JP2002245814A - 車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法、及び車両用灯具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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】 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を、反射面決
定の基本条件として設定し、さらに、区分条件及び反射
条件を設定する。そして、それらの各条件に基づいて、
区分軸として設定されたＸ軸に沿って反射面外形１００
内を区分して複数の反射領域とし、さらに、反射領域毎
に設定された反射角度に基づいて、対応する区分面１１
０、１２１〜１５１、及び１２２〜１５２を作成して、
それらの区分面から、要求される配光条件を満たす反射
面１０ａ全体での面形状を決定する。

Description

【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車体での面積及び
形状が、車体全体の構成面及びデザイン面から制限され
る場合がある。

【０００６】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。標識灯へのこのよ
うな機能面からの要求に対して、標識灯の小面積化など
の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。

【０００７】すなわち、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。

【０００８】これに対して、車体での標識灯の占める面
積が制限されると、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。したが
って、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、得られる配光パターンを制御する必要
がある。

【０００９】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、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。

【００１０】

【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）反射面外形内を複
数の反射領域に区分する方向を指定する光軸に対して垂
直な区分軸と、区分軸に沿って反射面外形内を区分する
区分数と、を含む区分条件を設定する区分条件設定ステ
ップと、（３）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区分面によって光源から
の光が反射される方向を光軸からみた区分軸方向につい
ての角度によって指定する反射角度と、光源からみた区
分面の立体角が満たすべき立体角条件と、を含む反射条
件を設定する反射条件設定ステップと、（４）基本条
件、区分条件、及び反射条件に基づいて、反射面外形内
を区分して複数の反射領域を生成し、複数の反射領域の
それぞれに対する区分面の面形状を作成して、複数の区
分面からなる反射面の全体で、所定の配光条件を満たす
面形状を決定する反射面決定ステップと、を備えること
を特徴とする。

【００１１】上記した車両用灯具の反射鏡の反射面決定
方法においては、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、さらに、この反射面外形な
どの基本条件に対して区分条件及び反射条件を設定す
る。そして、それらの各条件に基づいて、区分軸に沿っ
て反射面外形内を区分して複数の反射領域とし、反射領
域毎に区分面を作成して、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。

【００１２】このような反射面決定方法によれば、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、区分された反射領域及び区分面毎
に制御することができる。また、それぞれの区分面によ
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、反射面での反射において、光源から
の光を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
定方法が実現される。

【００１３】また、反射面決定方法は、（４）反射面決
定ステップが、（４ａ）区分数及び立体角条件を参照
し、反射面外形内を光軸及び区分軸にそれぞれ略垂直な
複数の区分線によって区分して、複数の反射領域を生成
する反射領域生成ステップと、（４ｂ）反射角度を参照
し、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反射軸として区分面の面形状を作
成する区分面作成ステップとを有することを特徴とす
る。

【００１４】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、光軸に対し
て垂直な区分軸に沿って、反射面外形内が光軸及び区分
軸にそれぞれ略垂直な複数の区分線によって複数の反射
領域に区分され、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区分面の面形状が、反
射領域毎に設定された光軸からみた区分軸方向について
の反射角度の方向を反射軸とした面形状に形成されてい
ることを特徴とする。

【００１５】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、各区分面による配光パターン、及び
それらの配光パターンの相関を容易かつ好適に制御する
ことが可能となる。したがって、複数の区分面からなる
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。

【００１６】また、反射面決定方法は、反射面決定ステ
ップにおいて、複数の反射領域のそれぞれに対する区分
面の面形状を、光源側の反射領域から外側の反射領域に
向かって、または外側の反射領域から光源側の反射領域
に向かって、隣接する区分面に対して所定の接続条件を
満たすように順次作成していくことを特徴とする。

【００１７】これにより、各区分面による配光パターン
を制御して、反射面全体による配光パターンで機能面か
らの条件である配光条件を満たすとともに、隣接する区
分面同士を好適に接続させて、全体として好適な面形状
及び外観が得られる反射面とすることができる。

【００１８】ここで、反射面決定方法は、基本条件設定
ステップにおいて、基本条件として、その長手方向が光
軸に略垂直となる光源の発光領域の形状を設定するとと
もに、区分条件設定ステップにおいて、光軸及び発光領
域の形状の長手方向に略垂直となるように区分軸を設定
することが好ましい。

