Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13914
.pdf
площади в нижних жалюзи.
На рисунке 10 показано, что жалюзи достаточно затенены, чтобы свет, проникающий через них, находился на
безопасном расстоянии ниже правильного положения глаза наблюдателя, скажем, на один дюйм. Это
позволяет значительно увеличить средний размер отверстия жалюзи.
На рисунке 11 показаны нижние жалюзи в перевернутом положении. В этом случае затенение требуется
только для одной жалюзи, а большинство жалюзи могут иметь максимальное отверстие. В пределах от -U до I
свет не может проходить через края жалюзи.
На рисунке 12 показано положение первого отражения (a, a), которое является полезным отражением, а также
отражение (b, b), которое является вторым отражением, находящимся чуть за пределами правильного поля
зрения жалюзи. Верхний край этого второго отражения виден, когда глаз находится выше правильного
положения.
На рисунке 1-3 показано, как две жалюзи могут быть использованы последовательно для образования экрана
с максимальным количеством отверстий, так что свет не может проникнуть через двойные жалюзи, не
встретив хотя бы один поляризационный столбик, X Y (где X — линия выравнивания двух внешних краев
нижних жалюзи и двух внутренних краев верхних жалюзи). Одинарные верхние пластины a, a представляют
собой зеркала, а двойные нижние пластины b, b представляют собой поляризационные столбики. Двойные
жалюзи обычно проектируются таким образом, чтобы использовать отражение от обоих зеркал и обоих
поляризационных столбиков.
Положение зеркал и поляризационных элементов может быть изменено при условии, что они сохранят
аналогичное относительное положение в обеих жалюзи, как показано на рисунке.
На рисунке 14 показано, как ячеистая (черностенная диафрагма (a, a)) может быть размещена между краями
жалюзи таким образом, чтобы:
1 Полностью исключите проникновение света под любым углом непосредственно между краями жалюзи.
2. Полностью подавить вторичные отражения.
Короткий абажур (b) по передним краям ламелей a, b помогает работе диафрагмы (a, a). Черные стенки ячеек
диафрагмы (a, a) расположены параллельно пути полезного света, проходящего между двумя отражающими
компонентами, а глубина ячеек регулируется лопаткой, как показано на рисунке, где диафрагма не уменьшает
эффективное отверстие ламели. Стенки ячеек, которые простираются непрерывно на всю длину ламели,
расположены на таком расстоянии друг от друга, что свет с переднего края абажура (b) не проходит между
ними.
Используя диафрагму (a, a) этого типа вместе с абажуром (b), можно создать экран, обеспечивающий поле
зрения, простирающееся на любой, сколь бы большим он ни был, угол, так что все ламели могут иметь
максимальное отверстие, и при этом свет не может проходить непосредственно между краями ламелей.
Длина абажура (b) регулируется таким образом, чтобы сочетание абажура (b) с ячеистой диафрагмой (a, a)
вызывало минимальное уменьшение эффективной площади ламелей при небольшом смещении глаза от
правильного положения. Также, если входящий свет ограничен узким диапазоном, абажур (i) в некоторых
случаях может быть опущен, а стенки ячеек диафрагмы (a, a) расположены на большем расстоянии друг от
друга.
При изготовлении перископических пар, образующих жалюзи анализирующего смотрового экрана, нет
необходимости в том, чтобы пространство (между двумя отражающими элементами пары) представляло
собой воздушное пространство. Это пространство может быть заполнено любым подходящим изотропным
материалом, например, стеклом, хотя использование такого наполнителя потребует соответствующего
изменения углового положения поляризующих стопок пластин. Использование таких сплошных жалюзи было
бы удобно при использовании циркулярно поляризованного света, поскольку четвертьволновые пластины в
этом случае можно было бы приклеить к поверхности жалюзи.
На фиг. 15, 16 и 17 изображена фара, в которой главный параболический отражатель p смещен вперед до тех
пор, пока телесный угол, образованный в фокусе передней диафрагмой, не станет равен телесному углу,
образованному в фокусе площадью проектора, которая заслонена стеклянным затвором b.
Переднее отверстие отражателя затем закрывается плоским зеркалом, расположенным приблизительно
перпендикулярно оси проектора.
Это плоское зеркало имеет центральную апертуру, равную апертуре отражателя в плоскости хорды,
проходящей через фокус света. Весь свет, падающий на незатененную область 120 отражателя за хордой,
будет выходить в виде нормального пучка через центральную апертуру плоского зеркала. Свет, падающий на
отражатель перед хордой, будет проецироваться в виде узких элементарных пучков приблизительно
перпендикулярно зеркалу. Этот свет будет отражаться зеркалом так, что любой конкретный элементарный
пучок будет падать на отражатель 130 -3 v c близко к точке, в которой две половины расходятся
противоположно, так что весь конкретный пучок будет генерироваться. Отраженный свет будет падать за
хордой. Если расходимость первичного пучка в хорде и количество света, которое должно падать, невелики,
то большая часть отраженного света за пределами теоретически желаемой области пройдет через источник в
фокусе (из-за конечного размера источника). Если источник прозрачен, то тогда падающие пучки не будут
падать. Перед прямой кишкой, отраженный свет будет продолжаться до тех пор, пока не встретится с
отражателем в третий раз, но на затмеваемой (эллиптической) области он не будет направлен в центральную
проекционную систему.
