特許第6248411号(P6248411)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6248411
(24)【登録日】2017年12月1日
(45)【発行日】2017年12月20日
(54)【発明の名称】車両用灯具
(51)【国際特許分類】
   F21S 8/10 20060101AFI20171211BHJP
   F21V 8/00 20060101ALI20171211BHJP
   F21Y 115/10 20160101ALN20171211BHJP
【FI】
   F21S8/10 371
   F21V8/00 310
   F21Y115:10
【請求項の数】4
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2013-100723(P2013-100723)
(22)【出願日】2013年5月10日
(65)【公開番号】特開2014-220207(P2014-220207A)
(43)【公開日】2014年11月20日
【審査請求日】2016年4月28日
(73)【特許権者】
【識別番号】000000136
【氏名又は名称】市光工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100089118
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 宏明
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼村 大輔
(72)【発明者】
【氏名】小林 祐介
【審査官】 鈴木 重幸
(56)【参考文献】
【文献】 特開2010−212039(JP,A)
【文献】 国際公開第2012/168822(WO,A1)
【文献】 特表2009−541927(JP,A)
【文献】 特開2013−37963(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F21S 2/00−19/00
F21V 8/00
G02B 6/00− 6/54
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、
内部に中空部を有する導光部材と、
を備え、
前記導光部材には、
前記光源からの光を前記導光部材中に入射させる入射面と、
前記導光部材中に入射した光を反射させる反射面と、
前記中空部側の面に設けられていて、前記反射面からの反射光を外部側の面に反射させる多数個のプリズムカット面からなるプリズム反射面群と、
前記外部側の面に設けられていて、前記プリズム反射面群からの反射光を外部に出射させる多数個のプリズムカット面からなるプリズム出射面群と、
がそれぞれ設けられており
前記中空部中には、前記入射面側と前記プリズム出射面群側との間を遮る遮光部材が配置され、
前記導光部材は、前記遮光部材を取り付ける取付凸部を有し、
前記遮光部材は、前記取付凸部を嵌合させる取付凹部を有する、
ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項2】
前記導光部材は、前記中空部を包囲する入射部と出射部とから構成されていて、
前記入射部には、前記入射面および前記反射面がそれぞれ設けられていて、
前記出射部には、前記反射面および前記プリズム反射面群および前記プリズム出射面群がそれぞれ設けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。
【請求項3】
前記遮光部材のうち前記プリズム出射面群側と対向する面には、反射処理面が設けられている、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用灯具。
【請求項4】
前記プリズム反射面群もしくは前記プリズム出射面群のうち少なくともいずれか一方は、円周上に配置されている、
ことを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、光源と導光部材(導光体)とを備える車両用灯具に関するものである。
【背景技術】
【0002】
