DE102008009138A1 - Seitenemittierende brechwertangepasste Faser - Google Patents

Seitenemittierende brechwertangepasste Faser Download PDF

Info

Publication number
DE102008009138A1
DE102008009138A1 DE102008009138A DE102008009138A DE102008009138A1 DE 102008009138 A1 DE102008009138 A1 DE 102008009138A1 DE 102008009138 A DE102008009138 A DE 102008009138A DE 102008009138 A DE102008009138 A DE 102008009138A DE 102008009138 A1 DE102008009138 A1 DE 102008009138A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fiber
refractive index
fibers
emitting
glass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102008009138A
Other languages
English (en)
Inventor
Inka Dr. Henze
Jörg Dr. Schuhmacher
Detlef Dr. Wolff
Bernd Hoppe
Gerhard Weber
Bernd Schultheis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott AG
Original Assignee
Schott AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schott AG filed Critical Schott AG
Priority to DE102008009138A priority Critical patent/DE102008009138A1/de
Publication of DE102008009138A1 publication Critical patent/DE102008009138A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D25/00—Emergency apparatus or devices, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/18—Visual or acoustic landing aids
    • B64F1/20—Arrangement of optical beacons
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted along at least a portion of the lateral surface of the fibre
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/02—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 fibre
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/80—Energy efficient operational measures, e.g. ground operations or mission management

Abstract

Die Erfindung betrifft seitenemittierende brechwertangepasste Fasern und Verfahren zu deren Herstellung sowie seitenemittierende brechwertangepasste Fasern beinhaltende Faserbündel sowie Flächengebilde und deren Anwendungen. Die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern weisen auf ihrer Außenumfangsfläche Streupartikel auf, die für die Lichtauskopplung aus der Faser sorgen.