будет находиться в области за плоскостью. Лучи, исходящие из одного 75° прямой кишки, так что
результирующий плоский луч, не разделенный на зоны, может быть использован, если переднее стекло будет
соответствующим образом спроектировано, и это будет вопросом практического проектирования зеркала,
чтобы определить, будет ли он: 5. Поскольку источник не может быть сделан трансформируемым,
необходимо зонировать плоское зеркало таким образом, чтобы оно было родительским, необходимо
обеспечить прохождение разделенных лучей от плоского зеркала без источника света. Зеркало не может быть
объединено в один узкий и интенсивный конечный луч, перпендикулярный оси отражателя. Если плоское
зеркало вместо того, чтобы быть узким и интенсивным, может быть одним конечным лучом, как можно
перпендикулярно оси отражателя, то близко расположенные парные лучи от зонированного зеркала
наклонены под углом, равным половине наибольшей расходимости первичного зеркала. Зеркало или зеркала,
которые отражают падающие на него лучи (то есть приблизительно поляризованный свет обратно в половину
расходимости принимаемых лучей), отражатель должен быть спроектирован таким образом, чтобы вызвать
на внутреннем крае зеркала), тогда отраженный свет пройдет мимо источника в фокусе. Два
предпочтительных метода проектирования зеркала или зеркала с любым наклоном плоскости следующие.
Зеркало, каким бы маленьким оно ни было, вызовет появление вторичного пучка света, сформированного из
отраженного света, который будет очень сильно отличаться по характеру от отраженного света и осевого
сечения 95. Если зеркало или зеркала эквивалентны по размеру, то характер вторичного пучка,
сформированного из отраженного света, будет очень разным.
От первичного луча эта поверхность представляет собой кривую, которая в каждой точке будет отражать
каждый принятый элементарный луч. Отражатель, расположенный за плоскостью, так что ось отраженного
луча от фокусированного прямоугольника и не параллельна оси лампы, даст два связанных луча от принятого
луча, но с отклонением 100° примерно равной расходимости, так что в каждой паре таких связанных лучей
плоскость будет параллельна плоскости, содержащей два отдельных угла отклонения лучей, и (если этот угол
будет параллелен плоскости, содержащей две отдельные оси лучей, расходимость принятого луча, то ось
отражателя и нормаль к отраженному свету пройдут мимо наклонного зеркала, но в то время как оси
источника и парных лучей в конечном итоге будут генерироваться, все первичные лучи всех пар будут иметь
свои линии, параллельные оси отражателя, центры направлены радиально от оси Оси вторичных лучей пар
проектора и всех парных лучей будут направлены под различными углами к оси отражателя, так что в общем
случае, если зеркало или зеркала эквивалентны, два луча пары не будут контактировать с рядом кольцевых
зон. Расстояние между вторичными лучами приблизительно перпендикулярно оси от их первичных лучей
отражателя, но наклонено вокруг оси из-за того, что плоское зеркало имеет вертикальную ось, так что
отраженный элемент 1 t 1 был наклонен достаточно, чтобы позволить первичным лучам из любой одной зоны
проходить чуть дальше от источника, отклоняясь горизонтально от источника, так что менее расходящиеся
лучи в этой зоне проходят на некотором расстоянии от источника до средней расходимости лучей. Если
плоское зеркало разделено на несколько кольцевых зон, то отраженные лучи 120 Каждый из этих световых
лучей пройдет мимо источника, и зоны наклонены (вокруг общей оси), в конечном итоге генерируемые парные
лучи будут иметь горизонтальные линии центров, средняя расходимость принимаемых лучей и составляющих
лучей пары будет равна; в этой зоне все отраженные лучи будут приблизительно соприкасаться. 5 пройдут
близко к источнику, и, следовательно, все «Там, где лучи, подаваемые в -.
Вторичные лучи будут расположены близко к своему диоптрическому переднему стеклу, все сопутствующие
первичные I-лучи объединены в пары, и желательно сформировать наиболее компактное возможное
регулярное градуированное зеркало по диаметру и отделить конечный луч от этих парных лучей. Тогда 1-0
365,082 365 082 Существует два предпочтительных типа диоптрического переднего стекла: (а) Если лучи
объединены в пары радиально, диоптрическое переднее стекло может представлять собой сплошную
поверхность, предназначенную для отклонения пар до тех пор, пока эти парные I-лучи не начнут расходиться
одинаково по разные стороны от оси проектора, когда линия контакта между двумя составляющими I-лучами
пары будет параллельна оси проектора.
