DE3014407A1 - Image and light conducting optical fibre bundle - has reticulated covering on each individual core to increase internal reflection by providing numerous reflecting surfaces - Google Patents
Image and light conducting optical fibre bundle - has reticulated covering on each individual core to increase internal reflection by providing numerous reflecting surfacesInfo
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Abstract
Description
Optisches Bildleitfaserbündel Die Erfindung betrifft ein optisches Bildleitfaserbündel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Optical fiber optic bundle The invention relates to an optical one Image guide fiber bundle according to the preamble of claim 1.
Ein optisches Bildleitfaserbündel enthält im allgemeinen eine Anzahl von optischen Fasern, die lang sind, aber nur einen kleinen Durchmesser besitzen, und die als Bündel von einer zylindrischen Hülle umgeben werden. An optical fiber bundle generally includes a number of optical fibers that are long but only small in diameter, and which are surrounded as a bundle by a cylindrical shell.
Fig. 1 und 2 zeigen schematisch ein Beispiel eines bekannten optischen Faserbündels in vergrößertem Maßstab. Jede optisch Faser 1 enthält einen langen Kern 2 mit kreisförmigem Querschnitt und eine Umkleidung 3, die den Kern 2 umgibt und eine glatte Außenfläche besitzt. Lichtstrahlen treten am einen Ende der optischen Faser ein. Figs. 1 and 2 schematically show an example of a known optical Fiber bundle on an enlarged scale. Each optical fiber 1 contains a long one Core 2 with a circular cross-section and a cladding 3 which surrounds the core 2 and has a smooth outer surface. Rays of light occur at one end of the optical Fiber one.
In Fig. 2 ist dargestellt, daß die Lichtstrahlen , die in dem Kern am einen Ende des Faserbündels mit einem Auftreffwinkel 1 eintreten, gebrochen werden und an der Umkleidung 3 mit einem Einfallswinkel ankommen, der nicht kleiner ist als der kritische Winkel zwischen dem Kern 2 und der Umkleidung 3. In Fig. 2 it is shown that the light rays in the core enter at one end of the fiber bundle at an angle of incidence 1, are broken and arrive at the casing 3 with an angle of incidence which is not smaller as the critical angle between the core 2 and the cladding 3.
Diese Lichtstrahlen 2 werden total an der Grenze zwischen dem Kern 2 und der Umkleidung 3 gebrochen und am anderen Ende ohne Intensitätsverlust emittiert. Wenn jedoch Lichtstrahlen m in den Kern 2 mit einem Auftreffwinkel 2 eintreten, werden sie ebenfalls gebrochen und treten in die Umkleidung 3 mit einem Einfallswinkel ein, der größer als der oben erwähnte kritische Winkel ist. Diese Lichtstrahlen werden teilweise an der Grenze reflektiert, was durch die Linie ml angedeutet ist. Überwiegend verlaufen sie jedoch durch die Umkleidung 3 des Kerns 2 und ebenfalls durch die benachbarte Umkleidung 3, was durch die Linie m2 angedeutet ist, und treten in den benachbarten Kern 2 ein. Dies führt häufig zu einer Verminderung des Kontrastes und der Auflösung sowie zu Reflexionsstörungen oder einem Geist.These light rays 2 become totally at the boundary between the core 2 and the casing 3 broken and emitted at the other end without loss of intensity. However, if light rays m enter the core 2 at an angle of incidence 2, they are also broken and enter the casing 3 at an angle of incidence one larger than the above-mentioned critical angle. These rays of light are partly on the border reflected what by the line ml is indicated. For the most part, however, they run through the cladding 3 of the core 2 and also through the adjacent casing 3, which is indicated by the line m2 and enter the adjacent core 2. This often leads to a reduction of contrast and resolution as well as to reflection disturbances or a ghost.
