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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-14
(45)【発行日】2024-11-22
(54)【発明の名称】前照灯装置
(51)【国際特許分類】
F21S 41/24 20180101AFI20241115BHJP
F21S 41/147 20180101ALI20241115BHJP
F21S 41/25 20180101ALI20241115BHJP
F21S 41/151 20180101ALI20241115BHJP
F21S 41/663 20180101ALI20241115BHJP
F21S 41/20 20180101ALI20241115BHJP
F21W 102/14 20180101ALN20241115BHJP
F21W 102/155 20180101ALN20241115BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20241115BHJP
F21Y 115/30 20160101ALN20241115BHJP
【ＦＩ】
F21S41/24
F21S41/147
F21S41/25
F21S41/151
F21S41/663
F21S41/20
F21W102:14
F21W102:155
F21Y115:10
F21Y115:30
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2024520198
(86)(22)【出願日】2022-05-13
(86)【国際出願番号】 JP2022020161
(87)【国際公開番号】W WO2023218624
(87)【国際公開日】2023-11-16
【審査請求日】2024-05-27
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100116964
【弁理士】
【氏名又は名称】山形 洋一
(74)【代理人】
【識別番号】100120477
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 賢改
(74)【代理人】
【識別番号】100135921
【弁理士】
【氏名又は名称】篠原 昌彦
(74)【代理人】
【識別番号】100203677
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 力
(72)【発明者】
【氏名】西村 将利
【審査官】河村 勝也
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１５－５０９６４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／００６１３８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１８／００３８８８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】独国特許出願公開第１０２０１９１１８０５１（ＤＥ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２１Ｓ ４１／００
Ｆ２１Ｗ １０２／１４
Ｆ２１Ｗ １０２／１５５
Ｆ２１Ｙ １１５／１０
Ｆ２１Ｙ １１５／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロービーム用の第１の光源と、ハイビーム用の第２の光源と、
前記第１の光源から出射された光及び前記第２の光源から出射された光が入射し、これらの光を出射する出射面を有する投射光学部材と
を備え、
前記投射光学部材は、
前記第１の光源から光が入射する第１の入射面と、
前記第２の光源から光が入射し、集光部を有する第２の入射面と、
前記第１の入射面から入射した光を前記出射面に向けて反射する第１の反射面と、
前記第２の入射面から入射した光を前記出射面に向けて反射する第２の反射面と
を有し、
前記第２の入射面は、前記第２の光源から出射された光を上下に２以上の光路に分割する２以上の光路分割面を有し、
前記第２の光源は、水平方向に配列された複数の第２の光源であり、
前記複数の第２の光源のうち、個々の第２の光源から出射された光が、前記２以上の光路を進んで前記出射面から出射され、照射面において上下に連続した配光パターンを形成する
前照灯装置。
【請求項2】
前記２以上の光路分割面は、第１の光路分割面と第２の光路分割面とを有し、前記第１の光路分割面及び前記第２の光路分割面のうち、前記第１の光路分割面は前記出射面の焦点位置により近い
請求項１に記載の前照灯装置。
【請求項3】
前記第１の光源と前記投射光学部材の前記第１の入射面との間に、前記第１の光源から出射された光を前記第１の反射面に向かって集光する集光光学素子を備える請求項１に記載の前照灯装置。
【請求項4】
前記投射光学部材は、前記第１の光源から出射された光を前記第１の反射面に向かって集光する集光部を有する請求項１から３までの何れか１項に記載の前照灯装置。
【請求項5】
前記投射光学部材は、前記第１の反射面と前記第２の反射面との間に、ロービームの配光を形成するためのカットオフライン形成部を有する請求項１から３までの何れか１項に記載の前照灯装置。
【請求項6】
前記カットオフライン形成部は、前記出射面の焦点位置に近接した位置に配置されている請求項５に記載の前照灯装置。
【請求項7】
前記第１の反射面と前記第２の反射面とは、稜線を挟んで隣接しており、前記稜線が前記カットオフライン形成部を構成する
請求項５に記載の前照灯装置。
【請求項8】
前記第２の反射面は、正のパワーを有する請求項１から３までの何れか１項に記載の前照灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ロービーム及びハイビーム機能を有する前照灯装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ロービーム用の光源とハイビーム用の光源とを備えた前照灯装置が知られている。例えば、特許文献１に開示された前照灯装置は、投影レンズと、ロービーム用の光源と、ハイビーム用の光源と、リフレクタと、シェードとを備えている。リフレクタは、ロービーム用の光源から出射された光を投影レンズに向けて反射する。
【0003】
リフレクタで反射された光は、シェードの上面で反射されて投影レンズに入射する。その際、光の一部がシェードによって遮断されてカットオフラインを形成する。また、ハイビーム用の光源から出射された光は、シェードの下面で反射されて投影レンズに入射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】国際公開ＷＯ２０１６／０２１６９８（例えば、図２参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に開示された前照灯装置では、投影レンズ、リフレクタ及びシェードがそれぞれ別々の部材として構成されている。そのため、組立誤差により各部材の相互の位置精度が低下すると、リフレクタあるいは投影レンズに取り込まれない光が発生し、光利用効率が低下する。この課題は、前照灯装置の小型化が進むと、より顕著になる。
【0006】
