CN112739949B - 包括具有柔性部分和刚性部分的定位销的车辆照明模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于机动车辆的照明装置和/或信号装置的照明模块,包括:‑至少一个光源(21),其安装在支撑件(20)上;‑光学单元,其旨在与光源相互作用以形成光束;‑定位***,其包括***到定位孔口中的至少一个定位销(30),支撑件设置有定位销和定位孔口中的一者,并且光学单元设置有定位销和定位孔口中的另一者;定位销包括彼此面对的两个部分,这些部分中的一个部分被称为刚性部分(31),另一个部分被称为柔性部分(32),刚性部分(31)比柔性部分(32)更硬。
Description
本发明涉及照明装置,尤其是用于机动车辆的照明装置的领域,在照明装置中光源相对于光学单元定位。
特别地,本发明涉及一种照明模块,其中该定位通过将用于使该光源的支撑件定位的装置与用于使光学单元定位的装置的接合来确保。更特别地,这些定位装置是销和孔口,这些销***这些孔口中。
“定位”是指能够在空间中的至少一个方向上保证给定的定位的***。
已知在彼此正交的三个方向上的定位是通过将销***孔口中以确保精确定位。由于定位是在这三个方向上进行的,因此理论上仅一个位置是可能的。因此,在没有游隙的情况下,如果要组装支撑件,则支撑件必须在安装到光学单元上之前被精确地定位。
然而,光源支撑件和光学单元有时由不同的制造商分开制造,因此具有一定的制造公差,特别是在孔和孔口的定位方面具有一定的制造公差。如果存在轻微的未对准,则存在组装困难或甚至不能进行组装的风险。
为了避免这种情况,已知的解决方案是制造具有显著小于对应孔口的直径的定位销,使得在销周围、在销与孔口的边缘之间存在游隙。
尽管这使得能够保证安装,但是一个缺点是一旦支撑件已经组装在光学部分上,该游隙仍然存在。结果是,特别是当车辆在使用中时,在光源相对于光学单元的定位方面损失了精度。结果,也存在由照明模块发射的光束的质量的损失。
因此,本发明解决的一个技术问题是提高光源相对于光学单元的定位的精度,同时保证支撑件在光学单元上的组装。
为此,本发明的第一目的是一种用于机动车辆的照明装置和/或信号装置的照明模块,包括:
-安装在支撑件上的至少一个光源,
-光学单元,该光学单元用于与光源接合以形成光束,
-定位***,该定位***包括***到定位孔口中的至少一个定位销,支撑件设置有定位销和定位孔口中的一者,并且光学单元设置有定位销和定位孔口中的另一者;
定位销或定位销中的至少一个定位销包括两个面对的部分,该部分中的一个部分被称为刚性部分,该部分中的另一个部分被称为柔性部分,该刚性部分的刚度比该柔性部分的刚度更强。
因此,当支撑件被组装在光学单元上时,如果孔口和与该孔口接合的定位销未对准,则柔性部分可以变形以允许该销***到该孔口中,刚性部分将销引导到孔口中。因此,柔性部分允许在组装时较小的移动范围,从而可以保证更容易的组装。一旦***,柔性部分就与孔口接触,从而使得可以限制或甚至消除游隙。因此,当模块组装在照明装置和/或信号装置上时或当车辆在使用中时,定位更精确且更少受到变化。
根据本发明的光学部分可以可选地包括以下特征中的一个或多个:
-柔性部分是弹性的并且被布置成使得该柔性部分将刚性部分压靠在定位孔口的边缘上;这使得可以完全消除游隙,同时确保组装时的移动范围和更精确的定位;
-定位销或定位销中的至少一个定位销是开口销,该开口销包括将所述两个部分彼此分开的狭槽;这是一种制造具有两个部分的销的简单方式,特别是通过模制或机加工制造具有两个部分的销的简单方式;
-刚性部分包括加强突起,该加强突起固定到光学单元的一部分,对应的定位销从该一部分突出,并且该加强突起被布置成使得该加强突起抵抗横向于狭槽的方向上的力,特别是抵抗垂直于狭槽的方向上的力;因此通过加强刚性部分来改善通过刚性部分进行的引导;
-加强突起具有第一刚性支承区域,该第一刚性支承区域能够在与支撑件正交的方向上定位,特别是在竖直方向上定位;两个功能由同一元件执行,从而简化定位***的生产;
