Световой прибор

 

Изобретение относится к светотехнике, в частности к оптическим системам (отражателям ) для световых приборов. Целью изо бретения является повышение КПД и снижение материалоемкости светового прибора путем концентрации светового потока источника света в пределах полезного угла излучения. Световой прибор содержит зеркальный круглосимметричный отражатель 2 и протяженный источник 1 света, размещенный вдоль оптической оси отражателя 2. Профиль отражателя 2 выполнен из трех участков, граничные значения которых находят из условия обеспечения заданных значений осевой силы света и угла рассеяния светового пучка прибора. Повышение КПД достигается за счет перераспределения отраженного светового потока из хвоста кривой силы света в полезный угол излучения.2 ил.

СОКЭЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК (5!)5 F 21 M 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ .CCP

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4712509/07 (22) 29.06.89 (46) 30.12.91. Бюл, М 48 (71) Московский знергетическ .й институт (72) В. И. Рычков (53) 628,9.064(088,8) (56) Айзенберг Ю. Б. Световые приборы. M..

Энергия, 1980, с. 43-44.

Патент Великобритзнии

N 1423622, кл. F 21 М 1/00, 1976.

Патент ФРГ

1чг 2616877. кл. F 21 V 7/08, 1977.

Прожекторы серий ПГП-М и ПГЦ-М с лампой типа ДРИ 400-6. Светотехника, 1986, М 10, с. 29-31. (54) СВЕТОВОЙ ПРИБОР (57) Изобретение относится к светотехнике, в частности к оптическим системам (отража<о « А2п 1 1702083 А1 телям) для световых приборов, Целью изобретения является повышение КПД и снижение материалоемкости светового прибора путем концентрации светового потока источника света в пределах полезного угла излучения. Световой прибор содержит зеркальный круглосимметричный отражатель 2 и протяженный источник 1 света. размещенный вдоль оптической оси отражателя 2. Профиль отражателя 2 выполнен из трех участков, граничные значения которых находят из условия обеспечения заданных значений осевой силы света и угла рассеяния светового пучка прибора. Повышение КПД достигается за счет перераспределения отраженного светового потока из

"хвоста" кривой силы света в полезный угол излучения. 2 ил.

1702083 тэ

Изобретение относится к светотехнике, в частности к оптическим Системам (отражателям) для световых приборов: прожекторов заливающего света, прожекторов дальнего действия, светосигнальных приборов.

Цель изобретения — повышение КПД и снижение материалоемкости светового прибора путем концентрации светового потока источника света в пределах полезного угла излучения.

На фиг. 1- изображен профиль круглосимметричного отражателя, состоящего из трех участков; на фиг. 2 " сопоставление кривых силы света прототипа (!) и предлагаемого устройства (Н), Световой прибор содержит протяженный источник света 1 длиной I и диаметром d и зеркальный отражатель 2. Профиль отражателя 2 состоит иэ трех участков, построенных из условия обеспечения необходимой осевой силы света Io и полезного угла излучения а» . Участок АВ является параболическим и отражает лучи, выходящие из центра горелки, параллельно оптической оси. Участок 8С является переходнь:и. Участок СД отражает лучи от нижнего края горелки под углом к оптической оси.

Профиль отражателя 2 выполнен в соответствии с уравнением б г/г = тц((p - а )/2) d 1p (1) и содержит три участка, удовлетворяющ»х следующим условиям:

a =-0 пр» р а р (гр1. а = а к — sin p/2 r при рг (р у макс, а при p1 < p < p2 функция а(р) — любая монотонно возрастающая функция с граничными условиями

0 а (<р ) « а к — I sin p/2 r, где r, p — полярные координаты поверхности зеркального отражателя;

a — угол между оптической осью и отрэ;кенным лучом; — угол слепого отверстия отражателя

p l — угол внешней границы первого участка отражателя; а к — полезный угол излучения светового прибора;

I — длина протяженного источника свеp2 — угол внешней границы второго участка отражателя;

Т-: макс УГОЛ ОХВЭТЭ ОТРЭЖЭТЕЛЯ.

Граничные значения углов р и Рг находятся иэ условия обеспечения заданной осевой силы света !о первым участком и угла рассеяния светового прибора а, соответствующего силе света !ак, создаваемой

45 третьим участком. Под leak подразумевается значение граничной силы света, которая равна к4, причем k = О,1 для прожекторов заливающего света, k = 0,5 для прожекторов дяльнего действия и k = 0,01 для световых маяков.

