JP6081519B2 - Headlight module and headlight - Google Patents
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Description
本発明は、車両用の前照灯に関して、特に走行状況に応じて配光を変更できる小型の前照灯モジュールに関する。 The present invention relates to a vehicular headlamp, and more particularly, to a small-sized headlamp module that can change the light distribution in accordance with traveling conditions.
欧州の法規では、車両の動きの変化又は車両の外部の環境の変化に対応して、走行中に前照灯の配光パターンを変更するAFS(Adaptive Front Lighting System)が法規で定められた。例えば、AFSを搭載した前照灯は、配光を左右方向に移動させることで、カーブ走行時に運転中のドライバーが見ている注視点を含む広範囲な視界を確保する。そして、AFSを搭載した前照灯により、ドライバーは、人、動物又は駐車車両等の障害物をいち早く発見することができる。そして、ドライバーは、より安全に障害物等に対する回避行動を取ることができる。 In European legislation, the AFS (Adaptive Front Lighting System) that changes the light distribution pattern of the headlamps during driving in response to changes in the movement of the vehicle or changes in the environment outside the vehicle is stipulated in the legislation. For example, a headlamp equipped with an AFS secures a wide field of view including a gazing point viewed by a driver during driving on a curve by moving the light distribution in the left-right direction. The driver can quickly find an obstacle such as a person, an animal, or a parked vehicle by using the headlight equipped with the AFS. Then, the driver can take an avoidance action against an obstacle or the like more safely.
また、車両の座席に人又は荷物などを搭載した場合には、車両は前後方向に傾く。また、車両が加速又は減速した場合にも、車両は前後方向に傾く。これによって、前照灯の配光は、上下方向にずれる。そして、対向車を幻惑させるという問題が生じる。「幻惑」とは、人の目先をまどわすことである。この問題に対して、前照灯の配光の光軸を上下方向に移動させるオートレベリング機能が知られている。 Further, when a person or luggage is mounted on the vehicle seat, the vehicle tilts in the front-rear direction. Further, when the vehicle is accelerated or decelerated, the vehicle is inclined in the front-rear direction. Thereby, the light distribution of the headlamp is shifted in the vertical direction. And the problem of making an oncoming vehicle dazzle arises. “Illusion” means obscuring a person's eyes. In order to solve this problem, an auto leveling function for moving the optical axis of the light distribution of the headlamps in the vertical direction is known.
配光を左右方向及び上下方向に移動できるAFSを搭載した前照灯は、ドライバーの視界の確保を向上するとともに、対向車に対して幻惑を低減でき、交通安全に寄与する。これらのことから、配光を左右方向又は上下方向に移動させることで、配光パターンを変更する前照灯が要求されている。 A headlight equipped with an AFS that can move the light distribution in the horizontal and vertical directions improves the driver's visibility and reduces dazzling for oncoming vehicles, contributing to traffic safety. For these reasons, there is a demand for a headlamp that changes the light distribution pattern by moving the light distribution in the horizontal direction or the vertical direction.
特許文献1は、レンズを光軸方向及び光軸に垂直な軸方向に直動する駆動機構を開示している。
しかしながら、特許文献1に記載されたレンズを直動して配光制御する機構は、摺動部を有することから機構が複雑であり、かつ光軸に垂直な面で多方向に駆動する場合には、機構が大きくなる。「直動」とは、直線運動させることである。
However, the mechanism described in
本発明は、配光を左右方向又は上下方向に移動させる駆動機構を搭載した小型の前照灯モジュールを実現する。 The present invention realizes a small headlamp module equipped with a drive mechanism for moving a light distribution in the horizontal direction or the vertical direction.
本発明に係る前照灯モジュールは、光を発する光源と、前記光を入射光として入射して投射光として出射する投射レンズと、前記投射レンズの光軸方向に長さを持つ一端が固定端で他端が可動端の撓み部を含み、前記投射レンズを前記可動端で保持することで、前記投射レンズを前記光源に対して移動可能に保持する保持部材と、前記投射レンズを移動させる駆動部とを備え、前記投射レンズは、前記撓み部が撓むことで、前記投射レンズの光軸に垂直な平面上で並進移動し、前記保持部材は、第1の撓み部及び第2の撓み部を含み、前記第1の撓み部及び前記第2の撓み部は、前記光軸に平行で互いに直角な板状の部分を含み、前記第1の撓み部の一端は前記固定端であり、前記第1の撓み部の他端は前記第2の撓み部の一端に接続され、前記第2の撓み部の他端は前記可動端である。 Headlight module before according to the present invention, a light source for emitting light, and a projection lens that emits the light projecting Shako incident pre Symbol light as the incident light, one end having a length in the optical axis direction of the projection lens fixing wherein the other end in end to flexure of the movable end, by holding the projection lens by said movable end, a holding member of front SL projection lens for holding and moving with respect to the light source, the projection lens and a drive unit for moving the projection lens, by the bending portion is bent, and translation in a plane perpendicular to the optical axis of said projection lens, said holding member has a first flexing portion and Including a second bent portion, wherein the first bent portion and the second bent portion include plate-like portions parallel to the optical axis and perpendicular to each other, and one end of the first bent portion is fixed. The other end of the first flexure is connected to one end of the second flexure, Serial other end of the second bending portion is the movable end.
本発明に係る前照灯モジュールは、配光を上下方向又は左右方向に移動できる構成の大型化を抑制できる。 The headlamp module according to the present invention can suppress an increase in size of a configuration that can move the light distribution in the vertical direction or the horizontal direction.
実施の形態1.
近年、欧州の法規では、半導体を用いた光源(以下、半導体光源という。)が車両用の前照灯として認可された。半導体光源は、例えば、LED光源又はレーザー光源等である。これらのことから、車両用の前照灯は、半導体光源を搭載することで小型化されている。実施の形態1では、光源11は、LED光源として説明する。
In recent years, European legislation has approved light sources using semiconductors (hereinafter referred to as semiconductor light sources) as vehicle headlamps. The semiconductor light source is, for example, an LED light source or a laser light source. For these reasons, vehicle headlamps are miniaturized by mounting a semiconductor light source. In the first embodiment, the
また、車両用の前照灯では、光源部から発せられた光の配光は、上端縁にカットオフラインが形成される。また、このカットオフラインの形成は、法規で定められている。配光パターンは、例えば、シェード(遮光板)による遮光で形成される。また、配光パターンは、例えばリフレクタ(反射鏡)による反射で形成される。また、配光パターンは、例えば、レンズによる屈折によって形成される。 Further, in the vehicle headlamp, the light distribution of the light emitted from the light source unit is formed with a cut-off line at the upper end edge. The formation of this cut-off line is stipulated by laws and regulations. The light distribution pattern is formed by light shielding by a shade (light shielding plate), for example. Further, the light distribution pattern is formed by reflection by a reflector (reflecting mirror), for example. The light distribution pattern is formed by refraction by a lens, for example.
「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。「配光パターン」とは、光源から放射される光の方向に起因する光束の形状及び光の強度分布を示している。このため、光の照射方向を左右方向又は上下方向に移動させることも「配光パターン」の変更に含まれる。「配光パターン」を以下に示す照射面9(前照灯の前方に仮想的に設置された平面)上での照度パターンの意味としても使用する。また、例えば、法規等で定められた配光の形状も配光パターンと呼ぶ。また、「配光分布」とは、光源から放射される光の方向に対する光の強度の分布である。「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。
“Light distribution” refers to a light intensity distribution with respect to a space of a light source. That is, the spatial distribution of light emitted from the light source. The “light distribution pattern” indicates the shape of the light flux and the light intensity distribution resulting from the direction of the light emitted from the light source. For this reason, moving the light irradiation direction in the horizontal direction or the vertical direction is also included in the change of the “light distribution pattern”. The “light distribution pattern” is also used as a meaning of an illuminance pattern on the irradiation surface 9 (a plane virtually installed in front of the headlamp) shown below. Further, for example, the shape of light distribution defined by laws and regulations is also called a light distribution pattern. The “light distribution” is a light intensity distribution with respect to the direction of light emitted from the light source. “Light distribution” is also used as the meaning of the illuminance distribution on the
説明を容易にするため、各図中にXYZ直交座標軸を示す。以下の説明において、前照灯モジュールの前方を+Z軸方向とし、後方を−Z軸方向とする。前方を向いて左側を+X軸方向とし、右側を−X軸方向とする。前照灯モジュールの上方向(空の方向)を+Y軸方向とし、前照灯モジュールの下方向(地面の方向)を−Y軸方向とする。 For ease of explanation, XYZ orthogonal coordinate axes are shown in each figure. In the following description, the front of the headlamp module is defined as + Z axis direction, and the rear is defined as −Z axis direction. Looking forward, the left side is the + X-axis direction, and the right side is the -X-axis direction. The upward direction (sky direction) of the headlamp module is defined as the + Y axis direction, and the downward direction (ground direction) of the headlamp module is defined as the −Y axis direction.
