СВЕТОРАССЕИВАТЕЛЬ ДЛЯ СВЕТОСИГНАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2003 года по МПК F21V5/04 F21V5/02 

Изобретение относится к светорассеивающим средствам, предназначенным для использования в светофорах, в которых проецируется (почти параллельный) световой пучок на неокрашенную или окрашенную (красную, желтую, зеленую) поверхность с элементарными светорассеивающими элементами, чтобы рассеивать свет в границах определенных заданных пределов.

Известен светорассеиватель - защитное стекло, выполненное в виде растровой линзовой системы, причем внутренняя поверхность растровой линзовой системы заполнена линзовыми элементами с определенными параметрами, рассчитываемыми по определенной формуле (см. свидетельство на полезную модель N 11300, F 21 Q 3/00, 1999 г.).

Недостатком известного технического решения является сложность выполнения защитного стекла с линзовыми элементами, соответствующими расчетной формуле.

Известен светорассеиватель - защитное стекло, изготовленное из оптически прозрачного материала в виде растровой линзовой регулярной системы, внутреннюю оптическую поверхность которой заполняют линзовые элементы, форма которых может быть как геометрически правильной, так и неправильной, в том числе сжатой (вытянутой) в одном из взаимно перпендикулярных направлений, с такими параметрами, чтобы соблюдались определенные соотношения (см. свидетельство на полезную модель N 6598, F 21 Q 3/00, 1998 г.).

Известен светорассеиватель для светосигнального устройства, выполненный из бесцветного прозрачного материала в виде растровой линзовой регулярной системы, вогнутая внутренняя поверхность которой заполнена примыкающими друг к другу выпуклыми линзовыми элементами, вершины которых выполнены в виде участков поверхности эквидистантной с внешней поверхностью растровой линзовой регулярной системы, при этом рабочая грань профильного сечения линзовых элементов выполнена в виде сопряженных частей различных окружностей, представляющих собой пересечение сферической поверхности эквидистантной поверхностью, а суммарная площадь вершин линзовых элементов составляет 5-20% площади внешней поверхности растровой линзовой регулярной системы (см. свидетельство на полезную модель N 11589, F 21 Q 3/00, 1999 г.).

Недостатком известного рассеивателя является сложность выполнения защитного стекла с линзовыми элементами, соответствующими расчетной формуле.

Известна светорассеивающая линза, используемая для светофоров, выполненная из бесцветного или цветного прозрачного материала и содержащая две поверхности, одна из которых выпуклая, а на другой выполнены N элементарных линз, расположенных параллельными рядами (см. патент США N 3807834, кл. G 02 В 27/00, 1974 г.).

Указанный тип линз имеет на своей внутренней поверхности светопреломляющие элементы в виде обращенных внутрь в сторону светового источника выпуклостей разной формы и размера, предназначенных придавать требуемое преломление света.

Производство такой линзы может быть трудным и дорогим, и обычно такие линзы обеспечивают преломление или рассеивание света, отличающееся от оптимального, например, могут создавать слишком сильное или слишком слабое преломление света либо по бокам, либо в направлении вниз, или они могут создавать нежелательное преломление света в направлении вверх.

Известна светорассеивающая линза, используемая в светофорах для преобразования падающего на нее параллельного светового потока в световой поток с заданными углами расходимости, выполненная из бесцветного или цветного прозрачного материала и содержащая две поверхности, первая из которых выпуклая, а на второй выполнены N элементарных линз, выполненных в виде углублений сложной формы, расположенных параллельными рядами (см. патент РФ N 2029323, кл. G 02 В 3/08, 27/00, F 21 M 3/12, 1995 г.).

В известной светорассеивающей линзе используется сложная форма элементарных линз, что усложняет изготовление линзы и уменьшает степень заполнения вогнутой поверхности светопреломляющими точками.

