(57)【要約】  本発明は、所望の配光パターンを得ることができる小型の車両用前照灯装置を提供する。車両用前照灯装置（１００）は、光を出射する光源（１０）と、光源（１０）から出射された光が入射面（２１）から入射し、入射した光を導光して出射面（２２）から出射する導光素子（２０）と、出射面（２２）から出射された光を車両の前方に照射する照射光学系（３０）とを備える。導光素子（２０）は、入射面（２１）から出射面（２２）まで延在し、入射した光を導光する第１の導光部（１）と、第１の導光部（１）と接して入射面（２１）から出射面（２２）まで延在し、入射した光を導光する第２の導光部（２）とを有する。第１の導光部（１）と第２の導光部（２）とは、互いに異なる屈折率を有する。導光素子（２０）は、第１の導光部（１）に入射した光の一部が第２の導光部（２）に入射できるように構成されている。
2015022848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光が入射面から入射し、前記入射した光を導光して出射面から出射する導光素子と、
前記出射面から出射された光を車両の前方に照射する照射光学系と
を備え、
前記導光素子は、
前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第１の導光部と、
前記第１の導光部と接して前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第２の導光部と
を有し、
前記第１の導光部と前記第２の導光部とは、互いに異なる屈折率を有し、
前記導光素子は、前記第１の導光部に入射した光の一部が前記第２の導光部に入射できるように構成されていることを特徴とする車両用前照灯装置。
【請求項２】
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光が入射面から入射し、前記入射した光を導光して出射面から出射する導光素子と、
前記出射面から出射された光を車両の前方に照射する照射光学系と
を備え、
前記導光素子は、
前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第１の導光部と、
前記第１の導光部と反射層を介して接し、前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第２の導光部と
を有し、
前記反射層は、前記第１の導光部側および前記第２の導光部側の両側に反射面を有することを特徴とする車両用前照灯装置。
【請求項３】
前記出射面のうち前記第１の導光部に対応する第１の出射面は、第１の発光領域を形成し、前記出射面のうち前記第２の導光部に対応する第２の出射面は、前記第１の発光領域よりも明るい第２の発光領域を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用前照灯装置。
【請求項４】
前記第２の出射面は、前記第１の出射面の反対側に直線状の辺を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用前照灯装置。
【請求項５】
前記第１の導光部および前記第２の導光部のうち少なくとも一方は、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用前照灯装置。
【請求項６】
前記第１の導光部および前記第２の導光部は、いずれもガラスまたはプラスチックにより形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両用前照灯装置。
【請求項７】
前記第１の導光部および前記第２の導光部のうち一方は、他方の導光部に接するとともに反射面で囲まれた空気層であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両用前照灯装置。
【請求項８】
前記車両の傾斜角に応じて、前記出射面からの光の出射方向に沿う回転軸周りに前記導光素子を回転させる駆動部を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の車両用前照灯装置。
【請求項９】
光源から出射された光が入射面から入射し、前記入射した光を導光して出射面から出射する導光素子であって、
前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第１の導光部と、
前記第１の導光部と接して前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第２の導光部と
を有し、
前記第１の導光部と前記第２の導光部とは、互いに異なる屈折率を有し、
前記導光素子は、前記第１の導光部に入射した光の一部が前記第２の導光部に入射できるように構成されていることを特徴とする導光素子。
【請求項１０】
光源から出射された光が入射面から入射し、前記入射した光を導光して出射面から出射する導光素子であって、
前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第１の導光部と、
前記第１の導光部と反射層を介して接し、前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第２の導光部と
を有し、
前記反射層は、前記第１の導光部側および前記第２の導光部側の両側に反射面を有することを特徴とする導光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用前照灯装置および導光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用前照灯装置では、道路交通規則等によって定められた所定の配光パターンを形成することが要求される。「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。「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。所定の配光パターンとしては、例えばロービームの配光パターンがある。「ロービーム」とは、下向きのビームであり、対向車とのすれ違いの際などに使用され、すれ違い用前照灯とも呼ばれる。通常、ロービームでは、前方４０ｍ程度を照らす。ロービームの配光パターンでは、対向車の幻惑を防止するために、カットオフラインを形成することが要求される。「カットオフライン」とは、配光パターンの上端の光の明暗の区切り線または境界線のことである。具体的には、車両用前照灯装置の光を壁やスクリーンに照射した場合に照射領域の上端部にできる光の明暗の区切り線のことである。カットオフラインは、ロービームの照射方向を調節する際に用いられる用語である。また、ロービームの配光パターンでは、車両の進行方向を特に明るく照明するために、カットオフラインの下側の近傍が最も明るくなるように要求される。【０００３】
特許文献１には、光源バルブからの光を反射鏡で反射させて前方に照射するとともに、その光を遮光板で遮光することでカットオフラインを形成する自動車用前照灯が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５２６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の自動車用前照灯では、光源バルブからの広がった光を受けるために反射鏡および遮光板が大型となる。そのため、光源バルブ、反射鏡、および遮光板を回動させるための駆動手段も大きくなり、装置全体が大型となる。【０００６】
本発明は、所望の配光パターンを得ることができる小型の車両用前照灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る車両用前照灯装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された光が入射面から入射し、前記入射した光を導光して出射面から出射する導光素子と、前記出射面から出射された光を車両の前方に照射する照射光学系とを備え、前記導光素子は、前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第１の導光部と、前記第１の導光部と接して前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第２の導光部とを有し、前記第１の導光部と前記第２の導光部とは、互いに異なる屈折率を有し、前記導光素子は、前記第１の導光部に入射した光の一部が前記第２の導光部に入射できるように構成されていることを特徴とする。【０００８】
