Прожектор

 

Изобретение относится к оптике и может быть использовано в качестве прожектора или фонаря. Целью изобретения является 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 пэясным возвращающим зеркалом 9. Лучи 5 и 6, падающие на отражатели с большим и меньшим фокальным параметром соответственно, многократно отражаются от зеркал и, проходя через источник 3, вытесняются в открытую (не перекрытую контротражателем ) зону отражателя 1 и излучаются в пространство параллельно оси 00. При этом лучи 5 распространяются с меньшей расходимостью, чем лучи 4, падающие непосредственно на открытую зону. 7 з.п.ф-лы, 7 ил. i СП со о СП 05

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)4 Е 21 M 3 08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ И>Л11 „ (21) 3913079/27-12 (22) 18.06.85 (46) 15.05.87, Бюл, В 18 (7 1) Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов (72) Е. Ф, Решетин (53) 628,946(088,8) (56) Айзенберг Ю. Б. Световые приборы, M,: Энергия, 1980, с. 121, рис, 4-9, (54) ПРОЖЕКТОР (57) Изобретение относится к оптике и может быть использовано в качестве прожектора или фонаря, Целью изобретения является повышение осевой силы света. Прожектор включаетпараболический отражатель 1 диаметром 9 и

„„Я0„„1310576 А 1 параболический контротражатель 2 диаметром D (Р,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 поясным возвращающим зеркалом 9.

Лучи 5 и 6, падающие на отражатели с большим и меньшим фокальным параметром соответственно, многократно отражаются от зеркал и, проходя через источник 3, вытесняются в открытую 1не перекрытую контротражателем ) зону отражателя 1 и излучаются в пространство параллельно оси

00 . При этом лучи 5 распространяют-! ся с меньшей расходимостью, чем лучи 4, падающие непосредственно на открытую зону. 7 з.п,ф-лы, 7 ил.! 13

Изобретение относится к оптике и может быть использовано в качестве прожектора или фонаря.

Цель изобретения — увеличение осевой силы света прожектора при уменьшении ширины светового пучка.

На фиг. 1 — 4 изображены варианты выполнения прожектора, обеспечивающего повышенную осевую силу света; на фиг. 5 — схема кругового прожектора — маяка; на фиг, 6— сравнительные кривые сил света для различных систем излучения в конусе с одинаковым отношением диаметра шарового просвечивающего источника к диаметру основного отражателя; на фиг. 7 - вариант выполнения прожектора.

Основные детали круглосимметричных (относительно оси 00 ) прожекторов по фиг. 1 — 4 — это софокусные и соосные вогнутые зеркальные встречно ориентированные параболоидные отражатели: основной отражатель 1 и контротражатель 2, в общем фокусе которых локализован источник

3 света. Диаметр 0 параболоида 1 всегда больше диаметра D параболоида 2, Фокальный параметр P (удвоенное фокусное расстояние) параболоида 1 может быть больше или меньше фокального параметра Р параболоида

2, но всегда отличается от него.

Угол охвата ф {удвоенный апертурный угол) отражателя 1 больше или равен углу охвата Ф отражателя 2, причем ф + ф (360 . Отражатель 1 или 2 (или оба) может иметь отверстие (фиг. 24), которое может быть перекрыто дополнительными оптическими элементами (фиг. 3 и 4). Источник 3 света малого диаметра q (< D имеет среднегабаритный коэффициент прозрачности >r 0,5. Фокальное отношение х =

= Р„ „ /Р „„ (отношение максимального к минимальному из параметров Р и P ) выбирается порядка х = 2-5 для системы по фиг. 1 и х = 1,5-3 для систем по фиг. 2-4 ° В системах, где

Рмц у (фиг. и 4), углы охвата Ф ) ф «< 180, При углах охвата о

180 диаметры отражателей равны их удвоенным фокальным параметрам (фиг, 1 и 6), В системах, где P

= Pì„н (фиг, 2 и 3), ф всегда больше 180, а Ф 4 360 — Ф, при этом диаметр контротражателя 2 во избежание бесполезных потерь излучения не должен превышать удвоенно10576 2

10 !