Description

  • Die Erfindung betrifft seitenemittierende brechwertangepasste Fasern und Verfahren zu deren Herstellung sowie seitenemittierende brechwertangepasste Fasern beinhaltende Faserbündel sowie Flächengebilde und deren Anwendungen.
  • Als brechwertangepasste Fasern werden im Sinne dieser Schrift lichtleitende Fasern verstanden, die entweder aus einem Faserkern alleine oder aber aus einem Faserkern und zumindest einem den Kern entlang der Faserachse umschließenden Mantel bestehen. Im ersten Fall erfolgt die Lichtleitung in dem Faserkern durch Totalreflektion des in dem Kern geleiteten Lichts an der Grenzfläche zwischen dem Faserkern und dem umgebenden Medium, im zweiten Fall durch Totalreflektion an der Genzfläche zwischen Mantel und dem umgebenden Medium erfolgt, sofern das umgebende Medium einen kleineren Brechungsindex als der Mantel aufweist.
  • Ist der Faserkern entlang der Faserachse von zumindest einem Mantel umgeben, tritt die Totalreflektion und somit die Lichtleitung dann auf, wenn der Mantel einen im wesentlichen zumindest gleich großen Brechungsindex wie der Faserkern aufweist, damit das Licht überhaupt erst aus dem Kern in den Mantel auskoppeln kann. Das Licht wird demnach in dem System aus Kern und Mantel geführt. Man spricht in diesem Fall auch von einer brechwertangepassten Kern-Mantelfaser.
  • Allerdings ist die Bedingung der Totalreflektion an der Grenzfläche von Faserkern und umgebenden Medium im Falle der Kernfaser bzw. der Totalreflektion an der Grenzfläche zwischen Mantel und umgebenden Medium im Falle der brechwertangepassten Kern-Mantelfaser nur bis zu einem Grenzwinkel des auf die Grenzfläche treffenden Lichts möglich, der von den Brechungsindices von Kern bzw. Mantel und dem umgebenden Medium abhängig ist. Der Grenzwinkel βMin, d. h. der kleinste Winkel, bei dem noch die Totalreflektion auftritt, kann berechnet werden durch sin(βMin) = nMedium/nFaser, wobei βMin von einer Ebene senkrecht zur Faserachse gemessen wird, nFaser im Falle der Kernfaser den Brechungsindex des Faserkerns oder im Falle der brechwertangepassten Kern-Mantelfaser den Brechungsindex des Mantels repräsentiert und nMedium den Brechungsindex des umgebenden Mediums, beispielsweise Luft.
  • Im allgemeinen wird eine möglichst gute Führung des Lichts in der Faser angestrebt, d. h. es soll möglichst wenig Licht bei der Einkopplung in die Faser und bei dem Transport in der Faser verloren gehen. Eine seitenemittierende brechwertangepasste Faser ist eine brechwertangepasste Faser, bei der absichtlich Licht aus der Faser ausgekoppelt wird. Im allgemeinen ist eine gleichmäßige Auskopplung erwünscht, welche eine seitenemittierende brechwertangepasste Faser im Idealfall als ein gleichmäßig leuchtendes Band oder Linie erscheinen lassen. Dies macht sie für mannigfaltige Anwendungen insbesondere in der Beleuchtungstechnik interessant.
  • Seitenemittierend im Sinne der Erfindung heißt, dass die Faser in der Lage ist, Licht seitlich zu emittieren, unabhängig davon, ob sie im Betrieb ist, d. h. ob tatsächlich eine Lichtquelle angeschlossen und das Licht eingeschaltet ist.
  • Die Fasern werden wie allgemein bekannt mit Hilfe von Faserziehprozessen hergestellt, wobei zumindest die Preform des Faserkerns bis zur Erweichungstemperatur des Materials der Preform bzw. des Faserkerns oder darüber hinaus erwärmt und eine Faser ausgezogen wird. Die Prinzipien des Faserziehprozesses sind beispielsweise in den deutschen Patenten DE 103 44 205 B4 und DE 103 44 207 B3 ausführlich beschrieben.
  • Vielfältige Methoden zum Erzeugen des Effekts der Seitenemission sind aus dem Stand der Technik bekannt. Eine bekannte Methode ist, für eine Lichtauskopplung im Faserkern zu sorgen.
  • Die japanische Offenlegungsschrift JP 9258028 A2 offenbart seitenemittierende Stufenindexfasern, bei denen die Lichtauskopplung durch einen unrunden Kern erzeugt werden soll. Die Auskopplung erfolgt, wenn Licht unter Winkeln auf die Grenzfläche zwischen Faserkern und Mantel trifft, welche kleiner als der Grenzwinkel der Totalreflektion βMin sind. Durch die beschriebenen unrunden Kerngeometrien, beispielsweise quadratische, dreieckige oder Sternformen, werden in dem Kern geometrische Bereiche erzeugt, in denen ansonsten durch Totalreflektion geleitetes Licht ausgekoppelt werden kann. Die Erzeugung von seitenemittierenden Fasern durch solche Kerngeometrien ist allerdings mit dem Problem behaftet, dass die Auskopplung des Lichts in diesem Fall sehr ineffizient ist. Das Licht wird in der Faser im wesentlichen unter sehr flachen Einfallswinkeln zum Mantel geleitet, und die beschriebenen Kerngeometrien erstrecken sich entlang der Faserachse. Demnach gibt es kaum Flächen, bei welchen βMin unterschritten wird. Ferner ist es sehr aufwendig, die in der JP 9258028 A2 offenbarten Kerngeometrien für Fasern aus Glas einzusetzen, weil es sehr schwierig ist, entsprechende Preformen, wie sie für den Faserzug benötigt werden, herzustellen. Darüber hinaus ist gerade bei Glasfasern die Bruchfestigkeit solcher Fasern mit unrunden Faserkerndurchmessern stark herabgesetzt. Wahrscheinlich offenbart diese Schrift aus diesem Grund auch nur Fasern aus Polymeren.
  • Eine weitere Methode, das Licht aus dem Faserkern auszukoppeln, wird in der US 4,466,697 beschrieben. Demnach werden Licht reflektierende und/oder streuende Partikel in den Faserkern gemischt. Hierbei gestaltet es sich schwierig, längere Fasern mit den seitenemittierenden Eigenschaften herzustellen, da die Lichtleitung im Kern sehr sensibel auf die Störung durch die beigegebenen Partikel im Kern reagiert. Dadurch ist der Auskopplungseffekt auch nur sehr schwer zu skalieren, was reproduzierbare Ergebnisse im Faserzug zumindest für Fasern über 3 m Länge extrem aufwendig bis nahezu unmöglich werden lässt, zumindest, solange Glasfasern hergestellt werden sollen. Weil die Wahrscheinlichkeit bei gleichmäßig im Kern verteilten Partikeln sehr hoch ist, dass das im Kern geführte Licht auf solche Partikel trifft, ist auch die Absorptionswahrscheinlichkeit sehr hoch, selbst wenn die Gesamtzahl der Partikel klein ist. Dadurch ist der Auskopplungseffekt auch nur sehr schwer zu skalieren, was reproduzierbare Ergebnisse im Faserzug zumindest für Fasern über 3 m Länge extrem aufwendig bis nahezu unmöglich werden lässt, zumindest, solange Glasfasern hergestellt werden sollen.
  • Unter Skalierbarkeit im Sinne der vorliegenden Offenbarung wird die Möglichkeit des gezielten Einstellens des Seitenemissionseffekts über die Länge der Faser verstanden. Dies ist notwendig, weil Faserlängen für verschiedene Anwendungen sehr stark variieren können, aber eine möglichst gleichmäßige Intensität des Leuchtens über die gesamte Faserlänge erzielt werden soll.
  • Alternativ zur Auskopplung des Lichts direkt aus dem Faserkern können seitenemittierende Eigenschaften bei Fasern auch durch Effekte in der Grenzfläche zwischen Faserkern und Mantel oder im Mantel selbst verursacht werden. So ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass Kristallisationsreaktionen zwischen Kern- und Mantelgläsern unerwünscht sind, da die Kristallite in der Grenzfläche zwischen Kern und Mantel als Streuzentren dienen können, so dass Licht aus der Faser auskoppelt und somit ihre Lichtleiffähigkeit herabsetzt. Dieser Effekt ist bei Lichtleitfasern im allgemeinen unerwünscht, und Glasfasern werden wie in dem deutschen Patent DE 102 45 987 B3 beschrieben üblicherweise gezielt dahingehend entwickelt, dass eine Kristallisation zwischen Kern und Mantel nicht stattfindet. Allerdings wäre es denkbar, dass die Kristallisation zwischen Kern und Mantel gezielt dazu eingesetzt wird, um seitenemittierende Eigenschaften zu erzeugen. Die Kristallisation tritt während des Faserzugs auf, wenn Kern und Mantel miteinander verschmelzen und die Faser wieder abkühlt. Es hat sich in Versuchen allerdings herausgestellt, dass der Kristallisationsprozeß während des Faserzugs nur schwer einzustellen und zu beherrschen ist, so dass eine reproduzierbare und skalierbare Produktion von seitenemittierenden Glasfasern, deren seitenemittierende Eigenschaften auf dem Vorliegen von Kristalliten in der Grenzfläche zwischen Kern und Mantel beruhen, bisher noch nicht in wirtschaftlicher Weise geglückt ist.
  • Zur Erzeugung seitenemittierender Eigenschaften aufgrund von Streuzentren in der Grenzfläche zwischen Kern und Mantel wird gemäß der Patentschrift LV 11644 B für Quartzglasfasern vorgeschlagen, eine Beschichtung auf der ausgezogenen Quartzglasfaser aufzubringen, die streuende Partikel enthält. Der äußere Schutzmantel um die Quartzglasfaser kann anschließend appliziert werden. Wie bei Quartzglasfasern üblich, bestehen die Beschichtungen sowohl der streuenden Schicht als auch des äußeren Mantels aus Kunststoffen. Dies hat den Nachteil, dass der ausgezogene Faserkern weiteren Beschichtungsschritten unterzogen werden muß und währenddessen ungeschützt ist. Schmutzpartikel, die sich zwischen Kern und Beschichtung setzen, führen zu möglichen Bruchstellen und/oder zu unkontrollierten Punkten mit starker Lichtauskopplung. Quartzglasfasern sind als solche aufgrund des Materials sowieso schon extrem teuer und das in dieser Schrift benötigte aufwendige Fertigungsverfahren verteuert diese noch zusätzlich.
  • Die US 2005/0074216 A1 offenbart eine seitenemittierende Faser mit einem transparenten Kern aus Kunststoff, der zuerst einen transparenten ersten Mantel und danach einen zweiten Mantel besitzt, beide ebenfalls aus Kunststoff. In den zweiten Mantel, welcher der äußere Mantel ist, sind Streupartikel eingelagert. Diese Methode ist nur bei Fasern mit sehr großen Kerndurchmessern von 4 mm oder mehr möglich, weil das im Faserkern geleitete Licht durch die zwangsläufig an der sehr großen Grenzfläche zwischen Kern und erstem Mantel vorliegenden Inhomogenitäten ausgekoppelt werden muss. Der zweite Mantel mit den eingelagerten Streupartikel dient in diesem Fall dem Homogenisieren des ausgekoppelten Lichts über alle Raumwinkel. Fasern mit solch großen Kerndurchmesser sind allerdings zwingend aus Kunststoff wenig flexibel und können daher nur schwer konturnah verlegt werden.
  • Ein schwerwiegender Nachteil bei allen beschriebenen Lösungen, die Kunststoff enthalten, ist ferner, dass die beschriebenen Kunststoffmäntel allesamt brennbar sind. Daher sollten solche Fasern allgemein unerwünscht sein. Davon abgesehen können sie zumindest in Bereichen mit erhöhten Brandschutzbestimmungen, beispielsweise innerhalb von Flugzeugkabinen, nicht zugelassen werden.
  • Glasfasern sind als solche nicht brennbar. Seitenemittierende Glasfasern sind allerdings ebenfalls bereits bekannt. Die etablierte Methode zur Herstellung von Glasfasern mit seitenemittierenden Eigenschaften sieht vor, die Preform des Faserkerns durch Schleifen oder Sandstrahlen aufzurauhen. Durch diese Bearbeitungsprozesse werden auf der Umfangsfläche des Faserkerns in den Faserkern hineinragende Strukturen geschaffen, welche das geleitete Licht auskoppeln sollen. Auch hier hat sich gezeigt, dass der Prozeß zum Erzeugen der Seitenemission ineffizient und auch nur schwer skalierbar ist. Darüber hinaus ist das Bearbeiten von Preformen, insbesondere wenn diese aus Glas bestehen, oftmals teuer und aufwendig. Die in den Faserkern hineinragenden Strukturen stellen darüber hinaus Verletzungen des Faserkerns dar, von denen bei Biegebelastungen Belastungsspitzen und dadurch Risse ausgehen können, wodurch solche Fasern unter einer verminderten Bruchfestigkeit leiden. Auch deshalb erscheint diese Technik verbesserungswürdig.
  • Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine seitenemittierende brechwertangepasste Faser bereit zu stellen, die wirtschaftlich zu produzieren ist, die effizient das Licht zur Seite auskoppelt, wobei der Effekt leicht skalierbar sein soll, und welche darüber hinaus nicht brennbar ist, sowie Faserbündel und Flächengebilde beinhaltend die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eben solcher seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern bereitzustellen, sowie Faserbündel beinhaltend solche seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern und deren Anwendungen.
  • Die Aufgabe und/oder die Teilaufgaben werden gelöst durch die unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den nebengeordneten und aus den Unteransprüchen.
  • Eine erfindungsgemäße seitenemittierende brechwertangepasste Faser beinhaltet einen lichtleitenden Kern aus einem Glas mit dem Brechungsindex n1 und einer Außenumfangsfläche, wobei auf der Außenumfangsfläche Streupartikel aufgebracht sind, welche einen Seitenemissionseffekt der Faser bewirken. Die Außenumfangsfläche ist im wesentlichen die Oberfläche der Faser entlang der Faserachse. Im Falle der Kernfaser bedeutet dies, dass auf den Kern Streupartikel aufgebracht sind. Eine erfindungsgemäße seitenemittierende brechwertangepasste Faser kann flexibel oder auch starr sein.
  • Im Gegensatz zu herkömmlichen Glasfasern wird das Licht in der erfindungsgemäßen Faser nicht wie üblich zwischen Kern- und Mantelglas gebrochen, sondern erst beim Übergang zu dem umgebenden Medium. Ist der Brechungsindex zwischen dem außenliegenden Glas und dem Medium groß genug, tritt kein Licht aus der Faser aus. Der Effekt der Seitenemission wird bei der vorliegenden Erfindung erst durch Streuung des in der Faser geleiteten Lichts durch die Streupartikel an der Grenzfläche zu dem umgebenden Medium erzeugt. Dazu befinden sich die Streupartikel auf der Außenumfangsfläche der Faser.
  • Im Sinne der Erfindung sind Streupartikel alle Partikel, gleich welcher Form, welchen Materials und/oder welcher Größe, die das geleitete Licht streuen können. Streupartikel können durch klassische Streuung, insbes. Rayleigh- und/oder Mie-Streuung, ebenso wie durch Beugung und/oder Reflektion sowie Mehrfachprozessen dieser Mechanismen untereinander ihre streuende Wirkung entfalten. Ihre Aufgabe ist lediglich, individuell oder in ihrer Summe auftreffendes Licht abzulenken.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der lichtleitende Kern entlang der Faserachse von zumindest einem Mantel aus einem Glas mit dem Brechungsindex n2 umschlossen ist, wobei n2 im wesentlichen mindestens genauso groß ist wie n1. Dies entspricht der vorgenannten Kern-Mantelfaser. Die Streupartikel, welche den Seitenemissionseffekt der Faser bewirken, sind in diesem Fall auf der Außenumfangsfläche des Mantels aufgebracht.
