专利名称：一种不眩目车灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车灯，具体地说是一种不眩目车灯。
背景技术：
现有车灯主要是在抛物型反光罩内固定有发光灯泡，在反光罩的前方固定有透光玻璃罩。车灯发出的光线经反光罩聚光和反射，照亮行车的前方。但是，照在反光罩下半部分的光线经反光罩反射后，会向斜上方射出。当两车在相距200米以内会车时，由于已方车灯照射到物体后的反光强度远弱于对方车灯直接照射过来的灯光的强度，因此由对方车灯发出的向斜上方射出的这部分光线就会直接射向双方汽车驾驶员的眼睛，形成刺眼的光照，导致驾驶员无法看清自己车灯照射的前方路面的路况及周边的其它情况。在两车交会的瞬间，由于对方汽车刺眼强光的突然消失，会使驾驶员产生短暂的视觉消失，眼前一片黑暗。汽车会车时所引发的交通事故，大多是在此时、由此原因而产生的。同时，夜间驾车时也容易因此而导致驾驶员的精神高度紧张，从而加重驾驶员的视疲劳和精神疲劳。另外，向斜上方射出的这部分光线，由于无法形成对前方路面及路况的有效照射，因而也造成了光能的损失。
发明内容
本发明的目的就是要设计一种不眩目车灯，在机动车上安装使用后可以消除会车时直接照向驾驶员眼睛的眩目光线，提高夜间行车及会车的安全性，并减少车灯发光的无效损失，提高光能的利用率。
本发明的目的是这样实现的在反光罩内固定有光源，反光罩的前端装有灯罩，在光源的下方加装有凹面向上的曲面反光板。
由光源发出射向不同方向的光线，经反光罩反射后的反射光线的角度也各不相同。以反光罩在光源点处的轴向垂面为界，光源发出的光线照射到垂面之外、反光罩轴线以下的部分，经反光罩反射后，会以斜向上方的角度射出。此部分光线为眩目光线的重要组成部分。本发明通过在光源的下方加装曲面反光板后，即可将前述的这部分光线反射到反光罩的轴线以上的内壁上，再经反光罩的上部反射后，即可向车灯的前下方射出。这样，本发明车灯在光源照亮后，大多数原来向车灯外斜上方反射出的光线会转向车灯的前下方，而不再直接照射到对方车辆上的驾驶员的双眼。由此避免了原有车灯在会车时对司机造成的眩目情况。而且本发明车灯将现有车灯中射向空中的这部分光线，转变成为斜向前下方射出，照射到前方路面，也使得向路面的照明度有所提高，使司机更好地了解路况及周边情况，减少行车时意外事故的发生。此外，本发明车灯不仅可以消除大部分的眩目光线，而且还减少了车灯发光的无效损失，提高了车灯光能的有效利用率。
本发明车灯中的曲面反光板最好是半圆柱面反光板，以将车灯光源向反光罩下部发射的光线均匀地反射到反光罩上部，使车灯前下方的照度尽量均匀。曲面反光板的前端伸出位置应至少位于光源至反光罩下端前沿的连线上。只有这样，才能将光源射向反光罩下部的光线全部遮挡，并反射到反光罩上部。
本发明还可以这样实现将车灯的灯罩制成为平凸透镜，并且为减少平凸透镜的厚度，本发明还设计出一种等效的平凸透镜，即平凸透镜灯罩的外表面为平面，内面的轴向纵截面呈锯齿形，每个锯齿中朝向透镜轴线的一边垂直外平面，另一边倾斜。各锯齿的斜边倾角按锯齿从外向内的顺序依次减小。
在本发明车灯上加装平凸透镜式灯罩的设计思想是虽然通过加装曲面反光板，可以将车灯光源中发出的向下照射的光线向上反射至反光罩，再经反光罩反射后向车灯的前下方射出。但是，光源发出的向前上方的光线，仍有一部分是不经反光罩而直接穿出灯罩，射向车灯前方、光源所在的水平面以上。这一小部分光线仍然可以直接射向驾驶员的眼睛，而且这部分射向空中的光线也属无效光线，仍有光能的浪费。而平凸透镜的性质是可以将位于其焦点的点光源发出的散射光汇聚成平行光束，如果点光源从透镜焦点位置向上垂直移动一段距离后，汇聚的平行光线会向下方偏转一个角度。偏转角度的大小，与点光源移动后其与透镜中心线的夹角相等。利用这个光学原理，将灯罩制成平凸透镜的形式，光源设在平凸透镜的焦点上方处，这样就可以将光源发出的斜向上方的光线折向前下方，使车灯的眩目光线全部消除。但普通平凸透镜的结构决定了其体积和厚度过大，在车灯中的实际应用较难，因而对平凸透镜进行等效变形，从而形成厚度只有2mm左右、但仍具有与平凸透镜相同折射功能的变形透镜。其等效变形原理在后详述。
本发明还可以这样实现将反光罩内表面弯折成多个细小反光锥面。这是因为自光源发出的光线，其中大部分射向了反光罩，或经曲面反光板反射到了反光罩的上部，经反光罩反射的光线再经灯罩透镜折射到车灯的前下方。普通反光罩的内表面为圆滑过渡的曲面，而光源并非理想的点光源。所以在反光罩焦点及接近处的光线照射后，经反光罩的反射，会向车灯前方射出；而偏离焦点的部分光线射出，在射向反光罩后，就会形成漫反射光。虽经灯罩透镜折射后，有一部分可以射向地面，但在其照明范围内的照亮均匀度较差。本发明对反光罩进行改进设计，将原有的反光罩内表面，制成为多个依次相接的细小圆锥面的组合体，形成多个锥形小反射面。这样就可有效地克服漫反射现象，使反射光线按照平面镜的成像规律进行有序地反射，从而成为照向车灯前下方的有效光线，使车灯前下方的照明亮度显著提高。由于各锥形小反射面的倾斜角度逐渐变化，根据平面镜的光学特性，各锥形小反射面所反射的光线的角度依次变小，因此可使得本发明车灯对路面的照明亮度呈由近及远的均匀分布的状态，其照亮均匀度可有明显提高。
图1是本发明车灯的结构示意图。
图2是车灯中光源与曲面反光板的相对位置示意图。
图3-图6是灯罩透镜的等效演变过程示意图。
图7是变形灯罩透镜各齿形角角度确定原理示意图。
图8是反光罩各锥形小反射面的倾角确定原理示意图。
具体实施例方式
如图1所示，在反光罩1的前端装有变形灯罩透镜2，在反光罩1内固定有光源4，在光源4的下方加装有凹面向上的曲面反光板3。曲面反光板3为半圆柱面反光板，光源4位于曲面反光板3的轴心线上(图2所示)。曲面反光板3的前端位于光源4至反光罩1下端前沿的连线上。反光罩1的内表面由多个细小锥面连接而成。
如图3-图6所示，变形灯罩透镜是通过以下步骤演变而来的1、如图3所示，将平凸透镜用水平线划分成多段。
2、将平凸透镜每一段的平直边向凸面平行靠近，形成图4所示的平凸透镜的变体。
3、将上步中所得透镜变体中的各段右移，使各段的平直边对齐，重新形成一条直线边，由此得到图5所示的凸面呈齿状的变形透镜。该透镜对光线的汇聚作用与原平凸透镜相同，而其厚度要远小于原平凸透镜。这种变形透镜即可安装使用在车灯灯罩上，但透镜凸面各齿形上的弧面有一定的制造难度。
4、为解决弧面制造难度，将上述变形透镜的各小段上的弧面近似处理成平面，由此即可得到图6所示的锯齿状变形平凸透镜。
这种锯齿状变形透镜对光线的汇聚作用与原平凸透镜具有较高程度的等效性，且易于加工。由于其厚度变小，因此更适合于在车灯上安装使用。
锯齿状变形平凸透镜在制造时需要逐一计算每一个齿的齿形角，各齿形角的计算方法如下如图7所示，设齿形角为x，入射光线与水平线的夹角为α，透镜材料的折射率为γ，则sin(x+α)/sinx＝γ即tanx＝sinα/(γ-cosα)其中，α值可根据光源距透镜外平面的距离f，以及透镜中心线距齿形角顶点的距离h来定，其关系为tanα＝h/f而材料折射率γ的值可从“折射率表”查出。
本发明中反光罩1的内表面的上半部分由多个细小反光锥面连接而成。其设计思想如下自与锯齿状变形平凸透镜相接的第一个小反光锥面开始，此锥面的角度与水平方向的夹角应在0-45°之间，如果大于45°，则自光源发出的光经反射后不能射出，达不到照射前方的目的。当此小反光锥面与水平面的夹角在0-45°之间时，夹角越大，经其反射后的光线与地面的夹角也越大。即光源发出的光经反射后对机动车前较近距离路面的照明比较集中；反之则相反。具体夹角的确定，可依据不同车辆上车灯安装高度的不同，灵活确定。
反光罩内表面后续其它小反光锥面角度的确定，主要取决于预定的反射光在变形透镜上的入射位置和入射区间的大小。预定的入射位置越靠近透镜的中心，前方路面的铺光重叠区越小，铺光的均匀度也就越高；预定的入射区间越小，铺光均匀度也就越高。各小反射锥面的角度确定以后，其径向长度与反射后的光线在路面的分布情况有关。径向长度越长，该反光面反射光线照射到路面的范围就越大，对前方路面的铺光重叠区也就越大。当反射面细小到一定程度时，所有的反光面构成近似光滑的曲面。
结合图8，本反光罩中各小反光锥面的设计原理如下在锯齿状变形平凸透镜上选定两点M0、M0′，预设经所有锥面反射的光线射向变形透镜时的入射区间为M0-M0′。
首先，第一个小反光锥面的确定方式为从锯齿状变形透镜的某一点M0开始，作一条与水平线夹角为30°的直线L0，以直线L0为对称线作光源S的对称点S1，连接S1与锯齿状变形平凸透镜上的另一点M0′，交直线L0于M1点。则M0M1即为与锯齿状变形平凸透镜相接的第一个反光锥面的纵截面线。
第二个小反光锥面的确定方式为以M1为圆心，M1-S为半径划弧，在直线L0上得到点S2，作S-S2的垂直平分线L1，连接S2与M0′，交L1于M2点。则M1M2即为第二个反光锥面的纵截面线。
连接M0与M2并延长，以M2为圆心，M2-S为半径画弧，在M0和M2的延长线上得到虚拟光源S3。作S-S3的垂直平分线L2，连接S3与M0′，交L2于M3点。则M2-M3即为与锯齿状变形平凸透镜相接的第三个反光锥面的纵截面线。
依此类推，直到反光罩与锯齿状变形平凸透镜的中心线和光源S连线相交为止。
本发明的不眩目车灯，只要安装于车辆上的司机视水平线以下，即可达到很好的防眩目效果。会车时，双方驾驶员均不会受对方车灯的影响。
本发明不眩目车灯中的曲面反光板、反光罩及锯齿状变形平凸透镜均为根据曲面镜、平面镜、凸透镜的光学特性专门设计。自光源发出的光线经曲面反光板、反光罩的反光，再经锯齿状变形平凸透镜的聚光、折射后，射出的光线与路面的夹角为锐角，不仅无水平线以上的眩目光线，而且由于本车灯光能的利用率的提高，其对路面的照明亮度也有显著提高。由于本车灯的各部件均为专门设计，其对光线的反射呈有序状态，因此对路面的照射从车前到远方的均匀度有也显著提高。
权利要求
1.一种不眩目车灯，在反光罩(1)内固定有光源(4)，反光罩的前端装有灯罩(2)，其特征在于在光源(4)的下方加装有凹面向上的曲面反光板(3)。
2.如权利要求1所述的不眩目车灯，其特征在于所述的曲面反光板(3)是半圆柱面反光板。
3.如权利要求2所述的不眩目车灯，其特征在于曲面反光板(3)的前端位于光源(4)至反光罩(1)下端前沿的连线上。
4.如权利要求1、2或3所述的不眩目车灯，其特征在于灯罩(2)为平凸透镜。
5.如权利要求4所述的不眩目车灯，其特征在于所述平凸透镜灯罩(2)的外表面为平面，内面的轴向纵截面呈锯齿形，每个锯齿中朝向透镜轴线的一边垂直外平面，另一边倾斜；各锯齿的斜边倾角按锯齿从外向内的顺序依次减小。
6.如权利要求5所述的不眩目车灯，其特征在于所述的反光罩(1)内表面弯折成多个细小反光锥面。
全文摘要
本发明涉及一种不眩目车灯，为消除会车时的眩目光线而设计。其结构是在反光罩内固定有光源，反光罩的前端装有灯罩，在光源的下方加装有凹面向上的曲面反光板。本发明通过在光源的下方加装曲面反光板和在反光罩前口加装变形透镜灯罩，将大多数原来向车灯外斜上方反射出的光线，转向车灯的前下方，由此避免了原有车灯在会车时对司机造成的眩目情况。本发明将现有车灯中射向空中的光线，转变成为斜向前下方射出，照射到前方路面，也使得向路面的照明度提高，提高了行车安全。本发明车灯还减少了车灯发光的无效损失，提高了车灯光能的有效利用率。
文档编号F21V5/04GK1715740SQ200410012370
公开日2006年1月4日 申请日期2004年6月30日 优先权日2004年6月30日
发明者苏志国, 薛艳峰, 米颖峰, 张慎景 申请人:苏志国