WO2021020537A1 - 光源モジュール - Google Patents

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知幸 市川
記一 斉藤
篤 小澤
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Koito Manufacturing Co Ltd
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Koito Manufacturing Co Ltd
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    • H05B45/40—Details of LED load circuits

Definitions

  • the present invention relates to a lamp used in a vehicle such as a motorcycle.
  • the high beam and low beam light sources were individually driven by two independent lighting circuits. Similar configurations are often adopted for vehicles other than motorcycles. Therefore, the structure of the lamp is complicated, and maintenance is troublesome.
  • the present invention has been made in such a situation, and one of the exemplary purposes of the embodiment is to provide a light source module for a vehicle.
  • the present invention relates to a light source module for a vehicle capable of switching between a high beam and a low beam.
  • the light source module has a first light source arranged so that the emitted light is irradiated to the low beam region by the first optical system, and a first light source module arranged so that the emitted light is irradiated to the high beam region by the second optical system.
  • the two light sources are configured to supply a drive current to the first light source in response to a lighting instruction of either high beam or low beam, and to supply a drive current to the second light source in response to a lighting instruction of the high beam. It is equipped with a lighting circuit.
  • the first light source and the second light source may be connected in series.
  • the lighting circuit is provided in parallel with the drive circuit that supplies the drive current to the series connection circuit of the first light source and the second light source and the second light source, and is turned off during the high beam lighting instruction and turned on during the low beam lighting instruction.
  • Bypass switch and may include.
  • the drive circuit may reduce the drive current in the on state of the bypass switch as compared with the off state. As a result, it is possible to suppress an increase in power consumption and heat generation in the lighting state of the high beam.
  • the first light source and the second light source may be mounted side by side in a predetermined direction on a surface perpendicular to the ground.
  • the first optical system and the second optical system may be lens optical systems.
  • the predetermined direction may be the horizontal direction.
  • the first light source may include a first semiconductor light emitting element and a second semiconductor light emitting element.
  • the second light source may include a third semiconductor light emitting device.
  • the first optical system receives the emitted light of the first semiconductor light emitting element and receives the emitted light of the first lens and the second semiconductor light emitting element that form the light distribution in the region below the elbow point in the low beam region, and receives the low beam. It may include a second lens that forms a light distribution in the region above the elbow point of the region.
  • the second optical system may include a third lens that receives the emitted light of the third semiconductor light emitting device and irradiates the high beam region.
  • the first light source may be mounted on the first surface parallel to the ground, and the second light source may be mounted on the third surface on the back surface of the first surface.
  • the first optical system may include a first reflector provided on the first surface side.
  • the second optical system may include a second reflector provided on the third surface side.
  • the first light source may be mounted on the first surface parallel to the ground, and the second light source may be mounted on the second surface perpendicular to the ground.
  • the first optical system may include a reflective optical system.
  • the second optical system may include a transmission optical system.
  • the first light source may include a plurality of light emitting elements arranged adjacent to each other in the horizontal direction.
  • the light source module may further include a third light source arranged so that the emitted light is irradiated to the low beam region by the first optical system.
  • the lighting circuit may be configured to supply a drive current to the third light source in response to a low beam lighting instruction.
  • the lighting circuit may include a first switch that is turned on in response to a low beam lighting instruction, a second switch that is turned on in response to a high beam lighting instruction, and a drive circuit that generates a drive current.
  • the first light source, the third light source, and the first switch may be connected in series, and the second light source and the second switch may be connected in parallel with the third light source and the first switch.
  • the first light source and the third light source are mounted on the first surface parallel to the ground, the second light source is mounted on the third surface on the back surface of the first surface, and the first optical system is provided on the first surface side.
  • the first reflector may be included.
  • the second optical system may include a second reflector provided on the third surface side.
  • the first light source and the third light source may be mounted on the first plane parallel to the ground, the second light source may be mounted on the second plane perpendicular to the ground, and the first optical system may include a reflective optical system.
  • the second optical system may include a transmission optical system.
  • the first light source and the third light source may include a plurality of light emitting elements arranged adjacent to each other in the horizontal direction.
  • the second light source may include a plurality of light emitting elements arranged adjacent to each other in the horizontal direction.
  • the light source module has a first light source arranged so that the emitted light is irradiated to the low beam region by the first optical system, and a first light source arranged so that the emitted light is irradiated to the high beam region by the second optical system.
  • the two light sources, the second optical system that irradiates the high beam region with the emitted light of the second light source, the heat sink that thermally couples with the first light source and the second light source, and the drive current are supplied to the first light source and the second light source. It is equipped with a lighting circuit for lighting.
  • the light source module may further include a third light source arranged so that the emitted light is irradiated to the low beam region by the first optical system.
  • the light source module includes a first light source for a low beam, a first switch provided in parallel with the first light source, a second light source and a second switch for a low beam connected in series with the first light source, and a second light source.
  • a third light source and a third switch for a high beam provided in series, and a drive circuit that generates a drive current in response to a lighting instruction of either the high beam or the low beam are provided. ..
  • the high beam and the low beam can be switched by a single drive circuit.
  • the combination of on and off of the first switch to the third switch is switched, and the drive current is supplied to the route where the disconnection does not occur, so that the vehicle front You can continue to irradiate.
  • the light source module (i) turns off the first switch, turns on the second switch, turns off the third switch in response to the low beam lighting instruction, and (ii) responds to the high beam lighting instruction.
  • a controller may be provided which turns off the first switch, turns off the second switch, and turns on the third switch.
  • the first switch When the controller detects the current interruption, the first switch may be turned on. As a result, when the first light source is disconnected, the drive current can be bypassed to the first switch, the drive current can be continuously supplied to the second light source or the third light source, and the front of the vehicle can be continuously illuminated. it can.
  • the controller may turn off the first switch when the current cutoff continues to be detected for a predetermined first time after the first switch is turned on. If the current interruption is not resolved even when the first switch is turned on, it is presumed that the disconnection point is not the first light source. In that case, by turning off the first switch, the first light source can be turned on, so that the decrease in illuminance in the low beam region can be suppressed.
  • the first time may be 2 ms to 500 ms. For such a short time, you can continue driving even if the visibility becomes dark.
  • the controller may determine the current cutoff state when the state in which the drive current is zero continues for a predetermined second time. As a result, erroneous detection due to noise can be prevented.
  • the controller may turn on the second switch regardless of the high beam or low beam lighting instruction while the first switch is fixed in the on state. As a result, the manual switching between the high beam and the low beam becomes invalid, so that the driver can be notified of the disconnection failure. In addition, since it is fixed to the low beam, it is possible to prevent glare from being given to surrounding traffic participants.
  • the controller may turn on the third switch regardless of the high beam or low beam lighting instruction while the first switch is fixed in the on state. As a result, the manual switching between the high beam and the low beam becomes invalid, so that the driver can be notified of the disconnection failure. In addition, since there are generally more opportunities to drive with a low beam, only the high beam is effective and the low beam is invalid, so that the driver is more likely to notice a disconnection failure.
  • a light source module that integrates a high beam and a low beam.
  • FIG. 8 (a) and 8 (b) are diagrams for explaining a control example of the drive current IOUT. It is a figure explaining the advantage of dimming by analog dimming.
  • the "state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are physically directly connected, and that the member A and the member B are electrically connected to each other. It also includes the case of being indirectly connected via other members, which does not substantially affect the connection state, or does not impair the functions and effects performed by the combination thereof.
  • a state in which the member C is provided between the member A and the member B means that the member A and the member C, or the member B and the member C are directly connected, and their electricity. It also includes the case of being indirectly connected via other members, which does not substantially affect the connection state, or does not impair the functions and effects performed by the combination thereof.
  • the reference numerals attached to electric signals such as voltage signals and current signals, or circuit elements such as resistors and capacitors have their respective voltage values, current values, resistance values and capacitance values as required. It shall be represented.
  • FIG. 1 is a diagram showing a headlamp 2A including the light source module 100 according to the first embodiment.
  • the headlamp 2A is mounted on a motorcycle, can switch between high beam and low beam, and includes a light source module 100, a first optical system 4, and a second optical system 6.
  • the light source module 100 includes a first light source 110, a second light source 120, a lighting circuit 130, and a heat sink (not shown), and is modularized.
  • the first light source 110 is arranged so that the emitted light is irradiated to the low beam region 12 on the virtual vertical screen by the first optical system 4.
  • the second light source 120 is arranged so that the emitted light is irradiated to the high beam region 14 by the second optical system 6.
  • Each of the first light source 110 and the second light source 120 includes at least one semiconductor light emitting element, for example, an LED (light emitting diode), an LD (laser diode), or an organic EL element.
  • High beam and low beam lighting instructions are input to the light source module 100 from the vehicle side.
  • the lighting circuit 130 supplies the drive current I OUT to the first light source 110 when there is a lighting instruction of either the high beam or the low beam. Further, the lighting circuit 130 is configured to supply a drive current I OUT to the second light source 120 in response to a lighting instruction of the high beam.
  • the lighting circuit 130 includes a drive circuit 132 which is a constant current driver and a bypass switch 134.
  • the drive circuit 132 is enabled in the high beam or low beam lighting state to supply the drive current I OUT to the series connection circuit of the first light source 110 and the second light source 120.
  • the bypass switch 134 is provided in parallel with the second light source 120, and is turned off during the high beam lighting instruction and turned on during the low beam lighting instruction.
  • the first light source 110 includes two LEDs and the second light source 120 includes one LED. Therefore, a total of three LEDs are provided in series on the drive path of the drive circuit 132.
  • the voltage V BAT of the battery 10 of a motorcycle that is, the power supply voltage of the drive circuit 132 is 12 V.
  • the forward voltage of the white LED is about 3.5V
  • the above is the configuration of the light source module 100. Next, the operation will be described.
  • the drive circuit 132 In the state where neither the high beam nor the low beam lighting instruction is generated, the drive circuit 132 is in the disabled state, and the drive current I OUT is not generated.
  • the drive circuit 132 When either the high beam or low beam lighting instruction is generated, the drive circuit 132 is enabled and a drive current I OUT stabilized to a predetermined current amount is generated.
  • the bypass switch 134 While the low beam lighting instruction is generated, the bypass switch 134 is on, and the drive current I OUT flows through the first light source 110 and the bypass switch 134. Therefore, the second light source 120 is turned off, only the first light source 110 is turned on, and the low beam region 12 is irradiated.
  • the bypass switch 134 While the high beam lighting instruction is generated, the bypass switch 134 is off, and the drive current I OUT flows through the first light source 110 and the second light source 120. Therefore, the first light source 110 and the second light source 120 are turned on, and both the low beam region 12 and the high beam region 14 are irradiated.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of the layout of the headlamp 2A.
  • the first light source 110 is mounted on the first surface S1 parallel to the ground.
  • the second light source 120 is mounted on the second surface S2 perpendicular to the ground.
  • the first surface S1 and the second surface S2 correspond to the surface of the block-shaped heat sink 8.
  • the two light emitting elements constituting the first light source 110 are arranged side by side in the horizontal direction. This makes it easier to create a horizontal cut line that is the boundary between the high beam and the low beam.
  • the first optical system 4 includes a reflective optical system, that is, a mirror.
  • the second optical system 6 includes a transmission optical system, that is, a lens.
  • the lighting circuit 130 is mounted on the heat sink 8.
  • the heat sink 8 may have a cavity or recess inside, and the lighting circuit 130 may be closely fixed to the cavity or recess.
  • FIG. 3 is a perspective view showing another example of the layout of the headlamp 2A.
  • the first light source 110 is mounted on the first surface S1 parallel to the ground.
  • the second light source 120 is mounted on the third surface S3 opposite the first surface S1.
  • the first optical system 4 includes a first reflector provided on the first surface S1 side, and the second optical system 6 includes a second reflector provided on the third surface side.
