WO2022044444A1 - 前照灯モジュール及び前照灯装置 - Google Patents
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- F21W2102/13—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region
Definitions
- the present disclosure relates to a headlight module and a headlight device having a headlight module.
- Light distribution refers to the luminous intensity distribution with respect to the space of the light source. That is, the light distribution is the spatial distribution of the light emitted from the light source. Further, the "luminous intensity” indicates the degree of the intensity of the light emitted by the light emitter. Luminous intensity is the luminous flux passing through a minute solid angle in a certain direction divided by the solid angle.
- the light distribution pattern specified for the low beam for automobiles in the road traffic regulations has a horizontally long shape with a narrow vertical direction. Then, in order not to dazzle the oncoming vehicle, the cut-off line, which is the upper boundary line of the light distribution pattern, is required to be clear. That is, it is required that the upper side of the cut-off line (that is, the outside of the light distribution pattern) is dark and the lower side of the cut-off line (that is, the inside of the light distribution pattern) is bright, that is, the cut-off line is clear.
- the "cut-off line” is a dividing line between light and dark that is created when the light emitted from the headlight device is applied to the wall or screen, and is the dividing line on the upper side of the light distribution pattern. be. That is, the "cut-off line” is the terminator of the light above the light distribution pattern. That is, the cutoff line is the boundary line between the bright region of the upper light in the light distribution pattern and the dark region of the light outside the light distribution pattern. Cut-off line is a term used to describe the function of adjusting the irradiation direction of the light emitted from the headlight device when vehicles pass each other.
- the light from the "passing headlight device” is also called “low beam”.
- the region below the cut-off line (that is, the region inside the light distribution pattern and slightly below the cut-off line) is required to be the region of maximum illuminance.
- This region of maximum illuminance is called the "high illuminance region”.
- the "region below the cut-off line” means an upper region in the light distribution pattern, and corresponds to a portion that illuminates a distant place in the headlight device. In order to realize such a clear cut-off line, it is desirable that large chromatic aberration and blurring do not occur in the cut-off line. "Blur in the cut-off line” means that the cut-off line becomes unclear.
- the shape of the cut-off line is stipulated by the regulations of each country.
- the cut-off line has a stepped shape having a rising line.
- the headlight device is located on the front of the car, so design is important.
- many conventional headlight devices have a circular opening, but there is a demand for a headlight device with a higher degree of freedom in design.
- a headlight device having a vertically long opening (that is, an exit surface that emits light) of a vehicle has hardly been seen so far, and it is considered that the design can be enhanced.
- the headlight device as described above has a vertically long opening in the vertical direction of the vehicle, and in order to realize a complicated light distribution pattern, it is common to use a light-shielding plate or the like. Further, for example, Patent Document 1 discloses a structure for forming a horizontal cut-off line by using a light guide member having transparency.
- the device of Patent Document 1 forms a horizontal straight cut-off line, but cannot form a cut-off line having a complicated shape (for example, a stepped shape having a rising line) required for a headlight device for an automobile. ..
- the headlight module of the present disclosure includes a light source, a condensing optical unit that incidents light generated by the light source and turns the light into condensing light, and light having a first light distribution pattern from the condensing light.
- a light guide member having a first emission surface for emitting the light of the above and a light guide member having a second emission surface for emitting the light of the second illuminance distribution pattern corresponding to the second light distribution pattern.
- the light of the combined illuminance distribution pattern obtained by adding the light of the first illuminance distribution pattern emitted from the emission surface of the above and the light of the second illuminance distribution pattern emitted from the second emission surface of the above. Is characterized by being irradiated.
- the headlight device of the present disclosure is characterized by having one or more of the above headlight modules.
- FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams showing the configuration of the headlight module according to the first embodiment.
- (A) to (C) are a side view, a front view, and a top view which show the structure of the light guide member of the headlight module which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is a schematic perspective view which shows the structure of the light guide projection optical element of the headlight module which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is a figure which shows the optical path of the light emitted from the 1st emission surface of the light guide member of the headlight module which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is a figure which shows the 1st light distribution pattern formed on the 1st plane of the light guide member of the headlight module which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is a figure which shows the optical path of the light emitted from the 2nd emission surface of the light guide member of the headlight module which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is a figure which shows the 2nd light distribution pattern formed on the 2nd plane of the light guide member of the headlight module which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is a figure which shows the synthetic illuminance distribution pattern of the light emitted from the headlight module which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is a figure which shows the illuminance distribution pattern of the light emitted from the 1st emission surface of the light guide member of the headlight module which concerns on Embodiment 1 by contour display.
- FIG. It is a figure which shows the optical path of the light emitted from the 2nd emission surface of the light guide member of the headlight module which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is a schematic plan view which shows the structure of the headlight device which concerns on Embodiment 3.
- FIG. (A) and (B) are diagrams showing the configuration of the headlight module according to the fourth embodiment.
- (A) to (C) are a side view, a front view, and a top view which show the structure of the light guide member of the headlight module which concerns on Embodiment 4.
- FIG. It is a figure which shows the optical path of the light which is emitted from the 1st emission surface of the light guide member among the light which was condensed by the condensing optical part.
- FIG. It is a figure which shows the optical path of the light emitted from the 2nd emission surface of the light guide member of the headlight module which concerns on Embodiment 4.
- FIG. It is a figure which shows the structure of the headlight module which concerns on Embodiment 5.
- the headlight module and the headlight device having the headlight module according to the embodiment will be described with reference to the drawings.
- the following embodiments are merely examples, and it is possible to appropriately combine the embodiments and change the embodiments as appropriate.
- the left-right direction of the vehicle is the X-axis direction.
- the right side when facing the front of the vehicle is the + X-axis direction, and the left side when facing the front of the vehicle is the -X-axis direction.
- "forward” means the traveling direction of the vehicle when moving forward. That is, “forward” is the direction in which the headlights illuminate the light.
- the vertical direction of the vehicle is the Y-axis direction.
- the upper side is in the + Y-axis direction
- the lower side is in the -Y-axis direction.
- the “upper side” is the direction of the sky and the “lower side” is the direction of the ground (ie, the road surface).
- the traveling direction of the vehicle is the Z-axis direction.
- the traveling direction of the vehicle when moving forward is the + Z-axis direction, and the opposite direction is the -Z-axis direction.
- the + Z-axis direction is called “forward”
- the -Z-axis direction is called “rear”.
- the + Z-axis direction is the direction in which the headlight module mounted on the vehicle irradiates light.
- the ZX plane is a plane parallel to the road surface.
- the road surface can be regarded as a "horizontal plane”. Therefore, the ZX plane is also referred to as a "horizontal plane”.
- a “horizontal plane” is a plane orthogonal to the direction of gravity.
- the road surface may incline with respect to the traveling direction of the vehicle. That is, on an uphill or downhill, the road surface is inclined with respect to the horizontal plane.
- the "horizontal plane” is considered to be a plane parallel to the road surface. That is, in this case, the "horizontal plane” is regarded as not a plane perpendicular to the direction of gravity.
- the "left-right direction” is the width direction of the track.
- the "horizontal plane” is considered as a plane orthogonal to the direction of gravity. For example, even if the road surface is tilted in the left-right direction and the vehicle is perpendicular to the left-right direction of the road surface, it is considered to be equivalent to a state in which the vehicle is tilted in the left-right direction with respect to the "horizontal plane".
- the "horizontal plane” will be explained by regarding the plane perpendicular to the direction of gravity as a plane. That is, the ZX plane is described by regarding the plane perpendicular to the direction of gravity as a plane.
- the light source of the headlight module for example, a tube light source such as an incandescent lamp, a halogen lamp, or a fluorescent lamp may be used.
- a semiconductor light source such as a light emitting diode (Light Emitting Diode (LED)) or a laser diode (Laser Diode (LD)) may be used. That is, the light source is not particularly limited, and any light source may be used. However, from the viewpoint of reducing the burden on the environment such as suppressing carbon dioxide (CO 2 ) emissions and fuel consumption, it is desirable to use a semiconductor light source as the light source.
- CO 2 carbon dioxide
- the semiconductor light source it is desirable to use a semiconductor light source from the viewpoint that the luminous efficiency is higher than that of a lamp light source typified by a conventional halogen bulb, and it is easy to reduce the size and weight.
- the semiconductor light source has higher directivity than the conventional lamp light source, and the optical system can be made smaller and lighter.
- the "light distribution pattern” indicates the shape of the luminous flux and the intensity distribution of the light due to the direction of the light emitted from the light source.
- the “light distribution pattern” is also used as the meaning of the illuminance distribution pattern on the irradiation surface (for example, the irradiation surface 9 shown in FIGS. 4 and 6 described later). Further, the “light distribution” is the intensity distribution of light with respect to the direction of the light emitted from the light source.
- Light distribution is also used to mean the illuminance distribution on the irradiated surface.
- the headlight module of the present disclosure is applied to a low beam or a high beam of a vehicle headlight device.
- the headlight module of the present disclosure is also applied to a low beam or a high beam of a headlight device for a motorcycle.
- the headlight module of the present disclosure is also applied to a low beam or a high beam of a headlight device of another vehicle such as a three-wheeled vehicle or a four-wheeled vehicle.
- the cut-off line extends in the left-right direction (X-axis direction) of the vehicle, and the area inside the light distribution pattern and slightly below the cut-off line is the most. bright.
- Examples of the tricycle include a tricycle called a gyro.
- a "motorcycle called a gyro" is a scooter made up of three wheels, one for the front wheels and one for the rear wheels.
- a tricycle is a motorized bicycle.
- the tricycle has a rotation axis near the center of the vehicle body, and most of the vehicle body including the front wheels and the driver's seat can be tilted to the left and right. This mechanism allows a motorcycle to move its center of gravity inward when turning, similar to a motorcycle.
- FIGS. 1A and 1B are views showing the configuration of the headlight module 100 according to the first embodiment.
- the headlight module 100 is a device for vehicles.
- FIG. 1A is a view of the headlight module 100 viewed from the right side when facing the front of the vehicle.
- FIG. 1B is a view of the headlight module 100 viewed from above.
- the headlight module 100 according to the first embodiment includes a light source 1 and a light guide projection optical element 2.
- the light guide projection optical element 2 includes a condensing optical unit 3 and a light guide member 4.
- the condensing optical unit 3 and the light guide member 4 may be an integral member, or may be a combination of separate members.
- the condensing optical unit 3 is an optical member that incidents the light generated by the light source 1 and turns this light into condensing light.
- the focused light is incident on the light guide member 4.
- the light guide member 4 is an optical member made of a light-transmitting material.
- the light guide member 4 includes a first reflecting surface 41, a second reflecting surface 42, a third reflecting surface 43, a fourth reflecting surface 44, a first cut-off line forming portion 411, and a second cut-off line forming portion. It has 421, a first exit surface 45, and a second exit surface 46.
- the first to fourth reflecting surfaces 41 to 44 are preferably total internal reflection surfaces, but may be mirror surfaces formed by metal vapor deposition or the like.
- the fourth reflecting surface 44 has a mirror surface, but the first to fourth reflecting surfaces 41 to 44 are not limited to such a configuration. However, it is desirable that the first to fourth reflecting surfaces 41 to 44 of the light guide member 4 function as total reflecting surfaces. This is because the total reflection surface has a higher reflectance than the mirror surface, which contributes to the improvement of light utilization efficiency. Further, by eliminating the mirror vapor deposition process, the manufacturing process of the light guide member 4 can be simplified, which contributes to the reduction of the manufacturing cost of the light guide member 4.
- the first cut-off line forming portion 411 is formed adjacent to the first reflecting surface 41
- the second cut-off line forming portion 421 is formed adjacent to the second reflecting surface 42.
- the third reflecting surface 43 is a surface corresponding to the first cut-off line forming portion 411
- the fourth reflecting surface 44 is a surface corresponding to the second cut-off line forming portion 421.
- the third reflecting surface 43 has a focal position in the vicinity of the first cut-off line forming portion 411, and is a part of the incident condensed light and has passed in the vicinity of the first cut-off line forming portion 411. Part of the light is directed in the direction in which the first emission surface 45 is located.
- the fourth reflecting surface 44 is arranged at a position closer to the light source 1 than the third reflecting surface 43, and a part of the incident light is collected from the second reflecting surface 42 and the second cut-off line forming portion. 421 and the second exit surface 46 are oriented in the direction in which they are located.
- the first cut-off line forming unit 411 forms the light of the first light distribution pattern LD1 (an example is shown in FIG. 5 described later) from the condensed light.
- the first light distribution pattern LD1 has a first cut-off line corresponding to the shape of the first cut-off line forming portion 411.
- the second cut-off line forming unit 421 forms the light of the second light distribution pattern LD2 (an example is shown in FIG. 7 described later) from the condensed light.
- the second light distribution pattern LD2 has a second cut-off line 4210 corresponding to the shape of the second cut-off line forming portion 421.
- the second cut-off line 4210 corresponding to the shape of the second cut-off line forming portion 421 is a stepped line having a rising line.
- the first emission surface 45 emits the light of the first illuminance distribution pattern PD1 (an example is shown in FIG. 8 described later) corresponding to the first light distribution pattern LD1.
- the first illuminance distribution pattern PD1 has a third cut-off line 91 corresponding to the shape of the first cut-off line forming portion 411.
- the second emission surface 46 emits the light of the second illuminance distribution pattern PD2 (an example is shown in FIG. 8 described later) corresponding to the second light distribution pattern LD2.
- the second illuminance distribution pattern PD2 has a fourth cut-off line 92 corresponding to the shape of the second cut-off line forming portion 421.
- the light of the pattern (an example is shown in FIG. 8 described later) is applied to the irradiation surface 9.
- the optical axis of the light source 1 and the optical axis C1 of the condensing optical unit 3 are arranged at an angle ⁇ from the Y - axis direction to the + Z-axis direction.
- the angle ⁇ may be 0 degrees, but tilting (that is, the angle ⁇ is larger than 0 degrees) improves the light utilization efficiency.
- “Inclining the optical axis in the + Z-axis direction” means rotating the optical axis C1 parallel to the Y - axis clockwise with the X-axis as the rotation axis when viewed from the position in the + X-axis direction.
- X 1 Y 1 Z 1 coordinates are also used as a new coordinate system.
- the X 1 Y 1 Z 1 coordinates are coordinates obtained by rotating the XYZ coordinates clockwise by an angle ⁇ with the X axis as the rotation axis when viewed from the position in the + X axis direction.
