DE19739554B4 - Lichtleitungsvorrichtung mit einem zufallsverteilten Eingang und Ausgang zur Verringerung der Empfindlichkeit gegenüber Eingabeschwankungen und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

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

Info

Publication number
DE19739554B4
DE19739554B4 DE19739554A DE19739554A DE19739554B4 DE 19739554 B4 DE19739554 B4 DE 19739554B4 DE 19739554 A DE19739554 A DE 19739554A DE 19739554 A DE19739554 A DE 19739554A DE 19739554 B4 DE19739554 B4 DE 19739554B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bundle
output
fibers
light
sub
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19739554A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19739554A1 (de
Inventor
Rolf H. Mueller
Thomas A. Bender
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.)
Fostec Inc
Original Assignee
Fostec Inc
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 Fostec Inc filed Critical Fostec Inc
Publication of DE19739554A1 publication Critical patent/DE19739554A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19739554B4 publication Critical patent/DE19739554B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/04Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005Light 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
    • G02B6/0008Light 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 at the end of the fibre
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S385/00Optical waveguides
    • Y10S385/901Illuminating or display apparatus

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

Lichtleitungsvorrichtung zum Erzeugen einer gleichmäßigen Lichtintensität entlang einer Lichtlinie (16) vorgegebener Länge (L) mit
a) einer ersten Anzahl N1 von Eingängen (14) und einem die Lichtlinie (16) bildenden Ausgang (12),
b) einer Vielzahl an optischen Fasern, die am Ausgang (12) jeweils ein Ausgangsende (48) aufweisen, und
c) einer zweiten Anzahl N2 von am Ausgang (12) aus den Fasern gebildeten Faserbündeln (40), wobei die Länge (L) in Teillängen (30) der Anzahl N2 aufgeteilt ist und einem Faserbündel (40) jeweils eine der Teillängen (30) der Lichtlinie (16) zugeordnet ist und wobei die jeweilige Teillänge (30) von den Ausgangsenden (48) der Fasern des jeweils zugeordneten Faserbündels (40) eingenommen wird,
d) wobei jedes Faserbündel (40) – in Richtung der Eingänge (14) gesehen – in eine dritte Anzahl N3 von Teilbündeln (44) aufgeteilt ist und wobei gilt N3 = n·N1, wobei für die natürliche Zahl n gilt: n = 1, 2,...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtleitungsvorrichtung zum Erzeugen einer gleichmäßigen Lichtintensität entlang einer Lichtlinie und insbesondere eine Lichtleitungsvorrichtung zur Übertragung von Licht von einer Vielzahl von Eingängen, bei der die Abweichung an einem Eingang über einen gesamten Ausgangsbereich der Lichtleitungsvorrichtung 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 Lichtleitungsvorrichtungen 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 eines 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 erforderlich, daß diese einzelnen Lichtleitungsgehäuse innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses in einer aneinanderstoßenden oder benachbarten Beziehung angeordnet werden, um die längeren Lichtleitungsvorrichtungen herzustellen.
  • Im Gegensatz zu dem Ausgang der Lichtleitungsvorrichtungen, sind die Eingänge im allgemeinen gebündelt, wobei eine Vielzahl von Lichtleitfasern zu einem einzigen Eingangsbündel kombiniert sind.
  • Es besteht jedoch der Bedarf an einer Lichtleitungsvorrichtung und vorzugsweise einer Vorrichtung in Modulbauweise, in der mehrere Eingänge untergebracht sind, wobei die Einzelfaseranordnung im Lichtleitungsausgang am Ausgang oder dem Anschlußendbereich zufallsverteilt ist, so daß Schwankungen an den einzelnen Eingängen oder Lichtquellen im wesentlichen gleichförmig über den gesamten Bereich des Lichtleitungsausgangs verteilt werden. Es besteht auch ein Bedarf an einem solchen zufallsverteilten Ausgang in Zusammenwirkung mit einem 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 Konstruieren einer Lichtleitungsvorrichtung mit einem solchen zufallsverteilten Ausgang und Eingang, die von der Länge des Lichtleitungsgehäuses unabhängig ist. Das heißt, ein zufallsverteilter Lichtleiter kann irgendeine 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 JP 8-17223 einschließlich zugehörigem englischsprachigen Abstract offenbart eine Beleuchtungs vorrichtung, die vergleichsweise klein ist und dazu dient, mehrere Bereiche so zu beleuchten, daß die Lichtenergie am Strahlungsausgang eines aus einer Vielzahl von Lichtleitern zusammengesetzten Faserbündels annähernd gleich ist. Für diesen Zweck werden von Lichtquellen emittierte Lichtstrahlen mittels eines optischen Systems fokussiert, um ein Abbild der Lichtquelle zu bilden. Ein weiteres optisches System dient dazu, die durch das Faserbündel übertragenden Lichtstrahlen auf die zu beleuchtenden Bereiche einer Maskenoberfläche aufzuteilen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lichtleitungsvorrichtung zu schaffen, durch die sich eine möglichst gleichmäßige Lichtintensität entlang der von der Lichtleitungsvorrichtung erzeugten Lichtlinie erzielen läßt.