CS216739B1

CS216739B1 - Světlomet pro motorová vozidla

Info

Publication number: CS216739B1
Application number: CS22181A
Authority: CS
Inventors: Milan Cejnek
Original assignee: Milan Cejnek
Priority date: 1981-01-12
Filing date: 1981-01-12
Publication date: 1982-11-26

Description

Vynález se týká světlometu určeného zejména pro motorová vozidla a složeného z konkávního reflektoru, refraktoru a zdroje světla přibližně válcového tvaru uloženého axiálně mimo ohnisko reflektoru na straně jeho výstupního otvoru. U světlometu je vyřešeno zvýšení dosahu svazku světla použitelného pro setkávací provoz a pro jízdu v mlže tak, že oblast refraktoru v blízkosti vertikály světlometu je opatřena rozptylnými elementy, které se rozbíhají vzájemně směrem dolů pod úhlem vztaženým k vertikále, jehož hodnota se stanoví v závislosti na parametrech reflektoru, refraktoru a zdroje světla, přičemž tvořící profil těchto rozptylných elementů je takový, že zajišťuje převážné jednosměrný posuv elementárních zobrazení světelného zdroje reflektorem z prostoru osy jízdního pruhu vzhůru a k okrajům vozovky.

Stávající světlomety používají v uvedené zóně světlometu vertikální pásové čočky t

s relativně velkým poměrem šířky a poloměru čočky, takže zde dochází ke značnému obousměrnému rozptylu světla. Nevýhodou tohoto řešení je to, že pokud není normála vnější plochy refraktoru orientovaná proti směru chodu světla nakloněná směrem vzhůru, je geometrický i fotometrický dosah světelného svazku od uvedené zóny v důsledku podélného zobrazení světelného zdroje reflektorem malý a stranově se ještě zmenšuje.

216 739

Pro zajištění potřebné úrovně dosahové stranové svítivosti je potom nutné zvětšit rozptyl v oblasti kolem horizontály refraktoru, čímž dojde ke zmenšení fotometrického dosahu a tedy i délky viditelnosti i v prostoru kolem osy jízdního pruhu.

Tyto nevýhody jsou odstraněny u světlometu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že refraktor je v oblasti tmavé zóny pro kolmou vzdálenost geometrického dosahu větší než 25-50 m opatřen rozptylnými elementy, které se vzájemně roz.bíhají směrem vzhůru pod úhlem, jehož hodnota se stanoví v závislosti na tvaru reflektoru a refraktoru, průměru a defokusaci zdroje světla. Je-li světelný zdroj cloněn zespodu symetrickou clonou je i rozptylová zóna kolem vertikály symetrická a rozptylné elementy vycházejí z vertikály. Je-li tato clona opatřena asymetrickým výřezem lze zvětšit odklon rozptylný ch elementů od vertikály na straně asymetrického výřezu dony, přičemž se na stejnou stranu nakloní i posa rozptylové zóny. Tvořící profil rozptylových elementů ve tvaru kuželoseček nebo jejich kombinací s přímkami je elementárně klínoVitý tak, že základna lámavých elementárních úhlů leží na straně osy rozptylové zóny. Elementární zobrazení světelného zdroje reflektorem jsou tedy přesouvány po rozptylové linii od osy jízdního pruhu k okrajům vozovky a vzhůru tak, aby se horní linie zonálního zobrazení dotýkala, nebo ležela pod rozhraním světla a tmy.

. Výhodou tohoto řešení je to, že se zvětšuje koncentrace světelného toku v blízkosti rozhraní světla a tmy a to zejména po stranách světelného obrazu. Dále toto řešení umožňuje zvýšení svítivosti světlometu i v prostoru kolem optické osy v důsledku možného snížení rozptylu světla dioptrickými prvky v oblastech refraktoru přilehlých k horizontále světlometu. Další výhodou je zmenšení koncentrace světelného toku jdoucího na vozovku pro krátké dosahové vzdálenosti, což má za následek jednak snížení adaptačního jasu oka řidiče a tím zlepšení schopnosti rozlišení rozdílu jasu v osvětleném prostoru a rovněž i redukci oslnění vznikajícího odrazem světla od vozovky, zejména je-li tato mokrá a podíl jejího zrcadlového odrazu zvýšený. To umožní zvýšit bezpečnou rychlost vozidla při jízdě v noci a za zhoršených povětrnostních podmínek.

Na přiložených výkresech je znázorněn příklad provedení světlometu podle vynálezu kde na OBR. 1 je vertikální řez světlometem v rovině A-A; na OBR. 2 je znázorněn světlomet v čelním pohledu, přičemž clona světelného zdroje je zde opatřena asymetrickým výřezem; na OBR. 3 je znázorněn rovněž světlomet v čelním pohledu, ovšem clona světelného zdroje je zde v symetrickém provedení a na OBR. 4 je v řezu B-B: rozptylovou zónou vyobrazen příklad tvořícího profilu rozptylných elementů. Na OBR. 5 je v perspektivním průmětu vozpvky znázorněno zonální zobrazení světelného zdroje optickou soustavou světlometu podle vynálezu s clonou světelného zdroje v asymetrickém provedení a na OBR. 6 s clonou v provedení symetrickém.

Na OBR. 1 je zachyceno provedení světlometu složeného z reflektoru 1, refraktoru 2 a světelného zdroje £ přibližně válcového tvaru o průměru d a délce 1, uloženého

216 739 axiálně v reflektoru 1 ve vzdálenosti Af od jeho ohniska F a cloněného zespodu clonou

4. Světlomet je umístěn v pravoúhlém souřadném systému os x, Z,\z tak, še jeho počátek je totožný s vrcholem odrazné paraboloidní plochy reflektoru 1 a osa x je vztažnou osou rotace jeho tvořící křivky. Funkční plocha reflektoru 1 o ohniskové vzdálenosti f je omezena výstupním průměrem D a průměrem vrcholovým D_Q, který se konvergentně zobrazuje na vnitřní plochu refraktoru 2 jako tmavá zóna o průměru ϋθ. V důsledku mimoohniskové axiální polohy světelného zdroje χ v reflektoru 1 je úhel oo konvergence v bodě reflexe R, který je dán polárním průvodičem FR a lineárním úhlem / záběru, určen vztahem:

+ cos Λΰ .

<Xz= arctg / (---------!--).( 2.Af.sin(f - d.cosfP) / (1)

4.f * ¹ •kde γ= 2,arctg ( <^/2f) (0 = průmět polárního průvodiče FR do roviny x=0 Plocha světlometu v čelním pohledu podle OBR. 2 je pro zvolený příklad světlometu s asymetrickým svazkem setkávacího světla pokryta čárkovaně vyznačenými dělícími křivkami 25. 50. 75 a pro případ symetrického světlometu do mlhy podle OBR. 3 dělícími křivkami 12.5, 25. 37.5, které jsou rozhraním mezi světlou a tmavou výsťupní plochou světlometu, jenž je umístěn 0,75 m nad vozovkou a skloněn pod horizontálu v případě asymetrickém o úhel arctg 0,01 a v případě symetrickém o úhel arctg 0,02, pro příčné linie dosahu v rovině vozovky ve vzdálenosti 12,5, 25, 37,5, 50 a 75 m. Z průběhu těchto dělících křivek je zřejmé, že v důsledku axiální mimoohniskové polohy světelného zdroje J v reflektoru χ je pro delší, dosahové vzdálenosti nejméně efektivní oblast Světlometu v blízkosti jeho vertikální roviny z=0. Proto se refraktor 2 opatří rozptylnými elementy 2, které jdou od středu světlometu k jeho hornímu okraji tak, že pokrývají jeho tmavou zónu vymezenou dělícími křivkami pro vzdálenost dosahu 25 až 50 m a tmavou plochu průmětu vrcholového otvoru reflektoru 1 na refraktor £ a rozbíhají se směrem vzhůru pod úhlem & vztaženým k vertikální ose y, jehož hodnota je pro vztažný úhel příčná deviace fokálního paprsku refraktorem 2 a příslušný Úhel podélné deviace při zohlednění rozložení jasu po ploše světelného zdroje 2 dána:

/ (2) je takový, že normála Ň_ •~s osou x světlometu a osou rozptylné zóny, takže rozptylný element £ je elementárně klínovitý tak, šé základna jeho lámavého úhlu leží na straně osy rozptylné zóny.

. ( rC+ O) (0,2 až 2).arctg / —--------7— d -ob.O s p

Tvořící profil rozptylových elementů 2 znázorněný na OBR. Vnitřní plochy refraktoru 2 je odkloněna od roviny jdoucí

216 739

4Hodnota vztažného úhlu deviace ó se určí jako nejvzdólenější poloha elementárního zobrazení světelného zdroje j reflektorem 1 a refraktorem 2 v rozptylovém oblouku.

Je-li normále vnější plochy refraktoru 2 v bodě E rovnoběžná s rovinou y=O je úhel podélné deviace nulový a fokální paprsek se pohybuje po rozptylové přímce Svírající s osou z· úhel . Je-li tato normála Ng orientovaná proti směru chodu světla odkloněna vzhledem k rovině y=0 odchyluje se fokální.paprsek od rpzptylové přímky o úhel podélné deviace ve směru tohoto odklonu:

£ = arcsin (cos (3) v závislosti na úhlu & příčné deviace fokálního paprsku í_s = arctg ( ——) (4)

COS kde cosftS-p cos cos jsou směrové kosiny paprsku p^ vycházejícího z optické soustavy světlometu při transformaci rozptylných elementů rovnoběžně s rovinou z=0:

- ' ( ϊ>3 ⁼ Ρχ = 'n.cos i-[ - cos ip.Řg +· (cos i₂ - n.cos i₂).I^ (5) kde:

= vektor paprsku jdoucího z bodu reflexe R na reflektoru 1 k bodu S vnitřní plochy refraktoru 2 n = index lomu refraktoru 2

R_g = Traktor normály vnitřní plochy refraktoru 2 i-L = úhel dopadu paprsku v bodě S i-j· = arccos ( p^ . R_g ) (6) ií = úhel lomu paprsku v bodě S i{ = arccos / n^_1 . ( n² - sin²i^ )^ly/2/ (7) i₂ = úhel dopadu paprsku p₂ jdoucího z bodu S v bodě E vnější plochy refraktoru 2 i₂ = arccos ( p_g . Rg ) (8)

P₂ = n”¹. + (n.cos l' - cos i).R_g / i₂ - úhel lomu paprsku v bodě E (9)

216 739 ig = arccos / ( 1 - n².sin²ijj )¹^² / (10)

Je-li clona 4 opatřena asymetrickým výřezem 6 je úhel odklonu & & rozptylných elementů 5 od osy y v čelním pohledu směrem -x v rozptylné zóně na straně tohoto, výřezu 6 dán:

Θ_Α = θ'až ( θ + 15°) (11) a osa rozptylné zóny je odkloněna na stranu výřezu 6 clony 4 o úhel :

Q_o = 0,5 . ( - &) (12)

Takto řešený světlomet zlepšuje geometrický dosah a jas prostoru zejména v oblasti krajnic vozovky, což je znázorněno pro příklad osvětlení světlometem se setkávacím světlem na OBR. 5 a světlometem do mlhy na OBR. 6. Zde je zobrazen perspektivní průmět vozovky ve standardním uspořádání podle předpisů EHK včetně hlavních kontrolních pásem, dosahové linie 25. 22» 75 resp. 12.5, 25. 37.5 pro určení dělících křivek a zonální zobrazení světelného zdroje j optickou soustavou světlometu v rozptylové zóně v mezní středové a okrajové linii. Rozhraní světla a tmy je vyznačeno čárkovaně a čerchovaně jsou vyneseny rozptylové přímky, od kterých se v závislosti na příčné deviaci £_sodklání rozptylové oblouky' o hodnotu úhlu 8 podélné deviace.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Světlomet pro motorová vozidla složený z reflektoru, refraktoru a zdroje světla přibližně válcového tvaru uloženého axiálně před ohniskem reflektoru a cloněného zespodu clonou vyznačený tím, že zdroj světla (3) je svým bližším čelem uložen ve vzdálenosti (Af) od ohniska (F) reflektoru (1) na jeho okrajové straně a refraktor (2) je v rozptylné zóně kolem vertikální roviny z=0 světlometu od středu k hornímu okraji opatřen rozptylnými elementy (5), které se rozbíhají od osy této rozptylné zóny směrem vzhůru tak, že v čelním pohledu směrem (-x) svírají s vertikální osou (y) úhel Θ , který je:

0= ( 0,2 až 2 arctg / (1) kde:

oc= arctg / ( l-t-22sJř- ),( 2. Δί .sinf^-d.cos u5 ) / ( 2)

4f · oo = úhel konvergence f - ohnisková vzdálenost reflektoru (1) = lineární úhel záběru reflektoru (1)' d = průměr náhradního válcového tělesa světelného zdroje ó = úhel příčné deviace s

Op = úhel podélné deviace cos

0« = arctg (----i- ) (3)

COSCC3

5p - arcsin (cos ji^) ' (4) cosQč^, cos βρ cos^ = směrové kosiny fokálního paprsku (p^), vycházejícího- z rozptylné zóny světlometu při orientaci rozptylných elementů (5) rovnoběžně s vertikální rovinou z=0 a tvořící profil těchto rozptylných elementů (5) ve tvaru kuželoseček nebo jejich kombinací s přímkami je elementárně klínovitý tak, že základny jejich okamžitých lámavých úhlů jsou na straně roviny jdoucí optickou osou (x) světlometu a osou symetrie rozptylné zóny refraktoru (2).

2. Světlomet podle bodu 1 vyznačený tím, že clona (4) světelného zdroje (3) je opatřena asymetrickým výřezem (6) a osa rozptylové zóny refraktoru (2) je pootočena na stranu tohoto výřezu (6) a úhel (^) odklonu rozptylných elementů (5) od vertikály (y) v čelním pohledu v rozptylové zóně na straně výřezu (6) clony (4) je dán:

0_A = Φ až ( O + 15°) (5)