Осветительная система для проектора

)5 О 03 В 27/54 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВ СВ К АВТОРС и- оя оптк ЕМА ДЛ птическим ностями и и позволям увеличея энергии меньшить ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к осистемам с отражающими поверпреломляющими компонентамиет повысить световой поток путения коэффициента использованисточника излучения, а также выходной тепловой поток осветительных с стем проекторов. Оптическая система с держит эллипсоидный отражатель 1 с внутренним интерференционным покрытием и с соотношением полуосей 1,5а: Ь2, в первом фокусе Р которого размещен источник 2 излучения, а второй фокус Р 2 расположен за плоскостью выходного зрачка с апертурным углом 0290, а также четырехлинзовый конденсор 4 с величиной углового поля зрения, равной удвоенному апертурному углу эллипсоидного отражателя 1, и теплофильтр 5, установленный между третьим и четвертым компонентами конденсора 4. 6 ил,Изобретение относится к оптическим системам с отражающими поверхностями и преломляющими компонентами, предназначенными для освещения объектов.Известна осветительная система, со держащая эллипсоидный отражатель, в первом фокусе которого расположен источник света, а поток излучения от источника света собирается во втором фокусе отражателем.Недостатком данной оптической систе мы является то, что ограниченные размеры отражателя не позволяют направить значительный процент излучения на освещаемый обьект, размещенный между источником и вторым фокусом зллипсоидного отракате ля,Наиболее близкой по технической.сущности к изобретению является оптическая система для высокаинтенсивнаго источника света, содержащая эллипсоидный атража тель, в первом фокусе которого расположена ксенанавэя дуговая проекционная лампа, отраженные от атракателя лучи собираются во втором фокусе, в котором располакен ограничитель с отверстием, 25 откуда, как из нового источника, лучи под определенным апертурным углом попадают на конденсатоо, состоящий из рех компонентов, собираются и направляются на освещаемый предмет, 30Недостатком известной осветительной системы является использование только центральных лучей от источника света с апертурными углами 252 0285 О, Вследствие чего конденсатор, состоящий из двух 35 плосковыпуклых и одной двояковыпуклой линз, собирает расходящийся световой поток лишь пад углом 90,Целью изобретения является повышение светового потока путем увеличения ко эффициента использования энергии источника излучения, а также уменьшение выходного теплового потока.Указанная цель достигается тем, что в осветительной системе, содержащей распо ложенные на оптической оси эллипсоидный отражатель, источник света, размещенный в его первом фокусе, и конденсор, при этом второй фокус эллипсаидного отражателя располокен за его выходным зрачком, а ве личина углового поля зрения конденсора равна удвоенному апертурному углу эллипсоидного отражателя, на внутреннюю поверхность эллипсоидного отражателя нанесено интерференционное покрытия, а 55 соотношение полуосей эллипсоидного отражателя составляет 1,5 а: Ь 2 при этом выходной апертурный угол эллипсоидного отражателя Ог90, а конденсатор выполнен из четырех компонентов, третий и четвертый из которых выполнены в виде плосковыпуклых линз, между которыми размещен введенный тепловой фильтр,На фиг, 1 представлена оптическая схема осветительной системы; на фиг, 2 - эллипсоидный отражатель, сечение; на фиг, 3 - ход лучей в эллипсоидном отражателе с апертурным углом 0290 О; на фиг. 4-6 - эллипсоидные отражатели с соотношениями большой и малой полуосей соответственно а; Ь) 1;1,15;1;2, 1:3 и с конусными углами ф, внутри которых отраженные лучи рефлекса не попадут в фокус Рг.Осветительная система содержит эллипсаидный отоажатель 1 с интерференционным зеркальным покрытием, ис.гочник 2 излучения, нить накаливания которого размещена в первом фокусе Е, отражателя 1, во втором Фокусе Р 2 которога формируется действительное изображение 3 нити накаливания исгачника 2 излучения, а также четырехлинзовый конденсор 4 и теплофильтр 5, Обьект 6 располагают за конденсором 4 и просвечивают пучком лучей, распространяющемся в переднем О 1 и заднем Ог апертурных углах,ллипсаидный стракэтель 1 выполнен с интерферепционным пакрыпгием с соотношением полуосей 1,5 = а: а2 и с сечением, выполненным перпендикулярно главной оптической оси, причем фокус Рг распсложен за плоскостью выходнога зрачка с апертурным углом Ог == 90. Интерференционнае зеркальное покрытие рефлектора пропускает наружу тепловые инфракраснье лучи источника 2, а тепло- фильтр 5, расположенный внутри конденсора 4 между третим и четвертым ега компонентами, поглощае оставшиеся инфракрасные лучи, вследствие чего предмет 6 не будет подверкен тепловому перегреву.