JP2005129416A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、遮光手段で遮断される光を再利用することによって、光源からの光の利用効率そして光源に供給される電気エネルギーの利用効率を向上させるようにした、車両用灯具を提供することを目的とする。
【解決手段】 光源１１と、光源から前方に向かって照射される光束の一部を遮断して、すれ違い配光のためのカットオフを形成する遮光手段１２と、光源に給電する電源１３と、を含んでいる、車両用灯具１０において、上記遮光手段の光源側に遮断すべき光束を再利用するための光再利用手段として発電手段１４を備えるように、車両用灯具１０を構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用灯具に関し、特に遮光手段によりカットオフを形成するようにした車両用灯具に関するものである。

従来、このような車両用灯具は、例えば図５に示すように構成されている。
図５において、車両用灯具１は、自動車の前照灯であって、光源２と、光源２から前方に向かって照射される光束の一部を遮断して、すれ違い配光のためのカットオフを形成する遮光手段３と、光源に給電する電源４と、を含んでいる。

このような構成の車両用灯具１によれば、電源４から光源２に対して給電が行なわれることにより、光源２が駆動されて、光を出射する。そして、光源２から出射した光は、前方に向かって照射されることになる。その際、光源２から前方に向かって照射される光束の一部が遮光手段３により遮断されることにより、すれ違い配光となるようなカットオフ（明暗境界線）が形成される。これにより、所謂すれ違いビームの配光パターンの範囲に向かって光が照射されるようになっている。

ところで、光源２から遮光手段３に向かって進む光束のうち、遮光手段３により遮断される光は、そのまま再利用されることなく、無駄になってしまう。このため、光源２から出射する光の利用効率が低下し、さらには電源４から光源２に供給される電気エネルギーの利用効率が低下することになってしまう。

本発明は、以上の点から、遮光手段で遮断される光を再利用することによって、光源からの光の利用効率そして光源に供給される電気エネルギーの利用効率を向上させるようにした、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、本発明によれば、光源と、光源から前方に向かって照射される光束の一部を遮断して、すれ違い配光のためのカットオフを形成する遮光手段と、光源に給電する電源と、を含んでいる、車両用灯具において、上記遮光手段の光源側に遮断すべき光束を再利用するための光再利用手段を備えて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、上記光再利用手段が、再利用すべき光に基づいて発電を行なう発電手段である。

本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記発電手段が、入射する光に基づいて光電変換により発電を行なう光電変換手段である。

本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記発電手段が、入射する光の熱に基づいて発電を行なう熱発電手段である。

本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記発電手段が、発電により発生した電気エネルギーを電源に入力する。

本発明による車両用灯具は、好ましくは、さらに、光源を冷却するための冷却手段を備えており、上記発電手段が、発電により発生した電気エネルギーを上記冷却手段に入力する。

本発明による車両用灯具は、好ましくは、さらに、光源からの光を制御して、配光特性を任意に調整する配光制御機構と、この配光制御機構を駆動する駆動手段を備えており、上記発電手段が、発電により発生した電気エネルギーを上記駆動手段に入力する。

本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記遮光手段に入射する光のうち、光再利用手段により再利用されずに、この遮光手段により反射される光を、上記遮光手段を通過して前方に向かって照射される光と共に、前方に向かって導く光学系を備えている。

上記構成によれば、光源から前方に向かって照射される光束のうち、遮光手段に入射して遮断される光束が、光再利用手段により取り込まれて、例えば光源の駆動等のために再利用されることにより、光源から出射する光の利用効率が向上することになる。これにより、電源から光源に供給される電気エネルギーの利用効率も向上することになり、資源の節約さらには地球環境の保護に寄与することになる。

上記光再利用手段が、再利用すべき光に基づいて発電を行なう発電手段である場合には、光再利用手段としての発電手段が、遮光手段に入射して遮断される光に基づいて発電を行ない、発生した電気エネルギーを再利用することにより、光源から出射する光の利用効率、そして電源から光源に供給される電気エネルギーの利用効率が向上することになる。

