175194. lajstromszámú szabadalom • Fókuszáló- párhuzamosító szerkezet főként fénykapukhoz
3 175194 4 ránya, hogy a gyakorlatban alkalmazott, határozott geometriai sugárzó felülettel rendelkező, többnyire hosszúkás alakú fényforrásokat, illetve úgyszintén a határozott geometriai alakú érzékelőfelülettel rendelkező érzékelő eszközöket egyaránt ideálisan pontszerűnek tekintik, és mint ideálisan pontszerű fényforrásokhoz, illetve fényérzékelő eszközökhöz alakítják ki a fókuszáló-párhuzamosító szerveket. Ennek követkéz tében mindig csak korlátozott mértékben párhuzamos fénysugámyaláb előállítása lehetséges, illetve a fókuszált fénysugámyaláb is gyakorlatilag csak korlátozott mértékben érzékelhető. Az igényesebb célokra készült szerkezetekben is csak gondosan csiszolt költséges lencsék használhatók és a szigorúbb követelményeknek már csak gondosan illesztett lencserendszerek alkalmazásával lehet eleget tenni. A lencsék alkalmazása mellett az optimális beállításhoz úgy az egyedi lencsék, mint lencserendszerek használata esetén is, egy állító szerkezet, vagy az optikának távolságfüggően változtatható kialakítása elengedhetetlen, de így is hosszadalmas beállító munka szükséges minden egyes fénykapu telepítéséhez. Mindezek a hátrányok és nehézségek fokozottan jelentkeznek az olyan fénykapu kialakításoknál, ahol az ellenőrzött szakasz több méter, esetleg több tízméter hosszú vagy tág határok között változk, illetve egy vagy több sk tükrözőfelület elrendezésével, több egymással szöget bezáró, vagy adott esetben párhuzamos szakaszra van bontva. Ugynákkor a szerkezetek költségessége, melyet elsődlegesen az optikai lencsék ára határoz meg, és a beállítás hosszadalmassága nincs arányban a várható eredménnyel a korábban ismertetett elhanyagolás miatt. így jelen találmánnyal célunk egy olyan párhuzamos fénysugámyaláb előállítására és/vagy fogadására ill. érzékelésére alkalmas fókuszáló-párhuzamosító szerkezeti kialakítást javasolni, mely az ismert hasonló célú eszközök hátrányaitól és fogyatékosságaitól mentes, és főként fényadó és/vagy fényvevő egységek kialakításánál előnyösen alkalmazható. További célunk még egy olyan szerkezeti kialakítást is bemutatni, mely az ismert fénykapuknál nagyobb működési megbízhatósággal rendelkezik, és kivitelezése olcsóbb. Találmányunk alapját az a felismerés képezi, hogy a valóságos, lényegében mindig hosszúkás alakú fényforrások, illetve fénytkibocsátó eszközök, továbbá a meghatározott geometriai alakú érzékelőfelülettel rendelkező fényérzékelő eszközök mellett fénysugámyaláb előállítására és/vagy fogadására illetve érzékelésére körív metszetű homorú tükrözőfelülettel kialakított testek pl. gömbtükrök vagy hengerpalást ív tükrözőfelületű testek sokkal előnyösebben alkalmazhatók, mint a pontszerű fényforrást igénylő parabolatükrök, optikai lencsék, vagy lencserendszerek. A találmány szerinti fókuszáló-párhuzamosító szer kezetnek fényforrása illetve fényérzékelő eszköze van. Lényege, hogy a<180°-os nyílásszögű homorú gömbtükre van, és a hosszúkás alakú fényforrásának legalább egy része a gömbtükör optikai főtengelyének a gyújtóponttól a tükröző felülete felé nyúló hatásszakaszának legalább egy részére illeszkedik, illetve a fényérzékelő eszköze a hatásszakasz mentén van elrendezve. Adott esetben ugyanazon gömbtükömél a fényforrás és a fényérzékelő eszköz együtt van elrendezve. Előnyös kiviteli alaknál a fényforrás fénykibocsátó eszközének, főként izzószálának középvonala a hatásszakasz hosszával egyező, és teljes hosszában a hatásszakaszra illeszkedik. További előnyös kiviteli alaknál a fényérzékelő eszköz érzékelőfelületével a tükrözőfelület felé nézőén van elrendezve, és az érzékelőfelület normálisan illeszkedik az optikai főtengelyre. A találmány lényege egy másik jellemzője szerint, hogy a<180o-os központi szögű ív metszetű homorú hengerpalást tükrözőfelülettel kialakított teste van, és a fényforrás fénykibocsátó eszközét illetve a fényérzékelő eszköz érzékelőfelületét burkoló felületnek a tükrözőfelület körívet adó síkmetszetében vett szelvényének középvonala legalább részben illeszkedik a körív szimmetriatengelyének a körsugár felezőpontjától a tükrözőfelület felé nyúló hatásszakasz egy részére. A találmány egy előnyös megvalósításánál egy szerkezet fényforrással kialalkítva fényadó egységként és egy másik szerkezet fényérzékelő eszközzel kialakítva fényvevő egységként optikai főtengelyükkel egy egyenesbe esően, vagy egy, vagy több sík tükröző-felület közbeiktatásával meghatározott egyenes tengelyszakaszokra illeszkedően fénykaput alkotva vannak elrendezve. A továbbiakban a találmány lényegét részletesebben, és egy kiviteli példa bemutatásával ismertetjük, hivatkozva a csatolt rajzokra, ahol az 1. ábra egy gömbtükör fényvisszaverési viszonyait metszeten, és a 2. ábra pedig egy fénykapu vázlatos kialakítását mutatja. A találmány szerinti megoldás azon önmagában ismert fizikai jelenségen alapul, mely szerint egy, az 1. ábrán metszetben látható a <180 °-os nyílásszögű 1 homorú gömbtükörre párhuzamosan beeső 2,2’, 3, 3’, 4, 4’ fénysugarak az 1 homorú gömbtükör 5 tükrözőfelületéről egy kausztikus felületet meghatározva verődnek vissza. A kausztikus felület az 1 homorú gömbtükör 6 optikai főtengelyére nézve forgásfelület és alkotója az ábrán szaggatottan bejelölt 8 epiciklois. Következésképpen minden visszaverődő fénysugár a 6 optikai főtengelyt az 1 homorú gömbtükör 7 gyújtópontjából kiinduló és az 5 tükrözőfelület felé nyúló L hatásszakaszon metszi. Az L hatásszakaszt az ábrán vastagabban jelöltük, és hosszát az Rcos<"~ ~[ +a.tg(90-~)] z 2 2 kifejezés alapján határozhatjuk meg, amely kifejezésben a a gömbtükör nyílásszögét, R a gömbtükör sugarát és a az apertúra sugarát jelenti. Ugyanez a jelenség lép föl, ha a gömbtükröt a<180 °-os központi szögű ívhez tartozó homorú hengerpalást tükrözőfelületű testtel helyettesítjük. Ekkor a visszavert sugarak egy epiciklois metszetű, a hengerpalást alkotóival párhuzamos alkotókkal rendelkező felületet határoznak meg, de minden visszavert féysugár keresztülmegy azon a sík felületen, amelyet a hatásszakasz két végpontjánkeresztülmenő, alkotókkal párhuzamos szakaszok feszítenek ki. A síkfelület hosszúságát a hengerpalást alkotójának hossza határozza meg,, és szélességét a korábban ismertetett kifejezés analógiájaként az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
