JP7134387B1 - 前照灯モジュール及び前照灯装置 - Google Patents

Abstract

前照灯モジュール（１００）は、第１の光を発する光源（１）と、第１の光のうちの一部の光（Ｒ１ａ）を反射させることで、当該一部の光（Ｒ１ａ）以外の光からカットオフラインを有する第１の配光パターンの光（Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃ）を形成する第１の反射面（２１ａ）と、光源（１）の光軸（Ｃ１）に対して、光源（１）から光軸（Ｃ１）に沿って離れるほど光軸（Ｃ１）から遠くなるように、傾く第２の反射面（２２ａ）とを有し、第２の反射面（２２ａ）は、第１の反射面（２１ａ）で反射した一部の光（Ｒ１ａ）からなる第２の光（Ｒ２）を反射させて第２の配光パターンの光（Ｒ３）を形成し、第２の配光パターンの光（Ｒ３）を第１の配光パターンの光（Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃ）に加える。

Description

本開示は、前照灯モジュール及び前照灯モジュールを有する前照灯装置に関する。

車両の前照灯装置は、道路交通規則などによって定められる所定の配光パターンを満たさなければならない。「配光」とは、光源の空間に対する光度分布をいう。つまり、配光は、光源から出射される光の空間的分布である。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。光度は、ある方向の微小な立体角内を通る光束を、その立体角で割ったものである。

道路交通規則において自動車用ロービームに関して規定された配光パターンは、上下方向が狭い横長の形状をしている。そして、対向車の運転者を眩惑させないために、配光パターンの上側の境界線であるカットオフラインは明瞭であることが要求される。つまり、カットオフラインより上側（すなわち、配光パターンの外側）が暗く、カットオフラインより下側（すなわち、配光パターンの内側）が明るいこと、すなわち、カットオフラインが明瞭であることが要求される。

ここで、「カットオフライン」とは、前照灯装置から出射された光を壁又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あり、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」とは、配光パターンの上側の光の明暗の境界線のことである。言い換えれば、カットオフラインは、配光パターン内における上側の光の明るい領域と配光パターン外における光の暗い領域との間の境界線のことである。また、カットオフラインは、車両がすれ違う際に前照灯装置から出射される光の出射方向を調節する機能を説明するために用いられる用語である。「すれ違い用前照灯装置」による光は、上述した「ロービーム」とも呼ばれる。

そして、カットオフラインより下側の領域（すなわち、配光パターンの内側であってカットオフラインより少し下の領域）が最大照度の領域となることが要求される。この最大照度の領域は、「高照度領域」と呼ばれる。ここで、「カットオフラインより下側の領域」とは、配光パターン内における上部の領域を意味し、前照灯装置では遠方を照射する部分に相当する。こ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及びぼやけなど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。

このようなカットオフラインを実現するために、光源をシェード等の遮光部材で覆うことで当該光源から出射された光の一部を遮光する構成が知られている。例えば、特許文献１を参照。

特開２０１５－１３０２９３号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、光の利用効率（以下、「光利用効率」とも呼ぶ。）が低下するという課題がある。つまり、光源から出射された光の一部は、シェードで遮光されて照明光として利用されない。

本開示は、光利用効率の高い前照灯モジュール及び前照灯装置を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る前照灯モジュールは、光を発する光源と、前記光を集光して第１の光を形成する入射面と、前記第１の光のうちの一部の光を反射させることで、前記一部の光以外の光からカットオフラインを有する第１の配光パターンの光を形成する第１の反射面と、前記光源の光軸に対して、前記光源から前記光軸に沿って離れるほど前記光軸から遠くなるように、傾く第２の反射面とを有する導光投射光学素子とを備え、前記第２の反射面は、前記第１の反射面で反射した前記一部の光からなる第２の光を反射させて第２の配光パターンの光を形成し、前記第２の配光パターンの光を前記第１の配光パターンの光に加える。

本開示によれば、光利用効率の高い前照灯モジュール及び前照灯装置を提供することができる。

実施の形態１に係る前照灯モジュールの構成を示す模式図である。 （Ａ）～（Ｃ）は、実施の形態１に係る前照灯モジュールの構成の一部を示す側面図、正面図、及び上面図である。 実施の形態１に係る前照灯モジュールの光源から出射される光の光路を示す図である。 実施の形態１に係る前照灯モジュールの基本配光パターンの照度分布をコンター表示で示す図である。 実施の形態１に係る前照灯モジュールの付加配光パターンの照度分布をコンター表示で示す図である。 実施の形態１に係る前照灯モジュールの基本配光パターンの光と付加配光パターンの光とを重ね合わせることで得られた合成配光パターンの照度分布をコンター表示で示す図である。 実施の形態２に係る前照灯モジュールの構成を示す模式図である。 （Ａ）～（Ｃ）は、実施の形態２に係る前照灯モジュールの導光投射光学素子の構成を示す側面図、正面図、及び上面図である。 実施の形態２に係る前照灯モジュールの光源から出射される光の光路を示す図である。 実施の形態３に係る前照灯装置の構成例を概略的に示す上面図である。

以下に、本開示の実施の形態に係る前照灯モジュール及び前照灯装置を、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、本開示の範囲内で種々の変更が可能である。図面には、必要に応じて説明の理解を容易にするためにＸＹＺ直交座標系の座標軸が示されている。Ｘ軸は、車両の左右方向に平行な座標軸である。車両の前方を向いたときに、右方向が＋Ｘ軸方向、左方向が－Ｘ軸方向である。ここで、「前方」とは、車両の進行方向である。言い換えれば、「前方」とは、前照灯装置が光を照射する方向である。Ｙ軸は、車両の上下方向に平行な座標軸である。車両の上方向が＋Ｙ軸方向であり、車両の下方向が－Ｙ軸方向である。すなわち、車両の＋Ｙ軸側は空側であり、－Ｙ軸側は地面（すなわち、路面）側である。＋Ｚ軸方向は、車両の進行方向であり、－Ｚ軸方向は進行方向と反対の方向である。以下の説明では、「＋Ｚ軸方向」を「前方」と呼び、－Ｚ軸方向を「後方」と呼ぶ。＋Ｚ軸方向は、前照灯モジュールが光を照射する方向である。

以下の説明では、Ｚ－Ｘ平面は、路面に平行な面である。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、重力方向に直交する平面である。しかしながら、路面は、車両の進行方向に対して傾くことがある。すなわち、路面が登り坂又は下り坂などの場合である。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。すなわち、「水平面」は、重力方向に対して垂直な平面ではない。

一方、一般的な路面が車両の進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（すなわち、路面）の幅方向である。これらの場合には、「水平面」は、重力方向に対して垂直な面として考える。例えば、路面が左右方向に傾くことによって、車両が路面の左右方向に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。

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。

本開示の光源として、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が用いられてもよい。また、本開示の光源として、例えば、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とも呼ぶ。）又はレーザーダイオード等の半導体光源が用いられてもよい。つまり、本開示の光源は、特に限定されることなく、いかなる光源を用いてもよい。

ただし、二酸化炭素（ＣＯ_２）の排出と燃料の燃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、従来のハロゲンランプ（ランプ光源）に比べて発光効率が高い。

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。

したがって、本開示の以下の説明では、光源は半導体光源（具体的には、ＬＥＤ）であるとして説明する。

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を示している。また、「配光パターン」は、以下に示す照射面（例えば、図４～６に示される照射面９）上での照度パターンの意味としても使用される。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の分布である。以下では、「配光分布」は、後述する図４～６に示される照射面９上での照度分布の意味としても使用する。

本開示の前照灯モジュールは、車両の前照灯装置のロービーム又はハイビームなどに適用される。また、本開示の前照灯モジュールは、自動二輪車用の前照灯装置のロービーム又はハイビームなどにも適用される。また、本開示の前照灯モジュールは、三輪又は四輪などのその他の車両の前照灯装置のロービーム又はハイビームなどにも適用される。

以下では、自動二輪車用の前照灯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（すなわち、Ｘ軸方向）に伸びる水平な直線である。また、カットオフラインの下側（すなわち、配光パターンの内側）の領域が最も明るい。

三輪の車両としては、例えば、ジャイロと呼ばれる自動三輪車が挙げられる。「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、自動三輪車は原動機付自転車に該当する。自動三輪車は、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、自動三輪車は、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。

《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の構成を示す模式図である。図１は、前照灯モジュール１００を右方向（＋Ｘ軸方向）から見た図である。

図１に示されるように、前照灯モジュール１００は、光源１と、第１のリフレクタ２１と、第２のリフレクタ２２と、第３のリフレクタ２３と、第４のリフレクタ２４とを有する。

