DE102009052427A1 - Optische Bauelemente mit variabler elektrochromer Außenwandabsorptionsfähigkeit - Google Patents
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Abstract
Ein optisches Bauelement umfasst zumindest ein lichtleitendes Element mit einer Seitenfläche, die sich zwischen einer Einfalls- und einer Emissionsfläche erstreckt, zwischen denen Licht, das an der Einfallsfläche eingebracht wird, sich durch innere Reflexion ausbreiten kann. Auf zumindest einem Teil der Seitenfläche zumindest eines der zumindest einen lichtleitenden Elemente befindet sich ein EMA- (Außenwandabsorptions-) Material, das derart konfiguriert ist, dass es selektiv "Streulicht" absorbiert, das an der Einfallsfläche des lichtleitenden Elements eintritt, aber über die Seitenfläche anstatt die Emissionsfläche austritt. Das Absorptionsmaterial ist zumindest teilweise aus einem elektrochromen Material hergestellt, das eine Lichtdurchlässigkeit aufweist, die in Reaktion auf Änderungen zumindest entweder eines (i) elektrischen Stroms, der durch zumindest einen Teil des Absorptionsmaterials bewirkt wird, oder (ii) einer elektrischen Potentialdifferenz, die zwischen auseinanderliegenden Stellen entlang des Absorptionsmaterials angelegt wird, gezielt anpassbar ist.
Description
- Der gesamte Offenbarungsgehalt der vorangegangenen provisorischen Anmeldung einschließlich der Zeichnungen wird hiermit durch Bezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung einbezogen.
- Hintergrund
- 1. Gebiet
- Ausführungsformen und Implementierungen der vorliegenden Erfindung beziehen sich allgemein auf Bildübertragungsarrays wie beispielsweise faseroptische Frontplatten und andere faseroptische Bildgebungs- und Lichtübertragungs-Bauelemente und spezieller auf die Einbeziehung einer integralen Kontrastverstärkung in solchen Bauelementen.
- 2. Kurze Beschreibung einer beispielhaften Umgebung und des verwandten Standes der Technik
- Die Übertragung von Licht und Bildern über Bündel, die aus flexiblen oder miteinander verschmolzenen lichtleitenden Elementen (z. B. optischen Fasern) bestehen, ist dem etablierten Stand der Technik zuzurechnen. Bildleiter wie beispielsweise Inverter, Taper und gerade Durchführungen sind Praktikern auf dem Gebiet der Faseroptik allgemein bekannt. Verschmolzene faseroptische Bildleiter finden breite Anwendung als Bauteile in solchen Geräten wie Nachtsichtgläsern, Gewehr-Zielfernrohren, Röntgendetektoren und medizinischen Bildgebungsgeräten, als nicht einschränkende Beispiele.
- Das Integrieren von lichtabsorbierenden Materialien (z. B. Gläsern) in verschmolzene optische Bauelemente wie beispielsweise faseroptische Frontplatten, gerade Durch führungen und Taper, um ein Übersprechen zu unterdrücken, den Kontrast zu verstärken und die numerische Apertur zu regulieren, sind in der Faseroptikindustrie weit verbreitet bekannt. Diese absorbierenden Materialien, die je nach Kontext als EMA-(Extra-mural Absorption; Außenwandabsorptions-)Materialien, Medien, Gläser, Fasern, Filamente und Stäbe bezeichnet werden, werden typischerweise entsprechend einem oder mehrerer von drei allgemeinen Verfahren integriert. Entsprechend einem ersten Ansatz wird auf die Außenseite jeder Wellenleiterkomponente einzeln eine absorbierende Beschichtung, oder gar eine Hülse oder Röhre, aufgebracht, womit eine so genannte ”Umfangs-EMA” erhalten wird. Eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Faserbündels mit Fasern, die ein Umfangs-EMA-Material beinhalten, ist in
1A gezeigt. Bezug nehmend auf1B ist gemäß einem zweiten Ansatz vorgesehen, ausgewählte lichtleitende Elemente (z. B. Fasern) in einem Bündel durch absorbierende Fasern zu ersetzen, wobei die Ersatzfasern entweder als ”Substitutions”, ”Ersatz-” oder ”statistische” EMA-Fasern bezeichnet werden. Gemäß einem dritten üblichen Ansatz werden absorbierende Fasern in zwischenliegende Packungshohlräume in dem Faserarray eingefügt. Beispiele für Bündel, die solche Fasern enthalten, die als ”Zwischenraum-EMA-Fasern” bezeichnet werden, sind in den1C ,1D und1E gezeigt. - Wenngleich Umfangs-, Zwischenraum- und Substitutions-EMA-Medien mit unterschiedlichem Erfolgsgrade zur Unterdrückung von Übersprechen aufgrund der Brechung und Weiterleitung unerwünschten Streulichts beitragen, erhöhen sich durch das Erfordernis schwarzer Glasröhren und/oder einzelner EMA-Fasern in unterschiedlichen Konfigurationen ausnahmslos die Komplexität und die Herstellungskosten, und außerdem können Aberrationen in die übertragenen Bilder eingetragen werden. Darüber hinaus erhöht sich durch das Einbeziehen unterschiedlicher Glaszusammensetzungen in ein Array die Gefahr nachteiliger Wechselwirkungen zwischen inkompatiblen Gläsern. Ein weiterer Nachteil der Integration von EMA-Elementen auf Glasbasis in bildgebende oder Beleuchtungsbündel besteht darin, dass diese zu einem frühen Zeitpunkt im Prozess in die Struktur eingefügt werden müssen und dass ihre Lichtabsorptionsfähigkeit, sobald sie eingefügt sind, nicht angepasst werden kann.
- Dementsprechend besteht ein Bedarf an lichtübertragenden optischen Bauelementen, die EMA-Materialien enthalten, die (i) nicht auf Glasbasis hergestellt sind und die (ii) anpassbare Lichtabsorptionseigenschaften aufweisen.
- Zusammenfassung
- Entsprechend einer ersten beispielhaften Ausführungsform umfasst ein lichtdurchlässiges optisches Bauelement ein lichtleitendes Element mit einer Einfalls- und einer entgegengesetzten Austrittsfläche sowie einer Seitenfläche des lichtleitenden Elements, die sich zwischen der Einfalls- und der Emissionsfläche erstreckt. Auf zumindest einem Teil der Seitenfläche des lichtleitenden Elements erstreckt sich eine Außenwandabsorptions-(EMA-)Schicht. Die EMA-Schicht umfasst ein elektrochromes Material, dessen Opazität in Bezug auf eine vorgegebene Gruppe von elektromagnetischen Wellenlängen in Reaktion auf eine Änderung der Größe zumindest entweder eines (i) elektrischen Stroms, der durch zumindest einen Teil der Schicht fließt, oder (ii) einer elektrischen Potentialdifferenz, die zwischen auseinander liegenden Stellen an die Schicht angelegt wird, variabel ist.
- Bei den verschiedenen Versionen umfasst das lichtleitende Element jeweils einen Kern, der aus einem ersten Material mit einem ersten Brechungsindex hergestellt ist, sowie einen Mantel, der aus einem zweiten Material hergestellt ist, das den Kern umgebend auf diesen aufgeschmolzen ist und das einen zweiten Brechungsindex aufweist, dessen Betrag kleiner als der des ersten Brechungsindex ist, so dass Licht, das an der Einfallsfläche eintritt, sich durch innere Reflexion zwischen der Einfalls- und der Emissionsfläche ausbreiten kann. Darüber hinaus umfasst eine Gruppe von alternativen Versionen eine elektrochrome EMA-(Außenwandabsorptions-)Schicht, die aus einem nicht glashaltigen polymeren Material ausgebildet ist, während bei einer zweiten Gruppe von alternativen Versionen die Schicht aus einem Material auf Glasbasis ausgebildet ist.
