JP2014038733A

JP2014038733A - 車両用灯具

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Publication number: JP2014038733A
Application number: JP2012179309A
Authority: JP
Inventors: Hideko Fujio; 英子藤生; Kenichi Motomura; 憲一本村
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-08-13
Filing date: 2012-08-13
Publication date: 2014-02-27

Abstract

【課題】光学設計の自由度が高く、照射される光の照射範囲、照射角度、光量を簡単に調整することができるともに車両用灯具の側方からの視認性を高めることが可能な車両用灯具を提供する。
【解決手段】
第１光入射面３７と第１光出射面３８とが形成された第１の導光体３３と、第２光入射面４３と第２光出射面４４とが形成された第２の導光体３４と、を有する導光体ユニット３１と、第１光入射面３７に向けて光Ｌを出射する光源３２と、を備え、第１の導光体３３は、第１光入射面３７に入射される光Ｌを略平行な光Ｌ１として第１光出射面３８から第２光入射面４３に向けて出射し、第２光入射面４３は、第１光出射面３８と略平行な平面部と、入射される光Ｌ３を屈折または拡散させる配光調整部と、を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、光源と導光体ユニットとを備える車両用灯具に関する。

車両は、用途に応じて様々な種類の灯具を有しており、例えば、昼間点灯用ライト（Daytime Running Lamps：以下、DRLとも称する）、テールランプ、ストップランプ、クリアランスランプ（以下、車幅灯とも称する）などを備えている。

このような車両用灯具は、用途によって要求される照射範囲、照射角度、光量などが異なるため、例えば、導光体やリフレクタなどの光学部材を用いて光学的な設計が行われている。特許文献１には、２つのレンズと１つのリフレクタを用いて前方へ光を照射する照明装置が開示されている。

特開２００７−２８７４４９号公報

しかしながら、特許文献１の照明装置では、光学部材として多くの部品を用いるため、光学設計が複雑でありその自由度が低いものであった。そのため、前方へ照射される光の照射範囲、照射角度、光量などを調整したり、また、前方以外の方向へ光を出射して車両用灯具の周囲からの視認性を高めることが困難であった。

本発明の目的は、光学設計の自由度が高く、照射される光の照射範囲、照射角度、光量などを簡単に調整することができるともに車両用灯具の周囲からの視認性を高めることが可能な車両用灯具を提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明の車両用灯具は、第１光入射面と第１光出射面とが形成された第１の導光体と、第２光入射面と第２光出射面とが形成された第２の導光体と、を有する導光体ユニットと、前記第１光入射面に向けて光を出射する光源と、を備え、前記第１の導光体は、前記第１光入射面に入射される光を略平行光として前記第１光出射面から前記第２光入射面に向けて出射し、前記第２光入射面は、前記第１光出射面と略平行な平面部と、入射される光を屈折または拡散させる配光調整部と、を有することを特徴とする。

本発明の車両用灯具において、前記平面部は前記第２光入射面において複数形成され、前記配光調整部は複数形成された前記平面部の間に形成されていることが好ましい。

本発明の車両用灯具において、前記第２の導光体の側面には、前記配光調整部から入射された光を拡散して出射する側面光拡散部が形成されていることが好ましい。

本発明の車両用灯具において、前記第２光入射面には、前記配光調整部が複数形成され、前記第２光出射面には、前記平面部から入射された光を拡散して出射する出射光拡散部が複数形成され、前記出射光拡散部が形成される配列ピッチは、前記配光調整部が形成される配列ピッチよりも大きいことが好ましい。

本発明の車両用灯具によれば、第１の導光体が略平行光を形成する機能を有し、よって、第２光入射面には略平行光が入射される。このため、車両用灯具の種類や用途に応じて要求される照射領域、照射角度、光量等に応じて、第２光入射面における配光調整部の形状を変更したり、平面部と配光調整部の割合を変更したりすることができる。すなわち、第２光入射面における設計自由度が高く確保されている。
また、配光調整部から入射される光を、第２の導光体の第２光入射面と第２光出射面との間に形成される面から出射させることができる。
このように、仮に、第２光出射面が車両用灯具の前方を向くように配置された場合、車両用灯具の前方を照射する照射光として使用されない光が車両用灯具の側方から外部へ出射されるので、車両用灯具が立体的に光ることになる。従って、例えば、歩行者が、車両用灯具を側方から見た場合であっても、車両用灯具が存在することに気付きやすく、歩行者からの被視認性（側方からの視認性）が向上する。

