特開 2023-128615 自転車用灯火装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023128615

(43)【公開日】2023-09-14

(54)【発明の名称】自転車用灯火装置

(51)【国際特許分類】

   B62J 6/028 20200101AFI20230907BHJP

   F21L 2/00 20060101ALI20230907BHJP

   F21S 41/148 20180101ALI20230907BHJP

   F21S 41/32 20180101ALI20230907BHJP

   F21S 41/19 20180101ALI20230907BHJP

   F21S 43/14 20180101ALI20230907BHJP

   F21S 43/20 20180101ALI20230907BHJP

   B60Q 1/00 20060101ALI20230907BHJP

   B60Q 1/26 20060101ALI20230907BHJP

   F21S 45/10 20180101ALI20230907BHJP

   F21V 9/40 20180101ALI20230907BHJP

   F21V 14/04 20060101ALI20230907BHJP

   B60Q 1/02 20060101ALI20230907BHJP

   B62J 6/26 20200101ALI20230907BHJP

   F21S 9/02 20060101ALN20230907BHJP

   F21W 103/60 20180101ALN20230907BHJP

   F21W 102/10 20180101ALN20230907BHJP

   F21W 107/13 20180101ALN20230907BHJP

   F21W 105/00 20180101ALN20230907BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20230907BHJP

【ＦＩ】

B62J6/028

F21L2/00 110

F21S41/148

F21S41/32

F21S41/19

F21S43/14

F21S43/20

B60Q1/00 G

B60Q1/26 Z

F21S45/10

F21V9/40 400

F21V14/04

B60Q1/02 F

B60Q1/26 A

B62J6/26

F21S9/02

F21W103:60

F21W102:10

F21W107:13

F21W105:00

F21Y115:10

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022033069

(22)【出願日】2022-03-04

(71)【出願人】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(72)【発明者】

【氏名】土谷 麻依子

(72)【発明者】

【氏名】米谷 高之

(72)【発明者】

【氏名】本名 佑也

(72)【発明者】

【氏名】中尾 美涼

【テーマコード（参考）】

3K339

【Ｆターム（参考）】

3K339AA02

3K339AA04

3K339AA22

3K339AA34

3K339AA43

3K339BA01

3K339BA02

3K339BA03

3K339BA08

3K339BA12

3K339BA18

3K339BA21

3K339BA22

3K339BA23

3K339BA26

3K339BA30

3K339CA01

3K339CA25

3K339DA01

3K339DA05

3K339EA01

3K339EA02

3K339EA05

3K339EA09

3K339EA10

3K339FA03

3K339FA20

3K339GA01

3K339GB01

3K339GB21

3K339GC01

3K339HA01

3K339JA21

3K339JA23

3K339JA26

3K339KA04

3K339KA06

3K339KA11

3K339KA29

3K339LA06

3K339MA05

3K339MA10

3K339MC41

3K339MC52

3K339MC58

3K339MC77

(57)【要約】      （修正有）

【課題】自転車の安全性向上のために、自転車の運転者よりも側方の左前方および／または右前方の路面に対して所定の意匠を描画する機能を持つランプユニットを設けた自転車用灯火装置を提供する。
【解決手段】自転車用灯火装置１０は、同一のハウジング内に正面から見て中央領域に設けられた中央発光ユニットにより走行方向正面を照明し、その両側に右発光ユニット１２Ｒと左発光ユニット１２Ｌと、制御基板１７とを備える。右発光ユニット１２Ｒおよび左発光ユニット１２Ｌの少なくとも何れかの発光ユニット１２Ｒ，１２Ｌには、ＬＥＤ光源と画像形成部とからなる描画光学系を有する。中央発光ユニットは前照灯としての規格に合致した横幅の狭い配光パターンを照射する。描画光学系は、中央発光ユニットの配光パターンよりも側方の路面に向けて所定画像を描画する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

正面から見て中央領域に設けられており、かつ、前方へ向けて光を発するように形成されている中央発光ユニットと、
前記中央発光ユニットの中心線から見て当該中心線よりも右側にシフトして設けられており、かつ、前記中央発光ユニットよりも右前方手前へ向けて光を発するように形成されている右発光ユニットと、
前記中央発光ユニットの中心線から見て当該中心線よりも左側にシフトして設けられており、かつ、前記中央発光ユニットよりも左前方手前へ向けて光を発するように形成されている左発光ユニットと、
前記中央発光ユニット、前記右発光ユニットおよび前記左発光ユニットのそれぞれの点灯状態を制御する点灯駆動回路を備えた制御基板と、
前記中央発光ユニット、前記右発光ユニット、前記左発光ユニットおよび前記制御基板を収容する灯室を備えたハウジングと、を備え、
前記ハウジングには、自転車に固定するための固定部が形成されており、
前記右発光ユニットおよび前記左発光ユニットの少なくとも何れかの発光ユニットには、ＬＥＤ光源と当該ＬＥＤ光源の照射方向前方に設けた画像形成部とからなる描画光学系が設けられており、
前記描画光学系は、前記中央発光ユニットの配光パターンよりも手前の路面に向けて所定画像を描画するように照射光を出射する自転車用灯火装置。

【請求項2】

前記右発光ユニットおよび前記左発光ユニットの少なくとも何れかの発光ユニットの画像形成部は、当該発光ユニットに画像フィルム固定枠備え、前記画像フィルム固定枠に挿脱可能な画像フィルムを有することを特徴とする請求項１に記載の自転車用灯火装置。