Для построения отражателя светового прибора в соответствии с изобретением осугцествляется решение уравнения (1), которое возможно, если определена функцияа(р), связывающая углы аи р, составляемые с оптической осью отраженными и падающими лучами, Для первого участка р о р 5 р 1 функция a (p ) = О. т.е, отраженные лучи идут параллельно оптической оси, Этот участок имеет параболоидную форму и определяет осевую силу света светового прибора ! о- ГРЛ(Г I Sir> P I- Г о Sin Po)! (2)

2 2 2 гдеp - коэффициент зеркального отражения отражателя, 2 — коэф."ициент пропускания защитного стекла:

L — средняя яркость источника света;

t о, р о и г „ р > — координаты граничных точек первого участка.

Для третьего участка р" p p, àêñ функция а (р ) == а к — I sin р/2 r, где а к — полезный угол излучения;

I — длина протяженного источника света.

Сила света, создаваемая третьим участком по направлению а». определяется выражением, Ч»(м! r > во< ч2 -(„ е где d — диаметр протяженного источника света.

ВтороЙ QNÝÑTÎê npvl P I < P < P2 ЯВЛЯ ется переходным между первым параболоидным и третьим участками. Для обеспечения гладкой непрерывной поверхности отражателя роль функци . (у )может выполнять любая монотонно возрастающая функция с граничными условиями

0 -< а(гр) <(а„— ), При проектировании светового прибора исходными данными являются осевая сила о и полезный угол излучения а,, а величина k определяется типом светового прибора. В левую часть уравнения (3) вместо !ак подставляется величина Ио. Методом последовательных приближений при совместном решении уравнений (1) и (3) находится нижняя граница третьего участка рг и координаты профиля отражателя r(p). Верхняя граница первого участка у>1 находится

1702083 иэ уравнения (2), а координаты профиля определяются при совместном решении уравнений (1) и (2).

Составной. зеркальный отражатель 2 светового прибора формирует изображение источника света 1, площадь проекции которого на плоскость, перпендикулярную данному направлению а, определяет силу света по данному направлению. Первый параболоидный участок отражагеля 2 формирует иэображение источника света 1 н виде кольца (с учетом слепого отверстия) и обуславливает осевую силу света, эпр деляемую иэ выражения (2). Третий участок

Формирует изображение протяженного ис;очника 2 в виде полосы, расположенной радиально и несколько сужающейся к краю отражателя. использование выражения г3) позволяет обеспечить соотношение ак:=

klp, определяющее полезный aron излучения светового прибора.

В случае прожектора заливающего вета поток источника света, падающий на огражатель, составляет не менее 70 % от полного потока источника света. С уче ом коэффициента зеркального отражения отражателя и коэффициента пропускания ."ащитного стекла поток светового прибора составляет не менее 50;/ от потока лампы

В известных решениях отражатель имеег форму параболоида и и составлен иэ двух параболоидов с разными фокусными расстояниями. При этом неизбежно погегение "хвоста" кривой силы света, т.е. ее части, для которой !а < klp. Световой поток в

"хвосте" кривой силbl света Hå отноcèòñÿ к полезному и не учитывается при расчете

КПД.

В данном решении путем выбора функции a(p) и обеспечения хода отраженных лучей (фиг. 2) обеспечивается перераспределение светового потока из "хвоста" в основную часть кривой силы света. Этот перераспределяемый поток может составлять ориентировочно до 15 % от светового потока источника света. КПД прожектора заливающего света вместо 30-35 Я составит

45-50;(,.

Предлагаемая форма отражателя харак5 териэуется также пониженной материалоемкостью, что обьясняется меньшими размерами составного отражателя по сравнению с параболоидным. По расчетным оценкам материалоемкость снижается на 510 10 %.

Формула изобретения ветовой прибор, содержащий зеркальный круглосимметричный отражатель со слепым отверстием и протяженный источ15 ник света, размещенный вдоль оптической оси отражателя, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения КПД и снижения материалоемкости, профиль отражателя выполнен в соответствии с уравнением

20 dr/r =- tg((p - а)/2)d р и содержит три участка, удовлетворяющих следующим условиям: а=О при <р,

0 < а(p) а, — l sin p/2 r npu

Pi

Q угол между оптической осью и отраженным лучом;

p < — угол слепого отверстия отражателя, 5

pt — угол внешней границы первого участка отражателя;

a k — полезный угол излучения светового прибора; ! — длина протяженного источника света;

p2 — угол внешней границы второго участка отражателя: у макс — угол охвата отражателя.

1702083

600

Составитель И.Зайцев

Техред М.Моргентал

Корректор О. Кравцова

Редактор Н.Шитев

Производственно-издательский комбинат "Патент, r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4529 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета flo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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