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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-03
(45)【発行日】2024-09-11
(54)【発明の名称】車両用灯具システム
(51)【国際特許分類】
H05B 45/375 20200101AFI20240904BHJP
B60Q 1/04 20060101ALI20240904BHJP
B60Q 11/00 20060101ALI20240904BHJP
H05B 45/10 20200101ALI20240904BHJP
H05B 45/52 20200101ALI20240904BHJP
H05B 47/16 20200101ALI20240904BHJP
【ＦＩ】
H05B45/375
B60Q1/04 E
B60Q11/00 610B
B60Q11/00 625
H05B45/10
H05B45/52
H05B47/16
【請求項の数】
22
(21)【出願番号】P 2022526996
(86)(22)【出願日】2021-05-21
(86)【国際出願番号】 JP2021019412
(87)【国際公開番号】W WO2021241451
(87)【国際公開日】2021-12-02
【審査請求日】2024-02-20
(31)【優先権主張番号】P 2020094517
(32)【優先日】2020-05-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2020094657
(32)【優先日】2020-05-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2020094918
(32)【優先日】2020-05-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2020094919
(32)【優先日】2020-05-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000001133
【氏名又は名称】株式会社小糸製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(74)【代理人】
【識別番号】100109047
【弁理士】
【氏名又は名称】村田 雄祐
(74)【代理人】
【識別番号】100109081
【弁理士】
【氏名又は名称】三木 友由
(72)【発明者】
【氏名】太田 優
(72)【発明者】
【氏名】加藤 昌司
(72)【発明者】
【氏名】柳津 翔平
(72)【発明者】
【氏名】菊池 賢
【審査官】松本 泰典
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１５５２８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１１６９１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－８６１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１１－５１５０２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２９５６４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２７２４１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１１７６０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１２５０７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１３９６０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１０／０２８３３９７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１７／０８６２２０（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｂ ４５／３７５
Ｂ６０Ｑ １／０４
Ｂ６０Ｑ １１／００
Ｈ０５Ｂ ４５／１０
Ｈ０５Ｂ ４５／５２
Ｈ０５Ｂ ４７／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
アレイ型発光デバイスを含む配光可変光源であって、前記アレイ型発光デバイスは、電源端子と、電気的に並列接続され、空間的にマトリクス状に配置された複数の画素回路と、を有している、配光可変光源と、前記アレイ型発光デバイスに電力を供給する電源ユニットを含む電源回路と、
を備え、
前記電源ユニットは、
その出力が、電源ラインを介して前記アレイ型発光デバイスの前記電源端子と接続されるＤＣ／ＤＣコンバータと、
制御可能な補正電圧を生成する電圧設定回路と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧に応じた制御対象電圧と前記補正電圧とにもとづいて、フィードバック電圧を生成するフィードバック回路と、
前記フィードバック電圧をフィードバックピンに受け、前記フィードバック電圧が所定の目標電圧に近づくように、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するコンバータコントローラと、
を備えることを特徴とする灯具システム。
【請求項2】
前記電源ユニットは、前記電源ラインと独立した検出ラインを介して、前記アレイ型発光デバイスの前記電源端子と接続される検出端子をさらに備え、
前記制御対象電圧は、前記検出端子に発生する検出電圧に比例することを特徴とする請求項１に記載の灯具システム。
【請求項3】
前記制御対象電圧は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力に発生する電圧に比例することを特徴とする請求項１に記載の灯具システム。
【請求項4】
前記フィードバック回路は、オペアンプを有する減算回路を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の灯具システム。
【請求項5】
前記電圧設定回路は、デジタル信号を生成するマイクロコントローラと、
前記デジタル信号を前記補正電圧に変換するＤ／Ａコンバータと、
を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の灯具システム。
【請求項6】
前記配光可変光源は、複数のアレイ型発光デバイスを含み、前記電源回路は、前記複数のアレイ型発光デバイスに対応する複数の電源ユニットを含むことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の灯具システム。
【請求項7】
アレイ型発光デバイスを含む配光可変光源であって、前記アレイ型発光デバイスは、電源端子と、電気的に並列接続され、空間的にマトリクス状に配置された複数の画素回路と、を有している、配光可変光源と、前記アレイ型発光デバイスに電力を供給する電源ユニットを含む電源回路と、
を備え、
前記電源ユニットは、
その出力が、電源ケーブルを介して前記アレイ型発光デバイスと接続されるＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記電源ケーブルと独立した検出ラインを介して、前記アレイ型発光デバイスの前記電源端子と接続される検出端子と、
前記検出端子に生ずる検出電圧に応じた第１フィードバック電圧を生成するフィードバック回路と、
前記第１フィードバック電圧にもとづいて、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するコンバータコントローラと、
を備えることを特徴とする灯具システム。
【請求項8】
前記フィードバック回路は、前記検出電圧またはそれに応じた電圧を分圧する分圧回路を含むことを特徴とする請求項７に記載の灯具システム。
【請求項9】
前記フィードバック回路は、前記検出電圧またはそれに応じた電圧を増幅するアンプを含むことを特徴とする請求項７または８に記載の灯具システム。
【請求項10】
前記フィードバック回路は、前記第１フィードバック電圧に加えて、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧にもとづく第２フィードバック電圧を生成可能であり、前記第１フィードバック電圧と前記第２フィードバック電圧の一方を、前記コンバータコントローラに供給することを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の灯具システム。
【請求項11】
前記フィードバック回路は、前記検出ラインの異常を検出する異常検出回路を含み、前記検出ラインが正常であるとき、前記第１フィードバック電圧を前記コンバータコントローラに供給し、前記検出ラインに異常が検出されると、前記第２フィードバック電圧を前記コンバータコントローラに供給することを特徴とする請求項１０に記載の灯具システム。
【請求項12】
前記異常検出回路は、前記検出ラインのオープン故障を検出することを特徴とする請求項１１に記載の灯具システム。
【請求項13】
前記電源回路は、前記異常の検出が、所定時間にわたり継続すると、前記配光可変光源への電力供給が停止することを特徴とする請求項１１または１２に記載の灯具システム。
【請求項14】
前記配光可変光源は、複数のアレイ型発光デバイスを含み、前記電源回路は、前記複数のアレイ型発光デバイスに対応する複数の電源ユニットを含むことを特徴とする請求項７から１３のいずれかに記載の灯具システム。
【請求項15】
アレイ型発光デバイスを含む配光可変光源であって、前記アレイ型発光デバイスは、電源端子と、電気的に並列接続され、空間的にマトリクス状に配置された複数の画素回路と、を有している、配光可変光源と、前記アレイ型発光デバイスに電力を供給する電源ユニットを含む電源回路と、
を備え、
前記電源ユニットは、
その出力が電源ケーブルを介して前記アレイ型発光デバイスと接続されるＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記電源ケーブルとは独立した検出ラインを介して、前記アレイ型発光デバイスの前記電源端子と接続される検出端子と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するコンバータコントローラと、
少なくとも前記検出端子に生ずる検出電圧にもとづいて、前記電源ケーブルの電気的状態を検出する監視回路と、
を備えることを特徴とする灯具システム。
【請求項16】
前記監視回路は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧と前記検出電圧にもとづいて、前記電源ケーブルの断線を検出することを特徴とする請求項１５に記載の灯具システム。
【請求項17】
前記監視回路は、前記出力電圧に応じた第１電圧を第１デジタル値に変換し、前記検出電圧に応じた第２電圧を第２デジタル値に変換し、前記第１デジタル値と前記第２デジタル値の差分が所定のしきい値より大きいとき、前記電源ケーブルの断線と判定することを特徴とする請求項１６に記載の灯具システム。
【請求項18】
前記電源回路は、Ａ／Ｄコンバータを内蔵し、前記第１電圧および前記第２電圧を前記第１デジタル値および前記第２デジタル値に変換するマイクロコントローラを備え、前記監視回路は、前記マイクロコントローラに実装されることを特徴とする請求項１７に記載の灯具システム。
【請求項19】
前記監視回路は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧、前記検出電圧および前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流にもとづいて、前記電源ケーブルのインピーダンスを検出することを特徴とする請求項１５から１８のいずれかに記載の灯具システム。
【請求項20】
前記コンバータコントローラは、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が目標電圧に近づくように、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御することを特徴とする請求項１５から１９のいずれかに記載の灯具システム。
【請求項21】
前記コンバータコントローラは、前記検出電圧が目標電圧に近づくように、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御することを特徴とする請求項１５から１９のいずれかに記載の灯具システム。
【請求項22】
前記配光可変光源は、複数のアレイ型発光デバイスを含み、前記電源回路は、前記複数のアレイ型発光デバイスに対応する複数の電源ユニットを含むことを特徴とする請求項１５から２１のいずれかに記載の灯具システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用灯具に関する。
【背景技術】
【0002】
車両用灯具は、一般にロービームとハイビームとを切りかえることが可能である。ロービームは、自車近傍を所定の照度で照明するものであって、対向車や先行車にグレアを与えないよう配光規定が定められており、主に市街地を走行する場合に用いられる。一方、ハイビームは、前方の広範囲および遠方を比較的高い照度で照明するものであり、主に対向車や先行車が少ない道路を高速走行する場合に用いられる。したがって、ハイビームはロービームと比較してより運転者による視認性に優れているが、車両前方に存在する車両の運転者や歩行者にグレアを与えてしまうという問題がある。
【0003】
近年、車両の周囲の状態にもとづいて、ハイビームの配光パターンを動的、適応的に制御するＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）が提案されている。ＡＤＢ技術は、車両の前方の先行車、対向車や歩行者の有無を検出し、車両あるいは歩行者に対応する領域を減光あるいは消灯するなどして、車両あるいは歩行者に与えるグレアを低減するものである。
【0004】
ＡＤＢランプとして、ＬＥＤ（発光ダイオード）ストリングとバイパス回路を組み合わせたバイパス方式の構成が実用化されている。図１は、バイパス方式のランプ１Ｒのブロック図である。
【0005】
ＡＤＢランプ１Ｒは、ＬＥＤストリング（ＬＥＤバー）５０と、定電流ドライバ７０、バイパス回路８０を備える。ＬＥＤストリング５０は、直列に接続された複数のＬＥＤ５２＿１～５２＿ｎ（ｎ≧２）を含む。ＡＤＢランプ１Ｒは、複数のＬＥＤ５２＿１～５２＿ｎそれぞれの出射ビームが、車両前方の仮想鉛直スクリーン４０上において、異なる領域を照射するように構成されている。
【0006】
定電流ドライバ７０は、所定の電流量に安定化された駆動電流ＩＬＥＤを生成し、ＬＥＤストリング５０に供給する電流源７２を含む。バイパス回路８０は、複数のＬＥＤ５２＿１～５２＿ｎと並列に設けられた複数のスイッチＳＷ１～ＳＷｎを含む。
【0007】
バイパス回路８０のあるスイッチＳＷｉ（１≦ｉ≦ｎ）がオフの状態では、電流源６０が生成する電流ＩＬＥＤは、ＬＥＤ５２＿ｉに流れるため、ＬＥＤ５２＿ｉは点灯する。スイッチＳＷｉがオンの状態では、電流源６０が生成する電流ＩＬＥＤは、スイッチＳＷｉに迂回して流れるため、ＬＥＤ５２＿ｉは消灯する。
【0008】
仮想鉛直スクリーン４０上には、複数のバイパススイッチＳＷ１～ＳＷｎのオン、オフに応じた配光パターン４２が形成される。
【0009】
図２は、バイパス方式のランプ１Ｒの別の構成例を示すブロック図である。
ＡＤＢランプ１Ｒは、ＬＥＤストリング（ＬＥＤバー）５０と、電流源６０、電源回路７０、バイパス回路８０を備える。電流源６０は、ＬＥＤストリング５０と直列に設けられ、所定の電流量に安定化された駆動電流ＩＬＥＤを生成する。電源回路７０は、ＬＥＤストリング５０と電流源６０の両端間に、電源電圧を供給する。バイパス回路８０は、複数のＬＥＤ５２＿１～５２＿ｎと並列に設けられた複数のスイッチＳＷ１～ＳＷｎを含む。
ＡＤＢランプ１Ｒは、ＬＥＤストリング（ＬＥＤバー）５０と、電流源６０、電源回路７０、バイパス回路８０を備える。電流源６０は、ＬＥＤストリング５０と直列に設けられ、所定の電流量に安定化された駆動電流ＩＬＥＤを生成する。電源回路７０は、ＬＥＤストリング５０と電流源６０の両端間に、電源電圧を供給する。バイパス回路８０は、複数のＬＥＤ５２＿１～５２＿ｎと並列に設けられた複数のスイッチＳＷ１～ＳＷｎを含む。
【0010】
図１あるいは図２のバイパス方式のランプでは、ＬＥＤ５２の個数ｎ、すなわちオン、オフ制御可能な領域の分割数は、数個から多くて十数個程度である。より多くの分割数を実現するため、ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイ方式のＡＤＢランプが提案されている。図３は、ＬＥＤアレイ方式のＡＤＢランプ１Ｓのブロック図である。ＡＤＢランプ１Ｓは、ＬＥＤアレイデバイス１０と、配光コントローラ２０、電源回路３０を備える。ＬＥＤアレイデバイス１０は、アレイ状に配置される複数のＬＥＤ１２と、複数のＬＥＤ１２を駆動するＬＥＤドライバ１４を備え、１パッケージ化されたデバイスである。１画素（画素回路ともいう）は、ＬＥＤ１２とＬＥＤドライバ１４で構成され、ＬＥＤドライバ１４は、ＬＥＤ１２と直列に接続される電流源（スイッチ）を含み、電流源のオンオフを制御することで、各画素のオン（点灯）、オフ（消灯）を切り替える。
【0011】
電源回路３０は、ＬＥＤアレイデバイス１０に電源電圧ＶＤＤを供給する。電源回路３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２と、そのコントローラ３４を含む。コントローラ３４には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の出力電圧ＶＯＵＴにもとづくフィードバック電圧ＶＦＢがフィードバックされており、フィードバック電圧ＶＦＢが目標値ＶＲＥＦに近づくように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２を制御する。
