DE2313685A1

DE2313685A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines aus biegsamen lichtleitern bestehenden zeichengenerators

Info

Publication number: DE2313685A1
Application number: DE19732313685
Authority: DE
Inventors: Cornelis Adriaan Schuit; Francois Jacquest Dani Zuderus
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1972-03-30
Filing date: 1973-03-20
Publication date: 1973-10-04
Also published as: NL7204292A; FR2177769B1; FR2177769A1; GB1388073A; JPS4917195A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines aus biegsamen Lichtleitern bestehenden Zeichengenerators

Auf verschiedenen Gebieten der Technik, insbesondere auf dem Gebiet der Technik der Datenverarbeitung und der Nachrichtentechnik werden sogenannte Zeichengeneratoren benötigt, die entweder zum Sichtbarmachen oder zum Aufzeichnen bestimmter Informationen dienen. In der deutschen Auslegeschrift 1 250 174 wird ein Zeichengenerator zur Darstellung der Ziffern 0 bis 9 beschrieben, dessen Anzeigeflache aus jeweils zehn Lichtleiter-Stirnflächen bestehenden Bildelementbereichen besteht. Jeder der zehn Lichtleiter ist mit einer steuerbar erregbaren Lichtquelle verbunden. Durch Erregung bestimmter Lichtquellen können die Ziffern 0 bis 9 an der Bildfläche des Zeichengenerators sichtbar gemacht werden. Während der Herstellung des Zeichengenerators werden beim Sortieren der Lichtleiter die den einzelnen Zeichen zugeordneten Bildelementbereiche der Stirnfläche des Lichtleiterbündels mit Hilfe von Lochschablonen beleuchtet. Dieses Verfahren ist umständlich, sehr zeitraubend und eignet sich nicht zur Automatisierung der Herstellung von Zeichengeneratoren.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, ein einfaches

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und zur weitgehenden Automatisierung geeignetes Verfahren zur Herstellung von Zeühengeneratoren anzugeben, durch das die obengenannten Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung eines aus biegsamen Lichtleitern bestehenden Zeichengenerators gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Vielzahl von zueinander parallelen Lichtleitern zu Lichtleiterschichten und mehrere derartige Lichtleiterschichten zu einem Lichtleiterbündel mit einer ebenen Stirnfläche verbunden werden, daß die darzustellenden Zeichen als Lichtmuster in zeitlicher Aufeinanderfolge auf die ebene Stirnfläche projiziert und die während der Projektion eines bestimmten Zeichens an den der ebenen Stirnfläche gegenüberliegenden Enden lichtaussendenden Lichtleiter ermittelt und zu den jeweils projizierten Zeichen zugeordneten, zur Widergabe dieses Zeichens mit Licht zu beaufschlagenden Lichtleitergruppen zusammengefaßt werden. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung eines nach dem

erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Zeichengenerators,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Lichtleiterschicht,

Fig. 3 die schematische Darstellung einer Vorrichtung

zur Projektion von Lichtzeichen auf die Stirnfläche eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellenden Zeichengenerators,

Fign. 4 und 5 die schematische Darstellung einer Anordnung

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zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Der in Fig. 1 dargestellte Zeichengenerator besteht aus einer Vielzahl von als Glasfasern ausgebildeten Lichtleitern 3, die an einer Seite zu einem Glasfaserbündel 1 mit rechteckigen Querschnitt miteinander verbunden sind. Die Stirnseite 2 des Glasfaserbündels 1 ist plangeschliffen und poliert. Die dieser ebenen Stirnseite gegenüberliegenden Enden der Glasfasern sind ^u den einzelnen darzustellenden Zeichen zugeordneten Glasfasergruppen la zusammengefaßt, von denen die beiden in Fig. 1 dargestellten Gruppen den Zeichen "3" und "4" zugeordnet sind. Die anderen Enden der Glasfasern dieser Glasfasergruppen bilden im Bereich der Fläche 2 die Zeichen 3 bzw. 4. In ähnlicher Weise werden weitere Zeichen gebildet und können durch Beaufschlagung der glattgeschliffenen Flächen der ihnen zugeordneten Glasfasergruppen la mit Licht zum Leuchten gebracht werden. Wird beispielsweise die Fläche des mit "4" bezeichneten Glasfaserbündels la beleuchtet, so erscheint auf der Fläche 2 die Leuchtziffer 4.