(lb) В местах, где лучи расположены горизонтально парами, диоптрическое переднее стекло следует
разделить на кольцевые зоны, и парные лучи из каждой зоны (имеющие приблизительно 5 пар с общей
расходимостью) следует отклонять горизонтально с большим количеством шагов, так чтобы общая
расходимость горизонтальной полосы была равна утроенной расходимости каждого составляющего луча пар
плиток из рассматриваемой зоны.
Такие диоптрические передние стекла особенно хорошо подходят для использования в тех случаях, когда
конечный луч содержит только чисто поляризованный свет.
Вращение плоскости поляризации вновь выходящего луча осуществляется с помощью соответствующей
оптически активной диафрагмы, расположенной между проектором и поляризатором. Теперь проектор
вызывает несколько изменений в поляризованном свете во время и после отражения. Если пучок
плоскополяризованного света направить в проектор так, чтобы он сфокусировался и затем вновь вышел в
виде луча, то могут наблюдаться следующие эффекты:
1 Идеальная отражающая поверхность обязательно должна поворачивать плоскость поляризации вновь
выходящего луча, если плоскость поляризации падающего света не совпадает с плоскостью падения и не
перпендикулярна ей.
Это вращение неизбежно и обусловлено фактическим вращением изображения в плоскости, содержащей
плоскость поляризации падающего света.
2 Все отражатели имеют эффективность отражения меньше единицы. Эта эффективность зависит от угла
падения и, как правило, различна для света, поляризованного в плоскости падения, и для света,
поляризованного перпендикулярно плоскости падения. Любое такое различие в эффективности отражения
вызывает вращение плоскости поляризации при отражении, совершенно отличное от геометрического
вращения изображения плоскости поляризации.
3 Отражатели обычно вызывают изменение фазы между отраженным и падающим светом. Это изменение
фазы зависит от угла падения и, как правило, различно для света, поляризованного в плоскости падения, и
для света, поляризованного под прямым углом к плоскости падения. Любое такое различие в изменении фазы
для света, поляризованного в плоскости падения, и света, поляризованного под прямым углом к плоскости
падения, приводит к тому, что отраженный свет становится эллиптически поляризованным. На рисунке 4
схематически показано формирование поляризованного пучка. Большие круги представляют собой апертуру
проектора, которая простирается за пределы прямой хорды. Свет, который входит в проектор после
отражения от первых стопок пластин, плоскополяризован в вертикальной плоскости (параллельно более
длинным краям листа). Необходимо пропустить свет через подходящую оптически активную диафрагму один
или несколько раз, прежде чем он окончательно выйдет из проектора, так что пучок, выходящий в конце,
будет поляризован в горизонтальной плоскости, подходящей для отражения первой пластиной. стопки
тарелок.
(Выбранные здесь горизонтальная и вертикальная плоскости поляризации являются лишь удобными
направлениями для обозначения относительных плоскостей поляризации выходящего и входящего лучей.)
Маленькие кружки за пределами больших кружков представляют собой поперечные сечения световых пучков,
составляющих луч входящего света, а маленькие кружки внутри больших кружков относятся к выходящему
свету. Изогнутые стрелки за пределами больших кружков на рисунках слева указывают на реальное вращение
входящего света при прохождении через диафрагму, а изогнутые стрелки внутри больших кружков указывают
на видимое вращение плоскости поляризации выходящего света при прохождении через диафрагму. На
рисунках толстые линии в маленьких кружках указывают плоскости поляризации света на стороне диафрагмы,
удаленной от проектора, а тонкие линии указывают плоскости поляризации света на стороне диафрагмы,
более близкой к проектору.
На рисунке 4 (а) показана конструкция, включающая диафрагму, которая будет точно вращать выходящий
луч, не позволяя металлу проектора влиять на величину вращения или вызывать эллиптичность. Это
достигается путем соотнесения всего света с плоскостью его поляризации.
в направлении падения или под прямым углом к плоскости падения. Недостатком этого метода является то,
что одна половина апертуры, как правило, дает больше света, чем другая, из-за разницы в эффективности
отражения, когда свет поляризован под прямым углом к плоскости падения.
Рисунок 4 (b) относится к диафрагме, подходящей для посеребренного проектора, поскольку серебро
обладает почти идеальными отражающими качествами. Эта диафрагма (130 365,082 29) предпочтительнее
диафрагмы (рисунок 4 (a)), поскольку требует меньшего максимального поворота диафрагмы на сорок пять
градусов по сравнению с девяносто градусами.
Рисунок 4 (c) показывает диафрагму, закрывающую только половину отверстия, так что свет проходит через
диафрагму только один раз. Эта диафрагма подходит, если C предназначена для посеребренного проектора.
Рисунок 4 (d) представляет собой диафизу, сформированную из двух четвертьволновых пластин. Этот метод
требует, предпочтительно, посеребренного проектора. Апертура разделена на 5 половин вдоль диаметра, и
две...
