JP2009176006A

JP2009176006A - 設計支援装置

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Publication number: JP2009176006A
Application number: JP2008013442A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kamimura; 嘉男神村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-01-24
Filing date: 2008-01-24
Publication date: 2009-08-06
Anticipated expiration: 2028-01-24
Also published as: JP4968086B2

Abstract

【課題】二重反射を防止でき得る反射部材および集光部材を容易に設計でき得る設計支援装置を提供する。
【解決手段】設計支援装置は、二重反射を生じさせる光線経路を示す二重反射光線データの算出機能を備えている。二重反射光線データを算出する場合、設計支援装置は、車室内に配置される反射部材（メータ表ガラス３０）および当該反射部材の周囲に配される集光部材３２、および、フロントガラス３４のＣＡＤデータを読み込む。また、記憶部に記憶されているデータに基づいて視点Ｅおよびチェック点Ｃの座標値を算出する。そして、各視点Ｅおよび各チェック点Ｃごとに、二次反射光線Ｒｅｆ_２、一次反射光線Ｒｅｆ_１、入射光線Ｌｉｎを二重反射光線データとして算出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、部品の三次元形状をコンピュータ上で仮想的に表現して当該部品の設計を支援する設計支援装置に関する。

従来から、部品の三次元形状をコンピュータ上で仮想的に表現する設計支援装置を用いて、車両に搭載される様々な部品を設計することが知られている（例えば特許文献１など）。設計支援装置を用いた場合、各部品の相対的な位置関係の確認や、形状や配置の修正等が極めて簡易に行えるという利点がある。ただし、従来の設計支援装置の多くは、各部品の形状および配置を、設計および確認することを主目的としており、各部品での光の反射状況などを確認するための機能は搭載されていなかった。

ここで、車室内には、比較的、光反射率の高い部材も配置される。例えば、車室内に配置されるメータ文字盤は、光反射率が比較的高い表ガラスで覆われている。かかる光反射率の高い部材は、その配置位置によっては、フロントガラスなどの窓部材との連携で二重反射を生じさせる場合がある。

例えば、メータ文字盤の表ガラスの配置位置によっては、フロントガラスなどの窓部材を通じて車室内に入射した入射光が、当該表ガラスで反射し、この反射光がフロントガラスで再度、反射して運転者の視界に到達する二重反射が生じる場合がある。かかる二重反射が生じた場合、運転者は、眩しさを感じたり、フロントガラスが白光りして見えたりする。換言すれば、二重反射は、運転者の快適性や前方視認性を低減させてしまう。

特開２００３−６２３８号公報特開２００４−１３０９１６号公報

かかる二重反射を防止するために、表ガラス（ひいてはメータ文字盤）などの反射部材を設計する際には、当該反射部材における光の反射状況を十分に検討することが望ましい。しかしながら、既述したとおり、従来の設計支援装置には、各部品での光の反射状況などを確認するための機能は搭載されていなかった。そのため、従来は、経験にしたがって、車室内に配される反射部材についての設計を行った後、試作車両を製作し、当該試作車両を用いて二重反射の有無を確認していた。

なお、二重反射を防止するため、通常、反射部材の周囲には、光の透過や反射を防止する集光部材（例えばメータフードなど）が配置される。かかる集光部材を配することにより、二重反射をある程度は防止できる。しかし、この集光部材の形状等も、経験に従って設計される。そして、この設計段階では、当該集光部材で二重反射を確実に防止できるか否かを確認することは出来なかった。換言すれば、例え、反射部材の周囲に集光部材を配するとしても、試作車両を用いての二重反射の有無確認作業は、省略できなかった。

つまり、従来の設計支援装置では、試作車両の製作や、試作車両を用いた二重反射の有無確認作業を省略することはできず、二重反射を防止でき得る反射部材および集光部材を容易に設計することは困難であった。

なお、特許文献１には、反射部材の表面に偏光板を配することで、望ましくない光反射を回避する技術が開示されている。かかる技術によれば、反射部材や集光部材の形状や配置を詳細に検討しなくても二重反射を防止できる可能性はある。しかし、偏光板という新たな部品が必要であるため、部品点数の増加、ひいては、コストおよび製造の手間増加という新たな問題が発生する。

