DE3004422C2

DE3004422C2 - Parabolic reflector

Info

Publication number: DE3004422C2
Application number: DE3004422A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Sidler & Co 7400 Tuebingen De GmbH
Current assignee: Sidler & Co 7400 Tuebingen De GmbH
Priority date: 1980-02-07
Filing date: 1980-02-07
Publication date: 1988-09-29
Also published as: FR2475691A1; JPH0230001B2; FR2475691B1; DE3004422A1; JPS56125705A; GB2069124A; BE887427A

Description

Die Erfindung betrifft einen Reflektor, insbesondere für Fahrzeugleuchten und Geheinwerfer, der aus einem transparenten Material besteht und der das von einer Lichtquelle in das Reflektormaterial eintretende Licht durch gekrümmte, auf der inneren, konkaven, der Lichtquelle zugewandten Seite vorgesehene und als zur optischen Achse rotationssymmetrische Dreikant-Ringprismen ausgebildete Totalreflexionsprismen wieder ausstrahlt.The invention relates to a reflector, in particular for vehicle lights and headlights, which consists of a consists of transparent material and the light entering the reflector material from a light source by curved, provided on the inner, concave, side facing the light source and as to optical axis rotationally symmetrical triangular ring prisms formed total reflection prisms again radiates.

Bei einem bekannten derartigen Glasreflektor (CH-PS 1 86 375) sind kreisringförmige Totalreflexionsprismen vorgesehen, die sowohl an der Außenseite als auch an der inneren, der Lichtquelle zugewandten Seite angeordnet sein können. Dabei dient jedoch dieser bekannte Reflektor weniger der Bündelung des Lichts als der Zerstreuung des Lichtes, weil er nicht aus einem glasklaren Material besteht sondern das Material so gewählt ist, daß eine Dispersion oder Diffusion des Lichtes erzielt wird. Aus diesem Grund sind auch ein ίο Teil der Prismen nicht für Totalreflexion ausgebildet sondern so gestaltet, daß das Licht hindurchtritt. Zur Herstellung dieses bekannten Reflektors sind, auch wenn er nicht aus Glas sondern beispielsweise aus Kunststoff hergestellt würde, komplizierte Formkörper erforderlich, weil der Reflektor Hinterschneidungen aufweist, die zu einer mehrfachen Unterteilung des Werkzeuges zwingen. Außerdem muß bei diesem bekannten Reflektor ein Material mit sehr hohem Brechungsindex von η = 3 oder mehr verwendet werden. Ein so hoher Brechungsindex wird aber nur von besonders ausgewählten und teueren Materialien erreicht. Wird dagegen ein preiswertes Material mit einem Brechungsindex von etwa η = 1,5 verwendet, so würden die Prismen lediglich eine diffuse Streuung des Lichtes hervorrufen, was möglicherweise bei dem bekannten Reflektor erwünscht war, da er eine Blendwirkungsminderung erzielen soll.In a known such glass reflector (CH-PS 1 86 375), circular total reflection prisms are provided, which can be arranged both on the outside and on the inner side facing the light source. However, this known reflector serves less to focus the light than to diffuse the light, because it does not consist of a crystal-clear material but the material is chosen so that a dispersion or diffusion of the light is achieved. For this reason, some of the prisms are not designed for total reflection but are designed in such a way that the light passes through. To produce this known reflector, even if it were not made of glass but, for example, of plastic, complex molded bodies are required because the reflector has undercuts which force the tool to be subdivided several times. In addition, a material with a very high refractive index of η = 3 or more must be used in this known reflector. Such a high refractive index can only be achieved with specially selected and expensive materials. If, on the other hand, an inexpensive material with a refractive index of approximately η = 1.5 is used, the prisms would only cause diffuse scattering of the light, which may have been desired in the known reflector, since it is intended to reduce the effect of glare.

Es ist auch ein Reflektor bekannt (DE-OS 27 14 793), der aus einem transparenten Material besteht, auf dessen Außenseite oder Rückseite vom Scheitelbereich des Reflektors strahlenförmig ausgehende Dachkantprismen angeformt sind. Dabei muß der First der Dachkantprismen bzw. die Höhe der Dachkantprismen einer vorgegebenen Funktion folgen. Um zweckmäßige Abmessungen der Dachkantprismen zu erhalten ist es außerdem erforderlich, die Reflektorfläche in mehrere Ringflächen zu unterteilen, also die einzelnen Dachkantprismen in ihrer Längsrichtung in mehrere Abschnitte aufzuteilen, die nach Art einer Fresnellinse gegeneinander versetzt sind. Dadurch wird das zur Herstellung dieses bekannten Reflektors erforderliche Werkzeug zusätzlich verteuert und aufwendig.There is also a reflector known (DE-OS 27 14 793), which consists of a transparent material, on the outside or back of the crown area of the reflector are formed radially outgoing roof prisms. The ridge must be the Roof prisms or the height of the roof prisms follow a given function. To be expedient To obtain the dimensions of the roof prisms, it is also necessary to split the reflector surface into several To subdivide annular surfaces, i.e. the individual roof prisms in their longitudinal direction into several sections to divide, which are offset from one another in the manner of a Fresnel lens. This turns that into manufacturing this known reflector required tool is also expensive and complex.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen das Licht gut bündelnden Reflektor zu schaffen, der ohne Verspiegelung auskommt, als Rotationskörper ausgebildet ist und aus preiswertem Werkstoff mit einfach herstellbaren Werkzeugen geformt werden kann.The object of the present invention is to create a reflector which focuses the light well and which without Mirroring gets by, is designed as a body of revolution and made of inexpensive material with simple manufacturable tools can be shaped.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß eine erste der drei Grenzflächen eines Ringprismas etwa zylindrisch zur optischen Achse des Reflektors ausgebildet ist, daß eine zweite Grenzfläche durch die Reflektorrückseite gebildet ist, die außerhalb des Scheitelbereiches annähernd die Gestalt eines Rotationsparaboloides aufweist, und daß außerhalb des Scheitelbereiches die dritte Grenzfläche etwa parallel zu einem von der Lichtquelle (Bennpunkt) kommenden Strahl ausgerichtet ist und damit einen Abschnitt einer Kegelstumpfmantelfläche bildet, deren Kegelspitze etwa in der Mitte der Lichtquelle (Brennpunkt) liegt, wobei der Scheitelbereich einen Raumwinkel einschließt, der etwa 30° bis 60° beträgt und dessen Spitze etwa im Brennpunkt bzw. Mittelpunkt der Lichtquelle liegt.This object is achieved according to the invention in that a first of the three interfaces of a ring prism is approximately cylindrical to the optical axis of the reflector that a second interface through the The rear of the reflector is formed which, outside of the apex area, has approximately the shape of a paraboloid of revolution has, and that outside of the apex region, the third interface is approximately parallel is aligned to a beam coming from the light source (Bennpunkt) and thus a section of a Forms a truncated cone surface whose apex is located approximately in the middle of the light source (focal point), wherein the apex area encloses a solid angle which is approximately 30 ° to 60 ° and its apex lies roughly in the focal point or center of the light source.

Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Reflektors besteht darin, daß er rotationssymmetrisch zur optischen Achse gestaltet ist und er daher einfach und kostengünstig herstellbar ist. Ein Werkzeug zur Formgebung eines derartigen Reflektors kann beispiels-A great advantage of the reflector according to the invention is that it is rotationally symmetrical to the optical Axis is designed and it is therefore easy and inexpensive to manufacture. A tool for Shaping of such a reflector can be for example

weise im wesentlichen aus zwei Drehteilen bestehen, die der Außenkontur bzw. der Innenkontur des Reflektors entsprechen. Da die erste Grenzfläche der Ringprismen etwa zylindrisch zur optischen Achse ausgebildet ist, ist ein Entformen in Richtung der optischen Achse jederzeit möglich. Um diese Entformbarkeit noch zu verbessern, kann, ohne daß sich dadurch die Wirkungsweise ändert oder die Qualität merklich beeinträchtigt wird, eine von der Zylindermantelform ganz wenig abweichende Kegelmantelform als erste Grenzfläche vorgesehen sein. Von Vorteil gegenüber üblichen, oberflächenverspiegelten Reflektoren ist, daß Arbeitsgänge bei der Herstellung eingespart werden, was zu einer kostengünstigeren Produktion führt; außerdem wird ein Reflektor mit größerer Lebensdauer erhalten, weil diese nicht mehr von der Unversehrtheit der Spiegelschicht abhängtconsist essentially of two rotating parts, which are the outer contour or the inner contour of the reflector correspond. Since the first interface of the ring prisms is approximately cylindrical to the optical axis, is demoulding in the direction of the optical axis is possible at any time. To this demoldability still to can improve without changing the mode of action or noticeably impairing the quality becomes, a conical shell shape that differs very little from the cylindrical shell shape as the first boundary surface be provided. The advantage over conventional, surface-mirrored reflectors is that operations can be saved in the production, which leads to a more cost-effective production; aside from that a reflector with a longer service life is obtained because this no longer depends on the integrity of the Mirror layer depends

