DE2722367A1

DE2722367A1 - Anordnung zum verlustarmen abschluss der enden von lichtleitern oder lichtleiterbuendeln

Info

Publication number: DE2722367A1
Application number: DE19772722367
Authority: DE
Inventors: Ian Kenneth Pasco; David Stern
Original assignee: Combined Optical Industries Ltd
Current assignee: Combined Optical Industries Ltd
Priority date: 1976-05-25
Filing date: 1977-05-17
Publication date: 1977-12-08
Also published as: GB1579027A; FR2353069A1

Description

DIP LO M-INOBNIBUR PATENTANWALT

8ΟΟΟ MÜNCHEN SO MAUKHKIHCIIBHSTK. 31

Combined Optical Industries Limited telefon O8t>-»8ιοτο

200 Bath Road mix 022019

Slough

Berkshire SL1 4DW ^|7<
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England

Anordnung zum verlustarmen Abschluß der Enden von Lichtleitern oder Lichtleiterbündeln

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum verlustarmen Abschluß der Enden von insbesondere miteinander zu verbindenden Lichtleitern oder Lichtleiterbündeln. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur gegenseitigen Verbindung von Lichtleitern oder Lichtleiterbündeln.

Bekanntlich hat die Übertragung von Daten über Lichtleitfaseroptiken gegenüber den üblichen elektrischen Verfahren in vieler Hinsicht beachtliche Vorteile. Hierzu gehören eine größere Datenkapazität, die Vermeidung von Interferenzen, wie sie bei elektrischen Verfahren auftreten, das praktisch völlige Fehlen einer Brandgefahr und sehr geringe Signalverluste über lange Signalwege.

Prinzipiell ist zwischen dem Signaleingang und dem Signalausgang einer Übertragungstrecke ein kontinuierlich verlaufender Lichtleiter anzustreben, was jedoch nicht

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immer praktisch durchführbar ist. Für sehr lange Übertragungsstrecken sind Lichtleiter ausreichender Menge meist nicht verfügbar. In anderen Fällen kann es günstig sein, ein übertragungssystem zu verlängern, in-dem eine weitere Übertragungsstrecke mit Lichtleitern hinzugefügt wird. Auch kann es erforderlich werden, Lichtleiter zusätzlich anzuschließen oder abzutrennen.

Zu diesem Zweck wurden bereits Verbindungselemente vorgeschlagen. Bei diesen werden die miteinander zu verbindenden Enden der Lichtleiter koaxial angeordnet und mit ihren Endflächen in gegenseitiger Berührung gehalten. Um die Verbindung zu verbessern, werden die Endflächen der Lichtleiter üblicherweise vor der Verbindung poliert, um eine optisch einwandfreie Stirnfläche zu erhalten.

Hierdurch ist es zwar möglich, funktionsfähige Verbindungen herzustellen, jedoch lassen diese hinsichtlich genauer Ausrichtung und gegenseitiger Anlage der Lichtleiterenden und damit verbundener Zuverlässigkeit noch zu wünschen übrig. Wenn beispielsweise zwei Stirnflächen einander nicht berühren, sondern durch einen Luftspalt in der Größenordnung des halben Lichtleiterdurchmessers voneinander getrennt sind, so können Signalverluste von mindestens 50 % auftreten. Wenn die beiden Lichtleiterenden gegenüber der genauen Längsausrichtung um einen geringen Winkel von beispielsweise 5° verlagert sind, so kann ein Signalverlust von 30 % auftreten. Wenn die Stirnflächen seitlich beispielsweise um den 0,4-fachen Lichtleiterdurchmesser versetzt sind, so kann ein Verlust von 50 % auftreten.

Das Kriterium der genauen Ausrichtung und gegenseitigen Berührung der Lichtleiterenden wird sehr wich tig, wenn die hergestellte Verbindung Vibrationen oder anderen Bewegungen ausgesetzt ist oder wenn lösbare Verbindungen vorgesehen sind. Wenn die Stirnflächen der Lichtleiter beschädigt werden oder wenn Fremdstoffe bei

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Herstellung der Verbindung zwischen die Stirnflächen gelangen, so treten beachtliche Signalverluste auf.