55 го фокального параметра отражателя

1, т ° е. D,,: 2Р.

Лучи 4 источника 3, падающие на открытую (неперекрытую контротражателем) зону параболоида 1, излучаются,, как в простом прожекторе без контротражателя, Лучи 5, падающие на перекрытую (другим отражателем) часть параболоида с большим фокальным параметром (на фиг, или 2 это параболоид 1 или 2 соответственно), испытывают многократные отражения между параболоидами, вытесняясь в открытую зону параболоида 1, и излучаются с меньшей расходимостью, чем лучи 4, Уменьшение расходимости обусловлено уменьшением изображений источника 3> создаваемых лучами 5 в фокусе параболоидов 1 и 2, Лучи

6, падающие на перекрытую часть параболоида с меньшим фокальным параметром, также испытывают многократные отражения, но не вытесняются в открытую зону, а, напротив, стягиi ваются к оси 00, постепенно поглощаясь отражателями (фиг. 1). С целью полезного использования лучей 6, а также во избежание перегрева отражателей, один из них {например, контротражатель на фиг. 2) может иметь осевое отверстие 7 произвольного диаметра d меньшего диаметра (0 контротражателя (даже если само отверстие сделано в основном отражателе).

Лучи, излучаемые параллельно оси

00 через отверстие 7 (фиг, 2), имеют большую расходимость (связанную с увеличением изображений источника 3, создаваемых лучами 6) . С целью более полезного использования светового потока апертура отверстия может быть перекрыта дополнительным возвращающим зеркалом — плоским зеркалом 8 со стороны отражателя с большим фокальным параметром (фиг. 3) или сферическим зеркалом 9 с центром кривизны в фокусе отражателей со стороны отражателя с меньшим фокальным параметром (фиг. 4), Возвращающее зеркало 8 или 9 отражает в обратном направлении стягивающиеся к оси лучи 6, после чего они вытесняются в открытую зону отражателя 1 и излучаются с расходимостью, равной расходимости лучей, непосредственно падающих от источников 3 на эту зону.

Возвращающее зеркало может иметь осевое отверстие, так как лучи 6 пе3 13 рехватываются периферической его частью, Так, плоское зеркало 8 может быть выполнено в виде кольца, а сферическое зеркало 9 может быть поясным, при этом отношение внешнего и внутреннего диаметров кольца 8 и отношение синусов внешнего и внутреннего апертурных углов поясного зеркала 9 равно фокальному отношению х. Зеркала 8 и 9 на фиг, 3 и 4 конструктивно слиты с одним из параболоидов, что не обязательно, Вариант поясного зеркала 9, показанный на фиг, 4 пунктиром, имеет то преи.— мущество, что не препятствует выходу лучей 10, отраженных параболоидом 1 в направлении оси прожектора на расстоянии от оси, меньшем d/2.

Каждая из фиг. 1 — 4, которая рас сматривалась как профиль круглосимметричного прожектора, излучающего в конусе с осью 00, может быть проI филем прожектора с веерным светараспределением, оптические элементы которого имеют цилиндрическую форму (перпендикулярно 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, состоять из нескольких источников, рассредоточенных по фокальной линии (и обеспечивать большой

КНД благодаря высокой среднегабаритной прозрачности).

На фиг. 5 показан вариант кругового маяка — прожектора, отражающие поверхности которого образуются вращением параболического профиля отражателей 1 и 2 вокруг общей оси (Д, перпендикулярной оси 00 симметрии парабол, Ось ® удалена от фокуса парабол на расстояние R ) P (чем больше R, тем меньше аберрация для лучей, не лежащих в плоскости осей QQ и 00 ), Источник 3 линейный, имеет форму окружности радиуса R или состоит иэ множества точечных источников, локализованных на этой окружности ° 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 стягиваются в зону 7, после чего вытесняются в открытую зону отражателя 1, Эффективность изобретения заключается в увеличении силы света пред10576 4

f0

l5

50 лагаемого прожектора по сравнению с известным, имеющим ту же площадь выходного отверстия и те же габариты, яркость и прозрачность источника, На фиг, 6 приведены характерные кривые сил света ?(, ) для одиночного параболоида (кривая a) для параболоида со сферическим контротражателем, т.е. известного (кривая b) для систем по фиг, 1 и 4 (кривые 8 < соответственно), Во всех вариантах подразумевается один и тот же диаметр D основного отражателя с углом охвата о ф 180 и шаровой равнояркий источник с постоянной пс его поверхности среднегабаритной прозрачностью Г» 0,7.

