DE2936012A1 - Dual action retroreflector - has collecting lens with reflective foil arranged in its focal plane and contoured as this plane - Google Patents

Abstract

The dual-action retro-reflector, such as may be used for distance measurement with laser light, comprises a collecting objective (1) with a reflective foil (2) arranged in its focal plane. The reflected light again passes through the objective in which the divergence of the emerging light rays (7) is greatly reduced. The objective may be an a-spherical plastic lens. The foil may be carried on the surface of a base plate (4) whose contour corresponds with that of the focal plane of the lens. The reflective element of the foil is pref. very small relative to the focal length of the lens.

Description

Retroreflektoren mit doppelter RetroreflexionRetroreflectors with double retroreflection

Retroreflexionseffekte werden immer dann ausgenutzt, wenn man ausgesendetes Licht zum Sendeort zurückreflektieren will.Retroreflective effects are always used when one emits Wants to reflect light back to the place of transmission.

Die bekanntesten Anwendungsfälle sind Entfernungsmessung, eflexionslichtschranken oder Rückstrahler an Automobilen, ruder Verkehrsschildern.The best-known applications are distance measurement and reflection light barriers or reflectors on automobiles, rowing traffic signs.

Dabei sind eine Vielzahl von Varianten verschiedener Retroreflektoren bekannt geworden, die Jedoch alle auf wenigen grundlegenden Prinzipien beruhen.There are a large number of variants of different retroreflectors become known, but they are all based on a few basic principles.

r:Ie Leistungsdaten der verschiedenen Reflektoren sine semt unterschiedlich. Zu Entfernungsmeßzwecken mit Laserlicht ist bei langen Meßstrecken eine gute Qualität erforderlich.r: The performance data of the various reflectors are different. For distance measuring purposes with laser light, long measuring distances are of good quality necessary.

Das bedeutet, daß die Richtung, unter der das in den Retroreflektor einfallende Licht zurückreflektiert wird, genau der Einfallrichtung gleicht, und das reflektierte BUndel sehr kleine Divergenzen besitzt.That means the direction under which it is in the retroreflector incident light is reflected back, is exactly the same as the direction of incidence, and the reflected bundle has very small divergences.

Dabei verwendete Reflektoren sind oftmals Tripelprismen aus Glas.The reflectors used here are often triple prisms made of glass.

Bei Reflektoren im Individualverkehr, z.B. StraBenbegrenzungsreilektoren ist man daran interessiert, daß das reflektierte Scheinwerferlicht mindestens eine so große Divergenz besitzt, daß genügend Licht in die Augen der Fahrer fällt, also bei 10 - 20 liegt.In the case of reflectors in private traffic, e.g. road markers one is interested in that the reflected headlight light at least one has so great divergence that enough light falls into the driver's eyes, so is 10-20.

Beide Reflektoren sind sehr unterschiedlich in den Herstellungikosten.Both reflectors are very different in terms of manufacturing costs.

Mit der Erfindung wird der Zweck verfolgt, Retroreflektoren mit guten Eigenschaften, wie geringe Divergenz des reflektierten Lichtes und einem großen Einfallwinkelbereich unter dem noch Retroreflexion möglich ist, zu geringen Herstellungskosten zu erzeugen.The invention aims to provide retroreflectors with good Properties such as low divergence of reflected light and a large one Angle of incidence range below which retroreflection is still possible, at low manufacturing costs to create.

Tripelprismen bestehen aus einer senkrecht zur Raumdiagonalen abgeschnittenen Würfelecke.Triple prisms consist of a cut perpendicular to the room diagonal Cube corner.

Durch dreifache Reflexion an allen drei Seitenwänden wird das einfallende Licht zurück reflektiert.The incident becomes through triple reflection on all three side walls Light reflected back.

Die Würfeleckflächen müssen dabei in sehr hoher Toleranz senkrecht zueinander stehen.The cube corner surfaces must be vertical with a very high tolerance to stand by each other.

UTnabhängig davon, ob die Würfelecke aus Vollmaterial gefertigt wird, und die Außenflächen geschliffen und poliert werden, oder ob Spiegel in einer entsprechenden Anordnung ll einer Würfelecke zusammengesetzt werden, ist die Her -stellung derartiger Retroreflektoren mit erheblichen Fertigungskosten verbunden. Man erhält Jedoch Retroreflektoren mit sehr guten Leistungsdaten.Regardless of whether the cube corner is made of solid material, and the outer surfaces are ground and polished, or whether mirrors in a corresponding one Arrangement II of a cube corner are put together, the production is similar Retroreflectors associated with considerable manufacturing costs. However, retroreflectors are obtained with very good performance data.