上記発電手段が、入射する光に基づいて光電変換により発電を行なう光電変換手段である場合には、発電手段としての光電変換手段が、遮光手段に入射して遮断される光に基づいて、発電を行なって、発生した電気エネルギーを再利用することにより、光源から出射する光の利用効率、そして電源から光源に供給される電気エネルギーの利用効率が向上することになる。

上記発電手段が、入射する光の熱に基づいて発電を行なう熱発電手段である場合には、発電手段としての熱発電手段が、遮光手段に入射して遮断される光に基づいて、発電を行なって、発生した電気エネルギーを再利用することにより、光源から出射する光の利用効率、そして電源から光源に供給される電気エネルギーの利用効率が向上することになる。

上記発電手段が、発電により発生した電気エネルギーを電源に入力する場合には、発電手段による電気エネルギーを電源に戻すことにより、再び光源を駆動するために再利用することができる。

さらに、光源を冷却するための冷却手段を備えており、上記発電手段が、発電により発生した電気エネルギーを上記冷却手段に入力する場合には、発電手段による電気エネルギーを利用して、冷却手段を駆動または補助的に駆動する。これにより、冷却手段により光源を冷却して、光源の駆動時の発熱による温度上昇に伴う発光効率の低下を抑制することができるので、光源の発光効率が向上し、電源からの電気エネルギーの利用効率が向上することになる。

さらに、光源からの光を制御して、配光特性を任意に調整する配光制御機構と、この配光制御機構を駆動する駆動手段を備えており、上記発電手段が、発電により発生した電気エネルギーを上記駆動手段に入力する場合には、発電手段による電気エネルギーを利用して、例えばＡＦＳ方式の車両用灯具における配光制御機構のための駆動手段を駆動し、あるいは補助的に駆動する。これにより、駆動手段により配光制御機構を駆動して、配光特性の調整を行なうことができるので、電源からの電気エネルギーの利用効率が向上することになる。

上記遮光手段に入射する光のうち、光再利用手段により再利用されずに、この遮光手段により反射される光を、上記遮光手段を通過して前方に向かって照射される光と共に、前方に向かって導く光学系を備えている場合には、遮光手段に入射する光束を光再利用手段により再利用すると共に、光再利用手段により再利用されずに遮光手段により反射される光を、上記光学系を介して、光源から遮光手段を通過して前方に向かって照射される光束に加えることにより、前方に向かって照射される光の光量を増大させることができる。これにより、光源から出射する光の利用効率がさらに向上することになり、電源から光源に供給される電気エネルギーの利用効率がより一層向上することになる。

このようにして、本発明によれば、従来遮光手段により遮断され無駄になっていた光束の一部を、光再利用手段により、好ましくは発電手段により電気エネルギーに変換して、再利用することにより、光源からの光の利用効率が向上し、さらには電源から光源に供給される電気エネルギーの利用効率が向上することになり、資源の節約そして地球環境の保護に寄与することになる。

以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図４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。

図１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において、車両用灯具１０は、自動車の前照灯であって、光源１１と、光源１１から前方に向かって照射される光束の一部を遮断して、すれ違い配光のためのカットオフを形成する遮光手段１２と、光源に給電する電源１３と、光再利用手段としての発電手段１４と、を含んでいる。

上記光源１１は、例えば白熱電球，ハロゲン電球やメタルハライドランプの放電灯等のバルブ、あるいはＬＥＤ等の発光素子から構成されており、光軸方向に沿って前方に向かって光を照射するようになっている。

上記遮光手段１２は、光源１１の光軸付近に配置されており、その端縁１２ａ（上縁）が、ほぼ光軸付近にてすれ違いビームの配光パターンを生ずるように、カットオフを形成するようになっている。

上記電源１３は、例えばバッテリ等の直流電源であって、光源１１に対して給電を行なうことにより、光源１１を駆動して、光源１１から光を出射させるようになっている。

上記発電手段１４は、例えば太陽電池，光発電素子等の入射する光に基づいて光電変換により発電を行なう発電手段、あるいはゼーベック素子等の入射する光の熱に基づいて熱電変換により発電を行なう発電手段であって、遮光手段１２の光源１１側の表面に配置されている。
そして、上記発電手段１４は、その出力が上記電源１３に接続されることにより、発電により発生した電気エネルギーを電源１３に戻すようになっている。

