Световые приборы - Трембач В.В.
ISBN 5-06-001892-Х
Скачать (прямая ссылка):
При установке плоского световода на высоте Л=1,6 м над рабочей поверхностью, на ней создается средний уровень освещенности 8 клк при ее неравномерности, равной 0,93, а КПД устройства составляет 0,5.
Принцип действия клиновидного световода. Задачей плоского клинообразного световода является распределение высокой яркости СТ ламп типа МГЛ, достигающей десятки Мкд/м2 на большой по площади светорассеивающей выходной поверхности, приобретающей яркость, примерно равную десяткам ккд/м2. Вследствие горизонтального расположения рабочего положения ламп используется цилиндрический отражатель с осевой линией О'О'. Лампы образуют как бы сплошную светящую линию.
Выходная поверхность световода освещается непосредственно лампами с убывающим распределением освещенности. Поток ламп, упавший на зеркальную наклонную поверхность, отразившись от нее, создает распределение освещенности, подобное распределению непосредственно от ламп, так как зеркальная поверхность образует мнимое изображение источников, действующее аналогично реальным лампам. Таким образом, если суммарное значение освещенности от лампы и от мнимого изображения ламп вычесть из заданной кривой освещенности рассеивающей плоскости, то можно получить E(L), которую необходимо создать совокупным действием ламп, зеркального цилиндрического отражателя и плоского зеркального потолка.
Для этого нужно найти такую зависимость а(ф), которой бы соответствовала необходимая форма профильной кривой цилиндрического отражателя. Нижняя часть этого отражателя работает с зеркальным потолком и совместно с ним посылает световые потоки на определенные зоны плоского рассеивателя, верхняя часть отражателя посылает световой поток на участки этого же рассеивателя в необходимых количествах так, чтобы суммарная освещенность точек рассеивателя от элементов была бы равномерной.
Осветительные устройства с щелевыми и плоскими световодами нашли широкое применение для выращивания растений в теплицах, для освещения взрывоопасных и специальных помещений, освещения барокамер и даже для освещения архитектурных объектов, где требуются фигурные светящие элементы или равнояркие панели.
ГЛАВА 6
ЛИНЗОВЫЕ ПРИБОРЫ ПРОЖЕКТОРНОГО КЛАССА
§ 6.1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ОПТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
ФРЕНЕЛЕВСКИХ ЛИНЗ
В приборах прожекторного класса применяют линзы двух типов: дисковые (рис. 6.1) и цилиндрические (рис. 6.2). Дисковые линзы образуются вращением профиля вокруг оптической оси OZ, цилиндрические — вращением профиля вокруг оси ОХ, проходящей через фокус и перпендикулярной фокальной плоскости. В первом случае получается дискообразное тело, во втором --бочкообразное. Остановимся на определении основных параметров линз и типов по конструктивным признакам.
Основные определения. Параметры френелевских линз. В соответствии с видом профильных кривых дисковые линзы делятся на плосковыпуклые, асферические и френелевские. Цилиндрические имеют только френелевский профиль.
Параметры линз. Световым отверстием линзы называется проекция внешней (по отношению к источнику) поверхности линзы на плоскость, перпендикулярную ее оптической оси. Световое отверстие френелевских дисковых линз — совокупность колец, а цилиндрических линз — совокупность криволинейных трапеций.
При вращении вокруг оси OZ сегмента с радиусом кривизны R, получается плосковыпуклая линза (рис. 6.3). Если в ее фокус (f=0,5R) F поместить центр светящего тела, то все осевые лучи
Рис. 6.1. Прожекторный прибор с дисковой френе-левской линзой для освещения студии
Рис. 6.2. Прибор с цилиндриче ской френелевской линзой
313
будут отклонены линзой параллельно оси вращения, являющейся оптической осью. Следовательно, действие плосковыпуклой линзы соответствует требованиям к оптическому устройству прожекторных приборов и осуществляет перераспределение лучистого потока, аналогичное параболоидному зеркальному отражателю. Линза имеет фокусное расстояние /, толщину t0 по оптической оси, диаметр D и плоский угол охвата 2сртах. При заданных диаметрах D
линзы и показателе преломления п ее угол охвата 2фШах определяет расстояние /. Величина фшах сказывается на коэффициенте пропускания т и сферической аберрации (т. е. отклонения фокальных лучей от оси OZ). Влияние хроматической аберрации на световой пучок линзы увеличивается с увеличением ее D. Сферическая аберрация становится недопустимо большой при 2фтах^30°. Кроме того, при увеличении фшах значительно увеличивается толщина линзы t0 и ее вес, а также увеличиваются потери света в линзе за счет большого его отражения и поглощения.
При необходимости увеличения угла фтах плосковыпуклых линз необходимо применить асферическую поверхность, внешняя преломляющая грань которой образована профильной кривой, состоящей из дуг окружностей с различными радиусами и центрами кривизны либо являющейся частью эллипса с определенным эксцентриситетом. Такие линзы могут иметь угол фтах = 65° при очень большой толщине, поэтому они называются иногда толстыми линзами [13]. Из-за большой толщины асферические линзы могут изготовляться диаметром не более 200 мм, что ограничивает их применение.