前照灯モジュールを後方(−Z軸方向)から見た際に、Z軸を中心軸として、時計回りを+RZ方向とし、反時計回りを−RZ方向とする。また、前照灯モジュールを右側(−X軸方向)から見た際に、X軸を中心軸として、時計回りを+RX方向とし、反時計回りを−RX方向とする。また、前照灯モジュールを上方向(+Y軸方向)から見た際に、Y軸を中心軸として、時計回りを+RY方向とし、反時計回りを−RY方向とする。 When the headlamp module is viewed from the rear (−Z axis direction), the clockwise direction is the + RZ direction and the counterclockwise direction is the −RZ direction with the Z axis as the central axis. When the headlamp module is viewed from the right side (−X axis direction), the clockwise direction is the + RX direction and the counterclockwise direction is the −RX direction with the X axis as the central axis. Further, when the headlamp module is viewed from above (+ Y-axis direction), the clockwise direction is the + RY direction and the counterclockwise direction is the -RY direction with the Y axis as the central axis.
図1は、実施の形態に係る前照灯モジュール1の分解斜視図である。また、図2は、実施の形態1に係る前照灯モジュール1の組立斜視図である。図3と図4とは、実施の形態1に係る前照灯モジュールの部分を説明する斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a
実施の形態1に係る前照灯モジュール1は、光源11、光学部材12、投射レンズ13、保持部材15及び駆動部16を備える。前照灯モジュール1は、レンズホルダ14及びベース部17を備えることができる。保持部材15a及び保持部材15bを含む保持部材15は、実施の形態1では、例えば、平行バネとして記載している。
The
<光学系の構成>
光源11は、例えばLED(Light Emitting Diode)、キセノンランプ又はハロゲンランプなどを用いることもできる。また、光源11は、エレクトロルミネッセンス素子、半導体レーザー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などを用いることもできる。また、光源11は発熱するため、熱を外部へ逃がすための放熱器を有することができる。実施の形態1に係る前照灯モジュール1の光源11は、LED光源101及び放熱器102を有する。
<Configuration of optical system>
As the
光学部材12は、光源11の出射光を集光及び成形し、+Z軸方向に一定の配光の光を出射する。ここで、「一定の配光」とは、例えば、上述の法規を満たす配光のことである。光学部材12は、例えば、レンズ又は導光部材などである。また、光学部材12は、シェード又はリフレクタを用いることもできる。実施の形態1に係る前照灯モジュール1の光学部材12は、レンズ201と導光部材202を有する。実施の形態1の前照灯モジュール1は、レンズ201と導光部材202で配光を形成するため、光学部材12が小さいことが特徴である。光学部材12は、ベース部17に、例えば、板バネによって押付けられて保持される。レンズ201及び導光部材202の保持には、接着剤による接着又はネジ部品などによる締結を用いることもできる。
The
導光部材202は、例えばライトガイド又はライトパイプなどである。「ライトガイド」とは、アクリル樹脂などの透明部材の内面反射を利用して、片側から入射した光を他方へ効率よく導く光学素子である。「ライトパイプ」とは、中空部材の内面で複数回光を反射させ、片側から入射した光を他方へ導く光学素子である。内部を中空にして側面をミラーで構成したものと、ガラスなどの透明な物質で多角柱を作成して側面での全反射を利用するものがある。
The
導光部材202の出射面は、照射面9と光学的に共役の位置にある。「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。つまり、出射面上の光の形状が、照射面9に投影される。つまり、導光部材202の出射面の形状が照射面9に投影される。
The exit surface of the
投射レンズ13は、光学部材12から出射された光を、+Z軸方向に投射する。実施の形態1に係る前照灯モジュール1の投射レンズ13は、レンズ面301とフランジ部302を有する。レンズ面301の両面の曲率中心を結ぶ線はZ軸に平行である。すなわち、投射レンズ13の光軸はZ軸に平行である。フランジ部302は、投射レンズ13のX軸方向の端面とY軸方向の端面とに形成されている。フランジ部302は、投射レンズ13の端面から突出した凸形状をしている。また、フランジ部302は、レンズ面301の端面の角を落とした段差の形状をしている。投射レンズ13は、フランジ部302を介してレンズホルダ14によって保持される。
The
<レンズホルダ14>
レンズホルダ14は、レンズホルダ筐体401を有する。また、レンズホルダ14は、X軸調整軸402又はY軸調整軸403を有することができる。また、レンズホルダ14は、雌ネジ穴404を有することができる。レンズホルダ筐体401は、投射レンズ13を保持する部品である。レンズホルダ筐体401は、枠形状をしている。また、レンズホルダ筐体401は、投射レンズ13の入射面に対して−Z軸方向から見て非侵襲の枠形状をしている。「非侵襲」とは、侵入しないことである。つまり、光学部材12から出射された光を遮らないということである。レンズホルダ筐体401は、フランジ部302の段差の形状を覆う。また、フランジ部302の凸形状を覆う嵌め合い部405を有する。投射レンズ13は、フランジ部302でレンズホルダ筐体401に位置決めされている。レンズホルダ筐体401に対する投射レンズ13の保持には、バネ金具、ネジ又は接着剤などが用いられる。
<
The
X軸調整軸402は、X軸と平行に設置された互いに向かい合う1組の軸である。つまり、X軸調整軸402は、2つの軸を有する。X軸調整軸402は、レンズホルダ筐体401の−Y軸方向の端部に形成されている。X軸調整軸402は、レンズホルダ筐体401の内側に形成されている。X軸調整軸402は、後述する駆動部16に含まれる駆動部16xのカム部品603xに設けられたカム溝605xにはめ込まれる。
The
Y軸調整軸403は、Y軸と平行に設置された互いに向かい合う1組の軸である。つまり、Y軸調整軸403は、2つの軸を有する。Y軸調整軸403は、レンズホルダ筐体401の+X軸方向の端部に形成されている。Y軸調整軸403は、レンズホルダ筐体401の内側に形成されている。Y軸調整軸403は、後述する駆動部16に含まれる駆動部16yのカム部品603yに設けられたカム溝605yにはめ込まれる。カム部品603x及びカム部品603yをまとめてカム部品603とする。また、カム溝605xおよぶカム溝605yをまとめてカム溝605とする。
The Y-
雌ネジ穴404は、レンズホルダ筐体401の+Y軸方向側の面及び−Y軸方向側の面に設けられている。雌ネジ穴404は、レンズホルダ筐体401の+Y軸方向側の面の+X軸方向側の端部及び−X軸方向側の端部に設けられている。また、雌ネジ穴404は、レンズホルダ筐体401の−Y軸方向側の面の+X軸方向側の端部及び−X軸方向側の端部に設けられている。
The female screw holes 404 are provided on the surface on the + Y axis direction side and the surface on the −Y axis direction side of the
雌ネジ穴404は、Y軸に平行なネジ穴である。雌ネジ穴404は、後述する保持部材15のY方向撓み部503a,503bをレンズホルダ筐体401に接続するためのネジ穴である。つまり、レンズホルダ14は、保持部材15に設けられた雌ネジ穴404を介して、ネジを用いて保持部材15に固定される。また、レンズホルダ14は、雌ネジ穴404を設けずに、接着剤を用いて保持部材15に固定されることもできる。
The
レンズホルダ14は、保持部材15を介してベース部17に取り付けられている。保持部材15は、板バネで形成されている。そのため、レンズホルダ14は、保持部材15によりベース部17に対してX軸方向又はY軸方向に移動することができる。レンズホルダ14は、X軸調整軸402又はY軸調整軸403を介して駆動部16により保持されている。つまり、レンズホルダ14のX方向及びY軸方向の位置は、X軸調整軸402,Y軸調整軸403と駆動部16のカム部品603とにより定められる。
The
<保持部材15>
次に、図3を用いて保持部材15について説明する。上述のように、保持部材15は、板バネで形成されている。保持部材15は、薄板形状をしている。実施の形態1では、2つの保持部材15a,15bが用いられている。つまり、保持部材15は、2枚の板バネを1組として有している。すなわち、2つの保持部材15a,15bを平行バネとして利用している。1つの保持部材15aは、ベース部17の+X軸方向の側面に取り付けられている。他の保持部材15bは、ベース部17の−X軸方向の側面に取り付けられている。保持部材15は、X方向撓み部502及びY方向撓み部503を有する。
<Holding
Next, the holding
X方向撓み部502は、板形状をしている。X方向撓み部502は、X方向撓み部502a及びX方向撓み部502bを含む。X方向撓み部502は、YZ平面に平行に配置されている。X方向撓み部502は、一端がベース部17に取り付けられている。図3では、−Z軸方向の端部がベース部17に取り付けられている。X方向撓み部502は、ベース部17の側面に取り付けられる。X方向撓み部502は、例えば、ベース部17にねじで締結される。X方向撓み部502は、ベース部17に取り付けられた部分に対して、X軸方向に撓むことで、投射レンズ13をX軸方向に移動させる。図3では、バネ力を調整するために、X方向撓み部502の中央部には、穴が設けられている。