  • the two light emitting elements constituting the first light source 110 are arranged side by side in the horizontal direction. This makes it easier to create a horizontal cut line that is the boundary between the high beam and the low beam.
  • FIG. 4 is a perspective view showing still another example of the layout of the headlamp 2A.
  • the headlamp 2A includes a light source module 100 and a lens module 150.
  • the light source module 100 includes a first light source 110, a second light source 120, a lighting circuit 130, a heat sink 140, a printed circuit board 142, and a connector 144.
  • the first light source 110 includes a first semiconductor light emitting element 112A and a second semiconductor light emitting element 112B
  • the second light source 120 includes a third semiconductor light emitting element 122.
  • the first semiconductor light emitting element 112A, the second semiconductor light emitting element 112B, and the third semiconductor light emitting element 122 are mounted on the heat sink 140 side by side in a predetermined direction.
  • the predetermined direction is the horizontal direction in this example.
  • the arrangement order of the first semiconductor light emitting element 112A, the second semiconductor light emitting element 112B, and the third semiconductor light emitting element 122 may be changed.
  • the anode electrodes and cathode electrodes of the first semiconductor light emitting device 112A, the second semiconductor light emitting device 112B, and the third semiconductor light emitting device 122 are formed on their surfaces.
  • the components of the lighting circuit 130 and the connector 144 are mounted on the printed circuit board 142. Further, the wiring of the printed circuit board 142 is connected to the electrodes of the first semiconductor light emitting element 112A, the second semiconductor light emitting element 112B, and the third semiconductor light emitting element 122 via the bonding wire.
  • the lens module 150 includes a first lens 152 and a second lens 154 corresponding to the first optical system 4, and a third lens 156 corresponding to the second optical system 6.
  • the first lens 152 receives the emitted beam of the first semiconductor light emitting element 112A and projects it toward the front of the vehicle.
  • the second lens 154 receives the emitted beam of the second semiconductor light emitting element 112B and projects it in front of the vehicle.
  • the third lens 154 receives the emitted beam of the third semiconductor light emitting element 122 and projects it toward the front of the vehicle.
  • FIG. 5 is a diagram showing a light distribution formed by the headlamp 2A of FIG.
  • the alternate long and short dash line indicates the cut-off line CL, and the low beam light distribution is formed below the cut-off line CL, and the high beam light distribution is formed above the cut-off line CL.
  • the low beam region includes a first portion L1 below the horizontal line passing through the elbow point ELB and a second portion L2 above the horizontal line.
  • the first lens 152 mainly forms a light distribution A1 that covers the first portion L1
  • the second lens 154 mainly forms a light distribution A2 that covers the second portion L2.
  • the third lens 156 forms a light distribution A3 that covers the high beam region H.
  • the drive current I OUT generated by the drive circuit 132 is constant regardless of the lighting mode (low beam, high beam) of the headlamp 2A. Therefore, the power consumption, that is, heat generation in the high beam mode is larger than the power consumption, that is, heat generation in the low beam mode.
  • the first light source 110 includes two LED chips and the second light source 110 includes one LED chip
  • the amount of heat generated in the high beam mode is the heat generated in the low beam mode. It will be 1.5 times the amount. Therefore, the heat sink may become large.
  • FIG. 6 is a diagram showing a headlamp 2C including the light source module 100C according to the second embodiment. The configuration of the light source module 100C will be described focusing on the differences from the light source module 100 of the first embodiment.
  • the lighting circuit 130C includes a drive circuit 132C and a bypass switch 134.
  • the drive circuit 132C is configured so that the current amount (time average value) of the drive current I OUT can be switched according to the high beam mode and the low beam mode. Specifically, the amount of current I OUTH of the driving current I OUT at high beam mode, is smaller than the current amount I OUTL of the driving current I OUT at the low beam mode. I OUTH ⁇ I OUTL
  • the first light source 110 includes two semiconductor light emitting elements 112A and 112B, and the second light source 120 includes one semiconductor light emitting element 122.
  • the I OUTH when 2/3 times the I OUTL, can be the power consumption in the high beam mode is reduced to a level not different power consumption in the low beam mode.
  • I OUTH may be greater than 2/3 of the I OUTL. More I OUTH is greater than 2/3 ⁇ I OUTL, although illuminance at high beam mode becomes higher, the effect of reduction of power consumption is reduced.
  • FIG. 7 is an operation waveform diagram of the light source module 100 of FIG.
  • the drive current I OUT is zero.
  • the time average amount of the drive current I OUT is stabilized by the first current amount I OUTL .
  • the time average amount of the drive current I OUT decreases to the second current amount I OUT H.
  • FIG. 8 (a) and 8 (b) are diagrams for explaining a control example of the drive current I OUT .
  • analog dimming current dimming
  • FIG. 8A in the high beam mode, analog dimming (current dimming) may be used to reduce the amount of drive current I OUT .
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the advantages of dimming by analog dimming.
  • the horizontal axis represents the drive current I OUT
  • the vertical axis represents the amount of emitted light per light emitting element.
  • P L is the operating point of the low beam mode
  • P H denotes an operating point of the high beam mode.
  • PWM dimming pulse width modulation dimming
  • the white light source is composed of a blue LED and a yellow phosphor
  • the emission color changes depending on the drive current I OUT . Therefore, when analog dimming is adopted, the chromaticity may change between the low beam and the high beam.
  • the chromaticity can be made uniform between the low beam and the high beam by using PWM dimming.
  • FIG. 10 is a circuit diagram of the light source module 100C.
  • the lighting circuit 130C includes a drive circuit 132C and a bypass switch 134.
  • a lighting instruction H / L is input to the lighting circuit 130C from an external circuit.
  • the lighting instruction H / L takes the first state in the low beam mode and the second state in the high beam mode.
  • the first state of the lighting instruction H / L may be high impedance (open) and the second state may be low level.
  • the lighting instruction H / L is in the first state (high impedance)
  • the base of the transistor Q12 is pulled up by the resistor R15, so that the transistor Q12 is turned off.
  • the lighting instruction H / L is in the second state (low level)
  • the transistor Q12 is turned on.
  • the external circuit that generates the lighting instruction H / L may have a push-pull output stage, in which case the first state of the lighting instruction H / L is high level and the second state is low level. sell.
  • the drive circuit 132 is a constant current driver, generates a drive voltage between the positive electrode output OUTP and the negative electrode output OUTN, and outputs a drive current I OUT stabilized at the target current.
  • the drive current I OUT is changed by analog dimming.
  • the drive circuit 132 has a dimming terminal DIM, and the target amount of the drive current I OUT changes according to the dimming voltage V ADIM input to the dimming terminal DIM.
  • I OUT K ⁇ V ADIM
  • the drive circuit 132 generates a reference voltage V REF .
  • the resistors R11, R12 and the transistor Q11 are provided in series between the VREF terminal and the ground.
  • the drive circuit 132 also generates a power supply voltage VDD .
  • the bypass switch 134 includes resistors R13, R14 and transistors Q13, Q14. The resistors R13, R14 and the transistor Q13 form a gate driver for the bypass transistor Q14.
  • the operation of the light source module 100C of FIG. 10 will be described. -When the low beam mode lighting command H / L is in the first state (high impedance or high level), the transistor Q12 is off and the base of the transistor Q13 is low, so that the transistor Q13 is off and the bypass transistor Q14 is Since it is turned on, the drive current I OUT is not supplied to the second light source 120.
  • the transistor Q12 When the lighting command H / L is in the first state, the transistor Q12 is off and the base of the transistor Q1 is low, so that the transistor Q11 is off and the voltage V ADIM of the dimming terminal DIM of the drive circuit 132 is set.
  • the reference voltage is V REF .
  • the drive current I OUT is stabilized to a target amount I OUTL proportional to the reference voltage V REF .
  • the transistor Q12 When the high beam mode lighting command H / L is in the second state (low level), the transistor Q12 is turned on and the current is supplied to the base of the transistor Q13, so that the transistor Q13 is turned on and the bypass transistor Q14 is turned off. Therefore, the drive current I OUT is supplied to the second light source 120.
  • the transistor Q12 When the lighting command H / L is in the second state (low level), the transistor Q12 is turned on and a current is supplied to the base of the transistor Q11, so that the transistor Q11 is turned on and the dimming terminal DIM of the drive circuit 132 is turned on.
  • the divided reference voltage V REF is input as the dimming voltage V ADIM .
  • V ADIM R12 / (R11 + R12) x V REF
  • the target amount I OUTH of the drive current I OUT is expressed by the following equation.
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration example of the drive circuit 132.
  • the drive circuit 132 is a polarity reversal type converter, and outputs a ground voltage of 0 V from the positive electrode output OUTP and a negative voltage ⁇ V OUT from the negative electrode output OUTN.
  • the drive circuit 132 includes transistors M11 and M12, an inductor L11, a capacitor C11 and a controller 136.
  • Controller 136 the current detection signal V CS corresponding to the driving current I OUT is, so as to approach the target value corresponding to the analog dimming voltage V ADIM inputted to the dimming terminal DIM, for driving the transistors M11 and M12.
  • Control Method mode controller 136 is not particularly limited, may be a control system of the current mode may be a ripple control system intended for the current detection signal V CS. Ripple control methods include hysteresis control (Bang-Bang control), bottom detection method, peak detection method, and the like.
  • the transistors M11 and M12 may be integrated on the same chip as the controller 136.
  • the drive circuit 132 also includes a reference voltage source 160 and a power supply circuit 162.
  • the reference voltage source 160 generates a reference voltage V REF with reference to the ground voltage.
  • the power supply circuit 162 generates a power supply voltage VDD based on the negative electrode output ( ⁇ V OUT ). At least one of the reference voltage source 160 and the power supply circuit 162 may be built in the controller 136.
  • the configuration of the drive circuit 132 is not limited to the polarity reversal type, and may be configured by a boost converter or a buck-boost converter.
  • the drive circuit of FIG. 11 can also be applied to the first and third embodiments.
  • FIG. 12 is a circuit diagram of the light source module 100D according to the modified example.
  • the lighting circuit 130D includes a temperature derating circuit 138 in addition to the lighting circuit 130C of FIG.
  • the temperature derating circuit 138 includes an NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor 139, resistors R21 and R22, and transistors Q21 and Q22.
  • NTC Negative Temperature Coefficient
  • the resistor R21 and the thermistor 139 divide the reference voltage V REF to generate a temperature detection voltage V TEMP that decreases as the temperature rises.
  • the voltage V ADIM of the dimming terminal DIM is clamped by the transistor Q21, the resistor R22, and the transistor Q22 so as not to exceed the temperature detection voltage V TEMP .
  • the temperature detection voltage V TEMP decreases, and the voltage V ADIM of the dimming terminal DIM decreases, so that the drive current I OUT decreases and temperature derating is applied.
  • FIG. 13 is a perspective view showing an example of the layout of the headlamp 2C of FIG. Since the basic configuration of the headlamp 2C is the same as that of FIG. 4, only the differences will be described.
  • the power consumption in the high beam mode can be reduced, so that the cooling structures of the first light source 110 and the second light source 120 can be simplified. Therefore, the heat sink 140 in FIG. 6 is replaced with a thin heat radiating plate 146 in FIG. As a result, the light source module 100 can be miniaturized and the cost can be reduced.
  • FIG. 14 is a diagram showing a headlamp 2B including the light source module 200 according to the third embodiment. Similar to the first embodiment, the headlamp 2B is mounted on a motorcycle, has a high beam and a low beam, and includes a light source module 200, a first optical system 4 and a second optical system 6, and a heat sink (not shown).
  • the light source module 200 includes a first light source 210, a second light source 220, a third light source 230, and a lighting circuit 240, and is modularized.
  • the first light source 210 and the third light source 230 are arranged so that their respective emitted lights are irradiated to the low beam region 12 on the virtual vertical screen by the first optical system 4.
