Уголковый отражатель Советский патент 1992 года по МПК G02B5/122 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и локационной технике и может быть использовано в качестве свето- возеращающего элемента при контроле за движением и положением обьектов на транспорте, в авиации, метерологии.

Известен отражатель, отражающие поверхности которого образуют прямой двугранный угол, например, 90° - призму- крышку.

Однако этот отражатель характеризуется только одной плоскостью направлений, при визировании в которой он отражает свет обратно падающему,

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является уголковый отражатель в форме трехгранного угла, все двугранные

углы которого прямые. Он отражает обратно все пучки лучей, которые падают на него внутри соответствующего ему телесного угла nil стерадиан.

Прямоугольный уголковый отражатель обладает недостаточной жесткостью конструкции и при выходе из строя хотя бы одного из образующих его зеркал полностью теряет свойство возвратного отражения.

Цель изобретения - повышение жесткости конструкции уголкового отражателя и надежности его в работе.

Указанная цель достигается тем, что в уголковый отражатель, содержащий три зеркально-отражающие грани, образующие трехгранный угол, все двугранные углы которого выполнены прямыми, дополнительно введены четыре плоских двусторонних

4j

§

fO

зеркально-отражающих элемента, проходящих через вершину трехгранного угла, причем первый элемент установлен по месту биссекторной плоскости одного из прямых двугранных углов, второй перпендикулярен первому и образует с гранями этого двугранного угла двугранные углы, равные 60°, а третий и четвёртый элементы проходят через линии пересеченния первого и второго элементов с гранями трехгранного угла. Предлагаемый отражатель характеризуется наличием нового признака, а именно введением дополнительных плоских двусторонних зеркально-отражающих элементов, которые вместе с гранями прямоугольного уголкового отражателя образуют новые действующие независимо один от другого типы отражателей, которые не нарушают свойства возвратного отражения в

створе пространственного угла, соответствующего прямоугольному уголковому отражателю, в результате чего повышается

жесткость конструкции уголкового отражателя и реализуется новый механизм форми- рования возвратного излучения, приводящий к увеличению надежности отражателя в работе.

На фиг.1 изображен уголковаый отражатель; на фиг.2 - один из отражателей.

Грани 1-3 уголкового отражателя, заштрихованные на фиг. 1, образуют трехгранный угрл 4. Двугранные углы между гранями 1 и 2, 2 и 3, 1 и 3 равны 90°. Плоские двусторонние зеркально-отражающие элементы делят трехгранный угол на шесть трехгранных углов с общей вершиной, у каждого из которых двугранные углы равны 90. 60 и 45°. При этом элемент 5 расположен по месту биссекторной плоскости прямого дву- гранногоугла. образованного гранями 1 и 2. Элемент б перпендикулярен элементу 5 и образует углы в 60° с гранями 1 и 2. Элемент 7 проходит через линии пересечения грани 3 и элемента 5, грани 2 и элемента 6. Элемент 8 проходит через линии пересечения грани 3 и элемента 5, грани 1 и элемента 6. В результате образовано шесть трехгранных углов (л/2, л/3, л/4), которые в совокупности полностью заполняют трехгранный угол (я/2, .т/2, л/2).

Отражатель работает следующим образом.

Пучок лучей падает на отражатель предлагаемой конструкции и, отразившись от его граней, всегда выходит из отражателя в направлении коллинеарном исходному. Это происходит потому, что предлагаемый отражатель состоит из отдельных отражателей в форметрехгранныхуглов л/2,л/3,я/4, каждый из которых обладает свойством воз вратного отражения.

На фиг.2 показан один из отражателей (л/2. л/3, л/4), у которого двугранный угол

между гранями 9 и 10 равен 60°, между гранями 10 и 11 - 45°. между гранями 9 и 11 - 90°. Пучок, входящий в отражатель такой конструкции, в соответствии с законами геометрической оптики, распространяется в

нем в зависимости от точки входа по одному из 42 возможных способов переотражения, в каждом из которых он испытывает 9-кратное отражение от его граней. Все 42 способа переотражения формально могут быть

получены из шести следующих вариантов распространения падающего пучка циклической перестановкой входящих в них граней:

- 9-10- 11 9-10-11-9-10-11 9--10-41-9-10 9-11-10-41-

- 9-10-И 1-10-11- 9 10-11-10 -

-11-10 -9-11-10-9-11-10-9 -

- 11-10-11 - 9-Ю- 9-11-ИО-9-

-10-11-10 -9-11-10-11-10 -9 -

где стрелки показывают последовательность отражения от граней, обозначенных на фиг.2 цифрами 9-11.

Пространство изображения, формируемое в отражателе л/2, л/3, л/4, ориентировано зеркально-симметрично пространству предметов относительно вершины отражателя. Это приводит к тому, что диапазон углов возвратного отражения для отражателя л/2, л/3, л/4 лежит в створе пространственного угла л/12 стерадиан, соответствующего этому отражателю. Деление прямоугольного отражателя на шесть отражателей л/2, л/3. л/4 осуществляться так, что эти отражатели полностью и без пробелов

заполняют пространственный угол л/2 стерадиан (6 х л/12 л/2). следовательно, свойство возвратного отражения в диапазоне пространственного угла л/2 стерадиан введением дополнительных плоских двусторонних зеркально-отражающих элементов не нарушается. Одновременно введение отражателя на отдельные отражающие ячейки приводит к увеличению надежности в работе предлагаемого уголкового отражателя.

Например, при выходе из строя одной грани, допустим грани 1, свойство возвратного отражения сохраняется для трех его составных отражателей л/2. л/3, л/4, для которых эта грань не является образующей (фиг.1).

Известный отражатель свойство возвратного отражения полностью теряет. Дополнительные элементы 5-7, кроме того, являются ребрами жесткости, увеличивающими механическую прочность конструкции. В целом вероятность выхода из строя предлагаемого отражателя существенно ниже, чем у прямоугольного отражателя.

Таким образом, предлагаемый отражатель обеспечивает высокую надежность в работе, большой срок службы ,что повышает эффективность действия локационных систем.

Формула изобретения Уголковый отражатель, содержащий три зеркально-отражающие грани, образующие трехгранный угол, все двугранные углы которого выполнены прямыми, о т л и ч а5

f

in г. 1

0

5

ю щ и и с я тем. что, с целью повышения жесткости конструкции и надежности ее в работе, в отражатель дополнительно введены четыре плоских двусторонних зеркально-отражающих элемента, проходящих через вершину трехгранного угла, причем первый элемент установлен по месту бис- секторной плоскости одного из прямых двугранных углов., второй перпендикулярен первому и образует с гранями этого двугранного угла двугранные углы, равные 60°, а третий и четвертый элементы проходят через линии пересечения первого и второго элементов с гранями трехгранного угла.

60

Изобретение может быть использовано в локации в качестве световозвращзющего элемента для получения информации о параметрах движения объектов. Цель изобретения состоит в повышении жесткости конструкции уголкового отражателя и надежно- сти его в работе. Для этого в уголковый отражатель, содержащий три зеркально-отражающие грани, образующие трехгранный угол, все двугранные углы которого выполнены прямыми, введены четыре плоских двусторонних зеркально-отражающих элемента, проходящих через вершину трехгранного угла, причем первый элемент установлен по месту бисекторной плоскости одного из прямых двугранных углов, второй перпендикулярен первому и образует с гранями этого двугранного угла двугранные утлы, равные 60°. а третий и четвертый элементы проходят через линии пересечения первого и второго элементов с гранями трехгранного угла. 2 ил. Ё