Ｉ１の大きさを、指令電圧Ｖｙで指示する目標値に一致させるように、電圧変換回路１００の第１スイッチング素子Ｑ１をオン・オフ制御している。ただし、第２基準電圧Ｖｒ２は、後述する第２制御回路１４１によって調整可能である。
【００２１】
切換部１１は、４つのスイッチ素子Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６と、これら４つのスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６を個別にオン・オフする駆動回路１１０とを有することが好ましい。４つのスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６は、いずれもｎチャネル・エンハンスメント型の電界効果トランジスタである。第１のスイッチ素子Ｑ３のドレインが発光部１３の正極及び電源部１０の正極側の出力端と電気的に接続されている。第１のスイッチ素子Ｑ３のソースが第１ＬＥＤ１３Ａのカソードと電気的に接続されている。第２のスイッチ素子Ｑ４のドレインが第１のスイッチ素子Ｑ３のソース及び第２ＬＥＤ１３Ｂのアノードと電気的に接続されている。第２スイッチ素子Ｑ４のソースが第２ＬＥＤ１３Ｂのカソードと電気的に接続されている。第３のスイッチ素子Ｑ５のドレインが第２のスイッチ素子Ｑ４のソース及び第３ＬＥＤ１３Ｃのアノードと電気的に接続されている。第３スイッチ素子Ｑ５のソースが第３ＬＥＤ１３Ｃのカソードと電気的に接続されている。第４のスイッチ素子Ｑ６のドレインが第３のスイッチ素子Ｑ５のソース及び第４ＬＥＤ１３Ｄのアノードと電気的に接続されている。第４スイッチ素子Ｑ６のソースが発光部１３の負極及びグランドと電気的に接続されている。つまり、第１のスイッチ素子Ｑ３がオンしているときは電源部１０の出力電流Ｉ１が第１ＬＥＤ１３Ａに流れないために第１ＬＥＤ１３Ａが消灯し、第１のスイッチ素子Ｑ３がオフしているときは出力電流Ｉ１が流れるために第１ＬＥＤ１３Ａが点灯する。同じく、第２のスイッチ素子Ｑ４がオンしているときは出力電流Ｉ１が流れないために第２ＬＥＤ１３Ｂが消灯し、第２のスイッチ素子Ｑ４がオフしているときは出力電流Ｉ１が流れるために第２ＬＥＤ１３Ｂが点灯する。第３のスイッチ素子Ｑ５がオンしているときは出力電流Ｉ１が流れないために第３ＬＥＤ１３Ｃが消灯し、第３のスイッチ素子Ｑ５がオフしているときは出力電流Ｉ１が流れるために第３ＬＥＤ１３Ｃが点灯する。第４のスイッチ素子Ｑ６がオンしているときは出力電流Ｉ１が流れないために第４ＬＥＤ１３Ｄが消灯し、第４のスイッチ素子Ｑ６がオフしているときは出力電流Ｉ１が流れるために第４ＬＥＤ１３Ｄが点灯する。
【００２２】
駆動回路１１０は、図２に示すように、駆動信号発生部１１１と、４つのレベルシフト回路１１２Ａ〜１１２Ｄと、４つのドライバ回路１１３Ａ〜１１３Ｄとを有している。駆動信号発生部１１１は、第１乃至第４の出力ポートを有しており、第１乃至第４の出力ポートのそれぞれからハイレベルの駆動信号を出力する。なお、駆動信号発生部１１１は、第１乃至第４の出力ポートのうち、第２制御回路１４１から指示される１つ乃至４つの出力ポートから駆動信号を出力する。
【００２３】
第１のレベルシフト回路１１２Ａは、第１の出力ポートから出力される駆動信号の電圧レベルをシフトして第１のドライバ回路１１３Ａに出力する。第２のレベルシフト回路１１２Ｂは、第２の出力ポートから出力される駆動信号の電圧レベルをシフトして第２のドライバ回路１１３Ｂに出力する。第３のレベルシフト回路１１２Ｃは、第３の出力ポートから出力される駆動信号の電圧レベルをシフトして第３のドライバ回路１１３Ｃに出力する。第４のレベルシフト回路１１２Ｄは、第４の出力ポートから出力される駆動信号の電圧レベルをシフトして第４のドライバ回路１１３Ｄに出力する。ただし、第１乃至第４のレベルシフト回路１１２Ａ〜１１２Ｄは、制御電源１１４から給電されて動作する。
【００２４】