【請求項3】

前記右発光ユニットおよび前記左発光ユニットの少なくとも何れかの発光ユニットの画像形成部は、電気的手段により意匠を変更可能な可変型の画像形成部であることを特徴とする請求項１に記載の自転車用灯火装置。

【請求項4】

前記制御基板は、
前記中央発光ユニットの光源の点灯状態を制御する第１制御部と、前記右発光ユニットおよび前記左発光ユニットのそれぞれの光源の点灯状態を制御する第２制御部とを備えており、
前記第１制御部は、照度センサの出力信号に応じて、またはスイッチ動作に応じて連続点灯を行い、
前記第２制御部は、前記第１制御部による前記中央発光ユニットの光源の点灯とは独立して、点滅点灯を行うものである請求項１から請求項３の何れかに記載の自転車用灯火装置

【請求項5】

前記中央発光ユニット、前記右発光ユニットおよび前記左発光ユニットのそれぞれの光源が、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の自転車用灯火装置。

【請求項6】

請求項１から請求項５の何れかに記載の自転車用灯火装置を備えている自転車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自転車用灯火装置に関し、さらに詳しくは、上面から見て進行方向正面の中心を照明する発光部と、自転車近傍の左右路面に向けて所定の意匠を描画するための発光部を有する自転車用照明装置、特に自転車用の前照灯に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の自転車用の前照灯では、発光部が１つだけで白熱光源を用いて照明方向に向けて光を照射するものでものが一般的であった（例えば、特許文献１参照）。また、安全性向上のために左折時または右折時に点灯する光源を設けた照明装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【0003】

特許文献１の自転車用照明ユニットは、本体ケースの中に周囲の明るさを検知する照度検知部と、反射板、小型白熱電球からなる発光体とを備えており、照度センサで検知された照度に基づいて小型白熱電球の点灯消灯を制御している。

【0004】

特許文献２の自転車用照明ユニットは、中央ランプ、左前方を照明するための左向きランプおよび右前方を照明するための右向きランプからなる照明ユニットと、所定の軸回りの回転を検出するための回転検出部と、回転検出部の検出信号に基づいて左向きランプ及び右向きランプの点灯状態を制御するランプ駆動部と、を備える。照明ユニットは、中央ランプがハンドルにより操作される前輪が向けられた前方の正面を照射するように自転車に装着されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３－０１９９８８号公報

【特許文献2】特開２０１８－６２２６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の自転車用灯火装置では、進行方向正面方向は照明することができるが、左前方および右前方を照明することはできない。

【0007】

特許文献２の自転車用照明ユニットは、進行方向正面方向に加えて回転検出部の検出信号に応じて左前方または右前方を選択的に照明することができる。しかしながら、中央ランプを常時点灯させハンドルの操舵角に応じてその照度を変更するとともに左向きランプもしくは右向きランプを点灯することを記載するのみであり、左向きランプもしくは右向きランプの配光についての具体的記載は存在しない。

【0008】

また、特許文献１および特許文献２の自転車用の照明装置は、自転車の運転者にとって車両前方の視認性を高めることを記載するものであって、自転車の周囲の歩行者や他の自転車等の車両の運転者から見たときに、それらの他の車両の運転者に対してメッセージをおくることについて何ら記載していない。

【0009】

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたもので、自転車の安全性向上のために、自転車の運転者よりも側方の左前方および／または右前方の路面に対して所定の意匠を描画する機能を持つランプユニットを設けた自転車用灯火装置を実現することを主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様は、前記課題を達成するために、下記［１］から［５］の自転車用灯火装置および［６」の自転車を提供する。

【0011】

［１］ 正面から見て中央領域に設けられており、かつ、前方へ向けて光を発するように形成されている中央発光ユニットと、
前記中央発光ユニットの中心線から見て当該中心線よりも右側にシフトして設けられており、かつ、前記中央発光ユニットよりも右前方手前へ向けて光を発するように形成されている右発光ユニットと、
前記中央発光ユニットの中心線から見て当該中心線よりも左側にシフトして設けられており、かつ、前記中央発光ユニットよりも左前方手前へ向けて光を発するように形成されている左発光ユニットと、
前記中央発光ユニット、前記右発光ユニットおよび前記左発光ユニットのそれぞれの点灯状態を制御する点灯駆動回路を備えた制御基板と、
前記中央発光ユニット、前記右発光ユニット、前記左発光ユニットおよび前記制御基板を収容する灯室を備えたハウジングと、を備え、
前記ハウジングには、自転車に固定するための固定部が形成されており、
前記右発光ユニットおよび前記左発光ユニットの少なくとも何れかの発光ユニットには、ＬＥＤ光源と当該ＬＥＤ光源の照射方向前方に設けた画像形成部とからなる描画光学系が設けられており、
前記描画光学系は、前記中央発光ユニットの配光パターンよりも手前の路面に向けて所定画像を描画するように照射光を出射する自転車用灯火装置。