  • Der Mantel umschließt wie bei Fasern üblich den Kern entlang der Faserachse möglichst vollständig.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass der Effekt der Seitenemission am besten skalierbar ist, wenn die Streuung hauptsächlich an den Streupartikeln selbst erfolgt. Dazu muss das in dem Kern geführte Licht erst einmal zu diesen gelangen können. Deshalb ist der Brechungsindex n2 des Mantels im wesentlichen mindestens genauso groß wie der Brechungsindex n1 des Kerns. Bevorzugt ist n2 im wesentlichen genauso groß wie n1, er kann aber auch größer sein. Wäre er hingegen erheblich kleiner, würde eine Totalreflektion an der Grenzfläche zwischen Kern und Mantel auftreten, wobei das in der Faser geführte Licht nicht zu den Streupartikeln gelangen würde und die Streupartikel keine Wirkung entfalten könnten, so dass auch kein Seitenemissionseffekt zu beobachten wäre.
  • Für das Einstellen der Brechungsindices von Kern und Mantel ist folgender Sacheverhalt in Betracht zu ziehen: ist der Brechungsindex des Mantel höchstens nur unwesentlich kleiner als der des Kerns, so dass die numerische Apertur nicht größer als NA = 0,22 wird, so wird ein Großteil des Lichtes im Mantel geführt, da durch die kleine Numerische Apertur bedingt nur kleine Akzeptanzwinkel erlaubt sind. Als Numerische Apertur wird dabei NA = n sin(αMax) = (n1 2 – n2 2)1/2 bezeichnet, wobei n den Brechungsindex des Mediums repräsentiert, welches das Licht vor dem Einkoppeln in die Faser durchläuft. Man spricht in diesem Fall auch von einer brechwertangepassten Kern-Mantelfaser.
  • Über die Wahl der Konzentration der Streupartikel auf der Außenumfangsfläche ist eine effiziente Skalierung der seitlichen Emission möglich. Eine homogen leuchtende Faser, d. h. ein gleichmäßig erscheinender Seitenemissionseffekt, lässt sich bevorzugt durch eine möglichst homogene Verteilung der Streupartikel auf der Außenumfangsfläche herstellen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, die Streupartikel im Falle der nur auf Teilbereichen entlang der Faserachse und/oder nur auf Teilbereichen des Faserumfangs auf die Außenumfangsfläche aufgebracht sind.
  • Die bedeutet in anderen Worten, dass die Streupartikel nur die Faser ringförmig und/oder ringsegmentförmig umschließen können. Ist der Abstand zwischen Bereichen, in denen Streupartikel vorliegen und solchen, die keine Streupartikel aufweisen ausreichend groß, kann gezielt eine seitenemittierende Faser hergestellt werden, welche in manchen Bereichen den Emissionseffekt zeigt und in anderen Bereichen nicht. Eine solche Faser kann vorteilhaft sein, um einen entsprechenden Designeffekt zu erzielen, oder aber das Licht erst einmal mit möglichst wenig Verlust durch den Bereich ohne den Seitenemissionseffekt zu dem Ort zu leiten, an dem die Seitenemission stattfinden soll. Dies ermöglicht die Trennung von Lichtquelle, welche in die Faser eingekoppelt werden soll, und dem Beleuchtungsort.
  • Bevorzugt weisen die Streupartikel einen Durchmesser zwischen 10 nm und 10 μm auf, bevorzugt zwischen 40 nm und 7 μm, besonders bevorzugt zwischen 100 nm bis 5 μm. Für nicht runde Streupartikel wird als Durchmesser im Sinne der Erfindung ihre maximale Ausdehnung verstanden. Agglomerate der Primärpartikel können die angegebenen Größen überschreiten.
  • Die Streupartikel können aus einer Vielzahl von Materialen ausgewählt sein. Die Streupartikel können aus allen partikelbildenden Elementen und/oder Molekülen bestehen. Bevorzugt sind kolloidale Metalle, Metalloxide und Metallnitride, besonders bevorzugt bestehen sie im wesentlichen aus SiO2 und/oder TiO2 und/oder Al2O3 und/oder ZrO2 und/oder BN und/oder AlN und/oder SN und/oder Si3N4 und/oder Ag und/oder Au und/oder Pd und/oder Pt und/oder Glas- und/oder Glaskeramik-Partikel und/oder Silikonpartikeln und/oder weitere Polymerpartikel, sowie Mischungen daraus. Mischungen von Streupartikeln aus verschiedenen Materialien, Verbindungen und/oder Konglomerate aus diesen oder auch miteinander verschmolzene und/oder gesinterte Streupartikel sind ebenfalls denkbar und von der Erfindung umfasst ebenso wie die metallischen Komponenten der vorgenannten Oxide und Nitride alleine.
  • Bevorzugt werden die Streupartikel zusammen mit der Schlichte aufgetragen, welche die Fasern vor der Reibung mit anderen Fasern und/oder Gegenständen schützen soll und welche oftmals nach dem Ausziehen der Fasern auf diese aufgebracht wird. Daher können die Streupartikel in einem Trägermedium suspendiert sein, wobei das Trägermedium als Schlichte dient. Unter Schlichte im Sinne der vorliegenden Erfindung können beispielsweise Beschichtungen wie Acrylate und/oder Polyimide und/oder Silikon-Verbindungen verstanden werden. Aus Brandschutzgründen sind allerdings auch rein anorganische Schlichten wie beispielsweise Sol-Gel-Schichten denkbar.
  • Die Effizienz der Auskopplung aus dem Streubereich und damit aus der Faser ist neben der streuenden Eigenschaft der Streupartikel als intrinsischem Parameter auch von der Konzentration der Streupartikel auf der Außenumfangsfläche abhängig, also von der Anzahl der direkt im Kontakt mit der Umfangfläche befindlichen Partikel. Je nach Anwendung können etwa 1% bis 98% der Fläche mit Partikeln belegt sein. Der Belegungsgrad wird bevorzugt abhängig von der Partikelgröße und der umgebenden Schlichte und/oder Beschichtung sowie dem Auftragsprozess eingestellt.
  • Neben der Effizienz und Homogenität der Seitenemission müssen die erfindungsgemäßen Fasern aber auch möglichst gut mechanischen Belastungen widerstehen. Sind die Fasern mechanisch zu empfindlich, treten leicht Faserbrüche auf, welche die Faser unbrauchbar machen können. Insbesondere müssen die erfindungsgemäßen Fasern wiederholt gebogen werden können, ohne dass sie brechen. Ein Kriterium, um die Bruchfestigkeit von Fasern zu beurteilen, ist der sogenannte Schlingentest. Dabei wird aus einer Faser eine Schlinge gebildet, welche zugezogen wird. Je kleiner der Durchmesser der Schlinge ist, bei dem die Faser bricht, desto Bruchfester ist sie.
  • Angemessene Bruchfestigkeiten lassen sich durch vorgespannte Fasern erzeugen. Dies bedeutet für die besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Fasern, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient des Kernglases größer ist als der thermische Ausdehnungskoeffizient des Mantelglases. Beim Herstellungsprozeß der Faser wird der Mantel während des Abkühlens somit auf den Kern gezogen, so dass der Mantel eine Spannung auf den Kern ausübt. Solche vorgespannten Fasern sind in der Regel erheblich bruchfester als nicht vorgespannte Fasern. Neben der beschriebenen thermischen Vorspannung sind natürlich auch andere Methoden zum Erzeugen der Spannung möglich. Beispielsweise könnte die Faser während des Herstellungsprozesses oder danach auch chemisch vorgespannt werden. Dabei würden durch bekannte Prozesse zum chemischen Vorspannen bevorzugt Ionen in den Mantel eingebracht, welche für den Aufbau der Spannung verantwortlich wären. Durch die Erfindung wird es möglich, seitenemittierende brechwertangepasste Fasern bereitzustellen, bei denen die Bruchfestigkeit der Fasern nicht durch Partikel im Kern- und/oder Mantelglas geschwächt wird.
  • Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Faser beträgt der Durchmesser des Kerns von 10 μm bis 500 μm, bevorzugt 30 μm bis 150 μm, der zumindest eine Streubereich weist eine Dicke von 10 nm bis 300 μm auf und der Mantel ist zwischen 300 nm und 100 μm dick.
  • Selbstverständlich werden die erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern in den seltensten Fällen als einzelne Fasern eingesetzt, sondern zusammen mit anderen seitenemittierenden Fasern oder zusammen mit anderen Lichtleiffasern, welche keinen Seitenemissionseffekt aufweisen, in Faserbündeln.
  • Auch das Faserbündel muss im Sinne der Erfindung nicht zwangsläufig flexibel sein, es ist ebenso möglich, dass das Faserbündel als starrer Faserstab ausgeführt ist, der durch späteres Umformen, beispielsweise Biegen und/oder Pressen, in seine endgültige Form gebracht wird.
  • Das Faserbündel ist seinerseits üblicherweise von einem schützenden äußeren Mantel umgeben, der in den meisten Fällen aus Kunststoff besteht. Faserbündel haben gegenüber einer Einzelfaser mit gleichem Durchmesser den Vorteil, dass sie viel flexibler sind und in kleineren Biegeradien verlegt werden können. Aus diesem Grund finden fast nur Faserbündel einen kommerziellen Einsatz in Beleuchtungsanwendungen. Aufgrund dieser Gegebenheit sind auch Faserbündel, welche die zuvor beschriebene seitenemittierende brechwertangepasste Faser beinhalten, Gegenstand dieser Erfindung.
  • Ein erfindungsgemäßes Faserbündel beinhaltet eine Vielzahl von Glasfasern und einen diese Vielzahl von Glasfasern entlang der Faserbündelachse vollständig umschließenden äußeren Mantel, wobei die Glasfasern eine Vielzahl der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern beinhalten und der äußere Mantel zumindest in Teilbereichen entlang der Faserbündelachse transparent und/oder transluzent ist. Die Transparenz und/oder Transluzenz des äußeren Mantels ist deshalb notwendig, damit das von den einzelnen Fasern seitlich emittierte Licht das Faserbündel auch verlassen kann und somit für den Betrachter sichtbar wird. Wird anstelle eines transparenten äußeren Mantels ein transluzenter äußerer Mantel verwendet, ist es möglich, das seitlich emittierende Licht der Einzelfasern zu homogenisieren.
  • Das erfindungsgemäße Faserbündel kann typischerweise von 100 bis 100000 Einzelfasern aufweisen.
  • Um höchste Ansprüche bzgl. der Brandsicherheit des erfindungsgemäßen Faserbündels sicherzustellen, besteht der äußere Mantel des Faserbündels bevorzugt aus flammfesten Kunststoffen oder aus einem Gewebe von Glasfasern. Es ist aber ebenfalls möglich, dass der äußere Mantel durch das Umwickeln der Vielzahl von Glasfasern mit einer oder einer Vielzahl von Glasfasern hergestellt wird.
  • Durch die Erfindung wird es möglich, seitenemittierende brechwertangepasste Fasern mit einer effizienten Seitenemission bereitzustellen, bei denen der Seitenemissionseffekt auch entsprechend den Anforderungen sehr gut skalierbar und damit die Menge des ausgekoppelten Lichts über die Faserlänge gut einstellbar ist. Dadurch wird es möglich, die erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern auch zusammen mit anderen Lichtleitern und/oder anderen seitenemittierenden Fasern und/oder Textilfasern zu einem Flächengebilde zu verbinden. Ein Flächengebilde ist im Sinne der Erfindung ein Objekt, welches im Verhältnis zu seiner Dicke eine große Fläche aufweist. Auf diese Weise kann auf der Basis der erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern ein selbst leuchtendes, flächiges Gebilde erzeugt werden, welches Licht homogen über die Fläche verteilt emittieren kann. Ein solches Flächengebilde ist bevorzugt so ausgestaltet, dass ein Betrachter es als homogen leuchtende Fläche wahrnimmt, zumindest wenn das Flächengebilde in Betrieb ist, d. h. wenn Licht in die seitenemittierenden Stufenindexfasern des Flächengebildes eingekoppelt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern in einem solchen Flächengebilde im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Entsprechend der Abstrahlcharakteristik andersartig angeordnete seitenemittierende brechwertangepassten Fasern innerhalb des Flächengebildes sind aber selbstverständlich ebenso möglich.
  • Um ein stabiles Flächengebilde zu erhalten, sind die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern bevorzugt auf einem Trägerelement fixiert. Auf diese Weise wird ein Verbundelement aus Trägerelement und seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern gebildet. Das Trägerelement ist bevorzugt ebenfalls flächig, kann aber beliebige. Formen und Wölbungen aufweisen.
  • Alternativ zu der Fixierung der seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern auf dem Trägerelement können diese auch in das Trägerelement eingebettet sein und auf diese Weise ein Verbundelement aus Trägerelement und seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern bilden. Dies kann durch einen Spritzgießprozess erfolgen, bei dem bevorzugt transparenter Kunststoff eine Einkapselung der Lichtleitfasern darstellt. Dazu können thermoplastische Kunststoffe, z. B. Polycarbonat, PVC, thermoplastische Elastomere oder Silikone verwendet werden. Die Kunststoffe werden dabei so ausgewählt, dass sie einen niedrigen Brechungsindex als das Mantelglas bzw. bei einer Kernfaser das Kernglas aufweisen, da ansonsten das in der Faser geführte Licht durch die Kunststoffe und nicht durch gezielt durch die Streupartikel ausgekoppelt würde.
  • Bevorzugt werden die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern auf dem Trägerelement durch Vernähen und/oder Verweben fixiert. Ebenso ist es möglich, die brechwertangepassten Fasern auch miteinander und/oder mit dem Trägerelement zu vernähen. Als Nähgarn können sowohl textile Garne als auch wiederum Glasfasern verwendet werden.
  • Generell kann das Flächengebilde auch durch das Verbinden der erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern mit einem geeigneten Träger erfolgen, beispielsweise durch Verkleben, Laminieren gegebenenfalls zusammen mit einer Folie und/oder andere geeignete Verfahren.
  • Besonders bevorzugt ist das Trägerelement des erfindungsgemäßen Flächengebildes, auf dem und/oder in dem die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern fixiert sind, transparent und/oder transluzent, damit das durch die brechwertangepassten Fasern emittierbare Licht durch das Trägerelement hindurchtreten kann. Zur Erzielung von Farbeffekten kann das Trägerelement eingefärbt sein.
  • Zur weiteren Stabilisierung des Flächengebildes ist es in einer weiteren erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsform auch vorgesehen, dass das Verbundelement aus Trägerelement und seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern mit einem Stabilisierungselement verbunden ist.