そこで、本発明は、二重反射を防止でき得る反射部材および集光部材を容易に設計でき得る設計支援装置を提供することを目的とする。

本発明の設計支援装置は、部品の三次元形状をコンピュータ上で仮想的に表現して当該部品の設計を支援する設計支援装置であって、窓部材の形状および配置を示す窓部材データと、車室内に配置される反射部材の形状および配置を示す反射部材データと、反射部材の近傍に配置される集光部材の形状および配置を示す反射部材データと、運転席に座った運転者の視点に関する情報を含む視点関連データと、を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されているデータに基づいて、車室内に入射した光線のうち、前記集光部材に阻害されることなく、反射部材で一次反射した後に窓部材で二次反射して運転者の視点に到達する光線の経路を示す二重反射光線データを算出する制御手段と、前記窓部材データ、反射部材データ、集光部材データ、および、二重反射光線データそれぞれが示す三次元形状を仮想的に表示する表示手段と、を備える。

好適な態様では、前記制御手段は、視点情報に基づいて算出された視点と、前記窓部材の表面に設定される１以上のチェック点と、を結ぶ直線を二次反射光線として算出し、前記チェック点を通り窓部材に垂直な直線を対象軸として、前記二次反射光線に対称な直線を一次反射光線として算出し、前記一次反射光線が集光部材を通過することなく反射部材に到達する場合には、前記一次反射光線と反射部材との交点を通り反射部材に垂直な直線を対称軸として、前記一次反射光線に対称な直線を入射光線として算出し、前記入射光線が集光部材を通過することなく光源に到達する場合には、当該入射光線および当該入射光線に対応する一次反射光線、二次反射光線を示すデータを二重反射光線データとして出力する。

他の好適な態様では、前記視点関連データは、複数の視点の位置情報を含み、前記制御手段は、前記複数の視点ごとに、二次反射光線データを算出する。この場合、前記視点関連データは、対象とする全運転者の視点位置を包絡する三次元図形であるアイレンジの形状を示すアイレンジデータを含み、前記制御部は、前記アイレンジの表面に二次反射光線算出の基準となる視点を複数設定することが望ましい。

他の好適な態様では、前記表示手段は、対応する二重反射光線が存在するチェック点を表示するとともに、当該複数のチェック点の中の一つをユーザが選択した場合にのみ、当該選択されたチェック点に対応する二重反射光線を表示する。

本発明によれば、二重反射光線データが算出されるとともに、当該二重反射光線データが示す形状が仮想的に表示されるため、二重反射の有無や二重反射を消磁させる光線経路をユーザが容易に確認できる。その結果、二重反射を防止でき得る反射部材および集光部材を容易に設計できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態である設計支援装置１０の概略構成図である。この設計支援装置１０は、ユーザ（設計者）の対話的操作に応じて各部品の形状および配置を示すＣＡＤデータを生成するともに、当該ＣＡＤデータが示す三次元形状を表示画面上に仮想的に表示する装置である。換言すれば、この設計支援装置１０は、いわゆる、三次元ＣＡＤ装置である。

この設計支援装置１０の物理的構成は、一般的な計算機とほぼ同様である。すなわち、設計支援装置１０は、ＣＰＵなどからなる制御部１２と、ハードディスクやメモリなどからなる記憶部１４、ＬＣＤなどからなる表示部１８、キーボードやマウスなどからなる入力部１６、ＬＡＮカードなどからなる通信インターフェース部（通信Ｉ／Ｆ）２０などを備えている。記憶部１４には、ＣＡＤアプリケーションプログラム２２やＣＡＤデータファイル等の各種データファイル２４が記憶されている。ユーザからの指示に応じて、計算機の制御部１２が、ＣＡＤアプリケーションプログラムを起動させることで、当該計算機が設計支援装置１０として機能する。

この設計支援装置１０は、通常の三次元ＣＡＤ装置と同様に、各種部品の設計（ＣＡＤデータ作成）を支援するために必要な各種機能を備えている。例えば、設計支援装置１０は、二次元図形（線分や円弧など）や三次元図形（ブロックや球体など）といった各種図形の描画機能や、描画された図形同士の接線や交点といった図形の自動描画機能などを備えている。かかる機能を用いて描画された図形の形状および配置は、複数の三次元座標値や、各座標値同士の関係を示す線データや面データ等から構成されるＣＡＤデータとして記憶部１４に記憶される。なお、上述したような機能は、いずれも、公知の技術で実現できるため、具体的処理手順等についての詳説は省略する。

本実施形態の設計支援装置１０は、上述した公知の機能の他に、さらに、車室内に配される反射部材および集光部材の設計に特に適した機能も有している。具体的には、この設計支援装置１０は、反射部材およびフロントガラスの連携で生じ得る二重反射の有無の確認機能を有している。二重反射とは、車室内に配された反射部材およびフロントガラスで反射した反射光が、運転者の視界に到達する現象を意味する。これについて、具体例を挙げて説明する。

図２は、二重反射に関与する部材の位置関係を表すための車両の概略断面図である。なお、以下の図面では、ｘ軸は車両幅方向軸に、ｙ軸は車両前後方向軸に、ｚ軸は車両高さ方向軸に、それぞれ該当する。

二重反射には、フロントガラス３４、メータ文字盤（図示せず）のメータ表ガラス３０、メータ文字盤の周囲に配された集光部材３２などが関与する。フロントガラス３４は、周知のとおり、運転席の前面にある風防ガラスである。運転者は、このフロントガラス３４を介して、前方の環境を視認する。

メータ文字盤は、速度メータや燃料メータなどが搭載された部材で、車室内の前側に配される。このメータ文字盤の表面は、メータ表ガラス３０で覆われている。メータ表ガラス３０は、ガラスや透明プラスチックなどから構成されている。このメータ表ガラス３０は、入射してきた光の一部を透過し、一部を反射するもので、他部材に比較して、光反射率が高い反射部材として機能する。

ここで、フロントガラス３４を透過して車室内に入射してきた入射光Ｌｉｎが、メータ表ガラス３０に当たると、当該入射光Ｌｉｎの一部は、メータ表ガラス３０の表面で一次反射する。一次反射により発生した一次反射光Ｒｅｆ_１が、フロントガラス３４に当たると、当該一次反射光Ｒｅｆ_１の一部は、フロントガラス３４の表面で二次反射（再反射）する。この二次反射により生じた二次反射光Ｒｅｆ_２が、運転席に座っている運転者の視界（眼Ｅ）に到達することで二重反射が発生する。この二重反射が生じると、運転者は、眩しさを感じるだけでなく、フロントガラス３４の表面が白光りして見えるため、前方環境の視認性低下を招く場合もある。換言すれば、二重反射は、運転者の快適性や前方環境の視認性を低減させてしまう。

かかる二重反射を防止するために、反射部材であるメータ表ガラス３０の近傍には、光を集光または拡散するメータフード３２ａやコラムカバー３２ｂが配置されている。メータフード３２ａやコラムカバー３２ｂは、集光部材３２として機能するもので、暗色の樹脂など、集光性を備えた材料から構成される。入射光Ｌｉｎや一次反射光Ｒｅｆ_１が、運転者の眼に入射する前に、この集光部材３２に当たって集光・拡散されることで、二重反射の発生が防止される。

ただし、確実に二重反射を防止するためには、光の反射状況に応じて、この集光部材３２やメータ表ガラス３０の位置や形状を厳密に検討する必要がある。しかしながら、従来、この光の反射状況、ひいては、二重反射の有無について、設計図面作成の段階で十分に確認することは困難であり、こうした検討を行うためには、実際に試作車両を製作せざるを得なかった。そのため、従来では、設計開発の煩雑化や長期化、コスト増加など、様々な問題を招いていた。

かかる問題を解決するために、本実施形態の設計支援装置１０は、二重反射を生じさせる光線経路（以下「二重反射光線」という）を示す二重反射光線データの算出機能を備えている。そして、算出された二重反射光線（すなわち、二次反射光線Ｒｅｆ_２、一次反射光線Ｒｅｆ_１、入射光線Ｌｉｎのセット）を、メータ表ガラス３０や集光部材３２、フロントガラス３４とともに、表示部１８に仮想表示する。これによりユーザは、容易に、二重反射の有無を確認することができる。そして、ユーザは、この仮想表示された内容を確認しながら、集光部材３２やメータ表ガラス３０の位置や形状を修正することで、容易に、二重反射を防止でき得るメータ表ガラス３０および集光部材３２を設計できる。以下、この二重反射光線データの算出機能について詳説する。

はじめに、二重反射光線データの基本的な算出方法について図３を参照して説明する。図３は、二重反射光線データ算出の様子を示すイメージ図である。二重反射光線データを算出する場合、制御部１２は、メータ表ガラス３０、集光部材３２、フロントガラス３４の形状および配置を示すＣＡＤデータを読み込む。そして、これらのＣＡＤデータに基づいて、チェック点Ｃおよび視点Ｅの座標を算出する。チェック点Ｃは、フロントガラス３４の表面に複数設定される点で、二次反射が生じる二次反射点を意味する点である。このチェック点Ｃは、フロントガラス３４の表面に均等に複数設定できるのであれば、その設定方法は特に限定されない。例えば、フロントガラス３４を垂直方向に等分割する垂直分割線と、水平方向に等分割する水平分割線と、を求め、この垂直分割線と水平分割線との交点をチェック点Ｃとして設定してもよい。

また、視点Ｅは、運転席に座った運転者の眼を意味する点である。この視点Ｅの座標値は、記憶部１４に記憶されているデータに基づいて算出されるが、その具体的な算出方法は後に詳説する。また、後に詳説するように、本実施形態では、視点Ｅを複数設定し、各視点ごとに複数の二次反射光線Ｒｅｆ_２等を算出するが、ここでは、理解を容易にするために、視点Ｅは単一であると仮定して説明する。

チェック点Ｃおよび視点Ｅの座標値が算出できれば、続いて、制御部１２は、一つのチェック点Ｃと視点Ｅとを結ぶ直線を、二次反射光線Ｒｅｆ_２として算出する。この二次反射光線Ｒｅｆ_２は、チェック点Ｃで二次反射して運転者の眼に到達する反射光の経路を意味している。

この二次反射光線Ｒｅｆ_２が算出できれば、続いて、制御部１２は、この二次反射光線Ｒｅｆ_２の元になる一次反射光線Ｒｅｆ_１を算出する。ここで、正反射の場合、一次反射光線Ｒｅｆ_１とフロントガラス３４の成す角度βは、二次反射光線Ｒｅｆ_２とフロントガラス３４の成す角度αに等しくなる（β＝α）。したがって、制御部１２は、一次反射光線Ｒｅｆ_１を算出する場合は、まず、チェック点Ｃを通り、フロントガラス３４に垂直な直線を二次垂線Ｖ_２として算出する。そして、この二次垂線Ｖ_２を対称軸として、二次反射光線Ｒｅｆ_２に対称な直線を、一次反射光線Ｒｅｆ_１として算出する。

一次反射光線Ｒｅｆ_１が算出できれば、続いて、制御部１２は、当該一次反射光線Ｒｅｆ_１が、集光部材３２を通過することなく、メータ表ガラス３０に到達するか否かを判断する。すなわち、チェック点Ｃや視点Ｅの位置、メータ表ガラス３０および集光部材３２の位置および形状によっては、図４（ａ）に図示するように、一次反射光線Ｒｅｆ_１が集光部材３２を通過する場合や、図４（ｂ）に図示するように、一次反射光線Ｒｅｆ_１がメータ表ガラス３０に到達しない場合がある。この場合、チェック点Ｃに到達する一次反射光線Ｒｅｆ_１は、存在しないことになる。換言すれば、この場合、チェック点Ｃを二次反射点とする二重反射は存在しないことになる。したがって、一次反射光線Ｒｅｆ_１が、集光部材３２を通過、または、メータ表ガラス３０に到達しない場合、制御部１２は、当該チェック点Ｃに対応する二重反射光線データの算出を終了する。

一方、図３に図示するように、一次反射光線Ｒｅｆ_１が、集光部材３２を通過することなくメータ表ガラス３０に到達する場合、制御部１２は、当該一次反射光線Ｒｅｆ_１のもとになる入射光線Ｌｉｎを算出する。入射光線Ｌｉｎとメータ表ガラス３０との成す角度δは、一次反射光線Ｒｅｆ_１とメータ表ガラス３０とが成す角度γと等しい（δ＝γ）。したがって、入射光線Ｌｉｎを算出する場合、制御部１２は、一次反射光線Ｒｅｆ_１とメータ表ガラス３０との交点Ｐを通り、メータ表ガラス３０に垂直な一次垂線Ｖ_１を算出する。そして、この一次垂線Ｖ_１を対称軸として一次反射光線Ｒｅｆ_１に対象な直線を入射光線Ｌｉｎとして算出する。

