Claims (6)
Изобретение относитс к светотехнике, в частности к осветительным устройствам на основе щелевых световодов. Известно осветительное устройство, содержащее щелевой световод и размещенный в его торце источник света с оптическим устройством дл ввода светового излучени 1. Несмотр на очевидные преимущества осветительных устройств со щелевыми световодами, особенно при работе в пожаро- и взрывоопасных средах (отсутствие источников света и источНиков тепла, а также электрического потенциала в помещении), им присущи и некоторые недостатки. Так, диффузный характер светораспределени светопрозрачной щели позвол ет создавать толь ко равномерное общее освещение, когда же речь идет об освещении отдельных локальных рабочих мест в помещении с агрессивными сре дами, то приходитс дополнительно устанавливать светильники местного освещени в соотг ветствующем исполнении, смонтированные в непосредственной близости от рабочего места, или зеркальные светильники с концснтрированной кривой силы света, установленные на потолке помещени . Наличие дополнительных световых приборов приводит, как правило, к снижению надежности работы осветительных установок в помещени х с агрессивными средами, увеличению капитальных затрат и эксплуатационных расходов. КПД известных щелевых световодов сравнительно небольщой (30-40%). Цель изобретени - повыщение эффективности использовани осветительного устройства. Поставленна цель достигаетс тем, что осветительное устройство, содержащее щелевой световод и размещенный в его торце источник света с оптическим устройством дл ввода светового излучени , имеет оптический зле-: мент дл перераспределени светового потока, размещенный в другом торце щелевого световода . Оптический элемент может быть вьшолнен либо в виде призмы полного внутреннего отражени , либо в виде зеркала, размещенного под углом к оси световода, либо в виде двух зеркал, расположенных под углом друг к другу и к оси световода. 398 Причем каждое зеркало выполнено либо вогнутым либо плоским. На фиг. 1 показано освети ельное устройство с торцовым оптическим элементом, выполненным в виде плоского зеркала, расположенного под углом 45° к оси световода; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 крива силы света элемента в продольной плос кости; на фиг. 4 - то же, в Поперечной плоскости; на фиг. 5 - осветительное устройство с торцовым оптическим элементом, выполненным в виде двух зеркал, расположенных под углом одно к другому и к оси световода; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг. 7 - крива силы света элемента в продольной плоскости; на фиг. 8 - то же в поперечной плоскости; на фиг. 9 - освети-, тельное устройство с торцовым оптическим элементом, выполненным в виде двух зеркал, расположенных под углом одно к другому и к оси световода; на фиг. 10 - разрез В-В на фиг. 9; на фиг. 11 - крива силы света элемента в продольной плоскости; на фиг. 12 - то же, в поперечной плоскости; на фиг. 13 осветительное устройство с торцовым оптичесКИМ элементом, вьшолненным в виде вогнутог зеркала; на фиг. 14 - разрез Г-Г на фиг. 13; на фиг. 15 - крива силы света элемента в продольной плоскости; на фиг. 16 - то же, в поперечной плоскости. Осветительное устройство содержит щелевой световод I и размещенный в его торце источник 2 света с оптическим устройством 3 дл ввода светового излучени . В другом торце щелевого световода 1 размещен оптический элемент дп перераспределени светового потока со свето прозрачной оболочкой 4, вл ющейс продолже нием световода 1 и служащей дп защиты внутренних плоскостей осветительного устройст ва от пыли, влаги и т. д. Оптический элемент может быть вьшолнен в виде зеркала 5, расположенного под углом, к оси 6 световода, либо в виде лризмы 7 полного внутреннего оуражени , либо в виде двух зеркал 8 и 9, расположенных под углом к оси 6 световода и одно к другому, причем лини соединени зеркал (лини излома) может быть расположена в поперечной плоскости (фиг. 5 и 6) или в продольной (фиг. 9 ч, Ю) а зерк;апа могут быть либо плоскими (фиг. 1) либо вогнутыми (фиг„ 13).( i Принцип работы устройства заключаетс в следующем. Световой поток от источника 2 света напра л етс вводным устройством 3 в канал светойЬда 1, где многократно отража сь от зеркаль ной поверхности канала 1, частичйо выходит через светопрозрачную щель в освещаемое по мещение. Друга часть потока достигает торцо вого оптического элемента 5 (8 и 9), где, отразивщись от наклонной зеркальной поверхности , выходит через прозрачную оболочку 4 также в освещаемое помещение. Так как в торцовый оптический элемент попадают в основном лучи, имеющие направление , близкое к оси 6 канала световода (лучи иных направлений претерпевают большое число отражений и тер ют свою энергию), то поток, выщедший из элемента, имеет значительную концентрацию, необходимую дп созда1ш .