JP6114485B1 - 前照灯モジュール及び前照灯装置 - Google Patents

Abstract

前照灯モジュール（１００）は、光源（１）、配光制御素子（４）及び投射光学素子（８）を備える。光源（１）は、光を出射する。配光制御素子（４）は、入射した光の発散角を変更することで配光パターンを形成する。投射光学素子（８）は、配光パターンを投影する。配光制御素子は、配光パターンの中に高光度領域を形成する第１の配光形成部（４１）と配光パターンの中に前記高光度領域よりも低い光度の低光度領域を形成する第２の配光形成部（４２）とを備える。

Description

本発明は、車両等の前方等を照射する前照灯モジュール及び前照灯装置に関する。

車両用の前照灯装置は、道路交通規則等によって定められている所定の配光パターンの条件を満たさなければならない。

道路交通規則の１つとして、例えば、自動車用ロービームに関する所定の配光パターンは、上下方向が狭い横長の形状をしている。

そして、カットオフラインの下側（配光パターンの内側）の領域が最大照度となるように要求される。この最大照度の領域を「高照度領域」とよぶ。ここで、「カットオフラインの下側の領域」とは、配光パターンの上部を意味し、前照灯装置では遠方を照射する部分に相当する。

また、配光パターンでは配光ムラを抑える必要がある。配光ムラは、前照灯装置が路面を照明した際に、暗い線又は明るい線として現れる。そして、配光ムラは、ドライバーに距離感を見誤らせてしまう恐れがある。このため、前照灯装置では、配光ムラを抑えた配光である必要がある。

特許文献１は、凸レンズを利用して高光度領域を生成する技術を開示している。凸レンズを用いて、シェードの上端縁の近傍に明るい光源像を形成し、この光源像を投射レンズによって投影している。これにより、カットオフラインの近傍に高光度領域を形成している。

特開２００８−２８８０１０号公報

しかしながら、特許文献１の構成は、凸レンズによって結像される光源像を、投影レンズによって前方に反転投影している。また、光源は、光源の電極などのパターン等によって輝度ムラを生じる。また、光源は、光源の構成又は形状等によって輝度ムラを生じる。このため、配光パターンには、光源の輝度ムラがそのまま照度ムラとして投影されてしまう。つまり、配光パターンには、光源の発光面の輝度ムラがそのまま照度ムラとして投影されてしまう。

つまり、光源の輝度ムラがそのまま投影されることによって、配光パターンに配光ムラが生じてしまう。

本発明は、従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、セグメント化された光学面を用いることで配光ムラを低減して高照度領域を生成することができる前照灯装置を提供することを目的とする。

前照灯モジュールは、光を出射する光源と、入射した前記光の発散角を変更することで配光パターンを形成する配光制御素子と、前記配光パターンを投影する投射光学素子とを備え、前記配光制御素子は、前記配光パターンの中に高光度領域を形成する第１の配光形成部と前記配光パターンの中に前記高光度領域よりも低い光度の低光度領域を形成する第２の配光形成部とを備える。

本発明によれば、配光ムラを抑えた前照灯モジュール又は前照灯装置を提供することができる。

実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の構成を示す構成図である。 実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の構成を示す構成図である。 実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の配光制御素子４の斜視図である。 実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の集光位置ＰＷを説明する図である。 実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の集光位置ＰＷを説明する図である。 実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の照射面９上での照度分布をコンター表示で示した図である。 実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の照射面９上での照度分布をコンター表示で示した図である。 実施の形態１の比較例に係る前照灯モジュール１０１を示す構成図である。 実施の形態１の比較例に係る前照灯モジュール１０１の照射面９上での照度分布をコンター表示で示した図である。 実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の遮光板５の辺５１の形状を示した模式図である。 実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０の構成を示す構成図である。 実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０の導光投射光学素子３の斜視図である。 実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０の集光位置ＰＷを説明する図である。 実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０の集光位置ＰＷを説明する図である。 実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０の導光投射光学素子３の反射面３２の形状を説明する図である。 実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０の導光投射光学素子３の共役面ＰＣ上での断面形状を示した模式図である。 実施の形態３に係る前照灯装置１０の構成を示した構成図である。 実施の形態１の変形例１に係る前照灯モジュール１０２の構成を示す構成図である。 実施の形態１の変形例１に係る配光制御素子４０の斜視図である。 実施の形態１の変形例１に係る配光制御素子４に入射する光線の一例を示す図である。 実施の形態２の変形例２に係る前照灯モジュール１１１の構成を示す構成図である。

特許文献１は、上述のように、凸レンズにより光源像を結像して、この光源像を投射レンズで投影している。また、特に特許文献１は、光源として白色発光ダイオード（半導体光源）を採用している例を開示している。

発光ダイオードの発光面は、均一に発光している訳ではない。発光ダイオードの発光面は、電極などのパターンにより輝度ムラが生じている。このため、凸レンズによって光源像を形成すると、この輝度ムラがそのまま投影レンズによって投影されて、照度ムラが生じる。

また、発光ダイオードは、一般的に、発光面の形状が正方形形状又は円形形状である。このため、凸レンズによって光源像を形成すると、発光面の形状の境界線はそのまま投影レンズによって投影される。そして、配光パターンを形成する際に、配光ムラが生じる。

また、特許文献１のように、１つの凸レンズで光源像を形成する場合には、収差の発生による配光ムラが生じる場合がある。

これらの配光ムラは、単に、高い光度の像に低い光度の像を重ね合わせるだけでは十分に解消されない。特許文献１では、例えば、リフレクタからの反射光によってロービーム用の配光パターンの全体形状を形成した上で、発光チップの像を、凸レンズによってシェードの上端縁の上方近傍において略結像させ、これを投影レンズによって前方に投影している。

以下に示す実施の形態では、固体光源を用いながら、セグメント化された光学面を用いて配光ムラを抑えて、高光度領域を形成することができる。「セグメント化された光学面」とは、区分されている光学面のことである。以下の各実施の形態では、区分され光学面は、各々の部分で異なる光学特性を有する

以下に示す実施の形態では、パワーの異なるセグメントに光源からの光を入射させている。そして、各セグメントが形成した複数の像を重ね合わせて、配光パターンの等高線の間隔が、不連続に変化することを抑制している。例えば、１つの光源像の端部を隣接する他の光源像と重ねることで、光源像の端部に発生する配光ムラを低減することができる。また、パワーの異なるセグメントを用いることで、配光パターン内の高光度領域と配光パターンの全体の形状とを形成している。

また、各々セグメントは、１つのレンズに比べて、口径が小さい。このため、１つの凸レンズで光源像を形成する場合に比べて、セグメント化された光学面は、収差の発生を抑えることができる。そして、配光ムラは抑制される。

なお、投射レンズは、投影レンズと同じ意味で用いている。ここで、「投射」とは、光線を投げかけること。なお、「投影」とは、像を映しだすことである。ここでは、投射レンズ８が、光源像又は配光パターンを照射面９上に映しだしている。

近年において、二酸化炭素（ＣＯ_２）の排出と燃料の消費とを抑えるといった環境への負荷を軽減する観点から、例えば、車両の省エネルギー化が望まれている。これに伴い、車両用の前照灯装置においても小型化、軽量化及び省電力化が求められている。そこで、車両用の前照灯装置の光源として、半導体光源の採用が望まれている。半導体光源は、従来のハロゲンバルブ（ランプ光源）に比べて発光効率の高い。

「半導体光源」とは、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ））又はレーザーダイオード（ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ））などである。

従来のランプ光源（管球光源）は、半導体光源に比べて指向性の低い光源である。ランプ光源としては、白熱電球、ハロゲンランプ又は蛍光ランプ等が挙げられる。このため、ランプ光源はリフレクタ（反射鏡など）を用いて、放射した光に指向性を持たせている。一方、半導体光源は、少なくとも一つの発光面を備えており、光は発光面側に放射される。

このように、半導体光源はランプ光源と発光特性が異なる。このため、半導体光源は、リフレクタ（反射鏡など）を用いた従来の光学系ではなく、半導体光源に適した光学系を用いることが望ましい。

例えば、リフレクタは、点光源のランプに適している。このため、ＬＥＤなどの光源にリフレクタを用いた場合には、光源が一点ではなく多数になり、無駄な光が多くなる。そして、リフレクタで正しく反射される光が少なくなり、無駄な光がグレア光となる。これは、配光パターンの領域内での光量が減少する原因となる。

なお、上述の半導体光源は、固体光源の一種である。固体光源としては、例えば、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）又は平面上に塗布された蛍光体に励起光を照射して、発光させる光源等が挙げられる。これらの固体光源にも、半導体光源と同様の光学系を用いることが望ましい。

このように、管球光源は含まず、指向性を持つ光源を「固体光源」とよぶ。

「指向性」とは、光などが空間中に出力されるとき、その強度が方向によって異なる性質である。ここで「指向性を有する」とは、上述のように、発光面の表面側に光が進行して、発光面の裏面側には光が進行しないことをいう。つまり、光源から出射される光の発散角は１８０度以下となる。

「前照灯装置」とは、輸送機械などに搭載されて、操縦者の視認性及び外部からの被視認性を向上させるために使われる照明装置である。車両用の前照灯装置は、ヘッドランプ又はヘッドライトとも呼ばれる。

以下、車両用の前照灯装置を例として、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態の例を説明する。なお、以下の実施の形態の説明においては、説明を容易にするためにＸＹＺ座標を用いて説明する。

車両の左右方向をＸ軸方向とする。車両前方に対して左側を＋Ｘ軸方向とし、車両前方に対して右側を−Ｘ軸方向とする。ここで、「前方」とは、車両の進行方向をいう。つまり、「前方」とは、前照灯装置が光を照射する方向である。

車両の上下方向をＹ軸方向とする。上側を＋Ｙ軸方向とし、下側を−Ｙ軸方向とする。「上側」とは空の方向であり、「下側」とは地面（路面等）の方向である。

車両の進行方向をＺ軸方向とする。進行方向を＋Ｚ軸方向とし、反対の方向を−Ｚ軸方向とする。＋Ｚ軸方向を「前方」とよび、−Ｚ軸方向を「後方」とよぶ。つまり、＋Ｚ軸方向は前照灯装置が光を照射する方向である。

上述のように、以下の実施の形態では、Ｚ−Ｘ平面は、路面に平行な面とした。これは、通常考える場合には、路面は「水平面」であるからである。このため、Ｚ−Ｘ平面は、「水平面」として考えている。「水平面」とは、重力の方向に直角な平面である。

しかし、路面は、車両の走行方向に対しては傾くことがある。つまり、登り坂又は下り坂などである。これらの場合には、「水平面」は、路面に平行な面として考える。つまり、「水平面」は、重力の方向に対して垂直な平面ではない。

一方、一般的な路面が車両の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角な面として考える。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。

なお、以下の説明を簡単にするために、「水平面」は、重力方向に垂直な平面として説明する。つまり、Ｚ−Ｘ平面は、重力方向に垂直な平面として説明する。

また、以下の実施の形態で示す光源は、指向性を持つ光源（固体光源）として説明している。上述のように、主な例としては、発光ダイオード又はレーザーダイオード等の半導体光源である。また、光源は、有機エレクトロルミネッセンス光源又は平面上に塗布された蛍光体に励起光を照射して発光させる光源等も含む。

実施の形態で固体光源を例として採用しているのは、管球光源を用いた場合には、省エネルギー化の要望又は装置の小型化の要望に応え難いからである。しかし、省エネルギー化の要望よりも光利用効率を向上させるという要望を重視する場合には、光源は管球光源であってもよい。つまり、省エネルギー化の要望又は装置の小型化の要望が無い場合には、光源は管球光源であってもよい。

本発明は、車両用の前照灯装置のロービーム及びハイビームなどに適用される。また、本発明は、自動二輪車用の前照灯装置のロービーム及びハイビームなどに適用される。また、本発明は、三輪又は四輪等のその他の車両用の前照灯装置についても適用される。

しかし、以下の説明では、自動二輪車用の前照灯装置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装置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）に水平な直線である。また、カットオフラインの下側（配光パターンの内側）の領域が最も明るい。

「配光」とは、光源の空間に対する光度分布をいう。つまり、光源から出る光の空間的分布である。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、ある方向の微小な立体角内を通る光束を、その微小立体角で割ったものである。つまり、「光度」とは、光源からどのくらい強い光が出ているかを表す物理量である。また、「照度」とは、平面状の物体に照射された光の明るさを表す物理量のことである。単位面積あたりに照射された光束に等しい。

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（光度分布）を示している。「配光パターン」を以下に示す照射面９上での照度パターンの意味としても使用する。つまり、照射面９上での光の照射される形状及び照度分布を示している。また、「配光分布」とは、光源から放射される光の方向に対する光の強度分布（光度分布）である。「配光分布」を以下に示す照射面９上での照度分布の意味としても使用する。

このため、以下の実施の形態において、例えば、共役面ＰＣ上に形成される像（配光パターン）に関しても光度分布として説明している。

そして、道路交通規則では、対向車を眩惑させないために、配光パターンの上側の光の境界線（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、カットオフラインの上側（配光パターンの外側）が暗く、カットオフラインの下側（配光パターンの内側）が明るい明瞭なカットオフラインが要求される。

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又はぼやけ等が生じてはならない。「カットオフラインにぼやけが生じる」とは、カットオフラインが不鮮明になることである。

車両用の前照灯装置は、これらの複雑な配光パターンを実現する必要がある。複雑な配光パターンを実現するためには、集光レンズ等を用いて局所的に照度を高める必要がある。

「カットオフライン」とは、前照灯装置の光を壁また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、配光パターンの上側の光の明部と暗部との境界線のことである。配光パターンの上側の光の明るい領域（配光パターンの内側）と暗い領域（配光パターンの外側）との境界線のことである。

カットオフラインは、すれ違い用の前照灯装置の照射方向を調節する際に用いられる用語である。すれ違い用の前照灯装置は、ロービームとも呼ばれる。

また、「ロービーム」とは、下向きのビームで、対向車とのすれ違いの際などに使用される。通常、ロービームでは、前方４０ｍ程度を照らす。また、「上下方向」とは、地面（路面）に対して垂直の方向である。

なお、上記の壁またはスクリーン上の配光パターンを照度分布として説明している。このため、最も明るい領域を「高照度領域」と呼んでいる。一方、配光パターンを光度分布と捉えると、配光パターンの最も明るい領域は「高光度領域」となる。例えば、後述の共役面ＰＣ上の配光パターンの高光度領域は、照射面９上の配光パターンの高照度領域に対応している。

また、他の道路交通規則の例として、歩行者の識別及び標識の識別のために、前照灯装置は、歩道側の照射を立ち上げる「立ち上がりライン」を有さなければならない。これは、対向車を幻惑させずに、ドライバーが歩道側の人または標識等を視認するためである。ここで、「立ち上がりライン」とは、ロービームの対向車側が水平であり、歩道側は対向車側に対して斜めに立ち上がった配光パターンの形状を示している。

上記の壁またはスクリーンを以下の実施の形態では照射面９として説明している。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、Ｘ−Ｙ平面に平行な面である。つまり、照射面９は、前照灯装置が光を照射する方向（＋Ｚ軸方向）に対して垂直な面である。車両の前方の所定の位置は、前照灯装置の光度又は照度を計測する位置である。車両の前方の所定の位置は、道路交通規則等で規定されている。例えば、欧州では、ＵＮＥＣＥ（Ｕｎｉｔｅｄ Ｎａｔｉｏｎｓ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｆｏｒ Ｅｕｒｏｐｅ）が定める自動車用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。

また、四輪の車両は、例えば、通常の四輪の自動車等である。また、三輪の車両は、例えば、ジャイロと呼ばれる自動三輪車である。「ジャイロと呼ばれる自動三輪車」とは、前輪が一輪で、後輪が一軸二輪の三輪でできたスクーターである。日本では原動機付自転車に該当する。車体の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、自動二輪車と同様に旋回の際に内側へ重心を移動することができる。

実施の形態１．
図１（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の構成を示す構成図である。図１（Ａ）は、車両前方に対して右側（−Ｘ軸方向）から見た図である。図１（Ｂ）は、上側（＋Ｙ軸方向）から見た図である。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の構成を示す構成図である。図２（Ａ）は、車両前方に対して右側（−Ｘ軸方向）から見た図である。図２（Ｂ）は、上側（＋Ｙ軸方向）から見た図である。図２は、図１に対して、集光光学素子２の形状が異なる例を示している。

図３は、配光制御素子４の斜視図である。

図１に示すように、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００は、光源１、集光光学素子２、配光制御素子４、及び投射レンズ８を備える。実施の形態１に係る前照灯モジュール１００は、遮光板５を備えることができる。なお、後述するように、配光制御素子４が集光機能を備える場合には、集光光学素子２を省くことができる。また、配光制御素子４と集光光学素子２との両方が集光機能を備えるもともできる。また、前照灯モジュール１００は、集光光学素子２を光源１に取り付けて一体とした場合を含む。

実施の形態１では、例えば、光源１の光軸Ｃｓ、集光光学素子２の光軸Ｃ及び投射レンズ８の光軸Ｃｐが一致している。実施の形態１では、例えば、集光光学素子２の光軸Ｃは、光源１の光軸Ｃｓと一致している。実施の形態１では、例えば、集光光学素子２の光軸Ｃは、投射レンズ８の光軸Ｃｐと一致している。

＜光源１＞
光源１は、発光面１１を備える。光源１は、発光面１１から光を出射する。光源１は、例えば、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、集光光学素子２の−Ｚ軸方向側に位置している。

図１では、光源１は、＋Ｚ軸方向に光を出射している。「出射」とは、ある方向に向けて光を発することである。

光源１は、その種類を特に限定していない。しかし、上述の説明の通り以下の説明では、光源１がＬＥＤ（発光ダイオード）であるとして説明する。以下において、発光ダイオードをＬＥＤとよぶ。

光源１の発光面１１の中心から、発光面１１に垂直に伸びる軸を光源１の光軸Ｃｓとする。図３では、光源１の光軸Ｃｓは、Ｚ軸に平行である。

＜集光光学素子２＞
集光光学素子２は、光源１から出射された光を集光光に変換する。集光光学素子２は、光源１から出射された光を集光する。

集光光学素子２は、光源１の＋Ｚ軸側（前方）に位置している。また、集光光学素子２は、配光制御素子４の−Ｚ軸側（後方）に位置している。

集光光学素子２は、光源１から発せられた光を入射する。

「入射」とは、例えば、集光光学素子２を例とすると、集光光学素子２の内部に光が入ることである。

「入射」とは、例えば、光が光の入射面に達することを含む。図２では、光が集光光学素子２の入射面２１１，２１２に達することである。つまり、集光光学素子２を例とすると、「入射」とは、光が集光光学素子２に到達することを含む。

集光光学素子２は、前方（＋Ｚ軸方向）の任意の位置に光を集光させる。集光光学素子２は、集光機能を有する光学素子である。つまり、集光光学素子２は、正のパワーを有する光学素子である。

集光光学素子２の集光位置に関しては、図４及び図５を用いて説明する。

図１では、集光光学素子２は、正のパワーを有する凸レンズとして示している。また、図２では、集光光学素子２は、光の屈折及び光の反射を利用した光学素子として示している。

また、実施の形態１で示す集光光学素子２は、例えば、内部が屈折材で満たされている。

図１及び図２では、集光光学素子２は、１つの光学素子で構成されているが、複数の光学素子を用いることもできる。しかし、複数の光学素子を用いる場合には、各光学素子の位置決め精度を確保するなど、製造性を低下させることになる。

光源１及び集光光学素子２は、配光制御素子４の後方（−Ｚ軸方向側）に配置されている。光源１は、配光制御素子４の後方（−Ｚ軸方向側）に配置されている。集光光学素子２は、配光制御素子４の後方（−Ｚ軸方向側）に配置されている。

