Отражатель для проекционной системы

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет повысить равномерность освещенности. Зеркальная поверхность отражателя 1 образована вращением вокруг оси, совмещенной с оптической осью 8, профильной кривой, состоящей из двух расположенных симметрично относительно оптической оси 9 частей 7, 8, описываемых уравнением R = R<SB POS="POST">о</SB><SP POS="POST">.</SP>[COS(N - 1/2)<SP POS="POST">.</SP>Θ]2/N - 1, где R - радиус-вектор профильной кривой

R<SB POS="POST">о</SB> - начальный радиус-вектор профильной кривой, определяемой из соотношения R<SB POS="POST">о</SB> = (0,3 - 0,7)D<SB POS="POST">св</SB>, где D<SB POS="POST">св</SB> - световой диаметр проекционной системы

N - постоянный коэффициент, находящийся в пределах 1,2≤N≤1,6, Θ - угол между радиусами-векторами R<SB POS="POST">о</SB> и R. Начала радиусов-векторов R<SB POS="POST">о</SB> и R совмещены в одной точке О, совпадающей с центром полярных координат, в котором располагается нить лампы. Значения углов Θ<SP POS="POST">мин</SP> и Θ*09м<SP POS="POST">акс</SP> определяют угол охвата отражателя 1, который может составить 120 - 160°, а величина начального радиуса-вектора R<SB POS="POST">о</SB> определяет габаритные размеры отражателя 1. 1 з.п. ф-лы. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 02 В 27/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

I ° ф !.!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬЭ

О (21) 4717554/10 (22) 10.07,89 (46) 23.08.91. Бюл. М 31 (71) Центральное конструкторское бюро

"Пеленг" (72) А,Б, Андреев и В.М, Шермин (53) 535.881 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 563659, кл, G 02 В 27/18, 1977., Авторское свидетельство СССР

N 920615, кл, G 02 В 27/18, 1982. (54) ОТРАЖАТЕЛЬ ДЛЯ ПРОЕКЦИОННОЙ

СИСТЕМЫ (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет повысить равномерность освещенности. Зеркальная поверхность отражателя 1 образована вращением вокруг оси, совмещенной с оптической осью 8, профильной кривой, состоящей из двух расположенных симметрично относиИзобретение относится к оптическому приборостроению, конкретно к осветительно-проекционным устройствам проекторов изображений.

Цель изобретения — повышение равномерности освещенности.

На фиг.1 представлена оптическая схема проекционной системы с отражателем; на фиг.2 — внешний вид отражателя с наружной отражающей поверхностью; на фиг,3— то же, с внутренней отражающей поверхностью; на фиг.4 — параметры части профильной кривой отражателя; на фиг,5 — профили отражателя и расположенного эа ним элемента проекционной системы; на фиг.6— график распределения расчетного относи А2 1672401 А1 тельно оптической оси 9 частей 7, 8, описываемых и — 1 2 уравнением R = Ro (cos(†) Q n — t, 2 где Й - - радиус-вектор профильной кривой;

Й0 — начальный радиус-вектор профильной кривой, определяемой из соотношения И, = 0,3-0,7) Dce, где Dce — световой диаметр проекционной системы;п — постоянный коэффициент, находящийся в пределах 1,2< и < 1,6,8— угол между радиусами-векторами Ro u R.

Начала радиусов-векторов Ro u R совмещены в одной точке О, совпадающей с центром полярных координат, в котором располагается нить лампы, Значения углов 0 >Н и б определяют угол охвата отражателя 1, который может составить 120 — 1600, а величина начального радиуса-вектора Ro onpeделяет габаритные размеры отражателя

1, 1 з.п.ф-лы, 6 ил. тельного повышения освещенности точек светового диаметра проекционной системы при замене отражателя сферической формы на данный отражатель.

Отражатель 1 и источник света (лампа) 2 с помощью конденсора 3 формируют световой поток, направляемый на проецируемое изображение 4, например диапозитив, которое с помощью объектива 5 проецируется на экран 6.

Зеркальная поверхность отражателя 1 образована вращением вокруг оси, совмещенной с оптической осью 9, профильной крйвой,состоящей иэ двух расположенных между точками 7 и 8 симметрично относи1672401 тельно оптической оси 9 частей, каждая из которых описывается уравнением и — 1

R =Rp (сов(2 ) Qn — 1, где R — радиус-вектор профильной кривой;

R — начальный радиус-вектор профильной кривой, определяемый иэ соотношения

Во (О 3 0,7) Осв, где Осв — световой диаметр проекционной системы; и — постоянный коэффициент, находящийся в пределах 1,2< n (1,6

0- угол между радиусами-векторами Во и R.

Точкой 0 (см.фиг, 1-3) обозначен центр полярных координат, совмещенный с нитью лампы 2. Угол охвата каждой части кривой определяется разностью углов О вмс и Оин.

Коэффициент и определяет плавность изменения формы профильной кривой ll0верхности вращения. С увеличением значения и профильная кривая в большей степени отклоняется от окружности радиуса

Во, при этом уменьшаэтся концентрация света в отраженном потоке. С уменьшением значения и профильная кривая приближается к окружности радиуса Ro, а концентрация отраженного света увеличивается. Ход центральных(лучей 10 — 12, отраженных крайнИми и йромежуточными участками частей профильной кривой, представлен на фиг,1. Отражатель 1 обеспечивает такое направление хода отраженных центральных лучей, при котором они не пересекают нить накаливания лампы 2, совмещенную с центром полярных координат, обеспечивая, тем самым уменьшение температуры нагрева нити накаливания и повышение срока службы лампы 2. Лучи 10 и 11, отраженные участком части профильной кривой с углом охват а от О мин до О. (0,6 — 0,8) О такс, составляют с оптической осью 9 отражателя 1 меньшие углы по сравнению с лучами, отраженными сферическим отражателем, пересекая оптическую ось 9 на участке между лампой 2 и конденсором 3. Это дает возможность увеличить угол охвата отражателя 1 и более полно использовать световой поток по сравнению со сферическим отражателем. В результате повышается абсолютная величина освещенности экрана 6 проекционной системы. Лучи 12, отраженные участком части профильной кривой, расположенным возле оптической оси 9 отражателя 1, отклоняются в сторону от оптической оси 9, на края конденсорной линзы 3, увеличивая освещенность на краях экрана 6. За счет этого повышается равномерность освещенности экрана 6 проекционной системы.

Диапазон значений и от 1,2 до 1,6 определен исходя из требуемого распределения

55 силы света в отраженном потоке, при котором наиболее полно используется световой поток источника света для освещения проецируемого изображения, а также с учетом светового диаметра конденсорной линзы 3 и взаимного расположения источника светэ

2, конденсорной линзы 3 и отражателя 1.

При п<1,2 значительно уменьшается полезный угол охвата отражателя 1, так как центральные лучи 10 и 11. отраженные периферийным участком отражателя, будут направлены в сторону от конденсорной линзы 3. При п>1,6 лучи 12, отраженные центральной частью отражателя 1, будут составлять с оптической осью углы более

45 и выйдут за пределы светового диаметра конденсорной линзы 3. что приведет к потере части отраженного светового потока.

Величина угла Омнн- 10-30 определяется в зависимости от примятого значения и и взаимного расположения источника света

2, конденсорной линзы 3 и отражателя 1.

Причем наибольшему значению и соответствует наименьшее значение угла tII«и наоборот, Сучетомзначенийугловд нн и б вкс угол охвата данного отражателя 1 составляет 120160о, тогда как сферический отражатель имеет угол охвата до 110о, Величина начального радиуса вектора R определяет габаритные размеры отражателя 1 и выбирается с учетом размеров конденсорной линзы 3 и лампы 2, используемой в качестве источника света. В первом приближении величина поможет быть определена из соотношения

Rp (0,3-0,7) D B, где Осв — световой диаметр конденсорной линзы 3.

Уравнение и — 1 2

R = Ro (cos() Ol о — i,îïèñûâàþùåå части профильной кривой отражателя, удовлетворяет следующему условию, если 0— угол между начальным радиусом-вектором

R, и центральным лучом, совпадающим с радиусом-вектором R (см.фиг.4), направленным на какую-либо точку отражающей поверхности, то угол, образованный отраженным от этой точки лучом и радиусом-вектором йо, равен НП, где n — постоянный коэффициент, находящийся в пределах

1,2< и ь1,6.

Выполнение данного условия для точечного источника света обеспечивает такой ход отраженных лучей, при котором они отклоняются от центра полярных координат, а сила света источника 2 после отражения уменьшается пропорционально величине и.

1672401

1 1

На фиг.6 представлен график расчетного относительного повышения освещенности (%) вдоль линии светового диаметра конденсорной линзы 3 (см.фиг.5) проекционной системы в результате расчета освещенности точек О>, Ь, с, d, е, расположенных на линии светового диаметра, создаваемой точечным источником света, Отражатель 1 может быть изготовлен с наружной отражающей поверхностью (см,фиг.2) например, из металла, пластмассы и др. или с внутренней отражающей поверхностью (см.фиг.3) из прозрачного материала (стекло, пластмасса), В обоих случаях исполнения профиль зеркальной поверхности описывается одним и тем же уравнением. В отражателе с внутренней отражающей поверхностью наружная поверхность выполняется в форме сферы (см.фиг,3), центр которой совпадает с центром ополярных координат отражающей поверхности, а постоянный радиус сферы R выбирается из конструктивных соображений.

Основным при расчете формы отражающей поверхности является определение оптимального значения коэффициента и.

Формула изобретения

1. Отражатель для проекционной системы, содержащий зеркальную поверхность, профильная кривая которой состоит из двух расположенных симметрично отногительно оптической оси частей, начала радиусов векторов каждой иэ которых совмещены в од5 ной точке на оптической оси, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения равномерности освещенности каждая часть профильной кривой удовлетворяет соотношению

10 2

R =Rp .(cos() 0) и 1

2 где R — радиус-вектор профильной кривой, R< — начальный радиус-вектор профильной кривой, определяемый иэ соотношения

15 Ro = (0,3 — 0,7)D„, где D<> — световой диаметр проекционной системы; и — постоянный коэффициент, находящийся в пределах 1,2< и (1,6;

0 — угол между радиусами-векторами Ко ий, при этом начальный радиус-вектор R< расЛ положен под углом к оптической оси.

2. Отражатель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что угол 0 между радиусами векторами R<> и R для крайних точек каждой части профильной кривой находится в пределах от Омичи =10 30 додгпакс =90О.

HUH

Риг5

1672401

Ригб

Составитель С.Шигалович

Техред М.Моргентал Корректор С.Щевкун

Редактор Т.Иванова

Произеодстеенно-издательские комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2838 Тираж 325 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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