特許 7615148 画像投影装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-07

(45)【発行日】2025-01-16

(54)【発明の名称】画像投影装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 43/20 20180101AFI20250108BHJP

   F21S 43/14 20180101ALI20250108BHJP

   F21S 43/27 20180101ALI20250108BHJP

   F21S 43/50 20180101ALI20250108BHJP

   F21V 5/00 20180101ALI20250108BHJP

   F21V 14/02 20060101ALI20250108BHJP

   B60Q 1/22 20060101ALI20250108BHJP

   F21W 103/60 20180101ALN20250108BHJP

   F21W 103/45 20180101ALN20250108BHJP

   F21W 103/20 20180101ALN20250108BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20250108BHJP

【ＦＩ】

F21S43/20

F21S43/14

F21S43/27

F21S43/50

F21V5/00 510

F21V5/00 320

F21V14/02 100

B60Q1/22

F21W103:60

F21W103:45

F21W103:20

F21Y115:10

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022537977

(86)(22)【出願日】2021-07-16

(86)【国際出願番号】 JP2021026800

(87)【国際公開番号】W WO2022019231

(87)【国際公開日】2022-01-27

【審査請求日】2024-04-11

(31)【優先権主張番号】P 2020123605

(32)【優先日】2020-07-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2020123604

(32)【優先日】2020-07-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2020123606

(32)【優先日】2020-07-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001133

【氏名又は名称】株式会社小糸製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100136630

【弁理士】

【氏名又は名称】水野 祐啓

(74)【代理人】

【識別番号】100201514

【弁理士】

【氏名又は名称】玉井 悦

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 賢

(72)【発明者】

【氏名】金子 進

【審査官】河村 勝也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０１７４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２５５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１６４３２８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－０９５４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０９５４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１０２３３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ４３／２０

Ｆ２１Ｓ ４３／１４

Ｆ２１Ｓ ４３／２７

Ｆ２１Ｓ ４３／５０

Ｆ２１Ｖ ５／００

Ｆ２１Ｖ １４／０２

Ｂ６０Ｑ １／２２

Ｆ２１Ｗ １０３／６０

Ｆ２１Ｗ １０３／４５

Ｆ２１Ｗ １０３／２０

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両用の画像投影装置であって、
複数の光源と、複数の前記光源に各々対向する複数のレンズと、を備え、
前記複数のレンズは、各々異なる径を有し、径の大きいレンズは径の小さいレンズよりも、前記画像投影装置から離れた位置に画像を投影し、
前記複数の光源は、同じ光束の光を出射するように設けられ、
前記複数のレンズは、同じ照度の画像を投影するように、各々の径が設けられたことを特徴とする画像投影装置。

【請求項2】

前記複数のレンズは、少なくとも一つの前記レンズを通過した光の光軸が、他の前記レンズを通過した光の光軸と互いに非平行となるように設けられた請求項１に記載の画像投影装置。

【請求項3】

前記レンズは、車体側方に向けて傾斜する姿勢で取り付けられた請求項１又は２に記載の画像投影装置。

【請求項4】

複数の前記光源が左右に並設され、
前記複数の光源が照射した光は、車体側方に傾斜して延びる画像を投影する請求項１～３のいずれか一項に記載の画像投影装置。

【請求項5】

複数の前記光源が上下に並設され、
前記複数の光源が照射した光は、車長方向に延びる画像を投影する請求項１～３のいずれか一項に記載の画像投影装置。

【請求項6】

径の大きい前記レンズを径の小さい前記レンズよりも下方に配設した請求項５に記載の画像投影装置。

【請求項7】

他の車両用灯具の近傍に設けられ、
前記光源からの出射光は、前記他の車両用灯具からの出射光と一体として視認されることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の画像投影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、路面に所定の画像を投影する車両用の画像投影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両用灯具において、路面に画像を投影し、周囲の車両や歩行者の注意を喚起したり、ドライバーの運転を支援する技術が知られている。例えば、特許文献１には、車両進行方向の路面に所定形状の発進通知表示を光で描画し、該車両の発進するタイミングを歩行者などに正確に把握させる発進通知表示装置の発明が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－５５５１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、車両用の画像投影装置を用いて画像を投影する場合、投影位置が車両から遠ざかるほど、画像の照度（明るさ）が下がり、画像が暗く見える。このため、例えば、同じ光束の複数の光源を用いて複数の画像を投影すると、投影した画像の明暗にバラつきが生ずるという問題があった。

【0005】

そこで、本発明の第一の目的は、複数の光源を用いて投影した複数の画像について、該複数の画像の明暗のバラつきを抑制できる画像投影装置を提供することにある。

【0006】

また、車両には、前照灯やバックアップランプ、ターンシグナルランプなど様々な車両用灯具が搭載されている。また、これらの車両用灯具にも、周囲の車両や歩行者に対して自車の運転状況を表示し、注意を喚起するなどの機能がある。このため、車両用灯具と画像投影装置を協調させ、車両外部に向けてより適切な表示を行いたいとの要望があった。

【0007】

そこで、本発明の第二の目的は、他の車両用灯具と協調し車両外部に向けてより適切な表示を行うことのできる画像投影装置を提供することにある。

【0008】

さらに、画像投影装置を用いて路面に画像を投影すると、路面に向けて斜め上方向から光を投影するため、車体から遠ざかるほど幅が伸長され、所望の画像が描画されないという問題があった。

