RU1778433C - Searchlight-type device - Google Patents
Searchlight-type deviceInfo
- Publication number
- RU1778433C RU1778433C SU874299780A SU4299780A RU1778433C RU 1778433 C RU1778433 C RU 1778433C SU 874299780 A SU874299780 A SU 874299780A SU 4299780 A SU4299780 A SU 4299780A RU 1778433 C RU1778433 C RU 1778433C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- irradiator
- bearing surface
- angle
- faces
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 4
- 241000306688 Meridion Species 0.000 claims 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 abstract description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 5
- 230000004313 glare Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 210000000887 face Anatomy 0.000 description 21
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к конструкции прибора прожекторного типа и может быть использовано в световой сигнализации дл устройств с пониженным уровнем слепимо- сти. Цель изобретени - повышение КПД путем уменьшени потерь светового потока. Прибор содержит облучатель, оптическа ось QQ , которого проходит под углом к его оси симметрии 00 , освещающий (вдоль оси (QQ1) без потерь светового потока, источники вторичного направленного (вдоль оси 00) излучени , выполненные в виде отражательных призм 4 на общей несущей поверхности 5, проход щей под углом / к оси QQ1, меньшим чем к оси 00 (угол р) так, что выходные отверсти призм 4 разделены неизлучающими участками 9, снижающими среднегабаритную (слеп щую) ркость прожектора без уменьшени его силы света. 2 з. п. ф-лы, 7 ил. Ы IS3 Фиг.fThe invention relates to the design of a floodlight type device and can be used in light signaling for devices with reduced glare. The purpose of the invention is to increase efficiency by reducing light loss. The device contains an irradiator, the optical axis QQ, which passes at an angle to its axis of symmetry 00, illuminating (along the axis (QQ1) without loss of light flux, sources of secondary directional (along axis 00) radiation made in the form of reflective prisms 4 on a common bearing surface 5, passing at an angle / to the QQ1 axis, smaller than to the 00 axis (angle p) so that the outlet openings of the prisms 4 are separated by non-radiating sections 9, which reduce the average (blind) brightness of the spotlight without decreasing its luminous intensity. F.-ly, 7 ill. IS3 Fig.
Description
Изобретение относитс к светотехнике и может быть использовано преимущественно в световой сигнализации при различных уровн х внешней засветки (днем и ночью), например в транспортных огн х и светофорах, а также в прожекторах, предназначенных дл освещени живых объектов .The invention relates to lighting engineering and can be used primarily in light signaling at various levels of external illumination (day and night), for example, in traffic lights and traffic lights, as well as in floodlights designed to illuminate living objects.
Целью изобретени вл етс повышение КПД путем уменьшени потерь светового потока в приборе.The aim of the invention is to increase efficiency by reducing the loss of light flux in the device.
На фиг. 1 представлена оптическа схема прибора в круглосимметричном выполнении; на фиг. 2 - 5 - профили катадиоптриче- ских колец на выходном оптическом элементе; на фиг. 6 - оптическа схема прибора с некруглосимметричным выходным оптическим элементом; на фиг. 7 - профиль выходного некруглосимметричного оптического элемента.In FIG. 1 shows an optical diagram of a device in round-symmetric design; in FIG. 2 - 5 - profiles of catadioptric rings on the output optical element; in FIG. 6 is an optical diagram of a device with a non-circular symmetric output optical element; in FIG. 7 is a profile of the output non-circular symmetric optical element.
