SU1076855A1

SU1076855A1 - Bilateral cat's eye

Info

Publication number: SU1076855A1
Application number: SU823496597A
Authority: SU
Inventors: Константин Моисеевич Левитин; Евгений Федорович Решетин
Priority date: 1982-10-01
Filing date: 1982-10-01
Publication date: 1984-02-29

Abstract

ДВУХСТОРОННИЙ СВЕТОВОЗВРАЩАТЕЛЬ , содержащий два оптических элемента из прозрачного материала равной площади, закрепленных параллельно друг другу.в общей оправе, каждый из которых имеет наружную плоскую поверхность и внутреннюю отражающую катгшиоптрическую поверхность , отличающийс тем, Ч1о f с целью уменьиени неравномерности световозвращени по различчным углам освещени путем двухстороннего использовани катадиоптрическойповерхности каждого элемента, катадиоптрическа поверхность образована пр моугольными гран ми чеек, представл ющих собой трехгранные углы, обращенные вершиной внутрь и во вне материала оптического элемента, на катадиоптрическую поверхность нанесено зеркальное отражающее покрытие и часть внутренней поверхности каждого элемента выполнена плоской ц прозрачной, при этом плоский участок (Л внутренней поверхности каждого элемента расположен против катадиоптриС ческого участка другого элемента и равен ему по площади. .т а ос ел , 7 -8 СП ТBILATERAL ROTATOR, containing two optical elements made of transparent material of equal area, mounted parallel to each other. In a common frame, each of which has an outer flat surface and an inner reflecting cathospticoptic surface, in order to reduce irregularity of light reflectance through different angles of illumination by means of use of the catadioptric surface of each element bilaterally, the catadioptric surface is formed by rectangular facets to, representing triangular angles facing vertex in and out of the material of the optical element, a specular reflecting coating is applied to the catadioptric surface and a part of the internal surface of each element is made flat and transparent, while the flat area (L of the internal surface of each element is opposite the catadioptric plot of another element and is equal to it in area. t and ate, 7-8 SP T

Description

Изобретение относитс к оптике и может быть использовано, например на велосипедах и других транспортны средствах в качестве световозвращател дл обеспечени desonaciiocти движени .The invention relates to optics and can be used, for example, on bicycles and other means of transport as a retroreflector to provide desonacial movement.

Известеи световозвраь-датель, имеюсаий наружную плоскую поверхность и внутреннюю катадиоптрическуга, обраэованн о квадратными гран ми трипельпризм Cl .The limelight retroreflector, having an outer flat surface and an inner catadioptricus, is formed with square edges triple prism Cl.

Известен двухсторонний световозвращатель , содержащий два-оптических элемента из прозрачного материала равной, плотади, закрепленных параллельно друг другу в общей оп раве , каждый из которых имеет наружную плоскую поверхность и внутреннюю отралшющую катсшиоптрическую поверхность 2J.A two-sided retroreflector is known, which contains two optical elements made of a transparent material equal to a carpath fixed parallel to each other in a common tool, each of which has an outer flat surface and an inner ottishrajushchy katsshioptrichesky surface 2J.

Недостатком известньзх световозвращателей вл етс неравномерность коэффициента силы света световозвращени по различным углэам освещени , обусловленна сильной зависимостью эффективно отражающей повер -ности трипельпризм от углов освещенгй .The disadvantage of lime-reflectors is the unevenness of the coefficient of light intensity of the retroreflection in different angles of illumination, due to the strong dependence of the effective reflective surface of the triple prism on the angles of illumination.

Цель изобретени - уменьшение неравномерности еветовозвращени по различным углам освещени путем двухстороннего использовани Кс1тадиоптрической поверхности калщого элемента.The purpose of the invention is to reduce the irregularity of the air return at different angles of illumination by using two-sided Xm of the dioptric surface of the moving element.

Указанна цель достигаетс тем, что в двухстороннем световозвращателе , содержащем два оптических элемента из прозрачного материала равной площади, закрепленных параллельно друг другу в общей оправе, каждый из которых имеет наружную плоскую поверхность и внутреннюю отражающую катадиоптрическую поверхность , катадиоптрическа поверхность образована пр моугольным гран ми чеек, представл ющих собой трехгранные углы, обращенные вершиной внутрь и во вне материала оптического элемента, на катаддиоптрическую поверхность нанесено зеркально отражающее покрытие и часть внутренней поверхности каждого элемента выполнена плоской прозрачной, при этом участок внутренней поверхности каждого элемента расположен против катадиоптрического участка другого элемента и равен ему по площади.This goal is achieved by the fact that in a two-way retroreflector containing two optical elements of transparent material of equal area fixed parallel to each other in a common frame, each of which has an outer flat surface and an inner reflecting catadioptric surface, the catadioptic surface is formed by a rectangular face of the cells, which are triangular angles, facing with the apex inward and outside of the material of the optical element, are applied to the cataddioptric surface The rock-reflecting coating and a part of the inner surface of each element are made flat and transparent, while the section of the inner surface of each element is located opposite the catadioptric section of the other element and is equal in area.

На фиг. 1 изображен односекционный двухсторонний световозвращатель вид в плане; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 и ход лучей в световозвращателе ; на фиг, 3 - многосекционный двухсторонний световозвращатель ; на фиг, 4 - направлени максимального коэффициента силы света дл широкоугольного двухстороннего световозвращател .FIG. 1 shows a plan view of a single-section two-way light reflector; in fig. 2 is a section A-A in FIG. 1 and the course of the rays in the light reflector; Fig, 3 - multi-section two-way light reflector; Fig. 4 shows the directions of the maximum coefficient of luminous intensity for a wide-angle two-sided retroreflector.

Световозвращатель состоит из двух,оптических элементов 1 и 2The retroreflector consists of two, optical elements 1 and 2

(фиг. 1 и 2,р каждый из которых представл ет собой прозрачную стекл нную или пластмассовую деталь произвольного цвета. Оба элемента закреплены параллельно друг другу в общей водонепрницаемой оправе 3. Недружна входна поверхность 4 элементов 1 и 2 - плос ,ка прозрачна , внутренн состоит из двух участков: катадиоптрического отражающего 5 и плоского прозрачного б, Катадиоптрическа поверхность образована множеством плоских граней 7, имеющих форму пр моугольников, общие стороны которых образуют границы и ребра 8 чеек. Кажда чейка представл ет собой трехгранный пр мой угол, образованный трем смежными гран ми, и вл етс либо закрытой 9, обращенной раскрывом внутрь материала оптического элемента (а вершиной во внеj , либо открытой 10, обращенной раскрывом во вне элемента. .Грани 7 одной и той же закрытой (открытой ) чейки принадлежат трем разным открытым (закрытым ) чейкам, при это ребра 8 закрытых (открытых чеек вл ютс границами открытых /закрытых чеек . На фиг. 1 и 3 пунктирными лини ми обозначены границы закрытых чеек 9 элемента 1, сплошными жирными - границы открытых чеек 10 элемента 2.(Fig. 1 and 2, p each of which is a transparent glass or plastic part of an arbitrary color. Both elements are fixed parallel to each other in a common water-resistant frame 3. The non-adjacent entrance surface 4 of elements 1 and 2 is flat, transparent and internal consists of two sections: catadioptric reflecting 5 and flat transparent b. The catadioptric surface is formed by a set of flat faces 7, having the form of rectangles, the common sides of which form the boundaries and edges of 8 cells. it is a three-sided straight angle formed by three adjacent faces, and is either closed 9, facing open inside the material of the optical element (and its top is outside or open 10 facing open outside the element.) Face 7 is the same closed (open) cells belong to three different open (closed) cells, with the edges 8 closed (open cells are the boundaries of open / closed cells. In FIG. The 1 and 3 dotted lines indicate the boundaries of the closed cells 9 of the element 1, the solid bold lines show the borders of the open cells 10 of the element 2.

