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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von lichtoptischen Leitungsanordnungen unter Verwendung der Faseroptik oder anderer Lichtsignalüberträger, bei dem ein strangartiger lichtoptischer Leiter von einer Vorratseinrichtung abgezogen und einer Führungsvorrichtung zugeführt wird.
Die Technik der Faseroptik ist erst seit einiger Zeit derart bekanntgeworden, dass sie auch in der industriellen Fertigung eine nicht mehr wegzudenkende Rolle spielt. Die im Zusammenhang mit der Faseroptik bzw. entsprechender lichtoptischer Leiter verwendete Technik beruht auf der Leitung von Lichtstrahlen innerhalb eines langgestreckten Mediums, wobei der auch über Krümmungen geführte Lichtstrahl zufolge der Totalreflexion des Lichtes an der Oberfläche des Leiters in diesem verbleibt.
Die Faseroptik erfreut sich bereits einer Vielzahl verschiedenartigster Anwendungsgebiete ; so ist es in jüngster Zeit bekanntgeworden, unter Zuhilfenahme der Faseroptik Magen- und Nierendiagnosen auszuführen, bei denen eine sehr kleine Lichtquelle zusammen mit einem entsprechenden Lichtleiter in diese Organe eingeführt wird und so das Innere derselben einer Betrachtung unterzogen werden kann. Auch ist es bekannt, Informationen, wie Buchstaben od. dgl. über eine längere Wegstrecke ohne Verzerrung mittels der Faseroptik zu übertragen.
Zu vermuten ist, dass die Faseroptik bzw. eine entsprechende Technik der Lichtübertragung im Zusammenhang mit der Verwendung von Laserstrahlen noch ein sehr grosses technisches Anwendungsgebiet finden wird. Bekanntlich sind eine Vielzahl von Informationsübertragungen zu verwenden, so etwa auch für Fernsehsendungen u. dgl.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von lichtoptischen Leiteranordnungen unter Verwendung der genannten Technik zu schaffen, wobei die Lichtleiter oder eine Mehrzahl von Lichtleiterabschnitten derart in beliebiger Kombination angeordnet werden können, dass eine Mischung oder Zusammenführung oder auch eine Trennung der zu übertragenden lichtoptischen Strahlung nach Art einer gedruckten Schaltungsplatte od. dgl. möglich ist.
Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der optische Leiter in der Führungsvorrichtung in engen Kontakt mit vorbestimmten Bereichen der Oberfläche eines Trägermaterials gebracht wird, und an diesen Oberflächenbereichen dauerhaft befestigt wird, dass nach Aufbringung eines jeden Leiterabschnittes dieser von dem Vorratsstrang abgetrennt wird und dass nach dem Aufbringen und Verankern der Strahlungsleiterabschnitte an vorbestimmten Stellen Verbindungen zwischen einzelnen oder mehreren Leiterabschnitten hergestellt werden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass zur Verbindung mehrerer optischer Leiterabschnitte diese, wie an sich bekannt, in sich berührenden oder kreuzenden Bahnen verlegt werden, an den Übergangs- oder Kreuzungsstellen durch Stanzen, Bohren od. dgl. aufgetrennt werden und der gebildete Trennraum mit optisch leitendem Material ausgefüllt wird.
Schliesslich ist für die Erfindung auch von Bedeutung, dass die Oberfläche des Trägermaterials mit einer Belegung versehen wird, die während der Aufbringung des optischen Leiterabschnittes nicht oder noch nicht vollständig ausgehärtet ist, und dass die Strahlungsleiterabschnitte mit der Trägeroberfläche durch weiteres Härten bzw. Aushärten fest verbunden werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren bietet den Vorteil, dass beliebige auf lichtoptischem Wege übertragene Informationen innerhalb einer in sich abgeschlossenen Schaltungsanordnung in jeweils gewünschter und mannigfaltiger Weise entsprechend dem vorgegebenen Leitermuster aufgetrennt oder vermischt und gegenseitig verbunden werden können. Gemäss der Erfindung ist es möglich, lichtoptische Informationen in gleicher Weise zu behandeln wie in gedruckten Schaltungen elektrische Informationen. Da die Misch- oder Verbindungsstellen der einzelnen lichtoptischen Leiter innerhalb des vorgegebenen Leitermusters beispielsweise auch aus Prismen bestehen können, ist es darüber hinaus möglich, der Schaltung zugeführte Mischwellenlängen in ihre diskreten Wellenlängen aufzuteilen und-falls erforderlich-in der aufgetrennten Form separiert weiterzuleiten.
