(57)【要約】【課題】ダイレクトプロジェクション型の車両用灯具において、白色光を出射させる半導体光源を用いたまま有色の照射光を得ることができると共に、非点灯時の見栄えの悪化を防止しつつ、照射光の色ムラを抑制し、且つ、歩行者等による被視認性を向上させることができるようにする。【解決手段】ＬＥＤ４から光軸Ａｘを中心とする左右方向に１０度〜３０度の出射角で出射され、インナーレンズ５によって拡散されて投影される白色光Ｌ１０，Ｌ３０のうち、光学多層膜３１によって内面反射された一部の４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光Ｌ１１，Ｌ３１を、エクステンションリフレクタ６の反射面６１によって配光パターンにおける明暗境界線よりも５度上方の方向へ反射させるようにした。これにより、運転者による視認性を確保しつつ、対向車や歩行者による被視認性も向上させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方に向かって開口してなるランプボディと、当該ランプボディ前方の開口を覆うように配置されるアウターカバーと、によって画設される灯室内に配置され、半導体発光素子から照射される青色光と、当該青色光によって励起された蛍光体から発せられる黄色光とが混合されてなる白色光を、前後方向に沿った光軸を中心に前方へ略放射状に出射させる半導体光源と、
前記灯室内における前記半導体光源の前方に配置され、当該半導体光源から出射された白色光を所定の方向へ拡散させながら前方へ投影する投影レンズと、
を備え、前方に所定の配光パターンを形成するダイレクトプロジェクション型の車両用灯具であって、
前方側表面に反射面を有してなり、前記灯室内における前記投影レンズの周囲に位置する前記ランプボディ前方の開口内部を覆うように配設され、当該灯室内を化粧するエクステンションリフレクタと、
前記アウターカバーの内面に配設され、高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に複数積層してなり、前記半導体光源から出射される白色光のうち、４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光の大部分を前記エクステンションリフレクタに向かって内面反射させる光学多層膜と、を有しており、
前記半導体光源から前記光軸を中心とする左右方向に１０度〜３０度の出射角で出射され、前記投影レンズによって拡散されて投影される白色光のうち、前記光学多層膜によって内面反射された前記４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光の一部分を、前記エクステンションリフレクタによって前記配光パターンにおける明暗境界線よりも５度上方の方向へ反射させることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
当該車両用灯具が車両の前部に搭載されるフォグランプであることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両前部に搭載されるフォグランプ等の車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などの発光素子からなる半導体光源を用いたダイレクトプロジェクション方式の車両用灯具として、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。この車両用灯具は、ランプボディとアウターカバーとによって画設される灯室内に、ＬＥＤと投影レンズとを有する光源ユニットを複数備えている。そして、各光源ユニットのＬＥＤから出射された略放射状の光を、投影レンズによって少なくとも一方向（例えば左右方向）に単純に拡散させながら前方へ照射することで、ＬＥＤの発光色（一般に白色）からなる所定の配光パターンを形成するものである。
【０００３】
この車両用灯具では、配光パターンの上端のカットオフライン（明暗境界線）が明瞭に形成されるように、各光源ユニットにおいてＬＥＤの端部を投影レンズの焦線上に合わせている。これにより、視認性が確保されると共に、対向車線側の上向き光（所謂、グレア光）が抑えられたロービームの配光パターン（以下、すれ違い配光パターンという）が形成されるため、対向車等への眩惑を防止できるようになっている。
【０００４】
ところが、かかる構成の車両用灯具を昼間等の非点灯時に前方から観視した場合、アウターカバーを通して、各光源ユニットと、これらの側方に位置するランプボディと、の間に形成される隙間から後方に位置するランプボディが見え、灯具としての見栄えが著しく損なわれてしまう場合がある。
【０００５】
