DE102010015298A1 - Rear reflector, particularly for use in motor vehicle, has optically active body with light incidence- or light emitting surface, where light incidence- or light emitting surface is inclined to drive direction of motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Rückstrahler, der insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug ausgelegt ist. Dieser umfasst einen optisch wirksamen Körper mit einer Lichteintritts-/Lichtaustrittsfläche, sowie mindestens ein an einer der Lichteintritts-/Lichtaustrittsfläche gegenüberliegenden Seite des optisch wirksamen Körpers angeordnetes retroreflektierendes Reflexionselement. Das retroreflektierende Reflexionselement weist mindestens zwei in einem Winkel zueinander angeordnete Reflexionsflächen auf. Das Retroreflexionselement ist derart ausgebildet und angeordnet, dass in einem bestimmten Schnitt (Längs- und/oder Querschnitt) betrachtet von außerhalb des Rückstrahlers durch die Lichteintritts-/Lichtaustrittsfläche in einer Einfallsrichtung einfallende Lichtstrahlen nach der Reflexion an dem mindestens einen Reflexionselement in dem betrachteten Schnitt im Wesentlichen parallel zur Einfallsrichtung aus dem Rückstrahler austreten.The invention relates to a retroreflector, which is designed in particular for use in a motor vehicle. This comprises an optically active body with a light entry / light exit surface, and at least one arranged on one of the light entrance / light exit surface side of the optically active body arranged retroreflective reflection element. The retroreflective reflection element has at least two reflection surfaces arranged at an angle to one another. The retroreflective element is designed and arranged such that light beams incident in an incidence direction in a particular section (longitudinal and / or cross section) viewed from outside the retroreflector through the light entrance / exit surface after reflection at the at least one reflection element in the considered section in FIG Essentially parallel to the direction of incidence exit from the reflector.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedenartige Beleuchtungseinrichtungen für Fahrzeuge bekannt. So unterscheidet man zunächst zwischen Scheinwerfern und Leuchten. Scheinwerfer sind ausschließlich im Frontbereich eines Fahrzeugs angeordnet. Sie dienen neben der Verkehrssicherheit durch eine Sichtbarmachung des Fahrzeugs für andere Verkehrsteilnehmer insbesondere der Ausleuchtung der Fahrbahn vor dem Fahrzeug, insbesondere in Form von Abblendlicht und Fernlicht, um die Sicht für den Fahrer zu verbessern. Scheinwerfer können als Lichtquelle eine Glühlampe, eine Gasentladungslampe oder mindestens eine Leuchtdiode aufweisen. Sie arbeiten nach einem Reflexionsprinzip, also mit einem zur Lichtquelle hin verspiegelten Reflektor, wobei die gewünschte Lichtverteilung durch das reflektierte Licht erzeugt wird, oder nach einem Projektionsprinzip mit zusätzlich einer Projektions- bzw. Sammellinse, wobei die gewünschte Lichtverteilung durch das auf die Fahrbahn projizierte Licht erzeugt wird.Various lighting devices for vehicles are known from the prior art. This is how you first differentiate between headlamps and luminaires. Headlamps are arranged exclusively in the front area of a vehicle. They serve in addition to road safety by visualizing the vehicle for other road users in particular the illumination of the road ahead of the vehicle, in particular in the form of low beam and high beam to improve the driver's view. Headlamps may have a light bulb, a gas discharge lamp or at least one light emitting diode as a light source. They work according to a reflection principle, ie with a mirrored reflector to the light source, wherein the desired light distribution is generated by the reflected light, or according to a projection principle with additionally a projection or converging lens, wherein the desired light distribution through the light projected onto the roadway is produced.
Leuchten dienen überwiegend der Verkehrssicherheit durch Sichtbarmachung des Fahrzeugs für andere Verkehrsteilnehmer. So werden Bugleuchten im Frontbereich des Fahrzeugs bspw. als Positionslicht, Blinklicht oder Tagfahrlicht und Heckleuchten im Heckbereich des Fahrzeugs bspw. als Bremslicht, Rückleuchte, Blinklicht, Positionslicht oder Rückfahrlicht eingesetzt. Die Bugleuchten können dabei im Scheinwerfer integriert sein, sie können aber auch als separate Leuchte eine oder mehrere Leuchtenfunktionen erfüllen. In einer Heckleuchte sind üblicherweise mehrere Leuchtenfunktionen integriert. Als Lichtquellen weisen Leuchten üblicherweise Glühlampen oder Leuchtdioden (LEDs) auf und arbeiten bevorzugt nach dem Reflexionsprinzip. Sie verfügen also üblicherweise über einen Reflektor, der das Licht der Lichtquelle so reflektiert, dass die austretenden Lichtstrahlen in Lichtaustrittsrichtung der Leuchte eine gewünschte Lichtverteilung erzeugen.Lights are mainly used for traffic safety by visualizing the vehicle for other road users. Thus, front lights in the front of the vehicle, for example. As a position light, flashing or daytime running lights and tail lights in the rear of the vehicle, for example, as a brake light, tail light, flashing light, position light or reversing light used. The front lights can be integrated in the headlight, but they can also fulfill as a separate light one or more light functions. In a tail light usually several lighting functions are integrated. As light sources, lights usually incandescent or light-emitting diodes (LEDs) and work preferably according to the reflection principle. So they usually have a reflector that reflects the light of the light source so that the exiting light rays produce a desired light distribution in the light exit direction of the lamp.
