TW444144B - Apparatus for forming laterally light emitting fiber optic cable laterally light emitting fiber optic cable and associated methods - Google Patents

Description

44414 4 j 五、發明說明（ο 發明之領域 本申請涉及一種光纜，尤其涉及一種橫向發光光纜， 它至少能從一個光源沿光纜長度橫向發光。 發明之背景 一般知道，可以把光纜中橫向射出或洩漏的光通量用 於諸如美學照明或安全照明.等領域。通常，光纜具有多條 例如由塑膠或玻璃製成的個體光絞線或光纖絞線，透明或 半透明的擭套將它們束在一起，並且被安裝成至少有一個 光源與光缦的至少一端光學稱合。於是，來自光源的光遍 及光纜的整個長度，並且從擭套表面橫向射出。然後在個 種應用中使用橫向射出的光，包括對游泳池、溫泉 '水池 或瀑布進行背後照明或表面照明等。與其他照明技術（例 如，氖管燈、白燈或其他離散光源）相比，光纜具有許多 優點，諸如光纜易彎曲 '免受電擊和嗓音的影響，以及成 本低等等。 經常在這些應用中使用的光纜可以採用一種光散射設 計，以便增強光纜橫向發光。例如，可以把多條個體紋線 束合和扭絞在一起。具體地說，這種現有技術一般是將 (例如約7 - 1 4條絞線的）個體光纖絞線扭絞成一個子束。 實現方法通常是續一固定的夾緊模具（closing die)旋 轉多根光纖，製成子束ί然後，將（例如約3 - 1 0條的）多 條子束旋入一固定的夹緊模具中，製成光纜（例如，大約 包含40-140條個體光纖絞線），由於該技術主要依賴於張 力和加在夾緊模具上的力，所以光纖包層中發生的任何破

444144 五、發明說明（2) 裂〆般出現在由7-14條光纖絞線組成的分組中’並且破裂 會大大降低個體絞線裂縫的均勻性’此扭絞技術本身還削 弱了光的快速射出，並且幾乎不能控制包層結構的均勻 性。 下述美國專利舉例描述了這些扭絞技術：Keplinger 等人發明的美國專利5, 345, 53 1號，其發明名稱為”光纖照 明設備和方法”；Kings tone發明的美國專利5, 617, 497 號，其發明名稱為”橫向照明的光纜設備及其製造方法”； Kingstone發明的美國專利5，333，228號，其發明名稱為” 橫向照明的光纜設備及其製造方法u。 另外，使用這些現有技術時，作用在個體絞線上的相 當大的背張力一般會使絞線伸長，並且當試圖控制逆轉 (back lash)時，甚至會出現更大的背張力，致使總的 背張力在大約850-1500克的範圍内。如此大的背張力又大 I大影響了衰減損耗。例如，塑膠光纖絞線的初始衰減特性 大約為1 3 5分貝/千米，而背張力的累積作用可以把塑膠 光纖絞線的衰減變為大約1 2 0 0分貝/千米至2 7 0 0分貝/千 米，這會明顯影響個體絞線的性能。 用於增強橫向發光的其他技術包括把絞線展開成扁平 帶狀’以及形成供光纜或部分光纜沿其定位作用的軌道， 其中Awai等人發明的美國專利4, 763, 984號對前一技術作 了描述’其發明名稱為”照明設備和方法"，而K i n g s t ο n e 發明的美國專利5, 61 7, 496對後一技術作了描述，其發明 名稱為”橫向照明的光纜設備及其製造方法”。

4 4^* * ^ λ ,· p 〇 f ............................. ...... ....... ...... ...... ..·· 五、發明說明（3) 這些現有技術一般也在光纜、帶狀光纜或光纜執道的 整個長度上缺乏發光均勻性。另外，通常需要用複雜且昂 貴的系統來製造光纜，帶狀光纜和光纜軌道，Kingstone 發明的美國專利5, 3 7 6, 2 0 1號描述了這樣的設備和系統， 其發明名稱為”製造圖象放大器的方法11。 發明之概要 在上述背景下，本發明有利地提供了一種用於製備橫 向發光光規的設備和方法，所述光纜普遍使光在其整個長 度上均勻分佈以便光從光纜外表面橫向射出，並從光纜的 外表面橫向射出大量的光（例如，光強增大的光）°通過 用一相似光源增強或控制均勻分佈和光強，光纜的使用者 可以就所需的應用有利地改善光纜的發光質量。本發明還 有利地提供了 一種低成本的、較簡單的橫向發光光源製備 設備和方法，其中所述橫向發光光纜一般具有均勻的光分 i佈和增大的光強。另外，本發明有利地提供了一種設備和 |方法，它們可以控制會影響個體塑膠光纖絞線的包層裂缝 丨的均勻性，並由此大大降低個體光纖絞線的衰減損耗，以 |及形成橫向發光光纜的多條絞線的總衰減。 | 具體地說，提供了一種用於製備光纜的設備和方法， I其申所述光纜之多條塑膠光纖絞線的每條絞線令具有多條 I微彎曲，微彎曲的圖案相當均勻，由此可以提高光纜橫向 |且均勻射出的光量，該設備最好包括：供給源，它具有多 個塑膠光纖絞線；微彎成形裝置，它位於供給源的下游， 並且被安裝成按間隔關係個別接收多條塑膠光纖絞線中的

第8頁 4 44144 五、發明說明（4) 每條絞線，用於在多條絞線的每條絞線中形成多個 曲，微彎曲的圖案相當均勻；絞線導向裝置，它位 成形裝置的下游，並且被安裝成接收多條微彎絞線 條絞線，用於將多條間隔的且微彎的絞線引導成相 的關係；和包裹裝置，它位於絞線導向裝置的下游 將諸如聚酯薄膜或聚四氟乙烯等護套材料（例如， 護套的材料）包裹在多條條相鄰接觸的絞線周圍， 成具有多條微彎個體光纖絞線的光纜° 另外，該設備還可以有利地包括：包裝裝置， 包裹裝置的下游，用於用一光纜外護套包裹光纜内 光纜拉出裝置，它位於包裝裝置的下游，用於拉出 微彎光纖絞線構成的經包裹的光纜，其中多條微彎 線從供給源出發，並經過微彎成形裝置、導向裝置 裝置和包裝裝置：以及光纜收集裝置，它位於光纜 置的下游，用於收集具有多條微彎光纖絞線的光纜 | 全文中所用的術語”微彎曲"是指個體光纖絞線 包層令的微扭曲或裂縫。這些微彎曲最好通過順時 時針旋轉和扭絞個體光纖絞線而產生。旋轉或扭絞 每分鐘移動1至50米並扭絞1-360圈，並且，用供給 機械、電氣或機電製動系統使加在任何個體光纖絞 |的總背張力最好為1 0 0至3 0 0克，例如，通過捲轴工

I |制逆轉。這可以將衰減損耗控制在1 ο 〇至5 ο 〇分貝/ I增強了衰減控制。 微彎 於微彎 中的每 鄰接觸 ，用於 光纜内 從而形 它位於 護套； 由多條 光纖絞 、包裹 拉出裝 0 之光纖 針或逆 關係為 源上的 線S上 作來控 千米， 444144 > .......................................................................................................................................*.................................................. 五、發明說明（5) 光纜D光纜最好包括多條塑膠光纖絞線。每條絞線中形成 有多個微彎曲，微彎曲的圖案相當均勻。最好在多條塑膠 光纖絞線的周圍形成至少一個例如由聚酯薄膜、聚四氟乙 烯或半透明塑性材料製成的護套。 依照本發明的其他光纜實施例，光纜可以有利地包括 一内芯，多條絞線位於内芯的周圍。例如，多條絞線中的 每條絞線一般相互平行地延伸，並且一般平行於内芯I的 縱向延伸，或者續内芯I扭絞多條絞線中的每條絞線，例 如扭絞成子束。内芯還可以包括一種諸如水的流體，’它利 於在喷泉、水池 '溫泉或其他水中照明應用中使用。另 外，還可以有利地將子束排列在内芯的周圍。 可以有利地將用於在個體光纖絞線中形成圖案一般為 均勻的微彎曲的設備和方法與現有的光纜製備方法以及現 有的光纜結構類型一起運用，以便在這些現有技術基礎上 加強對橫向發光的控制，並提高橫向發光的均勻性。例 如，通過降低背張力的大小（這是目前現有光纜製造所要 求的），可以提高均勻性，並加強對衰減的控制15這又可 以在更大程度上控制總的包層裂縫、提高發光的均勻性， 並提供更均勻的橫向發光。 依照本發明還提供了光纜的製備方法。一種方法最好 包括以下步驟：在多條光纖鉸線的每條絞線中形成多個微 彎曲；將多條絞線中的每條絞線定位成至少與多條絞線中 的另一條相鄰；以及在多條微彎絞線周圍形成一護套°最 好在多條光纖絞線的每條絞線中形成多個微彎曲，微彎曲

444144 I五、發明說明（6) |的圖案一般是均勻的。 | 另一種用於製備能夠增強發光和均勻發光之橫向發光 I光纜的方法最好包括以下步驟··對沿預定移動路徑移動的 I多條塑膠光纖絞線中的每條絞線進行一般為連續的扭姣， 以便在多條絞線的每條絞線中形成圖案一般為均勻的微彎 曲；以及束合多條微彎絞線，以便確定橫向發光的光纜。 另一種用於製備橫向發光光纜的方法最好包括以下步驟： 按間隔關係提供多條塑膠光纖絞線；在多條塑膠光纖絞線 的每條絞線中形成多個微彎曲，微彎曲的圖案一般是均勻 的；將多條間隔且微彎的絞線中的每條絞線引導成相鄰接 觸的關係；以及將護套材料佈置在多條絞線的周圍° 圖式之簡單說明 已將敘述了本發明的一些特點、優點和益處，隨著以 下結合附圖的描述將清楚本發明的其他特點、優點和益 丨處，附圖有：

I 圖1是一方框圖，示出了依照本發明第一實施例的用 於製備橫向發光光纜的設備； 圖2是一透視圖，示出了依照本發明第一實施例的用 於製備橫向發光光纜的設備； 圖3是一透視圖，示出了依照本發明第一實施例的用 於製備橫向發光光纜的設備中的微彎成形器； 圖4是一放大的局部正視圖，示出了依照本發明的用 於製備橫向發光光纜的設備中的微彎成形器； 圖5是一側視圖，示出了依照本發明的用於製備橫向

444144 五、發明說明（7) 發光光纜的設備中的微彎成形器； 圖6是一方框圖，示出了依照本發明第二實施例的用 於製備橫向發光光缆的設備； 圖7是一透視圖，示出了依照本發明第二實施例的用 於製備橫向發光光纜的設備中的微彎成形器、鉸線束扭絞 器和絞線導向器； 圖8是一透視圖，示出了依照本發明第一橫向發光光 纜實施例的光纜，該光纜具有多條絞線，每條絞線中都形 成有多個微彎曲； 圖9是一戴面圖，示出了依照本發明第一光纜實施例 的光纜，該光纜具有多條絞線，每條絞線中都形成有多個

I |微彎曲，並且該圖是沿圖8的直線9 - 9載得的； 圖1 0是一截面圖，示出了依照本發明第一光纜實施例 的光纜，該光纜具有多條絞線，每條絞線中都形成有多個 微彎曲，並且該圖是沿圖8的直線1 0 - 1 0載得的； 圖1 1是依照本發明的光纜中的一條絞線，絞線_形成 有多個微彎曲： 圖12是一截面圖，示出了依照本發明的光纜中的一條 絞線，絞線中形成有多個微彎曲，並且該圖是沿圖1 1的直 線1 2 - 1 2截得的； 圖13是一截面圖，示出了依照本發明的光纜中的一條 絞線，絞線中形成有多個微彎曲，並且該圖是沿圖11的直 線i 3 - 1 3截得的； 圖1 4是一局部視圖，示出了依照本發明第二光纜實施

第12頁 444 1 ά / 、 , ................................. ...... .... — —..................— · · j五，發明說明（8) 例的光纜，該光纜具有多條絞線，每條絞線中都形成有 個微彎曲； 圖1 5是一截面圖，示出了依照本發明第二光纜實施 的光纜，該光纜具有多條絞線，每條絞線中都形成有多 微彎曲，並且該圖是沿圖1 4的直線1 5 - 1 5截得的； 圖1 6是一局部視圖，示出了依照本發明第三光纜實 例的光纜，該光纜具有多條絞線，每條絞線中都形成有 個微彎曲； 圖17是一截面圖，示出了依照本發明第三光纜實施 的光纜，該光纜具有多條絞線，每條絞線中都形成有多 微彎曲，並且該圖是沿圖1 6的直線1 7 - 1 7截得的； 圖18是一局部視圖，示出了依照本發明第四光纜實 例的光纜，該光纜具有多條絞線，每條絞線中都形成有 個微彎曲； 丨 圖19是一載面圖，示出了依照本發明第四光纜實施 的光纜，該光纜具有多條絞線，每條絞線中都形成有多 |微彎曲，並且該圖是沿圖18的直線19-19截得的； 圖20是一局部視圖，示出了依照本發明第五光纜實 例的光纜，該光纜具有多條絞線，每條絞線中都形成有 個微彎曲； 圖2 1是一戴面圖，示出了依照本發明第五光纜實施 的光纜，該光纜具有多條絞線，每條絞線中都形成有多 微彎曲，並且該圖是沿圖20的直線2卜2 1截得的； 圖2 2是一透視圖，示出了依照本發明另一實施例的 多 例 個 施 多 例 個 施 多 例 個 施 多 例 個 光

第13頁 1 ^44144 ' i ............... ............— .......... ..............................-.............. * * ................... 五、發明說明（9) 纜，該光纜呈相當扁平的帶狀，具有多條個體光纖絞線， 每條絞線中都形成有多個微彎曲。 圖23示出了以0角度入射光纖的光的傳播示意圖。 圖2 4示出了折射率與波長的關係曲線。 較佳實施例的詳細說明 以下將參照描繪本發明較佳實施例的附圖，更全面地 描述本發明。但是，本發明可以按許多不同的形式實施， 不應該將其理解為局限於這裏所敘述的實施例。相反，提 供這些實施例是為内容充分而完全，並將本發明 |的範圍全部傳授給熟練技術人員。用撇號或多個 撇號表示可供選擇的。相同的標號始終表示相同的 部件。 圖1-2示出了依照本發明的用於製造光纜C的設備30, !光纜C之多條塑料光纖絞線S的每一條絞線都具有多個微彎 i曲B，微彎曲的圖案相當均勻，由此可以提高光纜C橫向且 均勻射出的光量。設備3 0最好包括一個供給源4 0，供給源 40具有多個捲軸41，捲軸上績有塑料光纖絞線S並固定在 確定框架45的底座上。捲軸'41位於框架45上，並且每個捲 軸4 1最好都由一個捲軸製動系統來控制，例如，本領域的 熟練技術人員所理解的，對捲軸41進行電機或電動機控 制，並將其與控制單元2 5相連，以便控制個體絞線S的”逆 轉"和張力。供給源4 0最好還包括一絞線間隔器4 6，圖中 將其晝成例如由金屬製成的絞線間隔環，間隔環中形成有 多個間隔的導孔或開孔4 7，用於隔離和引導來自供給源4 0

第14頁 444144 五、發明說明（ι〇) ... 的個體絞線。 設備30最好還具有微彎成形裝置，例如最好 形器50提供，它最好位於供給源4〇的下游’並被 成 間隔關係個別接收多條塑料光纖絞線中的每條綫 '叔 在多條絞線S的每條絞線中形成多個微彎曲B ’微聲曲於 案相當均勻（參見圖3-5 )。微彎成形器5〇最好包括—' 圖 例如固定在地面底座52上的外罩51，外罩51中形成有多個個 間隔的開孔5 3，開孔穿過外罩，例如穿過定位聚集*， 二便在多個開孔的每一個中定位單條光纖絞線s ,微弯成 :器50還包括扭絞裝置55，它被安裝成當 時與每條絞線相鄰接觸，用於對多條絞線^

向下游移動時，在絞線^ ’從：“條光纖絞線S B。例如，扭絞裝置55可以'成多個圖案相當均勾的微臂曲 纖接觸部件57, 1中驅動“包括電動機59、驅動軸56和光 ^ μ ^ ^ ，、〒驅動輛56與電動機59相連’電動機59 对再旋轉驅動，而光敏挺 而接觸環與光纖接觸的材料較 纖扭絞的摩擦力《•花鍵驅動齒輪 與多條絞線中的每部件57與驅㈣56相連’用於 -個由二種彈性材：；=鄰接觸。錢部件”必須包括 帶，接觸環與花鍵驅觸環例如摩擦驅動 動，且不宜被齒輪損壞輪58b接合的材料適於齒輪驅 並可產生足以使光 58b本身則固定在驅動輛56 取：好將例如由絞線堪 絞線導向裝置安裝在嫩辱向器60、導向帶或爽緊器提供的 ’成形器50的下游，並安裝成可以

第15頁 444144 五、發明說明αι) .............................................—..................................................................................................................... 接收多條微彎絞線s中的每條絞線，用於 彎的絞線s引導成相鄰接觸關係。例如，可條間隔且微 的截頭圓錐形的外罩61為獲得絞線導向裝置^如圖所示 電動機62和驅動帶63’也可用導向帶或其以 最好將例如由包裹器70提供的包裹裝置 向器60的下游，用於將護套材料（例如光境内護套 料）包裹在多條相鄰接觸的·絞線s周圍，以便形成具有材 條微彎個體光纖絞線S的光缦c 〇例如，包裹器7 〇可以包括 帶有包裹材料（諸如，聚酯，聚酯薄膜或聚四氟乙烯製成 的帶子等）的滚筒72或捲輛，以及包裹導向器74，其中滾 筒72固定在支架部件73上，而包裹導向器74用於將包裹材 料引導在絞線束S的周圍。並且最好將材料重疊地包裹在 多條微彎絞線的周圍。 另外，設備3 0還可以有利地包括例如由包裝器8 0提供 的包裝裝置，它位於包裹器70的下游，用於用光纜外護套 J2包裹光纜内護套J1，包裝器最好在内護套J1通過料槽或 導槽時將半透明的塑料材料包裹在它的周圍。一對導管82 和8 3與料槽8 1相連’向其提供流體塑性材料和/或冷卻 液，將光纜拉出裝置安裝在包裝器80的下游’用於杈出 由多條微彎光纖絞線S構成的將包裹的光缓c’這襄如本領 域熟練技術人員所理解的’光纜拉出裝置90最好由光纜拉 出器90或履帶型裝置提供’而所述多條微弯光纖絞線則是 從供給源40出發，然後通過微彎成形器50、绞線導向器

144 , f .......................................... .................................... .... ........................... ... ................................—.................—.............-.........—-..... I五、發明說明（12) |60、包裹器70和包裝器80的。光纜拉出器90最好包括用於 驅動多個驅動滾筒94的驅動電動機92。一對傳送帶95和96 安裝在驅動滾筒上，用於與光纜C的外護套J2接觸。 另外，將光纜收集裝置安裝在光纜拉出器90的下游， 用於以控制方式收集具有多條微彎光纖絞線S的光纜，其 中光纜收集裝置最好由捲軸收集器100提供。捲軸收集器 100最好包括驅動電動機102，用於旋轉驅動捲軸，從而收 捲光纜C。捲軸收集器1〇〇最好還包括光纜導向器105，用 於在捲軸旋轉期間將光纜引導到捲軸上。光纜導向器105 最好包括電動機1 0 6和眼孔1 〇 8 ’其中電動機1 0 6固定在支 i架部件107上，而眼孔108通過驅動鏈或其它驅動鏈接與電 動機1 0 6相連。在收捲期間’眼孔1 〇 8有利地沿支架部件 1 0 7移動，從而平穩地、有條理地將光纜c收集到捲軸上。 另外，設備3 0最好具有驅動控制裝置’例如控制單元 2 5，如本領域熟練技術人員所理解的’控制單元2 5包括一 個或多個處理電路（例如微處理器）和/或相關的控制軟 件。控制單元25至少與微彎成形器50、光纜拉出器90和捲 袖敗集器100相連，用於控制對這些裝置的驅動。控制單 &25最好包括同步裝置，例如由硬件和/或軟件構成的定 時同，器26，用於同步驅動微彎成形器50、光纜杈出器90 和椿輛收集器1〇〇。 如圈6 - 7較佳示出的以及對於光纜結構的替換舉例 ^參見圖16-21)，設備30,還可以包括絞線束扭絞裝置， 匕最好由例如絞線束扭絞器6 5提供，位於微彎成形器5 0的

444144 五、發明說明（i3) 下游，用於在布置或包裹内護套jr之前，將個體絞線S扭 絞成多條子束。也可以將子束布置在内芯I的周圍。例 如，絞線束扭絞器6 5可以包括固定在地面支架上的另一個 導向環6 8。導向環6 8有一内環和一外環，内環與支架靜態 相連，外環表面與驅動電動機66驅動的驅動帶67接觸。導 向環6 8有多個開孔6 9從中穿過，並且光纖絞線的子組或子 束從開孔中通過。當絞線通過開孔時，驅動帶6 7對絞線S 扭絞。而絞線束扭絞器6 5輸出多條經扭絞的子束，並且子 束向下游移動到絞線導向器6 0 ’，以便開始形成光纜C ’。 全文中使用的術語''微彎曲” B，是指個體光纖絞線S之 光纖包層中的微扭曲或裂縫，諸如因在足夠大的力或張力 下扭絞而造成破裂。這些微彎曲最好通過順時針或逆時針 旋轉和扭絞個體光纖絞線S而產生。旋轉或扭絞關係為每 i分鐘移動1至50米並扭絞1-360圈，並且，用供給源上的機 |械、電氣或機電製動系統使任何個體光纖絞線s上的總的 I背張力最好為100至300克，例如，通過捲軸工作來控制逆 |轉。這便將衰減損耗控制在1 0 0至5 0 0分貝/千米，改善了 衰減控制。 例如，如本領域熟練技術人員所理解的，最好用聚甲 基丙烯酸甲酯（"PMMA”）的纖芯、氟化高聚物的包層和具 有型折射率的結構來形成塑料絞線S。圖16示出了具有多 個微彎曲B和微扭曲B 1的光纖絞線S，例如當絞線S沿X軸正 方向以每分鐘1-50求的速度移動時，續X軸旋轉的微扭曲 B1每米出現卜360次；而續Z轴旋轉的微彎曲B每米出現

M4 1 44 五、發明說明（14) 1 - 3 6 0 次。 參見圖23，該圖示出了以Θ角度入射光纖的光的傳播 sin沒 ，假設數值孔 那麼可以如下 示意圖。其中，數值孔徑ΝΑ^Τ"，並且 λ] η； η； 徑（"Ν . A .")等於Ο . 5 4，而接收角為6 5 η ， 表示ΡΜΜΑ絞線的帶宽型折射率調製： A.模間色散：模示間的傳播延遲為·’

[H]2 其中η為纖芯折射率，c為真空中的光速* △是比折射率 的差，而y是歸一化的頻率。 B.材料色散：對於398納米至1 2 00納米的可見光，可以用 以下等式計算光譜含量材料色散〜： σ 又2 f άλ C d 以下的” C a u c h y"序列給出了用波長表示的P Μ M A折射 率： ηΡΡηο+ΑΡ+Βλ-4 其中 nu=l . 4 77 9, A - 5 . 0 4 9 6 x 1 03 B = 6. 948 6x 1 07 這些數據用於計算光纖的帶寬。圖24示出了折射率與波長 的關係曲線。其中 η(λ)=1.4779+5.0496 X 1〇3/λ2 - 6.9486 X 1〇7/λ4. ΡΜΜΑ是圓柱形的光纖波導，可以傳播可見光波。傳播形式 是”光η信號模式。根攄折射率分布曲線，可以使這些信號

444144 五'發明說明Π5) 在折射率為型的單模或多模光纖中傳播。多模光纖的尺寸 由包層直徑和纖芯直徑來表徵。微彎曲的數目在每米幾乎 至每米幾百個之間變化。當扭曲或"扭絞"變''密"時，會引 起微彎損耗。希望在半徑之間進行尺寸控制，以便合理保 證其為數十微米或更小。 包層的厚度小於纖芯的厚度，例如與纖芯折射率5 0 0 以（微米）至1500/ζ (微米）相比，包層折射率為50/ζ (微米）至3 Ο Ο /ζ (微米）。由於構成纖芯和包層的材料 存在折射率差，所以輸入微彎光纖一端的光在光纖内傳 播，並發射成亮度均勻控制的或”橫向的"光，光沿預定長 度大約為3 2米的光纜傳播。對個體光纖絞線S進行微彎曲 的方法可以對光纖包層上的裂縫進行均勻控制，以便通過 影響光波通過的次數來影響衰減損耗。這將引起亮光的泄 漏，在微彎曲或微扭曲的影響下，可以增大或減少漏光亮 度。光的折射和散射作用會引起高亮度漏光D通過扭絞個 體光纖絞線S可以製成用上述方法構造的具有絞線S的光纜 C，並且由此依照本發明在光纜中形成旋轉漏光。 如圖8-21中較佳示出的，本發明還有利地提供了一種 用於增強光纜橫向發光的塑料光纜C。光纜C最好包括多條 如上所述的塑料光纖絞線S (參見圖8 -1 5 )。每條絞線S中 形成有如上所述的多個微彎曲B，微彎曲的圖案相當均 勻◦上述絞線一般相互平行地延伸，並且與一個或多個護 套J1和J2的延伸軸平行最好在多條塑料光纖絞線S的周 圍形成至少一個護套，例如由聚酯薄膜、聚四氟乙烯或半

第20頁 ^44144 五、發明說明（16) 透明塑性材料製成的内光缆護套J1。另一種方法是，如 14-15所示，在包裹和/或包裝步驟之前，將個體絞線S’ 扭絞成子束。 依照本發明的其它光纜實施例，光纜C 〃可以有利地 包括一内芯I，多條絞線S β位於内芯的周圍（參見圖 16-21 )。例如，多條絞線S # —般相互平行地延伸，並且 一般平行於内芯I的縱向延伸，或者續内芯丨扭絞多條絞線 S "中的每條絞線。如圖1 8 ~ 1 9中較佳示出的。内芯ί ’還可 以包括一種諸如水的流體F，它利於在喷泉、水池、溫泉 或其它水中照明應用中使用。例如，可以把流體F放在半 透明或透明的管子Τ中，管子與流體一起確定了光纜C "的 内芯。另外，如圖2 0 - 2 1所示，可以有利地將光纖子束在 内芯I周圍排出多層（兩層或更多層）子束，以便光可以 從相鄰子束之間的區域R中射出°内部子束可以用直徑較 i小的個體光纖絞線S 〃構成，並且子束中絞線S"的數目較 I少，以便更有效地包裹在護套J〗〃内，以及獲得更有效地 橫向發光量。 圖2 2還示出了另一個關於光纜C，的實施例，光纜C，相 當扁平，呈帶狀，具有多條個體光纖絞線s，依照本發明 每條絞線中形成有多個微彎曲。該實施例還最好包括一半 透明的外護套J，，該護套允許光從中橫向射出。如本領域 的熟練技術人員將理解的，該結構還示出個體絞線s並排 布置，例如最好呈相鄰接觸關係，以便光可以從相當扁平 的外護套J，的兩側射出。

444 彳 44 五、發明說明（π) 如圖1 - 2 1所示，依照本發明還提供了製備光纜c的方 法。一種方法包括以下步驟：在多條光纖絞線S的每條絞 線中形成多個微彎曲Β ;使多條絞線S中的每條絞線至少與 多條絞線S中的另一條相鄰；以及在多條微彎曲絞線s周圍 形成一護套J 1。最好在多條光纖絞線s的每條絞線中形成 多個微彎曲Β，微彎曲的圖案一般是均勻的。 另一種能夠增強發光和均勻發光的橫向發光光窺C的 製備方法最好包括以下步騍：對沿預定移動路徑移動的多 條塑料光纖絞線S中的每條絞線進行一般為連績的扭絞， 以便在多條絞線S的每條絞線中形成微彎曲Β，微彎曲的圖 案一般是均勻的；以及束合多條微彎絞線S，以便確定橫 向發光的光纜C。 另一種製備橫向發光光纜C的方法最好包括以下步 驟：按間隔關係提供多條塑料光纖絞線S ;在多條塑料絞 線的每條絞線中形成多個微彎曲Β，微弯曲的圖案一般是 均勻的；將多條間隔且微彎的絞線S中的每條絞線引導成 相鄰接觸的關係；以及將護套J 1的材料布置在多條絞線s 的周圍。 憑借上述描述及相關附圖所表述的原理，本領域的熟 練技術人員可以獲得本發明的許多變化和其它實施例。因 此，應該理解，本發明不局限於所揭示的具體實施例，發 明人試圖把諸多變化和實施例包括在所附申請專利範圍 内。

第22頁 444 彳 44 符號說明： c，c’，c” 光纜 s，s，，s” 絞線 τ 管子 R區域 F 流體 B 微彎曲 Β1 微扭曲 25 控制單元 26 定時同步器 40 供給源 41 捲軸 45 框架 46 絞線間隔器 47 導孔(或開孔） 50 微彎成形器 51 外罩 52 底座 53 開孔 54 定位聚集環 55 扭絞裝置 56 驅動軸 57 光纖接觸部件 58a 接觸環 58b 花鍵驅動齒輪 59 電動機 60,60’絞線導向器 61 外罩 62 電動機 63 驅動帶 65 扭絞器 66 驅動電動驅 67 驅動帶 68 導向環 69 開孔 70 包裹器 72 滾筒 73 支架部件 74 包裹導向器 80 包裝器 81 料槽 82,83 導管 90 光纜拉出裝置 30,30’設備 91,92 驅動電動機 94 驅動滾筒 95,96 傳送帶 100 捲軸收集器 102 驅動電動機 105 光纜導向器 106 電動機 107 支架部件 108 眼孔 J1 光纜內護套 Jl’Jl”內護套 U， 內芯 J2 光纜外護套 -22-1 -

Claims (1)

1. 444144 六、申請專利範圍 1. 一種用於製備光纜的設備，該光纜之多條塑料光纖 絞線的每條絞線具有多個微彎曲，微彎曲的圖案相當均 勻，由此可以增大光纜橫向且均勻射出的光量，其特徵在 於，所述設備包括： 供給源，具有多個塑料光纖絞線： 微彎成形裝置，位於所述供給源的下游，並且被安裝 成按間隔關係個別接收多條塑料光纖絞線中的每條絞線， j I用於在多條絞線的每條絞線中形成多個微彎曲，微彎曲的 圖案相當均勻； 絞線導向裝置，位於所述微彎成形裝置的下游，並且 被安裝成接收多條微彎絞線的每條絞線，用於將多個間隔 且微彎的絞線引導成相鄰接觸的關係；和 包裹裝置，位於所述絞線導向裝置的下游，用於將護 套材料包裹在多條相鄰接觸的絞線周圍，從而形成具有多 條微彎的個體光纖絞線的光纜。 \ 2. 如申請專利範圍第1項中所述的設備，其特徵在 於，該護套包括一光纜内護套，並且所述設備還包括包裝 裝置，所述包裝裝置位於所述包裹裝置的下游，用於用一 光缆外護套包裹所述光纜*内護套。 3. 如申請專利範圍第2項中所述的設備，其特徵在 於，該設備還包括光纜拉出裝置，位於所述包裝裝置的下 游，用於拉出由多條微彎光纖絞線構成的經包裹的光纜， 所述多條微彎光纖絞線從所述供給源出/發，並經過所述舉 彎成形裝置、所述導向裝置、所述包裹裝置和所述包裝裝

   第23頁 444144 六、申請專利範圍 置 請還 申備 如設 4.該 於 備 設 的 述 所 中 項 3 第 圍 範 利 專 置 裝 集 收 纜 光 括 包 置 在裝 徵出 特拉 其纜 ，光 述 所 於 位 烯 在乙 徵氣 。特四 纜其聚 光，或 的備膜 線設薄 絞的酯 述聚 所括 中包 項少 1 至 多第料 #«f 有圍材 具範的 集利置 收專裝 於請裹 用申包 ，如述 游5.所 下 ’ 的 於 纖 光 彎 微 條 包項 疊1 重第 料圍 材範 將利形 且專成 並請彎 ，申微 種如述 一 6*所 的 ， 中 於 一 括 包 置 裝 0 間 圍在個 周徵多 的特有 線其成 絞，形 彎備中 微設罩 條的外 多述， 在所罩 裹中外 多 絞當 纖成 光裝 的安 獨被 單它 條’ 一置 置裝 放絞 中扭 孔括 個包 每還 的置 孔裝 開形 個成 多彎 ’微 孔述 開所 的， 隔線 條觸從 每接， 的鄰絞 中相扭 線線的 絞絞績 條條連 絞 而 條線 多嶷 與條 時每 中的 孔線 開絞 個條纖 多多光 於對條 位於多 線用當 動 移 游 下 向 線 絞 每為絞 的般纖 中一光 線行在 絞進時 在 徵 特 其 備 設 =的 曲述 彎所 微令 的項 勻6 均第 當圍 相範 案利 圖專 個請 多申 成如 形7’ 中 線 觸其， 接對連 纖機相 光動軸 一電動 和由驅 軸，述 動連所 驅相與 一機 、動 機電 動述 電所 一 與 括軸 包動 置驅 裝述 絞所 扭中 述其 所， ,件行 於部進 件 部 觸 接 纖 光 述 所 而 驅 轉 旋 備 。設 觸的 接述 鄰所 相中 線項 絞7 條第 每圍 的 範 中利 線專 絞請 條申 多如 與8. 於 用 在 徵 特 其 少 在至 。徵置 環特裝 觸其制 接，控 的備動 成設驅 製的述 料述所 材所， 性中置 彈項裝 由 1 制 一第控 括圍動 包範驅 件利括 部專包 觸請還 接申備 述如設 所9.該 於 於

   頁 4 2 第 444144 i六、申請專利範圍 丨與所述微彎成形裝置、所述拉出裝置和所述收集裝置相 連，用於控制對它們的驅動。 10. 如申請專利範圍第1項中所述的設備 > 其特徵在 於，所述驅動控制裝置包括同步裝置，用於同步驅動所述 微彎成形裝置、所述拉出裝置和所述收集裝置。 11, 一種用於製備光纜的設備，在所述光纜之多條塑料 光纖絞線的每條絞線中具有多個微彎曲，微彎曲的圖案相 當均勻，由此可以增大先瘦橫向且均勻射出的光量，其特 徵在於，所述設備包括： 供給源，具有多條塑料光纖絞線； 微彎成形器，位於所述供給源的下游，並且被安裝成 按間隔關係個別接收多條塑料光纖絞線中的每條絞線，用 於在多條絞線的每條絞線中形成多個微彎曲，微彎曲的圖 案相當均勻： i 絞線導向器，位於所述微彎成形器的下游，並且被安 |裝成接收多條微彎絞線中的每條絞線，用於將多個間隔且 微彎的絞線引導成相鄰接觸的關係；和 包裹器，位於所述絞線導向器的下游，用於將護套材 料包裹在多條相鄰接觸的絞線周圍，從而形成具有多條微 彎的個體光纖絞線的光纜。 1 2.如申請專利範圍第1 1項中所述的設備，其特徵在 於，所述護套包括一光纜内護套，並且所述設備還包括一 包裝器，所述包裝器位於所述包裹器的下游，用於用一光 纜外護套包裹所述光纜内護套。

   第扔頁 444144 六、申請專利範圍 13. 如申請專利範圍第12項中所述的設備，其特徵在 於，該設備還包括光纜拉出器，它位於所述包裝器的下 游，用於拉出由多條微彎光纖絞線構成的經包裹的光纜， 所述多條微彎光纖絞線從所述供給源出發，並經過所述微 彎成形器、所述絞線導向器、所述包裹器和所述包裝器。 14. 如申請專利範圍第13項中所述的設備，其特徵在 於，該設備還包括捲轴收集器，它位於所述光纜拉出器的 下游，用於收集具有多條微彎光纖絞線的光纜。 15. 如申請專利範圍第14項中所述的設備，其特徵在 於，所述包裹器的材料至少包括聚酯薄膜或聚四氟乙烯中 的一種，並且將材料重疊包裹在多條微彎絞線的周圍。 16. 如申請專利範圍第15項中所述的設備，其特徵在 於，所述微彎成形器包括一外罩，外罩中形成有多個間隔 |的開孔，多個開孔的每個孔中放置一條單獨的光纖絞線， 所述微彎成形器還包括扭絞裝置，它被安裝成當多條絞線 中的每條絞線位於多個開孔中時與多條絞線中的每條絞線 相鄰接觸，用於對多條絞線中的每條絞線進行一般為連績 的扭絞，從而當多條光纖絞線向下游移動時在光纖絞線中 形成多個圖案相當均勻的微彎曲。 17. 如申請專利範圍第16項中所述的設備，其特徵在 於，所述扭絞裝置包括一電動機、一驅動拍和一光織接觸 部件，其中所述驅動軸與所述電動機相連，由電動機對其 進行旋轉驅動，而所述光纖接觸部件與所述驅動軸相連， 用於與多條絞線中的每條絞線相鄰接觸。