По обе стороны от этого диаметра установлены четвертьволновые пластины, так что свет, входящий в
проектор через одну из этих пластин, имеет левостороннюю круговую поляризацию, а свет, входящий через
противоположную пластину, имеет правостороннюю круговую поляризацию.
Отражение на посеребренной поверхности (почти идеальной) оставит циркулярно поляризованный свет почти
идеально циркулярно поляризованным, и поскольку свет должен претерпеть два последовательных
отражения, направление циркулярной поляризации не изменяется отражениями. Таким образом, свет,
вошедший с одной стороны разделительного диаметра, должен выйти с противоположной стороны, и,
следовательно, каждый поток циркулярно поляризованного света выходит через противоположную
четвертьволновую пластину по отношению к той, через которую он вошел и в которой он был преобразован из
плоскополяризованного света в циркулярно поляризованный. Следовательно, выходящий луч будет
плоскополяризован под прямым углом к входящему лучу. Для разделения двух четвертьволновых пластин
можно выбрать любой диаметр, и наиболее удобный диаметр, вероятно, будет располагаться вдоль
V-образного края первых стопок пластин.
На фиг. 15, 16 и 17 показаны соответственно продольный разрез плоскостью под углом 45°, фронтальный вид
(правая половина без U-образной и ближней боковой стопки пластин c) и боковой вид под прямым углом к
первому разрезу, причем одна половина находится в разрезе внутри V-образной и боковой стопки пластин.
c удален, проектора и поляризатора согласно нашему изобретению.
Как правило, целью проектирования является максимально возможное уменьшение необходимой апертуры
плиточного отражателя, чтобы снизить размер поляризатора.
Этого можно добиться только путем пропускания доступного света через уменьшенную апертуру проектора в
виде двойных связанных лучей, и эти лучи менее пригодны для распределения в четко очерченные области
конечного луча, чем одиночные лучи от обычного проектора с полной апертурой.
Кроме того, максимальная световая мощность конечного луча зависит от апертуры отражателя.
По этим причинам апертура выполнена с максимально возможной площадью за счет расширения в
направлениях, которые не приведут к увеличению общего размера комбинированного проектора и
поляризатора.
Эти выступы перед прямой кишкой, проходящей через лобную часть зеркала, способны создавать одиночные
лучи, которые могут быть использованы в критических областях конечного луча, а также за прямой кишкой,
проходящей через лобную часть зеркала, будет существовать область отражателя, соответствующая
каждому из этих выступов, которая будет создавать одиночные лучи.
Окончательная форма отверстия определяется в основном передними кромками внешних стопок пластин,
поскольку эта передняя кромка должна выступать далеко вперед, чтобы избежать потери отраженного внутри
света, или, наоборот, подача света к внешним стопкам пластин должна осуществляться внутри передних
кромок стопок.
Плоское зеркало m, расположенное поперек апертуры проектора, показано разделенным на 90 четыре
кольцевые зоны, причем эти зоны имеют ступенчатую форму.
Такой ступенчатый способ имеет небольшое преимущество, заключающееся в том, что зеркало в среднем
находится ближе к поверхности отражателя, но ступенчатый способ с углом 95 градусов влечет за собой
потери на ступенях.
Теперь, при использовании отражателя с фокусным расстоянием три четверти дюйма и стеклянной колбы
лампы диаметром около одной целой трех восьмых дюйма, доля света от источника, не собранного на
полезной поверхности отражателя, составляет от тридцати до сорока процентов.
от общего количества света, исходящего от источника.
Практически весь этот световой поток, составляющий тридцать или сорок процентов от 105 процентов, может
быть легко собран во вторичную проекционную систему, которая обеспечит сравнительно широкие лучи.
Эти лучи, будучи чисто поляризованными, могут без вреда смешиваться с четко выраженными чисто
поляризованными лучами, в то время как приблизительно поляризованная часть этих широких лучей
изолируется непосредственно перед первыми рядами пластин с помощью трубки, предпочтительно
отражающего цилиндра.
На переднем открытом конце этой трубки лучи могут быть соответствующим образом расположены,
например, путем рассеяния для формирования рассеянного освещения (следует отметить, что если бы можно
было расположить большое количество тонких концентрических отражающих цилиндров для приема
исходящего света от проектора, то отдельный класс элементарных лучей от каждой зоны проектора мог бы
сохранять свой характер неизменным на неопределенном расстоянии между цилиндрами, и открытый конец
цилиндров выдавал бы луч, идентичный тому, который был бы получен проектором). 13 q 365,082 365,08 _
Показанная центральная проекционная система спроектирована следующим образом: часть отражателя,
которая закрывается стеклянной колбой, выполнена в виде эллипсоида с одним фокусом в фокусе
отражателя и вторым фокусом немного перед стеклянной колбой.
Перед стеклянной колбой находится сферический реактор r с небольшим центральным отверстием.
Этот сферический отражатель расположен таким образом, чтобы формировать одно или два изображения,
находящихся чуть дальше от источника.
