Prismenreilektor, insbesondere für Stnrinlaternen. Die Erfindung bezieht sich auf einen Re flektor für Sturmlaternen, Schutzgläser oder dergleichen. Das Neue besteht darin, dass die den Reflektor bildenden Prismen gegenüber der Lichtquelle derart angeordnet sind, dass die von der Lichtquelle kommenden Licht strahlen von den obern Prismenflächen total reflektiert werden.
Die untern Prismenflächen sind hierbei derartig angeordnet, dass die total reflektierten Strahlen beim Durchgang durch die untern Prismenflächen keine ungünstigen Ablenkungen erfahren und ausserdem die von der Lichtquelle direkt kommenden Strahlen im Gegensatz zu den total reflektierten Strahlen niemals auf die untern Prismenflächen auf- treffen können.
Hierdurch wird der Vorteil erziehlt, dass die von der Lichtquelle kommenden, nach oben gehenden Strahlen in ihrer Gesamtheit unter Ausnutzung der totalen Reflektion nach der Seite oder nach unten abgelenkt werden.
Auf beiliegender Zeichnung ist ein Reflektor für eine Sturmlaterne in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt und zwar in Fig. 1 in einem Schnitt; Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der von einer Licht quelle kommenden und von den Prismen reflektierten beziehungsweise abgelenkten Strahlen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist a der mit einzelnen Prismen versehene Reflektor für eine Sturmlaterne. Die Prismen b sind hierbei der artig angeordnet, dass die von der Lichtquelle c kommenden Lichtstrahlen von der nach oben gehenden Richtung abgelenkt und nach der Seite oder nach unten unter Ausnutzung der totalen Reflektion abgelenkt werden.
Um dieses zu erreichen, sind, wie aus Fig. 2 er sichtlich, die obern Prismenflächen d derartig geneigt angeordnet, dass unter Berücksichti gung der Ausdehnung der Flamme jedes, das einem bestimmtenPrismazugeordneteStrahlen- bündel in seiner Gesamtheit total reflektiert und nach der Seite oder nach unten abgelenkt wird.
Die untere Prismenfläche ist dagegen derartig angeordnet, dass einerseits die von der obern Prismenfläche total reflektierenden Strahlen keine ungünstige Ablenkung beim Hindurchgang durch die untern Prismenflächen erfahren und anderseits die direkt von der Lichtduelle kommenden Strahlen iin Gegen satz zu den total reflektierten auf diese Prismen- flächen nicht aufzutreffen vermögen.
Hierdurch wird der Vorteil erzielt, d@ih zwischen zwei aufeinanderfolgenden Prismen, auch unter Berücksichtigung der Ausdehnung der Flamme, es keinen einzigen Strahl gibt, der nicht von sehier nach oben gehenden Richtung nach unten abgelenkt würde, so dass also die Lichtstrahlen in ihrer Gesamtheit in der gewünschten Richtung unter Ausnutzung der totalen Reflektion abgelenkt werden.
Der Neigungswinkel der obern und untern Prismenflächen kann wie folgt bestimmt werden.
Wie aus Fig. 2 (die Prismenflächen sind der Deutlichkeit wegen stark vergrössert ge zeichnet) ersichtlich ist, wird ein beliebiger Lichtstrahl x der Liehtquelle c beim Auftreffen auf die innere Wand des Reflektors in der Richtung x' abgelenkt und erreicht dabei die oberePrismenflächedunterdem Einfallswinkel. dessen Grüsse ausser von der Richtung x', be ziehungsweise x noch von der Neigung der Prisinenfläche d abhängt.
Wählt man nun die Neigung der Fläche<I>cl</I> so; dass der Winkel c. gleich oder grösser als der Grenzwinkel der Totalreflektion wird, so wird der Strahl x' in der Richtung h- total reflektiert und nach der Seite oder nach unten abgelenkt.
Da aber vom gleichen Punkt der Licht quelle, und ebenso von allen andern Punkten der Lichtquelle, wodurch dann also die Aus dehnung der Lichtquelle berücksichtigt wird, mich andere Strahlen die Prismenfläche d zu treffen vermögen, so ergibt sich, dass ein ganzes Strahlenbündel an die Prismenfläche d gelangt.
Unter Berücksichtigung des oben Gesagten können die Grenzen des für eine bestimmte Prismenfläche d in Frage kommenden Strahlen- bündel bestimmt werden und ausserdem der jenige Lichtstrahl ausfindig gemacht werden, der unter dem kleinsten Einfallswinkel die Prismenfläche d trifft. Wählt man dann die Neigung der betreffenden Prismenfläehe cl so,
clali dieser kleinste Einfallswinkel gleieli oder grösser als der Grenzwinkel der Totalreflektion wird, so werden alle Strahlen des in Frage kommenden Strahlunbündels total reflektiert und naeh der Seite oder nach unten abgelenkt.
