JP3233545B2

JP3233545B2 - 車輌用灯具の反射鏡及びその形成方法

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Publication number: JP3233545B2
Application number: JP05198395A
Authority: JP
Inventors: 典正山本; 正弘前田
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-02-17
Filing date: 1995-02-17
Publication date: 2001-11-26
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: JPH08222012A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車輌用灯具の反射鏡の
うち反射領域の上下及び／又は左右に形成される周壁部
の面積を理想的にはゼロとなるように低減して、光を効
率的に利用することができるようにした新規な車輌用灯
具の反射鏡及びその形成方法を提供しようとするもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】車輌用灯具の反射鏡には、ランプボディ
と別体に設けられた反射鏡をランプボディ内に配置する
ようにしたものの他、ランプボディの内面に反射処理を
施すことによって反射面を形成するものが知られてい
る。後者の場合、反射鏡は回転放物面状をした単一の反
射面又は多数の反射ステップからなる所謂多重反射面等
を有し、該反射面の周りを囲む周壁部によって光の照射
方向に開口した箱状に形成される。

【０００３】例えば、図１５に示す反射鏡ａでは、ラン
プボディｂの一部が回転放物面状をした有効反射部ｃと
されており、その上下左右を平板状の周壁部ｄ、ｄ、・
・・が取り囲んでいる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な灯具では、光源から発した光のうち周壁部で反射され
る光が予定しない光となってしまい有効に利用されない
ため、光束の利用効率を高くするのが難しいという問題
がある。

【０００５】即ち、図１６に示すように、ランプボディ
ｂの灯具空間内に位置された光源ｅから発した光のうち
周壁部ｄで反射した光ｌ、ｌ、・・・が配光上無効な光
となり、これが上向き光となると対向車の運転者等を眩
惑させる原因になるという弊害が生じる。

【０００６】特に、反射面が回転放物面状をしている場
合や回転放物面の一部をなす複数の反射ステップによっ
て構成されている場合に、ランプボディｂの上下幅Ｈと
左右幅Ｗとが異なっていると、狭い方の幅を規定する周
壁部の照射方向の長さが長くなり、当該周壁部での光の
無駄が多くなる。例えば、上下幅Ｈが左右幅Ｗより狭い
と、反射部ｃの上下に位置する周壁部の照射方向の長さ
Ｄが大きくなるため、光源から有効反射部ｃを見込んだ
場合の立体角ωを大きくするのに限界がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明車輌用灯
具の反射鏡は上記した課題を解決するために、反射面の
外形枠が一平面内にあり、焦点距離を異にする多数の回
転放物面からなる回転放物面群と反射面の基本面との交
わりとして得られる交線群に沿って隣接する交線の間に
それぞれの回転放物面を部分的に割り付けることで多数
の反射ステップが形成された反射面を有する車輌用灯具
の反射鏡であって、鉛直方向に延びかつ端点が反射鏡の
外形枠の上下枠及び／又は左右枠上に位置し、かつ互い
に交差することなく左右方向においてその大半が正面か
らみて内向きの凸状に湾曲された交線に沿って反射ステ
ップがそれぞれ形成されたものである。

【０００８】また、本発明車輌用灯具の反射鏡の形成方
法は、上記の反射鏡を以下の（１）乃至（８）の手順で
形成するものである。

【０００９】（１）反射面の正面形状を規定する外形枠
を設定する。

【００１０】（２）反射鏡の光軸を含む水平面及び鉛直
面内に外形枠上の点を通る基準放物線を設定する。

【００１１】（３）焦点距離の異なる多数の放物線から
なる放物線群を（２）の基準放物線に対して設定して、
該放物線群に属する放物線を放物線群の共通軸に対して
直交する方向に沿って部分的に繋げていくことによって
形成される、凹凸をもった複合曲線を形成する。

