DE2703586A1 - DEVICE FOR TRANSMITTING INFORMATION - Google Patents

Description

Patentanwälte TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTE?^⁰³⁵⁸⁶ Patent attorneys TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTE? ^ ⁰³⁵⁸⁶

D-8000 München 22 D-4800 BielefeldD-8000 Munich 22 D-4800 Bielefeld

Triftstraße 4 Siekerwall 7Triftstrasse 4 Siekerwall 7

5677/76 St/Hb5677/76 pc / man

Pilkington P.E. LimitedPilkington P.E. Limited

Prescot Road,Prescot Road,

St. Helens, Lancashire,St. Helens, Lancashire,

EnglandEngland

Vorrichtung zur Informationsübertragung Device for transmitting information

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Informationsübertragung und insbesondere eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer optischen Kommunikation zwischen relativ zueinander beweglichen Teilen. 5The invention relates to a device for transmitting information and in particular an apparatus for maintaining optical communication between parts moving relative to one another. 5

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine langgestreckte Lichtführung, die in der Lage ist, Licht im Inneren zu übertragen, eine Einrichtung zum Einleiten von Licht in die Lichtführung und eine Einrichtung zur Aufnahme von Licht aus der Lichtführung. Die Einrichtung zum Einleiten von Licht und diejenige zur Aufnahme von Licht sind relativ beweglich, und wenigstens eine von ihnen ist relativ in bezug auf die Lichtführung entlang einer Bahn beweglich, die sich angrenzend an eine Wand der Lichtführung über wenigstens einen Teilbereich der Länge der Lichtführung erstreckt, so daß das durch die entsprechende Einleitung in dieThe device according to the invention comprises an elongated light guide which is able to emit light in the To transmit interior, a device for introducing light into the light guide and a device for Absorption of light from the light guide. The device for introducing light and that for receiving it of light are relatively mobile, and at least one of them is relative in terms of light guide movable along a path which is adjacent to a wall of the light guide via at least one Part of the length of the light guide extends so that the appropriate introduction into the

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TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER PilklngtonTER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER Pilklngton

Lichtführung eingeleitete Lichtsignal durch die Aufnahme-Einrichtung während der Relativbewegung zwischen beiden aufgenommen werden kann. Mit einer derartigen Vorrichtung kann eine optische Kommunikation zwischen relativ beweglichen Teilen aufrechterhalten werden, wenn die Licht einleitende Einrichtung mit einem der Teile verbunden bzw. an diesem befestigt und die Licht aufnehmende Einrichtung mit dem anderen Teil verbunden bzw. an diesem befestigt wird.Light guide initiated light signal by the receiving device during the relative movement between both can be included. With such a device an optical communication between relatively moving parts are maintained when the light introducing device with one of the Parts connected or attached to this and the light receiving device with the other part is connected or attached to this.

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Weiterhin ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgesehen, die zwei relativ zueinander bewegliche Teile umfaßt, zwischen denen eine optische Verbindung erwünscht ist und die durch die Lichtführung in der an-Furthermore, according to the invention, a device is provided which has two parts that are movable relative to one another includes, between which an optical connection is desired and which through the light guide in the other gegebenen Weise verbunden sind.given way are connected.

Die Einrichtung zum Einleiten von Licht kann Licht an einem Ende in die Lichtführung einleiten, und die Aufnahme-Einrichtung kann sich entlang der LichtführungThe device for introducing light can introduce light into the light guide at one end, and the receiving device can extend along the light guide bewegen und Licht in einer Position angrenzend an deren Wand aufnehmen. Alternativ kann die Einrichtung zum Einleiten von Licht entlang der Lichtführung beweglich und die Einrichtung zur Aufnahme von Licht an einem Ende der Lichtführung angeordnet sein. In diesemmove and pick up light in a position adjacent to their wall. Alternatively, the facility for introducing light can be moved along the light guide and the device for receiving light can be arranged at one end of the light guide. In this Falle kann eine längliche Einrichtung zum Einleiten von Licht, wie etwa eine elektrolumineszierende Quelle verwendet werden, die sich entlang einem wesentlichen Teil oder der gesamten Länge der Lichtführung erstreckt. In jedem Falle können die Lichtführung und diejenigeTrap can be an elongated device for introducing light, such as an electroluminescent source may be used which extends along a substantial part or the entire length of the light guide. In any case, the light guide and the Einrichtung, die sich an ihrem Ende befindet, das heißt die Einrichtung zum Einleiten oder zum Aufnehmen von Licht, stillstehend gehalten werden, und die andere Einrichtung angrenzend an die Wand der Lichtführung kann entlang dieser bewegt werden. Alternativ könnenFacility that is at its end, that is the means for introducing or receiving light are kept stationary, and the other Equipment adjacent to the wall of the light guide can be moved along this. Alternatively you can auch die Lichtführung und die an ihrem Ende angebrachte Einrichtung bewegt und die entlang der Wand der Licht-also moves the light guide and the device attached to its end and the along the wall of the light

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TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER PilkingtOnTER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER PilkingtOn

~ Jo —~ Yo -

führung verschiebbare Einrichtung festgehalten werden.Guide displaceable device are held.

In einer weiteren alternativen Anordnung können zwei langgestreckte Lichtführungen vorgesehen sein, die relativ beweglich sind und so angeordnet sind, daß Licht, das durch die Wand einer der Lichtführungen übertragen wird, durch die Wand der anderen Lichtführung während dieser Relativbewegung aufgenommen wird, während die Einrichtung zum Einleiten von Licht dieses in eine der Lichtführungen, vorzugsweise an einem Ende einleitet und die Einrichtung zum Aufnehmen von Licht das Licht von der anderen Lichtführung, vorzugsweise an einem Ende aufnimmt.In a further alternative arrangement, two elongated light guides can be provided which are relatively are movable and are arranged so that light transmitted through the wall of one of the light guides is absorbed by the wall of the other light guide during this relative movement, while the device for introducing light introduces it into one of the light guides, preferably at one end and the means for receiving light the light from the other light guide, preferably on one End takes up.