  • Besonders bevorzugt wird das Stabilisierungselement so angeordnet ist, dass sich die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern zwischen einer Oberfläche des Trägerelements und einer Oberfläche des Trägerelements befinden. Das Stabilisierungselement kann damit auch zum Schutz der brechwertangepassten Fasern beitragen. Bevorzugt wird es rückseitig als eine Deckschicht in Form einer Folie oder einer starren Platte angeordnet.
  • Zur Steigerung der Lichtausbeute ist die den seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern zugewandte Seite des Trägerelements und/oder des Stabilisierungselements vorzugsweise so ausgebildet ist, dass sie das von den seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern ausgestrahlte Licht reflektieren kann. Dies bedeutet, dass die den brechwertangepassten Fasern zugewandte Seite des Trägerelements oder des Stabilisierungselements weiß eingefärbt sein kann oder spiegelnd ausgebildet ist. Dies lässt sich beispielsweise besonders einfach erreichen, wenn als Stabilisierungselement Aluminiumfolie verwendet wird. Das Trägerelement besteht in diesem Fall bevorzugt aus einem transparenten und/oder transluzenten Kunststoff wie zum Beispiel Plexiglas. Selbstverständlich ist es auch möglich, weitere Stabilisierungselemente mit dem Verbundelement zu verbinden.
  • Zur Lichteinkopplung sind die Lichtleitfasern bevorzugt mittels einer Lichtleiterbündelung zusammengefasst, wobei die Lichtleiter mittels Endhülsen und/oder Klebebändern zusammengefasst, in der Regel verklebt und die Endflächen geschliffen und poliert sind, so dass eine optimale Lichteinkopplung erfolgen kann. Zur Steigerung der Leuchtdichte der Abstrahlfläche können die Lichtleitfasern auch beidseitig zusammengefasst sein, so dass eine beidseitige Lichteinkopplung realisiert werden kann.
  • Zum Betreiben des erfindungsgemäßen Flächengebildes kann Licht in die Lichtleitfasern und damit die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern eingekoppelt werden. Als Lichtquelle werden bevorzugt punktförmige Lichtquellen verwendet, die zur optimalen Lichtausbeute das Licht mittels einer Vorsatzoptik derart fokussieren, dass das Licht innerhalb des für die Lichtleitfasern spezifischen Akzeptanzwinkels eingestrahlt wird. Aufgrund ihrer kompakten Bauart und vergleichsweise hohen Lichtausbeute werden insbesondere LEDs, besonders bevorzugt Weißlicht-LEDs oder RGB-LEDs zur Lichteinkopplung vorgeschlagen. Um Licht in das erfindungsgemäße Flächengebilde einleiten zu können, verfügt es bevorzugt über Maßnahmen zum Anschließen von zumindest einer LED als Lichtquelle. Besonders bevorzugt weist ein erfindungsgemäßes Flächengebilde Maßnahmen zum Anschließen von zumindest einer LED an entgegengesetzten Kanten des Flächengebildes vor, so dass das Licht in die Stirnflächen auf beiden Seiten der brechwertangepaßten Fasern einkoppeln kann.
  • Der Begriff "Preform" ist dem Fachmann auf dem Gebiet des Faserzugs wohlbekannt. Er umfasst das Gebilde, aus welchem die Faser gezogen wird. Eine konventionelle Preform, welche zum Herstellen von Glasfasern ohne seitenemittierende Eigenschaften verwendet wird, besteht in der Regel aus einem Kernstab aus Glas, um den koaxial ein Hüllrohr aus einem Glas angeordnet ist. Der Kernstab kann durch das Giessen des Glases in eine Form erzeugt werden. Meistens ist eine Nachbearbeitung durch beispielsweise durch Schleifen oder Feuerpolieren notwendig. Das Hüllrohr kann einem Rohrzug entstammen. Verfahren zum Herstellen von Glasrohren sind hinlänglich bekannt. Beim Ausziehen der Preform zur Faser verschmilzt das Hüllrohr mit dem Kernstab, wobei aus dem Kernstab der Faserkern und aus dem Hüllrohr der Mantel gebildet wird. Die Faser weist einen um ein vielfaches kleineren Durchmesser als die Preform auf und aus einer einzigen Preform können auf diese Weise viele Kilometer Faser gezogen werden.
  • Zum Herstellen der erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern wird zunächst zumindest eine zuvor beschriebene Preform als Zwischenprodukt hergestellt. Dazu wird ein Kernstab aus einem Glas mit dem Brechungsindex n1 bereitgestellt, welche im Falle der Kernfaser die Preform darstellt. Die so erhaltene Preform wird anschließend in einem Heizaggregat befestigt, in diesem erwärmt und in dem Fachmann bekannter Weise zu einer Glasfaser ausgezogen und mit den Streupartikeln beschichtet.
  • Bevorzugt wird jedoch eine seitenemittierende brechwertangepasste Kern-Mantelfaser hergestellt. Dazu wird zum Herstellen der Preform ein Hüllrohr aus einem Glas mit dem Berechungsindex n2 so angeordnet, dass sich der Kernstab aus einem Glas mit dem Brechungsindex n1 innerhalb des Hüllrohres befindet. Die so erhaltene Preform wird anschließend in einem Heizaggregat befestigt, in diesem erwärmt und in dem Fachmann bekannter Weise zu einer Glasfaser ausgezogen und mit den Streupartikeln beschichtet.
  • Während des Faserzugs verschmelzen der Kern uns Mantel. Die Temperatur, bei welcher der Faserzug erfolgt, wird Ziehtemperatur genannt und liegt überhalb der Erweichungstemperatur des Glases, aus welchem das Hüllrohr besteht.
  • Üblicherweise werden für den Kern Gläser verwendet, welche eine niedrigere Erweichungstemperatur aufweisen als das Glas des Hüllrohres, damit während der Erwärmung im Heizaggregat auch im Kernstab eine Temperatur erreicht wird, welche überhalb der Erweichungstemperatur des Glases des Kernstabs liegt. Allerdings sind auch Heizverfahren bekannt, welche es ermöglichen, dass die Erweichungstemperatur des Kernstabs oberhalb der des Hüllrohrs liegen kann. Bevorzugt liegt die Ziehtemperatur auch über der Erweichungstemperatur des Höchstschmelzenden Glases, welches in der Preform Verwendung findet. Über das Einstellen der Ziehtemperatur wird die Viskosität des Glases während des Faserzugs so beeinflusst werden, dass im Zusammenspiel mit der Ziehgeschwindigkeit eine Faser der gewünschten Dicke erhalten werden kann.
  • Bevorzugt wird beim Ausziehen der Faser aus der Preform an diese ein Unterdruck angelegt, d. h. in den Zwischenräumen der Preform wird ein Druck erzeugt, der niedriger ist als der Druck des die Preform umgebenden Mediums. Dieser Verfahrensaspekt unterstützt beim Faserzug das Anlegen des Mantels an den Kern und trägt somit dazu bei, in den ausgezogenen Fasern unerwünschte Zwischenräume zu vermeiden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für das Hüllrohr ein Glas verwendet wird, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient kleiner ist als der thermische Ausdehnungskoeffizient des verwendeten Kernglases. Das Kernglas ist das Glas, aus welchem der Kernstab und somit der Faserkern bestehen. Wie zuvor beschrieben wird damit erreicht, dass der Mantel eine Spannung auf den Faserkern ausübt, so dass die resultierende Faser eine erhöhte Bruchfestigkeit aufweist.
  • Besonders bevorzugt findet das erfindungsgemäße Verfahren Anwendung in einer Vielfaserziehanlage. In einer Vielfaserziehanlage werden aus einer Mehrzahl von Preformen gleichzeitig eine entsprechende Anzahl von Fasern gezogen. Auf diese Weise lassen sich effizient Faserbündel herstellen. Eine Vielfaserziehanlage ist beispielsweise in den deutschen Patentschriften DE 103 44 205 B4 und DE 103 44 207 B3 ausführlich beschrieben. Im wesentlichen werden dabei mehrere Preformen nebeneinander in einem Heizaggregat einer Vielfaserziehanlage angeordnet und mehrere brechwertangepasste seitenemittierende Fasern gleichzeitig in einer Vielfaserziehanlage ausgezogen werden, so dass ein Faserbündel erhalten wird, welches brechwertangepasste seitenemittierende enthält.
  • Nach dem Faserzug werden die Fasern üblicherweise auf einer Aufwickelspule aufgerollt. Das Aufbringen der Streupartikel auf die Faser kann vor dem Aufwickeln der Fasern auf die Aufwickelspule erfolgen, aber auch danach. Bevorzugt sind die Streupartikel in der Schlichte suspendiert, welche zum Schutz von mechanischen Belastungen wie beispielsweise Reibung auf die Fasern aufgebracht wird. Damit erfolgt ein gleichzeitiges Aufbringen von Streupartikeln und Schlichte. Besonders bevorzugt wird durch die Streupartikel selbst ein mechanischer Schutz und eine verbesserte Reibung zwischen den Fasern erhalten. Ebenso besonders bevorzugt erfolgt das Aufbringen der Streupartikel vor dem Aufwickeln der Fasern, ein Aufbringen nach dem Aufwickeln ist aber ebenfalls möglich. Ebenso ist es denkbar, eine Art von Streupartikeln vor dem Aufwickeln der Fasern aufzubringen, eine andere danach. Ebenso ist es möglich, die Streupartikel vor dem Aufbringen der Schlichte aufzubringen. Dies kann insbesondere dann bevorzugt sein, wenn die Streupartikel nicht in der Schlichte suspendierbar sind.
  • Die Streupartikel können als Pulver oder Puder auf die seitenemitierenden Fasern aufgestreut, aufgestaubt, vernebelt oder durch ein Pulverbad gezogen werden. Streupartikel, die in Lösungen und/oder Lösungsmitteln und/oder Schlichten und/oder Polymerbeschichtungen eingebracht sind, können mit dem Fachmann bekannten Verfahren, wie z. B. Sprühen, Tauchen, Streichen, Fluten, Vernebeln, und weiteren aufgetragen werden. Bevorzugt sind nicht berührende Verfahren, um die noch unbeschichtete Faser nicht zu verletzen. Beispielsweise sind mit Lösung gefüllte Kapillarröhrchen oder schnullerartige Gefäße besonders geeignet, die Fasern direkt nach dem Faserzug zu beschichten. Auch ist es möglich die Fasern durch einen Flutvorhang zu ziehen.
  • Das so erhaltene Faserbündel kann entweder weiterverarbeitet oder mit weiteren Faserbündeln mit oder ohne seitenemittierende Eigenschaften zu einem größeren Faserbündel weiterverarbeitet werden. Zum Schutz des Faserbündels sieht es eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass um das Faserbündel ein äußerer Mantel aus einem transparenten und/oder transluzenten Kunststoff extrudiert wird. Bevorzugt ist der verwendete Kunststoff flammfest.
  • Alternativ kann das Faserbündel mit Glasfasern umgeben werden, welche einen äußeren nicht-brennbaren transparenten und/oder transluzenten Mantel um das Faserbündel bilden. Dies kann durch das Umschlingen mit anderen Glasfasern oder das Umlegen mit einem Gewebe aus Glasfasern erfolgen.
  • Bevorzugt wird die erfindungsgemäße seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern zusammen mit anderen Lichtleitern und/oder anderen seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern in einem Faserbündel verwendet, welches wie zuvor beschrieben von einem äußeren transparenten und/oder transluzenten Mantel umgeben ist.
  • Um starre Faserbündel zu erzeugen, werden die Preformen nicht wie im Falle der flexiblen Faserbündel zu Fasern mit Durchmessern von typischerweise 50 μm bis 150 μm ausgezogen, sondern zu Faserstäben von etwa 0,5 mm bis 1 mm Durchmesser. Danach werden etwa 200 bis 10000 dieser Faserstäbe in ein Mantelrohr dicht gepackt, dessen Durchmesser von etwa 10 mm bis 60 mm betragen kann, und zu einem starren Faserbündel mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm bis 20 mm ausgezogen. Dieses Faserbündel weist im wesentlichen die gleichen seitenemittierenden Eigenschaften wie ein flexibles Faserbündel auf. Daraus ergeben sich vor allem Einsatzmöglichkeiten bis typischerweise etwa 2 m Länge für exakt gerade Beleuchtungen. Durch thermische Umformung, beispielsweise Biegen und/oder Pressen, können aus den geraden Faserstäben zweidimensionale oder dreidimensionale Objekte hergestellt werden. Diese können alle im folgenden genannten Beleuchtungslösungen sein, aber auch Schriftzüge o. ä.. Auch ist die Herstellung von flachen Faserstäben oder allgemein von unrunden starren Faserstäben oder Platten ist möglich. Sowohl Faserbündel aus Faserstäben als auch aus flexiblen Fasern sind im Sinne der Erfindung von dem Begriff Faserbündel umfasst.
  • Ein solches Faserbündel kann für die akzentuierte Beleuchtung von Innenräumen und/oder Fassaden in der Architektur verwendet werden. Bevorzugt werden dabei die Faserbündel entlang von Konturen von Innenraumbestandteilen, beispielsweise Durchgängen, Trägerelementen, Umrissen von Gebäuden etc. angebracht und an geeignete Lichtquellen angeschlossen. So ist es möglich, die Konturen eines Gebäudes oder Gebäudeteile durch das Faserbündel mit seitenemittierenden Fasern nachzustellen und eine linienförmige Lichtquelle zu realisieren.
  • Besonders bevorzugt wird das Faserbündel beinhaltend die erfindungsgemäßen seitenemittierenden Fasern für die akzentuierte Beleuchtung von Innenräumen von Fahrzeugen, insbesondere von Automobilen, Flugzeugen, Schiffen und/oder Zügen eingesetzt. Dabei kann das Faserbündel an beliebigen Stellen angebracht oder in Konturen dieser Innenräume eingelegt werden. Wird Licht in das Faserbündel eingekoppelt, erscheint dieses bevorzugt als leuchtendes Band oder leuchtende Linie entlang dieser Konturen. Dadurch, dass das Faserbündel so ausgestaltet werden kann, dass es nur flammfeste Stoffe beinhaltet, kann es selbst sehr strenge Brandsicherheitsbestimmungen erfüllen. Das macht es für den Einsatz in Fahrzeugen aller Art besonders geeignet. In Automobilen kann ein bevorzugter Anbringungsort eines erfindungsgemäßen Faserbündels beispielsweise eine Türinnenverkleidung sein, in welcher die Kontur der Vertiefungen der Türöffner, Armauflage, der Übergänge im Verkleidungsmaterial etc. auf diese Weise hervorgehoben werden können. Bei Flugzeugen und Schiffen bietet sich die Anbringung entlang der Fensterbänder, Handgepäckfächer etc. an. In Flugzeugen und Schiffen kann das erfindungsgemäße Faserbündel vorteilhaft zur Markierung von Fluchtwegen eingesetzt werden.
  • Ebenso bevorzugt ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Faserbündels als Teil von Möbeln, insbesondere von Sitzmöbeln, Fahrzeugsitzen, Wohnlandschaften und/oder Küchen. Wird das Faserbündel beispielsweise in die Nähte von Sitzmöbeln wie Sessel, Sofas, Stühle etc. eingearbeitet, können die Konturen dieser Möbel bei Beleuchtung des Faserbündels als leuchtendes Band akzentuiert werden. Bei der Integration in Regale, Schränke lassen sich auf diese Weise ganze Wohnlandschaften mit gezielten Lichteffekten gestalten.
