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【発明の名称】 車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法、及び車両用灯具
【発明者】 【氏名】真鍋 豊行
【要約】 【課題】好適な外観が保持されるとともに、光源からの光が反射光として有効に利用されて、要求される配光条件を満たす反射面を効率的に決定することが可能な車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法、及び車両用灯具を提供する。

【解決手段】基本条件として設定された反射面外形１００内を分割して複数の反射領域を生成するとともにそれぞれの反射領域に対して反射条件である狙いの反射角度を設定する。そして、その反射角度の方向を基本反射方向としつつ、隣接する部分反射面が好適に接続されるように部分反射面２１０〜２４２のそれぞれの面形状を作成するとともに、部分反射面の間に除変面３１１及び３１２を作成する。これにより、全体として好適な外観が保持されるとともに、要求される配光条件を満たす反射面１０ａの面形状が得られる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 車両用灯具に用いられる反射鏡の反射面決定方法であって、光源が配置される光源位置と、反射鏡の反射面によって前記光源からの光が反射される方向となる光軸と、前記反射面の前記光軸方向からみた反射面外形と、を含む基本条件を設定する基本条件設定ステップと、前記基本条件、及びあらかじめ設定された配光条件に基づいて、前記反射面外形内を分割して、複数の反射領域を生成する反射面分割ステップと、分割された前記複数の反射領域のそれぞれに対して、前記配光条件に基づいて、その反射領域内での前記反射面となる部分反射面によって前記光源からの光が反射される方向を指定する反射角度を含む反射条件を設定する反射条件設定ステップと、前記複数の反射領域のそれぞれに対して、その反射領域での前記反射角度の方向を基本反射方向とし、隣接する前記部分反射面に対して所定の接続条件を満たすように前記部分反射面の面形状を作成して、複数の前記部分反射面を含む全体での前記反射面の面形状を作成する反射面作成ステップとを備えることを特徴とする車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法。
【請求項２】 前記反射面作成ステップは、前記複数の反射領域のそれぞれに対して、その反射領域での前記反射角度の方向を前記基本反射方向として前記部分反射面の面形状を作成する部分反射面作成ステップと、複数の前記部分反射面の間に設けられ、隣接する前記部分反射面を前記接続条件を満たすように接続するとともに、前記光源からの光の反射方向が面内で変化する除変面の面形状を作成する除変面作成ステップとを有することを特徴とする請求項１記載の反射面決定方法。
【請求項３】 前記反射面作成ステップで作成された前記反射面の面形状について、前記光源からの光を前記反射面で反射して得られる配光パターンを前記配光条件によって評価する反射面評価ステップをさらに備え、前記反射面評価ステップにおいて、前記配光パターンが前記配光条件を満たさないと評価された場合に、前記反射面分割ステップ、前記反射条件設定ステップ、及び前記反射面作成ステップを繰り返して行うことを特徴とする請求項１または２記載の反射面決定方法。
【請求項４】 光源と、前記光源からの光を所定の光軸の方向に反射させる反射面を有する反射鏡と、前記反射面によって反射された光が透過するレンズとを備え、前記反射鏡の前記反射面は、反射面外形内が複数の反射領域に分割されるとともに、前記複数の反射領域のそれぞれに対して、その反射領域内での前記反射面である部分反射面の面形状が、反射領域毎に設定された反射角度の方向を基本反射方向とし、隣接する前記部分反射面に対してなめらかに接続する面形状に形成されていることを特徴とする車両用灯具。
【請求項５】 前記反射鏡の前記反射面は、前記反射領域毎に設定された前記反射角度の方向を前記基本反射方向として作成された面形状にそれぞれ形成された複数の前記部分反射面と、複数の前記部分反射面の間に設けられ、隣接する前記部分反射面を前記接続条件を満たすように接続するとともに、前記光源からの光の反射方向が面内で変化する面形状に形成された除変面とを有することを特徴とする請求項４記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両に用いられる車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法、及び車両用灯具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両用灯具においては、ランプとしての（１）機能に関する側面からの条件に加えて、自動車などの車両に取り付けた状態で使用されることから、（２）形状に関する側面からの条件（形状制約条件）、及び（３）外観に関する側面からの条件（外観制約条件）が課せられる。したがって、与えられた形状面及び外観面からの制約条件を満たした上で、機能面からの条件が最適化された灯具を実現することが求められる。
