本发明涉及对车辆等的前方等进行照射的前照灯模块和前照灯装置。
背景技术：
车辆用的前照灯装置必须满足由道路交通规则等确定的规定配光图案的条件。
作为道路交通规则之一，例如，与汽车用近光有关的规定配光图案呈上下方向较窄的横长形状。而且，为了不使对向车眩目，要求配光图案的上侧光的边界线(截止线)清晰。即，要求截止线的上侧(配光图案的外侧)较暗而截止线的下侧(配光图案的内侧)较亮的清晰的截止线。
而且，截止线的下侧(配光图案的内侧)的区域成为最大照度。将该最大照度的区域称作“高照度区域”。这里，“截止线的下侧区域”意味着配光图案的上部，在前照灯装置中相当于对远方进行照射的部分。
车辆用的前照灯装置实现这种复杂的配光图案。为了实现复杂的配光图案，一般使用灯罩等遮光部件。
专利文献1公开有在光纤的前端配置灯罩而形成截止线的技术。在光纤的端部配置灯罩，在该灯罩紧后配置导光路透镜，将透镜体的焦点位置配置在灯罩附近，由此形成清晰的截止线。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-312103号公报
技术实现要素：
发明要解决的课题
但是，专利文献1的灯具装置对在光纤内部反复多重反射而行进的光线的配光图案进行投影。光纤的出射面处的光度分布成为均匀性较高的分布。因此，配光图案的照度分布成为均匀性较高的分布。即，专利文献1的灯具装置很难在截止线的附近形成高照度区域。
本发明正是鉴于现有技术的课题而完成的，能够在截止线附近形成高光度区域。
用于解决课题的手段
车辆用的前照灯模块形成配光图案并对该配光图案进行投影，其中，所述车辆用的前照灯模块具有：第1光源，其发出第1光；以及光学元件，其包含反射所述第1光的反射面和引导在所述反射面反射后的所述第1光的第1导光部，在与所述车辆的垂直方向对应的方向上，对包含在所述反射面反射后的所述第1光和未在所述反射面反射的所述第1光重叠形成的高光度区域的所述配光图案进行投影，在与所述车辆的水平方向对应的方向上，射出在所述第1导光部反射后的所述第1光。
发明效果
本发明的前照灯模块能够在配光图案中形成高光度区域。
附图说明
图1是示出实施方式1的前照灯模块100的结构的结构图。
图2是实施方式1的导光投射光学元件3的立体图。
图3是说明实施方式1的前照灯模块100的导光投射光学元件3的反射面32的形状的图。
图4是利用等高线显示示出实施方式1的前照灯模块100的照度分布的图。
图5是利用等高线显示示出实施方式1的前照灯模块100的照度分布的图。
图6是实施方式1的前照灯模块100的导光投射光学元件30的立体图。
图7是实施方式1的比较例的导光投射光学元件300的立体图。
图8是利用等高线显示示出使用实施方式1的比较例的导光投射光学元件300时的照度分布的图。
图9是实施方式1的变形例的导光投射光学元件301的立体图。
图10是实施方式1的变形例的导光投射光学元件302的立体图。
图11是示出实施方式2的前照灯模块110的结构的结构图。
图12是示出实施方式2的前照灯模块120的结构的结构图。
图13是搭载有实施方式3的多个前照灯模块100的前照灯装置10的结构图。
图14是示出实施方式1的前照灯模块100的结构的结构图。
图15是示出实施方式1的前照灯模块100a的结构的结构图。
图16是示出实施方式2的前照灯模块110a的结构的结构图。
图17是示出实施方式2的前照灯模块120a的结构的结构图。
具体实施方式
在专利文献1的灯具装置中，利用灯罩生成截止线。因此，在专利文献1的灯具装置中，存在光利用效率降低这样的课题。即，从光源发出的光的一部分被灯罩遮光而未被用作投射光。
本发明不使用灯罩，由此能够抑制光利用效率的降低。
并且，一般情况下，如果使光学系统小型化，则反射器、遮光板和投射透镜所要求的配置精度提高。因此，在组合反射器、遮光板或投射透镜等部件来制作前照灯装置的情况下，前照灯装置的制造性降低。
本发明使用于形成配光图案的各要素成为一体，因此，能够提高制造性。
并且，在前照灯装置中通常具有近光和远光。而且，在近光和远光中，配光图案不同。即，前照灯装置具有2种前照灯模块。
在日本特开2006-236588号公报中记载有如下的车辆用灯具：在反射器单元的上部搭载交错光灯lbl，在下部搭载行驶光灯hbl。这里，交错光为近光，行驶光为远光。
但是，当在近光和远光中使用不同的前照灯模块时，根据各个前照灯模块的点亮状态，前照灯装置的发光区域不同。即，当仅点亮近光时，一个前照灯模块点亮。但是，当还点亮远光时，2个前照灯模块点亮。通常，在点亮远光的情况下，点亮近光和远光。即，当仅点亮近光时，发光区域为一个，当还点亮远光时，发光区域为2个。
这意味着，根据前照灯装置的点亮状态，车辆的外观性不同。为了提高点亮前照灯装置时的车辆的外观性，优选在仅点亮近光的状态以及同时点亮近光和远光的状态双方中，发光区域没有变化。
后述实施方式2的前照灯模块110、120能够提高点亮前照灯装置时的外观性。实施方式2的前照灯模块110、120能够对配光图案进行变更，而不对点亮前照灯装置的状态下的外观性进行变更。
这里，“截止线”是在将前照灯装置的光照射到墙壁或屏幕上的情况下出现的光的明暗的区分线，是配光图案的上侧的区分线。即，“截止线”是在配光图案的轮廓部出现的较亮部分与较暗部分的边界线的部分。即，是配光图案的上侧的光的较亮部分与较暗部分的边界线。是配光图案的上侧的光的较亮区域(配光图案的内侧)与较暗区域(配光图案的外侧)的边界线。即，截止线的上侧(配光图案的外侧)较暗，截止线的下侧(配光图案的内侧)较亮。
截止线是对交错用前照灯装置的照射方向进行调节时使用的用语。交错用前照灯装置也被称作近光。
“近光”是向下的光，在与对向车交错时等使用。通常，近光对前方40m左右进行照射。并且，“上下方向”是与地面(路面)垂直的方向。即，“上下方向”是车辆的上下方向。
为了实现上述这种清晰的截止线，截止线不能产生较大的色差或模糊等。“截止线产生模糊”是指截止线不鲜明。即，截止线不清晰。
并且，优选在配光图案中抑制配光不均。在前照灯对路面进行照明时，配光不均表现为较暗的线或较亮的线。而且，配光不均可能使驾驶员误认距离感。因此，优选是在前照灯装置中抑制了配光不均的配光。
“前照灯装置”是搭载于交通工具等中，为了提高操纵者的视觉辨认性和来自外部的被视觉辨认性而使用的照明装置。车辆用前照灯装置也被称作头灯或大灯。
并且，近年来，从抑制二氧化碳(co2)的排放和燃料的消耗这样的减轻对环境的负荷的观点来看，例如，优选车辆的节能化。与此相伴，在车辆用前照灯装置中还要求小型化、轻量化和省电化。因此，作为车辆用前照灯装置的光源，与现有的卤素灯(灯光源)相比，优选采用发光效率较高的半导体光源。
“半导体光源”例如是发光二极管(led(lightemittingdiode))或激光二极管(ld(laserdiode))等。
现有的灯光源(灯管光源)是指向性低于半导体光源的光源。作为灯光源，可举出白炽灯、卤素灯或荧光灯等。因此，灯光源使用反射器(例如反射镜)使放射出的光具有指向性。另一方面，半导体光源具有至少一个发光面，光向发光面侧放射。
这样，半导体光源的发光特性与灯光源不同。因此，优选使用适用于半导体光源的光学系统，而不是使用反射镜的现有的光学系统。
另外，上述半导体光源是一种固体光源。作为固体光源，例如，可举出有机电致发光(有机el)或对平面上涂布的荧光体照射激励光而使其发光的光源等。优选这些固体光源也使用与半导体光源相同的光学系统。
这样，将不包含灯管光源且具有指向性的光源称作“固体光源”。
“指向性”是光等输出到空间中时其强度根据方向而不同的性质。这里，如上所述，“具有指向性”是指光在发光面侧行进且光不在发光面的背面侧行进。即，从光源射出的光的发散角为180度以下。
设以下实施方式所示的光源是具有指向性的光源(固体光源)来进行说明。如上所述，作为主要例子，是发光二极管或激光二极管等半导体光源。并且，光源还包含有机电致发光光源或对平面上涂布的荧光体照射激励光而使其发光的光源等。
在实施方式中采用固体光源作为例子是因为，在使用灯管光源的情况下，很难应对节能化的要求或装置的小型化的要求。但是，在没有特别要求节能化的情况下，光源也可以是灯管光源。
即，作为本发明的光源，例如，也可以使用白炽灯、卤素灯或荧光灯等灯管光源。并且，作为本发明的光源，例如，可以使用发光二极管(以下称作led(lightemittingdiode))或激光二极管(以下称作ld(laserdiode))等半导体光源。即，本发明的光源没有特别限定，可以使用任意的光源。
但是，从抑制二氧化碳(co2)的排放和能量的消耗这样的减轻对环境的负荷的观点来看，作为前照灯装置的光源，优选采用半导体光源。与现有的卤素灯(灯光源)相比，半导体光源的发光效率较高。
并且，从小型化、轻量化的观点来看，也优选采用半导体光源。与现有的卤素灯(灯光源)相比，半导体光源具有指向性，能够使光学系统小型化、轻量化。
因此，在本发明的以下的说明中，设光源是作为半导体光源之一的led来进行说明。
并且，一般情况下，发光二极管的发光面的形状为正方形形状、矩形形状或圆形形状。因此，当通过凸透镜形成光源像时，利用投影透镜直接对发光面的形状的边界线进行投影，在形成配光图案时，产生配光不均。
“配光”是指光源相对于空间的光度分布。即，从光源发出的光的空间分布。配光表示从光源向哪个方向发出何种强度的光。
并且，“配光图案”表示由于从光源放射的光的方向而引起的光束的形状和光的强度分布(光度分布)。“配光图案”还用作以下所示的照射面9上的照度图案的意思。即，表示照射面9上的被光照射的形状和照度分布。并且，“配光分布”是相对于从光源放射的光的方向的光的强度分布(光度分布)。“配光分布”还用作以下所示的照射面9上的照度分布的意思。
另外，在将配光图案作为照度分布进行说明的情况下，将最亮区域称作“高照度区域”。另一方面，当捕捉配光图案作为光度分布时，配光图案的最亮区域成为“高光度区域”。
并且，“光度”表示发光体发出的光的强度的程度，是在某个方向的微小立体角内通过的光束除以该微小立体角而得到的。即，“光度”是表示从光源发出强到何种程度的光的物理量。
并且，“照度”是表示对平面状的物体照射的光的明亮度的物理量。与每单位面积照射的光束相等。
并且，照射面9是设定在车辆前方的规定位置的假想面。照射面9例如是与后述x-y平面平行的面。车辆前方的规定位置是计测前照灯装置的光度或照度的位置，由道路交通规则等规定。例如，在欧洲，unece(unitednationseconomiccommissionforeurope：联合国欧洲经济委员会)规定的汽车用前照灯装置的光度的计测位置是从光源起25m的位置。在日本，日本工业标准调查会(jis)规定的光度的计测位置是从光源起10m的位置。
本发明例如可应用于车辆用的前照灯装置的近光和远光等。并且，本发明例如可应用于摩托车用的前照灯装置的近光和远光等。并且，本发明例如可应用于三轮或四轮等其它车辆用的前照灯装置。即，本发明例如还能够应用于自动三轮车用的前照灯装置的近光或四轮汽车用的前照灯装置的近光。
但是，在以下的说明中，以形成摩托车用的前照灯装置的近光的配光图案的情况为例进行说明。摩托车用的前照灯装置的近光的配光图案是截止线在车辆的左右方向(x轴方向)上成为水平的直线。并且，截止线的下侧(配光图案的内侧)的区域最亮。
并且，四轮车辆例如是通常的四轮汽车等。并且，三轮车辆例如是被称作陀螺的自动三轮车。“被称作陀螺的自动三轮车”是前轮为一轮、后轮为一轴两轮的三轮的滑板车。该自动三轮车例如在日本相当于带原动机的自行车。该自动三轮车例如在车体中央附近具有旋转轴，能够使包含前轮和驾驶席的车体的大部分向左右方向倾斜。通过该机构，与摩托车同样，该自动三轮车例如能够在转弯时使重心向内侧移动。
下面，以车辆用前照灯装置为例，参照附图对本发明的实施方式的例子进行说明。另外，在以下的实施方式的说明中，为了容易进行说明，使用xyz坐标进行说明。
设车辆的左右方向为x轴方向。相对于车辆前方设左侧为+x轴方向，相对于车辆前方设右侧为-x轴方向。这里，“前方”是指车辆的行进方向。即，“前方”是前照灯装置照射光的方向。
设车辆的上下方向为y轴方向。设上侧为+y轴方向，设下侧为-y轴方向。“上侧”是天空的方向，“下侧”是地面(路面等)的方向。
设车辆的行进方向为z轴方向。设行进方向为+z轴方向，设相反的方向为-z轴方向。将+z轴方向称作“前方”，将-z轴方向称作“后方”。即，+z轴方向是前照灯装置照射光的方向。
如上所述，在以下的实施方式中，z-x平面为与路面平行的面。这是因为，在通常想法的情况下，路面是“水平面”。因此，认为z-x平面是“水平面”。“水平面”是与重力方向垂直的平面。
但是，路面有时相对于车辆的行驶方向倾斜。即，是上坡或下坡等。在这些情况下，认为“水平面”是与路面平行的面。即，“水平面”不是与重力方向垂直的平面。
另一方面，一般的路面相对于车辆的行驶方向向左右方向倾斜的情况稀少。“左右方向”是道路的宽度方向。在这些情况下，认为“水平面”是与重力方向垂直的面。例如，即使路面向左右方向倾斜，车辆与路面的左右方向垂直，也认为等同于车辆相对于“水平面”向左右方向倾斜的状态。
另外，为了简化以下的说明，设“水平面”是与重力方向垂直的平面来进行说明。即，设z-x平面是与重力方向垂直的平面来进行说明。
实施方式1
图1的(a)和图1的(b)是示出实施方式1的前照灯模块100的结构的结构图。图1的(a)是相对于车辆前方从右侧(-x轴方向)观察的图。图1的(b)是从上侧(+y轴方向)观察的图。
如图1的(a)和图1的(b)所示，实施方式1的前照灯模块100具有光源1和导光投射光学元件3。实施方式1的前照灯模块100能够具有会聚光学元件2。另外，前照灯模块100包含将会聚光学元件2安装到光源1而成为一体的情况。
光源1和会聚光学元件2配置成使光轴c1、c2向-y轴方向倾斜角度a。“使光轴向-y轴方向倾斜”是指，从-x轴方向观察，以x轴为旋转轴，使与z轴平行的光轴顺时针旋转。在图1的(a)中，从-x轴方向观察，光源1和会聚光学元件2的光轴c1、c2以x轴为旋转轴，相对于z轴顺时针旋转角度a。
为了容易说明光源1和会聚光学元件2，使用x1y1z1坐标作为新的坐标系。x1y1z1坐标是如下的坐标：从-x轴方向观察xyz坐标，以x轴为旋转轴顺时针旋转角度a。
另外，在实施方式1中，光源1的光轴c1与z1轴平行。并且，会聚光学元件2的光轴c2与z1轴平行。并且，会聚光学元件2的光轴c2与光源1的光轴c1一致。
<光源1>
光源1具有发光面11。光源1从发光面11出射用于对前方进行照明的光。这里，前方是车辆的前方。光源1从发光面11出射光。
光源1位于会聚光学元件2的-z1轴侧。光源1位于导光投射光学元件3的-z轴侧(后方)。而且，光源1位于导光投射光学元件3的+y轴侧(上侧)。
在图1中，光源1向+z1轴方向射出光。光源1的种类没有特别限定，但是，如上述说明的那样，在以下的说明中，设光源1为led来进行说明。
光源1的光轴c1从发光面11的中心相对于发光面11垂直延伸。
<会聚光学元件2>
会聚光学元件2位于光源1的+z1轴侧。并且，会聚光学元件2位于导光投射光学元件3的-z1轴侧。会聚光学元件2位于导光投射光学元件3的-z轴侧(后方)。而且，会聚光学元件2位于导光投射光学元件3的+y轴侧(上侧)。
会聚光学元件2入射从光源1发出的光。会聚光学元件2使光会聚在前方(+z1轴方向)的任意位置。会聚光学元件2使光会聚。会聚光学元件2是具有会聚功能的光学元件。在以下的实施方式中，作为一例，会聚光学元件2是透镜。该透镜利用折射和反射来会聚光。另外，后述会聚光学元件5也是同样的。
另外，在使后述导光投射光学元件3的入射面31具有会聚功能的情况下，能够省略会聚光学元件2。并且，在前照灯模块100不具有会聚光学元件3的情况下，导光投射光学元件3入射从光源1射出的光。从光源1射出的光从入射面31入射。
在图1中，示出会聚光学元件2为具有正光焦度(屈光力)的光学元件。
并且，实施方式1所示的会聚光学元件2例如内部充满折射材料。
在图1中，会聚光学元件2由一个光学元件构成，但是，也可以使用多个光学元件。但是，在使用多个光学元件的情况下，要确保各光学元件的定位精度等，从而使制造性降低。
光源1和会聚光学元件2配置在导光投射光学元件3的上侧(+y轴方向侧)。并且，光源1和会聚光学元件2配置在导光投射光学元件3的后方(-z轴方向侧)。
光源1和会聚光学元件2相对于反射面32位于反射面32的反射光的一侧。即，光源1和会聚光学元件2相对于反射面32位于反射面32的表面侧。
“反射面的表面”是反射光的面。并且，“反射面的背面”是相对于表面为背面侧的面，例如是不反射光的面。
光源1和会聚透镜2位于反射面32的法线方向，即相对于反射面32位于反射面32的表面侧。会聚光学元件2配置在与反射面32相对的方向上。反射面32是设置于导光投射光学元件3的面。
会聚光学元件2的光轴c2例如是连接入射面211和出射面231这2个面的曲率中心的直线。
在图1中，光源1的光轴c1与会聚光学元件2的光轴c2一致。而且，光源1和会聚光学元件2的光轴c1、c2在反射面32上具有交点。当光在入射面31处折射的情况下，从会聚光学元件2射出的中心光线到达反射面32上。即，会聚光学元件2的光轴c2或中心光线在反射面32上具有交点。
从会聚光学元件2射出时的中心光线是会聚光学元件2的光轴c2上的光线。
会聚光学元件2例如具有入射面211、212、反射面22和出射面231、232。
会聚光学元件2配置在光源1紧后。这里，“后”是指从光源1射出的光的行进方向侧。这里，由于是“紧后”，因此，从发光面11出射的光立即入射到会聚光学元件2。
发光二极管射出朗伯配光的光。“朗伯配光”是发光面的亮度与观察方向无关而固定的配光。即，发光二极管的配光的指向性较宽。因此，通过缩短光源1与会聚光学元件2之间的距离，能够使更多的光入射到会聚光学元件2。
会聚光学元件2例如是由透明树脂、玻璃或硅酮材料制作的。会聚光学元件2的材料只要具有透射性即可而与材质无关，也可以是透明的树脂等。“透射性”是指透明的性质。但是，从光利用效率的观点来看，会聚光学元件2的材料适合透射性较高的材料。并且，由于会聚光学元件2配置在光源1紧后，因此，优选会聚光学元件2的材料是耐热性优良的材料。
入射面211是在会聚光学元件2的中心部分形成的入射面。“会聚透镜2的中心部分”是指，会聚光学元件2的光轴c2在入射面211上具有交点。
并且，入射面211例如具有正光焦度。入射面211例如是凸面形状。入射面211的凸面形状呈向-z1轴方向凸出的形状。光焦度也被称作“屈光力”。入射面211例如呈以光轴c2为旋转轴的旋转对称的形状。
入射面212例如呈以椭圆的长轴或短轴为旋转轴旋转而成的旋转体的表面形状的一部分。将以椭圆的长轴或短轴为旋转轴旋转而成的旋转体称作“旋转椭圆体”。该旋转椭圆体的旋转轴与光轴c2一致。入射面212呈将旋转椭圆体的旋转轴方向的两端切断而得到的表面形状。即，入射面212呈筒形。
另外，如后所述，入射面212不需要必须旋转对称。例如，入射面212也可以是椭圆体的形状。即，入射面212是椭圆面形状。椭圆面是与3个坐标平面平行的平面的切口始终为椭圆的二次曲面。
入射面212的筒形的一端(+z1轴方向侧的端部)与入射面211的外周连接。入射面212的筒形相对于入射面211形成在光源1侧(-z1轴方向)。即，入射面212的筒形相对于入射面211形成在光源1侧。
反射面22呈如下的筒形：x1-y1平面上的截面形状例如呈以光轴c2为中心的圆形。关于反射面22的筒形，-z1轴方向侧的端部在x1-y1平面上的圆形的直径小于+z1轴方向侧的端部在x1-y1平面上的圆形的直径。即，从-z1轴方向朝向+z1轴方向，反射面22的直径增大。
例如，反射面22呈圆锥台的侧面形状。包含中心轴的面上的圆锥台的侧面形状呈直线形状。但是，包含光轴c2的面上的反射面22的形状也可以是曲线形状。“包含光轴c2的面”是指在面上描绘光轴c2的线。
反射面22的筒形的一端(-z1轴方向侧的端部)与入射面212的筒形的另一端(-z1轴方向侧的端部)连接。即，反射面22位于入射面212的外周侧。
出射面231位于入射面211的+z轴方向侧。出射面231例如具有正光焦度。出射面231例如是凸面形状。出射面231的凸面形状呈向+z轴方向凸出的形状。会聚光学元件2的光轴c2在出射面231上具有交点。出射面231例如呈以光轴c2为旋转轴的旋转对称的形状。
并且，出射面231也可以是超环(toroidal)面。并且，同样，入射面211也可以是超环面。超环面包含圆柱面。
出射面232位于出射面231的外周侧。出射面232例如呈与x1-y1平面平行的平面形状。出射面232的内周和外周呈圆形。
出射面232的内周与出射面231的外周连接。出射面232的外周与反射面22的筒形的另一端(+z1轴方向侧的端部)连接。
从发光面11出射的光中的出射角度较小的光线入射到入射面211。出射角度较小的光线的发散角例如为60度以内。出射角度较小的光线从入射面211入射并从出射面231出射。
从出射面231出射的出射角度较小的光线会聚在会聚光学元件2的前方(+z1轴方向)的任意位置。从出射面231出射的光线被会聚。从光源1射出时的出射角度较小的光线通过入射面211和出射面231中的折射而被会聚。即，在从光源1射出时的出射角度较小的光线的会聚中利用光的折射。
从发光面11出射的光中的出射角度较大的光线入射到入射面212。出射角度较大的光线的发散角例如大于60度。从入射面212入射的光线在反射面22进行反射。在反射面22反射后的光线向+z1轴方向行进。在反射面22反射后的光线从出射面232出射。
从出射面232出射的出射角度较大的光线会聚在会聚光学元件2的前方(+z1轴方向)的任意位置。从出射面232出射的光线被会聚。从光源1射出时的出射角度较大的光线通过反射面22中的反射而被会聚。即，在从光源1射出时的出射角度较大的光线的会聚中利用光的反射。
作为一例，设在以下的各实施方式中说明的会聚光学元件2是具有以下功能的光学元件来进行说明。即，会聚光学元件2通过折射来会聚从光源1射出的出射角度较小的光线。并且，会聚光学元件2通过反射来会聚从光源1射出的出射角度较大的光线。
例如，在从出射面231出射的光的会聚位置形成与光源1的图案(发光面11的形状)相似形状的像。因此，由出射面33对光源1的发光面11的形状进行投影，由此，有时产生配光不均。
这种情况下，如上所述，通过使从出射面231出射的光的会聚位置和从出射面232出射的光的会聚位置不同，能够缓和由于从出射面231出射的光而引起的配光不均。
从出射面232出射的光线的会聚位置和从出射面231出射的光线的会聚位置不需要一致。例如，与从出射面231出射的光的会聚位置相比，从出射面232出射的光的会聚位置可以是更接近会聚光学元件2的位置。
并且，通过使从会聚光学元件2射出的光的会聚位置ph和共轭面pc的位置不同，能够缓和由于从出射面231出射的光而引起的配光不均。
并且，例如，led的发光面11通常呈矩形形状或圆形形状。而且，如上所述，配光图案呈上下方向较窄的横长形状。并且，车辆用远光也可以是圆形形状的配光图案。因此，能够利用光源1的发光面11的形状形成配光图案。
例如，能够通过会聚光学元件2形成基于发光面11的形状的中间像，对该中间像进行投影。在图1中，发光面11的像形成在会聚位置ph。关于在会聚位置ph形成的发光面11的像，从发光面11的中心向+y1轴方向侧的像通过反射面32进行折返，与从发光面11的中心向-y1轴方向侧的像重合。这样，发光面11的像包含根据发光面11的形状进行变形等而得到的像。
并且，通过使这样形成的发光面11的像的位置和共轭面pc的位置不同，能够缓和由于从出射面231出射的光而引起的配光不均。
并且，在实施方式1中，会聚光学元件2的入射面211、212、反射面22和出射面231、232分别全部呈光轴c2中心的旋转对称的形状。但是，只要能够会聚从光源1射出的光即可，不限于旋转对称的形状。
例如，通过使反射面22在x1-y1平面上的截面形状为椭圆形，会聚位置处的会聚点也能够成为椭圆形。而且，前照灯模块100容易生成宽度较宽的配光图案。
并且，在光源1的发光面11的形状为矩形形状的情况下，例如，反射面22在x1-y1平面上的截面形状为椭圆形更能够使会聚光学元件2成为小型。
并且，会聚光学元件2整体具有正光焦度即可。入射面211、212、反射面22和出射面231、232各自可以分别具有任意光焦度。
并且，在合并会聚光学元件2和入射面31而使光会聚的情况下，会聚光学元件2和入射面31的整体具有正光焦度即可。
另外，如上所述，在光源1采用灯管光源的情况下，能够使用反射器等作为会聚光学元件。反射器例如是反射镜等。
并且，在会聚光学元件2的形状的说明中，作为一例，说明了入射面211、212、反射面22或出射面231、232与相邻的面连接。但是，不需要必须使面彼此连接。例如，“入射面212的筒形的一端(+z1轴方向侧的端部)与入射面211的外周连接。”可以说成是“入射面212的筒形的一端(+z1轴方向侧的端部)位于入射面211的外周侧。”。利用各面的位置关系将入射光引导至导光投射光学元件3即可。
<导光投射光学元件3>
导光投射光学元件3位于会聚光学元件2的+z1轴方向。导光投射光学元件3位于会聚光学元件2的+z轴侧。而且，导光投射光学元件3位于会聚光学元件2的-y轴侧。
导光投射光学元件3入射从会聚光学元件2射出的光。导光投射光学元件3向前方(+z轴方向)射出光。
并且，在前照灯模块100不具有会聚光学元件2的情况下，导光投射光学元件3入射从光源1射出的光。导光投射光学元件3向前方(+z轴方向)射出光。
导光投射光学元件3是光学元件的一例。另外，导光投射光学元件3具有通过反射面32引导光的功能。并且，导光投射光学元件3具有通过出射面33投射光的功能。因此，在说明光学元件3时，为了容易理解，设为导光投射光学元件3来进行说明。
另外，“投射”是指放出光。并且，“投影”是指映出像。因此，在导光投射光学元件3对后述配光图案进行投影的情况下，导光投射光学元件3也可以说成导光投影光学元件。并且，后述投射光学元件350对配光图案进行投影，因此，也可以说成投影光学元件。
并且，在图1中，出射面33是对配光图案进行投影的投射光学部。出射面33也可以说成对配光图案进行投影的投影光学部。另外，如后所述，在具有投射光学元件350的情况下，投射光学元件350成为对配光图案进行投影的投射光学部(投影光学部)。并且，在通过出射面33和投射光学元件350对配光图案进行投影的情况下，出射面33和投射光学元件350成为对配光图案进行投影的投射光学部(投影光学部)。
图2是导光投射光学元件3的立体图。导光投射光学元件3具有反射面32、侧面395a、395b和出射面33。导光投射光学元件3能够具有入射面31。导光投射光学元件3能够具有入射面34。另外，在图2中，从侧面395a、395b的+y轴侧的边引出侧面395a、395b的引出线。
导光投射光学元件3例如是由透明树脂、玻璃或硅酮材料制作的。
并且，实施方式1所示的导光投射光学元件3例如内部充满折射材料。
入射面31设置在导光投射光学元件3的-z轴方向侧的端部。入射面31设置在导光投射光学元件3的+y轴方向侧的部分。
在图1的(a)、图1的(b)和图2中，导光投射光学元件3的入射面31呈曲面形状。入射面31的曲面形状例如是水平方向(x轴方向)和垂直方向(y轴方向)均具有正光焦度的凸面形状。
在水平方向(x轴方向)上，入射面31具有正光焦度。在水平方向(x轴方向)上，入射面31是凸面形状。在垂直方向(y轴方向)上，入射面31具有正光焦度。在垂直方向(y轴方向)上，入射面31是凸面形状。
另外，如上所述，在合并会聚光学元件2和入射面31而使光会聚的情况下，能够使入射面31的曲面形状成为凹面形状。
并且，通过使入射面31的y轴方向的曲率和入射面31的x轴方向的曲率成为不同的值，能够使入射面31在y-z平面上的焦点位置和入射面31在z-x平面上的焦点位置成为不同的位置。
并且，能够使入射面31的y轴方向为正光焦度，使入射面31的x轴方向的光焦度为负值。
入射到曲面形状的入射面31的光的发散角变化。入射面31通过使光的发散角变化，能够形成配光图案。即，入射面31具有形成配光图案的形状的功能。即，入射面31作为配光图案形状成形部发挥功能。
并且，例如，通过使入射面31具有会聚功能，还可考虑省略会聚光学元件2。即，入射面31作为会聚部发挥功能。
可认为入射面31是配光图案形状成形部的一例。并且，可认为入射面31是会聚部的一例。
但是，入射面31不限于曲面形状，例如也可以是平面形状。
在本实施方式1中，首先，对导光投射光学元件3的入射面31的形状为具有正光焦度的凸面形状的情况进行说明。
反射面32设置在入射面31的-y轴方向侧的端部。即，反射面32配置在入射面31的-y轴方向侧。而且，反射面32配置在入射面31的+z轴方向侧。在实施方式1中，反射面32的-z轴方向侧的端部与入射面31的-y轴方向侧的端部连接。但是，反射面32的-z轴方向侧的端部不需要必须与入射面31的-y轴方向侧的端部连接。
反射面32反射到达反射面32的光。即，反射面32具有反射光的功能。即，反射面32作为光反射部发挥功能。可认为反射面32是光反射部的一例。
反射面32是面向+y轴方向的面。即，反射面32的表面是面向+y轴方向的面。反射面32的表面是反射光的面。反射面32的背面是面向-y轴方向的面。在实施方式1中，例如，反射面32的背面不反射光。
反射面32是相对于z-x平面，以与x轴平行的轴为中心，从-x轴方向观察顺时针旋转而成的面。在图1中，反射面32为相对于z-x平面旋转角度b而成的面。
但是，反射面32也可以是与z-x平面平行的面。
并且，在图1中，反射面32用平面表示。但是，反射面32不需要是平面。反射面32也可以是曲面形状。
即，反射面32可以是仅在y轴方向上具有曲率的曲面。反射面32可以是仅在z轴方向上具有曲率的曲面。并且，反射面32可以是仅在x轴方向上具有曲率的曲面。并且，反射面32可以是在x轴方向和y轴方向双方具有曲率的曲面。反射面32可以是在x轴方向和z轴方向双方具有曲率的曲面。