光源１は、発光面１１を備える。光源１は、発光面１１から車両の前方を照明するための光を出射する。

図１に示す例では、光源１は、－Ｙ軸方向に光を発する。以下では、光源１は、例えば、発光源としてＬＥＤを用いている。なお、光源１は、ＬＥＤに限らず、他の種類の発光源を用いてもよい。

第１のリフレクタ２１、第２のリフレクタ２２、第３のリフレクタ２３及び第４のリフレクタ２４は、前照灯モジュール１００に備えられた図示しない支持部材によって支持されている。

図２（Ａ）～（Ｃ）は、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の構成の一部を示す側面図、正面図、及び上面図である。図１及び図２（Ａ）～（Ｃ）に示されるように、第１のリフレクタ２１は、光源１より－Ｙ軸側に設けられている。第１の反射面２１ａは、光源１から出射された光のうちの一部の光を反射させて、第２のリフレクタ２２に向ける。第１のリフレクタ２１は、第１の反射面２１ａを有する。第１の反射面２１ａは、例えば、ミラー面である。第１の反射面２１ａは、入射した光を反射する曲面形状である。第１の反射面２１ａは、Ｙ軸方向に対応する面（具体的には、Ｙ－Ｚ平面）が凹面形状である。言い換えれば、第１の反射面２１ａは、光源１に凹面を向ける曲面で形成されている。

第１の反射面２１ａは、カットオフライン形成部２１１を有する。カットオフライン形成部２１１は、光源１から出射された光のうち、一部の光を反射させない。これにより、カットオフライン形成部２１１は、カットオフラインを有する第１の配光パターン（例えば、後述する図４に示される基本配光パターンＰＤ１）の光（例えば、後述する図３に示される光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃ）を形成する。カットオフライン形成部２１１は、第１の反射面２１ａの－Ｙ軸方向の端部に設けられている。基本配光パターンＰＤ１は、カットオフライン形成部２１１の形状に対応するカットオフライン９１（図４参照）を有する。

実施の形態１では、カットオフライン形成部２１１は、段違い形状の稜線を有する。具体的には、図２（Ｂ）に示されるように、カットオフライン形成部２１１は、第１の稜線部２１１ａと、第２の稜線部２１１ｂと、第３の稜線部２１１ｃからなる段違い形状を有する。第２の稜線部２１１ｂは、光軸Ｃ１の方向において位置が異なる。第３の稜線部２１１ｃは、第１の稜線部２１１ａの端部と第２の稜線部２１１ｂの端部とを接続し、第１の稜線部２１１ａ及び第２の稜線部２１１ｂに対して傾斜している。段違い形状を有するカットオフライン形成部２１１によって、段違い形状のカットオフライン９１を有する基本配光パターンＰＤ１の光が形成される。なお、カットオフライン形成部２１１は、段違い形状の稜線を有していなくても実現することができる。具体的には、カットオフライン形成部２１１は、Ｘ軸方向に平行な直線形状の稜線を有していてもよい。

第３のリフレクタ２３は、第３の反射面２３ａを有する。第３の反射面２３ａは、例えば、ミラー面である。第３の反射面２３ａは、入射した光を反射する曲面形状である。第３の反射面２３ａは、Ｙ軸方向に対応する面（具体的には、Ｙ－Ｚ平面）が凹面形状である。言い換えれば、第３の反射面２３ａは、第１の反射面２１ａ及び第２の反射面２２ａに凹面を向ける曲面で形成されている。第３の反射面２３ａは、第１の反射面２１ａの－Ｙ軸方向の端部であるカットオフライン形成部２１１の近傍に焦点位置を有する。第３の反射面２３ａは、第１の反射面２１ａと光源１との間の距離よりも、光源１から離れた位置に配置されている。第３の反射面２３ａは、光源１から出射された光のうち第１の反射面２１ａで反射しなかった光を前方（すなわち、＋Ｚ軸方向）に向ける。なお、前照灯モジュール１００は、第３のリフレクタ２３を有していなくても実現することができる。

