(57)【要約】  前照灯モジュール（１００）は、配光パターンを形成して、当該配光パターンを投影する車両用の前照灯モジュールであって、第１の光源（１）及び光学素子（３）を備える。第１の光源（１）は、第１の光を発する。光学素子（３）は、第１の光を反射する反射面（３２）および反射面（３２）で反射された第１の光を導光する導光部（３ａ）を含む。車両の垂直方向に対応する方向においては、反射面（３２）で反射された第１の光と反射面（３２）で反射されなかった第１の光とが重畳されて形成される高光度領域を含む配光パターンが投影される。車両の水平方向に対応する方向においては、導光部（３ａ）で反射された第１の光が出射される。
2017122629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配光パターンを形成して、当該配光パターンを投影する車両用の前照灯モジュールであって、
第１の光を発する第１の光源と、
前記第１の光を反射する反射面および前記反射面で反射された前記第１の光を導光する第１の導光部を含む光学素子と
を備え、
前記車両の垂直方向に対応する方向においては、前記反射面で反射された前記第１の光と前記反射面で反射されなかった前記第１の光とが重畳されて形成される高光度領域を含む前記配光パターンが投影され、
前記車両の水平方向に対応する方向においては、前記第１の導光部で反射された前記第１の光が出射される前照灯モジュール。
【請求項２】
前記第１の導光部と並べて配置された第２の導光部を備えた請求項１に記載の前照灯モジュール。
【請求項３】
第２の光を発する第２の光源を備え、
前記第２の導光部は、前記第２の光を導光する請求項２に記載の前照灯モジュール。
【請求項４】
配光パターンを形成して、当該配光パターンを投影する車両用の前照灯モジュールであって、
第１の光を発する第１の光源と、
第２の光を発する第２の光源と、
前記第１の光を導光する第１の導光部、前記第２の光を導光する第２の導光部を含む光学素子と
を備え、
前記第１の導光部と前記第２の導光部とは、並べて配置される前照灯モジュール。
【請求項５】
前記車両の垂直方向に対応する方向においては、前記第１の導光部に入射する前記第１の光によって形成された前記配光パターンが投影され、
前記車両の水平方向に対応する方向においては、前記第１の導光部で反射された前記第１の光が出射される請求項４に記載の前照灯モジュール。
【請求項６】
前記第１の導光部は、前記第１の光が出射される第１の出射面を含む請求項２から５のいずれか１項に記載の前照灯モジュール。
【請求項７】
前記第１の出射面は、正のパワーを有する請求項６に記載の前照灯モジュール。
【請求項８】
前記第２の導光部は、第２の出射面を含む請求項２から７のいずれか１項に記載の前照灯モジュール。
【請求項９】
前記第２の導光部の前記第２の出射面側は、前記第１の導光部と繋がっており、前記第１の導光部で導光された前記第１の光が前記第２の導光部に入射する請求項８に記載の前照灯モジュール。
【請求項１０】
前記第２の導光部に入射した前記第１の光は、前記第２の出射面から出射される請求項８または９に記載の前照灯モジュール。
【請求項１１】
前記第２の導光部に入射する前記第２の光によって形成された前記配光パターンが投影される請求項３から１０のいずれか１項に記載の前照灯モジュール。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の前照灯モジュールを備えた前照灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等の前方等を照射する前照灯モジュール及び前照灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の前照灯装置は、道路交通規則等によって定められている所定の配光パターンの条件を満たさなければならない。【０００３】
道路交通規則の１つとして、例えば、自動車用ロービームに関する所定の配光パターンは、上下方向が狭い横長の形状をしている。そして、対向車を眩惑させないために、配光パターンの上側の光の境界線（カットオフライン）は明瞭であることを要求される。つまり、カットオフラインの上側（配光パターンの外側）が暗く、カットオフラインの下側（配光パターンの内側）が明るい明瞭なカットオフラインが要求される。【０００４】
そして、カットオフラインの下側（配光パターンの内側）の領域が最大照度となっている。この最大照度の領域を「高照度領域」とよぶ。ここで、「カットオフラインの下側の領域」とは、配光パターンの上部を意味し、前照灯装置では遠方を照射する部分に相当する。【０００５】
車両用の前照灯装置は、これらの複雑な配光パターンを実現している。複雑な配光パターンを実現するために、一般的には、シェード等の遮光部材が用いられる。【０００６】
特許文献１は、光ファイバの先端にシェードを配置してカットオフラインを形成する技術を開示している。光ファイバの端部にシェードを配置し、このシェードの直後に導光路レンズを配置してレンズ体の焦点位置をシェード付近に配置することで、明瞭なカットオフラインを形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−３１２１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の灯具装置は、光ファイバの内部を繰り返し多重反射して進行した光線の配光パターンを投影している。光ファイバの出射面における光度分布は、均一性の高い分布となっている。そのため、配光パターンの照度分布は、均一性の高い分布となる。つまり、特許文献１の灯具装置は、カットオフラインの近傍に高照度領域を形成することが難しい。【０００９】
本発明は、従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、カットオフライン近傍に高光度領域を形成することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前照灯モジュールは、配光パターンを形成して、当該配光パターンを投影する車両用の前照灯モジュールであって、第１の光を発する第１の光源と、前記第１の光を反射する反射面および前記反射面で反射された前記第１の光を導光する第１の導光部を含む光学素子とを備え、前記車両の垂直方向に対応する方向においては、前記反射面で反射された前記第１の光と前記反射面で反射されなかった前記第１の光とが重畳されて形成される高光度領域を含む前記配光パターンが投影され、前記車両の水平方向に対応する方向においては、前記第１の導光部で反射された前記第１の光が出射される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る前照灯モジュールは、配光パターンに高光度領域を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の構成を示す構成図である。
【図２】実施の形態１に係る導光投射光学素子３の斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の導光投射光学素子３の反射面３２の形状を説明する図である。
【図４】実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の照度分布をコンター表示で示した図である。
【図５】実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の照度分布をコンター表示で示した図である。
【図６】実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の導光投射光学素子３０の斜視図である。
【図７】実施の形態１に係る比較例の導光投射光学素子３００の斜視図である。
【図８】実施の形態１に係る比較例の導光投射光学素子３００を用いた場合の照度分布をコンター表示で示した図である。
【図９】実施の形態１に係る変形例の導光投射光学素子３０１の斜視図である。
【図１０】実施の形態１に係る変形例の導光投射光学素子３０２の斜視図である。
【図１１】実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０の構成を示す構成図である。
【図１２】実施の形態２に係る前照灯モジュール１２０の構成を示す構成図である。
【図１３】実施の形態３に係る複数の前照灯モジュール１００を搭載した前照灯装置１０の構成図である。
【図１４】実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の構成を示す構成図である。
【図１５】実施の形態１に係る前照灯モジュール１００ａの構成を示す構成図である。
【図１６】実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０ａの構成を示す構成図である。
【図１７】実施の形態２に係る前照灯モジュール１２０ａの構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
特許文献１の灯具装置では、シェードを利用してカットオフラインを生成している。このため、特許文献１の灯具装置には、光の利用効率が低下するという課題がある。つまり、光源から発せられた光の一部は、シェードで遮光されて投射光として利用されない。
【００１４】
本発明は、シェードを用いないことで、光の利用効率の低下を抑えることができる。
【００１５】
また、一般的には、光学系を小型化すれば、リフレクタ、遮光板または投射レンズに要求される配置精度は高くなる。そのため、リフレクタ、遮光板または投射レンズ等の部品を組み合わせて前照灯装置を作る場合には、前照灯装置の製造性は低下する。
【００１６】
本発明は、配光パターンを形成するための各要素を一体としているため、製造性を向上することができる。
【００１７】
また、前照灯装置には、通常、ロービームとハイビームとが備えられている。そして、ロービームとハイビームとでは配光パターンが異なる。つまり、前照灯装置は、２種類の前照灯モジュールを備えている。
【００１８】
特開２００６−２３６５８８号公報には、リフレクタユニットの上部にすれ違いビームランプＬＢＬが搭載され、下部に走行ビームランプＨＢＬと搭載された車両用灯具が記載されている。ここで、すれ違いビームはロービームであり、走行ビームはハイビームである。
【００１９】
しかしながら、ロービームとハイビームとで別々の前照灯モジュールを用いると、各々の前照灯モジュールの点灯状態によって前照灯装置の発光領域が異なる。つまり、ロービームのみを点灯させると、１つの前照灯モジュールが点灯している。しかしハイビームも点灯させると、２つの前照灯モジュールが点灯する。通常、ハイビームを点灯させる場合には、ロービームとハイビームとを点灯させる。つまり、ロービームのみを点灯させると、発光領域が１つで、ハイビームも点灯させると、発光領域が２つになる。
【００２０】
これは、前照灯装置の点灯状態によって、車両の意匠性が異なることを意味する。前照灯装置を点灯した際の車両の意匠性を高めるためには、ロービームのみを点灯した状態と、ロービーム及びハイビームを同時に点灯した状態との両方で、発光領域が変化しないことが好ましい。
【００２１】
後述する、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０，１２０は、前照灯装置を点灯させた際の意匠性を高めることができる。実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０，１２０は、前照灯装置を点灯した状態での意匠性を変更せずに配光パターンを変更することができる。
【００２２】
ここで、「カットオフライン」とは、前照灯装置の光を壁またはスクリーンに照射した場合にできる光の明暗の区切り線のことで、配光パターンの上側の区切り線のことである。つまり、「カットオフライン」は、配光パターンの輪郭部にできる明るい部分と暗い部分との境界線の部分である。つまり、配光パターンの上側の光の明るい部分及び暗い部分の境界線のことである。配光パターンの上側の光の明るい領域（配光パターンの内側）と暗い領域（配光パターンの外側）との境界線のことである。つまり、カットオフラインの上側（配光パターンの外側）が暗く、カットオフラインの下側（配光パターンの内側）が明るい。
【００２３】
カットオフラインは、すれ違い用の前照灯装置の照射方向を調節する際に用いられる用語である。すれ違い用の前照灯装置は、ロービームとも呼ばれる。
【００２４】
「ロービーム」とは、下向きのビームで、対向車とのすれ違いの際などに使用される。通常、ロービームでは、前方４０ｍ程度を照らす。また、「上下方向」とは、地面（路面）に対して垂直の方向である。つまり、「上下方向」は、車両の上下方向である。
【００２５】
上述のような明瞭なカットオフラインを実現するためには、カットオフラインに大きな色収差又はぼやけ等が生じてはならない。「カットオフラインにぼやけが生じる」とは、カットオフラインが不鮮明になることである。つまり、カットオフラインは明瞭でなくなる。
【００２６】
また、配光パターンでは配光ムラを抑えることが望ましい。配光ムラは、前照灯が路面を照明した際に、暗い線又は明るい線として現れる。そして、配光ムラは、ドライバーに距離感を見誤らせてしまう恐れがある。このため、前照灯装置では配光ムラを抑えた配光であることが望ましい。
【００２７】
「前照灯装置」とは、輸送機械などに搭載されて、操縦者の視認性及び外部からの被視認性を向上させるために使われる照明装置である。車両用の前照灯装置は、ヘッドランプ又はヘッドライトとも呼ばれる。
【００２８】
また、近年において、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出と燃料の消費とを抑えるといった環境への負荷を軽減する観点から、例えば、車両の省エネルギー化が望まれている。これに伴い、車両用の前照灯装置においても小型化、軽量化及び省電力化が求められている。そこで、車両用の前照灯装置の光源として、従来のハロゲンバルブ（ランプ光源）に比べて発光効率の高い半導体光源の採用が望まれている。
【００２９】
「半導体光源」とは、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ））又はレーザーダイオード（ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ））などである。
【００３０】
従来のランプ光源（管球光源）は、半導体光源に比べて指向性の低い光源である。ランプ光源としては、白熱電球、ハロゲンランプ又は蛍光ランプ等が挙げられる。このため、ランプ光源はリフレクタ（例えば、反射鏡）を用いて放射した光に指向性を持たせている。一方、半導体光源は、少なくとも一つの発光面を備えており、光は発光面側に放射される。
【００３１】
このように、半導体光源はランプ光源と発光特性が異なる。このため、反射鏡を用いた従来の光学系ではなく、半導体光源に適した光学系を用いることが望ましい。
【００３２】
なお、上述の半導体光源は、固体光源の一種である。固体光源としては、例えば、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）又は平面上に塗布された蛍光体に励起光を照射して、発光させる光源等が挙げられる。これらの固体光源にも、半導体光源と同様の光学系を用いることが望ましい。
【００３３】
このように、管球光源は含まず、指向性を持つ光源を「固体光源」とよぶ。
【００３４】
「指向性」とは、光などが空間中に出力されるときに、その強度が方向によって異なる性質である。ここで「指向性を有する」とは、上述のように、発光面側に光が進行して、発光面の裏面側には光が進行しないことをいう。つまり、光源から出射される光の発散角は１８０度以下となる。
【００３５】
以下の実施の形態で示す光源は、指向性を持つ光源（固体光源）として説明している。上述のように、主な例としては、発光ダイオード又はレーザーダイオード等の半導体光源である。また、光源は、有機エレクトロルミネッセンス光源又は平面上に塗布された蛍光体に励起光を照射して発光させる光源等も含む。
【００３６】
実施の形態で固体光源を例として採用しているのは、管球光源を用いた場合には、省エネルギー化の要望又は装置の小型化の要望に応え難いからである。しかし、省エネルギー化の要望が特にない場合には、光源は管球光源であってもよい。
【００３７】
つまり、本発明の光源として、例えば、白熱電球、ハロゲンランプ又は蛍光ランプ等の管球光源を用いてもよい。また、本発明の光源として、例えば、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）とよぶ。）又はレーザーダイオード（以下、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）とよぶ。）等の半導体光源を用いてもよい。つまり、本発明の光源は、特に限定されることなく、いかなる光源を用いてもよい。
【００３８】
ただし、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出とエネルギーの消費を抑えるといった環境への負荷を軽減する観点から、前照灯装置の光源としては、半導体光源の採用が望ましい。半導体光源は、従来のハロゲンバルブ（ランプ光源）に比べて発光効率の高い。
【００３９】
また、小型化、軽量化の観点からも、半導体光源の採用が望ましい。半導体光源は、従来のハロゲンバルブ（ランプ光源）に比べて指向性があり、光学系を小型化、軽量化できる。
【００４０】
したがって、本発明の以下の説明では、光源は半導体光源の１つであるＬＥＤであるとして説明する。
【００４１】
また、発光ダイオードは、一般的に、発光面の形状が正方形形状、矩形形状又は円形形状である。このため、凸レンズによって光源像を形成すると、発光面の形状の境界線がそのまま投影レンズで投影されて、配光パターンを形成する際に、配光ムラが生じる。
【００４２】
「配光」とは、光源の空間に対する光度分布をいう。つまり、光源から出る光の空間的分布である。配光は、光源からどの方向に、どれぐらいの強さの光が発せられているかを示している。
【００４３】
また、「配光パターン」とは、光源から放射される光の方向に起因する光束の形状及び光の強度分布（光度分布）を示している。「配光パターン」を以下に示す照射面９上での照度パターンの意味としても使用する。つまり、照射面９上での光の照射される形状及び照度分布を示している。また、「配光分布」とは、光源から放射される光の方向に対する光の強度分布（光度分布）である。「配光分布」を以下に示す照射面９上での照度分布の意味としても使用する。
【００４４】
なお、配光パターンを照度分布として説明している場合には、最も明るい領域を「高照度領域」と呼んでいる。一方、配光パターンを光度分布と捉えると、配光パターンの最も明るい領域は「高光度領域」となる。
【００４５】
また、「光度」とは、発光体の放つ光の強さの程度を示すもので、ある方向の微小な立体角内を通る光束を、その微小立体角で割ったものである。つまり、「光度」とは、光源からどのくらい強い光が出ているかを表す物理量である。
【００４６】
また、「照度」とは、平面状の物体に照射された光の明るさを表す物理量のことである。単位面積あたりに照射された光束に等しい。
【００４７】
また、照射面９は、車両の前方の所定の位置に設定される仮想の面である。照射面９は、例えば、後述するＸ−Ｙ平面に平行な面である。車両の前方の所定の位置は、前照灯装置の光度又は照度を計測する位置で、道路交通規則等で規定されている。例えば、欧州では、ＵＮＥＣＥ（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｎａｔｉｏｎｓ  Ｅｃｏｎｏｍｉｃ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｅｕｒｏｐｅ）が定める自動車用の前照灯装置の光度の計測位置は光源から２５ｍの位置である。日本では、日本工業標準調査会（ＪＩＳ）が定める光度の計測位置は光源から１０ｍの位置である。
【００４８】
本発明は、例えば、車両用の前照灯装置のロービーム及びハイビームなどに適用される。また、本発明は、例えば、自動二輪車用の前照灯装置のロービーム及びハイビームなどに適用される。また、本発明は、例えば、三輪又は四輪等のその他の車両用の前照灯装置についても適用される。つまり、本発明は、例えば、自動三輪車用の前照灯装置のロービーム又は四輪の自動車用の前照灯装置のロービームにも適用が可能である。
【００４９】
しかし、以下の説明では、自動二輪車用の前照灯装置のロービームの配光パターンを形成する場合を例として説明する。自動二輪車用の前照灯装置のロービームの配光パターンは、カットオフラインが車両の左右方向（Ｘ軸方向）に水平な直線である。また、カットオフラインの下側（配光パターンの内側）の領域が最も明るい。
【００５０】