第１のドライバ回路１１３Ａは、第１のレベルシフト回路１１２Ａから入力される駆動信号を増幅し、増幅後の駆動信号ＶＧ３を第１のスイッチ素子Ｑ３のゲートに印加する。第１のスイッチ素子Ｑ３は、駆動信号ＶＧ３がゲートに印加されている場合にオンとなり、駆動信号ＶＧ３がゲートに印加されていない場合にオフとなる。第２のドライバ回路１１３Ｂは、第２のレベルシフト回路１１２Ｂから入力される駆動信号を増幅し、増幅後の駆動信号ＶＧ４を第２のスイッチ素子Ｑ４のゲートに印加する。第２のスイッチ素子Ｑ４は、駆動信号ＶＧ４がゲートに印加されている場合にオンとなり、駆動信号ＶＧ４がゲートに印加されていない場合にオフとなる。第３のドライバ回路１１３Ｃは、第３のレベルシフト回路１１２Ｃから入力される駆動信号を増幅し、増幅後の駆動信号ＶＧ５を第３のスイッチ素子Ｑ５のゲートに印加する。第３のスイッチ素子Ｑ５は、駆動信号ＶＧ５がゲートに印加されている場合にオンとなり、駆動信号ＶＧ５がゲートに印加されていない場合にオフとなる。第４のドライバ回路１１３Ｄは、第４のレベルシフト回路１１２Ｄから入力される駆動信号を増幅し、増幅後の駆動信号ＶＧ６を第４のスイッチ素子Ｑ６のゲートに印加する。第４のスイッチ素子Ｑ６は、駆動信号ＶＧ６がゲートに印加されている場合にオンとなり、駆動信号ＶＧ６がゲートに印加されていない場合にオフとなる。ただし、第１乃至第４のドライバ回路１１３Ａ〜１１３Ｄは、制御電源１１４から給電されて動作する。なお、レベルシフト回路１１２及びドライバ回路１１３の個数は４つに限定されず、発光部１３の固体発光素子の個数に応じて、１つ又は２〜３つあるいは５つ以上でもよい。
【００２５】
電荷引抜部１２は、図１に示すように、抵抗１２０と、引抜用スイッチ素子Ｑ２とを有している。引抜用スイッチ素子Ｑ２は、ｎチャネル・エンハンスメント型の電界効果トランジスタである。引抜用スイッチ素子Ｑ２のドレインが抵抗１２０を介して電源部１０の高電位側の出力端と電気的に接続されている。引抜用スイッチ素子Ｑ２のソースがグランド及び検出抵抗Ｒ１と電気的に接続されている。つまり、電荷引抜部１２は、電源部１０の平滑コンデンサＣ１と電気的に並列接続されている。電荷引抜部１２は、引抜用スイッチ素子Ｑ２をオンすることにより、平滑コンデンサＣ１の充電電荷を、抵抗１２０を介して引き抜くように構成されている。
【００２６】
第２制御回路１４１は、例えば、マイクロコントローラで構成されることが好ましい。第２制御回路１４１は、通信インタフェース部１５を介して外部機器、例えば、車両に搭載されている電子制御ユニット（Electronic Control Unit）から制御指令を受け取ることができる。更に詳しく説明すると、通信インタフェース部１５は、電子制御ユニットとの間で、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）と呼ばれる多重通信プロトコルによって通信を行う。さらに、通信インタフェース部１５は、第２制御回路１４１を構成するマイクロコントローラに搭載されているシリアル通信装置（ＵＡＲＴ＜Universal Asynchronous Receiver/Transmitter＞）との間でも通信を行う。
【００２７】
制御指令は、例えば、４つのＬＥＤ１３Ａ〜１３Ｄのそれぞれの点灯／消灯の切り換えを指示する第１制御指令や出力電流Ｉ１の目標値を指示する第２制御指令などを含む。第２制御回路１４１は、第１制御指令を受け取ると、第１制御指令で点灯させるように指示されたＬＥＤ１３Ａ〜１３Ｄと対応するスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６をオフするための制御信号を駆動回路１１０に出力する。また、第２制御回路１４１は、第１制御指令を受け取ると、第１制御指令で消灯させるように指示されたＬＥＤ１３Ａ〜１３Ｄと対応するスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６をオンするための制御信号を駆動回路１１０に出力する。さらに、第２制御回路１４１は、第２制御指令を受け取ると、第２制御指令で指示された目標値に応じて、第１制御回路１４０の第２基準電圧Ｖｒ２の電圧値を調整する。
【００２８】
