车灯反射镜及其形成方法

专利名称：车灯反射镜及其形成方法
技术领域：
本发明涉及一种车灯反射镜及其形成方法，其中在车辆的灯光分布上，中央发光强度高并且光线在水平方向上充分漫射。
在包括形状为回转抛物面的反射镜并包括具有安置在反射镜前部的透镜台阶的前透镜的灯中，很难使前透镜倾斜。也就是说，很难使前透镜依车辆前鼻的形状在垂直面上处于非常倾斜的状态。当前透镜非常倾斜时，光分布图形是弯曲的，并且发光强度在横向的两端部减弱。为了解决上述问题，本申请人提出了一种车灯反射镜，它公开在美国专利号US 5,258,897中，其内容概述如下以前通过前透镜获得的光分布控制功能作用现在设置在反射镜上，并且通过利用反射镜的全部反射面，可形成具有针对机动车灯光分布必不可少弱光束的切割线的光分布图形。
这种反射镜的反射面具有一条基准抛物线，它处于包含反射镜光轴的水平面上。也可以是，该反射镜的反射面具有一条基准抛物线，此基准抛物线是当抛物线投影在包含光轴的水平面上时得到的，该抛物线被设置在相对于包含光轴的水平面绕光轴转动一预定角的表面上。基准点置于通过基准抛物线的顶点和焦点的轴上，其中相对于顶点该基准点和焦点位于同一侧，并且从顶点到基准点的距离大于该基准抛物线的焦距。在基准点和焦点之间设置一个沿光轴延伸的光源。反射面具有平行于反射光的光向量的光轴，该反射光是当假定由基准点发射的光在基准曲线上的任意点处被反射时得到的，而该反射面是由一组交线形成的，该组交线是当其焦点是基准点的通过反射点的回转抛物面的假想表面被平行于含光向量的垂直轴线的平面所切割时而得到的。
这样，为了相对于上述反射镜有较大水平漫射角，可以考虑将作为基准曲线的抛物线设成椭圆或双曲线。
图41至44是表示按下面的方式获得的反射面“a”的视图。椭圆基准曲线设在包含光轴的水平面上。包络面是通过使抛物线沿垂直方向延伸到基准曲线的所有点而得到的，其中，该抛物线具有和基准曲线上的各点处反射的反射光的向量平行的轴线。如此获得的包络面是一个反射面“a”。在这些视图中建立了直角坐标系，其中，光轴被确定为x轴，将垂直于x轴的水平轴确定为y轴，垂直轴确定为为z轴。将这三轴的交点o定义为原点。
如图41所示，当反射面“a”被x-z平面分割时所得到的部分曲线“b”相对于x轴是不对称的。位于x-y平面的上侧的曲线b1被形成为一条抛物线，该抛物线的焦点F1位于x轴上。在这种情况下，焦距用f1表示。位于x-y平面的下侧的曲线b2被形成为一条抛物线，其焦点F2位于x轴上。在这种情况下，焦距用f2表示，这里f2＞f1。当反射面“a”是从正面看去时(如图42的实线所示)，它的轮廓线不是圆形，其中，真实圆用虚线表示出。如图中所示，反射面的轮廓线向下突出，即反射面的轮廓线沿z轴的负向凸出，而且反射面的轮廓宽度在y轴方向上减小。
用作光源的灯丝“c”假定具有理想的形状，即圆柱形。灯丝“c”的中心轴与x轴平行，并且该灯丝“c”位于焦点F1和F2之间，并处于与x轴的上侧相接触的状态。
在反射面“a”上，基准曲线“d”位于x-y平面上，如图43所示，基准曲线“d”的顶点与y轴在原点o相切并形成一个椭圆，该椭圆的一个焦点是F1。因此，如果假定点光源位于焦点F1上，从点光源射出的各条光线在基准曲线“d”上的任意点处被反射。然后，如图中字母“e”，“e”，……所示，光线聚焦在位于x轴上的另一个椭圆焦点上。这样，光线通过x轴并沿水平方向漫射。
图44是表示投影到屏幕上的灯丝影像的排列趋向的简略示意图，该屏幕置于反射面前部足够远的距离处。图中，直线H-H是一条与屏幕上的y轴相一致的水平线，而直线V-V是一条与屏幕上的z轴相一致的垂直线。
从上述的解释中可以看出，当从正面看时，通过在x-y平面左侧上的反射面“a”上的区域投影到屏幕上的灯丝影像“g”，“g”，……处在V-V线左侧H-H线下方，通过x-y平面右侧上的反射面“a”的区域投影在屏幕上的灯丝影像“h”，“h”，……处在V-V线右侧H-H线下方。
反射面“a”上的反射点距x轴越近，其投影面积就越大；而反射面“a”上的反射点距x轴越远，即反射面“a”上的反射点靠周边越近，则投影面积就越小。如光线“e”，“e”，……所示，反射光线越靠近反射面“a”的周边，光线相对于与x轴平行的直线的夹角就越大。由于上述原因，投影面积小的灯丝影像处于远离V-V线的位置，而投影像面积大的灯丝影像处于靠近V-V线的位置。位于靠近V-V线的灯丝影像“i”，“i”，……是由反射面“a”与x-z平面的交线上的点形成的投影图像。
如图44中虚线所示，通过一组这样的灯丝影像获得的投影图形在远离V-V线时变细，即在垂直方向上的投影图形离V-V线越远，其宽度越小。
图45至48是表示按下述方式得到的反射面“j”的视图。双曲线基准曲线被设置在包含光轴的水平面上。包络表面是通过使抛物线沿垂直方向延伸到基准曲线的所有点而得到的，其中，该抛物线具有平行于在基准曲线的各点处反射的反射光的向量的轴线。如此获得的包络表面是一个反射面“j”。在这些视图中建立了直角坐标系，其中，将光轴确定为x轴，将垂直于x轴的水平轴确定为y轴，垂直轴确定为z轴。将这三轴的交点o定义为原点。
如图45所示，当反射面“j”被x-z平面分割时所得到的部分曲线“k”相对于x轴是不对称的。位于x-y平面的上侧的曲线K1被形成为一条抛物线，该抛物线的焦点F1位于x轴上，在这种情况下，焦距用f1表示。位于x-y平面的下侧的曲线K2被形成为一条抛物线，其焦点F2位于x轴上。在这种情况下，焦距用f2表示，这里f2＞f1。当反射面“j”是从正面看去时(如图46的实线所示)，它的轮廓线不是圆形，其真实圆用虚线表示出。如图中所示，反射面的轮廓线向下凸出，即反射面的轮廓线沿z轴的负向突出，而且反射面的轮廓宽度在y轴方向上增大。
作为光源的灯丝“c”假定具有理想的形状，即圆柱形。灯丝“c”的中心轴与x轴平行，并且该灯丝“c”位于焦点F1和F2之间，并处于与x轴的上侧相接触的状态。
在反射面“j”上，基准曲线“1”被设置在x-y平面上。如图47所示，基准曲线“1”的顶点与y轴在原点o处相切并形成一条双曲线，该双曲线的一个焦点是F1。因此，如果假定点光源位于焦点F1上，则从点光源射出的各条光线在基准曲线“1”上的任意点处被反射。然后，如图中字母“m”，“m”，……所示，当光线行进到前部时，它们逐渐远离x轴，即当光线沿x轴的正向行进时，它们沿水平方向漫射。
图48是表示投影在屏幕上的灯丝影像排列趋向的示意图，该屏幕位于反射面“j”前部足够远的距离处。在图中，直线H-H是一条与屏幕上的y轴相一致的水平线，而直线V-V是一条与屏幕的z轴相一致的垂直线。
