本发明是一双曲面反射器汽车照明装置,特别是以某线为界控制照明范围的汽车照明装置。 现有以某一线为界控制照明范围的汽车防眩灯均是以水平线方向防眩。目前有些汽车上,使用的以1/4圆球面做辅助反射器(即遮光体)的防眩灯和日本专利公告昭56-30212的防眩灯是以水平线方向防眩。由于它们使用圆球面或圆柱面做辅助反射器,同时又有两组灯丝,对于在圆心位置上的灯丝,辅助反射器能将光反射回灯丝处,对于另一灯丝的光的反射就不能达到其灯丝处,即不能保持灯丝单光源性。仅以水平线方向防眩的灯照明距离受限,在大小不同的车会车时和在起伏不平的道路行驶时难于保证防眩效果。
本发明的目的是:克服现有装置的缺点,获得一种按水平线和垂直线划分象限,即类似函数图象的象限进行分象限照明的装置。其作用效果是以垂直线和水平线控制照明范围来实现避免给来车司机产生直接照射。在能理想地解决夜晚会车眩目问题的同时能为自己提供较远的照明距离,适用于各型号汽车在各种路段情况下会车。
以水平线和相交的垂直线把某一范围划分如函数图象的四个象限。右上为第一象限,左上为第二象限,左下为第三象限,右下为第四象限。上述目的可以这样达到,四只灯分左、右侧灯组,每侧灯组两只灯照射一范围,每侧灯组中的左侧灯照射第四象限和第一象限加第四象限;每侧灯组中的右侧灯照射第三象限和第二象限加第三象限。左侧灯组地第一象限和第四象限与右侧灯组的第二象限和第三象限重叠。八只按键开关控制四只灯的八组灯丝,开关的排列与所控制的灯丝的照射象限位置相对应。控制照射第一象限加第四象限或第二象限加第三象限的开关排列在上一排。
本发明的其他结构是:主反射器为非标准方程双曲面,曲线由一个连续变化的C做出,双曲面对焦点上光源反射的发散角外侧缘与焦点放射线之间的夹角相等即外侧等发散角。主反射器双曲线方程是:
①x2/a2-y2/(c2-a2)=1
②C=C1+〔y2+(c1- x )2-(c1-a ) 〕*R]]>
*y2+(c1-x)2/(c1-a)*y]]>的反射器。
双曲面正面形状为与焦点四锥体放射线对称相切的形状,近似矩形。这样在焦点上圆球形灯丝发出的光经双曲面反射其投影呈矩形。辅助反射器由向后反射镜组成。折射率为2的圆玻璃球或圆玻璃纤维以过灯丝中心的线为轴环绕组成辅助反射器,这样使光线反射回到发出的光源处。辅助反射器遮挡光源照射主反射器以外的空间。辅助反射器下部有一小口,光源可由此直接照射前下方。光源灯丝为两组圆球状灯丝,一组位于焦点C1上,为近距离照明灯丝即照射第三象限或第四象限。一组位于C1正下方某一点,为远距离照明灯丝即照射第一象限加第四象限或第二象限加第三象限。控制开关为连按自动关闭式键盘开关(单键盘按键式电视电源开关),每只键盘(透明、半透明材料制成)内装有发光显示元件。发光显示元件发光二极管装在键盘内与限流分压电阻串联后再与一组灯丝并联来显示一组灯丝的工作状态。
本装置与现有装置相比有各种优点。本装置的部件数与现有装置基本相等。本装置能同时以水平线和垂直线(二条垂直线)为界控制照明范围,这样不仅能在水平线方向避免直接照射来车司机,在水平线方向不能达到上述目的时可以在垂直线方向避免直接照射来车司机。特别是在地形复杂的路段和不同型号汽车(如小轿车与大卡车)会车时更能显示本装置的优点。以垂直线为界控制照明还能为自己提供远距离照明,这样就不需要因照明灯的关闭或照明距离短使车减速,从而节约汽油,减少汽车部件损耗和减轻司机劳动。在城市路段行驶时控制来方路段的照射或在水平线以下照射还能为来方行人特别是骑车人带来安全。