- the optical axis C 1 of the condensing optical unit 3 is parallel to the Y 1 axis. Further, the optical axis C 1 of the condensing optical unit 3 coincides with the optical axis C 2 of the light source 1.
- the light source 1 includes a light emitting surface 11.
- the light source 1 emits light for illuminating the front of the vehicle from the light emitting surface 11.
- the light source 1 is located in the ⁇ Y uniaxial direction of the light guide projection optical element 2.
- the light source 1 is, for example, a light source using an LED.
- the LED emits the light of the Lambert light distribution.
- the "Lambert light distribution" is a light distribution in which the brightness of the light emitting surface is constant regardless of the viewing direction. That is, the directivity of the light distribution of the LED is wide. Therefore, by shortening the distance between the light source 1 and the condensing optical unit 3, more light can be incident on the light guide member 4.
- the light source 1 is not limited to the light source using the LED.
- FIG. 3 is a schematic perspective view showing the configuration of the light guide projection optical element 2 of the headlight module 100 according to the first embodiment.
- the light guide projection optical element 2 is arranged in the + Y uniaxial direction of the light source 1 . Further, for example, the inside of the light guide projection optical element 2 is filled with a refracting material.
- the light guide projection optical element 2 is made of, for example, a transparent resin, glass, or a silicone material.
- the material of the light guide projection optical element 2 may be a transparent resin or the like, regardless of the material as long as it has light transmittance. From the viewpoint of light utilization efficiency, it is desirable that the material of the light guide projection optical element 2 is a material having high light transmission. Further, since the light guide projection optical element 2 is arranged close to the light source 1, it is desirable that the material of the light guide projection optical element 2 is a material having excellent heat resistance.
- the condensing optical unit 3 incidents the light emitted from the light source 1 and condenses the light at a position in front (+ Y 1 -axis direction).
- the condensing optical unit 3 is, for example, an optical element having the following functions.
- the condensing optical unit 3 condenses light rays emitted from the light source 1 with a small emission angle into the light guide member 4 by refraction. Further, the condensing optical unit 3 condenses, for example, light rays emitted from the light source 1 having a large emission angle into the light guide member 4 by reflection.
- the condensing optical unit 3 has a positive power as a whole.
- the condensing optical unit 3 is a condensing optical element having a condensing function. A specific example of the condensing optical unit 3 will be described in the second embodiment.
- the light collected by the condensing optical unit 3 travels in the light guide member 4 and is emitted forward (in the + Z axis direction) from the first emission surface 45 or the second emission surface 46 of the light guide member 4. ..
- Each of the optical path of the light emitted from the first emission surface 45 and the optical path of the light emitted from the second emission surface 46 will be described below.
- FIG. 4 is a diagram showing an optical path of light emitted from the first exit surface 45 of the light guide member 4 among the light focused by the condensing optical unit 3.
- the light collected by the condensing optical unit 3 is condensed in the vicinity of the first cut-off line forming unit 411 in the + Y uniaxial direction, for example. Further, a part of the light collected in the vicinity of the first cut-off line forming portion 411 is reflected by the first reflecting surface 41.
- the first reflecting surface 41 is formed, for example, on a plane connecting the end portion of the light guide member 4 on the condensing optical portion 3 side and the first cut-off line forming portion 411. Further, the first reflecting surface 41 is not limited to a flat surface, and may be a curved surface having a light collecting function.
- the third reflecting surface 43 has a concave surface corresponding to the vertical direction (Y-axis direction). That is, the third reflecting surface 43 has a positive power with the curvature of the surface corresponding to the vertical direction (Y-axis direction). Further, the third reflecting surface 43 has a shape in which the curvature of the surface corresponding to the vertical direction (Y-axis direction) has a focal position in the vicinity of the first cut-off line forming portion 411.
- the light reflected by the third reflecting surface 43 is irradiated forward (in the + Z axis direction) by the first emitting surface 45.
- the first exit surface 45 constitutes, for example, a cylindrical lens having a curvature only in the horizontal direction (X-axis direction).
- the first emission surface 45 may be configured as a lens having curvatures in both the X-axis direction and the Y-axis direction.
- the light beam R1 shown in FIG. 4 is focused by the focusing optical unit 3 so as to grab the vicinity of the first cut-off line forming unit 411.
- the light ray R1 parallel to the light emitting surface 11 of the light source 1 (that is, orthogonal to the optical axis C1) and transmitted through the first plane PS1 including the first cut-off line forming portion 411 is reflected by the third reflecting surface 43. It is emitted by the first exit surface 45.
- the light ray R1 emitted from the first emission surface 45 irradiates the irradiation surface 9.
- the irradiation surface 9 has a conjugate relationship with the first plane PS1 in the vertical direction. That is, the horizontal linear shape of the first cut-off line forming portion 411 (that is, the shape of the first cut-off line 4110 of the first light distribution pattern LD1) is the first illuminance distribution pattern PD1 on the irradiation surface 9. Corresponds to the horizontal linear shape of the third cut-off line 91 of. That is, the light ray R1 that has passed through the first cut-off line forming portion 411 so as to graze and is reflected by the third reflecting surface 43 and emitted from the first emitting surface 45 is the third light ray R1 on the irradiation surface 9. The position of the cut-off line 91 is irradiated.
- the light ray R2 shown in FIG. 4 is a light ray that the light collected by the condensing optical unit 3 is reflected by the first reflecting surface 41 and is condensed in the vicinity of the first cut-off line forming unit 411. ..
- the light ray R2 focused in the vicinity of the first cut-off line forming portion 411 is reflected by the third reflection surface 43 like the light ray R1, is emitted from the first emission surface 45, and is the second on the irradiation surface 9. It is irradiated in the vicinity of the cut-off line 91 of 3.
- the light ray R3 shown in FIG. 4 is focused by the condensing optical unit 3 like the light ray R1, reflected by the third reflecting surface 43, and irradiated forward by the first emitting surface 45. Since the light ray R3 is focused in the direction away from the first cut-off line forming portion 411 in the + Z uniaxial direction on the first plane PS1 as compared with the light ray R1, the light ray R3 is also focused on the irradiation surface 9 as compared with the light ray R1.
- the third cut-off line 91 is irradiated at a position distant from the ⁇ Y axis direction.
- the light emitted from the first emission surface 45 has a conjugate relationship between the irradiation surface 9 and the first plane PS1 in the Y-axis direction.
- the linear first cut-off line 4110 formed by the first cut-off line forming unit 411 is projected onto the irradiation surface 9 as the third cut-off line 91.
- FIG. 5 is a diagram showing a first light distribution pattern LD1 which is a light distribution pattern of light emitted from the first light emitting surface 45 of the light guide member 4 of the headlight module 100.
- FIG. 5 shows a first light distribution pattern LD1 formed on the first plane PS1.
- a first light distribution pattern LD1 having a linear first cut-off line 4110 extending in the X - axis direction by a linear ridge (eg, a straight line in the X-axis direction) of the first cut-off line forming portion 411. Is formed.
- the light emitted from the first emission surface 45 has a linear first cut-off line 4110. It can have a shape corresponding to the first light distribution pattern LD1.
- the ridgeline of the first cut-off line forming portion 411 does not necessarily have to have a linear shape.
- the ridgeline of the first cut-off line forming portion 411 may have a shape other than a linear shape, such as a curved shape, in consideration of the influence of aberrations and the like caused by the third reflecting surface 43.
- the light of the first light distribution pattern LD1 on the first plane PS1 formed by the first cut-off line forming portion 411 is inverted on the irradiation surface 9 by the first emission surface 45 in the vertical direction. Instead, it is irradiated as the light of the first illuminance distribution pattern PD1.
- the irradiation surface 9 is a virtual surface set at a predetermined position in front of the vehicle.
- the irradiation surface 9 is a surface parallel to the XY plane.
- a predetermined position in front of the vehicle is a position for measuring the luminosity or illuminance of the headlight module, and is defined by road traffic regulations and the like.
- the measurement position of the luminous intensity of the headlight device for automobiles defined by UNECE (United Nations Economic Commission for Europe) is 25 m from the light source.
- the measurement position of luminous intensity defined by the Japanese Industrial Standards Committee (JIS) is 10 m from the light source.
- FIG. 6 is a diagram showing an optical path of light emitted from the second emission surface 46 of the light guide member 4 of the headlight module 100 according to the first embodiment.
- FIG. 6 shows the optical path of the light emitted from the second exit surface 46 among the light focused by the focusing optical unit 3. A part of the light collected by the condensing optical unit 3 directly reaches the fourth reflecting surface 44 without being reflected by the first reflecting surface 41.
- the fourth reflecting surface 44 is located in the + Y uniaxial direction with respect to the first reflecting surface 41, and is located in the ⁇ Z axis direction with respect to the third reflecting surface 43.
- the fourth reflecting surface 44 has, for example, a curved surface having a function of reflecting incident light and condensing the light in the vicinity of the second cut-off line forming portion 421. That is, it is desirable that the fourth reflecting surface 44 has a positive power.
- the light reflected by the fourth reflecting surface 44 and focused in the vicinity of the second cut-off line forming portion 421 is emitted forward (that is, in the + Z axis direction) by the second emitting surface 46. Further, a part of the light collected in the vicinity of the second cut-off line forming portion 421 is reflected by the second reflecting surface 42, and is emitted forward (that is, in the + Z axis direction) by the second emitting surface 46.
- Ru
- the second exit surface 46 is a convex lens surface having a curvature having a focal position on the second cut-off line forming portion 421. That is, the irradiation surface 9 and the second plane PS2 including the second cut-off line forming portion 421 are in a conjugated relationship. Therefore, the second emission surface 46 projects the light of the second illuminance distribution pattern PD2 corresponding to the second light distribution pattern LD2 formed on the second plane PS2 onto the irradiation surface 9.
- the light beam R4 is focused by the focusing optical unit 3 and reaches the fourth reflecting surface 44.
- the light ray R4 that has reached the fourth reflecting surface 44 passes through the second plane PS2 so as to grab the vicinity of the second cut-off line forming portion 421, and is emitted by the second emitting surface 46.
- the light ray R4 emitted by the second emission surface 46 is irradiated on the irradiation surface 9.
- the irradiation surface 9 has a conjugate relationship with the second plane PS2. Therefore, the shape of the second cut-off line forming portion 421 corresponds to the shape of the fourth cut-off line 92 on the irradiation surface 9. That is, the light ray R4 that is reflected by the fourth reflecting surface 44, passes through the second cut-off line forming portion 421 so as to graze, and is emitted from the second emitting surface 46 is the fourth light ray R4 on the irradiation surface 9. The position of the cut-off line 92 is irradiated.
- the light beam R5 shown in FIG. 6 is focused by the focusing optical unit 3 and reaches the fourth reflecting surface 44.
- the light ray R5 that has reached the fourth reflecting surface 44 is connected to the second cut-off line forming portion 421 and is reflected by the second reflecting surface 42 extending in the ⁇ Z axis direction from the second cut-off line forming portion 421. Then, it passes through the second plane PS2 so as to grab the vicinity of the second cut-off line forming portion 421, and is emitted by the second exit surface 46.
- the light ray R5 emitted by the second light emitting surface 46 is irradiated to the position of the fourth cut-off line 92 on the irradiation surface 9, similarly to the light ray R4.
- the light emitted from the second emission surface 46 has a conjugate relationship between the irradiation surface 9 and the second plane PS2, so that the second emission surface 46 has a conjugate relationship.
- the second cut-off line 4210 of the second light distribution pattern LD2 formed by the cut-off line forming unit 421 is projected onto the irradiation surface 9 as the fourth cut-off line 92 of the second illuminance distribution pattern PD2.
- the first cut-off line forming unit 411 formed the first cut-off line 4110 having a linear shape of the first light distribution pattern LD1 and the third cut-off line 91 having a linear shape of the first illuminance distribution pattern PD1. ..
- the second cut-off line forming unit 421 can form a stepped cut-off line because the irradiation surface 9 and the second plane PS2 have a conjugated relationship. That is, it is possible to form a cut-off line having a stepped shape required for a low beam for an automobile.
- FIG. 7 shows an example of the second light distribution pattern LD2 formed on the second plane PS2.
- the second cut-off line forming portion 421 has a stepped shape including a first ridge line portion 421A, a second ridge line portion 421B, and a third ridge line portion 421C.
- the second cut-off line forming portion 421 having the stepped shape forms the second light distribution pattern LD2 having the second cut-off line 4210 having the stepped shape.
- the second cut-off line 4210 having a stepped shape connects the first ridge line portion 421A, the third ridge line portion 421C, the end portion of the first ridge line portion 421A, and the end portion of the third ridge line portion 421C.
- the first ridge line portion 421A and the third ridge line portion 421C are usually parallel to each other, but they do not have to be parallel to each other.
- the light emitted from the second emission surface 46 has a shape corresponding to the shape of the second cut-off line forming unit 421 (for example, a stepped shape).
- the light of the second illuminance distribution pattern PD2 having the fourth cutoff line 92 can be formed.
- the second light distribution pattern LD2 on the second plane PS2 formed by the second cut-off line forming portion 421 has a vertical direction and a horizontal direction on the irradiation surface 9 due to the second emission surface 46. It is inverted and projected.
- the surface projected by the second emission surface 46 does not necessarily have to be the second plane PS2, and a curved surface may be projected onto the irradiation surface 9 in consideration of the influence of aberrations and the like.
- the cutoff line is a staggered shape with a rising line.
- the vertical direction (that is, the Z1 axis direction) on the first plane PS1 of the light guide member 4 is optically coupled with respect to the vertical direction (that is, the Z axis direction) of the irradiation surface 9. That is, the first light distribution pattern LD1 having a linear ridgeline of the first cut-off line forming portion 411 corresponds to the first illuminance distribution pattern PD1 having the linear third cut-off line 91 on the irradiation surface 9. do.
- the second plane PS2 of the light guide member 4 and the irradiation surface 9 are optically conjugated. That is, the second light distribution pattern LD2 having the stepped ridgeline of the second cutoff line forming portion 421 has the second illuminance distribution pattern PD2 having the stepped fourth cutoff line 92 on the irradiation surface 9. Corresponds to.
- the light emitted by the headlight module 100 includes the light of the first illuminance distribution pattern PD1 and the light of the second illuminance distribution pattern PD2, as schematically shown in FIG. It is the light of the synthetic illuminance distribution pattern obtained by adding together.