また、本発明に係る車両用前照灯装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された光が入射面から入射し、前記入射した光を導光して出射面から出射する導光素子と、前記出射面から出射された光を車両の前方に照射する照射光学系とを備え、前記導光素子は、前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第１の導光部と、前記第１の導光部と反射層を介して接し、前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第２の導光部とを有し、前記反射層は、前記第１の導光部側および前記第２の導光部側の両側に反射面を有することを特徴とする。【０００９】
また、本発明に係る導光素子は、光源から出射された光が入射面から入射し、前記入射した光を導光して出射面から出射する導光素子であって、前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第１の導光部と、前記第１の導光部と接して前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第２の導光部とを有し、前記第１の導光部と前記第２の導光部とは、互いに異なる屈折率を有し、前記導光素子は、前記第１の導光部に入射した光の一部が前記第２の導光部に入射できるように構成されていることを特徴とする。【００１０】
また、本発明に係る導光素子は、光源から出射された光が入射面から入射し、前記入射した光を導光して出射面から出射する導光素子であって、前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第１の導光部と、前記第１の導光部と反射層を介して接し、前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第２の導光部とを有し、前記反射層は、前記第１の導光部側および前記第２の導光部側の両側に反射面を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、所望の配光パターンを得ることができる小型の車両用前照灯装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る車両用前照灯装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】実施の形態１に係る導光素子の構成を概略的に示す斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る導光素子中の光路を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態１に係る導光素子中の光路を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る導光素子の出射面の発光領域を示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態１に係る導光素子の入射面と光の入射領域との関係を示す図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、実施の形態１に係る照射光学系の作用の説明図である。
【図８】実施の形態１に係る車両用前照灯装置の照射領域および照度分布の説明図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、実施の形態１に係る導光素子の回転による照射領域の変化を示す図である。
【図１０】実施の形態１に係る車両用前照灯装置を搭載した車体が傾斜している場合における照射領域を示す図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、実施の形態１に係る導光素子の出射面の光度分布のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は、実施の形態１に係る車両用前照灯装置の照射面の照度分布のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１３】（ａ）および（ｂ）は、実施の形態１に係る車両用前照灯装置の照射面の照度分布のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）は、実施の形態１に係る導光素子の出射面の光度分布のシミュレーション結果の他の一例を示す図である。
【図１５】実施の形態１の変形例に係る導光素子の構成を概略的に示す斜視図である。
【図１６】（ａ）および（ｂ）は、実施の形態１の変形例に係る導光素子の出射面の光度分布のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１７】実施の形態２に係る車両用前照灯装置の構成を概略的に示す図である。
【図１８】実施の形態２に係る導光素子の構成を概略的に示す斜視図である。
【図１９】実施の形態２に係る導光素子中の光路を示す図である。
【図２０】（ａ）および（ｂ）は、実施の形態２に係る導光素子の出射面の光度分布のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図２１】導光素子の変形例を示す図である。
【図２２】導光素子の変形例を示す図である。
【図２３】導光素子の変形例を示す図である。
【図２４】車両用前照灯装置の変形例を示す図である。
【図２５】車両用前照灯装置の変形例を示す図である。
【図２６】実施の形態３に係る車両用前照灯装置の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る車両用前照灯装置（以下、単に「前照灯装置」と呼ぶ。）１００の構成を概略的に示す図である。前照灯装置１００は、車両に搭載され、車両の前方を照明する装置である。本例では、前照灯装置１００は、自動二輪車に搭載されるものとする。また、前照灯装置１００は、少なくともロービームの配光パターンを形成するように構成されている。ロービームの配光パターンは、水平なカットオフラインを有し、カットオフラインの下側近傍が最も明るい。前照灯装置１００は、ヘッドランプまたはヘッドライトとも呼ばれる。
【００１４】
なお、以下の説明では、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。車両前方に対して右側を＋ｘ方向とし、車両前方に対して左側を−ｘ方向とする。車両の上下方向をｙ軸方向とする。上側を＋ｙ方向とし、下側を−ｙ方向とする。上側とは空の方向であり、下側とは地面の方向である。車両の前後方向をｚ軸方向とする。前方を＋ｚ方向とし、後方を−ｚ方向とする。ここで、「前方」とは、車両の進行方向または前進方向をいい、「後方」とは、その反対の方向をいう。
【００１５】
図１に示すように、前照灯装置１００は、光源１０、光源１０からの光を導光する導光素子２０、および導光素子２０からの光を車両前方の照射面Ｓに照射する照射光学系３０を備える。
【００１６】
光源１０は、車両の前方を照明するための光を出射する。光源１０としては、放電ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、有機エレクトロルミネッセンス素子、またはレーザ等を用いることができる。前照灯装置の小型化のためには、全方向に光を放射する放電ランプよりも、半球状に光を放射するＬＥＤもしくは有機ＥＬ素子、または必要に応じてレンズ等を用いることにより略平行光を得ることができるレーザを用いるのが好ましい。本実施の形態では、光源１０を導光素子２０に近接して配置することで、光損失を抑えつつ導光素子２０を小型化することができる。
【００１７】
導光素子２０は、光源１０から出射された光が入射面２１から入射し、入射面２１から入射した光を導光して出射面２２から出射する光学部品である。導光素子２０は、入射面２１から入射した光を内部で反射させながら導光して出射面２２から出射する。導光素子２０は、入射面２１と、出射面２２と、入射面２１と出射面２２との間に延在する側面２３とを有する。導光素子２０は、入射面２１から入射した光を側面２３で反射させながら導光して出射面２２から出射する。入射面２１、出射面２２、および側面２３は、入射面２１に入射した光を伝播させる導光領域２４を画定する。入射面２１は、光源１０から出射された光が入射する面である。入射面２１は、「入光面」とも呼ばれる。出射面２２は、導光領域２４を伝播した光が出射する面である。出射面２２は、「出光面」とも呼ばれる。側面２３は、入射面２１から入射した光を反射させる反射面である。側面２３は、入射面２１と出射面２２とを接続する面である。光源１０から入射面２１に入射した光は、側面２３で反射しながら導光素子２０の内部（すなわち導光領域２４）を伝播し、出射面２２から出射される。「伝播」とは、伝わり広がることであり、ここでは、光が導光素子２０の中を進行することを意味する。本実施の形態では、導光素子２０は、ガラスまたはプラスチック等の光学材料で形成される。また、導光素子２０は空気中に配置され、側面２３は光学材料と空気との界面であり、導光素子２０内の光を全反射させる。
【００１８】
図２は、導光素子２０の斜視図である。導光素子２０は、第１の導光部１と第２の導光部２とを有する。第１の導光部１は、入射面２１から出射面２２まで延在し、入射面２１に入射した光を導光する。第２の導光部２は、第１の導光部１と接して入射面２１から出射面２２まで延在し、入射面２１に入射した光を導光する。第１の導光部１と第２の導光部２とは、境界面Ａにおいて接している。第１の導光部１と第２の導光部２とは、互いに異なる屈折率を有する。ここでは、第２の導光部２は、第１の導光部１の屈折率よりも大きい屈折率を有する。第１の導光部１の屈折率をｎ１、第２の導光部２の屈折率をｎ２とすると、ｎ１＜ｎ２である。また、第１の導光部１および第２の導光部２は、いずれも空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する。導光素子２０は、第１の導光部１に入射した光の一部が第２の導光部２に入射できるように構成されている。
【００１９】
第１の導光部１は、光源１０からの光が入射する第１の入射面１ａと、光が出射する第１の出射面１ｂと、第１の入射面１ａと第１の出射面１ｂとの間に延在する第１の側面１ｃとを有する。第１の入射面１ａは光源１０に面し、第１の出射面１ｂは第１の入射面１ａに対向する。第２の導光部２は、光源１０からの光が入射する第２の入射面２ａと、光が出射する第２の出射面２ｂと、第２の入射面２ａと第２の出射面２ｂとの間に延在する第２の側面２ｃとを有する。第２の入射面２ａは光源１０に面し、第２の出射面２ｂは第２の入射面２ａに対向する。第１の入射面１ａおよび第２の入射面２ａは、入射面２１を構成する。第１の出射面１ｂおよび第２の出射面２ｂは、出射面２２を構成する。第１の側面１ｃおよび第２の側面２ｃは、側面２３を構成する。第２の出射面２ｂは、第１の出射面１ｂの反対側に直線状の辺Ｂを有する。この辺Ｂは、ロービームのカットオフラインを形成するための辺である。
【００２０】
図２の例では、導光素子２０は、中実の柱形状を有する。導光素子２０は、四角柱形状を有する。入射面２１および出射面２２は、同一の矩形形状を有する。入射面２１および出射面２２は、ｚ軸に垂直な平面である。側面２３は、それぞれ＋ｙ側、−ｙ側、＋ｘ側、−ｘ側に位置する上面、下面、右面、左面を有する。上面および下面は、同一の矩形形状を有する。上面および下面は、ｙ軸に垂直な平面である。右面および左面は、同一の矩形形状を有する。右面および左面は、ｘ軸に垂直な平面である。境界面Ａは、上面および下面と同一の矩形形状を有し、ｙ軸に垂直な平面である。境界面Ａは、ｙ軸方向において導光素子２０の中心に位置する。第１の導光部１と第２の導光部２とは、同一の四角柱形状を有する。第１の入射面１ａと第２の入射面２ａとは、同一の矩形形状を有する。第１の出射面１ｂと第２の出射面２ｂとは、同一の矩形形状を有する。
【００２１】
図３は、第２の入射面２ａに入射した光の光路Ｌ２を示す。第２の導光部２の屈折率は、第１の導光部１の屈折率よりも高いので、境界面Ａは、第２の導光部２の内部を進行する光に対して全反射面として作用する。第２の入射面２ａに入射した光は、第２の導光部２と空気との界面である第２の側面２ｃおよび境界面Ａで全反射しながら第２の導光部２の内部を伝播し、第２の出射面２ｂから出射する。図３の光路Ｌ２の他に、境界面Ａで全反射せずに第１の導光部１に進む光路や、第２の側面２ｃで全反射せずに空気中に進む光路も存在する。例えば、第２の入射面２ａへの入射角が所定より大きく、第２の側面２ｃへの入射角が全反射角（すなわち臨界角）より小さい場合には、第２の側面２ｃで全反射せずに導光素子２０外の空気中に進む。ただし、光源１０から第２の入射面２ａに入射した光の大部分は、図３に示すように全反射しながら第２の導光部２の内部を伝播して第２の出射面２ｂから出射する。
【００２２】
図４（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ第１の入射面１ａに入射した光の光路Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄを示す。第１の導光部１の屈折率は、第２の導光部２の屈折率よりも低いので、境界面Ａは、第１の導光部１の内部を進行する光に対しては全反射面として作用しない。第１の入射面１ａに入射した光は、第１の導光部１と空気との界面である第１の側面１ｃおよび第２の導光部２と空気との界面である第２の側面２ｃで全反射しながら、第１および第２の導光部１、２の内部を伝播する。第１および第２の出射面１ｂ、２ｂの作用は、各面への光の入射角によって異なる。
【００２３】
図４（ａ）は、入射角ｕ１で第１の入射面１ａに入射した光が、第１および第２の導光部１、２を伝播し、第１の出射面１ｂに入射する場合を示す。この場合、第１の出射面１ｂに入射した光は、第１の入射面１ａへの入射角ｕ１と同じ大きさの出射角ｖ１で第１の出射面１ｂから出射する。この光は、第１の出射面１ｂから出射するので、第１の出射面１ｂの光度に寄与する。
【００２４】
図４（ｂ）は、入射角ｕ２で第１の入射面１ａに入射した光が、第１および第２の導光部１、２を伝播し、第２の出射面２ｂに全反射角よりも小さい入射角ｚ１で入射する場合を示す。この場合、第２の出射面２ｂに入射した光は、第１の入射面１ａへの入射角ｕ２よりも大きい出射角ｖ２で第２の出射面２ｂから出射する。この光は、第２の出射面２ｂから出射するので、第１の出射面１ｂの光度には寄与しない。
【００２５】
図４（ｃ）は、入射角ｕ３で第１の入射面１ａに入射した光が、第１および第２の導光部１、２を伝播し、第２の出射面２ｂに全反射角よりも大きい入射角ｚ２で入射する場合を示す。図４（ｃ）では、第２の出射面２ｂに入射した光は、第２の出射面２ｂで全反射して入射面側に戻り、第１の入射面１ａから入射角ｕ３と同じ大きさの出射角ｖ３で出射する。この光は、第１の入射面１ａから出射するので、第１の出射面１ｂの光度には寄与しない。
【００２６】
図４（ｄ）は、入射角ｕ４で第１の入射面１ａに入射した光が、第１および第２の導光部１、２を伝播し、第２の出射面２ｂに全反射角よりも大きい入射角ｚ３で入射する場合を示す。図４（ｄ）では、第２の出射面２ｂに入射した光は、第２の出射面２ｂで全反射して入射面側に戻り、再び第２の入射面２ａで全反射して出射面側に伝播し、第１の出射面１ｂに入射する。第１の出射面１ｂに入射した光は、第１の入射面１ａへの入射角ｕ４と同じ大きさの出射角ｖ４で第１の出射面１ｂから出射する。この光は、第１の出射面１ｂから出射するので、第１の出射面１ｂの光度に寄与する。ただし、導光部での内部吸収がある場合には、図４（ａ）の場合と比較して、光路長が長くなる分、導光部での内部吸収による光損失が増え、第１の出射面１ｂの光度への寄与は小さくなる。
【００２７】
導光素子２０内を伝播する光の進む経路は、概ね上記に説明したパターンに分けられる。ただし、第１および第２の導光部１、２を伝播する光の光路長や全反射回数は、第１および第２の入射面１ａ、２ａの大きさ、第１および第２の出射面１ｂ、２ｂの大きさ、ならびに導光素子２０のｚ軸方向の長さなどにより異なる。
【００２８】
以上のように、第２の導光部２の屈折率が第１の導光部１の屈折率よりも高いことで、境界面Ａは、第２の導光部２内の光に対して全反射面として作用する一方、第１の導光部１内の光に対しては全反射面として作用しない。これにより、第２の入射面２ａに入射した光の大部分が第２の出射面２ｂから出射するのに対し、第１の入射面１ａに入射した光は、第１の出射面１ｂから出射する光、第２の出射面２ｂから出射する光、および第１の入射面１ａから出射する光などに分かれる。このため、第１の入射面１ａに入射した光のうち第１の出射面１ｂの光度に寄与する光の割合は、第２の入射面２ａに入射した光のうち第２の出射面２ｂの光度に寄与する光の割合より小さくなる。よって、第１の導光部１と第２の導光部２とで屈折率を異ならせることにより、第１の出射面１ｂと第２の出射面２ｂとで光度を異ならせることができる。
【００２９】
図５は、出射面２２の光度分布を概念的に示す図である。図５に示すように、境界面Ａを境に、出射面２２のうち第１の導光部１に対応する第１の出射面１ｂには、第１の発光領域５１が形成され、出射面２２のうち第２の導光部２に対応する第２の出射面２ｂには、第２の発光領域５２が形成される。第２の発光領域５２の下端には、第２の出射面２ｂの辺Ｂによって、直線状の明暗の境界線５３が形成される。各発光領域における光度分布は、各導光部に入射する光の強度分布および各導光部の寸法などによって決まる。各導光部に入射する光の強度分布は、具体的には、各導光部の入射面上の入射位置および入射角度と、入射する光の強度との関係である。第１の導光部１および第２の導光部２のｚ軸方向の長さが大きいほど、各発光領域における光度分布は均一に近づく。
【００３０】
第１の発光領域５１の光度Ｌｕ１に対する第２の発光領域５２の光度Ｌｕ２の比Ｌｕ２／Ｌｕ１は、第１の入射面１ａに入射する光量と第２の入射面２ａに入射する光量との比を変化させることによって変化させることができる。
【００３１】
図６（ａ）〜（ｃ）は、第１の入射面１ａおよび第２の入射面２ａと光源１０からの光の入射領域６１との関係を示す。
【００３２】
図６（ａ）では、入射領域６１は、第１の入射面１ａと第２の入射面２ａとにそれぞれ同量の光が入射するように配置されている。例えば、光源１０は、ｙ軸方向において境界面Ａと同じ位置に配置されている。この場合には、上述した理由により、第１の発光領域５１の光度よりも第２の発光領域５２の光度が高くなる。すなわち（Ｌｕ２／Ｌｕ１）＞１となる。
【００３３】
図６（ｂ）では、入射領域６１は、第２の入射面２ａに入射する光が第１の入射面１ａに入射する光よりも多くなるように配置されている。例えば、光源１０は、ｙ軸方向において境界面Ａから第２の入射面２ａ寄り（−ｙ方向）にずらして配置されている。この場合には、図６（ａ）と比較して、第１の発光領域５１の光度Ｌｕ１に対する第２の発光領域５２の光度Ｌｕ２の比Ｌｕ２／Ｌｕ１が大きくなる。
【００３４】
図６（ｃ）では、入射領域６１は、第１の入射面１ａに入射する光が第２の入射面２ａに入射する光よりも多くなるように配置されている。例えば、光源１０は、ｙ軸方向において境界面Ａから第１の入射面１ａ寄り（＋ｙ方向）にずらして配置されている。この場合には、図６（ａ）と比較して、第１の発光領域５１の光度Ｌｕ１に対する第２の発光領域５２の光度Ｌｕ２の比Ｌｕ２／Ｌｕ１が小さくなる。
【００３５】
このように、導光素子２０が光源１０からの光を導光することで、出射面２２に光度または明るさの異なる発光領域を形成することができる。例えば、出射面２２には、第１の発光領域５１と、第１の発光領域５１よりも明るい第２の発光領域５２とが形成される。
【００３６】
再び図１を参照すると、照射光学系３０は、導光素子２０の出射面２２から出射された光を車両の前方に照射する。「照射」とは、光を当てることであり、「投射」または「投影」とも言える。照射光学系３０は、出射面２２上の像を車両の前方の照射面Ｓに拡大して投影する。照射光学系３０は、全体として正のパワーを有する。照射光学系３０は、例えば、１枚もしくは２枚以上のレンズ、１枚もしくは２枚以上のミラー、またはこれらの組み合わせで構成することができる。ただし、レンズの枚数が増加すると光利用効率が低下するので、照射光学系３０は、１枚または２枚のレンズで構成されることが望ましい。レンズは、例えば、透明なプラスチックなどの透過性を有する屈折材で形成される。
【００３７】
照射面Ｓは、車両の前方の所定の位置に設定される。車両の前方の所定の位置は、車両用前照灯の光度また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。「照度」とは、照明によって照らされている面の単位面積が単位時間に受ける光束を示す値である。
【００３８】
図７（ａ）および（ｂ）は、照射光学系３０の作用を示す図である。図７（ａ）では、出射面２２の倒立像が、照射光学系３０によって照射面Ｓに結像されている。よって、照射面Ｓにおける照度分布は、出射面２２における光度分布に対応する分布となる。また、照射面Ｓ上で境界面Ａに起因する照度段差を目立たなくするために、全体的にまたは境界面Ａ付近の結像スポットが大きくなるように、照射光学系３０を構成してもよい。図７（ｂ）では、出射面２２の１点から出た光が、照射光学系３０によって略コリメート（すなわち略平行光化）されている。この場合、照射面Ｓまでの距離の変化による照射面Ｓにおける照度分布の変化を抑えることができる。
【００３９】
図８は、照射面Ｓにおける照射領域８１内の照度分布の例をコンター表示で示す。「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。照射領域８１は、照射面Ｓのうち照射光学系３０からの光が照射される領域である。照射領域８１の形状は、導光素子２０の出射面２２の形状と略相似である。照射領域８１内の複数の実線は、それぞれ同じ光度を示す等高線を示す。図５における直線状の明暗の境界線５３に対応して、照射領域８１の上端には直線状のカットオフライン８２が形成される。また、図５において第２の発光領域５２の光度が第１の発光領域５１の光度よりも高いことに対応して、カットオフライン８２の下側（−ｙ側）の近傍には、他の領域よりも照度が高い高照度領域８３が形成される。このように、小型の導光素子を用いながら、運転者の正面方向を特に明るく照明できるとともに、照射領域８１の上辺に明瞭なカットオフラインを形成することができる。
【００４０】
図９（ａ）および（ｂ）は、導光素子２０の回転に伴う照射面Ｓにおける照射領域８１の変化を示す。
【００４１】
図９（ａ）は、導光素子２０の回転前後の位置を示す。図９（ａ）において、ｘ１軸を水平方向と平行に、ｙ１軸を鉛直方向と平行にとり、原点Ｏ１を導光素子２０の境界面Ａに対向する−ｙ側の面（すなわち下面）と第２の入射面２ａとの交線上の中点にとる。導光素子２０は、原点Ｏ１を通るｚ軸に平行な回転軸を中心に回転可能となっている。破線は回転前の導光素子２０を示し、実線は回転後の導光素子２０を示す。導光素子２０は、図中右回りに角度αだけ回転している。
【００４２】
図９（ｂ）は、回転前後の導光素子２０に対応する照射領域８１の位置を示す。図９（ｂ）において、ｘ２軸を水平方向と平行に、ｙ２軸を鉛直方向と平行にとり、原点Ｏ２を照射光学系３０について原点Ｏ１と共役な点にとる。破線は回転前の導光素子２０に対応する照射領域８１を示し、実線は回転後の導光素子２０に対応する照射領域８１を示す。照射領域８１は、図中右回りに角度αだけ回転している。すなわち、照射領域８１は、導光素子２０と同じ回転方向に同じ回転角度だけ回転している。
【００４３】
例えば、自動二輪車の車体が水平であり、導光素子２０の車体に対する回転位置が初期位置にある場合、導光素子２０は図９（ａ）の破線で示す位置にあり、照射領域８１は図９（ｂ）の破線で示す位置に形成され、カットオフライン８２はｘ２軸に一致し、水平となる。導光素子２０が車体に対して初期位置から角度αだけ回転し、図９（ａ）の実線で示す位置に移動すると、照射領域８１も導光素子２０と同じ方向に同じ角度αだけ回転して図９（ｂ）の実線で示す位置に移動する。このように、車体に対して導光素子２０を回転させることによって、照射領域８１を回転させることができる。
【００４４】
一般に、コーナーを走行する際に車体が傾いた場合には、前照灯装置１００は車体とともに傾いてしまう。このため、運転者の視線が向く走行先方向の領域が満足に照明されない場合がある。走行先方向の領域は、例えば、コーナーを走行する際にはコーナー領域である。
【００４５】
図１０は、前照灯装置１００を搭載した車体が傾斜している場合の、照射領域８１と道路１０１との関係を示す。図１０において、道路１０１の左端１０２と右端１０３との間にはセンターライン１０４があり、自動二輪車は、センターライン１０４と右端１０３との間を走行している。また、自動二輪車は車体を右側に傾斜させて右回りのコーナーを走行している。自動二輪車の車体がｘ２−ｙ２面内で水平状態から右回りに回転した場合、導光素子２０を含めた前照灯装置１００全体も同様に右回りに回転するため、照射領域８１も同様に右回りに回転する。図１０には、このときの照射領域８１が破線で示されている。この破線で示す照射領域８１では、走行先方向の領域１０５を適切に照明することができない。この場合、車体の回転と逆方向に同じ角度だけ導光素子２０を回転させることにより、照射領域８１を車体の回転と逆方向に同じ角度だけ回転させれば、車体の回転による照射領域８１の回転を相殺でき、走行先方向の領域１０５を適切に照明することができる。図１０には、導光素子２０を回転させた後の照射領域８１が実線で示されている。
【００４６】
上記のように、前照灯装置１００の構成要素の中でもサイズの小さい導光素子２０のみを回転させることにより、自動二輪車の車体が回転した場合でも進行方向を適切に照明することができる。なお、導光素子２０の回転は、導光素子２０を回転させる駆動部によって実現することができる。この駆動部の一例は、後の実施の形態３に示される。
【００４７】
図１１（ａ）および（ｂ）は、導光素子２０の出射面２２の光度分布のシミュレーション結果の一例を、それぞれグラデーション表示およびコンター表示で示す。図１１（ａ）において、光度の大きさは明暗の階調で表現されており、光度が大きいほど明るく表現されている。これは、後の図１４（ａ）、図１６（ａ）、および図２０（ａ）についても同様である。図１１（ｂ）において、各等高線は０よりも高い光度のレベルを示す。複数の等高線のうち、最も内側の等高線ＣＬ１は最も高いレベルを示し、その外側の等高線は外側に離れるほど低いレベルを示し、最も外側の等高線ＣＬ０は最も低いレベルを示す。等高線ＣＬ０の外側の領域の光度は、等高線ＣＬ０のレベル未満であり、略０である。これは、後の図１４（ｂ）、図１６（ｂ）、および図２０（ｂ）についても同様である。図１１（ａ）および（ｂ）のシミュレーションの条件は次の通りである。第１の導光部１および第２の導光部２はそれぞれ屈折率の異なる光学材料で構成されている。第１の導光部１の屈折率は１．５１６８であり、第２の導光部の屈折率は１．８０５１８である。光源１０および入射領域６１は、図６（ａ）に示したように、第１の入射面１ａおよび第２の入射面２ａにそれぞれ同量の光が入射するように配置されている。
【００４８】
図１１（ａ）および（ｂ）を見ると、＋ｙ側の第１の発光領域５１よりも−ｙ側の第２の発光領域５２の方が、光度が高くなっていることが分かる。
【００４９】
図１２（ａ）および（ｂ）は、照射面Ｓの照度分布のシミュレーション結果の一例を、それぞれグラデーション表示およびコンター表示で示す。図１２（ａ）において、照度の大きさは明暗の階調で表現されており、照度が大きいほど明るく表現されている。これは、後の図１３（ａ）についても同様である。図１２（ｂ）において、各等高線は０よりも高い照度のレベルを示す。複数の等高線のうち、最も内側の等高線ＣＬ１は最も高いレベルを示し、その外側の等高線は外側に離れるほど低いレベルを示し、最も外側の等高線ＣＬ０は最も低いレベルを示す。等高線ＣＬ０の外側の領域の照度は、等高線ＣＬ０のレベル未満であり、略０である。これは、後の図１３（ｂ）についても同様である。図１２（ａ）および（ｂ）は、導光素子２０の出射面２２が図１１（ａ）および（ｂ）に示す光度分布を有する場合における、照射面Ｓでの照度分布を示す。照射光学系３０により出射面２２の倒立像が照射面Ｓに結像されるので、照射面Ｓには、出射面２２の光度分布を反転させた光度分布と同様の照度分布が形成されており、照射領域８１の下側（−ｙ側）の部分よりも上側（＋ｙ側）の部分の方が照度が高くなっている。照射領域８１の上辺には明瞭なカットオフラインが形成されており、カットオフラインの下側近傍で最も照度が高くなっている。このように、小型の導光素子を用いながら、運転者の正面方向を特に明るく照明できるとともに、照射領域８１の上辺に明瞭なカットオフラインを形成することができる。
【００５０】
図１３（ａ）および（ｂ）は、図１２（ａ）および（ｂ）の状態から導光素子２０のみをｚ軸周りに３０°だけ回転させた場合における照射面Ｓでの照度分布を、それぞれグラデーション表示およびコンター表示で示す。照射領域８１は、導光素子２０の回転に伴って回転している。ただし、照射領域８１の形状および照度分布の傾向は図１２（ａ）および（ｂ）と同様である。このことから、自動二輪車の車体が回転した場合でも、導光素子２０のみを回転させることによって、車体の回転による照射領域８１の回転を相殺し、車両の進行方向を適切に照明できることが分かる。
【００５１】
図１４（ａ）および（ｂ）は、導光素子２０の出射面２２の光度分布のシミュレーション結果の他の一例を、それぞれグラデーション表示およびコンター表示で示す。この例では、第２の導光部２の屈折率を１．６０３１１とした。すなわち、第２の導光部２の屈折率を図１１（ａ）および（ｂ）の場合よりも小さくした。これ以外の条件は図１１（ａ）および（ｂ）の場合と同様である。＋ｙ側の第１の発光領域５１よりも−ｙ側の第２の発光領域５２の方が、光度が高くなっていることが分かる。ただし、図１４（ａ）では、第１の発光領域５１と第２の発光領域５２との間の明暗の差が図１１（ａ）の場合よりも小さくなっており、第１の発光領域５１と第２の発光領域５２との間の光度差が図１１（ａ）の場合よりも小さくなっていることが分かる。図１４（ｂ）では、等高線ＣＬ１とその外側の等高線との間のレベル差が図１１（ｂ）の場合よりも小さくなっている。このように、屈折率の高い第２の導光部２に対応する発光領域５２の方が、屈折率の低い第１の導光部１に対応する発光領域５１よりも光度が高く、第１の導光部１と第２の導光部２との屈折率差が大きいほど、より大きな光度差が得られる。このように、第１および第２の導光部１、２の屈折率を適宜設定することにより、出射面２２に所望の光度分布を得ることができる。
【００５２】
変形例．
図１５は、実施の形態１の変形例に係る導光素子１３０の斜視図である。この変形例では、第１の導光部１は、光源１０に面する第１の入射面１ａと、第１の入射面１ａに対向する第１の出射面１ｂとを有する。第２の導光部２は、サブ導光部１３１、１３２、１３３を有する。サブ導光部１３１、１３２、１３３は、それぞれ、光源１０に面する入射面１３１ａ、１３２ａ、１３３ａと、入射面１３１ａ、１３２ａ、１３３ａに対向する出射面１３１ｂ、１３２ｂ、１３３ｂとを有する。入射面１３１ａ、１３２ａ、１３３ａは、第２の入射面２ａを構成し、出射面１３１ｂ、１３２ｂ、１３３ｂは、第２の出射面２ｂを構成する。サブ導光部１３１とサブ導光部１３２とは境界面Ａ１で互いに接し、サブ導光部１３２とサブ導光部１３３とは境界面Ａ２で互いに接している。サブ導光部１３１、１３２、１３３は、いずれも境界面Ａで第１の導光部１と接している。第１の入射面１ａ、第１の出射面１ｂ、および第１の導光部１のｘ−ｙ平面における断面は、台形形状を有する。サブ導光部１３１、１３２、１３３および第１の導光部１の屈折率をそれぞれｎ１３１、ｎ１３２、ｎ１３３、ｎ１とすると、ｎ１３２＞ｎ１３１＝ｎ１３３＞ｎ１である。
【００５３】
図１６（ａ）および（ｂ）は、変形例に係る導光素子１３０の出射面２２の光度分布のシミュレーション結果の一例を、それぞれグラデーション表示およびコンター表示で示す。シミュレーションの条件は次の通りである。第１の導光部１およびサブ導光部１３１、１３２、１３３は、それぞれガラスロッドである。第１の導光部１の屈折率は１．５１６８、サブ導光部１３１および１３３の屈折率は１．８３４００、サブ導光部１３２の屈折率は１．８４６６６である。光源１０の配置は図６（ａ）と同様である。
【００５４】
図１６（ａ）および（ｂ）を見ると、サブ導光部１３２の出射面１３２ｂに対応するサブ発光領域１４２の光度が最も高く、次にサブ導光部１３１、１３３の出射面１３１ｂ、１３３ｂに対応するサブ発光領域１４１、１４３の光度が高く、第１の導光部１の第１の出射面１ｂに対応する第１の発光領域１４４の光度が最も低くなっている。高い屈折率を有する導光部ほど、その出射面の光度も高くなっている。本構成によれば、運転者の正面方向をより明るく照明することができる。また、第１の導光部１の出射面１ｂを台形形状とすることにより、周辺の不要な領域を照明することを防止できる。
【００５５】
以上説明した本実施の形態によれば、下記（１）〜（５）の効果が得られる。