-照明模块包括至少两个开口定位销,该至少两个开口定位销的狭槽在对准方向上对准;这使得能够实现垂直于该对准方向的简单定位;
-照明模块包括至少三个定位销,第三开口定位销在距对准方向一定距离处对准;因此确保在两个正交方向上的均衡;
-第三定位销也是开口销,该开口销的狭槽垂直于所述对准方向定向;定位的精度提高,同时允许一定范围的移动并简化组装;
-定位销的柔性部分或定位销中的至少一个定位销的柔性部分是板簧,该板簧被布置成使得该板簧的应力随着逐渐该板簧靠近刚性部分而增大;这是将刚性部分压靠在孔口的边缘上的简单方式;该板簧可以是***件,特别是由金属制成的***件;
-定位销或定位销中的至少一个定位销是双材料的,特别是通过双注射获得的双材料,刚性部分由第一材料制成,并且柔性部分由第二材料制成;这是生产这两个部分的替代性方式;
-第二材料比第一材料更柔韧,并且任选地是弹性的;
-第一材料是聚碳酸酯(PC)并且所述第二材料是硅树脂;
-照明模块包括若干定位销;定位得到改善;
-照明模块包括至少三个定位销,该至少三个定位销被布置成使得在横向于彼此、特别是彼此正交的三个方向上实现均衡;定位得到进一步改善;
-刚性部分包括第一刚性支承区域,该第一刚性支承区域压靠在包括对应的定位孔口的光学单元和支撑件中的任意一者的一部分上,该一部分与该孔口的一个或多个边缘分离;这使得可以在刚性部分和孔口的边缘之间的定位方向的分离方向上实现定位;特别地,在突起的情况下,突起可以在该突起的基部和顶点之间延伸,该顶点包括第一支承区域;
-照明模块可以包括三个定位销,每个定位销具有第一支承区域;三个第一支承区域因此限定定位平面,从而能够在垂直于该平面的方向上定位;
-光学单元包括一个或多个准直器、截止构件和输出构件,该一个或多个准直器、截止构件和输出构件被布置成使得该一个或多个准直器、截止构件和输出构件使由光源发射的光线成形以形成截止光束,该一件式光学部分包括准直器;特别地,光学单元可以包括一件式光学部分,该一件式光学部分包括一个或多个准直器、截止构件和输出构件,该一个或多个准直器、截止构件和输出构件被布置成使得该一个或多个准直器、截止构件和输出构件使由光源发射的光线成形以形成截止光束,特别是近光束;定位的精度使得能够最小化杂散光线的风险,这在截止光束的情况下并且特别是在具有一件式部分的情况下是特别重要的;
-一个或多个定位销和/或一个或多个定位销的刚性部分与所述一件式光学部分一体地形成,支撑件包括一个或多个定位孔口;因此,可以实现支撑件相对于光学单元的精确定位;
-一个或多个定位销围绕一个准直器或多个准直器布置;
-支撑件是印刷电路板并且具有一个或多个定位孔口,光学单元具有一个或多个定位销;光学单元可以例如包括一件式光学部分;
-光源是发光二极管;
-定位孔口和/或定位销被布置成使得:
ο在柔性部分朝向刚性部分的位移方向上,定位销与对应的定位孔口的边缘具有第一游隙,
ο在横向于该位移方向的方向上,定位销或者各自与对应的定位孔口的边缘接触,或者与对应的定位孔口的边缘具有第二游隙,第一游隙大于第二游隙;
特别地,在开口定位销的情况下,第一游隙可以位于狭槽的侧向端部的每一侧上;
-一个或多个定位孔口是椭圆形的;特别地,在开口定位销的情况下,一个或多个定位孔口在平行于狭槽的方向上可以比在横向于狭槽的方向上更宽。
本发明的另一个目的是一种包括根据本发明的照明模块的车辆照明装置和/或信号装置。
本发明还涉及一种车辆,该车辆包括根据本发明的车辆照明装置和/或信号装置,尤其是连接到车辆的电源的车辆照明装置和/或信号装置。
除非另有说明,术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“横向”、“纵向”、“水平”及其任何派生词是指从对应的照明模块发出的光的发射方向。除非另有说明,术语“上游”和“下游”是指光的传播方向。
通过阅读以下非限制性实施例的详细描述,本发明的其它特征和优点将变得显而易见,参考附图将更清楚地理解这些非限制性实施例,其中:
-图1是根据本发明的照明模块的示例的光学部分的前部俯视立体图;
-图2是图1中的光学部分的后部仰视立体图;
-图3是图1中的光学部分的纵向截面,其中还示出光源;
-图4是图1中的光学部分的后部的俯视图,其中还示出光源;
-图5示出具有根据图4的光学部分和安装的光源支撑件的照明模块的后部;
-图6是图5中的照明模块的后部俯视立体图;
-图7a和图7b分别示出根据现有技术的定位销和根据本发明的定位销的示例;并且
-图8示出具有上截止线的光束。
图1至图3示出根据本发明一个实施例的照明模块的光学单元的示例。在此,该光学单元是一件式光学部分1。
在该示例中,照明模块是车辆前照灯照明模块。
光学部分1包括多个第一准直器2’和多个第二准直器2”。这些准直器2’、2”中的每一个准直器均包括输入折射表面2,该输入折射表面2用于接收由光源21、22发射的光线r1、r2、r3,在此,该输入折射表面2用于面对并靠近对应的准直器2’、2”的自由端放置,在该示例中,放置在顶部上并向下照明。
在该示例中,光源是发光二极管,也称为LED 21。
这些光线r1、r2、r3通过折射进入准直器2’、2”,并因此进入光学部分1。
这里,多个第一准直器包括两个准直器2’,该两个准直器2’分别与反射构件3光学耦合,该反射构件3与截止构件4光学耦合,继而与输出构件5耦合。因此这些不同的元件耦合在一起,并被布置成使得它们使由光源21发射的光线成形,以形成截止光束。
这里,每个准直器2’被布置成通过折射和全内反射将由LED 21发射的光线r1、r2、r3以更加聚焦的光束朝向反射构件3发送。
这里,该反射构件3是折射表面,该折射表面被布置成使得该折射表面通过全内反射将这些光线r1、r2、r3朝向截止构件4反射,更具体地朝向该截止构件4的边缘4a反射。例如,反射构件3可以将这些光线r1、r2、r3朝向布置在该边缘4a上的聚焦区域反射。
如以下将解释的,这些光线r1、r2、r3以三种不同的方式穿过该边缘4a,并且然后到达输出构件5,这里是光学部分1的输出折射表面5。然后它们通过折射穿过输出折射表面5而离开光学部分1。
该输出折射表面5被布置成使得该输出折射表面5形成用于投影边缘4a的图像的构件。
因此,最靠近边缘4a穿过而不与弯曲件的表面4b相遇的光线r1,特别是在输出折射表面5的聚焦区域中的光线r1,平行于照明模块的光轴O被输出折射表面5折射。
然而,在该边缘4a上方穿过的光线r2和光线r3将被输出折射表面5向下折射。
这些向下折射的光线r2中的一些首先被反射构件3直接反射到输出折射表面5上,从而穿过边缘4a。向下折射的其它光线r3首先被边缘4a后面的反射构件3反射,并因此被弯曲件4通过全内反射向输出折射表面5反射,从而也穿过边缘4a。
因此,光线r1、r2、r3中的大部分或甚至全部有助于形成离开光学部分1的光束。该光束是由光学模块发射的光束。
另外,该光束具有上截止线L,如图8所示。该截止线L对应于边缘4a的图像,因此形成弯曲件4的截止边缘,光线(光线r1)在截止线上的最高处被发送或光线(光线r2、r3)在截止线的下方被发送。
这里,光束是近光束的中心部分。可以观察到,对应于截止线L的形状,边缘4a具有倾斜部分和在该倾斜部分的任一侧上的两个水平部分。
这里,多个第二准直器包括五个准直器2”,该五个准直器2”分别从上游到下游光学耦合到反射构件3”、截止构件4”和输出构件5”,根据与图3中描述的相同原理,它们被布置成使得它们使由光源发射的光线成形,以便形成水平截止光束。不同之处在于在此截止边缘4a”位于水平面中。
中心部分与水平截止光束同时射出,以形成近光束。
因此,形成准直器2’、2”的输入折射表面2的折射表面、反射构件3、3”、形成截止构件的弯曲件4、4”、以及输出反射表面5、5”由于它们的布置而可以将光束成形为使得该光束对应于近光束。这些折射表面因此形成光学部分1的有源表面。
因此,应当理解LED 21、22相对于它们各自的准直器2’、2”的定位的重要性。在定位误差的情况下,光线r1、r2、r3将不遵循设计光学部分1的路径。因此,存在将获得不符合期望的光束的风险。
这对于多个第一准直器2’来说更为重要,以便尽可能地避免具有高于截止线L的光线,并因此避免使前方或者来自其它方向的车辆的驾驶员目眩。
为此,光学部分1设置有定位销30。
如图1和图2以及图4至图6所示,定位销30的数量为三个,并且包括两个面对的部分:
-刚性部分31,
-柔性部分32,就其刚度小于刚性部分31而言。
这里,三个定位销30是包括未示出的狭槽的开口销,该狭槽将这两个部分31、32彼此分开。
在此,这些定位销30中的每一个定位销从光学部分1的一部分向上突出,该一部分在下文中被称为基部35。
通常根据本发明,刚性部分31可以如此处所做的那样具有加强突起34。该加强突起34可以在所述基部35和该突起34的顶点36之间延伸。
如此处所做的那样,该顶点36可以形成第一刚性支承区域36,从而能够定位在与支撑件正交的方向上(这里为在竖直方向Z上),如下文将解释的那样。
这里,三个第一刚性支承区域36、即每个定位销30的那些刚性支承区域,是平坦且共面的。因此,三个第一刚性支承区域形成穿过这些支承区域36的定位平面,从而能够根据在垂直于该定位平面的方向上的位移进行定位。这里,因此,当支撑件安装成抵靠在这些支承区域36上时,三个第一刚性支承区域能够使该支撑件在竖直方向Z上定位。
根据本发明,如这里所述,加强突起34可以沿着它们的整个长度连接到相应的定位销30,并因此在从柔性部分32朝向刚性部分31的移动中加强相应的定位销30。
如图4至图6所示,这些定位销30与定位孔口25一起形成用于将光源21、22的支撑件20定位在光学部分1上的***,以便将LED 21、22相对于输入折射表面2和准直器2’、2”正确地定位。
在此,定位销30与光学部分1一体地形成,支撑件20包括定位孔口25。
在该示例中,支撑件20是印刷电路板,LED 21、22定位并固定在该印刷电路板上。因此,易于在该板上制造定位孔口25和在光学部分1上制造定位销30。
然而,根据未示出的其它实施例,这可以颠倒,在支撑件上制造定位销,并且在光学单元的一部分上制造定位孔口。例如,如果支撑件是辐射器并且光学部分是反射器,则可以应用这种布置。
根据本发明,柔性部分32可以是弹性的。在该示例中,这是通过狭槽33获得的。
狭槽33使柔性部分32能够具有柔性,特别是使柔性部分32朝向刚性部分31能够具有柔性。
后者的刚度通过加强突起34而增加。
下面参考图7a和图7b解释这种布置及其效果。
图7a示出根据现有技术的定位销P。定位销P与光源支撑件S的定位孔口R接合。为了避免光学单元与该支撑件未组装的风险,在定位销P的侧向边缘与该定位孔口R的边缘之间设置游隙J。
在图7b中示出定位销30,例如图1至图6中所示的光学部分的那些定位销,定位销30容纳在支撑件20的定位孔口25中,刚性部分31支承抵靠在定位孔口25的边缘26上。
根据本发明,如这里所述,狭槽33可以被布置成使得该狭槽33沿着定位销30的纵向轴线在深度方向上延伸。特别地,狭槽33可以延伸通过定位孔口25并且超过定位孔口25,从而远离定位销30的自由端移动。
在组装期间,柔性部分32的柔性使得该柔性部分能够移动得更靠近刚性部分31。在定位销与孔口30、25未对准的情况下,该移动范围使得柔性部分32能够弯曲到狭槽33中,从而使得定位销30能够装配到定位孔口25中。
此外,该柔性部分32的弹性将产生回复力,使得柔性部分32将在定位孔口25的边缘26上施加推力,并使定位销30朝向边缘的面对刚性部分31的部分移动。该刚性部分31因此确保定位的精度。
在此,可以看出,安装后剩余的游隙27非常小,比现有技术的游隙J小八倍以上。
特别是在使柔性部分32抵靠在孔口的边缘上并施加推力从而将刚性部分31压靠在孔口25的边缘26上的情况下,该游隙27甚至可以是零。
特别地,如这里所述的情况,在横向于狭槽33的方向上施加该推力。