図１及び図２では、光源１の光軸Ｃｓは、集光光学素子２の光軸Ｃと一致している。

以下において、図２に示す集光光学素子２を例として説明する。

図２では、集光光学素子２は、例えば、入射面２１１，２１２、反射面２２及び出射面２３１，２３２を備える。

集光光学素子２は、光源１の直後に配置される。上述の「後方」とは異なり、ここで、「後」とは、光源１から出射された光の進行方向側のことである。ここでは、「直後」なので、発光面１１から出射した光は、すぐに集光光学素子２に入射する。

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と集光光学素子２との距離を短くすることで、より多くの光を集光光学素子２に入射させることができる。

集光光学素子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。集光光学素子２の材料は、透過性を有すれば材質は問わず、透明な樹脂等でも構わない。つまり、光学素子２の材料は、透過性を有すればよい。しかし、光利用効率の観点から、集光光学素子２の材料は、透過性の高い材料が適している。また、集光光学素子２が、光源１の直後に配置されることから、集光光学素子２の材料は、耐熱性に優れた材料が好ましい。

「透過」とは、光などが物体の内部を通り抜けることである

入射面２１１は、集光光学素子２の中心部分に形成された入射面である。「集光レンズ２の中心部分」とは、光軸Ｃが入射面２１１上に交点を有していることである。つまり、光軸Ｃは、入射面２１１上を通っている。

また、入射面２１１は、例えば、正のパワーを有する凸面形状である。入射面２１１の凸面形状は、−Ｚ軸方向に凸の形状をしている。入射面２１１は、例えば、光軸Ｃを回転軸とする回転対称の形状をしている。

なお、レンズにおいて、パワーは、「屈折力」ともよばれる。

入射面２１２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をしている。楕円の長軸又は短軸を回転軸として回転させた回転体を「回転楕円体」という。この回転楕円体の回転軸は、光軸Ｃと一致している。入射面２１２は、回転楕円体の回転軸方向の両端を切断した表面形状をしている。つまり、入射面２１２は、筒形状をしている。

入射面２１２の筒形状の一端（＋Ｚ軸方向側の端）は、入射面２１１の外周に接続されている。入射面２１２の筒形状は、入射面２１１に対して光源１側（−Ｚ軸方向）に形成されている。入射面２１２の筒形状は、入射面２１１に対して後方に形成されている。つまり、入射面２１２の筒形状は、入射面２１１に対して光源１側に形成されている。

反射面２２は、Ｘ−Ｙ平面上の断面形状が、例えば、光軸Ｃを中心とした円形状をした筒形状をしている。反射面２２の筒形状は、−Ｚ軸方向側の端のＸ−Ｙ平面上の円形状の直径が、＋Ｚ軸方向側の端のＸ−Ｙ平面上の円形状の直径よりも小さい。つまり、反射面２２は、−Ｚ軸方向から＋Ｚ軸方向に向けて直径が大きくなっている。

例えば、反射面２２は、円錐台の側面の形状をしている。中心軸を含む面上での円錐台の側面の形状は直線形状をしている。しかし、光軸Ｃを含む面上での反射面２２の形状は曲線形状であっても構わない。「光軸Ｃを含む面」とは、面上に光軸Ｃの線を描けることである。

反射面２２の筒形状の一端（−Ｚ軸方向側の端）は、入射面２１２の筒形状の他端（−Ｚ軸方向側の端）に接続している。つまり、反射面２２は、入射面２１２の外周側に位置している。

出射面２３１は、入射面２１１の＋Ｚ軸方向側に位置している。出射面２３１は、例えば、正のパワーを有する凸面形状である。出射面２３１の凸面形状は、＋Ｚ軸方向に凸の形状をしている。光軸Ｃは、出射面２３１上に交点を有している。つまり、光軸Ｃは、入射面２３１上を通っている。出射面２１３は、例えば、光軸Ｃを回転軸とする回転対称の形状をしている。

入射面２１１と出射面２３１とで、集光機能を有している。つまり、入射面２１１と出射面２３１とで、正のパワーを有する。この場合には、例えば、入射面２１１または出射面２３１の一方が、負のパワーであってもよい。

出射面２３２は、出射面２３１の外周側に位置している。出射面２３２は、例えば、Ｘ−Ｙ平面に平行な平面形状をしている。つまり、出射面２３２は、例えば、光軸Ｃに垂直な平面に平行な平面形状をしている。出射面２３２の内周及び外周は、円形状をしている。

出射面２３２の内周は、出射面２３１の外周に接続している。出射面２３２の外周は、反射面２２の筒形状の他端（＋Ｚ軸方向側の端）に接続している。

発光面１１から出射された光のうち、出射角の小さい光線は、入射面２１１に入射する。出射角の小さい光線は、例えば、発散角が６０度以内である。出射角度の小さい光線は、入射面２１１から入射して、出射面２３１から出射する。出射面２３１から出射する出射角度の小さい光線は、入射面２１１または出射面２３１によって、集光される。出射面２３１から出射した出射角の小さい光線は、集光光学素子２の前方（＋Ｚ軸方向）の任意の位置に集光する。上述のように、集光位置に関しては後述する。

「発散角」とは、光の広がる角度である。

発光面１１から出射された光のうち、出射角の大きい光線は、入射面２１２に入射する。出射角の大きい光線は、例えば、発散角が６０度よりも大きい。入射面２１２から入射した光線は、反射面２２で反射される。反射面２２で反射された光線は、＋Ｚ軸方向に進行する。反射面２２で反射された光線は、出射面２３２から出射する。出射面２３２から出射する出射角の大きい光線は、反射面２２によって、集光される。出射面２３２から出射した出射角の大きい光線は、集光光学素子２の前方（＋Ｚ軸方向）の任意の位置に集光する。上述のように、集光位置に関しては後述する。

以下の各実施の形態で説明する集光光学素子２は、一例として、以下の機能を有する光学素子として説明する。

入射面２１１と出射面２３１とを透過する光は、屈折によって集光している。一方、入射面２１２と出射面２３２とを透過する光は、反射面２２での反射によって集光している。つまり、集光光学素子２は、光源１から出射された出射角の小さい光線を屈折によって集光する。また、集光光学素子２は、光源１から出射された出射角の大きい光線を反射によって集光する。

出射面２３１から出射された光の集光位置には、光源１のパターン（発光面１１の形状）と相似形状の像ができる。つまり、出射面２３１から出射された光の集光位置には、光源１の像が形成される。このため、光源１の発光面１１の形状が、投射レンズ８によって投影されることで、配光ムラを生じることがある。

このような場合には、例えば、出射面２３１から出射された光の集光位置と、出射面２３２から出射された光の集光位置を異ならせることで、出射面２３１から出射された光による配光ムラを緩和させることが可能となる。

出射面２３２から出射された光線の集光位置と、出射面２３１から出射された集光位置とは、一致する必要はない。例えば、出射面２３１から出射された光の集光位置よりも、出射面２３２から出射された光の集光位置の方が、集光光学素子２に近い位置でも良い。

なぜなら、出射面２３２から出射された光は、光源像を形成しない。このため、出射面２３１から出射された光で形成される光源像に、出射面２３２から出射された光を重ねることで、光源像の光度ムラを低減することができる。

なお、実施の形態１では、遮光板５を用いてカットオフライン９１を形成しているために、遮光板５で遮光された光は、投射光として利用されない。つまり、出射面２３１から出射された光の集光位置に形成された光源１の像の半分は、投射光として利用されない。

図２に示す集光光学素子２を用いる場合には、配光制御素子４と併用することで、配光ムラの低減効果を向上させることができる。

また、図１に示すように、集光光学素子２として通常の集光レンズを用いる場合でも、配光制御素子４により配光ムラを低減することができる。

また、実施の形態１においては、集光光学素子２の入射面２１１，２１２、反射面２２及び出射面２３１，２３２の各々は、すべて光軸Ｃ中心の回転対称な形状としている。しかし、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２２のＸ−Ｙ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。

「集光スポット」とは、光が集光した位置での光束の形状である。「集光した位置」とは、出射面から出射された光の光束が最も小さくなる位置である。

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２２のＸ−Ｙ平面上の断面形状を楕円形状する方が、集光光学素子２を小型にできる。

また、集光光学素子２は全体として正のパワーを有していればよい。入射面２１１，２１２、反射面２２及び出射面２３１，２３２の各々は、それぞれ任意のパワーを有することができる。

なお、上述のように、光源１に管球光源を採用した場合には、集光光学素子として反射鏡を用いることができる。

＜配光制御素子４＞
配光制御素子４は、光源１の＋Ｚ軸方向に位置している。配光制御素子４は、集光光学素子２の＋Ｚ軸方向に位置している。配光制御素子４は、遮光板５の−Ｚ軸方向に位置している。また、配光制御素子４は、投射レンズ８の−Ｚ軸方向に位置している。

配光制御素子４は、集光光学素子２から出射された光を入射する。配光制御素子４は、前方（＋Ｚ軸方向）に光を出射する。集光光学素子２を用いない場合には、配光制御素子４は、光源１から出射された光を入射する。

図３は、配光制御素子４の斜視図である。図３に示す配光制御素子４は、一例である。

配光制御素子４は、例えば、板状の光学素子である。

配光制御素子４は、例えば、透明樹脂、硝子又はシリコーン材等で製作されている。

配光制御素子４は、スポット配光形成部４１及び拡散配光形成部４２を備えている。

以下において、「スポット配光」とは、一つの領域を集中的に照らす配光のことである。実施の形態１では、例えば、高照度領域を照らす配光である。

また、「拡散配光」とは、照射領域の全体を照らす配光のことである。拡散配光は、低照度領域を照らす配光である。低照度領域は、スポット配光が照射する高照度領域よりも低い照度の領域である。実施の形態１では、例えば、配光パターンの全体を照らす配光である。

また、「拡散光」とは、拡散された光である。「集光光」とは、集光された光である。つまり、拡散配光形成部４２を透過した光の発散角は大きくなる。また、スポット配光形成部４１を透過した光の発散角は小さくなる。

配光制御素子４は、共役面ＰＣ上に投射光学素子８が投射する配光パターンの配光分布を形成している。投射光学素子８は、配光制御素子４が形成した配光パターンを照射面９上に投影する。投射光学素子８は、共役面ＰＣ上に形成された配光パターンを照射面９上に投影する。照射面９上の配光パターンは、共役面ＰＣ上の配光パターンと相似形になる。

スポット配光形成部４１は、共役面ＰＣ上の配光パターンの中に、高光度領域を形成する。拡散配光形成部４２は、共役面ＰＣ上の配光パターンの中に、低光度領域を形成する。低光度領域は、高光度領域よりも低い光度の領域である。

上述のように、配光制御素子４は、集光光学素子２から出射された集光光の焦点位置を変更している。

図３では、例えば、スポット配光形成部４１及び拡散配光形成部４２は、配光制御素子４の入射面側に形成されている。つまり、スポット配光形成部４１及び拡散配光形成部４２は、配光制御素子４の−Ｚ軸方向側の面に形成されている。

図３では、例えば、配光制御素子４は、２つの拡散配光形成部４２ａ，４２ｂを備えている。拡散配光形成部４２ａは、配光制御素子４の＋Ｘ軸方向側に位置している。拡散配光形成部４２ｂは、配光制御素子４の−Ｘ軸方向側に位置している。

そして、スポット配光形成部４１は、２つの拡散配光形成部４２ａ，４２ｂの間に配置されている。スポット配光形成部４１は、２つの拡散配光形成部４２ａ，４２ｂの間に位置している。

なお、実施の形態では、スポット配光形成部４１と拡散配光形成部４２ａ，４２ｂとは、Ｘ軸方向に並べて配置されている。つまり、セグメント化された光学面４１，４２ａ，４２ｂは、Ｘ軸方向に並べて配置されている。しかし、セグメント化された光学面は、例えば、Ｘ−Ｙ平面上に２次元に配置されても構わない。

まず、スポット配光形成部４１について説明する。

スポット配光形成部４１は、例えば、Ｘ軸方向に曲率をもち、Ｙ軸方向に曲率をもたない凸形状のシリンドリカルレンズである。つまり、スポット配光形成部４１は、Ｚ−Ｘ平面上では入射光を集光させる。一方、スポット配光形成部４１は、Ｙ−Ｚ平面上では入射光をそのまま透過する。

シリンドリカルレンズは、円筒の側面の形状の屈折面を持つレンズである。シリンドリカルレンズは、一方向に屈折力を持って光を収束または発散させ、直交する方向では屈折力をもたないレンズである。

凸形状のシリンドリカルレンズに平行に入射した光は、直線上に集光する。図３では、この光が集光する直線は、Ｙ軸に平行である。

図３では、スポット配光形成部４１は、水平方向（Ｘ軸方向）に正のパワーを有する凸面形状である。つまり、スポット配光形成部４１を、Ｚ−Ｘ平面と平行な面で切断すると、凸レンズの形状をしている。

スポット配光形成部４１が水平方向（Ｘ軸方向）に正のパワーを有している場合には、集光光学素子２で集光されてスポット配光形成部４１に入射した光は、その発散角が変化する。そして、スポット配光形成部４１に入射した光は、スポット配光形成部４１を通過した後に、水平方向（Ｘ軸方向）にさらに集光する。

光軸Ｃは、スポット配光形成部４１のレンズ面を通っている。図３では、光軸Ｃは、スポット配光形成部４１をＺ−Ｘ平面と平行な面で切断した場合の凸レンズの光軸と一致している。

または、光源１の光軸Ｃｓは、スポット配光形成部４１のレンズ面を通っている。

または、光源１から出射された光の中心光線は、スポット配光形成部４１のレンズ面を通っている。中心光線は、光源１の発光面１１の中心から発せられた光の光束の中心に位置する光線である。各実施の形態では、中心光線は、光源の光軸と一致する例として説明している。また、各実施の形態では、光源の光軸は、集光光学素子の光軸と一致する例として説明している。

次に、拡散配光形成部４２について説明する。

拡散配光形成部４２は、例えば、Ｘ軸方向に曲率をもち、Ｙ軸方向に曲率をもたない凹形状のシリンドリカルレンズである。つまり、拡散配光形成部４２は、Ｚ−Ｘ平面上では入射光を発散させる。一方、拡散配光形成部４２は、Ｙ−Ｚ平面上では入射光をそのまま透過する。

図３では、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂは、ともに水平方向（Ｘ軸方向）に負のパワーを有する凹面形状である。つまり、拡散配光形成部４２を、Ｚ−Ｘ平面と平行な面で切断すると、凹レンズの形状をしている。

拡散配光形成部４２ａ，４２ｂが水平方向（Ｘ軸方向）に負のパワーを有している場合には、集光光学素子２で集光されて拡散配光形成部４２ａ，４２ｂに入射した光は、その発散角が変化する。そして、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂに入射した光は、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂを通過した後に、水平方向（Ｘ軸方向）に発散する。つまり、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂに入射した光は、発散角が大きくなる。

拡散配光形成部４２は、スポット配光形成部４１の周辺に形成される。

拡散配光形成部４２は、集光光学素子２の光軸Ｃに対して、スポット配光形成部４１よりも外側に配置される。または、拡散配光形成部４２は、光源１の光軸Ｃｓに対して、スポット配光形成部４１よりも外側に配置される。または、拡散配光形成部４２は、光源１から出射された光の中心光線に対して、スポット配光形成部４１よりも外側に配置される。

上述のように、図３では、拡散配光形成部４２ａは、スポット配光形成部４１の＋Ｘ軸側に配置されている。また、拡散配光形成部４２ｂは、スポット配光形成部４１の−Ｘ軸側に配置されている。

図３では、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂは、スポット配光形成部４１に接して配置されている。このため、配光制御素子４に到達した光は、スポット配光形成部４１又は拡散配光形成部４２のどちらかから配光制御素子４に入射する。つまり、配光制御素子４に到達する光は、スポット配光形成部４１又は拡散配光形成部４２のどちらかに到達する。

ただし、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂは、必ずしも、スポット配光形成部４１に接して配置される必要はない。

配光制御素子４は、配光パターン形状形成素子の一例として考えられる。また、配光制御素子４は、集光素子の一例として考えられる。

「配光パターン形状形成素子」とは、配光パターンの形状を形成する素子のことである。

＜遮光板５＞
次に、遮光板５について説明する。

遮光板５は、配光制御素子４から出射された光の一部を遮光する。遮光板５は、上述のカットオフライン９１を形成する。

遮光板５は、照射面９と光学的に共役の位置にある。照射面９は、前照灯モジュール１００に対して無限遠の位置に配置されていると考える。このため、共役点は、投射レンズ８の前側の焦点となる。遮光板５は、投射レンズ８の前側の焦点位置に配置される。つまり、共役面ＰＣは、投射レンズ８の光軸Ｃｐに垂直な面である。そして、共役面ＰＣは、投射レンズ８の前側の焦点位置にある。前側の焦点は、光が入射する側の焦点である。実施の形態１では、光は−Ｚ軸方向側から投射レンズ８に入射している。つまり、前側の焦点は、投射レンズ８の−Ｚ軸側の焦点である。

「光学的に共役」とは、１つの点から発した光が他の１つの点に結像する関係のことをいう。従って、遮光板５の＋Ｙ軸方向の辺５１は、カットオフライン９１の形状にすることが好ましい。なぜなら、遮光板５は、照射面９と光学的に共役の位置にある。このため、遮光板５（共役面ＰＣ）の位置での配光パターンは、照射面９上での配光パターンと相似形になるからである。なお、遮光板５の位置での配光パターンは、上下方向および左右方向が反転して、照射面９上に投影される。

なお、例えば、投射レンズ８がトロイダルレンズであった場合には、遮光板５（共役面ＰＣ）の位置での配光パターンに対して、照射面９上での配光パターンは、縦方向と横方向との比率が異なる。つまり、照射面９上での配光パターンは、遮光板５（共役面ＰＣ）の位置での配光パターンを基にして形成される。

＜投射レンズ８＞
投射レンズ８は、遮光板５の＋Ｚ軸方向に位置している。

投射レンズ８は、正のパワーを有するレンズである。遮光板５（共役面ＰＣ）の位置に形成された配光パターンの像は、投射レンズ８によって車両の前方の照射面９に拡大して投影される。

投射レンズ８は、遮光板５の位置に形成された配光パターンの像を拡大して投射する「投射光学素子」である。実施の形態では、一例として、この投射光学素子を投射レンズ８として説明する。

投射レンズ８は、１枚のレンズで構成されてもよい。また、投射レンズ８は、複数のレンズを用いて構成されてもよい。ただし、レンズの枚数が増加すると、光利用効率は低下する。このため、投射レンズ８は、１枚又は２枚で構成されることが望ましい。

投射レンズ８は、透明樹脂等で製作されている。また、投射レンズ８の材質は、透明樹脂に限らず、透光性を有する屈折材であれば構わない。これは、上述の集光光学素子２または配光制御素子４においても同様である。「透光性」とは、光を透過する性質ことである。

また、投射レンズ８は、その光軸Ｃｐを集光光学素子２の光軸Ｃよりも下側（−Ｙ軸方向）に位置するように配置されることが望ましい。なお、図２では、説明を簡単にするために、集光光学素子２の光軸Ｃと投射レンズ８の光軸Ｃｐとを一致させている。

なぜならば、自動車用のロービームに求められる所定の配光パターンは、対向車側のカットオフラインが水平線よりもわずかに下に位置させる必要があるためである。投射レンズ８の光軸Ｃｐを集光光学素子２の光軸Ｃよりも下側（−Ｙ軸方向）に配置すれば、照射面９上の配光パターンを下側（−Ｙ軸方向）の位置に配置することができる。

