特許 7590432 光源モジュールおよび点灯回路

(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】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】光源モジュールおよび点灯回路

(51)【国際特許分類】

   H05B 45/30 20200101AFI20241119BHJP

   B60Q 1/00 20060101ALI20241119BHJP

【ＦＩ】

H05B45/30

B60Q1/00 C

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022530574

(86)(22)【出願日】2021-06-08

(86)【国際出願番号】 JP2021021724

(87)【国際公開番号】W WO2021251374

(87)【国際公開日】2021-12-16

【審査請求日】2024-03-25

(31)【優先権主張番号】P 2020102588

(32)【優先日】2020-06-12

(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】市川 知幸

(72)【発明者】

【氏名】不破 綾太

(72)【発明者】

【氏名】小澤 篤

【審査官】谷口 東虎

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１３４０１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１９０７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１３６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－００８６１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ４５／３０

Ｂ６０Ｑ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直列に接続される複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含み、第１部分、第２部分および第３部分に分割されているＬＥＤストリングと、
バッテリ電圧に応じた電源電圧を受け、目標電流に安定化された駆動電流を前記ＬＥＤストリングに供給するＬＥＤドライバ回路と、
第１端が前記第１部分の一端と接続され、第２端が前記第１部分の他端と接続され、前記電源電圧に応じた電流量のバイパス電流を生成する第１バイパス回路と、
第１端が、前記第１部分および前記第２部分の直列接続回路の一端と接続され、第２端が、前記第１部分および前記第２部分の直列接続回路の他端と接続され、かつオン、オフが切り替え可能なバイパススイッチを含む第２バイパス回路と、
を備えることを特徴とする光源モジュール。

【請求項2】

直列に接続される複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含み、第１部分、第２部分および第３部分に分割されているＬＥＤストリングと、
バッテリ電圧に応じた電源電圧を受け、目標電流に安定化された駆動電流を前記ＬＥＤストリングに供給するＬＥＤドライバ回路と、
第１端が前記第１部分の一端と接続され、第２端が前記第１部分の他端と接続され、前記電源電圧に応じた電流量のバイパス電流を生成する第１バイパス回路と、
第１端が前記第２部分の一端と接続され、第２端が前記第２部分の他端と接続され、かつオン、オフが切り替え可能なバイパススイッチを含む第２バイパス回路と、
を備えることを特徴とする光源モジュール。

【請求項3】

前記バイパス電流は、前記電源電圧が第１電圧より高い範囲においてゼロであり、前記第１電圧を下回ると増加し始め、第２電圧まで低下すると、前記目標電流まで増加し、
前記第２バイパス回路は、前記電源電圧が、前記第２電圧より低い第３電圧より低い範囲において前記バイパススイッチをオンすることを特徴とする請求項１または２に記載の光源モジュール。

【請求項4】

前記第２バイパス回路は、前記第３電圧にヒステリシスをもたせることを特徴とする請求項３に記載の光源モジュール。

【請求項5】

前記ＬＥＤストリングは、３個のＬＥＤを含み、
前記第１部分から前記第３部分はそれぞれ１個のＬＥＤ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光源モジュール。

【請求項6】

ＬＥＤソケットであ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光源モジュール。

【請求項7】

前記ＬＥＤドライバ回路の入力端子とバッテリの間に設けられた逆接保護用のダイオードをさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光源モジュール。

【請求項8】

前記ＬＥＤストリングは１つのパッケージに収容され、前記第１バイパス回路および前記第２バイパス回路を接続するためのピンが設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光源モジュール。

【請求項9】

直列に接続される複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含み、第１部分、第２部分および第３部分に分割されているＬＥＤストリングを駆動する点灯回路であって、
バッテリ電圧に応じた電源電圧を受け、目標電流に安定化された駆動電流を前記ＬＥＤストリングに供給するＬＥＤドライバ回路と、
第１端が前記第１部分の一端と接続され、第２端が前記第１部分の他端と接続され、前記電源電圧に応じた電流量のバイパス電流を生成する第１バイパス回路と、
第１端が、前記第１部分および前記第２部分の直列接続回路の一端と接続され、第２端が、前記第１部分および前記第２部分の直列接続回路の他端と接続され、かつオン、オフが切り替え可能なバイパススイッチを含む第２バイパス回路と、
を備えることを特徴とする点灯回路。

