专利名称：汽车远光防眩前照明灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机动车辆照明用的车灯，特别是汽车用的前照明灯。此种车灯包括光源，旋转抛物面形反射镜，配光用的散光玻璃及一个半球面形反射曲面。
本发明是根据中国发明专利申请86100659。3“汽车防眩前照明灯”发展而来。汽车前照明灯的远光防眩问题是世界各国汽车制造行业长期以来一直寻求解决的问题。上述中国发明专利申请提出一种可以只用简单的结构就可实现远光防眩的车灯。这种车灯是把灯丝安在一个半球面形反射曲面里，半球反射曲面位于反射镜光轴的上方，灯丝位于反射镜的焦点之后。它的关键之处是将灯丝安到一个最佳安装空间里，即灯丝整体全都位于设定从反射镜边缘射出的过从焦点引出的垂直光轴的直线与灯丝各点连球心的直线的交点的光线跟其再经半球反射曲面反射回来的光线之间的空间里，这样使灯丝直接射出的或经半球反射曲面反射回来的射到下半部分反射镜上的光线全都位于焦点之后，并使半球反射曲面反射回来位于焦点之前的光线全都射到反射镜之外，从而达到消除远光眩目光线的目的。但是这项发明没有提出当灯丝靠近焦点的时候，怎样防止不在光轴上的灯丝的点直接射向反射镜的光线超过焦点而产生眩目光线的问题;而且它所提出的用半球反射曲面后面较高部分的下沿挡住经前沿反射之后所产生的超过焦点的眩目光线的方法比较复杂，不易确定，难于达到比较理想的防眩效果，另外作为一种远光防眩车灯，它没有提出怎样使远光在保持近光的E形、Z形等优良防眩光形的前提下，同时保证远光的照明高度的问题，以及怎样防止半球反射曲面产生一次和二次反射眩目光线的问题。
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种能够更加全面、准确而且简单地限定灯丝的最佳安装空间位置，全面消除眩目光线、防眩效果更佳的具有E形、Z形或E-Z混合光形等近光优良防眩光形并同时具有远光的照射高度和照射距离，更加符合行车需要的远光防眩车灯及其制造方法。
本发明为了克服虽然位于已有技术最佳安装空间里的灯丝但仍然可能产生眩目光线的缺陷，在现有技术将灯丝安在半球反射曲面里，反射镜焦点之后，半球反射曲面位于光轴上方的技术基础之上，特别提出必须使灯丝整体全都位于设定从反射镜边缘射出的过反射镜焦点的光线跟其再经半球反射曲面反射回来的光线之间的空间里，并使灯丝下边边缘位于反射镜光轴所在水平平面或其上方。这样就可使灯丝射向下半部分反射镜的光线全都位于焦点之后，即其入射光线与法线的夹角大于设定从焦点射到同一入射点的光线与法线的夹角，从而消除眩目反射光线。
当此种远光防眩车灯的灯丝位于反射镜焦点之前时，半球面形反射曲面位于光轴下方，其灯丝整体必须位于设定从反射镜边缘射出的过反射镜焦点的光线跟其再经半球反射曲面反射回来的光线之间的空间里，同时为了保证经由半球反射曲面反射回来的光线不会从焦点之后射向上半部分反射镜，必须使从半球反射曲面的球心引向光轴的垂直直线与光轴的交点到焦点之间的距离大于球心另外一侧的从灯丝引向光轴的垂直直线与光轴的交点到球心与光轴的交点之间的最大距离，或使球心位于灯丝中心轴线或其上方。这种远光防眩车灯的制造方法，就是使灯丝直接射出的光线从焦点之前射向上半部分反射镜，即其入射光线与法线的夹角小于设定从焦点射到同一入射点的光线与法线的夹角，再用半球反射曲面将灯丝射向下半部分反射镜的会造成眩目的光线从焦点之前反射到上半部分反射镜上去，并使位于焦点之后的反射光线直接射到反射镜之外，从而消除眩目反射光线。
