-
Rückstrahler Es ist bereits bekannt, insbesondere für nächtliche Lichtsignale
Rückstrahler zu verwenden, die, von den Scheinwerfern der Fahrzeuge oder beliebigen
anderen Lichtquellen beleuchtet, die auftreffenden Strahlenbündel reflektieren.
Diese Vorrichtungen werfen die Lichtstrahlen zumeist ganz oder teilweise in anderen
Richtungen zurück als sie einfallen, so daß sie für den in der Einfallrichtung des
Strahlenbündels befindlichen Beobachter verhältnismäßig wenig sichtbar sind. Die
Erfindung hat einen Rückstrahler zum Gegenstand, der aus zwei Gruppen von verschieden
großen durchsichtigen, rechtwinkligen, total reflektierenden Prismen besteht, deren
rechtwinklige Hauptschnitte derart zueinander angeordnet sind, daß die gleich langen
Hypothenusenflächen der kleinen Prismen an den Kathetenflächen des großen Prismas,
auf die das Licht zuerst fällt, liegen. Zwischen diesen Prismen kann zweckmäßig
ein Luftspalt vorgesehen sein, derart, daß jeder einfallende Strahl parallel zu
sich selbst von der einen oder der anderen der Prismengruppen oder auch von beiden
reflektiert wird.
-
Diese Ausführung sichert also die Reflexion der Lichtstrahlen in der
Richtung der einfallenden Strahlen, wie diese Richtung auch immer sei.
-
Ferner ist das Verhältnis der Intensität des reflektierten Strahlenbündels
zur Intensität des einfallenden Bündels größer als bei den bekannten Vorrichtungen,
so daß -also die Vorrichtung. nach der Erfindung eine größere Sichtbarkeit ergibt.
-
Es ist noch zu bemerken, daß der Rückstrahler keine versilberten oder
ähnlich bekleideten Reflexionsflächen aufweist, so daß er also leicht in wirksamem
Zustand gehalten werden kann.
-
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Prismen
der beiden Gruppen schachbrettartig angeordnet sind, wobei ihre Hauptschnitte senkrecht
zueinander liegen.
-
Weitere Kennzeichen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
In den gezeichneten Ausführungsbeispielen stellen dar: Abb. r ein Schema des Hauptquerschnitts
des mittleren Prismas, Abb. 2 ein Schema des Hauptquerschnitts der aneinanderliegenden
Prismengruppen sowie den Gang gewisser Lichtstrahlen, Abb. g ein ähnliches Schema
wie in Abb. 2 mit dem Verlauf der Strahlen verschiedener Inzidenz, Abb. q. den Schnitt
eines Rückstrahlers, der aus zwei Scheiben mit darauf befindlichen Prismen zusammengesetzt
ist, Abb. 5 und 6 im Aufriß einen Rückstrahler mit schachbrettartig versetzten Prismengruppen,
Abb. 7 und 8 entsprechend den Linien 7-7 bzw. 8-8 der Abb. 5 und 6 verlaufende Schnitte
des Rückstrahlers,
Abb.9 eine Ansicht eines Rückstrahlers von anderer
Form, Abb. io und i i weitere Ausführungsformen. Das in Abb. i dargestellte Element
ist ein Glasprisma mit Totalreflexion, dessen Hauptquerschnitt ein gleichschenklig
rechtwinkliges Dreieck A-B-C bildet. Ein einfallender Strahl i, der auf die
Fläche B-C senkrecht auffällt, gelangt zur Fläche A-B und bildet mit derselben einen
Winkel von q.5°. Da dieser Winkel größer ist als der Grenzwinkel der Strahlenbrechung,
so wird der Strahl i auf die Fläche A-B und dann auf die Fläche A-C zurückgeworfen,
auf welche letztere er unter einem Einfallwinkel von q.5° auftrifft und senkrecht
zur Fläche B-C aus dem Prisma heraustritt. Der zurückgeworfene Strahl r ist also
parallel zum einfallenden Strahl i.
