ОДНОРЕЖИМНАЯ ФАРА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1994 года по МПК F21M3/00 

Изобретение относится к транспортной светотехнике, а более конкретно к устройствам внешнего освещения транспортных средств, к методам формирования различных режимов освещения.

Известны конструкции фар различного назначения для транспортных средств, построенные на проекторном принципе формирования светового пучка [1].

Конструкции таких фар содержат эллипсоидный отражатель, источник света с телом накала, размещенным в одном из фокусов отражателя, экран с конфигурацией, совпадающей по форме с границами создаваемого фарой светораспределения, установленный во втором фокусе отражателя, и рассеиватель, выполненный в виде конденсорной линзы, фокальная плоскость которой также совпадает со второй фокальной плоскостью отражателя.

Основным недостатком фар с подобным принципом формирования светового пучка является относительно низкая эффективность использования светового потока источника света, обусловленная в основном двумя причинами:
во-первых, в силу того, что для формирования световых пучков режимов "ближний свет" и "противотуманное освещение" положение границы экрана находится выше оптической оси отражателя, часть светового потока, концентрируемого последним в области второго фокуса, экранируется, из-за чего частично снижаются светотехнические характеристики фары;
во-вторых, подобная светооптическая схема не позволяет использовать отражатель с большими углами охвата, так как излучение от зон отражателя, лежащих на его периферии, т.е. близких к световому отверстию, не будут попадать на линзу рассеивателя при выполнении ее в требуемых габаритах (40... 60 мм), а следовательно, и такая светооптическая схема либо исключает использование отражателей с большим углом охвата, либо требует существенного увеличения диаметра линзы рассеивателя, что в свою очередь сводит на нет преимущество проекторного типа формирования светораспределения фары.

Известна также однорежимная фара транспортного средства [2], содержащая эллипсоидный отражатель, источник света с телом накала, размещенным в одном из фокусов, волоконно-оптический преобразователь изображения, у которого входная сторона, направленная к указанному отражателю, имеет форму кружка рассеяния изображения тела накала, сформированного отражателем во втором его фокусе, а выходная сторона преобразователя имеет форму, зеркально совпадающую с конфигурацией светораспределения фары, и расположена в фокальной плоскости рассеивателя, выполненного в виде конденсорной линзы.

Основным недостатком такой конструкции фары транспортного средства является снижение КПД фары при уменьшении диаметра или высоты светового отверстия фары.

Целью предлагаемого технического решения является улучшение светотехнических характеристик однорежимной фары транспортного средства.

Это достигается тем, что в фаре транспортного средства, содержащей эллипсоидный отражатель, источник света с телом накала, размещенным в одном из фокусов отражателя, экран, выполненный в виде волоконно-оптического преобразователя, входная сторона которого размещена во втором фокусе отражателя и имеет форму кружка рассеяния изображения тела накала, сформированного отражателем во втором фокусе, а выходная сторона преобразователя имеет форму, совпадающую с конфигурацией светораспределения, и расположена в фокальной плоскости линзового рассеивателя, выполненного в виде конденсорной линзы, на входе волоконно-оптического преобразователя соосно его входному торцу смонтирована конденсорная линза, выполненная в виде апланатического мениска.

Предлагаемая конструкция фары транспортного средства позволяет улучшить светотехнические характеристики формируемого фарой светораспределения за счет согласования апертурных углов выхода отражателя, углов входа и выхода волоконно-оптического преобразователя и линзового рассеивателя, обеспечивая тем самым возможность существенного увеличения угла охвата отражателя.

На чертеже показана предлагаемая фара.

Она содержит корпус 1 и размещенные в нем эллипсоидный отражатель 2 с максимально возможным углом охвата 2ϕ₁ , т.е. отражатель, у которого расстояние от плоскости светового отверстия 3 до второй фокальной плоскости 4 не превышает 3...4 мм, тело накала 5 источника света 6, расположенное в области первой фокальной точки 7 отражателя 2, волоконно-оптический преобразователь 8, входной торец 9 которого имеет круглое сечение и размещен соосно отражателю 2 во второй фокальной плоскости 4, проходящей через второй фокус 10 отражателя 2. Выходной торец 11 волоконно-оптического преобразователя 8 имеет форму, зеркально соответствующую форме границ создаваемого фарой светораспределения, и расположен в фокальной плоскости 12 линзового рассеивателя 13.

Кроме того, перед входным торцом 9 волоконно-оптического преобразователя 8 соосно смонтирована конденсорная линза 14, выполненная в виде апланатического мениска.

При этом параметры апланатического мениска r₁ и r₂ выбираются в зависимости от апертурного угла выхода отражателя 2ϕ₂ , диаметра и апертурного числа, используемого волокна волоконно-оптического преобразователя 8, так чтобы излучение, вышедшее из линзы 14, фокусировалось с апертурным углом 2ϕ₃ , равным апертурному углу 2ϕ₄ входа волокна волоконно-оптического преобразователя 8.

Предлагаемая конструкция однорежимной фары транспортного средства работает следующим образом. Излучение от тела накала 5 падает на отражатель 2, отражаясь от которого фокусируется в области второго фокуса 10 с апертурным углом 2ϕ₂ и падает на линзу 14. На линзе 14 падающее излучение преломляется и под углом 2ϕ₃ , равным апертурному углу 2ϕ₄ волокна волоконно-оптического преобразователя 8, попадает на его торец 9.

Пройдя по волоконно-оптическому преобразователю 8, излучение выйдет с выходного торца 11 под углами 2ϕ₄ , соответствующими апертурному числу, используемому в преобразователе 8 волокна, и сформирует на выходном торце 11 изображение, зеркально соответствующее по форме создаваемому фарой светораспределению. Изображение, сформированное на выходном торце 11 волоконно-оптического преобразователя 8, проецируется после падения излучения под соответствующими углами выхода 2ϕ₄ линзовым рассеивателем 13, которым окончательно формируется необходимое светораспределение.

Таким образом, в конструкции однорежимной фары транспортного средства, установка на входе волоконно-оптического преобразователя, выполненного в виде апланатического мениска, позволяет за счет согласования апертурных углов выхода отражателя, углов входа и выхода волоконно-оптического преобразователя и линзового рассеивателя существенно увеличить угол охвата источника света отражателем, а следовательно повысить КПД светового прибора и в результате снизить количество дорожно-транспортных происшествий, возникающих из-за относительно плохой видимости в свете фар.

Использование: в области транспортной светотехники, а именно к устройствам внешнего освещения транспортных средств, в методах формирования различных режимов освещения. Изобретение позволяет улучшить светотехнические характеристики фазы путем использования эллипсоидного отражателя с максимальным углом охвата. Технический эффект достигается за счет использования конденсорной линзы 14, выполненной в виде апланатического мениска однорежимной фары транспортного средства, содержащей эллипсоидный отражатель 2, в одной из фокальной точек 7 которого размещено тело 5 накала источника 6 света; волоконно-оптический преобразователь 8, входной торец 9 которого имеет круглое сечение и размещен соосно отражателю 2 в фокальной плоскости 4, проходящей через второй фокус 10, а его выходной торец 11 имеет форму зеркально соответствующую форме границ, создаваемых фарой светораспределения, и расположен в фокальной плоскости 12 линзового рассеивателя 13. При этом линза 14 смонтирована соосно отражателю 2 и входному торцу 9 волоконно-оптического преобразователя 8 в ходе лучей между отражателем 2 перед торцом 9. 1 ил.

ОДНОРЕЖИМНАЯ ФАРА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая эллипсоидный отражатель, источник света с телом накала, размещенным в одном из фокусов отражателя, экран, выполненный в виде волоконно-оптического преобразователя, входная сторона которого размещена во втором фокусе отражателя и имеет форму кружка рассеяния изображения тела накала, сформированного отражателем во втором фокусе, а выходная сторона преобразователя имеет форму, совпадающую с конфигурацией светораспределения фары, и расположена в фокальной плоскости линзового рассеивателя, выполненного в виде конденсорной линзы, отличающаяся тем, что, с целью улучшения светотехнических характеристик, на входе волоконно-оптического преобразователя смонтирована конденсорная линза, выполненная в виде апланатического мениска.