DE29713411U1

DE29713411U1 - Glasfaser mit fortlaufender Punktbeleuchtung

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Publication number: DE29713411U1
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Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 1997-07-28
Filing date: 1997-07-28
Publication date: 1997-12-04
Anticipated expiration: 2007-07-29

Description

GLASFASER MIT FORTLAUFENDER PUNKTBELEUCHTUNG

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Weihnachtsglühbirnen spielen eine entscheidende Rolle im Dekorationsbeleuchtungsmarkt. Die herkömmlichen Weihnachtsglühbirnen haben jedoch einige Probleme. Beispielsweise haftet ihnen das Problem der Sicherheit, verursacht durch die physikalische Anordnung, der Mangel der Fähigkeit zum Stromsparen und die Schwierigkeit, die gezeigte Farbe zu verändern, an. Bei Glühbirnen, die in Reihe geschaltet sind und zur Dekoration verwendet werden, schaltet sich die gesamte Reihe von Glühbirnen ab, wenn nur eine dieser Lampen ein Problem hat. Dieses Problem wird besonders bedenklich für die Dekorationsbeleuchtungsbirnen, die in der Außendekoration verwendet werden, da diese Birnen in einer derartigen Situation durch schlechtes Wetter zerstört werden können.

Um die obigen Probleme zu überwinden, liefert das vorliegende Gebrauchsmuster eine Glasfaser, die an Vielzahl von Mikrofenstern allein an seiner Oberfläche hat, wobei das entlang der Glasfaser geführte Licht aus diesen Mikrofenstern in radialer Richtung heraustreten kann, wenn es zu diesen Mikrofenstern wandert, um eine gleichmäßige, punktartige Beleuchtung zu liefern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau und die Lichtwellenausbreitung der plastischen Glasfaser zeigt;

Fig. 2A und 2B zeigen das Verhältnis zwischen Ausbreitungsverlust und Ausbreitungsentfernung;

Fig. 3A und 3B veranschaulichen die bevorzugte Ausführung der Erfindung;

Fig. 4 zeigt die Ansicht einer anderen bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ist eine Ansicht einer anderen bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG

Unter Bezug auf Fig. 1 zeigt diese Figur eine Stufenindex-Glasfaser, die verwendet wird, um das Prinzip der Führung der Lichtwelle für eine Glasfaser zu erläutern. Das einfallende Licht wird im Kern der Glasfaser eingeführt, der homogen ist und einen größeren Brechungsindex hat, wobei der Kern von einem Mantel umgeben ist, der einen geringeren Brechungsindex hat. Durch das Prinzip der inneren Totalreflexion wird das Licht, das in den Kern in einem kleinen Winkel eingeführt wurde, an der Grenzfläche des Kerns und des Mantels reflektiert. Das heißt, das Licht wird im Kern vor- und zurückgeworfen, mit anderen Worten im Kern geleitet. Eine plastische Stufenindex-Glasfaser hat einen dicken Kern und einen dünnen Mantel. Beispielsweise hat in einer Glasfaser von 750 &mgr;&eegr;&agr; Durchmesser der Kern einen Durchmesser von 735 ± 45 &mgr;&idiagr;&eegr; und der Mantel mit dem Kern eine Gesamtdicke von 750 ± 45 &mgr;&idiagr;&eegr;.

Obige Diskussion zeigt, daß die Leitung der Lichtwelle in einer Glasfaser durch innere Totalreflexion realisiert wird, die an der Grenzfläche des Kerns und des Mantels, die unterschiedliche Werte im Brechungsindex haben, stattfindet. Durch das Prinzip der Strahlenoptik werden die Lichtwellen verlustfrei entlang des Kerns geleitet, wenn die Lichtwellen mit einem kleinen Winkel in den Kern eingeführt werden. Das heißt, der Winkel ist so klein, daß die Bedingung der inneren Totalreflexion realisiert werden kann. Dabei existiert jedoch ein Ausbreitungsverlust in der Glasfaser aufgrund der Unvollkommenheit in den Materialien und der Struktur der Glasfasern.

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Als Mechanismus zum Erklären des Ausbreitungsverlustes der Glasfaser gibt es den Eigenabsorptionsverlust für die Fasermaterialien. Nimmt man beispielsweise Fasern mit einem Absorptionsverlust von 0,2 dB/km, so werden 7 % ihrer Lichtenergie nach einer Ausbreitung von 2 m verloren. Außer dem Eigenabsorptionsverlust in der Glasfaser gibt es ebenfalls den Streuungsverlust aufgrund der Verunreinigung und in der Glühbirne, die während des Ziehvorgangs der Glasfaser erzeugt wurde, wird durch die Unvollkommenheit in der Form des Kerns usw. der Verlust verursacht. Fig. 2. zeigt das Verhältnis zwischen der geleiteten Wellenenergie und der Ausbreitungsentfernung für Glasfasern, um den Effekt des Ausbreitungsverlustes zu erklären.

Vorausgesetzt, daß die Glasfaser einen Durchmesser von 750 &mgr;&eegr;&igr; hat, so hat der Kern einen Durchmesser von 735 ± 45 &mgr;&eegr;&igr; und der Mantel mit dem Kern eine Gesamtstärke von 750 ± 45 &mgr;&eegr;&igr;. Die Glasfaser wird maschinell durch ein Hochpräzisionsschneidmittel hergestellt, um eine Vielzahl von Stücken des Mantels wegzuschneiden und entlang der Oberfläche der Glasfaser Mikrofenster zu bilden. Die Mikrofenster, die auf die Weise gebildet wurden, können eine wirkungsvolle, radiale Beleuchtung liefern, anders als die durch den oben erörterten Ausbreitungsverlust gelieferte. Mit anderen Worten liefern diese Fenster eine gleichmäßigere und hellere Beleuchtung. Dennoch bringen diese Fenster einen zusätzlichen Verlustterm ein. Um diesen zusätzlichen Verlustterm zu kompensieren, kann eine Glasfaser, die einen kleineren Ausbreitungsverlust hat, verwendet werden.

Bezüglich Fig. 3 ist diese Figur eine Ansicht, die die bevorzugte Ausführung des vorliegenden Gebrauchsmusters zeigt. Eine Vielzahl von Mikrofenstern 111 sind durch Wegschneiden einer Vielzahl von Mantelstücken in der Form von Kreisen oder Rechtecken aus der Oberfläche der Glasfaser 1 mit einem automatisch-gesteuerten und Hochpräzisionsschneidemittels. Bei diesem Verfahren wird eine Vielzahl von Mikrofenstern, die das innerhalb des Kerns geleitete Licht aus der Faser punktartig ausstrahlen können, an der Oberfläche des Kerns gebildet. Im Vergleich zu den Glasfasern, die nicht dem Fensterbil-

dungsvorgang unterworfen waren, können Fasern, die Mikrofenster haben, in radialer Richtung hellere Beleuchtung ausstrahlen, während der Ausbreitungsverlust etwas anwächst. Die so gebildete Glasfaser kann in Einzelfaseranwendungen zu Anzeigezwecken verwendet werden. Zum Beispiel kann dieser Faserstreifen beiderseits von Stufen befestigt werden, und das Licht, das aus diesen Mikrof enstern leuchtet, kann als Warnzeichen dienen, wie in Fig. 4 gezeigt wird.

Die Glasfaser, die Mikrofenster darauf hat, kann ebenfalls zur Beleuchtung des Weihnachtsbaumes verwendet werden. Wie in Fig. 6 gezeigt, wird ein von einem Motor getriebenes Farbrad in dem Abschnitt der Lichtquelle angeordnet, so daß das Licht aus der Lichtquelle über das obige Farbrad durch eine konvexe Linse fokusiert werden kann und in die Glasfaser eintritt. Ein Licht mit reicher Farbigkeit kann mit Hilfe des Farbrades von der Oberfläche der Faser in radialer Richtung emittiert werden.

Fig. 6 zeigt eine andere bevorzugte Ausführung des vorliegenden Gebrauchsmusters, bei der ein Bündel von Fasern, die an ihrer Oberfläche herausgeschnittene Mikrofenster haben, in einen transparenten und flexiblen Kunststoffrohr enthalten ist. Weil die einzelne Faser radiale Beleuchtungseigenschaften hat, kann das Bündel eine hellere Beleuchtung und breitere Anwendungen liefern.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Eine Glasfaser, die eine fortlaufende Punktbeleuchtung hat, wobei die Glasfaser aus einem Kern, aus einem Mantel, der einen kleineren Brechungsindex als der Kern hat, aus einer Vielzahl von Mikrofenstern besteht, die an der äußeren Oberfläche der Glasfaser durch Abtrennen einer Vielzahl von Mantel teilen mit einer vorbestimmten Größe von der Glasfaser bei vorbestimmtem Abstand und Freilegen des Mantel darunter gebildet sind, während die Größen und die Abstände der Mikrofenster die Festigkeit und die Einheitlichkeit des Leuchtens der Glasfaser nicht beeinflussen.

2. Glasfaser nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß besagte Glasfaser einen Ausbreitungs verlust von 0 bis 300 dB /km besitzt.

3. Glasfaser nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Fasern, die einen fortlaufenden Leuchtpunkt haben, in einem transparenten und flexiblen Rohr enthalten sind in einer Weise, daß die Mikrofenster jeder besagter Glasfaser versetzt zu jeder andern angeordnet sind, um ein Faserkabel für Beieuchtungszwecke zu bilden.