【0009】

そこで、本発明の第三の目的は、投影される画像のうち、車体から近い部分も車体から離れた部分も、バランスよい形状に投影できる画像投影装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記第一の課題を解決するために、本発明の画像投影装置は、車両用の画像投影装置であって、複数の光源と、複数の光源に各々対向する複数のレンズと、を備え、複数のレンズは、各々異なる径を有し、径の大きいレンズは径の小さいレンズよりも、画像投影装置から離れた位置に画像を投影することを特徴とする。

【0011】

このとき、複数の光源は、同じ光束の光を出射するように設けられ、複数のレンズは、同じ照度の画像を投影するように、各々の径が設けられていることが好ましい。

【0012】

また、複数のレンズは、少なくとも一つのレンズを通過した光の光軸が、他のレンズを通過した光の光軸と互いに非平行となるように設けられていても良い。

【0013】

レンズは、車両側方に向けて傾斜する姿勢で取り付けられていても良い。

【0014】

複数の光源が左右に並設され、複数の光源が照射した光が、車両側方に傾斜して延びる画像を投影するように構成しても良い。

【0015】

複数の光源が上下に並設され、複数の光源が照射した光が、車長方向に延びる画像を投影するように構成しても良い。

【0016】

径の大きいレンズを径の小さいレンズよりも下方に配設することも可能である。

【0017】

画像投影装置を他の車両用灯具の近傍に設け、光源からの出射光が、他の車両用灯具からの出射光と一体として視認されるように構成することも可能である。

【0018】

上記第二の課題を解決するために、本発明の画像投影装置は、一度に複数の画像を路面上に投影可能な車両用の画像投影装置であって、複数の画像を投影する光を各々照射する複数の光源と、光源を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、他の車両用灯具の点消灯と連動するように光源を点消灯させることを特徴とする。

【0019】

制御手段は、複数の光源をシーケンシャルに点灯させることも可能である。

【0020】

他の車両用灯具には、バックアップランプ、ターンシグナルランプを採用できる。

【0021】

本発明の画像投影装置は、他の車両用灯具に並設され、光源からの出射光は、他の車両用灯具からの出射光と一体として視認される。

【0022】

複数の光源を上下に並設し、複数の光源が照射した光で車長方向に延びる画像を投影するように構成することも可能である。

【0023】

光源と、光源からの光により描画された画像とが、平面視において一直線上に配置されるように構成しても良い。

【0024】

光源を、バンパーの下側に配置することも好ましい。

【0025】

上記第三の課題を解決するために、本発明の画像投影装置は、車両用の画像投影装置であって、複数の光源と、複数の光源に各々対向する複数のレンズと、光源およびレンズの間に介装される板状のシェードと、を備え、シェードが、複数の光源の光を複数のレンズに向けて各々通過させる複数の開口部を備え、開口部を台形形状に設けたことを特徴とする。

【0026】

開口部は、その形状を、上底よりも下底が短い台形形状に設け、直列に配置することが好ましい。

【0027】

シェードに、３以上の開口部を設け、開口部間の距離が、互いに異なるように配置することも可能である。

【0028】

複数の開口部は、各々異なる大きさに設けることもできる。

【発明の効果】

【0029】

本発明の画像投影装置によれば、径の大きいレンズが径の小さいレンズよりも画像投影装置から離れた位置に画像を投影するように構成し、画像投影装置から離れるにつれて画像の照度を高めるように構成したため、投影した画像の明暗のバラつきを抑制できるという効果を奏する。

【0030】

また、本発明の画像投影装置によれば、他の車両用灯具と連動して点灯するように制御したため、車両用灯具が表示するメッセージをより明確に車両外部に伝えることができるという効果を奏する。

【0031】

さらに、本発明の画像投影装置によれば、光源とレンズとの間にシェードを介装し、シェードに光源の光を通過させる開口部を設け、開口部を台形形状に設けたため、台形形状の上底と下底の長さを調整することにより、簡単な構成で、車体から近い部分も車体から離れた部分も、バランスのよい形状に投影できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の実施例１の画像投影装置の概要図である。