投射レンズ８の光軸Ｃｐは、レンズの両面の曲率中心を結ぶ線である。投射レンズ８の光軸Ｃｐは、投射レンズ８の面頂点を通る法線である。図１及び図２の場合では、投射レンズ８の光軸Ｃｐは、投射レンズ８の面頂点を通るＺ軸に平行な軸となる。

投射レンズ８の面頂点がＸ―Ｙ平面上でＸ軸方向又はＹ軸方向に平行移動する場合には、投射レンズ８の面頂点の法線もＸ―Ｙ平面上でＸ軸方向又はＹ軸方向に平行移動する。このため、同様に、投射レンズ８の光軸ＣｐもＸ―Ｙ平面上でＸ軸方向又はＹ軸方向に平行移動する。また、投射レンズ８が、Ｘ−Ｙ平面に対して傾斜する場合には、投射レンズ８の面頂点の法線もＸ−Ｙ平面に対して傾斜する。このため、同様に、投射レンズ８の光軸ＣｐもＸ−Ｙ平面に対して傾斜する。

図１及び図２では、例えば、投射レンズ８の光軸Ｃｐは、光源１の光軸及び集光レンズ２の光軸Ｃと一致している。また、光源１の光軸Ｃｓは、発光面１１の中心位置での法線と一致している。

また、図１及び図２では、遮光板５の＋Ｙ軸方向側の辺５１のＹ軸方向の位置と、投射レンズ８の光軸ＣｐのＹ軸方向の位置とが一致するように、投射レンズ８を配置している。つまり、図１及び図２では、遮光板５の＋Ｙ軸方向側の辺５１は、投射レンズ８の光軸Ｃｐと交差している。図１及び図２では、遮光板５の＋Ｙ軸方向側の辺５１は、投射レンズ８の光軸Ｃｐと直交している。

なお、遮光板５の＋Ｙ軸方向側の辺５１が直線でない場合には、例えば、遮光板５の＋Ｙ軸方向側の辺５１と投射レンズ８の光軸Ｃｐとの交わる位置（点Ｑ）でのＸ−Ｙ平面に平行な面が、照射面９と光学的に共役の関係にある。つまり、点Ｑを含みＸ−Ｙ平面に平行な面を、照射面９と光学的に共役の位置に配置できる。点Ｑは、辺５１と光軸Ｃｐとが交わる点である。

このように配置することで、照射面９上のカットオフライン９１のＹ軸方向の位置を光源１の中心のＹ軸方向の位置に一致させることができる。つまり、辺５１と光軸Ｃｐとが交わる配置することで、照射面９上のカットオフライン９１のＹ軸方向の位置を光源１の中心のＹ軸方向の位置に一致させることができる。

なお、必ずしも、遮光板５の＋Ｙ軸方向側の辺５１と投射レンズ８の光軸Ｃｐとは交わる必要はない。つまり、点Ｑの光軸Ｃｐ方向（Ｚ軸方向）の位置が、投射レンズ８の光軸Ｃｐ方向（Ｚ軸方向）の焦点の位置と一致すればよい。

もちろん、前照灯モジュール１００を傾けて車両に搭載する場合には、その傾きに応じて投射レンズ８を配置する位置を変更してもよい。しかし、投射レンズ８の位置を調整する方が、前照灯モジュール１００全体を調整するよりも小さい部品の調整であるため、容易に調整することができる。また、前照灯モジュール１００の単体で調整することができる。

＜光線の挙動＞
図２に示すように、集光光学素子２によって集光された光は、スポット配光形成部４１、拡散配光形成部４２ａ又は拡散配光形成部４２ｂのいずれかから配光制御素子４に入射する。

スポット配光形成部４１は、例えば、Ｘ軸方向にのみ曲率を有する凸面形状の屈折面である。拡散配光形成部４２ａ，４２ｂは、例えば、Ｘ軸方向にのみ曲率を有する凹面形状の屈折面である。

ここで、スポット配光形成部４１、拡散配光形成部４２ａ及び拡散配光形成部４２ｂのＸ軸方向の曲率は、路面に対して水平方向の「配光の幅」に寄与する。また、スポット配光形成部４１、拡散配光形成部４２ａ及び拡散配光形成部４２ｂのＹ軸方向の曲率は、路面に対して垂直方向の「配光の高さ」に寄与する。

「配光の幅」とは、照射面９１上に投影された配光パターンのＸ軸方向の長さである。「配光の高さ」とは、照射面９１上に投影された配光パターンのＹ軸方向の長さである。

なお、上述では、スポット配光形成部４１及び拡散配光形成部４２ａ，４２ｂをシリンドリカルレンズとして説明した。しかし、「配光の高さ」を調整する場合には、スポット配光形成部４１または拡散配光形成部４２ａ，４２ｂをＸ軸方向とＹ軸方向とで異なるパワーを有するレンズ面とすることができる。

Ｘ軸方向とＹ軸方向で異なる曲率を有するレンズ面としては、例えば、トロイダルレンズ面が挙げられる。「トロイダルレンズ面」とは、樽の表面またはドーナツの表面のように、直交する２つの軸方向の曲率が異なる面のことである。

＜Ｚ−Ｘ平面上の光線の挙動＞
まず、スポット配光形成部４１を通る光について説明する。

図２（Ｂ）に示すように、Ｚ−Ｘ平面で見ると、スポット配光形成部４１は、凸面形状である。つまり、スポット配光形成部４１は、水平方向（Ｘ軸方向）について正のパワーを有している。

ここで、例えば、「Ｚ−Ｘ平面で見る」とは、Ｙ軸方向から見るという意味である。つまり、Ｚ−Ｘ平面に投影して見るということである。

このため、スポット配光形成部４１に入射した光は、更に集光されて配光制御素子４の出射面４３から出射する。このため、スポット配光形成部４１がシリンドリカルレンズの場合には、スポット配光形成部４１に入射した光は、集光位置ＰＨよりも手前側（−Ｚ軸方向側）で集光する。

したがって、スポット配光形成部４１に入射して、配光制御素子４の出射面４３から出射した光の共役面ＰＣ上のＸ軸方向の光束の幅は、スポット配光形成部４１の曲率により変化する。

Ｚ−Ｘ平面で見ると、スポット配光形成部４１により、最も明るいスポット配光を形成するには、図２に示すようにスポット配光形成部４１から出射された光のＸ軸方向の集光位置ＰＷが、共役面ＰＣと一致すれば良い。つまり、集光位置ＰＷが、共役面ＰＣ上に位置すれば良い。ただし、スポット配光形成部４１によって照明されるＸ軸方向の領域は最も小さくなる。

つまり、集光位置ＰＷが共役面ＰＣと一致すれば、最も明るいスポット配光が形成される。集光位置ＰＷは、スポット配光形成部４１から出射された光のＸ軸方向の集光位置である。

図２（Ａ）において、Ｙ軸方向の集光位置ＰＨは一点鎖線で示されている。また、図２（Ａ）において、共役面ＰＣは破線で示されている。図２（Ｂ）において、Ｘ軸方向の集光位置ＰＷは一点鎖線で示されている。

なお、集光光学素子２の入射面２１１と出射面２３１とを透過する光について、その集光位置ＰＨ，ＰＷが共役面ＰＣ上にあるということは、光源１の発光面１１を共役面ＰＣ上に結像させるということである。つまり、集光光学素子２の入射面２１１と出射面２３１とを透過する光について、その集光位置ＰＨ，ＰＷが、共役面ＰＣの位置に一致すると、光源１の発光面１１は共役面ＰＣ上に結像される。

また、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）では、集光光学素子２の入射面２１１と出射面２３１とを透過する光について、集光位置ＰＷ及び集光位置ＰＨのそれぞれが、共役面ＰＣの位置に一致している。このことは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれについて、集光光学素子２と配光制御素子４とは、光源１の発光面１１を、共役面ＰＣ上に結像させるということである。つまり、集光光学素子２と配光制御素子４とは、共役面ＰＣ上に発光面１１の像を形成する。

集光位置ＰＷは、Ｘ軸方向の集光位置である。つまり、集光位置ＰＷは、Ｚ−Ｘ平面上での集光位置である。集光位置ＰＨは、Ｙ軸方向の集光位置である。つまり、集光位置ＰＨは、Ｙ−Ｚ平面上での集光位置である。

つまり、図２において、集光光学素子２は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで異なるパワーを有している。例えば、集光光学素子２の入射面２１１と出射面２３１とは、トロイダルレンズである。

例えば、図２（Ａ）のように、Ｙ−Ｚ平面で見れば、集光光学素子２のパワーとスポット配光形成部４１のパワーとを合成した集光位置ＰＨは共役面ＰＣ上である。ただし、図２（Ａ）では、スポット配光形成部４１はパワー有していないため、集光位置ＰＨは、集光光学素子２のＹ軸方向の集光位置となる。

一方、図２（Ｂ）のように、Ｚ−Ｘ平面で見れば、集光光学素子２のパワーとスポット配光形成部３１１のパワーとを合成した集光位置ＰＷは、共役面ＰＣ上である。図２（Ｂ）では、スポット配光形成部４１はパワーを有している。

集光位置ＰＨ，ＰＷは、集光光学素子２と配光制御素子４との合成パワーによる集光位置である。図２（Ａ）では、集光位置ＰＨは、集光光学素子２のパワーによるＹ軸方向の集光位置である。図２（Ｂ）では、集光位置ＰＷは、集光光学素子２とスポット配光形成部４１との合成パワーによるＸ軸方向の集光位置である。

このため、集光光学素子２のＸ軸方向の焦点の焦点距離は、集光光学素子２のＹ軸方向の焦点の焦点距離よりも短くなる。つまり、集光光学素子２のＺ−Ｘ平面上での焦点距離は、集光光学素子２のＹ−Ｚ平面上での焦点距離よりも短くなる。Ｘ軸方向の焦点の位置は、焦点位置ＰＷである。Ｙ軸方向の焦点の位置は、焦点位置ＰＨである。

共役面ＰＣは、照射面９と共役の位置にある。

このため、共役面ＰＣ上における水平方向の光の広がりは、照射面９における「配光の幅」に相当する。つまり、スポット配光形成部４１のＸ軸方向の曲率を変化させることで、共役面ＰＣ上のＸ軸方向の光束の幅を制御することができる。

これによって、前照灯モジュール１００のスポット配光（高照度領域）の明るさを変化させることができる。つまり、スポット配光の幅が狭いときは、スポット配光の幅が広いときに比べてスポット配光の明るさは明るくなる。幅の狭いスポット配光の明るさは、幅の広いスポット配光の明るさよりも明るい。

また、スポット配光形成部４１による集光位置ＰＷは、必ずしも共役面ＰＣと一致している必要はない。

図４及び図５は、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の集光位置ＰＷを説明する図である。なお、図４（Ａ）及び図５（Ａ）に示すように、集光位置ＰＨは、共役面ＰＣ上に位置している。

図４では、スポット配光形成部４１から出射した光の集光位置ＰＷは、共役面ＰＣよりも手前側（−Ｚ軸方向側）に位置している。つまり、集光位置ＰＷは、スポット配光形成部４１と遮光板５との間に位置している。集光位置ＰＷは、スポット配光形成部４１と共役面ＰＣとの間に位置している。集光位置ＰＷは、スポット配光形成部４１と遮光板５との間の空隙に位置している。なお、図４では、集光位置ＰＷは、集光光学素子２とスポット配光形成部４１とによって決まる。

「空隙」とは、隙間のことである。

図４の構成では、集光位置ＰＷを通過した後の光は発散する。したがって、共役面上ＰＣ上のＸ軸方向の光束の幅は、集光位置ＰＷのＸ軸方向の光束の幅よりも広い。そのため、共役面ＰＣからは、水平方向（Ｘ軸方向）に広がりを持った光が出射される。

図５では、スポット配光形成部４１から出射した光の集光位置ＰＷは、共役面ＰＣよりも後段側（＋Ｚ軸方向側）に位置している。図５では、集光位置ＰＷは、共役面ＰＣよりも＋Ｚ軸方向側に位置している。つまり、集光位置ＰＷは、遮光板５（共役面ＰＣ）と投射レンズ８との間に位置している。なお、図５では、集光位置ＰＷは、集光光学素子２とスポット配光形成部４１とによって決まる。

なお、「後段」とは、光が進行して行く方向を示している。例えば、集光光学素子２から出射された光が配光制御素子４に到達する場合には、配光制御素子４は集光光学素子２の後段に配置されている。

図５の構成では、共役面ＰＣを透過した光は、集光位置ＰＷで集光している。したがって、共役面上ＰＣ上のＸ軸方向の光束の幅は、集光位置ＰＷのＸ軸方向の光束の幅よりも広い。そのため、共役面ＰＣからは、水平方向（Ｘ軸方向）に広がりを持った光が出射される。

共役面ＰＣから集光位置ＰＷまでの距離を制御することで、共役面ＰＣ上のＸ軸方向の光束の幅を制御することができる。そのため、共役面ＰＷからは、水平方向（Ｘ軸方向）に広がりを持った光が出射される。

なお、集光位置ＰＨ，ＰＷは、Ｘ−Ｙ平面上において光束径がもっとも小さくなることで、単位面積あたりの光の密度が最も高くなる位置である。

このため、集光位置ＰＷと共役面ＰＣの位置とが一致する場合には、照射面９上におけるスポット配光の幅は、最も狭くなる。そして、照射面９上におけるスポット配光の照度は、最も高くなる。

つまり、最も明るいスポット配光を形成したい場合には、スポット配光形成部４１を透過した光の集光位置ＰＷを共役面ＰＣの位置と一致させればよい。また、スポット配光形成部４１を透過した光の集光位置ＰＨを共役面ＰＣの位置と一致させればよい。

ここで、集光位置ＰＨ，ＰＷ及び共役面ＰＣの位置は、Ｚ軸方向の位置である。

次に、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂを通る光について説明する。

図２（Ｂ）に示すように、Ｚ−Ｘ平面で見ると、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂは、凹面形状をしている。つまり、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂは、水平方向（Ｘ軸方向）について負のパワーを有している。図２（Ｂ）では、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂは、−Ｙ軸方向に凹の凹面形状である。

このため、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂに入射した光は、拡散されて配光制御素子４の出射面４３から出射する。つまり、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂに入射した光は、発散角が大きくなって配光制御素子４の出射面４３から出射する。

したがって、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂに入射して、配光制御素子４の出射面４３から出射した光の共役面ＰＣ上のＸ軸方向の光束の幅は広くなる。拡散配光形成部４２ａ，４２ｂによって、共役面ＰＣ上でのＸ軸方向の光束の幅は広くなる。

例えば、図２（Ｂ）に示すように、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂに入射して、配光制御素子４の出射面４３から出射する光の共役面ＰＣ上の光束Ｌ_２の幅は、スポット配光形成部４１に入射して、配光制御素子４の出射面４３から出射する光の共役面ＰＣ上の光束Ｌ_１の幅よりも広い。ここで、幅は、Ｘ軸方向の光束の寸法である。

このようにして、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂは、Ｘ軸方向に負のパワーを有することで、幅広い配光パターンを形成することができる。拡散配光形成部４２ａ，４２ｂは、スポット配光形成部４１を透過して生成されるスポット配光よりも幅広い拡散配光を形成する。

拡散配光形成部４２ａ，４２ｂは、スポット配光よりも幅広い拡散配光を形成する。スポット配光は、スポット配光形成部４１を透過して形成される。拡散配光は、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂを透過して形成される。

これにより、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂに入射して、配光制御素子４の出射面４３から出射した光の共役面ＰＣ上の光束Ｌ_２の幅は、スポット配光形成部４１に入射して、配光制御素子４の出射面４３から出射した光の共役面ＰＣ上の光束Ｌ_１の幅よりも広くなる。

つまり、共役面ＰＣ上で、Ｘ軸方向において、光束の幅Ｌ_２は、光束Ｌ_１の幅よりも広くなる。光束Ｌ_１は、スポット配光形成部４１に入射して、配光制御素子４の出射面４３から出射した光の光束である。光束Ｌ_２は、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂに入射して、配光制御素子４の出射面４３から出射した光の光束である。

この拡散配光は、スポット配光に重畳されて照射面９上に投射される。スポット配光は、スポット配光形成部４１によって形成される。拡散配光は、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂによって形成される。

「重畳」とは、重ねることである。

このように、拡散配光は、スポット配光を内包するように重畳される。そして、拡散配光は、スポット配光が照射面９上に投影する光源１の発光面１１の形状（光源像）の境界線をぼかすことができる。前照灯モジュール１００は、スポット配光の明るさを維持したまま、容易に配光ムラを低減することができる。

「内包」とは、内部にもっていることである。ここでは、拡散配光の領域内にスポット配光が位置していることである。

つまり、拡散配光の領域内にスポット配光が位置している。そのため、照射面９上の配光パターンの内側に高照度領域が形成される。拡散配光は、配光パターンの全体を形成する。そして、スポット配光は高照度領域を形成する。

高照度領域は、発光面１１の形状（光源像）を基にして形成されている。発光面１１の形状は、通常、矩形形状または円形形状である。そのため、発光面１１の形状を基にして、高照度領域は容易に形成される。

また、図１に示す前照灯モジュール１００は、屈折面で、配光パターンと高照度領域とを形成している。図２に示す前照灯モジュール１００は、屈折面と全反射面とで、配光パターンと高照度領域とを形成している。つまり、前照灯モジュール１００は、ミラー面を備えるリフレクタを採用していない。このため、後述するように、前照灯モジュール１００は、光利用効率の向上または製造工程の簡素化を容易にする。

なお、Ｚ−Ｘ平面で見て、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂを凸面形状とすることができる。つまり、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂは、Ｘ軸方向に正のパワーを有することができる。

＜Ｚ−Ｙ平面上の光線の挙動＞
配光制御素子４は、Ｙ軸方向（垂直方向）にパワーを有していない。つまり、配光制御素子４は、Ｙ−Ｚ平面で見れば、パワーを有していない。このため、例えば、図２（Ａ）に示すように、配光制御素子４に入射した光をＹ−Ｚ平面で見ると、配光制御素子４に入射する光線と配光制御素子４から出射する光線との光軸Ｃに対する角度は変化しない。

したがって、光源１から出射された光は、集光光学素子２によって、共役面ＰＨ上に集光さる。

道路交通規則等に定められる配光パターンは、例えば、カットオフライン９１の下側の領域が最大照度となっている。

共役面ＰＣと照射面９とは共役の関係である。このため、照射面９上のカットオフライン９１の下側（−Ｙ軸方向側）の領域を最大の照度とするには、遮光板５の辺５１の上側（＋Ｙ軸方向側）の領域の光度を最も高くすれば良い。

このような配光パターンを形成するには、例えば、集光光学素子２によって共役面ＰＨ上に集光された光の一部を、遮光板５によって遮光する。共役面ＰＣ上に集光する光の光度は、光軸Ｃ上が最も高くなる。このため、図２（Ａ）に示すように、例えば、光軸Ｃ上で遮光すれば、カットオフライン９１の下側（−Ｙ軸方向）の領域を最大の照度とすることができる。

図２（Ａ）では、遮光板５の辺５１を光軸Ｃ上に配置する例を示した。しかし、遮光板５の辺５１を光軸Ｃの付近に配置した場合でも、カットオフライン９１の下側（−Ｙ軸方向）の領域の照度が大きく低下するわけではない。このため、遮光板５の辺５１を光軸Ｃから少しずれた位置に配置して、前照灯モジュール１００を作製することは可能である。

例えば、発光面１１の像の−Ｙ軸方向側の端部と遮光板５の辺５１とを一致させることもできる。この場合には、発光面１１の像で形成された高光度領域を全て照射面９上に投影することができる。

図２（Ａ）では、スポット配光形成部４１及び拡散配光形成部４２ａ，４２ｂを、シリンドリカルレンズとして説明した。しかし、スポット配光形成部４１または拡散配光形成部４２ａ，４２ｂを、Ｘ軸方向とＹ軸方向で異なるパワーを有するレンズ面とすることができる。例えば、トロイダルレンズ面が挙げられる。

このように、Ｙ−Ｚ平面上での光束の高さは、水平方向の配光の幅を調整する場合と同様に、配光制御素子４のスポット配光形成部４１及び拡散配光形成部４２ａ，４２ｂの垂直方向（Ｙ軸方向）の曲率を任意に変化させることで調整することができる。

＜配光パターン＞
自動二輪車用の前照灯装置のロービームの配光パターンでは、カットオフライン９１は水平な直線形状をしている。つまり、カットオフライン９１は、車両の左右方向（Ｘ軸方向）に延びる直線形状をしている。

また、自動二輪車用の前照灯装置のロービームの配光パターンは、カットオフライン９１の下側の領域が最も明るくなければならない。この最大照度の領域を「高照度領域」とよぶ。つまり、カットオフライン９１の下側の領域は、高照度領域である。

遮光板５上の共役面ＰＣと照射面９とは、光学的に共役の関係にある。辺５１は、共役面ＰＣ上の光が透過する領域の中で最も下端（−Ｙ軸方向側）に位置する。このため、辺５１は、照射面９におけるカットオフライン９１に対応する。

共役面ＰＣ上の配光パターンは、投射レンズ８によって、上下方向及び左右方向が反転されて、照射面９上に投影される。

実施の形態１に係る前照灯モジュール１００は、投射レンズ８によって、共役面ＰＣ上に形成された配光パターンを照射面９上に直接投影する。このため、共役面ＰＣ上の配光分布は、そのまま照射面９上に投影される。つまり、共役面ＰＣ上の光度分布は、そのまま照射面９上の照度分布となる。

従って、カットオフライン９１の下側の領域が最も明るくなる配光パターンを実現するには、共役面ＰＣ上で辺５１の＋Ｙ軸方向側の領域の光度が最も高い光度分布とすればよい。

また、照射面９上に投影される配光パターンに配光ムラ（照度ムラ）が生じないためには、共役面ＰＣ上でムラのない配光分布を形成すればよい。

図６及び図７は、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の照射面９上での照度分布をコンター表示で示した図である。

「コンター表示」とは、等高線図で表示することである。「等高線図」とは、同じ値の点を線で結んで表した図である。

図６は、図２に示す配光制御素子４を用いた場合の照度分布である。つまり、遮光板５の位置に共役面ＰＣが有る。そして、共役面ＰＣ上に集光位置ＰＨ，ＰＷが有る。つまり、遮光板５上に集光位置ＰＨ，ＰＷが有る。

図７は、図４に示す配光制御素子４を用いた場合の照度分布である。つまり、遮光板５の位置に共役面ＰＣが有る。そして、配光制御素子４と遮光板５との間に集光位置ＰＷが有る。また、共役面ＰＣ上に集光位置ＰＨが有る。つまり、遮光板５上に集光位置ＰＨが有る。

この照度分布は、２５ｍ前方（＋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。

図６から分かるように、配光パターンのカットオフライン９１は明瞭な直線である。つまり、カットオフライン９１の下側では、等高線の幅が狭い。そして、配光分布は、カットオフライン９１から短い距離で、最高照度の領域（高照度領域）９３となっている。

図６では、高照度領域９３の中心は配光パターンの中心よりも＋Ｙ軸方向側に位置している。図６では、高照度領域９３は配光パターンの中心よりも＋Ｙ軸方向側の範囲内に納まっている。配光パターンの中心は、配光パターンの幅方向の中心で、配光パターンの高さ方向の中心である。

配光パターンのカットオフライン９１の下側（−Ｙ軸方向側）の領域９２が最も明るいことがわかる。つまり、配光パターンのカットオフライン９１の下側の領域９２に、配光パターンの中の最も明るい領域９３が含まれている。

また、配光パターンの等高線の間隔は、高照度領域９３から周辺にかけて、連続的に狭くなっている。つまり、高照度領域９３から配光パターンの周辺にかけて、等高線の間隔は、極端に狭くなっていない。また、等高線の間隔は、極端に広くなっていない。つまり、等高線の間隔は、連続的に狭くなっている。

つまり、配光パターンの等高線の間隔が連続的に狭くなっていることは、配光ムラが生じていないことを意味している。配光パターンの等高線の間隔が連続的に変化していることは、配光ムラが生じていないことを意味している。

また、図７に示す配光パターンは、カットオフライン９１は、明瞭な直線である。つまり、カットオフライン９１の下側では、等高線の幅が狭い。そして、配光分布は、カットオフライン９１から短い距離で、最高照度の領域（高照度領域）９３となっている。

図７では、高照度領域９３の中心は配光パターンの中心よりも＋Ｙ軸方向側に位置している。図７では、高照度領域９３は配光パターンの中心よりも＋Ｙ軸方向側の範囲内に納まっている。

そして、図７に示す配光パターンは、カットオフライン９１の下側（−Ｙ軸方向側）の領域９２が最も明るく照明されている。つまり、配光パターンのカットオフライン９１の下側の領域９２に、配光パターンの中の最も明るい領域９３が含まれている。

図６及び図７では、カットオフライン９１の下側の領域９２は、配光パターンの中心とカットオフライン９１との間に位置している。

また、配光パターンの等高線の間隔は、高照度領域９３から周辺にかけて、連続的に狭くなっている。つまり、高照度領域９３から配光パターンの周辺にかけて、等高線の間隔は、極端に狭くなっていない。また、等高線の間隔は、極端に広くなっていない。つまり、等高線の間隔は、連続的に狭くなっている。

つまり、配光パターンの等高線の間隔が連続的に狭くなっていることは、配光ムラが生じていないことを意味している。配光パターンの等高線の間隔が連続的に変化していることは、配光ムラが生じていないことを意味している。

このように、スポット配光形成部４１の曲面形状を変化させることで、配光分布を容易に変更することができる。特に、高照度領域の形状及び照度を変更することができる。

また、配光パターンに光源１の光源像がはっきりと投影されることなく高照度領域９３を形成することができている。つまり、配光ムラを生じることなく高照度領域９３を形成できている。照度ムラを抑えて高照度領域９３は形成されている。

つまり、前照灯モジュール１００は、配光パターンに高照度領域を設けるために、複雑な光学系の構成を必要としない。また、前照灯モジュール１００は、高照度領域の照度ムラを抑えるために、複雑な光学系の構成を必要としない。また、前照灯モジュール１００は、配光パターン内の照度ムラを抑えるために、複雑な光学系の構成を必要としない。つまり、前照灯モジュール１００は、小型で簡易な構成で光利用効率を向上した前照灯装置を実現することができる。

＜比較例＞
以下において、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００の効果を検証するための比較例について説明する。本比較例は、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００における配光制御素子４を構成要素から外したものである。

図８は、比較例の前照灯モジュール１０１を示す構成図である。

前照灯モジュール１００では、集光光学素子２の集光位置ＰＨ，ＰＷは、共役面ＰＣと一致している。また、比較例の前照灯モジュール１０１でも、集光光学素子２の集光位置ＰＨ，ＰＷは共役面ＰＣと一致している。

このようにすることで、カットオフラインの下側の領域９２に高照度領域９３を得ることができる。

図９は、比較例の前照灯モジュール１０１の照射面９上での照度分布をコンター表示で示した図である。シミュレーションの条件は、図６および図７の場合と同様である。

図９では、光源１の光源像が長方形として投影されている。つまり、光源１の光源像の境界がはっきりと投影されている。

また、配光パターンの等高線の間隔は、高照度領域９３から周辺にかけて、不連続に変化している。つまり、高照度領域９３から配光パターンの周辺にかけて、一部の領域で、等高線の間隔が極端に狭くなっている。また、一部の領域で、等高線の間隔が極端に広くなっている。

つまり、図９では、配光ムラが生じている。配光ムラは、高照度領域９３の周辺の領域で生じている。配光パターンの等高線の間隔が不連続に変化していることは、配光ムラが生じていることを意味している。

これは、集光光学素子２の入射面２１１に入射して、出射面２３２から出射した光によって、光源１の発光面１１が、共役面ＰＣ上に結像されるためである。そのため、光源１の発光面１１の境界がそのまま照射面９に投影される。光源１の発光面１１が、共役面ＰＣ上に結像される際に、収差などの影響を受ける。そして、発光面１１の境界は、配光ムラとなって表れる。

図２に示す前照灯モジュール１０１は、３つの像を共役面ＰＣ上に形成している。一方、図８に示す前照灯モジュール１０１は、１つの像を、共役面ＰＣ上に形成している。この点で、比較例の前照灯モジュール１０１は、前照灯モジュール１０１と相違している。

このように、比較例では集光光学素子２の集光位置ＰＨを共役面ＰＣと一致させることで、高照度領域を形成することはできた。しかし、比較例では配光ムラを生じてしまい、ドライバーの距離感を見誤らせる可能性がある。

一方、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００は、配光制御素子４を配置することで、高照度領域を維持したまま配光ムラを効果的に低減することができる。

これは、スポット配光形成部４１が共役面ＰＣ上に形成した像の上に、拡散配光形成部４２から出射された拡散光を重畳しているからである。つまり、スポット配光形成部４１が共役面ＰＣ上に形成した像の上に、拡散配光形成部４２が共役面ＰＣ上に形成した像を重ねているからである。

本発明の実施の形態１に係る前照灯モジュール１００は、自動二輪車用の前照灯装置のロービームを例として説明した。しかし、本発明は、これに限るものではない。例えば、前照灯モジュール１００は、自動三輪車用の前照灯装置のロービーム又は四輪の自動車用の前照灯装置のロービームにも適用が可能である。

図１０は、遮光板５の辺５１の形状の一例を示した模式図である。辺５１の形状は、例えば、図１０に示すような段差のある形状にすることができる。つまり、図１０に示す辺５１の形状は、屈曲線形状をしている。

後方（−Ｚ軸方向）から見て、左側（−Ｘ軸方向側）の辺５１ａは、右側（＋Ｘ軸方向側）の辺５１ｂよりも高い位置（＋Ｙ軸方向）にある。

共役面ＰＣと照射面９とは、光学的に共役の関係にある。このため、共役面ＰＣ上の配光パターンの形状は、投射レンズ８によって、上下方向及び左右方向が反転して照射面９上に投影される。配光パターンは、辺５１の＋Ｙ軸方向側に形成される。

つまり、照射面９上で、車両の進行方向の左側のカットオフライン９１は高く、右側のカットオフライン９１は低い。

これにより、歩行者の識別及び標識の識別のために、歩道側（左側）の照射を立ち上げる「立ち上がりライン」を容易に形成することができる。なお、車両が道路の左側を走行する場合で説明している。このため、車両が道路の右側を走行する場合には、立ち上がりラインは、左右方向が逆になる。つまり、右側の照射を立ち上げる立ち上がりラインとなる。

また、車両の中には、複数の前照灯モジュールを並べて、各モジュールの配光パターンを足し合わせて配光パターンを形成する場合がある。つまり、複数の前照灯モジュールを並べて、各モジュールの配光パターンを足し合わせて一つの配光パターンを形成する場合がある。この様な場合でも、実施の形態１に係る前照灯モジュール１００は、容易に適用できる。

前照灯モジュール１００は、配光制御素子４のスポット配光形成部４１又は拡散配光形成部４２の曲面形状を調整することで、配光パターンの幅又は高さを変化させることができる。そして、配光分布も変化させることができる。

また、実施の形態１では、スポット配光形成部４１は１つの領域に形成され、拡散配光形成部４２は２つの領域に形成された例を示した。しかし、拡散配光形成部４２はこれに限らず、複数の領域に形成されも良い。ただし、スポット配光形成部４１は、光軸Ｃを通る領域に形成されることが望ましい。

また、スポット配光形成部４１の水平方向（Ｘ軸方向）は、必ずしも正のパワーを有する必要はない。例えは、スポット配光形成部４１の水平方向（Ｘ軸方向）は、負のパワーを有していても、集光光学素子２のパワーと合わせて正のパワーになれば、同様の効果が得られる。

変形例２では、スポット配光形成部３１１または拡散配光形成部３１２をトロイダルレンズ面とすることで、集光光学素子２を省いた例を示している。

また、スポット配光形成部４１は、配光パターンの中心部分に位置する高照度領域を形成する。このため、スポット配光形成部４１は、拡散配光形成部４２よりも水平方向（Ｘ軸方向）で大きいパワーを有することが望ましい。つまり、スポット配光形成部４１の水平方向（Ｘ軸方向）のパワーは、拡散配光形成部４２の水平方向（Ｘ軸方向）のパワーよりも大きく設定されることが望ましい。

光軸Ｃを通る光線が高照度領域を照明することが、配光制御素子４にとって負荷が少なく最も効率的である。通常、高照度領域は、配光パターン中心に位置している。このため、スポット配光形成部４１は、光軸Ｃ上に配置されることが望ましい。そして、スポット配光形成部４１は、拡散配光形成部４２よりも水平方向（Ｘ軸方向）で大きいパワーを有することが望ましい。

つまり、スポット配光形成部４１は、拡散配光形成部４２よりも水平方向で大きなパワーを有する。そして、スポット配光形成部４１は、光を集光して高照度領域を形成する。拡散配光形成部４２は、光軸Ｃから外れた位置に配置される。つまり、光軸Ｃは、拡散配光形成部４２上を通らない。このため、拡散配光形成部４２は、スポット配光形成部４１よりも弱い正のパワーまたは負のパワーを備えて、スポット配光形成部よりも光を拡散させることが望ましい。

つまり、例えば、スポット配光形成部４１と拡散配光形成部４２とが水平方向（Ｘ軸方向）で凸面である場合には、スポット配光形成部４１の水平方向（Ｘ軸方向）の曲率半径は、拡散配光形成部４２の水平方向（Ｘ軸方向）の曲率半径よりも小さい。

一方、スポット配光形成部４１と拡散配光形成部４２とが水平方向（Ｘ軸方向）で凹面である場合には、スポット配光形成部４１の水平方向（Ｘ軸方向）の曲率半径は、拡散配光形成部４２の水平方向（Ｘ軸方向）の曲率半径よりも大きい。

つまり、水平方向（Ｘ軸方向）において、拡散配光形成部４２のパワーは、スポット配光形成部４１のパワーよりも小さい。

凸面は、正のパワーとなり、凹面は負のパワーとなる。このため、スポット配光形成部４１が凸面で、拡散配光形成部４２が凹面の場合には、スポット配光形成部４１は正のパワーとなり、拡散配光形成部４２は負のパワーとなる。このため、拡散配光形成部４２のパワーは、スポット配光形成部４１のパワーよりも小さくなる。

また、前照灯モジュール１００は、集光光学素子２と配光制御素子４との光学的な位置関係を調整することで、配光パターンの幅及び高さを変化させることができる。そして、配光分布も変化させることができる。

また、前照灯モジュール１００は、遮光板５の辺５１の形状で、カットオフライン９１の形状を規定することができる。つまり、遮光板５の形状により配光パターンを形成できる。

このため、複数の前照灯モジュール間で、特に、集光光学素子２の形状等を変更する必要がない。つまり、集光光学素子２を共通部品とすることができる。このため、部品の種類を削減でき、組立性を改善して、製造コストを低減することができる。

また、この様な配光パターンの幅及び高さを任意に調整する機能と、配光分布を任意に調整する機能とは、前照灯モジュール１００の全体で発揮できれば良い。前照灯モジュール１００は、光学部品として、集光光学素子２、配光制御素子４及び遮光板５を備える。つまり、これらの機能を、前照灯モジュール１００を構成する集光光学素子２又は配光制御素子４のいずれかの光学面と、遮光板５とに分散することも可能である。

＜変形例１＞
また、スポット配光形成部４１と拡散配光形成部４２とは、セグメント化された不連続な面として説明した。しかし、スポット配光形成部４１と拡散配光形成部４２とは、繋がった面とすることができる。また、スポット配光形成部４１と拡散配光形成部４２とは、滑らかに繋がった連続面とすることができる。

図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）は、実施の形態１に係る変形例１の前照灯モジュール１０２の構成を示す構成図である。また、図１９は、変形例１の配光制御素子４０の斜視図である。

例えば、図１９では、スポット配光形成部４１は、二点鎖線で囲われた領域である。また、拡散配光形成部４２は、破線で囲われた領域である。

図１９から分かるように、スポット配光形成部４１と拡散配光形成部４２との境界は、滑らかな曲面で繋がれている。配光制御素子４の入射面は、全体にわたって連続面で形成されている。つまり、スポット配光形成部４１と拡散配光形成部４２との境界には、段差はない。また、スポット配光形成部４１と拡散配光形成部４２との境界は、例えば、Ｖ字のように曲げられていない。「Ｖ字のような曲げ」とは、２つの面の間に稜線が形成されているような曲げである。「稜線」とは、２つの面の交わる部分の線分のことである。つまり、２つの面の間には角ができている。

図２０は、配光制御素子４に入射する光線の一例を示している。図２０は、＋Ｙ軸方向から見た図である。

図２０から分かるように、スポット配光形成部４１と拡散配光形成部４２がセグメント化されている場合には、スポット配光形成部４１と拡散配光形成部４２との境界の段差４４に入射する光線が存在する。図２０では、例えば、光線Ｒが段差４４に入射している。

光線Ｒは、スポット配光形成部４１または拡散配光形成部４２に入射していない。このために、光線Ｒは、設計されたところに到達しない。例えば、光線Ｒは、共役面ＰＣ上の設計された位置に到達しない。つまり、光線Ｒは、配光制御素子４によって制御されていない。このため、光線Ｒは、配光パターンの品質が低下する。また、光線Ｒが共役面ＰＣ上の有効な範囲に到達しない場合には、光線Ｒは、配光パターンに利用されない。

このような、段差４４に入射した光線Ｒは、有効に利用できない。このため、段差４４は、光利用効率の低下を招く。また、光線Ｒは、不要な光として、グレアなどの原因になる。グレア光は、眩しい光のことである。前照灯装置では、グレア光は、視界を不快にさせて、前を見えづらくさせる光のことである。

また、境界がＶ字のように曲がっている場合でも、段差４４と同様の現象が発生する。

しかし、配光制御素子４０は、スポット配光形成部４１と拡散配光形成部４２の境界に段差がない。このため、スポット配光形成部４１と拡散配光形成部４２とに入射する光は、配光パターンの設計に利用される。つまり、配光制御素子４に入射する光線は、配光制御素子４によって制御されている。そして、配光制御素子４０では、配光パターンに利用されない光または配光パターンの品質を低下させる光は発生しない。配光制御素子４０は、光利用効率の向上とグレア光の低減とに寄与する。

上記の変形例１は、他の実施の形態にも適用できる。

実施の形態２．
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０の構成を示す構成図である。図１１（Ａ）は、車両前方に対して右側（−Ｘ軸方向）から見た図である。図１１（Ｂ）は、上側（＋Ｙ軸方向）から見た図である。

図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すように、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０は、光源１、集光光学素子２及び導光投射光学素子３を備える。なお、導光投射光学素子３の配光制御面３１が集光機能を有する場合には、集光光学素子２を省くことができる。また、前照灯モジュール１１０は、集光光学素子２を光源１に取り付けて一体とした場合を含む。

実施の形態２は、実施の形態１の配光制御素子４の機能、遮光板５の機能及び投射レンズ８の機能が一体となった導光投射光学素子３を備える点で実施の形態１と相違する。つまり、導光投射光学素子３は、配光制御素子４及び投射レンズ８を含む構成をしている。また、遮光板５の機能は、反射面３２によって実現されている。

