Ступенчатый отражатель

 

//(),)1

|). ) .

--..Я 41В15 г I=.= " .".. = :.5|

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

Класс ЖМ-,-8

ОПИСАHИЕ ступенчатого отражателя.

К авторскому свидетельству В. B. Новикова, заявленному

21 июля 1933 года {спр. о перв. ¹ 132279}, с присоединением заявок того А е лица № 136400 от 25 октября 1933 года, ¹ 136789 от 28 октября 1933 года, № 136790 от 28 октября

1933 года и № 135032 от 20 сентяоря 1933 года.

Приоритет по и. 1 предмета изобретения от .1 июля 1933 года. Io и. 2— от 25 октября 1933 года,. по гш. 3, 4 и б — от 28 октября 1933 года. ао аа. 5 и 7 — от 20 сентября )933 года.

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 января 1935;од,, I ) ч . =- а —,— - - 2-.) — -,1 — cos М = (301) Предлагаемый ступенчатый отражат ".ь составлен из отдельных параболических, торических, конических и сферических зон-ступеней, середины которых одинаково удалены от Некоторой точки, являю1цсйся общим фокусом для всех упомянутых зон-ступеней.

На чертеже фиг. 1 изображает схему построения углов излучения для различных точек отражателя п. и шаровом источнике света; фиг. 2— номогр,мму построе) ия теоретической кривой светораспределения параболического прожектора, при шаровом ист чнике све)а; фнг. 3 †т| пре- I ческу)о и фактическ 5 lo кривые све)ораспред;ления реальной светооптпческой системы; фиг. 4. схему желательного сзетораспределения прожектора; фиг. 5 — схему построения профиля предлагаемо)о ступенчатого отражателя, фиг. б — теоретическу1о кривую светораспределения ступенчатого отражателя, фиг. 7 — 15 — графики и схемы, относящиеся к nocTpotHIIIO профилей различных видоизменений предла1аемого ступенчатого отражателя.

Обычные параболичсские отражатели, получившие ныне Bcсьма большое распрострагепие. имеют недостаток н том смысле. что отдельные зоны отражателя излучают световой поток с различным углом излучения. Это происходит потому, что ка:.дая точка отражателя излучает световой поток именно в таком телесном угле, в котором из этой точки отражателя усматривается тело первичного источника света. При сферическом источнике света:a) больший угол изл., кения отгечает центральной точке огра)кагеля. При

n I еМЕШ:НИИ RCC icai Еыой и периферии, как видно из gl!1. 1, угол излучения будет уменьшатьгя ио вако)y, отвечшощему следуюп1ему выраж нпю: 1 г ()

/, ) 2 где,— угол излуч ния oi осп, - — радиус светящегося тела, f — фокусное paññòoal пе |)т.,)ажателя, р — радиус сеl:тора зоны и к — — зональ: ый угол. так как световой ноток всего прожекто;)ного фона";я получа:тся от сложения с етс -ых пото.-:ов отдельных зон. то закон светорасп:.е "\5. ëoния для