Neben den beschriebenen aktiven Beleuchtungseinrichtungen weisen Fahrzeuge des weiteren passive Rückstrahler auf, die von außerhalb des Rückstrahlers in diesen einfallendes Licht derart reflektieren, dass es den Rückstrahler im Wesentlichen parallel zur Einfallsrichtung wieder verlässt. Zu diesem Zweck umfasst ein Rückstrahler mindestens ein Reflexionselement mit retroreflektierenden Eigenschaften. Das Phänomen der Retroreflexion gilt für Lichtstrahlen, die senkrecht, d. h. mit 0° horizontaler und 0° vertikaler Abweichung von einer Flächennormalen des Rückstrahlers, auf den Rückstrahler fallen (sog. Hauptstrahlen). Zusätzlich müssen auch mit geringen Abweichungen von der Flächennormalen auf den Rückstrahler auftreffende Lichtstrahlen durch diesen derart reflektiert werden, dass sie den Rückstrahler im Wesentlichen parallel zur Einfallsrichtung wieder verlassen. Insbesondere muss dies für Lichtstrahlen gelten, die in einem Winkel von +/–20° horizontal (z. B. in Kurven) und/oder +/–10° vertikal (z. B. auf Kuppen und in Senken) auf den Rückstrahler treffen. Die Richtungen, unter welchen ein Rückstrahler eines Fahrzeugs von dem Licht eines anderen Fahrzeugs beleuchtet wird, heißen Beleuchtungswinkel. Der Hauptstrahl hat somit einen Beleuchtungswinkel von 0°/0° (entsprechend horizontal/vertikal).In addition to the described active lighting devices, vehicles further comprise passive reflectors, which reflect from outside the retroreflector in this incident light such that it leaves the retroreflector substantially parallel to the direction of incidence again. For this purpose, a retroreflector comprises at least one reflective element with retroreflective properties. The phenomenon of retroreflection applies to light rays that are perpendicular, d. H. with 0 ° horizontal and 0 ° vertical deviation from a surface normal of the reflector, falling on the reflector (so-called main rays). In addition, even with slight deviations from the surface normal to the retroreflector incident light beams must be reflected by this so that they leave the retroreflector substantially parallel to the direction of incidence again. In particular, this must apply to light rays that hit the reflector at an angle of +/- 20 ° horizontally (eg in curves) and / or +/- 10 ° vertically (eg on crests and in depressions) , The directions under which a retroreflector of a vehicle is illuminated by the light of another vehicle are called illumination angles. The main beam thus has an illumination angle of 0 ° / 0 ° (corresponding horizontal / vertical).
Wird der Rückstrahler bspw. in einer Heckleuchte eines Kraftfahrzeugs verbaut, ist der Hauptstrahl die Richtung entgegen der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ohne horizontale oder vertikale Abweichung (in der gesetzlichen Vorgabe als 0°/0° beschrieben). Ein unter 0°/0° bestrahlter Rückstrahler muss das Licht in einem Kegel (Öffnungswinkel 1,5° oder 20') zurückstrahlen. Das liegt daran, dass nachfolgende Fahrer das Licht, das seine Scheinwerfer auf den Rückstrahler strahlen und das von diesem zurückkommt, erkennen können muss, obwohl seine Augen nicht am Ort des Scheinwerfers sind. Den Öffnungswinkel der retroreflektierten Kegel bezeichnet man als Beobachtungswinkel.If the reflector is installed, for example, in a tail lamp of a motor vehicle, the main beam is the direction opposite to the direction of travel of the motor vehicle without horizontal or vertical deviation (described in the legal requirement as 0 ° / 0 °). A reflector which is irradiated at 0 ° / 0 ° must re-radiate the light in a cone (aperture angle 1.5 ° or 20 '). This is because subsequent drivers must be able to recognize the light that their headlights emit and return from the reflector, even though their eyes are not in the spotlight's location. The opening angle of the retroreflected cones is called the viewing angle.
