DE3788664T2 - Optische Leiter. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf optische Sammelschienen, wie sie zur Herstellung von Verbindungen in elektronischen und/oder mit Lichtleitung arbeitenden Geräten verwendet werden. Ein mit Lichtleitung arbeitendes Gerät verwendet Licht anstelle von elektrischem Strom, d. h. es verwendet optische Nachrichtenübertragungsstrecken.
• Die steigenden Datenübertragungsgeschwindigkeiten bei heutigen Computer- und Fernmeldegeräten haben zur Verwendung von Lichtwellenleitern geführt, die bei Raten von 1 Gigabit und mehr arbeiten müssen. Bei Fernmeldegeräten wurden sie zur Verbindung von Schaltungskarten verwendet, die so befestigt sind, daß sie sich senkrecht zu einer Rückwandplatine erstrecken. (Siehe beispielsweise die EP-A-0 157 485 mit Priorität der US-Patentanmeldung 593 682 von A. Graves, die auf den gleichen Anmelder übertragen ist, wie diese Erfindung.) Bei derartigen Anwendungen umfaßt die Lichtwellenleiter-Sammelschiene ein langgestrecktes Formstück aus lichtübertragendem Kunststoffmaterial.
• Es ist wünschenswert, daß derartige optische Sammelschienen billig und in großen Mengen herstellbar sind und leicht auf Rückwandplatinen und dergleichen befestigbar sind.
• Das US-Patent 4 173 390 beschreibt einen optischen T-Koppler, der beispielsweise in einer optischen Sammelschiene verwendet werden kann, insbesondere in einem optischen Netzwerk in Ringform. Die unter spezieller Bezugnahme auf die Figuren Ia, Ib und 2 dieser Patentschrift beschriebenen Konstruktionen verwenden Kerben oder trapezförmige Ausnehmungen, die in einer Seite eines einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden primären Lichtwellenleiterstabes ausgebildet sind, um als Reflektor zu wirken, um in das Ende eines Abzweig-Lichtwellenleiters, der seitlich auf Stoß an der anderen Seite des primären Lichtwellenleiterstabes befestigt ist, Licht abzulenken, das sich vorher in Längsrichtung in dem Stab ausbreitete, und um weiterhin Lichtenergie von dem Ende dieses Abzweig-Lichtwellenleiters oder eines anderen seitlich auf Stoß befestigten Abzweig-Lichtwellenleiters derart abzulenken, daß es sich in Längsrichtung innerhalb des primären Lichtwellenleiterstabes ausbreitet. Bei diesen Konstruktionen mit eine relativ kleine Fläche aufweisenden Reflektoren ist speziell angegeben, daß der oder jeder Abschnitt der gekrümmten Oberfläche des primären Lichtwellenleiterstabes, durch den dieser Stab optisch mit dem Ende des oder jedes seitlich auf Stoß befestigten Abzweig-Lichtwellenleiters gekoppelt ist, als eine zylindrische Brechungsoberfläche verwendet werden soll, um > eine beträchtliche Fokussierung des einfallenden Lichtes< zu bewirken, d. h. um den Kopplungswirkungsgrad zu verbessern. Eine Konstruktion, die einen einen rechtwinkligen oder quadratischen Querschnitt aufweisenden primären Lichtwellenleiterstab verwendet, wird unter spezieller Bezugnahme auf Fig. 4 beschreiben, wobei hierbei selbstverständlich dieser Fokussierungseffekt nicht vorhanden sein würde, doch sind in diesem Fall die Reflektoren nicht durch die Wände der Ausnehmungen in dem primärem Lichtwellenleiterstab gebildet, sondern sie werden statt dessen von den Enden der Abzweig- Lichtwellenleiter getragen und sie sind so ausgerichtet, daß das Licht über die gleiche Seite wie die Ausnehmung eingekoppelt wird, anstatt über die gegenüberliegende Seite.
