Двухсекционный световозвращатель Советский патент 1987 года по МПК G02B5/12 

Изобретение относится к оптике и может быть использовано в качестве световозвращателя на автомобилях и других транспортных средствах, предназначенных, преимущественно, для из- вилистых дорог с пересеченной местностью.

Цель изобретения - повьшение равномерности отражающей способности в рабочем диапазоне углов освещения.

На фиг.1 изображена отражающая поверхность двухсекционного световоз-

вращателя, вид в плане; на фиг.2 и 3 - варианты выполнения двухсекционного световозвращателя, поперечное сечение; на фиг.4 - сравнительные кривые светораспределения предлагаемого двухсекционного световозвращателя, прототипа и аналога.

Двухсекционный световозвращатель (фиг.1 и 2) представляет собой цель- нопрессованную деталь из прозрачного материала - пластмассы с показателем преломления п ,5, включающую две симметричные относительно плоскости

ЕЕ секции 1 световозвращающих ячеек 2 - прямоугольных, трехгранных призм. Каждая трехгранная призма представляет собой уголковый отражатель, включающий преломляющую грань 3, об- щую для всех ячеек секции, и три отражающие на полном внутреннем отражении взаимно перпендикулярные квадратные грани 4, пересекающиеся по ребрам 5. Отражающие грани 4 каждой призмы 2 образуют прямой трехгранный угол, ось РР которого (.ось ячейки, образующая одинаковый угол

,44 с каждым из трех трипельпризмы, и угол 16 с каждой из ее

граней 4) параллельна общей оси 00 световозвращателя. Ячейки одной секции развернуты вокруг своих осей РР на угол 180 по отношению к ячейкам другой секции так, что плоскость симметрии каждой ячейки, проходящая через ось РР и одно из ребер 5, а именно, ребро PQ, перпендикулярна плоскости симметрии ЕЕ световозвращателя в целом. Преломляющие грани всех прямоугольных трехгранных призм одной секции образуют общую плоскую преломляющую поверхность 3 секции. Нормаль NN к преломляющей поверхности 3 наклонена так, что образует с осями РР трехгранных углов (и общей

arccos

ребер

arcsin

I г- J С

-

--L- з ч -33

осью 00 световозвращателя) угол S, лежащий в пределах, определяемых из соотношения

О S 2Г -с ,

где arcsin 1/п

угол полного внутреннего отражения;составляя при

d- arccos 1 / /3, этом с ребром PQ каждой трипельпризмы угол tj of. + & 5444 +6. .

При значениях п 1,5 и of. 54° 44 , угол , и его оптимальное значение g я 24°.

опт

Вершины Р ячеек световозвращателя (фиг.2) лежат в одной плоскости 6, образующей с преломляющими поверхностями 3 ячеек обеих секций один и тот же угол 5 . Неравномерность по толщине несущего слоя световозвращателя приводит к перерасходу материала и неоднородной светоотдаче по площади цветного световозвращателя.

На фиг.З изображен вариант свето- возвращателя, в котором отражающие трехгранные углы каждого ряда ячеек

2, равноудаленных от плоскости симметрии ЕЕ световозвращателя, поступательно сдвинуты вдоль осей РР ячеек по отношению к отражающей поверхности смежных рядов так, что толщина несущего слоя каждой секции 1 постоянна по ее площади, т.е. плоскости 7, проходящие через вершины Р ячеек секции, параллельны преломляющим поверхностям 3.

Двухсекционный световозвращатель работает следующим образом.

Луч 8 света, падающий под углом 0 освещения (угол между направлением луча и осью ОС световозвращателя), преломляется поверхностью 3, после чего испытывает отражение от трех взаимно перпендикулярных граней 4 рд ной из прямоугольных трехгранных призм 2, благодаря чему направление луча меняется на прямо противоположное, и, повторно преломившись поверхностью 3, распространяется в направлениях, близких к направлению на источник (фара автомобиля) и приемник (глаз водителя этого автомобиля) излучения, сигнализируя о наличии объекта (несущего световозвращатель).

Диапазон рабочих углов 0 освещения, при которых луч испытывает все три отражения от граней 4 световоз- вращающей ячейки 2 каждой секции, задается в плоскости фиг.2 и 3 предель

ными углами f, и . Угол связан с предельным углом f полно о внутреннего отражения от грани 4, перпендикулярной плоскости освещения, и раве

arcsin n sin (S+aL-l) -&.

Угол Vjjопределяется направлением минимальной (нулевой) проекции той же грани 4 и равен

arcsin n coses +о(. ) +S ,

Диапазоны освещения обеих секций полностью взаимоперекрываются (компенсируя недостатки светораспределе- ния одной секции) при условии

f,(Ь) ),

которое является уравнением для оптимального значения 6

Равенство (3) справедливо, лишь при 8 # 2 Jl -о(. .

На фиг.4 кривые относительного светораспределения (КСС ) обеих секций световозвращателя при Ч f показаны штриховыми линиями, где за единицу принято значение КСС односек- ционного обыкновенного () световозвращателя при нормальном освещении (© 0). Сложение этих светораспре- делений (кривая 1) обеспечивает симметричное и значительно более равномерное распределение КСС световозвращателя в целом, чем каждая секция в отдельности.

Для сравнения на фиг.4 приведены кривые светораспределения световозвращателя, выбранного в качестве прототипа (отрицательное бк -6° , кривая

2), и аналога (световозвращателя ФП 142, кривая 3). Первый обеспечивает больший диапазон углов освещения, второй - большее осевое значение КСС, но оба проигрывают перед заяв- ляемым решением в отношении равномерности светораспределения и, следовательно, надежности восприятия сигиа- ла в наиболее важном для практики

50

диапазоне углов освещения, t(30 - 4f/).

равных

Формула изобретения

1. Двухсекционный световозвращатель из прозрачного материала, каждая секция которого содержит набор прямоугольных трехгранных призм с общей преломляющей поверхностью и квадратными отражающими гранями, развернутых вокруг своих осей, параллельных оси световозвращателя симметрично прямо- уголЫ}ым трехгранным призмам другой секции, причем нормаль к преломляющей поверхности каждой секции образует с осью световозвращателя в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии световращателя, угол Б, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности отражающей способности в рабочем диапазоне углов освещения, угол S лежит в пределах, определяемых из соотношения

О & 2 ,

где f arcsin 1/п;

п - показатель преломления материала;

( arccos 1 / /3,

при этом нормаль к преломляющей поверхности каждой секции образует с ребром любой прямоугольной трехгранной призмы, лежащим в плоскости, пер- пендикулярной плоскости симметрии световозвращателя, угол

1 «t + S ,

2.Световозвращатель по п.1, о т- личающийся тем, что вершины прямоугольных трехгранных призм обеих секций лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси световращателя.

3.Световозвращатель по п.1,о т л и- чагющи. йся тем, что вершины прямоугольных трехгранных призм секции лежат в плоскости, параллельной преломляющей поверхности соответствующей секции.

Изобретение относится к оптике и поз Ьляет повысить равномерно.сть отражающей способности в рабочем диапазоне углов освещения. Секции свето- вращателя состоят из набора прямоугольных трехгранных призм 2 с общей преломляющей поверхностью 3. Нормаль NN к поверхности 3 образует с осями РР трехгранный угол S , лежащий в определенных пределах, а с ребром PQ - угол . +S, (oi arccos 1 / ) . После отражения луча 8 света от граней 4 одной из призм 2 его направление меняется на противоположное. Преломившись поверхностью 3, луч распространяется в направлениях, близких к направленинэ на источник и приемник излучения. Верщины прямоугольных трехгранных призм, обеих секций лежат в плоскости, перпендикулярной оси световозвращателя и параллельной преломляющей поверхности соответствующей секции. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. го со О5 0) СО

Составитель Г.Татарникова Редактор Л.Ревин Техред М.Ходанич Корректор . А.Зимокосов

Заказ 775/48 Тираж 522Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производгтвенно-полиграфическое. предприятие, г.Ужгород, ул .Проектна ,