【図2】図１の画像投影装置の模式的な分解斜視図である。

【図3】図１の画像投影装置と障害物との位置関係、および、配光状態を示す模式図である。

【図4】図１の画像投影装置をバックアップランプに並設した様子を示す模式図である。

【図5】図１の画像投影装置が投影した画像を示す模式図である。

【図6】変形例による画像投影装置を、前照灯の灯室内に設けた様子を示す模式図である。

【図7】図６の画像投影装置のレンズの配置および向きを示す、（ａ）レンズ部分のＡＡ断面模式図、（ｂ）レンズの傾き状態を表した模式図である。

【図8】図６の画像投影装置が投影した画像を示す模式図である。

【図9】本発明の実施例２の画像投影装置の概要図である。

【図10】画像投影装置の模式的な分解斜視図である。

【図11】画像投影装置の路面への投影状態を示す模式図である。

【図12】画像投影装置の配置状態を示す模式図である。

【図13】バックアップランプに並設した画像投影装置の投影した画像を示す模式図である。

【図14】画像投影装置の投影した画像を示す模式図である。（ａ）サイドターンシグナルランプの場合、（ｂ）前照灯の場合を示す。

【図15】本発明の実施例３の画像投影装置の概要図である。

【図16】図１５の画像投影装置の模式的な分解斜視図である。

【図17】図１５の画像投影装置による、光軸、光束、投影画像を表す、（ａ）上方から見た模式図、（ｂ）側方から見た模式図である。

【図18】レンズ内に焦点を配置した場合の、（ａ）ＡＡ断面模式図、（ｂ）シェードを装置正面方向から見た模式図である。

【図19】図１８の場合における、（ａ）矩形の開口部による投影画像、（ｂ）台形の開口部による投影画像を表した模式図である。

【図20】レンズ内に焦点を配置しない場合の、（ａ）ＡＡ断面模式図、（ｂ）シェードを装置正面方向から見た模式図である。

【図21】図２０の場合における、（ａ）矩形の開口部による投影画像、（ｂ）台形の開口部による投影画像を表した模式図である。

【図22】図１５の画像投影装置および投影画像を示す平面模式図である。

【図23】変形例による画像投影装置を、前照灯の灯室内に設けた様子を示す模式図である。

【図24】図２３の画像投影装置のレンズの配置およびレンズ向きを示す、（ａ）レンズ部分のＢＢ断面模式図、（ｂ）各レンズの傾き状態を側方から見た模式図である。

【図25】図２３の画像投影装置のシェードを、（ａ）装置正面方向から見た模式図、（ｂ）開口部の拡大図である。

【図26】図２３の画像投影装置および投影画像を示す平面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【実施例1】

【0033】

以下、本発明を画像投影装置に具体化した実施例１を図面に基づいて説明する。図１，２に示す画像投影装置１は、画像Ｇ（Ｇｃ，Ｇｂ，Ｇａ）を投影する光Ｌ（Ｌｃ，Ｌｂ，Ｌｃ（）を照射する複数の光源２（２ｃ，２ｂ，２ａ）と、複数の光源２に各々対向する複数のレンズ４（４ｃ，４ｂ，４ａ）を備える。

【0034】

図２に示すように、画像投影装置１は、光源２を搭載した基板７と、基板７にシェード３を取り付けるためのアタッチメント５と、光源２からの光Ｌを画像Ｇに応じた形状に切り取るシェード３と、光源２からの光Ｌを透過させるレンズ４と、画像投影装置１の内部構造を車両外部から遮蔽するエクステンション６から構成されている。

【0035】

光源２ｃ，２ｂ，２ｃは、同じ光束を有するＬＥＤ、つまり、同じ電流値を有する同じ明るさのＬＥＤであり、上下に並べて設けられている。光源２を上下に並べることで、横に並べた場合よりもレンズの光学設計を単純化できるというメリットがある。

【0036】

光源２は、光源２ｃ，２ｂ，２ｃから出射した光Ｌｃ，Ｌｂ，Ｌｃが、路面に向けて傾斜しながら降下するように設けられている。光源２をこのように配設することで、路面上に車長方向に延びる画像Ｇｃ，Ｇｂ，Ｇｃを投影できる。

【0037】

また、光源２は、光源２からの光Ｌにより描画された画像Ｇと、同一直線上に配置されている（図５，８参照）。光源２と画像Ｇとが一直線Ａ上に列をなすことにより、光源２および画像Ｇが左右にばらついて投影された場合に比べて、同一機能に属する画像であることがわかりやすくなる。このとき、更に、光源２に並設された車両用灯具（例えば、バックアップランプ５２）も含めて、光源２および画像Ｇと一直線上に配置されるように構成しても良い。

【0038】

シェード３には、下底３３よりも長い上底３２を有する台形の開口部３１が設けられている。上底３２と下底３３の割合を適宜調整することにより、投影される画像Ｇの形状を調整することができる。例えば、開口部３１を矩形に設け、車体５１から遠ざかるほど幅広になる台形の画像Ｇを投影することも可能である。

【0039】

実施例１のシェード３は、開口部３１の形状および面積は、全て同一に設けられている。開口部３１の面積および形状を同一に設けることで、シェード３の構造を簡易にし、製造コストを抑えることができる。

【0040】

複数のレンズ４（４ｃ，４ｂ，４ａ）は一体に形成され、複数の光源２ｃ，２ｂ，２ｃからの複数の光Ｌｃ，Ｌｂ，Ｌｃ（を各々通過させるように構成されている。また、レンズ４ｃ，４ｂ，４ａは、各々異なる径ｒ（径ｒｃ＜径ｒｂ＜径ｒａ）を有し、下側にゆくにつれ径ｒが大きくなるように設けられている。このとき、レンズ４ｃ，４ｂ，４ａは、互いに重畳しないよう径ｒが大きくなるほどレンズ４間の距離を離して配置される。また、レンズ４は、自身の焦点距離に応じて、光源２からの位置が定められる。

【0041】

径ｒの大きいレンズ２は径ｒの小さいレンズ２よりも、車体５１から離れた位置に画像Ｇを投影するように設けられている。例えば、レンズ４ｂはレンズ４ｃよりも径ｒが大きく（径ｒｂ＞径ｒｃ）、レンズ４ｂにより投影される画像Ｇｂは、レンズ４ｃにより投影される画像Ｇｃよりも車体５１から離れた位置に描画される。径ｒが大きいレンズ４ｂを通過する光束は、径ｒが小さいレンズ４ｃを通過する光束よりも多いため、車体５１からより離れた画像Ｇｂを、車体５１からより近い画像Ｇｃと同等の照度に投影できる。

【0042】

レンズ４は、レンズ４ｃ，４ｂ，４ａを通過した光Ｌｃ，Ｌｂ，Ｌｃの光軸が互いに非平行となるように設けられている。光Ｌｃ，Ｌｂ，Ｌｃの光軸は側面視において交差し、上側に配置された光源２ｃ、中間に配置された光源２ｂ、下側に配置された光源２ａの順に、車体５１の近くから遠ざかる方向に画像Ｇｃ，Ｇｂ，Ｇａを投影する。このとき、レンズ４の傾きは、車両用投影装置１や車体５１の近くに投影するレンズ４ほど、より大きくなるように設けられている。レンズ４をこのように設けることで、図３（ａ）のように、バンパー５３などの障害物を回避して画像Ｇｃ，Ｇｂ，Ｇａを投影することが可能となる。一方、画像投影装置１と路面との間に光Ｌを遮る障害物が無い場合には、図３（ｂ）のように上側から下側に向けてレンズ４ａ、レンズ４ｂ、レンズ４ｃの順に配置することも選択できる。

【0043】

図４に示すように、画像投影装置１は、バックアップランプ５２に並設され、光源２からの出射光Ｌが、バックアップランプ５２からの光Ｌ’と一体として視認されるように設けられている。特に、出射光Ｌ，Ｌ’が一体として視認されるように、光源２とバックアップランプ５２の光源２’との距離ｄは、７５ｍｍ以下であることが望ましい。

【0044】

図５に、上記構成の画像投影装置１を点灯した様子を示す。画像Ｇｃ，Ｇｂ，Ｇａは、光源２から出射した光Ｌの光軸を路面に投影した直線Ａ上に描画されている。画像Ｇは、車体５１に近い位置に投影された画像Ｇｃよりも、車体５１から離れた位置に投影された画像Ｇａの方が、車長方向に延びて長く（Ｄｃ＜Ｄｂ＜Ｄａ）なっている。また、画像Ｇは、車体５１に近い位置に投影された画像Ｇｃよりも、車体５１から離れた位置に投影された画像Ｇａの方が、車幅方向に広く（Ｗｃ＜Ｗｂ＜Ｗａ）なっている。

【0045】

ここで、画像Ｇの車長方向の好適な投影距離Ｄは、画像投影装置１の搭載位置により異なる。例えば、前照灯やバックアップランプ５２の場合は３ｍ以内、サイドターンシグナルランプの場合は、５ｍ以内が好ましい。特に、バックアップランプ５２の場合、投影距離Ｄを２．５ｍとすることが最も好ましい。また、画像Ｇの明るさは、最も明るい位置Ｐにおいて、約７０００ｃｄとするように光源２を調整することが好ましい。また、この例では、Ｇｃ，Ｇｂ，Ｇａにかけて、画像Ｇの車長方向の長さＤが増加し（Ｄｃ＜Ｄｂ＜Ｄａ）、車幅方向の長さＷも増加（Ｗｃ＜Ｗｂ＜Ｗａ）している。

【0046】

次に、図６～８に基づいて、画像投影装置１の変形例を示す。画像投影装置１は、バックアップランプ５２以外の車両用灯具、例えば、前照灯５４やサイドターンシグナルランプなどにも並設したり、車両用灯具の灯室内に設けたりすることも可能である。この変形例では、前照灯５４の灯室内に設けた場合の例を示す。この場合においても、前照灯５４の光源２’’と、光源２との距離ｄは、７５ｍｍ以下であることが望ましい。

【0047】

図６，７に示すように、変形例の画像投影装置１は、レンズ４は水平方向に並べて設けられている。レンズ４ｃ，４ｂ，４ａは、各々異なる径ｒ（径ｒｃ＜径ｒｂ＜径ｒａ）を有し、内側（車軸側）にゆくにつれ径ｒが大きくなるように設けられている。また、レンズ４は、レンズ４全体が車体側方に向けて傾斜する姿勢で取り付けられている。レンズ４全体の傾斜角度θ１を適宜調整することによって、画像Ｇの車体側方への傾斜角度θ２を変更することができる。

【0048】

図７（ａ）に示すように、レンズ４は、レンズ４ｃ，４ｂ，４ａを通過した光Ｌｃ，Ｌｂ，Ｌｃの光軸が平面視において交差するように設けられている。また、図７（ｂ）に示すように、レンズ４は、径の小さいレンズ４ｃほど車体５１の近くに画像Ｇｃを投影し、径の大きいレンズ４ａほど車体５１の遠くに画像Ｇａを投影するよう、鉛直方向の傾きを調整されている。

【0049】

図８に、変形例の画像投影装置１を点灯した様子を示す。画像Ｇｃ，Ｇｂ，Ｇａは、光源２から出射した光Ｌの光軸を路面に投影した直線Ａ上に描画されている。画像Ｇは、車体５１に近い位置に投影された画像Ｇｃよりも、車体５１から離れた位置に投影された画像Ｇａの方が、車長方向に延びて長くなっている。また、画像Ｇは、車体５１に近い位置に投影された画像Ｇｃよりも、車体５１から離れた位置に投影された画像Ｇａの方が、車幅方向に広くなっている。

【0050】

以上のように構成した画像投影装置１によれば、複数のレンズ４ｃ，４ｂ，４ａを、各々異なる径ｒｃ，ｒｂ，ｒａを有するように設け、例えば、径ｒの大きいレンズ４ｂが径ｒの小さいレンズ４ｃよりも、画像投影装置１から離れた位置に画像Ｇｂを投影するように構成したため、同じ光束の光源２ｃ，２ｂ，２ｃを用いた場合でも、車両５１からの距離に関わりなく、同程度の照度で画像Ｇｃ，Ｇｂ，Ｇｃを投影でき、画像Ｇの明暗のバラつきを抑制できる。また、レンズ４ｃ，４ｂ，４ａにより、投影する各々の画像Ｇのピントを調整し、鮮明な画像Ｇｃ，Ｇｂ，Ｇａを投影することができる。さらに、レンズ４ｃ，４ｂ，４ａを一体に設けたため、少ない部品数で画像投影装置１を製造でき、手間とコストを削減することも可能である。

【実施例2】

【0051】

以下、本発明を画像投影装置に具体化した実施例２を図面に基づいて説明する。図９～１１に示す画像投影装置１は、画像Ｇを投影する光Ｌを照射する複数の光源２（２ａ～２ｃ）と、光源２を制御する制御系１１を備える。

【0052】

制御系１１は、光源２を点灯、消灯、シーケンシャル点灯させる点消灯制御回路１３と、点消灯制御回路１３を制御するＥＣＵ１２を備える。ＥＣＵ１２は、バックアップランプ５２の制御系２１から制御信号を受信し、バックアップランプ５２の点消灯と連動させるように点消灯制御回路１３を制御する。

【0053】

ここで、シーケンシャル点灯とは、所定の時間間隔を空けつつ、光源２を光源２ｃ、光源２ｂ、光源２ａの順に点灯させ、一旦消灯し、再び、所定の時間間隔を空けつつ、光源２を、光源２ｃ、光源２ｂ、光源２ａの順に点灯させることを繰り返す制御を示す。シーケンシャル点灯において、光源２を光源２ｃ、光源２ｂ、光源２ａの順に点灯させると、車体５１に近い画像Ｇから、画像Ｇｃ、画像Ｇｂ、画像Ｇａの順に路面Ｒに投影される。

【0054】

図１０に示すように、画像投影装置１は、光源２を搭載した基板７と、基板７にシェード３を取り付けるためのアタッチメント５と、光源２からの光Ｌを画像Ｇに応じた形状に切り取るシェード３と、光源２からの光Ｌを透過させるレンズ４と、画像投影装置１の内部構造を車両外部から遮蔽するエクステンション６から構成されている。

【0055】

光源２ａ～２ｃは、同じ電流値を有する同じ明るさのＬＥＤであり、上下に並べて設けられている。光源２を上下に並べることで、横に並べた場合よりもレンズの光学設計を単純化できるというメリットがある。

【0056】

光源２は、光源２ａ～２ｃから出射した光Ｌａ～Ｌｃが斜め上方向から路面Ｒに向かって傾斜するように設けられている。このように配置することで、路面上に車長方向に延びる画像Ｇａ～Ｇｃが投影される。

【0057】

光源２ａ～２ｃは、平面視において、光源２からの光により描画された画像と一直線上に配置されている。光源２と画像Ｇａ～Ｇｃとが一直線上に列をなすことにより、光源２および画像Ｇが左右にばらついて投影された場合に比べて、同一機能に属する画像であることがわかりやすくなる。このとき、更に、光源２に並設された車両用灯具（例えば、バックアップランプ５２）も含めて、光源２および画像Ｇと一直線上に配置されるように構成しても良い。

【0058】

シェード３には、下底３３よりも長い上底３２を有する台形の開口部３１が設けられている。上底３２と下底３３の割合を適宜調整することにより、投影される画像Ｇの形状を調整することができる。例えば、開口部３１を矩形に設け、車両から遠ざかるほど幅広になる台形の画像Ｇを投影することも可能である。

【0059】

開口部３１の形状および面積は、全て同一に設けられている。開口部３１の面積および形状を同一に設けることで、シェード３の構造を簡易にし、製造コストを抑えることができる。

【0060】

複数のレンズ４（４ａ～４ｃ）は一体に形成され、複数の光源２ａ～２ｃからの複数の光Ｌ１～Ｌ３を各々透過させるように構成されている。また、レンズ４ａ～４ｃは、各々異なる径を有し、下側にゆくにつれ径が小さくなるように設けられている。このとき、レンズ４は、互いに重畳しないよう径が大きくなるほどレンズ４間の距離を離して配置される。また、レンズ４は、自身の焦点距離に応じて、光源２からの位置が定められる。

【0061】

このとき、径が大きいレンズ２を通過した光Ｌは、径が小さいレンズ２よりも遠くに画像Ｇを投影するよう、レンズ４の傾きが調整されている。レンズ４の傾きは、車両用投影装置１や車体５１の近くに投影するレンズ４ほど、より大きくなるように設けられている。このように調整すると、径が大きいレンズ２を通過する光束は、径が小さいレンズ２を通過する光束よりも多いため、車体５１からの距離に関わらず画像Ｇを同等の照度に投影できる。なお、レンズ４は、下側にゆくにつれ径が大きくなるように配置することも可能である。この場合も、大径レンズ４ほど車体５１から遠くに画像Ｇを投影するよう、レンズ４の傾きを調整することが好ましい。

【0062】

図１２に示すように、画像投影装置１はバンパー５３の下側に配設されている。画像投影装置１からの光Ｌは、他の車両用灯具よりも明るいため、グレアを生じやすい。バンパーの下側に配置することで、グレアを抑制する効果が期待できる。また、画像投影装置１は、バックアップランプ５２に並設され、光源２からの出射光Ｌが、バックアップランプ５２からの光Ｌ’と一体として視認されるように設けられている。特に、出射光Ｌ，Ｌ’が一体として視認されるように、光源２とバックアップランプ５２の光源２’との距離ｄは、７５ｍｍ以下であることが望ましい。

【0063】

図１３は、上記構成の画像投影装置１を点灯した様子である。画像Ｇａ～Ｇｃは、光源２ａ～２ｃの光軸を路面Ｒに投影した直線Ａ上に描画されている。画像Ｇは、車体５１に近い位置に投影された画像Ｇよりも、車体５１から離れた位置に投影された画像Ｇの方が、車長方向に延びて長く（Ｄａ＞Ｄｂ＞Ｄｃ）なっている。また、画像Ｇは、車体５１に近い位置に投影された画像Ｇよりも、車体５１から離れた位置に投影された画像Ｇの方が、車幅方向に広く（Ｗａ＞Ｗｂ＞Ｗｃ）なっている。

【0064】

画像投影装置１は、バックアップランプ５２以外の車両用灯具、例えば、前照灯やサイドターンシグナルランプなどにも並設することも可能である。図１４（ａ）は、サイドターンシグナルランプに並設した場合、図１４（ｂ）は前照灯に並設した場合に、投影される画像Ｇを模式的に表した図である。バックアップランプ５２や前照灯に並設した場合は、画像Ｇは、車幅より内側に投影される。一方、サイドターンシグナルランプに並設した場合は、画像Ｇは、車体５１から離れるにつれて左右に展開するように投影される。

【0065】

ここで、画像Ｇの車長方向の好適な投影距離Ｄは、画像投影装置１の搭載位置により異なる。例えば、前照灯やバックアップランプ５２の場合は３ｍ以内、サイドターンシグナルランプの場合は、５ｍ以内が好ましい。特に、バックアップランプ５２の場合、投影距離Ｄを２．５ｍとすることが最も好ましい。また、画像Ｇの明るさは、最も明るい位置Ｐにおいて、約７０００ｃｄとするように光源２を調整することが好ましい。また、画像Ｇの明るさは、最も明るい位置Ｐにおいて、マイケルソンコントラスト０．２以上とするように光学性能を調整することが好ましい。

【0066】

上記のように構成された画像投影装置１において、次に、制御系１１による点消灯制御について説明する。車両が後退を開始する際に、バックアップランプ５２の制御系２１は、バックアップランプ５２を点灯させるための制御を行う。このとき、バックアップランプ５２のＥＣＵ２２は、画像投影装置１の制御系１１に制御信号を送信する。制御信号を受信した制御系１１のＥＣＵ１２は、画像投影装置１の光源２ａ～２ｃの全てを点灯する。シーケンシャル点灯を行う場合には、ＥＣＵ１２は、光源２ｃ、光源２ｂ、光源２ａの順に点灯させる。このとき、車両外部からは、バックアップランプ５２と同時に光源２（シーケンシャル点灯の場合は光源２ｃ）が点灯したように視認される。

【0067】

以上の画像投影装置１によれば、バックアップランプ５２など他の車両用灯具と連動して画像Ｇを投影することとしたため、車両が後退するというメッセージをより明確に車両外部に伝えることができる。また、画像Ｇを形成するシェード３の開口部３１の面積および形状を同一に設けたため、シェード３の構造を簡易にし、製造コストを抑えることができる。さらに、一枚のシェード３、一枚のレンズ４を使用して複数の画像Ｇａ～Ｇｃを一時に、またはシーケンシャルに投影できるため、部品点数を削減し、コストを低減できる。

【実施例3】

【0068】

以下、本発明を画像投影装置に具体化した実施例３を図面に基づいて説明する。図１５，１６に示す画像投影装置１は、バックアップランプ５２の近傍に取り付けられ、画像Ｇ（Ｇａ～Ｇｃ）を投影する光Ｌ（Ｌａ～Ｌｃ）を照射する複数の光源２（２ａ～２ｃ）と、複数の光源２に各々対向する複数のレンズ４（４ａ～４ｃ）と、光源２およびレンズ４の間に介装されるシェード３を備える。

【0069】

図１６に示すように、画像投影装置１は、光源２を搭載した基板７と、基板７にシェード３を取り付けるためのアタッチメント５と、光源２からの光Ｌを所定の形状に切り取る平板状のシェード３と、光源２からの光Ｌを透過させるレンズ４と、画像投影装置１の内部構造を車両外部から遮蔽するエクステンション６から構成されている。