【0012】

［２］ 前記右発光ユニットおよび前記左発光ユニットの少なくとも何れかの発光ユニットの画像形成部は、当該発光ユニットに画像フィルム固定枠備え、前記画像フィルム固定枠に挿脱可能な画像フィルムを有することを特徴とする［１］に記載の自転車用灯火装置。
［３］ 前記右発光ユニットおよび前記左発光ユニットの少なくとも何れかの発光ユニットの画像形成部は、電気的手段により意匠を変更可能な可変型の画像形成部であることを特徴とする［１］に記載の自転車用灯火装置。
［４］ 前記制御基板は、
前記中央発光ユニットの光源の点灯状態を制御する第１制御部と、前記右発光ユニットおよび前記左発光ユニットのそれぞれの光源の点灯状態を制御する第２制御部とを備えており、
前記第１制御部は、照度センサの出力信号に応じて、またはスイッチ動作に応じて連続点灯を行い、
前記第２制御部は、前記第１制御部による前記中央発光ユニットの光源の点灯とは独立して、点滅点灯を行うものである［１］から［３］の何れかに記載の自転車用灯火装置
［５］ 前記中央発光ユニット、前記右発光ユニットおよび前記左発光ユニットのそれぞれの光源が、ＬＥＤであることを特徴とする［１］から［４］の何れかに記載の自転車用灯火装置。
［６］ 上記［１］から［５］の何れかに記載の自転車用灯火装置を備えている自転車。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、自転車用灯火装置において、自転車の進行方向正面の路面への照射と共に側方の左前方および／または右前方の路面に対して所定の意匠を描画する機能を持つので、路面の照射範囲を広くして運転者にとって足元を明るくして使いやすいものとすることができる。さらに運転者のみでなく周囲の人、自動車、自転車その他の者に対して路面描画によっても自転車の存在を知らしめることができる。これらにより自転車走行の安全性を高めることができる。

【0014】

また、上記［２］または［３］に記載の発明によれば、描画光学系によって路面に描画する所定画像を変更することができるので、運転者および／または周囲の者に応じていろいろな印象を与えることができる。また、上記［４］に記載の発明によれば、路面に描画する所定画像の認識性を高めることができる。また、上記［５］に記載の発明によれば、中央発光ユニット、右発光ユニットおよび左発光ユニットの全ての光源をＬＥＤとしたので、その制御回路を共通化することができ簡素化することができ得る。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る自転車用灯火装置を取り付けた車両（自転車）示す概略側面図である。

【図2】図２は、本実施形態の自転車用灯火装置を示す自転車の前方斜め上方向から観察した概略斜視図である。

【図3】図３は、本実施形態の自転車用灯火装置の水平方向断面を示す概略断面図である。

【図4】図４は、本実施形態の中央発光ユニットの光学系を説明する鉛直方向断面図である。

【図5】図５は、左発光ユニットを説明する概略縦断面図である。

【図6】図６は、自転車用灯火装置の点灯制御を説明するためのブロック図である。

【図7】図７は、自転車用灯火装置の路面照射パターンを示す等照度曲線で示した概略図である。

【図8】図８は、図７において点線で示した路面照射パターンにおける路面描画のパターンの具体例を例示する意匠の説明図である。

【図9】図９は、第２の実施形態の自転車用灯火装置を示す概略図である。

【図10】図１０は、自転車用灯火装置が照射する路面照射パターンを説明する概略平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明に係る車両用灯具について好適な実施の形態を挙げて、図面を参照して説明する。以下の説明では、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、車両（自転車）に設置した状態において運転者から見た方向を指すものとする。従って「前」は前照灯からの光の主たる照射方向である車両の前方（自転車の進行方向）に相当し、「後」は車両の後方側（運転者の背面方向）に相当し、「左」は車両の走行方向を基準としたときの左側に相当する。「下」は路面側（運転者の足元側）に相当する。

【0017】

〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の一実施形態に係る自転車用灯火装置を取り付けた車両（自転車）示す概略側面図である。自転車１には、フレーム２を中心として前タイヤ３、後タイヤ４、ハンドル５、サドル６およびペダル７を設けて構成されている。前タイヤ３はハンドル５の操舵に連動して回動し、前照灯１１は前タイヤ３と連動して回動するように固定されている。後タイヤ４もしくはフレーム２には図示しない尾灯を設けている。

【0018】

前照灯１１および尾灯は、自転車用灯火装置の一種である。前照灯１１は、夜間または視界が悪いときに、前方に向けて照射して路面上の障害物を確認できるようにする白色光を照射する灯火装置である。尾灯は、夜間または視界が悪いときに、赤色光を発して後方からその自転車１の存在を示す役割を果たす灯火装置である。

【0019】

図２は、本実施形態の自転車用灯火装置１０を示す自転車の前方斜め上方向から観察した概略斜視図である。図３は、本実施形態の自転車用灯火装置１０の水平方向断面を示す概略斜視図である。本実施形態においては、自転車用灯火装置１０の中に前照灯１１として機能するランプユニットを収容して自転車前方を照明する自転車用前方照明装置としている。さらに前方手前の路面に所定の意匠を投影する描画ランプユニットも収容している。具体的には正面から見て中央領域に設けられている中央発光ユニット１１が前照灯１１に相当し、自転車前方へ向けて光を発するように形成されている。さらに中央発光ユニットの両側には一対のランプユニットからなる描画ランプユニット１２が配置されている。上面から見て中央発光ユニット１１の中心線Ｍよりも左側にシフトした位置に設けられているのが左発光ユニット１２Ｌであり、中央発光ユニット１１よりも左前方手前へ向けて光を発するように形成されている。上面から見て中央発光ユニット１１の中心線Ｍよりも右側にシフトした位置に設けられているのが右発光ユニット１２Ｒであり、中央発光ユニット１１よりも右前方手前へ向けて光を発するように形成されている。

