Осветительное оптическое устройство
Номер патента: U 6746
Опубликовано: 30.10.2010
Авторы: Кунделева Наталия Ефимовна, Михайлов Юрий Тимофеевич, Петрович Игорь Павлович
Текст
(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг(72) Авторы Кунделева Наталия Ефимовна Михайлов Юрий Тимофеевич Петрович Игорь Павлович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг(57) 1. Осветительное оптическое устройство, включающее формирующую оптическую систему, выполненную в виде объектива с положительным фокусным расстоянием, и излучатель, имеющий излучающую поверхность в виде прямоугольной полосы, отличающееся тем, что излучатель выполнен таким образом, что ширинаи длинауказанной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя в плоскостях, проходящих перпендикулярно ее излучающей поверхности через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне соответственно, выбраны удовлетворяющими соотношениям(/2)/(/2)/, (/2)/(/2),гдеи- минимальное и максимальное значения, выбираемые из двух величин в скобках,и- расходимости пучка излучения осветительного оптического устройства в плоскостях, проходящих через геометрическую ось осветительного оптического устройства через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне соответственно,а формирующая оптическая система выполнена так, что диаметр входного зрачкаи передний фокальный отрезокобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями(/ 2)(/ 2) 2. Осветительное оптическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что излучатель выполнен таким образом, что ширинаи длинауказанной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя выбраны удовлетворяющими соотношениям/ и (/2)/(/2)(/2)/(/2),а формирующая оптическая система выполнена так, что диаметр входного зрачкаи передний фокальный отрезокобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями(/ 2) 3. Осветительное оптическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что излучатель выполнен таким образом, что ширинаи длинауказанной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя выбраны удовлетворяющими соотношениям/ и (/2)(/2),а формирующая оптическая система выполнена так, что диаметр входного зрачкаи передний фокальный отрезокобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями.(/ 2) 4. Осветительное оптическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что излучатель выполнен таким образом, что ширинаи длинауказанной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя в плоскостях, проходящих перпендикулярно ее излучающей поверхности через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне соответственно, выбраны удовлетворяющими соотношениям/ и (/2)/(/2)2,а формирующая оптическая система выполнена так, что диаметр входного зрачкаобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями 2/ 0,79,2(мм)/15,00,5,2/(0,0166 )0,5. 5. Осветительное оптическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что излучатель выполнен таким образом, что ширинаи длинауказанной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя в плоскостях, проходящих перпендикулярно ее излучающей поверхности через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне соответственно, выбраны удовлетворяющими соотношениям/ и (/2)/(/2)0,35,а формирующая оптическая система выполнена так, что диаметр входного зрачкаобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями/0,5,2(мм)/15,00,5,2/(0,04 )0,5. 6. Осветительное оптическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве излучателя использован лазерный диод или светодиод.(56) 1. Патент ЕР 1331709 А 1, МПК 01 5/00, 2004. 2. Патент 4020, МПК 21 2/00, 2007 (прототип). Полезная модель относится к оптическому приборостроению, в частности к осветительным оптическим устройствам, и может быть использована для создания источников направленного излучения для освещения местности. Известно 1 осветительное оптическое устройство (ООУ) с использованием излучателя, у которого расходимости пучка излучения различны в взаимно перпендикулярных плоскостях. Оно включает излучатель и формирующую оптическую систему, включающую коллимирующую линзу для приема излучения, две ортогональные цилиндрические линзы с общей фокальной плоскостью, выпуклую положительную линзу, имеющую фокус в общей фокальной плоскости. ООУ 1 позволяет получить пучок излучения с необходимыми расходимостями в взаимно перпендикулярных плоскостях, в том числе и пучок с большим сектором обзора горизонтальной местности. Недостатком его является сложная конструкция из-за наличия нескольких оптических элементов. Более простая конструкция ООУ описана в 2, являющаяся наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату и выбранная в качестве прототипа. ООУ 2 включает формирующую оптическую систему, выполненную в виде объектива с положительным фокусным расстоянием, и излучатель, имеющий излучающую поверхность в виде прямоугольной полосы, ширина которой пренебрежимо мала по сравнению с длиной. При выборе параметров формирующей оптической системы, излучателя с определенными геометрическими характеристиками указанной излучающей поверхности и с определенными пространственно-энергетическими характеристиками пучка излучения,связанными определенными соотношениями друг с другом и пространственноэнергетическими характеристиками пучка излучения ООУ, реализована простая конструкция ООУ. Однако ООУ 2 возможно реализовать только при условии, что ширина излучающей поверхности излучателя в виде прямоугольной полосы пренебрежимо мала по сравнению с ее длиной. 67462010.10.30 Задачей полезной модели является упрощение конструкции ООУ при использовании излучателя, имеющего любые соотношения ширины и длины излучающей поверхности в виде прямоугольной полосы. Сущность полезной модели заключается в том, что в осветительном оптическом устройстве, включающем формирующую оптическую систему, выполненную в виде объектива с положительным фокусным расстоянием, и излучатель, имеющий излучающую поверхность в виде прямоугольной полосы, в отличие от прототипа, излучатель выполнен таким образом, что ширинаи длинауказанной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя в плоскостях, проходящих перпендикулярно ее излучающей поверхности через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне соответственно, выбраны удовлетворяющими соотношениям(/2)/(/2)/, (/2)/(/2) или(/2)/ (/2)/, (/2)/(/2),гдеи- минимальное и максимальное значения, выбираемые из двух величин в скобках,и- расходимости пучка излучения осветительного оптического устройства в плоскостях, проходящих через геометрическую ось осветительного оптического устройства через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне соответственно,а формирующая оптическая система выполнена так, что диаметр входного зрачкаи передний фокальный отрезокобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями(/ 2)(/ 2) Осветительное оптическое устройство возможно реализовать таким образом, что излучатель выполнен так, что ширинаи длинауказанной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя выбраны удовлетворяющими соотношениям/ и (/2)/(/2)(/2)/(/2),а формирующая оптическая система выполнена так, что диаметр входного зрачкаи передний фокальный отрезокобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями(/ 2) Осветительное оптическое устройство возможно реализовать таким образом, что излучатель выполнен так, что ширинаи длинауказанной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя выбраны удовлетворяющими соотношениям/ и (/2)(/2),а формирующая оптическая система выполнена так, что диаметр входного зрачкаи передний фокальный отрезокобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями.(/ 2) Осветительное оптическое устройство возможно реализовать таким образом, что излучатель выполнен так, что ширинаи длинауказанной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя в плоскостях, проходящих перпендикулярно ее излучающей поверхности через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне, соответственно, выбраны удовлетворяющими соотношениям/ и (/2)/(/2)2,а формирующая оптическая система выполнена так, что диаметр входного зрачкаобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями/ 0,79,2(мм)/15,00,5,2/(0,0166 )0,5. Осветительное оптическое устройство возможно реализовать таким образом, что излучатель выполнен так, что ширинаи длинауказанной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя в плоскостях, проходящих перпендикулярно ее излучающей поверхности через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне, соответственно, выбраны удовлетворяющими соотношениям/ и (/2)/(/2)0,35,а формирующая оптическая система выполнена так, что диаметр входного зрачкаобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями/0,5,2(мм)/15,00,5,2/(0,04 )0,5. Осветительное оптическое устройство возможно реализовать таким образом, что в качестве излучателя использован лазерный диод или светодиод. Выполнение излучателя, имеющего излучающую поверхность в виде прямоугольной полосы, таким образом, что ширинаи длинауказанной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя в плоскостях, проходящих перпендикулярно ее излучающей поверхности через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне соответственно, выбраны удовлетворяющими соотношениям(/2)/(/2)/, (/2)/(/2) или(/2)/ (/2)/, (/2)/(/2),5 67462010.10.30 гдеи- минимальное и максимальное значения, выбираемые из двух величин в скобках,и- расходимости пучка излучения ООУ в плоскостях, проходящих через геометрическую ось ООУ через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне соответственно, позволяет использовать формирующую оптическую систему с положительным фокусным расстоянием для формирования освещающего пучка ООУ с заданными расходимостями при разных соотношениях ширины и длины излучающей поверхности излучателя. Выполнение формирующей оптической системы со следующей связью параметров,определенной соотношениями,(/ 2)(/ 2) позволяет, во-первых, полностью использовать весь поток излучения излучателя, вовторых, получить заданные расходимости пучка излучения ООУ в плоскостях, проходящих через геометрическую ось ООУ через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне, и, соответственно, создать простую конструкцию ООУ при использовании излучателя, имеющего разные соотношения ширины и длины излучающей поверхности в виде прямоугольной полосы. Возможная реализация ООУ таким образом, что излучатель выполнен так, что ширинаи длинауказанной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя выбраны удовлетворяющими соотношениям/ и (/2)/(/2)(/2)/(/2),и возможное выполнение формирующей оптической системы таким образом, что диаметр входного зрачкаи передний фокальный отрезокобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями, (/ 2) позволяет упростить оптическую схему формирующей оптической системы. Возможная реализация ООУ таким образом, что излучатель выполнен так, что ширинаи длинауказанной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя выбраны удовлетворяющими соотношениям/ и (/2)(/2),и возможное выполнение формирующей оптической системы таким образом, что диаметр входного зрачкаи передний фокальный отрезокобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями(/ 2) позволяет упростить оптическую схему формирующей оптической системы при использовании излучателя, имеющего ширинуизлучающей поверхности в виде прямоугольной полосы значительно меньше ее длиныи имеющего расходимостьпучка излучения излучателя в плоскости, проходящей перпендикулярно ее излучающей поверхности через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно ее длинной стороне, значительно меньшую расходимостипучка излучения излучателя в плоскости, проходящей перпендикулярно ее излучающей поверхности через середину излучающей прямоугольной полосы перпендикулярно ее длинной стороне. Возможная реализация ООУ таким образом, что излучатель выполнен так, что ширинаи длинауказанной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя в плоскостях, проходящих перпендикулярно ее излучающей поверхности через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне соответственно, выбраны удовлетворяющими соотношениям/ и (/2)/(/2)2,и возможное выполнение формирующей оптической системы таким образом, что диаметр входного зрачкаобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями/ 0,79,2(мм)/15,00,5,2/(0,0166 )0,5,позволяет упростить оптическую схему формирующей оптической системы прожекторных систем с расходимостью пучка излучения 1 при использовании в качестве излучателя лазерного диода. Возможная реализация ООУ таким образом, что излучатель выполнен так, что ширинаи длинауказанной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя в плоскостях, проходящих перпендикулярно ее излучающей поверхности через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне соответственно, выбраны удовлетворяющими соотношениям/ и (/2)/(/2)0,35,и возможное выполнение формирующей оптической системы таким образом, что диаметр входного зрачкаобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями/0,5,2(мм)/15,00,5,2/(0,04 )0,5,позволяет упростить оптическую схему формирующей оптической системы для оптических систем накачки лазеров при использовании в качестве излучателя лазерного диода. Возможная реализация ООУ с использованием в качестве излучателя лазерного диода или светодиода позволяет упростить конструкцию ООУ. Полезная модель поясняется чертежом. На фигуре представлена оптическая схема ООУ. ООУ включает в себя излучатель 1 и формирующую оптическую систему, выполненную в виде объектива 2 с положительным фокусным расстоянием . Излучатель 1 имеет излучающую поверхность (показана на фигуре в проекции) в виде прямоугольной полосы, где 67462010.10.30 ширина которой равна , а длина равна . В качестве длинывыбиралась большая сторона указанной прямоугольной полосы. Излучатель 1 установлен в ООУ так, что его излучающая поверхность перпендикулярна