ПраВИЛЬНО цЕНтрирОВанивй CIICI З)в) Прн ИСтОЧнике cBBT<1 II BIIIIQ п);11)а равномерной предст IB;15I Тсп ii|lnsoé) I OTopая| строится помо).рампе) изобрал сн11о1» на фиг. 2. Эт)1 номоГ,)аммa составляется 1,3 -IeTzl)e св товых построений а. о, в и г. На фиг. 2 часть а изображает и, и;|ианное сечение папаболического отражателя с подразделением его па отдельные зоны. Часть о фиг. 2 представляет собою кривую зависимости плоп|ади свето| ого отверстия з от его радиуса при данном фок1 сном |)ас сто)п)ин /. Часть ы фиг, 2 представляет собою номограмму для оты- > скан»я угла излучения,: согласно выра)кению (1) по заданным размерам источника света r» зо- ! нальпому углу х Часть; фиг. 2 изображает криву.о светораспределения прожектора 1-г 1-..), которая строится по точкам. Абсциссы этой zj»-; вой представляют собой значения у! лов излуче- ния (5; ордпнаты этой кривой оп)ечают выражению . (II) где  — яркость первичного источника света. $.— площадь светового отражателя до изучаемой, ЗОНЫ, T(— КОЭфИЦИЕНт СОьЕРшенства светоо»ти-, ческой системы. Из приведенной нох!Ограх!Мь(. видно, что для идеального теоретического случая фотометрпческое тело проектора ь прямоуголь-, ных осях координат I(pe(rcтавляет собо!о усеченныи фигурный конус, у котсрогo BEðxíeå основа»не тем меньше> чем больший угол захвата имеет, отражатель. Для отражателя. »меюшегo захват, в (О"> в рхнее основание оудет состаглять 67 ..НИ)к»ЕГО ОСНОВЯИИ".

Pe2lbHble СВЕТООПТИЧЕСКИЕ CEICTeX(b .ЭСЕГ>Т2 ИМЕ<0 ° ряд дефектов (аберрацию отражателя, иеран»мерность распредслепия! яркости Но телу пе))в»чного источника света, иог;)ешность центр»розе» . и т. п.). Вследствие этого у реальыых »рожек-0р08 закон светорасиределеEiil» иска)ка тс!i, . именно, оспошi251 сила света;мен!Ипастся,, ве1)х)< шеа SQocTI)5leTc51 H ocHobанпе еще 007!i xie расы!и, )Яется, как 3 го ука-Q;ru на фиг.,>. 1)OH(i÷è! ". этого»ска;кения Об!(чно растет с увеличе(п!См

$òë2 захвата - с относительным уменьшение >i нсточникл света и, 1>!еньп(ение:! !.еличпны фок (с— ного расстояния. " 10жду. Тем указанное иск жение является через(.ы.гайно досадным, (ак:<ае уширеиие cclioi>2!1»5! тела светораспределения.: е увеличивая по сущест!5) 1!Ло;цадп осье(цен»5!. создает светоьу!О завес>1» но»и)кает ш.димость целеЙ ooKOI! ., иабл(одател o. <. . точки 31 <»» i

ЭКСП 102ТЯЦИОПНЫХ TPCOOQQH»ll, ДЛЯ ООЛЬШИНСТЬ2 случаев практик» ж ла(сльна такая с. етооит((чская систе: а, которая давала бь> светораспред: ИЕ, ОТВЕЧ2Ю < ee ioл(!е; о при пьч мене;. »и ир длагаемог-. стт нсп гг-.."C".-: отра;кат;л .

>1!рофп".b cT)» и(.»чато! О Отоа)еатсля, к Iе Ид! <) из йиг. 3, состаьлеп из VT;,ельных .Ярабсличесе(.х, 30>12 ) <(>< ЧК<; Э ; JIX C ; «.— рого рав<<ы фое, сно;!у расстояшио от1)агеатслк.

Вла"o;2»ii этому 1)ассп»!1:и т первичного»стнч-

I:èêà ci.eJQ до любой =,o;ib! б(дет оста аться

О;(ним и т м же и, слсдоьат лькО., ири источи» "

СВЕТЯ (J 1 П ie Ша а ЬСЕ <>Vilbl О."i1 ГS.<к<1 .b ! световые»оток» с од:"шакоьыми ) глам» пзлучеi: !

Ко(*ечыо(crpor гово я, от, ль!е (е очкк cT; - . пени ov (1азеь(м(; у лами и":;ó :e>IJ>-.: е.ретичесеая еpll»QH с -с!о-, распре >еленин чля ступенчатого о."pab<2!Te»:: из<:б,Q:Кена в ..Ктз и):.(огн; эг!чсс;;)и. иост::о !..: где Р -папане,. параболы. 12:< еае центр )а-.нуса е>)111511311 д<>л)кен 1!ежать HQ »ОР)(али А(<. то

1!О IO>»t«1» Е О, 2 UXHVLi)<. >!ЕН>>О и >)ЕЛПЧ;>На .)Лди >>са криш>зны. ле! !<0 находится нос гр )ei!»e) > ечзап>(ы;,, н,.