• Die vorliegende Erfindung ist auf eine optische Sammelschiene gerichtet, bei der die Sammelschiene durch einen Lichtwellenleiter-Stab gebildet ist, der eine Seitenwand aufweist, die durch eine ebene Oberfläche gebildet ist, die sich entlang der Länge des Stabes erstreckt, wobei in dieser Seitenwand Reflektoren an mit Abstand voneinander angeordneten Stellen ausgebildet sind, die entlang der Länge des Lichtwellenleiters verteilt sind, wobei diese Reflektoren durch die schräg abgestumpften Enden eines Satzes von Hohlräumen geschaffen sind, die in der gegenüberliegenden Wand ausgebildet und so ausgerichtet sind, daß sie Licht seitlich in den Lichtwellenleiter-Stab über dessen ebene Oberfläche ein- und auskoppeln.
• Die seitliche Ein- und Auskopplung des Lichtes in bzw. aus dem Lichtwellenleiterstab über eine ebene Oberfläche hat den speziellen Vorteil gegenüber einer Kopplung über eine zylindrisch gekrümmte Oberfläche, daß sich hierbei keine Zylinderlinsenwirkung ergibt, die dazu führen würde, daß der austretende Strahl in unterschiedlichem Ausmaß in zueinander unterschiedlichen senkrechten Ebenen aufgespreizt wird, bevor er einen zugehörigen Detektor erreicht, und die somit dazu führen würde, daß in nachteiliger Weise den Sammel-Wirkungsgrad dieses Detektors beeinträchtigt würde. Zusätzlich ergibt die Anordnung, bei der jeder Reflektor in einem Hohlraum in einer Wand des Lichtwellenleiter-Stabes geschaffen wird, um Licht durch die gegenüberliegende Wand ein- und auszuleiten, eine besonders einfache Konstruktion, bei der der Reflektor durch einen Abformvorgang unter Verwendung eines schräg abgestumpften Endes eines Formwerkzeugs geschaffen werden kann. Ein derartiges Abformen des Hohlraumes kann zur gleichen Zeit durchgeführt werden, wie die Herstellung des stabförmigen Lichtwellenleiters selbst durch den Abformvorgang.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine optische Sammelschiene geschaffen, die einen langgestreckten Lichtwellenleiter- Stab mit einer Vielzahl von Reflektoren einschließt, die so ausgerichtet sind, daß sie sich in dem Lichtwellenleiter ausbreitendes Licht seitlich aus dem Lichtwellenleiter heraus ablenken, wobei die optische Sammelschiene dadurch gekennzeichnet ist, daß der langgestreckte Lichtwellenleiter-Stab eine ebene Oberfläche aufweist, die sich über die Länge einer seiner Seitenwände erstreckt, daß die Reflektoren an mit Abstand angeordneten Stellen entlang des Lichtwellenleiters verteilt sind, miteinander ausgerichtet sind und jeweils so gerichtet sind, daß sie einen Teil des sich in einer vorgegebenen Richtung entlang des Lichtwellenleiters ausbreitenden Lichts seitlich aus dem Lichtwellenleiter durch die genannte ebene Oberfläche hindurch ablenken, und daß jedes Element der Vielzahl von Reflektoren durch die schräg verlaufende Abstumpfung einer zugehörigen einer Vielzahl von Hohlräumen gebildet ist, die in der Wand des Lichtwellenleiters ausgebildet sind, die der eine ebene Oberfläche aufweisenden Seitenwand gegenüberliegt.
• Der Stab kann mit einem Material beschichtet sein, das einen niedrigeren Brechungsindex als der des Stabes aufweist. Beispielsweise kann der Stab aus Kunststoffmaterial bestehen, und die Beschichtung kann aus Glas bestehen.