  • the second light source 220 is arranged so that the emitted light is irradiated to the high beam region 14 by the second optical system 6.
  • the first light source 210, the second light source 220, and the third light source 230 each include at least one semiconductor light emitting element, for example, an LED (light emitting diode), an LD (laser diode), or an organic EL element.
  • the number of LEDs connected in series is 3, so that the drive circuit 242 can be configured by a step-down converter or a linear regulator.
  • High beam and low beam lighting instructions are input to the light source module 200 from the vehicle side.
  • the lighting circuit 240 supplies the drive current I OUT to the first light source 210 regardless of the lighting instructions of the high beam and the low beam. Further, the lighting circuit 240 is configured to supply a drive current I OUT to the second light source 220 in response to a lighting instruction of the high beam. Further, the lighting circuit 240 is configured to supply a drive current I OUT to the third light source 230 in response to a lighting instruction of the low beam.
  • the lighting circuit 240 includes a drive circuit 242 which is a constant current driver, a first switch 244, and a second switch 246.
  • the drive circuit 242 is enabled in the high beam or low beam lit state to generate a drive current I OUT .
  • the first switch 244 is provided in series with the third light source 230, and the second switch 246 is provided in series with the second light source 220.
  • the first switch 244 is turned on in response to a low beam lighting instruction.
  • the second switch 246 is turned on in response to a high beam lighting instruction.
  • the above is the configuration of the light source module 200. Next, the operation will be described.
  • the drive circuit 242 In the state where neither the high beam nor the low beam lighting instruction is generated, the drive circuit 242 is in the disabled state, and the drive current I OUT is not generated.
  • the drive circuit 242 When either the high beam or low beam lighting instruction is generated, the drive circuit 242 is enabled and a drive current I OUT stabilized to a predetermined current amount is generated.
  • the first switch 244 While the low beam lighting instruction is generated, the first switch 244 is on and the second switch 246 is off, and the drive current I OUT flows through the paths of the first light source 210, the third light source 230, and the first switch 244. .. Therefore, the first light source 210 and the third light source 230 are turned on, the second light source 220 is turned off, and the low beam region 12 is irradiated.
  • the first switch 244 is off and the second switch 246 is on, and the drive current I OUT flows through the paths of the first light source 210, the second light source 220, and the second switch 246. .. Therefore, the first light source 210 and the second light source 220 are turned on, and the third light source 230 is turned off.
  • the high beam region 14 can be irradiated, and the low beam region 12 can be irradiated with a lower illuminance than in the low beam region.
  • FIG. 15 is a perspective view showing an example of the layout of the headlamp 2B.
  • the first light source 210 and the third light source 230 are mounted on the first surface S1 parallel to the ground.
  • the second light source 220 is mounted on the second surface S2 perpendicular to the ground.
  • the first surface S1 and the second surface S2 correspond to the surface of the block-shaped heat sink 8.
  • the three light emitting elements constituting the first light source 210 and the third light source 230 are arranged side by side in the horizontal direction. This makes it easier to create a horizontal cut line that is the boundary between the high beam and the low beam.
  • the light emitting element of the first light source 210 may be arranged in the center, and the two light emitting elements of the third light source 230 may be arranged so as to sandwich the light emitting element.
  • the first optical system 4 includes a reflective optical system, that is, a mirror.
  • the second optical system 6 includes a transmission optical system, that is, a lens.
  • FIG. 16 is a perspective view showing another example of the layout of the headlamp 2B and the light source module 200.
  • the first light source 210 and the third light source 230 are mounted on the first surface S1 parallel to the ground.
  • the second light source 220 is mounted on the third surface S3 opposite the first surface S1.
  • the first optical system 4 includes a first reflector provided on the first surface S1 side
  • the second optical system 6 includes a second reflector provided on the third surface side.
  • the three light emitting elements constituting the first light source 210 and the third light source 230 are arranged side by side in the horizontal direction.
  • the two light emitting elements constituting the second light source 22 are arranged side by side in the horizontal direction. This makes it easier to create a horizontal cut line that is the boundary between the high beam and the low beam.
  • the application of the present invention is not limited to that, and the present invention can also be applied to vehicles such as four-wheeled vehicles and trucks.
  • FIG. 17 is a diagram showing a headlamp 2 for a motorcycle according to the fourth embodiment.
  • the headlamp 2 can switch between a high beam and a low beam, and includes a light source module 300, a first optical system 4, and a second optical system 6.
  • the light source module 300 includes an LED string 302 and a lighting circuit 400, and is modularized.
  • the LED string 302 includes a first light source 310 and a second light source 320 which are low beam light sources, and a third light source 330 which is a high beam light source.
  • the emitted light of the first light source 310 and the second light source 320 is irradiated to the low beam region 22 on the virtual vertical screen 20 by the first optical system 4.
  • the emitted light of the third light source 330 is irradiated to the high beam region 24 by the second optical system 6.
  • Each of the first light source 310, the second light source 320, and the third light source 330 includes at least one semiconductor light emitting element, for example, an LED (light emitting diode).
  • An LD (laser diode) or an organic EL element may be used as the semiconductor light emitting element.
  • the first light source 310 includes one LED
  • the second light source 320 and the third light source 330 each include two LEDs. Therefore, a total of three LEDs are provided in series on the drive path of the drive circuit 410.
  • the voltage V BAT of the battery 10 of a motorcycle that is, the power supply voltage of the drive circuit 410 is 12 V.
  • the forward voltage of the white LED is about 3.5V
  • the light source module 300 receives high beam and low beam lighting instructions from the vehicle side.
  • the lighting circuit 400 controls the path of the drive current I OUT according to the lighting instructions of the high beam and the low beam, and controls the lighting and extinguishing of the first light source 310, the second light source 320, and the third light source 330.
  • the lighting circuit 400 includes a drive circuit 410, a first switch SW1, a second switch SW2, a third switch SW3, and a controller 420.
  • the first switch SW1 is provided in parallel with the first light source 310.
  • the second light source 320 and the second switch SW2 are connected in series.
  • the third light source 330 and the third switch SW3 are provided in series on a path parallel to the second light source 320 and the second switch SW2.
  • the drive circuit 410 is a driver having a constant current output, is enabled in response to a lighting instruction of either high beam or low beam, and generates a drive current I OUT stabilized to a predetermined current amount.
  • the controller 420 controls the on / off of the first switch SW1 to the third switch SW3 according to the lighting instruction of the high beam and the low beam and the presence / absence of current interruption.
  • the controller 420 is configured to be capable of detecting current interruption due to disconnection of the LED string including the first light source 310, the second light source 320, and the third light source 330. For example, the controller 420 monitors the output current I OUT of the drive circuit 410, and determines that the current is cut off when a predetermined amount of the drive current I OUT is not flowing even though the drive circuit 410 is in the enabled state. .. The state in which no current interruption is detected is called the normal state.
  • the controller 420 determines that the current cutoff state is satisfied when the state in which a predetermined amount of drive current I OUT does not flow is maintained for a predetermined second time T2 even though the drive circuit 410 is in the enabled state.
  • the second time T2 may be set between, for example, 2 ms and 500 ms. By setting the second time T2 longer than 2 ms, false detection of the current cutoff state due to noise can be prevented, and by setting the second time T2 shorter than 500 ms, the current cutoff state can be detected in a short time. Further, when the headlamp is turned on again by the following processing, the disappearance time of the headlamp can be suppressed to 500 ms or less, so that safety can be ensured.
  • the controller 420 fixedly turns off the first switch SW1 in the normal state. Further, in the normal state, the controller 420 turns on the second switch SW2 and turns off the third switch SW3 in response to (i) the low beam lighting instruction. As a result, the drive current I OUT generated by the drive circuit 410 flows through the path including the first light source 310, the second light source 320, and the second switch SW2. At this time, the first light source 310 and the second light source 320 are turned on, and the low beam region 22 is irradiated.
  • the controller 420 turns off the second switch SW2 and turns on the third switch SW3 in response to (ii) the lighting instruction of the high beam.
  • the drive current I OUT generated by the drive circuit 410 flows through the path including the first light source 310, the third light source 330, and the third switch SW3.
  • the first light source 310 and the third light source 330 are turned on, the high beam region 24 is irradiated, and the low beam region 22 is irradiated with a lower illuminance than in the low beam.
  • the controller 420 When the controller 420 detects the current cutoff state, the controller 420 turns on the first switch SW1. If a disconnection occurs at the location of the first light source 310 in the LED string 302, the drive current I OUT starts to flow again when the first switch SW1 is turned on, and the current cutoff state is eliminated. Therefore, the drive current I OUT can be bypassed to the first switch SW1 and the drive current I OUT can be continuously supplied to the second light source 320 or the third light source 330, and the front of the vehicle can be continuously irradiated.
  • the LED string 302 has a disconnection at a location other than the first light source 310.
  • the drive current I OUT does not flow and the current cutoff state continues. Therefore, when the current cutoff state continues for a predetermined first time T1 after the first switch SW1 is turned on, the controller 420 determines that the wire is disconnected at a location other than the first light source 310, and turns off the first switch SW1. To do.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating the operation of the light source module 300.
  • the first switch SW1 to the third switch SW3 are set in a state corresponding to the lighting instruction (S102). Specifically, the first switch SW1 is off, the second switch SW2 is on and the third switch SW3 is off when the low beam lighting instruction is given, and the second switch SW2 is off and the second switch SW2 is off when the high beam lighting instruction is given. 3 Switch SW3 is turned on. In this state, the drive circuit 410 is enabled and the drive current I OUT is generated (S104).
  • the controller 420 monitors the presence or absence of current interruption (S106). During the normal state (N in S106), the low beam lighting state is maintained. When the current cutoff is detected (Y in S106), the first switch SW1 is turned on (S108). Then, the presence / absence of current interruption is redetermined (S110). If the current interruption is resolved (N in S110), the first switch SW1 is kept on. If the current cutoff is not resolved (Y in S110), the first switch SW1 is turned off.
  • S106 the presence or absence of current interruption
  • FIG. 19 is a first operation waveform diagram of the light source module 300.
  • FIG. 19 shows a state when a disconnection failure occurs in the first light source 310 while the low beam is lit. It is the normal state before the time t 2. Lighting instruction of the low beam is generated at time t 0.
  • the second switch SW2 is turned on at time t 1, the driving current I OUT is generated by the drive circuit 410.
  • the disconnection fault in the first light source 310 occurs, the driving current I OUT is interrupted. If the condition persists second time T2, it is determined that the current cut-off state at time t 3, the first switch SW1 is turned on. When the first switch SW1 is turned on, the disconnection portion is bypassed, so that the drive current I OUT starts to flow again, and the low beam lighting is maintained. However, the illuminance of the low beam is lower than the normal state.
  • FIG. 20 is a second operation waveform diagram of the light source module 300.
  • FIG. 20 shows a state when a disconnection failure occurs in the second light source 320 while the low beam is lit.
  • the operation at times t 0 to t 2 is the same as in FIG.
  • the disconnection fault in the second light source 320 is generated, the driving current I OUT is interrupted. If the condition persists second time T2, it is determined that the current cut-off state at time t 3, the first switch SW1 is turned on. Even if the first switch SW1 is turned on, the disconnection portion is not bypassed, so that the current cutoff state is maintained. The first switch SW1 is turned off after the first switch SW1 is turned on at time t 4 after the passage the first time T1.
  • the field of view becomes dark and the driver notices an abnormality in the headlamp 2.
  • Driver switch to the high beam from the low beam to the time t 5, the second switch SW2 is turned off, the third switch SW3 is turned on. Then, since the disconnection portion is not used, the drive current I OUT starts to flow again, and the headlamp 2 can continue to be used as a high beam.
  • FIG. 21 is a third operation waveform diagram of the light source module 300.
  • FIG. 21 shows a state when a disconnection failure occurs in the first light source 310 while the high beam is lit. It is the normal state before the time t 2. High beam lighting indication is generated in the time t 0.
