CN1664441A - 车辆防眩装置 - Google Patents

Abstract

一种车辆防眩装置，包括车辆防眩前照灯和驾驶员配备的防眩偏振片，前照灯上部分覆盖偏振片，使光束在特定区域内具有一致的偏振方向，并使偏振方向与水平面成45度角。该特定区域定义为国标GB4599－94《汽车前照灯配光性能》规定的HV点的左上侧部分区域，即在平直道路上能照射到对面车辆驾驶员眼部的区域。驾驶员配备的防眩偏振片为偏振方向与水平面成45度的防眩眼镜或前挡风玻璃左内侧局部区域加装的偏振片。本发明配备的防眩偏振片与本车防眩前照灯发出光束的偏振方向一致，而和对面车辆前照灯照射过来的偏振光线相垂直，行车不受影响，但可降低交会车时强光对驾驶员造成的眩目，保证夜间行车安全，同时满足国标对前照灯配光要求。

Description

车辆防眩装置

技术领域

本发明涉及一种车辆防眩装置，具体涉及一种车辆防眩前照灯及为驾驶员配备的防眩偏振片，用于夜间车辆行驶时消除眩目，保证行车安全。属于光学偏振技术领域。

背景技术

在夜间交会车的时候，不正确的使用前照灯，使相向行驶中的车辆驾驶员无法看清前面的道路情况，很容易造成车毁人亡的悲惨事故。

根据光学原理，普通光波是横波，光在传动时，光是沿各个方向振动的；偏振镜的作用是只能使沿着一个方向振动的光束通过它；如果把两片偏振镜片重叠在一起，当两片偏振镜的偏振方向一致时，可以达到最大的透光量；当两片偏振镜的偏振方向相互垂直时，理论上认为这时的透光量为零，实际上可以观察到此时透光很弱。该原理的介绍详见人民教育出版社出版的《普通物理学》(1982年修订本，程守株、江之永主编)。

经检索，实用新型专利《遮阳防眩装置》中介绍了一种既可遮阳，又可防止夜间会车时强光耀眼的调光装置。用半透明调光屏通过支撑机构固定在司机座前的窗边，调光屏可从上位遮阳到下位防眩之间换位调节，同时可看清车窗外、安全驾驶。该实用新型还适用于其它需要局部遮阳或防止强光之处。但该实用新型也存在许多不足之处，比如：它仅仅使用了半透明调光屏，就像在汽车前方的窗玻璃上贴了一层黑膜，不能从根本上消除对面车辆上发出的强光，并使自己前方的所有物体的视线亮度都相应地下降，这对行驶中的车辆是很不利的。

另外，实用新型专利ZL93218125.2和ZL98241788.8及CN85203634U都有有关偏振光技术的说明，这些专利中都只是简单地把前照灯的有效发光面积全部覆盖，在考虑着色滤光片对光能的损耗时，又忽略了偏振片对光能的损耗(光能经过单一偏振片后，光能将损失50％)，这些实际上是对偏振片的性能只有定性上的认识而没有定量上的认识，在实际应用中因为达不到中华人民共和国国家标准GB7258-1997《机动车运行安全技术条件》、GB4599-94《汽车前照灯配光性能》和GB7454-87 UDC629.113.06《机动车前照灯使用和光束调整技术规定》(以下简称国标)中对车辆前照灯的照射强度及配光要求而不能推广，并没有实际的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种车辆防眩装置，采用很少的投资即能有效解决车辆前照灯防眩问题，为人们在夜间安全行车保驾护航。

为实现这样的目的，本发明根据光学偏振原理，采用安装在车辆上的防眩前照灯和为驾驶员配备的防眩偏振片，组成车辆防眩装置。防眩前照灯安装在车辆的前部，在普通的车辆前照灯基础上增加一块偏振片，局部覆盖前照灯的有效发光面积，使车辆前照灯发出的光束在特定的区域内具有一致的偏振方向，并使该偏振光的方向和水平面成约45度的角度。

本发明所述前照灯偏振片的底边在车辆前照灯灯泡中心偏下20毫米以内，前照灯偏振片的侧向弧长不超过前照灯侧向弧长的60％，前照灯偏振片的俯向弧长不超过前照灯俯向弧长的85％；按本车驾驶员位置参照，前照灯偏振片的俯向中心在前照灯灯泡中心的左侧，两者相距不超过前照灯俯向弧长的15％，前照灯偏振片的面积不超过前照灯有效发光面积的40％。

本发明所述为驾驶员配备的防眩偏振片可以是一付可佩戴的光学偏振防眩眼镜，即在普通的眼镜架上安装两块偏振方向相同的偏振镜片，其偏振方向也和水平面成约45度的角度；也可以在驾驶员前部的车辆前挡风玻璃板的左侧局部区域内安装一块偏振片，该区域为近似矩形或近似梯形，该偏振片的偏振方向也和水平面成约45度的角度。为了更好地符合国标的配光特性要求，可以对原灯罩的凹凸花纹进行局部的改造，以得到更好的配光特性。

本发明所述的偏振片可以是偏振镜片也可以是偏振膜。本发明中所述前照灯覆盖偏振片后偏振光所照射的特定区域定义为：车辆纵向中心平面在配光屏幕上的投影线和车辆前照灯基准中心高度水平线的相交点HV点的左上侧部分区域(参照中华人民共和国国家标准GB4599-94《汽车前照灯配光性能》规定)，即能照射到相向行驶车辆驾驶员眼部的区域。

由于车辆前照灯发出的偏振光束的偏振方向和同车驾驶员配置的偏振片的偏振方向一致，驾驶员所见的前方道路情况和没使用该防眩装置是基本一致的。然而对于迎面驶来的车辆，由于是反方向的，此时驾驶员配置的偏振片的偏振方向和水平面成约135度的角度，恰好和对面车辆照射过来的偏振光线相垂直，这样就最大限度地降低了交会车时车辆照明对驾驶员造成的眩目，达到了驾驶车辆时防眩的目的。

由于光能经过单一偏振片后的能量将降低50％，为了达到中华人民共和国国家标准GB7258-1997《机动车运行安全技术条件》、GB4599-94《汽车前照灯配光性能》和GB7454-87 UDC629.113.06《机动车前照灯使用和光束调整技术规定》中对车辆前照灯的照射强度和配光要求，本发明中用于前照灯的偏振片是覆盖前照灯部分发光面积的特定区域，偏振片可以是整体一片，也可以由几片偏振片组合而成，使改进后的前照灯发出的光束在本发明设定的特定区域中具有一致的偏振方向，而对其他区域的影响较少，使车辆前照灯发出的光束仍满足国标中对前照灯配光的要求。也使前照灯的发光强度在不调整或少调整灯泡功率的基础上就能满足国标中关于《前照灯远光灯光束强度要求》的要求，这样改进后的车辆不会因为前照灯的功率增加而增加蓄电池的体积或发电机的功率等。

本发明采用在车辆前照灯前安装偏振片局部覆盖前照灯的有效发光面积，并配以驾驶员配备的光学偏振眼镜或前侧挡风玻璃上的偏振片，可以有效的消除眩目，保证夜间行车安全。本发明的结构简单，可以通过对现有车辆前照灯稍加改造来达到防眩效果，适用于包括轿车、面包车、卡车、摩托车等所有的车辆。