本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ロービーム及びハイビームを照射可能で、光利用効率が高く、小型化に適した前照灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の前照灯装置は、ロービーム用の第１の光源と、ハイビーム用の第２の光源と、 第１の光源から出射された光及び第２の光源から出射された光が入射し、これらの光を出射面から出射する投射光学部材とを備える。投射光学部材は、第１の光源から光が入射する第１の入射面と、第２の光源から光が入射し、集光部を有する第２の入射面と、第１の入射面から入射した光を出射面に向けて反射する第１の反射面と、第２の入射面から入射した光を出射面に向けて反射する第２の反射面とを有する。第２の入射面は、第２の光源から出射された光を上下に２以上の光路に分割する２以上の光路分割面を有する。第２の光源は、水平方向に配列された複数の第２の光源であり、当該複数の第２の光源のうち、個々の第２の光源から出射された光が、当該２以上の光路を進んで出射面から出射され、照射面において上下に連続した配光パターンを形成する。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、ロービーム及びハイビームの照射が可能で、光利用効率が高く、小型化に適した前照灯装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施の形態１の前照灯装置の構成を示す側面図である。
【図2】実施の形態１の前照灯装置の構成を示す背面図である。
【図3】（Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１の集光光学素子の構成例を示す側面図である。
【図4】実施の形態１の前照灯装置の投射光学部材を示す側面図である。
【図5】（Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１の投射光学部材のハイビーム用の光の入射面を含む部分を示す図である。
【図6】実施の形態１の前照灯装置により形成される自動二輪車用の配光パターンを示す図である。
【図7】四輪車用の配光パターンを形成するカットオフライン形成部を備えた、実施の形態１の前照灯装置の一例を示す背面図である。
【図9】変形例の投射光学部材を示す側面図である。
【図10】実施の形態２の前照灯装置の構成を示す側面図である。
【図11】実施の形態２の投射光学部材のハイビーム用の光の入射面を含む部分を示す図である。
【図12】実施の形態２の投射光学部材内のロービーム用及びハイビーム用の光路を示す図である。
【図13】（Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態２の前照灯装置により形成される配光パターンの例を示す図である。
【図14】実施の形態２のハイビーム用の光源及び投射光学部材の入射面を示す斜視図である。
【図15】実施の形態１，２の投射光学部材の出射面の形状の例を示す図である。
【図16】実施の形態１，２の光源の取付構造の例を示す側面図である。
【図17】実施の形態１，２の投射光学部材の例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、実施の形態に係る前照灯装置を、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は例にすぎず、実施の形態を適宜組み合わせること及び各実施の形態を適宜変更することが可能である。
【0011】
車両の前照灯装置は、道路交通規則などによって定められる配光パターンを満たさなければならない。「配光」とは、光源の空間に対する光度分布をいう。つまり、配光は、光源から出る光の空間的分布である。また、「光度」とは、発光体の放つ光の強さの程度を示すものである。光度は、ある方向の微小な立体角内を通る光束を、その立体角で割ったものである。
【0012】
「配光パターン」とは、光源から放射される光の方向に起因する光束の形状及び光の強度分布を示す。「配光パターン」は、照射面上での照度分布パターンの意味としても使用される。「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り、単位面積当たりに照射された光束に等しい。
【0013】
道路交通規則において自動車用ロービームに関して規定された配光パターンは、上下方向が狭い横長の形状を有する。対向車を眩惑させないために、配光パターンの上側の境界線であるカットオフラインは明瞭であることが要求される。つまり、カットオフラインより上側（すなわち、配光パターンの外側）が暗く、カットオフラインより下側（すなわち、配光パターンの内側）が明るいこと、すなわち、カットオフラインが明瞭であることが要求される。
【0014】
ここで、「カットオフライン」とは、前照灯装置から出射された光を壁又はスクリーンに照射した場合にできる光の明暗の区切り線のことで、配光パターンの上側の区切り線のことである。つまり、「カットオフライン」とは、配光パターンの上側の光の明暗の境界線のことである。つまり、カットオフラインは、配光パターン内における上側の光の明るい領域と配光パターン外における光の暗い領域との間の境界線のことである。カットオフラインは、車両がすれ違う際に前照灯装置から出射される光の照射方向を調節する機能を説明するために用いられる用語である。
【0015】
そして、カットオフラインより下側の領域、すなわち、配光パターンの内側であってカットオフラインより少し下の領域が最大照度の領域となることが要求される。この最大照度の領域は、「高照度領域」と呼ばれる。ここで、「カットオフラインより下側の領域」とは、配光パターン内における上部の領域を意味し、前照灯装置では遠方を照射する部分に相当する。このような明瞭なカットオフラインを実現するためには、カットオフラインに大きな色収差及びぼやけなどが生じないことが望ましい。「カットオフラインにぼやけが生じる」とは、カットオフラインが不鮮明になることである。
【0016】
カットオフラインの形状は各国の法規によって定められている。一般に、自動車用の前照灯装置のロービームでは、カットオフラインは立ち上がりラインを有する段違い形状を有する。
【0017】
また、前照灯装置は自動車の前面に配置されるため意匠性が重要である。特に、従来の前照灯装置は円形の開口を有するものが多くみられたが、更に意匠の自由度を高めた前照灯装置が求められている。例えば、車両の垂直方向に縦長の開口（すなわち、光を出射する出射面）を有する前照灯装置は、これまでにほとんど見られず、意匠性を高めることができると考えられる。
【0018】
本開示の前照灯装置は、車両の前照灯装置のロービーム又はハイビームなどに適用される。また、本開示の前照灯装置は、自動二輪車用の前照灯装置のロービーム又はハイビームなどにも適用される。また、本開示の前照灯装置は、三輪又は四輪などのその他の車両の前照灯装置のロービーム又はハイビームなどにも適用される。
【0019】
以下では、自動二輪車用及び四輪車用に適用される前照灯のロービーム及びハイビームの配光パターンを形成する場合を例として説明する。自動二輪車用の前照灯のロービームの配光パターンは、カットオフラインが車両の左右方向に伸びており、配光パターンの内側であってカットオフラインの少し下側の領域が最も明るい。また、四輪車用の前照灯のロービームの配光パターンは、対向車両や前方の車両に与える眩輝を考慮して、配光パターンに複数の段差を有するものが、欧州のＥＣＥ（Ｅｃｏｎｏｍｉｃ
Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｆｏｒ Ｅｕｒｏｐｅ）によって定義されている。
Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｆｏｒ Ｅｕｒｏｐｅ）によって定義されている。