この種の車両用灯具は、従来からある(たとえば、特許文献1)。以下、従来の車両用灯具について説明する。従来の車両用灯具は、発光素子光源と、中空部を有する導光レンズと、を備える。導光レンズには、入射面と、第1反射面と、第2反射面と、第3反射面と、第4反射面と、出射面とが、それぞれ設けられている。発光素子光源からの光は、入射面から導光レンズ中に入射し、その入射光が第1反射面、第2反射面、第3反射面、第4反射面で順次反射し、その反射光が出射面から外部に出射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010−212039号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、従来の車両用灯具は、第4反射面で反射した反射光を出射面から外部に出射させるものである。このために、従来の車両用灯具は、出射面において、第4反射面に対応する部分が発光し、その他の部分が発光しない。この結果、出射面すなわち発光面が均一に発光しないという問題が有る。
【0005】
この発明が解決しようとする課題は、従来の車両用灯具では、発光面が均一に発光しない、という点にある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明(請求項1にかかる発明)は、光源と、内部に中空部を有する導光部材と、を備え、導光部材には、光源からの光を導光部材中に入射させる入射面と、導光部材中に入射した光を反射させる反射面と、中空部側の面に設けられていて反射面からの反射光を外部側の面に反射させる多数個のプリズムカット面からなるプリズム反射面群と、外部側の面に設けられていてプリズム反射面群からの反射光を外部に出射させる多数個のプリズムカット面からなるプリズム出射面群と、がそれぞれ設けられており中空部中には、入射面側とプリズム出射面群側との間を遮る遮光部材が配置され、導光部材は、遮光部材を取り付ける取付凸部を有し、遮光部材は、取付凸部を嵌合させる取付凹部を有する、ことを特徴とする。
【0007】
この発明(請求項2にかかる発明)は、導光部材が、中空部を包囲する入射部と出射部とから構成されていて、入射部には、入射面および反射面がそれぞれ設けられていて、出射部には、反射面およびプリズム反射面群およびプリズム出射面群がそれぞれ設けられている、ことを特徴とする。
【0008】
この発明は、中空部中には、入射面側とプリズム出射面群側との間を遮る遮光部材が配置されている、ことを特徴とする。
【0009】
この発明(請求項にかかる発明)は、遮光部材のうちプリズム出射面群側と対向する面には、反射処理面が設けられている、ことを特徴とする。
【0010】
この発明(請求項にかかる発明)は、プリズム反射面群もしくはプリズム出射面群のうち少なくともいずれか一方が、円周上に配置されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
この発明の車両用灯具は、光源からの光が入射面から導光部材中に入射し、その入射光が反射面で反射し、その反射光がプリズム反射面群で多方向に反射し、その多方向の反射光がプリズム出射面群から外部に多方向に出射する。このために、プリズム出射面群すなわち発光面が均一に発光する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1図1は、この発明にかかる車両用灯具の実施形態を示す縦断面図(垂直断面図)である。
図2図2は、構成部品を示す分解縦断面図(分解垂直断面図)である。
図3図3は、導光部材の入射面および第1反射面における光路を示す一部拡大縦断面図(一部拡大垂直断面図)である。
図4図4は、導光部材のプリズム反射面群およびプリズム出射面群における光路を示す一部拡大縦断面図(一部拡大垂直断面図)である。
図5図5は、プリズム出射面群すなわち発光面が均一に発光している状態を示す説明図(図1におけるV矢視図に対応する説明図)である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、この発明にかかる車両用灯具の実施形態(実施例)の1例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図1図4の断面図において、ハッチングを省略してある。
【0014】
(実施形態の構成の説明)
以下、この実施形態における車両用灯具の構成について説明する。図中、符号1は、この実施形態における車両用灯具(たとえば、テールランプ、ストップランプ、テール・ストップランプ、ターンシグナルランプ、クリアランスランプ、デイタイムランニングランプ、室内ランプなどの自動車用灯具)である。
【0015】
(車両用灯具1の説明)
