SU1672401A1 - Отражатель дл проекционной системы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению и позвол ет повысить равномерность освещенности. Зеркальна  поверхность отражател  1 образована вращением вокруг оси, совмещенной с оптической осью 8, профильной кривой, состо щей из двух расположенных симметрично относительно оптической оси 9 частей 7, 8, описываемых уравнением R = R_о ^.[COS(N - 1/2)^.Θ]2/N - 1, где R - радиус-вектор профильной кривой

R_о - начальный радиус-вектор профильной кривой, определ емой из соотношени  R_о = (0,3 - 0,7)D_св, где D_св - световой диаметр проекционной системы

N - посто нный коэффициент, наход щийс  в пределах 1,2≤N≤1,6, Θ - угол между радиусами-векторами R_о и R. Начала радиусов-векторов R_о и R совмещены в одной точке О, совпадающей с центром пол рных координат, в котором располагаетс  нить лампы. Значени  углов Θ^мин и Θ*09м^акс определ ют угол охвата отражател  1, который может составить 120 - 160°, а величина начального радиуса-вектора R_о определ ет габаритные размеры отражател  1. 1 з.п. ф-лы. 6 ил.

Description

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению, конкретно к осветитель- но-проекционным устройствам проекторов изображений.

Цель изобретени  - повышение равномерности освещенности.

На фиг.1 представлена оптическа  схема проекционной системы с отражателем; на фиг.2 - внешний вид отражател  с наружной отражающей поверхностью; на фиг.З - то же, с внутренней отражающей поверхностью; на фиг.4 - параметры части профильной кривой отражател ; на фиг.5 - профили отражател  и расположенного за ним элемента проекционной системы; на фиг.б - график распределени  расчетного относительного повышени  освещенности точек светового диаметра проекционной системы при замене отражател  сферической формы изданный отражатель.

Отражатель 1 и источник света (лампа) 2 с помощью конденсора 3 формируют световой поток, направл емый на проецируемое изображение 4, например диапозитив, которое с помощью объектива 5 проецируетс  на экран 6.

Зеркальна  поверхность отражател  1 образована вращением вокруг оси, совмещенной с оптической осью 9, профильной крйвой.состо щей из двух расположенных между точками 7 и 8 симметрично относиО vj Ю О

тельно оптической оси 9 частей, кажда  из которых описываетс  уравнением

п - 12

R Ro cos(-LLy-i) 0 ,

где R - радиус-вектор профильной кривой; Ro - начальный радиус-вектор профильной кривой, определ емый из соотношени 

Ro (0,3-0,7) DCB,

где DCB - световой диаметр проекционной системы;

п - посто нный коэффициент, наход щийс  в пределах 1,2$ п 1,6

в- угол между радиусами-векторами R0 nR.

Точкой 0 (см.фиг. 1-3) обозначен центр пол рных координат, совмещенный с нитью лампы 2. Угол охвата каждой части кривой определ етс  разностью углов втЖс и &ин. Коэффициент п определ ет плавность изменени  формы профильной кривой поверхности вращени . С увеличением значени  п профильна  крива  в большей степени отклон етс  от окружности радиуса RO, при этом уменьшаетс  концентраци  света в отраженном потоке. С уменьшением значени  п профильна  крива  приближаетс  к окружности радиуса Ro, а концентраци  отраженного света увеличиваетс . Ход центральных( лучей 10-12, отраженных крайними и промежуточными участками частей профильной кривой, представлен на фиг.1. Отражатель 1 обеспечивает такое направление хода отраженных центральных лучей, при котором они не пересекают нить накаливани  лампы 2, совмещенную с центром пол рных координат, обеспечива , тем самым уменьшение температуры нагрева нити накаливани  и повышение срока службы лампы 2. Лучи 10 и 11, отраженные участком части профильной кривой с углом охвата от в мин до 0s (0,6-0,8) #тэкс, составл ют с оптической осью 9 отражател  1 меньшие углы по сравнению с лучами, отраженными сферическим отражателем, пересека  оптическую ось 9 на участке между лампой 2 и конденсором 3. Это дает возможность увеличить угол охвата отражател  1 и более полно использовать световой поток по сравнению со сферическим отражателем . В результате повышаетс  абсолютна  величина освещенности экрана 6 проекционной системы. Лучи 12, отраженные участком части профильной кривой, расположенным возле оптической оси 9 отражател  1. отклон ютс  в сторону от оптической оси 9, на кра  конденсорной линзы 3, увеличива  освещенность на кра х экрана 6. За счет этого повышаетс  равномерность освещенности экрана 6 проекционной системы.