Die dritten Grenzflächen der Ringprismen bilden, da sie etwa parallel zu einem von der Lichtquelle kommenden Strahl ausgerichtet sind, je-veils einen Abschnitt einer Kegelstumpfmantelfläche, deren Kegelspitze etwa in der Mitte der Lichtquelle (Brennpunkt) liegt Dabei ist die dritte Grenzfläche des Ringprismas, das vom Scheitel des Reflektors etwa den gleichen Abstand aufweist wie der Mittelpunkt der Lichtquelle, etwa eine Planfläche. Die Spitze des Mantels derjenigen Grenzflächen, die näher dem Scheitel des Reflektors sind, weist in Strahlrichtung, wogegen die Spitze des Kegels derjenigen dritten Grenzflächen der Ringprismen, die einen größeren axialen Abstand vom Reflektor-Scheitel aufweisen als der Brennpunkt, in Richtung auf den Reflektorscheitel weist. Der Scheiielbereich schließt ebenfalls einen Kegelraum ein, dessen Spitze im Brennpunkt liegt und der einen Winkel von ungefähr 30° bis 60° einschließt.The third boundary surfaces form the ring prisms as they are roughly parallel to one of the light source incoming beam are aligned, each with a section of a truncated cone surface, the cone apex approximately in the middle of the light source (focal point) The third boundary surface of the ring prism, that of the apex of the reflector, is roughly the same Has a distance like the center of the light source, for example a flat surface. The top of the mantle of those Boundaries, which are closer to the apex of the reflector, point in the direction of the beam, whereas the tip of the Cone of those third interfaces of the ring prisms that have a greater axial distance from Have reflector apex than the focal point, points in the direction of the reflector apex. The squint area also includes a cone space, the apex of which lies in the focal point and which forms an angle of includes about 30 ° to 60 °.

Bei der erfindungsgemäßen Gestaltung des Reflektors tritt das von der Lichtquelle kommende Licht durch die erste Grenzfläche in das Ringprisma ein, wird an der zweiten Grenzfläche total reflektiert und tritt durch die dritte Grenzfläche wieder aus, wobei es achsparallel oder etwa achsparallel gerichtet ist. Soll das Licht insgesamt oder in bestimmten Bereichen von der achsparallelen Ausrichtung etwas abweichen, so genügt es, die Neigung mindestens einer der drei Grenzflächen zur optischen Achse etwas zu verändern.In the design of the reflector according to the invention, the light coming from the light source passes through the first interface enters the ring prism, is totally reflected at the second interface and passes through the third boundary surface again, whereby it is directed axially parallel or approximately axially parallel. Should the light deviate slightly from the axially parallel alignment in total or in certain areas, it is sufficient it is to change the inclination of at least one of the three interfaces to the optical axis somewhat.

Im allgemeinen befindet sich im Scheitelbereich des Reflektors eine Öffnung, durch die hindurch eine Lichtquelle, beispielsweise eine Glühbirne, eingeführt und gehalten wird. In diesem, im »Schatten« der Lichtquelle befindlichen Bereich wird also das Licht der Lichtquelle nicht reflektiert und damit nicht ausgenutzt. Es braucht daher dieser Bereich auch nicht bei der Auslegung des Reflektors berücksichtigt werden.In general, there is an opening in the apex of the reflector through which a Light source, such as a light bulb, is inserted and held. In this, in the "shadow" of the In the area located in the light source, the light from the light source is not reflected and is therefore not used. This area therefore does not need to be taken into account when designing the reflector.

Das zur Herstellung des Reflektors verwendete Material muß transparent sein und muß in dem Bereich, in dem der Lichtstrahl auf die zweite Grenzfläche auftritt, Totalreflexion zulassen. Im vorderen Bereich des Reflektors, also in dem Bereich, der von der offenen Seite her bis etwa zur Ebene des Brennpunktes oder der Lichtquellenmitte reicht, können insbesondere alle bekannten transparenten Massenkunststoffe verwendet werden, da sie einen Brechungsindex von mindestens annähernd 1,5 aufweisen. Im rückwärtigen Bereich, also in dem an dem vorderen Bereich anschließenden und bis zum Scheitel reichenden Teil des Reflektors können transparente Kunststoffe verwendet werden, deren Brechungsindex möglichst im Bereich über 1,5 liegt, wie beispielsweise Polycarbonat (PC) mit einem Brechungsindex η = 1,586. Auch Polystyrol (PS) mit einem Brechungsindex π = 1,59 ist gut verwendbar. Ebenso ist Styrolacrylnitril (SAN) mit einem Brechungsindex von η = 1,567 geeignet Dasselbe gilt auch für Epoxidharze mit einem Brechungsindex von π = 1,55—1,61. Es versteht sich, daß Glas ebenfalls verwendbar ist Für die Werkstoffwahl ebenso wie für die Wahl der Stufenhöhe bzw. Prismenringbreite gelten neben Gesichtspunkten der Stylistik solche der Zweckmäßigkeit, sowie andererseits, daß die Bedingung für Totalreflexion eingehalten werden muß.The material used to manufacture the reflector must be transparent and must allow total reflection in the area in which the light beam strikes the second interface. In the front area of the reflector, i.e. in the area that extends from the open side to about the plane of the focal point or the center of the light source, all known transparent bulk plastics can be used, since they have a refractive index of at least approximately 1.5. In the rear area, i.e. in the part of the reflector adjoining the front area and reaching up to the apex, transparent plastics can be used whose refractive index is preferably in the range above 1.5, such as polycarbonate (PC) with a refractive index η = 1.586. Polystyrene (PS) with a refractive index π = 1.59 can also be used. Styrene acrylonitrile (SAN) with a refractive index of η = 1.567 is also suitable. The same also applies to epoxy resins with a refractive index of π = 1.55-1.61. It goes without saying that glass can also be used. For the choice of material as well as for the choice of the step height or prism ring width, in addition to the stylistic aspects, those of expediency apply and, on the other hand, the condition for total reflection must be observed.