П:PQ !ст!)ы иаp200 1»Н cå(!е ду Г OTxeQb

»er>=i: с!.яза:=; еле, IV(II!!vi осно: ным j.!аги(ен((ем ь) ./. гв =- "., == —<

1 — cos к (IП) - — СОПЗ< гд=, — ради > с п-.»Q..ЬНОЙ дуги») — радиус

>Х ери:!Ли(я парабол(:ч; се<.й ступени и l — ее

=:coco<)Q»QecL»» ri "р;!»eTIL

Рсlе;1Я >г!)авпенке <11!!. Ит!еем:

Р:;" <<1 —, — ccs x, : I i cos i .. < ° <<)

Тае «Qе .. Усл:(<ю )ад»Ус ка-алло",! ЛУг(: кд

3:. П,;.СЕ, el(01(>< PQCCTOQ;:H!О ЦЕ iriÄ!ЛЬ!(ОЙ "QPQ )OQ;iHeCi<Î;I СТ1 !IЕ:H fg.:0 i Ы )Q)1",) Мо ><<Ет о - о (« где Р< а >,) <ар2)iåTI) и фо", сное расс<о",íèå кант );Явной зоны к Р н у — - s;)riir иод углом )<, ч х

1<1з !.ып(еизло,.<енного c Ie Ti от> что »0!):12-и >сех ст) Heне!Й не расее,;oic» 1> сд!(ОЙ точке .">. Поль» зугсь п<>строением> ) QQQHI:û:,I 3:! фиг. 7.. е(ч

II<1>,oHHT центры кр(шиз((ы .(s» всех ступеиеii, еак з>то показано на фиг. <и После этого нетр дно уя:е и про<(в))т(-:";.. Инт рьале ieк:д) .»I:I>»ÿx(è ,) > дела уча<< т!<1*! Кр(-io(, „oT

>орь<1-сене:io;.ео .::,:., >

HQ фиг. б). Из пос;.)oения в.(дно, что чзм больше число ступенеи и меньше пх ширина, тем совершеннее Оуде теор 1ическая к, )1>HQIL Так еак увеличение числа ст, пеней будет усложнять изготовление подобных отражателеЙ, то число их будет определяться совокупностью всех привходящих условий.

Описанный сту .енчатый отражатель с параоолическими ступеня(п!> в котором средние части составляющих его отдельных параболических зои-ступеней одинаково удалены от некоторой точки, являющейся общкк! фокусом для всех параболическкх зон ciy !еней, может представить некоторое затруднеш;е и производсть при обработке ряда ilbi)oooлоидальп>ых поверхностен.

Однако, в виду того, что размсры ступеней по высот незначительны, не будет большим т>худ»(С(-:ием (ел!(Сь их не »1р20010ида ib»I I)(H, а в ьпде торическпх iloi:. Рхиостей, изгото .".=Иве котовых проще.

Радиус кр»ьизiibr тор»ческий lobepx»ocти сстсстген»о приравнять радиусу крики:ны для среди:и точки параб )лическои ст)<пони. (1звестно, iTo !50:)i5!i е ради > с кривизны для лю:)Ой точки иаoаб< ль! 0»1 еделя тся выраже:и! м

>

Г

cos :

Числовое значение радиуса кривизны торичес«ой ступени будет отвеч,",ть выражению:

Р() (1 — cos ".д

/ созз х,.„2 cos х 1+ cos г.

= fo Соз-.„., где А--фокусное расстояние отражателя и х — зональный угол захвата.