実施の形態１で説明した前照灯モジュール１００の構成要素と同様の構成要素には、同一符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態１と同様の構成要素は、光源１及び集光光学素子２である。ただし、実施の形態２では、光源１及び集光光学素子２の配置は、実施の形態１と異なる。

また、実施の形態１と同じ構成要素の構成、機能又は動作等は、実施の形態２で説明を省いた場合でも、実施の形態１の記載を代用する。また、実施の形態２の中で説明した、実施の形態１に関する記載は、実施の形態１の説明として用いる。ここで、「動作」とは、光の挙動を含む。

光源１及び集光光学素子２は、光軸Ｃｓ，Ｃを−Ｙ軸方向に角度ａだけ傾けて配置される。「光軸を−Ｙ軸方向に傾ける」とは、−Ｘ軸方向側から見て、Ｘ軸を回転軸として、Ｚ軸に平行な光軸を時計回りに回転させることである。

光源１及び集光光学素子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Ｘ_１Ｙ_１Ｚ_１座標を用いる。Ｘ_１Ｙ_１Ｚ_１座標は、ＸＹＺ座標を−Ｘ軸方向側から見て、Ｘ軸を回転軸として時計回りに角度ａだけ回転した座標である。

実施の形態２において、Ｘ軸は、反射面３２に平行で、光軸Ｃ_１に垂直である。Ｙ軸は、Ｚ−Ｘ平面に垂直である。Ｚ軸は、光軸Ｃ_１に平行である。Ｘ_１軸は、反射面３２に平行で、光軸Ｃ_１に垂直である。つまり、Ｘ_１軸は、Ｘ軸と同じである。Ｙ_１軸は、Ｚ_１−Ｘ_１平面に垂直である。Ｚ_１軸は、光軸Ｃ_２に平行である。または、Ｚ_１軸は、光軸Ｃｓに平行である。

なお、実施の形態１では、集光光学素子２の光軸Ｃ_２は、Ｚ_１軸に平行である。また、集光光学素子２の光軸Ｃ_２は、光源１の光軸Ｃｓと一致している。

実施の形態２では、光軸Ｃ_１は導光投射光学素子３の光軸である。光軸Ｃ_２は集光光学素子２の光軸である。光軸Ｃｓは、光源１の光軸である。

＜光源１＞
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（＋Ｚ軸方向）を照明するための光を出射する。

光源１は、集光光学素子２の−Ｚ_１軸方向側に位置している。光源１は、導光投射光学素子３の−Ｚ軸方向側（後方）に位置している。そして、光源１は、導光投射光学素子３の＋Ｙ軸方向側（上側）に位置している。

図１１では、光源１は、＋Ｚ_１軸方向に光を出射している。光源１は、その種類を特に限定していないが、上述の説明の通り以下の説明では、光源１がＬＥＤであるとして説明する。

＜集光光学素子２＞
集光光学素子２自体は、実施の形態１と同様である。集光光学素子２自体に関しては、実施の形態１の説明で代用して、実施の形態２での説明は省略する。

なお、実施の形態１で説明した集光光学素子２の光軸Ｃは、実施の形態２では光軸Ｃ_２となる。つまり、実施の形態１の説明中の光軸Ｃを光軸Ｃ_２に読み替える。

また、実施の形態１で説明した集光光学素子２のＸＹＺ座標は、実施の形態２ではＸ_１Ｙ_１Ｚ_１座標となる。つまり、実施の形態１の説明中のＸＹＺ座標をＸ_１Ｙ_１Ｚ_１座標に読み替える。

集光光学素子２は、光源１の＋Ｚ_１軸方向側に位置している。また、集光光学素子２は、導光投射光学素子３の−Ｚ_１軸方向側に位置している。集光光学素子２は、導光投射光学素子３の−Ｚ軸方向側（後方）に位置している。そして、集光光学素子２は、導光投射光学素子３の＋Ｙ軸方向側（上側）に位置している。

集光光学素子２は、光源１から発せられた光を入射する。集光光学素子２は、前方（＋Ｚ_１軸方向）の任意の位置に光を集光させる。集光光学素子２は、集光機能を有する光学素子である。集光光学素子２の集光位置に関しては、図１３及び図１４を用いて説明する。

光源１及び集光光学素子２は、導光投射光学素子３の上側（＋Ｙ軸方向側）に配置されている。また、光源１及び集光光学素子２は、導光投射光学素子３の後方（−Ｚ軸方向側）に配置されている。

光源１及び集光光学素子２は、反射面３２に対して、反射面３２の光を反射する側に位置している。つまり、光源１及び集光光学素子２は、反射面３２に対して、反射面３２の表面側に位置している。光源１及び集光レンズ２は、反射面３２の法線方向であって、反射面３２に対して、反射面３２の表面側に位置している。集光光学素子２は、反射面３２に対向する側に配置されている。

図１１では、光源１の光軸Ｃｓは、集光光学素子２の光軸Ｃ_２と一致している。

そして、光源１及び集光光学素子２の光軸Ｃｓ，Ｃ_２は、例えば、反射面３２上に交点を有している。

また、例えば、入射面３１で光が屈折する場合には、集光光学素子２から出射された中心光線が、反射面３２上に到達する。つまり、集光光学素子２の光軸Ｃ_２又は中心光線は、反射面３２上に交点を有している。なお、中心光線は、光源１から放射されて集光光学素子２を出射するまでは、光軸Ｃ_２と一致している。

中心光線は、光源の発光面の中心から発せられた光の光束の中心に位置する光線である。各実施の形態では、中心光線は、光源の光軸と一致する例として説明している。また、各実施の形態では、光源の光軸は、集光光学素子の光軸と一致する例として説明している。

集光光学素子２は、光源１の直後に配置される。上述の「後方」とは異なり、ここで、「後」とは、光源１から出射された光の進行方向側のことである。ここでは、「直後」なので、発光面１１から出射した光は、すぐに集光光学素子２に入射する。

＜導光投射光学素子３＞
導光投射光学素子３は、集光光学素子２の＋Ｚ_１軸方向側に位置している。導光投射光学素子３は、集光光学素子２の＋Ｚ軸方向側に位置している。そして、導光投射光学素子３は、集光光学素子２の−Ｙ軸方向側に位置している。

導光投射光学素子３は、集光光学素子２から出射された光を入射する。導光投射光学素子３は、前方（＋Ｚ軸方向）に光を出射する。

導光投射光学素子３は、反射面３２によって光を導光する機能を有する。また、導光投射光学素子３は、出射面３３によって光を投射する機能を有する。このため、光学素子３を説明する際には、理解を容易にするために、導光投射光学素子３として説明する。導光投射光学素子３は、光を導光して投射する光学素子である。

「導光」とは、内面反射を利用して、一方（入射面）から入射した光を他方（出射面）へ導くことである。

図１２は、導光投射光学素子３の斜視図である。導光投射光学素子３は、配光制御面３１、反射面３２及び出射面３３を備える。導光投射光学素子３は、入射面３４を備えることができる。

導光投射光学素子３は、出射面３３に投射機能を持たせないようにできる。この場合には、実施の形態１で示したように、前照灯モジュール１１０は、投射レンズ８を備えることができる。

導光投射光学素子３は、例えば、透明樹脂、硝子又はシリコーン材等で製作されている。

また、実施の形態２で示す導光投射光学素子３は、例えば、内部が屈折材で満たされている。

配光制御面３１は、導光投射光学素子３の−Ｚ軸方向側の端部に設けられている。配光制御面３１は、導光投射光学素子３の＋Ｙ軸方向側の部分に設けられている。

配光制御面３１は、実施の形態１の配光制御素子４と同等の機能を有する。つまり、配光制御面３１は、スポット配光形成部３１１及び拡散配光形成部３１２を備える。つまり、導光投射光学素子３は、配光制御素子４を含んだ構成をしている。スポット配光形成部３１１は、配光制御素子４のスポット配光形成部４１に相当する。拡散配光形成部３１２は、配光制御素子４のスポット拡散配光形成部４２に相当する。

図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）及び図１２では、例えば、導光投射光学素子３の配光制御面３１は、２つの拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂを備えている。拡散配光形成部３１２ａは、配光制御面３１の＋Ｘ_１軸方向側（＋Ｘ軸方向側）に位置している。拡散配光形成部３１２ｂは、配光制御面３１の−Ｘ_１軸方向側（−Ｘ軸方向側）に位置している。

そして、スポット配光形成部３１１は、２つの拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂの間に配置されている。

実施の形態１では、配光制御素子４は、光軸Ｃに対して垂直に配置されている。しかし、実施の形態２では、配光制御面３１は、光軸Ｃ_２に対して傾いている。図１１では、光軸Ｃ_２は、配光制御面３１の法線に対して、−Ｙ_１軸方向に傾いている。

つまり、配光制御面３１の法線に対して、−Ｘ軸方向から見て、光軸Ｃ_２は、反時計回りに回転している。集光光学素子２から出射した中心光線は、配光制御面３１の法線に対して、−Ｙ_１軸方向から配光制御面３１に到達する。集光光学素子２から出射した中心光線は、配光制御面３１に対して、反射面３２が配置されている方向から配光制御面３１に到達する。実施の形態２では、中心光線は光軸Ｃ_２上の光線として示している。

これは、配光制御面３１から入射した光が、屈折して反射面３２に到達するようにするためである。

図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）及び図１２では、スポット配光形成部３１１は、Ｘ_１軸方向（Ｘ軸方向）に曲率をもち、Ｙ_１軸方向（またはＹ軸方向）に曲率を持たない凸形状のシリンドリカルレンズである。

つまり、スポット配光形成部３１１は、配光制御面３１に平行で、Ｘ軸に垂直な方向に曲率を持たない。ここで、配光制御面３１は、スポット配光形成部３１１及び拡散配光形成部３１２の設けられている平面として説明している。つまり、スポット配光形成部３１１及び拡散配光形成部３１２は、この仮想の平面上に形成されているとしている。この平面は、例えば、配光制御面３１が曲面であった場合には、近似された平面であってもよい。これは、以下のスポット配光形成部３１１及び拡散配光形成部３１２の形状の説明において同様である。

図１１では、スポット配光形成部３１１は、Ｘ_１軸方向（Ｘ軸方向）に正のパワーを有する凸面形状である。つまり、スポット配光形成部３１１を、Ｚ_１−Ｘ_１平面（またはＺ−Ｘ平面）と平行な面で切断すると、凸レンズの形状をしている。

つまり、スポット配光形成部３１１を、Ｘ軸に平行で、配光制御面３１に垂直な面で切断すると、凸レンズの形状をしている。

光軸Ｃ_２は、スポット配光形成部３１１のレンズ面を通っている。図１１では、例えば、光軸Ｃ_２は、スポット配光形成部３１１をＺ_１−Ｘ_１平面と平行な面で切断した場合の凸レンズの光軸と一致している。

つまり、図１１では、例えば、光軸Ｃ_２は、スポット配光形成部３１１をＸ軸に平行で、配光制御面３１に垂直な面で切断した場合の凸レンズの光軸と一致している。

拡散配光形成部３１２は、例えば、Ｘ_１軸方向に曲率をもち、Ｙ_１軸方向に曲率をもたない凹形状のシリンドリカルレンズである。

つまり、拡散配光形成部３１２は、配光制御面３１に平行で、Ｘ軸に垂直な方向に曲率を持たない。また、拡散配光形成部３１２は、Ｙ−Ｚ平面上で曲率を持たない。

図１１では、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂは、ともにＸ_１軸方向（Ｘ軸方向）に負のパワーを有する凹面形状である。つまり、拡散配光形成部３１２を、Ｚ_１−Ｘ_１平面（またはＺ−Ｘ平面）と平行な面で切断すると、凹レンズの形状をしている。

つまり、拡散配光形成部３１２を、Ｘ軸に平行で、配光制御面３１に垂直な面で切断すると、凹レンズの形状をしている。

配光制御面３１は、配光パターン形状形成部の一例として考えられる。また、配光制御面３１は、集光部の一例として考えられる。

「配光パターン形状形成部」とは、配光パターンの形状を形成する部分のことである。

反射面３２は、配光制御面３１の−Ｙ軸方向側の端部に設けられている。つまり、反射面３２は、配光制御面３１の−Ｙ軸方向側に配置されている。そして、反射面３２は、配光制御面３１の＋Ｚ軸方向側に配置されている。実施の形態２では、反射面３２の−Ｚ軸方向側の端部は、配光制御面３１の−Ｙ軸方向側の端部に接続している。

反射面３２は、反射面３２に到達した光を反射する。つまり、反射面３２は、光を反射する機能を有する。つまり、反射面３２は、光反射部として機能する。反射面３２は、光反射部の一例として考えられる。

反射面３２は、＋Ｙ軸方向に面している。つまり、反射面３２の表面は、＋Ｙ軸方向に面している。「面している」とは、「向いている」という意味である。反射面３２の表面は、光を反射する面である。反射面３２の表面は、＋Ｙ軸方向を向いている。反射面３２の裏面は、−Ｙ軸方向を向いている。

反射面３２は、Ｚ−Ｘ平面に対して、Ｘ軸に平行な軸を中心として、−Ｘ軸方向から見て時計回りに回転した面である。図１１では、反射面３２は、Ｚ−Ｘ平面に対して、角度ｂだけ回転した面となっている。

つまり、反射面３２は、導光投射光学素子３が光を出射する方向（＋Ｚ軸方向）に、反射面を向けるように傾いている。

図１１では、反射面３２は平面で示されている。しかし、反射面３２は、平面である必要はない。反射面３２は、曲面形状でも構わない。

反射面３２は、ミラー蒸着をすることでミラー面としても良い。しかし、反射面３２は、ミラー蒸着をせずに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、導光投射光学素子３の製造工程を簡素化することができる。そして、導光投射光学素子３の製造コストの低減に寄与する。

特に、実施の形態１に示す構成では、反射面３２への光線の入射角が浅いため、ミラー蒸着をしなくても反射面３２を全反射面とすることができる特徴がある。「入射角が浅い」とは、入射角が大きいということである。入射角は、光線が入射するとき、入射方向と境界面の法線とがなす角度である。ここでは、境界面は反射面３２である。

入射面３４は、例えば、光を入射して、出射面３３からハイビームに相当する光を出射するために使用される。ハイビーム用の光源は、図１１には示していないが、例えば、入射面３４に対向する位置に配置されている。ハイビーム用の光源（光源６）は、図２１に示して、変形例２で図２１を用いて説明する。

入射面３４は、例えば、Ｘ−Ｙ平面に平行な面をしている。しかし、入射面３４は、曲面形状をすることができる。入射面３４を曲面形状とすることで、入射する光の配光を変更することができる。

入射面３４は、反射面３２の−Ｙ軸方向側に配置されている。つまり、入射面３４は、反射面３２の裏面側に配置されている。図１１では、入射面３４の＋Ｙ軸方向側の端部は、反射面３２の＋Ｚ軸方向側の端部に接続している。図１１では、入射面３４の＋Ｙ軸方向側の端部は、反射面３２の＋Ｚ軸方向側の端部に配置されている。

入射面３４は、図１１では、照射面９と光学的に共役の位置にある。このため、入射面３４上及びその延長上にある共役面ＰＣ上の光の形状が、照射面９に投影される。つまり、出射面３３は、入射面３４上及びその延長上にある共役面ＰＣ上の光の形状を照射面９に投影する。ここで、光の形状は、配光パターンである。

図１１では、入射面３４からは光線は入射されていない。つまり、入射面３４から入射する光線はない。このため、図１１では、配光制御面３１から入射した光の共役面ＰＣ上の形状が、照射面９に投影される。

なお、共役面ＰＣ上の光の像（配光パターン）は、導光投射光学素子３内の共役面ＰＣ上の一部に形成される。つまり、導光投射光学素子３内の共役面ＰＣ上の範囲内で、配光パターンを前照灯モジュール１１０に適した形状に形づくることができる。例えば、複数の前照灯モジュールを用いて照射面９上に１つの配光パターンを形づくる場合には、各前照灯モジュールの役割に応じた配光パターンを共役面ＰＣ上に形づくることができる。

稜線部３２１は反射面３２の−Ｙ軸方向側の辺である。稜線部３２１は反射面３２の＋Ｚ軸方向側の辺である。そして、稜線部３２１は、照射面９と光学的に共役の位置にある。稜線部３２１は、実施の形態１の遮光板５の辺５１に相当する。

「稜線」とは、一般的には、面と面との境界線のことである。しかし、ここでは、「稜線」は面の端部を含む。実施の形態１では、例えば、稜線部３２１は、反射面３２と入射面３４とを接続する部分である。つまり、反射面３２と入射面３４との接続する部分が稜線部３２１である。

しかし、例えば、導光投射光学素子３の内部が空洞となっていて、入射面３４が開口部となっている場合には、稜線部３２１は反射面３２の端部となる。つまり、稜線部３２１は、面と面との境界線を含む。また、稜線部３２１は、面の端部を含む。なお、上述のように実施の形態２では、導光投射光学素子３は、内部が屈折材で満たされている。

また、「稜線」は直線に限らず曲線等も含まれる。例えば、稜線は上述した「立ち上がりライン」の形状とすることもできる。実施の形態１で説明した遮光板５の辺５１ａ，５１ｂと同様の形状とすることができる。実施の形態２では、稜線部３２１は、直線形状である。実施の形態２では、稜線部３２１は、Ｘ軸に平行な直線形状をしている。

つまり、稜線部３２１の形状等は、実施の形態１の辺５１の形状等と同様である。そのため、稜線部３２１の形状等の説明は、実施の形態１の辺５１の形状等の説明で代用する。

また、実施の形態２では、稜線部３２１は入射面３４の＋Ｙ軸方向側の辺である。稜線部３２１も入射面３４上にある。このため、稜線部３２１は照射面９と光学的に共役の位置にある。

また、実施の形態２では、稜線部３２１は、出射面３３の光軸Ｃ_１と交差している。稜線部３２１は、出射面３３の光軸Ｃ_１と直角に交差している。光軸Ｃ_１は、実施の形態１の光軸Ｃｐに相当する。

光軸Ｃ_１は、出射面３３の面頂点を通る法線である。図１１の場合では、光軸Ｃ_１は、出射面３３の面頂点を通るＺ軸に平行な軸となる。

つまり、出射面３３の面頂点がＸ―Ｙ平面上でＸ軸方向又はＹ軸方向に平行移動する場合には、出射面３３の面頂点の法線も同様に、Ｘ―Ｙ平面上でＸ軸方向又はＹ軸方向に平行移動する。このため、同様に、光軸Ｃ_１もＸ―Ｙ平面上でＸ軸方向又はＹ軸方向に平行移動する。また、出射面３３が、Ｘ−Ｙ平面に対して傾斜する場合には、出射面３３の面頂点の法線もＸ−Ｙ平面に対して傾斜する。このため、同様に、光軸Ｃ_１もＸ−Ｙ平面に対して傾斜する。

稜線部３２１は、配光パターンのカットオフライン９１の形状となる。なぜなら、稜線部３２１は照射面９と光学的に共役の位置にあるからである。このため、照射面９上の配光パターンは、稜線部３２１を含む共役面ＰＣ上の配光パターンと相似形になる。従って、稜線部３２１は、カットオフライン９１の形状にすることが好ましい。

なお、例えば、出射面３３がトロイダルレンズ面であった場合には、共役面ＰＣの位置での配光パターンに対して、照射面９上での配光パターンは、縦方向と横方向との比率が異なる。つまり、照射面９上での配光パターンは、共役面ＰＣの位置での配光パターンを基にして形成される。

出射面３３は、導光投射光学素子３の＋Ｚ軸方向側の端部に設けられている。出射面３３は、正のパワーを有する曲面形状をしている。出射面３３は、＋Ｚ軸方向に突出した凸面形状をしている。