Die lichtoptischen Informationen können in beliebiger Folge und über beliebige neben- und übereinander angeordnete Lichtleiter geführt werden, und es können an hiefür vorgesehenen Knoten- und Verbindungsstellen wieder beliebige Lichtleiter lichtoptisch miteinander verbunden werden.
Die Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung, und es bedeutet : Fig. l eine perspektivische Schnittdarstellung eines nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten lichtoptischen Leitermusters, welches in entsprechendes plattenartiges Trägermaterial eingebracht ist, Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Abschnitt der Leiteranordnung gemäss Fig. l, Fig. 3 einen Querschnitt durch eine weitere Ausbildungsform eines lichtoptischen Leitermusters, Fig. 4 einen Teilquerschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten lichtoptischen Leiterplatte, Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer in ein Trägermaterial eingebrachten lichtoptischen Leiteranordnung, Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines Leitermusters, Fig.
7 einen Querschnitt entlang der Linie VI/VI von Fig. 6, Fig. 8, 9, 10 eine perspektivische Teilansicht weiterer Verlegungsmöglichkeiten lichtoptischer Leiter innerhalb eines Trägermaterials, Fig. 11 eine neuartige Anordnung von lichtoptischen Leiterabschnitten, Fig. 12 einen Querschnitt entsprechend Fig. ll, Fig. 13 eine Darstellung in Übereinstimmung mit Fig. 12, wobei die lichtoptischen Leiter in ein Trägermaterial eingebettet sind, Fig. 14 ein Anschluss- oder Verteilerstück für eine Mehrzahl von lichtoptischen Leitern, teilweise
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im Schnitt, Fig. 15 einen Querschnitt durch die Darstellung gemäss Fig. 14.
Wie in Pig. l gezeigt, sind eine Mehrzahl von lichtoptischen Leitern--2400--in ein plattenartig ausgebildetes Trägermaterial --2800-- eingebracht. Entlang der Knoten-oder Verbindungsstellen und der Endpunkte der lichtoptischen Leiter--2400--sind durch das Trägermaterial --2800-- und den lichtoptischen Leiter--2400--Ausnehmungen oder Durchbohrungen vorgesehen.
Der Unterschied in den Brechungsindizes für die innerhalb der lichtoptischen Leiter--2400--zu leitende Strahlung für das Trägermaterial einerseits und den lichtoptischen Leiter anderseits ist so zu wählen, dass an der Grenzfläche des lichtoptischen Leiters Totalreflexion der Strahlung auftritt, d. h., dass die Strahlung den lichtoptischen Leiter nicht verlassen kann, sondern vielmehr an dessen Peripherie innerhalb des Leiterzuges verbleibend zurückgeworfen wird.
In die genannten Bohrungen an den Endflächen der Leiterabschnitte werden Verbindungs- oder Verteilerglieder eingefügt, die einen Brechungsindex aufweisen müssen, welcher geeignet ist, das aus der Stirnfläche des lichtoptischen Leiters--2004--austretende Licht aufzunehmen und verlustlos weiterzuleiten.
Die Verbindungs-oder Verteilerglieder--2200--können hiebei auch die Form von Prismen aufweisen, so dass bei dem Eintreten von Mischlicht in ein derartiges Verteilerglied eine Aufspreizung der unterschiedlichen Wellenlängen erfolgen kann und diese getrennt voneinander weitergeleitet werden können.
Es ist vorteilhaft, den Brechungsindex des lichtoptisch lückenlos mit den Lichtleiterabschnitten--2400-- verbundenen Verteilergliedes--2200--so zu wählen, dass er demjenigen des Lichtleiters selbst entspricht oder dass er eine verlustlose übertragung der Strahlung ermöglicht.