Es sind bisher jedoch nicht nur im Zusammenhang mit der Verbindung der Lichtleiterenden Probleme bei der wirksamen Lichtübertragung aufgetreten, sondern es ergaben sich auch Schwierigkeiten bei der Verwirklichung eines Aufnahmeelements für das Ende eines Lichtleiters oder Lichtleiterbündels, mit dem übertragenes Licht zufriedenstellend aufgenommen, dargestellt oder wieder ausgesendet werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Möglichkeit zum verlustarmen Abschluß der Enden von Lichtleitern oder Lichtleiterbündeln anzugeben, durch die insbesondere die gegenseitige Verbindung von Lichtleiter- enden wesentlich verbessert wird.

Eine Anordnung eingangs genannter Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß das jeweilige Ende eines Lichtleiters oder Lichtleiterbündels in eine Aussparung eines Linsenelements einge- setzt ist, die so angeordnet ist, daß aus dem Ende des Lichtleiters oder Lichtleiterbündels austretendes Licht von dem Linsenelement als paralleles Strahlenbündel abgegeben wird.

Vorzugsweise wird das Linsenelement aus einem Kör-

per lichtdurchlässigen Materials mit zwei einander gegenüberstehenden Flächen gebildet, wobei eine Fläche linsenförmig gebogen und die andere Fläche mit der Aussparung versehen ist. Bei einem solchen Element kann der Körper z.B. als ein Zylinder ausgebildet sein, dessen eine Stirn fläche linsenförmig und dessen andere Stirnfläche mit der Aussparung versehen ist.

Vorzugsweise ist die Linsenfläche konvex ausgebildet, und die Aussparung 1st koaxial mit der Linse angeordnet.

Das Linenselement kann sehr vorteilhaft auch als

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ein Kunststoff-Formstück ausgebildet sein.

Im Rahmen der Erfindung ist ferner ein Aufnahmeelement für das Ende eines Lichtleiters oder Lichtleiterbündels vorgesehen, das ein Linsenelement vorstehend beschriebener Art innerhalb eines Gehäuses und eine Vorrichtung zur Haltung eines Lichtleiters oder Lichtleiterbündels in der Aussparung des Linsenelements aufweist.

Vorzugsweise umfaßt das Aufnahmeelement auch eine elastische Vorrichtung, die so vorgesehen ist, daß das Linsenelement bei Einsetzen des Endes eines Lichtleiters oder Lichtleiterbündels in die Aussparung gegen diese Vorrichtung verlagert werden kann.

Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform hat das Gehäuse die Form eines offenen Rohrs, und die Haltevorrichtung ist als eine Kappe ausgebildet, die auf ein Ende des Rohrs aufgesetzt ist und dieses verschließt. Diese Kappe hat eine Öffnung, durch die hindurch der Lichtleiter oder das Lichtleiterbündel bis zum Linsenelement verläuft.

Eine Verbindungsvorrichtung zur Verbindung zweier Lichtleiter oder Lichtleiterbündel umfaßt in weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens zwei Linsenelemente beschriebener Art sowie eine Vorrichtung zur Verbindung der beiden Linsenelemente mit einander gegenüberstehenden Linsenflächen, wodurch ein paralleles Strahlenbündel von dem einen Linsenelement abgegeben und von dem anderen Linsenelement aufgenommen und auf das diesem zugeordnete Ende eines Lichtleiters oder Lichtleiterbündels fokussiert wird.

Vorzugsweise sind dabei die beiden Linsenelemente koaxial in einem Rohr angeordnet, das an jedem Ende eine entfernbare Kappe trägt. Jede Kappe hat eine öffnung,durch die hindurch der jeweilige Lichtleiter oder das jeweilige Lichtleiterbündel zu dem zugeordneten Linsenelement ge-

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führt ist.

Die beiden Linsenelemente können sehr vorteilhaft in dem Rohr in axialer Richtung verschiebbar gelagert sein und werden dabei durch ein zwischen ihnen angeordnetes elastisches Element voneinander getrennt gehalten.

