Световой прибор Советский патент 1992 года по МПК F21Q1/00 

Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано при проектировании групповых сигнальных огней автомобилей и других транспортных средств.

Целью изобретения является уменьшение габаритов светового отверстия светового прибора.

На чертеже изображена оптическая схема светового прибора с обозначением хода световых лучей в нем.

Световой прибор, выполненный,например, в виде совмещенного фонаря, содержит пространственно разнесенные источники 1 и 2 света, помещенные в фокусах коллиматоров 3 и 4 соответственно, выполняющих функции светофильтров (Фре- нелевские линзы из окрашенного материала), оси 0101 и 0202 которых проходят под углом, не меньшим 60° к общей оси ОО1 прибора и не меньшим 120° друг к другу, и пересекаются в плоскости преобразователя 5 из бесцветного прозрачного материала, совмещенного с плоскостью выходного отверстия прибора, образуя с плоскостью

преобразователя 5 угол р 30° . Передняя сторона преобразователя 5 гладкая или содержит светорассеивающие линзовые элементы, задняя (освещаемая коллиматорами 3 и 4) содержит призматические элементы б полного внутреннего отражения, имеющие две идентичные рабочие грани 7 и 8, ориентированные против выходных отверстий коллиматоров 3 и 4 соответственно. Каждая грань 7 (8) является входной преломляющей гранью для лучей коллиматора 3(4) и гранью полного внутреннего отражения для коллиматора 4 (3). Выходная преломляющая грань 9 каждой призмы 6 совмещена с передней поверхностью преобразователя 5 (при наличии рассеивающих элементов - с их несущей поверхностью). Грани 7 и 8 образуют с гранью 9 угол if) 60° . Углы /;и р связаны уравнением, вытекающим из оптикогеометрического анализа хода лучей

n sin 3t/ cos (t/J ),

О)

где n - показатель преломления призм 6.

Решение уравнения (1) относительно угла р имеет вид

/ arcsin (cos гр /1 - n2 sin23 ij) - n sin 3 Y- sin t/.(2)

В частности, при if)- 60° значение угла составляет 30° независимо от показателя преломления п; при гр 55° и п 1,5 значение угла (рсоставляет примерно 12°.

При р 30° задняя сторона преобразователя 5 может содержать нерабочие участки 10 его несущего слоя. Во избежание потерь света между призмами 6 дистанция Р между ними должна удовлетворять соотношению

h

n sin (tf -И/;)

sin p tg / Vn2 - cos ((/ + p) где h - высота призм 6;

p p-%.

гдеЈ- половинный угол расходимости пучка коллиматора 3 и 4, обусловленный неточностью источника 1 или 2.

Величины Р и h должны быть достаточно малы (для автотранспортных огней Р 5 мм), чтобы свет смежных призм 6 сливался в сплошное световое отверстие фонаря для типичных расстояний наблюдения.

Линзовые элементы 11 и 12 на передней поверхности преобразователя 5 выполняют функции рассеивателя (при необходимости обеспечить угол рассеивания больший Ј). Каждая из линз 11 или 12 имеет апертуру,

равную половине апертуры выходных граней 9, и выполняется против грани 8 или 7, являющейся отражающей для коллиматора 3 или 4 и имеет оптическую силу (возможно, различную для линз 11 и 12), отвечающую

необходимому светораспределению данного огня. Необходимое светораспределение можно получить с помощью светорассеива- ющихэлементов.13 или 14 непосредственно на отражающих гранях 8 или 7 путем выполнения их выпуклыми. Необходимая кривизна отражающих граней примерно в 6 раз меньше, чем у линз 11 и 12. Кроме того, передняя поверхность фонаря остается гладкой, при этом, однако, следует учитывать взаимодействие оптической силы отражающих и преломляющих граней 7 и 8 (в среднем это взаимодействие приводит к увеличению угла рассеивания примерно на 15% против рассчитанного с учетом кривизны лишь отражающих граней).

Световой прибор работает следующим образом.