In Fig. 2 ist ein Teilstück einer Querschnittsdarstellung von Fig. l wiedergegeben. In dieser Darstellung ist klar erkennbar, dass das Verteilerglied-2200-sowohl das Trägermaterial --2800-- als auch den lichtoptischen Leiter--2400--durchgreift und die Stirn- oder Schnittflächen --2500-- der einzelnen Abschnitte der lichtoptischen Leiter--2400--in lückenlosem lichtoptischem Kontakt mit den Verteilergliedern-2200-stehen. Die Verteilerglieder --2200-- können so ausgebildet sein, dass sie aus mehreren Schichten aus Materialien unterschiedlicher Brechungsindizes bestehen, die so zueinander angeordnet sind, dass bei der Lichtübertragung jegliche Verluste an den vorgewählten Knotenpunkten vermieden werden.
Im hier dargestellten Beispiel zylindrisch ausgeführter Verteilerglieder bestehen die Schichten unterschiedlicher Brechungsindizes aus koaxial ineinandergefügten zylindrischen Körpern.
Fig. 3 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer lichtoptischen Leiterplatte, bei welcher die Verbindungs- oder Knotenpunkte der zu kombinierenden einzelnen Leiterabschnitte--2400--in Form von Hohlkörpern --2600-- ausgeführt sind. Die Lichtübertragung erfolgt entlang der zylindrischen Mantelfläche - 2706-der Hohlkörper-2600--. Zur besseren Lichtübertragung ist zwischen die Stirnflächen
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--2700-- eingefügt,Übertragung der Lichtsignale sicherstellt.
Die lichtoptischen Leiter können in ihrer Ausbildungsform verschiedenartig sein. Neben faseroptischem Material kann auch jedes andere zur Übertragung von Strahlungen und Lichtsignalen geeignete Leitermaterial verwendet werden. Die lichtoptischen Leiter können im Querschnitt massiv oder auch hohl ausgebildet sein, und sie können bandförmig oder rund vorliegen.
Die in den Darstellungen wiedergegebenen Anordnungen von lichtoptischen Leitern werden derart hergestellt, dass zunächst die in Form strangartigen bzw. endlosen Materials vorliegenden Faserbündel od. dgl., die etwa auf einer Trommel aufgewickelt sein können, von der Vorratseinrichtung abgezogen werden, um nachfolgend einer Führungsvorrichtung zugeführt zu werden. Diese Führungsvorrichtung kann relativ zu dem Trägermaterial in einer Ebene sowohl in x- als auch in y-Richtung gesteuert werden, wobei diese Steuerung sehr genau einstellbar und insofern beliebig oft exakt reproduzierbar ist.
Soll der auf eine Trägerschicht aufzubringende Lichtleiter darüber hinaus auch in der z-Richtung variierbar verlegt werden können, d. h. innerhalb der Trägerschicht unterschiedliche Höhen einnehmen können, dann kann die Führungsvorrichtung auch so ausgebildet werden, dass eine entsprechende Verschiebung in der dritten Dimension möglich wird. Die variable Einstellung der Führungsvorrichtung in allen drei Ebenen bzw. bei Zugrundelegung eines karthesischen Koordinatensystems in der x-, y- und z-Richtung kann etwa mittels geeigneter Spindelführungen oder pneumatisch oder anderweitig erfolgen.
Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Hilfsvorrichtung, die aus einer Platte--70--besteht, auf welche in konstanten Abständen zueinander eine Vielzahl von Führungsstiften--72--aufgebracht ist. Die Führungsstifte --72-- besitzen sowohl in der x- als auch in der y-Richtung schlitzartige Ausnehmungen--74--, in welche die lichtoptischen Leiterzüge --76-- in beliebiger vorgewählter Kurvenführung zum Zwecke einer genauen Verformung eingebracht werden können oder auch um diese herumführbar sind.
