DE4309389A1 - Optische Kupplungseinheit zur Verwendung mit einer Lichtquelle großer Helligkeit - Google Patents
Optische Kupplungseinheit zur Verwendung mit einer Lichtquelle großer HelligkeitInfo
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Description
Es wird Bezug genommen auf die folgenden anhängigen
US-Patentanmeldungen, die sich mit verwandten Gegenstän
den befassen und der Anmelderin der vorliegenden Erfin
dung übertragen worden sind:
- 1. "Coupler Apparatus For Use with A High Brightness Light Source", übertragen durch John M. Davenport et al, U.S. Serial No. 07/8 59 186 und eingereicht am 27. März 1992 (LD 10,426).
- 2. "High Brightness Discharge Light Source", übertragen durch Gary Allen et al, U.S. Serial No. 07/8 58 906 und eingereicht am 27. März 1992 (LD 10,333).
- 3. "Reverse Flared Optical Coupling Member For Use With A High Brightness Light Source", übertragen durch John M. Davenport et al, U.S. Serial No. 07/8 59 176 und eingereicht am 27. März 1992 (LD 10,431).
- 4. "Polygonal-Shaped Optical Coupling Member For Use With A High Brightness Light Source", übertragen durch John M. Davenport et al, U.S. Serial No. 07/8 59 179 und einge reicht am 27. März 1992 (LD 10,438).
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf
das optische Kuppeln einer Lichtquelle großer Helligkeit
mit einer Vielzahl optischer Lichtleiter und mehr im
besonderen auf eine optische Kupplungseinheit, die eine
erhöhte Anzahl interner Reflexionen und dadurch ein
verbessertes Vermischen der Lichtfarbe ergibt.
Zentrale Beleuchtungssysteme, bei denen eine einzel
ne Lichtquelle dazu benutzt wird, einer Anzahl beabstan
deter Orte unter Verwendung einer Vielzahl optischer
Lichtleiter, wie optischer Röhren, Stäbe oder Fasern
Licht zuzuführen, sind für eine Anzahl verschiedener
Anwendungen vorgeschlagen worden, einschließlich Kraft
fahrzeug-, Anzeigen- und Heimbeleuchtungen. So offenbart
die US-PS 4,958,263 der vorliegenden Anmelderin die Ver
wendung eines zentralen Beleuchtungssystems für eine
Kraftfahrzeuganwendung.
Die Lichtquelle für ein solches zentrales Beleuch
tungssystem muß in der Lage sein, Licht großer Helligkeit
abzugeben, um eine genügende Lichtabgabe an den beab
standeten Orten sicherzustellen. Eine geeignete Licht
quelle großer Helligkeit, die mehr als 50 000 Lumen/cm2
mißt, ist in der oben unter 2. genannten Patentanmeldung
offenbart. Führt eine solche Lichtquelle in Verbindung
mit einem geeigneten Reflektor, wie einem mit einer
elliptischen Gestalt und einem Spiegelelement benutzt, um
die Lichtabgabe auf die Enden von optischen Fasern zu
fokussieren, die in einer optischen Brennebene des Re
flektors angeordnet sind, dann kann der Reflektor eine
nicht kohärente Lichtabgabe großer Helligkeit erzeugen,
die die Enden der optischen Fasern physisch beschädigen
kann. Um die mögliche Beschädigung der Enden der opti
schen Fasern zu vermeiden, wird eine Lichtführung in Form
eines einstückigen optischen zylindrischen Kupplungs
stabes, der vorzugsweise eine Länge von etwa 37,5 mm (1
1/2 Zoll) und einen Durchmesser von etwa 18 mm (3/4 Zoll)
aufweist, zwischen dem optischen Brennpunkt und den Enden
der optischen Fasern angeordnet. Die Lichtabgabe wandert
über mehrfache innere Reflexionen vom optischen Brenn
punkt zu den optischen Fasern.
Das nicht kohärente Bild des abgegebenen Lichtes
großer Helligkeit, das durch die Lichtquelle erzeugt und
durch den elliptischen Reflektor fokussiert wird, ist im
Zentrum der Lichtabgabe am hellsten und hat dort eine
blauere Farbe und es ist dunkler und mehr rot hinsicht
lich der Farbe um die äußere Kante der Lichtabgabe herum.
