RU2094255C1 - Фара транспортного средства проектного типа - Google Patents
Фара транспортного средства проектного типа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2094255C1 RU2094255C1 RU94041942A RU94041942A RU2094255C1 RU 2094255 C1 RU2094255 C1 RU 2094255C1 RU 94041942 A RU94041942 A RU 94041942A RU 94041942 A RU94041942 A RU 94041942A RU 2094255 C1 RU2094255 C1 RU 2094255C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reflector
- eccentricity
- ellipse
- headlight
- screen
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к светотехнике, а именно к фарам транспортного средства проекторного типа. Фара содержит вогнутый отражатель со сложной формой в виде совокупности сопряженных секторов эллипсоидов с общим для всех меридиональных сечений положением внутреннего фокуса и общей вершиной, поверхности которых описываются уравнениями:
где
источник света с цилиндрическим телом накала, экран, частично пропускающий свет или светящийся отраженным светом, имеющий кромку, форма которой определяет форму светотеневой границы пучка фары, и двояковыпуклую линзу, формирующую изображение экрана во внешнем пространстве и световой пучок фары. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
где
источник света с цилиндрическим телом накала, экран, частично пропускающий свет или светящийся отраженным светом, имеющий кромку, форма которой определяет форму светотеневой границы пучка фары, и двояковыпуклую линзу, формирующую изображение экрана во внешнем пространстве и световой пучок фары. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Изобретение относится к светотехнике, а более конкретно к конструкции автомобильных фар проекторного типа.
Известна автомобильная фара, содержащая вогнутый отражатель, источник света с цилиндрическим телом накала, расположенным вдоль и несколько ниже оптической оси отражателя и смещенным в сторону его горловины, экран с расположенной вблизи фокуса линзы кромкой, форма которой определяет форму светотеневой границы пучка фары, и линзу, формирующую изображение экрана во внешнем пространстве. Отражатель фары имеет сложную, но гладкую, без разрывов поверхность, состоящую из верхней и нижней частей. Вертикальные сечения верхней и нижней частей отражателя имеют форму эллипсов, а горизонтальные сечения имеют вначале форму эллипсов, а затем плавно переходят в параболы, оптические оси которых составляют угол с оптической осью системы. Кривые, получающиеся во всех меридиональных сечениях, имеют общую вершину и общий первый фокус. Линза является плосковыпуклой, и поэтому обладает достаточно высокими сферической и хроматической аберрациями. Для устранения негативных влияний аберраций часть линзы вверху и внизу перекрыта непрозрачными дополнительными экранами (патент Чехословакии N 275184, F 21 M 3/08, 1980).
Недостатки такого технического решения заключаются в том, что световой поток равномерно распределен в достаточно большом телесном угле, что не позволяет обеспечить высокой концентрации света в средней зоне пучка. Плосковыпуклая линза обладает сравнительно большим фокусным расстоянием, а значит невысокой светосилой. Все это приводит к увеличению глубины фары в целом, что также, как правило, нежелательно. Вынужденное экранирование линзы для уменьшения влияния сферической и хроматической аберраций снижает интенсивность светового пучка во всех направлениях.
Ближайшим аналогом предложенного является фара транспортного средства проекторного типа, содержащая вогнутый отражатель с общим для всех меридиональных сечений положением внутреннего фокуса и общей вершиной, выполненный из двух частей, в верхней части которого эксцентриситет эллипсов возрастает от вертикального сечения к горизонтальному сечению, а нижняя часть выполнена с сектором, имеющим форму эллипсоида вращения, источник света с цилиндрическим телом накала, расположенным вдоль и ниже оптической оси отражателя и смещенным в сторону его горловины, линзу и экран с кромкой, расположенной вблизи фокуса линзы и определяющей своей формой форму светотеневой границы пучка света фары (DE, патент ФРГ N 3305347, F 21 M 3/08, 1984).
Недостатком такой конструкции является то, что поверхность отражателя имеет разрывы в местах перехода от эллипсоида вращения к эллипсоиду с переменным эксцентриситетом. Такой отражатель нетехнологичен, его невозможно изготовить методом штамповки из металлического листа, а можно лишь отлить из термостойкой пластмассы.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении качества освещения путем создания фары с пучком света интенсивным в центре и достаточно широким в горизонтальном сечении, в повышении технологичности изделия, благодаря выполнению поверхности отражателя без разрывов, а также в снижении глубины фары за счет использования двояковыпуклой линзы с меньшим фокусным расстоянием.
