JP4587048B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車のヘッドランプ，フォグランプ等の各種ランプとして使用される車両用灯具に関する。

従来、ＬＥＤ光源は、一般的には、シングルチップから成り、所謂砲弾状のレンズ部を備えるように構成されている。
このようなＬＥＤ光源は、光源パッケージからの光取出し効率が高く、しかも安価であるが、白熱電球の直線状フィラメントのような横長の光源形状を得ることはできない。

このため、このようなＬＥＤ光源は、例えば６０ｃｍ程度の高さ位置から前方道路を照らして、車両手前の路面を暗く、且つ遠方を明るくするような上下の広がりの狭い特殊な配光パターンを形成する必要がある自動車用ヘッドランプの光源として使用するには適していない。

さらに、このようなＬＥＤ光源においては、発光部に明暗のコントラストがないことから、例えば放物面リフレクタを使用した自動車用ヘッドランプ等では、対向車に幻惑光を与えないような明暗のカットオフを備えたすれ違いビーム用の配光パターンを形成することは困難である。

これに対して、ヘッドランプ専用光源として、上述したＬＥＤ光源を横に並べてマルチチップ化することにより、横長光源を構成する方法が、特許文献１や特許文献２に開示されている。

さらに、現状ＬＥＤ光源単体の明るさは、従来車両用灯具として使用されているハロゲン電球やＨＩＤ（Ｈｉｇｈ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）バーナー等の明るさと比較して、極めて低いため、例えば特許文献３や特許文献４に示すように、複数個のＬＥＤ光源を使用して、光源数だけの複数のＬＥＤ光源を組み合わせる必要がある。

これに対して、ＬＥＤ光源の個数を少なくして、ヘッドランプとしての明るさを得るためには、大型化したＬＥＤチップを使用することも可能である。
この場合、ＬＥＤチップの駆動のための比較的大電流が必要になることから、ＬＥＤチップ自体の発熱が多くなるので、これに対応して大型の放熱器を備えたヘッドランプが、例えば特許文献５に開示されている。

また、ヘッドランプだけでなく、他の車両用灯具、例えばリヤランプ，ハイマウントストップランプ，ポジションランプ，コーナリングランプ等の各種車両用灯具においても、ＬＥＤ光源を使用した新しい見栄えが要求されてきている。
従来、これらの車両用灯具においては、ＬＥＤ光源をそのまま使用した直射タイプのランプや、ＬＥＤ光源からの光を反射面で反射拡散させ、あるいはレンズカットで拡散されるタイプのランプが既に実用化されている。
特開２００５−０９３１９１号公報 特開２００５−０６３７０６号公報 特開２００３−３１７５１３号公報 特開２００４−０９５４７９号公報 特開２００５−２０９５３８号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２による方法においては、個々のＬＥＤチップから出射する光の一部が、隣接するＬＥＤチップに当たって、外部に出射しないことから、光損失が比較的大きくなり、光取出し効率が低下してしまう。
また、上記のようにマルチチップ化した場合は、それによりコストが高くなってしまうと共に、ヘッドランプ専用光源として構成されているため、汎用性が低く、パッケージが高価になってしまう。

また、特許文献３や特許文献４による複数個のランプユニットを備えた構造においては、個々のランプユニットが、それぞれ光源について位置精度と組み付け精度が求められ、それに起因する光軸バラツキを生ずる。このため、各ランプユニットの光軸を合わせるために、各ユニット毎に光軸調整構造が必要となり、構造や組立が複雑になってしまう。

さらに、特許文献５による構造においては、大型のヒートシンクを取り付ける構造が複雑になり、またヒートシンクの取付スペースも必要になる。このため、例えば奥行きが１００ｍｍ以上になって、ランプユニットが大型化し且つ重くなってしまう。また、デザインの点からも例えばリヤランプ等の薄型化が要求される車両用灯具として利用することが難しい。

また、ＬＥＤ光源を使用した各種車両用灯具においては、直射タイプのものでは、ＬＥＤ光源が所謂点光りして、複数のＬＥＤ光源が全体としてつぶつぶ感のある点灯フィーリングになってしまう。また、ＬＥＤ光源からの光を反射面やレンズカットで拡散させるタイプでは、面発光の点灯フィーリングとなるが、極端に幅の狭いライン状の発光部を備えるものはなかった。
特に、例えばセンターハイマウントストップランプは、一般的にはリヤウィンドウ位置に設置されるが、後方視界確保のためには、できるだけ上下方向の寸法（上下幅）を小さくすることが望ましい。

しかしながら、このようなライン状の光源を構成する場合、複数個のＬＥＤ光源を一列に並べて構成するようになっているため、その上下幅は、１５〜２０ｍｍ程度になってしまう。従って、さらに上下幅を狭くするためには、個々のＬＥＤ光源の上下領域から出射する光をカットすることになってしまい、光取出し効率が低下するため、実用化には至っていない。

本発明は、以上の点から、簡単な構成により、光取出し効率を低下させることなく、上下の高さを小さくすると共に、低コストで汎用性の高い車両用灯具を提供することを目的としている。

上記目的は、本発明の構成によれば、少なくとも一つのＬＥＤチップからの光に指向性を付与したＬＥＤ光源と、上記各ＬＥＤ光源の光軸方向前方にて、対応するＬＥＤ光源からの光のうち、上記光軸より上側から前方に出射する一部の光を反射させるように、上記光軸の上方にて、前方に向かって一側から反対側に斜めに延びる第一の反射ミラーと、各第一の反射ミラーに対してほぼ平行に且つ第一の反射ミラーより下方に配置され、上記第一の反射ミラーからの光を反射させる第二の反射ミラーと、上記各ＬＥＤ光源の光軸方向前方にて、対応するＬＥＤ光源からの光のうち、上記光軸より下側から前方に出射する一部の光を反射させるように、上記光軸の下方にて、前方に向かって他側から反対側に斜めに延びる第三の反射ミラーと、各第三の反射ミラーに対してほぼ平行に且つ第三の反射ミラーより上方に配置され、上記第三の反射ミラーからの光を反射させる第四の反射ミラーと、を含んでいることを特徴とする、車両用灯具により、達成される。

本発明による車両用灯具は、好ましくは、各ＬＥＤ光源に関して、それぞれ上記第三の反射ミラー及び第四の反射ミラーが、それぞれ第一の反射ミラー及び第二の反射ミラーと、ＬＥＤ光源の光軸に対して回転対称に配置されている。

本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記第一の反射ミラーが、対応するＬＥＤ光源の発光面に対して上側三分の一の領域にてＬＥＤ光源より広い幅に配置されており、上記第三の反射ミラーが、対応するＬＥＤ光源の発光面に対して下側三分の一の領域に配置されていて、上記第二の反射ミラー及び第四の反射ミラーが、それぞれ対応するＬＥＤ光源の発光面に対して中央三分の一の領域に配置されている。

本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記各ＬＥＤ光源が、共通の取付部材に支持されており、上記各第一〜第四の反射ミラーが、上記取付部材に対して一体に形成された成形部品の表面により構成されていると共に、これらの成形部品が、中心から上下二等分した状態で成形され、且つ片面が反射面として表面処理された後、組み合わせられている。

本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記成形部品の各ＬＥＤ光源に関する光出射部分に、光拡散部材を備えている。

本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記成形部品の各ＬＥＤ光源に関する光出射部分に、蛍光体を塗布したシートを備えている。

本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記成形部品の各ＬＥＤ光源に関する光出射部分が、放物面，マルチリフレクタ面，自由曲面等の少なくともいずれかから成るリフレクタの焦点位置付近に配置されている。

本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記成形部品の各ＬＥＤ光源に関する光出射部分が、投影レンズ，またはシリンドリカルレンズの焦点位置付近に配置されている。

本発明による車両用灯具は、好ましくは、一部のＬＥＤ光源と、これらのＬＥＤ光源に対応する第一〜第四の反射ミラーが、前方から一側に横向きに傾斜した方向に光を出射するように配置されている。

本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記各ＬＥＤ光源が、互いに発光色の異なる複数のＬＥＤチップを備えている。

本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記各ＬＥＤ光源が、それぞれ発光光度を調整される。

本発明による車両用灯具は、好ましくは、一部のＬＥＤ光源と、これらのＬＥＤ光源に対応する第一〜第四の反射ミラーが、正面視にて、そのＬＥＤ光源の光軸に関して旋回した状態で配置されている。

本発明の車両用灯具の上記構成によれば、所定の指向性を付与されたＬＥＤ光源からの光は、第一の反射ミラー及び第三の反射ミラーに入射する上側及び下側の一部の光を除いて、そのまま前方に向かって進んで、上記指向性に基づいて所定の配光パターンで前方に向かって照射されることになる。

これに対して、上記ＬＥＤ光源からの光のうち、その上側の一部の光は、第一の反射ミラーで一側にそして僅かに下方に向かって反射された後、第二の反射ミラーに入射する。第二の反射ミラーに入射した光は、この第二の反射ミラーで正面方向に向かってほぼ水平に反射される。
また、上記ＬＥＤ光源からの光のうち、その下側の一部の光は、第三の反射ミラーで他側にそして僅かに上方に向かって反射された後、第四の反射ミラーに入射する。第四の反射ミラーに入射した光は、この第四の反射ミラーで同様に正面方向に向かってほぼ水平に反射される。

これにより、本発明の車両用灯具はＬＥＤ光源の発光面の上側及び下側の一部の光は、それぞれ第一及び第三の反射ミラーそして第二及び第四の反射ミラーによる二回反射によって、上記ＬＥＤ光源の発光面の中央領域とほぼ同じ高さから前方に向かって照射される。
従って、本発明の車両用灯具はＬＥＤ光源の発光面の高さに対して、実際に前方に向かって照射される光の高さは、第一及び第三の反射ミラーにより反射される分だけ低減されることになり、所謂細幅の発光面を備えられる。

この場合、ＬＥＤ光源から出射する光が、すべて前方に向かって照射されることになり、上記第一から第四の反射ミラーの反射率による反射損失が発生するものの、単にＬＥＤ光源の上側及び下側の一部の光を遮断する場合と比較して、ＬＥＤ光源からの光の取出し効率が大幅に高められ得る。これにより、本発明の車両用灯具は十分な光量の配光特性が得られることになる。

従って、本発明の車両用灯具は、ＬＥＤ光源の使用数を低減することができるので、製造コスト及びランニングコストが低減され得ることになり、省電力化にも寄与することができる。
また、輝度を高めるために、大電力ＬＥＤを使用する必要がない。このため、放熱器も小型で済み、例えば板金部品の放熱器でも十分な放熱が可能である。なおまた、アルミ製の大型ヒートシンクを使用する必要がなく、奥行きを短縮することが可能になり、車両用灯具全体の小型化及び軽量化が可能になる。これにより、本発明の車両用灯具は車両用灯具のデザインの自由度が大きくなる。