【0020】
前照灯のハイビームは、車両の左右方向に伸びており、水平線の中央領域が最も明るい。これは自動二輪車用及び四輪車用ともに同様である。
【0021】
さらに、前照灯のハイビームには複数の光源、又は、複数の前照灯モジュールを用いて選択的に複数箇所を動的に照射する技術が提案されている。本開示に係る前照灯装置はそのような用途の前照灯装置にも適用することができる。
【0022】
三輪の車両としては、例えば、ジャイロと呼ばれる自動三輪車が挙げられる。「ジャイロと呼ばれる自動三輪車」とは、前輪が一輪で、後輪が一軸二輪の三輪でできたスクーターである。日本では、自動三輪車は原動機付自転車に該当する。自動三輪車は、車体中央付近に回転軸を持ち、前輪及び運転席を含む車体のほとんどを左右方向に傾けることができる。この機構によって、自動三輪車は、自動二輪車と同様に旋回の際に内側へ重心を移動することができる。
【0023】
以下の実施の形態の説明では、説明を容易にするためにＸＹＺ座標系の座標軸及び座標平面を用いる。車両の左右方向をＸ軸方向とする。車両の前方を向いたときの右側を＋Ｘ軸方向とし、車両の前方を向いたときの左側を－Ｘ軸方向とする。「前方」とは、車両の前進時の進行方向をいう。つまり、「前方」とは、前照灯が光を照射する方向である。また、車両の上下方向をＹ軸方向とする。上側を＋Ｙ軸方向とし、下側を－Ｙ軸方向とする。「上側」とは空の方向であり、「下側」とは地面（すなわち、路面）の方向である。また、車両の進行方向をＺ軸方向とする。車両の前進時の進行方向を＋Ｚ軸方向とし、その反対の方向を－Ｚ軸方向とする。＋Ｚ軸方向を「前方」と呼び、－Ｚ軸方向を「後方」と呼ぶ。＋Ｚ軸方向は、車両に搭載された前照灯装置が光を照射する方向である。
【0024】
また、ＺＸ平面は、路面に平行な面である。通常、路面は「水平面」とみなせる。このため、ＺＸ平面は、「水平面」とも呼ぶ。「水平面」とは、重力の方向に直交する平面である。しかし、路面は、車両の走行方向に対して傾くことがある。つまり、登り坂又は下り坂などでは、路面は水平面に対して傾く。これらの場合には、「水平面」は、路面に平行な面とみなす。つまり、この場合には、「水平面」は、重力の方向に対して垂直な平面ではないものとみなす。
【0025】
一方、一般的な路面が車両の走行方向に対して左右方向に傾いていることは稀である。「左右方向」とは、走路の幅方向である。これらの場合には、「水平面」は、重力方向に対して直交する面として考える。例えば、路面が左右方向に傾き、車両が路面の左右方向に対して垂直であったとしても、車両が「水平面」に対して左右方向に傾いた状態と同等として考える。以下では、理解を容易にするために、「水平面」は、重力方向に垂直は平面とみなして説明を行う。つまり、ＺＸ平面は、重力方向に垂直は平面とみなして説明を行う。
【0026】
《実施の形態１》
〈前照灯装置１００〉
図１は、実施の形態１の前照灯装置１００の構成例を示す側面図である。図２は、実施の形態１の前照灯装置１００を－Ｚ軸側から見た図、すなわち背面図である。前照灯装置１００は、車両用の装置である。実施の形態１に係る前照灯装置１００は、第１の光源としてのロービーム用の光源１と、第２の光源としてのハイビーム用の光源２と、投射光学部材３とを備える。
〈前照灯装置１００〉
図１は、実施の形態１の前照灯装置１００の構成例を示す側面図である。図２は、実施の形態１の前照灯装置１００を－Ｚ軸側から見た図、すなわち背面図である。前照灯装置１００は、車両用の装置である。実施の形態１に係る前照灯装置１００は、第１の光源としてのロービーム用の光源１と、第２の光源としてのハイビーム用の光源２と、投射光学部材３とを備える。
【0027】
〈光源１〉
光源１は、白熱電球、ハロゲンランプ、又は蛍光ランプなどのランプ光源であってもよく、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ（ＬＥＤ））又はレーザーダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ（ＬＤ））などの半導体光源であってもよい。二酸化炭素（ＣＯ２）の排出と燃料の消費を抑えるといった環境への負荷を軽減する観点から、半導体光源が望ましい。半導体光源は、ランプ光源に比べて発光効率が高い観点でも望ましい。また、半導体光源は、ランプ光源に比べて指向性が高く、光学系を小型化及び軽量化できる観点でも望ましい。
光源１は、白熱電球、ハロゲンランプ、又は蛍光ランプなどのランプ光源であってもよく、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ（ＬＥＤ））又はレーザーダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ（ＬＤ））などの半導体光源であってもよい。二酸化炭素（ＣＯ２）の排出と燃料の消費を抑えるといった環境への負荷を軽減する観点から、半導体光源が望ましい。半導体光源は、ランプ光源に比べて発光効率が高い観点でも望ましい。また、半導体光源は、ランプ光源に比べて指向性が高く、光学系を小型化及び軽量化できる観点でも望ましい。
【0028】
光源１は、投射光学部材３の光軸Ｃ３に対して上方（すなわち＋Ｙ軸方向）に位置している。光源１は、第１の光としてのロービーム用の光を発する。光源１は、投射光学部材３に向けてロービーム用の光を発する。光源１の光軸Ｃ１は、Ｙ軸方向に対して角度αだけ傾斜している。
【0029】
【0030】
〈光源２〉
光源２は、白熱電球、ハロゲンランプ、又は蛍光ランプなどのランプ光源であってもよく、ＬＥＤ又はＬＤなどの半導体光源であってもよい。光源１と同様、環境への負荷を軽減する観点から、半導体光源が望ましい。半導体光源は、ランプ光源に比べて発光効率が高い観点でも望ましく、また、ランプ光源に比べて指向性が高く、光学系を小型化及び軽量化できる観点でも望ましい。
光源２は、白熱電球、ハロゲンランプ、又は蛍光ランプなどのランプ光源であってもよく、ＬＥＤ又はＬＤなどの半導体光源であってもよい。光源１と同様、環境への負荷を軽減する観点から、半導体光源が望ましい。半導体光源は、ランプ光源に比べて発光効率が高い観点でも望ましく、また、ランプ光源に比べて指向性が高く、光学系を小型化及び軽量化できる観点でも望ましい。
【0031】
光源２は、光源１に対して下方（すなわち－Ｙ軸方向）に位置している。また、光源２は、投射光学部材３の光軸Ｃ３に対して下方に位置している。光源２は、第２の光としてのハイビーム用の光を発する。光源２は、ハイビーム用の光を投射光学部材３に向けて出射する。光源２の光軸Ｃ２は、Ｙ軸方向に対して角度βだけ傾斜している。
【0032】
図２に示すように、複数の光源２がＸ軸方向に配列されている。それぞれの光源２は、個別に点灯可能である。光源２の数は、ここでは１７個である。但し、光源２の数は１７個より多くても少なくても良い。また、これらの光源２は、基板２１に実装されている。Ｘ軸方向に配列された複数の光源２をまとめて、光源部２０と称する。
【0033】
〈集光光学素子１２〉
前照灯装置１００は、集光光学系としての集光光学素子１２を備えていてもよい。集光光学素子１２は、集光機能を有する光学素子であり、光源１から出射された光を投射光学部材３の後述する反射面３３に集光する。これにより、光源１から等方的に放射される光を効率良く利用することができ、前照灯装置１００の光利用効率が向上する。
前照灯装置１００は、集光光学系としての集光光学素子１２を備えていてもよい。集光光学素子１２は、集光機能を有する光学素子であり、光源１から出射された光を投射光学部材３の後述する反射面３３に集光する。これにより、光源１から等方的に放射される光を効率良く利用することができ、前照灯装置１００の光利用効率が向上する。
