專利名稱：一種不眩目車燈的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種車燈，具體地說是一種不眩目車燈。
背景技術：
現(xiàn)有車燈主要是在拋物型反光罩內固定有發(fā)光燈泡，在反光罩的前方固定有透光玻璃罩。車燈發(fā)出的光線經(jīng)反光罩聚光和反射，照亮行車的前方。但是，照在反光罩下半部分的光線經(jīng)反光罩反射后，會向斜上方射出。當兩車在相距200米以內會車時，由于已方車燈照射到物體后的反光強度遠弱于對方車燈直接照射過來的燈光的強度，因此由對方車燈發(fā)出的向斜上方射出的這部分光線就會直接射向雙方汽車駕駛員的眼睛，形成刺眼的光照，導致駕駛員無法看清自己車燈照射的前方路面的路況及周邊的其它情況。在兩車交會的瞬間，由于對方汽車刺眼強光的突然消失，會使駕駛員產(chǎn)生短暫的視覺消失，眼前一片黑暗。汽車會車時所引發(fā)的交通事故，大多是在此時、由此原因而產(chǎn)生的。同時，夜間駕車時也容易因此而導致駕駛員的精神高度緊張，從而加重駕駛員的視疲勞和精神疲勞。另外，向斜上方射出的這部分光線，由于無法形成對前方路面及路況的有效照射，因而也造成了光能的損失。
實用新型內容本實用新型的目的就是要設計一種不眩目車燈，在機動車上安裝使用后可以消除會車時直接照向駕駛員眼睛的眩目光線，提高夜間行車及會車的安全性，并減少車燈發(fā)光的無效損失，提高光能的利用率。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的在反光罩內固定有光源，反光罩的前端裝有燈罩，在光源的下方加裝有凹面向上的曲面反光板。
由光源發(fā)出射向不同方向的光線，經(jīng)反光罩反射后的反射光線的角度也各不相同。以反光罩在光源點處的軸向垂面為界，光源發(fā)出的光線照射到垂面之外、反光罩軸線以下的部分，經(jīng)反光罩反射后，會以斜向上方的角度射出。此部分光線為眩目光線的重要組成部分。本實用新型通過在光源的下方加裝曲面反光板后，即可將前述的這部分光線反射到反光罩的軸線以上的內壁上，再經(jīng)反光罩的上部反射后，即可向車燈的前下方射出。這樣，本新型車燈在光源照亮后，大多數(shù)原來向車燈外斜上方反射出的光線會轉向車燈的前下方，而不再直接照射到對方車輛上的駕駛員的雙眼。由此避免了原有車燈在會車時對司機造成的眩目情況。而且本新型車燈將現(xiàn)有車燈中射向空中的這部分光線，轉變成為斜向前下方射出，照射到前方路面，也使得向路面的照明度有所提高，使司機更好地了解路況及周邊情況，減少行車時意外事故的發(fā)生。此外，本新型車燈不僅可以消除大部分的眩目光線，而且還減少了車燈發(fā)光的無效損失，提高了車燈光能的有效利用率。
本新型車燈中的曲面反光板最好是半圓柱面反光板，以將車燈光源向反光罩下部發(fā)射的光線均勻地反射到反光罩上部，使車燈前下方的照度盡量均勻。曲面反光板的前端伸出位置應至少位于光源至反光罩下端前沿的連線上。只有這樣，才能將光源射向反光罩下部的光線全部遮擋，并反射到反光罩上部。
本實用新型還可以這樣實現(xiàn)將車燈的燈罩制成為平凸透鏡，并且為減少平凸透鏡的厚度，本實用新型還設計出一種等效的平凸透鏡，即平凸透鏡燈罩的外表面為平面，內面的軸向縱截面呈鋸齒形，每個鋸齒中朝向透鏡軸線的一邊垂直外平面，另一邊傾斜。各鋸齒的斜邊傾角按鋸齒從外向內的順序依次減小。
在本新型車燈上加裝平凸透鏡式燈罩的設計思想是雖然通過加裝曲面反光板，可以將車燈光源中發(fā)出的向下照射的光線向上反射至反光罩，再經(jīng)反光罩反射后向車燈的前下方射出。但是，光源發(fā)出的向前上方的光線，仍有一部分是不經(jīng)反光罩而直接穿出燈罩，射向車燈前方、光源所在的水平面以上。這一小部分光線仍然可以直接射向駕駛員的眼睛，而且這部分射向空中的光線也屬無效光線，仍有光能的浪費。而平凸透鏡的性質是可以將位于其焦點的點光源發(fā)出的散射光匯聚成平行光束，如果點光源從透鏡焦點位置向上垂直移動一段距離后，匯聚的平行光線會向下方偏轉一個角度。偏轉角度的大小，與點光源移動后其與透鏡中心線的夾角相等。利用這個光學原理，將燈罩制成平凸透鏡的形式，光源設在平凸透鏡的焦點上方處，這樣就可以將光源發(fā)出的斜向上方的光線折向前下方，使車燈的眩目光線全部消除。但普通平凸透鏡的結構決定了其體積和厚度過大，在車燈中的實際應用較難，因而對平凸透鏡進行等效變形，從而形成厚度只有2mm左右、但仍具有與平凸透鏡相同折射功能的變形透鏡。其等效變形原理在后詳述。