Im Scheitelbereich des Reflektors treten erhöhte Lichtverluste auf, was dann keine Rolle spielt, wenn dieser Bereich ohnedies als eine Öffnung für die als Lichtquelle dienende Glühbirne verwendet ist Es gibt jedoch Fälle, in denen aus Platzgründen oder auch aus sonstigen Gründen der Scheitelbereich des Reflektors geschlossen ist und ebenfalls als Reflexionsfläche dient Die Lichtquelle ist dann durch eine seitliche öffnung oder von vorn in den Reflektor eingeführt und gehalten. Um auch in diesem Scheitelbereich die gewünschte Totalreflexion zu erhalten, also ohne Verspiegelung auszukommen, genügt es, wie bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, zusätzlich zur Verwirklichung der eingangs genannten Merkmale, wenn die zweiten Grenzflächen, die einander relativ zur optischen Achse gegenüberliegen, einen Scheitelwinkel von etwa 90° miteinande- einschließen. Da die Totalreflexionsprismen Ringprsmen sind bedeutet dies nichts anderes, als daß die die Rückseite des Reflektors bildende Fläche eines derartigen Ringprismas die Mantelfläche eines Kegelstumpfes darstellt, dessen Kegelwinkel 90° beträgt (wobei die Spitze des Kegelwinkels von der Lichtquelle weg weist). In diesem Bereich weist also der Reflektor nicht mehr die Gestalt eines Rotationsparaboloides auf, sondern die Gestalt eines Kegels. Auf diese verblüffend einfache Weise gelingt es, auch den Scheitelbereich des Reflektors in vorteilhafter Weise auszunutzen.Increased light losses occur in the apex area of the reflector, which does not matter if this area is anyway used as an opening for the light bulb serving as a light source however, cases in which, for reasons of space or for other reasons, the apex area of the reflector is closed and also serves as a reflective surface. The light source is then through a side opening or inserted and held in the reflector from the front. In order to achieve the desired in this apex area as well To get total reflection, i.e. to get by without mirroring, it is sufficient, as with a preferred one Embodiment provided, in addition to implementing the features mentioned above, if the second interfaces, which are opposite to one another relative to the optical axis, have an apex angle of Include about 90 ° with each other. Since the total reflection prisms Ringprsmen are this means nothing else than that the back of the reflector forming surface of such a ring prism represents the lateral surface of a truncated cone, the Cone angle is 90 ° (with the apex of the cone angle pointing away from the light source). In this In this area, the reflector no longer has the shape of a paraboloid of revolution, but the shape of a cone. In this amazingly simple way it is possible to also move the apex area of the reflector in to take advantage of this.

In bevorzugter weiterer Ausgestaltung sind die dritten Grenzflächen der Ringprismen konvex gewölbt. Dabei kann auch der gesamte Scheitelbereich des Reflektors durch ein einziges Totalreflexionsprisma gebildet sein, das die Gestalt eines Kegels mit 90° Spitzenwinkel aufweist, dessen Basisfläche eine konvexe Kugelkalotte ist. Allerdings erhält man bei einer solchen Ausführungsform, bei der die Stufenhöhe im Scheitelbereich relativ groß ist verglichen mit den Stufenhöhen im hinteren und vorderen Reflektorteil, eine in manchen Fällen unerwünschte Materialanhäufung. Deshalb wird im allgemeinen auch der Scheitelbereich in etwa gleiche Stufenhöhen unterteilt.In a preferred further embodiment, the third boundary surfaces of the ring prisms are convexly curved. The entire apex area of the reflector can also be covered by a single total reflection prism be formed, which has the shape of a cone with a 90 ° apex angle, the base surface of which is convex Spherical cap is. However, in such an embodiment in which the step height in The apex area is relatively large compared to the step heights in the rear and front reflector part, an undesirable accumulation of material in some cases. Therefore, in general, the apex area also becomes divided into roughly equal step heights.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die zweiten Grenzflächen der Ringprismen im Scheitelbereich, also deren Rückseitenflächen, konvex gewölbt und es sind die dritten Gren?-flächen Planflächen, bezogen auf die optische Achse des Reflektors. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß ein größerer Lichtanteil aus dem Scheitelbereich reflektiert wird, weil nämlich der gesamte auf die zweite Grenzfläche fallende Lichtanteil reflektiert wird und nicht ein Teil dadurch verloren geht, daß er nach der ersten Totalreflexion unter einem ungünstigen Winkel auf die dritte Grenzfläche eines benachbarten, der optischen Achse näheren Ringprismas auffällt. Es ist dabei zu beachten, daß im Scheitelbereich eine doppelte Totalreflexion erfolgt.In a preferred embodiment of the invention, the second interfaces of the ring prisms are in The apex area, i.e. its rear surface, is convexly arched and the third size surfaces are flat surfaces, based on the optical axis of the reflector. This embodiment has the advantage that a The greater part of the light is reflected from the apex area, because the whole of it is reflected onto the second Light component falling at the interface is reflected and not a part is lost because it is after the first total reflection at an unfavorable angle onto the third boundary surface of a neighboring one, the optical axis closer ring prism is noticeable. It should be noted that in the apex area a double Total reflection takes place.