Поставленная цель достигается тем, что в фаре транспортного средства проекторного типа, содержащей вогнутый отражатель с общим для всех меридиональных сечений положением внутреннего фокуса и общей вершиной, выполненной из двух частей, в верхней части которого эксцентриситет эллипсов возрастает от вертикального сечения к горизонтальному сечению, а нижняя часть выполнена с сектором, имеющим форму эллипсоида вращения, источник света с цилиндрическим телом накала, расположенным вдоль и ниже оптической оси отражателя и смещенным в сторону его горловины, линзу и экран с кромкой, расположенной вблизи фокуса линзы и определяющей своей формой форму светотеневой границы пучка света фары, поверхность отражателя выполнена в виде совокупности сопряженных секторов эллипсоидов, описываемых уравнениями:
где
rΦψ величина радиуса-вектора, соединяющего фокальную точку с точкой на поверхности отражателя; f фокусное расстояние отражателя; v и ψ полярный и азимутальный углы, характеризующие положение точки поверхности отражателя в сферической системе координат с центром в фокальной точке; x, y, z - координаты точки поверхности отражателя в прямоугольной системе координат с центром в вершине отражателя; en эксцентриситет эллипса в горизонтальном сечении; εv эксцентриситет эллипса в вертикальном сечении; εψ - эксцентриситет эллипса в меридиональном сечении, характеризуемом азимутальным углом j. При этом эксцентриситеты эллипсов в вертикальном сечении для верхней и нижней частей отражателя различны, а для сопряжений верхней части отражателя с переменным эксцентриситетом и нижней с сектором, имеющим форму эллипсоида вращения, используются секторы с поверхностями, в которых эксцентриситет в вертикальном сечении определяется условием
где β угол между вертикальной плоскостью и меридиональной плоскостью ограничивающей снизу сопрягающий сектор;
en эксцентриситет эллипса в горизонтальном сечении верхней части отражателя;
эксцентриситет эллипса в вертикальном сечении нижнего сектора, имеющего форму эллипсоида вращения,
а также тем, что экран выполнен частично светопропускающим с коэффициентом пропускания τ 0,01, а часть экрана выполнена светящейся отраженным светом со стороны, обращенной к линзе, экран выполнен из тонкой металлической пластины с большим числом равномерно расположенных отверстий малого диаметра и "молочного" стекла и тем, что верхняя часть отражателя выполнена с поверхностью, вертикальное сечение которой представляет собой профиль в виде эллипса с постоянным эксцентриситетом на начальном участке и с возрастающим на периферии для смещения внешнего фокуса за кромку экрана.
где
rΦψ величина радиуса-вектора, соединяющего фокальную точку с точкой на поверхности отражателя; f фокусное расстояние отражателя; v и ψ полярный и азимутальный углы, характеризующие положение точки поверхности отражателя в сферической системе координат с центром в фокальной точке; x, y, z - координаты точки поверхности отражателя в прямоугольной системе координат с центром в вершине отражателя; en эксцентриситет эллипса в горизонтальном сечении; εv эксцентриситет эллипса в вертикальном сечении; εψ - эксцентриситет эллипса в меридиональном сечении, характеризуемом азимутальным углом j. При этом эксцентриситеты эллипсов в вертикальном сечении для верхней и нижней частей отражателя различны, а для сопряжений верхней части отражателя с переменным эксцентриситетом и нижней с сектором, имеющим форму эллипсоида вращения, используются секторы с поверхностями, в которых эксцентриситет в вертикальном сечении определяется условием
где β угол между вертикальной плоскостью и меридиональной плоскостью ограничивающей снизу сопрягающий сектор;
en эксцентриситет эллипса в горизонтальном сечении верхней части отражателя;
эксцентриситет эллипса в вертикальном сечении нижнего сектора, имеющего форму эллипсоида вращения,
а также тем, что экран выполнен частично светопропускающим с коэффициентом пропускания τ 0,01, а часть экрана выполнена светящейся отраженным светом со стороны, обращенной к линзе, экран выполнен из тонкой металлической пластины с большим числом равномерно расположенных отверстий малого диаметра и "молочного" стекла и тем, что верхняя часть отражателя выполнена с поверхностью, вертикальное сечение которой представляет собой профиль в виде эллипса с постоянным эксцентриситетом на начальном участке и с возрастающим на периферии для смещения внешнего фокуса за кромку экрана.