另外一种远光防眩前照明灯的制造方法，是将灯丝安在半球面形反射曲面里，灯丝位于焦点后侧，使其直接射出的光线从焦点之后射向下半部分反射镜，用半球面形反射曲面将灯丝射向上半部分反射镜的会造成眩目的光线从焦点之后反射到下半部分反射镜上去，并使位于焦点之前的反射光线直接射到反射镜之外，或者同时利用灯丝通过半球面形反射曲面缺口从焦点之后直接射到上半部分反射镜的光线，经反射后形成E形光形，E形光形的上边边缘与灯光测试屏幕上的H-H水平直线的最佳角度范围在48.4度以内，为了保证远光的照射高度和照射距离，用散光玻璃将射到E形光形下方区间即在灯光测试屏幕上与之位于V-V线同侧，H-H线下方区间的光线向上折射，形成Z形光形，或与E形光形一起形成E-Z混合光形，这是因为上述区间的光线在未被向上折射之前，其照射最高的光线与通过光轴的水平直线位于同一水平高度，所以用散光玻璃将其向上折射10度之内，就能使其照到相距25米远的灯光测试屏幕上时水平高出H-H线4.45米之内，形成具有优良防眩效果的Z形光形。又使车灯具有远光的照射距离和照射高度，适应高速行车的需要。
当灯丝位于焦点之前时，如前边所述的相应防眩车灯的制造方法，可以利用灯丝通过半球反射曲面缺口，从焦点之前直接射到下半部分反射镜上的光线，经反射后形成E形光形。E形光形的上边边缘与灯光测试屏幕上的H-H水平直线的最佳角度范围在48.4度以内。而且可以利用散光玻璃将射到E形光形下方区间上的即在灯光测试屏幕上与之位于V-V线的同侧，H-H线下方区间的光线向上折射形成Z形光形，其向上折射的最佳角度为10度之内，形成射到灯光测试屏幕上时水平高出H-H线4.45米之内的Z形光形，或者将E形光形与Z形光形组合，形成E-Z混合光形。以加强远光的照射强度和距离。
以上所说的防眩车灯当做成半封闭型车灯时，可以将球形灯泡玻壳的部分球面镀上反射层，用球形玻壳充当半球面形反射曲面，并使灯泡中的灯丝安装位置符合前边所述的最佳安装空间。而且用泡壳充当的半球反射曲面的特征均同全封闭型车灯中的单独制作的半球反射曲面的特征。
当灯丝位于前边所说的各种限定的最佳安装空间里时，为了防止灯丝相对部分反射镜时，由于遮挡焦点或把焦点覆盖而产生超过焦点的眩目直射光线，确定灯丝的安装位置为灯丝下边边缘位于反射镜光轴所在的水平平面或其之上，同时为防止半球反射曲面的前沿或前半部分产生超过焦点的眩目反射光线，确定半球反射曲面的安装位置为球心位于灯丝中心轴线所在的水平平面或其之上。从而使灯丝射到半球反射曲面前面下沿的位于法线上方的入射光线与法线的夹角小于法线与反射镜光轴的夹角，这样就使球面前面下沿反射回来的一次反射光线从焦点之后射到下半部分反射镜上去。
当灯丝沿着光轴安装时，为了防止灯丝射到半球反射曲面后面部分光线的反射光线射到球面前面下沿产生从焦点之前射到下半部分反射镜上的二次反射眩目光线，可以使半球反射曲面缺口的前后距离等于球面直径，灯丝位于缺口边缘里面，球心位于灯丝偏向缺口的一侧。这样只须使缺口的高度符合使灯丝射到缺口上沿的光线再反射回来的光线直接射到半球反射曲面以下空间即可消除二次反射眩目光线。
