図面 (/)

技術 車両用灯具およびその光源の異常検出器

出願人 株式会社小糸製作所
発明者 市川知幸
出願日 2015年1月14日 (5年10ヶ月経過) 出願番号 2015-005214
公開日 2016年4月21日 (4年7ヶ月経過) 公開番号 2016-058370
状態 特許登録済
技術分野 車両の外部照明装置、信号 半導体レーザ 車両の照明または信号装置のための監視装置 光源の回路一般
主要キーワード 微分アンプ 金属製構造物 ケース端子 電磁ノイズ対策 半導体光センサ オフセット後 オフセット幅 差分演算器
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年4月21日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (20)

課題

青色レーザダイオード蛍光体の組み合わせの光源において、異常を確実に検出する。

解決手段

光源10は、励起光20を出射するレーザダイオード12と、励起光20により励起されて蛍光を発する蛍光体14とを備える。第1フォトセンサ32は、励起光20の波長感度を有し、出力光24の一部を受け、受光量に応じた第1電流を生成する。第2フォトセンサ34は、蛍光の波長に感度を有し、出力光24の一部を受け、受光量に応じた第2電流を生成する。第1電流電圧変換回路36は、第1電流の経路上に設けられた第1抵抗R1の電圧降下に応じた第1検出信号V1を出力する。第2電流電圧変換回路38は、第2電流の経路上に設けられた第2抵抗R2の電圧降下に応じた第2検出信号V2を出力する。判定部40は、第1検出信号V1と第2検出信号V2にもとづいて、異常の有無を判定する。

概要

背景

従来、車両用灯具、特に前照灯光源としては、ハロゲンランプやHID(High Intensity Discharge)ランプが主流であったが、近年それらに代えて、LED(発光ダイオード)などの半導体光源を用いた車両用灯具の開発が進められている。

さらなる視認性の向上のため、LEDに代えて、レーザダイオード半導体レーザとも称する)と蛍光体とを備えた車両用灯具が開示されている(たとえば特許文献1参照)。特許文献1に記載の技術では、レーザダイオードから出射された励起光である紫外光が蛍光体に照射される。蛍光体は、紫外光を受けて白色光を生成する。蛍光体により生成された白色光は灯具前方に照射され、これにより所定の配光パターンが形成される。特許文献1に記載の技術では、励起光は照射されない。

概要

青色レーザダイオードと蛍光体の組み合わせの光源において、異常を確実に検出する。光源10は、励起光20を出射するレーザダイオード12と、励起光20により励起されて蛍光を発する蛍光体14とを備える。第1フォトセンサ32は、励起光20の波長感度を有し、出力光24の一部を受け、受光量に応じた第1電流を生成する。第2フォトセンサ34は、蛍光の波長に感度を有し、出力光24の一部を受け、受光量に応じた第2電流を生成する。第1電流電圧変換回路36は、第1電流の経路上に設けられた第1抵抗R1の電圧降下に応じた第1検出信号V1を出力する。第2電流電圧変換回路38は、第2電流の経路上に設けられた第2抵抗R2の電圧降下に応じた第2検出信号V2を出力する。判定部40は、第1検出信号V1と第2検出信号V2にもとづいて、異常の有無を判定する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

光源異常検出器であって、前記光源は、励起光出射するレーザダイオードと、前記励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体と、を備え、前記励起光と前記蛍光のスペクトルを含む白色の出力光を生成するよう構成され、前記異常検出器は、前記励起光の波長感度を有し、前記蛍光の波長に対して実質的に不感であり、前記出力光の一部を受け、受光量に応じた第1電流を生成する第1フォトセンサと、前記蛍光の波長に感度を有し、前記励起光の波長に対して実質的に不感であり、前記出力光の一部を受け、受光量に応じた第2電流を生成する第2フォトセンサと、前記第1電流の経路上に設けられた第1抵抗を含み、前記第1抵抗の電圧降下に応じた第1検出信号を出力する第1電流電圧変換回路と、前記第2電流の経路上に設けられた第2抵抗を含み、前記第2抵抗の電圧降下に応じた第2検出信号を出力する第2電流電圧変換回路と、前記第1検出信号と前記第2検出信号にもとづいて、異常の有無を判定する判定部と、を備えることを特徴とする異常検出器。

請求項2

前記蛍光体が正常であるときの前記第1電流をI1、前記第2電流をI2、前記蛍光体が異常であるときの前記第1電流をI1’、前記第2電流をI2’とするとき、第1抵抗の抵抗値R1および第2抵抗の抵抗値R2は、関係式R1×I1<R2×I2…(1)R1×I1’>R2×I2’…(2)を満たすように定められることを特徴とする請求項1に記載の異常検出器。

請求項3

前記判定部は、前記第1検出信号と前記第2検出信号の大小関係逆転すると、異常と判定することを特徴とする請求項1または2に記載の異常検出器。

請求項4

前記判定部は、電圧コンパレータを含むことを特徴とする請求項3に記載の異常検出器。

請求項5

前記第1電流電圧変換回路は、反転入力端子に前記第1フォトセンサが接続され、非反転入力端子固定電圧印加された第1演算増幅器と、前記第1演算増幅器の反転入力端子と出力端子の間に設けられた前記第1抵抗と、を含み、前記第2電流電圧変換回路は、反転入力端子に前記第2フォトセンサが接続され、非反転入力端子に固定電圧が印加された第2演算増幅器と、前記第2演算増幅器の反転入力端子と出力端子の間に設けられた前記第2抵抗と、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異常検出器。

請求項6

前記第1フォトセンサおよび前記第2フォトセンサはそれぞれ、第1フォトダイオード、第2フォトダイオードを含み、前記第1演算増幅器の前記反転入力端子には、前記第1フォトダイオードのカソードが接続され、前記第1フォトダイオードのアノードには、前記固定電圧が印加され、前記第2演算増幅器の前記反転入力端子には、前記第2フォトダイオードのカソードが接続され、前記第2フォトダイオードのアノードには、前記固定電圧が印加されることを特徴とする請求項5に記載の異常検出器。

請求項7

前記第1フォトセンサおよび前記第2フォトセンサはそれぞれ、第1フォトダイオード、第2フォトダイオードを含み、前記第1演算増幅器の前記反転入力端子には、前記第1フォトダイオードのアノードが接続され、前記第1演算増幅器の前記非反転入力端子には、前記第1フォトダイオードのカソードが接続されるとともに、所定の固定電圧が印加され、前記第2演算増幅器の前記反転入力端子には、前記第2フォトダイオードのアノードが接続され、前記第2演算増幅器の前記非反転入力端子には、前記第2フォトダイオードのカソードが接続されるとともに、前記固定電圧が印加されることを特徴とする請求項5に記載の異常検出器。