下面通过一实施例附图说明本发明。
图1是本发明装置电路结构及工作示意图。
图2是灯的结构侧面示意图。
图3是灯的正面结构示意图。
图4是灯的非标准双曲线方程推导及功能原理解释图。
图1中的(1)(2)(3)(4)是本装置的四只灯。四只灯可同一水平排列安装。也可以灯(1)与灯(2),灯(3)与灯(4)上下排列安装,灯(1)和灯(2)为左侧灯组,灯(3)和灯(4)为右侧灯组。每侧灯组各照射一区域,以过灯(1)和灯(2)之间的垂直线为Y轴,相交垂直Y轴的某一水平线为X轴,把左侧灯组的照射区域划分为如函数图象的四个象限。Y轴灯(2)一侧的X轴以上为第一象限,X轴以下为第四象限,Y轴灯(1)一侧的X轴以上为第二象限,X轴以下为第三象限。右侧灯组的照射区域象限划分与左侧相同。左侧灯组的第一和第四象限与右侧灯组的第二和第三象限重叠。会车时为了使在左侧灯组照射区域的第二和第三象限关闭时第一和第四象限能给汽车更宽一点的照射范围和显示给来车更符合车身的标志,由灯(1)照射左侧灯组照射区域的第四象限和第一加第四象限,灯(2)照射第三象限和第二加第三象限。右侧灯组类似,灯(3)照射第四象限和第一加第四象限,灯(4)照射第三象限和第二加第三象限。另一方案是灯(1)与灯(2)对换安装,灯(3)与灯(4)对换安装,每只灯照射的象限同前述不变。第三和第四象限照射区域的上位线X轴可达到车前20米左右。a1是灯(1)的照射角,a2a3a4分别是灯(2)灯(3)灯(4)的照射角。
本装置的灯控制开关由图1中的(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)八只连按自动关闭键盘开关组成(八只单键盘电视电源开关)控制四只灯的单象限或双象限范围照射的八组灯丝。图2中的(20)(21)为每只灯的两组灯丝,灯丝(20)照射第三或第四象限,灯丝(21)照射第二加第三象限或第一加第四象限。灯丝(21)也可设计为只照射第二象限或第一象限。(10)(11)(12)(13)各控制每只灯的(21),排列在上一排;(14)(15)(16)(17)各控制每只灯的灯丝(20),排列在下一排。控制开关的排列与照明象限的排列相对应。八只开关的键盘由透明或半透明塑料做成,内装有发光二极管(8),(8)和限流分压电阻(7)串联,再与灯(2)中的灯丝(21)并联。灯(1)灯(3)灯(4)中的灯丝(20)和(21)、灯(2)中的(20)与发光二极管和限流分压电阻的连接同灯(2)中的(21)与(8)和(7)的连接相同。另一种连接方法是:(7)和(8)并联再与灯(2)的(21)串联,其他灯连接相同。灯控制开关也可以由四只四位拔动式开关组成。四位按从上至下排列。第一位控制灯丝(20)和(21);第二位控制灯丝(21)(在灯丝(21)只可照射第一象限或第二象限时不要此位,后面的第三位和第四位各向上移一位);第三位控制灯丝(20);第四位为截断灯丝电源电路位。开关的左右排列与键盘开关的左右排列相同。在每只拨动式开关左侧从上至下与四个开关位对应安装四只发光二极管来显示四个位的工作状态。键盘开关或拨动式开关也可装置音响发生器与发光二极管同时显示。在键盘开关旁可增设八只键盘的总开关和处在工作态键盘的总开关及小灯和转弯灯开关。