На фиг.1 показаны прямоугольная и сферическая системы координат, в которых задается поверхность отражателя; на фиг.2 схематично изображено вертикальное сечение фары; на фиг.3 схематично изображено горизонтальное сечение фары; на фиг. 4 схематично изображен вид спереди отражателя фары; на фиг.5 схематично изображено профильное сечение фары, а также вид сверху и фронтальный вид экрана; на фиг.6 схематично изображено профильное сечение фары, а также вид сверху экрана.
Фара транспортного средства содержит источник света (например, лампу накаливания) с телом накала 1, отражатель 2, экран 3 и линзу-объектив 4.
В описываемой конструкции тело накала представляет собой свитый из спирали цилиндр, ось которого параллельна оптической оси OZ и смещена вниз на расстояние, равное радиусу основания цилиндра, а центр цилиндра смещен из фокуса отражателя в сторону горловины на величину, не превышающую треть длины тела накала. Такое смещение необходимо для того, чтобы большая часть светового потока проходила над диафрагмой 3 и для расширения светового пучка.
Отражатель 2 (фиг. 4) состоит из четырех секторов 5, 6, 7 и 8. Секторы условно ограничены меридиональными плоскостями XOZ, X'OZ, TOZ и SOZ. При этом плоскости TOZ и SOZ составляют с вертикальной плоскостью ZOY' равные углы.
Форма отражающей поверхности сектора 8 является эллипсоидом и описывается уравнением 1, в котором выбор фокусного расстояния определяется заданными габаритными размерами отражателя и стремлением захватить как можно больший световой поток. Эксцентриситет эллипса в вертикальном сечении выбирается таким, чтобы положение внешнего фокуса приходилось на кромку экрана 3 и при этом относительное отверстие отражателя в этом сечении (отношение высоты к расстоянию от плоскости среза до внешнего фокуса) было бы несколько меньше относительного отверстия линзы-объектива (на величину углового размера элементарного отображения тела накала). В этом случае световой пучок в вертикальном сечении не виньетируется линзой. Эксцентриситет эллипса в горизонтальном сечении выбирается таким, чтобы обеспечить заданную ширину пучка, при этом точка внешнего фокуса располагается между экраном 3 и линзой 4.
Форма отражающей поверхности сектора 5 является эллипсоидом вращения и описывается уравнением 1, в котором εv = εn. В вертикальном сечении этого сектора образуется эллипс с эксцентриситетом, отличным от эксцентриситета верхней части отражателя. Эксцентриситет выбирается таким, чтобы положение внешнего фокуса эллипса было на 5-8 мм ближе экрана 3, при этом большая часть отраженного сектором светового потока проходит над экраном 3 и попадает на линзу.
Секторы 6 и 7 осуществляют плавный без разрывов переход между секторами 8 и 5. Форма отражающих поверхностей секторов 6 и 7 также описывается уравнением 1, в котором (то есть равен эксцентриситету горизонтального сечения сектора 8), а определяется выражением
,
где β угол между меридиональными плоскостями TOZ и Y'OZ, и между SOZ и Y'OZ.
,
где β угол между меридиональными плоскостями TOZ и Y'OZ, и между SOZ и Y'OZ.
Экран 3 (фиг.5) может содержать первый слой 9 (по ходу лучей) выполнен из тонкой металлической пластины с большим числом равномерно расположенных отверстий 9 очень малого диаметра (приблизительно 0,5 мм), а второй 10 из "молочного" стекла. Плотность отверстий и пропускание "молочного" стекла подбираются таким образом, чтобы общий световой коэффициент пропускания экрана составлял приблизительно 0,01. Экран 3 (фиг.6) может представлять собой конструкцию, состоящую из двух основных элементов: непосредственно экрана 11 с кромкой, формирующей светотеневую границу, и "козырька" 12, расположенного за кромкой и светящего отраженным светом. Для освещения "козырька" 12 верхняя часть отражателя 2 выполняется таким образом, чтобы в вертикальном сечении эллиптический профиль на начальном участке характеризовался постоянным эксцентриситетом, а на периферии эксцентриситет возрастал так, чтобы положение внешнего фокуса эллипса смещалось за кромку экрана, и тем самым обеспечивалось бы освещение козырька. Необходимо отметить, что в обоих вариантах профиль кромки экрана 11 в горизонтальном сечении соответствует форме горизонтального сечения каустики линзы.
Линза-объектив 4 выполнена двояковыпуклой, при этом первая поверхность линзы (по ходу лучей) является сферической, а вторая асферической.
Claims (5)
1. Фара транспортного средства проекторного типа, содержащая вогнутый отражатель с общим для всех меридиональных сечений положением внутреннего фокуса и общей вершиной, выполненной из двух частей, в верхней части которого эксцентриситет эллипсов возрастает от вертикального к горизонтальному сечению, а нижняя часть выполнена с сектором, имеющим форму эллипсоида вращения, источник света с цилиндрическим телом накала, расположенным вдоль и ниже оптической оси отражателя и смещенным в сторону его горловины, линзу и экран с кромкой, расположенной вблизи фокуса линзы и определяющей своей формой форму светотеневой границы пучка света фары, отличающаяся тем, что поверхность отражателя выполнена в виде совокупности сопряженных секторов эллипсоидов, описываемых уравнениями
где εψ = εnεv/(εvsin2ψ + εncos2ψ);
x = -rΦψsinΦsinψ;
y = rΦψsinΦcosψ;
z = f-rΦψcosΦ;
rΦψ- величина радиуса-вектора, соединяющего фокальную точку с точкой на поверхности отражателя;
f фокусное расстояние отражателя;
v и ψ- полярный и азимутальный углы, характеризующие положение точки на поверхности отражателя в сферической системе координат с центром в фокальной точке;
x, y, z координаты точки поверхности отражателя в прямоугольной системе координат с центром в вершине отражателя;
εn- эксцентриситет эллипса в горизонтальном сечении;
εv- эксцентриситет эллипса в вертикальном сечении;
εψ- эксцентриситет эллипса в меридиональном сечении, характеризуемом азимутальным углом j.
2. Фара по п.1, отличающаяся тем, что эксцентриситеты эллипсов в вертикальном сечении для верхней и нижней частей отражателя различны.
где εψ = εnεv/(εvsin2ψ + εncos2ψ);
x = -rΦψsinΦsinψ;
y = rΦψsinΦcosψ;
z = f-rΦψcosΦ;
rΦψ- величина радиуса-вектора, соединяющего фокальную точку с точкой на поверхности отражателя;
f фокусное расстояние отражателя;
v и ψ- полярный и азимутальный углы, характеризующие положение точки на поверхности отражателя в сферической системе координат с центром в фокальной точке;
x, y, z координаты точки поверхности отражателя в прямоугольной системе координат с центром в вершине отражателя;
εn- эксцентриситет эллипса в горизонтальном сечении;
εv- эксцентриситет эллипса в вертикальном сечении;
εψ- эксцентриситет эллипса в меридиональном сечении, характеризуемом азимутальным углом j.
2. Фара по п.1, отличающаяся тем, что эксцентриситеты эллипсов в вертикальном сечении для верхней и нижней частей отражателя различны.
3. Фара по п.1, отличающаяся тем, что для сопряжения верхней части отражателя с переменным эксцентриситетом и нижней с сектором, имеющим форму эллипсоида вращения, используются секторы с поверхностями, в которых эксцентриситет в вертикальном сечении определяется условием
где β - угол между вертикальной плоскостью и меридиональной плоскостью, ограничивающей снизу сопрягающий сектор;
εn- эксцентриситет эллипса в горизонтальном сечении верхней части отражателя;
эксцентриситет эллипса в вертикальном сечении нижнего сектора, имеющего форму эллипсоида вращения.
где β - угол между вертикальной плоскостью и меридиональной плоскостью, ограничивающей снизу сопрягающий сектор;
εn- эксцентриситет эллипса в горизонтальном сечении верхней части отражателя;
эксцентриситет эллипса в вертикальном сечении нижнего сектора, имеющего форму эллипсоида вращения.
4. Фара по п.1, отличающаяся тем, что экран выполнен частично светопропускающим с коэффициентом пропускания τ = 0,01.
5. Фара по п.1, отличающаяся тем, что часть экрана выполнена светящейся отраженным светом со стороны, обращенной к линзе.
5. Фара по п.1, отличающаяся тем, что часть экрана выполнена светящейся отраженным светом со стороны, обращенной к линзе.
6. Фара по п.1, отличающаяся тем, что экран выполнен из тонкой металлической пластины с большим числом равномерно расположенных отверстий малого диаметра и "молочного" стекла.
