JP6209858B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

この発明は、半導体型光源からの光をレンズに入射させて、そのレンズから２つの配光パターンたとえばロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターンとして車両の前方に照射することができるレンズ直射型の車両用前照灯に関するものである。

この種の車両用前照灯は、従来からある（たとえば、特許文献１）。以下、従来の車両用前照灯について説明する。

従来の車両用前照灯は、光源と、レンズと、第１反射面と、第２反射面と、を備えるものである。そして、従来の車両用前照灯は、第１反射面が開放位置に位置すると、光源からの光がレンズを透過して、すれ違いビーム用配光パターンとして車両の前方に照射される。また、第１反射面が遮光位置に位置すると、光源からの光が第１反射面で反射し、その反射光が第２反射面で反射して、走行ビーム用配光パターンとして車両の前方に照射される。

特開２０１１−１１３７３２号公報

かかる車両用前照灯においては、可動型の第１反射面を使用して、すれ違いビーム用配光パターンと走行ビーム用配光パターンとを高精度に照射する必要がある。

この発明が解決しようとする課題は、すれ違いビーム用配光パターンと走行ビーム用配光パターンとを高精度に照射する必要がある、という点にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、半導体型光源と、主レンズ部及び主レンズ部の周囲に配置された補助レンズ部を有し、半導体型光源からの光をロービームの配光パターンである第１配光パターン、ハイビームの配光パターンである第２配光パターンとして車両の前方にそれぞれ照射するレンズと、光制御部材と、光制御部材を第１位置と第２位置とに移動切替可能に位置させる駆動部材と、を備え、レンズが、光制御部材が半導体型光源と補助レンズ部との間の位置である第１位置に位置するときには、第１配光パターンを車両の前方に照射し、光制御部材が半導体型光源と主レンズ部との間の位置である第２位置に位置するときには、第２配光パターンを車両の前方にそれぞれ照射し、光制御部材が、光透過部材から構成されていて、可変焦点レンズ部と、取付部と、を備え、第１位置に位置する場合、半導体光源から出力される周辺光の一部を透過させ、補助レンズ部に入射させ、第２位置に位置する場合、半導体光源から出力される中央光を透過させ、主レンズ部の中央部に入射させることを特徴とする。

この発明（請求項２にかかる発明）は、可変焦点レンズ部と取付部との間には、第２配光パターンを照射する際に、主レンズ部の中央部の左右両側の部分に光を入射させる固定焦点レンズ部が設けられている、ことを特徴とする。

この発明（請求項３にかかる発明）は、可変焦点レンズ部と固定焦点レンズ部との間には、徐変焦点レンズ部が設けられている、ことを特徴とする。

この発明（請求項４にかかる発明）は、光制御部材のうち、少なくとも取付部の半導体型光源と対向する面が、半導体型光源に対して凹んでいる凹曲面をなし、少なくとも取付部の半導体型光源と対向する面と反対側の面が、半導体型光源と反対側に突出する凸曲面をなす、ことを特徴とする。

この発明の車両用前照灯は、光制御部材の可変焦点レンズ部により、第２配光パターンたとえばハイビーム用配光パターン照射時において第１配光パターンたとえばロービーム用配光パターンの一部分を偏向させ、あるいは、第１配光パターンたとえばロービーム用配光パターン照射時において第２配光パターンたとえばハイビーム用配光パターンの一部分を偏向させることができる。これにより、第２配光パターンと第１配光パターンとを高精度に照射することができる。

図１は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態を示すランプユニットの主要構成部品の分解斜視図である。 図２は、ランプユニットを示す斜視図である。 図３は、ランプユニットを示す正面図である。 図４は、光制御部材が第１位置に位置しているときの光路を示す説明図（図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図に対応する説明図）である。 図５は、光制御部材が第２位置に位置しているときの光路を示す説明図（図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図に対応する説明図）である。 図６は、ロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターンを示す等照度曲線の説明図である。 図７は、光制御部材の全体を示す平面図である。 図８は、図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。 図９は、ハイビーム用配光パターン照射時における光制御部材の可変焦点レンズ部および固定焦点レンズ部から照射される配光パターンを示す説明図である。 図１０は、光制御部材の可変焦点レンズ部を示す背面図である。 図１１は、光制御部材の可変焦点レンズ部および固定焦点レンズ部および徐変焦点レンズ部のそれぞれの焦点の位置を示す説明図である。

以下、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態（実施例）の１例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図６は、コンピュータシミュレーションにより作図された路面上の配光パターンを簡略化して示す等照度曲線の説明図である。この等照度曲線の説明図において、中央の等照度曲線は、高照度を示し、外側の等照度曲線は、低照度を示す。数字の単位は、「ｍ」である。また、図９において、符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「ＨＬ−ＨＲ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。さらに、図９は、コンピュータシミュレーションにより作図されたスクリーン上の配光パターンを簡略化して示す等光度曲線の説明図である。この等光度曲線の説明図において、中央の等光度曲線は、高光度を示し、外側の等光度曲線は、低光度を示す。さらにまた、図４、図５において、レンズおよび光制御部材の断面のハッチングは、省略してある。この明細書において、前、後、上、下、左、右は、この発明にかかる車両用前照灯を車両に搭載した際の前、後、上、下、左、右である。

（実施形態の構成の説明）
以下、この実施形態にかかる車両用前照灯の構成について説明する。図１中、符号１は、この実施形態にかかる車両用前照灯（たとえば、ヘッドランプなど）である。前記車両用前照灯１は、車両Ｃの前部の左右両端部に搭載されている。

（ランプユニットの説明）
前記車両用前照灯１は、図１〜図３に示すように、ランプハウジング（図示せず）と、ランプレンズ（図示せず）と、半導体型光源２と、レンズ（固定レンズ）３と、光制御部材（可動レンズ）４と、駆動部材５と、レンズカバー部材６と、軸受部材７と、ベース部材８と、冷却部材９と、を備えるものである。

