CN1337544A - 前照灯 - Google Patents
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Abstract
获得了一种能够取得很高效率的小型化的前照灯。其具有光源1,围绕光源侧周部透过从光源入射的光线的筒状集光透镜2,从后方围绕此光源与此筒状集光透镜、将透过此筒状集光透镜的光线向前方反射的反射镜3。
Description
技术领域
本发明涉及一种前照灯,更具体地是涉及一种维持高效率、小型化的前照灯。
背景技术
以往的前照灯的结构为以下方式:
(a)从设置在抛物面焦点附近的钨丝发出的光线向四方扩散,由抛物镜反射,形成平行光线。此平行光线由前方透镜形成所希望的光度分布模式。
(b)由钨丝发出的光通过多表面镜形成所希望的光度分布模式向前方投射。前方透镜只起罩体的作用。这种多表面镜各部分将从钨丝发射的光向特定的方向反射,各部分的大小及角度的设定使得通过各部分的集合得到所希望的光度分布模式。
上述前照灯用最重要的问题是效率,特别在电源使用电池的情况下,为了延长可使用时间,高效率的要求就更为重要。在此,前照灯的效率为从灯泡放射的全光束中相对于达到目的地的光束的比率。即由于光度分布的散乱等光度分布至非目的场所的光线为与效率无关的光线。
在前照灯小型化中,成为很大障碍的是由于上述光度分布散乱的增大而引起的效率降低。前照灯的宽度与深度决定后,就决定了容纳于其中的反射镜。钨丝设置于该反射镜的焦点附近,在反射镜小型化、其焦点距离短时,钨丝的从上述焦点错位的部分放射出的光是没有意义的,降低了效率。即,在小型化情况下,尽管钨丝的大小相同,钨丝的从焦点错位部分的错位程度加大,加大了光度分布的散乱。
这种在小型化的同时使光度分布散乱加大的现象能够通过使用多面镜而得到减轻。但即使使用了多面镜,还是不能得到效率很高的小型化前照灯。因此,希望能够开发在保持高效率基础上的小型化的前照灯。
发明内容
本发明的目的是提供一中能够得到很高效率的小型化的前照灯。
本发明的前照灯为向前方投射光线的前照灯。该前照灯具有光源,围绕前述光源的侧周部、透过从此光源入射的光线的筒状集光透镜、从后方围绕此光源与此筒状集光透镜、将透过此筒状集光透镜的光线向前方反射的反射镜。
上述筒状集光透镜设置成使从光源发出的光线不致发散。因此,从光源向侧周部方向发出的光线通过筒状集光透镜控制其发散程度而到达反射镜。因此,即使从光源看向侧周部发出相同量的光束,在设置筒状集光透镜时,能够缩短反射镜沿轴方向的高度。因此能够减小反射镜前方端的直径。即如果没有筒状集光透镜,在反射相同量的光束的场合、反射镜必须具有这样的尺寸,即到达连接光源与其筒状集光透镜前方端的直线的延长线上的小型化基准线为止的尺寸。但是,通过设置筒状集光透镜,反射镜的尺寸可以是位于小型化基准线后方部分的尺寸,因此能够将抑制发散后的光线向前方反射。
此结果,不会使效率降低,能够大幅度地减小反射镜的尺寸。此外,上述的光源只要发光即可,可为有钨丝的灯泡,也可为发光二极管那样的发光体。
在上述本发明的前照灯中,前述筒状集光透镜为圆筒状凸透镜。
由于设置了圆筒状凸透镜,可以获得抑制了从光源放射的光线的发散程度的光线束。
在上述发明的前照灯中,前述圆筒状透镜将前述入射的光作为平行光线射出。
在抑制了上述的发散的光线为平行光线时,能够容易地设计向前方反射光线的反射镜面。然而,在小型化的基础上,可以很容易地利用反射镜来设计光度分布模式。此外,由于光源位于圆筒状凸透镜的焦点上,透过圆筒状凸透镜的光线为平行光线。
在上述的本发明的前照灯中,前述圆筒状凸透镜为圆筒状非涅耳透镜。
由于使用了非涅耳透镜,减薄了透镜的厚度,使光源周围的该圆周状凸透镜及反射镜的结构紧凑,能够有助于实现小型化。
在上述本发明的前照灯中,反射镜为多面镜。
通过使用上述多面镜,向前方的光度分布模式可在广泛的范围内变化,因此,可以在这些光度分布模式中选择设定特定的光度分布模式。
在上述本发明的前照灯中,在光源前方具有前方透镜,此前方透镜具有相互不同的2个以上部分。
由于具有这些不同的光透性,通过前方透镜可对光度分布模式的细小部分进行设计。此外,还可以通过前方透镜这些部分的厚度、两方表面的曲率、这些部分的弯曲率等进行调整。在上述的小型化的前照灯中,例如即使中央透镜的尺寸小,也能加大从光源到该中央透镜的预定立体角。因此能够加大中央透镜对光度分布模式的影响力。
附图说明
图1为本发明实施例的前照灯外观立体图。
图2为图1所示前照灯一部分的分解图。
图3为本发明实施例的前照灯光源周围光线的光路说明图。
图4为在本发明的实施例中在反射镜中使用圆锥状反射镜情况下光源周围光线的光路说明图。
图5为图4的前照灯的圆锥状反射镜与以往的前照灯的反射镜的比较图。
图6为图1的前照灯的中心透镜的正视图。
图7为图1的前照灯的中心透镜的纵剖面图。
图8图1的前照灯的前方透镜的正视图。
图9为图8中的Ⅸ-Ⅸ剖视图。
图10为图8中的X-X剖视图。
图11为图8中的Ⅺ-Ⅺ剖视图。
具体实施方式
以下使用附图对本发明的实施例进行说明。图1为本发明一实施例的前照灯外观立体图。此前照灯10安装于自行车上,从包含有中央透镜6的前方透镜5向前方投射光线。
图2为图1的前照灯一部分的分解图。前方透镜5包含有中央透镜6,与将前方透镜安装在框体(图中未示出)上的安装部12形成一体。中央透镜6分为条状透镜6b与同心圆状透镜6a。
在上述前方透镜的后方,设置有多面镜3及由多面镜围绕的圆筒状凸透镜2。为使此圆筒状凸透镜具有厚度上十分薄的凸透镜的作用,使用了非涅耳透镜。在非涅耳透镜2中,插入有由钨丝(图中未示出)发光的光源1。此光源中经过插座11供给电力。
图3为说明前照灯工作时光源周围的剖面图。前照灯以与圆筒的中心轴线垂直相交的短范围内发光状态来设计,其短钨丝以与非涅耳透镜的焦点大致一致的状态来设置。由于钨丝的发光20a是从圆筒状透镜的焦点发出,透过作为此凸透镜的非涅耳透镜后,成为平行光线20b。此平行光线通过以向前方放射角度设置的多面镜3作为反射出的反射光20c向前方投射。在图3中,略散射开地向前方投射。由于使用这种圆筒状的凸透镜,无需设置很大范围的反射镜,可在保证高效率的基础上实现小型化。
图4为不使用多面镜而使用通常的圆锥反射镜情况下光源周围的视图。从光源1向四方放射的光线20a透过圆筒状的非涅耳透镜后,成为平行光线20b,通过圆锥状反光镜13反射,向前方投射平行光束20c。
图5是比较使用了上述圆筒状凸透镜的本发明的反射镜及不使用圆筒状凸透镜的以往的前照灯的反射镜的大小的比较图。但两者均设计成用反射镜反射同量的光束并向前方投射。在不使用圆筒状凸透镜反射同量光束的情况下,反射镜必须要有达到连接光源1与圆筒状凸透镜前方端的小型化基准线18的尺寸。但由于使用了上述圆筒状凸透镜,射出抑制了发散的程度的平行光线,本发明的反射镜的尺寸只需设定成位于上述小型化基准线后方的尺寸即可。如果加强对发散程度的抑制,可以相应于抑制的程度减小反射镜。但由于过小的情况下必须要提高反射镜的尺寸精度,希望作为抑制了发散的光成为平行光线射出。为了形成达到平行光线的光度分布模式的反射镜面的设计是比较容易的。
由于使用了本发明,在相同效率下,反射镜的深度为以往的3分之1,宽度为7分之4。然而,容纳反射镜的正方体的容积为以往的10分之9。达到预期的小型化的程度。
以下对设置有前方透镜的中心透镜6进行说明。图6为中央透镜的正视图,图7为其纵剖面图。中心透镜6分为上部的条状凸透镜6b与下部的同心圆状的非涅耳透镜6a。图8为从设置了上述中心透镜6的前方透镜5的前方看到的正视图。
图9为此图8的IX-Ⅸ剖视图,在图9中,光源设置于同心圆状非涅耳透镜6a的焦点上。根据图9,通过中心透镜6的上部的条状透镜的光线向前方投射的同时向上方扩散,另一方,通过中心透镜6的下部的光线成为平行光向前方投射。
此外,图10为图8的X-X剖视图,图11为图8的Ⅺ-XI剖视图。可知通过条状透镜6b的光平面地向前方扩散地投射。此外,通过非涅耳透镜的光线平面地、不扩散地作为平行光束向前方投射。
由于设置了具有上述不同透过特性的各部分的中央透镜,能够极大地扩大可以实现的光度分布自由度。例如在限定在自行车行驶的前方向远方照明的同时使相邻车道对面过往车辆的驾驶者受到的晃眼程度得到减轻。
上述的前方透镜根据上述前照灯在自行车的上安装位置以及根据所希望的光度分布模式,可将同心圆状非涅耳透镜和条状透镜上下相反地安装。
以上对本发明的实施例进行了说明,但上述公开的本发明的实施例为彻底的例子,本发明的的范围并不限于这些实施例,本发明的范围包含了由权利要求的范围所记载示出的,以及与权利要求的范围所记载的意义和在范围内的全部的变更。
Claims (7)
1、一种向前方投射光线的前照灯,具有光源(1),围绕前述光源的侧周部、透过从前述光源入射的光的筒状集光透镜(2),从后方围绕前述光源与筒状集光透镜、将透过前述筒状集光透镜的光线向前方反射的反射镜(3)。
2、按照权利要求1所述的前照灯,其特征为,前述筒状集光透镜为圆筒状凸透镜。
3、按照权利要求2所述的前照灯,其特征为,前述圆筒状凸透镜将前述入射的光作为平行光线射出。
4、按照权利要求2所述的前照灯,其特征为,前述圆筒状凸透镜为圆筒状非涅耳透镜。
5、按照权利要求1所述的前照灯,其特征为,前述反射镜为多面镜。
6、按照权利要求1所述的前照灯,其特征为,在前述光源的前方具有前方透镜(5),此前述前方透镜具有光透过特性相互不同的2个以上部分(6,6a,6b)。
7、按照权利要求5所述的前照灯,其特征为,具有位于前述光源前方的前方透镜(5),此前述前方透镜具有光透过特性相互不同的2个以上部分(6,6a,6b)。
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