7. Фара по п.1, отличающаяся тем, что верхняя часть отражателя выполнена с поверхностью, вертикальное сечение которой представляет собой профиль в виде эллипса с постоянным эксцентриситетом на начальном участке и с возрастающим на периферии для смещения внешнего фокуса за кромку экрана.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94041942A RU2094255C1 (ru) | 1994-11-23 | 1994-11-23 | Фара транспортного средства проектного типа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94041942A RU2094255C1 (ru) | 1994-11-23 | 1994-11-23 | Фара транспортного средства проектного типа |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94041942A RU94041942A (ru) | 1996-09-20 |
RU2094255C1 true RU2094255C1 (ru) | 1997-10-27 |
Family
ID=20162556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94041942A RU2094255C1 (ru) | 1994-11-23 | 1994-11-23 | Фара транспортного средства проектного типа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2094255C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018135968A1 (ru) * | 2017-01-23 | 2018-07-26 | Общество С Огранчиенной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Лосев" | Модуль фары |
RU184104U1 (ru) * | 2017-03-07 | 2018-10-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт промышленной экологии Уральского отделения Российской академии наук | Осветительный прибор со сферопараболоидным рефлектором и линзой |
RU2694190C1 (ru) * | 2017-09-07 | 2019-07-10 | Лекстар Электроникс Корпорэйшн | Фара транспортного средства в сборе |
RU2749622C1 (ru) * | 2020-09-16 | 2021-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное предприятие «Лосев» (ООО «НПП «Лосев») | Модуль фары ближнего света |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU167507U1 (ru) * | 2015-11-09 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт промышленной экологии Уральского отделения Российской академии наук | Осветительный прибор со сферопараболическим рефлектором |
-
1994
- 1994-11-23 RU RU94041942A patent/RU2094255C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент Чехословакии N 275194, кл. F 21 M 3/08, 1980. 2. Патент ФРГ N 3305347, кл. F 21 M 3/08, 1984. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018135968A1 (ru) * | 2017-01-23 | 2018-07-26 | Общество С Огранчиенной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Лосев" | Модуль фары |
RU2720480C1 (ru) * | 2017-01-23 | 2020-04-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Лосев" | Модуль фары |
RU184104U1 (ru) * | 2017-03-07 | 2018-10-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт промышленной экологии Уральского отделения Российской академии наук | Осветительный прибор со сферопараболоидным рефлектором и линзой |
RU2694190C1 (ru) * | 2017-09-07 | 2019-07-10 | Лекстар Электроникс Корпорэйшн | Фара транспортного средства в сборе |
RU2749622C1 (ru) * | 2020-09-16 | 2021-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное предприятие «Лосев» (ООО «НПП «Лосев») | Модуль фары ближнего света |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94041942A (ru) | 1996-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2548150B2 (ja) | 車両用照明装置 | |
JP3005954B2 (ja) | 灯 具 | |
JP2024010219A (ja) | 集光器の被照射面を映し出す発光モジュール | |
US4517630A (en) | Motor vehicle headlight with condensing lens and diaphragm | |
US4800467A (en) | Dimmed headlight, particularly for motor vehicles | |
JP3005955B2 (ja) | 灯 具 | |
JP3017195B1 (ja) | 灯 具 | |
US20070236950A1 (en) | Headlight assembly having strongly trained cut-off | |
US7645061B2 (en) | Headlight assembly | |
JPS6215701A (ja) | 自動車のすれ違いビ−ム又は霧灯用投光器 | |
JPH11339505A (ja) | 灯 具 | |
CN1122773C (zh) | 具有可变辐照角的聚光灯 | |
US5681104A (en) | Mini-projector beam headlamps | |
US6700316B2 (en) | Projector type lamp | |
EP0509679A2 (en) | Vehicle Lamp | |
JPS597161B2 (ja) | 自動車ヘツドランプ | |
RU2094255C1 (ru) | Фара транспортного средства проектного типа | |
US1598044A (en) | Headlamp | |
US3317772A (en) | Headlight arrangement for automotive vehicles including a reflector and a light shield means | |
KR910012594A (ko) | 램프 조립체 | |
US2106995A (en) | Headlight | |
JP2005078923A (ja) | プロジェクター灯具 | |
JPH10199306A (ja) | プロジェクタ型ランプ | |
US1902321A (en) | Nonglare reflector | |
RU2052707C1 (ru) | Автомобильная фара |