DE4309388A1

DE4309388A1 - Kupplungsvorrichtung zur Verwendung mit einer Lichtquelle großer Helligkeit

Info

Publication number: DE4309388A1
Application number: DE4309388A
Authority: DE
Inventors: John Martin Davenport; Richard Lowell Hansler
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1993-03-23
Publication date: 1993-09-30
Anticipated expiration: 2013-03-24
Also published as: US5259056A; JPH0618751A; JP2672760B2; DE4309388C2

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine optische Kupp lungsanordnung zur Verwendung zwischen einer Lichtquelle großer Helligkeit und mehreren Lichtleitfasern. Mehr im besonderen bezieht sich diese Erfindung auf eine solche optische Kupplungsanordnung, die wirksam eine Beschädi gung der Lichtleitfasern verhindert, wie sie durch die Lichtquelle großer Helligkeit verursacht werden kann und die eine gleichmäßige Farbvermischung und ein gleichmäßi ges Intensitätsmaß für jede der einzelnen Fasern erzielt.

Hintergrund der Erfindung

Zentrale Beleuchtungssysteme, bei denen eine einzel ne Lichtquelle benutzt wird, abgegebenes Licht an eine Anzahl voneinander entfernter Stellen zu leiten, wozu mehrere Lichtleitfasern benutzt werden, sind für eine Reihe verschiedener Anwendungen vorgeschlagen worden, einschließlich Kraftfahrzeug-, Anzeige- und Heimbeleuch tung. So offenbart die US-PS 4,958,263, die am 18. Sep tember 1990 Davenport et al erteilt und auf die gleiche Anmelderin wie die vorliegende Erfindung übertragen wur de, die Verwendung eines zentralen Beleuchtungssystems für eine Automobilanwendung. Die Lichtquelle für ein sol ches zentrales Beleuchtungssystem muß in der Lage sein, Licht einer großen Helligkeit abzugeben, um genügend Lichtabgabe an den voneinander entfernten Stellen sicher zustellen. Die US-Patentanmeldung Serial Nr. 07/858,906 mit dem Titel "High Brightness Discharge Light Source", eingereicht am 27. März 1992 im Namen von Allen et al und an die vorliegende Anmelderin übertragen, offenbart eine Lichtquelle mit einer Helligkeit von mehr als. 50 000 Lu men/cm². Eine Lichtquelle, die eine solche Helligkeit ab gibt und in Verbindung mit einer Reflektoranordnung be nutzt würde, um das abgegebene Licht an einem optischen Brennpunkt zu fokussieren, an dem die Lichtleitfasern an geordnet sind, kann die Enden der Lichtleitfasern, die an diesem optischen Brennpunkt angeordnet sind, physisch be schädigen. Eine Theorie für eine solche Beschädigung be steht darin, daß das Bild der Anode der Entladungslicht quelle mehr IR-Strahlungskomponente enthält als die tat sächliche Bogenentladung und, daß eine solche IR-Strah lung die Ursache für die Beschädigung der Enden der Lichtleitfasern ist. Es wäre daher vorteilhaft, in einem zentralen Beleuchtungssystem mit einer Lichtquelle großer Helligkeit eine Einrichtung vorzusehen, die die Beschädi gung der Enden der Lichtleitfasern durch IR-Strahlung oder eine andere Quelle von Wärme oder Strahlung verhin dert.

Zentrale Beleuchtungssysteme werden in Anwendungen benutzt, in denen es erforderlich ist, das abgegebene Licht zu einer relativ großen Anzahl verschiedener Stel len zu verteilen, was den Einsatz einer großen Anzahl einzelner Lichtleitfasern erfordert. Gibt es nur einen begrenzten Raum, um die Enden der Lichtleitfasern zur Aufnahme des abgegebenen Lichtes anzuordnen, dann wäre es vorteilhaft, wenn eine möglichst große Anzahl von Fasern geringen Durchmessers untergebracht werden könnte, oder, umgekehrt, wenn Lichtleitfasern größeren Durchmessers be nutzt würden, daß möglichst viele in den Raum gepackt werden könnten, der zur Aufnahme des von der Lichtquelle abgegebenen Lichtes vorgesehen ist. Dieses Konzept wird üblicherweise als der Packungsanteil der optischen Kupp lungs-Anordnung bezeichnet. Eine Anordnung zur Erzielung eines hohen Packungsanteils ist in dem US-PS 5,058,985 offenbart, die am 22. Oktober 1991 Davenport et al er teilt und an die vorliegende Anmelderin übertragen worden ist. In dieser PS ist offenbart, daß eine Kombination zu sammenpreßbarer und nicht zusammenpreßbarer Fasern inner halb einer Hülse angeordnet ist, deren Größe so bemessen ist, daß die zusammenpreßbaren Fasern in eine sich anpas sende Gestalt um die nicht zusammenpreßbaren Fasern herum gepreßt sind, wodurch eine relativ gleichmäßige Quer schnittsoberfläche an dem Eingang des optischen Kupplers erzielt wird. Obwohl sich eine solche Anordnung als wirk sam bei der Erhöhung des Packungsanteiles für eine Gruppe von Lichtleitfasern erwiesen hat, könnte eine solche An ordnung durch Wärme oder IR-Strahlung beschädigt werden.