【0012】
配光コントローラ２０は、複数の画素のオン、オフを指定する制御信号を生成し、ＬＥＤアレイデバイス１０に送信する。ＬＥＤアレイデバイス１０の出射ビームは、図示しない光学系を経て、仮想鉛直スクリーン４０上に照射される。仮想鉛直スクリーン４０には、複数の発光素子１２のオン、オフに対応した配光パターン４２が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【文献】特開２０１８－１７２０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
課題１． 図３のＡＤＢランプ１Ｓにおいて、電源回路３０の出力電圧ＶＯＵＴの目標電圧ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）は、電源回路３０の内部で生成される基準電圧ＶＲＥＦにもとづいて規定されていた。したがって、ＡＤＢランプ１Ｓの動作中に変更することができない。
【0015】
本開示のある態様はかかる状況においてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、電源回路の出力電圧を設定可能な灯具システムの提供にある。
【0016】
課題２． 本発明者は、図３のＡＤＢランプ１Ｓについて検討した結果、以下の課題を認識するに至った。
【0017】
図３の回路では、複数（Ｎ個）の画素回路が並列に接続されるため、電源回路３０の出力電流ＩＯＵＴは、最大でＩＯＵＴ（ＭＡＸ）＝ＩＬＥＤ×Ｎとなる。現状では、数千から１万を超えるような画素数Ｎを持つＬＥＤアレイデバイス１０が開発されている。
【0018】
たとえば、ＩＬＥＤ＝１０ｍＡ，ＬＥＤの個数Ｎ＝３０００とした場合、電源回路３０の最大出力電流ＩＯＵＴ（ＭＡＸ）は３０Ａに達する。
【0019】
電源ケーブル１６やコネクタは、直流抵抗成分Ｒを有しており、大電流が流れることにより、電圧降下ＶＤＲＯＰ（＝Ｒ×ＩＯＵＴ）が生ずる。電源回路３０の出力端の電圧をＶＯＵＴとするとき、ＬＥＤアレイデバイス１０の電源端子に供給される電源電圧（負荷入力端電圧ともいう）ＶＤＤは、
ＶＤＤ＝ＶＯＵＴ－Ｒ×ＩＯＵＴ
となる。画素回路が正常動作するためには、負荷入力端電圧ＶＤＤは、ＶＤＤ（ＭＩＮ）＝Ｖｆ＋ＶＳＡＴ＋αより大きくなければならない。Ｖｆは、ＬＥＤの順方向電圧であり、ＶＳＡＴは定電流源であるＬＥＤドライバ１４の両端間電圧（最低動作電圧）であり、αは電圧マージンである。
ＶＤＤ＝ＶＯＵＴ－Ｒ×ＩＯＵＴ
となる。画素回路が正常動作するためには、負荷入力端電圧ＶＤＤは、ＶＤＤ（ＭＩＮ）＝Ｖｆ＋ＶＳＡＴ＋αより大きくなければならない。Ｖｆは、ＬＥＤの順方向電圧であり、ＶＳＡＴは定電流源であるＬＥＤドライバ１４の両端間電圧（最低動作電圧）であり、αは電圧マージンである。
【0020】
したがって、電源回路３０においては、出力電圧ＶＯＵＴの目標電圧ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）を、
ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＞ＶＤＤ（ＭＩＮ）＋Ｒ×ＩＯＵＴ
を満たすように、コントローラ３４を設計する必要がある。
ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＞ＶＤＤ（ＭＩＮ）＋Ｒ×ＩＯＵＴ
を満たすように、コントローラ３４を設計する必要がある。
【0021】
図４は、図３のＡＤＢランプ１Ｓの動作波形図である。出力電流ＩＯＵＴは、０～ＩＯＵＴ（ＭＡＸ）の範囲で変化する。最大出力電流ＩＯＵＴ（ＭＡＸ）を想定して出力電圧ＶＯＵＴの目標値ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）を、
ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＝ＶＤＤ（ＭＩＮ）＋Ｒ×ＩＯＵＴ（ＭＡＸ）
を満たすように定めたとする。この場合、ＩＯＵＴ≒０の状況で、負荷入力端電圧ＶＤＤが最小電圧ＶＤＤ（ＭＩＮ）に比べて大きくなる。（ＶＤＤ－ＶＤＤ（ＭＩＮ））×ＩＯＵＴは、無駄な電力消費となる。
ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＝ＶＤＤ（ＭＩＮ）＋Ｒ×ＩＯＵＴ（ＭＡＸ）
を満たすように定めたとする。この場合、ＩＯＵＴ≒０の状況で、負荷入力端電圧ＶＤＤが最小電圧ＶＤＤ（ＭＩＮ）に比べて大きくなる。（ＶＤＤ－ＶＤＤ（ＭＩＮ））×ＩＯＵＴは、無駄な電力消費となる。
【0022】
また、仮に出力電流ＩＯＵＴが、想定した最大値ＩＯＵＴ（ＭＡＸ）を超えると、負荷入力端電圧ＶＤＤが、最低電圧ＶＤＤ（ＭＩＮ）を下回る。そうすると、ＬＥＤアレイデバイス１０がちらついたり、消灯してしまう。
【0023】
本開示のある態様はかかる状況においてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、消費電力を削減可能な灯具システムの提供にある。
【0024】
課題３． 本発明者は、図３のＡＤＢランプ１Ｓについて検討した結果、以下の課題を認識するに至った。
【0025】
図３の回路では、複数（Ｎ個）の画素回路が並列に接続されるため、電源回路３０の出力電流ＩＯＵＴは、最大でＩＯＵＴ（ＭＡＸ）＝ＩＬＥＤ×Ｎとなる。現状では、数千から１万を超えるような画素数Ｎを持つＬＥＤアレイデバイス１０が開発されている。
【0026】
たとえば、ＩＬＥＤ＝１０ｍＡ，ＬＥＤの個数Ｎ＝３０００とした場合、電源回路３０の最大出力電流ＩＯＵＴ（ＭＡＸ）は３０Ａに達する。このような大電流を出力可能な電源回路は、サイズが大きくなり、またコストも高くなる。またインダクタやスイッチングトランジスタ等に関して、３０Ａもの大電流に耐えうる部品は、選択肢が大きく制限される。
【0027】
また電源回路３０とＬＥＤアレイデバイス１０の間が１本の電源ケーブル（電源ラインあるいはハーネス）１４で接続されることとなるため、ハーネスにも３０Ａ以上の容量が必要とされる。このような電源ラインは高コストである上に、非常に太く、取り回しが困難である。またハーネス１６を接続するコネクタ（カプラ）にも、大容量の部品を選定する必要がある。
【0028】
電源ケーブルやコネクタは、直流抵抗成分Ｒを有しており、大電流が流れることにより、電圧降下Ｒ×ＩＯＵＴが生ずる。電源回路３０の出力端の電圧をＶＯＵＴとするとき、ＬＥＤアレイデバイス１０の電源ピンに供給される電圧ＶＤＤは、
ＶＤＤ＝ＶＯＵＴ－Ｒ×ＩＯＵＴ
となる。画素回路が正常動作するためには、ＶＤＤ（ＭＩＮ）＝Ｖｆ＋ＶＳＡＴ＋αより大きな電源電圧ＶＤＤが必要となる。Ｖｆは、ＬＥＤの順方向電圧であり、ＶＳＡＴは電流ドライバの定電流源の両端間電圧（最低動作電圧）であり、αは電圧マージンである。したがって、電源回路３０の出力電圧ＶＯＵＴの目標電圧ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）は、
ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＞ＶＤＤ（ＭＩＮ）＋Ｒ×ＩＯＵＴ
を満たすように定める必要がある。
ＶＤＤ＝ＶＯＵＴ－Ｒ×ＩＯＵＴ
となる。画素回路が正常動作するためには、ＶＤＤ（ＭＩＮ）＝Ｖｆ＋ＶＳＡＴ＋αより大きな電源電圧ＶＤＤが必要となる。Ｖｆは、ＬＥＤの順方向電圧であり、ＶＳＡＴは電流ドライバの定電流源の両端間電圧（最低動作電圧）であり、αは電圧マージンである。したがって、電源回路３０の出力電圧ＶＯＵＴの目標電圧ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）は、
ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＞ＶＤＤ（ＭＩＮ）＋Ｒ×ＩＯＵＴ
を満たすように定める必要がある。
【0029】
出力電流ＩＯＵＴは、０～ＩＯＵＴ（ＭＡＸ）の範囲で変化するところ、最大出力電流ＩＯＵＴ（ＭＡＸ）を想定して出力電圧ＶＯＵＴの目標値ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）を定めると、ＩＯＵＴ≒０の状況で画素回路に過剰な電圧ＶＤＤが供給され、無駄な消費電力が発生する。
【0030】
本開示のある態様はかかる状況においてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、上述の問題の少なくともひとつを解決可能な灯具システムの提供にある。
【0031】
課題４． 図１のＡＤＢランプ１Ｒにおいて、定電流ドライバ７０の出力とＬＥＤストリング５０の間は、配線（ハーネス）５４およびコネクタを介して接続される。配線５４が断線し、あるいはコネクタが外れると、ＬＥＤストリング５０が点灯できなくなることから、配線５４の断線検知機能が必要となる。
【0032】
図１のＡＤＢランプ１Ｒでは、配線５４が断線すると、定電流ドライバ７０の出力電流ＩＬＥＤが流れなくなる。そのため、定電流ドライバ７０において、配線の断線を容易に検知できる。
【0033】
一方、図３の灯具システム１Ｓでは、配線１６が断線したとしても、電源回路３０のフィードバックループには影響が及ばない。したがって電源回路３０において、配線１６の断線を検出することができない。
【0034】
本開示のある態様はかかる状況においてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、電源ラインの断線を検出可能な灯具システムの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【0035】
本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。またこの概要は、考えられるすべての実施形態の包括的な概要ではなく、実施形態の欠くべからざる構成要素を限定するものではない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態または複数の実施形態を指すものとして用いる場合がある。
【0036】
１． 一実施形態に係る灯具システムは、アレイ型発光デバイスを含む配光可変光源であって、アレイ型発光デバイスは、電源端子と、電気的に並列接続され、空間的にマトリクス状に配置された複数の画素回路と、を有している、配光可変光源と、アレイ型発光デバイスに電力を供給する電源ユニットを含む電源回路と、を備える。電源ユニットは、その出力が電源ラインを介してアレイ型発光デバイスの電源端子と接続されるＤＣ／ＤＣコンバータと、制御可能な補正電圧を生成する電圧設定回路と、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧に応じた制御対象電圧と補正電圧とにもとづいて、フィードバック電圧を生成するフィードバック回路と、フィードバック電圧をフィードバックピンに受け、フィードバック電圧が所定の目標電圧に近づくように、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するコンバータコントローラと、を備える。
【0037】
この構成によれば、補正電圧に応じて、コンバータコントローラのフィードバックピンのフィードバック電圧を変化させることで、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧あるいはアレイ型発光デバイスの電源端子の電圧の目標値を調整できる。
【0038】
一実施形態において、電源ユニットは、電源ラインと独立した検出ラインを介して、アレイ型発光デバイスの電源端子と接続される検出端子をさらに備えてもよい。制御対象電圧は、検出端子に発生する検出電圧に比例してもよい。この構成によれば、アレイ型発光デバイスの電源端子に、適切な電源電圧が供給されるようにフィードバックループが形成される。したがって、無駄な消費電力を削減できる。
【0039】
一実施形態において、制御対象電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力に発生する電圧に比例してもよい。この構成によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が目標電圧に近づくようにフィードバックループが形成されるため、ＤＣ／ＤＣコンバータに要求される応答速度を低くできる。
【0040】
一実施形態において、フィードバック回路は、オペアンプを有する減算回路を含んでもよい。
【0041】
一実施形態において、電圧設定回路は、デジタル信号を生成するマイクロコントローラと、デジタル信号を補正電圧に変換するＤ／Ａコンバータと、を含んでもよい。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧あるいはアレイ型発光デバイスの電源端子の電圧を、ソフトウェア制御することが可能となる。
【0042】
一実施形態において、配光可変光源は、複数のアレイ型発光デバイスを含んでもよい。電源回路は、複数のアレイ型発光デバイスに対応する複数の電源ユニットを含んでもよい。
【0043】
２． 一実施形態に係る灯具システムは、アレイ型発光デバイスを含む配光可変光源と、電源回路と、を備える。アレイ型発光デバイスは、電源端子と、電気的に並列接続され、空間的にマトリクス状に配置された複数の画素回路と、を有する。電源回路は、アレイ型発光デバイスに電力を供給する電源ユニットを含む。電源ユニットは、その出力が電源ケーブルを介してアレイ型発光デバイスと接続されるＤＣ／ＤＣコンバータと、電源ケーブルと独立した検出ラインを介して、アレイ型発光デバイスの電源端子と接続される検出端子と、検出端子に生ずる検出電圧に応じた第１フィードバック電圧にもとづいて、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するコンバータコントローラと、を備える。
【0044】
この構成によると、電源ケーブルとは独立した検出ラインを追加し、検出ラインを介して、アレイ型発光デバイスの電源端子の電源電圧を直接センシング可能としている。これにより、アレイ型発光デバイスの電源端子に、安定した電源電圧を供給できる。ＤＣ／ＤＣコンバータは、必要以上に高い電圧を生成する必要がなくなるため、消費電力を削減できる。
【0045】
一実施形態において、フィードバック回路は、検出電圧またはそれに応じた電圧を分圧する分圧回路を含んでもよい。この場合、分圧回路の分圧比に応じて、アレイ型発光デバイスの電源端子の電圧の目標値を設定できる。
【0046】
一実施形態において、フィードバック回路は、検出電圧またはそれに応じた電圧を増幅するアンプを含んでもよい。この場合、アンプのゲインに応じて、アレイ型発光デバイスの電源端子の電圧の目標値を設定できる。
【0047】
一実施形態において、フィードバック回路は、第１フィードバック電圧に加えて、出力端子の電圧にもとづく第２フィードバック電圧を生成可能であり、第１フィードバック電圧と第２フィードバック電圧の一方を、コンバータコントローラに供給してもよい。
【0048】
一実施形態において、２つのフィードバック経路を設けることで、システムの堅牢性を高めることができる。あるいは、灯具システムの動作状況に応じて、フィードバック経路を切り替えることで、電源系統の性能を高めることができる。
【0049】
一実施形態において、フィードバック回路は、検出ラインの異常を検出する異常検出回路を含み、検出ラインが正常であるとき、第１フィードバック電圧をコンバータコントローラに供給し、検出ラインに異常が検出されると、第２フィードバック電圧をコンバータコントローラに供給してもよい。検出ラインにオープンやショートなどの異常が生じている場合には、第２フィードバック電圧に切り替えることで、アレイ型発光デバイスの動作を維持できる。
【0050】
一実施形態において、異常検出回路は、検出ラインのオープン故障を検出してもよい。検出ラインがオープン故障（すなわち断線）すると、第１フィードバック電圧が０Ｖから変動しなくなる。この状況でコンバータコントローラがフィードバック制御を継続すると、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が上昇し続け、過電圧状態に陥る。そこでオープン故障を検出することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータの過電圧を抑制できる。
【0051】
一実施形態において、異常検出回路は、検出電圧またはそれに応じた電圧を所定のしきい値と比較する電圧コンパレータを含み、検出電圧がしきい値を下回ったときに、異常と判定してもよい。
【0052】
一実施形態において、電源回路は、異常の検出が、所定時間にわたり継続すると、配光可変光源への電力供給を停止してもよい。
【0053】
一実施形態において、配光可変光源は、複数のアレイ型発光デバイスを含んでもよい。電源回路は、複数のアレイ型発光デバイスに対応する複数の電源ユニットを含んでもよい。この構成では、配光可変光源が、電源端子が独立した複数のアレイ型発光デバイスに分割して構成される。そして、アレイ型発光デバイスごとに電源ユニットを設け、アレイ型発光デバイスと電源ユニットを電源ケーブルで１対１で接続することとしている。これにより、配光可変光源に流れる電流を、複数の系統のＤＣ／ＤＣコンバータに分散させることができ、各ＤＣ／ＤＣコンバータにおける電圧降下の影響を小さくでき、負荷応答性を改善できる。加えてＤＣ／ＤＣコンバータの構成部品、電源ケーブル、コネクタの選択肢が多くなり、設計の自由度が高くなる。
【0054】
３． 一実施形態に係る灯具システムは、複数のアレイ型発光デバイスを含み、各アレイ型発光デバイスは、電源端子と、電気的に並列接続され、空間的にマトリクス状（アレイ状）に配置された複数の画素回路と、を有する、配光可変光源と、複数のアレイ型発光デバイスに対応する複数の電源ユニットと、複数の電源ユニットの出力端子と複数のアレイ型発光デバイスの電源端子を接続する複数の電源ケーブルと、配光指令に応じて、複数のアレイ型発光デバイスの複数の画素回路のオン、オフを制御するコントローラと、を備える。
【0055】