The X-direction deflecting portion 502 has a plate shape. The X-direction bending portion 502 includes an
Y方向撓み部503は、板形状をしている。Y方向撓み部503は、矩形形状をしている。Y方向撓み部503は、Y方向撓み部503a及びX方向撓み部503bを含む。Y方向撓み部503は、ZX平面に平行に配置されている。Y方向撓み部503は、一端がX方向撓み部502に接続している。図3では、Y方向撓み部503は、X方向撓み部502の+Z軸方向の端部に接続している。Y方向撓み部503は、互いに面どうしが平行に向かい合う二枚を1対としている。1つのY方向撓み部503aは、X方向撓み部502の+Y軸方向の端部に取り付けられている。他のY方向撓み部503bは、X方向撓み部502の−Y軸方向の端部に取り付けられている。図3では、Y方向撓み部503は、X方向撓み部502に対して−X軸方向に90度曲げて形成されている。
The Y-direction bending portion 503 has a plate shape. The Y-direction bending portion 503 has a rectangular shape. The Y direction bending part 503 includes a Y
Y方向撓み部503は、他端がレンズホルダ筐体401に取り付けられている。1つのY方向撓み部503aは、レンズホルダ筐体401の+Y軸方向の端部に取り付けられている。他のY方向撓み部503bは、レンズホルダ筐体401の−Y軸方向の端部に取り付けられている。Y方向撓み部503a,503bは、レンズホルダ筐体401に設けられた雌ネジ穴404に、ねじにより締結されている。
The other end of the Y-direction bending portion 503 is attached to the
X方向撓み部502は、ベース部17に対して、X軸方向に撓むことで、レンズホルダ14及び投射レンズ13をX軸方向に移動させることができる。Y方向撓み部503は、X方向撓み部502に接続された部分に対して、Y軸方向に撓むことで、レンズホルダ14及び投射レンズ13をY軸方向に移動させることができる。以上のように、保持部材15は、複数の板バネで構成されている。つまり、摺動部を有さずにレンズホルダ14及び投射レンズ13を多方向に移動できる機構である。なお、保持部材15は、X方向撓み部502及びY方向撓み部503をZ軸方向で逆にして、レンズホルダ筐体401の+Y軸方向の側面及び−Y軸方向の側面に取り付けてもよい。
The X-direction bending portion 502 can move the
以上のように、保持部材15a,15bは、X方向撓み部502a,502b及びY方向撓み部503a,503bが撓むことで、投射レンズ13を光軸に垂直な平面(XY平面)上で移動させる。X方向撓み部502a,502bは、ベース部17に対してレンズホルダ14をX軸方向に移動させる。また、Y方向撓み部503a,503bは、ベース部17に対してレンズホルダ14をY軸方向に移動させる。
As described above, the holding
一方、保持部材15a,15bは、ベース部17に対してレンズホルダ14をZ軸方向には移動させない。また、保持部材15a,15bは、ベース部17に対してレンズホルダ14をRX方向に回転させない。また、保持部材15a,15bは、ベース部17に対してレンズホルダ14をRY方向に回転させない。また、保持部材15a,15bは、ベース部17に対してレンズホルダ14をRZ方向に回転させない。
On the other hand, the holding
つまり、保持部材15a,15bは、ベース部17に対するレンズホルダ14のX軸方向及びY軸方向の自由度を有する。つまり、保持部材15a,15bによって、レンズホルダ14は、ベース部17に対して、X軸方向及びY軸方向に移動することができる。また、保持部材15a,15bは、ベース部17に対するレンズホルダ14のZ軸方向、RX方向、RY方向及びRZ方向の自由度を拘束している。つまり、保持部材15a,15bによって、レンズホルダ14は、ベース部17に対して、Z軸方向に移動することができず、RX方向、RY方向及びRZ方向に回転することができない。
That is, the holding
<駆動部16>
次に、駆動部16について図1及び図2を用いて説明する。駆動部16は、駆動源601、送りネジ軸602及びカム部品603を有する。レンズホルダ14をX軸と平行に移動させるための駆動部16の構成を駆動部16x(図1及び図2では簡略化のため符号16xを省略)とする。すなわち、駆動部16xは、駆動源601x、送りネジ軸602x及びカム部品603xを有する。また、レンズホルダ14をY軸と平行に移動させるための駆動部16の構成を駆動部16yとする。すなわち、駆動部16yは、駆動源601y、送りネジ軸602y及びカム部品603yを有する。駆動源601は、駆動源601x及び駆動源602yを含む。送りネジ軸602は、送りネジ軸602x及び送りネジ軸602yを含む。駆動部16は、駆動源601と送りネジ軸602を用いて、カム部品603を移動させる。図4では、カム部品603は、カム筐体604、カム溝605及び支持軸606を有している。カム筐体604は、カム筐体604x及びカム筐体604yを含む。支持軸606は、支持軸606x及び支持軸606yを含む。図1では、投射レンズ13をX軸方向又はY軸方向に移動させるために、前照灯モジュール1は、2つの駆動部16x,16yを備えている。図1では、駆動部16xは、ベース部17の−Y軸側の底面に配置されている。駆動部16yは、ベース部17の+X軸側の側面に配置されている。
<
Next, the
駆動源601は、例えば、ステッピングモータ又はDCモータ等である。図1では、駆動部16xの駆動源601xは、ベース部17の−Y軸側の底面の−Z軸方向側に配置されている。駆動部16yの駆動源601yは、ベース部17の+X軸側の側面の−Z軸方向側に配置されている。駆動源601の軸は、Z軸に平行に配置されている。駆動源601の軸には、送りネジ軸602が取り付けられている。駆動源601は、減速機及びカップリングなどの軸公差を保証する機器を備えたアクチュエータとすることができる。
The drive source 601 is, for example, a stepping motor or a DC motor. In FIG. 1, the
送りネジ軸602の+Z軸側には、送りネジが形成されている。駆動部16xの送りネジ軸602xは、ベース部17の−Y軸側の底面の+Z軸方向側に配置されている。駆動部16yの送りネジ軸602yは、ベース部17の+X軸側の側面の+Z軸方向側に配置されている。送りネジ軸602は、Z軸に平行に配置されている。送りネジ軸602の送りネジは、カム部品603に形成された雌ネジに挿入されている。カム部品603は、雌ネジがZ軸に平行となるように配置されている。
A feed screw is formed on the + Z-axis side of the feed screw shaft 602. The
駆動源601の軸が回転すると、送りネジ軸602が回転する。送りネジ軸602が回転すると、ネジの勘合により、カム部品603がZ軸方向に移動する。つまり、ねじの効果により、カム部品603はZ軸方向に移動する。「ねじの効果」とは、回転運動を直線運動に変換する効果である。 When the shaft of the drive source 601 rotates, the feed screw shaft 602 rotates. When the feed screw shaft 602 rotates, the cam component 603 moves in the Z-axis direction by screw engagement. That is, the cam component 603 moves in the Z-axis direction due to the effect of the screw. The “screw effect” is an effect of converting rotational motion into linear motion.
カム部品603は、カム筐体604、カム溝605及び支持軸606を有する。カム溝605は、カム筐体604の側面に設けられた奥行きを持つ溝である。カム溝605の奥行きは、X軸調整軸402,Y軸調整軸403が溝の奥に衝突しない程度の深さである。同様に、X軸調整軸402,Y軸調整軸403は、カム溝605から抜けない程度の長さを有している。
The cam component 603 includes a cam housing 604, a cam groove 605, and a
支持軸606は、カム筐体604の−Z軸側の面に設けられている。支持軸606は、カム筐体604の−Z軸側の面から−Z軸方向に伸びる軸である。支持軸606は、Z軸に平行に配置されている。支持軸606は、ベース部17に設けられた長穴705に挿入されている。支持軸606は、カム筐体604にかかる荷重又はカム筐体604に伝わる振動を、送りネジ軸602に直接伝えないようにする機能を有する。また、支持軸606は、カム部品603がZ軸まわりに回転しないようにする機能を有する。つまり、支持軸606は、カム部品603のRZ方向の回転を拘束する。
The
カム部品603xは、カム溝605xを有する。カム溝605xは、レンズホルダ14のX軸調整軸402の軸径と同じ大きさの幅を有する。ここで、「同じ大きさ」とは、X軸調整軸402がカム溝605x内を移動できる程度の隙間を有する大きさである。カム溝605xは、XZ平面に対して傾きをもつ。
The
カム溝605xのZ軸方向の長さは、カム部品603xが送りネジ軸602xによってZ軸方向に動く距離以上である。カム溝605xのX軸方向の長さは、レンズホルダ14がX軸方向に動く距離以上である。カム溝605xは、レンズホルダ14をX軸方向に移動させる場合に、X軸調整軸402がカム溝605xの奥に衝突しない程度の深さを有する。同様に、X軸調整軸402は、カム溝605xから抜けない程度の長さを有する。
The length of the