第２のリフレクタ２２は、第２の反射面２２ａを有する。第２のリフレクタ２２は、第１のリフレクタ２１とＺ軸方向に対向している。そのため、第２の反射面２２ａは、第１の反射面２１ａに対向して配置されている。第２の反射面２２ａは、例えば、ミラー面である。第２の反射面２２ａは、入射した光を反射する曲面形状である。第２の反射面２２ａは、Ｙ軸方向に対応する面（具体的には、Ｙ－Ｚ平面）が凹面形状である。言い換えれば、第２の反射面２２ａは、第１の反射面２１ａに凹面を向ける曲面で形成されている。

図１に示す例では、第２の反射面２２ａは、Ｘ軸方向から－Ｚ軸方向に角度αだけ傾けて配置されている。言い換えれば、第２の反射面２２ａは、光源１の光軸Ｃ１に対して、光源１から光軸Ｃ１に沿って離れるほど光軸Ｃ１から遠くなるように、傾いている。ここで、光軸Ｃ１は、光源１の発光面１１の中心を通って発光面１１に垂直である。第２の反射面２２ａは、第１の反射面２１ａで反射した光（例えば、後述する図３に示される光Ｒ１ａ）からなる第２の光（例えば、後述する図３に示される第２の光Ｒ２）を反射させる。これにより、第２の反射面２２ａは、第２の配光パターン（例えば、後述する図５に示される付加配光パターンＰＤ２）の光（例えば、後述する図３に示される光Ｒ３）を形成する。

図１及び図２（Ａ）～（Ｃ）に示されるように、第４のリフレクタ２４は、第３のリフレクタ２３とＺ軸方向に隣接して配置されている。第４のリフレクタ２４は、第４の反射面２４ａを有する。第４の反射面２４ａは、例えば、ミラー面である。第４の反射面２４ａは、入射した光を反射する曲面形状である。第４の反射面２４ａは、Ｙ軸方向に対応する面（具体的には、Ｙ－Ｚ平面）が凹面形状である。言い換えれば、第４の反射面２４ａは、第１の反射面２１ａ及び第２の反射面２２ａに凹面を向ける曲面で形成されている。第４の反射面２４ａは、第２の反射面２２ａと光源１との間の距離よりも、光源１から離れた位置に配置されている。第４の反射面２４ａは、第２の反射面２２ａで反射された光を前方（すなわち、＋Ｚ軸方向）に向ける。なお、前照灯モジュール１００は、第４のリフレクタ２４を有していなくても実現することができる。

図３は、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の光源１から出射される光の光路を示す図である。光源１から出射された光のうち、光Ｒ１ａ以外の光は、カットオフライン形成部２１１付近をかすめるように進み、第１の反射面２１ａで反射されない。これにより、基本配光パターンＰＤ１の光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃが形成される。基本配光パターンＰＤ１の光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃは、光源１の発光面１１に平行で（すなわち、光軸Ｃ１に直交し）、カットオフライン形成部２１１を含む平面Ｓ１を透過して、第３の反射面２３ａで反射される。図３に示す例では、基本配光パターンＰＤ１の光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃはそれぞれ、第３の反射面２３ａで反射されて光Ｒ４ａ、Ｒ４ｂとして照射面９に照射される。

ここで、照射面９は、Ｙ軸方向については平面Ｓ１と共役の関係にある。すなわち、カットオフライン形成部２１１の段違い形状が、照射面９上の基本配光パターンＰＤ１のカットオフライン９１の段違い形状に対応する。そのため、カットオフライン形成部２１１をかすめるように平面Ｓ１を透過した光線Ｒ１は、照射面９のカットオフライン９１の位置に照射される。

また、図３に示される光Ｒ１ａは、第１の反射面２１ａで反射されて第２の光Ｒ２として、第２の反射面２２ａに向かって進む。第２の光Ｒ２は、第２の反射面２２ａで反射されて付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３として、第４の反射面２４ａに向かって進む。付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３は、基本配光パターンＰＤ１の光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃと重なっている。このように、第２の反射面２２ａは、付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３を基本配光パターンの光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃに加える。図３に示す例では、付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３は、第４の反射面２４ａで反射されて光Ｒ５として照射面９に照射される。

付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３は、基本配光パターンＰＤ１の光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃに比べて平面Ｓ１上ではカットオフライン形成部２１１から－Ｚ軸方向に離れた方向に集光される。そのため、光Ｒ５は、照射面９上で、光Ｒ４ａ、Ｒ４ｂに比べてカットオフライン９１から－Ｙ軸方向にやや離れた位置９２に照射される。

図３に示す例では、第４の反射面２４ａの曲率は、第３の反射面２３ａの曲率と異なる。具体的には、第４の反射面２４ａの曲率は、第３の反射面２３ａの曲率より小さい。これにより、付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３が第３の反射面２３ａで反射されて前方に照射される構成と比較して、実施の形態１では、付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３が、照射面９上で、カットオフライン９１から－Ｙ軸方向に大きく離れた位置に照射されることを防止できる。

図４は、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の基本配光パターンＰＤ１の照度分布をコンター表示で示す図である。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。「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。図４から分かるように、基本配光パターンＰＤ１の段違い形状のカットオフライン９１は明瞭に投射されている。

図５は、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の付加配光パターンＰＤ２の照度分布をコンター表示で示す図である。図４及び図５より、付加配光パターンＰＤ２は、基本配光パターンＰＤ１に比べて範囲の大きい配光パターンを形成できていることがわかる。これにより、カットオフラインを有する配光パターンの光を形成するためにシェードが用いられる構成と比べて、実施の形態１では、第１の反射面２１ａで反射した光は、損失光とならずに、付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３として利用される。よって、利用できなかった光も有効利用することができ、光利用効率の高い前照灯モジュール１００を提供することができる。なお、図５から分かるように、付加配光パターンＰＤ２は、カットオフラインを有していない。つまり、付加配光パターンＰＤ２の＋Ｙ軸方向の端部の境界線が不鮮明になっている。

図６は、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の基本配光パターンＰＤ１の光と付加配光パターンＰＤ２の光とを重ねることで得られた合成配光パターンの照度分布をコンター表示で示す図である。図６に示される合成配光パターンは、カットオフライン９１が明瞭に投射されている。また、付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３が、基本配光パターンＰＤ１の光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃに加えられることにより（図３参照）、照射範囲の広い合成配光パターンの光が照射される。図６からも分かるように、実施の形態１では、図３に示される第１の反射面２１ａで反射した光Ｒ１ａからなる第２の光Ｒ２が、第２の反射面２２ａで反射することによって、光Ｒ１ａは、付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３として用いられる。つまり、第１の反射面２１ａで反射した光Ｒ１ａを、車両用の前照灯モジュール１００の配光パターンの一部である付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３として有効な範囲に照射することができる。

〈実施の形態１の効果〉
以上に説明した実施の形態１によれば、第２の反射面２２ａは、付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３を形成し、当該付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３を基本配光パターンＰＤ１の光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃに加える。これにより、カットオフラインを有する配光パターンの光を形成するためにシェードが用いられる構成と比べて、第１の反射面２１ａで反射した光の一部は、損失光とならずに、付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３として利用される。よって、光利用効率の高い前照灯モジュール１００を提供することができる。

また、実施の形態１によれば、第１の反射面２１ａは、カットオフライン形成部２１１を有し、当該カットオフライン形成部２１１は段違い形状の稜線を有する。これにより、自動車用のロービームに求められる段違い形状のカットオフライン９１を形成することができる。

また、実施の形態１によれば、第４の反射面２４ａの曲率は、第３の反射面２３ａの曲率と異なる。これにより、付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３が、照射面９上で、カットオフライン９１から－Ｙ軸方向に大きく離れた位置に照射されることを防止できる。

《実施の形態２》 図７は、実施の形態２に係る前照灯モジュール２００の構成を示す模式図である。図７は、前照灯モジュール２００を右方向（＋Ｘ軸方向）から見た図である。

図７に示されるように、前照灯モジュール２００は、光源１と、導光投射光学素子４とを有する。

導光投射光学素子４は、光源１より＋Ｙ軸側に配置されている。また、導光投射光学素子４は、例えば、内部が屈折材で満たされている。

図８（Ａ）～（Ｃ）は、導光投射光学素子４の構成を示す側面図、正面図及び上面図である。図８（Ａ）～（Ｃ）に示されるように、導光投射光学素子４は、入射面４０と、第１の反射面４１と、第２の反射面４２と、第３の反射面４３と、第４の反射面４４と、出射面４５とを有する。

