專利名稱：高效率防眩目前照燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種汽車夜間行駛照明的主動安全裝置，是能夠提高路面照高作用和防眩目作用的前照燈。
背影技術(shù)前照燈是夜間行車的重要照明的設(shè)備，其性能的好壞直接影響著夜間行車的安全性。如果前照燈射出的強光束，突然射入人的眼睛，因瞳孔來不及收縮，使人暫時失去了對眼睛的控制能力而本能的閉上眼睛或只能看到亮處的東西，而不能看到暗處的路面或障礙物，形成眩目，很容易發(fā)生交通事故。目前的前照燈的光線分為反射平行光束和直射散光(如圖1)。對面的司機和行人只要不處在反射光束的光照區(qū)內(nèi)，平行的反射光束就不會給對面的司機和行人造成眩目。只要是處在本車的前方，不論是什么位置，直射(散)光都會給對方造成眩目，距離越近眩目作用越強烈。直射散光照到前方50米后，光照強度十分微弱，對路面的照亮作用十微小，對本車司機的利用價值微小?，F(xiàn)在有些汽車為了克服散射光線的眩目作用，采遮光屏的設(shè)計，將散射光線遮住，雖然起到了防眩目的作用，但是直接造成了光源的浪費，降低了路面的照亮強度。下面以BJ2020VJ前照燈的實際數(shù)據(jù)為例來計算說明直射散光的損失比，圖例(圖2)。
以前照燈中心線為X軸，以燈底O點垂直于X軸的直線為Y軸建立平面直角坐標系。焦點(光源)F坐標(3、0)，燈口邊A點坐標(3、8)，C點坐標 球冠ADE的表面積S＝2πr h＝2πFA·BD球冠ACE的表面積S1＝2πr h1＝2πFA·BC散光損失比S1/S=2πFA·BC/2πFA·BD=(73-3)/(73+3)≈48%]]>如果將直射散光全部轉(zhuǎn)化為平行光，前照燈的光照強度將增強48％，路面的照亮作用將增強48％，同時還具有防眩目作用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)在前照燈散射光線的眩目作用、光源利用率低以及路面照亮作用低的不足，本實用新型提供了一種前照燈，該前照燈不僅能夠提高路面的照亮作用和光源的利用率，而且具有明顯的防眩目作用。
本實用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在前照燈光源的前方設(shè)置一凸透鏡，焦點與光源重合，光源向前發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后全部轉(zhuǎn)化為平行光束。同時改進拋物線形凹面鏡的后方為圓弧面，焦點與光源重合。使光源向后發(fā)出的光線經(jīng)圓弧面反射后原光路返回，再經(jīng)凸透鏡折射后轉(zhuǎn)化為平行光束。光源向四周發(fā)出的光線經(jīng)拋物線形凹面鏡反射后轉(zhuǎn)化為平行光束。光源發(fā)出的光線全部轉(zhuǎn)化為平行光束，消除了眩目的直射散光，達到的提高光源效率和防眩目作用以及提高路面照亮作用的目的。其原理依據(jù)為1改進的幾何原理(圖3)建立以凹面鏡中心線為X軸凹面鏡拋物線頂點垂直于X軸的直線為Y軸建立坐標系，如圖所示。經(jīng)拋物線A點和焦點F做直線交于拋物線于點I，經(jīng)拋物線E點和焦點F做直線交于拋物線于點G，由于圖形為對稱圖形，GF等于FI，以焦點F為圓心，以FG為半徑做圓，交于直線FE于點L，交于直線FA于點M，由于GF等于FI，圓過點I。經(jīng)點ML做直線ML，直線ML和X軸交于點這P。
2改進后的物理形狀(圖4)
以圓弧GNI代替拋物線GOI，實物中部分為球冠面GNI代替拋物線面GOI，形成一個拋物線面和球冠面相結(jié)合的凹面鏡，拋物線面的焦點和球冠面的焦點相重合，在ML兩點間放直徑為ML，焦距為FP的凸透鏡，焦點于凹面鏡的焦點相重合，凸透鏡中心線面與凹面鏡口面相重合。
3改進后的光學(xué)原理(圖5)基本原理光的折射定律和光的反射定律以及光路的可逆性。
焦點F發(fā)出的光線FB射到球冠凹面鏡上后，經(jīng)鏡面反射后，形成經(jīng)過焦點F的光線BC，光線BC經(jīng)過凸透鏡的折射后，形成平行于光軸OX的平行光線CD平行射出。
焦點F發(fā)出的光線FW射到拋物面上后，經(jīng)鏡面反射后，形成平行于光軸OX的平行光線WR平行射出。
焦點F發(fā)出的光線FJ射到凸透鏡上后，經(jīng)凸透鏡折射后，形成平行于光軸OX的平行光線JK平行射出。
焦點F發(fā)出的光線經(jīng)凹面鏡的反射和凸透鏡的折射后全部轉(zhuǎn)化為平行光束。
