CS232327B1

CS232327B1 - Searchlight for motor vehicles

Info

Publication number: CS232327B1
Application number: CS831218A
Authority: CS
Inventors: Milan Cejnek
Original assignee: Milan Cejnek
Priority date: 1983-02-23
Filing date: 1983-02-23
Publication date: 1985-01-16
Also published as: CS121883A1

Abstract

Vynález řeší zvýšení osového a stranového dosahu svazku svštla světlometu určeného zejména pro setkávací provoz a pro jízdu v mlze. Refraktor (2) světlometu je ve své zóně nad dělicí křivkou (4), jejíž tvar se určí v závislosti na ohniskové vzdálenosti (f) reflektoru (1), průměru (d) válcového zdroje světla (3) uloženého axiálně ve vzdálenosti ΔΤ před ohniskem (P) reflektoru (i), opatřen refrakčními prvky (5), u kterých se po délce spojitě mění šířka (2h) a současně se postupně mění jejich sklon ψ v závislosti na poloze refrakcního prvku p(5) vzhledem k vertikále (y) světlometu.The invention solves axial and lateral increases the beam of the headlamp intended especially for meeting and driving in the mist. The headlamp refractor (2) is in its zone above the dividing curve (4) whose shape is determined by the focal length (f) reflector (1), cylindrical diameter (d) a light source (3) mounted axially in the light source distance ΔΤ in front of the focal point (P) of the reflector (i) provided with refractive elements (5) in which the width (2h) changes continuously along the length and simultaneously they gradually change their inclination ψ depending on the position of the refractive element p (5) with respect to the vertical (s) of the headlamp.

Description

Vynález se týká světlometu zejména pro motorová vozidle, u kterého je řeSeno zvýšení osového a stranového fotomctrického dosahu svazku světla, použitelného zejména pro setkévací provoz a pro jízdu v ωΐζβ. Refraktor světlometu je ve své určité zon? opatřen pásovými refrakčními prvky, jejichž Šířka se podélně spojitě mění, přičemž odklon těchto prvků' od vertikály světlometu klesá postupně v závislosti na poloze přísluSného' prvku vzhledem k této vertikále. Tvar a velikost zmíněné zóny refraktoru, stejně jako okamžitá Šířka, odklon a tvořící profil jednotlivých refrakčních prvků se stanoví na základě geometrických charakteristik a vzájemné poloze konkévního reflektoru a zdroje světla ve světlometu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a headlamp particularly for a motor vehicle in which an increase in the axial and lateral photometric range of a beam of light is particularly useful for meeting traffic and driving in ωΐζβ. Is the headlamp refractor in its certain zone? provided with band-like refractive elements, the width of which varies longitudinally continuously, the inclination of these elements' gradually decreasing from the vertical of the headlamp depending on the position of the respective element relative to this vertical. The shape and size of said refractor zone as well as the instantaneous width, deflection and forming profile of the individual refractive elements are determined based on the geometric characteristics and relative position of the overhead reflector and the light source in the headlight.

Běžným účelem refrakčních, zpravidla vertikálně orientovaných prvků,je provedení stranového rozptylu světla. U refraktoru s plochou nosnou vrstvou mají tyto prvky nejčastěji válcový tvar a jejich tvořící rádiusový profil je po délce prvku neměnný a sleduje vnější tvar refraktoru. Z důvodu různého zobrazení defokusovaného světelného zdroje reflektorem a refraktorem má být světlo v různých částech refraktoru rozptýleno stranově v různé míře. To znamená, že refrakční prvky musí mít v různých místech refraktoru různé charakteristiky· Mezi tyto charakteristiky patří například u válcových pásových čoček tvořící poloměr, čířka a tloušíka.A common purpose of refractive, generally vertically oriented elements is to provide lateral light scattering. In a flat-bed refractor, these elements most often have a cylindrical shape and their forming radius profile is constant along the length of the element and follows the outer shape of the refractor. Due to the different depictions of the defocused light source by the reflector and the refractor, the light in the different parts of the refractor should be scattered laterally to varying degrees. This means that the refractive elements must have different characteristics at different locations in the refractor. These characteristics include, for example, the cylindrical waist lenses forming a radius, a width and a thickness.