この構成では、配光可変光源が、電源端子が独立した複数のアレイ型発光デバイスに分割して構成される。そして、アレイ型発光デバイスごとに電源ユニットを設け、アレイ型発光デバイスと電源ユニットを電源ケーブルで１対１で接続することとしている。これにより、上述の問題の少なくとも一つを解決できる。
【0056】
一実施形態において、複数のアレイ型発光デバイスの出射ビームは、水平方向に異なる位置に照射されてもよい。
【0057】
一実施形態に係る灯具システムは、電気的に並列接続され、空間的にマトリクス状に配置された複数の画素回路を含み、複数の画素回路は複数のセグメントに分割され、セグメント毎に電源端子が設けられている、アレイ型発光デバイスと、複数のセグメントに対応する複数の電源ユニットと、複数の電源ユニットの出力端子と複数のセグメントの電源端子を接続する複数の電源ケーブルと、配光指令に応じて、アレイ型発光デバイスの複数の画素回路のオン、オフを制御するコントローラと、を備える。
【0058】
この構成では、アレイ型発光デバイスの複数の画素を、複数のセグメントに分割し、セグメントごとに独立した電源端子を設け、セグメントごとに電源ユニットを設けることとしている。これにより上述の問題の少なくとも一つを解決できる。
【0059】
一実施形態において、複数のセグメントの出射ビームが水平方向に関して異なる位置に照射されるように、複数の画素回路を、複数のセグメントに分割してもよい。複数のセグメントの出射ビームが垂直方向に関して異なる位置に照射されるように、複数の画素回路を、複数のセグメントに分割してもよい。
【0060】
一実施形態において、複数の電源ユニットはそれぞれ、フェーズシフト型コンバータを含んでもよい。フェーズシフト型コンバータを採用することで、シングルフェーズのコンバータに比べて、出力電圧や出力電流のリップルを小さくでき、また効率を改善できる。さらに、配光可変光源をＰＷＭ制御する場合、電源ユニットの出力電流は複数の画素回路の点灯率に応じて高速に変動するところ、フェーズシフト型コンバータを採用することで、負荷変動に対する追従性（応答性）を高めることができる。
【0061】
４． 一実施形態に係る灯具システムは、アレイ型発光デバイスを含む配光可変光源と、電源回路と、を備える。アレイ型発光デバイスは、電源端子と、電気的に並列接続され、空間的にマトリクス状に配置された複数の画素回路と、を有している。電源回路は、アレイ型発光デバイスに電力を供給する電源ユニットを含む。電源ユニットは、その出力が電源ケーブルを介してアレイ型発光デバイスと接続されるＤＣ／ＤＣコンバータと、電源ケーブルとは独立した検出ラインを介して、アレイ型発光デバイスの前記電源端子と接続される検出端子と、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するコンバータコントローラと、少なくとも検出端子に生ずる検出電圧にもとづいて、電源ケーブルの電気的状態を検出する監視回路と、を備える。
【0062】
「電源ケーブルの電気的状態」には、電源ラインや接地ラインの断線、コネクタの外れ、電源ラインの地絡や天絡、電源ラインのインピーダンスなどが含まれる。
【0063】
一実施形態において、監視回路は、出力電圧に応じた第１電圧を第１デジタル値に変換し、検出電圧に応じた第２電圧を第２デジタル値に変換し、第１デジタル値と第２デジタル値の差分が所定のしきい値より大きいとき、電源ラインの断線と判定してもよい。
【0064】
一実施形態において、電源回路は、Ａ／Ｄコンバータを内蔵し、第１電圧および第２電圧を第１デジタル値および第２デジタル値に変換するマイクロコントローラを備え、監視回路は、マイクロコントローラに実装されてもよい。
【0065】
一実施形態において、マイクロコントローラは、第１デジタル値と第２デジタル値にもとづいて、電源ケーブルのインピーダンスを計算してもよい。
【0066】
一実施形態において、監視回路は、出力電圧、検出電圧およびＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流にもとづいて、電源ケーブルのインピーダンスを検出してもよい。
【0067】
一実施形態において、コンバータコントローラは、出力電圧が目標電圧に近づくように、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御してもよい。この構成によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が目標電圧に近づくようにフィードバックループが形成されるため、ＤＣ／ＤＣコンバータに要求される応答速度を低くできる。
【0068】
一実施形態において、コンバータコントローラは、検出電圧が目標電圧に近づくように、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御してもよい。この構成によれば、アレイ型発光デバイスの電源端子に、適切な電源電圧が供給されるようにフィードバックループが形成される。したがって、無駄な消費電力を削減できる。
【0069】
一実施形態において、配光可変光源は、複数のアレイ型発光デバイスを含んでもよい。電源回路は、複数のアレイ型発光デバイスに対応する複数の電源ユニットを含んでもよい。
【0070】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【0071】
本開示のある態様によれば、電源回路の出力電圧を設定できる。本開示のある態様によれば、灯具システムの消費電力を削減できる。本開示のある態様によれば、課題３で指摘した問題の少なくともひとつを解決できる。本開示のある態様によれば、灯具システムにおける電源ラインの電気的状態を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【0072】
【図1】バイパス方式のランプのブロック図である。
【図2】バイパス方式のランプのブロック図である。
【図3】ＬＥＤアレイ方式のＡＤＢランプのブロック図である。
【図5】実施形態１．１に係る灯具システムのブロック図である。
【図7】フィードバック回路の構成例を示す回路図である。
【図8】電圧設定回路の構成例を示す回路図である。
【図9】実施形態１．２に係る灯具システムのブロック図である。
【図11】変形例１．１に係るヘッドランプのブロック図である。
【図12】変形例１．２に係るヘッドランプのブロック図である。
【図13】実施形態２に係る灯具システムのブロック図である。
【図15】実施例２．１に係る電源ユニットの回路図である。
【図16】実施例２．２に係る電源ユニットの回路図である。
【図19】変形例２．１に係るヘッドランプを示す図である。
【図20】変形例２．２に係るヘッドランプを示す図である。
【図21】実施形態３．１に係る灯具システムのブロック図である。
【図24】比較技術に係るランプのブロック図である。
【図26】実施形態３．２に係る灯具システムのブロック図である。
【図28】実施形態４．１に係る灯具システムのブロック図である。
【図30】監視回路の構成例を示す回路図である。
【図31】監視回路の別の構成例を示す回路図である。
【図32】実施形態４．２に係る灯具システムのブロック図である。
【図34】変形例４．１に係るヘッドランプを示す図である。
【図35】変形例４．２に係るヘッドランプを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0073】
以下、本発明を好適な実施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、実施形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
（実施形態１）
実施形態１．１、１．２では、上述の課題１に関連する技術を説明する。
実施形態１．１、１．２では、上述の課題１に関連する技術を説明する。
【0078】
（実施形態１．１）
図５は、実施形態１．１に係る灯具システム１００Ａのブロック図である。灯具システム１００Ａは、ＡＤＢランプシステムであり、バッテリ１０２、上位コントローラ１０４およびヘッドランプ２００Ａを備える。
図５は、実施形態１．１に係る灯具システム１００Ａのブロック図である。灯具システム１００Ａは、ＡＤＢランプシステムであり、バッテリ１０２、上位コントローラ１０４およびヘッドランプ２００Ａを備える。
【0079】
上位コントローラ１０４は、ヘッドランプ２００に対する配光指令を生成する。配光指令は、点灯指令と追加情報を含みうる。点灯指令は、ハイビームやロービームのオン、オフを指示する信号を含みうる。点灯指令に応じて、ヘッドランプ２００が形成すべき基本配光が決定される。また追加情報は、ハイビームを照射すべきでない範囲（遮光領域）に関するデータや、車速、ステアリング角などの情報を含みうる。追加情報に応じて、基本配光が修正され、最終的な配光が決定される。上位コントローラ１０４は、車両側のＥＣＵとして構成してもよいし、ヘッドランプ２００に内蔵される灯具側のＥＣＵとして構成してもよい。
【0080】
ヘッドランプ２００Ａは、配光可変光源２１０、電源回路２２０Ａ、コントロールユニット２６０を備えるＡＤＢランプである。
【0081】
配光可変光源２１０は、アレイ状に配置される複数の画素を備え、画素毎にオン、オフが個別制御可能となっている。ヘッドランプ２００において、所望の配光が得られるように、複数の画素のオン、オフが制御される。
【0082】
より具体的には配光可変光源２１０は、アレイ型発光デバイス２１２を備える。アレイ型発光デバイス２１２は、ｎ個の画素回路ＰＩＸ１～ＰＩＸｎと、複数の画素回路ＰＩＸ１～ＰＩＸｎと接続される電源端子ＶＤＤと、を有する。
【0083】
画素回路ＰＩＸｊ（１≦ｊ≦ｎ）は、電源端子ＶＤＤと接地端子（接地ライン）ＧＮＤの間に直列に設けられる発光素子２１３＿ｊおよび電流源２１４＿ｊを含む。複数の発光素子２１３＿１～２１３＿ｎは、ＬＥＤやＬＤ（半導体レーザ）、有機ＥＬ素子などの半導体発光素子であり、空間的にアレイ状（マトリクス状）に配置されている。
【0084】
複数の電流源２１４＿１～２１４＿ｎは個別にオン、オフが制御可能となっており、ｊ番目の電流源２１４＿ｊがオンのとき、対応する発光素子２１３＿ｊが発光し、その画素回路ＰＩＸｊが点灯状態となる。
【0085】
インタフェース回路２１６は、コントロールユニット２６０からの制御信号Ｓ２に応じて、電流源２１４＿１～２１４＿ｎのオン、オフを制御する。インタフェース回路２１６は、コントロールユニット２６０と高速シリアルインタフェースを介して接続され、全画素のオン、オフを指示する制御信号Ｓ２を受信する。
【0086】
電源回路２２０Ａは、配光可変光源２１０に電力を供給する。電源回路２２０Ａは、定電圧出力のコンバータを含み、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤに対して、安定化された電源電圧ＶＤＤを供給する。電源電圧ＶＤＤは、ＶＦ＋ＶＳＡＴにもとづいて定められ、典型的には４～５Ｖ程度である。ＶＦは発光素子２１３の順方向電圧、ＶＳＡＴは電流源２１４の最低動作電圧である。したがって電源ユニット２２２は、１２Ｖ（あるいは２４Ｖ）程度のバッテリ電圧ＶＢＡＴを降圧する降圧コンバータ（Ｂｕｃｋコンバータ）で構成することができる。
【0087】
コントロールユニット２６０は、上位コントローラ１０４からの配光指令Ｓ１を受け、配光指令Ｓ１に応じた制御信号Ｓ２を生成し、配光可変光源２１０に対して送信する。たとえばコントロールユニット２６０は、アレイ型発光デバイス２１２の複数の画素回路ＰＩＸ１～ＰＩＸｎをＰＷＭ制御し、配光を制御する。ＰＷＭ周波数は、数百Ｈｚ（たとえば１００～４００Ｈｚ）であり、したがってＰＷＭ周期は、数ミリ秒～数十ミリ秒（ｍｓ）である。
【0088】
続いて電源回路２２０Ａの構成を説明する。電源回路２２０Ａは、電源ユニット２２２を備える。電源ユニット２２２は、出力端子ＡＰ／ＡＮ、検出端子ＳＮＳ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４、フィードバック回路２２６、コンバータコントローラ２２８、電圧設定回路２３０を備える。
【0089】
出力端子ＡＰ／ＡＮは、電源ケーブル２０４を介してアレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤおよび接地端子ＧＮＤと接続される。電源ケーブル２０４は、電源ラインＬＶＤＤと接地ラインＬＧＮＤを含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の正極出力は、出力端子ＡＰ、電源ラインＬＶＤＤを介して、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤと接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の負極出力は、出力端子ＡＮ、接地ラインＬＧＮＤを介して、アレイ型発光デバイス２１２の接地端子ＧＮＤと接続される。
【0090】
検出端子ＳＮＳは、電源ラインＬＶＤＤと独立した検出ライン（ジカ線）ＬＳＮＳを介して、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤと接続される。
【0091】
コンバータコントローラ２２８は、市販のＤＣ／ＤＣコンバータの制御ＩＣ（Integrated Circuit）を用いることができる。コンバータコントローラ２２８は、フィードバックピンＦＢに入力されたフィードバック電圧ＶＦＢが、内部で生成される基準電圧ＶＲＥＦに近づくように、パルス幅や周波数、デューティサイクルの少なくともひとつが調節されるパルス信号を生成し、パルス信号に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ２２４をフィードバック制御する。
【0092】
電圧設定回路２３０は、制御可能な補正電圧ＶＣＭＰを生成する。フィードバック回路２２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の出力電圧ＶＯＵＴに応じた制御対象電圧ＶＣＮＴと補正電圧ＶＣＭＰとにもとづいて、フィードバック電圧ＶＦＢを生成し、コンバータコントローラ２２８のフィードバックピンＦＢに供給する。フィードバック電圧ＶＦＢは、制御対象電圧ＶＣＮＴと補正電圧ＶＣＭＰそれぞれに応じて変化する信号であり、式（１）で表される。
ＶＦＢ＝Ｋ１・ＶＣＮＴ＋Ｋ２・ＶＣＭＰ …（１）
Ｋ１＞０の定数であり、Ｋ２は、非ゼロの定数である。ここではＫ２＜０とする。コンバータコントローラ２２８によって、このフィードバック信号ＶＦＢが目標電圧ＶＲＥＦに近づくようにＤＣ／ＤＣコンバータ２２４が制御される。
ＶＦＢ＝Ｋ１・ＶＣＮＴ＋Ｋ２・ＶＣＭＰ …（１）
Ｋ１＞０の定数であり、Ｋ２は、非ゼロの定数である。ここではＫ２＜０とする。コンバータコントローラ２２８によって、このフィードバック信号ＶＦＢが目標電圧ＶＲＥＦに近づくようにＤＣ／ＤＣコンバータ２２４が制御される。
【0093】
系が安定した定常状態において、
Ｋ１・ＶＣＮＴ＋Ｋ２・ＶＣＭＰ＝ＶＲＥＦ
が成り立つ。したがって定常状態において、制御対象電圧ＶＣＮＴは、目標電圧ＶＣＮＴ（ＲＥＦ）に安定化される。
ＶＣＮＴ（ＲＥＦ）＝（ＶＲＥＦ－Ｋ２・ＶＣＭＰ）／Ｋ１ …（２）
Ｋ１・ＶＣＮＴ＋Ｋ２・ＶＣＭＰ＝ＶＲＥＦ
が成り立つ。したがって定常状態において、制御対象電圧ＶＣＮＴは、目標電圧ＶＣＮＴ（ＲＥＦ）に安定化される。
ＶＣＮＴ（ＲＥＦ）＝（ＶＲＥＦ－Ｋ２・ＶＣＭＰ）／Ｋ１ …（２）
【0094】
実施形態１．１において、制御対象電圧ＶＣＮＴは、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤの電圧ＶＤＤである。電源ユニット２２２は検出端子ＳＮＳを有し、検出端子ＳＮＳは、電源ラインＬＶＤＤと独立した検出ラインＬＳＮＳを介して、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤと接続される。フィードバック回路２２６の入力インピーダンスは十分に高く、検出ラインＬＳＮＳには電流は流れない。したがって検出電圧ＶＳＮＳは、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤの電圧ＶＤＤと等しい。フィードバック回路２２６には、検出端子ＳＮＳに発生する検出電圧ＶＳＮＳが、制御対象電圧ＶＣＮＴとして入力される。したがって、電源電圧ＶＤＤの目標電圧ＶＤＤ（ＲＥＦ）は、式（３）で表される。
ＶＤＤ（ＲＥＦ）＝（ＶＲＥＦ－Ｋ２・ＶＣＭＰ）／Ｋ１ …（３）
ＶＤＤ（ＲＥＦ）＝（ＶＲＥＦ－Ｋ２・ＶＣＭＰ）／Ｋ１ …（３）
【0095】
以上が灯具システム１００Ａの構成である。続いてその動作を説明する。図６は、図５の灯具システム１００Ａの動作波形図である。期間Ｔ０において補正電圧ＶＣＭＰは０Ｖである。この期間Ｔ０の電源電圧ＶＤＤは、
ＶＤＤ（ＲＥＦ）＿０＝ＶＲＥＦ／Ｋ１
に安定化される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の出力電圧ＶＯＵＴは、電源電圧ＶＤＤよりも、電源ラインＬＶＤＤおよびコネクタ等における電圧降下ＶＤＲＯＰだけ高い電圧となり、式（４）で表される。
ＶＯＵＴ＝ＶＤＤ＋ＶＤＲＯＰ＝ＶＤＤ＋Ｒ×ＩＯＵＴ …（４）
Ｒは、電源ラインＬＶＤＤおよびコネクタのインピーダンスである。なおここでは理解の容易化のため、接地ラインＬＧＮＤの電圧降下は無視することとする。灯具システム１００Ａの点灯中、アレイ型発光デバイス２１２の動作電流ＩＯＵＴは変動する。長い時間スケールでみると、出力電流ＩＯＵＴの平均値は、ヘッドランプ２００Ａが形成する配光に応じて変化する。また短い時間スケールでみると、出力電流ＩＯＵＴの瞬時値は、ＰＷＭ制御の周期で変動する。図６には、長いあるいは短い時間スケールで、出力電流ＩＯＵＴが変動する様子が示されている。実施形態１．１では、電源電圧ＶＤＤが安定化され、出力電圧ＶＯＵＴは出力電流ＩＯＵＴに応じて変化する。
ＶＤＤ（ＲＥＦ）＿０＝ＶＲＥＦ／Ｋ１
に安定化される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の出力電圧ＶＯＵＴは、電源電圧ＶＤＤよりも、電源ラインＬＶＤＤおよびコネクタ等における電圧降下ＶＤＲＯＰだけ高い電圧となり、式（４）で表される。
ＶＯＵＴ＝ＶＤＤ＋ＶＤＲＯＰ＝ＶＤＤ＋Ｒ×ＩＯＵＴ …（４）