また、四輪の車両は、例えば、通常の四輪の自動車等である。また、三輪の車両は、例えば、ジャイロと呼ばれる自動三輪車である。「ジャイロと呼ばれる自動三輪車」とは、前輪が一輪で、後輪が一軸二輪の三輪でできたスクーターである。この自動三輪車は、例えば、日本では原動機付自転車に該当する。この自動三輪車は、例えば、車体中央付近に回転軸を持ち、前輪及び運転席を含む車体のほとんどを左右方向に傾けることができる。この機構によって、自動二輪車と同様に、この自動三輪車は、例えば、旋回の際に内側へ重心を移動することができる。
【００５１】
以下、車両用の前照灯装置を例として、図面を参照しながら本発明の実施の形態の例を説明する。なお、以下の実施の形態の説明においては、説明を容易にするためにＸＹＺ座標を用いて説明する。
【００５２】
車両の左右方向をＸ軸方向とする。車両前方に対して左側を＋Ｘ軸方向とし、車両前方に対して右側を−Ｘ軸方向とする。ここで、「前方」とは、車両の進行方向をいう。つまり、「前方」とは、前照灯装置が光を照射する方向である。
【００５３】
車両の上下方向をＹ軸方向とする。上側を＋Ｙ軸方向とし、下側を−Ｙ軸方向とする。「上側」とは空の方向であり、「下側」とは地面（路面等）の方向である。
【００５４】
車両の進行方向をＺ軸方向とする。進行方向を＋Ｚ軸方向とし、反対の方向を−Ｚ軸方向とする。＋Ｚ軸方向を「前方」とよび、−Ｚ軸方向を「後方」とよぶ。つまり、＋Ｚ軸方向は前照灯装置が光を照射する方向である。
【００５５】
上述のように、以下の実施の形態では、Ｚ−Ｘ平面は、路面に平行な面とした。これは、通常考える場合には、路面は「水平面」であるからである。このため、Ｚ−Ｘ平面は、「水平面」として考えている。「水平面」とは、重力の方向に直角な平面である。
【００５６】
しかし、路面は、車両の走行方向に対しては傾くことがある。つまり、登り坂又は下り坂などである。これらの場合には、「水平面」は、路面に平行な面として考える。つまり、「水平面」は、重力の方向に対して垂直な平面ではない。
【００５７】
一方、一般的な路面が車両の走行方向に対して左右方向に傾いていることは稀である。「左右方向」とは、走路の幅方向である。これらの場合には、「水平面」は、重力方向に対して直角な面として考える。例えば、路面が左右方向に傾き、車両が路面の左右方向に対して垂直であったとしても、車両が「水平面」に対して左右方向に傾いた状態と同等として考える。
【００５８】
なお、以下の説明を簡単にするために、「水平面」は、重力方向に垂直な平面として説明する。つまり、Ｚ−Ｘ平面は、重力方向に垂直な平面として説明する。
【００５９】
実施の形態１．
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の構成を示す構成図である。図１（Ａ）は、車両前方に対して右側（−Ｘ軸方向）から見た図である。図１（Ｂ）は、上側（＋Ｙ軸方向）から見た図である。
【００６０】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００は、光源１及び導光投射光学素子３を備える。実施の形態１に係る前照灯モジュール１００は、集光光学素子２を備えることができる。なお、前照灯モジュール１００は、集光光学素子２を光源１に取り付けて一体とした場合を含む。
【００６１】
光源１及び集光光学素子２は、光軸Ｃ１，Ｃ２を−Ｙ軸方向に角度ａだけ傾けて配置される。「光軸を−Ｙ軸方向に傾ける」とは、−Ｘ軸方向から見て、Ｘ軸を回転軸として、Ｚ軸に平行な光軸を時計回りに回転させることである。図１（Ａ）では、光源１及び集光光学素子２の光軸Ｃ１，Ｃ２は、−Ｘ軸方向から見て、Ｘ軸を回転軸として、Ｚ軸に対して角度ａだけ時計回りに回転している。
【００６２】
光源１及び集光光学素子２について説明を容易にするために、新たな座標系としてＸ１Ｙ１Ｚ１座標を用いる。Ｘ１Ｙ１Ｚ１座標は、ＸＹＺ座標を−Ｘ軸方向から見て、Ｘ軸を回転軸として時計回りに角度ａだけ回転した座標である。
【００６３】
なお、実施の形態１では、光源１の光軸Ｃ１は、Ｚ１軸に平行である。また、集光光学素子２の光軸Ｃ２は、Ｚ１軸に平行である。また、集光光学素子２の光軸Ｃ２は、光源１の光軸Ｃ１と一致している。
【００６４】
＜光源１＞
光源１は、発光面１１を備える。光源１は、発光面１１から前方を照明するための光を出射する。ここでは、前方は車両の前方である。光源１は、発光面１１から光を出射する。
【００６５】
光源１は、集光光学素子２の−Ｚ１軸側に位置している。光源１は、導光投射光学素子３の−Ｚ軸側（後方）に位置している。そして、光源１は、導光投射光学素子３の＋Ｙ軸側（上側）に位置している。
【００６６】
図１では、光源１は、＋Ｚ１軸方向に光を出射している。光源１は、その種類を特に限定していないが、上述の説明の通り以下の説明では、光源１がＬＥＤであるとして説明する。
【００６７】
光源１の光軸Ｃ１は、発光面１１の中心から、発光面１１に対して垂直に伸びている。
【００６８】
＜集光光学素子２＞
集光光学素子２は、光源１の＋Ｚ１軸側に位置している。また、集光光学素子２は、導光投射光学素子３の−Ｚ１軸側に位置している。集光光学素子２は、導光投射光学素子３の−Ｚ軸側（後方）に位置している。そして、集光光学素子２は、導光投射光学素子３の＋Ｙ軸側（上側）に位置している。
【００６９】
集光光学素子２は、光源１から発せられた光を入射する。集光光学素子２は、前方（＋Ｚ１軸方向）の任意の位置に光を集光させる。集光光学素子２は、光を集光させる。集光光学素子２は、集光機能を有する光学素子である。以下の実施の形態では、一例として、集光光学素子２は、レンズである。このレンズは、屈折と反射とを用いて光を集光する。なお、後述の集光光学素子５も同様である。
【００７０】
なお、後述する導光投射光学素子３の入射面３１に集光機能を持たせる場合には、集光光学素子２を省くことができる。また、前照灯モジュール１００が集光光学素子３を備えていない場合には、導光投射光学素子３は、光源１から出射された光を入射する。光源１から出射された光は、入射面３１から入射する。
【００７１】
図１では、集光光学素子２が正のパワー（屈折力）を有する光学素子として示している。
【００７２】
また、実施の形態１で示す集光光学素子２は、例えば、内部が屈折材で満たされている。
【００７３】
図１では、集光光学素子２は、１つの光学素子で構成されているが、複数の光学素子を用いることもできる。しかし、複数の光学素子を用いる場合には、各光学素子の位置決め精度を確保するなど、製造性を低下させることになる。
【００７４】
光源１及び集光光学素子２は、導光投射光学素子３の上側（＋Ｙ軸方向側）に配置されている。また、光源１及び集光光学素子２は、導光投射光学素子３の後方（−Ｚ軸方向側）に配置されている。
【００７５】
光源１及び集光光学素子２は、反射面３２に対して、反射面３２の光を反射する側に位置している。つまり、光源１及び集光光学素子２は、反射面３２に対して、反射面３２の表面側に位置している。
【００７６】
「反射面の表面」は、光を反射する面である。また、「反射面の裏面」は、表面に対して裏面側の面で、例えば、光を反射しない面である。
【００７７】
光源１及び集光レンズ２は、反射面３２の法線方向であって、反射面３２に対して、反射面３２の表面側に位置している。集光光学素子２は、反射面３２に対向する方向に配置されている。反射面３２は、導光投射光学素子３に設けられた面である。
【００７８】
集光光学素子２の光軸Ｃ２は、例えば、入射面２１１と出射面２３１との２面の曲率中心を結ぶ直線である。
【００７９】
図１では、光源１の光軸Ｃ１は、集光光学素子２の光軸Ｃ２と一致している。そして、光源１及び集光光学素子２の光軸Ｃ１，Ｃ２は、反射面３２上に交点を有している。入射面３１で光が屈折される場合には、集光光学素子２から出射された中心光線が、反射面３２上に到達する。つまり、集光光学素子２の光軸Ｃ２又は中心光線は、反射面３２上に交点を有している。
【００８０】
集光光学素子２から出射される際の中心光線は、集光光学素子２の光軸Ｃ２上の光線である。
【００８１】
集光光学素子２は、例えば、入射面２１１，２１２、反射面２２及び出射面２３１，２３２を備える。
【００８２】
集光光学素子２は、光源１の直後に配置される。ここで、「後」とは、光源１から出射された光の進行方向側のことである。ここでは、「直後」なので、発光面１１から出射された光は、すぐに集光光学素子２に入射する。
【００８３】
発光ダイオードは、ランバート配光の光を出射する。「ランバート配光」とは、発光面の輝度が見る方向によらず一定となる配光である。つまり、発光ダイオードの配光の指向性は広い。このため、光源１と集光光学素子２との距離を短くすることで、より多くの光を集光光学素子２に入射させることができる。
【００８４】
集光光学素子２は、例えば、透明樹脂、硝子又はシリコーン材で製作されている。集光光学素子２の材料は、透過性を有すれば材質は問わず、透明な樹脂等でも構わない。「透過性」とは、透明である性質のことである。しかし、光利用効率の観点から、集光光学素子２の材料は、透過性の高い材料が適している。また、集光光学素子２が、光源１の直後に配置されることから、集光光学素子２の材料は、耐熱性に優れた材料が好ましい。
【００８５】
入射面２１１は、集光光学素子２の中心部分に形成された入射面である。「集光レンズ２の中心部分」とは、集光光学素子２の光軸Ｃ２が入射面２１１上に交点を有していることである。
【００８６】
また、入射面２１１は、例えば、正のパワーを有する。入射面２１１は、例えば、凸面形状である。入射面２１１の凸面形状は、−Ｚ１軸方向に凸の形状をしている。パワーは、「屈折力」ともよばれる。入射面２１１は、例えば、光軸Ｃ２を回転軸とする回転対称の形状をしている。
【００８７】
入射面２１２は、例えば、楕円の長軸又は短軸を回転軸として回転させた回転体の表面形状の一部をしている。楕円の長軸又は短軸を回転軸として回転させた回転体を「回転楕円体」という。この回転楕円体の回転軸は、光軸Ｃ２と一致している。入射面２１２は、回転楕円体の回転軸方向の両端を切断した表面形状をしている。つまり、入射面２１２は、筒形状をしている。
【００８８】
なお、後述するように、入射面２１２は、必ずしも回転対称である必要はない。例えば、入射面２１２は、楕円体の形状であってもよい。つまり、入射面２１２は、楕円面形状である。楕円面は、３つの座標平面に平行な平面による切口が常に楕円である二次曲面である。
【００８９】
入射面２１２の筒形状の一端（＋Ｚ１軸方向側の端）は、入射面２１１の外周に接続されている。入射面２１２の筒形状は、入射面２１１に対して光源１側（−Ｚ１軸方向）に形成されている。つまり、入射面２１２の筒形状は、入射面２１１に対して光源１側に形成されている。
【００９０】
反射面２２は、Ｘ１−Ｙ１平面上の断面形状が、例えば、光軸Ｃ２を中心とした円形状をした筒形状をしている。反射面２２の筒形状は、−Ｚ１軸方向側の端のＸ１−Ｙ１平面上の円形状の直径が、＋Ｚ１軸方向側の端のＸ１−Ｙ１平面上の円形状の直径よりも小さい。つまり、反射面２２は、−Ｚ１軸方向から＋Ｚ１軸方向に向けて直径が大きくなっている。
【００９１】
例えば、反射面２２は、円錐台の側面の形状をしている。中心軸を含む面上での円錐台の側面の形状は直線形状をしている。しかし、光軸Ｃ２を含む面上での反射面２２の形状は曲線形状であっても構わない。「光軸Ｃ２を含む面」とは、面上に光軸Ｃ２の線を描けることである。
【００９２】
反射面２２の筒形状の一端（−Ｚ１軸方向側の端）は、入射面２１２の筒形状の他端（−Ｚ１軸方向側の端）に接続している。つまり、反射面２２は、入射面２１２の外周側に位置している。
【００９３】
出射面２３１は、入射面２１１の＋Ｚ軸方向側に位置している。出射面２３１は、例えば、正のパワーを有する。出射面２３１は、例えば、凸面形状である。出射面２３１の凸面形状は、＋Ｚ軸方向に凸の形状をしている。集光光学素子２の光軸Ｃ２は、出射面２３１上に交点を有している。出射面２３１は、例えば、光軸Ｃ２を回転軸とする回転対称の形状をしている。
【００９４】
また、出射面２３１は、トロイダル面であってもよい。また、同様に入射面２１１もトロイダル面であってもよい。トロイダル面は、シリンドリカル面を含む。
【００９５】
出射面２３２は、出射面２３１の外周側に位置している。出射面２３２は、例えば、Ｘ１−Ｙ１平面に平行な平面形状をしている。出射面２３２の内周及び外周は、円形状をしている。
【００９６】
出射面２３２の内周は、出射面２３１の外周に接続している。出射面２３２の外周は、反射面２２の筒形状の他端（＋Ｚ１軸方向側の端）に接続している。
【００９７】
発光面１１から出射された光のうち、出射角度の小さい光線は、入射面２１１に入射する。出射角度の小さい光線は、例えば、発散角が６０度以内である。出射角度の小さい光線は、入射面２１１から入射して、出射面２３１から出射される。
【００９８】
出射面２３１から出射された出射角度の小さい光線は、集光光学素子２の前方（＋Ｚ１軸方向）の任意の位置に集光される。出射面２３１から出射された光線は、集光される。光源１から出射される際の出射角度の小さい光線は、入射面２１１及び出射面２３１における屈折によって集光される。つまり、光源１から出射される際の出射角度の小さい光線の集光には、光の屈折が用いられる。
【００９９】
発光面１１から出射された光のうち、出射角度の大きい光線は、入射面２１２に入射する。出射角度の大きい光線は、例えば、発散角が６０度よりも大きい。入射面２１２から入射した光線は、反射面２２で反射される。反射面２２で反射された光線は、＋Ｚ１軸方向に進行する。反射面２２で反射された光線は、出射面２３２から出射される。
【０１００】
出射面２３２から出射された出射角度の大きい光線は、集光光学素子２の前方（＋Ｚ１軸方向）の任意の位置に集光される。出射面２３２から出射された光線は、集光される。光源１から出射される際の出射角度の大きい光線は、反射面２２における反射によって集光される。つまり、光源１から出射される際の出射角度の大きい光線の集光には、光の反射が用いられる。
【０１０１】
以下の各実施の形態で説明する集光光学素子２は、一例として、以下の機能を有する光学素子として説明する。つまり、集光光学素子２は、光源１から出射された出射角度の小さい光線を屈折によって集光する。また、集光光学素子２は、光源１から出射された出射角度の大きい光線を反射によって集光する。
【０１０２】
例えば、出射面２３１から出射された光の集光位置では、光源１のパターン（発光面１１の形状）と相似形状の像が形成される。このため、光源１の発光面１１の形状が出射面３３のよって投影されることで、配光ムラを生じることがある。
【０１０３】
このような場合には、上述のように、出射面２３１から出射された光の集光位置と、出射面２３２から出射された光の集光位置とを異ならせることで、出射面２３１から出射された光による配光ムラを緩和させることが可能となる。
【０１０４】
出射面２３２から出射された光線の集光位置と、出射面２３１から出射された光線の集光位置とは、一致する必要はない。例えば、出射面２３１から出射された光の集光位置よりも、出射面２３２から出射された光の集光位置の方が、集光光学素子２に近い位置でも良い。
【０１０５】
また、集光光学素子２から出射された光の集光位置ＰＨと、共役面ＰＣの位置とを異ならせることで、出射面２３１から出射された光による配光ムラを緩和させることが可能となる。
【０１０６】
また、例えば、ＬＥＤの発光面１１は、通常、矩形形状または円形形状をしている。そして、上述のように、配光パターンは、上下方向が狭い横長の形状をしている。また、車両用のハイビームは、円形形状の配光パターンであっても構わない。そのため、光源１の発光面１１の形状を利用して、配光パターンを形成することができる。
【０１０７】
例えば、集光光学素子２によって、発光面１１の形状を基にした中間像を形成し、この中間像を投影することができる。図１では、発光面１１の像は、集光位置ＰＨに形成される。集光位置ＰＨに形成される発光面１１の像は、発光面１１の中心から＋Ｙ１軸方向側の像が反射面３２によって折り返されて、発光面１１の中心から−Ｙ１軸方向側の像と重ね合わされている。このように、発光面１１の像は、発光面１１の形状を基に変形などがなされた像を含む。
【０１０８】
また、このようにして形成された発光面１１の像の位置と、共役面ＰＣの位置とを異ならせることで、出射面２３１から出射された光による配光ムラを緩和させることが可能となる。
【０１０９】
また、実施の形態１においては、集光光学素子２の入射面２１１，２１２、反射面２２及び出射面２３１，２３２の各々は、すべて光軸Ｃ２中心の回転対称な形状としている。しかし、光源１から出射された光を集光できれば、回転対称な形状に限らない。
【０１１０】
例えば、反射面２２のＸ１−Ｙ１平面上の断面形状を楕円形状にすることで、集光位置における集光スポットも楕円形状にすることができる。そして、前照灯モジュール１００は、幅の広い配光パターンを生成しやすくなる。
【０１１１】
また、光源１の発光面１１の形状が矩形形状の場合にも、例えば、反射面２２のＸ１−Ｙ１平面上の断面形状を楕円形状する方が、集光光学素子２を小型にできる。
【０１１２】
また、集光光学素子２は全体として正のパワーを有していればよい。入射面２１１，２１２、反射面２２及び出射面２３１，２３２の各々は、それぞれ任意のパワーを有することができる。
【０１１３】
また、集光光学素子２と入射面３１とを合わせて光を集光させる場合には、集光光学素子２と入射面３１との全体で正のパワーを有していればよい。
【０１１４】
なお、上述のように、光源１に管球光源を採用した場合には、集光光学素子としてリフレクタなどを用いることができる。リフレクタは、例えば、反射鏡などである。
【０１１５】
また、集光光学素子２の形状の説明で、一例として、入射面２１１，２１２、反射面２２または出射面２３１，２３２が隣接する面と接続していると説明した。しかし、必ずしも面どうしが接続している必要はない。例えば、「入射面２１２の筒形状の一端（＋Ｚ１軸方向側の端）は、入射面２１１の外周に接続されている。」は、「入射面２１２の筒形状の一端（＋Ｚ１軸方向側の端）は、入射面２１１の外周側に位置している。」と言いかえることができる。各面の位置関係で、入射した光が導光投射光学素子３に導かれればよい。
【０１１６】
＜導光投射光学素子３＞
導光投射光学素子３は、集光光学素子２の＋Ｚ１軸方向に位置している。導光投射光学素子３は、集光光学素子２の＋Ｚ軸側に位置している。そして、導光投射光学素子３は、集光光学素子２の−Ｙ軸側に位置している。
【０１１７】
導光投射光学素子３は、集光光学素子２から出射された光を入射する。導光投射光学素子３は、前方（＋Ｚ軸方向）に光を出射する。
【０１１８】
また、前照灯モジュール１００が集光光学素子２を備えていない場合には、導光投射光学素子３は、光源１から出射された光を入射する。導光投射光学素子３は、前方（＋Ｚ軸方向）に光を出射する。
【０１１９】
導光投射光学素子３は、光学素子の一例である。なお、導光投射光学素子３は、反射面３２によって光を導光する機能を有する。また、導光投射光学素子３は、出射面３３によって光を投射する機能を有する。このため、光学素子３を説明する際には、理解を容易にするために、導光投射光学素子３として説明する。
【０１２０】
なお、「投射する」とは、光を放つことである。また、「投影する」とは、像を映し出すことである。そのため、導光投射光学素子３が後述する配光パターンを投影している場合には、導光投射光学素子３は、導光投影光学素子とも言える。また、後述の投射光学素子３５０は、配光パターンを投影しているので、投影光学素子とも言える。
【０１２１】
また、図１では、出射面３３は、配光パターンを投影する投射光学部である。出射面３３は、配光パターンを投影する投影光学部とも言える。なお、後述するように、投射光学素子３５０を備える場合には、投射光学素子３５０が配光パターンを投影する投射光学部（投影光学部）となる。また、出射面３３と投射光学素子３５０とによって配光パターンを投影する場合には、出射面３３と投射光学素子３５０とが配光パターンを投影する投射光学部（投影光学部）となる。
【０１２２】
図２は、導光投射光学素子３の斜視図である。導光投射光学素子３は、反射面３２、側面３９５ａ,３９５ｂ及び出射面３３を備える。導光投射光学素子３は、入射面３１を備えることができる。導光投射光学素子３は、入射面３４を備えることができる。なお、図２において、側面３９５ａ,３９５ｂの引出線は、側面３９５ａ,３９５ｂの＋Ｙ軸側の辺から引き出している。
【０１２３】
導光投射光学素子３は、例えば、透明樹脂、硝子又はシリコーン材等で製作されている。
【０１２４】
また、実施の形態１で示す導光投射光学素子３は、例えば、内部が屈折材で満たされている。
【０１２５】
入射面３１は、導光投射光学素子３の−Ｚ軸方向側の端部に設けられている。入射面３１は、導光投射光学素子３の＋Ｙ軸方向側の部分に設けられている。
