JP4031600B2 - 車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法 - Google Patents
車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法 Download PDFInfo
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Description
【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、及びその反射鏡の反射面決定方法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、灯具の種類によって、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。そのような灯具の１つとして、灯具の外面を構成するレンズとして素通し感のあるものを用いることによって、灯具の外観に透明感及び奥行き感を出した標識灯がある。
【０００６】
従来のこのような標識灯としては、例えば、光源からの光を反射する反射鏡の反射面を単一焦点放物面形状に形成し、その反射面を複数のセグメントに格子状に区分した構造として、その各セグメントに光源からの光を拡散反射させる拡散反射ステップを設けた構成がある。この場合、反射鏡において光の拡散が行われるので、レンズに要求される光拡散機能が少ない。したがって、レンズとして素通し感のあるステップレンズまたはステップのないレンズ等を用いることができ、それによって、上記した外観制約条件である透明感が実現される。
【０００７】
しかしながら、上記の構成による灯具は、反射面の基本形状が単一放物面によっているために灯具の厚さを低減させることができず、車体の灯具収納部の容積に合わせた灯具の薄型化という形状制約条件に適合させることが困難である。また、機能面においても出射光の光均一性を充分には確保できない。
【０００８】
また、他の標識灯としては、反射面の基本形状を形状制約条件等から設定した自由曲面とし、その自由曲面上に光源・光軸を中心として複数の回転放物面を略同心円状に順次形成した構成がある。この場合、その設計上の自由度から灯具の薄型化など形状制約条件への対応が比較的容易である（例えば、特開平９−３３７０８号公報参照）。
【０００９】
しかしながら、上記の構成においては、回転放物面による反射を用いているので反射面からの出射光は拡散反射されずほぼ平行光であり、レンズとして魚眼ステップレンズ等を用いて光を拡散させる必要があるので、レンズに素通し感がなく外観制約条件である透明感が得られない。
【００１０】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、光均一性及び光拡散性の機能条件が向上されると同時に、透明感のある薄型の外観・形状を有する車両用灯具、及びそのような条件を満たす灯具を実現できる反射鏡の反射面形状を効率的に決定することができる車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法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、本発明による車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法は、（１）光源が配置されるべき光源位置と、光源位置を通り光源からの光が反射鏡によって反射されるべき方向を指定する光軸と、を設定する条件設定ステップと、（２）光軸上の所定の位置からそれぞれ放射状に伸びる複数の初期基準線を、反射面決定の初期条件として、初期基準線の各部分に対して規定された光束発散度Ｍがそれぞれの初期基準線において一定となるように設定する初期基準線設定ステップと、（３）それぞれの初期基準線の全体に対する光束発散度Ｍの複数の初期基準線での最大値Ｍmax及び最小値Ｍminについての条件Ｍmax／Ｍmin≦６と、車体側からの所定の形状制約条件と、を満たすように複数の初期基準線のそれぞれを変形して、複数の曲面基準線を作成する曲面基準線作成ステップと、（４）複数の曲面基準線を含むとともに、反射面の基本形状となる自由曲面を作成する自由曲面作成ステップと、（５）自由曲面をアレイ状のセグメントに区分し、それぞれのセグメントに光源位置からの光を拡散反射させる拡散反射領域を有する反射面素子を割り付けて、複数の反射面素子を含む反射面を決定する反射面決定ステップと、を有し、上記光束発散度Ｍは、光軸に沿う方向に関し、光軸に垂直な面として基準平面を規定し、基準平面上で単位面積となる領域を投影した領域を光軸に関する単位領域とし、単位領域に光源から入射される光量によって規定されることを特徴とする。
【００１２】
また、自由曲面作成ステップにおいて、自由曲面上での各部分に対する光束発散度Ｍの最大値Ｍmax及び最小値Ｍminについて条件Ｍmax／Ｍmin≦６を満たすように自由曲面を作成することを特徴とする。
【００１３】
さらに、反射面決定ステップにおいて、反射面上での各部分に対する光束発散度Ｍの最大値Ｍmax及び最小値Ｍminについて条件Ｍmax／Ｍmin≦６を満たすように反射面を決定することを特徴とする。
【００１４】
光均一性及び光拡散性を有し、かつ、透明感・奥行き感があって薄型の車両用灯具を実現するためには、光拡散機能を反射鏡に充分に持たせることによってレンズに要求される光拡散機能を少なくして素通し感のあるレンズを適用するとともに、その反射鏡の反射面形状を、光均一性・光拡散性と灯具の薄型化の条件とを満たすことが可能なように決定する必要がある。ここで、素通し感のあるレンズとは、１方向のみ光拡散を行う拡散ステップからなるレンズや、拡散ステップを有しないレンズなど、光拡散機能が少なく反射鏡の反射面をある程度以上に見通すことができるレンズをいう。
【００１５】
この反射面形状の決定について、上記した決定方法においては、回転放物面ではなく自由曲面を反射面の基本形状とすることによって、機能面からの条件のうち光均一性の条件、及び形状制約条件である薄型化の条件を実現する。さらに、自由曲面をアレイ状に区分したセグメントのそれぞれに形成された反射面素子によって、機能面からの条件のうち光拡散性の条件、及び外観制約条件である透明感の条件を実現して、上記の条件をすべて満たす灯具とするための反射面形状としている。
【００１６】
特に、本願発明者は、反射面形状に関し灯具の機能条件、特に光均一性を向上させる形状決定の指標として、各部位での光束発散度Ｍが極めて有用であることを見出した。この光束発散度Ｍの数値を形状設定や変形等に用い、その数値範囲を好適に設定して反射面形状を決定することによって、光均一性の条件、及び光均一性と他の条件との両立を向上させ、また、その決定方法や設計工程を大幅に効率化することができる。
【００１７】
ここで、光束発散度Ｍとは、上記したように光軸に沿う方向に関して規定されるものであり、光軸方向から見た単位面積（単位視野面積）当たりに発散される光束の光量を示す。その具体的な定量方法としては、光軸に垂直な面として基準平面を規定し、その基準平面上で単位面積となる領域を自由曲面または反射面などの対象とする曲面（複数の曲面の集まりからなる面を含む）に投影した領域を、曲面上でのその光軸に関する単位領域とする。そして、この単位領域に光源から入射される光量によって光束発散度Ｍを定義する。各領域への入射光量はその領域から反射され発散される光量となるから、上記のように光束発散度Ｍを定義することによって、その領域からの反射光量と、その各部位での光均一性の好適な判定基準として用いることができる。
【００１８】
また、光束発散度Ｍを基準平面での単位面積当たりの光量とすることについては、この基準平面は点灯された灯具を光軸方向から観察したときの視野に相当しており、したがって、実際に灯具を使用したときの光均一性について、この光束発散度Ｍから確実に判定または調整することができる。なお、対象の各部分（領域を分割したそれぞれの部分）または全体に対する光束発散度は、それぞれ各部分または全体の領域に対する入射光量を基準平面上での面積で割って、単位面積当たりの入射光量とすることによって求められる。
【００１９】
さらに、本願発明者は、各部位での光束発散度Ｍの数値分布に着目した反射面の決定方法について、光軸からそれぞれ放射状に伸びる複数の基準線を用いることによって、諸条件を満たすとともに光均一性・光拡散性が向上された曲面形状を効率的かつ確実に決定可能であることを見出した。
【００２０】
すなわち、各部分に対する光束発散度Ｍをそれぞれ一定とする放射状の複数の初期基準線を最初に設定し、それらを元にして曲面基準線を経て自由曲面を形成することによって、光均一性を満たすとともに、薄型化などの形状制約条件に適合した反射面形状の決定を簡単化した決定方法とすることができる。例えば、基準線を縦方向の複数の曲線として作成し、それらを横方向に結んで曲面を形成することも可能であるが、光源及び光軸と曲面との関係から考えて、そのような方法を用いた場合には形状決定の手順が複雑化し、また、充分な特性が得られない。これに対して、基準線を放射状とすることによって決定方法が容易化され、また、この方法によって得られる自由曲面及び反射面の特性も向上される。なお、曲面基準線から自由曲面を作成するときには、例えばスプライン曲線等を用いて、段差等を生じないように各曲面基準線からなめらかな自由曲線を生成させることが望ましい。
【００２１】
ここで、基準線全体に対する光束発散度Ｍの好適条件Ｍmax／Ｍmin≦６の実現については、複数の曲面基準線での光束発散度Ｍについてこの条件を適用することによって、作成される自由曲面及び反射面での各部分に対する光束発散度Ｍについても条件Ｍmax／Ｍmin≦６をほぼ満たす条件を実現することができる。あるいは、自由曲面または反射面に対して上記条件をさらに課して反射面形状の決定を行っても良い。
【００２２】
また、初期基準線設定ステップにおいて、それぞれの初期基準線の全体に対する光束発散度Ｍの複数の初期基準線での最大値Ｍmax及び最小値Ｍminについて条件Ｍmax／Ｍmin≦６を満たすかどうかの判定を行い、Ｍmax／Ｍmin＞６である場合には複数の初期基準線の再設定を行うことを特徴としても良い。
【００２３】
上記の初期基準線設定ステップにおいては、異なる基準線相互間での光束発散度Ｍの差異については考慮していないため、その差異が大きくなることがある。その調整については、初期基準線の曲面基準線への変形において行うことも可能であるが、特に形状制約条件が厳しい場合などにおいては、初期基準線の設定を複数回行って最適の初期基準線を選択することによって、さらに形成方法を効率化することができる。なお、初期基準線においては、各部分に対する光束発散度及び全体に対する光束発散度は一致している。
【００２４】
さらに、曲面基準線からの自由曲面の作成については、自由曲面作成ステップにおいて、ｎ本（ｎは３以上の整数）の曲面基準線をそれぞれｍ等分（ｍは２以上の整数）してｍ個の分割点を作成し、それぞれの曲面基準線上の対応するｎ個の分割点を接続させてｍ本の自由曲線を生成して、このｍ本の自由曲線を含む自由曲面を作成することが好ましい。このとき、分割点の自由曲線による接続については、スプライン曲線などを用いてなめらかな接続とすることが望ましい。また、ｍ個の分割点については、外側の端部の点をも分割点に含んでｍ個としている。
【００２５】
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に沿って反射させる複数の反射面素子を含む反射面を有する反射鏡と、反射鏡によって反射された光が透過するレンズと、を備える車両用灯具であって、反射面は、車体側からの所定の形状制約条件を満たすとともに、反射面の基本形状となる自由曲面をアレイ状に区分したセグメントのそれぞれに反射面素子を割り付けて形成されるとともに、複数の反射面素子のそれぞれは、光源からの光を拡散反射させる拡散反射領域を有し、自由曲面は、自由曲面上での各部分に対して光軸に沿う方向に関して規定された光束発散度Ｍの最大値Ｍmax及び最小値Ｍminについて条件Ｍmax／Ｍmin≦６を満たすことを特徴とする。
【００２６】