- Entsprechend einer zweiten beispielhaften Ausführungsform umfasst eine Anordnung aus optischen Bauelementen eine bündelartige (z. B. plattenartige) Struktur, die eine erste und eine entgegengesetzte zweite Plattenfläche aufweist und ein Matrixmaterial umfasst, das in zueinander festen Positionen eine Mehrzahl von lichtleitenden Elementen halt, wie beispielsweise die lichtleitenden Elemente, die im Zusammenhang mit der ersten beispielhaften Ausführungsform beschrieben worden sind. Spezieller weist jedes lichtleitende Element gegenüberliegende Flächen, eine Einfalls- und eine Emissionsfläche, sowie eine Seitenfläche des lichtleitenden Elements, die sich zwischen der Einfalls- und der Emissionsfläche erstreckt, auf. Die mehreren Einfalls- und Emissionsflächen definieren jeweils teilweise die erste und die zweite Fläche des Bündels (z. B. der Platte). In der zweiten Ausführungsform stellt das Matrixmaterial die Außenwandabsorptions-(EMA-)Schicht für jedes lichtleitende Element, mit dem es sich in Kontakt befindet, dar. Dementsprechend umfasst das Matrixmaterial wie bei den zuvor beschriebenen EMA-Schichten ein elektrochromes Material, dessen Opazität gezielt anpassbar ist, und zwar in Reaktion auf Änderungen der Größe zumindest entweder (i) eines elektrischen Stroms, der durch zumindest einen Teil der Matrix fließt, oder (ii) einer elektrischen Potentialdifferenz, die zwischen auseinander liegenden Stellen in der Matrix angelegt wird.
- Während bei einigen Versionen einer Plattenstruktur zum Beispiel die Opazität der gesamten elektrochromen Matrix geändert werden kann, ist bei anderen Versionen die Opazität der elektrochromen Matrix entweder an der ersten oder der zweiten Plattenfläche oder an beiden anpassbar. Bei noch weiteren Versionen ist die Opazität an der ersten und an der zweiten Plattenfläche unabhängig voneinander anpassbar. Bei solchen Versionen weist ein mittlerer Teil der Matrix eine feste Opazität auf.
- In dem Maße, in dem die Begriffe ”Stab” und ”stabartig” genutzt werden, um lichtleitende Elemente und andere Komponenten zu beschreiben, werden diese Begriffe in breitem Sinne genutzt und beinhalten zum Beispiel Komponenten mit verschiedenen Querschnittsgeometrien und Komponenten, bei denen der Durchmesser größer als die Länge ist. Darüber hinaus bedeutet die Nutzung des Begriffs ”Durchmesser” nicht eine kreisförmige Querschnittsgeometrie. Wenngleich, genauer gesagt, ”Durchmesser” häufig in engerem Sinne als die längste Sehne betrachtet wird, die in eine kreisbildende Kurve eingepasst werden kann, ist in der vorliegenden Beschreibung und den anhängenden Ansprüchen eher die technischmathematische Definition dieses Begriffs anwendbar. Zum Beispiel stellen Sehnen in Quadraten, Rechtecken, Sechsecken und selbst in irregulären Formen ebenfalls Durchmesser dar. Dementsprechend sollte in der vorangegangenen Erklärung, in der detaillierten Beschreibung, den anhängenden Ansprüchen oder den Zeichnungen dem Begriff ”Durchmesser” keine engere Bedeutung zugemessen werden, als es dem üblichen Gebrauch und dem technisch-mathematischen Gebrauch entspricht.