Die Durchmesser der als Lichtleiter verwendeten Glasfasern liegen in der Größenordnung von 0,1 bis 0,5 mm. Bei Verwendung von Glasfasern mit einem Durchmesser von 0,1 mm bestehen die zur Bildung eines Glasbündels mit den Abmessungen von 10 χ 10 mm erforderlichen Schichten jeweils auf 10 χ q—γ = 1OO Glasfasern. Für ein kompaktes Glasfaserbündel beträgt der Abstand zwischen den Schichten/3Vx °~^ = 0,085 mm, was = 118 Schichten

¹ 2 Ο,ϋοο

bedeutet. Für ein derartiges Bündel sind demnach 100 χ 118 = 11800 Glasfasern erforderlich. Es ist ohne weiteres einleuchtend, daß das genaue Bündeln und gleichmäßige Verteilen derartig großer Zahlen von losen biegsamen Glasfasern außerordentlich schwierig und zeitaufwendig ist. Zur Vereinfachung und Beschleunigung der Verarbeitung derartig großer Zahlen von dünnen biegsamen Glasfasern wird ein Gewebe hergestellt, das wie aus Fig. 2 ersichtlich, aus einer Vielzahl von parallel

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zueinanderliegenden Glasfasern 3 als Kette und aus biegsamen Fäden 4 als Schuß in 1/1 Webart besteht. Ist der Abstand zwischen zwei Fasern, deren Durchmesser beispielsweise 0,1 mm ist, angenähert 0,2 mm, so enthält ein 240 mm breiter Webstreifen etwa 1200 Fasern. In diesem Fall würden 10 jeweils aus etwa 1200 Fasern bestehende Webstreifen genügen, ein Bündel der gewünschten Größe herzustellen, da diese Schichten mehr als 11800 Fasern enthalten. Als Schuß kann beispielsweise Baumwolle oder ein anderes geeignetes biegsames Material, das leicht entfernt werden kann, verwendet werden.

Vor dem Bündeln werden zehn Webstreifen von etwa gleicher Länge, beispielsweise 70 cm, geschnitten, die aus dem oben angegebenen Material bestehen und der Schuß an einer Seite der Webstreifen entfernt. Die noch den Schuß aufweisenden Gewebeenden werden vorübergehend übereinandergeschichtet und mit einem Klebeband zusammengehalten, während die gegenüberliegenden Faserenden, von denen der Schuß entfernt wurde, zu einem Bündel zusammengefaßt werden. Die Lage der einzelnen Fasern in diesem Bündel wird durch geeignete Mittel, beispielsweise durch einen Klebstoff, unverrückbar festgelegt. Die Stirnfläche dieses Bündels wird anschließend geschliffen und poliert, so daß eine glatte Bildebene entsteht. . .

Um eine Verteilung der Glasfaserenden auf eine der darzustellenden Anzahl von Zeichen gleiche Zahl von Fasergruppen zu ermöglichen, wird die polierte Stirnfläche des Bündels in die Nähe einer Projektionsvorrichtung gebracht und während der Projektion eines bestimmten Zeichens durch geeignete Mittel untersucht, ob die Fasern der einzelnen Web-Streifen Licht aussenden oder nicht. In Fig. 3 wird ein Faserbündel 1 dargestellt, das aus einer Vielzahl von Schichten 5 besteht, dessen Stirnfläche 2 unverrückbar in bezug auf eine Projektionsvorrichtung angeordnet ist. Die Projektionsvorrichtung besteht unter anderem aus einer nicht dargestellten Lichtquelle, einem optischen System 6 und einer

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drehbaren Scheibe 7, die durchlässige Bereiche 8 in Form der einzelnen Zeichen aufweist. Der in Fig. 3 dargestellte durchlässige Bereich 8 stellt die Ziffer 3 dar. Vorzugsweise werden die Größe, die Form und die Lage der die einzelnen Zeichen darstellenden durchlässigen Bereiche so gewählt, daß sich möglichst wenig Bereiche der einzelnen Zeichen einander überlagern. Auf diese Weise wird vermieden, daß die wiedergegebenen Zeichen aus Linienbereichen bestehen, die Unterbrechungen oder zu schmale Bereiche aufweisen.

Während der Projektion der Zeichen werden die Webstreifen, deren freie Enden mit einem Klebeband zusammengehalten wurden, einzeln aus dem Stapel genommen und auf das Vorhandensein von lichtaussenden Fasern geprüft. Zu diesem Zweck wird das freie Ende eines Webstreifens zwischen zwei Klemmbacken 9 (Fig. 4) befestigt und der Schuß 4 teilweise von den Enden der in einer Reihe liegenden Glasfasern 3 entfernt, daraufhin wird ein Kurvenstück IO parallel zur Ebene der Glasfasern in Richtung der eingezeichneten Pfeile bewegt. Das Kurvenstück 10 ist so ausgebildet, daß während seiner in Pfeilrichtung erfolgenden Bewegung die einzelnen Glasfasern nacheinander aus ihrer Ruhelage entfernt werden und nach Erreichen des Endes des Kurvenstückes einzeln in ihre Ruhelage zurückspringen.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, wird ein gabelförmige Element 11 gleichzeitig mit dem Kurvenstück 10 so bewegt, daß sein Stiel durch eine die Mittellinie der Glasfasern 3 durchsetzenden Ebene der Länge nach geschnitten wird. Jede in ihre Ruhelage zurückspringende Glasfaser wird zwischen den Zinken des gabelförmigen Elements festgehalten, wie das beispielsweise bei der mit 3a bezeichneten Faser der Fall ist. Durch nicht dargestellte optische Mittel, beispielsweise durch die Unterbrechung eines Lichtstrahls kann die Anwesenheit einer Faser in dieser Stellung festgestellt werden. Eine in dieser Stellung befindliche Fa-

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ser kann entweder Licht aussenden oder, kein Licht aussenden, was durch einen ebenfalls nicht dargestellten Detektor festgestellt werden kann. Bei der in Fig. 5 dargestellten Anordnung sind beiderseits des Kurvenstückes 10 und des gabelförmigen Elementes 11 Düsen 12 und 13 vorgesehen. Vor dem Eintritt der nächsten Glasfaser, im vorliegenden Beispiel der mit 3b bezeichneten Glasfaser, in den Bereich zwischen den beiden Zinken des gabelförmigen Elements erzeugt der nicht dargestellte Lichtdetektor ein Signal, durch das die Druckluftzufuhr zu einer der beiden Düsen 12 oder 13 freigegeben wird. Durch die austretende Druckluft wird die Glasfaser 3a über einen der Zinken des gabelförmigen Elementes 11 bewegt und verbleibt auf der betreffenden Seite des Stieles dieses Elementes. Tritt aus der zwischen den Zinken liegenden Faser Licht aus, so wird die Luftzufuhr zur Düse 13 geöffnet, so daß die Glasfaser 3a entlang der gestrichelten Linie über die obere Zinke des gabelförmigen Elementes 11 hinweg in die durch eine gestrichelte Linie eingezeichnete Stellung tiberführt wird. Tritt aus der zwischen den Zinken liegenden Faser kein Licht aus, so wird die Luftzufuhr zur Düse 12 geöffnet und die Glasfaser an die gegenüberliegende Seite des Elements 11 überführt. Auf diese Weise werden nacheinander alle Fasern der in der Klemmvorrichtung 9 liegenden Schicht untersucht, wobei die Fasern, aus denen Licht austritt, auf die eine Seite des Stiels des gabelförmigen Elements und die Fasern, aus denen kein Licht austritt, auf die andere Seite des gabelförmigen Elementes überführt werden. Die Fasern, aus denen bei Beaufschlagung der Fläche 1 mit einem ein bestimmtes Zeichen darstellenden Lichtmuster Licht austritt, werden zusammengefaßt, und der Vorgang nach einer Drehung der Scheibe 7 in die Stellung des nächsten Zeichens wiederholt. Nachdem die einzelnen Webbänder oder Faserschichten im Zusammenhang mit allen Zeichen auf das VorliegenJLichtaussenden Fasern untersucht wurden, werden gesonderte Fasergruppen la gebildet, die jeweils alle lichtübertragenden Fasern enthalten, die zur

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Darstelliang eines bestimmten Zeichens im Bereich der Ebene 2 des Bündels 1 erforderlich sind- Im vorliegenden Beispiel werden daher gesonderte Gruppen la zur Darstellung der Ziffern O bis 9 gebildet. Die Lagen der Faserenden in den einzelnen Fasergruppen werden in der oben beschriebenen Weise festgelegt und die Stirnseite dieser Gruppen geschliffen.

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Claims

— ο ~

P A T E NT AN SPR Ü C fi E

Verfahren zur Herstellung eines aus biegsamen Lichtleitern bestehenden Zeichengenerators, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von zueinander parallelen Lichtleitern (3) zu Lichtleiterschichten (5) und mehrere derartige Lichtleiterschichten zu einem Lichtleiterbändel (1) mit einer ebenen Stirnfläche (2) verbunden werden, daß die darzustellenden Zeichen als Lichtmuster in zeitlicher Aufeinanderfolge auf die ebene Stirnfläche (2) projiziert und die während der Projektion eines bestimmten Zeichens an dem der ebenen Stirnfläche gegenüberliegenden Ende lichtaussenden Lichtleiter ermittelt und zu den jeweils prdjizierten Zeichen zugeordneten, zur Wiedergabe/ dieses Zeichens mit Licht zu beaufschlagenden Lichtleitergruppen (la) zusammengefaßt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Zeichendarstellung dienende ebene Stirnfläche (2) des Lichtleiterbündels (1) geschliffen und poliert wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Projektion eines bestimmten Zeichens lichtaussendenden Lichtleiter (3) für die einzelnen Lichtleiterschichten (5) ermittelt und die Lichtleiter aller Lichtleiterschichten zu zur Wiedergabe jeweils eines bestimmten Zeichens mit Licht zu beaufschlagenden Lichtleitergruppen (la) zusammengefaßt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der einzelnen Lichtleitergruppen (la) geschliffen werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn-

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zeichnetj daß die einzeinen lichtleiter (3) durch Weben mittels biegsamer Schüsse (4) oder durch Kleben zu Lichtleiters chi eh ten (5) Verbunden werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

die Liehtleiterschichten (5) aus in einer einzigen Lage angeordneten Lichtleitern (3) bestehen*
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet ^ daß die Liöhtleiter aus Glasfasern bestehen.
8. Verrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 7, gekennzeichnet durch eine alle wiederzugebenden zeichen als durchsichtige Schablonen (8) enthaltende drehbare Scheibe (7) und ein optisches System (6) äur Abbildung dei jeweils beleuchteten Schablone auf der ebenen stirnfläche (2) des Lichtieiterbündeis (ϊ).
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis Ί, gekenniäeichnet duröh eine Klemmvorrichtung (Si) zur Aufnahme der Lichtleiter (3) einer Lichtleiterschicht (5), durch ein in Richtung der durch die Lichtleiter der Lichtieitersöhicht (5) bewegbares Kurvenstück (JLö) zur Ablenkung der eineeinen Lichtleiter (3) aus ihrer Ruhelage* ein in enger Nächbarschaft der Stirnfläche des Kurvenstückes

UO) geführtes gabelförmiges Element (ii), durch ein im Bereich zwischen Kurvenstück {10} und gabeiförmigem Element fli) in der febene der diiiröh die Klemmvorrichtung {$) gehaltenen Li6htieifeer§chiclit angeotdheten Licht beäecktir üttö. durch Drückluftdüsen, (12> 13} die Untersteueruhg durch den oben genannten Detektor je nachdem, ob das jeweils im ieteich zwischen Kurvenstück und gabelförmigem Element zwischen den Zinken dieses Elementes befindliche Lichtleiter Licht 309840/0382

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