另外,将支撑件20推入,使其保持LED 21、22的表面压靠在第一支承区域36上。因此,如图7b所示,该第一刚性支承区域36压靠在支撑件20的与对应的定位孔口25的边缘26相邻的部分上。
在该示例中,光学部分1包括与三个定位孔口25接合的三个定位销30,使得在彼此正交的三个方向上实现均衡。
如在此是模块100的俯视图的图4和图5所示,支撑件20被搁置在三个第一支承区域36上,该三个第一支承区域36共面并因此被包含在平面A中,在此,平面A是水平的、在图4中用虚线矩形表示。这使得支撑件20能够定位在该平面A中,并因此以竖直定位进行组装。这使得能够相对于竖直方向Z上的位移精确定位,换句话说,在组装期间,第一支承区域36形成竖直方向Z上的止动件。
在此,在这些图中布置在顶部处的两个前定位销30的狭槽33在对准方向B上对准,对准方向B在此平行于横向方向Y。
在此,前定位孔口25略呈椭圆形,从而这些前定位销30在定位销的狭槽33的每个侧向端部处具有游隙,并且在定位销的垂直方向及其任一侧上没有游隙。因此,在该对准方向B上允许横向游隙。
此外,对应的柔性部分32的移动范围能够使组装风险更小,并且使得可以将两个刚性部分31压靠在定位孔口25的边缘26上,因此沿着平行于对准方向B的定位线29压靠。因此,由于定位线29形成支撑件20相对于光学部分1的反冲极限,而存在纵向定位(即纵向定位)。
第三定位销30,这里是后部处的第三定位销,与对准方向B相距一定距离,并因此与穿过前定位销30的狭槽33的线相距一定距离。
这使得能够改进支撑件20的竖直支承。
另外,该后定位销30的狭槽33被布置成使得该后定位销30的狭槽33与垂直于对准方向B的纵向直线C对准。
因此,该后定位销30的柔性部分32的移动范围使得可以将对应的刚性部分31压靠在定位孔口25的边缘上,并因此压靠在该纵向直线C的一点处。由于前定位销30仅允许横向游隙,即平行于对准方向B的游隙,因此该点形成支撑件20的横向位移的位移极限,并且因此形成光学部分1和支撑件20之间的横向***。
因此,这三个定位销30单独地在三个正交方向(纵向X、横向Y和竖向Z)上使支撑件20能够定位在光学部分1上。
应当注意,后定位孔25在后侧上是敞开的,使得能够实现纵向游隙,以便有助于前定位销30的柔性部分32的移动范围。
这里,定位销30围绕多个准直器2’、2”布置,或者甚至邻近某些准直器2’布置,如图7b所示。
应当注意,根据未示出的变型方案,这种均衡定位可以通过三个定位销来获得,三个定位销中的至少一个定位销与先前的定位销30的不同之处在于柔性部分,该柔性部件由板簧形成,特别是由金属制成。该板簧可以被驱动或装配到定位销中,从而该板簧能够通过置于弹性应力下而朝向刚性部分移位。
根据未示出的变型方案,这种均衡定位可以通过三个定位销来获得,三个定位销中的至少一个定位销与先前的定位销30的不同之处在于,刚性部分由第一材料制成,特别是由PC制成,并且柔性部分由第二材料制成,特别是由硅树脂制成,从而当柔性部分被朝向刚性部分压缩时,能够利用增加的应力进行弹性变形。
Claims (14)
1.一种机动车辆的照明装置和/或信号装置的照明模块,包括:
-至少一个光源(21、22),所述至少一个光源(21、22)安装在支撑件(20)上,
-光学单元(1),所述光学单元(1)用于与所述光源接合以形成光束,
-定位***,所述定位***包括***到各自的定位孔口(25)中的至少一个定位销(30),所述支撑件设置有所述定位销和所述定位孔口中的一者,并且所述光学单元设置有所述定位销和所述定位孔口中的另一者;
其特征在于,所述定位销(30)或所述定位销(30)中的至少一个定位销包括两个面对的部分,所述定位销(30)或所述定位销(30)中的至少一个定位销是开口销,所述开口销包括将两个所述部分(31、32)彼此分开的狭槽(33),所述部分中的一个部分被称为刚性部分(31),另一个部分被称为柔性部分(32),所述刚性部分(31)的刚度比所述柔性部分(32)的刚度更强;