【請求項10】

直列に接続される複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含み、第１部分、第２部分および第３部分に分割されているＬＥＤストリングを駆動する点灯回路であって、
バッテリ電圧に応じた電源電圧を受け、目標電流に安定化された駆動電流を前記ＬＥＤストリングに供給するＬＥＤドライバ回路と、
第１端が前記第１部分の一端と接続され、第２端が前記第１部分の他端と接続され、前記電源電圧に応じた電流量のバイパス電流を生成する第１バイパス回路と、
第１端が前記第２部分の一端と接続され、第２端が前記第２部分の他端と接続され、かつオン、オフが切り替え可能なバイパススイッチを含む第２バイパス回路と、
を備えることを特徴とする点灯回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、自動車などの車両に用いられる灯具に関する。

【背景技術】

【0002】

車両用灯具に用いられる光源として、従来は電球が多く用いられてきたが、近年では、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの半導体光源が広く採用されるようになっている。

【0003】

図１は、従来の車両用灯具１のブロック図である。車両用灯具１には、スイッチ４を介してバッテリ２からの直流電圧（入力電圧Ｖ_ＩＮ）を受ける。ＬＥＤストリング（ＬＥＤバー）１０は、直列に接続される複数ｎ個のＬＥＤ１２を含む。ＬＥＤストリング１０の輝度は、それに流れる駆動電流Ｉ_ＬＥＤに応じて制御される。点灯回路２０は、駆動電流Ｉ_ＬＥＤを目標輝度に応じた目標量Ｉ_ＲＥＦに安定化するＬＥＤドライバ回路２２を含む。

【0004】

ＬＥＤ１２に、目標量Ｉ_ＲＥＦに安定化された駆動電流Ｉ_ＬＥＤが流れているときの順方向電圧をＶｆ_０とすると、ＬＥＤストリング１０の両端間電圧（最低点灯電圧という）Ｖ_ＭＩＮは、Ｖｆ_０×ｎとなる。ｎ＝３とすると、白色ＬＥＤではＶ_ＭＩＮ≒１１Ｖである。言い換えると、ＬＥＤドライバ回路２２の出力電圧Ｖ_ＯＵＴが、この最低点灯電圧Ｖ_ＭＩＮを下回ると、駆動電流Ｉ_ＬＥＤが目標量Ｉ_ＲＥＦを維持できなくなり、複数のＬＥＤ１２が消灯する。

【0005】

従来の自動車用電球の代替として販売されるＬＥＤソケットでは、低コスト化が求められるため、ＬＥＤドライバ回路２２は、定電流シリーズレギュレータあるいは定電流出力の降圧コンバータ、あるいは抵抗で構成される。この場合、ＬＥＤドライバ回路２２の出力電圧Ｖ_ＯＵＴは、入力電圧Ｖ_ＩＮより低くなる。入力電圧Ｖ_ＩＮは、バッテリの満充電状態で１３Ｖであるが、放電が進むと、１０Ｖ以下まで低下することも珍しくない。特にアイドリングストップ車では、停車中にエンジンが停止し、エンジンが再始動するときに、入力電圧Ｖ_ＩＮが６Ｖ付近まで低下する場合もあることから、車両用灯具には、６Ｖでの点灯維持が要求される場合もある。したがって、バッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴが低下すると（低電圧状態という）、出力電圧Ｖ_ＯＵＴが最低点灯電圧Ｖ_ＭＩＮを下回る状況が生じ、ＬＥＤ１２が消灯する。