-
Ebenso werden an diesen beiden Flächen A-B und A-C alle Strahlen zurückgeworfen,
die auf die Fläche B-C des Prismas so einfallen, daß die Einfallwinkel dieser Strahlen
in bezug auf die Flächen A-B und A-C größer als der Grenzwinkel sind, wobei diese
Strahlen an den beiden Flächen A-B und A-C zurückgeworfen werden und durch die Fläche
B-C parallel zur Einfallrichtung aus dem Prisma austreten. Dies ist darauf zurückzuführen,
daß der Winkel A ein rechter ist.
-
Wenn ein einfallender Strahl i', der von der Fläche A-B (Abb. i) zurückgeworfen
wird, unter einem kleineren Winkel als dem Grenzwinkel auf die Fläche A-C auftrifft,
tritt dieser Strahl aus dem Prisma heraus (Abb. i) und würde also nicht in der Einfallrichtung
zurückgeworfen werden.
-
Legt man an die Fläche A-C ein zweites Prisma mit Totalreflexion A'-B'-C'
(Abb. a) derart, daß die der rechtwinkligen Kante A' gegenüberliegende Fläche B'-C'
dieses Prismas an der Fläche A-C anliegt, dringt der einfallende Strahl, der durch
die Fläche A-C aus dem Prisma A-B-C heraustritt, durch die Fläche B'-C' ins Prisma
A'-B'-C' ein und wird nacheinander von den Flächen A'-B' und A'-C' zurückgeworfen.
Der Strahl tritt auf diese Weise durch die Fläche B'-C' parallel zu seiner Einfallrichtung
zum Prisma A'-B'-C' heraus. Der zurückgeworfene Strahl r' dringt also durch die
Fläche A-C in das Prisma A-B-C parallel zum einfallenden Strahl ein und verläßt
dasselbe parallel zur Einfallrichtung durch die Fläche B-C.
-
Trifft der einfallende Strahl i" (Abb. 3) unter einem kleineren Winkel
als dein Grenzwinkel auf die Fläche A-B des Prismas A-B-C auf, so tritt dieser Strahl
durch die Fläche A-B heraus. An dieser Fläche wird ein Prisma mit Totalreflexion
A"-B"-C" so angeordnet, daß die rechtwinklige Kante A" dieser Fläche A-B gegenüberliegt.
Der aus dem Prisma A-B-C austretende Strahl dringt dann durch die Fläche B"-C" ins
Prisma <4"-B"-C" ein und tritt nach Zurückwerfung an den beiden Flächen A"-B"
und A"-C" durch die Fläche B"-C" parallel zu seiner Einfallrichtung heraus. Der
zurückgeworfene Strahl 7" geht also durch das Prisma A-B-C und verläßt dasselbe
parallel zu seiner Einfallrichtung.
-
Die gleichen Ergebnisse wird man auch dann erzielen, wenn die Hauptquerschnitte
der Prismen beliebige ungleichschenklig rechtwinklige Dreiecke sind. Man ersieht
also, daß ein Lichtstrahl, der auf die Fläche B-C des durch das Element A-B-C sowie
die Elemente A'-B'-C' und A"-B"-C" gebildeten optischen Systems auftrifft, im optischen
System zurückgeworfen wird und dasselbe parallel zur Einfallrichtung verläßt. Lediglich
einige Strahlen, die nach Durchquerung des Prismas A-B-C auf eine der an die Kanten
A und A' stoßenden Flächen der beiden anderen Prismen unter einem
kleineren Winkel als dem Grenzwinkel auftreffen, werden durch diese Flächen hindurchgehen
und werden somit nicht zurückgeworfen. Da aber der größte Teil der einfallenden
Strahlen im optischen System zurückgeworfen wird, ist die Leuchtstärke des zurückgeworfenen
Lichtstrahlenbündels beinahe ebenso groß wie die Leuchtkraft des einfallenden Lichtstrahlenbündels.
-
In der bisherigen Beschreibung und in den Zeichnungen berücksichtigte
man nicht die Abweichung der Lichtstrahlen infolge der bei Durchquerung der Prismen
verursachten Strahlenbrechung. Es wäre hierzu zu bemerken, daß diese Abweichung
den Parallelgang der einfallenden und zurückgeworfenen Strahlen nicht beeinträchtigt,
denn bei jeder Durchquerung einer der Prismenflächen erfahren diese beiden Strahlen,
da sie bereits parallel sind, folglich dieselbe Abweichung; sie bleiben somit parallel.