入射光線Ｌｉｎが算出できれば、制御部１２は、この入射光線Ｌｉｎが、集光部材３２を通過することなく、光源（フロントガラスやサイドウィンドウ、車室内に配されたライドなど）に到達するか否かを判断する。入射光線Ｌｉｎが、集光部材３２を通過した場合、および、入射光線Ｌｉｎが光源に到達しない場合は、交点Ｐに到達する入射光は存在しないことになり、この場合、二重反射は発生し得ない。したがって、この場合、制御部１２は、当該チェック点Ｃに対応する二重反射光線データの算出を終了する。

一方、算出された入射光線Ｌｉｎが、集光部材３２を通過することなく、フロントガラス３４に到達する場合には、これまで算出された入射光線Ｌｉｎ、一次反射光線Ｒｅｆ_１、二次反射光線Ｒｅｆ_２で示される光線経路が存在することになる。換言すれば、二重反射を生じさせる光線経路が存在することになる。この場合、制御部１２は、これまで算出された入射光線Ｌｉｎ、一次反射光線Ｒｅｆ_１、二次反射光線Ｒｅｆ_２を示すデータのセットを、二重反射光線データとして算出し、チェック点Ｃの座標値と対応付けて記憶部１４に記憶させる。

一つのチェック点Ｃに関して、二重反射光線データの算出処理が終了すれば、続いて、制御部１２は、同様の手順で、他のチェック点Ｃに基づく二重反射光線データの算出処理を行う。そして、全てのチェック点Ｃについて二重反射光線データの算出処理が終了すれば、制御部１２は、ユーザからの指示に応じて、算出された二重反射光線（すなわち、入射光線Ｌｉｎ、一次反射光線Ｒｅｆ_１、二次反射光線Ｒｅｆ_２）を、フロントガラス３４やメータ表ガラス３０、集光部材３２とともに、表示部１８に仮想表示する。この表示内容を見れば、ユーザは、二重反射の有無を容易に確認することができる。そして、二重反射が存在する場合、ユーザは、メータ表ガラス３０や集光部材３２の形状や配置を修正する。このとき、仮想表示されている二重反射光線を参照することで、ユーザは、二重反射を防止でき得る修正内容を容易に推定することができる。

以上の説明で明らかなとおり、本実施形態によれば、三次元ＣＡＤデータ等に基づいて二重反射光線を算出しているため、設計図面の作成段階で二重反射の有無を確認することができる。その結果、試作車両の製作の手間などを削減することができ、車両の開発設計に要する手間や時間、コストを大幅に低減できる。

ところで、ここまでの説明では、理解を容易にするために、視点Ｅを一つしか設定していない。しかし、より正確な検討を行うためには、より複数の視点Ｅを設定することが望ましい。そこで、本実施形態では、複数の視点Ｅを設定し、各視点Ｅごとに二重反射光線を算出している。以下、これについて詳説する。

図５は、視点Ｅの座標値算出に利用するアイレンジ４０の形状を示す図である。また、図６は、視点Ｅの座標値算出の様子を示すイメージ図である。運転者は、通常、右眼と左眼という二つの視点を有している。また、視点の位置は、運転者の体格や顔造形などに応じて適宜異なっている。さらに、運転席の姿勢を変更することで、視点位置は変更される。二重反射光線データを算出する場合には、この右眼と左眼の違いや、運転者の体格や顔造形、運転席の姿勢などに起因する視点位置のばらつきなども考慮する必要がある。

そこで、本実施形態では、視点位置の算出に、９９％アイレンジＣＡＤデータを用いている。９９％アイレンジＣＡＤデータは、全運転者のうち９９％の運転者の視点位置のバラつき範囲を示す三次元ＣＡＤデータである。そして、この９９％アイレンジＣＡＤデータが示す図形が９９％アイレンジ４０である。図５（ａ）は、９９％アイレンジ４０の斜視図、図５（ｂ）は９９％アイレンジ４０の上面図、図５（ｃ）は９９％アイレンジ４０の正面図である。この図５に示すとおり、９９％アイレンジ４０は、二つの略卵型図形４０ｒ，４０ｌをｘ軸方向（車両幅方向）に一部重複させて並べたような図形で、９９％の運転者の視点を包絡する図形である。なお、９９％アイレンジのうち、右側の略卵型図形４０ｒは、９９％の運転者の右眼位置を包絡しており、左側の略卵型図形４０ｌは、９９％の運転者の左眼位置を包絡している。