あるいは、光源と、光源からの光を所定の光軸に沿って反射させる複数の反射面素子を含む反射面を有する反射鏡と、反射鏡によって反射された光が透過するレンズと、を備える車両用灯具であって、反射面は、車体側からの所定の形状制約条件を満たすとともに、反射面の基本形状となる自由曲面をアレイ状に区分したセグメントのそれぞれに反射面素子を割り付けて形成されるとともに、複数の反射面素子のそれぞれは、光源からの光を拡散反射させる拡散反射領域を有し、複数の反射面素子を含む反射面は、反射面上での各部分に対して光軸に沿う方向に関して規定された光束発散度Ｍの最大値Ｍmax及び最小値Ｍminについて条件Ｍmax／Ｍmin≦６を満たすことを特徴とする。
【００２７】
このように、自由曲面をアレイ状に区分して反射面素子を形成して反射面とすることによって、反射面決定方法に関して上述したように、光均一性及び光拡散性を有し、かつ、透明感・奥行き感があって薄型の車両用灯具を実現することができる。特に、反射面の基本形状となる自由曲面、または反射面自体について、その光束発散度Ｍが条件Ｍmax／Ｍmin≦６を満たす形状とすることによって、灯具の光均一性及び光拡散性を向上させることが可能である。
【００２８】
また、セグメントは、光軸に略垂直な第１の方向と、光軸及び第１の方向のそれぞれに略垂直な第２の方向と、に沿って自由曲面をアレイ状に区分して形成され、複数の反射面素子のそれぞれは、光源からの光を第１の方向について拡散反射させる拡散反射領域を有するとともに、レンズは、反射面によって反射された光源からの光を第２の方向について拡散させるレンズステップ構造を有することを特徴としても良い。
【００２９】
上記した反射面のように、その反射面素子に光拡散機能を持たせることによって、レンズの光拡散機能を少ないものを適用して光拡散性と透明感とを両立させることができる。その具体的な構成例としては、上記のように、垂直な２軸方向によってアレイ状のセグメントを形成してその一方の方向について反射面素子で拡散反射を行い、他方の方向についてレンズのレンズステップで拡散を行う構成とすることが可能である。このとき、レンズは一方のみについてのレンズステップ構造となるので、素通し感のあるレンズとなる。
【００３０】
あるいは、セグメントは、光軸に略垂直な第１の方向と、光軸及び第１の方向のそれぞれに略垂直な第２の方向と、に沿って自由曲面をアレイ状に区分して形成され、複数の反射面素子のそれぞれは、光源からの光を第１の方向及び第２の方向について拡散反射させる拡散反射領域を有することを特徴としても良い。この場合には、光拡散機能をほとんど有しない平板状または１ステップのレンズを適用してさらに透明感と奥行き感を高めることが可能である。また、これ以外にも様々な反射面及びレンズの構成及び組み合わせが可能である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による車両用灯具及びその反射鏡の反射面決定方法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。
【００３２】
まず、本発明による車両用灯具の概略構成について説明する。
【００３３】
図１は、本発明による車両用灯具の一実施形態の構成を一部破断して示す分解斜視図である。また、図２は、図１に示した車両用灯具の反射鏡の構成を示す平面図である。なお、図１においては、反射鏡及びレンズの固定・位置決め部分の構造等について図示を省略している。また、以下においては、図１及び図２にＸ、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、灯具の光軸Ａｘの方向である前後方向をＺ軸とする。
【００３４】
本実施形態の車両用灯具は、例えば自動車のテールランプなどの標識灯に適用されるものであり、この灯具は図１に示すように反射鏡１と、レンズ３とを有して構成されている。
【００３５】
反射鏡１は、灯具が取り付けられる車両の前後方向や灯具の投光方向等からあらかじめ設定される光軸Ａｘに対して略垂直方向に広がって形成され、その光軸Ａｘ前方側のレンズ３と対向する面が光を反射する反射面１０ａとされている反射鏡部１０と、反射面１０ａを囲うように設けられてレンズ３との位置決めや固定等を行う外枠部１２と、を有してＺ軸方向から見て略矩形状に形成されている。また、反射鏡部１０の略中心の位置に形成されている光源挿入孔１１から光源バルブＢが挿入され、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に対して配置されて固定されている。また、レンズ３は光軸Ａｘに対して略垂直に設置されている。
【００３６】
ここで、反射鏡１の略矩形状の外周形状（外枠部１２の外形形状等）や、光軸Ａｘに対するレンズ３の設置角度、光源バルブＢの配置位置等の諸条件については、本実施形態はその一例を示すものであって、一般にはそれらの条件は車体で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、車体側から与えられる形状制約条件を考慮して適宜設定される。また、反射鏡１の反射面１０ａについては、その具体的な作製方法については特に限定されるものではなく、様々の作製方法による反射鏡を有する灯具に対して以下に説明する形態が適用可能である。
【００３７】
図１においては、車両用灯具を構成する反射鏡１及びレンズ３を分解して示すとともに、反射鏡１の外枠部１２について（図中での）上側及び右側部分を一部破断して、反射面１０ａの形状を示している。ただし、この図１では、アレイ状に配列されて反射面１０ａを構成する複数の反射面素子１４（図２参照）を図示せず、反射面１０ａの基本形状となる自由曲面２０によって概略的にその面形状を示している。また、この自由曲面２０上に示した８本の破線は、自由曲面２０の作成・設定に用いられる曲面基準線２２1〜２２8である。
【００３８】
自由曲面２０は、反射面１０ａの基本形状を指定するものとしてその形状決定に用いられる曲面であり、基本形状に単一回転放物面を用いずに、形状制約条件を満たすとともに、曲面上の各部位からの光束発散度（後述）が所定の範囲内の値となるなど一定の条件を満たす曲面が自由曲面として選択される。すなわち自由曲面２０は、機能面からの条件のうち光均一性の条件と、車体側からの形状制約条件である薄型形状と、を満たす構成とされる。
【００３９】
反射面１０ａは、その基本形状である自由曲面２０を図２に示すようにアレイ状に区分した各セグメントに、複数の反射面素子１４（図２中に示した矩形状の個々の区画部分）をそれぞれ割り付けることによって構成される。図２においては、そのうちの１つの反射面素子１４について、その範囲を明示するために斜線を付して示してある。本実施形態における反射面１０ａの構成は、それぞれの反射面素子１４に対応する各セグメントの形状がＺ軸方向から見て同形の矩形状となるように、互いに垂直なＸ軸方向及びＹ軸方向についてそれぞれ一定のピッチでセグメントに分割した構造とされている。
【００４０】
上記のように区分されたセグメントに対し、それぞれのセグメントごとに反射面素子１４の基本反射面形状を決定する。この基本反射面形状は、光軸Ａｘを中心軸とし、かつ光源点Ｆ（光源位置）を焦点としてそれぞれ異なる焦点距離で生成された回転放物面によって設定される。それぞれの反射面素子１４における回転放物面の焦点距離は、光源点Ｆから入射された光が光軸Ａｘの方向に反射されるように、光源点Ｆ及び光軸Ａｘと、反射面素子１４の自由曲面２０上での位置とから決定される。
【００４１】
さらに、その回転放物面形状の全部または一部に所定の光拡散機能を有するように変形を加えた拡散反射領域を設けて、各反射面素子１４それぞれの反射面形状が設定される。ここで光拡散機能とは、灯具から照射される光を光軸方向への平行光ではなく、光軸に沿って所定の角度範囲に広がって光が照射されるようにする機能をいう。
【００４２】
このように、基本形状である自由曲面２０をアレイ状のセグメントに区分して反射面素子１４を形成した反射面１０ａの構造とし、その各反射面素子１４に光拡散機能を持たせることによって、反射面１０ａからの光を通過させて灯具外部へと出射させるレンズとして、光拡散機能が少なく素通し感のあるレンズ３を適用することが可能となる。すなわち各反射面素子１４は、機能面からの条件のうち光拡散性の条件と、車体側からの外観制約条件である透明感・奥行き感と、を満たす構成とされる。
【００４３】
以上のように自由曲面２０上に複数の反射面素子１４を形成して反射面１０ａとする構成によって、この車両用灯具に対して要求されているすべての条件、すなわち、機能面からの光均一性及び光拡散性の条件、形状面からの薄型化の条件、及び外観面からの透明感の条件、のいずれをも満たす灯具が効率的に実現されている。
【００４４】
次に、上記した車両用灯具の具体的な構成条件等について、反射鏡の反射面決定方法とともに説明する。本発明における車両用灯具に用いられる反射鏡１の反射面１０ａの形状決定方法は、図３にそのフローチャートを示すように、条件設定ステップ１００、初期基準線設定ステップ１０１、曲面基準線作成ステップ１０２、自由曲面作成ステップ１０３、及び反射面決定ステップ１０４の各ステップを有する。
【００４５】
条件設定ステップ（ステップ１００）
車両用灯具に用いる反射鏡の反射面形状の決定においては、最初に、形状決定に必要な諸条件を設定する。
【００４６】
設定される条件としては、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）、その光源位置を通る軸であって反射面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を指定する光軸Ａｘ、などがある。
【００４７】
その他の条件についても、必要があれば設定・指示しても良い。例えば、光源からの光出射分布等を、実際に適用される光源バルブＢのフィラメント構造等に対応した分布によって条件として与えても良い。また、設定する各条件とは別に、車体側からの形状制約条件などが灯具または反射鏡に対してあらかじめ与えられている。
【００４８】
初期基準線設定ステップ（ステップ１０１）
次に、反射面１０ａの基本形状である自由曲面２０を作成するための曲面基準線２２1〜２２8（図１及び図２参照）の元となる、すなわち反射面１０ａ決定の初期条件となる初期基準線の設定を行う。
【００４９】
図４は、初期基準線２１の設定方法を説明するための、本ステップ１０１で想定されている灯具形状（作製される灯具形状とは異なる）の初期基準線２１を含む光軸Ａｘに平行な平面による断面図である。
【００５０】
自由曲面２０の作成においては、光源バルブＢの中心（光源位置、光源点Ｆ）を通る光軸Ａｘ上の所定の位置を一方の端部とし、そこから放射状に伸びる初期基準線をｎ本（ｎは複数）設定する。それぞれの初期基準線２１は、図４に示すように光軸Ａｘを含む平面内の曲線として作成され、各灯具において課せられる形状制約条件や、その他の設計上の条件から形状決定に用いられる基準線の本数及びそれぞれ放射状に伸ばす方向が設定される。
【００５１】
例えば、図１及び図２に示した実施形態においてはｎ＝８であって、光軸ＡｘからＹ軸方向に伸びる２本の曲面基準線２２1（上方向）及び２２5（下方向）、Ｘ軸方向に伸びる２本の曲面基準線２２3（右方向）及び２２7（左方向）、対角線方向に伸びる４本の曲面基準線２２2（右上方向）、２２4（右下方向）、２２6（左下方向）及び２２8（左上方向）、の計８本の曲面基準線が自由曲面２０の作成に用いられている。したがって、その初期条件として８本の初期基準線が設定される。ただし、光軸Ａｘ側の端部に対して反対側の端部については、必ずしも灯具の外周範囲上の位置とはしなくても良く、自由曲面２０を作成する上で好適な範囲となるように各初期基準線の長さを設定すれば良い。
【００５２】
それぞれの初期基準線２１は、光軸Ａｘ側のスタートポイントと反対側のエンドポイントとの位置、及び初期基準線２１上での各部分に対する光束発散度Ｍをそれぞれの基準線で一定とする条件によって決定される。
【００５３】
光束発散度Ｍとは、光軸に沿う方向に関して規定され、点灯された灯具を光軸方向から観察したときの視野中における各部位からの光量に相当している。この光束発散度Ｍを光反射特性、特に光均一性に対する指標として用いることによって、光均一性の条件、及び光均一性の条件と他の条件との両立を向上させることができる。
【００５４】