Ｒは、電源ラインＬＶＤＤおよびコネクタのインピーダンスである。なおここでは理解の容易化のため、接地ラインＬＧＮＤの電圧降下は無視することとする。灯具システム１００Ａの点灯中、アレイ型発光デバイス２１２の動作電流ＩＯＵＴは変動する。長い時間スケールでみると、出力電流ＩＯＵＴの平均値は、ヘッドランプ２００Ａが形成する配光に応じて変化する。また短い時間スケールでみると、出力電流ＩＯＵＴの瞬時値は、ＰＷＭ制御の周期で変動する。図６には、長いあるいは短い時間スケールで、出力電流ＩＯＵＴが変動する様子が示されている。実施形態１．１では、電源電圧ＶＤＤが安定化され、出力電圧ＶＯＵＴは出力電流ＩＯＵＴに応じて変化する。
【0096】
期間Ｔ１において、補正電圧ＶＣＭＰが正の値ＶＣＭＰ１に設定される。この期間Ｔ１の、電源電圧ＶＤＤの目標値ＶＤＤ（ＲＥＦ）＿１は、
ＶＤＤ（ＲＥＦ）＿１＝（ＶＲＥＦ－Ｋ２・ＶＣＭＰ１）／Ｋ１
となる。Ｋ２は負の定数であるから、電源電圧ＶＤＤの目標値ＶＤＤ（ＲＥＦ）は、
ＶＤＤ（ＲＥＦ）＿１＝（ＶＲＥＦ＋｜Ｋ２｜・ＶＣＭＰ１）／Ｋ１
となり、期間Ｔ０の目標値ＶＤＤ（ＲＥＦ）＿０から、｜Ｋ２｜・ＶＣＭＰ１／Ｋ１だけ正方向にオフセットさせた電圧となる。
ＶＤＤ（ＲＥＦ）＿１＝（ＶＲＥＦ－Ｋ２・ＶＣＭＰ１）／Ｋ１
となる。Ｋ２は負の定数であるから、電源電圧ＶＤＤの目標値ＶＤＤ（ＲＥＦ）は、
ＶＤＤ（ＲＥＦ）＿１＝（ＶＲＥＦ＋｜Ｋ２｜・ＶＣＭＰ１）／Ｋ１
となり、期間Ｔ０の目標値ＶＤＤ（ＲＥＦ）＿０から、｜Ｋ２｜・ＶＣＭＰ１／Ｋ１だけ正方向にオフセットさせた電圧となる。
【0097】
期間Ｔ２において、補正電圧ＶＣＭＰをさらに高い値ＶＣＭＰ２に設定すると、この期間Ｔ２の、電源電圧ＶＤＤの目標値ＶＤＤ（ＲＥＦ）＿２は、
ＶＤＤ（ＲＥＦ）＿２＝（ＶＲＥＦ－Ｋ２・ＶＣＭＰ２）／Ｋ１
となり、期間Ｔ０の目標値ＶＤＤ（ＲＥＦ）＿０から、｜Ｋ２｜・ＶＣＭＰ２／Ｋ１だけ正方向にオフセットさせた電圧となる。
ＶＤＤ（ＲＥＦ）＿２＝（ＶＲＥＦ－Ｋ２・ＶＣＭＰ２）／Ｋ１
となり、期間Ｔ０の目標値ＶＤＤ（ＲＥＦ）＿０から、｜Ｋ２｜・ＶＣＭＰ２／Ｋ１だけ正方向にオフセットさせた電圧となる。
【0098】
以上が灯具システム１００Ａの動作である。この灯具システム１００Ａによれば、補正電圧ＶＣＭＰを応じて、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤの電圧ＶＤＤを柔軟に設定することができる。
【0099】
アレイ型発光デバイス２１２に供給する電源電圧ＶＤＤは、最低動作電圧ＶＤＤ（ＭＩＮ）より高い範囲において、なるべく低い方が、消費電力が小さくなる。実施形態１．１によれば、補正電圧ＶＣＭＰによって、電源電圧ＶＤＤの目標値ＶＤＤ（ＲＥＦ）を柔軟に設定できるため、より消費電力が小さい状態での動作が可能となる。
【0100】
続いて補正電圧ＶＣＭＰの制御例について説明する。
【0101】
（制御例１）
補正電圧ＶＣＭＰは、アレイ型発光デバイス２１２の品番や種類に応じて設定してもよい。あるいは補正電圧ＶＣＭＰは、アレイ型発光デバイス２１２の個体毎に設定してもよい。
補正電圧ＶＣＭＰは、アレイ型発光デバイス２１２の品番や種類に応じて設定してもよい。あるいは補正電圧ＶＣＭＰは、アレイ型発光デバイス２１２の個体毎に設定してもよい。
【0102】
（制御例２）
補正電圧ＶＣＭＰは、灯具システム１００Ａの動作中に、動的、適応的に変化してもよい。たとえば補正電圧ＶＣＭＰを、ヘッドランプ２００Ａの動作環境、たとえば温度に応じて変化させてもよい。温度に応じて、アレイ型発光デバイス２１２の最低動作電圧ＶＤＤ（ＭＩＮ）が変動する場合、温度に応じて補正電圧ＶＣＭＰを変化させることで、電源電圧ＶＤＤを最適化できる。
補正電圧ＶＣＭＰは、灯具システム１００Ａの動作中に、動的、適応的に変化してもよい。たとえば補正電圧ＶＣＭＰを、ヘッドランプ２００Ａの動作環境、たとえば温度に応じて変化させてもよい。温度に応じて、アレイ型発光デバイス２１２の最低動作電圧ＶＤＤ（ＭＩＮ）が変動する場合、温度に応じて補正電圧ＶＣＭＰを変化させることで、電源電圧ＶＤＤを最適化できる。
【0103】
（制御例３）
補正電圧ＶＣＭＰは、アレイ型発光デバイス２１２からの情報にもとづいて設定してもよい。アレイ型発光デバイス２１２は、自身の電源電圧ＶＤＤに供給されるべき最適な電源電圧ＶＤＤを知っている。そこで、アレイ型発光デバイス２１２と電圧設定回路２３０の間に通信インタフェースを追加し、アレイ型発光デバイス２１２から電圧設定回路２３０に、最適な電源電圧ＶＤＤを直接、あるいは間接的に指示する制御信号を送信し、その制御信号にもとづいて、補正電圧ＶＣＭＰを生成してもよい。
補正電圧ＶＣＭＰは、アレイ型発光デバイス２１２からの情報にもとづいて設定してもよい。アレイ型発光デバイス２１２は、自身の電源電圧ＶＤＤに供給されるべき最適な電源電圧ＶＤＤを知っている。そこで、アレイ型発光デバイス２１２と電圧設定回路２３０の間に通信インタフェースを追加し、アレイ型発光デバイス２１２から電圧設定回路２３０に、最適な電源電圧ＶＤＤを直接、あるいは間接的に指示する制御信号を送信し、その制御信号にもとづいて、補正電圧ＶＣＭＰを生成してもよい。
【0104】
（制御例４）
補正電圧ＶＣＭＰは、ヘッドランプ２００Ａが形成すべき配光パターンに応じて設定してもよい。
補正電圧ＶＣＭＰは、ヘッドランプ２００Ａが形成すべき配光パターンに応じて設定してもよい。
【0105】
続いて電圧設定回路２３０およびフィードバック回路２２６の構成例を説明する。
【0106】
図７は、フィードバック回路２２６の構成例を示す回路図である。このフィードバック回路２２６は、オペアンプを有する減算回路であり、抵抗Ｒ３１～Ｒ３４およびオペアンプＯＡ３を含む。このフィードバック回路２２６の入出力特性は、式（５）で表される。
ＶＦＢ＝（Ｒ３１＋Ｒ３２）／Ｒ３１×｛Ｒ３４／（Ｒ３３＋Ｒ３４）×ＶＣＮＴ－Ｒ３２／（Ｒ３１＋Ｒ３２）×ＶＣＭＰ …（５）
ＶＦＢ＝（Ｒ３１＋Ｒ３２）／Ｒ３１×｛Ｒ３４／（Ｒ３３＋Ｒ３４）×ＶＣＮＴ－Ｒ３２／（Ｒ３１＋Ｒ３２）×ＶＣＭＰ …（５）
【0107】
式（１）と（５）を対比すると、
Ｋ１＝（Ｒ３１＋Ｒ３２）／Ｒ３１×Ｒ３４／（Ｒ３３＋Ｒ３４）
Ｋ２＝－（Ｒ３１＋Ｒ３２）／Ｒ３１×Ｒ３２／（Ｒ３１＋Ｒ３２）
を得る。
Ｋ１＝（Ｒ３１＋Ｒ３２）／Ｒ３１×Ｒ３４／（Ｒ３３＋Ｒ３４）
Ｋ２＝－（Ｒ３１＋Ｒ３２）／Ｒ３１×Ｒ３２／（Ｒ３１＋Ｒ３２）
を得る。
【0108】
なお、フィードバック回路２２６を、オペアンプを用いた加算回路で構成してもよい。この場合、Ｋ１＞０，Ｋ２＞０となる。補正電圧ＶＣＭＰが正であるとき、補正電圧ＶＣＭＰに応じて、制御対象電圧ＶＣＮＴの目標電圧を、低電位側にシフトさせることができる。
【0109】
図８は、電圧設定回路２３０の構成例を示す回路図である。電圧設定回路２３０は、マイクロコントローラ２３２、Ｄ／Ａコンバータ２３４、バッファ２３６を含む。マイクロコントローラ２３２は、補正電圧ＶＣＭＰを指定するデジタルの設定値ＤＣＭＰを生成する。マイクロコントローラ２３２を用いることで、補正電圧ＶＣＭＰを、ソフトウェア制御することが可能となる。特に、上述の制御例２や３のように、補正電圧ＶＣＭＰを動的、適応的に変化させる場合には、ソフトウェア制御が好適である。
【0110】
Ｄ／Ａコンバータ２３４は、マイクロコントローラ２３２が生成した設定値ＤＣＭＰを、アナログの補正電圧ＶＣＭＰに変換する。補正電圧ＶＣＭＰは、バッファ２３６を介してフィードバック回路２２６に供給される。なお、Ｄ／Ａコンバータ２３４の出力インピーダンスが十分に低い場合、バッファ２３６は省略できる。またＤ／Ａコンバータ内蔵のマイクロコントローラ２３２を用いる場合、Ｄ／Ａコンバータ２３４は、マイクロコントローラ２３２の内部に存在することとなる。
【0111】
（実施形態１．２）
図９は、実施形態１．２に係る灯具システム１００Ｂのブロック図である。灯具システム１００Ｂの構成について、実施形態１．１との相違点を中心に説明する。
図９は、実施形態１．２に係る灯具システム１００Ｂのブロック図である。灯具システム１００Ｂの構成について、実施形態１．１との相違点を中心に説明する。
【0112】
ヘッドランプ２００Ｂは、配光可変光源２１０、電源回路２２０Ｂ、コントロールユニット２６０を備える。実施形態１．２では、電源回路２２０Ｂの構成が、実施形態１．１の電源回路２２０Ａと異なっている。
【0113】
電源回路２２０Ｂの構成を説明する。電源回路２２０Ｂの電源ユニット２２２は、出力端子ＡＰ／ＡＮ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４、フィードバック回路２２６、コンバータコントローラ２２８、電圧設定回路２３０を備える。
【0114】
電圧設定回路２３０は、制御可能な補正電圧ＶＣＭＰを生成する。フィードバック回路２２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の出力電圧ＶＯＵＴに応じた制御対象電圧ＶＣＮＴと補正電圧ＶＣＭＰとにもとづいて、フィードバック電圧ＶＦＢを生成し、コンバータコントローラ２２８のフィードバックピンＦＢに供給する。
【0115】
実施形態１．２では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の出力電圧ＶＯＵＴが、制御対象電圧ＶＣＮＴである。フィードバック回路２２６には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の正極出力（出力端子ＡＰ）に発生する出力電圧ＶＯＵＴが制御対象電圧ＶＣＮＴとして入力される。したがって、出力電圧ＶＯＵＴの目標電圧ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）は、式（６）で表される。
ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＝（ＶＲＥＦ－Ｋ２・ＶＣＭＰ）／Ｋ１ …（６）
ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＝（ＶＲＥＦ－Ｋ２・ＶＣＭＰ）／Ｋ１ …（６）
【0116】
以上が灯具システム１００Ｂの構成である。続いてその動作を説明する。図１０は、図９の灯具システム１００Ｂの動作波形図である。期間Ｔ０において補正電圧ＶＣＭＰは０Ｖである。この期間Ｔ０の出力電圧ＶＯＵＴは、
ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＿０＝ＶＲＥＦ／Ｋ１
に安定化される。
ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＿０＝ＶＲＥＦ／Ｋ１
に安定化される。
【0117】
アレイ型発光デバイス２１２に供給される電源電圧ＶＤＤは、出力電圧ＶＯＵＴよりも電源ラインＬＶＤＤおよびコネクタ等における電圧降下ＶＤＲＯＰだけ低い電圧となり、式（７）で表される。
ＶＤＤ＝ＶＯＵＴ－ＶＤＲＯＰ＝ＶＯＵＴ－Ｒ×ＩＯＵＴ …（７）
Ｒは、電源ラインＬＶＤＤおよびコネクタのインピーダンスである。灯具システム１００Ｂの点灯中、アレイ型発光デバイス２１２の動作電流ＩＯＵＴは変動する。したがって実施形態１．２では、出力電圧ＶＯＵＴが安定化され、電源電圧ＶＤＤは出力電流ＩＯＵＴに応じて変動する。
ＶＤＤ＝ＶＯＵＴ－ＶＤＲＯＰ＝ＶＯＵＴ－Ｒ×ＩＯＵＴ …（７）
Ｒは、電源ラインＬＶＤＤおよびコネクタのインピーダンスである。灯具システム１００Ｂの点灯中、アレイ型発光デバイス２１２の動作電流ＩＯＵＴは変動する。したがって実施形態１．２では、出力電圧ＶＯＵＴが安定化され、電源電圧ＶＤＤは出力電流ＩＯＵＴに応じて変動する。
【0118】
期間Ｔ１において、補正電圧ＶＣＭＰが正の値ＶＣＭＰ１に設定される。この期間Ｔ１の、出力電圧ＶＯＵＴの目標値ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＿１は、
ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＿１＝（ＶＲＥＦ－Ｋ２・ＶＣＭＰ１）／Ｋ１
となる。Ｋ２は負の定数であるから、出力電圧ＶＯＵＴの目標値ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）は、
ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＿１＝（ＶＲＥＦ＋｜Ｋ２｜・ＶＣＭＰ１）／Ｋ１
となり、期間Ｔ０の目標値ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＿０から、｜Ｋ２｜・ＶＣＭＰ１／Ｋ１だけ正方向にオフセットさせた電圧となる。
ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＿１＝（ＶＲＥＦ－Ｋ２・ＶＣＭＰ１）／Ｋ１
となる。Ｋ２は負の定数であるから、出力電圧ＶＯＵＴの目標値ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）は、
ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＿１＝（ＶＲＥＦ＋｜Ｋ２｜・ＶＣＭＰ１）／Ｋ１
となり、期間Ｔ０の目標値ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＿０から、｜Ｋ２｜・ＶＣＭＰ１／Ｋ１だけ正方向にオフセットさせた電圧となる。
【0119】
期間Ｔ２において、補正電圧ＶＣＭＰをさらに高い値ＶＣＭＰ２に設定すると、この期間Ｔ２の、出力電圧ＶＯＵＴの目標値ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＿２は、
ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＿２＝（ＶＲＥＦ－Ｋ２・ＶＣＭＰ２）／Ｋ１
となり、期間Ｔ０の目標値ＶＤＤ（ＲＥＦ）＿０から、｜Ｋ２｜・ＶＣＭＰ２／Ｋ１だけ正方向にオフセットさせた電圧となる。
ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）＿２＝（ＶＲＥＦ－Ｋ２・ＶＣＭＰ２）／Ｋ１
となり、期間Ｔ０の目標値ＶＤＤ（ＲＥＦ）＿０から、｜Ｋ２｜・ＶＣＭＰ２／Ｋ１だけ正方向にオフセットさせた電圧となる。
【0120】
以上が灯具システム１００Ｂの動作である。この灯具システム１００Ｂによれば、補正電圧ＶＣＭＰを応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の出力電圧ＶＯＵＴを柔軟に設定することができ、ひいてはアレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤの電圧ＶＤＤを柔軟に設定できる。
【0121】
実施形態１．２においても、実施形態１．１で説明した制御例１～４にもとづいて、補正電圧ＶＣＭＰを生成することができるが、制御例５にもとづいて生成してもよい。なおこの制御例５は、実施形態１．１において採用することもできる。
【0122】
（制御例５）
実施形態１．２において、補正電圧ＶＣＭＰを、出力電流ＩＯＵＴに応じて変化させてもよい。実施形態１．２では、電源電圧ＶＤＤが一番低くなるとき、言い換えると、出力電流ＩＯＵＴが最大となるときに、最低動作電圧ＶＤＤ（ＭＩＮ）を下回らないように、出力電圧ＶＯＵＴの目標電圧ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）を定める必要がある。この場合、出力電流ＩＯＵＴが小さい状態で、アレイ型発光デバイス２１２には過剰な電源電圧ＶＤＤが供給されることになる。したがって基本的には、実施形態１．２は、消費電力の観点からは、実施形態１．１に劣っている。そこで、出力電流ＩＯＵＴに応じて、補正電圧ＶＣＭＰを適応的に制御し、出力電流ＩＯＵＴが小さい状況では、出力電圧ＶＯＵＴが低くなるように、補正電圧ＶＣＭＰを制御することにより、効率を改善できる。たとえば、電圧設定回路２３０は、出力電流ＩＯＵＴを監視し、その平均値にもとづいて補正電圧ＶＣＭＰを生成してもよい。
実施形態１．２において、補正電圧ＶＣＭＰを、出力電流ＩＯＵＴに応じて変化させてもよい。実施形態１．２では、電源電圧ＶＤＤが一番低くなるとき、言い換えると、出力電流ＩＯＵＴが最大となるときに、最低動作電圧ＶＤＤ（ＭＩＮ）を下回らないように、出力電圧ＶＯＵＴの目標電圧ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）を定める必要がある。この場合、出力電流ＩＯＵＴが小さい状態で、アレイ型発光デバイス２１２には過剰な電源電圧ＶＤＤが供給されることになる。したがって基本的には、実施形態１．２は、消費電力の観点からは、実施形態１．１に劣っている。そこで、出力電流ＩＯＵＴに応じて、補正電圧ＶＣＭＰを適応的に制御し、出力電流ＩＯＵＴが小さい状況では、出力電圧ＶＯＵＴが低くなるように、補正電圧ＶＣＭＰを制御することにより、効率を改善できる。たとえば、電圧設定回路２３０は、出力電流ＩＯＵＴを監視し、その平均値にもとづいて補正電圧ＶＣＭＰを生成してもよい。
【0123】
あるいは、出力電流ＩＯＵＴの平均値は、ヘッドランプ２００Ｂが形成する配光パターンに応じていると言える。そこで、電圧設定回路２３０は、配光パターンに応じて、補正電圧ＶＣＭＰを生成してもよい。
【0124】
実施形態１．１，１．２に関連する変形例を説明する。
【0125】
（変形例１．１）
図１１は、変形例１．１に係るヘッドランプ２００を示す図である。これまでの説明では、配光可変光源２１０が１個のアレイ型発光デバイス２１２を備えることとしたが、配光可変光源２１０は、複数のアレイ型発光デバイス２１２を備えてもよい。その場合、電源回路２２０Ａもしくは２２０Ｂ（２２０と総称する）には、複数のアレイ型発光デバイス２１２に対応して、複数の電源ユニット２２２が設けられる。各電源ユニット２２２の出力端子は、個別の電源ケーブルを介して、対応するアレイ型発光デバイス２１２の電源端子と接続される。また電源ユニット２２２とアレイ型発光デバイス２１２のペアごとに、検出ラインを設ければよい。
