Прожектор

(5)4 Р 21 И 3 08 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц,;К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИЫЛЫ,: СР Сл СВ(7 1) Научно-исследовательскийи экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов(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 Э и 801310576 А 1 параболический контротражатель 2 диаметром Р( Р,с просвечивающим источником 3 (спиралью накала) в ихобщем фокусе. Отражатели 1 и 2 имеютразличный фокальный параметр РФ РОдин из отражателей может иметь осевое отверстие 7, частично перекрытое поясным возвращающим зеркалом 9,Лучи 5 и 6, падающие на отражателис большим и меньшим фокальным параметром соответственно, многократноотражаются от зеркал и, проходя через источник 3, вытесняются в открытую 1 не перекрытую контротражателем ) зону отражателя 1 и излучаются в пространство параллельно оси00 , При этом лучи 5 распространяются с меньшей расходимостью, чем лучи 4, падающие непосредственно наоткрытую зону. 7 з,п,ф-лы, 7 ил.13Изобретение 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 всегда больше диаметра В параболоида 2, Фокальный параметр Р (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, 2- 4), которое может быть перекрыто дополнительными оптическими элементами (фиг, 3 и 4), Источник 3 света малого диаметра с 1( 0 имеет средне- габаритный коэффициент прозрачностиЪ 0,5. Фокальное отношение х = = Р/Р(отношение максимального к минимальному из параметров Р и Р ) выбирается порядка х = 2-5 для системы пофиг, 1 и х = 1,5-3 для систем по фиг, 2-4В системах, где Р = Рмакс (фиг, 1 и 4), углы охвата Ф ) ф 6 180 . При углах охватао180 диаметры отражателей равны их удвоенным фокальным параметрам (фиг, 1 и 6), В системах, где Р = Р(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 удвоенно 10576 2 5 0 5 20 25 30 35 4045 50 55 падающих от источников 3 на эту зону.Возвращающее зеркало может иметьосевое отверстие, так как лучи 6 пего фокального параметра отражателя1, т,е. 0, 2 Р,Лучи 4 источника 3, падающие наоткрытую (неперекрытую контротражателем) зону параболоида 1, излучаются как в простом прожекторе безконтротражателя, Лучи 5, падающиена перекрытую (другим отражателем)часть параболоида с большим фокальным параметром (на фиг,или 2 этопараболоид 1 или 2 соответственно),испытывают многократные отражениямежду параболоидами, вытесняясь воткрытую зону параболоида 1, и излучаются с меньшей расходимостью,чем лучи 4, Уменьшение расходимостиобусловлено уменьшением изображенийисточника 3 создаваемых лучами 5в фокусе параболоидов 1 и 2, Лучи6, падающие на перекрытую часть параболоида с меньшим Фокальным параметром, также испытывают многократные отражения, но не вытесняются воткрытую зону, а, напротив, стягиваются к оси 00 , постепенно поглощаясь отражателями (фиг. 1), Сцелью полезного использования лучей 6, а также во избежание перегрева отражателей, один из них (например,контротражатель на Фиг, 2) можетиметь осевое отверстие 7 произволь-ного диаметра с 1, меньшего диаметра0 контротражателя (даже если самоотверстие сделано в основном отражателе).Лучи, излучаемые параллельно оси00 через отверстие 7 (фиг. 2),имеют большую расходимость (связанную с увеличением изображений источника 3, создаваемых лучами 6) . Сцелью более полезного использованиясветового потока апертура отверстияможет быть перекрыта дополнительнымвозвращающим зеркалом - плоским зеркалом 8 со стороны отражателя с большим фокальным параметром (фиг, 3)или сферическим зеркалом 9 с центромкривизны в Фокусе отражателей со стороны отражателя с меньшим фокальнымпараметром (Фиг. 4), Возвращающеезеркало 8 или 9 отражает в обратномнаправлении стягивающиеся к оси лучи 6, после чего они вытесняются воткрытую зону отражателя 1 и излучаются с расходимостью, равной расходимости лучей, непосредственно3 13рехватываются периферической егочастью, Так, плоское зеркало 8 может быть выполнено в виде кольца, асферическое зеркало 9 может быть поясным, при этом отношение внешнегои внутреннего диаметров кольца 8 иотношение синусов внешнего и внутреннего апертурных углов поясногозеркала 9 равно фокальному отношению х. Зеркала 8 и 9 на фиг, 3 и 4конструктивно слиты с одним из параболоидов, что не обязательно, Вариант поясного зеркала 9, показанныйна фиг, 4 пунктиром, имеет то преи. -мущество, что не препятствует выходулучей 10, отраженных параболоидом 1в направлении оси прожектора на расстоянии от оси, меньшем й/2,Каждая из фиг. 1 - 4, которая рассматривалась как профиль круглосимметричного прожектора, излучающегов конусе с осью 00 , может быть профилем прожектора с веерным светараспределением, оптические элементы которого имеют цилиндрическую форму(перпендикулярно плоскости чертежейфиг, 1-4), Источник 3 может бытьлинейным, параллельным образующимпараболоцилиндрических отражателей1,2 (и обладать большой мощностью)или точечным, или многоточечным,т.е, состоять из нескольких источников, рассредоточенных по фокальной линии (и обеспечивать большойКНД благодаря высокой среднегабаритной прозрачности).