Прожектор с линзой френеля с взаимосвязанным изменением расстояния между осветительными элементами

Прожектор с линзой Френеля, в котором пучок излучаемого света имеет регулируемый апертурный угол, содержит отражатель, лампу и, по меньшей мере, одну линзу Френеля, которая представляет сбой линзу с отрицательным фокусным расстоянием и поэтому является рассеивающей линзой с виртуальной точкой фокусирования. Расстояние (а) между линзой Френеля и отражателем можно изменять с определенной геометрической взаимозависимостью по отношению к расстоянию (b) между лампой и отражателем на основе угла апертуры, устанавливаемого для луча света. Виртуальная точка фокусирования рассеивающей линзы находится вне узла отражатель-линза Френеля и на нее может быть наложена точка фокусирования отражателя, которая расположена дальше от отражателя. Линза Френеля представляет собой двояковогнутую рассеивающую линзу и содержит двойную линзу с хроматически скорректированными характеристиками отображения. Прожектор содержит линзу Френеля с интегрированным диффузионным стеклом, которое выполнено круглым и расположено в центре линзы Френеля, и образует систему смешивания света, которая изменяет пропорцию рассеянного света относительно пропорции геометрически/оптически отображенного света. Расстояние (b) можно регулировать путем расположения лампы таким образом, что ее можно перемещать по отношению к вершине отражателя. Отражатель состоит из металлического или прозрачного, предпочтительно, диэлектрического материала в виде стекла и/или пластмассы и является эллипсоидным отражателем. Покрытие линзы Френеля выполнено в виде диэлектрических интерференционных слоев, которые изменяют спектр света, проходящего через нее. Между линзой Френеля и отражателем расположен вспомогательный отражатель. Технический результат - создание прожектора с линзой Френеля, который имеет более компактную форму и является более ярким, чем обычный прожектор с линзой Френеля. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к прожектору с линзой Френеля с регулируемым углом апертуры излучаемого луча света, содержащему отражатель, лампу и, по меньшей мере, одну линзу Френеля.

Уровень техники

Обычные прожекторы с линзой Френеля, которые используются для освещения, как правило, включают лампу, линзу Френеля и вспомогательный сферический отражатель. Нить накаливания лампы обычно располагают, по существу, в фиксированном положении в фокусе сферического отражателя. Вследствие этого, часть света, которая излучается лампой, отражается обратно на нее, что обеспечивает излучение света в переднюю полусферу. Свет, направленный вперед, фокусируется линзой Френеля. Степень фокусирования света, однако, зависит от расстояния между линзой Френеля и лампой. Когда нить накаливания лампы расположена в фокальной точке линзы Френеля, получают самый узкий луч света. При этом получают режим квазипараллельного пути света, который также называется режимом светового пятна. При сокращении расстояния между линзой Френеля и лампой апертурный угол излучаемого луча света постепенно увеличивается. В результате получают режим расходящегося луча света, который также называется режимом заливающего света.

Однако прожекторы такого типа имеют недостаток, состоящий в том, что в них обеспечивается плохой выход по свету, в частности, в режиме светового пятна, поскольку в этом случае только относительно малый диапазон пространственных углов лампы перекрывается линзой Френеля. Другой недостаток состоит в том, что большая часть света, которая отражается сферическим отражателем, снова падает на нить накаливания лампы, где он поглощается и дополнительно нагревает нить накаливания лампы.

В DE 3919643 A1 описан прожектор с отражателем, диафрагмой и линзой Френеля. Освещение, создаваемое прожектором, изменяют путем перемещения источника света, что изменяет яркость света. Управление яркостью обеспечивают путем изменения расстояния между точкой вершины и отражателем и между диафрагмой и отражателем.

В DE 3413310 A1 описан прожектор с лампой и отражателем или лампой и собирающей линзой. Прожектор дополнительно имеет диффузионное стекло или зеркало, причем оба эти элемента установлены под углом 45°. Зеркало отклоняет свет, и диффузионное стекло рассеивает свет. Различные углы излучения пучка света получают путем перемещения диффузионного стекла.