図１１は、変形例１．１に係るヘッドランプ２００を示す図である。これまでの説明では、配光可変光源２１０が１個のアレイ型発光デバイス２１２を備えることとしたが、配光可変光源２１０は、複数のアレイ型発光デバイス２１２を備えてもよい。その場合、電源回路２２０Ａもしくは２２０Ｂ（２２０と総称する）には、複数のアレイ型発光デバイス２１２に対応して、複数の電源ユニット２２２が設けられる。各電源ユニット２２２の出力端子は、個別の電源ケーブルを介して、対応するアレイ型発光デバイス２１２の電源端子と接続される。また電源ユニット２２２とアレイ型発光デバイス２１２のペアごとに、検出ラインを設ければよい。
【0126】
この変形例１．１では、配光可変光源２１０が、電源端子が独立した複数のアレイ型発光デバイス２１２に分割して構成される。そして、アレイ型発光デバイス２１２ごとに電源ユニット２２２を設け、アレイ型発光デバイス２１２と電源ユニット２２２を電源ケーブルで１対１で接続することとしている。これにより、配光可変光源２１０に流れる電流を、複数の系統のＤＣ／ＤＣコンバータに分散させることができ、各ＤＣ／ＤＣコンバータにおける電圧降下の影響を小さくでき、負荷応答性を改善できる。加えてＤＣ／ＤＣコンバータの構成部品、電源ケーブル、コネクタの選択肢が多くなり、設計の自由度が高くなる。
【0127】
（変形例１．２）
図１２は、変形例１．２に係るヘッドランプ２００を示す図である。アレイ型発光デバイス２１２は、内部の複数の発光画素が、複数のセグメントＳＥＧ１～ＳＥＧｎに分割されており、複数のセグメントＳＥＧ１～ＳＥＧｎに対応して、複数の電源端子ＶＤＤが設けられてもよい。電源回路２２０には、複数の電源端子ＶＤＤに対応して、複数の電源ユニット２２２＿１～２２２＿ｎが設けられる。各電源ユニット２２２の出力端子は、個別の電源ケーブル２０４を介して、アレイ型発光デバイス２１２の対応する電源端子ＶＤＤと接続される。また電源ユニット２２２ごとに、検出ラインを設ければよい。
図１２は、変形例１．２に係るヘッドランプ２００を示す図である。アレイ型発光デバイス２１２は、内部の複数の発光画素が、複数のセグメントＳＥＧ１～ＳＥＧｎに分割されており、複数のセグメントＳＥＧ１～ＳＥＧｎに対応して、複数の電源端子ＶＤＤが設けられてもよい。電源回路２２０には、複数の電源端子ＶＤＤに対応して、複数の電源ユニット２２２＿１～２２２＿ｎが設けられる。各電源ユニット２２２の出力端子は、個別の電源ケーブル２０４を介して、アレイ型発光デバイス２１２の対応する電源端子ＶＤＤと接続される。また電源ユニット２２２ごとに、検出ラインを設ければよい。
【0128】
この変形例１．２においても、配光可変光源２１０に流れる電流を、複数系統のＤＣ／ＤＣコンバータに分散させることができ、変形例１．１と同様の効果を得ることができる。
【0129】
（変形例１．３）
電源ユニット２２２は、フェーズシフト型のコンバータで構成してもよい。フェーズシフト型のコンバータを採用することで、シングルフェーズのコンバータに比べて、出力電圧ＶＯＵＴｉや出力電流ＩＯＵＴｉのリップルを小さくでき、また効率を改善できる。さらに、アレイ型発光デバイス２１２の画素回路においてＰＷＭ制御が行われる場合、電源ユニット２２２の出力電流ＩＯＵＴｉは複数の画素回路の点灯率に応じて高速に変動するところ、フェーズシフト型コンバータを採用することで、負荷変動に対する追従性（応答性）を高めることができる。
電源ユニット２２２は、フェーズシフト型のコンバータで構成してもよい。フェーズシフト型のコンバータを採用することで、シングルフェーズのコンバータに比べて、出力電圧ＶＯＵＴｉや出力電流ＩＯＵＴｉのリップルを小さくでき、また効率を改善できる。さらに、アレイ型発光デバイス２１２の画素回路においてＰＷＭ制御が行われる場合、電源ユニット２２２の出力電流ＩＯＵＴｉは複数の画素回路の点灯率に応じて高速に変動するところ、フェーズシフト型コンバータを採用することで、負荷変動に対する追従性（応答性）を高めることができる。
【0130】
（変形例１．４）
電源回路２２０やコントロールユニット２６０が、ヘッドランプ２００に内蔵される場合を説明したが、それらの一方、あるいは両方は、ヘッドランプ２００のボディの外側に設けられてもよい。配光可変光源２１０は発熱体であるため、熱を忌避するコントロールユニット２６０は、配光可変光源２１０から遠ざけて車室内に配置した方が、熱設計の観点からは有利である。
電源回路２２０やコントロールユニット２６０が、ヘッドランプ２００に内蔵される場合を説明したが、それらの一方、あるいは両方は、ヘッドランプ２００のボディの外側に設けられてもよい。配光可変光源２１０は発熱体であるため、熱を忌避するコントロールユニット２６０は、配光可変光源２１０から遠ざけて車室内に配置した方が、熱設計の観点からは有利である。
【0131】
（実施形態２）
実施形態２では、上述の課題２に関連する技術を説明する。
実施形態２では、上述の課題２に関連する技術を説明する。
【0132】
図１３は、実施形態２に係る灯具システム１００のブロック図である。灯具システム１００は、ＡＤＢランプシステムであり、バッテリ１０２、上位コントローラ１０４およびヘッドランプ２００を備える。
【0133】
上位コントローラ１０４は、ヘッドランプ２００に対する配光指令を生成する。配光指令は、点灯指令と追加情報を含みうる。点灯指令は、ハイビームやロービームのオン、オフを指示する信号を含みうる。点灯指令に応じて、ヘッドランプ２００が形成すべき基本配光が決定される。また追加情報は、ハイビームを照射すべきでない範囲（遮光領域）に関するデータや、車速、ステアリング角などの情報を含みうる。追加情報に応じて、基本配光が修正され、最終的な配光が決定される。上位コントローラ１０４は、車両側のＥＣＵとして構成してもよいし、ヘッドランプ２００に内蔵される灯具側のＥＣＵとして構成してもよい。
【0134】
ヘッドランプ２００は、配光可変光源２１０、電源回路２２０、コントロールユニット２６０を備えるＡＤＢランプである。
【0135】
配光可変光源２１０は、アレイ状に配置される複数の画素を備え、画素毎にオン、オフが個別制御可能となっている。ヘッドランプ２００において、所望の配光が得られるように、複数の画素のオン、オフが制御される。
【0136】
より具体的には配光可変光源２１０は、アレイ型発光デバイス２１２を備える。アレイ型発光デバイス２１２は、ｎ個の画素回路ＰＩＸ１～ＰＩＸｎと、複数の画素回路ＰＩＸ１～ＰＩＸｎと接続される電源端子ＶＤＤと、を有する。
【0137】
画素回路ＰＩＸｊ（１≦ｊ≦ｎ）は、電源端子ＶＤＤと接地端子（接地ライン）ＧＮＤの間に直列に設けられる発光素子２１３＿ｊおよび電流源２１４＿ｊを含む。複数の発光素子２１３＿１～２１３＿ｎは、ＬＥＤやＬＤ（半導体レーザ）、有機ＥＬ素子などの半導体発光素子であり、空間的にアレイ状（マトリクス状）に配置されている。
【0138】
複数の電流源２１４＿１～２１４＿ｎは個別にオン、オフが制御可能となっており、ｊ番目の電流源２１４＿ｊがオンのとき、対応する発光素子２１３＿ｊが発光し、その画素回路ＰＩＸｊが点灯状態となる。
【0139】
インタフェース回路２１６は、コントロールユニット２６０からの制御信号Ｓ２に応じて、電流源２１４＿１～２１４＿ｎのオン、オフを制御する。インタフェース回路２１６は、コントロールユニット２６０と高速シリアルインタフェースを介して接続され、全画素のオン、オフを指示する制御信号Ｓ２を受信する。
【0140】
電源回路２２０は、配光可変光源２１０に電力を供給する。電源回路２２０は、定電圧出力のコンバータを含み、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤに対して、安定化された電源電圧ＶＤＤを供給する。電源電圧ＶＤＤは、ＶＦ＋ＶＳＡＴにもとづいて定められ、典型的には４～５Ｖ程度である。ＶＦは発光素子２１３の順方向電圧、ＶＳＡＴは電流源２１４の最低動作電圧である。したがって電源ユニット２２２は、１２Ｖ（あるいは２４Ｖ）程度のバッテリ電圧ＶＢＡＴを降圧する降圧コンバータ（Ｂｕｃｋコンバータ）で構成することができる。
【0141】
コントロールユニット２６０は、上位コントローラ１０４からの配光指令Ｓ１を受け、配光指令Ｓ１に応じた制御信号Ｓ２を生成し、配光可変光源２１０に対して送信する。たとえばコントロールユニット２６０は、アレイ型発光デバイス２１２の複数の画素回路ＰＩＸ１～ＰＩＸｎをＰＷＭ制御し、配光を制御する。ＰＷＭ周波数は、数百Ｈｚ（たとえば１００～４００Ｈｚ）であり、したがってＰＷＭ周期は、数ミリ秒～数十ミリ秒（ｍｓ）である。
【0142】
続いて電源回路２２０の構成を説明する。電源回路２２０は、電源ユニット２２２を備える。電源ユニット２２２は、出力端子ＡＰ／ＡＮ、検出端子ＳＮＳ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４、フィードバック回路２２６、コンバータコントローラ２２８を備える。
【0143】
出力端子ＡＰ／ＡＮは、電源ケーブル２０４を介してアレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤと接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の出力は、出力端子ＡＰ／ＡＮと接続される。
【0144】
検出端子ＳＮＳは、電源ケーブル２０４と独立した検出ラインＬＳＮＳを介して、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤと接続される。
【0145】
フィードバック回路２２６は、検出端子ＳＮＳに生ずる検出電圧ＶＳＮＳに応じたフィードバック電圧ＶＦＢを生成する。
【0146】
コンバータコントローラ２２８は、フィードバック電圧ＶＦＢにもとづいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４を制御する。コンバータコントローラ２２８は、市販のＤＣ／ＤＣコンバータの制御ＩＣ（Integrated Circuit）を用いることができる。コンバータコントローラ２２８は、フィードバックピンＦＢに入力されたフィードバック電圧ＶＦＢが基準電圧ＶＲＥＦに近づくように、パルス幅や周波数、デューティサイクルの少なくともひとつが調節されるパルス信号を生成し、パルス信号に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ２２４をフィードバック制御する。
【0147】
以上が灯具システム１００の構成である。続いてその動作を説明する。
【0148】
フィードバック回路２２６の入力インピーダンスは十分に高く、したがって検出ラインＬＳＮＳには電流は流れない。したがって、検出電圧ＶＳＮＳは、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤの電圧ＶＤＤと等しい。
【0149】
フィードバック回路２２６のゲインをＫとするとき、フィードバック電圧ＶＦＢと検出電圧ＶＳＮＳの間には以下の関係が成り立つ。
ＶＦＢ＝Ｋ×ＶＳＮＳ＝Ｋ×ＶＤＤ
ＶＦＢ＝Ｋ×ＶＳＮＳ＝Ｋ×ＶＤＤ
【0150】
コンバータコントローラ２２８において、フィードバックピンに入力されるフィードバック電圧ＶＦＢが、基準電圧ＶＲＥＦに近づくようにフィードバック制御が行われるとき、
ＶＲＥＦ＝Ｋ×ＶＤＤ
が成り立つ。したがって、電源電圧ＶＤＤは、ＶＤＤ（ＲＥＦ）＝ＶＲＥＦ／Ｋの目標電圧に安定化される。なお、ＶＤＤ（ＲＥＦ）は、ＶＤＤ（ＭＩＮ）＝ＶＦ＋ＶＳＡＴ＋αにもとづいて定められる。つまり電源電圧ＶＤＤは、出力電流ＩＯＵＴ、つまり電源ケーブル２０４やコネクタにおける電圧降下の影響を受けない目標電圧ＶＤＤ（ＲＥＦ）に安定化される。
ＶＲＥＦ＝Ｋ×ＶＤＤ
が成り立つ。したがって、電源電圧ＶＤＤは、ＶＤＤ（ＲＥＦ）＝ＶＲＥＦ／Ｋの目標電圧に安定化される。なお、ＶＤＤ（ＲＥＦ）は、ＶＤＤ（ＭＩＮ）＝ＶＦ＋ＶＳＡＴ＋αにもとづいて定められる。つまり電源電圧ＶＤＤは、出力電流ＩＯＵＴ、つまり電源ケーブル２０４やコネクタにおける電圧降下の影響を受けない目標電圧ＶＤＤ（ＲＥＦ）に安定化される。
【0151】
図１４は、図１３の灯具システム１００の動作波形図である。長い時間スケールでみると、出力電流ＩＯＵＴの平均値は、ヘッドランプ２００が形成する配光に応じて変化する。また短い時間スケールでみると、出力電流ＩＯＵＴの瞬時値は、ＰＷＭ制御の周期で変動する。図１４には、長いあるいは短い時間スケールで、出力電流ＩＯＵＴが変動する様子が示される。
【0152】
電源回路２２０におけるフィードバック制御の結果、電源電圧ＶＤＤは、目標電圧ＶＤＤ（ＲＥＦ）に安定化される。一方でＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の出力電圧ＶＯＵＴは、
ＶＯＵＴ＝ＶＤＤ＋ＶＤＲＯＰ＝ＶＤＤ＋Ｒ×ＩＯＵＴ
となり、出力電流ＩＯＵＴに応じて変動する。
ＶＯＵＴ＝ＶＤＤ＋ＶＤＲＯＰ＝ＶＤＤ＋Ｒ×ＩＯＵＴ
となり、出力電流ＩＯＵＴに応じて変動する。
【0153】
以上が灯具システム１００の動作である。この灯具システム１００によれば、電源ケーブル２０４とは独立した検出ラインＬＳＮＳを追加し、検出ラインＬＳＮＳを介して、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤの電源電圧ＶＤＤを電源回路２２０から直接センシング可能としている。これにより、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤに、安定した電源電圧ＶＤＤを供給できる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４は、必要以上に高い電圧ＶＯＵＴを生成する必要がなくなるため、消費電力を削減できる。
【0154】
続いて電源回路２２０の具体的な構成について、いくつかの実施例にもとづいて説明する。
【0155】
図１５は、実施例２．１に係る電源ユニット２２２Ａの回路図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４は、降圧コンバータであり、ハイサイドトランジスタＭＨ、ローサイドトランジスタＭＬ、インダクタＬ１、平滑キャパシタＣ１を含む。なお、ローサイドトランジスタＭＬに代えてダイオードを設けてもよい。実施例２．１において、フィードバック回路２２６のゲインＫは１であり、ＶＦＢ＝ＶＳＮＳが成り立つ。したがってフィードバック回路２２６は単なる配線である。
【0156】
図１６は、実施例２．２に係る電源ユニット２２２Ｂの回路図である。実施例２．２において、フィードバック回路２２６は抵抗分圧回路２３０を含む。フィードバック回路２２６のゲインＫは、抵抗分圧回路２３０の分圧比であり、以下の式で与えられる。
Ｋ＝Ｒ１２／（Ｒ１１＋Ｒ１２）
この構成によれば、抵抗分圧回路２３０の分圧比に応じて、電源電圧ＶＤＤの目標値ＶＤＤ（ＲＥＦ）を設定できる。
Ｋ＝Ｒ１２／（Ｒ１１＋Ｒ１２）
この構成によれば、抵抗分圧回路２３０の分圧比に応じて、電源電圧ＶＤＤの目標値ＶＤＤ（ＲＥＦ）を設定できる。
【0157】
図１７（ａ）、（ｂ）は、実施例２．３に係る電源ユニット２２２Ｃの回路図である。実施例２．３において、フィードバック回路２２６はアンプＡＭＰ１を含む。図１７（ｂ）は、アンプＡＭＰ１の回路図である。アンプＡＭＰ１は、前段の抵抗分圧回路２３０と、後段の非反転アンプ２３２を含む。
【0158】
前段の抵抗分圧回路２３０のゲインＫ１は、
Ｋ１＝Ｒ１２／（Ｒ１１＋Ｒ１２）
である。
Ｋ１＝Ｒ１２／（Ｒ１１＋Ｒ１２）
である。
【0159】
非反転アンプ２３２は、オペアンプＯＡ２、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２を含み、そのゲインＫ２は、
Ｋ２＝（Ｒ２１＋Ｒ２２）／Ｒ２２
である。
Ｋ２＝（Ｒ２１＋Ｒ２２）／Ｒ２２
である。
【0160】
フィードバック回路２２６全体のゲインＫは、
Ｋ＝Ｋ１×Ｋ２＝Ｒ１２／（Ｒ１１＋Ｒ１２）×（Ｒ２１＋Ｒ２２）／Ｒ２２
となる。
Ｋ＝Ｋ１×Ｋ２＝Ｒ１２／（Ｒ１１＋Ｒ１２）×（Ｒ２１＋Ｒ２２）／Ｒ２２
となる。
【0161】
この構成によれば、２つのゲインＫ１，Ｋ２の組み合わせによって、目標電圧ＶＤＤ（ＲＥＦ）を設定できる。
【0162】
なお図１７（ｂ）において、前段の抵抗分圧回路２３０を省略してもよい。この場合のフィードバック回路２２６のゲインＫは、後段の非反転アンプ２３２のゲインＫ２と等しくなる。
【0163】
図１８（ａ）、（ｂ）は、実施例２．４に係る電源ユニット２２２Ｄの回路図である。フィードバック回路２２６は、２つのフィードバックブロック２２６＿１，２２６＿２を含む。フィードバックブロック２２６＿１は、検出電圧ＶＳＮＳにもとづく第１フィードバック電圧ＶＦＢ１を生成し、フィードバックブロック２２６＿２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の出力電圧ＶＯＵＴにもとづく第２フィードバック電圧ＶＦＢ２を生成する。フィードバック回路２２６は、フィードバック電圧ＶＦＢ１，ＶＦＢ２の一方に応じたフィードバック電圧ＶＦＢをコンバータコントローラ２２８に供給する。
【0164】
たとえばフィードバック回路２２６は、セレクタ２４１と、選択回路２４０を含む。セレクタ２４１は、フィードバック電圧ＶＦＢ１，ＶＦＢ２のうち、選択回路２４０が生成する選択信号ＳＥＬに応じた一方を出力する。
【0165】
選択回路２４０は、検出ラインＬＳＮＳの異常を検出する異常検出回路を含んでもよい。フィードバック回路２２６は、検出ラインＬＳＮＳが正常であるとき、第１フィードバック信号ＶＦＢ１を選択し、検出ラインＬＳＮＳが異常であるとき、第２フィードバック信号ＶＦＢ２を選択してもよい。検出ラインＬＳＮＳにオープンやショートなどの異常が生じている場合には、第２フィードバック電圧ＶＢＦ２に切り替えることで、アレイ型発光デバイス２１２の動作を維持できる。
【0166】
図１８（ｂ）は、異常検出回路である選択回路２４０の構成例の回路図である。選択回路２４０は、分圧回路２４２および電圧コンパレータ２４４を含む。分圧回路２４２は、検出電圧ＶＳＮＳを分圧する。電圧コンパレータ２４４は、分圧後の検出電圧ＶＳＮＳ’を、しきい値電圧ＶＴＨと比較する。ＶＳＮＳ’＞ＶＴＨのとき、検出ラインＬＳＮＳは正常と判定され、ＶＳＮＳ’＜ＶＴＨのとき、検出ラインＬＳＮＳはオープン（あるいは地絡）と判定される。
【0167】
電源回路２２０は、異常を検出した後、第２フィードバック電圧ＶＦＢ２を利用して、動作し続けてもよい。あるいは、電源回路２２０は、異常の検出が、所定時間（たとえば１秒）にわたり継続すると、配光可変光源２１０への電力供給を停止してもよい。この場合は、効率が悪い状態で回路が動作し続けるのを防止できる。