【0006】

低電圧状態におけるＬＥＤストリング１０の消灯を防止するためにバイパススイッチ２４およびバイパス制御回路２６が設けられる。バイパススイッチ２４は、最も低電位側の１個のＬＥＤ１２＿ｎと並列に接続される。バイパス制御回路２６は、入力電圧Ｖ_ＩＮがあるしきい値Ｖ_ＴＨより低くなると低電圧状態と判定し、バイパススイッチ２４をオンする。この状態では、最低点灯電圧Ｖ_ＭＩＮ＝Ｖｆ_０×（ｎ－１）となり、Ｖ_ＩＮ＞Ｖ_ＭＩＮが保たれる。つまり、ＬＥＤ１２＿ｎの消灯と引き換えに、残りのＬＥＤ１２＿１～１２＿（ｎ－１）の点灯を維持することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１６－１９７７１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

図２は、白色ＬＥＤの点灯回路を示す回路図である。白色ＬＥＤ（青を蛍光体で色変換するＬＥＤも含む）では、ｎ＝３で設計される場合が多い。逆接防止用のダイオード３０の順方向電圧を大きく見積もって１Ｖ、ＬＥＤ１段の順方向電圧を大きく見積もって３．３Ｖとする。この場合、入力電圧Ｖ_ＩＮが６Ｖの低電圧状態で点灯を維持しようとするためには、バイパススイッチ２４を、２個のＬＥＤ１２＿２，ＬＥＤ１２＿３に対して並列に接続する必要がある。

【0009】

図３（ａ）は、図２の点灯回路の動作を説明する図である。しきい値Ｖ_ＴＨは、１＋３．３×３＝１０．９Ｖより高く（たとえば１１Ｖ）設定され、入力電圧Ｖ_ＩＮが、１０．９Ｖまで低下するより前に、バイパススイッチ２４がオンされる。これにより、入力電圧Ｖ_ＩＮが６Ｖまで低下しても、１個のＬＥＤ１２＿１の点灯を維持することが可能である。しかしながら、本来、２つのＬＥＤが点灯可能な電圧範囲においても、光量が１／３に低下するという問題がある。また、しきい値Ｖ_ＴＨを境界として光量が１／３（３倍）に変化するため、ちらつきが問題となり得る。

【0010】

バイパススイッチ２４を電流源を有するバイパス回路に置換し、入力電圧Ｖ_ＩＮの低下にしたがって、電流源の電流を増大させる構成も考えられる。図３（ｂ）は、電流源を有するバイパス回路を備える点灯回路の動作を説明する図である。この場合、入力電圧Ｖ_ＩＮに応じて光量は徐変するが、狭い電圧範囲で光量が１／３（３倍）に変化するため、やはりちらつきが問題となる。また２つのＬＥＤが点灯可能な電圧範囲においても、光量が１／３に低下するという問題は解決できない。

【0011】

なお、ここではｎ＝３の例を説明したが、ｎ＝４の灯具においても同様の問題が生じうる。

【0012】

本開示はかか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、低電圧状態での点灯を維持しつつ、ちらつきを抑制した車両用灯具の提供にある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本開示のある態様は、光源モジュールに関する。光源モジュールは、直列に接続される複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含み、第１部分、第２部分および第３部分に分割されているＬＥＤストリングと、バッテリ電圧にもとづく電源電圧を受け、目標電流に安定化された駆動電流をＬＥＤストリングに供給するＬＥＤドライバ回路と、第１部分と並列に設けられ、電源電圧に応じた電流量のバイパス電流を生成する第１バイパス回路と、第１部分ならびに第２部分と並列に設けられるバイパススイッチを含む第２バイパス回路と、を備える。

【0014】

本開示の別の態様も、光源モジュールに関する。光源モジュールは、直列に接続される複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含み、第１部分、第２部分および第３部分に分割されているＬＥＤストリングと、バッテリ電圧に応じた電源電圧を受け、目標電流に安定化された駆動電流をＬＥＤストリングに供給するＬＥＤドライバ回路と、第１部分と並列に設けられ、電源電圧に応じたバイパス電流を生成する第１バイパス回路と、第２部分と並列に設けられるバイパススイッチを含む第２バイパス回路と、を備える。

【0015】

本開示の別の態様は、点灯回路に関する。点灯回路は、直列に接続される複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含み、第１部分、第２部分および第３部分に分割されているＬＥＤストリングを駆動する。点灯回路は、バッテリ電圧に応じた電源電圧を受け、目標電流に安定化された駆動電流をＬＥＤストリングに供給するＬＥＤドライバ回路と、第１部分と並列に設けられ、電源電圧に応じた電流量のバイパス電流を生成する第１バイパス回路と、第１部分ならびに第２部分と並列に設けられるバイパススイッチを含む第２バイパス回路と、を備える。

【0016】

本開示の別の態様も、点灯回路に関する。点灯回路は、直列に接続される複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含み、第１部分、第２部分および第３部分に分割されているＬＥＤストリングを駆動する。点灯回路は、バッテリ電圧に応じた電源電圧を受け、目標電流に安定化された駆動電流をＬＥＤストリングに供給するＬＥＤドライバ回路と、第１部分と並列に設けられ、電源電圧に応じたバイパス電流を生成する第１バイパス回路と、第２部分と並列に設けられるバイパススイッチを含む第２バイパス回路と、を備える。

【0017】

なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、あるいは本開示の表現を、方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0018】

本開示のある態様によれば、低電圧状態での点灯を維持しつつ、ちらつきを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】従来の車両用灯具のブロック図である。

【図2】白色ＬＥＤの点灯回路を示す回路図である。

【図3】図３（ａ）は、図２の点灯回路の動作を説明する図であり、図３（ｂ）は、電流源を有するバイパス回路を備える点灯回路の動作を説明する図である。

【図4】実施の形態に係る点灯回路を備える光源モジュールのブロック図である。

【図5】図４の光源モジュールの動作を説明する図である。

【図6】比較技術に係る光源モジュールの回路図である。

【図7】図７（ａ）～（ｄ）は、第２バイパス回路の構成例を示す回路図である。

【図8】第３電圧がヒステリシスを有するときの動作を説明する図である。

【図9】図９（ａ）、（ｂ）は、第１バイパス回路の構成例を示す回路図である。

【図10】変形例１に係る光源モジュールの回路図である。

【図11】図１１（ａ）～（ｃ）は、変形例２に係る光源モジュールを説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

（実施形態の概要）
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。

【0021】

一実施形態に係る光源モジュールは、直列に接続される複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含み、第１部分、第２部分および第３部分に分割されているＬＥＤストリングと、バッテリ電圧にもとづく電源電圧を受け、目標電流に安定化された駆動電流をＬＥＤストリングに供給するＬＥＤドライバ回路と、第１部分と並列に設けられ、電源電圧に応じた電流量のバイパス電流を生成する第１バイパス回路と、第１部分ならびに第２部分と並列に設けられるバイパススイッチを含む第２バイパス回路と、を備える。

【0022】

一実施形態に係る光源モジュールは、直列に接続される複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含み、第１部分、第２部分および第３部分に分割されているＬＥＤストリングと、バッテリ電圧に応じた電源電圧を受け、目標電流に安定化された駆動電流をＬＥＤストリングに供給するＬＥＤドライバ回路と、第１部分と並列に設けられ、電源電圧に応じたバイパス電流を生成する第１バイパス回路と、第２部分と並列に設けられるバイパススイッチを含む第２バイパス回路と、を備える。

【0023】

これらの構成によると、バッテリ電圧の低下に応じて、バイパス電流が増加することにより、第１部分の輝度が緩やかに減少していきゼロとなり、第２部分と第３部分のみが点灯する状態に徐々に移行でき、ちらつきを抑制できる。また第２部分と第３部分の二箇所の点灯を維持できるため、光量の大幅な低下を抑制できる。そしてさらにバッテリ電圧が低下すると、バイパススイッチをオンすることにより、第２部分を消灯させ、第３部分のみを点灯した状態とすることができる。これにより、６Ｖ程度の低い電圧においても、点灯状態を維持できる。

【0024】

一実施形態において、バイパス電流は、電源電圧が第１電圧より高い範囲においてゼロであり、第１電圧を下回ると増加し始め、第２電圧まで低下すると、目標電流まで増加してもよい。第２バイパス回路は、電源電圧が、第２電圧より低い第３電圧より低い範囲においてバイパススイッチをオンしてもよい。

【0025】

一実施形態において、第２バイパス回路は、第３電圧にヒステリシスをもたせてもよい。これにより、第３電圧の近傍で入力電圧が変動した際に、第２部分が点灯、消灯するのを防止できる。

【0026】

一実施形態において、ＬＥＤストリングは、３個のＬＥＤを含み、第１部分から第３部分はそれぞれ１個のＬＥＤを含んでもよい。

【0027】

一実施形態において、ＬＥＤストリングは４個のＬＥＤを含んでもよい。第１部分は２個のＬＥＤを含んでもよい。第２部分は１個のＬＥＤを含んでもよい。

【0028】

一実施形態において、ＬＥＤストリングは４個のＬＥＤを含んでもよい。第１部分は１個のＬＥＤを含んでもよい。第２部分は２個のＬＥＤを含んでもよい。

【0029】

一実施形態において、光源モジュールは、ＬＥＤソケットであってもよい。

【0030】

一実施形態において、ＬＥＤドライバ回路の入力端子とバッテリの間に設けられた逆接保護用のダイオードをさらに備えてもよい。

【0031】

一実施形態において、ＬＥＤストリングは１つのパッケージに収容され、第１バイパス回路および第２バイパス回路を接続するためのピンが設けられていてもよい。

【0032】

一実施形態に係る点灯回路は、直列に接続される複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含み、第１部分、第２部分および第３部分に分割されているＬＥＤストリングを駆動する点灯回路であって、バッテリ電圧に応じた電源電圧を受け、目標電流に安定化された駆動電流をＬＥＤストリングに供給するＬＥＤドライバ回路と、第１部分と並列に設けられ、電源電圧に応じた電流量のバイパス電流を生成する第１バイパス回路と、第１部分ならびに第２部分と並列に設けられるバイパススイッチを含む第２バイパス回路と、を備える。

【0033】

一実施形態に係る点灯回路は、直列に接続される複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含み、第１部分、第２部分および第３部分に分割されているＬＥＤストリングを駆動する点灯回路であって、バッテリ電圧に応じた電源電圧を受け、目標電流に安定化された駆動電流をＬＥＤストリングに供給するＬＥＤドライバ回路と、第１部分と並列に設けられ、電源電圧に応じたバイパス電流を生成する第１バイパス回路と、第２部分と並列に設けられるバイパススイッチを含む第２バイパス回路と、を備える。

【0034】

（実施形態）
以下、好適な実施の形態について、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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

図４は、実施の形態に係る点灯回路２００を備える光源モジュール１００のブロック図である。光源モジュール１００には、スイッチ４を介してバッテリ２からの直流電圧（バッテリ電圧あるいは入力電圧という）Ｖ_ＢＡＴが供給される。光源モジュール１００は、ＬＥＤストリング１１０および点灯回路２００を備える。ＬＥＤストリング１１０は、直列に接続される３個のＬＥＤ１１２＿１～１１２＿３を含む。ＬＥＤ１１２は、白色ＬＥＤである。ＬＥＤストリング１１０は、第１部分Ｕ１、第２部分Ｕ２および第３部分Ｕ３に分割されている。

【0039】

光源モジュール１００は、ＬＥＤストリング１１０と点灯回路２００とが１パッケージに収容された車両用灯具である。たとえば光源モジュール１００は、従来の自動車用電球と同様に、図示しないランプボディに着脱可能な形状を有するＬＥＤソケットである。ＬＥＤソケットは、長寿命化はもちろんのこと、消耗品であるが故に低コスト化が強く求められる。

【0040】

点灯回路２００は、逆接保護用のダイオード２０２、ＬＥＤドライバ回路２１０、第１バイパス回路２２０、第２バイパス回路２３０を備える。

【0041】

ＬＥＤドライバ回路２１０は、バッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴに応じた電源電圧Ｖ_ＤＤを受け、ＬＥＤストリング１１０に目標電流Ｉ_ＲＥＦに安定化された駆動電流Ｉ_ＯＵＴを供給する。ＬＥＤドライバ回路２１０は（i）定電流リニアレギュレータ、（ii）定電流出力の降圧スイッチングコンバータあるいは、（iii）定電圧出力の降圧スイッチングコンバータと定電流回路の組み合わせ、（iv）抵抗のいずれかで構成することができる。ＬＥＤドライバ回路２１０の出力電圧Ｖ_ＯＵＴは、電源電圧Ｖ_ＤＤを超えることはない。この例では、電源電圧Ｖ_ＤＤはバッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴから、ダイオード２０２の順方向電圧Ｖｆだけ低い電圧である。ダイオード２０２が省略される場合、電源電圧Ｖ_ＤＤはバッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴと等しい。

【0042】

第１バイパス回路２２０は、ＬＥＤストリング１１０の第１部分Ｕ１と並列に設けられる。第１バイパス回路２２０は、電源電圧Ｖ_ＤＤに応じた電流量のバイパス電流Ｉ_{ＢＹＰＡＳＳ}をシンクする。具体的にはバイパス電流Ｉ_{ＢＹＰＡＳＳ}は電源電圧Ｖ_ＤＤに対して負の相関を有する。

【0043】

第２バイパス回路２３０は、バイパススイッチ２３２およびスイッチ制御回路２３４を含む。バイパススイッチ２３２は、第１部分Ｕ１ならびに第２部分Ｕ２の直列接続部分と並列に設けられる。スイッチ制御回路２３４は、電源電圧Ｖ_ＤＤに応じて、バイパススイッチ２３２のオン、オフを制御する。

【0044】

以上が光源モジュール１００の基本構成である。続いてその動作を説明する。図５は、図４の光源モジュール１００の動作を説明する図である。第１バイパス回路２２０が生成するバイパス電流Ｉ_{ＢＹＰＡＳＳ}は、電源電圧Ｖ_ＤＤが第１電圧Ｖ_ＴＨ１より高い範囲においてゼロであり、第１電圧Ｖ_ＴＨ１を下回ると増加し始め、第２電圧Ｖ_ＴＨ２まで低下すると、ＬＥＤドライバ回路２１０の出力電流Ｉ_ＬＥＤの目標電流Ｉ_ＲＥＦまで増加する。Ｖ_ＤＤ＜Ｖ_ＴＨ２の領域において、第１バイパス回路２２０の出力段のトランジスタは、フルオンしていることが好ましい。

【0045】

第２バイパス回路２３０は、電源電圧Ｖ_ＤＤが、第２電圧Ｖ_ＴＨ２より低い第３電圧Ｖ_ＴＨ３より低い範囲においてバイパススイッチ２３２をオンする。

【0046】

図５の３段目は、ＬＥＤストリング１１０全体の光量を示す。Ｖ_ＴＨ１＜Ｖ_ＤＤの範囲では、すべてのＬＥＤ１１２が点灯する。図５の光量は、全ＬＥＤ１１２が点灯したときの光量を１として正規化している。なお一点鎖線は図２の構成における光量を比較のために示したものである。

【0047】

Ｖ_ＴＨ２＜Ｖ_ＤＤ＜Ｖ_ＴＨ１の範囲では、第２部分Ｕ２および第３部分Ｕ３が通常の光量で発光する一方、第１部分Ｕ１の光量は、電源電圧Ｖ_ＤＤの低下とともに低下していく。したがって、ＬＥＤストリング１１０の光量は、２／３～１の間で変化する。

【0048】

Ｖ_ＴＨ３＜Ｖ_ＤＤ＜Ｖ_ＴＨ２の範囲では、回路動作に変化は起こらず、光量は２／３に維持される。

【0049】

Ｖ_ＤＤ＜Ｖ_ＴＨ３の範囲では、バイパススイッチ２３２がオンとなるため、第１部分Ｕ１および第２部分Ｕ２がバイパスされ、第３部分Ｕ３のみが点灯する。このときの光量は１／３となる。

【0050】

以上が光源モジュール１００の動作である。続いてその利点を説明する。

【0051】

図５に示す光量の実線と一点鎖線の比較から分かるように、図４の光源モジュール１００によれば、従来技術に比べて大きな光量を得ることができる。またＶ_ＴＨ２＜Ｖ_ＤＤの範囲では、光量は２／３までしか減らず、光量変化の傾きが小さくなるため、従来技術に比べてちらつきを低減できる。

【0052】

なお、Ｖ_ＤＤ≒Ｖ_ＴＨ３において、光量が急激に低下することとなるが、この電圧領域は、実使用電圧範囲（たとえば９Ｖ以上）より低いため、ちらつきが生じても問題にはならない。

【0053】

光源モジュール１００の別の利点は比較技術との対比によって明確となる。図６は、比較技術に係る光源モジュール１００Ｒの回路図である。比較技術に係る光源モジュール１００Ｒは、第２バイパス回路２３０に代えてバイパス回路２４０を備える。バイパス回路２４０は、第１バイパス回路２２０と同様に可変電流源として動作し、電源電圧Ｖ_ＤＤに応じたバイパス電流をシンクするように構成される。

【0054】

バイパス回路２４０の消費電力に着目する、このバイパス回路２４０は、アクティブの状態において、Ｐ＝Ｉ_{ＢＹＰＡＳＳ}×（Ｖｆ×２）の電力を消費する。したがってバイパス回路２４０の出力トランジスタは、この電力Ｐを許容できるサイズの素子を用いる必要があり、コストアップの要因となる。

【0055】

図２の第２バイパス回路２３０の消費電力について検討する。バイパススイッチ２３２は、オン・オフの二状態で動作する。バイパススイッチ２３２に電流が流れるオン状態では、そのドレインソース間電圧（コレクタエミッタ間電圧）は、２×Ｖｆに比べて非常に小さくなる。したがって、図２の光源モジュール１００では、バイパススイッチ２３２を許容電力が小さい小型の素子で構成することができ、コストを下げることができる。

【0056】

続いて第２バイパス回路２３０の構成例を説明する。図７（ａ）～（ｄ）は、第２バイパス回路２３０の構成例を示す回路図である。図７（ａ）のスイッチ制御回路２３４は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２およびコンパレータ２３６を含む。抵抗Ｒ１１，Ｒ１２によって電源電圧Ｖ_ＤＤが分圧される。コンパレータ２３６は、分圧後の電源電圧を、第３電圧Ｖ_ＴＨ３に対応するしきい値電圧と比較する。

【0057】

図７（ｂ）のスイッチ制御回路２３４はヒステリシスコンパレータ２３８を備え、第３電圧Ｖ_ＴＨ３にヒステリシスを持たせる構成となっている。図８は、第３電圧Ｖ_ＴＨ３がヒステリシスを有するときの動作を説明する図である。第３電圧Ｖ_ＴＨ３にヒステリシスを持たせることで、電源電圧Ｖ_ＤＤが第３電圧Ｖ_ＴＨ３付近に留まったときに、バイパススイッチ２３２がオン、オフを繰り返し、ＬＥＤストリング１１０がちらつくのを防止できる。

【0058】

図７（ｃ）に戻る。スイッチ制御回路２３４は、抵抗Ｒ２１～Ｒ２３、ツェナーダイオードＺＤ１、トランジスタＱ１を含む。電源電圧Ｖ_ＤＤがツェナー電圧Ｖｚを超えた状態では、ツェナーダイオードＺＤ１が逆方向に導通しており、トランジスタＱ１がオン状態となるため、バイパススイッチ２３２のゲートがローとなり、バイパススイッチ２３２はオフとなる。電源電圧Ｖ_ＤＤがツェナー電圧Ｖｚを下回ると、ツェナーダイオードＺＤ１が導通しなくなり、トランジスタＱ１がオフ状態となる。したがってバイパススイッチ２３２のゲートがハイとなり、バイパススイッチ２３２はオンとなる。

【0059】

図７（ｄ）は、図７（ｃ）のスイッチ制御回路２３４にヒステリシスを持たせた構成である。トランジスタＱ１，Ｑ２は、抵抗付きのトランジスタである。トランジスタＱ２のオン、オフは、バイパススイッチ２３２のオン、オフ状態と連動している。これにより、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２４，Ｒ２５が形成する抵抗分圧回路の分圧比が変化し、ヒステリシスが導入される。

【0060】

図９（ａ）、（ｂ）は、第１バイパス回路２２０の構成例を示す回路図である。図９（ａ）の第１バイパス回路２２０は、出力トランジスタ２２２および電流制御回路２２４を含む。出力トランジスタ２２２はバイポーラトランジスタであってもよいし、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）であってもよい。電流制御回路２２４は、電源電圧Ｖ_ＤＤに応じて出力トランジスタ２２２のベース電流（ゲート電圧）を制御し、バイパス電流Ｉ_{ＢＹＰＡＳＳ}を調整する。

【0061】

図９（ｂ）の第１バイパス回路２２０において、電流制御回路２２４は、トランジスタＭ１と可変電流源２２６を含む。トランジスタＭ１は、出力トランジスタ２２２とカレントミラー回路を構成している。可変電流源２２６は、電源電圧Ｖ_ＤＤに応じた電流Ｉｖを生成し、トランジスタＭ１に供給する。

【0062】

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。

【0063】

（変形例１）
図１０は、変形例１に係る光源モジュール１００Ａの回路図である。第２バイパス回路２３０Ａのバイパススイッチ２３２は、第２部分Ｕ２と並列に接続されている。その他は図４と同様である。この変形例によっても、図４と同様の効果が得られる。

【0064】

（変形例２）
図１１（ａ）～（ｃ）は、変形例２に係る光源モジュール１００Ｂを説明する図である。ＬＥＤストリング１１０のＬＥＤ１１２の個数は４であってもよい。この場合、図１１（ａ）～（ｃ）に示すように、Ｕ１～Ｕ３のいずれかひとつが２個のＬＥＤを含み、残りが１個のＬＥＤを含む構成とすればよい。

【0065】

（変形例３）
第１部分Ｕ１～第３部分Ｕ３の配置（順序）は、図４や図１１に限定されず、いれかえてもよい。

【0066】

（変形例４）
実施形態では、ＬＥＤドライバ回路２１０がＬＥＤストリング１１０より高電位側に設けられ、駆動電流をソースする構成であったが、ＬＥＤドライバ回路２１０をＬＥＤストリング１１０より低電位側に設けて、駆動電流をシンクしてもよい。

【0067】

実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにさまざまな変形例が存在すること、またそうした変形例も本開示または本発明の範囲に含まれることは当業者に理解されるところである。

【産業上の利用可能性】

【0068】

本発明は、自動車などの車両に用いられる灯具に関する。

【符号の説明】

【0069】

１００…光源モジュール、１１０…ＬＥＤストリング、１１２…ＬＥＤ、Ｕ１…第１部分、Ｕ２…第２部分、Ｕ３…第３部分、２００…点灯回路、２０２…ダイオード、２１０…ＬＥＤドライバ回路、２２０…第１バイパス回路、２３０…第２バイパス回路、２３２…バイパススイッチ、２３４…スイッチ制御回路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】