前記半導体型光源２および前記レンズ３および前記光制御部材４および前記駆動部材５および前記レンズカバー部材６および前記軸受部材７および前記ベース部材８および前記冷却部材９は、ランプユニットを構成する。前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズは、灯室（図示せず）を画成する。前記ランプユニット２、３、４、５、６、７、８、９は、前記灯室内に配置されていて、かつ、上下方向用光軸調整機構（図示せず）および左右方向用光軸調整機構（図示せず）を介して前記ランプハウジングに取り付けられている。

（半導体型光源２の説明）
前記半導体型光源２は、図１、図４、図５に示すように、この例では、たとえば、ＬＥＤ、ＯＥＬまたはＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源である。前記半導体型光源２は、発光チップ（ＬＥＤチップ）２０と、前記発光チップ２０を封止樹脂部材で封止したパッケージ（ＬＥＤパッケージ）と、前記パッケージを実装した基板２１と、前記基板２１に取り付けられていて前記発光チップ２０に電源（バッテリー）からの電流を供給するコネクタ２２と、から構成されている。なお、図４、図５においては、前記コネクタ２２の図示を省略してある。

前記基板２１は、位置決め孔および位置決めピンなどにより前記ベース部材８の光源取付部８０に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、前記ベース部材８の前記光源取付部８０に取り付けられている。この結果、前記半導体型光源２は、前記ベース部材８に取り付けられている。

前記発光チップ２０は、この例では、平面矩形形状（平面長方形状）をなす。すなわち、４個の正方形のチップをＸ軸方向（水平方向）に配列してなるものである。なお、２個もしくは３個もしくは５個以上の正方形のチップ、あるいは、１個の長方形のチップ、あるいは、１個の正方形のチップ、を使用しても良い。前記発光チップ２０の正面この例では長方形の正面が発光面２３をなす。前記発光面２３は、前記レンズ３の基準光軸（基準軸）Ｚの前側に向いている。前記発光チップ２０の前記発光面２３の中心Ｏは、前記レンズ３の基準焦点Ｆもしくはその近傍に位置し、かつ、前記レンズ３の基準光軸Ｚ上もしくはその近傍に位置する。

図において、Ｘ、Ｙ、Ｚは、直交座標（Ｘ−Ｙ−Ｚ直交座標系）を構成する。Ｘ軸は、前記発光チップ２０の前記発光面２３の中心Ｏを通る左右方向の水平軸であって、この実施形態において、右側が＋方向であり、左側が−方向である。また、Ｙ軸は、前記発光チップ２０の前記発光面２３の中心Ｏを通る上下方向の鉛直軸であって、この実施形態において、上側が＋方向であり、下側が−方向である。さらに、Ｚ軸は、前記発光チップ２０の前記発光面２３の中心Ｏを通る法線（垂線）、すなわち、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交する前後方向の軸であって、この実施形態において、前側が＋方向であり、後側が−方向である。

（レンズ３の説明）
前記レンズ３は、光透過性部材から構成されている。前記レンズ３は、図１〜図５に示すように、主レンズ部３０と、補助レンズ部（付加レンズ部）３１と、取付部３２と、から構成されている。前記取付部３２は、前記主レンズ部３０の左右両端部に一体に設けられている。前記取付部３２は、前記レンズカバー部材６を介して位置決め孔および位置決めピンなどにより前記ベース部材８のレンズ取付部８１に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、前記ベース部材８の前記レンズ取付部８１に取り付けられている。この結果、前記レンズ３は、前記レンズカバー部材６を介して前記ベース部材８に取り付けられている。前記取付部３２は、この例では、前記レンズ３と一体構造であるが、前記レンズ３と別体構造であっても良い。

前記レンズ３は、前記半導体型光源２からの光を、図６（Ａ）に示す第１配光パターンとしてのロービーム用配光パターン（すれ違い用配光パターン）ＬＰ、および、図６（Ｂ）に示す第２配光パターンとしてのハイビーム用配光パターン（走行用配光パターン）ＨＰとして車両Ｃの前方に照射するものである。前記ロービーム用配光パターンＬＰは、下水平カットオフラインと、斜めカットオフラインと、上水平カットオフラインとを、有する。前記ハイビーム用配光パターンＨＰは、中央部にホットゾーン（高光度帯）を有する。

（主レンズ部３０の説明）
前記主レンズ部３０は、図４、図５に示すように、前記基準光軸Ｚおよび前記基準焦点Ｆを有する。前記主レンズ部３０は、前記半導体型光源２から放射される光のうち、中央光Ｌ１および周辺光の一部を利用するものである。前記中央光Ｌ１は、前記半導体型光源２の半球放射範囲のＸ軸もしくはＹ軸から所定の角度（この例では、約６０°）以上の範囲の光であって、前記主レンズ部３０の中央部に入射する光である。また、前記周辺光は、前記半導体型光源２の半球放射範囲のＸ軸もしくはＹ軸から所定の角度（この例では、約６０°）以下の範囲の光である。前記周辺光の一部は、前記周辺光のうち前記主レンズ部３０の周辺部に入射する光である。前記主レンズ部３０は、この例では、前記半導体型光源２からの光を透過させる透過タイプのレンズ部である。

前記主レンズ部３０は、前記半導体型光源２からの光（前記中央光Ｌ１および前記周辺光の一部）を主配光パターン（基本配光パターン）、この実施形態においては、ロービーム用配光パターンＬＰの主配光パターン、および、ハイビーム用配光パターンＨＰの主配光パターン、として車両Ｃの前方に照射する。すなわち、前記主レンズ部３０は、前記半導体型光源２からの直接入射した光（前記中央光Ｌ１および前記周辺光の一部）を前記ロービーム用配光パターンＬＰの主配光パターンとして車両Ｃの前方に照射し、かつ、前記半導体型光源２から前記光制御部材４を透過した光（前記中央光Ｌ１、および、Ｘ軸方向の前記周辺光の一部）および前記半導体型光源２からの直接入射した光（Ｘ軸方向の前記周辺光の一部を除いた残りの前記周辺光の一部）を前記ハイビーム用配光パターンＨＰの主配光パターンとして車両Ｃの前方に照射する。

前記主レンズ部３０は、前記半導体型光源２からの光が前記主レンズ部３０中に入射する入射面３００と、前記主レンズ部３０中に入射した光が出射する出射面３０１と、から構成されている。前記主レンズ部３０の前記入射面３００は、自由曲面あるいは複合２次曲面から構成されている。前記主レンズ部３０の前記出射面３０１は、前記半導体型光源２と反対側に突出した凸形状をなし、自由曲面あるいは複合２次曲面から構成されている。