【0168】
このように２つのフィードバック経路を設けることで、灯具システムの堅牢性を高めることができる。
【0169】
あるいは選択回路２４０は、灯具システム１００の動作状況に応じて、フィードバック経路を切り替えてもよい。たとえば、出力電流ＩＯＵＴが大きい状況では、第１フィードバック電圧ＶＦＢ１を選択して効率を高めてもよい。反対に、出力電流ＩＯＵＴが小さく、電圧降下ＶＤＲＯＰの影響が小さい状況では、第２フィードバック電圧ＶＦＢ２を選択してもよい。
【0170】
続いて実施形態２に関連する変形例を説明する。
【0171】
（変形例２．１）
図１９は、変形例２．１に係るヘッドランプ２００を示す図である。これまでの説明では、配光可変光源２１０が１個のアレイ型発光デバイス２１２を備えることとしたが、配光可変光源２１０は、複数のアレイ型発光デバイス２１２を備えてもよい。その場合、電源回路２２０には、複数のアレイ型発光デバイス２１２に対応して、複数の電源ユニット２２２が設けられる。各電源ユニット２２２の出力端子は、個別の電源ケーブルを介して、対応するアレイ型発光デバイス２１２の電源端子と接続される。また電源ユニット２２２とアレイ型発光デバイス２１２のペアごとに、検出ラインを設ければよい。
図１９は、変形例２．１に係るヘッドランプ２００を示す図である。これまでの説明では、配光可変光源２１０が１個のアレイ型発光デバイス２１２を備えることとしたが、配光可変光源２１０は、複数のアレイ型発光デバイス２１２を備えてもよい。その場合、電源回路２２０には、複数のアレイ型発光デバイス２１２に対応して、複数の電源ユニット２２２が設けられる。各電源ユニット２２２の出力端子は、個別の電源ケーブルを介して、対応するアレイ型発光デバイス２１２の電源端子と接続される。また電源ユニット２２２とアレイ型発光デバイス２１２のペアごとに、検出ラインを設ければよい。
【0172】
この変形例２．１では、配光可変光源２１０が、電源端子が独立した複数のアレイ型発光デバイス２１２に分割して構成される。そして、アレイ型発光デバイス２１２ごとに電源ユニット２２２を設け、アレイ型発光デバイス２１２と電源ユニット２２２を電源ケーブル２０４で１対１で接続することとしている。これにより、配光可変光源２１０に流れる電流を、複数の系統のＤＣ／ＤＣコンバータに分散させることができ、各ＤＣ／ＤＣコンバータにおける電圧降下の影響を小さくでき、負荷応答性を改善できる。加えてＤＣ／ＤＣコンバータの構成部品、電源ケーブル、コネクタの選択肢が多くなり、設計の自由度が高くなる。
【0173】
（変形例２．２）
図２０は、変形例２．２に係るヘッドランプ２００を示す図である。アレイ型発光デバイス２１２は、内部の複数の発光画素が、複数のセグメントＳＥＧ１～ＳＥＧｎに分割されており、複数のセグメントＳＥＧ１～ＳＥＧｎに対応して、複数の電源端子ＶＤＤが設けられてもよい。電源回路２２０には、複数の電源端子ＶＤＤに対応して、複数の電源ユニット２２２＿１～２２２＿ｎが設けられる。各電源ユニット２２２の出力端子は、個別の電源ケーブル２０４を介して、アレイ型発光デバイス２１２の対応する電源端子ＶＤＤと接続される。また必要に応じて、電源ユニット２２２ごとに、検出ラインを設ければよい。
図２０は、変形例２．２に係るヘッドランプ２００を示す図である。アレイ型発光デバイス２１２は、内部の複数の発光画素が、複数のセグメントＳＥＧ１～ＳＥＧｎに分割されており、複数のセグメントＳＥＧ１～ＳＥＧｎに対応して、複数の電源端子ＶＤＤが設けられてもよい。電源回路２２０には、複数の電源端子ＶＤＤに対応して、複数の電源ユニット２２２＿１～２２２＿ｎが設けられる。各電源ユニット２２２の出力端子は、個別の電源ケーブル２０４を介して、アレイ型発光デバイス２１２の対応する電源端子ＶＤＤと接続される。また必要に応じて、電源ユニット２２２ごとに、検出ラインを設ければよい。
【0174】
この変形例２．２においても、配光可変光源２１０に流れる電流を、複数系統のＤＣ／ＤＣコンバータに分散させることができ、変形例２．１と同様の効果を得ることができる。
【0175】
（変形例２．３）
電源ユニット２２２は、フェーズシフト型のコンバータで構成してもよい。フェーズシフト型のコンバータを採用することで、シングルフェーズのコンバータに比べて、出力電圧ＶＯＵＴｉや出力電流ＩＯＵＴｉのリップルを小さくでき、また効率を改善できる。さらに、アレイ型発光デバイス２１２の画素回路においてＰＷＭ制御が行われる場合、電源ユニット２２２の出力電流ＩＯＵＴｉは複数の画素回路の点灯率に応じて高速に変動するところ、フェーズシフト型コンバータを採用することで、負荷変動に対する追従性（応答性）を高めることができる。
電源ユニット２２２は、フェーズシフト型のコンバータで構成してもよい。フェーズシフト型のコンバータを採用することで、シングルフェーズのコンバータに比べて、出力電圧ＶＯＵＴｉや出力電流ＩＯＵＴｉのリップルを小さくでき、また効率を改善できる。さらに、アレイ型発光デバイス２１２の画素回路においてＰＷＭ制御が行われる場合、電源ユニット２２２の出力電流ＩＯＵＴｉは複数の画素回路の点灯率に応じて高速に変動するところ、フェーズシフト型コンバータを採用することで、負荷変動に対する追従性（応答性）を高めることができる。
【0176】
（変形例２．４）
電源回路２２０やコントロールユニット２６０が、ヘッドランプ２００に内蔵される場合を説明したが、それらの一方、あるいは両方は、ヘッドランプ２００のボディの外側に設けられてもよい。配光可変光源２１０は発熱体であるため、熱を忌避するコントロールユニット２６０は、配光可変光源２１０から遠ざけて車室内に配置した方が、熱設計の観点からは有利である。
電源回路２２０やコントロールユニット２６０が、ヘッドランプ２００に内蔵される場合を説明したが、それらの一方、あるいは両方は、ヘッドランプ２００のボディの外側に設けられてもよい。配光可変光源２１０は発熱体であるため、熱を忌避するコントロールユニット２６０は、配光可変光源２１０から遠ざけて車室内に配置した方が、熱設計の観点からは有利である。
【0177】
（実施形態３）
実施形態３．１、３．２では、上述の課題３に関連する技術を説明する。
実施形態３．１、３．２では、上述の課題３に関連する技術を説明する。
【0178】
（実施形態３．１）
図２１は、実施形態３．１に係る灯具システム１００Ａのブロック図である。灯具システム１００Ａは、ＡＤＢランプシステムであり、バッテリ１０２、上位コントローラ１０４およびヘッドランプ２００Ａを備える。
図２１は、実施形態３．１に係る灯具システム１００Ａのブロック図である。灯具システム１００Ａは、ＡＤＢランプシステムであり、バッテリ１０２、上位コントローラ１０４およびヘッドランプ２００Ａを備える。
【0179】
上位コントローラ１０４は、ヘッドランプ２００Ａに対する配光指令を生成する。配光指令は、点灯指令と追加情報を含みうる。点灯指令は、ハイビームやロービームのオン、オフを指示する信号を含みうる。点灯指令に応じて、ヘッドランプ２００Ａが形成すべき基本配光が決定される。また追加情報は、ハイビームを照射すべきでない範囲（遮光領域）に関するデータや、車速、ステアリング角などの情報を含みうる。追加情報に応じて、基本配光が修正され、最終的な配光が決定される。上位コントローラ１０４は、車両側のＥＣＵ（Electronic Control Unit）として構成してもよいし、ヘッドランプ２００Ａに内蔵される灯具側のＥＣＵとして構成してもよい。
【0180】
ヘッドランプ２００Ａは、配光可変光源２１０Ａ、電源回路２２０、コントロールユニット２６０を備えるＡＤＢランプである。
【0181】
配光可変光源２１０Ａは、アレイ状に配置される複数の画素を備え、画素毎にオン、オフが個別制御可能となっている。ヘッドランプ２００Ａにおいて、所望の配光が得られるように、複数の画素のオン、オフが制御される。
【0182】
本実施形態において、配光可変光源２１０Ａは、ハイビームとロービームで兼用されており、配光可変光源２１０Ａの出射ビームは、ハイビームの照射領域とロービームの照射領域をカバーしている。配光可変光源２１０Ａに要求される画素数（解像度）がＡであるとする。Ａは典型的には、数千のオーダーであり、あるいは１００００以上であってもよい。本実施形態では、画素数がＡである単一のアレイ型発光デバイスを採用せずに、画素数ｎがＡより小さい複数のアレイ型発光デバイスに分割して構成する。つまり配光可変光源２１０Ａは、複数Ｍ個（Ｍ≧２）のアレイ型発光デバイス２１２＿１～２１２＿Ｍを備える。つまり、
ｎ×Ｍ≧Ａ
の関係が成り立つ。たとえばＡ≒３０００である場合に、Ｍ＝３，ｎ≒１０００としてもよい。より具体的には、アレイ型発光デバイス２１２は、３２×３２画素を含んでもよい。
ｎ×Ｍ≧Ａ
の関係が成り立つ。たとえばＡ≒３０００である場合に、Ｍ＝３，ｎ≒１０００としてもよい。より具体的には、アレイ型発光デバイス２１２は、３２×３２画素を含んでもよい。
【0183】
各アレイ型発光デバイス２１２＿ｉ（ｉ＝１～Ｍ）は、ｎ個の画素回路ＰＩＸ１～ＰＩＸｎと、複数の画素回路ＰＩＸ１～ＰＩＸｎと接続される電源端子ＶＤＤと、を有する。
【0184】
画素回路ＰＩＸｊ（１≦ｊ≦ｎ）は、電源端子ＶＤＤと接地端子（接地ライン）ＧＮＤの間に直列に設けられる発光素子２１３＿ｊおよび電流源２１４＿ｊを含む。複数の発光素子２１３＿１～２１３＿ｎは、ＬＥＤやＬＤ（半導体レーザ）、有機ＥＬ素子などの半導体発光素子であり、空間的にアレイ状（マトリクス状）に配置されている。
【0185】
複数の電流源２１４＿１～２１４＿ｎは個別にオン、オフが制御可能となっており、ｊ番目の電流源２１４＿ｊがオンのとき、対応する発光素子２１３＿ｊが発光し、その画素回路ＰＩＸｊが点灯状態となる。
【0186】
インタフェース回路２１６は、コントロールユニット２６０からの制御信号Ｓ２に応じて、電流源２１４＿１～２１４＿ｎのオン、オフを制御する。インタフェース回路２１６は、コントロールユニット２６０と高速シリアルインタフェースを介して接続され、全画素のオン、オフを指示するデータを受信する。
【0187】
電源回路２２０は、配光可変光源２１０Ａに電力を供給する。上述のように、配光可変光源２１０Ａは、電源端子が独立したＭ個のアレイ型発光デバイス２１２＿１～２１２＿Ｍを備えている。電源回路２２０は、Ｍ個のアレイ型発光デバイス２１２＿１～２１２＿Ｍに対応するＭ個の電源ユニット２２２＿１～２２２＿Ｍを備える。そして、ｉ番目の電源ユニット２２２＿ｉと対応するアレイ型発光デバイス２１２＿ｉは、個別の接続手段２０２＿ｉを介して接続されている。各接続手段２０２は、電源ケーブル２０４およびコネクタ（あるいはカプラ）２０６を含む。
【0188】
電源ユニット２２２＿１～２２２＿Ｍは同様に構成される。各電源ユニット２２２は定電圧出力のコンバータであり、対応するアレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤに対して、安定化された電源電圧ＶＤＤを供給する。電源電圧ＶＤＤは、ＶＦ＋ＶＳＡＴにもとづいて定められ、典型的には４～５Ｖ程度である。ＶＦは発光素子２１３の順方向電圧、ＶＳＡＴは電流源２１４の最低動作電圧である。したがって電源ユニット２２２は、１２Ｖ（あるいは２４Ｖ）程度のバッテリ電圧ＶＢＡＴを降圧する降圧コンバータ（Ｂｕｃｋコンバータ）で構成することができる。
【0189】
コントロールユニット２６０は、上位コントローラ１０４からの配光指令Ｓ１を受け、配光指令Ｓ１に応じた制御信号Ｓ２を生成し、配光可変光源２１０Ａに対して送信する。コントロールユニット２６０は描画ＥＣＵとも称される。たとえばコントロールユニット２６０は、複数のアレイ型発光デバイス２１２＿１～２１２＿Ｍそれぞれについて、複数の画素回路ＰＩＸ１～ＰＩＸｎをＰＷＭ制御し、配光を制御する。ＰＷＭ周波数は、数百Ｈｚ（たとえば１００～４００Ｈｚ）であり、したがってＰＷＭ周期は、数ミリ秒～数十ミリ秒（ｍｓ）である。
【0190】
図２２は、図２１の配光可変光源２１０Ａが形成する配光を説明する図である。ここではＭ＝３の場合を例とする。ヘッドランプ２００の光学系は、複数のアレイ型発光デバイス２１２＿１～２１２＿３の出射ビームは、水平方向にずれた位置に照射されるように、構成されてもよい。複数のアレイ型発光デバイス２１２＿１～２１３＿３の出射ビームの組み合わせによって、配光パターンが形成される。なお光学系は、反射光学系、透過光学系、それらの組み合わせで構成することができる。
【0191】
以上が灯具システム１００Ａの構成である。続いてその利点を説明する。この灯具システム１００Ａによれば、配光可変光源２１０Ａを、総画素数Ａを有する単一のアレイ型発光デバイスではなく、それより少ない画素数ｎを有し、電源端子が独立した複数のアレイ型発光デバイス２１２＿１～２１２＿Ｍに分割して構成する。そして、アレイ型発光デバイス２１２ごとに電源ユニット２２２を設け、対応するアレイ型発光デバイス２１２の出力端子と電源ユニット２２２を電源ケーブル２０４で１対１で接続することとした。電源ケーブル２０４は、電源ユニット２２２の正極出力ＯＵＴＰとアレイ型発光デバイス２１２の電源端子を接続する電源ラインと、電源ユニット２２２の負極出力ＯＵＴＮとアレイ型発光デバイス２１２の接地端子を接続する接地ラインを含んでもよい。なお接地ラインに関しては、Ｍ個の系統で共通化してもよい。
【0192】
１個の発光素子２１３の駆動電流をＩＬＥＤとする。図２に示すように、単一の電源回路（電源ユニット）によって、配光可変光源２１０Ａに電力を供給する場合、１個の電源回路の出力電流の最大値は、Ａ×ＩＬＥＤとなる。
【0193】
これに対して、図２１の灯具システム１００Ａでは、１個の電源ユニット２２２の出力電流ＩＯＵＴの最大値はＩＬＥＤ×ｎとなる。ｎ＝Ａ／Ｍの関係が成り立つから、電源ユニット２２２の出力電流の最大値は、図２の構成に比べて１／Ｍ倍となる。その結果、電源ユニット２２２を、許容電流（定格電流）の小さい部品で構成することができるため、電源回路２２０のコストを下げることができる。
【0194】
通常、ハイビームでは、水平方向に、±１５度乃至±２０度の照射角度を確保できるようにレンズ光学系(配光）を設計する必要がある。アレイ型発光デバイス２１２のサイズ（発光面積）を変えずに、光学系だけで照射範囲を広げた設計をすると、光度が損なわれることになる。また結像性も悪くなるため、照射光がボヤけてしまい、照射光の分解能が下がり、画素数を増やして解像度を高めた意味が薄れることになる。本実施形態では、配光を水平方向にＭ個に分割し、各領域にアレイ型発光デバイス２１２を割り当てている。これにより、水平方向の照射範囲（角度）を確保すること、法規で定められた光度を確保すること、照射光の分解能の低下を抑制することが可能となる。
【0195】
図２３は、図２１の灯具システム１００Ａのコストを説明する図である。横軸ｘは、電源ユニットの最大出力電流（定格電流）を、縦軸ｙはコストを示す。コストｙは、出力電流ｘの関数ｙ＝ｆ（ｘ）として表すことができる。この関数ｆ（ｘ）は、１次関数ｙ＝ａ・ｘよりも高次の関数で近似される。
【0196】
電源回路２２０全体の最大出力電流をｘ１とすると、電源回路２２０を１個の電源ユニット２２２で構成する場合のコストは、
ｙ１＝ｆ（ｘ１）
となる。
ｙ１＝ｆ（ｘ１）
となる。
【0197】
電源回路２２０をＭ個の電源ユニット２２２で分割構成する場合の、１個の電源ユニット２２２のコストは、
ｙＭ＝ｆ（ｘ１／Ｍ）
となり、Ｍ個の電源ユニット２２２のコストは、
Ｍ×ｙＭ＝Ｍ×ｆ（ｘ１／Ｍ）
となる。
ｙＭ＝ｆ（ｘ１／Ｍ）
となり、Ｍ個の電源ユニット２２２のコストは、
Ｍ×ｙＭ＝Ｍ×ｆ（ｘ１／Ｍ）
となる。
【0198】
したがって、
ｆ（ｘ１）＞Ｍ×ｆ（ｘ１／Ｍ）
の関係が成り立てば、電源回路２２０のコストを下げることができる。言い換えると、分割数Ｍは、この関係が成り立つように定めればよい。
ｆ（ｘ１）＞Ｍ×ｆ（ｘ１／Ｍ）
の関係が成り立てば、電源回路２２０のコストを下げることができる。言い換えると、分割数Ｍは、この関係が成り立つように定めればよい。
【0199】
また本実施形態によれば、電源ユニット２２２の構成部品（パワートランジスタやインダクタ、キャパシタ）に、小さい部品を選定できるため、選択肢が多くなる。もし仮に、コストダウンの効果がそれほど大きくなかったとしても、あるいはコストがわずかに増加したとしても、回路部品の選択肢が増えることは大きなメリットである。
【0200】
灯具システム１００Ａのさらに別の利点は、比較技術との対比によって明確となる。図２４は、比較技術に係るランプ２００Ｒのブロック図である。この比較技術では、電源回路２２０Ｒが、３個の電源ユニット２２２＿１～２２２＿３に分割構成されるが、それらの出力端子は、電源回路２２０Ｒの基板において共通に接続されており、電源回路２２０Ｒと配光可変光源２１０Ａの間は、１本の電源ケーブル２０４およびコネクタ２０６で接続されている。
【0201】
この比較技術では、電源回路２２０のコストは、実施形態３．１と同様に下げることができるが、電源ケーブル２０４に流れる最大電流はＡ×ＩＬＥＤとなる。Ａ×ＩＬＥＤ＝３０Ａとすると、３０Ａの電流に耐えうるケーブルを選定する必要がある。そのようなケーブルは非常に太く、またコストが高い。これに対して、実施形態３．１に係る灯具システム１００Ａでは、１本の電源ケーブルに流れる電流も１／Ｍ倍となり、相対的に細くて、取り回しが容易なケーブルを選定することができる。
【0202】
ケーブルのコストに関しても、電源回路と同様の検討が可能である。すなわち電流ｘとケーブルのコストｙの間に、ｙ＝ｇ（ｘ）の関係が成り立つとする。この場合、
ｇ（ｘ１）＞Ｍ×ｇ（ｘ１／Ｍ）
の関係が成り立つとき、ケーブルの本数がＭ本に増えたとしても、ケーブル全体のコストを下げることが可能である。
ｇ（ｘ１）＞Ｍ×ｇ（ｘ１／Ｍ）
の関係が成り立つとき、ケーブルの本数がＭ本に増えたとしても、ケーブル全体のコストを下げることが可能である。
【0203】
また実施形態３．１に係るヘッドランプ２００Ａは、比較技術に比べて以下の利点を有する。比較技術では、電源回路２２０から見たときに、複数のアレイ型発光デバイス２１２＿１～２１２＿３は単一の負荷回路となる。したがって、電源回路２２０では、１系統のフィードバックループによって、配光可変光源２１０Ａへの供給電圧をフィードバック制御することとなる。
【0204】
これに対して、図２１のヘッドランプ２００Ａでは、電源ユニット２２２＿１～２２２＿Ｍに対して、アレイ型発光デバイス２１２＿１～２１２＿Ｍが独立した負荷として存在する。ＡＤＢランプにおいて、複数のアレイ型発光デバイス２１２は、配光の異なるエリアに対応付けられるため、複数のアレイ型発光デバイス２１２の負荷率（オン画素の比率）、言い換えると電源電流ＩＯＵＴは、独立して変動する。したがって電源ユニット２２２ごとに、独立したフィードバックループを形成することにより、比較技術に比べて、より高速な負荷応答性（ロードレギュレーション）を実現できる。
【0205】
続いて、電源ユニット２２２の構成例を説明する。図２５（ａ）、（ｂ）は、１個の電源ユニット２２２＿ｉの構成例を示す回路図である。図２５（ａ）の電源ユニット２２２＿ｉは、シングルフェーズの降圧コンバータ（出力回路）２２４と、フィードバック回路２２６、コントロール回路２２８を含む。フィードバック回路２２６は、電源ユニット２２２＿ｉの出力電圧ＶＯＵＴｉに応じたフィードバック信号ＶＦＢｉを生成する。コントロール回路２２８は、フィードバック信号ＶＦＢｉが目標電圧ＶＲＥＦに近づくように、降圧コンバータの出力回路２２４を制御する。
【0206】
フィードバック信号ＶＦＢｉは、出力電圧ＶＯＵＴｉを分圧した電圧であってもよいし、分圧した電圧を補正して得られる信号であってもよい。
【0207】
あるいはフィードバック信号ＶＦＢｉは、アレイ型発光デバイス２１２＿ｉの電源端子の電圧ＶＤＤを分圧した電圧であってもよいし、それを補正した信号であってもよい。アレイ型発光デバイス２１２＿ｉの電源端子の電圧を直接監視することにより、電源ケーブル２０４＿ｉの電圧降下の影響を取り除いた制御が可能となる。
【0208】
電源ユニット２２２＿ｉは、フェーズシフト型のコンバータで構成してもよい。図２５（ｂ）の電源ユニット２２２＿ｉは、デュアルフェーズの降圧コンバータ（出力回路）２２４と、フィードバック回路２２６、コントロール回路２２８を含む。
【0209】
コントロール回路２２８は、フィードバック信号ＶＦＢｉが目標電圧に近づくように、２系統のスイッチング回路ＳＷＡ，ＳＷＢを、１８０度の位相差で制御する。
【0210】
フェーズシフト型のコンバータを採用することで、シングルフェーズのコンバータに比べて、出力電圧ＶＯＵＴｉや出力電流ＩＯＵＴｉのリップルを小さくでき、また効率を改善できる。さらに、アレイ型発光デバイス２１２の画素回路においてＰＷＭ制御が行われる場合、電源ユニット２２２＿ｉの出力電流ＩＯＵＴｉは複数の画素回路の点灯率に応じて高速に変動するところ、フェーズシフト型コンバータを採用することで、負荷変動に対する追従性（応答性）を高めることができる。
【0211】
なお、フェーズ数は２に限定されず、３フェーズ、４フェーズ、６フェーズなどの形式を採用してもよい。
【0212】
続いて実施形態３．１に関連する変形例を説明する。上述の説明では、アレイ型発光デバイス２１２＿１～２１２＿Ｍが同じ画素数を有していたが、その限りでなく、アレイ型発光デバイス２１２ごとに画素数が異なっていてもよい。
【0213】
（実施形態３．２）
図２６は、実施形態３．２に係る灯具システム１００Ｂのブロック図である。灯具システム１００Ｂの構成について、図２１の灯具システム１００Ａとの相違点を説明する。実施形態３．１では、配光可変光源２１０Ａは、画素数ｎが、必要画素数Ａの１／Ｍ倍であるアレイ型発光デバイス２１２を、Ｍ個含んでいた。これに対して、実施形態３．２において、配光可変光源２１０Ｂは、画素数がＡであるアレイ型発光デバイス２１１を１個、備える。
図２６は、実施形態３．２に係る灯具システム１００Ｂのブロック図である。灯具システム１００Ｂの構成について、図２１の灯具システム１００Ａとの相違点を説明する。実施形態３．１では、配光可変光源２１０Ａは、画素数ｎが、必要画素数Ａの１／Ｍ倍であるアレイ型発光デバイス２１２を、Ｍ個含んでいた。これに対して、実施形態３．２において、配光可変光源２１０Ｂは、画素数がＡであるアレイ型発光デバイス２１１を１個、備える。
【0214】
アレイ型発光デバイス２１１は、Ａ個（＝Ｍ×ｎ）の画素回路ＰＩＸおよびインタフェース回路２１６を備える。画素回路ＰＩＸの構成は、図２１と同様であり、直列に接続された発光素子と電流源を含む。Ａ個の画素回路ＰＩＸは、Ｍ個のセグメントＳＥＧ１～ＳＥＧＭに分割して構成されており、セグメントＳＥＧ１～ＳＥＧＭごとに、独立した電源端子ＶＤＤ１～ＶＤＤＭを備える。アレイ型発光デバイス２１１は、複数のセグメントＳＥＧ１～ＳＥＧＭごとに独立した接地端子ＧＮＤ１～ＧＮＤＭを有してもよいし、共通化されたひとつの接地端子を有してもよい。
【0215】
図２７（ａ）～（ｃ）は、アレイ型発光デバイス２１１のセグメントの分割を説明する図である。図２７（ａ）では、セグメント数Ｍは３であり、複数のセグメントＳＥＧ１～ＳＥＧ３の出射ビームは、水平方向に異なる位置に照射される。水平方向に分割することの利点は上述した通りである。
【0216】
図２７（ｂ）では、セグメント数Ｍは３であり、複数のセグメントＳＥＧ１～ＳＥＧ３の出射ビームは、垂直方向に異なる範囲に照射される。垂直方向に分割した場合、図２７（ａ）と同様の効果が、垂直方向に関して得られる。加えて、一番下側のセグメントの配光をロービーム領域に対応させることで、ロービームのカットライン配光を形成できるという効果が得られる。従来のカットライン形成は、光源とレンズとの間にシェードという遮光版を設け、物理的に光を遮って形成しており、さらにカットラインは左右の
ヘッドランプで１８０度対称形状であり、シェードは右用と左用の２種類が必要であった。これがＬＥＤピクセルの点消灯制御でカットライン形成できればシェード部品を削減できます。また、制御コントローラからの設定だけで、左右のカットラインの形状切り替えが容易になり。さらに、車両走行のコーナリングに合わせてカットラインの形状を変化させることで電子スイブル機能の実現も可能となる。
ヘッドランプで１８０度対称形状であり、シェードは右用と左用の２種類が必要であった。これがＬＥＤピクセルの点消灯制御でカットライン形成できればシェード部品を削減できます。また、制御コントローラからの設定だけで、左右のカットラインの形状切り替えが容易になり。さらに、車両走行のコーナリングに合わせてカットラインの形状を変化させることで電子スイブル機能の実現も可能となる。
【0217】
図２７（ｃ）では、セグメント数Ｍは４であり、複数のセグメントＳＥＧ１～ＳＥＧ４の出射ビームは、水平方向および垂直方向に関して、異なる位置に照射される。実施形態３．２によれば、実施形態３．１と同様の効果を得ることができる。
【0218】
続いて、実施形態３．１，３．２に関連する変形例を説明する。
【0219】
（変形例３．１）
実施形態３．１，３．２では、電源回路２２０やコントロールユニット２６０が、ヘッドランプ２００に内蔵される場合を説明したが、それらの一方、あるいは両方は、ヘッドランプ２００のボディの外側に設けられてもよい。配光可変光源２１０は発熱体であるため、熱を忌避するコントロールユニット２６０は、配光可変光源２１０から遠ざけて車室内に配置した方が、熱設計の観点からは有利である。
実施形態３．１，３．２では、電源回路２２０やコントロールユニット２６０が、ヘッドランプ２００に内蔵される場合を説明したが、それらの一方、あるいは両方は、ヘッドランプ２００のボディの外側に設けられてもよい。配光可変光源２１０は発熱体であるため、熱を忌避するコントロールユニット２６０は、配光可変光源２１０から遠ざけて車室内に配置した方が、熱設計の観点からは有利である。
【0220】
（変形例３．２）
実施形態３．１と３．２を組み合わせた構成も、本発明の一形態として有効である。すなわち、配光可変光源２１０は、Ｌ個のアレイ型発光デバイス２１１を備えてもよい。アレイ型発光デバイス２１１は、内部が複数Ｋ個のセグメントに分割され、セグメントごとに電源端子を有する。この場合において、電源回路２２０を、Ｌ×Ｋ個の電源ユニット２２２で構成してもよい。
実施形態３．１と３．２を組み合わせた構成も、本発明の一形態として有効である。すなわち、配光可変光源２１０は、Ｌ個のアレイ型発光デバイス２１１を備えてもよい。アレイ型発光デバイス２１１は、内部が複数Ｋ個のセグメントに分割され、セグメントごとに電源端子を有する。この場合において、電源回路２２０を、Ｌ×Ｋ個の電源ユニット２２２で構成してもよい。
【0221】
（実施形態４）
実施形態４．１、４．２では、上述の課題４に関連する技術を説明する。
実施形態４．１、４．２では、上述の課題４に関連する技術を説明する。
【0222】
（実施形態４．１）
図２８は、実施形態４．１に係る灯具システム１００Ａのブロック図である。灯具システム１００Ａは、ＡＤＢランプシステムであり、バッテリ１０２、上位コントローラ１０４およびヘッドランプ２００Ａを備える。
図２８は、実施形態４．１に係る灯具システム１００Ａのブロック図である。灯具システム１００Ａは、ＡＤＢランプシステムであり、バッテリ１０２、上位コントローラ１０４およびヘッドランプ２００Ａを備える。
【0223】
上位コントローラ１０４は、ヘッドランプ２００に対する配光指令を生成する。配光指令は、点灯指令と追加情報を含みうる。点灯指令は、ハイビームやロービームのオン、オフを指示する信号を含みうる。点灯指令に応じて、ヘッドランプ２００が形成すべき基本配光が決定される。また追加情報は、ハイビームを照射すべきでない範囲（遮光領域）に関するデータや、車速、ステアリング角などの情報を含みうる。追加情報に応じて、基本配光が修正され、最終的な配光が決定される。上位コントローラ１０４は、車両側のＥＣＵとして構成してもよいし、ヘッドランプ２００に内蔵される灯具側のＥＣＵとして構成してもよい。
【0224】
ヘッドランプ２００Ａは、配光可変光源２１０、電源回路２２０、コントロールユニット２６０を備えるＡＤＢランプである。
【0225】
配光可変光源２１０は、アレイ状に配置される複数の画素を備え、画素毎にオン、オフが個別制御可能となっている。ヘッドランプ２００において、所望の配光が得られるように、複数の画素のオン、オフが制御される。
【0226】
より具体的には配光可変光源２１０は、アレイ型発光デバイス２１２を備える。アレイ型発光デバイス２１２は、ｎ個の画素回路ＰＩＸ１～ＰＩＸｎと、複数の画素回路ＰＩＸ１～ＰＩＸｎと接続される電源端子ＶＤＤと、を有する。
【0227】
画素回路ＰＩＸｊ（１≦ｊ≦ｎ）は、電源端子ＶＤＤと接地端子（接地ライン）ＧＮＤの間に直列に設けられる発光素子２１３＿ｊおよび電流源２１４＿ｊを含む。複数の発光素子２１３＿１～２１３＿ｎは、ＬＥＤやＬＤ（半導体レーザ）、有機ＥＬ素子などの半導体発光素子であり、空間的にアレイ状（マトリクス状）に配置されている。
【0228】
複数の電流源２１４＿１～２１４＿ｎは個別にオン、オフが制御可能となっており、ｊ番目の電流源２１４＿ｊがオンのとき、対応する発光素子２１３＿ｊが発光し、その画素回路ＰＩＸｊが点灯状態となる。
【0229】
インタフェース回路２１６は、コントロールユニット２６０からの制御信号Ｓ２に応じて、電流源２１４＿１～２１４＿ｎのオン、オフを制御する。インタフェース回路２１６は、コントロールユニット２６０と高速シリアルインタフェースを介して接続され、全画素のオン、オフを指示する制御信号Ｓ２を受信する。
【0230】
電源回路２２０は、配光可変光源２１０に電力を供給する。電源回路２２０は、定電圧出力のコンバータを含み、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤに対して、安定化された電源電圧ＶＤＤを供給する。電源電圧ＶＤＤは、ＶＦ＋ＶＳＡＴにもとづいて定められ、典型的には４～５Ｖ程度である。ＶＦは発光素子２１３の順方向電圧、ＶＳＡＴは電流源２１４の最低動作電圧である。したがって電源ユニット２２２は、１２Ｖ（あるいは２４Ｖ）程度のバッテリ電圧ＶＢＡＴを降圧する降圧コンバータ（Ｂｕｃｋコンバータ）で構成することができる。
【0231】
コントロールユニット２６０は、上位コントローラ１０４からの配光指令Ｓ１を受け、配光指令Ｓ１に応じた制御信号Ｓ２を生成し、配光可変光源２１０に対して送信する。たとえばコントロールユニット２６０は、アレイ型発光デバイス２１２の複数の画素回路ＰＩＸ１～ＰＩＸｎをＰＷＭ制御し、配光を制御する。ＰＷＭ周波数は、数百Ｈｚ（たとえば１００～４００Ｈｚ）であり、したがってＰＷＭ周期は、数ミリ秒～数十ミリ秒（ｍｓ）である。
【0232】
続いて電源回路２２０の構成を説明する。電源回路２２０は、電源ユニット２２２を備える。電源ユニット２２２は、出力端子ＡＰ／ＡＮ、検出端子ＳＮＳ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４、コンバータコントローラ２２８を備える。
【0233】
出力端子ＡＰ／ＡＮは、電源ケーブル２０４を介してアレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤおよび接地端子ＧＮＤと接続される。電源ケーブル２０４は、電源ラインＬＶＤＤと接地ラインＬＧＮＤを含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の正極出力は、出力端子ＡＰ、電源ラインＬＶＤＤを介して、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤと接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の負極出力は、出力端子ＡＮ、接地ラインＬＧＮＤを介して、アレイ型発光デバイス２１２の接地端子ＧＮＤと接続される。
【0234】
検出端子ＳＮＳは、電源ケーブル２０４と独立した検出ラインＬＳＮＳを介して、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤと接続されるジカ線である。
【0235】
コンバータコントローラ２２８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の出力電圧ＶＯＵＴに応じたフィードバック電圧ＶＦＢにもとづいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４を制御する。フィードバック電圧ＶＦＢは、出力電圧ＶＯＵＴそのものであってもよいし、出力電圧ＶＯＵＴを分圧した電圧であってもよいし、出力電圧ＶＯＵＴを補正した電圧であってもよい。
【0236】
コンバータコントローラ２２８は、市販のＤＣ／ＤＣコンバータの制御ＩＣ（Integrated Circuit）を用いることができる。コンバータコントローラ２２８は、フィードバックピンＦＢに入力されたフィードバック電圧ＶＦＢが基準電圧ＶＲＥＦに近づくように、パルス幅や周波数、デューティサイクルの少なくともひとつが調節されるパルス信号を生成し、パルス信号に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ２２４をフィードバック制御する。
【0237】
またコンバータコントローラ２２８は、イネーブルピンＥＮを有してもよい。コンバータコントローラ２２８は、イネーブルピンＥＮに入力されるイネーブル信号がアサート（たとえばハイレベル）されるとき、イネーブル状態となり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４に出力電圧ＶＯＵＴを発生させる。コンバータコントローラ２２８は、イネーブルピンＥＮのイネーブル信号がネゲートされるとき（たとえばローレベル）、ディセーブル状態となり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の動作を停止する。
【0238】
監視回路２５０は、少なくとも検出端子ＳＮＳの検出電圧ＶＳＮＳにもとづいて、電源ケーブル２０４の電気的状態を検出する。監視回路２５０の入力インピーダンスは十分に高く、したがって検出ラインＬＳＮＳには電流は流れない。したがって、検出電圧ＶＳＮＳは、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤの電圧ＶＤＤと等しい。
【0239】
本実施形態において、監視回路２５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の出力電圧ＶＯＵＴと検出電圧ＶＳＮＳにもとづいて、電源ケーブル２０４の異常を検出可能に構成される。電源ケーブル２０４の異常には、電源ケーブル２０４の断線、コネクタの外れ、電源ケーブル２０４の地絡や天絡が含まれうる。
【0240】
より詳しくは、監視回路２５０は、出力電圧ＶＯＵＴと検出電圧ＶＳＮＳの差分ΔＶと、所定のしきい値ＶＴＨの比較結果にもとづいて、電源ケーブル２０４の異常を検出する。具体的には、ΔＶ＜ＶＴＨのとき正常、ΔＶ＞ＶＴＨのとき異常と判定される。
【0241】
監視回路２５０は、電源ケーブル２０４が正常であるとき、コンバータコントローラ２２８のイネーブルピンＥＮのイネーブル信号をアサートし、電源ケーブル２０４が異常であるとき、コンバータコントローラ２２８のイネーブルピンＥＮのイネーブル信号をネゲートする。
【0242】
以上が灯具システム１００Ａの動作である。続いてその動作を説明する。図２９は、図２８の灯具システム１００Ａの動作波形図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の出力電圧ＶＯＵＴは、その目標電圧ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）に安定化されている。
【0243】
時刻ｔ０より前、灯具システム１００Ａは消灯している。この状態では、アレイ型発光デバイス２１２の全画素はオフであるから、出力電流ＩＯＵＴは実質的にゼロである。このとき電源ケーブル２０４の電圧降下は０となるから、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤの電圧ＶＤＤは、出力電圧ＶＯＵＴと等しい。
【0244】
時刻ｔ０以降、灯具システム１００Ａが点灯すると、アレイ型発光デバイス２１２に電流ＩＯＵＴが流れる。長い時間スケールでみると、出力電流ＩＯＵＴの平均値は、ヘッドランプ２００が形成する配光に応じて変化する。また短い時間スケールでみると、出力電流ＩＯＵＴの瞬時値は、ＰＷＭ制御の周期で変動する。図２９には、長いあるいは短い時間スケールで、出力電流ＩＯＵＴが変動する様子が示される。
