(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される前照灯モジュールであって、
複数の光源と、
前記複数の光源から出射された複数の光を複数の集光光として、複数の中間像をそれぞれ結像する複数の集光光学素子と、
前記複数の集光光学素子から出射された複数の光のいずれかの光の進行方向を変更する光路変更素子と、
前記複数の中間像を拡大して投射する投射光学素子と、
を備え、
前記投射光学素子の前側焦点位置は、前記複数の中間像の各々の位置に対して、前記投射光学素子の光軸方向にずれて位置し、
前記複数の中間像のいずれかは、前記光路変更素子で光路を変更された光によって結像され、
前記光路変更素子は、前記複数の中間像のいずれかの形状を変更する曲面を有し、
前記曲面によって、前記中間像の水平方向の長さは、垂直方向の長さよりも短い
前照灯モジュール。
【請求項２】
車両に搭載される前照灯モジュールであって、
複数の光源と、
前記複数の光源から出射された複数の光を複数の集光光として、複数の中間像をそれぞれ結像する複数の集光光学素子と、
前記複数の集光光学素子から出射された複数の光のいずれかの光の進行方向を変更する光路変更素子と、
前記複数の中間像を拡大して投射する投射光学素子と、
を備え、
前記複数の中間像のいずれかは、前記光路変更素子で光路を変更された光によって結像され、
前記光路変更素子は、前記複数の中間像のいずれかの形状を変更する曲面を有し、
前記曲面によって、前記中間像の水平方向の長さは、垂直方向の長さよりも短い
前照灯モジュール。
【請求項３】
前記光路変更素子は、前記複数の集光光学素子のいずれかから出射された光を入射面から入射して、入射された前記光を反射面で反射して出射面から出射するプリズムであり、
前記入射面、前記反射面及び前記出射面の少なくとも１つは前記曲面で形成される請求項１又は２に記載の前照灯モジュール。
【請求項４】
前記複数の中間像は、前記複数の光源の発光面の端部に対応した部分どうしが繋がった１つの像である請求項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】
前記複数の中間像で形成された像は、前記投射光学素子の光軸に垂直な平面上に形成される請求項１から４のいずれか１項に記載の前照灯モジュール。
【請求項６】
前記複数の光源を点灯又は消灯させる制御部を備え、
前記複数の光源の点灯又は消灯により前記複数の中間像で形成された像を変更する請求項１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】
少なくとも１つの前照灯モジュールを備え、
前記前照灯モジュールは、請求項１から６のいずれか１項に記載の前照灯モジュールである前照灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体の前方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】
車両が夜間に道路を走行する際に、車両は一般に環境に応じてロービームとハイビームとを適宜切り替えて走行する。また、夜間走行では、車両は主としてロービームによって車両の前方を照射する。ロービームは、車両の前方を所定の配光パターンで照射するものである。「照射」とは、投射光で前方を照らすことである。また、「所定」とは、予め定められていることである。所定の配光パターンは、例えば、道路交通規則等によって定められる。この道路交通規則等は、各国又は地域ごとに定められている。例えば、日本では、ロービームは、対向車や先行車を幻惑しないように、やや下向きの光軸で、前方４０ｍを照射するように設定されている。ロービームは主に市街地を走行する際に使用される。【０００３】
一方、ハイビームは、路面の遠方まで照射される。ハイビームは、夜間走行時に、正面の視界を最大限に確保するために、路面に対してほぼ水平の光軸が設定される。つまり、ハイビームの場合には、光線は路面に対して平行に投射される。ハイビームは、最低でも前方１００ｍまで照射される。つまり、ハイビームは、ロービームと比べて車両の前方の広範囲な領域に高い照度で照射される。【０００４】
このため、ハイビームを使用した際には、運転者の視認性は高まる。しかし、ハイビームは、車両の前方を走行する車両の運転者、対向車の運転者又は車両前方の歩行者等を幻惑する。したがって、ハイビームで走行できるのは、車両の前方にいる人を幻惑しない場合に限られる。【０００５】
このようなハイビームで走行する場合に生じる問題を克服するために、ハイビームの配光を変化させる技術が提案されている。つまり、車両の前方にいる人を幻惑するという問題を解決する技術が提案されている。ここで、「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。【０００６】
ハイビームの配光を変化させる技術として、特許文献１は次に示す前照灯を開示している。特許文献１の前照灯の構成は、リフレクタ及び複数の光源ユニットを有したプロジェクタ型である。特許文献１に開示されている灯具ユニットは、水平方向に複数の配光パターンを有している。「水平方向」とは、路面に平行な方向である。【０００７】
光源ユニットは、発光素子と矩形形状の前端出射口を有する導光部材とを備えている。隣接する導光部材には、境界部分が設けられている。【０００８】
また、灯具ユニットは、各配光パターンに対応する光源ユニットの点灯及び消灯を制御する。これにより、灯具ユニットは、複数の配光パターンのうち、任意の配光パターンの照射又は非照射を制御することができる。「非照射」とは、光を照射しないことである。【０００９】
つまり、灯具ユニットは、例えば、複数の配光パターンのうち、車両の前方にいる人を幻惑する恐れがある領域の配光パターンのみを非照射とすることができる。これにより、灯具ユニットは、車両の前方にいる人の幻惑を抑制し、運転者の視認性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−７０６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１の前照灯は、複数の配光パターンを形成するために、導光部材を採用している。導光部材は、リフレクタによって、光源ユニットの出射口を形成している。そして、リフレクタは必ず厚みを有する。そして、導光部材も厚みを有する。【００１２】
このために、特許文献１に記載された光源ユニットを複数組み合わせて使用する場合には、隣り合う光源ユニットの出射口の間に境界が生じる。このため、車両の前方に投射光を照射した際に、この境界が配光パターンの暗部として投影されて、配光パターンに照度むらを生じる。【００１３】
この問題を解消するために、特許文献１の前照灯は、２つの灯具ユニットを１組として、互いの配光パターンの暗部を補うように光を投射している。これにより、前照灯の構成が複雑となる問題がある。【００１４】
また、特許文献１の前照灯は、矩形形状の前端出射口を有する導光部材を備えている。これによっても、前照灯の構成が複雑となる問題がある。【００１５】
本発明は、従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で複数の種類の配光パターンを投射する前照灯モジュールにおいて、明瞭な輪郭を持つ１つの配光パターンを形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前照灯モジュールは、車両に搭載される前照灯モジュールであって、複数の光源と、前記複数の光源から出射された複数の光を複数の集光光として、複数の中間像をそれぞれ結像する複数の集光光学素子と、前記複数の集光光学素子から出射された複数の光のいずれかの光の進行方向を変更する光路変更素子と、前記複数の中間像を拡大して投射する投射光学素子と、を備え、前記投射光学素子の前側焦点位置は、前記複数の中間像の各々の位置に対して、前記投射光学素子の光軸方向にずれて位置し、前記複数の中間像のいずれかは、前記光路変更素子で光路を変更された光によって結像され、前記光路変更素子は、前記複数の中間像のいずれかの形状を変更する曲面を有し、前記曲面によって、前記中間像の水平方向の長さは、垂直方向の長さよりも短い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡易な構成で複数の配光パターンによって１つの配光パターンを形成する前照灯モジュールにおいて、明瞭な輪郭を持つ１つの配光パターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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に係る前照灯モジュール１００の光源１ａ、集光レンズ２ａ及び中間像ＩＭａの関係をより詳しく示した図である。
【図３】実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の照射面９上の配光パターンのシミュレーション結果を示した図である。
【図４】実施の形態１に係る光源ユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃの点灯及び消灯を個別に制御する構成を示した構成図である。
【図５】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６】実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０のプリズム４ｂの斜視図である。
【図７】実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０の照射面９上の配光パターンのシミュレーション結果を示した図である。
【図８】実施の形態３に係る前照灯装置２００の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
特許文献１に記載された前照灯の問題点として、その光源ユニットは、光源及びリフレクタで構成されていることが挙げられる。
【００２０】
ここで、光源は、発光ダイオード又はレーザーダイオード等の発光素子である。また、リフレクタ（導光部材）は、光源の光を集光する機能を有している。それぞれの光源ユニットは、隣接して配置されている。このため、特許文献１の構成は、構造が複雑で、製造し難く、生産性が低い。
【００２１】
また、各リフレクタは、出射口から光源側に向かって錐体状をしている。出射口の付近で、光線の発散角は大きくなり、投射レンズに効率よく光を入射させることが困難である。
【００２２】
つまり、本願に係る前照灯は、固体光源を用いて、小型で、光の利用効率の低下を抑えた前照灯装置を提供することができる。ここで、「固体光源」とは、主に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。つまり、本発明の光源は、指向性を持つ光源とすることができる。また、本発明の光源は、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ことができる。