见图(2)图(3)。灯(1)(2)(3)(4)均各有一个双曲面主反射器(18),一各向后反射镜组成的辅助反射器(19)和双组圆球形灯丝(20)和(21)及配光透镜(23)。本双曲面是一个非标准方程双曲面。标准方程双曲面由于存在双曲面上各点对光源反射的不同发散角a6,一个与焦点c2的四锥体放射线c2A等线对称相切,正面呈近矩形((24)为其侧缘)的双曲面对焦点c1上的光源反射其投影不能呈矩形。参见图4。在标准方程双曲线中,灯丝放在焦点c1上,随着Y绝对值不断增大,双曲线上某一点p1对光源的发散角a6逐渐缩小,发散角外侧缘p1B与放射线c2A的夹角a5也逐渐缩小。矩形双曲面在四只角部Y绝对值越大,a5越小,其反射光投影呈角部萎缩的矩形。本非标准双曲线方程是一个发散角外侧缘p1B与双曲线焦点c2的放射线c2A之间的夹角a5等角的方程,即外侧等发散角方程。为了使双曲线上每一点对在c1,位的光源反射的夹角a5相等,随着Y绝对值增大,做出变数X值的c数也是一连续增大的数。使曲线上某一点p1分别与c1和做出p1的c的连线之间的夹角等于在Y=0时po点的1/2发散角ao/2与p1点的1/2发散角a6/2的之差。线p1c1与线p1c在过c1点之间的距离约等于c1E=[y2+(c1- x )2-(c1- a)]]>]*R/(c1-a)主在X轴上的投影长为线段c1c=[y2+(c1-x)2]]>-(c1-a)]*R*/(c1-a)*y非标准双曲线方程是:①X2/a2-y2/(c2-a2)=1②c=c1+[-(c1-a)]*R*/(c1-a)*y外侧等发散角非标准双曲线方程矩形主反射器可使焦点上圆球形灯丝发出的光的反射投影呈矩形,对在焦点正上和正下位置上的灯丝的光反射呈近矩形,位置越靠近焦点投影越近矩形。
灯丝(20)和(21)是灯(1)(2)(3)(4)中的两组圆球形灯丝,见图(2)。灯丝(20)是安装于双曲面焦点c1上,灯丝(21)安装于(20)正下方某一距离处。两灯丝间的距离和近矩形双曲面上、下边缘离曲面中心轴的距离及灯丝直径决定了两灯丝各发出的光经曲面反射形成的光束之间的夹角。灯丝(20)最远照明距离为车前20米左右,为近距离照明灯丝;灯丝(21)或和(20)共同起远距离照明作用。灯丝(21)也可安装于(20)正上方某一距离处。这样灯丝(21)将成为近距离照明灯丝,灯丝(20)成为远距离照明灯丝或和(21)共同起远距离照明作用。每只灯内也可安装两组以上的灯丝(如果是玻璃纤维辅助反射器,灯丝要在一条直线上),这样就有一个以上的不同的近距离照明。
辅助反射器(19)由折射率为2的圆玻璃球向后反射镜组成,也可由圆玻璃纤维组成。利用折射率为2,焦点在圆的边缘上的向后反射原理(包括折射)。圆玻璃纤维以过灯丝(20)(21)中心的连线为轴环绕排列形成辅助反射器(19),(19)在垂直方向利用向后反射作用,在水平方向利用圆反射镜原理作用,这样灯丝(20)(21)发出的光各自回到(20)(21)处。辅助反射器(19)遮挡光源(20)(21)照射主反射器(18)以外的空间。圆玻璃球排列成辅助反射器(19)。在(19)下部有一小孔(22),灯丝(20)(21)可直接通过(22)照射主反射器(18)照射区域以下至车前一定范围的区域。(19)内面可镀增透膜,外面可镀银或铝反射膜。辅助反射器(19)也可由三角棱镜向后反射镜组成。
主反射器(18)发出的矩形光束倾斜照射车前,远处照射宽,近处照射窄。配光透镜(23)可使主反射器的光束向下和向近车前两侧折射,消除车前暗影区,使光照分布均匀。图1中的(5)是电源;(6)是接地;(9)是开关电路接通点。(24)是主反射器侧边缘;R是灯丝半径。