前記車両用灯具1は、図1図2に示すように、ランプハウジング(図示せず)と、ランプレンズ(図示せず)と、1個の光源2と、導光部材(導光体)3、4と、遮光部材5と、を備えるものである。
【0016】
前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズは、灯室(図示せず)を画成する。1個の前記光源2および前記導光部材3、4および前記遮光部材5は、ランプユニットを構成する。前記ランプユニット2、3、4、5は、前記灯室内に配置されていて、前記ランプハウジングに取り付けられている。なお、前記灯室内には、前記ランプユニット2、3、4、5以外のランプユニットが配置されている場合がある。
【0017】
(光源2の説明)
前記光源2は、この例では、たとえば、LED、OELまたはOLED(有機EL)などの自発光半導体型光源である。図1図2に示すように、前記光源2は、基板20に固定されている。前記基板20には、取付孔21が設けられている。前記基板20は、前記取付孔21を通してスクリュー22により前記導光部材3に固定されている。この結果、前記光源2は、前記基板20を介して前記導光部材3に固定されている。前記光源2には、コネクタ部(図示せず)を介して電源(電流)が供給される。
【0018】
(導光部材3、4の説明)
前記導光部材3、4は、光を導く性質を有する部材、この例では、アクリル、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメタクリル酸メチル、メタクリル樹脂)などの透明樹脂材からなる。図1図2に示すように、前記導光部材3、4は、中空部6を有する。すなわち、前記導光部材3、4の内部には、前記中空部6が形成されている。前記導光部材は、前記中空部6を包囲する入射部(第1レンズ)3と出射部(第2レンズ)4とから構成されている。
【0019】
前記入射部3は、たとえば、フラットライトガイドであって、円板形状をなす。前記出射部4は、発光部であって、一方の面(下面)が開口した中空状の円柱形状をなす。すなわち、前記出射部4は、円筒形状の立壁部41と、円板形状の天井部42と、からなる。
【0020】
前記入射部3の一面(上面)の全円周縁部には、フランジ部30が一体に設けられている。前記出射部4の一方の面の全円周縁部には、フランジ部40が一体に設けられている。前記入射部3の前記フランジ部30と前記出射部4の前記フランジ部40とが取り付けられている。この結果、前記入射部3と前記出射部4とは、前記中空部6を包囲した一体構造となる。
【0021】
前記入射部3の他面(下面)には、取付ボス部31が一体に設けられている。前記取付ボス部31には、前記スクリュー22を介して前記光源2の前記基板20が固定されている。前記入射面の一面には、取付凸部32が一体に設けられている。前記取付凸部32には、クリップ50を介して前記遮光部材5が取り付けられている。
【0022】
前記導光部材3、4には、入射面70と、第1反射面71と、第2反射面72と、第3反射面73と、プリズム反射面74群と、プリズム出射面75群と、がそれぞれ設けられている。
【0023】
(入射面70の説明)
前記入射面70は、前記入射部3に設けられている。すなわち、図3に示すように、前記入射部3の他面の中央部分には、入射凸部33が一体に設けられている。前記入射凸部33は、前記入射部3の中心を通る中心軸Oを回転軸とする円錐台形形状をなす。前記入射凸部33の端面(下面)は、前記光源2の発光面と対向する。前記入射面70は、前記入射凸部33の端面(下面)に設けられている。
【0024】
前記入射面70は、前記光源2からの光L1を入射光L2として前記入射部3中に入射させるものである。前記入射面70は、前記中心軸Oに対して直交もしくはほぼ直交する平面からなる。
【0025】
(第1反射面71の説明)
前記第1反射面71は、前記入射部3に設けられている。すなわち、図3に示すように、前記第1反射面71は、前記入射部3の一面の中央部分であって、前記入射凸部33に対応する部分に設けられている。
【0026】
前記第1反射面71は、前記入射面70から前記入射部3中に入射した前記入射光L2を第1反射光(第1平行反射光)L3として等方向にかつ均一に前記入射部3の全円周縁部側に反射させるものである。前記第1反射面71は、焦点Fが前記中心軸O上に位置する放物線Pを、前記中心軸Oを回転軸として回転させてなる回転放物面からなる。前記光源2は、前記焦点Fに対して前記入射面70側に位置する。なお、図1図2に示すように、前記第1反射面71の前記中心軸Oが通る部分を平面としても良い。
【0027】
(第2反射面72の説明)
前記第2反射面72は、前記入射部3に設けられている。すなわち、図1図2に示すように、前記第2反射面72は、前記入射部3の全円周縁部に設けられている。
【0028】
前記第2反射面72は、前記入射光L2であって、前記第1反射面71からの第1反射光L3を第2反射光L4として前記出射部4の前記立壁部41側に全反射させるものである。前記第2反射面72は、前記第1反射光L3に対して約45°の線分を、前記中心軸Oを軸として回転させてなる回転傾斜面からなる。
【0029】
(第3反射面73の説明)
前記第3反射面73は、前記出射部4に設けられている。すなわち、図1図2に示すように、前記第3反射面73は、前記出射部4の前記立壁部41と前記天井部42との繋部の角部の全円周縁部に設けられている。
【0030】
前記第3反射面73は、前記入射光L2であって、前記第2反射面72からの第2反射光L4を第3反射光L5として前記出射部4の前記天井部42側に全反射させるものである。前記第3反射面73は、前記第2反射光L4に対して約45°の線分を、前記中心軸Oを軸として回転させてなる回転傾斜面からなる。
【0031】
前記第3反射面73からの前記第3反射光L5は、前記天井部42の内面(前記中空部6側の面)と外面(外部側の面)とにおける全反射を繰り返して、前記天井部42の全円周縁部(前記立壁部41)側から前記天井部42の中央部に進む。
【0032】
(プリズム反射面74群の説明)
前記プリズム反射面74群は、前記出射部4に設けられている。すなわち、図4に示すように、前記プリズム反射面74群は、前記出射部4の前記天井部42の内面に設けられている。
【0033】
前記プリズム反射面74群は、前記第3反射面73からの第3反射光L5を第4反射光L6として前記出射部4の前記天井部42の外面(外部側の面)側に反射させるものである。前記プリズム反射面74群は、多数個のプリズムカット面からなる。前記プリズム反射面(プリズムカット面)74は、水平線H(前記中心軸Oに対して直交もしくはほぼ直交する線)に対して所定の角度θ1に傾斜している。前記角度θ1を調整することにより、前記第4反射光L6の反射方向を調整することができる。前記プリズム反射面74群は、図5に示前記プリズム出射面75群と同様に、同心円の多数の円周上に配置されている。
【0034】
前記第3反射面73からの前記第3反射光L5は、外側の円周上の前記プリズム反射面74群から内側の円周上の前記プリズム反射面74群に順次反射する。
【0035】
(プリズム出射面75群の説明)
前記プリズム出射面75群は、前記出射部4に設けられている。すなわち、図4に示すように、前記プリズム出射面75群は、前記出射部4の前記天井部42の外面に設けられている。
【0036】
前記プリズム出射面75群は、前記プリズム反射面74群からの第4反射光L6を出射光L7として外部に出射させるものである。前記プリズム出射面75群は、多数個のプリズムカット面からなる。前記プリズム出射面(プリズムカット面)75は、前記水平線Hに対して所定の角度θ2に傾斜している。前記角度θ2を調整することにより、前記出射光L7の出射方向を調整することができる。前記プリズム出射面75群は、図5に示すように、同心円の多数の円周上に配置されている。
【0037】
(遮光部材5の説明)
前記遮光部材5は、光不透過性の部材からなる。図1図2に示すように、前記遮光部材5は、円板形状をなす。前記遮光部材5の一面(下面)には、取付凹部51が一体に設けられている。前記取付凹部51には、前記クリップ50が嵌合固定されている。前記クリップ50には、前記入射部3の前記取付凸部32が嵌合固定されている。この結果、前記遮光部材5と前記入射部3とは、相互に固定状態となる。
【0038】
前記遮光部材5は、前記中空部6中に、前記入射部3の前記入射面70側と前記出射部4の前記プリズム出射面75群側との間を遮るように配置されている。前記遮光部材5のうち前記出射部4の前記プリズム出射面75群側と対向する面(上面)には、金属蒸着などによる反射処理面52が設けられている。
【0039】
(実施形態の作用の説明)
この実施形態における車両用灯具1は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。
【0040】