геометрической оси ООУ, проходящей вдоль оптической оси объектива 2. ООУ создает пучок излучения с расходимостью в плоскостях, проходящих через геометрическую ось ООУ через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне,исоответственно. Возможность осуществления ООУ по п. 1 формулы. Возможность осуществления ООУ проверялась при помощи автоматизированной системы проектирования оптических систем (ОПАЛ). С использованием ОПАЛ проводился расчет хода реальных лучей, проходящих через заданные оптические поверхности. Известно, что характеристики изготовленных оптических систем, расчет которых проводился с помощью ОПАЛ, показывают соответствие расчетным характеристикам. В расчете использовалась формирующая оптическая система, выполненная в виде объектива 2 с положительным фокусным расстоянием. Исходные данные для расчета длина волны излучения 0,803 мкм, заданная расходимость пучка излучения ООУ в горизонтальной плоскости равна,5, а в вертикальной плоскости равна 0,75. Так как в качестве длинывыбиралась большая сторона излучающей прямоугольной полосы излучателя 1, то отношение длины и ширины / излучающей поверхности излучателя всегда больше 1. Выбирая при использовании исходных данных расходимостиииз соотношений(/2)/(/2)/1, (/2)/(/2)2,или(/2)/ (/2)/1, (/2)/(/2)2,получается условие (/2)/(/2)12, что позволяет использовать многие источники излучения. В дальнейшем для каждого отношения длины и ширины / излучающей поверхности излучателя от 1 до 200 (что соответствует бесконечности) находятся параметры формирующей оптической системы, а именно диаметр входного зрачка , передний фокальный отрезокобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя, фокусное расстояниеобъектива, связанные соотношениями(/ 2)(/ 2) При этом для каждого отношения длины и ширины / излучающей поверхности излучателя от 1 до 200, с определенными параметрами формирующей оптической системы , , определяемых предыдущими выражениями (как равенствами, так и неравенствами), с использованием ОПАЛ проводился расчет хода реальных лучей, проходящих через формирующую оптическую систему, который показывает получение заданных выходных характеристик ООУ, а именно, во-первых, полностью используется весь поток излучения излучателя, во-вторых, получается заданная расходимость пучка излучения ООУ в плоскостях, проходящих через геометрическую ось ООУ через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне, и, соответственно,создается простая конструкция ООУ при использовании излучателя, имеющего разные соотношения ширины и длины излучающей поверхности в виде прямоугольной полосы. 67462010.10.30 Проведенные расчеты показывают возможность создания ООУ с заданной расходимостью освещающего пучка при разных соотношениях ширины и длины излучающей поверхности излучателя и, таким образом, подтверждают возможность осуществления полезной модели и возможность получения при осуществлении полезной модели технического результата, который указан в разделе Сущность полезной модели для независимого пункта формулы полезной модели. Возможность осуществления ООУ по п. 2 формулы. Возможность реализации ООУ при условии, что излучатель выполнен так, что ширинаи длинаизлучающей поверхности в виде прямоугольной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя выбраны удовлетворяющими соотношениям/ и (/2)/(/2)(/2)/(/2),при возможном выполнении формирующей оптической системы таким образом, что диаметр входного зрачкаи передний фокальный отрезокобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями, (/ 2) проверялась при помощи автоматизированной системы проектирования оптических систем (ОПАЛ). С использованием ОПАЛ проводился расчет хода реальных лучей, проходящих через заданные оптические поверхности. В расчете использовалась формирующая оптическая система, выполненная в виде объектива 2 с положительным фокусным расстоянием. Исходные данные для расчета длина волны излучения 0,803 мкм, заданная расходимость пучка излучения ООУ в горизонтальной плоскости равна,5, а в вертикальной плоскости равна 0,75. Так как в качестве длинывыбиралась большая сторона излучающей прямоугольной полосы излучателя 1, то отношение длины и ширины / излучающей поверхности излучателя близко к бесконечности. Выбирая при использовании исходных данных расходимостиииз соотношений(/2)/(/2)/, (/2) /(/2)2 или(/2)/(/2)/, (/2) /(/2)2,получается условие (/2)/(/2) 2, что позволяет использовать многие источники излучения. В дальнейшем для каждого отношения длины и ширины / излучающей поверхности излучателя 100 и 200 (что соответствует бесконечности) находятся параметры формирующей оптической системы, а именно диаметр входного зрачка , передний фокальный отрезокобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя, фокусное расстояниеобъектива, связанные соотношениями.