【0020】

中央発光ユニット１１および描画ランプユニット１２は、ハウジング１３内に固定されている。ハウジング１３は、前方側が開口した灯室１４を有する概略箱形状をなしたケースである。前方開口には、透光性樹脂からなるアウターレンズ１５が取り付けられており、灯室１４内に設けた中央発光ユニット１１および描画ランプユニット１２から照射された光を外部に向けて透過する。

【0021】

（アウターレンズ）
アウターレンズ１５は、素通しのものとして説明するが、各ランプユニットから出射した光を屈折させる屈折レンズを設けたものでも良い。ハウジング１３の底面には自転車に固定するための固定部１３Ｃが形成されている。固定部１３Ｃは自転車の前タイヤ３と連動して回動するように前タイヤ３の泥よけにねじ等の固定手段を用いて取付けされる。本実施形態では、図２に示すように正面視において中央発光ユニット１１に対応する位置に形成した楕円形状の窓部１５Ｃおよび描画ランプユニット１２（右発光ユニット１２Ｒおよび左発光ユニット１２Ｌ）に対応する円形状の窓部１５Ｒ，１５Ｌの部分を光透過性樹脂材料で形成し、それ以外の箇所は着色樹脂材料を設けて灯室内１４の内側を観視しにくいものとしている。

【0022】

（ハウジング）
ハウジング１３は、有底の上方側に灯室１４となる収容凹部を設けた下部ハウジング１４ａとその収容凹部を覆う上部ハウジング１４ｂからなる。収容凹部内には、前方側に中央発光ユニット１１および描画ランプユニット１２が固定されるランプユニット取付部が設けられ、後方側にバッテリー１６および制御基板１７が固定される制御装置取付部が設けられている。図３に示すように制御基板１７は、バッテリー１６と中央発光ユニット１１および描画ランプユニット１２との間に位置するように板厚方向が上下方向と平行とした状態で下部ハウジング１４ａに上側から挿入して配置される。アウターレンズ１５、バッテリー１６、中央発光ユニット１１および描画ランプユニット１２も下部ハウジング１４ａに上側から挿入して配置できるように形成されており、組立作業を上方向からの取付けのみによって固定できるように形成されている。これにより組立工数を簡略化することができる。

【0023】

（中央発光ユニット）
中央発光ユニット１１は、自転車用前照灯の配光規格を満足する配光パターンを形成するように中心軸Ｍを中心として図３に示すように照射角ＩＣの範囲に向かって照射する。自転車用前照灯の配光規格としては、ＪＩＳの規格番号ＪＩＳＣ９５０２「自転車用灯火装置」で定められた配光特性がある。前照灯の前方１０ｍにある垂直なスクリーン上で測定される所定の測定位置において所定の照度値とすることが求められており、ａ）すれ違い用配光若しくはｃ）汎用配光の配光特性、又はａ）すれ違い用配光及びｂ）走行用配光の両方の配光特性に適合しなければならない。所定測定位置は、例えば２０２１年３月２２日改正版においてｃ）汎用配光の配光特性の場合には、ＨＶ位置（地面に平行な水平面を示すＨ－Ｈ線と自転車を貫く垂直面を示すＶ－Ｖ線の交点）、Ａ１，Ａ２位置（Ｈ－Ｈ線上にある、Ｖ－Ｖ線から左右にそれぞれ４°隔てた点）、Ａ３（Ｖ－Ｖ線上で，Ｈ－Ｈ線から３．５°下方の点）である。このように自転車用前照灯の配光パターンは、Ｖ－Ｖ線から左右にそれぞれ４°の範囲が主たる配光範囲であり、１０ｍ遠方まで照らす能力を有するものの左右方向の広がりが狭い配光特性となり易い。

【0024】

図４は、本実施形態の中央発光ユニット１１の光学系を説明する鉛直方向断面図である。本実施形態において中央発光ユニット１１は、図４に示すようにＬＥＤ光源１１ａと、ＬＥＤ光源１１ａを実装する熱伝導性基板１１ｂと、ＬＥＤ光源１１ａから出射された第１の光Ｌ１を前方方向に向けて反射するリフレクタ１１ｃとを有している。リフレクタ１１ｃには、ＬＥＤ光源１１ａから出射した光が自転車用前照灯の配光規格を満足する配光パターンを形成するように複数の反射面１１ｃ１が形成されている。反射面１１ｃ１は、ＬＥＤ光源１１ａを焦点位置とする回転放物面を含み、他の反射面はこの反射面に近似した放物面系の反射面とされ、第１の光Ｌ１は平行光線を多く含む光を反射する。ＬＥＤ光源１１ａは、第１の光Ｌ１として、白色光を発するチップＬＥＤ（表面実装ＬＥＤパッケージ）からなる。また、チップＬＥＤは、熱伝導性基板１１ｂの面上に配置されている。熱伝導性基板１１ｂは、リフレクタ１１ｃに固定され、下方に設けられたリフレクタ１０Ｂに向けて第１の光Ｌ１を放射状に出射する光学系を構成し、図示しない外枠に固定することで独立したランプユニットが形成される。その外枠をハウジング１３に取り付けることにより固定される。また、ＬＥＤ光源１１ａが実装された熱伝導性基板（光源基板）１１ｂとＬＥＤ光源１１ａを駆動する駆動回路が設けられた制御基板１７とを灯室１４内に別々に配置し、これらをハーネスと呼ばれる配線コードを介して電気的に接続し、離間して設けることでＬＥＤ光源１１ａが発する熱から駆動回路を保護するように形成されている。