X軸調整軸402がカム溝605xの中心にあるとき、車両が直進する際の配光パターンの光が照射される。また、カム部品603xは、X軸調整軸402がカム溝605xの中心にあるとき、光学部材12の出射面と投射レンズ13の入射面で囲まれる空間に対して非侵襲である。つまり、X軸調整軸402がカム溝605xの中心にあるとき、カム部品603xは、光学部材12から出射される光を遮らない。また、カム部品603xは、レンズホルダ14が最もカム部品603xに近づいた場合においても光学部材12の出射面と投射レンズ13の入射面で囲まれる空間に対して非侵襲である。つまり、X軸調整軸402がカム溝605xの端部にあるとき、カム部品603xは、光学部材12から出射される光を遮らない。
When the
カム部品603yは、カム溝605yを有する。カム溝605yは、レンズホルダ14のY軸調整軸403の軸径と同じ大きさの幅を有する。ここで、「同じ大きさ」とは、Y軸調整軸403がカム溝605y内を移動できる程度の隙間を有する大きさである。カム溝605yは、YZ平面に対して傾きをもつ。
The
カム溝605yのZ軸方向の長さは、カム部品603yが送りネジ軸602yによってZ軸方向に動く距離以上である。カム溝605yのY軸方向の長さは、レンズホルダ14がY軸方向に動く距離以上である。カム溝605yは、レンズホルダ14をY軸方向に移動させる場合に、Y軸調整軸403がカム溝605yの奥に衝突しない程度の深さを有する。同様に、Y軸調整軸403は、カム溝605yから抜けない程度の長さを有する。
The length of the
Y軸調整軸403がカム溝605yの中心にあるとき、車両が直進する際の配光パターン光が照射される。また、カム部品603yは、Y軸調整軸403がカム溝605yの中心にあるとき、光学部材12の出射面と投射レンズ13の入射面で囲まれる空間に対して非侵襲である。つまり、X軸調整軸403がカム溝605yの中心にあるとき、カム部品603yは、光学部材12から出射された光を遮らない。また、カム部品603yは、レンズホルダ14が最もカム部品603yに近づいた場合においても光学部材12の出射面と投射レンズ13の入射面で囲まれる空間に対して非侵襲である。つまり、Y軸調整軸403がカム溝605yの端部にあるとき、カム部品603yは、光学部材12から出射される光を遮らない。
When the Y-
駆動部16は、駆動源601と送りネジ軸602を用いて、カム部品603をZ軸方向に移動させた場合には、レンズホルダ14の位置をXY平面上で移動させることができる。一方、駆動機構16は、カム部品603の位置を移動させない場合には、レンズホルダ14のXY平面上の位置を拘束することができる。つまり、レンズホルダ14は、カム部品603xによりY軸方向に動くことができない。カム部品603xは、レンズホルダ14のX軸調整軸402の位置を固定するからである。また、レンズホルダ14は、カム部品603yによりX軸方向に動くことができない。カム部品603yは、レンズホルダ14のY軸調整軸403の位置を固定するからである。
The
<ベース部17>
次に、ベース部17について、図4を用いて説明する。ベース部17は、ベース筐体701を有する。ベース部17は、雌ネジ穴703、軸穴704y及び長穴705yを有することができる。また、図示しないが、ベース部17のカム部品603xに対応する位置には、軸穴704x及び長穴705xが設けられている。軸穴704は、軸穴704x及び軸穴704yを含む。長穴705は、長穴705x及び長穴705yを含む。ベース筐体701は、光学部材12を支持する。雌ネジ穴703は、保持部材15をベース筐体701に固定する。ベース部17は、駆動部16xに対して軸穴704xと長穴705xとを有する。さらに、ベース部17は、駆動部16yに対して軸穴704yと長穴70yとを有する。軸穴704は、駆動部16の送りネジ軸602を保持する。長穴705は、駆動部16のカム部品603の支持軸606を保持する。また、ベース部17は、駆動源601を固定する台座を有することができる。
<
Next, the
<前照灯モジュール1の動作>
図5及び図6は、前照灯モジュール1の駆動装置のY軸方向の動作を示す図である。図5及び図6は、投射レンズ13をY軸方向に動かすことで、前照灯モジュール1の配光を移動させる動作を説明している。なお、説明を簡略するために、前照灯モジュール1はYZ平面の二次元の模式図で示している。また、レンズホルダ14のレンズホルダ筐体401、X軸調整軸402及び雌ネジ穴404は省略する。
<Operation of the
5 and 6 are diagrams illustrating the operation in the Y-axis direction of the driving device of the
図5は、投射レンズ13が通常の位置に配置された場合の図である。「通常」とは、車両が直進する際の配光パターンの光が照射される場合である。光源11から出射された光は、レンズ201によって集光される。図5及び図6では、例えば、光源11から出射される光は、+Z軸方向で−Y軸方向に傾けて出射される。光源11から出射された光は、導光部材202に入射する。導光部材202は、配光パターンを形成する部品である。導光部材202に入射した光の一部は、そのまま導光部材202の出射面から出射する。また、導光部材202に入射した光の一部は、導光部材202の側面で反射して進行方向を+Y軸方向に変更される。光学部材12から出射した光は、投射レンズ13を通過して+Z軸方向で10m以上先のXY平面(照射面9)上に照射される。
FIG. 5 is a diagram when the
投射レンズ13は、保持部材15によって、Z軸方向の動き及びRX方向の回転を拘束される。また、投射レンズ13は、駆動部16xのカム溝605x及びレンズホルダ14のX軸調整軸402によって、Y軸方向の位置が決められる。投射レンズ13は、駆動部16xのカム筐体604xのZ軸方向の移動によってY軸方向に移動する。
The
図6は、駆動部16xによって投射レンズ13が通常の位置から+Y軸方向へ動いた場合の図である。光源11から出射されてから光学部材12から出射されるまでの光の挙動等は、図5と同じなので、説明を省略する。駆動部16xのカム筐体604xは、図5の位置に対して、+Z軸方向に移動している。これにより、X軸調整軸402は、カム溝605xにガイドされて、+Y軸方向に移動する。X軸調整軸402が+Y軸方向に移動すると、投射レンズ13も+Y軸方向に移動する。そして、光学部材12から出射した光は、図5の場合に対して、投射レンズ13の−Y軸方向にずれた位置に入射する。この場合には、照射面9上の像は、図5の場合に対して、+Y軸方向に移動する。すなわち、投射レンズ13をY軸方向へ動かすことで、照射面9上の配光はY軸方向に移動する。例えば、実施の形態1の前照灯モジュール1の場合には、車両が5度前向きに傾くことで生じる25m先における投射レンズ13の光軸のずれ量を補正するには、投射レンズ13を+Y軸方向へ1.5〜2mm動かせば良い。
FIG. 6 is a diagram when the
図5及び図6で説明したように、カム部品603xが+Z軸方向に移動すると、X軸調整軸402は、+Y軸方向に移動する。X軸調整軸402が+Y軸方向に移動すると、レンズホルダ14は+Y軸方向に移動する。この場合には、レンズホルダ14は、保持部材15により、X軸方向及びZ軸方向には移動できない。そして、照射面9上の配光は+Y軸方向に移動する。
As described with reference to FIGS. 5 and 6, when the
一方、図示しないが、カム部品603xが−Z軸方向に移動すると、X軸調整軸402は、−Y軸方向に移動する。X軸調整軸402が−Y軸方向に移動すると、レンズホルダ14は−Y軸方向に移動する。この場合にも、レンズホルダ14は、保持部材15により、X軸方向及びZ軸方向には移動できない。そして、照射面9上の配光は−Y軸方向に移動する。
On the other hand, although not shown, when the
カム部品603xと同様の動作を、カム部品603yも行う。図7及び図8は、前照灯モジュール1の駆動装置のX軸方向の動作を示す図である。図7及び図8は、投射レンズ13をX軸方向に動かすことで、前照灯モジュール1の配光を移動させる動作を説明している。なお、説明を簡略するために、前照灯モジュール1はXZ平面の二次元の模式図で示している。また、レンズホルダ14のレンズホルダ筐体401、Y軸調整軸403X及び雌ネジ穴404は省略する。図7は、投射レンズ13が通常の位置を示している。また、図8は、駆動部16yによって投射レンズ13が−X軸方向に移動した状態を示している。図8に示すように、カム部品603yが+Z軸方向に移動すると、Y軸調整軸403は、−X軸方向に移動する。Y軸調整軸403が−X軸方向に移動すると、レンズホルダ14は−X軸方向に移動する。この場合には、レンズホルダ14は、保持部材15により、Y軸方向及びZ軸方向には移動できない。そして、照射面9上の配光は−X軸方向に移動する。
The
一方、図示しないが、カム部品603yが−Z軸方向に移動すると、Y軸調整軸403は、+X軸方向に移動する。Y軸調整軸403が+X軸方向に移動すると、レンズホルダ14は+X軸方向に移動する。この場合にも、レンズホルダ14は、保持部材15により、Y軸方向及びZ軸方向には移動できない。そして、照射面9上の配光は+X軸方向に移動する。
On the other hand, although not shown, when the
以上のように、光学部材12に対するレンズホルダ14の位置によって、前照灯モジュール1の照射面9上の配光の位置が定まる。
As described above, the position of the light distribution on the
上述のように、レンズホルダ14は、保持部材15に保持されることで、光の進行方向(Z軸方向)と直交する面(XY平面)に対して多方向に可動するように支持されている。実施の形態1では、保持部材15は、例えば平行バネである。また、「多方向」とは実施の形態1では、X軸方向及びY軸方向である。
As described above, the
また、レンズホルダ14のXY平面上の位置は、X軸調整軸402、Y軸調整軸403及び駆動部16x,16yにより定められる。実施の形態1では、駆動部16x,16yは、例えばカム機構である。つまり、レンズホルダ14のXY平面上の位置は、X軸調整軸402、Y軸調整軸403及びカム溝605x,605yにより定められる。すなわち、実施の形態1の前照灯モジュール1は、保持部材15と駆動部16により、レンズホルダ14に保持された投射レンズ13をXY平面に対して平行に動かすことができる。なお、駆動部16x,16yには、リンク機構などを用いることもできる。
Further, the position of the
