(57)【要約】【課題】照射光の色度が規格の白色色度範囲内に余裕をもって分布した車両用前照灯を提供する。【解決手段】半導体発光素子と蛍光体とを備えた白色光源と、白色光源からの発光を前方へ照射するリフレクタを含む光学系とを有する。リフレクタは、反射面に吸収膜を備えており、吸収膜は、標準光Ａを透過した光の色度が色度座標（ＣＩＥ１９３１）上で、０．４≦ｘ、０．１≦ｙ≦０．４となる光学特性を有する。吸収膜は、白色光源からの発光の色度を赤みよりにシフトさせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子と蛍光体とを備えた白色光源と、
前記白色光源からの発光を前方へ照射するリフレクタを含む光学系と、を有し、
前記リフレクタは、反射面に吸収膜を備え、
前記吸収膜は、標準光Ａを透過した光の色度が色度座標（ＣＩＥ１９３１）上で、０．４≦ｘ、０．１≦ｙ≦０．４となる光学特性を有することを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
前記白色光源の発光および、前記車両用前照灯の照射光は、それぞれ色度分布を有し、
前記車両用前照灯の照射光の色度分布における黄色側の端部の色度は、前記白色光源の発光の色度分布における黄色側の端部の色度と比較して、
色度座標(ＣＩＥ１９３１)上のｘ値が０．００５以上０．０３以下の範囲で大きいことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項３】
前記白色光源の発光および、前記車両用前照灯の照射光は、それぞれ色度分布を有し、
前記車両用前照灯の照射光の色度分布は、色度座標(ＣＩＥ１９３１)上の座標値（ｘ、ｙ）が（０．３１５、０．２９２）、（０．３７０、０．３３３）、（０．３７０、０．３８２）、（０．３１５、０．３４６）を結ぶ直線で囲まれた白色範囲内であり、
前記白色光源の発光の色度分布は、その一部が上記白色範囲の外であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用前照灯。
【請求項４】
前記リフレクタは、基体、反射膜、トップコートを備え、
前記トップコートが所定の波長の光を吸収する染料を含有して前記吸収膜を構成していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用前照灯。
【請求項５】
前記半導体発光素子は、発光のピーク波長が４７０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下のＩｎＧａＮ系青色ＬＥＤであり、
前記蛍光体は、発光のピーク波長が５５５ｎｍ以上５７５ｎｍ以下の黄色発光蛍光体であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両用前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフレクタを備えた車両用前照灯に関し、特に、光源として、蛍光体を備えた白色発光光源を用いた車両用前照灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体発光素子と蛍光体を備えた白色発光装置を用いた車両用灯具が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０８６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のような蛍光体を備えた白色発光装置を用いた車両用灯具では、その配光において、色度分布が存在していた。この色度分布は、白色発光装置内において、主として励起光が蛍光体領域内を通過する光路差によるものであった。そして、車両用前照灯の配光は、法規で規定されたＣＩＥ色度図上の白色範囲を満たすことが求められており、光源となる白色発光装置の色度分布もこの白色範囲内に収まるように設計されていた。
【０００５】
しかし、白色発光装置の色度分布が法規で規定された白色範囲に対して余裕がない場合、車両用前照灯の配光の色度分布も法規で規定された白色範囲に対して余裕がなかった。
【０００６】
また、白色発光装置の製造ばらつきにより、各白色発光装置の発光にも色度分布が生じるため、車両用前照灯の配光の色度が法規で規定されたＣＩＥ色度図上の白色範囲を満たすことが難しいという問題を生じていた。
【０００７】
そのため、法規で規定された範囲に余裕をもたせた所定の色度範囲にある白色発光装置を光源として用いなければならなかった。つまり、光源として使用可能な白色発光装置の色度範囲が制限される、光源とする白色発光装置について所定の色度範囲にあるもののみを選別する厳しい選別が必要となるなどの課題が生じていた。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題を解決して、配光の色度が法規で規定されたＣＩＥ色度図上の白色範囲を満たすことの容易な車両用前照灯を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の車両用前照灯は、半導体発光素子と蛍光体とを備えた白色光源と、白色光源からの発光を車両前方へ所定の配光で照射するリフレクタを含む光学系とを有し、リフレクタは反射面に吸収膜を備えることを特徴とする。吸収膜は、標準光Ａを透過した光の色度が色度座標（ＣＩＥ１９３１）上で、０．４≦ｘ、０．１≦ｙ≦０．４となる光学特性を有する。特に、光吸収膜は、標準光Ａを透過した光の色度が色度座標（ＣＩＥ１９３１）上で、０．４＜ｘ＜０．５５、０．２５＜ｙ＜０．３５となる光学特性を有することが好ましい。
【００１０】
また、反射膜上にトップコートを備えるリフレクタでは、トップコートに所定の波長の光を吸収する染料を含有させて吸収膜を構成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の車両用前照灯によれば、配光の色度が法規で規定されたＣＩＥ色度図上の白色範囲を容易に満たすことができる。そして、光源として使用可能な白色光源の色度範囲を従来の車両用前照灯と比較して広いものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例の車両用前照灯の要部を示す図である。
【図２】（ａ）本発明の実施例の車両用前照灯における白色光源の要部の概略断面図である。（ｂ）本発明の実施例の車両用前照灯におけるリフレクタの一部の概略断面図である。
【図３】（ａ）本発明の実施例の車両用前照灯における白色光源における色度分布を説明する白色光源の模式図である。（ｂ）本発明の実施例の車両用前照灯の配光パターンにおける色度分布を説明する図である。
【図４】本発明の実施例の車両用前照灯における白色光源における色度分布を説明する図である。
【図５】本発明の実施例の車両用前照灯の配光における色度分布を説明する図である。
【図６】（ａ）本発明の車両用前照灯におけるリフレクタの変形例を説明する図である。（ｂ）本発明の車両用前照灯における白色光源の変形例を説明する図である。
【図７】本発明の比較例の車両用前照灯の配光における色度分布を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の好適な実施形態を詳細に説明する。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明の実施例に係る車両用前照灯について、図１〜図５を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施例に係る車両用前照灯１０の斜視図である。
この車両用前照灯１０は、複数の白色光源１と、リフレクタ２を含む光学系とを備え、フォグランプとして利用される。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、一つの白色光源１は、半導体発光素子３と蛍光体を含む層４とを備えている。例えば、発光のピーク波長が４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の青色ＬＥＤチップと、発光のピーク波長が５５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の黄色蛍光体を用いることができる。
【００１７】
特に、発光効率の高い発光のピーク波長が４７０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下のＩｎＧａＮ系青色ＬＥＤチップと、この青色ＬＥＤチップからの発光による励起光率や発光効率の高い発光のピーク波長が５５５ｎｍ以上５７５ｎｍ以下のＹＡＧ蛍光体やシリケート蛍光体等の蛍光体を好適に用いることができる。この白色光源によれば、色度座標（ＣＩＥ１９３１）上の座標値（ｘ、ｙ）が、（０．３０、０．２８）、（０．４０、０．３９）、（０．４０、０．４１）、（０．３０、０．３６）を結ぶ直線で囲まれた色度範囲の白色発光を得ることができる。
【００１８】
本実施例において白色光源は、青色発光のＩｎＧａＮ系ＬＥＤチップと黄色発光のＹＡＧ蛍光体から構成されている。
