DE1017105B

DE1017105B - Signal lamp optics

Info

Publication number: DE1017105B
Application number: DES49515A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Walter Schroeder
Original assignee: Sendlinger Optische Glaswerke GmbH
Current assignee: Sendlinger Optische Glaswerke GmbH
Priority date: 1956-07-14
Filing date: 1956-07-14
Publication date: 1957-10-10

Description

Signalscheinwerfer-Optik Die optischen Einrichtungen für Signalscheinwerfer arbeiten fast immer so, daß die Lichtstrahlen einer Glühlampe von einer Sammeloptik parallel gerichtet werden und daß sie dann eine besondere Streuscheibe passieren, die das parallele Licht seitlich und in die Tiefe streut. Diese ebene Streuscheibe ist meist auf beiden Seiten mit einem Riefensystem versehen, wobei oft auf der Seite der Lichtquelle die senkrechten, also seitlich streuenden Riefen vorgesehen sind und auf der anderen Seite die waagerechten Riefen, die das Licht nach unten lenken sollen. Die Lichtaustrittsöffnung des Signalscheinwerfers ist häufig durch eine kugelkalottenförmig gestaltete Abschlußscheibe abgedeckt, kalottenförmig deshalb, damit die einstrahlende Sonne nur einen Punkt derselben zum Aufleuchten bringt.Signal lamp optics The optical devices for signal lamps almost always work in such a way that the light rays of an incandescent lamp come from a collecting lens are directed parallel and that they then pass a special diffuser, which scatters the parallel light laterally and into the depths. This flat lens is usually provided with a system of grooves on both sides, often on the side the light source the vertical, so laterally scattering grooves are provided and on the other side the horizontal grooves that direct the light downwards should. The light exit opening of the signal headlight is often through a spherical cap-shaped cover lens covered, therefore cap-shaped, so that the shining sun only lights up one point of the same.

Betrachtet man ein solches Signal von der Seite, so ergibt sich die Schwierigkeit, daß man die im Innern liegende ebene Streuscheibe nur bis zu bestimmten Winkeln sehen kann. Unsichtbar ist sie für einen neben oder unter dem Signal stehenden Beobachter. Man hat daher schon gewölbte Abschlußscheiben hergestellt, die auf ihrer Innenseite mit Längsstreuriefen besetzt sind. Man kann dies aber nur dann tun, wenn nur geringe Ansprüche an die Genauigkeit der erzielten Streuung gestellt werden. Eine Streuriefe kann stets als ein verlaufendes Prisma aufgefa.ßt werden. Bei einem Prisma ist aber die erzielte Ablenkung in weitem Umfange davon abhängig, unter welchem Winkel der einfallende Lichtstrahl auftrifft. Es ist also schon bei einfachen Riefensystemen theoretisch falsch, diese auf der Innenseite einer gewölbten Abschlußscheibe anzubringen.If you look at such a signal from the side, the result is Difficulty that you can only use the flat lens inside to a certain extent Can see angles. It is invisible to anyone standing next to or below the signal Observer. One has therefore already made domed lenses on their Inside are covered with longitudinal scatter grooves. But you can only do this if only low demands are made on the accuracy of the spread achieved. A scattering depth can always be understood as a running prism. At a Prism, however, the deflection achieved depends to a large extent on which one Angle of incident light beam. So it is already with simple groove systems theoretically wrong to attach this to the inside of a curved lens.

Nun sind in letzter Zeit ebene Streuscheiben bekanntgeworden, die, ein oder mehrere Seiten- und Tiefenstreuelementsysteme aufweisen, die nur auf einer Seite der Scheibe angeordnet sind. Diese Scheiben sind gleichzeitig Abschlußscheiben. Sollen diese Scheiben vorgewölbt werden, so treten noch wesentlich kompliziertere Verhältnisse auf, da praktisch jedes einzelne Element je nach seiner Stellung im Innern der Abschlußscheibe besonders gestaltet werden müßte.Lately flat lenses have become known which, have one or more side and depth scattering element systems that are only on one Side of the disc are arranged. These disks are also cover disks. If these disks are to be bulged, much more complicated ones occur Conditions, since practically every single element depends on its position in the Inside the lens would have to be specially designed.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Streuoptik für einen Signalscheinwerfer zu schaffen, die vorgewölbt ist, die weit von der Seite oder von unten zu sehen ist, und bei der die Streucharakteristik der Streuelemente von ihrer Stellung in der gewölbten Abschlußscheibe unabhängig ist.The invention is now based on the object of a diffusing optic for to create a signal headlight that bulges out that far from the side or can be seen from below, and where the scattering characteristics of the scattering elements is independent of their position in the domed lens.

Die Erfindung betrifft eine Signa.lscheinwerferoptik, welche aus einer Scheibe mit lichtstreuenden Elementen und einer vorgewölbten, von zwei parallelen Flächen begrenzten Abschlußscheibe besteht, und sie besteht bei der einen Lösung darin, daß die Scheibe mit den lichtstreuenden Elementen, die auf der der Lichtquelle zugewandten Seite der Scheibe angeordnet sind, ringstufenförmig in die Höhlung des Abschlußglases hineingeschmiegt ist, und sie besteht bei der anderen Lösung darin, daß die vorgewölbte parallelflächige Abschlußscheibe auf der Innenseite im Abstand voneinander verteilt kleine, stark seitlich und/oder stark in die Tiefe streuende Elemente aufweist, während auf der, vorzugsweise ebenen, lichtstreuenden, der Lichtquelle zugewandten Scheibe größere, schwach seitlich und/oder schwach tief streuende Elemente angebracht sind.The invention relates to a signal headlight optics, which consists of a Disc with light-diffusing elements and one protruding from two parallel ones There is a limited surface cover lens, and it exists in the case of one solution in the fact that the disc with the light-diffusing elements, which is on that of the light source facing side of the disc are arranged in the shape of a ring into the cavity of the The closing glass is nestled in, and with the other solution it consists in that the protruding parallel-faced cover plate on the inside at a distance distributed from each other small, strongly laterally and / or strongly scattering in the depth Has elements, while on the, preferably flat, light-scattering, the light source facing disc larger, slightly laterally and / or slightly deeply scattering elements are appropriate.