Если отверстие эллипсоидного атракателя 1 (фиг. 3) выполнить так, чтобы второй фокус Ег оказался внутри, то те лучи, которые отразятся от его зеркальной поверхности, распалакенной за плоскостыа п-п, проведенной через второй фокус Ег, отразятся второй раз от поверхности эллиг 1 соида и па законам отражения попадут снова на нить источника 2 излучения и будут только ее перегревать, Чтобы ни один луч вышедший из Рг, не вернулся снова на источник 2 излучения, необходимо отверстие эллипсоида ", выполнить так, чтобы его плоскость прошла возле второго фокуса Гг, а он оказался снаружи данной плоскости, или апертурный угол эллипсаиднаго отражателя 1 должен быть Ыг:-. 90,1742778 25 55 Если в эллипсоиде совместить два фокуса, он превращается в шаровую поверхность. При удалении фокусов увеличивается сплюснутость и длина эллипсоида по большой полуоси будет увеличиваться.Практически следует использовать эллипсоид с отношением полуосей 1,5а:Ь 2. При а:Ь 1,5 большой процент излучения источника 2 будет бесполезно теряться, так как световой поток, выходящий в телесном угле 1800 - 01 эллипсоида 1 (фиг, 4) при прохождении через линзы конденсора 4 по законам преломления не попадает на освещаемый предмет б, за исключением малого участка приосевых лучей, идущих параллельно главной оптической оси эллипсоида 1 и конденсора 4 (фиг. 1).Так как источник 2 излучения, расположенный в первом фокусе Е 1, не является точечным, то при а:Ь больше 2 длина эллипсоидного отражателя 1 откажется значительной, по сравнению с размерами эллипсоида 1 (фиг, 4 и 6) сходимость лучей во втором фокусе Е 2 будет ухудшаться и конденсор 4 не сможет их собрать под углом 30 и направить на освещаемый предмет 6. С другой стороны увеличатся потери световой энергии источника 2 по той причине, что его нить расположена в стеклянном баллоне, который вводится внутоь эллипсоида 1 через отверстие О (фиг. 4 - б) и крепится в патроне. Так как это отверстие О имеет определенные размеры; то световые лучи, идущие от Е 1 к точке О попадут в конус тени с углом Р, т,е. не могут быть полезно использованы Чем больше отношение а:Ь, тем ближе располокен фокус Е 1 к отверстию О, эллипсоида 1 и тем больше будет конус тени с углом Р, что приведет к уменьшению коэффициента полезного действия эллипсоида 1. На фиг. 4 - 6 изображены эллипсоиды 1 одинаковой длины по главной оптической оси с соотношением большой и малой полуоси 1;1,5; 1:2; 1:3 и показано как изменяется конус тени с углом 3 при изменении длины большой и малой полуоси при одинаковых размерах стеклянного баллона источника 2 излучения. При этом сходимость отраженных лучей в фокусе Е 2 неудовлетворительная из-за большого удаления Е 1 от Е 2 и5 сплюснутости эллипсоидного отражателя 1.При увеличении отношения а:Ь угол ф быстро возрастает, так как фокус Е 1 приближается к точке О,10 При работе оптической осветительнойсистемы лучи от источника 2 излучения, отраженные от рефлектора, собираются вовтором его фокусе Е 2 (фиг. 1) и выходят изнего, как из нового действительного источ 15 ника 3 излучения под углом, 1800. Этотрасходящийся пучок лучей попадает нг линзы конденсора 4, которые последовательно,сужая его сходящимся пучком под углом300, направят на освещаемый предмет 6,20 При помощи объектива изображение предмета, освещенного мощным световым сходящимся пучком, можно спроектировать наэкран (не показано),Формула изобретения Осветительная система для проектора,содержащая расположенные на оптической оси эллипсоидный отражатель, источниксвета, размещенный в его.первом фокусе, и 30 конденсор, при этом второй фокус эллипсоидного отражателя расположен за его выходным зрачком, а величина углового поля зрения конденсора равна удвоенному апертурному углу эллипсоидного отражателя, 35 о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения светового потока путем увеличения коэффициента использования энергии источника излучения, а также уменьшения выходного теплового потока, 40 на внутреннюю поверхность эллипсоидногоотражателя нанесено интерференционное покрытие, а соотношение полуосей эллипсоидного отражателя составляет 1,5а;Ь2, при этом выходной апертурный угол эллипсо идного отражателя 0290, а конденсорвыполнен из четырех компонентов, третий и четвертый из которых выполнены в виде плосковыпуклых линз, между которыми размещен введенный тепловой фильтр, 501742778 а. =1 Фиг 6 4 ктор Н.Рогули ектор М.Максимишинец каз 2284 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 Составитель С. Ш игаловиТехред М.Моргентал аАМ