Диапазон значений п от 1,2 до 1,6 определен исход  из требуемого распределени  силы света в отраженном потоке, при котором наиболее полно используетс  световой

поток источника света дл  освещени  проецируемого изображени , а также с учетом светового диаметра конденсорной линзы 3 и взаимного расположени  источника света 2, конденсорной линзы 3 и отражател  1.

0 При ,2 значительно уменьшаетс  полезный угол охвата отражател  1, так как центральные лучи 10 и 11, отраженные периферийным участком отражател , будут направлены в сторону от конденсорной лин5 зы 3. При ,6 лучи 12, отраженные центральной частью отражател  1, будут составл ть с оптической осью углы более 45° и выйдут за пределы светового диаметра конденсорной линзы 3, что приведет к поте0 ре части отраженного светового потока.

Величина угла 0UiM 10-30° определ етс  в зависимости от прин того значени  п и взаимного расположени  источника света 2, конденсорной линзы 3 и отражател  1.

5 Причем наибольшему значению п соответствует наименьшее значение угла &ин и наоборот.

С учетом значений углов &шн и $лакс угол охвата данного отражател  1 составл ет 1200 160°, тогда как сферический отражатель имеет угол охвата до 110°. Величина начального радиуса вектора R° определ ет габаритные размеры отражател  1 и выбираетс  с учетом размеров конденсорной линзы 3 и

5 лампы 2, используемой в качестве источника света. В первом приближении величина R0 может быть определена из соотношени  Ro (0,3-0,7) DCB, где DCB - световой диаметр конденсорной линзы 3.

0 Уравнение

R Ro cos() Ф п - 1 .описывающее

части профильной кривой отражател , удовлетвор ет следующему условию, если в - угол между начальным радиусом-вектором RO и центральным лучом, совпадающим с радиусом-вектором R (см.фиг.4). направленным на какую-либо точку отражающей поверхности, то угол, образованный отраженным от этой точки лучом и радиусом-вектором RO, равен On, где п - посто нный коэффициент, наход щийс  в пределах 1,,6.

Выполнение данного услови  дл  точечного источника света обеспечивает такой ход отраженных лучей, при котором они отклон ютс  от центра пол рных координат, а сила света источника 2 после отражени  уменьшаетс  пропорционально величине п.

5

0

5

На фиг.6 представлен график расчетного относительного повышени  освещенности (%) вдоль линии светового диаметра конденсорной линзы 3 (см фиг.5) проекционной системы в результате расчета осве- щенности точек Oi, b, с, d, e, расположенных на линии светового диаметра, создаваемой точечным источником света

Отражатель 1 может быть изготовлен с наружной отражающей поверхностью (см.фиг.2) например, из металла, пластмассы и др. или с внутренней отражающей поверхностью (см.фиг.3) из прозрачного материала (стекло, пластмасса). В обоих случа х исполнени  профиль зеркальной поверхности описываетс  одним и тем же уравнением. В отражателе с внутренней отражающей поверхностью наружна  поверхность выполн етс  в форме сферы (см.фиг.3), центр которой совпадаете цент- ром опол рных координат отражающей поверхности , а посто нный радиус сферы R1 выбираетс  из конструктивных соображений .

Основным при расчете формы отражаю- щей поверхности  вл етс  определение оптимального значени  коэффициента п

Claims (2)

1. Отражатель дл  проекционной системы , содержащий зеркальную поверхность,

профильна  крива  которой состоит из двух расположенных симметрично относительно оптической оси частей, начала радиусов векторов каждой из которых совмещены в одной точке на оптической оси, отличаю щ и и с   тем, что. с целью повышени  равномерности освещенности кажда  часть профильной кривой удовлетвор ет соотношению

R RO cos( ) #l ;г1 ,

где R - радиус-вектор профильной кривой RO - начальный радиус-вектор профильной кривой, определ емый из соотношени 

Ro (0,3 -0,7)Осв,

где DCB - световой диаметр проекционной системы;

п - посто нный коэффициент, наход щийс  в пределах 1,2 п 1,6,

В- угол между радиусами-векторами R0 и R, при этом начальный радиус-вектор R0 pacл положен под углом -п к оптической оси

2. Отражатель поп.1,отличающий- с   тем, что угол в между радиусами векторами RO и R дл  крайних точек каждой части профильной кривой находитс  в пределах от 0,™ Ю-300 до W 90°

9 П ц ЮЮ

Фиг/

r

см r

СО

i

С

Nj

I

ELH.OTP.-ELUP.OTP. 100 о/ Eicqj.orp.

го г.мм

Фиг.6