在图1中，反射面32用平面表示。因此，与光轴c3平行且与反射面32垂直的平面是y-z平面。即，包含光轴c3且与反射面32垂直的平面与y-z平面平行。而且，与该平面(y-z平面)垂直且与光轴c3平行的平面是z-x平面。即，包含光轴c3且与该平面(y-z平面)垂直的平面与z-x平面平行。
例如，在反射面32是仅在y-z平面上具有曲率的圆柱面的情况下，与x轴垂直的平面即y-z平面成为与光轴c3平行且与反射面32垂直的平面。
“仅在y-z平面上具有曲率”是指在z轴方向上具有曲率。或者，“仅在y-z平面上具有曲率”是指在y轴方向上具有曲率。
并且，例如，在反射面32是仅在x-y平面上具有曲率的圆柱面的情况下，可认为反射面32是近似于该曲面的平面。即，与光轴c3平行且与反射面32垂直的平面是与光轴c3平行且与近似于反射面32的曲面的平面垂直的平面。曲面的近似例如能够使用最小二乘法等。
“仅在x-y平面上具有曲率”是指在x轴方向上具有曲率。
并且，在反射面32是超环面的情况下，也可认为反射面32是近似于该曲面的平面。超环面是如桶的表面或圆环(doughnut)的表面那样正交的2个轴方向的曲率不同的面。超环面包含圆柱面。
“在y-z平面上具有曲率”例如是指利用与y-z平面平行的面切断反射面32来观察其形状。并且，“在y-z平面上具有曲率”例如是指将y-z平面作为投影面来观察反射面32的形状。“仅在x-y平面上具有曲率”也是同样的。
在考虑与曲面形状的反射面32垂直的平面的情况下，可以认为反射面32是近似于该曲面的平面。即，与光轴c3平行且与反射面32垂直的平面例如是与光轴c3平行且与近似于反射面32的曲面的平面垂直的平面。曲面的近似例如能够使用最小二乘法等。
反射面32也可以通过进行镜蒸镀而成为镜面。但是，优选反射面32不进行镜蒸镀而作为全反射面发挥功能。这是因为，与镜面相比，全反射面的反射率较高，有助于光利用效率的提高。并且，通过不进行镜蒸镀的工序，能够简化导光投射光学元件3的制造工序。而且，有助于导光投射光学元件3的制造成本的降低。特别是在实施方式1所示的结构中，其特征在于，由于光线入射到反射面32的入射角较浅，因此，即使不进行镜蒸镀，也能够使反射面32成为全反射面。“入射角较浅”是指入射角较大。“入射角”是光线入射时入射方向与边界面的法线所成的角度。
入射面34例如呈与x-y平面平行的面。但是，能够使入射面34成为曲面形状。通过使入射面34成为曲面形状，能够对入射光的配光进行变更。并且，入射面34例如也可以是相对于x-y平面倾斜的面。
入射面34配置在反射面32的-y轴方向侧。即，入射面34配置在反射面32的背面侧。在图1中，入射面34的+y轴方向侧的端部与反射面32的+z轴方向侧的端部连接。但是，入射面34的+y轴方向侧的端部不需要必须与反射面32的+z轴方向侧的端部连接。
在图1中，入射面34位于与照射面9在光学上共轭的位置。“在光学上共轭”是指从一个点发出的光在另一个点成像的关系。即，入射面34上和位于其延长线上的共轭面pc上的光的形状被投影到照射面9上。在图1中，光没有从入射面34入射。因此，从入射面31入射的光的共轭面pc上的形状被投影到照射面9上。
另外，共轭面pc上的光的像(配光图案)形成在导光投射光学元件3内的共轭面pc上的一部分。即，在导光投射光学元件3内的共轭面pc上的范围内，能够将配光图案形成为适合于前照灯模块100的形状。特别地，如后所述，在使用多个前照灯模块形成一个配光图案的情况下，形成与各前照灯模块的作用对应的配光图案。
例如，将与光源1不同的光源(图1中未示出)配置在光源1的-y轴方向侧。从其它光源射出的光从入射面34入射到导光投射光学元件3内。入射到入射面34的光在入射面34进行折射。入射到入射面34的光从出射面33出射。
图14示出具有其它光源4的结构。
光源4和会聚光学元件5配置成使光轴c4、c5向+y轴方向倾斜角度e。“使光轴向+y轴方向倾斜”是指，从-x轴方向观察，以x轴为旋转轴，使光轴逆时针旋转。
为了容易说明光源4和会聚光学元件5，使用x2y2z2坐标作为新的坐标系。x2y2z2坐标是如下的坐标：从-x轴方向观察xyz坐标，以x轴为旋转轴逆时针旋转角度e。
<光源4>
光源4具有发光面41。光源4从发光面41射出用于对车辆的前方进行照明的光。光源4从发光面41出射光。
光源4位于会聚光学元件5的-z2轴侧。光源4位于导光投射光学元件3的-z轴侧(后方)。而且，光源4位于导光投射光学元件3的-y轴侧(下侧)。
在图14中，光源4向+z2轴方向射出光。光源4的种类没有特别限定，但是，如上述说明的那样，在以下的说明中，设光源4为led来进行说明。
<会聚光学元件5>
会聚光学元件5位于光源4的+z2轴侧。并且，会聚光学元件5位于导光投射光学元件3的-z2轴侧。会聚光学元件5位于导光投射光学元件3的-z轴侧(后方)。而且，会聚光学元件5位于导光投射光学元件3的-y轴侧(下侧)。
会聚光学元件5入射从光源4发出的光。会聚光学元件5使光会聚在前方(+z2轴方向)。在图14中，示出会聚光学元件5为具有正光焦度的会聚光学元件5。
另外，例如，在使导光投射光学元件3的入射面34具有会聚功能的情况下等，能够省略会聚光学元件5。并且，在前照灯模块100不具有会聚光学元件5的情况下，导光投射光学元件3入射从光源4射出的光。从光源4射出的光从入射面34入射。
并且，会聚光学元件5例如内部充满折射材料。
在图14中，会聚光学元件5由一个会聚光学元件5构成，但是，也可以使用多个光学部件。但是，在使用多个光学元件的情况下，要确保各光学元件的定位精度等，从而使制造性降低。
会聚光学元件5例如具有入射面511、512、反射面52和出射面531、532。
在图14中，会聚光学元件5的光轴c5与z2轴平行。并且，会聚光学元件5的光轴c5与光源4的光轴c4一致。即，光源4的光轴c4与z2轴平行。
会聚光学元件5的详细结构和功能与会聚光学元件2相同。因此，利用会聚光学元件2的说明来代替会聚光学元件5的说明。但是，会聚光学元件5的焦距等光学性能能够取与会聚光学元件2不同的值。
会聚光学元件5的入射面511对应于会聚光学元件2的入射面211。会聚光学元件5的入射面512对应于会聚光学元件2的入射面212。会聚光学元件5的出射面531对应于会聚光学元件2的出射面231。会聚光学元件5的出射面532对应于会聚光学元件2的出射面232。会聚光学元件5的反射面52对应于会聚光学元件2的反射面22。
光源4和会聚光学元件5配置在导光投射光学元件3的下侧(-y轴方向侧)。并且，光源4和会聚光学元件5配置在导光投射光学元件3的后方(-z轴方向侧)。即，如图14所示，会聚光学元件5配置在会聚光学元件2的下侧(-y轴方向侧)。并且，在前照灯模块100中，光源4配置在光源1的下侧(-y轴方向侧)。
如图14所示，由会聚光学元件5会聚后的光到达导光投射光学元件3的入射面34。入射面34是折射面。并且，在图14中，入射面34用平面形状表示。从入射面34入射的光在入射面34进行折射。入射到入射面34的光从出射面33出射。
另外，图14所示的导光投射光学元件3例如内部充满折射材料。
入射面34处于与照射面9共轭的关系。即，入射面34位于与照射面9在光学上共轭的位置。因此，入射面34上由会聚光学元件5形成的配光图案的像被导光投射光学元件3放大投影到车辆前方的照射面9上。入射面34上由会聚光学元件5形成的配光图案被导光投射光学元件3放大投影到车辆前方的照射面9上。
入射面34配置在比棱线部321更靠下侧(-y轴方向侧)的位置。因此，入射面34上形成的配光图案的像被投影到照射面9上比截止线91更靠上侧(+y轴方向侧)的位置。入射面34上形成的配光图案被投影到照射面9上比截止线91更靠上侧(+y轴方向侧)的位置。因此，光源4和会聚光学元件5能够对利用远光照明的区域进行照明。
并且，如图14所示，通过调整从会聚光学元件5射出的光的会聚位置，能够变更远光的配光。并且，通过调整会聚光学元件5与导光投射光学元件3之间的几何学关系，能够变更远光的配光。
“调整几何学关系”例如是指在光轴c3方向(z轴方向)上对会聚光学元件5与导光投射光学元件3之间的位置关系进行调整。如果在光轴c3方向上会聚光学元件5与导光投射光学元件3之间的位置关系不同，则由会聚光学元件5会聚后的入射面34上的会聚点的尺寸变化。即，由会聚光学元件5会聚后的光在入射面34上的光束直径变化。而且，与其对应地，照射面9上的配光变化。
在上述例子中，将入射面34配置在共轭面pc上。但是，能够将入射面34配置在比共轭面pc更靠-z轴方向侧的位置。即，共轭面pc存在于入射面34的+z轴侧。共轭面pc存在于导光投射光学元件3的内部。
这种结构的情况下，能够利用入射面34的形状对比共轭面pc的棱线部321更靠下侧(-y轴方向侧)的位置形成的配光图案的像进行控制。能够利用入射面34的形状对配光图案进行控制。
例如，入射面34是具有正光焦度的曲面形状。而且，从会聚光学元件5射出的光会聚在棱线部321。这种情况下，截止线91的上侧(+y轴侧)的区域成为被照明得最亮的配光图案。
这样，通过使入射面34的面的形状变化，能够容易地控制远光的配光图案。
另外，能够由会聚光学元件5进行这种配光图案的控制。但是，在不具有会聚光学元件5的情况下，通过使入射面34的面的形状变化，也能够进行配光图案的控制。并且，能够利用合并会聚光学元件5和入射面34而成的整体的光焦度进行配光图案的控制。
如上所述，图14所示的前照灯模块100能够利用同一前照灯模块容易地形成近光的配光图案和远光的配光图案双方。即，不需要分别单独准备远光用的前照灯模块和近光用的前照灯模块。因此，与现有的前照灯装置相比，能够实现小型的前照灯装置。
并且，在仅点亮近光的状态以及同时点亮近光和远光的状态双方中，能够不使发光区域变化。而且，能够提高点亮前照灯装置时的外观性。
棱线部321是反射面32的-y轴方向侧的边。棱线部321是反射面32的+z轴方向侧的边。并且，棱线部321是入射面34的+y轴方向侧的边。而且，棱线部321位于与照射面9在光学上共轭的位置。
“棱线”一般是指面与面的边界线。但是，这里，“棱线”包含面的端部。在实施方式1中，棱线部321是连接反射面32和入射面34的部分。即，反射面32和入射面34的连接部分是棱线部321。
但是，例如，在导光投射光学元件3的内部成为空洞而入射面34成为开口部的情况下，棱线部321成为反射面32的端部。即，棱线部321包含面与面的边界线。并且，棱线部321包含面的端部。另外，如上所述，在实施方式1中，导光投射光学元件3内部充满折射材料。
并且，棱线部321成为配光图案的截止线91的形状。这是因为，棱线部321位于与照射面9在光学上共轭的位置。因此，照射面9上的配光图案与包含棱线部321的共轭面pc上的配光图案成为相似形。因此，优选棱线部321成为截止线91的形状。
“棱线”不限于直线，还包含曲线等。例如，棱线可以成为“抬高线”的形状。
由此，为了进行步行者的识别和标识的识别，能够容易地形成抬高步道侧(左侧)的照射的“抬高线”。另外，对车辆在道路左侧行驶的情况进行说明。
在实施方式1中，作为一例，棱线部321为直线形状。在实施方式1中，棱线部321呈与x轴平行的直线形状。
并且，在实施方式1中，棱线部321是入射面34的+y轴方向侧的边。由于棱线部321也位于入射面34上，因此，位于与照射面9在光学上共轭的位置。
并且，在实施方式1中，棱线部321与导光投射光学元件3的光轴c3交叉。棱线部321与出射面33的光轴c3垂直交叉。
另外，棱线部321不需要必须与出射面33的光轴c3交叉。棱线部321也可以位于与光轴c3扭转的位置。
出射面33设置在导光投射光学元件3的+z轴方向侧的端部。如后所述，出射面33主要出射在反射面32反射后的光。出射面33出射在反射面32反射后的光。
出射面33设置在导光投射光学元件3的+z轴方向侧的端部。出射面33呈具有正光焦度的曲面形状。出射面33呈向+z轴方向突出的凸面形状。出射面33具有正光焦度。
光轴c3是经过出射面33的面顶点的法线。在图1的情况下，光轴c3成为与经过出射面33的面顶点的z轴平行的轴。即，在出射面33的面顶点在x-y平面内向x轴方向或y轴方向平行移动的情况下，光轴c3也同样向x轴方向或y轴方向平行移动。并且，在出射面33相对于x-y平面倾斜的情况下，出射面33的面顶点的法线也相对于x-y平面倾斜，因此，光轴c3也相对于x-y平面倾斜。
例如，在出射面33仅在y轴方向上具有曲率的情况下，在光轴c3的x轴方向上，设为侧面395a与侧面395b的中心。
在图1中，出射面33具有圆柱透镜的功能。即，出射面33仅在y轴方向上具有曲率，在x轴方向上不具有曲率。出射面33在与水平方向对应的方向上不具有光焦度。另外，出射面33可以是超环面。如上所述，出射面33是对配光图案进行投影的投射光学部的一例。
侧面395是导光投射光学元件3的+x轴侧的面和-x轴侧的面。侧面395a是+x轴侧的面。侧面395b是-x轴侧的面。在统一说明侧面395a、395的情况下，表示为侧面395。
侧面395a、395b被配置成在反射面32与出射面33之间夹持y-z平面。该情况下，例如，y-z平面包含出射面33的光轴c3。
侧面395a、395b例如与包含光轴c3且垂直于反射面32的平面平行。并且，例如，侧面395a、395b相对于包含光轴c3且垂直于反射面32的平面对称地配置。
侧面395a、395b配置在反射面32与出射面33之间。侧面395a、395b被配置成从与车辆的水平方向对应的方向夹持在导光投射光学元件3内被引导的光。
“与车辆的水平方向对应的方向”例如是指，当设“与车辆的水平方向对应的方向”为配光图案的一个方向时，导光投射光学元件3内形成的配光图案的一个方向在从车辆向外投射时对应于配光图案的水平方向。并且，同样地，“与车辆的垂直方向对应的方向”例如是指，当设“与车辆的垂直方向对应的方向”为配光图案的一个方向时，导光投射光学元件3内形成的配光图案的一个方向在从车辆向外投射时对应于配光图案的垂直方向。代替配光图案，这在光束中也是同样的。
从入射面31入射的光线在侧面395a、395b进行反射并到达出射面33。即，在反射面32反射后的光线在侧面395a或侧面395b进行反射并到达出射面33。
即，侧面395a、395b是反射光的反射面。并且，侧面395a、395b引导光。
如上所述，优选侧面395a、395b对光的反射是全反射。但是，也可以对侧面395a、395b实施反射涂层等。并且，也可以在侧面395a、395b配置反射板等。
<光线的举动>
如图1所示，由会聚光学元件2会聚后的光从入射面31入射到导光投射光学元件3内。另外，如上所述，在不具有会聚光学元件2的情况下，从光源1发出的光从入射面31入射到导光投射光学元件3内。
入射面31是折射面。入射到入射面31的光在入射面31进行折射。入射面31例如是向-z轴方向突出的凸面形状。入射面31例如具有正光焦度。