локализованного освещени рабочего места, расположенного под световодом. Польш торцовый оптический элемент целесообразно изго- iтавливать дл щелевых световодов с каналом диаметром 200 мм и более. Дл каналов малого диаметра (до 150 мм); можно примен ть элемент , вьщолненный в виде призмы, изготовленной , например, из прозрачного оргстекла. Таким образом, диффузный характер светорасприделени щели канала световода и наличие концентрированной кривой силы света от торцового оптического элемента обеспечивает в осветительНой установке от одного устройства комбинированное освещение. Кроме того, необходима конфигураци торцового оптического элемента позвол ет получать заданное распределение светового потока на расчетной поверхности в зоне локализованного освещени . Так, например, при поперечном изломе зеркальной поверхности (фиг. 5) крива силь света элемента имеет два максимума в , продольной плоскости (фиг. 7) и один в поперечной (фиг. 8, по направлению утла). Продольный излом зеркальной поверхности элемента (фиг. 9) позвол ет получить два максимума в поперечной плоскости (фиг. 11) и один в ; продольной (фиг. 12, по направлению угла а ). Увеличение числа изломов, а также совместное конструктивное решение представленных схем позвол ет получить кривую силы света элемента с четырьм и более рко выраженными максимумами в продольной и поперечной плоскост х . При необходимости иметь более плавную кривую силы света зеркальна поверхность приставки должна иметь вьшуклую или вогнутую (фиг. 13) форму. Очевидно, что с целью управлени пространственным распределением потока возможны и другие варианты формы торцового опти еского элемента, а также их. комбинации. Световой поток, дощедцшй до торцового оптического элемента, не возвращаетс в канал световода, как это имело место в щелевом световоде без элемента, а после однократного от- . ражени от зеркальной поверхнйсти элемента выходит в освещаемое помещение, при этом КПД осветительного устройства возрастает до 45-55%. Возможность управлени пространственным . распределением светового потока при решении задач :комбиннрованного освещени и высокий КПД значительно расшир ют область применеГ„2 ™ЛГД„г;:;;„-«™ световодов. Предлагаемые схемы осветительных устройст с торцовым оптическим элементом можно использовать дл освещени высоких помещений с агрессивными и норм ьными средами . (фиг, 1), картинных галерей и выставочных залов (фиг. 5 и 9), больших открытых пространств , например карьеров и спортивных площадок (фиг. 13), железнодорожных путей и автострад (фиг. 9). Предлагаемое осветительное устройство позвол ет расширить область применени щелевых световодов, обеспечивающих резкое сокращение расхода металла, проводов и трудозатрат . Кроме того, при использовании предлагаемого осветительного устройства от падает необходимость в дополнительной установке светильников местного освещени . Формула изобретени 1. Осветительное устройство, содержащее щелевой световод и размешенный в его торц сточник света с оптическим устройством л ввода светового излучени , отличаюеес тем, «гго, с целью повышени эффективности использовани , оно имеет опти «--r-rj вого потока, размещенный в другом торце щелевого световода. This invention relates to lighting engineering, in particular, to lighting devices based on slotted light guides. A lighting device is known, which contains a slit fiber and a light source with an optical device for inputting light at its end. Despite the obvious advantages of illumination devices with slit fibers, especially when operating in flammable and explosive environments (lack of light sources and heat sources, as well as electrical potential in the room), they have some drawbacks. Thus, the diffuse character of the light distribution of a translucent slit allows creating only uniform general illumination, and when it comes to lighting certain local workplaces in a room with aggressive media, you must additionally install local lighting fixtures mounted in the immediate vicinity. work space, or mirror lamps with a constricted light intensity curve, mounted on the ceiling