Фонарь-катафот Советский патент 1987 года по МПК F21V5/04 

Изобретение относится к оптике и может быть использовано в качестве устройства, обеспечивающего функции фонаря и световозвращателя (катафота) автомобилей и других транспортных средств,

Цель изобретения - улучшение информативности светосигнального фонаря-катафота путем использования призматических элементов рассеивателя для перераспределения излучения источника света в плоскости преимущественного рассеяния,

На фиг. 1 изображено сечение фонаря-катафота горизонтальной плоскостью проходящей через продольную ось 00 системы; на фиг, 2 - рассенватель и оптический растр, совмещенный с коллиматором, вид в плане.

Фонарь-катафот (фиг, 1) включает источник 1 света, коллиматор, выполненный в виде дисковой линзы 2 Френеля, совмещенный с оптическим растром 3, и рассеиватель 4, Источник 1 дополнен сферическим контротражателем 5

Рассеиватель 4 (фиг, 2) имеет плоскую переднюю поверхность 6 и заднюю, содержащую отралсающие внешний свет трипельпризмы 7 и отверстия 8 в виде плоскопараллельньгх: участков правильной шестиугольной формы. Каждая три- пельпризма 7 имеет три взаимно перпендикулярные грани 9, проходящие под

углом и - arccos - :i 54 44 к передV3

ней поверхности 6, и граничит с тремя отверстиями 8 и тремя смежными три- пельпризмами 7, при этом смежные грани смежных трипельпризм 7 имеют общую границу, параллельную передней поверхности 6, а проекция этой пары граней на поверхность 6 - правильный шестиугольник, равный контуру отверс

тия 8. Каждая третья пара с центром 0 таких смежных граней (именно, вертикальных граней 10) образует двугранный угол, ребро 11 которого лежит на одной вертикальной прямой с центрами 0 отверстий 8.

Растр 3 представляет собой горизонтальный ряд цилиндрических линз 12 с вертикальными образующими и границами 13 меясду ними, ширина которых равна расстоянию между смежными вертикальными рядами отверстий 8, а вертикальная плоскость симметрии каждой линзы 12 совпадает с плоскостью сим- метрир соответствующего ряда, Апертурный уг ол d линзы 12 составляет (при показателе преломления п s;1,5) около 25°, Фокальная плоскость растра лежит в плоскости ребер 11 рассеивателя 4, что обеспечивает наибольшую равномерность светорасттределения по углам. Если угловые размеры источника 1 2 J 10 , то выполняется не5

0

5

0

5

0

5

0

5

равенство sino l/n2- 1 - cos /i , где с/ - угол падения произвольного луч-а 14 источника 1 на вертикальную грань трипельпризмы 7, и как следствие, угол падения луча на поверхность 6 (после преломления на этой грани) меньше угла полного внутреннего отражения. Линзы 12 обращены выпуклостью к световозвращателю 4, а на противоположной стороне их несущего слоя выполнены преломляющие 14 и отражающие 15 элементы дисковой линзы 2 Френеля, в фокусе которой локализован источник 1 света.

Устройство работает следующим образом.

Лучи 16 источника 1 падают (непосредственно, или отразившись от контротражателя 5) на элементы 14 и 15 дисковой линзы 2, выполняющей роль коллиматора, после чего параллельным пучком идут на растр 3, Преломившись на цилиндрических линзах 12 растра, различные части пучка пересекаются на вертикальных прямых, создавая вытянутые вдоль вертикальных рядов отверстий 8 и вертикальных граней 10 трипельпризм изображения 17 источника 1, Часть лучей (около половины) линзы 12, падающая на отверстия 8, выходит (дважды преломившись) не изменив направления. При этом половинный угол расходимости d на выходе не превышает 30 °. Остальные лучи падают на вертикальные грани 10 трипельпризм 7 (на правую или левую от оси линзы в зависимости от области изображения 17, формируемой этими лучами), испытывают преломление на призмах с углом преломления ,образуемых поверхностью 6 световозвращателя и соответствующей вертикальной гранью трипельпризмы 7, и дополняют половинный угол расходимости на выходе устройства в горизонтальной плоскости до некоторой величины О, которая может достигать 90°, В вертикальной плоскости расходимость определяется размерами источника 1 и качеством оптических элементов и мо313

жет быть как угодно мала. Увеличить расходимость в вертикальной плоскости можно, например, заменив иилинд- рические линзы 12 (все или несколько вертикальным рядом сферических или эллипсоидных линз прямоугольной апертуры, высота которых равна высоте отверстия 8 или грани 10.

Лучи 18 внешних источников, падающие на грани 9 трипельпризм 7 (под углами, превышающими угол полного внутреннего отражения), испытывают трехкратное отражение от этих граней и выходят в направлении, антипараллельном первоначальному. Таким обра- зом, для внешних источников, например фар автомобилей, устройство работает как световозвращатель.

Эффективность предлагаемого изобретения заключается в информационно выгодном перераспределении излучения фонаря, совмещенного со световозвращателем между вертикальной и горизонтальной плоскостью. При сравнению с раздельной компоновкой фона- ря и световозвращателя, имеющего по современным требованиям защитное стекло, достигается также экономия материал; (пластмассы) в объеме защитного с екла, так как его функцию может выполнять стекло оптического растра фонаря,

Преим тцественная область использования изобретения - габаритные огни транспортных средств, и также мая- ки с веерным светораспределением,которые могут использоваться как светосигнальное средство в отраженных лучах (при вышедшем из строя собственном источнике) . Формула изобретения

1, Фонарь-катафот, содержащий источник света, рассеиватель, включаю5П4

щий трипельпризмы и световЕ ш отверстия, и установленный между источником света и рассеивателем оптический растр, направляющий часть лучей источника на световые отверстия, о т- .4 и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения информативности путем использования элементов рассеивателя для перераспределения излучения источ ника света в плоскости преимущественного рассеяния, грани трипельпризм, перпендикулярные плоскости преимущественного рассеяния, локализованы в фокальных областях растра, при этом разность между углом наклона /ъ грани трипельпризмы к внешней поверхности рассеивателя и угловой апертурой б растра превышает величину

.arcsin (i п - - 1 sin - cos /i) ,

где n - показатель преломления материала рассеивателя.

2.Фонарь-катафот по п. 1, о т л и- чающийся тем, что оптический растр состоит из цилиндрических линз

с образующими, перпендикулярными плоскости преимущественного рассеяния излучения, локализованных против рядов световых отверстий рассеивателя, при этом в промежутках между световыми отверстиями каждого ряда локализованы двугранные углы, образованные гранями двух симметрр чно ориентированных относительно оси ряда смежных трипельпризм.

3.Фонарь-катафот по п, 1, 2, о т- личающийс я тем, что со стороны, обращенной ч источнику света, оптический растр смабжен кольцевыми преломляющими элементами Френеля.

2.Ъ

13

Редактор Ю.Середа

Составитель И.Зайцев Техред л. Сердюкова

Заказ 1611/33Тираж 466Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делг1м изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная, 4

Фиг. 2.

Корректор И. Эрдейи

Изобретение относится к области оптики и может быть испспьзовано в качестве ус-тройства, совмещающего функции фонаря и световозвращателя. Целью изобретения является улучшение информативности фонаря-катафота путем обеспечения веерного светораспре- деления. Фонарь-катафот состоит из источника света 1, рассеивателя 4 и коллиматора 2, совмещенного с опти ЙЬЛ ;;4,Кн ческим растром 3, Рассеиватель 4 содержит отражающие внешнее излучение трипельпризмы 7 и чередующиеся с ними плоскопараллёльные участки 8. Коллиматор 2 выполнен в виде дисковой линзы Френеля. Растр 3 имеет профиль цилиндрических сегментов, ширина которых равна расстоянию мезвду смежными рядами плоскопараллельных участков 8. Излучение источника света 1, сформированное коллиматором 2 и оптическим растром 3, проходит сквозь рассеиватель 4, практически не изменяя структуру светового пучка на плоскопараллельных участках 8 и рассеиваясь на гранях трипельпризм 7 в плоскости, перпендикулярной этим граням. Световой пучок собственного излучения фонаря-катафота имеет веерную структуру. Угол излучения в плоскости преимущественного рассеяния может 90°. 2 з.п. ф-лы. 2 достигать ил. ел Фuг.i