  • Insbesondere im Automobilbau, werden zunehmend auch die Scheinwerfer dazu eingesetzt, durch besondere Beleuchtungseinrichtungen einen Wiedererkennungswert des Herstellers zu erzeugen. Daher weisen manche Automobilscheinwerfer Standlichtringe auf, welche das Abblendlicht umgeben und bei eingeschaltetem Licht als weitgehend homogen leuchtender Ring erscheinen. Andere Hersteller setzen beispielsweise ein Band von LEDs in ihren Scheinwerfern ein. Das erfindungsgemäße Faserbündel wird bevorzugt in Scheinwerfern eingesetzt, insbesondere in Fahrzeugscheinwerfern aller Art, besonders bevorzugt in Scheinwerfern von Automobilen. Das erfindungsgemäße Faserbündel ermöglicht es, beliebige bevorzugt homogen leuchtende Strukturen in Scheinwerfern zu erzeugen. Aus verschiedenen Gründen finden LEDs auch zunehmend Anwendungen in Automobilscheinwerfern. Gegenüber in Bändern angeordneten LEDs hat diese erfindungsgemäße Verwendung den Vorteil, dass wenige LEDs ausreichen, um die Beleuchtung herzustellen. Darüber hinaus sind gegenüber einem Band aus LEDs keine einzelnen Lichtpunkte sichtbar, was auch aus Designgründen bevorzugt werden kann. Auch können ein oder mehrere LEDs in die Stirnfläche des erfindungsgemäßen Faserbündels eingekoppelt werden. Im Sinne der erfindungsgemäßen Verwendung ist die Funktion als Positionslicht innerhalb von Scheinwerfern umfasst, welches wiederum beispielsweise die Anwendungen als Standlicht und als Tagfahrlicht beinhalten.
  • Eine weitere bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Faserbündels ist die Konturbeleuchtung von Fahrzeugen, insbesondere von Automobilen, Flugzeugen, Schiffen und/oder Zügen. Diese Konturbeleuchtung kann gegebenenfalls bei den entsprechenden Fahrzeugen die vorgeschriebenen Positionslichter ersetzen oder ergänzen und so zur Verkehrssicherheit beitragen.
  • Bevorzugt ist auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Faserbündels zur Beleuchtung von Landebahnen für Luftfahrzeuge, beispielsweise Flugzeuge, Hubschrauber, Luftschiffe etc.. Bisher werden Landebahnen durch eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Glühlampen beleuchtet. Diese haben eine begrenzte Lebenszeit, weshalb in einer solchen Reihe immer wieder die ausgefallenen Glühlampen im laufenden Betrieb des Flughafens ersetzt werden müssen. Wird das erfindungsgemäße Faserbündel entlang der Landebahnen und/oder auch in deren Mitte angeordnet, wird eine linienförmige leuchtende Struktur erzeugt, welche die Lage der Landebahn bei Dunkelheit und/oder schlechten Sichtverhältnissen markiert. Die Beleuchtungsquelle kann das Licht in die Faserbündel an wenigen zentralen Stellen einkoppeln, die sich noch nicht einmal in unmittelbarer Nähe der Landebahn befinden müssen. Das erfindungsgemäße Faserbündel ist weitestgehend wartungsfrei, so dass sich die Wartung dieser Landebahnbeleuchtung auf die wenigen eingesetzten Lichtquellen beschränkt. Auf diese Weise können beispielsweise die Start- und Landepisten von Flughäfen markiert werden, aber auch die von Flugzeugträgern, Hubschrauberlandeplätzen und anderen Luftfahrzeugen markiert werden.
  • Eine andere bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Flächengebildes ist die Hintergrundbeleuchtung von Displays. Displays können Anzeigeeinrichtungen aller Art sein, bevorzugt aber Flachbildschirme, beispielsweise Computermonitore, Flachbildfernseher und die Displays von Mobiltelefonen und PDAs (Personal Digital Assistants). Bisher werden großformatige Displays, welche eine Hintergrundbeleuchtung benötigen, von Leuchtstoffröhren beleuchtet, welche am Rand des Displays oder aber hinter der Anzeigefläche des Displays angeordnet sind. Eine möglichst homogene Ausleuchtung der Anzeigefläche wird erwünscht, weshalb sich zwischen Leuchtstoffröhren und Anzeigefläche üblicherweise eine Diffusorplatte befindet, welche das von den Leuchtstoffröhren emittierte Licht homogenisiert. In Diffusorplatten kann das Licht auch seitlich eingekoppelt werden, beispielsweise wenn die Leuchtstoffröhren am Rande des Displays angeordnet sind. Die Diffusorplatte wirkt dann als Lichtleiter. Bei kleineres Displays, beispielsweise Displays von Mobiltelefonen und/oder PDAs, wird üblicherweise Licht von LEDs seitlich in die Diffusorplatte eingekoppelt. Bei größeren Displays findet die LED-Beleuchtung bisher noch keine nennenswerte Anwendung, obwohl sie kostengünstiger wäre als die Beleuchtung mit Leuchtstoffröhren, weil damit bisher noch keine ausreichend homogen beleuchtete Leichtfläche realisiert werden konnte. Abhilfe können die erfindungsgemäßen seitenemittierenden Faserbündel schaffen. Werden sie in geeigneten Strukturen hinter der Anzeigefläche verlegt, je nach Bedarf hinter eine Diffusorplatte oder aber auch ohne, können LEDs Licht in die Stirnflächen der Faserbündel einkoppeln, so dass die oder das Faserbündel mit seitenemittierenden Eigenschaften für die Hintergrundbeleuchtung des Displays sorgt. Wird die Anordnung des Faserbündels mit dem Intensitätsverlauf des seitlich emittierten Lichts abgeglichen, lässt sich so kosteneffizient auch eine großflächige homogene Hintergrundbeleuchtung für Displays erzielen.
  • Alle vorgenannten Anwendungen sind ebenso möglich mit einem solchen Flächengebilde. Insbesondere kann ein solches Flächengebilde auch als Teil der Sitzfläche von Sitzmöbeln ausgeführt werden, aber auch von Bekleidung und allen für Textilien bekannten Anwendungen.
  • Die Erfindung wird weiterhin anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es stellen dar:
  • 1a: den Längsschnitt entlang der Faserachse einer nicht seitenemittierenden brechwertangepassten Faser aus dem Stand der Technik.
  • 1b: den Querschnitt einer nicht seitenemittierenden brechwertangepassten Faser aus dem Stand der Technik.
  • 2a: den Längsschnitt entlang der Faserachse einer erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Faser mit auf der gesamten Außenumfangsfläche aufgebrachten Streupartikeln.
  • 2b: den Querschnitt einer erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Faser mit auf der gesamten Außenumfangsfläche aufgebrachten Streupartikeln.
  • 3a: den Längsschnitt entlang der Faserachse einer erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Faser, auf deren Außenumfangsfläche in Teilbereichen entlang der Faserachse Streupartikel aufgebracht sind.
  • 3b: den Querschnitt einer erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Faser, auf deren Außenumfangsfläche in Teilbereichen entlang der Faserachse Streupartikel aufgebracht sind.
  • 4a: eine Preform zum Herstellen einer seitenemittierenden brechwertangepassten Faser.
  • 4b: ein Faserbündel beinhaltend seitenemittierende brechwertangepasste Fasern.
  • 5: das Schema einer Vielfaserziehanlage.
  • 6: einen Schnitt quer zur Faserachse durch ein erfindungsgemäßes Flächengebilde, bei dem die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern zwischen einem Trägerelement und einem Stabilisierungselement fixiert sind.
  • 7: einen Schnitt quer zur Faserachse durch ein alternatives erfindungsgemäßes Flächengebilde, bei dem die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern in einem Trägerelement eingelagert sind.
  • 8: einen Schnitt quer zur Faserachse durch ein erfindungsgemäßes Flächengebilde, bei dem die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern als Faserbündel auf einem Trägerelement fixiert sind und das Gebilde in einem Gehäuse gekapselt ist.
  • 9: ein erfindungsgemäßes Flächengebilde mit Maßnahmen zum Anschließen von Lichtquellen
  • 10: den schematischen Schnitt durch ein Display beinhaltend ein erfindungsgemäßes Flächenelement zur Hintergrundbeleuchtung des Displays.
  • 11: ein Flächengebilde entsprechend 11, jedoch mit Maßnahmen zum Anschließen von Lichtquellen an beidem Stirnflächen der seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern.
  • 12: einen Flugzeuginnenraum mit Anwendungen von Faserbündeln mit seitenemittierenden Eigenschaften.
  • 13a: einen Automobilscheinwerfer mit Faserbündeln mit seitenemittierenden Eigenschaften.
  • 13b: einen weiteren Automobilscheinwerfer mit Faserbündeln mit seitenemittierenden Eigenschaften.
  • 14: ein Gebäude mit einer akzentuiert leuchtenden Spitze.
  • 15: die Landebahn eines Flughafens mit leuchtender Landebahnmarkierung.
  • Alle Figuren sind schematisch, die Durchmesser ihrer Elemente sind nicht Maßstäblich und auch die Größenverhältnisse aller Elemente untereinander können in den realen Gegenständen von den Zeichnungen abweichen.
  • 1a zeigt den Längsschnitt entlang der Faserachse (A) einer brechwertangepassten Faser aus dem Stand der Technik. Diese brechwertangepasste Faser besteht als Kern-Mantelfaser aus einem Kern (1) mit dem Brechungsindex n1. Dieser ist vollumfänglich von dem Mantel (2) umschlossen, welcher den Brechungsindex n2 aufweist. Für eine brechwertangepasste Faser gilt die Bedingung, dass n2 größer bis nicht wesentlich kleiner als n1 sein darf. Einfallendes Licht (4) wird in dem Kern (1) und Mantel (2) geleitet, weil aufgrund des im wesentlichen zumindest gleich großen Brechungsindex n2 Totalreflektion an der Grenzfläche von Mantel (2) und umgebendem Medium auftritt. Allerdings ist die Bedingung der Totalreflektion nur bis zu einem Grenzwinkel des auf die Grenzfläche treffenden Lichts möglich, der von den Werten der Brechungsindices von Mantel und umgebendem Medium nMedium abhängig ist. Der Grenzwinkel βMin kann berechnet werden durch sin(βMin) = nMedium/n2, wobei βMin von einer ebene senkrecht zur Faserachse gemessen wird.
  • Die Brechungsindices des Faserkerns und des ihn umgebenden Mantels sind ebenso für den Akzeptanzwinkel αMax maßgeblich, welcher gemessen von der Faserachse (A) den maximalen Winkel des auf die Endfläche der Faser treffenden Lichts beschreibt, welches in die Faser einkoppeln kann. Als Maß für die Fähigkeit der Faser, schräg einfallendes Licht einzukoppeln, ist die numerische Aperatur NA der Faser gebräuchlich. Sie berechnet sich zu NA = n sin(αMax) = (n12 – n2 2)1/2, wobei n den Brechungsindex des Mediums repräsentiert, welches das Licht vor dem Einkoppeln in die Faser durchläuft.
  • 1b zeigt den Querschnitt der Faser aus 1a, d. h. einen Schnitt quer zur Faserachse (A). Die in 1a und 1b dargestellten Fasern weisen keine seitenemittierenden Eigenschaften auf, da auf ihrer Außenumfangsfläche (F) keine Streupartikel vorhanden sind.
  • 2a zeigt eine erfindungsgemäße seitenemittierende brechwertangepasste Faser in ihrem Längsschnitt entlang der Faserachse (A). Auf der gesamten Außenumfangsfläche (F) dieser Faser sind Streupartikel (3) aufgebracht. In die Faser eingekoppeltes Licht (4) wird an der Grenzfläche zwischen Mantel (2) und dem umgebenden Medium nach außen, d. h. radial aus der Faser ausgekoppelt, auch wenn der Winkel βMin überschritten wird. Ohne Vorliegen der Streupartikel (3) wäre ansonsten die Bedingung der Totalreflektion erfüllt und die Faser würde das Licht in Kern (1) und Mantel (2) leiten. Verantwortlich für die Auskopplung des Lichts (4) ist die Streuung des Lichts (4) an den Streupartikeln (3) auf der Außenumfangsfläche (F). Weil die Materialien von Kern (1) und Mantel (2) so ausgewählt sind, dass die Bedingung n2 ist größer bis nicht wesentlich kleiner als n1 erfüllt ist, kann das Licht (4) von durch die Grenzfläche zwischen Kern (1) und Mantel (2) hindurchtreten und zu den Streupartikeln (3) auf der Außenumfangsfläche (F) gelangen. Durch einzelne oder mehrfache Interaktion mit den Streupartikeln (3) kann es durch die Streupartikel (3) von seinem ursprünglichen Einfallswinkel abgelenkt werden, so dass der Auftreffwinkel auf den Grenzbereich zwischen Mantel (2) und umgebendem Medium so herabgesetzt wird, dass er kleiner als βMin ist und das Licht aus der Faser auskoppeln kann.
  • Trifft das Licht (4) auf der Grenzfläche zwischen Mantel (2) und umgebendem Medium zufällig auf keine Streupartikel (3), verhält es sich so, als ob keine Streupartikel (3) vorhanden wären. Das bedeutet in diesem Fall, dass falls der Winkel des Auftreffens auf der Grenzfläche zwischen Mantel (2) und umgebenden Medium größer als β ist, das Licht von dem Grenzbereich wieder in den Mantel (2) und weiter in den Kern (1) zurückreflektiert wird. Das rückreflektierte Licht kann wie im Fall zuvor beschrieben seinerseits wieder auf Streupartikel treffen, wodurch sich Strahlengänge ergeben können, die letztendlich zu einer Auskopplung des Lichts aus der Faser oder zu seiner Leitung führen können.
  • Dass die Streupartikel (3) der gesamten Außenumfangsfläche (F) aufgebracht sind, ist anhand von 2b gut ersichtlich, welche den Querschnitt der Faser nach 2a zeigt.
  • In 3a ist die Verteilung der Streupartikel (3) der gezeigten brechwertangepassten Kern-Mantelfaser so ausgestaltet, dass sie alternierend Bereiche auf der Außenumfangsfläche (F) mit aufgebrachten Streupartikeln (3) aufweist, die sich entlang der Faserachse (A) erstrecken, den Kern (1) entsprechend dem Querschnitt nach 3b vollumfänglich umschließen und sich mit Bereichen entlang der Faserachse (A) abwechseln, auf welche keine Streupartikel aufgebracht sind. Trifft das in der Faser geleitete Licht (4) auf Bereiche auf der Außenumfangsfläche (F) mit Streupartikeln (3), kann das Licht (4) entsprechend den zuvor beschriebenen Mechanismen mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit radial ausgekoppelt werden. Trifft in der Faser geleitetes Licht (5) jedoch auf Bereiche, auf welche keine Streupartikel aufgebracht sind, wird es weiter in der Faser geleitet werden. Durch das gezielte Einstellen des Intervalls zwischen Bereichen auf der Außenumfangsfläche (F) mit aufgebrachten Streupartikeln (3) und den Bereichen ohne aufgebrachte Streupartikel kann die Menge des ausgekoppelten Lichts eingestellt werden. Wie bereits beschrieben sind allerdings auch andere Parameter für die Effizienz der Auskopplung verantwortlich, wie z. B. die Konzentration der Streupartikel (3).
  • 4a zeigt eine Preform (10), welche zum Herstellen einer erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Kern-Mantelfaser geeignet ist. Sie ist somit als Vorprodukt der erfindungsgemäßen Faser notwendig. Die Preform (10) beinhaltet einen Kernstab (11), der von einem Hüllrohr (12) umgeben. In den meisten Fällen werden Kernstab (11) und Hüllrohr (12) koaxial zueinander ausgereichtet, d. h. dass die Achse von Kernstab (11) und Hüllrohr (12) im wesentlichen aufeinander liegen.
  • Der Kernstab (11) besteht aus einem Glas mit dem Brechungsindex n1 und das Hüllrohr (12) aus einem Glas mit dem Brechungsindex n2. Um eine unter Spannung stehende Faser zu erhalten, wird das Glas des Hüllrohres (12) wie beschrieben bevorzugt so gewählt, dass seine thermische Ausdehnung kleiner als die des Glases des Kernstabes (11) ist.