本實用新型還可以這樣實現(xiàn)將反光罩內表面彎折成多個細小反光錐面。這是因為自光源發(fā)出的光線，其中大部分射向了反光罩，或經(jīng)曲面反光板反射到了反光罩的上部，經(jīng)反光罩反射的光線再經(jīng)燈罩透鏡折射到車燈的前下方。普通反光罩的內表面為圓滑過渡的曲面，而光源并非理想的點光源。所以在反光罩焦點及接近處的光線照射后，經(jīng)反光罩的反射，會向車燈前方射出；而偏離焦點的部分光線射出，在射向反光罩后，就會形成漫反射光。雖經(jīng)燈罩透鏡折射后，有一部分可以射向地面，但在其照明范圍內的照亮均勻度較差。本實用新型對反光罩進行改進設計，將原有的反光罩內表面，制成為多個依次相接的細小圓錐面的組合體，形成多個錐形小反射面。這樣就可有效地克服漫反射現(xiàn)象，使反射光線按照平面鏡的成像規(guī)律進行有序地反射，從而成為照向車燈前下方的有效光線，使車燈前下方的照明亮度顯著提高。由于各錐形小反射面的傾斜角度逐漸變化，根據(jù)平面鏡的光學特性，各錐形小反射面所反射的光線的角度依次變小，因此可使得本新型車燈對路面的照明亮度呈由近及遠的均勻分布的狀態(tài)，其照亮均勻度可有明顯提高。


圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖2是車燈中光源與曲面反光板的相對位置示意圖。
圖3-圖6是燈罩透鏡的等效演變過程示意圖。
圖7是變形燈罩透鏡各齒形角角度確定原理示意圖。
圖8是反光罩各錐形小反射面的傾角確定原理示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，在反光罩1的前端裝有變形燈罩透鏡2，在反光罩1內固定有光源4，在光源4的下方加裝有凹面向上的曲面反光板3。曲面反光板3為半圓柱面反光板，光源4位于曲面反光板3的軸心線上(圖2所示)。曲面反光板3的前端位于光源4至反光罩1下端前沿的連線上。反光罩1的內表面由多個細小錐面連接而成。
如圖3-圖6所示，變形燈罩透鏡是通過以下步驟演變而來的1、如圖3所示，將平凸透鏡用水平線劃分成多段。
2、將平凸透鏡每一段的平直邊向凸面平行靠近，形成圖4所示的平凸透鏡的變體。
3、將上步中所得透鏡變體中的各段右移，使各段的平直邊對齊，重新形成一條直線邊，由此得到圖5所示的凸面呈齒狀的變形透鏡。該透鏡對光線的匯聚作用與原平凸透鏡相同，而其厚度要遠小于原平凸透鏡。這種變形透鏡即可安裝使用在車燈燈罩上，但透鏡凸面各齒形上的弧面有一定的制造難度。
4、為解決弧面制造難度，將上述變形透鏡的各小段上的弧面近似處理成平面，由此即可得到圖6所示的鋸齒狀變形平凸透鏡。
這種鋸齒狀變形透鏡對光線的匯聚作用與原平凸透鏡具有較高程度的等效性，且易于加工。由于其厚度變小，因此更適合于在車燈上安裝使用。
鋸齒狀變形平凸透鏡在制造時需要逐一計算每一個齒的齒形角，各齒形角的計算方法如下如圖7所示，設齒形角為x，入射光線與水平線的夾角為α，透鏡材料的折射率為γ，則sin(x+α)/sinx＝γ即tanx＝sinα/(γ-cosα)其中，α值可根據(jù)光源距透鏡外平面的距離f，以及透鏡中心線距齒形角頂點的距離h來定，其關系為tanα＝h/f而材料折射率γ的值可從“折射率表”查出。
本實用新型中反光罩1的內表面的上半部分由多個細小反光錐面連接而成。其設計思想如下自與鋸齒狀變形平凸透鏡相接的第一個小反光錐面開始，此錐面的角度與水平方向的夾角應在0-45°之間，如果大于45°，則自光源發(fā)出的光經(jīng)反射后不能射出，達不到照射前方的目的。當此小反光錐面與水平面的夾角在0-45°之間時，夾角越大，經(jīng)其反射后的光線與地面的夾角也越大。即光源發(fā)出的光經(jīng)反射后對機動車前較近距離路面的照明比較集中；反之則相反。具體夾角的確定，可依據(jù)不同車輛上車燈安裝高度的不同，靈活確定。