【００１９】同様に、車両用灯具は、光源が、その発光
領域の形状の長手方向が光軸に略垂直となるように設置
されているとともに、反射鏡の反射面は、光軸及び発光
領域の形状の長手方向に略垂直な軸を区分軸として形成
されていることが好ましい。

【００２０】このとき、区分軸の方向についての光の出
射範囲を、反射領域毎に設定された反射角度によって広
げることができ、かつ、光軸及び区分軸に垂直な方向に
ついての光の出射範囲を、光源での発光領域の形状によ
って広げることができる。したがって、光源の発光領域
の形状の長手方向と、反射面を区分する区分軸とを、上
記のように互いに垂直となるように設定することによっ
て、要求される配光条件を満たすための光の出射範囲の
広がりを簡易に実現することが可能となる。

【００２１】また、反射面決定方法は、反射条件設定ス
テップにおいて、複数の反射領域のそれぞれに対して、
光軸からみて零または負の角度に反射角度を設定するこ
とが好ましい。

【００２２】同様に、車両用灯具は、反射鏡の反射面
が、複数の反射領域のそれぞれに対して、光軸からみて
零または負の角度に設定された反射角度によって形成さ
れていることが好ましい。

【００２３】このとき、各反射領域での区分面は、反射
面全体で光軸に対して反射角度を零としたときの反射面
（通常の放物面）と同じか、あるいはそれよりも光源に
近づいた面となる。したがって、反射角度を正の角度に
設定した場合に比べて、光源からみた区分面の立体角を
大きくすることができ、光源からの光の利用効率が向上
される。

【００２４】

【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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】本実施形態の車両用灯具は、反射鏡１と、
インナーレンズ２と、アウターレンズ３とを備えて構成
されている。

【００２９】反射鏡１は、反射鏡部１０と、反射鏡部１
０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１
０の前方側でインナーレンズ２及びアウターレンズ３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。

【００３０】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。

【００３１】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、インナー
レンズ２、及びアウターレンズ３の２つのレンズが、こ
の順で設けられている。

【００３２】インナーレンズ２は、所定の配光条件を満
たす配光パターンが得られるように、灯具から出射され
る光の出射条件を反射鏡１とともに制御するためのレン
ズであり、光軸Ａｘに対して略垂直に設置されている。
図１及び図２に示した構成例においては、インナーレン
ズ２として、図１に模式的に示されているように、Ｙ軸
方向を長手方向としてＸ軸方向についての光拡散機能を
有するレンズステップ２１が反射鏡１側の面上に形成さ
れたレンズが用いられている。

【００３３】また、アウターレンズ３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、アウターレンズ３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、アウターレンズ３はほと
んど影響しない。また、このアウターレンズ３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。

【００３４】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、インナーレ
ンズ２を透過することによって所定の出射条件となるよ
うに拡散された後、アウターレンズ３を介して灯具の外
部へと出射される。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】反射鏡部１０のレンズ２、３に対向する面
である反射面１０ａは、光軸Ａｘに対して垂直なＸ軸を
区分軸とし、その反射面外形１００内が区分軸に沿って
複数の反射領域に区分された構成となっている。

【００３８】図３においては、それぞれ破線によって示
すように、光軸Ａｘ（Ｚ軸）及び区分軸（Ｘ軸）にそれ
ぞれ略垂直でＹ軸に略平行な複数の区分線によって、反
射面外形１００内が複数の反射領域に区分されている。
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区分面が形成され、それら複数
の区分面の集合として反射面１０ａの全体が構成されて
いる。

【００３９】具体的には、図３に示した反射面１０ａで
は、光源点Ｆ（光軸Ａｘ）を挟んで、反射面外形１００
内の右側及び左側の領域が、それぞれ５つの反射領域に
区分されている。そして、それぞれの反射領域に対応し
て、光源点Ｆの右側に、光源側から区分面１１１、１２
１、１３１、１４１、及び１５１の５つの区分面が設け
られている。また、光源点Ｆの左側に、光源側から区分
面１１２、１２２、１３２、１４２、及び１５２の５つ
の区分面が設けられている。

【００４０】ここで、最も光源側にある左右２つの区分
面１１１及び１１２については、それらを合わせて、反
射面１０ａの中央部分を構成する１つの区分面１１０
（１つの反射領域）となっている。したがって、この反
射面１０ａでは、全体として、反射面外形１００内が９
つの反射領域に区分されており、対応する９つの区分面
１１０、１２１〜１５１、及び１２２〜１５２によって
反射面１０ａが構成されている。

【００４１】また、反射面１０ａの中心部には、光軸Ａ
ｘ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。こ
のため、中央の区分面１１０は、実際の反射面１０ａで
は、光源挿入孔１１を挟んで上下２つの部分に分割され
ている。

【００４２】次に、図１〜図３に示した車両用灯具及び
反射鏡の反射面の具体的な構成について、反射鏡の反射
面決定方法（設計方法）とともに説明する。

【００４３】図４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、区分条件設定ステップＳ１０２、反射
条件設定ステップＳ１０３、及び反射面決定ステップＳ
１０４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の構成を参
照しつつ説明する。

【００４４】基本条件設定ステップ（ステップＳ１０
１） 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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。図３では、光源の発光領域の形状
の例として、光軸Ａｘ（Ｚ軸）及び区分軸（Ｘ軸）に垂
直なＹ軸方向が長手方向となる形状に設定された発光領
域Ｒの形状を示している。このような発光領域Ｒの形状
は、例えば、光源バルブＢとして、横張りのフィラメン
トが発光領域となるバルブを用いた場合のフィラメント
形状に相当している。

【００４８】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。

【００４９】区分条件設定ステップ（ステップＳ１０
２） 次に、反射面外形１００内を区分して複数の反射領域を
生成するための条件となる区分条件を設定する。

【００５０】区分条件としては、例えば、反射面外形１
００内を複数の反射領域に区分する方向を指定する光軸
Ａｘに垂直な区分軸、及び区分軸に沿って反射面外形１
００内を区分する区分数、などが設定される。図３に示
した構成例では、上述したように、車体の水平方向とな
るＸ軸が区分軸として設定されている。また、反射面外
形１００の区分数は、中央１＋右４＋左４の９に設定さ
れている。

【００５１】反射条件設定ステップ（ステップＳ１０
３） 次に、複数の反射領域のそれぞれに対する区分面の面形
状を作成するための条件となる反射条件を設定する。

【００５２】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１０
ａとなる区分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、及び光源からみた区分面の立体角
が満たすべき立体角条件、などが設定される。

【００５３】図５は、図３に示した反射鏡１の反射面１
０ａにおいて設定されている反射角度を示す水平断面図
である。図５においては、図１と同様に、図３の平面図
での線Ａ−Ａに沿った断面図によって反射鏡部１０及び
反射面１０ａを図示するとともに、反射面１０ａを構成
している区分面１１０（１１１＋１１２）、１２１〜１
５１、及び１２２〜１５２のそれぞれにおける光源点Ｆ
からの光の反射方向を示している。区分面によるこれら
の光の反射方向は、反射面１０ａの面形状の設定時に反
射領域に対して設定された反射角度に対応するものであ
る。

【００５４】光源からの光の反射角度は、反射領域毎
に、光軸ＡｘからみたＸ軸方向（区分軸方向）について
の角度によって設定されている。ここで、反射面１０ａ
上の各反射点で反射される光の反射角度について、反射
光が光源点Ｆを通る光軸Ａｘから離れる方向に出射され
る角度を正の反射角度、光軸Ａｘの方向（光軸Ａｘと交
わる方向）に出射される角度を負の反射角度と定義す
る。

【００５５】本実施形態の反射面１０ａでは、図５に示
すように、９つの区分面１１０、１２１〜１５１、及び
１２２〜１５２に対応する９つの反射領域のそれぞれに
対して、いずれも光軸Ａｘからみて零または負の角度に
反射角度が設定されている。具体的には、光源点Ｆ側か
ら、区分面１１０（区分面１１１及び１１２）で０°、
区分面１２１及び１２２で−５°、区分面１３１及び１
３２で−１０°、区分面１４１及び１４２で−１５°、
区分面１５１及び１５２で−２０°に、それぞれの反射
領域での反射角度が設定されている。