【００２３】
そして、本発明の光源は、白熱電球、ハロゲンランプ、蛍光ランプ等の指向性を持たずリフレクタ等を要する管球光源は含まれないことができる。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。
【００２４】
本願に係る前照灯は、指向性を持つ光源を用いて、光学系の大型化及び光利用効率の低下を抑えることができる。本願に係る前照灯は、例えば、投射レンズを小型化することができる。以下の実施の形態では、光源を発光ダイオード（ＬＥＤ）として説明する。
【００２５】
以下、図面を参照して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。車両の左右方向をｘ軸方向とする。車両の前方に対して右側を＋ｘ軸方向とし、車両の前方に対して左側を−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、光の投射方向である。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）の方向である。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。＋ｚ軸方向は、光の投射方向である。
【００２６】
本発明は、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、本発明は自動車用の前照灯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、自動二輪車用の前照灯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、自動三輪車用の前照灯のロービーム及びハイビームなどに適用される。つまり、本発明は、三輪又は四輪等のその他の前照灯についても適用される。しかし、以下の説明では、自動二輪車用の前照灯のハイ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。
【００２７】
自動三輪車とは、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。日本では原動機付自転車に該当する。車体中央付近に回転軸を持ち、前輪や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旋回の際に内側へ重心を移動することができる。つまり、本発明は、三輪又は四輪等のその他の前照灯についても適用される。
【００２８】
また、「水平面」とは、路面に平行な面である。一般的な路面は、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、車両の走行方向に向かって傾斜している。つまり、重力の方向に対して垂直な平面ではない。
【００２９】
一方、一般的な路面は、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。「水平面」は、左右方向においては、重力方向に対して直角をなした面である。例えば、路面が左右方向に傾き、車両が路面に対して左右方向に垂直にあったとしても、車両が左右方向の「水平面」に対して傾いた状態と同等となる。なお、以下の説明を簡単にするために、「水平面」は、重力方向に垂直は平面として説明する。
【００３０】
実施の形態１．
図１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は、上側（＋ｙ軸方向）から見た図である。
【００３１】
図１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１ａ，１ｂ，１ｃ、集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃ及び投射レンズ３を備える。なお、実施の形態１の前照灯モジュール１００は、例として、３個の光源１ａ，１ｂ，１ｃを有している。しかし、光源の個数は任意である。光源の個数は、２個でもよく、３個より多くてもよい。
【００３２】
つまり、前照灯モジュール１００は、複数の光源１ａ，１ｂ，１ｃ、複数の集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃ及び１つの投射レンズ３を備える。前照灯モジュール１００は、複数の光源ユニット１０及び１つの投射レンズ３を備える。
【００３３】
なお、「投影」とは、配光パターンＤを照射面９上に映し出すことである。また、「投射」とは、配光パターンＤを形成した光を照射面９に向けて投げかけることである。
【００３４】
＜光源ユニット１０＞
光源１ａ及び集光レンズ２ａは、投射レンズ３の光軸上に配置されている。光源１ａ及び集光レンズ２ａを、合わせて光源ユニット１０ａと呼ぶ。光源１ａの発光面１１ａの中心から発光面１１ａに対して垂直に出射された光は、集光レンズ２ａの光軸上を進行する。集光レンズ２ａは、光源１ａの＋ｚ軸方向側に配置されている。投射レンズ３は、集光レンズ２ａの＋ｚ軸方向側に配置されている。
【００３５】
光源１ｂ及び集光レンズ２ｂの光軸は、投射レンズ３の光軸を含みｚ−ｘ平面に平行な平面上にある。光源１ｂ及び集光レンズ２ｂを、合わせて光源ユニット１０ｂと呼ぶ。光源１ｂの発光面１１ｂの中心から発光面１１ｂに対して垂直に出射された光は、集光レンズ２ｂの光軸上を進行する。
【００３６】
光源１ｂ及び集光レンズ２ｂの光軸は、投射レンズ３の光軸に対して傾斜している。そして、光源１ｂ及びを集光レンズ２ｂの光軸は、集光レンズ２ｂに対して光の進行方向側で投射レンズ３の光軸に交差している。つまり、光源１ｂの発光面１１ｂの中心から出射された光は、集光レンズ２ｂを透過した後に、投射レンズ３の光軸上に到達する。
【００３７】
集光レンズ２ｂは、光源１ｂの＋ｚ軸方向側に配置されている。投射レンズ３は、集光レンズ２ｂの＋ｚ軸方向側に配置されている。光源１ｂ及びを集光レンズ２ｂは、投射レンズ３の光軸に対して、−ｘ軸方向に配置されている。
【００３８】
光源１ｃ及び集光レンズ２ｃの光軸は、投射レンズ３の光軸を含みｚ−ｘ平面に平行な平面上にある。光源１ｃ及び集光レンズ２ｃを、合わせて光源ユニット１０ｃと呼ぶ。光源１ｃの発光面１１ｃの中心から発光面１１ｃに対して垂直に出射された光は、集光レンズ２ｃの光軸上を進行する。
【００３９】
光源１ｃ及び集光レンズ２ｃの光軸は、投射レンズ３の光軸に対して傾斜している。そして、光源１ｃ及びを集光レンズ２ｃの光軸は、集光レンズ２ｃに対して光の進行方向側で投射レンズ３の光軸に交差している。つまり、光源１ｃの発光面１１ｃの中心から出射された光は、集光レンズ２ｃを透過した後に、投射レンズ３の光軸上に到達する。
【００４０】
集光レンズ２ｃは、光源１ｃの＋ｚ軸方向側に配置されている。投射レンズ３は、集光レンズ２ｃの＋ｚ軸方向側に配置されている。光源１ｃｂ及びを集光レンズ２ｃｂは、投射レンズ３の光軸に対して、＋ｘ軸方向に配置されている。
【００４１】
集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃは、光源１ａ，１ｂ，１ｃの直後に配置される。ここで、「後」とは、光源１ａ，１ｂ，１ｃから出射された光の進行方向側のことである。以下の実施の形態では、光の進行方向は、＋ｚ軸方向とする。ここでは、「直後」なので、発光面１１ａ，１１ｂ，１１ｃから出射した光は、すぐに集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃに入射する。
【００４２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）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と集光レンズ２との距離を短くすることで、より多くの光を集光レンズ２に入射させることができる。
【００４３】
実施の形態１では、光源ユニット１０ｂ，１０ｃを投射レンズ３の光軸に対して傾斜して配置している。これは、前照灯モジュール１００を小型化するために行っている。そのため、各光源ユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃの光軸を投射レンズ３の光軸と平行に配置することも可能である。しかし、この場合には、ｚ軸方向の寸法を十分確保して、大きな投射レンズ３を用いる必要がある。ただし、この場合には、少ない光学部品で、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃを、投射レンズ３の光軸に垂直な平面上に配置することができる。つまり、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃは、１つの平面上に形成される。
【００４４】
また、中間像ＩＭｂ，ＩＭｃを投射レンズ３の光軸に対して垂直に形成することで実施の形態２で説明するように、配光パターンの周辺部で、輪郭が不明瞭となることを抑えることができる。
【００４５】
＜光源１＞
光源１ａ，１ｂ，１ｃは、発光面１１ａ，１１ｂ，１１ｃをそれぞれ有する。各々の光源１ａ，１ｂ，１ｃは、発光面１１ａ，１１ｂ，１１ｃから車両の前方を照明するための光を出射する。この車両の前方を照明するための光を「投射光」と呼ぶ。
【００４６】
通常、発光面１１ａ，１１ｂ，１１ｃは矩形形状をしている。また、市場に流通している発光ダイオードの発光面１１の形状は、例えば、縦横比が３対４等の決まった形状をしている。そのため、用途に応じた配光パターンは、前照灯で形成される必要がある。
【００４７】
光源１ａ，１ｂ，１ｃとしては、発光ダイオード、エレクトロルミネッセンス素子又はレーザーダイオード等を用いることができる。しかし、以下の説明では、光源１が発光ダイオード（以下、ＬＥＤとよぶ。）であるとして説明する。
【００４８】
なお、光源の符号１は、光源１ａ、光源１ｂ及び光源１ｃをまとめて説明する際にも用いる。また、集光レンズ２ａ、集光レンズ２ｂ及び集光レンズ２ｃをまとめて説明する場合には、集光レンズ２として表す。また、光源ユニット１０ａ、光源ユニット１０ｂ及び光源ユニット１０ｃをまとめて説明する場合には、光源ユニット１０として表す。
【００４９】
＜集光レンズ２＞
集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃは、正のパワーを有するレンズである。集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃは、集光光学素子としての機能を備える。つまり、集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃは、集光光学素子の一例である。また、集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃは、屈折機能を備える集光光学素子（屈折型の集光光学素子）の一例である。パワーは、「屈折力」とも言われる。