さらに、所謂細幅の発光面形状が得られることによって、明暗のコントラストが高くなる。このため、横長でコントラストの高いヘッドランプの配光特性を容易に形成することが可能である。従って、マルチチップ化したヘッドランプ専用光源が不要であり、低コストのＬＥＤ式ヘッドランプを構成することができる。 また、従来は実現できなかった細幅の発光面形状により、新しい見栄えのリヤランプ等を構成することができる。これにより、本発明の車両用灯具は細幅の発光面形状を生かして、ランプの意匠面発光部を他の機能に利用することも可能となり、設計の自由度が大きくなる。

各ＬＥＤ光源に関して、それぞれ上記第三の反射ミラー及び第四の反射ミラーが、それぞれ第一の反射ミラー及び第二の反射ミラーと、ＬＥＤ光源の光軸に対して回転対称に配置されており、好ましくは上記第一の反射ミラーが、対応するＬＥＤ光源の発光面に対して上側三分の一の領域にてＬＥＤ光源より広い幅に配置されており、上記第三の反射ミラーが、対応するＬＥＤ光源の発光面に対して下側三分の一の領域に配置されていて、上記第二の反射ミラー及び第四の反射ミラーが、それぞれ対応するＬＥＤ光源の発光面に対して中央三分の一の領域に配置されている場合には、上記ＬＥＤ光源の中央の三分の一の高さ領域に、各反射ミラーで反射された光の前方への出射位置が移動される。これにより、本発明の車両用灯具は全体として三分の一の上下幅の発光面となり、細幅の発光面の車両用灯具が得られることになる。

上記各ＬＥＤ光源が、共通の取付部材に支持されており、上記各第一〜第四の反射ミラーが、上記取付部材に対して一体に形成された成形部品の表面により構成されていると共に、これらの成形部品が、中心から上下二等分した状態で成形され、且つ片面が反射面として表面処理された後、組み合わせられている場合には、各ＬＥＤ光源に対する第一〜第四の反射ミラーの位置決めが正確に且つ容易に行なわれる。これにより、各ＬＥＤ光源に対する光軸調整機構が不要であり、、簡単な構成により組立が容易に行なわれ得る。また、これにより本発明の車両用灯具は組立コストが低減され得る。

上記成形部品の各ＬＥＤ光源に関する光出射部分に、拡散プリズム加工されたレンズ，拡散シートや拡散レンズ等の光拡散部材を備えている場合には、各ＬＥＤ光源から直接にそして第一〜第四の反射ミラーで反射された光が、さらに光拡散部材を介して拡散して前方に向かって照射されることになる。この場合、光拡散部材が上記成形部品に一体に成形される。これにより、本発明の車両用灯具は光拡散部材の光軸合わせや位置決めが不要になり、組立が容易に且つ低コストで行なわれることになる。

上記成形部品の各ＬＥＤ光源に関する光出射部分に、蛍光体を塗布したシートを備えている場合には、各ＬＥＤ光源から直接にそして第一〜第四の反射ミラーで反射された光が、さらに蛍光体を塗布したシートに入射し、蛍光体で波長変換された光が出射して、前方に向かって照射されることになる。この場合、蛍光体を塗布したシートが上記成形部品に一体に成形される。これにより、本発明の車両用灯具は蛍光体を塗布したシートの光軸合わせや位置決めが不要になり、組立が容易に且つ低コストで行なわれることになる。

上記成形部品の各ＬＥＤ光源に関する光出射部分が、放物面，マルチリフレクタ面，自由曲面等から成るリフレクタの焦点位置付近に配置されている場合には、各ＬＥＤ光源から直接にそして第一〜第四の反射ミラーで反射された光が、さらにリフレクタで反射して前方に向かって照射されることになる。この場合、リフレクタが上記成形部品に一体に成形される。これにより、本発明の車両用灯具はリフレクタの光軸合わせや位置決めが不要になり、組立が容易に且つ低コストで行なわれることになる。

上記成形部品の各ＬＥＤ光源に関する光出射部分が、投影レンズ，シリンドリカルレンズ等のレンズの焦点位置付近に配置されている場合には、各ＬＥＤ光源から直接にそして第一〜第四の反射ミラーで反射された光が、さらにこのレンズを介して前方に向かって集束して照射されることになる。この場合、レンズが上記成形部品に一体に成形される。これにより、本発明の車両用灯具はレンズの光軸合わせや位置決めが不要になり、組立が容易に且つ低コストで行なわれることになる。

一部のＬＥＤ光源と、これらのＬＥＤ光源に対応する第一〜第四の反射ミラーが、前方から一側に横向きに傾斜した方向に光を出射するように配置されている場合には、これらの一部のＬＥＤ光源から出射した光が、対応する第一から第四の反射ミラーで反射して、斜め側方に照射されることになり、例えば自動車のカーブ走行時にこれらのＬＥＤ光源を点灯する。これにより、本発明の車両用灯具は所謂コーナリングランプとして、自動車の進行方向の視界を確保することができる。