光軸Ｃ_１は、出射面３３の光軸である。また、上述のように、出射面３３が平面で投射レンズ８を採用した場合には、光軸Ｃ_１を、投射レンズ８の光軸とすることができる。投射レンズ８を採用した例は、図２１に示して、変形例２で図２１を用いて説明する。

＜光線の挙動＞
図１１に示すように、集光光学素子２によって集光された光は、スポット配光形成部３１１、拡散配光形成部３１２ａ又は拡散配光形成部３１２ｂのいずれかから導光投射光学素子３に入射する。

図１１（Ｂ）及び図１２では、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂの外側が平面形状となっている。しかし、集光光学素子２によって集光された光は、この平面部分からは導光投射光学素子３に入射しない。つまり、導光投射光学素子３に入射する際の光束は、スポット配光形成部３１１および拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂの領域内にある。

配光制御面３１は、実施の形態１の配光制御素子４と同等の機能を有する。つまり、スポット配光形成部３１１は、実施の形態１のスポット配光形成部４１と同等の機能を有する。また、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂは、実施の形態１の拡散配光形成部４２ａ，４２ｂと同等の機能を有する。

スポット配光形成部３１１は、例えば、Ｘ軸方向にのみ曲率を有する凸面形状の屈折面である。拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂは、例えば、Ｘ軸方向にのみ曲率を有する凹面形状の屈折面である。

実施の形態１で説明したように、例えば、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂを、例えば、Ｘ軸方向にのみ曲率を有する凸面形状の屈折面とすることができる。

ここで、スポット配光形成部３１１、拡散配光形成部３１２ａ及び拡散配光形成部３１２ｂのＸ軸方向の曲率は、路面に対して水平方向の「配光の幅」に寄与する。つまり、スポット配光形成部３１１、拡散配光形成部３１２ａ及び拡散配光形成部３１２ｂのＺ−Ｘ平面上での曲率は、路面に対して水平方向の「配光の幅」に寄与する。

つまり、スポット配光形成部３１１、拡散配光形成部３１２ａ及び拡散配光形成部３１２ｂをＸ軸に平行で配光制御面３１に垂直な面で切断した際の切断面の曲率は、路面に対して水平方向の「配光の幅」に寄与する。

また、スポット配光形成部３１１、拡散配光形成部３１２ａ及び拡散配光形成部３１２ｂのＹ軸方向の曲率は、路面に対して垂直方向の「配光の高さ」に寄与する。つまり、スポット配光形成部３１１、拡散配光形成部３１２ａ及び拡散配光形成部３１２ｂのＹ−Ｚ平面上での曲率は、路面に対して垂直方向の「配光の高さ」に寄与する。

つまり、スポット配光形成部３１１、拡散配光形成部３１２ａ及び拡散配光形成部３１２ｂの配光制御面３１に平行で、Ｘ軸に垂直な方向の曲率は、路面に対して垂直方向の「配光の高さ」に寄与する。なお、実施の形態２では、Ｚ−Ｘ平面は、配光制御面３１と反射面３２とに垂直な面である。

なお、上述では、スポット配光形成部３１１及び拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂをシリンドリカルレンズとして説明した。しかし、「配光の高さ」を調整する場合には、スポット配光形成部３１１及び拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂをＸ軸方向とＹ軸方向とで異なるパワーを有するレンズ面とすることができる。ここでの「Ｙ軸方向」は、上述のように、配光制御面３１に平行で、Ｘ軸に垂直な方向である。

Ｘ軸方向とＹ軸方向で異なる曲率を有するレンズ面とは、例えば、トロイダルレンズ面が挙げられる。「トロイダルレンズ面」とは、樽の表面やドーナツの表面のように、直交する２つの軸方向の曲率が異なる面のことである。

拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂがトロイダルレンズ面の例を、図２１に示して、変形例２で図２１を用いて説明する。

＜Ｚ−Ｘ平面上の光線の挙動＞
まず、スポット配光形成部３１１を通る光について説明する。

図１１（Ｂ）に示すように、Ｚ−Ｘ平面で見ると、スポット配光形成部３１１は、凸面形状である。つまり、スポット配光形成部３１１は、水平方向（Ｘ軸方向）について正のパワーを有している。

ここで、「Ｚ−Ｘ平面で見る」とは、Ｙ軸方向から見るという意味である。つまり、Ｚ−Ｘ平面に投影して見るということである。このため、スポット配光形成部３１１に入射した光は、スポット配光形成部３１１で更に集光されて伝播する。ここで「伝播」とは、ここでは、導光投射光学素子３の中を光が進行するという意味である。

したがって、スポット配光形成部３１１に入射して、導光投射光学素子３の出射面３３から出射する光の共役面ＰＣ上でのＸ軸方向の光束の幅は、スポット配光形成部３１１の曲率により変化する。

図１１（Ｂ）に示すように、光束Ｌ_１は、スポット配光形成部３１１に入射して、導光投射光学素子３の出射面３３から出射する。光束Ｌ_２は、拡散配光形成部３１２に入射して、導光投射光学素子３の出射面３３から出射する。

共役面ＰＣ上での光束Ｌ_１のＸ軸方向の幅は、スポット配光形成部３１１の曲率により変化する。

Ｚ−Ｘ平面で見ると、スポット配光形成部３１１により、最も明るいスポット配光（高照度領域）を形成するには、図１１（Ｂ）に示すように、スポット配光形成部３１１から出射された光の集光位置ＰＷが、共役面ＰＣと一致すれば良い。ただし、スポット配光形成部３１１によって照明されるＸ軸方向の領域は最も小さくなる。

つまり、集光位置ＰＷが共役面ＰＣと一致すれば、最も明るいスポット配光が形成される。集光位置ＰＷは、スポット配光形成部３１１から出射された光のＸ軸方向の集光位置である。

図１１（Ｂ）において、Ｘ軸方向の集光位置ＰＷは、一点鎖線で示されている。そして、集光位置ＰＷは、稜線部３２１上に位置している。また、図１１（Ｂ）において、稜線部３２１の位置が共役面ＰＣの位置である。図１１（Ａ）において、共役面ＰＣは破線で示されている。また、Ｙ軸方向の集光位置ＰＨは、一点鎖線で示されている。

なお、集光光学素子２の入射面２１１と出射面２３１とを透過する光について、その集光位置ＰＨ，ＰＷが共役面ＰＣ上にあるということは、ＬＥＤの発光面１１を共役面ＰＣ上に結像させるということである。つまり、集光光学素子２の入射面２１１と出射面２３１とを透過する光について、その集光位置ＰＨ，ＰＷが、共役面ＰＣの位置に一致している。そして、光源１の発光面１１は共役面ＰＣ上に結像される。

また、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）では、集光光学素子２の入射面２１１と出射面２３１とを透過する光について、集光位置ＰＷ及び集光位置ＰＨのそれぞれが、共役面ＰＣの位置に一致している。このことは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれについて、集光光学素子２と配光制御面３１とは、光源１の発光面１１を、共役面ＰＣ上に結像させるということである。つまり、集光光学素子２と配光制御面３１とは、共役面ＰＣ上に発光面１１の像を形成する。

集光位置ＰＷは、Ｘ軸方向の集光位置である。つまり、集光位置ＰＷは、Ｚ−Ｘ平面上での集光位置である。集光位置ＰＨは、Ｙ軸方向の集光位置である。つまり、集光位置ＰＨは、Ｙ−Ｚ平面上での集光位置である。

つまり、図１１において、集光光学素子２は、Ｘ_１軸方向とＹ_１軸方向とで異なるパワーを有している。例えば、集光光学素子２の入射面２１１と出射面２３１とは、トロイダルレンズである。

例えば、図１１（Ａ）のように、Ｙ−Ｚ平面で見れば、集光光学素子２のパワーとスポット配光形成部３１１のパワーとを合成した集光位置ＰＨは、共役面ＰＣ上である。ただし、図１１（Ａ）では、スポット配光形成部３１１はパワー有していないため、集光位置ＰＨは、集光光学素子２のＹ軸方向の集光位置となる。

一方、図１１（Ｂ）のように、Ｚ−Ｘ平面で見れば、集光光学素子２のパワーとスポット配光形成部３１１のパワーとを合成した集光位置ＰＷは、共役面ＰＣ上である。図１１（Ｂ）では、スポット配光形成部３１１はパワーを有している。

集光位置ＰＨ，ＰＷは、集光光学素子２と配光制御素子４との合成パワーによる集光位置である。図１１（Ａ）では、集光位置ＰＨは、集光光学素子２のパワーによるＹ軸方向の集光位置である。図１１（Ｂ）では、集光位置ＰＷは、集光光学素子２とスポット配光形成部３１１との合成パワーによるＸ軸方向の集光位置である。

このため、集光光学素子２のＸ軸方向の焦点の焦点距離は、集光光学素子２のＹ軸方向の焦点の焦点距離よりも短くなる。つまり、集光光学素子２のＺ−Ｘ平面上での焦点距離は、集光光学素子２のＹ−Ｚ平面上での焦点距離よりも短くなる。Ｘ軸方向の焦点の位置は、焦点位置ＰＨである。Ｙ軸方向の焦点の位置は、焦点位置ＰＷである。

共役面ＰＣは、照射面９と共役の位置にある。

このため、共役面ＰＣ上における水平方向の光の広がりは、照射面９における「配光の幅」に相当する。つまり、入射面３１のスポット配光形成部３１１のＸ軸方向の曲率を変化させることで、共役面ＰＣ上のＸ軸方向の光束の幅を制御することができる。

これによって、前照灯モジュール１１０のスポット配光（高照度領域）の明るさを変化させることができる。つまり、スポット配光の幅が狭いときは、スポット配光の幅が広いときに比べてスポット配光の明るさは明るくなる。幅の狭いスポット配光の明るさは、幅の広いスポット配光の明るさよりも明るい。

また、スポット配光形成部３１１による集光位置ＰＷは、必ずしも共役面ＰＣと一致している必要はない。

図１３及び図１４は、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０の集光位置ＰＷを説明する図である。

図１３では、スポット配光形成部３１１から出射した光の集光位置ＰＷは、共役面ＰＣよりも手前側（−Ｚ軸方向側）に位置している。つまり、集光位置ＰＷは、集光光学素子２と導光投射光学素子３の共役面ＰＣとの間に位置している。集光位置ＰＷは、集光光学素子２と共役面ＰＣとの間に位置している。なお、図１３では、集光位置ＰＷは、集光光学素子２とスポット配光形成部４１とによって決まる。

図１３の構成では、集光位置ＰＷを通過した後の光は発散する。したがって、共役面ＰＣ上のＸ軸方向の光束の幅は、集光位置ＰＷのＸ軸方向の光束の幅よりも広い。そのため、共役面ＰＣからは、水平方向（Ｘ軸方向）に広がりを持った光が出射される。

図１４では、スポット配光形成部３１１から出射した光の集光位置ＰＷは、稜線部３２１（共役面ＰＣ）の後段側（＋Ｚ軸方向側）に位置している。図１４では、集光位置ＰＷは、共役面ＰＣよりも＋Ｚ軸方向側に位置している。図１４では、共役面ＰＣは集光位置ＰＷよりも−Ｚ軸方向側に位置している。つまり、集光位置ＰＷは、稜線部３２１（共役面ＰＣ）と出射面３３との間に位置している。

図１４の構成では、共役面ＰＣを透過した光は、集光位置ＰＷで集光している。したがって、共役面上ＰＣ上のＸ軸方向の光束の幅は、集光位置ＰＷのＸ軸方向の光束の幅よりも広い。そのため、共役面ＰＣからは、水平方向（Ｘ軸方向）に広がりを持った光が出射される。

共役面ＰＣから集光位置ＰＷまでの距離を制御することで、共役面ＰＣ上のＸ軸方向の光束の幅を制御することができる。そのため、共役面ＰＷからは、水平方向（Ｘ軸方向）に広がりを持った光が出射される。

なお、集光位置ＰＨ，ＰＷは、Ｘ−Ｙ平面上において光束径がもっとも小さくなることで、単位面積あたりの光の密度が最も高くなる位置である。

このため、集光位置ＰＷと共役面ＰＣの位置（稜線部３２１のＺ軸方向の位置）とが一致する場合には、照射面９上における配光の幅は、最も狭くなる。そして、照射面９上におけるスポット配光の照度は、最も高くなる。なお、ここでは、Ｚ軸方向の位置について説明している。

つまり、最も明るいスポット配光を形成したい場合には、スポット配光形成部３１１を透過した光の集光位置ＰＷを共役面ＰＣの位置と一致させればよい。また、スポット配光形成部３１１を透過した光の集光位置ＰＨを共役面ＰＣの位置と一致させればよい。

ここで、集光位置ＰＨ，ＰＷ及び共役面ＰＣの位置は、Ｚ軸方向の位置である。

次に、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂを通る光について説明する。

図１１（Ｂ）に示すように、Ｚ−Ｘ平面で見ると、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂは、凹面形状をしている。つまり、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂは、水平方向（Ｘ軸方向）について負のパワーを有している。図１１（Ｂ）では、拡散配光形成部４２ａ，４２ｂは、−Ｙ軸方向に凹の凹面形状である。

このため、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂに入射した光は、拡散されて導光投射光学素子３に入射して、共役面ＰＣに到達する。つまり、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂに入射した光は、発散角が大きくなって導光投射光学素子３に入射する。そして、発散角が大きくなった光は、共役面ＰＣに到達する。

したがって、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂに入射して、導光投射光学素子３の出射面３３から出射する光の共役面ＰＣ上のＸ軸方向の光束の幅は広くなる。拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂによって、共役面ＰＣ上でのＸ軸方向の光束の幅は広くなる。

例えば、図１１（Ｂ）に示すように、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂに入射して、導光投射光学素子３の出射面３３から出射する光の共役面ＰＣ上の光束Ｌ_２の幅は、スポット配光形成部３１１に入射して、導光投射光学素子３の出射面３３から出射する光の共役面ＰＣ上の光束Ｌ_１の幅よりも広い。ここで、幅は、Ｘ軸方向の光束の寸法である。

このようにして、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂは、Ｘ軸方向に負のパワーを有することで、幅広い配光パターンを形成することができる。拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂは、スポット配光形成部３１１を透過して生成されるスポット配光よりも幅広い拡散配光を形成する。

拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂは、スポット配光よりも幅広い拡散配光を形成する。スポット配光は、スポット配光形成部３１１を透過して形成される。拡散配光は、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂを透過して形成される。

なお、Ｚ−Ｘ平面で見て、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂを凸面形状とすることができる。つまり、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂは、Ｘ軸方向に正のパワーを有することができる。この場合には、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂの焦点距離は、スポット配光形成部３１１の焦点距離よりも長い。

これにより、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂに入射して、導光投射光学素子３の出射面３３から出射する光の共役面ＰＣ上の光束Ｌ_２の幅は、スポット配光形成部３１１に入射して、導光投射光学素子３の出射面３３から出射する光の共役面ＰＣ上の光束Ｌ_１の幅よりも広くなる。

つまり、共役面ＰＣ上で、Ｘ軸方向において、光束の幅Ｌ_２は、光束Ｌ_１の幅よりも広くなる。光束Ｌ_１は、スポット配光形成部３１１に入射して、導光投射光学素子３の出射面３３から出射する光の光束である。光束Ｌ_２は、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂに入射して、導光投射光学素子３の出射面３３から出射する光の光束である。

この拡散配光は、スポット配光に重畳されて照射面９上に投射される。スポット配光は、スポット配光形成部３１１によって形成される。拡散配光は、拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂによって形成される。

このように、拡散配光は、スポット配光を内包するように重畳される。そして、拡散配光は、スポット配光が照射面９上に投影する光源１の発光面１１の形状（光源像）の境界線をぼかすことができる。前照灯モジュール１１０は、スポット配光の明るさを維持したまま、容易に配光ムラを低減することができる。

つまり、拡散配光の領域内にスポット配光が位置している。そのため、照射面９上の配光パターンの内側に高照度領域が形成される。拡散配光は、配光パターンの全体を形成する。そして、スポット配光は高照度領域を形成する。

高照度領域は、発光面１１の形状（光源像）を基にして形成されている。発光面１１の形状は、通常、矩形形状または円形形状である。そのため、発光面１１の形状を基にして、高照度領域は容易に形成される。

また、図１１に示す前照灯モジュール１１０は、屈折面と全反射面とで、配光パターンと高照度領域とを形成している。図１１に示す集光光学素子２を、通常の集光レンズとすることで、前照灯モジュール１１０は、屈折面で、配光パターンと高照度領域とを形成することができる。つまり、前照灯モジュール１１０は、ミラー面を備えるリフレクタを採用していない。このため、前照灯モジュール１１０は、光利用効率の向上または製造工程の簡素化を容易にする。

＜Ｙ−Ｚ平面上の光線の挙動＞
配光制御面３１は、Ｙ−Ｚ平面で見れば、パワーを有していない。このため、配光制御面３１から入射した光をＹ−Ｚ平面で見れば、例えば、図１１（Ａ）に示すように、配光制御面３１で屈折された光は導光投射光学素子３内を伝播して、反射面３２に導かれる。ここで「伝播」とは、導光部品３の中を光が進行するという意味である。

導光投射光学素子３に入射して反射面３２に到達した光は、導光投射光学素子３に入射してから、反射面３２に直接到達している。「直接到達する」とは、他の面などで反射されることなく、到達するという意味である。導光投射光学素子３に入射して反射面３２に到達した光は、他の面などで反射されることなく、反射面３２に到達している。つまり、反射面３２に到達した光は、導光投射光学素子３内で最初の反射をする。

また、反射面３２で反射された光は、直接、出射面３３から出射している。つまり、反射面３２で反射された光は、他の面等で反射されることなく、出射面３３に到達する。つまり、反射面３２で最初の反射をした光は、この一度の反射で出射面３３に到達する。

図１１では、集光光学素子２の出射面２３１，２３２の内、集光光学素子２の光軸Ｃ_２よりも＋Ｙ_１軸方向側から出射した光は、反射面３２に到達している。また、集光光学素子２の出射面２３１，２３２の内、集光光学素子２の光軸Ｃ_２よりも−Ｙ_１軸方向側から出射した光は、反射面３２で反射されることなく出射面３３から出射している。

つまり、導光投射光学素子３に入射した光のうち、一部の光が反射面３２に到達する。反射面３２に到達した光は、反射面３２で反射されて、出射面３３から出射する。

なお、光源１及び集光光学素子２の傾斜角度ａの設定により、集光光学素子２から出射する全ての光を反射面３２で反射させることができる。また、反射面３２の傾斜角度ｂの設定により、集光光学素子２から出射する全ての光を反射面３２で反射させることができる。

また、光源１及び集光光学素子２の傾斜角度ａの設定により、導光投射光学素子３の光軸Ｃ_１方向（Ｚ軸方向）の長さを短くすることができる。そして、光学系の奥行き（Ｚ軸方向の長さ）を短くできる。ここで「光学系」とは、実施の形態１では、集光光学素子２及び導光投射光学素子３を構成要素に持つ光学系である。

また、光源１及び集光光学素子２の傾斜角度ａの設定により、集光光学素子２から出射した光を、反射面３２に導くことが容易になる。このため、効率的に共役面ＰＣ上で稜線部３２１の内側（＋Ｙ軸方向側）の領域に光を集めやすくなる。

つまり、集光光学素子２から出射した光を、反射面３２の共役面ＰＣ側に集めることで、稜線部３２１の＋Ｙ軸方向の領域から出射する光の出射量を多くすることができる。この場合には、集光光学素子２から出射される中心光線と反射面３２と交点は、反射面３２の共役面ＰＣ側に位置している。

