DE3838363A1 - Vorrichtung zum positionieren des lichtaufnahmeendes eines lichtleiterkabels bei dem brennpunkt einer linse - Google Patents
Vorrichtung zum positionieren des lichtaufnahmeendes eines lichtleiterkabels bei dem brennpunkt einer linseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren des
Lichtaufnahmeendes eines Lichtleiterkabels auf den Brennpunkt
einer Linse, welche vorzugsweise angewandt wird im Fall der
Fokussierung der Sonnenstrahlen unter Verwendung einer Linse
und der Einleitung der Sonnenstrahlen in ein Lichtleiter
kabel.
Der Anmelder hat früher auf verschiedene Art ein Sonnen
strahl-Sammelgerät vorgeschlagen, in welchem die Sonnenstrah
len durch eine Linse fokussiert werden, in ein Lichtleiter
kabel geleitet werden und dann durch den Lichtleiter an einem
beliebig gewählten Ort übertragen werden zur Verwendung zur
Beleuchtung oder andere ähnliche Zwecke. Ferner hat der An
melder auch vorgeschlagen, das erwähnte Sonnenstrahl-Sammel
gerät in einer transparenten Kapsel unterzubringen, um die
Linse vor Wind, Regen, Staub usw. zu schützen.
Das früher von dem Anmelder vorgeschlagene Sonnenstrahl-
Sammelgerät umfaßt ein zylindrisches Gestell, einen kuppel
förmigen Kopfabschnitt, der aus transparentem Material be
steht, und eine Kapsel zur Verwendung in dem Sonnenstrahl-
Sammelgerät, das aus einem Gestell und einem Kopfabschnitt
besteht. Wenn das Gerät angewandt wird, ist es in der Kapsel
untergebracht. Das Sonnenstrahl-Sammelgerät umfaßt zum Bei
spiel eine große Zahl von Linsen, eine große Zahl von Linsen
halteeinrichtungen, die für die jeweiligen Linsen vorgesehen
sind, und eine große Zahl von optischen Fasern oder ein
Lichtleiterkabel mit einem Lichtaufnahmeende, das bei dem
Brennpunkt der Linse angeordnet ist.
Die durch die Linse fokussierten Sonnenstrahlen werden in das
Lichtleiterkabel geleitet und durch dieses hindurch zu einem
beliebig gewählten Ort übertragen.
Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung
zum Positionieren des Lichtaufnahmeendes eines Lichtleiterka
bels auf den Brennpunkt einer Linse, welche vorzugsweise im
Fall der Fokussierung der Sonnenstrahlen unter Verwendung
einer Linse und Einleitung der Sonnenstrahlen in ein Licht
leiterkabel angewandt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vor
richtung zum Positionieren des Lichtaufnahmeendes eines
Lichtleiterkabels auf den Brennpunkt der Lichtstrahlkomponen
ten einer gewünschten Wellenlänge, die in den Sonnenstrahlen
enthalten ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der
Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung der
Ausführungsform eines Sonnenstrahl-Sammelgerätes zur
Anwendung der Erfindung;
Fig. 2 eine Ansicht zur Erläuterung eines Beispiels für den
Fall, daß die Lichtaufnehmer-Endfläche des Lichtlei
terkabels an den Brennpunkt der Lichtstrahlkomponen
ten einer gewünschten Wellenlänge gesetzt wird, die
in den Sonnenstrahlen enthalten ist;
Fig. 3 im Schnitt eine Aufbauansicht zur Erläuterung einer
Ausfühungsform gemäß der Erfindung; und
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der auseinandergenom
menen Teile der Ausführungsform.
Fig. 1 ist eine perspektivische Detailansicht zur Erläute
rung einer Ausführungsform eines Sonnenstrahl-Sammelgerätes,
das zu der Erfindung in Beziehung steht. Fig. 1 zeigt eine
transparente Schutzkapsel 1, Fresnel-Linsen 2, Linsenhalter
3, einen Sonnenstrahl-Richtungsfühler 4, optische Fasern
(oder Lichtleiterkabel) 5, die jeweils ein Lichtaufnahmeende
aufweisen, das an der Fokalposition oder dem Brennpunkt eini
ger Fresnel-Linsen angeordnet ist, Faserhalter 6, einen Arm
7, einen Schrittmotor 8, eine horizontale drehbare Welle 9,
die durch den Schrittmotor 8 gedreht wird, ein Gestell 10 zum
Tragen einer Schutzkapsel 1, einen weiteren Schrittmotor 11,
eine vertikale drehbare Welle 12, die durch den Schrittmotor
11 gedreht wird, sowie ein Lichtleiterkabel 13.
Wie von dem Anmelder bereits vorgeschlagen, ermittelt das be
schriebene Sonnenstrahl-Sammelgerät die Richtung der Son
nenstrahlen unter Verwendung des Sonnenstrahl-Richtungsfüh
lers 4 und treibt die Schrittmotoren 8 und 11 und somit die
horizontale und die vertikale drehbare Welle 9 bzw. 12 gemäß
dem Ermittlungssignal an, das durch den Richtungsfühler 4 er
zeugt wird, um so zu bewirken, daß der Richtungsfühler 4 der
Sonne gegenüberliegt. Auf diese Weise werden die durch die
entsprechenden Linsen 2 fokussierten Sonnenstrahlen in jede
optische Faser 5 eingeleitet durch deren Lichtaufnahmeende,
welches jeweils auf die Fokalposition oder den Brennpunkt
jeder Linse eingestellt ist. Die jeweiligen optischen Fasern
oder Lichtleiterkabel 5 für jede Linse werden aus dem
Sonnenstrahl-Sammelgerät herausgeleitet. Die optischen Fasern
oder Lichtleiterkabel werden zu einem Lichtleiterkabel 13 ge
bündelt, und die durch jede Linse fokussierten Sonnenstrah
len werden durch das Lichtleiterkabel 13 an einen beliebig
wählbaren Ort übertragen und dort angewandt.
Fig. 2 dient der Erläuterung der Beziehung zwischen der
Fresnel-Linse 2 und der optischen Faser 5, die beide in Fig.
1 gezeigt sind. In Fig. 2 gibt das Symbol U den Brennpunkt
des in den Sonnenstrahlen enthaltenen UV-Lichtes wieder, V
den Brennpunkt der darin enthaltenen sichtbaren Lichtstrahlen
und I den Brennpunkt der darin enthaltenen infraroten Strah
len. Wie in Fig. 2 gezeigt, werden, wenn das Lichtauf
nahmeende 5 a der optischen Faser 5 an die Fokalposition V ge
setzt wird, nur sichtbare Lichtstrahlen in die optische Faser
5 eingeleitet, welche weder ultraviolette noch infrarote
Strahlen enthalten.
Wie oben erwähnt, ist es wichtig, das Lichtaufnahmeende eines
Lichtleiterkabels auf die Fokalposition einer Linse in einem
Sonnenstrahl-Sammelgerät einzustellen.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung des Haupt
teils der Ausführungsform gemäß der Erfindung. Fig. 4 ist
eine perspektivische Ansicht, welche die auseinandergenomme
nen Teile der Ausführungsform zeigt. Die Fig. 3 und 4 zei
gen einen Linsenbefestigungsrahmen 21, eine an dem oberen Ab
schnitt des Linsenbefestigungsrahmens 21 angebrachte Linse
22, ein Lichtleiterkabel 23, ein Lichtleiterkabel-Halteglied
24, das an dem unteren Endabschnitt des Linsenbefestigungs
rahmens 21 angebracht ist, eine Schraube 25 zum Befestigen
des Haltegliedes 24 an dem unteren Endabschnitt des Linsenbe
festigungsrahmens 21 und eine Montagebohrung 26, die an dem
unteren Endabschnitt des Linsenbefestigungsrahmens 21 gebohrt
ist.
Die Montagebohrung 26 ist als loses Loch ausgebildet, das
größer ist als der Außendurchmesser der Schraube 25. Nach
vorläufigem Anbringen des Lichtleiterkabel-Haltegliedes 24 an
dem unteren Endabschnitt des Linsenbefestigungsrahmens 25 auf
die in Fig. 3 gezeigte Art wird die Stellung des Halte
gliedes 24 vorwärts und rückwärts und nach rechts und links
verschoben in der Zeichenebene (Fig. 3). Nach Einstellen des
Lichtaufnahmeendes 23′ des Lichtleiterkabels 23 auf die op
tische Achse 1 der Linse 22 wird das Halteglied 24 in dieser
Stellung durch Verschrauben der Schraube 25 befestigt. Das
Lichtleiterkabel 23 weist an dem Lichtaufnahmeende eine
äußere Schutzhülle 23 a auf. Die Schutzhülle 23 a wird in die
Bohrung 24 a eingeführt, die durch das Halteglied 24 gebohrt
ist, wie in Fig. 3 gezeigt.
An der Außenfläche des unteren Endabschnitts des Haltegliedes
24 ist ein Gewindeabschnitt 24 b ausgebildet, und eine Kapsel
mutter 27 steht mit dem Gewindeabschnitt 24 b in Eingriff, wie
in Fig. 3 gezeigt, um so das Lichtleiterkabel 23 festzuhal
ten, wie in Fig. 3 gezeigt. Und zwar ist an der Schutzhülle
23 a des Lichtleiterkabels 23 ein Wulstabschnitt 23 b ausge
bildet, und die untere Endfläche 24 c des Haltegliedes 24 und
die innere Bodenfläche 27 b der Kapselmutter 27 fixieren den
Wulstabschnitt 23 b durch Einklemmen.
In der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform ist
ein Abstandshalter 28 zwischen die untere Endfläche 24 c des
Haltegliedes 24 und den Wulstabschnitt 23 b zwischengelegt.
Der Abstandhalter 28 wird verwendet zum Zweck der Justierung
der Stellung des Lichtaufnahmeendes 23′ des Lichtleiterkabels
23 in Richtung der optischen Achse der Linse 22. Zum Beispiel
wird, falls kein Abstandhalter 28, wie obenerwähnt, ange
wandt wird, das Lichtaufnahmeende 23′ des Lichtleiterkabels
23 an die Fokalposition oder den Brennpunkt der roten Farb
komponente gesetzt, welche in den Sonnenstrahlen enthalten
ist. Andererseits wird, falls ein Abstandhalter 28 angewandt
wird, das Lichtaufnahmeende 23′ des Lichtleiterkabels 23 an
den Brennpunkt der in den Sonnenstrahlen enthaltenen grünen
Farbkomponente gesetzt, wogegen, falls ein dickerer Abstand
halter oder zwei Abstandhalter, die jeweils die gleiche
Dicke besitzen wie der vorherige Abstandhalter 28, angewandt
werden, das Lichtaufnahmeende 23′ des Lichtleiterkabels 23 an
den Brennpunkt der in den Sonnenstrahlen enthaltenen blauen
Farbkomponente gesetzt wird.
Wenn die Vorrichtung in der Weise zusammengesetzt wird, daß
die Größe des Linsenhalterahmens 21, die Montagestellung der
Linse 22, die Größe des Haltegliedes 24 und die Position des
Wulstabschnitts 23 b alle im voraus genau festgelegt werden,
kann ferner das Lichtaufnahmeende 23′ des Lichtleiterkabels
23 automatisch an den Brennpunkt der Lichtstrahlkomponenten
einer erwünschten Wellenlänge gesetzt werden, die in den
Sonnenstrahlen enthalten ist.
Gemäß der Erfindung kann das Lichtaufnahmeende 23′ des Licht
leiterkabels 23 auf die obenerwähnte Art leicht an die
Fokalposition der Lichtstrahlkomponenten einer erwünschten
Wellenlänge gesetzt werden, die in den Sonnenstrahlen enthal
ten ist. In der Ausführungsform der Erfindung ist ein Schlitz
27 a in der Kapselmutter 27 in Richtung der Achse ausgebildet,
um die obenerwähnten Befestigungsarbeiten weiter zu erleich
tern. Ferner wird nach dem Einfügen der äußeren Schutzhülle
23 a des Lichtleiterkabels 23 in die Bohrung 24 a des Halte
gliedes 24 in der obenerwähnten Weise das Lichtleiterkabel
23 durch den Schlitz 27 a in das Zentrum der Kapselmutter 27
gelegt. Danach wird die Kapselmutter 27 mit dem Gewinde
abschnitt 24 b des Haltegliedes 24 in Eingriff gebracht. Bei
einem derartigen Aufbau kann das Lichtleiterkabel 23 durch
Verschrauben der Kapselmutter 27 an dem Linsenhalterahmen 21
befestigt werden. Ferner kann das Lichtaufnahmeende oder die
Endfläche 23′ des Lichtleiterkabels 23 automatisch an den
Brennpunkt der Lichtstrahlkomponenten einer erwünschten
Wellenlänge in Richtung der optischen Achse der Linse 22
gesetzt werden.
Wenn die Kapselmutter 27 den obenerwähnten Schlitz 27 a nicht
aufweist, muß sie außerdem erst von dem in den Fig. 3 und
4 nicht gezeigten Endabschnitt des Lichtleiterkabels 23 ein
geführt werden. Das in Fig. 1 gezeigte Sonnenstrahl-Sammel
gerät verwendet eine große Zahl von Linsen. Zum Beispiel ist
in den letzten Jahren ein Gerät entwickelt worden, das annä
hernd zweihundert Linsen verwendet. In solch einem Gerät er
fordert ein Sonnenstrahl-Sammelgerät eine große Anzahl von
Lichtleiterkabeln, und die Handhabung des Gerätes wird sehr
mühsam. Besonders könnte es im Fall der Verteilung einer
großen Zahl von Lichtleiterkabeln durch deren Einfügen in ein
einziges Rohr sehr schwierig sein, sämtliche Lichtleiterkabel
in ein einziges Rohr einzufügen, was den Verschleiß der
Kapselmutter verursacht. Falls die Arbeiten der Reihe nach
ausgeführt werden, kann die Arbeit allmählich schwierig wer
den, wenn sie die Endstadien erreicht. Im Gegensatz dazu ist,
wie in der Ausführungsform der Erfindung gezeigt, an der
Kapselmutter der Schlitz so ausgebildet, daß es möglich ist,
ein Lichtleiterkabel von kleinem Durchmesser außer dem
Wulstabschnitt zu verwenden. Bei solch einem Aufbau wäre es
sehr leicht, die Verdrahtung der Lichtleiterkabel
vorzunehmen.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird gemäß der
Erfindung die Handhabung der Lichtleiterkabel bedeutend
leichter, wie zum Beispiel im Fall der Verdrahtung einer
großen Zahl von Lichtleiterkabeln. Ferner kann die Position
der Lichtaufnahme-Endfläche des Lichtleiterkabels leicht ver
stellt werden, um sie auf die Fokalposition der Lichtstrahl
komponenten einer erwünschten Wellenlänge zu setzen, die in
den Sonnenstrahlen enthalten sind. Diese Tatsache geben die
Vorzüge der Erfindung wieder.
Claims (6)
1. Vorrichtung zum Positionieren des Lichtaufnahmeendes eines
Lichtleiterkabels bei dem Brennpunkt einer Linse, gekenn
zeichnet durch ein Lichtleiterkabel-Halteglied (24), das eine
Bohrung in Richtung der optischen Achse (1) eines Licht
leiterkabels (23) aufweist, welches Halteglied (24) dafür
vorgesehen ist, das Lichtleiterkabel (23) an seinem Lichtauf
nahmeende (23′) zu halten, welches in der Nachbarschaft des
Brennpunktes der Linse (2) gelegen ist und sich abnehmbar an
ein Linsenbefestigungsglied (21) anfügen läßt, um seine Posi
tion an einer zu der optischen Achse (1) senkrechten Ebene
einzustellen, sowie eine Befestigungseinrichtung zum Befe
stigen des Lichtaufnahmeendes (23′) des Lichtleiterkabels
(23) an dem Halteglied (24), wobei die Befestigungsein
richtung eine Kapselmutter (27) umfaßt, die mit einem Schlitz
(27 a) versehen ist, durch welchen das Lichtleitkabel (23)
in Richtung der optischen Achse (1) eingefügt wird, ferner
ein Außengewinde (24 b), das an dem Halteglied (24) angebracht
ist und mit der Kapselmutter (27) in Eingriff steht, sowie
einen Wulstabschnitt (23 b), der an dem äußeren Umfang des
Lichtleiterkabels (23) bei dessen Lichtaufnahmeende (23′)
ausgebildet ist und zwischen das Halteglied (24) und die
Kapselmutter (27) zwischengelegt und daran befestigt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Abstandhalter (28) zwischen das Halteglied (24) und den
Wulstabschnitt (23 b) zwischengelegt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß,
wenn der Abstandhalter (28) nicht zwischen das Halteglied
(24) und den Wulstabschnitt (23 b) zwischengelegt ist, das
Lichtaufnahmeende (23′) des Lichtleiterkabels (23) so einge
stellt ist, daß es in eine Fokalposition zum Aufnehmen der
roten Farbkomponente der Sonnenstrahlen gesetzt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß,
falls eine Scheibe des Abstandhalters (28) angewandt wird,
das Lichtaufnahmeende (23′) des Lichtleiterkabels (23) so
eingestellt ist, daß es in die Fokalposition zum Aufnehmen
der grünen Farbkomponente der Sonnenstrahlen gesetzt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß,
falls zwei Scheiben des Abstandhalters (28) angewandt werden,
das Lichtaufnahmeende (23′) des Lichtleiterkabels (23) so
eingestellt ist, daß es in die Fokalposition zum Aufnehmen
der blauen Farbkomponente der Sonnenstrahlen gesetzt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Breite des an der Kapselmutter (27)
ausgebildeten Schlitzen (27 a) etwas größer ist als der
Durchmesser des Lichtleiterkabels (23).
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