JPH09190705A - 車輌用灯具の反射鏡及びその形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光源から反射鏡の反射面に向けて発した光を遮
る部材（電球のソケット等）が存在する場合でも、反射
面の形状設計上の工夫により光源の光が反射面に隈無く
行き届くようにして無反射領域の占有面積を低減する。 【解決手段】前方に開口した反射鏡に対して配置される
光源について発光基準点Ｆを設定し、この点Ｆに点光源
を置いたと仮定した場合に、その光を遮るように位置さ
れるソケット２の前端縁上の任意の点Ｐに向けて点Ｆか
ら引いた半直線の集合として形成される基準面７を設定
する。そして、反射面の基本面９のうちソケット２の周
囲に位置する領域の面を基準面７より前方に張り出さ
せ、かつ、点Ｆから発した光が基本面９に隈無く到達す
るように曲面形状を設定する。焦点距離を異にする多数
の回転放物面１２ａからなる回転放物面群１２を用意
し、該回転放物面群１２と基本面９との交線１３を得
て、これらの交線のうち隣接する交線の間に、回転放物
面群１２を構成するそれぞれの回転放物面を部分的に割
り付けることによって多数の反射ステップ１４を基本面
９に対して形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射鏡の反射面に
おいて光源から発した光について影になる領域が生じな
いようにして、反射効率の向上及び配光上無効な領域の
占有面積の低減を図ることができる車輌用灯具の反射鏡
及びその形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車輌用灯具の基本的な構成としては、一
端に開口を有するランプボディと、該ランプボディ内に
配置される反射鏡又はランプボディの一部に反射処理を
施すことによって形成される反射部、そしてランプボデ
ィの開口を覆うアウターレンズとを備えたものを挙げる
ことができ、反射鏡又は反射部の反射面の形状について
は灯具の光軸回りに対称性を有する形状として回転放物
面等が用いられる。

【０００３】図１２は回転放物面状の反射鏡ａと電球ｂ
との間の位置関係を示すものであり、電球ｂはその中心
軸Ｋ−Ｋが反射鏡ａの光軸に沿う状態で反射鏡ａに取り
付けられている。

【０００４】そして、電球ｂのガラス球ｃはその反射鏡
側の端部がソケットｄに受け入れられており、図示しな
い給電手段からの電力供給がガラス球ｃ内のフィラメン
トｅに対して行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な反射鏡ａにあっては、電球ｂの光がガラス球ｃを支持
するソケットｄによって遮られるため、反射鏡ａの反射
面に光が届かない領域が生じてしまうという問題があ
る。

【０００６】即ち、図１２においてフィラメントｅの発
光基準点Ｆから発した光ｆ、ｆ、・・・のうち反射鏡ａ
の反射面に向かう光の一部がソケットｄによって遮られ
るため、反射面において図にＤＡで示す範囲内の領域に
は光が照射されず、配光の形成上無効な領域となってし
まう。

【０００７】そこで、本発明は、上記ソケットｄのよう
に光源から反射鏡ａの反射面に向かって発した光を遮る
部材が存在する場合でも、反射面の形状設計上の工夫に
よって光源による光が反射面の全面に行き届くようにし
て反射面における無効な領域の占有面積を低減すること
を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を
解決するために、前方に開口した反射鏡に対して所定の
位置関係をもって配置される光源について発光基準点が
設定され、該発光基準点に点光源を置いたと仮定した場
合に当該点から発する光を遮る位置に設けられる部材又
は反射鏡の部分が発光基準点より後方に位置された車輌
用灯具の反射鏡において、先ず、光源の発光基準点を起
点として上記部材又は反射鏡の部分の前端縁上の任意の
点を通る半直線の集合として形成される基準面を設定
し、反射面の基本面のうち上記部材又は反射鏡の部分の
周囲に位置する領域の面を上記の基準面に比して前方に
張り出させ、かつ、発光基準点から発した光が当該面上
の任意の点に到達するようにその曲面形状を設定する。
そして、焦点距離を異にする多数の回転放物面からなる
回転放物面群を用意し、該回転放物面群と基本面との交
線を得て、これらの交線のうち隣接する交線の間に、回
転放物面群を構成するそれぞれの回転放物面を部分的に
割り付けることによって多数の反射ステップを反射面の
基本面に対して形成したものである。

【０００９】従って、本発明によれば、発光基準点から
発した光が反射面の基本面に隈無く到達し、しかも、回
転放物面群の一部をなす反射ステップを形成することに
よってその反射方向が制御された光を得てこれを配光上
有効な光として利用することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明車輌用灯具の反射
鏡及びその形成方法について説明する。

【００１１】図１は反射鏡の反射面と電球との位置関係
を示すものであり、実線で示す面ｐｒは回転放物面状を
した反射面を示している。

【００１２】光源として図では電球１が用いられてお
り、そのガラス球１ａの一端部がソケット２内に受け入
れられた状態で反射鏡に取り付けられており、ガラス球
１ａ内のフィラメント３の発光基準点Ｆが反射鏡の光軸
（これを「Ｌ−Ｌ」とする。）上に設定されている。
尚、電球１は、反射鏡に形成された挿入用孔４を通して
反射鏡内に位置され、フィラメント３はその中心軸が光
軸Ｌ−Ｌに直交して鉛直又は水平方向に延びるように配
置されたり、あるいは、フィラメント３の中心軸が光軸
Ｌ−Ｌに沿うように配置される。また、本発明に係る反
射鏡の光源が電球に限られる訳ではなく、放電ランプ等
を用いることができることは勿論である。

【００１３】発光基準点Ｆとソケット２の前縁（光軸Ｌ
−Ｌに沿って反射面から遠ざかる方向を前方とする。）
上の点Ｐとを通る線分ＦＰを考え、これを反射面ｐｒ寄
りに延長したときの延長線と反射面ｐｒとの交点をＱと
すると、点Ｑから光軸Ｌ−Ｌに垂ろした垂線の足を点Ｈ
としたとき、光軸Ｌ−Ｌから線分ＱＨの長さの範囲ＤＡ
内にある領域は明らかに電球１の光ｌ、ｌ、・・・に対
して影となる領域である。より正確には、線ＦＱを母線
としてこれを光軸Ｌ−Ｌの回りに回転させて得られる曲
面（例えば、ソケット２が円筒状をしている場合には点
Ｆを頂点とする円錐面）と反射面ｐｒとの交線の内部に
位置する領域が範囲ＤＡで示す領域である。

【００１４】本発明に係る反射面は、このような領域が
生じないように、光軸Ｌ−Ｌ寄りの曲面部を、図１に１
点鎖線Ｓ１や２点鎖線Ｓ２で示すように、線分ＦＱより
前方に向けて張り出した形状にし、かつ電球１の光が当
該曲面部に隈無く照射されるようにした曲面を形成して
これを反射面の基本面とするものである。

【００１５】つまり、基本面において光源からの光に対
して影となる部分が生じることがないように曲面を設計
し、該基本面に対して後述する手順に従って多数の反射
ステップを形成することによって反射面が形成される。

【００１６】基本面の形成にあたっては、例えば、図２
乃至図６に示す方法を挙げることができる。

【００１７】先ず、図２に示すように基準となる曲面５
（以下、「原曲面」という。）を用意し、これに電球１
の挿入用孔６を形成し、挿入用孔６を反射鏡の光軸Ｌ−
Ｌに沿って平行移動させたときの軌跡πを描く。例え
ば、挿入用孔６が円形の場合にはその軌跡πが円筒状と
なる。

【００１８】尚、原曲面５の形状については既知の曲面
（回転放物面等）を用いることができるが、一般には自
由曲面（解析式で表現しえないか又は困難な曲面）とし
てＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇ
ｎ）上で作成される。