そのため、このような問題が生じないように、灯室内の光学系に比較的係わりの少ない領域に化粧板となるエクステンションを配設し、これによって後方に位置するランプボディを覆い隠すようにして、所謂ボロ隠しを行っている。これにより、見栄えを向上させると共に、外部からは外光を受けたエクステンションが視認されるようになるため、洗練された外観デザインを印象付けるように演出可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３４９１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述の特許文献１に記載の車両用灯具のように、光源に用いられるＬＥＤとしては、半導体発光素子と蛍光体とによって白色光を出射させるものが広く知られている。このＬＥＤでは、半導体発光素子から蛍光体へ青色の励起光（青色光）を照射することによって、蛍光体が励起されて発する黄色光と励起光とが混合（混色）されて、白色光が得られるようになっている。このようなＬＥＤを光源とした場合、消費電力を低減させつつ、長寿命な光源を得ることができる。
【０００８】
そこで、白色以外の有色の照射光（例えば、黄色光）を照射するフォグランプ等の車両用灯具においても、このような環境性能に優れるＬＥＤを光源として用いることが望まれている。
【０００９】
しかしながら、この場合、投影レンズまたはアウターカバーを有色材料で形成することや、有色光を出射させるＬＥＤを用いることが考えられるものの、アウターカバーを有色材料で形成した場合には、灯具の非点灯時にも有色のアウターカバーが視認されるため、非点灯時の見栄えが悪化してしまう。
【００１０】
また、投影レンズを有色材料で形成した場合には、投影レンズを透過するときの光の光路長に応じて当該光の色味が変化するため、照射光に色ムラが生じてしまう。
さらに、有色光（例えば、フォグランプに用いる黄色光）を出射するＬＥＤを用いるにしても、少数のＬＥＤでは灯具に必要となる光量を得ることができず多くのＬＥＤが必要となってしまい、灯具が大型化してしまう。従って、白色光を出射するＬＥＤを用いたまま、構成を煩雑にすることなく容易に有色の照射光を得られる技術の開発が望まれている。
【００１１】
また、このようなＬＥＤを光源とするダイレクトプロジェクション型の車両用灯具では、上述したように、カットオフライン（明暗境界線）が明瞭となり、対向車等に対して眩惑となるグレア光の照射を防止できるものの、その反面、グレア光が抑制されるため、歩行者等による被視認性が低減してしまうという不具合があった。
【００１２】
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたもので、ダイレクトプロジェクション型の車両用灯具において、白色光を出射させる半導体光源を用いたまま有色の照射光を得ることができると共に、非点灯時の見栄えの悪化を防止しつつ、照射光の色ムラを抑制し、且つ、歩行者等による被視認性を向上させることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両用灯具は、
前方に向かって開口してなるランプボディと、当該ランプボディ前方の開口を覆うように配置されるアウターカバーと、によって画設される灯室内に配置され、半導体発光素子から照射される青色光と、当該青色光によって励起された蛍光体から発せられる黄色光とが混合されてなる白色光を、前後方向に沿った光軸を中心に前方へ略放射状に出射させる半導体光源と、
前記灯室内における前記半導体光源の前方に配置され、当該半導体光源から出射された白色光を所定の方向へ拡散させながら前方へ投影する投影レンズと、
を備え、前方に所定の配光パターンを形成するダイレクトプロジェクション型の車両用灯具であって、
前方側表面に反射面を有してなり、前記灯室内における前記投影レンズの周囲に位置する前記ランプボディ前方の開口内部を覆うように配設され、当該灯室内を化粧するエクステンションリフレクタと、
前記アウターカバーの内面に配設され、高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に複数積層してなり、前記半導体光源から出射される白色光のうち、４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光の大部分を前記エクステンションリフレクタに向かって内面反射させる光学多層膜と、を有しており、
前記半導体光源から前記光軸を中心とする左右方向に１０度〜３０度の出射角で出射され、前記投影レンズによって拡散されて投影される白色光のうち、前記光学多層膜によって内面反射された前記４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光の一部分を、前記エクステンションリフレクタによって前記配光パターンにおける明暗境界線よりも５度上方の方向へ反射させることを特徴とする。
【００１４】
このとき、当該車両用灯具は、車両の前部に搭載されるフォグランプであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の車両用前照灯によれば、半導体光源から出射される白色光は、半導体発光素子から照射される青色光と、当該青色光によって励起された蛍光体から発せられる黄色光とが混合されてなるうちの４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光の大部分が、アウターカバーの内面に配設される光学多層膜によって内面反射されることで、黄色光となって前方に照射される。このため、白色光を出射させる半導体光源を用いたまま、有色の照射光（黄色光）による所定の配光パターンを前方に形成することができる。