【0025】

本実施形態においては、複数の反射面１１ｃを調整することにより、光軸を中心としてスクリーン上の照射範囲が横長形の配光となるようにしている。具体的には横軸に光軸を中心とした角度（°）、縦軸に光度（ｃｄ）をプロットしたときに、左右方向においては概ね６°の対象形状とし、上下方向においては概ね５°と狭くした。ただし、上下方向においては上方向を５°以下、下方向を最大照度の２０～２５％の明るさで５°から１０°付近までブロードな裾形状となる非対称形状の特性として路面への照射量を多くなるようにした。複数の反射面１１ｃを調整するとともにアウターレンズの窓部１５Ｃの下側に屈折レンズを設けて下向き光が増加するようにしても良い。

【0026】

（描画ランプユニット）
描画ランプユニット１２は、中央発光ユニット１１が照射する自転車前方に対して斜め側方の路面に向かって所定の描画パターンを照射するランプユニットである。本実施形態では、図２および図３に示すように中央発光ユニット１１の両側にそれぞれ１個の独立したランプユニットを配置している。左発光ユニット１２Ｌおよび右発光ユニット１２Ｒのそれぞれは独立した光学系を備えており独立して点消灯可能に制御される。

【0027】

図５は、左発光ユニット１２Ｌを説明する概略縦断面図である。なお、右発光ユニット１２Ｒは左発光ユニット１２Ｌと同一構成であるから、右発光ユニット１２Ｒの構成についての説明は省略する。左発光ユニット１２Ｌは、ＬＥＤ光源２１と、ＬＥＤ光源２１を実装する熱伝導性基板２２と、ＬＥＤ光源２１から出射された第２の光Ｌ２を平行光線とするための２枚のコンデンサレンズ２３と、コンデンサレンズ２３から出射した第２の光Ｌ２を前方に向けて投射する投影レンズ２４と、コンデンサレンズ２３と投影レンズ２４の間に配置した画像形成部２５を備えており、描画光学系を構成している。熱伝導性基板２２と、コンデンサレンズ２３と、画像形成部２５および投影レンズ２４は、外枠２６に固定されている。外枠２６には図示しないネジ孔が設けられており、自転車用灯火装置１０の下部ハウジング１３ａにネジ止めすることで着脱可能に固定できるように構成されている。２枚のコンデンサレンズ２３を用いて平行光線とする代わりに１枚のレンズもしくはリフレクターを用いてＬＥＤ光源２１から出射された第２の光Ｌ２を投影レンズ２４に入射させるようにしても良い。

【0028】

画像形成部２５は、ＬＥＤ光源２１から出射された第２の光Ｌ２を用いて路面に投影する画像を形成する部分である。本実施形態においては、コンデンサレンズ２３に対応する位置が開口した画像フィルム固定枠２５ａを外枠２６に固定し、画像フィルム固定枠２５ａの上方から別途準備した画像フィルム２５ｂを挿脱可能な構成とされている。画像フィルム２５ｂには、路面に描画したい図形、文字などの所望の意匠が透明フィルム上に印刷などの手法により描かれている。基材となる透明フィルムは透光性に優れ、熱による変形の小さな材質、例えばガラス板が好ましく、振動による耐性を高めた強化ガラスがより好ましい。他にアクリル樹脂やポリカーボネートなどの透明樹脂板を用いても良い。厚さ０．１ｍｍの薄いフィルム状のガラスの表面に意匠を描き、そのガラスフィルムの両側を例えば厚さ２ｍｍアクリル樹脂で挟んだ画像フィルム２５ｂとすることもできる。他に金属板に任意の意匠に対応した窓（透過部）を形成する加工を施すことで意匠を描くこともできる。このようにすることで画像フィルム２５ｂを交換することで、任意の画像を路面に投影して描画することができる。なお、本実施形態では、物理的に交換可能な画像フィルム２５ｂを用いたが、交換可能とせずにフレームに固定するものとしても良い。さらに、コストは高くなるものの電気的手段により意匠を変更可能な可変型の画像形成部２５とすることもできる。例えば、画像フィルム固定枠２５ａの位置に複数の画素を設けた液晶素子を配置する。液晶素子の各画素を電気的にスイッチング制御することで透過光を変調すれば画像を変更することができる。また、光源としてレーザー光源を用いてレーザー光源からの光を電気的制御により可動するミラーによって反射方向を制御して描画するようすることもできよう。

【0029】

左発光ユニット１２Ｌからの照射光は車両前方左斜め方向の路面を照射し、路面上に画像形成部２５にて形成した画像を描画する。自転車用の前照灯の配光規格は、前述したように光軸中心を中心とした狭い範囲である。すなわち前照灯の前方１０ｍのスクリーン上において左右４°の位置において所定の照度値を満たせばよい。そのため単に配光規格を満たすのみでは、自己の自転車の前方路面、特に左右４°よりも側方の領域については暗くなる。左発光ユニット１２Ｌは主に左４°よりも大きい角度の左側であって、前方１０ｍよりも近い領域に向かって照射する。同様に右発光ユニット１２Ｒは主に右４°よりも大きい角度の右側であって、前方１０ｍよりも近い領域に向かって照射する。本実施形態においては、前述したように中央発光ユニット１１も上下方向の配光特性を非対称として下向き、すなわち路面側においては広い角度を照射するようにしている。従って、自転車用灯火装置１０は、中央発光ユニット１１が前方１０メートルよりも近い路面において、光軸に沿った中央部を照射し、左発光ユニット１２Ｌおよび右発光ユニット１２Ｒがそれぞれ左右の斜め手前方向に向かって照射する。これにより路面の照射範囲を広くして運転者にとって足元を明るくして使いやすいものとすることができる。さらに左発光ユニット１２Ｌおよび右発光ユニット１２Ｒのそれぞれは、路面上に画像形成部２５にて形成した画像を描画する。したがって、運転者のみでなく周囲の人、自動車、自転車その他の者に対して投影する画像に対応した情報を与えることができる。