所述柔性部分(32)是弹性的,并且能够弯曲到所述狭槽(33),以允许所述定位销(30)***到所述定位孔口(25)中。
2.根据权利要求1所述的照明模块,其特征在于,所述柔性部分(32)被布置成使得所述柔性部分(32)将所述刚性部分(31)压靠在所述定位孔口(25)的边缘(26)上。
3.根据权利要求1所述的照明模块,其特征在于,所述刚性部分(31)包括加强突起(34),所述加强突起(34)固定到所述光学单元(1)的一部分(35),对应的定位销从所述一部分(35)突出,并且所述加强突起(34)被布置成使得所述加强突起(34)抵抗横向于所述狭槽的方向上的力。
4.根据权利要求3所述的照明模块,其特征在于,所述加强突起(34)具有第一刚性支承区域(36),所述第一刚性支承区域(36)能够在与所述支撑件(20)正交的方向上定位,特别是在竖直方向上定位。
5.根据权利要求3或4所述的照明模块,其特征在于,所述照明模块包括至少两个开口定位销(30),所述至少两个开口定位销(30)的所述狭槽(33)在对准方向(B)上对准。
6.根据权利要求5所述的照明模块,其特征在于,所述照明模块包括至少三个定位销(30),第三开口定位销在距所述对准方向(B)一定距离处对准。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的照明模块,其特征在于,所述定位销的所述柔性部分或所述定位销中的至少一个定位销的所述柔性部分是板簧,所述板簧被布置成使得所述板簧的应力随着所述板簧逐渐靠近所述刚性部分而增大。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的照明模块,其特征在于,所述定位销或所述定位销中的至少一个定位销是双材料的,特别是通过双注射获得的双材料,所述刚性部分由第一材料制成,并且所述柔性部分由第二材料制成。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的照明模块,其特征在于,所述刚性部分(31)包括第一刚性支承区域(36),所述第一刚性支承区域(36)压靠在包括对应的定位孔口(25)的所述光学单元(1)和所述支撑件(20)中的任意一者的一部分上,所述一部分与所述孔口的一个边缘或多个边缘分离。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的照明模块,其特征在于,所述光学单元包括一件式光学单元,所述一件式光学单元包括一个或多个准直器(2’、2”)、截止构件(4)和输出构件(5),所述一个或多个准直器(2’、2”)、所述截止构件(4)和所述输出构件(5)被布置成使得所述一个或多个准直器(2’、2”)、所述截止构件(4)和所述输出构件(5)使由对应的光源(21、22)发射的光线(r1、r2、r3)成形以形成截止光束。
11.根据权利要求10所述的照明模块,其特征在于,一个或多个所述定位销(30)和/或一个或多个所述定位销的所述刚性部分(31)与所述一件式光学单元一体地形成,所述支撑件(20)包括一个或多个所述定位孔口。
12.根据权利要求11所述的照明模块,其特征在于,一个或多个所述定位销(30)围绕所述一个或多个准直器(2’、2”)布置。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的照明模块,其特征在于,所述定位孔口(25)和/或所述定位销(30)被布置成使得:
-在所述柔性部分(32)朝向所述刚性部分(31)的位移方向上,所述定位销与对应的定位孔口的边缘具有第一游隙,
-在横向于所述位移方向的方向上,所述定位销或者各自与对应的定位孔口的边缘接触,或者与对应的定位孔口的边缘具有第二游隙,所述第一游隙大于所述第二游隙。
14.一种车辆照明装置和/或信号装置,包括根据前述权利要求中任一项所述的照明模块(100)。
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