附图说明

图1为车辆在使用偏振片时的正向示意图。

图1中，1为车辆前挡风玻璃，2为挡风玻璃上的偏振片，3为前照灯偏振片，4为前照灯。

图2为车辆前照灯偏振片的覆盖区域示意图。

图2中，3为前照灯偏振片，4为前照灯，5为灯泡。

图3为车辆与对面车辆相距3米和150米时前照灯光照侧向示意图。

图4为轿车、大卡车的前照灯光照侧向放大示意图。

图5为车辆与对面车辆相距3米和150米时前照灯光照俯向示意图。

图6为轿车、大卡车的前照灯光照俯向放大示意图。

图7为前照灯测试点示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述。

图1所示是车辆安装偏振片后的正向示意图，图1中，1为车辆前挡风玻璃，2为挡风玻璃上的偏振片，3为前照灯偏振片，4为前照灯。在车辆前照灯4有效发光面积的部分区域中覆盖前照灯偏振片3，使得前照灯发出的光线在本发明的特定区域中具有偏振方向一致的偏振光，而在特定区域以外的光线仍和使用偏振片以前的光线基本相同，图中前照灯偏振片3由FGHJ四点围成。在驾驶员前侧挡风玻璃1内侧用粘接剂粘接或用固定装置固定一片或一组偏振片2，也可用上下或左右翻动的铰接装置连接，做成可翻动的型式。根据试验，挡风玻璃上的偏振片2的形状如图中所示ABCE或ABCD围成的一个区域，图中A点是高个驾驶员端坐于驾驶室时眼部与平直道路上150米处相向车辆前照灯连线上的点，AB线是水平线，C点是矮个驾驶员眼部与3米处相向车辆前照灯的连线点，D点是矮个驾驶员端坐于驾驶室时眼部与150米处相向车辆前照灯连线点，EC为水平线。ABCE围成的区域近似于矩形，结构简单；ABCE为近似梯形(已考虑到偏振片材料的节约和对驾驶员光线的更好配置)，AB长为300毫米以下，BC长为250毫米以下，AD长为150毫米以下，偏振片2的方向从车辆外面往里看与水平面成约45度的夹角。在做成上下翻动的情况下，偏振片2的位置可用调节杆根据驾驶员眼部的位置进行上下调节，并可适当减低BC和AD的长度值，达到更有利的配置。

驾驶员也可佩戴用偏振片制成的偏振防眩眼镜，防眩眼镜是在现有眼镜架上配置两块偏振方向相同的偏振镜片。为了统一起见，向佩戴者的方向看，偏振镜片的偏振方向和水平面成约45度的角度。对于原来已佩戴眼镜者，可用简易的夹具把偏振眼镜固定在原来的眼镜上，防眩眼镜也可制成如人们常戴的太阳眼镜一样，美观大方，受人喜爱，而更容易推广实施。

本发明的防眩前照灯和驾驶员佩戴的防眩眼镜或在驾驶员前方安装的偏振片，构成完整的车辆防眩装置，可有效达到防眩的目的。由于驾驶员佩戴的防眩眼镜(或驾驶员前方挡风玻璃处的偏振片)的偏振方向和本车前照灯发出光束中的偏振光的偏振方向一致，本车驾驶员观察到的前方物体不受影响。

由于驾驶员佩戴的防眩眼镜(或驾驶员前方挡风玻璃处的偏振片)的偏振方向和对面来车的前照灯发出光束中的偏振光的偏振方向垂直，并且对面来车照射到本车驾驶员眼部位置的光束基本是偏振光，所以本车驾驶员观察到的对面车辆发出的强光已基本消除。

图2所示是车辆前照灯偏振片覆盖区域示意图，图中：3为前照灯偏振片，4为前照灯，5为灯泡。图2所示以车辆前照灯圆形发光面为例，同样也适合车辆前照灯发光面为矩形及其他形状的情况。根据本发明，可将现有车辆的每个前照灯或远光灯灯具换成具有偏振片的防眩前照灯或远光灯灯具，或在现有车辆的每个前照灯或远光灯前安装一片或一组偏振片构成防眩前照灯或远光灯。前照灯偏振片3的底边在车辆前照灯灯泡5中心偏下，一般在20毫米以内，以本车驾驶员位置为参照，前照灯偏振片3的中心在前照灯灯泡5中心的左侧。前照灯偏振片3的偏振方向应与水平面成约45的夹角，大小应覆盖前照灯发光面积的部分特定区域，如图中所述的由线段F、G、H、J围成的区域，该区域面积约占车辆前照灯有效发光面积的40％以下(各种车型的前照灯各不相同，对应的覆盖区域也各有不同)，使前照灯所发出的偏振光束能覆盖本发明中的特定区域，即能照射到对面车辆驾驶员眼部的区域为限。

偏振片的形状可以是平面形的也可以是曲面形的；为了减少偏振光对其他区域的影响，可以在图示图形的基础上对偏振片边界进行逐点修正，以达到最理想的效果，如金杯车和桑塔纳轿车的偏振片覆盖面积约占前照灯有效发光面积的35％左右；在工艺条件许可的情况下，偏振片可以和灯罩或灯具外罩制造成一体。

图3所示为本发明的一个实施例的车辆前照灯光照侧向示意图。在这个实施例中，大卡车和轿车与对面的车辆分别相距3米和150米(经试验：相向车辆在相距3米以内时，相互干扰的前照灯强光已自然消除；另外国标规定轿车远光光束中心落地距为150米左右，卡车远光光束中心落地距为100米左右，因此本发明以3米至150米为设计参考距离)，大卡车前照灯的光照区域为射线L1和L2所围成的扇形区域，轿车前照灯光照区域为L3和L4所围成的扇形区域，大卡车中驾驶员眼部的最高为MM’点连线(高度为2.5米)，轿车中驾驶员眼部的最低点为NN’点连线(高度为0.8米)，经过覆盖偏振片后，大卡车前照灯在L5和L6之间的区域和轿车前照灯在L7和L8之间的区域内具有偏振方向一致的偏振光，光射线L5和L7经过3米处大卡车的M点，光射线L6和L8经过150米处轿车的N’点，偏振方向从车辆外面往里看，偏振方向是和水平面成约45度的夹角，其他区域内的光基本保持原有前照灯光的性能、照射强度和配光特性。

图4所示为图3的局部放大图，可更清楚地看到车辆前照灯罩上覆盖偏振片在侧向的长度。图中，3为偏振片，4为前照灯，6为灯具外罩，7为灯具内罩，为了在射线L5和L6及L7和L8围成的区域内产生偏振光，只要在前照灯侧向的F、H及F’、H’之间覆盖偏振片，使之在该区域产生偏振光，从图中可以看到FH只占了前照灯弧长的60％以下。

图5所示为本发明的一个实施例的车辆前照灯光照俯向示意图。在这个实施例中，车辆前照灯在覆盖偏振片前的光照区域为L9和L10围成的扇形区域，覆盖偏振片后，车辆前照灯在L11和L12(左侧灯)和L13和L14(右侧灯)区域内具有偏振方向一致的偏振光，光射线L11和L13经过3米处相向外侧车辆的驾驶员眼部的最远点P点(侧向距本车左侧前照灯中心约7.5米)，光射线L12和L14经过150米处相向近侧车辆的最近点Q点(侧向距本车左侧前照灯中心1米以下)，偏振方向从车辆外面往里看，偏振方向是和水平面成约45度的夹角，其他区域内的光保持原有前照灯光的性能、照射强度和配光特性。

图6所示是图5中前照灯的局部放大图，3为偏振片，4为前照灯，6为灯具外罩，7为灯具内罩，为了在射线L11和L12及L13和L14围成的区域内产生偏振光，只要在前照灯侧向的G、J及G’、J’之间覆盖偏振片，使之在该区域产生偏振光，从图中可以看到GJ只占了前照灯俯向弧长的85％以下。偏振片的俯向中心在前照灯灯泡中心的左侧(以本车驾驶员位置为准)，两者相距的偏移量为车辆前照灯俯向弧长的15％以下。

本发明中的偏振片可以安装在灯具内罩7内侧，也可为安装在灯具内罩7外侧，也可安装在灯具外罩6的内侧，三者取其一种。

为了证实本发明的实际效果，本发明用国产某型号的车辆前照灯在采用全覆盖、局部覆盖、不覆盖偏振片三种情况下，测试了对应于国标配光显示屏上各点光照强度，参见附图7。测试条件：封闭室内，车辆前照灯距显示屏10米，各测试点上下相距260毫米，左右相距400毫米，其中两点T1、T3位于本发明的特定区域中，其余各点分散于其他各个区域内；前照灯处于充电状态，测试仪器为TES-1330照度计，每测试一组中间关闭前照灯5分钟。

从测试结果中可以明显看出在局部覆盖条件下，除位于HV左上侧内的两点的光强度明显下降外，其他几点的光强度基本不变；而这两点正是本发明中希望降低光照强度消除眩目的区域；而在全部覆盖的条件下，各点光强度下降均很大，很难达到国标中规定，除非大大增加前照灯的功率；但增大功率又造成前照灯的眩目，回到原始的矛盾点上。

由于本发明采用了在车辆前照灯灯罩局部覆盖偏振片的方法，且覆盖偏振片后前照灯发出偏振光线的特定区域为国标中规定的要求降低照射强度的HV点的左上侧部分区域，即能照射到相向行驶车辆驾驶员眼部的区域，而对其他区域的配光性能要求和发光强度要求的影响很小，对车辆的整体耗电、蓄电池的大小、发电机的功率等一连串的因素影响都很小，从而在消除车辆前照灯眩目的前提下，彻底改变了以前一些技术中把车辆前照灯或远光灯的发光面积全部覆盖后降低灯光照射强度的弊病，本发明在降低车辆能源的不合理损耗，提高车辆的空间利用率降低车辆的自身重量等方面都有其不能比拟的优点，是一种易于推广的新颖技术。

参考标准：GB7258-1997机动车运行安全技术条件

          GB7451-1987机动车前照灯使用和光束调整技术规定

          GB4599-1994汽车前照灯配光性能

Claims (6)

1、一种车辆防眩前照灯，其特征在于在普通车辆前照灯(4)上安装前照灯偏振片(3)局部覆盖前照灯的有效发光面积，使车辆前照灯发出的光束在特定区域内具有一致的偏振方向，并使该偏振光的方向和水平面成45度的角度；所述特定区域定义为：车辆纵向中心平面在配光屏幕上的投影线和车辆前照灯基准中心高度水平线的相交点HV点的左上侧部分区域，即能照射到相向行驶车辆驾驶员眼部的区域。

2、根据权利要求1的车辆防眩前照灯，其特征在于所述前照灯偏振片(3)的底边在车辆前照灯灯泡(5)中心偏下20毫米以内，前照灯偏振片(3)的侧向弧长不超过前照灯(4)侧向弧长的60％，前照灯偏振片(3)的俯向弧长不超过前照灯(4)俯向弧长的85％；按本车驾驶员位置参照，前照灯偏振片(3)的俯向中心在前照灯灯泡(5)中心的左侧，两者相距不超过前照灯(4)俯向弧长的15％，前照灯偏振片(3)的面积不超过前照灯(4)有效发光面积的40％。

3、根据权利要求1或2的车辆防眩前照灯，其特征在于所述前照灯偏振片(3)的安装位置在前照灯内罩(7)的内侧或前照灯内罩(7)的外侧或前照灯外罩(6)的内侧，采用粘接剂粘接或用固定装置固定。

4、根据权利要求1或2的车辆防眩前照灯，其特征在于所述前照灯偏振片(3)采用曲面或平面，采用整体一片或由几片组合而成。

5、一种防眩偏振片，其特征在于所述偏振片(2)安装在驾驶员前侧挡风玻璃(1)内侧，采用粘接剂粘接或用固定装置固定，或用铰接装置连接成上下、左右可翻动型式，偏振片(2)的偏振方向与水平面成45度的角度，偏振片(2)为矩形或梯形，其大小能挡住相向行驶车辆发出的偏振光照射到驾驶员的眼部。

6、一种车辆防眩装置，其特征在于由权利要求1或2所说的车辆防眩前照灯及权利要求5所述的防眩偏振片或驾驶员佩戴的防眩眼镜组成。

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