这里，在实施方式1中，入射面31的x轴方向的曲率有助于相对于路面的水平方向的“配光的宽度”。并且，入射面31的y轴方向的曲率有助于相对于路面的垂直方向的“配光的高度”。即，在实施方式1中，入射面31的x轴方向是与车辆的水平方向对应的方向。入射面31的x轴方向对应于从车辆投影的配光图案的水平方向。并且，入射面31的y轴方向是与车辆的垂直方向对应的方向。入射面31的y轴方向对应于从车辆投影的配光图案的垂直方向。
<z-x平面上的光线的举动>
当以z-x平面进行观察时，入射面31为凸面形状。即，入射面31关于水平方向(x轴方向)具有正光焦度。因此，入射到入射面31的光在导光投射光学元件3的入射面31进一步会聚后进行传播。“传播”意味着光在导光投射光学元件3中行进。
这里，“以z-x平面进行观察”意味着从y轴方向进行观察。即，是指投影到z-x平面进行观察。这里，z-x平面是投影面。
当以z-x平面进行观察时，如图1的(b)所示，在导光部件3内传播的光被会聚光学元件2和导光投射光学元件3的入射面31会聚在位于导光部件3内部的任意会聚位置ph。在图1的(b)中，会聚位置ph用虚线表示。并且，另外，会聚位置ph意味着在x-y平面上每单位面积的光的密度较高。
当以z-x平面进行观察时，在导光部件3内传播的光被会聚光学元件2和导光投射光学元件3的入射面31会聚在会聚位置ph。在图1的(b)中，会聚位置ph位于导光部件3内部。另外，在不具有会聚光学元件2的情况下，在导光部件3内传播的光被导光投射光学元件3的入射面31会聚在会聚位置ph。
在图1的(b)中，会聚在会聚位置ph的光以会聚位置ph为起点发散。从会聚位置ph发散的光例如在侧面395a和侧面395b反复进行反射并到达出射面33。从会聚位置ph发散的光例如在侧面395a和侧面395b进行反射并到达出射面33。
在图1中，出射面33例如是圆柱透镜。即，出射面33在x轴方向上不具有曲率。因此，当在z-x平面上进行观察时，光线没有会聚在出射面33上。并且，光线不在出射面33发散。
即，由会聚光学元件2和入射面31控制的光的发散角在出射面33没有变化。z-x平面上的发散角相当于照射面9上的“配光的宽度”。即，通过使入射面31的x轴方向的曲率变化，能够使配光的宽度变化。
在与车辆的水平方向(x轴方向)对应的方向上，通过导光部3b处的反射来决定从导光投射光学元件3射出的光的发散角。例如，在侧面395a和侧面395b平行的情况下，通过会聚光学元件2和入射面31对出射光的发散角进行变更。然后，通过导光部3b处的反射来维持出射光的发散角。并且，如利用图9和图10在后面叙述的那样，在z-x平面上进行观察，侧面395a和侧面395b平行的情况下，通过导光部3b处的反射对出射光的发散角进行变更。
另外，能够使出射面33维持x轴方向的曲率。该情况下，z-x平面上的出射面33的焦距比y-z平面上的出射面33的焦距长。即，z-x平面上的出射面33的曲率比y-z平面上的出射面33的曲率小。z-x平面上的出射面33的光焦度比y-z平面上的出射面33的光焦度小。
并且，y-z平面上的出射面33的焦点位置位于比从入射面31入射的光在反射面32反射的位置更靠出射面33侧的位置。由此，如后所述，能够使在反射面32反射并到达共轭面pc上的光和从入射面31直接到达共轭面pc上的光在共轭面pc上重叠。通过该光的重叠，能够形成配光图案上的高照度区域。
即，与车辆的垂直方向(y轴方向)对应的方向上的出射面33的焦点位置位于比通过从光源1射出的光形成配光图案的位置更靠出射面33侧的位置。这里，出射面33是投射光学部的一例。
并且，z-x平面上的出射面33的焦点位置位于比在侧面395a、395b反复进行反射后的光结束反射的位置更靠反射面32侧的位置。由此，z-x平面上的出射面33的焦点位置不是与照射面9共轭的关系。
即，与车辆的水平方向(x轴方向)对应的方向上的出射面33的焦点位置位于比由导光部3b引导的光的反射结束的位置更靠形成配光图案的位置侧的位置。或者，与车辆的水平方向(x轴方向)对应的方向上的出射面33的光焦度为负值。
在实施方式1所示的导光投射光学元件3中，从入射面31到反射面32的部分是反射部3a。在反射部3a中形成配光图案。因此，反射部3a是配光图案形成部。
而且，比反射面32更靠+z轴方向的部分是导光部3b。在水平方向(x轴方向)上，该导光部3b通过反射来引导从光源1射出的光。在水平方向(x轴方向)上，由导光部3b引导的光以通过导光部3b处的反射来决定的发散角射出。
因此，z-x平面上的出射面33的焦点位置的配光图案未投影到照射面9上。而且，能够通过从出射面33出射的光的发散角来决定照射面9上的x轴方向的配光图案。
另外，在z-x平面上的出射面33的焦点位于-z轴方向的无限大的位置的情况下，出射面33成为圆柱面。
<y-z平面上的光线的举动>
另一方面，如果以y-z平面观察从入射面31入射的光，则在入射面31折射后的光在导光投射光学元件3内行进，被引导至反射面32。从入射面31入射的光到达反射面32。这里，y-z平面是投影面。
入射到导光投射光学元件3并到达反射面32的光入射到导光投射光学元件3，直接到达反射面32。“直接到达”意味着不在其它面等进行反射而到达。入射到导光投射光学元件3并到达反射面32的光不在其它面等进行反射而到达反射面32。即，到达反射面32的光在导光投射光学元件3内进行最初的反射。
并且，在反射面32反射后的光直接从出射面33出射。即，在反射面32反射后的光不在其它面等进行反射而到达出射面33。即，在反射面32进行最初的反射后的光通过这一次反射而到达出射面33。
在图1中，从会聚光学元件2的出射面231、232中的比会聚光学元件2的光轴c2更靠+y1轴方向侧的出射面出射的光被引导至反射面32。并且，从会聚光学元件2的出射面231、232中的比会聚光学元件2的光轴c2更靠-y1轴方向侧的出射面出射的光不在反射面32进行反射而从出射面33出射。
即，入射到导光投射光学元件3的光中的一部分光到达反射面32。到达反射面32的光在反射面32进行反射并从出射面33出射。
另外，通过设定光源1和会聚光学元件2的倾斜角度a，能够使从会聚光学元件2射出的全部光在反射面32进行反射。并且，通过设定反射面32的倾斜角度b，能够使从会聚光学元件2射出的全部光在反射面32进行反射。
并且，通过设定光源1和会聚光学元件2的倾斜角度a，能够缩短导光投射光学元件3的光轴c1方向(z轴方向)的长度。而且，能够缩短光学系统的进深(z轴方向的长度)。这里，在实施方式1中，“光学系统”是结构要素具有会聚光学元件2和导光投射光学元件3的光学系统。另外，如上所述，能够省略会聚光学元件2。
并且，通过设定光源1和会聚光学元件2的倾斜角度a，容易将从会聚光学元件2射出的光引导至反射面32。因此，容易高效地使光在共轭面pc上集中在棱线部321的内侧(+y轴方向侧)的区域中。
即，通过使从会聚光学元件2射出的光集中在反射面32的共轭面pc侧，能够增多从棱线部321的+y轴方向的区域射出的光的射出量。这是因为，在反射面32进行反射并到达共轭面pc的光和不在反射面32进行反射而到达共轭面pc的光重叠。该情况下，从会聚光学元件2射出的中心光线与反射面32的交点位于反射面32的共轭面pc侧。
因此，容易使投影到照射面9上的配光图案的截止线91的下侧区域(区域92)变亮。并且，导光投射光学元件3的光轴c3方向(z轴方向)的长度缩短，由此，导光投射光学元件3的光的内部吸收减少，光利用效率提高。
“内部吸收”是指光透过导光部件(在本实施方式1中为导光投射光学元件3)时的除了表面反射的损失以外的材料内部的光损失。导光部件的长度越长，则内部吸收越增加。
在一般的导光元件中，光在导光元件的侧面反复进行反射并在导光元件的内部行进。由此，光的强度分布均匀化。在实施方式1中，在垂直方向(y轴方向)上，入射到导光投射光学元件3的光在反射面32进行一次反射并从出射面33出射。关于这点，实施方式1的导光投射光学元件3的使用方法与现有的导光元件的使用方法不同。
并且，一般在使用导光元件投射光的情况下，使投射透镜的焦点位置和导光元件的出射面一致。在实施方式1中，出射面33(投射透镜)的焦点位置位于比在侧面395a、395b反复进行反射的光结束反射的位置(导光元件的出射面)更靠反射面32侧的位置。出射面33(投射透镜)的焦点位置位于比在侧面395a、395b反复进行反射的光结束反射的位置(导光元件的出射面)更靠反射部3a侧的位置。关于这点，实施方式1的导光投射光学元件3的使用方法与现有的导光元件的使用方法不同。另外，出射面33相当于投射透镜。并且，光结束反射的位置相当于导光元件的出射面。即，在实施方式1所示的前照灯模块100中，投射透镜的焦点位于导光元件的内部。
关于由道路交通规则等规定的配光图案，例如，截止线91的下侧(-y轴方向侧)的区域(区域92)成为最大照度。如上所述，导光投射光学元件3的棱线部321在垂直方向(y轴方向)上处于与照射面9共轭的关系。因此，在使截止线91的下侧(-y轴方向侧)的区域成为最大照度时，只要使导光投射光学元件3的棱线部321的上侧(+y轴方向侧)区域的光度最高即可。
另外，棱线部321和出射面33的光轴c3不需要必须相交。即，棱线部321可以相对于光轴c3向y轴方向偏移。该情况下，例如，将光轴c3投影到与包含棱线部321的z-x平面平行的平面上。与包含平行于该被投影的光轴c3的直线和棱线部321的交点的x-y平面平行的面(共轭面pc)可以处于与照射面9共轭的关系。
在生成使截止线91的下侧(-y轴方向侧)区域成为最大照度的配光图案时，如图1的(a)所示，在y-z平面上进行观察，通过反射面32使从导光投射光学元件3的入射面31入射的光的一部分进行反射是有效的。
这是因为，从入射面31入射的光中的、不在反射面32进行反射而到达棱线部321的+y轴方向侧的光和在反射面32上反射并到达棱线部321的+y轴方向侧的光在共轭面pc上重叠。
即，在垂直方向(y轴方向)上，在与照射面9上的高照度区域对应的共轭面pc上的区域中，使不在反射面32进行反射而到达共轭面pc的光和在反射面32上进行反射而到达共轭面pc的光重叠。根据这种结构，能够使棱线部321的上侧(+y轴方向侧)区域的光度在共轭面pc上的光度中最高。
前照灯模块100通过使不在反射面32进行反射而到达共轭面pc并从出射面33出射的光和在反射面32上进行反射并到达共轭面pc的光在共轭面pc上重叠，形成光度较高的区域。通过变更反射面32上的光的反射位置，能够变更共轭面pc上的光度较高的区域的位置。
通过使反射面32上的光的反射位置接近共轭面pc，能够使共轭面pc上的棱线部321的附近成为光度较高的区域。即，能够使照射面9上的截止线91的下侧成为照度较高的区域。
并且，与对水平方向的配光的宽度进行调整的情况同样，通过使入射面31的垂直方向(y轴方向)的曲率变化，能够对该重叠的光量进行调整。“重叠的光量”是不在反射面32进行反射而到达棱线部321的+y轴方向侧(共轭面pc上)的光和在反射面32上反射并到达棱线部321的+y轴方向侧(共轭面pc上)的光重叠后的光的量。在共轭面pc上进行光的重叠。
这样，通过调整入射面31的曲率，能够调整配光。即，通过调整入射面31的曲率，能够得到期望的配光。
并且，通过调整会聚光学元件2与导光投射光学元件3之间的几何学关系，能够调整配光。即，通过调整会聚光学元件2与导光投射光学元件3之间的几何学关系，能够得到期望的配光。
这里，“期望的配光”例如是由道路交通规则等规定的规定配光等。或者，如后所述，在使用多个前照灯模块形成一个配光图案的情况下，“期望的配光”是各前照灯模块要求的配光。
“几何学关系”例如是会聚光学元件2与导光投射光学元件3的光轴c3方向的位置关系。
当从会聚光学元件2到导光投射光学元件3的距离变短时，在反射面32进行反射的光的量减少，配光的垂直方向(y轴方向)的尺寸变短。即，配光图案的高度变低。
相反，当从会聚光学元件2到导光投射光学元件3的距离变长时，在反射面32进行反射的光的量增加，配光的垂直方向(y轴方向)的尺寸变长。即，配光图案的高度变高。
并且，通过调整在反射面32进行反射的光的位置，能够使重叠的光的位置变化。
“重叠的光的位置”是不在反射面32进行反射而到达棱线部321的+y轴方向侧(共轭面pc上)的光和在反射面32上反射并到达棱线部321的+y轴方向侧(共轭面pc上)的光在共轭面pc上重叠的位置。即，是共轭面pc上的高光度区域的范围。高光度区域是与照射面9上的高照度区域对应的共轭面pc上的区域。
并且，通过调整在反射面32进行反射的光的会聚位置，能够调整共轭面pc上的高光度区域的高度。即，当会聚位置接近共轭面pc时，高光度区域的高度方向的尺寸变短。相反，当会聚位置远离共轭面pc时，高光度区域的高度方向的尺寸变长。
在上述中，设高照度区域是截止线91的下侧(-y轴方向侧)区域来进行说明。这是照射面9上的配光图案的高照度区域的位置。
如后所述，例如，有时使用多个前照灯模块在照射面9上形成一个配光图案。这种情况下，各前照灯模块的共轭面pc上的高光度区域不一定是棱线部321的+y轴方向侧的区域。在共轭面pc上，在适合于各前照灯模块的配光图案的位置形成高光度区域。
如上所述，通过调整导光投射光学元件3的入射面31的水平方向的曲率，能够对配光图案的宽度或高照度区域的宽度进行控制。即，通过调整水平方向的会聚位置ph，能够对配光图案的宽度或高照度区域的宽度进行控制。在导光投射光学元件3的入射面31中，通过调整与配光图案的水平方向对应的方向的曲率，能够对配光图案的宽度或高照度区域的宽度进行控制。
通过调整导光投射光学元件3的入射面31的垂直方向的曲率，能够对配光图案的高度或高照度区域的高度进行控制。即，通过调整垂直方向的会聚位置ph，能够对配光图案的高度或高照度区域的高度进行控制。在导光投射光学元件3的入射面31中，通过调整与配光图案的垂直方向对应的方向的曲率，能够对配光图案的高度或高照度区域的高度进行控制。
这样，水平方向的会聚位置和垂直方向的会聚位置不需要必须一致。通过独立地设定水平方向的会聚位置和垂直方向的会聚位置，能够对配光图案的形状或高照度区域的形状进行控制。该情况下，例如，入射面31成为超环面。
垂直方向的会聚位置ph是将光线投影到y-z平面上时的会聚位置。即，是图1的(a)所示的会聚位置。水平方向的会聚位置ph是将光线投影到z-x平面上时的会聚位置。即，是图1的(b)所示的会聚位置。
共轭面pc上形成的配光图案的像被出射面33放大投影到车辆前方的照射面9上。共轭面pc上形成的配光图案被出射面33投影。
在图1中，出射面33是仅在y轴方向上具有正光焦度的圆柱透镜。即，出射面33仅在y轴方向上呈凸面形状。出射面33的y轴方向的焦点位置例如与光轴c3上的棱线部321的位置(z轴方向的位置)一致。即，出射面33的y轴方向的焦点位置位于棱线部321与光轴c3的交点上。
或者，出射面33的y轴方向的焦点的z轴方向(光轴c3方向)的位置与棱线部321的z轴方向的位置一致。即，棱线部321位于出射面33的y轴方向的焦点位置处的与光轴c3垂直的平面上。