Кажда закрыта чейка 9 вместе с лежащим против нее участком наружной поверхности 4 оптического элемента образует трипельпризму. На катадиоптрическую поверхность 5 нанесено зеркально отражающее покрытие 11 (например, путем алючминировани /, благодар чему кажда открыта чейка 10 вл етс открытым, уголковым отражателем.Each cell 9 is closed, together with a portion of the outer surface 4 of the optical element lying against it, forms a triple prism. A specularly reflective coating 11 is applied on the catadioptric surface 5 (for example, by alyuminization /, so that each open cell 10 is an open, angled reflector.

Отражающ.ий участок 5 каждого из оптических элементов 1 и 2 равен по площади и форме прозрачному участку 6 другого элемента. В собранном световозвращ .ателе отражающий участок 5 одного элемента лежит против прозрачного участка 6 другого элемента, .Элементы 1 и 2 идентичны, если угловое распределение коэффициента силы света должно быть одинаковым по обе стороны двухстороннего световозвращател .The reflecting portion 5 of each of the optical elements 1 and 2 is equal in area and shape to the transparent portion 6 of another element. In the assembled retroreflector. A reflector section 5 of one element lies against the transparent section 6 of another element. Elements 1 and 2 are identical if the angular distribution of the luminous intensity factor should be the same on both sides of the two-way light reflector.

На фиг. 4 стрелками показаны направлени максимального коэффициента силы света дл широкоугольного двухстороннего световозвращател . Вдоль сплошных линий происходит световозвращение от открытых уголковых отражателей 10 различных секций, вдоль пунктирных - от трипельпризм 9 (при отсутствии отражающего покрыти работают только пунктирные направлени / . Кажда стрелка снабжена буквенным и цифровым индексами, обозначающими оптический элемент (1 или 2} и секцию (в, Си И ), на которых происходит световоэвращение с максимальным дл данного направлени коэффициентом силы света. В случае односекционного двухстороннего световозвращател фиг. 1) коэффициент силы света имеет максимум лишь вдоль Направлений 1В и 2В в обе стороны от плоскости световозвращател . Нанесение отражающего покрыти исключает полное внутреннее отражение трипельпризм. При коэффициенте отражени покрыти К 0,9 на трех гран х чейки тер етс (1 - К)100% 27% света. В то же врем диапазон углов освещени , в котором имеет мес то световозвращение, при наличии покрыти существенно выше, чем при выполнении условий полного внутреннето отражени . Ллп алюминированной три пель-призмы 9 этот диапазон достигает при п 1,5 в различных плоскост х о 150 до 180°; дл открытых чеек 10 он составл ет 90°(без отражающего покрыти перва из этих величин не превышает 80 , втора по причине отсутстви отражени - О ) . Световозвращатель работает следую щим образом. Падающий на наружную поверхность 4 элемента 1 (фиг. 21 световой пучок преломл етс на ней. Часть пучка падает на отражающую поверхность 5 эле мента 1 и его лучи Р испытывают све товозвращение на трипельпризмах 9. Друга часть того же пучка попада|ет на прозрачную поверхность 6 элемента 1 и его лучи 0,21 преломившись на этой поверхности, падают на отражающую поверхность элемента 2 и испытывают световозвращение на открытых уголковых отражател х 10. Испытав световозвращение, лучи р и преломл ютс в обратном направлении и образуют пучок, встречньШ падающему. Трансформаци пучка при освещении со стороны оптического элемента 2 показана на фиг. 2 с помощью лучей 2 и S, отражающихс ог трипельпризмы элемента 2 и открытого уголка элемента 1 соответственно. Широкоугольный световозвращатель (фиг. 3) закрепл ют на освещенном объекте так, чтобы направлени максимальных коэффициентов силы света (фиг. 4) лежали в плоскости наиболее веро тных направлений освещени (как правило, горизонтальной). Световозвращатель с однотипными наклонными чейками (фиг. 1/ наиболее эффективно работает в наклонных направлени х 1В и 2В (фиг. 4). Его целесообразно устанавливать на вращающихс детал х, например в плоскости велосипедного колеса, при этом он будет отражать свет лишь в моменты, отвечающие такому его положению, когда направление на исто ник света близко к направлени м 1В и 2В, т.е. будет функционировать как проблесковое сигнальное устройство. Отражающее покрытие существенно увеличивает рабочий, диапазон углов освещени ,трипельпризм 9, а также обеспечивает отражение от открытых чеек 10, что увеличивает угловой диапазон работы каждой секции световозвращател . .Закрытые и открытьте. чейки одной и той же катадиоптрической поверхности с пр моугольньт1и гран ми дают максимальный коэффициент силы света в различных направлени х, что улучшает равномерность световозвращени по различным углам освещени . Двухстороннее использование катадиоптрической поверхности каждого оптического элемента позвол ет вдвое уменьшить ее общую площадь без умень шени эффективной отражающей поверхности световозвращател .FIG. 4 arrows indicate the directions of the maximum coefficient of luminous intensity for a wide-angle two-way light reflector. Retroreflectivity from open corner reflectors of 10 different sections occurs along solid lines, along with triple prism 9 (in the absence of a reflective coating, only dotted directions work /. Each arrow has alphabetic and numeric indices denoting an optical element (1 or 2} and a section (in In the case of a one-section two-way light reflector of Fig. 1) the coefficient of intensity of light has a max. imum only along Directions 1B and 2B to both sides of the retroreflector plane. The application of a reflective coating eliminates the total internal reflection of triple prism. With a reflection coefficient of K 0.9, 100% 27% of the light is lost on the three faces of the cell. At the same time, the range of angles of illumination in which there is a retroreflection, when a coating is present, is significantly higher than when full internal reflection conditions are fulfilled. For an aluminized three pelle prism 9, this range reaches, with n 1.5, in different planes from about 150 to 180 °; for open cells 10, it is 90 ° (without a reflective coating, the first of these values does not exceed 80, the second due to the absence of reflection is O). The retroreflector works as follows. A beam of light incident on the outer surface 4 of element 1 (Fig. 21) is refracted on it. Part of the beam falls on the reflecting surface 5 of element 1 and its rays P experience a retroreflection on triple prisms 9. Another part of the same beam falls on a transparent surface 6 element 1 and its rays 0.21 refracted on this surface, fall on the reflective surface of element 2 and experience retroreflection on open corner reflectors 10. Having experienced retroreflection, rays p and refract in the opposite direction and form a beam, meet Transformation of the beam under illumination from the side of the optical element 2 is shown in Fig. 2 with the help of rays 2 and S, reflecting the optical elements of element 2 and the open corner of element 1, respectively. the directions of the maximum luminous intensity factors (Fig. 4) lay in the plane of the most probable directions of illumination (usually horizontal). A retroreflector with inclined cells of the same type (Fig. 1 / works most effectively in inclined directions 1B and 2B (Fig. 4). It is advisable to install it on rotating parts, for example in the plane of a bicycle wheel, while it will reflect light only at times corresponding to its position when the direction to the source of light is close to directions 1B and 2B, i.e. it will function as a flashing signaling device. The reflective coating significantly increases the working, range of illumination angles, triple prism 9, and t It also provides reflection from open cells 10, which increases the angular range of operation of each section of the retroreflector. the angles of illumination. The bilateral use of the catadioptric surface of each optical element makes it possible to halve its total area without reducing the effective reflective surface of the retroreflector.

22

нn

2с2c

1с1s

1н I гн1n I h

фиг. FIG.

Claims

TWO-WAY REFLECTOR, containing two optical elements of transparent material of equal area, mounted parallel to each other in a common frame, each of which has an external flat surface and an internal οτ-ж reflecting catadioptric surface, characterized in that, in order to reduce the unevenness of retroreflectivity in different corners of illumination by bilateral use of the catadioptric surface of each element, the catadioptric surface is formed by the rectangular faces of the cells, representing trihedral angles facing the apex inside and outside the material of the optical element, a mirror reflective coating is applied to the catadioptric surface and part of the inner surface of each element is made transparent transparent, while the flat portion of the inner surface of each element is opposite the catadioptric section of the other element and is equal to area.

FIG. 1