Beispiel 1: Ein Fahrzeug fährt unter dem Beleuchtungswinkel seitlich (also horizontal) 10° hinter einem anderen Fahrzeug. Falls der Rückstrahler einen Beobachtungswinkel von 0° aufweist, wäre der Rückstrahler für den Fahrer des hinteren Fahrzeugs nicht zu erkennen, da der Rückstrahler des ersten Fahrzeugs das gesamte vom Scheinwerfer des zweiten Fahrzeugs ankommende Licht wieder zurück in ebendiesen Scheinwerfer strahlen würde, also kein Licht in das Auge des Fahrers des zweiten Fahrzeugs treffen würde. Ein solcher Rückstrahler würde also den ihm zugedachten und gesetzlich vorgeschriebenen Zweck nicht erfüllen.Example 1: A vehicle drives laterally (ie horizontally) 10 ° behind another vehicle at the illumination angle. If the reflector has an observation angle of 0 °, the rear reflector for the driver of the rear vehicle would not be recognized because the reflector of the first vehicle would radiate all the incoming light from the headlight of the second vehicle back into this same headlights, so no light in would hit the eye of the driver of the second vehicle. Such a reflector would therefore not fulfill its intended and legally prescribed purpose.
Beispiel 2: Unter der Annahme, dass das Auge des Fahrers des hinteren Fahrzeugs 0,5 m oberhalb des Scheinwerfers ist und der Abstand der beiden Fahrzeuge 50 m beträgt, muss der Öffnungswinkel des vom Rückstrahler retroreflektierten kegelförmigen Lichtbündels also mindestens invtan(0,5/50) = 0,57° = 34' betragen, damit von dem Rückstrahler reflektiertes Licht in das Auge des Fahrers gelangen kann oder anders ausgedrückt, beobachtet das Fahrerauge den Rückstrahler des vorausfahrenden Fahrzeugs unter einem Winkel von 34'. Der Gesetzgeber gibt 1,5° und 20' als sog. Mess-Beobachtungswinkel für eine durchzuführende Messung vor, für die in Abhängigkeit vom Beleuchtungswinkel Mindestrückstrahlwerte vorgegeben sind. Bei unverändertem Abstand von 50 m muss der Beobachtungswinkel 34' im gesamten Bereich der gesetzlich vorgegebenen Beleuchtungswinkel erreicht werden. Verringert sich der Abstand, wird bei etwa 19 m der obere Mess-Beobachtungswinkel von 1,5° überschritten. Es existieren für diesen Fall keine gesetzlichen Vorgaben mehr. Die auf der Straße zu beobachtenden Rückstrahler zeigen in diesem Fall tatsächlich auch keine Wirksamkeit. Example 2: Assuming that the eye of the driver of the rear vehicle is 0.5 m above the headlamp and the distance between the two vehicles is 50 m, the opening angle of the cone-shaped light beam retroreflected by the retroreflector must therefore be at least invtan (0.5 / 50) = 0.57 ° = 34 'so that light reflected from the retroreflector can enter the driver's eye, or in other words, the driver's eye observes the retroreflector of the vehicle ahead at an angle of 34'. The legislator specifies 1.5 ° and 20 'as the so-called measurement observation angle for a measurement to be carried out, for which minimum retroreflective values are specified as a function of the illumination angle. With an unchanged distance of 50 m, the observation angle 34 'in the entire range of the statutory illumination angle must be achieved. If the distance decreases, the upper measuring observation angle of 1.5 ° is exceeded at about 19 m. There are no legal requirements for this case. The reflectors to be observed on the road actually show no effectiveness in this case.
Rückstrahler sind im Heckbereich von Kraftfahrzeugen gesetzlich vorgeschrieben. Sie können aber auch an den Seiten eines Kraftfahrzeugs als sog. Sidemarker (Seitenrückstrahler oder Seitenstrahler) angeordnet sein. In den USA sind zusätzlich Seitenmarker vorne und hinten am Fahrzeug gesetzlich vorgeschrieben. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass Seitenmarker zusätzlich auch mit seitlich angeordneten aktiven Leuchten kombiniert sein können. Die Rückstrahler senden also von außen auftreffendes Licht im Wesentlichen in Einfallsrichtung zurück und stellen so selbst bei inaktiven Lichtquellen der aktiven Leuchten eine ausreichende Sichtbarmachung des Fahrzeugs von der Seite sicher. Insgesamt gewähren Rückstrahler eine verbesserte Erkennbarkeit von Fahrzeugen, deren Beleuchtung (Schlusslicht, Positionslicht, in den USA auch Seitenmarkierungslicht) nicht aktiviert ist.Reflectors are required by law in the rear of motor vehicles. However, they can also be arranged on the sides of a motor vehicle as so-called sidemarkers (side reflectors or side radiators). In the US, side markers are also required by law at the front and rear of the vehicle. For completeness, it should be noted that side markers can also be combined with laterally arranged active lights. The retroreflectors therefore emit light incident from the outside essentially in the direction of incidence and thus ensure sufficient visualization of the vehicle from the side even with inactive light sources of the active luminaires. Overall, reflectors grant an improved recognition of vehicles whose lighting (tail light, position light, in the US also side marker light) is not activated.