【０００３】機能面からの条件としては、灯具全体が均一に光る光均一性や、光が適切に拡散されて様々な方向から見ても光る光拡散性など、灯具の種類に応じて好適な配光パターンが要求される。
【０００４】また、車両・車体側からの制約条件については、形状制約条件としては、車体の灯具収納部の容積及び形状や、灯具外面（レンズ外面）の他の車体部分との連続した形状、などによる条件がある。また、外観制約条件としては、他の車体部分の外観との調和や、車体のデザイン面からの要求などによる条件がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年、車両のデザイン性が高まるにつれ、個々の車両の形態、及び照明灯や標識灯などの灯具の種類等に応じて、さらに様々な車体側制約条件に適合する車両用灯具が必要となっている。そのような車体側からの制約条件の１つとして、フロントターンシグナルランプなどの標識灯の外観等についての条件がある。
【０００６】具体的には、車両用灯具は、所定の光源位置に配置される光源（光源バルブ）と、光源バルブからの光を光軸の方向へと反射する反射鏡と、反射鏡からの反射光を透過して灯具の外部へと出射するレンズと、を有して構成される。このような構成を有する車両用灯具において、灯具から出射される光の配光パターンは、主に、光源バルブからの光に対する反射鏡の反射面の面形状、及び光が透過するレンズの形状によって制御される。
【０００７】このような車両用灯具の構成に対して、上記した標識灯の外観に対する条件として、レンズとして素通し感のあるレンズを適用するとともに、素通しレンズを介して外部から見える反射面の面形状をなめらかなものとする条件が、車体のデザイン面から要求される場合がある。また、このようなデザイン面からの要求と合わせて、車体全体の構成面及びデザイン面から標識灯の車体での面積及び形状が制限される場合がある。この場合、反射鏡の反射面全体の面積が制限され、光源からみた反射面の立体角が小さくなる。
【０００８】一方、フロントターンシグナルランプなどの標識灯は、車外にいる第三者に対して車両の存在や運転者の意志を示す機能を有する。このため、標識灯ではその機能条件として、車両に対して様々な位置にいる第三者が視認可能なように、所定の範囲に広がって光が出射される配光パターンが要求される。
【０００９】標識灯へのこのような機能面からの要求に対して、上記した車体側からの制限が厳しいものとなると、必要な配光パターンの条件を満たすような標識灯の設計が難しくなる。すなわち、このような標識灯では、配光パターンに対して要求される条件（配光条件）を実現するため、光源から反射面へと限られた立体角で入射される光を反射光として有効に利用して、好適な外観を保持しつつ、得られる配光パターンを制御する必要がある。
【００１０】本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、好適な外観が保持されるとともに、光源からの光が反射光として有効に利用されて、要求される配光条件を満たす反射面を効率的に決定することが可能な車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法、及び車両用灯具を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成するために、本発明による反射面決定方法は、車両用灯具に用いられる反射鏡の反射面決定方法であって、（１）光源が配置される光源位置と、反射鏡の反射面によって光源からの光が反射される方向となる光軸と、反射面の光軸方向からみた反射面外形と、を含む基本条件を設定する基本条件設定ステップと、（２）基本条件、及びあらかじめ設定された配光条件に基づいて、反射面外形内を分割して、複数の反射領域を生成する反射面分割ステップと、（３）分割された複数の反射領域のそれぞれに対して、配光条件に基づいて、その反射領域内での反射面となる部分反射面によって光源からの光が反射される方向を指定する反射角度を含む反射条件を設定する反射条件設定ステップと、（４）複数の反射領域のそれぞれに対して、その反射領域での反射角度の方向を基本反射方向とし、隣接する部分反射面に対して所定の接続条件を満たすように部分反射面の面形状を作成して、複数の部分反射面を含む全体での反射面の面形状を作成する反射面作成ステップとを備えることを特徴とする。
【００１２】また、本発明による車両用灯具は、光源と、光源からの光を所定の光軸の方向に反射させる反射面を有する反射鏡と、反射面によって反射された光が透過するレンズとを備え、反射鏡の反射面は、反射面外形内が複数の反射領域に分割されるとともに、複数の反射領域のそれぞれに対して、その反射領域内での反射面である部分反射面の面形状が、反射領域毎に設定された反射角度の方向を基本反射方向とし、隣接する部分反射面に対してなめらかに接続する面形状に形成されていることを特徴とする。
