DE2028111B2

DE2028111B2 - Verfahren zur Herstellung einer lichtabsorbierende Faserelemente enthaltenden, zur Bildübertragung dienenden Faserplatte

Info

Publication number: DE2028111B2
Application number: DE2028111A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: American Optical Corp
Current assignee: Warner Lambert Technologies Inc
Priority date: 1969-06-09
Filing date: 1970-06-08
Publication date: 1978-12-14
Also published as: GB1303140A; FR2064055A1; DE2028111A1; US3615313A; NL7006255A; FR2064055B1; JPS4838270B1; DE2028111C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer lichtabsorbierende Faserelemente enthaltenden, zur Bildübertragung dienenden Faserplatte der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten ArL

Es ist bekannt, derartige das Streulicht absorbierende Faserplatten in der Weise herzustellen, daß einzelne verhältnismäßig lange Bildübertragujigsfasern und einzelne lichtabsorbierende Faserelemente in relativ umständlicher und zeitraubender Weise zusammengesetzt werden (US-PS 32 79 903, US-PS 32 47 756).

Es ist ferner ein Verfahren zum Herstellen derartiger Faserplatten bekannt, bei dem das lichtabsorbierende Faserelement einen Teil des mit Material eines niedrigen Brechungsindex ummantelten Kerns bildet und von dem zur Bildübertragung dienenden, lichtleitenden Kernteil durch Material niedrigen Brechungsindexes getrennt ist (US-PS 33 97 022). Dabei handelt es sich um rechteckige oder sechseckige Fasern. Bei der Herstellung dieser Fasern wird so vorgegangen, daß ein Stab aus lichtleitendem Material hohen Brechungsindexes parallel zu einem Stab aus lichtabsorbierendem Material und dazwischen ein Abstandsglied aus lichtleitendem Material geringen Brechungsindex und rings um diese Anordnung eine rechteckige Röhre aus Material eines niedrigen Brechungsindex angeordnet werden und diese Kombination dann nach Erhitzen auf den gewünschten geringen Querschnitt gezogen wird. Der dann folgende Zusammenbau zu einer Faserplatte ist zwar gegenüber dem zuerst beschriebenen Verfahren insofern erleichtert, als dabei nicht unterschiedliche Einzelstücke von lichtleitenden Fasern einerseits und lichtabsorbierenden Faserelementen andererseits gehandhabt werden müssen; jedoch wird bei diesem Verfahren von der Verwendung von Lichtleitern kreisförmigen Querschnitts abgegangen, welche in der Herstellung wirtschaftlicher sind und eine wirksamere Lichtübertragung bewirken als rechtwinklig geformte Lichtleiter. Außerdem müssen der lichtleitende Kernabschnitt und der lichtabsorbierende Kernabschnitt sorgfältig konstruiert und in Bezug aufeinander positioniert werden, was wiederum zu einer Vergrößerung des Herstellungsaufwandes führt.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren zur Herstellung von Glasfaserplatten (GB-PS 11 11419) werden an lichtleitende Fasern aus Material hohen Brechungsindexes auf einer Seite zwei Abstandsglieder aus einem Material niedrigen Brechungsindexes angeschmolzen, und die so erhaltenen Lichtleiter werden dann zur Bildung der Faserplatte zusammengesetzt, wobei jeder Lichtleiter in einer genau vorgegebenen Orientierung auf die Anordnung von Lichtleitern

aufgebracht werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Faserplatte, die Bildübertragungsfasern von kreisförmigem Querschnitt sowie lichtabsorbierende Faserelemente aufweist, zu schaffen, welches mit relativ geringem Aufwand durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglichen die an diametral gegenüberliegenden Positionen des Lichtleiters angeordneten lichtabsorbierenden Faserelemente ein in gewissem Ausmaß selbstpositionierendes Aufeinanderschichten der Lichtleiter, was einerseits eine Erleichterung des Verfahrens bedeutet und andererseits zu einer sehr gleichmäßigen Anordnung der Lichtleiter in dem resultierenden Lichtleiterbündel führt

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen

Fig. 1 und 2 die schaubildliche Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Lichtleiters;

Fig.3 einen vergrößerten Querschnitt des Lichtleiters entlang der Linie 3-3 von F i g. 2;

Fig.4 eine teilweise Endansicht eines Gefüges aus einer Vielzahl von Stücken der in F i g. 2 und 3 gezeigten Lichtleiter;

F i g. 5 eine Endansicht einer Anzahl von miteinander verschmolzenen Anordnungen, die mittels der in F i g. 4 veranschaulichten Verfahrensweise geformt wurden, wobei durch einen geringen Abstand dieser Anordnungen voneinander gezeigt ist, wie aneinandergrenzende Seiten der Anordnungen ineinander passen; und

Fig. 6 eine schaubildliche Darstellung einer gemäß dem Verfahren hergestellten Faserplatte.

In den Fig. 2 und 3 ist ein das Streulicht absorbierender Leiter 10 gezeigt, der gemäß der Erfindung hergestellt ist. Der Leiter 10 weist einen Hauptabschnitt 12 von kreisförmigem Querschnitt auf mit einem Kern 14 aus Glas eines hohen Brechungsindex, der von einem Mantel 16 aus Glas eines niedrigeren Brechungsindex als demjenigen des Kerns 14 umgeben ist. Einstückig mit dem Hauptabschnitt 12 verbunden sind auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Abschnitts 12 iichtabsorbierende Fasern 18 vorgesehen, die mit dem Mantel 16 verschmolzen sind.

Bei dieser Ausführungsform des Lichtleiters 10 hat jede lichtabsorbierende Faser 18 einen Kern 20 aus lichtabsorbierendem Glas, der von einem Mantel 22 umgeben ist, der aus dem gleichen Glas wie dem des Mantels 16 besteht. Es ist jedoch zu beachten, daß Fasern 18 vollständig aus lichtsorbierendem Material gebildet werden kennen, d. h. ohne Ummantelungen 22, und unmittelbar mit dem Mantel 16 des Hauptteils i2 verschmolzen werden können.

Ein Verfahren zur Herstellung des Leiters 10 ist in den Fi g. 1 und 2 veranschaulicht, wobei man sieht, daß ein Glasblock 24 der gleichen allgemeinen Konfiguration des Leiters 10 an einem seiner Enden auf Schmelztemperatur erhitzt wird, beispielsweise durch ein elektrisches Heizelement 26, und auf den verringerten Querschnitt des Lichtleiters 10 gezogen wird.

Man sieht in Fig. 1, daß der Block 24 einen Stab 28 aus Glas eines hoheii Brechungsindex aufweist, der in einer Glasrohre 30 von verhältnismäßig niedrigem Brechungsindex angeordnet ist. Verhältnismäßig schmale Stäbe 32 aus lichtabsorbierendem Material sind an diametral gegenüberliegenden Seiten der Röhre 30 angeordnet. Die Stäbe 32 haben Kerne 34 aus lichtabsorbierendem Material, die jeweils von einem Mantel 36 aus dem Glas der Röhre 30 gleichem Glas umgeben sind. Die Stäbe 32 können jedoch auch einfach aus einem nicht ummantelten Stück von lichtabsorbierendem Material bestehen, wenn es erwünscht ist, daß

ίο die lichtabsorbierenden Fasern des Lichtleiters 10 nicht ummantelt sein sollen.

Die Stäbe 32 des Blockes 24 können vor dem Ausziehen des Blockes 24 leicht an die Röhre 30 angeschmolzen oder auf andere Weise an dieser befestigt sein oder mittels mechanischer Befestigungsmittel (nicht gezeigt) gegen die Röhre gehalten werden, wodurch die Verschmelzung mit der Röhre 30 während des Ausziehens des Lichtleiters 10 progressiv entlang der Länge der Stäbe 32 stattfindet.

Das Streulicht absorbierende Multileiter-Bildübertragungseinlwiten aus Leitern 10 werden dadurch gebildet, daß die Leiter in eine Vielzahl von Stücken 10' geschnitten werden, die nebeneinander angeordnet (F i g. 4) und zu einer Einheit verschmolzen werden. Der Zusammenbau wird in einer Ausrichte- und Ha!*evorrichtung 38 vorgenommen, die eine Reihe von parallelen Vertie'.jngen 40 aufweist, die sich entlang ihrer Basis 42 erstrecken. Jede der Vertiefungen hat eine solche Breite und ausreichende Tiefe in die Basis 42 hinein, daß sie eine der lichtabsorbierenden Fasern 18' eines Lichtleiters 10' in engem Kontakt mit derselben aufnehmen kann. Die Vertiefungen 40, die sich unmittelbar neben den jeweils gegenüberliegenden Seitenwänden 44 der Befestigungsvorrichtung 38 befinden, sind von diesen Seitenwänden in einem Abstand angeordnet, der angenähert gleich einem Radius eines Hauptabschnitts 12' eines Lichtleiters 10' ist, und dazwischenliegende Vertiefungen der Reihe von Vertiefungen haben voneinander einen Abstand, der angenähert gleich

■40 einem Durchmesser des Hauptabschnitts 12 eines Lichtleiters 10' ist.

Eine erste Reihe von Lichtleiterstücken 10' wird entlang der Basis 42 gebildet, wobei jeweils eine von jedem Paar absorbierender Fasern 18' in eine

4") entsprechende Vertiefung 40 eingesetzt wird, worauf alle Durchmesser von Lichtleiterstii:ken JO', die diametralen Positionen entsprechender Paare absorbierender Fasern 18' entsprechen, automatisch parallel zueinander in der ersten Reihe ausgerichtet werden.

ίο Eine zweite Reihe von Lichtleiterstücken 10', deren jeweils eine absorbierende Faser 18' in den Zwischenraum zwischen aneinandergrenzenden Paaren von Hauptabschnitten der Lichtleiterstücke in der ersten Reihe eingekeilt ist, richtet automatisch die diametralen

5) Positionen von Paaren von lichtabsorbierenden Fasern parallel zueinander und auch parallel zu denen der ersten Reihe aus. Dieser Vorgang wild so oft wiederholt, bis eine gewünschte Höhe der Leiteranordnung in der Befestigungsvorrichtung 38 hergestellt ist

«ι Vorzugsweise ist die Anordnung aus einer gleichen Anzahl von Leiterstücken 10' in jeder Reihe gebildet und weist eine Anzahl von übereinanderliegenden Reihen auf, die gleich der Anzahl von Leiteritücken 10' in jeder Reihe ist. Anschließend wird die Anordnung

■> erhitzt und in der Befestigungsvorrichtung 38 verschmolzen zur Bilr'ung der Vielfachleitereinheit 46 (Fig. 5).

In Fig. 5 erkennt man, daß ein geometrisch

gleichförmiges Muster von Hauptabschnitten 12' und absorbierenden Fasern 18' durch den gesamten Bereich der Einheit 46 erzeugt wird, und zwar durch Praktizierung des unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebenen Verfahrens. Insbesondere ist zu beachten, daB sich dieses Muster von lichtabsorbierenden Fasern bis zu den äußersten Rändern der Einheit 46 erstreckt. Infolgedessen kann eine Anzahl von weiteren, in gleicher Weise gebildeten Einheiten 46' (nur zwei sind gezeigt) gegen die Einheit 46 positioniert werden, wobei die Hauptteile und die lichtabsorbierenden Fasern der Lichtleiterstücke 10' automatisch ineinandergreifen, wodurch das vorher erwähnte gleichförmige Muster von Hauptabschnitten und lichtabsorbierenden Fasern auch über die Verbindungslinien zwischen den Einheiten 46 und 46' sowie durch alle derartigen Einheiten fortgesetzt wird. Durch Erhitzen und Verschmelzen der Einheiten werden die Verbindungslinien zwischen denselben beinahe vollständig verschwinden.

Line vorbestimmte Anzahl von Linheiten 46 und Jb', die in der oben beschriebenen Weise angeordnet und miteinander verschmolzen sind, kann in Querrichtung in verhältnismäßig dünne plattenähnliche Abschnitte geschnitten werden zur Bildung von Streulicht absorbierenden Lichtleiter-Frontplatten 48 (Fig. 6), die als Bildempfangs- und/oder Aussendeseiten von Elektro nenröhren und ähnlichem verwendet werden können Es ist jedoch zu beachten, daß gemäß der Erfindung hergestellte Artikel in keiner Weise auf den ober erwähnten Verwendungszweck oder die in Fig. f gezeigte Ausführungsform beschränkt sind.

Alle Erhitzungs-, Zieh- und Verschmelzungsvorgän ge, die oben beschrieben sind, werden unter Beachtung geeigneter Temperaturen, Ziehgeschwindigkeiten unc Glüh- und Kühlzyklen ausgeführt, die im allgemeiner dem Fachmann wohlbekannt sind. F.s ist auch zi beachten, daß anschließend an eine oder mehrere dei oben beschriebenen Lichtleiter-Montagevorgänge di( sich ergebende Anordnung erhitzt und noch weitei gezogen werden kann, um die Elementengrößen dei Hauptteile der Lichtleiter sowie der lichtabsorbieren den Fasern weiter zu verringern.