第２制御回路１４１は、電荷引抜部１２の動作を制御している。つまり、第２制御回路１４１は、電荷引抜部１２の引抜用スイッチ素子Ｑ２のゲートに、バッファ１４２を介して駆動信号ＶＧ２を出力している。引抜用スイッチ素子Ｑ２は、ゲートに駆動信号ＶＧ２が入力されているとき（駆動信号ＶＧ２がハイレベルのとき）にオンし、ゲートに駆動信号ＶＧ２が入力されていないとき（駆動信号ＶＧ２がローレベルのとき）にオフする。なお、第１制御回路１４０は、第２制御回路１４１を構成するマイクロコントローラによって構成されても構わない。
【００２９】
次に、制御部１４の制御動作について、図３に示すタイムチャートを参照しつつ詳細に説明する。なお、図３に示すタイムチャートは、発光部１３の全てのＬＥＤ１３Ａ〜１３Ｄが点灯している状態において、第１ＬＥＤ１３Ａを消灯するように指示する第１制御指令を第２制御回路１４１が受け取った場合の制御動作に対応している。
【００３０】
ここで、第２制御回路１４１は、発光部１３の全てのＬＥＤ１３Ａ〜１３Ｄを点灯させている状態では、駆動信号ＶＧ２をローレベルとして引抜用スイッチ素子Ｑ２をオフしている。そして、この状態における電源部１０は、４つのＬＥＤ１３Ａ〜１３Ｄの点灯中の順方向電圧をＶＦとしたとき、出力電圧Ｖ１の電圧値をＶＦ×４に等しくするように動作する。つまり、第２制御回路１４１が第２基準電圧Ｖｒ２の電圧値を発光部１３の定格電流値に対応した値に調整することにより、第１制御回路１４０が第１スイッチング素子Ｑ１をＰＷＭ（パルス幅変調）制御して出力電圧Ｖ１の電圧値をＶＦ×４に等しくしている。
【００３１】
第２制御回路１４１は、第１ＬＥＤ１３Ａを消灯するように指示する第１制御指令を受け取ると、第１ＬＥＤ１３Ａを消灯する前に、第１制御回路１４０に指示して第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチングを停止させる（時間ｔ＝ｔ１）。例えば、第２制御回路１４１は、第１制御回路１４０における第１基準電圧Ｖｒ１をゼロとし、発振器１４３の出力端子Ｑから駆動信号ＶＧ１が出力されないようにすることで電源部１０を停止させればよい。電源部１０が停止しても、電圧変換回路１００の平滑コンデンサＣ１に充電されている電荷が放電されている間は出力電流Ｉ１が減少しながら流れ続ける。また、電源部１０の出力電圧Ｖ１は、平滑コンデンサＣ１の放電とともに低下する。なお、発光部１３は、出力電流Ｉ１が流れている間は点灯状態を維持する。
【００３２】
第２制御回路１４１は、電源部１０を停止してから所定時間が経過した時点（時間ｔ＝ｔ１）でバッファ１４２を介してハイレベルの駆動信号ＶＧ２を出力し、電荷引抜部１２の引抜用スイッチ素子Ｑ２をオンする。ただし、所定時間（＝ｔ２−ｔ１）は、平滑コンデンサＣ１の両端電圧が、発光部１３の全てのＬＥＤ１３Ａ〜１３Ｄの点灯状態を維持することができる電圧以上に保たれる時間であることが好ましい。例えば、ＬＥＤ１３Ａ〜１３Ｄが点灯状態を維持することができる順方向電圧ＶＦの最小値をＶＦｍｉｎとすれば、時間ｔ＝ｔ２の時点における出力電圧Ｖ１は、ＶＦｍｉｎ×４にほぼ等しい値となる。
【００３３】
電荷引抜部１２は、第２制御回路１４１によって引抜用スイッチ素子Ｑ２がオンされると、平滑コンデンサＣ１の電荷を引き抜く。電荷引抜部１２が平滑コンデンサＣ１の電荷を引き抜けば、電源部１０の出力電圧Ｖ１がさらに低下する。なお、出力電圧Ｖ１が低下する速さは、平滑コンデンサＣ１の容量値と抵抗１２０の抵抗値との積によって決まる。
【００３４】
第２制御回路１４１は、引抜用スイッチ素子Ｑ２をオンした時点（時間ｔ＝ｔ２）から所定の時間Ｔｄｃが経過した時点（時間ｔ＝ｔ３）で、第１のスイッチ素子Ｑ３をオンするための制御信号を切換部１１の駆動回路１１０に出力する。そして、切換部１１の駆動回路１１０は、制御信号を受け取るとハイレベルの駆動信号ＶＧ３を出力して第１のスイッチ素子Ｑ３をオンする。第１のスイッチ素子Ｑ３がオンすると、時間ｔ＝ｔ３の直前の出力電圧Ｖ１と、３つのＬＥＤ１３Ｂ〜１３Ｄに対応した電圧（＝ＶＦｍｉｎ×３）との差分に応じて出力電流Ｉ１が瞬間的に増加した後、出力電圧Ｖ１がＶＦｍｉｎ×３に等しい値となる。それから、第２制御回路１４１は、駆動信号ＶＧ２をローレベルにして引抜用スイッチ素子Ｑ２をオフする（時間ｔ＝ｔ４）。さらに、第２制御回路１４１は、電源部１０の動作を再開する（時間ｔ＝ｔ５）。電源部１０が動作を再開すると、出力電圧Ｖ１が３つのＬＥＤ１３Ｂ〜１３Ｄに対応した電圧（＝ＶＦ×３）まで上昇し、出力電流Ｉ１が目標値、例えば、ＬＥＤ１３Ｂ〜１３Ｄの定格電流値に復帰する。
【００３５】
ここで、電荷引抜部１２によって平滑コンデンサＣ１の充電電荷が引き抜かれない場合、第１のスイッチ素子Ｑ３がオンした時点で、図３に破線αで示すように、過大な出力電流Ｉ１が瞬間的に流れる可能性が高い。これに対して本実施形態の点灯装置１では、電荷引抜部１２が平滑コンデンサＣ１の充電電荷を引き抜いた後に、切換部１１の第１のスイッチ素子Ｑ３がオフからオンに切り換わる。その結果、第１のスイッチ素子Ｑ３がオンした時点における平滑コンデンサＣ１の両端電圧が確実に低下しているため、発光部１３に流れる過剰な電流の低減を図ることができる。ここで、引抜用スイッチ素子Ｑ２がオンした時点（時間ｔ＝ｔ２）から第１のスイッチ素子Ｑ３がオンするまでの期間Ｔｄｃは、以下のような条件を満たす時間であることが好ましい。その条件は、第１のスイッチ素子Ｑ３がオンしたときに電源部１０から出力される出力電流Ｉ１の電流値が、第１のスイッチ素子Ｑ３の電流定格値以下であり、かつ、発光部１３の点灯に必要な電流の最小値以上であるという条件である。所定期間Ｔｄｃが上述のような時間であれば、第１のスイッチ素子Ｑ３のオン時に流れる電流の増加を抑えることにより、第１のスイッチ素子Ｑ３に加わるストレスの低減を図ることができる。
【００３６】
なお、第２制御回路１４１は、第１ＬＥＤ１３Ａを再度点灯するように指示する第１制御指令を受け取ると（時間ｔ＝ｔ６）、電荷引抜部１２による電荷の引抜を行わずに、駆動信号ＶＧ３をローレベルにして第１のスイッチ素子Ｑ３をオフする。電源部１０の出力電流Ｉ１は第１のスイッチ素子Ｑ３がオフした直後に瞬間的に減少するが、すぐに元の電流値に復帰する。また、電源部１０の出力電圧Ｖ１は、第１のスイッチ素子Ｑ３がオフした後、４つのＬＥＤ１３Ａ〜１３Ｄに対応した電圧（＝ＶＦ×４）に戻る。なお、制御部１４は、切換部１１の他のスイッチ素子Ｑ４〜Ｑ６をオンする場合においても、基本的に、上述した第１のスイッチ素子Ｑ３をオンする場合と同様の制御動作を行う。
【００３７】
ところで、制御部１４の第２制御回路１４１は、切換部１１のスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６をオンする前に、電荷引抜部１２の引抜用スイッチ素子Ｑ２をオフしてもよい。点灯装置１は、引抜用スイッチ素子Ｑ２を切換部１１のスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６より先にオフしても、発光部１３に流れる過剰な電流の低減を図ることができる。
【００３８】
また、制御部１４の第２制御回路１４１は、図４のタイムチャートに示すように、電荷引抜部１２の引抜用スイッチ素子Ｑ２をオンしている間、電源部１０を動作させてもよい（時間ｔ＝t１〜ｔ３）。さらに、第２制御回路１４１は、電荷引抜部１２の抵抗１２０の抵抗値が、電圧変換回路１００の定格容量を満たす程度に小さければ、引抜用スイッチ素子Ｑ２をオンしている間、電源部１０の出力電力を維持又は低下させるだけでもよい。この場合、引抜用スイッチ素子Ｑ２がオンした時点で平滑コンデンサＣ１の充電電荷が引き抜かれ、所定時間Ｔｄｃが経過した時点で電源部１０の出力電圧Ｖ１を所定値（例えば、ＶＦｍｉｎ×３）以下とすることができる。
【００３９】
さらに、第２制御回路１４１は、出力電流Ｉ１の目標値を下げて発光部１３を調光する場合、電荷引抜部１２の引抜用スイッチ素子Ｑ２を常にオンしてもよい。電圧変換回路１００の負荷として電荷引抜部１２の抵抗１２０が発光部１３と並列に接続されることにより、電圧変換回路１００の出力電圧Ｖ１が安定し、出力電流Ｉ１を安定して減少させることができる。
【００４０】