このとき、半導体光源から光軸を中心とする左右方向に１０度〜３０度の出射角で出射され、投影レンズによって拡散されて投影される白色光のうち、光学多層膜によってエクステンションリフレクタに向かって内面反射された４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光の一部分が、エクステンションリフレクタによって配光パターンにおける明暗境界線よりも５度上方の方向へ反射される。この結果、微量の４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光が明暗境界線よりも５度上方の位置に照射されるため、歩行者等による被視認性を向上させることができる。なお、この４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光は、その光量が微量であると共に色温度が高い青色で構成されるため、明暗境界線よりも５度上方に照射されたとしても、被視認者に対して眩惑感を与えることはない。
また、アウターカバーの内面に光学多層膜が配設されると共に、前方側表面に反射面を有してなるエクステンションリフレクタが、灯室内における投影レンズの周囲に位置するランプボディ前方の開口内部を覆うように配設されて当該灯室内を化粧するため、非点灯時における灯具の見栄えの悪化を防止しつつ、照射光の色ムラを抑制することができる。
かくして、本発明の車両用灯具によれば、ダイレクトプロジェクション型の車両用灯具において、白色光を出射させる半導体光源を用いたまま有色の照射光を得ることができると共に、非点灯時の見栄えの悪化を防止しつつ、照射光の色ムラを抑制し、且つ、歩行者等による被視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る車両用灯具の一実施形態を概略的に示す正面図である。
【図２】図１の車両用灯具におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図３】図１の車両用灯具におけるＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図４】図１の車両用灯具におけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る車両用灯具の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る車両用灯具１の一実施形態を概略的に示す正面図である。図２は、図１の車両用灯具１におけるＡ−Ａ断面を示す断面図であり、図３は、図１の車両用灯具１におけるＢ−Ｂ断面を示す断面図であり、図４は、図１の車両用灯具１におけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
なお、以下の説明において、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、特に断りのない限り、車両用灯具１から見た方向、つまり当該車両用灯具１が搭載される不図示の車両側から見た方向を意味するものとする。
【００１９】
図１〜図４に示すように、本実施形態の車両用灯具１は、図示省略する車両の前部に搭載されるフォグランプとして用いられる、所謂ダイレクトプロジェクション型の灯具である。かかる車両用灯具１は、前面が開口したランプボディ２と、当該ランプボディ２の前面開口を覆う無色透明のアウターカバー３とを備えており、これらランプボディ２とアウターカバー３とによって灯室１０が画設されている。この灯室１０内には、半導体光源であるＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）４と、投影レンズとしてのインナーレンズ５と、灯室１０内を化粧するエクステンションリフレクタ６と、が収容されている。
【００２０】
ＬＥＤ４は、基板４１の前面に実装された状態で、当該基板４１を介してランプボディ２の底面の正面視略中央部に固定されている。このＬＥＤ４は、前後方向に沿った光軸Ａｘを有しており、当該光軸Ａｘを中心に前方へ略放射状に白色光を出射させる。
具体的にＬＥＤ４は、半導体発光素子と、当該半導体発光素子の前面に配設された蛍光体と（何れも図示せず）を有する公知のものである。当該ＬＥＤ４では、半導体発光素子から蛍光体の励起光としての青色光が出射され、この青色光が例えばＹＡＧ（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ３＋）からなる蛍光体を励起して当該蛍光体から黄色光が出射される結果、これら青色光と黄色光とが混合（混色）されて白色光が出射される。また、ＬＥＤ４が実装された基板４１は２つの固定ネジ４２，４２によってランプボディ２の底面に固定されており、ＬＥＤ４からの発熱が当該基板４１を介してランプボディ２に伝わり、ランプボディ２の後面に設けられた複数の放熱フィン２１，…から放散されるようになっている。
【００２１】
第１光学部品としてのインナーレンズ５は、凹面状の入射面（後面）と凸面状の出射面（前面）とを有する非球面凸レンズであり、第２光学部品としてのエクステンションリフレクタ６の開口から出射面を前方に露出させた状態でＬＥＤ４の前方に配置されている。このインナーレンズ５は、ＬＥＤ４の近傍に位置する焦点を有しており、当該ＬＥＤ４から出射された光を前方へ照射する。具体的に、インナーレンズ５は、無色の透光材料で形成されており、ＬＥＤ４から出射された白色光を前方へ照射させて配光制御を行うものである。
