Оптический отражательный элемент (его варианты)

 

Изобретение может быть использовано в осветительных приборах и позволяет уменьшить габариты отражательного элемента при работе с линейным источником света. Оптический элемент 1 выполнен из светопрозрачного материала в виде цилиндрического тела , ограниченного вогнутой входной 2, плоской выходной 4 и отражательной 3 поверхностями. Поперечное сечение элемента 1 представляет собой криволинейный треугольник с углом между дугообразными сторонами, не меньшим 1/2 arcsin - (п - коэффициент преломления материала элемента). По второму варианту элемент 1 выполнен в виде полого колоколообразного тела, что позволяет уменьшить его габариты при работе с шаровым источником света. Третий вариант предусматривает выполнение элемента 1 в виде усеченного конуса с центральным цилиндрическим отверстием. Выходные поверхности 4 оптических элементов по трем вариантам могут иметь цилиндрическую , сферическую, торическую или форму линзы Френеля, что позволяет формировать нужную индикатриссу распределения выходящего из элемента 1 светового потока. 3 с, 10 з.п. ф-лы, 6 ил. (Л ю со О) со 00 CpUfff

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (j9) Щ) Ai (дН 4 6 02 В 5/10, F 21 V 7/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ в Р.

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с ж т т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3777542/24-10 (22) 25.06.84 (46) 15.03;87. Бюл. 1(у 10 (75) В.Я.Брухман (53) 628 ° 947(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(у 208123, кл. Р 21 V 7/09

Айзенберг Ю.В. Световые приборы.

М.: Энергия, 1980, с. 120. (54) ОПТИЧЕСКИЙ ОТРАЖАТЕЛЬНЬЙ ЭЛЕМЕНТ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение может быть использовано в осветительных приборах и позволяет уменьшить габариты отражательного элемента при работе с линейным источником света. Оптический элемент 1 выполнен из светопрозрачного материала в виде цилиндрического тела, ограниченного вогнутой входной

2, плоской выходной 4 и отражательной 3 поверхностями. Поперечное сечение элемента 1 представляет собой криволинейный треугольник с углом между дугообразными сторонами, не

° 1 меньшим 1/2 arcsxn --" (n — коэффициент преломления материала элемента).

По второму варианту элемент 1 выполнен в виде полого колоколообразного тела, что позволяет уменьшить его габариты при работе с шаровым источником света. Третий вариант предусматривает выполнение элемента 1 в виде усеченного конуса с центральным цилиндрическим отверстием. Выходные поверхности 4 оптических элементов по трем вариантам могут иметь цилиндрическую, сферическую, торическую g или форму линзы Френеля, что позволяат форннровать нужную нндннатрнссу (/) распределения выходящего из элемента С

1 светового потока. 3 с, 10 s.n. ф-лы, 6 ил.

1 129697

Изобретение относится к оптике и

;может быть использовано в осветительных приборах в качестве оптического отражательного элемента, изменяющего направление распространения части светового потока, излучаемого источником света.

Цель изобретения — уменьшение габаритов оптического отражательного элемента при работе с линейными и ша- 10 ровыми источниками света, а также с источниками света, имеющими цилиндрическую колбу °

На фиг.1 изображено поперечное сечение оптического отражательного эле- 15 мента по варианту 1 и примеры хода световых лучей в нем; на фиг.2 — поперечное сечение оптического отражательного элемента по варианту 1 с улучшенными светотехническими харак- 20 теристиками; на фиг.3 — поперечное сечение двух соединенных оптических отражательных элементов по варианту

1; на фиг.4 и 5 — поперечные сечения оптических отражательных элементов по 25 варианту 2; на фиг.б — продольное сечение оптического отражательного элемента по варианту 3.