Известен светорассеиватель, выполненный из светопропускающего материала и имеющий выпуклую поверхность и поверхность с по крайней мере тремя сетками параллельно расположенных линий в различных угловых направлениях со множеством элементарных рассеивателей света, расположенных в образованных пересечениями указанных линий квадратах и выполненных в виде углублений, имеющих в одних квадратах контуры в виде шестиугольников или восьмиугольников и треугольников, заполняющих площадь квадратов, а в других смежных квадратах того же самого размера - контуры углублений в виде квадрата, четырех пятиугольников и четырех треугольников, причем углубления расположены в одном продольном направлении, одном поперечном направлении и двух диагональных направлениях (см. патент Великобритании N 1314401 A, публ. 26.04.1973 - прототип).

Недостатки известного светорассеивателя в многообразности форм углублений, сложности его изготовления, неэффективности применения для светосигнальных устройств, в частности в светофорах, выполненных на базе множества светоизлучающих диодов, в связи с неравномерностью светопреломления в смежных квадратах из-за неоднородности выполнения в них углублений.

Изобретение решает задачу повышения равномерности светорассеивания путем равномерного заполнения поверхности светорассеивателя однородными элементами для светопреломления, снижения трудоемкости и повышения технологичности его изготовления.

Поставленная задача достигается тем, что в светорассеивателе для светосигнального устройства, выполненном из светопропускающего материала и имеющем поверхность со множеством элементарных рассеивателей света, выполненных в виде углублений на ней с контурами в форме многоугольников и треугольников, стороны которых соответственно соединены с образованием сеток из параллельных линий, другая его поверхность выполнена выпуклой, углубления расположены параллельными рядами, стороны многоугольников и треугольников сопряжены между собой с образованием трех сеток из параллельно расположенных линий, причем указанные сетки размещены относительно друг друга под углом 60 или 120^o.

Предпочтительно контуры многоугольников выполнить в виде шестиугольников, четырехугольников.

Целесообразно углубления выполнить с геометрически правильными и/или неправильными формами, в том числе в виде пирамиды, при этом поверхности стенок элементарных рассеивателей света предпочтительно выполнить плавно и/или ступенчато углубленными в материал светорассеивателя.

Светорассеиватель является средством защиты источника света светосигнального устройства.

Целесообразно светорассеиватель выполнить с боковой цилиндрической или конической светорассеивающей поверхностью.

Предпочтительно светорассеиватель выполнить с просветляющим покрытием.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Сведений об известности отличительных признаков в совокупностях признаков известных технических решений с достижением такого же, как у заявляемого устройства, положительного эффекта не имеется. На основании этого сделан вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображен светорассеиватель для светосигнального устройства (светофора), вид сбоку; на фиг.2 - вид на вогнутую поверхность светорассеивателя на фиг.1; на фиг.3 - увеличенный фрагмент поверхности светорассеивателя на фиг.2.

Светорассеиватель для светосигнального устройства, например светофора, может быть выполнен чашеобразной формы со слегка выпуклой передней поверхностью с ободком 1 цилиндрической (фиг.1) или конической (не показано) формы, посредством которого он может монтироваться в корпусе светофора. На вогнутой поверхности светорассеивателя (в светофоре - это поверхность, обращенная к источнику света) имеется множество элементарных рассеивателей 2 света, расположенных параллельными рядами и выполненных в виде углублений 3 на ней.

Для увеличения числа светопреломляющих точек углубления 3 имеют контур, в частности, в форме шестиугольников 4 и треугольников 5 (фиг.2), стороны которых соответственно сопряжены между собой, и выполнены с геометрически правильной и/или неправильной формой, при этом поверхности стенок элементарных рассеивателей света 2 с контуром в форме треугольника 5, в частности, плавно углублены в материал светорассеивателя, а поверхности стенок элементарных рассеивателей света 2 с контуром в форме шестиугольника 4, в частности, ступенчато углублены в материал светорассеивателя. При этом на вогнутой поверхности светорассеивателя образованы ступенчато или постепенно углубляющиеся в его материал полости.

Соответственно сопряженные стороны шестиугольников 4 и треугольников 5 при этом образуют три сетки параллельно расположенных линий 7, 8, 9 (фиг.2), расположенных под углом (α) 60^o или (β) 120^o относительно друг друга на поверхности светорассеивателя со множеством элементарных рассеивателей 2 света.