Tritt die Lichtabgabe in den optischen zylindrischen
Kupplungsstab ein, dann führen die mehrfachen inneren
Reflexionen zu einem gewissen Vermischen des Lichtes und
dadurch zu einer Verringerung der Farbunterschiede von
der äußeren Kante zum Zentrum der Lichtabgabe, die in die
optischen Fasern eintritt.
Um ein angemessenes Lichtvermischen zu erzielen, ist
ein gewisses Minimalverhältnis von Länge zu Durchmesser
für den Kupplungsstab erforderlich. Die Erfinder haben
festgestellt, daß eine Länge von etwa 37 mm (11/2 Zoll)
für einen Kupplungsstab mit einem Durchmesser von etwa 18
mm (3/4 Zoll) oder ein Verhältnis von 2 nicht angemessen
ist, um ein genügendes Lichtvermischen zu erzeugen, um
die Farbunterschiede beträchtlich zu verringern. Ein zy
lindrischer Kupplungsstab genügender Länge zur Schaffung
eines angemessenen Lichtvermischens würde für das zen
trale Beleuchtungssystem bei der Anwendung zur Beleuch
tung von Kraftfahrzeugen zu lang sein. Es bleibt daher
eine Verbesserung der Ausführung von optischen Kupp
lungsstäben erforderlich, um das Lichtvermischen zu ver
stärken, ohne die Länge des Stabes beträchtlich zu ver
größern.
Die vorliegende Erfindung schafft eine optische
Kupplungseinheit, um die vorerwähnten Anforderungen zu
erfüllen. Die optische Kupplungseinheit der vorliegenden
Erfindung verwendet ein segmentiertes Kupplungsglied, das
mehrere innere reflektierende Oberflächen aufweist, die
eine erhöhte Anzahl innerer Reflexionen pro Einheit
axialer Länge gegenüber der schaffen, die ein einstücki
ges zylindrisches Kupplungsglied nach dem Stande der
Technik ermöglicht, ohne daß die axiale Länge des Kupp
lungsgliedes vergrößert wird.
Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung auf
eine optische Kupplungseinheit zur Verwendung beim Kup
peln nicht kohärenten Lichtes von einer Quelle gerichtet,
die an einer Brennebene in eine Vielzahl optischer Licht
leiter fokussiert wird. Die Kupplungseinheit umfaßt:
- a) ein Licht übertragendes stabförmiges Kupplungsglied mit einer zentralen Längsachse, das zwischen dem Brenn punkt der Lichtquelle und Vorderenden der Vielzahl opti scher Lichtleiter angeordnet ist, wobei das Kupplungs glied aus einer Vielzahl von Längsabschnitten gebildet wird, die jeweils eine Vielzahl von Längsoberflächen aufweisen, die intern Licht zu reflektieren vermögen, das innerhalb des gegebenen Abschnittes wandert und die miteinander unter Bildung des Kupplungsgliedes zusammen gefügt werden können und
- b) eine Einrichtung, um die Längsabschnitte in der zusammengefügten Beziehung zusammenzuhalten, so daß einige der Längsoberflächen der Längsabschnitte eine äußere Umfangsoberfläche des Kupplungsteiles bilden, während andere der Längsoberflächen der Längsabschnitte eine Vielzahl interner Oberflächen innerhalb des Kupp lungsgliedes bilden, die sich von der äußeren Umfangs oberfläche zur zentralen Längsachse erstrecken.
Mehr im besonderen weisen die Längsabschnitte des
Kupplungsgliedes Paare gegenüberliegender Endoberflächen
auf, die zusammen flache gegenüberliegende Endflächen des
Kupplungsgliedes bilden, die sich allgemein senkrecht zur
zentralen Längsachse erstrecken. Auch sind die Längsab
schnitte einander im wesentlichen identisch. Eine Aus
führungsform des Kupplungsgliedes besteht aus vier iden
tischen Längsabschnitten, die jeweils etwa 1/4 des Kupp
lungsgliedes bilden. Eine andere Ausführungsform des
Kupplungsgliedes besteht aus fünf identischen Längsab
schnitten, die jeweils etwa 1/5 des Kupplungsgliedes
bilden.
Die Einrichtung zum Zusammenhalten ist ein hohles
hülsenförmiges Glied, das die Längsabschnitte in der
zusammengefügten Beziehung aufnehmen und halten kann und
daß die Vorderenden der Lichtleiter in Kontakt mit den
Endoberflächen der Längsabschnitte, die eine der Endflä
chen des Kupplungsgliedes bilden, aufnehmen und festhal
ten kann. Auch erstrecken sich die Längsabschnitte in der
zusammengefügten Beziehung allgemein parallel zueinander
und zur zentralen Längsachse des Kupplungsgliedes.
Die Längsoberflächen der Längsabschnitte, die die
äußere Umfangsoberfläche des Kupplungsgliedes bilden,
haben gekrümmte Gestalten und sind an den äußeren Peri
pherien der Längsabschnitte angeordnet, um die äußere
Umfangsoberfläche des Kupplungsgliedes in einer zylin
drischen Gestalt zu bilden. Die Längsoberflächen der
Längsabschnitte, die eine Vielzahl benachbarter Paare
innerer Oberflächen innerhalb des Kupplungsgliedes bil
den, haben planare Gestalten und sind an den gegenüber
liegenden Seiten der Längsabschnitte angeordnet, so daß
sie sich von der äußeren zylindrischen Umfangsoberfläche
zur zentralen Längsachse des Kupplungsgliedes erstrecken.
In einer modifizierten Ausführungsform hat das seg
mentierte Kupplungsglied vordere und rückwärtige Teile,
wobei die Längsabschnitte des vorderen Teiles in der
zusammengefügten Beziehung zueinander angeordnet sind,
während sie am rückwärtigen Teil aus der zusammengefügten
Beziehung in eine Beziehung auseinandertreten, in der die
Längsabschnitte umfangsmäßig voneinander beabstandet und
radial von der zentralen Längsachse angeordnet sind. Die
Längsabschnitte am rückwärtigen Teil des Kupplungsgliedes
ändern graduell ihre Querschnittsgestalt.
Diese und andere Merkmale und Vorteile und Leistun
gen der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fach
mann aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter
Bezugnahme auf die Zeichnung, in denen eine beispielhafte
Ausführungsform der Erfindung gezeigt und beschrieben
ist.
In der folgenden detaillierten Beschreibung, in der
gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile in
den verschiedenen Ansichten bezeichnen, wird auf die bei
gefügte Zeichnung Bezug genommen, in der zeigen:
Fig. 1 eine Längsansicht, teilweise im Schnitt, ei
ner bevorzugten Ausführungsform einer optischen Kupp
lungseinheit nach der vorliegenden Erfindung, die eine
fokussierte Lichtquelle großer Helligkeit mit mehreren
optischen Lichtleitern optisch kuppelt,
Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines
segmentierten stabförmigen Kupplungsteiles der optischen
Kupplungseinheit längs der Linie 2-2 der Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht der
Vielzahl von optischen Lichtleitern längs der Linie 3-3
der Fig. 1,
Fig. 4 eine vergrößerte Längsansicht des segmen
tierten Kupplungsteiles der optischen Kupplungseinheit
der Fig. 1,
Fig. 5 eine Querschnittsansicht des segmentierten
Kupplungsteiles längs der Linie 5-5 der Fig. 4,
Fig. 6 eine Querschnittsansicht eines anderen seg
mentierten Kupplungsteiles, das hinsichtlich der Konfi
guration gegenüber dem segmentierten Kupplungsteil der
Fig. 5 modifiziert ist,
Fig. 7 eine Längsansicht, teilweise im Schnitt,
einer anderen Ausführungsform einer optischen Kupplungs
einheit nach der vorliegenden Erfindung, die optisch mit
einer Vielzahl optischer Lichtleiter mit ovalem Quer
schnitt berührt bzw. versehen ist,
Fig. 8 eine Querschnittsansicht eines vorderen Tei
les des segmentierten Kupplungsteiles der optischen Kupp
lungseinheit längs der Linie 8-8 der Fig. 7,
Fig. 9 eine Querschnittsansicht der Vielzahl opti
scher Lichtleiter längs der Linie 9-9 der Fig. 7,
Fig. 10 eine Querschnittsansicht eines rückwärtigen
Abschnittes des segmentierten Kupplungsteiles der opti
schen Kupplungseinheit längs der Linie 10-10 der Fig. 7
und
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht des segmen
tierten Kupplungsteiles der optischen Kupplungseinheit
der Fig. 7.