本発明の車両用灯具の一例である昼間点灯用ランプを備えた前照灯及びその周囲の概略平面図である。昼間点灯用ランプを備えた前照灯の正面図である。昼間点灯用ランプを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。昼間点灯用ランプにおける光路を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。導光体ユニットを構成する第２の導光体の斜視図である。導光体ユニットを構成する第２の導光体の第２光入射面側の横断面図である。第２の導光体の変形例を示す第２光入射面側の横断面図である。第２の導光体の変形例を示す図であって、（ａ）は第２光入射面側の横断面図、（ｂ）は第２光入射面側の正面図である。導光体ユニットの形状の変形例を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線の断面図、（ｃ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線の断面図である。

以下、本発明に係る車両用灯具の実施の形態の一例を、図面を参照して説明する。
なお、本実施形態では、本発明の車両用灯具を自動車等の車両の昼間点灯用ランプ（DRL：Daytime Running Lamps）として設けた場合を例示して説明する。この昼間点灯用ランプは、対向車や歩行者などに自車の存在を周知させるなどのために昼間などに点灯される。また、以下の説明における前後、上下及び左右の各方向は、昼間点灯用ランプが搭載された車両が水平面を直進走行している状態に相当する基準姿勢にあり、且つ運転者が前方を向いているときの当該運転者の視点を基準とする。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る車両用灯具である昼間点灯用ランプ１１は、車両１２の前部に設けられる左右一対の前照灯１３に内蔵されている。この昼間点灯用ランプ１１は、薄い直方体状に形成され、上下方向に沿って配置されている。

前照灯１３は、灯具ボディ２１と、灯具ボディ２１の前方側の開口部分を覆う透光性を有するアウターレンズ２２とを備えており、これらの灯具ボディ２１とアウターレンズ２２とで灯室Ｓが形成されている。灯室Ｓには、夜間等における車両１２の走行時に前方を照明する際に点灯されるヘッドランプ２３とともに、本実施形態に係る車両用灯具である昼間点灯用ランプ１１が収容されている。

昼間点灯用ランプ１１は、図３（ａ）〜（ｃ）及び図４（ａ）、（ｂ）に示すように、導光体ユニット３１と、光源３２とを備えている。
導光体ユニット３１は、第１の導光体３３と、第２の導光体３４とを有している。これらの第１の導光体３３及び第２の導光体３４は、導光性に優れた樹脂からなる板体であり、互いに前後に直列に配置されている。なお、図３（ｂ）の左側が車両前方であり、右側が車両後方である。

光源３２は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなる発光素子４１を備えており、この発光素子４１が第１の導光体３３と対向する位置に配置されている。そして、光源３２は、発光素子４１の光を第１の導光体３３へ向けて出射し、この発光素子４１の光が第１の導光体３３へ入射する。

第１の導光体３３は、光源３２側に、光源３２側へ向かって突出する略円錐形状に形成された複数の光入射部３５を有している。これらの光入射部３５には、その頂部に、凹部３６が形成されている。これらの光入射部３５には、凹部３６の底面部分に、それぞれ略円錐形状に形成された第１光入射面３７が形成されており、この第１光入射面３７と対向する位置に、光源３２の発光素子４１が配置されている。また、第１の導光体３３は、光源３２と反対側が平坦面からなる第１光出射面３８を有している。