of the room. The presence of additional light devices leads, as a rule, to a decrease in the reliability of operation of lighting installations in rooms with aggressive media, an increase in capital costs and operating costs. The efficiency of the known slotted light guides is relatively small (30-40%). The purpose of the invention is to increase the efficiency of use of the lighting device. This goal is achieved by the fact that an illumination device containing a slit optical fiber and a light source placed at its end with an optical device for inputting light radiation has an optical aperture for redistributing the luminous flux housed at the other end of the slit optical fiber. The optical element can be made either in the form of a prism of total internal reflection, or in the form of a mirror placed at an angle to the fiber axis, or in the form of two mirrors located at an angle to each other and to the fiber axis. 398 Moreover, each mirror is made either concave or flat. FIG. 1 shows an illumination device with an end-face optical element made in the form of a flat mirror located at an angle of 45 ° to the fiber axis; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; Fig. 3 shows the light intensity curve of an element in the longitudinal plane; in fig. 4 - the same, in the Transverse plane; in fig. 5 - lighting device with an end-face optical element, made in the form of two mirrors, located at an angle to one another and to the fiber axis; in fig. 6 is a section BB in FIG. five; in fig. 7 shows the light intensity of the element in the longitudinal plane; in fig. 8 - the same in the transverse plane; in fig. 9 - illumination device with an end-face optical element made in the form of two mirrors located at an angle to one another and to the fiber axis; in fig. 10 is a section bb of FIG. 9; in fig. 11 is the light intensity curve of the element in the longitudinal plane; in fig. 12 - the same, in the transverse plane; in fig. 13 a lighting device with an end-face optical element made in the form of a concave mirror; in fig. 14 is a section of YYY in FIG. 13; in fig. 15 is the light intensity curve of the element in the longitudinal plane; in fig. 16 - the same, in the transverse plane. The lighting device contains a slotted light guide I and a light source 2 located at its end with an optical device 3 for inputting light radiation. At the other end of the slotted light guide 1, an optical element dp of redistributing the luminous flux with a light transparent shell 4 is placed, which is a continuation of the light guide 1 and serves as a dp to protect the inner planes of the lighting device from dust, moisture, etc. The optical element can be implemented as mirrors 5 located at an angle to the axis 6 of the fiber, either in the form of Lrism 7 of complete internal illumination, or in the form of two mirrors 8 and 9, arranged at an angle to the axis 6 of the fiber and one to the other, with the connecting line of the mirrors ( mA) can be located in the transverse plane (Fig. 5 and 6) or in the longitudinal (Fig. 9 h, S) a mirror; ana can be either flat (Fig. 1) or concave (Fig „13.). (i Principle The operation of the device is as follows. The light flux from the light source 2 is guided by the input device 3 into the light channel 1, where it is repeatedly reflected from the mirror surface of the channel 1, partly goes through the translucent slit into the illuminated space. optical element 5 (8 and 9), where, reflecting from the inclined mirror erhnosti goes through the transparent shell 4 also illuminates the room. Since the rays that have a direction close to the axis 6 of the fiber channel (the rays of other directions undergo a large number of reflections and lose their energy) mainly fall into the end optical element, the flux extruded from the element has a significant concentration needed by the datasheet. localized illumination of the workplace, located under the fiber. Poland, the end optical element should be manufactured for slotted light guides with a channel with a diameter of 200 mm and more. For channels of small diameter (up to 150 mm); It is possible to use an element made in the form of a prism, made, for example, of transparent Plexiglas. Thus, the diffuse nature of the light emission of the slit of the channel of the light guide and the presence of a concentrated light intensity curve from the end optical element