例えば、ガイド軸などを用いて、多方向に可動できる構造を実現した場合には、車両の振動による摺動面の摩耗又は熱変形による摺動面同士の固着などの性能劣化が課題となる。特に投射レンズ13のような光学部品は位置決め精度を要する。このため、可動部分は、摺動対策を施すために大型化する。つまり、前照灯モジュール1に適した配光を制御する装置の開発は困難であった。前照灯モジュール1は、平行バネとしての15a,15bを有する保持部材15を用いることで、摺動部分を持たずに、投射レンズ13をXY平面に対して平行に動かすことができる。
For example, when a structure that can be moved in multiple directions using a guide shaft or the like is realized, performance degradation such as wear of the sliding surfaces due to vibration of the vehicle or fixation of the sliding surfaces due to thermal deformation becomes a problem. In particular, an optical component such as the
実施の形態1に係る保持部材15は、平行バネとしての一組の板バネ保持部材15a,15bでRX方向及びRY方向の回転方向の動きを拘束している。また、保持部材15は、投射レンズ13及びレンズホルダ14のX軸方向及びY軸方向の並進運動に対して自由度を独立して有する。つまり、保持部材15によって、投射レンズ13及びレンズホルダ14は、X軸方向又はY軸方向に並進運動できる。「並進運動」とは、剛体などにおいて、それを構成する各点が同一方向に平行移動する運動のことである。よって、レンズホルダ14は、光軸をZ軸に対して平行に保ったまま、XY平面上で自由に移動できる。
The holding
<前照灯95>
以上のような小型化された前照灯モジュール1は、モジュール化され前照灯として用いられる。車両に用いられる前照灯は、複数の前照灯モジュールを搭載して、各前照灯モジュールの配光を重ね合わせて前述した配光パターンを形成することができる。つまり、前照灯は、モジュール化により多灯化される。多灯化された前照灯は、よりドライバーの運転に適した配光パターンを形成することができる。また、多灯化された前照灯は、意匠性の面や効率の面から普及が進みつつある。
<
The
図9は、前照灯モジュール1a,1b,1cを実装した前照灯95の構成を示した構成図である。前照灯95は、カバー96及び筐体97を有する。カバー96は透明な材料で作製されている。筐体97は、車体の内部に配置されている。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(前方)に配置されている。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a configuration of a
筐体97の内部には、前照灯モジュール1a,1b,1cが収められている。図9では、例として、3個の前照灯モジュール1a,1b,1cが収められている。なお、前照灯に用いる前照灯モジュール1の個数は、3個に限定されない。前照灯モジュール1の個数は、1個でも良く、3個以上でも良い。前照灯モジュール1a,1b,1cは、筐体97の内部に、X軸方向に並べて配置されている。なお、前照灯モジュール1a,1b,1c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1a,1b,1cをY軸方向又はZ軸方向にずらして配置しても良い。
Inside the
前照灯モジュール1a,1b,1cから出射された光は、カバー96を透過して、車両の前方に出射される。図9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1a,1b,1c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する。
Light emitted from the
カバー96は、前照灯モジュール1a,1b,1cを風雨又は塵埃等から守るために設けられている。すなわち、カバー96は、風雨又は塵埃等の筐体97への侵入を防止する。しかし、投射レンズ13が前照灯モジュール1a,1b,1c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。また、図7では、筐体97の内部に前照灯モジュール1a,1b,1c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1a,1b,1cが固定される構成を採用しても良い。
The
図10は、前照灯モジュール1a,1b,1cが照射した照射面9上での照射領域91,92を示す模式図である。線V−Vは、車両の位置での垂直な線を表している。また、線H−Hは、車両の位置での水平な線を表している。図10では、車両は左車線を走行している。符合93は、道路の端を表している。
FIG. 10 is a schematic diagram showing
照射領域91,92は、各前照灯モジュール1a,1b,1cの配光パターンである。例えば、前照灯モジュール1a,1cは、2つの配光パターンを並べることで照射領域91を照射する。前照灯モジュール1bは、照射領域92を照射する。図10から分かるように、前照灯モジュール1bは照射面9上で、配光パターンの中心付近で、カットオフラインのすぐ下の照射領域92を照射している。この部分は、照射領域の中で最も照度が高いことが要求される。一方、また、前照灯モジュール1a,1cは、照射面9において広い照射領域91を照射している。
The
前照灯モジュール1bの導光部材202の出射面は、例えば、縦1.0mm(Y軸方向)で横1.0mm(X軸方向)の正方形形状である。また、前照灯モジュール1a,1cの導光部材202の出射面は、例えば、縦2.0mmで横15.0mmの長方形形状である。
The exit surface of the
前照灯モジュール1b及び前照灯モジュール1a,1cの投射レンズ13は同一である。このため、導光部材202の出射面から投射レンズ13までの距離が共に同一であれば、照射面9に拡大投影されるときの拡大倍率は、同一である。従って、照射面9上でも、前照灯モジュール1bの導光部材202の出射面と前照灯モジュール1a,1cの導光部材202の出射面との面積比及び輝度比が保存されたまま照射面9に照射される。つまり、導光部材202の出射面の面積比及び輝度比が拡大されて照射面9に照射される。
The
前照灯モジュール1a,1b,1cの光源11の光の出力が同一であれば、前照灯モジュール1bの方が、前照灯モジュール1a,1cに比べて、照射面9上での単位面積当たりの照度は大きくなる。なぜなら、車両用前照灯モジュール1bの出射面の面積が前照灯モジュール1a,1cの出射面の面積より小さいからである。
If the light output of the
前照灯モジュール1bは照射面9上で、配光パターンの中心領域で、カットオフラインのすぐ下の照射領域92を照射している。前照灯モジュール1bは、最も照度が高いことが要求される部分を照射している。前照灯モジュール1a,1cは、照射面9において広い照射領域91を照射している。前照灯モジュール1a,1cは、全体に低い照度で、照射面9の幅広い領域を効果的に照明している。
The
これによって、前照灯95は、複数の前照灯モジュール1a,1b,1cを用いて、それぞれの配光パターンを足し合わせて所望の配光パターンを形成している。ここで、「所望」とは、道路交通規則等を満足していることである。前照灯モジュール1a,1b,1cは、導光部材202以外の光学部品を共用化することができる。従来は、各々の前照灯モジュールに対して光学系を最適に設計している。このために、光学部品を共用化は難しかった。実施の形態1に係る前照灯95は、各々の前照灯モジュール1a,1b,1cの間で、導光部材202以外の光学部品を共用できる。これは、少なくとも導光部材202の形状により配光パターンを形成することができるからである。つまり、導光部材202を交換するだけで、異なる配光パターンを形成することができる。このために、前照灯95は、光学部品の種類を減らすことができる。また、前照灯95は、光学部品の管理を軽減できる。そして、前照灯95は、製造コストを低減することができる。
Thus, the
また、前照灯モジュール1bから出射される光の照射する照射領域92を、投射レンズ13を導光部材202に対して左右方向(X軸方向)に動かすことで、水平方向に移動させることができる。これにより、カーブ走行時に運転中のドライバーが見ている注視している領域の照度を上げることができる。
Further, the
なお、上述の各実施の形態においては、「平行」や「垂直」などの部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す用語を用いている場合がある。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。このため、請求の範囲に部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す記載をした場合には、製造上の公差又は組立て上のばらつき等を考慮した範囲を含むことを示している。 In each of the above-described embodiments, there are cases where terms such as “parallel” or “vertical” are used to indicate the positional relationship between components or the shape of the components. These represent that a range that takes into account manufacturing tolerances and assembly variations is included. For this reason, when the description showing the positional relationship between the parts or the shape of the part is included in the claims, it indicates that the range including a manufacturing tolerance or an assembly variation is taken into consideration.
実施の形態2.
実施の形態2では、実施の形態1で説明した駆動部16x及び駆動部16yの一部を一体的に構成したものである。実施の形態1に示した駆動部16x及び駆動部16yの一部を一体的に構成することによって、前照灯モジュールの配光を上下方向又は左右方向に移動できる構成の大型化をさらに抑制することができる。
In the second embodiment, a part of the
図11は、実施の形態2に係る前照灯モジュール2の斜視図である。また、図12は、実施の形態2に係る前照灯モジュール1の一部の構成を除いた分解斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view of the
図11に示すように、実施の形態2に係る前照灯モジュール2は、光源11と、光源11を固定するベース部18と、ベース部18に固定される光学部材202と、光学部材12から出射した光を入射し反対側に出射する投射レンズ13と、投射レンズ13を固定するレンズホルダ19と、レンズホルダ19をベース部18に保持する保持部材15と、レンズホルダ19を投射レンズ13の光軸方向と垂直な面(図11ではX−Y平面)上で移動させる調節軸40と、調節軸40を駆動する駆動部50とを含む。すなわち、投射レンズ13は、光源11から出射された光を入射光として入射して車両の前方に入射光を投射光として出射する。
As shown in FIG. 11, the
実施の形態2では、投射レンズ13を固定するレンズホルダ19を駆動する機構が実施の形態1と異なっている。従って、実施の形態2では、実施の形態1での駆動部16に代えて駆動部50を用いている点及び調節軸40を用いている点で実施の形態1とは異なっている。また、駆動部50の構成によってレンズホルダ19、ベース部18及び駆動部50の構成の一部が、実施の形態1で説明したレンズホルダ19、ベース部18及び駆動部16の構成と異なっているが、それ以外の構成は実施の形態1と同一の構成である。すなわち、実施の形態2において、実施の形態1と同一の符号を有する構成は同一の構成であるため説明を省略する。
In the second embodiment, a mechanism for driving a
<レンズホルダ19>
レンズホルダ19は、枠形状である。レンズホルダ19の−Y軸方向には、回転軸40と接続される投射レンズ側接続部材41が固定されている。調節軸40が移動することにより投射レンズ側接続部材41が移動し、レンズホルダ19に固定された投射レンズ13が移動する。レンズホルダ19は、保持部材15を介してベース部18に取り付けられている。
<
The
保持部材15は、実施の形態1で説明したように板バネとしての保持部材板15a及び保持部材15bを有する。そのため、レンズホルダ19は、保持部材15によりベース部18に対してX軸方向又はY軸方向に移動することができる。
The holding
<ベース部18>
図12に示すように、X軸に垂直な面においてベース部18の−Z軸方向には、保持部材15をネジ等によって固定するための雌ネジ穴708が設けられている。ベース部18の上部(+Y軸方向)には光学部材12が固定されており、−Z軸方向には光源11が固定されている。すなわち、実施の形態2に係るベース部18は、実施の形態1に係るベース部17において長穴705を省略した構成となっている。
<
As shown in FIG. 12, a
<調節軸40>
図13は、図11に示した調節軸40及び駆動部50についての構成を示す斜視図である。図14は図13に示した調節軸40及び駆動部50を示した上面図である。すなわち、図14は、調節軸40及び駆動部50を、図11に示した+Y軸方向から見た図である。
<
FIG. 13 is a perspective view showing the configuration of the adjusting
図13に示すように、調節軸40は、駆動部50からの駆動力が伝達される第1の駆動伝達部27と第2の駆動伝達部28とを有する。第1の駆動伝達部27は、調節軸40の中心軸(回転軸)43の方向に凹凸37を備えたラックを形成している。通常のラックと異なるのは、凹凸37は調節軸40の中心軸43の方向について螺旋を描いておらず、中心軸43の軸周りに全周に歯車状の凹凸が対称的に形成されている。
As shown in FIG. 13, the
調節軸40は、調節軸40の中心軸43(図13において一点鎖線で示す)の方向(X軸方向)へ移動するとともに、中心軸43の回りに回転する。調節軸の詳細な動作については後に詳しく説明する。
The
調節軸40は、レンズホルダ19に取り付けられた投射レンズ側接続部材41と接続する接続部20を有する。接続部20は、調節軸40の中心軸43の方向に対して投射レンズ側接続部材41と係合する第1の係合部70と、調節軸40の中心軸43とは異なる位置に中心部44(図13では破線で示している)を備えた偏芯部30とを有する。実施の形態2では調節軸40は、偏芯部30のX軸方向の両側に、調節軸40の直径よりも大きな円盤状の第1の係合部(フランジ部)70を備えている。第1の係合部70は、調節軸40の中心軸43の方向への可動領域の規制手段である。
The
<駆動部50>
駆動部50は、調節軸40を駆動する。駆動部50は、調節軸40をX軸方向に駆動する第1の駆動部140と、調節軸40をX軸方向を中心に回転駆動する第2の駆動部141とを有する。
<
The
図13及び図14に示すように、第1の駆動部140は、第1のモータ25と、第1のモータ25の駆動力を調節軸40に調整して伝達する第1の減速部130とを有する。第1の減速部130は、モータ25の回転軸に固定された第1のウォームギア24と、第1のウォームギア24の駆動力を調節軸40に伝達する2段歯車22を有する。2段歯車22は、第1のウォームギア24と噛み合う大歯車22bと、調節軸40の第1の駆動伝達部27と接触する小歯車22aとを有する。なお、図示しないが、2段歯車22において、大歯車22bと小歯車22aとは共通の回転軸を有している。
As shown in FIGS. 13 and 14, the
実施の形態2に係る前照灯モジュール2によれば、第1の駆動部140と第1の駆動伝達部27との間に設けられた第1の減速部130と、第2の駆動部141と第2の駆動伝達部28との間に設けられた第2の減速部131と、を備える。従って、投射レンズ13の動作速度及び投射レンズ13の動作に必要なトルクを調整することができる。
According to the
第2の駆動部141は、第2のモータ35と、第2のモータ35の駆動力を調節軸40に調整して伝達する第2の減速部131とを有する。第2の減速部131は、モータ35の回転軸に固定された第2のウォームギア34と、第2のウォームギア34の駆動力を調節軸40に伝達する2段歯車32とを有する。2段歯車32は、第1のウォームギア34と噛み合う大歯車32bと、調節軸40の第2の駆動伝達部28と接触する小歯車32aとを有する。なお、図示しないが、2段歯車32において、大歯車32bと小歯車32aとは共通の回転軸を有している。
The
<投射レンズ側接続部材41>
図15は、投射レンズ側接続部材41と投射レンズ側接続部材41に接続する接続部20との構成を概略的に示した図である。図15に示すように、投射レンズ側接続部材41は、X軸方向に延伸し、−Z軸方向に開放されたコの字型の形状である。
<Projection lens
FIG. 15 is a diagram schematically showing the configuration of the projection lens
図15おいて、投射レンズ側接続部材41のコの字形状溝52のY軸方向の幅Wは調節軸40の接続部20における偏芯部30(断面の直径φA)が入る値に設定してある。投射レンズ側接続部材41のコの字形状溝52のZ軸方向の奥行きDは、偏芯部30の偏芯量Eよりも大きく設定してある。「偏芯量E」とは、調節軸40の中心軸43と偏芯部の中心軸44との距離である。投射レンズ側接続部材41のコの字形状溝52のX軸方向の長さLは偏芯部30の両端に設置されている第1の係合部70同士の距離内に収まる寸法である。
In FIG. 15, the width W in the Y-axis direction of the
偏芯部30が投射レンズ側接続部材41のコの字形状溝52の内部に収まることによって、偏芯部30が移動した際も投射レンズ側接続部材41のコの字形状溝52から外れることなくかつ、滑らかに投射レンズ側接続部材41を移動させることができる。
When the
<駆動部50の動作>
次に、図16から図19に基づいて駆動部50の動作、駆動部50の動作に伴う調節軸40の動作及び投射レンズ13の動作について説明する。図16は、第1の駆動部140が駆動した場合に調整軸40が中心軸43の方向に移動する動作を説明した図である。第1のモータ25が駆動すると、第1のモータ25の回転軸に固定された第1のウォームギア24がX軸回りに回転する。第1のウォームギア24が回転すると、第1のウォームギア24と噛み合う大歯車22bが回転する。
<Operation of
Next, the operation of the
大歯車22bの回転に伴って小歯車22aが回転する。小歯車22aが回転すると、小歯車22aと噛み合う第1の駆動伝達部27が、調節軸40の中心軸43の方向に移動する。第1の駆動伝達部27の移動によって中心軸40は、中心軸43の方向に移動する。なお、調節軸40の移動方向を+X方向又はX方向とするには、第1のモータ25の回転の方向を選択すればよい。調節軸40が移動することによって接続部20がX軸方向に移動し、接続部20と接続される投射レンズ側接続部材41が移動する。投射レンズ側接続部材41が移動することによって投射レンズ13を移動させることができる。
The
図17(A)及び図17(B)は、調節軸40がX軸方向に移動することにより前照灯モジュール2の配光を移動させる動作を説明するための図である。なお、説明を簡略するために、前照灯モジュール2はXZ平面の二次元の模式図で示している。また、図17では、前照灯モジュール2において、投射レンズ13、保持部材15、レンズ201、導光部材202及び光源11以外の構成を省略して示してある。
FIGS. 17A and 17B are diagrams for explaining the operation of moving the light distribution of the
図17(A)は、投射レンズ13が基準位置に配置された場合の図である。「基準位置」とは、車両の姿勢が水平で直進する際の配光パターンの光が照射される場合である。光源11から出射された光は、レンズ201によって集光される。図17(A)及び図17(B)では、例えば、光源11から出射される光は、+Z軸方向に出射される。光源11から出射された光は、導光部材202に入射する。導光部材202に入射した光の一部は、そのまま導光部材202の出射面から出射する。光学部材12から出射した光は、投射レンズ13を通過して+Z軸方向で10m以上先のXY平面(照射面9)上に結像される。
FIG. 17A is a diagram when the
図17(B)は、投射レンズ13を基準位置から−X方向へ移動させて配光を+X方向へ移動させる場合の図である。車両がカーブを曲がる際にこれから自車が進むカーブの先を照らすような場合を想定している。図示しない第1の駆動部140が駆動すると、投射レンズ側接続部材41及び投射レンズ13が−X軸方向に移動する。例えば、実施の形態1の前照灯モジュール1の場合には、車両が5度前向きに傾くことで生じる25m先における投射レンズ13の光軸のずれ量を補正するには、投射レンズ13を+Y軸方向へ1.5〜2mm動かせば良い。
FIG. 17B is a diagram when the
図18は、第2の駆動部141が駆動した場合に調整軸40が中心軸(回転軸)43の軸周りに回転動作する様子を説明した図である。第2のモータ35が駆動すると、第2のモータ35の回転軸に固定された第2のウォームギア34がY軸回りに回転する。第2のウォームギア34が回転すると、第2のウォームギア34と噛み合う大歯車32bが回転する。
FIG. 18 is a diagram illustrating a state in which the
