(57)【要約】【課題】蛍光体から放出された光を有効に活用して、小型であっても、十分な光量が得られる電界放出ランプ型の車両用灯具を提供する。【解決手段】互いに離間配置されて電界を形成する陽極１４及び陰極１６と、前記電界内に配置された蛍光物質からなる蛍光体１７とを備え、陰極６から陽極４に向かって放出された電子により蛍光体１７の蛍光物質が励起されて光りを出射する電界放出ランプ型の車両用灯具１０であって、蛍光体１７の裏面側にリフレクタ１８ａ，１８ｂを設けた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離間配置されて電界を形成する陽極及び陰極と、前記電界内に配置された蛍光物質からなる蛍光体とを備え、前記陰極から前記陽極に向かって放出された電子により前記蛍光体の前記蛍光物質が励起されて光りを出射する電界放出ランプ型の車両用灯具であって、
前記蛍光体の裏面側にリフレクタを設けたことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
上記蛍光体と対向させて複数個の集光レンズを配置してなることを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
【請求項３】
上記複数の集光レンズの略中心付近に焦点を有する投射レンズを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用灯具に関するものであり、特に、車両用標識灯や車両用前照灯等として好適な電界放出ランプ型の車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代の光源として、電子源から放出された電子を蛍光体の蛍光物質に衝突させ、該蛍光物質を励起させて発光させる電界放出ランプ(ＦＥＬ：Field Emission Lamp)が提案され、これを光源とする車両用灯具も提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
図６は、特許文献１に記載される電界放出ランプ型の車両用灯具の構造を示すものである。図６に示す車両用灯具１は、予め真空引きがなされて減圧状態となっている真空容器２の内部に形成された空間３に、陽極（アノード：Anode）４と、無損失ゲート電極５と、陰極（カソード：Cathode）６とが、離間配置されている。また、陽極４の表面(陰極６と対向している面)には蛍光物質からなる蛍光体７が配設されている。すなわち、減圧された真空容器２の空間３に、陽極４，ゲート電極５，陰極６，蛍光体７が密封収容されている。 
【０００４】
前記陰極６は、真空容器２の後面上に配置されている。ゲート電極５は、陽極４と陰極６との間に配置され、陰極６との間に電子引き出し用の電界を形成する電極である。ゲート電極５と陰極６との間には、真空容器２の外部に設けられた電源(図示せず)により電圧が印加され、この電圧でゲート電極５と陰極６との間に電界が形成されると、陰極６から電子ｅ-が引き出され、この電子ｅ-がゲート電極５側に加速されながら導かれるようになる。
【０００５】
前記陽極４は、陰極６から引き出された電子をさらに加速させる電子加速用の電界を形成する電極であり、陽極４と陰極６との間には、上記電源によって電圧が印加される。陽極４と陰極６との間に電圧が印加されると、陽極４と陰極６との間に形成される電界により、陰極６から引き出されてゲート電極５を通過した電子ｅ-が、さらに陽極４に向かって加速されながら導かれるようになる。
【０００６】
前記蛍光体７を構成している蛍光物質は、所定以上のエネルギーを受け取ると励起して励起状態に遷移し、この励起状態となった蛍光物質が基底状態に戻るときに励起状態と基底状態の差分のエネルギーを光として放出することにより発光する。
【０００７】
そして、蛍光体７にて発光した光は、電子の入射方向にかかわらず等方向にほぼ３６０度に亘って放射され、また光出射方向(前面側)に向かう光だけがガラス等の光透過性部材８を透過して外部へ出射される構造になっている。
【０００８】
このような電界放出ランプ型の車両用灯具は、熱の発生がなく、光学系もシンプルで、薄形化が可能であり、従来のバルブ等を使用した車両用灯具に比べてコスト的にも有利な長所を有する。
【特許文献１】特開２００６−３２４１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、従来の車両灯具の構造では、発光体７から放射された光のうち、出射方向に向かって光透過性部材８を透過した光だけが外部へ放射される構造になっている。このため、光透過性部材８と反対側に放射された光の一部は、真空容器２等で吸収されて消失することになるので、光損失が大きい。したがって、法規で定められた光量を得るためには、車両用灯具を大きくして光損失分を補う必要があり、車両用灯具が大型化するという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、蛍光体から放出された光を有効に活用して、小型であっても、十分な光量が得られる電界放出ランプ型の車両用灯具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る車両用灯具は、互いに離間配置されて電界を形成する陽極及び陰極と、前記電界内に配置された蛍光物質からなる蛍光体とを備え、前記陰極から前記陽極に向かって放出された電子により前記蛍光体の前記蛍光物質が励起されて光りを出射する電界放出ランプ型の車両用灯具であって、前記蛍光体の裏面側にリフレクタを設けたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、蛍光体の裏面側に向かって蛍光物質から出射される光をリフレクタにより光出射方向(前面側)へ反射させて有効に活用することができる。また、発光する範囲を拡大させることができる。
【００１３】
上記構成において、上記蛍光体と対向させて複数個の集光レンズを配置してなる、構成を採用できる。
【００１４】
この構成によれば、蛍光体から出射された光を複数個の集光レンズで集光させて、有効に活用することができる。
【００１５】
上記構成において、上記複数の集光レンズの略中心付近に焦点を有する投射レンズを設けた、構成を採用できる。
【００１６】
この構成によれば、投射レンズを設けることにより、車両用灯具に適した配光パターンが容易に得られる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、従来では損失していた蛍光体の裏面側に向かって蛍光物質から出射される光を、リフレクタにより出射方向(前面側)に反射させて最初から出射方向へ向かって出射された光と共に有効活用するので、十分な光量が得られ、小型化された車両用灯具の実現が可能になる。また、発光する範囲の拡大と視認性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。図１及び図２は本発明の実施の形態として示す車両用灯具を示すもので、図１はその外観斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、以下の説明において、図２の左右方向右側を前方、左側を後方とし、また上下方向を上下、紙面に垂直な方向を左右として説明する。
【００１９】
図１及び図２において、車両用灯具１０は、電界放出ランプ型の灯具であって、前面開口をガラス等の光透過性部材１１で密閉し、かつ、予め真空引きがなされて減圧状態になっている真空容器１２を有する。この真空容器１２の内部に形成される空間１３には、陽極１４と、無損失ゲート電極１５と、陰極１６と、蛍光物質からなる蛍光体１７と、上下１対のリフレクタ１８ａ，１８ｂとが、配置されている。すなわち、減圧された真空容器１２の空間１３に、陽極１４，ゲート電極１５，陰極１６，蛍光体１７，上下１対のリフレクタ１８ａ，１８ｂが密封収容されている。
【００２０】
前記陰極１６は、真空容器１２の後面上に配置されている。ゲート電極１５は、陽極１４と陰極１６との間に配置され、陰極１６との間に電子引き出し用の電界を形成する電極である。ゲート電極１５と陰極１６との間には、真空容器１２の外部に設けられた電源(図示せず)により電圧が印加され、この電圧でゲート電極１５と陰極１６との間に電界が形成されると、陰極１６から電子ｅ-が引き出され、この電子ｅ-がゲート電極１５側に加速されながら導かれるようになる。また、ゲート電極１５は、例えば微細なメッシュ構造を有しており、ゲート電極１５の厚さ方向、すなわち陰極１６から陽極１４に向かう方向に電子ｅ-を通過させることが可能になっている。
【００２１】
前記陽極１４は、陰極１６から引き出された電子をさらに加速させる電子加速用の電界を形成する電極であり、陽極１４と陰極１６との間には、上記電源によって電圧が印加される。陽極１４と陰極１６との間に電圧が印加されると、陽極１４と陰極１６との間に形成される電界により、陰極１６から引き出されてゲート電極１５を通過した電子ｅ-が、さらに陽極１４に向かって加速されながら導かれるようになる。