【００２２】
エクステンションリフレクタ６は、非透光性の樹脂基材からなるリフレクタ兼エクステンションの機能を果たす部品であり、前方側表面にアルミ蒸着等により形成された反射面６１を有してなる。このエクステンションリフレクタ６は、灯室１０内におけるインナーレンズ５の周囲に位置するランプボディ２前方の開口内部を覆うように配設され、当該灯室１０内を化粧するようになっている。すなわち、車両用灯具１の非点灯時に、外部から視認された際、インナーレンズ５の周囲において後方に位置するランプボディ２の開口内部が露出して外観性（見映え）を損なわないように、所謂ボロ隠しする機能を果たす。また、後述する光学多層膜３１によって内面反射された４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光の一部分を所定の方向へ反射させる機能も果たすようになっている。
【００２３】
アウターカバー３は、例えば、ガラス，樹脂材料等の無色透明または半透明の透光性部材からなる素通し状のカバーであり、ランプボディ２前方の開口した前面全体を覆うように配設されている。本実施形態の場合、アウターカバー３は、内面上に光学多層膜３１を備えて構成されている。また、アウターカバー３およびランプボディ２は、この場合、正面視楕円形状に形成されており、それぞれの周縁部で互いに固定されている。
なお、ここでは、アウターカバー３およびランプボディ２が、いずれも正面視楕円形状に形成されている場合について述べるが、一例であってこれに限られず、その形状は、この他種々（例えば、矩形状や円形状）の形状を広く適用することができる。また、アウターカバー３は、レンズとして構成されていても良い。
【００２４】
アウターカバー３の内面に配設される光学多層膜３１は、例えば、以下のように構成されている。すなわち、アウターカバー３の内面側に、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＺｎＯ等の金属酸化膜による高屈折率膜と、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、ＡｌＦ６等の金属酸化膜による低屈折率膜と、がそれぞれ目的とする反射波長（以下、設計波長と称する）の１／４を光学膜厚として交互に複数層積層されて構成されている。こうして積層された光学多層膜３１によって、ＬＥＤ４から発せられた白色光のうち、設計波長を中心とする波長領域からなる４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光を、光の干渉によってエクステンションリフレクタ６の反射面６１へと内面反射させ（換言すれば、ＬＥＤ４から入射される白色光のうち、４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光を除外し）、この波長領域以外の波長領域からなる黄色光を透過させるものである。具体的には、４００〜４７０ｎｍの波長領域（青・紫色光）をカット（透過率１０％程度）しており、５５０ｎｍ以上の可視光領域（緑・黄・赤色光）を透過（透過率９５％程度）する特性を持つことが好ましい。すなわち、ＬＥＤ４から出射される白色光のうち、約９０％の青色光が光学多層膜３１を透過することなく内面反射されるため、前方に照射される光は黄色光となって、霧や雨天時などにおけるドライバーの視認性を向上させることが可能となっている。
【００２５】
なお、光学膜厚とは、その層の物理的膜厚×屈折率の値である。また膜構成は、青色の成分を含む波長領域（つまり、青色光）をカットする場合、８層〜１１層程度積層されており、その成膜に当たってはディップ法、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティングなどの成膜法を適宜選択して形成されるものである。
【００２６】
このような光学多層膜３１を設けたアウターカバー３を備えることにより、本実施形態の車両用灯具１では、ＬＥＤ４から出射された白色光がアウターカバー３を介して照射される際に、その内面側に形成された当該光学多層膜３１を透過することとなる。このとき、当該白色光のうち、透過光色以外の光（すなわち、青色光）が光学多層膜３１で除外（カット）され、黄色光のみが透過光として透過される。これにより、ＬＥＤ４から出射された白色光がアウターカバー３を透過することで、黄色光となって灯具の前方に向けて照射されることとなる。
【００２７】
以上の構成を具備する車両用灯具１では、ＬＥＤ４から前方へ出射された白色光が、インナーレンズ５を透過してアウターカバー３の内面に形成された光学多層膜３１に入射し、青色光の大部分（約９０％）が内面反射された後、黄色光となって前方へ照射される。この際、光学多層膜３１を透過するときの白色光の透過光路長が各部位で略一定となっているため、当該白色光は色ムラのない均一な黄色光となる。そして、この黄色光は、無色のアウターカバー３を素通りして前方へ照射される。
【００２８】