U stávajících světlometů se provádí změna refrakčních charakteristik buň vytvářením zón refrakčních prvků s diskrétně odliěeným typem charakteristik, nebo se tyto mění spojitě změnou tvořícího poloměru po délce prvku, čímž při konstantní Šířce dochází ke kontinuální variaci ohniskové vzdálenosti a tlouštky čočky. V prvním případě je nevýhodou to, že při napojení zón s rozdílnými refrakčními charakteristikami dochází v místě napojení těchto zón při lisování nebo vstřikování k tvarovým poruchám, které zhoršují technologičnost výroby a fotometrické provedení světlometu, zejména hladinu jeho Oslňující svítivosti. V druhém případě je nevýhodou složitost výroby pásových čoček s proměnnou ohniskovou vzdáleností a při určitém uspořádání i odchylka od paralelnosti vnějSÍ a vnitřní refraktoru v podélném řezu refrakčním prvkem.In existing headlamps, changing the refractive characteristics of cells by creating zones of refractive elements with a discreetly differentiated type of characteristics, or changing them continuously by changing the forming radius along the length of the element, results in a continuous variation of focal length and lens thickness. In the first case, the disadvantage is that when joining zones with different refractive characteristics at the point of joining these zones during compression or injection, shape failures deteriorate the production technology and photometric performance of the headlamp, especially the level of its dazzling luminous intensity. In the latter case, the disadvantage is the complexity of the production of variable focal length lens lenses and, in some arrangement, the deviation from the parallelism of the external and internal refractor in the longitudinal section of the refractive element.

U světlometu podle vynálezu je refraktor v oblasti nad dělicí křivkou, jejíž poloha a tvar je dán vzájemným geometrickým uspořádáním reflektoru, refraktoru a zdroje světla, opatřen refrakčními prvky, u kterých se kontinuálně mění alespoň na části délky každého prvku šířka, přičemž současně se změnou vzdálenosti těchto refrakčních prvků od vertikály světlometu se mění postupně jejich odklon vzhledem k vertikále. Refrakční prvky mají stejný příčný tvořící profil ve tvaru částí kuželoseček, nebo jejich kombinací s přímkami, a jejich tloušťka je po délce konstantní, nebo se mění v závislosti na konkrétním geometrickém uspořádání světlometu, zejména podle velikosti a směru náklonu činné plochy refraktoru k referenční ose světlometu.In the headlamp according to the invention, the refractor is provided with refractive elements in the region above the dividing curve whose position and shape is determined by the relative geometrical arrangement of the reflector, the refractor and the light source, in which the width continuously changes over at least part of the length of each element. of these refractive elements away from the vertical of the headlamp, their deflection relative to the vertical gradually changes. The refractive elements have the same transverse generating profile in the form of conic sections or combinations thereof with straight lines, and their thickness is constant over the length or varies depending on the particular geometrical arrangement of the headlamp, in particular according to the size and tilt direction .

Vynález se vztahuje na světlomety s plochým i zakřiveným tvarem činné plochy refraktoru, stejně jako ne světlomety, jejichž refrakční prvky mají tvořící profil obecně dán tvarem vnitřního tvořícího profilu a obecným tvarem vnějSÍ plochy refraktoru. Na přiložených výkresech je znázorněn příklad provedení světlometu podle vynálezu, kde na obr. 1 je geometrické uspořádání světlometu podle vynálezu, na obr. 2 zobrazen světlomet v čelním pohledu, na obr. 3 je v perspektivním průmětu vozovky znázorněno elementární zobrazení světelného zdroje reflektorem a refrakčním prvkem podle vynálezu. Ne obr. 4, 5 je zobrazen refrakční prvek v podélném řezu a na obr. 6, 7 v řezu příčném.The invention relates to headlamps with flat and curved shape of the working surface of the refractor, as well as to headlamps whose refractive elements have a generating profile generally given by the shape of the inner generating profile and the general shape of the outer surface of the refractor. FIG. 1 shows a geometrical arrangement of the headlight according to the invention; FIG. 2 shows the headlight in a front view; FIG. 3 shows a perspective view of the road in an elementary view of a light source with a reflector and a refracting reflector; element according to the invention. Referring to Figs. 4, 5, the refractive element is shown in longitudinal section and in Fig. 6, 7 in cross section.