In den Fig. 1 bis 5 ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt. Als Streuelement ist stets eine Viertelkugelkalotte gewählt worden. Natürlich sind die heutigen Streuelemente wesentlich komplizierter, meist sind es Toroide oder ähnliche Gebilde. Die Fig. 1 zeigt in der Aufsicht von der Lichtquelle aus gesehen, ein Stück einer Abschlußscheibe, welche mit Streuelementen 1 besetzt ist, die, wie erwähnt, Viertel von Kugelkalotten sind. Die Fig. 2 zeigt das Stück der Abschlußscheibe gegenüber Fig. 1 in Richtung A-A geschnitten. 2 ist die durchsichtige Platte der Abschlußscheibe. Das von der Lichtquelle herkommende parallele Licht trifft die Oberflächen 3 der Streuelemente 1 und wird von diesen nach rechts und nach unten gerichtet. Die Lichtstrahlen verlassen die Platte 2 durch die Planfläche 4. Würde man nun die Platte 2 wölben, so daß beispielsweise die Ebene 4 zu einer Kugelfläche werden würde, so würden die obenerwähnten Schwierigkeiten auftreten. Es würde jedes Element je nach seiner Stellung andere Streuverhältnisse bekommen. In der Fig. 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung im Schnitt dargestellt, und zwar wird eine besondere Abschlußscheibe 5 verwendet, die parallele Oberflächen 6 und 7 hat. Diese Abschlußscheibe 5 ändert den Gang der Lichtstrahlen praktisch nicht. Die Platte oder Scheibe 2 der Fig. 2 ist nun erfindungsgemäß treppenartig gestuft. Sie ist in Fig. 3 mit 8 bezeichnet. Die Fläche 4 der Fig. 2 zerfällt also in eine zentrale kreisförmige Planfläche 9 und in die ringförmigen Flächen 10, 11, 12 und 13. Die diesen Flächen 9 bis 13 gegenüberliegenden Flächen 14 bis 18 sind mit den Streuelementen 1 besetzt. Die treppenartig gestufte Scheibe gemäß Fig. 3 ist also dadurch aus der Planscheibe der Fig. 2 .entstanden, daß diese in einen Zentralteil und eine Reihe von Ringteilen zerlegt worden ist und daß das ganze Gebilde in die Abschlußscheibe 5 hineingezogen worden ist. Die Fig. 4 zeigt die treppenartig gestufte Scheibe 8 der Fig. 3 vom Beschauer, also von außen her gesehen in der Aufsicht. Man blickt auf die Flächen 9 bis 13. Natürlich könnte man auch eine Streuelementenscheibe 8 verwenden, bei der sich die Elemente auf der dem Beschauer zugewandten Seite der Scheibe 8 befinden. In diesem Falle würden also die Elemente auf den Flächen 9 bis 13 sitzen, während die Flächen 14 bis 18 frei von Elementen wären und daher Planflächen sein würden. Man kann auch Scheiben 8 verwenden, bei denen sowohl die Seiten .9 bis 13 als auch die Seiten 14 bis 18 mit Elementen bedeckt sind. In dem Falle, wo sich die Elemente auf den Seiten 9 bis 13 befinden, könnte auf eine treppenstufenartige Ausbildung der der Lichtquelle zugewandten Seite der Abschlußscheibe 8 verzichtet werden. Diese Seite könnte dann eine Planfläche sein, welche in der Ringebene 18 liegen müßte. Man kann dann die Planfläche schleifen und polieren, hat aber den Nachteil in Kauf zu nehmen, daß die zentralen Stellen dieser Abschlußscheibe eine verhältnismäßig große Dicke bekommen, so daß lange Lichtwege im Glase entstehen. Durch die treppenartige Versetzung wird die exakte Wirkungsweise der Streuelemente nicht gestört, ebensowenig stört das parallele, vorgewölbte Abschlußglas.In FIGS. 1 to 5, the subject matter of the invention is shown schematically. A quarter spherical cap has always been chosen as the scattering element. Of course are Today's scattering elements are much more complicated, mostly toroids or similar structures. Fig. 1 shows in a plan view from the light source, a piece of a lens, which is occupied with scattering elements 1, which, like mentioned, quarters of spherical caps are. Fig. 2 shows the piece of the lens compared to Fig. 1 cut in the direction A-A. 2 is the transparent plate of the Cover lens. The parallel light coming from the light source hits the Surfaces 3 of the scattering elements 1 and is moved by these to the right and down directed. The light rays leave the plate 2 through the plane surface 4 you now arch the plate 2 so that, for example, the plane 4 becomes a spherical surface the above-mentioned difficulties would arise. Anyone would Element get different scattering ratios depending on its position. In Fig. 3 an embodiment of the invention is shown in section, namely one special cover plate 5 is used, which has parallel surfaces 6 and 7. These Cover plate 5 practically does not change the path of the light rays. The plate or disk 2 of FIG. 2 is now according to the invention stepped like a staircase. It is denoted by 8 in FIG. 3. The surface 4 of FIG. 2 is therefore divided into a central circular planar surface 9 and in the annular surfaces 10, 11, 12 and 13. The surfaces 14 to 18 opposite these surfaces 9 to 13 are connected to the Scatter elements 1 occupied. The stepped disc according to FIG. 3 is therefore as a result of the faceplate of FIG. 2. originated in that it is in a central part and a number of parts of the ring have been dismantled and that the whole structure is divided into the Cover plate 5 has been drawn in. Fig. 4 shows the stepped stepped Disk 8 of FIG. 3 from the viewer, that is, seen from the outside in a plan view. You can look at surfaces 9 to 13. Of course, you could also use a diffuser disc 8, in which the elements are on the side facing the viewer Disk 8 are located. In this case, the elements on the surfaces 9 to 13 sit, while the surfaces 14 to 18 would be free of elements and therefore planar surfaces would be. You can also use 8 disks, in which both the sides .9 to 13 as well as the sides 14 to 18 are covered with elements. In the case where if the elements are on pages 9 to 13, it could be on a stair-step The formation of the side of the lens 8 facing the light source is dispensed with will. This side could then be a plane surface which is in the ring plane 18 should lie. You can then grind and polish the plane surface, but you have that Disadvantage to take into account that the central points of this lens a get relatively large thickness, so that long light paths arise in the glass. The stair-like offset ensures that the scattering elements work exactly not disturbed, just as little disturbs the parallel, protruding cover glass.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, eine vorzugsweise ebene Streuscheibe zu verwenden, die die weniger stark ablenkenden Elemente trägt, während die stark ablenkenden Elemente auf der Innenseite der vorgewölbten Abschlußscheibe angebracht sind. In der Fig. 5 ist eine solche optische Anordnung dargestellt. Die Abschlußscheibe 5 a, die ähnlich gestaltet ist wie die Abschlußscheibe 5 in Fig. 3, trägt die Elemente- 19, die, hier wieder Viertelkugelkalotten sind, bei denen aber Vorsorge getroffen worden ist, daß sie einen sehr kleinen Krümmungsradius, also- die Eigenschaft haben, das auf sie fallende Licht sehr stark seitlich und in die! Tiefe zu lenken. Die Streuscheibe 20 trägt Streuelemente 21, welche die Eigenschaft haben, nur eine geringe Seiten- bzw. Tiefenablenkung hervorzurufen. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Die parallelen Lichtstrahlen treten durch die Flächen 22 in die Streuscheibe 20 ein und werden durch sie nur wenig abgelenkt. Sie treten aus der Fläche 23 wieder aus und gehen zum großen Teil durch die Zwischenräume 24 der Abschlußscheibe 5 a hindurch und verlassen diese Abschlußscheibe durch die Fläche 25. Der fernstehende Beobachter benötigt gar keine gewölbte Abschlußscheibe und für ihn braucht man also die Strenelementenplatte 20 nicht in der Höhlung der Scheibe 5 bzw. 5 a unterzubringen. Diejenigen Strahlen, die von der Seite 23 herkommend auf die Elemente 19 fallen, werden von diesen scharf abgebogen und stark seitlich und in die Tiefe gelenkt. Ein dort befindlicher Beobachter sieht also die für ihn bestimmten Strahlen tatsächlich an der gewölbten Abschlußscheibe. Er kann sehr seitlich stehen und die Abschlußscheihe leuchtet trotzdem noch für ihn.Another embodiment of the invention is, one preferably to use a flat lens that carries the less distracting elements, while the highly distracting elements on the inside of the bulging lens are appropriate. Such an optical arrangement is shown in FIG. the Cover plate 5 a, which is designed similarly to the cover plate 5 in Fig. 3, carries the elements - 19, which, here again, are quarter spherical caps, with which but care has been taken that it has a very small radius of curvature, So- have the property that the light falling on them is very strong from the side and in the! Direct depth. The lens 20 carries scattering elements 21 which the Have the property of causing only a slight lateral or depth deflection. This device works as follows: The parallel rays of light enter through the surfaces 22 in the lens 20 and are only little distracted. They emerge from the area 23 again and go for the most part through the spaces 24 of the lens 5 a and leave them Cover plate through surface 25. The distant observer does not need any domed cover plate and so you need the star element plate 20 for it not to be accommodated in the cavity of the disc 5 or 5 a. Those rays which come from the side 23 fall on the elements 19, are sharp by these bent and strongly steered sideways and in depth. An observer located there thus actually sees the rays intended for him on the curved lens. He can stand very sideways and the closing row still shines for him.