【００１９】
図２（ｂ）に示すように、リフレクタ２は、成形樹脂基体５上に、反射膜６、カラートップコート(吸収膜)７を順次積層して構成されている。反射膜６は、例えばＡｌやＡｇなどの反射率の高い金属膜からなり、反射面を形成する。リフレクタ２は、白色光源からの放射光をその反射面で車両前方へ照射させる。光学系を形成するリフレクタ２は、放物面を形成する反射面を有し、その焦線は、複数の白色光源が並ぶ線状とほぼ一致させて配置されている。
【００２０】
カラートップコート（吸収膜）７は、所定の波長の光を吸収する染料を含有した樹脂から構成されており、白色光源１からの放射光の一部を吸収する機能とともに、反射膜６を保護する機能を有する。カラートップコート７は、標準光Ａ（標準光源Ａからの光）を透過した光の色度が色度座標（ＣＩＥ１９３１）上で、０．４≦ｘ、０．１≦ｙ≦０．４となる光学特性を有し、赤みを帯びている。カラートップコートは、特に、標準光Ａを透過した光の色度が色度座標（ＣＩＥ１９３１）上で、０．４＜ｘ＜０．５５、０．２５＜ｙ＜０．３５となる光学特性を有することが好ましい。尚、標準光Ａは、色温度２８５６Ｋで、一般的な白熱灯の分光分布を有し、標準光Ａの色度は、色度座標（ＣＩＥ１９３１）上でｘ＝０．４４７６、ｙ＝０．４０７４である。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、一つの白色光源１は、ＬＥＤチップ３からの発光が蛍光体を含む層４を通過するように構成されており、ＬＥＤチップからの青色光と、ＬＥＤチップからの発光の一部を蛍光体により変換した黄色光との混合光により白色発光を得ている。白色光源からの放出光は、蛍光体を含む層を通過する光路差により、白色の色味に差が生じている。図３（ａ）に示す、ＬＥＤチップからの３本の光線のうち、中央のＬＥＤチップ直上に進行する光線Ｌ１は、他の光線Ｌ２およびＬ３と比較して、蛍光体を含む層を通過する光路が短いため、青色よりの発光色となる。この白色光源からの放出光の色度は、色度座標上において、ＬＥＤチップの発光の色度と蛍光体の発光の色度とを結ぶ線分上で分布する。
【００２２】
図３（ｂ）に示すように、本実施例のフォグランプ１０の照射光は、車両の前方の仮想スクリーン上に、フォグランプの配光パターンを形成する。この配光パターンは、フォグランプの配向規格を満たしたものであり、光の照射範囲が水平方向の基準線Ｈ−Ｈ線より下であり、Ｈ−Ｈ線近傍において明暗境界線（カットオフライン）が形成されたものである。そして、配光パターンにおいても、白色光源からの放出光の色度分布により、色度分布が生じる。例えば、カットオフライン上の光の色度（図３（ｂ）において点Ａで示す部分の色度）と、配光パターン中央の光度の高い領域の色度（図３（ｂ）において点Ｂで示す部分の色度）とが異なり、カットオフライン上の光の色度は黄色よりとなっている。
【００２３】
図４に本実施例において用いた一つの白色光源１からの放出光の色度分布を色度座標（ＣＩＥ１９３１）上に示す。色度の観測は、白色光源１に対し、観視角度を１０度ずつ振って観測した。白色光源からの放出光の色度は、色度座標上で青色寄りのｘ＝０．３１３、ｙ＝０．３１３（図４にて黒丸で表示）から黄色寄りのｘ＝０．３３７、ｙ＝０．３５７（図４にて黒丸で表示）までに直線上に分布している。
【００２４】
図４には、ＥＣＥ規則（ＥＣＥ４８）で定義された白色範囲Ｒを実線で示している。車両用前照灯の配光は、この規則で規定された白色範囲Ｒを満たすことが求められている。この白色範囲Ｒは、座標値（ｘ、ｙ）について、（０．３１０、０．２８３）、（０．４４３、０．３８２）、（０．５００、０．３８２）、（０．５００、０．４４０）、（０．４５３、０．４４０）、（０．３１０、０．３４８）を結ぶ直線で囲まれた範囲である。
【００２５】
また、図４には、白色範囲Ｒに対して色度余裕を持たせて車両用前照灯の配光が満たすのに好ましい白色範囲Ｓを点線で示している。この白色範囲Ｓは、座標値（ｘ、ｙ）について、（０．３１５、０．２９２）、（０．３７０、０．３３３）、（０．３７０、０．３８２）、（０．３１５、０．３４６）を結ぶ直線で囲まれた範囲である。つまり、車両用前照灯の配光における色度分布は、白色範囲Ｓ内におさまるものとすることが好ましい。白色範囲Ｓは、色度座標上において白色範囲Ｒを確定する境界線に対してｘ値およびｙ値をともに０．００５内側として余裕を持たせた範囲であり、かつ、x値を０．３７０以下とした範囲である。
【００２６】