【０１２６】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）及び図２では、導光投射光学素子３の入射面３１は曲面形状をしている。入射面３１の曲面形状は、例えば、水平方向（Ｘ軸方向）及び垂直方向（Ｙ軸方向）がともに正のパワーを有する凸面形状である。
【０１２７】
水平方向（Ｘ軸方向）において、入射面３１は正のパワーを有する。水平方向（Ｘ軸方向）において、入射面３１は凸面形状である。垂直方向（Ｙ軸方向）において、入射面３１は正のパワーを有する。垂直方向（Ｙ軸方向）において、入射面３１は凸面形状である。
【０１２８】
なお、上述のように、集光光学素子２と入射面３１とを合わせて光を集光させる場合には、入射面３１の曲面形状を凹面形状とすることができる。
【０１２９】
また、入射面３１のＹ軸方向の曲率と入射面３１のＸ軸方向の曲率とを異なる値とすることで、入射面３１のＹ−Ｚ平面上での焦点位置と入射面３１のＺ−Ｘ平面上での焦点位置とを異なる位置とすることができる。
【０１３０】
また、入射面３１のＹ軸方向を正のパワーとして、入射面３１のＸ軸方向のパワーを負の値とすることができる。
【０１３１】
曲面形状の入射面３１に入射した光は、その発散角が変化する。入射面３１は、光の発散角を変化させることで、配光パターンを成形することができる。つまり、入射面３１は、配光パターンの形状を成形する機能を有する。つまり、入射面３１は、配光パターン形状成形部として機能する。
【０１３２】
また、例えば、入射面３１に集光機能を持たせることで、集光光学素子２を省くことも考えられる。つまり、入射面３１は、集光部として機能する。
【０１３３】
入射面３１は、配光パターン形状成形部の一例として考えられる。また、入射面３１は、集光部の一例として考えられる。
【０１３４】
しかし、入射面３１は曲面形状に限らず、例えば、平面形状でも構わない。
【０１３５】
本実施の形態１では、まず、導光投射光学素子３の入射面３１の形状が正のパワーを有する凸面形状の場合について説明する。
【０１３６】
反射面３２は、入射面３１の−Ｙ軸方向側の端部に設けられている。つまり、反射面３２は、入射面３１の−Ｙ軸方向側に配置されている。そして、反射面３２は、入射面３１の＋Ｚ軸方向側に配置されている。実施の形態１では、反射面３２の−Ｚ軸方向側の端部は、入射面３１の−Ｙ軸方向側の端部に接続している。しかし、反射面３２の−Ｚ軸方向側の端部は、必ずしも、入射面３１の−Ｙ軸方向側の端部に接続される必要はない。
【０１３７】
反射面３２は、反射面３２に到達した光を反射する。つまり、反射面３２は、光を反射する機能を有する。つまり、反射面３２は、光反射部として機能する。反射面３２は、光反射部の一例として考えられる。
【０１３８】
反射面３２は、＋Ｙ軸方向に面した面である。つまり、反射面３２の表面は、＋Ｙ軸方向に面した面である。反射面３２の表面は、光を反射する面である。反射面３２の裏面は、−Ｙ軸方向に面した面である。実施の形態１では、例えば、反射面３２の裏面は光を反射しない。
【０１３９】
反射面３２は、Ｚ−Ｘ平面に対して、Ｘ軸に平行な軸を中心として、−Ｘ軸方向から見て時計回りに回転した面である。図１では、反射面３２は、Ｚ−Ｘ平面に対して、角度ｂだけ回転した面となっている。
【０１４０】
しかし、反射面３２は、Ｚ−Ｘ平面に平行な面であっても構わない。
【０１４１】
また、図１では、反射面３２は平面で示されている。しかし、反射面３２は、平面である必要はない。反射面３２は、曲面形状でも構わない。
【０１４２】
つまり、反射面３２は、Ｙ軸方向にのみ曲率を有する曲面であってもよい。反射面３２は、Ｚ軸方向にのみ曲率を有する曲面であってもよい。また、反射面３２は、Ｘ軸方向にのみ曲率を有する曲面であってもよい。また、反射面３２は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方に曲率を有する曲面であってもよい。反射面３２は、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の双方に曲率を有する曲面であってもよい。
【０１４３】
図１において、反射面３２は平面で示されている。このため、光軸Ｃ３に平行で、反射面３２に垂直な平面は、Ｙ−Ｚ平面である。つまり、光軸Ｃ３を含み、反射面３２に垂直な平面は、Ｙ−Ｚ平面に平行である。そして、この平面（Ｙ−Ｚ平面）に垂直で光軸Ｃ３に平行な平面は、Ｚ−Ｘ平面である。つまり、光軸Ｃ３を含み、この平面（Ｙ−Ｚ平面）に垂直な平面は、Ｚ−Ｘ平面に平行である。
【０１４４】
例えば、反射面３２がＹ−Ｚ平面上でのみ曲率を有するシリンドリカル面である場合には、Ｘ軸に垂直な平面であるＹ−Ｚ平面が、光軸Ｃ３に平行で、反射面３２に垂直な平面となる。
【０１４５】
「Ｙ−Ｚ平面上でのみ曲率を有する」ということは、Ｚ軸方向で曲率を有することである。または、「Ｙ−Ｚ平面上でのみ曲率を有する」ということは、Ｙ軸方向で曲率を有することである。
【０１４６】
また、例えば、反射面３２がＸ−Ｙ平面上でのみ曲率を有するシリンドリカル面である場合には、反射面３２を、その曲面を近似した平面として考える。つまり、光軸Ｃ３に平行で反射面３２に垂直な平面は、光軸Ｃ３に平行で反射面３２の曲面を近似した平面に垂直な平面である。曲面の近似には、例えば、最小二乗法などを用いることができる。
【０１４７】
「Ｘ−Ｙ平面上でのみ曲率を有する」ということは、Ｘ軸方向で曲率を有することである。
【０１４８】
また、反射面３２がトロイダル面である場合も反射面３２を、その曲面を近似した平面として考える。トロイダル面は、樽の表面またはドーナツの表面のように、直交する２つの軸方向の曲率が異なる面のことである。トロイダル面は、シリンドリカル面を含む。
【０１４９】
「Ｙ−Ｚ平面上で曲率を有する」ということは、例えば、反射面３２をＹ−Ｚ平面に平行な面で切断してその形状を見ることである。また、「Ｙ−Ｚ平面上で曲率を有する」ということは、例えば、Ｙ−Ｚ平面を投影面として、反射面３２の形状を見ることである。「Ｘ−Ｙ平面上でのみ曲率を有する」ということも同様である。
【０１５０】
曲面形状の反射面３２に垂直な平面を考える場合においては、反射面３２を、その曲面を近似した平面として考えることができる。つまり、光軸Ｃ３に平行で反射面３２に垂直な平面は、例えば、光軸Ｃ３に平行で反射面３２の曲面を近似した平面に垂直な平面である。曲面の近似には、例えば、最小二乗法などを用いることができる。
【０１５１】
反射面３２は、ミラー蒸着をすることでミラー面としても良い。しかし、反射面３２は、ミラー蒸着をせずに全反射面として機能させることが望ましい。なぜなら、全反射面はミラー面よりも反射率が高く、光利用効率の向上に寄与するからである。また、ミラー蒸着の工程をなくすことで、導光投射光学素子３の製造工程を簡素化することができる。そして、導光投射光学素子３の製造コストの低減に寄与する。特に、実施の形態１に示す構成では、反射面３２への光線の入射角が浅いため、ミラー蒸着をしなくても反射面３２を全反射面とすることができる特徴がある。「入射角が浅い」とは、入射角が大きいということである。「入射角」は、光線が入射するとき、入射方向と境界面の法線とがなす角度である。
【０１５２】
入射面３４は、例えば、Ｘ−Ｙ平面に平行な面をしている。しかし、入射面３４を曲面形状とすることができる。入射面３４を曲面形状とすることで、入射する光の配光を変更することができる。また、入射面３４は、例えば、Ｘ−Ｙ平面に対して傾斜した面であってもよい。
【０１５３】
入射面３４は、反射面３２の−Ｙ軸方向側に配置されている。つまり、入射面３４は、反射面３２の裏面側に配置されている。図１では、入射面３４の＋Ｙ軸方向側の端部は、反射面３２の＋Ｚ軸方向側の端部に接続している。しかし、入射面３４の＋Ｙ軸方向側の端部は、必ずしも、反射面３２の＋Ｚ軸方向側の端部に接続される必要はない。
【０１５４】
入射面３４は、図１では、照射面９と光学的に共役の位置にある。「光学的に共役」とは、１つの点から発した光が他の１つの点に結像する関係のことをいう。つまり、入射面３４上及びその延長上にある共役面ＰＣ上の光の形状が、照射面９に投影される。図１では、入射面３４からは光は入射していない。このため、入射面３１から入射した光の共役面ＰＣ上の形状が、照射面９に投影される。
【０１５５】
なお、共役面ＰＣ上の光の像（配光パターン）は、導光投射光学素子３内の共役面ＰＣ上の一部に形成される。つまり、導光投射光学素子３内の共役面ＰＣ上の範囲内で、配光パターンを前照灯モジュール１００に適した形状に形づくることができる。特に、後述するように、複数の前照灯モジュールを用いて１つの配光パターンを形づくる場合には、各前照灯モジュールの役割に応じた配光パターンを形づくることになる。
【０１５６】
例えば、光源１とは別の光源（図１に示せず）を、光源１の−Ｙ軸方向側に配置する。別の光源から出射された光は、入射面３４から導光投射光学素子３内に入射する。入射面３４に入射した光は、入射面３４で屈折される。入射面３４に入射した光は、出射面３３から出射される。
【０１５７】
別の光源４を備えた構成を、図１４に示す。
【０１５８】
光源４及び集光光学素子５は、光軸Ｃ４，Ｃ５を＋Ｙ軸方向に角度ｅだけ傾けて配置される。「光軸を＋Ｙ軸方向に傾ける」とは、−Ｘ軸方向から見て、Ｘ軸を回転軸として、光軸を反時計回りに回転させることである。
【０１５９】
光源４と集光光学素子５について説明を容易にするために新たな座標系としてＸ２Ｙ２Ｚ２座標を用いる。Ｘ２Ｙ２Ｚ２座標は、ＸＹＺ座標を−Ｘ軸方向から見て、Ｘ軸を回転軸として反時計回りに角度ｅだけ回転した座標である。
【０１６０】
＜光源４＞
光源４は、発光面４１を備える。光源４は、発光面４１から車両の前方を照明するための光を出射する。光源４は、発光面４１から光を出射する。
【０１６１】
光源４は、集光光学素子５の−Ｚ２軸側に位置している。光源４は、導光投射光学素子３の−Ｚ軸側（後方）に位置している。そして、光源４は、導光投射光学素子３の−Ｙ軸側（下側）に位置している。
【０１６２】
図１４では、光源４は、＋Ｚ２軸方向に光を出射している。光源４は、その種類を特に限定していないが、上述の説明の通り以下の説明では、光源４がＬＥＤであるとして説明する。
【０１６３】
＜集光光学素子５＞
集光光学素子５は、光源４の＋Ｚ２軸側に位置している。また、集光光学素子５は、導光投射光学素子３の−Ｚ２軸側に位置している。集光光学素子５は、導光投射光学素子３の−Ｚ軸側（後方）に位置している。そして、集光光学素子５は、導光投射光学素子３の−Ｙ軸側（下側）に位置している。
【０１６４】
集光光学素子５は、光源４から発せられた光を入射する。集光光学素子５は、前方（＋Ｚ２軸方向）に光を集光させる。図１４では、集光光学素子５が正のパワーを有する集光光学素子５として示している。
【０１６５】
なお、例えば、導光投射光学素子３の入射面３４に集光機能を持たせる場合などでは、集光光学素子５を省くことができる。また、前照灯モジュール１００が集光光学素子５を備えていない場合には、導光投射光学素子３は、光源４から出射された光を入射する。光源４から出射された光は、入射面３４から入射する。
【０１６６】
また、集光光学素子５は、例えば、内部が屈折材で満たされている。
【０１６７】
図１４では、集光光学素子５は、１つの集光光学素子５で構成されているが、複数の光学部品を用いることもできる。しかし、複数の光学素子を用いる場合には、各光学素子の位置決め精度を確保するなど、製造性を低下させることになる。
【０１６８】
集光光学素子５は、例えば、入射面５１１，５１２、反射面５２及び出射面５３１，５３２を備える。
【０１６９】
図１４では、集光光学素子５の光軸Ｃ５は、Ｚ２軸に平行である。また、集光光学素子５の光軸Ｃ５は、光源４の光軸Ｃ４と一致している。つまり、光源４の光軸Ｃ４は、Ｚ２軸に平行である。
【０１７０】
集光光学素子５の詳細な構成及び機能は集光光学素子２と同様である。そのため、集光光学素子２の説明で、集光光学素子５の説明を代用する。ただし、集光光学素子５の焦点距離等の光学性能は、集光光学素子２に対して異なる値を取りえる。
【０１７１】
集光光学素子５の入射面５１１は、集光光学素子２の入射面２１１に対応している。集光光学素子５の入射面５１２は、集光光学素子２の入射面２１２に対応している。集光光学素子５の出射面５３１は、集光光学素子２の出射面２３１に対応している。集光光学素子５の出射面５３２は、集光光学素子２の出射面２３２に対応している。集光光学素子５の反射面５２は、集光光学素子２の反射面２２に対応している。
【０１７２】
光源４及び集光光学素子５は、導光投射光学素子３の下側（−Ｙ軸方向側）に配置されている。また、光源４及び集光光学素子５は、導光投射光学素子３の後方（−Ｚ軸方向側）に配置されている。つまり、図１４に示すように、集光光学素子５は、集光光学素子２の下側（−Ｙ軸方向側）に配置されている。また、前照灯モジュール１００では、光源４は、光源１の下側（−Ｙ軸方向側）に配置されている。
【０１７３】
図１４に示すように、集光光学素子５によって集光された光は、導光投射光学素子３の入射面３４に到達する。入射面３４は、屈折面である。また、図１４では、入射面３４は、平面形状で示している。入射面３４から入射した光は、入射面３４で屈折される。入射面３４に入射した光は、出射面３３から出射される。
【０１７４】
なお、図１４に示す導光投射光学素子３は、例えば、内部が屈折材で満たされている。
【０１７５】
入射面３４は照射面９と共役の関係にある。つまり、入射面３４は、照射面９と光学的に共役の位置にある。従って、入射面３４上に集光光学素子５によって形成された配光パターンの像は、導光投射光学素子３によって車両の前方の照射面９に拡大して投影される。入射面３４上に集光光学素子５によって形成された配光パターンは、導光投射光学素子３によって車両の前方の照射面９に拡大して投影される。
【０１７６】
入射面３４は稜線部３２１よりも下側（−Ｙ軸方向側）に配置されている。このため、入射面３４上に形成された配光パターンの像は、照射面９上ではカットオフライン９１よりも上側（＋Ｙ軸方向側）に投影される。入射面３４上に形成された配光パターンは、照射面９上ではカットオフライン９１よりも上側（＋Ｙ軸方向側）に投影される。したがって、光源４及び集光光学素子５は、ハイビームで照明される領域を照明することができる。
【０１７７】
また、図１４に示すように集光光学素子５から出射される光の集光位置を調整することで、ハイビームの配光を変更することができる。また、集光光学素子５と導光投射光学素子３との幾何学関係を調整することで、ハイビームの配光を変更することができる。
【０１７８】
「幾何学関係の調整」とは、例えば、光軸Ｃ３方向（Ｚ軸方向）において、集光光学素子５と導光投射光学素子３との位置関係を調整することである。光軸Ｃ３方向において集光光学素子５と導光投射光学素子３との位置関係が異なれば、集光光学素子５によって集光された入射面３４上の集光スポットのサイズが変わる。つまり、集光光学素子５によって集光された光の入射面３４上の光束径が変わる。そして、それに応じて、照射面９上の配光は変化する。
【０１７９】
上述の例では、入射面３４を共役面ＰＣ上に配置した。しかし、入射面３４を共役面ＰＣより−Ｚ軸方向側に配置することができる。つまり、共役面ＰＣは入射面３４の＋Ｚ軸側に存在する。共役面ＰＣは導光投射光学素子３の内部に存在する。
【０１８０】
このような構成の場合には、共役面ＰＣの稜線部３２１より下側（−Ｙ軸方向側）に形成される配光パターンの像を、入射面３４の形状で制御することができる。配光パターンを入射面３４の形状で制御することができる。
【０１８１】
例えば、入射面３４は正のパワーを有する曲面形状である。そして、集光光学素子５から出射された光は稜線部３２１に集光する。このような場合には、カットオフライン９１の上側（＋Ｙ軸側）の領域が最も明るく照明される配光パターンとなる。
【０１８２】
この様に、入射面３４の面の形状を変化させることで、容易にハイビームの配光パターンを制御することができる。
【０１８３】
なお、このような配光パターンの制御は、集光光学素子５によって行うことができる。しかし、集光光学素子５を備えない場合でも、入射面３４の面の形状を変化させることで、配光パターンの制御を行うことができる。また、集光光学素子５と入射面３４とを合わせた全体のパワーで、配光パターンの制御を行うことができる。
【０１８４】
以上のように、図１４に示す前照灯モジュール１００は、ロービームの配光パターンとハイビームの配光パターンとの両方を同一の前照灯モジュールで容易に形成することができる。つまり、ハイビーム用の前照灯モジュールとロービーム用の前照灯モジュールとをそれぞれ別々に用意する必要がない。このため、従来の前照灯装置に比べて小型の前照灯装置を実現することができる。
【０１８５】
また、ロービームのみを点灯した状態と、ロービーム及びハイビームを同時に点灯した状態との両方で、発光領域を変化させないことができる。そして、前照灯装置を点灯させた際の意匠性を高めることができる。
【０１８６】
稜線部３２１は反射面３２の−Ｙ軸方向側の辺である。稜線部３２１は反射面３２の＋Ｚ軸方向側の辺である。また、稜線部３２１は、入射面３４の＋Ｙ軸方向側の辺である。そして、稜線部３２１は、照射面９と光学的に共役の位置にある。
【０１８７】
「稜線」とは、一般的には、面と面との境界線のことである。しかし、ここでは、「稜線」は面の端部を含む。実施の形態１では、稜線部３２１は、反射面３２と入射面３４とを接続する部分である。つまり、反射面３２と入射面３４との接続する部分が稜線部３２１である。
【０１８８】
しかし、例えば、導光投射光学素子３の内部が空洞となっていて、入射面３４が開口部となっている場合には、稜線部３２１は反射面３２の端部となる。つまり、稜線部３２１は、面と面との境界線を含む。また、稜線部３２１は、面の端部を含む。なお、上述のように実施の形態１では、導光投射光学素子３は、内部が屈折材で満たされている。
【０１８９】
また、稜線部３２１は、配光パターンのカットオフライン９１の形状となる。なぜなら、稜線部３２１は照射面９と光学的に共役の位置にあるからである。このため、照射面９上の配光パターンは、稜線部３２１を含む共役面ＰＣ上の配光パターンと相似形になる。従って、稜線部３２１は、カットオフライン９１の形状にすることが好ましい。
【０１９０】
「稜線」は直線に限らず曲線等も含まれる。例えば、稜線は「立ち上がりライン」の形状とすることもできる。
【０１９１】
これによって、歩行者の識別及び標識の識別のために、歩道側（左側）の照射を立ち上げる「立ち上がりライン」を容易に形成することができる。なお、車両が道路の左側を走行する場合で説明している。
【０１９２】
実施の形態１では、一例として、稜線部３２１は、直線形状である。実施の形態１では、稜線部３２１は、Ｘ軸に平行な直線形状をしている。
【０１９３】
また、実施の形態１では、稜線部３２１は入射面３４の＋Ｙ軸方向側の辺である。稜線部３２１も入射面３４上にあるため、照射面９と光学的に共役の位置にある。
【０１９４】
また、実施の形態１では、稜線部３２１は、導光投射光学素子３の光軸Ｃ３と交差している。稜線部３２１は、出射面３３の光軸Ｃ３と直角に交差している。
【０１９５】
なお、稜線部３２１は、必ずしも出射面３３の光軸Ｃ３と交差する必要は無い。稜線部３２１は、光軸Ｃ３とねじれの位置にあってもよい。
【０１９６】
出射面３３は、導光投射光学素子３の＋Ｚ軸方向側の端部に設けられている。後述するように、出射面３３は、主に、反射面３２で反射された光を出射する。出射面３３は、反射面３２で反射された光を出射する。
【０１９７】
出射面３３は、導光投射光学素子３の＋Ｚ軸方向側の端部に設けられている。出射面３３は、正のパワーを有する曲面形状をしている。出射面３３は、＋Ｚ軸方向に突出した凸面形状をしている。出射面３３は、正のパワーを有する。
【０１９８】
光軸Ｃ３は、出射面３３の面頂点を通る法線である。図１の場合では、光軸Ｃ３は、出射面３３の面頂点を通るＺ軸に平行な軸となる。つまり、出射面３３の面頂点がＸ―Ｙ平面でＸ軸方向又はＹ軸方向に平行移動する場合には、光軸Ｃ３も同様にＸ軸方向又はＹ軸方向に平行移動する。また、出射面３３が、Ｘ−Ｙ平面に対して傾斜する場合には、出射面３３の面頂点の法線もＸ−Ｙ平面に対して傾斜するため光軸Ｃ３もＸ−Ｙ平面に対して傾斜する。
【０１９９】
例えば、出射面３３がＹ軸方向にのみ曲率を有する場合には、光軸Ｃ３のＸ軸方向においては、側面３９５ａと側面３９５ｂとの中心とする。
【０２００】
図１では、出射面３３は、シリンドリカルレンズの機能を有している。つまり、出射面３３は、Ｙ軸方向にのみ曲率を有し、Ｘ軸方向に曲率を有していない。出射面３３は、水平方向に対応する方向にパワーを持っていない。なお、出射面３３は、トロイダル面であってもよい。上述のように、出射面３３は、配光パターンを投影する投射光学部の一例である。
【０２０１】
側面３９５は、導光投射光学素子３の＋Ｘ軸側の面と−Ｘ軸側の面とである。側面３９５ａは、＋Ｘ軸側の面である。側面３９５ｂは、−Ｘ軸側の面である。側面３９５ａ，３９５をまとめて説明する場合には、側面３９５と示す。
