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DE29707066U1 - Microretroflector - Google Patents

Microretroflector

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DE29707066U1
DE29707066U1 DE29707066U DE29707066U DE29707066U1 DE 29707066 U1 DE29707066 U1 DE 29707066U1 DE 29707066 U DE29707066 U DE 29707066U DE 29707066 U DE29707066 U DE 29707066U DE 29707066 U1 DE29707066 U1 DE 29707066U1
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Germany
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microretroflector
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DE29707066U
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IMOS Gubela GmbH
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/12Reflex reflectors
    • G02B5/122Reflex reflectors cube corner, trihedral or triple reflector type
    • G02B5/124Reflex reflectors cube corner, trihedral or triple reflector type plural reflecting elements forming part of a unitary plate or sheet

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  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Description

Mikroret rof1ektorMicroret rof1ector

Beschreibung:Description:

In der Meßtechnik werden optische Spiegel zum Beispiel für Lichtschranken verwendet, deren Retroflexion (auch Retroreflexion genannt) durch Tripel erfolgt, die zahlreich aneinandergefügt die reflektierende Fläche bilden, sogenannte Tripelspiegel. Auch sind solche Tripelspiegel mit Tripein in Pyramidenform, die auch Würfeleckenpyramiden genannt werden, in Verwendung.In measurement technology, optical mirrors are used for example for light barriers, whose retroreflection (also called retroreflection) is carried out by triples, which are joined together in large numbers to form the reflective surface, so-called triple mirrors. Triple mirrors with pyramid-shaped triples, which are also called cube-corner pyramids, are also used.

Diese Pyramidenform der Tripel wird aber für Retroflektoren, die im KunststoffSpritzguß hergestellt sind, ungern verwendet, weil sie etwa 33% nicht retroflektierende Oberflächen besitzt. Dagegen sind weitaus leistungsfähigere Systeme bekannt. Erst bei der Entwicklung und Herstellung von reflektierenden Folien wurde wieder auf diese einfache Pyramidenform zurückgegriffen, weil die leistungsfähigeren Tripelformen zunächst nicht in der Mikrosystemtechnik herstellbar waren.However, this pyramid shape of the triple is not often used for retroreflectors that are manufactured using plastic injection molding because it has about 33% non-retroreflective surfaces. Far more efficient systems are known. This simple pyramid shape was only used again during the development and manufacture of reflective foils because the more efficient triple shapes could not initially be manufactured using microsystem technology.

Um die Mastermodelle für die Abprägung sehr kleiner Tripel herzustellen, ist eineIn order to produce the master models for the imprinting of very small triples, a

- 6 hochpräzise Mikrosystemtechnik erforderlich.- 6 high-precision microsystem technology required.

Bisher zeigte sich nur dünnes und flexibles Folienmaterial mit einer Dicke < 1 mm, meist sogar < 0,5 mm als geeignet, um die Tripel durch Prägen abzuformen. Für die Endanwendung und Befestigung ist dann ein zusätzliches Ausstanzen, Ausrüstung mit Klebstoff oder Montage auf einem Kunststoff- oder Metallkörper notwendig. Besonders nachteilig ist, daß die Folie kein starrer Körper ist, der an jedem Punkt exakt den gleichen Strahlverlauf gewährleistet.So far, only thin and flexible film material with a thickness of < 1 mm, usually even < 0.5 mm, has proven suitable for forming the triples by embossing. For the final application and attachment, additional punching, treatment with adhesive or mounting on a plastic or metal body is then necessary. A particular disadvantage is that the film is not a rigid body that guarantees exactly the same beam path at every point.

Der erfindungsgemäße Mikroretroflektor kann dagegen zum Beispiel mittels Kunststoffspritzguß als Massenprodukt wirtschaftlich gefertigt werden und erhält dabei sofort seine anwendungsgerechte Endbauform und/oder 0 Befestigung. Darüber hinaus kann er aufgrund seiner Konstruktion wesentlich mehr Licht gezielt retreflektieren als herkömmliche, elastische Reflexfolien, weil er ein starrer, also unflexibler Körper ist, so daß man damit Lichtstrahlen äußerst präzise lenken kann. Die Mikrotripelgesamtflache ist ohne Unterbrechung, so daß in der Sensorik Feinabtastungen und Erkennung aufgedruckter Kodierungen möglich werden.The microretroflector according to the invention can, however, be manufactured economically as a mass product using plastic injection molding, for example, and immediately takes on its final design and/or fastening appropriate to the application. In addition, due to its construction, it can reflect significantly more light in a targeted manner than conventional, elastic reflective foils, because it is a rigid, i.e. inflexible body, so that light rays can be directed extremely precisely. The total microtriple surface is uninterrupted, so that fine scanning and recognition of printed codes are possible in the sensor technology.

