Осветительная система Советский патент 1981 года по МПК G02B17/00 

Изобретение относится к технической оптике и предназначено дпя использования в оптических приборах различного назначения, например проекторах, имитаторах Солнца, сштических печах и других. Известно применение отражателей в качестве конденсоров l. Известно также применение параболоторических фоконов в качестве концентраторов излучения . Однако применение эллипсоидов и параболрторических фокоиов в отдельности не позволяет использовать достаточно полно поток излучения источников (ламп, угольиых дуг и т.п.) так как поток излучения охватывается этими элементами в ограниченном телесном угле, намного меньшем полного телесного угла излучения источника, Известна также осветительная сист ма, содержащая эллипсоидный отражате с источником излучения в первом его фокусе и дополнительный концентрирующий отражатель. Центр кривизны концентрирующего отражателя (сферического) совпадает с первым фокусом эллипсоида. Диаметр отверстия, на котором получается увеличенное изображение источника, зависит оч размеров последнего. Такая система двух отражателей позволяет максимально охватить поток излучения источника з}. Недостатки известной системы заключаются в том, что поток излучения лампы используется ие полно, так как сферический отражатель применяется в качестве коитротражате я, т.е. для повышения коицеитрации отраже иного потока на излучающем теле источника, повышая тем габаритную яркость последнего. Это неблагоприятно сказывается на режиме работы источника, так как в результате значительного повышения температуры тела накала срок службы источника понижается в несколько раз. Кроме того, сфе3рический отражатель создает повьшенны тепловой режим в объеме между отражателями, что может привести к недопустимому разогреву всех элементов конструкции (колба, лампы, ее цоколь В такой схеме сферический отражатель не концентрирует непосредственно выходящий поток излучения, причем вслед ствие многократных отражений возникают дополнительные потери излучения В такой осветительной системе распределение освещенности в плоскости выходного отверстия определяется толь ко пространственным распределением излучения (индикатрисой излучения) создавае1 1ым эллипсоидным конденсором причем регулировка пространственного распределения излучения на выходе в такой системе исключена. Цель изобретения - концентрация и лучения на выходе осветительной системы, унеличение равномерности обд учения, уменьшение потерь излучения. Поставленная цель достигается тем, что в качестве дополнительного концентрирующего отражателя введен параболоторический фокон, параметрический угол которого больше выходного аяертурного угла эллипсоидного.от ражателя и равен половине угла охвата входного (большего) отверстия фокона, а расстояние от вершины эллипсоидного отражателя до плоскости выходного отверстия фокона равно или древьшает второе фокусное расстояние эллипсоидного отражателя. На чертеже показана схема осветительной систему. Система состоит из источника 1 из лучения, эллипсоидного конденсора 2 параболоторического фокояа 3. Причем F и Fj первый и второй фокусы эллипсоидного отражателя, U, U - передний и задний апертуриые углы эллипсоидного отражателя, ot- параметрический угол фокона. Излучение, отраженное элляпсочдным конденсором, проходив фокон без отражений а нем т.е. без потерь)/ а фокои обеспечивает щянопнигелькую концентрацию излучешш, гщущъго от источника в противопояожщяю от эллипсоидного отражателя сторону. Причем углы и, и , i аодбйршотся такими, чтобы обеспечить мшсс{шальное использование излучешш источника. Излучение от источника через фокон проходит всего с одаократавм отрля ением. 7 В качестве источника излучения использовалась галогенная лампа Кга-48- 000, отражатели изготовлялись цельнометаллическими из сплава АК-6. Параболоторический фокон увеличивает концентрацию излучения. Температура на выходе фокона достигает 1000 С (последнее позволяет использовать такую систему для плавления ряда материалов, а также пайки конструкции) . Такая осветительная система может найти применение в различных световых приборах, в частности для зонной плавки полупроводниковых материалов. При необходимости возможна регулировка (путем смещения элементов системы) пространственного распределения излучения на выходе системы. Причем, благодаря суммированию индикатрис излучения фокона и эллипсоидного отражателя, возможно получение большого числа вариантов распределений, в том числе и близких к идеальным (по законам Ламберта, Эйлера)i Последнее позволяет использовать предлагаемую осветительную систему для различных целей фотометрии и проекции, когда необходимо задание распределения излучения по требуемому закону или нужно создание равномерного освещения. В предлагаемой системе лучше используется поток излучения (.экономится энергия)и сохраняется срок службы источника излучения по сравнению с известной системой (увеличивается продолжительность горения), увеличивается долговечность конструк1|йи, и при этом концентрация на выходе более высокая. Формула изобретения Осветительная система, содержащая эллипсоидный отражатель с источ1ШКОМ излучения в первом его фокусе и допо житеяьный концентрирующей отражатель, отличающаяся тем, что, с целью повьаиения коицентрБЦИИ излучения на выходе осветительной снст&ел увеличения равномерноети обпучешиз уменьшения потерь излучеюш 8 качестве дополнительного : коицвнтрнрум го отражателя введен яярабояотсфкческий фокои, параметрический угол которого больше выходного

апертурного угла эллипсоидного отражателя и равен половине угла охвата входного (большего) отверстия фокона, а расстояние от вершины эллипсоидного отражателя до плоскости выходного отверстия фокона равно пая npeat aet второе фокусное расстояние эллипсоидного отражателя.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1.Карякин Н.А. Световые приборы, М. Высшая школа, 1975.

2.Баранов В.К. - Гелиотехника, 1977, 4.

3.Патент США 3241440, НКИ ЗЬЭ38,. 1966 (прототип).