DE2317871A1

DE2317871A1 - Rueckstrahlende optische leit- und warneinrichtungen

Info

Publication number: DE2317871A1
Application number: DE19732317871
Authority: DE
Inventors: Richard Ernst Nier
Original assignee: NIER MARIANNE
Current assignee: NIER MARIANNE
Priority date: 1973-04-10
Filing date: 1973-04-10
Publication date: 1974-10-24

Description

Rückstranlende optische Beit- und Warneinrichtungen Die Verwendung durchsichtiger Kunststoffe zur Herstellung von Rückstrafilern, deren Reflektion in der Richtung des einfallenden Lichtstrahles liegt, ist in Hinsicht auf die tecnnisenen Eigenschaften vorteilhaft.
Ungünstig ist nur der jrechungsexponent, der 1,49 beträgt, weshalb der die total reflektierende Fläche treffende Lichtstrahl nur ungefahr 2,50 von dem üblichen Winkel von 450 abweichen darf.
Ist der Winkel größer, findet nur noch eine Teilreflektion statt, die mit steigendem Winkel weiter abnimmt, Die Lage der Winkel für die verschiedenen brechungsexpomenten läßt sich durch eine einfache Konstruktion bestimmen.
In der Fig. 1 ist Linie 2 die Trennfläche von Luft und Medium, Der Kreisbogen 1 ist die brechungszahl von Luft, der Kreisbogen 1,49 die Brechungszahl von Acrylglas, der Kreisbogen 1,7 die Brechungszahl eines bestimmten Flintglases, wie es unter Zusatz von Barium oder blei hergestellt werden kann.
Duretisichtige Kunststoffe widersetzen sich der künstlichen Bescherung Die Trennfläche 2 trifft ein Lichtstrahl 3. Verlängert man diesen bis zum Kreis 1 in 4 und zieht dann die Parallele zum Einfallslot 5, so schneidet die Linie 6 die Kreisbogen 1,49 und 1,7. Verbindet man diese Schnittpunkte 7 und 8 mit dem Einfallspunkt des Lichtstrahles 3, so werden die gebrochenen Strahlen erhalten, welche für 1,49: 9 und für 1,7: 10 sind, Führt man die analoge Konstruktion für den Grenzfall durch, in welchem der Einfallswinkel des Lichtstrahles auf die Fläche 2 gleich Null ist, so wird der Strahl 11 praktisch durch das Medium geradlinig hindurchgehen, Mit Hilfe der drei Kreise erhält man aber die beiden Strahlen 2,5 und 7,5. Diese Strahlen können in umgekehrter Richtung nach dem Brechungsgesetz das Medium nicht verlassen, sie werden total reflektiert in die Richtungen 2,5' und 7,5', Diese Reflektionswinkel sind die Grenzwinkel der Totalreflektion für die seiden Medien mit den Brechungszahlen 1,49 und 1,7..
Es findet in den Rückstrahlern stets eine Reflektion über drei Flächen statt. Diese räumliche Anordnung ist aus zeichnerischen GrRnden in der Fig. 2 auf zwei Flächen vereinfacht, Die mittlere Reflektion von 450 pro fläche führt von 12 nach 13. Die Abweichung von 14 nach 15 ist der Grenzwinkel und zeigt noch Totalreflektion.
Während der Strahl 16, so weit er auch eine Schrägstellung nach links bekommt, an der ersten Fläche immer eine Totalreflektion erhält, wird er von der zweiten Fläche nur noch teilreflektiert nach 17; der andere Teil wird nach 17' hin gebrochen, Die Anteile dieser beiden Lichtstrahlen sind eine Funktion der verschiedenen Lichtgeschwindigkeiten in verschiedenen Medien und der Polarisationebenen zur Trennebene.
Es geht aus der vorstehenden Darstellung hervor, daß eine Brechung und eine Totalreflektion nicht von dem optischen Zustand des Gesamtmediums abhängig ist, sondern nur von der Differenz der beiden Seiten der Trennebene.
Das Ergebnis ist ein Rückstrahlreflektor, wie ihn die Fig. 3 zeigt. Die sägezahnartig angeordneten Flächen sind räumlich als Tripelkörper aufzufassen, wie es die Fig 4 perspBktivisch zeigt.
18 ist die Einfaljs- und Ausfallsfläche, Die Plächen 19, 20 und die hinten befindliche Fläche sind Reflektionsflächen, sind jeweils gleichschenklige Dreiecke und stehen senkrecht aufeinander. Die Fläche 18 ist infolgedessen gleichseitig, In der Fig. 3 ist der Grundkörper 21 ein Rückstrahler der bekannten gebräuchlichen Form, Da zur Erlangung von Totalreflektionswinkeln, die das Material von 21 nicht hat, nur die trennfläche zwischen Medium und Luft die nötige Differenz der Brechungszahlen aufweisen muß, sind die Flächen 22 und 23 mit einem stärker brechenden Material überzogen. Zweckmäßig ist die Verbindung leider Medien ein absoluter Kontakt, der unlösbar ist.
Als Überzugsmaterialien können verwendet werden: 1) Lacke oder Naturharze, deren Brechungszahl größer ist, als diejenige des Kunststoffes.
2) Quarz.
3) Glas.
Die beiden letzteren können mit Hilfe der Verstäubung oder Verdämpfung auf dem Kunststoff 21 niedergeschlagen werden.
Die Schichtdicke braucht nur wenige tausendstel Millimeter zu sein.
Die Figuren 5 und 6 zeigen eine andere Möglichkeit, um die gewünschte Wirkung zu erzielen. Im Reflektor der Fig. 5 sind die Prismen 24 aus Glas und der Träger 25 aus Kunststoff, Da bei jedem Tripelreflektor die Ecken des gleichseitigen Dreiecks 18 (Fig.4) nicht am Reflektionsvorgang teilnehmen, können sie ausgenutzt werden zur Bildung von Halteköpfen 26 für die Prismen.
Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Reflektor leicht und nicht bruchempfindlich ist.
Die Linie 27 braucht nicht gerade zu sein, sondern kann, wie es gestrichelt bei 28 dargestellt ist, weit in das Prisma 24 hineinreichen. Je weniger Material das Glasprisma 24 hat, um so besser wird der Abdruck in der Form.
Die Unterseite des Rückstrahlers der Fig. 5 stellt die Fig. 6 dar, Die Linien A, B und C umschließen einen Tripelreflektor gemäß der Fig, 4, Der Rand 29 umschließt den Rückstrahler. 26 sind die Halteköpfe gemäß der Fig. 5.
Wie die Fig. 6 zeigt, brauchen die Glasprismen nicht einzeln hergestellt zu werden. über die Trennlinien A, B und C hängen die Prismen mit sehr dünnen taillenartigen Einschnürungen zusammens die zweckmäßig so dünn sind, daß sie bei elastischer Verformung des fertigen Rfickstrahlers brechen können, Die Herstellung erfolgt durch Gießen oder Senken in Formen, bei welchen die Löcher für die Halteköpfe 26 ausgespart werden.