【0030】

（制御基板、バッテリー）
バッテリー１６および制御基板１７は、下部ハウジング１３ａのランプユニット取付部に固定される。制御基板１７には、図示しないコネクターと回路部品が設けられているコネクターには、中央発光ユニット１１の光源基板１１ｂと接続するハーネス、左発光ユニット１２Ｌおよび右発光ユニット１２Ｒのそれぞれの光源基板２２と接続するハーネスによりそれぞれの発光ユニットのＬＥＤ光源と電気的に接続されている。図６は、自転車用灯火装置１０の点灯制御を説明するためのブロック図である。制御基板１７には点灯駆動回路３０および電源制御回路が設けられている。

【0031】

点灯駆動回路３０には、中央発光ユニット１１、左発光ユニット１２Ｌおよび右発光ユニット１２Ｒのそれぞれと接続され、それぞれの発光ユニットの光源の点灯状態を独立に制御する第１ランプ制御部３１、第２ランプ制御部３２および第３ランプ制御部３３と、左発光ユニット１２Ｌおよび右発光ユニット１２Ｒを点滅点灯させるための点滅回路３７を備える。また、自転車用灯火装置１０の点灯制御のスイッチングを運転者が任意に操作するためのスイッチＳＷが接続されている。さらに、照度センサー３４の出力信号が点灯駆動回路３０に入力するように接続されている。また、点灯駆動回路３０には電源制御回路３５の出力が入力する。電源制御回路３５は、ハウジング１３の中に収容され、各発光ユニットを点灯するためのバッテリー１６の出力を各発光ユニット１１，１２Ｌ，１２Ｒのそれぞれの点灯に適した電力を供給するための回路である。また、電源制御回路３５には外部電源３６も接続されており、バッテリー１６を補ってまたはバッテリーの代わりに電力を供給する。バッテリー１６は、例えば乾電池または充放電可能なニッケル水素電池などの二次電池である。外部電源３６は、例えばダイナモまたは自転車が電動自転車の場合には電動自転車用の駆動電源である。

【0032】

照度センサー３４は、図３に示すように下部ハウジング１３ａに固定され、上部ハウジング１３ｂに設けた図示しない透明窓を通して入射する外光の明るさに応じた信号を出力する。照度センサー３４からの出力値が、所定の明るさの照度よりも暗くなったときの値（第１の閾値）よりも、暗くなった場合に相当する出力値の信号となったときに、中央発光ユニット１１が点灯するように設定されている。左発光ユニット１２Ｌおよび右発光ユニット１２Ｒは、第１の閾値と異なる第２の閾値のときに点灯可能となるように設定されている。第２の閾値は、第１の閾値に相当する明るさに比べて、より明るいときの出力値に相当する値である。これにより、例えば日暮れ時においては中央発光ユニット１１が点灯するよりも早い段階から路面描画を行うことができ、周囲に対して暗くなる前の明るい段階から注意を促す等を行うことができる。

【0033】

点滅回路３７は、左発光ユニット１２Ｌおよび右発光ユニット１２Ｒのそれぞれと接続され、それぞれのＬＥＤ光源２１を独立して点滅点灯する。左発光ユニット１２Ｌおよび右発光ユニット１２Ｒのそれぞれを点滅点灯することで、周囲からの気づきやすくすることができ認識性を高めることができる。また、点滅点灯を実施しない時には点滅回路３７を省略しても良い。また、中央発光ユニット、右発光ユニットおよび左発光ユニットの全ての光源をＬＥＤとしたので、その制御回路を共通化することができ簡素化することができる。

【0034】

（路面配光パターン）
図７は、自転車用灯火装置１０の路面照射パターンを示す等照度曲線で示した概略図である。自転車用灯火装置１０を路面から１メートルの位置で、中央発光ユニット１１の光軸が下方向に５°傾くようにして設置した場合の路面（水平面）に照射したときの配光パターンである。横軸は光軸を中心（０°）とした角度（°）であり、縦軸が自転車用灯火装置１０からの距離（ｍ）である。中央発光ユニット１１の路面照射パターンＰＣを実践にて等照度曲線にて示し、左発光ユニット１２Ｌおよび右発光ユニット１２Ｒのそれぞれの路面照射パターンＰＬ，ＰＲを点線で照射範囲として示している。左発光ユニット１２Ｌおよび右発光ユニット１２Ｒは、画像形成部２５にて形成した画像を路面に投影するものなので、路面に投影された画像ではなく照射範囲にて示した。