Прибор (фиг. 1) содержит в корпусе 1 с черными стенками круглосимметричный облучатель , состо щий из источника света 2 и кольцевой собирающей линзы 3, ось симметрии которой проходит по оси прибора 00, а оптическа ось QQ1 - под углом X 30° к ней. Система призм 4 на общей несущей поверхности 5 вл етс выходным оптическим элементом прибора. Призмы 4 полного внутреннего отражени в виде ка- тадиоптрических колец (варианты профил по фиг. 2 - 5) - источники вторичного направленного вдоль оси 00 излучени , выполненные на задней стороне несущей конической поверхности 5, образующей с осью прибора угол р, не менее чем вдвое превышающий угол гр, образуемый поверхностью 5 с осью QQ1. При этом ty - Рабоча грань 6 полного внутреннего отражени призмы 4 образует одинаковый угол j3 x/2+ij) со входной преломл ющей гранью 7 и выходной пре- помл ющей гранью 8, проход щей по внешней стороне несущей поверхности 5 (и вл ющейс по существу выходным отверстием вторичного источника излучени ). Свет щие участки 8 разделены неизлучающими промежутками 9, сквозь которые видна темна поверхность корпуса 1. Внешн сторона несущей поверхности 5 может быть перекрыта непрозрачным (например, черным ) экраном 10 с отверсти ми против свет щих граней 8, совокупность которых образует световое отверстие прибора.The device (Fig. 1) contains a circularly symmetric irradiator in the housing 1 with black walls, consisting of a light source 2 and an annular collecting lens 3, the axis of symmetry of which passes along the axis of the device 00, and the optical axis QQ1 - at an angle of 30 ° to it. The prism system 4 on a common bearing surface 5 is an output optical element of the device. The prisms 4 of total internal reflection in the form of catadioptric rings (profile options in Figs. 2-5) are sources of secondary radiation directed along the 00 axis, made on the rear side of the bearing conical surface 5, forming at least twice the angle p with the axis of the device exceeding the angle gr formed by surface 5 with the axis QQ1. In this case, ty - the Working face 6 of the total internal reflection of the prism 4 forms the same angle j3 x / 2 + ij) with the input refractive face 7 and the output refractive face 8 passing along the outside of the bearing surface 5 (and being along essentially the outlet of the secondary radiation source). The luminous portions 8 are separated by non-emitting gaps 9 through which the dark surface of the housing 1 is visible. The outer side of the bearing surface 5 can be covered by an opaque (e.g., black) screen 10 with holes against the luminous faces 8, the combination of which forms the light opening of the device.
Проекции отверстий 8 по обратному ходу лучей 11 целиком перекрывают выходную апертуру линзы 3 (световое отверстие облучател ). Это достигаетс тем, что дистанци Р между смежными призмами 4 не превышает величины bsiby/sin V , гдеЬ- ширина рабочей зоны входной грани 7. Дл исключени потерь света, св занных с виньетированием , выбираетс The projections of the holes 8 in the reverse direction of the rays 11 completely overlap the output aperture of the lens 3 (light hole of the irradiator). This is achieved by the fact that the distance P between adjacent prisms 4 does not exceed bsiby / sin V, where L is the width of the working area of the input face 7. In order to exclude light losses associated with vignetting,
р Ь p b
sln VHTT sln VHTT
где Ј - углова расходимость лучей облуча- тел в меридиональной плоскости, обусловленна неточечностью источника света 2.where Ј is the angular divergence of the irradiator rays in the meridional plane, due to the inaccuracy of the light source 2.
Неизлучающие промежутки 9 (а следо- вательно, и ширина отверстий 8 и дистанци р между ними) должны быть достаточно ма- лы, чтобы свет смежных отверстий 8 сливалс дл наблюдател в сплошную свет щую поверхность 5. В автодорожной сигнализации желательно р 5 мм.The non-radiating gaps 9 (and, consequently, the width of the holes 8 and the distance p between them) should be small enough so that the light of adjacent holes 8 is fused for the observer into a solid luminous surface 5. In a road signaling, preferably 5 mm.
Широкие возможности проектировани дают простые призмы с пр мым углом между гран ми 7 и 8 (). При этом 30° Wide design possibilities are provided by simple prisms with a right angle between faces 7 and 8 (). 30 °
х 90°, / (х + 90° )/2. V 90° - (р. Отношение ширины b рабочей зоны к x 90 °, / (x + 90 °) / 2. V 90 ° - (p. The ratio of the width b of the working area to
полной ширине а грани 7 равно the full width of a face 7 is
slntftslntft
Ь/а 1 Vn2-sin2B / a 1 Vn2-sin2
Данный вариант показан на фиг. 2.This embodiment is shown in FIG. 2.
Входна грань 7 может быть задействована полностью (), когда преломленные ею лучи идут внутри призмы 4 параллельно выходной грани 8 (вариант по фиг. 3). Это достигаетс лишь при выполнении соотношени The input face 7 can be fully activated () when the rays refracted by it go inside the prism 4 parallel to the output face 8 (variant of Fig. 3). This is achieved only when the relation
tg p sin l cos - 1/п ,tg p sin l cos - 1 / p,
где п - показатель преломлени материала выходного оптического элемента (например , прир 70°. V 6,8°,Я 63.2°, р 38,4°). Вариант с плоской несущей поверхностью 5, когда конус вырождаетс в плоскость , показан на фиг. 4. Здесь where n is the refractive index of the material of the output optical element (e.g., pr 70 °. V 6.8 °, R 63.2 °, p 38.4 °). A variant with a flat bearing surface 5, when the cone degenerates into a plane, is shown in FIG. 4. here
р 90° - /2: 90°-. p 90 ° - / 2: 90 ° -.
00
Несуща поверхность 5 может проходить к оси ОО1 под углом р 90°. Если при этом и угол # больше пр мого, то выходные грани 8 и участки 9 уже не могут проходить в одной плоскости. В этом случае касательна плоскость к несущей поверхности 5 про- ходит под углом ip к оси прибора на величину Ј, большую чем выходные грани 8. как это показано на фиг. 5, и дл призматического угла /3 справедлива более обща формулаThe bearing surface 5 can pass to the axis OO1 at an angle p of 90 °. If at the same time the angle # is larger than the straight one, then the output faces 8 and sections 9 can no longer pass in the same plane. In this case, the tangent plane to the bearing surface 5 extends at an angle ip to the instrument axis by an amount величину larger than the output faces 8. as shown in FIG. 5, and for the prismatic angle / 3 the more general formula
В схеме по фиг. 5 угол # между ос ми облучател и прибора может достичь 110° и более, если показатель преломлени ,5 и более; при этом грани 7 и 8 призм 4 параллельны ос м ОО1 и QQ1 соответственноIn the circuit of FIG. 5, the angle # between the axes of the irradiator and the device can reach 110 ° or more, if the refractive index is 5 or more; the faces 7 and 8 of prisms 4 are parallel to the axis ОО1 and QQ1, respectively
().().
Несуща поверхность 5 из соображений дизайна или компоновки может иметь более сложную, чем коническа или плоска , форму. Так, она может быть выполнена с кривизной в меридиональном сечении, т. е. иметь переменное значение р. Возможно использование линзы 3 меньшей оптической силы (фокус не совпадает с источником света 2), не обеспечивающей посто нства угла. В этом случае использование указанных соотношений дл величин р, ft, p дл каждой призмы 4 и соответствующего участка поверхности 5 в отдельности также позвол ет рассчитать схему прибора с максимальным использованием потока источника света 2.The bearing surface 5 may, for design or layout reasons, be more complex than conical or flat. So, it can be performed with curvature in the meridional section, i.e., have a variable p. It is possible to use lens 3 of lower optical power (the focus does not coincide with light source 2), which does not provide a constant angle. In this case, the use of the indicated ratios for the p, ft, p values for each prism 4 and the corresponding surface section 5 separately also makes it possible to calculate the device circuit with the maximum use of the light source 2 flux.
На фиг. 6 приведен вариант прибора, в котором облучатель выполнен в виде коллиматора . При этом несуща поверхность 5 выполнена в виде ступенчатого несущего сло из прозрачного материала и также содержит грани 6, 7, 8 призм 4 полного внутреннего отражени , используемых в качестве источников вторичного направленного излучени . Ось облучател QQ проходит под пр мым углом к оси 00 излучени прибора. Передн сторона несущего сло 5 содержит чередующиес грани 7 и 8, перпендикул рные и параллельные оси QQ соответственно; тыльна его сторона образована чередующимис гран ми б и 9, проход щими под углом 45° и параллельно оси QQ1 соответственно. Грани 7 - входные преломл ющие грани призм 4. Зоны граней 8, расположенные против отражательных граней 6 (если смотреть вдоль оси ОО1 прибора ) - выходные преломл ющие грани. Остальна (больша ) часть поверхности граней 8, как и равна ей по площади поверхность граней 9, - нерабоча . На фиг. 7 показан оптимальный с точки зрени материалоемкости профиль детали 5 (толщина несущего сло равна ширине проекции грани б на ось ОО1), однако он может не обеспечивать необходимой жесткости при малой дистанции р между гран ми 6, которую легко обеспечить , если толщину сло и размеры граней 7, 8 задавать независимо от размеров граней 6. Параметр р и ширина граней 6 могут быть весьма малыми и различными на разных участках поверхности 5, что позвол ет варьировать распределение среднегаба- ритной ркости по площади выходного отверсти прибора. Световое отверстие прибора по фиг. 6, 7 выт нуто вдоль оси облучател и имеет эллиптическую млн пр моугольную форму. Возможно использо 5 вание вместо коллиматора кольцевой линзы и кольцевых граней 6-9 с круглым, как у прибора по фиг. 1, световым отверстием, перекрытым защитным стеклом 13In FIG. 6 shows a variant of the device in which the irradiator is made in the form of a collimator. Moreover, the bearing surface 5 is made in the form of a stepped carrier layer of transparent material and also contains faces 6, 7, 8 of total internal reflection prisms 4 used as sources of secondary directional radiation. The axis of the QQ irradiator extends at a right angle to the radiation axis 00 of the device. The front side of the carrier layer 5 comprises alternating faces 7 and 8, perpendicular and parallel to the QQ axis, respectively; its rear side is formed by alternating faces b and 9, passing at an angle of 45 ° and parallel to the axis QQ1, respectively. Facets 7 are the input refracting faces of the prisms 4. The zones of the faces 8 located opposite the reflective faces 6 (when viewed along the axis ОО1 of the device) are the output refracting faces. The rest (large) part of the surface of faces 8, as well as the surface area of faces 9 is equal to it, is inoperative. In FIG. 7 shows the profile of the part 5 that is optimal from the point of view of material consumption (the thickness of the carrier layer is equal to the width of the projection of the face b onto the OO1 axis), however, it may not provide the necessary stiffness at a small distance p between the faces 6, which is easy to ensure if the layer thickness and face sizes 7, 8 can be set independently of the sizes of the faces 6. The parameter p and the width of the faces 6 can be very small and different in different parts of the surface 5, which allows varying the distribution of the overall brightness over the area of the outlet of the device. The light opening of the device of FIG. 6, 7 are elongated along the axis of the irradiator and has an elliptical million rectangular shape. It is possible to use 5 instead of a collimator an annular lens and annular faces 6–9 with a round one, like the device of FIG. 1, a light hole blocked by a protective glass 13
Прибор работает следующим обра0 зом.The device operates as follows.
Лучи 11 облучател проход г через преломл ющие грани 7, отражаютс гран ми б и через преломл ющие грани 8 излучаютс вдоль оси прибора. Среднегабаритна р5 кость равна ркости световых отверстий 8, умноженной на отношение суммарной площади этих отверстий к общей площади выходного оптического элемента 5. Таким образом, оптимальный выбор указанногоThe irradiator beams 11 pass d through the refracting faces 7, are reflected by the faces b and through the refracting faces 8 are emitted along the axis of the device. Medium-sized p5 bone is equal to the brightness of the light holes 8, multiplied by the ratio of the total area of these holes to the total area of the output optical element 5. Thus, the optimal choice of the specified
0 отношени позвол ет существенно снижать слеп щее действие прибора. Лучи 12 внешней засветки поглощаютс корпусом 1 прибора , а также при наличии экрана 10 черной передней поверхностью последнего.0 ratios can significantly reduce the glare effect of the device. The rays 12 of the external illumination are absorbed by the housing 1 of the device, as well as in the presence of the screen 10 by the black front surface of the latter.
5Использование оптических схем фиг. 1,5 Using the optical circuits of FIG. 1,
6 в светосигнальных приборах позвол ет снизить среднегабаритную (слеп щую на малых рассто ни х в темное врем суток) ркость без ухудшени видимости их с даль0 них рассто ний, так как сила света не только не уменьшаетс , но в устройствах с кольцевым облучателем даже увеличиваетс за счет увеличени общей площади световых отверстий (пропорционально диаметру ка5 тадиоптрических колец) по сравнению с площадью выходного зрачка облучател при незначительном (за счет френелевских потерь ) снижении локальной ркости отверстий . Яркость внешней засветки снижаетс 6 in light-signaling devices allows reducing the average size (dazzling at small distances in the dark), without deteriorating their visibility from far distances, since the luminous intensity is not only not reduced, but even increases in devices with a ring irradiator by increasing the total area of the light holes (in proportion to the diameter of the catadioptric rings) compared to the area of the exit pupil of the irradiator with a slight (due to Fresnel loss) decrease in the local brightness of the holes. External brightness diminishes
0 как за счет светопоглощающего экрана (фиг. 1), так и относительного (по сравнению с бликующей площадью облучател ) увеличени поглощающей поверхности корпуса. Первый фактор снижает среднегабаритную0 due to both the light-absorbing screen (Fig. 1) and the relative (compared to the glare area of the irradiator) increase in the absorbing surface of the housing. The first factor reduces the average
5 ркость засветки пропорционально снижению слеп щей ркости полезного сигнала, второй - локальную ркость засветки через отверсти . Таким образом, контрастность сигналов в дневное врем также не только5, the brightness of the illumination is proportional to the decrease in the blinding brightness of the useful signal, and the second is the local brightness of the illumination through the holes. Thus, the contrast of signals in the daytime is also not only
0 сохран етс , но и может быть увеличена. Использование в приборе несущего сло по фиг. 6, 7 из слабо окрашенного материала позвол ет улучшить цветовой контраст, так как полезные лучи проход т внутри выход5 ного оптического элемента такой конструкции значительный путь и приобретают большую цветовую насыщенность, чем лучи засветки,0 is saved, but can be increased. The use of the carrier layer in the device of FIG. 6, 7 of a slightly colored material allows us to improve color contrast, since useful rays travel a significant distance inside the output optical element of this design and acquire a greater color saturation than light rays.
Кроме светосигнальных устройств изобретение может использоватьс в осветительных прожекторах, предназначенных дл интенсивного освещени людей с близкого рассто ни , например, в театральных студи х, с целью предотвращени ослеплени , В осветительных прожекторах (а также в светосигнальных, но защищенных от внешней засветки) КПД может быть дополнительно увеличен за счет увеличени угла охвата источника.In addition to light-signaling devices, the invention can be used in lighting projectors designed to intensively illuminate people at close range, for example, in theater studios, in order to prevent blinding, In lighting projectors (as well as in light-signaling, but protected from external illumination), the efficiency can be further increased by increasing the angle of coverage of the source.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874299780A RU1778433C (en) | 1987-08-18 | 1987-08-18 | Searchlight-type device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874299780A RU1778433C (en) | 1987-08-18 | 1987-08-18 | Searchlight-type device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1778433C true RU1778433C (en) | 1992-11-30 |
Family
ID=21325335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874299780A RU1778433C (en) | 1987-08-18 | 1987-08-18 | Searchlight-type device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1778433C (en) |
-
1987
- 1987-08-18 RU SU874299780A patent/RU1778433C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР №1170218, кл. F 21 М 1/00. 1983. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2981827A (en) | Light-reflecting lens | |
ES2087095T3 (en) | OPERATING LAMP. | |
KR100209848B1 (en) | Luminaire with uniform intensity profile reflector | |
US4870551A (en) | Strobe flash lamp with focussed front beam and collimated lateral beams | |
CA2349601A1 (en) | Recognition/anti-collision light for aircraft | |
US10323823B2 (en) | Lighting device, in particular fog light for motor vehicles | |
US9209222B2 (en) | Surveillance device | |
ES2554257T3 (en) | Lighting device with several light sources and a reflection system and reflector unit | |
US20150077987A1 (en) | Optical systems and led luminaires | |
US20100284191A1 (en) | Lighting body | |
USRE48873E1 (en) | Asymmetric linear LED luminaire design for uniform illuminance and color | |
JPH04114141A (en) | Reflecting illuminator having parabolic mirror | |
KR19980081056A (en) | Car signal lamp | |
KR950009849A (en) | Lighting fixtures | |
RU1778433C (en) | Searchlight-type device | |
JP2019192471A (en) | Lighting fixture for vehicle | |
RU2004137464A (en) | PROJECTOR WITH FRENEL LENS | |
US3392277A (en) | Warning light with reflector | |
JPS6323604B2 (en) | ||
US4316652A (en) | Phantom eliminator for signal lights | |
GB2297149A (en) | Lighting apparatus | |
RU2003113101A (en) | COMBINED LED TARGET FOR VISIBLE AND INFRARED RANGE | |
KR20000030723A (en) | Lens body for light-emitting diode traffic light and the light-emitting diode traffic light comprising the lens body | |
RU2317612C1 (en) | Light-emitting diode device | |
SU1728572A1 (en) | Lighting fixture |