Es wurde auch festgestellt, daß der Abstand, der zwischen den Fasern existiert, wie durch die um jede ein zelne Lichtleitfaser angeordnete Hülle verursacht, den brauchbaren Raum zum Kuppeln verringert und darüber hin aus eine separate Position für jede der Fasern an der Fläche der optischen Kupplungsvorrichtung begründet. Die separate Anordnung hat den ihr innewohnenden Nachteil, daß es einen bestimmten Brechungsindex für jede Faser gibt, der zur Reflexion von Licht an den Wandungen jeder Faser führt. Berücksichtigt man, daß das Lichtbild, das von jeder der einzelnen Fasern empfangen wird, nur die Farbe und Intensität des von der Lichtquelle abgegebenen Lichtes an seiner spezifischen Position an der Fläche des optischen Kupplers "sieht", ist das Ergebnis ein Spiel raum hinsichtlich der Farb- und Intensitätseigenschaften bei den Ausgängen der Lichtleitfasern. Für die Lichtleit fasern in der Mitte des optischen Kupplers unterscheiden sich die Farbcharakteristika und die Intensität des em pfangenen Lichtes von denen der Lichtleitfaser, die am äußeren Umfang des optischen Kupplers angeordnet ist. Die US-PS 4,662,714, die am 5. Mai 1987 Mori erteilt worden ist, diskutiert das Abstreifen der Hülle bzw. des Mantels von einem Abschnitt der Lichtleitfasern. Diese PS bezieht sich jedoch nicht darauf, daß es erwünscht ist, eine Mi schung des Lichtes zu schaffen, um gleichmäßige Farb- und Intensitätscharakteristika über jede der einzelnen Licht leitfasern zu erhalten. Demgemäß wäre es vorteilhaft für eine optische Kupplungs-Vorrichtung, die mehrere einzelne Lichtleitfasern aufnimmt, eine Einrichtung zum Mischen der Farb- und Intensitätseigenschaften zu schaffen, so daß jede der Fasern ihrer Endbestimmung ein Licht zu führt, das hinsichtlich Farbe und Intensität gleichmäßige Charakteristika aufweist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft eine Kupplungsan ordnung zur Verwendung mit einer Lichtquelle großer Hel ligkeit und mehreren Lichtleitfasern, die gegen Beschädi gung geschützt sind, wie sie durch IR-Strahlung oder Wär me verursacht werden kann, die von der Lichtquelle großer Helligkeit verursacht werden. Die vorliegende Erfindung sorgt auch dafür, daß das durch jede der einzelnen Licht leitfasern, die mit der Lichtquelle gekoppelt sind, über tragene Licht hinsichtlich Farbe und Intensität im we sentlichen gleichmäßig ist.

In Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegen den Erfindung wird eine Lichtkupplungsvorrichtung zum Kuppeln des von einer Lichtquelle großer Helligkeit abge gebenen Lichtes zu mehreren voneinander entfernten Abga beorten unter Verwendung von mehreren Lichtleitfasern ge schaffen, von denen zumindest einige zusammenpreßbar sind. Von jeder der Lichtleitfasern ist eine im wesent lichen äquivalente Länge des Mantels von dem Ende ent fernt worden, das der Lichtquelle am nächsten liegt. Eine erste Hülse umgibt den Abschnitt der mehreren Lichtleit fasern, von dem der Mantel entfernt worden ist und hat eine solche Größe, daß die entmantelten Enden der Licht leitfasern zu einer im wesentlichen gleichmäßigen Quer schnittsoberfläche zusammengepreßt sind, in der die Tren nungen zwischen den einzelnen Lichtleitfasern im wesent lichen beseitigt sind. Ein lichtdurchlässiger Zwischen stab ist zwischen der Lichtquelle und der im wesentlichen gleichmäßigen Querschnittsoberfläche der Lichtleitfasern angeordnet, und er besteht aus einem Material mit einem höheren thermischen Koeffizienten als ihn die Lichtleit fasern haben. Eine Außenhülse umgibt zumindest teilweise die erste Hülse und mindestens einen Abschnitt des Zwi schenstabes. Die Außenhülse kann ein gewalztes offenes Endstück aufweisen, in dem der Zwischenstab eingeschlos sen ist, um eine festgelegte Eingangsposition zur Anord nung am optischen Brennpunkt der Lichtquelle zu begrün den.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in der zei gen:

Fig. 1 einen Aufriß, teilweise im Schnitt, einer An ordnung aus Lichtquelle und Lichtkuppler, die gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert ist,

Fig. 2 und 2A Seitenansichten, teilweise im Schnitt, der Lichtkupplungs-Vorrichtung, die in Überein stimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert ist,

Fig. 3 einen Aufriß einer anderen Ausführungsform der Lichtkupplungs-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Er findung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Wie in Fig. 1 ersichtlich, ist die Kupplungsanord nung 10 der vorliegenden Erfindung besonders geeignet zur Verwendung mit einer Lichtquelle 12 großer Helligkeit, die eine Lampe 14 großer Helligkeit, ein Reflektorglied 16 und ein Spiegelelement 18 einschließt, die derart an geordnet sind, daß ein Bild der Lichtquelle auf der Ein gangsoberfläche des Kupplungsgerätes 10 geschaffen wird. Der relative Begriff "große Helligkeit" bedeutet, daß irgendeine Lichtquelle mit einer Abgabe von etwa 40 000 Lumen/cm² wirksamer Helligkeit die Anforderungen der vor liegenden Erfindung erfüllt, doch ist bevorzugt, daß die Lichtquelle 12 eine effektive bzw. wirksame Helligkeit in der Größenordnung von etwa 50 000 Lumen/cm² abgibt. Die Lichtquelle 12 schließt auch ein Gehäuse 20 ein, in dem die Lampe 14, der Reflektor 16 und Spiegel 18 angeordnet werden können. Das Gehäuse 20 kann die Lampe 14 vor einer möglichen physischen Beschädigung schützen sowie zur Ab schirmung von Personen in unmittelbarer Nähe der Licht quelle 12 vor Wärme und Strahlung, die sich aus der Lichtabgabe der Lampe 14 ergeben, dienen.

Eine Öffnung 22 ist in dem Gehäuse 20 der Lichtquel le ausgebildet, so daß die Kupplungsanordnung 10 der vor liegenden Erfindung in eine Position innerhalb des Gehäu ses 20 derart eingeführt werden kann, daß der Eingang in die Kupplungsanordnung 10 mit dem optischen Brennpunkt der Lichtquelle 12 zusammenfallen kann. Die Kupplungsan ordnung 10 schließt ein äußeres Hülsenteil 24 ein, auf dem eine ringförmige Lippe 26 ausgebildet ist, die sich an einer derartigen Stelle um die äußere Peripherie des äußeren Hülsenteiles 24 herum erstreckt, daß die Anord nung der vorderen Querschnittsoberfläche 28 des Kupp lungsgerätes 10 automatisch am optischen Brennpunkt liegt, ohne daß eine Feineinstellung oder eine andere kostspielige Ausrichtung erforderlich ist. Natürlich kann die Funktion der Lippe 26 auch durch einen Anschlag er füllt werden, der an der gleichen Stelle wie die Lippe 28 auf der äußeren Hülse 24 angeordnet ist, und ein solcher Anschlag braucht nicht ringförmig zu sein.

Ein drittes Hülsenteil 30 ist um das Ende der äuße ren Hülse 24 herum angeordnet, durch die sich mehrere Lichtleitfasern 32 zur Verteilung zu den verschiedenen entfernten Stellen erstrecken, an denen die Lichtabgabe genutzt werden soll. Das dritte Hülsenteil 30 schließt einen abgeschrägten bzw. verjüngten rückwärtigen Teil 34 ein, der die Lichtleitfasern 32 eng umgibt, um während der Installation oder Wartung des Beleuchtungssystems, von dem die Kupplungsanordnung 10 und die Lichtquelle 12 ein Teil sind, eine versehentliche Verformung oder Bean spruchung dieser Fasern zu verhindern. Die Funktion des dritten Hülsenteiles 30 kann durch den Einsatz eines schrumpfbaren Hülsenmaterials erfüllt werden, das beim Erhitzen zu dem sich dicht anpassenden Sitz schrumpft, wie er für das dritte Hülsenteil 30 erforderlich ist.

Die Positionierung der Kupplungsanordnung 10 der vorliegenden Erfindung innerhalb des Gehäuses 20 derart, daß sich die Querschnittsoberfläche 28 am optischen Brennpunkt der Konfiguration aus Lampe 14 und Reflektor 16 befindet, kann zu einem Problem der physischen Inte grität mit Bezug auf die Lichtleitfasern 32 führen, wenn solche Fasern 32 in Verbindung mit der Lampe 14 großer Helligkeit benutzt werden, wie das in der vorliegenden Erfindung der Fall ist. Wird die Lampe 14 an einer spezi fischen Stelle innerhalb des Reflektors 16 angeordnet, dann ist es möglich, daß die Enden der Lichtleitfasern 32 nahe dem Brennpunkt des Reflektors 16 beschädigt werden. Eine Theorie der Ursache einer solchen Beschädigung ist, daß das Bild der (nicht dargestellten) Anode der Lampe 14, das mehr IR-Strahlung als die tatsächliche Bogenent ladung der Lampe 14 enthält, das Kunststoffmaterial, aus dem die Lichtleitfasern 32 bestehen, zum Schmelzen brin gen kann. Da weiter irgendeine Gruppierung der Enden der Lichtleitfasern an der Brennebene, die an der Quer schnittsoberfläche 28 der Kupplungsanordnung 10 angeord net ist, zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Farbe und Intensität des abgegebenen Lichtes über die Quer schnittsoberfläche 28 führen kann, wird durch die vorlie gende Erfindung auch angestrebt, das Licht in der Brenn ebene auszubreiten, so daß das in jede einzelne Licht leitfaser 32 eintretende Licht sowohl hinsichtlich Farbe als auch Intensität im wesentlichen das gleiche ist. Wie in Fig. 2a ersichtlich, wird ein Stab 34 in dem äußeren Hülsenteil 24 in einer Position zwischen der Brennebene und den Eintrittsenden der Lichtleitfasern 32 angeordnet, um ein solches Lichtvermischen zu erzielen und eine Be schädigung der Eintrittsenden der Lichtleitfasern 32 zu verhindern. Der Stab 34 wird aus einem lichtdurchlässigen Material hergestellt, und er hat einen höheren Wärmeleit koeffizienten als die Lichtleitfasern 32. Der Stab 34 kann aus einer kurzen Länge von Quarz oder Glas herge stellt werden, und er kann zylindrisch ausgebildet sein, wobei seine optische Achse in Ausrichtung mit der Mittel achse des von der Konfiguration aus Reflektor 16 und Spiegel 18 reflektierten Lichtes angeordnet ist. Es ist auch möglich, das Quarz- oder Glasmaterial des Stabteiles 34 mit Titandioxid-Ceriat (titania ceriate) zu dotieren, so daß irgendwelche UV-Strahlung, die durch die Lampe 14 erzeugt wird, dadurch absorbiert werden kann. Am Ende des Stabteiles 34, das an der Brennebene der Lichtquelle 12 angeordnet ist, ist in Fig. 2a ersichtlich, daß ein ge walzter Abschnitt des äußeren Hülsenteiles 24 ausgebildet ist, so daß das Stabteil 34 in der spezifischen Position gehalten werden kann, um eine maximale Wirksamkeit bei der Lichtkupplung in die Lichtleitfasern 32 sicherzustel len.

Um die höchste Kupplungswirksamkeit zwischen dem Stabteil 34 und den benachbarten Enden der Lichtleitfa sern 32 sicherzustellen, wird das Ende des Stabteiles 34 poliert, so daß eine gleichförmige Oberfläche, die an den Eintrittsenden der Lichtleitfasern 32 ausgebildet ist, an das Stabteil 34 gepreßt werden kann. Wie die Schnittlinie 2b in Fig. 2a zeigt, bildet die Eintrittsoberfläche der Gruppe von Lichtleitfasern eine im wesentlichen flache Oberfläche, die an die polierte flache Oberfläche des Stabteiles 34 angepaßt worden ist, um die wirksame Kupp lung vom Stabteil 34 in die Vielzahl von Lichtleitfasern zu erzielen. Die Vielzahl von Lichtleitfasern 32, wie sie in Fig. 2b gezeigt ist, kann aus einer Gruppe zusammen gesetzt sein, die eine zentrale Lichtleitfaser ein schließt, die von einer ersten Schicht von Lichtleitfa sern 32 umgeben ist, die umfangsmäßig um die zentrale Lichtleitfaser angeordnet sind. Es ist natürlich erkenn bar, daß andere Anordnungen von Lichtleitfasern und ande re Formen von Lichtleitfasern zusätzlich zu der veran schaulichten runden Gestalt geschaffen werden können, während die gleichmäßige Oberfläche, die dem Stabteil 34 dargeboten wird, erhalten bleibt und, daß solche anderen Anordnungen auch in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen. Um die gleichmäßige Oberfläche an den Eintritts enden der Lichtleitfasern 32 zu erzielen, ist es möglich, zuerst die Fasern miteinander zu gruppieren und dann eine Schneidoperation an einer solchen Gruppe von Fasern aus zuführen, die in einer sauberen glatten Oberfläche an den Eintrittsenden der Lichtleitfasern 32 resultiert, die dann in Kontakt mit der polierten Oberfläche des Stabtei les 34 gepreßt wird.

Die Gruppe von Lichtleitfasern 32, die in Fig. 2b veranschaulicht ist, schließt schattierte Abschnitte 38 zwischen den Fasern ein. Diese schattierten Abschnitte 38 zeigen eine amorphe grenzenlose Beziehung zwischen den einzelnen Lichtleitfasern 32 an, die die Gruppe bilden. Um diese amorphe Beziehung zu erhalten, wird ein Teil der Hülle bzw. des Mantels, der um jede der Lichtleitfasern herum angeordnet ist, für eine vorbestimmte, im wesentli chen äquivalente Länge über jeder der Fasern entfernt. Wie in Fig. 2a ersichtlich, gestattet diese Länge, die mit "l" bezeichnet ist, daß die einzelnen entmantelten Lichtleitfaserabschnitte über diese Länge "l" enger zusammengepreßt werden können. Die Länge "l" wird derart ausgewählt, daß ein genügender Raum geschaffen wird, in dem das erforderliche Lichtvermischen erzielt wird. Ob wohl diese Länge "l" aus einem Bereich von Werten ausge wählt werden kann, ist vorgesehen, daß eine solche Länge in Beziehung stehen soll zur Querschnittsfläche der Ein trittsenden der Lichtleitfasern und, daß sie etwa das Drei- bis Achtfache dieser Fläche betragen sollte.

Die Abschnitte der Lichtleitfasern 32, auf denen die Hülle 40 an Ort und Stelle verbleibt, führen dazu, daß die Gruppe von Lichtleitfasern eine größere Querschnitts fläche einnimmt, als sie für den Abschnitt erforderlich ist, von dem die Hülle 40 entfernt worden ist. Wegen der Unterschiede in der Querschnittsfläche ist ersichtlich, daß das äußere Hülsenteil 24 innen an dem Ende verjüngt ist, von dem die Lichtleitfasern 32 austreten.

Die Enden der Lichtleitfasern 32, die die entman telten Abschnitte sowie eine spezifische Länge des mit Mantel versehenen Abschnittes einschließen, sind in eine Innenhülse 42 eingepaßt, die größenmäßig so bemessen wer den kann, daß die entmantelten Abschnitte der Lichtleit fasern durch eine solche Innenhülse 42 dicht zusammen gepreßt werden können. Das dichte Pressen der entmantel ten Abschnitte der Lichtleitfasern 32 kann unter Verwen dung eines wärmeschrumpfbaren Teflonrohres für die Innen hülse 42 erfolgen. Diese Teflonhülse hat einen geringen Brechungsindex und dient dadurch als ein Mantel um das Bündel von Lichtleitfasern 32, so daß eine totale Zwischenraumreflexion stattfindet. Diese Funktion kann auch durch Einsatz einer Teflonhülse erzielt werden, deren Größe so ausgewählt ist, daß ihre Öffnungsfläche etwas geringer ist als die Summe der Querschnittsflächen der einzelnen Lichtleitfasern 32. Die Lichtleitfasern 32 können derart gereckt werden, daß die Hülse 42 über die gereckten Lichtleitfasern 32 geschoben werden kann. Be findet sich die Innenhülse 42 an Ort und Stelle, dann beendet man das Recken, und man läßt die Lichtleitfasern 32 in ihrer Länge schrumpfen und sich in der Fläche aus dehnen, so daß die etwas geringere Querschnittsfläche der Innenhülse 42 vollständig eingenommen wird. Die Enden der Lichtleitfasern 32, die vom Ende der Innenhülse 42 her vorstehen, werden dann zur Bildung der glatten gleichmä ßigen Oberfläche abgeschnitten, die in engen Kontakt mit dem Stabteil 34 gepreßt wird, um ein optisches Benetzen der Faseroberflächen und so die wirksame optische Kupp lung dazwischen zu erzielen. Durch dieses enge Pressen der entmantelten Abschnitte der Lichtleitfasern 32 werden die Oberflächen der einzelnen Lichtleitfasern 32 optisch benetzt, wodurch sie im wesentlichen verschwinden. In anderen Worten, tritt die Reflexion des Lichtes, die sich üblicherweise aus einer Änderung des Brechungsindex im Zusammenhang mit den Wandungen der Lichtleitfasern ergibt, nicht auf. Als Ergebnis kann das Licht von allen Teilen der durch die Lampe 14 erzeugten Ladung innerhalb des Stabes 34 und innerhalb der Lichtleitfasern 32 zusam mengemischt werden, die im wesentlichen wie eine einzige Lichtleitfaser großen Durchmessers wirken. Wegen des Zu sammenquetschens durch die Innenhülse 42 geringerer Flä che fließen die entmantelten Abschnitte der einzelnen Lichtleitfasern 32 im wesentlichen zusammen, so daß es sehr wenig Totraum zwischen den Lichtleitfasern gibt, was den Packungsanteil der Kupplungsanordnung 10 der vorlie genden Erfindung verbessert und gestattet, daß die maxi male Lichtmenge in die Lichtleitfasern 32 eintritt und eine große Anzahl von Lichtleitfasern 32 benutzt wird, die zu entfernten Stellen geführt werden können.

Nach dem Zusammenpressen durch die Innenhülse 42 und dem Verbinden mit dem Stab 34 bilden die von der Innen hülse 42 bedeckten Abschnitte der Lichtleitfasern 32 und der Stab 34 eine Konfiguration aus Stab und Fasern, die in die Außenhülse 24 eingeführt wird. Die Außenhülse 24 kann aus Aluminium hergestellt werden und, wie in Fig. 2a ersichtlich, sie kann einen inneren verjüngten Abschnitt aufweisen, so daß beim Einpassen der Konfiguration aus Stab und Fasern in die Außenhülse 24 ein Gleitsitz er zielt wird, der die entmantelten Abschnitte der Licht leitfasern weiter zusammenpreßt und dazu dient, den fe sten Sitz aufrecht zu erhalten, der sich aus dem Gebrauch der Innenhülse 42 ergibt.

Die dritte Hülse 30 ist um das Ende der Außenhülse 24 und einen Abschnitt der Lichtleitfasern 32 herum ange ordnet, wie er aus dem Ende der Außenhülse 24 austritt. Fig. 3 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht der Kupplungsanordnung 10 der vorliegenden Erfindung, bei der die dritte Hülse 30 hinsichtlich der Gestalt als an die Gestalt der Gruppe aus Lichtleitfasern 32, wie sie aus der Außenhülse 24 austreten, angepaßt dargestellt ist, wobei sich eine solche Übereinstimmung hinsichtlich der Gestalt als Ergebnis der Benutzung eines wärmeschrumpf baren Materials für die dritte Hülse 30 ergibt.

Obwohl die obige Beschreibung der Erfindung deren bevorzugte Ausführungsform darstellt, können Modifika tionen daran vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Er findung zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen er gibt. Obwohl die Außenhülse 24 zum Beispiel als nur den Abschnitt der Lichtleitfasern 32 umgebend dargestellt ist, von dem der Mantel entfernt worden ist, ist es mög lich, eine ausgeprägtere innere Verjüngung zu schaffen, die ebenfalls die Einführung einer Länge des ummantelten Abschnittes der Lichtleitfasern 32 gestattet.

Claims

1. Eine Lichtkupplungs-Anordnung zum Kuppeln des von einer Lichtquelle großer Helligkeit abgegebenen Lichtes zu mehreren räumlich getrennten Abgabestellen, wobei die Lichtkupplungs-Anordnung umfaßt:
mehrere Lichtleitfasern, von denen mindestens einige zu sammenpreßbar sind und wobei mindestens einige der ge nannten Lichtleitfasern eine darüber angeordnete Abdeckung aufweisen, wobei von jeder der mehreren Lichtleitfa sern mit der Abdeckung von einem Ende eine im wesentli chen gleiche Länge der Abdeckung entfernt ist,
eine erste Hülse, die mindestens einen Abschnitt der Län gen der mehreren Lichtleitfasern, von denen die Abdeckung entfernt ist, umgibt,
worin die genannte erste Hülse ein Vorderende aufweist, an dem die mehreren Lichtleitfasern in einer im wesentli chen flachen Querschnittsoberfläche enden,
einen lichtdurchlässigen Stab, der zwischen der Licht quelle und der genannten Querschnittsoberfläche der meh reren Lichtleitfasern angeordnet ist und ein Eintrittsen de, das das von der Lichtquelle abgegebene Licht aufnimmt und ein Ausgangsende aufweist, das optisch mit den mehre ren Lichtleitfasern gekuppelt ist, wobei der genannte Stab einen höheren Wärmekoeffizienten als die genannten mehreren Lichtleitfasern hat und
eine Außenhülse, die die genannte erste Hülse und mindestens einen Abschnitt des genannten Stabes zumindest teilweise umgibt.

2. Die Lichtkupplungs-Anordnung nach Anspruch 1, worin die genannte Lichtquelle ein Gehäuse, eine Lampe und eine Reflektoreinrichtung einschließt, die innerhalb des Ge häuses angeordnet sind, wobei die Reflektoreinrichtung das von der Lampe abgegebene Licht zu einem optischen Brennpunkt fokussiert, auf der Außenhülse ein Anschlag auf der Außenseite ausgebildet ist, der bei Anschlag an das Gehäuse das Eintrittsende des Stabes am optischen Brennpunkt der Reflektoreinrichtung positioniert.

3. Die Lichtkupplungs-Anordnung nach Anspruch 1, weiter umfassend eine dritte Hülse, die um einen Abschnitt der äußeren Hülse und die mehreren Lichtleitfasern angeordnet ist, wo die Lichtleitfasern aus der Außenhülse austreten, wobei die dritte Hülse eine wärmeschrumpfbare Hülse ist, die, wenn wärmegeschrumpft, einen engen Sitz um die meh reren Lichtleitfasern herum bildet.

4. Die Lichtkupplungs-Anordnung nach Anspruch 1, worin die erste Hülse eine solche Größe hat, daß die genannten Abschnitte der Lichtleitfasern, von denen die Abdeckung entfernt worden ist, dicht aneinandergepreßt werden, was zu einer im wesentlichen grenzenlosen Beziehung zwischen den genannten Abschnitten der Lichtleitfasern innerhalb der ersten Hülse führt.

5. Die Lichtkupplungs-Anordnung nach Anspruch 4, worin die erste Hülse aus einem transparenten Material konstru iert ist, dessen Brechungsindex beträchtlich geringer ist als der Brechungsindex der mehreren Lichtleitfasern.

6. Die Lichtkupplungs-Anordnung nach Anspruch 1, worin die Außenhülse aus einem kein Licht durchlassenden Mate rial hergestellt ist und auf deren einem Abschnitt ein verjüngter Bereich ausgebildet ist, in dem Abschnitte der mehreren Lichtleitfasern angeordnet sind, auf denen die Abdeckung verblieben ist.

7. Die Lichtkupplungs-Anordnung nach Anspruch 1, worin die Außenhülse ein gewalztes Ende benachbart der Ein trittsoberfläche des Stabes aufweist, wobei das gewalzte Ende wirksam die Wegbewegung des Stabes vom optischen Brennpunkt verhindert.

8. Die Lichtkupplungs-Anordnung nach Anspruch 2, worin der Stab aus Quarz konstruiert ist und eine zylindrische Gestalt hat, so daß seine optische Achse mit der opti schen Achse des von der Reflektoreinrichtung abgegebenen Lichtes zusammenfällt.

9. Die Lichtkupplungs-Anordnung nach Anspruch 7, worin die Außenhülse mit einem inneren verjüngten Abschnitt an dem dem gewalzten Ende gegenüberliegenden Ende ausgebil det ist, wobei das genannte Ende, auf dem der innere ver jüngte Abschnitt ausgebildet ist, derart wirksam ist, daß der Stab und die Innenhülse einen Gleitsitz innerhalb der Außenhülse bilden.

10. Eine Lichtkupplungs-Vorrichtung zur Verwendung mit einem zentralen Beleuchtungssystem, das Licht an voraus gewählte beabstandete Orte zu liefern vermag, wobei die Lichtkupplungs-Vorrichtung umfaßt:
mehrere zusammenpreßbare Lichtleitfasern, die jeweils ein Eintrittsende und ein Austrittsende aufweisen, wobei die mehreren Lichtleitfasern weiter eine Abdeckung tragen und die Abdeckung für eine vorbestimmte Länge an den Ein trittsenden der Lichtleitfasern abgestreift ist,
eine erste Hülse mit einer Vorderöffnung, an der die Ein trittsenden der Lichtleitfasern angeordnet sind,
wobei die Vorderöffnung eine geringere Querschnittsfläche als die Eintrittsenden der Lichtleitfasern gemeinsam haben,
wobei die engere Vorderöffnung der ersten Hülse dahin gehend wirksam ist, daß die Eintrittsenden der Lichtleit fasern zusammengepreßt werden und Trennungen zwischen einzelnen der Eintrittsenden der Lichtleitfasern im wesentlichen dadurch beseitigt sind,
wobei die erste Hülse eine zweite Öffnung einer größeren Querschnittsfläche als die Vorderöffnung hat, die zweite Öffnung eine derartige Größe aufweist, daß Abschnitte der Lichtleitfasern, auf denen die Abdeckung angeordnet ist, in einer eng passenden Weise durch die zweite Öffnung hindurchgeführt werden können und
eine Außenhülse aus einem kein Licht durchlassenden Mate rial, die mindestens einen Abschnitt der ersten Hülse um gibt, wobei die genannte Außenhülse innen verjüngt ist, um die erste Hülse dabei zu unterstützen, die Eintritts enden der Lichtleitfasern zusammengepreßt ohne Untertei lung zueinander zu halten.

11. Die Lichtkupplungs-Vorrichtung nach Anspruch 10, worin die Außenhülse aus einem starren Material konstru iert ist und die zweite Außenhülse aus einem flexiblen, schrumpfbaren Material um das offene Ende angeordnet ist, durch das die Austrittsenden der Lichtleitfasern hin durchtreten, um zu den vorausgewählten beabstandeten Stellen verteilt zu werden, wobei die zweite Außenhülse eine Verformung der Lichtleitfasern beim Austreten aus der Außenhülse verhindert.

12. Die Lichtkupplungs-Vorrichtung nach Anspruch 10, worin das zentrale Beleuchtungssystem eine Lichtquelle einschließt, die innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist und wobei die Außenhülse in eine in dem Gehäuse ausgebil dete Öffnung in einer Weise paßt, daß das Eintrittsende der Außenhülse am optischen Brennpunkt der Lichtquelle angeordnet ist.

13. Die Lichtkupplungs-Vorrichtung nach Anspruch 10, worin die erste Hülse aus einem transparenten Material konstruiert ist, dessen Brechungsindex beträchtlich ge ringer ist als der Brechungsindex der mehreren Lichtleit fasern.

14. Die Lichtkupplungs-Vorrichtung nach Anspruch 10, worin die vorbestimmte Länge der von den Eintrittsenden der mehreren Lichtleitfasern abgestreiften Abdeckung zwi schen drei bis acht Mal länger ist als die längste linea re Abmessung, die mit der Summe der Querschnittsflächen der Eintrittsenden der Lichtleitfasern verbunden ist.