Фокальное отношение для кривых ь, ь равно х »3. Из сравнения кривых следует, что увеличение осевой силы света Z (О) в системах достигается за счет уменьшения силы света на периферии углового диапазона излучения.

Прохождение собственного излучения прожектора через габариты теплового источника (нити накала) вызывает дополнительный его разогрев, т.е. увеличивает светоотдачу источ1 ника и КПД прожектора. При этом прохождение света через источник является многократным, что при уменьшении среднестатических флуктуаций освещенности по поверхности тела накала уменьшает вероятность выхода источника из строя (перегорания нити накала вследствие неравномерности разогрева ее частей).

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

Формула изобретения

1. Прожектор, содержащий основной вогнутый зеркальный отражатель параболического профиля с просвечивающим источником света в его фокусе и соосный с ним дополнительный вогнутый зеркальный отражатель меньшего диа 13105 метра с углом охвата, не превышающим

180, отличающийся тем, что, с целью увеличения осевой силы света, дополнительный отражатель выполнен параболическим и установлен софокусно с основным, а его фокальный параметр отличен от фокального параметра основного отражателя, 2. Прожектор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что фокальный 10 параметр и угол охвата дополнительного отражателя меньше соответственно фокального параметра и угла охвата основного отражателя, 3. Прожектор по и. 1, о т л и ч а- 15 ю шийся тем, что фокальный параметр дополнительного отражателя больше фокального параметра основного отражателя, при этом угол охвата о последнего превышает 180, а диаметр 20 дополнительного отражателя не превышает удвоенного фокального параметра основного отражателя, 4. Прожектор по пп ° 1-3, о т л и— ч а ю шийся тем, что отражатели 25 выполнены круглосимметричными, а в одном из отражателей выполнено осевое отверстие диматера меньшего, чем диаметр дополнительного отражателя. 30

5. Прожектор по пп. 1-4,, о т л и ч а ю шийся тем, что он снабжен плоским кольцевым зеркалом, осевое отверстие выполнено в отражателе с большим фокальным параметром и перекрыто соосным с отражателями кольцевым зеркалом, внешний диаметр которого совпадает с диаметром отверстия, а отношение его внутреннего

?6 6 и внешнего диаметров равно отношению синусов фокальных параметров отражателей.

6. Прожектор по пп. 1-4, о тл и ч а ю шийся тем, что он снабжен поясным сферическим зеркалом, осевое отверстие выполнено в отражателе с меньшим фокальным параметром и перекрыто поясным сферическим зеркалом, центр кривизны которого совпадает с общим фокусом отражателей, а отношение его внешнегб апертурного угла, совпадающего с апертурным углом отверстия, и внутреннего апертурного угла равно отношению фокальных параметров отражателей.

7, Прожектор по пп, 1-3, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью получения веерного светораспределения, отражатели выполнены параболоцилиндрическими.

8 ° Прожектор по пп, 1-3, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью получения кругового светораспределения в плоскости преимущественного рассеяния, отражатели выполнены в виде тел вращения парабол, ось симметрии которых лежит в плоскости преимущественного рассеяния, вокруг общей оси, удаленной от общего фокуса парабол на расстояние, большее фокального параметра основного отражателя, и перпендикулярной указанной плоскости, при этом основной отражатель размещен между осью вращения и дополнительным отражателем, а светящее тело источника имеет форму кольца, совмещенного с фокальной окружностью отражателей.

1310576

1310576

/ Р

z фРГ 6

Составитель И. Зайцев

ТехредМ.Ходанич Корректор М. Демчик

Редактор И. Рибченко

Заказ 1878/33 Тираж 466 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4