車両用信号灯具ユニット
【課題】従来の車両用信号灯具と比べ、薄型かつ小型の車両用信号灯具ユニットを提供する。
【解決手段】入光面から先端部に向かうにつれ表面と裏面の間の厚みが薄くなる楔形状の導光レンズと、前記入光面に対向して配置され、前記入光面から前記導光レンズ内に入射し前記表面から出射する光を放射するＬＥＤ光源と、前記導光レンズの裏面側に配置された反射面と、を備えており、前記導光レンズの頂角は、１〜１０°の範囲に設定されており、前記導光レンズは、前記導光レンズ内に入射し前記導光レンズの表面から出射する前記ＬＥＤ光源からの光が仮想鉛直スクリーン上に法規が求める配光パターンを形成するように、灯具光軸に対し傾斜した姿勢で配置されていることを特徴とする。
【解決手段】入光面から先端部に向かうにつれ表面と裏面の間の厚みが薄くなる楔形状の導光レンズと、前記入光面に対向して配置され、前記入光面から前記導光レンズ内に入射し前記表面から出射する光を放射するＬＥＤ光源と、前記導光レンズの裏面側に配置された反射面と、を備えており、前記導光レンズの頂角は、１〜１０°の範囲に設定されており、前記導光レンズは、前記導光レンズ内に入射し前記導光レンズの表面から出射する前記ＬＥＤ光源からの光が仮想鉛直スクリーン上に法規が求める配光パターンを形成するように、灯具光軸に対し傾斜した姿勢で配置されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用信号灯具ユニットに係り、特にＬＥＤ光源を用いた車両用信号灯具ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用灯具の分野においては、図３８に示すように、複数のＬＥＤ光源３１０、反射面３２０等を含む車両用信号灯具３００が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４９３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記構成の特許文献１に記載の車両用信号灯具３００においては、反射面３２０は、略回転放物面の反射面であり、求められる配光パターンとの関係で、ある程度の奥行き寸法Ｗ及び高さ寸法Ｈ（図３８参照）が必要であるため、車両用信号灯具３００の薄型化、小型化が困難である、という問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来の車両用信号灯具と比べ、薄型かつ小型の車両用信号灯具ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、入光面から先端部に向かうにつれ表面と裏面の間の厚みが薄くなる楔形状の導光レンズと、前記入光面に対向して配置され、前記入光面から前記導光レンズ内に入射し前記表面から出射する光を放射するＬＥＤ光源と、前記導光レンズの裏面側に配置された反射面と、を備えており、前記導光レンズの頂角は、１〜１０°の範囲に設定されており、前記導光レンズは、前記導光レンズ内に入射し前記導光レンズの表面から出射する前記ＬＥＤ光源からの光が仮想鉛直スクリーン上に法規が求める配光パターンを形成するように、灯具光軸に対し傾斜した姿勢で配置されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、入光面から先端部に向かうにつれ表面と裏面の間の厚みが薄くなる楔形状の導光レンズの作用により、従来の車両用信号灯具と比べ、薄型かつ小型の車両用信号灯具ユニットを構成することが可能となる。
【０００８】
また、請求項１に記載の発明によれば、頂角が１〜１０°に設定され、かつ、灯具光軸に対し傾斜した姿勢で配置された導光レンズの作用により、仮想鉛直スクリーン上に法規が求める上下幅の配光パターンを形成することが可能な車両用信号灯具ユニットを構成することが可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記導光レンズの側面はそれぞれ、焦点が前記ＬＥＤ光源近傍に設定された放物線を含む面、又は、第１焦点が前記ＬＥＤ光源近傍に設定されかつ第２焦点が前記仮想鉛直スクリーン上に設定された楕円弧を含む面であることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、放物線（又は楕円弧）を含む側面の作用により、左右方向が大幅に集光された配光パターンを形成することが可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記導光レンズは、前記入光面側の前記表面と裏面とが略平行であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、導光レンズ内に入射したＬＥＤ光源からの光が側面に入射する前に表面から出射するのを防止することが可能となるため、左右方向の集光度をさらに向上させることが可能となる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記導光レンズの入光部付近の側面が略台形であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、入光部の形状を略台形とすることで、左右方向が集光された配光パターンを形成することが可能となる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の発明において、前記反射面は、前記入光面から前記先端部に向かうにつれ前記導光レンズの裏面との間の間隔が広くなるように傾斜した姿勢で配置されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、導光レンズの裏面から出射し、傾斜した姿勢で配置された反射面で反射されたＬＥＤ光源からの光は、当該反射面の作用により、導光レンズの裏面に浅い角度で入射して導光レンズを透過するため、導光レンズの表面から出射する反射光の上方向への屈折を抑えることが可能となる（これにより、光度分布に谷が現れるのを防止又は低減することが可能となる）。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、従来の車両用信号灯具と比べ、薄型かつ小型の車両用信号灯具ユニットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）本発明の第１実施形態である車両用信号灯具ユニット１００の正面図、（ｂ）側面図である。
【図２】図１（ｃ）に示した入光面３３付近の拡大図である。
【図３】入光面３３から導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光の光路図（側面視）である。
【図４】入光面３３から導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光のうち全反射光Ｒａｙ１の光路図である。
【図５】入光面３３から導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光のうち反射面光Ｒａｙ２の光路図である。
【図６】、縦軸が上下方向の広がり角度、横軸が光度である座標系に、頂角が異なる導光レンズ３０ごとに、導光レンズ３０の表面３１から出射する光の上下方向の光度分布（すなわち光度分布の縦断面。シミュレーション結果）を描いたグラフである。
【図７】縦軸が上下方向の広がり角度、横軸が光度である座標系に、サイズが異なるＬＥＤ光源１０ごとに、導光レンズ３０の「表面３１から出射する光の上下方向の光度分布（すなわち光度分布の縦断面。シミュレーション結果）を描いたグラフである。
【図８】入光面３３から導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光の光路図（平面視）である。
【図９】第１実施形態である車両用信号灯具ユニット１００により形成される配光パターンＰ１の例である。
【図１０】本発明の第２実施形態である車両用灯具２００の斜視図である。
【図１１】導光レンズ３０（変形例２）の斜視図である。
【図１２】（ａ）図１１に示した導光レンズ３０（変形例２）の平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。
【図１３】側面３４（放物面等）の焦点について説明するための図である。
【図１４】導光レンズ３０（変形例２）の入光面３３から導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光の光路図（平面視）である。
【図１５】車両用信号灯具ユニット１００（変形例２）により形成される配光パターンＰ２の例である。
【図１６】導光レンズ３０（変形例２）の入光面３３から導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光の光路図（側面視）である。
【図１７】導光レンズ３０（変形例３）の平面図である。
【図１８】車両用信号灯具ユニット１００（変形例３）により形成される配光パターンＰ３の例である。
【図１９】導光レンズ３０（変形例４）の斜視図である。
【図２０】車両用信号灯具ユニット１００（変形例４）により形成される配光パターンＰ４の例である。
【図２１】導光レンズ３０（変形例５）の平面図である。
【図２２】車両用信号灯具ユニット１００（変形例５）により形成される配光パターンＰ５の例である。
【図２３】車両用信号灯具ユニット１００（変形例６）により形成される配光パターンＰ６の例である。
【図２４】車両用灯具２００（変形例７）の斜視図である。
【図２５】車両用灯具２００（変形例７）により形成される配光パターンＰ７の例である。
【図２６】導光レンズ３０（変形例７）の入光面３３から導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光の光路図（平面視）である。
【図２７】車両用灯具２００（変形例８）の斜視図である。
【図２８】車両用灯具２００（変形例８）の側面図である。
【図２９】車両用灯具２００（変形例８）の斜視図である。
【図３０】車両用灯具２００（変形例９）の斜視図である。
【図３１】車両用灯具２００（変形例１０）の斜視図である。
【図３２】車両用信号灯具ユニット１００（変形例１０）の平面図である。
【図３３】車両用信号灯具ユニット１００（変形例１０）の平面図である。
【図３４】車両用信号灯具ユニット１００（変形例１０）の斜視図である。
【図３５】車両用信号灯具ユニット１００（変形例１１）の斜視図である。
【図３６】縦軸が上下方向の光の広がり角度、横軸が光度である座標系に、導光レンズ３０（頂角：４°）の表面３１から出射する光の上下方向の光度分布（すなわち光度分布の縦断面。シミュレーション結果）を描いたグラフである。
【図３７】車両用信号灯具ユニット１００（変形例１２）の斜視図である。
【図３８】従来の車両用信号灯具３００の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態である車両用信号灯具ユニットについて、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１（ａ）は本発明の第１実施形態である車両用信号灯具ユニット１００の正面図、図１（ｂ）は側面図である。
【００２１】
本実施形態の車両用信号灯具ユニット１００は、車両用信号灯具（ＤＲＬ（デイタイムランニングランプ）、ポジションランプ、コーナリングランプ、フロント/リア/サイド・ターンシグナルランプ、ストップランプ、ハイマウントストップランプ、テールランプ等）に適用されるものであり、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、ＬＥＤ光源１０、反射面２０、導光レンズ３０等を備えている。
【００２２】
［ＬＥＤ光源１０］
ＬＥＤ光源１０は、導光レンズ３０の端面（入光面３３）から導光レンズ３０内に入射し表面３１から出射する光を放射する光源であり、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、導光レンズ３０の入光面３３に対向して配置されている。
【００２３】
ＬＥＤ光源１０としては、例えば、発光チップ（青色）が実装された光源パッケージ上に、発光チップの発光波長で励起されて発光する蛍光体（黄色）が塗布又は固着された面光源を用いることが可能である。
【００２４】
［反射面２０］
反射面２０は、導光レンズ３０の裏面３２から出射する光を反射して再び導光レンズ３０内に戻すための反射面であり、図１（ｂ）に示すように、導光レンズ３０の裏面３２側に接するように配置されている。
【００２５】
反射面２０としては、例えば、アルミ蒸着や銀蒸着が施された高反射率シートを用いることが可能である。
【００２６】
［導光レンズ３０］
図１（ｂ）に示すように、導光レンズ３０は、入光面３３から先端部に向かうにつれ表面３１と裏面３２の間の厚みが薄くなる楔形状（プリズム形状）の導光レンズ（導光板）であり、表面３１（光出射面）、裏面３２、入光面３３（端面）、及び、側面３４を含んでいる。導光レンズ３０は、アクリル、ポリカーボネイト又はシクロオレフィンポリマー等の透明樹脂により成形されている。
【００２７】
表面３１と裏面３２はいずれも平面である。表面３１（出射面）は、導光レンズ３０の頂角が１〜１０°の範囲となるように、裏面３２に対し傾斜している（図１（ｂ）参照）。なお、導光レンズ３０の頂角を１〜１０°の範囲とした技術的意義については後に詳説する。
【００２８】
入光面３３、側面３４はいずれも平面（鉛直面）である（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）。
【００２９】
［上下方向の配光制御の原理］
ＬＥＤ光源１０から放射される光の多くはランバーシアン(光の強さが、発光面の見かけの面積に比例した強度分布の拡散光)に近い。図２に示すように、ＬＥＤ光源１０からの光は、入光面３３からその法線に対し臨界角θ（約４０°）内となるように屈折して導光レンズ３０内に入射する。
【００３０】
図３に示すように、導光レンズ３０の表面３１は裏面３２に対し傾斜しているため、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光は、表面３１と裏面３２で全反射を繰り返すごとに表面３１（又は裏面３２）に対する入射角が小さくなる。そして、表面３１（又は裏面３２）に対する入射角が臨界角θよりも小さくなった時点で、表面３１（又は裏面３２）から出射する。なお、裏面３２から出射した光は、反射面２０で反射されて再び導光レンズ３０内に戻された後、表面３１から出射する（図５参照）。これにより、光利用効率が向上する。
【００３１】
図３に示すように、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光のうち臨界角θ付近の角度で入射し表面３１に向かう光線ＲａｙＡは、入光面３３が鉛直面であるため、表面３１に対する入射角が臨界角θよりも小さくなり、全反射されることなく表面３１から出射する。
【００３２】
一方、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光のうち臨界角θ付近の角度で入射し裏面３２に向かう光線ＲａｙＢは、裏面３２に対する入射角が臨界角θよりも大きいため、裏面３２から出射することなく全反射される（図３参照）。この全反射された光線ＲａｙＢは、導光レンズ３０が楔形状（プリズム形状）であるため、表面３１に対する入射角が臨界角θ以内となり、全反射されることなく表面３１から出射する（図３参照）。
【００３３】
一方、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光のうち光線ＲａｙＢよりも内側に入射した光線ＲａｙＣ、ＲａｙＤは、一回の全反射では臨界角θ以内とならないため、表面３１と裏面３２で全反射を繰り返す。そして、表面３１に対する入射角が臨界角θよりも小さくなった時点で、表面３１から出射する（図３参照）。
【００３４】
以上のように、導光レンズ３０が楔形状（プリズム形状）であるため、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光は、導光レンズ３０の先端部から出射せず、表面３１から出射する。
［導光レンズ３０の頂角と表面１１から出射する光の広がり角度との関係］
導光レンズ３０の頂角と表面１１から出射する光の広がり角度との間には一定の関係がある。
【００３５】
導光レンズ３０の表面３１から出射する光には、反射面２０で反射されることなく表面３１と裏面３２による全反射のみで表面３１から出射する光線Ｒａｙ１（図４参照。以下、全反射光Ｒａｙ１と称す）と、裏面３２から出射し反射面２０で反射されて再び導光レンズ３０内に戻された後、表面３１から出射する光線Ｒａｙ２（図５参照。以下、反射面光Ｒａｙ２と称す）とがある。
【００３６】
全反射光Ｒａｙ１の広がり角θS1は、次の式で求められる。但し、θS1：広がり角、θT：頂角、θC：臨界角、θI1：入射角１、θO1：出射角１である。
【００３７】
【数１】
反射面光Ｒａｙ２の広がり角θS2は、次の式で求められる。但し、θS2：広がり角、θT：頂角、θC：臨界角、θI1：入射角１、θI2：入射角２、θO2：出射角２である。
【００３８】
【数２】
図６は、縦軸が上下方向の広がり角度、横軸が光度である座標系に、頂角が異なる導光レンズ３０ごとに、導光レンズ３０の表面３１から出射する光の上下方向の光度分布（すなわち光度分布の縦断面。シミュレーション結果）を描いたグラフである。なお、図６中、光度の最大値が１となるように正規化してある。
【００３９】
図６を参照すると、頂角が大きくなるほど表面３１から出射する光の上下方向の広がり角度が大きくなること、が分かる。
【００４０】
この知見によれば、導光レンズ３０の頂角θTを１〜１０°の範囲に設定することで、表面３１から出射する光の上下方向の広がり角度を、法規（例えばＥＣＥ）が求める配光パターンの上下幅に対応した角度（１０〜３０°程度）に調整することが可能となることが分かる。
【００４１】
例えば、導光レンズ３０の頂角を３．５°に設定することで、導光レンズ３０の表面３１から出射する光の上下方向の広がり角度を２０°程度に調整することが可能となる。
【００４２】
本実施形態では、この知見に基づき、導光レンズ３０の表面３１から出射する光の上下方向の広がり角度が、仮想鉛直スクリーン上において法規（例えばＥＣＥ）が求める配光パターンの上下幅に対応した角度（２０°程度）となるように、導光レンズ３０の頂角θTを３．５°に設定している。
【００４３】
［ＬＥＤ光源１０の大きさとの関係］
導光レンズ３０の表面３１から出射する光の広がり角度は、ＬＥＤ光源１０のサイズやＬＥＤ光源１０の基準位置からのズレの影響をほとんど受けない。
【００４４】
図７は、縦軸が上下方向の広がり角度、横軸が光度である座標系に、サイズが異なるＬＥＤ光源１０ごとに、導光レンズ３０の「表面３１から出射する光の上下方向の光度分布（すなわち光度分布の縦断面。シミュレーション結果）を描いたグラフである。なお、導光レンズ３０の頂角は全て同一である。
【００４５】
図７を参照すると、光源サイズが大きくなるほど光度のピークが大きくなるものの、表面３１から出射する光の上下方向の広がり角度はほぼ同じであること、すなわち、導光レンズ３０の表面３１から出射する光の広がり角度は、ＬＥＤ光源１０のサイズやＬＥＤ光源１０の基準位置からのズレの影響をほとんど受けないこと、が分かる。
【００４６】
すなわち、一般的な構造の自動車用ランプにおいては基準位置からズレた状態で光源が装着されると配光が大きく変化するのに対し、本実施形態によれば、基準位置からズレた状態でＬＥＤ光源１０が装着されたとしても配光にほとんど影響を与えない車両用信号灯具ユニットを構成することが可能となる（図３、図４参照）。
【００４７】
［導光レンズ３０の傾き］
導光レンズ３０は、表面３１から出射する全反射光Ｒａｙ１が灯具光軸ＡＸ０に一致するように、灯具光軸ＡＸ０に対し傾斜した姿勢で配置されている（図３参照）。
【００４８】
このよう導光レンズ３０を傾斜させて配置することにより、導光レンズ３０の表面３１から出射するＬＥＤ光源１０からの光が前方所定位置（例えば２５ｍ）に配置された仮想鉛直スクリーン上に法規が求める配光パターンＰ１（図９参照）を形成することが可能となる。
【００４９】
上記構成の車両用信号灯具ユニット１００においては、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光は、楔形状（プリズム形状）の導光レンズ３０の作用により上下方向に集光され（図３参照）、かつ、左右方向に広がる（図８参照）光として表面３１から出射し、図９に示すように、上下方向に集光され、かつ、左右方向に広がる配光パターンＰ１を形成する。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態の車両用信号灯具ユニット１００によれば、入光面３３から先端部に向かうにつれ表面３１と裏面３２の間の厚みが薄くなる楔形状の導光レンズ３０の作用により、従来の車両用信号灯具３００（図３８参照）と比べ、薄型かつ小型の車両用信号灯具ユニットを構成することが可能となる。
【００５１】
また、本実施形態の車両用信号灯具ユニット１００によれば、頂角が１〜１０°に設定され、かつ、灯具光軸ＡＸ０に対し傾斜した姿勢で配置された導光レンズ３０の作用により、前方所定位置（例えば２５ｍ）に配置された仮想鉛直スクリーン上に法規（例えばＥＣＥ）が求める上下幅の配光パターンＰ１（図９参照）を形成することが可能な車両用信号灯具ユニットを構成することが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態の車両用信号灯具ユニット１００によれば、導光レンズ３０が傾斜しているため、エクステンションやアウターレンズの傾斜にあわせたデザイン（例えば図１０参照）を採用することが可能となる。
【００５３】
また、本実施形態の車両用信号灯具ユニット１００によれば、灯具効率が約７０％(アウターレンズなし)の車両用信号灯具ユニットを構成することが可能となる。
【００５４】
[第２実施形態]
以下、上記構成の車両用信号灯具ユニット１００を用いて車両用灯具２００を構成する例について、図面を参照しながら説明する。
【００５５】
図１０は、本発明の第２実施形態である車両用灯具２００の斜視図である。
【００５６】
本実施形態の車両用灯具２００は、図１０に示すように、車両用信号灯具ユニット１００、エクステンション２１０等を備えている。
【００５７】
エクステンション２１０は、灯具光軸ＡＸ２方向に延びかつ並列に配置された少なくとも二つの円錐台形状のカバー部２１１（プロジェクタ型灯具ユニットを覆うカバー部）と、二つの円錐台形状のカバー部２１１の下方に配置された下面２１２と、を含んでいる。
【００５８】
エクステンション２１０の下面２１２のうち二つの円錐台形状のカバー部２１１の間に対応する領域には、導光レンズ装着用凹部２１２ａが形成されており、導光レンズ３０は、導光レンズ装着用凹部２１２ａに挿入された状態でエクステンション２１０に装着されている。この導光レンズ装着用凹部２１２ａの作用により、車両用信号灯具ユニット１００の装着時の位置決め等の作業を容易に行うことが可能となる。
【００５９】
本実施形態の車両用灯具２００によれば、入光面３３から先端部に向かうにつれ表面３１と裏面３２の間の厚みが薄くなる楔形状の導光レンズ３０の作用により、車両用信号灯具ユニット１００の設置スペースを新たに付加することなく車両用信号用灯具ユニット１００を配置することが可能な新規構成の車両用灯具２００を構成することが可能となる。
【００６０】
また、本実施形態の車両用灯具２００によれば、入光面３３から先端部に向かうにつれ表面３１と裏面３２の間の厚みが薄くなる楔形状の導光レンズ３０の作用により、従来の車両用信号灯具３００（図３８参照）と比べ、薄型かつ小型の車両用信号灯具ユニット１００を含む新規構成の車両用灯具２００を構成することが可能となる。
【００６１】
また、本実施形態の車両用灯具２００によれば、頂角が１〜１０°に設定され、かつ、灯具光軸ＡＸ０に対し傾斜した姿勢で配置された導光レンズ３０の作用により、前方所定位置（例えば２５ｍ）に配置された仮想鉛直スクリーン上に法規（例えばＥＣＥ）が求める上下幅の配光パターンを形成することが可能な車両用信号灯具ユニットを含む新規構成の車両用灯具２００を構成することが可能となる。
【００６２】
また、本実施形態の車両用灯具２００によれば、車両用信号灯具ユニット１００の設置スペースを新たに付加することなく（すなわち車両用灯具のサイズが大型化することなく）、従来利用されていなかった二つのカバー部２１１の間に対応する領域（図１０中導光レンズ装着用凹部２１２ａに相当）に車両用信号灯具ユニット（導光レンズ）を配置することが可能な新規構成の車両用灯具２００を構成することが可能となる。すなわち、本実施形態によれば、従来利用されていなかった二つのカバー部２１１の間に対応する領域を、車両用信号灯具ユニット１００の設置スペースとして有効利用することが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、従来利用されていなかった二つのカバー部２１１の間に対応する領域に車両用信号灯具ユニット１００（導光レンズ３０）が配置された新規見栄えの車両用灯具を構成することが可能となる。
【００６４】
次に、変形例について説明する。
【００６５】
[変形例１]
上記第１実施形態では、反射面２０は、アルミ蒸着や銀蒸着が施された高反射率シートであるように説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００６６】
例えば、反射面２０は、エクステンション２１０のうち導光レンズ３０の裏面３２が対向する領域（例えば図１０中導光レンズ装着用凹部２１２aの底面）に施された反射膜であってもよい。
【００６７】
本変形例１によれば、高反射率シート等の別部材を用いることなく、エクステンション２１０自体の塗装（反射膜）を利用した車両用信号灯具ユニット１００を含む車両用灯具２００を構成することが可能となる。
【００６８】
［変形例２］
上記第１実施形態では、導光レンズ３０の側面３４は鉛直面であるように説明したが（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）、本発明はこれに限定されない。
【００６９】
例えば、図１１、図１２（ａ）に示すように、導光レンズ３０の側面３４は、焦点がＬＥＤ光源１０近傍に設定され、かつ、基準軸ＡＸ１が灯具光軸ＡＸ０に一致する放物線を含む面、例えば、導光レンズ３０内に屈折して入射したＬＥＤ光源１０からの光線群の延長線の交点ＣＰ（図１３参照）に焦点が設定された放物線Ｃ（基準軸ＡＸ１が灯具光軸ＡＸ０に一致する放物線）を、鉛直方向、又は、導光レンズ表面若しくは裏面に対して面直方向に引き延ばした放物柱面であってもよい。
【００７０】
あるいは、導光レンズ３０の側面３４は、第１焦点がＬＥＤ光源１０近傍に設定されかつ第２焦点が前方所定位置（例えば２５ｍ）に配置された仮想鉛直スクリーン上に設定された楕円弧を含む面、例えば、第１焦点が上記交点ＣＰに設定され、第２焦点が前方所定位置（例えば２５ｍ）に配置された仮想鉛直スクリーン上に設定された楕円弧（図示せず）を、鉛直方向、又は、導光レンズ表面若しくは裏面に対して面直方向に引き延ばした楕円柱面であってもよい。
【００７１】
なお、本変形例２においては、導光レンズ３０の側面３４から出射する光を反射して再び導光レンズ３０内に戻すために、導光レンズ３０の側面３４側に接するように、反射面２０を配置するのが望ましい（図１１、図１２（ａ）〜図１２（ｃ）参照）。
【００７２】
本変形例２においては、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光は、楔形状（プリズム形状）の導光レンズ３０の作用により上下方向に集光され（図３参照）、かつ、側面３４の作用により左右方向に集光された（図１４参照）光として表面３１から出射し、図１５に示すように、上下方向に集光され、かつ、図９に示した配光パターンＰ１と比べて左右方向が大幅に集光された配光パターンＰ２を形成する。
【００７３】
以上説明したように、本変形例２によれば、放物線（又は楕円弧）を含む側面３４の作用により、図９に示した配光パターンＰ１と比べ、左右方向が大幅に集光された配光パターンＰ２（図１５参照）を形成することが可能となる。
【００７４】
なお、図１６に示すように、入光面３３側の表面３１と裏面３２とが略平行であることが望ましい。このようにすれば、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光が側面３４に入射する前に表面３１から出射するのを防止することが可能となるため、左右方向の集光度をさらに向上させることが可能となる。
【００７５】
なお、図１６は導光レンズ３０の中間で裏面３２の角度を急に変化させることで表面３１と裏面３２とを略平行にした例であるが、これに代えて、入光面３３から導光レンズ３０の先端部に向けて導光レンズ３０の頂角を徐々に大きくすることも可能である（例えば、図１、図１２、図２８参照）。これによっても、左右方向の集光度をさらに向上させることが可能となる。
【００７６】
なお、本変形例２によれば、導光レンズ３０に入射したＬＥＤ光源１０からの光は左右方向に集光されるものの、ＬＥＤ光源１０のサイズと放物線Ｃの焦点距離の関係によっては、求められる配光より集光しすぎる可能性がある。この場合には、次の変形例３で左右方向の集光の程度を調整することが可能である。
【００７７】
［変形例３］
図１７は、車両用信号灯具ユニット１００（変形例３）の平面図である。
【００７８】
上記変形例２では、導光レンズ３０の側面３４は、焦点がＬＥＤ光源１０近傍に設定され、かつ、基準軸ＡＸ１が灯具光軸ＡＸ０に一致する放物線を含む面であるように説明した（図１２（ａ）参照）が、本発明はこれに限定されない。
【００７９】
例えば、図１７に示すように、導光レンズ３０の側面３４は、焦点がＬＥＤ光源１０近傍に設定され、かつ、基準軸ＡＸ１が灯具光軸ＡＸ０に対し外側（又は内側）に傾斜した放物線を含む面であってもよい。
【００８０】
例えば、導光レンズ３０の側面３４は、導光レンズ３０内に屈折して入射したＬＥＤ光源１０からの光線群の延長線の交点ＣＰ（図１３参照）に焦点が設定された放物線Ｃ（基準軸ＡＸ１が灯具光軸ＡＸ０に対し外側（又は内側）に傾斜した放物線）を、鉛直方向、又は、導光レンズ表面若しくは裏面に対して面直方向に引き延ばした放物柱面であってもよい。
【００８１】
あるいは、導光レンズ３０の側面３４は、第１焦点がＬＥＤ光源１０近傍に設定されかつ第２焦点が前方所定位置（例えば２５ｍ）に配置された仮想鉛直スクリーン上に設定された楕円弧を含む面、例えば、第１焦点が上記交点ＣＰに設定され、第２焦点が前方所定位置（例えば２５ｍ）に配置された仮想鉛直スクリーン上に設定された楕円弧（図示せず）を、鉛直方向、又は、導光レンズ表面若しくは裏面に対して面直方向に引き延ばした楕円柱面であってもよい。
【００８２】
なお、本変形例３においては、導光レンズ３０の側面３４から出射する光を反射して再び導光レンズ３０内に戻すために、導光レンズ３０の側面３４側に接するように、反射面２０を配置するのが望ましい（図１７参照）。
【００８３】
本変形例３においては、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光は、楔形状（プリズム形状）の導光レンズ３０の作用により上下方向に集光され（図３参照）、かつ、側面３４の作用により左右方向に集光された光として表面３１から出射し、図１８に示すように、上下方向に集光され、かつ、図１５に示した配光パターンＰ２と比べて左右方向の集光度が低い四角い形状の配光パターンＰ３を形成する。
【００８４】
以上説明したように、本変形例３によれば、灯具光軸ＡＸ０に対する基準軸ＡＸ１の傾斜角度を調整することで、導光レンズ３０の表面３１から出射する光の左右方向の集光度を調整することが可能となる。
【００８５】
また、本変形例３によれば、灯具光軸ＡＸ０に対する基準軸ＡＸ１の傾斜角度を調整することで、導光レンズ３０の左右方向の幅を調整することが可能となる。例えば、車両用灯具のデザインにあわせて導光レンズ３０の左右方向の幅を調整すること、発光面積の不足分を補うために導光レンズ３０の左右方向の幅を拡大すること、が可能となる。
【００８６】
［変形例４］
図１９は、車両用信号灯具ユニット１００（変形例４）の斜視図である。
【００８７】
上記実施形態では、導光レンズ３０の表面３１及び裏面３２は平面であるように説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００８８】
例えば、図１９に示すように、導光レンズ３０の表面３１又は裏面３２（又は表面３１及び裏面３２）は、ローレットが形成された面であってもよい。
【００８９】
ローレットとしては、例えば、灯具光軸ＡＸ０と同一方向に延びる断面が波形（図１９参照）、蒲鉾型又は三角形のローレットを用いることが可能である。
【００９０】
本変形例４によれば、ローレットの作用により、図２０に示すように、楕円形に広がる配光パターンＰ４を形成することが可能となる。
【００９１】
［変形例５］
図２１は、車両用信号灯具ユニット１００（変形例５）の平面図である。
【００９２】
上記実施形態では、導光レンズ３０の入光面３３は平面であるように説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００９３】
例えば、図２１に示すように、導光レンズ３０の入光面３３は、ローレットが形成された面であってもよい。
【００９４】
ローレットとしては、例えば、断面が波形（図２１参照）、蒲鉾型又は三角形のローレットを用いることが可能である。
【００９５】
本変形例５によれば、ローレットの作用により、図２２に示すような配光パターンＰ５を形成することが可能となる。
【００９６】
また、本変形例５によれば、ローレットの作用により、導光レンズ３０の入光面３３での表面反射が低減し、入射効率がアップするため、ローレットの無い入光面３３を用いる場合と比べ、導光レンズ３０の表面３１から出射する光束を増加させることが可能となる（ランプ効率の向上）。
【００９７】
［変形例６］
変形例１〜変形例５を組み合わせることも可能である。
【００９８】
本変形例６によれば、図２３に示すように、ＤＲＬに適した配光パターンＰ６（すなわち、複数の測定ポイントそれぞれにおいて法規が求める光度を満たすＤＲＬ用配光パターン）を形成することが可能となる。
【００９９】
［変形例７］
図２４は、車両用信号灯具ユニット１００（変形例７）の斜視図である。
【０１００】
上記実施形態では、導光レンズ３０の側面３４は導光レンズ表裏面に対して面直方向であるように説明した（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）が、本発明はこれに限定されず鉛直方向であってもよい。
【０１０１】
例えば、図２４及び図２６に示すように、導光レンズ３０の両側面３４はそれぞれ、二つの円錐台形状のカバー部２１１の外周に沿う曲線を鉛直、又は、導光レンズ表面若しくは裏面に対して面直方向に引き延ばした形状であってもよい。
【０１０２】
本変形例７によれば、図２５に示すような配光パターンＰ７を形成することが可能となる。
【０１０３】
また、本変形例７によれば、車両用信号灯具ユニット１００の設置スペースを新たに付加することなく（すなわち車両用灯具２００のサイズが大型化することなく）、従来利用されていなかった二つのカバー部２１１の間に対応する領域に車両用信号灯具ユニット１００（導光レンズ３０）を配置することが可能な新規構成の車両用灯具２００を構成することが可能となる。すなわち、本変形例７によれば、従来利用されていなかった二つのカバー部２１１の間に対応する領域を、車両用信号灯具ユニット１００の設置スペースとして有効利用することが可能となる。
【０１０４】
また、本変形例７によれば、従来利用されていなかった二つのカバー部２１１の間に対応する領域に車両用信号灯具ユニット（導光レンズ）が配置された新規見栄えの車両用灯具を構成することが可能となる。
【０１０５】
なお、本変形例７によれば、導光レンズ３０の入光面３３付近を略台形にすることで（図２６参照）左右方向に集光させることが可能である。ＬＥＤ光源１０が十分に明るい場合には、この程度でもＤＲＬの配光は成立するため、デザイン性が優先される場合に、本変形例７は有効となる。
【０１０６】
［変形例８］
図２７は車両用灯具２００（変形例８）の斜視図、図２８は側面図である。
【０１０７】
上記実施形態では、１つの車両用信号灯具ユニット１００（導光レンズ３０）を用いて車両用灯具２００を構成した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【０１０８】
例えば、図２７〜図２９に示すように、複数の車両用信号灯具ユニット１００（導光レンズ３０）を用いて車両用灯具２００を構成してもよい。
【０１０９】
例えば、図２７、図２８に示すように、それぞれの表面３１が対向するように上下に二つの車両用信号灯具ユニット１００（導光レンズ３０）を配置してもよい。
【０１１０】
あるいは、図２９に示すように、下面２１２のうち二つの円錐台形状のカバー部２１１の間の領域（図２９中３つの領域を例示）に、複数の車両用信号灯具ユニット１００（導光レンズ３０）を配置してもよい。
【０１１１】
［変形例９］
図３０は車両用灯具２００（変形例９）の斜視図、図３１は側面図である。
【０１１２】
図３０に示すように、導光レンズ３０は、助走区間３５（表面３１と裏面３２とが略平行な部分）を入光面３３側に含んでいてもよい。
【０１１３】
本変形例９によれば、図３１に示すように、エクステンション２１０の導光レンズ装着用凹部２１２ａに形成された開口２１２a１に助走区間３５を挿入した状態で（すなわち助走区間３５及びＬＥＤ光源１０がエクステンション２１０で覆われた状態）で、導光レンズ３０を導光レンズ装着用凹部２１２ａに装着することが可能となる。これにより、ＬＥＤ光源１０が外部から視認されるのを防止することが可能となる。
【０１１４】
［変形例１０］
図３２、図３３は車両用信号灯具ユニット１００（変形例１０）の平面図、図３４は斜視図である。
【０１１５】
図３２〜図３４に示すように、ＬＥＤ光源１０は、チップ保護のための凸形状カバーを備えたＬＥＤ光源であってもよい。
【０１１６】
ＬＥＤ光源１０として凸形状カバーを備えたＬＥＤ光源を用いる場合には、導光レンズ３０の入光面３３をＬＥＤ光源１０の形状にあわて円筒状（図３２参照）又は半球状（図３３参照）に凹ませ、その中にＬＥＤ光源１０を配置し、これとともに、導光レンズ３０のうちＬＥＤ光源１０に近い側の側面３４を、回転放物面３４ａ（又は、回転放物面に近い楕円や円錐面）とするのが好ましい。
【０１１７】
本変形例１０によれば、回転放物面３４ａの作用により、車両用信号灯具ユニット１００の正面方向に反射される光が増加するため、中心光度の高い車両用灯具を構成することが可能となる。
【０１１８】
［変形例１１］
上記実施形態では、反射面２０は、導光レンズ３０の裏面３２側に接するように配置されているように説明したが（図１（ｃ）参照）、本発明はこれに限定されない。
【０１１９】
例えば、図３５に示すように、反射面２０は、導光レンズ３０の入光面３３から先端部に向かうにつれ導光レンズ３０の裏面３２との間の間隔が広くなるように傾斜した姿勢で配置されていてもよい。
【０１２０】
以下、反射面２０をこの配置とすることの技術的意義について説明する。
【０１２１】
図３５は、車両用信号灯具ユニット１００（変形例１１）の側面図である。
【０１２２】
図３６は、縦軸が上下方向の光の広がり角度、横軸が光度である座標系に、導光レンズ３０（頂角：４°）の表面３１から出射する光の上下方向の光度分布（すなわち光度分布の縦断面。シミュレーション結果）を描いたグラフである。なお、図３４中、光度の最大値が１となるように正規化してある。
【０１２３】
図４、図５を用いて説明した通り、導光レンズ３０の表面３１から出射する光には、反射面２０で反射されることなく表面３１、裏面３２による全反射のみで表面３１から出射する全反射光Ｒａｙ１（図４参照）と、裏面３２から出射し反射面２０の作用により反射されて再び導光レンズ３０内に戻された後、表面３１から出射する反射面光Ｒａｙ２（図５、図３５参照）とがある。
【０１２４】
反射面光Ｒａｙ２は、楔形状(薄いプリズム形状）の導光レンズ３０の作用により、上方向に屈折する（図３５参照）。このため、導光レンズ３０の頂角が大きくなると、図３６に示すように、全反射光Ｒａｙ１と反射面光Ｒａｙ２の光度のピークが離れ、ピーク間に光度分布の谷が現れる。
【０１２５】
本変形例１１では、反射面光Ｒａｙ２の上方向への屈折を抑えるために、反射面２０を裏面３２に対し傾斜（例えば２°程度）させて配置している。
【０１２６】
本変形例１１によれば、導光レンズ３０の裏面３２から出射し、傾斜した姿勢で配置された反射面２０で反射されたＬＥＤ光源１０からの反射面光Ｒａｙ２´は、当該反射面２０の作用により、導光レンズ３０の裏面３２に浅い角度で入射して導光レンズ３０を透過するため、導光レンズ３０の表面３１から出射する反射光Ｒａｙ２´の上方向への屈折を抑えることが可能となる（これにより、光度分布に谷が現れるのを防止又は低減することが可能となる）。
【０１２７】
［変形例１２］
図３７は、車両用信号灯具ユニット１００（変形例１２）の側面図である。
【０１２８】
上記実施形態では、導光レンズ３０の入光面３３は鉛直面であるように説明したが、本発明はこれに限定されない。
【０１２９】
例えば、図３７に示すように、導光レンズ３０の入光面３３は、導光レンズ３０の表面３１及び裏面３２に垂直な平面であってもよい。
【０１３０】
本変形例１１によれば、図３７に示すように、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光のうち臨界角で入射し表面３１に向かう光線ＲａｙＡは、表面３１に対する入射角が臨界角よりも大きいため、表面３１から出射することなく全反射され、その後、表面３１と裏面３２で全反射を繰り返すごとに表面３１（又は裏面３２）に対する入射角が小さくなる。そして、表面３１（又は裏面３２）に対する入射角が臨界角θよりも小さくなった時点で、表面３１（又は裏面３２）から出射する。なお、裏面３２から出射した光は、反射面２０の作用により反射されて再び導光レンズ３０内に戻された後、表面３１から出射する（図５参照）。これにより、光利用効率が向上する。
【０１３１】
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１００…車両用信号灯具ユニット、１０…ＬＥＤ光源、２０…反射面、３０…導光レンズ、３１…表面（光出射面）、３２…裏面、３３…入光面、３４…側面、２００…車両用灯具、２１０…エクステンション、２１１…カバー部、２１２…下面、２１２ａ…導光レンズ装着用凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用信号灯具ユニットに係り、特にＬＥＤ光源を用いた車両用信号灯具ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用灯具の分野においては、図３８に示すように、複数のＬＥＤ光源３１０、反射面３２０等を含む車両用信号灯具３００が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４９３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記構成の特許文献１に記載の車両用信号灯具３００においては、反射面３２０は、略回転放物面の反射面であり、求められる配光パターンとの関係で、ある程度の奥行き寸法Ｗ及び高さ寸法Ｈ（図３８参照）が必要であるため、車両用信号灯具３００の薄型化、小型化が困難である、という問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来の車両用信号灯具と比べ、薄型かつ小型の車両用信号灯具ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、入光面から先端部に向かうにつれ表面と裏面の間の厚みが薄くなる楔形状の導光レンズと、前記入光面に対向して配置され、前記入光面から前記導光レンズ内に入射し前記表面から出射する光を放射するＬＥＤ光源と、前記導光レンズの裏面側に配置された反射面と、を備えており、前記導光レンズの頂角は、１〜１０°の範囲に設定されており、前記導光レンズは、前記導光レンズ内に入射し前記導光レンズの表面から出射する前記ＬＥＤ光源からの光が仮想鉛直スクリーン上に法規が求める配光パターンを形成するように、灯具光軸に対し傾斜した姿勢で配置されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、入光面から先端部に向かうにつれ表面と裏面の間の厚みが薄くなる楔形状の導光レンズの作用により、従来の車両用信号灯具と比べ、薄型かつ小型の車両用信号灯具ユニットを構成することが可能となる。
【０００８】
また、請求項１に記載の発明によれば、頂角が１〜１０°に設定され、かつ、灯具光軸に対し傾斜した姿勢で配置された導光レンズの作用により、仮想鉛直スクリーン上に法規が求める上下幅の配光パターンを形成することが可能な車両用信号灯具ユニットを構成することが可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記導光レンズの側面はそれぞれ、焦点が前記ＬＥＤ光源近傍に設定された放物線を含む面、又は、第１焦点が前記ＬＥＤ光源近傍に設定されかつ第２焦点が前記仮想鉛直スクリーン上に設定された楕円弧を含む面であることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、放物線（又は楕円弧）を含む側面の作用により、左右方向が大幅に集光された配光パターンを形成することが可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記導光レンズは、前記入光面側の前記表面と裏面とが略平行であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、導光レンズ内に入射したＬＥＤ光源からの光が側面に入射する前に表面から出射するのを防止することが可能となるため、左右方向の集光度をさらに向上させることが可能となる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記導光レンズの入光部付近の側面が略台形であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、入光部の形状を略台形とすることで、左右方向が集光された配光パターンを形成することが可能となる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の発明において、前記反射面は、前記入光面から前記先端部に向かうにつれ前記導光レンズの裏面との間の間隔が広くなるように傾斜した姿勢で配置されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、導光レンズの裏面から出射し、傾斜した姿勢で配置された反射面で反射されたＬＥＤ光源からの光は、当該反射面の作用により、導光レンズの裏面に浅い角度で入射して導光レンズを透過するため、導光レンズの表面から出射する反射光の上方向への屈折を抑えることが可能となる（これにより、光度分布に谷が現れるのを防止又は低減することが可能となる）。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、従来の車両用信号灯具と比べ、薄型かつ小型の車両用信号灯具ユニットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）本発明の第１実施形態である車両用信号灯具ユニット１００の正面図、（ｂ）側面図である。
【図２】図１（ｃ）に示した入光面３３付近の拡大図である。
【図３】入光面３３から導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光の光路図（側面視）である。
【図４】入光面３３から導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光のうち全反射光Ｒａｙ１の光路図である。
【図５】入光面３３から導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光のうち反射面光Ｒａｙ２の光路図である。
【図６】、縦軸が上下方向の広がり角度、横軸が光度である座標系に、頂角が異なる導光レンズ３０ごとに、導光レンズ３０の表面３１から出射する光の上下方向の光度分布（すなわち光度分布の縦断面。シミュレーション結果）を描いたグラフである。
【図７】縦軸が上下方向の広がり角度、横軸が光度である座標系に、サイズが異なるＬＥＤ光源１０ごとに、導光レンズ３０の「表面３１から出射する光の上下方向の光度分布（すなわち光度分布の縦断面。シミュレーション結果）を描いたグラフである。
【図８】入光面３３から導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光の光路図（平面視）である。
【図９】第１実施形態である車両用信号灯具ユニット１００により形成される配光パターンＰ１の例である。
【図１０】本発明の第２実施形態である車両用灯具２００の斜視図である。
【図１１】導光レンズ３０（変形例２）の斜視図である。
【図１２】（ａ）図１１に示した導光レンズ３０（変形例２）の平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。
【図１３】側面３４（放物面等）の焦点について説明するための図である。
【図１４】導光レンズ３０（変形例２）の入光面３３から導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光の光路図（平面視）である。
【図１５】車両用信号灯具ユニット１００（変形例２）により形成される配光パターンＰ２の例である。
【図１６】導光レンズ３０（変形例２）の入光面３３から導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光の光路図（側面視）である。
【図１７】導光レンズ３０（変形例３）の平面図である。
【図１８】車両用信号灯具ユニット１００（変形例３）により形成される配光パターンＰ３の例である。
【図１９】導光レンズ３０（変形例４）の斜視図である。
【図２０】車両用信号灯具ユニット１００（変形例４）により形成される配光パターンＰ４の例である。
【図２１】導光レンズ３０（変形例５）の平面図である。
【図２２】車両用信号灯具ユニット１００（変形例５）により形成される配光パターンＰ５の例である。
【図２３】車両用信号灯具ユニット１００（変形例６）により形成される配光パターンＰ６の例である。
【図２４】車両用灯具２００（変形例７）の斜視図である。
【図２５】車両用灯具２００（変形例７）により形成される配光パターンＰ７の例である。
【図２６】導光レンズ３０（変形例７）の入光面３３から導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光の光路図（平面視）である。
【図２７】車両用灯具２００（変形例８）の斜視図である。
【図２８】車両用灯具２００（変形例８）の側面図である。
【図２９】車両用灯具２００（変形例８）の斜視図である。
【図３０】車両用灯具２００（変形例９）の斜視図である。
【図３１】車両用灯具２００（変形例１０）の斜視図である。
【図３２】車両用信号灯具ユニット１００（変形例１０）の平面図である。
【図３３】車両用信号灯具ユニット１００（変形例１０）の平面図である。
【図３４】車両用信号灯具ユニット１００（変形例１０）の斜視図である。
【図３５】車両用信号灯具ユニット１００（変形例１１）の斜視図である。
【図３６】縦軸が上下方向の光の広がり角度、横軸が光度である座標系に、導光レンズ３０（頂角：４°）の表面３１から出射する光の上下方向の光度分布（すなわち光度分布の縦断面。シミュレーション結果）を描いたグラフである。
【図３７】車両用信号灯具ユニット１００（変形例１２）の斜視図である。
【図３８】従来の車両用信号灯具３００の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態である車両用信号灯具ユニットについて、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１（ａ）は本発明の第１実施形態である車両用信号灯具ユニット１００の正面図、図１（ｂ）は側面図である。
【００２１】
本実施形態の車両用信号灯具ユニット１００は、車両用信号灯具（ＤＲＬ（デイタイムランニングランプ）、ポジションランプ、コーナリングランプ、フロント/リア/サイド・ターンシグナルランプ、ストップランプ、ハイマウントストップランプ、テールランプ等）に適用されるものであり、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、ＬＥＤ光源１０、反射面２０、導光レンズ３０等を備えている。
【００２２】
［ＬＥＤ光源１０］
ＬＥＤ光源１０は、導光レンズ３０の端面（入光面３３）から導光レンズ３０内に入射し表面３１から出射する光を放射する光源であり、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、導光レンズ３０の入光面３３に対向して配置されている。
【００２３】
ＬＥＤ光源１０としては、例えば、発光チップ（青色）が実装された光源パッケージ上に、発光チップの発光波長で励起されて発光する蛍光体（黄色）が塗布又は固着された面光源を用いることが可能である。
【００２４】
［反射面２０］
反射面２０は、導光レンズ３０の裏面３２から出射する光を反射して再び導光レンズ３０内に戻すための反射面であり、図１（ｂ）に示すように、導光レンズ３０の裏面３２側に接するように配置されている。
【００２５】
反射面２０としては、例えば、アルミ蒸着や銀蒸着が施された高反射率シートを用いることが可能である。
【００２６】
［導光レンズ３０］
図１（ｂ）に示すように、導光レンズ３０は、入光面３３から先端部に向かうにつれ表面３１と裏面３２の間の厚みが薄くなる楔形状（プリズム形状）の導光レンズ（導光板）であり、表面３１（光出射面）、裏面３２、入光面３３（端面）、及び、側面３４を含んでいる。導光レンズ３０は、アクリル、ポリカーボネイト又はシクロオレフィンポリマー等の透明樹脂により成形されている。
【００２７】
表面３１と裏面３２はいずれも平面である。表面３１（出射面）は、導光レンズ３０の頂角が１〜１０°の範囲となるように、裏面３２に対し傾斜している（図１（ｂ）参照）。なお、導光レンズ３０の頂角を１〜１０°の範囲とした技術的意義については後に詳説する。
【００２８】
入光面３３、側面３４はいずれも平面（鉛直面）である（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）。
【００２９】
［上下方向の配光制御の原理］
ＬＥＤ光源１０から放射される光の多くはランバーシアン(光の強さが、発光面の見かけの面積に比例した強度分布の拡散光)に近い。図２に示すように、ＬＥＤ光源１０からの光は、入光面３３からその法線に対し臨界角θ（約４０°）内となるように屈折して導光レンズ３０内に入射する。
【００３０】
図３に示すように、導光レンズ３０の表面３１は裏面３２に対し傾斜しているため、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光は、表面３１と裏面３２で全反射を繰り返すごとに表面３１（又は裏面３２）に対する入射角が小さくなる。そして、表面３１（又は裏面３２）に対する入射角が臨界角θよりも小さくなった時点で、表面３１（又は裏面３２）から出射する。なお、裏面３２から出射した光は、反射面２０で反射されて再び導光レンズ３０内に戻された後、表面３１から出射する（図５参照）。これにより、光利用効率が向上する。
【００３１】
図３に示すように、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光のうち臨界角θ付近の角度で入射し表面３１に向かう光線ＲａｙＡは、入光面３３が鉛直面であるため、表面３１に対する入射角が臨界角θよりも小さくなり、全反射されることなく表面３１から出射する。
【００３２】
一方、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光のうち臨界角θ付近の角度で入射し裏面３２に向かう光線ＲａｙＢは、裏面３２に対する入射角が臨界角θよりも大きいため、裏面３２から出射することなく全反射される（図３参照）。この全反射された光線ＲａｙＢは、導光レンズ３０が楔形状（プリズム形状）であるため、表面３１に対する入射角が臨界角θ以内となり、全反射されることなく表面３１から出射する（図３参照）。
【００３３】
一方、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光のうち光線ＲａｙＢよりも内側に入射した光線ＲａｙＣ、ＲａｙＤは、一回の全反射では臨界角θ以内とならないため、表面３１と裏面３２で全反射を繰り返す。そして、表面３１に対する入射角が臨界角θよりも小さくなった時点で、表面３１から出射する（図３参照）。
【００３４】
以上のように、導光レンズ３０が楔形状（プリズム形状）であるため、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光は、導光レンズ３０の先端部から出射せず、表面３１から出射する。
［導光レンズ３０の頂角と表面１１から出射する光の広がり角度との関係］
導光レンズ３０の頂角と表面１１から出射する光の広がり角度との間には一定の関係がある。
【００３５】
導光レンズ３０の表面３１から出射する光には、反射面２０で反射されることなく表面３１と裏面３２による全反射のみで表面３１から出射する光線Ｒａｙ１（図４参照。以下、全反射光Ｒａｙ１と称す）と、裏面３２から出射し反射面２０で反射されて再び導光レンズ３０内に戻された後、表面３１から出射する光線Ｒａｙ２（図５参照。以下、反射面光Ｒａｙ２と称す）とがある。
【００３６】
全反射光Ｒａｙ１の広がり角θS1は、次の式で求められる。但し、θS1：広がり角、θT：頂角、θC：臨界角、θI1：入射角１、θO1：出射角１である。
【００３７】
【数１】
反射面光Ｒａｙ２の広がり角θS2は、次の式で求められる。但し、θS2：広がり角、θT：頂角、θC：臨界角、θI1：入射角１、θI2：入射角２、θO2：出射角２である。
【００３８】
【数２】
図６は、縦軸が上下方向の広がり角度、横軸が光度である座標系に、頂角が異なる導光レンズ３０ごとに、導光レンズ３０の表面３１から出射する光の上下方向の光度分布（すなわち光度分布の縦断面。シミュレーション結果）を描いたグラフである。なお、図６中、光度の最大値が１となるように正規化してある。
【００３９】
図６を参照すると、頂角が大きくなるほど表面３１から出射する光の上下方向の広がり角度が大きくなること、が分かる。
【００４０】
この知見によれば、導光レンズ３０の頂角θTを１〜１０°の範囲に設定することで、表面３１から出射する光の上下方向の広がり角度を、法規（例えばＥＣＥ）が求める配光パターンの上下幅に対応した角度（１０〜３０°程度）に調整することが可能となることが分かる。
【００４１】
例えば、導光レンズ３０の頂角を３．５°に設定することで、導光レンズ３０の表面３１から出射する光の上下方向の広がり角度を２０°程度に調整することが可能となる。
【００４２】
本実施形態では、この知見に基づき、導光レンズ３０の表面３１から出射する光の上下方向の広がり角度が、仮想鉛直スクリーン上において法規（例えばＥＣＥ）が求める配光パターンの上下幅に対応した角度（２０°程度）となるように、導光レンズ３０の頂角θTを３．５°に設定している。
【００４３】
［ＬＥＤ光源１０の大きさとの関係］
導光レンズ３０の表面３１から出射する光の広がり角度は、ＬＥＤ光源１０のサイズやＬＥＤ光源１０の基準位置からのズレの影響をほとんど受けない。
【００４４】
図７は、縦軸が上下方向の広がり角度、横軸が光度である座標系に、サイズが異なるＬＥＤ光源１０ごとに、導光レンズ３０の「表面３１から出射する光の上下方向の光度分布（すなわち光度分布の縦断面。シミュレーション結果）を描いたグラフである。なお、導光レンズ３０の頂角は全て同一である。
【００４５】
図７を参照すると、光源サイズが大きくなるほど光度のピークが大きくなるものの、表面３１から出射する光の上下方向の広がり角度はほぼ同じであること、すなわち、導光レンズ３０の表面３１から出射する光の広がり角度は、ＬＥＤ光源１０のサイズやＬＥＤ光源１０の基準位置からのズレの影響をほとんど受けないこと、が分かる。
【００４６】
すなわち、一般的な構造の自動車用ランプにおいては基準位置からズレた状態で光源が装着されると配光が大きく変化するのに対し、本実施形態によれば、基準位置からズレた状態でＬＥＤ光源１０が装着されたとしても配光にほとんど影響を与えない車両用信号灯具ユニットを構成することが可能となる（図３、図４参照）。
【００４７】
［導光レンズ３０の傾き］
導光レンズ３０は、表面３１から出射する全反射光Ｒａｙ１が灯具光軸ＡＸ０に一致するように、灯具光軸ＡＸ０に対し傾斜した姿勢で配置されている（図３参照）。
【００４８】
このよう導光レンズ３０を傾斜させて配置することにより、導光レンズ３０の表面３１から出射するＬＥＤ光源１０からの光が前方所定位置（例えば２５ｍ）に配置された仮想鉛直スクリーン上に法規が求める配光パターンＰ１（図９参照）を形成することが可能となる。
【００４９】
上記構成の車両用信号灯具ユニット１００においては、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光は、楔形状（プリズム形状）の導光レンズ３０の作用により上下方向に集光され（図３参照）、かつ、左右方向に広がる（図８参照）光として表面３１から出射し、図９に示すように、上下方向に集光され、かつ、左右方向に広がる配光パターンＰ１を形成する。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態の車両用信号灯具ユニット１００によれば、入光面３３から先端部に向かうにつれ表面３１と裏面３２の間の厚みが薄くなる楔形状の導光レンズ３０の作用により、従来の車両用信号灯具３００（図３８参照）と比べ、薄型かつ小型の車両用信号灯具ユニットを構成することが可能となる。
【００５１】
また、本実施形態の車両用信号灯具ユニット１００によれば、頂角が１〜１０°に設定され、かつ、灯具光軸ＡＸ０に対し傾斜した姿勢で配置された導光レンズ３０の作用により、前方所定位置（例えば２５ｍ）に配置された仮想鉛直スクリーン上に法規（例えばＥＣＥ）が求める上下幅の配光パターンＰ１（図９参照）を形成することが可能な車両用信号灯具ユニットを構成することが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態の車両用信号灯具ユニット１００によれば、導光レンズ３０が傾斜しているため、エクステンションやアウターレンズの傾斜にあわせたデザイン（例えば図１０参照）を採用することが可能となる。
【００５３】
また、本実施形態の車両用信号灯具ユニット１００によれば、灯具効率が約７０％(アウターレンズなし)の車両用信号灯具ユニットを構成することが可能となる。
【００５４】
[第２実施形態]
以下、上記構成の車両用信号灯具ユニット１００を用いて車両用灯具２００を構成する例について、図面を参照しながら説明する。
【００５５】
図１０は、本発明の第２実施形態である車両用灯具２００の斜視図である。
【００５６】
本実施形態の車両用灯具２００は、図１０に示すように、車両用信号灯具ユニット１００、エクステンション２１０等を備えている。
【００５７】
エクステンション２１０は、灯具光軸ＡＸ２方向に延びかつ並列に配置された少なくとも二つの円錐台形状のカバー部２１１（プロジェクタ型灯具ユニットを覆うカバー部）と、二つの円錐台形状のカバー部２１１の下方に配置された下面２１２と、を含んでいる。
【００５８】
エクステンション２１０の下面２１２のうち二つの円錐台形状のカバー部２１１の間に対応する領域には、導光レンズ装着用凹部２１２ａが形成されており、導光レンズ３０は、導光レンズ装着用凹部２１２ａに挿入された状態でエクステンション２１０に装着されている。この導光レンズ装着用凹部２１２ａの作用により、車両用信号灯具ユニット１００の装着時の位置決め等の作業を容易に行うことが可能となる。
【００５９】
本実施形態の車両用灯具２００によれば、入光面３３から先端部に向かうにつれ表面３１と裏面３２の間の厚みが薄くなる楔形状の導光レンズ３０の作用により、車両用信号灯具ユニット１００の設置スペースを新たに付加することなく車両用信号用灯具ユニット１００を配置することが可能な新規構成の車両用灯具２００を構成することが可能となる。
【００６０】
また、本実施形態の車両用灯具２００によれば、入光面３３から先端部に向かうにつれ表面３１と裏面３２の間の厚みが薄くなる楔形状の導光レンズ３０の作用により、従来の車両用信号灯具３００（図３８参照）と比べ、薄型かつ小型の車両用信号灯具ユニット１００を含む新規構成の車両用灯具２００を構成することが可能となる。
【００６１】
また、本実施形態の車両用灯具２００によれば、頂角が１〜１０°に設定され、かつ、灯具光軸ＡＸ０に対し傾斜した姿勢で配置された導光レンズ３０の作用により、前方所定位置（例えば２５ｍ）に配置された仮想鉛直スクリーン上に法規（例えばＥＣＥ）が求める上下幅の配光パターンを形成することが可能な車両用信号灯具ユニットを含む新規構成の車両用灯具２００を構成することが可能となる。
【００６２】
また、本実施形態の車両用灯具２００によれば、車両用信号灯具ユニット１００の設置スペースを新たに付加することなく（すなわち車両用灯具のサイズが大型化することなく）、従来利用されていなかった二つのカバー部２１１の間に対応する領域（図１０中導光レンズ装着用凹部２１２ａに相当）に車両用信号灯具ユニット（導光レンズ）を配置することが可能な新規構成の車両用灯具２００を構成することが可能となる。すなわち、本実施形態によれば、従来利用されていなかった二つのカバー部２１１の間に対応する領域を、車両用信号灯具ユニット１００の設置スペースとして有効利用することが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、従来利用されていなかった二つのカバー部２１１の間に対応する領域に車両用信号灯具ユニット１００（導光レンズ３０）が配置された新規見栄えの車両用灯具を構成することが可能となる。
【００６４】
次に、変形例について説明する。
【００６５】
[変形例１]
上記第１実施形態では、反射面２０は、アルミ蒸着や銀蒸着が施された高反射率シートであるように説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００６６】
例えば、反射面２０は、エクステンション２１０のうち導光レンズ３０の裏面３２が対向する領域（例えば図１０中導光レンズ装着用凹部２１２aの底面）に施された反射膜であってもよい。
【００６７】
本変形例１によれば、高反射率シート等の別部材を用いることなく、エクステンション２１０自体の塗装（反射膜）を利用した車両用信号灯具ユニット１００を含む車両用灯具２００を構成することが可能となる。
【００６８】
［変形例２］
上記第１実施形態では、導光レンズ３０の側面３４は鉛直面であるように説明したが（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）、本発明はこれに限定されない。
【００６９】
例えば、図１１、図１２（ａ）に示すように、導光レンズ３０の側面３４は、焦点がＬＥＤ光源１０近傍に設定され、かつ、基準軸ＡＸ１が灯具光軸ＡＸ０に一致する放物線を含む面、例えば、導光レンズ３０内に屈折して入射したＬＥＤ光源１０からの光線群の延長線の交点ＣＰ（図１３参照）に焦点が設定された放物線Ｃ（基準軸ＡＸ１が灯具光軸ＡＸ０に一致する放物線）を、鉛直方向、又は、導光レンズ表面若しくは裏面に対して面直方向に引き延ばした放物柱面であってもよい。
【００７０】
あるいは、導光レンズ３０の側面３４は、第１焦点がＬＥＤ光源１０近傍に設定されかつ第２焦点が前方所定位置（例えば２５ｍ）に配置された仮想鉛直スクリーン上に設定された楕円弧を含む面、例えば、第１焦点が上記交点ＣＰに設定され、第２焦点が前方所定位置（例えば２５ｍ）に配置された仮想鉛直スクリーン上に設定された楕円弧（図示せず）を、鉛直方向、又は、導光レンズ表面若しくは裏面に対して面直方向に引き延ばした楕円柱面であってもよい。
【００７１】
なお、本変形例２においては、導光レンズ３０の側面３４から出射する光を反射して再び導光レンズ３０内に戻すために、導光レンズ３０の側面３４側に接するように、反射面２０を配置するのが望ましい（図１１、図１２（ａ）〜図１２（ｃ）参照）。
【００７２】
本変形例２においては、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光は、楔形状（プリズム形状）の導光レンズ３０の作用により上下方向に集光され（図３参照）、かつ、側面３４の作用により左右方向に集光された（図１４参照）光として表面３１から出射し、図１５に示すように、上下方向に集光され、かつ、図９に示した配光パターンＰ１と比べて左右方向が大幅に集光された配光パターンＰ２を形成する。
【００７３】
以上説明したように、本変形例２によれば、放物線（又は楕円弧）を含む側面３４の作用により、図９に示した配光パターンＰ１と比べ、左右方向が大幅に集光された配光パターンＰ２（図１５参照）を形成することが可能となる。
【００７４】
なお、図１６に示すように、入光面３３側の表面３１と裏面３２とが略平行であることが望ましい。このようにすれば、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光が側面３４に入射する前に表面３１から出射するのを防止することが可能となるため、左右方向の集光度をさらに向上させることが可能となる。
【００７５】
なお、図１６は導光レンズ３０の中間で裏面３２の角度を急に変化させることで表面３１と裏面３２とを略平行にした例であるが、これに代えて、入光面３３から導光レンズ３０の先端部に向けて導光レンズ３０の頂角を徐々に大きくすることも可能である（例えば、図１、図１２、図２８参照）。これによっても、左右方向の集光度をさらに向上させることが可能となる。
【００７６】
なお、本変形例２によれば、導光レンズ３０に入射したＬＥＤ光源１０からの光は左右方向に集光されるものの、ＬＥＤ光源１０のサイズと放物線Ｃの焦点距離の関係によっては、求められる配光より集光しすぎる可能性がある。この場合には、次の変形例３で左右方向の集光の程度を調整することが可能である。
【００７７】
［変形例３］
図１７は、車両用信号灯具ユニット１００（変形例３）の平面図である。
【００７８】
上記変形例２では、導光レンズ３０の側面３４は、焦点がＬＥＤ光源１０近傍に設定され、かつ、基準軸ＡＸ１が灯具光軸ＡＸ０に一致する放物線を含む面であるように説明した（図１２（ａ）参照）が、本発明はこれに限定されない。
【００７９】
例えば、図１７に示すように、導光レンズ３０の側面３４は、焦点がＬＥＤ光源１０近傍に設定され、かつ、基準軸ＡＸ１が灯具光軸ＡＸ０に対し外側（又は内側）に傾斜した放物線を含む面であってもよい。
【００８０】
例えば、導光レンズ３０の側面３４は、導光レンズ３０内に屈折して入射したＬＥＤ光源１０からの光線群の延長線の交点ＣＰ（図１３参照）に焦点が設定された放物線Ｃ（基準軸ＡＸ１が灯具光軸ＡＸ０に対し外側（又は内側）に傾斜した放物線）を、鉛直方向、又は、導光レンズ表面若しくは裏面に対して面直方向に引き延ばした放物柱面であってもよい。
【００８１】
あるいは、導光レンズ３０の側面３４は、第１焦点がＬＥＤ光源１０近傍に設定されかつ第２焦点が前方所定位置（例えば２５ｍ）に配置された仮想鉛直スクリーン上に設定された楕円弧を含む面、例えば、第１焦点が上記交点ＣＰに設定され、第２焦点が前方所定位置（例えば２５ｍ）に配置された仮想鉛直スクリーン上に設定された楕円弧（図示せず）を、鉛直方向、又は、導光レンズ表面若しくは裏面に対して面直方向に引き延ばした楕円柱面であってもよい。
【００８２】
なお、本変形例３においては、導光レンズ３０の側面３４から出射する光を反射して再び導光レンズ３０内に戻すために、導光レンズ３０の側面３４側に接するように、反射面２０を配置するのが望ましい（図１７参照）。
【００８３】
本変形例３においては、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光は、楔形状（プリズム形状）の導光レンズ３０の作用により上下方向に集光され（図３参照）、かつ、側面３４の作用により左右方向に集光された光として表面３１から出射し、図１８に示すように、上下方向に集光され、かつ、図１５に示した配光パターンＰ２と比べて左右方向の集光度が低い四角い形状の配光パターンＰ３を形成する。
【００８４】
以上説明したように、本変形例３によれば、灯具光軸ＡＸ０に対する基準軸ＡＸ１の傾斜角度を調整することで、導光レンズ３０の表面３１から出射する光の左右方向の集光度を調整することが可能となる。
【００８５】
また、本変形例３によれば、灯具光軸ＡＸ０に対する基準軸ＡＸ１の傾斜角度を調整することで、導光レンズ３０の左右方向の幅を調整することが可能となる。例えば、車両用灯具のデザインにあわせて導光レンズ３０の左右方向の幅を調整すること、発光面積の不足分を補うために導光レンズ３０の左右方向の幅を拡大すること、が可能となる。
【００８６】
［変形例４］
図１９は、車両用信号灯具ユニット１００（変形例４）の斜視図である。
【００８７】
上記実施形態では、導光レンズ３０の表面３１及び裏面３２は平面であるように説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００８８】
例えば、図１９に示すように、導光レンズ３０の表面３１又は裏面３２（又は表面３１及び裏面３２）は、ローレットが形成された面であってもよい。
【００８９】
ローレットとしては、例えば、灯具光軸ＡＸ０と同一方向に延びる断面が波形（図１９参照）、蒲鉾型又は三角形のローレットを用いることが可能である。
【００９０】
本変形例４によれば、ローレットの作用により、図２０に示すように、楕円形に広がる配光パターンＰ４を形成することが可能となる。
【００９１】
［変形例５］
図２１は、車両用信号灯具ユニット１００（変形例５）の平面図である。
【００９２】
上記実施形態では、導光レンズ３０の入光面３３は平面であるように説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００９３】
例えば、図２１に示すように、導光レンズ３０の入光面３３は、ローレットが形成された面であってもよい。
【００９４】
ローレットとしては、例えば、断面が波形（図２１参照）、蒲鉾型又は三角形のローレットを用いることが可能である。
【００９５】
本変形例５によれば、ローレットの作用により、図２２に示すような配光パターンＰ５を形成することが可能となる。
【００９６】
また、本変形例５によれば、ローレットの作用により、導光レンズ３０の入光面３３での表面反射が低減し、入射効率がアップするため、ローレットの無い入光面３３を用いる場合と比べ、導光レンズ３０の表面３１から出射する光束を増加させることが可能となる（ランプ効率の向上）。
【００９７】
［変形例６］
変形例１〜変形例５を組み合わせることも可能である。
【００９８】
本変形例６によれば、図２３に示すように、ＤＲＬに適した配光パターンＰ６（すなわち、複数の測定ポイントそれぞれにおいて法規が求める光度を満たすＤＲＬ用配光パターン）を形成することが可能となる。
【００９９】
［変形例７］
図２４は、車両用信号灯具ユニット１００（変形例７）の斜視図である。
【０１００】
上記実施形態では、導光レンズ３０の側面３４は導光レンズ表裏面に対して面直方向であるように説明した（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）が、本発明はこれに限定されず鉛直方向であってもよい。
【０１０１】
例えば、図２４及び図２６に示すように、導光レンズ３０の両側面３４はそれぞれ、二つの円錐台形状のカバー部２１１の外周に沿う曲線を鉛直、又は、導光レンズ表面若しくは裏面に対して面直方向に引き延ばした形状であってもよい。
【０１０２】
本変形例７によれば、図２５に示すような配光パターンＰ７を形成することが可能となる。
【０１０３】
また、本変形例７によれば、車両用信号灯具ユニット１００の設置スペースを新たに付加することなく（すなわち車両用灯具２００のサイズが大型化することなく）、従来利用されていなかった二つのカバー部２１１の間に対応する領域に車両用信号灯具ユニット１００（導光レンズ３０）を配置することが可能な新規構成の車両用灯具２００を構成することが可能となる。すなわち、本変形例７によれば、従来利用されていなかった二つのカバー部２１１の間に対応する領域を、車両用信号灯具ユニット１００の設置スペースとして有効利用することが可能となる。
【０１０４】
また、本変形例７によれば、従来利用されていなかった二つのカバー部２１１の間に対応する領域に車両用信号灯具ユニット（導光レンズ）が配置された新規見栄えの車両用灯具を構成することが可能となる。
【０１０５】
なお、本変形例７によれば、導光レンズ３０の入光面３３付近を略台形にすることで（図２６参照）左右方向に集光させることが可能である。ＬＥＤ光源１０が十分に明るい場合には、この程度でもＤＲＬの配光は成立するため、デザイン性が優先される場合に、本変形例７は有効となる。
【０１０６】
［変形例８］
図２７は車両用灯具２００（変形例８）の斜視図、図２８は側面図である。
【０１０７】
上記実施形態では、１つの車両用信号灯具ユニット１００（導光レンズ３０）を用いて車両用灯具２００を構成した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【０１０８】
例えば、図２７〜図２９に示すように、複数の車両用信号灯具ユニット１００（導光レンズ３０）を用いて車両用灯具２００を構成してもよい。
【０１０９】
例えば、図２７、図２８に示すように、それぞれの表面３１が対向するように上下に二つの車両用信号灯具ユニット１００（導光レンズ３０）を配置してもよい。
【０１１０】
あるいは、図２９に示すように、下面２１２のうち二つの円錐台形状のカバー部２１１の間の領域（図２９中３つの領域を例示）に、複数の車両用信号灯具ユニット１００（導光レンズ３０）を配置してもよい。
【０１１１】
［変形例９］
図３０は車両用灯具２００（変形例９）の斜視図、図３１は側面図である。
【０１１２】
図３０に示すように、導光レンズ３０は、助走区間３５（表面３１と裏面３２とが略平行な部分）を入光面３３側に含んでいてもよい。
【０１１３】
本変形例９によれば、図３１に示すように、エクステンション２１０の導光レンズ装着用凹部２１２ａに形成された開口２１２a１に助走区間３５を挿入した状態で（すなわち助走区間３５及びＬＥＤ光源１０がエクステンション２１０で覆われた状態）で、導光レンズ３０を導光レンズ装着用凹部２１２ａに装着することが可能となる。これにより、ＬＥＤ光源１０が外部から視認されるのを防止することが可能となる。
【０１１４】
［変形例１０］
図３２、図３３は車両用信号灯具ユニット１００（変形例１０）の平面図、図３４は斜視図である。
【０１１５】
図３２〜図３４に示すように、ＬＥＤ光源１０は、チップ保護のための凸形状カバーを備えたＬＥＤ光源であってもよい。
【０１１６】
ＬＥＤ光源１０として凸形状カバーを備えたＬＥＤ光源を用いる場合には、導光レンズ３０の入光面３３をＬＥＤ光源１０の形状にあわて円筒状（図３２参照）又は半球状（図３３参照）に凹ませ、その中にＬＥＤ光源１０を配置し、これとともに、導光レンズ３０のうちＬＥＤ光源１０に近い側の側面３４を、回転放物面３４ａ（又は、回転放物面に近い楕円や円錐面）とするのが好ましい。
【０１１７】
本変形例１０によれば、回転放物面３４ａの作用により、車両用信号灯具ユニット１００の正面方向に反射される光が増加するため、中心光度の高い車両用灯具を構成することが可能となる。
【０１１８】
［変形例１１］
上記実施形態では、反射面２０は、導光レンズ３０の裏面３２側に接するように配置されているように説明したが（図１（ｃ）参照）、本発明はこれに限定されない。
【０１１９】
例えば、図３５に示すように、反射面２０は、導光レンズ３０の入光面３３から先端部に向かうにつれ導光レンズ３０の裏面３２との間の間隔が広くなるように傾斜した姿勢で配置されていてもよい。
【０１２０】
以下、反射面２０をこの配置とすることの技術的意義について説明する。
【０１２１】
図３５は、車両用信号灯具ユニット１００（変形例１１）の側面図である。
【０１２２】
図３６は、縦軸が上下方向の光の広がり角度、横軸が光度である座標系に、導光レンズ３０（頂角：４°）の表面３１から出射する光の上下方向の光度分布（すなわち光度分布の縦断面。シミュレーション結果）を描いたグラフである。なお、図３４中、光度の最大値が１となるように正規化してある。
【０１２３】
図４、図５を用いて説明した通り、導光レンズ３０の表面３１から出射する光には、反射面２０で反射されることなく表面３１、裏面３２による全反射のみで表面３１から出射する全反射光Ｒａｙ１（図４参照）と、裏面３２から出射し反射面２０の作用により反射されて再び導光レンズ３０内に戻された後、表面３１から出射する反射面光Ｒａｙ２（図５、図３５参照）とがある。
【０１２４】
反射面光Ｒａｙ２は、楔形状(薄いプリズム形状）の導光レンズ３０の作用により、上方向に屈折する（図３５参照）。このため、導光レンズ３０の頂角が大きくなると、図３６に示すように、全反射光Ｒａｙ１と反射面光Ｒａｙ２の光度のピークが離れ、ピーク間に光度分布の谷が現れる。
【０１２５】
本変形例１１では、反射面光Ｒａｙ２の上方向への屈折を抑えるために、反射面２０を裏面３２に対し傾斜（例えば２°程度）させて配置している。
【０１２６】
本変形例１１によれば、導光レンズ３０の裏面３２から出射し、傾斜した姿勢で配置された反射面２０で反射されたＬＥＤ光源１０からの反射面光Ｒａｙ２´は、当該反射面２０の作用により、導光レンズ３０の裏面３２に浅い角度で入射して導光レンズ３０を透過するため、導光レンズ３０の表面３１から出射する反射光Ｒａｙ２´の上方向への屈折を抑えることが可能となる（これにより、光度分布に谷が現れるのを防止又は低減することが可能となる）。
【０１２７】
［変形例１２］
図３７は、車両用信号灯具ユニット１００（変形例１２）の側面図である。
【０１２８】
上記実施形態では、導光レンズ３０の入光面３３は鉛直面であるように説明したが、本発明はこれに限定されない。
【０１２９】
例えば、図３７に示すように、導光レンズ３０の入光面３３は、導光レンズ３０の表面３１及び裏面３２に垂直な平面であってもよい。
【０１３０】
本変形例１１によれば、図３７に示すように、導光レンズ３０内に入射したＬＥＤ光源１０からの光のうち臨界角で入射し表面３１に向かう光線ＲａｙＡは、表面３１に対する入射角が臨界角よりも大きいため、表面３１から出射することなく全反射され、その後、表面３１と裏面３２で全反射を繰り返すごとに表面３１（又は裏面３２）に対する入射角が小さくなる。そして、表面３１（又は裏面３２）に対する入射角が臨界角θよりも小さくなった時点で、表面３１（又は裏面３２）から出射する。なお、裏面３２から出射した光は、反射面２０の作用により反射されて再び導光レンズ３０内に戻された後、表面３１から出射する（図５参照）。これにより、光利用効率が向上する。
【０１３１】
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１００…車両用信号灯具ユニット、１０…ＬＥＤ光源、２０…反射面、３０…導光レンズ、３１…表面（光出射面）、３２…裏面、３３…入光面、３４…側面、２００…車両用灯具、２１０…エクステンション、２１１…カバー部、２１２…下面、２１２ａ…導光レンズ装着用凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入光面から先端部に向かうにつれ表面と裏面の間の厚みが薄くなる楔形状の導光レンズと、
前記入光面に対向して配置され、前記入光面から前記導光レンズ内に入射し前記表面から出射する光を放射するＬＥＤ光源と、
前記導光レンズの裏面側に配置された反射面と、
を備えており、
前記導光レンズの頂角は、１〜１０°の範囲に設定されており、
前記導光レンズは、前記導光レンズ内に入射し前記導光レンズの表面から出射する前記ＬＥＤ光源からの光が仮想鉛直スクリーン上に法規が求める配光パターンを形成するように、灯具光軸に対し傾斜した姿勢で配置されていることを特徴とする車両用信号灯具ユニット。
【請求項２】
前記導光レンズの側面はそれぞれ、焦点が前記ＬＥＤ光源近傍に設定された放物線を含む面、又は、第１焦点が前記ＬＥＤ光源近傍に設定されかつ第２焦点が前記仮想鉛直スクリーン上に設定された楕円弧を含む面であることを特徴とする請求項１に記載の車両用信号灯具ユニット。
【請求項３】
前記導光レンズは、前記入光面側の前記表面と裏面とが略平行であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用信号灯具ユニット。
【請求項４】
前記導光レンズの入光部付近の側面が略台形であることを特徴とする請求項１に記載の車両用信号灯具ユニット。
【請求項５】
前記反射面は、前記入光面から前記先端部に向かうにつれ前記導光レンズの裏面との間の間隔が広くなるように傾斜した姿勢で配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用信号灯具ユニット。
【請求項１】
入光面から先端部に向かうにつれ表面と裏面の間の厚みが薄くなる楔形状の導光レンズと、
前記入光面に対向して配置され、前記入光面から前記導光レンズ内に入射し前記表面から出射する光を放射するＬＥＤ光源と、
前記導光レンズの裏面側に配置された反射面と、
を備えており、
前記導光レンズの頂角は、１〜１０°の範囲に設定されており、
前記導光レンズは、前記導光レンズ内に入射し前記導光レンズの表面から出射する前記ＬＥＤ光源からの光が仮想鉛直スクリーン上に法規が求める配光パターンを形成するように、灯具光軸に対し傾斜した姿勢で配置されていることを特徴とする車両用信号灯具ユニット。
【請求項２】
前記導光レンズの側面はそれぞれ、焦点が前記ＬＥＤ光源近傍に設定された放物線を含む面、又は、第１焦点が前記ＬＥＤ光源近傍に設定されかつ第２焦点が前記仮想鉛直スクリーン上に設定された楕円弧を含む面であることを特徴とする請求項１に記載の車両用信号灯具ユニット。
【請求項３】
前記導光レンズは、前記入光面側の前記表面と裏面とが略平行であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用信号灯具ユニット。
【請求項４】
前記導光レンズの入光部付近の側面が略台形であることを特徴とする請求項１に記載の車両用信号灯具ユニット。
【請求項５】
前記反射面は、前記入光面から前記先端部に向かうにつれ前記導光レンズの裏面との間の間隔が広くなるように傾斜した姿勢で配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用信号灯具ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【公開番号】特開２０１１−１８１３４３（Ｐ２０１１−１８１３４３Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４４４７３（Ｐ２０１０−４４４７３）
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
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