図１１では、集光光学素子２から出射された光の中心光線は、稜線部３２１の位置に到達している。図１１では、集光光学素子２から出射された光は、稜線部３２１の位置に集光している。

つまり、集光光学素子２から出射されて、スポット配光形成部３１１を透過した光の中心光線は、稜線部３２１の位置に到達している。このため、上述のように、集光光学素子２と配光制御面３１とは、共役面ＰＣ上に発光面１１の像を形成する。そして、発光面１１の像の中心は、稜線部３２１上にある。

このため、発光面１１の中心から−Ｙ_１軸方向の像は、稜線部３２１よりも＋Ｙ軸方向の共役面ＰＣ上の領域に形成される。また、発光面１１の中心から＋Ｙ_１軸方向の像は、反射面３２で反転されて、共役面ＰＣ上で、発光面１１の中心から−Ｙ_１軸方向の像に重ねられる。

発光面１１の中心から−Ｙ_１軸方向の像を第１の像として、発光面１１の中心から＋Ｙ_１軸方向の像を第２の像とする。第２の像は、反射面３２で反転されて、共役面ＰＣ上で、第１の像に重ねられる。

これにより、前照灯モジュール１００の場合に比べて、前照灯モジュール１１０は、高光度の配光パターンを形成することができる。つまり、前照灯モジュール１１０は、前照灯モジュール１００よりも、高い光利用効率を実現できる。

実施の形態１で説明したように、前照灯モジュール１００は、遮光板５で光を遮光する構成を採用している。このため、前照灯モジュール１００は、遮光板５によって第２の像を形成する光を遮光している。

なお、光軸Ｃｓ，Ｃ_２が共役面ＰＣに対して傾斜していることから、光源像は共役面ＰＣに対して傾斜している。しかし、光源像の傾斜は、配光パターンの形成には影響の無い程度とすることができる。

また、共役面ＰＣ上に光源像を形成しない構成であっても、反射面３２で光を反射させて、共役面ＰＣ上に高光度領域を形成することはできる。

従って、照射面９に投影される配光パターンのカットオフライン９１の下側の領域を明るくすることが容易になる。

また、導光投射光学素子３の光軸Ｃ_１方向（Ｚ軸方向）の長さが短くなることで、導光投射光学素子３の光の内部吸収が少なくなり光利用効率が向上できる。「内部吸収」とは、導光部品（本実施の形態では導光投射光学素子３）を光が透過する際の、表面反射の損失を除く、材料内部での光損失のことである。内部吸収は導光部品の長さが長いほど増加する。

一般的な導光素子では、光は導光素子の側面で反射を繰り返して導光素子の内部を進行する。これにより、光の強度分布は均一化される。実施の形態２では、導光投射光学素子３に入射した光は、反射面３２で１回反射されて、出射面３３から出射されている。この点で、実施の形態２の導光投射光学素子３の使用方法は、従来の導光素子の使用方法と相違する。

道路交通規則等に定められる配光パターンは、例えば、カットオフライン９１の下側（−Ｙ軸方向側）の領域が最大照度となっている。上述のように、導光投射光学素子３の稜線部３２１は、照射面９と共役の関係にある。このため、カットオフライン９１の下側（−Ｙ軸方向側）の領域を最大の照度とするには、導光投射光学素子３の稜線部３２１の上側（＋Ｙ軸方向側）の領域の光度を最も高くすれば良い。

なお、稜線部３２１が直線でない場合には、例えば、稜線部３２１と光軸Ｃ_１との交わる位置（点Ｑ）でのＸ−Ｙ平面に平行な面（共役面ＰＣ）が、照射面９と共役の関係にあるようにできる。なお、必ずしも、稜線部３２１と出射面３３の光軸Ｃ_１とは交わる必要はない。つまり、光軸Ｃ_１に対して、稜線部３２１は、＋Ｙ軸方向または−Ｙ軸方向に位置することができる。

カットオフライン９１の下側（−Ｙ軸方向側）の領域が最大照度となるような配光パターンを生成するには、図１１（Ａ）に示すように、Ｙ−Ｚ平面上で見て、導光投射光学素子３の配光制御面３１から入射した光の一部を反射面３２によって反射させることが有効である。

なぜなら、配光制御面３１から入射した光のうち、反射面３２で反射せずに稜線部３２１の＋Ｙ軸方向側に到達した光と、反射面３２上で反射された光とが、共役面ＰＣ上で重畳されるからである。

つまり、照射面９上の高照度領域に対応する共役面ＰＣ上の領域で、反射面３２で反射せずに共役面ＰＣに到達した光と、反射面３２上で反射されて共役面ＰＣに到達した光とを重畳する。このような構成により、稜線部３２１の上側（＋Ｙ軸方向側）の領域の光度を、共役面ＰＣ上の光度の中で最も高くすることができる。

反射面３２で反射せずに共役面ＰＣに到達した光と、反射面３２で反射されて共役面ＰＣに到達した光とを、共役面ＰＣ上で重畳することで、光度の高い領域を形成している。共役面ＰＣ上での光度の高い領域の位置の変更は、反射面３２上での光の反射位置を変更することで可能である。

反射面３２上での光の反射位置を共役面ＰＣに近づけることで、共役面ＰＣ上の稜線部３２１の近くを光度の高い領域とすることができる。つまり、照射面９上でのカットオフライン９１の下側を照度の高い領域とすることができる。

図１１では、集光光学素子２から出射された光は、稜線部３２１の位置に集光している。このため、照射面９上でのカットオフライン９１の下側を照度の高い領域とすることができる。

また、この重畳された光の量は、水平方向の配光の幅を調整する場合と同様に、配光制御面３１の垂直方向（Ｙ軸方向）の曲率を任意に変化させることで調整することができる。

「重畳された光の量」とは、反射面３２で反射せずに稜線部３２１の＋Ｙ軸方向側（共役面ＰＣ上）に到達した光と、反射面３２上で反射された光との重畳された光の量である。

この様に、配光制御面３１の曲率を調整することで、配光を調整することができる。つまり、配光制御面３１の曲率を調整することで、所望の配光を得ることができる。ここで「所望の配光」とは、例えば、道路交通規則等によって定められる所定の配光等のことである。または、複数の前照灯モジュールを用いて、１つの配光パターンを形成する場合には、「所望の配光」とは、各前照灯モジュールに要求される配光のことである。

また、集光光学素子２と導光投射光学素子３との幾何学関係を調整することで、配光を調整することができる。つまり、集光光学素子２と導光投射光学素子３との幾何学関係を調整することで、所望の配光を得ることができる。ここで「所望の配光」とは、例えば、道路交通規則等によって定められる所定の配光等のことである。または、複数の前照灯モジュールを用いて、１つの配光パターンを形成する場合には、「所望の配光」とは、各前照灯モジュールに要求される配光のことである。

「幾何学関係」とは、例えば、集光光学素子２及び導光投射光学素子３の光軸Ｃ_１方向の位置関係である。集光光学素子２から導光投射光学素子３までの距離が短くなると、反射面３２で反射する光の量が少なくなり、配光の垂直方向（Ｙ軸方向）の寸法が短くなる。つまり、配光パターンの高さが低くなる。反対に、集光光学素子２から導光投射光学素子３までの距離が長くなると、反射面３２で反射する光の量が増えて、配光の垂直方向（Ｙ軸方向）の寸法が長くなる。つまり、配光パターンの高さが高くなる。

また、重畳された光の位置は、反射面３２で反射される光の位置を調整することで変化させることができる。

「重畳された光の位置」とは、反射面３２で反射せずに稜線部３２１の＋Ｙ軸方向側（共役面ＰＣ上）に到達した光と、反射面３２上で反射された光とが共役面ＰＣ上で重畳される位置である。つまり、重畳された光の位置は、共役面ＰＣ上での高光度領域の範囲である。高光度領域は、照射面９上の高照度領域に対応する共役面ＰＣ上の領域である。

また、反射面３２で反射される光の集光位置を調整することで、出射面３３上での高光度領域の高さを調整することができる。つまり、集光位置が共役面ＰＣに近いと、高光度領域の高さ方向の寸法は短くなる。反対に、集光位置が共役面ＰＣから遠いと、高光度領域の高さ方向の寸法は長くなる。

上述では、高照度領域は、カットオフライン９１の下側（−Ｙ軸方向側）の領域と説明している。これは、照射面９上の配光パターンの高照度領域の位置である。

例えば、複数の前照灯モジュールを用いて、照射面９上に１つの配光パターンを形成す場合がある。このような場合には、各前照灯モジュールの共役面ＰＣ上での高光度領域は、稜線部３２１の＋Ｙ軸方向側の領域とは限らない。共役面ＰＣ上で、各前照灯モジュールの配光パターンに適した位置に、高光度領域を形成する。

上述のように、水平方向の集光位置ＰＷを調整することで、配光パターンの幅を制御することができる。そして、垂直方向の集光位置ＰＨを調整することで、配光パターンの高さを制御することができる。また、水平方向の集光位置ＰＷを調整することで、高照度領域の幅を制御することができる。そして、垂直方向の集光位置ＰＨを調整することで、高照度領域の高さを制御することができる。

このように、水平方向の集光位置ＰＷと垂直方向の集光位置ＰＨとは、必ずしも一致している必要はない。水平方向の集光位置ＰＷと垂直方向の集光位置ＰＨとを独立して設定することで、配光パターンの形状又は高照度領域の形状を制御することができる。

また、導光投射光学素子３の稜線部３２１の形状を変更することで、カットオフライン９１の形状を、容易に形成できる。つまり、カットオフライン９１は、導光投射光学素子３の稜線部３２１をカットオフライン９１の形状とすることで容易に形成できる。このため、実施の形態１で示した遮光板５を用いてカットオフライン９１の形状を形成する場合と比べて、光利用効率が高いという利点も有する。なぜなら、光を遮光することなくカットオフライン９１を形成することができるからである。

共役面ＰＣ上に形成された配光パターンの像は、導光投射光学素子３によって車両の前方の照射面９に拡大されて投影される。導光投射光学素子３は、共役面ＰＣ上に形成された配光パターンの像を照射面９に投影する。つまり、出射面３３は、共役面ＰＣ上に形成された配光パターンの像を照射面９に投影する。

出射面３３の焦点位置は、例えば、光軸Ｃ_１上の稜線部３２１の位置（Ｚ軸方向の位置）に一致している。つまり、出射面３３の焦点位置は、稜線部３２１と光軸Ｃ_１との交点上にある。

または、出射面３３の焦点のＺ軸方向（光軸Ｃ_１方向）の位置は、稜線部３２１のＺ軸方向の位置に一致している。この場合には、出射面３３の焦点は、稜線部３２１上になくてもよい。

従来の前照灯装置では、遮光板と投射レンズとを用いるために、部品間の位置ばらつきによるカットオフラインの変形又は配光のばらつき等の変化が発生した。しかし、導光投射光学素子３は、１つの部品の形状精度で、出射面３３の焦点位置を光軸Ｃ_１方向で稜線部３２１の位置に一致させることができる。

これにより、前照灯モジュール１１０は、カットオフラインの変形又は配光のばらつき等の変化を抑えることができる。なぜならば、一般に２つの部品間の位置精度よりも１つの部品の形状精度の方が容易に向上できるからである。

図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０の導光投射光学素子３の反射面３２の形状を説明する図である。図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、導光投射光学素子３の配光制御面３１から共役面ＰＣまでの部分を抜き出して表わしている。

図１５（Ａ）は、比較のために、反射面３２がＺ−Ｘ平面に対して傾斜していない場合を示している。つまり、図１５（Ａ）の反射面３２は、Ｚ−Ｘ平面に平行である。図１５（Ｂ）は、導光投射光学素子３の反射面３２の形状を表している。

図１５（Ｂ）に示す導光投射光学素子３の反射面３２は、Ｚ−Ｘ平面に対して平行な面ではない。例えば、図１５（Ｂ）に示すように、反射面３２は、Ｚ−Ｘ平面に対してＸ軸を回転軸とした傾斜した平面（傾斜面）である。導光投射光学素子３の反射面３２は、−Ｘ軸方向から見て、Ｘ軸を回転軸として、時計回りに回転した面である。図１５（Ｂ）では、反射面３２は、Ｚ−Ｘ平面に対して角度ｆだけ回転した面となっている。つまり、反射面３２の配光制御面３１側（−Ｚ軸方向側）の端部は、共役面ＰＣ側（＋Ｚ軸方向側）の端部（稜線部３２１）よりも＋Ｙ軸方向に位置する。

図１５（Ａ）に示す導光投射光学素子３の反射面３２は、Ｚ−Ｘ平面に平行な平面である。入射面３１から入射した光は、反射面３２で反射して、共役面ＰＣに到達する。

光の反射面３２への入射角は、入射角Ｓ_１である。そして、光の反射面３２での反射角は、反射角Ｓ_２である。反射の法則から、反射角Ｓ_２は、入射角Ｓ_１に等しい。反射面３２の垂線ｍ_１は、図１５（Ａ）中に一点鎖線で示されている。

光は共役面ＰＣに対して入射角Ｓ_３で入射する。光は共役面ＰＣから出射角Ｓ_ｏｕｔ１で出射する。出射角Ｓ_ｏｕｔ１は、入射角Ｓ_３に等しい。共役面ＰＣの垂線ｍ_２は、図１５（Ａ）中に一点鎖線で示されている。共役面ＰＣの垂線ｍ_２は、光軸Ｃ_１に対して平行である。

なお、図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）では、共役面ＰＣを実線で描いている。しかし、共役面ＰＣは、上述のように、架空の面である。つまり、共役面ＰＣは、仮想の面である。

光は配光制御面３１で大きく屈折するため、共役面ＰＣから出射する光の出射角Ｓ_ｏｕｔ１は大きくなる。出射角Ｓ_ｏｕｔ１が大きくなると、それに伴って、出射面３３の口径は大型化する。なぜなら、出射角Ｓ_ｏｕｔ１の大きな光は、出射面３３上で光軸Ｃ_１から離れた位置に到達するからである

一方、図１５（Ｂ）に示す導光投射光学素子３の反射面３２は、Ｘ−Ｚ平面に対して傾斜している。反射面３２の傾斜方向は、−Ｘ軸方向から見て、Ｘ−Ｚ平面に対して時計回りに回転する方向である。

つまり、反射面３２は、光の進行方向（＋Ｚ軸方向）に対して、導光投射光学素子３内の光路が広がる方向に傾斜している。反射面３２は、光の進行方向（＋Ｚ軸方向）に向けて、導光投射光学素子３内の光路が広がるように傾斜している。ここで、光の進行方向は、導光投射光学素子３内の光の進行方向である。そのため、光の進行方向は、導光投射光学素子３の光軸Ｃ_１に平行な方向である。

反射面３２は、出射面３３の光軸Ｃ_１の方向において、出射面３３側を向くように傾斜している。「出射面３３側を向く」とは、出射面３３側（＋Ｚ軸方向側）から見て、反射面３２が見えるということである。

配光制御面３１から入射した光は、反射面３２で反射して、共役面ＰＣに到達する。

光の反射面３２への入射角は、入射角Ｓ_４である。そして、光の反射面３２での反射角は、反射角Ｓ_５である。反射の法則から、反射角Ｓ_５は、入射角Ｓ_４に等しい。反射面３２の垂線ｍ_３は、図１５（Ｂ）中に一点鎖線で示されている。

光は共役面ＰＣに対して入射角Ｓ_６で入射する。光は共役面ＰＣから出射角Ｓ_ｏｕｔ２で出射する。出射角Ｓ_ｏｕｔ２は、入射角Ｓ_６に等しい。共役面ＰＣの垂線ｍ_４は、図１５（Ｂ）中に一点鎖線で示されている。共役面ＰＣの垂線ｍ_４は、光軸Ｃ_１に対して平行である。

反射面３２の傾斜により、入射角Ｓ_４は入射角Ｓ_１より大きい。また、反射角Ｓ_５は反射角Ｓ_２より大きい。そのため、入射角Ｓ_６は入射角Ｓ_３より小さくなる。つまり、共役面ＰＣから出射される際の光軸Ｃ_１に対する光の傾斜角度を比較すると、出射角Ｓ_ｏｕｔ２は出射角Ｓ_ｏｕｔ１より小さくなる。

反射面３２を、光の進行方向（＋Ｚ軸方向）に向けて、導光投射光学素子３内の光路が広がるように傾斜させることで、出射面３３の口径を小さくすることができる。

反射面３２を、出射面３３の光軸Ｃ_２の方向において、出射面３３側を向くように傾斜させることで、出射面３３の口径を小さくすることができる。投射レンズ８を採用する場合には、反射面３２を、投射レンズ８の光軸Ｃｐの方向において、投射レンズ８側を向くように傾斜させることで、投射レンズ８の口径を小さくすることができる。

なお、出射角Ｓ_ｏｕｔ２を出射角Ｓ_ｏｕｔ１より小さくするために、反射面３２を曲面形状とすることも可能である。つまり、反射面３２は、光の進行方向（＋ｚ軸方向）に向けて光路が広がるような曲面で形成されている。

反射面３２は、出射面３３の光軸Ｃ_１の方向において、出射面３３側を向くような曲面で形成されている。投射レンズ８を採用する場合には、反射面３２は、投射レンズ８の光軸Ｃｐの方向において、投射レンズ８側を向くような曲面で形成されている。

反射面３２の傾斜は、反射面３２で反射した光が共役面ＰＣから出射するときの出射角Ｓ_ｏｕｔを小さくするように作用する。したがって、反射面３２の傾斜により、出射面３３の口径を小さくすることができる。また、投射レンズ８を採用する場合には、反射面３２の傾斜により、投射レンズ８の口径を小さくすることができる。そして、前照灯モジュール１１０を小型化できる。特に、前照灯モジュール１１０の高さ方向（Ｙ軸方向）の薄型化に貢献する。

なお、導光投射光学素子３は、図１５（Ａ）に示した反射面３２の構成を採用できる。

＜配光パターン＞
前照灯モジュール１１０は、導光投射光学素子３の入射面を配光制御面３１としているので、実施の形態１と同様の配光パターンを得ることができる。このため、配光パターンに関する説明を実施の形態１の説明で代用する。

また、実施の形態１の遮光板５と同様に、稜線部３２１の形状により「立ち上がりライン」を容易に形成することができる。

図１６は、導光投射光学素子３の共役面ＰＣ上での断面形状の一例を示した模式図である。稜線部３２１の形状は、例えば、図１６に示すような段差のある形状にすることができる。つまり、図１６に示す稜線部３２１の形状は、上述した屈曲線形状をしている。

導光投射光学素子３の場合には、導光投射光学素子３の内部を光が進行する。このため、稜線部３２１ａ，３２１ｂの形状は、実施の形態１に示す遮光板５の辺５１ａ，５１ｂの形状と同じとなる。稜線部３２１ａ，３２１ｂは、導光投射光学素子３の断面上の−Ｙ軸方向側の辺である。辺５１ａ，５１ｂは、遮光板５の＋Ｙ軸方向側の辺である。

後方（−Ｚ軸方向）から見て、左側（＋Ｘ軸方向側）の稜線部３２１ａは、右側（−Ｘ軸方向側）の稜線部３２１ｂよりも高い位置（＋Ｙ軸方向）にある。

共役面ＰＣと照射面９とは、光学的に共役の関係にある。このため、共役面ＰＣ上の配光パターンの形状は、上下方向及び左右方向が反転して照射面９上に投影される。つまり、照射面９上で、車両の進行方向の左側のカットオフライン９１は高く、右側のカットオフライン９１は低い。

これにより、歩行者の識別及び標識の識別のために、歩道側（左側）の照射を立ち上げる「立ち上がりライン」を容易に形成することができる。なお、車両が道路の左側を走行する場合で説明している。このため、車両が道路の右側を走行する場合には、立ち上がりラインは、左右方向が逆になる。つまり、右側の照射を立ち上げる立ち上がりラインとなる。