为使上述各种防眩车灯射出形成E形光形的光线，将半球面形反射曲面相对将光线反射到灯光测试屏幕H-H上边、V-V线右边(汽车若是左侧行驶则为V-V线左边)区间的这一部分反射镜的球面做有一个缺口，使灯丝射出的光线通过缺口直接射到这一部分反射镜上，经反射后形成E形光形。缺口范围为1/4个球面(不包括位于球心下面或上面的下沿或上沿)或其之内，这样利用1/4个球面(不包括球面下沿或上沿)充当半球反射曲面，并使灯丝的外边边缘与半球反射曲面的边缘对齐，或位于球面边缘的里面，同样不会产生眩目光线。
以上所述的防眩车灯的散光玻璃有着与现有技术不同的配光性能，能够适合此种防眩车灯的配光要求。其组成为用垂直通过反射镜光轴的水平直线与铅垂直线将反射镜和散光玻璃分为四个区间，其中对应反射镜向斜上方射出E形光线的区间，具有只将光线向灯光测试屏幕上的E形光线所在的V-V线同侧配光的散光玻璃;对应反射镜射出以上E形光线区间的上下方向的另外一侧的区间，具有将光线向上折射的散光玻璃;对应反射镜射出以上E形光线区间的对角的区间，具有将光线左右散射或折射的散光玻璃。
当灯丝位于焦点之后时，半球反射曲面的下边边缘位于光轴所在的水平平面或其下面;当灯丝位于焦点之前时，半球反射曲面的上边边缘位于灯丝上边边缘所在的水平平面或其之上。这样就可挡住灯丝射向会产生眩目光线的部分反射镜的光线。因为半球反射曲面的球心不一定与球面的边缘位于同一水平面上，所以半球反射曲面具有一定高度的下沿或上沿，用于将可能造成眩目的光线反射回来成为不会眩目的光线。
本发明与现有技术相比，因为找出了新的限定灯丝安装位置的限定条件。弥补了现有技术所提出的最佳安装空间仍会产生眩目光线的缺陷，所以使防眩车灯的灯丝安装位置更加准确，车灯的防眩范围更加全面，效果更好。又因为本发明车灯提出了在灯丝最佳安装空间里的灯丝最佳的安装位置，可以完全避免由于灯丝把焦点覆盖而产生超过焦点的眩目光线，无须再用不同高度的半球反射曲面下沿去遮挡这一部分光线，因而使防眩车灯的设计与制作更加简单容易。特别是本发明提出的远光防眩车灯不仅具有近光的优良防眩光形，而且可使远光保持它的照射距离和照射高度，因而更加符合夜间行车的需要，不用再将远光变为近光，降低司机劳动强度，节省灯光变换装置，增加实际照明亮度和距离，从而减少交通事故。
附图中的
图1-图6是灯丝安在焦点之后的防眩车灯的示意图;图7是灯丝安在焦点之前的防眩车灯的示意图;图8是本发明车灯的远光E-Z混合光形的示意图;图9和图10分别是灯丝安在焦点之后和焦点之前的防眩车灯的散光玻璃的配光方向示意图。
下面结合附图详细说明依据本发明提出的具体防眩车灯的细节。
根据图1所示，灯丝1的整体全都位于设定从反射镜边缘射出的过反射镜焦点2的光线3与其再经半球反射曲面4反射回来的光线5之间的空间6里。这样就可防止如图2所示的位于已有技术最佳安装空间里的灯丝但仍会从焦点之前直接射向下半部分反射镜而产生的眩目光线7。
另外，如图3所示，为了防止由于灯丝1把焦点2覆盖而产生相当从焦点之前射向下半部分反射镜的眩目光线8或经半球反射曲面前沿反射产生的从焦点之前射向下半部分反射镜的眩目光线9。因此如图4所示将灯丝1安在反射镜10的光轴11上方，并使球心12位于灯丝中心轴线的水平平面或其上方。这时灯丝前边端点不能与焦点2平齐，而必须使灯丝整体全部位于设定从反射镜边缘射出的过反射镜焦点的倾斜的光线3的后面。否则灯丝端点直接射出的光线就会超过焦点产生眩目光线。为了挡住灯丝射向上半部分反射镜而产生的眩目光线，使半球反射曲面的下边边缘位于光轴所在的水平平面或其之下。为了使灯丝射出的光线直接射向上半部分反射镜形成E形光线，在半球反射曲面上做有一个缺口13，其缺口的高低根据E形光形的角度确定。
根据图5所示，灯丝1的整体全都位于设定从反射镜边缘射出的过反射镜焦点2的光线3与其再经半球反射曲面4反射回来的光线5之间的空间里，而且灯丝1位于光轴11的上方。此时应使灯丝射到半球反射曲面前面下沿的位于连接球心12的法线14上方的入射光线15与法线的夹角16小于法线与反射镜光轴的夹角17，这样就使球面前面下沿反射回来的一次反射光线从焦点之后射到下半部分反射镜上去。
为了防止产生二次反射眩目光线，从灯丝射到缺口13上沿18的光线19的反射光线20必须直接射到半球反射曲面下方的空间。
确定与计算灯丝相对反射镜和半球反射曲面的符合以上关系的位置，只须根据设定的反射镜、半球反射曲面以及灯丝的尺寸数据即可导出。
根据图6所示，当灯丝沿着光轴安装时，灯丝1位于光轴11的上方，球心12位于灯丝偏向缺口的一侧，灯丝与半球反射曲面边缘平齐或位于边缘里面。为了防止出现杂乱反射光线，相对半球反射曲面缺口一侧后面的反射镜部分不应镀反射层。另外为了减少灯丝引线支架对光线的遮挡，可以使引线支架顺着灯丝引出半球反射曲面。
如图7所示，当灯丝位于焦点之前时，半球反射曲面位于光轴下方，灯丝1的整体全都位于设定从反射镜边缘射出的过反射镜焦点2的光线3与其再经半球反射曲面4反射回来的光线5之间的空间里，此时为了防止半球反射曲面的前半部分的反射光线从焦点之后射向上半部分反射镜而形成眩目光线，还必须限定从半球反射曲面的球心引向光轴11的垂直直线与光轴的交点到焦点之间的距离a大于球心另外一侧的从灯丝引向光轴的垂直直线与光轴的交点到球心与光轴的交点之间的最大距离b，在此a大于b2毫米以上，这样就可消除上面所说的眩目光线，另外再使灯丝的下边边缘位于反射镜光轴所在水平平面或其之上，以及使球心位于灯丝中心轴线所在的水平平面或其之上，这样就可消除灯丝直接或经反射从焦点之后射向上半部分反射镜的眩目光线。为了挡住灯丝射向下半部分反射镜所产生眩目光线，使半球反射曲面4的上边边缘位于灯丝的上边边缘所在的水平平面或其之上，为了形成E形光形，同样在半球反射曲面上做有一个缺口13。另外为了防止灯丝射向反射镜外面的光线造成眩目，可用与现有技术相同的方法，在半球反射曲面的前面安有一个挡板，用来挡住这一部分光线。
图8所示的就是此种防眩车灯的远光E形光形E和Z形光形Z的混合光形。这种光形既可以保持远光的照射距离和照射高度，又是一种优良的防眩光形。此种光形可使对面来车司机视线范围内的照度最小。
根据图9或图10所示，当防眩车灯的灯丝安在焦点之后或焦点之前时，其对应反射镜的向斜上方射出E形光线的区间，如图9或图10中的OAB区间，具有只将光线向灯光测试屏幕上的E形光线所在的V-V线的同侧配光的散光玻璃;对应反射镜射出以上E形光线区间的上下方向的另外一侧的区间，如图9或图10中的OBC区间，具有将光线向上折射的散光玻璃;对应反射镜射出以上E形光线区间的对角的区间，如图9或图10中的OCD区间，具有将光线左右散射或折射的散光玻璃。这样就可保证远光防眩车灯实现具有远光照射距离和照射高度的E-Z混合防眩光形。
权利要求
1.汽车远光防眩前照明灯，包括光源，反射镜，散光玻璃及一个半球面形反射曲面，其灯丝位于半球面里，反射镜的焦点之后，半球面形反射曲面位于光轴上方，其特征为(1)灯丝的下边边缘位于反射镜光轴所在的水平平面或其上方空间；(2)灯丝整体全都位于设定从反射镜边缘射出的过反射镜焦点的光线跟其再经半球反射曲面反射回来的光线之间的空间里。
2.汽车远光防眩前照明灯的制造方法，将灯丝安在半球反射曲面里，灯丝位于反射镜的焦点之后，半球反射曲面位于光轴上方，用半球面形反射曲面将灯丝射向上半部分反射镜的会造成眩目的光线反射回来，其特征为灯丝直接射出的或经半球面形反射曲面反射回来的射到下半部分反射镜上的光线与法线的夹角大于设定从反射镜焦点射到同一入射点的光线与法线的夹角。
3.汽车远光防眩前照明灯，包括光源，反射镜，散光玻璃及一个半球面形反射曲面，其灯丝位于半球面里，其特征为(1)灯丝位于反射镜焦点之前，半球反射曲面位于光轴下方;(2)灯丝的下边边缘位于反射镜光轴所在的水平平面或其上方空间;(3)灯丝整体全都位于设定从反射镜边缘射出的过反射镜焦点的光线跟其再经半球反射曲面反射回来的光线之间的空间里;(4)从半球反射曲面的球心引向光轴的垂直直线与光轴的交点到焦点之间的距离大于球心另外一侧的从灯丝引向光轴的垂直直线与光轴的交点到球心与光轴的交点之间的最大距离。
4.汽车远光防眩前照明灯的制造方法，其特征为将灯丝安在半球反射曲面里，灯丝位于焦点前侧，半球反射曲面位于光轴下方，用半球反射曲面将灯丝射向下半部分反射镜的会造成眩目的光线反射回来，使灯丝直接射出的或经半球面形反射曲面反射回来的射到上半部分反射镜上的光线与法线的夹角小于设定从反射镜焦点射到同一入射点的光线与法线的夹角。
5.根据权利要求2所述的车灯的制造方法，其特征为(1)利用灯丝通过半球面形反射曲面的缺口从焦点之后直接射到上半部分反射镜上的光线，经反射后形成E形光形;或(2)用散光玻璃将射到E形光形下方区间即在灯光测试屏幕上与之位于V-V线同侧，H-H线下方区间的光线向上折射形成Z形光形，或与E形光形一起形成E-Z混合光形。
6.根据权利要求4所述的车灯的制造方法，其特征为(1)利用灯丝通过半球面形反射曲面的缺口从焦点之前直接射到下半部分反射镜上的光线，经反射后形成E形光形;或(2)用散光玻璃将射到E形光形下方区间即在灯光测试屏幕上与之位于V-V线同侧，H-H线下方区间的光线向上折射形成Z形光形，或与E形光形一起形成E-Z混合光形。
7.根据权利要求1或3所述的车灯，其特征为球形灯泡玻壳的部分球面是镀有反射层的反射曲面。
8.根据权利要求1或3所述的车灯，其特征为半球反射曲面的球心位于灯丝中心轴线所在的水平平面或其之上。
9.根据权利要求1或3所述的车灯，其特征为半球反射曲面有一缺口。
10.根据权利要求1或3所述的车灯，其特征为垂直通过反射镜光轴的水平直线与铅垂直线将反射镜和散光玻璃分为四个区间中的(1)对应反射镜向斜上方射出E形光线的区间，具有只将光线向灯光测试屏幕上的E形光线所在的V-V线同侧配光的散光玻璃;或(2)对应反射镜射出以上E形光线区间的上下方向的另外一侧的区间，具有将光线向上折射的散光玻璃;或(3)对应反射镜射出以上E形光线区间的对角的区间，具有将光线左右散射或折射的散光玻璃。
全文摘要
汽车远光防眩前照明灯，涉及一种机动车辆照明用的车灯，其技术特征是将灯丝安在一个不会造成眩目反射光线的灯丝最佳安装空间，其照射光形具有近光的优良防眩光形E——Z混合光形，而且具有远光的照射距离和照射高度，可使对面来车司机视线范围内的照度最小。
文档编号B60Q1/04GK1055148SQ90101610
公开日1991年10月9日 申请日期1990年3月26日 优先权日1990年3月26日
发明者李建民 申请人:李建民