DE1232764B

DE1232764B - Receiving arrangement by means of assembled fiber optic rods

Info

Publication number: DE1232764B
Application number: DE1965L0050580
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Klaus Bellingkrodt
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1965-04-27
Filing date: 1965-04-27
Publication date: 1967-01-19

Description

Empfangsanordnung mittels zusammengesetzter Lichtleitstäbe Die Erfindung bezieht sich auf eine Empfangsanordnung mittels zusammengesetzter Lichtleitstäbe. Lichtleitstäbe als solche sind bekannt. Sie bestehen aus lichtleitenden Materialien, etwa Plexiglas. Ein Lichtleitstab ist in der Lage, radial aufgefangenes Licht in Achsrichtung zu transportieren. Damit es sich in Längsrichtung des Leitstabes ausbreiten kann, muß das Licht beim Auftreffen auf die Staboberfläche zerstreut werden. Von dem zerstreuten Licht wird dann nur derjenige Anteil fortgeleitet, der an der Innenwand reflektiert wird. Das ist für diejenigen Streuwinkel der Fall, die größer als der Winkel der Totalreflexion sind.Receiving arrangement by means of assembled light guide rods The invention relates to a receiving arrangement by means of assembled light guide rods. Light guide rods as such are known. They are made of light-conducting materials, for example plexiglass. A light guide rod is able to capture light radially Axial direction to transport. So that it spread in the longitudinal direction of the guide rod can, the light must be scattered when hitting the rod surface. from the scattered light is then passed on only that part that is on the inner wall is reflected. This is the case for those scattering angles that are greater than Angles of total reflection are.

Im Unterschied zu in Achsrichtung eingestrahltem Licht, bei dem die Bedingung der Totalreflexion weit besser eingehalten werden kann, ist der Anteil des weitergeleiteten Lichts bei Einstrahlung in radialer Richtung gering. Um diesen Anteil zu erhöhen, insbesondere um technische Messungen mit Hilfe der radialen Einstrahlung zu ermöglichen, ist bereits eine Einrichtung zur verstärkten Lichtfortpflanzung in Achsenrichtung eines Licht radial auffangenden Lichtleitstabes vorgeschlagen worden, bei der mit Hilfe einer längs des Lichtleitstabes eingefrästen, mattierten Nut, welche mit einem stark reflektierenden Pulver ausgefüllt: ist, das Licht durch diffuse Streuung Komponenten in Achsenrichtung erhält, und daß der Lichtleitstab zum einfallenden Licht so ausgerichtet wird, daß das einfallende Licht durch den Lichtleitstab auf die Nut fällt. Es ist ferner zur Erhöhung des in Achsenrichtung weitergeleiteten Lichtes in einem Lichtleitstrahl bei radialem Lichteinfall vorgeschlagen worden, den Lichtleiter mit Ausnahme einer längs des Leiters verlaufenden Eintrittsöffnung innen zu verspieggeln oder einen von der Kreisforin abweichenden Querschnitt des Lichtleiters an der Eintrittsstelle des Lichtbündels, etwa in Gestalt einer Längsnut von dreieckigem Querschnitt bzw. einer Längswulst von kreisförmigem Querschnitt, zu wählen.In contrast to light emitted in the axial direction, in which the The condition of total reflection can be met far better, is the proportion of the transmitted light is low when irradiated in the radial direction. To this one Increase the share, especially for technical measurements with the help of radial irradiation to enable is already a device for increased light propagation Proposed in the axial direction of a light collecting light guide rod radially been milled with the help of a along the light guide rod, matted Groove, which is filled with a highly reflective powder: the light passes through diffuse scattering receives components in the axial direction, and that the light guide rod to the incident light is aligned so that the incident light through the Light guide rod falls on the groove. It is also used to increase the axial direction Proposed forwarded light in a light guide beam with radial incidence of light the light guide with the exception of an inlet opening running along the guide to be mirror-coated on the inside or a cross-section of the that deviates from the circular shape Light guide at the point of entry of the light beam, for example in the form of a longitudinal groove of triangular cross-section or a longitudinal bead of circular cross-section, to choose.

Lichtleitstäbe in der vorgehend beschriebenen Art besitzen die Fähigkeit, radial auftreffendes Licht in Richtung der Längsachse umzulenken, so daß es zu den Stimseiten des Stabes fortgeleitet wird. Dort wird es durch lichtelektrische Empfänger aufgenommen. Die länaliche Ausdehnung des Lichtleitstabes ermöglicht seine Verwendung als Lichtempfänger längs einer durch die Länge des Stabes begrenzten Linie; seine Eigenschaft, das Licht bis zu seinen Stirnseiten zu leiten, schafft einfache optische Systeme, da nur dort photoelektrische Empfänger angeordnet werden müssen.Light guide rods of the type described above have the ability deflect radially incident light in the direction of the longitudinal axis, so that it is to the Front sides of the rod is forwarded. There it is received by photoelectric receivers recorded. The elongation of the light guide rod enables it to be used as a light receiver along a line delimited by the length of the rod; his The ability to direct the light to its end faces creates simple optical effects Systems, since photoelectric receivers only have to be arranged there.

Das in den Stab an irgendeiner Stelle eintretende Lichtsignal wird auf seinem Weg zu den Stimseiten infolge des Leitwiderstandes auf der nur für einen bestimmten Winkelbereich erfolgenden Totalreflexion geschwächt.-Aus diesem Grund können Lichtleitstäbe nicht beliebig lang gebaut werden, da von einer bestimmten zurückgelegten Weglänge im Stab das Signal bis zur Unkenntlichkeit geschwächt wird und dann nicht mehr verarbeitet werden kann. Die zulässige Weglänge wird bei jeder Anwendung verschieden sein, sie hängt ab von der Größe des Minimalimpulses und der Empfindlichkeit der photoelektrischen Empfänger.The light signal entering the wand at any point will on its way to the front sides due to the conductive resistance on the only for one Total reflection weakened in a certain angular range.-For this reason light guide rods can not be built arbitrarily long, because of a certain traveled distance in the rod the signal is weakened beyond recognition and then can no longer be processed. The permissible path length is for each Application may be different, it depends on the size of the minimum pulse and the Photoelectric receiver sensitivity.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lichtleitstabausführung anzugeben mit beliebig langer Empfangsanordnung ohne Unterbrechung der Meßstrecke.The invention is based on the object of a light guide rod design to be specified with a receiving arrangement of any length without interrupting the measuring section.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Empfangsanordnung mittels zusammengesetzter Lichtleitstäbe dadurch gelöst, daß jeweils zwei Lichtleitstäbe schräg mit einem derartigen Anschliffwinkel, daß achsparallel verlaufendes Licht an den Anschliff-Flächen total reflektiert wird, aneinandergefügt werden und an jeder Stoßstelle das von den beiden Anschliff-Flächen reflektierte Licht je einem Photoempfänger zugeleitet wird.According to the invention, this object is achieved in a receiving arrangement by means of assembled light guide rods in that two light guide rods are attached to one another at an angle with such a bevel angle that light running parallel to the axis is totally reflected on the bevel surfaces and at each joint the surfaces each reflected light is supplied to a photoreceptor.

Die Erfindung wird an Hand der F i g. 1 und 2 in dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei zugleich weitere der Ausgestaltung der Erfindung dienende erfinderische Merkmale aufgezeigt werden.The invention is illustrated with reference to FIGS. 1 and 2 are explained in more detail in the exemplary embodiment described below, at the same time further inventive features serving the embodiment of the invention being shown.

Es zeigt die F i g. 1 eine Anordnung zusammen-Cr gemäß der Erfindung, gesetzter Lichtleitstäbe C F i g. 2 die Reflexionsverhältnisse an einer Stoßstelle zwischen zwei Lichtleitstäben.It shows the FIG. 1 shows an arrangement together-Cr according to the invention, set light guide rods C F i g. 2 the reflection conditions at a joint between two light guide rods.

In der F i g. 1 sind mit 1, 2 und 3 drei Lichtleitstäbe bezeichnet, die derart schräg angeschliffen sind, daß an den Anschliff-Flächen achsparallel verlaufendes Licht total reflektiert wird. Die Anschliff-Fläche des Lichtleitstabes 1 ist mit la bezeichnet, die Anschliff-Fläche des Lichtleitstabes 2 zum Lichtleitstab 1 mit 2 a, die Anschliff-Fläche des Lichtleitstabes 2 zum Lichtleitstab 3 mit 2 b und die Anschliff-Fläche des Lichtleitstabes 3 zum Lichtleitstab 2 mit 3 a. Mit 4, 5 a, 5 b, 6 a, 6 b und 7 sind Photoempfänger bezeichnet. In den Lichtleitstab 1 eintretendes Licht wird einerseits zum Photoempfänger 4 und andererseits zum Photoempfänger 5 b durch Totalreflexion geleitet. In den Lichtleitstab 2 eintretendes Licht wird durch seitlichen Austritt an den Anschliff-Flächen 2 a und 2 b zu den Photoempfängem 5 a und 6 b geleitet. Entsprechend wird in den Lichtleitstab 3 eintretendes Licht zu den Empfängern 6 a und 7 geleitet.In FIG. 1 , 1, 2 and 3 denote three light guide rods which are ground at an angle in such a way that light running parallel to the axis is totally reflected on the ground surfaces. The ground surface of the light guide rod 1 is denoted by la, the ground surface of the light guide rod 2 for the light guide rod 1 with 2 a, the ground surface of the light guide rod 2 for the light guide rod 3 with 2 b and the ground surface of the light guide rod 3 for the light guide rod 2 with 3 a. With 4, 5 a, 5 b, 6 a, 6 b and 7 photo receivers are designated. In the light guide rod 1 entering light is guided on the one hand to the photoreceiver 4 and on the other hand to the photoreceiver 5 b by total reflection. In the light guide rod 2 entering light is passed through the side exit on the ground surfaces 2 a and 2 b to the photo receivers 5 a and 6 b . Accordingly, light entering the light guide rod 3 is passed to the receivers 6 a and 7 .

Die Lichtleitstäbe 1, 2 und 3 werden an den durch die Anschliff-Flächen 1 a, 2 a und 2 b, 3 a gebildeten Stoßstellen bis auf einen sehr kleinen Zwischenraum zusammen-esetzt. Der Zwischenraum, der weniger als 0,5 mm betragen kann, muß bestehenbleiben, damit die Bedingungen für Totalreflexion gegeben sind.The light guide rods 1, 2 and 3 are put together at the joints formed by the bevel surfaces 1 a, 2 a and 2 b, 3 a except for a very small gap. The gap, which can be less than 0.5 mm, must remain so that the conditions for total reflection are given.

Die F i g. 2 zeigt die Reflexionsverhältnisse an einer Stoßstelle. Mit 8 ist ein Lichtleitstab bezeichnet; mit 8 a die Anschliff-Fläche. Das im Lichtleitstab mit der Achse parallel verlaufende Licht wird an der Anschliff-Fläche total reflektiert und gelangt an einen mit 9 bezeichneten Photoempfänger. Licht, das nicht parallel mit der Achse verläuft, wird nur dann an der Fläche reflektiert, wenn der Winkel zwischen Lichtstrahl und Flächenlot größer als der Winkel für die Totalreflexion 99 ist.The F i g. 2 shows the reflection conditions at a joint. 8 with a light-conducting rod is designated; with 8 a the bevel surface. The light running parallel to the axis in the light guide rod is totally reflected on the ground surface and reaches a photoreceiver labeled 9. Light that does not run parallel to the axis is only reflected on the surface if the angle between the light beam and the plane perpendicular is greater than the angle for total reflection 99.

Claims

Patentanspruch. receiving assembly by means of composite light-conducting rods, characterized in that two light-conducting rods obliquely with such a grinding angle that axially parallel light is totally reflected at the Auschliff surfaces, are joined together and at each joint of the light reflected by the two bevel surfaces of light per is fed to a photo receiver. Considered publications: Deutsche Auslegesehrift No. 1 211421; Technische Rundschau, No. 32, from July 27, 1962, p.3.