（１）本実施の形態に係る前照灯装置によれば、小型の構成で、所望の配光パターンを得ることができる。具体的には、光源から入射面に入射した光を導光して出射面から出射する導光素子を用いることにより、導光素子の出射面の縁部によって、光の明暗の境界線を配光パターンに形成することができる。また、光源からの光を互いに屈折率の異なる導光部で導光する構成により、導光素子の出射面に互いに明るさの異なる発光領域を形成することができ、他の領域よりも明るい領域を配光パターンに形成することができる。より具体的には、第２の出射面２ｂの直線状の辺Ｂによって、配光パターンの上端に直線状の明瞭なカットオフラインを形成することができる。また、第２の導光部２の屈折率を第１の導光部１の屈折率よりも高くすることにより、第１の出射面１ｂよりも第２の出射面２ｂを明るくすることができ、カットオフラインの下側近傍に最も明るい領域を形成することができる。また、比較的小型の部品である導光素子を用いて配光パターンを形成するので、特許文献１に記載の技術と比較して、前照灯装置を小型にすることができる。このように、本実施の形態によれば、小型の構成で、車両の進行方向を適切に照明する配光パターンを形成することができる。
【００５６】
（２）車両が傾斜または旋回する際、比較的小さな部品である導光素子を回転させることにより、運転者の視線の向く方向を適切に照明することができる。したがって、特許文献１に記載の構成と比較して、光学部品を回転させるための駆動手段を小型化することができ、前照灯装置を小型化することができる。
【００５７】
（３）導光素子を用いてカットオフラインを形成するので、光を遮光する遮光板によりカットオフラインを形成する構成と比較して、光利用効率の高い前照灯装置を提供することができる。「光利用効率」とは、光の利用効率である。つまり、光源が発光した光量に対する実際に照明範囲を照明した光量の比率である。
【００５８】
（４）導光素子に複数の導光部を設けることで高照度領域を形成するので、高照度領域を形成するための複雑な光学系を必要とすることなく、簡易な構成で配光パターンに高照度領域を形成することができる。
【００５９】
（５）第１の導光部（または第２の導光部）は、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する。このため、導光素子を空気中に配置する場合、空気との界面によって反射面を形成することができ、第１の導光部（または第２の導光部）の周囲にミラー面等を形成する必要がない。
【００６０】
実施の形態２．
図１７は、実施の形態２に係る前照灯装置２００の構成を概略的に示す図である。以下、実施の形態２に係る前照灯装置２００について説明する。なお、実施の形態１と同様の部分については説明を省略または簡略化し、実施の形態１と同一または対応する要素については同一の符号を付す。
【００６１】
図１７に示すように、前照灯装置２００は、光源１０、光源１０からの光を導光する導光素子２２０、および導光素子２２０からの光を車両前方の照射面Ｓに照射する照射光学系３０を備える。
【００６２】
図１８は、導光素子２２０の斜視図である。導光素子２２０は、図２の導光素子２０と同様に、第１の導光部１および第２の導光部２を有する。ただし、本実施の形態では、第１の導光部１と第２の導光部２とは反射層Ｒを介して接している。反射層Ｒは、第１の導光部１側および第２の導光部２側の両側に反射面を有する。したがって、反射層Ｒは、第１の導光部１内の光および第２の導光部２内の光をそれぞれ反射させる。ここでは、反射層Ｒは、第１の導光部１側にミラー面Ｒ１が形成され、第２の導光部２側にミラー面Ｒ２が形成されたミラー層である。
【００６３】
また、本実施の形態では、第１の導光部１は、第２の導光部２に反射層Ｒを介して接するとともに反射面で囲まれた空気層１６０である。図１８では、第１の導光部１を構成する空気層１６０の周囲は、第１の入射面１ａと第１の出射面１ｂとの間において、反射層Ｒのミラー面Ｒ１と、第１の側面（すなわち反射面）１ｃとしてのミラー面Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３で囲まれている。具体的には、空気層１６０の＋ｙ側、＋ｘ側、−ｘ側には、それぞれミラー部材１６１、１６２、１６３が配置されている。空気層１６０の周囲は、３つのミラー部材１６１、１６２、１６３をコの字状に組み合わせた構造で囲まれている。ミラー部材１６１、１６２、１６３の空気層１６０側の面（すなわち内面）に、それぞれミラー面Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が設けられている。したがって、空気層１６０は、ミラー面Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｒ１で四方を囲まれている。当該ミラー面で囲まれた空気層１６０の形状および寸法は、実施の形態１の第１の導光部１の光学材料と同様である。
なお、第２の導光部２は、実施の形態１と同様のものであり、ガラスまたはプラスチック等の光学材料で構成されている。
【００６４】
図１９は、導光素子２２０の第１の入射面１ａに入射した光の光路Ｌ１１および第２の入射面２ａに入射した光の光路Ｌ１２を示す。第１の導光部１は空気層１６０で構成されているので、光は第１の入射面１ａおよび第１の出射面１ｂにおいて屈折等の作用を受けない。第１の入射面１ａに入射した光は、ミラー面Ｒ１、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３で反射しながら第１の導光部１の内部を伝播し、第１の出射面１ｂから出射される。第２の入射面２ａに入射した光は、第２の入射面２ａで屈折した後、第２の導光部２と空気との界面である第２の側面２ｃおよびミラー面Ｒ２で反射しながら第２の導光部２の内部を伝播し、第２の出射面２ｂから出射される。本実施の形態では、図４（ｃ）に示すような、入射面１ａから光が出射する光損失はなく、該光損失による照度の低下を避けることができる。
【００６５】
第１の導光部１を光が伝播する際にはミラーでの反射損失による光損失が生じ、第２の導光部２を光が伝播する際には光学材料での内部吸収による光損失が生じる。しかし、第１の導光部１と第２の導光部２とで断面積および入射する光量が同じであれば、第１の出射面１ｂと第２の出射面２ｂとで光度は大きくは変わらず、略同じとなる。この場合、第１の導光部１に入射する光量と第２の導光部２に入射する光量とを異ならせることにより、第１の出射面１ｂの光度と第２の出射面２ｂの光度とを異ならせることができる。各導光部に入射する光量は、光源１０の位置を変更することによって調整することができる。本実施の形態では、図１７に示すように、光源１０は、ｙ軸方向において入射面２１の中心に対して−ｙ方向にずらして配置されている。これにより、第１の導光部１に入射する光よりも第２の導光部２に入射する光が多くなり、第１の出射面１ｂの光度よりも第２の出射面２ｂの光度が高くなる。
【００６６】
図２０（ａ）および（ｂ）は、導光素子２２０の出射面２２の光度分布のシミュレーション結果の一例を、それぞれグラデーション表示およびコンター表示で示す。第１の出射面１ｂに対応する第１の発光領域１８１よりも、第２の出射面２ｂに対応する第２の発光領域１８２の方が、光度が高くなっていることが分かる。図２０（ａ）および（ｂ）の出射面２２の光度分布によれば、運転者の正面方向を特に明るく照明できるとともに、照射領域の上辺には明瞭なカットオフラインを形成することができる。
【００６７】
実施の形態１と同様、照射光学系３０により、出射面２２の倒立像が照射面Ｓに結像され、出射面２２の光度分布を反転させた光度分布と同様の照度分布の照射領域が照射面Ｓに形成される。また、実施の形態１と同様、導光素子２２０のみを回転させることで、照射領域を回転させることができる。
【００６８】
以上説明した本実施の形態によれば、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。また、入射面から光が出射するという光損失をなくすことができ、該光損失による照度または光利用効率の低下を抑えることができる。
【００６９】
なお、上記実施の形態１、２では、第１の入射面１ａ、第２の入射面２ａ、第１の出射面１ｂ、および第２の出射面２ｂの面積が略同一であるが、これに限らず、各面の面積は、必要となる照度分布等に応じて適宜設定されてもよく、それぞれ異なっていてもよい。例えば、図２１に示すように、第２の入射面２ａの面積は、第１の入射面１ａの面積よりも小さくてもよい。図２１では、第１の入射面１ａの面積をＳ１ａ、第１の出射面１ｂの面積をＳ１ｂ、第２の入射面２ａの面積をＳ２ａ、第２の出射面２ｂの面積をＳ２ｂとすると、Ｓ１ａ＝Ｓ１ｂ＞Ｓ２ａ＝Ｓ２ｂである。この構成によれば、Ｓ１ａ＝Ｓ１ｂ＝Ｓ２ａ＝Ｓ２ｂの場合と比較して、第１の出射面１ｂの光度Ｌｕ１に対する第２の出射面２ｂの光度Ｌｕ２の比Ｌｕ２／Ｌｕ１を大きくすることができる。すなわち、第１の出射面１ｂに対して第２の出射面２ｂをより明るくすることができる。図２１では、光源１０および光の入射領域１９１は、第１の入射面１ａに入射する光量と第２の入射面２ａに入射する光量とが同一となるように配置されている。この場合、図６（ａ）の場合と比較して、光度の比Ｌｕ２／Ｌｕ１が大きくなる。なお、光源１０をさらに−ｙ方向にずらして配置することにより、光度の比Ｌｕ２／Ｌｕ１をより一層大きくすることもできる。