Ступенчатый отражатель с торическими ступенями (фиг. 8) может быть впдоизменен при достаточном числе ступеней и их относительно малой ширине путем применения профиля с коническими ступ нями {фиг. 9), средняя часть которых одинаково удалена от одной точки, явл<мошейся фокусом отражателя, а нормали с!.)пеней пересекают оптическу!о Ось на двойном фо <(сном ()асстОяиии. Указанный rlpoôl! Ib кlо- кст (5blrb видоиз ieHQH;!ooавлением участко(: зон для (< лавлiвалах. Эти участки могут «ыть сферическик!и, ; имея центром фокусную точку, Й.!и ко>!Йческп)п!. нормали которых пе )есекаются в фокусной точке.

Е1ак )Hсц, коническая поверхность ьс х зон, кal ocHoвпых, так и дополнительных может быть упрош на путем осушест>.пения ее из плоских зерка.. (фиг. 10). г) !и!допзменении ступенчато: о отражат ля, изображенном на фиг. 11, торическне riobepzности, с це

В точке cV пеРесечениЯ нОРмалей TîÐè÷åñêèõ зон, лежащей па оптической Оси на Hf ойпом фокусном, расстояни; . Указанное изменение оче-: ания

Образу>ошо>! профиля при Одинаковом числе oH п«выси! е, О абе)) >ационн 10 дефек:и ность.

Поэтому число зон подобно. 0 отпажателя дол><но ! быть ooльше. чем соответст (eH>ioi 0 ступенчато-ТОРИЧОСКОГО. (ту> енчатый параболический Отра катсль.

coI;iQcii0 и. 1 предмета изооретеш: . в коfG;..)îм (( средние части (фиг. 12) cocra..:ляюших его зон- ступеней одипако>.о удалены от пекоторо>! -точ:;11, являвшейся оошпм фокусом для всех параiu.и- . ческих зоп-ступеней и.;!ес; светораспределени, отвеч(пошее па фиг. 12 ч ть>оеуго.,ьнику 00 V Ë . (.СЛП u»b! ВЪГЕСТО уяазаННОГО ОТОажаТСЛЯ ubfa

Взят обычны((1;1араболически>! Отрах<атсль ТОГО же светово>о отверстия. то е .о светораспределе>:ие

0rВечало бы четырехугольник 00 Л"?" . 1 аким тре,го.(ЬПHi< образом (VIV(V" отв чает с!.етовому потоку, падающему в интервалы между ступеня:i! ..

Если профиль ступенчатог0 отражателя не будет .:агаз>:пно!.о типа) а будет предстаьлять н.прсрьп>ну!о фигур; с полка !Й, пара(!Лельн:!мп оптическон оси, ииг. 13), -.о такой отражатель.

: c:,åäñòâHå повторных отражений. будет иметь

lIoooHrl0e 1)2ссенва: ие, если полки не saч рнены.

Pеряез1ып бесполезно световой! потск - f -) -) может бьгi ь использован на дополнительный подогрев первичного источника с>)ета при нк>кеследуюшем впдоизмепепип основного upo(pa;Il

Лз фи:. 14, нзобра>ка>ошей upoHab cT! пснчатОГ« ферическо-I;Qpiloo;I>iuecK010 0Tpa>i)с.;(атри! ается нз фокуса отражателя. 1!ри т-аком

1!1:Офиae ai чи, поllаьlпие на у казанные сфе>)ич« . скпе участки, после отражения н2правя гся Опять к фокусу и б) ду," повышать накач пс(рвично((> источника света. Угловые размеры сф.рической час" и всей ступени отьечают угловому интерьa;f) между двумя соссдними параболическими зона льнык!>1 ст) и ня ми. 11араболические части сгуueíåé создают световой прожекторный пучок, а сферические части с!упеней дают дополнительпый нагрев первичного исгочника света.

