DE2029218A1

DE2029218A1 - Beleuchtungsanordnung

Info

Publication number: DE2029218A1
Application number: DE19702029218
Authority: DE
Inventors: Poughkeepsie NY Mathisen Einar Skau (VStA)
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1969-06-17
Filing date: 1970-06-13
Publication date: 1971-01-07
Also published as: JPS4948979B1; GB1291340A; DE2029218B2; FR2052340A5; CH500511A; US3588217A; CA918474A

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH 2 ü 2 9 2 1

Böblingen, 11. Juni 1970 pr/du

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin: Docket FI 968 108

Beleuchtungsanordnung.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Beleuchtung eines Objektes mittels kohärenten Lichtes.

Bei der Verwendung von Laserlicht entstehen wegen der außerordentlich hohen Konstanz und Kohärenz der Strahlung Interferenzmuster, die wegen ihrer langen Dauer sichtbar sind und den beleuchteten oder projizierten Objekten ein gekörntes Aussehen ver- * leihen. Diese auch unter der Bezeichnung "räumliches Rauschen" oder "Granulation" bekannte Erscheinung wird in der englischen Fachsprache als "Speckle Effect" bezeichnet. Interferenzmuster treten auch bei anderen Lichtquellen auf, ihre Dauer ist aber so kurz, daß sie bei der Beobachtung und selbst bei photographischen Aufnahmen mit extrem kurzen Belichtungszeiten nicht sichtbar werden. Die Eigenschaft des Laserlichtes, stehende Interferenzen zu bilden, ist bei vielen Anwendungen sehr störend. In besonders hohem Maße ist das bei der Beobachtung oder der Abbildung von Gegenständen mit sehr feinen Strukturen und bei der Wiedergabe von Hologrammen der Fall.

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Es ist schon vorgeschlagen worden, im Verlauf einer kohärenten Strahlung einen rotierenden durchsichtigen Keil anzuordnen, der einen schnellen Wechsel der Interferenzmuster verursacht, so daß die durch diese Interferenzmuster bewirkten Störungen weitgehend ausgeschaltet werden konnten. Diese Anordnungen, die beispielsweise in der Literaturstelle "Coherent Optical Noise Suppression" von CE. Thomas, Applied Optics, März 1968, Vol. 7, Nr. 3, Seiten 517 bis 522 beschrieben werden, hatten jedoch den Nachteil, daß die Richtung der Strahlung, beispielsweise der Einfallwinkel auf ein abzubildendes Hologramm, periodisch geändert wurde. Diese durch das Unschädlichmachen der "Körnung" oder des "räumlichen Rauschen" bedingte periodische Änderung des Einfallswinkels der kohärenten Strahlung ist aber in diesen Fällen so störend, daß die Anwendbarkeit des genannten Verfahrens stark eingeschränkt wird.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, eine Anordnung zum Beleuchten eines Objekts mittels kohärenter Strahlung anzugeben, mit dem das "räumliche Rauschen" unterdrückt werden kann, ohne daß die Richtung der beleuchtenden kohärenten Strahlung geändert wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Anordnung zur Beleuchtung eines Objektes mittels kohärenten Lichtes, gelöst, die gekennzeichnet ist durch einen vorzugsweise als Faserbündel ausgebildeten biegsamen Lichtleiter, bei dem mindestens das Austrittsende in Bezug auf das zu beleuchtende Objekt fest angeordnet ist und mindestens ein Teil, vorzugsweise der zwischen dem der kohärenten Lichtquelle zugewandten Eintrittsende und dem Austrittsende gelegene Bereich bewegbar ist.

Eine Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbündel im Innern eines fest angeordneten Rohres beiderseitig befestigt, im Mittelbereich beweglich angeordnet und mit Mitteln zur Bewegung versehen ist.

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Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbündel im Mittelbereich mit einem innerhalb des Rohres vorzugsweise senkrecht zu dessen Längsachse bewegbaren Ring versehen ist, der eine außerhalb des Rohres erzeugte Kraft auf das Faserbündel überträgt.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist gekennzeichnet durch einen auf dem Faserbündel befestigten Ring aus magnetisierbarer^ Material- und ein außerhalb des Rohres angeordnetes Element zur Erzeugung eines den auf dem Faserbündel " befestigten Ring bewegenden veränderlichen magnetischen Feldes.

Eine andere andere Ausführungsform des Erfindungsgedankens ist schließlich dadurch gekennzeichnet, daß das das lichtleitende Faserbündel umgebende Rohr im Mitteibereich eine Ausnehmung zur mechanischen übertragung eines das Faserbündel bewegenden Kraft aufweist.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Flg. näher erläutert:

Bei der in der Figur dargestellten Anordnung liegt ein Glasfaserbündel 16 zwischen einer als Laser ausgebildeten Lichtquelle 13 Λ und einem Hologramm 12. Ein Ende des Glasfaserbündels 16 ist so angeordnet, daß das Hologramm während der Beobachtung unter einem bestimmten Winkel beleuchtet wird. Das andere Ende des Glasfaserbündels 16 liegt in Nachbarschaft der Lichtquelle 13. Normalerweise ist die Lichtquelle 13 in Bezug auf das Hologramm 12 währenddessen Beobachtung fest angeordnet. Das Glasfaserbündel kann keilförmig ausgebildet sein, so daß an seinem Austrittsende eine punktförmige Lichtquelle entsteht. Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Glasfaserbündel 16 in einem Metallrohr 17 untergebracht und mit seinen Enden in den Abschlußstücken 18 und 19 des Rohres befestigt. Das Rohr 17 ist seinerseits auf einer Platte 14 fest angebracht.

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Auf dem Rohr 17 ist ein Element 21 angeordnet, das über die Leitungen 22 erregt wird und zur Bewegung des Glasfaserbündels 16 auf einen auf diesem angeordneten Ring 24 einwirkt. Es ist eine ganze Reihe von Elementen 21 und 24 bekannt, die geeignet sind/ das Glasfaserbündel oszillierend, auf einer Kreisbahn oder in einer anderen geeigneten Weise zu bewegen. Beispielsweise kann der Ring 24 aus magnetischem Material und das Element 21 aus durch einen Wechselstrom betätigten Elektromagneten bestehen, die dem Glasfaserbündel die gewünschte Bewegung verleihen.

Gemäß einer vereinfachten Ausführungsform des Erfindungsgedankens weist das Rohr 17 eine Ausnehmung auf, die etwa die Größe des in der Figur zum Sichtbarmachen des Glasfaserbündels 16 weggelassenen Teils des Rohres hat. Bei dieser Anordnung kann das Glasfaserbündel durch Berühren mit einer Fingerspitze bewegt werden. Bei der zuletzt beschriebenen Art der Betätigung kann das Rohr 17 weggelassen werden und das Glasfaserbündel nur in den Abschlußstücken 18 und 19 gehaltert sein.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Ausführungsbeispiels ist folgende: Die von der Lichtquelle 13 ausgehende kohärente Strahlung wird von der Eingangsseite zur Ausgangsseite des Glasfaserbündels 16 übertragen und beleuchtet als kohärente Strahlung ein Hologramm 12. Ein an der der Lichtquelle gegenüberliegenden Seite des Hologramms befindlicher Beobachter sieht eine virtuelle Abbildung 15. Bei den bekannten Anordnungen sieht der Beobachter außer dem Hologramm auch Interferenzmuster, die durch die sphärischen Wellenfronten der Lichtquelle bedingt sind und in keinem Zusammenhang mit dem Informationsinhalt des Hologramms stehen. Das gleiche trifft auch für das in der Figur wiedergegebene Ausführungsbeispiel zu, wenn das Glasfaserbündel 16 nicht bewegt wird. Wird jedoch der Mittelbereich des Glasfaserbündels 16, beispielsweise der den Ring 24 tragende Bereich senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung des Lichtes bewegt, so ändert sich der Verlauf des Glasfaserbündels und somit auch der Verlauf der einzelnen als Lichtleiter die-

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nenden Glasfasern, was eine Änderung der Anzahl der an den Außenflächen der einzelnen Bündel stattfindenden Reflexionen zur Folge hat. Es ist somit leicht einzusehen, daß eine Veränderung desVerlaufes bzw. eine Biegung der einzelnen Glasfasern eine Änderung der optischen Weglängen der die einzelnen Glasfasern durchsetzenden Strahlen und somit eine Veränderung der Interferenzmuster zur Folge hat. Die erfindungsgemäee Anordnung hat somit gegenüber den bisher bekannten Anordnungen zur Unterdrückung des räumlichen Rauschens den Vorteil, die optische Weglänge einer kohärenten Strahlung zu verändern, ohne daß der Einfallwinkel des Lichtes auf das Hologramm verändert wird. Ist der Durchmesser des Faserbündels kleiner als der Durchmesser des Laserstrahls, wird eine Linse vorgesehen um den Laserstrahl auf das Eintrittsende des Faserbündels zu fokussieren.

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Claims

P A TE NTANSPRt)CHE

Anordnung zur Beleuchtung eines Objekts mittels kohärenten Lichtes, gekennzeichnet durch einen vorzugsweise als Faserbündel (16) ausgebildeten flexiblen Lichtleiter, bei dem mindestens das Austrittsende in Bezug auf das zu beleuchtende Objekt (12) fest angeordnet und mindestens ein Teil, vorzugsweise der zwischen dem einer kohärenten Lichtquelle (13) zugewandten Eintrittsende und dem Austrittsende gelegene Teil bewegbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbündel (16) im Inneren eines fest angeordneten Rohres (17) beiderseits befestigt, }.m Mittelbereich beweglich angeordnet und mit Mitteln zur Bewegung versehen ist.
3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbündel (16) im Mittelbereich mit einem innerhalb des Rohres (17) vorzugsweise senkrecht zu dessen Längsachse bewegbaren Ring (24) versehen ist, der eine außerhalb des Rohres erzeugte Kraft auf das Faserbündel (16) überträgt.
4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen auf dem Faserbündel (16) befestigten Ring (24) aus magnetischem Material und ein außerhalb des Rohres angeordnetes Element (21) zur Erzeugung eines den auf dem Glasfaserbündel befestigten Ring bewegenden veränderlichen magnetischen Feldes.
5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (17) Im Mittelbereich eine Ausnehmung zur mechanischen übertragung einer das Faserbündel bewegenden Kraft aufweist.

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6. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtaustrittsende des Faserbündels (16) kegelförmig ausgebildet ist.

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