より具体的には、光束発散度Ｍの定量に用いる基準平面５（図４参照）を、光軸Ａｘに垂直なＸ−Ｙ平面として規定し、その基準平面５で単位面積となる領域を自由曲面２０などの対象とする曲面に投影して曲面上での単位領域とする。そして、その単位領域に光源バルブＢから入射される光量によって、各部位での光束発散度Ｍを定義する。それぞれの単位領域から反射される光量はこの入射光量に他ならないから、入射光量によって光束発散度Ｍを規定し、その値を反射面１０ａの形状決定に利用することによって、その領域から発散される光量を定量して、光均一性の条件を向上させるための判定基準とすることができる。
【００５５】
また、領域の各部分または全体に対する光束発散度Ｍについては、対象としている各部分（領域を分割したそれぞれの部分）または全体の領域に対する入射光量を基準平面上での面積で割って、基準平面での単位面積に対応する単位領域当たりの入射光量とすることによって求めることができる。
【００５６】
初期基準線２１の曲線形状の決定においては、初期基準線２１を基準平面に投影したときにそれぞれ等しい長さになる部分に分割して、それぞれの部分からの光束発散度Ｍが一定となるように各初期基準線２１を設定する。ただし、ここでは曲面ではなく曲線上での光束発散度であるので、それぞれ長さが等しい初期基準線２１上の各領域に対して近傍に基準平面上で等面積となる微小領域を想定し、その領域内での光束発散度Ｍを定量する。図４においては、５つの部分に分割して光束発散度Ｍについて評価・比較を行う例が示してある。すなわち、図示のように初期基準線２１に対して基準平面５で等幅ΔＬとなる５つの領域Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅを設定し、それぞれの領域からの光束発散度Ｍａ、Ｍｂ、Ｍｃ、Ｍｄ、Ｍｅが一定の値となるように初期基準線２１の曲線形状を決定する。
【００５７】
この光束発散度Ｍの定量及び評価においては、光源バルブＢ及びその光源点Ｆの位置のみでなく、灯具に使用される光源バルブＢの光源形状によって異なる光出射分布等をも考慮して各光束発散度Ｍａ〜Ｍｅを求めることが望ましい。
【００５８】
光束発散度Ｍの定量の一例として、光源バルブＢの光源部分が光軸Ａｘに沿って一定の長さを持つフィラメントによる線分光源である場合について説明する（図５参照）。このとき、出射される光強度は光軸Ａｘからの角度θ（以下、図５に示すように反射面側をθ＝０として定義）に依存し、光出射の強度分布Ｉ（θ）は、
Ｉ（θ）＝Ｉ0ｓｉｎθ
となる。このとき、光源バルブＢからの全光量はＩtot＝π2Ｉ0である。
【００５９】
上記の強度分布に対して、角度θn〜θn+1の範囲に出射される全光量Ｆｎを求める。まず、この範囲での光強度Ｉｎを角度θn及びθn+1での平均強度
Ｉｎ＝｛Ｉ（θn）＋Ｉ（θn+1）｝／２
＝Ｉ0（ｓｉｎθn＋ｓｉｎθn+1）／２
とする。この角度範囲部分の全周での立体角ｄωｎは、
ｄωｎ＝２π（ｃｏｓθn−ｃｏｓθn+1）
であり、全光量Ｆｎは、Ｆｎ＝Ｉｎ×ｄωｎによって求められる。
【００６０】
また、この出射角度範囲の光が入射される曲面（図５での曲面Ｃ）上の領域を光軸Ａｘ（Ｚ軸）に垂直な基準平面上に投影した面積Ｓｎは、θn、θn+1の位置までの基準平面上での光軸Ａｘからの距離をそれぞれＬn、Ｌn+1とすれば、
Ｓｎ＝π（Ｌn+1 2−Ｌn 2）
である。これらから、曲面Ｃ上のこの領域における光束発散度Ｍは、
Ｍｎ＝Ｆｎ／Ｓｎ
＝（入射全光量）／（基準平面での面積）
と求められる。
【００６１】
図４においては、各領域Ｒａ〜Ｒｅに対して上記のようにそれぞれの光束発散度Ｍａ〜Ｍｅを求め、その値が一定になるように初期基準線２１の曲線形状を設定する。この場合、得られる初期基準線２１の形状は図４に示すように光源点Ｆ及び光軸Ａｘからみて凹形状となる。
【００６２】
なお、上記した光出射分布と光束発散度Ｍの計算方法、及びそれによる初期基準線の形状等については、図４及び図５はその一例を示したものであって、適用される光源バルブの形態や計算処理の容易さ等の諸条件によって、それぞれに応じた強度分布による計算と、それによる好適な初期基準線形状とを選択することが可能である。また、光束発散度Ｍの定量時における基準線の領域分割数等は、個々の条件に応じて任意に設定して良い。あるいは、基準線に沿って連続した光束発散度関数として設定を行っても良い。
【００６３】
曲面基準線作成ステップ（ステップ１０２）
次に、初期基準線設定ステップ１０１において設定された複数の初期基準線２１から、それぞれ対応する曲面基準線２２を作成する。
【００６４】
上記した初期基準線２１は、基本的に各部分に対する光束発散度Ｍを一定とする条件によって設定されている。この初期基準線２１に対して、車体側からの形状制約条件を満たすなどの条件を課すことによって変形または変更を加えて、図１に示した曲面基準線２２1〜２２8などの曲面基準線２２を作成する。例えば、図４に示したような凹面状の初期基準線２１の形状では反射鏡１が後面側に突出する形状となり、灯具の薄型化などにおいて問題を生じる場合がある。したがって、この初期基準線２１を灯具厚さなどの形状制約条件と、変形によって生じる光束発散度Ｍの各部での変化量とを考慮しつつ変形して、好適な曲面基準線２２を作成する（形状制約条件による変形）。
【００６５】
また、この形状条件による変形に加えて、反射面１０ａの各部の反射面形状に関する変形・補正が必要である（反射面形状による変形）。例えば、入射光線と基準線とのなす角度などによって、基準線の変形を行う。
【００６６】
さらに、上記した初期基準線設定ステップ１０１においては、個々の初期基準線２１での各部分に対する光束発散度Ｍの一定性のみに着目しており、異なる初期基準線間での光束発散度Ｍの値の差異については考慮されていない。したがって一般には、その値は各基準線によってばらついている。図６（ａ）は、この状態での各基準線２２1〜２２8に対する光束発散度の値Ｍ１〜Ｍ８の分布の例を示すグラフである。このグラフでは、各光束発散度Ｍ１〜Ｍ８はその最小値Ｍminを１として規格化して示してある。なお、ここで各基準線について比較している光束発散度Ｍは、それぞれの基準線での全体に対する光束発散度である。ただし、初期基準線においては各部分及び全体に対する光束発散度は一致している。
【００６７】
この例においては、全体に対する光束発散度Ｍの最大値Ｍmaxは１番目の基準線での値Ｍmax＝Ｍ１、最小値Ｍminは６番目の基準線での値Ｍmin＝Ｍ６であり、両者の違いはＭmax／Ｍmin＝８である。この比は、車両用灯具での光均一性としては大きすぎる値であり、したがって、この構成では充分な光均一性を実現することができない。
【００６８】
このような場合には、例えば光束発散度Ｍが最大または最小となる基準線を変形または変更するなど、それぞれの初期基準線２１の曲面基準線２２への変形によって上記の比Ｍmax／Ｍmin＝８を低減させることができる。あるいは、初期基準線設定ステップ１０１に戻り、再度条件を変えて初期基準線２１の設定（再設定）を行っても良い。それらの基準線の変形または再設定によって、Ｍmax／Ｍminが好適な数値範囲内となるように曲面基準線２２を作成する（光束発散度比による変形）。特に、上記した好適な数値範囲については、本願発明者による検討及び実験の結果によれば、図６（ｂ）に示すようにＭmax／Ｍmin≦６とすることが好ましい。
【００６９】
以上述べたような変形を経て、図４に示した初期基準線２１から、図７に点線で示した最終的な曲面基準線２２が得られる。なお、上記した各条件による変形については、その変形順序等は特に上述したものに限られない。また、初期基準線設定ステップ１０１において、各初期基準線同士での光束発散度比が条件Ｍmax／Ｍmin≦６を満たすかどうかを判定し、Ｍmax／Ｍmin＞６である場合に再設定を繰り返し行ってＭmax／Ｍmin≦６を満たす初期基準線を確定させ、その後に曲面基準線作成ステップ１０２での形状制約条件による変形、及び反射面形状による変形を行うようにしても良い。また、これらの変形を相互に関連させつつ行っても良い。さらに、上記以外の制約条件等に関しても必要があれば変形を行っても良く、あるいは、必要のない変形は省略しても良い。
【００７０】
自由曲面作成ステップ（ステップ１０３）
次に、曲面基準線作成ステップ１０２において作成された複数の曲面基準線２２から、反射面１０ａの基本形状となる自由曲面２０を作成する。
【００７１】
図８は、自由曲面２０の作成方法を説明するための斜視図である。この図８は、図１の反射鏡１において用いられる自由曲面２０の作成について示しているものである。図１に示した自由曲面２０の外形形状（光軸Ａｘ方向から見て矩形）は、図８中では符号２０を付した一点鎖線によってその外周が示されている。また、それぞれ実線で示した曲面基準線２２1〜２２8は、反射面１０ａが形成される範囲の自由曲面２０に含まれる曲線部分について、図１に点線で示したものと一致している。
【００７２】
ここで、図８に示した自由曲面作成時までの各ステップにおいては、曲面作成の容易さ等の条件によって、曲面基準線２２1〜２２8及びその元となる初期基準線２１のそれぞれの曲線範囲が設定されている。図８においては、曲面基準線２２1〜２２8のいずれについても、反射面１０ａの範囲よりも広い範囲となるように、一方の端部である光軸Ａｘ上の点Ｐに対して反対側の端部を反射面１０ａの範囲外として設定している。この範囲で形成された曲面形状のうち所定の領域内にある部分を図８に一点鎖線で示すように切り出して、反射面１０ａの基本形状としての自由曲面２０とする。
【００７３】
自由曲面２０の作成方法としては、各曲面基準線２２1〜２２8を含むなめらかな曲面が得られる方法を用いることが望ましい。図８に示した本実施形態の自由曲面の作成方法では、それぞれの曲面基準線２２1〜２２8を４等分して４点の分割点（外側の端部の点を含む）を作成し、それぞれ対応する分割点を８個の分割点の組とする。さらに、それらを曲線でなめらかに結んで４本の閉曲線である自由曲線２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ（図８に分割線を結ぶ破線で示された閉曲線）を決定し、これらの自由曲線２３ａ〜２３ｄで張られる曲面によって自由曲面２０を作成する。
【００７４】
ここで、各曲面基準線の分割数については４等分に限られず、個々の例においてなめらかな形状の自由曲面を得るために必要な分割数ｍを適宜選択すれば良い。一般には、ｎ本（ｎは３以上の整数）の曲面基準線をそれぞれｍ等分（ｍは２以上の整数）してｍ個の分割点（外側の端部の点を含む）を作成する。そして、対応するｎ個の分割点を組としてそれぞれなめらかに接続させてｍ本の自由曲線を生成して、このｍ本の自由曲線から図７に示した例と同様に自由曲面を作成することができる。
【００７５】
なお、分割点を結んで閉曲線を作成する方法、及び閉曲線である自由曲線を含む曲面を作成する方法等については、通常用いられている様々な方法を用いて良い。例えば、閉曲線の作成方法の一例としては、分割点ｐ１〜ｐ８の組に対して、それらの分割点をそれぞれ微小距離だけずらした点ｑ１〜ｑ８を生成し、１６個の点ｐ１、〜ｐ８、ｑ１、〜ｑ８を順次なめらかに接続させた曲線を作り、１周分となるそのうちの一部分、例えばｐ５〜ｑ５までの曲線、から閉曲線を得る方法がある。また、自由曲線・自由曲面作成時のなめらかな接続については、段差等を有しない形状に接続することが好ましく、例えばスプライン曲線などを用いることができる。また、自由曲線を用いない自由曲面作成方法としても良い。
【００７６】
反射面決定ステップ（ステップ１０４）
次に、自由曲面作成ステップ１０３において作成された自由曲面２０をアレイ状のセグメントに区分して、複数の反射面素子１４からなる反射面１０ａを形成する。
【００７７】
図９は、自由曲面２０をアレイ状のセグメントに区分する方法を示す斜視図である。なお、このセグメントのアレイ状構造は、図２に示した反射面１０ａの構造と対応している。
【００７８】
アレイ状のセグメントの作成方法としては、自由曲面２０上を直接分割するなど、様々な方法を用いることができる。本実施形態においては図９に示すように、Ｘ−Ｙ平面で規定された基準平面５に、光軸Ａｘ上の点Ｐに対応する基準平面５上の点Ｐ’を中心とする反射面外形５０を生成し、その反射面外形５０上でセグメントへの区分を行っている。
【００７９】