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、電源１３から光源１１に対して給電が行なわれることにより、光源１１が駆動されて、光を出射する。そして、光源１１から出射した光Ｌは、前方に向かって照射されることになる。
その際、光源１１から前方に向かって照射される光束の一部が遮光手段１２により遮断されることにより、すれ違い配光となるようなカットオフ（明暗境界線）が形成される。これにより、所謂すれ違いビームの配光パターンの範囲に向かって光が照射されるようになっている。

ここで、光源１１から遮光手段１２に入射して遮断されるべき光Ｌ１は、遮光手段１２の光源１１側に配置された光再利用手段としての発電手段１４に入射することになる。これにより、発電手段１４は、入射する光に基づいて、光電変換により、あるいは熱電変換により、発電を行なって、電気エネルギーを発生する。
そして、発電手段１４により発生された電気エネルギーは、電源１３に戻されることにより、再び光源１１の駆動のために再利用されることになる。

このようにして、本発明実施形態による車両用灯具１０によれば、従来の車両用灯具１では遮光手段１２により遮断されて無駄になっていた光Ｌ１が、光再利用手段としての発電手段１４により電気エネルギーに変換されて、電源１３に戻され、再び光源１１の駆動のために再利用される。
従って、光源１１からの光の利用効率が向上することになり、さらには電源１３からの電気エネルギーの利用効率が向上することになるので、同じ照度の配光パターンを得るために必要な電気エネルギーが少なくて済むことになり、資源の節約さらには地球環境の保護に寄与することになる。

図２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２において、車両用灯具２０は、基本的には図１に示した車両用灯具１０と同様に構成されているので、同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
上記車両用灯具２０は、さらに光源１１のための冷却手段２１を備えていると共に、発電手段１４の出力が冷却手段２１に戻される点で、図１及び図２に示した車両用灯具１０とは異なる構造になっている。

上記冷却手段２１は、例えば冷却ファンあるいはペルチェ素子等から構成されており、電源１３からの給電により駆動されるようになっている。
さらに、上記冷却手段２１は、上記発電手段１４からの電気エネルギーが補助電源として戻されるようになっている。

このような構成の車両用灯具２０によれば、図１に示した車両用灯具１０と同様に、電源１３から光源１１に対して給電が行なわれることにより、光源１１が駆動されて、光を出射する。そして、光源１１から出射した光Ｌは、前方に向かって照射されることになる。
その際、光源１１から前方に向かって照射される光束の一部が遮光手段１２により遮断されることにより、すれ違い配光となるようなカットオフ（明暗境界線）が形成される。これにより、所謂すれ違いビームの配光パターンの範囲に向かって光が照射されるようになっている。
また、光源１１は、冷却手段２１により冷却されることにより、駆動時の発熱による温度上昇に伴う発光効率の低下が抑制されることになり、電源１１からの電気エネルギーの利用効率が向上することになる。

ここで、光源１１から遮光手段１２に入射して遮断されるべき光Ｌ１は、遮光手段１２の光源１１側に配置された光再利用手段としての発電手段１４に入射し、発電手段１４が、入射する光に基づいて発電を行なって、電気エネルギーを発生する。
そして、発電手段１４により発生された電気エネルギーは、冷却手段２１に戻されることにより、冷却手段２１の駆動のために再利用されることになる。これにより、冷却手段２１は、発電手段１４からの電気エネルギーにより補助的に駆動されるので、電源１３からの電気エネルギーが少なくて済むことになる。

このようにして、本発明実施形態による車両用灯具２０によれば、従来の車両用灯具１では遮光手段１２により遮断されて無駄になっていた光Ｌ１が、光再利用手段としての発電手段１４により電気エネルギーに変換されて、冷却手段２１に戻され、冷却手段の駆動のために再利用される。
従って、光源１１からの光の利用効率が向上することになり、さらには電源１３からの電気エネルギーの利用効率が向上することになるので、同じ照度の配光パターンを得るために必要な電気エネルギーが少なくて済むことになり、光源１１が冷却手段２１による冷却によって発光効率が向上することと相まって、資源の節約さらには地球環境の保護に寄与することになる。