Оптический отражательный элемент 30 1 (фиг, 1) выполнен из прозрачного материала (например, стекла или пластмассы) и образован цилиндрическими поверхйостями: внутренней 2 входной, внешней 3 отражательной и плоской 4 выходной. Угол обхвата им линейного источника, на ример люминесцентной лампы, равен 90, а длина его соответствует длине лампы. При работе с люминесцентными лампами типа ЛБ-10, 40

ЛБ-30 имеющими наружный диаметр трубки 26 мм зазор между лампой и оптическим элементом может быть небольшим, например 5 мм, из-за малого нагрева лампы. Тогда радиус внутренней цилиндрической поверхности 2 будет равным 18 мм. Если для изготовления элемента использован материал с коэффициентом преломления 1,55 и его наружная поверхность 3 имеет зеркальное 5О покрытие, то угол между касательными к поверхностям 2 и 3 в месте их перео сечения должен быть не менее 20

Этот угол обеспечивает цилиндрическая отражательная поверхность 3 с радиу сом 23 мм. Ось О ее смещена по отношению к оси О, поверхности 2 вниз на

3,5 мм и вправо на 9 мм. Полученный таким образом элемент имеет габарит8 2 ную высоту 20 мм и ширину 32 мм. Ширина его выходной поверхности 4 равна

14 мм.

Оптический элемент 1 (фиг ° 2) аналогичен элементу, изображенному на фиг. 1, но имеет улучшенные светотехнические характеристики. Часть его наружной по— верхности 3 с радиусом К, равным

23 мм, на которую падают лучи, составляющие с вертикалью углы от 75 до 90, заменена плоской поверхностью 5 °

Оптический элемент (фиг.3) представляет собой два элемента, сечения которых показаны на фиг.1 или фиг.2, соединенные между собой узкими краями. Такой элемент имеет угол обхвата вдвое больше, чем у предыдущих.

Колоколообразный элемент по варианту 2 (фиг.4) образован вращением фигуры поперечного сечения оптического элемента, показанного на фиг.1, вокруг оси 0-0.

Колоколообразный элемент 1 (фиг.5) образован так же, как и предыдущий, но узкий край фигуры поперечного сечения перемещался по окружности, благодаря чему элемент 1 имеет центральное отверстие 6, где может размещаться цоколь лампы и электропатрон.

На фиг.б изображен оптический отражательный элемент 7 по варианту 3, выполненный в виде усеченного конуса с центральным цилиндрическим отверстием, ограниченного внешней отражательной поверхностью 8, входной цилиндрической поверхностью 9, выходной плоской поверхностью 10 и образованного вращением прямоугольного треугольника относительно оси 0-0.

Оптический отражательный элемент работает следующим образом.

Входные и отражательные криволинейные поверхности оптических элементов, изображенных на фиг.1-6, распо ложены таким образом, что лучи от источника света, вошедшие в каждый из элементов через входную вогнутую поверхность, при встрече с наружной отражательной испытывали от нее зеркальное или полное внутреннее отражение внутрь элемента и, попадая затем на вогнутую поверхность, испытывали иа ией полное внутреннее отражение. При этих условиях свет будет распространяться в материале оптического элемента от узкого края оптического элемента к его широкому краю, представляющему собой третью рабочую

1 96 грань элемента> через которую и выйдет в окружающую среду.

Выходные поверхности элементов по всем трем вариантам могут иметь отличающуюся от плоской формы, напРимеР, цилиндрическую сферическую, торическую или форму линзы Френеля. Придание выходной поверхности элемента отличающейся от плоской формы позволяет формировать нужную индикатриссу рас- 10 пределения светового потока, выходящего из оптического элемента. Лучи света а и о через входную поверхность

2 входят в элемент 1, встретив поверхность .3, зеркально отражаются от нее 15 внутрь элемента 1. Луч ск после первого отражения от поверхности 3 вновь попадает на поверхность 2, испытывают на ней полное внутреннее отражение, затем второй раз отражается от поверх-20 ности 3 и выходят из элемента 1 через поверхность 4. Луч В покидает элемент

1 после первого отражения от поверхности 3.