【０２０２】
側面３９５ａ，３９５ｂは、反射面３２と出射面３３との間で、Ｙ−Ｚ平面を挟むように配置されている。この場合には、例えば、Ｙ−Ｚ平面は出射面３３の光軸Ｃ３を含んでいる。
【０２０３】
側面３９５ａ，３９５ｂは、例えば、光軸Ｃ３を含み反射面３２に垂直な平面に平行である。また、例えば、側面３９５ａ，３９５ｂは、光軸Ｃ３を含み反射面３２に垂直な平面に対して対称に配置されている。
【０２０４】
側面３９５ａ，３９５ｂは、反射面３２と出射面３３との間に配置されている。側面３９５ａ，３９５ｂは、車両の水平方向に対応する方向から、導光投射光学素子３内を導光されている光を挟むように配置されている。
【０２０５】
「車両の水平方向に対応する方向」とは、例えば、「車両の水平方向に対応する方向」が配光パターンの１つの方向とすると、導光投射光学素子３内で形成された配光パターンの１つの方向が、車両から外に投射された際に、配光パターンの水平方向に対応しているということである。また、同様に、「車両の垂直方向に対応する方向」とは、例えば、「車両の垂直方向に対応する方向」が配光パターンの１つの方向とすると、導光投射光学素子３内で形成された配光パターンの１つの方向が、車両から外に投射された際に、配光パターンの垂直方向に対応しているということである。これは、配光パターンに代えて、光束であっても同様である。
【０２０６】
入射面３１から入射した光線は、側面３９５ａ，３９５ｂで反射されて出射面３３に到達する。つまり、反射面３２で反射された光線は、側面３９５ａまたは側面３９５ｂで反射されて出射面３３に到達する。
【０２０７】
つまり、側面３９５ａ，３９５ｂは、光を反射する反射面である。また、側面３９５ａ，３９５ｂは、光を導光する。
【０２０８】
側面３９５ａ，３９５ｂでの光の反射は、上述のように全反射であることが望ましい。しかし、側面３９５ａ，３９５ｂに反射コーティングなどを施してもよい。また、側面３９５ａ，３９５ｂに反射板などを配置してもよい。
【０２０９】
＜光線の挙動＞
図１に示すように、集光光学素子２によって集光された光は、入射面３１から導光投射光学素子３内に入射する。なお、上述のように、集光光学素子２を備えない場合には、光源１から発せられた光が入射面３１から導光投射光学素子３内に入射する。
【０２１０】
入射面３１は、屈折面である。入射面３１に入射した光は、入射面３１で屈折される。入射面３１は、例えば、−Ｚ軸方向に突出した凸面形状である。入射面３１は、例えば、正のパワーを有している。
【０２１１】
ここで、実施の形態１では、入射面３１のＸ軸方向の曲率は、路面に対して水平方向の「配光の幅」に寄与する。また、入射面３１のＹ軸方向の曲率は、路面に対して垂直方向の「配光の高さ」に寄与する。つまり、実施の形態１では、入射面３１のＸ軸方向は、車両の水平方向に対応する方向である。入射面３１のＸ軸方向は、車両から投影された配光パターンの水平方向に対応している。また、入射面３１のＹ軸方向は、車両の垂直方向に対応する方向である。入射面３１のＹ軸方向は、車両から投影された配光パターンの垂直方向に対応している。
【０２１２】
＜Ｚ−Ｘ平面上の光線の挙動＞
Ｚ−Ｘ平面で見ると、入射面３１は、凸面形状である。つまり、入射面３１は、水平方向（Ｘ軸方向）について正のパワーを有している。このため、入射面３１に入射した光は、導光投射光学素子３の入射面３１で更に集光されて伝播する。「伝播」とは、導光投射光学素子３の中を光が進行するという意味である。
【０２１３】
ここで、「Ｚ−Ｘ平面で見る」とは、Ｙ軸方向から見るという意味である。つまり、Ｚ−Ｘ平面に投影して見るということである。ここで、Ｚ−Ｘ平面は投影面である。
【０２１４】
Ｚ−Ｘ平面で見ると、導光部品３内を伝播する光は、図１（Ｂ）に示すように、集光光学素子２及び導光投射光学素子３の入射面３１によって、導光部品３の内部にある任意の集光位置ＰＨに集光される。図１（Ｂ）において、集光位置ＰＨは、破線で示されている。また、なお、集光位置ＰＨは、Ｘ−Ｙ平面上において単位面積あたりの光の密度が高いことを意味する。
【０２１５】
Ｚ−Ｘ平面で見ると、導光部品３内を伝播する光は、集光光学素子２及び導光投射光学素子３の入射面３１によって、集光位置ＰＨに集光される。図１（Ｂ）では、集光位置ＰＨは、導光部品３の内部にある。なお、集光光学素子２を備えない場合には、導光部品３内を伝播する光は、導光投射光学素子３の入射面３１によって、集光位置ＰＨに集光される。
【０２１６】
図１（Ｂ）において、集光位置ＰＨで集光された光は集光位置ＰＨを起点に発散する。集光位置ＰＨから発散した光は、例えば、側面３９５ａおよび側面３９５ｂで反射を繰り返して出射面３３に到達する。集光位置ＰＨから発散した光は、例えば、側面３９５ａおよび側面３９５ｂで反射されて出射面３３に到達する。
【０２１７】
図１では、出射面３３は、例えば、シリンドリカルレンズである。つまり、出射面３３はＸ軸方向に曲率を有していない。したがって、Ｚ−Ｘ平面上で見ると、光線は出射面３３で集光されない。また、光線は出射面３３で発散されない。
【０２１８】
つまり、集光光学素子２および入射面３１で制御された光の発散角は、出射面３３で変化しない。Ｚ−Ｘ平面上における発散角は、照射面９上における「配光の幅」に相当する。つまり、入射面３１のＸ軸方向の曲率を変化させることで、配光の幅を変化させることができる。
【０２１９】
車両の水平方向（Ｘ軸方向）に対応する方向においては、導光投射光学素子３から出射される光の発散角は、導光部３ｂでの反射によって決められる。例えば、側面３９５ａと側面３９５ｂとが平行な場合には、出射される光の発散角は、集光光学素子２と入射面３１とによって変更される。そして、出射される光の発散角は、導光部３ｂでの反射によって維持される。また、図９および図１０で後述するように、Ｚ−Ｘ平面上で見て側面３９５ａと側面３９５ｂとが平行な場合には、出射される光の発散角は、導光部３ｂでの反射によって変更される。
【０２２０】
なお、出射面３３にＸ軸方向の曲率を持たせることもできる。この場合には、Ｚ−Ｘ平面上での出射面３３の焦点距離は、Ｙ−Ｚ平面上での出射面３３の焦点距離よりも長い。つまり、Ｚ−Ｘ平面上での出射面３３の曲率は、Ｙ−Ｚ平面上での出射面３３の曲率よりも小さい。Ｚ−Ｘ平面上での出射面３３のパワーは、Ｙ−Ｚ平面上での出射面３３のパワーよりも小さい。
【０２２１】
また、Ｙ−Ｚ平面上での出射面３３の焦点位置は、入射面３１から入射した光が反射面３２で反射する位置よりも出射面３３側にある。これによって、後述するように、反射面３２で反射して共役面ＰＣ上に到達した光と、入射面３１から直接共役面ＰＣ上に到達した光とを共役面ＰＣ上で重畳することができる。この光の重畳によって、配光パターン上での高照度領域を形成できる。
【０２２２】
つまり、車両の垂直方向（Ｙ軸方向）に対応する方向における出射面３３の焦点位置は、光源１から出射された光によって配光パターンが形成される位置よりも出射面３３側に位置する。ここで、出射面３３は、投射光学部の一例である。
【０２２３】
また、Ｚ−Ｘ平面上での出射面３３の焦点位置は、側面３９５ａ，３９５ｂで反射を繰り返した光が反射を終了する位置よりも反射面３２側にある。これによって、Ｚ−Ｘ平面上での出射面３３の焦点位置は、照射面９と共役の関係とならない。
【０２２４】
つまり、車両の水平方向（Ｘ軸方向）に対応する方向における出射面３３の焦点位置は、導光部３ｂで導光される光の反射が終わる位置よりも配光パターンの形成される位置側に位置する。または、車両の水平方向（Ｘ軸方向）に対応する方向における出射面３３のパワーは負の値である。
【０２２５】
実施の形態１に示す導光投射光学素子３において、入射面３１から反射面３２までの部分は、反射部３ａである。反射部３ａでは、配光パターンが形成される。そのため、反射部３ａは、配光パターン形成部である。
【０２２６】
そして、反射面３２よりも＋Ｚ軸方向の部分は、導光部３ｂである。水平方向（Ｘ軸方向）において、この導光部３ｂは、光源１から出射された光を反射によって導光する。水平方向（Ｘ軸方向）において、導光部３ｂで導光された光は、導光部３ｂでの反射によって決められた発散角で出射される。
【０２２７】
そのため、Ｚ−Ｘ平面上での出射面３３の焦点位置における配光パターンは照射面９上に投影されない。そして、出射面３３から出射される光の発散角によって、照射面９上でのＸ軸方向の配光パターンを決めることができる。
【０２２８】
なお、Ｚ−Ｘ平面上での出射面３３の焦点が−Ｚ軸方向の無限大の位置にある場合に、出射面３３はシリンドリカル面となる。
【０２２９】
＜Ｙ−Ｚ平面上の光線の挙動＞
一方、入射面３１から入射した光をＹ−Ｚ平面で見れば、入射面３１で屈折された光は導光投射光学素子３内を進行して、反射面３２に導かれる。入射面３１から入射した光は、反射面３２に到達する。ここでは、Ｙ−Ｚ平面は投影面である。
【０２３０】
導光投射光学素子３に入射して反射面３２に到達する光は、導光投射光学素子３に入射して、反射面３２に直接到達している。「直接到達する」とは、他の面などで反射されることなく、到達するという意味である。導光投射光学素子３に入射して反射面３２に到達する光は、他の面などで反射されることなく、反射面３２に到達する。つまり、反射面３２に到達する光は、導光投射光学素子３内で最初の反射をする。
【０２３１】
また、反射面３２で反射された光は、直接、出射面３３から出射されている。つまり、反射面３２で反射された光は、他の面などで反射されることなく、出射面３３に到達する。つまり、反射面３２で最初の反射をした光は、この一度の反射で出射面３３に到達する。
【０２３２】
図１では、集光光学素子２の出射面２３１，２３２の内、集光光学素子２の光軸Ｃ２より＋Ｙ１軸方向側から出射された光は、反射面３２に導かれている。また、集光光学素子２の出射面２３１，２３２の内、集光光学素子２の光軸Ｃ２より−Ｙ１軸方向側から出射された光は、反射面３２で反射されることなく出射面３３から出射されている。
【０２３３】
つまり、導光投射光学素子３に入射した光のうち、一部の光が反射面３２に到達する。反射面３２に到達した光は、反射面３２で反射されて、出射面３３から出射される。
【０２３４】
なお、光源１及び集光光学素子２の傾斜角度ａの設定によって、集光光学素子２から出射される全ての光を反射面３２で反射させることができる。また、反射面３２の傾斜角度ｂの設定によって、集光光学素子２から出射される全ての光を反射面３２で反射させることができる。
【０２３５】
また、光源１及び集光光学素子２の傾斜角度ａの設定によって、導光投射光学素子３の光軸Ｃ３方向（Ｚ軸方向）の長さを短くすることができる。そして、光学系の奥行き（Ｚ軸方向の長さ）を短くできる。ここで「光学系」とは、実施の形態１では、集光光学素子２及び導光投射光学素子３を構成要素に持つ光学系である。なお、上述のように、集光光学素子２は省くことができる。
【０２３６】
また、光源１及び集光光学素子２の傾斜角度ａの設定によって、集光光学素子２から出射された光を、反射面３２に導くことが容易になる。このため、効率的に共役面ＰＣ上で稜線部３２１の内側（＋Ｙ軸方向側）の領域に光を集めやすくなる。
【０２３７】
つまり、集光光学素子２から出射された光を、反射面３２の共役面ＰＣ側に集めることで、稜線部３２１の＋Ｙ軸方向の領域から出射される光の出射量を多くすることができる。これは、反射面３２で反射されて共役面ＰＣに到達する光と反射面３２で反射さずに共役面ＰＣに到達する光とが重畳されるからである。この場合には、集光光学素子２から出射される中心光線と反射面３２との交点は、反射面３２の共役面ＰＣ側に位置している。
【０２３８】
従って、照射面９に投影される配光パターンのカットオフライン９１の下側の領域（領域９２）を明るくすることが容易になる。また、導光投射光学素子３の光軸Ｃ３方向（Ｚ軸方向）の長さが短くなることで、導光投射光学素子３の光の内部吸収が少なくなり光利用効率が向上する。
【０２３９】
「内部吸収」とは、導光部品（本実施の形態１では導光投射光学素子３）を光が透過する際の、表面反射の損失を除く、材料内部での光損失のことである。内部吸収は導光部品の長さが長いほど増加する。
【０２４０】
一般的な導光素子では、光は導光素子の側面で反射を繰り返して導光素子の内部を進行する。これによって、光の強度分布は均一化される。実施の形態１では、垂直方向（Ｙ軸方向）について、導光投射光学素子３に入射した光は、反射面３２で１回反射されて、出射面３３から出射されている。この点で、実施の形態１の導光投射光学素子３の使用方法は、従来の導光素子の使用方法と相違する。
【０２４１】
また、一般的に導光素子を用いて光を投射する場合には、投射レンズの焦点位置と導光素子の出射面とを一致させる。実施の形態１では、出射面３３（投射レンズ）の焦点位置が側面３９５ａ，３９５ｂで反射を繰り返した光が反射を終了する位置（導光素子の出射面）よりも反射面３２側にある。出射面３３（投射レンズ）の焦点位置が側面３９５ａ，３９５ｂで反射を繰り返した光が反射を終了する位置（導光素子の出射面）よりも反射部３ａ側にある。この点で、実施の形態１の導光投射光学素子３の使用方法は、従来の導光素子の使用方法と相違する。なお、出射面３３は投射レンズに相当する。また、光が反射を終了する位置は、導光素子の出射面に相当する。つまり、実施の形態１に示す前照灯モジュール１００では、導光素子の内部に投射レンズの焦点が位置していることになる。
【０２４２】
道路交通規則等に定められる配光パターンは、例えば、カットオフライン９１の下側（−Ｙ軸方向側）の領域（領域９２）が最大照度となっている。上述のように、導光投射光学素子３の稜線部３２１は、垂直方向（Ｙ軸方向）について、照射面９と共役の関係にある。このため、カットオフライン９１の下側（−Ｙ軸方向側）の領域を最大の照度とするには、導光投射光学素子３の稜線部３２１の上側（＋Ｙ軸方向側）の領域の光度を最も高くすれば良い。
【０２４３】
なお、必ずしも、稜線部３２１と出射面３３の光軸Ｃ３とは交わる必要はない。つまり、稜線部３２１は光軸Ｃ３に対してＹ軸方向にずれていてもよい。この場合には、例えば、稜線部３２１を含むＺ−Ｘ平面に平行な平面上に光軸Ｃ３を投影する。この投影された光軸Ｃ３に平行な直線と稜線部３２１との交点を含むＸ−Ｙ平面に平行な面（共役面ＰＣ）が、照射面９と共役の関係にあるとしてもよい。
【０２４４】
カットオフライン９１の下側（−Ｙ軸方向側）の領域が最大照度となるような配光パターンを生成するには、図１（Ａ）に示すように、Ｙ−Ｚ平面上で見て、導光投射光学素子３の入射面３１から入射した光の一部を反射面３２によって反射させることが有効である。
【０２４５】
なぜなら、入射面３１から入射した光のうち、反射面３２で反射せずに稜線部３２１の＋Ｙ軸方向側に到達した光と、反射面３２上で反射されて稜線部３２１の＋Ｙ軸方向側に到達した光とが、共役面ＰＣ上で重畳されるからである。
【０２４６】
つまり、垂直方向（Ｙ軸方向）において、照射面９上の高照度領域に対応する共役面ＰＣ上の領域で、反射面３２で反射されずに共役面ＰＣに到達した光と、反射面３２上で反射されて共役面ＰＣに到達した光とを重畳する。このような構成によって、稜線部３２１の上側（＋Ｙ軸方向側）の領域の光度を、共役面ＰＣ上の光度の中で最も高くすることができる。
【０２４７】
前照灯モジュール１００は、反射面３２で反射されずに共役面ＰＣに到達して出射面３３から出射される光と、反射面３２で反射されて共役面ＰＣに到達した光とを、共役面ＰＣ上で重畳することで、光度の高い領域を形成している。共役面ＰＣ上での光度の高い領域の位置の変更は、反射面３２上での光の反射位置を変更することで可能である。
【０２４８】
反射面３２上での光の反射位置を共役面ＰＣに近づけることで、共役面ＰＣ上の稜線部３２１の近くを光度の高い領域とすることができる。つまり、照射面９上でのカットオフライン９１の下側を照度の高い領域とすることができる。
【０２４９】
また、この重畳された光の量は、水平方向の配光の幅を調整する場合と同様に、入射面３１の垂直方向（Ｙ軸方向）の曲率を変化させることで調整することができる。「重畳された光の量」とは、反射面３２で反射されずに稜線部３２１の＋Ｙ軸方向側（共役面ＰＣ上）に到達した光と、反射面３２上で反射されて稜線部３２１の＋Ｙ軸方向側（共役面ＰＣ上）に到達した光とで重畳された光の量である。光の重畳は、共役面ＰＣ上で行われる。
【０２５０】
この様に、入射面３１の曲率を調整することで、配光を調整することができる。つまり、入射面３１の曲率を調整することで、所望の配光を得ることができる。
【０２５１】
また、集光光学素子２と導光投射光学素子３との幾何学関係を調整することで、配光を調整することができる。つまり、集光光学素子２と導光投射光学素子３との幾何学関係を調整することで、所望の配光を得ることができる。
【０２５２】
ここで「所望の配光」とは、例えば、道路交通規則等によって定められる所定の配光等のことである。または、後述するように、複数の前照灯モジュールを用いて、１つの配光パターンを形成する場合には、「所望の配光」とは、各前照灯モジュールに要求される配光のことである。
【０２５３】
「幾何学関係」とは、例えば、集光光学素子２及び導光投射光学素子３の光軸Ｃ３方向の位置関係である。
【０２５４】
集光光学素子２から導光投射光学素子３までの距離が短くなると、反射面３２で反射する光の量が少なくなり、配光の垂直方向（Ｙ軸方向）の寸法が短くなる。つまり、配光パターンの高さが低くなる。
【０２５５】
反対に、集光光学素子２から導光投射光学素子３までの距離が長くなると、反射面３２で反射する光の量が増えて、配光の垂直方向（Ｙ軸方向）の寸法が長くなる。つまり、配光パターンの高さが高くなる。
【０２５６】
また、重畳された光の位置は、反射面３２で反射される光の位置を調整することで変化させることができる。
【０２５７】
「重畳された光の位置」とは、反射面３２で反射されずに稜線部３２１の＋Ｙ軸方向側（共役面ＰＣ上）に到達した光と、反射面３２上で反射されて稜線部３２１の＋Ｙ軸方向側（共役面ＰＣ上）に到達した光とが共役面ＰＣ上で重畳される位置である。つまり、共役面ＰＣ上での高光度領域の範囲である。高光度領域は、照射面９上の高照度領域に対応する共役面ＰＣ上の領域である。
【０２５８】
また、反射面３２で反射される光の集光位置を調整することで、共役面ＰＣ上での高光度領域の高さを調整することができる。つまり、集光位置が共役面ＰＣに近いと、高光度領域の高さ方向の寸法は短くなる。反対に、集光位置が共役面ＰＣから遠いと、高光度領域の高さ方向の寸法は長くなる。
【０２５９】
上述では、高照度領域は、カットオフライン９１の下側（−Ｙ軸方向側）の領域と説明している。これは、照射面９上の配光パターンの高照度領域の位置である。
【０２６０】
後述するように、例えば、複数の前照灯モジュールを用いて、照射面９上に１つの配光パターンを形成す場合がある。このような場合には、各前照灯モジュールの共役面ＰＣ上での高光度領域は、稜線部３２１の＋Ｙ軸方向側の領域とは限らない。共役面ＰＣ上で、各前照灯モジュールの配光パターンに適した位置に、高光度領域を形成する。
【０２６１】
上述のように、導光投射光学素子３の入射面３１の水平方向の曲率を調整することで配光パターンの幅または高照度領域の幅を制御することができる。つまり、水平方向の集光位置ＰＨを調整することで、配光パターンの幅または高照度領域の幅を制御することができる。導光投射光学素子３の入射面３１において、配光パターンの水平方向に対応する方向の曲率を調整することで、配光パターンの幅または高照度領域の幅を制御することができる。
【０２６２】
導光投射光学素子３の入射面３１の垂直方向の曲率を調整することで配光パターンの高さまたは高照度領域の高さを制御することができる。つまり、垂直方向の集光位置ＰＨを調整することで、配光パターンの高さまたは高照度領域の高さを制御することができる。導光投射光学素子３の入射面３１において、配光パターンの垂直方向に対応する方向の曲率を調整することで、配光パターンの高さまたは高照度領域の高さを制御することができる。
【０２６３】
このように、水平方向の集光位置と垂直方向の集光位置とは、必ずしも一致している必要はない。水平方向の集光位置と垂直方向の集光位置とを独立して設定することで、配光パターンの形状又は高照度領域の形状を制御することができる。この場合には、例えば、入射面３１はトロイダル面となる。
【０２６４】
垂直方向の集光位置ＰＨは、光線をＹ−Ｚ平面上に投影した場合の集光位置である。つまり、図１（Ａ）に示す集光位置である。水平方向の集光位置ＰＨは、光線をＺ−Ｘ平面上に投影した場合の集光位置である。つまり、図１（Ｂ）に示す集光位置である。
【０２６５】
共役面ＰＣ上に形成された配光パターンの像は、出射面３３によって車両の前方の照射面９に拡大して投影される。共役面ＰＣ上に形成された配光パターンは、出射面３３によって投影される。
【０２６６】