- Repräsentative Ausführungsformen werden eingehender in der folgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen beschrieben und dargestellt.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1A ist eine Querschnittsansicht eines faseroptischen Bündels, bei dem auf jedes beinhaltete lichtleitende Element auf den Rand (z. B. umfänglich) ein EMA-Material aufgebracht ist; -
1B stellt einen Querschnitt eines faseroptischen Bündels dar, das ”Substitutions”-EMA-Fasern enthält; die -
1C bis1E stellen Querschnitte von alternativ ausgebildeten faseroptischen Bündeln dar, die EMA-Materialien enthalten, welche in den Zwischenräumen zwischen den beinhalteten lichtleitenden Elementen (z. B. optische Fasern) angeordnet sind; -
2 zeigt ein lichtdurchlässiges optisches Bauelement, das ein lichtleitendes Element umfasst, über dem eine EMA-Schicht angeordnet ist, die aus einem elektrochromen Material hergestellt ist, dessen Opazität in Reaktion auf das Bewirken eines elektrischen Stroms durch die Schicht hindurch anpassbar ist, wobei die Schicht in einem nicht aktivierten Zustand gezeigt ist; -
2A ist eine Querschnittsansicht des optischen Bauelements aus2 , in der Ebene IIA betrachtet; -
2B ist eine Ansicht des optischen Bauelements aus -
2 , wobei die EMA-Schicht in einem teilweise aktivierten Zustand gezeigt ist; -
2C ist eine Ansicht des optischen Bauelements aus den2 und2B , wobei die EMA-Schicht in einem voll aktivierten Zustand gezeigt ist (d. h. am wenigsten lichtdurchlässig); -
3 zeigt eine beispielhafte Bildübertragungs-Frontplatte mit einer Mehrzahl von stabartigen lichtleitenden Elementen, die in einer Matrix aus elektrochromem Material gehalten werden, dessen Opazität in Reaktion auf das Bewirken eines elektrischen Stroms durch die Schicht hindurch anpassbar ist, wobei die Schicht in einem nicht aktivierten Zustand gezeigt ist; und -
3A ist eine Ansicht der Frontplatte aus3 , wobei die Matrix in einem aktivierten Zustand gezeigt ist, bei welchem sie weniger lichtdurchlässig (oder opaker) als in der Ansicht aus3 ist. - Detaillierte Beschreibung
- Die folgende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen von optischen Bauelementen und Anordnungen aus optischen Bauelementen, welche EMA-Materialien mit selektiv einstellbarer Opazität beinhalten, hat veranschaulichenden Charakter und ist daher nicht dazu gedacht, die Erfindung oder deren Nutzungsanwendungen einzuschränken. Die verschiedenen Realisierungen, Aspekte, Versionen und Ausführungsformen, die in der Zusammenfassung und der detaillierten Beschreibung beschrieben werden, stellen ihrem Wesen nach nicht einschränkende Beispiele dar, die in den Schutzumfang der anhängenden Ansprüche fallen und die nicht dazu dienen, den maximalen Schutzumfang der Ansprüche zu definieren.
- Nehmen wir auf
2 Bezug, so umfasst ein erstes beispielhaftes optisches Bauelement10 ein längliches lichtleitendes Element20 mit einem Einfallsende22 mit einer Einfallsfläche22f und einem Emissionsende24 mit einer in Längsrichtung zu der Einfallsfläche22f entgegengesetzten Emissionsfläche24f . Außerdem erstreckt sich eine seitliche Oberfläche26 des lichtleitenden Elements zwischen der Einfalls- und der Emissionsfläche22f und24f . Bei der beispielhaften Version aus2 weist das lichtleitende Element20 einen optisch durchlässigen Kern30 mit einem ersten Brechungsindex n1 auf, sowie einen Mantel32 , der auf den Kern30 aufgeschmolzen ist und einen zweiten Brechungsindex n2 aufweist, der einen kleineren Betrag als der erste Brechungsindex n1 aufweist, so dass Licht, das an einer der Einfallsflächen22f einfällt, sich durch innere Reflexion durch den Kern30 hindurch ausbreiten kann und aus der Emissionsfläche24f austritt. Es versteht sich, dass die Bezeichnungen Einfalls- und Emissionsenden und -flächen22 und22f sowie24 und24f zu veranschaulichenden Zwecken willkürlich gewählt sind und dass bei einer realen Ausführungsform in der Praxis die Einfallsfläche22f diejenige Fläche ist, durch welche Licht in das lichtleitende Element20 eintritt, während die Emissionsfläche24f die entgegengesetzte Fläche darstellt, durch welche das Licht aus dem lichtleitenden Element20 austritt. Darüber hinaus fallen, wenngleich das lichtleitende Element20 , das in2 dargestellt ist, durch eine zylindrische Seitenfläche26 definiert ist, auch optische Bauelemente10 , die lichtleitende Elemente20 mit alternativen Konfigurationen beinhalten, in den Schutzumfang der Erfindung und kommen in Betracht, wie in der Zusammenfassung erläutert. - Weiterhin auf
2 Bezug nehmend, ist um die Seitenfläche26 des lichtleitenden Elements herum eine optische Schicht50 angeordnet. Die optische Schicht50 weist ein erstes und ein zweites Ende52 und54 der optischen Schicht sowie eine Außenfläche56 der optischen Schicht, die sich zwischen den Enden52 und54 der optischen Schicht erstreckt, auf. Obgleich die optische Schicht50 in der beispielhaften Version aus2 über die gesamte Länge des lichtleitenden Elements20 und um den gesamten durch die Seitenfläche26 definierten Umfang herum angeordnet ist, wie in einer Ebene IIA senkrecht zu der Achse ALE des länglichen Elements zu sehen ist (2A ), so versteht sich, dass auch Ausführungsformen, bei denen die optische Schicht50 auf weniger als der gesamten Länge oder um weniger als den gesamten Umfang der Seitenfläche26 des lichtleitenden Elements angeordnet ist, in den Schutzumfang der Erfindung fallen und in Betracht kommen. - Die optische Schicht
50 stellt eine EMA-(Außenwandabsorptions-)Schicht60 dar, die derart konfiguriert ist, dass sie ”Streulicht”, das an der Einfallsfläche22f des lichtleitenden Elements20 eintritt, aber über die Seitenfläche26 anstatt an der Emissionsfläche24f austritt, selektiv absorbiert. Die Absorptionsschicht60 ist zumindest teilweise aus einem elektrochromen Material MEC hergestellt. Das elektrochrome Material MEC weist eine Opazität auf, die in Reaktion auf Änderungen der Größe zumindest entweder (i) eines elektrischen Stroms IE durch zumindest einen Teil der optischen Schicht50 oder (ii) eines elektrischen Potentialunterschieds (Spannung V), der zwischen auseinander liegenden Stellen entlang der optischen Schicht50 anliegt, selektiv anpassbar ist. Wenngleich bei einer praktischen Ausführungsform der Bereich der einstellbaren Opazität verschiedene Grade an Lichtdurchlässigkeit, ausgenommen die beiden entgegengesetzten Extrema, die durch vollständige Transparenz und vollständige Opazität (oder ”Schwärze”) gegeben sind, einschließen wird, zeigen die2 ,2B und2C der Veranschaulichung halber dasselbe optische Bauelement10 , bei welchem die optische Schicht50 (i) vollständig transparent ist (2 ), (ii) mittelmäßig transparent oder ”grau” ist (2B ) und (iii) vollständig opak ist (2C ). Bei einer speziellen Ausführungsform wird das elektrochrome Material MEC derart gewählt, dass entweder (i) die Lichtdurchlässigkeit mit Zunahme der Größe des bewirkten elektrischen Stroms IE abnimmt (oder die Opazität zunimmt) oder dass (ii) die Durchlässigkeit mit Zunahme der Größe des angelegten elektrischen Stroms IE zunimmt. Es versteht sich, dass der elektrische Strom IE durch Anlegen einer Potentialdifferenz V (d. h. einer Spannung) zwischen auseinander liegenden Stellen entlang der elektrochromen optischen Schicht50 bewirkt wird. Bei der beispielhaften Version aus den2 bis2C ist schematisch ein einfacher elektrischer Stromkreis80 dargestellt. Der Stromkreis80 umfasst eine elektrische Spannungsquelle81 , einen ersten elektrischen Leiter82 , der elektrisch mit dem ersten Ende52 der optischen Schicht verbunden ist, einen zweiten elektrischen Leiter84 , der elektrisch mit dem zweiten Ende54 der optischen Schicht verbunden ist, sowie eine Spannungsregeleinrichtung86 (z. B. ein Potentiometer) zum Ändern der Größe der Potentialdifferenz V zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Leiter82 und84 . - Es ist klar, dass das beispielhafte optische Bauelement
10 aus den2 bis2C ein einzelnes intern reflektierendes lichtleitendes Element20 mit einem umfänglich angeordneten – oder allgemeiner, einem um den Rand herum angeordneten – EMA-Material darstellt. In den Schutzumfang fallen und in Betrag kommen jedoch auch Anordnungen, die mehrere lichtleitende Elemente20 in vielfältiger Anordnung aufweisen, so dass, um ein nicht einschränkendes Beispiel anzugeben, solche Bauelemente wie längliche Bildbündel und Bildübertragungs-Frontplatten gebildet werden. Egal, ob bei einer bestimmten Anordnung, elektrochromes Material MEC umfänglich um ausgewählte einzelne lichtleitende Elemente herum angeordnet ist, in Zwischenräumen zwischen mehreren lichtleitenden Elementen oder ein solches substituierend, umfasst jede dieser Anordnungen mindestens ein lichtleitendes Element mit einer Seitenfläche, auf der zumindest auf einem Abschnitt eine EMA-Schicht aus elektrochromem Material MEC angeordnet ist. - Wie bereits erwähnt zählen zu den Bauelementen, bei denen die Integration von elektrochromem Material MEC besonders vorteilhaft ist, bildübertragende Bündel, darunter beispielsweise faseroptische Frontplatten. Dementsprechend zeigt
3 eine beispielhafte bildübertragende Frontplatte100 mit entgegengesetzten Plattenflächen, einer ersten112 und einer zweiten114 . Eine Mehrzahl von stabartigen lichtleitenden Elementen20 wird in einer Matrix150 aus elektrochromem Material MEC gehalten. Bei der dargestellten Ausführungsform weist jedes lichtleitende Element20 einen analogen Aufbau wie das in den2 bis2C gezeigte optische Element20 auf, und in dem Maße, wie die lichtleitenden Elemente20 der Frontplatte100 Teilelemente und Abschnitte aufweisen, die denen der lichtleitenden Elemente20 aus den2 bis2C entsprechen, sind gleiche Bezugszeichen genutzt, um diese Teilelemente und Abschnitte zu bezeichnen. - Weiterhin auf
3 Bezug nehmend, weist jedes lichtleitende Element20 einander entgegengesetzte Einfalls- und Emissionsflächen22f und24f auf, die mit der ersten bzw. der zweiten Plattenfläche,112 bzw.114 , zusammenfallen und einen Teil derselben bilden. Bei der speziellen Version aus3 , bei welcher die Achse ALE des länglichen Elements jedes beinhalteten lichtleitenden Elements20 orthogonal zu der ersten und der zweiten parallelen Plattenfläche112 und114 ausgerichtet ist, entspricht demnach die Länge LGE jedes lichtleitenden Elements20 der Plattendicke TP. Ungeachtet dieser letzten Bemerkung bezüglich der speziellen Ausführungsform aus3 fallen Platten mit Profilen, die eine nicht einheitliche Dicke aufweisen und/oder bei denen die beinhalteten lichtleitenden Elemente20 nicht parallel zueinander sind (z. B. konvergieren), ebenfalls in den Schutzumfang der Erfindung und kommen in Betracht. - In analoger Weise, wie die relative Lichtdurchlässigkeit der elektrochromen optischen Schicht
50 aus den2 bis2C durch zielgerichtetes Anlegen einer Spannung zwischen auseinander liegenden Stellen an der elektrochromen optischen Schicht50 ”abgestimmt” werden kann, kann die Opazität der Matrix150 in Anordnungen optischer Komponenten wie beispielsweise der Frontplatte100 aus3 gezielt angepasst werden. In3 sind der erste und der zweite elektrische Leiter82 und84 elektrisch mit auseinander liegenden Stellen, einer ersten und zweiten,152 und154 , in der Matrix150 verbunden, um gezielt einen Potentialunterschied V an die Matrix150 anzulegen. In3 befindet sich die Matrix150 in einem ”nicht aktivierten Zustand”, so wie wenn z. B. kein elektrischer Strom IE durch die Matrix150 fließt. In dem nicht aktivierten Zustand ist die Matrix150 zumindest teilweise lichtdurchlässig. -
3A zeigt dieselbe Frontplatte100 , die in3 gezeigt ist. In3A ist die Matrix150 jedoch opaker als in3 , was einem aktivierten Zustand entspricht, bei dem ein elektrischer Strom IE durch die Matrix150 fließt. In den3 und3A sind lediglich die elektrischen Leiter82 und84 eines nicht dargestellten elektrischen Stromkreises gezeigt, da angesichts des beispielhaften Stromkreises80 , der im Zusammenhang mit der Ausführungsform aus den2 bis2C aufgezeigt und beschrieben worden ist, die zusätzliche Darstellung des Stromkreises als unnötig erachtet wird. Wenngleich die Ausführungsformen aus den2 bis2C sowie3 und3A mit einem integrierten elektrochromen Material MEC beschrieben worden sind, das bei Anlegen eines höheren elektrischen Stromes opaker wird, so versteht sich, dass auch Versionen in Betracht kommen und in den Schutzumfang der Erfindung fallen, wie sie in der vorliegenden Beschreibung und in den anhängenden Ansprüchen dargelegt ist, bei denen die Opazität des elektrochromen Materials MEC mit dem angelegten elektrischen Strom abnimmt. Da die Ansprüche nicht explizit auf das Gegenteil eingeschränkt sind, ist dementsprechend die Erfindung, wie sie in den anhängenden Ansprüchen definiert ist, nicht auf Ausbildungen beschränkt, die ein elektrochromes Material MEC enthalten, dessen Opazität mit dem angelegten elektrischen Strom zunimmt. Darüber hinaus fallen alternative Versionen, bei denen das elektrochrome Material MEC zumindest entweder (i) ein Material auf Glasbasis oder (ii) ein nicht glashaltiges polymeres Material ist, in den Schutzumfang der Erfindung und kommen in Betracht. - Das Vorstehende ist als veranschaulichend für die Prinzipien der Erfindung zu verstehen. Darüber hinaus versteht sich, da Modifikationen und Änderungen bezüglich verschiedener Aspekte und Implementierungen für Fachleute auf dem Gebiet naheliegend sein werden, ohne dass vom Schutzumfang und vom erfinderischen Gedanken der Erfindung abgewichen wird, dass die Erfindung, wie sie in den anhängenden Ansprüchen ausgedrückt ist, durch das Vorstehende nicht auf die exakten Ausbildungsformen, Implementierungen und Versionen, wie sie gezeigt und beschrieben sind, beschränkt wird.
Claims (16)
- Lichtübertragendes optisches Bauteil (
10 ), umfassend: ein lichtleitendes Element (20 ) mit einer Einfalls- und einer entgegengesetzten Emissionsfläche (22f ,24f ) und mit einer Seitenfläche (26 ) des lichtleitenden Elements, die sich zwischen der Einfalls- und der Emissionsfläche erstreckt; und eine Außenwandabsorptions-(EMA-)Schicht (50 ), die sich über zumindest einen Abschnitt der Seitenfläche (26 ) des lichtleitenden Elements erstreckt und die ein elektrochromes Material (MEC) umfasst, dessen Opazität in Reaktion auf eine Änderung der Größe von zumindest entweder (i) einem elektrischen Strom, der durch zumindest einen Teil der Schicht bewirkt wird, oder (ii) einer elektrischen Potentialdifferenz, die zwischen auseinander liegenden Stellen entlang der Schicht angelegt wird, variabel ist. - Optisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei das lichtleitende Element (
20 ) einen Kern (30 ) umfasst, der aus einem ersten Material mit einem ersten Brechungsindex hergestellt ist, sowie einen Mantel (32 ), der aus einem zweiten Material hergestellt ist, das auf den Kern diesen umgebend aufgeschmolzen ist und einen zweiten Brechungsindex aufweist, dessen Betrag kleiner als der des ersten Brechungsindex ist, so dass Licht, das an der Einfallsfläche eintritt, sich durch innere Reflexion zwischen der Einfalls- und der Emissionsfläche ausbreiten kann. - Optisches Bauelement nach Anspruch 2, wobei die optische Schicht (
50 ) aus einem nicht glashaltigen Polymermaterial ausgebildet ist. - Optisches Bauelement nach Anspruch 2, wobei die optische Schicht (
50 ) aus einem Material auf Glasbasis ausgebildet ist. - Optisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei die optische Schicht (
50 ) aus einem nicht glashaltigen Polymermaterial ausgebildet ist. - Optisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei die optische Schicht (
50 ) aus einem Material auf Glasbasis ausgebildet ist. - Lichtübertragendes optisches Bauelement, umfassend: ein längliches lichtleitendes Element (
20 ) mit in Längsrichtung entgegengesetzten Einfalls- und Emissionsflächen und mit einer Seitenfläche des lichtleitenden Elements, die sich zwischen der Einfalls- und der Emissionsfläche erstreckt; und eine optische Schicht (50 ), die sich über zumindest einen Abschnitt der Länge des lichtleitenden Elements (20 ) erstreckt und die um zumindest einen Teil des Umfangs der Seitenfläche (26 ) des lichtleitenden Elements, in einer Ebene orthogonal zu einer Längsachse des lichtleitenden Elements betrachtet, angeordnet ist, wobei die optische Schicht ein erstes und ein zweites Ende (22 ,24 ) der optischen Schicht aufweist, sowie eine Außenfläche (26 ) der optischen Schicht, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende der optischen Schicht erstreckt, wobei die optische Schicht eine Außenwandabsorptions-(EMA-)Schicht ist, die ein elektrochromes Material mit einer Opazität umfasst, das selektiv entweder (i) aktivierbar oder (ii) deaktivierbar ist, und zwar in Reaktion auf eine elektrische Potentialdifferenz, die zwischen auseinander liegenden Stellen entlang der optischen Schicht angelegt wird. - Optisches Bauelement nach Anspruch 7, wobei das lichtleitende Element (
20 ) einen Kern (30 ) umfasst, der aus einem ersten Material mit einem ersten Brechungsindex hergestellt ist, sowie einen Mantel (32 ), der aus einem zweiten Material hergestellt ist, das auf den Kern diesen umgebend aufgeschmolzen ist und einen zweiten Brechungsindex aufweist, dessen Betrag kleiner als der des ersten Brechungsindex ist, so dass Licht, das an der Einfallsfläche eintritt, sich durch innere Reflexion zwischen der Einfalls- und der Emissionsfläche ausbreiten kann. - Optisches Bauelement nach Anspruch 8, wobei die optische Schicht (
50 ) aus einem nicht glashaltigen Polymermaterial ausgebildet ist. - Optisches Bauelement nach Anspruch 8, wobei die optische Schicht (
50 ) aus einem Material auf Glasbasis ausgebildet ist. - Anordnung (
100 ) aus optischen Bauelementen, umfassend: eine Plattenstruktur mit entgegengesetzten Plattenflächen, einer ersten (112 ) und einer zweiten (114 ), und ein Matrixmaterial (150 ), das eine Mehrzahl von lichtleitenden Elementen (20 ) in zueinander festen Positionen hält, wobei jedes lichtleitende Element eine Einfalls- und eine entgegengesetzte Emissionsfläche (22f ,24f ) sowie eine Seitenfläche (26 ) des lichtleitenden Elements, die sich zwischen der Einfalls- und der Emissionsfläche erstreckt, aufweist; wobei (a) die Einfalls- und die Emissionsflächen jeweils teilweise die erste und die zweite Plattenfläche (112 ,114 ) definieren und (b) das Matrixmaterial (150 ) elektrochrom ist und eine Opazität aufweist, die in Reaktion auf Änderungen der Größe zumindest entweder eines (i) elektrischen Stromes, der durch zumindest einen Teil der Matrix bewirkt wird oder (ii) einer elektrischen Potentialdifferenz, die zwischen auseinander liegenden Stellen in der Matrix angelegt wird, selektiv anpassbar ist. - Optische Bauelementanordnung nach Anspruch 11, wobei jedes lichtleitende Element (
20 ) einen Kern umfasst, der aus einem ersten Material mit einem ersten Brechungsindex hergestellt ist, sowie einen Mantel, der aus einem zweiten Material hergestellt ist, das auf den Kern diesen umgebend aufgeschmolzen ist und einen zweiten Brechungsindex aufweist, dessen Betrag kleiner als der des ersten Brechungsindex ist, so dass Licht, das an der Einfallsfläche eintritt, sich durch innere Reflexion zwischen der Einfalls- und der Emissionsfläche ausbreiten kann. - Optische Bauelementanordnung nach Anspruch 12, wobei die Matrix (
150 ) aus einem nicht glashaltigen Polymermaterial ausgebildet ist. - Optische Bauelementanordnung nach Anspruch 12, wobei die Matrix (
150 ) aus einem Material auf Glasbasis ausgebildet ist. - Optische Bauelementanordnung nach Anspruch 12, wobei die Opazität des elektrochromen Materials mit zunehmender Größe eines angelegten elektrischen Stroms zunimmt.
- Optische Bauelementanordnung nach Anspruch 12, wobei die Opazität des elektrochromen Materials mit zunehmender Größe eines angelegten elektrischen Stromes abnimmt.
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