上記各ＬＥＤ光源が、互いに発光色の異なる複数のＬＥＤチップを備えている場合には、各発光色のＬＥＤチップの発光光度を適宜に調整し得る。これにより、本発明の車両用灯具は混色された出射光の色を任意に変更することができる。

上記各ＬＥＤ光源が、それぞれ発光光度を調整される場合には、各ＬＥＤ光源の発光光度を適宜に調整し得る。これにより、本発明の車両用灯具は全体の配光特性を任意に変更することができる。

一部のＬＥＤ光源と、これらのＬＥＤ光源に対応する第一〜第四の反射ミラーが、正面視にて、そのＬＥＤ光源の光軸に関して旋回した状態で配置されている場合には、一部のＬＥＤ光源の発光部の形状を、横長だけでなく、斜めや垂直に延びるように配置し得る。これにより、本発明の車両用灯具はより多彩な見栄えを提供することができる。

このようにして、本発明の車両用灯具によれば、ＬＥＤ光源の発光面の上側または下側の一部の光が、第一及び第二の反射ミラーまたは第三及び第四の反射ミラーによる二回反射によって、上記ＬＥＤ光源の発光面の残りの領域と同じ高さから前方に向かって照射される。
従って、実際に前方に向かって照射される光の高さが、ＬＥＤ光源の発光面の高さと比較して、第一の反射ミラー及び第三の反射ミラーにより反射される分だけ低減されることになり、所謂細幅の発光面を備えた車両用灯具が得られる。また、第一の反射ミラーまたは第三の反射ミラーで反射された光が、それぞれ第二の反射ミラーまたは第四の反射ミラーにより前方に向かって照射される。このため、上記反射ミラーの反射率に基づく反射損失を除いて、上記ＬＥＤ光源の発光面全体からの光がすべて利用されることになる。
これにより、本発明の車両用灯具は少ないＬＥＤ光源により、一層細幅の発光面を形成することが可能になり、部品コスト及び組立コストが低減され得る。また、消費電力も低減され得ることになる。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図１２を参照しながら、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旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

［実施例１］
図１及び図２は、本発明による車両用灯具の第一の実施形態の構成を示している。
図１及び図２において、車両用灯具１０は、自動車の前照灯であって、複数個（図示の場合、六個）の一列に横に並んだＬＥＤ光源１１と、一対の取付部材１２，１３と、から構成されている。

上記ＬＥＤ光源１１は、市販の汎用ＬＥＤ光源であって、図２に示すように、所謂高出力型のほぼ正方形のパッケージとして構成されており、ＬＥＤチップの前面に指向性を付与するための配光制御レンズを備えている。
尚、上記ＬＥＤ光源１１は、一般的な砲弾型のＬＥＤ光源であってもよい。
上記ＬＥＤ光源１１は、金属回路基板１１ａに実装されており、この金属回路基板１１ａを介して、適宜に駆動電圧が印加され、点灯するようになっている。

上記取付部材１２，１３は、同一形状に形成されており、各ＬＥＤ光源１１に対応して、それぞれ第一の反射ミラー１４，第二の反射ミラー１５及び第三の反射ミラー１６，第四の反射ミラー１７を備えている。
上記取付部材１２，１３は、それぞれ樹脂またはダイキャスト等の金属から成形されている。

また、上記反射ミラー１４，１５，１６，１７は、それぞれ取付部材１２，１３の内側面に形成され、アルミニウムや銀等の光沢金属の蒸着，スパッタリング等により薄膜表面処理されることにより、反射面として構成されている。
ここで、上記取付部材１２，１３の成形時の型抜き方向を考慮して、上側の取付部材１２には、上側の第一の反射ミラー１４及び下側の第二の反射ミラー１７が備えられ、また下側の取付部材１３には、下側の第二の反射ミラー１５及び上側の第一の反射ミラー１６が備えられるようになっている。

これらの取付部材１２，１３は、図２に示すように、互いに組み合わされて、振動溶着等の溶着や、熱カシメ，ネジ固定，接着等により組み立てられるようになっている。

このような組み立ての後に、上述した各ＬＥＤ光源１１が実装された金属回路基板１１ａが、取付部材１２，１３の背面側の所定位置に対して位置決めされ、ネジ固定，熱カシメ，振動溶着等により固定保持されるようになっている。
これにより、互いに組み合わされた取付部材１２，１３は、各ＬＥＤ光源１１の光軸上に、それぞれ横長のスリット状の光出射部１８としての開口を画成するようになっている。
従って、上記取付部材１２，１３は、上述した組立状態から水平方向に二等分され、互いに同一形状を有するようになっている。

次に、各反射ミラー１４〜１７について、図３を参照して詳細に説明する。
まず、上記第一の反射ミラー１４は、例えば平面ミラーまたは曲率の大きい凸面または凹面ミラーから構成されており、その反射面が後方を向いて、対応するＬＥＤ光源１１の発光面に対向している。
上記第一の反射ミラー１４は、上記ＬＥＤ光源１１の光軸方向前方（矢印Ａ方向）にて、前方に向かって一側、即ち図３にて左側から反対側に斜めに、例えば４５度程度の角度で、且つ下方に僅かに例えば１度から３０度で傾斜して、上記ＬＥＤ光源１１の発光面を上下方向に三分割して、一番上の三分の一の上下幅の領域に対応して、上記ＬＥＤ光源１１の幅より広い範囲に配置されている。