На вогнутой поверхности светорассеивателя элементарные рассеиватели 2 света расположены при этом параллельными рядами вплотную друг к другу в нескольких (трех) направлениях так, что указанная поверхность целиком заполнена ими. Число элементарных рассеивателей 2 света может изменяться по желанию. Светорассеиватель, имеющий большое число элементарных рассеивателей 2 света, дает более равномерный световой поток, чем светорассеиватель, имеющий небольшое число элементарных рассеивателей 2 света, а глубина каждого элементарного рассеивателя 2 света меньше в светорассеивателе, имеющем большое число элементарных рассеивателей 2, чем в светорассеивателе, имеющем небольшое их число, а это позволяет использовать более тонкий материал для изготовления светорассеивателя.

Светорассеиватель выполняют из бесцветного или цветного материала, в том числе из стекла или пластмассы, и при необходимости с просветляющим покрытием. Передняя поверхность светорассеивателя слегка выпуклая для уменьшения появления отсветов.

При применении в светофоре светорассеиватель является также средством защиты его источника света.

Светорассеиватель вышеописанного типа может изготавливаться прессованием с помощью пуансона. При этом фрезерование полостей элементарных рассеивателей света можно осуществлять шаровой фрезой или осесимметричной фасонной фрезой в трех направлениях.

Предлагаемое техническое решение позволяет создать светорассеиватель с оптимальным преломлением света, изготавливаемый с применением доступных технических средств и простых технологий.

Для изготовления светорассеивателя может использоваться любой материал, который должен иметь хорошую прочность, легко формоваться и принимать заданные цвета, быть стойким к свету, чтобы цвета, например зеленый, желтый и красный, не ослабевали и не изменялись со временем; быть стабилизированным ультрафиолетом и т.д. Для этой цели предпочтительно используются пластики, в частности акриловые или более предпочтительно поликарбонаты.

Светорассеиватель выполнен из светопропускающего материала и имеет поверхность со множеством элементарных рассеивателей света, выполненных в виде углублений на ней с контурами в форме многоугольников и треугольников. Другая его поверхность выполнена выпуклой. Углубления расположены параллельными рядами, а стороны многоугольников и треугольников сопряжены между собой с образованием трех сеток из параллельно расположенных линий, причем указанные сетки размещены относительно друг друга под углом 60 или 120^o. Контуры многоугольников могут быть выполнены в виде шестиугольников, четырехугольников. Углубления могут иметь геометрически правильные и/или неправильные формы, в том числе пирамиды. Поверхности стенок элементарных рассеивателей света плавно и/или ступенчато углублены в материал светорассеивателя. Технический результат - повышение равномерности светорассеивания путем равномерного заполнения поверхности светорассеивателя однородными элементами для светопреломления, а также снижение трудоемкости и повышение технологичности изготовления. 5 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Светорассеиватель для светосигнального устройства, выполненный из светопропускающего материала и имеющий поверхность со множеством элементарных рассеивателей света, выполненных в виде углублений на ней с контурами в форме многоугольников и треугольников, стороны которых соответственно соединены с образованием сеток из параллельных линий, отличающийся тем, что другая его поверхность выполнена выпуклой, углубления расположены параллельными рядами, стороны многоугольников и треугольников сопряжены между собой с образованием трех сеток из параллельно расположенных линий, причем указанные сетки размещены относительно друг друга под углом 60 или 120^o. 2. Светорассеиватель по п. 1, отличающийся тем, что контуры многоугольников выполнены в виде шестиугольников, четырехугольников. 3. Светорассеиватель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что углубления имеют геометрически правильные и/или неправильные формы, в том числе пирамиды, при этом поверхности стенок элементарных рассеивателей света плавно и/или ступенчато углублены в материал светорассеивателя. 4. Светорассеиватель по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что он является средством защиты источника света светосигнального устройства. 5. Светорассеиватель по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что он имеет боковую цилиндрическую или коническую светорассеивающую поверхность. 6. Светорассеиватель по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что он имеет просветляющее покрытие.