ОСВЕТИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР ПРОЕКТОРНОГО ТИПА

Заявляемая полезная модель относится к оптическим устройствам, в частности к осветительным приборам, предназначенным для свободной или неподвижной установки, а именно к устройствам, дающим ординарный пучок лучей.
Заявляемое устройство может быть использовано в виде стационарной установки для освещения любых объектов, в том числе, например, пешеходного перехода, прибрежной полосы, пирса, пограничной полосы, периметра охраняемой территории, газопровода, железнодорожных путей, дорог, бульваров и т.п., или в качестве охотничьего или туристского фонаря и т.д. Оно может быть также использовано как обычный проектор для получения проецируемого изображения.
Проекторы (проекционные аппараты) обычно используются для создания изображения небольшого объекта (предмета) на большом экране. Основными элементами любого проектора являются заключенные в корпус источник света и фокусирующая линза (система линз), как правило, сферическая собирающая линза, а также носитель изображения (слайд и т.п.). Возможно использование в проекторе оптических средств формирования ординарного пучка проецируемого света, например, цилиндрической линзы, формирующей световой пучок в виде полосы. Цилиндрические линзы используется, в частности, в широкоформатных проекционных киноаппаратах.
Наиболее близким по достигаемому эффекту к заявляемому устройству является осветительный прибор проекторного типа, позволяющий получить однородный пучок электромагнитного излучения (в данном случае светового потока), включающий источник света, испускающий электромагнитные лучи, по крайней мере, одну собирающую сферическую входную линзу, расположенную напротив источника света, и выходную цилиндрическую линзу или систему линз, принимающую упомянутые лучи, размещенные в корпусе, снабженном средством для поворотного движения всей оптической системы относительно корпуса устройства [RU заявка 2014102645, МПК F21V 14/06, 2015]. Устройство позволяет получить однородный световой поток, направляемый на заданную поверхность, на которой оно дает световую проекцию заданной формы с четко выделенными боковыми краями
Известное устройство достаточно сложно в исполнении и эксплуатации, поскольку содержит не менее 3-4 линз и сложное средство для поворота оптической системы относительно оси прибора. Кроме того, оно позволяет получить световое пятно только одной заданной формы; изменять форму светового пятна в процессе эксплуатации прибора невозможно.
Результат, достигаемый заявляемой полезной моделью, заключается в существенном упрощении конструкции при сохранении той же функции - а именно, получении световой проекции заданной формы с четко выделенными краями; кроме того, желательно, чтобы устройство позволяло при необходимости менять форму, размеры и интенсивность светового пятна в процессе эксплуатации.
Указанный результат достигается тем, что осветительный прибор проекторного типа (проектор), включающий источник света и собирающую линзу, заключенные в корпусе, дополнительно содержит элемент, формирующий световой поток, установленный непосредственно возле источника света, выполненный в форме насадки, боковые стенки которой полностью или частично отражают лучи проходящего светового потока.
Насадка может быть выполнена полой. Полая насадка может быть изготовлена из металла с отполированными внутренними стенками или из пластика с металлизированными внутренними стенками; если она сделана из прозрачного пластика, металлизированной может быть внешняя поверхность насадки.
Насадка может быть сплошной. Сплошная (массивная) насадка может быть выполнена из прозрачного пластика, например полиметилметакрилата, поликарбоната, силикона и т.п. Внешние стенки сплошной насадки должны быть металлизированными или покрыты полимером, имеющим показатель преломления света, отличный от показателя преломления материала сплошной насадки.
Поперечное сечение насадки (у выхода) может быть любым: в форме прямоугольника, круглым, овальным, треугольным, многоугольным, в форме звезды и др.
Кроме того, форма и размер поперечного сечения насадки может различаться на разных ее участках.
Собирающая линза может быть сферической или цилиндрической; возможно использование двух линз: одной сферической и одной цилиндрической, а также двух цилиндрических линз; возможно использование двух цилиндрических линз различной силы или знака (+, -).