本実施例の白色光源からの放出光の色度は、ＥＣＥ規則（ＥＣＥ４８）で定義された白色範囲Ｒ内で分布している。ただし、放出光の色度分布における青側の端部（０．３１３、０．３１３）は最適白色範囲Ｓを満たしていない。
【００２７】
図５に、本実施例のフォグランプ１０の配光パターンにおける色度分布、および図４にて示した白色光源１の色度分布を示す。フォグランプ１０の配光パターンにおける色度分布は、垂直方向の基準線Ｖ線上に現れるため、図５には、Ｖ線上の８点（両端部と中央部を含む）の測定結果をプロットした。フォグランプ１０の照射光は、白色光源１の発光がカラートップコート７を通過して放出されたものであり、つまり、白色光源１からの発光の所定の波長の光の一部がカラートップコート７により吸収されている。本実施例においては、色度座標上で青色側のｘ＝０．３３０、ｙ＝０．３１３（図５にて黒丸で表示）から黄色側のｘ＝０．３６２、ｙ＝０．３５８（図５にて黒丸で表示）までに直線上に分布する。つまり、図３（ｂ）において点Ａで示すカットオフライン上の光の色度は、ｘ＝０．３６２、ｙ＝０．３５８であり、点Ｂで示す配光パターン中央の光度の高い領域の色度は、ｘ＝０．３３０、ｙ＝０．３１３である。
【００２８】
本実施例のフォグランプ１０の配光パターンにおける色度分布は、ＥＣＥ規則（ＥＣＥ４８）で定義された白色範囲Ｒ内あるとともに、この白色範囲を示す境界線に対して色度余裕をもった白色範囲Ｓ内で分布している。尚、配光パターンにおける色度分布が白色範囲Ｓ内であるとは、配光パターンを構成する光のすべての色度が白色範囲内Ｓであるという意味である。
【００２９】
フォグランプ１０の配光パターンにおける色度分布は、白色光源１の色度分布と比較して、赤色よりの色度範囲で分布している。
【００３０】
配光パターンにおける色度分布の両端部の色度は、白色光源の色度分布の両端部の色度と比較して、それぞれｘ座標がプラス方向に０．００５以上シフトしている。配光パターンにおける色度分布の黄色側の端部の色度は、白色光源の色度分布の黄色側の端部の色度と比較して、色度座標(ＣＩＥ１９３１)上のｘ値が０．０２５シフトし、青色側の端部の色度は、白色光源の色度分布の青色側の端部の色度と比較して、色度座標(ＣＩＥ１９３１)上のｘ値が０．０１７シフトしている。
【００３１】
つまり、カラートップコートを備えることにより、白色光源の色度分布が規格の白色範囲Ｒ内にぎりぎりに収まる場合であっても、配光パターンにおける色度分布の黄色側の端部の色度を、白色光源の色度分布の黄色側の端部の色度より色度座標(ＣＩＥ１９３１)上のｘ値が０．００５以上０．０３以下の範囲で大きくとすることができ、フォグランプの配光パターンにおける色度分布を余裕をもった白色範囲Ｓ内とすることができる。そのため、カラートップコートを備えたリフレクタを用いることにより、車両用前照灯の配光の色度を法規で規定されたＣＩＥ色度図上の白色範囲Ｒを満たすことを容易とすることができる。そして、従来のカラートップコートを備えていない車両用前照灯と比較して、光源として使用可能な白色光源の色度範囲を広くすることができるとともに、白色光源について従来ほどの厳しい選別を不要とすることができる。
【００３２】
特に、カラートップコートを備えることにより、フォグランプの色度を色度座標(ＣＩＥ１９３１)上の座標値（ｘ、ｙ）が（０．３１５、０．２９２）、（０．３７０、０．３３３）、（０．３７０、０．３８２）、（０．３１５、０．３４６）を結ぶ直線で囲まれた範囲Ｓにおさめることができ、ＥＣＥ規則（ＥＣＥ４８）で定義された白色範囲Ｒ内に余裕をもっておさめることができる。
【００３３】
また、白色光源の色度分布が規格の白色範囲Ｒ内から外れてしまう場合であっても、フォグランプの配光パターンにおける色度分布を白色範囲Ｒ内、白色範囲Ｓ内とすることができる）。
【００３４】
白色光源からの発光の色度に対する配光パターンの色度のシフト量は、それぞれの色度分布を比較した場合のそれぞれの黄色側端部および青色側端部の色度座標のｘ値が、０．００５以上０．０３以下であることが好ましく、特に、０．０１以上０．０２５以下であることが好ましい。フォグランプの照射光を規格の白色範囲内に確実に余裕をもって分布させるとともに、光強度の低下も抑制することができるためである。
【００３５】
カラートップコートによる色度のシフト量や色度座標上でのシフト方向は、含有する染料の種類、濃度、カラートップコート層の厚みなどにより調整することができる。
【００３６】
尚、本発明の車両用前照灯は、上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えることは勿論である。