Claims

Patentansprüche

1) Rückstrahlende optische Leit- und Warneinrichtungen aus transparenten Kunststoff, deren Oberfläche glatt und deren Unterfläche in eine beliebige Anzahl von total reflektierenden Prismen aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismenflächen (22,23) mit einem festhaftenden transparenten Uberzug versehen sind.

2) Rückstrahlende optis-che Beit- und Warneinrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug der Prismenflächen (22,23) aus einem Lack oder Harz besteht, deren Brechungszahl größer ist, als diejenige des Grundkörpers (21).

3) Rückstrahlende optische Beit- und Warneinrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Prismenflächen (22,23) eine Quarz- oder Glasschicht sich befindet, deren Brechunggsahl größer ist, als diejenige des Grundkörpers (21).

4) Rückstrahlende optische Beit- und Warneinrichtungen nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet., daß die Quarz- oder Glasschicht durch Verdampfung oder Verstäubung aufgebracht ist.

5) Rückstrahlende optische Beit- und Warneinrichtungen, deren Grundkörper eine glatte Oberfläche und eine prismatische Unterfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Unterfläche bildenden Prismen (24) eine Brechungszahl haben, die größer ist, als diejenige des Grundkörpers (25)

6) Rückstrahlende optische Leit- und Warneinrichtungen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen t24) aus einer gegen die Buft grenzenden Schale (28) bestehen, und deren Inhalt Ausbuchtungen des Grundkörpers (25) sind.

7) Rückstrahlende optische Beit- und Warneinrichtungen nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen (24) am Grundkörper (25) durch an letzteren angeformte Halteköpfe (2U) befestigt si-nd.