Die Größe des Scheitelbereiches hängt ab von demThe size of the apex area depends on the

für den rückwärtigen Reflektorteil verwendeten Material bzw. von dem Brechungsindex des hier verwendeten Materials. Bevorzugt umfaßt der Scheitelbereich einen Raumwinkel von etwa bis zu 60°, wobei die Spitze des Winkels etwa in der Mitte der Lichtquelle (Brennpunkt) liegt. Dabei ist der Raumwinkel, in dem die zweite Grenzfläche konvex und die dritte Grenzfläche eine Planfläche ist, auf etwa bis zu 40° begrenzt.material used for the rear reflector part or the refractive index of the one used here Materials. The apex area preferably comprises a solid angle of up to approximately 60 °, the tip of the Angle is approximately in the middle of the light source (focal point). Here is the solid angle at which the second Convex boundary surface and the third boundary surface is a flat surface, limited to approximately up to 40 °.

Um zu geometrisch einfachen Ausführungsformen zu kommen sind bevorzugt zumindest zwei der Grenzflächen der Ringprismen im Axialschnitt geradlinig.In order to arrive at geometrically simple embodiments, at least two of the interfaces are preferred of the ring prisms straight in axial section.

Bevorzugt besteht der Reflektor außerhalb des Scheitelbereiches aus einem Material, dessen Brechungsindex nicht wesentlich unter, vorzugsweise über 1,5 ist. Derartige Kunststoffe sind in bequem zu verarbeitender Form als transparente Massenkunststoffe im Handel erhältlich.Outside the apex area, the reflector is preferably made of a material whose refractive index is not significantly below, preferably above 1.5. Such plastics are in convenient too Processing form as transparent bulk plastics commercially available.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen im Zsammenhang mit den Ansprüche. Es zeigenFurther details and configurations of the present invention emerge from the following Description of embodiments shown in the drawing in connection with the claims. Show it

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Reflektor mit offenen Scheitelbereich,1 shows an axial section through a reflector with an open apex area,

Fig. 2 eine Einzelheit des Bereiches II der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,Fig. 2 shows a detail of the area II of Fig. 1 in enlarged view,

Fig. 3 eine Einzelheit des Bereiches III der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,Fig. 3 shows a detail of the area III of Fig. 1 in enlarged view,

F i g. 4 in vergrößerter Darstellung eine Ausführungsform des Scheitelbereiches eines Reflektors, F i g. 4 shows an enlarged illustration of an embodiment of the apex area of a reflector,

F i g. 5 eine andere Ausführungsform des Scheitelbereiches des Reflektors, undF i g. 5 shows another embodiment of the apex area of the reflector, and

F i g. 6 eine dritte Ausführungsform des Scheitelbereiches eines Reflektors mit einem einzigen, kegelförmigen Prisma.F i g. 6 shows a third embodiment of the apex area of a reflector with a single, conical shape Prism.

Der in F i g. 1 im Halbschnitt dargestellte Reflektor 1 umfaßt einen vorderen Reflektorteil 2, einen rückwärtigen Reflektorteil 3 und einen Scheitelbereich 4. In der Mitte des Scheitelbereiches 4 durchstößt die optische Achse 6 den Reflektor, die gleichzeitig Rotationssymmetrieachse des Reflektors 1 ist Auf der optischen Achse 6 liegt auch ein Brennpunkt 7, in dem eine Lichtquelle angeordnet wird, deren Licht den Reflektor etwa parallel zur optischen Achse 6 verlassen soll. Der Reflektor 1 besteht aus einer Mehrzahl von Ringprismen 8, die zur optischen Achse 6 rotationssymmetrisch sind und die jeweils im Bereich eines schmalen Steges 9 aneinander grenzen, der den mechanischen Zusammenhalt ergibt. Bei den Ringprismen 8 handelt es sich um im Querschnitt dreieckförmige Totalreflexionsprismen mit drei Außenflächen oder Grenzflächen, nämlich einer ersten Grenzfläche 10, einer zweiten Grenzfläche 11 und ciiicr ufitic The in F i g. 1 reflector 1 shown in half-section comprises a front reflector part 2, a rear reflector part 3 and an apex area 4. In the middle of the apex area 4, the optical axis 6 penetrates the reflector, which is also the axis of rotational symmetry of the reflector 1 Focal point 7, in which a light source is arranged, the light of which should leave the reflector approximately parallel to the optical axis 6. The reflector 1 consists of a plurality of ring prisms 8 which are rotationally symmetrical with respect to the optical axis 6 and which each adjoin one another in the area of a narrow web 9 which results in the mechanical cohesion. The ring prisms 8 are total reflection prisms that are triangular in cross section and have three outer surfaces or interfaces, namely a first interface 10, a second interface 11 and ciiicr ufitic