【００１２】（４）（３）の複合曲線の各頂点を結んで
円滑化されたスプライン曲線を形成する。

【００１３】（５）外形枠、（４）のスプライン曲線、
（２）の基準放物線に基づいて反射面の基本面をスプラ
イン曲面として形成する。

【００１４】（６）焦点距離を異にする多数の回転放物
面からなる回転放物面群を設定する。

【００１５】（７）基本面と回転放物面群との交わりと
して、互いに交差することなく得られる交線群を決定す
る。

【００１６】（８）隣接する交線の間に回転放物面をそ
れぞれ部分的に割り付けることで多数の反射ステップを
交線群に沿って形成する。

【００１７】

【作用】本発明によれば、反射面の正面形状を規定する
外形枠を設定しておき、基準放物線をもとにして設定さ
れる放物線群を用いて得られる複合曲線の各頂点を結ぶ
スプライン曲線を形成して、これと外形枠及びスプライ
ン曲線に基づいて反射面の基本面を形成することで、反
射面の周縁部に平坦部ができないようにし、基本面と回
転放物面群との間の交線群を決定してから、隣接する交
線の間に回転放物面をそれぞれ部分的に割り付けること
で、鉛直方向に延びかつ端点が反射鏡の外形枠の上下枠
及び／又は左右枠上に位置する交線に沿って反射ステッ
プが形成されるので、反射鏡の周壁部における無効反射
面積を低減することができる。

【００１８】

【実施例】以下に、本発明車輌用灯具の反射鏡及びその
形成方法を図示した実施例に従って説明する。

【００１９】本発明に係る反射鏡は、上下及び／又は左
右方向における周壁部の内側面積を小さくして光源から
反射面を見込む立体角の増加を図るようにしたものであ
る。

【００２０】先ず、反射鏡の形状設計について、反射面
の基礎となる基本面を形成する段階と、基本面に反射ス
テップを形成する段階との２段階に分けて図１乃至図１
３に従って説明する。

【００２１】図１乃至図７は基本面の形成手順を示すも
のである。尚、図１乃至図３においては、反射面の中心
部を通って前後方向に延びる軸をｘ軸とし、これに直交
して水平、鉛直方向にそれぞれ延びる軸をｙ軸、ｚ軸と
する直交座標系が設定されている。

【００２２】（ａ１）反射面の外形枠を設定する。

【００２３】先ず、図１に示すように、反射面を正面か
ら見た場合（ｘ軸方向から見た場合）の外形形状である
外形枠１を決める。外形枠１は本実施例では横長の長方
形状をしているが、一の平面内にある図形であればどの
ようなものでも構わない。尚、図中のＡ点は、外形枠１
の上辺の中点（外形枠１とｘ−ｚ平面との交点のうち上
方に位置する点）、点Ｂは外形枠１の左辺の中点（外形
枠１とｘ−ｙ平面との交点のうち正面から見て左方に位
置する点）である。

【００２４】（ａ２）反射面の奥行きを決定する。

【００２５】即ち、図２に示すように、反射面のｘ軸方
向における長さＬを決定する。

【００２６】（ａ３）Ａ点を通る焦点Ｆｓの基準放物線
を鉛直面内に引く。

【００２７】図２に示すように、Ａ点を通る鉛直面内に
Ａ点を通り点Ｆｓを焦点とする基準放物線２を設定す
る。

【００２８】（ａ４）Ｂ点を通る焦点Ｆｓの基準放物線
を水平面内に引く。

【００２９】図３に示すように、Ｂ点を通る水平面内に
Ｂ点を通り点Ｆｓを焦点とする基準放物線３を設定す
る。

【００３０】（ａ５）基準放物線３に基づいて「多重反
射ライン」を形成する。

【００３１】ここで定義する「多重反射ライン」とは、
焦点距離の異なる複数の放物線からなる放物線群を使っ
て、該放物線群に属する放物線の一部を所定の規則に従
って順次に繋げていくことによって形成される複合曲線
である。

【００３２】図５は、多重反射ラインの形成方法につい
て説明するものであり、放物線群を構成する各放物線ｐ
ａｒ＿ｉ（ｉ＝１、２、・・・）については、焦点Ｆが
共通化され、それぞれの焦点距離ｆ＿ｉ（ｉ＝１、２、
・・・）が互いに異なっている。尚、上記の基準放物線
３は、放物線群を生成する際の基準線として利用され
る。

【００３３】図中に示すＹ軸は、焦点Ｆを通る放物線群
の共通軸Ａ−Ａに対して直交する方向に延びており、最
も焦点Ｆ寄りに位置する放物線ｐａｒ＿１上の点Ｓが多
重反射ラインの最初の変化点を示している。即ち、放物
線ｐａｒ＿１のうち範囲Ｙｓにおける曲線部分が多重反
射ラインの最初の要素となる。