また、電荷引抜部１２は、図５に示すように、抵抗１２１とスイッチ素子１２２の直列回路が抵抗１２０と電気的に並列接続された回路構成を有していてもよい。スイッチ素子１２２は、第２制御回路１４１によってオン・オフされることが好ましい。スイッチ素子１２２がオンすることより、電荷引抜部１２の抵抗値が２つの抵抗１２０、１２１の抵抗値の合成抵抗値となり、１つの抵抗１２０の抵抗値よりも小さくなる。例えば、第２制御回路１４１は、２つ以上のスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６をオンする場合にスイッチ素子１２２をオンして電荷引抜部１２の抵抗値を小さくすることが好ましい。これにより、電荷引抜部１２は、１つのスイッチ素子Ｑ３のみがオンされる場合と同程度の時間Ｔｄｃで平滑コンデンサＣ１の充電電荷を引き抜くことができる。あるいは、電荷引抜部１２は、抵抗と引抜用スイッチ素子の直列回路を複数有し、これら複数の直列回路が電気的に並列接続された回路構成を有してもよい。第２制御回路１４１は、２つ以上のスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６をオンする場合、複数の引抜用スイッチ素子をオンして電荷引抜部１２の抵抗値を小さくすることが好ましい。
【００４１】
上述のように点灯装置１は、電源部１０と、切換部１１と、電荷引抜部１２とを備えている。電源部１０は、入力電圧を直流の出力電圧Ｖ１に変換する電圧変換回路１００と、電圧変換回路１００を制御する制御部１４とを有している。電圧変換回路１００は、出力端間に平滑コンデンサＣ１を有するＤＣ／ＤＣコンバータである。制御部１４は、電圧変換回路１００の出力電流Ｉ１を定電流化するように電圧変換回路１００を制御する。切換部１１は、１つ又は複数のスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６と、１つ又は複数のスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６をオン・オフする駆動回路１１０とを有して平滑コンデンサＣ１と電気的に接続されている。１つ又は複数のスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６のそれぞれは、１つの固体発光素子又は複数の固体発光素子（第１乃至第４ＬＥＤ１３Ａ〜１３Ｄ）の直列回路と電気的に並列接続されている。電荷引抜部１２は、抵抗１２０と引抜用スイッチ素子Ｑ２の直列回路を有している。直列回路は、平滑コンデンサＣ１と電気的に並列接続されている。電荷引抜部１２は、切換部１１のスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６がオンする前に、引抜用スイッチ素子Ｑ２をオンすることで平滑コンデンサＣ１の充電電荷を引き抜くように構成されている。
【００４２】
点灯装置１が上述のように構成されれば、電荷引抜部１２によって充電電荷を引き抜いて平滑コンデンサＣ１の両端電圧を低下させた後に切換部１１のスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６をオンすることにより、固体発光素子に流れる過剰な電流の低減を図ることができる。
【００４３】
また、点灯装置１において、切換部１１の駆動回路１１０は、電荷引抜部１２が引抜用スイッチ素子Ｑ２をオンしてから所定時間Ｔｄｃが経過した後、１つ又は複数のスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６のうちの少なくとも１つのスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６をオンすることが好ましい。
【００４４】
点灯装置１が上述のように構成されれば、平滑コンデンサＣ１の両端電圧を十分に低下させ、固体発光素子に流れる過剰な電流の更なる低減を図ることができる。
【００４５】
さらに、点灯装置１において、制御部１４は、電荷引抜部１２が引抜用スイッチ素子Ｑ２をオンする前に電圧変換回路１００の出力電圧Ｖ１を低下させることが好ましい。制御部１４は、切換部１１の駆動回路１１０が１つ又は複数のスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６のうちの少なくとも１つのスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６をオンした後に電圧変換回路１００の出力電圧を上昇させることが好ましい。