在现有的前照灯装置中使用遮光板和投射透镜，因此，产生由于部件间的位置偏差而引起的截止线的变形或配光的偏差等的变化。
但是，导光投射光学元件3能够通过一个部件的形状精度，使光轴c3方向上的出射面33的焦点位置和棱线部321的位置一致。这里，例如，由于出射面33是圆柱面，因此，焦点位置是由y轴方向的曲面形成的焦点位置。
由此，前照灯模块100能够抑制截止线91的变形或配光的偏差等的变化。这是因为，一般而言，与2个部件间的位置精度相比，能够更容易地提高一个部件的形状精度。
图3的(a)和图3的(b)是说明实施方式1的前照灯模块100的导光投射光学元件3的反射面32的形状的图。图3的(a)和图3的(b)提取导光投射光学元件3的从入射面31到共轭面pc的部分来示出。即，图3的(a)和图3的(b)示出反射部3a。
为了比较，图3的(a)示出反射面32相对于z-x平面不倾斜的情况。即，图3的(a)所示的反射面32与z-x平面平行。图3的(b)示出导光投射光学元件3的反射面32的形状。
图3的(b)所示的导光投射光学元件3的反射面32不是与z-x平面平行的面。例如，如图3的(b)所示，反射面32是相对于z-x平面以x轴为旋转轴倾斜的平面。
从-x轴方向观察，导光投射光学元件3的反射面32是以x轴为旋转轴顺时针旋转的面。在图3的(b)中，反射面32成为相对于z-x平面旋转角度f的面。即，反射面32的入射面31侧的端部位于比共轭面pc侧的端部更靠+y轴方向的位置。另外，图3的角度f在图1中用角度b表示。
图3的(a)所示的导光投射光学元件3的反射面32是与z-x平面平行的平面。从入射面31入射的光在反射面32进行反射而到达共轭面pc。
光入射到反射面32的入射角是入射角s1。而且，光在反射面32进行反射的反射角是反射角s2。根据反射定律，反射角s2与入射角s1相等。反射面32的垂线m1在图3的(a)中用单点划线表示。
另外，垂线是与直线或平面垂直相交的直线。
光以入射角s3入射到共轭面pc。光以出射角sout1从共轭面pc出射。出射角sout1与入射角s3相等。共轭面pc的垂线m2在图3的(a)中用单点划线表示。共轭面pc的垂线m2与光轴c3平行。
由于光在入射面31进行大幅折射，因此，从共轭面pc出射的光的出射角sout1增大。当出射角sout1增大时，与此相伴，出射面33的口径大型化。这是因为，出射角sout1较大的光到达在出射面33上远离光轴c3的位置。
另一方面，图3的(b)所示的导光投射光学元件3的反射面32相对于x-z平面倾斜。从-x轴方向观察，反射面32的倾斜方向是相对于x-z平面顺时针旋转的方向。
即，反射面32相对于光的行进方向(+z轴方向)向导光投射光学元件3内的光路扩宽的方向倾斜。反射面32朝向光的行进方向(+z轴方向)以使导光投射光学元件3内的光路扩宽的方式倾斜。这里，光的行进方向是导光投射光学元件3内的光的行进方向。因此，在实施方式1中，光的行进方向是与导光投射光学元件3的光轴c3平行的方向。即，在实施方式1中，光的行进方向是+z轴方向。
反射面32在出射面33的光轴c3的方向上朝向出射面33侧倾斜。“朝向出射面33侧”是指从出射面33侧(+z轴方向侧)观察能够看到反射面32。
从入射面31入射的光在反射面32进行反射而到达共轭面pc。
光入射到反射面32的入射角是入射角s4。而且，光在反射面32进行反射的反射角是反射角s5。根据反射定律，反射角s5与入射角s4相等。反射面32的垂线m3在图3的(b)中用单点划线表示。
光以入射角s6入射到共轭面pc。光以出射角sout2从共轭面pc出射。出射角sout2与入射角s6相等。共轭面pc的垂线m4在图3的(b)中用单点划线表示。共轭面pc的垂线m4与光轴c3平行。
由于反射面32的倾斜，入射角s4大于入射角s1。并且，反射角s5大于反射角s2。因此，入射角s6小于入射角s3。即，当对从共轭面pc出射时的光相对于光轴c3的倾斜角度进行比较时，出射角sout2小于出射角sout1。
通过使反射面32朝向光的行进方向(+z轴方向)以使导光投射光学元件3内的光路扩宽的方式倾斜，能够减小出射面33的口径。
通过使反射面32在出射面33的光轴c3的方向上朝向出射面33侧倾斜，能够减小出射面33的口径。
另外，为了使出射角sout2小于出射角sout1，可以使反射面32成为曲面形状。即，反射面32由光路朝向光的行进方向(+z轴方向)扩宽的曲面形成。
反射面32由在出射面33的光轴c3的方向上朝向出射面33侧的曲面形成。
反射面32的倾斜发挥减小在反射面32反射后的光从共轭面pc出射时的出射角sout的作用。因此，通过反射面32的倾斜，能够减小出射面33的口径。而且，能够使前照灯模块100小型化。特别有助于前照灯模块100的高度方向(y轴方向)的薄型化。
另外，如上所述，使反射面32倾斜能够使前照灯模块100小型化，但是，不需要必须使反射面32倾斜。反射面32也可以与z-x平面平行。
<配光图案>
在摩托车用的前照灯装置的近光的配光图案中，截止线91呈水平的直线形状。即，截止线91呈在车辆的左右方向(x轴方向)上延伸的直线形状。
并且，关于摩托车用的前照灯装置的近光的配光图案，截止线91的下侧区域最亮。即，截止线91的下侧区域是高照度区域。
导光投射光学元件3的共轭面pc和照射面9在垂直方向(y轴方向)上处于在光学上共轭的关系。棱线部321在共轭面pc上的光透过的区域中位于最下端(-y轴方向侧)。因此，棱线部321对应于照射面9中的截止线91。截止线91在照射面9上位于配光图案的最上端(+y轴方向侧)。
实施方式1的前照灯模块100在垂直方向(y轴方向)上将共轭面pc上形成的配光图案直接投影到照射面9上。因此，为了实现截止线91的下侧区域最亮的配光图案，在共轭面pc上成为棱线部321的+y轴方向侧的区域的光度最高的光度分布。
图4和图5是利用等高线显示示出实施方式1的前照灯模块100的照度分布的图。图4是使用图2所示的导光投射光学元件3时的照度分布。图5是使用图6所示的导光投射光学元件30时的照度分布。
图6是实施方式1的前照灯模块100的导光投射光学元件30的立体图。图6所示的导光投射光学元件30的入射面31的水平方向(x轴方向)为负光焦度。即，入射面31的水平方向(x轴方向)呈凹面形状。并且，入射面31的垂直方向(y轴方向)为正光焦度。即，入射面31的垂直方向(y轴方向)呈凸面形状。
这里，入射面31的水平方向对应于车辆的水平方向。入射面31的水平方向对应于从车辆投影的配光图案的水平方向。并且，入射面31的垂直方向对应于车辆的垂直方向。入射面31的垂直方向对应于从车辆投影的配光图案的垂直方向。
图4和图5所示的照度分布是投影到25m前方(+z轴方向)的照射面9上的照度分布。并且，通过仿真求出该照度分布。
“等高线显示”是指利用等高线图进行显示。“等高线图”是用线连接相同值的点而示出的图。
根据图4和图5可知，配光图案的截止线91是清晰的直线。即，在截止线91的下侧，等高线的宽度较窄。而且，配光分布以从截止线91起较短的距离成为最高照度的区域(高照度区域)93。并且，可知与配光图案的高度方向的长度相比，宽度方向的长度较宽。
在图4和图5中，高照度区域93的中心位于比配光图案的中心更靠+y轴方向侧的位置。在图4和图5中，高照度区域93收敛于比配光图案的中心更靠+y轴方向侧的位置。配光图案的中心是配光图案的宽度方向的中心，是配光图案的高度方向的中心。在图4和图5中，截止线91的下侧区域92位于配光图案的中心与截止线91之间。
在图4和图5中，可知配光图案的截止线91的下侧(-y轴方向侧)区域92最亮。配光图案的截止线91的下侧(-y轴方向侧)区域92被照明得最亮。即，配光图案的截止线91的下侧区域92包含配光图案中的最亮区域93。
图6所示的导光投射光学元件30的入射面31的水平方向具有负光焦度。因此，与图4所示的配光图案的情况相比，在图5所示的配光图案中，最高照度的区域(高照度区域)93的宽度(x轴方向)较宽。
这样，通过使导光投射光学元件3的入射面31的曲面形状变化，能够容易地形成多种配光图案。特别是能够在维持清晰的截止线91的状态下使截止线91的下侧区域92最亮。
如以上所示，前照灯模块100不需要如现有的前照灯装置那样为了生成截止线91而使用导致光利用效率降低的遮光板。并且，前照灯模块100不需要为了在配光图案中设置高照度区域而采用复杂的光学系统的结构。即，前照灯模块100能够实现小型、结构简易、光利用效率得到提高的前照灯装置。
<比较例>
下面，对用于验证实施方式1的前照灯模块100的效果的比较例进行说明。
在本比较例中，导光投射光学元件300的出射面330的焦点位置与共轭面pc一致。并且，出射面330是凸面形状的球面。即，出射面330的x轴方向的焦点和y轴方向的焦点都位于共轭面pc上。并且，在反射面32反射后的反射光不在导光投射光学元件300的侧面进行反射而到达出射面330。
图7是比较例的导光投射光学元件300的立体图。
如上所述，导光投射光学元件3的出射面33成为仅在y轴方向上具有正光焦度的凸面形状的圆柱面。并且，出射面33的y轴方向的焦点位置与棱线部321的z轴方向的位置一致。这里，“y轴方向的焦点位置”是y-z平面上示出的光线的焦点的光轴c3方向的位置。
即，例如，在图2中，出射面33的y轴方向的焦点位置位于棱线部321与光轴c3的交点上。即，仅在y轴方向上，共轭面pc上形成的配光图案在照射面9上成像。
另一方面，关于x轴方向，导光投射光学元件3的出射面33不具有光焦度。因此，共轭面pc上形成的配光图案不在照射面9上成像。因此，x轴方向的配光的宽度由会聚光学元件2或导光投射透镜3的入射面31来控制。
图8是利用等高线显示示出使用比较例的导光投射光学元件300时的照射面9上的照度分布的图。
在图8中，与图4和图5相比，配光图案的宽度(x轴方向)非常窄。
这是因为，由于出射面330的x轴方向的焦点位置也在共轭面pc上，因此，出射面330使共轭面pc上形成的配光图案在照射面9上成像。并且，这是因为，由于在反射面32反射后的反射光不在导光投射光学元件300的侧面进行反射而到达出射面330，因此，出射面330使共轭面pc上形成的配光图案在照射面9上成像。
在导光投射光学元件300中，为了形成与图4和图5所示的配光图案相同的配光图案，需要在导光投射光学元件300的共轭面pc上形成宽度较宽的配光图案的像。在图7所示的比较例的出射面330中，为了实现图4和图5这种宽度较宽的配光，必须在共轭面pc上形成宽度较宽的配光分布。
因此，必须在导光投射光学元件300的x轴方向上增大宽度。需要增大导光投射光学元件300的宽度方向(x轴方向)的尺寸。即，导光投射光学元件300大型化。
如图7的比较例那样，在使出射面330成为焦点位置在共轭面pc上的球面透镜的情况下，很难实现图4和图5这样的宽度较宽的配光。
在图2所示的导光投射光学元件3和图7所示的导光投射光学元件300中，使用具体数值进行比较。
为了实现图4的配光图案，例如，图2所示的导光投射光学元件3的x轴方向的宽度为17mm。另一方面，图7所示的导光投射光学元件300的x轴方向的宽度为30mm。
即，通过采用图2所示的出射面33，能够使导光投射光学元件的x轴方向的宽度减小30％以上。另外，各个导光投射光学元件3、300的出射面33、330的焦距均设计成30mm。
上述只是一例，但是，可知在图7所示的出射面330为球面透镜形状而使焦点位置在共轭面pc上一致的情况下，为了形成图4和图5所示的在x轴方向上宽度较宽的配光，必须使导光投射光学元件更加大型化。
即，通过使出射面33成为在x轴方向上不具有光焦度的圆柱形状，能够使导光投射光学元件3小型化。并且，能够容易地得到宽度较宽的配光图案。
并且，通过使在反射面32反射后的反射光在导光投射光学元件3的侧面395a、395b进行反射，能够使导光投射光学元件3小型化。并且，能够容易地得到宽度较宽的配光图案。
如上所述，实施方式1所示的前照灯模块100能够容易地得到宽度较宽的配光图案。
这可以如下实现：在垂直方向(y轴方向)上，利用出射面33将导光投射光学元件3内的共轭面pc上形成的配光图案的像投影到照射面9上，但是，在水平方向(x轴方向)上，不利用出射面33将由导光投射光学元件3形成的共轭面pc上的配光图案的像投影到照射面9上。
即，前照灯模块100在垂直方向(y轴方向)上，在导光投射光学元件3内的共轭面pc上形成配光图案的像并将其投影到照射面9上，但是，在水平方向(x轴方向)上，不在导光投射光学元件3内形成配光图案的像。“不在导光投射光学元件3内形成配光图案的像”等效于在共轭面pc上，除了导光投射光学元件3内，在导光投射光学元件3外也形成配光图案的像。
另外，作为配光图案，例如，如上所述，在形成发光面11的中间像的情况下。将“配光图案的像”投影到照射面9上。但是，在未形成中间像的情况下，将“配光图案”投影到照射面9上。即，能够将“配光图案的像”改写成“配光图案”。
作为该方法，考虑以下2点。
作为第1方法，能够将出射面33的水平方向(x轴方向)的焦点位置设定在比在侧面395a、395b反复进行反射的光结束反射的位置(导光元件的出射面)更靠反射面32侧的位置。在水平方向(x轴方向)上，在经过出射面33的焦点位置后，光线进行反射，因此，不在导光投射光学元件3内形成配光图案的像。
作为第2方法，能够将出射面33的水平方向(x轴方向)的焦点位置设定在比导光投射光学元件3的入射面31更靠光源1侧的位置。在水平方向(x轴方向)上，不在出射面33的焦点位置形成基于光线的像。即，不在导光投射光学元件3内形成出射面33投影到照射面9上的配光图案的像。最典型的例子是如上所述使出射面33成为圆柱面。并且，也可以使出射面33成为凹面形状。
即，为了扩宽配光的宽度(x轴方向)，优选减小出射面33的x轴方向的光焦度。这是因为，延长出射面33的焦距，不在导光投射光学元件3内形成出射面33投影到照射面9上的配光图案的像。为了调整配光的宽度，能够使出射面33的x轴方向成为凸面形状或凹面形状。但是，为了扩宽配光的宽度，优选x轴方向的光焦度小于y轴方向的光焦度。
并且，为了不在导光投射光学元件3内形成配光图案的像，如图1的(b)所示，在经过出射面33的焦点位置后，使光线在侧面395a、395b进行反射也是有效的。
但是，在第2方法的情况下，很难形成在水平方向上增加了均匀性的配光分布。另一方面，在第1方法的情况下，例如，通过在侧面395a、395b反复进行光的反射，能够在水平方向(x轴方向)上增加配光分布的均匀性。因此，如图4或图5所示，能够在截止线的下侧区域92中形成宽度较宽的较亮区域。
实施方式1的导光投射光学元件3在垂直方向上通过光的重叠对配光分布进行控制，能够形成高照度区域93。另一方面，导光投射光学元件3在水平方向上反复进行光的反射，由此能够形成增加了均匀性的配光分布。