GfcnZfiächc 12. Die cFStcuGfcnZfiächc 12. The cFStcu

chen 10 aller Ringprismen 8 sind Zylindermantelflächen und koaxial zur optischen Achse 6. Geringfügige Abweichungen von der Zylindermanteifläche zu einer Kegelmantelfläche können aus Herstellgründen (Entformbarkeit) vorgesehen sein. Die zweiten Grenzflächen 11, die zusammen die Rückseite des Reflektors 1 im vorderen und im rückwärtigen Reflektorteil bilden, ergeben zusammen annähernd die Gestalt eines Rotationsparaboloides, das gegebenenfalls durch einzelne gerade Abschnitt angenähert ist, die jeweils von Steg 9 zum nächsten Steg 9 reichen, also der Stufenhöhe der einzelnen Ringprismen 8 entsprechen. Die dritten Grenzflächen 12 sind im vorderen Reflektorteil 2 und im rückwärtigen Reflektorteil 3 Kegelstumpfmantelflächen, wobei die Spitze des Kegels jeweils im Mittelpunkt der Lichtquelle (Brennpunkt 7) liegt. An der Grenze zwischen vorderen Reflektorteil 2 und rückwärtigen Reflektorteil 3 ist die dritte Grenzfläche 12 eine Planfläche zur optischen Achse 6, auf der die optische Achse 6 senkrecht steht und die die optische Achse 6 im Brennpunkt 7 schneidet. Diese Ausbildung der dritten Grenzflächen hat den Vorteil, daß praktisch kein Lichtanteil durch diese Grenzflächen infolge Abschattung verlorengeht, weil nämlich der gesamte LichtstromChen 10 of all ring prisms 8 are cylinder jacket surfaces and coaxial to the optical axis 6 Deviations from the cylinder edge surface to one Conical surface can be provided for manufacturing reasons (demoldability). The second interfaces 11, which together form the back of the reflector 1 in the front and in the rear reflector part, together give approximately the shape of a paraboloid of revolution, which may be separated by individual straight section is approximated, each ranging from web 9 to the next web 9, so the step height of the individual ring prisms 8 correspond. The third interfaces 12 are in the front reflector part 2 and in rear reflector part 3 truncated cone surfaces, the tip of the cone in each case The center of the light source (focal point 7) lies. At the border between the front reflector part 2 and the rear Reflector part 3, the third interface 12 is a plane surface to the optical axis 6 on which the optical Axis 6 is perpendicular and which intersects the optical axis 6 at the focal point 7. This training the third Boundary surfaces have the advantage that practically no light component passes through these boundary surfaces as a result of shadowing is lost because namely the entire luminous flux

ίο die ersten Grenzflächen 10 unter einem relativ steilen Winkel trifft. Der Lichteinfallswinkel an der ersten Grenzfläche 10 und die zugehörige Neigung der zweiten Grenzfläche 11 führen zusammen mit der zweifachen Brechung beim Lichteintrilt in ein Ringprisma 8 und dem Lichtaustritt aus dem Ringprisma 8 zu der gewünschten Strahlbündelung, wie dies in den F i g. 2 und 3 im einzelnen hervorgeht.ίο the first interfaces 10 under a relatively steep Angle meets. The angle of incidence of light at the first interface 10 and the associated inclination of the second Boundary surface 11 lead together with the double refraction when light enters a ring prism 8 and the light exit from the ring prism 8 to the desired beam bundling, as shown in FIGS. 2 and 3 emerges in detail.