大歯車32bの回転に伴って小歯車32aが回転する。小歯車32aが回転すると、小歯車32aと噛み合う第2の駆動伝達部28が、調節軸40の中心軸43の軸周りに回転する。第2の駆動伝達部28の回転によって偏芯部30は中心軸43回りを回転する。偏芯部30の動作によって、投射レンズ側接続部材41がY軸方向に移動する。調節軸40が回転することによって偏芯部30が中心軸43の回りを回転し、偏芯部30が嵌っている投射レンズ側接続部材41がY軸方向に移動する。投射レンズ側接続部材41が移動することによって投射レンズ13を移動させることができる。なお、投射レンズ13のY軸方向の位置は、モータ35の回転数で調整すればよく、モータ35の回転方向によらない。
As the
ここで、図18に示すように、実施の形態2では第2の駆動伝達部28は、中心軸43と同一の回転軸を持つ平歯車である。第2の駆動伝達部28のX方向の歯幅Cは、小歯車32aの歯幅よりも大きく設定されている。従って、第1の駆動部140により調節軸40がX軸方向へ移動してもかみ合いが外れることはない。第2の駆動伝達部28のX方向の歯幅Cは、例えば、調節軸40のX軸方向の駆動領域の幅を含む長さであることが望ましい。
Here, as shown in FIG. 18, in the second embodiment, the second
図19(A)及び図19(B)は、調節軸40が+Y軸方向に移動することにより前照灯モジュール2の配光を移動させる動作を説明するための図である。なお、説明を簡略するために、前照灯モジュール2はYZ平面の二次元の模式図で示している。また、図19では、前照灯モジュール2において、射レンズ13、保持部材15、レンズ201、導光部材202、光源11、側接続部材41及び調節軸40以外の構成を省略して示してある。
FIGS. 19A and 19B are diagrams for explaining the operation of moving the light distribution of the
図19(A)は、投射レンズ13が基準位置に配置された場合の図である。光源11から出射された光は、レンズ201によって集光される。図19(A)及び図19(B)では、例えば、光源11から出射される光は、+Z軸方向で−Y軸方向に傾けて出射される。光源11から出射された光は、導光部材202に入射する。導光部材202は、配光を形成する部品である。導光部材202に入射した光の一部は、そのまま導光部材202の出射面から出射する。また、導光部材202に入射した光の一部は、導光部材202の側面で反射して進行方向を+Y軸方向に変更される。光学部材12から出射した光は、投射レンズ13を通過して+Z軸方向で10m以上先のXY平面(照射面9)上に結像される。
FIG. 19A is a diagram when the
図19(B)は、投射レンズ13を基準位置から+Y方向へ移動させて配光を+Y方向へ移動させる場合の図である。車両の積載状態や減速によって姿勢が前下がりになったような場合を想定している。図示しない第2の駆動部141が駆動すると、投射レンズ側接続部材41及び投射レンズ13が+Y軸方向に移動する。例えば、実施の形態2の前照灯モジュール1の場合には、車両が5度前向きに傾くことで生じる25m先における投射レンズ13の光軸のずれ量を補正するには、投射レンズ13を+Y軸方向へ1.5〜2mm動かせば良い。
FIG. 19B is a diagram when the
なお、図16から図19では第1の駆動部140又は、第2の駆動部141をそれぞれ独立して動作させた例を示しているが、第1の駆動部140及び第2の駆動部141同時に駆動させても構わない。すなわち、第1の駆動伝達部27は中心軸43方向に凹凸37が形成されているため、例えば、第1の駆動部140が動作している間の第2の駆動部141の動作を妨げることがない。
16 to 19 show examples in which the
実施の形態2に係る前照灯モジュール2によれば、駆動部50は、調節軸40を回転軸43の方向に駆動する第1の駆動部140と、調節軸40を回転軸43の周りに回転駆動する第2の駆動部141とを備え、調節軸40は、第1の駆動部140からの駆動力を軸の方向に伝達する第1の駆動伝達部27と、第2の駆動部141からの駆動力を軸の回り方向に伝達する第2の駆動伝達部28とを備ている。従って、第1の駆動部140による投射レンズ13の動作と第2の駆動部141による投射レンズ13の動作が干渉することがない。
According to the
以上のように、調節軸40を中心軸43の軸方向に移動させることで、配光をX軸方向に移動させ、カーブ走行時に運転中のドライバーが見ている注視している領域の照度を上げることができる前照灯を実現できる。また、調節軸40を回転させることで、配光をY軸方向に移動せることができ、車両の積載状態や加速減速によって生じる姿勢変化があっても一定の高さ位置を照射する前照灯を実現することができる。
As described above, by moving the
さらに、調節軸40の回転と軸方向移動だけで配光をX軸方向へもY軸方向へも可変することができる。投射レンズ13には調節軸40を設置するだけであるので、X軸方向及びY軸方向に調節軸40を移動させるためのそれぞれ独立した軸の構成を必要としない。従って、投射レンズ13の周辺を小型にすることができ、前照灯のデザイン自由度を増すことができる。
Furthermore, the light distribution can be varied both in the X-axis direction and in the Y-axis direction only by rotating the
図20は、実施の形態2に係る前照灯モジュール2a,2b,2cをX軸方向に複数並べて配置した場合の前照灯98の構成を示した図である。図29に示すように複数の前照灯モジュール2a,2b,2cをX軸方向に並べて配置した前照灯98では、調節軸45は、前照灯モジュール2a,2b,2cのそれぞれに対応する位置に接続部42を備える。
FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of the
接続部42は、前照灯モジュール2a,2b,2cにそれぞれ設置された図示しない投射レンズ側接続部材41と接続する。また、接続部42は、前照灯モジュール2a,2b,2cそれぞれの投射レンズ側接続部材42とX軸方向に係合する第1の係合部70と、投射レンズ側接続部材41とY軸方向に係合する偏芯部46とを備える。なお、調整軸45は中心軸(回転軸)47を備え、偏芯部46は中心軸47とは異なる位置に中心軸48を備える。投射レンズ側接続部材41と接続部42との接続については、図15で述べた構成と同一であるため説明を省略する。
The connecting
図20に示すように、複数の前照灯モジュール2a,2b,2cをX軸方向に並べて配置することにより、それぞれの前照灯モジュール2a,2b,2cを一組の調節軸45及び駆動部50によって調節することが可能である。従って、前照灯モジュール2の個数が増加しても前照灯モジュール2を駆動するための構成を、前照灯モジュール2ごとに設置する場合よりも簡略化できる。前照灯98は、実施の形態1で説明した図10に示されるように、複数の前照灯モジュール2a,2b,2cを用いて、それぞれの配光パターンを足し合わせて所望の配光パターンを形成することができる。
As shown in FIG. 20, a plurality of
実施の形態2に係る前照灯モジュール2によれば、光源11と、光源11から出射した光を入射し、光源11から出射された光を入射光として入射して車両の前方に入射光を投射光として出射する投射レンズ13と、投射レンズ3と接続される接続部20を有する調節軸と、調節軸40を調節軸40の軸の方向及び軸の周りに回転駆動する駆動部50と、を備え、接続部20は、調節軸40の回転軸43とは異なる位置に中心軸を有する偏芯部30を備えている。従って、前照灯モジュール2の配光を上下方向又は左右方向に移動できる構成の大型化をさらに抑制することができる。
According to the
また、実施の形態2に係る前照灯モジュール2によれば、投射レンズ13は、接続部20と接続する投射レンズ側接続部材41を備え、接続部20は、投射レンズ側接続部材41と回転軸43の方向に係合する第1の係合部70を備えている。従って、投射レンズ13の前照灯モジュール2の水平方向(X軸方向)への動作を規制する構成において、投射レンズ側接続部材41の構成を簡略化できる。
Further, according to the
また、実施の形態2に係る前照灯98によれば、実施の形態2に係る前照灯モジュール2a,2b,2cを複数備え、前照灯モジュール2a,2b,2cから出射された各投射光を重畳又は並べることにより車両の前方に投射する配光パターンを形成するものである。従って、複数の前照灯モジュール2a,2b,2cを用いて、それぞれの配光パターンを足し合わせて所望の配光パターンを形成することができる。
Further, according to the
上記の実施の形態2では、投射レンズ130のX軸方向の規制を、第1の係合部70が投射レンズ側接続部材41のX軸方向の両端で係合することによって実現していたが、この構成には限らない。例えば、図21に示すように投射レンズ側接続部材41のX軸方向の両端に第2の係合部71を設けて偏芯部31の動作をX軸方向に規制してもよい。図21に示す場合では、偏芯部31を調節軸40の外径よりも太くし、第1の係合部70を設けない構成としている。この場合、偏芯部31が接続部に対応する。
In the second embodiment, the restriction of the
偏芯部31のX軸方向の長さBは、投射レンズ側接続部材41に設けられた複数の第2の係合部71同士の距離Lよりも小さく設定する。それ以外の構成は、図15の構成と同様であるため説明を省略する。
The length B in the X-axis direction of the
実施の形態2に係る前照灯モジュール2によれば、投射レンズ13は、接続部20と接続する投射レンズ側接続部材41を備え、投射レンズ側接続部材41は、偏芯部31と回転軸47の方向に対して係合する第2の係合部71を備えている。従って、投射レンズ13の前照灯モジュール2の水平方向(X軸方向)への動作を規制する構成において、調節軸40の構成を簡略化できる。
According to the
さらに、投射レンズ13のX軸方向の規制を実現する方法として、図22に示すように投射レンズ側接続部材41のコの字形状溝52に第3の係合部72を設け、偏芯部31に第3の係合部72と係合する第4の係合部73を設けてもよい。このとき、偏芯部31及び第4の係合部73が接続部20に対応する。図22では、投射レンズ側接続部材41のコの字形状溝52に第3の係合部72としての突起部が設けられており、偏芯部31に第3の係合部72と係合する第4の係合部73とっしての溝部が設けられている。第3の係合部及び第4の係合部以外の構成については図15及び図21の構成と同様であるため説明を省略する。
Further, as a method for realizing the restriction of the
実施の形態2に係る前照灯モジュール2によれば、投射レンズ13は、接続部20と接続し、第3の係合部72を有する投射レンズ側接続部材41を備え、偏芯部31は第3の係合部72と係合する第4の係合部73を備えている。従って、調節軸40における接続部20及び投射レンズ側接続部材41の小型化を同時に実現できる。
According to the
なお、上述の各実施の形態においては、平面又は垂直など部品などの位置関係を示す用語は、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。 In each of the above-described embodiments, the term indicating the positional relationship of components such as a plane or a vertical includes a range that takes into account manufacturing tolerances or assembly variations.