为了在垂直方向上通过光的重叠对配光分布进行控制，需要使入射到导光投射光学元件3的光线在反射面32进行反射。因此，需要使出射面33的y轴方向的焦点位置在光轴c3的方向上位于比入射到导光投射光学元件3的光线在反射面32进行反射的位置更靠出射面33侧的位置。另外，入射到导光投射光学元件3的光是光束。因此，“光线在反射面32进行反射的位置”成为反射面32上光线的反射开始的位置。“光线在反射面32进行反射的位置”成为反射面32上光线开始反射的位置。
因此，在实施方式1中，使反射面32的出射面33侧的端部(棱线部321)和出射面33的y轴方向的焦点位置一致。使反射部3a的出射面33侧的端部和出射面33的y轴方向的焦点位置一致。
另外，在实施方式1的前照灯模块100中，通过部件的一体化来提高制造性。因此，使导光投射光学元件3的出射面33具有投射功能。即，使出射面33具有光焦度。但是，也可以不使出射面33具有光焦度而采用投射透镜等投射光学元件。
图15是示出例如使出射面33成为平面并另行设置投射透镜等投射光学元件350时的前照灯模块100a的结构的结构图。
前照灯模块100a的导光投射光学元件35例如使图1所示的导光投射光学元件3的出射面33成为平面，使投射光学元件350具有导光投射光学元件3的出射面33的投射功能。
投射光学元件350例如配置在出射面33的+z轴侧。即，从出射面33出射的光入射到投射光学元件350。
投射光学元件350具有导光投射光学元件3的出射面33的投射功能的全部或一部分。即，图15所示的前照灯模块100a通过投射光学元件350和出射面33实现图1所示的导光投射光学元件3的出射面33的功能。因此，利用实施方式1中的出射面33的说明来代替该功能等的说明。
另外，在图15所示的前照灯模块100a中，使出射面33具有屈光力，能够与投射光学元件350一起实现图1所示的导光投射光学元件3的出射面33的功能。
并且，光轴c3是具有投射功能的部分的光轴。因此，在出射面33为平面的情况下，成为投射光学元件350的光轴。并且，在利用出射面33和投射光学元件350具有投射功能的情况下，成为对出射面33和投射光学元件350进行合成后的合成透镜的光轴。将具有投射功能的部分称作投射光学部。
“合成透镜”是指利用一个透镜表示组合多个透镜后的性能的透镜。
<变形例>
并且，在配光的宽度的控制中还能够使用侧面395a、395b。即，能够使用侧面395a、395b对从前照灯模块100射出的光的发散角进行变更。图2所示的导光投射光学元件3的侧面395a、395b是相互平行的面。但是不限于此。
图9是变形例的导光投射光学元件301的立体图。并且，图10是变形例的导光投射光学元件302的立体图。
例如，如图9所示，侧面395a、395b可以倾斜，以使出射面33的x轴方向的宽度比棱线321的宽度宽。即，侧面395a、395b以在光的行进方向上使光路扩宽的方式倾斜。在图9中，侧面395a、395b相对于光轴c3的倾斜角度为角度d。
在图9的情况下，入射到导光投射光学元件301的光的x轴方向的发散角较窄。即，照射面9上的配光图案的宽度(x轴方向)较窄。
并且，例如，如图10所示，侧面395a、395b可以倾斜，以使出射面33的x轴方向的宽度比棱线321的宽度窄。即，侧面395a、395b以在光的行进方向上使光路变窄的方式倾斜。在图10中，侧面395a、395b相对于光轴c3的倾斜角度为角度d。
在图10的情况下，入射到导光投射光学元件302的光的x轴方向的发散角较宽。即，照射面9上的配光图案的宽度(x轴方向)较宽。
并且，如后所述，在车辆中，有时并列多个前照灯模块，合并各模块的配光图案来形成配光图案。即，有时并列多个前照灯模块，合并各模块的配光图案来形成配光图案。这种情况下，也能够容易地应用实施方式1的前照灯模块100。
前照灯模块100通过调整导光投射光学元件3的入射面31的曲面形状，能够使配光图案的宽度和高度变化。而且，还能够使配光分布变化。
并且，前照灯模块100通过调整会聚光学元件2与导光投射光学元件3的光学位置关系或导光投射光学元件3的入射面31的形状，能够使配光图案的宽度和高度变化。而且，还能够使配光分布变化。
并且，通过使用反射面32，能够容易地进行配光分布的变化。例如，通过使反射面32的倾斜角度b变化，能够使高照度区域的位置变化。
并且，通过使用侧面395a、395b作为反射面，能够使配光图案的宽度变化。而且，还能够使配光分布变化。通过改变侧面395a、395b的倾斜角度d，能够使配光图案的宽度变化。
并且，通过使用侧面395a、395b作为反射面，还能够容易地进行配光分布的调整。例如，通过改变侧面395a、395b的倾斜角度d，能够变更高照度区域的位置。
并且，通过调整出射面33的水平方向(x轴方向)的光焦度，能够容易地进行配光分布的调整。例如，通过使出射面33的x轴方向的形状成为凹面形状或凸面形状，能够变更配光图案的宽度。但是，优选出射面33的x轴方向的光焦度小于y轴方向的光焦度。由此，能够减小导光投射光学元件的宽度，得到宽度较宽的配光图案。
并且，前照灯模块100能够利用导光投射光学元件3的棱线部321的形状，将截止线91的形状规定成水平形状。即，能够通过导光投射光学元件3的形状来形成配光图案。“水平形状”是指在水平方向(x轴方向)上延伸的直线形状。
因此，在多个前照灯模块之间，不需要特别地变更会聚光学元件2的形状等。即，会聚光学元件2可以是通用部件。因此，能够削减部件的种类，能够改善组装性，降低制造成本。
并且，前照灯模块100的整体能够发挥这种任意调整配光图案的宽度和高度的功能以及任意调整配光分布的功能即可。前照灯模块100的光学部件具有会聚光学元件2和导光投射光学元件3。即，能够将这些功能分散到构成前照灯模块100的会聚光学元件2或导光投射光学元件3中的任意一个光学面。
例如，使导光投射光学元件3的反射面32成为曲面形状且具有光焦度，也能够形成配光。
但是，关于反射面32，不需要必须使全部光到达反射面32。因此，在使反射面32具有形状的情况下，能够有助于形成配光图案的光的量有限。即，通过在反射面32进行反射，对配光图案赋予反射面32的形状作用的光的量有限。因此，为了在光学上对全部光赋予作用并使配光图案容易地变化，优选使入射面31具有光焦度来形成配光。
如上所述，实施方式1中说明的前照灯模块100、100a能够如下进行说明。
前照灯模块100、100a具有发出光的光源1、反射光源1发出的光的反射面32、引导在反射面32反射后的反射光的一对面395a、395b以及投射由一对面395a、395b引导的反射光的投射部33、350。
设包含投射部33、350的光轴c3且与反射面32垂直的平面为第1平面(y-z平面)，设与光轴c3平行且与第1平面垂直的平面为第2平面(z-x平面)。
一对面395a、395b被配置成在反射面32与所述投射部33、350之间夹持所述第1平面(y-z平面)。
关于反射光，在将反射光投影到第1平面(y-z平面)上后，通过反射面32处的一次反射而到达投射部(33、350)，在将反射光投影到第2平面(z-x平面)上后，在面395a、395b进行反射并到达投射部33、350。
即，面395a、395b是反射反射光的反射面。并且，面395a、395b引导反射光。
并且，在光轴c3方向上，投影到第1平面(y-z平面)上的投射部33、350的第1焦点位于比光源1发出的光在反射部3a(反射面32)进行反射的位置更靠投射部33、350侧的位置。
并且，在光轴c3方向上，投影到第2平面(z-x平面)上的投射部33、350的第2焦点位于比反射光在面395a、395b处的反射结束的位置更靠反射面32侧的位置。
或者，在第2平面(z-x平面)上，投射部33、350具有负屈光力。
在图1中，导光投射光学元件3具有反射面32、面395a、395b和投射部33(投射光学部)。在图15中，导光投射光学元件35具有反射面32和面395a、395b。而且，在图15中，投射部(投射光学部)包含投射光学元件350。
实施方式2
图11是示出本发明的实施方式2的前照灯模块110的结构的结构图。图12是示出本发明的实施方式2的前照灯模块120的结构的结构图。对与图1相同的结构要素标注相同标号并省略其说明。与图1相同的结构要素是光源1和会聚光学元件2。
如图11和图12所示，实施方式2的前照灯模块110、120具有光源1、4和导光投射光学元件303。并且，前照灯模块110、120能够具有会聚光学元件2或会聚光学元件5。
即，实施方式2的前照灯模块110、120与实施方式1的前照灯模块100的不同之处在于具有导光投射光学元件303和光源4。并且，实施方式2的前照灯模块110、120与实施方式1的前照灯模块100的不同之处在于具有会聚光学元件5。
另外，前照灯模块110、120包含将会聚光学元件2安装到光源1而成为一体的情况。并且，前照灯模块110、120包含将会聚光学元件5安装到光源4而成为一体的情况。
并且，实施方式2的前照灯模块110、120与实施方式1的前照灯模块100的不同之处在于具有远光的功能和近光的功能。
另外，如实施方式1中说明的那样，例如，具有与光源1不同的光源，从入射面34入射光，由此能够使前照灯模块100具有远光的功能。
并且，前照灯模块110、120从出射面33上的近光的出射区域出射远光。即，前照灯模块110、120的行驶时的发光区域和交错时的发光区域相同。因此，能够提高点亮前照灯装置10时的外观性。
在前照灯装置中通常具有近光和远光。即，具有2种前照灯模块。在道路运输车辆法等中，近光的正式名称是“交错用前照灯”，远光的正式名称是“行驶用前照灯”。例如，关于其照射距离，近光照射前方40m目的地。并且，远光照射前方100m目的地。
作为道路交通规则之一，车辆用的远光的配光图案呈上下方向较窄的横长形状。而且，为了提高驾驶员的视觉辨认性，车辆用的远光在车辆前方对比交错用前照灯远的位置的路面进行照明。
因此，车辆用的远光需要还对比交错用前照灯(近光)的配光图案的截止线91更靠上侧(+y轴方向侧)的位置进行照明。即，交错用前照灯(近光)和行驶用前照灯(远光)在照射面9上分别照明的区域不同。因此，2种前照灯的配光图案不同。
如上述说明的那样，在近光和远光中配光图案不同。因此，远光需要与近光不同的光学系统。即，在近光和远光中需要不同的前照灯模块。因此，前照灯装置大型化。
并且，当在近光和远光中使用不同的前照灯模块时，根据各个前照灯模块的点亮状态，前照灯装置的发光区域不同。即，当仅点亮近光时，一个前照灯模块点亮，但是，当还点亮远光时，2个前照灯模块点亮。即，当仅点亮近光时，发光区域为一个，当还点亮远光时，发光区域为2个。
这意味着，根据前照灯装置的点亮状态，车辆的外观性不同。为了提高点亮前照灯装置时的车辆的外观性，优选在仅点亮近光的状态以及同时点亮近光和远光的状态双方中，发光区域没有变化。
实施方式2的前照灯模块110、120解决这种课题。
并且，在使用多个前照灯模块形成一个配光图案的情况下，实施方式2的前照灯模块110、120也解决这种课题。例如，在利用光源1形成配光图案的整体，利用光源4形成高照度区域的情况下，能够进行高照度区域的点亮或熄灭而不对车辆的外观性进行变更。并且，如后所述，能够具有adb的功能。
前照灯模块110、120实现小型、结构简单、具有近光的功能和远光的功能的前照灯模块。并且，能够对配光图案进行变更而不对点亮前照灯装置的状态下的外观性进行变更。
另外，作为变形例说明的前照灯模块110a、120a也能够得到同样的效果。
在图11中，光源4和会聚光学元件5配置在侧面395b侧。但是，光源4和会聚光学元件5也可以配置在侧面395a侧。并且，在图12中，光源4和会聚光学元件5配置在侧面395a、395b的两侧。
<光源4>
光源4具有发光面41。光源4从发光面41出射用于对车辆的前方进行照明的光。光源4从发光面41出射光。
光源4位于会聚光学元件5的-z轴侧。在图11中，光源4位于导光投射光学元件303的侧面395b的-x轴侧。在图12中，一个光源4位于导光投射光学元件303的侧面395a的+x轴侧。其它光源4位于导光投射光学元件303的侧面395b的-x轴侧。
在图11和图12中，光源4向+z轴方向射出光。光源4的种类没有特别限定，但是，如上述说明的那样，在以下的说明中，设光源4为led来进行说明。
光源4与光源1相同。因此，利用光源1的说明来代替光源4的说明。但是，光源4的发光特性等可以与光源1不同。
<会聚光学元件5>
会聚光学元件5位于光源4的+z轴侧。并且，在图11中，会聚光学元件5位于导光投射光学元件303的侧面395b的-x轴侧。在图12中，一个会聚光学元件5位于导光投射光学元件303的侧面395a的+x轴侧。其它会聚光学元件5位于导光投射光学元件303的侧面395b的-x轴侧。
会聚光学元件5入射从光源4发出的光。会聚光学元件5使光会聚在前方(+z轴方向)。在图11和图12中，会聚光学元件5具有正光焦度。图11和图12所示的会聚位置pr是会聚光学元件5的会聚位置。
并且，实施方式2所示的会聚光学元件5例如内部充满折射材料。
在图11和图12中，会聚光学元件5由一个会聚光学元件5构成，但是，也可以使用多个光学部件。但是，在使用多个光学元件的情况下，要确保各光学元件的定位精度等，从而使制造性降低。
在实施方式2中，例如，光源4的光轴c4和会聚光学元件5的光轴c5与z轴平行。在图11和图12中，例如，光源4的光轴c4与会聚光学元件5的光轴c5一致。
并且，与实施方式1同样，在y-z平面上进行观察，光源1的光轴c1和会聚光学元件2的光轴c2相对于导光投射部303a的光轴c3倾斜。因此，在对光源1和会聚光学元件2进行说明时，使用x1y1z1坐标。另一方面，在y-z平面上进行观察，光源4的光轴c4和会聚光学元件5的光轴c5与导光投射部303b的光轴c6平行。因此，在光源4和会聚光学元件5的说明中使用xyz坐标。
例如，如出射面33为在y轴方向上具有曲率的圆柱面的情况那样，有时很难规定光轴c6的x轴方向的位置。这种情况下，导光投射部303b的光轴c6为侧面395a、395b与侧面395c的中心。侧面395a、395b和侧面395c形成导光投射部303b的x轴方向的端部。侧面395a、395b是导光投射部303a的侧面。
即，在图12中，+x轴侧的导光投射部303b的光轴c6是侧面395a与侧面395c的中心。并且，-x轴侧的导光投射部303b的光轴c6是侧面395b与侧面395c的中心。
并且，如后所述，能够使光轴c6的x轴方向的位置成为入射面36的透镜形状的光轴位置，使光轴c6的y轴方向的位置成为出射面33的透镜形状的光轴位置。
会聚光学元件5例如是与会聚光学元件2相同的结构，具有相同功能。即，会聚光学元件5例如具有入射面511、512、反射面52和出射面531、532。因此，利用实施方式1中的会聚光学元件2的说明来代替会聚光学元件5的说明。但是，会聚光学元件5的焦距等光学性能能够取与会聚光学元件2不同的值。
<导光投射光学元件303>
导光投射光学元件303具有导光投射部303a和导光投射部303b。