Die Relativbewegung zwischen der Einrichtung zum Einleiten von Licht und der Einrichtung zur Aufnahme von Licht kann in einer Winkel- oder Drehbewegung erfolgen, und die Lichtführung kann im Bogen über wenigstens einen Teil des Umfanges eines Kreises angeordnet sein.The relative movement between the device for introducing light and the device for receiving Light can take place in an angular or rotary movement, and the light can be guided in an arc over at least one Be part of the circumference of a circle.

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Die Lichtführung kann Licht durch eine Wand übertragen, und bei einer im wesentlichen festen Lichtführung kann diese übertragung durch die Wand oder eine durchlässige Stelle durch räumliche Streuung und/oder Oberflächenstreuung und/oder Oberflächenkontakt erfolgen. Daher kann die Lichtführung eine optischer Stab oder eine Faser sein, die LichtStreuungszentren aufweist, die das Licht, das im Inneren übertragen wird, durch die Lichtführung streuen, so daß ein Teil des Lichtes durch die Umfangswand des Stabes oder der Faser übertragen wird. Der optische Stab oder die Faser können einen Oberzug eines Materials mit niedrigerem Brechungsindex auf einem Kern mit höherem Brechungsindex aufweisen. Der Stab oder die Faser können eine undurchsichtige Hülle mit einem Schlitz aufweisen, durch den ein Teil der Wandoberfläche des Stabes oder der Faser über wenigstens einen The light guide can transmit light through a wall, and in the case of a substantially fixed light guide, can this transmission through the wall or a permeable point by spatial scattering and / or surface scattering and / or surface contact. Therefore, the light guide can be an optical rod or a fiber which has light diffusion centers that guide the light that is transmitted inside through the light guide scatter so that some of the light is transmitted through the peripheral wall of the rod or fiber. The optical rod or fiber may have a coating of a lower refractive index material on top of it Have a core with a higher refractive index. The rod or fiber can have an opaque sheath having a slot through which a portion of the wall surface of the rod or fiber passes over at least one

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TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER PilkingtonTER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER Pilkington

Teilbereich der Länge des Stabes oder der Faser freigelegt wird und Licht durch die Wandfläche übertragen werden kann. Der freiliegende Teil der Wandoberfläche kann geschliffen werden, so daß die Streuung des Lichtes von dort aus unterstützt wird. Alternativ kann die übertragung des Lichtes durch die Wand des optischen Stabes oder der Faser gefördert werden durch ein Lichtübertragungselement, wie etwa eine Rolle oder ein Gleitstück oder ein Kügelchen einer nicht-nässenden Flüssigkeit, die entlang der Wand in Berührung mit dieser beweglich sind. In diesem Falle kann der freiliegende Teil der Wandoberfläche poliert sein.Part of the length of the rod or fiber is exposed and light is transmitted through the wall surface can be. The exposed part of the wall surface can be sanded, so that the scattering of the light supported from there. Alternatively, the light can be transmitted through the wall of the optical rod or the fiber can be conveyed by a light transmitting member such as a roller or a slider or a bead of a non-wetting liquid that is movable along the wall in contact with it are. In this case, the exposed part of the wall surface can be polished.

Alternativ kann die Lichtführung als Rohr ausgebildet sein, das eine reflektierende innere Oberfläche und einen Schlitz in seiner Wand über wenigstens einen Teil der Länge des Rohres umfaßt, durch den Licht übertragen werden kann.Alternatively, the light guide can be designed as a tube that has a reflective inner surface and a Slit in its wall for at least part of the length of the tube through which light is transmitted can be.

Wenn die Lichtführung jedoch als Rohr ausgebildet ist, kann die Einrichtung zur Einleitung oder zur Aufnahme von Licht, die entlang einer Wand der Lichtführung beweglich ist, innerhalb des Rohres angeordnet sein, und die zugehörigen Anschlüsse können durch einen Schlitz in der Rohrwand hindurchgeführt sein. In im wesentlichen gleicher Weise kann bei im wesentlichen nassiver Lichtführung, beispielsweise bei einem optischen Stab, die Einrichtung zur Einleitung oder Aufnahme von Licht, die entlang einer Wand der Lichtführung beweglich ist, in einem Schlitz in der Lichtführung angeordnet sein.However, if the light guide is designed as a tube, the device for introducing or receiving of light, which is movable along a wall of the light guide, be arranged within the tube, and the Associated connections can be passed through a slot in the pipe wall. In essentially the same In the case of essentially wet light guidance, for example in the case of an optical rod, the device can for introducing or receiving light, which is movable along a wall of the light guide, in one Slit be arranged in the light guide.

Die Einrichtung zum Einleiten von Licht kann eine Lichtquelle, wie etwa eine licht-emittierende Diode oder eine Laser-Quelle sein, und die Einrichtung zur Aufnahme von Licht kann ein Photo-Detektor, wie etwa eine Silizium-Photodiode sein.The means for introducing light may be a light source such as a light emitting diode or a Be a laser source, and the means for receiving light can be a photo detector, such as a silicon photodiode be.

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TEH MEER-MÜLLER-STEINMEISTER PilkingtonTEH MEER-MÜLLER-STEINMEISTER Pilkington

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.In the following, preferred exemplary embodiments of the invention are described in more detail with reference to the accompanying drawings explained.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung;Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of the invention;

Fig. 2 zeigt einen schematischen Schnitt durchFig. 2 shows a schematic section through

einen optischen Stab oder eine Faser; 10an optical rod or fiber; 10

Fig. 3 ist eine schematische perspektivischeFig. 3 is a schematic perspective

Darstellung eines Abschnittes eines optischen Stabes oder einer Faser;Representation of a section of an optical rod or a fiber;

Fig. 4 ist ein schematischer Schnitt durch einen optischen Stab oder eine Faser mit einem zugehörigen Kontaktelement;Fig. 4 is a schematic section through an optical rod or fiber with a associated contact element;

Fig. 5 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines Abschnittes eines optiFig. 5 is a schematic perspective illustration of a portion of an opti

schen Stabes oder einer Faser mit zugehörigem Kontaktelement;rule rod or a fiber with associated contact element;

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung des Kontaktelements der Fig.4 und 5 in weiterenFig. 6 is a schematic representation of the contact element of Figures 4 and 5 in further

Einzelheiten;Details;

Fig. 7 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines Abschnittes einer rohrförmigen Lichtführung;Fig. 7 is a schematic perspective view of a portion of a tubular Light guidance;

Fig. 8 sind schematische Schnitte durch Lichtfüh- und 9 rungen mit Detektoren;8 are schematic sections through light guides and 9 stanchions with detectors;

Fig.10 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.Fig. 10 is a schematic representation of a further embodiment of the invention.

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TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER PilkingtonTER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER Pilkington

Die Vorrichtung der Fig. 1 umfaßt eine Lichtquelle 1 in der Form einer licht-emittierenden Diode oder eines Laser, die an einem Ende einer Lichtführung 2 angebracht ist, durch die Licht im Inneren übertragen werden kann, die jedoch nicht in nennenswertem Maße Licht durch die Umfangswand abgibt. Die Lichtführung 2 ist entlang dem Umfang eines Kreises angeordnet und in der dargestellten Weise mit einem schematisch angedeuteten feststehenden Teil 3 verbunden. Angrenzend an die Lichtführung 2 ist ein Photo-Detektor 4 in der Form einer Silizium-Photodiode vorgesehen und derart angeordnet, daß er Licht aufnehmen kann, das durch die Wand der Lichtführung 2 abgegeben wird. Der Photo-Detektor 4 ist mit einem drehbaren, schematisch angedeuteten Teil 5 verbunden, so daß sich der Photo-Detektor mit dem Teil 5 um dessen Drehachse 6 dreht. Während dieser Drehung bewegt sich der Photo-^Detektor 4 relativ in bezug auf die Lichtführung 2 entlang einer kreisförmigen Bahn, die sich angrenzend an die Wand der Lichtführung erstreckt, und er kann während dieser Drehung Licht über den gesamten Bewegungsvorgang hinweg aufnehmen. Ein deartiges Lichtsignal, das in die Lichtführung 2 von der Lichtquelle 1 aus eingeleitet wird, kann durch den Photo-Detektor 4 während der gesamten Relativ-Drehbewegung zwisehen den Teilen 3 und 5 aufgenommen werden.The device of Fig. 1 comprises a light source 1 in the form of a light-emitting diode or a laser, which is attached to one end of a light guide 2 through which light can be transmitted inside, which, however, does not emit any significant amount of light through the peripheral wall. The light guide 2 is along the Perimeter of a circle arranged and in the manner shown with a schematically indicated stationary Part 3 connected. Adjacent to the light guide 2 is a photo detector 4 in the form of a silicon photodiode provided and arranged so that it can receive light passing through the wall of the light guide 2 is delivered. The photo detector 4 is connected to a rotatable, schematically indicated part 5, so that the photo detector rotates with part 5 about its axis of rotation 6. Moved during this rotation The photo detector 4 moves relative to the light guide 2 along a circular path which extends adjacent to the wall of the light guide, and it can light over the entire during this rotation Record movement process away. Such a light signal that is in the light guide 2 from the light source 1 is initiated from, can zwisehen by the photo detector 4 during the entire relative rotary movement parts 3 and 5 are included.

Gewünschtenfalls kann eine Anzahl von Photo-Detektoren 4 in Abständen vorgesehen sein. In diesem Falle muß die Lichtführung 2 nicht einen vollständigen Kreis bilden, sondern sie kann sich nur über einen Anteil 1/n des Umfanges erstrecken, wobei η die Anzahl der Detektoren ist, die in diesem Falle in gleichen Abständen liegen. Daher kann bei drei Detektoren, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, die Lichtführung 2 in einer Position enden, die mit der Bezugsziffer 7 bezeichnet ist, da sich in diesem Falle stets ein Photo-Detektor angren-If desired, a number of photo detectors 4 can be provided at intervals. In this case the Light guide 2 does not form a complete circle, but can only extend over a portion 1 / n of the circumference extend, where η is the number of detectors, which in this case are equally spaced. Therefore, with three detectors, as shown in the drawing, the light guide 2 can be in one position end, which is denoted by the reference number 7, since in this case a photo detector is always adjacent.

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TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER PilkingtonTER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER Pilkington

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zend an die Lichtführung befindet, so daß das Lichtsignal über die gesamte Drehbewegung aufgenommen werden kann. Die Abstände der Photo-Detektoren müssen jedoch nicht notwendigerweise gleichmäßig sein. In einigen Fällen kann sogar ein ungleichmäßiger Abstand erwünscht sein, wenn beispielsweise eine gegenseitige Berührung von konstruktiven oder anderen Bauteilen verhindert oder eine besonders günstige Koppelung in einigen besonderen Stellungen des Teiles 5 in bezug auf das Teil 3 erreicht werden soll oder andere Gründe vorliegen.zend is located on the light guide, so that the light signal can be recorded over the entire rotary movement can. However, the distances between the photo detectors do not necessarily have to be uniform. In some In some cases, an uneven spacing may even be desirable, for example when there is mutual contact of structural or other components prevented or a particularly favorable coupling in some special Positions of part 5 in relation to part 3 is to be achieved or other reasons exist.