反光罩內表面后續(xù)其它小反光錐面角度的確定，主要取決于預定的反射光在變形透鏡上的入射位置和入射區(qū)間的大小。預定的入射位置越靠近透鏡的中心，前方路面的鋪光重疊區(qū)越小，鋪光的均勻度也就越高；預定的入射區(qū)間越小，鋪光均勻度也就越高。各小反射錐面的角度確定以后，其徑向長度與反射后的光線在路面的分布情況有關。徑向長度越長，該反光面反射光線照射到路面的范圍就越大，對前方路面的鋪光重疊區(qū)也就越大。當反射面細小到一定程度時，所有的反光面構成近似光滑的曲面。
結合圖8，本反光罩中各小反光錐面的設計原理如下在鋸齒狀變形平凸透鏡上選定兩點M0、M0′，預設經(jīng)所有錐面反射的光線射向變形透鏡時的入射區(qū)間為M0-M0′。
首先，第一個小反光錐面的確定方式為從鋸齒狀變形透鏡的某一點M0開始，作一條與水平線夾角為30°的直線L0，以直線L0為對稱線作光源S的對稱點S1，連接S1與鋸齒狀變形平凸透鏡上的另一點M0′，交直線L0于M1點。則M0M1即為與鋸齒狀變形平凸透鏡相接的第一個反光錐面的縱截面線。
第二個小反光錐面的確定方式為以M1為圓心，M1-S為半徑劃弧，在直線L0上得到點S2，作S-S2的垂直平分線L1，連接S2與M0′，交L1于M2點。則M1M2即為第二個反光錐面的縱截面線。
連接M0與M2并延長，以M2為圓心，M2-S為半徑畫弧，在M0和M2的延長線上得到虛擬光源S3。作S-S3的垂直平分線L2，連接S3與M0′，交L2于M3點。則M2-M3即為與鋸齒狀變形平凸透鏡相接的第三個反光錐面的縱截面線。
依此類推，直到反光罩與鋸齒狀變形平凸透鏡的中心線和光源S連線相交為止。
本新型不眩目車燈，只要安裝于車輛上的司機視水平線以下，即可達到很好的防眩目效果。會車時，雙方駕駛員均不會受對方車燈的影響。
本新型不眩目車燈中的曲面反光板、反光罩及鋸齒狀變形平凸透鏡均為根據(jù)曲面鏡、平面鏡、凸透鏡的光學特性專門設計。自光源發(fā)出的光線經(jīng)曲面反光板、反光罩的反光，再經(jīng)鋸齒狀變形平凸透鏡的聚光、折射后，射出的光線與路面的夾角為銳角，不僅無水平線以上的眩目光線，而且由于本車燈光能的利用率的提高，其對路面的照明亮度也有顯著提高。由于本車燈的各部件均為專門設計，其對光線的反射呈有序狀態(tài)，因此對路面的照射從車前到遠方的均勻度有也顯著提高。
權利要求1.一種不眩目車燈，在反光罩(1)內固定有光源(4)，反光罩的前端裝有燈罩(2)，其特征在于在光源(4)的下方加裝有凹面向上的曲面反光板(3)。
2.如權利要求1所述的不眩目車燈，其特征在于所述的曲面反光板(3)是半圓柱面反光板。
3.如權利要求2所述的不眩目車燈，其特征在于曲面反光板(3)的前端位于光源(4)至反光罩(1)下端前沿的連線上。
4.如權利要求1、2或3所述的不眩目車燈，其特征在于燈罩(2)為平凸透鏡。
5.如權利要求4所述的不眩目車燈，其特征在于所述平凸透鏡燈罩(2)的外表面為平面，內面的軸向縱截面呈鋸齒形，每個鋸齒中朝向透鏡軸線的一邊垂直外平面，另一邊傾斜；各鋸齒的斜邊傾角按鋸齒從外向內的順序依次減小。
6.如權利要求5所述的不眩目車燈，其特征在于所述的反光罩(1)內表面彎折成多個細小反光錐面。
專利摘要本實用新型涉及一種不眩目車燈，為消除會車時的眩目光線而設計。其結構是在反光罩內固定有光源，反光罩的前端裝有燈罩，在光源的下方加裝有凹面向上的曲面反光板。本實用新型通過在光源的下方加裝曲面反光板和在反光罩前口加裝變形透鏡燈罩，將大多數(shù)原來向車燈外斜上方反射出的光線，轉向車燈的前下方，由此避免了原有車燈在會車時對司機造成的眩目情況。本實用新型將現(xiàn)有車燈中射向空中的光線，轉變成為斜向前下方射出，照射到前方路面，也使得向路面的照明度提高，提高了行車安全。本新型車燈還減少了車燈發(fā)光的無效損失，提高了車燈光能的有效利用率。
文檔編號F21S8/12GK2711520SQ200420016510
公開日2005年7月20日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權日2004年6月30日
發(fā)明者蘇志國, 薛艷峰, 米穎峰, 張慎景 申請人:蘇志國