そして、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、光源３２の発光素子４１の光Ｌの一部は、第１の導光体３３の第１光入射面３７へ向けて出射され、第１光入射面３７から第１の導光体３３の内部へ入射する。第１の導光体３３の第１光入射面３７には、光源３２の発光素子４１からの光Ｌが入射され、その際の屈折により、光Ｌは車両１２の前方へ向かう略平行光Ｌ１となる。光Ｌ１は、第１光出射面３８から第２の導光体３４の後述する第２光入射面４３に向けて出射する。なお、光源３２の発光素子４１の光Ｌの他の一部は、凹部３６の内周面から入射し、光入射部３５の周面で反射して車両１２の前方へ向かう略平行光Ｌ１となる。これらの光Ｌ１は、第１光出射面３８から第２の導光体３４の第２光入射面４３に向けて出射される。なお、略平行光とは、第１の導光体３３の側面と完全に平行な光だけではなく多少傾いている光も含むものである。

第１の導光体３３は、第１光入射面３７及び第１光出射面３８を除く外周が、遮光カバー３９（図３参照）によって覆われている。また、遮光カバー３９によって、光源３２の発光素子４１の周囲も覆われている。これにより、第１の導光体３３の周囲からの漏光が抑制され、また、光源３２の発光素子４１を外部から視認されづらくし、意匠性を高めて見栄えを良くすることができる。

第２の導光体３４は、第１の導光体３３側に、第２光入射面４３を有しており、この第２光入射面４３が、第１の導光体３３の第１光出射面３８と対向する位置に間隔をあけて配置されている。また、この第２の導光体３４は、第１の導光体３３と反対側に、第２光出射面４４を有しており、この第２光出射面４４が車両１２の前方へ向けて配置されている。

第２光入射面４３は、図５及び図６に示すように、複数の平面部５１と、複数の配光調整部５２とを有している。これらの平面部５１及び配光調整部５２は、第２の導光体３４の厚み方向（すなわち車両の左右方向）と直交する方向、即ち、上下方向に沿って形成されている。平面部５１は、第１の導光体３３の第１光出射面３８と略平行な平面からなるもので、これらの平面部５１は、第１光出射面３８に対する距離が交互に異なっている。配光調整部５２は、平面部５１の間に形成された断面視円弧状に凹む曲面からなる。なお、略平行な平面とは、第１光出射面３８と完全に平行な面だけではなく多少傾いている平面も含むものである。

第２光入射面４３における平面部５１は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の導光体３３の第１光出射面３８から入射される光Ｌ１をそのまま車両１２の前方へ向かう略平行な光Ｌ２として第２光出射面４４へ導く。これに対して、配光調整部５２は、第１の導光体３３の第１光出射面３８から入射される光Ｌ１を、配光調整部５２に入射する際に屈折または拡散させる。これにより、配光調整部５２は、入射される光Ｌ１を、平面部５１で入射される光Ｌ２とは異なる方向である第２の導光体３４の側面３４ａへ向かう光Ｌ３として導く。この第２の導光体３４の側面３４ａへ導かれた光Ｌ３の一部は、側面３４ａから外部へ出射する。なお、この光Ｌ３の他の一部は、側面３４ａで反射しながら第２光出射面４４へ導かれる。

また、第２の導光体３４の側面３４ａには、複数の側面光拡散部５３（図３、図５参照）が形成されている。これらの側面光拡散部５３は、第２の導光体３４の表面にシボ加工を施すことで設けられたもので、入射された光Ｌ３を拡散して外部へ出射する。なお、シボ加工の仕方としては、第２の導光体３４の成形用の金型にエッチング加工等でシボを形成し、この金型で第２の導光体３４を成形することで、第２の導光体３４の表面にシボを形成する方法や、成形した第２の導光体３４の表面にサンドブラストでシボを直接形成する方法などがある。

第２の導光体３４の第２光出射面４４には、出射光拡散部５４が複数形成されている。これらの出射光拡散部５４は、それぞれ外方へ突出する略球面状に形成されており、出射光拡散部５４に入射された光を拡散して外部へ出射する。これらの出射光拡散部５４における第２の導光体３４の厚さ方向の配列ピッチは、第２光入射面４３の配光調整部５２における第２の導光体３４の厚さ方向（すなわち車両の左右方向）の配列ピッチよりも大きくされている。