Derart vorgeformte lichtoptische Leiterabschnitte können ohne Schwierigkeit auf die Oberfläche des Trägermaterials aufgebracht oder auch in das Trägermaterial eingebracht werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens wird der von einer Vorratseinrichtung abgezogene lichtoptische Leiterstrang über die Führungsvorrichtung mit der Oberfläche des Trägermaterials in engen Kontakt
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gebracht, wobei die Relativbewegung der Führungseinrichtung zur Trägeroberfläche immer dann, wenn der Strahlungsleiter mit derselben in engem Kontakt steht, dem vorbestimmten geometrischen Verlauf der herzustellenden lichtoptischen Leiterabschnitte auf der Oberfläche entspricht.
Hiebei wird der Leiterabschnitt auf oder in der Oberfläche des Trägers in bezug auf den vorgegebenen Bahnverlauf exakt reproduzierbar und dauerhaft befestigt.
Nach dem Aufbringen eines jeden Leiterabschnittes wird dieser von der kontinuierlichen Zuführung aus der Vorratsvorrichtung abgetrennt, und nach dem Aufbringen und Verankern werden an den vorbestimmten Stellen der Strahlungsabschnitte die Lochungen in das Trägermaterial und durch den lichtoptischen Leiter eingebracht, um nachfolgend durch Einbringen geeigneter Verbindungs- oder Verteilerglieder in die Lochungen eine wirksame lichtoptische Verbindung zwischen einzelnen oder mehreren lichtoptischen Leiterabschnitten herzustellen.
In den Fig. 4 und 5 ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer für die Übertragung von Lichtsignalen geeigneten Schaltungsanordnung wiedergegeben. Hiebei ist der lichtoptische Leiterzug --14-- mit
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eine Schutzschicht --22-- trägt.
Das lichtoptische Leitungsmaterial kann auf unterschiedliche Weise auf bzw. in das Trägermaterial eingebracht werden. So können beispiel. weise entsprechende Vertiefungen in die Trägerplatte eingebracht werden, welche die Leiterabschnitte at. nehmen, oder die Leiterabschnitte können auch einfach auf die
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Leiterabschnitte in einem vorgehärteten Zustand vorliegt, um nach dem Anbringen der einzelnen Leitermuster die gesamte Einheit in einem Nachhärteprozess vollständig aushärten zu können. Das Trägermaterial bildet dann zusammen mit dem Leitermuster eine untrennbare stabile Einheit.
Die Wärmeaushärtung des Materials kann gleichzeitig mit einer entsprechenden Druckbeaufschlagung erfolgen. Eine derart hergestellte Einheit kann dann nachfolgend an den hiefür vorgesehenen Stellen durch einen Stanz- oder Bohrvorgang mit einer Mehrzahl von Löchern versehen werden, welche-wie oben ausgeführt-sowohl durch das Trägermaterial als auch durch den oder die betreffenden Leiterzüge hindurchgeführt ist. Eine wesentliche Aufmerksamkeit ist auf die Behandlung der Schnittfläche des Leiterzuges zu richten, da hier nachteilige Lichtstreuungen unbedingt vermieden werden müssen.
In einer weiteren Ausbildungsform des Verfahrens kann der lichtoptische Leiter mit einem Klebharz überzogen werden oder auch das Basismaterial. Nachfolgend wird der lichtoptische Leiter über eine düsenartige Führungseinheit od. dgl. in der gewünschten Musterführung auf der Oberfläche der Platte angeordnet, wobei die Führungsvorrichtung numerisch gesteuert werden kann. Je nach dem verwendeten Überzugsmaterial kann der aus der Führungsvorrichtung austretende lichtoptische Leiter entweder mit einem hiefür geeigneten Lösungsmittel befeuchtet oder auch erwärmt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht die Anordnung von Leiterzügen auf einem Trägermaterial mit sehr geringen Abständen, so dass auf einer verhältnismässig kleinen Trägerplatte eine grosse Zahl von Leiterzügen in Nebeneinander-und/oder Übereinander-Ordnung untergebracht werden kann. Die einzelnen Platten können darüber hinaus nach Art des bekannten Baukastenprinzips Grundelemente für mannigfaltige und umfangreiche Schaltanordnungen darstellen.