Bei einem anderen bekannten optischen Faserbündel enthält die optische Faser 1 einen Kern 2, eineinnere, den Kern 2 umgebende Umkleidung 3 mit glatter Außenfläche und eine weitere, die innere Umkleidung 3 umgebende äußere Umkleidung 4 mit glatter Außenfläche. Bei diesem optischen Faserbündel treten ebenfallsLichtstrahlen, die auf den Kern mit einem großen Winkel @2 auftreffen, in den Kern einer benachbarten optischen Faser ein. Daher werden die Mängel der in Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnung nicht beseitigt. In another known optical fiber bundle, the optical Fiber 1 a core 2, an inner lining 3 surrounding the core 2 with a smooth Outer surface and a further, the inner casing 3 surrounding outer casing 4 with a smooth outer surface. This optical fiber bundle also emits light rays which hit the core at a large angle @ 2, into the core of a adjacent optical fiber. Therefore, the shortcomings become those illustrated in Figs Arrangement not eliminated.
Um diese Probleme zu lösen, wurde bereits vorgeschlagen, eine das Licht blockierende Farbe oder eine dunkle Farbe auf die Außenfläche der Umkleidung 3 oder der äußeren Umkleidung 4, oder eine Schicht aus lichtabsorbierendem dielektrischem Material aufzubringen. Da jedoch die Außenfläche der Umkleidungen glatt ist, läßt sich eine das Licht blockierende Farbe oder eine Schicht aus lichtabsorbierendem,dielektrische Material nur schwer aufbringen. Außerdem neigt eine solche Beschichtung dazu, sich wieder zu lösen, so daß die Lichtblockierung unzureichend wird. Außerdem ist das optische Faserbündel im Durchmesser größer, wenn die Farbschicht oder die dielektrische Schicht aufgebracht wird. Dies ist beispielsweise in einem Endoskop unerwünscht, wo der Durchmesser des optischen Faserbündels so klein wie möglich se-in muß. To solve these problems, it has already been proposed to use a das Light blocking paint or a dark paint on the outer surface of the casing 3 or the outer casing 4, or a layer of light absorbing dielectric Apply material. However, since the outer surface of the casings is smooth, leaves a light blocking color or a layer of light absorbing dielectric Difficult to apply material. In addition, such a coating tends to become again, so that the light blocking becomes insufficient. Besides, this is optical fiber bundles larger in diameter if the color layer or the dielectric Layer is applied. This is undesirable in an endoscope, for example, where the diameter of the optical fiber bundle must be as small as possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Bildleitfaserbündel der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine gegenseitige optische Beeinflussung der Fasern weitgehend vermieden wird, ohne daß die Abmessungen des Faserbündels nennenswert vergrößert werden. The invention is based on the object of an optical fiber optic bundle to create of the type mentioned, in which a mutual optical influence of the fibers is largely avoided without affecting the dimensions of the fiber bundle be significantly enlarged.
Die gestellte Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. The task set is determined by the feature of the claim 1 specified features solved.
Durch die Erfindung werden zufällig (oder diffus) jene Lichtstrahlen jeweils in Richtung auf den Kern reflektiert, die in den Kern unter einem großen Winkel eintreten, wodurch verhindert wird, daß Lichtstrahlen in benachbarte optische Fasern eintreten und dadurch die Auflösung und den Kontrast verschlechtern. The invention makes those light rays random (or diffuse) each reflected towards the core, which is reflected in the core under a large Angle occur, whereby it is prevented that light rays in adjacent optical Fibers enter and thereby deteriorate the resolution and contrast.
Die Vorsprünge und Einsenkungen können sich dabei über die gesamte Außenfläche oder nur auf den Lichtauftreffendbereich erstrecken. The projections and depressions can be over the entire Extend the outer surface or only onto the light incident area.
Auch die Außenfläche der Hülle kann ganz oder teilweise mit feinmaschigen Vorsprüngen und Einsenkungen versehen werden. The outer surface of the cover can also be completely or partially finely meshed Projections and depressions are provided.