本実施形態によれば、上記構成の昼間点灯用ランプ１１を点灯させるべく、光源３２の発光素子４１が発光すると、発光素子４１の光Ｌは、導光体ユニット３１を構成する第１の導光体３３で略平行光Ｌ１として第２の導光体３４へ導かれる。そして、この第２の導光体３４では、第２の導光体３４の平面部５１から入射した光Ｌ２及び配光調整部５２から入射して両側面３４ａで反射した光Ｌ３の反射光が、第２光出射面４４に形成された出射光拡散部５４で拡散され、昼間点灯用ランプ１１の前方を照射する照射光である前方照射光として外部へ出射される。また、第２光入射面４３の配光調整部５２によって両側面３４ａへ導かれた光Ｌ３の一部が、この第２の導光体３４の両側面３４ａから外部へ出射される。

これにより、昼間点灯用ランプ１１は、その導光体ユニット３１の第２の導光体３４の第２光出射面４４とともに両側面３４ａが光ることとなる。つまり、昼間点灯用ランプ１１では、導光体ユニット３１の第２の導光体３４が立体的に光ることとなる。

このように、本実施形態の昼間点灯用ランプ１１によれば、第１の導光体３３が略平行光Ｌ１を形成する機能を有し、よって、第２の導光体３４の第２光入射面４３には略平行光Ｌ１が入射される。このため、昼間点灯用ランプ１１で要求される照射領域、照射角度、光量等に応じて、配光調整部５２の断面視円弧状に凹む曲面の形状や、平面部５１と配光調整部５２の割合を変更することができる。すなわち、第２光入射面４３は設計自由度が高く確保されている。

また、配光調整部５２から入射される光を第２の導光体３４の第２光入射面４３と第２光出射面４４との間に形成される側面３４ａから出射させることができる。
このように、前方照射光として使用されない光を側方から外部へ出射させることで、昼間点灯用ランプ１１を立体的に光らせることができる。従って、例えば、歩行者が、昼間点灯用ランプ１１を側方から見た場合であっても、昼間点灯用ランプ１１が存在することに気付きやすく、歩行者からの被視認性（側方からの視認性）が向上する。これにより、歩行者に対して車両１２の存在を認識させて注意喚起を促しやすくなる。

また、第２の導光体３４の近傍をぼんやりと光らせることができるため、プロジェクタ型またはパラボラ型のヘッドランプ２３の周囲を覆ったりするなど、他の灯具の立体形状と併せて立体的に見せることができ、意匠性を向上させて見栄えを良くすることができる。

ところで、ひとつの導光部材の入射面に、略平行光を形成する略円錐形状と、光を側方へ屈折や拡散させる所定のスリット等の形状とを形成する設計であると、導光部材の入射面の形状が複雑になってしまう。そのような導光部材は、金型で成形する際に複雑形状の入射面での脱型が困難となる。つまり、入射光から略平行光を形成する機能と入射光を側方へ屈曲や拡散させる機能を併せ持つ導光部材は、金型で成形するのが困難である。

これに対して、本実施形態の昼間点灯用ランプ１１は、導光部材を、第１の導光体３３と第２の導光体３４との２部品とし、第１の導光体３３に略平行光を形成する機能を持たせ、第２の導光体３４に屈折や拡散機能を持たせている。このような昼間点灯用ランプ１１は、導光部材の各々の形状の単純化を図ることができ、金型での成形の容易化が可能となる。つまり、導光部材の製造の容易化を図ることができる。また、第２の導光体３４における第２光入射面４３では、全ての光を略平行光にする機能を持たせる必要が無いことから、第２の導光体３４の第２光入射面４３の設計自由度を高く確保することができる。

また、第２の導光体３４では、平面部５１が、第２光入射面４３において複数形成され、配光調整部５２が複数形成された平面部５１の間に形成されているので、第２光出射面４４における前方照射光の光量を全体にわたって均一に調整することができる。
しかも、本実施形態のように、配光調整部５２を断面視円弧状の曲面形状とすれば、その曲面の曲率を変更することで、第２の導光体３４の内部を全反射する光を増減させることができ、前方照射光の光量を容易に調整することができる。

さらに、第２の導光体３４の側面３４ａに、配光調整部５２から入射された光Ｌ３を拡散して出射する側面光拡散部５３を形成したことで、車両用灯具である昼間点灯用ランプ１１の立体感をさらに向上させ、良好な奥行き感を出すことができる。また、側方の光を、一定の範囲を照射する照射光としても利用することが可能になる。

