100年前に未来の前照灯技術に取り組んでいた異才を取り上げます

　世界各国の特許庁には100年以上も前に出願された前照灯のアイデアが収められています。100年前はまだ光源がアセチレンガス灯から電球に置き換わりつつある頃で、特許の内容は前照灯や電球の取り付け方法などが殆どでした

　そのような中で21世紀の光学モジュールや配光可変技術を先読みしていたのが ”Evan Paul Bone” という人物です。20世紀の前半から中盤の約40年間に前照灯の優れた特許を複数出願しています

　彼は20代の頃に映写機の開発に取り組み、30代で前照灯に映写機のプロジェクション技術を応用することを思いつきます。そして灯具内部の遮光板を工夫することで配光を最適化する研究に取り組んでいます

　残念なことに、彼の先進すぎた特許は20年間の権利期間中には実現されず、半世紀以上も過ぎた20世紀末からようやく実用化が始まりました

　慧眼のBone氏とは何者だったのか、商業的に成功したのか、どのように40年間も前照灯開発に取り組んでいたのか調べてみると、彼は1883年生まれ、米国オハイオ州シンシナティのエンジニアでした

Bone氏の特許
Bone氏に関する情報
1. 検索した情報、時系列
Bone氏とは何者だったのか？
追記：米国女性殿堂、Betty Bone Schiess

Bone氏の特許

1916年、最初の特許

　Bone氏の最初の特許は前照灯のレンズ光学系でした。レンズを複数領域に分割し、１つ１つに仕切り板を兼ねた遮光板を配置することで、個々が小さなプロジェクタのようにカットラインを形成するアイデアでした

US1280953 「HEADLIGHT」出願 1916年10月27日

　この特許はマルチプロジェクタ光学系の元祖であり、2001年に販売された日産シーマのガトリングビームや、2021年に販売されたルシッドエアのMLA（Micro Lens Array）光学系などの原形と言えるものでした

1920年、カットライン位置を調節可能なプロジェクタ光学系

　彼は映写機のプロジェクション技術を前照灯に本格的に応用することを考えます。光学系内部の遮光板を投影してカットラインを形成し、遮光板の位置を変えることでカットライン位置を上下に変動するアイデアを出願しています

　当時の光学系はリフレクタのみか、リフレクタと直射レンズの組み合わせでした。プロジェクタ光学系が実際の前照灯として使用されるようになるのは半世紀後の1969年以降のことです

US1389291 「HEADLAMP」出願 1920年1月8日

1923年、プロジェクタ光学系の改良

　プロジェクタ光学系はカットラインが明瞭な反面、坂道や凸凹道では対向車にフラッシング的なグレアを与えたり、明瞭なカットラインから先が真っ暗になるので走りづらい等の問題があります

　明瞭すぎるカットラインの弊害に気付いた彼は、カットライン上部の遮光領域にも光を弱く照射する解決策を思いつき、内部の遮光板を分割して異なる透過率の材質で構成する特許（US1598043）や内部遮光板を楔形ガラスで構成する特許（US1598044）を出願しています

US1598043 「HEADLAMP」分割出願 2023年4月23日

　カットラインの明瞭さと走り易さの両立は現代でも残された課題の１つですが、プロジェクタ光学系が実用化される遥か以前に、Bone氏は明瞭なカットラインの弊害に気付き、具体的な解決策を模索していたことは驚くべきことです

1928年、ハイビーム・ロービーム切替え式のプロジェクタ光学系

　プロジェクタ光学系の更なる改良として、内部の遮光板をソレノイドで可動してハイビームとロービームを切り替えるアイデアを出願しています

　このアイデアが最初に実用化されたのは71年後の1999年ベンツCLに搭載された２灯式HID前照灯です。その後はLED前照灯で幅広く使用され、現在主流の光学系となっています

US1761811、「HEAD LAMP」、出願 1928年2月17日

1930年代～1940年代

　この時期は前照灯ではなく、標識類の再帰反射素子（Reflex Reflector）やサウンドジェネレータなどを数件出願しています。出願人には特許毎に異なる企業名が記載されていることから、Bone氏はそれら企業を渡り歩いていたか共同開発していたと推測されます

1950年、配光可変型グレアフリーハイビーム

　67歳になったBone氏は、ADB（Adaptive Driving Beam；配光可変ハイビーム）の原形となるアイデアを出願しています。ADBとは対向車を光で検知するセンサーと連動し、対向車の方向に光を出さないように配光を自動可変するハイビームのことです

US2562225　「HEADLIGHTING SYSTEM」出願 1959年7月31日

　ADBの最初の実用化は2010年・VWトアレグであり、その60年前に原形が出願されていたことになります。まだ電子デバイスが十分に開発されていない時代でしたが、驚くべきことにBone氏はテスト車両を製作して走行実験まで行っています

　Popular Mechanics誌 1956年8月号 には、最も興味深い発明の１つとして「The Bone-Midland lamp」とテスト車両を紹介しています。”Midland” はシンシナティの車両金融会社「Midland Discount Company」を指し、Bone氏はMidland社に所属していたか支援を受けていたようです

運転席の横にフォトセル、バンパー上に実験ランプを搭載

　テスト車両の実験ランプには面白い工夫が取り入れられています。当時のフォトセルは感度が低く、対向車がハイビームであればフォトセルが作動しますが、ロービームの場合はフォトセルが作動しないという問題がありました

　彼は実験ランプの遮光シェードに可視光をカットして赤外光を透過するバンドパスフィルターを使用しました。フォトセルは赤外光にも感度が有り、同じシステムを搭載した車両がすれ違う時にロービームであっても赤外光成分でフォトセルが安定して作動するような対策を施していました

　1956年12月、同内容の特許をMidland社がカナダにも出願（CA535017）しています。

1966年、横長配光を形成するプロジェクタ光学系

　Bone氏は1959年に76歳で逝去しています。その７年後に発明者をBone氏とする、プロジェクタ光学系の配光を左右に広げる反射鏡形状が英国特許庁に出願されています。出願者はMidland社の経営者でした

GB1085473 「Head light system」出願 1966年6月20日

　Bone氏とMidland社の関係は調べ切れていませんが、深い関係にあったことは特許出願の様子からも伺えます。Bone氏は最初の出願1916年から50年後、没後7年を経ても発明者としての記録を刻み続けていました

Bone氏に関する情報

検索した情報、時系列

1883年　生誕　（逝去時の年齢から逆算した推定年）
1905年　22歳　オハイオ州立大学卒業（図1）
1908年　25歳　シンシナティ名鑑に ”Mechanical Engineer” と記載
1913年　30歳　エジソン研究所にFilm関連の発明品を送付
　　　　　　　（エジソン研究所は発明の問題点を指摘してサンプルを返却）
1916年　33歳　前照灯特許を初めて出願
1924年　41歳　Bone特許を購入したEdmonds ＆ Johns社が新型ランプを発売（図2）
1949年　66歳　米国自動車協会・夜間視認性委員会の委員（委員会への加入時期は不明）
1956年　73歳　同・夜間視認性委員会委員、Midland社所属の前照灯研究者として参加
1959年　76歳　シンシナティ・ビバリーヒルズで逝去。Markland Damの技術者と紹介（図3）

Source ; OHIO University Library
https://osupublicationarchives.osu.edu/?a=d&d=MKO19050101-01.2.24&e=——-en-20–1–txt-txIN——-

　図１　　オハイオ州立大学・公式学生年鑑 MAKIO（魔鏡）1905年、P56

Source ; https://ohiomemory.org/digital/collection/p16007coll84/id/82410

図2　　1924年1月31日、Western Star紙 P1

図３　　訃報 1959年9月1日、The Cincinnati Enquire

Bone氏とは何者だったのか？

　Bone氏の生誕地は不明ですが、オハイオ州立大学を卒業後にシンシナティで活動したエンジニアでした。機械技師や土木技師、光学技術者、前照灯研究者などの様々な肩書を持ち、全米自動車協会などの複数の工学技術者団体に所属しました　

　20代は映写機の開発を手掛け、30歳の時にエジソン研究所に自らの発明品を送付して協業を打診しています。映写機の知識を活かして30代～40代前半は前照灯開発に取り組みます。40代後半以降は標識灯や音響機器を開発し、60代以降はシンシナティの自動車金融会社のMidland社に所属もしくは共同で配光可変型グレアフリーハイビームの研究に取り組んだと思われます

　Bone氏の訃報には、オハイオ川のマークランドダム（1959年建設開始）の初期の技術者と記載されていることから本業は土木技師だった可能性があります。特許に記載されたような前照灯開発と二足のワラジだったのかも知れません

　前照灯に関する特許や開発内容を見れば、Bone氏は未来を正確に予見することが出来た天才であったことは間違いありません。そして70代になっても創造的な開発に取り組んでいたことから、エンジニアとしては最高の人生を送ることが出来たのではないでしょうか