Die Rückstrahler sind entweder in eine Beleuchtungseinrichtung eines Fahrzeugs integriert, z. B. in eine Abdeckscheibe der Beleuchtungseinrichtung oder in eine Zierblende im Inneren der Beleuchtungseinrichtung, oder sie sind als separate Rückstrahler getrennt von den übrigen Beleuchtungseinrichtungen und Leuchten am Fahrzeug angeordnet.The reflectors are either integrated in a lighting device of a vehicle, z. B. in a cover of the lighting device or in a trim inside the lighting device, or they are arranged as a separate reflector separately from the other lighting devices and lights on the vehicle.
Rückstrahler sind auch bei nicht motorisierten Fahrzeugen, wie bspw. Fahrrädern, gesetzlich vorgeschrieben und unterliegen genau so wie Rückstrahler für Kraftfahrzeuge gesetzlichen Vorgaben, z. B. Vorgaben der Wirtschaftskommission für Europa (ECE).Reflectors are also in non-motorized vehicles, such as. Bicycles, required by law and are subject to legal requirements, such as reflectors for motor vehicles, such. B. Specifications of the Economic Commission for Europe (ECE).
Bekannte Rückstrahler weisen bevorzugt mehrere Reflexionselemente auf, die z. B. als sog. Tripelspiegel ausgebildet sind. Bei einem Tripelspiegel handelt es sich um drei rechtwinklig zueinander angeordnete Spiegel, die einen gemeinsamen Eckpunkt aufweisen und somit zusammen eine Würfelecke bilden. Bei der Herstellung der bekannten Rückstrahler wird ein Kunststoffkörper, der mehrere solche Würfelecken aufweist, durch Spritzgießen hergestellt.Known reflectors preferably have a plurality of reflection elements, the z. B. are formed as so-called. In the case of a triple mirror, there are three mirrors arranged at right angles to one another, which have a common corner point and thus together form a cube corner. In the manufacture of the known retroreflectors, a plastic body having a plurality of such cube corners is produced by injection molding.
Nachteilig an den bekannten Rückstrahlern mit Tripelspiegeln ist, dass eine Spritzgussform, mit der die spitz zulaufenden Würfelecken mit einer hinreichend großen Präzision hergestellt werden können, relativ aufwändig anzufertigen ist, was bei der Produktion der Rückstrahler zu entsprechend hohen Herstellungskosten führt.A disadvantage of the known reflector with triple mirrors is that an injection mold, with which the tapered cube corners can be made with a sufficiently high precision, is relatively expensive to make, resulting in the production of reflectors to correspondingly high production costs.
Außerdem ist nachteilig, dass die bekannten Rückstrahler im Aufbau nicht der Form moderner Scheinwerfer und Leuchten folgen, die ein Design mit Schrägen (bspw. einer Stromlinienform folgend) aufweisen. Damit wirkt der bekannte Rückstrahler bei einer Integration des Rückstrahlers in einen Scheinwerfer und/oder einer Leuchte häufig als Fremdkörper, der durch seine im Wesentlichen rechteckige und ebene Form nur schwer und nur an ausgewählten Stellen eingebaut werden kann Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Rückstrahler zu schaffen, der besonders gut in moderne Scheinwerfer und Leuchten integriert werden kann, dabei die gleiche oder sogar eine verbesserte Funktionalität gegenüber den bekannten Rückstrahlern aufweist und zudem kostengünstig herstellbar ist.In addition, it is disadvantageous that the known reflector in the construction does not follow the shape of modern headlamps and lights that have a design with bevels (eg following a streamlined shape). Thus, the known reflector with an integration of the retroreflector in a headlight and / or a lamp often acts as a foreign body, which can be installed by its substantially rectangular and planar shape only with difficulty and only at selected locations task of the invention is therefore a retro-reflector to create, which can be particularly well integrated into modern headlights and lights, while the same or even improved functionality over the known reflectors and also is inexpensive to produce.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Lichteintritts-/Lichtaustrittsfläche in einem Vertikalschnitt betrachtet schräg zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet ist und das mindestens eine Reflexionselement derart ausgebildet und angeordnet ist, dass in dem Vertikalschnitt betrachtet in einem Einfallswinkel entgegen der Fahrtrichtung auf die Lichteintritts-/Lichtaustrittsfläche treffende Lichtstrahlen nach einer Brechung an der Lichteintritts-/Lichtaustrittsfläche als Winkelhalbierende des Winkels zwischen den mindestens zwei Reflexionsflächen oder parallel zur Winkelhalbierenden auf das mindestens eine Reflexionselement treffen. Wenn man zusätzlich die Reflexionseigenschaften des erfindungsgemäßen Rückstrahlers in einem Quer- oder Horizontalschnitt berücksichtigt, ergibt sich insgesamt ein optisches Teil, das aus einem bestimmten Winkelbereich einfallendes Licht parallel zur Einfallsrichtung wieder abgibt, also ein Rückstrahler oder Retroreflektor.The object is achieved in that the light entry / light exit surface viewed in a vertical section is aligned obliquely to a direction of travel of the motor vehicle and the at least one reflection element is designed and arranged such that viewed in the vertical section in an angle of incidence against the direction of travel to the light entrance - Meet the light / light-emitting surface after refraction at the light entrance / light exit surface as bisector of the angle between the at least two reflection surfaces or parallel to the bisector on the at least one reflection element. If, in addition, the reflection properties of the retroreflector according to the invention are taken into account in a transverse or horizontal section, the overall result is an optical part which emits light incident from a certain angle range parallel to the direction of incidence, ie a retroreflector or retroreflector.