図３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３において、車両用灯具３０は、基本的には図１に示した車両用灯具１０と同様に構成されているので、同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
上記車両用灯具３０は、所謂ＡＦＳ方式の前照灯であって、ＡＦＳ規格に基づく配光制御を行なうための配光制御機構３１と、この配光制御機構３１のための駆動手段３２とを備えていると共に、発電手段１４の出力がこの駆動手段３２に戻される点で、図１及び図２に示した車両用灯具１０とは異なる構造になっている。

上記配光制御機構３１は、例えば光源１１からの光の一部を遮断しあるいは透過させる可動シェード（図示せず）を移動調整する等により、任意の配光特性を調整することができるように構成されている。
上記駆動手段３２は、電源１３からの給電により、配光制御機構３１の可動シェード等を移動調整するようになっている。
さらに、上記駆動手段３２は、上記発電手段１４からの電気エネルギーが補助電源として戻されるようになっている。

このような構成の車両用灯具３０によれば、図１に示した車両用灯具１０と同様に、電源１３から光源１１に対して給電が行なわれることにより、光源１１が駆動されて、光を出射する。そして、光源１１から出射した光Ｌは、前方に向かって照射されることになる。
その際、光源１１から前方に向かって照射される光束の一部が遮光手段１２により遮断されることにより、すれ違い配光となるようなカットオフ（明暗境界線）が形成される。これにより、所謂すれ違いビームの配光パターンの範囲に向かって光が照射されるようになっている。
また、光源１１は、配光制御手段３１により配光特性が調整されることにより、前方に向かって照射される光の配光パターンが任意に変更され得るようになっている。

ここで、光源１１から遮光手段１２に入射して遮断されるべき光Ｌ１は、遮光手段１２の光源１１側に配置された光再利用手段としての発電手段１４に入射し、発電手段１４が、入射する光に基づいて発電を行なって、電気エネルギーを発生する。
そして、発電手段１４により発生された電気エネルギーは、上記駆動手段３２に戻されることにより、配光制御機構３１の駆動のために再利用されることになる。これにより、駆動手段３２は、発電手段１４からの電気エネルギーにより補助的に駆動されるので、電源１３からの電気エネルギーが少なくて済むことになる。

このようにして、本発明実施形態による車両用灯具３０によれば、従来の車両用灯具１では遮光手段１２により遮断されて無駄になっていた光Ｌ１が、光再利用手段としての発電手段１４により電気エネルギーに変換されて、駆動手段３２に戻され、配光制御機構３１の駆動のために再利用される。
従って、光源１１からの光の利用効率が向上することになり、さらには電源１３からの電気エネルギーの利用効率が向上することになるので、同じ照度の配光パターンを得るために必要な電気エネルギーが少なくて済むことになり、光源１１が冷却手段２１による冷却によって発光効率が向上することと相まって、資源の節約さらには地球環境の保護に寄与することになる。

図４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４において、車両用灯具４０は、基本的には図１に示した車両用灯具１０と同様に構成されているので、同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
上記車両用灯具４０は、さらに遮光手段１２で遮断された光のうち、発電手段１４に取り込まれずに反射される光のための光学系４１を含んでいる点で、図１及び図２に示した車両用灯具１０とは異なる構造になっている。

上記光学系４１は、遮光手段１２がその反射光を光軸外に導くように光軸に対して斜めに配置されていると共に、遮光手段１２からの反射光をほぼ光軸に沿って前方に向かって反射させる反射部材４２から構成されている。
ここで、反射部材４２は、例えば平面鏡から構成されており、遮光手段１２の光通過領域に配置されている。

このような構成の車両用灯具４０によれば、図１に示した車両用灯具１０と同様に、電源１３から光源１１に対して給電が行なわれることにより、光源１１が駆動されて、光を出射する。そして、光源１１から出射した光Ｌは、前方に向かって照射されることになる。
その際、光源１１から前方に向かって照射される光束の一部が遮光手段１２により遮断されることにより、すれ違い配光となるようなカットオフ（明暗境界線）が形成される。これにより、所謂すれ違いビームの配光パターンの範囲に向かって光が照射されるようになっている。

ここで、光源１１から遮光手段１２に入射して遮断されるべき光Ｌ１は、遮光手段１２の光源１１側に配置された光再利用手段としての発電手段１４に入射し、発電手段１４が、入射する光に基づいて発電を行なって、電気エネルギーを発生する。
そして、発電手段１４により発生された電気エネルギーは、冷却手段２１に戻されることにより、冷却手段２１の駆動のために再利用されることになる。これにより、冷却手段２１は、発電手段１４からの電気エネルギーにより補助的に駆動されるので、電源１３からの電気エネルギーが少なくて済むことになる。

さらに、遮光手段１２に入射した光のうち、発電手段１４に取り込まれない光Ｌ２は、光学系４１により、即ち遮光手段１２により反射されて光軸外に導かれ、さらに反射部材４２により反射されて、ほぼ光軸に沿って前方に向かって照射される。これにより、反射部材４２により反射された光Ｌ２は、光源１１から出射して遮光部材１２を通過した光Ｌと共に、前方に向かって照射されることになる。従って、前方に向かって照射される光Ｌの光量が増大し、より明るい照明光が得られることになる。

このようにして、本発明実施形態による車両用灯具４０によれば、従来の車両用灯具１では遮光手段１２により遮断されて無駄になっていた光Ｌ１が、光再利用手段としての発電手段１４により電気エネルギーに変換されて、冷却手段２１に戻され、冷却手段の駆動のために再利用されると共に、遮光手段１２により反射される光Ｌ２が光学系４１により前方に向かって導かれ、配光パターンにおける照度が高められることになる。 従って、光源１１からの光の利用効率が向上することになり、さらには電源１３からの電気エネルギーの利用効率が向上することになるので、光学系４１による光Ｌ２の前方への照射と相まって、同じ照度の配光パターンを得るために必要な電気エネルギーが少なくて済むことになり、資源の節約さらには地球環境の保護に寄与することになる。

上述した実施形態においては、車両用灯具１０，２０，３０，４０は、何れも前照灯として構成されているが、これに限らず、補助前照灯であってもよく、あるいは遮光手段を備えた他の種類の車両用灯具であってもよいことは明らかである。

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側面図である。 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側面図である。 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側面図である。 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側面図である。 従来の遮光手段を備えた車両用灯具の一例の構成を示す概略側面図である。

符号の説明

１０，２０，３０，４０ 車両用灯具
１１ 光源
１２ 遮光手段
１３ 電源
１４ 発電手段（光再利用手段）
２１ 冷却手段
３１ 配光制御機構
３２ 駆動手段
４１ 光学系

Claims (8)

1. 光源と、光源から前方に向かって照射される光束の一部を遮断して、すれ違い配光のためのカットオフを形成する遮光手段と、光源に給電する電源と、を含んでいる、車両用灯具において、
   上記遮光手段の光源側に遮断すべき光束を再利用するための光再利用手段を備えていることを特徴とする、車両用灯具。
2. 上記光再利用手段が、再利用すべき光に基づいて発電を行なう発電手段であることを特徴とする、請求項１に記載の車両用灯具。
3. 上記発電手段が、入射する光に基づいて光電変換により発電を行なう光電変換手段であることを特徴とする、請求項２に記載の車両用灯具。
4. 上記発電手段が、入射する光の熱に基づいて発電を行なう熱発電手段であることを特徴とする、請求項２に記載の車両用灯具。
5. 上記発電手段が、発電により発生した電気エネルギーを電源に入力することを特徴とする、請求項２から４の何れかに記載の車両用灯具。
6. さらに、光源を冷却するための冷却手段を備えており、
   上記発電手段が、発電により発生した電気エネルギーを上記冷却手段に入力することを特徴とする、請求項２から４の何れかに記載の車両用灯具。
7. さらに、光源からの光を制御して、配光特性を任意に調整する配光制御機構と、この配光制御機構を駆動する駆動手段を備えており、
   上記発電手段が、発電により発生した電気エネルギーを上記駆動手段に入力することを特徴とする、請求項２から４の何れかに記載の車両用灯具。
8. 上記遮光手段に入射する光のうち、光再利用手段により再利用されずに、この遮光手段により反射される光を、上記遮光手段を通過して前方に向かって照射される光と共に、前方に向かって導く光学系を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の車両用灯具。

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