Um diese höheren Leistungsmerkmale der Retroflexion und der Wirtschaftlichkeit zu erreichen, wird wie folgt vorgegangen. Die für die Retroflexion formgebenden Flächen werden als galvanische Spiegelkopie aus Nickel und/oder Kupfer hergestellt. Diese Spiegelkopie ist von einer Masterfläche kopiert. Die Masterfläche besteht aus Nickel und/oder Kupfer. In die Masterfläche ist die Mikrotripelstruktur in Form von Mikrotripeln in Pyramidenform mit einem Diamanten geschnitten. Die Mikrotripel nennt man auch Würfeleckenpyramiden. Die Mikrotripel sollen eine Schlüsselweite von < 1,2 mm haben, womit die Kantenlänge des Fußes der Pyramide beschrieben ist.In order to achieve these higher performance characteristics of retroflexion and cost-effectiveness, the following procedure is used. The surfaces that shape the retroflexion are manufactured as a galvanic mirror copy made of nickel and/or copper. This mirror copy is copied from a master surface. The master surface is made of nickel and/or copper. The microtriple structure in the form of microtriples in pyramid shape is cut into the master surface with a diamond. The microtriples are also called cube corner pyramids. The microtriples should have a key width of < 1.2 mm, which describes the edge length of the base of the pyramid.

Die Kunststoffplatte oder Glasplatte, die die Mikrotripelstruktur trägt, wird hier als Lichtdurchgangskörper bezeichnet, denn das eintreffende Licht muß zunächst den Lichtdurchgangskörper durchlaufen, um den Mikrotripel zu erreichen. Auch kehrt das Licht anschließend aus dem Mikrotripel durch den Lichdurchgangskörper zur Lichtquelle zurück. Die Mikrotripel sind also fest mit dem Lichtdurchgangskörper zu einem einzigen Kunststoffkörper oder Glaskörper verbunden. Die aus den pyramidalen Mikrotripeln gebildete Mikrotripelgesamtfläche muß durchgängig ohneThe plastic plate or glass plate that carries the microtriple structure is referred to here as the light passage body, because the incoming light must first pass through the light passage body in order to reach the microtriple. The light then returns from the microtriple through the light passage body to the light source. The microtriples are therefore firmly connected to the light passage body to form a single plastic body or glass body. The total microtriple surface formed from the pyramidal microtriples must be continuous without

Unterbrechungen sein, um ein störungsfreies Abtasten mittels Sensorik zu gewährleisten. Die Dicke der Kunststoffplatte oder Glasplatte ohne die angrenzenden Mikrotripel wird als die Höhe des Lichtdurchgangskorpers bezeichnet. Die Höhe des Lichtdurchgangskorpers soll mindestens dem 2,7-fachen der geometrischen Pyramidenhöhe entsprechen. Die Pyramidenhöhe ist der lotrechte Weg von der Spitze der Pyramide bis zum Mittelpunkt des Fußes der Pyramide. Außerdem soll die Höhe des Lichtdurchgangskorpers > 0,8 mm betragen.interruptions to ensure trouble-free scanning using sensors. The thickness of the plastic plate or glass plate without the adjacent microtriples is referred to as the height of the light passage body. The height of the light passage body should be at least 2.7 times the geometric pyramid height. The pyramid height is the vertical path from the top of the pyramid to the center of the base of the pyramid. In addition, the height of the light passage body should be > 0.8 mm.

Die zum eintreffenden Licht gewandte Oberfläche des Lichtdurchgangskorpers ist planeben. Sie kann aber konkav oder konvex gewölbt sein, um die Lichtstrahlen zu bündeln oder zu streuen. Bei einem vorgegebenen Beobachtungsabstand kann der Brennpunkt des Mikroretroflektors somit festgelegt werden.The surface of the light transmission body facing the incoming light is flat. However, it can be concave or convex in order to focus or scatter the light rays. The focal point of the microretroflector can thus be determined for a given observation distance.