車両用灯具1の1個の光源2を点灯する。すると、1個の光源2から光L1が放射される。この光L1は、図1図3に示すように、入射部(導光部材)3の入射面70から屈折して入射部3中に入射する。この入射部3中に入射した入射光L2の光路は、あたかも、第1反射面71の焦点Fから入射した光路となる。この結果、入射光L2は、図1図3に示すように、第1反射面71において、平行光すなわち第1反射光L3として、等方向にかつ均一に入射部3の全円周縁部側に反射する。この第1平行反射光L3は、中心軸Oの全周(360°)に亘って、等方向に均一の光束で反射する。
【0041】
第1反射面71からの第1反射光L3は、図1に示すように、第2反射面72において、第2反射光L4として、出射部(導光部材)4の立壁部41側に全反射で反射する。
【0042】
第2反射面72からの第2反射光L4は、図1に示すように、第3反射面73において、第3反射光L5として、出射部4の天井部42側に全反射で反射する。
【0043】
第3反射面73からの第3反射光L5は、図1図4に示すように、プリズム反射面74群において、第4反射光L6として、出射部4の天井部42の外面側に、所定の角度θ1で多方向に反射する。
【0044】
プリズム反射面74群からの第4反射光L6は、図1図4に示すように、プリズム出射面75群において、出射光L7として、出射部4の天井部42の外面から、所定の角度θ2で多方向に出射する。
【0045】
そして、図5に示すように、出射部4の天井部42の外面のプリズム出射面75群が発光する。この結果、出射部4の天井部42の外面が円形状に均一(ほぼ均一)に発光する。また、多少の第2反射光L4が出射部4の第3反射面73から外部に出射する。このために、図5に示すように、出射部4の立壁部41と天井部42との繋部の第3反射面73の外面が円環状に均一(ほぼ均一)に発光する。すなわち、円環状の発光面、および、その円環状の発光面の中の円形状の発光面が発光する。
【0046】
(実施形態の効果の説明)
この実施形態における車両用灯具1は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。
【0047】
この実施形態における車両用灯具1は、光源2からの光L1が入射面70から導光部材の入射部3中に入射し、その入射光L2が第1反射面71、第2反射面72、第3反射面73で反射し、その反射光L5がプリズム反射面74群で多方向に反射し、その多方向の反射光L6がプリズム出射面75群から外部に多方向に出射する。このために、プリズム出射面75群すなわち発光面が均一に発光する。すなわち、見栄えが向上する。
【0048】
この実施形態における車両用灯具1は、プリズム反射面74の角度θ1およびプリズム出射面75の角度θ2を調整することにより、プリズム反射面74群からの第4反射光L6の反射方向、および、プリズム出射面75群からの出射光L7の出射方向を調整することができる。これにより、所定の配光性能を得ることができる。
【0049】
この実施形態における車両用灯具1は、導光部材の出射部4の外面のプリズム出射面75群により、出射部4の外面が曲面(図4に示すように、曲率が大きい曲面)の場合であっても、プリズム反射面74群からの反射光L6を出射光L7として外部に効率良く出射させることができる。これにより、プリズム出射面75群すなわち発光面がさらに均一に発光することができる。
【0050】
この実施形態における車両用灯具1は、導光部材が、中空部6を包囲する入射部3と出射部4とから構成されている。すなわち、導光部材を入射部3と出射部4とに2分割構造にする。このために、入射部3に入射面70および第1反射面71および第2反射面を、また、出射部4に第3反射面73およびプリズム反射面74群およびプリズム出射面75群を、がそれぞれ容易に設けることができる。これにより、製造精度および製造こうりるを向上させることができ、製造コストを安価にすることができる。
【0051】
この実施形態における車両用灯具1は、入射部3の入射面70側と出射部4のプリズム出射面75群側との間に遮光部材5を配置するものである。このために、入射面70から入射部3中に入射した光の一部(図示せず)が入射部3から中空部6側に出射しても、その出射光(図示せず)が遮光部材5により遮蔽される。したがって、入射部3から中空部6側に出射した出射光が出射部4側に入射するのを確実に防ぐことができる。これにより、入射部3から中空部6側に出射した出射光が出射部4側に入射して出射部4から外部に出射することによる発光ムラを確実に防ぐことができる。すなわち、発光面を確実に均一に発光させることができる。
【0052】