• Vorzugsweise weist der Stab eine vieleckige Querschnittsform auf. Ein derartiger Stab ist relativ einfach herzustellen, insbesondere dann, wenn er aus Kunststoffmaterial hergestellt ist, wobei hierfür Polykarbonat bevorzugt wird. Polykarbonat wird nicht nur bevorzugt, weil es eine leichte Herstellung ermöglicht und einen hohen Schmelzpunkt aufweist, sondern auch weil es einen relativ hohen Brechungsindex aufweist, was es leichter macht, ein Beschichtungs- oder Ummantelungsmaterial mit einem niedrigeren Brechungsindex zu finden. Geeignete Beschichtungsmaterialien schließen Keramikmaterialien, beispielsweise Siliziummonooxyd und Siliziumdioxyd ein, und eine typische Dicke für die Beschichtung beträgt ungefähr 1 Mikrometer. Derartige Beschichtungsanordnungen für Lichtwellenleiter oder optische Sammelschienen bilden den Gegenstand der kanadischen Patentanmeldung 522 264, auf die am 8. Mai 1990 das kanadische Patent 1 268 618 auf den Namen von W. Trumble erteilt wurde, das auf den gleichen Anmelder wie diese Erfindung übertragen wurde. Die Reflektoren können metallisierte geneigte Oberflächen sein. Typischerweise beträgt die Neigung 45º zur Längsachse des Stabes.
• Für eine einfache Herstellung und Befestigung der Sammelschiene auf der zugehörigen Schaltungsplatte oder Rückwandplatine wird eine vieleckige Querschnittsform, vorzugsweise eine regelmäßige Form, bevorzugt. Ein quadratischer Querschnitt ist besonders vorteilhaft, weil er es bei Verwendung von in geeigneter Weise angeordneten zuätzlichen geneigten Oberflächen ermöglicht, daß Lichtstrahlen in vier zueinander senkrechten Richtungen austreten oder eintreten. Es könnten jedoch auch andere Formen verwendet werden, beispielsweise dreieckige Formen, wobei die Lichtreflektoren durch Einkerben eines Scheitelpunktes gebildet werden, so daß Licht so umgelenkt wird, daß es aus der gegenüberliegenden Fläche austritt.
• Bei bevorzugten Ausführungsformen umfassen die Reflektoren reflektierende geneigte Oberflächen, die jeweils als eine schräg verlaufende Abstumpfung eines Hohlraumes mit elliptischem, insbesondere kreisförmigem Querschnitt gebildet sind, wobei die Ellipsenachse sich vorzugsweise senkrecht zu dieser Fläche erstreckt. Einen kleinen Durchmesser aufweisende kreisförmige Hohlräume können in einfacherer Weise genau hergestellt werden, als andere Formen, weil sie während der Abformung mit Hilfe eines abgeschrägten kreisförmigen Stabes hergestellt werden können. Sehr präzise, einen kleinen Durchmesser aufweisenden kreisförmige Stäbe sind üblicherweise einfacher erhältlich, als präzise Stäbe mit anderen Formen. Die letzte geneigte Reflektoroberfläche kann sich vollständig über das Ende des Stabes, beispielsweise durch eine Abschrägung erstrecken. Die reflektierenden Oberflächen sollten so weit wie möglich totalreflektierend sein, wie dies durchführbar ist. Zu diesen Zweck können sie mit Metall, beispielsweise mit Gold oder Aluminium beschichtet werden.
• Zusätzliche Reflektoren können vorgesehen sein, um Licht in die optische Sammelschiene und aus dieser heraus über eine andere Seite hinweg abzulenken.
• Halterungsteile zur Halterung der optischen Sammelschiene auf einer Rückwandplatine oder dergleichen können ein Befestigungselement, das einen Sitz oder eine Aufnahme aufweist, die mit einer Fläche oder einen ebenen Seite der Sammelschiene zusammenwirkt, eine Verankerung zur Festlegung des Befestigungsteils an der Rückwandplatine und Linsenelemente benachbart zu dem Sitz oder der Aufnahme aufweisen.
• Ein Vorteil dieser Halterungsanordnung besteht darin, daß sie die Ausrichtung der einzelnen Reflektoreinrichtungen mit der zugehörigen Linse oder den zugehörigen Linsen und dem zugehörigen optischen Element, beispielsweise einem Empfänger/Sender auf der Schaltungskarte erleichtert, die hinsichtlich ihrer Position durch die üblichen Stifte festgelegt ist, die sich an einer vorgebenen Stelle bezüglich der Verankerung befinden.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden lediglich in Form eines Beispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
• Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Einrichtung ist, die eine Rückwandplatine und eine Anzahl von Schaltungskarten umfaßt, wobei die letzteren optisch über eine optische Sammelschiene miteinander verbunden sind, die die vorliegende Erfindung verkörpert,
• Fig. 2 eine bruchstückhafte Querschnittsansicht entlang der Linie A-A nach Fig. 1 ist,
• Fig. 3 eine perspektivische schematische Ansicht einer Sammelschiene in Verbindung mit einem Satz von Linsen und Sendern/Empfängern ist,
• Fig. 4, 5 und 6 Draufsichten, Seitenansichten bzw. Schnittansichten der Sammelschiene sind,
• Fig. 7 eine seitliche Schnittansicht einer abgeänderten Ausführungsform ist, bei der ein zusätzlicher, dem Sender zugeordneter Reflektor und die den Empfängern zugeordneten Reflektoren auf gegenüberliegenden Seiten der optischen Sammelschiene angeordnet sind, und
• Fig. 8 ein Schaltbild eines Satzes von vier optischen Sammelschienen ist, die zur Verbindung von Bauteilen auf einer Rückwandplatine verwendet werden.
• Wie dies unter Bezugnahme auf Fig. 1 zu erkennen ist, weist eine Rückwandplatine 10, die eine gedruckte Schaltungsplatte oder irgendein anderes ebenes Bauteil sein kann, eine Anzahl von Schaltungsplatten 12, 14, 16 und 18 auf, die auf einer Fläche der Rückwandplatine derart befestigt sind, daß sie sich senkrecht zu dieser Rückwandplatine 10 erstrecken. Die Schaltungskarten 12, 14, 16 und 18 sind mit der Rückwandplatine über elektrische Steckverbinder 20, 22, 24 bzw. 26 und benachbarte Öffnungen 28, 30, 32 bzw. 34 gekoppelt, die sich durch die Rückwandplatine 10 erstrecken. Eine optische Sammelschiene 36 ist auf der gegenüberliegenden Fläche der Rückwandplatine 10 über einen Satz von Befestigungselementen 28, 40, 42 und 44 befestigt, die entlang der Länge der Sammelschiene jeweils einzeln über jeder der Öffnungen 28, 30, 32 bzw. 34 angeordnet sind.
• Wie dies ebenfalls in Fig. 2 gezeigt ist, weist jedes Befestigungsteil 38, 40, 42 oder 44 einen Block aus Aluminium auf, der einen Sitz in Form einer quadratischen Öffnung 46 zur Aufnahme und eindeutigen Festlegung der Lage der optischen Sammelschiene 36 aufweist. Die optische Sammelschiene 46 ist ein Wellenleiter- Stab, der eine vieleckige, speziell quadratische Querschnittsform aufweist und mit engem Sitz in die Öffnung 46 paßt. Die Außenflächen umfassen ebene Oberflächen, von denen zumindestens die unterste die Sammelschiene 36 genau in ihrer Lage festlegt, wobei sich die Bodenfläche parallel zur Rückwandplatine 10 erstreckt. Die Basis jedes Befestigungsteils 38, 40, 42 und 44 weist eine Verankerung in Form eines Satzes von Zapfen 48 (siehe Fig. 2) auf, die über das Ende des Befestigungsteils hinaus vorspringen und in entsprechende Öffnungen 50 in der Rückwandplatine 10 eingreifen. Die Zapfenöffnungen 50 umgeben die entsprechende Öffnung 28, 30, 32 und 34, so daß jedes Befestigungsteil über der entsprechenden Öffnung 28, 30, 32 und 34 angeordnet ist.
• Eine Bohrung oder ein Hohlraum 51 erstreckt sich zwischen der quadratischen Öffnung 46 und dem Verankerungsende des Befestigungsteils 42. Eine Linse 52 ist so befestigt, daß sie sich quer über die Bohrung 51 zwischen der Basis der quadratischen Öffnung 46 und der Verankerung 48 erstreckt. Jede Linse 52 ist mit ihrer optischen Achse senkrecht zur Längsachse der optischen Sammelschiene 36 angeordnet und über die Öffnung 28, 30, 32 oder 34 mit einem optischen Element in Form eines Empfängers 54, 56 oder 58 oder eines optischen Senders 60 ausgerichtet, der auf einer entsprechenden der Schaltungskarten 12, 14, 16 und 18 befestigt ist. Die optischen Sender können Leuchtdioden und die Empfänger Photodioden sein. Jede Leuchtdiode oder Photodiode ist mit einer Linse 53 versehen, die der Linse 52 entspricht (siehe Fig. 3).
• Alternativ und ggf. vorzugsweise könnten Laser verwendet werden. Die Leuchtdiode, Photodiode oder der Laser müssen nicht unmittelbar benachbart zur Rückwandplatine angeordnet sein, sondern sie könnten in einer gewissen Entfernung hiervon entfernt angeordnet sein, möglicherweise noch nicht einmal auf der Schaltungskarte, und sie könnten mit Hilfe eines weiteren Lichtwellenleiters, wie z. B. einer Lichtleitfaser verbunden sein, die dann den Sender oder Empfänger bildet.
• Wie dies ausführlicher in den Fig. 3, 4, 5 und 6 gezeigt ist, weist die optische Sammelschiene 36 eine Reihe von Reflektoreinrichtungen oder Anzapfungen auf, die durch geneigte ebene Oberflächen 63, 64, 66 und 68 gebildet sind und mit den Linsen 52 in den Befestigungsteilen 38, 40, 42 bzw. 44 ausgerichtet sind. Die geneigten Oberflächen 62, 64 und 66 sind als abgeschrägte Enden einer Reihe von kreisförmigen Hohlräumen 70, 72 bzw. 74 gebildet (siehe Fig. 5). Die abschließende geneigte Oberfläche 62 wird durch Abschrägen des Endes des Stabes 36 gebildet. Jeder Hohlraum 70, 72 und 74 wird zweckmäßigerweise während des Abformens des Lichtwellenleiters 36 mit Hilfe eines Formeinsatzes in Form eines schräg abgestumpften runden Stabes gebildet, der ohne weiteres mit der erforderlichen Präzision erhältlich ist. Die geneigten Reflektoroberflächen 62, 64, 66 und 68 können mit Metall, beispielsweise mit Gold oder Aluminium beschichtet werden, um ihre Reflektionswirkung zu einem Maximum zu machen. Die dem Sender 60 zugeordnete geneigte Oberfläche 68 ist entgegengesetzt zu den anderen geneigten Oberflächen geneigt, so daß Licht von dem Sender 60 um 90º reflektiert wird, damit es sich entlang des Lichtwellenleiters 36 parallel zu dessen Längsachse ausbreitet. An jeder der geneigten "Empfänger< -Oberflächen 62, 64 und 66 wird ein Teil des Lichtes erneut um 90º reflektiert, um durch die zugehörige Linse 52, die Rückwandplatine 10 und die Linse 53 des Empfängers hindurchzulaufen und auf den Empfänger 54, 56 oder 58 aufzutreffen. Die reflektierte Lichtmenge hängt von der Fläche der geneigten Oberfläche bezogen auf die Querschnittsfläche des Stabes ab. Typischerweise beträgt dieser Wert 2 bis 4 Prozent.
• Es wurde festgestellt, daß eine Abdeckung oder Abschattung einer geneigten Oberfläche durch die vorhergehende Oberfläche kein wesentliches Problem darstellt. Die Kombination einer kleinen Anzapffläche, eines großen Abstandes zwischen den Anzapfungen und einer Mehrmoden-Übertragung dient dazu, sicherzustellen, daß Licht, das eine geneigte Reflektoroberfläche umgeht, die nächste Reflektoroberfläche erreicht.
• Es kann zweckmäßig sein, daß die optische Sammelschiene 36 ein Lichtsignal von beispielsweise einer Lichtleitfaser empfängt, die sich hinter der Rückwandplatine 10 befindet. Die Ausführungsform nach Fig. 7 zeigt eine zweckmäßige Art der Ankopplung einer derartigen Lichtleitfaser 80 an die optische Sammelschiene 36. Die letztere ist ähnlich der optischen Sammelschiene nach den Fig. 3 bis 6 insofern, als sie eine Reihe von Reflektoroberflächen 64, 66 usw. aufweist, unterscheidet sich hiervon jedoch dadurch, daß die Reflektoroberfläche 32, die zum Empfang von Licht von der Lichtleitfaser 80 angeordnet ist, auf der gegenüberliegenden Seite der optischen Sammelschiene 36 angeordnet ist, d. h. benachbart zur Rückwandplatine 10. Das zugehörige Befestigungsteil 84 weist dieses an der Rückwandplatine 10 befestigende Zapfen 36 und eine Linse 88 auf, die in einer Öffnung 90 in dem Teil des Befestigungsteils 84 befestigt ist, d. h. auf der von der Rückwandplatine 10 entfernten Seite.
• Die Lichtleitfaser 80 weist einen Abschluß in Form eines Verbinders 92 auf, der eine zweite Linse 94 aufnimmt. Der Verbinder 92 paßt über das Ende des Befestigungsteils 84, so daß die Achsen der Linsen 88 und 94 im wesentlichen miteinander ausgerichtet sind.
• Daher kann das Lichtsignal in das Gehäuse von der Rückseite aus eingeleitet werden, d. h. hinter der Rückwandplatine, wie dies üblich ist. Das Lichtsignal wird in die optische Sammelschiene 36 über den Verbinder 92, die Linsen 88 und 94 eingeleitet und durch die Reflektoroberfläche 82 entlang der optischen Sammelschiene 36 ausgerichtet. Die anderen Reflektoroberflächen 64, 66 usw. verteilen das Signal auf die Schaltungskarten, wie dies anhand der Fig. 1 beschrieben wurde.
• Bei der praktischen Ausführungsform gem. Fig. 8 erstrecken sich vier optische Sammelschienen 100, 102, 104 und 106 parallel zueinander auf einer (nicht gezeigten), auf der Rückwandplatine befestigten Halterung. Ein Sender und zwei Empfänger sind auf jeder der vier Schaltungskarten 108, 110, 112 bzw. 114 be-. festigt. Die Sender und Empfänger sind mit den optischen Sammelschienen 102 bzw. 104 verbunden. Die optische Sammelschiene 114 ist so dargestellt, als ob sie an einem Ende (Licht kann selbstverständlich in diese optischen Sammelschienen hinein durch das Ende eingestrahlt werden) mit einem Sender 116 gekoppelt ist, und sie ist über ihre Reflektoren mit ersten der Empfängeranschlüsse der Schaltungskarten 108, 110, 112 und 114 verbunden. Die anderen Empfängeranschlüsse sind seitlich mit der optischen Sammelschiene 106 verbunden, die an ihrem Ende mit einem Steuer-/Überwachungs-Sender 118 gekoppelt ist.
• Es wird bevorzugt, daß sich die Datensignale in den optischen Sammelschienen 102, 104 und 106, die mit der Schaltungskarte gekoppelt sind, in der gleichen Richtung ausbreiten. Dies vereinfacht die Synchronisation. Entsprechend ist die optische Sammelschiene 102 über eine U-Biegung (tatsächlich zwei 45º- Biegungen, wie sie in der kanadischen Patentanmeldung 517 834 auf den Namen von D.A. Kahn beschrieben sind, auf die am 5. Dezember 1989 das kanadische Patent 1 263 549 erteilt wurde, das auf den gleichen Inhaber wie die vorliegende Erfindung übertragen ist) mit der vierten optischen Sammelschiene 100 verbunden, die die Datensignale in der entgegengesetzten Richtung zu dem Datenempfänger 120 leitet.
• Sowohl bei der Ausführungsform nach Fig. 1 als auch bei der Ausführungsform nach Fig. 7 kann es vorzuziehen sein, daß die geneigte Oberfläche 68 oder 62, die Licht von dem Sender empfängt, größer als üblich ist, und beispielsweise die gesamte schräge Querschnittsfläche der Sammelschiene einnimmt.
• Es sind verschiedene Modifikationen der speziellen Ausführungsformen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann der Querschnitt des Stabes andere vieleckige Formen aufweisen, beispielsweise sechseckige, dreieckige oder achteckige Formen.
• Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verwendet die Lichtquelle eine Mehrmoden-Erregung, speziell mit einem Bereich von Winkeln der internen Lichtstrahlen von ungefähr 10º. Bei einer derartigen Mehrmoden-Erregung muß der Abstand zwischen den miteinander ausgerichteten Reflektoren nicht besonders groß sein, um eine Abschattung eines Reflektors durch den vorhergehenden Reflektor zu vermeiden. Bei der beispielhaften Ausführungsform betrug der Abstand zwischen benachbarten Reflektoren ungefähr 50 mm, was ein Verhältnis des Reflektorabstandes zum Reflektordurchmesser von ungefähr 150 : 1 ergibt.
• Es ist verständlich, daß obwohl die Reflektoroberflächen in der speziellen Ausführungsform lediglich ungefähr 2 bis 4 Prozent des sich entlang der Sammelschiene ausbreitenden Lichtes reflektieren, diese Reflektoroberflächen im wesentlichen das gesamte Licht reflektieren, wenn Licht in die Sammelschiene über diese Oberflächen übertragen wird. Dies ergibt sich hauptsächlich daraus, daß es das Linsensystem ermöglicht, die Quelle auf den Reflektor abzubilden, so daß im wesentlichen das gesamte Licht entlang der Sammelschiene übertragen wird. Der Unterschied besteht darin, daß das übertragene Licht immer noch auf einige wenige Moden konzentriert ist, während das Licht in der Sammelschiene viel mehr Moden umfaßt.
• Obwohl die Reflektoreinrichtungen bei der speziellen Ausführungsform ebene Oberflächen umfassen, sind weiterhin andere Arten von reflektierenden Oberflächen verwendbar, beispielsweise die prismatische Reflektoroberfläche, die in der kanadischen Patentanmeldung 517 834 beschrieben und beansprucht ist, oder irgendwelche anderen Einrichtungen, die eine interne Totalreflektion verwenden.
• Obwohl kreisförmige Hohlräume aus Gründen der Formherstellung bevorzugt werden, sind auch andere Formen durch die Erfindung umfaßt. Insbesondere könnten quadratische oder andere rechtwinklige Querschnitte bevorzugt werden, weil eine derartige Anzapfung einen maximalen Wirkungsgrad aufgrund des minimalen Lichtverlustes aufweist.
• Es ist zu erkennen, daß die geneigten Oberflächen in irgendeiner Kombination von Ausrichtungen vorgesehen sein können, um eine 1:n-Verteilung, eine n:1-Konzentration oder Multiplexbildung oder sogar n:m zu erzielen, d. h. mehrere Sender zu mehreren Empfängern.

Claims (10)

1. Optische Sammelschiene, die einen langgestreckten Lichtwellenleiter-Stab (36) mit einer Vielzahl von Reflektoren (64, 66) einschließt, die so ausgerichtet sind, daß sie sich in dem Lichtwellenleiter ausbreitendes Licht seitlich aus dem Lichtwellenleiter heraus ablenken, wobei die optische Sammelschiene dadurch gekennzeichnet ist, daß der langgestreckte Lichtwellenleiter-Stab eine Seitenwand aufweist, die durch eine ebene Oberfläche gebildet ist, die sich entlang der Länge des Stabes erstreckt, wobei in dieser Seitenwand die Reflektoren an mit Abstand voneinander angeordneten Stellen entlang des Lichtwellenleiters verteilt, miteinander ausgerichtet und so gerichtet sind, daß ein Teil des Lichtes, das sich in einer vorgegebenen Richtung entlang des Lichtwellenleiters ausbreitet, seitlich aus dem Wellenleiter durch die ebene Oberfläche heraus abgelenkt wird, und daß jedes Element der Vielzahl von Reflektoren durch die schräge Abstumpfung eines zugehörigen einer Vielzahl von Hohlräumen (70, 72) gebildet ist, die in der Wand des Lichtwellenleiters ausgebildet sind, die der durch die ebene Oberfläche gebildeten Seitenwand gegenüberliegt.

2. Optische Sammelschiene nach Anspruch 1, bei der der Lichtwellenleiter-Stab (36) ein Polyeder mit einem vieleckigen Querschnitt ist und die ebene Oberfläche eine Fläche des Polyeders ist.

3. Optische Sammelschiene nach Anspruch 1 oder 2, bei der jedes Element der Vielzahl von Hohlräumen (70, 72) eine elliptische oder kreisförmige Querschnittsform aufweist.

4. Optische Sammelschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jeder Reflektor (64, 66) eine wirksame Reflektionsfläche aufweist, die zwischen 2 Prozent und 4 Prozent der Querschnittsfläche des Lichtwellenleiter-Stabes (36) entspricht.

5. Optische Sammelschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Hohlräume (70, 72) von innen beschichtet sind, um eine vergrößerte Reflektivität für ihre schräg abgestumpften Reflektoren zu erzielen.

6. Optische Sammelschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein zusätzlicher Reflektor (68), der durch die schräg verlaufende Abstumpfung eines zusätzlichen Hohlraumes (74) gebildet ist, der in der Wand des Lichtwellenleiter-Stabes (36) gegenüberliegend zu der durch die ebene Oberfläche gebildeten Seitenwand ausgebildet ist, so angeordnet und ausgerichtet ist, daß er auf die ebene Oberfläche auftreffendes Licht so ablenkt, daß es sich in dem Lichtwellenleiter-Stab in der vorgegebenen Richtung und in Richtung auf die Vielzahl von Reflektoren (64, 66) ausbreitet.

7. Optische Sammelschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die schräg abgestumpften Hohlräume (70, 72) durch Abformung hergestellte Hohlräume sind.

8. Optische Sammelschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Lichtwellenleiter-Stab (36) aus Kunststoffmaterial hergestellt ist.

9. Vorrichtung mit einer optischen Quelle (60), einer Vielzahl von Schaltungskarten (12, 14, 16), die jeweils mit einem optischen Empfängerelement (54, 56, 58) versehen sind, mit einer optischen Sammelschiene gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, und mit einer Rückwandplatine (10), bei der die Schaltungskarten optisch mit der optischen Quelle über ihre optischen Empfängerelemente durch die optische Sammelschiene gekoppelt sind, die bezüglich der Karten mit Hilfe der Rückwandplatine befestigt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Rückwandplatine (10) eine Vielzahl von Linsen (52) einschließt, die eine optische Kopplung zwischen dem Lichtwellenleiter-Stab (36) und den optischen Empfängerelementen (54, 56, 58) ergeben.