（補助レンズ部３１の説明）
前記補助レンズ部３１は、図４、図５に示すように、前記主レンズ部３０の周辺この実施形態においては下辺（下側）に設けられている。この結果、前記半導体型光源２と、前記レンズ３の上部との間には、開口部（上部開口部）が形成されている。

前記補助レンズ部３１は、前記半導体型光源２から放射される光のうち、周辺光の他の一部Ｌ２を有効利用するものである。前記周辺光の他の一部Ｌ２は、前記周辺光のうち前記補助レンズ部３１に入射する光である。前記補助レンズ部３１は、この例では、前記周辺光の他の一部Ｌ２を全反射させる全反射タイプのレンズ部である。前記補助レンズ部３１は、前記主レンズ部３０と一体のものである。

前記補助レンズ部３１は、前記周辺光の他の一部Ｌ２を補助配光パターン、この実施形態においては、ロービーム用配光パターンＬＰの補助配光パターン、および、ハイビーム用配光パターンＨＰの補助配光パターン、として車両Ｃの前方に照射する。すなわち、前記補助レンズ部３１は、前記半導体型光源２から前記光制御部材４を透過した光（前記周辺光の他の一部Ｌ２）を前記ロービーム用配光パターンＬＰの補助配光パターンとして車両Ｃの前方に照射し、かつ、前記半導体型光源２からの直接入射した光（前記周辺光の他の一部Ｌ２）を前記ハイビーム用配光パターンＨＰの補助配光パターンとして車両Ｃの前方に照射する。

前記補助レンズ部３１は、前記周辺光の他の一部Ｌ２が前記補助レンズ部３１中に入射する入射面３１０と、前記入射面３１０から前記補助レンズ部３１中に入射した光が反射する反射面３１１と、前記反射面３１１で反射した反射光が前記補助レンズ部３１中から外部に出射する出射面３１２と、から構成されている。前記入射面３１０および前記反射面３１１および前記出射面３１２は、それぞれ自由曲面（あるいは複合二次曲面）から構成されている。

（光制御部材４の説明）
前記光制御部材４は、図７に示すように、可変焦点レンズ部４０と、取付部４１と、固定焦点レンズ部４５と、徐変焦点レンズ部４６とを、備える。前記光制御部材４は、光透過部材から構成されていて、一体構造をなす。

前記可変焦点レンズ部４０は、中央側の部分に設けられている。前記取付部４１は、左右両側の部分に設けられている。前記固定焦点レンズ部４５は、前記可変焦点レンズ部４０と前記取付部４１との間であって前記取付部４１側に設けられている。前記徐変焦点レンズ部４６は、前記可変焦点レンズ部４０と前記固定焦点レンズ部４５との間に設けられている。

前記取付部４１は、前記軸受部材７を介して、前記ベース部材８に位置決めされて取り付けられている。この結果、前記光制御部材４は、前記軸受部材７を介して前記ベース部材８に、第１位置と第２位置との間を回転可能に取り付けられている。前記光制御部材４の回転中心Ｏ１は、前記発光面２３の中心Ｏよりも、後側でかつ下側に位置する。

前記光制御部材４は、前記駆動部材５により前記第１位置と前記第２位置とに移動（回転）切替可能に構成されている。前記第１位置は、図４に示すように、前記可変焦点レンズ部４０が前記半導体型光源２の前記発光面２３と、前記補助レンズ部３１の前記入射面３１０との間に位置する位置である。前記第２位置は、図５に示すように、前記可変焦点レンズ部４０が前記半導体型光源２の前記発光面２３と、前記主レンズ部３０の前記入射面３００の前記中央光Ｌ１が入射する中央部との間に位置する位置である。前記光制御部材４が前記第２位置に位置するときには、図７に示すように、前記可変焦点レンズ部４０および前記取付部４１および前記固定焦点レンズ部４５および前記徐変焦点レンズ部４６は、前記Ｘ軸方向に並列する。

前記第１位置に位置する前記光制御部材４の前記可変焦点レンズ部４０と前記レンズ３の前記補助レンズ部３１とは、図４に示すように、一部（大部分）が上下において重なる。この結果、前記半導体型光源２と、前記レンズ３の下部および前記光制御部材４との間には、若干の開口部（下部開口部）が形成されている。

（可変焦点レンズ部４０の説明）
前記可変焦点レンズ部４０は、前記第１位置に位置するときには、図４に示すように、前記周辺光の他の一部Ｌ２を透過させて前記補助レンズ部３１中に入射させる。この結果、前記ロービーム用配光パターンＬＰの補助配光パターンが前記補助レンズ部３１の前記出射面３１２から車両Ｃの前方に照射される。

前記可変焦点レンズ部４０は、前記第２位置に位置するときには、図５に示すように、前記中央光Ｌ１を透過させて前記主レンズ部３０の中央部中に入射させる。この結果、前記ハイビーム用配光パターンＨＰの主配光パターンの一部の可変配光パターンＨＰＭ（図９（Ａ）参照）が前記主レンズ部３０の前記出射面３０１の中央部から車両Ｃの前方に照射される。前記可変配光パターンＨＰＭは、前記ロービーム用配光パターンＬＰの主配光パターンの一部分を偏向して形成される。

図１、図４、図５、図７、図１０に示すように、前記可変焦点レンズ部４０の入射面４００は、前記可変焦点レンズ部４０の光軸（光出射軸）方向に、すなわち、前記半導体型光源２の前記発光面２３に対して前記可変焦点レンズ部４０の内側に凹形状をなす。前記可変焦点レンズ部４０の出射面４０１は、前記可変焦点レンズ部４０の光軸（光出射軸）方向に、すなわち、前記半導体型光源２の前記発光面２３に対して前記可変焦点レンズ部４０の外側に凸形状をなす。