Bei dem in F i g. 1 zur Hälfte dargestellten Reflektor 1 ist der Scheitelbereich 4 als Aussparung ausgebildet, durch den hindurch eine Lichtquelle, beispielsweise eine Glühlampe, einführbar ist, deren Wendel in den Brennpunkt 7 gebracht wird, wenn die aus der Lichtquelle austretenden Lichtstrahlen 13 und 14 nach der Totalreflexion den Reflektor 1 als Lichtstrahlen 15 und 16 parallel zur optischen Achse 6 verlassen sollen. Sollen die Lichtstrahlen 15 und 16 einen konvergenten oder einen divergenten Strahl bilden, so genügt es, die Lichtquelle etwas aus dem Brennpunkt 7 heraus entlang der optischen Achse in der einen oder der anderen Richtung zu verschieben. Zweckmäßigerweise werden dann auch die Neigungen bzw. Kegelwinkel der dritten Grenzflächen 12 entsprechend angepaßt Eine divergente oder konvergente Strahlausbildung des gesamten Lichtes oder eines Teils des Lichtes kann auch dadurch erzielt werden, daß entweder die Grenzflächen gekrümmt ausgebildet werden oder ihre Ausrichtung relativ zur optischen Achse 6 verändert wird, in dem beispielsweise die zweiten Grenzflächen 11 nicht mehr einer angenäherten Parabelkontur folgen.In the case of the FIG. 1 half of the reflector 1 shown, the apex area 4 is designed as a recess, through which a light source, for example an incandescent lamp, can be introduced, the filament of which is inserted into the Focus 7 is brought when the light rays emerging from the light source 13 and 14 after the total reflection should leave the reflector 1 as light rays 15 and 16 parallel to the optical axis 6. If the light beams 15 and 16 are to form a convergent or a divergent beam, it is sufficient that the Light source somewhat out of the focal point 7 along the optical axis in one or the other Move direction. The inclinations or cone angles of the third are then also expediently Boundaries 12 adapted accordingly A divergent or convergent beam formation of the whole Light or part of the light can also be achieved by either the boundary surfaces are formed curved or their orientation is changed relative to the optical axis 6, in which For example, the second boundary surfaces 11 no longer follow an approximate parabolic contour.

Es gibt Fälle, in denen die Lichtquelle nicht durch den Scheitelbereich 4 hindurch eingeführt und gehalten wird, sondern entweder durch eine seitliche Öffnung oder auch von der Frontseite des Reflektors 1 her. In solchen Fällen ist es erwünscht, daß auch der Scheitelbereich 4 als Reflektorfläche wirkt Um keine zu hohen Lichtverluste in Kauf nehmen zu müssen, ist hierzu eine Modifikation der Gesalt der Ringprismen in der Art erforderlich, daß die zweiten Grenzflächen nicht mehr einer Parabelkontur folgen, sondern einenThere are cases where the light source is not inserted and held through the apex area 4 but either through a side opening or from the front of the reflector 1. In in such cases it is desirable that the apex area 4 also acts as a reflector surface in order not to Having to accept high light losses is a modification of the shape of the ring prisms in the kind required that the second boundary surfaces no longer follow a parabolic contour, but one

so Scheitelwinkel von etwa 90° miteinander einschließen. Die Fig.4 bis 6 zeigen entsprechend ausgebildete Ringprismen 18 für den Scheitelbereich 4. Die zweitenso include apex angles of about 90 ° with each other. Figures 4 to 6 show appropriately designed Ring prisms 18 for the apex area 4. The second

Scheitelbereich 4 eine Kegelmantelfläche mit einem Kegelwinkel von 90°.Apex area 4 is a conical surface with a cone angle of 90 °.

Die ersten Grenzflächen 10 sind weiterhin Zylindermantelflächen. Die dritten Grenzflächen 12' sind linsenförmig gekrümmt; die dritten Grenzflächen 12' der einzelnen Ringprismen 18 bilden, wie in Fig.4 ersichtlich, eine Art Stufenlinse oder Fresnellinse. Der Scheitelbereich 4 umfaßt gemäß der Darstellung einen Raumwinkel von 50°, dessen Spitze sich im Brennpunkt 7 befindet (F ig. 4).The first boundary surfaces 10 are still cylinder jacket surfaces. The third boundary surfaces 12 'are curved in the shape of a lens; the third interfaces 12 ' of the individual ring prisms 18, as in Figure 4 can be seen, a kind of Fresnel lens or Fresnel lens. The apex region 4 comprises, as shown, a Solid angle of 50 °, the tip of which is at the focal point 7 (Fig. 4).

Wie aus Fig.4 ersichtlich fallen bei der dort dargestellten Ausführungsform gewisse Bereiche der von der Lichtquelle kommenden Lichtmenge weg, die jeweils schraffiert dargestellt sind. Die Wölbung der dritten Grenzflächen 12' ist so gewählt daß das LichtAs can be seen from Fig. 4 fall in there illustrated embodiment, certain areas of the amount of light coming from the light source away, the are each shown hatched. The bulge of the third interfaces 12 'is chosen so that the light