В DE 10113385 C1 описан прожектор с линзой Френеля, в котором линза Френеля представляет собой собирающую линзу, точка фокусирования которой на стороне источника света расположена приблизительно в точке фокусирования эллипсоидного отражателя, которая расположен дальше от отражателя, чем при работе в режиме светового пятна. Расстояния между точками фокусирования отражателя, фокусное расстояние отражателя и фокусное расстояние линзы Френеля, таким образом, в сумме составляют минимальную длину прожектора с линзой Френеля такого типа.

Раскрытие изобретения

Однако настоящее изобретение направлено на прожектор с линзой Френеля, который имеет более компактную форму и, следовательно, занимает меньше места, а также является более ярким, чем обычный прожектор с линзой Френеля.

Эта цель достигается неожиданно простым способом благодаря использованию прожектора с линзой Френеля по пункту 1 формулы изобретения и с осветительным прибором, заявленным в пункте 19 формулы изобретения.

Использование линз Френеля с отрицательным фокусным расстоянием обеспечивает возможность получения исключительно компактной формы, которая, например, в режиме светового пятна прожектора с линзой Френеля теперь обуславливается, по существу, только суммой длины отражателя с толщиной, соответственно, используемой линзы Френеля.

Прожектор с линзой Френеля, в соответствии с настоящим изобретением, позволяет обеспечить существенно лучшую эффективность света, в частности, в режиме светового пятна, но также и в режиме заливающего света.

Одновременно с этим обеспечивается высокая равномерность интенсивности освещения во всем освещенном поле, как показано, например, на фигуре 7, как в режиме светового пятна, так и в режиме заливающего света.

В соответствии с настоящим изобретением, используется эллипсоидный отражатель с большой апертурой. Режим светового пятна устанавливается так, что нить накаливания лампы излучателя типа черного тела, в частности, галогенной лампы, или дуга разряда газоразрядной лампы располагается в фокусной точке эллипсоида на стороне отражателя, и вторая фокусная точка эллипсоида, которая расположена на большем расстоянии от отражателя, располагается, приблизительно, в отрицательной или виртуальной фокусной точке линзы Френеля, которая расположена дальше от отражателя.

Свет, отражаемый отражателем, фокусируется, практически, полностью в фокусной точке эллипсоида, которая расположена на большем расстоянии от отражателя, перед тем, как он попадает на рассеивающую линзу. Нить накала лампы или газоразрядная дуга, которая расположена в фокусной точке на стороне отражателя, после прохождения через линзу Френеля фокусируется в бесконечно удаленной точке, и ее свет, таким образом, преобразуется в практически параллельный луч.

Отраженный свет, по существу, больше не падает на нить накала лампы или дугу газового разряда. Виртуальная отрицательная точка фокусирования линзы Френеля совпадает с фокусной точкой эллипсоида отражателя, которая расположена дальше от отражателя, и, таким образом, позволяет получить чрезвычайно компактную форму.

При правильном выборе апертурного угла отражателя и линзы Френеля практически весь свет, отражаемый отражателем, будет проходить через линзу Френеля и излучаться вперед в виде луча с узким пятном.

Выход света, при этом, существенно выше, чем в случае обычного прожектора с линзой Френеля.

Апертурный угол луча света, излучаемого линзой Френеля, может быть увеличен практически бесконечно в первом варианте выполнения путем соответствующего изменения положения лампы по отношению к отражателю с одной стороны и путем изменения расстояния между линзой Френеля и отражателем с другой стороны.

Для поддержания хороших характеристик обычных прожекторов с линзой Френеля при обеспечении равномерности интенсивности освещения такие изменения расстояния должны выполняться с помощью соответствующим образом выбранной определенной взаимосвязи.

В одном варианте выполнения изобретение содержит эллипсоидный отражатель, состоящий из металлического или прозрачного материала. Предпочтительно, используют стекло и полимерные материалы или пластмассу, которые, предпочтительно, могут быть покрыты металлом, например алюминием.

