Двусторонний световозвращатель Советский патент 1984 года по МПК G02B5/12 

Изобретение относится к оптике и может быть использовано, например на велосипедах и других транспортны средствах в качестве световозвращателя для обеспечения desonaciiocти движения.

Известеи световозвраь-датель, имеюсаий наружную плоскую поверхность и внутреннюю катадиоптрическуга, обраэованняо квадратными гранями трипельпризм Cl .

Известен двухсторонний световозвращатель, содержащий два-оптических элемента из прозрачного материала равной, плотади, закрепленных параллельно друг другу в общей оп раве, каждый из которых имеет наружную плоскую поверхность и внутреннюю отралшющую катсшиоптрическую поверхность 2J.

Недостатком известньзх световозвращателей является неравномерность коэффициента силы света световозвращения по различным углэам освещения, обусловленная сильной зависимостью эффективно отражающей повер -ности трипельпризм от углов освещенгйя.

Цель изобретения - уменьшение неравномерности еветовозвращения по различным углам освещения путем двухстороннего использования Кс1тадиоптрической поверхности калщого элемента.

Указанная цель достигается тем, что в двухстороннем световозвращателе, содержащем два оптических элемента из прозрачного материала равной площади, закрепленных параллельно друг другу в общей оправе, каждый из которых имеет наружную плоскую поверхность и внутреннюю отражающую катадиоптрическую поверхность, катадиоптрическая поверхность образована прямоугольным гранями ячеек, представляющих собой трехгранные углы, обращенные вершиной внутрь и во вне материала оптического элемента, на катаддиоптрическую поверхность нанесено зеркально отражающее покрытие и часть внутренней поверхности каждого элемента выполнена плоской прозрачной, при этом участок внутренней поверхности каждого элемента расположен против катадиоптрического участка другого элемента и равен ему по площади.

На фиг. 1 изображен односекционный двухсторонний световозвращатель вид в плане; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 и ход лучей в световозвращателе ; на фиг, 3 - многосекционный двухсторонний световозвращатель ; на фиг, 4 - направления максимального коэффициента силы света для широкоугольного двухстороннего световозвращателя.

Световозвращатель состоит из двух,оптических элементов 1 и 2

(фиг. 1 и 2,р каждый из которых представляет собой прозрачную стеклянную или пластмассовую деталь произвольного цвета. Оба элемента закреплены параллельно друг другу в общей водонепрницаемой оправе 3. Недружная входная поверхность 4 элементов 1 и 2 - плос,кая прозрачная, внутренняя состоит из двух участков: катадиоптрического отражающего 5 и плоского прозрачного б, Катадиоптрическая поверхность образована множеством плоских граней 7, имеющих форму прямоугольников, общие стороны которых образуют границы и ребра 8 ячеек. Каждая ячейка представляет собой трехгранный прямой угол, образованный тремя смежными гранями, и является либо закрытой 9, обращенной раскрывом внутрь материала оптического элемента (а вершиной во внеj , либо открытой 10, обращенной раскрывом во вне элемента. .Грани 7 одной и той же закрытой (открытой ) ячейки принадлежат трем разным открытым (закрытым )ячейкам, при это ребра 8 закрытых (открытых ячеек являются границами открытых /закрытых ячеек . На фиг. 1 и 3 пунктирными линиями обозначены границы закрытых ячеек 9 элемента 1, сплошными жирными - границы открытых ячеек 10 элемента 2.

Каждая закрытая ячейка 9 вместе с лежащим против нее участком наружной поверхности 4 оптического элемента образует трипельпризму. На катадиоптрическую поверхность 5 нанесено зеркально отражающее покрытие 11 (например, путем алючминирования/, благодаря чему каждая открытая ячейка 10 является открытым, уголковым отражателем.

Отражающ.ий участок 5 каждого из оптических элементов 1 и 2 равен по площади и форме прозрачному участку 6 другого элемента. В собранном световозвращ.ателе отражающий участок 5 одного элемента лежит против прозрачного участка 6 другого элемента, .Элементы 1 и 2 идентичны, если угловое распределение коэффициента силы света должно быть одинаковым по обе стороны двухстороннего световозвращателя.

На фиг. 4 стрелками показаны направления максимального коэффициента силы света для широкоугольного двухстороннего световозвращателя. Вдоль сплошных линий происходит световозвращение от открытых уголковых отражателей 10 различных секций, вдоль пунктирных - от трипельпризм 9 (при отсутствии отражающего покрытия работают только пунктирные направления/. Каждая стрелка снабжена буквенным и цифровым индексами, обозначающими оптический элемент (1 или 2} и секцию (в, Си И ), на которых происходит световоэвращение с максимальным для данного направления коэффициентом силы света. В случае односекционного двухстороннего световозвращателя фиг. 1) коэффициент силы света имеет максимум лишь вдоль Направлений 1В и 2В в обе стороны от плоскости световозвращателя. Нанесение отражающего покрытия исключает полное внутреннее отражение трипельпризм. При коэффициенте отражения покрытия К 0,9 на трех гранях ячейки теряется (1 - К)100% 27% света. В то же время диапазон углов освещения, в котором имеет мес то световозвращение, при наличии покрытия существенно выше, чем при выполнении условий полного внутреннето отражения. Ллп алюминированной три пель-призмы 9 этот диапазон достигает при п 1,5 в различных плоскостях о 150 до 180°; для открытых ячеек 10 он составляет 90°(без отражающего покрытия первая из этих величин не превышает 80 , вторая по причине отсутствия отражения - О ) . Световозвращатель работает следую щим образом. Падающий на наружную поверхность 4 элемента 1 (фиг. 21 световой пучок преломляется на ней. Часть пучка падает на отражающую поверхность 5 эле мента 1 и его лучи Р испытывают све товозвращение на трипельпризмах 9. Другая часть того же пучка попада|ет на прозрачную поверхность 6 элемента 1 и его лучи 0,21 преломившись на этой поверхности, падают на отражающую поверхность элемента 2 и испытывают световозвращение на открытых уголковых отражателях 10. Испытав световозвращение, лучи р и преломляются в обратном направлении и образуют пучок, встречньШ падающему. Трансформация пучка при освещении со стороны оптического элемента 2 показана на фиг. 2 с помощью лучей 2 и S, отражающихся ог трипельпризмы элемента 2 и открытого уголка элемента 1 соответственно. Широкоугольный световозвращатель (фиг. 3) закрепляют на освещенном объекте так, чтобы направления максимальных коэффициентов силы света (фиг. 4) лежали в плоскости наиболее вероятных направлений освещения (как правило, горизонтальной). Световозвращатель с однотипными наклонными ячейками (фиг. 1/ наиболее эффективно работает в наклонных направлениях 1В и 2В (фиг. 4). Его целесообразно устанавливать на вращающихся деталях, например в плоскости велосипедного колеса, при этом он будет отражать свет лишь в моменты, отвечающие такому его положению, когда направление на истояник света близко к направлениям 1В и 2В, т.е. будет функционировать как проблесковое сигнальное устройство. Отражающее покрытие существенно увеличивает рабочий, диапазон углов освещения,трипельпризм 9, а также обеспечивает отражение от открытых ячеек 10, что увеличивает угловой диапазон работы каждой секции световозвращателя. .Закрытые и открытьте. ячейки одной и той же катадиоптрической поверхности с прямоугольньт1и гранями дают максимальный коэффициент силы света в различных направлениях, что улучшает равномерность световозвращения по различным углам освещения. Двухстороннее использование катадиоптрической поверхности каждого оптического элемента позволяет вдвое уменьшить ее общую площадь без умень шения эффективной отражающей поверхности световозвращателя.

2

н

ДВУХСТОРОННИЙ СВЕТОВОЗВРАЩАТЕЛЬ, содержащий два оптических элемента из прозрачного материала равной площади, закрепленных параллельно друг другу.в общей оправе, каждый из которых имеет наружную плоскую поверхность и внутреннюю отражающую катгшиоптрическую поверхность, отличающийся тем, Ч1о f с целью уменьиения неравномерности световозвращения по различчным углам освещения путем двухстороннего использования катадиоптрическойповерхности каждого элемента, катадиоптрическая поверхность образована прямоугольными гранями ячеек, представляющих собой трехгранные углы, обращенные вершиной внутрь и во вне материала оптического элемента, на катадиоптрическую поверхность нанесено зеркальное отражающее покрытие и часть внутренней поверхности каждого элемента выполнена плоской ц прозрачной, при этом плоский участок (Л внутренней поверхности каждого элемента расположен против катадиоптриС ческого участка другого элемента и равен ему по площади. .т а ос ел , 7 -8 СП Т

2с

2с

1с

1н I гн

фиг.