Прожектор Советский патент 1981 года по МПК F21S2/00 

(54) ПРОЖЕКТОР

1

Изобретение относится к светотехнике, в частности к светооптическим приборам прожекторного типа.

Известен прожектор, содержащий размещенный внутри цилиндрической линзы Френеля источник света, расположенный в фокусе отражателя 1.

Недостатком данного прожектора является то, что он не обеспечивает автоматического управления формой и щириной светового пучка.

Цель изобретения - повышение эффективности использования прожектора за счет обеспечения автоматического управления формой и щириной пучка.

Поставленная цель достигается тем, что известный прожектор имеет механизм перемещения цилиндрической линзы Френеля, состоящий из электромагнита и оправки для линзы, при этом оправка для линзы кинематически связана посредством стержней и коромысла с якорем электромагнита, а внещняя рабочая поверхность цилиндрической линзы Френеля имеет форму двух симметрич но расположенных выпуклых в поперечном и продольном сечении секторов, разделенных участками в форме тела вращения цилиндра с радиусом кривизны, меньшим ра.диуса кривизны внутренней поверхности линзы.

На фиг. 1 изображен прожектор, общий вид; на фиг. 2 - цилиндрическая линза с кольцом Френеля; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - цилиндрическая линза с несущей арматурой; на фиг. 5 - рассчетные кривые сил света прожектора с узким (а) и широким веерным пучком вгоризонтальной (б) и вертикальной (в) плоскостях.

Прожектор содержит источник 1 света, например короткодуговую ксеноновую лампу высокого давления, вогнутый, преимущественно параболлоидный, отражатель 2 и элемент преломляющей оптики в виде ци15 линдри.ческой линзы 3. Указанные элементь1, составляющие оптическую систему прожектора, собраны в корпусе 4 с защитным стеклом и светофильтром 5, например инфракрасным фильтром, и крышкой 6, закрывающей тыльную часть корпуса 4. Лампа 1 располагается вдоль оптической оси прожектора таким образом, что ее светящее тело находится в фокусе F отражателя 2. Элемент

преломляющей оптики выполнен в виде цилиндрической линзы 3 или 7 из оптически прозрачного плавленного кварцевого стекла, по крайней мере часть внешней рабочей поверхности которой имеет выпуклую фо)му, внутренняя поверхность - тело вращения цилиндра. Указанная линза располагается коаксиально относительно лампы 1 с продольной осью, совпадающей с продольной осью прожектора, образуя кольцевой зазор, отделяющий ее внутренние стенки от стенок колбы лампы 1, составляющий не менее 2- 3 мм. Длина линзы в зависимости от угла охвата отражателя 2 выбирается такой, чтобы при введении ее в оптическую систему прожектора большая часть светового потока лампы 1, исходящего из фокуса F, проходила через ее стенки и после преломления направлялась на рабочую поверхность отражателя 2.

Цилиндрическая линза 7 выполнена с внещней рабочей поверхностью в форме двух выпуклых секторов, симметрично расположенных в поперечном сечении линзы, разделенных секторами 8 в форме тела вращения цилиндра с радиусом кривизны, меньщим радиуса кривизны внутренней поверхности линзы 7. При этом секторы 9 имеют выпуклую форму также в продольном (вдоль образующей цилиндра) сечении. Указанные секторы 8 и 9 выполнены соответственно с одинаковой кривизной внещней рабочей поверхности при использовании линзы в прожекторе с круглосимметричным отражателем 2. На той части ее внещней рабочей поверхности вдоль образующей цилиндра, ко торая располагается вне угла охвата отражателя 2 при введенном положении указанной линзы в оптическую систему прожектора, выполнено кольцо 10 Френеля с профилем 11 обеспечивающим преломление исходящих из фокуса F отражателя 2 лучей в сторону его рабочей поверхности. В другом варианте исполнения цилиндрическая линза 3 выполнена без кольца Френеля.