В качестве альтернативы или дополнительно для изготовления отражательной поверхности одна из двух или обе поверхности отражателя содержит или содержат систему оптически тонких слоев. В результате этого, предпочтительно, отражаются компоненты видимого излучения, а невидимые компоненты, в частности компоненты теплового излучения, проходят через нее.

В еще одном предпочтительном варианте выполнения настоящее изобретение содержит металлическое покрытие на одной или обеих основных поверхностях отражателя.

В другом альтернативном варианте выполнения отражатель также может быть выполнен как металлический отражатель, который может быть либо изготовлен без покрытия или в другом случае может быть выполнен с диэлектрическим или металлическим покрытием для получения требуемых спектральных характеристик и характеристик устойчивости к коррозии.

В одном предпочтительном варианте выполнения настоящее изобретение содержит прожектор с линзой Френеля, в котором светоотражающая поверхность отражателя имеет структуру, рассеивающую свет, и ни одной, одна или две поверхности линзы Френеля имеют структуру, рассеивающую свет. В результате этого обеспечивается фиксированное соотношение доли рассеянного света к доле геометрически/оптически отображенного света, что предотвращает отображение лампы в световом поле. Отражатель с этой целью, предпочтительно, содержит поверхностные элементы или грани, которые позволяют выполнить расчет компонентов, рассеивающих свет, и изготовить их определенным образом.

При дальнейшей миниатюризации источника света, например, в имеющей важное значение области цифровых проекторов или в случае применения газоразрядных ламп высокой мощности, возможно, однако, появление еще более четко выраженной центральной затененной области, которую нельзя компенсировать, или которая может быть компенсирована только при существенных потерях света с использованием рассеивающих устройств, расположенных на отражателе. Обычные рассеивающие устройства, которые используют для исключения отображения центра эмиссии источника света, позволяют устранить это явление только в ограниченной степени, если вообще, поскольку в этом случае также, по меньшей мере, темная сфера центрального отверстия должна быть однородно освещена в каждом положении прожектора с линзой Френеля. Однако, в частности, в положении светового пятна, это приводит к чрезмерным потерям света, поскольку здесь присутствует только темная область с очень небольшим апертурным углом, но, тем не менее, в обычных линзах Френеля с рассеивающими устройствами для рассеяния светового поля используется вся поверхность линзы Френеля.

Авторы настоящего изобретения определили, что такие значительные потери света можно исключить неожиданно простым способом. В этом случае, особенно предпочтительно использовать линзы Френеля с диффузионным стеклом, которое, в особенно предпочтительном варианте, выполнено круглым и при этом расположено непосредственно в центре линзы Френеля.

В данном варианте выполнения темные области в центре освещенного поля можно очень эффективно исключить в каждом положении прожектора с линзой Френеля, без значительных потерь света, когда отражатель находится в положении светового пятна.

Было определено, что геометрическая/оптическая траектория пучка света, отражаемого отражателем, освещает небольшую область вблизи линзы Френеля точно, когда требуемая пропорция рассеянного света увеличена.

Авторы настоящего изобретения использовали этот эффект для создания с помощью настоящего изобретения автоматической или адаптивной системы смешивания света, которая синхронно с движением прожектора с линзой Френеля обеспечивает смешивание геометрически/оптически отображенного света только с тем компонентом рассеянного света, который требуется для данного положения.

Это соотношение смешивания света, которое может быть практически оптимально согласовано с соответственно требуемым распределением света, ниже для краткости обозначается просто как соотношение смешивания.

Такая автоматическая система смешивания света обеспечивает правильное соотношение смешивания, по существу, для каждого положения отражателя, при этом всегда может быть создано очень однородно освещенное световое поле, однако, при этом, без излишних потерь на рассеяние.

В этом случае соотношение смешивания полностью освещенной линзы Френеля может быть определено путем выбора диаметра интегрированного диффузионного стекла по отношению к остальной площади линзы Френеля, и апертурный угол рассеянного света может быть определен в соответствии с характеристиками рассеяния рассеивающей линзы.

Кроме того, эффект рассеяния самого интегрированного диффузионного стекла может быть переменным, при этом, например, в большей степени рассеивающие области могут быть расположены в центре диффузионного стекла, и менее рассеивающие области могут быть расположены на ее кромке. Вследствие этого относительно сильно сфокусированный луч также дополнительно расширяется, и при этом могут быть получены чрезвычайно широкие углы освещения.

В качестве альтернативы, кромка диффузионного стекла также может быть не только выполнена резко заканчивающейся, но может быть сформирована так, что эффект ее рассеяния будет уменьшаться постепенно, и стекло также может продолжаться по всей или над всей линзой Френеля. Это обеспечивает возможность дополнительной регулировки соотношения смешивания в зависимости от положения.

Можно сделать ссылку на заявку, поданную в этот же день от имени автора настоящей заявки под названием "Optische Anordnung mit Stufenlinse" ("оптическое устройство с линзой Френеля"), раскрытие содержания которой также полностью приведено в раскрытии содержания настоящей заявки в качестве ссылки.

Прожектор, в соответствии с настоящим изобретением, предназначен для использования в архитектуре, медицине, кино, театре, студии и в фотографии, а также в качестве карманного фонаря.

Диффузионное стекло в предпочтительных вариантах выполнения может быть расположено либо на стороне падения света, или на стороне выхода света. Кроме того, предпочтительно, можно устанавливать диффузионные стекла со стороны падения света или со стороны выхода света. В последнем варианте выполнения также возможно использовать диффузионные стекла с различной степенью рассеяния, например диффузионные стекла с различной степенью рассеяния в различных положениях.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение будет более подробно описано с использованием предпочтительных вариантов его выполнения и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

На фигуре 1 показан вариант выполнения прожектора с линзой Френеля в положении светового пятна, с приблизительным наложением точки фокусирования отражателя, которая находится на удалении от отражателя, на виртуальную точку фокусирования линзы Френеля, расположенную с правой стороны,

на фигуре 2 показан вариант выполнения прожектора с линзой Френеля, показанный на фигуре 1, в первом положении заливающего света, при этом точка фокусирования отражателя, расположенная на расстоянии от отражателя, располагается, приблизительно, на поверхности линзы Френеля, которая ближе к отражателю,

на фигуре 3 показан вариант выполнения прожектора с линзой Френеля, представленный на фигуре 1, во втором положении заливающего света, с большим углом апертуры, при этом точка фокусирования отражателя, которая расположена дальше от отражателя, отображается линзой Френеля перед поверхностью линзы Френеля, которая расположена дальше от отражателя,

на фигуре 4 показан вариант выполнения прожектора с линзой Френеля, представленный на фигуре 1, в третьем положении заливающего света с еще большей апертурой, чем во втором положении заливающего света, при этом точка фокусирования отражателя, которая расположена дальше от отражателя, отображается линзой Френеля перед той поверхностью линзы Френеля, которая расположена дальше от отражателя, и при этом источник света передвинут вперед, ближе к отражателю, от точки фокусирования, которая расположена ближе к отражателю,

на фигуре 5 показан вариант выполнения прожектора с линзой Френеля, представленный на фигуре 1, во втором положении заливки светом с большим углом апертуры, при этом дополнительная часть света первоначально направляется с помощью вспомогательного отражателя на основной отражатель и от него на линзу Френеля,

на фигуре 6 показана рассеивающая линза Френеля с диффузионным стеклом, расположенным по центру,

на фигуре 7 показано представление логарифмической зависимости (от угла апертуры) интенсивности освещения прожектора с линзой Френеля в положении светового пятна и в одном из положений заливающего света.

На фигуре 8 показана характеристика определенной взаимосвязи между переменными а и b параметрами линзы Френеля с эллиптическим отражателем и осветителем, выбранным для примера.

Подробное описание изобретения

В следующем подробном описании одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых элементов или элементов, оказывающих одинаковое влияние на каждый из различных вариантов выполнения.

