SU1310576A1 - Прожектор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оптике и может быть использовано в качестве прожектора или фонар . Целью изобретени   вл етс  повьппение осевой силы света. Прожектор включает параболический отражатель 1 диаметром D и параболиче:ский контротражатель 2 диаметром D D , с просвечивающим источником 3 (спиралью накала) в их общем фокусе. Отражатели 1 и 2 имеют различный фокальный параметр Р Р . Один из отражателей может иметь осевое отверстие 7, частично перекрытое пэ сным возвращающим зеркалом 9. Лучи 5 и 6, падающие на отражатели с большим и меньшим фокальным параметром соответственно, многократно отражаютс  от зеркал и, проход  через источник 3, вытесн ютс  в открытую (не перекрытую контротражателем ) зону отражател  1 и излучаютс  в пространство параллельно оси 00. При этом лучи 5 распростран ютс  с меньшей расходимостью, чем лучи 4, падающие непосредственно на открытую зону. 7 з.п.ф-лы, 7 ил. i СП со о СП 05

Description

1 . 1

Изобретение относитс  к оптике и может быть использовано в качестве прожектора или фонар .

Цель изобретени  - увеличение осевой силы света прожектора при уменьшении ширины светового пучка.

На фиг. I 4 изображены варианты выполнени  прожектора, обеспе чи- вающего повышенную осевую силу света; на фиг. 5 - схема кругового прожектора - ма ка; на фиг, 6 - сравнительные кривые сил света дл  различных систем излучени  в конусе с одинаковым отношением диаметра шарового просвечивающего источника к диаметру основного отражател ; на фиг. 7 - вариант выполнени  прожектора .

Основные детали круглосимметрич- ных (относительно оси 00) прожекторов по фиг, 1 - 4 - это софокус- ные и соосные вогнутые зеркальные встречно ориентированные параболо- идные отражатели: основной отражатель 1 и контротражатель 2, в общем фокусе которых локализован источник 3 света. Диаметр D параболоида 1 всегда больше диаметра D параболоида 2. Фокальный параме.тр Р (удвоенное фокусное рассто ние) параболоида 1 может быть больше или меньше фокального параметра Р параболоида 2, но всегда отличаетс  от него. Угол охвата ф (удвоенный апертурный угол) отражател  1 больше или равен углу охвата Ф отражател  2, причем Ф + Ф 360°. Отражатель 1 или 2 (ил оба) может иметь отверстие (фиг. 2- 4), которое может быть перекрыто дополнительными оптическими элементами (фиг. 3 и 4), Источник 3 света малого диаметра О) D имеет средне- габаритный коэффициент прозрачности 1 0,5. Фокальное отношение х мс( (отношение максимальног к минимальному из параметров Р и Р выбираетс  пор дка х 2-5 дл  системы по фиг. I и X 1,5-3 дл  систем по фиг. 2-4. В системах, где Р Рдлакс (фиг. 1 и 4), углы охвата Ф Ф 180. При углах охвата 180 диаметры отражателей равны их удвоенным фокальным параметрам (фиг, 1 и 6), В системах, где Р РМИН (фиг. 2 и 3)j Ф всегда больше 180°, а Ф 4 - Ф, при этом диаметр контротражател  2 во избежание бесполезных потерь излучени  не должен превышать удвоенно5762

го фокального параметра отражател  1, т.е. D ,f 2Р.

Лучи 4 источника 3, падаю1цие на открытую (неперекрытую контротража , телем) зону параболоида 1, излучаютс , как в простом прожекторе без контротражател . Лучи 5, падающие на перекрытую (другим о тражателем) часть параболоида с большим фокаль- O ным параметром (на фиг, I или 2 это параболоид или 2 соответственно), испытывают многократные отражени  между параболоидами, вытесн  сь в открытую зону параболоида I, и из5 лучаютс  с меньшей расходимостью, чем лучи 4. Уменьшение расходимости обусловлено уменьшением изображений источника 3, создаваемых лзгчами 5 в фокусе параболоидов 1 и 2, Лучи 0 6, падаюш,ие на перекрытую часть параболоида с меньшим фокальным параметром , также испытывают многократные отражени , но не вытесн ютс  в открытую зону, а, напротив, ст ги25 ваютс  к оси 00 , постепенно поглоща сь отражател ми (фиг. 1). С целью полезного использовани  лучей б, а также во избежание перегрева отражателей, один из них (например,