Zur Veranschaulichung ist nachfolgend ausgehend von einer stehenden Anordnung eines länglichen Rückstrahlers im Fahrzeug von einem Vertikalschnitt (entlang einer Längserstreckung des Rückstrahlers) und von einem Horizontalschnitt (quer zur Längserstreckung) die Rede. Selbstverständlich wäre es aber auch denkbar, den erfindungsgemäßen Rückstrahler liegend oder schräg in einem Fahrzeug anzuordnen.To illustrate, the following is based on a vertical arrangement of an elongate reflector in the vehicle (along a longitudinal extent of the reflector) and a horizontal section (transverse to Longitudinal extension) the speech. Of course, it would also be conceivable to arrange the retroreflector according to the invention horizontally or obliquely in a vehicle.
Der Kraftfahrzeugrückstrahler weist einen optisch transparenten Körper auf, der bspw. aus einem zur Herstellung mittels eines Spritzgießverfahrens geeigneten Kunststoff, wie beispielsweise Polycarbonat (PC), hergestellt werden kann. Der Kraftfahrzeugrückstrahler könnte auch aus Glas hergestellt sein. Bei der Ausgestaltung des Kraftfahrzeugrückstrahlers in einem Herstellungsprozess ist lediglich darauf zu achten, dass das Reflexionselement im Vertikalschnitt durch den Rückstrahler derart an einer der Reflexionsseite angeordnet ist, dass der einfallende, gebrochene Lichtstrahl den Winkel zwischen den beiden Reflexionsflächen des Reflexionselements halbiert. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Schrägstellung des gesamten Rückstrahlers möglich ist, dass dieser dem schrägen Verlauf der Fahrzeugkarosserie besser folgen kann. Die Lichtstrahlen fallen dann zwar schräg auf die Lichteintritts-/Lichtaustrittsseite, treffen aber durch die Brechung am optisch dichteren Medium des optischen Körpers des Rückstrahlers im richtigen Winkel auf die Reflexionselemente, so dass diese in dem betrachteten Schnitt die Lichtstrahlen retroreflektieren können. Der Kraftfahrzeugrückstrahler stellt zudem keine hohen Anforderungen an den Herstellungsprozess oder an ein bestimmtes Material und ist kostengünstig herzustellen. Durch eine Auswahl an unterschiedlichen. Materialien mit einer unterschiedlichen Brechzahl kann die Richtung des gebrochenen Strahls und die Ausgestaltung des Kraftfahrzeugrückstrahlers im Bedarfsfall optimiert werden.The motor vehicle reflector has an optically transparent body, which can be produced, for example, from a plastic suitable for production by means of an injection molding process, such as, for example, polycarbonate (PC). The automobile reflector could also be made of glass. In the embodiment of the motor vehicle retro-reflector in a manufacturing process, it is only necessary to ensure that the reflection element is arranged in vertical section through the retroreflector on one of the reflection side such that the incident, refracted light beam halves the angle between the two reflection surfaces of the reflection element. This results in the advantage that an inclination of the entire reflector is possible that this can better follow the oblique course of the vehicle body. Although the light rays fall then obliquely on the light entrance / light exit side, but hit by the refraction of the optically denser medium of the optical body of the retroreflector at the correct angle to the reflection elements, so that they can retroreflect in the considered section, the light rays. The motor vehicle reflector also makes no high demands on the manufacturing process or on a particular material and is inexpensive to manufacture. Through a choice of different. Materials with a different refractive index, the direction of the refracted beam and the design of the motor vehicle retroreflector can be optimized if necessary.