in the illumination installation from a single device provides a combined lighting. In addition, the required configuration of the end-face optical element allows one to obtain a predetermined distribution of the luminous flux on the computational surface in the zone of localized illumination. So, for example, with a transverse fracture of the mirror surface (Fig. 5), the light force curve of the element has two maxima in the longitudinal plane (Fig. 7) and one in the transverse (Fig. 8, in the direction of fragmentation). The longitudinal fracture of the mirror surface of the element (Fig. 9) allows to obtain two maxima in the transverse plane (Fig. 11) and one in; longitudinal (Fig. 12, in the direction of the angle a). An increase in the number of kinks, as well as a joint design solution of the schemes presented, makes it possible to obtain an element luminous intensity curve with four or more pronounced maxima in the longitudinal and transverse planes. If it is necessary to have a smoother light intensity curve, the mirror surface of the attachment should have a convex or concave shape (Fig. 13). It is obvious that in order to control the spatial distribution of the flow, other variants of the shape of the frontal optical element, as well as their, are possible. combinations. The luminous flux, widespread to the end-face optical element, does not return to the channel of the light guide, as was the case in a slotted light guide without an element, and after a single ot-. Razheniye from the mirror surface of the element goes into the illuminated room, while the efficiency of the lighting device increases to 45-55%. The ability to control the spatial. the distribution of the luminous flux in solving problems: combined lighting and high efficiency significantly expand the range of application of the „2 ™ LGD„ g;: ;; „-« ™ optical fibers. The proposed lighting devices with an end-face optical element can be used to illuminate high spaces with aggressive and standard environments. (Fig, 1), art galleries and exhibition halls (Fig. 5 and 9), large open spaces, such as quarries and sports grounds (Fig. 13), railway tracks and highways (Fig. 9). The proposed lighting device allows to expand the field of application of slotted light guides, which provide a drastic reduction in the consumption of metal, wires and labor. In addition, when using the proposed lighting device, there is no need for additional installation of local lighting fixtures. Claims 1. An illumination device containing a slit optical fiber and a light source with an optical device and an input of light radiation, placed at its end, differs in that, in order to increase the efficiency of its use, it has an octopus stream placed at the other end of the slotted fiber.
2.Устройство по п. 1, о т л н ч а го щ е е с тем, что оптический элемент выполнен в виде призмы полного внутреннего отражени . 2. The device according to claim 1, wherein the optical element is designed in the form of a prism of total internal reflection.
3.Устройство по п. 1, от ли чающеес тем, что оптический элемент выполнен в виде зеркала, р мещенного под углом к оси световода. 3. The device according to claim 1, in that the optical element is made in the form of a mirror, which is mounted at an angle to the axis of the optical fiber.
4.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с тем, что оптический .элемент выполнен в виде двух зеркал, расположенных под углом одно к другому и к оси световода. 4. The device according to claim 1, which means that the optical element is made in the form of two mirrors located at an angle to one another and to the axis of the light guide.
5. Устройство по пп. 1, 3 и 4, о т л и чающеес тем, что зеркало выполнено вогнутым., 5. The device according to PP. 1, 3, and 4, about the t of l and the fact that the mirror is made concave.,
6. Устройство по пп. 1, 3 и 4, о т л и чающеес тем, что зеркало вьшолнено плоским. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 609022, кл. F 21 М, 3/28, 1976.6. The device according to PP. 1, 3 and 4, about the tl and the fact that the mirror is full flat. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 609022, cl. F 21 M, 3/28, 1976.
А-АAa
VV XXVV XX
(риг. 1(rig. 1
фиё.гfiyo
270270
Сриг.Ц сриг5 L:Srig.C Srig5 L:
9090
ОABOUT
Т}с/г.7T} s / g7
270270
27O .27O.
qDus.13qDus.13
Г-ГYr
XnvXnv
qpus. Щqpus. U
160160
гто270фи5 .1бgto270fi5 .1b