30 контротражатель на фиг. 2) может иметь осевое отверстие 7 произволь- ного диаметра d, меньшего диаметра D контротражател  (даже если само отверстие сделано в основном отраJ2 жателе),

Лучи, излучаемые параллельно оси 00 через отверстие 7 (фиг. 2), имеют большую расходимость (св зан- нз/те с увеличением изображений источ40 ника 3, создаваемых лучами 6). С целью более полезного использовани  светового потока апертура отверсти  может быть перекрыта дополнительным возвращающим зеркалом - плоским зер45 калом 8 со стороны отражател  с большим фокальным параметром (фиг. 3) или сферическим зеркалом 9 с центром кривизны в фокусе отражателей со стороны отражател  с меньшим фокальным

50 параметром (фиг. 4). Возвращающее зеркало 8 или 9 отражает в обратном направлении ст гивающиес  к оси лучи 6, после чего они вытесн ютс  в открытую зону отражател  1 и излу55 чаютс  с расходимостью, равной расходимости лучей, непосредственно падаюпщх от источников 3 на эту зону. Возвращающее зеркало может иметь осевое отверстие, так как лучи 6 перехватываютс  периферической его частью. Так, плоское зеркало 8 может быть выполнено в виде кольца, а сферическое зеркало 9 может быть по сным , при этом отношение внешнего и внутреннего диаметров кольца 8 и отношение синусов внешнего и внутреннего апертурных углов по сного зеркала 9 равно фокальному отношению X. Зеркала 8 и 9 на фиг. 3 и 4 конструктивно слиты с одним из параболоидов , что не об зательно. Вариант по сного зеркала 9, показанный на фиг, 4 пунктиром, имеет то мущество, что не преп тствует выходу лучей 10, отраженных параболоидом 1 в направлении оси прожектора на рассто нии от оси, меньшем d/2.

Кажда  из фиг, 1-4, котора  рассматривалась как профиль круглосим- метричного прожектора, излучающего в конусе с осью 00 , может быть профилем прожектора с веерньм светорас- пределением, оптические элементы которого имеют цилиндрическую форму (перпендикул рно плоскости чертежей фиг, 1-4), Источник 3 может быть линейным, параллельным образующим параболоцилиндрических отражателей 1,2 (и обладать большой мощностью) или точечным, или многоточечным, т.е, состо ть из нескольких источников , рассредоточенных по фокальной линии (и обеспечивать большой КПД благодар  высокой среднегабарит- ной прозрачности),

На фиг, 5 показан вариант кругового ма ка - прожектора, отражающие поверхности которого образуютс  вращением параболического профил  отра- жателей 1 и 2 вокруг общей оси QQ , перпендикул рной оси 00 симметрии парабол. Ось QQ удалена от фокуса парабол на рассто ние R Р (чем боль ше R, тем меньше аберраци  дл  лу- чей, не лежащих в плоскости осей QQ и 00 ), Источник 3 линейный, имеет форму окружности радиуса R или состоит из множества точечных источников , локализованных на этой окружно- сти, Основной отражатель 1 может быть разделен на две части промежутком 7 (ср, с отверстием 7 на фиг, 2) Ход лучей 4 и 5 аналогичен фиг, 1,2, лучи 6 ст гиваютс  в зону 7, после чего вытесн ютс  в открытую зону отражател  1,

Эффективность изобретени  заключаетс  в увеличении силы света предлагаемого прожектора по сравнению с известным, имеющим ту же площадь выходного отверсти  и те же габариты,  ркость и прозрачность источника. На фиг, 6 приведены характерные кривые сил света I(cZ) дл  одиночного параболоида (крива  о(), дл  параболоида со сферическим контротражателем, т,в, известного (крива  5), дл  систем по фиг, 1 и 4 (кривые 8, г соответственно ) , Во всех вариантах подразумеваетс  один и тот же диаметр D основного отражател  с углом охвата и шаровой равно ркий источни с посто нной по его поверхности сред негабаритной прозрачностью 0,7, Фокальное отношение дл  кривых 6, г, равно . Из сравнени  кривых следует , что увеличение осевой силы света I (О) в системах достигаетс  за счет уменьшени  силы света на периферии углового диапазона излучени  ,

Прохождение собственного излучени  прожектора через габариты теплового источника (нити накала) вызывает дополнительный его разогрев, т,е, увеличивает светоотдачу источника и КПД прожектора. При этом прохождение света через источник  вл етс  многократным, что при уменьшении среднестатических флуктуации освещенности по поверхности тела накала уменьшает веро тность выхода источника из стро  (перегорани  нити накала вследствие неравномерности разогрева ее частей),

Оптическа  схема прожектора может быть использована в поисковых прожекторах , ручных фонар х с повышенной осевой силой света при достаточно широком световом пучке, а также в стационарных осветительных установках , где на фоне некоторой средней освещенности требуетс  выделить небольшой участок повьшенной освещенности (смысловой центр), Прожектор по фиг, 2 может найти применение в транспорте при разработке фар дальнего света.

Claims (8)

1. Формула изобретени 

   1, Прожектор, содержащий основной вогнутый зеркальный отражатель параболического профил  с просвечивающим источником света в его фокусе и со- осный с ним дополнительный вогнутый зеркальный отражатель меньшего диа5 1

   метра с углом охвата, не превышающим 180°, о тлич агощийс   тем, что, с целью увеличени  осевой силы света, дополнительный отражатель выполнен параболическим и установлен софокусно с основным, а его фокальный параметр отличен от фокального паре1метра основного отражател .
2. 2.Прожектор поп, 1, отличающийс  тем, что фокальный параметр и угол охвата дополнительного отражател  меньше соответственно фокального параметра и угла охвата основного отражател .
3. 3.Прожектор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что фокальный параметр дополнительного отражател  больше фокального параметра основного отражател , при этом угол охвата последнего превьш1ает 180 , а диаметр дополнительного отражател  не превышает удвоенного фокального параметра основного отражател .
4. 4.Прожектор по пп, 1-3, о т л и чающийс  тем, что отражатели выполнены круглосимметричными, а в одном из отражателей выполнено осевое отверстие диматера меньшего, Чем диаметр дополнительного отражател  .
5. 5.Прожектор по пп. 1-4, от - личающийс  тем, что он снабжен плоским кольцевым зеркалом, осевое отверстие выполнено в отражателе с большим фокальным параметром и перекрыто соосным с отражател ми кольцевым зеркалом, внешний диаметр которого совпадает с диаметром отверсти , а отношение его внутреннего

   766

   и внешнего диаметров равно отношению синусов фокальных параметров отражателей .
6. 6.Прожектор по пп. 1-4, о т - : личающийс  тем, что он

   снабжен по сным сферическим зеркалом , осевое отверстие выполнено в отражателе с меньшим фокальным параметром и перекрыто по сным сферическим зеркалом, центр кривизны которого совпадает с общим фокусом отражателей , а отношение его внешнего апертурного угла, совпадающего с апер- турным углом отверсти , и внутреннего апертурного угла равно отношению фокальных паргзметров отражателей.
7. 7.Прожектор по пп. 1-3, о т л и - чающийс  тем, что, с целью получени  веерного светораспределени , отражатели выполнены параболоци- линдрическими.
8. 8.Прожектор по пп. 1-3, о т л и- чающийс  тем, что, с целью получени  кругового светораспределени  в плоскости преимущественного рассе ни , отражатели выполнены в виде тел вращени  парабол, ось симметрии которых лежит в плоскости преимущественного рассе ни , вокруг общей оси, удаленной от общего фокуса парабол на рассто ние, большее фокального параметра основного отражател  , и перпендикул рной указанной плоскости, при этом основной отражатель размещен между осью вращени 

   и дополнительным отражателем, а свет щее тело источника имеет форму кольца, совмещенного с фокальной окружностью отражателей.

   fffueZ

   фигд

   -га/sо

   фие.6

   Составитель И. Зайцев Редактор И. Рыбченко ТехредМ.Ходанич Корректор М. Демчик

   Заказ 1878/33 Тираж 466Подписное

   ВНИИГО1 Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   1310576

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г, Ужгород, ул. Проектна , 4