DE2926769A1

DE2926769A1 - Faseroptikplatte

Info

Publication number: DE2926769A1
Application number: DE19792926769
Authority: DE
Inventors: Johannes Willem Versluis
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-07-06
Filing date: 1979-07-03
Publication date: 1980-01-17
Also published as: NL7807315A; FR2431712A1; US4247165A; CA1121636A; ES482176A1; GB2026196B; IT1122555B; JPS5513000A; GB2026196A; IT7924074A0

Description

Faseroptikplatte

Die Erfindung bezieht sich auf eine faseroptische Platte, zusammengesetzt aus einer Vielzahl in einem regelmäßigen Muster angeordneter, sich untereinander parallel von einer ersten zu einer zweiten Stirnfläche erstreckender Pasern. Eine derartige Platte wird z.B. für Bildaufnahmeröhren verwendet .

Eine derartige faseroptische Platte ist aus der GB-PS 1 470 bekannt und unterscheidet sich von der Erfindung durch die regelmäßige Stapelung der einzelnen Fasern durch ein hohes Maß der Homogenität in der Transmission über die ganze Plattenfläche und das Fehlen von Bildverzerrung oder sonstiger störender Fehler. Bei der Verwendung einer derartigen faseroptischen Platte, insbesondere an den Stellen, an denen sie ein Teil eines

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optischen Systems ist, in dem ein auf die Faserplatte zu projektierender Lichtstrahl einen verhältnismäßig kleinen öffnungswinkel hat und das Licht also unter einem verhältnismäßig kleinen Winkel mit der Normalen einfällt, können Farberscheinungen in dem aus der Faserplatte heraustretenden Licht auftreten. Dies wird in vielen Fällen als störend empfunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen, ohne die übrigens optimale Bildqualität der faseroptischen Platte nachteilig zu beeinflussen. Diese Aufgabe wird bei einer faseroptischen Platte der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß sie mit Mitteln ausgerüstet ist, die ein an einzelnen Fasereingängen auftretendes Phasenverhältnis des einfallenden Lichts stören.

Die Erfindung basiert auf der Annahme, daß die auftretende Farbtrennung dadurch eine Folge des Auftretens von Beugungserscheinungen ist, daß die Faserplatte als optisches Beugungsgitter arbeitet. Diese Annahme wird durch die Erscheinung erhärtet, daß weniger Farbtrennung bei Faserplatten mit einer weniger regelmäßigen Stapelung der einzelnen Fasern und bei einem unter einem verhältnismäßig großen Winkel mit der Normalen auf der Faserplatte, also mit der Achse der einzelnen Fasern einfallenden Lichtstrahl auftritt.

Da in einer faseroptischen Platte nach der Erfindung das gegenseitige Phasenverhältnis der Lichtstrahlen beim Durchlaufen der Platte gestört wird, arbeitet die Platte nicht mehr als Beugungsgitter und es wird keine Farbtrennung auftreten .

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet de Richtung der einzelnen Fasern mindestens über einen Teil der Längsrichtung derselben einen Winkel mit der senkrechten

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Verbindung zwischen den zwei parallel verlaufenden Endflächen. Hierdurch wird das Phasenverhältnis des Lichts beim Durchqueren der Platte pro Faser derart gestört, daß an der Ausgangsseite keine Regelmäßigkeit im gegenseitigen Phasenverhältnis und daher auch keine wahrnehmbaren Beugungserscheinungen auftreten. Derartige Platten können durch schräges Absägen gebildet werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsforni ist die optische Länge der einzelnen Fasern untereinander ungleich* wodurch ebenfalls das Phasenverhältnis unterbrochen wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine der Stirnflächen der Faserplatte derart mattiert, daß dadurch das Phasenverhältnis gestört wird. Ein Vorteil dabei ist der, daß diese Bearbeitung erst nach dem vollständigen Herstellungsgang nach Bedarf pro Platte und wenn erwünscht pro Plattenseite durchgeführt werden kann.

Ausführungsbeispiele der Faserplatten nach der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Faserplatte nach der Erfindung mit schräg verlaufenden Fasern im Längsschnitt, Fig. 2 eine faseroptische Platte in Draufsicht, Fig. 3 eine faseroptische Platte nach der Erfindung im Längsschnitt mit einer mit einer Oberflächenstruktur versehenen Stirnfläche.

Eine Faserplatte 1 nach Fig. 1 hat z.B. einen Durchmesser von 25 mm und eine zwischen zwei Stirnflächen 2 und 3 gemessene Dicke von ungefähr 1 mm. Ein Mantelteil 4 der Faserplatte kann aus homogenen Glas bestehen. Einzelne Fasern 5, im Schnitt in Fig. 2 mit verhältnismäßig zu großen Abmessungen dargestellt, haben z.B. eine Rippe von 10 /um und enthalten, nicht besonders dargestellt, einen Kern aus Glas mit einem Brechungsindex von z.B. 1,8 und einen Mantel aus Glas

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mit einem Brechungsindex von z.B. 1,5. In dargestellter bevorzugter Ausführungsform bildet die Richtung der Fasern einen Winkel cL mit der Normalen an den Stirnflächen, Ein vorteilhafter Wert für den Winkel ot liegt in der Strecke von etwa 3 bis 15° und kann an die optische Verwendung der Platte angepaßt werden. Grundsätzlich wird der Winkel d. möglichst klein gewählt, um Transmissionsverringerung und Bildverschiebung gering zu halten.

Durch die Verwendung einer doppelten Faserplatte_; bei der die Fasern einer jeden in entgegengesetzer Richtung schräg verlaxifen, kann eine Bildversetzung vermieden werden. Bildverschiebung kann auch dadurch vermieden werden, daß die Fasern nicht in einer geraden Linie schräg angeordnet werden, sondern daß sie gemeinsam gebogen werden, wobei dafür zu sorgen ist, daß alle Fasern zueinander parallel verlaufen. Für eine Anpassung an ein zu verwendendes optisches System kann es in einer Stirnfläche, z.B. der Stirnfläche, die im System als Ausgangsfläche der Faserplatte arbeitet, vorteilhaft sein, die einzelnen Fasern dennoch wiederum senkrecht auslaufen zu lassen.

In einer bevorzugten AusfUhrungsform nach der Erfindung, bei der in der Basisform rechteckige Fasern schräg oder gebogen zwischen den beiden Stirnflächen verlaufen, ist es vorteilhaft, die Ablenkrichtung der Fasern ungefähr, aber nicht genau mit einer Diagonalrichtung des Faserdurchschnitts zusammenfallen zu lassen. In dieser Richtung kann man mit einem verhältnismäßig kleinen Ablenkwinkel auskommen.

In Fig. 3 ist nur ein relevanter Endteil einer Faserplatte einer weiteren bevorzugten-Ausführungsform nach der Erfindung dargestellt. In einer Stirnfläche 10 ist hier eine Oberflächenstruktur angebracht, wodurch die gegenseitige Gleichheit der Fasern unterbrochen ist und ein am Eingang bestehendes'Phasenverhältnis also verloren geht. Beim Anbringen einer derartigen Struktur, die sich selbstverständlich nur über eine geringe Tiefe, z.B. zur Größe höchstens eines Faserdurchmessers er-

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streckt, muß vermieden werden, daß der vorhandenen Faserstruktur gefolgt wird. Die Richtung z.B. einer sinusförmigen Struktur muß daher nicht mit den Faserbegrenzungen und 9 nach Fig. 2 zusammenfallen.

Auch ist es vorteilhaft, die Steigung der Struktur von einer geraden Anzahl von Kernabmessungen abweichen zu lassen, wenn in der Richtung des Fasermusters gemessen wird. Indem in beiden Stirnflächen eine derartige, untereinander möglichst wenig entsprechende Struktur angeordnet wird, kann eine kräftigere Störung des Regelmaßes erhalten werden. Zum anderen kann eine jede der Strukturen weniger betont durchgeführt werden.

Ein Vorteil der bevorzugten Ausführungsform besteht darin, daß an einer bereits geformten rechteckigen Faserplatte, an der ein störendes Element angeordnet ist, dieses dann aus einem Vorrat von Faserplatten eines jeden gewünschten Typs gebildet werden kann und daß beim Sägen der Faserplatten noch eine einzige Form aufrechterhalten werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, die diese Bedingung erfüllt, ist mindestens eine der Stirnflächen leicht mattiert, wodurch eine unregelmäßge Störung entsprechend der nach Fig. 3 entsteht. Ein Nachteil dabei ist jedoch, daß die optische Qualität der Faserplatte durch diese Bearbeitung angegriffen wird. Abhängig von der Verwendung wird dies möglicherweise zulässig sein. Ein Vorteil der zuletzt beschriebenen Ausführungsform besteht darin, daß die Störung verhältnismäßig leicht angebracht werden kann, z.B. durch leichtes Anschleifen mit einem verhältnismäßig feinkörnigen Schleifmittel.

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Claims

N.V. Philips1 Gloeilampfciifabrieken, Einahoven/Holland PATENTANSPRÜCHE; 2926769

1. Faseroptische Platte, zusammengesetzt aus einer Vielzahl in einem regelmäßigen Muster angeordneter, sich zueinander parallel von einer ersten zu einer zweiten Stirnfläche erstreckender Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Mitteln ausgerüstet ist, die ein an einzelnen Fasereingängen auftretendes Phasenverhältnis des einfallenden Lichts stören.

2. Faseroptische Platte naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserbahnen von senkrechten Verbindungen zwischen den beiden Stirnflächen abweichen.

3. Faseroptische Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Fasern in Einfausrichtung nach rechts geneigt sind und sich schräg zwischen den beiden Stirnflächen erstrecken.

4. Faseroptische Platte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Fasern gemeinsam gebogen sind, um mindestens in eine der Stirnflächen schräg einzumünden.

5. Faseroptische Platte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern mindestens in eine Stirnfläche unter einem Winkel zwischen etwa 3 und T5° mit der Normalen einmündet.

6. Faseroptische Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Stirnflächen eine Oberflächenstruktur aufweist.

7. Faseroptische Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Stirnflächen leicht mattiert ist.

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