【0034】
集光光学素子１２は、例えば、透明樹脂、光透過性を有する硝子又はシリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）材で製作されていることが好ましい。光利用効率を高めるために、集光光学素子１２の材料は、光透過性の高い材料であることが好ましい。また、集光光学素子１２が光源１の直後に配置されることから、耐熱性に優れた材料が好ましい。
【0035】
図３（Ａ）は、集光光学素子１２の一構成例を示す図である。図３（Ａ）に示した集光光学素子１２は、入射面１２ａ、入射面１２ｂ、反射面１２ｃ、出射面１２ｄ及び出射面１２ｅを有する。集光光学素子１２は、光源１の出射側、すなわち光源１から光が発せられる側に配置されている。集光光学素子１２の光軸は、光源１の光軸Ｃ１と共通である。
【0036】
集光光学素子１２の説明では、理解を容易にするために、ＸＹＺ直交座標系とは異なるＸ１Ｙ１Ｚ１直交座標系を用いる。Ｘ１Ｙ１Ｚ１直交座標系は、ＸＹＺ直交座標系を＋Ｘ軸側から見て、Ｘ軸を回転中心として時計回りに角度α（図１）だけ回転させた座標系である。集光光学素子１２の光軸Ｃ１は、Ｚ１軸に平行である。
【0037】
入射面１２ａ，１２ｂは、光源１からの光が入射する位置に配置されている。入射面１２ａは、光軸Ｃ１を中心とする回転体形状を有する。入射面１２ａは、例えば、光軸Ｃ１に直交する断面形状が円形であり、その円の直径が＋Ｚ１軸方向に小さくなる筒状である。入射面１２ａは、正のパワーを有する。
【0038】
入射面１２ｂは、入射面１２ａの＋Ｚ１軸方向の端部の内周に接続され、光軸Ｃ１上に位置する。入射面１２ｂは、－Ｚ１軸方向に凸となる曲面であり、正のパワーを有する。光源１から出射された光のうち、出射角度の大きい光線は入射面１２ａに入射し、出射角度の小さい光線は入射面１２ｂに入射する。
【0039】
反射面１２ｃは、入射面１２ａ，１２ｂよりも外周側に配置されている。反射面１２ｃは、入射面１２ａの－Ｚ１軸方向の端部から、入射面１２ａの＋Ｚ１軸方向の端部よりもさらに＋Ｚ１軸方向に延在している。すなわち、反射面１２ｃは、入射面１２ａで屈折した光が入射する位置に配置されている。反射面１２ｃは、例えば、光軸Ｃ１に直交する断面形状が円形であり、その円の直径が＋Ｚ１軸方向に大きくなる筒状である。反射面１２ｃは、正のパワーを有する。
【0040】
出射面１２ｄは、反射面１２ｃの＋Ｚ１軸方向の端部に接続されている。出射面１２ｄは、光軸Ｃ１に直交する平面である。出射面１２ｄは、例えば、光軸Ｃ１を中心とする環状である。
【0041】
出射面１２ｅは、光軸Ｃ１上に配置されている。出射面１２ｅは、＋Ｚ１軸方向に凸となる曲面であり、正のパワーを有する。出射面１２ｅの外周は、例えば円形状を有し、出射面１２ｄの内周に接続されている。
【0042】
上記の通り、光源１から出射された光のうち、出射角度の大きい光線は入射面１２ａに入射し、出射角度の小さい光線は入射面１２ｂに入射する。入射面１２ａに入射した光線を光線Ｒ１１とし、入射面１２ｂに入射した光線を光線Ｒ１２とする。
【0043】
光線Ｒ１１は、入射面１２ａでの屈折作用を受けて反射面１２ｃに向かい、反射面１２ｃで反射された後、出射面１２ｄから出射される。一方、光線Ｒ１２は、入射面１２ｂでの屈折作用を受けて出射面１２ｅに向かい、出射面１２ｅから出射される。
【0044】
これら入射面１２ａ，１２ｂ、反射面１２ｃ及び出射面１２ｅの作用により、光源１から出射された光を、以下で説明する投射光学部材３内で集光させることができる。
【0045】
ここでは入射面１２ａ，１２ｂ、反射面１２ｃ及び出射面１２ｄ，１２ｅの形状について具体的に説明したが、ここで説明した形状はあくまでも一例であり、これらの形状に限定されるものではない。例えば、出射面１２ｄの面形状は、正のパワーを有する曲面であってもよい。また、入射面１２ａ、入射面１２ｂ、反射面１２ｃ及び出射面１２ｅは、正のパワーを有する曲面であるが、平面であってもよく、負のパワーを有する曲面であってもよい。
【0046】
また、図３（Ａ）に示した集光光学素子１２の代わりに、図３（Ｂ）に示した集光光学素子１２０を用いてもよい。図３（Ｂ）に示した集光光学素子１２０は、正のパワーを有する光学レンズで構成されている。集光光学素子１２０は、入射面１２１と出射面１２２とを有する。
【0047】
例えば、入射面１２１は－Ｚ１軸方向に凸となる曲面で構成され、出射面１２２は＋Ｚ１軸方向に凸となる曲面で構成される。入射面１２１の中心及び出射面１２２の中心は、光軸Ｃ１上に位置する。
【0048】
集光光学素子１２０を正のパワーを有する光学レンズで構成することにより、光源１から出射された光を集光し、出射することができる。集光光学素子１２０から出射される光線を、光線Ｒ１３とする。集光光学素子１２０は、ここでは、正のパワーを有する単一の光学レンズで構成したが、各光学部材の合計が正のパワーとなるように組み合わせた複数の光学部材で構成してもよい。
【0049】
〈投射光学部材３〉
図４は、実施の形態１の光源１、光源２、集光光学素子１２、及び投射光学部材３を示す側面図である。図４に示すように、投射光学部材３には、光源１及び光源２から出射された光が入射する。投射光学部材３は、入射した光を前方（すなわち＋Ｚ軸方向）に出射する。また、投射光学部材３は、導光された光を後述する照明光として出射する機能を有する。
図４は、実施の形態１の光源１、光源２、集光光学素子１２、及び投射光学部材３を示す側面図である。図４に示すように、投射光学部材３には、光源１及び光源２から出射された光が入射する。投射光学部材３は、入射した光を前方（すなわち＋Ｚ軸方向）に出射する。また、投射光学部材３は、導光された光を後述する照明光として出射する機能を有する。
【0050】
投射光学部材３は、例えば、透明樹脂、光透過性の硝子又はシリコーン材などで形成されていることが望ましい。また、実施の形態１の投射光学部材３は、例えば、内部が光透過性の屈折材で満たされている。光利用効率を高めるために、投射光学部材３の材料は、光透過性の高い材料であることが好ましい。また、投射光学部材３は光源２の直後に配置されることから、耐熱性に優れた材料が好ましい。
【0051】
投射光学部材３は、第１の入射面としての入射面３１と、第２の入射面としての入射面３２と、第１の反射面としての反射面３３と、第２の反射面としての反射面３４と、カットオフライン形成部３５と、出射面３６とを有する。
【0052】
第１の入射面としての入射面３１は、集光光学素子１２の＋Ｚ１軸方向に位置し、集光光学素子１２の出射面１２ｄ，１２ｅに対向している。すなわち、入射面３１は、ロービーム用の光源１から発せられ、集光光学素子１２を通過した光線Ｒ１が入射する位置に形成されている。光線Ｒ１は、図３（Ａ）に示した光線Ｒ１１，Ｒ１２を合わせたもの、又は図３（Ｂ）に示した光線Ｒ１３である。
【0053】
入射面３１は、例えば、光源１の光軸Ｃ１に直交する平面である。但し、入射面３１は、曲面で構成されていてもよい。入射面３１は、また、投射光学部材３の光軸Ｃ３に対して上方（すなわち＋Ｙ軸方向）に位置している。
【0054】
第２の入射面としての入射面３２は、ハイビーム用の光源２に対向するように配置されている。入射面３２は、光源２の光軸Ｃ２上に形成されている。すなわち、入射面３２は、光源２から出射された光線Ｒ２が入射する位置に形成されている。入射面３２は、また、投射光学部材３の光軸Ｃ３に対して下方（すなわち－Ｙ軸方向）に位置している。また、入射面３２の後端部（すなわち－Ｚ軸方向の端部）と、後述する反射面３４の後端部とは、稜線Ｅで接続されている。
【0055】
前照灯装置１００のハイビームは、遠方を明るく照明するために高い光度が要求される。そのため、光源２から出射された光を、効率よく反射面３４に向かって集光することが望ましい。
【0056】
図５（Ａ）は、光源２と投射光学部材３の入射面３２を含む部分とを示す図である。入射面３２は、正のパワーを有する曲面で構成されている。より具体的には、入射面３２は、光源２側に凸となる曲面で構成されている。入射面３２には、光源２から入射した光線Ｒ２が入射する。入射面３２は、入射した光線Ｒ２を反射面３４に向かって集光する。
【0057】
すなわち、入射面３２は、光源２からの光を集光する作用を有する。言い換えると、入射面３２は、集光部を有する。入射面３２の集光作用により、より多くのハイビーム用の光を反射面３４に集めることができ、光度の高い配光パターンを形成することができる。なお、入射面３２は、ここでは光源２側に凸となる曲面であるが、このような構成に限らず、正のパワーを有してればよい。また、入射面３２は、集光面又は集光部とも称する。
【0058】
図４に示すように、第１の反射面としての反射面３３は、入射面３１の下方（すなわち－Ｙ軸方向）に位置している。実施の形態１では、反射面３３の下端部（すなわち－Ｚ軸方向の端部）は、入射面３１の後端部（すなわち－Ｙ軸方向の端部）に接続している。反射面３３は、入射面３１からの光を出射面３６に向けて前方（すなわち＋Ｚ軸方向）に反射する。
【0059】
反射面３３は、概ね＋Ｙ軸方向を向く面である。つまり、反射面３３は、ＺＸ面に対して角度γ傾いた面である。角度γは０度であってもよいが、光利用効率の向上という観点から、０度より大きい方が望ましい。反射面３３は、図１では平面で示されている。しかしながら、反射面３３は平面に限らず、曲面形状、又は複数の平面が連結された多面形状であってもよい。
【0060】
第２の反射面としての反射面３４は、反射面３３の下方（すなわち－Ｙ軸方向）に隣接して配置されている。反射面３４は、入射面３２から入射した光が入射する位置に位置している。反射面３３と反射面３４との間に、カットオフライン形成部３５が形成される。
【0061】
また、反射面３４は、入射面３２の上方（すなわち＋Ｙ軸方向）に配置されている。反射面３４と入射面３２との間には、稜線Ｅが形成されている。但し、このような構成に限らず、反射面３４と入射面３２とが離れていても良い。反射面３４は、入射面３２からの光を前方に反射する。
【0062】
反射面３４は、概ね＋Ｙ軸方向を向く面である。反射面３４は、ＺＸ面に対して角度δ傾いた面である。角度δは０度であってもよいが、光利用効率の向上という観点から、０度より大きい方が望ましい。
【0063】
これらの反射面３３，３４はいずれも、金属などを用いたミラー蒸着により形成されたミラー面であってもよいが、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。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ためである。また、ミラー蒸着の工程を無くすことで、投射光学部材３の製造工程を簡素化することができ、製造コストを低減できるためである。実施の形態１では、反射面３３，３４への光線の入射角が大きいため、ミラー蒸着をしなくても反射面３３，３４を全反射面とすることができる。
【0064】
また、入射面３２から入射した光を反射する反射面３４は、図４及び図５（Ａ）などでは平面で示されているが、曲面であってもよい。例えば、図５（Ｂ）に示すように、反射面３４の代わりに、正のパワーを有する曲面で構成された反射面３４Ａを用いてもよい。
【0065】
このように構成すれば、入射面３２の正のパワーと反射面３４Ａの正のパワーとを足し合わせることにより、より多くのハイビーム用の光を出射面３６に集めることができる。すなわち、光度の高い配光パターンを形成することができる。
【0066】
カットオフライン形成部３５は、反射面３３と反射面３４との間に形成される稜線である。カットオフライン形成部３５は、Ｘ軸方向に伸びる直線で構成される。また、カットオフライン形成部３５は、Ｚ軸方向において出射面３６の焦点位置Ｆに近接した位置にある。そのため、カットオフライン形成部３５上で各光源１，２によって形成される照度分布が、出射面３６により反転して投影され、前照灯装置１００の配光パターンとなる。
【0067】
出射面３６は、投射光学部材３の＋Ｚ軸方向の端部に設けられている。出射面３６は、正のパワーを有する曲面である。より具体的には、出射面３６は、＋Ｚ軸方向に凸となる曲面である。出射面３６は、反射面３３，３４で反射された光線Ｒ１，Ｒ２を前方（すなわち＋Ｚ軸方向）の照射面４に出射する。投射光学部材３の光軸Ｃ３は、出射面３６の面頂点を通る法線であり、ここではＺ軸に平行である。
【0068】
照射面４（図１）は、車両前方の規定位置に設定される仮想の面である。照射面４は、ＸＹ平面に平行な面すなわち鉛直面である。車両前方の規定位置は、前照灯装置の光度又は照度を計測する位置であり、道路交通規則などで規定されている。例えば、欧州の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。日本の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。
【0069】
なお、図１では、図示の便宜上、前照灯装置１００から照射面４までの距離を短く示しているが、実際の前照灯装置１００から照射面４までの距離は、図１に示したよりも長い。出射面３６の光軸Ｃ３よりも下側から出射された光線は、照射面４上では上側に照射される。また、出射面３６の光軸Ｃ３よりも上側から出射された光線は、照射面４では下側に照射される。
【0070】
〈作用〉
このように構成された前照灯装置１００において、光源１から出射されたロービーム用の光線Ｒ１は、投射光学部材３の入射面３１に入射し、反射面３３で前方に反射され、出射面３６から照射面４に照射される。また、光源２から出射されたハイビーム用の光線Ｒ２は、投射光学部材３の入射面３２に入射し、反射面３４で前方に反射され、出射面３６から照射面４に照射される。
このように構成された前照灯装置１００において、光源１から出射されたロービーム用の光線Ｒ１は、投射光学部材３の入射面３１に入射し、反射面３３で前方に反射され、出射面３６から照射面４に照射される。また、光源２から出射されたハイビーム用の光線Ｒ２は、投射光学部材３の入射面３２に入射し、反射面３４で前方に反射され、出射面３６から照射面４に照射される。
【0071】
例えば、従来の前照灯装置では、投影レンズ、リフレクタ、及びシェード等の部品がそれぞれ別部材として構成されている。そのため、組立誤差によって各部材の相互の位置精度が低下すると、迷光が生じて、光利用効率の低下が生じる。これに対し、実施の形態１では、投射光学部材３が、入射面３１，３２、反射面３３，３４及び出射面３６を一体に有しているため、各部の相対位置が高精度に維持される。そのため、組立誤差による迷光の発生を抑制し、光利用効率を向上することができる。
【0072】
また、光源２から出射された光を、集光作用を有する入射面３２によって反射面３４に向かって集光することにより、光源２から出射されたハイビーム用の光の利用効率を向上し、ハイビームの高い光度を得ることができる。
【0073】
さらに、光源１から出射された光を、集光光学素子１２によって反射面３３に向かって集光することにより、光源１から出射されたロービーム用の光の利用効率を向上し、ロービームの高い光度を得ることができる。