【００３４】そして、Ｙ軸方向に沿ってステップ幅ΔＹ
でもって各放物線ｐａｒ＿ｉ（ｉ＝２、３、・・・）を
部分的に次々と接続して行く。尚、図中の「Δｆ」は焦
点距離の変化量を示しており、外側の放物線ほど焦点距
離が大きくなる。また、放物線の接続にあたっては、隣
接する放物線同士の境界線が焦点Ｆを通る直線上に載る
ように設定される。

【００３５】このように、４つのパラメーターｆ＿１、
Δｆ、Ｙｓ、ΔＹによって曲線の形状や繋がり具合を制
御し、放物線群を部分的に繋ぎ合せた多節の複合曲線と
して多重反射ライン４が形成される。尚、本例では、放
物線群が共通の焦点をもつようにされたが、一般には実
際の光源が点光源ではなく常にある範囲を有することか
ら、放物線群の焦点をある範囲に亘って分布させること
ができる。

【００３６】（ａ６）上記多重反射ライン４の各頂点を
通るスプライン曲線を引く。

【００３７】上記の形成方法から明らかなように多重反
射ライン４は、複数の凹凸をもつ複合曲線であり、これ
に基づいて円滑な曲線を得るために、図６に破線で示す
ように、多重反射ライン４の山側の各頂点Ｖ＿ｉ（ｉ＝
１、２、・・・）を通るスプライン曲線５を形成する。

【００３８】（ａ７）外形枠１、スプライン曲線５に基
づいて基本面を形成する。

【００３９】上記（ａ３）における基準放物線２の鉛直
方向の上下幅は、外形枠１の上枠と下枠によって規定さ
れ、また、（ａ５）の多重反射ライン４と外形枠１の左
右枠とによって、図７（ａ）に示すような、曲線６、７
を得ることができる。即ち、曲線６は、外形枠１の左上
点Ｐ１と左下点Ｐ２、そしてスプライン曲線５の左端点
を通るスプライン曲線であり、また、曲線７は、外形枠
１の右上点Ｐ３と右下点Ｐ４、そしてスプライン曲線５
の右端点を通るスプライン曲線である。これらの曲線
６、７と基準放物線２、スプライン曲線５とによってス
プライン曲面を生成することで基本面を形成することが
できる。

【００４０】尚、図７（ａ）はスプライン曲線５の左右
の端点と、外形枠１の４隅点とが同一直線上にない場合
を示しており、このままでは曲面の左右方向の周縁部に
平坦部が生じてしまうことになるが、図７（ｂ）に示す
ように、スプライン曲線の端点を外形枠１の左右の枠線
上に位置させることが可能である。つまり、基準放物線
の設定及び多重反射ラインの形成パラメーターの選定に
よって、スプライン曲線５′の端点を多重反射ライン上
に載せることができる。

【００４１】また、上記の説明では、鉛直方向における
基準放物線２についてはそのままにしておいたが、場合
によっては、基準放物線２に対して多重反射ラインを形
成して、該多重反射ラインの各頂点を結ぶスプライン曲
線を得て、これと水平方向におけるスプライン曲線及び
外形枠１に基づいて基本面を形成しても良いことは勿論
である。

【００４２】次に、上記の基本面に対して反射ステップ
を形成する手順について図８乃至図１３に従って説明す
る。

【００４３】（ｂ１）基本面を設定。

【００４４】上記の手順で設計された基本面８を、図８
に示すように、設定する。

【００４５】（ｂ２）回転放物面群の設定。

【００４６】次に、図９に示すように、反射面の配光性
能を規定する回転放物面群９を用意する。この回転放物
面群９は、共通の回転対称軸を有しかつ焦点距離を異に
する（焦点位置が同じとは限らない。）多数の回転放物
面９ａ、９ａ、・・・からなっている。尚、回転放物面
９ａ、９ａ、・・・はどれも空間的に交わることがない
ように選ばれている。

【００４７】（ｂ３）交線群の生成。

【００４８】そして、図１０に示すように、上記の基本
面８と回転放物面群９との交線１０、１０、・・・を決
定する。尚、これらの交線１０、１０、・・・は互いに
交差することはない。

【００４９】図１１は交線１０の形成について基本面８
の局部領域を示すものであり、基本面８上の点Ｐに関す
る光路Ｌを示している。図中、ベクトル「Ｖ＿ＩＮ」は
ある回転放物面９ａの焦点から出射して点Ｐに向かう入
射光線の方向ベクトル、ベクトル「Ｖ＿ＯＵＴ」は点Ｐ
での反射光線の方向ベクトルをそれぞれ示しており、ま
た、「Ｒ」は基本面８上の点Ｐでの微小反射面を示し、
また、ベクトル「Ｎ＿Ｒ」は点Ｐにおいて微小反射面Ｒ
に立てた法線ベクトル、「Ｔ」は基本面８の点Ｐにおけ
る接平面、ベクトル「Ｎ＿Ｔ」は点Ｐにおいて接平面Ｔ
に立てた法線ベクトルをそれぞれ示している。

【００５０】ベクトルＷは、法線ベクトルＮ＿ＲとＮ＿
Ｔとの外積であり、破線で示す交線１０は、この外積Ｗ
を任意の点Ｐにおける接線ベクトルとして与えていくこ
とによってスプライン曲線として得られる。

【００５１】（ｂ４）反射ステップの形成。

【００５２】交線１０、１０、・・・が決定されると、
これらに従って反射ステップを形成する。即ち、図１２
に示すように、隣接する交線の間に回転放物面群９を部
分的に埋めこんでいくことによって反射ステップ１１、
１１、・・・を形成する。図１３は曲面の正面図を上段
に配置し、正面図のＢ−Ｂ線に沿って切断した場合の断
面形状の概略図を下段に配置したものである。曲面上の
交線は交線群の中心部１２に近いものから順に１０ａ、
１０ｂ、１０ｃ、・・・とされ、これらは反射ステップ
の境界線として現れている。図に破線で示す線は回転放
物面群９を示しており、反射ステップ１１ａは交線１０
ａによって区分される内部領域に形成され、反射ステッ
プ１１ｂは交線１０ａと１０ｂとの間の内部領域に形成
され、反射ステップ１１ｃは交線１０ｂと１０ｃとの間
の内部領域に形成されるという具合に反射ステップの形
状が規定される。つまり、個々のステップ面は焦点距離
を異にする回転放物面の一部をなすように形成され、断
面で見て階段状に形成されることになる。

【００５３】以上のようにして多重の交線群に沿って形
成される反射ステップを有する反射面及び該反射面をも
つ反射鏡がＣＡＤシステムを用いて作成されると、これ
に基づいて反射鏡の金型を作成するためのＣＡＭデータ
を得ることができる。

【００５４】図１４は上記の方法で作成される反射面の
形状的特徴を示す正面図であり、曲面上の交線群１３の
配置を示したものである。

【００５５】図示するように、交線１３ａ、１３ａ、・
・・はほぼ縦ストライプ状に配置されており、交線群１
３は左右方向において外向きに湾曲した交線と、その逆
で内向きに湾曲した交線を含んでいる。つまり、反射面
の中央部における交線１３ｂ、１３ｂ（その内側領域
（図に斜線で示す。）が回転放物面状をなしている。）
が外側に向けて凸状に湾曲しており、その左右両側に位
置する交線が内側に向けて凸状に湾曲している。そし
て、曲面の中ほどのところで交線の湾曲が小さく、両端
部に近づくにつれて交線が次第に湾曲していく傾向がみ
られる。尚、これらの交線の端点が外形枠上に位置して
いることは反射面の形成の仕方から明らかである。

【００５６】しかして、上記した反射面の形成方法から
明らかなように、水平面及び／又は鉛直面内に多重反射
ラインを設定して、該多重反射ラインの各頂点を通るス
プライン曲線の端点が外形枠の上下枠及び／又は左右枠
上に載るようにし、スプライン曲線と外形枠と基準放物
線とに基づいて得られる曲面に対して、交線群に沿う反
射ステップを形成することによって、反射面の無効反射
面積を小さくして、光源中心から反射面を見込む立体角
の増大を図り、光束の利用効率を高めることができる。