【００１３】上記した車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法、及び車両用灯具においては、まず、車体の構成面及びデザイン面からの要求などによって制限される反射面外形、具体的には光軸方向からみた反射面の面積及び形状を、反射面決定の基本条件として設定し、その反射面外形内を分割して複数の反射領域を生成する。そして、それぞれの反射領域に対してさらに反射条件を設定し、その反射条件を基本反射条件としつつ部分反射面を作成して、要求される配光条件を満たす反射面の全体での面形状を決定している。
【００１４】このような反射面決定方法、及び車両用灯具の構成によれば、光源からの光の反射面による反射条件、及び反射光から得られる配光パターンを、分割された反射領域及び部分反射面毎に制御することができる。また、それぞれの部分反射面による反射条件及び配光パターン同士の相関は、各反射領域に対して設定される反射角度などの反射条件にあらかじめ相関を持たせておくことによって制御することができる。これによって、光源からの光を反射光としてより有効に利用することが可能となり、要求される配光条件を満たす反射面が効率的に得られる反射面決定方法及び車両用灯具が実現される。
【００１５】さらに、それぞれの部分反射面の面形状について、設定された反射角度の方向を部分反射面全体での反射方向とするのではなく、反射角度の方向を基本反射方向とするとともに、隣接する他の面と所定の接続条件で接続（例えば段差を生じずなめらかに接続）するように各部分反射面の面形状を作成している。これにより、反射面全体として好適な外観が保持される。
【００１６】また、このような隣接する部分反射面同士がなめらかに接続される面形状の反射面では、部分反射面の境界及びその近傍では、光源からの光の反射方向が変化していく。したがって、この反射方向の変化を利用すれば、反射面上、あるいはレンズ面上に拡散ステップを設けることなく、光の拡散効果を実現することが可能となる。
【００１７】また、反射面決定方法は、（４）反射面作成ステップが、（４ａ）複数の反射領域のそれぞれに対して、その反射領域での反射角度の方向を基本反射方向として部分反射面の面形状を作成する部分反射面作成ステップと、（４ｂ）複数の部分反射面の間に設けられ、隣接する部分反射面を接続条件を満たすように接続するとともに、光源からの光の反射方向が面内で変化する除変面の面形状を作成する除変面作成ステップとを有することを特徴とする。
【００１８】同様に、車両用灯具は、反射鏡の反射面が、反射領域毎に設定された反射角度の方向を基本反射方向として作成された面形状にそれぞれ形成された複数の部分反射面と、複数の部分反射面の間に設けられ、隣接する部分反射面を接続条件を満たすように接続するとともに、光源からの光の反射方向が面内で変化する面形状に形成された除変面とを有することを特徴とする。
【００１９】このように、部分反射面及び除変面からなる構成によれば、各部分反射面及び除変面の面形状及び反射条件を制御することによって、上述した構造を有する反射面を容易かつ好適に実現することができる。したがって、複数の部分反射面及び少なくとも１つの除変面からなる反射面全体による配光パターンが要求される配光条件を満たす反射鏡、及びそれを備える車両用灯具を確実に得ることができる。
【００２０】また、反射面決定方法は、（５）反射面作成ステップで作成された反射面の面形状について、光源からの光を反射面で反射して得られる配光パターンを配光条件によって評価する反射面評価ステップをさらに備え、（６）反射面評価ステップにおいて、配光パターンが配光条件を満たさないと評価された場合に、反射面分割ステップ、反射条件設定ステップ、及び反射面作成ステップを繰り返して行うことを特徴とする。
【００２１】本発明の反射面決定方法では、上述したように、光源からの光の反射面による反射条件、配光パターン、及びそれらの相関が部分反射面毎に制御される。これに対して、面形状の作成後に配光パターンを評価することとすれば、配光条件が満たされていない場合に、その配光パターンでの評価結果をフィードバックし、反射面の分割、反射条件の設定、及び反射面の作成を、条件を一部変更して再度行って、最終的に充分に配光条件を満たす反射面の面形状を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面とともに本発明による車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法、及び車両用灯具の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００２３】まず、本発明による車両用灯具の全体構成について説明する。なお、以下に車両用灯具の例として示す実施形態は、自動車での車体の前方に設けられる標識灯であるフロントターンシグナルランプによるものである。
【００２４】図１は、本発明による車両用灯具の一実施形態の構成を示す水平断面図である。また、図２は、図１に示した車両用灯具の構成を示す垂直断面図である。これらの断面図は、いずれも、後述する光源点Ｆ及び光源点Ｆを通る光軸Ａｘを含む平面での灯具の断面構造を示している。
【００２５】ここで、以下においては、図１にＸ、Ｚの座標軸を、また、図２にＹ、Ｚの座標軸を示すように、灯具の左右方向をＸ軸、上下方向をＹ軸、光軸Ａｘの方向である前後方向をＺ軸とする。なお、車両用灯具での光が出射される方向を指定する光軸Ａｘは、灯具と灯具が取り付けられる車体との位置関係、及び灯具に要求される配光条件などから、あらかじめ設定される。
【００２６】本実施形態の車両用灯具は、反射鏡１と、レンズ２と、遮光部材４とを備えて構成されている。
【００２７】反射鏡１は、反射鏡部１０と、反射鏡部１０の外縁部に設けられてレンズとの位置決めや固定などに用いられる外枠部１２とを有し、光軸Ａｘに対して略垂直な方向に広がるように形成されている。反射鏡部１０の前方側でレンズ２に対向する面は、光源からの光を光軸Ａｘの方向へと反射させる反射面１０ａとなっている。
【００２８】また、反射鏡部１０の所定位置には、光源挿入孔１１が形成され、この光源挿入孔１１に対して、光源バルブＢが反射鏡１の後方から挿入されている。光源バルブＢは、その光源点Ｆが光軸Ａｘ上の所定の位置（光源位置）となるように、反射鏡１に対して固定に設置されている。
【００２９】光源バルブＢ及び反射鏡１に対して、光軸Ａｘによって指定されている光の出射方向に、レンズ２が設けられている。
【００３０】レンズ２は、この灯具の外面を構成するとともに、車体に取り付けたときに車体の外面の一部となるレンズである。図１及び図２に示した構成例においては、レンズ２として、レンズステップによる光拡散機能を持たない素通し感のあるレンズが用いられている。このため、この構成例では、灯具からの光の出射条件に対して、レンズ２はほとんど影響しない。また、このレンズ２は、車体のデザインに基づいて、灯具以外の車体の外面部分と連続するように、その外面形状が決定されている。
【００３１】また、反射鏡１の反射面１０ａとレンズ２との間には、遮光部材４が設けられている。この遮光部材４としては、例えば光を透過しない材質を用いた部材やアルミニウム蒸着加工が施されている部材など、光源バルブＢからの光が透過されずに遮光されるものが用いられる。これにより、本灯具は、光源バルブＢからの光のうち、反射面１０ａでの反射光のみが灯具の外部へと出射される構成となっている。
【００３２】以上の構成において、光源バルブＢが点灯されると、光源バルブＢの光源点Ｆ及びその近傍の発光領域から供給された光は、反射鏡１の反射面１０ａに入射して、所定の反射条件で光軸Ａｘの方向へと反射される。そして、反射面１０ａからの反射光は、レンズ２を介して灯具の外部へと出射される。
【００３３】次に、車両用灯具の反射鏡における反射面の構成について説明する。
【００３４】図３は、図１及び図２に示した車両用灯具の反射鏡における反射面の構成の一例を示す平面図である。この平面図は、光軸Ａｘの方向（前方）からみた反射鏡１の反射面１０ａ（反射鏡部１０）の構成を示している。なお、この図３に対して、上記した図１は、図３の平面図でのＸ軸方向の線Ａ−Ａに沿った水平断面図となっている。また、図２は、Ｙ軸方向の線Ｂ−Ｂに沿った垂直断面図となっている。
【００３５】反射鏡部１０のレンズ２に対向する面である反射面１０ａは、図３中に、それぞれ破線によって分割線を示すように、その反射面外形１００内が複数の反射領域に分割された構成となっている。そして、複数の反射領域のそれぞれに対して、その反射領域内での反射面となる部分反射面が形成されている。
【００３６】また、反射面１０ａの中心部には、光軸Ａｘを中心として、光源バルブＢを設置するための光源挿入孔１１となる略円形状の開口部が設けられている。なお、この光源挿入孔１１の外側に図示してある円形状の点線は、光軸Ａｘの方向からみた遮光部材４の配置を示している。
【００３７】複数の部分反射面を含む反射面１０ａの具体的な構成については、図３に示した反射面１０ａでは、破線で示した分割線によって反射面外形１００内が１０個の反射領域に分割されており、それに対応して、１０個の部分反射面２１０、２１１、２１３、２１４、２２１、２２２、２３１、２３２、２４１、及び２４２が設けられている。以下、その構成について、図４を参照しつつ説明する。
【００３８】ここで、図４は、図３に示した反射鏡１の反射面１０ａでの配光パターン、特に、配光パターンにおいて各部分反射面が狙っている反射方向を模式的に示す図である。この配光パターンの図では、反射面１０ａの平面構造を示した図３と同様に、光軸Ａｘの方向（前方）からみたときの配光パターンを、その角度分布によって模式的に示している。図中においては、横軸がＸ軸方向（Ｈ＝水平方向）についての光の出射角度、縦軸がＹ軸方向（Ｖ＝垂直方向）についての光の出射角度となっている。
【００３９】光源挿入孔１１を囲む略円形状の部分反射面２１０は、光軸Ａｘを通り配光パターンでの中心となるＶ＝０°、Ｈ＝０°の位置を中心とし、およそ（Ｖ＝Ｄ１０°〜Ｕ１０°、Ｈ＝Ｌ１０°〜Ｒ１０°）の範囲の配光領域５１０を狙いの反射方向として形成されている。
【００４０】部分反射面２１０の上方にある部分反射面２１１は、Ｖ＝０°よりも上方向全般の配光領域５１１を狙いの反射方向として形成されている。また、部分反射面２１０の下方にある部分反射面２１３及び２１４は、それぞれＶ＝０°よりも下方向全般の配光領域５１２を狙いの反射方向として形成されている。