从上述说明中可以看出，当从正面看时，由在x-y平面左侧的反射面“j”的区域投影在屏幕上的灯丝影像“n”，“n”……设置在V-V线右侧H-H线下方。当从正面看时，由在反射面“j”上x-y平面右侧区域投影到屏幕上的灯丝影像“o”，“o”……设置在V-V线左侧H-H线下方。
反射面“j”上的反射点距x轴越近，投影面积就越大；而反射面“j”上的反射点距x轴越远，即反射面“j”上的反射点靠周边越近，那么投影面积就越小。从光线“m”，“m”……可以看出，反射光线离反射面“j”上的周边越近，光线相对于与x轴平行的直线的夹角就越大。由于上述原因，投影面积小的灯丝影像处于远离V-V线的位置，而投影面积大的灯丝影像处于靠近V-V线的位置。在垂直方向上沿V-V线上布置的灯丝影像“p”，“p”……是由反射面“j”与x-z平面的交线上的点投影出的影像。
正如图48中的虚线所示，一组这样的灯丝影像的投影图形在远离V-V线时变细，即在垂直方向上的投影图形在离V-V线越远时，其宽度越小。
在具有上述反射面的反射镜中，可能会遇到下述问题，在光线在垂直方向上具有足够宽度时很难确保预定的中央发光强度和水平方向的光线漫射。
特别是在上述基准曲线为椭圆或双曲线反射面中，可能会遇到下述问题；(1)由反射面周边投影的小灯丝影像沿水平方向延伸。
正如上文中参照图44和48所说明的那样，对于投影在靠近反射面周边的位置处的灯丝影像来说，灯丝影像在水平方向上的漫射越多，其投影面积就越小。因此，当在横向上的投影图形的端部与水平方向的V-V线分离时，投影图形变细，使得周边上的可见度降低。
(2)当在反射面上开设插入光源的插孔时，光分布图形中心处的发光强度不足，即热区的发光强度不足。
用于插入灯泡的插孔形成的靠近反射面的与x轴交点的位置上。因此，在图41至43或图45至47中所示的反射面上的区域AR内，光线不反射。结果其投影面积大的影像，如图44中的灯丝影像“i”，“i”……或图48中的灯丝影像“p”，“p”……被丢失。
灯丝影像“i”或“p”的上端部有利于构成中央发光强度部分。因此，如果灯丝影像“i”或“p”的上端部丢失，则直接降低了发光强度。除非有利于构成中央强度部分的灯丝影像通过使用控制曲面的某些措施来弥补，使得丢失的部分可用其它部分来补偿，或者除非灯丝影像通过设在前透镜上的透镜台阶的作用来弥补，否则很难足以保证由图44或48中的双点划线圈出的部分的发光强度。
鉴于上述情况，本发明的目的在于通过设计一种弯曲反射面来解决上面(1)和(2)中所提出的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种车灯反射镜，该反射镜能使光分布图形具有光线在水平方向漫射并且中央发光强度可保持在预定水平的光分布。该反射镜的特征见(a)至(e)。
(a)基准曲线设在包含光轴的水平面上，或者基准曲线是曲线投影在包含光轴的水平面上获得的，该曲线相对于包含光轴的水平面设在绕光轴形成一预定角的倾斜面上。
(b)在特征(a)中所描述的基准曲线是当在光轴上有一个焦点的双曲线曲线部分和在光轴上也有一个焦点的椭圆曲线部分在离开光轴方向上交替重复排列时形成的。
(c)用于插进光源的插孔形成在反射面的大致中央处，通过插孔插入反射镜的光源中心轴线沿光轴延伸，且该光源处在靠近设在基准曲线焦点的前部或后部的基准点的位置上。
(d)基准曲线的曲线部分靠近光轴越近，反射光线和曲线部分的一点处的光轴的夹角越大。
(e)反射面具有一平行于反射光的光向量的轴，该光向量是在假定从位于光轴上的基准曲线上的基准点发射的光在基准曲线上的任意点处反射时而得到的，且该反射面是由一组交线形成的，该交线是当通过反射点的、其焦点是基准点的回转抛物面的假想表面被平行于包含光向量的垂直轴线的假想平面所切割时得到的。
因此，按照本发明，设计反射面时作为基准的基准抛物线是通过重复排列双曲线部分和椭圆部分形成的，而变形较大且具有大投影面积的、通过靠近反射面中心的部分获得的灯丝影像在水平方向上极大地漫射使得可足以保证水平方向上的光分布图形端部处的垂直宽度。此外，变形较小且具有小投影面积的、通过靠近反射面周边的部分获得的灯丝影像是可控的，使得它有利于构成光分布图形的中央发光强度部分。这样就可弥补由反射面上设置的电灯泡插孔引起的发光强度的不足。


图1(连同图2至21)是反射面的正视图，用于解释构成本发明反射面的方法的视图；图2是纵剖视图；图3是水平剖视图；图4是解释反射光的向量的示意图；图5(连同图6和7)是表示双曲线部分的视图，用于解释构成基准曲线的曲线部分的视图；图6是表示椭圆部分的视图；图7是表示抛物线部分的视图；图8是表示投影在屏幕上的灯丝影像的排列趋向的示意图，该屏幕位于边界点的前部，影像是通过图3中的基准曲线上的边界点投影而成的。边界点和屏幕之间保持足够大的距离；图9是表示与图3的基准曲线不同的的基准曲线的水平剖视图；图10(a)和10(b)是用于解释通过在双曲线部分和椭圆部分之间插入一条抛物线部分使双曲线与椭圆平滑地连接的方法的视图，图10(a)是表示在抛物线部分被用作连接靠近x轴处的椭圆部分之后，再使双曲线部分与抛物线部分相连的一个例子的视图，图10(b)是表示在抛物线部分被用作连接靠近x轴处的双曲线部分之后，再使椭圆部分与抛物线部分相连的一个例子的视图；图11是用于解释通过将一条曲线投影到包含光轴的水平面上来设定一条基准曲线的方法的示意图，该曲线处在相对于包含光轴的水平面绕光轴倾斜一预定角度的表面上；图12(连同图13至15)是用于解释构成曲面的方法的示意图，它示出了一条基准曲线、该基准曲线上的一个任意点Q及反射光在该点上的一向量；图13是表示相对于基准曲线上的Q点的一条假想回转抛物线的视图；图14是表示一个假想平面和一条假想回转抛物面之间的交线的视图，该假想平面平行于z轴，且包含基准曲线上的Q点处的反射光的向量；图15是表示由图14中的一组交线组成的曲面视图；图16是表示由屏幕上反射面的基本面投影的灯丝影像的排列趋向的示意图，该屏幕位于反射面前部足够远的位置上；图17是用于解释白炽灯的结构与灯丝影像的变形之间关系的示意图；图18是表示正态分布函数的一个例子的曲线图；图19是表示周期函数的一个例子的曲线图；图20是表示阻尼周期函数的一个例子的曲线图；图21(连同图22至40)是表示本发明的反射镜的一个例子的视图，它是反射面的正视图；图22是水平剖视图；图23是表示灯丝和遮光板的布置与焦点和其准点的设定位置之间关系的透视图；图24是表示发射弱光束的灯丝与遮光板之间的位置关系的正视图；图25(连同图26至29)是在弱光束照射的情况下反射面各区域内的投影图形的示意图，该图是表示由区域28(1)形成的灯丝影像的排列趋向的视图，同时也是示出投影图形；图26是表示由区域28(2)形成的灯丝影像的排列趋向的视图，同时也示出投影图形；图27是表示由区