- the horizontal spread of the light of the first illuminance distribution pattern PD1 (that is, the X-axis direction) is wider than the horizontal spread of the light of the second illuminance distribution pattern PD2. This is because by adjusting the horizontal curvature of the first emission surface 45 corresponding to the light of the first illuminance distribution pattern PD1, the light of the first illuminance distribution pattern PD1 is suppressed while suppressing the decrease in the light utilization efficiency. Because it can be expanded.
- FIG. 9 is a diagram showing the illuminance distribution of the first illuminance distribution pattern PD1 of the headlight module 100 according to the first embodiment in contour display. This is the illuminance distribution projected on the irradiation surface 9 25 m ahead (that is, in the + Z axis direction). Moreover, this illuminance distribution was obtained by simulation.
- "Contour display” is to display a contour map.
- a “contour map” is a diagram in which points having the same value are connected by a line. As can be seen from FIG. 9, the linear third cut-off line 91 of the first illuminance distribution pattern PD1 is clearly projected.
- FIG. 10 is a diagram showing the illuminance distribution of the second illuminance distribution pattern PD2 of the headlight module 100 according to the first embodiment in contour display. As can be seen from FIG. 10, the fourth cut-off line 92 having a stepped shape of the second illuminance distribution pattern PD2 is clearly projected.
- FIG. 11 shows the illuminance of the combined illuminance distribution pattern obtained by superimposing the light of the first illuminance distribution pattern PD1 and the light of the second illuminance distribution pattern PD2 of the headlight module 100 according to the first embodiment. It is a figure which shows the distribution in contour display. In the combined illuminance distribution pattern shown in FIG. 11, the cut-off line is clearly projected. In addition, a light distribution pattern with less uneven light distribution can be realized.
- the first illuminance distribution pattern PD1 can form a wider light distribution pattern than the second illuminance distribution pattern PD2.
- the opening shape of the light guide member 4 is a vertically long opening shape in the vertical direction (that is, the Y-axis direction). That is, it is an integrated lens in which the first emission surface 45 and the second emission surface 46 of the light guide member 4 are arranged side by side in the vertical direction (that is, the arrangement direction) which is the Y-axis direction. Therefore, the headlight module 100 can realize a highly designed headlight device having a vertically long opening shape, which has been difficult to realize so far.
- the headlight module 100 according to the first embodiment has been described as having the light guide member 4 integrally formed with the condensing optical unit 3.
- the present invention is not limited to this form, and the condensing optical unit 3 may be a separate component. By doing so, there is an advantage that the shape of the light guide member 4 is not complicated and the manufacturability is improved.
- the condensing optical unit 3 and the light guide member 4 are formed of different members, the light utilization efficiency is lower than when the condensing optical unit 3 is integrally formed with the light guide member 4.
- the headlight module 100 according to the first embodiment has been described as the light guide projection optical element 2 in which the first emission surface 45 and the second emission surface 46 are integrally formed.
- the present invention is not limited to this form, and the first exit surface 45 and the second exit surface 46 may be used as separate parts. By doing so, there is an advantage that the shape of the light guide projection optical element 2 is not complicated and the manufacturability is improved. However, the light utilization efficiency is lower than that in the case where the first emission surface 45 and the second emission surface 46 are integrally formed with the light guide projection optical element 2.
- the headlight module 100 is applied to a low beam of a headlight device for an automobile.
- the headlight module 100 can also be applied to other applications such as low beam and high beam of headlight devices for motorcycles and tricycles.
- the light guide member 4 is used as a light-transmitting refracting material and total reflection can be used, the light utilization efficiency can be improved as compared with the reflector made of a mirror surface. can.
- a plurality of headlight modules 100 may be arranged side by side and the light distribution patterns of the modules may be added to form a light distribution pattern. That is, there is a case where a plurality of headlight modules 100 are arranged side by side and the light distribution patterns of the modules are added together to form a light distribution pattern. Even in such a case, the headlight module 100 according to the first embodiment can be used. Specific examples of such an embodiment will be described in the third embodiment.
- FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the headlight module according to the second embodiment.
- the same or corresponding components as those shown in FIG. 1A are designated by the same reference numerals as those shown in FIG. 1A.
- the headlight module 100 according to the second embodiment is different from the headlight module according to the first embodiment in the shape of the condensing optical unit 3.
- the light guide member 4 of the headlight module 100 according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
- the condensing optical unit 3 has a first incident surface 31, a second incident surface 32, and a reflecting surface 33, as shown in FIG.
- the first incident surface 31 is an incident surface formed in the central portion of the condensing optical unit 3.
- the "central portion of the condensing optical unit 3" has an intersection where the optical axis C1 of the condensing optical unit 3 intersects on the first incident surface 31.
- the first incident surface 31 has, for example, a convex shape having a positive power.
- the convex shape of the first incident surface 31 is convex in the ⁇ Y uniaxial direction. Power is also called "refractive power”.
- the first incident surface 31 has, for example, a rotationally symmetric shape with the optical axis C1 as the axis of rotation.
- the second incident surface 32 is composed of, for example, a part of the surface shape of a rotating body rotated around the major axis or the minor axis of an ellipse as a rotation axis.
- a spheroid rotated around the major axis or the minor axis of an ellipse as a rotation axis is called a "spheroid".
- the axis of rotation of this spheroid coincides with the optical axis C1.
- the second incident surface 32 has a surface shape in which both ends of the spheroid in the rotation axis direction are cut off. That is, the second incident surface 32 has a tubular shape.
- One end of the tubular shape of the second incident surface 32 (that is, the end in the + Y uniaxial direction) is connected to the outer circumference of the first incident surface 31.
- the tubular shape of the second incident surface 32 is formed on the light source 1 side (that is, in the ⁇ Y uniaxial direction from the first incident surface 31) with respect to the first incident surface 31. That is, the tubular shape of the second incident surface 32 is formed on the light source 1 side with respect to the first incident surface 31.
- the reflective surface 33 has a cylindrical shape whose cross-sectional shape on the X 1 Z 1 plane is, for example, a circular shape centered on the optical axis C 1 .
- the diameter of the circular shape on the X 1 Z 1 plane at the end in the -Y 1 axis direction is smaller than the diameter of the circular shape on the X 1 Z 1 plane at the end in the + Y 1 axis direction. .. That is, the diameter of the reflecting surface 33 gradually increases from the end in the ⁇ Y uniaxial direction toward the + Y uniaxial direction.
- the reflective surface 33 has the shape of a side surface of a truncated cone.
- the shape of the side surface of the truncated cone on the surface including the central axis is a linear shape.
- the shape of the reflecting surface 33 on the surface including the optical axis C 1 may be a curved shape.
- the "surface including the optical axis C 1 " is a surface on which the line of the optical axis C 1 can be drawn.
- One end of the tubular shape of the reflective surface 33 (that is, the end in the ⁇ Y uniaxial direction) is connected to the other end of the tubular shape of the second incident surface 32 (that is, the end in the ⁇ Y uniaxial direction). That is, the reflecting surface 33 is located on the outer peripheral side of the second incident surface 32.
- the light beam having a small emission angle is incident on the first incident surface 31.
- a ray having a small emission angle is, for example, a ray having a divergence angle of 60 degrees or less.
- the light beam having a small emission angle is incident from the first incident surface 31, and is focused at an arbitrary position in front of the condensing optical unit 3 in the light guide member 4 (that is, in the + Y uniaxial direction).
- the light beam having a large emission angle is incident on the second incident surface 32.
- a ray having a large emission angle is, for example, a ray having a divergence angle of more than 60 degrees.
- the light rays incident from the second incident surface 32 are reflected by the reflecting surface 33.
- the light rays reflected by the reflecting surface 33 travel in the + Y uniaxial direction.
- the light rays reflected by the reflecting surface 33 are focused at an arbitrary position in front of the focusing optical unit 3 in the light guide member 4 (that is, in the + Z uniaxial direction).
- the condensing optical unit 3 is not limited to the shape shown in FIG. 12 as long as it is an optical element having the following functions. That is, the condensing optical unit 3 condenses the light rays emitted from the light source 1 with a small emission angle into the light guide member 4 by refraction. Further, the condensing optical unit 3 condenses light rays emitted from the light source 1 having a large emission angle into the light guide member 4 by reflection.
- the condensing position of the light condensed by the condensing optical unit 3 has a shape similar to the pattern of the light source 1, so that the shape of the light source 1 is projected, which may cause uneven light distribution.
- the light collecting position focused by the first incident surface 31 and the light collecting position collected by the second incident surface 32 and the reflecting surface 33 are different. By making it possible, it becomes possible to alleviate the uneven light distribution.
- each of the first incident surface 31, the second incident surface 32, and the reflecting surface 33 of the condensing optical unit 3 has a rotationally symmetric shape centered on the optical axis C1. ..
- the condensing optical unit 3 is not limited to a rotationally symmetric shape as long as it can condense the light emitted from the light source 1.
- the light collecting spot at the light collecting position can also be made an elliptical shape. Then, the headlight module 100 can easily generate a wide range of light distribution patterns.
- the reflecting surface 33 of the condensing optical unit 3 is orthogonal to both the Z1 axis direction, which is the first direction orthogonal to the optical axis C1 of the condensing optical unit 3 , and both the optical axis C1 and the first direction. It has different curvatures in the X1 axis direction (that is, the thickness direction of the light guide member 4) which is the second direction, and the curvature in the first direction is smaller than the curvature in the second direction. By doing so, among the light focused by the condensing optical unit 3 , the light spreading in the X1 axis direction can suppress the light rays reaching the side surfaces 48 and 49 of the light guide member 4, and the lost light can be suppressed. Can be reduced.
- the side surface 48 and the side surface 49 are a total internal reflection surface, it is possible to effectively use the light that has reached the side surface 48 and the side surface 49. However, since it is difficult to control the emission direction of the light reaching the side surface 48 and the side surface 49, it is desirable to reduce the light reaching the side surface 48 and the side surface 49 as much as possible.
- the shape of the light emitting surface 11 of the light source 1 is rectangular, for example, when the cross-sectional shape of the reflecting surface 33 on the X 1 Z 1 plane is elliptical, the X 1 Z 1 plane of the reflecting surface 33 is formed.
- the condensing optical unit 3 can be made smaller than the case where the above cross-sectional shape is circular.
- the condensing optical unit 3 may have positive power as a whole.
- Each of the first incident surface 31, the second incident surface 32, and the reflecting surface 33 can have an arbitrary power.
- the light collected by the condensing optical unit 3 is emitted forward (that is, in the + Z axis direction) by the first emission surface 45 or the second emission surface 46.
- Each of the optical path of the light emitted from the first emission surface 45 and the optical path of the light emitted by the second emission surface 46 are the same as those described in the first embodiment.
- the second embodiment is the same as the first embodiment.
- FIG. 15 is a top view schematically showing a configuration example of the headlight device 200 according to the third embodiment.
- the headlight device 200 has a housing 97 and a cover 96.
- the cover 96 is made of a transparent material.
- the housing 97 is attached to the inside of the vehicle body.
- the cover 96 is arranged on the surface portion of the vehicle body and appears on the outside of the vehicle body.
- the cover 96 is arranged in the + Z axis direction (that is, forward) of the housing 97.
- the cover 96 is, for example, an outer lens.
- One or more headlight modules 100 are housed inside the housing 97. In FIG. 13, three headlight modules 100 are housed inside the housing 97. However, the number of headlight modules 100 is not limited to three. The number of the headlight modules 100 may be one, two, four or more.
- the plurality of headlight modules 100 are arranged side by side in the X-axis direction inside the housing 97. The method of arranging the plurality of headlight modules 100 is not limited to the method of arranging them in the X-axis direction.
- the plurality of headlight modules 100 may be arranged in other directions such as the Y-axis direction or the Z-axis direction in consideration of design or function.
- the light emitted from the plurality of headlight modules 100 passes through the cover 96 and is emitted to the front of the vehicle.
- the illumination light emitted from the cover 96 overlaps with the light emitted from the adjacent headlight modules 100 to form one light distribution pattern.
- the cover 96 is provided to protect the headlight module 100 from wind, rain, dust, and the like. However, if the light guide projection optical element 2 has a structure that protects the internal components of the headlight module 100 from wind, rain, dust, and the like, the cover 96 may not be provided. Further, in FIG. 13, the headlight module 100 is housed inside the housing 97. However, the housing 97 does not have to be box-shaped. The housing 97 is composed of a frame or the like, and a configuration in which the headlight module 100 is fixed to the frame may be adopted.
- the headlight device 200 provided with the plurality of headlight modules 100 is an aggregate of the headlight modules 100. Further, when one headlight module 100 is provided, the headlight device 200 is the same as the headlight module 100. Further, the headlight device 200 according to the third embodiment may include the headlight module 100 of the second embodiment or the headlight module 300 of the fourth and fifth embodiments.
- FIGS. 1A and 1B are views showing the configuration of the headlight module 300 according to the fourth embodiment.
- the headlight module 300 is a device for vehicles.
- the same or corresponding components as those shown in FIGS. 1A and 1B are designated by the same reference numerals as those shown in FIG. 1A.
- the headlight module 300 according to the fourth embodiment is different from the headlight module according to the first embodiment in the shape of the light guide member 5.
- the condensing optical unit 3 according to the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment or the second embodiment.
- FIG. 16A is a view of the headlight module 300 viewed from the right side when facing the front of the vehicle.
- FIG. 16B is a view of the headlight module 300 viewed from above.
- the light guide member 5 is an optical member made of a light-transmitting material.
- the light guide member 5 includes a first reflection surface 51, a second reflection surface 52, a third reflection surface 53, a first cut-off line forming portion 511, a second cut-off line forming portion 521, and a first emission surface. It has 54 and a second exit surface 55.
- the first to third reflecting surfaces 51 to 53 are total reflection surfaces, but may be mirror surfaces formed by metal vapor deposition or the like. However, it is desirable that the first to third reflecting surfaces 51 to 53 of the light guide member 5 function as total reflecting surfaces. This is because the total reflection surface has a higher reflectance than the mirror surface, which contributes to the improvement of light utilization efficiency. Further, by eliminating the mirror vapor deposition process for forming the mirror surface, the manufacturing process of the light guide member 5 can be simplified, which contributes to the reduction of the manufacturing cost of the light guide member 5.
- the first cut-off line forming portion 511 is formed adjacent to the first reflecting surface 51
- the second cut-off line forming portion 521 is formed adjacent to the second reflecting surface 52.