  • the third switch SW3 is turned on at time t 1, the driving current I OUT is generated by the drive circuit 410.
  • the disconnection fault in the first light source 310 occurs, the driving current I OUT is interrupted. If the condition persists second time T2, it is determined that the current cut-off state at time t 3, the first switch SW1 is turned on. When the first switch SW1 is turned on, the disconnection portion is bypassed, so that the drive current I OUT starts to flow again, and the lighting of the high beam is maintained. However, since the first light source 310 is turned off, the low beam region is not irradiated with light.
  • FIG. 22 is a fourth operation waveform diagram of the light source module 300.
  • FIG. 22 shows a state when a disconnection failure occurs in the third light source 330 while the high beam is lit.
  • the operation at times t 0 to t 2 is the same as in FIG.
  • the disconnection fault in the third light source 330 occurs, the driving current I OUT is interrupted. If the condition persists second time T2, it is determined that the current cut-off state at time t 3, the first switch SW1 is turned on. Even if the first switch SW1 is turned on, the disconnection portion is not bypassed, so that the current cutoff state is maintained. The first switch SW1 is turned off after the first switch SW1 is turned on at time t 4 after the passage the first time T1.
  • the cutoff state of the drive current I OUT continues, the field of view becomes dark and the driver notices an abnormality in the headlamp 2.
  • Driver switching from the high beam to the low beam at time t 5, the third switch SW3 is turned off, the second switch SW2 is turned on. Then, since the disconnection portion is not used, the drive current I OUT starts to flow again, and the headlamp 2 can continue to be used as a low beam.
  • This control improves safety because the non-lighting period can be shortened, but the driver may not notice the disconnection of the LED string 302, and there is a risk of continuing to operate without repairing the lamp.
  • an indicator indicating the failure of the headlamp 2 may be added to the cockpit.
  • the controller 420 may turn on the second switch SW2 and turn off the third switch SW3 regardless of the high beam or low beam lighting instruction while the first switch SW1 is fixed in the on state.
  • Modification 3 Contrary to the second modification, the controller 430 turns on the third switch SW3 and turns off the second switch SW2 regardless of the high beam and low beam lighting instructions while fixing the first switch SW1 in the on state. May be good.
  • the present invention relates to a lamp used in a vehicle such as a motorcycle.

Landscapes

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Abstract

光源モジュール（１００）は、ハイビームとロービームを切替可能であり、車両に搭載される。第１光源（１１０）は、その出射光が、第１光学系（４）によってロービーム領域（１２）に照射されるように配置される。第２光源（１２０）は、その出射光が、第２光学系（６）によってハイビーム領域（１４）に照射されるように配置される。点灯回路（１３０）は、ハイビーム、ロービームいずれかの点灯指示に応答して第１光源（１１０）に駆動電流（ＩＯＵＴ）を供給するとともに、ハイビームの点灯指示に応答して第２光源（１２０）に駆動電流（ＩＯＵＴ）を供給する。

Description

光源モジュール
　本発明は、自動二輪車などの車両に用いられる灯具に関する。
　従来の自動二輪車において、ハイビームおよびロービームの光源は、独立した２つの点灯回路によって個別に駆動されていた。自動二輪車以外の車両においても、同様の構成が採用される場合が多い。そのため灯具の構造が複雑であり、メンテナンスに手間がかかっていた。
特開２０１７－０６９１５０号公報
　本発明はかかる状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、車両用の光源モジュールの提供にある。
１．　本発明のある態様は、ハイビームとロービームを切替可能な車両用の光源モジュールに関する。光源モジュールは、その出射光が第１光学系によってロービーム領域に照射されるように配置される第１光源と、その出射光が第２光学系によってハイビーム領域に照射されるように配置される第２光源と、ハイビーム、ロービームのいずれかの点灯指示に応答して第１光源に駆動電流を供給するとともに、ハイビームの点灯指示に応答して第２光源に駆動電流を供給するように構成される点灯回路と、を備える。
　第１光源と第２光源は直列に接続されてもよい。点灯回路は、第１光源と第２光源の直列接続回路に駆動電流を供給する駆動回路と、第２光源と並列に設けられ、ハイビームの点灯指示の間オフ、ロービームの点灯指示の間オンとなるバイパススイッチと、を含んでもよい。
　駆動回路は、バイパススイッチのオン状態において、オフ状態に比べて、駆動電流を減少させてもよい。これにより、ハイビームの点灯状態における消費電力および発熱の増大を抑制できる。
　第１光源および前記第２光源は、地面と垂直な面に所定方向に並べて実装されてもよい。第１光学系および第２光学系は、レンズ光学系であってもよい。所定方向は水平方向であってもよい。
　第１光源は、第１半導体発光素子および第２半導体発光素子を含んでもよい。第２光源は、第３半導体発光素子を含んでもよい。第１光学系は、第１半導体発光素子の出射光を受け、ロービーム領域のエルボー点より下側の領域の配光を形成する第１レンズと、第２半導体発光素子の出射光を受け、ロービーム領域のエルボー点より上側の領域の配光を形成する第２レンズと、を含んでもよい。第２光学系は、第３半導体発光素子の出射光を受け、ハイビーム領域を照射する第３レンズを含んでもよい。
　第１光源は、地面と平行な第１面に実装され、第２光源は、第１面の裏面の第３面に実装されてもよい。第１光学系は、第１面側に設けられた第１リフレクタを含んでもよい。第２光学系は、第３面側に設けられた第２リフレクタを含んでもよい。
　第１光源は、地面と平行な第１面に実装され、第２光源は、地面と垂直な第２面に実装されてもよい。第１光学系は、反射光学系を含んでもよい。第２光学系は、透過光学系を含んでもよい。
　第１光源は、水平方向に隣接して配置される複数の発光素子を含んでもよい。
　光源モジュールは、その出射光が第１光学系によってロービーム領域に照射されるように配置される第３光源をさらに備えてもよい。点灯回路は、ロービームの点灯指示に応答して、第３光源に駆動電流を供給するよう構成されてもよい。
　点灯回路は、ロービームの点灯指示に応答してオンとなる第１スイッチと、ハイビームの点灯指示に応答してオンとなる第２スイッチと、駆動電流を生成する駆動回路と、を含んでもよい。第１光源、第３光源および第１スイッチは直列に接続され、第２光源と第２スイッチは、第３光源および第１スイッチと並列に接続されてもよい。
　第１光源および第３光源は、地面と平行な第１面に実装され、第２光源は、第１面の裏面の第３面に実装され、第１光学系は、第１面側に設けられた第１リフレクタを含んでもよい。第２光学系は、第３面側に設けられた第２リフレクタを含んでもよい。
　第１光源および第３光源は、地面と平行な第１面に実装され、第２光源は、地面と垂直な第２面に実装され、第１光学系は、反射光学系を含んでもよい。第２光学系は、透過光学系を含んでもよい。
　第１光源および第３光源は、水平方向に隣接して配置される複数の発光素子を含んでもよい。
　第２光源は水平方向に隣接して配置される複数の発光素子を含んでもよい。
　本発明の別の態様もまた、ハイビームとロービームを切替可能な車両用の光源モジュールに関する。光源モジュールは、その出射光が第１光学系によってロービーム領域に照射されるように配置される第１光源と、その出射光が第２光学系によってハイビーム領域に照射されるように配置される第２光源と、第２光源の出射光をハイビーム領域に照射する第２光学系と、第１光源および第２光源と熱的に結合するヒートシンクと、第１光源および第２光源に駆動電流を供給する点灯回路と、を備える。
　光源モジュールは、その出射光が第１光学系によってロービーム領域に照射されるように配置される第３光源をさらに備えてもよい。
　本発明のある態様は、ハイビームとロービームを切替可能な車両用の光源モジュールに関する。光源モジュールは、ロービーム用の第１光源と、第１光源と並列に設けられた第１スイッチと、第１光源と直列に接続されるロービーム用の第２光源および第２スイッチと、第２光源および第２スイッチと並列な経路に、直列に設けられるハイビーム用の第３光源および第３スイッチと、ハイビーム、ロービームいずれかの点灯指示に応答して、駆動電流を生成する駆動回路と、を備える。