また、第２光出射面４４に、平面部５１から入射された光Ｌ２や側面３４ａで反射した光Ｌ３を拡散して出射する出射光拡散部５４を複数形成し、出射光拡散部５４が形成される配列ピッチを配光調整部５２が形成される配列ピッチよりも大きくしたことで、前方照射光を拡散させ、この前方照射光を一定の範囲へ照射することができる。

次に、導光体ユニット３１を構成する第２の導光体３４の変形例について説明する。
図７に示すように、第１の変形例に係る第２の導光体３４Ａでは、平面部５１の間に設けられた配光調整部５２が、隣接する平面部５１を繋ぐ平面形状の傾斜面から構成されている。この配光調整部５２の傾斜面は、この傾斜面から側面３４ａに向かう屈折光Ｌ３が、側面３４ａで全反射する角度を有するように設定されている。

このような傾斜面からなる配光調整部５２を有する第２の導光体３４Ａの場合、第１の導光体３３の第１光出射面３８から入射される光Ｌ１の一部が、配光調整部５２に入射する際に屈折され、平面部５１から入射される光Ｌ２とは異なる方向である第２の導光体３４Ａの側面３４ａへ向かう光Ｌ３として導かれる。そして、光Ｌ３は、側面３４ａで反射しながら第２光出射面４４へ導かれる。また、側面３４ａに側面光拡散部５３が設けられている場合、この側面光拡散部５３へ導かれた光Ｌ３は、側面３４ａから外部へ出射される（図７中の破線矢印）。これにより、第２の導光体３４Ａは、第２光出射面４４とともに両側面３４ａが光り、よって、立体的に光ることとなる。

図８（ａ）、（ｂ）に示すように、第２の変形例に係る第２の導光体３４Ｂでは、各平面部５１が同一平面内に形成されており、これらの平面部５１の間に、シボ加工を施してなる配光調整部５２が形成されている。

このようなシボ加工を施した配光調整部５２を有する第２の導光体３４Ｂの場合、第１の導光体３３の第１光出射面３８から入射される光Ｌ１の一部が、配光調整部５２で拡散される。拡散された光の一部は、平面部５１から入射される光Ｌ２とは異なる方向である第２の導光体３４Ｂの側面３４ａへ向かう光Ｌ３として導かれる。そして、この第２の導光体３４Ｂの側面３４ａへ導かれた光Ｌ３は、側面３４ａから外部へ出射される。また、この光Ｌ３の一部は、側面３４ａで反射しながら第２光出射面４４へ導かれる。これにより、第２の導光体３４Ｂは、第２光出射面４４とともに両側面３４ａが光り、よって、立体的に光ることとなる。

配光調整部５２としては、断面視円弧状の曲面または平面形状の傾斜面にシボ加工を施したものでも良く、このような配光調整部５２を設ければ、さらに良好に光を拡散させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に例示したもの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において適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、昼間点灯用ランプ１１を、前照灯１３の灯室Ｓ内で上下方向に沿って配置された直方体状としたが、図９（ａ）に示すように、ヘッドランプを囲うようなＵ字状や、また円筒状としても良く、その形状はこの例に限られない。また、上記実施形態では、前照灯１３の昼間点灯用ランプ１１を例示して説明したが、本発明の車両用灯具としては、昼間点灯用ランプ１１に限らず、テールランプ、ストップランプ、あるいは車幅灯であるクリアランスランプ等の他の照明にも光量を調整して適用可能である。

図９（ａ）〜（ｃ）を用いて、導光体ユニットの形状の変形例について説明する。なお、この導光体ユニット１００は、第１の導光体と第２の導光体の形状が正面視でＵ字状である点以外は上述の導光体ユニット３１とは同様であり同様の機能を有するものである。図９（ａ）に示すように、この導光体ユニット１００は、正面視Ｕ字状の第１の導光体（図示省略）と第２の導光体３４Ｃとを有している。