- the first reflecting surface 51 is a surface corresponding to the second cut-off line forming portion 521, and is located above the second reflecting surface 52 in the vertical direction (that is, in the + Y-axis direction).
- the third reflecting surface 53 is a surface corresponding to the first cut-off line forming portion 511, and is located above the first reflecting surface 51 in the vertical direction (that is, in the + Y-axis direction).
- the distance in the optical axis direction from the light source 1 to the end of the first reflecting surface 51 is longer than the distance in the optical axis direction from the light source 1 to the second reflecting surface 52.
- the first reflecting surface 51 directs a part of the incident condensed light in the direction in which the second reflecting surface 52, the second cut-off line forming portion 521, and the second emitting surface 55 are located.
- the third reflecting surface 53 directs a part of the incident condensed light that has passed in the vicinity of the first cut-off line forming portion 511 in the direction in which the first emitting surface 54 is located. ..
- the first cut-off line forming unit 511 forms the light of the first light distribution pattern LD1 (an example is shown in FIG. 5 above) from the condensed light.
- the first light distribution pattern LD1 has a first cut-off line corresponding to the shape of the first cut-off line forming portion 511.
- the second cut-off line forming unit 521 forms the light of the second light distribution pattern LD2 (an example is shown in FIG. 7 above) from the condensed light.
- the second light distribution pattern LD2 has a second cut-off line 4210 corresponding to the shape of the second cut-off line forming portion 521.
- the second cut-off line 4210 corresponding to the shape of the second cut-off line forming portion 521 is a stepped line having a rising line.
- the first emission surface 54 emits the light of the first illuminance distribution pattern PD1 (an example is shown in FIG. 8 above) corresponding to the first light distribution pattern LD1.
- the first illuminance distribution pattern PD1 has a third cut-off line 91 corresponding to the shape of the first cut-off line forming portion 511.
- the second emission surface 55 emits the light of the second illuminance distribution pattern PD2 (an example is shown in FIG. 8 above) corresponding to the second light distribution pattern LD2.
- the second illuminance distribution pattern PD2 has a fourth cut-off line 92 corresponding to the shape of the second cut-off line forming portion 521.
- the light of the pattern (an example is shown in FIG. 8 above) is applied to the irradiation surface 9.
- 17 (A) to 17 (C) are side views, front views, and top views showing the configuration of the light guide member 5 of the headlight module 300 according to the fourth embodiment.
- FIG. 18 is a diagram showing an optical path of light emitted from the first exit surface 54 of the light guide member 5 among the light focused by the condensing optical unit 3. A part of the light collected by the condensing optical unit 3 is condensed in the vicinity of the first cut-off line forming unit 511 in the + Y uniaxial direction, for example.
- the first reflecting surface 51 is formed on, for example, a surface connecting the end portion of the light guide member 5 on the condensing optical portion 3 side and the first cut-off line forming portion 511. Further, it is located in the + Y-axis direction from the second cut-off line forming portion 521. In the illustrated example, the first reflecting surface 51 is an inwardly concave curved surface of the light guide member 5.
- the third reflecting surface 53 has a concave surface corresponding to the vertical direction (Y-axis direction). That is, the third reflecting surface 53 has a positive power with the curvature of the surface corresponding to the vertical direction (Y-axis direction). Further, the curvature of the surface of the third reflecting surface 53 corresponding to the vertical direction (Y-axis direction) is such that the light reaching the third reflecting surface 53 is guided to the first emitting surface 54. Is.
- the light reflected by the third reflecting surface 53 is irradiated forward (in the + Z axis direction) by the first emitting surface 54.
- the first exit surface 54 has a positive power with a curvature of the surface corresponding to the vertical direction (Y-axis direction). Further, the curvature of the surface corresponding to the vertical direction (Y-axis direction) of the first emission surface 54 is such that the combined focus of the third reflection surface 53 and the first emission surface 54 is the first cut-off line forming portion 511. It is a shape having a focal position in the vicinity of. Further, the first emission surface 54 may form a lens having a curvature in the horizontal direction (X-axis direction).
- the light beam R6 shown in FIG. 18 is focused by the focusing optical unit 3 so as to grab the vicinity of the first cut-off line forming unit 511.
- the light ray R6 parallel to the light emitting surface 11 of the light source 1 (that is, orthogonal to the optical axis C1) and transmitted through the first plane PS1 including the first cut-off line forming portion 511 is reflected by the third reflecting surface 53. It is emitted by the first emission surface 54.
- the light ray R6 emitted from the first emission surface 54 irradiates the irradiation surface 9.
- the irradiation surface 9 has a conjugate relationship with the first plane PS1 in the vertical direction. That is, the horizontal linear shape of the first cut-off line forming portion 511 (that is, the shape of the first cut-off line 4110 of the first light distribution pattern LD1) is the first illuminance distribution pattern PD1 on the irradiation surface 9.
- the light ray R7 shown in FIG. 18 is focused by the condensing optical unit 3 like the light ray R6, reflected by the third reflecting surface 53, and irradiated forward by the first emitting surface 54. Since the light ray R7 is focused in the direction away from the first cut-off line forming portion 511 in the + Z uniaxial direction on the first plane PS1 as compared with the light ray R6, the light ray R7 is also focused on the irradiation surface 9 as compared with the light ray R6.
- the third cut-off line 91 is irradiated at a position distant from the ⁇ Y axis direction.
- FIG. 19 is a diagram showing an optical path of light emitted from a second emission surface 55 of the light guide member 5 of the headlight module 300 according to the fourth embodiment.
- FIG. 19 shows an optical path of light emitted from the second exit surface 55 among the light focused by the focusing optical unit 3.
- the first reflecting surface 51 is located in the + Y-axis direction with respect to the second cut-off line forming portion 521, and is located in the ⁇ Z-axis direction with respect to the third reflecting surface 53.
- the first reflecting surface 51 has, for example, a curved surface having a function of reflecting incident light and condensing the light in the vicinity of the second cut-off line forming portion 521. That is, it is desirable that the first reflecting surface 51 has a positive power.
- the light reflected by the first reflecting surface 51 and focused in the vicinity of the second cut-off line forming portion 521 is emitted forward (that is, in the + Z axis direction) by the second emitting surface 55. Further, a part of the light collected in the vicinity of the second cut-off line forming portion 521 is reflected by the second reflecting surface 52, and is emitted forward (that is, in the + Z axis direction) by the second emitting surface 55. Ru.
- the second exit surface 55 is a convex lens surface having a curvature having a focal position on the second cut-off line forming portion 521. That is, the irradiation surface 9 and the second plane PS2 including the second cut-off line forming portion 521 are in a conjugated relationship. Therefore, the second emission surface 55 projects the light of the second illuminance distribution pattern PD2 corresponding to the second light distribution pattern LD2 formed on the second plane PS2 onto the irradiation surface 9.
- the light beam R8 is focused by the focusing optical unit 3 and reaches the first reflecting surface 51.
- the light ray R8 that has reached the first reflecting surface 51 passes through the second plane PS2 so as to grab the vicinity of the second cut-off line forming portion 521, and is emitted by the second emitting surface 55.
- the light beam R8 emitted by the second emission surface 55 is emitted onto the irradiation surface 9.
- the irradiation surface 9 has a conjugate relationship with the second plane PS2. Therefore, the shape of the second cut-off line forming portion 521 corresponds to the shape of the fourth cut-off line 92 on the irradiation surface 9. That is, the light ray R8 that is reflected by the first reflecting surface 51, passes through the second cut-off line forming portion 521 so as to graze, and is emitted from the second emitting surface 55 is the fourth light ray R8 on the irradiation surface 9. The position of the cut-off line 92 is irradiated.
- the light beam R9 shown in FIG. 19 is focused by the focusing optical unit 3 and reaches the first reflecting surface 51.
- the light ray R9 that has reached the first reflecting surface 51 is connected to the second cut-off line forming portion 521 and is reflected by the second reflecting surface 52 extending in the ⁇ Z axis direction from the second cut-off line forming portion 521. Then, it passes through the second plane PS2 so as to grab the vicinity of the second cut-off line forming portion 521, and is emitted by the second exit surface 55.
- the light ray R9 emitted by the second light emitting surface 55 is irradiated to the position of the fourth cut-off line 92 on the irradiation surface 9, similarly to the light ray R8.
- the first cut-off line forming unit 511 forms the first cut-off line 4110 having a linear shape of the first light distribution pattern LD1 and the third cut-off line 91 having a linear shape of the first illuminance distribution pattern PD1. ..
- the second cut-off line forming unit 521 can form a stepped cut-off line because the irradiation surface 9 and the second plane PS2 have a conjugated relationship. That is, it is possible to form a cut-off line having a stepped shape required for a low beam for an automobile.
- FIG. 20 is a diagram showing the configuration of the headlight module according to the fifth embodiment.
- the same or corresponding components as those shown in FIG. 16 (A) are designated by the same reference numerals as those shown in FIG. 16 (A).
- the headlight module 300 according to the fifth embodiment is different from the headlight module according to the fourth embodiment in the shape of the condensing optical unit 3.
- the light guide member 5 of the headlight module 300 according to the fifth embodiment is the same as that of the fourth embodiment.
- the condensing optical unit 3 has a first incident surface 34, a second incident surface 35, and a condensing reflection surface 36, as shown in FIG. Further, the second incident surface 35 and the light-collecting and reflecting surface 36 are separated by an X1 Y1 plane including the optical axis, and the portions in the + Z-axis direction are divided into the second incident surface 35a and the first light-collecting and reflecting surface, respectively.
- the light-collecting and reflecting surface 36a and the portion in the ⁇ Z-axis direction are referred to as a second incident surface 35b and a second light-collecting and reflecting surface 36b, respectively.
- the first incident surface 34 is an incident surface formed in the central portion of the condensing optical unit 3.
- the "central portion of the condensing optical unit 3" has an intersection where the optical axis C1 of the condensing optical unit 3 intersects on the first incident surface 34.
- the first incident surface 34 has, for example, a convex shape having a positive power.
- the convex shape of the first incident surface 34 has a convex shape in the ⁇ Y uniaxial direction. Power is also called "refractive power”.
- the first incident surface 34 has a shape having different curvatures in the X1 axis direction and the Z axis direction, for example.
- the second incident surface 35a and the second incident surface 35b are composed of, for example, a part of the surface shape of a rotating body rotated around the major axis or the minor axis of an ellipse as a rotation axis.
- a spheroid rotated around the major axis or the minor axis of an ellipse as a rotation axis is called a "spheroid".
- the axis of rotation of this spheroid coincides with the optical axis C1.
- the second incident surface 35a and the second incident surface 35b have a surface shape in which both ends of the spheroid in the rotation axis direction are cut off. That is, the second incident surface 35 has a tubular shape.
- One end of the tubular shape of the second incident surface 35a and the second incident surface 35b (that is, the end in the + Y uniaxial direction) is connected to the outer periphery of the first incident surface 34. Further, if one end of the second incident surface 35a and the second incident surface 35b (that is, the end in the + Y uniaxial direction) is connected to the outer periphery of the first incident surface 34, the second incident surface 35a and The diameter of the second incident surface 35b may be different.
- the tubular shapes of the second incident surface 35a and the second incident surface 35b are formed on the light source 1 side (that is, in the ⁇ Y uniaxial direction from the first incident surface 34) with respect to the first incident surface 34. There is.
- the light-collecting and reflecting surface 36a and the light - collecting and reflecting surface 36b have, for example, an elliptical tubular shape centered on the optical axis C1.
- the cylindrical shape of the light-collecting reflection surface 36a and the light-collecting reflection surface 36b is such that the diameters of the elliptical major axis and minor axis on the X 1 Z 1 plane at the end in the -Y uniaxial direction are the ends in the + Y uniaxial direction.
- X 1 Z 1 Smaller than the diameter of the elliptical major and minor axes on the plane. That is, the diameters of the light - collecting and reflecting surface 36a and the light - collecting and reflecting surface 36b gradually increase from the end in the ⁇ Y uniaxial direction toward the + Y uniaxial direction.
- the shapes of the light-collecting and reflecting surface 36a and the light - collecting and reflecting surface 36b on the surface including the optical axis C1 are curved.
- the "surface including the optical axis C 1 " is a surface on which the line of the optical axis C 1 can be drawn.
- One end of the tubular shape of the light-collecting reflection surface 36a and the light-collecting reflection surface 36b is the other end of the tubular shape of the second incident surface 35a and the second incident surface 35b (that is, the end in the ⁇ Y uniaxial direction). , -Y 1 axis direction end). That is, the light-collecting reflection surface 36a and the light-collecting reflection surface 36b are located on the outer peripheral side of the second incident surface 35a and the second incident surface 35b.
- the light-collecting and reflecting surface 36a and the light-collecting and reflecting surface 36b are in the Z1 axis direction, which is the first direction orthogonal to the optical axis C1 of the light - collecting optical unit 3, and in both the optical axis C1 and the first direction. It has different curvatures in the X1 axis direction (that is, the thickness direction of the light guide member 5), which is the second orthogonal direction. Further, in the Z uniaxial direction, the light - collecting reflection surface 36a and the light-collecting reflection surface 36b have different curvatures, and the curvature of the light-collecting reflection surface 36a is larger than the curvature of the light-collecting reflection surface 36b.
- the light reflected by the condensing reflection surface 36a is once condensed and collected on the first reflecting surface 51 of the light guide member 5.
- the light reflected by the light-collecting reflection surface 36a can be guided to the first cut-off line forming portion 511 of the light guide member 5, respectively.
- the angle of the light incident on the first reflecting surface 51 and the third reflecting surface 53 of the light guide member 5 can be limited, and the lost light can be reduced.
- the formation of light distribution is easy, and uneven light distribution can be reduced.
- the term indicating the positional relationship between the parts or the shape of the parts includes a range in consideration of manufacturing tolerances and assembly variations.
- terms such as “parallel” and “vertical” indicating the positional relationship between parts or the shape of parts include a range in consideration of manufacturing tolerances and assembly variations. For this reason, when the claims indicate the positional relationship between parts or the shape of parts, it is indicated that the scope includes a range in consideration of manufacturing tolerances or variations in assembly.
