JP2011129370A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＩＤランプから下向きに放射される黄色光を含む光を用いて、法規で定められた白色色度範囲に適合する配光パターンを形成することが可能な車両用灯具を提供する。
【解決手段】ＨＩＤランプと、前記ＨＩＤランプから放射された光のうち下向きに放射された黄色光を含む光を用いて、所定配光パターンを形成するための光を照射する光学系と、を備える車両用灯具において、前記光学系の照射方向に配置された着色レンズを備えており、前記着色レンズは、前記ＨＩＤランプからの光のうち黄色光を吸収し、前記所定配光パターンがｘｙ色度図中の下式の範囲内に収まるように構成された着色レンズであることを特徴とする車両用灯具。ｙ＝０．１５０＋０．６４０ｘ、ｙ＝０．４４０、ｘ＝０．５００、ｙ＝０．３８２、ｙ＝０．０５０＋０．７５０ｘ、ｘ＝０．３１０。
【選択図】 図１４

Description

本発明は車両用灯具に係り、特に光源として高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ）を使用した車両用灯具に関する。

従来、高輝度放電ランプ（以下ＨＩＤランプと称す）を用いた車両用灯具の分野においては、ＨＩＤランプから下向きに放射される黄色光を含む光が配光パターンに影響を及ぼすことが知られている（例えば特許文献１、特に段落００８８参照）。

特許文献１においては、ＨＩＤランプから下向きに放射される黄色光を含む光が配光パターンに影響を及ぼすのを防止するため、ＨＩＤランプから下向きに放射された黄色光を含む光を反射する反射面として、表面に黄色に対し補色の関係にある青系の染料を混入させた塗料によるトップコートを施した反射面を用い、この反射面の作用により反射光を略白色光とすることが提案されている（例えば特許文献１、特に段落００８８参照）。

特開２００５−１９０９８８号公報

しかしながら、本出願の発明者らは、黄色に対し補色の関係にある青系の色を用いても、法規で定められた白色色度範囲に充分に適合する配光パターンを形成できないこと（図１１（ａ）、（ｂ）参照）を確認した。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＨＩＤランプから下向きに放射される黄色光を含む光を用いて、法規で定められた白色色度範囲に適合する配光パターンを形成することが可能な車両用灯具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ＨＩＤランプと、前記ＨＩＤランプから放射された光のうち下向きに放射された黄色光を含む光を用いて、所定配光パターンを形成するための光を照射する光学系と、を備える車両用灯具において、前記光学系の照射方向に配置された着色レンズを備えており、前記着色レンズは、前記ＨＩＤランプからの光のうち黄色光を吸収し、前記所定配光パターンが下式の範囲内に収まるように構成された着色レンズであることを特徴とする車両用灯具。ｙ＝０．１５０＋０．６４０ｘ、ｙ＝０．４４０、ｘ＝０．５００、ｙ＝０．３８２、ｙ＝０．０５０＋０．７５０ｘ、ｘ＝０．３１０。

請求項１に記載の発明によれば、ＨＩＤランプからの光のうち黄色光を吸収し、前記所定配光パターンが下式の範囲内に収まるように構成された着色レンズの作用により、着色の原因となる黄色光の透過率が顕著に低減するため、ＨＩＤランプから下向きに放射される黄色光を含む光を用いても、配光パターン中に着色（黄色）がほとんど現れず、法規で定められた白色色度範囲（ｙ＝０．１５０＋０．６４０ｘ、ｙ＝０．４４０、ｘ＝０．５００、ｙ＝０．３８２、ｙ＝０．０５０＋０．７５０ｘ、ｘ＝０．３１０）に適合する配光パターンを形成することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、ＨＩＤランプと、前記ＨＩＤランプの上方に配置され、前記ＨＩＤランプから放射された光のうち上向きに放射された白色主体の光を用いて、第１配光パターンを形成するための光を照射する上光学系と、前記ＨＩＤランプの下方に配置され、前記ＨＩＤランプから放射された光のうち下向きに放射された黄色光を含む光を用いて、第２配光パターンを形成するための光を照射する下光学系と、前記ＨＩＤランプから斜め前方上向きに放射された白色主体の光を用いて、前記第２配光パターン中の黄色に着色された領域に重畳される白色領域を形成するための光を照射する補正光学系と、前記下光学系の照射方向に配置された着色レンズと、を備えており、前記着色レンズは、前記ＨＩＤランプからの光のうち黄色光を吸収し、前記所定配光パターンが下式の範囲内に収まるように構成された着色レンズであることを特徴とする車両用灯具。ｙ＝０．１５０＋０．６４０ｘ、ｙ＝０．４４０、ｘ＝０．５００、ｙ＝０．３８２、ｙ＝０．０５０＋０．７５０ｘ、ｘ＝０．３１０。