【００４１】部分反射面２１０の左方にある部分反射面２２１は、Ｈ＝０°よりも左方向で、（Ｖ＝Ｕ５°、Ｈ＝Ｌ２０°）の位置を含む配光領域５２１を狙いの反射方向として形成されている。また、部分反射面２２２は、同じくＨ＝０°よりも左方向で、（Ｖ＝Ｄ５°、Ｈ＝Ｌ２０°）の位置を含む配光領域５２２を狙いの反射方向として形成されている。
【００４２】部分反射面２１０の右方にある部分反射面２３１は、Ｈ＝０°よりも右方向で、（Ｖ＝Ｕ５°、Ｈ＝Ｒ２０°）の位置を含む配光領域５３１を狙いの反射方向として形成されている。また、部分反射面２３２は、同じくＨ＝０°よりも右方向で、（Ｖ＝Ｄ５°、Ｈ＝Ｒ２０°）の位置を含む配光領域５３２を狙いの反射方向として形成されている。
【００４３】部分反射面２１０の下方にある部分反射面２４１は、ほぼＶ＝０°の線上で、およそ（Ｖ＝０°、Ｈ＝Ｌ１０°〜Ｒ１０°）の範囲の配光領域５４１を狙いの反射方向として形成されている。また、部分反射面２４２は、同じくＶ＝０°の線上で、（Ｖ＝０°、Ｈ＝Ｒ５°）の位置を含む配光領域５４２を狙いの反射方向として形成されている。
【００４４】また、複数の部分反射面の間には、必要に応じて、隣接する部分反射面をなめらかに接続するための除変面（図３中の斜線部分）が設けられている。図３に示した反射面１０ａでは、このような除変面として、部分反射面２１０の下方に位置する各部分反射面の間に、除変面３１１及び３１２が形成されている。
【００４５】次に、図３に示した構成の車両用灯具の反射鏡の反射面について、その設計に用いられる反射面決定方法（設計方法）を説明する。
【００４６】図５は、本発明による車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法の一実施形態を概略的に示すフローチャートである。この反射面決定方法は、基本条件設定ステップＳ１０１、反射面分割ステップＳ１０２、反射条件設定ステップＳ１０３、反射面作成ステップＳ１０４、及び反射面評価ステップＳ１０５の各ステップを有している。以下、これらの各ステップについて、図３に示した反射面１０ａの構成、及び図４に示した狙いの配光パターンを参照しつつ説明する。
【００４７】基本条件設定ステップ（ステップＳ１０１）
車両用灯具に適用される反射鏡の反射面決定においては、最初に、反射面の面形状を作成する上での基本的な条件となる基本条件を設定する。
【００４８】基本条件としては、例えば、光源バルブＢが設置される位置とその光源点Ｆの位置（光源位置）、及び光源位置を通る軸であって反射鏡１の反射面１０ａによって光源からの光が反射されて灯具から出射される方向となる光軸Ａｘ、などが設定される。
【００４９】また、反射面１０ａの光軸Ａｘ方向からみた輪郭となる反射面外形１００も、この基本条件として設定される。反射面外形１００の具体的な面積及び形状は、図３にその例を示したように、車体での灯具収納部の容積及び形状、及び他の車体部分や他の灯具との位置関係などによる形状制約条件や、車体のデザイン面からの要求による外観制約条件などに基づいて設定される。
【００５０】その他の条件についても、必要に応じて、基本条件として設定しても良い。そのような条件としては、例えば、光源として用いられる光源バルブＢでの発光領域の形状がある。設定される発光領域の形状の例としては、横張りまたは縦張りのフィラメントが発光領域となるバルブを光源バルブＢとして用いた場合の、線分状のフィラメント形状などがある。
【００５１】また、基本条件として設定される上記の各条件とは別に、車両用灯具から出射される光による配光パターンが満たすべき条件である配光条件などがあらかじめ与えられている。
【００５２】反射面分割ステップ（ステップＳ１０２）
次に、設定された基本条件、及びあらかじめ設定された配光条件を参照し、反射面外形１００内を分割して複数の反射領域を生成する。
【００５３】図３に示した構成例では、上述したように、それぞれ破線で示した分割線によって、光軸Ａｘの方向からみたＸＹ平面上で反射面外形１００内を分割して、１０個の反射領域を生成している。また、除変面３１１及び３１２に対応する２個の除変領域も同時に生成される。
【００５４】ここで、反射面外形１００内の反射領域への分割数や、各反射領域の面積及び形状などを含む具体的な分割条件については、各反射領域に対して部分反射面を作成したときに予想される光源からみた立体角など、反射面１０ａによる配光パターンに影響する各条件を考慮して設定することが好ましい。
【００５５】反射条件設定ステップ（ステップＳ１０３）
次に、配光条件を参照し、分割された複数の反射領域のそれぞれに対する部分反射面の面形状を作成するための条件となる反射条件を設定する。
【００５６】反射条件としては、例えば、複数の反射領域のそれぞれに対して、その反射領域内での反射面１０ａとなる部分反射面によって光源からの光が反射される方向を指定する反射角度などが設定される。
【００５７】この光源からの光に対する反射角度は、反射領域毎に、光軸ＡｘからみたＸ軸方向（水平方向）についての角度、及びＹ軸方向（垂直方向）についての角度などによって設定される。これらの反射角度は、図４に示した配光パターンでの横軸及び縦軸の出射角度にそれぞれ対応している。