Um den Mikroretroflektor im Straßenverkehr zu verwenden, empfiehlt sich eine zusätzliche Verbesserung der Sichtbarkeit durch Wölbung des Lichtdurchgangskorpers. Eine Eigenschaft des Mikroretroflektors ist, daß er polarisiertes Licht in der Polrichtung dreht, ohne die Polarisation selbst aufzuheben. Somit kann der Mikroretroflektor mit 0 den bekannten Polfilterverfahren der SensorikIn order to use the microretroflector in road traffic, it is recommended to further improve visibility by curving the light-transmitting body. One property of the microretroflector is that it rotates polarized light in the polar direction without canceling the polarization itself. The microretroflector can therefore be used with 0 the well-known polarizing filter processes of sensor technology.

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beobachtet werden und störendes Fremdlicht ausgeschaltet werden. Das ist besonders wichtig bei der Lxchtschrankensensorik, wenn diese spiegelnde Flächen, zum Beispiel Glasflaschen oder Pakete mit Kunststoff-Oberflächen beobachten muß.observed and disruptive extraneous light is switched off. This is particularly important for light barrier sensors when they have to observe reflective surfaces, such as glass bottles or packages with plastic surfaces.

Sollen diese polarisationsdrehenden Eigenschaften aufgehoben werden, so wird die Mikrotripelrückseite, die dem Licht abgewandt ist, mit Aluminium, Kupfer, Silber oder Gold bedampft.If these polarization-rotating properties are to be eliminated, the back side of the microtriple, which faces away from the light, is vapor-coated with aluminum, copper, silver or gold.

Auch bei der Beobachtung von Kraftfahrzeugen im Straßenverkehr zur Verkehrszählung oder Mautberechnung empfiehlt es sich, diesen erfindungsgemäßen Mikroretroflektor am Kraftfahrzeug anzubringen und mit Sensorik zu beobachten. Fremdlicht kann dabei durch Polfilter ausgeblendet werden. So kann zum Beispiel der Zulassungsstempel auf dem Autonummernschild als erfindungsgemäßer Mikroretroflektor ausgebildet werden und/oder als Mikroretroflektor mit zusätzlichem Aufdruck zur Fahrzeugidentifizierung oder Kontrolle der erfolgten Zahlung einer Maut in seiner Form ausgebildet werden. Auch das Nummernschild selbst kann als erfindungsgemäßer Mikroretroflektor ausgebildet werden.When observing motor vehicles in traffic for traffic counting or toll calculation, it is also advisable to attach this microretroflector according to the invention to the motor vehicle and to observe it with sensors. Extraneous light can be blocked out by a polarizing filter. For example, the registration stamp on the car number plate can be designed as a microretroflector according to the invention and/or as a microretroflector with additional printing for vehicle identification or for checking that a toll has been paid. The number plate itself can also be designed as a microretroflector according to the invention.

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Sehr gut eignet sich der Mikroretroflektor für reflektierende Flächen an Straßen, zum Beispiel Rückstrahler für Straßenleitpfosten oder Rückstrahler an Kraftfahrzeugen oder Fahrrädern, weil er sich wegen seiner geringeren Gesamtbauhöhe und in der sehr geringen Mikrotripelhöhe wesentlich schneller und materialsparender, also kostengünstiger, fertigen läßt als herkömmliche Rückstrahler mit Mikrotripelgrößen über 1,2 mm.The microretroflector is very well suited for reflective surfaces on roads, for example reflectors for road marker posts or reflectors on motor vehicles or bicycles, because its lower overall height and the very low microtriple height mean it can be manufactured much faster and with less material, and therefore more cost-effectively, than conventional reflectors with microtriple sizes over 1.2 mm.

Fig. 1 zeigt einen Mikrotripel in Pyramidenform. Dieser Mikrotripel zur Retroflexion wird auch Würfeleckentripel genannt, weil er dem Eckenabschnitt eines Würfels gleicht.Fig. 1 shows a microtriple in pyramid shape. This microtriple for retroflection is also called a cube corner triple because it resembles the corner section of a cube.

Das vom Lichtsender ausgesandte Licht tritt in den Fuß der Pyramide ein und wird über die Flächen (1), (2) und (3) umgelenkt und zum Lichtsender zurückgesandt. Der Fuß der 0 Pyramide ist formatgleich der Grundfläche desThe light emitted by the light transmitter enters the base of the pyramid and is redirected via the surfaces (1), (2) and (3) and sent back to the light transmitter. The base of the 0 pyramid has the same format as the base of the

Mikrotripels und bildet ein Dreieck. Diese Mikrotripelform ist nicht zu verwechseln mit würfelförmigen Fullcubes, deren Grundfläche ein Sechseck bildet.
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Microtriples and forms a triangle. This microtriple form should not be confused with cubic fullcubes, whose base forms a hexagon.
25

Fig. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Mikroretroflektor mit der reflektierenden Gesamtfläche (4), die aus Mikrotripeln in Pyramidenform besteht.Fig. 2 shows the microretroflector according to the invention with the total reflecting surface (4), which consists of microtriples in pyramid shape.