【００５０】
実施の形態１では、例えば、集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃは、それぞれ形状と機能は同じである。そのため、ここでは、図２を用いて集光レンズ２ａについて説明する。ただし、上述のように、各々の集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃの形状を、互いに異なる形状とすることで、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃの形状を異なる形状とすることもできる。
【００５１】
集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃ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。集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃ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。しかし、光の利用効率の観点から、集光レンズ２ａの材料は、透過性の高い材料が適している。また、集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃが、光源１，１ｂ，１ｃの直後に配置されることから、集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃの材料は、耐熱性に優れた材料が好ましい。
【００５２】
図２は、光源１ａ、集光レンズ２ａ及び中間像ＩＭａの関係をより詳しく示した図である。集光レンズ２ａは、入射面２１１ａ，２１２ａ、反射面２２ａ及び出射面２３１ａ，２３２ａを有する。
【００５３】
入射面２１１ａは、集光レンズ２ａ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、集光レンズ２ａの光軸が入射面２１１ａ上に交点を有していることである。
【００５４】
入射面２１１ａは、例えば、光軸を回転軸とする回転対称の形状をしている。入射面２１１ａは、正のパワーを有する凸面形状である。
【００５５】
入射面２１２ａ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。集光レンズ２ａの光軸は、回転楕円体の回転軸と一致している。入射面２１２ａ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２１２ａは、筒形状をしている。
【００５６】
入射面２１２ａの筒形状の前方側の一端（＋ｚ軸方向側の端）は、入射面２１１ａの外周に接続されている。入射面２１２ａの筒形状の前方側の一端（＋ｚ軸方向側の端）は、入射面２１１ａの外周側に位置している。入射面２１２ａの筒形状は、入射面２１１ａに対して−ｚ軸方向側（後方側）に形成されている。
【００５７】
反射面２２ａは、筒形状をしている。反射面２２ａのｘ−ｙ平面上の断面形状は、例えば、光軸を中心とした円形状をしている。
【００５８】
反射面２２ａの筒形状は、−ｚ軸方向側の端のｘ−ｙ平面上の円形状の直径が、＋ｚ軸方向側の端のｘ−ｙ平面上の円形状の直径よりも小さい。つまり、反射面２２ａは、−ｚ軸方向から＋ｚ軸方向に向けて直径が大きくなる。
【００５９】
例えば、反射面２２ａ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、光軸を含む面上での反射面２２ａの形状は曲線形状であっても構わない。
【００６０】
反射面２２ａの筒形状の後方側の一端（−ｚ軸方向側の端）は、入射面２１２ａの筒形状の他端（−ｚ軸方向側の端）に接続している。反射面２２ａの筒形状の後方側の一端（−ｚ軸方向側の端）は、入射面２１２ａの筒形状の他端（−ｚ軸方向側の端）の部分に位置している。つまり、反射面２２ａは、入射面２１２ａの外周側に位置している。
【００６１】
出射面２３１ａは、入射面２１１ａの＋ｚ軸方向側に位置している。出射面２３１ａは、集光レンズ２ａの中心部分に形成された出射面である。「集光レンズ２の中心部分」とは、集光レンズ２ａの光軸が出射面２３１ａ上に交点を有していることである。
【００６２】
出射面２３１ａは、正のパワーを有する凸面形状である。出射面２３１ａは、例えば、光軸を回転軸とする回転対称の形状をしている。
【００６３】
出射面２３２ａは、出射面２３１ａの外周側に位置している。出射面２３２ａの内周及び外周は、円形状をしている。
【００６４】
図２では、出射面２３２ａは、ｘ−ｙ平面に平行な平面形状をしている。しかし、出射面２３２ａは、曲面形状であっても構わない。
【００６５】
出射面２３２ａの内周は、出射面２３１ａの外周に接続している。出射面２３２ａの内周は、出射面２３１ａの外周側に位置している。出射面２３２ａの外周は、反射面２２ａの筒形状の他端（＋ｚ軸方向側の端）に接続している。出射面２３２ａの外周は、反射面２２ａの筒形状の他端（＋ｚ軸方向側の端）の部分に位置している。
【００６６】
なお、集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃは、光源１ａ，１ｂ，１ｃと一体として形成することができる。例えば、レンズ付きＬＥＤのような光源のことである。
【００６７】
＜中間像ＩＭ＞
発光面１１ａ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２１１ａ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２１１ａから入射され、出射面２３１ａから出射される。
【００６８】
出射面２３１ａから出射された出射角度の小さい光線は、集光レンズ２ａの前方（＋ｚ軸方向）に集光される。つまり、出射角度の小さい光線は、集光レンズ２ａで集光される。出射角度の小さい光線は、図１及び図２の破線で示す位置上に集光している。
【００６９】
このとき、図１及び図２の破線で示す位置に発光面１１ａの中間像ＩＭａが結ばれる。中間像ＩＭａは、集光レンズ２ａの前方に位置している。つまり、中間像ＩＭａは、発光面１１ａと光学的に共役の関係にある。「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。
【００７０】
発光面１１ａは、例えば、正方形の形状である。したがって、発光面１１ａと共役な関係にある中間像ＩＭａも正方形の形状となる。
【００７１】
中間像ＩＭａは、明瞭な正方形の形状の輪郭を有する中間像である。なぜなら、中間像ＩＭａは、発光面１１ａと光学的に共役の関係にあるからである。中間像ＩＭａの明瞭な輪郭は、発光面１１ａに対応している。
【００７２】
発光面１１ａの水平方向（ｘ軸方向）の長さをｘａ、中間像ＩＭａの水平方向（ｘ軸方向）の長さをＩＭｘａとすると、集光レンズ２ａの拡大倍率（横倍率）ｍは、次の式（１）で表される。
ｍ＝ＩＭｘａ／ｘａ  ・・・（１）
【００７３】
このとき、中間像ＩＭａの拡大倍率ｍが大きすぎると、前照灯モジュール１００の大きさが大きくなる。したがって、中間像ＩＭａの大きさは、発光面１１ａと同等の大きさが好ましい。拡大倍率ｍは、大きくても１０以下が好ましい。
【００７４】
発光面１１ａ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２１２ａ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２１２ａから入射した光線は、反射面２２ａで反射されて、＋ｚ軸方向に進行する。反射面２２ａで反射された光線は、出射面２３２ａから出射される。
【００７５】
出射面２３２ａから出射された出射角度の大きい光線は、集光レンズ２ａで集光される。
【００７６】
出射角度の大きい光線は、集光レンズ２ａの前方（＋ｚ軸方向）の中間像ＩＭａの生成される位置に集光される。このとき、出射面２３２ａから出射される光束のｘ−ｙ平面上の集光位置は、中間像ＩＭａの範囲内に収まる必要がある。
【００７７】
ここで、「中間像ＩＭａ」とは、出射角度の小さい光線が形成する中間像である。上述のように、中間像ＩＭａの輪郭は、発光面１１ａに対応している。ここでは、例えば、発光面１１ａが正方形の形状としているので、中間像ＩＭａも正方形の形状である。
【００７８】
ｘ−ｙ平面は、集光レンズ２ａの光軸に垂直な平面である。以下において、「ｘ−ｙ平面上の集光位置での光束の大きさ」を「集光サイズ」と呼ぶ。
【００７９】
中間像ＩＭａは、発光面１１ａと光学的に共役の関係にある。中間像ＩＭａは、明瞭な輪郭を有する。出射面２３２ａから出射された光束の集光サイズが中間像ＩＭａの大きさよりも大きくなると、明瞭な輪郭が失われてしまう。つまり、中間像ＩＭａの位置に、発光面１１ａの明瞭な輪郭が映しだされない。
【００８０】
集光レンズ２ａの反射面２２ａで反射された光は、中間像ＩＭａ上で発光面１１ａと相似形の像を形成しない。集光レンズ２ａの反射面２２ａで反射された光は、中間像ＩＭａ上で円形形状の像を形成する。そのため、実施の形態１では、出射角度の大きい光線は、出射角度の小さい光線が形成する中間像ＩＭａに内接する円形形状の像を形成している。つまり、出射角度の大きい光線は、中間像ＩＭａよりも小さい像を形成している。
【００８１】
出射面２３２ａから出射された光線の光軸方向の集光位置は、中間像ＩＭａの光軸方向の位置と、必ずしも一致する必要はない。出射面２３２ａから出射された光線の集光サイズが、中間像ＩＭａの大きさよりも小さければ良い。
【００８２】
例えば、出射面２３２ａから出射された光の光軸方向の集光位置が、中間像ＩＭａの光軸方向の位置よりも、集光レンズ２ａに近い位置でも良い。これにより、中間像ＩＭａの明瞭な輪郭が確保される。
【００８３】
例えば、特許文献１はリフレクタを用いて光源から出射された光を集光している。特許文献１のリフレクタは結像光学系ではないため、光源から出射された光の集光位置には、光源の発光面形状の像は結ばれない。したがって、集光位置の集光スポットは光源の発光面形状ではないため、明瞭な輪郭を持たない。
【００８４】
このため、配光パターン自体も明瞭な輪郭を持たない。また、各光源を点灯又は消灯して形成した場合でも、各配光パターンも明瞭な輪郭を持たない。
【００８５】
これに対して、特許文献１の光源ユニットは、発光素子と矩形形状の前端出射口を有する導光部材とを備えている。つまり、隣接する導光部材には、境界部分が設けられている。そして、導光部材の前端出射口は、投射レンズの後側焦点面上に配置されている。この境界部分により、明瞭な輪郭を形成している。また、これらの配光パターンは、明瞭な輪郭を有している。
【００８６】
特許文献１は、前端出射口の形状を異なる矩形形状とすることで、これらの異なる形状としている。また、これらの配光パターンは、異なる形状をしている。つまり、特許文献１は、これらの境界部分により、異なる形状の配光パターンを形成している。