【００４６】
点灯装置１が上述のように構成されれば、電圧変換回路１００の出力電圧Ｖ１を低下させない場合と比較して、平滑コンデンサＣ１の両端電圧を十分に低下させ、固体発光素子に流れる過剰な電流の更なる低減を図ることができる。
【００４７】
また、点灯装置１において、引抜用スイッチ素子Ｑ２がオンした時点から切換部１１のスイッチ素子Ｑ３がオンするまでの期間Ｔｄｃは、次の条件を満たす時間であることが好ましい。当該時間は、スイッチ素子Ｑ３がオンしたときに電源部１０から出力される出力電流Ｉ１の電流値が、オンしたスイッチ素子Ｑ３の電流定格値以下であり、かつ、固体発光素子（ＬＥＤ１３Ｂ〜１３Ｄ）の点灯に必要な電流の最小値以上となる時間である。
【００４８】
点灯装置１が上述のように構成されれば、スイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６のオン時に流れる電流の増加を抑えてスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６に加わるストレスの低減を図ることができる。
【００４９】
さらに、点灯装置１において、制御部１４は、電荷引抜部１２が引抜用スイッチ素子Ｑ２をオンしている期間Ｔｄｃにおいて、電圧変換回路１００を制御して、電源部１０の出力電圧Ｖ１の電圧値を所定値以下とすることが好ましい。なお、所定値は、引抜用スイッチ素子Ｑ２をオンする前の出力電圧Ｖ１の電圧値である。
【００５０】
点灯装置１が上述のように構成されれば、平滑コンデンサＣ１の充電電荷を引き抜くために必要な引抜用スイッチ素子Ｑ２のオン期間の短縮を図ることができる。
【００５１】
また、点灯装置１において、制御部１４は、切換部１１の駆動回路１１０が１つ又は複数のスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６のうちの少なくとも１つのスイッチ素子Ｑ３をオンした後、電圧変換回路１００を以下のように制御することが好ましい。すなわち、制御部１４は、出力電圧Ｖ１を、点灯している固体発光素子の個数に対応した電圧値とするように電圧変換回路１００を制御することが好ましい。
【００５２】
点灯装置１が上述のように構成されれば、点灯している固体発光素子に過剰な電圧が印加されることを防ぐことができる。
【００５３】
さらに、点灯装置１において、電荷引抜部１２は、切換部１１の駆動回路１１０にオンされるスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６の個数が増えるほど、抵抗の抵抗値を減少するように構成されていることが好ましい。
【００５４】
点灯装置１が上述のように構成されれば、駆動回路１１０にオンされるスイッチ素子Ｑ３〜Ｑ６の個数に関わらず、１つのスイッチ素子Ｑ３のみがオンされる場合と同程度の時間Ｔｄｃで、電荷引抜部１２が平滑コンデンサＣ１の充電電荷を引き抜くことができる。
【００５５】
次に、本実施形態に係る灯具４を説明する。灯具４は、図６及び図７に示すように、点灯装置１、４つの光源ユニット５（５Ａ〜５Ｄ）、灯具本体４０、カバー４１などを備えることが好ましい。灯具本体４０は、合成樹脂により、前面が開口された箱状に形成されている。カバー４１は、ガラスやアクリル樹脂などの透光性を有する材料により、後面が開口された箱状に形成されている。そして、灯具本体４０の前端にカバー４１の後端が結合されている。そして、灯具本体４０内に４つの光源ユニット５Ａ〜５Ｄが収容されている。
【００５６】