【００５７】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明車輌用灯具の反射鏡及びその形成方法によれ
ば、先ず、反射面の正面形状を規定する外形枠を設定し
ておき、基準放物線をもとに設定される放物線群を用い
て形成される複合曲線から、その各頂点を結ぶスプライ
ン曲線を形成して、これと外形枠及び基準放物線に基づ
いて反射面の基本面を形成してから、基本面と回転放物
面群との交わりである交線群を決定して、隣接する交線
の間に回転放物面をそれぞれ部分的に割り付けること
で、鉛直方向に延びかつ端点が反射鏡の外形枠の上下枠
及び／又は左右枠上に位置する交線に沿って反射ステッ
プを形成することができるので、反射鏡の周壁部におけ
る無効反射面積を低減し、光源から反射面を見込む立体
角を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２乃至図７とともに本発明に係る反射面の基
本面の形成について説明するための図であり、本図は外
形枠を示す正面図である。

【図２】鉛直方向に設定される基準放物線を示す側面図
である。

【図３】水平方向に設定される基準放物線を示す底面図
である。

【図４】外形枠及び基準放物線を示す斜視図である。

【図５】多重反射ラインの形成について説明するための
図である。

【図６】多重反射ラインに対するスプライン曲線の形成
の仕方を示す図である。

【図７】外形枠、基準放物線、スプライン曲線にもとづ
いて形成される曲面を示すものであり、（ａ）はスプラ
イン曲線の端部が外形枠上に載っていない場合、（ｂ）
は、スプライン曲線の端部が外形枠上に載っている場合
をそれぞれ示す。

【図８】図９乃至図１３とともに本発明に係る反射面の
形成方法について説明するための図であり、本図は基本
面を示す図である。

【図９】回転放物面群を示す図である。

【図１０】回転放物面群と基本面との交線として得られ
る交線群を示す図である。

【図１１】交線の形成について説明するための斜視図で
ある。

【図１２】交線群に沿った反射ステップの形成について
説明するための図である。

【図１３】反射ステップの正面形状及び断面形状を示す
図である。

【図１４】反射面の交線群の配置の一例を示す正面図で
ある。

【図１５】従来の反射鏡の構成を示す斜視図である。

【図１６】従来の問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

１外形枠２、３基準放物線４多重反射ライン（複合曲線）５スプライン曲線８基本面９回転放物面群９ａ回転放物面１０交線１２反射ステップ１３交線群ｐａｒ＿ｉ（ｉ＝１、２、・・・）放物線群

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−269904（ＪＰ，Ａ) 特開平３−276501（ＪＰ，Ａ) 特開平５−182505（ＪＰ，Ａ) 特開平７−6611（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F21S 8/10 - 8/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】反射面の外形枠が一平面内にあり、焦点
距離を異にする多数の回転放物面からなる回転放物面群
と反射面の基本面との交わりとして得られる交線群に沿
って隣接する交線の間にそれぞれの回転放物面を部分的
に割り付けることで多数の反射ステップが形成された反
射面を有する車輌用灯具の反射鏡であって、鉛直方向に
延びかつ端点が反射鏡の外形枠の上下枠及び／又は左右
枠上に位置し、かつ互いに交差することなく左右方向に
おいてその大半が正面からみて内向きの凸状に湾曲され
た交線に沿って反射ステップがそれぞれ形成されている
ことを特徴とする車輌用灯具の反射鏡。
【請求項２】請求項１に記載した車輌用灯具の反射鏡
の形成方法であって、（１）反射面の正面形状を規定する外形枠を設定し、（２）反射鏡の光軸を含む水平面及び鉛直面内に上記外
形枠上の点を通る基準放物線を設定し、（３）焦点距離の異なる多数の放物線からなる放物線群
を（２）の基準放物線に対して設定して、該放物線群に
属する放物線を放物線群の共通軸に対して直交する方向
に沿って部分的に繋げていくことによって形成される、
凹凸をもった複合曲線を形成し、（４）（３）の複合曲線の各頂点を結んで円滑化された
スプライン曲線を形成し、（５）外形枠、（４）のスプライン曲線、（２）の基準
放物線に基づいて反射面の基本面をスプライン曲面とし
て形成した後、（６）焦点距離を異にする多数の回転放物面からなる回
転放物面群を設定し、（７）基本面と回転放物面群との交わりとして、互いに
交差することなく得られる交線群を決定し、（８）隣接する交線の間に回転放物面をそれぞれ部分的
に割り付けることで多数の反射ステップを交線群に沿っ
て形成する、ようにしたことを特徴とする車輌用灯具の
反射鏡の形成方法。