域28(3)形成的灯丝影像的排列趋向的视图，同时也示出投影图形；图28是表示由区域28(6)形成的灯丝影像的排列趋向的视图，同时也示出投影图形；图29是表示由区域28(1)至28(3)和区域28(6)的复合投影图形；图30是由反射面反射的投影图形的示意图，该反射面是通过相对于反射面的一个基本面再附加阻尼周期函数而得到的；图31(连同图32至37)是在强光束照射的情况下反射面各区域内的投影图形的示意图，该图是表示由区域28(1)形成的灯丝影像的排列趋向的视图，同时也示出投影图形；图32是表示由区域28(2)形成的灯丝影像的排列趋向的视图，同时也示出投影图形；图33是表示由区域28(3)形成的灯丝影像的排列趋向的视图，同时也示出投影图形；图34是表示由区域28(4)形成的灯丝影像的排列趋向的视图，同时也示出投影图形；图35是表示由区域28(5)形成的灯丝影像的排列趋向的视图，同时也示出投影图形；图36是表示由区域28(6)形成的灯丝影像的排列趋向的视图，同时也示出投影图形；图37是表示由区域28(1)至28(6)的投影图形复合形成投影图形的示意图；图38是由反射面反射的投影图形的示意图，该反射面是通过对相对于反射面的一基本面再附加阻尼周期函数而得到的；图39是表示在弱光束照射时光分布的示意图；图40是表示在强光束照射时光分布的示意图；图41为纵剖视图(连同图42至44)，用于示出在包含光轴的水平面上形成椭圆基准曲线时形成的曲面；图42是正视图；图43是水平剖视图；图44是表示投影在反射面前部的灯丝影像的排列趋向的示意图；图45为纵剖视图(连同图46至48)，用于示出在包含光轴的水平表面上形成双曲基准曲线时形成的曲面；图46是正视图；图47是水平剖视图；图48是表示投影在反射面前部的灯丝影像的排列趋向的示意图。
下文将详细描述本发明的车灯反射镜及其形成方法。
图1至20示出了本发明的反射面的基本面以及形成方法。
图1是表示基本面1的正视图。将垂直于图示平面方向延伸的光轴定义为x轴，其中将观察者一侧定义为正向。垂直于x轴的水平轴定义为y轴，其中将图的右方定义为正向。垂直轴定义为z轴，其中将图的上方定义为正向。这样就由这些轴建立了一个直角坐标系，三轴的交点o定义为原点。
当从正面看去时，基本面1上形成一个圆孔2，圆孔2的直径为“r”，圆孔2的中心位于原点o。光源穿过圆孔2置于反射镜内侧。
图2示出了基本面1和x-z平面之间的交线3的形状。位于x-y平面上侧的曲线3a是一条抛物线，抛物线的焦点是x轴上的F1，在这里，焦距是f1。位于x-y平面下侧的曲线3b是一条抛物线，抛物线的焦点是位于x轴上的F2，这里，焦距是f2，这里f2＞f1。
电灯泡或放电灯可以用作光源。例如，当使用白炽灯时，光源由灯丝组成。假定灯丝“c”的理想形状为圆柱形，灯丝“c”的中心轴平行于x轴。假设灯丝“c”从上侧与x轴相接触，它位于焦点F1和F2之间。
图3概要示出了形成在包含光轴的水平面上的基准曲线4，即图3示出了基本面1和x-y平面之间的交线的形状。由于在此例中基准曲线4相对于x-z轴对称，所以图中主要示出了形成在x-y平面的第一象限(x＞0，y＞0)的曲线。
基准曲线4由下述方式构成。焦点落在x轴上的双曲线部分和椭圆曲线部分沿离开x轴的方向交替地重复排列。在这种情况下，焦点F不必与上述焦点F1和F2重合。如果必要的话，可以把基准曲线4通过在双曲线部分和椭圆曲线部分之间插入抛物线部分来形成样条曲线。
由此看来，术语“双曲线型”、“椭圆型”和“抛物线型”是由反射面4上的反射点处的反射光的方向趋向相对于通过与x轴平行的且通过反射点的直线来定义的。这些术语用作修饰反射光在反射点处反射光的向量以及修饰组成基准曲线4的曲线部分。
图4根据反射光的光向量对上述术语所作的定义进行了图示。
图4表示出单位向量的三种形式，该单位向量示出了在从点光源发射到基准曲线上的光线在点Q处反射时反射光的方向，这里假定点光源处在x轴上的焦点F处。在这种情况下，向量“v-Qp”是通过点Q并沿平行于x轴的直线L延伸的向量，其中向量“v-Qp”的方向与x轴的正向相同。向量“v-Qe”是其前端指向x轴侧的向量。向量“v-Qh”是其前端指向与x轴分离的方向的向量。
对于这些向量来说，如果是抛物线，按照几何光学特征的相似性，从抛物线的焦点处发射并在抛物线上的一点处反射的光线沿与抛物线的轴平行的方向前进，向量“v-Qp”定义为“抛物线型”。如果是椭圆，按照几何光学特征的相似性，从椭圆的一个焦点处发射并在椭圆上的一点处反射的光线在另一个焦点处穿过椭圆的主轴，向量“v-Qe”定义为“椭圆型”。如果是双曲线，按照几何光学特征的相似性，从双曲线的一个焦点处发射并在双曲线上的一点处反射的光线朝离开双曲线轴的方向前进，向量“v-Qh”定义为“双曲线型”。
图5至7用于参照基准曲线4的曲线部分解释上述术语的定义。在这些图中，点S是x轴侧的基准曲线4的曲线部分的一个端点，点E是远离x轴侧的基准曲线4的曲线部分的一个端点。
图5是用于解释双曲线部分4h的视图。表示反射光在端点E处的前进方向的向量v-E是“双曲线型”的。表示反射光在端点S处的前进方向的向量是“椭圆型”的用向量v-Se表示。也可以是，表示反射光在端点S处的前进方向的向量是“抛物线型”的，用向量v-Sp表示。
当向量v-Se或v-Sp平行移动，使得端点S与向量v-E的端点E重合，则向量旋转的状态清楚地显示在图5右侧的图中。也就是说，表示反射光在曲线部分4h上的任一点Q处的前进方向的向量v-Q与向量v-Se或向量v-Sp在S点处重合。如图5中箭头CW所示，当点Q在曲线部分4h上向E点称动时，向量v-Q沿顺时针方向旋转，且在端点E处与向量v-E重合。
图6是“椭圆型”曲线部分4e的视图，示出了在端点E处反射光前进方向的方向向量v-E是“椭圆型”的，如向量v-Sh所示，表示在端点S处反射光的前进方向的方向向量是“双曲线型”的，或者如向量v-Sp所示，表示在端点S处反射光的前进方向的方向向量是“抛物线型”的。
当向量v-Sh或v-Sp平行移动，使得端点S能与向量v-E的端点E相重合时，那么向量转动的状态就是而易见了，如图6右侧的图中所示。也就是说，表示在曲线部分4e上的任意一点Q处反射光的前进方向的向量v-Q在S点处与向量v-Sh或向量v-Sp重合。如图6中箭头CCW所示，当点Q在曲线部分4e向E点移动时，向量v-Q逆时针旋转，且在E点处与向量v-E相重合。
图7是表示“抛物线型”曲线部分的视图。表示反射光在端点E处的前进方向是“抛物线型”的。如向量v-Sh所示，表示反射光在端点S处的前进方向的向量是“双曲线型”的，或如向量v-Se所示，表示反射光在端点S处的前进方向的向量是“椭圆型”的。
当向量v-Sh或v-Se平行移动使得端点S与向量v-E的端点E重合时，则向量旋转的状态清楚地表示在图7的右侧的图中。也就是说，表示反射光在曲线部分4p上的任意点Q处的前进方向的向量v-Q与向量v-Sh或向量v-Sp在S点处重合。当点Q朝曲线部分4p上的点E移动时，如果端点S的向量是v-Se，则如图中的箭头CW所示，向量v-Q顺时针转动并在端点E处与向量v-E重合。如果端点S处的向量是v-Sh，如图7中的箭头CCW所示，则向量v-Q逆时针转动并在端点E处与向量v-E重合。
如上所述，根据反射光在边界点E处的向量与反射光在边界点S处的向量之间的曲线部分上Q点处的反射光向量的变化，将构成基准曲线4的曲线部分划分为“双曲线型”，“椭圆型”和“抛物线型”。
利用这些术语，对图3中所示的基准曲线4描述如下。当基准曲线4与x轴远离时，椭圆部分和双曲线部分交替重复地排列，该曲线最终连接在抛物线部分上。也就是说，双曲线部分4h1邻接于具有向量v0的椭圆部分4e1的右侧(v轴的正向)，该向量v0在原点处指向x轴的正向，反射光在两条曲线之间的边界点Q1处的向量v1被设成椭圆型的。椭圆部分4e2邻接于曲线部分4h1的右侧，而双曲线部分4h2邻接于椭圆部分4e2的右侧。最后，位于离x轴最远位置的抛物线部分4p1和双曲线部分4h2连接。向量v2是反射光在曲线部分4h1和4e2之间的边界点Q2处的方向向量，向量v3是反射光在曲线部分4e2和4h2之间的边界点Q3处的向量，向量v4是反射光在曲线部分4h2和4p1之间的边界点Q4处的向量。显然，向量v2和v4是双曲线型的，而向量v3是椭圆型的。
有在这样一个趋势，即当量离开x轴时，x轴与向量v1至v4中的各向量之间形成的夹角逐渐减小。在本例中，由位于基准曲线4的端部的抛物线部分4p1的端点Q5处的向量v5相对于x轴形成的夹角趋于0°(即向量v5与x轴平行)。
图8是用于解释由一些点投影在屏幕SCN上的灯丝影像的排列趋向的示意图，这些点是与图3中的基准曲线4上的边界点Q1到Q4相对于x-z平面对称，其中屏幕SCN位于这些对称点的前部足够远的距离处。这里，为便于解释，将这些对称点也称作边界点Q1到Q4。屏幕SCN上示出的点N是x轴与屏幕SCN的交点。
边界点Q1投影的灯丝影像5(Q1)位于远离通过点N并平行z轴延伸的垂线v-v的左侧处。边界点Q2投影的灯丝影像5(Q2)位于远离垂线v-v的右侧处。由于边界点Q1和Q2靠近x轴，因此这些灯丝影像的投影面积相对较大。
另一方面，边界点Q3投影的灯丝影像5(Q3)位于靠近垂直V-V的左侧处。边界点Q4投影的灯丝影像5(Q4)位于靠近垂线V-V的右侧处。由于边界点Q3和Q4远离x轴，因此这些灯丝影像的投影面积相对较小。
如上所述，基准曲线4在靠近x轴的区域内具有较强的漫射功能。基准曲线4远离x轴的区域有助于在靠近垂线V-V的范围内发光强度分布的形成。
上述基准曲线4只是一个例子，而应注意到，本发明的基准曲线并不局限于图3中所示的基准曲线4这样的特定例子。比如，如图9所示，基准曲线6可以是一种按下述方式形成的样条曲线。椭圆部分6e1位于双曲线部分6h1的右侧(y轴的正向)，该双曲线部分6h1处在与原点o邻接一侧，并且该椭圆部分6e1与双曲线部分6h1相邻。双曲线部分6h2接于双曲线部分6e1的右侧。椭圆部分6e2邻接于双曲线部分6h2的右侧。最后，椭圆部分6e2延续到抛物线部分6p1。在图9中，向量v1是反射光在曲线部分6h1和6e1之间的边界点Q1处的向量，向量v2是反射光在曲线部分6e1和6h2之间的边界点Q2处的向量，向量v3是反射光在曲线部分6h2和6e2之间的边界点Q3处的向量，向量v4是反射光在曲线部分6e2和6p1之间的边界点Q4处的向量。显然，向量v1和v3是双曲线型的，而向量v2和v4是椭圆型的。当向量与x轴分离时，x轴与各向量v1至v4之间的夹角逐渐减小。在本例中，在位于基准曲线6的端部的抛物线部分6p1的端点Q5处的向量v5与x轴之间的夹角趋于0°(即向量v5与x轴平行)。
对于基准曲线4或6来说，当抛物线部分7p被插到椭圆部分7e和双曲线部分7h之间(如图10(a)所示)时，或当抛物线部分8p被插到双曲线部分8h和椭圆部分8e之间(如图10(b)所示)时，即使反射光的方向在椭圆部分和双曲线部分之间有很大的变化，当这两个曲线部分之间插入抛物线部分时，该基准曲线也能平滑地延续。也就是说，由于抛物线部分相对于位于两侧的曲线部分是中性的。因此当抛物线部分插在两个曲线部分之间时，向量的变化可以减小。
如上所述，基准曲线4建立在包含光轴的水平面(x-y平面)上。然而，应注意到，本发明不局限于该特定实施例，基准曲线也可按如下方式建立。曲线建立在相对于包含光轴的水平面绕x轴倾斜一个预定角的面(平面或曲面)上。上述样条曲线投影在水平面上时得到的一条曲线被确定为基准曲线。显然，θ角可以小到零度，在这种情况下，前面对水平面上的基准曲线的说明都是适用的。
即，如图11所示，在相对于x-v平面绕x轴旋转预定角(θ)的一个倾斜表面IS上建立一条由双曲线部分、椭圆部分和/或抛物线部分组成的样条曲线9。当上述样条曲线9投影在x-y平面上时，所得到的曲线10可以作为基准曲线。
如上所述，基准曲线主要是以椭圆部分和双曲线部分交替重复排列而形成，或者在抛物线部分插在椭圆部分和双曲线部分之间的条件下，以椭圆部分和双曲线部分交替重复排列而形成样条曲线。在图3或9中，位于基准曲线端部的曲线部分是抛物线部分。但是应注意到，该曲线部分不必一定局限于抛物线部分。
图12至15是用于说明按照上述方式建立的基准曲线来构成基本面的方法。
如图12中所示，在基准曲线11上的点Q处确定此点的反射光向量v-Q。也就是说，假设点光源位于建立在x轴焦点F的前部或后部的基准点D处，则从点光源发射并在点Q处反射的光线沿向量v-Q的方向前进。
图13是表示相对于点Q估计出的回转抛物面的一个假想表面的视图。该回转抛物面的假想表面是一个曲面，该曲面的焦点是基准点D，它具有与向量v-Q平行的旋转对称轴AS，其中，点Q位于表面PS上。
如图14所示，上述回转抛物面PS的假想表面被通过点Q并与z轴平行的假想平面π切割。在这种情况下，由回转抛物面PS的假想表面与假想平面π形成的交线为一条抛物线12。上述抛物线是在基准曲线11上的任意点Q处唯一确定的。因此，当如图15所示在基准曲线11的每一点Q处都给出一条抛物线12，则由一这系列抛物线12构成了一个曲面。该曲面被确定为基本面。换句话说，该基本面是由沿基准曲线11构成的回转抛物面的假想表面的包络面。由此看来，建立在x轴上的点F不局限于一个，基准点D的位置在x-y平面的上部区域和下部区域之间可以是不同的。
图16大致示出了基本面1投影到屏幕上的灯丝影像的排列，该屏幕位于距基本面1足够远的位置处。在图中，线H-H是与屏幕上的y轴相对应的水平线，线V-V是与屏幕上的z轴相对应的垂线，点HV是线H-H和V-V的交点。
由于在本例中基本面1是相对于x-z平面对称的，因而灯丝影像相对于线V-V对称排列。这些灯丝影像一般都位于线H-H的下方。灯丝影像的投影面积越大，则它离线V-V就越远。因此，投影面积小的灯丝影像位于靠近点HV的位置。
对于投影在基本面1上靠近x轴位置上的灯丝影像13，13，……来说，它们的投影面积较大，并且位于远离线V-V的位置。对于投影在基本面1上略微离开x轴位置上的灯丝像14，14，…来说，它们的投影面积中等，并且与上述灯丝影像13，13……相比处于靠近线V-V的位置。对于投影在基本面1周边远离x轴位置上的灯丝影像15，15，……来说，它们的投影面积很小，并聚焦在靠近点HV的较小区域内。
上述排列趋势是由如下事实导致的对上述基准曲线，向量越靠近x轴，与x轴之间的夹角越大。也就是说，对于椭圆部分和双曲线部分来说，当它远离基准曲线上的x轴时，水平方向的漫射角逐渐减小。
上述对漫射角的控制对于控制白炽灯的光分布是有利的，其中灯丝影像的形状受包围灯丝的玻璃灯泡的变形影响。
图17是表示白炽灯16的结构的示意图。在玻璃灯泡17中，有一灯丝18。灯丝18的中心轴(光轴)位于x轴的方向。由于玻璃灯泡17是用这样方法制成的，即将圆柱形的玻璃器件切断，然后将其端部密封，因此很难消除靠近玻璃灯泡的裁剪密封部分的部分引起的变形。因此，在由光线21形成的灯丝影像和由光线22形成的灯丝影像之间存在着差异。在这种情况下，光线21从灯丝18射出并穿过玻璃灯泡17的圆柱形部分17a，然后在反射面20上反射。光线22从灯丝18发射出并穿过靠近裁剪密封部分19的部分17b，然后在反射面20上反射。在后一种情况下，由于邻近玻璃灯泡的裁剪密封部分19附近的变形而造成了灯丝影像的变形。
如图17中所看到的，光线从灯丝18发射出并穿过靠近裁剪密封部分19的部分17b，然后在反射面20靠近x轴的部分上被反射。因此，这种影响会表现在具有较大投影面积的灯丝影像上。
从光分布控制的观点出发，最好使形状变形了的灯丝影像在水平方向有较强的漫射，以便形成图16中的虚线23所示的投影图形。为了实现上述目的，可以使椭圆部分和双曲线部分在基准曲线上交替地重复。
相反，从灯丝18发射出并穿过玻璃灯泡17的圆柱形部分17a又在靠近反射面20的周边的位置处被反射的光线几乎不受玻璃灯泡17变形的影响。因此，最好以下述方式控制光线使具有较小投影面积的灯丝影像在水平方向上没有较强的漫射，并使它们聚集在接近点HV的区域中，如图16由虚线24所定义的区域所示，从而使这些灯丝影像有利于形成光分布图形中的中央发光强度部分。所以，为了减小在基准曲线上的椭圆部分和双曲线部分的贡献，应减小它们的漫射角或增加抛物线部分的贡献。
如上所述，投影面积较大并投影在靠近基本面1光轴的位置上的灯丝影像在水平方向上有较强的漫射。因此，对于一系列这些灯丝影像的投影图形来说，可在垂直方向上保持右端部和左端部的宽度。
投影面积较小并投影在远离基本面1上的光轴的位置处的灯丝影像有助于形成靠近点HV的影像部分。
在图16中，位于线V-V上的垂直方向的灯丝影像25，25，……是由基本面1和x-z平面的交线上的点投影出的影像。这些灯丝影像的上端部本来是有利于形成光分布图形中的中央发光强度部分的。然而由于形成的圆孔2用作电灯泡的插孔，因而缺少了中心部分。因此这些灯丝影像的上端部对形成中央发光强度部分无贡献。
然而，按照本发明的基本面，投影面积较小的灯丝影像15，15……聚集在图16中虚线24所示的区域内。所以，由于缺少灯丝影像25造成的发光强度的不足可由在虚线24所示的区域内聚集的灯丝影像15，15，……来补偿。
当上述基本面1制成波状时，可较大程度地提高其光漫射强度。
首先，给出一个正态分布函数“Aten(X，W)＝exp(-(2·X/W)^2)，其中使用了参数X和W。这里，函数“exp()”表示指数函数，“Λ”表示乘方。参数“W”表示衰减度。图18中示出了函数y＝Aten(X，W)的形状。
其次，给出周期函数“WAVE(X，λ)＝(1-COS(360°·X/λ)/2，其中使用了参数x和λ。参数λ表示余弦波数，即参数λ表示波的周期。函数Y＝WAVE(X，λ)的形状示于图19中。在这个例子中，使用余弦作为周期函数WAVE，但是如果必要的话，也可使用各种其它的周期函数。
上述参数W定义为W＝λ·Ts，用函数WAVE(X，λ)乘函数Aten(X，W)得到的函数定义为函数Damp(X，λ，Ts)。这样，如图20所示，函数y＝Damp(x，λ，Ts)成为周期函数，该函数在点x＝0处达到最大值，当接近边界时，它的值减小。
如上所述，当阻尼周期函数的值加到表达式或基本面1的数据中时，反射面便加入了漫射功能。由于上述漫射作用，可以使靠近光轴的反射光漫射，并且也可以控制远离光轴的周边上的反射光，使它对形成光分布图形的中央发光强度部分有贡献。
使整个表面都形成波形是不必要的。可将仅一部分例如靠近光轴的区域形成波状。
构成本发明反射面的方法概述如下(1)选择一个在其上建立了基准曲线的表面并设定一个光源。
在一个包含光轴的水平面上建立的曲线，即建立在x-y平面上的曲线设定为基准曲线。也可以将建立在相对于x轴倾斜预定角度的平面上的一条曲线投影在x-y平面上得到的一条曲线设定为基准曲线。这样，光源(如灯丝)设置在靠近基准曲线上的基准点D的一位置上，光源设置成其中心轴沿光轴延伸。
(2)设计基准曲线的形状基准曲线是按这样的方式形成的基焦点位于光轴上的双曲线部分和椭圆部分沿离开光轴的方向交替重复地排列。这里，基准曲线的形状规定如下该曲线越是靠近光轴，从光源发射出并在基准曲线的各曲线上一点处反射的反射光相对于光轴的夹角就越大。
(3)设定假想回转抛物线假想回转抛物面PS设定如下。该假想回转抛物面PS具有平行于反射光的光向量v-Q的轴，该反射光从光轴上的基准曲线的基准点D发射出并在基准曲线上的点Q处被反射。假想回转抛物面PS通过反射点Q，它的焦点为基准点D。这样就建立了假想回转抛物面pS。
(4)设定假想平面并计算交线假想回转抛物面PS被包含(3)中所描述的光向量v-Q并平行垂直轴的假想平面π切割可得到该交线。
(5)由一组交线构成包络面包络面由在基准曲线上的任意点Q处重复(3)和(4)中所述的步骤时得到的一组交线构成的。
(6)使表面形成为波状根据由正态分布函数和周期函数的乘积组成的函数在反射面上进行叠加，使得整个反射面或部分反射面形成为波状。
图1中所示的基本面1是方形的(从正面看)，但本发明反射面的基本面的正面形状是任意确定的。即反射面的基本面的正面形状不局限于方形，它也可以是圆形的。
图21至40是表示本发明应用到车辆前灯上的反射镜的一个实施例的视图。上述基本面1应用于矩形反射镜的反射面上，该反射镜的正面形状在横向上较长。
图21是反射镜26的反射面26a的正视图。沿垂直于附图表面的方向延伸的光轴定义为x轴，其中，观察者一侧为正向。垂直于x轴的水平轴被定义为y轴，其中，图的右侧为正向。垂直轴定义为z轴，其中，图的向上方向为正向。x、y和z轴建立了一个直角坐标系，三轴的交点定义为原点o。
在反射面26a上有一个用于插进电灯泡的圆孔27，其中圆孔27的中心在从正向看时与原点o重合。作为光源的灯丝穿过圆孔27置于反射镜的内侧。
这里，反射面26a被x-z平面、x-y平面、一个称为“PL1”的半平面和一个称为“PL2”的半平面分成6个区域28(i)(i＝1至6)，“PL1”相对于x-y平面沿逆时针方向绕x轴倾斜θ1角，而“PL2”相对于x-y平面沿顺时针方向绕x轴倾斜θ2(＜θ1)角。
当从正面看时，区域28(1)处在y-z平面上的第一象限(y＞0，z＞0)内。当从正面看时，区域28(2)处于y-z平面上的第二象限(y＜0，z＞0)内。
从正面看时，区域28(3)和28(4)处于y-z平面上的第三象限(y＜0，z＜0)内。一区域28(3)位于半平面PL1的上侧，而另一个区域28(4)位于半平面PL1的下侧。
其余的区域28(5)和28(6)位于y-z平面上的第四象限(y＞0，z＜0)内(从正向看)。一区域28(5)位于半平面PL2的下侧，而另一个区域28(6)位于半平面PL2的上侧。
图22是表示当反射面26a被x-y平面切割形成的交线的形状的视图。
在此例中，建立在x-y平面上的基准曲线29相对于x-z平面不对称。然而，基准曲线29位于x-z平面上方的部分和下方的部分结构上具有一个公共点，其中当曲线离开x轴时椭圆部分和双曲线部分交替地重复排列。
也就是说，基准曲线29形成按下述方式构成的样条曲线。基准曲线29位于y＞0侧的部分30是由从原点o沿y轴的正向顺次排列的位于原点0侧的椭圆部分30e1、双曲线部分3h1椭圆部分30e2、双曲线部分30h2、椭圆部分30e3和双曲线部分30h3组成的样条曲线。
在y轴上的坐值yi(I＝1至6)表示各曲线的边界点的y坐标值。即y1表示曲线部分30e1和30h1之间的边界点的y坐标值，y2表示曲线部分30h1和30e2之间的边界点的y坐标值，y3表示曲线部分30e2和30h2之间的边界点的y坐标值，y4表示曲线部分39h2和30e3之间的边界点的y坐标值，y5是表示曲线部分30e3和30h3之间的边界点的y坐标值，y6是表示曲线部分30h3的端点的y坐标值。这里，y0＝0。
在原点o处的向量v0是抛物线型的，它指向x轴的正向。在曲线部分30e1和30h1之间的边界点处的向量v1是椭圆型的，在曲线部分30h1和30e2之间的边界点处的向量v2是双曲线型的，在曲线部分30e2和30h2之间的边界点处的向量v3是椭圆型的，在曲线部分30h2和30e3之间的边界点处的向量v4是双曲线型的，在曲线部分30e3和30h3之间的边界点处的向量v5是椭圆型的，在曲线部分30h3的端点处的向量v6是双曲线型的。
另一方面，基准曲线29按下述方式构成一条样条曲线。基准曲线29位于y＜0侧的部分31是由从原点o沿y轴的负向顺次排列的位于原点o侧的椭圆部分31e1、双曲线部分31h1、椭圆部分31e2、双曲线部分31h2、椭圆部分31e3及双曲线部分31h3组成的。
由此看来，在y轴上的坐标值“-yi”(i＝1至6)是在上述坐标值“yi”前加负号后的值。坐标值“-yi”表示各曲线的边界点的y坐标。在曲线部分31e1和31h1之间边界点处的向量u1是椭圆型的，在曲线部分31h1和31e2之间的边界点处的向量u2是双曲线型的，在曲线部分31e2和31h2之间的边界点处的向量u3是椭圆型的，在曲线部分31h2和31e3之间的边界点处的向量u4是双曲线型的，在曲线部分31e3和31h3之间的边界点处的向量u5是椭圆型的，在曲线部分31h3的端点的向量u6是双曲线型的。
图23是表示灯丝相对于反射面的位置关系的视图。在这个实施例中，光源由一个白炽灯组成，它被称作H4灯泡，具有两根灯丝，其中心轴沿反射镜26的光轴延伸。
如图中所示，为了便于跟踪投影影像的光线，假定作为光源的灯丝MB，SB的形状是圆柱形的，它们位于x轴上或位于与x轴接触的位置处。
也就是说，靠近原点o的灯丝MB与用于车辆的光分布中的主光束的形成相关，而且灯丝MB的中心轴与x轴重合。由此看来，焦点F′与反射面26a的x-y平面上侧(z＞0)区域28(1)，28(2)内的水平基准曲线的设定相关。焦点F′是按这样的方式确定的灯丝MB的前端面与x轴的交点和该焦点F′重合。焦点F″与反射面26a的x-y平面下侧(z＜0)区域28(3)，28(6)内的水平基准曲线的设定相关。焦点F″设定在比焦点F′略微靠近原点o的位置上。
在x轴的正向上稍微离开灯丝MB的灯丝SB与车辆光分布中的弱光束的形成相关。灯丝SB的中心轴与x轴平行并从上侧与x轴相接触。在这种情况下，图中所示的基准点D设定在连接灯丝SB的前端面与x轴相接触的一个点和灯丝SB的后端面与x轴相接触的一个点的直线中点上。
在灯丝SB的下方设有一个遮光板SD，其形状大致为船形。如图24所示，遮光板SD在其上沿部分相对于水平面略微倾斜的条件下固定在玻璃灯泡内的一个支承件(图中未示出)上。设置遮光板SD是为了遮挡从灯丝SB射到区域28(4)，28(5)的所有光并在弱光束照射时遮挡从灯丝SB射到区域28(3)，28(6)的部分光。
图25至29和图31至37是用于解释由位于反射面26a前部的屏幕上的各反射区投影的灯丝影像的排列视图。在这些视图中，线H-H是一条与屏幕上的y轴相对应的水平线，线V-V是一条与屏幕上的z轴相对应的垂直线。点HV是线H-V和V-V的交点。
图中所示的灯丝影像是典型的由平面y＝yi或y＝-yi(i＝1至6)，y＝y0和反射面26a形成的交线上选择的几个有代表性的点投影的影像。
图25至29示出了在弱光束照射的情况下灯丝影像的排列的一个例子。
图25是表示由区域28(1)投影的灯丝影像的排列的视图。基本上位于线H-H下方的灯丝影像32(yi)(i＝1至6)是一个由平面y＝yi(i＝1至6)和区域28(1)相交形成的交线上选择的几个有代表性的点投影的灯丝影像。
如图中所示，灯丝影像32(y1)，32(y3)，32(y5)位于线V-V的右侧，y坐标值越大，灯丝影像32离线V-V越近。
灯丝影像32(y2)，32(y4)，32(y6)位于线V-V的右侧，y坐标值越大，灯丝影像32离线V-V越近。
提供上述排列趋势的原因在于，基准曲线上的向量离x轴越近，它相对于x轴的夹角越大。
位于线V-V上的灯丝影像32(y0)是处在区域28(1)和28(2)之间的边界上的投影图像。这里，边界线是由平面y＝y0(＝0)和反射面26a在z＞0侧形成的交线的一部分。
图26是表示由区域28(2)投影的灯丝影像的排列趋向视图。位于线H-H下方的灯丝影像33(yi)(i＝1至6)是由平面y＝yi(i＝1至6)和区域28(2)的曲面形成的交线上几个有代表性的点投影的灯丝影像。这里，其相对于线V-V的排列趋向与灯丝影像32(yi)的排列趋向相反。
也就是说，灯丝影像33(y1)，33(y3)和33(y5)处在线V-V的左侧。灯丝影像的坐标值越大，它离线V-V就越近。
另外，灯丝影像33(y2)，33(y4)和33(y6)处在线V-V的右侧。灯丝影像的坐标值越大，它离线V-V就越近。
图27是表示由区域28(3)投影的灯丝影像的排列趋向视图。位于靠近线H-H或位于相对于线H-H略微靠上的位置的灯丝影像34(yi)(i＝1至6)是由平面y＝yi(i＝1至6)和区域28(3)的曲面相交形成的交线上有代表性的点投影的灯丝影像。
灯丝影像34(y1)，34(y3)和34(y5)处在线V-V的右侧。它们大体上绕点HV呈辐射状排列。灯丝影像的y坐标值越大，它越靠近线V-V越近。
灯丝影像34(y2)，34(y4)和34(y6)聚集在位于右侧的点HV下部的较小区域内。灯丝影像的y坐标值越大，它靠线V-V越近。
图中的阴影部分是从弱光束灯丝SB发射的光线被遮光板SD遮挡而形成的遮光区。
图28是表示由区域28(6)投影的灯丝影像的排列视图。位于靠近线H-H或相对于线H-H略微靠上位置处的灯丝影像35(yi)(i＝1至6)是由平面y＝yi(i＝1至6)和区域28(6)的曲面相交形成的交线上几个有代表性的点投影的灯丝影像。
灯丝影像35(y1)，35(y3)和35(y5)处在线V-V的左侧。它们大体上绕点HV呈辐射状排列。灯丝影像的y坐标值越大，它离线V-V越近。
灯丝影像35(y2)，35(y4)和35(y6)聚集在点HV下部左侧位置上的较小区域内。灯丝影像的y坐标值越大，它离线V-V越近。
图中的阴影部分是从弱光束灯丝SB发射的光线被遮光板SD遮挡而形成的遮光区。
图29是表示由一组具有上述排列趋向的灯丝影像得到的投影图形的示意图。
投影图形36基本上是一个心形。投影图形36的上沿部分相对于线H-H向上部突起，图中的阴影部分是光线被遮光板SD遮挡而形成的部分。
正如图中所看到的，灯丝影像的投影面积越小，它离点HV越近。
图30是由反射面26a形成的投影图形的示意图，反射面26a按前述方式形成为波状。
在该实施例中，反射面26a上只有靠近x轴的区域受到阻尼周期函数的波形处理。由于上述原因，投影图形37在水平方向上的漫射比投影图像36更强，并且扩展了参与构成割线的区域。由此看来，相对于线H-H倾斜的一条倾斜割线和与线H-H平行的水平割线是由遮挡板SD遮挡图中的阴影部分而形成的。
图31至37示出了由强光束照射时灯丝影像排列的例子。
图31是表示由区域28(1)投影的灯丝影像的排列趋向视图。位于线H-H或相对于线H-H上方位置的灯丝影像38(yi)(i＝1至6)是由平面y＝yi(i＝1至6)和区域28(1)的曲面相交形成的交线上几个有代表性的点投影的灯丝影像。
如图中所示，灯丝影像38(y1)，38(y3)和38(y5)位于线V-V的右侧。灯丝影像的y坐标值越大，它离线V-V越近。
灯丝影像38(y2)，38(y4)和38(y6)位于线V-V的左侧。灯丝影像的y坐标值越大，它离线V-V越近。
位于线V-V上的灯丝影像38(y0)是由位于区域28(1)和28(2)之间的一条边界线上的一个点形成的投影图像。这里，边界线是平面(y＝y0(＝0))穿过反射面26a时形成的交线在z＞0侧的一部分。
图32是表示由区域28(2)投影成的灯丝影像的排列趋向视图。位于线H-H上或位于线H-H的上方位置的灯丝影像39(yi)(i＝1至6)是由平面y＝yi(i＝1至6)和区域28(2)的曲面相交形成的交线上几个有代表性的点投影的灯丝影像。它相对于线V-V的排列趋向与灯丝影像38(yi)的排列趋向相反。
灯丝影像39(y1)，39(y3)和39(y5)位于线V-V的左侧。灯丝影像的y坐标值越大，它离线V-V越近。
灯丝影像39(y2)，39(y4)和39(y6)位于线V-V的右侧。灯丝影像的y坐标值越大，它离线V-V越近。
图33是表示由区域28(3)投影的灯丝影像排列趋向的视图。位于线H-H上或靠近线H-H的位置上的灯丝影像40(yi)(i＝1至6)是由平面y＝yi(i＝1至6)和区域28(3)的曲面相交形成的交线上几个有代表性点投影的灯丝影像。
灯丝影像40(y1)和40(y3)位于线V-V的左侧。它们绕点HV呈辐射状排列。灯丝影像40(y3)位于比灯丝影像40(y1)更靠近点HV处。灯丝影像40(y5)位于靠近点HV的某位置。
灯丝影像40(y2)，40(y4)和40(y6)位于线V-V的右侧的线H-H上的一个位置或相对于线H-H较低的位置。灯丝影像的y坐标值越大，它离线V-V越近。
图34是表示由区域28(4)投影的灯丝影像的排列视图。大致位于线H-H下方位置的灯丝影像41(yi)(i＝1至6)是由平面y＝yi(i＝1至6)和区域28(4)相交形成的交线上几个有代表性的点投影的灯丝影像。
如图中所示，灯丝影像41(y1)和41(y3)位于线V-V的左侧。灯丝影像的y坐标值越大，它越靠近线V-V。灯丝影像41(y5)位于靠近点HV的位置。
灯丝影像41(y2)，41(y4)和41(y6)位于线V-V的右侧相对于线H-H较低的位置。灯丝影像的y坐标越大，它离线V-V越近。
由此看来，位于线V-V上的灯丝影像41(y0)是由区域28(3)和28(4)之间的边界线上的一个点形成的投影图像。在这种情况下，边界线是平面(y＝y0(＝0))和反射面26a相交形成的交线在z＜0侧的一部分。
图35是表示由区域28(5)投影的灯丝影像的排列视图。位于线H-H上位置上灯丝影像42(yi)(i＝1至6)是由平面y＝yi(i＝1至6)和区域28(5)的曲面形成的交线上几个有代表性的点投影的灯丝影像。它相对线V-V的排列趋向与灯丝影像41(yi)的排列趋向相反。
灯丝影像42(y1)和42(y3)位于线V-V的右侧。灯丝影像的y坐标值越大，它离线V-V越近。灯丝影像42(y5)位于靠近点HV的处。
灯丝影像42(y2)，42(y4)和42(y6)位于线V-V的左侧且几乎在线H-H上。灯丝影像的y坐标值越大，它离线V-V越近。
图36是表示由区域28(6)投影的灯丝影像排列的视图。位于线H-H上或靠近线H-H的位置上的灯丝影像43(yi)是由平面y＝yi(i＝1至6)和区域28(6)的曲面相交形成的交线上几个有代表性的点投影的灯丝影像。
灯丝影像43(y1)，43(y3)和43(y5)位于几乎位于线H-H上，处于V-V线右侧并紧靠V-V线。灯丝影像的y坐标值越大，它越靠近线V-V。
灯丝影像43(y2)，43(y4)和43(y6)位于线V-V左侧靠近线H-H的位置。灯丝影像的y坐标值越大，它离线V-V越近。
图37是由一组具有上述趋向的灯丝影像的投影图形44的示意图。投影图形44形成一椭圆形，其中心是点HV，该椭圆的主轴位于横向上。
图38是由反射面26a形成的投影图形45的示意图，该反射面按前述的方式形成波状。
投影图形45是只在位于靠近x轴的反射面26a区域上以阻尼周期函数进行波形处理后而获得的，其中上述投影图形44保持原状。投影图形45以这样的方式构成，即投影图形44在水平方向上被极大地漫射。
灯的光分布图形最终是通过作用在反射面26a形成的投影图形上的前透镜的作用而获得的。然而根据本发明的反射镜，可通过反射面26a的作用来得到满足预定的光分布标准的光分布图形。因此，可使用根本不能改变光的或只能微弱地改变光的前透镜。
图39和40是表示光分布图形的示意图。图39是表示与弱光束相关的光分布图形46，而图40是表示与强光束相关的光分布图形47。图39中的虚线示出一个对照实例，并示出在使用图41至43所示的反射面“a”和图45至47所示的反射面“j”时的光分布图形的下沿。在上述对照例中，光分布图形在垂直方向的宽度在离开线V-V时急剧减小。另一方面，在本发明的光分布图形46中，可充分保证光分布图形在垂直方向上的宽度，如附图所示。
正如上面看到的，根据本发明，当基准曲线是由重复排列的双曲线部分和椭圆部分组成时，通过反射面的中心获得的、投影面积大的灯丝影像可在水平方向上被极大地漫射，使光线可在水平方向上漫射，同时可充分确保在垂直方向上的宽度。另外，通过反射面的周边获得的投影面积小的灯丝影像可聚集在光分布图形的中央发光强度部分，所以可确保光分布标准所要求的中央发光强度。这样就可能解决光分布图形的上端部水平方向上变细及在周边的可视度降低的问题。这也就可能解决由于试图使光在水平方向漫射而使必要的光通量不能传送到中央发光强度部分的问题。
此外，根据本发明，当抛物线部分被插在基准曲线上的双曲线部分和椭圆部分之间时，或当基准曲线上的双曲线部分或椭圆部分延续到反射表面上的周边上的抛物线部分时，包括基准曲线的曲线部分可以互相平滑地连接。
此外，根据本发明，基于正态分布函数与周期函数的乘积组成的函数，整个反射面或部分反射面制成波状，使得光束可在水平方向上有更多的漫射。这样，反射镜对前透镜的漫射作用的依赖程度可以大大降低。
权利要求
1.一种车辆前灯，它包括一个光源和反射镜，反射镜具有一光轴并能够形成具有一光分布的光分布图形，其光线沿水平方向漫射，且中央发光强度保持在预定水平，所述反射镜的特征是，(a)包括一具有一个焦点的基准曲线，该曲线设在包含所述光轴的水平面上；(b)所述基准曲线是一包括在所述光轴上具有一个焦点的至少一个双曲线曲线部分和在所述光轴上具有一个焦点的至少一个椭圆曲线部分的复合曲线，所述至少一个双曲线曲线部分和所述至少一个椭圆曲线部分沿不同于所述光轴的方向排列；(c)在所述基准曲线的每一所述双曲线和椭圆曲线部分的上的一点处的反射光相对于光轴的夹角随着所述曲线部分靠近所述光轴而变得越大；以及(d)所述反射面具有一根平行于反射光的光向量的轴，该反射光是假定从位于所述光轴上的所述基准曲线的一个基准点处发射的光在所述基准曲线上的一个任意点处被反射而形成的，所述反射面由一系列交线所限定，这些交线是在一个通过反射点、其焦点是所述基准点的假想回转抛物面被一个平行于包含所述光向量的垂直轴的假想平面所切割而得到的。
2.按照权利要求1所述的车辆前灯，其中，将一个抛物线曲线部分插在基准曲线的一个双曲线曲线部分和一个椭圆曲线部分之间。
3.按照权利要求1所述的车辆前灯，其中，双曲线曲线部分和椭圆曲线部分之一延续到不是双曲线或椭圆的所述反射面周边上的一个端部曲线部分。
4.按照权利要求1所述的车辆前灯，其中，反射面的至少一部分受到包括一个正态分布函数和一个周期函数的乘积的漫射增强函数的作用，从而使反射面的所述部分形成为波状。
5.按照权利要求3所述的车辆前灯，其中，反射面的至少一部分受到包括一个正态分布函数和一个周期函数和乘积的漫射增强函数的作用，从而使反射而的所述部分形成为波状。
6.按照权利要求1所述的车辆前灯，其中，所述反射面有一个用于插进所述光源的插孔，插孔基本位于反射面的中心处，通过所述插孔插入所述反射镜的所述光源的中心轴沿所述光轴延伸，所述光源靠近一基准点设置，所述基准点和所述基准曲线的焦点分开。
7.按照权利要求1所述的车辆前灯，其包括多个双曲线曲线部分和多个椭圆曲线部分，所述椭圆曲线部分和双曲线曲线部分交替地重复排列。
8.一种车辆前灯，它包括一光源和具有从其中心部分延伸的光轴的反射镜，该反射镜能够提供具有一光分布的光分布图形，其光线沿水平方向漫射，并且中央发光强度保持在预定水平，所述反射镜(a)由具有一个焦点的基准曲线所限定，并且所述曲线的至少一部分是当一投影曲线投影在包含光轴的水平面上而获得的，所述可投影曲线设在一个相对包含光轴的水平面绕光轴倾斜一个预定角度的表面上，所述基准曲线由重复排列的双曲线部分和椭圆部分构成；(b)包括用于形成变形大的具有较大投影面积的第一多灯丝影像的装置，该灯丝影像是由靠近所述反射面的中心并在水平方向上被极大地漫射的部分获得的，以确保水平方向的光分布图形的端部的垂直宽度；以及用于形成变形小的具有较小投影面积的第二多灯丝影像的装置，该灯丝影像是由靠近所述反射面的周边的部分获得的，所述反射面是受控制的，以有利于形成光分布图形中的中央发光强度部分。
9.按照权利要求8所述的车辆前灯，其中，所述反射面的至少一部分被一个包括一正态分布函数和一周期函数的乘积的函数变形，从而使所述反射面的所述的至少一部分形成为波状。
全文摘要
一种车辆前灯,包括一个光源和反射镜,反射镜包括一条具有一个焦点的基准曲线,该曲线设在包含光轴的水平面上。基准曲线是双曲线部分和椭圆部分沿不同于光轴的方向排列的复合曲线。基准曲线的双曲线和椭圆曲线部分上的一点处的反射光相对于光轴的夹角随着该曲线部分越靠近光轴而变得越大。反射镜的反射面由回转抛物面被一假想平面切割而成的交线限定。
文档编号F21V7/00GK1189589SQ9710107
公开日1998年8月5日 申请日期1997年1月31日 优先权日1997年1月31日
发明者仁野直日 申请人:株式会社小糸制作所