Осветительный прибор Советский патент 1982 года по МПК F21V7/09 

(54) ОСВЕТИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР

1

Изобретение относится к светотехнике, в частности к световым приборам.

Известен осветительный прибор, содержащий линейный источник света, установленный в фокусе отражателя, на отражающей поверхности которого выполнены вогнутые или выпуклые канавки, направленные и расширяющиеся от вершины отражателя к краям и имеющие в поперечных сечениях форму дуг окружностей с увеличивающимся радиусом и разделенные ребрами 1.

Известный прибор не позволяет обеспечить постоянного угла разворота лучей в различных сечениях, так как не учитывает геометрических размеров источника света, а также не обеспечивает расчетной формы отражателя в процессе его изготовления.

Цель изобретения - улучшение светотехнических характеристик прибора.

Поставленная цель достигается тем, что в осветительном приборе, содержащем линейный источник света, установленный в фокусе отражателя, на отражающей поверхности которого выполнены вогнутые или выпуклые канавки, направленные и расширяющиеся от вершины отражателя к краям и имеющие в поперечных сечениях форму дуг окружностей с увеличивающимся радиусом и разделенные ребрами, каждое ребро имеет форму кривой, перемещением которой образована форма отражателя.

В первом варианте выполнения отражатель имеет форму параболоида вращения, источник света расположен вдоль его оптической оси, канавки имеют в поперечных 10 сечениях, перпендикулярных к касательным к параболоиду вращения, форму расширяющихся от вершины отражателя окружностей, а в поперечных сечениях, перпендикулярных оптической оси, форму частей эллипса, причем радиус дуг окружностей, ширина канавок и угловой размер источника света связаны с углом рассеивания канавки следующей формулой:

2 360-4 arctg

20 d-sin /2

.

где Ррас угол рессеивания канавки в поперечной плоскости, перпендикулярной оптической оси отражателя;Л Н - угловой размер канавки в той же плоскости; R - радиус канавки; d - ширина канавки; у - угол ориентирующий зону канавки с параметрами R и d; п угловой размер источника света. Во втором варианте выполнения отражатель имеет форму параболического цилиндра, точки пересечения ребер канавок поперечной плоскостью перпендикулярной продольной оси прибора расположены по параболе, центры дуг окружностей сечения канавок размещены на нормалях к параболе, при этом радиус этих дуг, ширина канавок и угловые размеры источника света связаны с углом рассеивания канавок следующей формулой:2-Lpac 4 arcsin : Аср ,где Lрас угол рассеивания канавки в поперечной плоскости, перпендикулярной продольной оси отражателя;Aqi - угловой размер канавки в той же плоскости; R- -радиус канавки; d - ширина канавки; п, i угловые размеры источника света, в той же плоскости в крайних точках канавки. На фиг. изображен осветительный прибор, внешний вид, отражатель которого, в частности, выполнен параболоидным, имеющим вогнутые канавки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, проходящий через оптическую ось прибора; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1, перпендикулярный касательной к параболе; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1, перпендикулярный оптической оси прибора; на фиг. 5 - сечение параболоидного отражателя с выпуклыми канавками, аналогичное разрезу В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - внешний вид прибора с параболоцилиндрическим отражателем, имеющим вогнутые канавки; на фиг. 7 - разрез Г-Г на фиг. 6, перпендикулярный продольной оси прибора; на фиг. 8 - разрез Г-Г параболоцилиндрического отражателя выпуклыми канавками, аналогичный изображенному на фиг. 7. Прибор содержит параболоидный отражатель 1 с линейным источником 2 света, расположенным в фокусе f вдоль оптической оси 3 отражателя 1. На отражающей поверхности отражателя 1 выполнены вогнутые канавки 4, направленные и расширяющиеся от вершины 5 отражателя 1 к его краям 6. Канавки 4 разделены ребрами 7. Ребра 7 в плоскости А-А вдоль оптической оси 3 отражателя 1 имеют форму параболы 8, образующей отражатель. В плоскости Б-Б, перпендикулярной касательной 9 к параболе 8, канавки 4 имеют форму дуги 10 окружности с радиусом R, центр О которой располагается на нормали 11 к касательной 9. Канавки 4 имеют щирину d. В плоскости В-В, перпендикулярной оптической оси 3, канавки 4 имеют форму части эллипса 12 с больщой осью 2-R и малой - 2R-sin /2 и ширину d, где «р - угол, ориентирующий положение зоны канавки в продольной плоскости А-А. Угол рассеивания канавкой 4 в плоскости В-В определяется следующим образом: 2. . где ДА - угол разворота осевых лучей падающего светового пучка от источника 2 света крайними точками канавки 4 в плоскости В-В; п размер источника света 2, определяемый длиной радиус-вектора г и диаметром источника света. Величина г радиус-вектора определяется раС стоянием от рассматриваемой точки на поверхности отражателя до его фокуса f. Угол Д разворота осевых лучей канавкой 4 определяется через ее параметры в рассматриваемой зоне: ЛуЗ 360 -4т1 - , где п - угол, образованный нормалью 13 к эллипсу 12 в крайней точке канавки 4 и больщой осью 14 эллипса 12; Aif-угловой размер канавки 4 в рассматриваемой плоскости. Значение угла п определится так: V 4.Р - d П arctg-1 - d-sincp/2 Таким образом угол рассеивания рассматриваемой зоны канавки 4 будет выражаться формулой: 2.р« 360-4arctg . В этой формуле плавное изменение значений d и R обеспечивает постоянный угол рассеивания для любой зоны канавки 4, ориентируемой углом ср. Для отражателя 1 с выпуклыми канавками 4 (фиг. 5) угол 2 8рас3оны канавки 4 в плоскости в-в определяется следующей аналогичной формулой: ,, 360-4arctg + Дср+2.„. Значение переменных в этой формуле носит физический смысл, указанный ранее. Данные рассуждения справедливы не только для параболоидных отражателей, но и для отражателей, имеющих другую форму, например, эллипсоидную. В параболоцилиндрическом отражателе 1 линейный источник 2 cBeia (фиг. 6) расположен вдоль продольной оси 15 отражателя 1. На внутренней поверхности отражателя 1 выполнены вогнутые канавки 4, параллельные продольной оси 15 отражателя 1, имеющие каждая свою постоянную ширину d Канавки 4 разделены ребрами 7. В поперечной плоскости Г-Г (фиг. 7) перпендикулярной продольной оси 15 отражателя 1, ребра 7 канавок 4 расположены по параболе 8, образующей отражатель 1. Каждая канавка в этой плоскости имеет форму дуги 10 окружности радиуса R, центр О которой расположен на 11 к параболе 8 в рассматриваемой зоне. Угол 2Lpacрассеяния вогнутой канавки 4 в плоскости Г-Г определяется следующим образом: рас- AL + щ + п Loac - где AL угол разворота осевых лучей падающего светового пучка от источника 2 света крайними точками канавки 4; 2|f, п -угловые размеры источника 2 света, определяемые диаметром источника 2 света и величинами г i и г 2 радиус-векторов соответственно. Угол AL разворота определится как: Л1 4-Х -Дсу, где Aqi угловой размер канавки 4-, у - центральный угол канавки 4, определяемый выражением arcТаким образом 2Lpac 4 arcsin -|- Лср+ + п, +«,п. Для параболоцилиндрического отражателя 1 с выпуклыми канавками 4 (фиг. 8) угол 2-Lpjc канавки в плоскости Г-Г определяется аналогичным выражением: 2Lpac 4arcsm + А +6,114 + 2Значения переменных в этой формуле носят физический смысл, указанный ранее. Выведенные формулы справедливы для любой зоны отражателя. У круглосимметричных отражателей плавное изменение щирины канавки обусловлено числом канавок, т. е. их угловым размером Af, выбранным из соображения технологичности изготовления и требуемой в первом приближении величиной угла рассеяния. Постоянство углов рассеяния каждой зоны достигается изменением значения R, которое постепенно возрастает от центральных зон отражателя к крайним. Использование предлагаемых осветительных приборов с круглосимметричными или параболоциндрическимиотражателями обеспечивает: возможность согласования угловых размеров источника света с параметрами оптических элементов на поверхности отражателей в виде канавок, улучщая тем самым равномерность перераспределения светового потока источника света в поперечных плоскостях по заданному закону; расширение области применения предлагаемых осветительных приборов для различных целей освещения, требующих высокой равномерности освещенности в световом пятне; замену технологии получения светорассеивающих поверхностей способом пескоструения или дробеструения или теснения хаотически расположенных ячеек, повышения тем самым культуру производства, воспроизводимость светотехнических характеристик и их стабильность во времени. Формула изобретения 1.Осветительный прибор, содержащий линейный источник света, установленный в фокусе отражателя, на отражающей поверхности которого выполнены вогнутые или выпуклые канавки, направленные и расширяющиеся от вершины отражателя к краям и имеющие в поперечных сечениях форму дуг окружностей с увеличивающимся радиусом и разделенные ребрами, отличающийся тем, что, с целью улучшения светотехнических характеристик, каждое ребро имеет форму кривой, перемещением которой образована форма отражателя. 2.Прибор по п. 1, отличающийся тем, что отражатель имеет форму параболоида вращения, источник света расположен вдоль его оптической оси, канавки имеют в поперечных сечениях, перпендикулярных к касательным к параболоиду вращения, форму расширяющихся от вершины отражателя окружностей, а в поперечных сечениях, перпендикулярных оптической оси, форму частей эллипса, причем радиус дуг окружностей, ширина канавок и угловой размер источника света связаны с углом рассеивания канавки следующей формулой: 360-4arctg-Vi Т + 2-fn, где рас угол рассеивания канавки в поперечной плоскости, перпендикулярной оптической оси отражателя;А (f - угловой размер канавки в той Q же плоскости; Я - радиус канавки; о1 -ширина канавки; -Р-угол, ориентирующий зону канавки с параметрами Кие; п-угловой размер источника света. 5 3. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что отражатель имеет форму параболического цилиндра, точки пересечения ребер канавок поперечной плоскостью перпендикулярной продольной оси прибора расположены по параболе, центры дуг окружностей сечения канавок размещены на нормалях к парака та сл 2L гд кл оле, fipH этом радиус этихДуг, щирина авок и угловые размеры источника свесвязаны с углом рассеивания канавок дующей формулой: pqcr4arcsin А(-f , i-рас-угол рассеивания канавки в поперечной плоскости,, перпендикулярной продольной оси отражателя;Дер - угловой размер канавки в той же плоскости; R - радиус канавки; d-щирина канавки; (, , угловые размеры источника света в той же плоскости в крайних точках канавки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ № 2406418, F 21 V 7/09, 1979.

W

I,

ni

г-г

(риг.8