請求項8

前記判定部は、前記第1検出信号および前記第2検出信号の少なくとも一方を、それらが離間する方向にオフセットさせ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異常検出器。

請求項9

前記判定部は、前記第2検出信号を分圧する分圧回路を含むことを特徴とする請求項7に記載の異常検出器。

請求項10

前記光源と、前記光源の異常を検出する請求項1から9のいずれかに記載の異常検出器と、前記光源を駆動するとともに、前記異常検出器が異常を検出したとき、所定の保護処理を実行する点灯回路と、を備えることを特徴とする車両用灯具

請求項11

前記異常検出器は複数個、設けられ、前記点灯回路は、少なくとも1個の前記異常検出器が異常を検出したとき、前記保護処理を実行することを特徴とする請求項10に記載の車両用灯具。

請求項12

光源の異常検出器であって、前記光源は、励起光を出射するレーザダイオードと、前記励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体と、を備え、前記励起光と前記蛍光のスペクトルを含む白色の出力光を生成するよう構成され、前記異常検出器は、前記光源の前記出力光を回折させる回折素子と、前記回折素子の回折光を検出する光検出器と、前記光検出器の検出結果にもとづいて異常の有無を判定する判定部と、を備えることを特徴とする異常検出器。

請求項13

前記光検出器は、前記蛍光体が正常であるときに前記回折光のパターンピークを有する第1位置と、前記蛍光体が正常であるときにピークの存在しない第2位置の2点の光強度を検出し、前記判定部は、前記2点の光強度にもとづいて、異常の有無を判定することを特徴とする請求項12に記載の異常検出器。

請求項14

前記光検出器は、前記2点に設けられた2個のフォトセンサを含み、前記判定部は、前記2個のフォトセンサの出力の差分が所定のしきい値を超えると、異常と判定することを特徴とする請求項13に記載の異常検出器。

請求項15

前記光検出器は、前記回折光を受ける複数の画素を有し、前記判定部は、前記複数の画素により測定される回折パターンにもとづいて異常の有無を判定し、前記判定部は、前記複数の画素により測定されたデータを空間微分する微分器を含み、前記微分器の出力にもとづいて異常の有無を判定することを特徴とする請求項14に記載の異常検出器。

請求項16

前記複数の画素からのデータは、シーケンシャルリードされるものであり、前記微分器は、順次読み出される前記複数の画素からのデータを時間微分し、前記判定部は、前記微分器の出力が所定のしきい値を超えると、異常であると判定することを特徴とする請求項15に記載の異常検出器。

請求項17

前記回折素子と前記光源の間に設けられたピンホールをさらに備えることを特徴とする請求項12から16のいずれかに記載の異常検出器。

請求項18

前記光源および前記異常検出器は、車両用灯具に使用されるものであり、前記車両用灯具は、前記光源の出力光を反射するリフレクタを備え、前記リフレクタに前記ピンホールが形成されることを特徴とする請求項17に記載の異常検出器。

技術分野

0001

本発明は、自動車などに用いられる車両用灯具に関する。

背景技術

0002

従来、車両用灯具、特に前照灯光源としては、ハロゲンランプやHID(High Intensity Discharge)ランプが主流であったが、近年それらに代えて、LED(発光ダイオード)などの半導体光源を用いた車両用灯具の開発が進められている。

0003

さらなる視認性の向上のため、LEDに代えて、レーザダイオード半導体レーザとも称する)と蛍光体とを備えた車両用灯具が開示されている(たとえば特許文献1参照)。特許文献1に記載の技術では、レーザダイオードから出射された励起光である紫外光が蛍光体に照射される。蛍光体は、紫外光を受けて白色光を生成する。蛍光体により生成された白色光は灯具前方に照射され、これにより所定の配光パターンが形成される。特許文献1に記載の技術では、励起光は照射されない。

先行技術

0004

特開2004−241142号公報
国際公開第10/070720号パンフレット

発明が解決しようとする課題

0005

図1は、本発明者が検討した車両用灯具の光源の断面図である。この光源10は、主としてレーザダイオード12、蛍光体14、光学系16、ハウジング18を備える。光源10は、レーザダイオード12および蛍光体14を備える点で特許文献1の技術と共通する。

0006

図1のレーザダイオード12は、紫外光に代えて、青色の励起光20を発生する。励起光20は、光学系16により蛍光体14に集光される。光学系16は、レンズ反射鏡光ファイバ、あるいはそれらの組み合わせで構成される。青色の励起光20を受けた蛍光体14は、励起光20より長い波長領域(緑〜赤)にスペクトル分布を有する蛍光22を発生する。蛍光体14に照射された励起光20は、蛍光体14により散乱され、コヒーレンスが失われた状態で、蛍光体14を通過する。蛍光体14は、たとえばハウジング18に設けられた開口部に嵌合して支持される。

0007

図2は、光源10の出力光24のスペクトルを示す図である。光源10の出力光24は、蛍光体14を通過した青色の励起光20aと、蛍光体14が発する緑〜赤の蛍光22を含んでおり、白色光のスペクトル分布を有する。

0008

つまり、特許文献1の光源では、紫外光である励起光は車両の前方を照射する出射光の一部としては使用されないのに対して、図1の光源10では、青色の励起光が、前照灯の出射光の一部として利用される。

0009

本発明者は、図1の光源10について検討した結果、以下の課題を認識するに至った。図1の光源10では、蛍光体14が割れたり、蛍光体14がハウジング18から外れるなどの異常が発生すると、レーザダイオード12が発生する励起光20が、蛍光体14によって散乱されることなく強いコヒーレンスを有した状態で直接的に出射され、車両前方に照射されることになり危険である。

0010

本発明はかかる状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、青色レーザダイオードと蛍光体の組み合わせの光源において、異常を確実に検出可能な技術の提供にある。

課題を解決するための手段

0011

(第1の態様)
本発明のある態様は、光源の異常検出器に関する。光源は、励起光を出射するレーザダイオードと、励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体と、を備え、励起光と蛍光のスペクトルを含む白色の出力光を生成するよう構成される。異常検出器は、第1波長感度を有し、第2波長に対して実質的に不感であり、光源の出力光の一部を受け、受光量に応じた第1電流を生成する第1フォトセンサと、第2波長に感度を有し、第1波長に対して実質的に不感であり、光源の出力光の一部を受け、受光量に応じた第2電流を生成する第2フォトセンサと、第1電流の経路上に設けられた第1抵抗を含み、第1抵抗の電圧降下に応じた第1検出信号を出力する第1電流電圧変換回路と、第2電流の経路上に設けられた第2抵抗を含み、第2抵抗の電圧降下に応じた第2検出信号を出力する第2電流電圧変換回路と、第1検出信号と第2検出信号にもとづいて、異常の有無を判定する判定部と、を備える。