【００２２】
前記蛍光体１７を構成している蛍光物質は、所定以上のエネルギーを受け取ると励起して励起状態に遷移し、この励起状態となった蛍光物質が基底状態に戻るときに励起状態と基底状態の差分のエネルギーを光として放出することにより発光する。
【００２３】
前記上下１対のリフレクタ１８ａ，１８ｂは、蛍光体１７とゲート電極１５との間において、互いに上下に離間し、かつ、平行な状態で左右方向に延びて、蛍光体１７の裏面を囲むように配置して設けられている。この１対のリフレクタ１８ａ，１８ｂは、蛍光体１７にて発光し、光出射方向と反対の後方に向かう光を、光出射方向である前方に反射させて、光透過部材１１を通して光出射方向(前方)に出射させるもので、蛍光体１７と対向する面が凹曲面(放物面形状)を呈し、また表面にはアルミ蒸着や銀色塗装等の鏡面が施されている。
【００２４】
他方、真空容器１２の外側において、真空容器１２の前面には、光透過性部材１１の前面全体を覆った状態にしてレンズ１９が取り付けられている。レンズ１９の前面中央の部分には、左右方向一列に並んで、複数個の集光用レンズ部１９ａ，１９ａ…を一体に設けている。該集光レンズ部１９ａ，１９ａ…は、光透過部材１１を透過した光を屈折集光させて光出射方向（前方）に出射する。
【００２５】
次に、このように構成された車両用灯具１０の動作を説明する。陽極１４と陰極１６、及び陰極１６とゲート電極１５との間に電圧が印加されると、陰極１６から電子ｅ-が引き出され、これがゲート電極１５により加速されて蛍光体１７の蛍光物質に衝突し、蛍光物質を励起状態に遷移させて、この励起状態となった蛍光物質が基底状態に戻るときに励起状態と基底状態の差分のエネルギーを光として放出することにより発光する。
【００２６】
蛍光体１７にて発光した光は、電子の入射方向にかかわらず等方向にほぼ３６０度に亘って放射され、光出射方向である前面側に向かう光は光透過性部材１１を透過してレンズ１９に向かう。一方、蛍光体１７から光出射方向と反対側の後方(ゲート電極１５側)に出射された光は、リフレクタ１８ａ，１８ｂの反射面により光透過性部材１１側、すなわち光出射方向に反射され、この光も光透過性部材１１を透過してレンズ１９に向かう。
【００２７】
このようにして同じレンズ１９方向に向かった各光は、集光用レンズ部１９ａ，１９ａ…により屈折集光されながら前方に出射する。そして、本実施の形態の構造では、リフレクタ１８ａ，１８ｂと集光レンズ部１９ａ，１９ａ…との形状により、集光レンズ部１９ａ，１９ａ…を通過した光は、この車両用灯具１０の光軸Ｓを中心にして、該光軸Ｓから上側へ所定寸法離れた箇所Ｐ１に多く集まる配光設定にしてある。
【００２８】
したがって、本実施の形態の車両用灯具１０では、リフレクタ１８ａ，１８ｂが蛍光体１７の裏面を囲むように配置されており、陰極１６側に出射した光は、リフレクタ１８ａ，１８ｂにより光出射方向であるレンズ１９側に反射されて、前方に出射されるように構成している。すなわち、リフレクタ１８ａ，１８ｂは、蛍光体１７から光出射方向と反対側に出射する光を光出射方向に反射するように構成されているので、蛍光体１７から光出射方向と反対側に出射された光を無駄にすることなく、光出射方向である前方に出射し、発光光を有効に活用することが可能となる。また、発光する範囲の拡大と視認性を向上させることができる。
【００２９】
なお、上記実施の形態では、集光レンズ部１９ａ，１９ａ…を横一列に並べて配置しているレンズ１９を使用している構造を開示したが、例えば図３に示すように、上下二列に配置した構造等にしてもよいものである。
【００３０】
また、上記実施の形態では、リフレクタ１８ａ，１８ｂとレンズ１９の集光レンズ部１９ａ，１９ａ…との形状により、集光レンズ部１９ａ，１９ａ…を通過した光は、光軸Ｓを中心にして、この光軸Ｓの上側へ所定寸法離れた箇所Ｐ１に多く集まる配光設定にした構造を開示したが、例えば図４に示すように、光軸Ｓの上側と下側にそれぞれ所定寸法離れている箇所Ｐ１と箇所Ｐ２とに多く集まる配光設定にしてもよい。なお、図４において、図１及び図２と同一符号を付して示している部材は、図１及び図２と同じ部材である。すなわち、図４に示す構造と図１及び図２に示す構造とは、リフレクタ１８ａ，１８ｂの配光構造が違うだけであり、他の構成は同じであるので、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