Следующий текст относится к фигуре 1, на которой показан вариант выполнения прожектора с линзой Френеля в положении светового пятна. Прожектор с линзой Френеля, по существу, содержит отражатель 1 в форме эллипсоида, лампу 2, которая может быть представлять собой галогенную лампу или газоразрядную лампу, и линзу 3 Френеля, которая представляет собой рассеивающую линзу, предпочтительно, двояковогнутую линзу Френеля.

На фигуре 1 точка F2 фокусирования отражателя 1 в форме эллипсоида, которая расположена дальше от отражателя, предпочтительно, наложена на виртуальную или отрицательную точку F3 фокусирования линзы 3 Френеля, расположенную с правой ее стороны.

Пучок лучей 4 света, который излучается прожектором, обозначен на чертежах только схематично его внешними лучами.

На фигуре 1 также показаны расстояние а между линзой 3 Френеля и передней кромкой отражателя 1, и расстояние b между лампой 2 и вершиной отражателя 1.

Положение светового пятна установлено благодаря расположению нити накала лампы или газоразрядной дуги лампы 2, по существу, в точке F1 фокусирования отражателя 1 в форме эллипсоида, расположенной со стороны отражателя.

Свет, отражаемый отражателем 1, в этом положении, направляется, фактически, полностью в точку F2 фокусирования эллипсоида 1, которая расположена дальше от отражателя.

Отрицательная или виртуальная точка F3 фокусирования, расположенная с правой стороны линзы 3 Френеля, при этом приблизительно совпадает с точкой F2 фокусирования отражателя 1 в форме эллипсоида.

В ближнем поле на фигуре 1 также показано, как отверстие 5 отражателя 1 действует в качестве темной области 6 на пути параллельного луча светового поля 4.

Круглое, расположенное по центру диффузионное стекло 7 установлено на линзе 3 Френеля и обеспечивает определенное соотношение между рассеянным светом и определенным апертурным углом рассеянного света. В результате этого получают определенное соотношение смешивания рассеянного света и света, который геометрически/оптически отображается линзой 3 Френеля.

В качестве альтернативы этому варианту выполнения эффект рассеяния диффузионного стекла 7 в другом варианте выполнения постепенно изменяется вдоль радиуса диффузионного стекла 7, при этом более сильно рассеивающие области расположены в центре диффузионного стекла 7, и в меньшей степени рассеивающие области расположены на его кромке, которая имеет резкое окончание.

В еще одном альтернативном варианте выполнения кромка диффузионного стекла 7 сформирована не только с резким окончанием, но также так, что эффект ее рассеивания постепенно уменьшается, и она может также продолжаться под или над линзой Френеля.

Вследствие этого обеспечивается дополнительная адаптация зависимого от положения соотношения смешивания, как функция системы, при этом специалист в данной области техники всегда сможет получить оптимальное соотношение смешивания для равномерного освещения поля света или для получения поля света с локально повышенной интенсивностью.

На фигуре 1 также показано, что в положении светового пятна только небольшая часть всего света проходит через диффузионное стекло 7.

Диффузионное стекло 7 обеспечивает очень равномерную освещенность в режиме светового пятна, как показано линией 8, на фигуре 7, на которой представлена логарифмическая зависимость (от угла апертуры) интенсивности света прожектора с линзой Френеля.

На фигуре 2 показан вариант выполнения прожектора с линзой Френеля, представленного на фигуре 1, в первом положении заливающего света, в котором точка F2 фокусирования отражателя 1, которая расположена на расстоянии от отражателя, расположена, приблизительно, на поверхности линзы 3 Френеля, которая расположена ближе к отражателю.

В этом случае величина а сдвига по отношению к положению светового пятна определенным образом изменена с использованием механической направляющей.

В принципе, эта конструкция соответствует конструкции прожектора с линзой Френеля, представленной на фигуре 1.

Однако, как очевидно можно видеть на фигуре 2, в этом случае увеличиваются апертурный угол излучаемого луча 4 света и затененная область 6.