nach dem Eintritt in die Ringprismen 18 achsparallel und nach Totalreflexion an den Grenzflächen 11' radial zur optischen Achse 6 verläuft. Dadurch geht jedoch das Licht eines Strahlbereiches 19 verloren, das nämlich nach der Totelreflexion auf die dritte Grenzfläche 12' des nach zu benachbarten Ringprismas 18 fällt. Außerdem geht das Licht eines Strahlbereiches 20 verloren, das nämlich auf die ersten Grenzflächen 10 fällt. Die Lichtverluste gemäß dem Strahlbereich 20 sind nicht zu vermeiden, dagegen lassen sich die Lichtverluste im Strahlbereich 19 dann ausschalten, wenn gemäß der Anordnung nach Fig.5 die dritten Grenzflächen 12" im Scheitelbereich 4 als zur optischen Achse 6 senkrechte Planflächen ausgebildet werden. Außerdem werden dabei gleichzeitig die zweiten Grenzflächen 11" gekrümmt ausgebildet, um eine Totalreflexion in der Weise zu erhalten, daß der reflektierte Strahl radial zur optischen Achse 6 gerichtet ist. Das Ringprisma 18 desafter entering the ring prisms 18 and axially parallel after total reflection at the interfaces 11 'radially to optical axis 6 runs. As a result, however, the light of a beam area 19 is lost, namely falls after the dead reflection on the third boundary surface 12 'of the ring prism 18 to be adjacent. In addition, the light from a beam region 20 is lost, namely that onto the first boundary surfaces 10 falls. The light losses according to the beam region 20 cannot be avoided, but the light losses can be avoided then switch off in the beam region 19 when, according to the arrangement according to FIG. 5, the third boundary surfaces 12 ″ in the apex area 4 are designed as plane surfaces perpendicular to the optical axis 6. In addition At the same time, the second boundary surfaces 11 ″ are designed to be curved in order to achieve total reflection in the Way to obtain that the reflected beam is directed radially to the optical axis 6. The ring prism 18 of the

Scheitelbereiches 4, das den größten Durchmesser aufweist und an dem rückwärtigen Bereich 3 angrenzt, kann jedoch gegenüber F i g. 4 unverändert bleiben.Apex area 4, which has the largest diameter and is adjacent to the rear area 3, however, compared to FIG. 4 remain unchanged.

Bei den Anordnungen gemäß den F i g. 4 und 5 wird das vom Brennpunkt 7 kommende Licht zum Brennpunkt zurückgeworfen; das aus dem Reflektor-Scheitelbereich austretende Licht bildet also einen leicht divergenten Strahl.In the arrangements according to FIGS. 4 and 5, the light coming from the focal point 7 becomes the focal point thrown back; the light emerging from the reflector apex area forms a light divergent ray.

Es kann auch der gesamte Scheitelbereich 4 durch ein einziges Kegelprisma 21 gebildet sein, bei dem lediglich gegenüber der Anordnung nach F i g. 4 die ersten Grenzflächen 10 wegfallen. Der Kegelwinkel beträgt ebenfalls 90° und es tritt zweifache Totalreflexion an der zweiten Grenzfläche 11' auf. Die Krümmung der dritten Grenzfläche 12' kann unterschiedlich gewählt werden, etwa so, daß der austretende Lichtstrahl parallel zur optischen Achse 6 ausgerichtet ist, oder so, daß er durch den Brennpunkt zurückgeworfen wird.The entire apex area 4 can also be formed by a single conical prism 21, in which only compared to the arrangement according to FIG. 4 the first interfaces 10 are omitted. The cone angle is also 90 ° and double total reflection occurs at the second interface 11 '. The curvature of the third interface 12 'can be chosen differently, for example so that the exiting light beam is aligned parallel to the optical axis 6, or so that it is reflected back through the focal point.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Reflector, especially for vehicle lights and headlights, consisting of a transparent Material consists and the light entering the reflector material from a light source through curved, provided on the inner, concave, side facing the light source and as to optical axis rotationally symmetrical triangular ring prisms formed total reflection prisms re-emits, characterized in that a first (10) of the three interfaces one Ring prism is approximately cylindrical to the optical axis (6) of the reflector (1) that a second Boundary surface (11 or 11 'or 11 ") is formed by the rear of the reflector, the outside of the The apex area (4) has approximately the shape of a paraboloid of rotation, and that outside of the apex area (4) the third interface (12) approximately parallel to one of the light source (Focal point 7) coming beam is aligned and thus a portion of a truncated cone surface forms, the apex of which is approximately in the middle of the light source (focal point 7), the The apex area includes a solid angle which is about 30 ° to 60 ° and its apex is about im Focal point or center of the light source lies.

2. Reflector according to claim 1, with a closed apex region, characterized in that in the Vertex area (4) the second boundary surfaces (1Γ or 11 ") running towards the vertex have a vertex angle enclose each other of about 90 °.

3. Reflector according to claim 2, characterized in that the second interfaces (11 ') one Ring prism (18) form a conical surface and the third boundary surfaces (12 ') are convexly curved.

4. Reflector according to claim 2, characterized in that the second interfaces (H ") one The ring prism (18 ') is convex and the third boundary surfaces (12 ") are flat surfaces.

5. Reflector according to one of the preceding claims, characterized in that the width the first boundary surfaces (10) of the ring prisms of a reflector is different.

6. Reflector according to one of the preceding claims, characterized in that at least two of the boundary surfaces of the ring prisms (8 or 18) are straight in axial section.

7. Reflector according to one of the preceding claims, characterized in that it is outside of the apex area (4) consists of a material whose refractive index is not essential is below, preferably above 1.5.