【００７０】
また、上記実施の形態１、２では、各導光部は直方体形状を有するが、第１の導光部１および第２の導光部２の形状は、それぞれ適宜変更されてもよい。例えば、図２２に示すように、第１の導光部１および第２の導光部２は、それぞれテーパー状であってもよい。図２２では、各導光部は、入射面の面積よりも出射面の面積の方が大きくなるようなテーパー形状を有する。また、各導光部は、出射面のｙ軸方向の長さが入射面のｙ軸方向の長さより大きいテーパー形状を有する。すなわち、各導光部は、ｙ軸方向にテーパー形状を有する。この場合、各導光部への光の入射角よりも出射角を小さくでき、照射光学系３０の設計が容易になる。なお、各導光部は、ｘ軸方向にテーパー形状を有してもよいし、ｘ軸方向およびｙ軸方向にテーパー形状を有していてもよい。また、第１の導光部１および第２の導光部２のうち一方のみがテーパー形状を有してもよい。なお、図２２には、第１の導光部１と第２の導光部２とが反射層Ｒを介して接している場合における、第１の入射面１ａに入射した光の光路Ｌ２１と、第２の入射面２ａに入射した光の光路Ｌ２２とが示されている。
【００７１】
また、上記実施の形態１、２では、各導光部の出射面１ｂ、２ｂの形状は矩形形状であるが、各導光部の出射面１ｂ、２ｂの形状は、必要となる照射領域の形状または配光パターンに合わせて、それぞれ適宜変更されてもよい。例えば、図２３に示すように、出射面１ｂ、２ｂの形状は、曲線を有する形状であってもよい。また、各導光部の入射面１ａ、２ａの形状も、それぞれ適宜変更されてもよい。また、各導光部について、入射面と出射面とで形状が同じである必要はなく、互いに異なっていてもよい。
【００７２】
また、上記実施の形態１、２では、１つの光源が用いられているが、光源の数は１つに限られず、互いに同一または異なる配光特性を持つ複数の光源が用いられてもよい。例えば、図２４に示すように、第１の入射面１ａに対向して１つの光源２２１が配置され、第２の入射面２ａに対向して１つの光源２２２が配置されてもよい。
【００７３】
また、図２５に示すように、光源１０と導光素子２０または２２０との間に、光源１０からの光を集光して導光素子２０または２２０に入射させる集光光学系４０を配置し、光源１０からの光を所望の発散角または光束径で導光素子２０または２２０に入射させることも可能である。「発散角」とは、光の広がる角度である。「光束径」とは、入射面２１の位置における光束の径であり、詳しくは光の強度がピーク強度の１／ｅ２となる幅である。ｅは自然対数の底である。集光光学系４０は、例えば、光の発散角を小さくするレンズにより構成される。集光光学系４０を配置する構成によれば、光源１０からの光を発散角または光束径を小さくしてから導光素子に入射させることができ、小型の導光素子を用いることができる。また、一般に、ＬＥＤの発散角は大きく、ＬＥＤから出射される光束は、ランバーシアン（ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ）分布で放射される。ここで、「ランバーシアン分布」とは、完全拡散した場合の配光分布のことである。つまり、発光面の輝度が見る方向によらず一定となる分布である。「輝度」とは、単位面積当たりの光度を求めたものである。ＬＥＤのような発散角が大きい光源を用いる場合には、光源１０の光をそのまま導光素子に入射させる構成では、導光素子の入射面２１に入射しない光や、入射しても側面２３で全反射せずに外部に漏れる光が比較的多くなる。そこで、ＬＥＤなどの発散角が大きい光源を用いる場合には、光源１０からの光を集光光学系４０により発散角を小さくしてから導光素子に入射させることが望ましい。これにより、入射面２１に入射しない光および全反射せずに外部に漏れる光の量を無視できる程度にまで抑えることができる。
【００７４】
また、各導光部の屈折率は、上記に限られず、適宜変更することができる。また、実施の形態１において、第１の導光部１を、ミラー面等の反射面で囲まれた空気層に変更してもよい。あるいは、実施の形態２において、反射層Ｒをなくして、第１の導光部１の空気層１６０と第２の導光部２の光学材料とが直接接するようにしてもよい。また、実施の形態２において、第１の導光部１を光学材料に変更してもよい。この場合、第１の導光部１の屈折率は、第２の導光部２の屈折率と同じでもよいし、異なってもよい。また、ミラー面Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３は省略されてもよい。また、実施の形態２において、第２の導光部２を、ミラー面等の反射面で囲まれた空気層に変更してもよい。
【００７５】
実施の形態３．
図２６は、実施の形態３に係る前照灯装置３００の構成を概略的に示す図である。以下、実施の形態３に係る前照灯装置３００について説明する。なお、実施の形態１と同様の部分については説明を省略または簡略化し、実施の形態１と同一または対応する要素については同一の符号を付す。
【００７６】
前照灯装置３００は、実施の形態１と同様に、光源１０、光源１０からの光を導光する導光素子２０、および導光素子２０からの光を車両前方の照射面Ｓに照射する照射光学系３０を備える。
【００７７】
本実施の形態では、前照灯装置３００は、車両の傾斜角に応じて、出射面２２からの光の出射方向に沿う回転軸Ｒｚ周りに導光素子２０を回転させる駆動部３１０をさらに備える。ここでは、回転軸Ｒｚは、出射面２２の法線方向（すなわちｚ軸方向）に平行である。また、回転軸Ｒｚは、出射面２２の中心を通る。ただし、回転軸Ｒｚは、これに限られず、例えば図９（ａ）の原点Ｏ１を通るｚ軸に平行な軸であってもよい。駆動部３１０は、回転機構３２０および制御回路３３０を有する。
【００７８】
回転機構３２０は、前照灯装置３００のうち導光素子２０のみを車体に対して回転軸Ｒｚ周りに回転させる。図２６の例では、回転機構３２０は、モータ３２１、軸３２２、および歯車３２３、３２４を有する。モータ３２１は、例えばステッピングモータであるが、ＤＣモータなどでもよい。軸３２２は、モータ３２１の回転軸と一致させて、モータ３２１の回転軸に取り付けられている。軸３２２は、回転軸Ｒｚと平行に配置されている。歯車３２３は、歯車３２３の回転軸と軸３２２とを一致させて、軸３２２に取り付けられている。歯車３２３は、歯車３２４と噛み合っている。歯車３２４は、歯車３２４の回転軸と回転軸Ｒｚとを一致させて、導光素子２０を取り囲むように導光素子２０に取り付けられている。
【００７９】
上記構成において、モータ３２１が回転すると、軸３２２が回転し、歯車３２３が回転する。この歯車３２３の回転に伴って歯車３２４が回転し、これにより導光素子２０が回転軸Ｒｚ周りに回転する。
【００８０】
制御回路３３０は、車体の傾斜角度δに基づき、回転機構３２０を制御して導光素子２０を回転させる。具体的には、制御回路３３０は、車体の傾斜方向と逆方向に傾斜角度δと同じ角度だけ導光素子２０を回転させる。例えば、制御回路３３０は、車体の傾斜角度δを検出する車体傾斜検出部を有し、検出された傾斜角度δに基づいてモータ３２１の回転角度および回転速度を制御する。車体傾斜検出部は、例えば、ジャイロ等のセンサーなどである。
【００８１】
なお、駆動部３１０の構成は、上記に限定されず、適宜変更されてもよい。また、導光素子２０の回転角度は、傾斜角度δと同じ角度に限られず、例えば傾斜角度δよりも大きい角度であってもよい。また、駆動部３１０は、傾斜角度δに応じてさらに照射光学系３０を回転させてもよく、例えば導光素子２０および照射光学系３０を一体に回転させてもよい。また、駆動部３１０は、実施の形態２の前照灯装置２００に適用されてもよい。
【００８２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の態様で実施することができる。例えば、本発明は、自動二輪車に限られず、自動四輪車などの他の種類の車両に適用されてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１  第１の導光部、  １ａ  第１の入射面、  １ｂ  第１の出射面、  １ｃ  第１の側面、  ２  第２の導光部、  ２ａ  第２の入射面、  ２ｂ  第２の出射面、  ２ｃ  第２の側面、  １０  光源、  ２０，２２０  導光素子、  ２１  入射面、  ２２  出射面、  ２３  側面、  ２４  導光領域、  ３０  照射光学系、  １００，２００，３００  車両用前照灯装置、  Ａ  境界面、  Ｂ  辺、  Ｒ  反射層、  Ｒ１，Ｒ２，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３  ミラー面、  ３１０  駆動部。
【図１】
2015022848.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年9月9日(2015.9.9)
【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】
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光が入射面から入射し、前記入射した光を導光して出射面から出射する導光素子と、
前記出射面から出射された光を車両の前方に照射する照射光学系と
を備え、
前記導光素子は、
前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第１の導光部と、
前記第１の導光部と接して前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第２の導光部と
を有し、
前記第１の導光部と前記第２の導光部とは、互いに異なる屈折率を有し、
前記導光素子は、前記第１の導光部に入射した光の一部が前記第２の導光部に入射できるように構成されていることを特徴とする前照灯装置。
【請求項２】
前記出射面のうち前記第１の導光部に対応する第１の出射面は、第１の発光領域を形成し、前記出射面のうち前記第２の導光部に対応する第２の出射面は、前記第１の発光領域よりも明るい第２の発光領域を形成することを特徴とする請求項１に記載の前照灯装置。
【請求項３】
前記第２の出射面は、前記第１の出射面の反対側に直線状の辺を有することを特徴とする請求項２に記載の前照灯装置。
【請求項４】
前記第１の導光部および前記第２の導光部のうち少なくとも一方は、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の前照灯装置。
【請求項５】
前記第１の導光部および前記第２の導光部は、いずれもガラスまたはプラスチックにより形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の前照灯装置。
【請求項６】
前記第１の導光部および前記第２の導光部のうち一方は、他方の導光部に接するとともに反射面で囲まれた空気層であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の前照灯装置。
【請求項７】
前記車両の傾斜角に応じて、前記出射面からの光の出射方向に沿う回転軸周りに前記導光素子を回転させる駆動部を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の前照灯装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、前照灯装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、所望の配光パターンを得ることができる小型の前照灯装置を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る前照灯装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された光が入射面から入射し、前記入射した光を導光して出射面から出射する導光素子と、前記出射面から出射された光を車両の前方に照射する照射光学系とを備え、前記導光素子は、前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第１の導光部と、前記第１の導光部と接して前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第２の導光部とを有し、前記第１の導光部と前記第２の導光部とは、互いに異なる屈折率を有し、前記導光素子は、前記第１の導光部に入射した光の一部が前記第２の導光部に入射できるように構成されていることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明によれば、所望の配光パターンを得ることができる小型の前照灯装置を提供することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月10日(2016.8.10)
【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】
車両に搭載される前照灯装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光が入射面から入射し、前記入射した光を導光して出射面から出射する導光素子と、
前記出射面上の配光パターンの像を投影する照射光学系と
を備え、
前記導光素子は、
前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第１の導光部と、
前記第１の導光部と接して前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第２の導光部と
を有し、
前記第２の導光部の屈折率は、前記第１の導光部の屈折率より大きく、
前記出射面のうち前記第１の導光部に対応する第１の出射面は、第１の発光領域を形成し、前記出射面のうち前記第２の導光部に対応する第２の出射面は、前記第１の発光領域よりも明るい第２の発光領域を形成し、
前記第２の発光領域は、前記配光パターンの高照度領域に対応することを特徴とする前照灯装置。
【請求項２】
前記第２の導光部に入射した光の一部は、前記第１の導光部と前記第２の導光部との境界面で全反射することを特徴とする請求項１に記載の前照灯装置。
【請求項３】
前記第２の出射面は、前記第１の出射面の反対側に直線状の辺を有することを特徴とする請求項１または２に記載の前照灯装置。
【請求項４】
前記第１の導光部および前記第２の導光部のうち少なくとも一方は、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の前照灯装置。
【請求項５】
前記第１の導光部および前記第２の導光部は、いずれもガラスまたはプラスチックにより形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の前照灯装置。
【請求項６】
前記第１の導光部および前記第２の導光部のうち一方は、他方の導光部に接するとともに反射面で囲まれた空気層であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の前照灯装置。
【請求項７】
前記車両の傾斜角に応じて、前記出射面からの光の出射方向に沿う回転軸周りに前記導光素子を回転させる駆動部を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の前照灯装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る前照灯装置は、車両に搭載される前照灯装置であって、光を出射する光源と、前記光源から出射された光が入射面から入射し、前記入射した光を導光して出射面から出射する導光素子と、前記出射面上の配光パターンの像を投影する照射光学系とを備え、前記導光素子は、前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第１の導光部と、前記第１の導光部と接して前記入射面から前記出射面まで延在し、前記入射した光を導光する第２の導光部とを有し、前記第２の導光部の屈折率は、前記第１の導光部の屈折率より大きく、前記出射面のうち前記第１の導光部に対応する第１の出射面は、第１の発光領域を形成し、前記出射面のうち前記第２の導光部に対応する第２の出射面は、前記第１の発光領域よりも明るい第２の発光領域を形成し、前記第２の発光領域は、前記配光パターンの高照度領域に対応することを特徴とする。
【国際調査報告】
2015022848.tif 000029
2015022848.tif 000030
2015022848.tif 000031
2015022848.tif 000032