以上の車両用灯具１０は、例えばテールランプ、ターンシグナルランプ、ストップランプ等の信号用灯具として好適な構造であり、これをヘッドランプとして使用する場合には例えば図５に示すような構造にするとよい。図５に示す車両用灯具２０は、図１及び図２に示している車両用灯具１０を光源ユニットとしてなるものであり、他の構成は図１及び図２と同一であるから、同じ部材には同じ符号を付して重複した説明は省略する。
【００３２】
図５において、車両用灯具２０は、本例ではすれ違いビーム用前照灯として好適な構造を一例としており、ランプボディ２１と光透過性のレンズカバー２２によって覆われる灯室２３内に、光源ユニット２４を配置した構成になっている。光源ユニット２４は、図１及び図２に示した車両用灯具１０と同じ構造をなし、該光源ユニット２４の光軸Ｓを調整可能としたエイミング機構２５，２５を介してランプボディ２１に取り付けられている。
【００３３】
前記レンズカバー２２は、中央に凸レンズで形成された投射レンズ２２ａを有している。また、前照灯として使用するに好適な配光パターンを得るために、該投射レンズ２２ａの焦点をインナーレンズとなる上記レンズ１９における集光レンズ部１９ａ，１９ａ…の左右及び上下方向における略中心付近に一致させて設けている。
【００３４】
このように構成された車両用灯具２０は、蛍光体１７にて発光されて光出射方向である前面側に向かう光は、光透過性部材１１を透過してレンズ１９に向かい、蛍光体１７から光出射方向と反対側の後方(ゲート電極１５側)に出射された光は、リフレクタ１８ａ，１８ｂの反射面により光透過性部材１１側、すなわち光出射方向に反射されて光透過性部材１１を透過してレンズ１９に向かう。
【００３５】
また、レンズ１９に向かった各光は、集光用レンズ部１９ａ，１９ａ…により屈折集光されながら前方に出射し、さらに投射レンズ２２ａを通って外部に出射されて前照灯として機能する。
【００３６】
したがって、本実施の形態の車両用灯具２０でも、陰極１６側に出射した光は、リフレクタ１８ａ，１８ｂによりレンズ１９側に反射されて、前方に出射されるように構成しているので、蛍光体１７から光出射方向と反対側に出射された光を無駄にすることなく、光出射方向である前方に出射し、発光光を有効に活用することが可能となる。これにより、小形であっても明るい車両用灯具が得られる。
【００３７】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は、特許請求の範囲の概念を逸脱しない範囲で、上記実施の形態の構造に種々の変形や変更を施すことも可能である。
【００３８】
例えば、上記実施の形態では、車両用灯具２０は、すれ違いビーム用前照灯を一例として説明したが、レンズカバー２２を変更することにより、走行用前照灯等として使用してもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態として示す車両用灯具の外観斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】同上車両用灯具で使用可能なレンズの一変形例を示す斜視図である。
【図４】本発明の他の実施の形態として示す車両用灯具の断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態として示す車両用灯具の断面図である。
【図６】従来における車両用灯具の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０      車両用灯具
１１      光透過性部材
１２      真空容器
１３      空間
１４      陽極
１５      無損失ゲート電極
１６      陰極
１７      蛍光体
１８ａ    リフレクタ
１８ｂ    リフレクタ
１９      レンズ
１９ａ    集光レンズ部
２０      車両用灯具
２１      ランプボディ
２２      レンズカバー  
２２ａ    投射レンズ
２３      灯室
２４      光源ユニット
２５      エイミング機構
Ｓ        光軸 
【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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