【００５８】また、同様に反射条件として、反射面１０ａの所定部分（例えば中央部分）に対するｆ値（焦点距離）、または複数の反射領域のそれぞれに対するｆ値を設定しても良い。反射面１０ａのｆ値の設定は、基本的には灯具の光学的な構成によるが、光源バルブＢで発生する熱の反射鏡１またはレンズ２への影響などをも考慮して設定することが好ましい。
【００５９】反射面作成ステップ（ステップＳ１０４）
次に、分割された複数の反射領域、及び設定された反射条件に基づいて、所定の配光条件を満たす反射面の面形状を作成する。本実施形態においては、反射面作成ステップＳ１０４は、以下に述べる部分反射面作成ステップＳ１０４ａ、及び除変面作成ステップＳ１０４ｂを含んでいる。
【００６０】部分反射面作成ステップ（ステップＳ１０４ａ）
まず、反射領域毎に設定された反射角度を参照し、複数の反射領域のそれぞれに対する部分反射面の面形状を作成する。
【００６１】図３に示した構成例では、１０個の反射領域に対して、各部分反射面での光の基本反射方向が設定された反射角度の方向となるように、１０個の部分反射面２１０、２１１、２１３、２１４、２２１、２２２、２３１、２３２、２４１、及び２４２の面形状がそれぞれ作成される。
【００６２】具体的には、それぞれの反射領域について、その反射領域に対して設定された反射角度の方向を基本反射軸（その部分反射面で光源からの光が反射される方向となる光軸）として、部分反射面の面形状を作成する。また、他の部分反射面と直接に隣接している場合などには、反射角度の方向を基本反射方向としつつ、隣接する部分反射面に対して所定の接続条件（例えば、部分反射面間に段差を生じずになめらかに接続される条件）を満たすように、部分反射面の面形状を作成する。
【００６３】除変面作成ステップ（ステップＳ１０４ｂ）
次に、複数の部分反射面の間に設けられる除変面の面形状を作成する。
【００６４】図３に示した構成例では、２個の除変領域に対して、隣接する部分反射面が接続条件を満たして接続されるように、２個の除変面３１１及び３１２の面形状がそれぞれ作成される。このとき、除変面の面形状の作成に際して、部分反射面の接続条件に加えて、その除変面内で変化する光源からの光の反射方向などの反射条件をも考慮して面形状を作成することが好ましい。
【００６５】以上によって、１０個の反射領域のそれぞれに対する部分反射面の面形状、及び２個の除変領域のそれぞれに対する除変面の面形状が作成されたら、得られた１０個の部分反射面及び２個の除変面の集合として、反射面１０ａの全体の面形状が作成される。
【００６６】反射面評価ステップ（ステップＳ１０５）
次に、作成された反射面の面形状について、得られる配光パターンに対する評価を行う。
【００６７】ここでは、作成された反射面の面形状に対して、その反射面で光源からの光を反射して得られる配光パターンを算出する。そして、算出された配光パターンが要求される配光条件を満たしているかが判断される（Ｓ１０６）。
【００６８】配光条件が満たされていると判断されたら、その反射面１０ａの面形状を、最終的な面形状として決定する。一方、配光条件が充分に満たされていないと判断されたら、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４を繰り返し行って新たな反射面１０ａの面形状を作成し、同様に配光パターンの評価を行う。
【００６９】配光パターンによる反射面の面形状の評価は、具体的には、光源からの光を光線追跡することによって算出された配光パターンなどを用いて行われる。この場合、光源を点光源またはフィラメントの線分形状などとして配光パターンの計算を行うことができる。
【００７０】上述した車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法、及び車両用灯具の効果について説明する。
【００７１】本実施形態による車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法、及び車両用灯具においては、まず、車体の構成面及びデザイン面からの要求などによって制限される反射面外形１００、具体的には光軸Ａｘの方向からみた反射面１０ａの面積及び形状を、反射面決定の基本条件として設定し、その反射面外形１００内を分割して複数の反射領域を生成する。そして、それぞれの反射領域に対してさらに反射条件を設定し、その反射条件を基本反射条件としつつ部分反射面を作成して、要求される配光条件を満たす反射面１０ａの全体での面形状を決定している。
【００７２】このような反射面決定方法、及び車両用灯具の構成によれば、図３及び図４に各部分反射面及び配光領域を対応付けて示したように、光源からの光の反射面１０ａによる反射条件、及び反射光から得られる配光パターンを、分割された反射領域及び部分反射面毎に制御することができる。
【００７３】また、それぞれの部分反射面による反射条件及び配光パターン同士の相関は、各反射領域に対して設定される反射角度などの反射条件にあらかじめ相関を持たせておくことによって制御することができる。これによって、光源からの光を反射光としてより有効に利用することが可能となり、要求される配光条件を満たす反射面が効率的に得られる反射面決定方法及び車両用灯具が実現される。