4改進后的效果示意圖和一般結(jié)構(gòu)剖面圖(圖6)(圖7)。
改進后原前照燈的直射光束經(jīng)凸透鏡的折射后全部轉(zhuǎn)化為平行光束，在光源功率一定的情況下，光照強度將增強48％，路面照亮作用將增強48％。
目前，一般汽車上所用的氙氣前照燈的功率為35W，色溫為6000K，光照強度為3200-3500流明，如果采用改進后的前照燈結(jié)構(gòu)，在功率和色溫都不變的情況下，光照強度能達到4700-5100流明。
對于本前照燈的結(jié)構(gòu)特點，本燈的光源最好采用氙氣放電發(fā)光光源，在焦點處設(shè)兩個電極，在整個密閉的燈內(nèi)充以氙氣及少許稀有金屬，用高電流去激活氙氣游離，就會發(fā)出6000K左右的光度。
本實用新型的有益效果是1、在功率和色溫都不變的情況下，光照強度增加48％，路面照亮作用將增強48％，該前照燈的高亮度和6000K的接近正午日光的色溫，有助于減小駕車者視覺疲勞和在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)危險，從而獲得足夠的反應(yīng)時間，很大程度減少了夜間事故發(fā)生率。2、由于沒有直射光束的眩目作用，不會給對面的司機和行人造成眩目、特別是會車時，司機和行人以及對面的司機的安全系數(shù)提高，該前照燈極大地增加了駕駛的安全性與舒適性。


圖1是目前前照燈的工作原理圖。
圖2是目前前照燈的直射散光的損失比(BJ12020VJ為例)。
圖3改進的幾何原理。
圖4該前照燈的物理結(jié)構(gòu)形狀示意圖。
圖5該前照燈的光學(xué)原理。
圖6該前照燈的工作效果示意圖。
圖7該前照燈的實施例的縱剖面構(gòu)造圖。
圖8是圖7的A-E剖視圖。
圖1中1.直射(散)光、2.反射光束、3.拋物線形凹面鏡。
圖7中1.圓弧形凹面鏡、2.電極、3.透鏡支架、4.弧形透鏡5.拋物線形凹面鏡、6.透鏡金屬框、7.凸透鏡。
圖8中1.圓弧形凹面鏡、2.電極、3.透鏡支架、5.拋物線形凹面鏡、6.透鏡金屬框、7.凸透鏡。
具體實施方式
圖3中，以圓弧GNI代替拋物線GOI，實物中部分為球冠面GNI代替拋物線面GOI，形成一個拋物線面和球冠面相結(jié)合的凹面鏡，拋物線面的焦點和球冠面的焦點相重合，在ML兩點間放直徑為ML，焦距為FP的凸透鏡，焦點于凹面鏡的焦點相重合，凸透鏡中心線面與拋物線形凹面鏡口面相重合。
圖7中，圓弧凹面鏡、拋物線形凹面鏡和弧形透鏡構(gòu)成一個密閉的整體空腔，拋物線面的焦點和球冠面的焦點相重合，空腔中凸透鏡的焦點也與之重合，電極放電形成的光源應(yīng)處于焦點上。凸透鏡由金屬框和金屬支架支撐，金屬支架固定于拋物線形凹面鏡上，電極固定于圓弧形凹面鏡上。在整個密閉的燈內(nèi)充以氙氣及少許稀有金屬。
權(quán)利要求1.高效率防眩目前照燈，由光源、凸透鏡、凹面鏡和配光鏡構(gòu)成，其特征是作為反光鏡的凹面鏡由圓弧形凹面鏡和一段拋物線形凹面鏡組成，圓弧形凹面鏡的焦點與一段拋物線形凹面鏡的焦點相重合，其腔中焦點前面設(shè)有凸透鏡，凸透鏡的焦點與凹面鏡的焦點相重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效率防眩目前照燈，其特征是弧形凹面鏡的鏡口與一段拋物線形凹面鏡的小口相聯(lián)接，弧形凹面鏡的鏡口面與凸透鏡的中心線面以焦點為對稱中心對稱布置，弧形凹面鏡的弦長和凸透鏡的直徑相等，一段拋物線形凹面鏡的大口與配光鏡直接相聯(lián)或與裝飾性鏡面相聯(lián)再與配光鏡相聯(lián)，焦點處設(shè)有光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效率防眩目前照燈，其特征是圓弧形凹面鏡、一段拋物線形凹面鏡和凸透鏡的光軸在同一條直線上，光源也在這條直線上中，能將光源發(fā)出的光線全部轉(zhuǎn)化為平行光束。
專利摘要一種能夠提高路面照亮作用和防止眩目作用的高效率防眩目前照燈，它的反光凹面鏡由弧形凹面鏡和一段拋物線形凹面鏡組成，其凹面鏡腔中設(shè)一凸透鏡，三個光學(xué)元件的焦點重合，光源設(shè)在焦點處。光源發(fā)出的光線經(jīng)凹面鏡的反射和凸透鏡的折射后全部轉(zhuǎn)化為平行光束，提高了光源的效率和防眩目作用。
文檔編號F21V13/04GK2901030SQ20052013346
公開日2007年5月16日 申請日期2005年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月24日
發(fā)明者孟令宇 申請人:孟令宇