In den Fig. 8 bis 13 sind weitere nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Platten mit einer Vielzahl von lichtoptischen Leitern wiedergegeben. So zeigt die Fig. 8 mehrere parallel zueinander verlaufende Leiterabschnitte--402--, die in ein Trägermaterial --400-- eingebettet sind. In Fig. 9 ist ein einzelner lichtoptischer Leiterzug meanderartig geführt, wobei er eine Ausdehnung in allen drei Dimensionen aufweist. Die im Ausschnitt dargestellten lichtoptischen Leiterplatten können in Nebeneinander-Ordnung oder Übereinander-Ordnung beliebig miteinander kombiniert werden und an hiefür vorgesehenen Stellen in der oben beschriebenen Weise mit Lochungen versehen werden, die mit einem geeigneten lichtoptischen, Signale leitenden Material auszufüllen sind.
Wie aus den wiedergegebenen Beispielen bereits erkennbar, lässt sich eine grosse Zahl verschiedenster Schaltungen aufbauen, was bereits allein durch die mannigfaltige Einbringungsmöglichkeit von Lochungen an Kreuzungspunkten od. dgl. möglich wird.
In Fig. 15 ist eine Trägerplatte-420--gezeigt, die Leiterzüge in gitterförmiger Anordnung wiedergibt, welche aus einem kontinuierlich geführten Strang bestehen. Indem man eine entsprechende Lochanordnung wählt, können auch hier eine Vielzahl verschiedener Schaltschemen hergestellt werden.
Das Herstellungsverfahren derartiger Plattenanordnungen geht insbesondere aus den Fig. 11 bis 13 hervor, in denen in Aufsicht und im Querschnitt gezeigt ist, dass ein aus lichtoptischem Leitermaterial bestehendes Gitter in ein geeignetes Trägermaterial eingebracht wird, woraufhin Lochungen an vorgewählten Stellen beliebige Verbindungsmöglichkeiten einzelner Leiterzüge untereinander ermöglichen.
Schliesslich zeigen die Fig. 14 und 15 noch die bündelartige Anordnung von lichtoptischen Leiterzügen
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Kunststoffstäbe, oder auch eine Faseroptik in Form von Faserbündeln od. dgl., verwendet werden. Mittels der lichtoptischen Leiter können Strahlungssignale von beliebiger Art optisch übertragen werden. Als optische Sender oder Vermittler kommen beliebige hiefür geeignete Lichtquellen, wie etwa Halbleiter-Lichtquellen, Laserstrahlen u. dgl., in Frage. Das über die lichtoptischen Leitungen transportierte Licht kann an einem vorgegebenen Zielort aus der Schaltungsanordnung austreten. Es kann aber beispielsweise an einem Knotenpunkt od. dgl. auch in andere Leitungsabschnitte weitergegeben werden oder auch direkt einer Verarbeitungsvorrichtung, wie etwa einer Photozelle, zugeführt werden.
Weiter ist es möglich, die lichtoptischen Signale mit solchen anderer Herkunft zu vermischen oder sie unter Einschaltung von optischen Filtern, die nur definierte Wellenlängen hindurchlassen, in separate Signalkanäle weiterzuleiten, aufzuteilen oder zusammenzuführen.
Die Verbindung zwischen zwei lichtoptischen Leitern, etwa zwischen zwei Glasfaserbündeln, kann durch die Vereinigung der Bündel erfolgen oder durch Zwischenschaltung der genannten Verbindungs- oder Verteilerglieder.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen von lichtoptischen Leitungsanordnungen unter Verwendung der Faseroptik oder anderer Lichtsignalüberträger, bei dem ein strangartiger lichtoptischer Leiter von einer Vorratseinrichtung
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optische Leiter von der Führungsvorrichtung in engen Kontakt mit vorbestimmten Bereichen der Oberfläche eines Trägermaterials gebracht wird und an diesen Oberflächenbereichen dauerhaft befestigt wird, dass nach Aufbringung eines jeden Leiterabschnittes dieser von dem Vorratsstrang abgetrennt wird und dass nach dem Aufbringen und Verankern der Strahlungsleiterabschnitte an vorbestimmten Stellen Verbindungen zwischen einzelnen oder mehreren Leiterabschnitten hergestellt werden.
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The invention relates to a method for producing light-optical line arrangements using fiber optics or other light-signal transmitters, in which a strand-like light-optical conductor is withdrawn from a storage device and fed to a guide device.
The technology of fiber optics has only become so well known for some time that it also plays an indispensable role in industrial production. The technology used in connection with fiber optics or corresponding light-optical conductors is based on the conduction of light beams within an elongated medium, the light beam also guided over bends remaining in the conductor due to the total reflection of the light on the surface of the conductor.
Fiber optics are already enjoying a multitude of very different fields of application; It has recently become known to carry out stomach and kidney diagnoses with the aid of fiber optics, in which a very small light source is introduced into these organs together with an appropriate light guide and the interior of them can be examined. It is also known to transmit information such as letters or the like over a relatively long distance without distortion by means of the fiber optics.
It is to be assumed that fiber optics or a corresponding technology of light transmission in connection with the use of laser beams will still find a very large technical field of application. It is known that a variety of information transmissions are to be used, for example for television programs and the like. like
The invention is based on the object of creating a method for producing light-optical conductor arrangements using the aforementioned technology, wherein the light guides or a plurality of light guide sections can be arranged in any combination so that a mixture or merging or also a separation of the optical radiation in the manner of a printed circuit board or the like is possible.
This object is achieved according to the invention in that the optical conductor in the guide device is brought into close contact with predetermined areas of the surface of a carrier material, and is permanently attached to these surface areas, that after each conductor section has been applied, it is separated from the supply strand and that after the radiation conductor sections have been applied and anchored at predetermined locations, connections between individual or multiple conductor sections are established.
Another feature of the invention is that to connect several optical conductor sections, as is known per se, they are laid in touching or crossing paths, are separated at the transition or crossing points by punching, drilling or the like, and the separation space formed is filled with optically conductive material.
Finally, it is also important for the invention that the surface of the carrier material is provided with a coating that is not or not yet fully cured during the application of the optical conductor section, and that the radiation conductor sections are firmly connected to the carrier surface by further hardening or curing will.
The method according to the invention offers the advantage that any information transmitted by optical means can be separated or mixed and mutually connected within a self-contained circuit arrangement in any desired and varied manner according to the predetermined conductor pattern. According to the invention, it is possible to treat light-optical information in the same way as electrical information in printed circuits. Since the mixing or connecting points of the individual light-optical conductors within the specified conductor pattern can also consist of prisms, for example, it is also possible to split the mixing wavelengths supplied to the circuit into their discrete wavelengths and, if necessary, to forward them separately in the separated form.
The light-optical information can be guided in any sequence and via any light guides arranged next to or on top of one another, and any light guides can again be light-optically connected to one another at nodes and connection points provided for this purpose.
The drawings show, for example, embodiments of the invention, and it means: FIG. 1 a perspective sectional illustration of a light-optical conductor pattern produced according to the method according to the invention, which is introduced into a corresponding plate-like carrier material, FIG. 3 shows a cross section through a further embodiment of a light-optical conductor pattern, FIG. 4 shows a partial cross-section through another exemplary embodiment of a light-optical printed circuit board manufactured according to the method according to the invention, FIG. 5 shows a perspective partial view of a further preferred embodiment of a light-optical conductor arrangement introduced into a carrier material, 6 is a plan view of an apparatus for producing a conductor pattern, FIG.
7 shows a cross-section along the line VI / VI from FIG. 6; FIGS. 8, 9, 10 show a perspective partial view of further possibilities for laying light-optical conductors within a carrier material, FIG. 11 shows a novel arrangement of light-optical conductor sections, FIG. 12 shows a cross-section corresponding to FIG. 11, FIG. 13 shows a representation in accordance with FIG. 12, the light-optical conductors being embedded in a carrier material, FIG. 14 a connection or distributor piece for a plurality of light-optical conductors, in part
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in section, FIG. 15 a cross section through the representation according to FIG. 14.
Like in Pig. 1, a plurality of light-optical conductors - 2400 - are placed in a plate-like support material - 2800 -. Along the nodes or connection points and the end points of the light-optical conductor - 2400 - recesses or through-bores are provided through the carrier material --2800 - and the light-optical conductor - 2400.
The difference in the refractive indices for the radiation to be conducted within the light-optical conductor - 2400 - for the carrier material on the one hand and the light-optical conductor on the other hand is to be chosen so that total reflection of the radiation occurs at the interface of the light-optical conductor, i.e. This means that the radiation cannot leave the light-optical conductor, but rather is reflected back at its periphery within the conductor run.
Connecting or distribution members are inserted into the bores mentioned on the end faces of the conductor sections, which must have a refractive index which is suitable for absorbing the light emerging from the end face of the optical fiber - 2004 - and passing it on without loss.
The connecting or distributor members - 2200 - can also have the shape of prisms, so that when mixed light enters such a distributor member, the different wavelengths can be spread and these can be passed on separately from one another.
It is advantageous to choose the refractive index of the light-optically seamlessly connected to the light guide sections - 2400 - distributor member - 2200 - so that it corresponds to that of the light guide itself or that it enables a lossless transmission of the radiation.
In Fig. 2 a portion of a cross-sectional view of Fig. 1 is shown. In this illustration it can be clearly seen that the distributor element -2200- extends through both the carrier material --2800-- and the light-optical conductor --2400 - and the end or cut surfaces --2500-- of the individual sections of the light-optical conductor- -2400 - are in seamless optical contact with the distribution links -2200-. The distributor members --2200 - can be designed in such a way that they consist of several layers of materials with different refractive indices, which are arranged in relation to one another in such a way that any losses at the preselected nodes are avoided during light transmission.
In the example of cylindrical distributor members shown here, the layers of different refractive indices consist of cylindrical bodies that are coaxially fitted into one another.
Fig. 3 shows a further preferred embodiment of a light-optical printed circuit board, in which the connection or node points of the individual conductor sections to be combined - 2400 - are in the form of hollow bodies - 2600 -. The light transmission takes place along the cylindrical jacket surface - 2706 - the hollow body - 2600 -. For better light transmission is between the end faces
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--2700-- inserted, ensures transmission of the light signals.
The light-optical conductors can be of various types. In addition to fiber optic material, any other conductor material suitable for the transmission of radiation and light signals can also be used. The light-optical conductors can have a solid or hollow cross-section, and they can be ribbon-shaped or round.
The arrangements of light-optical conductors shown in the illustrations are produced in such a way that the fiber bundles or the like, which are in the form of strand-like or endless material and which can be wound on a drum, are drawn off from the storage device and then fed to a guide device to become. This guide device can be controlled relative to the carrier material in one plane both in the x and in the y direction, this control being very precisely adjustable and, in this respect, being exactly reproducible as often as desired.
Should the light guide to be applied to a carrier layer also be able to be laid variably in the z-direction, i. H. can assume different heights within the carrier layer, then the guide device can also be designed such that a corresponding shift in the third dimension is possible. The variable setting of the guide device in all three planes or, based on a Cartesian coordinate system in the x, y and z directions, can take place, for example, by means of suitable spindle guides or pneumatically or in some other way.
6 and 7 show an auxiliary device which consists of a plate - 70 - on which a plurality of guide pins - 72 - are applied at constant distances from one another. The guide pins --72-- have slot-like recesses --74-- in both the x and y directions, into which the light-optical conductor tracks --76-- can be introduced in any pre-selected curve for the purpose of precise deformation or can also be guided around them.
Such pre-formed light-optical conductor sections can be applied to the surface of the carrier material or also introduced into the carrier material without difficulty. In a preferred exemplary embodiment of the method according to the invention, the light-optical conductor strand withdrawn from a storage device is in close contact with the surface of the carrier material via the guide device
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brought, the relative movement of the guide device to the carrier surface whenever the radiation conductor is in close contact with it, corresponding to the predetermined geometric course of the light-optical conductor sections to be produced on the surface.
In this case, the conductor section is fastened on or in the surface of the carrier in an exactly reproducible and permanent manner in relation to the specified path.
After each conductor section has been applied, it is separated from the continuous feed from the storage device, and after application and anchoring, the perforations are made in the carrier material and through the light-optical conductor at the predetermined points of the radiation sections, in order to subsequently be carried out by introducing suitable connecting or Distribution members in the perforations to establish an effective light-optical connection between individual or several light-optical conductor sections.