【００１９】次に、図３に示すように、上記の挿入用孔
６を通して光軸Ｌ−Ｌ上に電球１及びソケット２を設置
した場合に、発光基準点Ｆを起点としてこれとソケット
２の前縁上の点Ｐを通って延びる半直線の集合として形
成される基準面７（以下、この面を「死角規定面」とい
い、図３では当該面が反射面と交わる交線上の点Ｑと点
Ｆとを通る半直線で示す。）を設定すると、死角規定面
７と上記した軌跡π（図では光軸Ｌ−Ｌに平行な直線で
示す。）との交線（図では大円内に示すように交線上の
点を点Ｒで示す。）が得られる。

【００２０】そして、図４に示すように、死角規定面７
と軌跡πとの交線を含み光軸Ｌ−Ｌに対して直交する平
面８を設定する。

【００２１】但し、このままでは原曲面５と平面８とが
両者の境界線（図では点Ｔで示す）において滑らかに接
続される保証がないので、基本面９の形成過程において
は、図４に１点鎖線で示すように、原曲面５と平面８と
の間を所定の曲率をもった曲面等を用いてできるだけ円
滑に接続することが好ましく、一般には曲面の接続がｎ
（≧１）次連続（つまりｎ階の導関数が存在して接続点
において連続かつ正則性が成立すること。）であること
が望ましい。

【００２２】こうして、原曲面５と平面８とに基づいて
形成される基本面９を正面から見たときにその中央部、
つまり、平面８が基本面９に対して寄与する部分につい
て、点Ｆから発した光に関して影になる部分が生じな
い。

【００２３】尚、上記のように図４において光軸Ｌ−Ｌ
に対して直交する平面８を設定する代わりに、図５及び
図６に示すように、光軸Ｌ−Ｌに対して傾斜した面８′
と反射面５とを円滑に接続することによって基本面９′
を形成しても良い。

【００２４】即ち、図５に示すように、光軸Ｌ−Ｌに対
する傾斜角αが、半直線ＦＱに示す死角規定面７の光軸
Ｌ−Ｌに対する傾斜角βより大きくなるように光軸Ｌ−
Ｌに対して傾斜した面８′（図では線分ＦＱ′で示す。
尚、点Ｑ′は面８′と原曲面５との交線上の点を示
す。）を設定してから、図５に１点鎖線で示すように面
８′と原曲面５とを円滑に接続させることにより基本面
９′を形成すれば、図６に示すように、電球１の挿入用
孔６の周囲部分１０がその他の部分１１に比して前方に
盛り上がった形状の基本面９′が得られることになる。
尚、このように前方に盛り上がった部分１０を反射鏡の
型成形時に形成するにあたっては、当該部分１０の肉厚
を大きくするか又は補強用のリブを形成する等の方法を
用いれば良い。

【００２５】要は、平面８や面８′のように死角規定面
７より前方に位置した面を設定してこれと原曲面５とに
基づいて基本面を形成すれば、電球１の光に対して影に
なる部分が生じないように曲面を設計することができ
る。

【００２６】但し、この段階では、電球１の光が基本面
９や９′に照射されるようになったというだけであり、
反射光を制御された光としかつ配光を形成する上で有用
な光として得たことにはならないことに注意を要する。

【００２７】そこで、上記基本面に対して、図７乃至図
９に示す手順に従って、ループ状又はループの一部をな
す境界線によって区分される多数の反射ステップを形成
する。

【００２８】図７に示すように、反射面の性能を規定す
る回転放物面群１２を用意する。この回転放物面群１２
は、共通の回転対称軸を有しかつ焦点距離を異にする多
数の回転放物面１２ａ、１２ａ、・・・からなってお
り、これらの回転放物面１２ａ、１２ａ、・・・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。尚、
回転放物面１２ａ、１２ａ、・・・の各焦点位置が常に
一致するとは限らない（例えば、各焦点が回転対称軸上
のある範囲内に位置していても良く、この事は実際の光
源が大きさを有することから許容される。）。