この９９％アイレンジＣＡＤデータは、多数の運転者の視点位置を実測した結果に基づいて予め作成され、記憶部１４に記憶されている。また、記憶部１４には、この９９％アイレンジ４０の配置位置を示すデータ、具体的には、運転席に対する９９％アイレンジ４０の中心点Ｏの相対座標値データもアイレンジ位置データとして記憶されている。

視点座標値を算出する場合、制御部１２は、この記憶部１４に記憶されているアイレンジ位置データ（運転席５０に対する９９％アイレンジ４０の相対座標値）に基づいて、９９％アイレンジの中心点Ｏの絶対座標値を算出する。そして、算出された絶対座標値に応じた位置に、９９％アイレンジ４０を仮想的に配置する（図６参照）。その後、この配置された９９％アイレンジ４０を、予め決められたオフセット値だけ、外側にオフセットしオフセットアイレンジを算出する。ここで、９９％アイレンジ４０をオフセットするのは、視点のばらつき範囲を広げ、より多様な運転者に対応させるためである。

次に、オフセットアイレンジが算出できれば、制御部１２は、このオフセットアイレンジの外表面に複数の視点Ｅを設定する。この視点Ｅの設定手順は、オフセットアイレンジの外表面に均等に設定されるのであれば、特に限定されないが、本実施形態では、次の手順で複数の視点Ｅを設定している。

図７は、本実施形態における視点Ｅの設定の様子を示すイメージ図である。視点Ｅを設定する場合、制御部１２は、まず、オフセットアイレンジ４２をｙ軸方向（車両前後軸方向）に、Ｎ分割（図示例では１３分割）する分割線４４（Ｎ−１本）を算出する。続いて、各分割線４４ごとに、当該分割線４４をＭ分割（図示例では２０分割）する点を視点Ｅとし、その座標値を算出する。以上の手順により、オフセットアイレンジの外表面には、（Ｎ−１）×Ｍ個の視点Ｅが設定されることになる。

複数の視点Ｅの座標値が求まれば、続いて、各視点Ｅごとに、二重反射光線データの算出を既述した手順で実行する。ここで、二重反射光線データの算出は、各チェック点Ｃごとにも行われる。したがって、視点ＥがＬ個、チェック点ＣがＫ個設定されている場合、二重反射光線データの算出処理は、最終的には、Ｌ×Ｋ回行われる事になる。ただし、既述したとおり、算出過程で、そのチェック点Ｃに対応する二重反射光線が存在しないことが判明した場合には、二重反射光線データの算出は終了される。したがって、最終的に得られる二重反射光線の個数は、Ｌ×Ｍ個より少なくなる。

そして、全ての視点Ｅおよびチェック点Ｃについての二重反射光線データの算出が完了すれば、制御部１２は、算出された二重反射光線データを記憶部１４に記憶する。そして、この二重反射光線が示す図形を、メータ表ガラス３０などとともに仮想表示する。ここで、最終的に多数の二重反射光線が得られる場合もある。この多数の二重反射光線を同時に表示した場合、非常に雑多な表示となり、光反射状況を確認しづらくなることもある。そこで、二重反射光線の全てを同時に表示するのではなく、ユーザにより指定された二重反射光線のみを表示するようにしてもよい。これについて図８を用いて簡単に説明する。

図８は、二重反射光線データ算出の結果表示の一例を示す図である。二重反射光線データの算出処理が全て終了すれば、制御部１２は、表示部１８に、メータ表ガラス３０、集光部材３２、フロントガラス３４を表示する（なお、図８では見易さのため集光部材３２の図示は省略）。また、これらの図形とともに、対応する二重反射光線データが存在する全てのチェック点Ｃを表示する。すなわち、これまでの説明で明らかなとおり、二重反射光線データの算出は、各チェック点Ｃごとに試みられるが、当該チェック点Ｃの位置などによっては、対応する二重反射光線データが存在しない場合もある。かかる二重反射光線データが存在しないチェック点Ｃは表示せず、対応する二重反射光線データが存在するチェック点Ｃのみを画面上に仮想表示する。

ユーザは、まず、この状態の表示を見ることで、二重反射の有無を確認できる。すなわち、この時点で、チェック点Ｃが一つも表示されていない場合は、現時点の設計内容で、二重反射は存在していないと言える。一方、チェック点Ｃが一つでも表示されている場合は、二重反射を発生させ得る光線経路が存在しているということになる。この場合、ユーザは、現状の設計内容を修正する必要がある。

この修正を適切に行うために、ユーザは、二重反射光線の表示を指示する。具体的には、現在表示されている１以上のチェック点Ｃの中から任意のチェック点Ｃを選択する。表示部１８は、この選択されたチェック点Ｃに対応する二重反射光線を表示する。そして、この状態で、異なるチェック点Ｃが選択されれば、現在表示している二重反射光線に代えて、新たに選択されたチェック点Ｃに対応する二重反射光線を表示する。

このように、ユーザにより選択されたチェック点Ｃに対応する二重反射光線のみを表示する構成とすれば、算出された二重反射光線が多数であっても、表示内容が雑多となることはない。そして、その結果、ユーザは、各二重反射光線の進行経路を正確に把握することができ、集光部材３２やメータ表ガラス３０などについて、如何なる設計修正が必要かを適切に推測することができる。

なお、メータ表ガラス３０等が設計変更された場合、設計変更前のＣＡＤデータに基づいて算出された二重反射光線データは、無効となる。したがって、設計変更が成された場合、制御部１２は、表示部１８に表示されているアイコンの図形を変更したり、メッセージを提示したりするなどして、現在、算出済みの二重反射光線データが無効であることをユーザに通知する。

最後に、この設計支援装置１０を用いて行うメータ表ガラス３０や集光部材３２の設計の流れについて図９を参照して説明する。図９は、メータ表ガラス３０や集光部材３２の設計の流れを示すフローチャートである。なお、図９において実線のブロックは設計支援装置１０の処理を、破線のブロックはユーザの作業内容を、それぞれ示している。

設計支援装置１０の制御部１２は、まず、ユーザから指示されたメータ表ガラス３０および集光部材３２のＣＡＤデータを読み込み、当該ＣＡＤデータが示す三次元形状を表示部１８に仮想的に描画表示する（Ｓ１０，Ｓ１２）。ユーザは、この表示内容を目視で確認し、必要であれば、メータ表ガラス３０および集光部材３２の位置等を粗調整する（Ｓ１４）。

次に、ユーザは、入力部１６を操作して、二重反射光線データの自動算出を設計支援装置１０に指示する（Ｓ１６）。この指示を受けた制御部１２は、まず、記憶部１４に記憶されている運転席ＣＡＤデータや、アイレンジＣＡＤデータ等に基づいて、二重反射光線データ算出に必要なチェック点Ｃおよび視点Ｅの座標値を算出する（Ｓ１８）。

続いて、算出されたチェック点Ｃおよび視点Ｅの座標値に基づいて、各視点Ｅおよび各チェック点Ｃごとに対応する二重反射光線、すなわち、入射光線Ｌｉｎ、一次反射光線Ｒｅｆ_１、二次反射光線Ｒｅｆ_２を算出する（Ｓ２０）。全てのチェック点Ｃおよび視点Ｅについて二重反射光線データの算出処理が終了すれば、続いて、制御部１２は、対応する二重反射光線を表示部に表示させる（Ｓ２２）。なお、この表示態様は、既述したように、算出された全ての二重反射光線を表示するようにしてもよいし、ユーザにより選択されたチェック点に対応する二重反射光線のみを表示するようにしてもよい。

ユーザは、この表示内容を目視で確認し、二重反射の有無や、二重反射を生じさせる光線経路などを確認し、二重反射防止のために設計変更が必要か否かを判断する（Ｓ２４）。判断の結果、設計変更の必要がないと判断した場合には、設計の処理は終了となる。

一方、確認の結果、設計変更が必要であると判断した場合、ユーザは、再度、各部品の配置などを変更する（Ｓ２６）。各部品の配置等が変更された場合、制御部１２は、表示部１８に表示されているアイコンの図形を変更したり、メッセージを通知したりすることで、現在表示されている二重反射光線（チェック点Ｃ）が最新のものでない（無効である）ことをユーザに提示する（Ｓ２８）。

また、ユーザは、所望の変更作業（Ｓ２６）が完了すれば、再度、二重反射光線データの自動算出を指示する（Ｓ１６）。そして、以降は、二重反射が発生しないと判断できるまで、ステップＳ１６〜Ｓ２８を繰り返す。

以上の説明から明らかなとおり、本実施形態によれば、二重反射光線データを算出し、画面上に表示する。そのため、実際に試作車両を製作しなくても、二重反射の有無確認を簡易に行うことができる。そして、その結果、反射部材周辺の部品設計に要する手間や時間、コストなどを大幅に低減できる。なお、本実施形態では、反射部材の一例としてメータ表ガラス３０を例示しているが、車室内に配され、比較的、反射率が高い部材であれば、他の部材の設計に応用してもよい。例えば、車両に搭載されるナビゲーションシステムには、表ガラスで覆われた表示部が存在する。本実施形態の設計支援装置１０は、この表示部の表面とフロントガラスとの連携で生じる二重反射の有無確認のために利用されてもよい。

本発明の実施形態である設計支援装置の構成ブロック図である。二重反射の発生の様子を示す図である。二重反射光線データ算出の様子を示す図である。二重反射光線データ算出の他の様子を示す図である。アイレンジの形状を示す図である。アイレンジの配置設定の様子を示す図である。視点の設定の様子を示す図である。結果表示の一例を示す図である。設計支援装置を用いての設計の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０設計支援装置、１２制御部、１４記憶部、１６入力部、１８表示部、２２アプリケーションプログラム、３０メータ表ガラス、３２集光部材、３４フロントガラス、４０アイレンジ、４２オフセットアイレンジ、４４分割線、５０運転席。

Claims

部品の三次元形状をコンピュータ上で仮想的に表現して当該部品の設計を支援する設計支援装置であって、
窓部材の形状および配置を示す窓部材データと、車室内に配置される反射部材の形状および配置を示す反射部材データと、反射部材の近傍に配置される集光部材の形状および配置を示す反射部材データと、運転席に座った運転者の視点に関する情報を含む視点関連データと、を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されているデータに基づいて、車室内に入射した光線のうち、前記集光部材に阻害されることなく、反射部材で一次反射した後に窓部材で二次反射して運転者の視点に到達する光線の経路を示す二重反射光線データを算出する制御手段と、
前記窓部材データ、反射部材データ、集光部材データ、および、二重反射光線データそれぞれが示す三次元形状を仮想的に表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする設計支援装置。
請求項１に記載の設計支援装置であって、
前記制御手段は、
視点情報に基づいて算出された視点と、前記窓部材の表面に設定される１以上のチェック点と、を結ぶ直線を二次反射光線として算出し、
前記チェック点を通り窓部材に垂直な直線を対象軸として、前記二次反射光線に対称な直線を一次反射光線として算出し、
前記一次反射光線が集光部材を通過することなく反射部材に到達する場合には、前記一次反射光線と反射部材との交点を通り反射部材に垂直な直線を対称軸として、前記一次反射光線に対称な直線を入射光線として算出し、
前記入射光線が集光部材を通過することなく光源に到達する場合には、当該入射光線および当該入射光線に対応する一次反射光線、二次反射光線を示すデータを二重反射光線データとして出力する、
ことを特徴とする設計支援装置。
請求項２に記載の設計支援装置であって、
前記視点関連データは、複数の視点の位置情報を含み、
前記制御手段は、前記複数の視点ごとに、二次反射光線データを算出する、
ことを特徴とする設計支援装置。
請求項３に記載の設計支援装置であって、
前記視点関連データは、対象とする全運転者の視点位置を包絡する三次元図形であるアイレンジの形状を示すアイレンジデータを含み、
前記制御部は、前記アイレンジの表面に二次反射光線算出の基準となる視点を複数設定する、
ことを特徴とする設計支援装置。
請求項２から４のいずれか１項に記載の設計支援装置であって、
前記表示手段は、対応する二重反射光線が存在するチェック点を表示するとともに、当該複数のチェック点の中の一つをユーザが選択した場合にのみ、当該選択されたチェック点に対応する二重反射光線を表示することを特徴とする設計支援装置。