DE19739554A1

DE19739554A1 - Lichtleitungsvorrichtung mit einem zufallsverteilten Eingang und Ausgang zur Verringerung der Empfindlichkeit gegenüber Eingabeschwankungen und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE19739554A1
Application number: DE19739554A
Authority: DE
Inventors: Rolf H Mueller; Thomas A Bender
Original assignee: Fostec Inc
Current assignee: Fostec Inc
Priority date: 1996-11-20
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2017-09-10
Also published as: US5887102A; CH694821A5; DE19739554B4

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Lichtleitersysteme zur Beleuchtung von Gegenständen mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Intensität und insbesondere eine Lichtleitungsvorrichtung zur Übertragung von Energie von einer Vielzahl von Eingängen, bei der die Abweichung an einem Eingang über einen gesamten Ausgangsbereich der Lichtlei tungsvorrichtung verteilt wird.

Lichtleitungsvorrichtungen, oft als Lichtleitungen, Leitungsumsetzer, Linearanordnungen, Lichtflansche oder Lichtfelder bezeichnet, sind Lichtleiter, die Licht von einem Eingang in ein vorbestimmtes Muster wie eine Linie neu ausrichten. Lichtleitungsvorrichtungen werden im allgemeinen für die Beleuchtung von Sichtsystemen für Maschinen, die Inspektion von Gewebe, das Scannen von Dokumenten, Mikroskopie und Robotik verwendet. In der Praxis können Lichtleitungsvorrichtun gen eine Länge von weniger als 2,54 cm (1 Zoll) bis zu mehr als 2,54 m (100 Zoll) haben. Bei denjenigen Lichtleitungsvorrichtungen, die einen länglichen, geradlinigen Ausgang wie eine Linie haben, kann der Ausgang eine Liniendicke im Bereich von wenigen Tausendstel ei nes Zoll bis zu einigen Zehnteln eines Zolls haben.

Die Lichtleitungsvorrichtung kann in einem Gehäuse mit einer Länge in der Größenordnung von einigen Zentimetern bis zu einigen Dezimetern gehalten sein. Um Lichtleitungsvorrichtungen einer größeren Länge zu erzeugen ist es oft aus Gründen der Konstruktion oder Herstellung er forderlich, daß diese einzelnen Lichtleitungsgehäuse innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses in einer aneinanderstoßenden oder benachbar ten Beziehung angeordnet werden, um die längeren Lichtleitungsvor richtungen herzustellen.

Im Gegensatz zu dem Ausgang der Lichtleitungsvorrichtungen, sind die Eingänge im allgemeinen gebündelt, wobei eine Vielzahl von Lichtleitfa sern zu einem einzigen Eingangsbündel kombiniert sind. Einzelne Fa sern erstrecken sich so von einer Eingangsgeometrie zur Aussetzung an eine Lichtquelle und enden an einem Anschlußende, wobei das An schlußende eine durch die jeweilige Anwendung bestimmte Geometrie aufweist.

Es besteht jedoch der Bedarf an einer Lichtleitungsvorrichtung und vor zugsweise einer Vorrichtung in Modulbauweise, in der mehrere Eingän ge untergebracht sind, wobei die Einzelfaseranordnung im Lichtlei tungsausgang am Ausgang oder dem Anschlußendbereich zufallsver teilt ist, so daß Schwankungen an den einzelnen Eingängen oder Licht quellen im wesentlichen gleichförmig über den gesamten Bereich des Lichtleitungsausgangs verteilt werden. Es besteht auch ein Bedarf an einem solchen zufallsverteilten Ausgang in Zusammenwirkung mit ei nem zufallsverteilten Eingang. Das heißt, es besteht der Bedarf an einer Lichtleitungsvorrichtung mit mehreren Eingängen, wobei die Fasern in einem gegebenen Eingang an der Ausgangsanordnung zufallsverteilt sind. Es besteht ein weiterer Bedarf an einem Verfahren zum Konstru ieren einer Lichtleitungsvorrichtung mit einem solchen zufallsverteilten Ausgang und Eingang, die von der Länge des Lichtleitungsgehäuses unabhängig ist. Das heißt, ein zufallsverteilter Lichtleiter kann irgendei ne gewünschte Länge aufweisen. Es besteht auch ein Bedarf daran, daß solche Lichtleiter in einem Modulgehäuse angeordnet werden, das die Modulkonstruktion von größeren Lichtleitungsvorrichtungen mit einer kontinuierlichen Ausgangsanordnung erleichtert, gebildet durch eine Vielzahl von Modulgehäusen.

Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Ausbildung einer Lichtleitungsvorrichtung mit einem zufallsverteilten Eingang und Aus gang, wobei die Zufallsverteilung durch Zusammenfügen von Teilbün deln von Lichtleitfasern oder durch das Auseinandertrennen von Teil bündeln durchgeführt werden kann. Die vorliegende Erfindung umfaßt auch eine durch ein solches Verfahren geschaffene Vorrichtung.

Im allgemeinen umfaßt das Herstellungsverfahren einer Lichtleitungs vorrichtung mit einem Ausgang von einer gewünschten Länge die Auswahl einer Teillänge der gewünschten Lichtleitungsausgangslänge, das Identifizieren einer ausreichenden Anzahl von Fasern in einem Bün del, das größenmäßig so dimensioniert ist, daß es durch die Teillänge eingenommen oder ausgefüllt ist; das Teilen der ausreichenden Anzahl von Fasern durch die gewünschte Anzahl von Eingängen, um eine von einer Anzahl von Fasern in einem Teilbündel oder einer Anzahl von Teilbündeln zu identifizieren und das Zufallsverteilen der Ausgangsen den der Fasern jedes Teilbündels in einem Bündel innerhalb einer Teillänge. Die Teillängen werden dann in einer benachbarten oder an einanderstoßenden Beziehung angeordnet und innerhalb eines Gehäu ses gehalten, um einen im wesentlichen zufallsverteilten Ausgang und so eine gleichmäßige Beleuchtung entlang des Lichtleiters zu erzeugen. Die Teilbündeleingänge innerhalb eines gegebenen Bündels sind opera tiv mit den Eingängen verbunden, so daß mindestens ein Teilbünde leingang für jedes Bündel mit jedem Eingang ausgerichtet ist. Des wei teren umfaßt die vorliegende Erfindung eine Vielzahl von Eingängen, so daß ein entsprechendes. Ende jeder Faser innerhalb eines Eingangs in dem Lichtleitungsausgang zufallsverteilt ist. Die vorliegende Erfindung schafft auch einen Lichtleiter mit einem zufallsverteilten Ausgang, wo bei die Zufallsverteilung des Ausgangs nur durch die Baulänge des Ge häuses begrenzt ist. Alternativ kann die vorliegende Erfindung bei ei nem Modulgehäuse zum zusammenwirkenden Ausrichten mit gleichen Gehäusen zur Bildung eines kontinuierlichen Lichtleiters verwendet werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Lichtleitungsvorrichtung, bei der die vorliegende Erfindung verwirklicht ist;

Fig. 2 eine Stirnansicht des Ausgangs der Lichtleitungsvorrich tung;

Fig. 3 eine schematische Ansicht des Ausgangs, die Teillängen des Ausgangs zeigt;

Fig. 4 eine schematische Ansicht des Teilbündels und einer Teillänge und der Verbindung eines Teilbündels mit einer Quelle;

Fig. 5 eine Draufsicht auf einer Ausführungsform mit vier Ein gängen;

Fig. 6 eine Stirnansicht der in Fig. 5 gezeigten Ausführungs form; und

Fig. 7 eine schematische Ansicht des Vorgangs zur Aufteilung von Teilbündeln innerhalb eines gegebenen Bündels.

Eine Vorrichtung 10, bei der die vorliegende Erfindung verwirklicht ist, ist in Fig. 1 dargestellt. Die Vorrichtung umfaßt einen Ausgang, ein emittierendes oder Ausgangsende 12 und Empfangsenden oder Ein gänge 14. Das Ausgangsende 12 kann eine Vielzahl von Konfiguratio nen aufweisen, einschließlich Ringen, Platten, Blöcken oder Linearan ordnungen. Zur Beschreibung wird die Konfiguration des Vorrichtungs ausgangs 12 als Linearanordnung 16 bezeichnet. Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, kann die Linearanordnung einen Bereich einnehmen, der durch eine Länge "L" und eine Breite "W" begrenzt ist. Während die Eingänge 14 der Vorrichtung 10 auch eine Vielzahl von Konfigurationen haben können, ist es allgemeiner Industriestandard, den Eingang der Vorrich tung in einem gebündelten, im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt anzuordnen. Es ist auch klargestellt, daß die Bezeichnung Eingang 14 und Ausgang 12 diejenige eines relativen Eingangs und Ausgangs für die Beschreibungszwecke ist und die Verwendung von beiden Enden der Vorrichtung als Eingang oder Ausgang nicht ausschließt.

Es sei klargestellt, daß die genauen Abmessungen der Vorrichtung 10, einschließlich der Linearanordnung 16 sowie der Anzahl der Eingänge 14 durch Anwendungserwägungen diktiert sein können. Für Beschrei bungszwecke wird die vorliegende Erfindung als Lichtleiter mit drei Eingängen mit einem Linearanordnungsausgang einer Länge von etwa 1,016 m (40 Zoll) und einer Dicke von etwa 0,635 mm (0,025 Zoll) beschrieben.

Die in der Vorrichtung verwendeten Lichtleiter können wie in der Technik wohlbekannt Glas- oder Kunststoffasern enthalten. Die Quer schnittskonfiguration der Fasern und das Vorhandensein oder Fehlen eines Puffers wird auch durch Konstruktions- bzw. Design- und An wendungserwägungen bestimmt. Es sei klargestellt, daß der Ausdruck Faser alle Lichtleiter umfaßt.

Das Ausgangsende der Fasern wird in einem Gehäuse 20 mit einem Bodenteil 22 und einem Oberteil 24 gehalten, die durch Klebemittel, Verkleben, Verschweißen oder mechanische Befestigungsmittel relativ zueinander befestigt werden können. Des weiteren kann das Gehäuse 20 konstruiert sein, um das Aneinanderstoßen von benachbarten Ge häusen zur Bildung eines Ausgangs mit im wesentlichen kontinuierli cher Länge zu gestatten. Alternativ kann das Gehäuse eine einzelne Einheit irgendeiner gewünschten Länge und Gesamtkonstruktion sein, auf die das erfindungsgemäße Verfahren angewandt wird.

Bei der Konstruktion wird der durch die Linearanordnung 16 der Vor richtung 10 eingenommene, gewünschte Bereich bestimmt. Das heißt, die Linearanordnung 16 kann konstruiert sein, um sich in etwa auf eine Länge L von 1,016 m (40 Zoll) mit einer Dicke W von etwa 0,635 mm (0,025 Zoll) zu erstrecken. Auf der Grundlage dieses Bereichs und der Parameter der Fasern sowie der gewünschten Dichte der Fasern an dem Ausgangsende 12 kann die Menge oder Anzahl der Fasern, die notwendig ist, um die Linearanordnung 16 zu füllen, leicht berechnet werden. Bei dem vorliegenden Beispiel beträgt der Bereich der vorlie genden Linearanordnung 6,45 cm² (1,00 Quadratzoll).

Die Länge des Lichtleiters oder der Linearanordnung wird dann in eine Vielzahl von im wesentlichen gleichen Teillängen 30 geteilt. Für Veran schaulichungszwecke kann eine Teillängen 30 als 1,00 angenommen werden, wodurch ein Bündel 40 von Fasern zur Einnahme der Teillänge identifiziert wird. Deshalb hat ein Bündel 40 bei dem vorliegenden Bei spiel eine Ausgangsfläche von 2,54 cm (1 Zoll) mal 0,0635 cm (0,025 Zoll) oder 0,161 cm² (0,025 Quadratzoll). Dies führt dazu, daß jedes Bündel 40 einen Durchmesser von etwa 0,38 cm (0,15 Zoll) hat, um eine Teillänge 30 von einem Zoll der Linearanordnung 16 einzunehmen. Das heißt, der durch die Fasern in einer gegebenen Teillänge 30 einzu nehmende Ausgangsbereich hängt mit der Bündelgröße zusammen. Es ist wiederum zu beachten, daß ein spezifischer Teillängenwert irgend ein Wert ausgenommen der Länge der Linearanordnung 16 sein kann. Vorzugsweise sind die Teillängen 30 einander gleich und führen zu ei ner leicht zu handhabenden Menge von Fasern innerhalb des definier ten Bündels 40.

So sind bei dem vorliegenden Beispiel vierzig Bündel 40 jeweils mit dem vorbestimmten Bereich (etwa 0,161 cm² (0,025 Quadratzoll)) er forderlich, um die Linearanordnung 16 vollständig einzunehmen.

Dann wird die Anzahl der Eingänge 14 identifiziert. Die gewünschte Anzahl von Eingängen 14 kann durch die beabsichtigte Betriebsumge bung oder Anwendung der Vorrichtung 10 bestimmt sein. Während die Anzahl der Eingänge 14 gleich einer Anzahl von Quellen 50 sein kann, kann die tatsächliche Anzahl der Eingänge 14 größer oder kleiner als die Anzahl der Quellen 50 sein. Wenn die Anzahl der Eingänge 14 identifiziert ist, kann eines der beiden Verteilungsverfahren verwendet werden. Bei einem ersten Verfahren wird ein Ende jedes Bündels 40 in eine Anzahl von Teilbündeln 44 gleicher Größe zufallsverteilt getrennt, wobei die Anzahl der Teilbündel 44 der Anzahl der Eingänge 14 ent spricht oder ihr gleich ist. Dieses Verfahren wird bei jedem Bündel 40 wiederholt.

Die Anzahl der Teilbündel 44 kann in einem feststehenden Verhältnis bezüglich der Anzahl der Eingänge 14 oder Quellen 50 stehen. Das heißt, für drei Eingänge 14 oder Quellen 50 könnte es drei, sechs, neun, zwölf oder mehr Teilbündel 44 pro Teillänge 30 (Bündel 40) ge ben.

Alternativ kann statt der zufallsverteilten Trennung einzelner Bündel 40 eine Anzahl von Teilbündeln 44 gleicher Größe dann zufallsverteilt zu sammengefügt ausgebildet werden, wobei die Anzahl dieser Teilbündel gleich der Anzahl der Bündel (Teillängen 30) multipliziert mit der Anzahl der Eingänge 14 ist. Die Anzahl der Teilbündel 44 kann gleich einem feststehenden Verhältnis mit Bezug auf die Anzahl der Eingänge 14 sein kann. Das heißt, bei drei Eingängen 14 könnte es drei, sechs, neun, zwölf oder mehr Teilbündel 44 pro Teillänge 30 (Bündel 40) ge ben. Die Ausgangsenden 48 der Teilbündel 44 mit einer gegebenen Teillänge 30 werden zufallsverteilt zusammengefügt, um den gesamten Bereich des Ausgangs des Bündels 40 zu definieren. Das heißt, zur Bil dung eines Bündels 40 wird eine Anzahl von Teilbündeln 44 wie durch die Anzahl der Eingänge 14 (oder einem Verhältnis davon) bestimmt zufallsverteilt zusammengefügt.

Bei beiden Ansätzen wird die Gesamtzahl der für die Vorrichtung 10 notwendigen Teilbündel 44 leicht durch Multiplizieren der Anzahl der Teilbündel 44 in einem gegebenen Bündel 40 mit der Anzahl der Bün del (oder Teillängen 30) bestimmt.

Deshalb wird beim zufallsverteilten Zusammenfügen in dem vorliegen den Beispiel einer Vorrichtung mit drei Eingängen 14 mit einer Linea ranordnung 16 mit einer Länge L von 1,016 m (40 Zoll) und einer Lei tungsdicke der Dicke W von 0,0635 cm (0,025 Zoll) und vierzig Teillängen 30 von 2,54 cm (1 Zoll) sich ergebende 120 Teilbündel 44 in ihrer Größe festgelegt. Für jedes Bündel 40 (das eine Teillänge 30 der Linearanordnung 16 füllt) wird eine Anzahl von Teilbündeln 44 gleich der Anzahl der Eingänge 14 verwendet, wobei die in dieser An zahl von Teilbündeln 44 enthaltenen Fasern eine ausreichende Menge an Fasern liefern, um eine Teillänge 30 einzunehmen, und die kombi nierten Teillängen ihrerseits eine ausreichende Menge Fasern liefern, um den gesamten Bereich der Linearanordnung 16 einzunehmen.

Das Ausgangsende 48 der Fasern in jedem Teilbündel 44 wird mit Be zug auf die vertikale und horizontale Positionierung innerhalb einer Teillänge 30 zufallsverteilt. Das heißt, die Ausgangsenden der Fasern 48 von jedem der Teilbündel 44 innerhalb eines gegebenen Bündels 40 werden zusammengemischt, so daß ein Ausgangsende einer Faser aus irgendeinem der Teilbündel 44 innerhalb des Ausgangsbereichs des Bündels 40 zufallsverteilt oder randomisiert positioniert wird.

Die Zufallsverteilung oder willkürliche Verteilung der Ausgangsenden 48 der Teilbündel 44 innerhalb eines gegebenen Bündels 40 wird durch eines der beiden Verfahren durchgeführt: (1) Zufallsverteilung durch Zusammenführen oder (2) Zufallsverteilung durch Trennen.

Zufallsverteiltes Zusammenführen

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 werden bei dem zufallverteilten Zu sammenführen die Ausgangsenden 48 der Teilbündel 44 in einem ge gebenen Bündel 40 (Teillänge 30) über eine Linearentfernung, die grö ßer als die Teillänge ist, fächerförmig ausgebreitet. Vorzugsweise hat das fächerförmig ausgebreitete Teilbündel 44 eine Dicke einer Einzel größenordnung von Fasern und kann nur eine einzige Schichtdicke ha ben. Die Ausgangsenden 48 der fächerförmig ausgebreiteten Fasern werden durch einen Kamm 60 in dieser Konfiguration gehalten. Vor zugsweise kann der Kamm 60 eine ausreichend große Vielzahl von Zähnen 62 aufweisen, so daß die Anzahl der Fasern, die zwischen ei nem Zahnpaar angeordnet ist, relativ klein ist beispielsweise wie eine einzige Größenordnung. Jedes der Teilbündel 44 wird so über die ge samte Kammlänge fächerförmig ausgebreitet, so daß sich die ergeben de, fächerförmig ausgebreitete Dicke mehrere Schichten betragen kann, die sich über eine Entfernung erstrecken, die größer als eine Teillänge ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 werden die Fasern, die am rechten und am linken Ende des Kamms 60 angeordnet sind. Das heißt, die äußeren Fasern, von den äußersten Zähnen 62 zu einem Innensatz von Zähnen gebracht, wobei der Innensatz von Zähnen eine Länge gleich der oder weniger als der Teillänge 30 definiert. Das Verfahren wird fortgesetzt, wodurch die Fasern in den umfangsseitigen Zähnen 62 innerhalb der Länge des Innensatzes des Kamms 60 (der eine Länge gleich der oder weniger als eine Teillänge hat) gebracht werden und gleichmäßig in nerhalb dieser Innensatzlänge verteilt werden. Das Verfahren wird wie derholt, bis alle Fasern innerhalb des Innenabschnitts des Kamms zur Bildung des Bündels 40 angeordnet sind.

Eine Teillänge 30 wird so geformt, wobei die Anschluß- oder Aus gangsenden 48 der Fasern in einem Verteilungsmuster zufallsverteilt sind, der im allgemeinen als Pfeffer und Salz bezeichnet wird. Das heißt, die räumliche Verteilung innerhalb der vertikalen und horizonta len Abmessungen des Linearbereichs ist zufallsverteilt oder willkürlich.

Das Bündel 40 hat so einen zufallsverteilten Ausgang und einen Ein gang, der aus drei Teilbündeln 44 mit Eingängen 46 besteht. Dieses Verfahren wird für jedes Bündel 40 wiederholt. Bei dem vorliegenden Beispiel werden vierzig Bündel 40 so mit zufallsverteilten Anschlußen den 48 ausgebildet, wobei jedes Bündel eine Anzahl von Teilbündelein gängen 46 gleich oder entsprechend der Anzahl der Eingänge 14 auf weist.

Zufallsverteiles Trennen

Ein alternatives Verfahren zur Zufallsverteilung der Ausgangsenden 48 der Fasern in einem Bündel 40 beginnt mit allen Fasern für ein gegebe nes Bündel 40 (Teillänge 30). Das heißt, alle Fasern des Bündels 40 werden zusammengenommen und in einer im wesentlichen einzelnen Schicht ausgebreitet, in der die Fasern parallel sind. Wiederum wird ein Ende der Fasern in dem Kamm 60 festgehalten. Aus dieser parallelen Konfiguration mit einer einzigen Dicke werden bestimmte Fasern aus gewählt. Insbesondere werden die Fasern auf eine Weise ausgewählt, die der Anzahl der Eingänge 14 entspricht. Das heißt, für drei Eingänge 14 wird ein Eingangsende 46 des ersten Teilbündels 44 aus der paralle len Konfiguration einziger Dicke des Bündels 40 durch Entnehmen jeder dritten der fächerförmig ausgebreiteten Fasern entlang der parallelen Konfiguration einer einzigen Dicke ausgebildet. Das Eingangsende 46 eines zweiten Teilbündels 44 wird ausgebildet durch Entnehmen jeder zweiten der verbleibenden Fasern und das Eingangsende 46 des dritten Teilbündels 44 besteht aus den verbleibenden Fasern in dem Kamm. Das gegenüberliegende Ende der Teilbündel wird nur zur Bildung des Ausgangs 48 des Bündels 40 zusammengefaßt, wobei die drei Teil bündeleingänge 46 durch Auswahl ausgebildet werden. Jede Teillänge 30 (Bündelausgangsende 48) wird so zufallsverteilt und mit der erfor derlichen Anzahl von Eingängen 46 ausgebildet.

Zusammenbau

Die ausgebildeten Teillängen 30 (Bündel 40), die jeweils ein zufallver teiltes Ausgangsende und drei getrennte Eingänge 46 aufweisen, wer den dann in dem Gehäuse gehalten. Obgleich dies nicht erforderlich ist, wird erwogen, daß, wenn benachbarte Teillängen 30 in dem Gehäuse angeordnet werden, die Übergangsstelle zwischen den benachbarten Teillängen (Bündel 40) an dem Ausgangsende 48 verwischt wird, wo durch die Ausgangsenden über den Bereich der Linearanordnung 16 weiter zufallsverteilt werden. Die Teillängen 30 können so dazu neigen, sich in ein benachbartes Bündelausgangsende 42 bei Anordnung inner halb des Gehäuses zu "schieben", um die Ausgänge 48 im wesentli chen zusammen mit dem Gehäuse endend anzuordnen. Das heißt, der Ausgang eines Bündels 40 kann sich mit den Fasern am Ausgangsende eines benachbarten Bündels vermischen.

Wie mit Phantomlinien in Fig. 1 gezeigt enden bei Anordnen der Aus gangsenden 48 innerhalb des oberen und unteren Gehäuses 24, 22 einige der Fasern in der ersten und letzten Teillänge im wesentlichen mit den "linken und rechten" Enden des Gehäuses gemeinsam. Deshalb kann eine Anzahl von Gehäusen 20 aneinanderstoßend zur Bildung ei nes im wesentlichen kontinuierlichen, gleichmäßig verteilten Lichtleiters angeordnet werden. Außerdem können die Ausgangsenden der Fasern und die Stirnseite des Gehäuses 20 gleichzeitig maschinell bearbeitet oder geschnitten werden, um eine Stirnseite der Vorrichtung, die sich in einer einzigen Ebene befindet, zu schaffen.

Eingangsende

Am Eingang der Vorrichtung wird ein Teilbündeleingang 46 von jeder Teillänge 30 optisch mit einem gegebenen Eingang 14 verbunden. Das heißt, ein Teilbündel 44 von jeder Teillänge 30 muß jedem Eingang 14 gegenübergestellt sein. Falls mehr Teilbündel 44 als Eingänge 14 für jedes Bündel 40 ausgebildet wurden, dann muß vorzugsweise eine gleiche Anzahl von Teilbündeln 44 jedem Eingang 14 gegenübergestellt werden.

Zur Schaffung des Eingangs 14 wird ein Teilbündel 44 von jeder Teillänge 30 zusammengestellt. Diese Teilbündel 44 werden dann wie vorstehend beschrieben zufallsverteilt zusammengeführt. Dieses Ver fahren wird für jeden Eingang 14 wiederholt. Es ist zu beachten, daß die tatsächliche Anzahl von Teilbündeln 44, die für jede Teillänge 30 ausgewählt wurde, 1 oder 2 oder mehr sein kann, falls ein Verhältnis beziehung verwendet wurde. Deshalb wird, wenn irgendein gegebener Eingang 14 einer Abweichung unterliegt, wie einem vollständigen Aus fall einer Quelle 50 oder bloß einer Abweichung bei Austausch die re lative Intensität des gesamten Lichtleiters gleichmäßig ohne die Schaf fung von überhitzten oder kalten Stellen in dem Ausgang eingestellt.

Da die Anschlußenden der Fasern über die ganze Länge und Breite des Lichtleiters 10 zufallsverteilt sind, wird die Energie von irgendeiner ge gebenen Eingangsquelle 50 über den gesamten Bereich des Lichtleiters im wesentlichen zufallsverteilt. Deshalb verursacht eine Abweichung in einer Quelle nur eine relative Änderung der Lichtintensität nach oben oder unten entlang des Lichtleiters statt dunkle oder helle Stellen zu erzeugen.

Obgleich die vorliegende Erfindung im Hinblick auf besondere Ausfüh rungsformen beschrieben wurde, ist sie nicht auf diese Ausführungs formen beschränkt. Alternative Ausführungsformen oder Modifikatio nen, die von der Erfindung erfaßt werden, können von Fachleuten ins besondere in Anbetracht der vorstehend erwähnten Lehren durchge führt werden. Alternative Ausführungsformen, Modifikationen oder Äquivalente können im Umfang der Erfindung wie in den Ansprüchen definiert enthalten sein.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen einer gleichmäßigen Beleuchtung ent lang eines Lichtleiters gegebener Länge, umfassend:

(a) Auswählen einer Lichtleitungsteillängenabmessung, die ge ringer als die gegebene Länge ist;
(b) Identifizieren einer ausreichenden Menge von Fasern, um eine Lichtleitungsteillänge der ausgewählten Abmessung einzunehmen;
(c) Teilen der ausreichenden Menge an Fasern durch eine ge wünschte Anzahl von Eingängen, um eines von einer An zahl von Teilbündeln und eine Anzahl von Fasern in jedem Teilbündel zu identifizieren; und
(d) Ausbilden der Lichtleitungsteillänge durch das zufallsverteil te Aufteilen eines Endes der Teilbündel innerhalb der Teillängenabmessung und Festhalten eines verbleibenden Endes jedes Teilbündels als diskreten Teilbündeleingang.

2. Verfahren zum Erzeugen einer gleichmäßigen Beleuchtung ent lang eines Lichtleiters gegebener Länge, umfassend:

(a) Auswählen einer Lichtleitungsteillängenabmessung, die ge ringer als die gegebene Länge ist;
(b) Identifizieren eines ausreichenden Bündels von Fasern, um die Lichtleitungsteillänge einzunehmen;
(c) Teilen des Faserbündels durch eine gewünschte Anzahl von Eingängen zur Bildung einer Anzahl von Teilbündeln; und
(d) Ausbilden der Lichtleitungsteillänge durch das zufallsverteil te Aufteilen eines Endes der Teilbündel innerhalb eines Bündels und Festhalten eines verbleibenden Endes jedes Teilbündels in dem Bündel als diskreten Eingang.

3. Verfahren zum Erzeugen einer gleichmäßigen Beleuchtung ent lang eines Lichtleiters gegebener Länge, umfassend:

(a) Auswählen einer Lichtleitungsteillängenabmessung, die kür zer als die gegebene Länge ist;
(b) Identifizieren eines ausreichenden Faserbündels, um eine Lichtleitungsteillänge der ausgewählten Abmessung einzu nehmen;
(c) Ausbilden einer Vielzahl von Teilbündeln aus dem Faser bündel, wobei die Vielzahl von Teilbündeln mindestens gleich einer gewünschten Anzahl von Eingängen ist; und
(d) Ausbilden der Lichtleitungsteillänge durch das zufallsverteil te Aufteilen eines Endes der Teilbündel in einem Bündel und Festhalten eines verbleibenden Endes jedes Teilbündels in dem Bündel als diskreten Eingang.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, weiterhin umfassend das operative Ausrichten von mindestens einem Teilbündel in jeder Lichtleitungsteillänge mit einem einzigen Eingang.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, weiterhin umfassend das Anordnen einer Vielzahl von Lichtleitungsteillängen benachbart zueinander, um eine gegebene Länge zu bilden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, weiterhin umfassend das Inbeziehungsetzen der Anzahl der Teilbündel mit der Anzahl der Eingänge zu einer Beziehung ganzer Zahlen.

7. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, weiterhin umfassend das operative Ausrichten eines verbleibenden Endes aus jeder Licht leitungsteillänge mit einem einzigen Eingang.

8. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, weiterhin umfassend:

(a) Auswählen eines verbleibenden Endes aus jeder Lichtlei tungsteillänge; und
(b) zufallverteiltes Zusammenführen der ausgewählten, verblei benden Enden zur Bildung eines Eingangs.

9. Lichtleitervorrichtung zur Übertragung von Energie von einer An zahl von Eingängen zu einem Ausgang, um einen Ausgang mit im wesentlichen gleichmäßiger Intensität zu schaffen, umfas send:

(a) eine Vielzahl von Fasern mit einem Eingangsende und ei nem Ausgangsende;
(b) ein Gehäuse zum Festhalten der Ausgangsenden entlang einer gegebenen Länge;
(c) eine Vielzahl von Bündeln, die aus den Fasern gebildet und benachbart innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, wobei jedes Bündel ein zufallverteiltes Ausgangsende aufweist, das eine Länge einnimmt, die geringer ist als die gegebene Länge, und eine Anzahl von Teilbündeleingängen aufweist, die gleich einem gradzahligen Mehrfachen der Anzahl der Eingänge ist, wobei jeder Eingang optisch mit jedem Bündel verbunden ist und jeder Eingang optisch mit mindestens ei nem Teileingang in jedem Bündel verbunden ist.

10. Mehrfacheingang-Lichtleitungsvorrichtung zum Übertragen von Energie von einer gegebenen Anzahl von Eingängen zur Schaf fung eines Ausgangs mit im wesentlichen gleichmäßiger Intensi tät, umfassend:

(a) eine Vielzahl von Faserbündeln mit einem Quellenende und einem randomisierten Ausgangsende, wobei das Quellenen de eine Anzahl von Teilbündeleingängen umfaßt, wobei die Anzahl der Teilbündeleingänge der gegebenen Anzahl ent spricht;
(b) ein Gehäuse, das einen Teil jedes Bündels festhält, um ei nen Teil jedes Bündels benachbart zu einem zufallsverteilten Ausgangsende eines benachbarten Bündels zur Bildung ei ner Ausgangsanordnung anzuordnen; und
(c) eine gegebene Anzahl von Eingängen, die durch die Teil bündeleingänge gebildet ist, wobei jeder Eingang ein Teil bündeleingangsende von jedem Bündel umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei jedes Teilbündeleingangs ende einzig mit einer einzigen Quelle optisch ausgerichtet ist.