На фиг, 5 показан вариант кругового маяка - прожектора, отражающиеповерхности которого образуются вращением параболического профиля отражателей 1 и 2 вокруг общей оси ЯЯ,перпендикулярной оси 00 симметриипарабол, Осьудалена от фокусапарабол на расстояние К ) Р (чем больше К, тем меньше аберрация для лучей, не лежащих в плоскости осей ЦЯи 00 ), Источник 3 линейный, имеетформу окружности радиуса К или состоит иэ множества точечных источников, локализованных на этой окружностиОсновной отражатель 1 можетбыть разделен на две части промежутком 7 (ср, с отверстием 7 на фиг, 2).Ход лучей 4 и 5 аналогичен фиг, 1,2лучи 6 стягиваются в зону 7, послечего вытесняются в открытую зону отражателя 1,Эффективность изобретения заключается в увеличении силы света пред 10576 4 55 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 лагаемого прожектора по сравнению сизвестным, имеющим ту же площадь выходного отверстия и те же габариты,яркость и прозрачность источника, Нафиг, 6 приведены характерные кривыесил света 1 Я) для одиночного параболоида (кривая а), для параболоидасо сферическим контротражателем,т,е, известного (криваяБ), для систем по фиг, 1 и 4 (кривые в,соответственно), Во всех вариантах подразумевается один и тот же диаметр 0основного отражателя с углом охватаоФи шаровой равнояркий источникс постоянной пс его поверхности среднегабаритной прозрачностью 7 -0,7,Фокальное отношение для кривых ь, ьравно х ФЗ. Из сравнения кривых следует, что увеличение осевой силысвета 1 (0) в системах достигаетсяза счет уменьшения силы света напериферии углового диапазона излучения,Прохождение собственного излучения 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 является многократным, что при уменьшениисреднестатических флуктуаций освещенности по поверхности тела накалауменьшает вероятность выхода источника из строя (перегорания нити накала вследствие неравномерности разогрева ее частей).Оптическая схема прожектора можетбыть использована в поисковых прожекторах, ручных фонарях с повышеннойосевой силой света при достаточношироком световом пучке, а также встационарных осветительных установках, где на фоне некоторой среднейосвещенности требуется выделить небольшой участок повышенной освещенности (смысловой центр). Прожекторпо фиг, 2 может найти применение втранспорте при разработке фар дальнего света,Формула и э обре тения 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 диа13105метра с углом охвата, не превышающим180 , о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью увеличения осевой силысвета, дополнительный отражательвыполнен параболическим и установленсофокусно с основным, а его фокальный параметр отличен от фокальногопараметра основного отражателя,2. Прожектор по и, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что фокальный 10параметр и угол охвата дополнительного отражателя меньше соответственнофокального параметра и угла охватаосновного отражателя,3, Прожектор по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что фокальный параметр дополнительного отражателябольше фокального параметра основного отражателя, при этом угол охватаопоследнего превышает 180, а диаметрдополнительного отражателя не превышает удвоенного фокального параметраосновного отражателя,4. Прожектор по пп1-3, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что отражатели 25выполнены круглосимметричными, а водном из отражателей выполнено осевое отверстие диматера меньшего,чем диаметр дополнительного отражателя. 305, Прожектор по пп 1-4 о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что онснабжен плоским кольцевым зеркалом,осевое отверстие выполнено в отражателе с большим фокальным параметроми перекрыто соосным с отражателямикольцевым зеркалом, внешний диаметркоторого совпадает с диаметром отверстия, а отношение его внутреннего 6 6и внешнего диаметров равно отношениюсинусов фокальных параметров отражателей,6, Прожектор по пп, 1-4, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что онснабжен поясным сферическим зеркалом, осевое отверстие выполнено вотражателе с меньшим фокальным параметром и перекрыто поясным сферическим зеркалом, центр кривизны которого совпадает с общим фокусом отражателей, а отношение его внешнегбапертурного угла, совпадающего с апертурным углом отверстия, и внутреннего апертурного угла равно отношениюфокальных параметров отражателей.7, Прожектор по пп, 1-3, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюполучения веерного светораспределения, отражатели выполнены параболоцилиндрическими,8Прожектор по пп, 1-3, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюполучения кругового светораспределения в плоскости преимущественногорассеяния, отражатели выполнены ввиде тел вращения парабол, ось симметрии которых лежит в плоскости преимущественного рассеяния, вокруг общей оси, удаленной от общего фокусапарабол на расстояние, большее фокального параметра основного отражателя, и перпендикулярной указаннойплоскости, при этом основной отражатель размещен между осью вращенияи дополнительным отражателем, а светящее тело источника имеет формукольца, совмещенного с фокальнойокружностью отражателей.1310576 фи Составитель И, Зайктор И, Рибченко ТехредМ.Ходанич орректор М. Дем 1878/33 Тираж 4 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раодписн о каз 66 По комитета СССРи открытийушская наб д. 4 роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная