DE69113708T2

DE69113708T2 - Lichtübertragungsvorrichtung.

Info

Publication number: DE69113708T2
Application number: DE69113708T
Authority: DE
Inventors: John Martin Davenport; William Walter Finch; Richard Lowell Hansler; John Lawrence Henkes; Jeffrey Donald Johnson
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1990-07-23
Filing date: 1991-07-22
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2011-07-23
Also published as: CA2042144A1; EP0468723B1; CA2042144C; JPH04234011A; JPH07113692B2; DE69113708D1; EP0468723A1; US5058985A

Description

BEZUGNAHME AUF EIN VERWANDTES PATENT

Diese Abnmeldung bezieht sich auf den Gegenstand, der in der US-PS 4,811,172 - Davenport und Hansler, übertragen auf die Inhaberin der vorliegenden Erfindung - offenbart und beansprucht ist, wobei die genannte PS durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.

TECHNISCHES GEBIET

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Beleuchtungs-Untersystem, das eine Lichtquelle und ein Bündel von Lichtleitfasern zum Übertragen von Licht von der Quelle umfaßt, und mehr im besonderen bezieht sie sich auf eine Kopplungsvorrichtung zum Koppeln von Licht von der Quelle in die Eingangsenden der Fasern unter verringertem Lichtverlust.

HINTERGRUND

Eine bekannte Art von Beleuchtungssystem, das beispielhaft durch das System wiedergegeben ist, das in der vorgenannten US-PS 4,811,722 - Davenport et al.-angegeben ist, umfaßt ein Bündel von Lichtleitfasern, die jede ein Eintrittsende aufweisen, eine Lichtquelle und einen Reflektor zur Aufnahme von Licht von der Quelle und zum Reflektieren des Lichtes von der Quelle in die Eintrittsenden der Lichtleitfasern zum Übertragen durch die Fasern. In einem solchen System ist es erwünscht, daß Licht von der Quelle mit dem geringst möglichen Verlust in die Lichtleitfasern gekoppelt wird. Ein Faktor, der zu unerwünschten Verlusten füren kann, ist die Anwesenheit von Hohlräumen zwischen den Lichtleitfasern in dem Bündel. Jegliches Licht der Quelle, das in diese Hohlräume eintritt, repräsentiert verlorenes Licht, das durch die Lichtleitfasern nicht übertragen wird.
In einem früheren Vorschlag (E-A-27 33100) ist ein Beleuchtungs-Untersystem offenbart, bei dem ein Bündel aus deformierbaren Lichtleitfasern in eine Kopplungsvorrichtung eingefürt wird, die sich von einer relativ großen Querschnittsfläche zu einer relativ geringen Querschnittsfläche am Kopplungsende verjüngt. Die Fasern werden in dieser Vorrichtung deformiert, so daß die Fasern am Kopplungsende der Lichtleitfasern im Querschnitt die Kopplungsvorrichtung im wesentlichen ausfüllen.
Ein ähnliche Anordnung ist auch in der US-A4,116,655 gezeigt.

AUFGABEN

Die Erfindung strebt die Schaang einer Kopplungsvorrichtung zwischen der Lichtquelle und dem Eingangsende eines Bündels von Lichtleitfasern an, die in der Lage ist, die Verluste zu verringern, die sich daraus ergeben, daß Licht von der Quelle in die üblichen Hohlräume zwischen den Fasern am Eintrittsende des Bündels eintritt, wo deformierbare und nichtdeformierbare Fasern zusammen benutzt werden.
Gemaß der Erfindung wird ein Beleuchtungs-Untersystem geschaffen, umfassend:
(a) ein Bündel von Lichtleitfasern, die jede ein Eingangsende zur Auf-nahme von Licht von einer Lichtquelle aufweisen, wobei die Eingangsenden der Fasern im wesentlichen in einer vorbestimmten Ebene angeordnet sind, und
(b) eine Kopplungsvorrichtung, die um das Bünde herum, benachbart der vorbestimmten Ebene, angeordnet ist und ein Teil umfaßt, das eine Bohrung zur Aufnahme des Bündels enthält, wobei die Bohrung sich von einem relativ großen Durchmesser an einer Stelle im Abstand von der vorbestimmten Ebene zu einem relativ kleinen Durchmesser an der vorbestimmten Ebene verjüngt, die Bohrung in einer zweiten Ebene, parallel zu und im Abstand von der vorbestimmten Ebene einen Umfang aufweist, der gerade groß genug ist, um das Bündel zu umgeben, ohne die Fasern in der zweiten Ebene seitlich zusammenzupressen;
dadurch gekennzeichnet, daß
(c) das Bündel von Fasern eine Kombination einer ersten Gruppe von Fasern aus nicht durch Kompression verformbarem Material und einer zweiten Gruppe von Fasern aus durch Zusammenpressen verformbarem Material einschließt, wobei jede der zweiten Gruppevon Fasern einen vorbestimmten Querschnift aufweist, wenn sie sich in einem nicht zusammengepreßten Zustand befindet, und
(d) die Bohrung in der vorbestimmten Ebene von einer solchen Größe ist, daß die zweite Gruppe von Lichtleitfasern darin seitlich zusammengepreßt ist und hinsichtlich des Querschnittes mit Bezug auf die vorbestimmten Querschnitte derart verformt sind, daß die Lichtleitfasern in dem Bereich der Bohrung mit relativ geringem Durchmesser die Bohrung vollstandiger füllen, als in der zweiten Ebene;
wobei der Gesamtquerschnitt der Fasern in der vorbestimmten und der zweiten Ebene im wesentlichen der gleiche ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung wird im folgenden detaillierter, unter beispielhafter Bezugnahme auf die Zeichnung, beschrieben, in der zeigen:
Figur 1 eine seitliche Schnittansicht eines Beleuchtungs-Untersystems nach dem Stande der Technik, umfassend eine Lichtquelle und ein Bündel von Lichtleitfasern zum Übertragen von Licht von der Lichtquelle,
Figur 2 eine vergrößerüe Schnittansicht entlang der Linie 2-2 der Figur 1,
Figur 3 eine vergrößerte Schnittansicht der Kopplungsvorrichtung zum Koppeln von Licht von einer Quelle in das Eintrittsende eines Bündels von Lichtleitfasern,
Figur 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 von Figur 3,
Figur 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 von Figur 3,
Figur 6 eine Seitenschnittansicht, die ein modifizierües Koppeln zeigt,
Figur 7 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 der Figur 6,
Figur 8 eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 der Figur 6,
Figur 9 eine Schnittansicht, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigt, die ein Bündel von Lichtleitfasern einschließt, das durch Kompression verformbare Fasern sowie Fasern einschließt, die durch die vorhandenen Kompressionskräfte nicht verformt werden, und
Figur 10 eine Querschnittsansicht des Bündels der Figur 9 am Eintrittsende des Bündels, wo sich die durch Kompression verformbaren Fasern verformt haben.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN

Unter Bezugnahme auf Figur 1 umfaßt das dort abgebildete, bekannte Beleuchtungs-Untersystem eine Lichtquelle 12, einen ellipsoidalen Reflektor 14 und ein Bündel 16 von Lichtleitfasern 18, die jeweils ein Eingangsende 19 aufweisen, das dem Reflektor gegenüberliegt. Dieses Untersystem entspricht dem, das in der vorgenannten US-PS 4,811,172 offenbart ist, und dementsprechend ist der zentrale Teil der Lichtquelle 12 an einem Brennpukt 20 des Reflektors angeordnet, und das Eintrittsende des Bündels 16 ist benachbart dem anderen Brennpunkt des ellipsoidalen Reflektors 14 angeordnet. Der größte Teil der Lichtstrahlen, die durch die Quelle 12 emittiert werden, wie die Strahlen 22 und 24, werden durch den Reflektor 14 aufgefangen und reflektiert und treten in die freigelegten Flächen oder Eintrittsenden 19 der Lichtleitfasern 18 innerhalb der Grenzen eines imaginären Kegelstumpfes ein, dessen Achse colinear mit der Achse des Bündels verläuft, und der einen Scheitelwinkel von etwa 76º hat.
Zum Koppeln des Bündels 16 von Lichtleitfasern mit der Lichtquelle 12 benutzt das Untersystem der Figur 1 eine Metallhülse 30, die das Bündel 16 umgibt, und die in geeigneter Weise an einem Gehäuse 32 befestigt ist, das die Quelle 12 umgibt. Bei einem typischen Untersystem nach dem Stande der Technik, wie dem in Figur 1 gezeigten, hat die Hülse 30 eine Behrung gleichmaßigen Durchmessers zur Aufnahme des Bündels 16, obne die Fasern zu verformen.
Figur 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht lungs der Linie 2-2 der Figur 1, die das Eintrittsende des Bündels 16 von Lichtleitfasern zeigt. Figur 2 veranschaulicht auch eine typische Verteilung am Eintrittsende der Lichtleitfasern 18 innerhalb der Bohrung 34 der Hülse 30. Wie in Figur 2 gezeigt, umfaßt jede der Lichtleitfasern einen Kern 36 aus einem lichtdurchlässigen Material mit einem re- lativ hohen Brechungsindex sowie einen umgebenden Überzug oder eine Umhüllung 38 aus einem Material mit einem relativ geringen Brechungsindex. Es wird klar sein, daß in Figur 2 relativ große Hohlräume 40 zwischen den Lichtleitfasern 18 und auch zwischen den Lichtleitfasern und der Behrung 34 der umgebenden Hülse 30 vorhanden sind. Die aktive, lichtübertragende Fläche innerhalb der Bohrung 34 ist die Gesamtquerschnittsfläche der Kerne 36 oder, anders ausgedrückt, die Querschnittsfläche der Behnung minus die Querschnittsfläche der Hohlräume 40 minus die Querschnittsfläche der Umhüllung 38. Die lichtsammelnde Wirksamkeit dieser Grenzfläche ist direkt proportional dem Verhältnis der aktiven, lichtübertragenden Fläche zur Gesamtfläche der Bohrung. Anders ausgedrückt, sind die Lichtverluste an dieser Grenzfläche umgekehrt proportioal diesem Verhältnis.
Ein bekannter Vorschlag zum Erhöhen der lichtsammelnden Wirksamkeit und zum Verringern der Verluste an dieser Grenzfläche ist in den Figuren 3 bis 5 gezeigt. Hier wird eine solche Zunahme durch Einsatz einer Hülse 50 für das umgebende Koppeln bewirkt, die eine verjüngte Bohrung 52 einer solchen Größe aufweist, daß die Hülse benachbart ihrem geringen Durchmesser oder inneren Ende die Lichtleitfasern innerhalb der Bohrung seitlich zusammenpreßt und das Verformen der Fasern am ausgesetzten Ende des Bündels (Figur 4) in einem solchen Ausmaß verursacht, daß an diesem freigelegten Ende die Querschnittsfläche der Hohlräume (40) als einem Prozentsatz der Gesamtquerschnittsfläche stark verringert ist, verglichen mit diesem Prozentsatz am gegenüberliegenden Ende der Hülse.
Spezifischer bestehen die Lichtleitfasern 18, sowohl Kern als auch Hülle, aus einem durch Kompression verformbaren Material, und die durch die umgebende, verjüngte Bohrung 52 erzeugte, oben beschriebene Kompression verursacht das Verformen der Fasern in einer solchen Weise, daß sie die Behrung am freien Ende der Fasern (d.h. in der Ebene 4-4, die in Figur 4 abgebildet ist) vollstindiger füllen, als in einer Querschnittsebene (wie der in Figur 5 abgebildeten), die sich in einem Abstand axial nach außen von der Ebene 4-4 befindet, wo die Fasern im wesentlichen nicht zusammengepreßt sind, und sie noch ihre unkomprimierüe Querschnittskonfiguration aufweisen. Figur 5 gibt eine Ebene wieder, wo sich die Bohrung 52 zum geringsten Durchmesser verjünnt hat, zu dem sie veijüngt werden kann, ohne das Bündel darin zu komprimieren. Es ist festzustellen, daß der Querschnitt jeder Faser in der Ausfürungsform der Figuren 3 bis 5 sich von seiner im wesentlichen Kreisform in der Ebene der Figur 5 zu einer deutlich nicht kreisförmigen Gestalt in der Ebene der Figur 4 verändert hat.
Es ist zu bemerken, daß das Material der Fasern von einer solchen Art ist, daß die innerhalb der Hülse 50 im Bündel entwickelten Kompressionskräfte die Gesamtquerschnittsfläche des lichtdurchlässigen Kernmaterials des Bündels in irgendeiner Querschnittsebene nicht beträchtlich ändern. Diese Gesamtquerschnittsfläche bleibt im wesentlichen die gleiche, egal ob das Bündel unkomprimiert ist, wie in Figur 5, oder komprimiert, wie in Figur 4. Die Kompression verändert daher die Querschnittsfläche des für die Lichtübertragung verfügbaren Kernes nicht beträchtlich.
In der Ausführungsform der Figuren 3 bis 5 und in den anderen zu beschreibenden Systemen sind die Lichtleitfasern und ihre Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wie sie ftir die entsprechenden Elemente in den Figuren 1 und 2 benutzt wurden.
In Abhängigkeit von der Anzahl der Fasern und iurer Querschnittsgröße sind viele unterschiedliche Packungskonfigurationen möglich. Als ein anderes Beispiel kann auf die Figuren 6 bis 8 Bezug genommen werden. In diesem Falle ist eine Hülse 50 mit einer verjüngten Bohrung 52 kreisförmiger Querschnitte eingeschlossen. Figur 7 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie 7-7, wo sich die Bohrung 52 zu ihrem geringst möglichen Durchmesser verjüngt hat, ohne das Faserbündel darin zusammenzupressen. Wie in Figur 7 gezeigt, umfaßt das Bündel eine dichtgepackte, hexagonale Anordnung von sieben Fasern 18, die in oberen und unteren, horizontalen Reihen aus jeweils zwei Fasern und einer dritten borizontaien Reihe aus drei Fasern zwischen der oberen und der unteren Reihe angeordnet sind. Zwischen den Fasern und den Fasern und der Behrung 52 sind Hohlräume 40 vorhanden. Durch Komprimieren dieses Bündels von Fasern radial nach innen wirdjede Faser zu einer mehr oder weniger hexagonalen Querschnittsgestalt verformt, wobei fast keine Hohlräume mehr zwischen den Fasern vorhanden sind, wie in Figur 8 gezeigt. Für andere Zahlen und Größen von Fasern inag die Symmetrie des komprimierten Bündels nicht so groß sein, wie sie in Figur 8 gezeigt sind, und es können einige Hohlräume übrig bleiben, doch wird noch immer eine beträchtliche Verbesserung im Prozentsatz der Gesamtfläche, die durch die aktive Kernfläche geftilit ist, durch Komprimieren und Verformen der Fasern, wie offenbart, erhalten.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit dem Problem der Vergrößerung der lichtsammelnden Wirksssnkeit und der Verringerung von Verlusten an der Grenzfläche, wo einige der Fasern aus einem Material bestehen, das durch die vorhandenen Kompressionskräfte im wesentlichen nicht deformierbar ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 9 und 10 gezeigt. In diesen Figuren ist eine Anordnung von vier Lichtleitfasern (18) aus einem Material, das durch Kompression verformbar ist, und von fünf Lichtleitfasern (60) eines Kernmaterials gezeigt, wie Acryiharz, das durch die Kompressionsspannungen, die durch die verjüngte Hülse 50 ausgeübt werden, im wesentlichen nicht deformiert wird, wobei die letzgenannte Hülse der verjüngten Hülse 50 der ersten beiden Ausfürungsformen entspricht. Figur 9 zeigt das Bündel in einem Bereich der umgebenden Hülse 50, wo sich das Bündel in einem nicht komprimierten Zustand befindet. Figur 10 andererseits ist eine Querschnittsensicht am schmalen Ende der verjüngten Bohrung 52 der Hülse, wo das Bündel radial komprimiert ist, und die verformbaren Fasern durch eine solche Kompression stark verformt sind. In dem in Figur 10 gezeigten Bereich ftiiien die verformten Fasern 18 die Teile der Bohrung im wesentlichen vollständig aus, die nicht durch die unverformten Fasern 60 ausgefüllt sind.
Beispiele von durch Kompression verformbaren Lichtleitfasern sind solche, die durch Lumenyte International Corp. von Cosa Mesa, CA als "end light"-Lichtleitfasern vertrieben werden und solche, die durch Fibre Lite Corp., Dallas, TX als END GLOW-Lichtleitfasern vertrieben werden. Beispiele von Fasern, die unter diesen Umständen nicht durch Kompression verformbar sind, sind solche, die durch die Edmund Scientific Co., Barrington, NJ., als ESKA Acryl-Lichtleitfasern vertrieben werden, hergestellt durch Mitsubishi Rayon Co., Ltd.
Ein anderes Merkmal der vorliegenden Kopplungsvorrichtung ist das Vorhandensein einer dünnen Glas- oder Kunststoff-Abdeckung 65 (in Figur 3 gezeigt) über den freigelegten Enden der Lichtleitfasern 18. Diese Abdeckung ist durch einen optische klaren Zement 67 an den freigelegten Enden der Fasern befestigt, der irgendwelche Hohlräume zwischen den Enden der Fasern und der Glasahdeckung füllt. Die Glasabdeckung 65 ist durch diesen Zement auch mit der freigelegten, inneren Fläche der Metallhülse 50, zur Bildung einer hermetischen Abdichtung zwischen der Glasabdeckung und der Hülse 50, abgedichtet. Der für diese Anwendung ausgewählte Zement hat einen Brechungsindex, der an den des Kenmateriais der Lichtleitfasern und auch an den der Abdeckung 65 angepaßt ist.
Um eine hermetische Abdichtung um die gesamte Kupplung herum zu Schaffen, ist ein O-Ring 70 vorhanden. Ist die Hülse 50 in ihre Position von Figur 3 geschraubt, dann sorgt der O-Ring für eine Abdichtung hoher Qualität um die äußere, kreisförmige Peripherie der Hülse herum. Der O-Ring sitzt in einer ringförmigen Rille 73 in der inneren Oberfläche eines nach außen vorspringenden, kreisförmigen Ringes 74, der integral mit der Wand 32 ausgebildet ist. Es sollte klar sein, daß die dargestellte Abdichtung (70-74) beipielhaft ftir viele unterschiedliche Arten von Dichtungen ist, die zum Einsatz an dieser Stelle geeignet sind.
Eine wichtige Funktion der Veijüngnng in der Behnnng 52 besteht darin, daß das Faserbündel (wenn es während des Zusainmenbaus der Kupplung in das große Ende der Hülse 50 eingefürt wird) natürlich und graduell in seinen komprimierten Zustand am schmalen Ende der Bohrung gefürt wird. Es ist nicht erforderlich, daß sich die Verjüngung über den gesamten Weg bis zum Ende der Behrung erstreckt, und tatsächlich schließt die vorliegende Behrung 52 ein kurzes Ende nahe ihrem schnialen Ende ein, das einen gleichförmigen Durchmesser hat.
Es ist zu bemerken, daß jede Faser eine Schutzabdeckung 76 aufweist, die ihren Kern und ihre Hülle umgibt. Diese Abdeckung, die von einer konventionellen Ausfürungsform ist, wird vom Endteil jeder Faser, der gerade jenseits des Punktes beginnt, bei dem die Faser in die Hülse 50 eintritt, entfernt. Diese Entfernung der Abdeckung wird in einer solchen Weise ausgefürt, daß die Hülle 38 intakt bleibt.
Am anderen Ende der Hülse 50 wird ein geeigneter Zement, vorzugsweise ein Siliconzement, der bei 78 in Figur 3 gezeigt ist, zwischen der Hülse 50 und dem Faserbündel aufgebracht. Dieser Zement ffießt in die Hohlräume zwischen den Fasern und auch in die Hohlräume zwischen den Fasern und der Bohrung der Hülse in diesem Bereich. Der Zement fließt auch in den Raum zwischen der Hülse 50 und den Schutzabdeckungen 76. Wenn der Zement härtet, ergibt er eine Abdichtung an diesem äußeren Ende der Kupplung, die die Fremdinaterialien daran hindert, in die Kupplung einzutreten.
Die Abdichtung sorgt auch ftir eine gute, mechanische Verbindung zwischen den Fasern und der Hülse 50, die es ausschließt, daß Fasern leicht aus der Kupplung herausgezogen werden.
Die oben beschriebene Kupplung wird hergestellt, indem man zuerst vom inneren Ende jeder Faser einen Abschnitt der umgebenden Abdeckung 76 entfernt, während man die Hülle 38 auf den einzelnen Fasern intakt läßt, wie bereits erwännt. Das Bündel wird dann axial in das äußere Ende der Hülse 50 gedrückt, was die oben beschriebene Kompression und Verformung der Lichtleitfasern am schmalen Ende der Bohrung 52 bewirkt. Das Bündel wird auf diese Weise in die Bohrung 52 gedi-Qckt, bis sich ein kurzes Stück des Bündels über das innere Ende der Hülse 50 hinaus erstreckt. Dieses vorspringende Ende wird dann glatt eben mit dem inneren Ende der Hülse 50 abgeschnitten bzw. getrimmt. Dann wird das trausparente Feuster 65 mit Zement über dem Ende des Bündels und dem inneren Ende der Hülse befestigt.
Nach Beendigung der obigen Stufen wird der Siliconzement 78 auf das äußere Ende der Hülse 50 aufgebracht, der daraufhin härtet und die oben beschriebene, mechanisch feste Abdichtung fiir die Kupplung bildet.
Gewisse Materialien für die Lichtleitfasern, die einzusetzen erwünscht sein mag, sind in der beschriebenen Weise nicht verformbar, wenn sie sich nicht bei einer erhöhten Temperatur befinden. Die Erfindung umfaßt in ihren breiteren Aspekten das Erhitzen des Endes des Bündels, um die erwünschten, erhöhten Temperaturen zu schaffen, bevor das Bündel in die Hülse 50 gedrückt wird. Dann wird das Bündel in die Hülse 50 gedrückt, wie oben beschrieben, um die erwünschte Verformung der Lichtleitfasern zu erzeugen.
Ein anderer Weg zum Abschließen des Bündels 16 nach dem Einpressen in die Hülse 50, wie oben beschrieben, besteht darin, das Bündel mit flüssigem Stick- Stoff gefrieren zu lassen und es dann einzuschneiden und abzubrechen. Danach kann das Ende des Bündels mit Schleifmitteln poliert werden, um die erwünschte Glätte des Bündels und der Endflächen der Fasern zu erhalten. Ein solches Polieren kann auch nach der oben beschriebenen Trimmstufe erfolgen.
Noch ein anderer Weg zum Abschneiden des Bündels besteht darin, jede Faser zu einer geeigneten Länge vorzuschneiden, die Enden der vorgeschnittenen Fasern zu bündeln, die gebündelten Enden in die Behrung 52 einzufüren und die Enden zur Ausrichtung einzustellen, wie durch leichtes Zurückziehen einer zu stark vorstehenden Faser. Diese Technik ist besonders geeignet für die Form der Figuren 9 und 10, die sowohl verformbare als auch nicht verformbare Fasern umfaßt.
Während die Erfindung in Verbindung mit einer Kupplungshülse (50 oder 80) veranschaulicht wurde, die eine Behrung im wesentlichen kreisformigen Querschnitts aufweist, sollte klar sein, daß die Erfindung in ihren breiteren Aspekten den Gebrauch einer Kupplungshülse einschließt, bei der der Durchgang durch die Hülse im Querschnitt nicht kreisförmig, sondern, zum Beispiel, oval oder rechteckig ist.
Während die Schutzabdeckungen (76) unter Zurücklassung der Umhüllung (38) auf den Enden von diesen Enden der Lichtleitfasern, wie oben beschrieben, entfernt werden, wird bei gewissen Anwendungen die Umhüllung ebenfalls von den Endabschnitten der Fasern entfernt, die in der vezjüngten Behrung (52) angeordnet sind. Dieses Entfernen der Umhüllung gestattet das Füllen des Endes der Hülse mit geringem Durchmesser noch vollständiger mit aktiver Kernfläche, was den Packungsanteil und somit die resultierende, lichtsalnsnelnde Wirksamkeit am Eintrittsende der Kupplung weiter erhöht.

Claims

1. Beleuchtungs-Untersystem, umfassend:

(a) ein Bündel (16) von Lichtleitfasern (18,60), die jede ein Eingangsende (19) zur Aufnahme von Licht von einer Lichtquelle (20) aufweisen, wobei die Eingangsenden der Fasern im wesentlichen in einer vorbestimmten Ebene angeordnet sind, und

(b) eine Kupplungsvorrichtung, die um das Bündel (16) herum, benachbart der vorbestimmten Ebene, angeordnet ist und ein Teil (50) umfaßt, das eine Bohrung (52) zur Aufnahme des Bündels (16) enthält, wobei die Bohrung (52) sich von einem relativ großen Durchmesser an einer Stelle im Abstand von der vorbestimmten Ebene zu einem relativ kleinen Durchmesser an der vorbestimmten Ebene verjüngt, die Bohrung (52) in einer zweiten Ebene, parallel zu und im Abstand von der vorbestimmten Ebene einen Umfang aufweist, der gerade groß genug ist, um das Bündel (16) zu umge ben, ohne die Fasern (18,60) in der zweiten Ebene seitlich zusammenzupressen;

dadurch gekennzeichnet, daß

(c) das Bündel von Fasern eine Kombination einer ersten Gruppe von Fasern (60) aus nicht durch Kompression verformbarem Material und einer zweiten Gruppe von Fasern (18) aus durch Zusammenpressen verformbarem Material einschließt, wobei jede der zweiten Gruppe von Fasern (18) einen vorbestimmten Querschnitt aufweist, wenn sie sich in einem nicht zusammengepreßten Zustand befindet, und

(d) die Bohrung (52) in der vorbestimmten Ebene von einer solchen Größe ist, daß die zweite Gruppe von Lichtleitfasern (18) darin seitlich zusammengepreßt ist und hinsichtlich des Querschnittes mit Bezug auf die vorbestimmten Querschnitte derart verformt sind, daß die Lichtleitfasern (18,60) in dem Bereich der Bohrung mit relativ geringem Durchmesser die Bohrung (52) vollständiger füllen, als in der zweiten Ebene;

wobei der Gesamtquerschnitt der Fasern (18,60) in der vorbestimmten und der zweiten Ebene im wesentlichen der gleiche ist.

2. Beleuchtungs-Untersystem nach Anspruch 1, worin jede der Lichtleitfasern (18,60) einen Kern und eine den Kern umgebende Hülle umfaßt, wo bei mindestens einige der Kerne in dem Bereich der Bohrung mit relativ geringem Durchmesser frei von der Hülle sind.

3. Beleuchtungs-Untersystem nach Anspruch 1 oder 2, worin die durch Zusammenpressen verformbaren Fasern (18) in der vorbestimmten Ebene teilweise die nicht verformbaren Fasern (60) einhüllen, was einen sehr viel geringeren Prozentsatz des Querschnittes der Bohrung (52) in der vorbestimmten Ebene leer läßt, als dies in der zweiten Ebene der Fall ist.

4. Beleuchtungs-Untersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter umfassend eine transparente Abdeckung (65) für das Eingangsende des Bündels (18,60) und Zement (67), der die Abdeckung an dem Eingangsende des Bündels befestigt, wobei die Abdeckung (65) und der Zement (67) jeweils einen Brechungsindex aufweisen, der dem des lichtdurchlässigen Kernmaterials der Lichtleitfasern (18,60) im wesentlichen angepaßt ist.

5. Beleuchtungs-Untersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Teil (50) ein zu der vorbestimmten Ebene entgegengesetztes Ende hat, durch das die Lichtleitfasern (18,60) in die Bohrung (52) eintreten und mit Klebstoff innerhalb der Bohrung (52) an dem entgegengesetzten Ende zum Binden der Fasern (18,60) an die Bohrung (52) und zum Verbinden miteinander und zur Schaffung einer Abdichtung an dem entgegengesetzten Ende, um den Eintritt von Fremdmaterial in die Bohrung zu blockieren.

6. Beleuchtungs-Untersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei jede der durch Zusammenpressen verformbaren Fasern (18) einen im we sentlichen kreisförmigen Querschnitt im nicht zusammengepreßten Zustand und einen deutlich nicht kreisförmigen Querschnitt im Bereich der Bohrung (52) mit relativ geringem Durchmesser aufweist.