I 25

Формула изобретения

1. Оптический отражательный элемент, содержащий криволинейную поверхность с зеркально отражающим пок-30 рытием, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов при работе с линейным источником света, элемент выполнен из светопрозрачного материала в виде цилиндрического тела, ограниченного кроме отражательной поверхности вогнутой входной и плоской выходной поверхностями, поперечное сечение которого представляет собой криволинейный 40 треугольник, стороны которого образованы двумя дугами окружностей с углом между ними, не меньшим, .чем

1/2 arcsin 1/и, где n — коэффициент преломления материала, и отрезком 45 прямой, причем длина отрезка не превышает длины меньшей стороны криволинейного треугольника.

2. Элемент поп.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью регулирования светораспределения, выходная поверхность выполнена криволинейной или в виде линзы Френеля.

3. Элемент по пп.1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения его изготовления, отражательная поверхность выполнена без зеркально отражающего покрытия, при

978 4 этом еp. стороны криволинейного тре. гольника в сечении цилиндрического тела образуют угол, не меньший, чем

arcsin 1/и.

4. Элемент пп. 1-3, о т л и ч а вшийся тем, что его отражательная поверхность образована пилиндрической и плоской поверхностями.

5. Оптический отражающий элемент, содержащий криволинейную поверхность с зеркально отражающим покрытием, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов при работе с шаровым источником света, элемент выполнен из светопрозрачного материала в виде полого колоколообразного тела, ограниченного кроме отражательной поверхности вогнутой входной и плоской выходной поверхностями, и образованного вращением криволинейного треугольника относительно оси, проходящей через его вершину, полу ченную пересечением двух дуг окружностей, с углом между ним, не меньшим, чем

1(2 arcsin 1/n, где n — показатель преломления материала, третьей стороной криволинейного треугольника является отрезок прямой, длина которого не превышает длины меньшей стороны криволинейного треугольника.

6. Элемент по п.5, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью регулирования светораспределения, выходная поверхность выполнена криволинейной или в виде линзы Френеля.

7. Элемент по пп. 5 и 6, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения его изготовления, отражательная поверхность выполнена без зеркально отражающего покрытия, при этом угол, полученный пересечением двух дуг окружностей, при вершине криволинейного треугольника выполнен, не меньшим, чем arcsin 1/и.

Ь. Элемент по пп.5-7, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения возможностей его использования, имеет отверстие на вершине.

9. Элемент по пп.5-8, о т л и ч аю шийся тем, что его отражательная поверхность образована цилиндрической и конической поверхностями.

10. Оптический отражательный элемент, содержащий поверхность с sepкально отражающим покрытием, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов при работе с источником света с цилиндрической колфиР Я фие. 0 бой, элемент выполнен из светопроз-рачного материала в виде усеченного конуса с центральным цилиндрическим отверстием, ограниченного кроме отражательной поверхности входной цилиндрической и выходной плоской поверхностями, и образованный вращением прямоугольного треугольника относительно оси, параллельной его большему катету, причем угол между ним и гипотенузой, не меньше, чем 1/2 arcsiп

1/п, где и — коэффициент преломления материала.

11. Элемент по п.10, о т л и ч аю m и и с я тем, что, с целью регу6978 6 лирования светораспределения, выходная поверхность выполнена криволинейной или в виде линзы Френеля.

12. Элемент по пп.10 и 11, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения его изготовления, отражательная поверхность выполнена без зеркально отражающего покрытия, при этом угол между большим катетом и ги10 потенузой прямоугольного треугольника не меньше, чем arcsin 1/п.

13. Элемент по пп. 10-12, о т л ич а ю шийся тем, что отражательная поверхность образована пересече15 нием двух конических поверхностей.

1296978

Составитель Г.Татарникова

Техред И.Ходаии Корректор Т.Колб

Редактор А.Ревин

Заказ 775/48 Topaz, 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Пр изводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4