Wie eingangs erwähnt, ist die Formung der Elemente natürlich den jeweiligen Verhältnissen anzupassen. Es können Teile von Kugelkalotten, Teile von Toroiden, Teile von Längsriefensystemen usw. je nach dem speziellen Fall verwendet werden.As mentioned at the beginning, the shape of the elements is of course the respective one To adapt to the circumstances. Parts of spherical caps, parts of toroids, Parts of longitudinal scoring systems, etc. may be used depending on the particular case.

Die Streuscheibe 5a. kann natürlich auch so gestaltet werden, daß in an sich bekannter Weise die Flächen 24 höher liegen als die Elemente 19, so daß die Flächen 24 geschliffen und poliert werden können.The lens 5a. can of course also be designed so that in a manner known per se, the surfaces 24 are higher than the elements 19, so that the surfaces 24 can be ground and polished.

Abschließend wird noch ausgeführt, daß die beiden Ausführungsformen, von denen die eine in den Fig. 1 bis 4 und die zweite in der Fig. 5 schematisch dargestellt sind, gemeinsam haben, daß der größere Teil der Streuelemente so angeordnet ist, daß sie mit planen Flächen korrespondieren. Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 bis 4 ist dies streng durchgeführt, bei der Ausführung gemäß Fig. 5 für den weitaus wichtigsten Teil der Streuriefen, nämlich denjenigen Teil, der das Fernlicht und das schwachgestreute Licht liefert. Störungen des Fernlichtes müssen bei solchen Signalen auf jeden Fall vermieden werden. In die Nähe braucht ein Signal an sich nur wenig Licht zu werfen, so daß die kleinen Ungenauigkeiten, die durch die Kombination der gewölbten Lichtaustrittsfläche und der Nahstreuelemente auftritt, in Kauf genommen werden müssen.Finally it is stated that the two embodiments, of which the one in FIGS. 1 to 4 and the second in FIG. 5 schematically are shown have in common that the greater part of the scattering elements are arranged is that they correspond to flat surfaces. In the embodiment according to FIG. 1 to 4 this is carried out strictly, in the embodiment according to FIG. 5 for the far most important part of the scatter, namely the part that the high beam and that supplies weakly scattered light. Disturbances of the high beam must be with such Signals should definitely be avoided. In the vicinity needs a signal in itself shed little light, so that the small inaccuracies caused by the combination the curved light exit surface and the near scattering elements occurs, accepted Need to become.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Signal headlight optics, which consist of a disc with light-diffusing elements and one protruding from two parallel surfaces limited cover disk, characterized in that the disk with the light-diffusing elements on the side facing the light source Disc are arranged, ring-shaped nestled into the cavity of the cover glass is.

2. Signal headlight optics according to claim 1, characterized in that the annular step-shaped light exit surface provided with light-scattering elements Disc consists of flat rings arranged around a circular central surface.

3. Signal headlight optics, which consist of a disc with light-diffusing elements and a protruding cover plate delimited by two parallel surfaces, characterized in that the protruding, parallel-faced cover plate the inside at a distance from each other distributed small, strong to the side and / or strong has elements scattering into the depth, while on the, preferably flat, light-scattering, the light source facing disc larger, slightly laterally and / or slightly deep scattering elements are attached.