【００８７】
以上より、単に非結像光学系であるリフレクタを用いて、光源から出射された光を集光する場合には、発光面形状に対応した明瞭な輪郭を持った中間像ＩＭ，ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃは実現できないことが分かる。また、明瞭な輪郭を持った配光パターンＤ，Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃは実現できないことが分かる。
【００８８】
そして、明瞭な輪郭を持った配光パターンＤ，Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃを実現するためには、特許文献１の前端出射口を備えた導光部材等を必要とする。
【００８９】
また、単に結像光学系であるリフレクタを用いて中間像を形成する場合には、リフレクタ単独で、発光面形状に対応した中間像の形状を形作ることは難しい。
【００９０】
なぜなら、例えば、車載用前照灯によく用いられる楕円鏡は、光源が大きさを持つと非点収差が大きくなるという欠点をもつ。更に、光源は発散角が大きいため小型で効率良く発光面形状の中間像を結ぶことは困難なのである。
【００９１】
「車載用前照灯」とは、車載用の前照灯のことである。つまり、車両に用いられる前照灯のことである。
【００９２】
従って、楕円鏡によって集光する場合にも、明瞭な輪郭を持った配光パターンを形成することは難しい。そのため、集光位置に配光パターンを形作る遮光板（シェード）を配置して、光を遮光しなければならない。
【００９３】
この配光パターンの形成手法は、現行の車載用前照灯のロービームの明暗分割線（カットオフライン）の形成によく利用されている。このような配光の形成手法は、光を遮光するため光利用効率を悪化させることは明らかである。
【００９４】
以上のように、結像光学系であるリフレクタを用いて中間像を形成する場合において、明瞭な輪郭を持った配光パターンＤ，Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃを実現するためには、配光パターンを形作る遮光板（シェード）を用いる必要がある。
【００９５】
実施の形態１に係る前照灯モジュール１００は、リフレクタの代わりに、透過する光を屈折する機能を備える集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃを用いることで、簡易な構成で明瞭な輪郭の中間像を形成することができる。つまり、前照灯モジュール１００は、前端出射口を備えた導光部材及び遮光板（シェード）を用いることなく、明瞭な輪郭の中間像ＩＭ，ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃ及び明瞭な輪郭の配光パターンＤ，Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃを形成することができる。
【００９６】
また、実施の形態１においては、集光レンズ２ａの入射面２１１ａ，２１２ａ、反射面２２ａ及び出射面２３１ａ，２３２ａの各々は、すべて光軸中心の回転対称な形状としている。しかし、光源１ａの発光面１１ａの明瞭な輪郭を保持した中間像ＩＭを形成できれば、入射面２１１ａ，２１２ａ、反射面２２ａ及び出射面２３１ａ，２３２ａの各々は、回転対称な形状に限らない。特に、光源１ａの発光面１１ａの形状が矩形形状（長方形形状）の場合には、例えば、反射面２２ａのｘ−ｙ平面の断面形状は、楕円形状にした方が、集光レンズ２ａを小型にできる。
【００９７】
図１に示すように、集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃによって形成された中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃのそれぞれは、水平方向（ｘ軸方向）の境界が互いに接している。または、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃのそれぞれは、水平方向（ｘ軸方向）の境界が一部重なるように配置されても良い。これらのような配置により、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃは、途切れなく配置される。
【００９８】
つまり、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃから、１つの中間像ＩＭが形成される。つまり、複数の中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃは、明部で形成された１つの中間像ＩＭを形成する。ここで「明部」とは、光が照射されて中間像ＩＭが形成されている部分を示す。複数の中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃは、発光面１１ａ，１１ｂ，１１ｃの端部に対応した部分どうしが繋がった１つの中間像ＩＭを形成する。
【００９９】
このときの中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃは、前照灯モジュール１００の照射面９上での配光パターンＤａ，Ｄｂ，Ｄｃとなる。なお、配光パターンＤは、各配光パターンＤａ，Ｄｂ，Ｄｃを合成した配光パターンである。複数の配光パターンＤａ，Ｄｂ，Ｄｃは、明部で形成された１つの配光パターンＤを形成する。つまり、中間像ＩＭは、前照灯モジュール１００の照射面９上での配光パターンＤとなる。
【０１００】
中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃを水平方向（ｘ軸方向）に並べて形成された配光パターンの中間像ＩＭは、投射レンズ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。
【０１０１】
ここで、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。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。
【０１０２】
図１では、中間像ＩＭａの−ｘ軸方向側の端部が、中間像ＩＭｂの＋ｘ軸方向側の端部と繋がっている。また、中間像ＩＭａの＋ｘ軸方向側の端部が、中間像ＩＭｃの−ｘ軸方向側の端部と繋がっている。
【０１０３】
しかし、中間像ＩＭｂの＋ｘ軸方向側の端部が、中間像ＩＭｃの−ｘ軸方向側の端部と繋がっている構成をとることができる。この場合には、中間像ＩＭｂ及び中間像ＩＭｃが配光パターンＤの形状を形成する。そして、中間像ＩＭａは、中間像ＩＭｂ及び中間像ＩＭｃと重畳して形成される。配光パターンＤａは、配光パターンＤの高照度領域を形成する。
【０１０４】
＜投射レンズ３＞
投射レンズ３は、正のパワーを有するレンズである。投射レンズ３は、透明樹脂等で製作されたレンズである。投射レンズ３は、投射光学素子としての機能を備える。つまり、投射レンズ３は、投射光学素子の一例である。
【０１０５】
投射レンズ３は、１枚のレンズで構成されてもよい。また、投射レンズ３は、複数のレンズを用いて構成されてもよい。ただし、レンズの枚数が増加すると、光の利用効率は低下する。このため、投射レンズ３は、１枚又は２枚で構成されることが望ましい。また、投射レンズ３の材質は、透明樹脂に限らず、透過性を有する屈折材であれば構わない。
【０１０６】
投射レンズ３は、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃをそれぞれ投射して、照射面９上に配光パターンＤａ，Ｄｂ，Ｄｃを投影する。
【０１０７】
照射面９は、例えば、前照灯モジュール１００の前方２５ｍの位置に設けられている。中間像ＩＭａと投射レンズ３との距離は、例えば、５０ｍｍ以下である。このため、２５ｍ先に結像させる光学系は、無限遠の光学系といえる。
【０１０８】
したがって、投射レンズ３は、前側焦点の位置と中間像ＩＭａとが一致するように配置される。「前側焦点」とは、光がレンズに入射する側の焦点である。図１では、−ｚ軸方向側の焦点である。
【０１０９】
しかし、投射レンズ３の前側焦点の位置は、中間像ＩＭａの位置に対して光軸方向の前方（＋ｚ軸方向）に配置させることができる。このように、投射レンズ３の前側焦点の位置をずらすことで、各々の中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃの間の隙間又は境界等を適度にぼかすことができる。投射レンズ３の光軸方向の配置する位置によって、車両の前方に投射する配光パターン上で照度むらを抑制することができる。
【０１１０】
＜配光パターン＞
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、前照灯モジュール１００の照射面９上の配光パターンのシミュレーション結果を示した図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、前照灯モジュール１００の照射面９上の照度分布をコンター表示で示した図である。「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。
【０１１１】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の横軸は、照射面９上の水平方向（ｘ軸方向）の位置である。横軸は、直線Ｈ−Ｈで示している。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の縦軸は、照射面９上の垂直方向（ｙ軸方向）の位置である。縦軸は、直線Ｖ−Ｖで示している。
【０１１２】
図３（Ａ）は、光源１ａ、光源１ｂ及び光源１ｃを全て点灯させた場合の配光パターンのシミュレーション結果である。図３（Ｂ）は、光源１ｂ及び光源１ｃを点灯させた場合のシミュレーション結果である。つまり、図３（Ｂ）はで、光源１ａは消灯している。
【０１１３】
図３（Ａ）では、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃの配光パターンＤａ，Ｄｂ，Ｄｃが投影されている。配光パターンＤａと配光パターンＤｂとの境界では、照度むらは生じていない。配光パターンＤａと配光パターンＤｃとの境界では、照度むらは生じていない。３つの配光パターンＤａ，Ｄｂ，Ｄｃは、１つに合成された配光パターンＤを形成している。また、１つに合成された配光パターンＤの輪郭は明瞭である。
【０１１４】
前照灯モジュール１００は、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃを照射面９上に投影する。このため、集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃの配置を調整することによって、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃの間の境界を無くすことができる。前照灯モジュール１００は、各々の配光パターンＤａ，Ｄｂ，Ｄｃの境界に発生する暗部を抑制することができる。
【０１１５】
図３（Ｂ）は、配光パターンＤａのみが非照射領域となる。「非照射領域」とは、光を照射しない領域である。非照射領域と配光パターンＤｂ，Ｄｃとの境界は明瞭である。つまり、配光パターンＤｂ，Ｄｃの非照射領域側の端部の等高線の間隔は狭くなっている。
【０１１６】
図３（Ｂ）では、配光パターンＤａの領域が非照射領域である。したがって、車両の前方の任意の位置に非照射領域を設けたい場合には、光源１の点灯又は消灯の制御だけで簡易に実現することができる。
【０１１７】
なお、ＬＥＤを用いた光源１は、点灯又は消灯以外にも、光量を連続的に変化させることができる。このため、「非照射領域」ではなく、照度を抑えた領域とすることもできる。
【０１１８】
図４は、光源ユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃの点灯及び消灯を個別に制御する構成を示した構成図である。前照灯モジュール１００は、制御部５を備えている。
【０１１９】
制御部５は、外部から制御信号５１を受け取る。
【０１２０】
光源ユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、制御部５から制御信号５２ａ，５２ｂ，５２ｃを受け取る。実施の形態１では、光源１ａ，１ｂ，１ｃが、制御部５から制御信号５２ａ，５２ｂ，５２ｃを受け取っている。制御信号５２ａ、制御信号５２ｂ及び制御信号５２ｃをまとめて、制御信号５２と示す。
【０１２１】
制御部５は、制御信号５１を基に、光源ユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃの点灯及び消灯を個別に制御する。実施の形態１では、制御部５は、制御信号５１を基に、光源１ａ，１ｂ，１ｃの点灯及び消灯を個別に制御している。
【０１２２】
＜前照灯モジュール１００＞
実施の形態１に係る前照灯モジュール１００は、集光レンズ２と投射レンズ３とで光学系が構成できる。つまり、前照灯モジュール１００は、リフレクタ又は導光素子等を用いずに構成できる。従来のリフレクタを用いた構成と比較して、中間像ＩＭの位置の光の発散角を小さくしやすい。このため、投射レンズ３の口径を小型化できる。また、前照灯モジュール１００を小型化できる。そして、前照灯モジュール１００は、光の利用効率が高い。
【０１２３】
実施の形態１に係る前照灯モジュール１００は、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃを隙間なく水平方向（ｘ軸方向）に並べて配置した。しかし、これに限るものではなく、隣り合う中間像ＩＭは間を空けて並べることができる。
【０１２４】
この場合には、例えば、このような配光パターンＤ内に光が照射されない領域を有する前照灯モジュールを複数用意する。そして、それぞれの前照灯モジュールの配光の光が照射されない領域は、他の前照灯モジュールで照明するなどして補完する。
【０１２５】
複数の前照灯モジュールで隙間のない中間像を形成する。つまり、１つの前照灯モジュールの配光パターンＤの光の照射されない領域を、他の前照灯モジュールの配光パターンＤで補完するのである。複数の前照灯モジュールを備える前照灯装置２００については、後述する。
【０１２６】
しかし、各前照灯モジュール単位で、途切れの無い中間像ＩＭを形成した方が、前照灯装置を小型化することができる。また、前照灯装置の組み立てを容易にすることができる。
【０１２７】
つまり、上述のように装置が大きくなるという問題を有する。また、複数の前照灯モジュールで１つの配光パターンを形成するために、前照灯モジュールの位置調整が難しくなる。また、実施の形態１に対して、複数の投射レンズ３を備える必要がある。
【０１２８】
前照灯モジュール１００は、光源１、集光光学素子２及び投射光学素子３を備える。光源１は、投射光となる光を出射する。集光光学素子２は、光源１から出射された光を集光光として、中間像ＩＭを結像する。光源１は複数備えられる。投射光学素子３は、複数の光源１ａ，１ｂ，１ｃから出射された光で形成された複数の中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃを拡大して投射する。
【０１２９】
集光光学素子２は、透過する光を屈折する機能を備える。
【０１３０】
複数の中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃは、光源１の発光面１１の端部に対応した部分どうしが繋がった１つの像である。
【０１３１】
実施の形態１では、一例として、集光光学素子２を集光レンズとして説明している。また、一例として、投射光学素子３を投射レンズとして説明している。
【０１３２】
複数の光源１ａ，１ｂ，１ｃから投射された各々の投射光が結像する中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃは、途切れなく配置される。
【０１３３】
複数の光源１ａ，１ｂ，１ｃから出射された各々の投射光が結像する複数の中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃは、明部で形成された１つの像である。
【０１３４】
前照灯モジュール１００は、１つの中間像ＩＭを他の中間像ＩＭに重畳することで、高光度領域を形成する。
【０１３５】
前照灯モジュール１００は、光源１を点灯又は消灯させる制御部５を備える。前照灯モジュール１００は、光源１ａ，１ｂ，１ｃの点灯又は消灯により複数の中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃで形成された像ＩＭを変更する。
【０１３６】
実施の形態２．
図５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１ａ，１ｂ，１ｃ、集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃ及び投射レンズ３である。実施の形態１と同じ構成要素の構成、機能又は動作等は、実施の形態２で説明を省いた場合でも、実施の形態１の記載を代用する。また、実施の形態２の中で説明した、実施の形態１に関する記載は、実施の形態１の説明として用いる。ここで、「動作」とは、光の挙動を含む。
【０１３７】
図５に示すように、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０は、光源１ａ，１ｂ，１ｃ、集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃ、プリズム４ｂ、４ｃ及び投射レンズ３を備える。つまり、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０は、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００に対してプリズム４ｂ，４ｃを備える点で相違する。
【０１３８】
実施の形態２では、プリズム４ｂ，４ｃを用いて説明するが、反射ミラー等の光の進行方向を変更する光学素子を用いることができる。光の進行方向を変更する光学素子を「光路変更素子」という。プリズム４ｂ，４ｃは、光路変更素子の一例である。つまり、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０は、光源１ａ，１ｂ，１ｃ、集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃ、光路変更素子４ｂ、４ｃ及び投射レンズ３を有する。
【０１３９】
実施の形態１に係る前照灯モジュール１００は、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃの境界が途切れないように、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃを配置している。つまり、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃは、互いに接して配置されている。しかし、集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃは一定の大きさを有している。このため、集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃを互いに干渉せずに配置して、途切れの無い中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃを形成するには、光源１ａ，１ｂ，１ｃ及び集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃの配置に制限が生じる。
【０１４０】
途切れの無い中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃを形成するために、前照灯モジュール１００では、光源１ｂ，１ｃ及び集光レンズ２ｂ，２ｃは、ｙ軸に平行な軸を中心に回転して配置されている。
【０１４１】
つまり、光源１ｂ及びを集光レンズ２ｂの光軸は、投射レンズ３の光軸に対して傾斜している。
【０１４２】
そして、光源１ｂ及びを集光レンズ２ｂの光軸は、集光レンズ２ｂの＋ｚ軸方向側で投射レンズ３の光軸に交差している。図１では、＋ｙ軸方向から見て、光源ユニット１０ｂは、ｚ軸に平行な光軸の位置から、ｙ軸に平行な軸を回転軸として、時計まわりに回転して配置されている。
【０１４３】
また、同様に、光源１ｃ及びを集光レンズ２ｃの光軸は、投射レンズ３の光軸に対して傾斜している。
【０１４４】
そして、光源１ｃ及びを集光レンズ２ｃの光軸は、集光レンズ２ｃの＋ｚ軸方向側で投射レンズ３の光軸に交差している。図１では、＋ｙ軸方向から見て、光源ユニット１０ｃは、ｚ軸に平行な光軸の位置から、ｙ軸に平行な軸を回転軸として、反時計まわりに回転して配置されている。
【０１４５】
前照灯モジュール１００では、このような構成のため、中間像ＩＭａ、中間像ＩＭｂ及び中間像ＩＭｃは、１つの平面上に形成されない。中間像ＩＭａは、投射レンズ３の光軸に垂直な面（ｘ−ｙ平面）に対して平行に形成されている。しかし、中間像ＩＭｂ及び中間像ＩＭｃは、投射レンズ３の光軸に垂直な面（ｘ−ｙ平面）に対して傾斜して形成される。
【０１４６】
これによって、配光パターンの周辺部では、明瞭な輪郭を有することができない恐れがある。つまり、配光パターンＤｂの＋ｘ軸方向側は、明瞭な輪郭を有することができない恐れがある。また、配光パターンＤｃの−ｘ軸方向側は、明瞭な輪郭を有することができない恐れがある。配光パターンＤｂ，Ｄｃの投射レンズ３の光軸から離れた位置では、明瞭な輪郭を実現できない恐れがある。
【０１４７】
また、集光レンズ２ｂ，２ｃの傾斜した配置により、投射レンズ３の光軸に対して、投射レンズ３に入射する光線の角度が大きくなる。投射レンズ３は、光の利用効率を低下させないために、これらの光線を入射できる大きな口径を有する必要がある。そのため、投射レンズ３が大型化する可能性がある。
【０１４８】
実施の形態１に係る前照灯モジュール１００は、少ない部品点数で構成されているという利点がある。一方、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０は、上述の問題を解決するものである。つまり、前照灯モジュール１１０は、光源１ａ，１ｂ，１ｃ及び集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃの配置に自由度を持たせ、明瞭な輪郭を持つ配光パターンＤａ，Ｄｂ，Ｄｃを実現する。
【０１４９】
図５は、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６は、プリズム４ｂの斜視図である。なお、実施の形態１と同様のｘｙｚ座標を用いて説明する。
【０１５０】
＜プリズム４ｂ，４ｃ＞
図５に示すように、プリズム４ｂ，４ｃは、光源１ｂ，１ｃから出射された光線の進行方向を変更する機能を有する。プリズム４ｂ，４ｃは、同様の形状及び機能を有するので、ここではプリズム４ｂを例にして説明する。
【０１５１】
図６に示すように、プリズム４ｂは、例えば、三角柱の形状をしている。プリズム４ｃも同様に、三角柱の形状をしている。
【０１５２】
「三角柱」とは、底面が三角形の角柱である。角柱は、多角形を底面とする柱体である。つまり、２枚の合同で平行な多角形の間に四角形（側面）を立たせた多面体である。柱体の底面以外の面を側面とよぶ。また、柱体の２つの底面間の距離を高さとよぶ。
【０１５３】
プリズム４ｂの側面はそれぞれ、光が入射する入射面４１ｂ、入射した光を反射する反射面４２ｂ及び反射した光を出射する出射面４３ｂである。
【０１５４】
プリズム４ｂは、透明樹脂、硝子又はシリコーン材等で製作される。
【０１５５】
プリズム４ｂは、図５に示すように、投射レンズ３の光軸に対して、−ｘ軸方向に配置されている。集光レンズ２ｂは、プリズム４ｂの−ｘ軸方向側に配置されている。光源１ｂは、集光レンズ２ｂの−ｘ軸方向側に配置されている。光源１ｂ及び集光レンズ２ｂを、合わせて光源ユニット１０ｂと呼ぶ。つまり、光源ユニット１０ｂは、プリズム４ｂの−ｘ軸方向側に配置されている。
【０１５６】
光源１ｂの発光面１１ｂの中心から発光面１１ｂに対して垂直に出射された光は、集光レンズ２ｂの光軸上を進行する。光源ユニット１０ｂの光軸は、ｘ軸に平行に配置されている。
【０１５７】
プリズム４ｂの三角柱の底面に相当する面は、ｚ−ｘ平面に平行である。入射面４１ｂは、ｙ−ｚ平面に平行である。出射面４３ｂは、ｘ−ｙ平面に平行である。反射面４２ｂは、＋ｙ軸方向から見て、ｙ−ｚ平面を時計回りに４５度回転させた平面に平行である。
【０１５８】
入射面４１ｂは、光源１ｂの発光面１１ａに対向して配置されている。出射面４３ｂは、投射レンズ３に対向して配置されている。
【０１５９】
なお、プリズム４ｂの形状及び配置は、一例として示したものであり、１つの平面上に中間像ＩＭが形成されれば、他の形状又は配置を採用しても構わない。
【０１６０】
光源１ｂ及び集光レンズ２ｂの光軸は、投射レンズ３の光軸を含むｚ−ｘ平面に平行な平面上にある。また、光源１ｂ及び集光レンズ２ｂの光軸は、ｘ軸に平行である。
【０１６１】
光源１ｂから出射された光線は、＋ｘ軸方向に進行する。そして、＋ｘ軸方向に進行した光は、集光レンズ２ｂで集光される。集光レンズ２ｂで集光された集光光は、プリズム４ｂの入射面４１ｂからプリズム４ｂに入射する。プリズム４ｂに入射した光線は、反射面４２ｂで＋ｚ軸方向に向けて反射される。＋ｚ軸方向は、車両の前方方向である。＋ｚ軸方向に反射された反射光は、出射面４３ｂから出射される。
【０１６２】
反射面４２ｂの光の反射は光の利用効率の観点から、全反射を利用することが好ましい。
【０１６３】
光源１ｂの発光面１１ｂの中心から発光面１１ｂに対して垂直に出射された光は、投射レンズ３の光軸と平行な光に変換される。
【０１６４】
このように、入射面４１ｂ、反射面４２ｂ及び出射面４３ｂは配置される。
【０１６５】
出射面４３ｂから出射した光線は、中間像ＩＭｂを結ぶ。中間像ＩＭｂは、ｘ−ｙ平面に平行に形成される。中間像ＩＭｂは、投射レンズ３によって、照射面９上に配光パターンＤｂとして投影される。
【０１６６】
プリズム４ｃは、図５に示すように、投射レンズ３の光軸に対して、＋ｘ軸方向に配置されている。集光レンズ２ｃは、プリズム４ｃの＋ｘ軸方向側に配置されている。光源１ｃは、集光レンズ２ｃの＋ｘ軸方向側に配置されている。光源１ｃ及び集光レンズ２ｃを、合わせて光源ユニット１０ｃと呼ぶ。つまり、光源ユニット１０ｃは、プリズム４ｃの＋ｘ軸方向側に配置されている。
【０１６７】
光源１ｃの発光面１１ｃの中心から発光面１１ｃに対して垂直に出射された光は、集光レンズ２ｃの光軸上を進行する。光源ユニット１０ｃの光軸は、ｘ軸に平行に配置されている。
【０１６８】
プリズム４ｃの三角柱の底面に相当する面は、ｚ−ｘ平面に平行である。入射面４１ｃは、ｙ−ｚ平面に平行である。出射面４３ｃは、ｘ−ｙ平面に平行である。反射面４２ｃは、＋ｙ軸方向から見て、ｙ−ｚ平面を反時計回りに４５度回転させた平面に平行である。
【０１６９】
入射面４１ｃは、光源１ｃの発光面１１ｃに対向して配置されている。出射面４３ｃは、投射レンズ３に対向して配置されている。
【０１７０】
なお、プリズム４ｃの形状及び配置は、一例として示したものであり、１つの平面上に中間像ＩＭが形成されれば、他の形状又は配置を採用しても構わない。
【０１７１】
光源１ｃ及び集光レンズ２ｃの光軸は、投射レンズ３の光軸を含むｚ−ｘ平面に平行な平面上にある。また、光源１ｃ及び集光レンズ２ｃの光軸は、ｘ軸に平行である。
【０１７２】
光源１ｃから出射された光線は、−ｘ軸方向に進行する。そして、−ｘ軸方向に進行した光は、集光レンズ２ｃで集光される。集光レンズ２ｃで集光された集光光は、プリズム４ｃの入射面４１ｃからプリズム４ｃに入射する。プリズム４ｃに入射した光線は、反射面４２ｃで＋ｚ軸方向に向けて反射される。＋ｚ軸方向は、車両の前方方向である。＋ｚ軸方向に反射された反射光は、出射面４３ｃから出射される。
【０１７３】
反射面４２ｃの光の反射は光の利用効率の観点から、全反射を利用することが好ましい。
【０１７４】
光源１ｃの発光面１１ｃの中心から発光面１１ｃに対して垂直に出射された光は、投射レンズ３の光軸と平行な光に変換される。
【０１７５】
このように、入射面４１ｃ、反射面４２ｃ及び出射面４３ｃは配置される。
【０１７６】
出射面４３ｃから出射した光線は、中間像ＩＭｃを結ぶ。中間像ＩＭｃは、ｘ−ｙ平面に平行に形成される。中間像ＩＭｃは、投射レンズ３によって、照射面９上に配光パターンＤｃとして投影される。
【０１７７】
＜配光パターン＞
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、前照灯モジュール１１０の照射面９上の配光パターンのシミュレーション結果を示した図である。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、前照灯モジュール１１０の照射面９上の照度分布をコンター表示で示した図である。
【０１７８】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）の横軸は、照射面９上の水平方向（ｘ軸方向）の位置である。横軸は、直線Ｈ−Ｈで示している。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）の縦軸は、照射面９上の垂直方向（ｙ軸方向）の位置である。縦軸は、直線Ｖ−Ｖで示している。
【０１７９】
図７（Ａ）は、光源１ａ、光源１ｂ及び光源１ｃを全て点灯させた場合の配光パターンのシミュレーション結果である。図７（Ｂ）は、光源１ｂ及び光源１ｃを点灯させた場合のシミュレーション結果である。つまり、図７（Ｂ）はで、光源１ａは消灯している。
【０１８０】
図７（Ａ）では、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃの配光パターンＤａ，Ｄｂ，Ｄｃが投影されている。配光パターンＤａと配光パターンＤｂとの境界では、照度むらは生じていない。配光パターンＤａと配光パターンＤｃとの境界では、照度むらは生じていない。３つの配光パターンＤａ，Ｄｂ，Ｄｃは、１つに合成された配光パターンを形成している。また、１つに合成された配光パターンＤの輪郭は明瞭である。
【０１８１】
前照灯モジュール１１０は、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃを照射面９上に投影する。このため、集光レンズ２ａ，２ｂ，２ｃの配置又はプリズム４ｂ，４ｃの配置を調整することによって、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃの間の境界を無くすことができる。前照灯モジュール１１０は、各々の配光パターンＤａ，Ｄｂ，Ｄｃの境界に発生する暗部を抑制することができる。
【０１８２】
図７（Ｂ）は、配光パターンＤａのみが非照射領域となる。「非照射領域」とは、光を照射しない領域である。非照射領域と配光パターンＤｂ，Ｄｃとの境界は明瞭である。つまり、配光パターンＤｂ，Ｄｃの非照射領域側の端部の等高線の間隔は狭くなっている。
【０１８３】
図７（Ｂ）では、配光パターンＤａの領域が非照射領域である。したがって、車両の前方の任意の位置に非照射領域を設けたい場合には、光源１の点灯又は消灯の制御だけで簡易に実現することができる。
【０１８４】
なお、ＬＥＤを用いた光源１は、点灯又は消灯以外にも、光量を連続的に変化させることができる。このため、「非照射領域」ではなく、照度を抑えた領域とすることもできる。
【０１８５】
なお、光源１ａ，１ｂ，１ｃの点灯及び消灯を個別に制御する構成は、実施の形態１と同様のため、説明を省略する。
【０１８６】
＜前照灯モジュール１１０＞
実施の形態１と同様に、光源１ａ及び集光レンズ２ａは、投射レンズ３の光軸上に配置されている。光源１ａ及び集光レンズ２ａを、合わせて光源ユニット１０ａと呼ぶ。光源１ａの発光面１１ａの中心から発光面１１ａに対して垂直に出射された光は、集光レンズ２ａの光軸上を進行する。集光レンズ２ａは、投射レンズ３の−ｚ軸方向に配置されている。光源１ａは、集光レンズ２ａの−ｚ軸方向に配置されている。
【０１８７】