In der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche
Bezugsziffern gleiche oder entsprechende Teile in den
verschiedenen Ansichten. In der folgenden Beschreibung
sollte klar sein, daß solche Begriffe wie "vorderen"
"rückwärtigen", "links", "rechts", "nach oben", "nach
unten" und ähnliche geeignete Worte sind, die nicht als
beschränkende Begriffe verstanden werden sollen.
In der Zeichnung und insbesondere in den Fig. 1
bis 3 ist ein optisches Beleuchtungssystem, das allgemein
mit 10 bezeichnet ist, dargestellt, das eine optische
Kupplungseinheit 12 gemäß der vorliegenden Erfindung
einschließt, die zwischen einer Lichtquelle 14 und den
Vorderenden 16A einer Vielzahl von optischen Lichtleitern
16 des Beleuchtungssystems 10 liegt bzw. diese kuppelt.
Vorzugsweise, obwohl nicht notwendigerweise, schließt die
Lichtquelle 14 eine Lampe 18, die eine nicht kohärente
Lichtabgabe L großer Helligkeit zu erzeugen in der Lage
ist, ein Reflektorelement 20, wie eines mit einer ellip
tischen Gestalt und ein Spiegelelement 22 ein, wie ein
solches mit einer planaren Gestalt, die zusammen betrie
ben werden können und angeordnet sind, um ein Bild der
nicht kohärenten Lichtabgabe L großer Helligkeit zu
erzeugen und an einer optischen Brennebene P, die sich am
Eingangsende 12A der optischen Kupplungseinheit 12 be
findet, zu fokussieren. Der Begriff "große Helligkeit"
bezieht sich auf irgendeine Lichtquelle mit einer Abgabe
von etwa 50 000 Lumen/cm2 effektiver Helligkeit, doch ist
die vorliegende Erfindung nicht auf eine Lichtquelle großer
Helligkeit beschränkt, sondern sie ist gleichermaßen
anwendbar auf eine Lichtquelle irgendeiner Helligkeit.
Eine geeignete Lichtquelle 14, die in dem Beleuchtungs
system 10 benutzt werden kann, ist in der eingangs unter
2. genannten Patentanmeldung offenbart, auf deren Inhalt
hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 schließt
die optische Kupplungseinheit 12 der vorliegenden Erfin
dung grundsätzlich ein langgestrecktes segmentiertes
stabförmiges Kupplungsglied 24, das aus einem geeigneten
lichtdurchlässigen Material, wie Quarz oder einem geeig
neten Kunststoff konstruiert und aus einer Vielzahl von
Längssegmenten oder -sektionen 26 gebildet ist und eine
Halteeinrichtung 28 ein, um die Längsabschnitte 26 unter
Bildung des segmentierten stabförmigen Kupplungsgliedes
24 zusammenzuhalten. Vorzugsweise ist das segmentierte
Kupplungsglied 24 zwischen der Brennebene P der Licht
quelle 14 und den Vorderenden 16A der optischen Licht
leiter 16 angeordnet. Das segmentierte Kupplungsglied 24
hat eine zentrale Längsachse A und ein Paar gegenüber
liegender Endflächen 24A, 24B. Die eine Endfläche 24A des
Kupplungsgliedes 24 ist vorzugsweise an der Brennebene P
der Lichtquelle 14 angeordnet, um das Bild der nicht
kohärenten fokussierten Lichtabgabe L großer Helligkeit
zu empfangen, und die gegenüberliegende Endfläche 24B des
Kupplungsgliedes 24 ist in berührendem Kontakt mit den
Vorderenden 16A der optischen Lichtleiter 16 angeordnet,
um die Lichtabgabe L in die Lichtleiter 16 zu leiten.
Wie in den Fig. 2 und 4 bis 6 dargestellt, hat
das segmentierte stabförmige Kupplungsglied 24 eine zy
lindrische Konfiguration. Andere Konfigurationen, wie
verschiedene polygonale Gestalten, sind möglich. Jeder
Längsabschnitt 26 des segmentierten stabförmigen Gliedes
24 hat eine Vielzahl jeweiliger Längsoberflächen 26A und
26B und ein Paar gegenüberliegender Endoberflächen 26C
und 26D (siehe Fig. 4). Die Längsabschnitte 26 sind sym
metrisch um die Achse A herum angeordnet. Eine bevorzugte
Ausführungsform des segmentierten Kupplungsgliedes 24,
das in den Fig. 2, 4 und 5 dargestellt ist, besteht
aus vier identischen Längsabschnitten 26, die jeweils
etwa 1/4 der zylindrischen Konfiguration des Kupplungs
gliedes 24 aufweisen. Eine andere bevorzugte Ausfüh
rungsform des segmentierten Kupplungsgliedes 24, das in
Fig. 6 dargestellt ist, besteht aus sechs identischen
Längsabschnitten 26, die jeweils etwa 1/6 der zylindri
schen Konfiguration des Kupplungsgliedes 24 aufweisen.
Noch eine andere bevorzugte Ausführungsform des segmen
tierten Kupplungsgliedes 24, die nicht dargestellt ist,
besteht aus fünf identischen Längsabschnitten 26, die
jeweils etwa 1/5 der zylindrischen Konfiguration des
Kupplungsgliedes 24 aufweisen. Wie in den Fig. 5 und 6
ersichtlich, können die Längsabschnitte 26 miteinander in
einer verschachtelten bzw. zusammengefügten Beziehung
unter Bildung des Kupplungsgliedes 24 zusammengefügt
werden.
In den Fig. 1 bis 3 ist in einer beispielhaften
Ausführungsform die Halteeinrichtung 28 der Kupplungs
einheit 12 ein hohles hülsenförmiges Teil, das die
Längsabschnitte 26 in der zusammengefügten Beziehung auf
nehmen und zusammenhalten und die Vorderenden 16A der
Lichtleiter 16 in Kontakt mit den Endoberflächen 26D, die
die gegenüberliegende Endfläche 24B des Kupplungsgliedes
24 bilden, aufnehmen und halten kann. Ein geeignetes
Halteglied 28, das in der optischen Kupplungseinheit 12
benutzt werden kann, ist eines, das in der oben unter 1.
genannten Patentanmeldung offenbart ist, auf die hiermit
ausdrücklich Bezug genommen wird. Alternativ können die
zusammengebauten Längsabschnitte 26 aneinandergeklebt und
in der zusammengefügten Beziehung durch das Aufbringen
eines geeigneten Klebstoffes zwischen den benachbarten
Außenseiten davon zusammengehalten werden.
In einer solchen zusammengefügten Beziehung erstrecken
sich die Längsabschnitte 26 im allgemeinen parallel
zur zentralen Längsachse A und zueinander. Weiter bilden
die gekrümmten Längsoberflächen 26A an der äußeren Peri
pherie der Längsabschnitte 26 zusammen eine äußere zylin
drische Umfangsoberfläche des Kupplungsgliedes 24. Die
planaren Längsoberflächen 26B an den gegenüberliegenden
Seiten der Längsabschnitte 26 bilden zusammen eine Viel
zahl benachbarter Paare innerer Oberflächen innerhalb des
Kupplungsgliedes 24, die sich von der äußeren zylindri
schen Umfangsoberfläche zur zentralen Längsachse A des
Kupplungsgliedes 24 erstrecken. Die gegenüberliegenden
Endoberflächen 26C und 26D der zusammengebauten Längsab
schnitte 26 bilden zusammen flache kreisförmige gegen
überliegende Endoberflächen auf dem Kupplungsglied 24,
die sich allgemein senkrecht zur zentralen Längsachse A
des genannten Gliedes erstrecken. Die äußeren und seit
lichen Längsoberflächen 26A, 26B, die jeden Quadranten
des Kupplungsgliedes 24, die durch die jeweiligen Längs
abschnitte 26 gebildet werden, binden, wirken als licht
reflektierende Oberflächen derart, daß das Bild der nicht
kohärenten fokussierten Lichtabgabe L großer Helligkeit,
das vom Kupplungsglied 24 empfangen wird, in vier Teile
zerteilt wird, die durch die vier Quadranten des Kupp
lungsgliedes 24 durch innere Reflexionen unabhängig
voneinander übertragen werden. Es ist leicht ersichtlich,
daß die Anzahl der inneren Reflexionen pro Einheitslänge
hierdurch beträchtlich erhöht wird gegenüber der bei
einem unsegmentierten Kupplungsglied. Die erhöhte Anzahl
innerer Reflexionen verursacht ein zunehmendes Vermi
schen der äußeren und zentralen Teile des Lichtes, um die
Farbunterschiede bis zu einem Punkt zu verringern, wo sie
am Abgabeende 12B der Kupplungseinheit 12 nicht mehr be
merkbar sind.
In den Fig. 7 bis 11 ist eine andere Ausführungs
form einer optischen Kupplungseinheit 30 der vorliegenden
Erfindung zum Kuppeln der Lichtquelle 14 mit einer Viel
zahl optischer Lichtleiter 32, die im Querschnitt eine
ovale Gestalt haben, veranschaulicht. Der Hauptunter
schied zwischen dieser optischen Kupplungseinheit 30 und
der oben beschriebenen optischen Kupplungseinheit 12
liegt in der Konfiguration des segmentierten Kupplungs
gliedes 34, das in dieser Kupplungseinheit 30 benutzt
wird, die von der Konfiguration des segmentierten Kupp
lungsgliedes 24 der optischen Kupplungseinheit 12 modi
fiziert worden ist. Wie in den Fig. 7 und 11 ersicht
lich, hat das segmentierte Kupplungsglied 34 eine Viel
zahl von Längsabschnitten 36, die an einem vorderen Teil
34A des Kupplungsgliedes 34 im wesentlichen identisch den
Längsabschnitten 26 des segmentierten Kupplungsgliedes 24
sind, wie es in den Fig. 1 und 4 veranschaulicht und
oben beschrieben ist. Das segmentierte Kupplungsglied 34
hat jedoch einen rückwärtigen Teil 34B, in dem die Längs
abschnitte 36 aus ihrer zusammengefügten Beziehung mit
einander in eine Beziehung auseinandergehen, in der die
Längsabschnitte 36 umfangsmäßig voneinander beabstandet
und radial von der zentralen Längsachse A angeordnet
sind. Die beabstandeten Längsabschnitte 36 am rückwärti
gen Teil 34B des Kupplungsgliedes 34 ändern sich in ihrer
Querschnittsgestalt graduell in einer sich verjüngenden
Art von den Quadrantengestalten, die in Fig. 8 gezeigt
sind, zu allgemein runden oder ovalen Gestalten, um sich
der Gestalt der Vorderenden 32A der Lichtleiter 32, die
in Fig. 9 gezeigt sind, anzupassen, in denen die Endflä
chen 36D der Längsabschnitte 36 eine etwas geringere
Größe haben als die Vorderenden 32A der Lichtleiter 32,
wie in Fig. 10 ersichtlich. Diese Ausführungsform des
segmentierten Kupplungsgliedes 34 behält den Vorteil der
erhöhten Anzahl innerer Reflexionen pro Einheitslänge
bei. Wenn die Flächen der Eintritts- und Austritts-End
flächen 34C, 34D des Kupplungsgliedes 34 etwa gleich
sind, dann wird die Winkelverteilung des Lichtes nicht
merklich verändert.
Es wird davon ausgegangen, daß die vorliegende Er
findung und viele ihrer Vorteile aufgrund der vorstehen
den Beschreibung verstanden wurden und das es klar ist,
daß hinsichtlich der Form, Konstruktion und Anordnung der
Teile verschiedene Änderungen vorgenommen werden können,
ohne daß man den Geist und Umfang der vorliegenden Erfin
dung verläßt oder ihre materiellen Vorteile opfert, wobei
die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen lediglich
bevorzugte oder beispielhafte Ausführungsformen der Er
findung sind.
Claims (20)
1. Eine optische Kupplungseinheit zur Verwendung beim
Kuppeln einer Lichtquelle mit einer Vielzahl optischer
Lichtleiter, wobei die genannte Kupplungseinheit umfaßt:
- a) ein Licht übertragendes langgestrecktes stabförmiges Kupplungsglied mit einer zentralen Längsachse, das zwi schen der Lichtquelle und Vorderenden der Vielzahl opti scher Lichtleiter angeordnet werden kann, wobei das Kupp lungsglied gebildet wird durch eine Vielzahl von Längsab schnitten, die jeder eine Vielzahl von Längsoberflächen aufweisen, die intern Licht reflektieren können, das in nerhalb des genannten Abschnittes wandert und in einer zusammengefügten Beziehung unter Bildung des Kupplungs gliedes zusammengebaut werden können und
- b) eine Einrichtung, um die Längsabschnitte in der zu sammengefügten Beziehung derart zusammenzuhalten, daß einige der Längsoberflächen der genannten Längsabschnitte eine äußere Umfangsoberfläche des Kupplungsgliedes bil den, während andere der genannten Längsoberflächen der Längsabschnitte eine Vielzahl von internen Oberflächen innerhalb des Kupplungsgliedes bilden, die sich von der äußeren Umfangsoberfläche zu der zentralen Längsachse des Gliedes erstrecken.
2. Die Kupplungseinheit nach Anspruch 1, worin das ge
nannte segmentierte Kupplungsglied eine zylindrische
Konfiguration hat.
3. Die Kupplungseinheit nach Anspruch 1, worin die ge
nannten Längsabschnitte entsprechende Paare gegenüberlie
gender Endoberflächen aufweisen, die zusammen ein Paar
flacher gegenüberliegender Endoberflächen auf dem Kupp
lungsglied bilden, die sich allgemein senkrecht zu der
zentralen Längsachse erstrecken.
4. Die Kupplungseinheit nach Anspruch 3, worin die Hal
teeinrichtung ein hohles hülsenförmiges Glied ist, das
die Längsabschnitte in der genannten zusammengefügten
Beziehung aufzunehmen und festzuhalten vermag und die
Vorderenden der Lichtleiter in Kontakt mit den genannten
Endoberflächen der Längsabschnitte, die eine der genann
ten Endoberflächen des Kupplungsgliedes bilden, aufzuneh
men und festzuhalten vermag.
5. Die Kupplungseinheit nach Anspruch 1, worin die ge
nannten Längsabschnitte zueinander im wesentlichen iden
tisch sind.
6. Die Kupplungseinheit nach Anspruch 5, worin das
Kupplungsglied aus vier der genannten Längsabschnitte ge
bildet ist, die jeweils etwa 1/4 des Kupplungsgliedes
bilden.
7. Die Kupplungseinheit nach Anspruch 5, worin das
Kupplungsglied aus sechs der genannten Längsabschnitte
gebildet ist, die jeweils etwa 1/6 des Kupplungsgliedes
bilden.
8. Die Kupplungseinheit nach Anspruch 1, worin die ge
nannten Längsabschnitte in der zusammengefügten Beziehung
symmetrisch um die zentrale Längsachse herum angeordnet
sind und sich allgemein parallel zu dieser zentralen
Längsachse und zueinander erstrecken.
9. Die Kupplungseinheit nach Anspruch 1, worin einige
der Längsoberflächen, die an äußeren Peripherien der
Längsabschnitte angeordnet sind, gekrümmte Gestalten
haben, um die äußere Umfangsoberfläche des Kupplungs
gliedes mit einer zylindrischen Gestalt zu bilden.
10. Die Kupplungseinheit nach Anspruch 1, worin die
anderen der Längsoberflächen, die an gegenüberliegenden
Seiten der Längsabschnitte angeordnet sind, planare Ge
stalten haben, um eine Vielzahl benachbarter Paare inne
rer Oberflächen innerhalb des Kupplungsgliedes zu bilden,
die sich von der äußeren Umfangsoberfläche zu der zen
tralen Längsachse des Kupplungsgliedes erstrecken.
11. Die Kupplungseinheit nach Anspruch 1, worin das seg
mentierte Kupplungsglied ein vorderes und rückwärtiges
Teil hat, wobei die genannten Längsabschnitte am Vorder
teil des Kupplungsgliedes in der zusammengesetzten Bezie
hung miteinander angeordnet sind.
12. Die Kupplungseinheit nach Anspruch 11, worin die ge
nannten Längsabschnitte am rückwärtigen Teil des Kupp
lungsgliedes aus der zusammengefügten Beziehung mitein
ander in eine Beziehung auseinanderlaufen, in der die
Längsabschnitte umfangsmäßig im Abstand voneinander und
radial von der zentralen Längsachse angeordnet sind.
13. Die Kupplungseinheit nach Anspruch 12, worin die ge
nannten Längsabschnitte am rückwärtigen Teil des Kupp
lungsgliedes ihre Querschnittsgestalt graduell ändern.
14. In einem optischen Beleuchtungssystem mit einer
nicht kohärenten Lichtquelle und einer Vielzahl optischer
Lichtleiter eine optische Kupplungseinheit umfassend:
- a) einen Licht übertragenden Kupplungsstab mit einer zentralen Längsachse, der zwischen der Lichtquelle und Vorderenden der Vielzahl von optischen Lichtleitern ange ordnet ist, wobei der Kupplungsstab aus einer Vielzahl von Längsstababschnitten gebildet wird, die jeweilige Längsoberflächen aufweisen und in einer zusammengefügten Beziehung zueinander unter Bildung des Kupplungsstabes zusammengesetzt werden können und
- (b) einer Einrichtung, um die genannten Stababschnitte, die miteinander in der zusammengefügten Beziehung unter Bildung des Kupplungsstabes zusammengebaut sind, derart auf zunehmen, daß die Längsoberflächen der genannten Ab schnitte zusammen eine äußere Umfangsoberfläche des Kupp lungsstabes und eine Vielzahl von internen Oberflächen innerhalb des Kupplungsstabes bilden, die sich von der Umfangsoberfläche zur zentralen Längsachse des Stabes erstrecken.
15. Das Beleuchtungssystem nach Anspruch 14, worin die
genannte Lichtquelle einschließt:
eine Lampe, die die nicht kohärente Lichtabgabe zu erzeu gen vermag;
ein Reflektorelement mit einer elliptischen Gestalt und
ein Spiegelelement mit einer planaren Gestalt, wobei die Lampe, das Reflektorelement und das Spiegelele ment zusammen betrieben werden können und angeordnet sind,
ein Bild der Lichtabgabe zu erzeugen und auf ein Ein trittsende der optischen Kupplungseinheit zu richten.
eine Lampe, die die nicht kohärente Lichtabgabe zu erzeu gen vermag;
ein Reflektorelement mit einer elliptischen Gestalt und
ein Spiegelelement mit einer planaren Gestalt, wobei die Lampe, das Reflektorelement und das Spiegelele ment zusammen betrieben werden können und angeordnet sind,
ein Bild der Lichtabgabe zu erzeugen und auf ein Ein trittsende der optischen Kupplungseinheit zu richten.
16. Die Kupplungseinheit nach Anspruch 14, worin das
segmentierte Kupplungsglied eine zylindrische Konfigura
tion hat.
17. Die Kupplungseinheit nach Anspruch 14, worin die
genannte Halteeinrichtung ein hohles hülsenförmiges Glied
ist, fähig zur Aufnahme und zum Festhalten der Längsab
schnitte in der zusammengefügten Beziehung und fähig zur
Aufnahme und zum Festhalten der Vorderenden der Lichtlei
ter in Kontakt mit den Endoberflächen der Längsabschnit
te, die eine der Endoberflächen des Kupplungsgliedes bil
den.
18. Die Kupplungseinheit nach Anspruch 14, worin die ge
nannten Längsabschnitte im wesentlichen identisch zuein
ander sind und in der zusammengefügten Beziehung symme
trisch um die zentrale Längsachse herum angeordnet sind
und sich allgemein parallel zu der zentralen Längsachse
und zueinander erstrecken.
19. Die Kupplungseinheit nach Anspruch 14, worin einige
der Längsoberflächen, die an äußeren Peripherien der
Längsabschnitte angeordnet sind, gekrümmte Gestalten ha
ben, um die äußere Umfangsoberfläche des Kupplungsgliedes
mit einer zylindrischen Gestalt zu bilden.
20. Die Kupplungseinheit nach Anspruch 19, worin die an
deren der Längsoberflächen, die an gegenüberliegenden
Seiten der Längsabschnitte angeordnet sind, planare Ge
stalten haben, um eine Vielzahl benachbarter Paare inne
rer Oberflächen innerhalb des Kupplungsgliedes zu bilden,
die sich von der äußeren Umfangsoberfläche zu der zentra
len Längsachse des Kupplungsgliedes erstrecken.
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