В этом случае эллиптический отражатель сформирует первичное изображение и одно или два вторичных
изображения, расположенных близко друг к другу в центральной апертуре сферического отражателя.
Эти изображения получены в фокусе конденсорной линзы 1. Угол сбора света этой конденсорной линзы
достаточно мал, поэтому весь свет, пропущенный полезными областями главного отражателя, в конечном
итоге собран конденсорной линзой.
Чисто поляризованные лучи, создаваемые этой центральной системой вторичного проектора, слишком
широки, чтобы их можно было контролировать с помощью переднего стекла, но эти лучи обеспечат полезное
общее расширение чисто поляризованного луча.
Изолированный приблизительно поляризованный луч можно регулировать по своему усмотрению.
Сочетание плоского зеркала с передней частью проектора идеально отвечает требованиям, предъявляемым к
упомянутому ранее вспомогательному отражателю.
Этот вспомогательный отражатель может быть удобно скомбинирован со сферическим отражателем,
показанным в составе центральной проекционной системы.
Следует также отметить, что описанная центральная проекционная система не является обязательной для
данного проекта.
Если необходимо еще больше уменьшить размеры керамической лампы, то пределы апертуры можно
привести в соответствие с длиной латусной прямой кишки, но такое дальнейшее уменьшение повлечет за
собой определенную потерю эффективности сбора света проектором, поскольку части отражателя в этом
случае снова придется затенять плоскими отражающими или матовыми поверхностями, как и в
первоначальной конструкции.
На фиг. 18, 19 и 20 показан главный отражатель вместе со вспомогательной центральной проекционной
системой, которая предназначена для сбора как можно большего количества света, не достигающего
поверхности главного отражателя.
Также предусмотрены меры для компенсации эффекта отражения света от стенок лампочки.
На рис. 18 изображена лампа, центральный отражатель и поляризатор в проекции, на рис. 20 — вид спереди,
правая половина — с V-образным блоком пластин, а ближняя часть блока пластин удалена.
19 Это план.
Лампочка b имеет сферическую форму, центр которой находится на расстоянии не менее одной восьмой
дюйма перед нитью накаливания. Внутри части лампочки находится система очень тонких пластин v с
матовой поверхностью. Все эти пластины проходят через ось лампы, так что они очень мало препятствуют
прямому свету источника. Если число пластин составляет не менее четырех или шести, то весь вредный
внутренне отраженный свет будет перехвачен и рассеян.
Лампа содержит отражатель r, который 80 принимает заднюю полусферу света от источника. Этот отражатель
имеет форму фигуры вращения вокруг оси проектора, при этом осевое сечение отражателя представляет
собой эвольвенту (круговую 85) часть источника. Направление эвольвенты предпочтительно выбирается
таким образом, чтобы отраженный свет направлялся в основном за источник, так что последний обеспечивает
приблизительно полусферу света g 90 перед латусом прямой кишки.
Главный отражатель представляет собой параболу с фокусным расстоянием полдюйма. В этом отражателе
образовано центральное отверстие, которое удаляет почти всю область за прямой кишкой. Это отверстие
позволяет вставлять лампу с задней стороны отражателя (задняя часть лампы может быть достаточно
большой, чтобы обеспечить герметичность отражателя внутри колбы, как показано на рисунке. Она также
может быть расширена назад для обеспечения большей площади охлаждения). Главный отражатель не
собирает достаточно широкий конус света, соосный с отражателем 605. Этот конус света перехватывается
эллипсоидным отражателем, общий диаметр которого лишь немного превышает диаметр колбы. Этот
эллипсоидный отражатель имеет один фокус, совпадающий с фокусом главного отражателя, и второй фокус
примерно на полтора дюйма вперед вдоль оси главного отражателя.
Перед эллипсоидом расположен узкий параболический отражатель 115° с центральным отверстием,
приблизительно равным площади в области, перпендикулярной прямой. Фокус этой параболы совпадает со
вторым фокусом эллипсоида. Весь свет от эллипсоида 10° может попадать в небольшой параболический
отражатель через это центральное отверстие, и практически весь попавший свет будет попадать на
поверхность параболического отражателя. Шесть коротких линий 1, 2, 3, 4, 10° и 6 (рис. 18), показанных
снаружи стенок эллипсоида, указывают на конусы, содержащие пять, 10, 15, 25 и 30% от общей площади
светового поля, или, если возможно, 13. Метод заключается в том, что стопки пластин для очищающего
отражения параллельны оси проектора, и приблизительно поляризованный световой луч отклоняется на эти
стопки, а луч после отражения от стопок снова отклоняется. расположиться параллельно оси проектора.
На этом рисунке показаны поляризатор и отклоняющие зеркала, изготовленные для проекторов,
изображенных на рисунках 15–17 или на рисунках 18–20.
На рисунке показана центральная часть поляризационного аппарата. Входящий свет, то есть приблизительно
поляризованный свет, прошедший через первые стопки из 80 пластин, проходит через подходящую оптически
активную диафрагму, обозначенную толстыми пунктирными линиями (эта диафрагма может представлять
собой полуволновую пластину из минерала или вращающуюся пластину, вырезанную из кварца). После
поворота плоскости поляризации на один прямой угол этой диафрагмой луч принимается на набор
жалюзийных отражателей u, P, как показано на рисунке. Промежуточные отражатели представляют собой
сплошные стержни, все три грани которых посеребрены, за исключением некоторых небольших участков.
Верхняя половина рисунка указывает на те небольшие участки, которые должны иметь матовую поверхность.
Там, где расхождение лучей приводит к тому, что свет падает на отражающую поверхность под неправильным
углом, поверхность должна быть матовой. Но если расхождение лучей приводит к тому, что свет падает под
малым углом на поверхности, параллельные пути оси лучей, то расхождение будет обращено вспять
отражением, и этот эффект не вреден. Поэтому большая часть задних поверхностей отражающих планок
может быть посеребрена, чтобы служить направляющими или ограничивающими стенками для соседних
лучей. Два противоположных набора жалюзийных отражателей с необходимыми матовыми поверхностями
предотвратят прямое проникновение лучей параллельно оси проектора. Вблизи изгиба стопок пластин
отражающие планки становятся неудобно маленькими, и их можно заменить стеклянной призмой, как
показано в верхнем левом углу. Однако в правой части рисунка использовать призму не так удобно, поскольку
отраженный свет Отложения из кучи не ограничиваются определенной территорией.
В этом случае предпочтительнее установить полупрозрачный барьер для рассеивания любого луча 120,
который мог пройти между краями первого набора жалюзийных отражателей, или же барьеры могут быть
спроектированы таким образом, чтобы отклонять такой свет в подходящие области рассеянного луча 125.
Свет, который полностью проникает в продолжение стопок пластин (c), может быть включен в рассеянный луч
путем простого матирования поверхности внешних крышек продолжений стопок, 130. Если учитывать
действие внутреннего отражателя в лампе, то эти пропорции составляют соответственно десять, двадцать,
тридцать, сорок, пятьдесят и шестьдесят процентов от средней сферы.
Будет видно, что переднее отверстие эллипсоида позволяет некоторому количеству света выходить наружу,
но эллипсоид также может собирать пятьдесят процентов света в сфере henlii O.
Эллипсоид и парабола должны быть построены как единое целое или с соединительным элементом в виде
паука, чтобы оставшиеся десять процентов света могли свободно смещаться вперед.
На рисунках в масштабе изображены комбинированные проекторы и поляризатор. Сравнительно
расходящиеся лучи приблизительно поляризованного света от центрального отражателя изолируются
непосредственно перед первыми рядами пластин, и затем их можно безопасно отвести от зоны ослепления с
помощью изолированной области переднего стекла.
На рис. 20 пунктирная круговая дуга s представляет собой геометрическую тень задней кромки
эллипсоидального отражателя от фокуса. Эта задняя кромка показана в точке x на рис. 18 и 19. Цель
удаления этой задней кромки эллипсоида, как показано на рисунке, состоит в том, чтобы расширить
эффективную площадь основного отражателя Cr в направлениях, которые не увеличат общий диаметр всей
лампы и поляризатора.
Мы также можем создать прожектор с эвольвентным вспомогательным отражателем и диоптрическим
передним стеклом. Луч от такого прожектора будет содержать больше света от источника, чем луч от любого
другого прожектора на рынке, и, следовательно, с таким прожектором и от данного источника луч будет более
интенсивным при той же ширине луча или шире при той же интенсивности луча. С эвольвентным
вспомогательным отражателем, построенным на полном круговом сечении источника, генерируемый луч
будет уменьшаться в интенсивности от центра, тогда как если бы эвольвента была построена на круге,
меньшем, чем сечение источника, b) сужала бы составляющие лучи пары до тех пор, пока они не перекроются
(теряя часть света от источника), луч имел бы область равномерной интенсивности 1/55 в центре и
равномерно уменьшался бы в интенсивности за пределами этой области.
На рисунках 21 и 22 показана аналогичная конструкция, в которой вспомогательный отражатель имеет
большие размеры.
На рисунке 28 показаны средства, подходящие для вращения и очистки путем отражения от стопки пластин
приблизительно поляризованного света, прошедшего через первую (центральную) стопку пластин, что
является важной особенностью 365,082 36,5,082 или, что гораздо лучше, благодаря тщательному
проектированию покровных пластин для точного распределения света в соответствии с требуемыми
параметрами.
* X Теперь станет видно, что первые 5 лучей будут очень тщательно смешаны двойным набором отражателей
с жалюзи.
Это не станет серьезным возражением при использовании пучка чисто поляризованного света.