すなわち、反射面外形５０において、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向を２つの区分方向として、それぞれの方向に沿って一定のピッチで反射面外形５０を分割して、アレイ状に配列された基準セグメント５４を生成する。そして、この基準セグメント５４を自由曲面２０に投影して、図９において自由曲面２０上に点線によって示したように、Ｚ軸方向から見てアレイ状に配列されたセグメント２４を得る。
【００８０】
さらに、この自由曲面２０上のセグメント２４のそれぞれに対して、図２に示したように反射面素子１４を設けることによって、反射面１０ａを形成する（図７の断面形状をも参照）。なお、図９において斜線を付して示した基準セグメント５４、及びセグメント２４は、図２において斜線を付して示した反射面素子１４に対応している。
【００８１】
各セグメント２４に形成される反射面素子１４のそれぞれの反射面形状は、図１及び図２に関して上述したように、光軸Ａｘを中心軸とし、かつ光源点Ｆ（光源位置）を焦点としてそれぞれ異なる焦点距離で生成された回転放物面を基本反射面形状とし、その回転放物面形状に所定の光拡散機能を有するように変形を加えることによって各反射面素子１４の反射面形状とする。基本反射面形状となる回転放物面については、光源点Ｆから入射された光が光軸Ａｘの方向に反射されるように、光源点Ｆ及び光軸Ａｘと、反射面素子１４の自由曲面２０上での位置とからそれぞれにおける回転放物面の焦点距離が決定される。
【００８２】
図１０は、本実施形態における反射鏡部１０を一部切り出して反射面素子１４の反射面形状を示す斜視図である。この反射面素子１４はそれぞれ、上記した回転放物面形状に形成されている放物面部１５と、光拡散機能を有するように回転放物面形状に対して凸状形状に形成されている拡散反射部１６と、を有して構成されている。
【００８３】
ここで、放物面部１５は隣接する反射面素子１４の影となる部分であり、実際に光源バルブＢからの光が入射される部分は拡散反射部１６として構成されている。また、この拡散反射部１６はＸ軸方向のみについて光拡散機能を有するようにシリンドリカルな形状に形成されており、Ｙ軸方向については略平行光の状態で光が反射される。これに対応して本実施形態においては、図１に示したようにレンズ３がＹ軸方向についての光拡散機能を有するレンズステップ３ａを有する構成とされている。
【００８４】
以上の構成による車両用灯具、及びその反射面決定方法の効果について説明する。
【００８５】
上記した実施形態による車両用灯具及び反射面決定方法では、自由曲面２０によって、機能条件である光均一性及び形状条件である薄型形状について設定する。さらに、自由曲面２０をアレイ状に区分して設定した各セグメントに対応して形成される反射面素子１４によって、機能条件である光拡散性及び外観条件である透明感について設定している。このような構成によって、光均一性及び光拡散性の機能条件がともに向上されると同時に、透明感のある薄型の外観・形状を有する車両用灯具の構造を確実かつ効率的に実現している。
【００８６】
反射面の基本形状を自由曲面とした場合においては、例えば、自由曲面と、光軸を中心とした異なる焦点距離の複数の回転放物面との光軸を囲む交線によって、光軸を中心とした複数の部分に自由曲面を分割し、それぞれの領域に対応する回転放物面を割り付けて反射面を形成した場合において、その各回転放物面に拡散反射ステップを設けることも可能である。しかしながら、この場合には光軸を囲む帯状の領域となる反射面の分割領域形状から拡散ステップの設計が複雑であり、特に、Ｘ軸・Ｙ軸方向についての拡散反射の設定・制御が極めて困難である。したがって、このような構成によっては、反射鏡によって充分な光拡散機能を実現して、素通し感のあるレンズを適用することは難しい。
【００８７】
これに対して、アレイ状のセグメントに割り付けられる反射面素子を拡散反射ステップ形成の基本構造とすることによって、上記の困難を除くことができる。上記した実施形態においては、アレイ状に区分する方向をＸ軸及びＹ軸方向とし、その両方向に対する光拡散機能を設定・制御し易くして、素通し感のあるレンズの適用可能な条件を実現している。
【００８８】
また、反射面１０ａや自由曲面２０等の形状に関して、各部位での光束発散度Ｍを定義して形状及び反射特性設定の指標として用いることによって、光均一性を満たす形成条件の選択方法や特性の比較方法等を明確化して、設計工程を大幅に容易化・効率化することができる。さらに、この光束発散度Ｍの数値範囲がＭmax／Ｍmin≦６となるように形状決定を行うことによって、得られる光均一性とその他の特性との両立とを向上させることができる。
【００８９】
また、光束発散度Ｍは、具体的には光軸Ａｘに垂直な基準平面５を用いて規定している。このように設定した基準平面５は、点灯した灯具を光軸方向から観察したときの視野に相当しており、したがって光束発散度Ｍは、灯具を使用したときの光均一性の好適な指標となる。
【００９０】
また、自由曲面２０及び反射面１０ａの作成に関しては、各部分に対する光束発散度Ｍをそれぞれ一定とする複数の初期基準線を最初に設定し、それから曲線基準線を経て自由曲面を作成している。これによって、光均一性を満たす反射面形状の決定方法を特に容易化・最適化した反射面決定方法とすることができる。
【００９１】
例えば、自由曲面形状の形成に用いる基準線を、所定の軸、例えばＹ軸の方向に伸びる複数の曲線とし、その基準線上で光束発散度Ｍの条件等を設定し、それらを変形した後、垂直な方向（例えばＸ軸方向）についてつないで自由曲面を形成する方法も可能である。しかしながら、このような方法では各基準線に対して好適な形状を決定することが難しく、充分な光均一性が確保される自由曲面を作成するために、条件設定・選択を多数回繰り返す必要があるなど、反射面決定の効率上問題がある。
【００９２】
これに対して、上記のように光軸からそれぞれ放射状に伸びる線を基準線とすることによって、光軸を中心とした形状条件や光反射機能についての条件等に反射面形状を適合させる設計工程が大幅に簡単化されて、反射面決定の効率化と、得られる反射面形状の特性向上が実現される。
【００９３】
本発明による車両用灯具及びその反射鏡の反射面決定方法は、上記した実施形態に限られるものではなく、個々の灯具に課せられた具体的な制約条件等によって様々な変形・変更が可能である。
【００９４】
例えば、反射面形成に用いる基準線として、上記した実施形態では縦、横、及び対角線の８本を用いたが、反射鏡部の特定の部位に対して特に厳しい形状制約条件が課せられているような場合には、その部位及び近傍に基準線を配置することによって、自由曲面の生成を効率的に行うことができる。それ以外にも、それぞれの灯具での具体的な条件に対応して、好適な基準線を選択することが好ましい。
【００９５】
また、曲面基準線作成ステップにおいて、複数の曲面基準線での光束発散度Ｍについて条件Ｍmax／Ｍmin≦６を適用することによって、作成される自由曲面及び反射面についても条件Ｍmax／Ｍmin≦６をほぼ満たす条件を実現することができるが、さらに、自由曲面作成ステップまたは反射面決定ステップにおいて、自由曲面または反射面での各部分に対する光束発散度Ｍに対して上記条件をさらに課して反射面形状の決定を行っても良い。この場合、必要があれば再び初期基準線の設定または曲面基準線の作成を行うことも可能である。
【００９６】
また、各反射面素子の構成については、上記した実施形態に示したものに限られない。例えば、反射面素子にＸ軸方向及びＹ軸方向の両方の光拡散機能を持たせても良い。この場合、それに対応してレンズを光拡散機能をほとんど有しない平板状の素通しレンズとして、さらに透明感及び奥行き感を高めることが可能である。また、反射面形状については、回転放物面に限られず平面などの形状を用いても良く、拡散反射領域の形状についても、凸状形状に限らず、凹状形状や複数の小曲面の組み合わせなど、様々な反射面形状とすることができる。
【００９７】
さらに、それ以外の灯具の構成についても、上記の実施形態に限らず様々な構成とすることができる。例えば、光源バルブについて、その中心線を光軸と一致しないように傾けて設置しても良い。
【００９８】
【発明の効果】
本発明による車両用灯具及びその反射鏡の反射面決定方法は、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、自由曲面と、アレイ状に配列された反射面素子との組み合わせによって反射鏡の反射面を作成することによって、自由曲面によって光均一性の条件及び薄型化の条件を実現し、かつ、拡散反射機能を有する反射面素子によって光拡散性の条件及び透明感・奥行き感の条件を実現することができる。このような構成は、上記の各条件をすべて満たす反射面形状とする上で好適なものである。特に、自由曲面または反射面の形状について光軸に沿う方向に関して規定された光束発散度Ｍを形状及び特性評価の指標として用い、条件Ｍmax／Ｍmin≦６を満たすように自由曲面または反射面を形成することによって、各特性条件が相互に向上された灯具とすることができる。
【００９９】
また、そのための反射面決定方法として、光軸から放射状に伸びる複数の基準線を用いることによって、効率的かつ確実に曲面形状の最適化を実現可能な形成方法とすることができる。すなわち、各部分に対する光束発散度Ｍをそれぞれ一定とする複数の初期基準線を最初に設定し、その初期基準線から条件Ｍmax／Ｍmin≦６について考慮しつつ曲線基準線を経て自由曲面を作成することによって、その作成方法が大幅に効率化される。
【０１００】
上記の構成及び反射鏡の反射面決定方法による車両用灯具は、光均一性及び光拡散性の機能条件が好適に実現・向上されていると同時に、透明感のある薄型の外観及び形状を有している。したがって、透明感・奥行き感のある標識灯として適用可能である。この構造では、レンズの構造が１枚レンズでかつ比較的単純な構造とされており、また、反射鏡の構造についても比較的作製が容易なアレイ状の構造とされているので、灯具の製造コストについても低減が可能であり、低価格な標識灯の提供が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用灯具の一実施形態の構成を一部破断して示す分解斜視図である。
【図２】図１に示した車両用灯具の反射鏡の構成を示す平面図である。
【図３】反射鏡の反射面決定方法を示すフローチャートである。
【図４】反射鏡の初期基準線の設定方法を説明するための灯具形状の断面図である。
【図５】線分光源からの光出射分布及び光束発散度について説明するための図である。
【図６】各基準線での光束発散度Ｍの値を示すグラフである。
【図７】反射鏡の曲面基準線・自由曲面及び自由曲面上に形成された反射面素子を示す断面図である。
【図８】自由曲面の作成方法を示す斜視図である。
【図９】自由曲面をアレイ状のセグメントに区分する方法を示す斜視図である。
【図１０】反射面素子の構成の一例を示す斜視図である。
【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、１４…反射面素子、１５…放物面部、１６…拡散反射部、
２０…自由曲面、２１…初期基準線、２２、２２1〜２２8…曲面基準線、２３ａ〜２３ｄ…自由曲線、２４…セグメント、
３…レンズ、３ａ…レンズステップ、
５…基準平面、５０…反射面外形、５４…基準セグメント、
Ｂ…光源バルブ、Ｆ…光源点、Ａｘ…光軸。
【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、及びその反射鏡の反射面決定方法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、灯具の種類によって、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。そのような灯具の１つとして、灯具の外面を構成するレンズとして素通し感のあるものを用いることによって、灯具の外観に透明感及び奥行き感を出した標識灯がある。
【０００６】
従来のこのような標識灯としては、例えば、光源からの光を反射する反射鏡の反射面を単一焦点放物面形状に形成し、その反射面を複数のセグメントに格子状に区分した構造として、その各セグメントに光源からの光を拡散反射させる拡散反射ステップを設けた構成がある。この場合、反射鏡において光の拡散が行われるので、レンズに要求される光拡散機能が少ない。したがって、レンズとして素通し感のあるステップレンズまたはステップのないレンズ等を用いることができ、それによって、上記した外観制約条件である透明感が実現される。