【0074】
また、投射光学部材３の入射面３２が集光作用を発揮するため、光源２と投射光学部材３との間に別部材として集光素子を配置する必要がない。そのため、部品点数を増加させる必要がなく、前照灯装置１００の小型化及び製造コストの低減が可能になる。
【0075】
図６は、前照灯装置１００によって照射面４上に形成される配光パターン４０を示す図である。図６において、Ｈ線及びＶ線は、前照灯装置の法規で規定されるＨＶ点を通る直線である。ＨＶ点は、照射面４と投射光学部材３の光軸Ｃ３との交点である。Ｈ線は水平方向の直線であり、水平線とも称する。Ｖ線は鉛直方向の直線であり、鉛直線とも称する。
【0076】
ロービーム用の光源１から出射され、集光光学素子１２、入射面３１及び反射面３３を経て出射面３６から出射された光線Ｒ１により、照射面４上にはロービーム用の配光パターン４１が形成される。配光パターン４１には、カットオフライン形成部３５により、カットオフラインＣＬが形成される。
【0077】
また、ハイビーム用の光源２から出射され、入射面３２及び反射面３３を経て出射面３６から出射された光線Ｒ２により、照射面４上にはハイビーム用の配光パターン４２が形成される。ハイビーム用の配光パターン４２は、ロービーム用の配光パターン４１の上部に位置する。
【0078】
実施の形態１では、図２に示したように、複数の光源２がＸ軸方向に配列され、出射面３６の焦点位置Ｆに近接した位置に配置されている。この場合、配光パターン４２は、光源２の像が拡大投影された配光パターン４２１がＸ軸方向に配列されたものとなる。複数の光源２を選択的に点灯及び消灯することで、動的に所望の照射箇所に光を照射することが可能になる。
【0079】
実施の形態１では、カットオフライン形成部３５は反射面３３と反射面３４との間の稜線として形成されているが、これには限定されない。例えば、反射面３３と反射面３４とを離して形成してもよい。
【0080】
但し、上述した前照灯装置の法規では、配光パターンのカットオフラインの周辺により高い照度値が必要される。カットオフライン形成部３５を反射面３３と反射面３４との間の稜線として形成すれば、配光パターンのカットオフラインの周辺での照度値を高めることができるため、特に望ましい。
【0081】
図６に示したように水平方向に一直線形状のカットオフラインを有する配光パターンは、主に自動二輪車用の配光に適している。一方、四輪車用の配光は、前照灯装置の法規適合性の観点からカットオフラインに段違い形状を有する配光パターンが望ましい。実施の形態１では、投射光学部材３のカットオフライン形成部３５の形状を変更することで、このような段違い形状の配光パターンに容易に対応することができる。
【0082】
図７は、四輪車用の配光パターンを形成するカットオフライン形成部３７を有する前照灯装置１００を－Ｚ軸側から見た図、すなわち背面図である。カットオフライン形成部３７は、稜線部３７ａと、稜線部３７ｂと、稜線部３７ｃとからなる段違い形状を有する。
【0083】
稜線部３７ａ，３７ｂ，３７ｃは、＋Ｘ軸方向の端部、Ｘ軸方向の中央部、及び－Ｘ軸方向の端部に位置している。また、稜線部３７ａ，３７ｂ，３７ｃのうち、稜線部３７ａの高さ（すなわちＹ軸方向位置）が最も低く、稜線部３７ｂの高さは最も高い。また、稜線部３７ａと稜線部３７ｂとは傾斜部を介して接続され、稜線部３７ｂと稜線部３７ｃとは傾斜部を介して接続されている。
【0084】
図８は、図７に示した前照灯装置１００によって照射面４上に形成される配光パターン４０を示す図である。照射面４上には、カットオフライン形成部３７の段違い形状が反転されて投影される。そのため、照射面４上に形成される配光パターンのカットオフラインＣＬは、稜線部３７ａ，３７ｂ，３７ｃに対向するライン部分ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３を有する。ライン部分ＣＬ１は、ライン部分ＣＬ３よりも段下がりに形成される。ライン部分ＣＬ１は対向車線側に位置し、ライン部分ＣＬ３は自車線側に位置する。
【0085】
なお、図８に示したカットオフラインＣＬの形状はあくまでも一例である。カットオフライン形成部３７の段違い形状に応じて、所望の段違い形状を有するカットオフラインＣＬを有する配光パターンを得ることができる。
【0086】
〈実施の形態１の効果〉
以上説明したように、実施の形態１の前照灯装置１００は、ロービーム用の光を出射する光源１と、ハイビーム用の光を出射する光源２と、光源１，２からの光を投射する投射光学部材３とを備える。投射光学部材３は、光源１からの光が入射する入射面３１と、光源２からの光が入射する入射面３２と、入射面３１から入射した光を反射する反射面３３と、入射面３２から入射した光を反射する反射面３４と、反射面３３で反射された光及び反射面３４で反射された光を出射する出射面３６とを有する。
以上説明したように、実施の形態１の前照灯装置１００は、ロービーム用の光を出射する光源１と、ハイビーム用の光を出射する光源２と、光源１，２からの光を投射する投射光学部材３とを備える。投射光学部材３は、光源１からの光が入射する入射面３１と、光源２からの光が入射する入射面３２と、入射面３１から入射した光を反射する反射面３３と、入射面３２から入射した光を反射する反射面３４と、反射面３３で反射された光及び反射面３４で反射された光を出射する出射面３６とを有する。
【0087】
投射光学部材３が、入射面３１、入射面３２、反射面３３、反射面３４及び出射面３６を有するため、各部の相互の位置精度を維持することができ、迷光の発生を抑制して高い光利用効率を実現することができる。また、前照灯装置１００を小型化した場合でも、投射光学部材３の各部の相互の位置精度が維持され、高い光利用効率が得られる。すなわち、ロービーム及びハイビームを照射可能で、光利用効率が高く、小型化に適した前照灯装置１００を実現することができる。
【0088】
加えて、投射光学部材３の入射面３２が集光部を有する（すなわち光を集光する作用を有する）ため、部品点数を増加させずにハイビーム用の光の利用効率を向上し、ハイビームの高い光度を得ることができる。
【0089】
<<変形例>>
実施の形態１では、前照灯装置１００が投射光学部材３と集光光学素子１２とを別々に有する場合について説明した。しかしながら、投射光学部材３と集光光学素子１２とが一体的に構成されていてもよい。
実施の形態１では、前照灯装置１００が投射光学部材３と集光光学素子１２とを別々に有する場合について説明した。しかしながら、投射光学部材３と集光光学素子１２とが一体的に構成されていてもよい。
【0090】
図９は、光源１から出射された光を集光する作用を有する集光部３０１を一体的に備えた投射光学部材３Ａを示す。投射光学部材３Ａは、入射面１２ａ，１２ｂ及び反射面１２ｃを有する集光部３０１を有する。投射光学部材３０は、また、入射面３２、反射面３３，３４、カットオフライン形成部３５及び出射面３６を有する。
【0091】
投射光学部材３Ａの集光部３０１の入射面１２ａ，１２ｂ及び反射面１２ｃの構成は、実施の形態１で説明した集光光学素子１２の入射面１２ａ，１２ｂ及び反射面１２ｃと同様である。集光部３０１は、光源１から出射された光を、投射光学部材３Ａの反射面３３に向かって集光する。投射光学部材３Ａの入射面３２、反射面３３，３４、カットオフライン形成部３５及び出射面３６の構成は、実施の形態１で説明した通りである。
【0092】
ロービーム用の光源１から出射された光のうち、出射角度の大きい光線は集光部３０１の入射面１２ａに入射し、出射角度の小さい光線は入射面１２ｂに入射する。光源１から入射面１２ａに入射した光線Ｒ１１は、反射面１２ｃで反射されて、反射面３３に向かう。一方、光源１から入射面１２ａに入射した光線Ｒ１２は、入射面１２ｂを通過して反射面３３に向かう。