光源１から出射された光は、導光投射光学素子４の入射面４０から入射され、＋Ｙ軸方向の任意の位置に集光される。

第１の反射面４１は、入射面４０を介して導光投射光学素子４に入射した光の一部を反射させる。また、第１の反射面４１は、入射面４０を介して入射した反射した光の一部を反射させないことで、カットオフラインを有する基本配光パターンの光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃ（後述する図９参照）を形成する。

第１の反射面４１は、カットオフライン形成部４１１を有する。カットオフライン形成部４１１は、直線形状の稜線（具体的には、Ｘ軸方向の直線）を有している。これにより、Ｘ軸方向に延在する直線形状のカットオフラインを有する基本配光パターンの光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃが形成される。なお、カットオフライン形成部４１１は、上述した図２（Ｂ）及び（Ｃ）に示されるカットオフライン形成部２１１と同様に、段違い形状の稜線を有していてもよい。つまり、実施の形態２における基本配光パターンは、上述した図４に示される基本配光パターンＰＤ１と同じであってもよい。

第３の反射面４３は、第１の反射面４１及び第２の反射面４２に凹面を向ける曲面で形成されている。第３の反射面４３は、第１の反射面４１と光源１との間の距離よりも、光源１から離れた位置に配置されている。第３の反射面４３は、光源１から出射された光のうち、第１の反射面４１で反射されなかった光を出射面４５に向ける。言い換えれば、第３の反射面４３は、基本配光パターンの光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃを出射面４５に導光する。なお、導光投射光学素子４は、第３の反射面４３を有していなくても実現することができる。

第２の反射面４２は、第１の反射面４１に対向して配置されている。第２の反射面４２は、第１の反射面４１に凹面を向ける曲面で形成されている。図７に示す例では、第２の反射面４２は、光源１の光軸Ｃ１に対して、光源１から光軸Ｃ１に沿って離れるほど光軸Ｃ１から遠くなるように、傾いている。第２の反射面４２は、第１の反射面４１で反射した光Ｒ１ａ（後述する図９参照）からなる第２の光Ｒ２（後述する図９参照）を反射させる。これにより、第２の反射面４２は、付加配光パターンの光Ｒ３（後述する図９参照）を形成する。実施の形態２における付加配光パターンは、例えば、上述した図５に示される付加配光パターンＰＤ２と同じである。

第４の反射面４４は、第３の反射面４３に隣接して配置されている。第４の反射面４４は、第１の反射面４１及び第２の反射面４２に凹面を向ける曲面で形成されている。第４の反射面４４は、第２の反射面４２と光源１との間の距離よりも、光源１から離れた位置に配置されている。第４の反射面４４は、第２の反射面４２で反射された光を出射面４５に向ける。言い換えれば、第４の反射面４４は、付加配光パターンの光Ｒ３を出射面４５に導光する。なお、導光投射光学素子４は、第４の反射面４４を有していなくても実現することができる。

図９は、実施の形態２に係る前照灯モジュール２００の光源１から出射される光の光路を示す図である。光源１から出射された光は、入射面４０によって、カットオフライン形成部４１１の近傍に集光される。また、カットオフライン形成部４１１の近傍に集光される光の一部の光Ｒ１ａは、第１の反射面４１で反射される。

入射面４０によって集光された光のうち、光Ｒ１ａ以外の光は、カットオフライン形成部４１１付近を進み、第１の反射面４１で反射されない。これにより、基本配光パターンの光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃが形成される。基本配光パターンの光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃは、光源１の発光面１１に平行で（すなわち、光軸Ｃ１に直交し）、カットオフライン形成部４１１を含む平面Ｓ２１を透過して、第３の反射面４３で反射される。図９に示す例では、基本配光パターンの光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃはそれぞれ、第３の反射面４３で反射されて光Ｒ４ａ、Ｒ４ｂとして照射面９に照射される。

ここで、照射面９は、Ｙ軸方向については平面Ｓ２１と共役の関係にある。すなわち、カットオフライン形成部４１１の形状が、照射面９上の基本配光パターンＰＤ１のカットオフライン９１の形状に対応する。そのため、カットオフライン形成部４１１をかすめるように平面Ｓ２１を透過した基本配光パターンの光Ｒ１ｂは、照射面９のカットオフライン９１の位置に照射される。