【０００７】
しかしながら、上記の構成による灯具は、反射面の基本形状が単一放物面によっているために灯具の厚さを低減させることができず、車体の灯具収納部の容積に合わせた灯具の薄型化という形状制約条件に適合させることが困難である。また、機能面においても出射光の光均一性を充分には確保できない。
【０００８】
また、他の標識灯としては、反射面の基本形状を形状制約条件等から設定した自由曲面とし、その自由曲面上に光源・光軸を中心として複数の回転放物面を略同心円状に順次形成した構成がある。この場合、その設計上の自由度から灯具の薄型化など形状制約条件への対応が比較的容易である（例えば、特開平９−３３７０８号公報参照）。
【０００９】
しかしながら、上記の構成においては、回転放物面による反射を用いているので反射面からの出射光は拡散反射されずほぼ平行光であり、レンズとして魚眼ステップレンズ等を用いて光を拡散させる必要があるので、レンズに素通し感がなく外観制約条件である透明感が得られない。
【００１０】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、光均一性及び光拡散性の機能条件が向上されると同時に、透明感のある薄型の外観・形状を有する車両用灯具、及びそのような条件を満たす灯具を実現できる反射鏡の反射面形状を効率的に決定することができる車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法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、本発明による車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法は、（１）光源が配置されるべき光源位置と、光源位置を通り光源からの光が反射鏡によって反射されるべき方向を指定する光軸と、を設定する条件設定ステップと、（２）光軸上の所定の位置からそれぞれ放射状に伸びる複数の初期基準線を、反射面決定の初期条件として、初期基準線の各部分に対して規定された光束発散度Ｍがそれぞれの初期基準線において一定となるように設定する初期基準線設定ステップと、（３）それぞれの初期基準線の全体に対する光束発散度Ｍの複数の初期基準線での最大値Ｍmax及び最小値Ｍminについての条件Ｍmax／Ｍmin≦６と、車体側からの所定の形状制約条件と、を満たすように複数の初期基準線のそれぞれを変形して、複数の曲面基準線を作成する曲面基準線作成ステップと、（４）複数の曲面基準線を含むとともに、反射面の基本形状となる自由曲面を作成する自由曲面作成ステップと、（５）自由曲面をアレイ状のセグメントに区分し、それぞれのセグメントに光源位置からの光を拡散反射させる拡散反射領域を有する反射面素子を割り付けて、複数の反射面素子を含む反射面を決定する反射面決定ステップと、を有し、上記光束発散度Ｍは、光軸に沿う方向に関し、光軸に垂直な面として基準平面を規定し、基準平面上で単位面積となる領域を投影した領域を光軸に関する単位領域とし、単位領域に光源から入射される光量によって規定されることを特徴とする。
【００１２】
また、自由曲面作成ステップにおいて、自由曲面上での各部分に対する光束発散度Ｍの最大値Ｍmax及び最小値Ｍminについて条件Ｍmax／Ｍmin≦６を満たすように自由曲面を作成することを特徴とする。
【００１３】
さらに、反射面決定ステップにおいて、反射面上での各部分に対する光束発散度Ｍの最大値Ｍmax及び最小値Ｍminについて条件Ｍmax／Ｍmin≦６を満たすように反射面を決定することを特徴とする。
【００１４】
光均一性及び光拡散性を有し、かつ、透明感・奥行き感があって薄型の車両用灯具を実現するためには、光拡散機能を反射鏡に充分に持たせることによってレンズに要求される光拡散機能を少なくして素通し感のあるレンズを適用するとともに、その反射鏡の反射面形状を、光均一性・光拡散性と灯具の薄型化の条件とを満たすことが可能なように決定する必要がある。ここで、素通し感のあるレンズとは、１方向のみ光拡散を行う拡散ステップからなるレンズや、拡散ステップを有しないレンズなど、光拡散機能が少なく反射鏡の反射面をある程度以上に見通すことができるレンズをいう。
【００１５】
この反射面形状の決定について、上記した決定方法においては、回転放物面ではなく自由曲面を反射面の基本形状とすることによって、機能面からの条件のうち光均一性の条件、及び形状制約条件である薄型化の条件を実現する。さらに、自由曲面をアレイ状に区分したセグメントのそれぞれに形成された反射面素子によって、機能面からの条件のうち光拡散性の条件、及び外観制約条件である透明感の条件を実現して、上記の条件をすべて満たす灯具とするための反射面形状としている。
【００１６】
特に、本願発明者は、反射面形状に関し灯具の機能条件、特に光均一性を向上させる形状決定の指標として、各部位での光束発散度Ｍが極めて有用であることを見出した。この光束発散度Ｍの数値を形状設定や変形等に用い、その数値範囲を好適に設定して反射面形状を決定することによって、光均一性の条件、及び光均一性と他の条件との両立を向上させ、また、その決定方法や設計工程を大幅に効率化することができる。
【００１７】
ここで、光束発散度Ｍとは、上記したように光軸に沿う方向に関して規定されるものであり、光軸方向から見た単位面積（単位視野面積）当たりに発散される光束の光量を示す。その具体的な定量方法としては、光軸に垂直な面として基準平面を規定し、その基準平面上で単位面積となる領域を自由曲面または反射面などの対象とする曲面（複数の曲面の集まりからなる面を含む）に投影した領域を、曲面上でのその光軸に関する単位領域とする。そして、この単位領域に光源から入射される光量によって光束発散度Ｍを定義する。各領域への入射光量はその領域から反射され発散される光量となるから、上記のように光束発散度Ｍを定義することによって、その領域からの反射光量と、その各部位での光均一性の好適な判定基準として用いることができる。
【００１８】
また、光束発散度Ｍを基準平面での単位面積当たりの光量とすることについては、この基準平面は点灯された灯具を光軸方向から観察したときの視野に相当しており、したがって、実際に灯具を使用したときの光均一性について、この光束発散度Ｍから確実に判定または調整することができる。なお、対象の各部分（領域を分割したそれぞれの部分）または全体に対する光束発散度は、それぞれ各部分または全体の領域に対する入射光量を基準平面上での面積で割って、単位面積当たりの入射光量とすることによって求められる。
【００１９】
さらに、本願発明者は、各部位での光束発散度Ｍの数値分布に着目した反射面の決定方法について、光軸からそれぞれ放射状に伸びる複数の基準線を用いることによって、諸条件を満たすとともに光均一性・光拡散性が向上された曲面形状を効率的かつ確実に決定可能であることを見出した。
【００２０】
すなわち、各部分に対する光束発散度Ｍをそれぞれ一定とする放射状の複数の初期基準線を最初に設定し、それらを元にして曲面基準線を経て自由曲面を形成することによって、光均一性を満たすとともに、薄型化などの形状制約条件に適合した反射面形状の決定を簡単化した決定方法とすることができる。例えば、基準線を縦方向の複数の曲線として作成し、それらを横方向に結んで曲面を形成することも可能であるが、光源及び光軸と曲面との関係から考えて、そのような方法を用いた場合には形状決定の手順が複雑化し、また、充分な特性が得られない。これに対して、基準線を放射状とすることによって決定方法が容易化され、また、この方法によって得られる自由曲面及び反射面の特性も向上される。なお、曲面基準線から自由曲面を作成するときには、例えばスプライン曲線等を用いて、段差等を生じないように各曲面基準線からなめらかな自由曲線を生成させることが望ましい。
【００２１】
ここで、基準線全体に対する光束発散度Ｍの好適条件Ｍmax／Ｍmin≦６の実現については、複数の曲面基準線での光束発散度Ｍについてこの条件を適用することによって、作成される自由曲面及び反射面での各部分に対する光束発散度Ｍについても条件Ｍmax／Ｍmin≦６をほぼ満たす条件を実現することができる。あるいは、自由曲面または反射面に対して上記条件をさらに課して反射面形状の決定を行っても良い。
【００２２】
また、初期基準線設定ステップにおいて、それぞれの初期基準線の全体に対する光束発散度Ｍの複数の初期基準線での最大値Ｍmax及び最小値Ｍminについて条件Ｍmax／Ｍmin≦６を満たすかどうかの判定を行い、Ｍmax／Ｍmin＞６である場合には複数の初期基準線の再設定を行うことを特徴としても良い。
【００２３】
上記の初期基準線設定ステップにおいては、異なる基準線相互間での光束発散度Ｍの差異については考慮していないため、その差異が大きくなることがある。その調整については、初期基準線の曲面基準線への変形において行うことも可能であるが、特に形状制約条件が厳しい場合などにおいては、初期基準線の設定を複数回行って最適の初期基準線を選択することによって、さらに形成方法を効率化することができる。なお、初期基準線においては、各部分に対する光束発散度及び全体に対する光束発散度は一致している。
【００２４】
さらに、曲面基準線からの自由曲面の作成については、自由曲面作成ステップにおいて、ｎ本（ｎは３以上の整数）の曲面基準線をそれぞれｍ等分（ｍは２以上の整数）してｍ個の分割点を作成し、それぞれの曲面基準線上の対応するｎ個の分割点を接続させてｍ本の自由曲線を生成して、このｍ本の自由曲線を含む自由曲面を作成することが好ましい。このとき、分割点の自由曲線による接続については、スプライン曲線などを用いてなめらかな接続とすることが望ましい。また、ｍ個の分割点については、外側の端部の点をも分割点に含んでｍ個としている。
【００２５】
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に沿って反射させる複数の反射面素子を含む反射面を有する反射鏡と、反射鏡によって反射された光が透過するレンズと、を備える車両用灯具であって、反射面は、車体側からの所定の形状制約条件を満たすとともに、反射面の基本形状となる自由曲面をアレイ状に区分したセグメントのそれぞれに反射面素子を割り付けて形成されるとともに、複数の反射面素子のそれぞれは、光源からの光を拡散反射させる拡散反射領域を有し、自由曲面は、自由曲面上での各部分に対して光軸に沿う方向に関して規定された光束発散度Ｍの最大値Ｍmax及び最小値Ｍminについて条件Ｍmax／Ｍmin≦６を満たすことを特徴とする。
【００２６】
あるいは、光源と、光源からの光を所定の光軸に沿って反射させる複数の反射面素子を含む反射面を有する反射鏡と、反射鏡によって反射された光が透過するレンズと、を備える車両用灯具であって、反射面は、車体側からの所定の形状制約条件を満たすとともに、反射面の基本形状となる自由曲面をアレイ状に区分したセグメントのそれぞれに反射面素子を割り付けて形成されるとともに、複数の反射面素子のそれぞれは、光源からの光を拡散反射させる拡散反射領域を有し、複数の反射面素子を含む反射面は、反射面上での各部分に対して光軸に沿う方向に関して規定された光束発散度Ｍの最大値Ｍmax及び最小値Ｍminについて条件Ｍmax／Ｍmin≦６を満たすことを特徴とする。
【００２７】
このように、自由曲面をアレイ状に区分して反射面素子を形成して反射面とすることによって、反射面決定方法に関して上述したように、光均一性及び光拡散性を有し、かつ、透明感・奥行き感があって薄型の車両用灯具を実現することができる。特に、反射面の基本形状となる自由曲面、または反射面自体について、その光束発散度Ｍが条件Ｍmax／Ｍmin≦６を満たす形状とすることによって、灯具の光均一性及び光拡散性を向上させることが可能である。
【００２８】
また、セグメントは、光軸に略垂直な第１の方向と、光軸及び第１の方向のそれぞれに略垂直な第２の方向と、に沿って自由曲面をアレイ状に区分して形成され、複数の反射面素子のそれぞれは、光源からの光を第１の方向について拡散反射させる拡散反射領域を有するとともに、レンズは、反射面によって反射された光源からの光を第２の方向について拡散させるレンズステップ構造を有することを特徴としても良い。
【００２９】