(/ 2) При этом для каждого отношения длины и ширины / излучающей поверхности излучателя 100 и 200, с определенными параметрами формирующей оптической системы , , определяемых предыдущими выражениями (как равенствами, так и неравенствами), с использованием ОПАЛ проводился расчет хода реальных лучей, проходящих через формирующую оптическую систему, который показывает как получение заданных выходных характеристик ООУ, так и упрощение оптической схемы формирующей оптической системы. Проведенные расчеты показывают возможность создания ООУ с заданной расходимостью освещающего пучка при соотношениях ширины и длины излучающей поверхности излучателя / и соотношениях параметров расходимости(/2)/(/2)(/2)/(/2) и, таким образом, подтверждают возможность осуществления полезной модели и возможность получения при осуществлении полезной модели технического результата,который указан в разделе Сущность полезной модели для 2-го (зависимого) пункта формулы полезной модели. Возможность осуществления ООУ по п. 3 формулы. Возможность реализации ООУ при условии, что излучатель выполнен так, что ширинаи длинаизлучающей поверхности в виде прямоугольной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя выбраны удовлетворяющими соотношениям/ и (/2)(/2),при возможном выполнении формирующей оптической системы таким образом, что диаметр входного зрачкаи передний фокальный отрезокобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями(/ 2) проверялась при помощи автоматизированной системы проектирования оптических систем (ОПАЛ). С использованием ОПАЛ проводился расчет хода реальных лучей, проходящих через заданные оптические поверхности. В расчете использовалась формирующая оптическая система, выполненная в виде объектива 2 с положительным фокусным расстоянием. Исходные данные для расчета длина волны излучения 0,803 мкм, заданная расходимость пучка излучения ООУ в горизонтальной плоскости равна,5, а в вертикальной плоскости, равна 0,75. Так как в качестве длинывыбиралась большая сторона излучающей прямоугольной полосы излучателя 1, то отношение длины и ширины / излучающей поверхности излучателя близко к бесконечности. Выбираем при использовании исходных данных расходимостиииз соотношений(/2)(/2). В дальнейшем для каждого отношения длины и ширины / излучающей поверхности излучателя 100 и 200 (что соответствует бесконечности) находятся параметры формирующей оптической системы, а именно диаметр входного зрачка , передний фокальный отрезокобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя, фокусное расстояниеобъектива, связанные соотношениями.(/ 2) При этом для каждого отношения длины и ширины / излучающей поверхности излучателя 100 и 200, с определенными параметрами формирующей оптической системы , , определяемых предыдущими выражениями (как равенствами, так и неравенствами), с использованием ОПАЛ проводился расчет хода реальных лучей, проходящих через формирующую оптическую систему, который показывает как получение заданных выходных характеристик ООУ, так и упрощение оптической схемы формирующей оптической системы при использовании излучателя, имеющего ширинуизлучающей поверхности в виде прямоугольной полосы значительно меньше ее длиныи имеющего расходимостьпучка излучения излучателя в плоскости, проходящей перпендикулярно ее излучающей поверхности через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно ее длинной стороне, значительно меньшую расходимостипучка излучения излучателя в плоскости, проходящей перпендикулярно ее излучающей поверхности через середину излучающей прямоугольной полосы перпендикулярно ее длинной стороне. Проведенные расчеты показывают возможность создания ООУ с заданной расходимостью освещающего пучка при соотношениях ширины и длины излучающей поверхности излучателя / и соотношениях параметров расходимости(/2)(/2) и, таким образом, подтверждают возможность осуществления полезной модели и возможность получения при осуществлении полезной модели технического результата, который указан в разделе Сущность полезной модели для 3-го (зависимого) пункта формулы полезной модели. Возможность осуществления ООУ по п. 4 формулы. Возможность реализации ООУ при условии, что излучатель выполнен так, что ширинаи длинаизлучающей поверхности в виде прямоугольной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя выбраны удовлетворяющими соотношениям/ и (/2)/(/2)2,при возможном выполнении формирующей оптической системы таким образом, что диаметр входного зрачкаи передний фокальный отрезокобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями/0,79,2(мм)/15,00,5,2/(0,0166 )0,5,проверялась при помощи автоматизированной системы проектирования оптических систем (ОПАЛ). С использованием ОПАЛ проводился расчет хода реальных лучей, проходящих через заданные оптические поверхности. В расчете использовалась формирующая оптическая система, выполненная в виде объектива 2 с положительным фокусным расстоянием. Исходные данные для расчета длина волны излучения 0,803 мкм, заданная расходимость пучка излучения ООУ в горизонтальной плоскости равна,5, а в вертикальной плоскости равна 0,75. Так как в качестве длинывыбиралась большая сторона излучающей прямоугольной полосы излучателя 1, то отношение длины и ширины / излучающей поверхности излучателя близко к бесконечности. Выбираем при использовании исходных данных расходи где 67462010.10.30 мостиииз соотношений, всегда выполняющихся в настоящее время для излучения лазерных диодов(/2)/(/2)2. В дальнейшем для каждого отношения длины и ширины / излучающей поверхности излучателя 100 и 200 (что соответствует бесконечности) находятся параметры формирующей оптической системы, а именно диаметр входного зрачка , передний фокальный отрезокобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя, фокусное расстояниеобъектива, связанные соотношениями/0,79,2(мм)/15,00,5,2/(0,0166 )0,5. При этом для каждого отношения длины и ширины / излучающей поверхности излучателя 100 и 200, с определенными параметрами формирующей оптической системы , , определяемых предыдущими выражениями (как равенствами, так и неравенствами), с использованием ОПАЛ проводился расчет хода реальных лучей, проходящих через формирующую оптическую систему, который показывает как получение заданных выходных характеристик ООУ, так и упрощение оптической схемы формирующей оптической системы прожекторных систем с расходимостью пучка излучения 1 при использовании в качестве излучателя лазерного диода. Проведенные расчеты показывают возможность создания ООУ с заданной расходимостью освещающего пучка при соотношениях ширины и длины излучающей поверхности излучателя / и соотношениях параметров расходимости(/2)/(/2)2 и, таким образом, подтверждают возможность осуществления полезной модели и возможность получения при осуществлении полезной модели технического результата, который указан в разделе Сущность полезной модели для 4-го (зависимого) пункта формулы полезной модели. Возможность осуществления ООУ по п. 5 формулы. Возможность реализации ООУ при условии, что излучатель выполнен так, что ширинаи длинаизлучающей поверхности в виде прямоугольной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя выбраны удовлетворяющими соотношениям/ и (/2)/(/2)0,35,при возможном выполнении формирующей оптической системы таким образом, что диаметр входного зрачкаи передний фокальный отрезокобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя и фокусное расстояниеобъектива связаны соотношениями/0,5,2(мм)/15,00,5,2/(0,04 )0,5,проверялась при помощи автоматизированной системы проектирования оптических систем (ОПАЛ). С использованием ОПАЛ проводился расчет хода реальных лучей, проходящих через заданные оптические поверхности. В расчете использовалась формирующая оптическая система, выполненная в виде объектива 2 с положительным фокусным расстоянием. Исходные данные для расчета длина волны излучения 0,803 мкм, заданная расходимость пучка излучения ООУ в горизонтальной плоскости равна,5, а в вертикальной плоскости равна 0,75. Так как в качестве длинывыбиралась большая сторона излучающей прямоугольной полосы излучателя 1, то отношение длины и ширины / излучающей поверхности излучателя близко к бесконечности. Выбираем при использовании исходных данных расходимостиииз соотношений, выполняющихся в настоящее время для накачки твердотельных лазеров излучением лазерных диодов 67462010.10.30(/2)/(/2)0,35. В дальнейшем для каждого отношения длины и ширины / излучающей поверхности излучателя 100 и 200 (что соответствует бесконечности) находятся параметры формирующей оптической системы, а именно диаметр входного зрачка , передний фокальный отрезокобъектива, расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности излучателя, фокусное расстояниеобъектива, связанные соотношениями/0,5,2(мм)/15,00,5,2/(0,04 )0,5. При этом для каждого отношения длины и ширины / излучающей поверхности излучателя 100 и 200, с определенными параметрами формирующей оптической системы , , определяемых предыдущими выражениями (как равенствами, так и неравенствами), с использованием ОПАЛ проводился расчет хода реальных лучей, проходящих через формирующую оптическую систему, который показывает как получение заданных выходных характеристик ООУ, так и упрощение оптической схемы формирующей оптической системы для оптических систем накачки лазеров при использовании в качестве излучателя лазерного диода. Проведенные расчеты показывают возможность создания ООУ с заданной расходимостью освещающего пучка при соотношениях ширины и длины излучающей поверхности излучателя / и соотношениях параметров расходимости (/2)/(/2)0,35 и, таким образом, подтверждают возможность осуществления полезной модели и возможность получения при осуществлении полезной модели технического результата, который указан в разделе Сущность полезной модели для 5-го (зависимого) пункта формулы полезной модели. Возможность осуществления ООУ по п. 6 формулы. Возможная реализация ООУ с использованием в качестве излучателя лазерного диода или светодиода позволяет выбрать ширинуи длинуизлучающей поверхности в виде прямоугольной полосы и расходимостиипучка излучения излучателя удовлетворяющими соотношениям(/2)/(/2)/, (/2)/(/2) или(/2)/ (/2)/, (/2)/(/2),что ввиду простоты схемы питания лазерного диода или светодиода упростит конструкцию ООУ, подтверждает возможность осуществления полезной модели и возможность получения при осуществлении полезной модели технического результата, который указан в разделе Сущность полезной модели для 6-го (зависимого) пункта формулы полезной модели. В конкретном исполнении ООУ включает в себя излучатель 1, в качестве которого используется лазерный диод (ЛД) с длиной волны излучения 0,803 мкм, и формирующую оптическую систему, выполненную в виде объектива 2 с положительным фокусным расстоянием . ООУ обеспечивает заданные расходимости пучка излучения в плоскостях,проходящих через геометрическую ось ООУ через середину излучающей прямоугольной полосы ЛД параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне соответственно, в горизонтальной плоскости равную,5, а в вертикальной плоскости равную 0,75. ЛД 1 имеет излучающую поверхность (показана на фигуре в проекции) в виде прямоугольной полосы, ширинакоторой равна 1 мкм, а длинаравна 200 мкм. ЛД 1 установлен в ООУ так, что его излучающая поверхность перпендикулярна геометрической оси ООУ, проходящей вдоль оптической оси объектива 2. Расходимость пучка излучения ЛД равна (по уровню 0,5 от максимального значения плотности мощности)6,75 и 43 в плоскостях, проходящих перпендикулярно излучающей поверхности ЛД через 13 67462010.10.30 середину излучающей прямоугольной полосы параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне соответственно, что обеспечивает выполнение условия(/2)/(/2)0,152/, (/2)/(/2). Объектив 2 имеет выходной зрачок 5,3 мм, передний фокальный отрезокобъектива 2 равен 5,56 мм, фокусное расстояниеположительное и равно 8,8 мм для длины волны излучения 0,803 мкм. ЛД 1 находится на расстоянии 0,14 мм от переднего фокуса объектива 2. Диаметр входного зрачкаи передний фокальный отрезокобъектива, фокусное расстояние егои расстояниеот его переднего фокуса до излучающей поверхности ЛД связаны соотношениями/(-)0,970,32(/2), 2(/2),2(8,8 мм)/(15,0 мм)0,5,20,14 мм / (8,8 мм) (0,0166)0,5. ООУ работает следующим образом. ЛД 1 излучает с поверхности в виде прямоугольной полосы, имеющей ширинуи длину , пучок излучения с 0,803 мкм и с расходимостьюив плоскостях, проходящих перпендикулярно ее излучающей поверхности через середину излучающей прямоугольной полосы параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне соответственно. Объектив 2 принимает и преобразует этот поток излучения в пучок излучения ООУ с расходимостьюив плоскостях, проходящих через геометрическую ось ООУ через середину излучающей прямоугольной полосы ЛД параллельно и перпендикулярно ее длинной стороне соответственно. В данном случае ООУ освещает горизонтальную поверхность пучком излучения с расходимостью 1,5 по горизонту и расходимостью 0,75 по вертикали. Таким образом, ООУ обеспечивает простую конструкцию для формирования пучка излучения с заданными расходимостями в взаимно перпендикулярных плоскостях при использовании излучателя, имеющего любые соотношения ширины и длины излучающей поверхности в виде прямоугольной полосы. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
МПК / Метки
МПК: H01S 5/00, F21S 19/00
Метки: оптическое, осветительное, устройство
Код ссылки
<a href="https://bypatents.com/14-u6746-osvetitelnoe-opticheskoe-ustrojjstvo.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Осветительное оптическое устройство</a>
Предыдущий патент: Компрессионный рукав
Следующий патент: Мобильная установка для ремонта скважин
Случайный патент: Способ локального повышения концентрации кислорода в кожной ткани