具体的には、第２の導光体３４Ｃは、長方形の板状の底面部３４１と、底面部３４１の一端（右端）から上方に向けて、外側（右側）にやや膨らむように湾曲しつつ延出する右側面部３４２と、底面部３４１の他端（左端）から上方に向けて、外側（左側）にやや膨らむように湾曲しつつ延出する左側面部３４３とを有しており、正面視で上方に開口部を有するＵ字状となっている。

なお、図９（ａ）では、第１の導光体は、第２の導光体３４Ｃと同じＵ字状の形状であって、第２の導光体３４Ｃの後方に配置されているため図示を省略している。第１の導光体の機能は上述の例と同様である。つまり、第１の導光体は、第１光入射面及び第１光出射面を有しており、第１光入射面に入射された光を略平行光として、第１光出射面から、第２導光体３４Ｃの第２光入射面４３に向けて出射するものである。

また、図９（ｂ）〜（ｃ）に示すように、第２の導光体３４Ｃは、平面部５１と配光調整部５２とが形成された第２光入射面４３と、出射光拡散部５４が形成された第２光出射面４４とを有している。右側面部３４２の第２光入射面４３に形成される配光調整部５２は、右側面部３４２の形状に沿って、底面部３４１の一端（右端）から上方に向けて、外側（右側）にやや膨らむように湾曲するように形成されている。また、第２光出射面４４も同様に、右側面部３４２の形状に沿って形成されている。

また、光側面部３４３の第２光入射面４３に形成される配光調整部５２も同様に、左側面部３４３の形状に沿って、底面部３４１の他端（左端）から上方に向けて、外側（左側）にやや膨らむように湾曲するように形成されている。また、第２光出射面４４も同様に、左側面部３４３の形状に沿って形成されている。
底面部３４１の第２光入射面４３に形成される配光調整部５２や第２光出射面４４は、底面部３４１の形状に沿って、直線状に形成されている。

導光体ユニット１００を用いた昼間点灯用ランプは、上述の構成により、前方照射光として使用されない光を、第２導光体３４Ｃの各側面３４ａを介して、右側面部３４２の右側や、左側面部３４３の左側や、底面部３４１の下側に向けて出射させる、すなわち、Ｕ字状の第２導光体３４Ｃの外側に向けて出射させることで、昼間点灯用ランプを立体的に光らせることができる。また、第２導光体３４ＣのＵ字状の開口部の領域に他の灯具（ヘッドランプなど）を配置することで、昼間点灯用ランプの意匠性を高めて見栄えを良くすることができる。

なお、導光体ユニット１００において、上述の例のように、配光調整部５２を傾斜面としたりシボ加工としても良く、また、側面３４ａに側面光拡散部を設ける構成としても良い。

１１：昼間点灯用ランプ（車両用灯具の一例）、３１，１００：導光体ユニット、３２：光源、３３：第１の導光体、３４：第２の導光体、３７：第１光入射面、３８：第１光出射面、４３：第２光入射面、４４：第２光出射面、５１：平面部、５２：配光調整部、５３：側面光拡散部、５４：出射光拡散部

Claims

第１光入射面と第１光出射面とが形成された第１の導光体と、第２光入射面と第２光出射面とが形成された第２の導光体と、を有する導光体ユニットと、
前記第１光入射面に向けて光を出射する光源と、
を備え、
前記第１の導光体は、前記第１光入射面に入射される光を略平行光として前記第１光出射面から前記第２光入射面に向けて出射し、
前記第２光入射面は、前記第１光出射面と略平行な平面部と、入射される光を屈折または拡散させる配光調整部と、を有することを特徴とする車両用灯具。
前記平面部は前記第２光入射面において複数形成され、前記配光調整部は複数形成された前記平面部の間に形成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。
前記第２の導光体の側面には、前記配光調整部から入射された光を拡散して出射する側面光拡散部が形成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。
前記第２光入射面には、前記配光調整部が複数形成され、
前記第２光出射面には、前記平面部から入射された光を拡散して出射する出射光拡散部が複数形成され、
前記出射光拡散部が形成される配列ピッチは、前記配光調整部が形成される配列ピッチよりも大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用灯具。