Im unteren Leistungsbereich (Retroreflektoren für den Individualverkehr) werden die Retroreflektoren als Plastikpreßteile hergestellt, wobei aus kleinen Tripelprismen Arrays gebildet werden. Diese Tripelprismenarrays sind vergleichsweise ungenau (was auf das Herstellungsverfahren zurückzuführen ist). Derartige Tripelprismenarrays sind auch in Folienform bekannt, wobei die Einzelprismen sehr klein sind.In the lower performance range (retroreflectors for private transport) the retroreflectors are made as plastic molded parts, with small Triple prism arrays are formed. These triple prism arrays are comparative imprecise (which is due to the manufacturing process). Such triple prism arrays are also known in film form, the individual prisms being very small.

Auf dem Gebiet der ungenauen Retroreflektoren wird auch der Retroreflexionseffekt, der durch eine Linse und Spiegel in der Brennebene der Linse aufgestellt wird, ausgenutzt.In the field of inaccurate retroreflectors, the retroreflective effect is also used, which is set up by a lens and mirror in the focal plane of the lens, exploited.

Dabei sind ebenfalls retroreflektierende Folien hergestellt worden, die mit sehr kleinen Glaskugeln beschichtet sind, wobei jede Glaskugel als kleiner Reflektor wirkt. Die Divergenz des zurückreflektierten Lichtbündels liegt dabei jedo-h bei ca. 50 und ist von Beugungseffekten durch die kleine Aparatur der Glaskugeln überlagert.Retroreflective foils are also produced been which are coated with very small glass balls, each glass ball being smaller Reflector works. The divergence of the light beam reflected back lies here jedo-h at about 50 and is of diffraction effects due to the small apparatus of the glass spheres superimposed.

Es sind auch Linsenkörper hergestellt worden, die derartig ausgelegt sind, daß die Oberfläche als Linse wirkt und die Rückfläche als Spiegel ausgebildet ist und gleich -zeitig im Brennpunkt der Linse liegt.Lens bodies have also been made designed in this way are that the surface acts as a lens and the rear surface is designed as a mirror and is at the same time in the focal point of the lens.

Die Tripelprismen mit guten Leistungsdaten sind sehr teuer, weil der maximale Ablenkfehler kleiner sein muß, als die Aufweitung des reflektierten Lichtes, um diese Prismen zum Beispiel bei Laserentfernungsmessungen einzusetzen.The triple prisms with good performance data are very expensive because of the maximum deflection error must be smaller than the expansion of the reflected light, to use these prisms, for example, for laser distance measurements.

Gleiches gilt fr aus Spiegeln zisammengesetzte Retroreflektoren. Die Arrays, aus kleinen Tripeiprismen oder Glaskugeln zusammengesetzt, haben vergleichsweise sehr schlechte Leistungsdaten, jedoch den erheblichen Vorteii der sehr wirtschaftlichen Produzierbarkeit.The same applies to retroreflectors composed of mirrors. the Arrays composed of small triple prisms or glass spheres have comparatively very poor performance data, but the considerable advantages of the very economic Manufacturability.

Ein Retroreflektor, bei guten Leistungsdaten, wirtschaftlich herstellbar, ist nicht bekannt.A retroreflector, with good performance data, can be manufactured economically, is not known.