【００５６】また、各区分面に対する立体角条件は、反
射面外形１００の面積及び形状や、要求される配光条件
などを参照して、個々の区分面での立体角に対する許容
数値範囲の条件、あるいは、複数の区分面間での立体角
の比（バランス）に対する条件などによって設定され
る。

【００５７】また、同様に反射条件として、反射面１０
ａの所定部分、例えば中央部分、に対するｆ値（焦点距
離）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。

【００５８】反射面決定ステップ（ステップＳ１０４） 次に、設定された基本条件、区分条件、及び反射条件に
基づいて、所定の配光条件を満たす反射面の面形状を決
定する。本実施形態においては、反射面決定ステップＳ
１０４は、以下に述べる反射領域生成ステップＳ１０４
ａ、及び区分面作成ステップＳ１０４ｂを含んでいる。

【００５９】反射領域生成ステップ（ステップＳ１０４
ａ） まず、設定された区分数及び立体角条件を参照し、反射
面外形１００内を区分軸に沿って区分して複数の反射領
域を生成する。

【００６０】図３に示した構成例では、上述したよう
に、光軸Ａｘ及び区分軸に略垂直な複数の区分線によっ
て反射面外形１００内を区分して、９つの反射領域を生
成している。ここで、各区分線の位置及び幅、図３の例
では右側の区分面１１１〜１５１の幅ｄ₁₁〜ｄ₅₁及び左
側の区分面１１２〜１５２の幅ｄ₁₂〜ｄ₅₂、は、反射条
件として設定されている立体角条件などを参照して設定
される。

【００６１】すなわち、区分線によって区分された複数
の反射領域のそれぞれに対応する区分面の光源からみた
立体角は、ＸＹ平面上で反射面外形１００内を区分して
生成される各反射領域の面積及び形状に依存する。した
がって、反射面外形１００内を区分する段階で、立体角
条件を満たす区分面が得られると予想される位置に各区
分線の位置を設定して、複数の反射領域を生成する。

【００６２】区分面作成ステップ（ステップＳ１０４
ｂ） 次に、設定された反射角度を参照し、複数の反射領域の
それぞれに対する区分面の面形状を作成する。

【００６３】図３に示した構成例では、９つの反射領域
に対して、各区分面での光の反射方向が設定された反射
角度の方向となるように、９つの区分面１１０、１２１
〜１５１、及び１２２〜１５２の面形状がそれぞれ作成
される。具体的には、それぞれの反射領域に対して、そ
の反射領域に対して設定された反射角度の方向を反射軸
（その反射面部分で光源からの光が反射される方向とな
る光軸）として、区分面の面形状を作成する。

【００６４】以上によって、９つの反射領域のそれぞれ
に対して区分面の面形状が作成されたら、得られた９つ
の区分面１１０、１２１〜１５１、及び１２２〜１５２
の集合として、要求される配光条件を満たす反射面１０
ａの全体の面形状が決定される。

【００６５】なお、決定された反射面１０ａの面形状に
対して、必要に応じてさらに面形状の変形を行っても良
い。そのような変形としては、例えば、光源からの光の
反射に光拡散機能を付加するために、反射面１０ａの各
区分面上に拡散ステップを作成する変形などが挙げられ
る。

【００６６】ただし、図１〜図３に示した実施形態で
は、上述したようにインナーレンズ２に光拡散用のレン
ズステップ２１を設けている（図１参照）。したがっ
て、反射面１０ａでの拡散ステップの作成は行われな
い。また、レンズステップ２１の構成については、決定
された反射面１０ａの面形状やその反射条件を考慮し
て、ステップのピッチ等を設定することが好ましい。ま
た、ステップのピッチについては、必要に応じて、それ
ぞれ異なるピッチで形成された複数のレンズ領域からな
るレンズ２の構成としても良い。

【００６７】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。

【００６８】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１
００、具体的には光軸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、さら
に、この反射面外形１００などの基本条件に対して区分
条件及び反射条件を設定する。そして、それらの各条件
に基づいて、区分軸とされたＸ軸に沿って反射面外形１
００内を区分して複数の反射領域とし、反射領域毎に区
分面を作成して、要求される配光条件を満たす反射面１
０ａの全体での面形状を決定している。

【００６９】このような反射面決定方法によれば、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、区分された反射領域及び区分面毎
に制御することができる。また、それぞれの区分面によ
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、反射面での反射において、光源から
の光を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
定方法が実現される。

