CN102865537A - 阶梯水平明暗线光型汽车近光前照灯 - Google Patents

Abstract

一种阶梯水平明暗线光型汽车近光前照灯，它是由单灯丝灯泡安装在特殊的反射镜上来实现的，且不用屏片遮挡。这个特殊反射镜的左主体面(面③和面④)(焦点在O₁，焦距为F_基)与右主体面(面③′和面④′)上下错位Δ值，(见摘要附图)，使之实现中心阶梯高差为H的水平明暗截止线的基本光型，并将其焦轴水平剖面以下，面④和面④′(焦点也在O₁，但在不同α₄位置上有不同的焦距F α₄)较大角度面积范围反射的光，有效移位照射至左右水平明暗线以下及其附近点区，使之达到在汽车近光照明时，对方驾驶员和行人都能防眩，且关键点位的照度值得以大幅提升。中心部分面⑤反射的光迹在不超过左右水平明暗线的前提下，用于解决国标中25L和25R的光的照射；面⑥的焦点在O₂或O₂以远，O₁O₂的距离大于灯丝的长度，灯丝的起点安装在O₁附近。不设灯泡屏片，没有遮挡部分的光的损失，相对节能。

Description

阶梯水平明暗线光型汽车近光前照灯

我国汽车前照灯执行GB4599(84/07)，它等同于西欧“ECE”标准，它的基本内容是，见图1：近光照在25m的屏幕上时，形成水平和15°线的明暗截止线，标准规定了图示各区域(点)等的限定值。 

绝大多数这样的灯，它基本上都是由带屏片的灯泡(如H4灯泡)或外加一个遮光板的灯泡配合反光镜等元件实现的。它有不足之处是：1、不但损失了被遮挡部分的光且75R等关键点位，也难以稳定达标；2、由于右侧存在15°方向的光照，虽然会车时不对对方驾驶员造成眩目，但对行人等仍存在光的照射而有不安全因素，特别是道路状况比较差的远郊和农村。 

这里提出一种近光做成阶梯水平线的光型，见图2，它使用单灯丝灯泡，不用屏片，将其安装在特殊的反射镜上可以克服上述两个方面的不足。 

必须指出，这种光型在原创“ECE”中已经提到，可以使用，但市场上从未见过这种使用的先例，仅仅是纸上谈兵的“理想”方案而以。这里提出的正是实现这种光型的实例。 

下面简要介绍一下，这种特殊反射镜的设计： 

图1是现在市场上一直存在的基本光型图；图2是可以使用的阶梯光型图； 

图3是特殊反射镜的阶梯水平剖面图(图4中标有Δ的A-A阶梯剖面位置图)；图4是特殊反射镜的后视图； 

图5a是阶梯光型右侧位置明暗线的形成图；图5b是阶梯光型左侧位置明暗线的形成图；图6是图4中面④的做法图。 

这个特殊反射镜的基本部分是由焦距为F_基(焦点在O1)的面③和同焦点变焦距F α₄的面④组合的左主体面，以及相同基本参数(焦距F_基相同，方向相反)，但向下平移一个数值Δ的右主体面(面 和面 

)，(图4中右主体面(面 

和面 

)比左主体面(面③和面④)明显多出一大块，是因为两个主体面在图4中α₃的位置有高差对接时，左主体面就多割出一大块，右主体面多保留一大块；由于向下平移Δ值，这个反射镜在α₃的位置上就会出现一个与其对应的两个主体面之间的高差对接痕迹)。加上只针对解决标准中25L和25R，且让其最上面的光迹不超过左右明暗水平线的高度的面⑤和焦距为F₆，焦点在O₂点的面⑥，其衔接处可 随面④和面 

而变化。灯丝长度小于O₁O₂的距离，灯丝的起点安置在靠近O₁点的很近位置。灯丝的轴线稍高于左侧面③的水平起始位置，灯丝的直径为d，这样左侧面③反射出的光迹，在图5_aV-V以右的屏幕上，高出焦轴水平面的极限明暗线的高度为：h＝tgδ×25m＝d/2p×25m。参图5a。 

类似地，右边面 

反射出的光迹，在图5_bV-V以左的屏幕上，高出焦轴水平面的极限明暗线的高度为：h′＝tgδ′×25m＝(d/2-Δ)/ρ×25m，参图5b。案例中ρ＝30，取Δ＝0.3mm，则H＝h-h′＝Δ/ρ×25m＝25cm。 

中心高差连线为自然形成，45°为参考值，从防眩的角度看，应不作为考核要求。图4中的α₃表示右主体面(面 

和面 

)向下平移Δ以后，与左侧未移动面③的交接处，存在一个与Δ对应的交接高差。α₃＜90°。 

面④可以看作是面③的延伸，它反射的光线是确保不超过面③在V-V以右产生的最上面的极限明暗线和对该线以下尽量多的有效重点照射。 

面④是这样做的：见图6，先作图确定R₂′，使R₂′上的任意点反射的光线都尽量平行于R₂起点(X₂，Y₂)的法线(水平线)，(为达此目的，半径R₂′会比R₂大得很多，一般R₂′＞1.5R₂以上)。在任意α₄的位置上设计出相应的抛物线段Fα₄，其起点(X₂，Y₂′)在R₂′上，并使其焦点同在图3的O₁点上(任意F α₄的两个轴向极限位置和F_基是相同的，如轴向位置X₂和X₁)，终点是(X₁，Y₁′)，Y₁′值列解方程求得；找出多根不同α₄下的Fα₄，在R₁的截面位置(即X₁位置)上，将F_基的另一端点即R₁的起点(X₁，Y₁)和多条Fα₄的终点(X₁，Y₁′)光滑连接起来成R₁′；以F_基和Fα₄为引导线，R₁′和R₂′为截面线，UG软件扫描即可形成面④。这样面④部分本来反射到水平线以上的光线就全部向下移至极限水平线以下及其附近。且“光像”的径向起始位置也同面③反射的效果是一样的。这样，图5a中所示的V-V右侧面③在屏幕上形成的光斑得到最佳效果的加强。按照这种做法的重要特征是：(R₁′-R₁)/R₁＞(R₂′-R₂)/R₂；为做得精细一点，抛物线段F α₄可以做成两段或两段以上，(同一角度位置，抛物线做成两段或两段以上，共同之处是焦点也都在O₁点上，不同之处是焦距不一样，靠近抛物线顶点方向的这一段抛物线焦距会相应小一些)。这样在分段处X轴方向上会有一个径向的“半截”月牙形小台阶。 

由于所给F α₄和制造误差，使得它的焦点与O₁实际偏差值不能太大；一般不得超过0.7mm，否则得不到最佳移位加强效果。 

面 

面 面⑥反射的光线都在左侧水平线以下，可适当做些让光斑水平方向扩散的垂直条纹。而左主体面③、面④是不能做水平扩散的垂直条纹的。 

由于面④和面 

划分的区域(角度)可以比较大，故能大幅度提升关键点位的照度值。 

重述一下，面④这样做的结果，实际上是通过“经和纬”两个方向控制，将本来投向明暗线上方的“光像”有的放失地改投目标点及其附近(如75R点)，且不超越明暗线上方：“经”向即各个不同α₄位置的Fα₄，由于所有Fα₄的焦点都在同一点，以控制其“光像”的起点都是基本同一的；“纬”向即垂直于X轴方向上的剖面，各个位置“纬”线上的点的法线决定了反射出的“光像”都是平行于水平线(或压缩成接近平行于水平线)。 

由于左主体面(面③和面④)的综合投向效果，阶梯中心区位置即已形成，故此处不可再做光迹水平方向左右扩散的垂直条纹。 

实施例的基本数据：Δ＝0.3；F_基＝17；F₆＝26；Fα₄＝17～19.5，Fα₄随α₄大小变化而变化。由确定的R₂′上任意已知点(X₂，Y₂′)和O₁(17，0)点，列解方程求得。 

Claims (4)

1.一种阶梯水平明暗线光型汽车近光前照灯，它是装有普通单灯丝卤钨灯泡(如H₇灯泡)的特殊反射镜，可以实现阶梯光型和关键点位(如图标中的75R点)的照度值得以大幅提升，该特殊反射镜包含有焦轴水平面上方的设计要素(焦距F_基)相同的左主体面(面③和面④)和右主体面(面③′和面④′)，在工位方向，将右主体面向下移位Δ值，二者在第二象限有相应高差对接痕，从而实现阶梯光型；将对应形成右侧上方明暗线的左主体面中的面④做成“经纬”双向都能控制光线反射方向和位置的共焦点(O₁点)变焦距(F α₄)的面，使目标点位(如75R点)光照大幅提升。

2.按权利要求1所述的这种特殊反射镜，左主体面中的面④“经线”位上的F α₄可测算出来，其焦点(O₁点)的不重合度不超过0.7mm“纬线”位上任意面③的截面半径(如R₂)远小于面④同一截面位上“纬”半径(如R₂′)，一般R₂′＞1.5R₂；且一定(R₂′-R₂)/R₂＜(R₁′-R₁)/R₁(即在左主体面同一垂直于X轴的截面位上，面④上的半径减去面③上半径之差与面③上半径之比，靠近反射镜出口方向的比值会小于灯头方向的比值)。

3.这个特殊反射镜的左主体面(面③和面④)上没有使光迹左右扩散的垂直条纹的，这是重要特征之一。

4.这个特殊反射镜其特征还在于其左主体面中的面④在同一“经”线位的F α₄做成两段或两段以上时，这两段或两段以上也都是同一焦点(O₁点)不同焦距的抛物线段，其特征是在分段处X方向面④上会有可见的半截小月牙形台阶，这是肯定有的特征。(分段则有，不分段则无；分段的各部分都是面④的一部分) 。 

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