【0035】

図７からわかるように、描画ランプユニット１２の路面照射パターンＰＬ，ＰＲは、中央発光ユニット１１の路面照射パターンＰＣに比べて近距離の斜め側方を照射している、特に手前側の５メートル以内、より好ましくは２ｍから３ｍの範囲で左右に２°から４°の範囲に描画すると、中央発光ユニット１１の路面照射パターンＰＣと重ならずに描画しやすい。さらに、自転車の近傍且つ離れた位置の路面に描画されるので、その意匠を周囲の歩行者や他の車両の運転者にとって認識しやすくなり、どの自転車の路面描画パターンであるかについても認識しやすくなる。また、簡易的な実験として１ｍ離れた位置に照射した場合において１０００ｌｘの照度のあった描画パターンを２ｍの距離に照射するとその照度は３００ｌｘとなり、４ｍの距離だと１００ｌｘとなった。この実験結果より、照射する光学系、光源の明るさ、描画パターンなどにより異なるであろうが、傾向としては同様と考えられ、概ね５ｍ程度までの距離が路面に描画された意匠を認識可能な実用的な距離であろう。５ｍを超える距離だと自己の自転車から離れすぎるため描画を行っている自転車との関係性を認識しにくい。従って、路面描画を実施している自転車に近い位置で、且つ斜め前方の位置に描画することが好ましい。４ｍから５ｍまでの距離を中心として描画サイズを１ｍ以上の長さの描画し、それを認識できるような明るさとするのが好適である。また、運転するに当たっての照明機能を考えると自転車に近すぎるのは使いにくい。従って、上記した範囲とすることが自己の自転車の運転手にとっても、周囲の者にとってもバランスのよい描画領域である。

【0036】

図８は、図７において点線で示した路面照射パターンＰＬ，ＰＲにおける路面描画のパターンの具体例を例示する意匠の平面図である。（Ａ）～（Ｄ）４種類の路面描画パターンを例示しており、それぞれが自転車１の前方に自転車を中心として路面照射パターンＰＬと路面照射パターンＰＲとを左右対称としている。（Ａ）は直線形状の意匠、（Ｂ）および（Ｃ）は矢印形状の意匠で自転車１の進行方向に向けた方向を示す。（Ｄ）は幾何的な図形とメッセージ性のあるデザイン意匠との組合せによる意匠を示している。いずれの路面描画のパターンであっても、自転車用前照灯の配光パターンを照射する中央発光ユニット１１と重ねて路面照射パターンＰＬ，ＰＲが路面に投影されるので、中央発光ユニット１１のみの場合に比べて路面への照射量が増加して自転車近傍の路面が明るくなり運転しやすくなる。また、自転車１を直視せずとも周囲に対して自転車の存在を知らせることが可能となる。特に対向車の運転者などに対して幻惑光となる上向き光を生じさせないで路面描画によって存在を知らせしめるので、より安全性が高くなる。また、投影する画像にメッセージ性のある意匠とすれば、そのメッセージを周囲の者に与えることができる。

【0037】

路面照射パターンＰＬ，ＰＲにおける路面描画のパターンが小さくては周囲からの認識性が劣る。自転車前方を照明して自転車１の運転者にとっても視認性を高める、という効果も小さい。４ｍ前方に描画したときの描画サイズの大きさが０．５ｍ以下では小さい。描画サイズとしては１ｍ前後、０．８ｍから２ｍとすると認識性および照明機能の両方のバランスが良く、ランプユニットも小型化できる。また、照射する光色も白色以外の着色光とすることで、認識性をより高くすることができる。光色を白色以外にする事で、街路灯や防犯灯といった周辺光と同化せずに存在を知らせる事が可能となる。緑色は人間の目の視感度も高いので、緑の系統色とすることが好適である。

【0038】

〔第２の実施の形態〕
次に図９および図１０を用いて本発明の第２の実施形態に係る自転車用灯火装置について説明する。図９は、第２の実施形態の自転車用灯火装置を示す概略図であり、（Ａ）が水平方向断面を示す概略説明図、（Ｂ）が正面図である。第１の実施形態においては、自転車用灯火装置１０の中に前照灯１１として機能する中央発光ユニット１１と、その両側に設けた一対の描画ランプユニット１２が配置された３個のランプユニットを備えていたが、第２の実施形態においては、前照灯１１として機能する中央発光ユニット１１と、一対の描画ランプユニット１２とが配置された３個のランプユニットを有する点においては同一であるが、さらに中央発光ユニット１１と描画ランプユニット１２との間に第２の描画ランプユニット４２を備えた自転車用灯火装置４０としている点が相違する。また、照度センサー３４の設置している位置が前後方向の中央付近としている。その他の点については、第１の実施形態と同様であるので、同一の符号を付しここでの説明は省略する。

【0039】

（第２の描画ランプユニット）
第２の描画ランプユニット４２は、中央発光ユニット１１と左発光ユニット１２Ｌの間に設置している。第２の描画ランプユニット４２は、第１の実施形態で説明した発光ユニット１２と同様の構成を備えており、路面に対して所定の画像を描画可能な構成とされている。第２の描画ランプユニット４２は、自転車１の前方の路面において、中央発光ユニット１１が照射する路面照射パターンＰＣの上に重ね合わせて画像を描画する。また、第２の描画ランプユニット４２による路面照射パターンＰ２は、左発光ユニット１２Ｌが照射する路面照射パターンＰＬと、右発光ユニット１２Ｒが照射する路面照射パターンＰＲの間の位置に少なくとも一部が位置するように照射する。第２の描画ランプユニット４２は、中央発光ユニット１１と右発光ユニット１２Ｒの間に設置させても、中央発光ユニット１１の両隣に設置させても良い。路面照射パターンＰＣの上に重ね合わせて画像を描画するので、中央発光ユニット１１の近くに設置するのが好ましい。なお、第２の描画ランプユニット４２も、中央発光ユニット１１および描画ランプユニット１２と同様に制御基板１７に接続され図示しない第４ランプ制御部によって点消灯が制御される。

