DE603666C

DE603666C - Cover lens for headlight-like devices

Info

Publication number: DE603666C
Application number: DES99233D
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Schroeder
Original assignee: Sendlinger Optische Glaswerke GmbH
Current assignee: Sendlinger Optische Glaswerke GmbH
Priority date: 1931-06-17
Filing date: 1931-06-17
Publication date: 1934-10-05

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
5. OKTOBER 1934ISSUED ON
OCTOBER 5, 1934

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVe603666 KLASSE 4 b GRUPPE Ho₉ JVe603666 CLASS 4b GROUP Ho ₉

Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. Juni 1931 abPatented in the German Empire on June 17, 1931

Bei Eisenbahnsignaleinrichtungen ist es vielfach üblich, zum Richten der Lichtstrahlen Linsen mit eingepreßten Stuf en. zu verwenden, wobei die Stufen der Lichtquelle zugekehrt sind, so daß sie durch das Gehäuse gegen Verstaubung geschützt sind, und die den atmosphärischen Einflüssen ausgesetzte Fläche des Preßkörpers von einer leicht sauber zu haltenden glatten Fläche gebildet wird.In the case of railway signaling devices, it is common practice to direct the light beams Lenses with pressed-in steps. to use with the steps facing the light source are so that they are protected from dust by the housing, and the atmospheric Influences exposed surface of the pressed body from an easy to keep clean smooth surface is formed.

Diese Preßglasoptik weist den Mangel auf, daß ein großer Teil der von der Lichtquelle gegen die Stufenseite des Preßkörpers gesandten Strahlen nicht auf die regulären brechenden Kanten der Linsenelemente trifft, sondern auf Flächen, welche die einzelnen Linsenringelemente voneinander trennen. Diese Flächen bilden koaxiale wegen der Entf ormung schwach konische Kegelflächen. Das Licht, welches auf diese Flächen fällt, wird nach Durchgang durch dieselben in unerwünschter Richtung abgelenkt.This pressed glass optics has the disadvantage that a large part of the light source beams sent against the step side of the compact do not affect the regular refractive ones Edges of the lens elements meets, but on surfaces, which the individual lens ring elements separate from each other. These surfaces form coaxial ones weakly because of the deformation conical conical surfaces. The light that falls on these surfaces becomes after passage distracted by the same in an undesired direction.

Um diesen Mangel zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, auf die bequeme Entformung zu verzichten und diese Flächen als Kegelflächen mit dem Linsenbrennpunkt als Spitze auszubilden, obwohl dadurch der Preßprozeß außerordentlich erschwert und nur durch komplizierte Werkzeuge durchführbar wird.In order to avoid this deficiency, it has already been suggested to the convenient demolding to forego and to design these surfaces as conical surfaces with the lens focal point as the tip, although this results in the pressing process is extremely difficult and can only be carried out with complicated tools.

Die Erfindung bezweckt, eine fast vollkommene Lichtausnutzung zu erzielen, ohne daß eine Erschwerung der Herstellung des Preßglaskörpers in den Kauf genommen zu werden braucht, und außerdem zugleich einen größeren Lichtwinkel der Lichtquelle zu erfassen. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Richten des Lichtes nicht durch Linsenringflächen, wie bei den Stufenlinsen, sondern, wie an sich bekannt, durch reflektierende Ringflächen bewirkt wird, deren jeder eine Lichteintrittsfiäche zugeordnet ist, welche der Lichtquelle zugekehrt ist, und durch welche die Lichtstrahlen der reflektierenden Ringfläche so zugeführt werden, daß sie nach Totalreflexion in der gewünschten Richtung aus dem Glaskörper austreten. Die Richtwirkung auf das von der Lichtquelle ausgehende Licht durch derartige reflektierende Flächen wird gemäß der Erfindung auf den äußeren Ringteil der Preßglasoptik beschränkt, während im mittleren Teil in auch sonst bei den sog. Stufenlinsen üblicher Weise eine oder mehrere einander umschließende Linsenflächen für das Richten des Lichtes vorgesehen sind.The invention aims to achieve an almost complete utilization of light without that a complication of the production of the pressed glass body is accepted needs, and also to capture a larger light angle of the light source at the same time. This is achieved according to the invention in that the directing of the light does not through lens ring surfaces, as with the stepped lenses, but, as is known per se, through reflective ring surfaces are produced, each of which is assigned a light entry surface, which the light source faces, and through which the light rays the reflective Annular surface are supplied so that they emerge after total reflection in the desired direction from the glass body. the Directivity on the light emanating from the light source through such reflective Areas is limited according to the invention to the outer ring part of the pressed glass optics, while in the middle part in the usual way with the so-called Fresnel lenses one or several enclosing lens surfaces are provided for directing the light.

Die Erfindung gestattet also das Parallelrichten von Lichtstrahlen, die von einer Lichtquelle ausgehen, vermittels eines Preßglasstufenkörpers von glatter Außenseite durchzuführen. Dieser Körper kann eben gehalten sein, er kann aber natürlich auch nach vorn gewölbt oder auch der Lichtquelle zu gewölbt werden. Selbstverständlich sind auch KörperThe invention thus allows the parallel alignment of light beams from a light source go out, to be carried out by means of a pressed glass step body from a smooth outside. This body can be kept flat, but it can of course also be curved forward or curved towards the light source will. Of course there are also bodies

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dr. Walter Schröder in Berlin-Rummelsburg.Dr. Walter Schröder in Berlin-Rummelsburg.

denkbar, bei denen sich beide Formen durchdringen, also z. B. ein der Lichtquelle zu gewölbter Körper mit herausgekehrter Mitte. In den Fig. ι bis 3 ist als Beispiel ein Körper mit ebener Außenfläche gewählt.conceivable in which both forms interpenetrate, so z. B. one of the light source Arched body with the center turned out. In FIGS. 1 to 3, a body is an example selected with a flat outer surface.

In Fig. i, einem Beispiel mit nur einer gewöhnlichen dioptischen Linsenzone, treffen die von der Lichtquelle α ausgehenden Strahlen in der Mitte des Körpers auf das dioptrische ίο Linsenelement δ, von dem sie in bekannter "Weise so gebrochen werden, daß sie die andere Seite c des Körpers parallel verlassen. In dem äußeren Teil des Körpers treffen die von a ausgehenden Strahlen die Eintrittsflächen d, welche in diesem Beispiel senkrecht zum Strahleneintritt angeordnet sind; die Lichtstrahlen gelangen daher ungebrochen zu den Glaskanten e, an welchen sie total reflektiert werden und welche so gestellt sind, daß die Strahlen nach der Totalreflexion ebenfalls parallel aus der Seite c austreten.In Fig. I, an example with only one usual dioptic lens zone, the rays emanating from the light source α hit the dioptric ίο lens element δ in the center of the body, from which they are refracted in a known manner so that they reach the other side In the outer part of the body, the rays emanating from a hit the entrance surfaces d, which in this example are arranged perpendicular to the ray entrance; the light rays therefore arrive unbroken at the glass edges e, at which they are totally reflected and which are set so that the rays also exit parallel from side c after total reflection.

Während der eben geschilderte Körper in der Mitte eine größere Dicke als am Rande aufweist, ist in Fig. 2 eine Ausführungsform angegeben, welche an allen Stellen nahezu gleiche Stärke besitzt. Es sind also alle Stufen gleich hoch gehalten, wobei die Stufeneintrittsflächen d so gegen die Strahlenrichtung geneigt werden müssen, daß diese in der in Fig. 2 durch die punktierten Linien angedeuteten Weise den total reflektierenden Flächen e zugebrochen werden. Fig. 2 weist in der Mitte zwei gewöhnliche dioptrische Linsenzonen auf. Dieselben sind getrennt durch die Entformungszone d¹. Die Fig. 3 zeigt noch eine mögliche Ausführungsform der einzelnen Stufen. Man ersieht aus Fig. 2, daß nicht alle Teile der Flächend vom Licht getroffen werden. Ferner ersieht man aus der Fig. 2, daß der für die Herstellung einer solchen Abschlußscheibe notwendige Preßstempel aus spitz zulaufenden konzentrischen Ringen besteht. Das hat die unangenehme Folge, daß die Spitzen des Preßstempels bei der Arbeit sehr heiß werden. Es ist deshalb zweckmäßig, diejenigen Teile der Flächen d, die nicht mehr vom Licht getroffen werden, so zu gestalten, daß sich ohne Veränderung der Flächen e breitere Kanten am Preßstempel ergeben. Im Beispiel der Fig. 3 führt man die Flächen d in zum Gang des Preßstempels parallele Zylinderflächen f über, die natürlich, um die Entformung zu erleichtern, schwach konisch gehalten sein müssen. Die Parallelrichtung des Lichtes läßt sich verbessern, wenn man die in Fig. 1 bis 3 gezeichneten Linien d, e nicht geradlinig macht, sondern ihnen sinngemäß errechnete Kurvenform gibt. Diejenigen Lichtbüschel, die auch mittels eines Körpers gemäß der Erfindung noch verloren gehen, sind in Fig. 1 und 2 schraffiert gezeichnet, und man ersieht, daß im Gegensatz zu Stufenlinsen,, welche ganz aus Linsenelementen bestehen, nur noch wenig Licht verloren geht. Man ersieht ferner, daß es möglich ist, mit derartigen Körpern bedeutend größere Öffnungswinkel auszuleuchten als mit Stufenlinsen der bisher bekannten Art.While the body just described has a greater thickness in the middle than at the edge, an embodiment is shown in FIG. 2 which has almost the same thickness at all points. There are thus maintained all stages the same height, wherein steps d entry surfaces have to be inclined against the beam direction, that these are fed broken the total reflective surfaces e in the direction indicated in Fig. 2 by the dotted lines way. Figure 2 has two common dioptric lens zones in the center. They are separated by the demolding zone d ¹ . 3 shows another possible embodiment of the individual stages. It can be seen from Fig. 2 that not all parts of the surface are struck by the light. Furthermore, it can be seen from Fig. 2 that the press die necessary for the production of such a cover plate consists of tapered concentric rings. This has the unpleasant consequence that the tips of the ram become very hot during work. It is therefore expedient to design those parts of the surfaces d which are no longer struck by the light in such a way that wider edges result on the ram without changing the surfaces e. In the example of FIG. 3, the surfaces d are converted into cylindrical surfaces f which are parallel to the passage of the press ram and which, of course, must be kept slightly conical in order to facilitate demolding. The parallel direction of the light can be improved if the lines d, e drawn in FIGS. 1 to 3 are not made straight, but instead are given a curve shape that has been calculated accordingly. Those light bundles which are still lost by means of a body according to the invention are shown hatched in FIGS. 1 and 2, and it can be seen that, in contrast to Fresnel lenses, which consist entirely of lens elements, only little light is lost. It can also be seen that it is possible to illuminate significantly larger opening angles with such bodies than with Fresnel lenses of the previously known type.

Claims

Patent claims:

1. For headlamp he-like devices certain, made of pressed glass, the rays emanating from the light source in parallel with a cover lens or several lens elements enclosing, concentric, step-shaped prism rings and with a smooth surface facing away from the light source, characterized in that the light incident surface of the Prism rings to the beam direction of the light source so inclined or profiled that the corresponding opposite surface totally reflects the rays.

2. Pressed glass prismatic lens according to claim i, characterized in that all or a few steps of the prism rings from each other by coaxial, almost cylindrical Demolding areas are separate.

1 sheet of drawings