Спосіб формування потоку світлового випромінювання світлофора і пристрій для його здійснення

1 Спосіб формування потоку світлового випромінювання світлофора, в основу якого покладено проходження штучного світлового випромінювання через ЛІНЗОВІ елементи розсіювача світлофора, який відрізняється тим, що за допомогою лінзових елементів змінюють геометричну форму перерізу світлового потоку світлофора, формуючи світлове випромінювання, діаграма розсіювання якого має різні кути у вертикальній і горизонтальній площинах 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що за допомогою лінзових елементів формують світловий потік, що має у поперечному перерізі геометричну форму наближену до еліпса 3 Пристрій для формування світлового потоку світлофора, до складу якого входять, щонаймен ше, одне джерело світла з заданим кольоровим ВІДТІНКОМ, у тому числі червоним і/або жовтим, і/або зеленим кольором, розташоване усередині корпусу, оснащеного, щонайменше, одним оптичним розсіювачем, виконаним як сукупність лінзових елементів, виконаних, наприклад як багатокутники із співвідношенням висот по вертикальних і горизонтальних осях симетрії наближеним до 1 1,5 4 Пристрій за п 3, який відрізняється тим, що співвідношення висот по вертикальних і горизонтальних осях симетрії лінзового елемента більше ніж 1 1,5 5 Пристрій за п 3, який відрізняється тим, що фокусна відстань лінзового елемента вибрана з умови формування світлового потоку, перетин якого наближений до еліпса 6 Пристрій за пп 3, 4, 5, який відрізняється тим, що кожний лінзовий елемент сформовано двома поверхнями - зовнішньою та внутрішньою з різними радіусами кривизни, причому центри кривизни внутрішніх поверхонь елементів розташовані з регулярною ПОСЛІДОВНІСТЮ координат по сфері, яка концентрична із сферичною зовнішньою поверхнею розсіювача Винаходи відносяться до техніки сигнальних знаків, переважно до дорожніх світлофорів Відомо спосіб формування потоку світлового випромінювання світлофора /заявка РФ № 98105475/09 від 20 03 1998 р /, згідно з яким джерела світла, світловипромінюючі діоди, формують зображення червоного або жовтого, або зеленого кола світлофора Відомо пристрій формування потоку світлового випромінювання для подачі світлових сигналів /патент РФ № 2146391 від 11 03 1997 р/, в якому оптичними засобами концентрують штучне світлове випромінювання у єдиний світловий потік Відомий спосіб і пристрій формують світловий потік довільної форми і його, геометрія залежить, наприклад, від діаметра світлофільтра До недоліків відомих нам способу та пристрою належить те, що при забезпеченні вимог ГОСТ 25695-91 з сили світла в осьовому напрямку має місце неоптимальний розподіл випромінювання розсіювачем у просторі та пов'язана з цим низька ефективність використання випромінювачів Відомо спосіб формування потоку світлового випромінювання для подачі світлових сигналів /патент України № 32645 від 22 02 2000 р /, в якому світлове випромінювання проходить через сукупність лінзових елементів, які формують геометричну форму світлового потоку, що виходить Даний спосіб взято за прототип способу формування потоку світлового випромінювання світлофора, який заявляється Відомо пристрій для подачі світлових сигналів 47991 /патент України № 32645 від 22 02 2000 р/, до складу якого входять джерело світла і оптичний елемент, розташовані в корпусі пристрою Оптичний елемент виконано у вигляді сукупності збиральних лінз з багатокутними контурами, які нерозривно зв'язані між собою Сектори оптичного елемента розташовані з різною орієнтацією в площині світлового потоку У такому розсіювачі діаграма розсіювання має практично однакові кути у вертикальній та горизонтальній площинах Даний пристрій використано як прототип пристрою, що заявляється Недоліком відомих способу та пристрою, які формують світлове випромінювання у потік, поперечний переріз якого круговий те, що при оптимальному випромінюванні у осьовому напрямку СВІТІННЯ розсіювача у напрямках, де сила світла не регламентується є надмірне При цьому використовується також надмірна КІЛЬКІСТЬ випромінювачів При розробці способу і пристрою, які заявляються, вирішувались такі задачі якісне поліпшення сприйняття учасниками дорожнього руху потоку світлового випромінювання світлофора у горизонтальному напрямку, зменшення КІЛЬКОСТІ випромінювачів світлофора, які використовуються, шляхом підвищення ефективності їх використання, забезпечення оптимального світлопропускання сигналів