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。 Moreover, although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments.
1,1a,1b,1c,2,2a,2b,2c 前照灯モジュール、 11 光源、 12 光学部材、 13 投射レンズ、 14 レンズホルダ、 15 保持部材、 15a 保持部材、 15b 保持部材、 16 駆動部、 17 ベース部、 101 LED光源、 102 放熱器、 201 レンズ、 202 導光部材、 301 レンズ面、 302 フランジ部、 401 レンズホルダ筐体、 402 X軸調整軸、 403 Y軸調整軸、 404 雌ネジ穴、 405 嵌め合い部、 502 X方向撓み部、 503 Y方向撓み部、 601 駆動源、 602 送りネジ軸、 603 カム部品、 604 カム筐体、 605 カム溝、 606 支持軸、 701 ベース筐体、 702 板バネ、 703 雌ネジ穴、 704 軸穴、 705 長穴、 9 照射面、 91,92 照射領域、 93 道路の端、 95,98 前照灯、 96 カバー、 97 筐体、 20 接続部、 27 第1の駆動伝達部、 28 第2の駆動伝達部、 30,31,46 偏芯部、 40,45 調節軸、 41 投射レンズ側接続部材、 43,47 調節軸の中心軸(回転軸)、 48,49 偏芯部の中心軸、 50 駆動部、 70 第1の係合部、 71 第2の係合部、 72 第3の係合部、 73 第4の係合部、 130 第1の減速部、 131 第2の減速部、 140 第1の駆動部、141 第2の駆動部。 1, 1a, 1b, 1c, 2, 2a, 2b, 2c headlight module, 11 light source, 12 optical member, 13 projection lens, 14 lens holder, 15 holding member, 15a holding member, 15b holding member, 16 drive unit , 17 Base part, 101 LED light source, 102 Radiator, 201 Lens, 202 Light guide member, 301 Lens surface, 302 Flange part, 401 Lens holder housing, 402 X-axis adjustment axis, 403 Y-axis adjustment axis, 404 Female screw Hole, 405 fitting portion, 502 X direction bending portion, 503 Y direction bending portion, 601 drive source, 602 feed screw shaft, 603 cam component, 604 cam housing, 605 cam groove, 606 support shaft, 701 base housing, 702 leaf spring, 703 female screw hole, 704 shaft hole, 705 Long hole, 9 irradiation surface, 91, 92 irradiation area, 93 road edge, 95, 98 headlamp, 96 cover, 97 housing, 20 connection portion, 27 first drive transmission portion, 28 second drive transmission , 30, 31, 46 Eccentric part, 40, 45 Adjustment shaft, 41 Projection lens side connection member, 43, 47 Center axis (rotation axis) of adjustment shaft, 48, 49 Center axis of eccentric part, 50 Drive , 70 1st engagement part, 71 2nd engagement part, 72 3rd engagement part, 73 4th engagement part, 130 1st reduction part, 131 2nd reduction part, 140 1st 141, the second drive unit.
Claims (13)
前記光を入射光として入射して投射光として出射する投射レンズと、
前記投射レンズの光軸方向に長さを持つ一端が固定端で他端が可動端の撓み部を含み、前記投射レンズを前記可動端で保持することで、前記投射レンズを前記光源に対して移動可能に保持する保持部材と、
前記投射レンズを移動させる駆動部と
を備え、
前記投射レンズは、前記撓み部が撓むことで、前記投射レンズの光軸に垂直な平面上で並進移動し、
前記保持部材は、第1の撓み部及び第2の撓み部を含み、
前記第1の撓み部及び前記第2の撓み部は、前記光軸に平行で互いに直角な板状の部分を含み、
前記第1の撓み部の一端は前記固定端であり、前記第1の撓み部の他端は前記第2の撓み部の一端に接続され、前記第2の撓み部の他端は前記可動端である前照灯モジュール。 A light source that emits light;
A projection lens that enters the light as incident light and emits it as projection light; and
One end having a length in the optical axis direction of the projection lens includes a bending portion having a fixed end and the other end being a movable end, and holding the projection lens at the movable end, thereby allowing the projection lens to be moved with respect to the light source. A holding member that is movably held;
A drive unit for moving the projection lens,
The projection lens translates on a plane perpendicular to the optical axis of the projection lens by bending the bending portion,
The holding member includes a first bent portion and a second bent portion,
The first bent portion and the second bent portion include plate-like portions parallel to the optical axis and perpendicular to each other.
One end of the first flexure is the fixed end, the other end of the first flexure is connected to one end of the second flexure, and the other end of the second flexure is the movable end. Is a headlamp module.
前記駆動部は、前記光軸方向に移動するカム部品を含み、
前記調整軸と前記カム部品とはカム機構を構成する請求項1または2に記載の前照灯モジュール。 An adjustment shaft that moves together with the projection lens;
The drive unit includes a cam component that moves in the optical axis direction,
The headlamp module according to claim 1, wherein the adjustment shaft and the cam component constitute a cam mechanism.
前記駆動部は、前記調節軸を前記調節軸の第1の中心軸方向に移動させ、前記調節軸を前記第1の中心軸まわりに回転させる請求項1または2に記載の前照灯モジュール。 An adjusting shaft including a connecting portion for transmitting a driving force to the projection lens;
3. The headlamp module according to claim 1, wherein the driving unit moves the adjustment shaft in a direction of a first central axis of the adjustment shaft and rotates the adjustment shaft around the first central axis.
前記偏芯部は、前記第1の中心軸に平行で、前記調節軸とは異なる位置に第2の中心軸を有する請求項4に記載の前照灯モジュール。 The connection part includes an eccentric part,
5. The headlamp module according to claim 4 , wherein the eccentric portion has a second central axis at a position parallel to the first central axis and different from the adjustment axis.
前記投射レンズ側接続部材は、前記偏芯部と前記第1の中心軸方向に係合する第2の係合部を含む請求項5に記載の前照灯モジュール。 A projection lens side connecting member that moves together with the projection lens and connects to the connection portion,
The headlamp module according to claim 5 , wherein the projection lens side connecting member includes a second engaging portion that engages with the eccentric portion in the first central axis direction.
前記偏芯部は、第3の係合部を含み、
前記投射レンズ側接続部材は、第4の係合部を含み、
前記第3の係合部は、前記第4の係合部と前記第1の中心軸方向に係合する請求項5に記載の前照灯モジュール。 A projection lens side connecting member that moves together with the projection lens and connects to the connection portion,
The eccentric portion includes a third engagement portion,
The projection lens side connection member includes a fourth engagement portion,
The headlamp module according to claim 5 , wherein the third engagement portion engages with the fourth engagement portion in the first central axis direction.
前記調節軸は、前記第1の駆動部からの駆動力を前記第1の中心軸方向に伝達する第1の駆動伝達部を備える請求項4から9のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。 The drive unit includes a first drive unit that moves the adjustment shaft in the direction of the first central axis,
The headlamp according to any one of claims 4 to 9 , wherein the adjustment shaft includes a first drive transmission unit that transmits a driving force from the first drive unit in the first central axis direction. module.
前記調節軸は、前記第2の駆動部からの駆動力を前記第1の中心軸まわり方向に伝達する第2の駆動伝達部を備える請求項4から11のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。 The drive unit includes a second drive unit that rotates the adjustment shaft around the first central axis,
The head according to any one of claims 4 to 11 , wherein the adjustment shaft includes a second drive transmission unit that transmits a driving force from the second drive unit in a direction around the first central axis. Light module.
前記前照灯モジュールから出射された各投射光を重畳又は並べることにより投射する配光パターンを形成する前照灯。 A plurality of headlamp modules according to any one of claims 1 to 12 ,
The headlamp which forms the light distribution pattern which projects by superimposing or arranging each projection light radiate | emitted from the said headlamp module.
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