0012

第1検出信号は、励起光の光量に応じて線形に変化し、その傾きは第1抵抗の抵抗値に応じて定まる。同様に第2検出信号は、蛍光の光量に応じて線形に変化し、その傾きは第2抵抗の抵抗値に応じて定まる。ここで蛍光体が正常であるときには、励起光の強度と、蛍光の強度と、光源の出力である白色光の強度は、比例関係にある。したがって、蛍光体が正常であるとき第1検出信号と第2検出信号の比は実質的に一定値をとる反面、蛍光体に異常が生じて励起光が直接出射すると、出力光に含まれる励起光と蛍光のバランス崩れ、第1検出信号と第2検出信号の比が変化する。この態様によれば、第1抵抗と第2抵抗の抵抗値を適切に定め、第1検出信号と第2検出信号を監視することで、白色光の強度、つまり光源の出力によらずに、簡易かつ確実に蛍光体の異常を検出することができる。

0013

蛍光体が正常であるときの第1電流をI1、第2電流をI2、蛍光体が異常であるときの第1電流をI1’、第2電流をI2’とするとき、第1抵抗の抵抗値R1および第2抵抗の抵抗値R2は、関係式
R1×I1<R2×I2 …(1)
R1×I1’>R2×I2’ …(2)
を満たすように定められてもよい。
この場合、第1検出信号と第2検出信号の大小比較により、異常を検出できる。

0014

判定部は、第1検出信号と第2検出信号の大小関係逆転すると、異常と判定してもよい。

0015

判定部は、電圧コンパレータを含んでもよい。

0016

第1電流電圧変換回路は、反転入力端子に第1フォトセンサが接続され、非反転入力端子固定電圧印加された第1演算増幅器と、第1演算増幅器の反転入力端子と出力端子の間に設けられた第1抵抗と、を含んでもよい。第2電流電圧変換回路は、反転入力端子に第2フォトセンサが接続され、非反転入力端子に固定電圧が印加された第2演算増幅器と、第2演算増幅器の反転入力端子と出力端子の間に設けられた第2抵抗と、を含んでもよい。
この構成では、第1電流電圧変換回路、第2電流電圧変換回路の利得(電流電圧変換)は、第1抵抗、第2抵抗それぞれの抵抗値のみで定まることとなる。これにより誤差要因を排除することができ、高精度な異常検出が可能となる。

0017

第1フォトセンサおよび第2フォトセンサはそれぞれ、第1フォトダイオード、第2フォトダイオードを含んでもよい。第1演算増幅器の反転入力端子には、第1フォトダイオードのカソードが接続され、第1フォトダイオードのアノードには、固定電圧が印加され、第2演算増幅器の反転入力端子には、第2フォトダイオードのカソードが接続され、第2フォトダイオードのアノードには、固定電圧が印加されてもよい。
この場合、フォトダイオードのアノードカソード間電圧が印加されないため、広い光量範囲暗電流の影響を受けずに光を検出できる。

0018

第1フォトセンサおよび第2フォトセンサはそれぞれ、第1フォトダイオード、第2フォトダイオードを含んでもよい。第1演算増幅器の反転入力端子には、第1フォトダイオードのアノードが接続され、第1演算増幅器の非反転入力端子には、第1フォトダイオードのカソードが接続されるとともに、所定の固定電圧が印加され、第2演算増幅器の反転入力端子には、第2フォトダイオードのアノードが接続され、第2演算増幅器の非反転入力端子には、第2フォトダイオードのカソードが接続されるとともに、固定電圧が印加されてもよい。

0019

判定部は、第1検出信号および第2検出信号の少なくとも一方を、それらが離間する方向にオフセットさせてもよい。
光源の出力が小さい場合には、第1検出信号と第2検出信号が近接することとなり、ノイズの影響により誤検出が生ずるおそれがある。オフセットを導入することで、光量が小さいときの異常の誤検出を抑制できる。

0020

判定部は、第2検出信号を分圧する分圧回路を含んでもよい。これにより、2個の抵抗のみによる簡易な構成で、オフセットを導入できる。なおこの際、光源の出力が所定値より大きいときには、当該分圧回路を設定した影響、すなわちオフセット導入にともなう影響は抑制され、異常検出の精度は維持することができる。

0021

本発明の別の態様は、車両用灯具に関する。車両用灯具は、光源と、光源の異常を検出する上述のいずれかの異常検出器と、光源を駆動するとともに、異常検出器が異常を検出したとき、所定の保護処理を実行する点灯回路と、を備える。

0022

異常検出器は複数個、設けられてもよい。点灯回路は、少なくとも1個の異常検出器が異常を検出したとき、保護処理を実行してもよい。
この場合、いずれかの異常検出器に故障が異常が発生した場合であっても、別の電流所検出器によって光源の異常を検出し、適切な保護処理を実行することができる。

0023

(第2の態様)
本発明の別の態様も、異常検出器に関する。光源は、励起光を出射するレーザダイオードと、励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体と、を備え、励起光と蛍光のスペクトルを含む白色の出力光を生成するよう構成される。異常検出器は、光源の出力光を回折させる回折素子と、回折素子の回折光を検出する光検出器と、光検出器の検出結果にもとづいて異常の有無を判定する判定部と、を備える。

0024

蛍光体が正常であるとき、励起光は蛍光体により散乱されるため、回折素子に入力される励起光は、そのコヒーレント性が低下しており、したがって回折素子により得られる回折光には、有意な干渉縞観測されない。一方、蛍光体が異常であるときには、励起光は散乱されず、コヒーレントな状態で回折素子に入力されるため、回折素子により得られる回折光には、有意な干渉縞が観測されることとなる。したがってこの態様によれば、回折素子の回折光にもとづいて、蛍光体の異常の有無を判定できる。

0025

光検出器は、蛍光体が正常であるときに回折光のパターンピークを有する第1位置と、蛍光体が正常であるときにピークの存在しない第2位置の2点の光強度を検出してもよい。判定部は、2点の光強度にもとづいて、異常の有無を判定してもよい。

0026

光検出器は、2点に設けられた2個のフォトセンサを含んでもよい。

0027

判定部は、2個のフォトセンサの出力の差分が所定のしきい値を超えると、異常と判定してもよい。

0028

光検出器は、回折光を受ける複数の画素を有してもよい。判定部は、複数の画素により測定される回折パターンにもとづいて異常の有無を判定してもよい。

0029

判定部は、複数の画素により測定されたデータを空間微分する微分器を含み、微分器の出力にもとづいて異常の有無を判定してもよい。
これにより、有意な回折パターンの有無を判定できる。