Если требуется более резкая модификация конечного луча, чем та, которая может быть достигнута на
переднем стекле, удобно модифицировать луч с помощью стекла, расположенного рядом с толстой
пунктирной линией, указывающей на вращающуюся диафрагму. Эта модификация i 5 также может быть
осуществлена путем соответствующей обработки второй накладной пластины центральных стопок пластин (c)
или даже путем обработки отражающих поверхностей первого набора жалюзи-отражателей.
Благодаря возможности направлять в рассеянный луч свет, полностью проходящий через выступы стопок
пластин (c), общая эффективность данной установки высока. Наибольший отдельный источник потерь
обусловлен цветом минеральной вращающейся диафрагмы.
Если это можно дешево изготовить из прозрачного минерала, такого как кварц, то этот метод позволит
получить пучок чисто поляризованного света с эффективностью, очень близкой к эффективности метода с
использованием объединенного пучка.
Дальнейшие изменения деталей, которые также охватываются изобретением, будут описаны далее со
ссылкой на рисунки 24–34.
На рисунке 24 в точке b показана лампа накаливания, расположенная таким образом, чтобы излучать
полусферу света, что позволяет уменьшить размер проектора, сохраняя при этом значительную часть общего
света от источника. Нить накаливания a частично окружена отражателем g, представляющим собой фигуру
вращения вокруг оси лампы, причем осевое сечение отражателя является эвольвентой по отношению к
круглому сечению источника.
Этот отражатель собирает одно полушарие света от источника и отражает этот свет вблизи источника.
Полусферическая передняя часть стеклянной колбы имеет такую форму, что, когда источник точно находится
в фокусе проектора, то, если смотреть на источник из любой точки на поверхности отражателя, источник и его
изображение в эвольвентном отражателе будут казаться настолько смещенными, что источник и его соседнее
изображение будут казаться лежащими по разные стороны от фокуса, причем точка их соприкосновения
будет находиться в фокусе. Такая конструкция обеспечит превосходное качество луча от проектора без
каких-либо дополнительных модификаций.
На рисунке 25 показан подходящий небольшой проектор, использующий лампу, изображенную на рисунке 24.
Истинный угол сбора света проектора 65° меньше одной полусферы, но при использовании усилителя,
показанного на рисунке 24, доля собранного света составляет от 80% до 90% от общего количества света,
доступного от источника. Показанный проектор состоит из эллипсоидального коллектора e, направляющего
собранный свет в параболоид p, а также параболоидного отражателя p' с фокусом на источнике,
расположенного таким образом, чтобы собирать часть света, исходящего из передней апертуры эллипсоида.
При этом используется тот факт, что комбинированный отражатель может иметь общую апертуру овальной
формы и примерно в два раза большую по длине, чем его ширина.
На рисунке 26 показано предпочтительное сочетание эллипсоида и парабалоида для использования с
лампой, изображенной на рисунке 24. Преимущество формы, показанной на рисунке 26, перед формой,
показанной на рисунке 25, заключается главным образом в том, что на рисунке 26 большая часть света
попадает непосредственно на отражатель, тогда как на рисунке 25 большая часть света должна сначала
претерпеть дополнительное отражение на эллипсоидном отражателе.
На рисунке 27 показана электрическая лампа накаливания с углом наклона 90°, расположенная таким
образом, чтобы свет рассеивался в сравнительно узком конусе, что позволяет использовать ее с проектором с
конденсорной линзой. Передняя полусфера света от источника собирается на эвольвентном отражателе с
углом наклона 95°, который отражает свет вблизи источника. Задняя полусфера света, состоящая из прямого
света от источника вместе со светом, отраженным от эвольвентного отражателя, принимается на
эллипсоидный отражатель и фокусируется в точке, приблизительно в точке пересечения оси с эвольвентным
отражателем.
(Для этого требуется минимальная апертура в эвольвентном отражателе) Стеклянная колба b имеет
соответствующую кривизну, позволяющую свету проходить почти перпендикулярно через стекло и
обеспечивающую достаточную площадь стекла для предотвращения перегрева от отраженного лучистого
тепла. Форма, показанная на рисунке 28, изменена по сравнению с формой, показанной на рисунке 27, путем
уменьшения эллипсоида относительно эвольвенты, чтобы уменьшить вертикальный угол излучающего конуса
света, так что конус света Ai 5 будет лучше подходить для проектора с конденсорной линзой.
Форма, показанная на рисунке 29, является усовершенствованием формы, показанной на рисунках 27 и 28,
поскольку эллипсоид модифицирован следующим образом: В любой точке эллипсоида нормаль к поверхности
является биссектором угла между двумя линиями, одна из которых соединяет данную точку с передним
фокусом, а вторая является касательной от данной точки к краю источника. Такую кривую можно построить,
закрепив гибкую нить в переднем фокусе и намотав нить вокруг сечения источника, а затем описав кривую
обычным способом для описания эллипса, так что конечная кривая будет представлять собой слегка
модифицированный эллипс. Конечным результатом использования такого модифицированного эллипсоида
является то, что двойные лучи, сформированные от источника с сопутствующими отражениями в
инвольвальном отражателе, пройдут передний фокус с точками соприкосновения в фокусе и, таким образом,
дадут подходящий луч от проектора без дальнейших модификаций.
На рисунке 30 схематически показано, как может быть сформирован проектор с овальной апертурой, вдвое
большей по длине, чем по ширине, так что указанный проектор может собирать почти 100 % доступного света
от источника, обеспечивая при этом только одиночные непарные лучи; такая овальная форма апертуры
хорошо подходит для использования с V-образным поляризатором. Задняя полусфера света от источника
собирается непосредственно на параболоидном отражателе p, который простирается вперед до
латус-ректум. Передняя полусфера света от источника собирается на двух больших четвертьэллипсоидах, не
показанных на рисунке, которые имеют один фокус в источнике и второй фокус, соответственно, на
противоположных концах диаметра центрального отражателя. Отражатель, подобный и равный центральному
отражателю, затем разрезается пополам pl, pi, и эти половины размещаются вне центрального отражателя с
фокусами в фокусах эллипсоидов. На левом рисунке (а) показаны эти полупараболоиды в нормальном
положении сбора, которое требует, чтобы каждая полусфера Полупараболоид должен получать свет от
диаметрально противоположного четвертьэллипсоида; на среднем рисунке (b) показан вид спереди. В
некоторых случаях это неприемлемо из-за препятствия, создаваемого колбой лампы, и тогда
полупараболоиды могут быть перевернуты, как показано на правом рисунке (c), чтобы проецировать луч из
виртуального фокуса, при этом каждый полупараболоид получает свет от соседнего четвертьэллипсоида.
На рисунке 31 показано, как схема, показанная на рисунке 30, используется для формирования отражателей
внутри лампы b, чтобы получить конус света, подходящий для использования с проектором с конденсорной
линзой. В этом случае задние отражатели e, el, ell, elli представляют собой не параболоидные отражатели, а
эллипсоиды с передним фокусом, расположенным близко к точке пересечения оси со вспомогательными
передними эллипсоидами. Сферический отражатель с центром в переднем фокусе может быть размещен за
основными эллипсоидами, чтобы возвращать свет через переднюю апертуру, который будет отражаться от
стеклянной колбы.
На рисунке 32 (а) показана модификация формы, изображенной на рисунке 31, предназначенная для
уменьшения вертикального угла исходящего светового конуса, чтобы облегчить его сбор проектором с
конденсорной линзой. На этом рисунке показано, как можно разделить передний фокус таким образом, чтобы
два исходящих полуконуса света были слегка разнесены. Преимущество этой конструкции заключается в том,
что проецируемый луч может быть расположен так, чтобы падать на V-образные стопки пластин,
расположенные на значительном расстоянии от V-образного края. Эллипсоиды по бокам центрального
эллипсоида могут быть заменены гиперболоидами, соответствующими правой части рисунка (с) на рисунке
30. На рисунке 32 (б) показан вид спереди, левая половина которого изображена без отражателя.
На рис. 33 показана подробная конструкция проектора, взятая из схемы на рис. 30, колпачок 80, способный
собирать и проецировать практически 100 % света от источника в виде отдельных пучков. Центральный
отражатель p представляет собой параболоид, выдвинутый вперед к латусной прямой. Этот центральный
отражатель 85 частично затмевается колбой b лампы. Для преодоления этого эффекта затмеваемая область
отражателя имеет форму эллипсоида с одним фокусом у источника и вторым фокусом немного перед 90
стеклянной колбой. Конденсорная линза 1 с апертурой примерно такой же, как диаметральное сечение колбы,
проецирует этот конус света в пучок. Четвертьэллипсоиды el аналогичны описанным в 95 в связи с рис. 30 и
используемым в аппарате, изображенном на рис. 31; Они собирают переднюю полусферу света и должны
иметь сравнительно большое центральное отверстие, чтобы обеспечить прохождение проецируемого луча от
центрального параболоида p и двух полупараболоидов p' по бокам. Изображения центрального отверстия в
двух полупараболоидах p' образуют две небольшие «пустые области» внутри луча в форме подковы, как
показано в нижней части этого рисунка. Эти области могут быть удалены из полупараболоидов.
Перед лампой сформированы два небольших участка эллипсоидальной поверхности, которые закрывают
центральное отверстие, если смотреть со стороны источника. Эти небольшие поверхности фокусируют свет
от источника в двух диаметрально противоположных точках на задней центральной эллипсоидальной
поверхности. Два небольших отверстия в этих точках обеспечивают прохождение световых конусов, которые
в конечном итоге принимаются двумя параболоидными поверхностями и проецируются через вырезанные
участки полупараболоидов. Эти небольшие параболоидные поверхности могут поддерживаться
цилиндрическими отражающими стенками, соединяющими их с краем вырезанной области
полупараболоидов, причем эти цилиндрические стенки действуют как направляющие для расходящихся
Соседние файлы в папке патенты