上記第二の反射ミラー１５は、例えば平面ミラーまたは曲率の大きい凸面または凹面ミラーから構成されており、その反射面が前方を向いて、上記第一の反射ミラー１４の反射面に対向している。
上記第二の反射ミラー１５は、対応するＬＥＤ光源１１の前方にて、この第一の反射ミラー１４に対して平行に、即ち第一の反射ミラー１４と同様に前方に向かって一側（図３にて左側）から反対側に斜めに、例えば４５度程度の角度で、且つ上方に僅かに例えば１度から３０度で傾斜して、上記ＬＥＤ光源１１の発光面を上下方向に三分割して、中央の三分の一の上下幅の領域に対応して配置されている。

これに対して、上記第三の反射ミラー１６及び第四の反射ミラー１７は、上述した第一の反射ミラー１４及び第二の反射ミラー１５と、各ＬＥＤ光源１１の光軸に対して回転対称に、即ち光軸の周りに１８０度回転させた形状及び配置で、形成されている。

このようにして、一つの光出射部１８を正面視したとき、図４に示すように、横長の光出射部１８内にて、ＬＥＤ光源１１の両側に、それぞれ上側の第二の反射ミラー１５及び下側の第二の反射ミラー１７が配置され、それぞれ発光部として作用するようになっている。

本発明実施形態による車両用灯具１０は、以上のように構成されており、ＬＥＤ光源１１から出射した光のうち、その発光面を上下方向に三分割して、中央（発光中心）の三分の一の上下幅の領域から出射した光Ｌ１は、そのまま前方に向かって照射される。

これに対して、ＬＥＤ光源１１から出射する光のうち、発光面の上側三分の一の上下幅の領域から出射した光Ｌ２は、第一の反射ミラー１４に入射し、一側にそして僅かに下向きに反射して、第二の反射ミラー１５に向かって進む。
第二の反射ミラー１５に入射した光Ｌ２は、この第二の反射ミラー１５により正面方向に向かってほぼ水平に反射され、前方に照射される。

また、発光面の下側の三分の一の上下幅の領域から出射した光Ｌ３は、第三の反射ミラー１６に入射し、他側にそして僅かに下向きに反射して、第四の反射ミラー１７に向かって進む。
第四の反射ミラー１７に入射した光Ｌ３は、この第四の反射ミラー１７により正面方向に向かってほぼ水平に反射され、前方に照射される。

この場合、ＬＥＤ光源１１の発光面の上側三分の一の領域の光は、第一の反射ミラー１４及び第二の反射ミラー１５による二回反射により、ＬＥＤ光源１１の発光面の中央三分の一の高さ領域にて他側にずれて前方に照射される。また、ＬＥＤ光源１１の発光面の下側三分の一の領域の光は、第三の反射ミラー１６及び第四の反射ミラー１７による二回反射により、ＬＥＤ光源１１の発光面の中央三分の一の高さ領域にて一側にずれて前方に照射される。

従って、各ＬＥＤ光源１１から出射する光は、上記ＬＥＤ光源１１の発光面の中央三分の一の領域に位置することになる。このため、発光面の上下幅は、上記ＬＥＤ光源１１の発光面の上下幅の約三分の一となり、所謂細幅の発光面を有する車両用灯具が実現され得ることになる。
例えば、各ＬＥＤ光源１１として、φ４．５ｍｍの汎用ＬＥＤ光源を使用した場合、発光部の上下幅は１．５ｍｍ，横幅は約１３．５ｍｍとなる。

その際、各ＬＥＤ光源１１から出射した光は、一部がそのまま前方に向かって照射され、また残りが第一の反射ミラー１４及び第二の反射ミラー１５そして第三の反射ミラー１６及び第四の反射ミラー１７で二回反射された後、側方にずれて正面方向に向かって照射される。
従って、各ＬＥＤ光源１１から出射した光は、すべて前方に向かって照射される。このため、第一から第四の反射ミラー１４〜１７の反射率を約９０％とすると、各ＬＥＤ光源１１からの出射光に対して、各ＬＥＤ光源１１の光利用効率は、３３％（中央の透過光）＋３３％（上下各三分の一の反射光）×９０％（第一の反射ミラーの反射率）×９０％（第二の反射ミラーの反射率）×２（上下）＝８７．３％となり、１３％弱の反射損失が生ずるだけで、約８７％の光利用効率が得られる。従って、十分な光量の配光特性が得られることになる。

［実施例２］
図５は、本発明による車両用灯具の第二の実施形態の構成を示している。
図５において、車両用灯具２０は、自動車のヘッドランプとして構成されており、三段構成になっている。
車両用灯具２０は、三つの灯具２１から構成されており、各灯具は、互いに同じ構成であるので、一つの灯具２１について、以下に説明する。
即ち、上記灯具２１は、図１に示した車両用灯具１０とほぼ同じ構成であり、その光出射部１８に対して、投影レンズ２２を備えている。

また、上記灯具２１は、その光出射部１８を投影レンズ２２により前方に向かって拡大投影するようになっており、光源のコントラストを高めるために、光出射部１８を除く表面が、低反射率の素材により形成されている。
例えば、上記灯具２１は、その表面が黒色塗装され、あるいは全体が黒素材により成形されている。

この投影レンズ２２は、凸レンズ、好ましくは非球面レンズあるいはシリンドリカルレンズから構成されており、その後側の焦点位置付近に、上記灯具２１の光出射部１８が配置されている。
尚、図示の場合、各投影レンズ２２は、互いに連結され、一体に成形されている。