  • Beim Ausziehen der Preform (10) wird aus dem Kernstab (11) der Faserkern (1) und aus dem Hüllrohr (12) der Mantel (2), wobei Kern (1) und Mantel (2) bevorzugt miteinander verschmolzen sind.
  • In 4b ist ein Faserbündel (23) dargestellt, welches eine Vielzahl von seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern (22) enthält. In der vorliegenden Form ist es von einem äußeren Mantel (24) umgeben, welcher das Bündel vor mechanischen Belastungen schützt und welcher wie beschrieben aus Kunststoffen und/oder Glasfasern bestehen kann.
  • 5 zeigt das gleichzeitige Faserziehen von Fasern (22) aus mehreren Preformen (10) in einer Vielfaserziehanlage. Die Preformen (10) werden in ein Heizaggregat (20) eingebracht. Zumindest der untere Bereich der Preformen (10) wird auf Ziehtemperatur gebracht. Üblicherweise beinhaltet das Heizaggregat (20) mehrere Heizbuchsen, wobei jeder Preform (10) eine Heizbuchse zugeordnet ist. In der Heizbuchse sind üblicherweise die Mittel zum Aufheizen der Preform (10) enthalten. Mehrere Fasern (22) werden gemäß der Zeichnung gleichzeitig gezogen, über eine Umlenkrolle (21) umgelenkt und auf einer Aufwickelspule aufgewickelt. Auf der Aufwickelspule befindet sich ein Faserbündel (23), das in diesem Fall nicht von einem äußeren Mantel umgeben ist. Die Anzahl der Fasern in dem Faserbündel entspricht in diesem Fall der Anzahl der gleichzeitig gezogenen Fasern (22).
  • 6 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Flächengebildes gemäß der Erfindung als Schnitt quer zur Faserbündelachse (A). Die einzelnen seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern (22) sind hier als Monolage auf ein transparentes Trägerelement (71) aufgeklebt und somit mit diesem fixiert. Das durch die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern (22) emittierte Licht (4) tritt durch das Trägerelement (71) und wird von dort bevorzugt in alle möglichen Raumrichtungen abgestrahlt. Die den brechwertangepassten Fasern abgewandte Oberfläche des Trägerelements (71) wirkt somit als bevorzugt homogen leuchtende Abstrahlfläche. Rückseitig ist ein Stabilisierungselement (72) mit den seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern verbunden, so dass die diese mit dem Trägerelement (71) und dem Stabilisierungselement (72) eine Sandwich-Struktur ausbilden. Als Stabilisierungselement (72) kann beispielsweise eine Aluminiumfolie verwendet werden, deren Fixierung kann auf einfache Weise durch verkleben erfolgen.
  • In 7 ist eine Variante dargestellt, bei der die vorwiegend parallel ausgerichteten seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern (22) von einem transparenten Kunststoff umspritzt sind, welcher auf diese Weise das Trägerelement (71) bildet. Dies kann abschnittsweise als Spritzgießprozess oder quasi endlos als Extrusionsprozess geschehen. Das von den brechwertangepassten Fasern emittierte Licht (4) kann dabei bevorzugt von beiden Oberflächen des Flächengebildes abstrahlen. Es ist aber ebenso möglich, dass eine Oberfläche des Flächengebildes mit einer reflektierenden Schicht versehen wird, so dass nur die Lichtabstrahlung in eine Richtung erfolgen kann, deren Intensität aber erhöht wird.
  • In 8 liegen die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern zumindest als Bestandteil von zueinander beabstandeten Faserbündeln (23) vor, in welchen eine Vielzahl von seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern (22) enthalten sind. Dabei sind die Faserbündel (23) auf einem Trägerelement (71) mit einer reflektiven Deckschicht fixiert. Die ganze Anordnung eingekapselt (75). Das von den Faserbündeln (23) emittierte Licht (4) tritt durch die Verkapselung (75). Diese kann aus einem transparenten Kunststoff bestehen. Andere Materialien sind allerdings ebenso möglich, so dass eine hermetische Verkapselung des Flächengebildes ermöglicht wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass bei dieser Verkapselungslösung anstatt der Faserbündel (23) auch seitenemittierende brechwertangepassten Fasern (22) auf dem Trägerelement (71) fixiert werden.
  • 9 zeigt ein Flächengebilde, bei dem die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern (22) und/oder Faserbündel (23) beinhaltend die seiten emittierenden brechwertangepassten Fasern vorwiegend parallel angeordnet sind. Dabei können die brechwertangepassten Fasern (22) und/oder die Faserbündel (23) miteinander fixiert sein und/oder mit nicht abgebildeten Trägerelementen (71) und/oder Stabilisierungselementen (72) verbunden sein. Eine Lichtquelle (81) kann in die Stirnfläche der erfindungsgemäßen brechwertangepassten Fasern (22) und/oder die Faserbündel (23) eingekoppelt werden. Dazu sind die brechwertangepassten Fasern (22) und/oder die Faserbündel (23) mittels der Lichtleiterbündelung (83) zusammengefasst, so dass die flächige Anordnung zu einer möglichst Einkoppelfläche (82) umgebildet wird. In der Einkoppelfläche (82) sind die Stirnflächen der brechwertangepassten Fasern (22) bevorzugt möglichst dicht zusammengefasst. Wird Licht von der Lichtquelle (81) über die Einkoppelfläche (82) in die brechwertangepassten Fasern (22) und/oder die Faserbündel (23) und damit in das Flächengebilde eingekoppelt, kann durch die parallel angeordneten brechwertangepassten Fasern (22) und/oder Faserbündel (23) seitlich ausgekoppelt und von der Fläche emittiert werden (4).
  • Entsprechend 11 kann das Flächengebilde auch zwei Einkoppelflächen (82) aufweisen, so dass in das Faserbündel (23) und/oder die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern (22) von beiden Stirnflächen Licht eingekoppelt werden kann. Je nach Art der Anordnung der Faserbündel (23) und/oder der seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern (22) ist aber auch eine höhere Anzahl von Einkoppelflächen (82) möglich.
  • 10 stellt den schematischen Schnitt durch ein Display beinhaltend ein erfindungsgemäßes Flächenelement zur Hintergrundbeleuchtung des Displays dar. Hierbei wird eine Anzeige-Einheit (91) mittels mehrerer beabstandeter, parallel zueinander angeordneten Lichtleiterbündeln (23) mit jeweils einer Vielzahl von seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern (22) hinterleuchtet. Das Faserbündel (23) ist auf einem Trägerelement (72) fixiert, das bevorzugt auf der dem Faserbündel (23) zugewandten Seite verspiegelt ist. Die Anzeige-Einheit (91) kann beispielsweise eine TFT-Einheit mit den beiden Polarisationsplatten und den Flüssigkristallen dazwischen sein. Das von dem Faserbündel (23) emittierte Licht (4) tritt durch die TFT-Einheit hindurch. Besonders bevorzugt werden in diesem Anwendungsbeispiel LEDs als Lichtquelle (81) verwendet.
  • In 12 ist der Innenraum eines Flugzeuges dargestellt, beispielsweise die Kabine eines Passagierflugzeugs. Faserbündel beinhaltend die erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern können vielfältige Anwendungen in Flugzeugkabinen finden. Wenn die äußeren Mäntel der Faserbündel aus Materialien gebildet werden, die Flammfest sind, erfüllen die Faserbündeldie Zulassungsbestimmungen der für die Zulassung von Passagierflugzeugen zuständigen Behörden und die anwendbaren Herstelleranforderungen. In 12 sind die seitenemittierenden Faserbündel mitunter als breite Bänder dargestellt. Diese Darstellung muß nicht Maßstabsgerecht sein. Üblicherweise werden die Faserbündel als schmaler Faserstrang verwendet, der als leuchtende Linie erscheint.
  • Ein solches Leuchtband kann als Konturbeleuchtung (30) entlang Fenster der Flugzeugkabine, der Fächer der Handgepäckaufbewahrung oder von Innenraumteilern angebracht sein. Generell ist jede Form von Konturbeleuchtung innerhalb der Flugzeugkabine möglich. In dem Boden der Flugzeugkabine ist das seitenemittierende Faserbündel zur Markierung der Wege (31) innerhalb des Flugzeugs angebracht. Besonders vorteilhaft ist diese Wegemarkierung (31) zur Markierung der Wege zu den Notausstiegen. Ebenso ist es möglich, die seitenemittierenden Faserbündel als Konturbeleuchtung für Sitze (33) zu verwenden. Neben dem dekorativen Effekt hat diese Anwendung den Vorteil, dass zur Einstellung von Nachtverhältnissen in der Kabine, welche für die Passagiere zum Unterstützen von Schlafphasen eingesetzt werden, das Umgebungslicht reduziert werden kann, aber die Passagiere ihre Sitzplätze immer noch auffinden können. Man hat erkannt, dass gerade auf Langstreckenflügen das Einlegen von Schlafphasen die Reise für die Passagiere stressfreier macht. Daher wird immer mehr Wert auf eine geeignete Nachtausstattung von Flugzeuginnenkabinen gelegt.
  • Werden die seitenemittierenden Lichtleitfasern in Form eines Flächengebildes verwendet, beispielsweise indem sie mit Textilfasern verwoben werden, können sie in das Gewebe der Sitzbezüge integriert werden. Dann ist es mit den Fasern nicht nur möglich, Konturbeleuchtungen zu realisieren, sondern auch Flächen wie Teile der Oberfläche der Sitze (32) leuchtend zu gestalten.
  • 13a zeigt einen Automobilscheinwerfer (40), in den seitenemittierende Faserbündel Beleuchtungsaufgaben übernehmen. In diesem Beispiel umschließen sie als Ring (41) Abblendlicht (42) und/oder Fernlicht (42). Die seitenemittierenden Faserbündel können so innerhalb des Scheinwerfers (40) als Standlicht oder Tagfahrlicht eingesetzt werden.
  • In 13b ist ebenfalls ein Automobilscheinwerfer (40) dargestellt, in welchem das seitenemittierende Faserbündel (45) als Strang unterhalb der Hauptscheinwerfer (42) angeordnet ist. Auch in diesem Beispiel kann es neben dekorativen Funktionen die Aufgaben als Stand- und/oder Tagfahrlicht realisieren.
  • Die Anwendung des erfindungsgemäßen Faserbündels (41, 45) in Automobilscheinwerfern (40) ist vorteilhaft, da das Faserbündel (41, 45) zumindest überwiegend aus Glas besteht und somit beständig gegenüber Hitze und Verwitterung ist, die durch das Einwirken von aggressiven Substanzen verstärkt werden kann. Das erfindungsgemäße Faserbündel aus Glas ist gegenüber Verwitterung und Hitzebelastung unempfindlicher als seitenemittierende Faserbündel aus Kunststoffen. Außerdem können sehr viel höhere Lichtleistungen in Faserbündel aus Glas eingekoppelt werden, als es in Faserbündel aus Kunststoff möglich ist.
  • Ebenso eignen sich insbesondere LEDs zur Einkopplung in seitenemittierende Faserbündel besonders gut, da ihre im Vergleich zu Glühlampen oder Gasentladungslampen geringe Abstrahlfläche eine effiziente Einkopplung ohne eine grußvolumige Optik ermöglicht. So lassen sich in einem Automobilscheinwerfer u. a. Kosten, Gewicht und Platz sparen. Gegenüber dem Anbringen von bandförmig angeordneten LEDs hat die Verwendung eines seitenemittierenden Faserbündels (41, 45) in Automobilscheinwerfern (40) den Vorteil, dass das Licht homogen ausgestrahlt wird, so dass nicht der ästhetisch unschöne Eindruck einzelner Leuchtpunkte entsteht, andere Verkehrsteilnehmer nicht durch eine Vielzahl von Leuchtpunkten irritiert werden, der Leuchteffekt weitgehend winkelunabhängig ist und die Anzahl von LEDs verringert wird und dadurch Energie beim Gebrauch des Scheinwerfers eingespart werden kann, was wiederum den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs senken kann.
  • 14 zeigt die Konturbeleuchtung (51) von Teilen eines Gebäudes (50). Im vorliegenden Beispiel ist das Gebäude ein Hochhaus, wobei die Umrisse der Kuppel für den Betrachter durch die seitenemittierenden Faserbündel als leuchtend erscheinen.
  • Anhand 15 ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Faserbündel mit seitenemittierenden Eigenschaften als Markierung von Landebahnen von Luftfahrzeugen (60) dargestellt. Sowohl die seitliche Markierung (61) als auch ein Mittelstreifen (62) lassen sich wie zuvor beschrieben vorteilhaft mittels der erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern realisieren.
  • Zum Erzeugen einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern wurde ein Kernstab (11) mit feuerpolierter Oberfläche zusammen einem Hüllrohr gemäß dem beschriebenen Verfahren zu einer Faser ausgezogen. Die Brechungsindices der Gläser wurden so gewählt, dass keine Reflektion zwischen Kern- und Mantelglas erfolgte.
  • Der Kernstab (11) wurde in das Hüllrohr (12) eingesteckt. Das Ende der so entstandenen Preform (10) wurde unter Anlegen eines Unterdrucks zwischen Kernstab (11) und Hüllrohr (12) in das Heizaggregat (20) einer bekannten Ziehanlage eingefahren und bis zur Ziehtemperatur erhitzt. Nach Erweichen des Endes der Preform (10) wurde dieses nach unten aus dem Heizaggregat (20) gezogen und somit zu einer Faser verjüngt. Durch Nachführen der Preform (10) in dem Heizaggregat (20) war ein kontinuierlicher Faserziehprozeß möglich. Vor dem Aufspulen wurde das Faserbündel (22) mit Schlichte beaufschlagt, in welche SiO2 als Streupartikel in eine anorganische Sol-Gel-Matrix suspendiert war. Als Ergebnis wurde eine seitenemittierende brechwertangepasste Faser mit einem Durchmesser von 75 μm bis 100 μm und einer Länge von mehreren Kilometern erhalten.
  • Die auf diese Weise erhaltene Glasfaser weist eine hervorragende Bruchfestigkeit auf. Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten seitenemittierenden Stufenindexfasern haben die erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern darüber hinaus den Vorteil, dass sie effizienter das Licht seitwärts auskoppeln, dass der Effekt der Seitenemission durch die Einstellung der Konzentration der Streupartikel auf der Außenumfangsfläche der Faser gut skalierbar ist und dass die erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern aufgrund des Materials, aus dem sie bestehen, brandbeständig hergestellt werden können. Daher können sie in Bereichen mit erhöhten Brandschutzbestimmungen eingesetzt werden. Dies sind Anwendungsgebiete, welche insbesondere Fasern aus Kunststoffen verschlossen sind. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Faserbündel beinhaltend die erfindungsgemäßen seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern wirtschaftlich maschinell herstellen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10344205 B4 [0007, 0061]
    • - DE 10344207 B3 [0007, 0061]
    • - JP 9258028 A2 [0009, 0009]
    • - US 4466697 [0010]
    • - DE 10245987 B3 [0012]
    • - LV 11644 B [0013]
    • - US 2005/0074216 A1 [0014]