【００３７】
例えば、上記実施例においては、車両用前照灯としてフォグランプで説明をしたが、ヘッドランプ、デイタイムランニングランプなど車両用前照灯全般に適用することができる。
【００３８】
例えば、上記実施例においては、光学系としてリフレクタからなる光学系で説明したが、リフレクタと投影レンズを介するプロジェクタタイプの光学系にも適用することができる。
【００３９】
例えば、上記実施例においては、半導体発光素子としてＬＥＤチップを用いたが、ＬＥＤチップに代えてＬＤ（レーザーダイオード）チップを用いることができる。
【００４０】
例えば、上記実施例において、吸収膜として反射膜の保護の機能をも併せて有するカラートップコート７を用いたリフレクタ２を説明したが、例えば、図６（ａ）に示すように、吸収膜８上に保護膜（クリアトップコート）９を積層したリフレクタを用いてもよい。
【００４１】
例えば、上記実施例において、リフレクタは、成形樹脂基体５上に反射膜６、カラートップコート７を順次積層した三層構造で説明したが、機能追加のため適宜な層を積層してもよく、例えばアンダーコート層などを設けてもよい。
【００４２】
例えば、上記実施例においては、半導体発光素子上に略均一な厚みの蛍光体層が配置された白色光源を用いたが、蛍光体層の形状や位置を適宜変更可能である。例えば、図６（ｂ）に示すように半導体発光素子上にドーム状の蛍光体層を配置した白色光源を用いてもよく、白色光源中央からの発光の色度が端部からの発光の色度と比較して黄色よりであってもよい。
【００４３】
例えば、上記実施例において、半導体発光素子として青色発光ＬＥＤチップ、蛍光体として黄色発光蛍光体を用いたが、半導体発光素子として紫外発光ＬＥＤチップ、蛍光体として青色発光蛍光体および黄色発光蛍光体を用いる構成としてもよい。
【００４４】
例えば、上記実施例において、吸収膜であるカラートップコートをリフレクタの全領域に形成したが、一部の領域に形成することとしてもよい。
［比較例］
【００４５】
以下に、本発明の比較例の車両用前照灯について説明する。比較例の車両用前照灯は、実施例におけるカラートップコートをクリアトップコートに変更したものである。カラートップコートをクリアトップコートに変更した以外は、実施例の車両用前照灯と同じ構成を有している。クリアトップコートは、樹脂からなり反射膜の保護膜として機能する。クリアトップコートは、所定の波長の光を吸収する染料を含有していない点で、カラートップコートとは異なる。
【００４６】
比較例の車両用前照灯における白色光源の色度分布は、実施例のものと同様に図４に示す通りであり、色度座標上で青色寄りのｘ＝０．３１３、ｙ＝０．３１３から黄色寄りのｘ＝０．３３７、ｙ＝０．３５７までに直線上に分布している。
【００４７】
図７に比較例の車両用前照灯の配光パターンにおける色度分布を示す。垂直方向の基準線Ｖ線上の８点（両端部と中央部を含む）は、色度座標上で青色寄りのｘ＝０．３１３、ｙ＝０．３１５(図７において黒丸で示す)から黄色寄りのｘ＝０．３４５、ｙ＝０．３６７(図７において黒丸で示す)までに直線上分布していた。カットオフライン上に照射される光の色度は、ｘ＝０．３４５、ｙ＝０．３６７であり、配光パターン中央の光度の高い領域上に照射される光の色度は、ｘ＝０．３１３、ｙ＝０．３１５であった。
【００４８】
比較例の車両用前照灯の配光パターンにおける色度分布は、白色光源の色度分布とほぼ同じであった。色度分布に多少の差が生じたのは、クリアトップコートを介したためと思われる。
【００４９】
そして、比較例の車両用前照灯の配光パターンにおける色度分布は、ＥＣＥ規則（ＥＣＥ４８）で定義された白色範囲Ｒ内あるものの、この白色範囲Ｒを示す境界線に対して、余裕がないものとなった。色度分布における青色寄りの端部と黄色寄りの端部の色度はいずれも色度余裕を持たせて車両用前照灯の配光が満たすのに適した白色範囲Ｓ、すなわち座標値（ｘ、ｙ）が（０．３１５、０．２９２）、（０．３７０、０．３３３）、（０．３７０、０．３８２）、（０．３１５、０．３４６）を結ぶ直線で囲まれた範囲の外となった。
【符号の説明】
【００５０】
１：白色光源
２：リフレクタ
３：半導体発光素子
４：蛍光体
５：基体
６：反射膜
７：カラートップコート（吸収膜）
８：吸収膜
９：クリアトップコート
１０：車両用前照灯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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