Die Lichtführung 2 kann im wesentlichen massiv sein, beispielsweise als Glasstab ausgebildet sein, und so ausgeführt sein, daß etwas Licht durch die Umfangswand austritt. Dieser Lichtaustritt kann insbesondere durch räumliche Streuung, Oberflächenstreuung oder Oberflächenkontakt oder durch eine Kombination dieser Vorgänge erreicht werden. Daher kann die Lichtführung 2 ein optischer Stab oder eine Faser gemäß Fig.2 sein, der Streuzentren im Inneren aufweist, die eine Streuung des Lichtes bewirken, das im Inneren übertragen wird, so daß ein Teil des Lichtes durch die Umfangswand des Stabes oder der Faser abgegeben wird. Der Stab oder die Faser können, wenn auch nicht notwendig, einen Oberzug 8 aus einem Material mit geringerem Brechungsindex auf einem Kern 9 mit höherem Brechungsindex in bekannter Weise aufweisen.The light guide 2 can be essentially solid, for example designed as a glass rod, and so on be executed that some light through the peripheral wall exit. This light exit can in particular through spatial scattering, surface scattering or surface contact or a combination of these processes. Therefore, the light guide 2 can be a be an optical rod or a fiber according to Figure 2, which has scattering centers in the interior, which a scattering of the light that is transmitted inside, so that some of the light through the peripheral wall of the Rod or fiber. The rod or the fiber can, although not necessarily, be an upper pull 8 made of a material with a lower refractive index on a core 9 with a higher refractive index in a known manner Way.

Der optische Stab oder die Faser kann mit einer undurchsichtigen Hülle 10 (Fig.3) überzogen sein, die den Stab oder die Faser jedoch nicht vollständig umgibt, so daß ein Schlitz 11 verbleibt, durch den Licht übertragen werden kann. Der Teil der Wandoberfläche 12 des Kerns, der durch den Schlitz 11 freiliegt, kann eine geschliffene Oberfläche aufweisen, die die Streuung von Licht zur Aufnahme durch den Photo-Detektor begünstigt.The optical rod or the fiber can be covered with an opaque sheath 10 (Fig.3) which however, does not completely surround the rod or fiber, leaving a slot 11 through which light can transmit can be. The portion of the wall surface 12 of the core that is exposed through the slot 11 may be a Have ground surface, which favors the scattering of light for recording by the photo detector.

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Bei einer alternativen Ausführungsform, die in Fig.4 schematisch angedeutet ist, kann die übertragung des Lichtes durch die Wandoberfläche des Stabes oder der Faser unter Verwendung eines Kontaktelements, wie etwa einer Rolle 13 erfolgen, die entlang der Faser oder des Stabes 14 in Berührung mit deren ümfangswand abrollt. Die Rolle besteht aus lichtübertragendem Material, so daß in der Position der Berührung zwischen der Rolle und dem Stab Licht über die Zwischenfläche hinweg in die Rolle übertragen wird.In an alternative embodiment, which is shown in FIG is indicated schematically, the transmission of light through the wall surface of the rod or the Fiber made using a contact element, such as a roller 13, which runs along the fiber or of the rod 14 rolls in contact with the circumferential wall. The role is made of light transmitting material, so that in the position of contact between the roller and the rod light across the interface is transferred across to the role.

In der praktischen Ausführung kann der Aufbau Fig.5 entsprechen. Die Faser oder der Stab 14 weist eine Hülle 15 um einen Teilbereich des ümfanges herum, die mit einem Schlitz 16 versehen ist, der einen Teil der Wandoberfläche 17 des Stabes oder der Faser freigibt. Die Rolle 13 rollt in Berührung mit der freiliegenden Wandoberfläche 17 ab, die in diesem Falle poliert ist. Wie Fig.6 zeigt, kann ein Detektor 18 an der Rolle in einer Bohrung in einer Stirnfläche der Rolle montiert sein und die andere Stirnfläche der Rolle kann einen nach innen weisenden Kegel 19 bilden, der reflektierend ausgebildet ist, beispielsweise mit Aluminium beschichtet ist, so daß er Licht, das auf die Kegelfläehe auftrifft, in das Innere der Rolle in Richtung der Stirnfläche, an der der Detektor 18 angebracht ist, während der Drehung der Rolle reflektiert. Die Rolle ist zweckmäßigerweise auf einer Achse 20 angebracht, die von dem Kegel 19 ausgeht.In the practical version, the structure can correspond to Fig. 5. The fiber or rod 14 has a Sheath 15 around a portion of the circumference, which is provided with a slot 16, which is part of the Releases wall surface 17 of the rod or fiber. The roller 13 rolls into contact with the exposed one Wall surface 17, which is polished in this case. As Figure 6 shows, a detector 18 on the roll in a bore in one end face of the roller and the other end face of the roller can be one inwardly facing cone 19, which is reflective is formed, for example coated with aluminum, so that it is light that hits the cone surface impinges, in the interior of the roller in the direction of the end face on which the detector 18 is attached, while the rotation of the reel. The role is expediently mounted on an axis 20, which of the cone 19 goes out.

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Anstelle einer Rolle 13 kann ein berührendes Gleitstück oder ein Kügelchen einer lichtübertragenden Flüssigkeit verwendet werden, die die Wandoberfläche 17 nicht benäßt. Der Detektor ist in Berührung mit einer Oberfläche des Gleitstücks oder des Flüssigkeitskügelchens und vorzugsweise auf der Oberfläche gegenüber demInstead of a roller 13, a contacting slide or a bead of a light-transmitting liquid can be used are used, which does not wet the wall surface 17. The detector is in contact with a Surface of the slider or the liquid bead and preferably on the surface opposite the

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TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER PilkxngtOnTER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER PilkxngtOn

— λ —- λ -

Stab oder der Faser angeordnet, so daß er Licht aufnimmt, das durch die Wand des Stabes oder der Faser in das Gleitstück oder das Flüssigkeitskügelchen übertragen wird.
5Rod or fiber arranged to receive light transmitted through the wall of the rod or fiber into the slider or liquid bead.
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Gewünschtenfalls kann ein Bündel optischer Fasern anstelle eines Stabes oder einer einzelnen Faser verwendet werden. Außerdem kann anstelle eines massiven Stabes oder einer Faser eine rohrförmige Lichtführung 21 verwendet werden, wie schematisch in Fig.7 angedeutet ist, die einen Schlitz 22 über wenigstens einen Teil ihrer Länge aufweist, durch den Licht zur Aufnahme durch den Photo-Detektor austreten kann. Im Inneren wird Licht entlang dem Rohr mit Hilfe von reflektierenden inneren Oberflächen übertragen.If desired, a bundle of optical fibers can be used in place of a rod or a single fiber will. In addition, instead of a solid rod or a fiber, a tubular light guide 21 are used, as indicated schematically in Figure 7, which has a slot 22 over at least a part has its length, through which light can exit to be picked up by the photo detector. Internally light is transmitted along the pipe with the help of reflective internal surfaces.

Wenn die Lichtführung ein Rohr ist, kann der Photo-Detektor 18 oder ein Lichtempfänger,.der diesem zugeordnet ist, im Inneren des hohlen Rohres gemäß Fig.8 angeordnet sein, wobei die Anschlüsse des Detektors oder des diesem zugeordneten Lichtempfängers durch den Schlitz 22 in der Rohrwand hindurchgehen. Eine ähnliche Anordnung kann auf eine massive Lichtführung in der in Fig.9 gezeigten Weise angewendet werden, bei der der Detektor 18 oder ein zugeordneter Lichtempfänger in einem Schlitz 22A in der Lichtführung liegen. Obgleich bei dem Schlitz 22A erhebliche Lichtverluste auftreten, wird der größte Teil des Lichtes durch die Lichtführung wieder aufgefangen, ausgenommen in der Position, in der sich der Detektor 18 oder ein zugehöriger Lichtempfänger befinden.If the light guide is a tube, the photo detector can 18 or a light receiver that is assigned to it is to be arranged in the interior of the hollow tube according to Figure 8, the connections of the detector or of this associated light receiver pass through the slot 22 in the pipe wall. A similar Arrangement can be applied to a massive light guide in the manner shown in Fig.9, in which the Detector 18 or an associated light receiver are located in a slot 22A in the light guide. Although If significant light losses occur at the slit 22A, most of the light is through the light guide caught again, except in the position in which the detector 18 or an associated light receiver are located.

Anstelle einer Drehung der Detektoren und eines Festhaltens der Lichtführung und der Lichtquelle, wie es oben im Zusammenhang mit Fig.1 beschrieben wurde, können die Detektoren feststehend ausgebildet sein und die Licht-Instead of rotating the detectors and holding the light guide and light source as above has been described in connection with Figure 1, the detectors can be fixed and the light

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TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER _. , ..TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER _. , .. PilkingtonPilkington

führung und die Lichtquelle können gedreht werden. Beispielsweise kann das Teil 3 um das Teil 5 herum gedreht werden, oder die Lichtquelle 1 und die Lichtführung 2 können an dem drehbaren Teil 5 befestigt und die Photo-Detektoren 4 an dem stehenden Teil 3 angebracht sein.guide and the light source can be rotated. For example, the part 3 can be rotated around the part 5 or the light source 1 and the light guide 2 can be attached to the rotatable part 5 and the photo detectors 4 be attached to the standing part 3.

Bei einer weiteren Ausführungsform, die schematisch in Fig.10 dargestellt ist, sind zwei Lichtführungen 23 und 24 vorgesehen, die konzentrisch in bezug auf die Drehachse angeordnet sind und deren eine mit dem feststehendem Teil und deren andere mit dem drehbaren Teil verbunden ist. Die Lichtführungen 23 und 24 sind beispielsweise so angeordnet, daß Licht über diejenigen Teile ihrer Umfangswände übertragen werden kann, die einander gegenüberliegen, beispielsweise mit Hilfe einer Anordnung gemäß Fig.3. In diesem Falle sind Schlitze 11 in den jeweiligen Lichtführungen 23 und 24 unmittelbar gegenüberliegend angeordnet, so daß Licht zwischen beiden Lichtführungen übertragen werden kann. Bei dieser Anordnung ist die Lichtquelle 1 an einem Ende einer Lichtführung, beispielsweise der Lichtführung 23 angebracht, während der Photo-Detektor 4 an einem Ende der anderen Lichtführung, in diesem Falle der Lichtführung 24 vorgesehen ist. Während der gesamten relativen Drehbewegung besteht eine optische Verbindung zwischen den Lichtführungen 23 und 24, so daß ein Lichtsignal, das durch die Lichtquelle 1 abgegeben wird, durch den Photo-Detektor 4 während der gesamten Relativbewegung aufgenommen werden kann. Obwohl gemäß Fig.10 beide Lichtführungen 2 3 und 24 nahezu über den gesamten Umfang eines Kreises dargestellt sind, ist es im Grunde nur erforderlich, daß eine gewisse Überlappung zwischen beiden Lichtführungen über die gesamte relative Drehbewegung stattfindet, so daß kürzere Lichtführungen verwendet werden können.In a further embodiment, which is shown schematically in FIG. 10, two light guides 23 and 24 are provided which are arranged concentrically with respect to the axis of rotation and one of which is connected to the fixed part and the other to the rotatable part. The light guides 23 and 24 are arranged, for example, in such a way that light can be transmitted via those parts of their peripheral walls which are opposite one another, for example with the aid of an arrangement according to FIG. In this case, slots 11 are arranged in the respective light guides 23 and 24 directly opposite one another, so that light can be transmitted between the two light guides. In this arrangement, the light source 1 is attached to one end of a light guide, for example the light guide 23, while the photo detector 4 is provided at one end of the other light guide, in this case the light guide 24. During the entire relative rotary movement there is an optical connection between the light guides 23 and 24, so that a light signal which is emitted by the light source 1 can be picked up by the photo detector 4 during the entire relative movement. Although according to Figure 10 both light guides 2 3 and 24 are shown almost over the entire circumference of a circle, it is basically only necessary that a certain overlap between the two light guides takes place over the entire relative rotational movement, so that shorter light guides can be used ver .

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TEH MEEH-MÜLLER-STEINMEISTER PilkingtonTEH MEEH-MÜLLER-STEINMEISTER Pilkington

Bei allen oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Positionen der Lichtquelle und des Photo-Detektors austauschbar. Beispielsweise kann bei der Ausführungsform der Fig.1 die Lichtquelle 1 so angeordnet sein, daß sie Licht in die Lichtführung 2 durch deren Umfangswand einleitet und sich in bezug auf die Lichtführung entlang einer angrenzenden Bahn bewegt, während der Photo-Detektor 4 an einem Ende der Lichtführung angebracht sein kann und das im Inneren durch die Lichtführung übertragene Licht aufnimmt. In der Praxis kann diese Ausführungsform vorzuziehen sein, wenn eine lange Lichtführung verwendet wird. Wenn die Lichtquelle so angeordnet ist, daß sie Licht in die Lichtführung durch deren Umfangswand einleitet, kann eine langgestreckte Lichtquelle verwendet werden, beispielsweise eine längliche, elektrolumineszierende Lichtquelle, die sich über einen wesentlichen Teil oder die gesamte Länge der Lichtführung erstreckt.In all of the embodiments described above, the positions of the light source and the photo detector are interchangeable. For example, in the embodiment 1, the light source 1 can be arranged so that it emits light into the light guide 2 through its peripheral wall initiates and moves with respect to the light guide along an adjacent path, while the photo detector 4 can be attached to one end of the light guide and that inside through the light guide absorbs transmitted light. In practice, this embodiment may be preferable if a long one Light guide is used. When the light source is arranged so that it passes light into the light guide whose peripheral wall initiates, an elongated light source can be used, for example a elongated, electroluminescent light source extending over a substantial part or the entire length of the Light guide extends.

Wenn eine Anzahl von Signalkanälen erforderlich ist, kann eine geeignete Anzahl von Systemen der oben beschriebenen Art nebeneinander in Abständen entlang der Drehachse angebracht werden, oder es kann alternativ ein derartiges System verwendet und die Signale können gebündelt oder über das verfügbare Frequenzband verteilt werden.When a number of signal channels are required, a suitable number of systems may be as described above Kind of side by side at intervals along the axis of rotation, or it can alternatively Such a system is used and the signals can be bundled or distributed over the available frequency band will.

Obgleich oben von einem System mit einer relativen Drehbewegung ausgegangen worden ist, ist die Erfindung auch anwendbar zur Aufrechterhaltung einer optischen Verbindung bei anderen Bewegungsformen, und insbesondere bei Linearbewegungen. In diesem Falle ist die Lichtführung oder sind die Lichtführungen entlang einer geraden Linie angeordnet und die Einrichtung zur Aufnahme von Licht oder zur Einleitung von Licht in bezug auf die Lichtführung ist relativ in bezug auf die Lichtfüh-Although a system with a relative rotational movement has been assumed above, the invention is also applicable to maintaining an optical connection with other forms of movement, and in particular with linear movements. In this case, the light guide or are the light guides along a arranged straight line and the device for receiving light or for introducing light in relation to the light guidance is relative in relation to the light guidance

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TER MEHR-MÜLLER-STEINMEISTER PÜJcingtOnTER MEHR-MÜLLER-STEINMEISTER PÜJcingtOn

rung entlang einer linearen Bahn angrenzend an die Lichtführung beweglich.tion movable along a linear path adjacent to the light guide.

Der im vorliegenden Zusammenhang verwendete Ausdruck "Licht" bezieht sich nicht nur auf sichtbare Strahlung, sondern schließt beispielsweise auch infrarote Strahlung ein.The term "light" used in the present context does not only refer to visible radiation, but also includes, for example, infrared radiation.

Mit der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung können Signale zwischen relativ zueinander bewegliehen Teilen durch den aufrechterhaltenen optischen Verbindungskanal übertragen werden. Insbesondere ist die Vorrichtung geeignet zur Bildung eines optischen Gleitringes entsprechend einem elektrischen Gleitring, wobei das bei elektrischen Gleitringen auftretende elek trische Rauschen an der sich bewegenden Zwischenfläche vermieden werden kann.With the inventive device described above, signals can move between them relative to one another Parts are transmitted through the maintained optical link channel. In particular is the device suitable for the formation of an optical sliding ring corresponding to an electrical sliding ring, the electrical noise occurring in electrical slip rings at the moving interface can be avoided.

Die übertragenen Signale können beispielsweise Audio-Signale sein. In diesem Falle kann die Lichtquelle 1 eine oder mehrere lichtimitierende Dioden umfassen, deren Antriebsstrom moduliert, beispielsweise frequenzmoduliert wird, und zwar entsprechend einem Ausgangssignal einer Audio-Signal-Quelle,und die Detektoren 4 oder 18 können mit geeigneten elektronischen Demodulations-Schaltungen verbunden sein, die das aufgenommene Lichtsignal in ein Geräuschsignal umwandeln oder in anderer Form als Anzeige aufarbeiten. Als weiteres Beispiel können die übertragenen Signale Video-Signale sein. In diesem Falle kann die Lichtquelle 1 über eine geeignete elektronische Schaltung mit dem Ausgang einer Fernsehkamera verbunden sein und die Detektoren 4 oder 18 können über geeignete elektronische Schaltungen mit einem Fernsehempfänger in Verbindung stehen.The transmitted signals can be audio signals, for example be. In this case, the light source 1 can comprise one or more light-emitting diodes, their Drive current modulated, for example frequency modulated corresponding to an output signal of an audio signal source, and the detectors 4 or 18 can be done with suitable electronic demodulation circuitry be connected, which convert the recorded light signal into a sound signal or in work up another form as an advertisement. As another example, the transmitted signals can be video signals be. In this case, the light source 1 via a suitable electronic circuit with the output of a Television camera and the detectors 4 or 18 can be connected via suitable electronic circuits are in communication with a television receiver.

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Claims (26)

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER PilkingtonTER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER Pilkington PatentansprücheClaims ι I₁/ Vorrichtung zur Informationsübertragung, gekennzeichnet durch eine langgestreckte Lichtführung (2,21,23,24) zur übertragung von Licht im Inneren entlang der Lichtführung, eine Einrichtung (1) zur Einleitung von Licht in die Lichtführung und eine Einrichtung (4,18) zur Aufnahme von Licht von der Lichtführung, wobei die Einrichtung (1) zur Einleitung von Licht und die Einrichtung (4,18) zur Aufnahme von Licht relativ zueinander beweglich sind und wenigstens eine von beiden in bezug auf die Lichtführung (2,21,23, 24) entlang einer Bahn angrenzend an eine Wand der Lichtführung über wenigstens einen Teil der Länge der Lichtführung derart beweglich ist, daß während der gesamten relativen Bewegung Licht übertragbar ist.ι I ₁ / device for information transmission, characterized by an elongated light guide (2,21,23,24) for transmitting light inside along the light guide, a device (1) for introducing light into the light guide and a device (4, 18) for receiving light from the light guide, the device (1) for introducing light and the device (4,18) for receiving light being movable relative to one another and at least one of the two being movable with respect to the light guide (2,21 , 23, 24) is movable along a path adjacent to a wall of the light guide over at least part of the length of the light guide in such a way that light can be transmitted during the entire relative movement. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei zueinander bewegliche, optisch zu verbindende Teile (3,5), an derem einen die Einrichtung (1) zur Einleitung von Licht und an derem anderen die Einrichtung (4,18) zur Aufnahme von Licht angebracht ist, wobei wenigstens eine dieser Einrichtungen in bezug auf die Lichtführung (2,21,23,24) während der Relativbewegung zwischen den Teilen (3,5) beweglich ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized by two mutually movable, optically to be connected parts (3, 5), on one of which the device (1) for introducing light and on which other means (4,18) for receiving light is attached, at least one of these means movable with respect to the light guide (2,21,23,24) during the relative movement between the parts (3,5) is. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung(1)zur Einleitung von Licht in die Lichtführung (2,21,23,24) an einem Ende der Lichtführung angebracht und die Einrichtung (4,18) zur Aufnahme von Licht entlang der Lichtführung angrenzend an deren Wand beweglich ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the device (1) for Introduction of light into the light guide (2,21,23,24) attached to one end of the light guide and the device (4, 18) is movable for receiving light along the light guide adjacent to its wall. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (1) zur 4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the device (1) for 709333/η?£2 ORIGINAL INSPECTED709333 / η? £ 2 ORIGINAL INSPECTED TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER PilkingtOnTER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER PilkingtOn Einleitung von Licht in bezug auf die Lichtführung (2, 21,23,24) angrenzend an deren Wand beweglich und die Einrichtung (4,18) zur Aufnahme von Licht an einem Ende der Lichtführung angebracht ist. 5Introduction of light with respect to the light guide (2, 21, 23, 24) adjacent to the wall thereof is movable and the device (4, 18) for receiving light is attached to one end of the light guide. 5 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (1) zur Einleitung von Licht langgestreckt ist und sich über einen wesentlichen Teil oder die gesamte Länge der Lichtführung (2,21,23,24) erstreckt.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the device (1) for Initiation of light is elongated and extends over a substantial part or all of the length of the Light guide (2,21,23,24) extends. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (1) zum Einleiten von Licht eine längliche, elektrolumineszierende Lichtquelle ist.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the device (1) for Introducing light is an elongated, electroluminescent light source. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtführung (2,21,23,24) und eine der Einrichtungen zur Einleitung oder Aufnahme von Licht an ihrem Ende stillstehend sind und daß die andere Einrichtung angrenzend an die Wand der Lichtführung beweglich ist.7. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the light guide (2,21,23,24) and one of the devices for the introduction or reception of light standing still at its end and that the other device is movable adjacent the wall of the light guide. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtführung (2,21,2 3,24) und die an ihrem Ende angebrachte Einrichtung zur Einleitung oder Aufnahme von Licht beweglich sind und daß die andere Einrichtung angrenzend an die Wand der Lichtführung feststehend angeordnet ist.8. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the light guide (2,21,2 3,24) and the device attached to its end for introducing or receiving light is movable and that the other device is fixedly arranged adjacent to the wall of the light guide. 3030th 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch zwei langgestreckte Lichtführungen (23,24), die in bezug aufeinander beweglich derart angeordnet sind, daß Licht durch die Wand der einen Lichtführung und die Wand der anderen Lichtführung über die gesamte Relativbewegung übertragbar9. Device according to one of claims 1 or 2, characterized by two elongated light guides (23,24) which are arranged movably with respect to one another in such a way that light can be transmitted through the wall of one light guide and the wall of the other light guide over the entire relative movement 709833/0242709833/0242 TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER PilkingtonTER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER Pilkington ist, wobei die Einrichtung (1) zum Einleiten von Licht dieses in eine Lichtführung (23) einleitet und die Einrichtung (4) zur Aufnahme von Licht dieses aus der anderen Lichtführung empfängt.
5is, wherein the device (1) for introducing light introduces this into a light guide (23) and the device (4) for receiving light receives this from the other light guide.
5 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Einleiten von Licht an einem Ende einer Lichtführung (2 3) und die Einrichtung (4) zur Aufnahme von Licht an einem Ende der anderen Lichtführung (24) angeordnet ist.10. The device according to claim 9, characterized in that the means for introducing Light at one end of a light guide (2 3) and the device (4) for receiving light at one end of the other light guide (24) is arranged. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Relativbewegung zwischen der Einrichtung (1) zur Einleitung und der Einrichtung (4,18) zur Aufnahme von Licht eine Drehbewegung ist und daß die Lichtführung (2, 21,23,24) über wenigstens einen Teil des Umfangs eines Kreises angeordnet ist.11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the relative movement between the device (1) for initiation and the device (4,18) for receiving light is a rotary movement and that the light guide (2, 21,23,24) over at least part of the circumference of a Circle is arranged. 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtführung (2,21,23,24) ein optischer Stab oder eine Faser ist.12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Light guide (2,21,23,24) is an optical rod or a fiber. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Stab oder die Faser Streuzentren zum Streuen des im Inneren der Lichtführung übertragenen Lichtes aufweisen.13. Apparatus according to claim 12, characterized that the rod or fiber has scattering centers for scattering the transmitted inside the light guide Have light. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet , daß der optische Stab oder die Faser einen Oberzug (8) aus Material mit niedrigerem Brechungsindex auf einem Kern (9) mit höherem Brechungsindex aufweisen.14. Apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that the optical rod or the fiber has a cover (8) made of material with a lower refractive index on a core (9) with a higher one Have refractive index. 3535 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, 709833/0242 15. Device according to one of claims 12 to 14, 709833/0242 TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER PilkingtonTER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER Pilkington y 4 y 4 dadurch gekennzeichnet , daß der optische Stab oder die Faser eine undurchsichtige Hülle (10) mit einem Schlitz (11) aufweisen, welcher Schlitz einen Teil der Umfangswand des Stabes oder der Faser über wenigstens einen Teil der Länge des Stabes oder der Faser zur übertragung von Licht freigibt.characterized in that the optical rod or fiber has an opaque sheath (10) with a slot (11), which slot part of the peripheral wall of the rod or fiber over at least part of the length of the rod or the fiber releases for the transmission of light. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß der freiliegende Teil der Wandoberfläche(12,17) des Stabes oder der Faser geschliffen ist.16. The device according to claim 15, characterized in that the exposed part the wall surface (12,17) of the rod or fiber is ground. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, gekennzeichnet durch ein Licht-Obertragungselement (13), das entlang der Wandoberfläche (12, 17) des optischen Stabes oder der Faser in Berührung mit diesem beweglich ist.17. Device according to one of claims 12 to 15, characterized by a light transmission element (13) that is in contact along the wall surface (12, 17) of the optical rod or fiber is movable with this. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet , daß der freiliegende Teil der Wandoberfläche (12,17) des Stabes oder der Faser poliert ist.18. Device according to one of claims 15 to 17, characterized in that the exposed Part of the wall surface (12,17) of the rod or fiber is polished. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,19. Device according to one of claims 1 to 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtführung (21) ein Rohr mit reflektierender innerer Oberfläche ist und einen Schlitz (22) in der Wand aufweist, der sich wenigstens über einen Teil der Länge des Rohres zur übertragung von Licht erstreckt.characterized in that the light guide (21) is a tube with a reflective inner surface and has a slot (22) in the wall which extends over at least part of the length of the tube to transmit light extends. 3030th 20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtführung (21) ein Rohr ist und daß die Einrichtung zur Einleitung oder zur Aufnahme von Licht im Inneren des Rohres entlang dem Rohr beweglich ist und Verbindungsanschlüsse aufweist, die durch den Schlitz in der Rohrwand hindurchlaufen.20. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the light guide (21) is a tube and that the device for introducing or receiving light inside the tube is movable along the pipe and has connection ports which pass through the slot in the pipe wall walk through. 709833/0242709833/0242 TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER PxlkingtonTER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER Pxlkington 21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtführung im wesentlichen massiv ist und daß die Einrichtung zur Einleitung oder zur Aufnahme von Licht in einem Schlitz (22A) der Lichtführung beweglich ist.21. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the light guide is essentially massive and that the device for introducing or receiving light is movable in a slot (22A) of the light guide. 22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Einleitung von Licht eine Lichtquelle (1) umfaßt.22. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device for introducing light comprises a light source (1). 23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (1) eine lichtimitierende Diode umfaßt.23. The device according to claim 22, characterized in that the light source (1) has a light emitting diode includes. 1515th 24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtquelle einen Laser umfaßt.24. The device according to claim 22, characterized in that the light source has a Laser includes. 25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Aufnahme von Licht einen Photo-Detektor (4,18) umfaßt.25. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means for receiving light comprises a photo detector (4,18). 26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , daß der Photo-Detektor (4,18) eine Silizium-Photodiode ist.26. The device according to claim 25, characterized in that the photo detector (4, 18) is a silicon photodiode. 709833/0242709833/0242