請求項２に記載の発明によれば、ＨＩＤランプの種類や製品バラツキに起因して、補正光学系のみでは、配光パターンに対する着色（黄色）領域の影響が充分に緩和されず、法規で定められた白色色度範囲に適合する配光パターンを形成できないとしても、着色レンズの作用により、着色の原因となる黄色光の透過率が顕著に低減するため、着色（黄色）領域がほとんど現れず、法規で定められた白色色度範囲に適合する配光パターンを形成することが可能となる。

また、請求項２に記載の発明によれば、補正光学系を備えており、当該補正光学系である程度着色（黄色）領域の影響が緩和される分、着色レンズの着色を薄くし、透過率を向上させることが可能となる（光利用効率の向上）。

すなわち、請求項２に記載の発明によれば、単純に着色レンズを配置するのではなく、補正光学系と組み合わせることで、光利用効率が極めて高く、なおかつ、法規で定められた白色色度範囲に適合する合成配光パターンを形成することが可能となる車両用灯具を実現することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記着色レンズは、ＣＩＥ色度座標中の０．４６２６７≦ｘ≦０．４６６９８、０．４００９６≦ｙ≦０．４０２５７の色度範囲に含まれる赤系の着色レンズであることを特徴とする。

これは、着色レンズの色度の例示である。従って、着色レンズは他の赤系の色で着色されていてもよい。なお、着色レンズとして赤系の着色レンズを用いれば、非点灯時に赤系の見栄えとなり、北米法規（例えば北米カリフォルニア州法では前照灯に青色使用は不可であることが定められている）にも対応することが可能な車両前照灯ユニットを構成することが可能となる。

本発明によれば、ＨＩＤランプから下向きに放射される黄色光を含む光を用いて、法規で定められた白色色度範囲に適合する配光パターンを形成することが可能な車両用灯具を提供することが可能となる。

実施の形態の車両用前照灯ユニットを示した斜視図 図１に示した車両用前照灯ユニットの縦断面図 図１に示した車両用前照灯ユニットの正面図 図１に示した車両用前照灯ユニットの右側面図 図１に示した車両用前照灯ユニットの配光パターンの形状を示した説明図 第二反射面の位置関係を示した概略横断面図 図３のＡ−Ａ線に沿う車両用前照灯ユニットの縦断面図 図３のＢ−Ｂ線に沿う車両用前照灯ユニットの縦断面図 ４種類のＨＩＤランプ１６を用い、それぞれのＨＩＤランプ１６により形成される配光パターンが法規で定められた白色色度範囲に適合するか否かを評価した結果を表す表である。 ４種類のＨＩＤランプ１６の中に、法規で定められた白色色度範囲に適合しないものが存在することを表す図である。 （ａ）黄色に対し補色の関係にある青系の着色レンズを用いても、法規で定められた白色色度範囲に適合する配光パターンを形成できないことを表す図、（ｂ）図１１（ａ）の部分拡大図である。 着色レンズ４０の色度範囲を説明するための表である（表中、Ｓは複数の測定値のうち中央値であり、Ｕは複数の測定値のうち上限値であり、Ｌは複数の測定値のうち下限値であることを表している）。 上記色度範囲に含まれる赤系の着色レンズの透過色を測定した結果（分光測色計（KONICA MINOLTA CM-3700d）を用いた）を、縦軸が透過率、横軸が波長の座標系にプロットしたグラフである。 第二反射面２０の照射方向に着色レンズ４０を配置した車両用前照灯ユニット１０の斜視図である。 第二反射面２０の照射方向に着色レンズ４０を配置した車両用前照灯ユニット１０の正面図である。 各種の（あるいは製品バラツキがある）ＨＩＤランプ１６を用いたとしても、法規で定められた白色色度範囲に適合する配光パターンを形成することが可能となることを表す図である。 着色レンズ４０の透過率を説明するための表である（表中、Ｓは複数の測定値のうち中央値であり、Ｕは複数の測定値のうち上限値であり、Ｌは複数の測定値のうち下限値であることを表している）。 ＳＡＥ、ＥＣＥ規格により定められた白色色度範囲を説明するための図である。

以下、添付図面に従って本発明に係る車両用前照灯ユニットの好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、実施の形態の車両用前照灯ユニット１０の全体斜視図、図２は車両用前照灯ユニット１０の縦断面図、図３は車両用前照灯ユニット１０の正面図、図４は車両用前照灯ユニット１０の右側面図である。これらの図に示す車両用前照灯ユニット１０は、車両の左側に配置される車両用前照灯具に設けられるものである。

車両用前照灯ユニット１０は、図２の如くユニット光軸（投影レンズ１２の光軸）Ａｘの前方側から後方に向けて投影レンズ１２、遮光板１４、ＨＩＤランプ（例えば、Ｄ２Ｓバーナ）１６、及び第一反射面１８が配置されて構成される。また、ＨＩＤランプ１６は、ユニット光軸Ａｘの所定量下方位置に配置され、このＨＩＤランプ１６の下方に第二反射面２０が配置されている。

図２の如く投影レンズ１２は、光出射面１２Ａが凸面で光入射面１２Ｂが平面の平凸レンズで構成されている。また、投影レンズ１２は、ＨＩＤランプ１６側であって、遮光板１４の上縁部１４Ａの近傍に焦点Ｆを備え、その焦点Ｆを含む焦点面上の像を反転像として前方に投影する。なお、図２の符号２２は、投影レンズ１２を保持するレンズホルダであり、このレンズホルダ２２は、筒状に形成されてその基端部が第一反射面１８に遮光板１４を介して連結されている。

第一反射面１８は、ＨＩＤランプ１６の近傍に第一焦点Ｆ１を有するとともに、遮光板１４の上縁部１４Ａの近傍に第二焦点Ｆ２を有する楕円系反射面である。

遮光板１４は、すれ違いビーム用配光パターンを形成するために、ＨＩＤランプ１６から投影レンズ１２に向う上向きの光を遮光するとともに、その上縁部１４Ａが第一反射面１８の長軸Ｚに略接する高さに設定されている。

第二反射面２０は、水平方向において投影レンズ１２の下方に配置されるとともに、ＨＩＤランプ１６の近傍に焦点Ｆ３を有する反射面である。この第二反射面２０については後述する。

ＨＩＤランプ１６は、第一反射面１８の後部に形成されたバルブ挿入孔１８Ａから挿入配置される縦型フィラメントのものが採用されているが、バルブ挿入孔１８Ａから挿入されるものに限定されず、第一反射面１８と一体に組み付けられたものであってもよい。また、第一反射面１８に遮光板１４、レンズホルダ２２、プレート２４（図１参照）及びＨＩＤランプ１６が取り付けられて車両用前照灯ユニット１０が構成されているため、投影レンズ１２、遮光板１４、ＨＩＤランプ１６、及び第一反射面１８の位置精度が高められている。

このように構成された車両用前照灯ユニット１０によれば、ＨＩＤランプ１６を点灯すると、ＨＩＤランプ１６から上方に照射された輝度の高い光束は、第一反射面１８で反射されて第二焦点Ｆ２で焦点を結び、投影レンズ１２の光入射面１２Ｂに入射する。そして、光出射面１２Ａから出射することで図５に示す、周知のすれ違いビーム用配光パターンＡを形成する。

一方、図２のＨＩＤランプ１６から下方に照射された輝度の高い光束は、遮光板１４で遮られることなく、ＨＩＤランプ１６の下方位置に配置された第二反射面２０で前方に反射される。そして、この反射光は、投影レンズ１２を介することなく、投影レンズ１２の前方に照射され、図５に示す、すれ違いビーム用配光パターンＡと一部が重なる配光パターンＢを形成する。また、配光パターンＢを形成するために、図１の第二反射面２０で上向きに反射された余分な光を、第一反射面１８の外側で第二反射面２０の上方に配置されたプレート２４によって遮光している。

図５に示す配光パターンＡ、Ｂは、車両の左側前照灯の配光パターンを示している。配光パターンＡは、主として路面の左車線を照射し、配光パターンＢは、主として左車線の路側帯を照射している。

このように実施の形態の車両用前照灯ユニット１０によれば、図２の如く投影レンズ１２、遮光板１４、ＨＩＤランプ１６、及び第一反射面１８を有する車両用前照灯ユニットにおいて、ＨＩＤランプ１６をユニット光軸Ａｘに対して下方に配置するとともに、そのＨＩＤランプ１６の下方に第二反射面２０を備え、ＨＩＤランプ１６から下方に出射した直射光を、すなわち、すれ違いビーム用配光パターンＡ（図５参照）を形成するうえで利用されない光を、第二反射面２０によって投影レンズ１２を介さずに投影レンズ１２の前方に反射することで大光量の配光を得るようにしている。詳述すれば、投影レンズ１２の取り込み角α内の光を第一反射面１８にて捕捉して第一反射面１８にて反射し投影レンズ１２を介して照射する光にてすれ違いビーム用配光パターンＡを形成し、ＨＩＤランプ１６より下方で取り込み角αより下側における取り込み角βの光を第二反射面２０にて捕捉して投影レンズ１２を介さず照射する光にて投影レンズ１２の前方に反射することで大光量の配光を得るようにしている。