【００７０】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。例えば、図３に示した例では、この灯具（例え
ばフロントターンシグナルランプ）の近傍に他の灯具
（例えば前照灯）が配置されることにより、反射面１０
ａの右下方向及び左下方向への広がりが厳しく制限され
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１０
ａを効率的に作成することができる。

【００７１】また、反射鏡１の反射面１０ａの構成につ
いて、光軸Ａｘ（Ｚ軸）及び区分軸（Ｘ軸）にそれぞれ
略垂直な複数の区分線によって反射面外形１００内を区
分して複数の反射領域を生成し、各反射領域での反射角
度の方向を反射軸としてそれぞれの反射領域での区分面
の面形状を作成している。

【００７２】このような構成によれば、各区分面による
配光パターン、及びそれらの配光パターンの相関を容易
かつ好適に制御することが可能となる。したがって、複
数の区分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。

【００７３】また、複数の反射領域（複数の区分面１１
０、１２１〜１５１、及び１２２〜１５２）のそれぞれ
に対する反射角度が、それぞれ光軸からみて零または負
の角度となるように設定されている。

【００７４】このとき、各反射領域での区分面は、反射
面１０ａ全体で光軸Ａｘに対して反射角度を零としたと
きの反射面（通常の放物面）と同じか、あるいはそれよ
りも光源に近づいた面となる。したがって、反射角度を
正の角度に設定した場合に比べて、光源からみた区分面
の立体角を大きくすることができ、光源からの光の利用
効率が向上される。

【００７５】図６は、図３及び図５に示した反射鏡１の
反射面１０ａによって得られる配光パターンを模式的に
示す図である。この配光パターンの図では、反射面１０
ａ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おり、横軸がＸ軸方向について
の光の出射角度、縦軸がＹ軸方向についての光の出射角
度となっている。このうち、横軸に示す出射角度は、各
反射領域（各区分面）に対して設定された反射角度に対
応している。

【００７６】なお、本実施形態の車両用灯具及びその反
射鏡１においては、図５に関して上述したように、各区
分面に対して負の反射角度が設定されており、したがっ
て、反射面１０ａからの反射光が光軸Ａｘとクロスし
て、光軸Ａｘに対して反対側へと出射される構成となっ
ている。このため、図６の配光パターンでは、光軸Ａｘ
からみて右側の区分面１１１〜１５１によるパターンが
左側に、また、左側の区分面１１２〜１５２によるパタ
ーンが右側に、それぞれ現れている。

【００７７】図６中に点線で示されている９つの配光パ
ターン、すなわち、中央のパターン５１０、左側のパタ
ーン５２１〜５５１、及び右側のパターン５２２〜５５
２は、それぞれ、図３に示されている中央の区分面１１
０、右側の区分面１２１〜１５１、及び左側の区分面１
２２〜１５２からの反射光による配光パターンを、イン
ナーレンズ２による光の拡散を除外して示したものであ
る。

【００７８】これらのパターン５１０、５２１〜５５
１、及び５２２〜５５２のそれぞれに対応するＸ軸方向
についての出射角度は、それぞれ、反射条件として設定
された反射角度０°、５°、１０°、１５°、２０°と
なっている。すなわち、区分軸（Ｘ軸）の方向について
の光の出射範囲は、反射領域毎に設定された反射角度に
よって好適に広げられている。

【００７９】また、上記した実施形態では、図３に示し
たように、光源バルブＢが、その発光領域Ｒの形状の長
手方向（例えばフィラメントの線分形状の長手方向）
が、光軸Ａｘ及び区分軸に対して略垂直なＹ軸方向とな
るように設置されている。

【００８０】光源における発光領域の形状は、光源から
の光が反射面１０ａで反射されて得られる配光パターン
に当然に影響する。図６の配光パターンでは、発光領域
Ｒの形状の長手方向をＹ軸方向としたことに対応して、
各パターンがＹ軸方向に広がった形状となっている。す
なわち、光軸Ａｘ（Ｚ軸）及び区分軸（Ｘ軸）に垂直な
Ｙ軸方向についての光の出射範囲は、光源での発光領域
Ｒの形状及びその配置方向によって好適に広げられてい
る。