光源１ｂ及び集光レンズ２ｂは、投射レンズ３の光軸に対して−ｘ軸方向側に配置されている。また、集光レンズ２ｂと投射レンズ３の光軸との間には、プリズム４ｂが配置されている。光源１ｂ及び集光レンズ２ｂを、合わせて光源ユニット１０ｂと呼ぶ。光源１ｂの発光面１１ｂの中心から発光面１１ｂに対して垂直に出射された光は、集光レンズ２ｂの光軸上を進行する。プリズム４ｂは、投射レンズ３の−ｚ軸方向に配置されている。集光レンズ２ｂは、プリズム４ｂの−ｘ軸方向に配置されている。光源１ｂは、集光レンズ２ｂの−ｘ軸方向に配置されている。
【０１８８】
光源１ｃ及び集光レンズ２ｃは、投射レンズ３の光軸に対して＋ｘ軸方向側に配置されている。また、集光レンズ２ｃと投射レンズ３の光軸との間には、プリズム４ｃが配置されている。光源１ｃ及び集光レンズ２ｃを、合わせて光源ユニット１０ｃと呼ぶ。光源１ｃの発光面１１ｃの中心から発光面１１ｃに対して垂直に出射された光は、集光レンズ２ｃの光軸上を進行する。プリズム４ｃは、投射レンズ３の−ｚ軸方向に配置されている。集光レンズ２ｃは、プリズム４ｃの＋ｘ軸方向に配置されている。光源１ｃは、集光レンズ２ｃの＋ｘ軸方向に配置されている。
【０１８９】
光源１ｂ及び集光レンズ２ｂは、投射レンズ３の光軸の−ｘ軸方向側に、プリズム４ｂを挟んで配置される。このため、光源１ｂ及び集光レンズ２ｂは、光源１ａ及び集光レンズ２ａと近接せずに配置される。つまり、光源１ｂ及び集光レンズ２ｂは、光源１ａ及び集光レンズ２ａと距離を離して配置される。光源ユニット１０ｂは、光源ユニット１０ａから離れた位置に配置される。
【０１９０】
このように、光源１ｂ、集光レンズ２ｂ及びプリズム４ｂが配置されることで、光源１ｂは、光源１ａから離れた位置に配置される。このため、光源１ｂに取り付けられる基板等が、光源１ａに取り付けられる基板と干渉することを避けることができる。
【０１９１】
また、このように、光源１ｂ、集光レンズ２ｂ及びプリズム４ｂが配置されることで、プリズム４ｂを投射レンズ３の光軸に近づけて配置できる。これにより、中間像ＩＭｂは、容易に中間像ＩＭａと境界を接することができる。また、中間像ＩＭｂは、投射レンズ３の光軸に対して垂直な像となる。この構成によって、配光パターンＤｂの周辺部も、容易に明瞭な輪郭をもたせることができる。
【０１９２】
同様に、光源１ｃ及び集光レンズ２ｃは、投射レンズ３の光軸の＋ｘ軸方向側に、プリズム４ｃを挟んで配置される。このため、光源１ｃ及び集光レンズ２ｃは、光源１ａ及び集光レンズ２ａと近接せずに配置される。つまり、光源１ｃ及び集光レンズ２ｃは、光源１ａ及び集光レンズ２ａと距離を離して配置される。光源ユニット１０ｃは、光源ユニット１０ａから離れた位置に配置される。
【０１９３】
このように、光源１ｃ、集光レンズ２ｃ及びプリズム４ｃが配置されることで、光源１ｃは、光源１ａから離れた位置に配置される。このため、光源１ｃに取り付けられる基板等が、光源１ａに取り付けられる基板と干渉することを避けることができる。
【０１９４】
また、このように、光源１ｃ、集光レンズ２ｃ及びプリズム４ｃが配置されることで、プリズム４ｃを投射レンズ３の光軸に近づけて配置できる。これにより、中間像ＩＭｃは、容易に中間像ＩＭａと境界を接することができる。また、中間像ＩＭｃは、投射レンズ３の光軸に対して垂直な像となる。この構成によって、配光パターンＤｃの周辺部も、容易に明瞭な輪郭をもたせることができる。
【０１９５】
また、光源１ｂの発光面１１ｂの中心から発光面１１ｂに対して垂直に出射された光は、投射レンズ３の光軸と平行に、プリズム４ｂから出射される。同様に、光源１ｃの発光面１１ｃの中心から発光面１１ｃに対して垂直に出射された光は、投射レンズ３の光軸と平行に、プリズム４ｃから出射される。このため、投射レンズ３に入射する光の角度が、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の場合に比べて小さくなる。これにより、投射レンズ３を小型化ができる。
【０１９６】
実施の形態１に係る前照灯モジュール１００は、光源１ｂ及び集光レンズ２ｂを、光源１ａ及び集光レンズ２ａの近くに配置している。つまり、前照灯モジュール１００は、光源ユニット１０ｂを、光源ユニット１０ａの近くに配置している。
【０１９７】
同様に、前照灯モジュール１００は、光源１ｃ及び集光レンズ２ｃを、光源１ａ及び集光レンズ２ａの近くに配置している。つまり、前照灯モジュール１００は、光源ユニット１０ｃを、光源ユニット１０ａの近くに配置している。
【０１９８】
一方、前照灯モジュール１１０は、光源１ｂ及び集光レンズ２ｂを、光源１ａ及び集光レンズ２ａから距離を持って配置している。つまり、前照灯モジュール１１０は、光源ユニット１０ｂを、光源ユニット１０ａから距離を持って配置している。
【０１９９】
同様に、前照灯モジュール１１０は、光源１ｃ及び集光レンズ２ｃを、光源１ａ及び集光レンズ２ａから距離を持って配置している。つまり、前照灯モジュール１１０は、光源ユニット１０ｃを、光源ユニット１０ａから距離を持って配置している。「距離を持って配置する」とは、近接して配置されないという意味である。つまり、２つのものの間に、間隔を確保することができるという意味である。
【０２００】
投射レンズ３の光軸と光源ユニット１０ｂ，１０ｃとの間にプリズム４ｂ，４ｃを配置することにより、これらの距離を確保できる。
【０２０１】
また、プリズム４ｂ，４ｃを採用して、光源ユニット１０ｂ，１０ｃの光軸を、積極的に曲げることで、前照灯モジュール１００と比べて、光源１ｂ，１ｃと光源１ａとの距離を確保することができる。「距離を確保する」とは、「間隔を空ける」ということである。
【０２０２】
このため、前照灯モジュール１１０は、互いの部品の干渉を回避し易い。このため、前照灯モジュール１１０は、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃを生成する位置についての制限を低減することができる。つまり、前照灯モジュール１１０は、光学系の設計上で、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃを形成する位置の選択肢を多く持つことができる。従って、例えば、光源１から中間像ＩＭまでの距離を小さくして、前照灯モジュール１１０の光軸方向の寸法を小さくすることが可能となる。
【０２０３】
また、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０は、集光レンズ２と投射レンズ３、及びプリズム４で光学系が構成できる。前照灯モジュール１１０は、リフレクタを用いずに構成できる。集光レンズ２は、屈折機能を備える集光光学素子（屈折型の集光光学素子）であるので、従来のリフレクタを用いた構成と比較して、中間像ＩＭの位置の光の発散角を小さくしやすい。このため、投射レンズ３の口径を小型化できる。また、前照灯モジュール１１０を小型化できる。そして、前照灯モジュール１１０は、光の利用効率が高い。
【０２０４】
また、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００に比べて、前照灯モジュール１１０は、プリズム４を用いることで、中間像ＩＭを形成する光学系からの光線の出射方向の調整を容易にできる。前照灯モジュール１００では、中間像ＩＭを形成する光学系は、光源１及び集光レンズ２である。前照灯モジュール１１０では、中間像ＩＭｂを形成する光学系は、光源１ｂ、集光レンズ２ｂ及びプリズム４ｂである。前照灯モジュール１１０では、中間像ＩＭｃを形成する光学系は、光源１ｃ、集光レンズ２ｃ及びプリズム４ｃである。
【０２０５】
そして、前照灯モジュール１１０は、中間像ＩＭの位置における光の発散角を小さくしやすい。このため、投射レンズ３の口径をさらに小型化できる。また、前照灯モジュール１１０を小型化できる。そして、前照灯モジュール１１０は、光の利用効率が高い。
【０２０６】
実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０は、中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃを隙間なく水平方向（ｘ軸方向）に並べて配置した。しかし、これに限るものではなく、隣り合う中間像ＩＭは間を空けて並べことができる。
【０２０７】
この場合には、例えば、このような配光パターン内に光が照射されない領域を有する前照灯モジュールを複数用意する。そして、それぞれの前照灯モジュールの配光の光が照射されない領域は、他の前照灯モジュールで照明するなどして補完する。
【０２０８】
複数の前照灯モジュールで隙間のない中間像を形成する。つまり、１つの前照灯モジュールの配光パターンＤの光の照射されない領域を、他の前照灯モジュールの配光パターンＤで補完するのである。複数の前照灯モジュールを備える前照灯装置２００については、後述する。
【０２０９】
しかし、各前照灯モジュール単位で、途切れの無い中間像ＩＭを形成した方が、前照灯装置を小型化することができる。また、前照灯装置の組み立てを容易にすることができる。
【０２１０】
つまり、上述のように装置が大きくなるという問題を有する。また、複数の前照灯モジュールで１つの配光パターンを形成するために、前照灯モジュールの位置調整が難しくなる。また、実施の形態１に対して、複数の投射レンズ３を備える必要がある。
【０２１１】
また、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０は、プリズム４の入射面４１、反射面４２及び出射面４３がそれぞれ平面である場合について説明した。しかし、これに限るものではない。
【０２１２】
例えば、入射面４１、反射面４２又は出射面４３は、曲面で形成することができる。入射面４１、反射面４２又は出射面４３のそれぞれの面が正のパワーを有する曲面とすると、中間像ＩＭは小さくなる。そして、中間像ＩＭの位置は、出射面４３に近づく。
【０２１３】
また、逆に、入射面４１、反射面４２又は出射面４３のそれぞれの面が負のパワーを有する曲面とすると、中間像ＩＭは大きくなる。そして、中間像ＩＭの位置は、出射面４３から遠くなる。
【０２１４】
この様に、入射面４１、反射面４２又は出射面４３を曲面で形成すると、中間像ＩＭの大きさ及び中間像ＩＭの位置を変えることができる。そして、配光パターンＤａ，Ｄｂ，Ｄｃの照度の値を容易に制御することができる。配光パターンＤａ，Ｄｂ，Ｄｃの大きさを大きくすると、照度の値は低くなる。反対に、配光パターンＤａ，Ｄｂ，Ｄｃの大きさを小さくすると、照度の値は高くなる。
【０２１５】
また、例えば、入射面４１、反射面４２又は出射面４３をシリンドリカル面とすることができる。「シリンドリカル面」とは、一方向に屈折力を持ち収束または発散し、直交する方向ではパワー（屈折力）をもたない面である。
【０２１６】
例えば、シリンドリカル面を路面に平行な方向にのみ正のパワーを有する曲面とすると、中間像ＩＭの路面に水平な方向（ｘ軸方向）の長さは短くなる。逆に、シリンドリカル面を路面に平行な方向にのみ負のパワーを有する曲面とすると、中間像ＩＭの路面に水平な方向（ｘ軸方向）の長さは長くなる。
【０２１７】
また、入射面４１、反射面４２又は出射面４３をトロイダル面とすることができる。「トロイダル面」とは、ｘ軸方向とｙ軸方向とで異なるパワー（屈折力）を有する面である。