Für die Neigung der untern Prisinenfläclie sind folgende L'berlegungen massgebend:
Wie in Fig. ? der Verlauf des Strahles J zeigt, kann der Fall eintreten, dass von der Lichtduelle ein Lichtstrahl eine untere Pris- nienflii.che e so flach trifft, dar eine Total- relektion nach oben stattfindet (y''). Dieser Fall wird vermieden, wenn man, wieder unter Berücksichtigung der Ausdehnung der Licht quelle,
aus dem in Frage kommenden Strahlen bündel denjenigen Lichtstrahl aussucht, dessen Richtung y' mit der Horizontalen den kleinsten Winkel einschliesst, und dann die Neigung der Fläche e so wühlt, dass sie mindestens parallel y', wie es in Fig. 2 für den Strahl z' der Fall ist, oder noch weniger gegen die Horizontale geneigt verläuft.
Fei der Wahl dieser Neigung ist dann noch zu beachten, dass die von den obern Prismenflächen total reflektierten Strahlen au den untern Prismen flächen nicht nochmals (und zwar nach oben) total reflektiert werden.
Auf diese Weise lädt sieh erreichen, dass alle von der Lichtquelle, auch unter Bertick- siehtigung ihrer Ausdehnung kommenden Strahlen von ihrer ursprünglichen Richtung nach der Seite oder nach unten abgelenkt werden.
Prism reflector, especially for star lanterns. The invention relates to a reflector Re for storm lanterns, protective glasses or the like. What is new is that the prisms forming the reflector are arranged opposite the light source in such a way that the light rays coming from the light source are totally reflected by the upper prism surfaces.
The lower prism surfaces are arranged in such a way that the totally reflected rays do not experience any unfavorable deflections when they pass through the lower prism surfaces and, in addition, the rays coming directly from the light source, in contrast to the totally reflected rays, can never hit the lower prism surfaces.
This has the advantage that the rays coming from the light source and going upwards are deflected in their entirety using the total reflection to the side or downwards.
In the accompanying drawing, a reflector for a storm lantern is shown in an exemplary embodiment, namely in FIG. 1 in a section; Fig. 2 shows a schematic representation of the coming from a light source and reflected or deflected by the prisms.
As can be seen from Fig. 1, a is the reflector provided with individual prisms for a storm lantern. The prisms b are arranged in such a way that the light beams coming from the light source c are deflected from the upward direction and deflected to the side or downward using the total reflection.
In order to achieve this, as can be seen from FIG. 2, the upper prismatic surfaces d are arranged inclined in such a way that, taking into account the expansion of the flame, each ray bundle associated with a specific prism is totally reflected in its entirety and to the side or downwards is distracted.
The lower prism surface, on the other hand, is arranged in such a way that, on the one hand, the rays totally reflecting from the upper prism surface do not experience any unfavorable deflection when passing through the lower prism surfaces and, on the other hand, the rays coming directly from the light source, in contrast to the rays totally reflected on these prism surfaces, do not able to hit.
This has the advantage that between two successive prisms, even taking into account the expansion of the flame, there is not a single beam that is not deflected downwards from its upward direction, so that the light beams in their entirety in be deflected in the desired direction using the total reflection.
The inclination angle of the upper and lower prism faces can be determined as follows.
As can be seen from Fig. 2 (the prism faces are drawn greatly enlarged for the sake of clarity), any light beam x from the light source c is deflected in the direction x 'when it strikes the inner wall of the reflector and thereby reaches the upper prism face d at the angle of incidence. the size of which depends on the direction x ', respectively x, on the inclination of the prism surface d.
If you now choose the slope of the surface <I> cl </I> so; that the angle c. becomes equal to or greater than the critical angle of total reflection, the beam x 'is reflected in the direction h- total and deflected to the side or downwards.
But since from the same point of the light source, and also from all other points of the light source, which then takes into account the expansion of the light source, other rays can hit the prism surface d, so the result is that a whole beam of rays hits the prism surface d arrives.
Taking into account what has been said above, the boundaries of the bundle of rays that come into question for a specific prism surface d can be determined and, in addition, the light beam that hits the prism surface d at the smallest angle of incidence can be found. If one then chooses the inclination of the relevant prism surface cl so,
If this smallest angle of incidence is equal to or greater than the critical angle of total reflection, then all rays of the beam bundle in question are totally reflected and deflected to the side or downwards.
The following considerations are decisive for the inclination of the lower prisine surface:
As in Fig.? The course of the ray J shows, the case may arise that a ray of light from the light beam hits a lower prismatic surface so flat that a total upward displacement takes place (y ''). This case can be avoided if, again taking into account the expansion of the light source,
selects that light beam from the beam in question whose direction y 'includes the smallest angle with the horizontal, and then digs the inclination of surface e so that it is at least parallel y', as shown in FIG. 2 for beam z 'is the case, or is even less inclined to the horizontal.
When choosing this inclination, it must then be ensured that the rays totally reflected by the upper prism surfaces are not totally reflected again on the lower prism surfaces (namely upwards).
In this way you can achieve that all rays coming from the light source, also taking into account its expansion, are deflected from their original direction to the side or downwards.