Источником света может быть светодиод или группа светодиодов. Кроме того, источником света может быть лампа накаливания, люминесцентная лампа, дуговая ртутная лампа, метало-галогенная лампа, натриевая лампа низкого и высокого давления, ксеноновая лампа, электролюминесцентная лампа, импульсная лампа, электрическая дуга, световолоконный кабель и др.
Корпус устройства может быть выполнен в форме полого цилиндра или двух и более полых цилиндров, объединенных в один с возможностью поступательного или вращательного движения один относительно другого; в последнем случае собирающие линзы могут быть размещены в соседних отсеках составного цилиндра.
Заявляемый осветительный прибор представлен на фиг. 1-3(а-д).
На фиг. 1 показано заявляемое устройство в разрезе по А-А.
На фиг. 2 показано заявляемое устройство с составным корпусом.
На фиг. 3(а-д) показаны варианты насадок, формирующих световой поток.
Осветительный прибор проекторного типа содержит источник света 1 (фиг. 1), насадку 2, формирующую световой поток, и, например, две фокусирующие линзы 3 и 4, заключенные в корпус 5. Корпус может быть выполнен, по крайней мере, из двух цилиндров 6 и 7 (фиг 2), при этом цилиндр 6 входит в цилиндр 7, линза 3 размещена в цилиндре 6, а линза 4 - в цилиндре 7. При повороте цилиндров 6 и 7 друг относительно друга линза 4 меняет свое положение относительно линзы 3.
Насадка 2, формирующая световой поток, может быть выполнена ступенчатой внутри, как это показано на фиг. 1, в форме усеченного полого конуса (фиг. 3а) или в форме цилиндра, или параллелепипеда, или др. (фиг. 3б - 3д); форма насадки и ее поперечного сечения может быть любой. Насадка 2 может быть выполнена из металла, например, алюминия или нержавеющей стали; в этом случае внутренняя стенка насадки должна быть отполирована. Если насадка выполнена из полимерного материала, внутренняя или наружная стенка насадки металлизирована.
Устройство работает следующим образом.
Лучи от источника света 1 входят во входной торец насадки 2. Благодаря полному внутреннему отражению от стенки насадки, световой поток приобретает линейное направление и выходит через выходной торец насадки. Оптическая система прибора проецирует световое пятно с четкими светотеневыми границами, образованное световым потоком от источника света, ограниченным стенками насадки. Форма проекционного светового пятна зависит от формы поперечного сечения насадки 2.
Если корпус устройства выполнен телескопическим (фиг. 2), возможно изменение фокусного расстояния между насадкой 2 и собирающими линзами, а также положение линзы 4 относительно линзы 3. Меняя фокусное расстояние между насадкой 2 и оптической системой (линзы 3 и 4), прибор позволяет проецировать световое пятно разной интенсивности и формы в заданную область пространства.
Если устройство включает две линзы, и обе фокусирующие линзы цилиндрические, появляется возможность различных фокусировок светового потока и изменения формы светового пятна, даваемого заявляемым устройством, в процессе эксплуатации. Так, если используются две фокусирующие цилиндрические линзы одинаковой оптической силы и их оси установлены в перпендикулярных друг к другу плоскостях поворотом цилиндра 6, они фокусируют световой поток в пятно, форма которого соответствует форме поперечного сечения насадки; в том случае, когда оси цилиндрических линз расположены в одной плоскости, световой поток можно преобразовать в полосу; можно также получить переходные формы светового пятна. Если используются две цилиндрические линзы одинаковой оптической силы, одна из которых собирающая (+), а другая рассеивающая (-), и их оси установлены в перпендикулярных друг к другу плоскостях поворотом цилиндра 6, они фокусируют световой поток, преобразуя его в полосу; в том случае, когда оси цилиндрических линз расположены в одной плоскости, световой поток выходит не трансформируясь. Устанавливая линзы в разных осях и на разном расстоянии от насадки 2, можно получить большое многообразие форм и освещенности светового пятна. Кроме того, заявляемое устройство может работать и как проектор, дающий изображение большой четкости.
Как видно из приведенных фигур и описания, заявляемое оптико-механическое устройство имеет простую конструкцию, просто в эксплуатации и позволяет менять форму и освещенность светового пятна в процессе эксплуатации.