0 Fig. 3 zeigt die Funktion des Mikroretroflek-0 Fig. 3 shows the function of the microretroflex

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tors in einer vereinfachten zweidimensionalen Darstellung. Der vom Lichtsender ausgesandte Lichtstrahl (5) trifft zunächst auf die Oberfläche (6) des Lichtdurchgangskörpers (7), durchläuft diesen, tritt durch den Fuß der Mikrotripelpyramide (8) und wird im Mikrotripel (9) über drei Flächen umgelenkt. Dabei wird der Lichtstrahl um die Strecke (10) versetzt und verläßt als retroflektierter Strahl (11) den Mikroretroflektor in Richtung des Lichtsenders.tor in a simplified two-dimensional representation. The light beam (5) emitted by the light transmitter first hits the surface (6) of the light passage body (7), passes through it, passes through the base of the microtriple pyramid (8) and is deflected over three surfaces in the microtriple (9). The light beam is displaced by the distance (10) and leaves the microretroflector in the direction of the light transmitter as a retroreflected beam (11).

Fig. 4 zeigt den Mikroretroflektor in einer beispielhaften Bauausführung von der lichtbestrahlten Vorderseite. Hinter dem Lichtdurchgangskörper (7), der als Platte ausgebildet ist, sind die pyramidalen Mikrotripel fest verbunden angeordnet. Am Rand (12) ist der Lichtdurchgangskörper mit dem 0 Rückwandkasten durch Verschweißen mit Ultraschall verbunden. An zwei Ecken des Mikroretroflectors sind Schraublöcher (13) zur Befestigung angebracht.Fig. 4 shows the microretroflector in an exemplary design from the light-exposed front side. The pyramidal microtriples are arranged firmly connected behind the light passage body (7), which is designed as a plate. At the edge (12), the light passage body is connected to the rear wall box by ultrasonic welding. Screw holes (13) for fastening are provided at two corners of the microretroflector.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Mikroretroflektor. Dem Lichtsender zugewandt ist der Lichtdurchgangskörper (7), hinter dem die pyramidalen Mikrotripel (4) angeordnet sind. Die Oberfläche 0 (6) des Lichtdurchgangskörpers ist hierFig. 5 shows a section through a microretroflector according to the invention. The light transmission body (7) faces the light transmitter, behind which the pyramidal microtriples (4) are arranged. The surface 0 (6) of the light transmission body is here

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planeben gezeigt, sie kann aber auch konkav oder konvex gewölbt sein, wenn ein Brennpunkt der Retroflexion gewünscht wird. An der Position (13) ist der Rückwandkasten (14), der die pyramidalen Mikrotripel schützen soll, mit dem Rand (12) des Lichtdurchgangskörpers verbunden, so daß in den Hohlraum (15) kein Wasser, Wasserdampf und/oder Schmutz eindringen kann, was die Funktion der Mikrotripel beeinträchtigen würde.shown flat, but it can also be concave or convex if a focal point of retroreflection is desired. At position (13) the rear wall box (14), which is intended to protect the pyramidal microtriples, is connected to the edge (12) of the light passage body so that no water, water vapor and/or dirt can penetrate into the cavity (15), which would impair the function of the microtriples.

Claims (4)