　この態様によると、単一の駆動回路によってハイビームとロービームを切り替えることができる。また、いずれかの経路において断線が発生した場合には、第１スイッチから第３スイッチのオン、オフの組み合わせを切り替えて、駆動電流を断線が生じていない経路に供給することにより、車両前方を照射し続けることができる。
　光源モジュールは、正常時において、（i）ロービームの点灯指示に応答して第１スイッチをオフ、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフし、（ii）ハイビームの点灯指示に応答して、第１スイッチをオフ、第２スイッチをオフ、第３スイッチをオンとするコントローラをさらに備えてもよい。
　コントローラは、電流遮断を検出すると、第１スイッチをオン状態としてもよい。これにより、第１光源が断線している場合に、駆動電流を第１スイッチに迂回し、第２光源または第３光源に駆動電流を供給し続けることができ、車両前方を照射し続けることができる。
　コントローラは、第１スイッチをオン状態とした後、電流遮断が所定の第１時間にわたり検出され続けるとき、第１スイッチをオフしてもよい。第１スイッチをオン状態としても電流遮断が解消しない場合、断線箇所が第１光源でないと推定される。その場合、第１スイッチをオフすることで、第１光源を点灯できるようにすることで、ロービーム領域の照度の低下を抑制できる。
　第１時間は、２ｍｓ～５００ｍｓであってもよい。これくらいの短時間であれば視界が暗くなっても、運転を継続できる。
　コントローラは、駆動電流がゼロである状態が、所定の第２時間にわたり持続するときに、電流遮断状態と判定してもよい。これにより、ノイズによる誤検出を防止できる。
　コントローラは、第１スイッチをオン状態に固定する間、ハイビーム、ロービームの点灯指示にかかわらず、第２スイッチをオンしてもよい。これにより、ハイビームとロービームの手動による切り替えが無効となるため、運転者に断線故障を通知することができる。また、ロービームに固定されるため、周囲の交通参加者にグレアを与えるのを防止できる。
　コントローラは、第１スイッチをオン状態に固定する間、ハイビーム、ロービームの点灯指示にかかわらず、第３スイッチをオンしてもよい。これにより、ハイビームとロービームの手動による切り替えが無効となるため、運転者に断線故障を通知することができる。また、一般的にはロービームで走行する機会の方が多いため、ハイビームのみが有効となり、ロービームが無効となることで、運転者は断線故障に気づきやすくなる。
　なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、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。
　本発明のある態様によれば、ハイビームとロービームを統合した光源モジュールを提供できる。
実施形態１に係る光源モジュールを備えるヘッドランプを示す図である。 ヘッドランプのレイアウトの一例を示す斜視図である。 ヘッドランプのレイアウトの別の一例を示す斜視図である。 ヘッドランプのレイアウトのさらに別の一例を示す斜視図である。 図４のヘッドランプが形成する配光を示す図である。 実施形態２に係る光源モジュールを備えるヘッドランプを示す図である。 図６の光源モジュールの動作波形図である。 図８（ａ）、（ｂ）は、駆動電流ＩＯＵＴの制御例を説明する図である。 アナログ調光による減光の利点を説明する図である。 光源モジュールの回路図である。 駆動回路の構成例を示す回路図である。 変形例に係る光源モジュールの回路図である。 図６のヘッドランプのレイアウトの一例を示す斜視図である。 実施形態３に係る光源モジュールを備えるヘッドランプを示す図である。 ヘッドランプのレイアウトの一例を示す斜視図である。 ヘッドランプおよび光源モジュールのレイアウトの別の一例を示す斜視図である。 実施形態４に係る自動二輪車用のヘッドランプを示す図である。 光源モジュールの動作を説明するフローチャートである。 光源モジュールの第１の動作波形図である。 光源モジュールの第２の動作波形図である。 光源モジュールの第３の動作波形図である。 光源モジュールの第４の動作波形図である。
　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。
　本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
　同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
　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。
（実施形態１）
　図１は、実施形態１に係る光源モジュール１００を備えるヘッドランプ２Ａを示す図である。ヘッドランプ２Ａは、自動二輪車に搭載され、ハイビームとロービームが切り替え可能であり、光源モジュール１００、第１光学系４および第２光学系６を備える。
　光源モジュール１００は、第１光源１１０、第２光源１２０および点灯回路１３０、図示しないヒートシンクを備え、モジュール化されている。第１光源１１０は、その出射光が、第１光学系４によって、仮想鉛直スクリーン上のロービーム領域１２に照射されるように配置される。第２光源１２０は、その出射光が、第２光学系６によってハイビーム領域１４に照射されるように配置される。第１光源１１０および第２光源１２０はそれぞれ、少なくともひとつの半導体発光素子、たとえばＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザダイオード）、有機ＥＬ素子を含む。
　光源モジュール１００には、車両側からハイビーム、ロービームの点灯指示が入力される。点灯回路１３０は、ハイビーム、ロービームのいずれかの点灯指示があると、第１光源１１０に駆動電流ＩＯＵＴを供給する。また点灯回路１３０は、ハイビームの点灯指示に応答して、第２光源１２０に駆動電流ＩＯＵＴを供給するように構成される。
　この実施形態において、第１光源１１０と第２光源１２０は直列に接続される。そして点灯回路１３０は、定電流ドライバである駆動回路１３２と、バイパススイッチ１３４を含む。駆動回路１３２は、ハイビームまたはロービームの点灯状態においてイネーブルとなり、第１光源１１０と第２光源１２０の直列接続回路に駆動電流ＩＯＵＴを供給する。
　バイパススイッチ１３４は、第２光源１２０と並列に設けられ、ハイビームの点灯指示の間オフ、ロービームの点灯指示の間オンとなる。
　この実施例において、第１光源１１０は二個のＬＥＤを、第２光源１２０は一個のＬＥＤを含む。したがって、駆動回路１３２の駆動経路上には、合計三個のＬＥＤが直列に設けられている。一般的に自動二輪車のバッテリ１０の電圧ＶＢＡＴ、すなわち駆動回路１３２の電源電圧は１２Ｖである。一方、白色ＬＥＤの順方向電圧は３．５Ｖ程度であるから、駆動回路１３２の負荷の両端間電圧は、３．５Ｖ×３＝１０．５Ｖ程度となり、バッテリ電圧ＶＢＡＴより低くなる。そのため駆動回路１３２は、降圧型のスイッチングコンバータあるいは、リニアレギュレータで構成することができる。
　以上が光源モジュール１００の構成である。続いてその動作を説明する。
　ハイビーム、ロービームいずれの点灯指示も発生していない状態では、駆動回路１３２がディセーブル状態であり、駆動電流ＩＯＵＴは生成されない。
　ハイビームもしくはロービームいずれかの点灯指示が発生すると、駆動回路１３２がイネーブルとなり、所定の電流量に安定化された駆動電流ＩＯＵＴが生成される。
　ロービームの点灯指示が発生する間は、バイパススイッチ１３４がオンであり、駆動電流ＩＯＵＴは、第１光源１１０およびバイパススイッチ１３４に流れる。したがって、第２光源１２０は消灯し、第１光源１１０のみが点灯し、ロービーム領域１２が照射される。
　ハイビームの点灯指示が発生する間は、バイパススイッチ１３４がオフであり、駆動電流ＩＯＵＴは、第１光源１１０および第２光源１２０に流れる。したがって、第１光源１１０および第２光源１２０が点灯し、ロービーム領域１２とハイビーム領域１４の両方が照射される。
　図２は、ヘッドランプ２Ａのレイアウトの一例を示す斜視図である。第１光源１１０は、地面と平行な第１面Ｓ１に実装される。第２光源１２０は地面と垂直な第２面Ｓ２に実装される。第１面Ｓ１および第２面Ｓ２は、ブロック状のヒートシンク８の表面に対応する。
　好ましくは第１光源１１０を構成する二個の発光素子は、水平方向に並べて配置される。これにより、ハイビームとロービームの境界である水平方向のカットラインを作りやすくなる。
　第１光学系４は、反射光学系すなわちミラーを含む。第２光学系６は、透過光学系すなわちレンズを含む。点灯回路１３０は、ヒートシンク８に実装される。たとえばヒートシンク８は、その内部に空洞あるいは凹部を有し、点灯回路１３０はこの空洞あるいは凹部に密着して固定されてもよい。
　図３は、ヘッドランプ２Ａのレイアウトの別の一例を示す斜視図である。第１光源１１０は、地面と平行な第１面Ｓ１に実装される。第２光源１２０は、第１面Ｓ１の反対側の第３面Ｓ３に実装される。第１光学系４は、第１面Ｓ１側に設けられた第１リフレクタを含み、第２光学系６は、第３面側に設けられた第２リフレクタを含む。
　図３においても、第１光源１１０を構成する二個の発光素子は、水平方向に並べて配置される。これにより、ハイビームとロービームの境界である水平方向のカットラインを作りやすくなる。
　図４は、ヘッドランプ２Ａのレイアウトのさらに別の一例を示す斜視図である。ヘッドランプ２Ａは、光源モジュール１００およびレンズモジュール１５０を備える。光源モジュール１００は、第１光源１１０、第２光源１２０、点灯回路１３０、ヒートシンク１４０、プリント基板１４２、コネクタ１４４を備える。第１光源１１０は、第１半導体発光素子１１２Ａおよび第２半導体発光素子１１２Ｂを含み、第２光源１２０は、第３半導体発光素子１２２を含む。
　第１半導体発光素子１１２Ａ、第２半導体発光素子１１２Ｂ、第３半導体発光素子１２２は、ヒートシンク１４０上に、所定方向に並べて実装される。所定方向はこの例では水平方向である。第１半導体発光素子１１２Ａ、第２半導体発光素子１１２Ｂ、第３半導体発光素子１２２の配置順序は入れ替えてもよい。第１半導体発光素子１１２Ａ、第２半導体発光素子１１２Ｂ、第３半導体発光素子１２２それぞれのアノード電極およびカソード電極は、それらの表面に形成される。
　プリント基板１４２上には、点灯回路１３０の構成部品や、コネクタ１４４が実装される。また、プリント基板１４２の配線は、ボンディングワイヤを介して、第１半導体発光素子１１２Ａ、第２半導体発光素子１１２Ｂ、第３半導体発光素子１２２の電極と接続される。
　レンズモジュール１５０は、第１光学系４に対応する第１レンズ１５２および第２レンズ１５４と、第２光学系６に対応する第３レンズ１５６を含む。第１レンズ１５２は、第１半導体発光素子１１２Ａの出射ビームを受け、車両前方に投影する。第２レンズ１５４は、第２半導体発光素子１１２Ｂの出射ビームを受け、車両前方に投影する。第３レンズ１５４は、第３半導体発光素子１２２の出射ビームを受け、車両前方に投影する。
　図５は、図４のヘッドランプ２Ａが形成する配光を示す図である。一点鎖線はカットオフラインＣＬを示しており、カットオフラインＣＬより下側にロービームの配光が形成され、上側にハイビームの配光が形成される。
　ロービーム領域は、エルボー点ＥＬＢを通る水平ラインより下側の第１部分Ｌ１と、上側の第２部分Ｌ２を含む。第１レンズ１５２は、主として第１部分Ｌ１をカバーする配光Ａ１を形成し、第２レンズ１５４は、主として第２部分Ｌ２をカバーする配光Ａ２を形成する。また、第３レンズ１５６は、ハイビーム領域Ｈをカバーする配光Ａ３を形成する。
（実施形態２）
　実施形態１では、駆動回路１３２が生成する駆動電流ＩＯＵＴは、ヘッドランプ２Ａの点灯モード（ロービーム、ハイビーム）にかかわらず一定であった。そのため、ハイビームモードにおける消費電力すなわち発熱が、ロービームモードにおける消費電力すなわち発熱より大きくなる。具体的には、図１に示すように、第１光源１１０が２個のＬＥＤチップを含み、第２光源１１０が１個のＬＥＤチップを含む場合、ハイビームモードにおける発熱量は、ロービームモードにおける発熱量の１．５倍となる。そのため、ヒートシンクが大型化する場合がある。