Besonders vorteilhaft für die Erfindung ist, dass die Reflexionsflächen des mindestens einen Reflexionselements in einem rechten Winkel aneinander grenzen und dass die Reflexionsflächen verspiegelt sind. Selbstverständlich können die Reflexionsflächen auch totalreflektierend ausgebildet sein. Unter diesen Bedingungen und unter Berücksichtigung, dass die auf den Kraftfahrzeugrückstrahler einfallenden Lichtstrahlen im Wesentlichen parallel zur Fahrbahn, auf der das Fahrzeug mit dem Kraftfahrzeugrückstrahler fährt, also in einem sehr begrenzten vertikalen Beleuchtungswinkel auf die Lichteintritts-/Lichtaustrittsseite des Kraftfahrzeugrückstrahlers treffen, ist das Reflexionselement in der Lage, einfallendes Licht mit besonders hohem Wirkungsgrad und in einem breiten horizontalen Einfalls-/Ausfallswinkel in gewünschter Weise retrozureflektieren.It is particularly advantageous for the invention that the reflection surfaces of the at least one reflection element adjoin one another at a right angle and that the reflection surfaces are mirrored. Of course, the reflection surfaces can also be designed to be totally reflective. Under these conditions, and taking into account that the incident on the motor vehicle reflectors light rays substantially parallel to the road on which the vehicle travels with the motor vehicle retroreflector, so in a very limited vertical illumination angle on the light entrance / light exit side of the motor vehicle reflectors meet, the reflection element is in capable of retrospectively reflecting incident light with a particularly high degree of efficiency and in a wide horizontal incidence / deflection angle as desired.
Die Erfindung wird dadurch unterstützt, dass das mindestens eine Reflexionselement mindestens ein Prisma umfasst. Dabei ist das Prisma als ein Rotationskörper mit einer im Vertikalschnitt betrachtet Form eins Prismas ausgebildet, dessen Seitenflächen den einander zugeordneten Reflexionsflächen des mindestens einen Reflexionselements entsprechen. Ein optisch gut wirksamer und für einen Betrachter auffällig signalisierender Rückstrahler kann bspw. mehrere untereinander und/oder nebeneinander angeordnete Prismen umfassen, diese können dicht aneinander angrenzend angeordnet sein. Sie können aber zueinander beabstandet sein und damit ein nahezu beliebiges lichtreflektierendes Muster erzeugen. Die Prismen können zumindest teilweise aus eingefärbtem transparentem Kunststoff bestehen, um farbiges Licht zu reflektieren. Die Prismen können bspw. in einer runden Rückstrahlersäule übereinander oder in einem Rückstrahlerband nebeneinander angeordnet sein. Dabei können am Fahrzeug oder in der Beleuchtungseinrichtung auch mehrere Säulen bzw. Bänder nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sein.The invention is supported by the fact that the at least one reflection element comprises at least one prism. In this case, the prism is formed as a rotation body with a shape considered in vertical section form a prism whose side surfaces correspond to the mutually associated reflection surfaces of the at least one reflection element. For example, a reflectors which optically has a good effect and is conspicuous to a viewer may comprise a plurality of prisms arranged one below the other and / or next to one another; these may be arranged closely adjacent to one another. But they can be spaced apart from each other and thus produce a nearly arbitrary light-reflecting pattern. The prisms may be at least partially made of colored transparent plastic to reflect colored light. The prisms can, for example, be arranged one above the other in a round retroreflecting column or next to one another in a retroreflector belt. In this case, several columns or bands can be arranged side by side and / or one above the other on the vehicle or in the lighting device.
Ferner ist vorteilhaft, dass die Lichteintritts-/Lichtaustrittsseite eine relativ zu den einfallenden Lichtstrahlen schräge Fläche, insbesondere eine Zylinderfläche, ist. Das bedeutet, dass der Kraftfahrzeugrückstrahler bevorzugt als eine schräge (geneigte) Säule ausgebildet ist; die einfallenden Lichtstrahlen treffen dabei im Vertikalschnitt betrachtet in einem bestimmten Einfallswinkel zur Flächennormalen auf die schräge Fläche. Denkbar ist auch eine gebogene Säule, bei der die Lichteintritts-/Lichtaustrittsseite die Form einer Torusfläche aufweisen würde. Horizontal einfallende Strahlen treffen in einem Winkel ≠ 0° zur Flächennormalen auf die schräge Fläche. Selbstverständlich funktioniert die Rückstrahlersäule aber auch in dem Sonderfall, wenn die Lichtstrahlen in einem Winkel von 0° zur Flächennormalen auf die schräge Fläche treffen. Ein Einbau einer solchen schräg angeordneten Säule in eine Beleuchtungseinrichtung kann in einer in modernen Beleuchtungseinrichtungen oft verwirklichten schräg verlaufenden Abdeckscheibe vorgenommen werden. Dies spart Bauraum im Innern der Beleuchtungseinrichtung und schafft völlig neue Designmöglichkeiten. Die schräge Säule könnte auch neben der Beleuchtungseinrichtung im gleichen Winkel wie die Abdeckscheibe zwischen der Abdeckscheibe und der Karosserie eingebaut sein, so dass sich mit Abdeckscheibe und Kraftfahrzeugrückstrahler eine gemeinsame Flucht ergibt.Furthermore, it is advantageous that the light entrance / exit side is a plane inclined relative to the incident light rays, in particular a cylindrical surface. This means that the motor vehicle retroreflector is preferably designed as an oblique (inclined) column; the incident light rays, viewed in vertical section, strike the oblique surface at a certain angle of incidence relative to the surface normal. Also conceivable is a curved column, in which the light entrance / light exit side would have the shape of a torus. Horizontally incident rays strike the surface at an angle ≠ 0 ° to the surface normal. Of course, the reflector column also works in the special case when the light rays hit the surface at an angle of 0 ° to the surface normal. An installation of such an obliquely arranged column in a lighting device can be made in an often realized in modern lighting devices inclined cover. This saves installation space in the interior of the lighting device and creates completely new design possibilities. The oblique column could also be installed next to the lighting device at the same angle as the cover between the cover and the body, so that there is a common escape with cover and motor vehicle reflectors.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass ein auf den Kraftfahrzeugrückstrahler einfallender Lichtstrahl an einer Lichteintrittsposition an der schrägen, zylindrischen Lichteintritts-/Lichtaustrittsfläche zur Flächennormalen hin gebrochen wird, anschließend zum Reflexionselement gelangt, dort umgelenkt wird und an einer bestimmten Stelle üblicherweise versetzt zur Lichteintrittsposition (sog. Parallelversatz) an der schrägen, zylindrischen Fläche beim Lichtaustritt wieder im gleichen Maße von der Flächennormalen weg gebrochen wird, wie beim Lichteintritt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Lichteintrittsposition und die Lichtaustrittsposition in einer Ebene liegen, so dass der austretende Lichtstrahl genau den gleichen Bedingungen wie beim Lichteintritt ausgesetzt ist. Damit ist der austretende Lichtstrahl auch außerhalb des Kraftfahrzeugrückstrahlers parallel zum einfallenden Lichtstrahl gerichtet.It should be pointed out at this point that a light beam incident on the motor vehicle reflector is refracted at a light entry position at the oblique, cylindrical light entrance / exit surface toward the surface normal, then passes to the reflection element where it is deflected and usually offset at a certain point to the light entry position (so-called parallel offset) on the oblique, cylindrical surface is again broken away from the surface normal at the light emission, as in the case of Light entry. This is achieved in that the light entry position and the light exit position are in a plane, so that the exiting light beam is exposed to exactly the same conditions as in the light entrance. Thus, the exiting light beam is also directed outside the motor vehicle reflector parallel to the incident light beam.
Weiterhin ist auch möglich, dass die Lichteintritts-/Lichtaustrittsseite mit einem Radius beliebig gekrümmt ist. Es ist sowohl eine konkave als auch eine konvexe Krümmung denkbar. Durch eine konvexe Krümmung ergibt sich eine nach außen gewölbte Rückstrahlersäule. Der die Krümmung verursachende Radius kann in Abhängigkeit vom Umfangswinkel unterschiedliche Werte annehmen, ist aber bevorzugt über alle Umfangswinkel konstant, das heißt die Rückstrahlersäule bildet eine kreisförmige Krümmung. Um im einer dreidimensionalen Ebene Retroreflexion zu erreichen, muss eine zylindrische Lichteintritts-/Lichtaustrittsfläche und eine die prismatische Struktur tragende Zylinderfläche konzentrisch zur Lichteintritts-/Lichtaustrittsfläche der Rückstrahler berücksichtigt werden. Gleiches gilt für ein materialabhängiges Radienverhältnis der zylindrischen Lichteintritts-/Lichtaustrittsfläche. Eine beliebige Krümmung kann durch eine Aneinanderreihung von Kreisen mit unterschiedlichen Radien angenähert werden, wobei die Kreise auch nicht alle in einer Ebene liegen müssen. Zwischen den unterschiedlich gekrümmten Abschnitten können insbesondere auch gerade oder ebene Abschnitte eingefügt sein. Auch diese Ausführungsform kann in einem entsprechenden Design der Abdeckscheibe, bzw. der Beleuchtungseinrichtung besonders vorteilhaft eingebaut werden. Der einfallende Lichtstrahl trifft dabei in einem bestimmten Einfallswinkel zur Flächennormalen auf die gekrümmte Fläche. Durch die Krümmung der Lichteintritts-/Lichtaustrittsseite unterliegt der einfallende Lichtstrahl nicht genau den gleichen Bedingungen, wie der leicht versetzt zur Lichteintrittsposition austretende Lichtstrahl. Der Einfallwinkel ist zum Ausfallwinkel leicht unterschiedlich. Es kommt also zu Abweichungen in der Richtung der austretenden Lichtstrahlen zur Richtung der einfallenden Lichtstrahlen. In den gesetzlichen Regelungen der Wirtschaftskommission für Europa (ECE) sind Toleranzbereiche für diese Abweichungen definiert. Die Abweichungen sind von der Größe einer nutzbaren Öffnungsbreite des Prisma, von dem Radius der Krümmung und vom Einfallswinkel abhängig.Furthermore, it is also possible that the light entrance / light exit side is arbitrarily curved with a radius. It is conceivable both a concave and a convex curvature. By a convex curvature results in an outwardly curved reflector column. The radius which causes the curvature can assume different values as a function of the circumferential angle, but is preferably constant over all circumferential angles, that is to say the reflector pillar forms a circular curvature. In order to achieve retroreflection in a three-dimensional plane, a cylindrical light entry / exit surface and a cylindrical surface carrying the prismatic structure must be taken into account concentrically with the light entry / exit surface of the reflectors. The same applies to a material-dependent radii ratio of the cylindrical light entry / light exit surface. Any curvature can be approximated by a juxtaposition of circles with different radii, the circles also need not all lie in one plane. In particular, straight or even sections may also be inserted between the differently curved sections. This embodiment can be installed particularly advantageously in a corresponding design of the cover, or the lighting device. The incident light beam strikes the curved surface at a certain angle of incidence relative to the surface normal. Due to the curvature of the light entry / exit side of the incident light beam is not subject to exactly the same conditions as the slightly offset from the light entry position light beam. The angle of incidence is slightly different to the angle of failure. It thus comes to deviations in the direction of the exiting light rays to the direction of the incident light rays. The legal regulations of the Economic Commission for Europe (ECE) define tolerance ranges for these deviations. The deviations depend on the size of a usable opening width of the prism, on the radius of curvature and on the angle of incidence.