【００２９】そして、上記の基本面９又は９′と回転放
物面群１２との交線１３、１３、・・・を決定する。こ
れらの交線１３、１３、・・・は閉曲線又はその一部を
なす曲線であり、曲面上で互いに交差することはない。
尚、交線１３、１３、・・・が閉曲線を含む場合におい
て該閉曲線の中心部の位置については、回転放物面群を
構成する一の回転放物面と基本面とが接する点の位置に
よって決定されるため、一般には閉曲線群の中心部が、
反射鏡の光軸と曲面との交点からずれたところに位置す
ることになる。

【００３０】以上のように交線１３、１３、・・・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段
階に移る。即ち、図８に示すように、隣接する交線の間
に回転放物面１２ａ、１２ａ、・・・を部分的に埋めこ
んでいくことによって反射ステップ１４、１４、・・・
を形成する。

【００３１】図９はその上段に基本面の一部を示すとと
もに、これを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。基本面９又は
９′上の交線は閉曲線群の中心部１５に近いものから順
に１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、・・・とされ、これらは反
射ステップの境界線として現れる。尚、図に破線で示す
線は回転放物面群１２を示しており、反射ステップ１４
ａは交線１３ａによって区分される内部領域に形成さ
れ、反射ステップ１４ｂは交線１３ａと１３ｂとの間の
内部領域に形成され、反射ステップ１４ｃは交線１３ｂ
と１３ｃとの間の内部領域に形成されるという具合に各
ステップの形状が規定される。つまり、個々の反射ステ
ップの有効反射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。

【００３２】以上のようにし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
型を作成するためにＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄ
ｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）用データを得るこ
とができる。

【００３３】しかして、上記した反射面を有する反射鏡
によれば、反射面の全面に亘って形成される多数の反射
ステップによって反射方向が制御される光を配光上有効
な光として利用することができるので（例えば、上記回
転放物面群についての各焦点を共通にして該焦点位置に
点光源を配置したと仮定する場合には、点光源から発し
て任意の反射ステップで反射した光が反射鏡の光軸に対
して平行な光になることを想像されたい。）、電球１の
ソケット２の存在によって反射面に影となる領域が生じ
ることがない。

【００３４】尚、上記した説明では、光源から反射鏡の
反射面に向かって発した光を遮る部材として、電球１の
ソケット２を例示したが、これに限らず、例えば、反射
鏡に形成される取付ボスや取付突条等（例えば、前照灯
におけるシェードの取付ボスや、フォグランプやターン
シグナルランプにおいて電球の周囲を覆うキャップ部材
（イエローレンズ等）の取付ボス）、光源の取付及び支
持のために反射鏡に形成される取付部、灯具を構成する
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
面を形成している場合においてランプボディに形成され
る車体への取付部の影響によって反射面側に現れる段差
部等を挙げることができる。

【００３５】また、本発明に係る反射鏡については、光
源の中心軸が反射鏡の光軸に対して平行である必要はな
く、図１０に示すように、光源（図では電球１）の中心
軸（これを「Ｋ−Ｋ」とする。）が反射鏡の光軸Ｌ−Ｌ
に対して傾斜した状態で反射鏡に取り付けられるように
構成されている場合にも本発明を適用することができ、
同図に示す基本面９′′において電球１からの光に対し
て影になる領域が生じないように曲面設計を行うことが
できる。

【００３６】

【実施例】図１１は上記の方法で作成される反射面の形
状的特徴の一例を示すものであり、曲面上の閉曲線群の
配置例を示したものである。

【００３７】図示するように、反射面１６には閉曲線群
１７、１７、・・・の一部を所定の外形形状に従って切
り出した指紋状のパターンが分布しており、その中心は
反射面１６のうち光源の挿入孔１８（その形成位置を図
に１点鎖線で示す。）の中心に対してややずれた配置と
なっている（これは反射面の基本面が光軸回りの回転対
称性を有しないことに起因する。）。尚、この例では閉
曲線１７が楕円に近い形状をしているが、閉曲線の形状
が解析的な代数式で表されることは希であり、一般には
自由曲線とされる。

【００３８】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明によれば、光源に係る発光基準点から発した
光が反射面の基本面に隈無く到達し、しかも、回転放物
面群の一部をなす反射ステップを形成することによって
その反射方向が制御された光を得てこれを配光上有効な
光として利用することができるので、反射面において光
源の光に対して影となる無効な領域の占有面積を低減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２乃至図６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、本図は要
部を概略的に示す水平断面図である。

【図２】原曲面とこれに形成される光源の挿入用孔を示
す斜視図である。

【図３】死角規定面について説明するための図である。

【図４】光軸Ｌ−Ｌに直交する平面及び該平面と原曲面
を円滑に接続することによって得られる基本面を示す図
である。

【図５】光軸Ｌ−Ｌに対してなす傾斜角が死角規定面の
それより大きくされた面、そして該面と原曲面を円滑に
接続することによって得られる基本面を示す図である。

【図６】図５の基本面を概略的に示す斜視図である。

【図７】図８及び図９とともに基本面に対する反射ステ
ップの形成について説明するための図であり、本図は、
回転放物面群と基本面、そして両者間の交線として得ら
れる閉曲線群を示す図である。

【図８】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９】反射面の一部の形状及びその断面形状を示す図
である。

【図１０】光源の中心軸Ｋ−Ｋが反射鏡の光軸Ｌ−Ｌに
対して傾斜されている場合の基本面の形成について説明
するための図である。

【図１１】本発明の実施の一例を示す反射面の正面図で
ある。

【図１２】従来の反射鏡の問題点について説明するため
の図である。

【符号の説明】

１ 電球（光源） ２ ソケット（光を遮る位置に設けられる部材） ７ 死角規定面（基準面） ９、９′、９′′ 基本面 １２ 回転放物面群 １２ａ 回転放物面 １３ 交線 １３ａ、１３ｂ、１３ｃ 交線 １４ 反射ステップ １４ａ、１４ｂ、１４ｃ 反射ステップ Ｆ 発光基準点

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前方に開口した反射鏡に対して所定の位
   置関係をもって配置される光源について発光基準点が設
   定され、該発光基準点に点光源を置いたと仮定した場合
   に当該点から発する光を遮る位置に設けられる部材又は
   反射鏡の部分が発光基準点より後方に位置された車輌用
   灯具の反射鏡において、 反射鏡の反射面のうち上記部材又は反射鏡の部分の周囲
   に位置する領域の基本面が、光源の発光基準点を起点と
   して上記部材又は反射鏡の部分の前端縁上の任意の点を
   通る半直線の集合として形成される基準面に比して前方
   に張り出し、かつ発光基準点からの光が当該基本面上の
   任意の点に到達する曲面形状を有し、 該基本面と、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の交線として得られる閉曲線群又は
   閉曲線群の一部をなす曲線群のうち隣接する閉曲線又は
   曲線の間に、回転放物面群を構成するそれぞれの回転放
   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
   反射面に形成されていることを特徴とする車輌用灯具の
   反射鏡。
2. 【請求項２】 前方に開口した反射鏡に対して所定の位
   置関係をもって配置される光源について発光基準点が設
   定され、該発光基準点に点光源を置いたと仮定した場合
   に当該点から発する光を遮る位置に設けられる部材又は
   反射鏡の部分が発光基準点より後方に位置された車輌用
   灯具の反射鏡の形成方法において、 （１）先ず、光源の発光基準点を起点として上記部材又
   は反射鏡の部分の前端縁上の任意の点を通る半直線の集
   合として形成される基準面を設定し、 （２）反射面の基本面のうち上記部材又は反射鏡の部分
   の周囲に位置する領域の面が、（１）の基準面に比して
   前方に張り出すとともに、発光基準点から発した光が当
   該面上の任意の点に到達するようにその曲面形状を設定
   した後、 （３）焦点距離を異にする多数の回転放物面からなる回
   転放物面群を用意し、 （４）（２）の基本面と（３）の回転放物面群との交線
   を得て、 （５）（４）の交線のうち隣接する交線の間に、回転放
   物面群を構成するそれぞれの回転放物面を部分的に割り
   付けることによって多数の反射ステップを反射面の基本
   面に対して形成したことを特徴とする車輌用灯具の反射
   鏡の形成方法。