一方、ＬＥＤ４から光軸Ａｘを中心とする左右方向に１０度〜３０度の出射角で出射され、インナーレンズ５によって拡散されて投影される白色光Ｌ１０，Ｌ３０のうち、光学多層膜３１によってエクステンションリフレクタ６の反射面６１に向かって内面反射された４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光の一部分（約１０％）が、反射面６１によって配光パターンにおける明暗境界線よりも５度上方の方向へ反射される。この結果、微量の４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光Ｌ１１，Ｌ３１が明暗境界線よりも５度上方の位置に照射されるため、運転者による視認性を確保しつつ、対向車や歩行者等による被視認性も向上させることが可能となっている。なお、この４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光Ｌ１１，Ｌ３１は、その光量が微量であると共に色温度が高い青色で構成されている。このため、明暗境界線よりも５度上方に照射されたとしても、被視認者に対して眩惑感を与えることはなく、また、微量な光のため、所定の配光パターンに寄与する光ではない。
【００２９】
以上、説明したように、本実施形態の車両用灯具１によれば、ＬＥＤ４から前方へ出射された白色光は、半導体発光素子（図示せず）から照射される青色光と、当該青色光によって励起された蛍光体（図示せず）から発せられる黄色光とが混合されてなるうちの青色光の大部分が、アウターカバー３の内面に配設される光学多層膜３１によって内面反射されることで、黄色光となって前方に照射される。このため、白色光を出射させるＬＥＤ４を用いたまま、有色の照射光（黄色光）による所定の配光パターンを前方に形成することができる。
【００３０】
このとき、ＬＥＤ４から光軸Ａｘを中心とする左右方向に１０度〜３０度の出射角で出射され、インナーレンズ５によって拡散されて投影される白色光Ｌ１０，Ｌ３０のうち、光学多層膜３１によってエクステンションリフレクタ６の反射面６１に向かって内面反射された４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光の一部分が、反射面６１によって配光パターンにおける明暗境界線よりも５度上方の方向へ反射される。この結果、微量の４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光Ｌ１１，Ｌ３１が明暗境界線よりも５度上方の位置に照射されるため、歩行者等による被視認性を向上させることができる。なお、この４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光Ｌ１１，Ｌ３１は、その光量が微量であると共に色温度が高い青色で構成されるため、明暗境界線よりも５度上方に照射されたとしても、被視認者に対して眩惑感を与えることはない。
【００３１】
また、アウターカバー３の内面に光学多層膜３１が配設されると共に、前方側表面に反射面６１を有してなるエクステンションリフレクタ６が、灯室１０内におけるインナーレンズ５の周囲に位置するランプボディ２前方の開口内部を覆うように配設されて当該灯室１０内を化粧するため、非点灯時における灯具の見栄えの悪化を防止しつつ、照射光の色ムラを抑制することができる。
【００３２】
かくして、本実施形態の車両用灯具１によれば、ダイレクトプロジェクション型の車両用灯具１において、白色光を出射させるＬＥＤ４を用いたまま有色の照射光（黄色光）を得ることができると共に、非点灯時の見栄えの悪化を防止しつつ、照射光の色ムラを抑制し、且つ、歩行者等による被視認性を向上させることができる。
【００３３】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜、種々の改良および設計の変更が可能である。
【００３４】
例えば、上述した実施形態においては、エクステンションリフレクタ６の前方表面に、アルミ蒸着による反射面６１を備える場合について述べたが、一例であってこれに限らず、他の塗装やめっき等の手法を用いて被膜形成される反射膜として設けられるものであっても良い。
【００３５】
また、上述した実施形態では、発光素子を利用した半導体光源としてＬＥＤ４を適用する場合について述べたが、一例であってこれに限られず、この他、有機ＥＬ等の種々の発光素子を広く適用することができる。
【００３６】
また、上述した実施形態では、ＬＥＤ４が基板４１に実装される場合について述べたが、本発明はこれに限らず、すなわちＬＥＤ４は、基板４１と電気的に接続されていれば良く、この他、コード等で接続されていても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１…車両用灯具
２…ランプボディ
３…アウターカバー
３１…光学多層膜
４…ＬＥＤ（半導体光源）
４１…基板
５…インナーレンズ（投影レンズ）
６…エクステンションリフレクタ
６１…反射面
Ａｘ…光軸
Ｌ１０，Ｌ３０…白色光
Ｌ１１，Ｌ３１…４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長成分の光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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