したがって、本実施の形態の車両用前照灯ユニット１０によれば、ＨＩＤランプ１６を投影レンズ１２のユニット光軸Ａｘに対して下方に配置するものの、構成的には第二反射面２０を付加しただけの構成となる。よって、従来の車両用前照灯ユニットと比較して、部品点数を増やすことなく、すれ違いビーム用配光パターンＡを形成するうえで利用されない光を有効利用して大光量の配光を得ることができる。

ところで、ＨＩＤランプ１６をユニット光軸Ａｘ上に配置すると、ＨＩＤランプ１６と第二反射面２０との距離が長くなることから、第二反射面２０を大型にせざるを得ない。何故ならば、図２と同一の下側取り込み角βを保持したままＨＩＤランプ１６をユニット光軸Ａｘの位置に配置した場合には、ＨＩＤランプ１６と第二反射面２０との距離が長くなるので、それに従って第二反射面２０を大型にしなければ同一の下側取り込み角βを得ることができないからである。つまり、第二反射面２０は、ＨＩＤランプ１６から下方に照射された光を、投影レンズ１２を介さずに投影レンズ１２の前方に反射させる機能を有することから、投影レンズ１２のユニット光軸Ａｘに対する第二反射面２０の位置は設計的に決定されるものである。これを踏まえて、実施の形態の車両用前照灯ユニット１０の如く、ＨＩＤランプ１６をユニット光軸Ａｘに対して下方に配置すれば、その位置が決定されている第二反射面２０とＨＩＤランプ１６との距離が短くなるので、第二反射面２０を図２の如く小型化できる。第二反射面２０が小型になれば、車両用前照灯ユニット１０全体が小型になり軽量化にもつながる。

また、車両用前照灯ユニット１０の第一反射面１８の下端縁部１８Ｂは、投影レンズ１２の取り込み角範囲αの下端に一致されるとともに、ユニット光軸Ａｘに略平行な水平面に沿って配置されている。

従来の通常構成の車両用前照灯ユニットでは、ＨＩＤランプの下側の光が投影レンズに入射する経路において、第一反射面で反射した光の一部がＨＩＤランプによって遮光しているため、ＨＩＤランプ自身が遮光物になっている。ＨＩＤランプを下に下げると、前記遮光が顕著になるため、投影レンズの取り込み角範囲内にＨＩＤランプの下側から投影レンズに入射させる反射面があることは無駄であり、その反射面は不要である。

そこで、図２の車両用前照灯ユニット１０の如く、第一反射面１８の下端縁部１８Ｂを、投影レンズ１２の取り込み角範囲αの下端に一致させるとともに、ユニット光軸Ａｘに略平行な水平面に沿って配置した。これにより、ＨＩＤランプ１６の下側から投影レンズ１２に入射させる反射面が無くなり、ＨＩＤランプ１６から下側に照射された直射光は第二反射面２０に向うので、ＨＩＤランプ１６から下側に向うＨＩＤランプ１６の光束を有効利用することができる。

また、図２の如く、ＨＩＤランプ１６を第一反射面１８に形成されたバルブ挿入孔１８Ａから挿入配置する車両用前照灯ユニット１０の場合には、バルブ挿入孔１８Ａの下端縁部１８Ｂと投影レンズ１２の取り込み角範囲αの下端とを一致させ、投影レンズ１２の取り込み角範囲αの下方位置にＨＩＤランプ１６を配置することが好ましい。これにより、ＨＩＤランプ１６の下側から投影レンズ１２に入射させる反射面が少なくなり、ＨＩＤランプ１６から下側に照射された直射光のほとんどは第二反射面２０に向うので、ＨＩＤランプ１６から下側に向うＨＩＤランプ１６の光束を有効利用することができる。

更に、第二反射面２０は、前述の如くＨＩＤランプ１６付近に焦点Ｆ３を有し、第二反射面２０の光軸が投影レンズ１２のユニット光軸Ａｘに対し、外側３０度〜４５度方向（図５においては左側車両用前照灯を示すので図面左方向に相当）となるような形状に横断面が形成される。

図６は、第二反射面２０の概略横断面図である。第二反射面２０は横断面において放物系反射面とした二つの反射面２０ａ、２０ｂを備え、外側３０度〜４５度方向の範囲内に各々の焦点Ｆ４ａ、Ｆ４ｂを持つ。また、第二反射面２０は、反射光線方向の縦断面形状が放物線形状に形成され、ＨＩＤランプ１６から下方に出射する光を反射して、ユニット光軸Ａｘ方向から外側方向へ最大９０度まで左右に拡散配光する。これにより、図５に示した配光パターンＢを得ることができる。