【0093】
光線Ｒ１１，Ｒ１２を合わせた光線Ｒ１は、反射面３３に入射し、反射面３３で前方（すなわち＋Ｚ軸方向）に反射される。反射面３３で反射された光線Ｒ１は、出射面３６から照射面４に照射される。
【0094】
なお、ハイビーム用の光源２から出射された光線Ｒ２は、実施の形態１で説明したように、入射面３２に入射して反射面３４で反射され、出射面３６から照射面４に照射される。入射面３２が集光作用を有することは、実施の形態１で説明した通りである。
【0095】
変形例の投射光学部材３Ａは、集光部３０１を一体に備えているため、集光光学系の設計自由度は低下するものの、各入射面及び各反射面の相対的な位置精度を向上することができ、また、部品点数が少なくなるため前照灯装置１００をより小型化することができる。
【0096】
<<実施の形態２>>
〈前照灯装置２００〉
上述した実施の形態１では、ハイビーム用の光源２の像を照射面４に向かって投影しているため、上方向（すなわち＋Ｙ軸方向）に配光が狭くなる傾向がある。前照灯装置１００の法規適合性の観点では問題ではないが、視認性の更なる向上という観点では、上方向にも多くの光を照射できるハイビーム機能を備えることが望ましい。
〈前照灯装置２００〉
上述した実施の形態１では、ハイビーム用の光源２の像を照射面４に向かって投影しているため、上方向（すなわち＋Ｙ軸方向）に配光が狭くなる傾向がある。前照灯装置１００の法規適合性の観点では問題ではないが、視認性の更なる向上という観点では、上方向にも多くの光を照射できるハイビーム機能を備えることが望ましい。
【0097】
図１０は、実施の形態２の前照灯装置２００の構成を示す図である。実施の形態２の前照灯装置２００は、ロービーム用の光源１と、ハイビーム用の光源２と、集光光学素子１２と、投射光学部材３０とを有する。実施の形態２の前照灯装置２００は、投射光学部材３０が、光源２からの光が入射する入射面３８ａ，３８ｂを有する点において、実施の形態１の前照灯装置１００と異なる。
【0098】
〈投射光学部材３０〉
図１１は、光源２と投射光学部材３０の入射面３８ａ，３８ｂを含む部分とを示す図である。投射光学部材３０には、光源２に対向するように、第１の光路分割面としての入射面３８ａが形成されている。入射面３８ａの下方（－Ｙ軸方向）に隣接して、第２の光路分割面としての入射面３８ｂが形成されている。
図１１は、光源２と投射光学部材３０の入射面３８ａ，３８ｂを含む部分とを示す図である。投射光学部材３０には、光源２に対向するように、第１の光路分割面としての入射面３８ａが形成されている。入射面３８ａの下方（－Ｙ軸方向）に隣接して、第２の光路分割面としての入射面３８ｂが形成されている。
【0099】
入射面３８ａ，３８ｂのうち、入射面３８ａは出射面３６の焦点位置Ｆ（図１２）に近く、入射面３８ｂは焦点位置Ｆから離れて形成されている。
【0100】
入射面３８ａは、正のパワーを有し、光源２から入射した光を反射面３４に向かって集光する。入射面３８ａは、例えば、光源２側に凸となる曲面形状を有する。
【0101】
入射面３８ｂは、正のパワーを有し、光源２から入射した光を出射面３６に向かって集光する。入射面３８ｂは、例えば、光源２側に凸となる曲面形状を有する。
【0102】
入射面３８ａと入射面３８ｂとの間には、境界部Ｄが形成される。境界部Ｄは、稜線又は曲面部である。光源２から出射された光のうち、境界部Ｄよりも＋Ｙ軸方向に進んだ光は入射面３８ａに入射し、境界部Ｄよりも－Ｙ軸方向に進んだ光は入射面３８ｂに入射する。
【0103】
入射面３８ａの＋Ｙ軸方向には、実施の形態１で説明した反射面３４が形成されている。反射面３４は、入射面３８ａから入射した光が入射する位置に形成されている。入射面３８ａと反射面３４とは、稜線Ｅで接続されている。反射面３４は、入射面３８ａからの光を出射面３６に向けて前方（すなわち＋Ｚ軸方向）に反射する。反射面３４は、図１１では平面であるが、図５（Ｂ）に示した反射面３４Ａのように正のパワーを有していてもよい。
【0104】
反射面３４の＋Ｙ軸方向には、実施の形態１で説明した反射面３３が形成されている。反射面３３と反射面３４との間には、カットオフライン形成部３５が形成される。カットオフライン形成部３５は、図２に示したように直線状であってもよく、図７に示したように段違い形状を有していてもよい。
【0105】
図１２は、ハイビーム用の光源２から出射された光の光路を説明するための図である。光源２から出射された光のうち、入射面３８ａに入射した光線Ｒ２１は、反射面３４Ａで前方に反射され、焦点位置Ｆに近い光路を通過し、出射面３６から出射される。出射面３６から出射された光線Ｒ２１は、照射面４において水平線を含む領域に照射される。
【0106】
一方、光源２から出射された光のうち、入射面３８ｂに入射した光線Ｒ２２は、焦点位置Ｆから下方（すなわち－Ｙ軸方向）に離れた光路を通過し、出射面３６から出射される。出射面３６から出射された光線Ｒ２２は、照射面４において水平線から上方（すなわち＋Ｙ軸方向）に離れた領域に照射される。
【0107】
なお、ロービーム用の光源１から出射された光線Ｒ１は、実施の形態１と同様、投射光学部材３０の入射面３１から入射し、反射面３３で前方に反射されて、出射面３６から照射面４に照射される。
【0108】
【0109】
光源２から入射面３８ａに入射した光線Ｒ２１は、反射面３４で反射され、焦点位置Ｆに近い光路を通過して出射面３６から出射され、照射面４においてカットオフラインＣＬの上方の配光パターン４２ａを形成する。
【0110】
また、光源２から入射面３８ｂに入射した光線Ｒ２２は、焦点位置Ｆから離れた光路を通過して出射面３６から出射され、照射面４において、配光パターン４２ａの上方の配光パターン４２ｂを形成する。配光パターン４２ａと配光パターン４２ｂとは上下方向に連続し、上下方向に長い配光パターンを形成する。
【0111】
ロービーム用の光源１から出射された光によって形成される配光パターン４１は、実施の形態１で説明した通りである。なお、カットオフラインＣＬは、カットオフライン形成部３５の段違い形状（図７参照）に応じたライン部分ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３を有する。
【0112】
なお、ここではカットオフライン形成部３５が段違い形状を有する場合について説明したが、カットオフライン形成部３５が段違い形状を有さない場合（図２参照）には、図１３（Ｂ）に示すように水平な直線状のカットオフラインＣＬが形成される。
【0113】
図１４は、光源２と入射面３８ａ，３８ｂとの位置関係の一例を示す斜視図である。前照灯装置１００は、水平方向（すなわちＸ軸方向）に配列された複数の光源２を有する。光源２の数はここでは１７個であるが、これには限定されない。
【0114】
入射面３８ａ，３８ｂはいずれも、例えば、母線方向をＸ軸方向とするシリンドリカル面である。この場合、入射面３８ａ，３８ｂはいずれも、ＹＺ面において曲率を有し、Ｘ軸方向には曲率を有さない。但し、このような形状に限定されるものではなく、Ｘ軸方向に曲率を有していてもよい。
【0115】
図１３（Ａ），（Ｂ）に示したように、各光源２から入射面３８ａに入射した光線Ｒ２１によって形成される配光パターン４２１ａと、各光源２から入射面３８ｂに入射した光線Ｒ２２によって形成される配光パターン４２１ｂとは、上下方向に連続した配光パターン４２１を形成する。
【0116】