また、図９に示される基本配光パターンの光Ｒ１ｃは、基本配光パターンの光Ｒ１ｂに比べて平面Ｓ２１上ではカットオフライン形成部４１１から＋Ｚ軸方向に離れた方向に集光される。そのため、基本配光パターンの光Ｒ１ｃは、照射面９上でも基本配光パターンの光Ｒ１ｂに比べてカットオフライン９１から－Ｙ軸方向に離れた位置に照射される。そのため、光Ｒ４ｂは、照射面９上で、光Ｒ４ａに比べてカットオフライン９１から－Ｙ軸方向にやや離れた位置に照射される。

また、図９に示される光Ｒ１ａは、第１の反射面２１ａで反射されて第２の光Ｒ２として、第２の反射面４２に向かって進む。第２の光Ｒ２は、第２の反射面４２で反射されて付加配光パターンの光Ｒ３として、第４の反射面４４に向かって進む。付加配光パターンの光Ｒ３は、基本配光パターンの光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃと重なっている。このように、第２の反射面４２は、付加配光パターンの光Ｒ３を基本配光パターンの光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃに加える。これにより、カットオフラインを有する配光パターンの光を形成するためにシェードが用いられる構成と比べて、実施の形態２では、第１の反射面４１で反射した光の一部は、損失光とならずに、付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３として利用される。よって、利用できなかった光も有効利用することができ、光利用効率の高い前照灯モジュール２００を提供することができる。

図９に示す例では、付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３は、第４の反射面４４で反射されて光Ｒ５として照射面９に照射される。付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３は、基本配光パターンの光Ｒ１ｂに比べて平面Ｓ２１上ではカットオフライン形成部４１１から＋Ｚ軸方向に離れた方向に集光される。そのため、光Ｒ５は、照射面９上で、光Ｒ４ａに比べてカットオフライン９１から－Ｙ軸方向にやや離れた位置９２に照射される。

図９に示す例では、第４の反射面４４の曲率は、第３の反射面４３の曲率と異なる。具体的には、第４の反射面４４の曲率は、第３の反射面４３の曲率より小さい。これにより、付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３が第３の反射面４３で反射されて前方に照射される構成と比較して、実施の形態２では、付加配光パターンＰＤ２の光Ｒ３が、照射面９上で、カットオフライン９１から＋Ｙ軸方向に大きく離れた位置に照射されることを防止できる。

〈実施の形態２の効果〉
以上に説明した実施の形態２によれば、第２の反射面４２は、付加配光パターンの光Ｒ３を形成し、当該付加配光パターンの光Ｒ３を基本配光パターンの光Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃに加える。これにより、カットオフラインを有する配光パターンの光を形成するためにシェードが用いられる構成と比べて、第１の反射面４１で反射した光は、損失光とならずに、付加配光パターンの光Ｒ３として利用される。よって、光利用効率の高い前照灯モジュール２００を提供することができる。

また、実施の形態２によれば、第４の反射面４４の曲率は、第３の反射面４３の曲率と異なる。これにより、付加配光パターンの光Ｒ３が、照射面９上で、カットオフライン９１から－Ｙ軸方向に大きく離れた位置に照射されることを防止できる。

上述した実施の形態１に係る前照灯モジュール１００及び実施の形態２に係る前照灯モジュール２００は、自動車用の前照灯装置のロービームに適用される例を説明した。しかし、本開示の前照灯モジュールは、自動車用の前照灯装置のロービーム以外の用途に適用されてもよい。例えば、前照灯モジュール１００、２００は、自動二輪車用又は自動三輪車用の前照灯装置のロービーム用及びハイビームなどの他の用途にも適用が可能である。

また、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。このような形態の具体例を、以下の実施の形態３において説明する。

《実施の形態３》
実施の形態３では、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００を用いた前照灯装置３００について説明する。図１０は、実施の形態３に係る前照灯装置３００の構成例を概略的に示す上面図である。

前照灯装置３００は、筐体３０１とカバー３０２とを有している。カバー３０２は、透明な材料で作製されている。筐体３０１は、車両の車体の内部に取り付けられている。カバー３０２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３０２は、筐体３０１の＋Ｚ軸方向（すなわち、前方）に配置されている。カバー３０２は、例えば、アウターレンズである。