0030

複数の画素からのデータは、シーケンシャルリードされてもよい。微分器は、順次読み出される複数の画素からのデータを時間微分してもよい。

0031

判定部は、微分器の出力が所定のしきい値を超えると、異常であると判定してもよい。

0032

異常検出器は、回折素子と光源の間に設けられたピンホールをさらに備えてもよい。
これにより、蛍光体に異常があるときに鮮明な回折パターンを得ることができる。

0033

光源および異常検出器は、車両用灯具に使用されてもよい。車両用灯具は、光源の出力光を反射するリフレクタを備え、リフレクタにピンホールが形成されてもよい。

0034

本発明の別の態様は、車両用灯具に関する。車両用灯具は、光源と、光源の異常を検出する上述のいずれかの異常検出器と、を備える。

発明の効果

0035

本発明のある態様によれば、蛍光体の異常を検出できる。

図面の簡単な説明

0036

本発明者が検討した車両用灯具の光源の断面図である。
光源の出力光のスペクトルを示す図である。
第1の実施の形態に係る異常検出器を備える車両用灯具のブロック図である。
図4(a)は、蛍光体が正常であるときの、出力光強度と第1検出信号、第2検出信号の関係を示す図であり、図4(b)は、蛍光体が異常であるときの、出力光強度と第1検出信号、第2検出信号の関係を示す図である。
第1の構成例に係る異常検出器を示す回路図である。
第2の構成例に係る異常検出器を示す回路図である。
図7(a)は、蛍光体が正常であるときの、出力光強度と第1検出信号、第2検出信号の関係を示す図であり、図7(b)は、蛍光体が異常であるときの、出力光強度と第1検出信号、第2検出信号の関係を示す図である。
図8Aは、第3の構成例に係る異常検出器の回路図である。
図8Bは、第4の構成例に係る異常検出器の回路図である。
図9Aは、図8Aの異常検出器において、蛍光体が正常であるときの、出力光強度と第1検出信号、第2検出信号の関係を示す図である。
図9Bは、図8Bの異常検出器において、蛍光体が正常であるときの、出力光強度と第1検出信号、第2検出信号の関係を示す図である。
第4変形例に係る車両用灯具のブロック図である。
図11(a)は、フォトダイオードペアを含むフォトダイオードモジュール等価回路図であり、図11(b)はその模式的な断面図である。
第2の実施の形態に係る異常検出器を備える車両用灯具のブロック図である。
図13(a)は、蛍光体が正常であるときの回折光を、図13(b)は、蛍光体が異常であるときの回折光を示す図である。
第1の構成例に係る異常検出器を含む車両用灯具を示す図である。
図15(a)、(b)は、判定部の具体的な構成例を示す回路図である。
第2の構成例に係る異常検出器を示す回路図である。
図17(a)は、蛍光体が異常であるときの、光検出器の出力およびその微分データを示す図であり、図17(b)は、蛍光体が正常であるときの光検出器の出力およびその微分データを示す図である。
判定部の構成例を示す回路図である。
実施の形態に係る車両用灯具を備えるランプユニットの斜視図である。

実施例

0037

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

0038

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。

0039

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。

0040

(第1の実施の形態)
図3は、第1の実施の形態に係る異常検出器30を備える車両用灯具1のブロック図である。車両用灯具1は、光源10と、光源10の異常を検出する異常検出器30と、点灯回路200と、を備える。

0041

光源10は、図1を参照して説明したように、レーザダイオード12、蛍光体14、光学系16を備える。レーザダイオード12は、励起光20を出射する。レーザダイオード12は、図示しない駆動回路からの駆動電流に応じた強度で発光する。蛍光体14は励起光20の光路上に設けられ、励起光20により励起されて蛍光22を発する。光源10は、励起光20と蛍光22のスペクトルを含む白色の出力光24を生成するよう構成される。

0042

点灯回路200は、レーザダイオード12に駆動電流ILDを供給し、レーザダイオード12を発光させる。点灯回路200の構成は特に限定されず、公知技術を用いればよい。

0043

異常検出器30は、出力光24の一部を受け、光源10の異常の有無、より具体的には、蛍光体14の異常の有無を判定する。蛍光体14の異常は、たとえば蛍光体14の割れ、外れ、経年劣化、などが例示されるが、特に限定されない。異常検出器30は、異常を検出すると、異常検出信号S1をアサート(たとえばハイレベル)する。点灯回路200は、異常検出器30が異常を検出すると、所定の保護処理を実行する。保護処理は、レーザダイオード12の消灯輝度(光量)の低減、上位の各種ECU(Electronic Control Unit)への通知などが例示されるが、特に限定されない。

0044

異常検出器30は、第1フォトセンサ32、第2フォトセンサ34、第1電流電圧変換回路36、第2電流電圧変換回路38、判定部40を備える。第1フォトセンサ32は、励起光20の波長に感度を有し、蛍光22の波長に対して実質的に不感である。第1フォトセンサ32は、出力光24の一部を受け、蛍光体14を通過した励起光20の強度に応じた第1電流ISC1を生成する。一方、第2フォトセンサ34は、蛍光22の波長に感度を有し、励起光20の波長に対して実質的に不感である。第2フォトセンサ34は、出力光24の一部24を受け、蛍光体14が発する蛍光22の強度に応じた第2電流ISC2を生成する。

0045

第1フォトセンサ32、第2フォトセンサ34それぞれの感度の波長選択性は、カラーフィルタにより実現してもよいし、センサ半導体材料デバイス構造により実現してもよい。また第1フォトセンサ32、第2フォトセンサ34は特に限定されず、フォトダイオードやフォトトランジスタをはじめとする半導体光センサ利用可能である。本実施の形態では、第1フォトセンサ32、第2フォトセンサ34はフォトダイオードを含むものとする。

0046

第1電流電圧変換回路36は、第1電流ISC1の経路上に設けられた第1抵抗R1を含み、第1抵抗R1の電圧降下VSC1に応じた第1検出信号V1を出力する。第1検出信号V1は、第1電流ISC1に対して、第1抵抗R1の抵抗値に応じた傾きで線形に変化する。

0047

第2電流電圧変換回路38は、第2電流ISC2の経路上に設けられた第2抵抗R2を含み、第2抵抗R2の電圧降下VSC2に応じた第2検出信号V2を出力する。第2検出信号V2は、第2電流ISC2に対して、第2抵抗R2の抵抗値に応じた傾きで線形に変化する。

0048

判定部40は、第1検出信号V1と第2検出信号V2にもとづいて、異常の有無を判定する。判定部40は、異常を検出すると、異常検出信号S1をアサート(たとえばハイレベル)する。以上が異常検出器30の基本構成である。続いてその動作原理を説明する。