дорожніх світлофорів з діаметром світлофільтрів розсіювачів 200 і 300мм ВІДПОВІДНО ДО таблиці /див ГОСТ 25695-91/ Таблиця Кольор сигналу Червоний Жовтий Зелений 0° 200 300 200 Сила світла, кд, не менше У горизонтальній площині У вертикальній площині ±10° ±20° -8° 100 20 50 150 ЗО 75 100 20 70 Для вирішення поставленої задачі у відомому способі формування потоку світлового випромінювання світлофора, в основу якого покладено проходження світлового випромінювання через ЛІНЗОВІ елементи розсіювала, за допомогою лінзових елементів змінюють геометричну форму перетину світлового пучка, формуючи світлове випромінювання, діаграма розсіювання якого має різні кути у вертикальній і горизонтальній площинах Для вирішення поставленої задачі у відомому пристрої формування світлового випромінювання світлофора, до складу якого входить щонайменше одне джерело світла з заданим кольором СВІТІННЯ, у тому числі червоним і/або жовтим, і/або зеленим кольором, розташоване усередині корпуса, та оснащеного щонайменше одним оптичним розсіювачем, виконаним у вигляді сукупності лінзових елементів п- кутовими контурами, нерозривно з'єднаними один з одним, оптичний розсіювач виконано з сукупності лінзових елементів виконаних, наприклад, у вигляді шестикутників з співвідношенням висот по вертикальних і горизонтальних осях симетрії, наближеним до І 1,5 Ярім того, співвідношення висот по вертикальних і горизонтальних осях симетрії лінзових елементів більше ніж І 1,5 Крім того, фокусну відстань лінзових елементів вибирають з урахуванням КІЛЬКОСТІ джерел світла, діаграми випромінювання джерел світла та можливих відхилень від рівномірності СВІТІННЯ поверхні світлофора, що спостерігається Крім того, кожний лінзовий елемент сформовано двома поверхнями - зовнішньою та внутрішньою, з різними радіусами кривизни, причому, центри кривизни внутрішніх поверхонь елементів розташовані з регулярною ПОСЛІДОВНІСТЮ координат по сфері, яка концентрична зі сферичною зовнішньою поверхнею розсіювала Таким чином, реалізація способу і пристрою, які заявляються, забезпечить досягнення оптимальних мінімальних значень сили світла в осьовому напрямку та під кутами у горизонтальній та вертикальній площинах При цьому у горизонтальній площині діаграма випромінювання може бути більш вузькою, ніж у горизонтальній площині Апертура променів, які пройшли через розсіювач, визначаються апертурою випромінювачів, апертурною діафрагмою, а також фокусною відстанню лінзових елементів Використовуючи ЛІНЗОВІ елементи, виконані у вигляді шестикутників, у яких по вертикальних і горизонтальних осях симетрії мають співвідношення 1 1,5 і більше, можна наблизити геометричну форму перетину світлового потоку, який пройшов через лінзовий елемент, до еліпса Така геометрія пересічення світлового потоку дозволяє забезпечити оптимальний розподіл випромінювання у просторі для учасників дорожнього руху при мінімальній КІЛЬКОСТІ випромінювачів На фіг 1 представлено ескіз розсіювача На фіг 2 представлено геометричну форму лінзового елемента На фіг 3 представлено сукупність лінзових елементів розсіювача На фіг 4 представлені вертикальні і горизонтальні перетини лінзового елемента та хід оптичних променів в розсіювачі На фіг 5 представлено діаграму розсіювання Розсіювач світлофора /див фіг 1/ складається з посадочної площини 1, бокової циліндричної поверхні 2 і фронтальної зовнішньої поверхні 3 з формуючими потік лінзовими елементами 4, кожний лінзовий елемент 4 /див фіг 2 і 3/ створено двома поверхнями Зовнішня поверхня - сферична з великим радіусом кривизни R, загальна для усіх лінзових елементів розсіювача Внутрішня поверхня - з малим радіусом кривизни визначає межі елемента і його фокусну відстань Центри кривизни внутрішніх поверхонь елеме 47991 нтів розташовані з регулярною ПОСЛІДОВНІСТЮ координат по сфері, яка концентрична зі сферичною зовнішньою поверхнею розсіювача На фіг 4 показано хід променів в обох перетинах, де L-відстань від джерела випромінювання до розсіювача, І-відстань від розсіювача до зображення джерела випромінювання, а, Ь-висоти лінзового елемента за осями, І_і, І_2-кути розсіювання лінзового елемента Враховуючи, що розмір І однаковий для обох перетинів, значення кутів І_і і І_2, визначаються розмірами а і b Наприклад, tg (l_i/2)=(a/2)/1 Якщо b більше а, тоді і кут розсіювання у горизонтальній площині І_2(більший, ніж кут розсіювання у вертикальній площині І_і 47991 \ / ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71