また、車両の中には、複数の前照灯モジュールを並べて、各モジュールの配光パターンを足し合わせて配光パターンを形成する場合がある。つまり、複数の前照灯モジュールを並べて、各モジュールの配光パターンを足し合わせて配光パターンを形成する場合がある。この様な場合でも、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１０は、容易に適用できる。

前照灯モジュール１１０は、導光投射光学素子３の配光制御面３１の曲面形状を調整することで、配光パターンの幅及び高さを変化させることができる。そして、配光分布も変化させることができる。

また、前照灯モジュール１１０は、集光光学素子２と導光投射光学素子３との光学的な位置関係又は導光投射光学素子３の配光制御面３１の形状を調整することで、配光パターンの幅及び高さを変化させることができる。そして、配光分布も変化させることができる。

また、反射面３２を用いることで、配光分布の変化も容易にできる。例えば、反射面３２の傾斜角度ｂを変化させることで、高照度領域の位置を変化させることができる。

また、前照灯モジュール１１０は、導光投射光学素子３の稜線部３２１の形状で、カットオフライン９１の形状を規定することができる。つまり、導光投射光学素子３の形状により配光パターンを形成できる。

このため、複数の前照灯モジュール間で、特に、集光光学素子２の形状等を変更する必要がない。つまり、集光光学素子２を共通部品とできる。このため、部品の種類を削減でき、組立性を改善して、製造コストを低減することができる。

また、この様な配光パターンの幅及び高さを任意に調整する機能と、配光分布を任意に調整する機能とは、前照灯モジュール１１０の全体で発揮できれば良い。前照灯モジュール１１０の光学部品は、集光光学素子２及び導光投射光学素子３を備える。つまり、これらの機能を、前照灯モジュール１１０を構成する集光光学素子２又は導光投射光学素子３のいずれかの光学面に分散することも可能である。

例えば、導光投射光学素子３の反射面３２を曲面形状にしてパワーを持たせ、配光を形成することも可能である。

しかし、反射面３２については、必ずしも全ての光が反射面３２に到達する必要は無い。このため、反射面３２に形状を持たせた場合には、配光パターンの成形に寄与できる光の量は限られる。そのため、反射面３２で反射することで、配光パターンに反射面３２の形状の作用を与えられる光の量は限られる。つまり、光が反射面３２で反射されることで、反射面３２の形状が配光パターンに与える影響は限られている。したがって、全ての光に対して光学的に作用を与えて、容易に配光パターンを変化させるためには、配光制御面３１にパワーを持たせて配光を形成させることが好ましい。

なお、実施の形態１で説明した配光制御素子４、反射素子および投射レンズ８を用いて導光投射光学素子３と同等の機能を実現することができる。反射素子は、反射面３２に相当する。

＜変形例２＞
図２１は、変形例２に係る前照灯モジュール１１１の構成を示す構成図である。

前照灯モジュール１１１は、光源１，６、集光光学素子７および投射レンズ８を備えている。また、前照灯モジュール１１１は、集光光学素子２を備えていない。集光光学素子２は、光源１用の集光素子である。変形例２では、例として、導光投射光学素子３の代わりに、出射面３３０が平面の光学素子を示している。この光学素子は投射機能を有していないため、導光光学素子３０として説明する。

まず、ハイビーム用の光源６について説明する。

光源６と集光光学素子７について説明を容易にするために新たな座標系としてＸ_２Ｙ_２Ｚ_２座標を用いる。Ｘ_２Ｙ_２Ｚ_２座標は、ＸＹＺ座標を−Ｘ軸方向から見て、Ｘ軸を回転軸として反時計回りに角度ｅだけ回転した座標である。

光源６は、発光面６１を備える。光源６は、発光面６１から車両の前方を照明するための光を出射する。

光源６は、集光光学素子７の−Ｚ_２軸側に位置している。光源６は、導光光学素子３０の−Ｚ軸側（後方）に位置している。そして、光源６は、導光光学素子３０の−Ｙ軸側（下側）に位置している。

図２１では、光源６は、＋Ｚ_２軸方向に光を出射している。光源６は、その種類を特に限定していないが、上述の説明の通り以下の説明では、光源６がＬＥＤであるとして説明する。

集光光学素子７は、光源６の＋Ｚ_２軸側に位置している。また、集光光学素子７は、導光光学素子３０の−Ｚ_２軸側に位置している。集光光学素子７は、導光光学素子３０の−Ｚ軸側（後方）に位置している。そして、集光光学素子７は、導光光学素子３０の−Ｙ軸側（下側）に位置している。

集光光学素子７は、光源６から発せられた光を入射する。集光光学素子７は、前方（＋Ｚ_２軸方向）に光を集光させる。図２１では、集光光学素子７が正のパワーを有する集光光学素子７として示している。

また、変形例２で示す集光光学素子７は、例えば、内部が屈折材で満たされている。

図２１では、集光光学素子７は、１つの集光光学素子７で構成されているが、複数の光学部品を用いることもできる。しかし、複数の光学素子を用いる場合には、各光学素子の位置決め精度を確保するなど、製造性を低下させることになる。

変形例２では、集光光学素子７の光軸Ｃ_３は、Ｚ_２軸に平行である。また、集光光学素子７の光軸Ｃ_３は、光源６の光軸Ｃｓ_２と一致している。

集光光学素子７の詳細な構成及び機能は集光光学素子２と同様である。そのため、集光光学素子２の説明で、集光光学素子７の説明を代用する。ただし、集光光学素子７の焦点距離等の光学性能は、集光光学素子２に対して異なる値を取りえる。

光源６及び集光光学素子７は、導光光学素子３０の下側（−Ｙ軸方向側）に配置されている。また、光源６及び集光光学素子７は、導光光学素子３０の後方（−Ｚ軸方向側）に配置されている。つまり、変形例２に係る前照灯モジュール１１１では、図２１に示すように、光源７は、光源１の下側（−Ｙ軸方向側）に配置されている。

次に、光線の挙動について説明する。

図２１に示すように、集光光学素子７によって集光された光は、導光光学素子３０の入射面３４に入射する。入射面３４は、屈折面である。また、図２１では、入射面３４は、平面形状で示している。入射面３４に入射した光は、入射面３４で屈折される。入射面３４に入射した光は、出射面３３０から出射する。

なお、変形例２で示す導光光学素子３０は、例えば、内部が屈折材で満たされている。

入射面３４は照射面９と共役の関係にある。つまり、入射面３４は、照射面９と光学的に共役の位置にある。従って、入射面３４上に集光光学素子７によって形成された配光パターンの像は、投射レンズ８によって車両の前方の照射面９に拡大して投影される。

入射面３４は稜線部３２１よりも下側（−Ｙ軸方向側）に配置されている。このため、入射面３４上に形成された配光パターンの像は、照射面９上ではカットオフライン９１よりも上側（＋Ｙ軸方向側）に投影される。したがって、光源６及び集光光学素子７は、ハイビームで照明される領域を照明することができる。

また、図２１に示すように集光光学素子７から出射される光の集光位置を調整することで、ハイビームの配光を変更することができる。また、集光光学素子７と導光光学素子３０との幾何学関係を調整することで、ハイビームの配光を変更することができる。

「幾何学関係の調整」とは、例えば、集光光学素子７と導光光学素子３０との光軸Ｃ_１方向（Ｚ軸方向）の位置関係を調整することである。集光光学素子７と導光光学素子３０との光軸Ｃ_１方向の位置関係が異なれば、集光光学素子７によって集光された入射面３４上の集光スポットのサイズが変わる。つまり、集光光学素子７によって集光された光の入射面３４上の光束径が変わる。そして、それに応じて、照射面９上の配光は変化する。

上述の例では、入射面３４を共役面ＰＣ上に配置した。しかし、入射面３４を共役面ＰＣより−Ｚ軸方向側に配置することができる。つまり、共役面ＰＣは入射面３４の＋Ｚ軸側に存在する。共役面ＰＣは導光光学素子３０の内部に存在する。

このような構成の場合には、共役面ＰＣの稜線部３２１より下側（−Ｙ軸方向側）に形成される配光パターンの像を、入射面３４の形状で制御することができる。

例えば、入射面３４は正のパワーを有する曲面形状である。そして、集光光学素子７から出射された光は稜線部３２１に集光する。このような場合には、カットオフライン９１の上側（＋Ｙ軸側）の領域が最も明るく照明される配光パターンとなる。

この様に、入射面３４の面の形状を変化させることで、容易にハイビームの配光パターンを制御することができる。

以上のように、実施の形態２に係る前照灯モジュール１１１は、ロービームの配光パターンとハイビームの配光パターンとの両方を同一の前照灯モジュールで容易に形成することができる。つまり、ハイビーム用の前照灯モジュールとロービーム用の前照灯モジュールとをそれぞれ別々に用意する必要がない。このため、従来の前照灯装置に比べて小型の前照灯装置を実現することができる。

次に、投射レンズ８の採用について説明する。

導光光学素子３０は、出射面３３０を備えている。出射面３３０は、例えば、平面である。出射面３３０は、例えば、投射レンズ８の光軸Ｃｐに垂直な平面である。

そのため、導光光学素子３０は、配光パターンを照射面９上に投影する機能を有していない。そして、前照灯モジュール１１１は、投射レンズ８を備えている。投射レンズ８は、配光パターンを照射面９上に投影する。

つまり、導光光学素子３０は、配光制御素子４を含んだ構成をしている。また、導光投射光学素子３は、導光光学素子３０が投射レンズ８を含んだ構成をしている。

投射レンズ８の焦点は、例えば、光軸Ｃｐの方向において、配光パターンの位置にある。つまり、配光パターンは共役面ＰＣ上に形成されている。これにより、投射レンズ８は、この配光パターンを照射面９上に投影することができる。

なお、出射面３３０にパワーを持たせることができる。この場合には、出射面３３０と投射レンズ８とが、配光パターンを照射面９上に投影する。

最後に、トロイダルレンズ面の拡散配光形成部３１２ａ，３１２ｂについて説明する。

導光光学素子３０の配光制御面３１は、トロイダルレンズ面で形成されている。図２１では、Ｙ−Ｚ平面上で見て、配光制御面３１は、曲面形状をしている。このため、例えは、スポット配光形成部３１１または拡散配光形成部３１２は、Ｙ−Ｚ平面上で、集光機能を有している。

このため、前照灯モジュール１１１は、光源１から出射された光を集光する集光光学素子２を備えていない。

図２１に示す前照灯モジュール１１１では、スポット配光形成部３１１または拡散配光形成部３１２で集光された光は、共役面ＰＣで集光している。また、図２１に示す前照灯モジュール１１１では、スポット配光形成部３１１または拡散配光形成部３１２で集光された光は、稜線部３２１で集光している。また、図２１に示す前照灯モジュール１１１では、スポット配光形成部３１１または拡散配光形成部３１２で集光された光は、投射レンズ８の光軸Ｃｐ上で集光している。

実施の形態３．
図１７は、前照灯モジュール１００，１０２，１１０，１１１を実装した前照灯装置１０の構成を示した構成図である。上述の実施の形態では、前照灯モジュール１００，１０２，１１０，１１１の実施の形態を説明した。図１７では、一例として、前照灯モジュール１００を搭載した例を示している。

例えば、図１７に示された３つの前照灯モジュール１００の全部又は一部を、前照灯モジュール１０２，１１０，１１１に置きかえることができる。

前照灯装置１０は、筐体９７を備える。また、前照灯装置１０は、カバー９６を備えることができる。

筐体９７は、前照灯モジュール１００を保持している。

筐体９７は、例えば、車体の内部に配置されている。

筐体９７の内部には、前照灯モジュール１００が収められている。図１７では、例として、３個の前照灯モジュール１００が収められている。なお、前照灯モジュール１００の個数は、３個に限定されない。前照灯モジュール１００の個数は、１個または２個でも良く、４個以上でも良い。

前照灯モジュール１００は、例えば、筐体９７の内部に、Ｘ軸方向に並べて配置されている。なお、前照灯モジュール１００の並べ方は、Ｘ軸方向に並べる方法に限らない。デザイン又は機能等を考慮して、前照灯モジュール１００をＹ軸方向又はＺ軸方向にずらして配置しても良い。

また、図１７では、筐体９７の内部に前照灯モジュール１００を収めている。しかし、筐体９７は、箱形状である必要はない。筐体９７は、フレーム等で構成されており、そのフレームに前照灯モジュール１００が固定される構成を採用しても良い。なぜなら、四輪の自動車等の場合には、筐体９７は車体の内部に配置されているからである。このフレーム等は、車体を構成する部品であってもよい。この場合には、筐体９７は車体を構成する一部となる。つまり、筐体９７は筐体部となる。

自動二輪車の場合には、筐体９７は、ハンドルの近くに配置されている。四輪の自動車の場合には、筐体９７は、車体の内部に配置されている。

カバー９６は、前照灯モジュール１００から出射された光を透過する。そして、カバー９６を透過した光は、車両の前方に出射される。カバー９６は透明な材料で作製されている。

カバー９６は、車体の表面部分に配置されて、車体の外部に表れている。

カバー９６は、筐体９７の＋Ｚ軸方向に配置されている。

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（＋Ｚ軸方向）に出射される。図１７では、カバー９６から出射された光は、隣り合う前照灯モジュール１００から出射された光と重なり合って、１つの配光パターンを形成している。

カバー９６は、前照灯モジュール１００を風雨又は塵埃等から守るために設けられている。しかし、投射レンズ８が前照灯モジュール１００の内部の部品を風雨又は塵埃等から守る構造の場合には、特にカバー９６を設ける必要はない。

以上で説明したように、複数の前照灯モジュール１００を備える場合には、前照灯装置１０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１０は、前照灯モジュール１００と等しくなる。つまり、前照灯モジュール１００が前照灯装置１０である。または、前照灯装置１０は、１個の前照灯モジュール１００にカバー９６または筐体９７などを取り付けた構成となる。

なお、上述の各実施の形態においては、「平行」または「垂直」などの部品間の位置関係又は部品の形状を示す用語を用いている場合がある。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含む。このため、請求の範囲に部品間の位置関係または部品の形状を示す記載した場合には、これらの記載は、製造上の公差又は組立て上のばらつき等を考慮した範囲を含む。

また、以上のように本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限るものではない。

＜付記＞
以下の内容を付記として記載する。

＜付記１＞
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を集光光に変換する集光光学素子と、
前記集光光の焦点位置を変更する配光制御素子と、
前記配光制御素子から出射した光を投射する投射光学素子と
を備え、
前記配光制御素子は、前記投射光学素子の光軸に垂直な面であって、前記投射光学素子の前側の焦点位置にある面上に前記投射光学素子が投射する配光パターンの配光分布を形成し、前記配光パターンの中に高光度領域を形成する第１の配光形成部及び前記配光パターンの中に、前記高光度領域よりも低い光度の低光度領域を形成する第２の配光形成部を備える前照灯モジュール。

＜付記２＞
前記第１の配光形成部は、前記集光光学素子の光軸上に配置される付記１に記載の前照灯モジュール。

＜付記３＞
前記第１の配光形成部は、前記第２の配光形成部よりも大きいパワーを有する付記１又は２に記載の前照灯モジュール。

＜付記４＞
前記配光制御素子から出射した光を反射する反射面を備え、
前記投射光学素子の光軸方向において、前記反射面の前記投射光学素子側の端部は、前記面上に位置する付記１から３のいずれか１項に記載の前照灯モジュール。

＜付記５＞
付記１から４のいずれか１項に記載の前照灯モジュールを備えた前照灯装置。

１０ 前照灯装置、 １００，１０１，１０２，１１０，１１１ 前照灯モジュール、 １，６ 光源、１１，６１ 発光面、 ２，７ 集光光学素子、 ２１１，２１２ 入射面、 ２２ 反射面、 ２３１，２３２ 出射面、 ３ 導光投射光学素子、 ３０ 導光光学素子、 ３１ 配光制御面３１１ スポット配光形成部 ３１２，３１２ａ，３１２ｂ 拡散配光形成部、 ３２ 反射面、 ３２１ 稜線部、 ３３，３３０ 出射面、 ４，４０ 配光制御素子、 ４１ スポット配光形成部４１、 ４２，４２ａ，４２ｂ 拡散配光形成部、 ４３ 出射面、 ４４ 段差、 ５ 遮光板、 ５１，５１ａ，５１ｂ 辺、 ８ 投射レンズ、 ９ 照射面、 ９１ カットオフライン、 ９２ カットオフラインの下側の領域、 ９３ 高照度領域、 ９６ カバー、 ９７ 筐体、 ａ，ｂ，ｆ 角度、 Ｃ，Ｃｐ，Ｃｓ，Ｃ_１，Ｃ_２ 光軸、 Ｌ_１，Ｌ_２ 光束、 ｍ_１，ｍ_２，ｍ_３，ｍ_４ 垂線、 ＰＨ，ＰＷ 集光位置、 ＰＣ 共役面、 Ｒ_１ 光線、 Ｓ_１，Ｓ_３，Ｓ_４，Ｓ_６ 入射角、 Ｓ_２，Ｓ_５， 反射角、 Ｓ_ｏｕｔ，Ｓ_ｏｕｔ１，Ｓ_ｏｕｔ２ 出射角。

Claims (15)

1. 光を出射する光源と、
   入射した前記光の発散角を変更することで配光パターンを形成する配光制御素子と、
   前記配光パターンを投影する投射光学素子と
   を備え、
   前記配光制御素子は、前記配光パターンの中に高光度領域を形成する第１の配光形成部と前記配光パターンの中に前記高光度領域よりも低い光度の低光度領域を形成する第２の配光形成部とを備える前照灯モジュール。
2. 前記第１の配光形成部は、前記光源の光軸上に配置される請求項１に記載の前照灯モジュール。
3. 前記第２の配光形成部は、前記光源の光軸に対して前記第１の配光形成部よりも外側に配置される請求項２に記載の前照灯モジュール。
4. 前記光源から出射された光を集光光に変換する集光光学素子を備え、
   前記第１の配光形成部は、前記集光光学素子の光軸上に配置される請求項１に記載の前照灯モジュール。
5. 前記第２の配光形成部は、前記集光光学素子の光軸に対して前記第１の配光形成部よりも外側に配置される請求項４に記載の前照灯モジュール。
6. 前記第１の配光形成部は、前記光源から出射された中心光線を透過する請求項１に記載の前照灯モジュール。
7. 前記第２の配光形成部は、前記中心光線に対して前記第１の配光形成部よりも外側に配置される請求項６に記載の前照灯モジュール。
8. 前記第１の配光形成部は、前記第２の配光形成部よりも大きいパワーを有する請求項１から７のいずれか１項に記載の前照灯モジュール。
9. 前記配光パターンは、前記投射光学素子の焦点位置にある面上に形成される請求項１から８のいずれか１項に記載の前照灯モジュール。
10. 前記面は、前記投射光学素子の光軸に垂直である請求項９に記載の前照灯モジュール。
11. 前記第１の配光形成部から出射した光は、前記面上で集光する請求項９又は１０に記載の前照灯モジュール。
12. 前記配光制御素子から出射した光を反射する反射面を備え、
    前記投射光学素子の光軸方向において、前記反射面の前記投射光学素子側の端部は、前記面上に位置する請求項９から１１のいずれか１項に記載の前照灯モジュール。
13. 前記配光制御素子および前記反射面を含む光学素子を備える請求項１２に記載の前照灯モジュール。
14. 前記光学素子は、前記投射光学素子を含む請求項１３に記載の前照灯モジュール。
15. 請求項１から１４のいずれか１項に記載の前照灯モジュールを備えた前照灯装置。

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