そのため、光源２を個別に点灯するＡＤＢ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｂｅａｍ）においても、照射面４において水平方向の広がりを抑えながら、上下方向に長い配光パターン４２１を得ることができる。
【0117】
上述した点を除き、実施の形態２の前照灯装置２００は、実施の形態１の前照灯装置１００と同様に構成されている。
【0118】
ここでは、ハイビーム用の光源２から出射された光を２つの光路に分割する場合について説明したが、光源２から出射された光を３つ以上の光路に分割してもよい。
【0119】
〈実施の形態２の効果〉
以上説明したように、実施の形態２の前照灯装置２００では、投射光学部材３０が、ハイビーム用の光源２からの光が入射する入射面３８ａ，３８ｂを有し、入射光を２以上の光路に分割する。また、入射面３８ａ，３８ｂを通過した光は、上下に連続した配光パターン４２１ａ，４２１ｂを形成する。これにより、照射面４上で上下方向に広い範囲に配光パターン４２を形成し、ハイビームの視認性を向上することができる。
以上説明したように、実施の形態２の前照灯装置２００では、投射光学部材３０が、ハイビーム用の光源２からの光が入射する入射面３８ａ，３８ｂを有し、入射光を２以上の光路に分割する。また、入射面３８ａ，３８ｂを通過した光は、上下に連続した配光パターン４２１ａ，４２１ｂを形成する。これにより、照射面４上で上下方向に広い範囲に配光パターン４２を形成し、ハイビームの視認性を向上することができる。
【0120】
特に、入射面３８ａ，３８ｂが投射光学部材３０に形成されているため、これらを別部材とした場合のように組立誤差の影響を受けない。そのため、ハイビーム用の光の利用効率をさらに向上することができる。
【0121】
また、入射面３８ａ，３８ｂが、各光源２から出射された光を、出射面３６の焦点位置Ｆに近い光路を進む光線Ｒ２１と、焦点位置Ｆから下方に離れた光路を進む光線Ｒ２２とに分割するため、上下方向に長い配光パターンを形成し、なお且つ水平線を含む領域の光度を高くすることができる。また、分割された光路を通過した光線Ｒ２１，Ｒ２２が、上下方向に連続した配光パターンを形成するため、ＡＤＢにおいて光源２に上下方向に長い配光パターンを形成することができる。
【0122】
<<他の構成例>>
図１５は、投射光学部材３０の出射面形状の一例を示す断面図である。図１５に示した出射面３９は、ハイビームの配光を重畳させる形状を有している。出射面３９において光軸Ｃ３の上側（すなわち＋Ｙ側）の面領域３９ａは、ロービーム用の光源１（図１０）からの光線Ｒ１を多く通過し、光軸Ｃ３の下側（すなわち－Ｙ側）の面領域３９ｂは、ハイビーム用の光源２（図１０）からの光線Ｒ２を多く通過させる。
図１５は、投射光学部材３０の出射面形状の一例を示す断面図である。図１５に示した出射面３９は、ハイビームの配光を重畳させる形状を有している。出射面３９において光軸Ｃ３の上側（すなわち＋Ｙ側）の面領域３９ａは、ロービーム用の光源１（図１０）からの光線Ｒ１を多く通過し、光軸Ｃ３の下側（すなわち－Ｙ側）の面領域３９ｂは、ハイビーム用の光源２（図１０）からの光線Ｒ２を多く通過させる。
【0123】
出射面３９の面領域３９ｂは、この面領域３９ｂを通過する光線Ｒ２を下方に向ける役割を有する。これにより、照射面４上でハイビームの配光パターン４２（図１３（Ａ））を形成する光を重畳させることができ、前照灯装置の法規により求められるＨＶ点での光度を達成し易くなる。
【0124】
なお、出射面３９の面領域３９ｂは、この面領域３９ｂを通過する光線Ｒ１の一部も下方に向けるが、この一部はカットオフラインＣＬ（図１３（Ａ））の鮮明度には寄与しない。投射光学部材３０がこのような出射面３９を有することにより、カットオフラインＣＬの形状を崩さずに、ハイビームの法的適合性を高めることができる。
【0125】
また、出射面３９の上端部には、ロービーム用の光源１からの光の一部をカットオフラインＣＬよりも上側に向ける面領域３９ｃが形成されている。この面領域３９ｃを通過した光により、照射面４のカットオフラインＣＬ（図１３（Ａ））の上方に、前照灯装置の法規に基づくオーバーヘッドサイン配光を形成することができる。
【0126】
図１６は、ロービーム用の光源１及びハイビーム用の光源２の取付構造の一例を示す図である。図１６に示した例では、ロービーム用の光源１は、集光光学素子１２の－Ｚ１軸方向の端部に取り付けられている。集光光学素子１２の＋Ｚ１軸方向の端部には、集光光学素子１２を設置位置に固定するためのフランジ１２ｆが形成されている。
【0127】
また、ハイビーム用の光源２を支持する基板２１は、光源２が入射面３８ａ，３８ｂに対向するように投射光学部材３０に取り付けられている。光源２は、出射面３６の焦点位置Ｆに近接した位置に配置されている。
【0128】
図１７は、投射光学部材３０の他の構成例を示す斜視図である。図１７に示す投射光学部材３０は、その外周に、投射光学部材３０を設置位置に固定するためのリング状の取付リブ３０ｆを有している。取付リブ３０ｆは、例えば樹脂により、投射光学部材３０と同じ材質で一体に形成されることが望ましい。
【0129】
取付リブ３０ｆには、固定用のネジ穴等を加工することができる。取付リブ３０ｆは投射光学部材３０の外周に設けられているため、光線Ｒ１及び光線Ｒ２を遮ることはなく、従って光利用効率及び配光パターンには影響しない。
【0130】
【0131】
また、上述した実施の形態１，２及び変形例は、適宜組み合わせることが可能である。
【0132】
上記実施の形態１から２において、部品間の位置関係又は部品の形状を示す用語は、製造上の公差及び組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。
また、「平行」及び「垂直」などの部品間の位置関係又は部品の形状を示す用語は、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。このため、請求の範囲に部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す記載した場合には、製造上の公差又は組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを示している。
また、「平行」及び「垂直」などの部品間の位置関係又は部品の形状を示す用語は、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。このため、請求の範囲に部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す記載した場合には、製造上の公差又は組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを示している。
【符号の説明】
【0133】
１ 光源（第１の光源）、 ２ 光源（第２の光源）、 ３，３Ａ，３０ 投射光学部材、 ４ 照射面、 １２ 集光光学部材、 ３１ 入射面（第１の入射面）、 ３２ 入射面（第２の入射面：集光部）、 ３３ 反射面（第１の反射面）、 ３４ 反射面（第２の反射面）、 ３５，３７ カットオフライン形成部、 ３６，３９ 出射面、 ３８ 入射面（第２の入射面：集光部）、 ３８ａ 入射面（第１の光路分割面）、 ３８ｂ 入射面（第２の光路分割面）、４０，４１，４２，４２ａ，４２ｂ，４２１ 配光パターン、 １００，２００ 前照灯装置、 Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ 光軸、 ＣＬ カットオフライン形成部、 Ｆ 焦点位置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】