ФАРА ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 1998 года по МПК F21M3/05 F21M3/16 B60Q1/04 

Изобретение относится к фаре проекционного типа для автомобилей, которая имеет повышенную интенсивность освещения над границей свет-темнота отклоненного светового пучка или противотуманного светового пучка.

В обычных эллиптических диоптрических (преломляющих) фарах, содержащих интегрирующий отражатель, экран, линзу и рефрактор, линза пеерераспределяет световой пучок отражателя так, что он почти полностью концентрируется ниже горизонтали, в то время как над горизонталью интенсивность освещения минимальна за исключением асимметричной отсечки отклоненного пучка. Вследствие этого водители транспортных средств, движущихся навстречу друг другу, в значительно меньшей степени ослеплены светом фар встречных автомобилей, но, с другой стороны, недостаточная освещенность уменьшает фиксацию водителями вертикальных дорожных знаков, у которых сравнительно низкий уровень освещенности поверхности при освещении такими фарами. Низкая интенсивность освещения над границей свет-темнота также делает невозможной ориентацию водителя в верхней части его рабочего обзорного пространства. Это может вызывать нежелательные последствия при вождении по неосвещенным петляющим сельским дорогам, особенно при отсутствии видимости внешних контуров объектов вследствие света встречных транспортных средств.

Вышеуказанные недостатки устранены с помощью фары согласно изобретению, которая содержит вогнутый отражатель, интегрирующий свет, поступающий от источника света. Перед отражателем расположен экран, который ограничивает и формирует верхнюю часть отклоненного светового пучка или противотуманного пучка, и линза, которая проецирует контрастный край темной затененной экраном зоны на светлом фоне отражателя на дорогу. Ниже оси фары между линзой и рефрактором расположен апертурный отражатель, верхний край которого представляет собой отражающую поверхность, которая расположена в вертикальном сечении между осью фары и рабочим диаметром линзы и проходит приблизительно в направлении оси фары.

Световой пучок, выходящий первоначально из источника света и отражателя, проецируется линзой вниз, но после отражения отражающей поверхностью апертурного отражателя он направляется вверх над горизонталью. Изображение светового пучка апертурного отражателя формируется в вертикальном направлении за счет длины и наклона отражающей поверхности апертурного отражателя. Боковое рассеивание этого светового пучка достигается за счет соответствующего радиального профиля отражающей поверхности апертурного отражателя в поперечном направлении и/или за счет применения отражающих элементов с поперечным рассеянием света на этой отражающей поверхности.

Как вертикальное, так и поперечное распределение интенсивности освещения светового пучка над горизонталью может быть видоизменено с помощью оптического средства в зоне рефрактора фары, который, если смотреть при виде спереди, закрывает нижнюю часть линзы с апертурным отражателем и оказывает поперечное и/или вертикальное отклоняющее воздействие на световой пучок, идущий от апертурного отражателя. Это обеспечивает оптимальную силу света над границей свет-темнота как в отношении ослепления, так и в отношении освещенности. Улучшается видимость вертикальных дорожных знаков и возможных препятствий и пешеходов, ориентация при вождении по неосвещенным дорогам, а также подача сигналов о положении и перемещении передней части собственного транспортного средства водителя для остальных участков дорожного движения.

На фиг. 1 изображена фара, вертикальное сечение по линии A-A; на фиг. 2 - вертикальный вид спереди в направлении P фары без рефрактора, и на фиг. 3 тот же вид, что и на фиг. 2, но с рефрактором.

На фиг. 1 показан вогнутый отражатель 1 с источником света 2, расположенным вблизи оси 12 отражателя, которая образует ось фары. Источник света 2 представляет собой расположенное в поперечном или в осевом направлении тело примерно цилиндрической формы, например, спиральную нить накала лампы или дугу газоразрядной лампы. За отражателем 1 по ходу луча имеется экран 3 с отсеченным краем 31 вблизи оси 12 фары. На расстоянии x_F от экрана 3 расположена линза 4 с диаметром D, которая коллимирует свет, поступающий от отражателя 1.

Спереди от линзы 4 на расстоянии H, где
H = (0,15 - 0,6)•D, (1)
ниже оси 12 находится отражающая поверхность 51 апертурного отражателя 5. По мере уменьшения расстояния H уровень освещенности над горизонтальной линией и ширина светового изображения (пятна) увеличивается, в то время как общая эффективность освещения уменьшается. Угол наклона α отражающей поверхности 51 апертурного отражателя 5 определяет положение светового изображения по высоте над горизонталью, которая закрывает зоны возможной площади ослепления, и составляет
α = 0±7^o. (2)
Интенсивность освещения и вертикальная геометрия светового пучка определяется длиной L отражающей поверхности 51, которая составляет
L = (0,2 - 0,7)•x_F. (3)
В зоне 61, которая закрывает нижнюю часть линзы 4 и апертурный отражатель 5 и которая удалена от оси 12 фары на расстояние H₆, где
H₆ = (0,1 - 0,9)•H, (4)
рефрактор 6 может быть оснащен оптическим средством, которое перераспределяет световой пучок в нижней части фары вертикально и/или к (боковым) сторонам, чтобы получить оптимальную силу света и геометрию светового пучка в верхнем полупространстве.

На фиг. 2 и 3 показан вид спереди линзы 4 с диаметром D и зоны 61 рефрактора 6, которая удалена от оси 12 фазы на расстоянии H₆. Апертурный отражатель 5 имеет ширину S, составляющую
S = (0,1 - 0,7)•(3D - H), (5)
которая увеличивается с уменьшением расстояния H таким же образом, как и ширина светового пучка над горизонталью.

Отражающая поверхность 51 апертурного отражателя 5 является плоской или, с целью получения желаемого поперечного (бокового) размера светового пучка над горизонталью, она радиально выгнута с радиусом R_x, где
R_x= (2-∞)•S (6)
и/или выполнена с отражающими полосовыми элементами 52, имеющими ширину T и радиус R, где
T/R = 0,1 - 0,4. (7)
Вышеописанная конструкция увеличивает уровень освещенности в верхнем полупространстве до той степени, которая повышает скорость и вероятность распознавания вертикальных дорожных знаков и ориентацию водителя при вождении, но при этом освещенность находится на таком уровне, который не вызывает неудобств у водителей во встречном потоке из-за психологического и физиологического ослепления.

Фара по изобретению может применяться в транспортных средствах, перемещающихся по дорогам.

Использование: в области светотехники при проектировании фар проекционного типа для автомобилей. Фара представляет собой фару проекционного типа и содержит отражатель (1), источник света (2), экран (3) и линзу (4). Ниже оси (12) фары между линзой (4) и рефрактором (6) расположен апертурный отражатель (5). Апертурный отражатель (5) имеет отражающую поверхность (51), которая наклонена в вертикальной плоскости к оси (12). Фары под углом, который вместе с длиной (L) определяет интенсивность и геометрию светового пучка над горизонтальной осью в вертикальном направлении. Поперечный размер светового пучка над горизонталью определяется радиальным выгибанием отражающей поверхности (51) апертурного отражателя (5) с радиусом (R_x) и шириной (S) и-/или отражающими элементами (52 )на этой отражающей поверхности (51). Рефректор (6) оснащен оптическим средством с поперечным и/или вертикальным отклонением в зоне (61), которая закрывает апертурный отражатель (5) и нижнюю часть линзы (4). 4 з.п.ф-лы. 3 ил.

1. Фара проекционного типа для транспортных средств, имеющая вогнутый отражатель для интегрирования света, источник света, расположенный в фаре, экран для ограничения верхней части светового пучка, линзу для проецирования контрастного края темной площади экрана на светлом фоне отражателя и рефрактор, отличающаяся тем, что перед линзой с диаметром D, удаленной от экрана на расстояние XF, у нижней ее стороны расположен апертурный отражатель, имеющий отражающую поверхность, которая удалена от оси фары на расстояние H, равное
H = (0,15 - 0,6) • D,
наклонена к оси фары под углом α, равным
α = 0^°± 7^°,
и имеет длину L
L = (0,2 - 0,7) • XF. 2. Фара по п.1, отличающаяся тем, что рефрактор имеет зону, которая закрывает апертурный отражатель и нижнюю часть линзы и удалена от оси фары на расстояние H₆, равное
H₆ = (0,1 - 0,9) • H,
причем рефрактор в зоне оснащен оптическим средством с боковым и/или вертикальным отклонением. 3. Фара по п.1 или 2, отличающаяся тем, что отражающая поверхность апертурного отражателя выполнена плоской. 4. Фара по п.1 или 2, отличающаяся тем, что отражающая поверхность имеет ширину S, равную
S = (0,1 - 0,7) • (3D - H),
и радиально выгнута с радиусом R_x, равным
R_x= (2-∞)•S. 5. Фара по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что отражающая поверхность апертурного отражателя выполнена с отражающими полосовыми элементами шириной Т и радиусом R, где
Т/R = 0,01 - 0,4.