-
Abb. q. und 7 veranschaulichen einen Rückstrahler mit mehreren aneinandergefügten
optischen Systemen, ähnlich wie in Abb. a und 3 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel
sitzen alle mittleren Prismen A-B-C der optischen Systeme auf einer Scheibe P';
zweckmäßig bestehen dieselben aus demselben Material wie diese durchsichtige Scheibe
und werden in einem Stück mit der Scheibe gegossen. Die Seitenprismen A'-B'-C' und
A"-B"-C" aller optischen Systeme sitzen auf einer zweiten Scheibe P", auf die sie
zweckmäßig aufgegossen sind. Die beiden Scheiben P' und P" sind so aneinandergefügt,
daß jedes Prisma der Scheibe P' sich zwischen die beiden entsprechenden Prismen
der Scheibe P" einschiebt. Zwischen den Prismen der Scheibe P' und den Prismen der
Scheibe P" wird ein
winziger Luftspalt gelassen, um die Totalreflexion
zu ermöglichen oder wenn die durchsichtigen Stoffe, aus denen die -Prismen bestehen,
Anzeichen verschiedener Strahlenbrechung aufweisen, können diese Scheiben mit kanadischem
Balsam aneinandergeklebt werden. Aus dem gleichen Grunde ist auch zwischen den Prismen
der Scheibe P" ein Luftspalt gelassen.
-
Um den Luftspalt aufrechtzuerhalten, ist zwischen die Scheiben P'
und P" ein Distanzstück i eingeschoben. Die Scheiben selbst werden in einem Rahmen
:2 aus Glas, Metall oder anderem geeignetem Stoff zusammengehalten.
-
Damit die Reflexion des Lichtes in allen Fällen erfolgt, selbst wenn
die Einfallebene mit der Ebene des Hauptquerschnittes der optischen Systeme nicht
zusammenfällt, ist es von Vorteil, die den Rückstrahler bildenden optischen Systeme
nach verschiedenen Richtungen zu orientieren, so daß sich ihre Hauptquerschnitte
in verschiedenen Ebenen befinden. So befinden sich nach dem in Abb. 5 bis 8 dargestellten
Ausführungsbeispiel die Hauptquerschnitte der beiden benachbarten optischen Systeme
in senkrechten Ebenen.
-
Selbstverständlich könnten die jedes optische System bildenden optischen
Elemente A-B-C, A'-B'-C' und A"-B"-C" jede andere als prismatische Form besitzen.
Damit der Hauptquerschnitt jedes optischen Systems in allen Inzidenzebenen derselbe
sei, kann nämlich das Element A-B-C die Form einer Pyramide mit vieleckiger Grundfläche
oder die Form eines Kegels erhalten, wobei sich diese Pyramide oder dieser Kegel
in ein entsprechend geformtes Element (an Stelle der Prismen A'-B'-C' und A"-B"-C")
einschiebt.
-
In dem in Abb.9 dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die verschiedenen
optischen Systeme konzentrisch, wobei das zentrale System 3 kegelförmig sein kann.
Der Hauptquerschnitt der optischen Systeme ist auf diese-Weise in allen Inzidenzebenen
der gleiche. Die Zeichnung veranschaulicht nur eine der beiden kreisförmigen Scheiben,
auf denen die die optischen Systeme bildenden Elemente mit der Scheibe aus einem
Stück bestehen, während die andere Scheibe selbstverständlich von entsprechender
Form ist, so daß sie sich in die Rillen 4. des ersten Elements einfügen kann.
-
Die Abb. io und i i zeigen eine dreieckige bzw. eine viereckige Scheibe,
die den einen Teil des Rückstrahlers bildet. In diesen Ausführungsbeispielen sind
die verschiedenen optischen Systeme nicht konzentrisch, sondern parallel zu den
Scheibenrändern um eine mittlere Pyramide 3, im Relief oder hohl, mit dreieckiger
(Abb. i o) oder viereckiger (Abb. i i) Grundfläche angeordnet.
-
Der Rückstrahler kann ferner von beiden Seiten verwendet werden. Es
läßt sich leicht ersehen, daß die Totalreflexion bei direktem Auftreffen der Lichtstrahlen
auf die Scheibe P" ebenso leicht erfolgt wie beim direkten Einfallen auf die gegenüberliegende
Scheibe P'.