Описанный огражатель может быть совершенным ь том случа, если первичный источник света будет им=ть Односторонне излучение, например электрическая ..ампа, K()лба которой наполовину

ЗаЧЕр.,ЕНа ИЛИ З2ЗЕрКач!ЕНа. СЛН ПЕрВИЧНЫй источник с ета дает из.!) ч=ние в т=лесном у(л.- 4 то для уничт(жения побочного света е о Надо экраниiiuLQTb со стороны пол.. Эк..)ан этот цЕ«ЕСООбра«П>ЕЕ ВСЕГО ОСуШЕСтвитЬ В ИдЕ СфЕ(И-!

ec!»0i контр-отражате.я(121«sro Hscбра>(,енз

1:а фпг. 15. !

) с. учас прим Пения р ilrerчатого источника с;)ста, как, паприъге, с!1пральная нить - тект()иЧЕСа01! ЛаМПЫ, ЧаетЬ Cuегоi,ЫХ Л>ЧЕй. О" Ра:..аяа". контр-отражателем, также примет участие свеговом iipo;;,елто Hu>Q > чкi. ше больш= э-о дет иметь место прп газос .тн«м илп нламен„ом ис;„чнике света.

11редметизобрстенпя.

1. f r (ueHHQTIHit Отражarear, oraича>ОШийся тем, что сроднпе части составляю шпх Ll О Отдель" ных I12p;lo,(лическпх зоl»-с упе,ей раш>о удалены

OT ОДНой ТОЧКИ. !i;,:Я !ОШЕ!(СЯ фОК1 СПОЙ ТОЧКОИ

«тра;кателя ((р;;;. 5).

2. Идш!зменснпе о<ража eaa llo H. 1 QTличан>шееся тем, ч>о вмecro параболичсск:x з )H-стуueHårf применены Topriueci зо.,:ы-ст(пени н

:;ормали к как<пой из с-:. Ie*. и il.ресекiiior 01:тиЧ-Caj 10 OCb ОТР!IХ»асо.!Я Н3 Р2ССТоЯНИИ, Р;1ВНОМ двоlп!Ом ) . О фо;<ус!10му р(lсстоянию ((1)иг. 81 °

3. !>Ha iuslleuei ue Отражателa 110 1. 1, oT I H- ча(ОШегс(1 тем, что (место параболических зонступеней п()имене>:.ы сферич ские зо(:ы-стопе!»и, к:;торые име>от оощпй ц нт:), лежа гни íà оптической оси отражат;; я, на д Оппом е(о фокусном расстоянпп ((рн . 9,.

4, !»Ндопзмененне «;ражателя по Г(. 1, отлиHaloiueecЯ (c:1, ч<0 1:!ест ) парабслич - c iu ось

OTPc*iHQrCЛЯ На ЛЬОйНО 1 ГO фОК; СНОМ Р СС>ОЯнии (фиг. 11).

5. м;доизмснение отражателя по liu. 1.— -1. стлича>ощеесп тем, что с целью ула <лпвания

Сl ЕТОЬОГО IП>ТОКа В ЗОП;!ЛЬНЫХ HHTePLQЛах ПРНмепепы сф рические пассивные ; частки зон с Il(» тр хпl I> фок « снык точках От > 1:;;Qre."lя (фиг. 14(.

6. Ыи„оизз(енение отрах>мвнены кош(ческие пассигные зоны, нормали i«которым -е: гсекаются в фо,)спой т чке (.тра> ате::я.

7. Биаоизме((ение отрагкагеая по и. б, отличающееся тем, что вместо конических активных и пассивных зои-ступеней применены активные и пассивны(е зоны в ице усеченных пирзз(((л. составленных из ет,".еавных,;лоских зе:каа (фиг. 0).

5. К отражателе по пп, 1 — 7 применен (е

:,.!((. отг(а жй елей ((кит. l б к К авторекому свидетельсв-;у 3. В. Иовиксва Ре 41 3.5 ! (Р

l 7 бцг/4

Эксперт Н. Ч. Георгиевский

Редактор т1. И. Кузнецов

Тип.,Промполыграф . Тамби.ская, 12, Лак. 1444