Deshalb wird ergänzend vorgeschlagen, dass das Verhältnis des Radius der Krümmung zu der maximal nutzbaren Öffnungsbreite des Prismas mindestens 100:1 beträgt. Bei diesem Verhältnis ist die Abweichung der Richtung des austretenden Lichtstrahls zur Richtung des einfallenden Lichtstrahls tolerabel. Dies gibt Spielraum zur Ausgestaltung des Kraftfahrzeugrückstrahlers, jedoch ist hierbei zu berücksichtigen, dass die minimale nutzbare Öffnungsbreite des Prismas herstellungsbedingt bei etwa 0,5 mm liegt. Der Winkel des eintretenden horizontalen Lichtstrahls zu einer Flächennormalen der Lichteintritts-/Lichtaustrittsseite sollte unter 70° liegen.Therefore, it is additionally proposed that the ratio of the radius of curvature to the maximum usable opening width of the prism is at least 100: 1. At this ratio, the deviation of the direction of the outgoing light beam to the direction of the incident light beam is tolerable. This gives room for the refinement of the motor vehicle reflectors, however, it should be noted that the minimum usable opening width of the prism due to production is about 0.5 mm. The angle of the incoming horizontal light beam to a surface normal of the light entrance / exit side should be less than 70 °.
Außerdem ist es möglich, dass mindestens eine Reflexionsfläche des Reflexionselements gekrümmt, vorzugsweise konkav gekrümmt, ist. Hierdurch lassen sich bei gekrümmter Lichteintritts-/Lichtaustrittsseite die Richtungsabweichungen des einfallenden Lichtstrahls zum austretenden Lichtstrahl kompensieren. In dieser Ausgestaltungsform kann das Verhältnis des Radius der Krümmung zu der maximal nutzbaren Öffnungsbreite des Prismas von etwa 100:1 sogar unterschritten werden.Moreover, it is possible that at least one reflection surface of the reflection element is curved, preferably concavely curved. As a result, the directional deviations of the incident light beam to the exiting light beam can be compensated for in the case of a curved light entry / exit side. In this embodiment, the ratio of the radius of curvature to the maximum usable opening width of the prism of about 100: 1 can even be exceeded.
Nachfolgend werden anhand der Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung beispielhaft erläutert. Es zeigen:Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be explained by way of example with reference to FIGS. Show it:
Detaillierte FigurenbeschreibungDetailed description of the figures
Erfindungsgemäß wird also ein Rückstrahler
An einer der Lichteintritts-/Lichtaustrittsseite
Die Prismaflächen
Optisch nutzbar für die Reflexion ist jedoch lediglich der Bereich der Prismaöffnung d, bei dem die Prismafläche
Um die beiden Flächen
Die Konstruktion und die Funktion des Rückstrahlers
Die Forderung, dass die Winkelhalbierende der prismatischen Struktur des Reflexionselements
Die
Dabei zeigt
In
Durch die konvex gekrümmte Lichteintritts-/Lichtaustrittsseite
Da auch durch Toleranzen bei der Herstellung der Kraftfahrzeugrückstrahler
Im Falle des um den Radius R1 gekrümmten Kraftfahrzeugrückstrahlers
Am Beispiel der
Bei steigendem Winkel α wird bedingt durch die Sinusfunktion im Brechungsgesetz die Winkelabweichungen Δχ immer größer. Außerdem kann es in diesem Fall an der Lichteintritts-/Lichtaustrittsseite
Sehr gut zu erkennen in
Fasst man die beiden anhand der
Die Funktion des Rückstrahlers
Die Lichtstrahlen
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