図１では、出射面３３はＹ軸方向にのみ正のパワーを有するシリンドリカルレンズである。つまり、出射面３３はＹ軸方向にのみで凸面形状をしている。出射面３３のＹ軸方向の焦点位置は、例えば、光軸Ｃ３上の稜線部３２１の位置（Ｚ軸方向の位置）に一致している。つまり、出射面３３のＹ軸方向の焦点位置は、稜線部３２１と光軸Ｃ３との交点上にある。
【０２６７】
または、出射面３３のＹ軸方向の焦点のＺ軸方向（光軸Ｃ３方向）の位置は、稜線部３２１のＺ軸方向の位置に一致している。つまり、出射面３３のＹ軸方向の焦点位置における光軸Ｃ３に垂直な平面上に、稜線部３２１は位置している。
【０２６８】
従来の前照灯装置では、遮光板と投射レンズとを用いるために、部品間の位置ばらつきによるカットオフラインの変形又は配光のばらつき等の変化が発生した。
【０２６９】
しかし、導光投射光学素子３は、１つの部品の形状精度で、光軸Ｃ３方向における、出射面３３の焦点位置と、稜線部３２１の位置とを一致させることができる。ここで、例えば、出射面３３はシリンドリカル面なので、焦点位置はＹ軸方向の曲面による焦点位置である。
【０２７０】
これによって、前照灯モジュール１００は、カットオフライン９１の変形又は配光のばらつき等の変化を抑えることができる。なぜならば、一般に２つの部品間の位置精度よりも１つの部品の形状精度の方が容易に向上できるからである。
【０２７１】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の導光投射光学素子３の反射面３２の形状を説明する図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、導光投射光学素子３の入射面３１から共役面ＰＣまでの部分を抜き出して表わしている。つまり、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、反射部３ａを示している。
【０２７２】
図３（Ａ）は、比較のために、反射面３２がＺ−Ｘ平面に対して傾斜していない場合を示している。つまり、図３（Ａ）に示す反射面３２は、Ｚ−Ｘ平面に平行である。図３（Ｂ）は、導光投射光学素子３の反射面３２の形状を表している。
【０２７３】
図３（Ｂ）に示す導光投射光学素子３の反射面３２は、Ｚ−Ｘ平面に対して平行な面ではない。例えば、図３（Ｂ）に示すように、反射面３２は、Ｚ−Ｘ平面に対してＸ軸を回転軸とした傾斜した平面である。
【０２７４】
導光投射光学素子３の反射面３２は、−Ｘ軸方向から見て、Ｘ軸を回転軸として、時計回りに回転した面である。図３（Ｂ）では、反射面３２は、Ｚ−Ｘ平面に対して角度ｆだけ回転した面となっている。つまり、反射面３２の入射面３１側の端部は、共役面ＰＣ側の端部よりも＋Ｙ軸方向に位置する。なお、図３の角度ｆは、図１では角度ｂで示している。
【０２７５】
図３（Ａ）に示す導光投射光学素子３の反射面３２は、Ｚ−Ｘ平面に平行な平面である。入射面３１から入射した光は、反射面３２で反射されて、共役面ＰＣに到達する。
【０２７６】
光の反射面３２への入射角は、入射角Ｓ１である。そして、光の反射面３２での反射角は、反射角Ｓ２である。反射の法則から、反射角Ｓ２は、入射角Ｓ１に等しい。反射面３２の垂線ｍ１は、図３（Ａ）中に一点鎖線で示されている。
【０２７７】
なお、垂線は、直線または平面と垂直に交わる直線のことである。
【０２７８】
光は共役面ＰＣに対して入射角Ｓ３で入射する。光は共役面ＰＣから出射角Ｓｏｕｔ１で出射される。出射角Ｓｏｕｔ１は、入射角Ｓ３に等しい。共役面ＰＣの垂線ｍ２は、図３（Ａ）中に一点鎖線で示されている。共役面ＰＣの垂線ｍ２は、光軸Ｃ３に平行である。
【０２７９】
光は入射面３１で大きく屈折されるため、共役面ＰＣから出射される光の出射角Ｓｏｕｔ１は大きくなる。出射角Ｓｏｕｔ１が大きくなると、それに伴って、出射面３３の口径は大型化する。なぜなら、出射角Ｓｏｕｔ１の大きな光は、出射面３３上で光軸Ｃ３から離れた位置に到達するからである。
【０２８０】
一方、図３（Ｂ）に示す導光投射光学素子３の反射面３２は、Ｘ−Ｚ平面に対して傾斜している。反射面３２の傾斜方向は、−Ｘ軸方向から見て、Ｘ−Ｚ平面に対して時計回りに回転する方向である。
【０２８１】
つまり、反射面３２は、光の進行方向（＋Ｚ軸方向）に対して、導光投射光学素子３内の光路が広がる方向に傾斜している。反射面３２は、光の進行方向（＋Ｚ軸方向）に向けて、導光投射光学素子３内の光路が広がるように傾斜している。ここで、光の進行方向は、導光投射光学素子３内の光の進行方向である。そのため、実施の形態１では、光の進行方向は、導光投射光学素子３の光軸Ｃ３に平行な方向である。つまり、実施の形態１では、光の進行方向は、＋Ｚ軸方向である。
【０２８２】
反射面３２は、出射面３３の光軸Ｃ３の方向において、出射面３３側を向くように傾斜している。「出射面３３側を向く」とは、出射面３３側（＋Ｚ軸方向側）から見て、反射面３２が見えるということである。
【０２８３】
入射面３１から入射した光は、反射面３２で反射されて、共役面ＰＣに到達する。
【０２８４】
光の反射面３２への入射角は、入射角Ｓ４である。そして、光の反射面３２での反射角は、反射角Ｓ５である。反射の法則から、反射角Ｓ５は、入射角Ｓ４に等しい。反射面３２の垂線ｍ３は、図３（Ｂ）中に一点鎖線で示されている。
【０２８５】
光は共役面ＰＣに対して入射角Ｓ６で入射する。光は共役面ＰＣから出射角Ｓｏｕｔ２で出射される。出射角Ｓｏｕｔ２は、入射角Ｓ６に等しい。共役面ＰＣの垂線ｍ４は、図３（Ｂ）中に一点鎖線で示されている。共役面ＰＣの垂線ｍ４は、光軸Ｃ３に平行である。
【０２８６】
反射面３２の傾斜によって、入射角Ｓ４は入射角Ｓ１より大きい。また、反射角Ｓ５は反射角Ｓ２より大きい。そのため、入射角Ｓ６は入射角Ｓ３より小さくなる。つまり、共役面ＰＣから出射される際の光軸Ｃ３に対する光の傾斜角度を比較すると、出射角Ｓｏｕｔ２は出射角Ｓｏｕｔ１より小さくなる。
【０２８７】
反射面３２を、光の進行方向（＋Ｚ軸方向）に向けて、導光投射光学素子３内の光路が広がるように傾斜させることで、出射面３３の口径を小さくすることができる。
【０２８８】
反射面３２を、出射面３３の光軸Ｃ３の方向において、出射面３３側を向くように傾斜させることで、出射面３３の口径を小さくすることができる。
【０２８９】
なお、出射角Ｓｏｕｔ２を出射角Ｓｏｕｔ１より小さくするために、反射面３２を曲面形状とすることも可能である。つまり、反射面３２は、光の進行方向（＋Ｚ軸方向）に向けて光路が広がるような曲面で形成されている。
【０２９０】
反射面３２は、出射面３３の光軸Ｃ３の方向において、出射面３３側を向くような曲面で形成されている。
【０２９１】
反射面３２の傾斜は、反射面３２で反射した光が共役面ＰＣから出射されるときの出射角Ｓｏｕｔを小さくするように作用する。したがって、反射面３２の傾斜によって、出射面３３の口径を小さくすることができる。そして、前照灯モジュール１００を小型化できる。特に、前照灯モジュール１００の高さ方向（Ｙ軸方向）の薄型化に貢献する。
【０２９２】
なお、上述のように、反射面３２を傾斜させる方が前照灯モジュール１００を小型化できるが、必ずしも、反射面３２を傾斜させる必要はない。反射面３２がＺ−Ｘ平面に平行であってもよい。
【０２９３】
＜配光パターン＞
自動二輪車用の前照灯装置のロービームの配光パターンでは、カットオフライン９１は水平な直線形状をしている。つまり、カットオフライン９１は、車両の左右方向（Ｘ軸方向）に延びる直線形状をしている。
【０２９４】
また、自動二輪車用の前照灯装置のロービームの配光パターンは、カットオフライン９１の下側の領域が最も明るい。つまり、カットオフライン９１の下側の領域は、高照度領域である。
【０２９５】
導光投射光学素子３の共役面ＰＣと照射面９とは、垂直方向（Ｙ軸方向）において、光学的に共役の関係にある。稜線部３２１は、共役面ＰＣ上の光が透過する領域の中で最も下端（−Ｙ軸方向側）に位置する。このため、稜線部３２１は、照射面９におけるカットオフライン９１に対応する。カットオフライン９１は、照射面９上において、配光パターンの最も上端（＋Ｙ軸方向側）に位置する。
【０２９６】
実施の形態１に係る前照灯モジュール１００は、垂直方向（Ｙ軸方向）において、共役面ＰＣ上に形成された配光パターンを照射面９上に直接投影する。従って、カットオフライン９１の下側の領域が最も明るくなる配光パターンを実現するには、共役面ＰＣ上で稜線部３２１の＋Ｙ軸方向側の領域の光度が最も高い光度分布となる。
【０２９７】
図４及び図５は、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の照度分布をコンター表示で示した図である。図４は、図２に示す導光投射光学素子３を用いた場合の照度分布である。図５は、図６に示す導光投射光学素子３０を用いた場合の照度分布である。
【０２９８】
図６は、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の導光投射光学素子３０の斜視図である。図６に示す導光投射光学素子３０の入射面３１は、水平方向（Ｘ軸方向）が負のパワーである。つまり、入射面３１は、水平方向（Ｘ軸方向）が凹面形状をしている。また、入射面３１は、垂直方向（Ｙ軸方向）が正のパワーである。つまり、入射面３１は、垂直方向（Ｙ軸方向）が凸面形状をしている。
【０２９９】
ここで、入射面３１の水平方向は、車両の水平方向に対応している。入射面３１の水平方向は、車両から投影された配光パターンの水平方向に対応している。また、入射面３１の垂直方向は、車両の垂直方向に対応している。入射面３１の垂直方向は、車両から投影された配光パターンの垂直方向に対応している。
【０３００】
図４及び図５に示す照度分布は、２５ｍ前方（＋Ｚ軸方向）の照射面９に投影された照度分布である。また、この照度分布は、シミュレーションにより求めたものである。
【０３０１】
「コンター表示」とは、等高線図で表示することである。「等高線図」とは、同じ値の点を線で結んで表した図である。
【０３０２】
図４及び図５から分かるように、配光パターンのカットオフライン９１は明瞭な直線である。つまり、カットオフライン９１の下側では、等高線の幅が狭い。そして、配光分布は、カットオフライン９１から短い距離で、最高照度の領域（高照度領域）９３となっている。また、配光パターンの高さ方向の長さに比べて、幅方向の長さが広いことが分かる。
【０３０３】
図４及び図５では、高照度領域９３の中心は配光パターンの中心よりも＋Ｙ軸方向側に位置している。図４及び図５では、高照度領域９３は配光パターンの中心よりも＋Ｙ軸方向側に納まっている。配光パターンの中心は、配光パターンの幅方向の中心で、配光パターンの高さ方向の中心である。図４及び図５では、カットオフライン９１の下側の領域９２は、配光パターンの中心とカットオフライン９１との間に位置している。
【０３０４】
図４及び図５では、配光パターンのカットオフライン９１の下側（−Ｙ軸方向側）の領域９２が最も明るいことがわかる。配光パターンのカットオフライン９１の下側（−Ｙ軸方向側）の領域９２が最も明るく照明されている。つまり、配光パターンのカットオフライン９１の下側の領域９２に、配光パターンの中の最も明るい領域９３が含まれている。
【０３０５】
図６に示す導光投射光学素子３０の入射面３１の水平方向は、負のパワーを有している。このため、図４に示す配光パターンの場合と比べて、図５に示す配光パターンにおいて最高照度の領域（高照度領域）９３の幅（Ｘ軸方向）が広くなっている。
【０３０６】
このように、導光投射光学素子３の入射面３１の曲面形状を変化させることで、多くの種類の配光パターンを容易に形成することができる。特に、明瞭なカットオフライン９１を維持したまま、カットオフライン９１の下側の領域を最も明るくすることができる。
【０３０７】
以上に示したように、前照灯モジュール１００は、従来の前照灯装置のように、カットオフライン９１を生成するために、光利用効率の低下を招く遮光板を用いる必要がない。また、前照灯モジュール１００は、配光パターンに高照度領域を設けるために、複雑な光学系の構成を必要としない。つまり、前照灯モジュール１００は、小型で簡易な構成で光利用効率を向上した前照灯装置を実現することができる。
【０３０８】
＜比較例＞
以下において、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の効果を検証するための比較例について説明する。
【０３０９】
本比較例では、導光投射光学素子３００の出射面３３０の焦点位置が共役面ＰＣに一致している。また、出射面３３０は、凸面形状の球面である。つまり、出射面３３０のＸ軸方向の焦点も、Ｙ軸方向の焦点も共役面ＰＣ上にある。また、反射面３２で反射した反射光は、導光投射光学素子３００の側面で反射されずに出射面３３０に到達する。
【０３１０】
図７は、比較例の導光投射光学素子３００の斜視図である。
【０３１１】
上述のように、導光投射光学素子３の出射面３３は、Ｙ軸方向にのみ正のパワーを有する凸面形状のシリンドリカル面とした。また、出射面３３のＹ軸方向の焦点位置は、稜線部３２１のＺ軸方向の位置に一致している。ここで、「Ｙ軸方向の焦点位置」とは、Ｙ−Ｚ平面上に示された光線の焦点の光軸Ｃ３方向の位置である。
【０３１２】
つまり、例えは、図２では、出射面３３のＹ軸方向の焦点位置は、稜線部３２１と光軸Ｃ３との交点上にある。つまり、Ｙ軸方向についてのみ、共役面ＰＣ上に形成された配光パターンは照射面９に結像される。
【０３１３】
一方、Ｘ軸方向に関しては、導光投射光学素子３の出射面３３はパワーを有していない。このため、共役面ＰＣ上に形成された配光パターンは照射面９に結像されない。従って、Ｘ軸方向の配光の広がりは、集光光学素子２または導光投射レンズ３の入射面３１によって制御される。
【０３１４】
図８は、比較例の導光投射光学素子３００を用いた場合の照射面９上での照度分布をコンター表示で示した図である。
【０３１５】
図８では、図４および図５に比べて、配光パターンの幅（Ｘ軸方向）が非常に狭くなっている。
【０３１６】
これは、出射面３３０のＸ軸方向の焦点位置も共役面ＰＣ上であるため、出射面３３０が共役面ＰＣ上に形成された配光パターンを照射面９上に結像するからである。また、反射面３２で反射された反射光が、導光投射光学素子３００の側面で反射されずに出射面３３０に到達するため、出射面３３０が共役面ＰＣ上に形成された配光パターンを照射面９上に結像するからである。
【０３１７】
導光投射光学素子３００で、図４および図５に示された配光パターンと同様の配光パターンを形成するためには、導光投射光学素子３００の共役面ＰＣ上に、幅の広い配光パターンの像を形成する必要がある。図７に示す比較例の出射面３３０で、図４および図５のような幅広い配光を実現するためには、共役面ＰＣ上に幅広い配光分布を形成しなければならない。
【０３１８】
そのために、導光投射光学素子３００のＸ軸方向に幅を増やさなければならない。導光投射光学素子３００の幅方向（Ｘ軸方向）の寸法を大きくする必要がある。つまり、導光投射光学素子３００は大型化する。
【０３１９】
図７の比較例のように、出射面３３０を焦点位置が共役面ＰＣ上となるような球面レンズの場合には、図４および図５のような幅広い配光を実現することは困難である。
【０３２０】
図２に示す導光投射光学素子３と図７に示す導光投射光学素子３００とで、具体的な数値を用いて比較する。
【０３２１】
図４の配光パターンを実現するために、例えば、図２に示す導光投射光学素子３のＸ軸方向の幅は１７ｍｍである。一方、図７に示す導光投射光学素子３００のＸ軸方向の幅は３０ｍｍである。
【０３２２】
つまり、図２に示す出射面３３を採用することで、導光投射光学素子のＸ軸方向の幅を３０％以上小さくすることができる。なお、それぞれの導光投射光学素子３，３００の出射面３３，３３０の焦点距離は、共に３０ｍｍで設計している。
【０３２３】
上記は一例であるが、図７に示すような出射面３３０を球面レンズ形状として共役面ＰＣ上に焦点位置を一致させた場合には、図４および図５に示すようなＸ軸方向に幅広い配光を形成するために、さらに導光投射光学素子を大型化しなければならないことが分かる。
【０３２４】
つまり、出射面３３をＸ軸方向にパワーを有さないシリンドリカル形状とすることで、導光投射光学素子３は小型化できる。また、幅広い配光パターンを容易に得ることができる。
【０３２５】
また、反射面３２で反射した反射光が、導光投射光学素子３の側面３９５ａ，３９５ｂで反射させることで、導光投射光学素子３は小型化できる。また、幅広い配光パターンを容易に得ることができる。
【０３２６】
以上のように、実施の形態１に示した前照灯モジュール１００は、幅広い配光パターンを容易に得ることができる。
【０３２７】
これは、垂直方向（Ｙ軸方向）では、導光投射光学素子３内の共役面ＰＣ上で形成された配光パターンの像を出射面３３で照射面９上に投影するが、水平方向（Ｘ軸方向）では、導光投射光学素子３で形成された共役面ＰＣ上の配光パターンの像を出射面３３で照射面９上に投影しないことで実現できる。
【０３２８】
つまり、前照灯モジュール１００は、垂直方向（Ｙ軸方向）では、導光投射光学素子３内の共役面ＰＣ上に配光パターンの像を形成して照射面９上に投影するが、水平方向（Ｘ軸方向）では、導光投射光学素子３内に配光パターンの像を形成しない。「導光投射光学素子３内に配光パターンの像を形成しない」とは、共役面ＰＣ上で、導光投射光学素子３の内に加えて、導光投射光学素子３の外にも配光パターンの像を形成することと等価であるということである。
【０３２９】
なお、配光パターンとして、例えば、上述のように、発光面１１の中間像を形成している場合には、「配光パターンの像」を照射面９上に投影する。しかし、中間像を形成していない場合には、「配光パターン」を照射面９上に投影する。つまり、「配光パターンの像」を「配光パターン」に読み替えることができる。
【０３３０】
その方法として次の２点が考えられる。
【０３３１】
第１の方法として、出射面３３の水平方向（Ｘ軸方向）の焦点位置を、側面３９５ａ，３９５ｂで反射を繰り返した光が反射を終了する位置（導光素子の出射面）よりも反射面３２側に設定することができる。水平方向（Ｘ軸方向）において、出射面３３の焦点位置を過ぎた後で、光線が反射するため、導光投射光学素子３内に配光パターンの像は形成されない。
【０３３２】
第２の方法として、出射面３３の水平方向（Ｘ軸方向）の焦点位置を、導光投射光学素子３の入射面３１よりも光源１側に設定することができる。水平方向（Ｘ軸方向）において、出射面３３の焦点位置に、光線による像が形成されていない。つまり、導光投射光学素子３内に出射面３３が照射面９に投影する配光パターンの像が形成されない。最も典型的な例は、出射面３３を上述のようにシリンドリカル面とすることである。また、出射面３３を凹面形状とすることもできる。
【０３３３】
つまり、配光の幅（Ｘ軸方向）を広げるには、出射面３３のＸ軸方向のパワーを小さくすることが望ましい。これは、出射面３３の焦点距離を長くして、出射面３３が照射面９に投影する配光パターンの像を導光投射光学素子３内に形成しないようにするためである。配光の幅を調整するために、出射面３３のＸ軸方向を凸面形状または凹面形状とすることができる。しかし、配光の幅を広げるためには、Ｘ軸方向のパワーがＹ軸方向のパワーよりも小さいことが望ましい。
【０３３４】
また、配光パターンの像を導光投射光学素子３内に形成しないために、図１（Ｂ）で示したように、出射面３３の焦点位置を過ぎた後で、光線を側面３９５ａ，３９５ｂで反射させることも有効である。
【０３３５】
ただし、第２の方法の場合には、水平方向で均一性を増した配光分布を形成することは難しい。一方、第１の方法の場合には、例えば、側面３９５ａ，３９５ｂで光の反射を繰り返すことで、水平方向（Ｘ軸方向）において配光分布の均一性を増すことができる。このため、図４または図５に示すように、カットオフラインの下側の領域９２で、明るい領域を幅広く形成することができる。
【０３３６】
実施の形態１の導光投射光学素子３は、垂直方向では、光の重畳によって配光分布を制御して、高照度領域９３を形成することができる。一方、導光投射光学素子３は、水平方向では、光の反射を繰り返すことで、均一性を増した配光分布を形成することができる。
【０３３７】
垂直方向で、光の重畳によって配光分布を制御するためには、導光投射光学素子３に入射した光線が反射面３２で反射される必要がある。このため、出射面３３のＹ軸方向の焦点位置は、光軸Ｃ３の方向において、導光投射光学素子３に入射した光線が反射面３２で反射される位置よりも出射面３３側に位置する必要がある。なお、導光投射光学素子３に入射する光は光束である。このため、「光線が反射面３２で反射される位置」は、反射面３２上で光線の反射が開始される位置となる。「光線が反射面３２で反射される位置」は、反射面３２上で光線が反射を開始する位置となる。
【０３３８】
そのため、実施の形態１では、反射面３２の出射面３３側の端部（稜線部３２１）と、出射面３３のＹ軸方向の焦点位置とを一致させている。反射部３ａの出射面３３側の端部と出射面３３のＹ軸方向の焦点位置とを一致させている。
【０３３９】
なお、実施の形態１の前照灯モジュール１００では、部品の一体化により製造性を向上させている。このために、導光投射光学素子３の出射面３３に投射機能を持たせている。つまり、出射面３３にパワーを持たせている。しかし、出射面３３にパワーを持たせずに、投射レンズ等の投射光学素子を採用しても良い。
【０３４０】
図１５は、例えば、出射面３３を平面として、別途、投射レンズなどの投射光学素子３５０を設けた場合の前照灯モジュール１００ａの構成を示した構成図である。
【０３４１】
前照灯モジュール１００ａの導光投射光学素子３５は、図１に示す導光投射光学素子３の出射面３３を、例えば、平面として、導光投射光学素子３の出射面３３の投射機能を、投射光学素子３５０に持たせている。
【０３４２】
投射光学素子３５０は、例えば、出射面３３の＋Ｚ軸側に配置されている。つまり、出射面３３から出射された光は、投射光学素子３５０に入射する。
【０３４３】
投射光学素子３５０は、導光投射光学素子３の出射面３３の投射機能の全部または一部を持たせたものである。つまり、図１５に示す前照灯モジュール１００ａは、投射光学素子３５０と出射面３３とで、図１に示す導光投射光学素子３の出射面３３の機能を実現している。そのため、その機能などの説明は、実施の形態１における出射面３３の説明で代用する。
【０３４４】
なお、図１５に示す前照灯モジュール１００ａにおいて、出射面３３に屈折力を持たせ、投射光学素子３５０と合わせて図１に示す導光投射光学素子３の出射面３３の機能を実現することができる。
【０３４５】
また、光軸Ｃ３は、投射機能を有する部分の光軸である。このため、出射面３３が平面である場合には、投射光学素子３５０の光軸となる。また、出射面３３と投射光学素子３５０とで投射機能を有する場合には、出射面３３と投射光学素子３５０とを合成した合成レンズの光軸となる。投射機能を有する部分を投射光学部とよぶ。
【０３４６】
「合成レンズ」とは、複数のレンズを組み合わせた性能を、１つのレンズで表わしたレンズのことである。
【０３４７】
＜変形例＞
また、配光の幅の制御に、側面３９５ａ，３９５ｂを用いることもできる。つまり、前照灯モジュール１００から出射される光の発散角を側面３９５ａ，３９５ｂを用いて変更することができる。図２に示す導光投射光学素子３の側面３９５ａ，３９５ｂは、互いに平行な面である。しかし、これに限らない。
【０３４８】
図９は、変形例の導光投射光学素子３０１の斜視図である。また、図１０は、変形例の導光投射光学素子３０２の斜視図である。
【０３４９】
例えば、図９に示すように、出射面３３のＸ軸方向の幅が、稜線３２１の幅よりも広がるように、側面３９５ａ，３９５ｂが傾斜していてもよい。つまり、側面３９５ａ，３９５ｂは、光の進行方向に光路が広がるように傾斜している。図９では、側面３９５ａ，３９５ｂの光軸Ｃ３に対する傾斜角度は、角度ｄである。
【０３５０】
図９の場合には、導光投射光学素子３０１に入射した光のＸ軸方向の発散角は狭くなる。つまり、照射面９上での配光パターンの幅（Ｘ軸方向）は狭くなる。
【０３５１】
また、例えば、図１０に示すように、出射面３３のＸ軸方向の幅が、稜線３２１の幅よりも狭くなるように、側面３９５ａ，３９５ｂが傾斜していてもよい。つまり、側面３９５ａ，３９５ｂは、光の進行方向に光路が狭くなるように傾斜している。図１０では、側面３９５ａ，３９５ｂの光軸Ｃ３に対する傾斜角度は、角度ｄである。
【０３５２】
図１０の場合には、導光投射光学素子３０２に入射した光のＸ軸方向の発散角は広くなる。つまり、照射面９上での配光パターンの幅（Ｘ軸方向）は広くなる。
【０３５３】
また、後述するように、車両の中には、複数の前照灯モジュールを並べて、各モジュールの配光パターンを足し合わせて配光パターンを形成する場合がある。つまり、複数の前照灯モジュールを並べて、各モジュールの配光パターンを足し合わせて配光パターンを形成する場合がある。この様な場合でも、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００は、容易に適用できる。
【０３５４】
前照灯モジュール１００は、導光投射光学素子３の入射面３１の曲面形状を調整することで、配光パターンの幅及び高さを変化させることができる。そして、配光分布も変化させることができる。
【０３５５】
また、前照灯モジュール１００は、集光光学素子２と導光投射光学素子３との光学的な位置関係又は導光投射光学素子３の入射面３１の形状を調整することで、配光パターンの幅及び高さを変化させることができる。そして、配光分布も変化させることができる。
【０３５６】
また、反射面３２を用いることで、配光分布の変化も容易にできる。例えば、反射面３２の傾斜角度ｂを変化させることで、高照度領域の位置を変化させることができる。
【０３５７】
また、側面３９５ａ，３９５ｂを反射面として用いることで、配光パターンの幅を変化させることができる。そして、配光分布も変化させることができる。側面３９５ａ，３９５ｂの傾斜角度ｄを変えることで、配光パターンの幅を変化させることができる。
【０３５８】
また、側面３９５ａ，３９５ｂを反射面として用いることで、配光分布の調整も容易にできる。例えば、側面３９５ａ，３９５ｂの傾斜角度ｄを変えることで、高照度領域の位置を変更することができる。
【０３５９】
また、出射面３３の水平方向（Ｘ軸方向）のパワーを調整することで、配光分布の調整を容易にできる。例えば、出射面３３のＸ軸方向の形状を凹面形状または凸面形状とすることで、配光パターンの幅を変更できる。ただし、出射面３３のＸ軸方向のパワーは、Ｙ軸方向のパワーよりも小さいことが望ましい。このようにすることで、導光投射光学素子の幅を小さくして、幅広い配光パターンを得ることができる。
【０３６０】
また、前照灯モジュール１００は、導光投射光学素子３の稜線部３２１の形状で、カットオフライン９１の形状を水平形状に規定することができる。つまり、導光投射光学素子３の形状により配光パターンを形成できる。「水平形状」とは、水平方向（Ｘ軸方向）に伸びる直線の形状のことである。
【０３６１】
このため、複数の前照灯モジュール間で、特に、集光光学素子２の形状等を変更する必要がない。つまり、集光光学素子２を共通部品とできる。このため、部品の種類を削減でき、組立性を改善して、製造コストを低減することができる。
【０３６２】
また、この様な配光パターンの幅及び高さを任意に調整する機能と、配光分布を任意に調整する機能とは、前照灯モジュール１００の全体で発揮できれば良い。前照灯モジュール１００の光学部品は、集光光学素子２及び導光投射光学素子３を備える。つまり、これらの機能を、前照灯モジュール１００を構成する集光光学素子２又は導光投射光学素子３のいずれかの光学面に分散することも可能である。
【０３６３】
例えば、導光投射光学素子３の反射面３２を曲面形状にしてパワーを持たせ、配光を形成することも可能である。
【０３６４】
しかし、反射面３２については、必ずしも全ての光が反射面３２に到達する必要は無い。このため、反射面３２に形状を持たせた場合には、配光パターンの成形に寄与できる光の量は限られる。つまり、反射面３２で反射することで、配光パターンに反射面３２の形状の作用を与えられる光の量は限られる。したがって、全ての光に対して光学的に作用を与えて、容易に配光パターンを変化させるためには、入射面３１にパワーを持たせて配光を形成させることが好ましい。
【０３６５】
以上より、実施の形態１で説明した前照灯モジュール１００，１００ａは、次のように説明できる。
【０３６６】
前照灯モジュール１００，１００ａは、光を発する光源１と、光源１の発した光を反射する反射面３２と、反射面３２で反射された反射光を導光する１対の面３９５ａ，３９５ｂと、１対の面３９５ａ，３９５ｂで導光された反射光を投射する投射部３３，３５０とを備える。
【０３６７】
投射部３３，３５０の光軸Ｃ３を含み反射面３２に垂直な平面を第１の平面（Ｙ−Ｚ平面）とし、光軸Ｃ３に平行で第１の平面に垂直な平面を第２の平面（Ｚ−Ｘ平面）とする。
【０３６８】
１対の面３９５ａ，３９５ｂは、反射面３２と前記投射部３３，３５０との間で前記第１の平面（Ｙ−Ｚ平面）を挟むように配置される。
【０３６９】
反射光は、第１の平面（Ｙ−Ｚ平面）上に反射光を投影すると、反射面３２における一度の反射で投射部（３３，３５０）に到達し、第２の平面（Ｚ−Ｘ平面）上に反射光を投影すると、面３９５ａ，３９５ｂで反射されて投射部３３，３５０に到達する。
【０３７０】
つまり、面３９５ａ，３９５ｂは、反射光を反射する反射面である。また、面３９５ａ，３９５ｂは、反射光を導光する。
【０３７１】
また、光軸Ｃ３方向において、第１の平面（Ｙ−Ｚ平面）上に投影した投射部３３，３５０の第１の焦点は、光源１の発した光が反射部３ａ（反射面３２）で反射する位置よりも投射部３３，３５０側に位置する。
【０３７２】
また、光軸Ｃ３方向において、第２の平面（Ｚ−Ｘ平面）上に投影した投射部３３，３５０の第２の焦点は、反射光の面３９５ａ，３９５ｂでの反射が終わる位置よりも反射面３２側に位置する。
【０３７３】
または、第２の平面（Ｚ−Ｘ平面）上において、投射部３３，３５０は負の屈折力を有する。
【０３７４】
図１では、導光投射光学素子３は、反射面３２、面３９５ａ，３９５ｂ及び投射部３３（投射光学部）を備える。図１５では、導光投射光学素子３５は、反射面３２および面３９５ａ，３９５ｂを備える。そして、図１５では、投射部（投射光学部）は、投射光学素子３５０を含む。
【０３７５】
実施の形態２．
図１１は、本発明の実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０の構成を示す構成図である。図１２は、本発明の実施の形態２に係る前照灯モジュール１２０の構成を示す構成図である。図１と同じ構成要素については同一の符号を付しその説明を省略する。図１と同じ構成要素は、光源１および集光光学素子２である。
【０３７６】
図１１および図１２に示すように、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０，１２０は、光源１，４及び導光投射光学素子３０３を備える。また、前照灯モジュール１１０，１２０は、集光光学素子２又は集光光学素子５を備えることができる。
【０３７７】
つまり、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０，１２０は、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００に対して、導光投射光学素子３０３、及び光源４を備える点で相違する。また、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０，１２０は、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００に対して、集光光学素子５を備える点で相違する。
【０３７８】
なお、前照灯モジュール１１０，１２０は、集光光学素子２を光源１に取り付けて一体とした場合を含む。また、前照灯モジュール１１０，１２０は、集光光学素子５を光源４に取り付けて一体とした場合を含む。
【０３７９】
また、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０，１２０は、ハイビームの機能とロービームの機能とを備えている点で実施の形態１に係る前照灯モジュール１００と相違する。
【０３８０】
なお、実施の形態１で説明したように、例えば、光源１とは別の光源を備えて、入射面３４から光を入射させることで、前照灯モジュール１００にハイビームの機能を持たせることができる。
【０３８１】
また、前照灯モジュール１１０，１２０は、出射面３３上でのロービームの出射領域からハイビームを出射させている。つまり、前照灯モジュール１１０，１２０の走行時の発光領域とすれ違い時の発光領域とが同一である。このため、前照灯装置１０を点灯させた際の意匠性を高めることができる。
【０３８２】
前照灯装置には、通常、ロービームとハイビームとが備えられている。つまり、２種類の前照灯モジュールを備えている。道路運送車両法等では、ロービームの正式名称は「すれ違い用前照灯」で、ハイビームの正式名称は「走行用前照灯」である。例えば、その照射距離は、ロービームは前方４０ｍ先を照らす。また、ハイビームは前方１００ｍ先を照らす。
【０３８３】
道路交通規則の１つとして、車両用のハイビームの配光パターンは、上下方向が狭い横長の形状をしている。そして、ドライバーの視認性を向上させるために、車両用のハイビームは、車両の前方で、すれ違い用の前照灯よりも遠い位置の路面を照明する。
【０３８４】
したがって、車両用のハイビームは、すれ違い用の前照灯（ロービーム）の配光パターンのカットオフライン９１よりも上側（＋Ｙ軸方向側）も照明する必要がある。つまり、すれ違い用の前照灯（ロービーム）と走行用の前照灯（ハイビーム）とは、照射面９上で、それぞれ照明する領域が異なる。このため、２種類の前照灯の配光パターンは異なる。
【０３８５】
上記の説明の通り、ロービームとハイビームとでは配光パターンが異なる。このため、ハイビームは、ロービームと別の光学系を必要とする。つまり、ロービームとハイビームとでは、別々の前照灯モジュールが必要となる。このため、前照灯装置が大型化する。
【０３８６】
また、ロービームとハイビームとで別々の前照灯モジュールを用いると、各々の前照灯モジュールの点灯状態によって前照灯装置の発光領域が異なる。つまり、ロービームのみを点灯させると、１つの前照灯モジュールが点灯しているが、ハイビームも点灯させると、２つの前照灯モジュールが点灯する。つまり、ロービームのみを点灯させると、発光領域が１つで、ハイビームも点灯させると、発光領域が２つになる。
【０３８７】
これは、前照灯装置の点灯状態によって、車両の意匠性が異なることを意味する。前照灯装置を点灯した際の車両の意匠性を高めるためには、ロービームのみを点灯した状態と、ロービーム及びハイビームを同時に点灯した状態との両方で、発光領域が変化しないことが好ましい。
【０３８８】
実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０，１２０は、このような課題を解決するものである。
【０３８９】
また、複数の前照灯モジュールを用いて、１つの配光パターンを形成する場合でも、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０，１２０は、このような課題を解決するものである。例えば、光源１で配光パターンの全体を形成し、光源４で高照度領域を形成する場合には、車両の意匠性を変更することなく、高照度領域の点灯または消灯をすることができる。また、後述するようにＡＤＢの機能を持たせることができる。
【０３９０】
前照灯モジュール１１０，１２０は、小型で簡単な構成で、ロービームの機能とハイビームの機能とを備えた前照灯モジュールを実現する。また、前照灯装置を点灯した状態での意匠性を変更せずに配光パターンを変更することができる。
【０３９１】
なお、変形例として説明する前照灯モジュール１１０ａ，１２０ａも同様の効果を得ることができる。
【０３９２】
図１１では、光源４及び集光光学素子５は、側面３９５ｂ側に配置されている。しかし、光源４及び集光光学素子５は、側面３９５ａ側に配置されてもよい。また、図１２では、光源４及び集光光学素子５は、側面３９５ａ，３９５ｂの両側に配置されている。
【０３９３】
＜光源４＞
光源４は、発光面４１を備える。光源４は、発光面４１から車両の前方を照明するための光を出射する。光源４は、発光面４１から光を出射する。
【０３９４】
光源４は、集光光学素子５の−Ｚ軸側に位置されている。図１１では、光源４は、導光投射光学素子３０３の側面３９５ｂの−Ｘ軸側に位置している。図１２では１つの光源４は、導光投射光学素子３０３の側面３９５ａの＋Ｘ軸側に位置している。他の光源４は、導光投射光学素子３０３の側面３９５ｂの−Ｘ軸側に位置している。
【０３９５】
図１１および図１２では、光源４は、＋Ｚ軸方向に光を出射している。光源４は、その種類を特に限定していないが、上述の説明の通り以下の説明では、光源４がＬＥＤであるとして説明する。
【０３９６】
光源４は、光源１と同様である。このため、光源１の説明で光源４の説明を代用する。ただし、光源４の発光特性などは、光源１と異なってもよい。
【０３９７】
＜集光光学素子５＞
集光光学素子５は、光源４の＋Ｚ軸側に位置している。また、図１１では、集光光学素子５は、導光投射光学素子３０３の側面３９５ｂの−Ｘ軸側に位置している。図１２では、１つの集光光学素子５は、導光投射光学素子３０３の側面３９５ａの＋Ｘ軸側に位置している。他の集光光学素子５は、導光投射光学素子３０３の側面３９５ｂの−Ｘ軸側に位置している。
【０３９８】
集光光学素子５は、光源４から発せられた光を入射する。集光光学素子５は、前方（＋Ｚ軸方向）に光を集光させる。図１１および図１２では、集光光学素子５は正のパワーを有している。図１１及び図１２に示す集光位置ＰＲは、集光光学素子５の集光位置である。
【０３９９】
また、実施の形態２で示す集光光学素子５は、例えば、内部が屈折材で満たされている。
【０４００】
図１１および図１２では、集光光学素子５は、１つの集光光学素子５で構成されているが、複数の光学部品を用いることもできる。しかし、複数の光学素子を用いる場合には、各光学素子の位置決め精度を確保するなど、製造性を低下させることになる。
【０４０１】
実施の形態２では、例えば、光源４の光軸Ｃ４及び集光光学素子５の光軸Ｃ５はＺ軸に平行である。図１１及び図１２では、例えば、光源４の光軸Ｃ４は、集光光学素子５の光軸Ｃ５と一致している。
【０４０２】
また、実施の形態１と同様に、Ｙ−Ｚ平面上で見て、光源１の光軸Ｃ１及び集光光学素子２の光軸Ｃ２は、導光投射部３０３ａの光軸Ｃ３に対して傾斜している。そのため、光源１と集光光学素子２とを説明する際に、Ｘ１Ｙ１Ｚ１座標を用いた。一方、Ｙ−Ｚ平面上で見て、光源４の光軸Ｃ４及び集光光学素子５の光軸Ｃ５は、導光投射部３０３ｂの光軸Ｃ６に平行である。そのため、光源４及び集光光学素子５の説明では、ＸＹＺ座標を用いる。
【０４０３】
例えば、出射面３３がＹ軸方向に曲率を有するシリンドリカル面の場合のように、光軸Ｃ６のＸ軸方向の位置を規定し難い場合がある。このような場合には、導光投射部３０３ｂの光軸Ｃ６は、側面３９５ａ，３９５ｂと側面３９５ｃとの中心とする。側面３９５ａ，３９５ｂと側面３９５ｃとは、導光投射部３０３ｂのＸ軸方向の端部を形成している。側面３９５ａ，３９５ｂは、導光投射部３０３ａの側面である。
【０４０４】
つまり、図１２において、＋Ｘ軸側の導光投射部３０３ｂの光軸Ｃ６は、側面３９５ａと側面３９５ｃとの中心である。また、−Ｘ軸側の導光投射部３０３ｂの光軸Ｃ６は、側面３９５ｂと側面３９５ｃとの中心である。
【０４０５】
また、後述するように、光軸Ｃ６のＸ軸方向の位置を、入射面３６のレンズ形状の光軸位置とし、光軸Ｃ６のＹ軸方向の位置を、出射面３３のレンズ形状の光軸位置とすることができる。
【０４０６】
集光光学素子５は、例えば、集光光学素子２と同様の構成であり、同様の機能を有している。つまり、集光光学素子５は、例えば、入射面５１１，５１２、反射面５２及び出射面５３１，５３２を備えている。そのため、実施の形態１での集光光学素子２の説明で、集光光学素子５の説明を代用する。ただし、集光光学素子５の焦点距離等の光学性能は、集光光学素子２に対して異なる値を取りえる。
【０４０７】
＜導光投射光学素子３０３＞
導光投射光学素子３０３は、導光投射部３０３ａ及び導光投射部３０３ｂを備えている。
【０４０８】
導光投射部３０３ａは、導光投射光学素子３と同様の構成をしている。つまり、導光投射部３０３ａは、反射面３２を備えている。また、導光投射部３０３ａは、入射面３４を備えることができる。そのため、実施の形態１での導光投射光学素子３の説明で、導光投射部３０３ａの説明を代用する。
【０４０９】
実施の形態２に示す導光投射部３０３ａにおいて、入射面３１から反射面３２までの部分は、反射部３０３ａ１である。反射部３０３ａ１では、配光パターンが形成される。そのため、反射部３０３ａ１は、配光パターン形成部である。
【０４１０】
そして、導光投射部３０３ａにおいて、反射面３２よりも＋Ｚ軸方向の部分は、導光部３０３ａ２である。この導光部３０３ａ２は、光源１から出射された光を反射によって導光する。水平方向（Ｘ軸方向）において、導光部３０３ａ２で導光された光は、導光部３０３ａ２での反射によって決められた発散角で出射される。
【０４１１】
導光投射部３０３ｂは、柱形状の導光部である。なお、後述するように、導光投射部３０３ｂの１つの側面は、導光投射部３０３ａと繋がっている。また、導光投射部３０３ｂは、導光投射部３０３ａのような反射面３２を備えていない。また、実施の形態２では、導光投射部３０３ｂは、導光投射部３０３ａのような入射面３４を備えていない。
【０４１２】
図１１では、導光投射部３０３ｂは、導光投射部３０３ａの−Ｘ軸方向側に配置されている。図１２では、導光投射部３０３ｂは、導光投射部３０３ａの−Ｘ軸方向側および＋Ｘ軸方向側の両側に配置されている。
【０４１３】
導光投射光学素子３０３は、一対の側面３９５ａ，３９５ｂによって形成された導光投射部３０３ａに沿って配置された導光投射部３０３ｂを備えている。導光投射部３０３ｂは、導光投射部３０３ａに沿って配置されている。導光投射部３０３ａと導光投射部３０３ｂとは、並べて配置されている。導光投射部３０３ａと導光投射部３０３ｂとは、導光投射部３０３ａの導光方向に対して垂直な方向に並べて配置されている。
【０４１４】
導光投射部３０３ｂは、例えば、導光投射部３０３ａに対して平行に配置されている。例えば、光源１から出射された光が導光投射部３０３ａで導光される方向は、光源２から出射された光が導光投射部３０３ｂで導光される方向と同じ方向である。
【０４１５】
導光投射部３０３ｂのＺ軸方向の長さは、導光投射部３０３ａのＺ軸方向の長さよりも短い。
【０４１６】
また、導光投射部３０３ｂの出射面は、導光投射部３０３ａの出射面と同一の面に形成されている。つまり、導光投射光学素子３０３の出射面３３は、導光投射部３０３ａと導光投射部３０３ｂとの出射面である。
【０４１７】
導光投射光学素子３０３の出射面３３は、導光投射部３０３ａの出射面３３ａと導光投射部３０３ｂの出射面３３ｂとを含んでいる。導光投射部３０３ａの出射面３３ａは、出射面３３の１つの領域である。また、導光投射部３０３ｂの出射面３３ｂは、出射面３３の１つの領域である。出射面３３ａと出射面３３ｂとは、１つの面（出射面３３）上の領域として形成されている。
【０４１８】
また、出射面３３は、例えば、Ｙ軸方向にのみ正のパワーを有するシリンドリカル形状である。つまり、出射面３３は、Ｙ軸方向にのみ曲率を有する凸面形状である。また、出射面３３は、トロイダル面であってもよい。
【０４１９】
実施の形態１の場合と同様に、例えば、導光投射部３０３ａにおいて、出射面３３のＹ軸方向の焦点位置は、稜線部３２１に一致している。また、導光投射部３０３ｂにおいて、出射面３３のＹ軸方向の焦点位置は、集光位置ＰＲに一致している。つまり、Ｙ軸方向において、集光位置ＰＲは、照射面９と共役の関係にある。
【０４２０】
「Ｙ軸方向の焦点位置」とは、Ｙ−Ｚ平面上で光線を見た場合の焦点位置のことである。同様に、「Ｘ軸方向の焦点位置」とは、Ｚ−Ｘ平面上で光線を見た場合の焦点位置のことである。
【０４２１】
導光投射部３０３ｂの入射面３６は、屈折面である。導光投射部３０３ｂの入射面３６は、例えば、正のパワーを有する。図１１及び図１２では、入射面３６は、−Ｚ軸方向に突出した凸形状をしている。
【０４２２】
図１１及び図１２では、例えば、入射面３６はＸ軸方向にのみ正のパワーを有するシリンドリカル面である。つまり、入射面３６はＸ軸方向にのみ曲率を有する凸面形状である。
【０４２３】
入射面３６はＸ軸方向について正のパワーを有している。例えば、入射面３６の焦点位置は集光位置ＰＲと一致している。Ｚ軸方向において、入射面３６の焦点位置は集光位置ＰＲと一致している。Ｚ軸方向は、導光投射部３０３ｂで光が導光される方向である。つまり、Ｘ軸方向において、集光位置ＰＲは、照射面９と共役の関係にある。
【０４２４】
側面３９５ｃは、導光投射部３０３ｂの側面である。導光投射部３０３ｂの側面３９５ｃと対向する側は、導光投射部３０３ａと繋がっている。つまり、光源１から出射された光線は、導光投射部３０３ｂの側面３９５ｃと対向する側から導光投射部３０３ｂ内に入射する。
【０４２５】
図１１及び図１２では、光源１から出射された光線の一部は、導光投射部３０３ａに入射して、側面３０３ａ又は側面３０３ｂで反射された後に導光投射部３０３ｂに入射している。そして、光源１から出射されて導光投射部３０３ｂに入射した光は、出射面３３ｂから出射される。
【０４２６】
なお、実施の形態２で示す導光投射光学素子３０３は、例えば、内部が屈折材で満たされている。
【０４２７】
＜光線の挙動＞
光源４、集光光学素子５および導光投射部３０３ｂにおける光線の挙動は、前照灯モジュール１１０と前照灯モジュール１２０とで同様である。このため、図１２を用いた説明を省き、図１１を用いて説明する。
【０４２８】
また、反射部３９３ａ１の光線の挙動は、実施の形態１の反射部３ａと同様である。そのため、実施の形態１の反射部３ａの説明で代用する。また、導光投射部３０３ａの導光部３０３ａ２での光の導光も導光部３ｂと同様である。そのため、実施の形態１の導光部３ｂの説明で代用する。
【０４２９】
図１１に示すように、光源４から出射された光は、集光光学素子５によって集光される。集光光学素子５によって集光された光は、集光位置ＰＲに集光する。
【０４３０】
集光位置ＰＲを通過した光は、入射面３６から導光投射部３０３ｂに入射する。入射面３６に到達した光は、入射面３６で屈折される。上述のように、入射面３６がＸ軸方向にのみ正のパワーを有するシリンドリカル面である場合には、入射面３６に到達した光は、Ｘ軸方向のみで屈折される。
【０４３１】
図１１では、上述のように、入射面３６の焦点位置が集光位置ＰＲと一致している。このため、Ｚ−Ｘ平面上で見て、例えば、入射面３６から入射した光線は平行光となっている。
【０４３２】
一方、入射面３６はＹ軸方向にパワーを有さない。そして、Ｙ−Ｚ平面上で見て、入射面３６から入射した光線は、例えば、導光投射部３０３ｂの＋Ｙ軸方向側の側面または−Ｙ軸方向側の側面で反射されずに、出射面３３の方向（＋Ｚ軸方向）に進行する。つまり、Ｙ−Ｚ平面上で見て、入射面３６から入射した光線は、直接出射面３３に到達する。
【０４３３】
Ｙ軸方向において、集光位置ＰＲから導光投射部３０３ｂに入射する光の発散角は、導光投射部３０３ｂのＹ軸方向の両側面で反射されない角度である。
【０４３４】
入射面３６から入射した光は、出射面３３から出射される。入射面３６から入射した光は、出射面３３ｂから出射される。
【０４３５】
光線の光路は、光が伝播する媒質によって変化する。空気中の光路をＬとした場合に、屈折率ｎ（ｎ＞１）の媒質中の光路はｎ×Ｌとなる。つまり、空気中の焦点距離が距離Ｌのとき、屈折率ｎの媒質中では、焦点距離として、ｎ×Ｌの長さが必要であることを意味する。つまり、導光投射光学素子３０３の内部での光路は、空気中の光路よりも長い。
【０４３６】
この性質を利用すれば、上述のように、屈折材で満たされた部分（導光投射部３０３ａ）では、出射面３３（出射面３３ａ）のＹ軸方向の焦点位置を、稜線部３２１に一致させることができる。また、同時に、出射面３３（出射面３３ｂ）のＹ軸方向の焦点位置を、空気中（ｎ＝１）の集光位置ＰＲに合わせることができる。
【０４３７】
上述のように、実施の形態２では、出射面３３はシリンドリカル面である。そして、出射面３３ａは、出射面３３ｂと同じ曲率を有している。つまり、出射面３３ａは、出射面３３ｂと同じパワーを有している。
【０４３８】
なぜなら、導光投射部３０３ｂのＺ軸方向の長さは、導光投射部３０３ａのＺ軸方向の長さよりも短いからである。そして、集光位置ＰＲから入射面３６までは、空気中（ｎ＝１）である。
【０４３９】
出射面３３から稜線部３２１までの距離は、出射面３３から集光位置ＰＲまでの距離よりも長い。
【０４４０】
上述のように、集光位置ＰＲは、照射面９と共役の関係にある。つまり、集光位置ＰＲは、照射面９と光学的に共役の位置にある。従って、集光位置ＰＲ上に集光光学素子５によって形成された配光パターンの像は、導光投射光学素子３０３によって車両の前方の照射面９に拡大して投影される。
【０４４１】
Ｘ軸方向においては、集光位置ＰＲに形成された配光パターンは、入射面３６によって照射面９に投影される。Ｙ軸方向においては、集光位置ＰＲに形成された配光パターンは、出射面３３（出射面３３ｂ）によって照射面９に投影される。つまり、導光投射部３５３ｂは、配光パターンを投影している。実施の形態２では、この配光パターンは、集光位置ＰＲの位置に形成されている。
【０４４２】
したがって、光源４及び集光光学素子５は、集光位置ＰＲ上に配光パターンを形成することで、配光パターンを照射面９に投影することができる。つまり、前照灯モジュール１１０，１２０は、ハイビームで照明される領域を照明することができる。
【０４４３】
また、集光光学素子５から出射される光の集光位置を調整することで、ハイビームの配光を変更することができる。また、集光光学素子５と導光投射光学素子３０３との幾何学関係を調整することで、ハイビームの配光を変更することができる。
【０４４４】
「幾何学関係の調整」とは、例えば、集光光学素子５と導光投射光学素子３０３との光軸Ｃ６方向（Ｚ軸方向）の位置関係を調整することである。集光光学素子５と導光投射光学素子３０３との光軸Ｃ６方向の位置関係が異なれば、集光光学素子５によって集光された集光位置ＰＲ上の集光スポットのサイズが変わる。つまり、集光光学素子５によって集光された光の集光位置ＰＲ上の光束径が変わる。そして、それに応じて、照射面９上の配光は変化する。
【０４４５】
また、図１１および図１２からわかるように、光源１から出射された光線は、出射面３３の全域から出射される。つまり、光源１から出射された光線は、出射面３３ａと出射面３３ｂから出射される。光源１から出射された光線は、ロービームの光線である。また、光源４から出射された光線（ハイビームの光線）も出射面３３から出射される。光源４から出射された光線（ハイビームの光線）は、出射面３３ｂから出射される。光源４から出射された光線は、ハイビームの光線である。
【０４４６】
つまり、出射面３３における、光源１から出射された光線の出射領域と、光源４から出射された光線の出射領域とが重なっている。このため、ロービームのみを点灯させた場合の出射面３３上の発光領域は、ロービームとハイビームとの両方を点灯させた場合の出射面３３上の発光領域と同じである。
【０４４７】
つまり、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０，１２０は、前照灯装置を点灯させた際の意匠性を高めることができる。
【０４４８】
以上のように、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０，１２０は、ロービームの配光パターンとハイビームの配光パターンとを同一の前照灯モジュールで容易に形成することができる。つまり、ハイビーム用の前照灯モジュールとロービーム用の前照灯モジュールとをそれぞれ別々に用意する必要がない。このため、従来の前照灯装置に比べて小型の前照灯装置を実現できる。
【０４４９】
また、図１２に示す前照灯モジュール１２０のように、光源４と集光光学素子５とを複数配置する構成とすることで、複数の前照灯モジュール１１０を備えることなく、光量を増すことができる。つまり、前照灯装置１０の全体の大きさを小型化できる。
【０４５０】
そして、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０，１２０は、実施の形態１と同様に、幅の広い配光パターンを形成することができる。
【０４５１】
なお、図１１に示す前照灯モジュール１１０及び図１２に示す前照灯モジュール１２０では、出射面３３に屈折力を持たせている。そして、前照灯モジュール１１０，１２０は、導光投射光学素子３０３に投射機能を持たせている。これは、部品の一体化により製造性を向上させるためである。
【０４５２】
このため、例えば、出射面３３を平面として、別途、投射レンズなどの投射光学素子を設けることができる。
【０４５３】
図１６および図１７は、例えば、出射面３３を平面として、別途、投射レンズなどの投射光学素子３５０を設けた場合の前照灯モジュール１１０ａ，１２０ａの構成を示した構成図である。前照灯モジュール１１０ａ，１２０ａは、前照灯モジュール１１０，１２０の変形例である。
【０４５４】
前照灯モジュール１１０ａの導光投射光学素子３５３は、図１１に示す導光投射光学素子３０３の出射面３３を、例えば、平面として、導光投射光学素子３０３の出射面３３の投射機能を、投射光学素子３５０に持たせている。また、前照灯モジュール１２０ａの導光投射光学素子３５３は、図１２に示す導光投射光学素子３０３の出射面３３を、例えば、平面として、導光投射光学素子３０３の出射面３３の投射機能を、投射光学素子３５０に持たせている。
【０４５５】
投射光学素子３５０は、例えば、出射面３３の＋Ｚ軸側に配置されている。つまり、出射面３３から出射された光は、投射光学素子３５０に入射する。
【０４５６】
投射光学素子３５０は、導光投射光学素子３０３の出射面３３の投射機能の全部または一部を持たせたものである。つまり、図１６又は図１７に示す前照灯モジュール１１０ａ，１２０ａは、投射光学素子３５０と出射面３３とで、導光投射光学素子３０３の出射面３３の機能を実現している。そのため、その機能などの説明は、実施の形態２における出射面３３の説明で代用する。
【０４５７】
なお、図１６又は図１７に示す前照灯モジュール１１０ａ，１２０ａにおいて、出射面３３に屈折力を持たせ、投射光学素子３５０と合わせて図１１又は図１２に示す導光投射光学素子３０３の出射面３３の機能を実現することができる。
【０４５８】
また、光軸Ｃ３は、投射機能を有する部分の光軸である。このため、出射面３３が平面である場合には、投射光学素子３５０の光軸となる。また、出射面３３と投射光学素子３５０とで投射機能を有する場合には、出射面３３と投射光学素子３５０とを合成した合成レンズの光軸となる。投射機能を有する部分を投射光学部とよぶ。
【０４５９】
また、前照灯モジュール１２０の場合には、光源４を個別に点灯させる制御又は消灯させる制御をすることで、車両の前方を照明する領域を選択できる。これによって、前照灯モジュール１２０にＡＤＢ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｄｒｉｖｉｎｇ  Ｂｅａｍ）の機能を持たせることができる。
【０４６０】
「ＡＤＢ」とは、対向車などが車両の前方に出現した際に、車載カメラ等で前方の車両の位置を検知して、その領域のみを照射せず、他の領域はハイビームで照射する前照灯である。ＡＤＢは、対向車又は先行車に眩しさを与えず、道路の両側にいる歩行者を認識しやすくする。ＡＤＢを使用すると、対向車からは普通のロービームと同じようにみえるため、眩しくない。
【０４６１】
また、光源４はハイビーム用の光源として説明してきたがハイビーム用に限るものではない。例えば、ロービーム用の光源として使用することができる。つまり、複数の配光パターンを足し合わせてロービームの配光を形成する場合には、前照灯モジュール１１０，１２０は、複数のロービーム用の光源１，４を備えることができる。そのため、異なる配光パターンを形成するために、複数の前照灯モジュールを備える必要がない。このため、従来の前照灯装置に比べて小型の前照灯装置を実現することができる。
【０４６２】
例えば、光源４を用いて、図４に示す最も明るい領域９３をさらに明るくすることができる。
【０４６３】
出射面３３ａ（第１の出射面）から出射された光（第１の光）を入射するとともに、出射面３３ｂ（第２の出射面）から出射された光（第２の光）を入射して配光パターンを投影する投射光学素子３５０を備える。投射光学素子３５０は、配光パターンを投影する投射光学部である。
【０４６４】
出射面３３ａ（第１の出射面）から出射された光（第１の光）を入射するとともに、出射面３３ｂ（第２の出射面）から出射された光（第２の光）を入射して出射面３３ａおよび出射面３３ｂとともに配光パターンを投影する投射光学素子３５０を備える。出射面３３ａ、出射面３３ｂおよび投射光学素子３５０は、配光パターンを投影する投射光学部である。
【０４６５】
実施の形態３．
図１３は、複数の前照灯モジュール１００を搭載した前照灯装置１０の構成図である。
【０４６６】
上述の実施の形態では、前照灯モジュール１００，１１０，１２０，１００ａ，１１０ａ，１２０ａの実施の形態を説明した。図１３では、一例として、前照灯モジュール１００を搭載した例を示している。
【０４６７】
例えば、図１３に示された３つの前照灯モジュール１００の全部又は一部を、前照灯モジュール１１０，１２０に置きかえることができる。
【０４６８】
前照灯装置１０は、筐体９７を備える。また、前照灯装置１０は、カバー９６を備えることができる。
【０４６９】
筐体９７は、前照灯モジュール１００を保持している。
【０４７０】
筐体９７は、車体の内部に配置されている。
【０４７１】
筐体９７の内部には、前照灯モジュール１００が収められている。図１３では、例として、３個の前照灯モジュール１００が収められている。なお、前照灯モジュール１００の個数は、３個に限定されない。前照灯モジュール１００の個数は、１個でも良く、３個以上でも良い。
【０４７２】
前照灯モジュール１００は、例えば、筐体９７の内部に、Ｘ軸方向に並べて配置されている。なお、前照灯モジュール１００の並べ方は、Ｘ軸方向に並べる方法に限らない。デザイン又は機能等を考慮して、前照灯モジュール１００をＹ軸方向又はＺ軸方向にずらして配置しても良い。
【０４７３】
また、図１３では、筐体９７の内部に前照灯モジュール１００を収めている。しかし、筐体９７は、箱形状である必要はない。筐体９７は、フレーム等で構成されており、そのフレームに前照灯モジュール１００が固定される構成を採用しても良い。なぜなら、四輪の自動車等の場合には、筐体９７は車体の内部に配置されているからである。このフレーム等は、車体を構成する部品であってもよい。この場合には、筐体９７は車体を構成する一部の筐体部となる。
【０４７４】
自動二輪車の場合には、筐体９７は、ハンドルの近くに配置されている。四輪の自動車の場合には、筐体９７は、車体の内部に配置されている。
【０４７５】
カバー９６は、前照灯モジュール１００から出射された光を透過する。そして、カバー９６を透過した光は、車両の前方に出射される。カバー９６は透明な材料で作製されている。
【０４７６】
カバー９６は、車体の表面部分に配置されて、車体の外部に表れている。
【０４７７】
カバー９６は、筐体９７の＋Ｚ軸方向に配置されている。
【０４７８】
前照灯モジュール１００から出射された光は、カバー９６を透過して、車両の前方に出射される。図１３では、カバー９６から出射された光は、隣り合う前照灯モジュール１００から出射された光と重なり合って、１つの配光パターンを形成している。
【０４７９】
カバー９６は、前照灯モジュール１００を風雨又は塵埃等から守るために設けられている。しかし、導光投射光学素子３の出射面３３が前照灯モジュール１００の内部の部品を風雨又は塵埃等から守る構造の場合には、特にカバー９６を設ける必要はない。
【０４８０】
以上のように説明したように、複数の前照灯モジュール１００，１１０，１２０，１００ａ，１１０ａ，１２０ａを備える場合には、前照灯装置１０は、前照灯モジュール１００，１１０，１２０，１００ａ，１１０ａ，１２０ａの集合体である。また、１個の前照灯モジュール１００，１１０，１２０を備える場合には、前照灯装置１０は、前照灯モジュール１００，１１０，１２０，１００ａ，１１０ａ，１２０ａと等しくなる。つまり、前照灯モジュール１００，１１０，１２０，１００ａ，１１０ａ，１２０ａが前照灯装置１０である。
【０４８１】
なお、上述の各実施の形態においては、「平行」または「垂直」などの部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す用語を用いている場合がある。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。このため、請求の範囲に部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す記載をした場合には、製造上の公差又は組立て上のばらつき等を考慮した範囲を含むことを示している。
【０４８２】
また、以上のように本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限るものではない。
【０４８３】
以上の各実施の形態を基にして、以下に発明の内容を付記（１）及び付記（２）として記載する。付記（１）と付記（２）とは、各々独立して符号を付している。そのため、例えば、付記（１）と付記（２）との両方に、「付記１」が存在する。
【０４８４】
また、付記（１）の特徴と付記（２）の特徴とを組み合わせることができる。
【０４８５】
＜付記（１）＞
＜付記１＞
第１の光を発する第１の光源と、
前記第１の光を反射する第１の反射面、前記第１の反射面で反射された反射光を出射する第１の出射面及び１対の側面を含む光学素子と
を備え、
前記第１の出射面は、前記反射光を投射する屈折力を有し、
前記第１の出射面の光軸を含み前記第１の反射面に垂直な平面を第１の平面とし、前記光軸に平行で前記第１の平面に垂直な平面を第２の平面とすると、
前記１対の側面は、前記第１の反射面と前記第１の出射面との間で、前記第１の平面を挟むように配置され、
前記反射光は、前記第１の平面上に前記反射光を投影すると、前記第１の反射面における一度の反射で前記第１の出射面に到達し、前記第２の平面上に前記反射光を投影すると、前記側面で反射されて前記第１の出射面に到達する前照灯モジュール。