【0245】
アレイ型発光デバイス２１２の電源電圧ＶＤＤは、電源回路２２０の出力電圧ＶＯＵＴよりも、電源ラインＬＶＤＤで生ずる電圧降下ＶＤＲＯＰ分、低い電圧となり、出力電流ＩＯＵＴに応じて変動する。
ＶＤＤ＝ＶＯＵＴ－ＶＤＲＯＰ＝ＶＯＵＴ－Ｒ×ＩＯＵＴ
Ｒは、電源ラインＬＶＤＤのインピーダンスである。なおここでは理解の容易化のため、接地ラインＬＧＮＤの電圧降下は無視することとする。
ＶＤＤ＝ＶＯＵＴ－ＶＤＲＯＰ＝ＶＯＵＴ－Ｒ×ＩＯＵＴ
Ｒは、電源ラインＬＶＤＤのインピーダンスである。なおここでは理解の容易化のため、接地ラインＬＧＮＤの電圧降下は無視することとする。
【0246】
時刻ｔ１に、電源ラインＬＶＤＤが断線したとする。そうすると、アレイ型発光デバイス２１２の電源電圧ＶＤＤは、０Ｖに低下する。
【0247】
監視回路２５０の入力インピーダンスは十分に高く、したがって検出ラインＬＳＮＳには電流は流れない。したがって、検出電圧ＶＳＮＳは、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤの電圧ＶＤＤと等しい。したがって監視回路２５０が監視する電位差ΔＶ＝ＶＯＵＴ－ＶＳＮＳは、電源ラインＬＶＤＤの電圧降下ＶＤＲＯＰに対応する。
【0248】
電源ケーブル２０４が正常である時刻ｔ１より前において、電位差ΔＶは、出力電流ＩＯＵＴに比例する。ところが、電源ラインＬＶＤＤが断線し、あるいはコネクタが外れると、検出電圧ＶＳＮＳは０Ｖに低下する。その結果、電位差ΔＶがしきい値ＶＴＨを超える。監視回路２５０は、ΔＶ＞ＶＴＨの状態が、所定の判定時間τＤＥＴ持続すると、時刻ｔ２に、電源ラインＬＶＤＤの断線と判定してもよい。
【0249】
監視回路２５０は、電源ラインＬＶＤＤの断線を検出すると、イネーブル信号ＥＮをローレベルに変化させる。その結果、電源ユニット２２２が停止し、出力電圧ＶＯＵＴが０Ｖに低下し、灯具システム１００Ａの動作が停止する。
【0250】
以上が灯具システム１００Ａの動作である。この灯具システム１００Ａによれば、検出ラインＬＳＮＳによって、電源回路２２０から、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤの電圧ＶＤＤを監視することにより、電源ケーブル２０４の断線やコネクタ外れ等の電気的状態を検出できる。
【0251】
続いて監視回路２５０の構成例を説明する。
【0252】
図３０は、監視回路２５０の構成例を示す回路図である。この構成例において、監視回路２５０は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２およびマイクロコントローラ２５１を含む。抵抗Ｒ１１，Ｒ１２は、検出電圧ＶＳＮＳを分圧する。抵抗Ｒ２１，Ｒ２２は、出力電圧ＶＯＵＴを分圧する。分圧後の電圧ＶＳＮＳ’，ＶＯＵＴ’は、マイクロコントローラ２５１のアナログ入力ピンＡＮ１，ＡＮ２に入力される。
【0253】
マイクロコントローラ２５１は、マルチプレクサ２５２、Ａ／Ｄコンバータ２５４、プロセッサ２５６を含む。マルチプレクサ２５２は、複数のアナログ入力ピンＡＮ１，ＡＮ２の電圧を順に選択する。Ａ／Ｄコンバータ２５４は、マルチプレクサ２５２が選択した電圧を、デジタル信号に変換する。プロセッサ２５６には、電圧ＶＳＮＳ’、ＶＯＵＴ’をサンプリングして量子化したデジタル値Ｄ１，Ｄ２が入力される。プロセッサ２５６は、ソフトウェアプログラムを実行し、二つのデジタル値Ｄ１，Ｄ２の差分ΔＤを生成する。この差分は、上述の電位差ΔＶに相当する。そしてデジタル値の差分ΔＤを、所定のしきい値ＴＨと比較し、ΔＤ＞ＴＨの状態が、所定時間τＤＥＴにわたり持続すると、電源ラインＬＶＤＤの断線と判定する。プロセッサ２５６は、汎用出力ピンＧＰＩＯから、判定結果にもとづくイネーブル信号ＥＮを出力する。このように、監視回路２５０の機能は、監視マイコンに実装することができる。
【0254】
図３１は、監視回路２５０の別の構成例を示す回路図である。この構成例では、監視回路２５０は、アナログ回路で実装される。アンプＡＭＰ１は、ＶＳＮＳ’とＶＯＵＴ’の差分を増幅し、電位差ΔＶに比例した信号を生成する。コンパレータＣＭＰ１は、電位差に応じた信号を、しきい値電圧ＶＴＨと比較する。タイマー回路２５３は、コンパレータＣＭＰ１の出力が、所定時間τＤＥＴに渡り、ΔＶ＞ＶＴＨを示すとき、イネーブル信号ＥＮをローに切り替える。
【0255】
（実施形態４．２）
図３２は、実施形態４．２に係る灯具システム１００Ｂのブロック図である。電源ユニット２２２は、図２８の電源ユニット２２２に加えて、フィードバック回路２２６をさらに備える。フィードバック回路２２６は、検出端子ＳＮＳの検出電圧ＶＳＮＳに応じたフィードバック電圧ＶＦＢを生成し、コンバータコントローラ２２８のフィードバックピンに入力する。その他については図２８と同様である。
図３２は、実施形態４．２に係る灯具システム１００Ｂのブロック図である。電源ユニット２２２は、図２８の電源ユニット２２２に加えて、フィードバック回路２２６をさらに備える。フィードバック回路２２６は、検出端子ＳＮＳの検出電圧ＶＳＮＳに応じたフィードバック電圧ＶＦＢを生成し、コンバータコントローラ２２８のフィードバックピンに入力する。その他については図２８と同様である。
【0256】
続いてその動作を説明する。フィードバック回路２２６のゲインをＫとするとき、フィードバック電圧ＶＦＢと検出電圧ＶＳＮＳの間には以下の関係が成り立つ。
ＶＦＢ＝Ｋ×ＶＳＮＳ＝Ｋ×ＶＤＤ
ＶＦＢ＝Ｋ×ＶＳＮＳ＝Ｋ×ＶＤＤ
【0257】
コンバータコントローラ２２８において、フィードバックピンに入力されるフィードバック電圧ＶＦＢが、基準電圧ＶＲＥＦに近づくようにフィードバック制御が行われるとき、
ＶＲＥＦ＝Ｋ×ＶＤＤ
が成り立つ。したがって、電源電圧ＶＤＤは、ＶＤＤ（ＲＥＦ）＝ＶＲＥＦ／Ｋの目標電圧に安定化される。なお、ＶＤＤ（ＲＥＦ）は、ＶＤＤ（ＭＩＮ）＝ＶＦ＋ＶＳＡＴ＋αにもとづいて定められる。つまり電源電圧ＶＤＤは、出力電流ＩＯＵＴ、つまり電源ラインＬＶＤＤやコネクタにおける電圧降下の影響を受けない目標電圧ＶＤＤ（ＲＥＦ）に安定化される。
ＶＲＥＦ＝Ｋ×ＶＤＤ
が成り立つ。したがって、電源電圧ＶＤＤは、ＶＤＤ（ＲＥＦ）＝ＶＲＥＦ／Ｋの目標電圧に安定化される。なお、ＶＤＤ（ＲＥＦ）は、ＶＤＤ（ＭＩＮ）＝ＶＦ＋ＶＳＡＴ＋αにもとづいて定められる。つまり電源電圧ＶＤＤは、出力電流ＩＯＵＴ、つまり電源ラインＬＶＤＤやコネクタにおける電圧降下の影響を受けない目標電圧ＶＤＤ（ＲＥＦ）に安定化される。
【0258】
図３３は、図３２の灯具システム１００Ｂの動作波形図である。長い時間スケールでみると、出力電流ＩＯＵＴの平均値は、ヘッドランプ２００が形成する配光に応じて変化する。また短い時間スケールでみると、出力電流ＩＯＵＴの瞬時値は、ＰＷＭ制御の周期で変動する。図３３には、長いあるいは短い時間スケールで、出力電流ＩＯＵＴが変動する様子が示される。
【0259】
電源回路２２０におけるフィードバック制御の結果、電源電圧ＶＤＤは、目標電圧ＶＤＤ（ＲＥＦ）に安定化される。一方でＤＣ／ＤＣコンバータ２２４の出力電圧ＶＯＵＴは、
ＶＯＵＴ＝ＶＤＤ＋ＶＤＲＯＰ＝ＶＤＤ＋Ｒ×ＩＯＵＴ
となり、出力電流ＩＯＵＴに応じて変動する。
ＶＯＵＴ＝ＶＤＤ＋ＶＤＲＯＰ＝ＶＤＤ＋Ｒ×ＩＯＵＴ
となり、出力電流ＩＯＵＴに応じて変動する。
【0260】
以上が灯具システム１００Ｂの動作である。この灯具システム１００Ｂによれば、アレイ型発光デバイス２１２の電源端子ＶＤＤに、安定した電源電圧ＶＤＤを供給できる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２４は、必要以上に高い電圧ＶＯＵＴを生成する必要がなくなるため、消費電力を削減できる。
【0261】
時刻ｔ３に、電源ラインＬＶＤＤが断線すると、電源電圧ＶＤＤが０Ｖに低下する。このとき、フィードバック制御が無効になるため、出力電圧ＶＯＵＴは、元の目標電圧ＶＯＵＴ（ＲＥＦ）を維持するか、それより高い電圧レベルに変化する。したがって、断線状態では、ΔＶ（＝ＶＯＵＴ－ＶＳＮＳ）＞ＶＴＨとなり、監視回路２５０によって検出できる。ΔＶ＞ＶＴＨの状態が判定時間τＤＥＴ持続すると、時刻ｔ４にＤＣ／ＤＣコンバータ２２４がディセーブルとなり、出力電圧ＶＯＵＴが０Ｖとなる。
【0262】
実施形態４．１，４．２に関連する変形例を説明する。
【0263】
（変形例４．１）
図３４は、変形例４．１に係るヘッドランプ２００を示す図である。これまでの説明では、配光可変光源２１０が１個のアレイ型発光デバイス２１２を備えることとしたが、配光可変光源２１０は、複数のアレイ型発光デバイス２１２を備えてもよい。その場合、電源回路２２０には、複数のアレイ型発光デバイス２１２に対応して、複数の電源ユニット２２２が設けられる。各電源ユニット２２２の出力端子は、個別の電源ケーブルを介して、対応するアレイ型発光デバイス２１２の電源端子と接続される。また電源ユニット２２２とアレイ型発光デバイス２１２のペアごとに、検出ラインを設ければよい。
図３４は、変形例４．１に係るヘッドランプ２００を示す図である。これまでの説明では、配光可変光源２１０が１個のアレイ型発光デバイス２１２を備えることとしたが、配光可変光源２１０は、複数のアレイ型発光デバイス２１２を備えてもよい。その場合、電源回路２２０には、複数のアレイ型発光デバイス２１２に対応して、複数の電源ユニット２２２が設けられる。各電源ユニット２２２の出力端子は、個別の電源ケーブルを介して、対応するアレイ型発光デバイス２１２の電源端子と接続される。また電源ユニット２２２とアレイ型発光デバイス２１２のペアごとに、検出ラインを設ければよい。
【0264】
この変形例４．１では、配光可変光源２１０が、電源端子が独立した複数のアレイ型発光デバイス２１２に分割して構成される。そして、アレイ型発光デバイス２１２ごとに電源ユニット２２２を設け、アレイ型発光デバイス２１２と電源ユニット２２２を電源ケーブルで１対１で接続することとしている。これにより、配光可変光源２１０に流れる電流を、複数の系統のＤＣ／ＤＣコンバータに分散させることができ、各ＤＣ／ＤＣコンバータにおける電圧降下の影響を小さくでき、負荷応答性を改善できる。加えてＤＣ／ＤＣコンバータの構成部品、電源ケーブル、コネクタの選択肢が多くなり、設計の自由度が高くなる。
【0265】
（変形例４．２）
図３５は、変形例４．２に係るヘッドランプ２００を示す図である。アレイ型発光デバイス２１２は、内部の複数の発光画素が、複数のセグメントＳＥＧ１～ＳＥＧｎに分割されており、複数のセグメントＳＥＧ１～ＳＥＧｎに対応して、複数の電源端子ＶＤＤが設けられてもよい。電源回路２２０には、複数の電源端子ＶＤＤに対応して、複数の電源ユニット２２２＿１～２２２＿ｎが設けられる。各電源ユニット２２２の出力端子は、個別の電源ケーブル２０４を介して、アレイ型発光デバイス２１２の対応する電源端子ＶＤＤと接続される。また必要に応じて、電源ユニット２２２ごとに、検出ラインを設ければよい。
図３５は、変形例４．２に係るヘッドランプ２００を示す図である。アレイ型発光デバイス２１２は、内部の複数の発光画素が、複数のセグメントＳＥＧ１～ＳＥＧｎに分割されており、複数のセグメントＳＥＧ１～ＳＥＧｎに対応して、複数の電源端子ＶＤＤが設けられてもよい。電源回路２２０には、複数の電源端子ＶＤＤに対応して、複数の電源ユニット２２２＿１～２２２＿ｎが設けられる。各電源ユニット２２２の出力端子は、個別の電源ケーブル２０４を介して、アレイ型発光デバイス２１２の対応する電源端子ＶＤＤと接続される。また必要に応じて、電源ユニット２２２ごとに、検出ラインを設ければよい。
【0266】
この変形例４．２においても、配光可変光源２１０に流れる電流を、複数系統のＤＣ／ＤＣコンバータに分散させることができ、変形例４．１と同様の効果を得ることができる。
【0267】
（変形例４．３）
電源ユニット２２２は、フェーズシフト型のコンバータで構成してもよい。フェーズシフト型のコンバータを採用することで、シングルフェーズのコンバータに比べて、出力電圧ＶＯＵＴｉや出力電流ＩＯＵＴｉのリップルを小さくでき、また効率を改善できる。さらに、アレイ型発光デバイス２１２の画素回路においてＰＷＭ制御が行われる場合、電源ユニット２２２の出力電流ＩＯＵＴｉは複数の画素回路の点灯率に応じて高速に変動するところ、フェーズシフト型コンバータを採用することで、負荷変動に対する追従性（応答性）を高めることができる。
電源ユニット２２２は、フェーズシフト型のコンバータで構成してもよい。フェーズシフト型のコンバータを採用することで、シングルフェーズのコンバータに比べて、出力電圧ＶＯＵＴｉや出力電流ＩＯＵＴｉのリップルを小さくでき、また効率を改善できる。さらに、アレイ型発光デバイス２１２の画素回路においてＰＷＭ制御が行われる場合、電源ユニット２２２の出力電流ＩＯＵＴｉは複数の画素回路の点灯率に応じて高速に変動するところ、フェーズシフト型コンバータを採用することで、負荷変動に対する追従性（応答性）を高めることができる。
【0268】
（変形例４．４）
電源回路２２０やコントロールユニット２６０が、ヘッドランプ２００に内蔵される場合を説明したが、それらの一方、あるいは両方は、ヘッドランプ２００のボディの外側に設けられてもよい。配光可変光源２１０は発熱体であるため、熱を忌避するコントロールユニット２６０は、配光可変光源２１０から遠ざけて車室内に配置した方が、熱設計の観点からは有利である。
電源回路２２０やコントロールユニット２６０が、ヘッドランプ２００に内蔵される場合を説明したが、それらの一方、あるいは両方は、ヘッドランプ２００のボディの外側に設けられてもよい。配光可変光源２１０は発熱体であるため、熱を忌避するコントロールユニット２６０は、配光可変光源２１０から遠ざけて車室内に配置した方が、熱設計の観点からは有利である。
【0269】
（変形例４．５）
監視回路２５０は、検出電圧ＶＳＮＳのみにもとづいて、電源ラインＬＶＤＤの断線を検出してもよい。たとえば監視回路２５０は、イネーブル信号ＥＮがイネーブルの状態において、検出電圧ＶＳＮＳが、０Ｖ付近に定めたしきい値ＶＴＨより低い状態が、所定時間持続すると、電源ラインＬＶＤＤの異常と判定してもよい。
監視回路２５０は、検出電圧ＶＳＮＳのみにもとづいて、電源ラインＬＶＤＤの断線を検出してもよい。たとえば監視回路２５０は、イネーブル信号ＥＮがイネーブルの状態において、検出電圧ＶＳＮＳが、０Ｖ付近に定めたしきい値ＶＴＨより低い状態が、所定時間持続すると、電源ラインＬＶＤＤの異常と判定してもよい。
【0270】
（変形例４．６）
監視回路２５０は、出力電圧ＶＯＵＴおよび検出電圧ＶＳＮＳの差分ΔＶにもとづいて、電源ラインＬＶＤＤのインピーダンスＲを取得してもよい。上述のように、電位差ΔＶは、電源ラインＬＶＤＤにおける電圧降下ＶＤＲＯＰに相当するから、Ｒ×ＩＯＵＴに比例する。そこで、電位差ΔＶを、出力電流ＩＯＵＴで除算することにより、インピーダンスＲを取得することができる。
監視回路２５０は、出力電圧ＶＯＵＴおよび検出電圧ＶＳＮＳの差分ΔＶにもとづいて、電源ラインＬＶＤＤのインピーダンスＲを取得してもよい。上述のように、電位差ΔＶは、電源ラインＬＶＤＤにおける電圧降下ＶＤＲＯＰに相当するから、Ｒ×ＩＯＵＴに比例する。そこで、電位差ΔＶを、出力電流ＩＯＵＴで除算することにより、インピーダンスＲを取得することができる。
【0271】
たとえば図３０で示すように監視回路２５０をマイクロコントローラで実装する場合、監視回路２５０のアナログ入力ピンＡＮ３に、出力電流ＩＯＵＴの検出信号を入力すればよい。そしてＡ／Ｄコンバータ２５４によって、出力電流ＩＯＵＴの検出値Ｄ３を生成し、（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ３によって、インピーダンスＲを計算することができる。
【0272】
あるいは、既知の出力電流ＩＯＵＴ（たとえば最大電流ＩＯＵＴ（ＭＡＸ））が流れるタイミングや期間が存在する場合には、そのタイミングあるいは期間に取得した差分ΔＤ＝Ｄ１－Ｄ２にもとづいてインピーダンスＲを取得すればよい。この場合、出力電流ＩＯＵＴをセンスする必要はなくなる。
【0273】
実施形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施形態には、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。
【産業上の利用可能性】
【0274】
本発明は、車両用灯具に関する。
【符号の説明】
【0275】
１００ 灯具システム
１０２ バッテリ
１０４ 上位コントローラ
２００ ヘッドランプ
２０４ 電源ケーブル
２１０ 配光可変光源
２１２ アレイ型発光デバイス
ＰＩＸ 画素回路
２１３ 発光素子
２１４ 電流源
２１６ インタフェース回路
２２０ 電源回路
２２２ 電源ユニット
２２４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２２６ フィードバック回路
２２８ コンバータコントローラ
２３０ 電圧設定回路
２３２ マイクロコントローラ
２３４ Ｄ／Ａコンバータ
２３６ バッファ
２６０ コントロールユニット
２３０ 抵抗分圧回路
２４０ 選択回路
２４１ セレクタ
２４２ 分圧回路
２４４ 電圧コンパレータ
２５０ 監視回路
２５１ マイクロコントローラ
２５２ マルチプレクサ
２５４ Ａ／Ｄコンバータ
２５６ プロセッサ
１０２ バッテリ
１０４ 上位コントローラ
２００ ヘッドランプ
２０４ 電源ケーブル
２１０ 配光可変光源
２１２ アレイ型発光デバイス
ＰＩＸ 画素回路
２１３ 発光素子
２１４ 電流源
２１６ インタフェース回路
２２０ 電源回路
２２２ 電源ユニット
２２４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２２６ フィードバック回路
２２８ コンバータコントローラ
２３０ 電圧設定回路
２３２ マイクロコントローラ
２３４ Ｄ／Ａコンバータ
２３６ バッファ
２６０ コントロールユニット
２３０ 抵抗分圧回路
２４０ 選択回路
２４１ セレクタ
２４２ 分圧回路
２４４ 電圧コンパレータ
２５０ 監視回路
２５１ マイクロコントローラ
２５２ マルチプレクサ
２５４ Ａ／Ｄコンバータ
２５６ プロセッサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】