このような構成の車両用灯具２０によれば、各灯具２１にて光出射部１８の発光部形状が、それぞれ投影レンズ２２により前方に向かって拡大投影され、配光パターンが形成されることになる。
この場合、各灯具２１における個々のＬＥＤ光源１１から出射する光が、それぞれ第一〜第四の反射ミラー１４〜１７でそれぞれ二回反射されて、三分の一の上下幅の横長の発光部を画成している。これにより、横長の所定の配光パターンが容易に画成され得ることになる。

尚、上記車両用灯具２０において、各灯具２１の光出射部１８から出射する光の輝度ムラを抑制するために、光出射部１８に、拡散プリズム加工されたレンズ，拡散シートや拡散レンズ等の光拡散部材を備えるようにしてもよい。
この場合、光拡散部材の光拡散作用によって、光出射部１８から出射する光が、拡散され、輝度ムラが低減され得ることになる。

また、上記車両用灯具２０において、各灯具２１は、横方向にほぼ水平に配置されているが、これに限らず、非対称の配光パターンを形成するために、例えばすれ違いビーム用の配光パターンを形成するために、各灯具２１を所定角度、例えば１５度に傾斜して配置するようにしてもよい。

上述した車両用灯具２０においては、灯具２１に対して投影レンズ２２を組み合わせることにより、所謂プロジェクタタイプのヘッドランプが構成されているが、これに限らず、上記灯具２１に対して、放物面やマルチリフレクタ面，自由曲面等の反射面を組み合わせて、これらの反射面の焦点位置付近に灯具２１の光出射部１８を配置することにより、反射タイプヘッドランプを構成するようにしてもよい。

［実施例３］
図６及び図７は、本発明による車両用灯具の第三の実施形態の構成を示している。
図６において、車両用灯具３０は、図５に示した車両用灯具２０の変形例であって、自動車の左側ヘッドランプとして構成され、同様に三段構成になっている。
上記車両用灯具３０は、各段の灯具３１が、図５に示した車両用灯具２０における灯具２１とほぼ同様に構成されているが、この場合、図７に詳細に示すように、一側（車幅方向外側）に位置する複数個（図示の場合、二個）のＬＥＤ光源１１ｂ及び対応する反射ミラー１４〜１７が、側方に向かって湾曲して配置されている。また、各ＬＥＤ光源１１ｂの前方には、湾曲したシリンドリカルレンズ３２が配置されている。

各灯具３１の他のＬＥＤ光源１１及び対応する反射ミラー１４〜１７は、横方向に一列に並んで配置されており、中央に位置するＬＥＤ光源１１ｃに対しては、その前方に拡散光形成用のシリンドリカルレンズ３３が配置されている。また、他側（車幅方向内側）に位置する複数個（図示の場合、三個）のＬＥＤ光源１１ｄに対しては、その前方に集光スポット形成用の非球面レンズ３４が配置されている。
各ＬＥＤ光源１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、それぞれ互いに独立的に駆動され、発光するようになっている。

このように構成された車両用灯具３０によれば、一般道路走行時には、中央のＬＥＤ光源１１ｃのみが点灯することにより、ＬＥＤ光源１１ｃからの光Ｌ４により、図８（Ａ）に示す配光パターンが形成される。
これに対して、左カーブ走行時には、上記ＬＥＤ光源１１ｂが点灯することにより、これらのＬＥＤ光源１１ｂから出射した光Ｌ５が、自動車の進行方向に向けて照射されて、図８（Ｂ）に示す配光パターンが形成される。これにより、自動車の進行方向の視界を確保することができる。
尚、右カーブ走行時には、車両用灯具３０と左右対称に構成された右側のヘッドランプの対応するＬＥＤ光源１１ｂが点灯することにより、これらのＬＥＤ光源１１ｂから出射した光Ｌ６が、自動車の進行方向に向けて照射されて、図８（Ｃ）に示す配光パターンが形成される。このため、同様に自動車の進行方向の視界を確保することができる。

また、例えば高速道路走行時には、上記ＬＥＤ光源１１ｄが追加点灯することにより、図８（Ａ）にて点線で示すように、ＬＥＤ光源１１ｄからの光Ｌ７によって、中央付近にスポット光による配光パターンが形成され、遠方視界が確保され得るようになっている。

ここで、上記車両用灯具３０においては、例えば各ＬＥＤ光源１１として、白色ＬＥＤの代わりに、所謂ＲＧＢチップが組み込まれた三色フルカラーＬＥＤ光源が使用されてもよい。
この場合、各ＬＥＤ光源の各発光色のＬＥＤチップを個別に駆動制御することによって、運転者の注意を喚起する必要がある場合等において、規定の白色の色度の範囲内にて、少なくとも一部のＬＥＤ光源の発光色を微調整するようにすることも可能である。
例えば、所謂ナイトビジョンにより歩行者の存在を検知したとき、図９に示すように、配光パターン内にて歩行者の存在する領域Ｘの発光色を変更し、あるいは明るさを変化させたり、点滅させたりすることも可能である。

また、上記車両用灯具３０においては、側方に湾曲したＬＥＤ光源１１ｂが、例えばカーナビゲーションシステムと連動して、カーブの手前に差しかかったとき、カーナビゲーションシステムが取得した道路情報に基づいて、ＬＥＤ光源１１ｂが順次に点灯し得る。これにより、図１０に示すように、ＬＥＤ光源１１ｂからの光Ｌ６によるスポット光を見かけ上、側方に向かってシーケンシャルに移動させることも可能である。