Beispiele für Materialien, die für lichtleitende Kerne Ummantelungen und lichtabsorbierende Fasern füi erfindungsgemäße Streulicht absorbierende Leitei verwendet werden können, sind in den US-Patenter 32 79 903 und 32 47 756 beschrieben. Es ist jedocl· selbstverständlich, daß auch andere wohlbekannt! Materialien dafür verwendet werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer lichtabsorbierende Faserelemente enthaltenden, zur Bildübertragung dienenden Faserplatte, deren Bildübertragungsverfahren von kreisförmigem Querschnitt sind, wobei jede Faser einen Kern aus lichtleitendem Material von hohem Brechungsindex hat, der mit Material eines Brechungsindex ummantelt ist, welcher niedriger als derjenige des Kerns ist, und wobei der Kern und die Ummantelung miteinander verschmolzen sind, und wobei die lichtabsorbierenden Faserelemente sich zwischen benachbarten Fasern in deren Längsrichtung erstrecken und mit diesen verschmolzen sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stab (28) aus lichtleitendem Material eines hohen Brechungsindex in einer Röhre (30) aus Material eines niedrigeren Brechungsindex angeordnet wird,

daß je ein lichtabsorbierend wirkender Stab (32) von geringerem Durchmesser als die Röhre (30) benachbart je einer von zwei diametral gegenüberliegenden Seiten der Röhre (30) so angeordnet wird, daß sich die kleineren Stäbe (32) parallel zur Achse der Röhre (30) erstrecken, daß die aus dem Stab (28) der Röhre (30) und den kleineren Stäben (32) bestehende Kombination auf eine Temperatur erhitzt wird, -.lie zum Verschmelzen und zum Ziehen der Kombination geeignet ist,
daß die genannte Kombination zu einem Lichtleiter (10') verringerten Querschnitts gezogen wird,
daß eine vorbestimmte Anzahl von so erhaltenen Lichtleitern ^0') in einer ersten Reihe so angeordnet wird, daß die Hauptkörper ^12') der Leiter (10') nebeneinanderliegen und die Durchmesser der Leiter (10'), die den diametrr 'en Positionen der lichtabsorbierenden Faserelemente (18') entsprechen, alle parallel zueinander angeordnet sind,
daß eine zweite, gleiche Reihe einer weiteren Anzahl von Lichtleitern (10') unmittelbar über der ersten Reihe so gebildet wird, daß jeweils eine eines jeden Paares von lichtabsorbierenden Faserelementen (18') in der zweiten Reihe zwischen ein Paar von Hauptkörpern (12') von Lichtleitern (10') in dir ersten Reihe nahe der Berührungslinie zwischen dem genannten Paar von Hauptkörpern (12') eingreift, wodurch die diametral gegenüberliegenden Paare von lichtabsorbierenden Faserelementen; (18') jedes der Lichtleiter (10') in der zweiten Reihe automatisch parallel zueinander und zu den Paaren von lichtabsorbierenden Faserelementen (18') von Lichtleitern (10') in der ersten Reihe ausgerichtet werden,

daß weitere Reihen von Lichtleitern (10') in gleicher Weise gebildet werden, bis eine gewünschte Höhe der Anordnung erreicht ist,

und daß alle Lichtleiter (10') der Anordnung erhitzt und zu einer Einheit verschmolzen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kleineren Stäbe (32) vor dem wi Erhitzen und Ziehen mit der Röhre (30) verschmolzen werden,

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kleineren Stäbe (32) während des Erhitzens und des Ziehens der Röhre (30) gegen h> dieselbe gedrückt werden.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der Reihen von Lichtleitern (10') eine gleiche Anzahl von Lichtleitern angeordnet wird und daß die Anzahl der Reihen gleich der Anzahl von Lichtleitern (10') in jeder der Reihen gewählt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von miteinander verschmolzenen Anordnungen (46, 46') gebildet wird, daß die Mehrzahl von miteinander verschmolzenen Anordnungen (46, 46') nebeneinander so angeordnet wird, daß die Anordnungen in iinanderpassen, und daß die Anordnungen (46, 46') zu einer Einheit verschmolzen werden.