Na obr. 1 je schematicky vyobrazen světlomet, který je složen z konkávního reflektoru 1, jehož odrazné plocha tvaru rotačního paraboloidu je v souřadnicovém systému (a, y, a) uložena vrcholem do počátku a je dána:Fig. 1 schematically depicts a headlamp composed of a concave reflector 1 whose reflective surface in the form of a rotating paraboloid is placed in the coordinate system (a, y, a) by a vertex and given by:

'4 y² + z² - 4.f.x = 0 kde . O), f je ohnisková vzdálenost reflektoru J.'4 y ² + z ² - 4.fx = 0 where. O), f is the focal length of the reflector J.

Tato odrazná plocha může být z důvodu zlepšení podmínek zástavby světlometu na vozidla omezena dvěma přibližně horizontálními rovinami. Světelný zdroj £ přibližně válcového tvaru o průměru £ je v reflektoru £ uložen axiálně ve vzdálenosti 4 f bližšího čela světelného zdroje £ od ohniska £ reflektoru £. Refraktor £ uložený před reflektorem 1 může být svou funkční plochou nakloněn vzhledem k referenční ose χ světlometu ve vertikálním i horizontálním směru.This reflecting surface may be limited by two approximately horizontal planes in order to improve the conditions of installation of the headlamp on the vehicles. A light source 6 of approximately cylindrical shape with a diameter 6 is mounted in the reflector 4 axially at a distance 4 f of the proximal face of the light source 6 from the focus 6 of the reflector. The refractor 6 positioned in front of the reflector 1 can be inclined by its functional surface with respect to the reference axis χ of the headlamp in both vertical and horizontal directions.

V čelním pohledu na světlomet podle obr. 2 je znázorněna dělicí křivka £, která rozděluje plochu reflektoru £ tak, že zóna nad ní promítá defofcusovaný světelný zdroj £ pod rozhraní £ světla a tmy, které je vytvořeno vnitřní nebo vnější clonou světelného zdroje £ světlometu. Tvar dělicí křivky £ axiálně zobrazený na funkční plochu refraktoru £ je dán:In the front view of the headlight according to FIG. 2, a dividing curve 6 is shown which divides the surface of the reflector 6 such that the zone above it projects the deflected light source 6 below the light / dark interface 6 formed by the inner or outer curtain of the light source 6. The shape of the dividing curve ax axially displayed on the functional area of the refractor je is given by:

zlf.R. I6f² R 2.d.f í tg² (4f² + R²)² + (4f² - R²)^{2 * 1} (4f² + R²)² + úf.4f.(4f² - R²) 25 000 (4f² + R²)² + zlf.4f.(4f² - R²) (2).zlf.R. I6f ² R 2.df i t ² (4f ² + R ² ) ² + (4f ² - R ² ) ^{2 * 1} (4f ² + R ² ) ² + 4f (4f ² - R ² ) 25 000 (4f ² + R ²⁾ ²⁺ zlf.4f. (4 ² - R ²⁾ (2).

R, f, zlf, d = /mm/ a znamená:R, f, zlf, d = / mm / a means:

R polární poloměr vztažený k ose χ světlometuR polar radius relative to the headlamp χ axis

Ψ polární úhel vztažený k vertikále světlometu kdeΨ polar angle relative to the vertical of the headlamp where

R = (y² + z²)^,//2 R = (y ² + z ^{²⁾ // 2}

Ψ = arctg(z/y) ' (3),Ψ = arctg (z / y) '(3),

Refraktor £ je nad dělicí křivkou £ opatřen refrakčními prvky £, u kterých se zmenšuje šířka 2h směrem k hornímu okraji světlometu. Úhel odklonu Τ' refrakčních prvků £ se postup ně zmenšuje s narůstající vzdáleností a od vertikály^ světlometu. Pro znázornění refrakčního účinku jsou zvoleny případy spodní A a horní £ polohy refrakčního prvku £, kterým přísluší polární úhly Τ' ₀· Ψ á polární úhly βθ, R^.The refractor 4 is provided above the dividing curve 4 with refractive elements 6 in which the width 2h decreases towards the upper edge of the headlight. The deflection angle Τ 'of the refractive elements £ decreases with increasing distance and from the vertical of the headlight. In order to illustrate the refractive effect, the lower A and upper position polohy of the refractive element, are selected, to which the polar angles Τ ' ₀ · Ψ and the polar angles βθ, R ^ belong.

Na obr. 3 je znázorněn perspektivní průmět vozovky sestávající z linie levé krajniceFig. 3 shows a perspective projection of a roadway consisting of a line of the left shoulder

1, středové čáry £ a pravé krajnice £, ve kterém je vyznačena poloha rozhraní £ svazku světla a tmy, linie 10 pásma I podle předpisu EHK 1, 8, 20 určující vzdálenost bližší než 25 m a linie 11 pásma IV. Bez refrakčního účinku refrakčního prvku £ a při zanedbání průmětu čelových kružnic se světelný zdroj £ promítne jako elementární zobrazení ve spodní peloze A rozptylového prvku £ přibližně jako obdélník 12 a v horní poloze £ rovněž přibližně jako obdélník ££. Z porovnání obou elementárních zobrazení obdélníků 1 2. 13 je zřejmé, že i když je polární úhel Ψ _a větší než Ψ je v důsledku různé pádové výšky reflektoru £ vertikální rozměr zobrazení i jeho maximální y__„ a minimální hodnota y_._ větší v poloze —-y “IflSX —mixn spodní £, než v poloze £ horní. To je způsobeno zejména tím, že zvětšení reflektoru £ klesá s rostoucí pádovou výškou od vrcholu k okraji a poměr Z^/g^ zvětšení v horní £ a spodní £ poloze je pro zlf<J^f dán:1, the center line 4 and the right-hand edge 4, in which the position of the light and dark beam interface 8, the line 10 of the I-band according to ECE 1, 8, 20 determining the distance closer than 25 m and the line 11 of the IV are indicated. Without the refractive effect of the refractive element 4, and in the absence of projection of the front circles, the light source 6 projects as an elemental representation in the lower pellet A of the scattering element 6 approximately as a rectangle 12 and in the upper position 6 also approximately as a rectangle 8. A comparison of the two elementary representations of the rectangles 12, 13 shows that although the polar angle Ψ _and greater than Ψ is due to the different drop height of the reflector 6, the vertical dimension of the display and its maximum y__ "and minimum value y_. -y “If1SX —mixn lower £ than in the upper £ position. This is mainly due to the fact that the magnification of the reflector 6 decreases with increasing drop height from the peak to the edge and the ratio Z / / g zvětšení of the magnification horní in the upper spodní and the £ position is given for:

^Za^b ^Z a ^ b

4.f² + R²4.f² + R² (4),4.f ² + R ² + R ² 4.f ² (4)

Minimální vertikální rozměr potom pro Ψ = konst., d<3C f roste s pádovou výškou od vrcho lu reflektoru 1 až po dělicí poloměr R=Rj, od kterého potom klesá. Dělicí poloměr B_a je dán:The minimum vertical dimension then for Ψ = const, d <3C f increases with the drop height from the top of the reflector 1 to the dividing radius R = Rj, from which it then decreases. The dividing radius B _a is given by:

R_a = 1,1547.(f² + f.4 f)^,/2 (5), _And R = 1.1547. (F ² + f ^{F.4) / 2} (5)

23232,723232.7

Z výěe uvedeného je zřejmé, že refrakční prvek β by měl mít ve spodni A a horní β poloze různé refrakční charakteristiky. Jelikož velikost stranového rozptylu světle by měle být úměrné vertikálním rozměrům ^a i_max elementárních zobrazení obdélníků 12, ±3, je nutné, aby Šířka refrakěního prvku £ byla ve spodní poloze 4 větěí než v horní poloze β. Na základě takto stanoveného rozdílu Šířky 2h refrakěního prvku β se potom stanoví příslušné hodnota sklonu Ψ refrakěního prvku β vzhledem k vertikále světlometu.It is clear from the above that the refractive element β should have different refractive characteristics in the lower A and upper β positions. Since the magnitude of the lateral light scattering should be proportional to the vertical dimensions ^and _{max of the} elementary mappings of the rectangles 12, ± 3, it is necessary that the width of the refractive element byla is in the lower position 4 by more than in the upper position β. On the basis of the thus determined difference 2h of the refractive element β, the respective value of the inclination Ψ of the refractive element β relative to the vertical of the headlamp is then determined.

Elementární zobrazení obdélníků 12. 13 světelného zdroje J se v důsledku náklonu . Ψ _prefrakěního praku β přesouvají částečně šikmo vzhůru k okrajům vozovky tak, aby se dotýkala nebo ležela pod rozhraním £ světla a tmy. Tím se zvýší světelný tok do tohoto prostoru a . umožní se zmenšit rozptyl v oblasti kolem a pod dělicí křivkou 4 refraktoru 2, což přispěje ke zlepšeni fotometriekého dosahu světlometu a ke zvýšení pravděpodobnosti a rychlosti objevení překážky v osvětleném prostoru před řidičem.The elemental representation of the rectangles 12, 13 of the light source J is due to the tilt. Ψ _{p of the} refracting sling β, move partially obliquely upwards to the edges of the road so that they touch or lie below the interface of light and darkness. This will increase the luminous flux to this space a. it is possible to reduce the variance in the area around and below the dividing curve 4 of the refractor 2, which will contribute to improving the photometric range of the headlamp and to increasing the probability and speed of finding an obstacle in the illuminated area in front of the driver.

Vlivem různého sklonu funkční plochy refraktoru 2 vzhledem k referenční ose x světlometu se skutečná linie rozptylu odklání od linie tečné, dané úhlem _ V sklonu refrakěního prvku β. Proto se tento provede s podélně proměnnou tloušťkou, takže ve vertikálním řezu A-A mé podle obr. 4, 5 profil klínovítý se základnou na straně 16 spodní polohy A refrakčního praku β, na straně 17 horní polohy β, nebo je podélný profil rekrakčního praku β tvaru spojného 18 nebo rozptylného JJ£ menisku.Due to the different inclination of the functional surface of the refractor 2 with respect to the reference axis x of the headlamp, the actual scattering line deviates from the tangent line given by the angle V at the inclination of the refractive element β. Therefore, this is performed with a longitudinally variable thickness, so that in the vertical section AA, according to FIGS. 4, 5, the wedge-shaped profile with the base on the side 16 of the lower position A of the refractive slope β, or 18 scattering meniscus.

V příčném řezu B-B je refrakční prvek β určen tvarem vnější poloehy refraktora 2 a tvořícím profilem 20, který je tvaru částí kuželoseček, nebo kombinaci částí kuželoseček a přímek. Jeho okamžitá šířka 2h určuje hodnotu deviace světla vzhůru S η a dolů A p. Například pro rovinný tvar vnější plochy refraktoru 2, kolmý k referenční ose světlometu χ, osový chod světla od reflektoru χ * kruhový tvořící profil 20 refrskčního prvku β s hodnotou poloměru £ se deviace ^s urM jako:In cross-section BB, the refractive element β is determined by the shape of the outer position of the refractor 2 and the forming profile 20, which is in the form of conic sections or a combination of conic sections and lines. Its instantaneous width 2h determines the deviation value of the light upwards S η and down A p. with deviations ^with urM like:

<5 = are sin /k.(n²-k²)^,/2-(,-k²)^1/2/ (6), kde k ‘ = h/r n » index lomu refraktoru 2·<5 = are sin /k.(n ² -k ² ) ^{, / 2} - (, - k ² ) ^1/2 / (6), where k '= h / rn »refractive index of refractor 2 ·

Ze vztahu (6) je zřejmé, že deviace J ve spodní poloze A refrakěního praku β bude v důsledku jeho větší okamžité Šířky větší, než v horní poloze β.It can be seen from equation (6) that the deviation J in the lower position A of the refractive slope β will be greater than in the upper position β due to its greater instantaneous width.

Aby se snížil nepříznivý vliv posuvu světla směrem šikmo dolů, zredukuje se velikost deviace dolů 6 d tak, že se tvořící profil 20 refrakěního praku β vytvoří elementárně klínovitý tak, že základna jeho lámavého úhlu Φ leží na straně vertikály světlometu tak, jak je to znázorněno na obr. 7. Tím dojde k redukovanému posuvu elementárních zobrazení obdélníků 12. 13 světelného zdroje β do polohy X4, Χβ, která je čárkovaně vyznačen* na obr. 3, a pro kterou tedy platí:In order to reduce the unfavorable effect of the shifting of the light at an oblique downward angle, the amount of deviation downwards is reduced by 6 d so that the forming profile 20 of the refracting sling β is elementally wedge-shaped. 7. This results in a reduced displacement of the elemental representations of the rectangles 12, 13 of the light source β to the position X4, Χβ, which is indicated by the dashed line * in Fig. 3, for which the following applies:

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A headlamp for motor vehicles comprising a reflector, a refractor and at least one light source of approximately cylindrical shape disposed axially in front of a reflector, characterized in that the refractor (2) is given in the region above the dividing curve (4) given as df.R.16f ² _R 2.df Vtg ² ^. (4f ² + R ²⁾ ² + (4 ² -R ²⁾ (4f ² + R ²⁾ ²⁺ df.4f. (4 ² - R ²⁾ 25000 (4f ² + R ²⁾ ²⁺ df.4f . (4 ² - R ²⁾

R, f, Af, d = (mm), where

R “(y ² + z ² ) '/ ² - polar radius relative to the headlamp axis (x), ψ« arctg (z / y) - polar angle relative to the headlamp vertical (y), f = focal length of reflector (t) , df = distance of the proximal face of the light source (3) from the focus (F) of the reflector (1) ud =. the diameter of the replacement light source body (3) is provided with refractive elements (5) in which the width (2h) continuously changes over at least a portion of the length while simultaneously changing the distance (| z |) of the refractive elements (5) from the vertical ( y) of the headlamp gradually changes the angle (β) of these refractive elements (5) from the vertical (y) of the headlamp.

Headlamp according to claim 1, characterized in that the forming profile (20) of the refractive elements (5) of the refractor (2) is at least part of their length of the same basic type and the shape of the forming profile consists of conic sections or and straight lines.

Headlamp according to claim 1 or 2, characterized in that the width (2h) of the refractive elements (5) decreases from the lower position (A) to the upper position (B) and the deflection angle (refractive elements (5) gradually increases with decreasing their distance (| z |) from the vertical of the headlamp.

A headlamp according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the refractive elements (5) have a variable thickness over their length and are longitudinally sectioned AA elementally wedge-shaped with a base angle at the side (16) of the lower position (A); on the side (17) of the upper position (B), resp.

have a longitudinal profile in the form of a connecting (18) or scattering (19) meniscus.

Headlight according to one of Claims 1, 2, 3 or 4, characterized in that the forming profile (20) of the refractive elements (5) is, in cross-section BB, elementally wedge-shaped with a refractive angle base (p) on the side of the headlamp vertical (s). .