図５によれば、すれ違いビーム用配光パターンＡの左側方に、すれ違いビーム用配光パターンＡと一部重なる配光パターンＢを水平方向に延長して形成することができるので、ＨＩＤランプ１６からの光を広範囲に照射でき、且つ左折時及び屈曲路にて歩行者、障害物を早期に発見することができる。また、配光パターンＢを自動車近傍のエリアを照射するように設定することで、運転者の周囲を明るくすることができるので運転者にとって明るく感じることができ運転し易いものとなる。

このとき、配光パターンＡと配光パターンＢとが重なる領域を設けることで、重なる領域を明るくすることができる。特に、自動車近傍のエリア（重なっているエリア）を明るくして運転し易いものとした。そのため、配光パターンＢにて重なっているエリアを照射する光路として、ＨＩＤランプ１６から下方の第二反射面２０に直接入射する光を有効利用するのが、効率が良いことになる。しかし、ＨＩＤランプ１６の真下、すなわち、ＨＩＤランプ１６の管球の下部に溜まったメタルハライド成分の黄色領域を通過し、ＨＩＤランプ１６の下の第二反射面２０で反射した黄色光を、投影レンズ１２を介さずに斜め前方（道路左側通行の場合において、車線左側の歩行者用道路）を狙って照射することになる。そのため、この部分（４０Ｌ−３０Ｌ）を明るくして歩行者等の視認性を向上させることができるが、同時にこの部分に黄色味が顕著に現れるものである。

そこで、実施の形態の車両用前照灯ユニット１０は、第二反射面２０を備えたことに起因する領域Ｃの黄色の発生を抑制するために、図２の如く、楕円系反射面である第三反射面３０と放物面系反射面である第四反射面３２とを付加している。なお、他の方法として、黄色味を帯びるＨＩＤランプ１６から真下に向う光を拡散させて利用することも考えられるが、黄色味を帯びない程度にまで拡散させるのでは、明るさが不足し自動車近傍のエリア（例えば領域Ｃ）を明るくして運転し易いものとすることは難しい。特にＨＩＤランプ１６から放射される光束を直接利用することで、より効率を上げることが可能となるので、ＨＩＤランプ１６から第二反射面２０に向う光を、上記した配光パターンＡと配光パターンＢとが重なる領域に向って照射することが好適である。

すなわち、ＨＩＤランプ１６から上方に出射された白色光を、第三反射面３０によって下方に反射し、第三反射面３０で反射された白色光を第四反射面３２によって反射し、第二反射面２０で反射されて形成される図５の配光パターンＢのうち黄色となる領域Ｃに、水平方向で鉛直軸から約０°〜４５°の領域Ｄの白色光を重畳している。これにより、領域Ｃの黄色が白色となる。具体的には、黄色光と同等の光度（黄色光４０００ｃｄに対して白色光４０００ｃｄ）の白色光を重畳することにより黄色を白色としている。したがって、この車両用前照灯ユニット１０によれば、光源としてＨＩＤランプ１６を使用した際の配光パターンの黄色発生を抑えることができる。

第三反射面３０と第四反射面３２について説明すると、第三反射面３０は、図２の如くＨＩＤランプ１６の前方であって第一反射面１８の上方に配置されている。また、第三反射面３０は、ＨＩＤランプ１６の付近に焦点Ｆ５を有するとともに、投影レンズ１２の焦点Ｆの前方であってユニット光軸Ａｘの下方に焦点Ｆ６を有する。したがって、ＨＩＤランプ１６から前方斜め上方に照射された白色光が第三反射面３０によって下方に反射される。また、第三反射面３２は、前述した黄色光と同等の光度を得るために、図２の如く投影レンズ１２側に向けて延設され、その反射面の面積を確保している。

一方、第四反射面３２は、第三反射面３０の下方であって、図３の如く第二反射面２０の側方で、かつ、図４の如く第二反射面２０に対して若干量前方に突出した位置に配置されている。また、第四反射面３２は、第三反射面３０の焦点Ｆ６を焦点Ｆ７に持つ放物面に形成されている。更に、第四反射面３２は、第三反射面３２で反射された、黄色光と同等の光度の白色光を有効に反射させるための面積が確保されている。

かかる配置構成により、第三反射面３０によって反射された、黄色光と同等の光度の白色光が第四反射面３２によって、投影レンズ１２を介さずに投影レンズ１２の前方に有効に反射され、図５の領域Ｃの黄色光に領域Ｄの白色光を重畳する。