　図６は、実施形態２に係る光源モジュール１００Ｃを備えるヘッドランプ２Ｃを示す図である。光源モジュール１００Ｃの構成について、実施形態１の光源モジュール１００との相違点を中心に説明する。
　点灯回路１３０Ｃは、駆動回路１３２Ｃおよびバイパススイッチ１３４を備える。本実施形態において、駆動回路１３２Ｃは、ハイビームモードとロービームモードに応じて、駆動電流ＩＯＵＴの電流量（時間平均値）が切り替え可能に構成される。具体的には、ハイビームモードにおける駆動電流ＩＯＵＴの電流量ＩＯＵＴＨを、ロービームモードにおける駆動電流ＩＯＵＴの電流量ＩＯＵＴＬよりも小さくする。
　ＩＯＵＴＨ＜ＩＯＵＴＬ
　第１光源１１０が２個の半導体発光素子１１２Ａ，１１２Ｂを含み、第２光源１２０が１個の半導体発光素子１２２を含むとする。この場合、ＩＯＵＴＨを、ＩＯＵＴＬの２／３倍程度とすると、ハイビームモードにおける消費電力を、ロービームモードにおける消費電力と変わらないレベルまで減少させることができる。なお、ＩＯＵＴＨは、ＩＯＵＴＬの２／３倍より大きくてもよい。ＩＯＵＴＨが２／３×ＩＯＵＴＬより大きいほど、ハイビームモードにおける照度が高くなるが、消費電力の削減の効果が小さくなる。
　また消費電力すなわち発熱量の低減の結果、ヒートシンクを小型化し、あるいはより簡素な冷却機構に置き換えることが可能となる。
　図７は、図６の光源モジュール１００の動作波形図である。ハイビーム・ロービームが消灯の状態では、駆動電流ＩＯＵＴはゼロである。ロービームの点灯期間中、駆動電流ＩＯＵＴの時間平均量は、第１電流量ＩＯＵＴＬに安定化される。ハイビームの点灯期間中、駆動電流ＩＯＵＴの時間平均量は、第２電流量ＩＯＵＴＨに低下する。
　図８（ａ）、（ｂ）は、駆動電流ＩＯＵＴの制御例を説明する図である。図８（ａ）に示すように、ハイビームモードでは、アナログ調光（電流調光）を利用して、駆動電流ＩＯＵＴの電流量を低下させてもよい。
　図９は、アナログ調光による減光の利点を説明する図である。横軸は駆動電流ＩＯＵＴを、縦軸は発光素子１個当たりの発光光量を示す。ＰＬはロービームモードの動作点を、ＰＨはハイビームモードの動作点を示す。図９に示すように、ＬＥＤの発光効率は、駆動電流ＩＯＵＴが少ないほど高い。したがって、駆動電流ＩＯＵＴを２／３倍（６６．７％）に減らしても、ＬＥＤの光量は２／３までは低下せず、たとえば３／４倍（７５％）に留まる。したがって、ハイビームモードにおける全光量は、ロービームモードの全光量の０．７５×３／２＝１．１２５倍となり、わずかに増加することとなる。
　図８（ｂ）に示すように、ハイビームモードでは、ＰＷＭ（パルス幅変調）調光（減光）を利用して、駆動電流ＩＯＵＴの電流量を低下させてもよい。白色光源が、青色ＬＥＤと黄色の蛍光体で構成される場合、駆動電流ＩＯＵＴによって発光色が変化する。したがってアナログ調光を採用すると、ロービームとハイビームとで色度が変化する場合がある。色度変化を抑制したい場合には、ＰＷＭ調光を利用することで、ロービームとハイビームとで、色度を揃えることができる。
　図１０は、光源モジュール１００Ｃの回路図である。点灯回路１３０Ｃは、駆動回路１３２Ｃおよびバイパススイッチ１３４を含む。
　点灯回路１３０Ｃには、外部回路から点灯指示Ｈ／Ｌが入力される。点灯指示Ｈ／Ｌは、ロービームモードにおいて第１状態をとり、ハイビームモードにおいて第２状態をとる。たとえば外部回路がオープンコレクタ／オープンドレインの出力段を有する場合、点灯指示Ｈ／Ｌの第１状態はハイインピーダンス（オープン）であり、第２状態はローレベルでありうる。点灯指示Ｈ／Ｌが第１状態（ハイインピーダンス）であるとき、トランジスタＱ１２のベースは、抵抗Ｒ１５によりプルアップされるため、トランジスタＱ１２はオフとなる。点灯指示Ｈ／Ｌが第２状態（ローレベル）であるとき、トランジスタＱ１２はオンとなる。点灯指示Ｈ／Ｌを生成する外部回路は、プッシュプルの出力段を有してもよく、その場合、点灯指示Ｈ／Ｌの第１状態はハイレベルであり、第２状態はローレベルでありうる。
　駆動回路１３２は定電流ドライバであり、正極出力ＯＵＴＰと負極出力ＯＵＴＮの間に駆動電圧を発生し、目標電流に安定化された駆動電流ＩＯＵＴを出力する。この例では、アナログ調光によって駆動電流ＩＯＵＴを変化させる。具体的には駆動回路１３２は調光端子ＤＩＭを有しており、駆動電流ＩＯＵＴの目標量は、調光端子ＤＩＭに入力される調光電圧ＶＡＤＩＭに応じて変化する。
　ＩＯＵＴ＝Ｋ×ＶＡＤＩＭ
　駆動回路１３２は、基準電圧ＶＲＥＦを発生する。抵抗Ｒ１１，Ｒ１２およびトランジスタＱ１１は、ＶＲＥＦ端子と接地の間に直列に設けられる。
　また駆動回路１３２は、電源電圧ＶＤＤを生成する。バイパススイッチ１３４は、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４およびトランジスタＱ１３，Ｑ１４を含む。抵抗Ｒ１３，Ｒ１４およびトランジスタＱ１３は、バイパストランジスタＱ１４のゲートドライバを形成する。
　図１０の光源モジュール１００Ｃの動作を説明する。
　・ロービームモード
　点灯指令Ｈ／Ｌが第１状態（ハイインピーダンスあるいはハイレベル）であるとき、トランジスタＱ１２はオフであり、トランジスタＱ１３のベースはローとなるから、トランジスタＱ１３はオフとなり、バイパストランジスタＱ１４はオンとなるから、第２光源１２０には駆動電流ＩＯＵＴは供給されない。
　また点灯指令Ｈ／Ｌが第１状態であるとき、トランジスタＱ１２はオフであり、トランジスタＱ１のベースはローとなるから、トランジスタＱ１１はオフとなり、駆動回路１３２の調光端子ＤＩＭの電圧ＶＡＤＩＭは基準電圧ＶＲＥＦとなる。このとき駆動電流ＩＯＵＴは、基準電圧ＶＲＥＦに比例した目標量ＩＯＵＴＬに安定化される。
　ＩＯＵＴＬ＝Ｋ×ＶＡＤＩＭ＝Ｋ×ＶＲＥＦ
　・ハイビームモード
　点灯指令Ｈ／Ｌが第２状態（ローレベル）であるとき、トランジスタＱ１２はオンとなり、トランジスタＱ１３のベースに電流が供給されるから、トランジスタＱ１３はオンとなり、バイパストランジスタＱ１４はオフとなるから、第２光源１２０に駆動電流ＩＯＵＴが供給される。
　また点灯指令Ｈ／Ｌが第２状態（ローレベル）であるとき、トランジスタＱ１２はオンとなり、トランジスタＱ１１のベースに電流が供給されるから、トランジスタＱ１１はオンとなり、駆動回路１３２の調光端子ＤＩＭには、分圧された基準電圧ＶＲＥＦが、調光電圧ＶＡＤＩＭとして入力される。
　ＶＡＤＩＭ＝Ｒ１２／（Ｒ１１＋Ｒ１２）×ＶＲＥＦ
　このとき駆動電流ＩＯＵＴの目標量ＩＯＵＴＨは、以下の式で表される。
　ＩＯＵＴＨ＝Ｋ×ＶＡＤＩＭ＝Ｋ×Ｒ１２／（Ｒ１１＋Ｒ１２）×ＶＲＥＦ
　　　＝Ｒ１２／（Ｒ１１＋Ｒ１２）×ＩＯＵＴＬ
　つまり、抵抗Ｒ１１とＲ１２の分圧比に応じて、減光率を設定できる。
　図１１は、駆動回路１３２の構成例を示す回路図である。駆動回路１３２は、極性反転型のコンバータであり、正極出力ＯＵＴＰから接地電圧０Ｖを、負極出力ＯＵＴＮから負電圧－ＶＯＵＴを出力する。
　駆動回路１３２は、トランジスタＭ１１，Ｍ１２、インダクタＬ１１、キャパシタＣ１１およびコントローラ１３６を含む。コントローラ１３６は、駆動電流ＩＯＵＴに応じた電流検出信号ＶＣＳが、調光端子ＤＩＭに入力されるアナログ調光電圧ＶＡＤＩＭに応じた目標値に近づくように、トランジスタＭ１１およびＭ１２を駆動する。コントローラ１３６の制御方式・モードは特に限定されず、電流モードの制御方式であってもよいし、電流検出信号ＶＣＳを対象とするリップル制御方式であってもよい。リップル制御方式には、ヒステリシス制御（Bang-Bang制御）、ボトム検出方式、ピーク検出方式などが含まれる。
　なお、トランジスタＭ１１，Ｍ１２は、コントローラ１３６と同一のチップに集積化されてもよい。また、駆動回路１３２は、基準電圧源１６０および電源回路１６２を含む。基準電圧源１６０は、接地電圧を基準とした基準電圧ＶＲＥＦを生成する。電源回路１６２は、負極出力（－ＶＯＵＴ）を基準とする電源電圧ＶＤＤを生成する。基準電圧源１６０および電源回路１６２の少なくとも一方は、コントローラ１３６に内蔵されていてもよい。
　なお駆動回路１３２の構成は極性反転型に限定されず、昇圧コンバータや昇降圧コンバータで構成してもよい。なお、図１１の駆動回路は、実施形態１や実施形態３にも適用可能である。
　図１２は、変形例に係る光源モジュール１００Ｄの回路図である。点灯回路１３０Ｄは、図１０の点灯回路１３０Ｃに加えて、温度ディレーティング回路１３８を含む。温度ディレーティング回路１３８は、ＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタ１３９、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２、トランジスタＱ２１，Ｑ２２を含む。
　抵抗Ｒ２１およびサーミスタ１３９は、基準電圧ＶＲＥＦを分圧し、温度が上昇するほど低下する温度検出電圧ＶＴＥＭＰを生成する。トランジスタＱ２１、抵抗Ｒ２２およびトランジスタＱ２２によって、調光端子ＤＩＭの電圧ＶＡＤＩＭは、温度検出電圧ＶＴＥＭＰを超えないようにクランプされる。温度が上昇するほど、温度検出電圧ＶＴＥＭＰは低下し、調光端子ＤＩＭの電圧ＶＡＤＩＭが低下することにより、駆動電流ＩＯＵＴが減少し、温度ディレーティングがかかる。
　図１３は、図６のヘッドランプ２Ｃのレイアウトの一例を示す斜視図である。ヘッドランプ２Ｃの基本構成は図４のそれと同様であるため、相違点のみを説明する。上述したように、実施形態２に係るヘッドランプ２Ｃによれば、ハイビームモードにおける消費電力を削減できるため、第１光源１１０および第２光源１２０の冷却構造を簡素化できる。したがって、図６のヒートシンク１４０が、図１３では薄い放熱板１４６に置換されている。これにより、光源モジュール１００を小型化することができ、またコストを下げることができる。
（実施形態３）
　図１４は、実施形態３に係る光源モジュール２００を備えるヘッドランプ２Ｂを示す図である。実施形態１と同様にヘッドランプ２Ｂは、自動二輪車に搭載され、ハイビームとロービームが切り替え可能であり、光源モジュール２００、第１光学系４および第２光学系６、図示しないヒートシンクを備える。
　光源モジュール２００は、第１光源２１０、第２光源２２０、第３光源２３０および点灯回路２４０を備え、モジュール化されている。第１光源２１０および第３光源２３０は、それぞれの出射光が、第１光学系４によって、仮想鉛直スクリーン上のロービーム領域１２に照射されるように配置される。第２光源２２０は、その出射光が、第２光学系６によってハイビーム領域１４に照射されるように配置される。
　第１光源２１０、第２光源２２０、第３光源２３０はそれぞれ、少なくともひとつの半導体発光素子、たとえばＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザダイオード）、有機ＥＬ素子を含む。実施形態１と同様の理由により、ＬＥＤの直列接続数は３であり、これにより駆動回路２４２を降圧コンバータあるいはリニアレギュレータで構成できる。
　光源モジュール２００には、車両側からハイビーム、ロービームの点灯指示が入力される。点灯回路２４０は、ハイビーム、ロービームの点灯指示にかかわらず、第１光源２１０に駆動電流ＩＯＵＴを供給する。また点灯回路２４０は、ハイビームの点灯指示に応答して、第２光源２２０に駆動電流ＩＯＵＴを供給するように構成される。また点灯回路２４０は、ロービームの点灯指示に応答して、第３光源２３０に駆動電流ＩＯＵＴを供給するように構成される。
　この実施形態において、点灯回路２４０は、定電流ドライバである駆動回路２４２と、第１スイッチ２４４、第２スイッチ２４６を含む。駆動回路２４２は、ハイビームまたはロービームの点灯状態においてイネーブルとなり、駆動電流ＩＯＵＴを生成する。
　第１スイッチ２４４は、第３光源２３０と直列に設けられ、第２スイッチ２４６は第２光源２２０と直列に設けられている。第１スイッチ２４４は、ロービームの点灯指示に応答してオンとなる。第２スイッチ２４６は、ハイビームの点灯指示に応答してオンとなる。
　以上が光源モジュール２００の構成である。続いてその動作を説明する。
　ハイビーム、ロービームいずれの点灯指示も発生していない状態では、駆動回路２４２がディセーブル状態であり、駆動電流ＩＯＵＴは生成されない。