［実施例４］
図１１は、本発明による車両用灯具の第四の実施形態の構成を示している。
図１１において、車両用灯具４０は、自動車のハイマウントストップランプとして構成されており、灯具４１と、拡散レンズ４２とを備えている。
上記灯具４１は、図１に示した車両用灯具１０と同様の構成であり、自動車の後部に後ろ向きに配置されている。
上記拡散レンズ４２は、多数の微小なプリズム状のレンズカット４２ａを備えており、灯具４１の個々のＬＥＤ光源１１から出射した光を拡散させて、所定の配光特性を備えるようになっている。

このような構成の車両用灯具４０によれば、灯具４１の各ＬＥＤ光源が点灯することにより、各ＬＥＤ光源からの光が、灯具４１内の第一〜第四の反射ミラーにより、各ＬＥＤ光源の発光部のほぼ三分の一の上下幅のライン状の細幅の光源として出射し、さらに拡散レンズ４２により拡散される。これにより、後方の他車の運転者等から視認され得ることになる。
従って、車両用灯具４０を、ハイマウントストップランプとして、リヤウィンドウ内に設置する場合、その高さが抑制される。これにより、運転者からの後方視界が広がり、後方を視認しやすくなる。
また、上記車両用灯具４０は、後方から視認したとき、細幅のライン状の光源として観察されることから、従来のバルブやＬＥＤ光源から成るハイマウントストップランプとは異なる新規な見栄えとなる。

［実施例５］
図１２は、本発明による車両用灯具の第五の実施形態の構成を示している。
図１２において、車両用灯具５０は、自動車のリヤランプとして構成されており、三段構成になっている。
車両用灯具５０は、三つの灯具５１から構成されており、各灯具５１は、互いに同じ構成であるので、一つの灯具５１について、以下に説明する。
即ち、上記灯具５１は、図５に示した車両用灯具２０の灯具２１、即ち図１に示した車両用灯具１０とほぼ同じ構成であり、自動車の後部に後ろ向きに配置されている。また、その光出射部１８に対向して、シリンドリカルレンズ５２を備えている。

このシリンドリカルレンズ５２は、対応する灯具５１の個々のＬＥＤ光源からの光を拡散するようになっており、その焦点位置付近に、対応する灯具５１の各ＬＥＤ光源１１の光出射部１８が位置するようになっている。
尚、各灯具５１に対応するシリンドリカルレンズ５２は、それぞれ所望の配光特性、例えばターンランプ，テールランプ，ストップランプ，バックアップランプ等に適した配光特性となるように、形成されている。

このような構成の車両用灯具５０によれば、灯具５１の各ＬＥＤ光源が点灯することにより、各ＬＥＤ光源１１からの光が、灯具５１内の第一〜第四の反射ミラーにより、各ＬＥＤ光源の発光部のほぼ三分の一の上下幅のライン状の細幅の光源として出射し、さらにシリンドリカルレンズ５２で拡散されて、自動車の後方に向かって照射される。これにより、各灯具５１からの光が、それぞれ後方の他者の運転者等から視認され得ることになる。
従って、車両用灯具５０の各段の灯具５１を、それぞれ別の機能を有する灯具として使用することができる。また、各灯具５１が奥行きに関して薄型に構成され得るので、自動車の後部における配置の自由度が大きくなる。

尚、上述した実施形態における車両用灯具１０〜５０は、何れもＬＥＤ光源１１が横に水平に並んで配置されているが、これに限らず、垂直や斜めに並んで配置されていてもよい。これにより、細幅の光源形状が縦や斜めに配置されることによって、さらに斬新なデザインが得られることになる。
また、上述した実施形態においては、各ＬＥＤ光源１１は、例えば白色ＬＥＤや三色ＬＥＤが使用されているが、これに限らず、ＬＥＤ光源として青色ＬＥＤを使用すると共に、光出射部１８に蛍光体を塗布したシートを配置して、青色ＬＥＤからの青色光と蛍光体からの蛍光との混色により、白色光を得るようにしてもよい。
さらに、上述した実施形態においては、車両用灯具１０，各灯具２１，３１，４１，５１は、それぞれ複数個、例えば六個のＬＥＤ光源１１を備えているが、これに限らず、各灯具は、それぞれ一つ以上のＬＥＤ光源１１を備えていればよい。その際、ＬＥＤ光源１１の個数は、形成すべき配光パターンに要求される輝度に対応して、適宜に選定され得る。

本発明は、単に車両用灯具として、例としてヘッドランプ，ハイマウントストップランプ，リヤランプに適用した実施形態について説明したが、これに限らず、フォグランプ等の補助前照灯，テールランプ，ストップランプ，センターハイマウントストップランプ，フロントターンランプ，リヤターンランプ，サイドマーカーランプ，ポジションランプ等の各種車両用灯具に適用することが可能である。

このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、光取出し効率を低下させることなく、上下の高さを小さくし得る、低コストで汎用性の高い、極めて優れた車両用灯具が提供され得る。