0049

第1検出信号V1は、励起光20の光量に応じて線形に変化し、その傾きは第1抵抗R1の抵抗値に応じて定まる。同様に、第2検出信号V2は、蛍光22の光量に応じて線形に変化し、その傾きは第2抵抗R2の抵抗値に応じて定まる。ここで蛍光体14が正常であるときには、励起光20の強度と、蛍光22の強度と、光源10の出力光24の強度は、互いに比例関係にある。したがって、蛍光体14が正常であるとき第1検出信号V1と第2検出信号V2の比は実質的に一定値をとる反面、蛍光体14に異常が生じて励起光20が直接出射すると、出力光24に含まれる励起光20と蛍光22のバランスが崩れ、第1検出信号V1と第2検出信号V2の比が変化する。図3の異常検出器30によれば、第1抵抗R1と第2抵抗R2の抵抗値を適切に定め、第1検出信号V1と第2検出信号V2を監視することで、白色光の強度、つまり光源の出力によらずに、簡易かつ確実に蛍光体14の異常を検出することができる。

0050

図4(a)は、蛍光体14が正常であるときの、出力光強度と第1検出信号V1、第2検出信号V2の関係を示す図であり、図4(b)は、蛍光体14が異常であるときの、出力光強度と第1検出信号V1、第2検出信号V2の関係を示す図である。

0051

蛍光体14が正常であるとき、ある出力光強度における第1電流ISC1をI1、第2電流ISC2をI2、蛍光体14が異常であるときの第1電流ISC1をI1’、第2電流ISC2をI2’とする。蛍光体14に異常が生ずると、蛍光22の強度が低下し、励起光20は蛍光22により吸収されずに通過するため、I1’>I1、I2’<I2となる。このとき第1抵抗R1の抵抗値および第2抵抗R2の抵抗値は、以下の関係式を満たすように定めることが望ましい。
R1×I1<R2×I2 …(1)
R1×I1’>R2×I2’ …(2)

0052

異常検出器30は、第1検出信号V1と第2検出信号V2の大小関係を比較し、大小関係が反転すると、異常状態と判定する。この異常検出器30の処理は、第1フォトセンサ32の検出電流ISC1と、第2フォトセンサ34の検出電流ISC2の比ISC1/ISC2を、第1抵抗R1と第2抵抗R2の抵抗値の比R2/R1と比較することと等価である。異常検出器30は、青色の励起光20の強度と、黄色の蛍光の強度の比ISC1/ISC2が、所定の判定値(R2/R1)を超えると、異常と判定することができる。

0053

本発明の範囲は、図3のブロック図として把握されるさまざまな回路に及ぶが、以下ではその具体的な構成例について説明する。

0054

(第1の構成例)
図5は、第1の構成例に係る異常検出器30aを示す回路図である。
この構成例において、第1フォトセンサ32は、第1フォトダイオードPD1と第1カラーフィルタCF1を含む。第1カラーフィルタCF1は、励起光20の波長である青色の光に対して透過率が高く、蛍光22の波長に対して透過率が低い。第2フォトセンサ34は、第2フォトダイオードPD2と第2カラーフィルタCF2を含む。第2カラーフィルタCF2は、蛍光22の波長領域である緑〜赤に対して透過率が高く、青色の光に対して透過率が低い。第1カラーフィルタCF1としては青色フィルタを、第2カラーフィルタCF2としては黄色フィルタ緑色フィルタあるいは赤色フィルタを用いてもよい。

0055

第1電流電圧変換回路36は、第1抵抗R1に加えて第1演算増幅器OA1を含む。第1演算増幅器OA1の反転入力端子(−)には、第1フォトセンサ32が接続され、非反転入力端子(+)に固定電圧が印加される。固定電圧はたとえば接地電圧である。第1抵抗R1は、第1演算増幅器OA1の反転入力端子(+)と出力端子の間に設けられる。

0056

より具体的には、第1演算増幅器OA1の反転入力端子(−)には、第1フォトセンサ32の第1フォトダイオードPD1のカソードが接続され、第1フォトダイオードPD1のアノードには、固定電圧(接地電圧)が印加される。

0057

第1電流電圧変換回路36が生成する第1検出信号V1の電圧レベルは、式(3)となる。
V1=R1×ISC1 …(3)

0058

第2電流電圧変換回路38は、第2抵抗R2に加えて第2演算増幅器OA2を含み、第1電流電圧変換回路36と同様に構成され、その出力V2の電圧レベルは、式(4)となる。
V2=R2×ISC2 …(4)

0059

判定部40は、第1検出信号V1と第2検出信号V2の電圧レベルを比較する電圧コンパレータCMP1を含む。電圧コンパレータCMP1から出力される異常検出信号S1は、V1<V2のとき、つまり蛍光体14が正常であるときにローレベルネゲート)、V1>V2のとき、つまり蛍光体14が異常であるときにハイレベル(アサート)となる。

0060

図5の異常検出器30aは、2個のフォトダイオードに加えて、2個のオペアンプ、2個の抵抗、1個のコンパレータ、と小規模な回路で構成できる。加えて第1電流電圧変換回路36、第2電流電圧変換回路38それぞれの電流電圧変換利得トランスインピーダンス)は、第1抵抗R1、第2抵抗R2のみに依存することとなる。したがって素子バラツキの影響を小さくでき、高精度な異常検出が可能となる。

0061

さらに図5の第1電流電圧変換回路36によれば、第1演算増幅器OA1の仮想接地により、第1フォトダイオードPD1のアノード、カソードそれぞれに接地電圧が印加され、第1フォトダイオードPD1のアノードカソード間の電位差が実質的にゼロとなる。したがって、広い光量範囲で暗電流の影響を受けずに光を検出できる。第2電流電圧変換回路38についても同様である。

0062

(第2の構成例)
図6は、第2の構成例に係る異常検出器30bを示す回路図である。
第1電流電圧変換回路36に関して、第1演算増幅器OA21の反転入力端子(−)には、第1フォトダイオードPD1のアノードが接続され、第1演算増幅器OA21の非反転入力端子(+)には、第1フォトダイオードPD1のカソードが接続されるとともに、所定の固定電圧が印加される。たとえば固定電圧は電源電圧VCCであってもよいし、そのほかの電圧レベルであってもよい。

0063

図6の第1電流電圧変換回路36が生成する第1検出信号V21の電圧レベルは、式(5)となる。
V21=VCC−R21×ISC1 …(5)

0064

第2電流電圧変換回路38は、第1電流電圧変換回路36と同様に構成され、その出力V22の電圧レベルは、式(6)となる。
V22=VCC−R22×ISC2 …(6)

0065

図7(a)は、蛍光体14が正常であるときの、出力光強度と第1検出信号V21、第2検出信号V22の関係を示す図であり、図7(b)は、蛍光体14が異常であるときの、出力光強度と第1検出信号V21、第2検出信号V22の関係を示す図である。上述のように、抵抗R21、R22の抵抗値は、関係式(1)、(2)が成り立つように定められる。したがって、正常であるときV21>V22が成り立ち、異常のときV22<V21となる。図6の電圧コンパレータCMP21は、V21>V22のとき、つまり正常のときに異常検出信号S1をローレベル(ネゲート)とし、V21<V22のとき、つまり異常のときに異常検出信号S1をハイレベル(アサート)する。

0066

この構成例によれば、図5の異常検出器30と同様の効果を得ることができる。

0067

(第3の構成例)
図4(a)、(b)に戻る。図5の第1の構成例では、出力光強度が小さい領域では、検出電流ISC1、ISC2が小さいため、第1検出信号V21と第2検出信号V22が近接する。したがってノイズや素子バラツキ、演算増幅器や電圧コンパレータのオフセット電圧など(以下、誤差要因という)が無視できない程度に大きい場合、出力光強度が小さい範囲で第1検出信号V21と第2検出信号V22の大小関係が反転し、異常を誤検出したり、本来異常であるにもかかわらず、異常を検出できないといった問題が生じうる。図7(a)、(b)から分かるように、図6の第2の構成例においてもこの問題は同様に生じうる。

0068

そこで、第3の構成例では、判定部40は、第1検出信号V21および第2検出信号V22の少なくとも一方を、それらが離間する方向にオフセットさせ、オフセット後の検出信号V21、V22にもとづいて異常の有無を判定する。

0069

図8Aは、第3の構成例に係る異常検出器30cの回路図である。判定部40cは、電圧コンパレータCMP21に加えて、分圧回路R11、R12を含む。分圧回路R11、R12は、第2検出信号V22を分圧する。電圧コンパレータCMP21は、分圧後の第2検出信号V32を第1検出信号V21と比較し、異常検出信号S1を生成する。

0070

図9Aは、図8Aの異常検出器30cにおいて、蛍光体14が正常であるときの、出力光強度と第1検出信号V21、第2検出信号V22の関係を示す図である。異常検出器30cにおいて、分圧後の第2検出信号V32は、式(7)で与えられる。
V32=R12/(R11+R12)×V22
=R12/(R11+R12)×VCC−R12/(R11+R12)×R22×ISC2 …(7)

0071

つまり、図9Aの第2検出信号V32のy切片は、第1検出信号V21から離間する方向にオフセットされる。オフセット幅ΔVは、VCC×R11/(R11+R12)であり、抵抗R11、R12により設定可能である。たとえば誤差要因として電圧コンパレータCMP21のオフセット電圧が支配的であるとする。この場合、オフセット幅ΔVは、電圧コンパレータCMP21のオフセット電圧よりもわずかに大きいことが好ましい(たとえば20mV)。

0072

このように、第3の構成例によれば、出力光強度が小さな範囲において、検出精度を高めることができる。特に図8Aでは、分圧回路の2個のR11、R12を挿入するのみでよいため、低コスト、小面積で、検出精度を高めることができる。

0073

また上述のように、分圧回路R11、R12によって、分圧された第2検出信号V32の傾きの絶対値は、分圧回路が無い場合に比べて小さくなる。したがって、出力光強度がある程度大きな定常点灯の領域Aでは、分圧回路によるオフセット幅ΔVの影響は、出力光強度が小さい領域に比べて十分に小さくなり、検出値に与える影響は無視しうる。

0074

分圧回路R11、R12の導入にともない、第2抵抗R22の抵抗値を最適化することにより、第2検出信号V32の傾きとオフセット幅ΔVは、独立かつ任意に設定できることが理解されよう。

0075

図8Bは、第4の構成例に係る異常検出器30dの回路図である。判定部40dは、電圧コンパレータCMP1に加えて、分圧回路R13、R14を含む。分圧回路R13、R14は、第2検出信号V2と電源電圧VCCを分圧する。電圧コンパレータCMP1は、分圧後の第2検出信号V2’を第1検出信号V1と比較し、異常検出信号S1を生成する。

0076

図9Bは、図8Bの異常検出器30dにおいて、蛍光体14が正常であるときの、出力光強度と第1検出信号V1、第2検出信号V2’の関係を示す図である。異常検出器30dにおいて、分圧後の第2検出信号V2’は、式(8)で与えられる。
V2’=(R13・V2+R14・VCC)/(R13+R14)
=(R13・R2×ISC2+R14・VCC)/(R13+R14) …(8)

0077

つまり、図9Bの第2検出信号V2’のy切片は、第1検出信号V1から離間する方向にオフセットされる。オフセット幅ΔVは、R14・VCC/(R13+R14)であり、抵抗R13、R14により設定可能である。第4構成例においても、第3構成例と同様の効果が得られる。

0078

続いて、第1の実施の形態の変形例を説明する。

0079

(第1変形例)
実施の形態では、判定部40を電圧コンパレータCMP1で構成したが、本発明はそれには限定されない。たとえば判定部40は、第1検出信号V1、第2検出信号V2それぞれをデジタル値D1、D2に変換するA/Dコンバータを含み、デジタル値D1、D2を、デジタル信号処理することにより、異常を判定してもよい。

0080

(第2変形例)
オフセット幅ΔVを導入する方法は、分圧回路R11、R12には限定されない。たとえば、コンパレータCMP1を、入力オフセット電圧を調節可能に構成し、第1検出信号V1、第2検出信号V2の少なくとも一方をオフセットさせてもよい。この場合、ノイズ等の誤差要因による誤検出を防止できる。

0081

(第3変形例)
図5の異常検出器30aにおいて、第1検出信号V1、第2検出信号V2の少なくとも一方をオフセットさせることも有効である。具体的には、図4(a)の第2検出信号V2を正方向にオフセットさせてもよい。これは、第1演算増幅器OA1の非反転入力端子(+)に、オフセット幅ΔVに対応する固定電圧を印加すればよい。

0082

(第4変形例)
図10は、第4変形例に係る車両用灯具1bのブロック図である。車両用灯具1bは、複数(本実施の形態では2個)の異常検出器30を備える。異常検出器30は、第1の実施の形態およびその変形例で説明したいずれかを使用しうる。2個の異常検出器30は同一の構成であってもよいし、異なる構成の異常検出器を組み合わせてもよい。

0083

点灯回路200には、各異常検出器30の出力である異常検出信号S1_1、S1_2が、別系統で入力される。点灯回路200は、複数の異常検出信号S1_1、S1_2をフェールラッチし、いずれかが異常を示すとき、保護処理を実行する。上述のように保護処理は、レーザダイオード12の消灯であり、すなわちいずれかの異常検出信号S1がアサートされた場合、点灯回路200は駆動電流ILDの供給を停止してもよい。

0084

このように、第4変形例では、複数の異常検出器30を設け、それらから得られる複数の異常検出信号S1を、別系統で点灯回路200の保護用のフェールラッチに作用させることとした。これにより、ある系統の異常検出器30に故障が生じた場合であっても、別の系統において異常を検出できるため、ロバスト性を高めることができる。