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Abstract
前照灯モジュール(100)は、光源(1)と、光源(1)で発生した光を入射し、前記光を集光光にする集光光学部(3)と、集光光から第1の配光パターン(LD1)の光を形成する第1のカットオフライン形成部(411)、集光光から第2の配光パターン(LD2)の光を形成する第2のカットオフライン形成部(421)、第1の配光パターン(LD1)に対応する第1の照度分布パターン(PD1)の光を出射する第1の出射面(45)、及び2の配光パターン(LD2)に対応する第2の照度分布パターン(PD2)の光を出射する第2の出射面(46)を有する導光部材(4)とを備え、第1の出射面(45)から出射された第1の照度分布パターン(PD1)の光と第2の出射面(46)から出射された第2の照度分布パターン(PD2)の光とが足し合わされて得られた合成照度分布パターン(PD1、PD2)の光が照射される。
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、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。つまり、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。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照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、「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ないことが望ましい。「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。
また、カットオフラインの形状は各国の法規によって定められている。一般に、自動車用の前照灯装置のロービームでは、カットオフラインは立ち上がりラインを有する段違い形状である。
また、前照灯装置は自動車の前面に配置されるため意匠性が重要である。特に、従来の前照灯装置は円形の開口を有するものが多くみられたが、更に意匠の自由度を高めた前照灯装置が求められている。例えば、車両の垂直方向に縦長の開口(すなわち、光を出射する出射面)を有する前照灯装置は、これまでにほとんど見られず、意匠性を高めることができると考えられる。
以上に説明したような前照灯装置が、車両の垂直方向に縦長の開口を有して、複雑な配光パターンを実現するためには、遮光板などを用いた構成が一般的である。また、例えば、特許文献1は、透過性を有する導光部材を用いて水平なカットオフラインを形成する構造を開示している。
特許文献1の装置は、水平な直線のカットオフラインを形成するが、自動車用の前照灯装置に求められる複雑な形状(例えば、立ち上がりラインを有する段違い形状)のカットオフラインを形成することができない。
本開示は、所望の形状のカットオフラインを持つ照度分布パターンの光を照射することができる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。
本開示の前照灯モジュールは、光源と、前記光源で発生した光を入射し、前記光を集光光にする集光光学部と、前記集光光から第1の配光パターンの光を形成する第1のカットオフライン形成部、前記集光光から第2の配光パターンの光を形成する第2のカットオフライン形成部、前記第1の配光パターンに対応する第1の照度分布パターンの光を出射する第1の出射面、及び前記2の配光パターンに対応する第2の照度分布パターンの光を出射する第2の出射面を有する導光部材と、を備え、前記第1の出射面から出射された前記第1の照度分布パターンの光と前記第2の出射面から出射された前記第2の照度分布パターンの光とが足し合わされて得られた合成照度分布パターンの光が照射されることを特徴とする。
本開示の前照灯装置は、1つ以上の上記前照灯モジュールを有することを特徴とする。
本開示によれば、所望の形状のカットオフラインを持つ配光パターンの光を照射することができる。
以下に、実施の形態に係る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、実施の形態を適宜組み合わせること及び各実施の形態を適宜変更することが可能である。
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座標系の座標軸及び座標平面を用いる。車両の左右方向をX軸方向とする。車両の前方を向いたときの右側を+X軸方向とし、車両の前方を向いたときの左側を-X軸方向とする。ここで、「前方」とは、車両の前進時の進行方向をいう。つまり、「前方」とは、前照灯が光を照射する方向である。また、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(すなわち、路面)の方向である。また、車両の進行方向をZ軸方向とする。車両の前進時の進行方向を+Z軸方向とし、その反対の方向を-Z軸方向とする。+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、車両に搭載された前照灯モジュールが光を照射する方向である。
また、ZX平面は、路面に平行な面である。通常、路面は「水平面」とみなせる。このため、ZX平面は、「水平面」とも呼ぶ。「水平面」とは、重力の方向に直交する平面である。しかし、路面は、車両の走行方向に対して傾くことがある。つまり、登り坂又は下り坂などでは、路面は水平面に対して傾く。これらの場合には、「水平面」は、路面に平行な面とみなす。つまり、この場合には、「水平面」は、重力の方向に対して垂直な平面ではないものとみなす。
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交する面として考える。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。
以下では、理解を容易にするために、「水平面」は、重力方向に垂直は平面とみなして説明を行う。つまり、ZX平面は、重力方向に垂直は平面とみなして説明を行う。
また、前照灯モジュールの光源として、例えば、白熱電球、ハロゲンランプ、又は蛍光ランプなどの管球光源を用いてもよい。また、光源として、例えば、発光ダイオード(Light Emitting Diode(LED))又はレーザーダイオード(Laser Diode(LD))などの半導体光源を用いてもよい。つまり、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(CO2)の排出と燃料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、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に代表されるランプ光源に比べて発光効率が高く、また、小型化及び軽量化が容易である観点から、半導体光源の採用が望ましい。半導体光源は、従来のランプ光源に比べて指向性が高く、光学系を小型化及び軽量化できる。
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す。「配光パターン」は、照射面(例えば、後述の図4及び図6などに示される照射面9)上での照度分布パターンの意味としても使用される。また、「配光」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である。「配光」は、照射面上での照度分布の意味としても使用される。
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(X軸方向)に伸びており、配光パターンの内側であってカットオフラインの少し下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》
〈前照灯モジュール100の概要〉
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の構成を示す図である。前照灯モジュール100は、車両用の装置である。図1(A)は、車両の前方を向いたときの右側から前照灯モジュール100を見た図である。図1(B)は、上側から前照灯モジュール100を見た図である。図1(A)及び図1(B)に示されるように、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2を備える。導光投射光学素子2は、集光光学部3及び導光部材4を備える。集光光学部3と導光部材4とは、一体的な部材であってもよいが、別個の部材の組み合わせであってもよい。
〈前照灯モジュール100の概要〉
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の構成を示す図である。前照灯モジュール100は、車両用の装置である。図1(A)は、車両の前方を向いたときの右側から前照灯モジュール100を見た図である。図1(B)は、上側から前照灯モジュール100を見た図である。図1(A)及び図1(B)に示されるように、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2を備える。導光投射光学素子2は、集光光学部3及び導光部材4を備える。集光光学部3と導光部材4とは、一体的な部材であってもよいが、別個の部材の組み合わせであってもよい。
集光光学部3は、光源1で発生した光を入射し、この光を集光光にする光学部材である。集光光は、導光部材4に入射する。導光部材4は、光透過性の材料で形成された光学部材である。導光部材4は、第1の反射面41、第2の反射面42、第3の反射面43、第4の反射面44、第1のカットオフライン形成部411、第2のカットオフライン形成部421、第1の出射面45、及び第2の出射面46を有する。第1から第4の反射面41~44は、全反射面であることが望ましいが、金属蒸着などによって形成されたミラー面であってもよい。図示の例では、第4の反射面44のみがミラー面を有しているが、第1から第4の反射面41~44は、このような構成に限定されない。ただし、導光部材4の第1から第4の反射面41~44は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、光の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、導光部材4の製造工程を簡素化することができ、導光部材4の製造コストの低減に寄与するからである。
例えば、第1のカットオフライン形成部411は、第1の反射面41に隣接して形成されており、第2のカットオフライン形成部421は、第2の反射面42に隣接して形成されている。例えば、第3の反射面43は、第1のカットオフライン形成部411に対応する面であり、第4の反射面44は、第2のカットオフライン形成部421に対応する面である。第3の反射面43は、第1のカットオフライン形成部411の近傍に焦点位置を有し、入射された集光光の一部であって第1のカットオフライン形成部411の近傍を通過した光の一部を第1の出射面45が位置する方向に向ける。第4の反射面44は、第3の反射面43よりも光源1に近い位置に配置され、入射された集光光の一部を、第2の反射面42、第2のカットオフライン形成部421、及び第2の出射面46が位置する方向に向ける。
第1のカットオフライン形成部411は、集光光から第1の配光パターンLD1(後述の図5に一例が示される。)の光を形成する。第1の配光パターンLD1は、第1のカットオフライン形成部411の形状に対応する第1のカットオフラインを有する。
第2のカットオフライン形成部421は、集光光から第2の配光パターンLD2(後述の図7に一例が示される。)の光を形成する。第2の配光パターンLD2は、第2のカットオフライン形成部421の形状に対応する第2のカットオフライン4210を有する。第2のカットオフライン形成部421の形状に対応する第2のカットオフライン4210は、立ち上がりラインを有する段違い形状のラインである。
第1の出射面45は、第1の配光パターンLD1に対応する第1の照度分布パターンPD1(後述の図8に一例が示される。)の光を出射する。第1の照度分布パターンPD1は、第1のカットオフライン形成部411の形状に対応する第3のカットオフライン91を有する。
第2の出射面46は、第2の配光パターンLD2に対応する第2の照度分布パターンPD2(後述の図8に一例が示される。)の光を出射する。第2の照度分布パターンPD2は、第2のカットオフライン形成部421の形状に対応する第4のカットオフライン92を有する。
第1の出射面45から出射された第1の照度分布パターンPD1の光と第2の出射面46から出射された第2の照度分布パターンPD2の光とが足し合わされて得られた合成照度分布パターン(後述の図8に一例が示される。)の光が照射面9に照射される。
〈光源1〉
図1(A)及び図1(B)に示されるように、光源1の光軸と集光光学部3の光軸C1をY軸方向から+Z軸方向に角度αだけ傾けて配置する。角度αは0度でもよいが、傾けた(すなわち、角度αが0度より大きい)方が、光利用効率が向上する。「光軸を+Z軸方向に傾ける」とは、+X軸方向の位置から見て、X軸を回転軸として、Y軸に平行な光軸C1を時計回りに回転させることである。
図1(A)及び図1(B)に示されるように、光源1の光軸と集光光学部3の光軸C1をY軸方向から+Z軸方向に角度αだけ傾けて配置する。角度αは0度でもよいが、傾けた(すなわち、角度αが0度より大きい)方が、光利用効率が向上する。「光軸を+Z軸方向に傾ける」とは、+X軸方向の位置から見て、X軸を回転軸として、Y軸に平行な光軸C1を時計回りに回転させることである。
光源1及び導光投射光学素子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座標をも用いる。X1Y1Z1座標は、XYZ座標を、+X軸方向の位置から見て、X軸を回転軸として、時計回りに角度αだけ回転した座標である。なお、実施の形態1では、集光光学部3の光軸C1は、Y1軸に平行である。また、集光光学部3の光軸C1は、光源1の光軸C2と一致している。
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。光源1は、導光投射光学素子2の-Y1軸方向に位置している。例えば、図1(A)及び図1(B)では、光源1は、+Y1軸方向に光を出射している。光源1は、例えば、LEDを用いた光源である。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、LEDの配光の指向性は広い。このため、光源1と集光光学部3との距離を短くすることで、より多くの光を導光部材4に入射させることができる。ただし、光源1は、LEDを用いた光源に限定されない。
〈導光投射光学素子2〉
図2(A)から図2(C)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2の導光部材4の構成を示す側面図、正面図、及び上面図である。また、図3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2の構成を示す概略斜視図である。
図2(A)から図2(C)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2の導光部材4の構成を示す側面図、正面図、及び上面図である。また、図3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2の構成を示す概略斜視図である。
導光投射光学素子2は、光源1の+Y1軸方向に配置されている。また、導光投射光学素子2は、例えば、内部が屈折材で満たされている。導光投射光学素子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。導光投射光学素子2の材料は、光透過性を有すれば材質は問わず、透明な樹脂などでもあってもよい。光の利用効率の観点から、導光投射光学素子2の材料は、光透過性の高い材料であることが望ましい。また、導光投射光学素子2が、光源1に近接して配置されることから、導光投射光学素子2の材料は、耐熱性に優れた材料であることが望ましい。
〈集光光学部3〉
集光光学部3は、光源1から発せられた光を入射し、前方(+Y1軸方向)の位置に光を集光させる。集光光学部3は、例えば、以下の機能を有する光学素子である。集光光学部3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り導光部材4内に集光する。また、集光光学部3は、例えば、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り導光部材4内に集光する。集光光学部3は全体として正のパワーを有している。集光光学部3は、集光機能を有する集光光学素子である。集光光学部3の具体例は、実施の形態2で説明される。
集光光学部3は、光源1から発せられた光を入射し、前方(+Y1軸方向)の位置に光を集光させる。集光光学部3は、例えば、以下の機能を有する光学素子である。集光光学部3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り導光部材4内に集光する。また、集光光学部3は、例えば、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り導光部材4内に集光する。集光光学部3は全体として正のパワーを有している。集光光学部3は、集光機能を有する集光光学素子である。集光光学部3の具体例は、実施の形態2で説明される。