なお、実施の形態では、黄色が発生する領域を、水平方向で鉛直軸から約２５°〜４５°の領域Ｃとしたが、これに限られるものではない。第二反射面２０の設計により他の領域に黄色光が発生する場合には、その領域を含むように第三反射面３０、第四反射面３２を設計し、第三反射面３０から第四反射面３２で反射した白色光を、その領域の黄色光に重畳すればよい。

また、本実施の形態では第一反射面１８、第二反射面２０、第三反射面３０、及び第四反射面３２を備えて、配光パターンの黄色を白色とする車両用前照灯ユニット１０について説明したが、配光パターンの黄色を白色とすることのみを目的とする車両用前照灯ユニットであれば、その上位概念として、配光パターンの所定の領域に黄色が発生する投影光学系と、その黄色を白色とする補正光学系とを備えた車両用前照灯ユニットであればよい。すなわち、実施の形態では、第一反射面１８と第二反射面２０とが投影光学系を構成し、第三反射面３０と第四反射面３２とが補正光学系を構成しており、全体として４枚の反射面１８、２０、３０、３２を備えた車両用前照灯ユニット１０について説明している。しかしながら、配光パターンの所定の領域に黄色が発生する投影光学系であれば、その反射面の数は２枚に限定されるものでもなく、また、黄色を白色とする補正光学系であれば、その反射面の数は２枚に限定されるものでもない。

図７は、図３に示した車両用前照灯ユニット１０のユニット光軸Ａｘを通るＡ−Ａ線に沿う縦断面図であり、主として第三反射面３０と第四反射面３２の配置構成を示した図である。

同図によれば、第三反射面３０の基端部は、ユニット光軸Ａｘの後方に延設され、第一反射面１８に形成されたソケット保持用口金１９に固定されている。一方、第四反射面３２の基端部は、反射面を構成しないブラケット３４と一体化されており、このブラケット３４がソケット保持用口金１９に固定されている。

図８は、図３に示した車両用前照灯ユニット１０のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図であり、主として第二反射面２０の配置構成を示した図である。

同図によれば、第二反射面２０の基端部は、ユニット光軸Ａｘの後方に延設され、ソケット保持用口金１９に固定されている。また、第二反射面２０の下部には、周知のオーバーヘッド用配光の配光パターンを形成する第五反射面３６が形成されている。

上記構成の車両用前照灯ユニット１０によれば、図２に示すように、ＨＩＤランプ１６から斜め前方上向きに放射された白色主体の光Ｒａｙ１が、第三反射面３０、第四反射面３２（本発明の補正光学系に相当）の作用により、合成配光パターン中の着色（黄色）領域Ｃ（例えば４０００ｃｄ）に重畳する白色領域Ｄ（例えば４０００ｃｄ）を形成するように配光制御される（図５参照）。この白色領域Ｄの作用により着色（黄色）領域Ｃの影響が緩和されるため、法規で定められた白色色度範囲に適合する合成配光パターン（図５参照）を形成することが可能となる。

上記構成の車両前照灯ユニット１０においては、図１４、図１５に示すように、第二反射面２０の照射方向に、ＨＩＤランプ１６から下向きに放射される黄色光を含む光が透過するように、着色レンズ４０を配置するのが好ましい。

［着色レンズ４０の技術的意義］
本出願の発明者らが、ＨＩＤランプ１６として、図９に示す４種類のＨＩＤランプ（オスラム基準球、フィリップス基準球、オスラム量産球、フィリップス量産球）を用い、それぞれのＨＩＤランプにより形成される配光パターンが法規で定められた白色色度範囲（ＳＡＥ、ＥＣＥ規格により定められた白色色度範囲。図１８参照）に適合するか否かを評価した。

その結果、ＨＩＤランプの種類や製品バラツキに起因して、着色（黄色）領域Ｃの影響が充分に緩和されず、一部のＨＩＤランプでは法規で定められた白色色度範囲に適合する配光パターンを形成できないことが判明した（図９、図１０参照）。図９中の「無」欄に記載の「×」、及び、図１０中の白色色度範囲外のプロットは、このことを表している。

本出願の発明者らは、各種の（あるいは製品バラツキがある）ＨＩＤランプ１６を用いたとしても、法規で定められた白色色度範囲に適合する配光パターンを形成できるように鋭意検討を重ねた。その結果、第二反射面２０の照射方向に、着色の原因となる黄色光の透過を阻害する着色レンズを配置すれば、配光パターン中に着色（黄色）がほとんど現れず、法規で定められた白色色度範囲に適合する配光パターンを形成することが可能となる、との着想を得た。

そして、上記着想に基づき、さらに検討を進めた結果、第１に、着色レンズとして、黄色に対し補色の関係にある青系の着色レンズ（厚み：約２ｍｍ）を用いると、着色レンズを透過する青色成分が他の色成分より強いこと（又は足りないこと）等に起因し、照射光の黄色成分を充分に吸収できず、法規で定められた白色色度範囲に適合する配光パターンを形成できないこと（図１１（ａ）、図１１（ｂ）参照）、第２に、着色レンズとして、赤系の（例えば、ｘｙ色度座標中の０．４６２６７≦ｘ≦０．４６６９８、０．４００９６≦ｙ≦０．４０２５７の色度範囲に含まれる赤系の色。図１２参照）着色レンズを用いると、当該着色レンズを透過する黄色光が顕著に低減するとともに（図１３参照）黄色成分をうち消すのに充分な青色成分が着色レンズを透過するため（すなわちスペクトル上の青色成分のバランスが良い）黄色消しの効果を発揮し、法規で定められた白色色度範囲に適合する配光パターンを形成することが可能となること（図１６参照）、を見出した。図１３は、上記色度範囲に含まれる赤系の着色レンズの透過色を測定した結果（分光測色計（KONICA MINOLTA CM-3700d）を用いた）を、縦軸が透過率、横軸が波長の座標系にプロットしたグラフである。図１３を参照すると、上記色度範囲に含まれる赤系の着色レンズを透過する黄色光（波長580〜595nm）が顕著に低減していることが分かる。なお、図１１中の「Ａ光源」とは、正確に色を判断したり、測定したりする基準となる光源であり、本実施形態では、Ａ光源として色温度2854Ｋのガス入りタングステン電球を用いた。

本実施形態では、上記知見に基づき、図１４、図１５に示すように、ｘｙ色度座標中の０．４６２６７≦ｘ≦０．４６６９８、０．４００９６≦ｙ≦０．４０２５７の色度範囲に含まれる赤系の着色レンズ４０をインナーレンズとして、第二反射面２０の照射方向に配置している。なお、着色レンズ４０は、インナーレンズとしてだけでなく、例えば、アウターレンズとして、あるいはその他の形態で配置することが可能である。

本出願の発明者らは、上記構成の着色レンズ４０を用いた車両用前照灯ユニット１０によれば、各種の（あるいは製品バラツキがある）ＨＩＤランプ１６を用いたとしても、着色レンズ４０の作用により、着色の原因となる黄色光（波長580〜595nm）の透過率が顕著に低減するため（図１３参照）、着色（黄色）領域Ｃがほとんど現れず、法規で定められた白色色度範囲に適合する合成配光パターンを形成することが可能となることを確認した（図１６参照）。図１６中の白色色度範囲内のプロットは、このことを表している。

［単純に着色レンズ４０を配置するのではなく、補正光学系（第三反射面３０、第四反射面３２）と組み合わせた技術的意義］
上記のように着色レンズ４０を配置した車両前照灯ユニット１０によれば、補正光学系（第三反射面３０、第四反射面３２）を備えており、当該補正光学系（第三反射面３０、第四反射面３２）である程度着色（黄色）領域Ｃの影響が緩和される分、着色レンズ４０の着色を薄くし、透過率を向上させることが可能となる（光利用効率の向上）。

すなわち、着色レンズ４０を配置した車両前照灯ユニット１０によれば、単純に着色レンズ４０を配置するのではなく、補正光学系（第三反射面３０、第四反射面３２）と組み合わせることで、光利用効率が極めて高く、なおかつ、法規で定められた白色色度範囲に適合する合成配光パターンを形成することが可能となる車両用灯具を実現することが可能となる。図１７は、着色レンズ４０の透過率を測定した結果（スガ試験機株式会社製測定機（HGM-2DP)を用いた）を表す表である。図１７を参照すると、上記白色色度範囲に含まれる赤系の着色レンズ４０を用いた場合には、約８０％の透過率となり、実用上全く問題がないことが分かる。

以上説明したように、着色レンズ４０を配置した車両前照灯ユニット１０によれば、赤系の色で着色された着色レンズ４０の作用により、着色の原因となる黄色光の透過率が顕著に低減する（図１３参照）ため、ＨＩＤランプ１６から下向きに放射される黄色光を含む光を用いても、合成配光パターン中に着色（黄色）がほとんど現れず、法規で定められた白色色度範囲に適合する合成配光パターン（図５参照）を形成することが可能となる。

しかも、着色レンズ４０は、青系ではなく赤系の着色レンズであるため、非点灯時に赤系の見栄えとなり、北米法規（例えば北米カリフォルニア州法では前照灯に青色使用は不可であることが定められている）にも対応することが可能な車両前照灯ユニット１０を構成することが可能となる。