Gebrauchsmusteranmeldung Anmelder: IMOS Gubela GmbH Schleifweg 2 77871 Renchen MikroretroflektorUtility model application Applicant: IMOS Gubela GmbH Schleifweg 2 77871 Renchen Microretroflector 1. Mikroretroflektor aus Kunststoff oder Glas für die Lichtretroflexion zur Anwendung in der Sensorik, wie an Lichtschranken, optischen Abstandssensoren und Bewegungsmeidern, Datenerfassungssystemen in der Industrie und im Straßenverkehr, zur Verkehrszählung, Mautberechnung und zur Lichtretroflexion zur Verkehrssicherheit1. Microretroflector made of plastic or glass for light retroreflection for use in sensors, such as light barriers, optical distance sensors and motion sensors, data acquisition systems in industry and road traffic, for traffic counting, toll calculation and light retroreflection for traffic safety dadurch gekennzeichnet,characterized, daß der Mikroretroflektor als unflexibler, starrer Körper ausgebildet ist und daß
die für die Retroflexion formgebenden
that the microretroflector is designed as an inflexible, rigid body and that
the shaping elements for retroflexion
Flächen in der zur Abformung bestimmten Form als galvanische Spiegelkopie aus Nickel und/oder Kupfer hergestellt sind, kopiert von einer Masterfläche aus Nickel, Kupfer oder Kunststoff, in welcher mittels eines Diamanten die Mikrotripelstruktur spiegelverkehrt geschnitten worden ist und daß
die Lichtretroflexion des Mikroretroflektors durch Mikrotripel in Pyramidenform bewirkt wird, die auch Würfeleckenpyramiden genannt werden, und diese Mikrotripel eine Schlüsselweite von < 1,2 mm haben, was die Kantenlänge des Fußes der Pyramide beschreibt,
und daß
Surfaces in the form intended for the molding are produced as a galvanic mirror copy of nickel and/or copper, copied from a master surface made of nickel, copper or plastic, in which the micro-triple structure has been cut in mirror image using a diamond and that
the light retroreflection of the microretroflector is caused by microtriples in pyramid shape, which are also called cube corner pyramids, and these microtriples have a key width of < 1.2 mm, which describes the edge length of the base of the pyramid,
and that
die durch die Mikrotripel gebildete retroreflektierende Gesamtfläche ohne Unterbrechung ausgebildet istthe retroreflective total surface formed by the microtriples is uninterrupted und daßand that über der Lichteintrittsfläche der Pyramiden ein mit den Pyramiden fest verbundener Lxchtdurchgangskörper angeordnet ist, dessen Höhe, die die Länge des einfachen Lichtweges beschreibt, mindestens dem 2,7-fachen der geometrischen Pyramidenhöhe entspricht und mindestens > 0,8 mm bemißt, und daßa light passage body is arranged above the light entry surface of the pyramids, which is firmly connected to the pyramids, the height of which, which describes the length of the simple light path, is at least 2.7 times the geometric pyramid height and measures at least > 0.8 mm, and that die Lichteintrittsfläche des Lichtdurch-the light entry surface of the light transmittance gangskörpers planeben ist und der Lichteintrittskörper planeben ist.entrance body is flat and the light entrance body is flat.
2. Mikroretroflektor aus Kunststoff oder Glas für die Lichtretroflexion zur Anwendung in der Sensorik, wie an Lichtschranken, optischen Abstandssensoren und Bewegungsmeldern, Datenerfassungssystemen in der Industrie und im Straßenverkehr, zur Verkehrszählung, Mautberechnung und zur Lichtretroflexion zur Verkehrssicherheit2. Microretroflector made of plastic or glass for light retroreflection for use in sensors, such as light barriers, optical distance sensors and motion detectors, data acquisition systems in industry and road traffic, for traffic counting, toll calculation and light retroreflection for traffic safety nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
according to claim 1
characterized,
daß die Lichteintrittsfläche des Lichtdurchgangskorpers konvexthat the light entry surface of the light transmission body is convex oder konkav gewölbt ist.
20
or is concavely curved.
20
3. Mikroretroflektor aus Kunststoff oder Glas für die Lichtretroflexion zur Anwendung in der Sensorik, wie an Lichtschranken, optischen Abstandssensoren und Bewegungsmeidern, Datenerfassungssystemen in der Industrie und im Straßenverkehr, zur3. Microretroflector made of plastic or glass for light retroreflection for use in sensors, such as light barriers, optical distance sensors and motion sensors, data acquisition systems in industry and road traffic, for Verkehrszählung, Mautberechnung und zur Lichtretroflexion zur VerkehrssicherheitTraffic counting, toll calculation and light retroreflection for road safety nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
according to claim 1
characterized,
daß der Lichtdurchgangskorper konvex oder konkav gewölbt ist.that the light transmitting body is convex or concave.
4. Mikroretroflektor aus Kunststoff oder Glas für die Lichtretroflexion zur Anwendung in der Sensorik, wie an Lichtschranken, optischen Abstandssensoren und Bewegungsmeldern, Datenerfassungssystemen in der Industrie und im Straßenverkehr, zur Verkehrszählung, Mautberechnung und zur Lichtretroflexion zur Verkehrssicherheit4. Microretroflector made of plastic or glass for light retroreflection for use in sensor technology, such as light barriers, optical distance sensors and motion detectors, data acquisition systems in industry and road traffic, for traffic counting, toll calculation and light retroreflection for traffic safety nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
according to claim 1
characterized,
daß die Rückseite der Mikrotripel mit Aluminium oder Kupfer oder Silber oder Gold bedampft ist.
25
that the back of the microtriples is coated with aluminium or copper or silver or gold.
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