この実施形態における車両用灯具1は、遮光部材5のうち出射部4のプリズム出射面75群側と対向する面に金属蒸着などによる反射処理面52を設けるものである。このために、出射部4から遮光部材5の反射処理面52側の中空部6側に出射した光(図示せず)および外来光が遮光部材5の反射処理面52において反射する。これにより、発光面を均一に発光させることができる。
【0053】
この実施形態における車両用灯具1は、プリズム反射面74群とプリズム出射面75群とが同心円の多数の円周上に配置されている。このために、同一円周上のプリズム反射面74の角度θ1およびプリズム出射面75の角度θ2を一定(同一)にすることができる。これにより、プリズム反射面74群およびプリズム出射面75群の設計製造が簡単となり、製造コストを安価にすることができる。
【0054】
この実施形態における車両用灯具1は、1個の光源2と、導光部材3、4と、遮光部材5と、から構成されているので、部品点数が少ない。このために、コンパクトにすることができ、かつ、製造コストを安価にすることができる。
【0055】
(実施例以外の例の説明)
なお、前記の実施例においては、1個の光源2として半導体型光源を使用するものである。ところが、この発明においては、その他の光源、たとえば、白熱光源、ハロゲン光源、放電光源を使用しても良い。
【0056】
また、前記の実施例においては、出射部4のプリズム出射面75群すなわち発光面が円形形状をなすものである。ところが、この発明においては、発光面が円形形状意外の形状であっても良い。
【0057】
さらに、前記の実施例においては、ランプハウジングおよびランプレンズを備えるものである。ところが、この発明においては、ランプハウジングおよびランプレンズを備えずに、光源2および導光部材3、4を直接車体に取り付けても良い。
【0058】
さらにまた、前記の実施例においては、プリズム反射面74群とプリズム出射面75群とを同心円の多数の円周上に配置してなるものである。ところが、この発明においては、プリズム反射面74群もしくはプリズム出射面75群のうち少なくともいずれか一方を同心円の多数の円周上に配置してなるものであっても良い。
【0059】
さらにまた、前記の実施例においては、遮光部材5を中空部6中に、入射部3の入射面70側と出射部4のプリズム出射面75群側との間を遮るように配置するものである。ところが、この発明においては、遮光部材5を中空部6中に配置しなくても良い。
【0060】
(入射面、第1反射面の変形例の説明)
前記の実施例においては、入射面として、円錐台形形状をなす入射凸部33の端面に設けた平面からなる入射面70である。また、第1反射面として、放物線Pを中心軸Oを回転軸として回転させてなる回転放物面からなる第1反射面である。
【0061】
ところが、この発明においては、入射面として、前記の入射面70以外の入射面であっても良いし、第1反射面として、前記の第1反射面71以外の第1反射面であっても良い。たとえば、特開2012−243733号公報に記載の入射面、第1反射面である。
【0062】
すなわち、第1変形例としては、放物線Pの焦点Fを中心とする球面からなる入射面である。また、第2変形例としては、焦点が回転軸O上に位置する凸レンズ面からなる入射面、および、中心軸Oを回転軸として回転させてなる頂角が90°の円錐面からなる第1反射面、である。さらに、第3変形例としては、焦点が中心軸O上に位置する凸レンズ面と、焦点が中心軸O上に位置する回転放物面と、中心軸Oを回転軸として回転させてなる円柱面と、からなる入射面、および、中心軸Oを回転軸として回転させてなる円錐面からなる第1反射面、である。さらに、第4変形例としては、焦点が中心軸O上に位置するフレネルレンズ面からなる入射面、および、中心軸Oを回転軸として回転させてなる円錐面からなる第1反射面、である。
【符号の説明】
【0063】
1 車両用灯具
2 光源
20 基板
21 取付孔
22 スクリュー
3 入射部(導光部材)
30 フランジ部
31 取付ボス部
32 取付凸部
33 入射凸部
4 出射部(導光部材)
40 フランジ部
41 立壁部
42 天井部
5 遮光部材
50 クリップ
51 取付凹部
52 反射処理面
6 中空部
70 入射面
71 第1反射面
72 第2反射面
73 第3反射面
74 プリズム反射面
75 プリズム出射面
F 焦点
H 水平線
L1 光
L2 入射光
L3 第1反射光
L4 第2反射光
L5 第3反射光
L6 第4反射光
L7 出射光
O 中心軸
P 放物線
θ1、θ2 角度
図1
図2
図3
図4
図5