4 and 5 show a further preferred exemplary embodiment of a circuit arrangement suitable for the transmission of light signals. Here the light-optical conductor line --14-- is with
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carries a protective layer --22--.
The light-optical line material can be introduced onto or into the carrier material in different ways. So can example. wise, corresponding depressions are made in the carrier plate, which take the conductor sections at. Or the conductor sections can also simply be placed on the
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Conductor sections is present in a pre-cured state in order to be able to completely cure the entire unit in a post-curing process after the individual conductor patterns have been applied. The carrier material then forms an inseparable stable unit together with the conductor pattern.
The material can be thermally hardened at the same time as pressure is applied accordingly. A unit produced in this way can then subsequently be provided with a plurality of holes at the points provided for this purpose by means of a punching or drilling process, which - as explained above - are passed both through the carrier material and through the conductor track (s) concerned. It is important to pay attention to the treatment of the cut surface of the conductor run, since it is essential to avoid detrimental light scattering here.
In a further embodiment of the method, the optical fiber can be coated with an adhesive resin or the base material. The light-optical conductor is then arranged in the desired pattern guide on the surface of the plate via a nozzle-like guide unit or the like, it being possible for the guide device to be controlled numerically. Depending on the coating material used, the light-optical conductor emerging from the guide device can either be moistened with a suitable solvent or also heated.
The method according to the invention enables the arrangement of conductor tracks on a carrier material with very small spacings, so that a large number of conductor tracks can be accommodated in side by side and / or one above the other on a relatively small carrier plate. The individual panels can also represent basic elements for a wide variety of extensive switchgear assemblies based on the known modular principle.
FIGS. 8 to 13 show further plates produced by the method according to the invention with a large number of light-optical conductors. 8 shows several conductor sections - 402 - which run parallel to one another and are embedded in a carrier material - 400 -. In FIG. 9, a single light-optical conductor line is guided in a meandering manner, with an extension in all three dimensions. The photo-optical circuit boards shown in the section can be combined with one another as desired in side by side or one above the other and provided with perforations at the points provided for this purpose in the manner described above, which are to be filled with a suitable light-optical, signals-conducting material.
As can already be seen from the examples shown, a large number of the most varied of circuits can be set up, which is made possible solely by the manifold possibilities of introducing perforations at intersection points or the like.
In Fig. 15 a carrier plate 420 is shown, which reproduces conductor tracks in a grid-like arrangement, which consist of a continuously guided strand. By choosing an appropriate hole arrangement, a large number of different switching schemes can also be produced here.
The manufacturing process for such plate arrangements can be seen in particular from FIGS. 11 to 13, in which it is shown in plan view and in cross-section that a grid made of light-optical conductor material is introduced into a suitable carrier material, whereupon perforations at preselected locations allow any connection possibilities of individual conductor tracks with one another .
Finally, FIGS. 14 and 15 also show the bundle-like arrangement of light-optical conductor tracks
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Plastic rods or fiber optics in the form of fiber bundles or the like can be used. Radiation signals of any type can be transmitted optically by means of the light-optical conductors. Any suitable light sources, such as semiconductor light sources, laser beams and the like, can be used as optical transmitters or intermediaries. like., in question. The light transported via the light-optical lines can exit the circuit arrangement at a predetermined destination. However, it can for example be passed on to other line sections at a junction or the like, or it can also be fed directly to a processing device such as a photocell.
It is also possible to mix the light-optical signals with those of a different origin or to pass them on into separate signal channels, to split them up or to merge them with the inclusion of optical filters that only allow defined wavelengths to pass.
The connection between two light-optical conductors, for example between two glass fiber bundles, can be made by uniting the bundles or by interposing the named connecting or distribution members.
PATENT CLAIMS:
1. A method for producing light-optical line arrangements using fiber optics or other light signal transmitters, in which a strand-like light-optical conductor is taken from a storage device
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optical conductor is brought by the guide device into close contact with predetermined areas of the surface of a carrier material and is permanently attached to these surface areas, that after application of each conductor section this is separated from the supply strand and that after application and anchoring of the radiation conductor sections at predetermined locations be made between individual or multiple conductor sections.
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