导光投射部303a是与导光投射光学元件3相同的结构。即，导光投射部303a具有反射面32。并且，导光投射部303a能够具有入射面34。因此，利用实施方式1中的导光投射光学元件3的说明来代替导光投射部303a的说明。
在实施方式2所示的导光投射部303a中，从入射面31到反射面32的部分是反射部303a1。在反射部303a1中形成配光图案。因此，反射部303a1是配光图案形成部。
而且，在导光投射部303a中，比反射面32更靠+z轴方向的部分是导光部303a2。该导光部303a2通过反射来引导从光源1射出的光。在水平方向(x轴方向)上，由导光部303a2引导的光以通过导光部303a2处的反射来决定的发散角射出。
导光投射部303b是柱形状的导光部。另外，如后所述，导光投射部303b的一个侧面与导光投射部303a连接。并且，导光投射部303b不具有导光投射部303a这样的反射面32。并且，在实施方式2中，导光投射部303b不具有导光投射部303a这样的入射面34。
在图11中，导光投射部303b配置在导光投射部303a的-x轴方向侧。在图12中，导光投射部303b配置在导光投射部303a的-x轴方向侧和+x轴方向侧这两侧。
导光投射光学元件303具有沿着由一对侧面395a、395b形成的导光投射部303a配置的导光投射部303b。导光投射部303b沿着导光投射部303a配置。导光投射部303a和导光投射部303b并列配置。导光投射部303a和导光投射部303b在与导光投射部303a的导光方向垂直的方向上并列配置。
导光投射部303b例如与导光投射部303a平行配置。例如，从光源1射出的光由导光投射部303a引导的方向是与从光源2射出的光由导光投射部303b引导的方向相同的方向。
导光投射部303b的z轴方向的长度比导光投射部303a的z轴方向的长度短。
并且，导光投射部303b的出射面形成为与导光投射部303a的出射面相同的面。即，导光投射光学元件303的出射面33是导光投射部303a和导光投射部303b的出射面。
导光投射光学元件303的出射面33包含导光投射部303a的出射面33a和导光投射部303b的出射面33b。导光投射部303a的出射面33a是出射面33的一个区域。并且，导光投射部303b的出射面33b是出射面33的一个区域。出射面33a和出射面33b形成为一个面(出射面33)上的区域。
并且，出射面33例如为仅在y轴方向上具有正光焦度的圆柱形状。即，出射面33为仅在y轴方向上具有曲率的凸面形状。并且，出射面33也可以是超环面。
与实施方式1的情况同样，例如，在导光投射部303a中，出射面33的y轴方向的焦点位置与棱线部321一致。并且，在导光投射部303b中，出射面33的y轴方向的焦点位置与会聚位置pr一致。即，在y轴方向上，会聚位置pr处于与照射面9共轭的关系。
“y轴方向的焦点位置”是指在y-z平面上观察光线时的焦点位置。同样，“x轴方向的焦点位置”是指在z-x平面上观察光线时的焦点位置。
导光投射部303b的入射面36是折射面。导光投射部303b的入射面36例如具有正光焦度。在图11和图12中，入射面36呈向-z轴方向突出的凸形状。
在图11和图12中，例如，入射面36是仅在x轴方向上具有正光焦度的圆柱面。即，入射面36为仅在x轴方向上具有曲率的凸面形状。
入射面36在x轴方向上具有正光焦度。例如，入射面36的焦点位置与会聚位置pr一致。在z轴方向上，入射面36的焦点位置与会聚位置pr一致。z轴方向是利用导光投射部303b引导光的方向。即，在x轴方向上，会聚位置pr处于与照射面9共轭的关系。
侧面395c是导光投射部303b的侧面。导光投射部303b的与侧面395c相对的一侧与导光投射部303a连接。即，从光源1射出的光线从导光投射部303b的与侧面395c相对的一侧入射到导光投射部303b内。
在图11和图12中，从光源1射出的光线的一部分入射到导光投射部303a，在侧面303a或侧面303b进行反射后入射到导光投射部303b。然后，从光源1射出并入射到导光投射部303b的光从出射面33b出射。
另外，实施方式2所示的导光投射光学元件303例如内部充满折射材料。
<光线的举动>
光源4、会聚光学元件5和导光投射部303b中的光线的举动在前照灯模块110和前照灯模块120中相同。因此，省略使用图12的说明，使用图11进行说明。
并且，反射部393a1的光线的举动与实施方式1的反射部3a相同。因此，利用实施方式1的反射部3a的说明来代替。并且，导光投射部303a的导光部303a2中的光的导光也与导光部3b相同。因此，利用实施方式1的导光部3b的说明来代替。
如图11所示，从光源4射出的光被会聚光学元件5会聚。被会聚光学元件5会聚后的光会聚在会聚位置pr。
经过会聚位置pr的光从入射面36入射到导光投射部303b。到达入射面36的光在入射面36进行折射。如上所述，在入射面36为仅在x轴方向上具有正光焦度的圆柱面的情况下，到达入射面36的光仅在x轴方向上进行折射。
在图11中，如上所述，入射面36的焦点位置与会聚位置pr一致。因此，在z-x平面上进行观察，例如，从入射面36入射的光线成为平行光。
另一方面，入射面36在y轴方向上不具有光焦度。而且，在y-z平面上进行观察，从入射面36入射的光线例如不在导光投射部303b的+y轴方向侧的侧面或-y轴方向侧的侧面进行反射而向出射面33的方向(+z轴方向)行进。即，在y-z平面上进行观察，从入射面36入射的光线直接到达出射面33。
在y轴方向上，从会聚位置pr入射到导光投射部303b的光的发散角是不在导光投射部303b的y轴方向的两个侧面进行反射的角度。
从入射面36入射的光从出射面33出射。从入射面36入射的光从出射面33b出射。
光线的光路根据传播光的介质而变化。在设空气中的光路为l的情况下，折射率n(n>1)的介质中的光路成为n×l。即，意味着在空气中的焦距为距离l时，在折射率n的介质中，作为焦距，需要n×l的长度。即，导光投射光学元件303内部的光路比空气中的光路长。
如果利用该性质，则如上所述，在充满折射材料的部分(导光投射部303a)中，能够使出射面33(出射面33a)的y轴方向的焦点位置与棱线部321一致。并且，同时，能够使出射面33(出射面33b)的y轴方向的焦点位置与空气中(n＝1)的会聚位置pr一致。
如上所述，在实施方式2中，出射面33为圆柱面。而且，出射面33a具有与出射面33b相同的曲率。即，出射面33a具有与出射面33b相同的光焦度。
这是因为，导光投射部303b的z轴方向的长度比导光投射部303a的z轴方向的长度短。而且，从会聚位置pr到入射面36在空气中(n＝1)。
从出射面33到棱线部321的距离比从出射面33到会聚位置pr的距离长。
如上所述，会聚位置pr处于与照射面9共轭的关系。即，会聚位置pr位于与照射面9在光学上共轭的位置。因此，在会聚位置pr上由会聚光学元件5形成的配光图案的像被导光投射光学元件303放大投影到车辆前方的照射面9上。
在x轴方向上，在会聚位置pr形成的配光图案被入射面36投影到照射面9上。在y轴方向上，在会聚位置pr形成的配光图案被出射面33(出射面33b)投影到照射面9上。即，导光投射部353b对配光图案进行投影。在实施方式2中，该配光图案形成在会聚位置pr的位置。
因此，光源4和会聚光学元件5通过在会聚位置pr上形成配光图案，能够将配光图案投影到照射面9上。即，前照灯模块110、120能够对利用远光照明的区域进行照明。
并且，通过调整从会聚光学元件5射出的光的会聚位置，能够变更远光的配光。并且，通过调整会聚光学元件5与导光投射光学元件303之间的几何学关系，能够变更远光的配光。
“几何学关系的调整”例如是指对会聚光学元件5与导光投射光学元件303的光轴c6方向(z轴方向)的位置关系进行调整。如果会聚光学元件5与导光投射光学元件303的光轴c6方向的位置关系不同，则由会聚光学元件5会聚后的会聚位置pr上的会聚点的尺寸变化。即，由会聚光学元件5会聚后的光的会聚位置pr上的光束直径变化。而且，与其对应地，照射面9上的配光变化。
并且，根据图11和图12可知，从光源1射出的光线从出射面33的整个区域出射。即，从光源1射出的光线从出射面33a和出射面33b出射。从光源1射出的光线是近光的光线。并且，从光源4射出的光线(远光的光线)也从出射面33出射。从光源4射出的光线(远光的光线)从出射面33b出射。从光源4射出的光线是远光的光线。
即，出射面33中的从光源1射出的光线的出射区域和从光源4出射的光线的出射区域重合。因此，仅点亮近光时的出射面33上的发光区域与点亮近光和远光双方时的出射面33上的发光区域相同。
即，实施方式2的前照灯模块110、120能够提高点亮前照灯装置时的外观性。
如上所述，实施方式2的前照灯模块110、120能够利用同一前照灯模块容易地形成近光的配光图案和远光的配光图案。即，不需要分别单独准备远光用的前照灯模块和近光用的前照灯模块。因此，与现有的前照灯装置相比，能够实现小型的前照灯装置。
并且，通过如图12所示的前照灯模块120那样构成为配置多个光源4和会聚光学元件5，不具有多个前照灯模块110也能够增加光量。即，能够使前照灯装置10的整体的大小小型化。
而且，与实施方式1同样，实施方式2的前照灯模块110、120能够形成宽度较宽的配光图案。
另外，在图11所示的前照灯模块110和图12所示的前照灯模块120中，使出射面33具有屈光力。而且，前照灯模块110、120使导光投射光学元件303具有投射功能。这是为了通过部件的一体化来提高制造性。
因此，例如，能够使出射面33成为平面并另行设置投射透镜等投射光学元件。
图16和图17是示出例如使出射面33成为平面并另行设置投射透镜等投射光学元件350时的前照灯模块110a、120a的结构的结构图。前照灯模块110a、120a是前照灯模块110、120的变形例。
前照灯模块110a的导光投射光学元件353例如使图11所示的导光投射光学元件303的出射面33成为平面，使投射光学元件350具有导光投射光学元件303的出射面33的投射功能。并且，前照灯模块120a的导光投射光学元件353例如使图12所示的导光投射光学元件303的出射面33成为平面，使投射光学元件350具有导光投射光学元件303的出射面33的投射功能。
投射光学元件350例如配置在出射面33的+z轴侧。即，从出射面33出射的光入射到投射光学元件350。
投射光学元件350具有导光投射光学元件303的出射面33的投射功能的全部或一部分。即，图16或图17所示的前照灯模块110a、120a通过投射光学元件350和出射面33实现导光投射光学元件303的出射面33的功能。因此，利用实施方式2中的出射面33的说明来代替该功能等的说明。
另外，在图16或图17所示的前照灯模块110a、120a中，使出射面33具有屈光力，能够与投射光学元件350一起实现图11或图12所示的导光投射光学元件303的出射面33的功能。
并且，光轴c3是具有投射功能的部分的光轴。因此，在出射面33为平面的情况下，成为投射光学元件350的光轴。并且，在利用出射面33和投射光学元件350具有投射功能的情况下，成为对出射面33和投射光学元件350进行合成后的合成透镜的光轴。将具有投射功能的部分称作投射光学部。
并且，在前照灯模块120的情况下，通过进行单独点亮光源4的控制或单独熄灭光源4的控制，能够选择对车辆前方进行照明的区域。由此，能够使前照灯模块120具有adb(adaptivedrivingbeam：自适应远光系统)的功能。
“adb”是如下的前照灯：在对向车等出现在车辆的前方时，利用车载摄像机等检测前方车辆的位置，仅不对该区域进行照射，利用远光对其它区域进行照射。adb不会对对向车或前行车造成眩目，容易识别位于道路两侧的步行者。当使用adb时，从对向车看来与普通的近光相同，不会眩目。
并且，设光源4是远光用的光源进行了说明，但是，不限于远光用。例如，能够用作近光用的光源。即，在合并多个配光图案来形成近光的配光的情况下，前照灯模块110、120能够具有多个近光用的光源1、4。因此，不需要为了形成不同的配光图案而具有多个前照灯模块。因此，与现有的前照灯装置相比，能够实现小型的前照灯装置。
例如，使用光源4，能够使图4所示的最亮区域93更亮。
具有投射光学元件350，该投射光学元件350入射从出射面33a(第1出射面)出射的光(第1光)，并且入射从出射面33b(第2出射面)出射的光(第2光)，对配光图案进行投影。投射光学元件350是对配光图案进行投影的投射光学部。
具有投射光学元件350，该投射光学元件350入射从出射面33a(第1出射面)出射的光(第1光)，并且入射从出射面33b(第2出射面)出射的光(第2光)，与出射面33a和出射面33b一起对配光图案进行投影。出射面33a、出射面33b和投射光学元件350是对配光图案进行投影的投射光学部。
实施方式3
图13是搭载有多个前照灯模块100的前照灯装置10的结构图。
在上述实施方式中，说明了前照灯模块100、110、120、100a、110a、120a的实施方式。在图13中，作为一例，示出搭载有前照灯模块100的例子。
例如，能够将图13所示的3个前照灯模块100的全部或一部分置换成前照灯模块110、120。
前照灯装置10具有壳体97。并且，前照灯装置10能够具有罩96。
壳体97保持前照灯模块100。
壳体97配置在车体的内部。
在壳体97的内部收纳有前照灯模块100。在图13中，作为例子，收纳有3个前照灯模块100。另外，前照灯模块100的个数不限于3个。前照灯模块100的个数可以是1个，也可以是3个以上。
前照灯模块100例如在壳体97的内部在x轴方向上并列配置。另外，前照灯模块100的并列方法不限于在x轴方向上并列的方法。也可以考虑设计或功能等，在y轴方向或z轴方向上错开配置前照灯模块100。
并且，在图13中，在壳体97的内部收纳有前照灯模块100。但是，壳体97不需要为箱形。壳体97也可以采用由框架等构成并在该框架上固定前照灯模块100的结构。这是因为，在四轮汽车等的情况下，壳体97配置在车体的内部。该框架等也可以是构成车体的部件。该情况下，壳体97成为构成车体的一部分壳体部。
在摩托车的情况下，壳体97配置在把手附近。在四轮汽车的情况下，壳体97配置在车体的内部。
罩96透过从前照灯模块100射出的光。而且，透过过罩96的光向车辆的前方射出。罩96是由透明材料制作的。
罩96配置在车体的表面部分，露出到车体的外部。
罩96配置在壳体97的+z轴方向上。
从前照灯模块100射出的光透过罩96并向车辆的前方射出。在图13中，从罩96射出的光与从相邻的前照灯模块100射出的光重合，形成一个配光图案。
罩96是为了保护前照灯模块100不受风雨或尘埃等影响而设置的。但是，在导光投射光学元件3的出射面33是保护前照灯模块100内部的部件不受风雨或尘埃等影响的构造的情况下，不需要特别设置罩96。
如以上说明的那样，在具有多个前照灯模块100、110、120、100a、110a、120a的情况下，前照灯装置10是前照灯模块100、110、120、100a、110a、120a的集合体。并且，在具有一个前照灯模块100、110、120的情况下，前照灯装置10与前照灯模块100、110、120、100a、110a、120a相等。即，前照灯模块100、110、120、100a、110a、120a是前照灯装置10。