0085

なお、第4変形例において、点灯回路200のフェールラッチ用の端子を1個とし、複数の異常検出器30_1、30_2それぞれの出力段トランジスタTr1,Tr2のコレクタを、フェールラッチ用の端子に共通に接続してもよい。この場合、トランジスタTr1,Tr2がOR回路を構成することとなり、少なくともひとつの異常検出器30が異常を検出した場合に、保護処理が可能となる。

0086

続いて異常検出用の第1フォトダイオードPD1、第2フォトダイオードPD2のパッケージについて説明する。

0087

車載用途でフォトダイオードを用いる場合、高温高湿、熱衝撃にさらされる過酷な環境下において長期信頼性担保するため、CANパッケージが採用される。ここで2個のフォトダイオードが、1個のパッケージに収容される場合、カソードが共通に接続され、そのカソードが金属ケースと電気的に接続されることとなる。

0088

ここでCANパッケージに収容されるカソードコモンのフォトダイオードペアの使用を希望する場合、図5の非反転型の電流電圧変換回路36、38は採用できず、図6図8Aに示す反転型の電流電圧変換回路36、38を採用する必要がある。ところが、図6図8Aの異常検出器30b,30cにCANパッケージのフォトダイオードペアを用いると、カソードの電位が電源電圧VCCとなるため、金属ケースの電位も電源電圧VCCとなってしまう。ここで、灯具内における金属製の構造物は、電磁ノイズ対策として接地されていることが多い。したがって、金属ケースが、周辺金属製構造物と接触すると、電源グランド間ショートしたこととなり、フォトダイオードが動作不能となるほか、電源電圧VCCを共有するその他の回路ブロックも動作不能となってしまう。

0089

そこで図6図8Aの異常検出器30b,30cにおいては、フォトダイオードPD1、PD2は、以下の構造を有するフォトダイオードモジュール100に収容される。図11(a)は、フォトダイオードペアPD1,PD2を含むフォトダイオードモジュール100の等価回路図であり、図11(b)はその模式的な断面図である。フォトダイオードモジュール100は、アノード端子A1,A2、カソード端子K、2個のフォトダイオードPD1,PD2および金属ケース102を備える。金属ケース102は、カソード端子Kとは電気的に絶縁されている。金属ケースの上面には開口部104が設けられ、フォトダイオードPD1,PD2に光が入射可能となっている。フォトダイオードPD1、PD2それぞれの受光部は、カラーフィルタで覆われてもよい。

0090

ここで異常検出器30の用途ではフォトダイオードPD1,PD2に流れる電流は、μAオーダー微弱であり、また電流電圧変換回路の入力インピーダンスも極めて大きいため、ノイズ耐性が低いといえる。そこでフォトダイオードモジュール100に、金属ケース102と電気的に接続されるケース端子Cを設けることが望ましい。この場合、ケース端子Cを接地することで、金属ケース102がシールドとして機能するため、電磁ノイズへの耐性を高めることができる。

0091

(第2の実施の形態)
図12は、第2の実施の形態に係る異常検出器50を備える車両用灯具1のブロック図である。車両用灯具1は、光源10と、光源10の異常を検出する異常検出器50と、を備える。光源10については、第1の実施の形態と同様であり、励起光20と蛍光22のスペクトルを含む白色の出力光24を生成するよう構成される。

0092

異常検出器50は、出力光24の一部を受け、光源10の異常の有無、より具体的には、蛍光体14の異常の有無を判定する。蛍光体14の異常は、たとえば蛍光体14の割れ、外れ、経年劣化などが例示されるが、特に限定されない。

0093

異常検出器50は、回折素子52、光検出器54、判定部56を備える。
回折素子52は、光源10の出力光24を回折させる。たとえば回折素子52としては透過型あるいは反射型回折格子が利用される。光検出器54は、回折素子52の回折光26を検出する。判定部56は、光検出器54の検出結果にもとづいて異常の有無を判定する。

0094

以上が異常検出器50の基本構成である。続いてその原理を説明する。
図13(a)は、蛍光体14が正常であるときの回折光を、図13(b)は、蛍光体14が異常であるときの回折光を示す図である。
蛍光体14が正常であるとき、励起光20は蛍光体14により散乱されるため、回折素子52に入力される励起光20は、そのコヒーレント性が低下しており、したがって回折素子52により得られる回折光26には、有意な干渉縞は観測されない(図13(a))。一方、蛍光体14が異常であるときには、励起光20は散乱されず、コヒーレントな状態で回折素子52に入力されるため、回折素子52による回折光26には、有意な干渉縞が観測されることとなる(図13(b))。

0095

したがって異常検出器50によれば、回折素子52により得られる回折光26にもとづいて、より詳しくは、有意な回折パターン(干渉縞)の有無にもとづいて、蛍光体14の異常の有無を判定できる。

0096

本発明の範囲は、図12のブロック図として把握されるさまざまな回路に及ぶが、以下ではその具体的な構成例について説明する。

0097

(第1の構成例)
図14は、第1の構成例に係る異常検出器50aを含む車両用灯具1aを示す図である。車両用灯具1aは、光源10と光源10の出射光24を反射するリフレクタ2と、リフレクタ2で反射した出射光24を受けて灯具前方に出射するレンズ4を備える。リフレクタ2にはピンホールが設けられる。リフレクタ2の背面側には回折素子52が設けられ、出射光24のうちピンホール58を通過する一部の光が回折素子52に到達する。ピンホール58の大きさ(開口面積)は特に限定されない。

0098

光検出器54は、蛍光体14が正常であるときに回折光26のパターンがピークを有する第1位置Aと、蛍光体14が正常であるときにピークの存在しない第2位置Bの2点の光強度を検出可能に構成される。たとえば光検出器54は、それら2点A,Bの位置に設けられた2個のフォトセンサPS1、PS2を含む。光検出器54は、励起光20である青色に対して感度を有するよう構成され、特に蛍光である黄色に対して感度が低い(不感である)ことが望ましい。

0099

判定部56は、2点の光強度にもとづいて、異常の有無を判定する。より具体的には判定部56は、2個のフォトセンサPS1、PS2の出力の差分が所定のしきい値を超えると、蛍光体14が異常であると判定してもよい。

0100

あるいは判定部56は、A点、B点の光強度の差分に代えて、光強度の比にもとづいて、異常の有無を判定してもよい。この場合、光源10の出力光強度によらずに、異常の有無を判定できる。あるいは判定部56は、差分と比を組み合わせて、異常の有無を判定してもよい。