Оптический элемент для изменения ширины пучка излучения прожектора, выполненный в виде цилиндрической линзы 3 или 7, монтируется в арматуре, представляющей собой кольцевую оправу 12 с кольцевой проточкой, внутри которой размещается концевая часть элемента - ножка 13 линзы. Удерживающая цилиндрическую линзу 3 или 7 кольцевая оправа 12 механически соединена с двумя несущими колонками 13. Ука ванные колонки 13 снабжены соответственно передним и задним ограничителями 14 и 15 аксиального перемещения линзы для точного выставления ее в оптической системе прожектора и размещены в направляющих каналах 16 кронштейна 17. Последний механически закреплен на стенке корпуса 4 прожектора, на которой монтируется также электромагнит 18 с якорем 19.

Несущие линзу колонки 13 входят в зацепление с коромыслом 20, находящимся в механической связи с якорем 19 электромагнита 18. Средняя часть коромысла 20 закреплена на оси 21, установленной на приливе кронщтейна 17.

Прожектор с изменяющейся шириной пучка излучения работает следующим образом.

При включенном прожекторе и введенной цилиндрической линзе 3, лучи исходящие из фокуса F и других участков светящего тела лампы 1 преломляются под необходимыми углами, обеспечивающими расширение пучка излучения. В этом случае выпуклые секторы 9 линзы 3 обеспечивают преломление лучей под большими углами по сравнению с преломлением лучей, проходящих через секторы 8 и, таким образом, обеспечивает формирование широкого «веерного, т. е. расщиренног.0 в одной плоскости пучка излучения прожектора. При использовании в конструкции прожектора и введении в его оптическую систему цилиндрической линзы 7, снабженной на рабочей поверхности кольцами 10 Френеля, выполненными вне угла охвата отражате.ля 2, часть светового потока лампы 1, который при выведенной линзе 7 рассеивается на элементах конструкции прожектора или в угле излучения, преломляется и направляется на рабочую поверхность отражателя 2 и далее после отражения выводится из оптической системы в полезном угле рассеивания, обеспечивая увеличение КПД прожектора.

При выведении цилиндрической линзы 3 или 7 из оптической системы, т. е. при аксиальном перемещении ее в крайнее положение, фиксированное задним ограничителем 15 на несущих колонках 13, генерируемые лампой 1, лучи направляются практически без преломления непосредственно на рабочую поверхность параболоидного отражателя 2, формирующего узкий пучок излучения прожектора.

Введение и выведение цилиндрической линзы 3 или 7 в оптической системе прожектора, т. е. перемещение ее вдоль оптической оси в пределах угла охвата отражателя 2, осуществляется при подаче питающего напряжения на электромагнит 18 с якорем 19, перемещающим несущие линзу колонки 13 в направляющих каналах 16 кронштейна 17 при помощи коромысла 20. При этом обеспечивается фиксация крайнего введенного или выведенного положения линзы посредством выщеуказанных ограничителей 14 и 15.

Рассчитанные кривые сил света 1агн.ея f ( d.- угол рассеивания прожектора) прожектора с диаметром отражателя 200 мм, углом охвата р 108° и лампой ДКсЭЛ-250, при работе его с щироким «веерным (кривые б и в) и узким круглосимметричным (кривая а) пучком излучения в горизонтальной

и вертикальной плоскостях (фиг. 5), при использовании для расширения пучка цилиндрической линзы 3 или 7. Видно, что линза обеспечивает почти трехкратное увеличение угла рассеивания (.А) прожектора в горизонтальной плоскости (кривая б) по сравнению с вертикальной.

Увеличение рассчитанного значения КПД прожектора при работе сшироким пучком излучения при использовании (фиг. 3) кольцевой линзы с кольцом Френеля составляет 7%. При этом полезный световой поток, прожектора возрастает в 1,2 раза.

Прожектор предлагаемой конструкции позволяет освещать как удаленные объекты, так и близкие, причем управление прожектором осуществляется автоматически.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2503715, кл. F 21 М 1/00, 1977