另外，在上述各实施方式中，有时使用“平行”或“垂直”等表示部件间位置关系或部件形状的用语。这些用语表示包含考虑到制造上的公差或组装上的偏差等的范围。因此，在权利要求书中存在表示部件间位置关系或部件形状的记载的情况下，表示包含考虑到制造上的公差或组装上的偏差等的范围。
并且，如上所述说明了本发明的实施方式，但是，本发明不限于这些实施方式。
根据以上各实施方式，下面将发明内容记作附记(1)和附记(2)。附记(1)和附记(2)分别独立地标注标号。因此，例如，在附记(1)和附记(2)双方中存在“附记1”。
并且，能够组合附记(1)的特征和附记(2)的特征。
<附记(1)>
<附记1>
一种前照灯模块，其中，所述前照灯模块具有：
第1光源，其发出第1光；以及
光学元件，其包含反射所述第1光的第1反射面、出射在所述第1反射面反射后的反射光的第1出射面和一对侧面，
所述第1出射面具有投射所述反射光的屈光力，
在设包含所述第1出射面的光轴且与所述第1反射面垂直的平面为第1平面，设与所述光轴平行且与所述第1平面垂直的平面为第2平面时，
所述一对侧面被配置成在所述第1反射面与所述第1出射面之间夹持所述第1平面，
关于所述反射光，在将所述反射光投影到所述第1平面上后，通过所述第1反射面处的一次反射而到达所述第1出射面，在将所述反射光投影到所述第2平面上后，在所述侧面进行反射而到达所述第1出射面。
<附记2>
根据附记1所述的前照灯模块，其中，
在所述光轴方向上，投影到所述第1平面上的所述第1出射面的第1焦点位于比所述第1光在所述第1反射面进行反射的位置更靠所述第1出射面侧的位置，投影到所述第2平面上的所述第1出射面的第2焦点位于比所述反射光在所述侧面处的反射结束的位置更靠所述第1反射面侧的位置，或者，在所述第2平面上，所述第1出射面具有负屈光力。
<附记3>
根据附记2所述的前照灯模块，其中，
在设投影到所述第1平面上的所述第1出射面的曲率为所述第1曲率，设投影到所述第2平面上的所述第1出射面的曲率为所述第2曲率时，
所述第2曲率小于所述第1曲率。
<附记4>
根据附记3所述的前照灯模块，其中，
所述第1出射面是具有所述第1曲率的圆柱面。
<附记5>
一种前照灯模块，其中，所述前照灯模块具有：
第1光源，其发出第1光；
光学元件，其包含反射所述第1光的第1反射面、出射在所述第1反射面反射后的反射光的第1出射面和一对侧面；以及
投射光学元件，其投射从所述光学元件射出的反射光，
在设包含所述投射光学元件的光轴且与所述第1反射面垂直的平面为第1平面，设与所述光轴平行且与所述第1平面垂直的平面为第2平面时，
所述一对侧面被配置成在所述第1反射面与所述第1出射面之间夹持所述第1平面，
关于所述反射光，在将所述反射光投影到所述第1平面上后，通过所述第1反射面处的一次反射而到达所述投射光学元件，在将所述反射光投影到所述第2平面上后，在所述侧面进行反射而到达所述第1出射面。
<附记6>
根据附记5所述的前照灯模块，其中，
在所述光轴方向上，投影到所述第1平面上的所述投射光学元件的第1焦点位于比所述第1光在所述第1反射面进行反射的位置更靠所述第1出射面侧的位置，投影到所述第2平面上的所述投射光学元件的第2焦点位于比所述第1出射面更靠所述第1反射面侧的位置，或者，在所述第2平面上，所述投射光学元件具有负屈光力。
<附记7>
根据附记6所述的前照灯模块，其中，
在设所述第1平面上的所述投射光学元件的屈光力为所述第1屈光力，设所述第2平面上的所述投射光学元件的屈光力为所述第2屈光力时，
所述第2屈光力小于所述第1屈光力。
<附记8>
根据附记7所述的前照灯模块，其中，
所述投射光学元件是具有所述第1屈光力的圆柱面。
<附记9>
根据附记1～8中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
所述第1反射面在所述光轴的方向上朝向所述第1出射面侧倾斜。
<附记10>
根据附记1～9中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
所述光学元件具有沿着由所述一对侧面形成的第1导光部配置的第2导光部，
所述第2导光部的出射面与所述第1出射面相同。
<附记11>
根据附记10所述的前照灯模块，其中，
所述第2导光部的所述第1出射面侧与所述第1导光部连接，由所述第1导光部引导的所述第1光入射到所述第2导光部。
<附记12>
根据附记10或11所述的前照灯模块，其中，
所述第2导光部具有第2入射面，
投影到所述第1平面上的所述第2入射面的第3曲率小于投影到所述第2平面上的所述第2入射面的第4曲率。
<附记13>
根据附记12所述的前照灯模块，其中，
所述第2导光部的入射面是具有所述第4曲率的圆柱面。
<附记14>
根据附记10～13中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
所述前照灯模块具有发出第2光的第2光源，
所述第2光入射到第2导光部。
<附记15>
一种前照灯装置，其中，所述前照灯装置具有附记1～14中的任意一项所述的前照灯模块。
<附记(2)>
<附记1>
一种车辆用的前照灯模块，其形成配光图案并对该配光图案进行投影，其中，所述前照灯模块具有：
第1光源，其发出第1光；以及
光学元件，其包含反射所述第1光的反射面和引导在所述反射面反射后的所述第1光的第1导光部，
在与所述车辆的垂直方向对应的方向上，对包含在所述反射面反射后的所述第1光和未在所述反射面反射的所述第1光重叠形成的高光度区域的所述配光图案进行投影，
在与所述车辆的水平方向对应的方向上，射出在所述第1导光部反射后的所述第1光。
<附记2>
根据附记1所述的前照灯模块，其中，
所述反射面向所述光学元件内的光路扩宽的方向倾斜。
<附记3>
根据附记1或2所述的前照灯模块，其中，
所述前照灯模块具有与所述第1导光部并列配置的第2导光部。
<附记4>
根据附记3所述的前照灯模块，其中，
所述前照灯模块具有发出第2光的第2光源，
所述第2导光部引导所述第2光。
<附记5>
一种车辆用的前照灯模块，其形成配光图案并对该配光图案进行投影，其中，所述前照灯模块具有：
第1光源，其发出第1光；
第2光源，其发出第2光；以及
光学元件，其包含引导所述第1光的第1导光部和引导所述第2光的第2导光部，
所述第1导光部和所述第2导光部并列配置。
<附记6>
根据附记5所述的前照灯模块，其中，
在与所述车辆的垂直方向对应的方向上，对由入射到所述第1导光部的所述第1光形成的所述配光图案进行投影，
在与所述车辆的水平方向对应的方向上，射出在所述第1导光部反射后的所述第1光。
<附记7>
根据附记4～5中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
对由入射到所述第2导光部的所述第2光形成的所述配光图案进行投影。
<附记8>
根据附记4～7中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
所述第1导光部在与所述水平方向对应的方向上具有一对侧面。
<附记9>
根据附记8所述的前照灯模块，其中，
所述第1光在所述一对侧面进行反射而被引导。
<附记10>
根据附记4～9中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
在与所述水平方向对应的方向上，从所述光学元件射出的所述第1光的发散角由所述第1导光部处的反射来决定。
<附记11>
根据附记4～10中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
所述第2导光部包含第2出射面。
<附记12>
根据附记11所述的前照灯模块，其中，
所述第2出射面出射所述第2光。
<附记13>
根据附记11或12所述的前照灯模块，其中，
所述第2导光部的所述第2出射面侧与所述第1导光部连接，由所述第1导光部引导的所述第1光入射到所述第2导光部。
<附记14>
根据附记11～13中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
入射到所述第2导光部的所述第1光从所述第2出射面出射。
<附记15>
根据附记4～10中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
所述第1导光部包含出射所述第1光的第1出射面。
<附记16>
根据附记15所述的前照灯模块，其中，
所述第2导光部包含第2出射面。
<附记17>
根据附记16所述的前照灯模块，其中，
所述第2出射面形成为与所述第1出射面相同的面。
<附记18>
根据附记16或17所述的前照灯模块，其中，
所述第2光从所述第2出射面出射。
<附记19>
根据附记16～18中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
所述第2导光部的所述第2出射面侧与所述第1导光部连接，由所述第1导光部引导的所述第1光入射到所述第2导光部。
<附记20>
根据附记16～19中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
入射到所述第2导光部的所述第1光从所述第2出射面出射。
<附记21>
根据附记15～20中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
所述第1出射面具有正光焦度。
<附记22>
根据附记15～21中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
所述第1出射面是对所述配光图案进行投影的投射光学部。
<附记23>
根据附记15～20中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
所述前照灯模块具有投射光学元件，该投射光学元件入射从所述第1出射面出射的所述第1光并对所述配光图案进行投影，
所述投射光学元件是对所述配光图案进行投影的投射光学部。
<附记24>
根据附记15～20中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
所述前照灯模块具有投射光学元件，该投射光学元件与所述第1出射面一起对所述配光图案进行投影，
所述第1出射面和所述投射光学元件是对所述配光图案进行投影的投射光学部。
<附记25>
根据附记16～20中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
所述前照灯模块具有投射光学元件，该投射光学元件入射从所述光学元件射出的所述第1光和从所述光学元件射出的所述第2光并对所述配光图案进行投影，
所述投射光学元件是对所述配光图案进行投影的投射光学部。
<附记26>
根据附记16～20中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
所述前照灯模块具有投射光学元件，该投射光学元件入射从所述光学元件射出的所述第1光和从所述光学元件射出的所述第2光，与所述第1出射面和所述第2出射面一起对所述配光图案进行投影，
所述第1出射面、所述第2出射面和所述投射光学元件是对所述配光图案进行投影的投射光学部。
<附记27>
根据附记22～26中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
在所述第1导光部中的所述投射光学部的光轴方向上，与所述垂直方向对应的方向上的所述投射光学部的第1焦点位于比通过所述第1光形成所述配光图案的位置更靠所述投射光学部侧的位置，与所述水平方向对应的方向上的所述投射光学部的第2焦点位于比第1导光部对所述第1光的反射结束的位置更靠形成所述第1光的所述配光图案的位置侧的位置，或者，与所述水平方向对应的方向上的所述投射光学部的光焦度为负值。
<附记28>
根据附记22～27中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
与所述垂直方向对应的方向上的所述投射光学部的光焦度大于与所述水平方向对应的方向上的所述投射光学部的光焦度。
<附记29>
根据附记22～28中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
所述投射光学部在与所述水平方向对应的方向上不具有光焦度。
<附记30>
根据附记4～29中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
所述第2导光部具有第2入射面。
<附记31>
根据附记30所述的前照灯模块，其中，
所述第2光从所述第2入射面入射到所述第2导光部。
<附记32>
根据附记30或31所述的前照灯模块，其中，
与所述垂直方向对应的方向上的所述第2入射面的曲率大于与所述水平方向对应的方向上的所述第2入射面的曲率。
<附记33>
根据附记30～32中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
与所述垂直方向对应的方向上的所述第2入射面的光焦度大于与所述水平方向对应的方向上的所述第2入射面的光焦度。
<附记34>
根据附记30～33中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
所述第2入射面是圆柱面。
<附记35>
根据附记5～34中的任意一项所述的前照灯模块，其中，
所述光学元件具有反射从所述第1光源发出的所述第1光的反射面。
<附记36>
根据附记35所述的前照灯模块，其中，
所述反射面形成包含在所述反射面反射后的所述第1光和未在所述反射面反射的所述第1光重叠形成的高光度区域的所述配光图案。
<附记37>
一种前照灯装置，其中，所述前照灯装置具有附记1～36中的任意一项所述的前照灯模块。
标号说明
100、110、120、100a、110a、120a：前照灯模块；10：前照灯装置；1、4：光源；11：发光面；2、5：会聚光学元件；211、212：入射面；22：反射面；231、232：出射面；3、30、300、301、302、303、353：导光投射光学元件；303a、303b、353a、353b：导光投射部；31、34、36：入射面；32：反射面；321：棱线部；33、330：出射面；395、395a、395b：侧面；350：投射光学元件；9：照射面；91：截止线；92：截止线的下侧区域；93：最亮区域；a：角度；c1、c2、c3、c4：光轴；d：角度；m1、m2、m3、m4：垂线；ph、pr：会聚位置；pc：共轭面；s1、s3、s4、s6：入射角；s2、s5、：反射角；sout、sout1、sout2：出射角。