0101

リフレクタ2にピンホール58を形成する代わりに、リフレクタ2の一部の反射率を低くし、光源10の出力光24を透過するようにしてもよい。

0102

図15(a)、(b)は、判定部56の具体的な構成例を示す回路図である。
図15(a)の判定部56は、差分演算器60と、電圧コンパレータCMP2を含む。差分演算器60は、フォトセンサPS1からの検出信号Vs1と、フォトセンサPS2からの検出信号Vs2を受け、それらの差分を増幅する。差分演算器60の構成は特に限定されず、公知の回路を用いればよい。電圧コンパレータCMP2は、差分演算器60の出力電圧V3を、所定のしきい値電圧VTHと比較する。電圧コンパレータCMP2の出力(異常検出信号S1)は、2つのフォトセンサの出力の差分がしきい値より小さいときネゲートされ、差分がしきい値より大きくなるとアサートされる。この構成例では、負論理系が採用され、アサートがローレベル、ネゲートがハイレベルに割り当てられる。

0103

判定部56は、デジタル回路で構成してもよい。図15(b)の判定部56は、A/Dコンバータ62、64、減算器66、比較器68を含む。A/Dコンバータ62、64は、フォトセンサPS1、PS2それぞれの検出信号Vs1、Vs2をデジタル信号Ds1、Ds2に変換する。A/Dコンバータ64は、デジタル信号Ds1とDs2の差分信号S3を演算する。比較器68は、差分信号S3としきい値THを比較し、異常の有無を判定する。

0104

(第2の構成例)
図16は、第2の構成例に係る異常検出器50bを示す回路図である。光検出器54bは、回折光26を受ける複数の画素55を含む。光検出器54bは、CCDやCMOSセンサが利用可能であり、カラーフィルタと組み合わせてもよい。光検出器54bは、1次元に配列された複数の画素を含むラインセンサであってもよいし、マトリクス状に配列された複数の画素を含むマトリクスアレイセンサであってもよい。

0105

判定部56bは、複数の画素55により測定される回折光26のパターンにもとづいて異常の有無を判定する。以下、異常検出器50bによる判定方法についていくつか説明する。

0106

たとえば複数の画素55のうち、図14のA点、B点に対応する画素を、図14のフォトセンサPS1、PS2として利用してもよい。この場合の判定部56bの処理は、上述した通りである。

0107

あるいは、複数の画素55のすべて、あるいは一部を利用して、回折光26のパターンを取得し、予め定めておいた回折パターンとの比較して、それらのマッチングを調べることにより、干渉縞の有無を検出し、異常の有無を判定してもよい。

0108

あるいは判定部56は、光検出器54bにより測定される回折光26のデータを演算処理することにより、異常の有無を判定してもよい。図17(a)は、蛍光体14が異常であるときの、光検出器54bの出力S4およびその微分データS5を示す図であり、図17(b)は、蛍光体14が正常であるときの光検出器54bの出力S4およびその微分データS5を示す図である。

0109

光検出器54bの出力S4を微分することは、複数の画素55により測定されたデータを空間微分することと等価であり、微分処理により干渉縞のエッジを検出することができる。そして微分データS5を所定のしきい値THと比較することにより、有意な干渉縞が生じているかを判定し、蛍光体14の異常の有無を判定することができる。なお、しきい値THを負方向に設けてもよく、その場合、干渉縞の反対のエッジを検出できる。あるいはしきい値THは、正負両方に設定してもよい。

0110

図18は、判定部56bの構成例を示す回路図である。判定部56bは、回折光26を示すデータS4を空間微分する微分器70を含む。光検出器54bの複数の画素55からのデータS4は、端から順にシーケンシャルリードされるものであってもよい。このとき空間微分は、順次読み出される複数の画素55からのデータS4を時間微分することと等価であり、したがって微分器70は、アナログデータ信号S4を微分する微分アンプで構成できる。微分アンプ(ハイパスフィルタ)は、主として抵抗R21、キャパシタC21、演算増幅器OA3を含む。

0111

電圧コンパレータ72は、微分器70の出力信号S5をしきい値VTHと比較し、S5>VTHのときローレベルを、S5<VTHのときハイレベルを出力する。電圧コンパレータ72の後段には、フィルタあるいはタイマなどを含む最終判定回路74を設けてもよい。最終判定回路74は、電圧コンパレータ72の出力が、所定の判定時間にわたりローレベルを持続すると、蛍光体14が異常であるものと判定し、異常検出信号S1をアサート(ハイレベル)する。

0112

光検出器54bからの信号S4がノイズを多く含む場合、微分器70によりノイズが増幅され、S/N比が低下するおそれがある。そこで微分器70に、演算増幅器OA3とともに弱い積分器ローパスフィルタ)を形成する抵抗R22(R11>R22)およびキャパシタC22(C21>C22)を追加してもよい。これにより、ノイズを除去し、S/N比を高めることができる。とする

0113

図18には、アナログ回路の判定部56bが示されるが、当業者によれば、それと等価な処理をデジタル回路で実現しうることが理解される。具体的には光検出器54bからのアナログの検出信号S4をA/Dコンバータによりデジタル値に変換し、デジタル値を微分し、しきい値と比較することで、異常の有無を判定することができる。

0114

最後に、車両用灯具1の用途を説明する。図19は、実施の形態に係る車両用灯具1を備えるランプユニット(ランプアッシー)500の斜視図である。ランプユニット500は、透明のカバー502、ハイビームユニット504、ロービームユニット506、筐体508を備える。上述の車両用灯具1は、たとえばハイビームユニット504に用いることができる。車両用灯具1は、ひとつ、あるいは複数の光源10を備える。ハイビームユニット504に代えて、あるいはそれに加えて、ロービームユニット506に車両用灯具1を用いてもよい。

0115

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

0116

1…車両用灯具、2…リフレクタ、4…レンズ、10…光源、12…レーザダイオード、14…蛍光体、16…光学系、18…ハウジング、20…励起光、22…蛍光、24…出力光、26…回折光、30…異常検出器、32…第1フォトセンサ、34…第2フォトセンサ、36…第1電流電圧変換回路、38…第2電流電圧変換回路、PD1…第1フォトダイオード、CF1…第1カラーフィルタ、PD2…第2フォトダイオード、CF2…第2カラーフィルタ、40…判定部、R1…第1抵抗、R2…第2抵抗、OA1…第1演算増幅器、OA2…第2演算増幅器、CMP1…電圧コンパレータ、V1…第1検出信号、V2…第2検出信号、S1…異常検出信号、50…異常検出器、52…回折素子、54…光検出器、56…判定部、58…ピンホール、60…差分演算器、CMP2…電圧コンパレータ、62…A/Dコンバータ、64…A/Dコンバータ、66…減算器、68…比較器、70…微分器、500…ランプユニット、502…カバー、504…ハイビームユニット、506…ロービームユニット、508…筐体。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