【０４８６】
＜付記２＞
前記光軸方向において、前記第１の平面上に投影した前記第１の出射面の第１の焦点は、前記第１の光が前記第１の反射面で反射される位置よりも前記第１の出射面側に位置し、前記第２の平面上に投影した前記第１の出射面の第２の焦点は、前記反射光の前記側面での反射が終わる位置よりも前記第１の反射面側に位置する、または、前記第２の平面上において、前記第１の出射面は負の屈折力を有する付記１に記載の前照灯モジュール。
【０４８７】
＜付記３＞
前記第１の平面上に投影した前記第１の出射面の曲率を前記第１の曲率とし、記第２の平面上に投影した前記第１の出射面の曲率を前記第２の曲率とすると、
前記第２の曲率は、前記第１の曲率よりも小さい付記２に記載の前照灯モジュール。
【０４８８】
＜付記４＞
前記第１の出射面は、前記第１の曲率を有するシリンドリカル面である付記３に記載の前照灯モジュール。
【０４８９】
＜付記５＞
第１の光を発する第１の光源と、
前記第１の光を反射する第１の反射面、前記第１の反射面で反射された反射光を出射する第１の出射面及び１対の側面を含む光学素子と、
前記光学素子から出射された反射光を投射する投射光学素子と
を備え、
前記投射光学素子の光軸を含み前記第１の反射面に垂直な平面を第１の平面とし、前記光軸に平行で前記第１の平面に垂直な平面を第２の平面とすると、
前記１対の側面は、前記第１の反射面と前記第１の出射面との間で、前記第１の平面を挟むように配置され、
前記反射光は、前記第１の平面上に前記反射光を投影すると、前記第１の反射面における一度の反射で前記投射光学素子に到達し、前記第２の平面上に前記反射光を投影すると、前記側面で反射されて前記第１の出射面に到達する前照灯モジュール。
【０４９０】
＜付記６＞
前記光軸方向において、前記第１の平面上に投影した前記投射光学素子の第１の焦点は、前記第１の光が前記第１の反射面で反射する位置よりも前記第１の出射面側に位置し、前記第２の平面上に投影した前記投射光学素子の第２の焦点は、前記第１の出射面よりも前記第１の反射面側に位置する、または、前記第２の平面上において、前記投射光学素子は負の屈折力を有する付記５に記載の前照灯モジュール。
【０４９１】
＜付記７＞
前記第１の平面上における前記投射光学素子の屈折力を前記第１の屈折力とし、記第２の平面上における前記投射光学素子の屈折力を前記第２の屈折力とすると、
前記第２の屈折力は、前記第１の屈折力よりも小さい付記６に記載の前照灯モジュール。
【０４９２】
＜付記８＞
前記投射光学素子は、前記第１の屈折力を有するシリンドリカル面である付記７に記載の前照灯モジュール。
【０４９３】
＜付記９＞
前記第１の反射面は、前記光軸の方向において、前記第１の出射面側を向くように傾斜している付記１から８のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０４９４】
＜付記１０＞
前記光学素子は、前記一対の側面によって形成された第１の導光部に沿って配置された第２の導光部を備え、
前記第２の導光部の出射面は、前記第１の出射面と同一である付記１から９のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０４９５】
＜付記１１＞
前記第２の導光部の前記第１の出射面側は、前記第１の導光部と繋がっており、前記第１の導光部で導光された前記第１の光が前記第２の導光部に入射する付記１０に記載の前照灯モジュール。
【０４９６】
＜付記１２＞
前記第２の導光部は、第２の入射面を備え、
前記第１の平面上に投影した前記第２の入射面の第３の曲率は、前記第２の平面上に投影した前記第２の入射面の第４の曲率よりも小さい付記１０または１１に記載の前照灯モジュール。
【０４９７】
＜付記１３＞
前記第２の導光部の入射面は、前記第４の曲率を有するシリンドリカル面である付記１２に記載の前照灯モジュール。
【０４９８】
＜付記１４＞
第２の光を発する第２の光源を備え、
前記第２の光は、第２の導光部に入射する付記１０から１３のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０４９９】
＜付記１５＞
付記１から１４のいずれか１つに記載の前照灯モジュールを備えた前照灯装置。
【０５００】
＜付記（２）＞
＜付記１＞
配光パターンを形成して、当該配光パターンを投影する車両用の前照灯モジュールであって、
第１の光を発する第１の光源と、
前記第１の光を反射する反射面および前記反射面で反射された前記第１の光を導光する第１の導光部を含む光学素子と
を備え、
前記車両の垂直方向に対応する方向においては、前記反射面で反射された前記第１の光と前記反射面で反射されなかった前記第１の光とが重畳されて形成される高光度領域を含む前記配光パターンが投影され、
前記車両の水平方向に対応する方向においては、前記第１の導光部で反射された前記第１の光が出射される前照灯モジュール。
【０５０１】
＜付記２＞
前記反射面は、前記光学素子内の光路が広がる方向に傾斜している付記１に記載の前照灯モジュール。
【０５０２】
＜付記３＞
前記第１の導光部と並べて配置された第２の導光部を備えた付記１または２に記載の前照灯モジュール。
【０５０３】
＜付記４＞
第２の光を発する第２の光源を備え、
前記第２の導光部は、前記第２の光を導光する付記３に記載の前照灯モジュール。
【０５０４】
＜付記５＞
配光パターンを形成して、当該配光パターンを投影する車両用の前照灯モジュールであって、
第１の光を発する第１の光源と、
第２の光を発する第２の光源と、
前記第１の光を導光する第１の導光部、前記第２の光を導光する第２の導光部を含む光学素子と
を備え、
前記第１の導光部と前記第２の導光部とは、並べて配置される前照灯モジュール。
【０５０５】
＜付記６＞
前記車両の垂直方向に対応する方向においては、前記第１の導光部に入射する前記第１の光によって形成された前記配光パターンが投影され、
前記車両の水平方向に対応する方向においては、前記第１の導光部で反射された前記第１の光が出射される付記５に記載の前照灯モジュール。
【０５０６】
＜付記７＞
前記第２の導光部に入射する前記第２の光によって形成された前記配光パターンが投影される付記４から５のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５０７】
＜付記８＞
前記第１の導光部は、前記水平方向に対応する方向に一対の側面を備える付記４から７のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５０８】
＜付記９＞
前記第１の光は、前記一対の側面で反射されることで導光される付記８に記載の前照灯モジュール。
【０５０９】
＜付記１０＞
前記水平方向に対応する方向においては、前記光学素子から出射される前記第１の光の発散角は、前記第１の導光部での反射によって決められる付記４から９のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５１０】
＜付記１１＞
前記第２の導光部は、第２の出射面を含む付記４から１０のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５１１】
＜付記１２＞
前記第２の出射面は、前記第２の光を出射する付記１１に記載の前照灯モジュール。
【０５１２】
＜付記１３＞
前記第２の導光部の前記第２の出射面側は、前記第１の導光部と繋がっており、前記第１の導光部で導光された前記第１の光が前記第２の導光部に入射する付記１１または１２に記載の前照灯モジュール。
【０５１３】
＜付記１４＞
前記第２の導光部に入射した前記第１の光は、前記第２の出射面から出射される付記１１から１３のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５１４】
＜付記１５＞
前記第１の導光部は、前記第１の光が出射される第１の出射面を含む付記４から１０のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５１５】
＜付記１６＞
前記第２の導光部は、第２の出射面を含む付記１５に記載の前照灯モジュール。
【０５１６】
＜付記１７＞
前記第２の出射面は、前記第１の出射面と同一の面に形成される付記１６に記載の前照灯モジュール。
【０５１７】
＜付記１８＞
前記第２の光は、前記第２の出射面から出射される付記１６または１７に記載の前照灯モジュール。
【０５１８】
＜付記１９＞
前記第２の導光部の前記第２の出射面側は、前記第１の導光部と繋がっており、前記第１の導光部で導光された前記第１の光が前記第２の導光部に入射する付記１６から１８のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５１９】
＜付記２０＞
前記第２の導光部に入射した前記第１の光は、前記第２の出射面から出射される付記１６から１９のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５２０】
＜付記２１＞
前記第１の出射面は、正のパワーを有する付記１５から２０のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５２１】
＜付記２２＞
前記第１の出射面は、前記配光パターンを投影する投射光学部である付記１５から２１のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５２２】
＜付記２３＞
前記第１の出射面から出射された前記第１の光を入射して前記配光パターンを投影する投射光学素子を備え、
前記投射光学素子は、前記配光パターンを投影する投射光学部である付記１５から２０のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５２３】
＜付記２４＞
前記第１の出射面とともに、前記配光パターンを投影する投射光学素子を備え、
前記第１の出射面と前記投射光学素子とは、前記配光パターンを投影する投射光学部である付記１５から２０のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５２４】
＜付記２５＞
前記光学素子から出射された前記第１の光と前記光学素子から出射された前記第２の光とを入射して前記配光パターンを投影する投射光学素子を備え、
前記投射光学素子は、前記配光パターンを投影する投射光学部である付記１６から２０のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５２５】
＜付記２６＞
前記光学素子から出射された前記第１の光と前記光学素子から出射された前記第２の光とを入射して前記第１の出射面および前記第２の出射面とともに前記配光パターンを投影する投射光学素子を備え、
前記第１の出射面、前記第２の出射面および前記投射光学素子は、前記配光パターンを投影する投射光学部である付記１６から２０のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５２６】
＜付記２７＞
前記第１の導光部における前記投射光学部の光軸方向において、前記垂直方向に対応する方向における前記投射光学部の第１の焦点は、前記第１の光によって前記配光パターンが形成される位置よりも前記投射光学部側に位置し、前記水平方向に対応する方向における前記投射光学部の第２の焦点は、第１の導光部での前記第１の光の反射が終わる位置よりも前記第１の光の前記配光パターンの形成される位置側に位置するか、または、前記水平方向に対応する方向における前記投射光学部のパワーは負の値である付記２２から２６のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５２７】
＜付記２８＞
前記垂直方向に対応する方向における前記投射光学部のパワーは、前記水平方向に対応する方向における前記投射光学部のパワーよりも大きい付記２２から２７のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５２８】
＜付記２９＞
前記投射光学部は、前記水平方向に対応する方向にパワーを持たない付記２２から２８のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５２９】
＜付記３０＞
前記第２の導光部は、第２の入射面を備える付記４から２９のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５３０】
＜付記３１＞
前記第２の光は、前記第２の入射面から前記第２の導光部に入射する付記３０に記載の前照灯モジュール。
【０５３１】
＜付記３２＞
前記垂直方向に対応する方向の前記第２の入射面の曲率は、前記水平方向に対応する方向の前記第２の入射面の曲率よりも大きい付記３０または３１に記載の前照灯モジュール。
【０５３２】
＜付記３３＞
前記垂直方向に対応する方向の前記第２の入射面のパワーは、前記水平方向に対応する方向の前記第２の入射面のパワーよりも大きい付記３０から３２のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５３３】
＜付記３４＞
前記第２の入射面は、シリンドリカル面である付記３０から３３のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５３４】
＜付記３５＞
前記光学素子は、前記第１の光源から発せられた前記第１の光を反射する反射面を備える付記５から３４のいずれか１つに記載の前照灯モジュール。
【０５３５】
＜付記３６＞
前記反射面は、前記反射面で反射された前記第１の光と前記反射面で反射されなかった前記第１の光とが重畳されて形成される高光度領域を含む前記配光パターンを形成する付記３５に記載の前照灯モジュール。
【０５３６】
＜付記３７＞
付記１から３６のいずれか１つに記載の前照灯モジュールを備えた前照灯装置。
【符号の説明】
【０５３７】
１００，１１０，１２０，１００ａ，１１０ａ，１２０ａ  前照灯モジュール、  １０  前照灯装置、  １，４  光源、  １１  発光面、  ２，５  集光光学素子、  ２１１，２１２  入射面、  ２２  反射面、  ２３１，２３２  出射面、  ３，３０，３００，３０１，３０２，３０３，３５３  導光投射光学素子、  ３０３ａ，３０３ｂ，３５３ａ，３５３ｂ  導光投射部、  ３１，３４，３６  入射面、  ３２  反射面、  ３２１  稜線部、  ３３，３３０  出射面、  ３９５，３９５ａ，３９５ｂ  側面、  ３５０  投射光学素子、  ９  照射面、  ９１  カットオフライン、  ９２  カットオフラインの下側の領域、  ９３  最も明るい領域、  ａ  角度、  Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４  光軸、  ｄ  角度、  ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４  垂線、  ＰＨ，ＰＲ  集光位置、  ＰＣ  共役面、  Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６  入射角、  Ｓ２，Ｓ５，  反射角、  Ｓｏｕｔ，Ｓｏｕｔ１，Ｓｏｕｔ２  出射角。
【図１】
2017122629.tif 000003
【図２】
2017122629.tif 000004
【図３】
2017122629.tif 000005
【図４】
2017122629.tif 000006
【図５】
2017122629.tif 000007
【図６】
2017122629.tif 000008
【図７】
2017122629.tif 000009
【図８】
2017122629.tif 000010
【図９】
2017122629.tif 000011
【図１０】
2017122629.tif 000012
【図１１】
2017122629.tif 000013
【図１２】
2017122629.tif 000014
【図１３】
2017122629.tif 000015
【図１４】
2017122629.tif 000016
【図１５】
2017122629.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年9月4日(2017.9.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配光パターンを形成して、当該配光パターンを投影する車両用の前照灯モジュールであって、
第１の光を発する第１の光源と、
第２の光を発する第２の光源と、
前記第１の光を導光する第１の導光部および前記第２の光を導光する第２の導光部を含む光学素子と
を備え、
前記光学素子の出射面は、第１の領域と第２の領域とを含み、
前記第１の光は、前記第１の領域と前記第２の領域とから出射され、
前記第２の光は、前記第２の領域から出射され、
前記第１の導光部と前記第２の導光部とは、並べて配置され、前記第２の導光部の前記第２の領域側は、前記第１の導光部と繋がっており、前記第１の導光部で導光された前記第１の光が前記第２の導光部に入射する前照灯モジュール。
【請求項２】
前記第１の導光部は、前記車両の水平方向に対応する方向に一対の側面を備え、
前記第１の光は、前記一対の側面で反射されることで導光される請求項１に記載の前照灯モジュール。
【請求項３】
前記配光パターンは、第１の配光パターンを含み、
前記光学素子は、前記第１の光源から発せられた前記第１の光を反射する反射面を備え、
前記側面は、前記反射面と前記出射面との間に配置され、
前記反射面は、前記反射面で反射された前記第１の光と前記反射面で反射されなかった前記第１の光とが重畳されて形成される高光度領域を含む前記第１の配光パターンを形成し、
前記車両の垂直方向に対応する方向においては、前記第１の配光パターンが投影され、
前記車両の水平方向に対応する方向においては、前記第１の導光部で反射された前記第１の光が出射される請求項２に記載の前照灯モジュール。
【請求項４】
前記第２の光源から発せられた前記第２の光を集光する集光光学素子を備え、
前記配光パターンは、第２の配光パターンを含み、
前記集光光学素子の集光位置に前記第２の配光パターンが形成され、当該第２の配光パターンが投影される請求項１から３のいずれか１項に記載の前照灯モジュール。
【請求項５】
前記第２の導光部は、前記第２の光が入射する入射面を備え、
前記出射面は、前記車両の垂直方向に正の屈折力を有するシリンドリカル形状であり、
前記入射面は、前記車両の水平方向に正の屈折力を有するシリンドリカル形状であり、
前記出射面の焦点位置は前記集光位置と一致し、
前記入射面の焦点位置は前記集光位置と一致する請求項４に記載の前照灯モジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
前照灯モジュールは、配光パターンを形成して、当該配光パターンを投影する車両用の前照灯モジュールであって、第１の光を発する第１の光源と、第２の光を発する第２の光源と、前記第１の光を導光する第１の導光部および前記第２の光を導光する第２の導光部を含む光学素子とを備え、前記光学素子の出射面は、第１の領域と第２の領域とを含み、前記第１の光は、前記第１の領域と前記第２の領域とから出射され、前記第２の光は、前記第２の領域から出射され、前記第１の導光部と前記第２の導光部とは、並べて配置され、前記第２の導光部の前記第２の領域側は、前記第１の導光部と繋がっており、前記第１の導光部で導光された前記第１の光が前記第２の導光部に入射する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
なお、後述する導光投射光学素子３の入射面３１に集光機能を持たせる場合には、集光光学素子２を省くことができる。また、前照灯モジュール１００が集光光学素子２を備えていない場合には、導光投射光学素子３は、光源１から出射された光を入射する。光源１から出射された光は、入射面３１から入射する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４２５】
図１１及び図１２では、光源１から出射された光線の一部は、導光投射部３０３ａに入射して、側面３９５ａ又は側面３９５ｂで反射された後に導光投射部３０３ｂに入射している。そして、光源１から出射されて導光投射部３０３ｂに入射した光は、出射面３３ｂから出射される。
【国際調査報告】
2017122629.tif 000020
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2017122629.tif 000022
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2017122629.tif 000024
2017122629.tif 000025
2017122629.tif 000026