【0070】

光源２ａ～２ｃは、同じ光束を有するＬＥＤ、つまり、同じ電流値を有する同じ明るさのＬＥＤであり、上下に並べて設けられている。光源２を上下に並べることで、横に並べた場合よりもレンズの光学設計を単純化できるというメリットがある。

【0071】

複数のレンズ４（４ａ～４ｃ）は一体に形成され、複数の光源２ａ～２ｃからの複数の光Ｌａ～Ｌｃを各々透過させるように構成されている。また、レンズ４ａ～４ｃは、各々異なる径を有し、下側にゆくにつれ径が小さくなるように設けられている。このとき、レンズ４は、互いに重畳しないよう径が大きくなるほどレンズ４間の距離を離して配置される。また、レンズ４は、自身の焦点距離に応じて、光源２からの位置が定められる。

【0072】

このとき、径が大きいレンズ２を通過した光Ｌは、径が小さいレンズ２よりも遠くに画像Ｇを投影するよう、レンズ４の傾きが調整されている。レンズ４の傾きは、車両用投影装置１や車体５１の近くに投影するレンズ４ほど、より大きくなるように設けられている。このように調整すると、径が大きいレンズ２を通過する光束は、径が小さいレンズ２を通過する光束よりも多いため、車体５１からの距離に関わらず画像Ｇを同等の照度に投影できる。なお、レンズ４は、下側にゆくにつれ径が大きくなるように配置することも可能である。この場合も、大径レンズ４ほど車体５１から遠くに画像Ｇを投影するよう、レンズ４の傾きを調整することが好ましい。

【0073】

図１７（ａ）に示すように、車両用投影装置１は、光源２ａ～２ｃから出射した光Ｌが路面Ｒに向けて傾斜しながら降下するように設けられている。このとき、図１７（ｂ）に示すように、路面Ｒ上に車長方向に延びる画像Ｇａ～Ｇｃが投影される。また、光源２は、光源２からの光Ｌにより描画された画像Ｇと、同一直線Ａ上に配置されている。光源２と画像Ｇとが同一直線Ａ上に列をなすことにより、光源２および画像Ｇが左右にばらついて投影された場合に比べて、同一機能に属する画像であることがわかりやすくなる。このとき、更に、光源２に並設された車両用灯具（例えば、バックアップランプ５２）も含めて、光源２および画像Ｇと一直線上に配置されるように構成しても良い。

【0074】

図１８に示すように、レンズ内に焦点Ｆがある場合、シェード３の開口部３１を通過した光は、レンズ４の焦点Ｆで反転して投影される。このため、開口部３１の上底３２付近を通過した光Ｌは車体５１から近い辺Ｇ１付近に投影され、下底３３付近を通過した光Ｌは車体５１から遠い辺Ｇ２付近に投影される（図１９参照）。

【0075】

また、図１８（ｂ）に示すように、開口部３１は、シェード３の長手方向に沿って直列に配置されている。開口部３１のサイズは、光源２であるＬＥＤチップの大きさに合わせて設けられる。また、開口部３１の高さｈは、０．９ｍｍ程度であることが好ましい。また、開口部３１間の距離ｋ１，ｋ２は、各々レンズ４の大きさや傾きに応じて互いに異なるように設けられる。

【0076】

図１９（ａ）は、レンズ内に焦点Ｆがある場合に、矩形形状の開口部３１’を設けた場合に投影される画像Ｇ’を表し、図１９（ｂ）は、レンズ内に焦点Ｆがある場合に、上底３２よりも下底３３が短い台形形状の開口部３１を設けた場合に投影される画像Ｇを表す。図１９（ｂ）では、図１９（ａ）に比べて、車体５１から遠い辺Ｇ２の伸長を抑制し（Ｇ２’＞Ｇ２）、車長方向に伸びる帯状の画像Ｇが投影されている。

【0077】

図２０に示すように、シェード３の開口部３１を通過した光が、レンズ４内部をそのまま直進するように、画像投影装置１を構成しても良い。このとき、レンズ内に焦点Ｆは配置されない。この場合には、開口部３１の上底３２付近を通過した光Ｌは車体５１から遠い辺Ｇ２付近に投影され、下底３３付近を通過した光Ｌは車体５１から近い辺Ｇ１付近に投影される（図２１参照）。

【0078】

図２１（ａ）は、レンズ内に焦点Ｆがない場合に、矩形形状の開口部３１’を設けた場合に投影される画像Ｇ’を表し、図２１（ｂ）は、レンズ内に焦点Ｆがない場合に、上底３２よりも下底３３が長い台形形状の開口部３１を設けた場合に投影される画像Ｇを表す。図２１（ｂ）では、図２１（ａ）に比べて、車体５１から遠い辺Ｇ２の伸長を抑制し（Ｇ２’＞Ｇ２）、車長方向に伸びる帯状の画像Ｇが投影されている。

【0079】

図２２に、上記構成の画像投影装置１を点灯した様子を示す。画像Ｇａ～Ｇｃは、光源２から出射した光Ｌの光軸を路面Ｒに投影した直線Ａ上に描画されている。画像Ｇは、車体５１に近い位置に投影された画像Ｇｃよりも、車体５１から離れた位置に投影された画像Ｇａの方が、車長方向に延びて長くなっている。また、画像Ｇは、車体５１に近い位置に投影された画像Ｇｃよりも、車体５１から離れた位置に投影された画像Ｇａの方が、車幅方向に広くなっている。

【0080】

ここで、画像Ｇの車長方向の好適な投影距離Ｄは、画像投影装置１の搭載位置により異なる。例えば、前照灯やバックアップランプ５２の場合は３ｍ以内、サイドターンシグナルランプの場合は、５ｍ以内が好ましい。特に、バックアップランプ５２の場合、投影距離Ｄを２．５ｍとすることが最も好ましい。また、画像Ｇの明るさは、最も明るい位置Ｐにおいて、マイケルソンコントラスト０．２以上とするように光学性能を調整することが好ましい。さらに、この例では、Ｇｃ，Ｇｂ，Ｇａにかけて、画像Ｇの車長方向の長さＤが増加し（Ｄｃ＜Ｄｂ＜Ｄａ）、車幅方向の長さＷも増加（Ｗｃ＜Ｗｂ＜Ｗａ）している。

【0081】

次に、図２３～２６に基づいて、画像投影装置１の変形例を示す。画像投影装置１は、バックアップランプ５２以外の車両用灯具、例えば、前照灯５４やサイドターンシグナルランプなどにも並設したり、車両用灯具の灯室内に設けたりすることも可能である。この変形例では、前照灯５４の灯室内に設けた場合の例を示す。

【0082】

図２３，２４に示すように、変形例の画像投影装置１は、レンズ４は水平方向に並べて設けられている。レンズ４ａ～４ｃは、各々異なる径を有し、内側（車軸側）にゆくにつれ径が大きくなるように設けられている。また、レンズ４は、レンズ４全体が車体側方に向けて傾斜する姿勢で取り付けられている。レンズ４全体の傾斜角度θ１を適宜調整することによって、画像Ｇの車体側方への傾斜角度θ２（図１２（ａ）参照）を変更することができる。

【0083】

図２４（ａ）に示すように、レンズ４は、レンズ４ａ～４ｃを通過した光Ｌａ～Ｌｃの光軸が平面視において交差するように設けられている。また、図２４（ｂ）に示すように、レンズ４は、径の小さいレンズ４ほど車体５１の近くに画像Ｇを投影し、径の大きいレンズ４ほど車体５１の遠くに画像Ｇを投影するよう、鉛直方向の傾きが調整されている。

【0084】

図２５に示すように、変形例のシェード３の開口部３１は、下底３３よりも上底３２が長い台形形状に設けられている。ここで、レンズ４ａ，４ｂ，４ｃと各々対向する開口部を３１ａ，３１ｂ，３１ｃとする。各々の開口部３１は、車軸側に向けて下がるように傾いており、上底３２の車体側方を向く底角は、開口部を３１ａ，３１ｂ，３１ｃの底角の角度を各々θａ，θｂ，θｃとすると、θａ＞θｂ＞θｃとなるように設けられている。また、開口部３１は、大きさ（面積）が互いに異なるように設けられている。このように構成することで、平面視において互いに交差し、かつ、鉛直方向の傾きが互いに異なる光Ｌにより投影される複数の画像Ｇについて、幅Ｗの伸長を抑えることができる。

【0085】

図２６に、変形例の画像投影装置１を点灯した様子を示す。画像Ｇａ～Ｇｃは、光源２から出射した光Ｌの光軸を路面Ｒに投影した直線Ａ上に描画されている。画像Ｇは、車体５１に近い位置に投影された画像Ｇｃよりも、車体５１から離れた位置に投影された画像Ｇａの方が、車長方向に延びて長くなっている。また、画像Ｇは、車体５１に近い位置に投影された画像Ｇｃよりも、車体５１から離れた位置に投影された画像Ｇａの方が、車幅方向に広くなっている。

【0086】

以上のように構成した画像投影装置１によれば、開口部３１を台形形状に設け、上底３２または下底３３のうち、いずれか長い方を、画像投影装置１や車体５１からより遠くに描画される辺Ｇ２と対応させるように構成したため、画像の幅方向への伸長を抑制し、車長方向に伸びる帯状の画像を投影できるという効果を有する。さらに、シェード３に複数の開口部３１をまとめて形成したため、少ない部品数で画像投影装置１を製造でき、手間とコストを削減することも可能である。

【0087】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状や構成を適宜に変更して実施することも可能である。例えば、バックアップランプ５２と連動する例を説明したが、例えば、ヘッドランプの点灯と連動して路面に投影を開始するようにしても良い。あるいは、例えば、ロービーム点灯と同時に、発進灯として路面に投影を開始するようにしても良い。

【符号の説明】

【0088】

１ 画像投影装置
２ 光源
３ シェード
４ レンズ
５ アタッチメント
６ エクステンション
７ 基板
１１ 制御系（画像投影装置）
１２ ＥＣＵ（画像投影装置）
１３ 点灯制御回路（画像投影装置）
２１ 制御系（バックアップランプ）
２２ ＥＣＵ（バックアップランプ）
２３ 点灯制御回路（バックアップランプ）
３１ 開口部
３２ 上底（開口部）
３３ 下底（開口部）
５１ 車体
５２ バックアップランプ
５３ バンパー
５４ 前照灯
Ｇ 画像
Ｐ 画像の最も明るい位置
Ｄ 投影距離
Ｗ 画像の幅
ｄ 光源間の距離
Ｌ 光
Ａ 直線
Ｒ 路面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】