【００８１】このように、光源の発光領域Ｒの形状の長
手方向と、反射面１０ａを区分する区分軸とを、互いに
垂直となるように設定することによって、要求される配
光条件を満たすための光の出射範囲のＸ軸方向及びＹ軸
方向への広がりを、簡易に実現することが可能となる。

【００８２】これらの配光パターン５１０、５２１〜５
５１、及び５２２〜５５２は、反射面１０ａからの反射
光がインナーレンズ２を透過して拡散されることによっ
て、図６中に実線で示されている拡散された９つの配光
パターン、すなわち、中央のパターン６１０、左側のパ
ターン６２１〜６５１、及び右側のパターン６２２〜６
５２となる。

【００８３】そして、これら９つの拡散パターン６１
０、６２１〜６５１、及び６２２〜６５２を合わせた全
体の配光パターンが、９つの区分面１１０、１２１〜１
５１、及び１２２〜１５２からなる反射面１０ａ全体で
の配光パターンとなる。この全体の配光パターンでは、
それぞれの区分面による各配光パターンを、区分条件及
び反射条件の設定で関連付けて制御することによって、
Ｘ軸方向及びＹ軸方向についての出射範囲が好適に広げ
られている。また、全体の配光パターンの各パターン部
分に対して、必要とされる光度が確保される。

【００８４】すなわち、図３及び図５に示した反射鏡１
の反射面１０ａの構成によれば、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効率的
に満たす配光パターンを得ることができる。

【００８５】また、この反射面１０ａにおける区分面１
１０、１２１〜１５１、及び１２２〜１５２のそれぞれ
での反射角度、及び光源からみた立体角（ｓｔｒ）を、
以下の表１に示す。

【００８６】

【表１】

【００８７】表１に示されているように、反射条件とし
て設定された立体角条件を参照して反射面外形１００内
を区分して、複数の反射領域を生成することによって、
対応する各区分面でそれぞれ充分な立体角が得られる構
成が実現されている。また、表１の例では、光源点Ｆの
左右の両側で対応する区分面での立体角がほぼ揃ってお
り、この点でも好適な立体角分布となっている。

【００８８】次に、図４に示したフローチャートでの反
射面決定ステップＳ１０４における反射面１０ａの面形
状の具体的な決定方法について、その一例を説明する。

【００８９】反射面１０ａの面形状を決定する実際の手
順としては、多くの場合、反射面の面形状を作成した
後、その結果をフィードバックしつつ、面形状の作成を
複数回行って、要求される配光条件等を充分に満たす面
形状となった反射面を最終的な反射面として決定する手
順が用いられる。

【００９０】そのような反射面の面形状の決定手順につ
いて、その具体的な一例を図７のフローチャートを用い
て説明する。なお、以下の決定手順においては、複数の
反射領域のそれぞれに対する区分面の面形状を、光源側
の反射領域から外側の反射領域に向かって順次作成する
方法を用いている。

【００９１】設定された基本条件、区分条件、及び反射
条件の各条件（ステップＳ２００）に基づいて、反射面
の面形状の決定を開始する。まず、設定された区分数
（＝９）及び立体角条件を参照し、光軸Ａｘ及び区分軸
に略垂直な複数の区分線によって反射面外形１００内を
区分して、９つの反射領域を生成する（Ｓ２０１）。

【００９２】次に、光軸Ａｘを含む最も光源側の反射領
域に対する区分面１１０について、その面形状を作成す
る（Ｓ２０２）。区分面１１０の面形状の作成において
は、その反射領域に対して設定された反射角度、及び反
射面１０ａの中央部分に対して設定されたｆ値が参照さ
れる。上述の構成例では、この反射領域での反射角度が
０°に設定されているので、光源点Ｆを焦点、光軸Ａｘ
を中心軸とした通常の放物面形状などによって、区分面
１１０の面形状が作成される。

【００９３】続いて、区分面１１０よりも外側の各反射
領域での区分面１２１〜１５１、１２２〜１５２の面形
状を順次作成する（Ｓ２０３）。例えば、光源点Ｆより
も右側の反射面１０ａの面形状について言えば、区分面
１１０に続いて、右側に隣接する区分面１２１の面形状
が作成される。区分面１２１の面形状の作成において
は、その反射領域に対して設定された反射角度、及び隣
接する区分面１１０との面形状の接続に対して設定され
た接続条件が参照される。

【００９４】上述の構成例では、区分面１２１に対し
て、負の反射角度−５°が設定されている。このような
負の反射角度に対応する区分面の面形状の具体例として
は、例えば、光軸Ａｘを中心軸として負のｆ値（区分面
１１０でのｆ値よりも小さいｆ値）によって作成された
放物面形状がある。この場合、面形状の中心軸自体は光
軸Ａｘと一致しているものの、負のｆ値を適用したこと
により、その反射軸は設定された負の反射角度の方向と
なる。また、設定された反射角度だけ光軸Ａｘに対して
傾いた軸を中心軸（＝反射軸）として作成された放物面
形状を用いることも可能である。

【００９５】区分面１２１の面形状が作成されたら、引
き続き、区分面１２１と同様に反射角度及び接続条件を
参照して、区分面１３１〜１５１の面形状が作成され
る。また、左側の区分面１２２〜１５２の面形状も、そ
れぞれ同様に作成される。そして、得られた９つの区分
面１１０、１２１〜１５１、及び１２２〜１５２の集合
として作成された面形状が、反射面１０ａの全体での面
形状となる。

【００９６】続いて、作成された反射面１０ａの面形状
について、区分面１１０、１２１〜１５１、及び１２２
〜１５２のそれぞれが、反射条件として設定されている
立体角条件を満たしているかどうかが判断される（Ｓ２
０４）。

【００９７】立体角の評価は、各区分面の光源からみた
立体角を算出して行われる。立体角の算出では、光源を
光源点Ｆに位置する点光源として立体角の計算を行って
も良いし、図３に示した発光領域Ｒの形状のように、光
源バルブＢでのフィラメントの線分形状などを考慮して
立体角の計算を行うことも可能である。

【００９８】さらに、区分面１１０、１２１〜１５１、
及び１２２〜１５２からなる反射面１０ａの全体による
配光パターンが、要求される配光条件を満たしているか
どうかが判断される（Ｓ２０５）。配光パターンの評価
は、光源からの光の光線追跡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。この場合にも、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。

【００９９】立体角条件及び配光条件がいずれも満たさ
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（Ｓ２０６）。一
方、立体角条件または配光条件の少なくとも一方が満た
されていないと判断されたら、ステップＳ２０１〜Ｓ２
０３を繰り返し行って新たな反射面１０ａの面形状を作
成し、同様に立体角条件及び配光条件について判断を行
う。

【０１００】ここで、図７に示した反射面１０ａの面形
状の決定手順においては、複数の反射領域のそれぞれに
対する区分面の面形状を、光源側の反射領域から外側の
反射領域に向かって、隣接する区分面に対して所定の接
続条件を満たすように順次作成していくこととしてい
る。これにより、各区分面による配光パターンを制御し
て、反射面１０ａ全体による配光パターンで機能面から
の条件である配光条件を満たすとともに、隣接する区分
面同士を好適に接続させて、全体として好適な面形状及
び外観が得られる反射面１０ａとすることができる。

【０１０１】各区分面に要求される接続条件としては、
例えば、区分面の境界に段差を生じない連続した面形状
の接続とする条件などがある。また、区分面を作成する
順番については、上記の例では光源側から順に行ってい
るが、逆に、外側の反射領域から光源側の反射領域に向
かって順次作成することとしても良い。

【０１０２】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、
各反射領域（区分面）に対して設定される反射角度につ
いては、上記した例ではすべて零または負の反射角度と
したが、具体的な灯具の構成や配光条件によって、正の
反射角度としても良い。

【０１０３】また、各反射領域に対して設定する反射角
度については、光源での発光領域の形状等を考慮して、
さらにＹ軸方向についての反射角度やその角度分布など
を設定して、区分面の作成を行っても良い。

【０１０４】

【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、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
面外形などの基本条件に対して、区分条件及び反射条件
をさらに設定し、それらの各条件に基づいて、区分軸に
沿って反射面外形内を区分して複数の反射領域とし、反
射領域毎に区分面を作成して、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、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】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。

【図２】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。

【図３】図１及び図２に示した車両用灯具の反射鏡にお
ける反射面の構成を示す平面図である。

【図４】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。

【図５】図３に示した反射鏡の反射面において設定され
ている反射角度を示す水平断面図である。

【図６】図３及び図５に示した反射鏡の反射面によって
得られる配光パターンを模式的に示す図である。

【図７】反射面の面形状の決定手順の具体的な一例を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１…反射鏡、１０…反射鏡部、１０ａ…反射面、１１…
光源挿入孔、１２…外枠部、２…インナーレンズ、２１
…レンズステップ、３…アウターレンズ、Ａｘ…光軸、
Ｂ…光源バルブ、Ｆ…光源点、Ｒ…発光領域、１００…
反射面外形、１１０、１１１〜１５１、１１２〜１５２
…区分面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２１Ｙ 101:00 Ｆ２１Ｍ 3/08 Ａ Ｆ２１Ｑ 1/00 Ｆ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 前記反射面外形内を複数の反射領域に区分する方向を指
   定する前記光軸に対して垂直な区分軸と、前記区分軸に
   沿って前記反射面外形内を区分する区分数と、を含む区
   分条件を設定する区分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
   内での前記反射面となる区分面によって前記光源からの
   光が反射される方向を前記光軸からみた前記区分軸方向
   についての角度によって指定する反射角度と、前記光源
   からみた前記区分面の立体角が満たすべき立体角条件
   と、を含む反射条件を設定する反射条件設定ステップ
   と、 前記基本条件、前記区分条件、及び前記反射条件に基づ
   いて、前記反射面外形内を区分して前記複数の反射領域
   を生成し、前記複数の反射領域のそれぞれに対する前記
   区分面の面形状を作成して、複数の前記区分面からなる
   前記反射面の全体で、所定の配光条件を満たす面形状を
   決定する反射面決定ステップと、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。
2. 【請求項２】 前記反射面決定ステップは、 前記区分数及び前記立体角条件を参照し、前記反射面外
   形内を前記光軸及び前記区分軸にそれぞれ略垂直な複数
   の区分線によって区分して、前記複数の反射領域を生成
   する反射領域生成ステップと、 前記反射角度を参照し、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反射
   軸として前記区分面の面形状を作成する区分面作成ステ
   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。
3. 【請求項３】 前記反射面決定ステップにおいて、前記
   複数の反射領域のそれぞれに対する前記区分面の面形状
   を、前記光源側の反射領域から外側の反射領域に向かっ
   て、または外側の反射領域から前記光源側の反射領域に
   向かって、隣接する前記区分面に対して所定の接続条件
   を満たすように順次作成していく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。
4. 【請求項４】 前記基本条件設定ステップにおいて、前
   記基本条件として、その長手方向が前記光軸に略垂直と
   なる前記光源の発光領域の形状を設定するとともに、 前記区分条件設定ステップにおいて、前記光軸及び前記
   発光領域の形状の長手方向に略垂直となるように前記区
   分軸を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   か一項記載の反射面決定方法。
5. 【請求項５】 前記反射条件設定ステップにおいて、前
   記複数の反射領域のそれぞれに対して、前記光軸からみ
   て零または負の角度に前記反射角度を設定することを特
   徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の反射面決定
   方法。
6. 【請求項６】 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、 前記光軸に対して垂直な区分軸に沿って、反射面外形内
   が前記光軸及び前記区分軸にそれぞれ略垂直な複数の区
   分線によって複数の反射領域に区分され、 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区分面の面形状が、反射領域毎
   に設定された前記光軸からみた前記区分軸方向について
   の反射角度の方向を反射軸とした面形状に形成されてい
   ることを特徴とする車両用灯具。
7. 【請求項７】 前記光源は、その発光領域の形状の長手
   方向が前記光軸に略垂直となるように設置されていると
   ともに、 前記反射鏡の前記反射面は、前記光軸及び前記発光領域
   の形状の長手方向に略垂直な軸を前記区分軸として形成
   されていることを特徴とする請求項６記載の車両用灯
   具。
8. 【請求項８】 前記反射鏡の前記反射面は、前記複数の
   反射領域のそれぞれに対して、前記光軸からみて零また
   は負の角度に設定された前記反射角度によって形成され
   ていることを特徴とする請求項６または７記載の車両用
   灯具。