Claims (49)

  1. Brechwertangepasste Faser, beinhaltend, einen lichtleitenden Kern (1) aus einem Glas mit dem Brechungsindex n1 und einer Außenumfangsfläche (F), dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenumfangsfläche (F) Streupartikel aufgebracht sind, welche einen Seitenemissionseffekt der Faser bewirken.
  2. Brechwertangepasste Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der lichtleitende Kern (1) entlang der Faserachse (A) von zumindest einem Mantel (2) aus einem Glas mit dem Brechungsindex n2 umschlossen ist, wobei n2 im wesentlichen mindestens genauso groß ist wie n1, und dass auf der Außenumfangsfläche (F) Streupartikel aufgebracht sind, welche einen Seitenemissionseffekt der Faser bewirken.
  3. Brechwertangepasste Faser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex n2 des Mantels (2) im wesentlichen gleich aber nicht erheblich kleiner als der Brechungsindex des Kerns (1) ist.
  4. Brechwertangepasste Faser nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Streupartikel im wesentlichen homogen die Außenumfangsfläche (F) aufgebracht sind.
  5. Brechwertangepasste Faser nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich Streupartikel nur auf Teilbereichen entlang der Faserachse (A) und/oder Teilbereichen des Kernumfangs auf die Außenumfangsfläche (F) aufgebracht sind.
  6. Brechwertangepasste Faser nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Streupartikel einen Durchmesser zwischen 10 nm und 10 μm aufweisen, bevorzugt zwischen 100 nm und 5 μm.
  7. Brechwertangepasste Faser nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Streupartikel kolloidale Metalle, Metalloxide und/oder Metallnitride, Glas und/oder Glaskeramik-Partikel oder Partikel auf Polymerbasis sowie Mischungen daraus beinhalten, besonders bevorzugt SiO2 und/oder TiO2 und/oder Al2O3 und/oder ZrO2 und/oder BN und/oder AlN und/oder SN und/oder Si3N4 und/oder Ag und/oder Au und/oder Pd und/oder Pt und/oder Glasund/oder Glaskeramik-Partikel und/oder Silikonpartikeln und/oder Polymerpartikel.
  8. Brechwertangepasste Faser nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Streupartikel in einem Trägermedium suspendiert sind, wobei das Trägermedium bevorzugt aus Lösungsmittel und/oder Schlichten und/oder organischen und/oder anorganischen Beschichtungen und/oder Mischungen daraus besteht.
  9. Brechwertangepasste Faser nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Streupartikel von 1% bis 98% der Außenumfangsfläche der Faser belegen.
  10. Brechwertangepasste Faser nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient des Kernglases größer ist als der thermische Ausdehnungskoeffizient des Mantelglases.
  11. Brechwertangepasste Faser nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Kerns (1) zwischen 10 μm und 500 μm, bevorzugt 30 μm bis 150 μm beträgt und der Mantel (2) zwischen 300 nm und 100 μm dick ist.
  12. Faserbündel (23) beinhaltend eine Vielzahl von Glasfasern und einen die Vielzahl von Glasfasern entlang der Faserbündelachse vollständig umschließenden äußeren Schutzmantel (24), dadurch gekennzeichnet, dass das Faserbündel eine Vielzahl von seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern (22) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche beinhaltet und der äußere Schutzmantel (24) transparent und/oder transluzent ist.
  13. Flächengebilde mit einer Mehrzahl von seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern (22) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.
  14. Flächengebilde nach Anspruch 13, wobei die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern (22) im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
  15. Flächengebilde nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 14, wobei die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern auf einem Trägerelement (71) fixiert sind und so ein Verbundelement aus Trägerelement (71) und seitenemittierenden Stufenindexfasern gebildet wird.
  16. Flächengebilde nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 14, wobei die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern in ein Trägerelement (71) eingebettet sind und so ein Verbundelement aus Trägerelement (71) und seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern gebildet wird.
  17. Flächengebilde nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern miteinander und/oder mit dem Trägerelement (71) durch Vernähen fixiert sind.
  18. Flächengebilde nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern miteinander und/oder mit dem Trägerelement (71, 72) verklebt sind.
  19. Flächengebilde nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei das Trägerelement transparent und/oder transluzent ist.
  20. Flächengebilde nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei das Verbundelement aus Trägerelement (71) und seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern mit einem Stabilisierungselement (72) verbunden ist.
  21. Flächengebilde nach Anspruch 20, wobei das Stabilisierungselement (72) so angeordnet ist, das sich die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern zwischen einer Oberfläche des Trägerelements (72) und einer Oberfläche des Trägerelements (71) befinden.
  22. Flächengebilde nach mindestens einem der Ansprüche 15 bis 21, wobei die den seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern zugewandte Seite des Trägerelements (71) und/oder des Stabilisierungselements (72) so ausgebildet ist, dass sie das von den seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern ausgestrahlte Licht reflektieren kann.
  23. Flächengebilde nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 22, wobei das Flächengebilde über Maßnahmen zum Anschließen von zumindest einer LED als Lichtquelle verfügt.
  24. Verfahren zum Herstellen einer brechwertangepasste Faser mit seitenemittierenden Eigenschaften, beinhaltend die Verfahrensschritte – Bereitstellen eines Kernstabes (11) aus einem Glas mit dem Brechungsindex n1, – Erwärmen des Kernstabes (11), – Ausziehen des Kernstabes (11) zu einer Glasfaser (22), dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltene Glasfaser (22) mit Streupartikeln beschichtet wird.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass – vor dem Erwärmen des Kernstabes (11) zumindest ein Hüllrohr (12) aus einem Glas mit dem Berechungsindex n2 so angeordnet wird, dass sich der Kernstab (11) innerhalb des zumindest einen Hüllrohres (12) befindet und eine Perform (10) erhalten wird, woraufhin die Verfahrensschritte folgen – Erwärmen der Preform (10), – Ausziehen der Preform (10) zu einer Glasfaser (22), – Beschichten der Glasfaser (22) mit Streupartikeln
  26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausziehen der Preform (10) das zumindest eine Hüllrohr (11) mit dem Kernstab (11) verschmilzt.
  27. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass an die Preform (10) beim Ausziehen Unterdruck angelegt wird.
  28. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass für das zumindest eine Hüllrohr (12) ein Glas verwendet wird, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient größer ist als der thermische Ausdehnungskoeffizient des verwendeten Glases des Kernstabes (11).
  29. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Preformen (10) nebeneinander in einem Heizaggregat (20) einer Vielfaserziehanlage angeordnet und mehrere Fasern (22) gleichzeitig in einer Vielfaserziehanlage ausgezogen werden, so dass ein Faserbündel (22) erhalten wird.
  30. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Streupartikel in einer Schlichte suspendiert sind.
  31. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Streupartikel vor dem Aufwickeln auf eine Aufwickelspule (23) auf die Faser aufgebracht werden.
  32. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Streupartikel nach dem Aufwickeln auf eine Aufwickelspule (23) auf die Faser aufgebracht werden.
  33. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Faserbündel (22) nach dem Aufbringen der Streupartikeln nochmals Schlichte aufgebracht wird.
  34. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass um das Faserbündel (22) ein äußerer Mantel aus einem transparenten und/oder transluzenten Kunststoff extrudiert wird.
  35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserbündel (22) mit Glasfasern umgeben wird, welche einen äußeren nicht-brennbaren transparenten und/oder transluzenten Mantel um das Faserbündel bilden.
  36. Verwendung zumindest einer seitenemittierenden brechwertangepassten Faser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11 zusammen mit anderen Lichtleitern und/oder anderen brechwertangepassten Fasern nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11 in einem Faserbündel, welches von einem äußeren transparenten und/oder transluzenten Mantel umgeben ist.
  37. Verwendung nach Anspruch 36 für die akzentuierte Beleuchtung von Innenräumen und/oder Fassaden (51) in der Architektur.
  38. Verwendung nach Anspruch 37 für die akzentuierte Beleuchtung von Innenräumen von Fahrzeugen (30, 31, 32, 33), insbesondere von Automobilen, Flugzeugen, Schiffen und/oder Zügen.
  39. Verwendung nach Anspruch 38 als Teil von Innenverkleidungen (30) von Fahrzeugen, insbesondere von Automobilen, Flugzeugen, Schiffen und/oder Zügen.
  40. Verwendung nach Anspruch 36 als Teil von Möbeln, insbesondere von Fahrzeugsitzen (32, 33), Wohnlandschaften und/oder Küchen.
  41. Verwendung nach Anspruch 36 als Bestandteil (41, 45) eines Scheinwerfers (40), insbesondere von Fahrzeugscheinwerfern.
  42. Verwendung nach Anspruch 41 in Automobilscheinwerfern (40), wobei durch das Faserbündel (41, 45) beinhaltend die seitenemittierenden brechwertangepassten Fasern das Licht von punktuellen Lichtquellen wie LEDs ausgekoppelt wird.
  43. Verwendung nach Anspruch 36 zur Konturbeleuchtung von Fahrzeugen, insbesondere von Automobilen, Flugzeugen, Schiffen und/oder Zügen.
  44. Verwendung nach Anspruch 36 zur Beleuchtung von Landebahnen (61, 62) für Luftfahrzeuge.
  45. Verwendung nach Anspruch 36 zur Hintergrundbeleuchtung von Displays.
  46. Verwendung eines Flächengebildes nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 23 als Beleuchtungskörper.
  47. Verwendung nach Anspruch 46 zur Hintergrundbeleuchtung von Displays.
  48. Verwendung nach Anspruch 46 zur Ambientebeleuchtung in Fahrzeuginnenräumen, insbesondere Kraftfahrzeugen, Flugzeugen und Schiffen.
  49. Verwendung nach Anspruch 46 zur Ambientebeleuchtung in der Architektur.
DE102008009138A 2008-02-14 2008-02-14 Seitenemittierende brechwertangepasste Faser Ceased DE102008009138A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008009138A DE102008009138A1 (de) 2008-02-14 2008-02-14 Seitenemittierende brechwertangepasste Faser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008009138A DE102008009138A1 (de) 2008-02-14 2008-02-14 Seitenemittierende brechwertangepasste Faser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008009138A1 true DE102008009138A1 (de) 2009-08-27

Family

ID=40896465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008009138A Ceased DE102008009138A1 (de) 2008-02-14 2008-02-14 Seitenemittierende brechwertangepasste Faser

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008009138A1 (de)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012078501A2 (en) 2010-12-07 2012-06-14 Weber Aircraft Llc Display assembly with lighting apparatus
DE102011106595A1 (de) * 2011-06-16 2012-12-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Anordnung einer Leuchteinrichtung in einem Fahrzeug und Verfahren zum Herstellen eines Außenflächenelements eines Fahrzeugs
WO2013095982A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-27 Corning Incorporated Uniform white color light diffusing fiber
CN103423708A (zh) * 2012-05-25 2013-12-04 肖特公开股份有限公司 侧发光玻璃元件
WO2016126897A3 (en) * 2015-02-06 2016-09-29 Corning Incorporated Laser light illumination systems with speckle reduction and speckle reduction methods
EP3301490A1 (de) * 2016-09-30 2018-04-04 Valeo North America, Inc. Faseroptische beleuchtungsvorrichtung mit mehreren lichteingängen
DE102018001029A1 (de) * 2018-02-08 2019-08-08 MENTOR GmbH & Co. Präzisions-Bauteile KG Beleuchtungsvorrichtung mit einem seitenemittierenden lichtleitenden Faserbündel
WO2019224387A1 (fr) * 2018-05-25 2019-11-28 Compagnie Plastic Omnium Joint lumineux renforce pour piece de carrosserie
DE102019205726A1 (de) * 2019-04-18 2020-05-07 Audi Ag Halterungsvorrichtung zum Einkoppeln von Licht
DE102019000448A1 (de) * 2019-01-21 2020-07-23 Daimler Ag Heckleuchte und Verfahren zum Herstellen einer Leuchte
WO2020249152A1 (de) * 2019-06-11 2020-12-17 Friedrich-Schiller-Universität Jena Verfahren zur herstellung lateral licht abstrahlender glasfasern und danach hergestellte glasfasern
US11643630B2 (en) 2015-11-20 2023-05-09 Corning Incorporated Illuminated container for growth of biological entities

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4234907A (en) * 1979-01-29 1980-11-18 Maurice Daniel Light emitting fabric
US4466697A (en) 1981-11-12 1984-08-21 Maurice Daniel Light dispersive optical lightpipes and method of making the same
US5226105A (en) * 1991-06-27 1993-07-06 Poly-Optical Products, Inc. Fiber optic backlighting panel and dot process for making same
LV11644B (en) 1995-05-19 1997-04-20 Daumant Pfafrod Lateral emitting optical fiber
JPH09258028A (ja) 1996-03-26 1997-10-03 Toray Ind Inc 側面漏光プラスチック光ファイバ
EP0800036A1 (de) * 1996-04-04 1997-10-08 Hitachi Cable, Ltd. Beleuchtungssystem
EP0895104A1 (de) * 1997-07-14 1999-02-03 Matsushita Electric Works, Ltd. Optische Faser für Beleuchtung durch die Seitenfläche
EP1319636A2 (de) * 2001-12-17 2003-06-18 Ceram Optec GmbH Teilstreuende optische Faser sowie Verfahren und Vorrichtung für ihre Herstellung
DE10245987B3 (de) 2002-10-02 2004-05-06 Schott Glas Optische Stufenfasern aus Mehrkomponentengläsern
DE10344207B3 (de) 2003-09-22 2004-12-23 Schott Ag Vorrichtung und Verfahren zum Konfektionieren optischer Fasern
US20050074216A1 (en) 2000-12-21 2005-04-07 Shinichi Irie Side-illumination type optical fiber
DE10344205B4 (de) 2003-09-22 2005-09-08 Schott Ag Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Glasfasern
US7049622B1 (en) * 2004-04-09 2006-05-23 Sandia Corporation Optical position sensor for determining the interface between a clear and an opaque fluid
DE102005063208A1 (de) * 2005-12-31 2007-07-12 Schott Ag Faseroptische Vorrichtung für sekundäre Beleuchtungssysteme in Flugzeugkabinen
US20070281155A1 (en) * 2005-10-26 2007-12-06 Xiaoming Tao Photonic fabric display with controlled pattern, color, luminescence intensity, scattering intensity and light self-amplification
US20080019659A1 (en) * 2005-10-26 2008-01-24 Xiaoming Tao Photonic fabric display with controlled graphic pattern, color, luminescence intensity, and light self-amplification

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4234907A (en) * 1979-01-29 1980-11-18 Maurice Daniel Light emitting fabric
US4466697A (en) 1981-11-12 1984-08-21 Maurice Daniel Light dispersive optical lightpipes and method of making the same
US5226105A (en) * 1991-06-27 1993-07-06 Poly-Optical Products, Inc. Fiber optic backlighting panel and dot process for making same
LV11644B (en) 1995-05-19 1997-04-20 Daumant Pfafrod Lateral emitting optical fiber
JPH09258028A (ja) 1996-03-26 1997-10-03 Toray Ind Inc 側面漏光プラスチック光ファイバ
EP0800036A1 (de) * 1996-04-04 1997-10-08 Hitachi Cable, Ltd. Beleuchtungssystem
EP0895104A1 (de) * 1997-07-14 1999-02-03 Matsushita Electric Works, Ltd. Optische Faser für Beleuchtung durch die Seitenfläche
US20050074216A1 (en) 2000-12-21 2005-04-07 Shinichi Irie Side-illumination type optical fiber
EP1319636A2 (de) * 2001-12-17 2003-06-18 Ceram Optec GmbH Teilstreuende optische Faser sowie Verfahren und Vorrichtung für ihre Herstellung
DE10245987B3 (de) 2002-10-02 2004-05-06 Schott Glas Optische Stufenfasern aus Mehrkomponentengläsern
DE10344207B3 (de) 2003-09-22 2004-12-23 Schott Ag Vorrichtung und Verfahren zum Konfektionieren optischer Fasern
DE10344205B4 (de) 2003-09-22 2005-09-08 Schott Ag Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Glasfasern
US7049622B1 (en) * 2004-04-09 2006-05-23 Sandia Corporation Optical position sensor for determining the interface between a clear and an opaque fluid
US20070281155A1 (en) * 2005-10-26 2007-12-06 Xiaoming Tao Photonic fabric display with controlled pattern, color, luminescence intensity, scattering intensity and light self-amplification
US20080019659A1 (en) * 2005-10-26 2008-01-24 Xiaoming Tao Photonic fabric display with controlled graphic pattern, color, luminescence intensity, and light self-amplification
DE102005063208A1 (de) * 2005-12-31 2007-07-12 Schott Ag Faseroptische Vorrichtung für sekundäre Beleuchtungssysteme in Flugzeugkabinen

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012078501A2 (en) 2010-12-07 2012-06-14 Weber Aircraft Llc Display assembly with lighting apparatus
WO2012078501A3 (en) * 2010-12-07 2012-12-06 Weber Aircraft Llc Display assembly with lighting apparatus
US9004590B2 (en) 2010-12-07 2015-04-14 Zodiac Seats Us Llc Display assembly with lighting apparatus
DE102011106595A1 (de) * 2011-06-16 2012-12-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Anordnung einer Leuchteinrichtung in einem Fahrzeug und Verfahren zum Herstellen eines Außenflächenelements eines Fahrzeugs
WO2013095982A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-27 Corning Incorporated Uniform white color light diffusing fiber
US9025923B2 (en) 2011-12-19 2015-05-05 Corning Incorporated Uniform white color light diffusing fiber
USRE48428E1 (en) 2011-12-19 2021-02-09 Corning Incorporated Uniform white color light diffusing fiber
USRE47288E1 (en) 2011-12-19 2019-03-12 Corning Incorporated Uniform white color light diffusing fiber
CN103423708A (zh) * 2012-05-25 2013-12-04 肖特公开股份有限公司 侧发光玻璃元件
CN103423708B (zh) * 2012-05-25 2018-03-20 肖特公开股份有限公司 侧发光玻璃元件
US10222629B2 (en) 2015-02-06 2019-03-05 Corning Incorporated Laser light illumination systems with speckle reduction and speckle reduction methods
WO2016126897A3 (en) * 2015-02-06 2016-09-29 Corning Incorporated Laser light illumination systems with speckle reduction and speckle reduction methods
US11643630B2 (en) 2015-11-20 2023-05-09 Corning Incorporated Illuminated container for growth of biological entities
EP3301490A1 (de) * 2016-09-30 2018-04-04 Valeo North America, Inc. Faseroptische beleuchtungsvorrichtung mit mehreren lichteingängen
DE102018001029A1 (de) * 2018-02-08 2019-08-08 MENTOR GmbH & Co. Präzisions-Bauteile KG Beleuchtungsvorrichtung mit einem seitenemittierenden lichtleitenden Faserbündel
WO2019224387A1 (fr) * 2018-05-25 2019-11-28 Compagnie Plastic Omnium Joint lumineux renforce pour piece de carrosserie
FR3081388A1 (fr) * 2018-05-25 2019-11-29 Compagnie Plastic Omnium Joint lumineux renforce pour piece de carrosserie
DE102019000448A1 (de) * 2019-01-21 2020-07-23 Daimler Ag Heckleuchte und Verfahren zum Herstellen einer Leuchte
DE102019205726A1 (de) * 2019-04-18 2020-05-07 Audi Ag Halterungsvorrichtung zum Einkoppeln von Licht
WO2020249152A1 (de) * 2019-06-11 2020-12-17 Friedrich-Schiller-Universität Jena Verfahren zur herstellung lateral licht abstrahlender glasfasern und danach hergestellte glasfasern

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2243048B1 (de) Seitenemittierende stufenindexfaser, methode der herstellung, und verwendung selbiger
DE102008009137B4 (de) Seitenemittierende Stufenindexfaser
DE102008009138A1 (de) Seitenemittierende brechwertangepasste Faser
DE102012208810B4 (de) Seitenemittierendes Glaselement, Beleuchtungseinrichtung und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102008034791B4 (de) Preformen und Verfahren zur Herstellung von seitenemittierenden Stufenindexfasern
EP1804095B1 (de) Faseroptische Vorrichtung für sekundäre Beleuchtungssysteme in Flugzeugkabinen
DE102008009139B4 (de) Seitenemittierende Stufenindexfaser, Faserbündel und Flächengebilde und deren Verwendungen sowie Preformen und Verfahren zu deren Herstellung
DE102020101813A1 (de) Linienleuchte
EP2753501B1 (de) Funkelnde brillanz bei einer hinterleuchteten dekorschicht
DE202009011238U1 (de) Kraftfahrzeug-Innenauskleidungsteil mit Lichtleiter
DE102013020715B4 (de) Gleichmäßig leuchtendes Textilgewebe
DE102005017639B4 (de) Lichtleiteranordnung sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen
DE102004026835B4 (de) Verbundstoffbauteil und Verfahren zu seiner Herstellung
DE202017107616U1 (de) Linienförmige Lichtquelle
DE102012020712A1 (de) Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeugteil umfassend einen Lichtleiter und Fahrzeugteil mit einer Beleuchtungseinrichtung
DE102011085226A1 (de) Beleuchtungselement
DE102007015841A1 (de) Vorrichtung mit mindestens einem Strahlungsleiter
CN109501268B (zh) 用于增材制造物体的原料线和创建原料线的系统和方法
DE102013007856A1 (de) Lichtleitkörper und Leuchtvorrichtung mit dem Lichtleitkörper
EP2284583A1 (de) Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102014104423B4 (de) LED-Band und Verfahren zur Herstellung eines LED-Bandes
DE4407498A1 (de) Aktivierung eines optischen Wellenleiters
WO2014124997A1 (de) Lichtemittierendes profil zur konturbeleuchtung oder akzentuierten beleuchtung in fahrzeuginnenräumen sowie dessen verwendung
EP3789667A1 (de) Seitenemittierender lichtleiter und verfahren zu dessen herstellung
DE102021213244A1 (de) Fahrzeuginnenverkleidungsteil mit optischen Fasern und Verfahren zu dessen Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final