集光光学部3によって集光された光は、導光部材4内を進み、導光部材4の第1の出射面45又は第2の出射面46から前方(+Z軸方向)に出射される。第1の出射面45から出射される光の光路と、第2の出射面46から出射される光の光路のそれぞれについて以下に説明する。
〈第1の出射面45から出射される光線R1~R3の光路〉
図4は、集光光学部3によって集光された光の内、導光部材4の第1の出射面45から出射される光の光路を示す図である。集光光学部3によって集光された光は、例えば、+Y1軸方向の第1のカットオフライン形成部411の近傍に集光される。また、第1のカットオフライン形成部411の近傍に集光される光の内、一部は第1の反射面41で反射される。
図4は、集光光学部3によって集光された光の内、導光部材4の第1の出射面45から出射される光の光路を示す図である。集光光学部3によって集光された光は、例えば、+Y1軸方向の第1のカットオフライン形成部411の近傍に集光される。また、第1のカットオフライン形成部411の近傍に集光される光の内、一部は第1の反射面41で反射される。
第1の反射面41は、例えば、導光部材4の集光光学部3側の端部と第1のカットオフライン形成部411とを繋ぐ平面に形成される。また、第1の反射面41は、平面に限らず、集光機能を有する曲面であってもよい。
第1のカットオフライン形成部411の近傍に集光された光の内、第1の反射面41で反射された光の一部と、第1の反射面41で反射されなかった光の一部は、第3の反射面43に向かって進み、第3の反射面43によって反射される。第3の反射面43は、垂直方向(Y軸方向)に対応する面が凹面形状である。つまり、第3の反射面43は、垂直方向(Y軸方向)に対応する面の曲率が正のパワーを有する。また、第3の反射面43は、垂直方向(Y軸方向)に対応する面の曲率が、第1のカットオフライン形成部411の近傍に焦点位置を有する形状である。
第3の反射面43で反射された光は、第1の出射面45によって前方(+Z軸方向)に照射される。第1の出射面45は、例えば、水平方向(X軸方向)についてのみ曲率を有するシリンドリカルレンズを構成する。ただし、第1の出射面45は、X軸方向とY軸方向の両方に曲率を有するレンズを構成してもよい。
図4に示される光線R1は、集光光学部3により第1のカットオフライン形成部411付近をかすめるように集光されている。光源1の発光面11に平行で(すなわち、光軸C1に直交し)第1のカットオフライン形成部411を含む第1の平面PS1を透過した光線R1は、第3の反射面43で反射され、第1の出射面45によって出射される。第1の出射面45から出射された光線R1は、照射面9に照射される。
ここで、照射面9は、垂直方向については第1の平面PS1と共役の関係にある。つまり、第1のカットオフライン形成部411の水平方向の直線形状(すなわち、第1の配光パターンLD1の第1のカットオフライン4110の形状)が、照射面9上の第1の照度分布パターンPD1の第3のカットオフライン91の水平方向の直線形状と対応する。つまり、第1のカットオフライン形成部411をかすめるように透過して、第3の反射面43で反射され、第1の出射面45から出射された光線R1は、照射面9上の第3のカットオフライン91の位置に照射される。
また、図4に示される光線R2は、集光光学部3で集光された光が第1の反射面41で反射され、第1のカットオフライン形成部411の近傍に集光する光線である。第1のカットオフライン形成部411の近傍に集光された光線R2は、光線R1と同様に第3の反射面43で反射され、第1の出射面45から出射され、照射面9上の第3のカットオフライン91の近傍に照射される。
また、図4に示される光線R3は、光線R1と同様に集光光学部3により集光され、第3の反射面43で反射され、第1の出射面45によって前方に照射される。光線R3は、光線R1に比べて第1の平面PS1上では第1のカットオフライン形成部411から+Z1軸方向に離れた方向に集光されるため、照射面9上でも光線R1に比べて第3のカットオフライン91から-Y軸方向に離れた位置に照射される。
つまり、集光光学部3によって集光された光の内、第1の出射面45から出射される光は、Y軸方向について照射面9と第1の平面PS1が共役の関係であることから、第1のカットオフライン形成部411によって形成される直線状の第1のカットオフライン4110が、照射面9上に第3のカットオフライン91として投影される。
図5は、前照灯モジュール100の導光部材4の第1の出射面45から出射される光の配光パターンである第1の配光パターンLD1を示す図である。図5は、第1の平面PS1上に形成される第1の配光パターンLD1を示している。第1のカットオフライン形成部411の直線形状の稜線(例えば、X軸方向の直線)によって、X1軸方向に延在する直線形状の第1のカットオフライン4110を有する第1の配光パターンLD1が形成される。
つまり、第1のカットオフライン形成部411によって、集光光学部3によって集光された光の内、第1の出射面45から出射される光は、直線形状の第1のカットオフライン4110を有する第1の配光パターンLD1に対応する形状を持つことができる。
なお、第1のカットオフライン形成部411の稜線は、必ずしも直線形状である必要はない。第1のカットオフライン形成部411の稜線は、第3の反射面43により生じる収差などの影響を考慮して、曲線形状など、直線形状以外の形状にしてもよい。
また、第1のカットオフライン形成部411によって形成される第1の平面PS1上の第1の配光パターンLD1の光は、第1の出射面45によって照射面9上に、上下方向は反転せずに第1の照度分布パターンPD1の光として照射される。
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。照射面9は、XY平面に平行な面である。車両の前方の所定の位置は、前照灯モジュールの光度又は照度を計測する位置で、道路交通規則などで規定されている。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。
〈第2の出射面46から出射される光線R4、R5の光路〉
図6は、実施の形態1に係る前照灯モジュール100の導光部材4の第2の出射面46から出射される光の光路を示す図である。図6は、集光光学部3によって集光された光の内、第2の出射面46から出射する光の光路を示す。集光光学部3によって集光された光の一部は、第1の反射面41で反射されることなく、直接、第4の反射面44に到達する。
図6は、実施の形態1に係る前照灯モジュール100の導光部材4の第2の出射面46から出射される光の光路を示す図である。図6は、集光光学部3によって集光された光の内、第2の出射面46から出射する光の光路を示す。集光光学部3によって集光された光の一部は、第1の反射面41で反射されることなく、直接、第4の反射面44に到達する。
第4の反射面44は、第1の反射面41よりも+Y1軸方向に位置し、第3の反射面43よりも-Z軸方向に位置する。第4の反射面44は、例えば、入射した光を反射し、第2のカットオフライン形成部421の近傍に光を集光する機能を有する曲面形状である。つまり、第4の反射面44は、正のパワーを有することが望ましい。
第4の反射面44で反射され、第2のカットオフライン形成部421の近傍に集光した光は、第2の出射面46によって前方(すなわち、+Z軸方向)に出射される。また、第2のカットオフライン形成部421の近傍に集光した光の一部は、第2の反射面42で反射され、第2の出射面46によって前方(すなわち、+Z軸方向)に出射される。
第2の出射面46は、第2のカットオフライン形成部421に焦点位置を有する曲率を有した凸形状のレンズ面である。つまり、照射面9と第2のカットオフライン形成部421を含む第2の平面PS2とは共役の関係にある。したがって、第2の出射面46は、第2の平面PS2上に形成される第2の配光パターンLD2に対応する第2の照度分布パターンPD2の光を照射面9上に投影する。
言い換えれば、図6に示されるように、光線R4は、集光光学部3により集光され第4の反射面44に到達する。第4の反射面44に到達した光線R4は、第2のカットオフライン形成部421の近傍をかすめるように第2の平面PS2を透過し、第2の出射面46によって出射される。第2の出射面46によって出射された光線R4は、照射面9上に照射される。
ここで、照射面9は、第2の平面PS2と共役の関係にある。したがって、第2のカットオフライン形成部421の形状が、照射面9上の第4のカットオフライン92の形状と対応する。つまり、第4の反射面44で反射され、第2のカットオフライン形成部421をかすめるように透過して、第2の出射面46から出射された光線R4は、照射面9上の第4のカットオフライン92の位置に照射される。
また、図6に示される光線R5は、集光光学部3により集光され第4の反射面44に到達する。第4の反射面44に到達した光線R5は、第2のカットオフライン形成部421に接続し、第2のカットオフライン形成部421よりも-Z軸方向に延伸する第2の反射面42で反射され、第2のカットオフライン形成部421の近傍をかすめるように第2の平面PS2を透過し、第2の出射面46によって出射される。第2の出射面46によって出射された光線R5は、光線R4と同様に、照射面9上の第4のカットオフライン92の位置に照射される。
つまり、集光光学部3によって集光された光の内、第2の出射面46から出射される光は、照射面9と第2の平面PS2が共役の関係であることから、第2のカットオフライン形成部421によって形成される第2の配光パターンLD2の第2のカットオフライン4210が、照射面9上に第2の照度分布パターンPD2の第4のカットオフライン92として投影される。
また、第1のカットオフライン形成部411は第1の配光パターンLD1の直線形状の第1のカットオフライン4110と第1の照度分布パターンPD1の直線形状の第3のカットオフライン91とを形成した。これに対し、第2のカットオフライン形成部421は、照射面9と第2の平面PS2が共役の関係であることから、段違い形状のカットオフラインを形成することができる。つまり、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を形成することができる。
図7は、第2の平面PS2上に形成される第2の配光パターンLD2の例を示している。第2のカットオフライン形成部421は、第1の稜線部421A、第2の稜線部421B、及び第3の稜線部421Cからなる段違い形状である。この段違い形状を有する第2のカットオフライン形成部421によって、段違い形状の第2のカットオフライン4210を有する第2の配光パターンLD2が形成される。段違い形状の第2のカットオフライン4210は、第1の稜線部421Aと、第3の稜線部421Cと、第1の稜線部421Aの端部と第3の稜線部421Cの端部とを接続し、第1の稜線部421A及び第3の稜線部421Cに対して傾斜した第2の稜線部421Bとを有する。図7の例では、第1の稜線部421Aと第3の稜線部421Cとは、通常は平行であるが、これらは平行である必要はない。
つまり、集光光学部3によって集光された光の内、第2の出射面46から出射される光は、第2のカットオフライン形成部421の形状に対応した形状(例えば、段違い形状)の第4のカットオフライン92を有する第2の照度分布パターンPD2の光を形成することができる。
なお、第2のカットオフライン形成部421によって形成される第2の平面PS2上の第2の配光パターンLD2は、照射面9上において、第2の出射面46によって、上下方向と左右方向が反転して投影される。なお、第2の出射面46が投影する面は、必ずしも第2の平面PS2である必要はなく、収差などの影響を考慮して、曲面状の面を照射面9に投影してもよい。
〈第1の照度分布パターンPD1、第2の照度分布パターンPD2〉
前照灯モジュールを有する前照灯装置のロービームでは、カットオフラインは立ち上がりラインを有する段違い形状である。
前照灯モジュールを有する前照灯装置のロービームでは、カットオフラインは立ち上がりラインを有する段違い形状である。
導光部材4の第1の平面PS1上の垂直方向(すなわち、Z1軸方向)は、照射面9の垂直方向(すなわち、Z軸方向)について、光学的に共役の関係にある。つまり、第1のカットオフライン形成部411の直線状の稜線を持つ第1の配光パターンLD1は、照射面9における直線状の第3のカットオフライン91を有する第1の照度分布パターンPD1に対応する。
導光部材4の第2の平面PS2と照射面9とは、光学的に共役の関係にある。つまり、第2のカットオフライン形成部421の段違い形状の稜線を持つ第2の配光パターンLD2は、は、照射面9における段違い形状の第4のカットオフライン92を有する第2の照度分布パターンPD2に対応する。
つまり、実施の形態1に係る前照灯モジュール100が出射する光は、図8に模式的に示されるように、第1の照度分布パターンPD1の光と第2の照度分布パターンPD2の光とを足し合わせることで得られる合成照度分布パターンの光である。
また、第1の照度分布パターンPD1の光の水平方向(すなわち、X軸方向)の広がりは、第2の照度分布パターンPD2の光の水平方向の広がりよりも広くすることが望ましい。なぜなら、第1の照度分布パターンPD1の光に対応する第1の出射面45の水平方向の曲率を調整することで、光利用効率の低下を抑えつつ、第1の照度分布パターンPD1の光を広げることができるからである。
図9は、実施の形態1に係る前照灯モジュール100の第1の照度分布パターンPD1の照度分布をコンター表示で示す図である。これは、25m前方(すなわち、+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。「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9から分かるように、第1の照度分布パターンPD1の直線状の第3のカットオフライン91は明瞭に投射されている。
図10は、実施の形態1に係る前照灯モジュール100の第2の照度分布パターンPD2の照度分布をコンター表示で示す図である。図10から分かるように、第2の照度分布パターンPD2の段違い形状の第4のカットオフライン92は明瞭に投射されている。
図11は、実施の形態1に係る前照灯モジュール100の第1の照度分布パターンPD1の光と第2の照度分布パターンPD2の光とを重ね合わせることで得られた合成照度分布パターンの照度分布をコンター表示で示す図である。図11に示される合成照度分布パターンは、カットオフラインが明瞭に投射されている。また、配光ムラの少ない配光パターンが実現できている。
図9及び図10より、第1の照度分布パターンPD1は、第2の照度分布パターンPD2に比べて幅広い配光パターンを形成できていることがわかる。
〈効果〉
実施の形態1に係る前照灯モジュール100は、導光部材4の開口形状は垂直方向(すなわち、Y軸方向)に縦長の開口形状である。つまり、導光部材4の第1の出射面45と第2の出射面46がY軸方向である垂直方向(すなわち、配列方向)に並んで配置された一体型のレンズである。このため、前照灯モジュール100は、これまでに実現が難しかった垂直方向に縦長の開口形状を有する意匠性の高い前照灯装置を実現することができる。
実施の形態1に係る前照灯モジュール100は、導光部材4の開口形状は垂直方向(すなわち、Y軸方向)に縦長の開口形状である。つまり、導光部材4の第1の出射面45と第2の出射面46がY軸方向である垂直方向(すなわち、配列方向)に並んで配置された一体型のレンズである。このため、前照灯モジュール100は、これまでに実現が難しかった垂直方向に縦長の開口形状を有する意匠性の高い前照灯装置を実現することができる。
実施の形態1に係る前照灯モジュール100は、導光部材4は、集光光学部3が一体として形成されるとして説明した。しかしながら、この形態に限らず、集光光学部3を別部品としてもよい。このようにすることで、導光部材4の形状が複雑にならずに、製造性が向上するという利点がある。しかしながら、集光光学部3と導光部材4とを別部材で形成した場合には、集光光学部3が導光部材4と一体として形成される場合に比べ、光利用効率は低下する。
実施の形態1に係る前照灯モジュール100は、導光投射光学素子2は、第1の出射面45及び第2の出射面46が一体として形成されるとして説明した。しかしながら、この形態に限らず、第1の出射面45及び第2の出射面46を別部品としてもよい。このようにすることで、導光投射光学素子2の形状が複雑にならずに、製造性が向上するという利点がある。しかしながら、第1の出射面45及び第2の出射面46が導光投射光学素子2に一体として形成される場合に比べると光利用効率は低下する。
実施の形態1に係る前照灯モジュール100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、前照灯モジュール100は、自動二輪車用、自動三輪車用の前照灯装置のロービーム及びハイビームなどの他の用途にも適用が可能である。
実施の形態1に係る前照灯モジュール100では、導光部材4を光透過性の屈折材としており全反射を利用できるので、ミラー面からなるリフレクターに比べて、光利用効率を向上させることができる。
また、車両の中には、複数の前照灯モジュール100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100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。このような場合にも、実施の形態1に係る前照灯モジュール100を使用することができる。このような形態の具体例は、実施の形態3で説明される。
《実施の形態2》
図12は、実施の形態2に係る前照灯モジュールの構成を示す図である。図12において、図1(A)に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図1(A)に示される符号と同じ符号が付されている。実施の形態2に係る前照灯モジュール100は、集光光学部3の形状の点で、実施の形態1に係る前照灯モジュールと相違する。実施の形態2に係る前照灯モジュール100の導光部材4は、実施の形態1のものと同じである。
図12は、実施の形態2に係る前照灯モジュールの構成を示す図である。図12において、図1(A)に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図1(A)に示される符号と同じ符号が付されている。実施の形態2に係る前照灯モジュール100は、集光光学部3の形状の点で、実施の形態1に係る前照灯モジュールと相違する。実施の形態2に係る前照灯モジュール100の導光部材4は、実施の形態1のものと同じである。
実施の形態2では、集光光学部3は、図12に示されるように、第1の入射面31、第2の入射面32、及び反射面33を有する。第1の入射面31は、集光光学部3の中心部分に形成された入射面である。「集光光学部3の中心部分」は、集光光学部3の光軸C1が第1の入射面31上と交差する交点を有する。
また、第1の入射面31は、例えば、正のパワーを有する凸面形状である。第1の入射面31の凸面形状は、-Y1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。第1の入射面31は、例えば、光軸C1を回転軸とする回転対称の形状をしている。
第2の入射面32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から構成されている。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C1と一致している。第2の入射面32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、第2の入射面32は、筒形状をしている。
第2の入射面32の筒形状の一端(すなわち、+Y1軸方向の端)は、第1の入射面31の外周に接続されている。第2の入射面32の筒形状は、第1の入射面31に対して光源1側(すなわち、第1の入射面31より-Y1軸方向)に形成されている。つまり、第2の入射面32の筒形状は、第1の入射面31に対して光源1側に形成されている。
反射面33は、X1Z1平面上の断面形状が、例えば、光軸C1を中心とした円形状をした筒形状をしている。反射面33の筒形状は、-Y1軸方向の端のX1Z1平面上の円形状の直径が、+Y1軸方向の端のX1Z1平面上の円形状の直径よりも小さい。つまり、反射面33は、-Y1軸方向の端から+Y1軸方向に向けて直径が徐々に大きくなっている。
例えば、反射面33は、円錐台の側面の形状を有している。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C1を含む面上での反射面33の形状は曲線形状であってもよい。「光軸C1を含む面」とは、面上に光軸C1の線を描ける面のことである。
反射面33の筒形状の一端(すなわち、-Y1軸方向の端)は、第2の入射面32の筒形状の他端(すなわち、-Y1軸方向の端)に接続している。つまり、反射面33は、第2の入射面32の外周側に位置している。
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、第1の入射面31に入射する。出射角度の小さい光線は、例えば、発散角が60度以内の光線である。出射角度の小さい光線は、第1の入射面31から入射され、導光部材4内の集光光学部3の前方(すなわち、+Y1軸方向)の任意の位置に集光される。
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、第2の入射面32に入射する。出射角度の大きい光線は、例えば、発散角が60度よりも大きい光線である。第2の入射面32から入射された光線は、反射面33で反射される。反射面33で反射された光線は、+Y1軸方向に進行する。反射面33で反射された光線は、導光部材4内の集光光学部3の前方(すなわち、+Z1軸方向)の任意の位置に集光される。
集光光学部3は、一例として、以下の機能を有する光学素子であれば、図12に示される形状のものに限定されない。つまり、集光光学部3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り導光部材4内に集光する。また、集光光学部3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り導光部材4内に集光する。
例えば、集光光学部3によって集光される光の集光位置は、光源1のパターンと相似形状になるため、光源1の形状が投影されることで配光ムラを生じることがある。このような場合、上述のように、第1の入射面31によって集光される光の集光位置と、第2の入射面32と反射面33によって集光される光の集光位置を異ならせることで、配光ムラを緩和させることが可能となる。
また、実施の形態2においては、集光光学部3の第1の入射面31、第2の入射面32、及び反射面33の各々は、すべて光軸C1中心の回転対称な形状としている。しかし、集光光学部3は、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。
例えば、反射面33のX1Z1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、幅広い配光パターンを生成しやすくなる。
集光光学部3の反射面33は、集光光学部3の光軸C1に直交する第1の方向であるZ1軸方向と、光軸C1と第1の方向の両方に直交する第2の方向であるX1軸方向(すなわち、導光部材4の厚み方向)で異なる曲率を有し、第1の方向の曲率は第2の方向の曲率よりも小さい。このようにすることで、集光光学部3で集光された光の内、X1軸方向に広がる光が導光部材4の側面48及び49に到達する光線を抑えることができ、損失光を低減することができる。
また、側面48及び側面49を全反射面とすることで、側面48及び側面49に到達した光を有効に使うことも可能である。しかしながら、側面48及び側面49に到達した光についての出射方向を制御することは難しいため、可能な限り側面48及び側面49に到達する光を低減することが望ましい。
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33のX1Z1平面上の断面形状を楕円形状した場合には、反射面33のX1Z1平面上の断面形状を円形状する場合よりも、集光光学部3をより小型にできる。
また、集光光学部3は全体として正のパワーを有していればよい。第1の入射面31、第2の入射面32、及び反射面33の各々は、それぞれ任意のパワーを有することができる。
集光光学部3によって集光された光は、第1の出射面45、又は第2の出射面46によって、前方(すなわち、+Z軸方向)に光を出射される。
第1の出射面45から出射される光の光路と、第2の出射面46によって出射される光の光路のそれぞれは、実施の形態1で説明したものと同じである。上記以外に関して、実施の形態2は、実施の形態1と同じである。
《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200について説明する。図15は、実施の形態3に係る前照灯装置200の構成例を概略的に示す上面図である。
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200について説明する。図15は、実施の形態3に係る前照灯装置200の構成例を概略的に示す上面図である。
前照灯装置200は、筐体97とカバー96とを有している。カバー96は、透明な材料で作製されている。筐体97は、車両の車体の内部に取り付けられている。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(すなわち、前方)に配置されている。カバー96は、例えば、アウターレンズである。
筐体97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13では、筐体97の内部に3個の前照灯モジュール100が収められている。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97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をY軸方向又はZ軸方向などの他の方向に配列してもよい。
複数の前照灯モジュール100から出射された光は、カバー96を透過して、車両の前方に出射される。図24では、カバー96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96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2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96を設けなくてもよい。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と同じである。また、実施の形態3に係る前照灯装置200は、実施の形態2の前照灯モジュール100又は実施の形態4、5の前照灯モジュール300を備えてもよい。
《実施の形態4》
〈前照灯モジュール300の概要〉
図16(A)及び図16(B)は、実施の形態4に係る前照灯モジュール300の構成を示す図である。前照灯モジュール300は、車両用の装置である。図16において、図1(A)及び図1(B)に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図1(A)に示される符号と同じ符号が付されている。実施の形態4に係る前照灯モジュール300は、導光部材5の形状の点で、実施の形態1に係る前照灯モジュールと相違する。実施の形態4に係る集光光学部3は、実施の形態1又は実施の形態2のものと同じである。図16(A)は、車両の前方を向いたときの右側から前照灯モジュール300を見た図である。図16(B)は、上側から前照灯モジュール300を見た図である。
〈前照灯モジュール300の概要〉
図16(A)及び図16(B)は、実施の形態4に係る前照灯モジュール300の構成を示す図である。前照灯モジュール300は、車両用の装置である。図16において、図1(A)及び図1(B)に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図1(A)に示される符号と同じ符号が付されている。実施の形態4に係る前照灯モジュール300は、導光部材5の形状の点で、実施の形態1に係る前照灯モジュールと相違する。実施の形態4に係る集光光学部3は、実施の形態1又は実施の形態2のものと同じである。図16(A)は、車両の前方を向いたときの右側から前照灯モジュール300を見た図である。図16(B)は、上側から前照灯モジュール300を見た図である。
導光部材5は、光透過性の材料で形成された光学部材である。導光部材5は、第1の反射面51、第2の反射面52、第3の反射面53、第1のカットオフライン形成部511、第2のカットオフライン形成部521、第1の出射面54、及び第2の出射面55を有する。第1から第3の反射面51~53は、全反射面であるが、金属蒸着などによって形成されたミラー面であってもよい。ただし、導光部材5の第1から第3の反射面51~53は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、光の利用効率の向上に寄与するからである。また、ミラー面を形成するためのミラー蒸着の工程をなくすことで、導光部材5の製造工程を簡素化することができ、導光部材5の製造コストの低減に寄与するからである。
例えば、第1のカットオフライン形成部511は、第1の反射面51に隣接して形成されており、第2のカットオフライン形成部521は、第2の反射面52に隣接して形成されている。また、第1の反射面51は、第2のカットオフライン形成部521に対応する面であり、第2の反射面52より垂直方向に関して上側(すなわち、+Y軸方向)に位置している。第3の反射面53は、第1のカットオフライン形成部511に対応する面であり、第1の反射面51より垂直方向に関して上側(すなわち、+Y軸方向)に位置している。つまり、光源1から第1の反射面51の端部までの光軸方向の距離は、光源1から第2の反射面52までの光軸方向の距離より長い。第1の反射面51は、入射された集光光の一部を、第2の反射面52、第2のカットオフライン形成部521、及び第2の出射面55が位置する方向に向ける。第3の反射面53は、入射された集光光の一部であって第1のカットオフライン形成部511の近傍を通過した光の一部を第1の出射面54が位置する方向に向ける。
第1のカットオフライン形成部511は、集光光から第1の配光パターンLD1(前述の図5に一例が示される。)の光を形成する。第1の配光パターンLD1は、第1のカットオフライン形成部511の形状に対応する第1のカットオフラインを有する。
第2のカットオフライン形成部521は、集光光から第2の配光パターンLD2(前述の図7に一例が示される。)の光を形成する。第2の配光パターンLD2は、第2のカットオフライン形成部521の形状に対応する第2のカットオフライン4210を有する。第2のカットオフライン形成部521の形状に対応する第2のカットオフライン4210は、立ち上がりラインを有する段違い形状のラインである。
第1の出射面54は、第1の配光パターンLD1に対応する第1の照度分布パターンPD1(前述の図8に一例が示される。)の光を出射する。第1の照度分布パターンPD1は、第1のカットオフライン形成部511の形状に対応する第3のカットオフライン91を有する。
第2の出射面55は、第2の配光パターンLD2に対応する第2の照度分布パターンPD2(前述の図8に一例が示される。)の光を出射する。第2の照度分布パターンPD2は、第2のカットオフライン形成部521の形状に対応する第4のカットオフライン92を有する。
第1の出射面54から出射された第1の照度分布パターンPD1の光と第2の出射面55から出射された第2の照度分布パターンPD2の光とが足し合わされて得られた合成照度分布パターン(前述の図8に一例が示される。)の光が照射面9に照射される。
〈導光部材5〉
図17(A)から図17(C)は、実施の形態4に係る前照灯モジュール300の導光部材5の構成を示す側面図、正面図、及び上面図である。
図17(A)から図17(C)は、実施の形態4に係る前照灯モジュール300の導光部材5の構成を示す側面図、正面図、及び上面図である。
〈第1の出射面54から出射される光線R6、R7の光路〉
図18は、集光光学部3によって集光された光の内、導光部材5の第1の出射面54から出射される光の光路を示す図である。集光光学部3によって集光された光の一部は、例えば、+Y1軸方向の第1のカットオフライン形成部511の近傍に集光される。
図18は、集光光学部3によって集光された光の内、導光部材5の第1の出射面54から出射される光の光路を示す図である。集光光学部3によって集光された光の一部は、例えば、+Y1軸方向の第1のカットオフライン形成部511の近傍に集光される。
第1の反射面51は、例えば、導光部材5の集光光学部3側の端部と第1のカットオフライン形成部511とを繋ぐ面に形成される。また、第2のカットオフライン形成部521より+Y軸方向に位置する。図示の例では、第1の反射面51は、導光部材5内向きに凹形状の曲面である。
第1のカットオフライン形成部511の近傍に集光された光の内、第1の反射面51で反射されなかった光は、第3の反射面53に向かって進み、第3の反射面53によって反射される。第3の反射面53は、垂直方向(Y軸方向)に対応する面が凹面形状である。つまり、第3の反射面53は、垂直方向(Y軸方向)に対応する面の曲率が正のパワーを有する。また、第3の反射面53は、垂直方向(Y軸方向)に対応する面の曲率は、第3の反射面53に到達した光を、第1の出射面54に導光するような形状である。
第3の反射面53で反射された光は、第1の出射面54によって前方(+Z軸方向)に照射される。第1の出射面54は、垂直方向(Y軸方向)に対応する面の曲率が正のパワーを有する。また、第1の出射面54の垂直方向(Y軸方向)に対応する面の曲率は、第3の反射面53と第1の出射面54の合成焦点が、第1のカットオフライン形成部511の近傍に焦点位置を有する形状である。また、第1の出射面54は、水平方向(X軸方向)についても曲率を有するレンズを構成してもよい。
図18に示される光線R6は、集光光学部3により第1のカットオフライン形成部511付近をかすめるように集光されている。光源1の発光面11に平行で(すなわち、光軸C1に直交し)第1のカットオフライン形成部511を含む第1の平面PS1を透過した光線R6は、第3の反射面53で反射され、第1の出射面54によって出射される。第1の出射面54から出射された光線R6は、照射面9に照射される。
ここで、照射面9は、垂直方向については第1の平面PS1と共役の関係にある。つまり、第1のカットオフライン形成部511の水平方向の直線形状(すなわち、第1の配光パターンLD1の第1のカットオフライン4110の形状)が、照射面9上の第1の照度分布パターンPD1の第3のカットオフライン91の水平方向の直線形状と対応する。つまり、第1のカットオフライン形成部511をかすめるように透過して、第3の反射面53で反射され、第1の出射面54から出射された光線R6は、照射面9上の第3のカットオフライン91の位置に照射される。
また、図18に示される光線R7は、光線R6と同様に集光光学部3により集光され、第3の反射面53で反射され、第1の出射面54によって前方に照射される。光線R7は、光線R6に比べて第1の平面PS1上では第1のカットオフライン形成部511から+Z1軸方向に離れた方向に集光されるため、照射面9上でも光線R6に比べて第3のカットオフライン91から-Y軸方向に離れた位置に照射される。
〈第2の出射面55から出射される光線R8、R9の光路〉
図19は、実施の形態4に係る前照灯モジュール300の導光部材5の第2の出射面55から出射される光の光路を示す図である。図19は、集光光学部3によって集光された光の内、第2の出射面55から出射する光の光路を示す。
図19は、実施の形態4に係る前照灯モジュール300の導光部材5の第2の出射面55から出射される光の光路を示す図である。図19は、集光光学部3によって集光された光の内、第2の出射面55から出射する光の光路を示す。
第1の反射面51は、第2のカットオフライン形成部521よりも+Y軸方向に位置し、第3の反射面53よりも-Z軸方向に位置する。第1の反射面51は、例えば、入射した光を反射し、第2のカットオフライン形成部521の近傍に光を集光する機能を有する曲面形状である。つまり、第1の反射面51は、正のパワーを有することが望ましい。
第1の反射面51で反射され、第2のカットオフライン形成部521の近傍に集光した光は、第2の出射面55によって前方(すなわち、+Z軸方向)に出射される。また、第2のカットオフライン形成部521の近傍に集光した光の一部は、第2の反射面52で反射され、第2の出射面55によって前方(すなわち、+Z軸方向)に出射される。
第2の出射面55は、第2のカットオフライン形成部521に焦点位置を有する曲率を有した凸形状のレンズ面である。つまり、照射面9と第2のカットオフライン形成部521を含む第2の平面PS2とは共役の関係にある。したがって、第2の出射面55は、第2の平面PS2上に形成される第2の配光パターンLD2に対応する第2の照度分布パターンPD2の光を照射面9上に投影する。
言い換えれば、図19に示されるように、光線R8は、集光光学部3により集光され第1の反射面51に到達する。第1の反射面51に到達した光線R8は、第2のカットオフライン形成部521の近傍をかすめるように第2の平面PS2を透過し、第2の出射面55によって出射される。第2の出射面55によって出射された光線R8は、照射面9上に照射される。
ここで、照射面9は、第2の平面PS2と共役の関係にある。したがって、第2のカットオフライン形成部521の形状が、照射面9上の第4のカットオフライン92の形状と対応する。つまり、第1の反射面51で反射され、第2のカットオフライン形成部521をかすめるように透過して、第2の出射面55から出射された光線R8は、照射面9上の第4のカットオフライン92の位置に照射される。
また、図19に示される光線R9は、集光光学部3により集光され第1の反射面51に到達する。第1の反射面51に到達した光線R9は、第2のカットオフライン形成部521に接続し、第2のカットオフライン形成部521よりも-Z軸方向に延伸する第2の反射面52で反射され、第2のカットオフライン形成部521の近傍をかすめるように第2の平面PS2を透過し、第2の出射面55によって出射される。第2の出射面55によって出射された光線R9は、光線R8と同様に、照射面9上の第4のカットオフライン92の位置に照射される。
また、第1のカットオフライン形成部511は第1の配光パターンLD1の直線形状の第1のカットオフライン4110と第1の照度分布パターンPD1の直線形状の第3のカットオフライン91とを形成した。これに対し、第2のカットオフライン形成部521は、照射面9と第2の平面PS2が共役の関係であることから、段違い形状のカットオフラインを形成することができる。つまり、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を形成することができる。
《実施の形態5》
図20は、実施の形態5に係る前照灯モジュールの構成を示す図である。図20において、図16(A)に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図16(A)に示される符号と同じ符号が付されている。実施の形態5に係る前照灯モジュール300は、集光光学部3の形状の点で、実施の形態4に係る前照灯モジュールと相違する。実施の形態5に係る前照灯モジュール300の導光部材5は、実施の形態4のものと同じである。
図20は、実施の形態5に係る前照灯モジュールの構成を示す図である。図20において、図16(A)に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図16(A)に示される符号と同じ符号が付されている。実施の形態5に係る前照灯モジュール300は、集光光学部3の形状の点で、実施の形態4に係る前照灯モジュールと相違する。実施の形態5に係る前照灯モジュール300の導光部材5は、実施の形態4のものと同じである。
実施の形態5では、集光光学部3は、図20に示されるように、第1の入射面34、第2の入射面35、及び集光反射面36を有する。また、第2の入射面35及び集光反射面36は、光軸を含むX1Y1平面で区切られ、+Z軸方向の部分をそれぞれ第2の入射面35a、第1の集光反射面である集光反射面36a、また、-Z軸方向の部分をそれぞれ第2の入射面35b、第2の集光反射面である集光反射面36bと記載する。
第1の入射面34は、集光光学部3の中心部分に形成された入射面である。「集光光学部3の中心部分」は、集光光学部3の光軸C1が第1の入射面34上と交差する交点を有する。
また、第1の入射面34は、例えば、正のパワーを有する凸面形状である。第1の入射面34の凸面形状は、-Y1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。また、第1の入射面34は、例えば、X1軸方向とZ軸方向で異なる曲率を有する形状をしている。
第2の入射面35a及び第2の入射面35b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から構成されている。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C1と一致している。第2の入射面35a及び第2の入射面35b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有している。つまり、第2の入射面35は、筒形状をしている。
第2の入射面35a及び第2の入射面35bの筒形状の一端(すなわち、+Y1軸方向の端)は、第1の入射面34の外周に接続されている。また、第2の入射面35a及び第2の入射面35bの一端(すなわち、+Y1軸方向の端)が第1の入射面34の外周に接続されていれば、第2の入射面35a及び第2の入射面35bの直径が異なってもよい。第2の入射面35a及び第2の入射面35bの筒形状は、第1の入射面34に対して光源1側(すなわち、第1の入射面34より-Y1軸方向)に形成されている。
集光反射面36a及び集光反射面36bは、例えば、光軸C1を中心とした楕円形状をした筒形状をしている。集光反射面36a及び集光反射面36bの筒形状は、-Y1軸方向の端のX1Z1平面上の楕円形状の長軸及び短軸の直径が、+Y1軸方向の端のX1Z1平面上の楕円形状の長軸及び短軸の直径よりも小さい。つまり、集光反射面36a及び集光反射面36bは、-Y1軸方向の端から+Y1軸方向に向けて直径が徐々に大きくなっている。
光軸C1を含む面上での集光反射面36a及び集光反射面36bの形状は曲線形状である。「光軸C1を含む面」とは、面上に光軸C1の線を描ける面のことである。
集光反射面36a及び集光反射面36bの筒形状の一端(すなわち、-Y1軸方向の端)は、第2の入射面35a及び第2の入射面35bの筒形状の他端(すなわち、-Y1軸方向の端)に接続している。つまり、集光反射面36a及び集光反射面36bは、第2の入射面35a及び第2の入射面35bの外周側に位置している。
集光反射面36a及び集光反射面36bは、集光光学部3の光軸C1に直交する第1の方向であるZ1軸方向と、光軸C1と第1の方向の両方に直交する第2の方向であるX1軸方向(すなわち、導光部材5の厚み方向)で異なる曲率を有す。また、Z1軸方向において、集光反射面36a及び集光反射面36bはそれぞれ異なる曲率を有し、集光反射面36aの曲率は集光反射面36bの曲率より大きい。このようにすることで、集光光学部3で集光された光の内、集光反射面36aで反射される光は、一度集光され導光部材5の第1の反射面51に、集光反射面36aで反射される光は、導光部材5の第1のカットオフライン形成部511に、それぞれ導光することができる。これにより、導光部材5の第1の反射面51及び第3の反射面53に入射する光の角度を限定でき、損失光を低減することが可能である。また、配光の形成が容易で、配光ムラを低減できる。
上記実施の形態1から5における構成部品を適宜組み合わせることができる。
上記実施の形態1から5において、部品間の位置関係又は部品の形状を示す用語は、製造上の公差及び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。また、「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などを考慮した範囲を含むことを示している。
100、300 前照灯モジュール、 200 前照灯装置、 1 光源、 11 発光面、 2 導光投射光学素子、 3 集光光学部、 31 第1の入射面、 32 第2の入射面、 33 反射面、 34 第1の入射面、 35、35a、35b 第2の入射面、 36 集光反射面、 36a 集光反射面(第1の集光反射面)、 36b 集光反射面(第2の集光反射面)、 4 導光部材、 41 第1の反射面、 42 第2の反射面、 43 第3の反射面、 44 第4の反射面、 45 第1の出射面、 46 第2の出射面、 411 第1のカットオフライン形成部、 4110 第1のカットオフライン、 421 第2のカットオフライン形成部、 4210 第2のカットオフライン、 421A 第1の稜線部、 421B 第2の稜線部、 421C 第3の稜線部、 5 導光部材、 51 第1の反射面、 52 第2の反射面、 53 第3の反射面、 54 第1の出射面、 55 第2の出射面、 511 第1のカットオフライン形成部、 521 第2のカットオフライン形成部、 9 照射面、 91 第3のカットオフライン、 92 第4のカットオフライン、 96 カバー、 97 筐体、 C1 光軸、 C2 光軸、 LD1 第1の配光パターン、 LD2 第2の配光パターン、 PD1 第1の照度分布パターン、 PD2 第2の照度分布パターン、 PS1 第1の平面、 PS2 第2の平面、 R1,R2,R3 光線、 R4,R5 光線、 R6,R7 光線、 R8,R9 光線。
Claims (19)
- 光源と、
前記光源で発生した光を入射し、前記光を集光光にする集光光学部と、
前記集光光から第1の配光パターンの光を形成する第1のカットオフライン形成部、前記集光光から第2の配光パターンの光を形成する第2のカットオフライン形成部、前記第1の配光パターンに対応する第1の照度分布パターンの光を出射する第1の出射面、及び前記第2の配光パターンに対応する第2の照度分布パターンの光を出射する第2の出射面を有する導光部材と、
を備え、
前記第1の出射面から出射された前記第1の照度分布パターンの光と前記第2の出射面から出射された前記第2の照度分布パターンの光とが足し合わされて得られた合成照度分布パターンの光が照射される
前照灯モジュール。 - 前記第1の配光パターンは、前記第1のカットオフライン形成部の形状に対応する形状を持つ第1のカットオフラインを有し、
前記第2の配光パターンは、前記第2のカットオフライン形成部の形状に対応する形状を持つ第2のカットオフラインを有し、
前記第2のカットオフライン形成部の形状に対応する前記第2のカットオフラインは、段違い形状を含む
請求項1に記載の前照灯モジュール。 - 前記段違い形状は、
第1の稜線部と、
第3の稜線部と
前記第1の稜線部の端部と前記第3の稜線部の端部とを接続し、前記第1の稜線部及び前記第3の稜線部に対して傾斜した第2の稜線部と、を有する
請求項2に記載の前照灯モジュール。 - 前記第1の照度分布パターンは、前記第1のカットオフラインの形状に対応する形状を持つ第3のカットオフラインを有し、
前記第2の照度分布パターンは、前記第2のカットオフラインの形状に対応する形状を持つ第4のカットオフラインを有する
請求項2又は3に記載の前照灯モジュール。 - 前記第1の出射面と前記第2の出射面とは、予め決められた配列方向に並んで配置されており、
前記第1のカットオフライン形成部を含む面に形成される前記第1の配光パターンは、前記配列方向において反転せずに、前記第1の出射面から前記第1の照度分布パターンの光として出射され、
前記第2のカットオフライン形成部を含む面に形成される前記第2の配光パターンは、前記配列方向において反転して、前記第2の出射面から前記第2の照度分布パターンの光として出射される
ことを特徴とする請求項2から4のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。 - 前記第1の出射面と前記第2の出射面とは、予め決められた配列方向に並んで配置されており、
前記第1の出射面から出射される前記第1の照度分布パターンの光の前記配列方向に直交する方向の広がりが、
前記第2の出射面から出射される前記第2の照度分布パターンの光の前記配列方向に直交する前記方向の広がりよりも、広い
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。 - 前記導光部材は、
前記第1のカットオフライン形成部に隣接して形成された第1の反射面と、
前記第2のカットオフライン形成部に隣接して形成された第2の反射面と、
をさらに有する請求項1から6のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。 - 前記導光部材は、
前記第1のカットオフライン形成部の近傍に焦点位置を有し、前記集光光の一部であって前記第1のカットオフライン形成部の近傍を通過した光の一部を前記第1の出射面が位置する方向に向ける第3の反射面と、
前記第3の反射面よりも前記光源に近い位置に配置され、前記集光光の一部を、前記第2の反射面、前記第2のカットオフライン形成部、及び前記第2の出射面が位置する方向に向ける第4の反射面と、
をさらに有する請求項7に記載の前照灯モジュール。 - 前記集光光学部は、入射面と、反射面とを有し、
前記反射面は、前記集光光学部の光軸に直交する第1の方向と前記光軸及び前記第1の方向の両方に直交する第2の方向で異なる曲率を有し、
前記第1の方向の曲率は前記第2の方向の曲率よりも小さい、
請求項1から8のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。 - 車両に搭載されたときに、前記第1の出射面と前記第2の出射面とは互いに隣接して垂直方向に並ぶ請求項1から9のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
- 前記導光部材は、光透過性の材料で形成された光学素子である請求項1から10のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
- 前記集光光学部は、光透過性の材料で形成された集光光学素子である請求項1から11のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
- 第2の出射面は、前記第2のカットオフライン形成部に焦点位置を有する曲率を有した凸形状のレンズ面である請求項1から12のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
- 前記導光部材は、
前記第1の出射面に最も近い位置に前記第1のカットオフライン形成部に隣接して形成された端部を有し、前記集光光の一部の光を前記第2のカットオフライン形成部に集光する第1の反射面と、
前記第2のカットオフライン形成部に隣接して形成された第2の反射面と、
をさらに有する請求項1から6のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。 - 前記光源から前記第1の反射面の前記端部までの前記集光光学部の光軸方向の距離は、前記光源から前記第2の反射面までの前記光軸方向の距離より長い、
請求項14に記載の前照灯モジュール。 - 前記導光部材は、前記集光光の一部であって前記第1のカットオフライン形成部を通過した光を、前記第1の出射面が位置する方向に向ける第3の反射面を有し、
前記第3の反射面と前記第1の出射面の合成焦点が、前記第1のカットオフライン形成部の近傍に位置するように、前記第3の反射面と前記第1の出射面が設けられた、
請求項15に記載の前照灯モジュール。 - 前記集光光学部は、入射面と、集光反射面とを有し、
前記集光反射面は、前記集光光学部の光軸に直交する第1の方向と前記光軸及び前記第1の方向の両方に直交する第2の方向で異なる曲率を有し、
また、前記集光反射面を、前記集光光学部の光軸と前記第1の方向を含む平面で分割し、前記第1の出射面に近い側を第1の集光反射面、前記第1の出射面から遠い側を第2の集光反射面とした際に、
前記第1の集光反射面と前記第2の集光反射面において、前記第2の方向の曲率が互いに異なる、
請求項16に記載の前照灯モジュール。 - 前記第1の集光反射面と前記第2の集光反射面は、
前記第2の方向において、前記第1の集光反射面の曲率は、前記第2の集光反射面の曲率よりも大きい、
請求項17に記載の前照灯モジュール。 - 請求項1から18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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