Ferner kann die Umkleidung jedes Kerns mit einer lichtabsorbierenden Schicht umgeben werden, wobei feinmaschige Vorsprünge und Einsenkungen auf der Außenfläche entweder der Umkleidung oder der Schicht oder auf beiden vorgesehen werden können. Da durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen der Außendurchmesser der optischen Faser praktisch nicht vergrössert wird, ergibt sich ein besonderer Vorteil bei Verwendung der erfindungsgemäßen Maßnahme für Faserbündel, die in Endoskopen eingesetzt werdRrk n n Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen bedeuten: Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Teil eines bekannten optischen Faserbündels; Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt des in Fig. 1 dargestellten Faserbündels; Fig. 3 einen Querschnitt eines anderen bekannten Faserbündels; Fig. 4 einen Längs schnitt durch das in Fig. 3 dargestellte Faserbündel; Fig. 5 einen schematischen Querschnitt eines erfindungsgemäß ausgebildeten optischen Faserbündels; Fig. 6 einen Querschnitt durch einen Teil des in Fig. 5 dargestellten optischen Faserbündels; Fig. 7 einen Längsschnitt durch Fig. 6; Fig. 8 einen Längsschnitt zur Veranschaulichung der Funktion des in Fig. 6 dargestellten optischen Faserbündels; Fig. 9 - 13 Längsschnitte anderer Ausführungsbeispiele von optischen Faserbündeln; Fig. 14 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform, bei der die äußere Hülle aus nicht absorbierendem, dielektrischen' Material besteht; Fig. 15 einen Längsschnitt zur Veranschaulichung der Funktion des in Fig. 14 dargestellten Faserbündels; Fig. 16 eine Querschnittsdarstellung eines Teils einer weiteren Ausführungsform eines optischen Faserbündels und Fig. 17 einen schematischen Längsschnitt zur Veranschaulichung der Funktion des in Fig. 16 dargestellten optischen Faserbündels. Furthermore, the cladding of each core with a light-absorbing Layer are surrounded, with fine-meshed projections and depressions on the outer surface either the casing or the layer or both can be provided. Since the measures according to the invention, the outer diameter of the optical fiber is practically not enlarged, there is a particular advantage in use the measure according to the invention for fiber bundles that are used in endoscopes n n The invention is explained in more detail below with reference to the drawings explained. In the drawings: FIG. 1 shows a schematic cross section through part of a known optical fiber bundle; Fig. 2 is a schematic longitudinal section the fiber bundle shown in Fig. 1; Fig. 3 is a cross section of another known fiber bundle; Fig. 4 is a longitudinal section through that shown in FIG Fiber bundle; 5 shows a schematic cross section of one designed according to the invention optical fiber bundle; FIG. 6 shows a cross section through part of the in FIG. 5 optical fiber bundle shown; FIG. 7 shows a longitudinal section through FIG. 6; FIG. Fig. 8 shows a longitudinal section to illustrate the function of that shown in FIG optical fiber bundle; 9-13 longitudinal sections of other exemplary embodiments of optical fiber bundles; 14 shows a longitudinal section through a further embodiment, wherein the outer shell is made of a non-absorbent 'dielectric' material; 15 shows a longitudinal section to illustrate the function of that shown in FIG Fiber bundle; 16 shows a cross-sectional view of part of a further embodiment an optical fiber bundle, and FIG. 17 shows a schematic longitudinal section for illustration the function of the optical fiber bundle shown in FIG.
Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß ein erfindungsgemäß ausgebildetes optisches Bildleitfaserbündel eine Anzahl feiner optischer Fasern 21 (im Querschnitt der Einfachheit halber in Form von Maschen oder als Netzwerk wie in Fig. 1 dargestellt) und eine dünne hohle zylindrische Hülle 22 enthält, die diese Fasern stramm umgibt. Die Hülle 22 besteht aus Kron-Glas. From Fig. 5 it can be seen that a formed according to the invention optical image guide fiber bundle a number of fine optical fibers 21 (in cross section for the sake of simplicity in the form of meshes or as a network as shown in Fig. 1) and includes a thin hollow cylindrical sheath 22 which tightly surrounds these fibers. The shell 22 consists of crown glass.