４つの光源ユニット５は、基本的に共通の構造を有している。したがって、代表して第３の光源ユニット５Ｃの構造について、図６を参照して説明する。第３の光源ユニット５Ｃは、第３ＬＥＤ１３Ｃ、筐体５０、レンズ５１、放熱部材５２、反射部材５３などを有している。第３ＬＥＤ１３Ｃは、実装基板１３１ＣにＬＥＤチップ１３０Ｃが実装されて構成されている。筐体５０は、金属材料で箱状に形成され、第３ＬＥＤ１３Ｃを内部に収容している。レンズ５１は、ガラスやアクリル樹脂などの透光性を有する材料によって半球状に形成されている。レンズ５１は、筐体５０の先端に取り付けられている。放熱部材５２は、例えば、アルミダイカストなどによって形成されている。反射部材５３は、アルミ板などの金属材料により、半球状に形成されている。第３ＬＥＤ１３Ｃは、実装基板１３１Ｃを放熱部材５２の表面に接触させるようにして放熱部材５２に取り付けられている。また、反射部材５３は、第３ＬＥＤ１３Ｃを内側に納めれるようにして放熱部材５２に取り付けられている。ゆえに、第３ＬＥＤ１３Ｃから放射される光は、反射部材５３の内周面に反射された後、レンズ５１で集光される。なお、４つの光源ユニット５Ａ〜５Ｄは、図７に示すように、灯具本体４０内において、横方向に一列に並べて配置されることが好ましい。
【００５７】
点灯装置１は、金属製のケース１６に収容されて灯具本体４０の外側面に取り付けられている。なお、点灯装置１と４つの光源ユニット５Ａ〜５Ｄとは、電線５４を介して電気的に接続されている（図６及び図７参照）。
【００５８】
ここで、灯具４は、電荷引抜部１２の抵抗１２０が、４つの光源ユニット５のうちのいずれか、例えば、第３の光源ユニット５Ｃの実装基板１３１Ｃに実装されることが好ましい。つまり、灯具４は、引抜用スイッチ素子Ｑ２がオンして抵抗１２０に放電電流が流れているとき、抵抗１２０から発生するジュール熱を放熱部材５２によって効率的に放熱させることができる。したがって、抵抗１２０がケース１６の外に設けられることにより、抵抗１２０用の放熱板がケース１６内に収容されることがない。その結果、灯具４は、抵抗１２０用の放熱板がケース１６内に収容される場合と比較して、点灯装置１の小型化を図ることができる。さらに、抵抗１２０用の放熱板がＬＥＤ１３Ｃ用の放熱部材５２で兼用されるため、灯具４は、部品点数の削減を図ることができる。
【００５９】
本実施形態に係る車両６は、例えば、セダンタイプの普通乗用車であることが好ましい（図８参照）。本実施形態に係る灯具４は、車両６の車体６０の前端部における左右両側に配置される。つまり、本実施形態に係る灯具４は、車両６の前照灯に用いられることが好ましい。
【００６０】
灯具４は上述のように、固体発光素子点灯装置１と、固体発光素子点灯装置１によって点灯させられる１つ又は複数の固体発光素子（ＬＥＤ１３Ａ〜１３Ｄ）と、１つ又は複数の固体発光素子を収容する灯具本体４０とを有する。
【００６１】
灯具４が上述のように構成されれば、固体発光素子に流れる過剰な電流の低減を図ることができる。
【００６２】
また、灯具４において、灯具本体４０内に収容される放熱部材５２を有することが好ましい。放熱部材５２は、固体発光素子並びに電荷引抜部１２の抵抗１２０に熱的に結合されていることが好ましい。
【００６３】
灯具４が上述のように構成されれば、固体発光素子と抵抗１２０で放熱部材５２を兼用することにより、部品点数の削減を図ることができる。
【００６４】
車両６は上述のように、灯具４と、灯具４を搭載した車体６０とを有している。
【００６５】
車両６が上述のように構成されれば、固体発光素子に流れる過剰な電流の低減を図ることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１  固体発光素子点灯装置
４  灯具
６  車両
１０  電源部
１１  切換部
１２  電荷引抜部
１３Ａ  第１ＬＥＤ（固体発光素子）
１３Ｂ  第２ＬＥＤ（固体発光素子）
１３Ｃ  第３ＬＥＤ（固体発光素子）
１３Ｄ  第４ＬＥＤ（固体発光素子）
１４  制御部
４０  灯具本体
５２  放熱部材
１００  電圧変換回路
１１０  駆動回路
Ｑ２  引抜用スイッチ素子
Ｑ３〜Ｑ６  スイッチ素子
Ｃ１  平滑コンデンサ
【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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