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Lichtleitungsvorrichtung nach dem Anspruch 1 gelöst.
  • Im allgemeinen umfaßt die Herstellung der Lichtleitungsvorrichtung mit einem Ausgang von einer gewünschten Länge die Auswahl einer Teillänge der gewünschten Lichtleitungsausgangslänge, das Identifizieren einer ausreichenden Anzahl von Fasern in einem Bündel, 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 Ausgangsenden der Fasern jedes Teilbündels in einem Bündel innerhalb einer Teillänge. Die Teilfängen werden dann benachbart oder aneinanderstoßend 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 operativ mit den Eingängen verbunden, so daß mindestens ein Teilbündeleingang für jedes Bündel mit jedem Eingang ausgerichtet ist.
  • Die vorliegende Erfindung kann bei einem Modulgehäuse zum zusammenwirkenden Ausrichten mit gleichen Gehäusen verwendet werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Hierin zeigen:
  • 1 eine Draufsicht auf eine Lichtleitungsvorrichtung, bei der die vorliegende Erfindung verwirklicht ist;
  • 2 eine Stirnansicht des Ausgangs der Lichtleitungsvorrichtung;
  • 3 eine schematische Ansicht des Ausgangs, die Teillängen des Ausgangs zeigt;
  • 4 eine schematische Ansicht des Teilbündels und einer Teillänge und der Verbindung eines Teilbündels mit einer Quelle;
  • 5 eine Draufsicht auf einer Ausführungsform mit vier Eingängen;
  • 6 eine Stirnansicht der in 5 gezeigten Ausführungsform; und
  • 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 1 dargestellt. Die Vorrichtung umfaßt einen Ausgang, ein emittierendes oder Ausgangsende 12 und Empfangsenden oder Eingänge 14. Das Ausgangsende 12 kann eine Vielzahl von Konfigurationen aufweisen, einschließlich Ringen, Platten, Blöcken oder Linearanordnungen. Zur Beschreibung wird die Konfiguration des Vorrichtungsausgangs 12 als Linearanordnung 16 bezeichnet. Wie in 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 Vorrichtung 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 klargstellt, daß die genauen Abmessungen der Vorrichtung 10, einschließlich der Linearanordnung 16 sowie der Anzahl der Eingänge 14 durch Anwendungserwägungen diktiert sein können. Für Beschreibungszwecke 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 Querschnittskonfiguration der Fasern und das Vorhandensein oder Fehlen eines Puffers wird auch durch Konstruktions- bzw. Design- und Anwendungserwägungen 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 Gehäusen zur Bildung eines Ausgangs mit im wesentlichen kontinuierlicher 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 Vorrichtung 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 vorliegenden 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 Veranschaulichungszwecke 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 Beispiel 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 einzunehmende Ausgangsbereich hängt mit der Bündelgröße zusammen. Es ist wiederum zu beachten, daß ein spezifischer Teillängenwert irgendein Wert ausgenommen der Länge der Linearanordnung 16 sein kann. Vorzugsweise sind die Teillängen 30 einander gleich und fuhren zu einer leicht zu handhabenden Menge von Fasern innerhalb des definierten Bündels 40.
  • So sind bei dem vorliegenden Beispiel vierzig Bündel 40 jeweils mit dem vorbestimmten Bereich (etwa 0,161 cm2 (0,025 Quadratzoll)) erforderlich, um die Linearanordnung 16 vollständig einzunehmen.
  • Dann wird die Anzahl der Eingänge 14 identifiziert. Die gewünschte Anzahl von Eingängen 14 kann durch die beabsichtigte Betriebsumgebung oder Anwendung der Vorrichtung 10 bestimmt sein. Während die Anzahl der Eingänge 14 gleich einer Anzahl von Quellen sein kann, kann die tatsächliche Anzahl der Eingänge 14 größer oder kleiner als die Anzahl der Quellen 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 entspricht 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 stehen. Das heißt, für drei Eingänge 14 oder Quellen könnte es drei, sechs, neun, zwölf oder mehr Teilbündel 44 pro Teillänge 30 (Bündel 40) geben.
  • Alternativ kann statt der zufallsverteilten Trennung einzelner Bündel 40 eine Anzahl von Teilbündeln 44 gleicher Größe dann zufallsverteilt zusammengefügt 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. Das heißt, bei drei Eingängen 14 könnte es drei, sechs, neun, zwölf oder mehr Teilbündel 44 pro Teillänge 30 (Bündel 40) geben. 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 Bildung 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 Bündel (oder Teillängen 30) bestimmt.
  • Deshalb werden beim zufallsverteilten Zusammenfügen in dem vorliegenden Beispiel einer Vorrichtung mit drei Eingängen 14 mit einer Linearanordnung 16 mit einer Länge L von 1,016 m (40 Zoll) und einer Leitungsdicke 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 Anzahl von Teilbündeln 44 enthaltenen Fasern eine ausreichende Menge an Fasern liefern, um eine Teillänge 30 einzunehmen, und die kombinierten 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 Bezug 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 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 7 werden bei dem zufallsverteilten Zusammenführen die Ausgangsenden 48 der Teilbündel 44 in einem gegebenen Bündel 40 (Teillänge 30) über eine Linearentfernung, die größer als die Teillänge ist, fächerförmig ausgebreitet. Vorzugsweise hat das fächerförmig ausgebreitete Teilbündel 44 eine Dicke einer Einzelgrößenordnung von Fasern und kann nur eine einzige Schichtdicke haben. Die Ausgangsenden 48 der fächerförmig ausgebreiteten Fasern werden durch einen Kamm 60 in dieser Konfiguration gehalten. Vorzugsweise kann der Kamm 60 eine ausreichend große Vielzahl von Zähnen 62 aufweisen, so daß die Anzahl der Fasern, die zwischen einem Zahnpaar angeordnet ist, relativ klein ist. Jedes der Teilbündel 44 wird so über die gesamte Kammlänge fächerförmig ausgebreitet, so daß dich die ergebende, fächerförmig ausgebreitete Dicke mehrere Schichten betragen kann, die sich über eine Entfernung erstrecken, die größer als eine Teillänge ist.
  • Unter Bezugnahme auf 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 innerhalb dieser Innensatzlänge verteilt werden. Das Verfahren wird wiederholt, 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 Ausgangsenden 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 horizontalen Abmessungen des Linearbereichs ist zufallsverteilt oder willkürlich.
  • Das Bündel 40 hat so einen zufallsverteilten Ausgang und einen Eingang, 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 Ausgangsenden 48 ausgebildet, wobei jedes Bündel eine Anzahl von Teilbündeleingängen 46 gleich oder entsprechend der Anzahl der Eingänge 14 aufweist.
  • Zufallsverteiles Trennen
  • Ein alternatives Verfahren zur Zufallsverteilung der Ausgangsenden 48 der Fasern in einem Bündel 40 beginnt mit allen Fasern für ein gegebenes 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 ausgewählt. 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 parallelen 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 Teilbündeleingänge 46 durch Auswahl ausgebildet werden. Jede Teillänge 30 (Bündelausgangsende 48) wird so zufallsverteilt und mit der erforderlichen Anzahl von Eingängen 46 ausgebildet.
  • Zusammenbau
  • Die ausgebildeten Teillängen 30 (Bündel 40), die jeweils ein zufallsverteiltes Ausgangsende 48 und drei getrennte Eingänge 46 aufweisen, werden dann in dem Gehäuse gehalten. Obgleich dies nicht erforderlich ist, wird erwogen, daß, wenn benachbarte Teilfängen 30 in dem Gehäuse angeordnet werden, die Übergangsstelle zwischen den benachbarten Teillängen (Bündel 40) an dem Ausgangsende 48 verwischt wird, wodurch die Ausgangsenden über den Bereich der Linearanordnung 16 weiter zufallsverteilt werden. Die Teillängen 30 können so dazu neigen, sich in ein benachbartes Bündelausgangsende bei Anordnung innerhalb des Gehäuses zu "schieben", um die Ausgänge 48 im wesentlichen 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 1 gezeigt enden bei Anordnen der Ausgangsenden 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 eines 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 Verfahren 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. Deshalb wird, wenn irgendein gegebener Eingang 14 einer Abweichung unterliegt, wie einem vollständigen Ausfall einer Quelle oder bloß einer Abweichung bei Austausch die relative Intensität des gesamten Lichtleiters gleichmäßig ohne die Schaffung 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 gegebenen Eingangsquelle 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.

Claims (3)

  1. Lichtleitungsvorrichtung zum Erzeugen einer gleichmäßigen Lichtintensität entlang einer Lichtlinie (16) vorgegebener Länge (L) mit a) einer ersten Anzahl N1 von Eingängen (14) und einem die Lichtlinie (16) bildenden Ausgang (12), b) einer Vielzahl an optischen Fasern, die am Ausgang (12) jeweils ein Ausgangsende (48) aufweisen, und c) einer zweiten Anzahl N2 von am Ausgang (12) aus den Fasern gebildeten Faserbündeln (40), wobei die Länge (L) in Teillängen (30) der Anzahl N2 aufgeteilt ist und einem Faserbündel (40) jeweils eine der Teillängen (30) der Lichtlinie (16) zugeordnet ist und wobei die jeweilige Teillänge (30) von den Ausgangsenden (48) der Fasern des jeweils zugeordneten Faserbündels (40) eingenommen wird, d) wobei jedes Faserbündel (40) – in Richtung der Eingänge (14) gesehen – in eine dritte Anzahl N3 von Teilbündeln (44) aufgeteilt ist und wobei gilt N3 = n·N1, wobei für die natürliche Zahl n gilt: n = 1, 2, 3, 4 ..., und wobei die Zahlen N3 und n für die gesamte Lichtleitungsvorrichtung jeweils einen festen Wert haben, und e) wobei jedes Faserbündel (40) mit mindestens einem seiner Teilbündel (44) mit jedem der Eingänge (14) verbunden ist.
  2. Lichtleitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N1 gleich der Anzahl von Lichtquellen ist.
  3. Lichtleitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N3 gleich der Anzahl N1 ist.
DE19739554A 1996-11-20 1997-09-09 Lichtleitungsvorrichtung mit einem zufallsverteilten Eingang und Ausgang zur Verringerung der Empfindlichkeit gegenüber Eingabeschwankungen und Verfahren zu ihrer Herstellung Expired - Fee Related DE19739554B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/754,072 US5887102A (en) 1996-11-20 1996-11-20 Fiber optic lightline device having randomized input and output for reducing sensitivity to input variations and method of making the same
US08/754,072 1996-11-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19739554A1 DE19739554A1 (de) 1998-05-28
DE19739554B4 true DE19739554B4 (de) 2004-12-09

Family

ID=25033373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19739554A Expired - Fee Related DE19739554B4 (de) 1996-11-20 1997-09-09 Lichtleitungsvorrichtung mit einem zufallsverteilten Eingang und Ausgang zur Verringerung der Empfindlichkeit gegenüber Eingabeschwankungen und Verfahren zu ihrer Herstellung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5887102A (de)
CH (1) CH694821A5 (de)
DE (1) DE19739554B4 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000035402A1 (en) * 1998-12-17 2000-06-22 Getinge/Castle, Inc. Illumination system adapted for surgical lighting
JP3869589B2 (ja) * 1999-09-02 2007-01-17 ペンタックス株式会社 ファイババンドル及び内視鏡装置
US7083298B2 (en) * 2001-10-03 2006-08-01 Led Pipe Solid state light source
NL1019121C2 (nl) * 2001-10-05 2003-04-08 Datascan Group B V Vlakke homogene lichtbron.
JP3956109B2 (ja) * 2002-04-30 2007-08-08 住友電気工業株式会社 バンドルファイバを用いた光源装置の製造方法
US7369721B2 (en) * 2003-09-26 2008-05-06 Mbda Uk Limited Optical imaging system with optical delay lines
JP2009302225A (ja) * 2008-06-12 2009-12-24 Nikon Corp ライトガイド、照明装置、露光装置及びデバイス製造方法
PL2309293T3 (pl) * 2009-10-10 2012-05-31 Eads Deutschland Gmbh Skaner światłowodowy
US9069121B2 (en) 2011-07-08 2015-06-30 Nora LIGORANO Fiber optic tapestry
US8998469B1 (en) * 2013-01-08 2015-04-07 Ruth M. Miller Lighted ceramic tile assembly