前記可変焦点レンズ部４０は、前記補助レンズ部３１の焦点を変化させるものである。すなわち、前記第１位置に位置するときの前記補助レンズ部３１の焦点（疑似焦点）Ｆ１を、前記第２位置に位置するときの前記補助レンズ部３１の焦点Ｆに対して、上側かつ右側に変位させるものである。なお、前記疑似焦点Ｆ１の上側の変位は、図４に示すが、右側の変位は、図示しない。前記疑似焦点Ｆ１は、前記可変焦点レンズ部４０を通した前記補助レンズ部３１の疑似焦点である。

前記可変焦点レンズ部４０は、水平断面において、対向車線側この例では右側から走行車線側この例では左側にかけて徐々に前記入射面４００と前記出射面４０１との間の距離が近くなる。すなわち、前記可変焦点レンズ部４０の右側端部の前記入射面４００と前記出射面４０１との間の距離は長く、前記可変焦点レンズ部４０の左側端部の前記入射面４００と前記出射面４０１との間の距離は短い。

前記可変焦点レンズ部４０は、鉛直断面において、上側から下側にかけて徐々に前記入射面４００と前記出射面４０１との間の距離が近くなる。すなわち、前記可変焦点レンズ部４０の上側端部の前記入射面４００と前記出射面４０１との間の距離は長く、前記可変焦点レンズ部４０の下側端部の前記入射面４００と前記出射面４０１との間の距離は短い。なお、鉛直断面において、上側の前記入射面４００と前記出射面４０１との間の距離と、下側の前記入射面４００と前記出射面４０１との間の距離とは、変わらない場合がある。

前記光制御部材４の前記可変焦点レンズ部４０のうち、図４に示す前記第１位置に位置するときに、前記主レンズ部３０の前記基準光軸Ｚ側となる上側の部分４０Ｕ（図１０中に示す上の二点鎖線よりも上側の部分）の焦点Ｆ４０Ｕは、他の部分４０Ｃ、４０Ｄの焦点Ｆ４０Ｃ、Ｆ４０Ｄに対して下側に変位している。反対に、前記光制御部材４の前記可変焦点レンズ部４０のうち、図４に示す前記第１位置に位置するときに、前記主レンズ部３０の前記基準光軸Ｚ側と反対側となる下側の部分（図１０中に示す下の二点鎖線よりも下側の部分）４０Ｄの焦点Ｆ４０Ｄは、他の部分４０Ｃ、４０Ｕの焦点Ｆ４０Ｃ、Ｆ４０Ｕに対して上側に変位している。前記光制御部材４の前記可変焦点レンズ部４０の上下の中間部分４０Ｃの焦点Ｆ４０Ｃは、上下両側（方向）において変位していない。

前記上側の部分４０Ｕの焦点Ｆ４０Ｕは、図１１に示すように、前記中間部分４０Ｃの焦点Ｆ４０Ｃ（および前記下側の部分４０Ｄの焦点Ｆ４０Ｄ）に対して、連続的に下側に変位している。反対に、前記下側の部分４０Ｄの焦点Ｆ４０Ｄは、図１１に示すように、前記中間部分４０Ｃの焦点Ｆ４０Ｃ（および前記上側の部分４０Ｕの焦点Ｆ４０Ｕ）に対して、連続的に上側に変位している。前記中間部分４０Ｃの焦点Ｆ４０Ｃは、図１１に示すように、上下両側（方向）において変位していない。

（固定焦点レンズ部４５、徐変焦点レンズ部４６の説明）
前記固定焦点レンズ部４５および前記徐変焦点レンズ部４６は、前記第２位置に位置するときには、前記半導体型光源２の前記発光面２３と、前記主レンズ部３０の前記入射面３００の前記中央光Ｌ１が入射する中央部の左右両側の部分との間に位置する。前記固定焦点レンズ部４５は、前記周辺光の一部を、偏向させずにそのまま素通しの状態で透過させて前記主レンズ部３０の中央部の左右両側の部分中に入射させる。この結果、前記ハイビーム用配光パターンＨＰの主配光パターンの一部の固定配光パターンＨＰＦ（図９（Ｂ）参照）が前記主レンズ部３０の前記出射面３０１の中央部の左右両側の部分から車両Ｃの前方に照射される。前記固定配光パターンＨＰＦは、前記ロービーム用配光パターンＬＰの主配光パターンの側方に照射される部分を偏向させずに形成される。

前記徐変焦点レンズ部４６は、前記周辺光の一部を、前記可変焦点レンズ部４０の偏向状態から前記固定焦点レンズ部４５の固定状態に、あるいは、前記固定焦点レンズ部４５の固定状態から前記可変焦点レンズ部４０の偏向状態に、徐々に変化させた状態で透過させて前記主レンズ部３０の中央部の左右両側の部分中に入射させる。この結果、前記ハイビーム用配光パターンＨＰの主配光パターンの一部の前記可変配光パターンＨＰＭと前記固定配光パターンＨＰＦとの間の徐変配光パターン（図示せず）が前記主レンズ部３０の前記出射面３０１の中央部の左右両側の部分から車両Ｃの前方に照射される。なお、前記徐変配光パターンは、前記可変配光パターンＨＰＭの左右両端部と、左側の前記固定配光パターンＨＰＦの右端部および右側の前記固定配光パターンＨＰＦの左端部との間に形成される。

前記固定焦点レンズ部４５の焦点は、図１１に示すように、前記基準焦点Ｆもしくはその近傍に位置していて、前記基準焦点Ｆに対して固定されている。前記徐変焦点レンズ部４６の焦点は、図１１中の傾斜した直線で示すように、前記基準焦点Ｆに対して固定されている前記固定焦点レンズ部４５の焦点と、前記可変焦点レンズ部４０の焦点Ｆ４０Ｃ、Ｆ４０Ｄ、Ｆ４０Ｕとの間において、徐変している。

（取付部４１の説明）
図７に示すように、前記光制御部材４の水平断面形状（横断面形状）は、前記基準焦点Ｆもしくはその近傍を中心とするほぼ円弧形状をなす。特に、前記取付部４１の水平断面形状（横断面形状）は、ほぼ円弧形状に近い。前記光制御部材４のうち、少なくとも前記取付部４１の垂直断面形状（縦断面形状）は、図８に示すような形状をなす。すなわち、前記取付部４１の前記半導体型光源２と対向する面である内面４１０は、前記半導体型光源２に対して凹んでいる凹曲面をなす。また、前記取付部４１の前記半導体型光源２と対向する面と反対側の面である外面４１１は、前記半導体型光源２と反対側に突出する凸曲面をなす。前記取付部４１は、タイヤ形状の一部の形状をなす。前記可変焦点レンズ部４０は、肉厚形状をなすが、前記取付部４１は、肉薄形状をなす。この結果、前記取付部４１は、前記軸受部材７に弾性嵌合（スナップフィット）により回転可能に取り付けられる。

（駆動部材５の説明）
前記駆動部材５は、図１、図２に示すように、前記光制御部材４を前記第１位置と前記第２位置とに移動（回転、回動）切替可能に位置させるものである。前記駆動部材５は、ソレノイド５０と、連結ピン５１と、スプリング５２と、から構成されている。

前記ソレノイド５０には、取付部５３が一体に設けられている。前記取付部５３は、位置決め孔および位置決めピンなどにより前記ベース部材８のベース取付部８２の背面側に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、前記ベース部材８の前記ベース取付部８２の背面側に取り付けられている。この結果、前記駆動部材５の前記ソレノイド５０は、前記ベース部材８に取り付けられている。前記ソレノイド５０は、進退ロッド５４を有する。

前記連結ピン５１の一端は、前記進退ロッド５４の先端に固定されている。前記連結ピン５１の他端は、前記光制御部材４の前記取付部４１に設けられている長孔４２中に挿入されている。この結果、前記ソレノイド５０の前記進退ロッド５４の進退運動が前記連結ピン５１および前記長孔４２を介して前記光制御部材４の回転運動に変換される。

前記スプリング５２は、前記軸受部材７に取り付けられている。前記スプリング５２の一端は、前記軸受部材７に弾性当接している。前記スプリング５２の他端は、前記光制御部材４に弾性当接している。この結果、通常時すなわち前記ソレノイド５０が非通電時においては、前記スプリング５２の力により、前記光制御部材４は、前記第１位置に位置する。前記ソレノイド５０に通電すると、前記スプリング５２の力に抗して前進位置に位置する前記進退ロッド５４が後退して、前記光制御部材４は、前記第１位置から前記第２位置に回転して前記第２位置に位置する。前記ソレノイド５０への通電を遮断すると、前記スプリング５２の力により、後退位置に位置する前記進退ロッド５４が前進して、前記光制御部材４は、前記第２位置から前記第１位置に回転して前記第１位置に位置する。

（レンズカバー部材６の説明）
前記レンズカバー部材６は、図１〜図３に示すように、前記レンズ３を覆う形状をなす。前記レンズカバー部材６は、たとえば、光不透過性の部材から構成されている。前記レンズカバー部材６の中央部には、前記半導体型光源２からの光を前記レンズ３の前記主レンズ部３０および前記補助レンズ部３１に通す開口部６０が設けられている。前記レンズカバー部材６の左右両端部には、取付部６１が一体に設けられている。前記取付部６１は、前記レンズ３の前記取付部３２と共に、位置決め孔および位置決めピンなどにより前記ベース部材８の前記レンズ取付部８１に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、前記ベース部材８の前記レンズ取付部８１に取り付けられている。この結果、前記レンズカバー部材６は、前記レンズ３と共に前記ベース部材８に取り付けられている。

（軸受部材７の説明）
前記軸受部材７は、図１、図２に示すように、前記半導体型光源２および前記ベース部材８の前記光源取付部８０を覆う形状をなす。前記軸受部材７は、たとえば、光不透過性の部材から構成されている。前記軸受部材７の中央部には、前記半導体型光源２からの光を前記レンズ３の前記主レンズ部３０および前記補助レンズ部３１、前記光制御部材４の前記可変焦点レンズ部４０に通す開口部７０が設けられている。前記軸受部材７の４角部には、取付部７１が一体に設けられている。前記取付部７１は、位置決め孔および位置決めピンなどにより前記ベース部材８の前記ベース取付部８２の正面側に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、前記ベース部材８の前記ベース取付部８２の正面側に取り付けられている。この結果、前記軸受部材７は、前記ベース部材８に取り付けられている。

前記軸受部材７の左右両側の中央部には、軸部７２がそれぞれ一体に設けられている。前記軸部７２には、前記光制御部材４の前記取付部４１に設けられている回転孔４３が回転可能に軸受されている。この結果、前記軸受部材７には、前記光制御部材４が前記第１位置と前記第２位置との間を回転可能に取り付けられている。

前記軸受部材７と前記光制御部材４とには、それぞれストッパ７３、４４が一体に設けられている。これにより、前記光制御部材４を前記第１位置と前記第２位置とに位置させることができる。

（ベース部材８の説明）
前記ベース部材８は、図１〜図３に示すように、前記ベース取付部８２と、前記ベース取付部８２の正面側の中央部の前記光源取付部８０と、前記ベース取付部８２の正面側の左右両端部の前記レンズ取付部８１と、から構成されている。前記光源取付部８０には、前記半導体型光源２が取り付けられている。前記レンズ取付部８１には、前記レンズ３が前記レンズカバー部材６を介して取り付けられている。前記ベース取付部８２の正面側には、前記光制御部材４が前記第１位置と前記第２位置との間を回転可能に軸受されている前記軸受部材７が取り付けられている。前記ベース取付部８２の背面側には、前記駆動部材５および前記冷却部材９がそれぞれ取り付けられている。

（冷却部材９の説明）
前記冷却部材９は、図１、図２に示すように、冷却ファンを有する。前記冷却部材９は、前記ベース部材８の前記ベース取付部８２の背面側に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、前記ベース部材８の前記ベース取付部８２の背面側に取り付けられている。この結果、前記冷却部材９は、前記ベース部材８に取り付けられている。

（実施形態の作用の説明）
この実施形態にかかる車両用前照灯１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

通常時すなわちソレノイド５０が非通電時においては、スプリング５２のスプリング力により、進退ロッド５４が前進位置に位置していて光制御部材４が第１位置に位置する。このとき、光制御部材４の可変焦点レンズ部４０は、図４に示すように、半導体型光源２の発光面２３とレンズ３の補助レンズ部３１の入射面３１０との間に位置している。

この通常時において、半導体型光源２の発光チップ２０を点灯する。すると、発光チップ２０の発光面２３から放射される光のうち、半導体型光源２の中央光Ｌ１および周辺光の一部は、図４に示すように、直接、レンズ３の主レンズ部３０の入射面３００から主レンズ部３０中に入射する。このとき、入射光は、入射面３００において配光制御される。主レンズ部３０中に入射した入射光は、主レンズ部３０の出射面３０１から出射する。このとき、出射光は、出射面３０１において配光制御される。主レンズ部３０からの出射光は、下水平カットオフラインと、斜めカットオフラインと、上水平カットオフラインとを、有するロービーム用配光パターンＬＰの主配光パターンとして、車両Ｃの前方に照射される。

一方、発光チップ２０の発光面２３から放射される光のうち、半導体型光源２の周辺光の他の一部Ｌ２は、図４に示すように、光制御部材４の可変焦点レンズ部４０の入射面４００から可変焦点レンズ部４０中に入射する。このとき、入射光は、入射面４００において配光制御される。可変焦点レンズ部４０中に入射した入射光は、可変焦点レンズ部４０の出射面４０１から出射する。このとき、出射光は、出射面４０１において配光制御される。

可変焦点レンズ部４０からの出射光は、補助レンズ部３１の入射面３１０から補助レンズ部３１中に入射する。このとき、入射光は、入射面３１０において配光制御される。補助レンズ部３１中に入射した入射光は、補助レンズ部３１の反射面３１１で全反射する。このとき、反射光は、反射面３１１において配光制御される。全反射した反射光は、出射面３１２から出射する。このとき、出射光は、出射面３１２において配光制御される。補助レンズ部３１からの出射光は、ロービーム用配光パターンＬＰの補助配光パターンとして、車両Ｃの前方に照射される。

そして、前記の主配光パターンと、前記の補助配光パターンとが合成（重畳）されて、図６（Ａ）に示すロービーム用配光パターンＬＰが得られる。

それから、ソレノイド５０に通電する。すると、進退ロッド５４がスプリング５２のスプリング力に抗して後退して後退位置に位置していて、光制御部材４が第１位置から第２位置に向かって回転して第２位置に位置する。すなわち、今まで半導体型光源２と補助レンズ部３１との間に位置している光制御部材４は、図５に示すように、半導体型光源２の発光面２３とレンズ３の主レンズ部３０の入射面３００との間に位置する。

そして、発光チップ２０の発光面２３から放射される光のうち、半導体型光源２の中央光Ｌ１は、光制御部材４の可変焦点レンズ部４０の入射面４００から配光制御されて入射し、かつ、出射面４０１から配光制御されて出射する。

可変焦点レンズ部４０からの出射光は、偏向されていて、主レンズ部３０の中央部の入射面３００から配光制御されて入射し、かつ、出射面３０１から配光制御されて出射する。主レンズ部３０の中央部からの出射光は、ロービーム用配光パターンＬＰの主配光パターンの一部分を偏向したハイビーム用配光パターンＨＰの主配光パターンの一部の可変配光パターンＨＰＭとして、車両Ｃの前方に照射される。

また、発光チップ２０の発光面２３から放射される光のうち、半導体型光源２の周辺光の一部は、光制御部材４の可変焦点レンズ部４０の左右両側の固定焦点レンズ部４５中を偏向せずにそのまま素通しの状態で透過する。透過光は、主レンズ部３０の中央部の左右両側の部分中に入射する。このとき、入射光は、入射面３００において配光制御される。主レンズ部３０の中央部の左右両側の部分中に入射した入射光は、主レンズ部３０の中央部の左右両側の部分の出射面３０１から出射する。このとき、出射光は、出射面３０１において配光制御される。主レンズ部３０の中央部の左右両側の部分からの出射光は、ロービーム用配光パターンＬＰの主配光パターンの残りの部分を偏向しなかったハイビーム用配光パターンＨＰの主配光パターンの一部の固定配光パターンＨＰＦとして、車両Ｃの前方に照射される。

さらに、発光チップ２０の発光面２３から放射される光のうち、半導体型光源２の周辺光の一部は、光制御部材４の可変焦点レンズ部４０と固定焦点レンズ部４５との間の徐変焦点レンズ部４６中を、可変焦点レンズ部４０中よりも小さい偏向角度で、偏向して透過する。透過光は、主レンズ部３０の中央部の左右両側の部分中に入射する。このとき、入射光は、入射面３００において配光制御される。主レンズ部３０の中央部の左右両側の部分中に入射した入射光は、主レンズ部３０の中央部の左右両側の部分の出射面３０１から出射する。このとき、出射光は、出射面３０１において配光制御される。主レンズ部３０の中央部の左右両側の部分からの出射光は、ロービーム用配光パターンＬＰの主配光パターンの残りの部分を、可変焦点レンズ部４０中を透過する偏向角度よりも小さい偏向角度で、偏向したハイビーム用配光パターンＨＰの主配光パターンの一部の徐変配光パターンとして、車両Ｃの前方に照射される。

前記の可変配光パターンＨＰＭと、前記の固定配光パターンＨＰＦと、前記の徐変配光パターンとが合成（重畳）されて、ハイビーム用配光パターンＨＰの主配光パターンの一部の合成配光パターンＨＰＭＦ（図９（Ｃ）参照）として、車両Ｃの前方に照射される。

さらにまた、半導体型光源２の周辺光の一部は、直接、主レンズ部３０の上側部分および下側部分の入射面３００から主レンズ部３０中に入射する。このとき、入射光は、入射面３００において配光制御される。主レンズ部３０の上側部分および下側部分中に入射した入射光は、主レンズ部３０の出射面３０１から出射する。このとき、出射光は、出射面３０１において配光制御される。主レンズ部３０の上側部分および下側部分からの出射光は、ハイビーム用配光パターンＨＰの主配光パターンの一部として、前記の合成配光パターンＨＰＭＦと共に、車両Ｃの前方に照射される。

一方、発光チップ２０の発光面２３から放射される光のうち、半導体型光源２の周辺光の他の一部Ｌ２は、図５に示すように、直接、補助レンズ部３１の入射面３１０から補助レンズ部３１中に入射する。このとき、入射光は、入射面３１０において配光制御される。補助レンズ部３１中に入射した入射光は、補助レンズ部３１の反射面３１１で全反射する。このとき、反射光は、反射面３１１において配光制御される。全反射した反射光は、出射面３１２から出射する。このとき、出射光は、出射面３１２において配光制御される。補助レンズ部３１からの出射光は、ハイビーム用配光パターンＨＰの補助配光パターンとして、車両Ｃの前方に照射される。

そして、前記の主配光パターンと、前記の補助配光パターンとが合成（重畳）されて、図６（Ｂ）に示すハイビーム用配光パターンＨＰが得られる。なお、光制御部材４の取付部４１に入射した光は、そのまま透過して、レンズカバー部材６において遮蔽されるので、外部に照射することがない。

それから、ソレノイド５０への通電を遮断する。すると、進退ロッド５４がスプリング５２のスプリング力により前進して前進位置に位置していて、光制御部材４が第２位置から第１位置に向かって回転して第１位置に位置する。すなわち、今まで半導体型光源２と主レンズ部３０との間に位置していた光制御部材４は、半導体型光源２と補助レンズ部３１との間に位置する。

（実施形態の効果の説明）
この実施形態にかかる車両用前照灯１は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施形態にかかる車両用前照灯１は、光制御部材４の可変焦点レンズ部４０により、ハイビーム用配光パターンＨＰ照射時においてロービーム用配光パターンＬＰの一部分を偏向させることができる。また、光制御部材４の固定焦点レンズ部４５により、ハイビーム用配光パターンＨＰ照射時においてロービーム用配光パターンＬＰの側方に照射される部分を偏向させずにすることができる。これにより、ハイビーム用配光パターンＨＰとロービーム用配光パターンＬＰとを高精度に照射することができる。

すなわち、可変焦点レンズ部のみを設けて固定焦点レンズ部を設けない光制御部材においては、ハイビーム用配光パターン照射時において、ロービーム用配光パターンを偏向させる部分と偏向させない部分との間の境界が曖昧となり、高精度のハイビーム用配光パターンが得られない場合がある。これに対して、この実施形態にかかる車両用前照灯１は、ロービーム用配光パターンＬＰの一部を偏向させない固定焦点レンズ部４５を設けるものである。このために、ハイビーム用配光パターンＨＰ照射時において、ロービーム用配光パターンＬＰを偏向させる部分と偏向させない部分との間の境界を明確化することができ、高精度のハイビーム用配光パターンＨＰを得ることができる。

この実施形態にかかる車両用前照灯１は、可変焦点レンズ部４０と固定焦点レンズ部４５との間に徐変焦点レンズ部４６を設けるものである。このために、可変焦点レンズ部４０により得られる可変配光パターンＨＰＭと、固定焦点レンズ部４５により得られる固定配光パターンＨＰＦとの間を、徐変焦点レンズ部４６により得られる徐変配光パターンにより、滑らかに繋ぐことができる。これにより、良好な合成配光パターンＨＰＭＦが得られ、かつ、良好なハイビーム用配光パターンＨＰが得られる。

この実施形態にかかる車両用前照灯１は、取付部４１の垂直断面形状（縦断面形状）が、図８に示すような形状をなす。すなわち、取付部４１の半導体型光源２と対向する面である内面４１０が、半導体型光源２に対して凹んでいる凹曲面をなす。また、取付部４１の半導体型光源２と対向する面と反対側の面である外面４１１が、半導体型光源２と反対側に突出する凸曲面をなす。すなわち、取付部４１が、タイヤ形状の一部の形状をなすので、肉薄形状であっても、弾性と剛性を十分に有する。この結果、取付部４１を軸受部材７に弾性嵌合（スナップフィット）により回転可能に取り付けるのに最適である。しかも、取付部４１のストッパ４４が軸受部材７のストッパ７３に当接して光制御部材４を第１位置と第２位置とに位置させるのに最適である。

この実施形態にかかる車両用前照灯１は、取付部４１の平面形状がほぼ円弧形状に近い形状をなし、かつ、内面４１０が凹曲面をなし、かつ、外面４１１が凸曲面をなす。このために、半導体型光源２からの光が取付部４１に入射しても、屈折せずに、ほぼそのまま素通しの状態で透過するので、迷光となることがない。しかも、取付部４１からの透過光は、レンズカバー部材６により遮蔽されるので、外部に照射されることがない。

この実施形態にかかる車両用前照灯１は、光制御部材４が光透過部材から構成されていて、一体構造をなすものである。このために、半導体型光源２からの光を可変焦点レンズ部４０および固定焦点レンズ部４５および徐変焦点レンズ部４６を通して利用することができる。すなわち、半導体型光源２からの光を有効利用することができる。

（実施形態以外の例の説明）
この実施形態においては、車両Ｃが左側通行の場合の車両用前照灯１について説明するものである。ところが、この発明においては、車両Ｃが右側通行の場合の車両用前照灯にも適用することができる。

また、この実施形態においては、レンズ３の主レンズ部３０と補助レンズ部３１とが一体である。ところが、この発明においては、レンズ３の主レンズ部３０と補助レンズ部３１とが別体のものであっても良い。

さらに、この実施形態においては、光制御部材４を第１位置と第２位置との間を回転させるものである。ところが、この発明においては、光制御部材４を第１位置と第２位置との間をスライドさせるものであっても良い。この場合においては、回転軸の代わりに、スライド手段を設ける。

さらにまた、この実施形態においては、駆動部材５としてソレノイド５０を使用するものである。ところが、この発明においては、駆動部材５としてソレノイド５０以外の部材、たとえば、モータなどを使用しても良い。この場合においては、モータと光制御部材４との間に駆動力伝達機構を設ける。

さらにまた、この実施形態においては、レンズ３の補助レンズ部３１が全反射タイプのレンズ部である。ところが、この発明においては、レンズ３の補助レンズ部が全反射タイプのレンズ部以外のレンズ部、たとえば、屈折タイプのレンズ部やフレネルタイプのレンズ部であっても良い。