【0040】

図１０は、自転車用灯火装置が照射する路面照射パターンを説明する概略平面図である。主に自転車前方６ｍ以内の領域を模式的に示している。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）および図１０（Ｃ）の３種類の例を示している。図１０（Ａ）～（Ｃ）のそれぞれの図面において、自転車１の正面中央に示した楕円で囲む範囲は中央発光ユニット１１が照射する路面照射パターンＰＣの照射領域を模式的に示している。路面照射パターンＰＣは描画ランプユニット１２Ｌ，１２Ｒおよび第２の描画ランプユニット４２よりも遠方の路面にも照射するが、図１０においては説明を簡略化するために簡素化して記載している。図１０（Ａ）では、描画ランプユニット１２Ｌ，１２Ｒがそれぞれ２本の斜め縦方向に延びる直線形状を描画する路面照射パターンＰＬ，ＰＲを形成し、第２の描画ランプユニット４２が路面照射パターンＰＣと重なる位置に４本の横方向に延び、且つ遠い側の直線ほど幅を長くした直線形状の画像を描画する。図１０（Ｂ）では、描画ランプユニット１２Ｌ，１２Ｒのそれぞれが、斜め縦方向に延びる複数の矢印形状を模した画像を描画し、第２の描画ランプユニット４２が路面照射パターンＰＣと重なる位置に４本の矩形形状の画像を描画する。図１０（Ｃ）では、描画ランプユニット１２Ｌ，１２Ｒがそれぞれ２本の斜め縦方向に延びる直線形状を描画する路面照射パターンＰＬ，ＰＲを形成し、第２の描画ランプユニット４２が路面照射パターンＰＣと重なる位置に３個の矢印を遠い側ほど大きくなるようにした画像を描画する。なお、描画パターンはこれらの例に限るものではなく、様々な形状とすることができる。

【0041】

図１０（Ａ）において路面照射パターンＰＣと重なる位置に描画した４本の矩形形状の画像のは、中央発光ユニット１１が照射する路面照射パターンＰＣの照射領域よりも側方にまで伸びて照射している。この場合のように、第２の描画ランプユニット４２が照射するパターンが、路面照射パターンＰＣの照射領域よりも側方の領域にまで照射する場合には、左発光ユニット１２Ｌおよび右発光ユニット１２Ｒを省略して、第２の描画ランプユニット４２に左発光ユニット１２Ｌおよび／または右発光ユニット１２Ｒの機能を持たせることもできるであろう。また、第２の描画ランプユニット４２が照射するパターンも図１０（Ａ）にて示した直線に限るものではなく、他のパターンであっても良いことも自明である。

【0042】

以上に、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態変形例はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその趣旨から逸脱することなく他の様々な形で構成の付加、省略、置換及びその他の変更が可能である。例えば、点灯駆動回路３０に自転車１のブレーキ操作に応じて信号を入力するようにし、入力したブレーキ操作に対応する信号に基づいて、ブレーキ操作に応じて描画ランプユニット１２による点灯若しくは点滅間隔のタイミングや発光色を変更するものとして周囲からのブレーキ操作を行っていることを認識させやすくするものとしても良い。また、更に例えば加速度センサーなどのセンサ素子を自転車用灯火装置１０，４０の中に設置し、加速度センサーなどのセンサ信号に応じて自転車１の重心の変化を判断し、自転車の重心の変化に応じて、左折動作、右折動作もしくは制動動作を判定し、左折動作ならば描画ランプユニット１２のうち左発光ユニット１２Ｌのみを点灯させ、右折ならば右発光ユニット１２Ｒのみを点灯させる、などとしても良い。さらに、本実施形態では左発光ユニット１２Ｌおよび右発光ユニット１２Ｒなどのユニットを中央発光ユニット１１と別体の発光ユニットしたが、共通化できる部品を共通化して一体としても良い。

【産業上の利用可能性】

【0043】

一般用自転車に限らず、電動アシスト自転車にも適用できる。また、前照灯を備えたキックボードなどにも適用できる。自転車用前照灯の配光パターンと同様に、左右幅方向の狭い配光パターンの前照灯とした道路を走行する自動車およびオートバイなどの車両以外の乗り物の前照灯は、本発明において自転車用前照灯に含まれるものとし、このような自転車用前照灯を備えた前方照明装置に適用できる。

【符号の説明】

【0044】

１…自転車
１０，４０…自転車用灯火装置（自転車用前方照明装置）
１１…中央発光ユニット（前照灯）
１１ａ…ＬＥＤ光源
１１ｂ…熱伝導性基板（光源基板）
１１ｃ…リフレクタ１１ｃ
１１ｃ１…反射面
１２…描画ランプユニット
１２Ｌ…左発光ユニット
１２Ｒ…右発光ユニット
１３…ハウジング（ケース）
１３ｃ…固定部
１４…灯室
１５…アウターレンズ
１６…バッテリー
１７…制御基板
２１…ＬＥＤ光源
２２…熱伝導性基板（光源基板）
２３…コンデンサレンズ
２４…投影レンズ
２５…画像形成部
２６…外枠
３０…点灯駆動回路
３４…照度センサー
３５…電源制御回路
３６…外部電源
３７…点滅回路
４２…第２の描画ランプユニット
Ｍ…中心線
ＰＣ…路面照射パターン（中央発光ユニット）
ＰＬ…路面照射パターン（左発光ユニット）
ＰＲ…路面照射パターン（右発光ユニット）
Ｐ２…路面照射パターン（第２の描画ランプユニット）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】