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH028804A (ja) * 1988-06-28 1990-01-12 Mitsubishi Rayon Co Ltd 光ガイド
DE69203279T2 (de) * 1991-05-01 1996-01-11 Megamation Inc Gerät zur Steuerung der Stellung eines Roboterelementes.
JPH0817223A (ja) * 1994-06-29 1996-01-19 Nikon Corp 照明光学装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4057338A (en) * 1972-02-04 1977-11-08 Izon Corporation Fiber optic system
US3825335A (en) * 1973-01-04 1974-07-23 Polaroid Corp Variable color photographic lighting system
JPS57142603A (en) * 1981-02-27 1982-09-03 Canon Inc Optical scanner
JPS5995063A (ja) * 1982-11-22 1984-05-31 株式会社東芝 走査式レ−ザ装置
NL8701794A (nl) * 1987-07-29 1989-02-16 Du Pont Nederland Oppervlakteverlichtingsinrichting met behulp van lichtgeleiders.
JP2686267B2 (ja) * 1988-01-30 1997-12-08 キヤノン株式会社 画像形成装置
US4952022A (en) * 1989-03-02 1990-08-28 Xerox Corporation Fiber optic line illuminator with deformed end fibers and method of making same
US4932747A (en) * 1989-09-07 1990-06-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber bundle homogenizer and method utilizing same
DE3942771C1 (de) * 1989-12-23 1991-07-04 Dornier Luftfahrt Gmbh, 8031 Wessling, De
US5258858A (en) * 1990-04-30 1993-11-02 Vincent Chow Modulated fiber optic image scanner
US5187765A (en) * 1991-07-23 1993-02-16 Fostec, Inc. Backlighted panel
EP0574686A2 (de) * 1992-05-13 1993-12-22 The Spectranetics Corporation Lineares Abtastverfahren und Vorrichtung zur Energieeinkopplung in ein optische Faserbündel
US5568964A (en) * 1992-07-10 1996-10-29 Lumitex, Inc. Fiber optic light emitting panel assemblies and methods of making such panel assemblies
US5418879A (en) * 1994-04-04 1995-05-23 Chrysler Corporation Distributed light delivery system
US5553184A (en) * 1994-12-07 1996-09-03 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Process for the application of fiber optical bundles comprising optical fibers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH028804A (ja) * 1988-06-28 1990-01-12 Mitsubishi Rayon Co Ltd 光ガイド
DE69203279T2 (de) * 1991-05-01 1996-01-11 Megamation Inc Gerät zur Steuerung der Stellung eines Roboterelementes.
JPH0817223A (ja) * 1994-06-29 1996-01-19 Nikon Corp 照明光学装置
US5661837A (en) * 1994-06-29 1997-08-26 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and scanning exposure apparatus using the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Englische Übersetzung der JP 8-17223 A *

Also Published As

Publication number Publication date
US5887102A (en) 1999-03-23
CH694821A5 (de) 2005-07-29
DE19739554A1 (de) 1998-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60037178T2 (de) Leuchte, optisches element und verfahren zum beleuchten eines objektes
DE2751058C2 (de)
DE10327733C5 (de) Vorrichtung zur Formung eines Lichtstrahls
EP1839083B1 (de) Vorrichtung zur homogenisierung von licht
DE3736962A1 (de) Lichtleiterhalter
DE2026372A1 (de) Gerat zur bildlichen Informations ausgabe und Verfahren zur Herstellung desselben
DE19739554B4 (de) Lichtleitungsvorrichtung mit einem zufallsverteilten Eingang und Ausgang zur Verringerung der Empfindlichkeit gegenüber Eingabeschwankungen und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2705369A1 (de) Verjuengt zulaufende fiberoptische anordnung
DE7829648U1 (de) Optische faserbuendelvorrichtung fuer ein beleuchtungssystem
EP1006382A1 (de) Anordnung und Vorrichtung zur optischen Strahltransformation
EP1934647A1 (de) Vorrichtung zur homogenisierung von licht
DE2014678A1 (de) Li entübertragungsanordnung
DE102018126955A1 (de) Optisches Lichtleitersystem
DE2731863A1 (de) Verfahren zum verbinden optischer fasern und kupplung zur durchfuehrung des verfahrens
DE1800405A1 (de) Vorgeformte Anordnung zur Energieuebertragung und Verfahren zu deren Herstellung
DE2346509B2 (de) Vorrichtung zum Lesen von Informationsträgern
DE60021660T2 (de) Verfahren zur Konditionierung der Lichtemission eines eine Anordnung von Laserdioden umfassenden Lasergenerators
DE19738327A1 (de) Lichtstreuelement
DE19920293A1 (de) Anordnung und Vorrichtung zur optischen Strahltransformation
DE1484116C3 (de) Bewehrungsmattenreihe
DE1958036A1 (de) Anordnung zur Scharfeinstellung
DE4105989A1 (de) Vorrichtung zum einkoppeln von licht in ein buendel von optischen wellenleitern
DE1922652A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Loetanschluessen
DE102021109194B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Aufbereiten eines Lichtleitergewebes
DE2313685A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines aus biegsamen lichtleitern bestehenden zeichengenerators

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: FLUEGEL, PREISSNER, KASTEL, 81929 MUENCHEN

8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee