DE1223584B - Vorrichtung zum Einfuehren von Licht in ein bilduebertragendes, faseroptisches System zur Beleuchtung eines Objektes - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES Äfft PATENTAMT Int. CL:

G02b

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 42 h-34/12

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1 223 584
J 27307IX a/42 h
8. Januar 1965
25. August 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, um Licht in ein bildübertragendes faseroptisches System zur Beleuchtung eines Objektes einzuführen.

Ein faseroptisches System, das aus parallel geordneten, optisch isolierten Fasern aus Glas oder anderen transparenten Medien besteht, ist imstande, Bilder von einem Ende zum anderen zu übertragen. An dem okularseitigen Ende entsteht ein unverzerrtes Rasterbild des Objektes. Das Auflösungsvermögen wird von der Feinheit des Rasters bzw. von der Feinheit des Faserdurchmessers bestimmt.

Um Gegenstände in dunklen Hohlräumen zu betrachten, benutzt man im allgemeinen zwei nebeneinanderliegende faseroptische Systeme. Durch das eine wird Licht zur Beleuchtung eingeschleust, und das andere leitet das Bild zum Okular. Bei raumsparender Anordnung benutzt man ein und dasselbe faseroptische System gleichzeitig zur Beleuchtung wie auch zur Beobachtung des Objektes. Die Schwierigkeit besteht hierbei darin, einen geeigneten Weg zu finden, das Licht am okularseitigen Ende einzuschleusen. Man benutzt hier z. B. einen unter 45° zur optischen Achse geneigten halbdurchlässigen Spiegel, durch den das Licht von der Seite her eingespiegelt wird und durch den hindurch man das Bild des Objektes auf der Faserbündeleingangsfläche betrachtet.

Bei dieser Anordnung wird jedoch immer ein Teil des eingespiegelten Lichtes am Eingang des faseroptischen Systems reflektiert, so daß der Beobachter geblendet wird. Dieses wirkt sich kontrastvermindernd auf die Beobachtung aus.

Eine Lichtleitfaser besteht aus einem dünnen Faden aus transparentem Material, z.B. Glas, mit hoher Brechzahl, das von einem anderen transparenten Material, z. B. Glas, mit niedriger Brechzahl umgeben ist bzw. in dieses eingebettet ist. Durch den Sprung des Brechungsindex an der Grenzfläche beider Medien erfolgt unter bestimmten Voraussetzungen eine Totalreflexion, so daß das Licht im optisch dichten Medium bzw. im Faserkern verbleibt. Bei gestreckten zylindrischen Fasern wird das einmal eingefangene Licht im Zickzack von Wand zu Wand reflektiert und durch die Faser bis zum anderen Ende geleitet, wo es austreten kann. Bei stark gekrümmten Fasern kommt es vor, daß ein Teil des geleiteten Lichtes an der Knickstelle aus dem System austritt, weil der Grenzwinkel, unter dem gerade noch eine Totalreflexion eintritt, unterschritten ist.

Bekannt ist es auch, das Licht in ein bildübertragendes faseroptisches System dadurch einzuführen, daß ein Lichtbündel auf die Seitenwandung des faseroptischen Systems gerichtet wird. Hierdurch Vorrichtung zum Einführen von Licht in ein
bildübertragendes, faseroptisches System zur
Beleuchtung eines Objektes

Anmelder:

JENAer Glaswerk Schott & Gen.,

Mainz, Hattenbergstr. 10

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Phys. Alfred Jacobsen, Mainz

kann aber niemals eine ausreichende Beleuchtung des Objektes erzielt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Einführen von Licht in ein bildübertragendes faseroptisches System zur Beleuchtung eines Objektes zu schaffen, wobei die Lichteinführung von der Seite her erfolgt, ohne daß ein besonderer Lichtleitkanal erforderlich ist und ohne daß eine Blendung des Beobachters erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lichteinführung an solchen Stellen des bildübertragenden Systems erfolgt, an denen die Lichtleitfasern Richtungsänderungen aufweisen oder konisch verlaufen und an denen, wenn sich an der Stelle des Objektes eine Lichtquelle befände, Licht aus dem faseroptischen System austreten würde.

Die Erfindung beruht darauf, daß der Lichtweg durch ein optisches System im allgemeinen umkehrbar ist und es in entsprechender Weise, z. B. an einer Biegung eines faseroptischen Systems, gelingt, Licht durch den Mantel einer optisch isolierten Faser einzuführen, ohne daß eine Blendwirkung für den Beobachter auftritt.

Hierbei kann einmal das Licht an einem Knick des Systems von der Seite in das System eingeführt oder vom dünnen Ende eines konischen Teiles des Systems her zweckmäßig eingespiegelt werden.

Vorzugsweise wird an den Stellen des Systems, an denen das Licht eingeführt wird, ein Aufsatz aus lichtdurchlässigem Werkstoff, zweckmäßig aus Glas oder Kunststoff, mit gleichem Brechungsindex wie das Glas des Fasermantels, in optischem Kontakt mit dem System angebracht.

Hierdurch wird erreicht, daß das einzuschleusende Licht senkrecht auftrifft und ungebrochen bis zum Kern der lichtleitenden Faser vordringt und von ihr eingefangen werden kann.

609 657/170

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.

F i g. 1 zeigt einen gebogenen Faserstab 1, der in eine Höhlung 2, beispielsweise eine Körperhöhle, eingeführt ist. Über dem oberen Ende befindet sich das Okular 3.

Zur Beleuchtung des Objektes 4 dient eine Lichtquelle 5, deren Licht über die Sammellinse 6 an der Knickstelle 7 des Faserstabes 1 eingeführt wird. Das Licht ist hierbei auf das Objekt 4 gerichtet, ohne daß eine Blendung des Auges 8 des Beobachters erfolgt.

An der Knickstelle 7 ist ein Aufsatz 9 aus Glas oder Kunststoff angebracht, wobei ein Material gewählt wurde, welches den gleichen Brechungsindex .aufweist wie das Glas des Fasermantels des Faserstabes 1.

Die Ausführung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen der F i g. 1 dadurch, daß nicht ein gebogener Faserstab, sondern ein konisch ausgebildeter Faserstab 10 Anwendung findet. Das Licht wird hier von der Lichtquelle 5 über die Sammellinse 6 und den Spiegel 11 und den Aufsatz 12 an dem dünnen Ende des konischen Teiles 13 des Faserstabes 10 eingeführt.

Zur Erhöhung der Beleuchtungsstärke eines Gegenstandes können mehrere für die Lichteinführung geeignete Stellen hintereinander angeordnet werden, Mdem z. B. ein faseroptisches System mehrfach um scharfe Ecken geführt wird und an jedem Knick das Licht zweckmäßig eingeführt wird. Obwohl an jedem Knick ein Teil des zum Okular laufenden Lichtes verlorengeht, kann für den jeweiligen Fall durch eine genügende Anzahl von Knickstellen ein Optimum des Beleuchtungslichtes erreicht werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einführen von Licht in ein bildübertragendes faseroptisches System zur Beleuchtung eines Objektes, wobei die Lichteinführung von der Seite her erfolgt, dadurchgekennzeichnet, daß die Lichteinführung an solchen Stellen des bildübertragenden Systems erfolgt, an denen die Lichtleitfasern Richtungsänderungen aufweisen oder konisch verlaufen und an denen, wenn sich an der Stelle des Objektes eine Lichtquelle befände, Licht aus dem faseroptischen System austreten würde.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stellen des Systems, an denen das Licht eingeführt wird, ein Aufsatz aus lichtdurchlässigem Werkstoff, mit gleichem Brechungsindex wie das Glas des Fasermantels, in optischem Kontakt mit dem System angebracht, und senkrecht zum Lichteintritt anpoliert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschrift Nr, 179 905;
The Glass Industry, April 1962/S. 193 bis 196;
VDI Nachrichten 1962, vom 28.11.1962, S. 11.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 657/170 8.66 © Bundesdruckerei Berlin