　ハイビームもしくはロービームいずれかの点灯指示が発生すると、駆動回路２４２がイネーブルとなり、所定の電流量に安定化された駆動電流ＩＯＵＴが生成される。
　ロービームの点灯指示が発生する間は、第１スイッチ２４４がオン、第２スイッチ２４６がオフであり、駆動電流ＩＯＵＴは、第１光源２１０、第３光源２３０、第１スイッチ２４４の経路に流れる。したがって第１光源２１０、第３光源２３０が点灯、第２光源２２０は消灯し、ロービーム領域１２が照射される。
　ハイビームの点灯指示が発生する間は、第１スイッチ２４４がオフ、第２スイッチ２４６がオンであり、駆動電流ＩＯＵＴは、第１光源２１０、第２光源２２０、第２スイッチ２４６の経路に流れる。したがって第１光源２１０、第２光源２２０が点灯、第３光源２３０は消灯する。このときハイビーム領域１４に照射されるとともに、ロービーム領域１２を、ロービームのときよりも低い照度で照射することができる。
　図１５は、ヘッドランプ２Ｂのレイアウトの一例を示す斜視図である。第１光源２１０および第３光源２３０は、地面と平行な第１面Ｓ１に実装される。第２光源２２０は地面と垂直な第２面Ｓ２に実装される。第１面Ｓ１および第２面Ｓ２は、ブロック状のヒートシンク８の表面に対応する。
　好ましくは第１光源２１０および第３光源２３０を構成する３個の発光素子は、水平方向に並べて配置される。これにより、ハイビームとロービームの境界である水平方向のカットラインを作りやすくなる。たとえば第１光源２１０の発光素子を中央に配置し、第３光源２３０の二個の発光素子を、それを挟むように配置してもよい。
　第１光学系４は、反射光学系すなわちミラーを含む。第２光学系６は、透過光学系すなわちレンズを含む。
　図１６は、ヘッドランプ２Ｂおよび光源モジュール２００のレイアウトの別の一例を示す斜視図である。第１光源２１０および第３光源２３０は、地面と平行な第１面Ｓ１に実装される。第２光源２２０は、第１面Ｓ１の反対側の第３面Ｓ３に実装される。第１光学系４は、第１面Ｓ１側に設けられた第１リフレクタを含み、第２光学系６は、第３面側に設けられた第２リフレクタを含む。
　図１６においても、第１光源２１０および第３光源２３０を構成する３個の発光素子は、水平方向に並べて配置される。同様に、第２光源２２を構成する２個の発光素子は、水平方向に並べて配置される。これにより、ハイビームとロービームの境界である水平方向のカットラインを作りやすくなる。
　なお、ここまでの説明では、自動二輪車用の灯具を説明したが本発明の適用はそれに限定されず、四輪の自動車やトラックなどの車両にも適用可能である。
　図１７は、実施形態４に係る自動二輪車用のヘッドランプ２を示す図である。ヘッドランプ２は、ハイビームとロービームが切り替え可能であり、光源モジュール３００、第１光学系４、第２光学系６を備える。
　光源モジュール３００は、ＬＥＤストリング３０２および点灯回路４００を備え、モジュール化されている。ＬＥＤストリング３０２は、ロービーム用光源である第１光源３１０および第２光源３２０と、ハイビーム用光源である第３光源３３０を備える。第１光源３１０および第２光源３２０の出射光は、第１光学系４によって、仮想鉛直スクリーン２０上のロービーム領域２２に照射される。第３光源３３０の出射光は、第２光学系６によってハイビーム領域２４に照射される。
　第１光源３１０、第２光源３２０、第３光源３３０はそれぞれ、少なくともひとつの半導体発光素子、たとえばＬＥＤ（発光ダイオード）を含む。なお半導体発光素子として、ＬＤ（レーザダイオード）や有機ＥＬ素子を採用してもよい。
　この実施例において、第１光源３１０は１個のＬＥＤを、第２光源３２０および第３光源３３０はそれぞれ、二個のＬＥＤを含む。したがって、駆動回路４１０の駆動経路上には、合計三個のＬＥＤが直列に設けられている。一般的に自動二輪車のバッテリ１０の電圧ＶＢＡＴ、すなわち駆動回路４１０の電源電圧は１２Ｖである。一方、白色ＬＥＤの順方向電圧は３．５Ｖ程度であるから、駆動回路４１０の負荷の両端間電圧は、３．５Ｖ×３＝１０．５Ｖ程度となり、バッテリ電圧ＶＢＡＴより低くなる。そのため駆動回路４１０は、降圧型のスイッチングコンバータあるいは、リニアレギュレータで構成することができる。
　光源モジュール３００には、バッテリ電圧ＶＢＡＴに加えて、車両側からハイビーム、ロービームの点灯指示が入力される。点灯回路４００は、ハイビーム、ロービームの点灯指示に応じて、駆動電流ＩＯＵＴの経路を制御し、第１光源３１０、第２光源３２０、第３光源３３０の点灯、消灯を制御する。
　点灯回路４００は、駆動回路４１０、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３、コントローラ４２０を備える。
　第１スイッチＳＷ１は第１光源３１０と並列に設けられる。第２光源３２０および第２スイッチＳＷ２は、直列に接続される。第３光源３３０および第３スイッチＳＷ３は、第２光源３２０および第２スイッチＳＷ２と並列な経路上に、直列に設けられる。
　駆動回路４１０は、定電流出力のドライバであり、ハイビーム、ロービームいずれかの点灯指示に応答してイネーブル状態となり、所定の電流量に安定化された駆動電流ＩＯＵＴを生成する。
　コントローラ４２０は、ハイビーム、ロービームの点灯指示および電流遮断の有無に応じて、第１スイッチＳＷ１～第３スイッチＳＷ３のオン、オフを制御する。
　コントローラ４２０は、第１光源３１０、第２光源３２０、第３光源３３０を含むＬＥＤストリングの断線に起因する電流遮断を検出可能に構成される。たとえばコントローラ４２０は、駆動回路４１０の出力電流ＩＯＵＴを監視し、駆動回路４１０がイネーブル状態であるにもかかわらず、所定量の駆動電流ＩＯＵＴが流れていない場合に、電流遮断状態と判定する。電流遮断が検出されない状態を正常状態という。
　たとえばコントローラ４２０は、駆動回路４１０がイネーブル状態であるにもかかわらず、所定量の駆動電流ＩＯＵＴが流れていない状態が、所定の第２時間Ｔ２持続すると、電流遮断状態と判定する。第２時間Ｔ２は、たとえば２ｍｓ～５００ｍｓの間で定めるとよい。第２時間Ｔ２を２ｍｓより長くすることでノイズによる電流遮断状態の誤検知を防止できるとともに、第２時間Ｔ２を５００ｍｓより短く定めることにより、短時間で電流遮断状態を検出することができる。さらに以下の処理によって、ヘッドランプを点灯復帰させる場合に、ヘッドランプの消失時間を５００ｍｓ以下に抑えることができるため、安全性を確保できる。
　コントローラ４２０は、正常状態において、第１スイッチＳＷ１を固定的にオフする。またコントローラ４２０は正常状態において、（i）ロービームの点灯指示に応答して第２スイッチＳＷ２をオン、第３スイッチＳＷ３をオフする。これにより、駆動回路４１０が生成する駆動電流ＩＯＵＴは、第１光源３１０および第２光源３２０、第２スイッチＳＷ２を含む経路に流れる。このとき、第１光源３１０および第２光源３２０が点灯し、ロービーム領域２２が照射される。
　コントローラ４２０は正常状態において、（ii）ハイビームの点灯指示に応答して、第２スイッチＳＷ２をオフ、第３スイッチＳＷ３をオンとする。これにより、駆動回路４１０が生成する駆動電流ＩＯＵＴは、第１光源３１０および第３光源３３０、第３スイッチＳＷ３を含む経路に流れる。このとき、第１光源３１０および第３光源３３０が点灯し、ハイビーム領域２４が照射されるとともに、ロービーム領域２２がロービーム時より低い照度で照射される。
　続いて、断線故障時の制御を説明する。
　コントローラ４２０は、電流遮断状態を検出すると、第１スイッチＳＷ１をオン状態とする。もしＬＥＤストリング３０２のうち、第１光源３１０の箇所に断線が生じていた場合、第１スイッチＳＷ１がオンすることで、駆動電流ＩＯＵＴが再び流れ始め、電流遮断状態が解消する。したがって駆動電流ＩＯＵＴを第１スイッチＳＷ１に迂回し、第２光源３２０または第３光源３３０に駆動電流ＩＯＵＴを供給し続けることができ、車両前方を照射し続けることができる。
　もしＬＥＤストリング３０２のうち、第１光源３１０以外の箇所に断線が生じていたとする。この場合、第１スイッチＳＷ１をオンしても、駆動電流ＩＯＵＴは流れず、電流遮断状態が継続する。したがってコントローラ４２０は、第１スイッチＳＷ１をオン状態とした後、電流遮断状態が所定の第１時間Ｔ１にわたり持続するとき、第１光源３１０以外の箇所の断線と判定し、第１スイッチＳＷ１をオフする。
　図１８は、光源モジュール３００の動作を説明するフローチャートである。ロービームあるいはハイビームの点灯指示が発生すると（Ｓ１００）、第１スイッチＳＷ１～第３スイッチＳＷ３が、点灯指示に応じた状態にセットされる（Ｓ１０２）。具体的には第１スイッチＳＷ１はオフであり、ロービームの点灯指示の場合、第２スイッチＳＷ２がオン、第３スイッチＳＷ３がオフされ、ハイビームの点灯指示の場合、第２スイッチＳＷ２がオフ、第３スイッチＳＷ３がオンされる。この状態で駆動回路４１０がイネーブルとなり、駆動電流ＩＯＵＴが生成される（Ｓ１０４）。
　コントローラ４２０は、電流遮断の有無を監視する（Ｓ１０６）。正常状態の間（Ｓ１０６のＮ）、ロービームの点灯状態が維持される。電流遮断が検出されると（Ｓ１０６のＹ）、第１スイッチＳＷ１がオンとなる（Ｓ１０８）。そして、電流遮断の有無が再判定される（Ｓ１１０）。電流遮断が解消していれば（Ｓ１１０のＮ）、第１スイッチＳＷ１のオンが維持される。電流遮断が解消していなければ（Ｓ１１０のＹ）、第１スイッチＳＷ１がオフされる。
　図１９は、光源モジュール３００の第１の動作波形図である。図１９は、ロービームの点灯中に、第１光源３１０に断線故障が発生したときの様子を示す。時刻ｔ２より前は正常状態である。時刻ｔ０にロービームの点灯指示が発生する。時刻ｔ１に第２スイッチＳＷ２がオンとなり、駆動回路４１０により駆動電流ＩＯＵＴが生成される。
　時刻ｔ２に、第１光源３１０に断線故障が発生すると、駆動電流ＩＯＵＴが遮断される。この状態が第２時間Ｔ２持続すると、時刻ｔ３に電流遮断状態と判定され、第１スイッチＳＷ１がオンとなる。第１スイッチＳＷ１がオンとなると、断線箇所がバイパスされるため、駆動電流ＩＯＵＴが再び流れ始め、ロービームの点灯が維持される。ただし、ロービームの照度は、正常状態よりも低下する。
　図２０は、光源モジュール３００の第２の動作波形図である。図２０は、ロービームの点灯中に、第２光源３２０に断線故障が発生したときの様子を示す。時刻ｔ０～ｔ２の動作は、図１９と同様である。
　時刻ｔ２に、第２光源３２０に断線故障が発生すると、駆動電流ＩＯＵＴが遮断される。この状態が第２時間Ｔ２持続すると、時刻ｔ３に電流遮断状態と判定され、第１スイッチＳＷ１がオンとなる。第１スイッチＳＷ１がオンとなっても断線箇所はバイパスされないため、電流遮断状態が持続する。そして第１スイッチＳＷ１がターンオンしてから第１時間Ｔ１経過後の時刻ｔ４に第１スイッチＳＷ１がオフされる。
　駆動電流ＩＯＵＴの遮断状態が持続すると、視界が暗くなるため運転者がヘッドランプ２の異常に気がつく。運転者が、時刻ｔ５にロービームからハイビームに切り替えると、第２スイッチＳＷ２がオフ、第３スイッチＳＷ３がオンとなる。そうすると、断線箇所が利用されなくなるため、駆動電流ＩＯＵＴが再び流れ始め、ヘッドランプ２はハイビームとして使用を継続できる。
　図２１は、光源モジュール３００の第３の動作波形図である。図２１は、ハイビームの点灯中に、第１光源３１０に断線故障が発生したときの様子を示す。時刻ｔ２より前は正常状態である。時刻ｔ０にハイビームの点灯指示が発生する。時刻ｔ１に第３スイッチＳＷ３がオンとなり、駆動回路４１０により駆動電流ＩＯＵＴが生成される。
　時刻ｔ２に、第１光源３１０に断線故障が発生すると、駆動電流ＩＯＵＴが遮断される。この状態が第２時間Ｔ２持続すると、時刻ｔ３に電流遮断状態と判定され、第１スイッチＳＷ１がオンとなる。第１スイッチＳＷ１がオンとなると、断線箇所がバイパスされるため、駆動電流ＩＯＵＴが再び流れ始め、ハイビームの点灯が維持される。ただし、第１光源３１０は消灯するため、ロービーム領域には光は照射されなくなる。
　図２２は、光源モジュール３００の第４の動作波形図である。図２２は、ハイビームの点灯中に、第３光源３３０に断線故障が発生したときの様子を示す。時刻ｔ０～ｔ２の動作は、図２１と同様である。
　時刻ｔ２に、第３光源３３０に断線故障が発生すると、駆動電流ＩＯＵＴが遮断される。この状態が第２時間Ｔ２持続すると、時刻ｔ３に電流遮断状態と判定され、第１スイッチＳＷ１がオンとなる。第１スイッチＳＷ１がオンとなっても断線箇所はバイパスされないため、電流遮断状態が持続する。そして第１スイッチＳＷ１がターンオンしてから第１時間Ｔ１経過後の時刻ｔ４に第１スイッチＳＷ１がオフされる。
　駆動電流ＩＯＵＴの遮断状態が持続すると、視界が暗くなるため運転者がヘッドランプ２の異常に気がつく。運転者が、時刻ｔ５にハイビームからロービームに切り替えると、第３スイッチＳＷ３がオフ、第２スイッチＳＷ２がオンとなる。そうすると、断線箇所が利用されなくなるため、駆動電流ＩＯＵＴが再び流れ始め、ヘッドランプ２はロービームとして使用を継続できる。
　続いて実施形態４に関連する変形例を説明する。
（変形例１）
　図２０、図２２の制御では、ヘッドランプ２の不点灯状態に気がついた運転者が、手動で、ロービームからハイビーム（あるいはハイビームからロービーム）への切り替えを行い、ヘッドランプ２を点灯状態に復帰させたが、その限りでない。第１スイッチＳＷ１を一旦、オンとし、その後オフに切り替えた後に、第２スイッチＳＷ２と第３スイッチＳＷ３の状態を、コントローラ４２０が、外部からの点灯指示とは無関係に、自動的に切り替えてもよい。これにより、図２０あるいは図２２における時刻ｔ４～ｔ５の不点灯期間を短縮することができる。
　この制御を行うと、不点灯期間を短縮できるため安全性が改善するが、運転者がＬＥＤストリング３０２の断線に気がつかない可能性もあり、ランプを修理しないまま運転し続けるおそれがある。この場合、ヘッドランプ２の故障を示すインジケータを、コクピットに追加してもよい。
（変形例２）
　コントローラ４２０は、第１スイッチＳＷ１をオン状態に固定する間、ハイビーム、ロービームの点灯指示にかかわらず、第２スイッチＳＷ２をオン、第３スイッチＳＷ３をオフすることとしてもよい。
　この変形例２によれば、ハイビームとロービームの手動による切り替えが無効になるため、運転者に断線故障を通知することができる。また、ロービームに固定されるため、周囲の交通参加者にグレアを与えるのを防止できる。
（変形例３）
　変形例２とは反対に、コントローラ４３０は、第１スイッチＳＷ１をオン状態に固定する間、ハイビーム、ロービームの点灯指示にかかわらず、第３スイッチＳＷ３をオン、第２スイッチＳＷ２をオフすることとしてもよい。
　この変形例３によれば、ハイビームとロービームの手動による切り替えが無効になるため、運転者に断線故障を通知することができる。また一般的にはロービームで走行する機会の方が多いため、ハイビームのみが有効となり、ロービームが無効となることで、運転者は断線故障に気づきやすくなる。
（変形例４）
　ここまでの説明では、自動二輪車用の灯具を説明したが本発明の適用はそれに限定されず、四輪の自動車やトラックなどの車両にも適用可能である。
　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。
　本発明は、自動二輪車などの車両に用いられる灯具に関する。
　２…ヘッドランプ，４…第１光学系，６…第２光学系，８…ヒートシンク，１０…バッテリ，１００…光源モジュール，１１０…第１光源，１２０…第２光源，１３０…点灯回路，１３２…駆動回路，１３４…バイパススイッチ，２００…光源モジュール，２１０…第１光源，２２０…第２光源，２３０…第３光源，２４０…点灯回路，２４２…駆動回路，２４４…第１スイッチ，２４６…第２スイッチ，３００…光源モジュール，３０２…ＬＥＤストリング，３１０…第１光源，３２０…第２光源，３３０…第３光源，ＳＷ１…第１スイッチ，ＳＷ２…第２スイッチ，ＳＷ３…第３スイッチ，４００…点灯回路，４１０…駆動回路，４２０…コントローラ。

Claims (24)

  1. 　ハイビームとロービームを切替可能な車両用の光源モジュールであって、
    　その出射光が、第１光学系によってロービーム領域に照射されるように配置される第１光源と、
    　その出射光が、第２光学系によってハイビーム領域に照射されるように配置される第２光源と、
    　前記ハイビーム、前記ロービームいずれかの点灯指示に応答して前記第１光源に駆動電流を供給するとともに、前記ハイビームの点灯指示に応答して前記第２光源に前記駆動電流を供給するように構成される点灯回路と、
    　を備えることを特徴とする光源モジュール。
  2. 　前記第１光源と前記第２光源は直列に接続され、
    　前記点灯回路は、
    　前記第１光源と前記第２光源の直列接続回路に前記駆動電流を供給する駆動回路と、
    　前記第２光源と並列に設けられ、前記ハイビームの点灯指示の間オフ、前記ロービームの点灯指示の間オンとなるバイパススイッチと、
    　を含むことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
  3. 　前記駆動回路は、前記バイパススイッチのオン状態において、オフ状態に比べて、前記駆動電流を減少させることを特徴とする請求項２に記載の光源モジュール。
  4. 　前記第１光源および前記第２光源は、地面と垂直な面に所定方向に並べて実装され、
    　前記第１光学系および前記第２光学系は、レンズ光学系であることを特徴とする請求項２または３に記載の光源モジュール。
  5. 　前記第１光源は、第１半導体発光素子および第２半導体発光素子を含み、
    　前記第２光源は、第３半導体発光素子を含み、
    　前記第１光学系は、
    　前記第１半導体発光素子の出射光を受け、前記ロービーム領域のエルボー点より下側の領域の配光を形成する第１レンズと、
    　前記第２半導体発光素子の出射光を受け、前記ロービーム領域のエルボー点より上側の領域の配光を形成する第２レンズと、
    　を含み、
    　前記第２光学系は、前記第３半導体発光素子の出射光を受け、前記ハイビーム領域を照射する第３レンズを含むことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の光源モジュール。
  6. 　前記第１光源は、地面と平行な第１面に実装され、
    　前記第２光源は、第１面の裏面の第３面に実装され、
    　前記第１光学系は、前記第１面側に設けられた第１リフレクタを含み、
    　前記第２光学系は、前記第３面側に設けられた第２リフレクタを含む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。
  7. 　前記第１光源は、地面と平行な第１面に実装され、
    　前記第２光源は、地面と垂直な第２面に実装され、
    　前記第１光学系は、反射光学系を含み、
    　前記第２光学系は、透過光学系を含む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。
  8. 　前記第１光源は、水平方向に隣接して配置される複数の発光素子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。
  9. 　その出射光が前記第１光学系によって前記ロービーム領域に照射されるように配置される第３光源をさらに備え、
    　前記点灯回路は、前記ロービームの点灯指示に応答して、前記第３光源に前記駆動電流を供給するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
  10. 　前記点灯回路は、
    　前記ロービームの点灯指示に応答してオンとなる第１スイッチと、
    　前記ハイビームの点灯指示に応答してオンとなる第２スイッチと、
    　前記駆動電流を生成する駆動回路と、
    　を含み、
    　前記第１光源、前記第３光源および前記第１スイッチは直列に接続され、
    　前記第２光源と前記第２スイッチは、前記第３光源および前記第１スイッチと並列に接続されることを特徴とする請求項９に記載の光源モジュール。
  11. 　前記第１光源および前記第３光源は、地面と平行な第１面に実装され、
    　前記第２光源は、第１面の裏面の第３面に実装され、
    　前記第１光学系は、前記第１面側に設けられた第１リフレクタを含み、
    　前記第２光学系は、前記第３面側に設けられた第２リフレクタを含むことを特徴とする請求項９または１０に記載の光源モジュール。
  12. 　前記第１光源および前記第３光源は、地面と平行な第１面に実装され、
    　前記第２光源は、地面と垂直な第２面に実装され、
    　前記第１光学系は、反射光学系を含み、
    　前記第２光学系は、透過光学系を含むことを特徴とする請求項９または１０に記載の光源モジュール。
  13. 　前記第１光源および前記第３光源は、水平方向に隣接して配置される複数の発光素子を含むことを特徴とする請求項９から１２のいずれかに記載の光源モジュール。
  14. 　前記第２光源は水平方向に隣接して配置される複数の発光素子を含むことを特徴とする請求項９から１３のいずれかに記載の光源モジュール。
  15. 　ハイビームとロービームを切替可能な車両用の光源モジュールであって、
    　その出射光が第１光学系によってロービーム領域に照射されるように配置される第１光源と、
    　その出射光が第２光学系によってハイビーム領域に照射されるように配置される第２光源と、
    　前記第１光源および前記第２光源と熱的に結合するヒートシンクと、
    　前記第１光源および前記第２光源に駆動電流を供給する点灯回路と、
    　を備えることを特徴とする光源モジュール。
  16. 　その出射光が前記第１光学系によって前記ロービーム領域に照射されるように配置される第３光源をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載の光源モジュール。
  17. 　ハイビームとロービームを切替可能な車両用の光源モジュールであって、
    　ロービーム用の第１光源と、
    　前記第１光源と並列に設けられた第１スイッチと、
    　前記第１光源と直列に接続されるロービーム用の第２光源および第２スイッチと、
    　前記第２光源および前記第２スイッチと並列な経路に、直列に設けられるハイビーム用の第３光源および第３スイッチと、
    　前記ハイビーム、前記ロービームいずれかの点灯指示に応答して、駆動電流を生成する駆動回路と、
    　を備えることを特徴とする光源モジュール。
  18. 　正常時において、（i）前記ロービームの点灯指示に応答して前記第１スイッチをオフ、前記第２スイッチをオン、前記第３スイッチをオフし、（ii）前記ハイビームの点灯指示に応答して、前記第１スイッチをオフ、前記第２スイッチをオフ、前記第３スイッチをオンとするコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載の光源モジュール。
  19. 　前記コントローラは、電流遮断状態を検出すると、前記第１スイッチをオン状態とすることを特徴とする請求項１８に記載の光源モジュール。
  20. 　前記コントローラは、前記第１スイッチをオン状態とした後、前記電流遮断状態が所定の第１時間にわたり持続するとき、前記第１スイッチをオフすることを特徴とする請求項１９に記載の光源モジュール。
  21. 　前記第１時間は、２ｍｓ～５００ｍｓであることを特徴とする請求項２０に記載の光源モジュール。
  22. 　前記コントローラは、前記駆動電流がゼロである状態が、所定の第２時間にわたり持続するときに、前記電流遮断状態と判定することを特徴とする請求項１９から２１のいずれかに記載の光源モジュール。
  23. 　前記コントローラは、前記第１スイッチをオン状態に固定する間、前記ハイビーム、前記ロービームの点灯指示にかかわらず、前記第２スイッチをオンすることを特徴とする請求項１９から２２のいずれかに記載の光源モジュール。
  24. 　前記コントローラは、前記第１スイッチをオン状態に固定する間、前記ハイビーム、前記ロービームの点灯指示にかかわらず、前記第３スイッチをオンすることを特徴とする請求項１９から２２のいずれかに記載の光源モジュール。
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