Um die Folienreflektoren im Außenbetrieb bei allen Wetterlagen benutzen zu können, Inüssen entsprechende chutzrrnahmen durchgefUhrt werden, um die Oberfläche vor Wasser zu schützen. Wassertropfen würden die Reflelonswirkung wesentlich vermindern. In einer bekannten Form wird die mit kleinen Glaskugeln beschichtete Folie mit einem transparenten Kunststoff beschichtet, der einen kleineren Brechungsindex aufweist, als das Kugelmaterial. Dadurch wird jedoch die total reflektierende Fläche jeder einzelnen Kugel stark eingeschränkt, sodaß man zwar eine wetterfeste Folie damit gewonnen hat, jedoch eine starke Leistungseinbuße hingenommen werden muß.To use the foil reflectors outdoors in all weather conditions To be able to, appropriate protective measures must be carried out to the surface protect from water. Water droplets would significantly reduce the reflection effect. In a known form, the film coated with small glass spheres is covered with a transparent plastic coated, which has a lower refractive index, than the ball material. However, this makes the totally reflective surface of everyone very limited single ball, so that one is a weatherproof foil in order to has won, but a severe performance penalty has to be accepted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Retroreflektor zu schaffen, der bei guten Leistungsdaten, wie großer Einfallwinkelbereich, unter dem Retroreflexion möglich ist, bei kleiner Divergenz des reflektierten Lichtbijndels, wirtschaftlicher produzierbar ist, als die beschriebenen leistungsstarken Tripelprismen.The invention is based on the object of providing a retroreflector create that with good performance data, such as a large angle of incidence range, below the Retroreflection is possible with a small divergence of the reflected light beam, can be produced more economically than the powerful triple prisms described.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Erennebene einer Linse eine retroreflektierende Folie plaziert wird und auf diese Weise die einfallende Strahlung auf die Brennebene fokussiert wird, durch die Retrofolie zunächst mit größerer Divergenz in der Einfallrichtung reflefrtiert wird, dabei die Linse wieder durchläuft und in der Divergenz stark eingeengt wird. Durch das Vorchlten der Linse vor die Retrofolie wird erreicht, daß die relativ große Divergenz der in Einfallwinkel reflektierten Strahlung stark verkleinert wird.The object is achieved according to the invention in that in the recognition plane a lens is placed a retroreflective sheeting and in this way the incident radiation is focused on the focal plane, initially through the retro film is reflected with greater divergence in the direction of incidence, thereby the lens runs through again and is strongly narrowed in the divergence. By pre-chilling the lens in front of the retro film is achieved that the relatively large divergence of the radiation reflected in the angle of incidence is greatly reduced.

Die Retrofolie hat den zusätzlichen Vorteil, daß der Einfallwinkel,bnter dem Retroreflexion der Anordnung auftritt, im Vergleich zw Anordnung aus Linse und Spiegel wesentlich erhöht wird, da für den Spiegel gilt, daß einfallende Strahlung symmetrisch zum Lot auf die Oberfläche reflektiert wird, was bei vom senkrechten Einfall abweichenden Winkeln dazu führt, daß die reflektierte Strahlung nur teilweise oder bei größerem Winkel nicht mehr durch die Linse wieder austritt.The retro film has the additional advantage that the angle of incidence, bnter the retroreflection of the arrangement occurs, in comparison between the arrangement of lens and Mirror is increased significantly, since it applies to the mirror that incident radiation symmetrical to the perpendicular is reflected on the surface, which is reflected in the vertical Incidence different angles leads to the fact that the reflected radiation is only partially or no longer exits through the lens at a larger angle.

Durch Kombination von Linse und Retrofolie in der Brenn -ebene der Linse wird also eine geringe Divergenz des reflektierten Lichtes bei gleichzeitig hohem Lichteinfall -winkelbereich,unter dem Retroreflexion auftritt, erreicht.By combining lens and retro film in the focal plane of the Lens is thus a low divergence of the reflected light at the same time high angle of incidence of light at which retroreflection occurs.

Eine wirtschaftliche Produzierbarkeit wird durch die Benutzung von Plastiklinsen in Kombination mit Retroreflexionsfolie erreicht, die beide vergleichsweise 'r rei^.giinstig herstellbar sind.An economic producibility is made possible by the use achieved by plastic lenses in combination with retroreflective sheeting, the two comparatively Can be produced cheaply.

erreicht werden die Vorteile dadurch, daß zwei Retroroflexionen in Kombination bei dieser Erfindung Verwendung finden: Erstens durch Benutzung von einem Reflektor in der Brennebene eines Linsensystems, und zweitens dadurch, daß der Reflektor eine Retroreflexionsfolie ist.the advantages are achieved in that two retroroflexions in Combination find use in this invention: First, by using a reflector in the focal plane of a lens system, and secondly in that the reflector is a retroreflective sheeting.

Die Divergenz des reflektierten Lichtes ist durch Herausrücl;en der Reflexionsfolie aus der Brennebene variierbar, zu größeren Winkelwerten.The divergence of the reflected light is due to the withdrawal Reflective foil can be varied from the focal plane, to larger angle values.

Tw Folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen ßusfuhrungsbeispiele für Retroreflektoren mit doppelter Retroreflexion nach der Erfindung beschrieben.The following are exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings for retroreflectors with double retroreflection according to the invention.

In Fig. 1 wird ein Retroreflektor mit doppelter Retroreflexion dargestellt. Er besteht aus einem Objektiv (7), einer in der Brennebene des Objektives angebrachten Retroreflexionsfolie (2), die auf der Grundträgerplatte (4) aufgebracht ist und durch das Abstandsrohrstück (3) fixiert ist, einer mit den Schrauben (6) am Rohrstück befestigten Grundplatte und dem Dichtring (5),mit dem der Retroreflektor abgedichtet wird. Das Objektiv (1) ist im Rohrstück mit einem Kleber oder Kitt (8) fixiert. Die einfallende Strahlung (7) wird in sich zurückreflektiert.In Fig. 1, a retroreflector with double retroreflection is shown. It consists of an objective (7), one that is attached to the focal plane of the objective Retroreflective sheeting (2) which is applied to the base support plate (4) and is fixed by the spacer pipe section (3), one with the screws (6) on the pipe section attached base plate and the sealing ring (5) with which the retroreflector is sealed will. The lens (1) is fixed in the pipe section with an adhesive or putty (8). The incident radiation (7) is reflected back into itself.

Es ist erkennbar, daß ein Spiegel an Stelle der Retrofolie kaum Strahlung auf die Linse reflektieren würde.It can be seen that a mirror in place of the retro film has hardly any radiation would reflect on the lens.

In Fig. 2 wird der Retroreflektor perspektivisch dargestellt.In Fig. 2, the retroreflector is shown in perspective.

In Fig. 3 wird ein Retroreflektor mit einer Zylinderlinse ('3) als Objektiv dargestellt. Die einfallende Strahlung (7) wird auf der Retrofolie (11), die auf der Grundplatte (10) befestigt ist, als Brennstrich (12) abebilf'et und parallel zur Zylinderlinsenachse mit der Divergenz, die durch die Retrofolie vorgegeben wird, reflektiert und senkrecht dazu mit stark verminderter Divergenz, sodaß dieser Retroreflektor einen stark eliptischen, bzw. linienförmigen Querschnitt des Reflexionsstrahls erzeugt.In Fig. 3 is a retroreflector with a cylindrical lens ('3) as Objectively shown. The incident radiation (7) is on the retro film (11), which is attached to the base plate (10), shown as a focal line (12) and parallel to the cylinder lens axis with the divergence given by the retro foil is reflected and perpendicular to it with greatly reduced divergence, so that this Retroreflector has a strongly elliptical or linear cross-section of the reflection beam generated.

Die Retroreflektoren können ihrerseits zu Arrays kombiniert werden, um die Wirkung zu erhöhen.The retroreflectors can in turn be combined to form arrays, to increase the effect.

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Claims (5)

Patentansprüche 1. Retroreflektor mit doppelter Retroreflexion, dadurch gekennzeichnet, daß in oder nahe der Brennebene eines Sammelobjektives (1), (9) eine retroreflektierende Folie (2), (11) angebracht wird, die das in das Sammelobjektiv einfallende Licht in sich zurückreflektiert, welches in seiner Divergenz nach Durchlaufen des SammelobJektives stark vermindert wird.Claims 1. Retroreflector with double retroreflection, thereby characterized in that in or near the focal plane of a collecting lens (1), (9) a retroreflective sheeting (2), (11) is attached, which is in the collecting lens incident light is reflected back in itself, which in its divergence after passing through of the collecting lens is greatly reduced. 2. Retroreflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Sammelobjektiv (1), (9) aus transparentem Plastikmaterial besteht und eine asphärische Linse ist 2. Retroreflector according to claim 1, characterized in that the The collecting lens used (1), (9) consists of transparent plastic material and is an aspherical lens 3. Retroreflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundträgerplatte (4), (10) auf der Seite, auf der die Retrofolie fixiert wird, der Brennfläche des Sammelobjektives angepaßt ist.3. Retroreflector according to claim 1, characterized in that that the base support plate (4), (10) on the side on which the retro film is fixed is adapted to the focal surface of the collecting lens. 4. Retroreflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierende Einzelelement der Retrofolie gegenüber der Brennweite der Sammeloptik sehr klein ist.4. Retroreflector according to claim 1, characterized in that the reflective single element of the retro foil opposite the focal length of the collecting optics is very small. 5. Retroreflektor, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Retroreflektoren aus einem Linsenarray, in dessen Brennebene eine Reflexionsfolie gebracht wurde, gebildet werden.5. retroreflector, characterized in that several retroreflectors from a lens array in whose focal plane a reflective film was placed, are formed.