Eine Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung kann demontierbar sein, d.h. sie enthält die beiden Linsenelemente in jeweils einem offenen Rohr, wobei jedes Rohr an einem Ende eine entfernbare Kappe mit einer Öffnung trägt, durch die hindurch der jeweilige Lichtleiter oder das jeweilige LichtleiterbUndel zum zugeordneten Linsenelement geführt ist. Ferner ist dabei eine rohrförmige Hülse zur Aufnahme der beiden Rohre in axialer Ausrichtung vorgesehen, wobei die beiden Linsenelemente mit ihren Linsenflächen einander gegenüberstehen. Die beiden Rohre können dann in der Hülse lösbar gehalten sein.

Schließlich sieht die Erfindung ein Verfahren zur Verbindung zweier Lichtleiter oder Lichtleiterbündel zwecks optischer Übertragung vor, bei dem das eine Ende eines jeden Lichtleiters oder Lichtleiterbündels in die Aussparung eines Linsenelements eingesetzt wird, das über den Lichtleiter oder das Lichtleiterbündel übertragenes Licht als ein paralleles Strahlenbündel abgibt, und die beiden Linsenelemente einander gegenüberstehend angeordnet werden, so daß das von dem einen Linsenelement abgegebene parallele Strahlenbündel von dem anderen Linsenelement aufgenommen und auf das mit diesem verbundene Lichtleiterende oder Lichtleiter bündelende fokussiert wird.

Die beiden Linsenelemente können koaxial in einem Rohr befestigt werden, das an jedem Ende mit einer entfernoaren Kappe versehen ist. Jede Kappe hat eine öffnung, durch die hindurch der jeweilige Lichtleiter oder

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das jeweilige Lichtleiterbündel zu dem zugeordneten Linsenelement geführt ist. Das Rohr dient zur Halterung der beiden Linsenelemente in der vorgegebenen Position, die normalerweise derart ist, daß praktisch das gesamte von einem Linsenelement abgegebene parallele Strahlenbündel in das andere Linsenelement eintritt und von diesem fokussiert wird. Um jegliche Möglichkeit seitlicher Lichtverluste oder Lichteintritt zu verhindern, ist das Rohr vorzugsweise undurchsichtig. Vorteilhaft besteht es aus Kunststoff, obwohl hier auch andere Materialien, beispielsweise Metalle, verwendet werden können.

Jede Kappe kann zur Halterung des jeweiligen Linsenelementes im Rohr und auch zur Führung und Halterung des eintretenden Lichtleiters oder Lichtleiterbündels dienen. Hierzu ist vorteilhaft ein Kissen einer jeden Kappe zugeordnet, das so vorgesehen ist, daß es den jeweiligen Lichtleiter oder das jeweilige Lichtleiterbündel ergreift, wenn die jeweilige Kappe auf das Ende des Rohrs aufgesetzt wird. Gleichzeitig wird dabei der Lichtleiter oder das Lichtleiterbündel vollständig in die Aussparung des zugeordneten Linsenelements hineingeschoben. Ein geeignetes Kissenelement besteht beispielsweise aus einem Einsatz aus Neopren (oder einem anderen Material) mit einer zentralen Bohrung zur Aufnähme des oder der Lichtleiter und einer äußeren Kontur, die der Innenseite des Rohrs angepaßt ist. Eine Druckeinwirkung auf dieses Polster beim Aufsetzen der Kappe bewirkt ein Greifen und Halten des oder der Lichtleiter. Eine Vorwärtsbewegung der Kappe auf das Rohr ist mit einem Drücken des oder der Lichtleiter in das Rohr hinein bis auf den Boden der Aussparung des zugeordneten Linsenelements verbunden.

Um das oder die Enden des oder der Lichtleiter auf die zugeordnete Linse auszurichten und Abmessungstoleranzen auszugleichen, die z.B. durch Temperaturänderungen

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verursacht sein können, und um ferner jegliche Druckkräfte zu beseitigen, die in dem Lichtleiter oder Lichtleiterbündel beim Hineindrücken in die Aussparung der Linse durch die Kappe erzeugt worden sind, ist das Linsenelement in dem zugehörigen Rohr vorzugsweise in axialer Richtung verschiebbar. Mehrere Linsenelemente werden dabei durch ein elastisches Element, beispielsweise durch eine Feder, voneinander getrennt gehalten.

Verbindungsvorrichtungen nach der Erfindung können als sogenannte "Einmalverbindungen" oder auch demontierbar vorgesehen sein. Im letzteren Falle werden die beiden Linsenelemente koaxial in jeweils einem offenen Rohr befestigt, und jedes Rohr wird an einem Ende mit einer entfernbaren Kappe versehen. Zur Herstellung der Verbindung werden die beiden Rohre mit den daran befestigten Lichtleitern in eine Hülse hineingeschoben, wobei die beiden Linsen einander gegenüberstehend angeordnet werden. Es werden lösbare Verbindungen zur Halterung der Rohre in der Hülse vorgesehen. Die Verbindungen können in Form einer lösbaren Verriegelung, beispielsweise als Bajonettverschlüsse, ausgebildet sein. Zur Lösung werden sie geöffnet, so daß ein oder beide Rohre aus der Hülse herausgenommen werden können.

Bei einer Verbindungsvorrichtung oder einem Aufnahmeelement nach der Erfindung sind die Linsenelemente vorzugsweise als zylindrische Festkörper ausgebildet, deren eine Stirnfläche linsenförmig und deren andere Stirnfläche mit einer Aussparung versehen ist, in die das Ende eines Lichtleiters oder Lichtleiterbündels eingesetzt wird. Eine solche Anordnung ist aus mehreren Gründen besonders vorteilhaft. Durch sie wird mit einem einzigen Element (sehr vorteilhaft ein Kunststoff-Formstück) die Linsenfläche selbst zur Erzeugung eines parallelen Strahlenbündels und die Aussparung zur Aufnahme des Lichtleiterendes verwirklicht. Dieses kann deshalb sehr genau

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Ah

in einer vorgegebenen Lage bereits bei der Herstellung relativ zur Linsenfläche angeordnet werden, so daß das Ende des Lichtleiters oder Lichtleiterbündels beim vollständigen Einsetzen in die Aussparung automatisch stets genau positioniert wird. Der von dem Lichtleiterende abgegebene Strahlenkegel wird durch die Linse genau gesammelt, und umgekehrt wird ein von dem Linsenelement aufgenommenes paralleles Strahlenbündel genau auf das Ende des Lichtleiters fokussiert bzw. in ihn eingeleitet. Diese automatische genaue Positionierung des Endes eines Lichtleiters oder Lichtleiterbündels durch einfaches Einschieben in eine Aussparung stellt ein besondere vorteilhaftes Merkmal dar, da keine besondere Geschicklichkeit für diesen einfachen Vorgang erforderlich ist.

Eines der Hauptprobleme bisheriger Verbindungsvorrichtungen und Aufnahmeelemente, nämlich die genaue Positionierung der Lichtleiterenden, wird bei der Erfindung also in einfacher und eleganter Weise gelöst. Die Linsenelemente selbst können mit der darin vorhandenen Aussparung sehr genau und relativ billig gefertigt werden, indem beispielsweise ein Kunststoff-Spritzgußverfahren angewendet wird.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Anwendung der Linsenelemente dieser Art hinsichtlich der genauen Ausrichtung zweier Linsenelemente. Diese wird sehr einfach dadurch erreicht, daß die Linsenelemente in einem einzelnen Rohr befestigt werden, das genau geradlinig ist. Die beiden Linsenelemente werden dann automatisch ausgerichtet und auch gegen Verschmutzung oder Beschädigung geschützt. Durch Befestigen der Linsenelemente in einem Rohr kann ferner leicht eine axiale Relativbewegung der Linsenelemente durchgeführt werden, ohne daß eine Fehlausrichtung zu befürchten ist.

Ein dritter Vorteil der Linsenelemente besteht darin, daß praktisch das gesamte von einem Lichtleiter

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oder Lichtleiterbündel abgegebene Licht in ein paralleles Strahlenbündel umgesetzt wird, was bedeutet, daß praktisch keine Lichtverluste auftreten. Dies wird durch eine Linsenfläche erreicht, deren Durchmesser ausreichend ist, um den gesamten Strahlenkonus aufzunehmen, der aus dem Ende eines Lichtleiters oder Lichtleiterbündels austritt. Ferner ist insbesondere bei Verwendung einer optischen Kopplungsflüssigkeit wegen des direkten Lichteintritts aus dem Lichtleiterende in das Linsenelement und der Lichtleitung zur Linsenoberfläche die Möglichkeit der Lichtverluste beispielsweise durch Reflexion an Zwischenflächen ausgeschaltet. Das einheitliche Linsenelement bildet ein homogenes, kontinuierliches Lichtübertragungsmedium, wodurch innere Lichtverluste praktisch vollständig vermieden werden, die jedoch auftreten könnten, wenn beispielsweise eine Linse verwendet würde, die von einem Lichtleiterende getrennt ist, oder wenn mehrere Grenzflächen im Strahlengang vorhanden wären.

Vorzugsweise wird eine optische Kopplungsflüssigkeit verwendet, wenn der Lichtleiter oder das Lichtleiterbündel in die Aussparung des Linsenelements eingesetzt wird. Derartige Flüssigkeiten sind bekannt, beispielsweise kann Polyäthylensilikon verwendet werden. Die Verwendung einer solchen Flüssigkeit führt zu einer weiteren Ubertragungsverbesserung, und gleichzeitig erübrigt sich ein Polieren der Stirnflächen der Lichtleiter zu einer optisch einwandfreien Fläche. Deshalb sollte also die Aussparung eines jeden Linsenelements vorzugsweise einen Innenteil mit einem Durchmesser aufweisen, der ziemlich genau demjenigen des aufzunehmenden Lichtleiters oder Lichtleiterbündels entspricht, und ferner sollte ein äußerer Teil größeren Durchmessers vorgesehen sein, der jegliche überschüssige optische Flüssigkeit aufnimmt, die aus dem inneren Teil beim Einsetzen des Lichtleiters oder Lichtleiterbündel herausgedrückt wird.

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Die Linsenelemente selbst können aus Glas gefertigt sein, üblicherweise wird es jedoch besser sein, sie aus einem Kunststoff wie z.B. Polystyrol oder Polymethylmethacrylat herzustellen. Aus diesen Stoffen können die Linsenelemente geformt werden.

Die Aufnahmeelemente nach der Erfindung dienen zum Anschluß des Endes eines Lichtleiters oder Lichtleiterbündels. Sie schützen die empfindlichen Enden und liefern beim Betrieb als Ausgangssignal ein paralleles Strahlenbündel. Beispielsweise kann dieses Ausgangssignal auf eine Anzeige- bzw. Lesevorrichtung oder auch auf eine weitere Übertragungsvorrichtung geleitet werden. Im letzteren Falle kann das Aufnahmeelement die eine Hälfte einer lösbaren Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung bilden.

Unter einem Lichtleiter oder einem Lichtleiterbündel sollen in der vorliegenden Beschreibung Anordnungen verstanden werden, die Lichtleiter beliebiger Dicke aufweisen können, so daß damit auch die Verwendung von Lichtleitfasern einzeln oder gebündelt umfaßt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 den Schnitt eines Linsenelements, Fig. 2 eine Verbindungsvorrichtung mit eingesetzten Lichtleitern,

Fig. 3 eine weitere Verbindungsvorrichtung mit eingesetzten Lichtleitern und
Fig. 4 ein Aufnahmeelement für Lichtleiter.

Fig. 1 zeigt ein Linsenelement, das aus einem zylindrischen Festkörper 1 besteht, der beispielsweise aus Polystyrol nach einem Spritzgußverfahren geformt sein kann. Eine Stirnfläche 2 dieses Körpers 1 ist gekrümmt, so daß sie die Wirkung einer Linse hat. Am anderen Ende 3 ist eine Aussparung mit einem kegelförmigen ä'ußeren Teil 4, einem leicht schräg verlaufenden mittleren

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Teil 5 und einem inneren, schmalen Teil 6 vorgesehen, der an einer Fläche 7 endet. Diese kann optisch poliert sein, sie ist eben und wird durch die Längsachse des Linsenelements mittig geteilt. Die Fläche 2 ist nonnalerweise optisch poliert. Wird ein Lichtleitfaserbündel verwendet, so sind die Abmessungen der Teile 5» 6 und 7 entsprechend größer gewählt.

Die Fläche 7 liegt im Brennpunkt der Linsenfläche 2. Die Linsenfläche 2 kann sphärisch oder asphärisch sein, was von den gewünschten Ubertragungseigenschaften abhängt.

In den Figuren 2 und 3, in denen gleichartige Bezugszeichen wie in den übrigen Figuren verwendet sind, sind zwei Linsenelemente 1 der in Fig. 1 gezeigten Art in einem Rohr 10 einander gegenüberstehend und axial aufeinander ausgerichtet vorgesehen. Die Linsenelemente 1 können in dem Rohr 10 in axialer Richtung verschoben werden und sind durch eine leichte Druckfeder 11 auseinandergedrückt, die zwischen ihnen angeordnet ist. An jedem Ende des Rohrs 10 ist eine Kappe 12 vorgesehen, die eine Öffnung 13 aufweist, durch die der Lichtleiter 16 bzw. ein entsprechendes Lichtleiterbündel hindurchgeführt ist. Jede Kappe 12 ist auf ein Ende des Rohrs 10 aufgesetzt und kann in dieser Position beispielsweise mit einem nicht dargestellten Gewinde oder einem anderen Halteelement befestigt sein. Ein Kissen oder Polster 14, das im vorliegenden Falle aus Neopren besteht, ist in jeder Kappe angeordnet und hat eine Kegelstumpfform, die einem Element 15 angepaßt ist, das als Sitz für das Polster 14 dient.

Um die Verbindung herzustellen, werden die Kappen 12 von dem Rohr 10 zusammen mit den Polstern 14 und den Sitzen 15 entfernt. Die Lichtleier oder Lichtleiterbündel, die miteinander zu verbinden sind, sind vorzugsweise poliert, so daß sie eine optisch einwandfreie Stirnfläche haben, und die übliche Kunststoffhülle wird zurückgezogen,

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um den Lichtleiter selbst freizulegen. Die Kappe, das Polster und der Sitz werden auf den Lichtleiter aufgeschoben, und eine kleine Menge optischer Flüssigkeit wird auf das Ende des Lichtleiters beispielsweise durch Eintauchen aufgebracht. Das Ende des Lichtleiters wird in die Aussparung 6 eingesetzt, wonach die Kappe mit Polster und Sitz auf das Rohr gebracht wird. Während sich die Kappe in ihre vorgegebene Position bewegt, wird das Polster rings um den Lichtleiter oder das Lichtleiterbündel zusammengedrückt und hält diesen unter gleichzeitigem weiteren Hineindrücken in die Aussparung 6 gegen die Fläche 7. Wenn das Ende des Lichtleiters die Fläche 7 berührt, bewirkt eine weitere Bewegung des Lichtleiters nach innen eine Verschiebung des Linsenelements in axialer Richtung gegen die Kraft der Feder 11. Befindet sich die Kappe schließlich in ihrer vorgegebenen Lage, so wird der Lichtleiter in der Aussparung des Linsenelements in festem Sitz gehalten, und seine in optische Flüssigkeit eingetauchte Stirnfläche liegt in Kontakt an der Fläche 7 an. Überschüssige Flüssigkeit wird in die Teile 5 und 4 der Aussparung gedrückt.

Sind beide Kappen aufgesetzt, so ist die Verbindung hergestellt. Das aus dem Ende eines Lichtleiters oder Lichtleiterbündels austretende Licht gelangt in Form eines genau definierten Strahlenkonus in das zugehörige Linsenelement und wird als paralleles Strahlenbündel abgegeben. Dieses verläuft durch das Rohr 10 bis zum anderen Linsenelement, wo es auf das Ende des dort angeschlossenen Lichtleiters oder Lichtleiterbündels fokussiert wird.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung ist jedes Linsenelement in einem Rohr 20 angeordnet, das praktisch der Hälfte des Rohrs 10 in Fig. 2 entspricht, mit dem Unterschied, das jedes Rohr 20 einen ringförmigen Polstersitz 21 an einem Ende aufweist, der einstückig mit dem Rohr ausgebildet ist. Das Neoprenpolster 22 ist gegenüber

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dem Polster 14 nach Fig. 2 entsprechend etwas anders geformt. Beide Rohre 20 sind in einem Gleitsitz in einer Hülse 23 geführt, und lösbare Befestigungselemente 24, im dargestellten Ausführungsbeispiel Bajonettverschlüsse, halten die Rohre an ihrer vorgegebenen Stelle.

Auf den Polstersitzen 21 sind Kappen 12 vorgesehen. Am inneren Ende eines jeden Rohrs 20 ist eine elastische Scheibe 25 vorgesehen, die eine axiale Bewegung eines jeden Linsenelements 1 während des Einsetzens eines Lichtleiters ermöglicht und nach dem Zusammenbau Abmessungsänderungen ausgleicht, die beispielsweise durch Temperaturänderungen verursacht sein können.

Der Zusammenbau der Verbindung nach Fig. 3 wird folgendermaßen durchgeführt. Die Lichtleiter oder Lichtleiterbündel werden in den Linsenelementen befestigt und durch die Kappen gehalten, wie es bereits anhand der Figur 2 beschrieben wurde. Jedes Rohr 20 wird dann in die Hülse 23 eingesetzt und dort durch den Bajonettverschluß verriegelt. Dadurch ist die Verbindung fertiggestellt. Die Lösung erfolgt einfach durch Entfernen eines oder beider Rohre 20 aus der Hülse 23.

Fig. 4 zeigt ein Aufnahmeelement, das praktisch eine Hälfte der in Fig. 3 gezeigten Verbindungsvorrichtung ist. Hier sind dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 3 verwendet.

Durch die Erfindung wird die bisher erforderliche Genauigkeit vieler Einzelteile überflüssig, und die damit bisher verbundenen Schwierigkeiten und Nachteile werden vermieden. Im Gegensatz zu den bisherigen Verbindungen ist der Abstand zwischen den Enden der Lichtleiter oder Lichtleiterbündel bei einer Verbindung nach der Erfindung nicht mehr kritisch.

Die in axialer Richtung verschiebbaren Linsenele mente zentrieren die Lichtleiter und gleichen Abmessungsänderungen aus, die bei der Herstellung und im Betrieb auftreten können.

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Bei Verbindungen nach der Erfindung ist ein sehr leichter Zusammenbau möglich, wobei sich eine automatische genaue Positionierung der Lichtleiterenden ergibt.

Anordnungen nach der Erfindung können darüber hinaus relativ einfach und leicht hergestellt werden.

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Claims

Combined Optical Industries Limited 2722367 Bath Road en ν. 1?· ΜΑ1|9/7 Slough Berkshire SL 1 4DW 3C1 1177 England Patentansprüche

1. Anordnung zum verlustarmen Abschluß der Enden von insbesondere miteinander zu verbindenden Lichtleitern oder Lichtleiterbündeln, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Ende eines Lichtleiters oder Lichtleiterbündels (16) in eine Aussparung (6) eines Linsenelements (1) eingesetzt ist, die so angeordnet ist, daß aus dem Ende des Lichtleiters oder Lichtleiterbündels (16) austretendes Licht von dem Linsenelement (1) als paralleles Strahlenbündel abgegeben wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsenelement aus einem Körper (1) aus lichtdurchlässigem Material mit zwei Stirnflächen (2, 3) besteht, von denen die eine linsenförmig ausgebildet und die andere mit der Aussparung (6) versehen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (1) des Linsenelements zylindrisch ausgebildet ist und an seinem einen Ende die linsenförmige Stirnfläche (2) und am anderen Ende die mit der Aussparung (6) versehene Stirnfläche (3) aufweist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die linsenförmige Stirnfläche(2) konvex ausgebildet ist und daß die Aussparung (6) koaxial zu der linsenförmigen Stirnfläche (2) angeordnet ist.

ORIGINAL INSPECTED

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ^kennzeichnet, daß die Aussparung einen inneren Teil (6) mit einem dem Durchmesser eines Lichtleiters oder Lichtleiterbündels (16) entsprechenden Durchmesser und einen äußeren Teil (4) größeren Durchmessers aufweist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche (7) des inneren Teils (6) der Aussparung eben und optisch poliert ist.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsenelement (1) ein Kunststoff-Formstück ist.

8. Aufnahmeelement für das Ende eines Lichtleiters oder Lichtleiterbündels mit einem Linsenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsenelement (1) in einem Gehäuse (20) angeordnet ist und daß eine Vorrichtung (12) zur Haltung des Endes eines Lichtleiters oder Lichtleiterbündels (16) in der Aussparung des Linsenelements (1) vorgesehen ist.

9· Aufnahmeelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine elastische Vorrichtung (14) vorgesehen ist, die eine Verlagerung des Linsenelements (1) beim Einsetzen des Endes eines Lichtleiters oder Lichtleiterbündels (16) in die Aussparung (6) ermöglicht.

10. Aufnahmeelement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20) rohrförmig ausgebildet ist und daß die Haltevorrichtung (12) eine auf ein Ende des Rohrs (20) aufgesetzte Kappe ist, die eine öffnung (13) aufweist, durch die hindurch der Lichtleiter oder das Lichtleiterbündel (16) zum Linsenelement (1) geführt ist.
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11. Aufnahmeelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kappe (12) ein Polsterelement (14) zugeordnet ist, das den Lichtleiter oder das Lichtleiterbündel (16) beim Aufsetzen der Kappe (12) auf ein Ende des Rohrs (20) hält und vollständig in die Aussparung (6) des Linsenelements (1) hineinführt.

12. Verbindungsvorrichtung zur gegenseitigen Verbindung zweier Lichtleiter oder Lichtleiterbündel unter Verwendung zweier Linsenelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung

(10) zur Halterung der beiden Linsenelemente (1) mit einander gegenüberstehenden linsenförmigen Stirnflächen (2) derart vorgesehen ist, daß ein von dem einen Linsenelement (1) abgegebenes paralleles Strahlenbündel von dem anderen Linsenelement (1) aufgenommen und auf das damit verbundene Lichtleiterende fokussiert wird.

13. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Linsenelemente(1) koaxial in einem Rohr (10) angeordnet sind, das an Jedem Ende mit einer entfernbaren Kappe (12) versehen ist, und daß Jede Kappe (12) eine Öffnung (13) aufweist, durch die hindurch der jeweilige Lichtleiter bzw. das jeweilige Lichtleiterbündel (16) zum jeweils zugeordneten Linsenelement (1) geführt ist.

14. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Linsenelemente (1) in axialer Richtung in dem Rohr (10) verschiebbar und durch ein zwischen ihnen angeordnetes elastisches Element (11) in Abstand gehalten sind.

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15. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Linsenelemente

(1) jeweils in einem offenen Rohr (20) angeordnet sind, das an seinem Ende mit einer abnehmbaren Kappe (12) versehen ist, die eine Öffnung (13) zur Durchführung eines Lichtleiters oder Lichtleiterbündels (16) zum jeweils zugeordneten Linsenelement (1) aufweist, und daß eine rohrförmige Hülse (23) zur Aufnahme der beiden offenen Rohre (20) in axialer Ausrichtung und mit einander gegenüberstehenden Linsenflächen der beiden Linsenelemente (1) vorgesehen ist, die die beiden offenen Rohre (20) lösbar hält.

16. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Halterung der beiden offenen Rohre (20) mindestens eine Bajonettvorrichtung (24) vorgesehen ist.

17. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Linsenelement (1) in jedem Rohr (20) relativ zu einer elastischen Vorrichtung (14) am anderen Ende des Rohrs (20) verschiebbar ist.

18. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kappe (12) ein Polsterelement (14) zugeordnet ist, das den jeweiligen Lichtleiter oder das jeweilige Lichtleiterbündel (16) hält und beim Aufsetzen der Kappe (12) auf das Ende des jeweiligen Rohrs (20) vollständig in die Aussparung (6) des jeweils zugeordneten Linsenelements (1) hineinbewegt.

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19. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß Jedes Linsenelement (1) ein Kunststoff-Formstück ist.

20. Verfahren zur gegenseitigen Verbindung zweier Lichtleiter oder Lichtleiterbündel für die optische Signalübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende eines jeden Lichtleiters oder Lichtleiterbündels in eine Aussparung eines Linsenelements eingesetzt wird, welches so ausgebildet ist, daß es von dem Lichtleiter oder dem Lichtleiterbündel abgegebenes Licht als paralleles Strahlenbündel abgibt, und daß die beiden Linsenelemente einander gegenüberstehend angeordnet werden, so daß das von dem einen Linsenelement abgegebene parallele Strahlenbündel von dem anderen Linsenelement aufgenommen und auf das damit verbundene Ende des Lichtleiters oder Lichtleiterbündels fokussiert wird.

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