Лучи 15 (16) источника света 1 (2) преломляются коллиматором-светофильтром 3

(4) и идут параллельно оси 0101 (02021), далее преломляются гранями 7 (8) призм 6 и отражаются гранями 8 (7) параллельно общей оси 00 фонаря и излучаются через выходные грани 9, возможно рассеиваясь

линзами 11 и 12. Как лучи 15, так и лучи 16 двух разных огней заполняют габариты общего выходного отверстия с промежутками ширины (Р-а), где а - полуширина основания приз 6. Они неразличимы для достаточно удаленного наблюдателя (на которого рассчитана система), воспринимающего всю выходную поверхность фонаря как светлую, независимо от того, какой источник 1 или 2 включен. Площадь выходного

отверстия каждого огня увеличивается по сравнению с выходным отверстием отдель- Р - а

ного коллиматора в

раз, т.е. не менее, чем вдвое, так как Р 2а.

Предложенная схема светового прибора позволяет объединить на одном выходном отверстии большой площади два сигнальных огня разного цвета (например, красный и желтый сигналы торможения и указателя поворота соответственно), включаемых независимо друг от друга, а также два сигнала одного цвета, но разной силы света и светораспределения (простой габаритный фонарь и противотуманный). Во всех случаях среднегабаритная яркость

Р -а уменьшается враз без уменьшения

3

силы света.

Формула изобретения

1. Световой прибор, содержащий первый и второй коллиматоры, снабженные ис-ч точниками света и установленные симметрично относительно оптической оси светового прибора под углом к ней, и освещаемый указанными коллиматорами преобразователь хода световых лучей, состоящий из набора отражательных элементов и предназначенный для перераспределения световых пучков коллиматоров в направлении оптической оси светового прибора, о т- личающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов светового отверстия светового прибора, указанный преобразователь хода световых лучей установлен в области пересечения световых пучков коллиматоров.

2. Прибор по п.1,отличающийся тем, что преобразователь хода световых лучей совмещен с плоскостью светового отверстия светового прибора, при этом каждый отражательный элемент выполнен в виде призмы полного внутреннего отражения, выходная преломляющая грань которой совмещена с внешней выходной поверхностью общего несущего слоя преобразователя хода световых лучей, первая внутренняя грань, обращенная к первому коллиматору, является входной преломляющей для лучей указанного коллиматора и отражающей для лучей второго коллиматора, а вторая внутренняя грань указанной призмы, обращенная к второму коллиматору, является отражающей соответственно

для лучей первого коллиматора и входной преломляющей для лучей второго коллиматора.

Изобретение относится к светотехнике и может найти применение при разработке малогабаритных светосигнальных транспортных фонарей. Цель изобретения - уменьшение габаритов светового отверстия светового прибора. Световой прибор содержит пространственно разнесенные источники 1 и 2 света, помещенные в фокусы коллиматоров 3 и 4, выполняющих одновременно функции светофильтров, и преобразователь 5, совмещенный с плоскостью выходного отверстия фонаря. Передняя сторона преобразователя гладкая или содержит светорассеивающие линзовые элементы, задняя, освещаемая коллиматорами, содержит призматические элементы 6 полного внутреннего отражения, имеющие две идентичные рабочие грани 7 и 8, ориентированные против выходных отверстий коллиматоров 3 и 4 соответственно. Выходная преломляющая грань 9 каждой призмы 6 совмещена с передней поверхностью преобразователя 5. Грани 7 и 8 образуют с гранью 9 угол меньший или равный 60°. Линзовые элементы 11 и 12 на передней поверхности преобразователя 5 выполняют функции рассеивателя. Каждая из линз 11 или 12 имеет апертуру, равную половине апертуры выходных граней 9, и выполняется против грани 8 или 7. Лучи 15 или 16 источника 1 или 2 света преломляются коллиматорами - светофильтрами 3 или 4 и идут параллельно осям, далее преломляются гранями 7 или 8 призмы 6 (и возможно линзами 13 или 14, отражаются гранями 7 или 8) параллельно общей оси прибора и излучаются через выходные грани 9 (возможно, рассеиваясь линзами 11 или 12). Как лучи 15, так и лучи 16 двух разных огней заполняют габариты общего выходного отверстия светового прибора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 00 С j ю 00 ел XI ND