   第26頁 444144 > 六、申請專利範圍 18. 如申請專利範圍第17項中所述的設備，其特徵在 於，所述接觸部件包括一由彈性材料制成的接觸環。 19. 如申請專利範圍第18項中所述的設備，其特徵在 於，還包括驅動控制器，所述驅動控制器至少與所述微彎 成形器、所述光纜拉出器和所述捲軸收集器相連，用於控 制對它們的驅動。 20. 如申請專利範圍第19項中所述的設備，其特徵在 於，所述驅動控制器包括同步裝置，用於同步驅動所述微 彎成形器、所述光纜拉出器和所述捲軸收集器。 21. —種用於提高光纜橫向發光的塑料光纜，其特徵 在於，所述光瘦包括： 多條光纖絞線，每條絞線中形成有多個微彎曲，微彎 曲的圖案相當均勻；和至少一個護套，所述護套形成於多 條塑料光纖絞線的周圍。 22. 如申請專利範圍第21項中所述的光纜，其特徵在 於，所述至少一個括一内護套和一外護套，所述内 護套由聚酯薄膜或聚★烯中的至少一種製成，所述 外護套由半透明的塑性材成。 23. 如申請專利範園第21項中所述的光纜，其特徵在 於，還包括一内芯，所述多條絞線位於所述内芯的周圍° 24. 如申請專利範圍第21項中所述的光纜，其特徵在 於，多條絞線中的每條絞線一般都相互平行地延伸。 25. 如申請專利範圍第23項中所述的光纜，其特徵在 於，多條絞線中的每條絞線一般都平行於内芯延伸。

   第27頁 444,,1 4 ^ 丨六、申請專利範園 2 6.如申請專利範圍第2 1項中所述的光纜*其特徵在 於，繞所述内芯扭鉸多條絞線中的每條絞線。 27. 如申請專利範圍第21項中所述的光纜，其特徵在 |於，多條鉸線至少包括一個由多條絞線構成的子集，並使 多條微彎絞線相互扭絞。 28. 如申請專利範圍第23項中所述的光欖，其特徵在 於，多條絞線至少包括一個由多條絞線構成的子集，並且 使多條微彎絞線相互扭絞並繞所述内芯扭絞° 2 9.如申請專利範圍第2 3項中所述的光纜，其特徵在 於，所述内芯由半透明材料製成。 30.如申請專利範圍第29項中所述的光纜，其特徵在 |於，所述内芯包括一半透明的管子。 3 I如申請專利範圍第3 0項中所述的光纜，其特徵在 於，所述内芯包含一種流體，所述流體位於所述半透明管 丨子中。 ： 3 2. —種用於提高光纜橫向發光的塑料光纜，其特徵 i在於，所述光纜包括： 一内芯； 多條塑料光纖絞線，它們位於所述内芯的周圍*每條 絞線中形成有多個微彎曲，微彎曲的圖案相當均勻，和 I 至少一個護套，所述護套形成於多條塑料光纖絞線的 I周圍。 I 33.如申請專利範圍第32項中所述的光纜，其特徵在 於，所述至少一個護套包括一内護套和一外護套，所述内 444 144 > 六、申請專利: 護套由聚酯薄膜或聚四氟乙烯中的至少一種製成，所述外 護套由半透明的塑性材料製成。 34.如申請專利範圍第32項中所述的光纜，其特徵在 於，所述内芯包含一種流體，所述多條絞線位於所述内芯 的周圍。 3 5.如申請專利範圍第3 2項中所述的光纜，其特徵在 於，多條絞線中的每條絞線一般都相互平行地延伸。 36. 如申請專利範圍第34項中所述的光纜，其特徵在 於，多條絞線中的每條絞線一般都平行於内芯延伸α 3 6.如申請專利範圍第34項中所述的光纜，其特徵在 於，多條鉸線t的每條絞線一般都平行於内芯延伸。 37. 如申請專利範圍第32項中所述的光纜，其特徵在 於，繞所述内芯扭絞多條紋線中的每條絞線° I 3 8.如申請專利範圍第3 2項中所述的光纜，其特徵在 於，多條絞線至少包括一個由多條絞線構成的子集，並使 多條微彎絞線相互扭絞。 39. 如申請專利範圍第34項中所述的光纜，其特徵在 於，多條絞線至少包括一個由多條絞線構成的子集，並且 使多條微彎絞線相互扭絞並繞所述内芯扭絞。 40. 如申請專利範圍第34項中所述的光纜，其特徵在 於，所述内芯由一種半透明材料製成。 41. 如申請專利範圍第40項中所述的光纜，其特徵在 於，所述内芯包括一半透明的管子。 42. 如申請專利範圍第41項中所述的光纜，其特徵在

   第29頁 /1 /1 1 A . --r-r J >-i. η 六、申請專利範圍 於，所述内芯包含一種流體，所述流體位於所述半透明的 管子中。 43. —種用於製備光纜的方法，其特徵在於，所述方 法包括以下步驟： 在多條塑料光纖絞線的每條絞線中形成多個微彎曲； 將多條絞線中的每條絞線定位成至少與多條絞線中的 另一條相鄰；以及 在多條微彎絞線周圍形成護套β 44. 如申請專利範圍第43項中所述的方法，其特徵在 於，在多條塑料光纖絞線的每條絞線中形成多個微彎曲， 微彎曲的圖案相當均勻。 45. —種能夠增強發光和均勻發光的橫向發光光纜的 製備方法，其特徵在於’所述方法包括以下步驟： 對沿預定移動路徑移動的多條塑料光纖絞線中的每條 絞線進行一般為連續的扭絞，從而在多條絞線的每條絞線 中形成圖案一般為均勻的微彎曲；並且 束合多條微彎絞線，從而確定橫向發光光纜。 46. —種用於製備橫向發光光纜的方法，其特徵在 於，所述方法包括以下步驟·_ 按間隔係提供多條塑料光纖絞線； 在多條塑料光纖絞線的每條絞線中形成多個彎曲，微 彎曲的圖案一般均勻。 將多條間隔且微彎的絞線中的每條絞線引導成相鄰接 觸的關係，以及

   ./* ,/! Ί /1 ， 六、_讀專利範圍 i 將護套材料布置在多條絞線圖。

   第31頁