上記した反射面のように、その反射面素子に光拡散機能を持たせることによって、レンズの光拡散機能を少ないものを適用して光拡散性と透明感とを両立させることができる。その具体的な構成例としては、上記のように、垂直な２軸方向によってアレイ状のセグメントを形成してその一方の方向について反射面素子で拡散反射を行い、他方の方向についてレンズのレンズステップで拡散を行う構成とすることが可能である。このとき、レンズは一方のみについてのレンズステップ構造となるので、素通し感のあるレンズとなる。
【００３０】
あるいは、セグメントは、光軸に略垂直な第１の方向と、光軸及び第１の方向のそれぞれに略垂直な第２の方向と、に沿って自由曲面をアレイ状に区分して形成され、複数の反射面素子のそれぞれは、光源からの光を第１の方向及び第２の方向について拡散反射させる拡散反射領域を有することを特徴としても良い。この場合には、光拡散機能をほとんど有しない平板状または１ステップのレンズを適用してさらに透明感と奥行き感を高めることが可能である。また、これ以外にも様々な反射面及びレンズの構成及び組み合わせが可能である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による車両用灯具及びその反射鏡の反射面決定方法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。
【００３２】
まず、本発明による車両用灯具の概略構成について説明する。
【００３３】
図１は、本発明による車両用灯具の一実施形態の構成を一部破断して示す分解斜視図である。また、図２は、図１に示した車両用灯具の反射鏡の構成を示す平面図である。なお、図１においては、反射鏡及びレンズの固定・位置決め部分の構造等について図示を省略している。また、以下においては、図１及び図２にＸ、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、灯具の光軸Ａｘの方向である前後方向をＺ軸とする。
【００３４】
本実施形態の車両用灯具は、例えば自動車のテールランプなどの標識灯に適用されるものであり、この灯具は図１に示すように反射鏡１と、レンズ３とを有して構成されている。
【００３５】
反射鏡１は、灯具が取り付けられる車両の前後方向や灯具の投光方向等からあらかじめ設定される光軸Ａｘに対して略垂直方向に広がって形成され、その光軸Ａｘ前方側のレンズ３と対向する面が光を反射する反射面１０ａとされている反射鏡部１０と、反射面１０ａを囲うように設けられてレンズ３との位置決めや固定等を行う外枠部１２と、を有してＺ軸方向から見て略矩形状に形成されている。また、反射鏡部１０の略中心の位置に形成されている光源挿入孔１１から光源バルブＢが挿入され、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に対して配置されて固定されている。また、レンズ３は光軸Ａｘに対して略垂直に設置されている。
【００３６】
ここで、反射鏡１の略矩形状の外周形状（外枠部１２の外形形状等）や、光軸Ａｘに対するレンズ３の設置角度、光源バルブＢの配置位置等の諸条件については、本実施形態はその一例を示すものであって、一般にはそれらの条件は車体で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、車体側から与えられる形状制約条件を考慮して適宜設定される。また、反射鏡１の反射面１０ａについては、その具体的な作製方法については特に限定されるものではなく、様々の作製方法による反射鏡を有する灯具に対して以下に説明する形態が適用可能である。
【００３７】
図１においては、車両用灯具を構成する反射鏡１及びレンズ３を分解して示すとともに、反射鏡１の外枠部１２について（図中での）上側及び右側部分を一部破断して、反射面１０ａの形状を示している。ただし、この図１では、アレイ状に配列されて反射面１０ａを構成する複数の反射面素子１４（図２参照）を図示せず、反射面１０ａの基本形状となる自由曲面２０によって概略的にその面形状を示している。また、この自由曲面２０上に示した８本の破線は、自由曲面２０の作成・設定に用いられる曲面基準線２２1〜２２8である。
【００３８】
自由曲面２０は、反射面１０ａの基本形状を指定するものとしてその形状決定に用いられる曲面であり、基本形状に単一回転放物面を用いずに、形状制約条件を満たすとともに、曲面上の各部位からの光束発散度（後述）が所定の範囲内の値となるなど一定の条件を満たす曲面が自由曲面として選択される。すなわち自由曲面２０は、機能面からの条件のうち光均一性の条件と、車体側からの形状制約条件である薄型形状と、を満たす構成とされる。
【００３９】
反射面１０ａは、その基本形状である自由曲面２０を図２に示すようにアレイ状に区分した各セグメントに、複数の反射面素子１４（図２中に示した矩形状の個々の区画部分）をそれぞれ割り付けることによって構成される。図２においては、そのうちの１つの反射面素子１４について、その範囲を明示するために斜線を付して示してある。本実施形態における反射面１０ａの構成は、それぞれの反射面素子１４に対応する各セグメントの形状がＺ軸方向から見て同形の矩形状となるように、互いに垂直なＸ軸方向及びＹ軸方向についてそれぞれ一定のピッチでセグメントに分割した構造とされている。
【００４０】
上記のように区分されたセグメントに対し、それぞれのセグメントごとに反射面素子１４の基本反射面形状を決定する。この基本反射面形状は、光軸Ａｘを中心軸とし、かつ光源点Ｆ（光源位置）を焦点としてそれぞれ異なる焦点距離で生成された回転放物面によって設定される。それぞれの反射面素子１４における回転放物面の焦点距離は、光源点Ｆから入射された光が光軸Ａｘの方向に反射されるように、光源点Ｆ及び光軸Ａｘと、反射面素子１４の自由曲面２０上での位置とから決定される。
【００４１】
さらに、その回転放物面形状の全部または一部に所定の光拡散機能を有するように変形を加えた拡散反射領域を設けて、各反射面素子１４それぞれの反射面形状が設定される。ここで光拡散機能とは、灯具から照射される光を光軸方向への平行光ではなく、光軸に沿って所定の角度範囲に広がって光が照射されるようにする機能をいう。
【００４２】
このように、基本形状である自由曲面２０をアレイ状のセグメントに区分して反射面素子１４を形成した反射面１０ａの構造とし、その各反射面素子１４に光拡散機能を持たせることによって、反射面１０ａからの光を通過させて灯具外部へと出射させるレンズとして、光拡散機能が少なく素通し感のあるレンズ３を適用することが可能となる。すなわち各反射面素子１４は、機能面からの条件のうち光拡散性の条件と、車体側からの外観制約条件である透明感・奥行き感と、を満たす構成とされる。
【００４３】
以上のように自由曲面２０上に複数の反射面素子１４を形成して反射面１０ａとする構成によって、この車両用灯具に対して要求されているすべての条件、すなわち、機能面からの光均一性及び光拡散性の条件、形状面からの薄型化の条件、及び外観面からの透明感の条件、のいずれをも満たす灯具が効率的に実現されている。
【００４４】
次に、上記した車両用灯具の具体的な構成条件等について、反射鏡の反射面決定方法とともに説明する。本発明における車両用灯具に用いられる反射鏡１の反射面１０ａの形状決定方法は、図３にそのフローチャートを示すように、条件設定ステップ１００、初期基準線設定ステップ１０１、曲面基準線作成ステップ１０２、自由曲面作成ステップ１０３、及び反射面決定ステップ１０４の各ステップを有する。
【００４５】
条件設定ステップ（ステップ１００）
車両用灯具に用いる反射鏡の反射面形状の決定においては、最初に、形状決定に必要な諸条件を設定する。
【００４６】
設定される条件としては、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）、その光源位置を通る軸であって反射面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を指定する光軸Ａｘ、などがある。
【００４７】
その他の条件についても、必要があれば設定・指示しても良い。例えば、光源からの光出射分布等を、実際に適用される光源バルブＢのフィラメント構造等に対応した分布によって条件として与えても良い。また、設定する各条件とは別に、車体側からの形状制約条件などが灯具または反射鏡に対してあらかじめ与えられている。
【００４８】
初期基準線設定ステップ（ステップ１０１）
次に、反射面１０ａの基本形状である自由曲面２０を作成するための曲面基準線２２1〜２２8（図１及び図２参照）の元となる、すなわち反射面１０ａ決定の初期条件となる初期基準線の設定を行う。
【００４９】
図４は、初期基準線２１の設定方法を説明するための、本ステップ１０１で想定されている灯具形状（作製される灯具形状とは異なる）の初期基準線２１を含む光軸Ａｘに平行な平面による断面図である。
【００５０】
自由曲面２０の作成においては、光源バルブＢの中心（光源位置、光源点Ｆ）を通る光軸Ａｘ上の所定の位置を一方の端部とし、そこから放射状に伸びる初期基準線をｎ本（ｎは複数）設定する。それぞれの初期基準線２１は、図４に示すように光軸Ａｘを含む平面内の曲線として作成され、各灯具において課せられる形状制約条件や、その他の設計上の条件から形状決定に用いられる基準線の本数及びそれぞれ放射状に伸ばす方向が設定される。
【００５１】
例えば、図１及び図２に示した実施形態においてはｎ＝８であって、光軸ＡｘからＹ軸方向に伸びる２本の曲面基準線２２1（上方向）及び２２5（下方向）、Ｘ軸方向に伸びる２本の曲面基準線２２3（右方向）及び２２7（左方向）、対角線方向に伸びる４本の曲面基準線２２2（右上方向）、２２4（右下方向）、２２6（左下方向）及び２２8（左上方向）、の計８本の曲面基準線が自由曲面２０の作成に用いられている。したがって、その初期条件として８本の初期基準線が設定される。ただし、光軸Ａｘ側の端部に対して反対側の端部については、必ずしも灯具の外周範囲上の位置とはしなくても良く、自由曲面２０を作成する上で好適な範囲となるように各初期基準線の長さを設定すれば良い。
【００５２】
それぞれの初期基準線２１は、光軸Ａｘ側のスタートポイントと反対側のエンドポイントとの位置、及び初期基準線２１上での各部分に対する光束発散度Ｍをそれぞれの基準線で一定とする条件によって決定される。
【００５３】
光束発散度Ｍとは、光軸に沿う方向に関して規定され、点灯された灯具を光軸方向から観察したときの視野中における各部位からの光量に相当している。この光束発散度Ｍを光反射特性、特に光均一性に対する指標として用いることによって、光均一性の条件、及び光均一性の条件と他の条件との両立を向上させることができる。
【００５４】
より具体的には、光束発散度Ｍの定量に用いる基準平面５（図４参照）を、光軸Ａｘに垂直なＸ−Ｙ平面として規定し、その基準平面５で単位面積となる領域を自由曲面２０などの対象とする曲面に投影して曲面上での単位領域とする。そして、その単位領域に光源バルブＢから入射される光量によって、各部位での光束発散度Ｍを定義する。それぞれの単位領域から反射される光量はこの入射光量に他ならないから、入射光量によって光束発散度Ｍを規定し、その値を反射面１０ａの形状決定に利用することによって、その領域から発散される光量を定量して、光均一性の条件を向上させるための判定基準とすることができる。
【００５５】
また、領域の各部分または全体に対する光束発散度Ｍについては、対象としている各部分（領域を分割したそれぞれの部分）または全体の領域に対する入射光量を基準平面上での面積で割って、基準平面での単位面積に対応する単位領域当たりの入射光量とすることによって求めることができる。
【００５６】
初期基準線２１の曲線形状の決定においては、初期基準線２１を基準平面に投影したときにそれぞれ等しい長さになる部分に分割して、それぞれの部分からの光束発散度Ｍが一定となるように各初期基準線２１を設定する。ただし、ここでは曲面ではなく曲線上での光束発散度であるので、それぞれ長さが等しい初期基準線２１上の各領域に対して近傍に基準平面上で等面積となる微小領域を想定し、その領域内での光束発散度Ｍを定量する。図４においては、５つの部分に分割して光束発散度Ｍについて評価・比較を行う例が示してある。すなわち、図示のように初期基準線２１に対して基準平面５で等幅ΔＬとなる５つの領域Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅを設定し、それぞれの領域からの光束発散度Ｍａ、Ｍｂ、Ｍｃ、Ｍｄ、Ｍｅが一定の値となるように初期基準線２１の曲線形状を決定する。
【００５７】
この光束発散度Ｍの定量及び評価においては、光源バルブＢ及びその光源点Ｆの位置のみでなく、灯具に使用される光源バルブＢの光源形状によって異なる光出射分布等をも考慮して各光束発散度Ｍａ〜Ｍｅを求めることが望ましい。
【００５８】
光束発散度Ｍの定量の一例として、光源バルブＢの光源部分が光軸Ａｘに沿って一定の長さを持つフィラメントによる線分光源である場合について説明する（図５参照）。このとき、出射される光強度は光軸Ａｘからの角度θ（以下、図５に示すように反射面側をθ＝０として定義）に依存し、光出射の強度分布Ｉ（θ）は、
Ｉ（θ）＝Ｉ0ｓｉｎθ
となる。このとき、光源バルブＢからの全光量はＩtot＝π2Ｉ0である。
【００５９】
上記の強度分布に対して、角度θn〜θn+1の範囲に出射される全光量Ｆｎを求める。まず、この範囲での光強度Ｉｎを角度θn及びθn+1での平均強度
Ｉｎ＝｛Ｉ（θn）＋Ｉ（θn+1）｝／２
＝Ｉ0（ｓｉｎθn＋ｓｉｎθn+1）／２
とする。この角度範囲部分の全周での立体角ｄωｎは、
ｄωｎ＝２π（ｃｏｓθn−ｃｏｓθn+1）
であり、全光量Ｆｎは、Ｆｎ＝Ｉｎ×ｄωｎによって求められる。
【００６０】
また、この出射角度範囲の光が入射される曲面（図５での曲面Ｃ）上の領域を光軸Ａｘ（Ｚ軸）に垂直な基準平面上に投影した面積Ｓｎは、θn、θn+1の位置までの基準平面上での光軸Ａｘからの距離をそれぞれＬn、Ｌn+1とすれば、
Ｓｎ＝π（Ｌn+1 2−Ｌn 2）
である。これらから、曲面Ｃ上のこの領域における光束発散度Ｍは、
Ｍｎ＝Ｆｎ／Ｓｎ
＝（入射全光量）／（基準平面での面積）
と求められる。
【００６１】
図４においては、各領域Ｒａ〜Ｒｅに対して上記のようにそれぞれの光束発散度Ｍａ〜Ｍｅを求め、その値が一定になるように初期基準線２１の曲線形状を設定する。この場合、得られる初期基準線２１の形状は図４に示すように光源点Ｆ及び光軸Ａｘからみて凹形状となる。
【００６２】
なお、上記した光出射分布と光束発散度Ｍの計算方法、及びそれによる初期基準線の形状等については、図４及び図５はその一例を示したものであって、適用される光源バルブの形態や計算処理の容易さ等の諸条件によって、それぞれに応じた強度分布による計算と、それによる好適な初期基準線形状とを選択することが可能である。また、光束発散度Ｍの定量時における基準線の領域分割数等は、個々の条件に応じて任意に設定して良い。あるいは、基準線に沿って連続した光束発散度関数として設定を行っても良い。
【００６３】
曲面基準線作成ステップ（ステップ１０２）
次に、初期基準線設定ステップ１０１において設定された複数の初期基準線２１から、それぞれ対応する曲面基準線２２を作成する。
【００６４】
上記した初期基準線２１は、基本的に各部分に対する光束発散度Ｍを一定とする条件によって設定されている。この初期基準線２１に対して、車体側からの形状制約条件を満たすなどの条件を課すことによって変形または変更を加えて、図１に示した曲面基準線２２1〜２２8などの曲面基準線２２を作成する。例えば、図４に示したような凹面状の初期基準線２１の形状では反射鏡１が後面側に突出する形状となり、灯具の薄型化などにおいて問題を生じる場合がある。したがって、この初期基準線２１を灯具厚さなどの形状制約条件と、変形によって生じる光束発散度Ｍの各部での変化量とを考慮しつつ変形して、好適な曲面基準線２２を作成する（形状制約条件による変形）。
【００６５】
また、この形状条件による変形に加えて、反射面１０ａの各部の反射面形状に関する変形・補正が必要である（反射面形状による変形）。例えば、入射光線と基準線とのなす角度などによって、基準線の変形を行う。
【００６６】
さらに、上記した初期基準線設定ステップ１０１においては、個々の初期基準線２１での各部分に対する光束発散度Ｍの一定性のみに着目しており、異なる初期基準線間での光束発散度Ｍの値の差異については考慮されていない。したがって一般には、その値は各基準線によってばらついている。図６（ａ）は、この状態での各基準線２２1〜２２8に対する光束発散度の値Ｍ１〜Ｍ８の分布の例を示すグラフである。このグラフでは、各光束発散度Ｍ１〜Ｍ８はその最小値Ｍminを１として規格化して示してある。なお、ここで各基準線について比較している光束発散度Ｍは、それぞれの基準線での全体に対する光束発散度である。ただし、初期基準線においては各部分及び全体に対する光束発散度は一致している。
【００６７】
この例においては、全体に対する光束発散度Ｍの最大値Ｍmaxは１番目の基準線での値Ｍmax＝Ｍ１、最小値Ｍminは６番目の基準線での値Ｍmin＝Ｍ６であり、両者の違いはＭmax／Ｍmin＝８である。この比は、車両用灯具での光均一性としては大きすぎる値であり、したがって、この構成では充分な光均一性を実現することができない。
【００６８】
このような場合には、例えば光束発散度Ｍが最大または最小となる基準線を変形または変更するなど、それぞれの初期基準線２１の曲面基準線２２への変形によって上記の比Ｍmax／Ｍmin＝８を低減させることができる。あるいは、初期基準線設定ステップ１０１に戻り、再度条件を変えて初期基準線２１の設定（再設定）を行っても良い。それらの基準線の変形または再設定によって、Ｍmax／Ｍminが好適な数値範囲内となるように曲面基準線２２を作成する（光束発散度比による変形）。特に、上記した好適な数値範囲については、本願発明者による検討及び実験の結果によれば、図６（ｂ）に示すようにＭmax／Ｍmin≦６とすることが好ましい。
【００６９】
以上述べたような変形を経て、図４に示した初期基準線２１から、図７に点線で示した最終的な曲面基準線２２が得られる。なお、上記した各条件による変形については、その変形順序等は特に上述したものに限られない。また、初期基準線設定ステップ１０１において、各初期基準線同士での光束発散度比が条件Ｍmax／Ｍmin≦６を満たすかどうかを判定し、Ｍmax／Ｍmin＞６である場合に再設定を繰り返し行ってＭmax／Ｍmin≦６を満たす初期基準線を確定させ、その後に曲面基準線作成ステップ１０２での形状制約条件による変形、及び反射面形状による変形を行うようにしても良い。また、これらの変形を相互に関連させつつ行っても良い。さらに、上記以外の制約条件等に関しても必要があれば変形を行っても良く、あるいは、必要のない変形は省略しても良い。
【００７０】
自由曲面作成ステップ（ステップ１０３）
次に、曲面基準線作成ステップ１０２において作成された複数の曲面基準線２２から、反射面１０ａの基本形状となる自由曲面２０を作成する。
【００７１】
図８は、自由曲面２０の作成方法を説明するための斜視図である。この図８は、図１の反射鏡１において用いられる自由曲面２０の作成について示しているものである。図１に示した自由曲面２０の外形形状（光軸Ａｘ方向から見て矩形）は、図８中では符号２０を付した一点鎖線によってその外周が示されている。また、それぞれ実線で示した曲面基準線２２1〜２２8は、反射面１０ａが形成される範囲の自由曲面２０に含まれる曲線部分について、図１に点線で示したものと一致している。
【００７２】
ここで、図８に示した自由曲面作成時までの各ステップにおいては、曲面作成の容易さ等の条件によって、曲面基準線２２1〜２２8及びその元となる初期基準線２１のそれぞれの曲線範囲が設定されている。図８においては、曲面基準線２２1〜２２8のいずれについても、反射面１０ａの範囲よりも広い範囲となるように、一方の端部である光軸Ａｘ上の点Ｐに対して反対側の端部を反射面１０ａの範囲外として設定している。この範囲で形成された曲面形状のうち所定の領域内にある部分を図８に一点鎖線で示すように切り出して、反射面１０ａの基本形状としての自由曲面２０とする。
【００７３】
自由曲面２０の作成方法としては、各曲面基準線２２1〜２２8を含むなめらかな曲面が得られる方法を用いることが望ましい。図８に示した本実施形態の自由曲面の作成方法では、それぞれの曲面基準線２２1〜２２8を４等分して４点の分割点（外側の端部の点を含む）を作成し、それぞれ対応する分割点を８個の分割点の組とする。さらに、それらを曲線でなめらかに結んで４本の閉曲線である自由曲線２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ（図８に分割線を結ぶ破線で示された閉曲線）を決定し、これらの自由曲線２３ａ〜２３ｄで張られる曲面によって自由曲面２０を作成する。
【００７４】
ここで、各曲面基準線の分割数については４等分に限られず、個々の例においてなめらかな形状の自由曲面を得るために必要な分割数ｍを適宜選択すれば良い。一般には、ｎ本（ｎは３以上の整数）の曲面基準線をそれぞれｍ等分（ｍは２以上の整数）してｍ個の分割点（外側の端部の点を含む）を作成する。そして、対応するｎ個の分割点を組としてそれぞれなめらかに接続させてｍ本の自由曲線を生成して、このｍ本の自由曲線から図７に示した例と同様に自由曲面を作成することができる。
【００７５】
なお、分割点を結んで閉曲線を作成する方法、及び閉曲線である自由曲線を含む曲面を作成する方法等については、通常用いられている様々な方法を用いて良い。例えば、閉曲線の作成方法の一例としては、分割点ｐ１〜ｐ８の組に対して、それらの分割点をそれぞれ微小距離だけずらした点ｑ１〜ｑ８を生成し、１６個の点ｐ１、〜ｐ８、ｑ１、〜ｑ８を順次なめらかに接続させた曲線を作り、１周分となるそのうちの一部分、例えばｐ５〜ｑ５までの曲線、から閉曲線を得る方法がある。また、自由曲線・自由曲面作成時のなめらかな接続については、段差等を有しない形状に接続することが好ましく、例えばスプライン曲線などを用いることができる。また、自由曲線を用いない自由曲面作成方法としても良い。
【００７６】
反射面決定ステップ（ステップ１０４）
次に、自由曲面作成ステップ１０３において作成された自由曲面２０をアレイ状のセグメントに区分して、複数の反射面素子１４からなる反射面１０ａを形成する。
【００７７】
図９は、自由曲面２０をアレイ状のセグメントに区分する方法を示す斜視図である。なお、このセグメントのアレイ状構造は、図２に示した反射面１０ａの構造と対応している。
【００７８】
アレイ状のセグメントの作成方法としては、自由曲面２０上を直接分割するなど、様々な方法を用いることができる。本実施形態においては図９に示すように、Ｘ−Ｙ平面で規定された基準平面５に、光軸Ａｘ上の点Ｐに対応する基準平面５上の点Ｐ’を中心とする反射面外形５０を生成し、その反射面外形５０上でセグメントへの区分を行っている。
【００７９】
すなわち、反射面外形５０において、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向を２つの区分方向として、それぞれの方向に沿って一定のピッチで反射面外形５０を分割して、アレイ状に配列された基準セグメント５４を生成する。そして、この基準セグメント５４を自由曲面２０に投影して、図９において自由曲面２０上に点線によって示したように、Ｚ軸方向から見てアレイ状に配列されたセグメント２４を得る。
【００８０】
さらに、この自由曲面２０上のセグメント２４のそれぞれに対して、図２に示したように反射面素子１４を設けることによって、反射面１０ａを形成する（図７の断面形状をも参照）。なお、図９において斜線を付して示した基準セグメント５４、及びセグメント２４は、図２において斜線を付して示した反射面素子１４に対応している。
【００８１】
各セグメント２４に形成される反射面素子１４のそれぞれの反射面形状は、図１及び図２に関して上述したように、光軸Ａｘを中心軸とし、かつ光源点Ｆ（光源位置）を焦点としてそれぞれ異なる焦点距離で生成された回転放物面を基本反射面形状とし、その回転放物面形状に所定の光拡散機能を有するように変形を加えることによって各反射面素子１４の反射面形状とする。基本反射面形状となる回転放物面については、光源点Ｆから入射された光が光軸Ａｘの方向に反射されるように、光源点Ｆ及び光軸Ａｘと、反射面素子１４の自由曲面２０上での位置とからそれぞれにおける回転放物面の焦点距離が決定される。
【００８２】
図１０は、本実施形態における反射鏡部１０を一部切り出して反射面素子１４の反射面形状を示す斜視図である。この反射面素子１４はそれぞれ、上記した回転放物面形状に形成されている放物面部１５と、光拡散機能を有するように回転放物面形状に対して凸状形状に形成されている拡散反射部１６と、を有して構成されている。
【００８３】
ここで、放物面部１５は隣接する反射面素子１４の影となる部分であり、実際に光源バルブＢからの光が入射される部分は拡散反射部１６として構成されている。また、この拡散反射部１６はＸ軸方向のみについて光拡散機能を有するようにシリンドリカルな形状に形成されており、Ｙ軸方向については略平行光の状態で光が反射される。これに対応して本実施形態においては、図１に示したようにレンズ３がＹ軸方向についての光拡散機能を有するレンズステップ３ａを有する構成とされている。
【００８４】
以上の構成による車両用灯具、及びその反射面決定方法の効果について説明する。
【００８５】
上記した実施形態による車両用灯具及び反射面決定方法では、自由曲面２０によって、機能条件である光均一性及び形状条件である薄型形状について設定する。さらに、自由曲面２０をアレイ状に区分して設定した各セグメントに対応して形成される反射面素子１４によって、機能条件である光拡散性及び外観条件である透明感について設定している。このような構成によって、光均一性及び光拡散性の機能条件がともに向上されると同時に、透明感のある薄型の外観・形状を有する車両用灯具の構造を確実かつ効率的に実現している。
【００８６】
反射面の基本形状を自由曲面とした場合においては、例えば、自由曲面と、光軸を中心とした異なる焦点距離の複数の回転放物面との光軸を囲む交線によって、光軸を中心とした複数の部分に自由曲面を分割し、それぞれの領域に対応する回転放物面を割り付けて反射面を形成した場合において、その各回転放物面に拡散反射ステップを設けることも可能である。しかしながら、この場合には光軸を囲む帯状の領域となる反射面の分割領域形状から拡散ステップの設計が複雑であり、特に、Ｘ軸・Ｙ軸方向についての拡散反射の設定・制御が極めて困難である。したがって、このような構成によっては、反射鏡によって充分な光拡散機能を実現して、素通し感のあるレンズを適用することは難しい。
【００８７】
これに対して、アレイ状のセグメントに割り付けられる反射面素子を拡散反射ステップ形成の基本構造とすることによって、上記の困難を除くことができる。上記した実施形態においては、アレイ状に区分する方向をＸ軸及びＹ軸方向とし、その両方向に対する光拡散機能を設定・制御し易くして、素通し感のあるレンズの適用可能な条件を実現している。
【００８８】
また、反射面１０ａや自由曲面２０等の形状に関して、各部位での光束発散度Ｍを定義して形状及び反射特性設定の指標として用いることによって、光均一性を満たす形成条件の選択方法や特性の比較方法等を明確化して、設計工程を大幅に容易化・効率化することができる。さらに、この光束発散度Ｍの数値範囲がＭmax／Ｍmin≦６となるように形状決定を行うことによって、得られる光均一性とその他の特性との両立とを向上させることができる。
【００８９】
また、光束発散度Ｍは、具体的には光軸Ａｘに垂直な基準平面５を用いて規定している。このように設定した基準平面５は、点灯した灯具を光軸方向から観察したときの視野に相当しており、したがって光束発散度Ｍは、灯具を使用したときの光均一性の好適な指標となる。
【００９０】
また、自由曲面２０及び反射面１０ａの作成に関しては、各部分に対する光束発散度Ｍをそれぞれ一定とする複数の初期基準線を最初に設定し、それから曲線基準線を経て自由曲面を作成している。これによって、光均一性を満たす反射面形状の決定方法を特に容易化・最適化した反射面決定方法とすることができる。
【００９１】
例えば、自由曲面形状の形成に用いる基準線を、所定の軸、例えばＹ軸の方向に伸びる複数の曲線とし、その基準線上で光束発散度Ｍの条件等を設定し、それらを変形した後、垂直な方向（例えばＸ軸方向）についてつないで自由曲面を形成する方法も可能である。しかしながら、このような方法では各基準線に対して好適な形状を決定することが難しく、充分な光均一性が確保される自由曲面を作成するために、条件設定・選択を多数回繰り返す必要があるなど、反射面決定の効率上問題がある。
【００９２】
これに対して、上記のように光軸からそれぞれ放射状に伸びる線を基準線とすることによって、光軸を中心とした形状条件や光反射機能についての条件等に反射面形状を適合させる設計工程が大幅に簡単化されて、反射面決定の効率化と、得られる反射面形状の特性向上が実現される。
【００９３】
本発明による車両用灯具及びその反射鏡の反射面決定方法は、上記した実施形態に限られるものではなく、個々の灯具に課せられた具体的な制約条件等によって様々な変形・変更が可能である。
【００９４】
例えば、反射面形成に用いる基準線として、上記した実施形態では縦、横、及び対角線の８本を用いたが、反射鏡部の特定の部位に対して特に厳しい形状制約条件が課せられているような場合には、その部位及び近傍に基準線を配置することによって、自由曲面の生成を効率的に行うことができる。それ以外にも、それぞれの灯具での具体的な条件に対応して、好適な基準線を選択することが好ましい。
【００９５】
また、曲面基準線作成ステップにおいて、複数の曲面基準線での光束発散度Ｍについて条件Ｍmax／Ｍmin≦６を適用することによって、作成される自由曲面及び反射面についても条件Ｍmax／Ｍmin≦６をほぼ満たす条件を実現することができるが、さらに、自由曲面作成ステップまたは反射面決定ステップにおいて、自由曲面または反射面での各部分に対する光束発散度Ｍに対して上記条件をさらに課して反射面形状の決定を行っても良い。この場合、必要があれば再び初期基準線の設定または曲面基準線の作成を行うことも可能である。
【００９６】
また、各反射面素子の構成については、上記した実施形態に示したものに限られない。例えば、反射面素子にＸ軸方向及びＹ軸方向の両方の光拡散機能を持たせても良い。この場合、それに対応してレンズを光拡散機能をほとんど有しない平板状の素通しレンズとして、さらに透明感及び奥行き感を高めることが可能である。また、反射面形状については、回転放物面に限られず平面などの形状を用いても良く、拡散反射領域の形状についても、凸状形状に限らず、凹状形状や複数の小曲面の組み合わせなど、様々な反射面形状とすることができる。
【００９７】
さらに、それ以外の灯具の構成についても、上記の実施形態に限らず様々な構成とすることができる。例えば、光源バルブについて、その中心線を光軸と一致しないように傾けて設置しても良い。
【００９８】
【発明の効果】
本発明による車両用灯具及びその反射鏡の反射面決定方法は、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、自由曲面と、アレイ状に配列された反射面素子との組み合わせによって反射鏡の反射面を作成することによって、自由曲面によって光均一性の条件及び薄型化の条件を実現し、かつ、拡散反射機能を有する反射面素子によって光拡散性の条件及び透明感・奥行き感の条件を実現することができる。このような構成は、上記の各条件をすべて満たす反射面形状とする上で好適なものである。特に、自由曲面または反射面の形状について光軸に沿う方向に関して規定された光束発散度Ｍを形状及び特性評価の指標として用い、条件Ｍmax／Ｍmin≦６を満たすように自由曲面または反射面を形成することによって、各特性条件が相互に向上された灯具とすることができる。
【００９９】
また、そのための反射面決定方法として、光軸から放射状に伸びる複数の基準線を用いることによって、効率的かつ確実に曲面形状の最適化を実現可能な形成方法とすることができる。すなわち、各部分に対する光束発散度Ｍをそれぞれ一定とする複数の初期基準線を最初に設定し、その初期基準線から条件Ｍmax／Ｍmin≦６について考慮しつつ曲線基準線を経て自由曲面を作成することによって、その作成方法が大幅に効率化される。
【０１００】
上記の構成及び反射鏡の反射面決定方法による車両用灯具は、光均一性及び光拡散性の機能条件が好適に実現・向上されていると同時に、透明感のある薄型の外観及び形状を有している。したがって、透明感・奥行き感のある標識灯として適用可能である。この構造では、レンズの構造が１枚レンズでかつ比較的単純な構造とされており、また、反射鏡の構造についても比較的作製が容易なアレイ状の構造とされているので、灯具の製造コストについても低減が可能であり、低価格な標識灯の提供が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用灯具の一実施形態の構成を一部破断して示す分解斜視図である。
【図２】図１に示した車両用灯具の反射鏡の構成を示す平面図である。
【図３】反射鏡の反射面決定方法を示すフローチャートである。
【図４】反射鏡の初期基準線の設定方法を説明するための灯具形状の断面図である。
【図５】線分光源からの光出射分布及び光束発散度について説明するための図である。
【図６】各基準線での光束発散度Ｍの値を示すグラフである。
【図７】反射鏡の曲面基準線・自由曲面及び自由曲面上に形成された反射面素子を示す断面図である。
【図８】自由曲面の作成方法を示す斜視図である。
【図９】自由曲面をアレイ状のセグメントに区分する方法を示す斜視図である。
【図１０】反射面素子の構成の一例を示す斜視図である。
【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、１４…反射面素子、１５…放物面部、１６…拡散反射部、
２０…自由曲面、２１…初期基準線、２２、２２1〜２２8…曲面基準線、２３ａ〜２３ｄ…自由曲線、２４…セグメント、
３…レンズ、３ａ…レンズステップ、
５…基準平面、５０…反射面外形、５４…基準セグメント、
Ｂ…光源バルブ、Ｆ…光源点、Ａｘ…光軸。
Claims (3)
- 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、
光源が配置されるべき光源位置と、前記光源位置を通り前記光源からの光が反射鏡によって反射されるべき方向を指定する光軸と、を設定する条件設定ステップと、
前記光軸上の所定の位置からそれぞれ放射状に伸びる複数の初期基準線を、反射面決定の初期条件として、前記初期基準線の各部分に対して規定された光束発散度Ｍがそれぞれの前記初期基準線において一定となるように設定する初期基準線設定ステップと、
それぞれの前記初期基準線の全体に対する光束発散度Ｍの前記複数の初期基準線での最大値Ｍmax及び最小値Ｍminについての条件Ｍmax／Ｍmin≦６と、車体側からの所定の形状制約条件と、を満たすように前記複数の初期基準線のそれぞれを変形して、複数の曲面基準線を作成する曲面基準線作成ステップと、
前記複数の曲面基準線を含むとともに、反射面の基本形状となる自由曲面を作成する自由曲面作成ステップと、
前記自由曲面をアレイ状のセグメントに区分し、それぞれの前記セグメントに前記光源位置からの光を拡散反射させる拡散反射領域を有する反射面素子を割り付けて、複数の前記反射面素子を含む反射面を決定する反射面決定ステップと、
を有し、
前記光束発散度Ｍは、前記光軸に沿う方向に関し、前記光軸に垂直な面として基準平面を規定し、前記基準平面上で単位面積となる領域を投影した領域を前記光軸に関する単位領域とし、前記単位領域に前記光源から入射される光量によって規定され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。 - 前記初期基準線設定ステップにおいて、それぞれの前記初期基準線の全体に対する光束発散度Ｍの前記複数の初期基準線での最大値Ｍmax及び最小値Ｍminについて条件Ｍmax／Ｍmin≦６を満たすかどうかの判定を行い、Ｍmax／Ｍmin＞６である場合には前記複数の初期基準線の再設定を行うことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法。
- 前記自由曲面作成ステップにおいて、ｎ本（ｎは３以上の整数）の前記曲面基準線をそれぞれｍ等分（ｍは２以上の整数）してｍ個の分割点を作成し、それぞれの前記曲面基準線上の対応するｎ個の前記分割点を接続させてｍ本の自由曲線を生成して、このｍ本の前記自由曲線を含む前記自由曲面を作成することを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具の反射鏡の反射面決定方法。
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