【０２１８】
例えば、光源１の発光面１１の形状が正方形の形状の場合について説明する。トロイダル面の路面に平行な方向の正のパワーが、トロイダル面の路面に垂直な方向の正のパワーより大きくなるように、プリズム４を配置する。このようなトロイダル面では、中間像ＩＭの路面に水平な方向（ｘ軸方向）の長さは、路面に垂直な方向（ｙ軸方向）に比べて短くなる。
【０２１９】
逆に、トロイダル面の路面に垂直な方向（ｙ軸方向）の正のパワーが、トロイダル面の路面に平行な方向（ｘ軸方向）の正のパワーより大きくなるように、プリズム４を配置する。このようなトロイダル面では、中間像ＩＭの路面に水平な方向（ｘ軸方向）の長さは、路面に垂直な方向（ｙ軸方向）に比べて長くなる。
【０２２０】
この様に、プリズム４（光路変更素子）に曲面を用いることで、中間像ＩＭの大きさを変えることができる。また、プリズム４（光路変更素子）に曲面を用いることで、中間像ＩＭのアスペクト比を変えることができる。つまり、光源１と異なる形状の中間像ＩＭを容易に形成することができる。そして、プリズム４（光路変更素子）に曲面を用いることで、中間像ＩＭの単位面積当たりの明るさを変えることができる。
【０２２１】
つまり、配光パターンＤａ，Ｄｂ，Ｄｃの大きさを変えることができる。そして、光源１と異なる形状の配光パターンＤａ，Ｄｂ，Ｄｃを容易に形成することができる。そして、配光パターンＤａ，Ｄｂ，Ｄｃの照度の値を容易に制御することができる。
【０２２２】
「アスペクト比」とは、２次元形状の長辺と短辺との比率を指し示す言葉である。
【０２２３】
以上のように、入射面４１、反射面４２又は出射面４３の曲面形状により、中間像ＩＭの形状を発光面１１の形状と異なる形状にすることができる。つまり、中間像ＩＭの形状を変形させることで、例えば、配光パターンＤｂ，Ｄｃの形状を配光パターンＤａの形状と異なる形状とすることができる。
【０２２４】
また、入射面４１、反射面４２又は出射面４３の曲面形状により、中間像ＩＭの単位面積当たりの明るさを制御できる。つまり、中間像ＩＭの単位面積当たりの明るさを制御することで、例えば、配光パターンＤａの照度と配光パターンＤｂ，Ｄｃの照度と異なる値とすることができる。
【０２２５】
このように、プリズム４ｂ，４ｃの曲面形状により、配光パターンＤの形状及び照度分布を制御することができる。
【０２２６】
例えば、配光パターンＤａの形状を高い照度の正方形として、配光パターンＤｂ，Ｄｃの形状を低い照度の長方形とすることができる。これにより、配光パターンＤの中央部分に高照度領域を形成し、左右方向の周辺領域は、低照度領域とすることができる。
【０２２７】
また、光学系の小型化を考慮すると、発散角を広げる場合には、出射面４３を曲面形状とすることが最も良い。また、入射面４１を曲面形状とすることで、光を一度集光させて、出射面４３から出射する際の光の発散角を広げることもできる。
【０２２８】
また、実施の形態２では、例として、車両用モジュール１１０が、三角柱の形状のプリズム４を採用した構成を説明した。しかし、これに限るものではない。プリズム４の側面は、少なくとも入射面４１、反射面４２及び出射面４３の３面を有していればよい。例えば、反射面を２面有している形状又は出射面を２面有している形状でも構わない。この様にすることで、中間像ＩＭの形状を更に容易に変化させることができる。
【０２２９】
実施の形態１で説明したように、中間像ＩＭｂの＋ｘ軸方向側の端部が、中間像ＩＭｃの−ｘ軸方向側の端部と繋がっている構成をとることができる。この場合には、中間像ＩＭｂ及び中間像ＩＭｃが配光パターンＤの形状を形成する。そして、中間像ＩＭａは、中間像ＩＭｂ及び中間像ＩＭｃと重畳して形成される。配光パターンＤａは、配光パターンＤの高照度領域を形成する。
【０２３０】
前照灯モジュール１１０は、光源１、集光光学素子２及び投射光学素子３を備える。光源１は、投射光となる光を出射する。集光光学素子２は、光源１から出射された光を集光光として、中間像ＩＭを結像する。光源１は複数備えられる。投射光学素子３は、複数の光源１ａ，１ｂ，１ｃから出射された光で形成された複数の中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃを拡大して投射する。
【０２３１】
集光光学素子２は、透過する光を屈折する機能を備える。
【０２３２】
複数の中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃは、光源１の発光面１１の端部に対応した部分どうしが繋がった１つの像である。
【０２３３】
前照灯モジュール１１０は、集光光学素子２から出射された光の進行方向を変更する光路変更素子４を備える。中間像ＩＭｂ，ＩＭｃは、光路変更素子４ｂ，４ｃで光路を変更された光によって結像される。
【０２３４】
実施の形態２では、一例として、光路変更素子４をプリズムとして説明している。
【０２３５】
複数の中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃで形成された像は、投射光学素子３の光軸に垂直な平面上に形成される。
【０２３６】
光路変更素子４ｂ，４ｃは、中間像ＩＭｂ，ＩＭｃの形状を変更する曲面を有する
【０２３７】
光路変更素子４は、集光光学素子２から出射された光を入射面４１から入射して、入射された集光光を反射面４２で反射して出射面４３から出射するプリズムである。
【０２３８】
プリズム４の入射面４１、反射面４２又は出射面４３は曲面で形成される。
【０２３９】
複数の光源１ａ，１ｂ，１ｃから投射された各々の投射光が結像する中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃは、途切れなく配置される。
【０２４０】
複数の光源１ａ，１ｂ，１ｃから出射された各々の投射光が結像する複数の中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃは、明部で形成された１つの像である。
【０２４１】
前照灯モジュール１１０は、１つの中間像ＩＭを他の中間像ＩＭに重畳することで、高光度領域を形成する。
【０２４２】
前照灯モジュール１１０は、光源１を点灯又は消灯させる制御部５を備える。前照灯モジュール１００は、光源１ａ，１ｂ，１ｃの点灯又は消灯により複数の中間像ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃで形成された像ＩＭを変更する。
【０２４３】
中間像ＩＭは、光路変更素子４で反射された光によって結像される。
【０２４４】
中間像ＩＭは、出射面４３から出射した光によって結像される。
【０２４５】
実施の形態３．
実施の形態３では、実施の形態１及び２で説明した前照灯モジュール１００，１１０を用いた前照灯装置２００について説明する。
【０２４６】
図８は、前照灯モジュール１００，１１０を実装した前照灯装置２００の構成を示した構成図である。図８では、前照灯モジュール１００を搭載した例を示している。前照灯装置２００に搭載されている前照灯モジュール１００の全部又は一部を、前照灯モジュール１１０に置きかえることができる。
【０２４７】
前照灯装置２００は、筐体９７及びカバー９６を備える。
【０２４８】
筐体９７は、車体の内部に配置されている。
【０２４９】
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８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。
【０２５０】
前照灯モジュール１００は、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。
【０２５１】
また、図８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。
【０２５２】
カバー９６は、透明な材料で作製されている。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。カバー９６は、筐体９７のｚ軸方向（前方）に配置されている。
【０２５３】
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、投射レンズ３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。
【０２５４】
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８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Ｄを形成している。
【０２５５】
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を備える場合には、前照灯装置２００は、前照灯モジュール１００の集合体である。また、１個の前照灯モジュール１００を備える場合には、前照灯装置２００は、前照灯モジュール１００と等しくなる。つまり、前照灯モジュール１００が前照灯装置２００である。
【０２５６】
前照灯装置２００は、複数の前照灯モジュール１００，１１０を有する。
【０２５７】
なお、上述の各実施の形態においては、「平行」や「垂直」などの部品間の位置関係又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。
【０２５８】
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。
【符号の説明】
【０２５９】
１００，１１０  前照灯モジュール、  ２００  前照灯装置、  １ａ，１ｂ，１ｃ  光源、  １０ａ，１０ｂ，１０ｃ  光源ユニット、  １１ａ、１１ｂ、１１ｃ  発光面、  ２ａ，２ｂ，２ｃ  集光レンズ、  ２１１ａ，２１２ａ  入射面、  ２２ａ  反射面、  ２３１ａ，２３２ａ  出射面、  ３  投射レンズ、  ４ｂ，４ｃ  プリズム、  ４１ｂ，４１ｃ  入射面、  ４２ｂ，４２ｃ  反射面、  ４３ｂ，４３ｃ  出射面、  ５  制御部、  ５１  制御信号、  ５２，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ  制御信号、  ９  照射面、  ９６  カバー、  ９７  筐体、  ＩＭ，ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃ  中間像、  Ｄ，Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ  配光パターン、  ｘａ，ＩＭｘａ  長さ、  ｍ  拡大倍率。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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