本発明による車両用灯具の第一の実施形態の構成を示す概略斜視図である。 図１の車両用灯具の分解斜視図である。 図１の車両用灯具における個々のＬＥＤ光源付近の構成を示す部分拡大斜視図である。 図１の車両用灯具の個々のＬＥＤ光源に関する光出射部の部分拡大正面図である。 本発明による車両用灯具の第二の実施形態の構成を示す概略断面図である。 本発明による車両用灯具の第三の実施形態の構成を示す概略断面図である。 図６の車両用灯具における部分拡大底面図である。 図５の車両用灯具における（Ａ）通常時，（Ｂ）左カーブ時そして（Ｃ）右カーブ時の配光パターンを示すグラフである。 図５の車両用灯具の変形例における配光パターンを示すグラフである。 図５の車両用灯具の別の変形例における配光パターンを示すグラフである。 本発明による車両用灯具の第四の実施形態の構成を示す概略断面図である。 本発明による車両用灯具の第五の実施形態の構成を示す概略断面図である。

符号の説明

１０，２０，３０，４０，５０ 車両用灯具
１１ ＬＥＤ光源
１１ａ 金属回路基板
１２ 取付部材（上側）
１３ 取付部材（下側）
１４ 第一の反射ミラー
１５ 第二の反射ミラー
１６ 第三の反射ミラー
１７ 第四の反射ミラー
１８ 光出射部
２１，３１，４１，５１ 灯具
２２ 投影レンズ
３２，３３ シリンドリカルレンズ
３４ 非球面レンズ
４２ 拡散レンズ
５２ シリンドリカルレンズ

Claims (12)

1. 少なくとも一つのＬＥＤチップからの光に指向性を付与したＬＥＤ光源と、
   上記各ＬＥＤ光源の光軸方向前方にて、対応するＬＥＤ光源からの光のうち、上記光軸より上側から前方に出射する一部の光を反射させるように、上記光軸の上方にて、前方に向かって一側から反対側に斜めに延びる第一の反射ミラーと、
   各第一の反射ミラーに対してほぼ平行に且つ第一の反射ミラーより下方に配置され、上記第一の反射ミラーからの光を反射させる第二の反射ミラーと、
   上記各ＬＥＤ光源の光軸方向前方にて、対応するＬＥＤ光源からの光のうち、上記光軸より下側から前方に出射する一部の光を反射させるように、上記光軸の下方にて、前方に向かって他側から反対側に斜めに延びる第三の反射ミラーと、
   各第三の反射ミラーに対してほぼ平行に且つ第三の反射ミラーより上方に配置され、上記第三の反射ミラーからの光を反射させる第四の反射ミラーと、
   を含んでいることを特徴とする、車両用灯具。
2. 各ＬＥＤ光源に関して、それぞれ上記第三の反射ミラー及び第四の反射ミラーが、それぞれ第一の反射ミラー及び第二の反射ミラーと、ＬＥＤ光源の光軸に対して回転対称に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の車両用灯具。
3. 上記第一の反射ミラーが、対応するＬＥＤ光源の発光面に対して上側三分の一の領域にてＬＥＤ光源より広い幅に配置されており、
   上記第三の反射ミラーが、対応するＬＥＤ光源の発光面に対して下側三分の一の領域に配置されていて、
   上記第二の反射ミラー及び第四の反射ミラーが、それぞれ対応するＬＥＤ光源の発光面に対して中央三分の一の領域に配置されている
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載の車両用灯具。
4. 上記各ＬＥＤ光源が、共通の取付部材に支持されており、
   上記各第一〜第四の反射ミラーが、上記取付部材に対して一体に形成された成形部品の表面により構成されていると共に、
   これらの成形部品が、中心から上下二等分した状態で成形され、且つ片面が反射面として表面処理された後、組み合わせられている
   ことを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の車両用灯具。
5. 上記成形部品の各ＬＥＤ光源に関する光出射部分に、光拡散部材を備えていることを特徴とする、請求項４に記載の車両用灯具。
6. 上記成形部品の各ＬＥＤ光源に関する光出射部分に、蛍光体を塗布したシートを備えていることを特徴とする、請求項４に記載の車両用灯具。
7. 上記成形部品の各ＬＥＤ光源に関する光出射部分が、放物面，マルチリフレクタ面，自由曲面等の少なくともいずれかから成るリフレクタの焦点位置付近に配置されていることを特徴とする、請求項４から６の何れかに記載の車両用灯具。
8. 上記成形部品の各ＬＥＤ光源に関する光出射部分が、投影レンズ，またはシリンドリカルレンズの焦点位置付近に配置されていることを特徴とする、請求項４から６の何れかに記載の車両用灯具。
9. 一部のＬＥＤ光源と、これらのＬＥＤ光源に対応する第一〜第四の反射ミラーが、前方から一側に横向きに傾斜した方向に光を出射するように配置されていることを特徴とする、請求項１から８の何れかに記載の車両用灯具。
10. 上記各ＬＥＤ光源が、互いに発光色の異なる複数のＬＥＤチップを備えていることを特徴とする、請求項１から９の何れかに記載の車両用灯具。
11. 上記各ＬＥＤ光源が、それぞれ発光光度を調整されることを特徴とする、請求項１から１０の何れかに記載の車両用灯具。
12. 一部のＬＥＤ光源と、これらのＬＥＤ光源に対応する第一〜第四の反射ミラーが、正面視にて、そのＬＥＤ光源の光軸に関して旋回した状態で配置されていることを特徴とする、請求項１から１１の何れかに記載の車両用灯具。

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