また、着色レンズ４０を配置した車両前照灯ユニット１０によれば、ＨＩＤランプ１６の種類や製品バラツキに起因して、補正光学系（第三反射面３０、第四反射面３２）のみでは、合成配光パターンに対する着色（黄色）領域Ｃの影響が充分に緩和されず、法規で定められた白色色度範囲に適合する合成配光パターンを形成できない（図９、図１０参照）としても、着色レンズ４０の作用により、着色の原因となる黄色光の透過率が顕著に低減するため（図１３参照）、着色（黄色）領域Ｃがほとんど現れず、法規で定められた白色色度範囲に適合する合成配光パターンを形成することが可能となる（図１６参照）。

また、着色レンズ４０を配置した車両前照灯ユニット１０によれば、補正光学系（第三反射面３０、第四反射面３２）を備えており、当該補正光学系（第三反射面３０、第四反射面３２）である程度着色（黄色）領域Ｃの影響が緩和される分、着色レンズ４０の着色を薄くし、透過率を向上させることが可能となる（光利用効率の向上）。

すなわち、着色レンズ４０を配置した車両前照灯ユニット１０によれば、単純に着色レンズ４０を配置するのではなく、補正光学系（第三反射面３０、第四反射面３２）と組み合わせることで、光利用効率が極めて高く、なおかつ、法規で定められた白色色度範囲に適合する合成配光パターンを形成することが可能となる車両用灯具を実現することが可能となる。

次に変形例について説明する。

上記実施形態では、ＨＩＤランプ１６からの光のうち黄色光を吸収し、所定配光パターンが法規で定められた白色色度範囲内に収まるように構成された着色レンズ４０として、赤系の（例えば、ｘｙ色度座標中の０．４６２６７≦ｘ≦０．４６６９８、０．４００９６≦ｙ≦０．４０２５７の色度範囲に含まれる赤系の色。図１２参照）着色レンズを例に説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、ＨＩＤランプ１６からの光のうち黄色光を吸収し、所定配光パターンが法規で定められた白色色度範囲内に収まるのであれば、赤系以外の着色レンズであってもよい。

１０…車両用前照灯ユニット、１２…投影レンズ、１４…遮光板、１６…ＨＩＤランプ、１８…第一反射面、１９…ソケット保持用口金、２０…第二反射面、２２…レンズホルダ、２４…プレート、３０…第三反射面、３２…第四反射面、３４…ブラケット、３６…第五反射面、４０…着色レンズ

Claims (3)

1. ＨＩＤランプと、前記ＨＩＤランプから放射された光のうち下向きに放射された黄色光を含む光を用いて、所定配光パターンを形成するための光を照射する光学系と、を備える車両用灯具において、
   前記光学系の照射方向に配置された着色レンズを備えており、
   前記着色レンズは、前記ＨＩＤランプからの光のうち黄色光を吸収し、前記所定配光パターンがｘｙ色度図中の下式の範囲内に収まるように構成された着色レンズであることを特徴とする車両用灯具。ｙ＝０．１５０＋０．６４０ｘ、ｙ＝０．４４０、ｘ＝０．５００、ｙ＝０．３８２、ｙ＝０．０５０＋０．７５０ｘ、ｘ＝０．３１０。
2. ＨＩＤランプと、
   前記ＨＩＤランプの上方に配置され、前記ＨＩＤランプから放射された光のうち上向きに放射された白色主体の光を用いて、第１配光パターンを形成するための光を照射する上光学系と、
   前記ＨＩＤランプの下方に配置され、前記ＨＩＤランプから放射された光のうち下向きに放射された黄色光を含む光を用いて、第２配光パターンを形成するための光を照射する下光学系と、
   前記ＨＩＤランプから斜め前方上向きに放射された白色主体の光を用いて、前記第２配光パターン中の黄色に着色された領域に重畳される白色領域を形成するための光を照射する補正光学系と、
   前記下光学系の照射方向に配置された着色レンズと、を備えており、
   前記着色レンズは、前記ＨＩＤランプからの光のうち黄色光を吸収し、前記所定配光パターンがｘｙ色度図中の下式の範囲内に収まるように構成された着色レンズであることを特徴とする車両用灯具。ｙ＝０．１５０＋０．６４０ｘ、ｙ＝０．４４０、ｘ＝０．５００、ｙ＝０．３８２、ｙ＝０．０５０＋０．７５０ｘ、ｘ＝０．３１０。
3. 前記着色レンズは、ｘｙ色度図中の０．４６２６７≦ｘ≦０．４６６９８、０．４００９６≦ｙ≦０．４０２５７の色度範囲に含まれる赤系の着色レンズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具。

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