さらにまた、この実施形態においては、光制御部材４において、可変焦点レンズ部４０と固定焦点レンズ部４５との間に徐変焦点レンズ部４６を設けるものである。ところが、この発明においては、光制御部材４に徐変焦点レンズ部４６を設けなくても良い。

さらにまた、この実施形態においては、光制御部材４が光透過部材から構成されていて、一体構造をなすものである。ところが、この発明においては、取付部４１を光不透過としても良い。

さらにまた、この実施形態においては、光制御部材４の可変焦点レンズ部４０により、ハイビーム用配光パターンＨＰ照射時においてロービーム用配光パターンＬＰの一部分を偏向させ、また、光制御部材４の固定焦点レンズ部４５により、ハイビーム用配光パターンＨＰ照射時においてロービーム用配光パターンＬＰの残りの部分を偏向させずにするように構成されているものである。ところが、この発明においては、光制御部材の可変焦点レンズ部により、ロービーム用配光パターン照射時においてハイビーム用配光パターンの一部分を偏向させ、また、光制御部材の固定焦点レンズ部により、ロービーム用配光パターン照射時においてハイビーム用配光パターンの残りの部分を偏向させずにするように構成しても良い。

さらにまた、この実施形態においては、第１配光パターンがロービーム用配光パターンＬＰであり、第２配光パターンがハイビーム用配光パターンＨＰである。ところが、この発明においては、第１配光パターンとして、ロービーム用配光パターンＬＰ以外の配光パターン、たとえば、ＡＦＳやＡＤＢなどにおいて、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲよりも下方に照射される配光パターンであっても良いし、また、第２配光パターンとして、ハイビーム用配光パターンＨＰ以外の配光パターン、たとえば、ＡＦＳやＡＤＢなどにおいて、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲよりも上方に照射される配光パターンであっても良い。

さらにまた、この実施形態においては、可変焦点レンズ部４０と取付部４１との間に固定焦点レンズ部４５を設ける光制御部材４を使用するものである。ところが、この発明においては、固定焦点レンズ部４５を設けない光制御部材４を使用する場合がある。この場合においては、ハイビーム用配光パターン照射時において、ロービーム用配光パターンを偏向させる部分と偏向させない部分との間の境界が若干曖昧となるが、ハイビーム用配光パターンの精度上特に問題がない。

１ 車両用前照灯
２ 半導体型光源
２０ 発光チップ
２１ 基板
２２ コネクタ
２３ 発光面
３ レンズ
３０ 主レンズ部
３００ 主レンズ部の入射面
３０１ 主レンズ部の出射面
３１ 補助レンズ部
３１０ 補助レンズ部の入射面
３１１ 補助レンズ部の反射面
３１２ 補助レンズ部の出射面
３２ 取付部
４ 光制御部材
４０ 可変焦点レンズ部
４０Ｃ 中間部分
４０Ｄ 下側の部分
４０Ｕ 上側の部分
４００ 入射面
４０１ 出射面
４１ 取付部
４１０ 内面
４１１ 外面
４２ 長孔
４３ 回転孔
４４ ストッパ
４５ 固定焦点レンズ部
４６ 徐変焦点レンズ部
５ 駆動部材
５０ ソレノイド
５１ 連結ピン
５２ スプリング
５３ 取付部
５４ 進退ロッド
６ レンズカバー部材
６０ 開口部
６１ 取付部
７ 軸受部材
７０ 開口部
７１ 取付部
７２ 軸部
７３ ストッパ
８ ベース部材
８０ 光源取付部
８１ レンズ取付部
８２ ベース取付部
９ 冷却部材
Ｃ 車両
Ｆ レンズの基準焦点
Ｆ１ 疑似焦点
Ｆ４０Ｃ 中間部分の焦点
Ｆ４０Ｄ 下側の部分の焦点
Ｆ４０Ｕ 上側の部分の焦点
ＨＬ−ＨＲ スクリーンの左右の水平線
ＨＰ ハイビーム用配光パターン
ＨＰＦ 固定配光パターン
ＨＰＭＦ 合成配光パターン
ＨＰＭ 可変配光パターン
Ｌ１ 中央光
Ｌ２ 周辺光の他の一部
ＬＰ ロービーム用配光パターン
Ｏ 発光面の中心
Ｏ１ 回転中心
ＶＵ−ＶＤ スクリーンの上下の垂直線
Ｘ Ｘ軸
Ｙ Ｙ軸
Ｚ レンズの基準光軸（Ｚ軸）

Claims (4)

1. 半導体型光源と、
   主レンズ部及び前記主レンズ部の周囲に配置された補助レンズ部を有し、前記半導体型光源からの光をロービームの配光パターンである第１配光パターン、ハイビームの配光パターンである第２配光パターンとして車両の前方にそれぞれ照射するレンズと、
   光制御部材と、
   前記光制御部材を第１位置と第２位置とに移動切替可能に位置させる駆動部材と、
   を備え、
   前記レンズは、
   前記光制御部材が前記半導体型光源と前記補助レンズ部との間の位置である前記第１位置に位置するときには、前記第１配光パターンを車両の前方に照射し、
   前記光制御部材が前記半導体型光源と前記主レンズ部との間の位置である前記第２位置に位置するときには、前記第２配光パターンを車両の前方にそれぞれ照射し、
   前記光制御部材は、光透過部材から構成されていて、可変焦点レンズ部と、取付部と、を備え、前記第１位置に位置する場合、前記半導体光源から出力される周辺光の一部を透過させ、前記補助レンズ部に入射させ、前記第２位置に位置する場合、前記半導体光源から出力される中央光を透過させ、前記主レンズ部の中央部に入射させる
   ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記可変焦点レンズ部と前記取付部との間には、前記第２配光パターンを照射する際に、前記主レンズ部の中央部の左右両側の部分に光を入射させる固定焦点レンズ部が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記可変焦点レンズ部と前記固定焦点レンズ部との間には、徐変焦点レンズ部が設けられている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用前照灯。
4. 前記光制御部材のうち、少なくとも前記取付部の前記半導体型光源と対向する面は、前記半導体型光源に対して凹んでいる凹曲面をなし、少なくとも前記取付部の前記半導体型光源と対向する面と反対側の面は、前記半導体型光源と反対側に突出する凸曲面をなす、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用前照灯。

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