DE4403845A1 - Lichtventile für Lichtleiter unter Verwendung von streuenden Materialien - Google Patents
Lichtventile für Lichtleiter unter Verwendung von streuenden MaterialienInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das
Übertragen von Licht aus einem Lichtleiter zu einer End
verwendung, und mehr im besonderen auf das Regulieren der
Lichtübertragung mit geringem Verlust.
Es ist im Stande der Technik allgemein bekannt,
die Übertragung von Licht aus einem ersten Lichtleiter,
der aus einer oder mehreren optischen bzw. Lichtleitfa
sern zusammengesetzt ist, zu einem erwünschten Gebrauch
zu regulieren. Typischerweise liefert eine dazugehörige
Lichtquelle hoher Wirksamkeit Licht an ein Eintrittsende
eines Systems von Lichtleitfasern, das wiederum das Licht
zu dem erwünschten Endgebrauch überträgt. Für ausgewählte
Anwendungen ist die Regulierung oder Unterbrechung des
Lichtstromes durch den Lichtleiter erforderlich. So kann
die Anwendung zum Beispiel ein rasches An- und Abschalten
erfordern oder alternativ erfordert die durch den Licht
leiter hindurchgehende Lichtmenge eine Regulierung. Statt
das Licht an der Quelle zu regulieren, wie es typisch
ist, mag es mehr erwünscht sein, die Lichtquelle in einem
angeschalteten Zustand zu belassen und den Lichtstrom an
einer entfernten Stelle im optischen Lichtleiterpfad se
lektiv zu unterbrechen.
Es gibt verschiedene bekannte Verfahren, um
Licht in Systemen, die Lichtleiter benutzen, an- und ab
zuschalten. So kann zum Beispiel eine mechanische Unter
brechung, wie ein mechanischer Verschluß am Eingangsende
des Lichtleiters vorgesehen sein. Dies ist häufig uner
wünscht, da die Design-Anforderungen eine solche Struktur
benachbart der Lichtquelle nicht immer ermöglichen bzw.
vorsehen.
Gemäß einer anderen Anordnung ist eine Flüssig
kristall-Anzeige(LCD)platte zwischen einem Paar von Lin
sen angeordnet, wodurch Licht, das aus dem ersten Licht
leiter austritt, kollimiert wird, durch die LCD-Platte
strömt und dann durch die zweite Linse auf das Eintritts
ende eines zweiten Lichtleiters fokussiert wird. Durch
Regulieren des mit der LCD verbundenen elektrischen Fel
des werden die elektrischen Dipolachsen der Flüssigkri
stall-Moleküle selektiv ausgerichtet, um eine dynamische
Regulierung der Lichtdurchlässigkeit zu schaffen. Diese
Art von Anordnung schafft ein An/Aus-Verhältnis der
Lichtübertragung in der Größenordnung von etwa 30 : 1. Ein
mit dieser Anordnung verbundenes Problem ist der Streu
ungsverlust, während das Licht vom Austrittsende des er
sten Lichtleiters durch die kollimierende Linse, durch
die streuende Platte, durch eine fokussierende Linse und
in das Eintrittsende des zweiten Lichtleiters strömt.
Selbst wenn die verschiedenen Materialien sorgfältig aus
gewählt sind, treten Streuungsverluste auf. Es ist somit
wichtig, diese Verluste zu minimieren, so daß ein höheres
Verhältnis zwischen den An- und Aus-Zuständen erzielt
werden kann.
Ein besonderer Einsatz für eine solche Anord
nung ist der in der Automobilindustrie, wo zum Beispiel
zunehmend eine zentrale Lichtquelle angeordnet und ein
Lichtleitfasersystem benutzt wird, um das Licht zu ent
fernten Stellen für verschiedene Anwendungen zu leiten,
wie Rücklichter, Innenbeleuchtung, Anzeigetafel usw. Ein
solches zentrales System schließt die Regulierung von
Licht durch das An- und Abschalten der Lichtquelle oder
das Regulieren des Lichtes am Eintrittsende des Systemes
von Lichtleitfasern, d. h. an der Lichtquelle, im wesent
lichen aus.
Die vorliegende Erfindung schafft eine neue,
kompakte und verbesserte Lichtventil-Vorrichtung, die
Verluste, die mit den Anordnungen nach dem Stande der
Technik verbunden waren, vermeidet, während ein hohes
Kontrastverhältnis zwischen dem Zustand des angeschaltet
und abgeschaltet Seins vorhanden ist.
Gemäß einem anderen Vorteil der Erfindung wird
die Lichtübertragung in einem Bereich geregelt, der ent
fernt von der Lichtquelle liegt.
Noch ein anderer Vorteil der Erfindung beruht
in der Möglichkeit, die Lichtübertragung in einer augen
blicklichen und wirksamen Weise dynamisch zu kontrollie
ren bzw. zu regeln.
Noch andere Vorteile und Nutzen der Erfindung
ergeben sich für den Fachmann aus der folgenden detail
lierten Beschreibung.
Zum besseren Verstehen der Erfindung wird auf
die folgende Beschreibung in Verbindung mit der beige
fügten Zeichnung Bezug genommen, in der zeigt
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines
Lichtventilsystems nach dem Stande der Technik;
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Lichtventil
systems gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine Seitenansicht einer modifizierten
Ausführungsform der Erfindung unter Anwendung von Prinzi
pien reflektierten Lichtes;
Fig. 4 eine Seitenansicht einer anderen modi
fizierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 eine Seitenansicht noch einer anderen
modifizierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6A eine Seitenansicht einer Streuungs
platte, die zwischen dem Ende eines Lichtleiters und ei
ner Linse in einem ersten, übertragenden Zustand angeord
net ist und
Fig. 6B eine Seitenansicht, die der Fig. 6A
im wesentlichen identisch ist, aber den streuenden, zwei
ten Zustand veranschaulicht.
In Fig. 1 ist eine Anordnung eines Lichtven
tils nach dem Stande der Technik gezeigt, das in einem
Lichtleitfaser-System benutzt wird. Mehr im besonderen
umfaßt das System eine (nicht dargestellte) Lichtquelle,
wie eine Lichtquelle hoher Wirksamkeit, die betriebsmäßig
mit einem ersten Lichtleiter oder einer Eintritts-Licht
leitfaser 10 verbunden ist. Licht wird in ein Eintritts
ende des ersten Lichtleiters übertragen und bewegt sich
längs eines lichtübertragenden Kernes, der einen relativ
hohen Brechungsindex aufweist. Lichtstrahlen 12 treten an
einem Ausgangsende 14 des ersten Lichtleiters aus. Ein
Teil dieser Lichtstrahlen wird durch eine erste Linse 16,
deren rechte Seite eine konvexe Oberfläche aufweist, kol
limiert oder parallel gerichtet. Die Lichtstrahlen ver
laufen dann in allgemein paralleler Weise durch eine
streuende Platte 20 zu einer zweiten oder fokussierenden
Linse 22. Die zweite Linse hat eine konvexe Oberfläche
auf der linken Seite und fokussiert die Lichtstrahlen auf
ein Eintrittsende 24 eines zweiten Lichtleiters oder ei
ner Ausgabe-Lichtleitfaser 30.
Mehr im besonderen ist die streuende Platte 20
vorzugsweise eine Flüssigkristallanzeige (LCD), die in
Anwesenheit eines elektrischen Feldes die Moleküle der
Kristalle ausrichtet, um die Übertragung von Licht durch
die Anzeige zu erleichtern. Durch selektives Regulieren
des mit der LCD-Platte 20 verbundenen elektrischen Fel
des kann die durch die Platte übertragene Lichtmenge ge
steuert bzw. geregelt werden. Wird das Feld angelegt,
dann werden die Dipolmoleküle ausgerichtet und gestatten
eine größere Übertragung von Licht. In Abwesenheit eines
elektrischen Feldes wird das Licht gestreut, was zu der
Übertragung nur eines kleinen Teiles des Lichtes führt.
In der Anordnung der Fig. 1 nach dem Stande
der Technik werden die Lichtstrahlen 12 durch die zweite
Linse 22 gesammelt und fokussiert. Der Brennpunkt der
zweiten Linse ist am Eintrittsende 24 des zweiten Licht
leiters oder der Ausgangsfaser 30 angeordnet. Diese An
ordnung sorgt für ein geradliniges Lichtventil oder eine
geradlinige Schaltanordnung, um den Durchgang von Licht
von einer Quelle zu einem Endgebrauch zu steuern.
Obwohl sie einen weiten Bereich kommerzieller
Anwendung hat, ist die Anordnung der Fig. 1 nicht ohne
Probleme. So ist diese Anordnung zum Beispiel Gegenstand
eines hohen Verlustes aufgrund von Streuung, Absorption
und Beugung bzw. Verzerrung. Weiter ist das Kontrastver
hältnis zwischen den An/Aus-Zuständen nicht so groß wie
erwünscht.
In Fig. 1 und Fig. 2 sind im wesentlichen die
gleichen Bezugsziffern benutzt worden, um eine erste Mo
difikation der bekannten Anordnung zu veranschaulichen.
Licht wird durch die Eintrittsfaser 10 empfangen und am
Austrittsende 14 emittiert. Die Lichtstrahlen werden
durch die erste Linse 16 in der gleichen Weise kolli
miert, wie oben beschrieben, und die Regulierung der
Lichtübertragung findet auch durch die LCD-Platte 20
statt. Gemäß dieser Anordnung ist der Abstand zwischen
dem aufnehmenden Teil des optischen Systems, d. h. der
Linse 22 und der Ausgangsfaser 30, und der streuenden
Platte beträchtlich vergrößert. Wie durch eine Reihe von
Pfeilen 32 in den Fig. 1 und 2 dargestellt, wird das
Licht bei Abwesenheit eines elektrischen Feldes durch die
Platte 20 gestreut. Das gestreute Licht wird regellos ge
richtet, doch tritt, wenn die sammelnde Linse 22 eng be
nachbart der Platte 20 angeordnet ist, wie es der typi
sche Fall ist, ein Teil des gestreuten Lichtes in die
zweite Linse ein und wird zur Ausgangsfaser 30 übertra
gen.
In der Anordnung der Fig. 2 ist die zweite
Linse 22 um einen vorbestimmten Abstand "d" in der Grö
ßenordnung des 5fachen des Linsendurchmessers oder mehr
entfernt angeordnet, was die Menge des Streulichtes, das
durch die Linse 22 gesammelt wird, beschränkt. Das Kon
trastverhältnis zwischen dem angeschalteten Zustand und
dem ausgeschalteten Zustand ist dadurch sehr viel größer,
da es, wenn Licht gestreut wird, bei der Anordnung der
Fig. 2 eine sehr viel geringere Chance des gestreuten
Lichtes gibt, die Ausgangsfaser 30 zu erreichen, als bei
der in Fig. 1 gezeigten Anordnung.
Noch ein anderes mit der Anordnung der Fig. 1
verbundenes Problem ist der Lichtverlust, der sich aus
Absorption und Beugung bzw. Verzerrung ergibt. Wie der
Fachmann verstehen wird, gibt es besondere Anwendungen,
wo es außerordentlich wichtig ist, solche Verluste zu
minimieren.
Wie in Fig. 3 gezeigt, schließt eine modifi
zierte geradlinige Schaltanordnung eine reflektierende
Oberfläche, wie einen konkaven Spiegel 38 ein, um diese
Verlustarten anzusprechen. Der Spiegel hat eine allgemein
kugelförmige Oberfläche 40, die sehr reflektierend ist
und entsprechend praktisch keinen Streuverlust und Ab
sorptions/Brechungs-Verluste von nur wenigen Prozent auf
weist. Vorzugsweise hat der Spiegel einen Krümmungsra
dius, der um viele Male größer ist als der Durchmesser
des Lichtleiters. So minimiert eine zehnfache Größenord
nung wirksam die Verzerrung bzw. die Verzeichnung und
folglich Verluste. Zusätzlich ist der Durchmesser des
Spiegels so ausgewählt, um ihn an den Annahmewinkel des
Lichtleiters anzupassen und den Lichtverlust zu mini
mieren.
Die Eingangsfaser 10 überträgt Licht von der
(nicht dargestellten) Quelle zu ihrem Austrittsende 14,
wie durch die Lichtstrahlen 12 repräsentiert. Die Licht
strahlen werden allgemein zu der sphärischen Oberfläche
14 gerichtet, die von einer gut bekannten Konstruktion
sein kann, die jedoch stark reflektierend sein soll. Die
stark reflektierende Oberfläche maximiert die Lichtmenge,
die reflektiert und auf das Eintrittsende 24 der Aus
gangsfaser 30 fokussiert wird. Wie dargestellt, sind die
Eingangs- und Ausgangsfasern in im wesentlichen die glei
che Richtung gerichtet. D.h., die Austritts- und Ein
trittsenden 14, 24 der Fasern 10, 30 weisen in die glei
che Richtung zur sphärischen Oberfläche 40 hin.
Vorzugsweise ist die streuende Platte 20 sowohl
an den Eintritts- als auch Austritts-Faserenden befe
stigt, so daß die Lichtstrahlen 12 zweimal durch die
streuende Platte verlaufen. Die Lichtstrahlen treten aus
der Eingangsfaser 10 aus, verlaufen durch die streuende
Platte 20, werden von der Oberfläche 40 reflektiert und
wieder durch die streuende LCD-Platte in die Ausgangs
faser 30 gerichtet. Somit wird durch mehrfaches Hindurch
leiten durch die streuende Platte eine entsprechende Ver
größerung des Verhältnisses zwischen den An/Aus-Zuständen
erzielt. Gleichzeitig ist die Anordnung nach Fig. 3 au
ßerordentlich kompakt, und sie überwindet Verluste, die
mit der Anordnung der Fig. 1 nach dem Stande der Technik
verbunden sind.
Um Verluste in Verbindung mit der Grenzfläche
zwischen der streuenden Platte 20 und den Fasern 10, 30
weiter zu verringern, kann ein an den Index anpassendes
Gel oder eine solche Flüssigkeit zwischen den Faserenden
und der streuenden Platte benutzt werden. Das indexanpas
sende Material stellt eine wirksamere Lichtübertragung
zwischen dem lichtübertragenden Kern der Lichtleitfasern
sicher. Es wird auch erkannt werden, daß die Enden der
Eintritts- und Austritts-Fasern nicht in einer gemeinsa
men Ebene angeordnet zu sein brauchen, die an die streu
ende Platte anstößt, wie in Fig. 3 gezeigt. Obwohl die
Anordnung der Faserenden in einer gemeinsamen Ebene der
Einfachheit, Symmetrie und ähnlichem halber bevorzugt
ist, ist die Lehre der vorliegenden Erfindung gleicherma
ßen auf andere Anordnungen anwendbar.
Eine noch andere Modifikation ist in Fig. 4
gezeigt. Dort treten die Lichtstrahlen 12 aus der Ein
gangsfaser aus und werden durch einen ersten Spiegel 50,
der eine stark reflektierende kugelförmige bzw. sphäri
sche Oberfläche 52 hat, kollimiert. Die parallelen Licht
strahlen werden dann zu einem zweiten Spiegel 54 gerich
tet, der auch eine stark reflektierende kugelförmige
Oberfläche 56 hat. Die Lichtstrahlen werden durch den
zweiten Spiegel reflektiert und auf das Eintrittsende 24
der Ausgangsfaser fokussiert. Beim Verlauf der Licht
strahlen von der Eintrittsfaser zur Austrittsfaser gehen
diese idealerweise dreimal durch die streuende Platte 20.
Dies vergrößert wiederum erwünschtermaßen das Kontrast
verhältnis der Lichtübertragung zwischen den An- und Aus
zuständen, die durch selektive Anwendung des elektrischen
Feldes bewirkt werden.
Aus einer nochmaligen Betrachtung der Fig. 4
ergibt sich, daß das Austrittsende 14 der Eingangsfaser
am Brennpunkt des ersten Spiegels 50 angeordnet ist. In
einer ähnlichen Weise ist das Eintrittsende 24 der Faser
30 idealerweise am Brennpunkt des zweiten Spiegels 54 an
geordnet. Die Brennpunkte des zusammenarbeitenden Paares
von Spiegeln sind geradlinig oder auf der gleichen Achse
wie die Eintritts- und Austritts-Fasern angeordnet. Ob
wohl dies notwendigerweise das Ausbilden von Öffnungen in
jedem der Spiegel erfordert, um an die Eingangs- und Aus
gangs-Fasern anzupassen, ergibt es eine außerordentlich
kompakte und symmetrische optische Anordnung.
Obwohl die Oberflächen 52, 56 als allgemein ku
gelförmig dargestellt sind, können noch andere reflektie
rende Oberflächen, die die gleiche Funktion erfüllen, wie
parabolische oder elliptische Oberflächen, mit gleichem
Erfolg benutzt werden. Darüber hinaus wird es durch das
zentrale Anordnen der streuenden Platte 20 zwischen den
Spiegeln und der Erstreckung der Platte zu den Außenkan
ten des Spiegels sichergestellt, daß das gesamte Licht,
das durch die streuende Platte in ihrem ersten transpa
renten Zustand übertragen wird, dreimal durch die streu
ende Platte verläuft.
Ein verwandte Anordnung ist in Fig. 5 gezeigt,
die das gleiche Ergebnis des Regelns der Lichtübertragung
zwischen Eintritts- und Austritts-Fasern mit einem hohen
Kontrastverhältnis zwischen den An- und Aus-Zuständen
erzielt. Mehr im besonderen schließt das Lichtleitfaser-
System der Fig. 5 ein Paar reflektierender Spiegel und
eine dazwischen angeordnete streuende Platte ein. Der
Eingangs-Lichtleiter 10 ist jedoch nicht koaxial mit dem
Ausgangs-Lichtleiter 30. Statt dessen ist das Ende 14 des
Eintritts-Lichtleiters am Brennpunkt eines ersten Para
bolspiegels 60 mit einer stark reflektierenden Oberfläche
62 angeordnet. Die reflektierende Oberfläche 62 kolli
miert die Lichtstrahlen 12 und richtet sie zu einem zwei
ten Parabolspiegel 64. Dieser Spiegel hat auch eine stark
reflektierende Oberfläche 66, die die kollimierten Licht
strahlen empfängt und sie auf das Eintrittsende des Aus
gangs-Lichtleiter 30 fokussiert. Die streuende Platte 20
ist zwischen den Spiegeln angeordnet, und sie hat Abmes
sungen, die sicherstellen, daß die durch die Spiegel re
flektierten Lichtstrahlen dreimal durch sie hindurchge
hen.
Viele der Vorteile der Anordnung der Fig. 4
ergeben sich auch bei dieser Anordnung der Fig. 5 mit
außerhalb der Achse angeordneten Parabolspiegeln. Ein
deutlicher zusätzlicher Vorteil ist die Möglichkeit, die
Öffnungen in dem Paar von Spiegeln wegzulassen, um an die
Eingangs- und Ausgangs-Lichtleiter anzupassen. Bei dieser
Anordnung außerhalb der Achse sind die Enden der jeweili
gen Lichtleitfasern noch immer am Brennpunkt des entspre
chenden ersten und zweiten Spiegels angeordnet, doch ge
stattet die leicht gekantete oder winkelförmige Anordnung
der Spiegel, daß die Lichtstrahlen von einem Bereich be
nachbart den Kanten der Spiegel in die Anordnung eintre
ten.
Die Fig. 6A und 6B veranschaulichen transpa
rente und streuende Zustände einer benachbart dem Ende
eines Lichtleiters 10 angeordneten streuenden Platte 20.
Auf der dem Lichtleiter gegenüberliegenden Seite der
streuenden Platte ist die Linse eines zum Beispiel Park/Stopp-Lichtes
angeordnet. Es sind zwei verschiedene Ni
veaus der Lichtintensität für das Park/Stopp-Licht erfor
derlich. Eine geringere Lichtmenge ist erforderlich, wenn
es als ein Parklicht dient, während die Anwendung der
Bremsen eine größere Lichtmenge erfordert, um nachfolgen
de Automobile aufmerksam zu machen.
Wie in Fig. 6A gezeigt, überträgt die streuen
de Platte im transparenten Zustand einen großen Teil der
Lichtstrahlen und richtet sie auf die Linse 70. In Fig.
6B ist das elektrische Feld von der streuenden Platte
entfernt worden, was sie in einen streuenden Zustand
überführt, bei dem das Licht durch die Kristalle reflek
tiert wird. Nun gelangt eine geringere Lichtmenge zur
Linse 70, um die Parklichtfunktion wahrzunehmen. Tritt
der Führer eines Fahrzeuges dann auf die Bremse, dann
wird ein elektrisches Signal geschaffen, das die streuen
de Platte in den transparenten Zustand umwandelt, die in
Fig. 6A gezeigt ist, und bei dem eine größere Lichtmenge
zur Linse übertragen wird. Dies macht das Licht, wie er
wünscht, heller oder intensiviert es, ohne daß ein An-
oder Abschalten einer Lichtquelle erforderlich ist.
Es wird natürlich erkannt werden, daß die oben
beschriebenen Ausführungsformen in anderen Umgebungen
brauchbar sind, und daß Modifikationen daran vorgenommen
werden können. So können zum Beispiel zusätzlich zu der
sphärischen, elliptischen und parabolischen Anordnung an
dere gekrümmte, reflektierende Oberflächen benutzt wer
den. Gleicherweise können andere streuende Platten an
stelle der LCD-Platte eingesetzt werden. Es wird auch er
kannt, daß die streuende Platte nicht auf Anordnungen be
schränkt zu sein braucht, die nur An- und Aus-Zustände
einer Lichtquelle repräsentieren, sondern daß sie auch in
Anwendungen brauchbar ist, bei denen das Variieren der
Lichtmenge für Abblendzwecke benutzt wird.
Während die Erfindung in Form bevorzugter Aus
führungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann er
kennen, daß die Erfindung innerhalb des Geistes und Um
fanges der beigefügten Ansprüche mit Änderungen ausge
führt werden kann.
Claims (17)
1. Vorrichtung zum Regulieren der Lichtmenge, die von
einer dazugehörigen Lichtquelle durch die Vorrichtung
übertragen wird, wobei die Vorrichtung umfaßt:
einen ersten Lichtleiter mit einem Austrittsende, aus dem Licht austritt;
einen zweiten Lichtleiter, der benachbart dem ersten Lichtleiter angeordnet ist und ein Eintrittsende aufweist, und
eine reflektierende Oberfläche, die benachbart den Lichtleitern angeordnet ist, um das Licht vom Austritts ende des ersten Lichtleiters in das Eintrittsende des zweiten Lichtleiters zu reflektieren.
einen ersten Lichtleiter mit einem Austrittsende, aus dem Licht austritt;
einen zweiten Lichtleiter, der benachbart dem ersten Lichtleiter angeordnet ist und ein Eintrittsende aufweist, und
eine reflektierende Oberfläche, die benachbart den Lichtleitern angeordnet ist, um das Licht vom Austritts ende des ersten Lichtleiters in das Eintrittsende des zweiten Lichtleiters zu reflektieren.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das Eintritts-
bzw. Austrittsende des ersten bzw. zweiten Lichtleiters
in im wesentlichen die gleiche Richtung weisen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend eine
streuende Platte, die zwischen dem Austrittsende des
ersten Lichtleiters und dem Eintrittsende des zweiten
Lichtleiters angeordnet ist, wobei die Platte zwischen
einem ersten transparenten Zustand und einem zweiten
streuenden Zustand zur selektiven Regulierung durchgehen
den Lichtes in der Lage ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, worin die streuende
Platte zwischen dem Austrittsende des ersten Lichtleiters
und der reflektierenden Oberfläche und auch zwischen dem
Eintrittsende des zweiten Lichtleiters und der reflektie
renden Oberfläche angeordnet ist, so daß das Licht mehr
mals durch die streuende Platte hindurchgeht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, worin die streuende
Platte am Austritts- bzw. Eintritts-Ende des ersten bzw.
zweiten Lichtleiters angeordnet und mittels eines Materi
als daran befestigt ist, das einen Brechungsindex auf
weist, der im wesentlichen identisch dem der Lichtleit
faserkerne der Lichtleiter ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die reflektieren
de Oberfläche eine erste und eine zweite reflektierende
Oberfläche im Abstand voneinander gegenüberliegend ein
schließt, wodurch das aus dem Austrittsende des ersten
Lichtleiters aus tretende Licht von der ersten reflektie
renden Oberfläche auf die zweite reflektierende Oberflä
che und dann auf das Eintrittsende des zweiten Lichtlei
ters reflektiert wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, worin die erste und
zweite reflektierende Oberfläche ihre jeweiligen Brenn
punkte am Austrittsende des ersten Lichtleiters und am
Eintrittsende des zweiten Lichtleiters haben.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, worin die Brennpunkte
der ersten und zweiten reflektierenden Oberfläche auf der
gleichen Achse angeordnet sind wie die Enden des ersten
und zweiten Lichtleiters.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, worin die Brennpunkte
der ersten und zweiten reflektierenden Oberfläche auf
verschiedenen Achsen angeordnet sind.
10. Kompakte, geradlinige Ventilvorrichtung für einen
Lichtleiter, um die Menge des dadurch übertragenen Lich
tes zu regulieren, wobei die Vorrichtung umfaßt:
einen ersten Lichtleiter, der zur Übertragung von Licht von einer dazugehörigen Quelle in der Lage ist und ein Austrittsende hat, aus dem das Licht austritt;
einen zweiten Lichtleiter mit einem Eintrittsende, das zur Aufnahme des Lichtes aus dem ersten Lichtleiter angeordnet ist;
eine streuende Flüssigkristall-Platte, die in dem Pfad des Lichtes angeordnet ist, das aus dem ersten Lichtleiter austritt und in den zweiten Lichtleiter ein tritt, wobei die Platte auf ein angelegtes elektrisches Feld anspricht, um das Licht, wie erwünscht, zu übertra gen oder zu streuen, und
eine reflektierende Oberfläche, die im Lichtpfad an geordnet ist, um das Licht auf das Eintrittsende des zweiten Lichtleiters zu fokussieren.
einen ersten Lichtleiter, der zur Übertragung von Licht von einer dazugehörigen Quelle in der Lage ist und ein Austrittsende hat, aus dem das Licht austritt;
einen zweiten Lichtleiter mit einem Eintrittsende, das zur Aufnahme des Lichtes aus dem ersten Lichtleiter angeordnet ist;
eine streuende Flüssigkristall-Platte, die in dem Pfad des Lichtes angeordnet ist, das aus dem ersten Lichtleiter austritt und in den zweiten Lichtleiter ein tritt, wobei die Platte auf ein angelegtes elektrisches Feld anspricht, um das Licht, wie erwünscht, zu übertra gen oder zu streuen, und
eine reflektierende Oberfläche, die im Lichtpfad an geordnet ist, um das Licht auf das Eintrittsende des zweiten Lichtleiters zu fokussieren.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, worin das Austritts-
bzw. Eintritts-Ende des ersten bzw. zweiten Lichtleiters
im wesentlichen in der gleichen Richtung zur reflektie
renden Oberfläche hinweist und die streuende Platte sich
über mindestens eines der Eintritts- und Austritts-Enden
erstreckt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, worin die reflektie
rende Oberfläche eine erste und zweite Oberfläche ein
schließt, die im Abstand gegenüberliegend angeordnet
sind, wobei die Brennpunkte der jeweiligen ersten und
zweiten Oberfläche mit dem Eintritts- bzw. Austritts-Ende
der Lichtleiter ausgerichtet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, worin die erste re
flektierende Oberfläche eine Öffnung einschließt, um das
Austrittsende des ersten Lichtleiters auf zunehmen und die
zweite reflektierende Oberfläche eine Öffnung ein
schließt, um das Eintrittsende des zweiten Lichtleiters
aufzunehmen.
14. Vorrichtung zum Regulieren der durchgehenden Licht
menge, umfassend:
einen ersten Lichtleiter mit einem Austrittsende, aus dem Licht emittiert wird;
eine streuende Flüssigkristall-Platte, die benach bart dem Austrittsende des ersten Lichtleiters angeordnet ist, wobei die Platte selektiv zwischen einem transparen ten ersten Zustands aufgrund des Anlegens eines elektri schen Feldes daran, und einem streuenden zweiten Zustand bei Abwesenheit eines elektrischen Feldes selektiv regu liert wird, und
einen zweiten Lichtleiter mit einem Eintrittsende zur Aufnahme von Licht aus dem Austrittsende des ersten Lichtleiters, nachdem es durch die streuende Platte ge gangen ist, wobei das Eintrittsende des zweiten Lichtlei ters einen vorbestimmten Abstand von der streuenden Plat te hat, so daß das dadurch getreute Licht durch das Ein trittsende des zweiten Lichtleiters im wesentlichen nicht gesammelt wird.
einen ersten Lichtleiter mit einem Austrittsende, aus dem Licht emittiert wird;
eine streuende Flüssigkristall-Platte, die benach bart dem Austrittsende des ersten Lichtleiters angeordnet ist, wobei die Platte selektiv zwischen einem transparen ten ersten Zustands aufgrund des Anlegens eines elektri schen Feldes daran, und einem streuenden zweiten Zustand bei Abwesenheit eines elektrischen Feldes selektiv regu liert wird, und
einen zweiten Lichtleiter mit einem Eintrittsende zur Aufnahme von Licht aus dem Austrittsende des ersten Lichtleiters, nachdem es durch die streuende Platte ge gangen ist, wobei das Eintrittsende des zweiten Lichtlei ters einen vorbestimmten Abstand von der streuenden Plat te hat, so daß das dadurch getreute Licht durch das Ein trittsende des zweiten Lichtleiters im wesentlichen nicht gesammelt wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, weiter umfassend eine
Linse zum Kollimieren von Lichtstrahlen, wie sie aus dem
Austrittsende des ersten Lichtleiters austreten, und be
vor sie in die streuende Platte eintreten.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, weiter umfassend eine
zweite Linse zum Fokussieren der kollimierten Lichtstrah
len auf das Eintrittsende des zweiten Lichtleiters, nach
dem die Lichtstrahlen aus der streuenden Platte austre
ten.
17. Lichtregulierende Vorrichtung, umfassend:
einen Lichtleiter mit einem Austrittsende, das Licht daraus emittiert;
eine streuende Platte, die benachbart dem Austritts ende des Lichtleiters angeordnet ist, um das daraus emit tierte und fokussierte Licht zu empfangen, wobei die Platte zu einer Regulierung zwischen einem ersten trans parenten Zustand und einem streuenden zweiten Zustand in der Lage ist, der den Durchgang erster und zweiter Licht mengen gestattet, und
eine Linse, die Licht von der streuenden Platte em pfängt und das Licht teilweise fokussiert.
einen Lichtleiter mit einem Austrittsende, das Licht daraus emittiert;
eine streuende Platte, die benachbart dem Austritts ende des Lichtleiters angeordnet ist, um das daraus emit tierte und fokussierte Licht zu empfangen, wobei die Platte zu einer Regulierung zwischen einem ersten trans parenten Zustand und einem streuenden zweiten Zustand in der Lage ist, der den Durchgang erster und zweiter Licht mengen gestattet, und
eine Linse, die Licht von der streuenden Platte em pfängt und das Licht teilweise fokussiert.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/018,852 US5408552A (en) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | Light valves for light guides using scattering materials |
Publications (1)
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