Однако, поскольку очень большая часть света в этом положении падает только на очень небольшую область в центре диффузионного стекла 7, эта область, фактически, может быть сформирована так, что передний лепесток ее диаграммы рассеяния будет, приблизительно, компенсировать, соответствующим образом, затененную область 6 в дальнем поле или в дальней области. Также следует сделать ссылку на фигуру 7, на которой линией 9 показаны условия освещенности, например, в режиме заливающего света.

Ниже описана фигура 3, на которой показан вариант выполнения прожектора с линзой Френеля, представленного на фигуре 1, во втором положении заливающего света, с еще большим углом апертуры, чем на фигуре 2, при этом точка F2 фокусирования отражателя 1, расположенная дальше от отражателя, отображается линзой 3 Френеля перед поверхностью линзы 3 Френеля, которая расположена дальше от отражателя.

В этом случае свет проходит через большую площадь диффузионного стекла 7, чем показано на фигуре 2, и его общее рассеяние может быть согласовано с данным положением заливающего света.

На фигуре 4 показан еще более расширенный луч 4, полученный в результате изменения расстояния b между лампой 2 и отражателем 1, что представляет собой альтернативу или дополнение к положению заливающего света, показанному на фигуре 3. При перемещении лампы 2 в направлении к отражателю 1 луч света, отражаемый от отражателя, фокусируется более сильно, что приводит к увеличению углов излучения на выходе из линзы 3 Френеля.

Изменение расстояния а и расстояния b в дополнительных вариантах выполнения может быть получено, например, вручную, механически, с помощью электрического привода, с использованием электронных устройств или в комбинации друг с другом, и в этом случае оптические компоненты могут с этой целью направляться по оси.

Однако для поддержания равномерной интенсивности освещенности изменение расстояния в одном, в особенности предпочтительном варианте выполнения, выполняют с использованием соответствующим образом выбранной определенной взаимосвязи, которая позволяет поддерживать определенную взаимозависимость между положениями а и b.

Управление переменными а и b с использованием определенной взаимозависимости выполняют с учетом параметров линзы Френеля, интегрированного диффузионного стекла, эллиптического отражателя и источника света. Параметры в этом случае включают размеры, геометрическую форму, структуру и оптические характеристики отдельных компонентов.

В частности, используемые параметры линзы Френеля включают ее оптический диаметр, фокусное расстояние, степень искривленности, структуру рассеяния света и компоновку передней и/или задней поверхности линзы Френеля; параметры диффузионного стекла, интегрированного в линзе Френеля, представляют собой оптический диаметр, структуру рассеяния света и компоновку; параметры эллиптического отражателя представляют его оптический диаметр, кривизну, фокусное расстояние, структуру поверхности, расстояние между двумя точками фокусирования и диаметр патрона лампы, а также параметры источника света включают его форму, размеры, положение и природу источника света, например разрядная лампа с парами металла, галогенная лампа или CDM лампа (керамическая разрядная металлогалогенная лампа). Параметры, которые не были явно указаны выше, могут оказывать дополнительное влияние.

В качестве примера, на фигуре 8 показана характеристика между переменными а и b. В этом примере используются следующие параметры линзы Френеля, эллиптического отражателя и источника света:

Линза Френеля: с оптическим диаметром 160 мм и отрицательным фокусным расстоянием 108,7 мм, с интегрированным диффузионным стеклом диаметром 28 мм в центре (сотовый рассеиватель: диагональ 3,4 мм, радиус 4 мм, с поворотом на 3°), задняя сторона с рассеивающей свет структурой;

эллиптический отражатель: с оптическим диаметром 160 мм и фокусным расстоянием 35 мм, расстоянием 160 мм между двумя фокусными точками направляющей лампы диаметра 30 мм;

источник света: цилиндр в осевом положении длиной, приблизительно, 7,2 мм, диаметром, приблизительно, 2,6 мм.

Изменение параметров приводит к изменению взаимозависимости между переменными а и b. Это приводит к изменениям функциональной зависимости характеристик, определяющих взаимосвязь.

На фигуре 5 показан другой предпочтительный вариант выполнения. В этом варианте выполнения, который соответствует, по существу, вариантам выполнения, описанным выше, за исключением того, что в нем используется дополнительный вспомогательный отражатель 18, вспомогательный отражатель 18 отражает свет лампы 2 (который мог бы распространятся в правую сторону на фигуре 5, и который бы никогда не попал на отражатель 1) на отражатель 1 для отражения. Вследствие этого можно использовать не только свет, который представлен, просто для примера путем света 19 и который не участвовал бы в освещении без вспомогательного отражателя, но также ту часть света, которая в противном случае попала бы непосредственно на линзу Френеля 3, лучше для получения требуемого распределения света.

Форму вспомогательного отражателя 18 предпочтительно выбирают такой, чтобы свет, отраженный от него, не падал бы снова на средство излучения света в лампе 2, например на нить накала или зону газового разряда, и не приводил бы к его излишнему нагреву.

В качестве альтернативы, вспомогательный отражатель 18 может быть установлен внутри и/или снаружи стеклянного корпуса лампы 2. Стеклянный корпус лампы может иметь соответствующую этой цели форму для получения требуемого направленного эффекта отраженного света.

В качестве примера, на фигуре 6 показана линза 3 Френеля с диффузионным стеклом 7, используемая в настоящем изобретении. Линза 3 Френеля содержит прозрачный корпус 10 основания, а также систему 11 колец линзы Френеля с кольцевыми секциями 11, 12, 13 линзы, внутри которых расположено круглое диффузионное стекло 7.

Диффузионное стекло 7 имеет определенную структуру или содержит рассеивающие грани 15, 16, 17, рассеивающие свойства которых могут быть точно определены в широких пределах, например грани 15, 16, 17, свойства которых описаны в заявке на немецкий патент DE 10343630.8 автора заявки под названием "Streuscheibe" [Диффузионное стекло], которая была подана в Ведомство по патентам и товарным знакам Германии 19 сентября. Раскрытие содержания этой заявки также полностью включено в качестве ссылки в раскрытие содержания настоящей заявки.

Однако настоящее изобретение не ограничено вышеописанными вариантами выполнения диффузионных стекол.

Прожектор с линзой Френеля, описанный выше, в частности, предпочтительно, использовать в осветительном приборе вместе с существенно меньшим электрическим блоком питания или балластным сопротивлением, чем в случае известного уровня техники. Такой блок питания может быть разработан меньшим как с электрической, так и с механической точки зрения, при той же полезной мощности излучаемого света, чем в случае известного уровня техники, поскольку прожектор с линзой Френеля, в соответствии с настоящим изобретением, имеет существенно более высокий выход света. Таким образом, обеспечивается меньший вес устройства, и требуется меньше места для размещения при транспортировке и хранении.

При этом, однако, в частности, при использовании отражателей с холодным светом также уменьшается общая тепловая нагрузка для освещаемых людей и объектов.

Кроме того, прожектор с линзой Френеля, в соответствии с настоящим изобретением, также, предпочтительно, можно использовать для увеличения выхода света в карманных фонарях, в которых, в принципе, доступная электрическая энергия еще более ограничена.

1. Прожектор с линзой Френеля, в котором пучок излучаемого света имеет регулируемый апертурный угол, содержащий отражатель, лампу и, по меньшей мере, одну линзу Френеля, в котором линза Френеля представляет собой линзу с отрицательным фокусным расстоянием, и поэтому является рассеивающей линзой с виртуальной точкой фокусирования, при этом расстояние (а) между линзой Френеля и отражателем можно изменять с определенной геометрической взаимозависимостью по отношению к расстоянию (b) между лампой и отражателем на основе угла апертуры, устанавливаемого для луча света, который излучается из прожектора, причем виртуальная точка фокусирования рассеивающей линзы находится вне узла отражатель-линза Френеля и на нее может быть наложена точка фокусирования отражателя, которая расположена дальше от отражателя.

2. Прожектор по п.1, в котором линза Френеля предпочтительно представляет собой двояковогнутую рассеивающую линзу.

3. Прожектор по п.1, в котором линза Френеля содержит двойную линзу с хроматически скорректированными характеристиками отображения.

4. Прожектор с линзой Френеля по п.1, содержащий линзу Френеля с интегрированным диффузионным стеклом.

5. Прожектор по п.4, в котором диффузионное стекло выполнено круглым и расположено в центре линзы Френеля, и образует систему смешивания света, которая изменяет пропорцию рассеянного света относительно пропорции геометрически/оптически отображенного света, т.е. соотношения смешивания света, как функцию положения прожектора с линзой Френеля.

6. Прожектор по п.1, в котором расстояние (b) можно регулировать путем расположения лампы таким образом, что ее можно перемещать по отношению к вершине отражателя.

7. Прожектор по п.1, в котором отражатель состоит из металлического или прозрачного, предпочтительно, диэлектрического материала, такого как стекло и/или пластмасса.

8. Прожектор по п.1, в котором, по меньшей мере, одна из двух основных поверхностей отражателя содержит систему оптически тонких слоев.

9. Прожектор по п.1, в котором, по меньшей мере, одна из двух основных поверхностей отражателя покрыта металлом, предпочтительно алюминием.

10. Прожектор по п.1, в котором светоотражающая поверхность отражателя имеет такую структуру, что она рассеивает свет и предпочтительно имеет поверхностность элементов или граней, и ни одной, одна или две поверхности линзы Френеля имеют такую структуру, что они рассеивают свет в дополнение к диффузионному стеклу.

11. Прожектор по п.1, в котором отражатель является отражателем в форме эллипсоида.

12. Прожектор по п.1, в котором отражатель, линза Френеля и/или диффузионное стекло имеет/имеют покрытие, по меньшей мере, на одной стороне.

13. Прожектор по п.12, в котором покрытие на линзе Френеля содержит систему диэлектрического интерференционного слоя, которая изменяет спектр света, проходящего через нее.

14. Прожектор по п.1, в котором лампа представляет собой лампу накаливания, в частности галогенную лампу, светоизлучающий диод, матрицу светоизлучающих диодов или газоразрядную лампу.

15. Прожектор по п.1, в котором вспомогательный отражатель расположен между линзой Френеля и отражателем.

16. Прожектор по п.1, в котором поверхность линзы Френеля выполнена предварительно напряженной, предпочтительно предварительно напряженной, в результате обработки ее теплом.

17. Осветительный прибор, содержащий прожектор с линзой Френеля, по одному из предыдущих пп.1-16, а также соответствующий электрический блок питания или балластное сопротивление.

18. Использование прожектора с линзой Френеля по одному из пп.1-16 в качестве осветительного устройства для медицины, архитектуры, кино, театра, в студии и фотографии.

19. Карманный фонарь, содержащий прожектор с линзой Френеля по одному из пп.1-16.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к светорассеивающим средствам, предназначенным для использования в светофорах, в которых проецируется (почти параллельный) световой пучок на неокрашенную или окрашенную (красную, желтую, зеленую) поверхность с элементарными светорассеивающими элементами, чтобы рассеивать свет в границах определенных заданных пределов.

Изобретение относится к области оптики и может быть испспьзовано в качестве ус-тройства, совмещающего функции фонаря и световозвращателя. .

Изобретение относится к медицинской технике, относится к конструкциям хирургических светильников и позволяет выполнять юстировку и регулировку светооптических систем.

Изобретение относится к светотехнике, к световым приборам с регулируемым свето вым потоком, и по:1В()лнет получить pery. .

Изобретение относится к светотехнике, а именно к устройствам для формирования динамичных цветовых изображений, и позволяет повысить декоративный эффект за счет увеличения числа комбинаций цветовых изображений.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, более конкретно к устройствам и системам подсвета объектов в условиях недостаточной освещенности. .

Изобретение относится к системам предотвращения ослепления, в частности предотвращения ослепления водителей и пассажиров транспортных средств. .

Изобретение относится к транспортным средствам. .

Прожектор с линзой френеля с взаимосвязанным изменением расстояния между осветительными элементами

Наверх