【００７４】特に、近年、車両のデザイン性が高まるにつれ、車体全体の構成面及びデザイン面から、標識灯などの灯具の面積及び形状が厳しく制限される場合を生じている。これに対して、上述した反射面決定方法及び反射面１０ａの構成によれば、このように制限が厳しい場合であっても、要求される配光条件を満たす反射面１０ａを効率的に作成することができる。
【００７５】さらに、それぞれの部分反射面の面形状について、設定された反射角度の方向を部分反射面全体での反射方向とするのではなく、反射角度の方向を基本反射方向とするとともに、隣接する他の面と所定の接続条件で接続するように各部分反射面の面形状を作成している。これにより、反射面全体として好適な外観が保持される。
【００７６】また、このような隣接する部分反射面同士がなめらかに接続される面形状の反射面では、部分反射面の境界及びその近傍では、光源からの光の反射方向が変化していく。したがって、この反射方向の変化を利用すれば、反射面上、あるいはレンズ面上に拡散ステップを設けることなく、光の拡散効果を実現することが可能となる。
【００７７】隣接する部分反射面が満たすべき接続条件の例としては、部分反射面間に段差を生じずになめらかに接続される条件がある。すなわち、部分反射面のうち少なくとも境界近傍の面部分を、隣接する部分反射面と接線連続となる面形状に形成する。この場合、部分反射面の境界部分に稜線を生じることなく、全体としてなめらかな面形状が得られる。
【００７８】このような反射面では、上記した構成例のようにレンズ２として光拡散機能を持たずに素通し感のあるレンズを用いた場合でも、部分反射面間での反射方向の変化による光の拡散と、素通しレンズを介して外部から見える反射面全体のなめらかな面形状の外観とを好適に両立することが可能である。
【００７９】また、このように部分反射面の境界近傍で光源からの光の反射方向が変化していく面形状では、実際に灯具を製造した場合に製品毎に生じる形状ばらつきの影響についても、ある程度解消することができる。
【００８０】また、上記の実施形態では、反射鏡１の反射面１０ａの構成において、複数の部分反射面とは別に、隣接する部分反射面を接続するとともに、光源からの光の反射方向が面内で変化する除変面を設けている。
【００８１】このように、部分反射面及び除変面からなる構成によれば、各部分反射面及び除変面の面形状及び反射条件を制御することによって、上述したなめらかな面形状などを有する反射面を容易かつ好適に実現することができる。したがって、複数の部分反射面及び少なくとも１つの除変面からなる反射面全体による配光パターンが要求される配光条件を満たす反射鏡、及びそれを備える車両用灯具を確実に得ることができる。
【００８２】部分反射面間に除変面を設けるかどうかは、隣接する部分反射面での狙いの反射角度の差などを考慮して設定することが好ましい。また、部分反射面の境界での除変面の範囲については、同様に狙いの反射角度の差などを考慮して設定されるが、例えば２〜８ｍｍ程度である。なお、各反射領域に対する反射条件の設定においても、同様に隣接する部分反射面での狙いの反射角度の差を考慮しつつ設定を行うことが好ましい。
【００８３】また、図５に示した反射面決定方法では、作成された反射面の面形状について、得られる配光パターンを配光条件によって評価することとしている。
【００８４】本反射面決定方法では、上述したように、光源からの光の反射面１０ａによる反射条件、配光パターン、及びそれらの相関が、分割された反射領域及び部分反射面毎に制御される。これに対して、面形状の作成後に配光パターンを評価することとすれば、配光条件が満たされていない場合に、その配光パターンでの評価結果をフィードバックし、反射面の分割、反射条件の設定、及び反射面の作成を、条件を一部変更して再度行って、最終的に充分に配光条件を満たす反射面の面形状を得ることができる。
【００８５】なお、車体側からの形状または外観についての制約条件に適合する反射面の作成方法としては、反射面の全体を自由曲面によって作成する方法がある。自由曲面は、球面や放物面等とは異なり、車体側からの制約条件に応じて、なめらかに接続された任意の面形状を作成することができる。
【００８６】しかしながら、自由曲面では、このように面形状作成の自由度が大きい反面、光源からの光の反射方向及び得られる配光パターンの制御が困難となっている。特に、灯具の小面積化などによって、光源からの光を反射光として有効に利用することが求められている場合には、要求される配光条件を満たす反射面を自由曲面によって作成することは難しい。また、反射面の面形状作成後に配光パターンを評価した場合、その評価結果をフィードバックして自由曲面の面形状で配光の修正を行おうとしても、面形状の好適な修正方法が明確にならない。
【００８７】これに対して、複数の部分反射面を含んで反射面全体を構成する上記の構成によれば、それぞれの部分反射面毎に光源からの光の反射方向及び得られる配光パターンを制御しつつ、反射面全体としては、自由曲面とほぼ同様になめらかな面形状及び外観を実現することが可能となる。
【００８８】ここで、配光パターンによる評価結果をフィードバックしつつ行う反射面の面形状の決定手順を、図３に示した反射面１０ａの具体的な作成手順を例として簡単に説明する。
【００８９】図３に示した反射面１０ａの作成においては、まず、図６に示すように、反射面外形内１００を分割して、７個の部分反射面を作成した。具体的には、中心の配光領域５１０を狙う部分反射面２１０、上方の配光領域５１１を狙う部分反射面２１１、下方の配光領域５１２を狙う部分反射面２１２、左上方の配光領域５２１を狙う部分反射面２２１、左下方の配光領域５２２を狙う部分反射面２２２、右上方の配光領域５３１を狙う部分反射面２３１、及び右下方の配光領域５３２を狙う部分反射面２３２を作成した。また、この反射面の作成段階では、除変面については作成しなかった。
【００９０】この図６に示した構成の反射面によって得られる配光パターンを評価したところ、左下方へと出射される光強度、及びＶ＝０°の線上及びその近傍へと出射される光強度が充分に得られていないことがわかった。
【００９１】これに対して、図６の反射面に上記の評価結果をフィードバックし、図７に示すように、図６に示した構成を一部変更した新たな反射面を作成した。具体的には、反射面上での面積が比較的大きい部分反射面２１２をさらに分割し、下方の配光領域５１２を狙う部分反射面としては、その一部である部分反射面２１３及び２１４を残して、他の部分についてそれぞれ反射条件及びそれに基づく面形状を変更した。
【００９２】まず、部分反射面２１２の左下方の一部を、左下方の配光領域５２２を狙う部分反射面２２２に加えた。また、Ｖ＝０°の線上及びその近傍の配光領域５４１を狙う部分反射面２４１を新たに作成した。また、この部分反射面２１２の再分割に伴って、部分反射面２１２の一部を除変面３１１及び３１２として、全体での面形状の改善を図った。
【００９３】この図７に示した構成の反射面によって得られる配光パターンを評価したところ、左下方へと出射される光強度、及びＶ＝０°の線上及びその近傍へと出射される光強度は改善されたが、（Ｖ＝０°、Ｈ＝Ｒ５°）の位置及びその近傍で、やや光強度が不充分であった。
【００９４】これに対して、除変面３１１の一部についてさらに面形状を変更し、（Ｖ＝０°、Ｈ＝Ｒ５°）の位置を含む配光領域５４２を狙う部分反射面２４２を新たに作成して、図３に示した最終的な反射面１０ａを作成した。
【００９５】以上のように、作成された反射面の面形状に対して、配光パターンでの評価結果をフィードバックして反射面の面形状の作成（一部変更）を複数回行うことによって、要求される配光条件を満たす反射面の面形状を効率良く作成することが可能である。
【００９６】本発明による車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法、及び車両用灯具は、上述した実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、反射面外形内を分割して複数の反射領域とする分割方法については、個々の車両用灯具の構成や反射面作成の容易さ、あるいは反射鏡の材質等に応じて、様々な分割方法を用いて良い。
【００９７】図８は、図１及び図２に示した車両用灯具の反射鏡における反射面の構成の他の例を示す平面図である。この構成例では、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に平行な分割線によって、反射面外形１００内が複数の反射領域及び除変領域に分割された構成となっている。そして、反射面外形１００内の光源挿入孔１１を囲む中央部分に１個の部分反射面２００、上方部分に６個の部分反射面２００及び１個の除変面３００、下方部分に９個の部分反射面２００及び８個の除変面３００がそれぞれ設けられている。
【００９８】このような構成の反射面１０ａによっても、図３に示した構成と同様に、要求される配光条件を満たす反射面の面形状とすることが可能である。
【００９９】
【発明の効果】本発明による車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法、及び車両用灯具は、以上詳細に説明したように、次のような効果を得る。すなわち、基本条件として設定された反射面外形内を分割して複数の反射領域を生成するとともにそれぞれの反射領域に対して反射条件を設定し、その反射条件を基本反射条件としつつ、隣接する部分反射面が好適に接続されるように部分反射面を作成して、要求される配光条件を満たす反射面の全体での面形状を決定する反射面決定方法、及び車両用灯具によれば、好適な外観を保持しつつ、光源からの光を反射光としてより有効に利用することが可能となり、要求される配光条件を満たす反射面が効率的に得られる反射面決定方法及び車両用灯具が実現される。
【出願人】 【識別番号】０００００１１３３
【氏名又は名称】株式会社小糸製作所
【出願日】 平成１３年２月２０日（２００１．２．２０）
【代理人】 【識別番号】１０００８８１５５
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹 （外３名）
【公開番号】 特開２００２−２４５８１５（Ｐ２００２−２４５８１５Ａ）
【公開日】 平成１４年８月３０日（２００２．８．３０）
【出願番号】 特願２００１−４３７３８（Ｐ２００１−４３７３８）