筐体３０１の内部には、１つ以上の前照灯モジュール１００が収められている。図１０では、筐体３０１の内部に３個の前照灯モジュール１００が収められている。上述した通り、前照灯モジュール１００では、光利用効率が高い。そのため、筐体３０１の内部に１つ以上の前照灯モジュール１００が収められていることにより、光利用効率の高い前照灯装置３００を提供することができる。ただし、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、２個、４個以上のいずれであってもよい。複数の前照灯モジュール１００は、筐体３０１の内部に、Ｘ軸方向に並べて配置されている。なお、複数の前照灯モジュール１００の並べ方は、Ｘ軸方向に並べる方法に限らない。デザイン又は機能などを考慮して、複数の前照灯モジュール１００がＹ軸方向又はＺ軸方向などの他の方向に配列されてもよい。

複数の前照灯モジュール１００から出射された光は、カバー３０２を透過して、車両の前方に出射される。図１０に示す例では、カバー３０２から出射された照明光は、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。

カバー３０２は、前照灯モジュール１００を風雨又は塵埃など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４が前照灯モジュール１００の内部の部品を風雨又は塵埃などから守る構造である場合には、カバー３０２を設けなくてもよい。また、図１０では、筐体３０１の内部に前照灯モジュール１００が収められている。しかし、筐体３０１は、箱形状である必要はない。筐体３０１は、フレームなどで構成されており、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よい。

以上に説明したように、複数の前照灯モジュール１００を備えた前照灯装置３００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３００は、前照灯モジュール１００と同じである。また、実施の形態３に係る前照灯装置３００は、実施の形態２の前照灯モジュール２００を備えてもよい。

なお、上述の各実施の形態においては、「平行」及び「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又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。

また、上述した実施の形態は、例にすぎず、本開示の範囲内で種々の変更が可能である。

１ 光源、 ４ 導光投射光学素子、 ２１ａ、４１ 第１の反射面、 ２２ａ、４２ 第２の反射面、 ２３ａ、４３ 第３の反射面、 ２４ａ、４４ 第４の反射面、 ９１ カットオフライン、 １００、２００ 前照灯モジュール、 ２１１、４１１ カットオフライン形成部、 ３００ 前照灯装置、 Ｃ１ 光軸、 ＰＤ１ 基本配光パターン、 ＰＤ２ 付加配光パターン、 Ｒ１ａ 光、 Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃ 基本配光パターンの光、 Ｒ２ 第２の光、 Ｒ３ 付加配光パターンの光。

Claims (10)

1. 光を発する光源と、
   前記光を集光して第１の光を形成する入射面と、 前記第１の光のうちの一部の光を反射させることで、前記一部の光以外の光からカットオフラインを有する第１の配光パターンの光を形成する第１の反射面と、前記光源の光軸に対して、前記光源から前記光軸に沿って離れるほど前記光軸から遠くなるように、傾く第２の反射面とを有する導光投射光学素子と
   を備え、
   前記第２の反射面は、前記第１の反射面で反射した前記一部の光からなる第２の光を反射させて第２の配光パターンの光を形成し、前記第２の配光パターンの光を前記第１の配光パターンの光に加える
   前照灯モジュール。
2. 前記第２の反射面は、前記第１の反射面に対向して配置されている
   請求項１に記載の前照灯モジュール。
3. 前記第１の反射面は、前記一部の光以外の光を反射させないことで前記カットオフラインを形成するカットオフライン形成部を有する
   請求項１又は２に記載の前照灯モジュール。
4. 前記一部の光は、前記第１の反射面上の前記カットオフライン形成部とは異なる位置で反射し、
   前記第２の配光パターンは、前記カットオフラインを有しない
   請求項３に記載の前照灯モジュール。
5. 前記導光投射光学素子は、 前記カットオフライン形成部の近傍に焦点位置を有し、前記第１の配光パターンの光を反射させる第３の反射面を更に有する
   請求項３又は４に記載の前照灯モジュール。
6. 前記導光投射光学素子は、 前記第２の配光パターンの光を反射させる第４の反射面を更に有する
   請求項５に記載の前照灯モジュール。
7. 前記第３の反射面及び前記第４の反射面は、前記第１の反射面及び前記第２の反射面に凹面を向ける曲面で形成されている
   請求項６に記載の前照灯モジュール。
8. 前記第４の反射面の曲率は、前記第３の反射面の曲率と異なる
   請求項７に記載の前照灯モジュール。
9. 前記第４の反射面の曲率は、前記第３の反射面の曲率より小さい
   請求項８に記載の前照灯モジュール。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の前照灯モジュールを１つ以上有する前照灯装置。

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