Fig. 6 und 7 zeigen eine Ausführungsform der das optische Faserbündel in Fig. 5 bildenden Fasern 21. Figs. 6 and 7 show an embodiment of the optical fiber bundle in Fig. 5 forming fibers 21.
Die optischen Fasern 21 enthalten jeweils einen Kern 23 und eine den Kern stramm umgebende Umkleidung 24. Der Kern 23 besteht aus Flint-Glas und hat beispielsweise einen Durchmesser von 8 Mikrometer. Die Umkleidung 24 besteht aus Kron-Glas und hat einen kreisförmigen oder polygonalen Querschnitt (hexagonal bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel). Jede Seite des äußeren Umfanges der Umkleidung 24 hat bei diesem Ausführungsbeispiel eine Breite von 7 Mikrometer. Feinmaschige Einsenkungen 26 und Vorsprünge 27 mit einer Rauigkeit von 1000 Maschen sind auf der gesamten Außenfläche 25 der Umkleidung 24 vorgesehen. The optical fibers 21 each include a core 23 and a Cladding 24 tightly surrounding the core. The core 23 is made of flint glass and for example, has a diameter of 8 micrometers. The casing 24 consists made of crown glass and has a circular or polygonal cross-section (hexagonal in the illustrated embodiment). Each side of the outer perimeter of the In this exemplary embodiment, casing 24 has a width of 7 micrometers. Fine mesh Depressions 26 and projections 27 with a roughness of 1000 mesh are on the entire outer surface 25 of the casing 24 is provided.
In Fig. 7 sind die Einsenkungen 26 und Vorsprünge 27 zur Veranschaulichung übertrieben groß dargestellt, jedoch sind sie in der Praxis so klein wie oben erwähnt. Auch greifen die Einsenkungen und Vorsprünge der Umkleidung 24 benachbarter optischer Fasern nicht vollständig ineinander, jedoch ist dies der Einfachheit halber in Fig. 7 so dargestellt. In Fig. 7, the depressions 26 and projections 27 are for illustration Exaggerated, but in practice they are as small as mentioned above. The depressions and projections of the casing 24 also engage more optically Fibers are not completely intertwined, but for the sake of simplicity this is shown in Fig. 7 shown like this.
Fig. 8 zeigt die Funktion der optischen Fasern 21 des ersten Ausführungsbeispiels. Wenn die in ein Ende 28 des optischen Faserbündels 21 eintretenden Bildlichtstrahlen 11 gebrochen werden und an der Grenze 29 zwischen dem Kern 23 und der Umkleidung 24 mit einem Einfallswinkel ankommen, der nicht kleiner als der kritische Winkel (beispielsweise 340) zwischen dem Kern 23 und der Umkleidung 24 ist, werden die Strahlen 11 wiederholt an der Grenze 29 zwischen dem Kern 23 und der Umkleidung 24 total reflektiert und schließlich von dem dem Einfallsende 28 gegenüberliegenden Ende 30 (Fig. 7) emittiert. Wenn unter dem Winkel 92 auftreffende Bildlichtstrahlen 12 gebrochen werden und an der Grenze 29 zwischen dem Kern 23 und der Umkleidung 24 mit einem Einfallswinkel ankommen, der kleiner als der oben erwähnte kritische Winkel ist, werden sie teilweise an der Grenze 29 reflektiert aber überwiegend dort gebrochen. Die Lichtstrahlen I2 verlaufen dann durch die Umkleidung 24 - dort als I3 bezeichnet -werden durch die Einsenkungen 26 und die Vorsprünge 27 auf der Oberfläche 25 der Umkleidung 24 zerstreut und laufen als 1 zum Kern 23 zurück. Demzufolge treten die ankommenden Bild-4 lichtstrahlen I2 kaum in die Umkleidung der benachbarten optischen Faser und damit in den benachbarten Kern ein. Somit wird eine Verminderung der Auflösekraft und des Kontrastes sowie die Erzeugung von Geistern und Reflexionsstörungen als Folge eines solchen Lichteintrittes beseitigt. Fig. 8 shows the function of the optical fibers 21 of the first embodiment. When the image light rays entering one end 28 of the optical fiber bundle 21 11 and at the boundary 29 between the core 23 and the cladding 24 arrive at an angle of incidence that is not smaller than the critical angle (for example 340) between the core 23 and the cladding 24, the Jets 11 are repeated at the boundary 29 between the core 23 and the cladding 24 totally reflected and finally from the one opposite the incident end 28 Emitted at the end of 30 (Fig. 7). When image light rays impinging at angle 92 12 and at the boundary 29 between the core 23 and the cladding 24 with an angle of incidence arrive the smaller than the one above is the critical angle mentioned, they are partially reflected at the boundary 29 but mostly broken there. The light rays I2 then pass through the casing 24 - referred to there as I3 - are formed by the depressions 26 and the projections 27 scattered on the surface 25 of the cladding 24 and run as 1 to the core 23 return. As a result, the incoming Bild-4 light beams I2 hardly enter the casing the neighboring optical fiber and thus into the neighboring core. Thus becomes a reduction in the resolving power and the contrast as well as the generation of ghosts and eliminates reflection disturbances as a result of such light entry.
Fig. 9 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Fig. 9 shows a second embodiment of the invention.
Die optischen Fasern 21 sind im Aufbau gleich wie die in Fig. 6 bis 8 dargestellten Fasern, jedoch unterscheiden sie sich von diesen darin, daß feinmaschige Einsenkungen 26 und Vorsprünge 27 nur an dem Endbereich 31 der Außenfläche 25 der Umkleidung 24 vorgesehen sind1 an dem das Licht eintritt (die Länge des Endbereiches ist 100 mal so groß wie der Durchmesser des Kerns, wobei der Sicherheitsfaktor einer Lichtstrahlblockierung berücksichtigt ist).The optical fibers 21 are the same in structure as those in Figs 8, but they differ from these in that they are fine-meshed Depressions 26 and projections 27 only on the end region 31 of the outer surface 25 of the Casing 24 are provided1 at which the light enters (the length of the end area is 100 times the diameter of the core, the safety factor being one Light beam blocking is taken into account).
Die ankommenden, unter dem Winkel 92 auf das Ende 28 auftreffenden Lichtstrahlen I2, die einen Einfallswinkel erzeugen, der kleiner ist als der kritische Winkel, werden willkürlich (oder diffus) durch die Einsenkungen 26 und die Vorsprünge 27 auf der Außenfläche 25 der Umkleidung 24 reflektiert und kehren zum Kern 23 in gleicher Weise zurück wie bei der Anordnung von Fig. 6 - 8. Ein Teil der Bildlichtstrahlen I die von der Außenfläche 25 wieder in die Kerne 23 unter einem Einfallswinkel eintreten, der größer als der kritische Winkel ist, werden wiederholt total an der Grenze 29 zwischen dem Kern 23 und der Umkleidung 24 reflektiert und treten dann an den Enden 30 der Kerne 23 aus. Ein Teil des Lichtstrahls, der unter einem Einfallswinkel wieder eintritt, der kleiner als der kritische Winkel ist, wird durch die Einsenkungen 26 und die Vorsprünge 27 der Umkleidung 25 zerstreut. The incoming ones that hit the end 28 at the angle 92 Light rays I2 that produce an angle of incidence that is smaller than the critical one Angles, become arbitrary (or diffuse) due to the depressions 26 and the protrusions 27 are reflected on the outer surface 25 of the cladding 24 and return to the core 23 in back in the same way as in the arrangement of Figs. 6-8. Part of the image light rays I which re-enter the cores 23 from the outer surface 25 at an angle of incidence, which is greater than the critical angle are repeated totally at the limit 29 between the core 23 and the cladding 24 are reflected and then occur at the ends 30 of the Cores 23 off. Part of the light beam that re-enters at an angle of incidence which is smaller than the critical angle is through the depressions 26 and the Projections 27 of the casing 25 scattered.
Da die Lichtintensität bei jeder zufälligen Reflexion sehr stark vermindert wird, verschwinden die zerstreuten Lichtstrahlen nahezu, bis sie das innere Ende des Endteils 30 erreichen. Somit treffen die zerstreuten Lichtstrahlen nicht auf den Teil der Außenfläche 25 der Umkleidung 24 auf, wo keine Vertiefungen 26 und Vorsprünge 27 vorhanden sind.Because the light intensity is very much reduced with every random reflection the scattered rays of light almost disappear until they reach the inner end of the end part 30 reach. Thus, the scattered light rays do not strike the part of the outer surface 25 of the casing 24 where no depressions 26 and Projections 27 are present.
Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiels hat jede optische Faser 21 eine Umkleidung 24, deren Außenfläche 25 vollständig mit feinmaschigen Einsenkungen 26 und Vorsprüngen 27 wie in Fig. 6 - 8 versehen ist. Über der gesamten Außenfläche 32 der dünnen, das Faserbündel umgebenden Hülle sind feinmaschige Vorsprünge 33 und Einsenkungen 34 mit einer Rauigkeit von 1000 Maschen vorgesehen. Somit werden Lichtstrahlen 151 die von außen auf die Hülle 21 treffen, durch die Einsenkungen 34 und Vorsprünge 33 zerstreut und treten nicht in das optische Faserbündel ein. Demzufolge wird auch eine Verminderung in der Auflösung und im Kontrast sowie die Erzeugung von Reflexionsstörungen oder Geistern beseitigt, die anderenfalls von Lichtstrahlen erzeugt würden, die von außen in das optische Faserbündel eintreten Fig. 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Vorsprünge 33und Einsenkungen 34 nur auf der Außenfläche 32 des Auftreffendbereiches 35 der Hülle 22 angebracht sind. Diese Ausführungsform ist von Vorteil, da die Lichtstrahlen von außen auf den Auftreffendbereich 35 konzentriert werden. Derartige externe Strahlen werden voll an der rauhen Oberfläche 32 des Auftreffendbereiches 35 zerstreut. In the embodiment shown in FIG. 10, each has optical Fiber 21 a cladding 24, the outer surface 25 of which is completely fine-meshed Depressions 26 and projections 27 are provided as in FIGS. 6-8. Over the entire The outer surface 32 of the thin sheath surrounding the fiber bundle are fine-meshed projections 33 and depressions 34 provided with a roughness of 1000 mesh. Thus become Light rays 151 which hit the shell 21 from the outside through the depressions 34 and projections 33 scatter and do not enter the optical fiber bundle. As a result, there is also a decrease in resolution and contrast as well as the Eliminates the generation of reflection disturbances or ghosts that would otherwise be caused by Light rays would be generated which enter the optical fiber bundle from the outside Fig. 11 shows a further embodiment in which the projections 33 and depressions 34 attached only to the outer surface 32 of the impact area 35 of the envelope 22 are. This embodiment is advantageous because the light rays from the outside the impingement area 35 is concentrated will. Such external Rays are fully scattered on the rough surface 32 of the impact area 35.
Bei dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungsbeispiel bedeckt die wie in Fig. 10 ausgebildete Hülle 22 ein Faserbündel der in Fig. 9 dargestellten Art, so daß die gleiche Wirkung wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 erzielt wird. In the embodiment shown in FIG. 12, the covered Sheath 22 formed as in FIG. 10 is a fiber bundle of the one shown in FIG Kind, so that the same effect as in the embodiment of FIG. 10 is achieved will.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 13 enthält die optischen Fasern der Ausführungsform von Fig. 9 und die Hülle 22 der Ausführungsform von Fig. 11. Hierdurch werden die kombinierten Wirkungen der Ausführungsformen von Fig. 9 und 11 erzielt. The embodiment according to FIG. 13 contains the optical fibers the embodiment of FIG. 9 and the sheath 22 of the embodiment of FIG. 11. This exhibits the combined effects of the embodiments of FIGS. 9 and 11 scored.
Es sei bemerkt, daß das optische Faserbündel die optischen Fasern 21 gemäß Fig. 6 - 8 und die Hülle 22 gemäß Fig. 11 enthalten kann. Hierdurch wird die kombinierte Wirkung der Ausführungsformen von Fig. 6 - 8 und Fig. 11 erzielt. It should be noted that the optical fiber bundle is the optical fibers 21 according to FIGS. 6-8 and the sheath 22 according to FIG. 11. This will achieves the combined effect of the embodiments of FIGS. 6-8 and FIG.
Bei dem in Fig. 14 dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich die optischen Fasern 21 gemäß Fig. 9 in der Hülle 22 gemäß Fig. 10, wobei deren Außenfläche 32 über ihrer gesamten Länge mit Vorsprüngen 33 und Einsenkungen 34 versehen ist. Über der gesamten Länge der Hülle 22 befindet sich eine Schicht aus lichtabsorbierendem Material 36 mit einer Dicke von 2 - 3 Mikrometer. Die Schicht 36 besteht aus lichtabsorbierendem, farbigem Glas, einer Farbe wie z.B. Tusche, dunklerWasserfarbe oder dunkler Olfarbe, dunklem lichtabsorbierenden dielektrischen Material wie z.B. Phenolharz oder Epoxydharz gemischt mit Russ, oder dergleichen Material. In the embodiment shown in Fig. 14 are the optical fibers 21 according to FIG. 9 in the sheath 22 according to FIG. 10, their Outer surface 32 with projections 33 and depressions 34 over its entire length is provided. There is a layer of over the entire length of the sheath 22 light absorbing material 36 having a thickness of 2-3 microns. The layer 36 consists of light-absorbing, colored glass, a color such as Indian ink, dark water color or dark oil color, dark light absorbing dielectric Material such as phenolic resin or epoxy resin mixed with carbon black, or the like Material.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 14 wird anhand der Fig. 15 erläutert. Die auf den Kern in der äußersten optischen Faser unter einem Winkel auftreffenden und an der Grenze 29 zwischen dem Kern 23 und der Umkleidung 24 mit einem Einfallswinkel, der kleiner ist als der kritische Winkel zwischen dem Kern 23 und der Umkleidung 24 ankommenden Bildlichtstrahlen 12 werden teilweise von der Begrenzung 29 reflektiert, jedoch überwiegend dort gebrochen. Die gebrochenen Lichtstrahlen I3 verlaufen dann durch die Umkleidung 24 und werden überwiegend durch die feinmaschigen Einsenkungen 26 und Vorsprünge 27 auf der Außenfläche 25 der Umkleidung 24 zerstreut, was durch 14 angedeutet ist. Wenn irgendwelche Teile 16 der Lichtstrahlen in die Hülle 22 hinter der Begrenzung 25 zwischen der Umkleidung 24 und der Hülle 22 eintreten, werden sie erneut an der Begrenzung 25 gebrochen und überwiegend durch die Vorsprünge 33 und die Vertiefungen 34 auf der Außenfläche 32 diffundiert, was durch I7 angedeutet ist. Falls irgendwelche Lichtstrahlen durch die Außenfläche 32 der Hülle 22 verlaufen sollten, treten sie in die lichtabsorbierende Schicht 36 ein und werden durch diese absorbiert. Somit können die Lichtstrahlen nicht aus dem optischen Faserbündel heraus streuen. The exemplary embodiment according to FIG. 14 is explained with reference to FIG. 15. Those striking the core in the outermost optical fiber at an angle and at the boundary 29 between the core 23 and the cladding 24 with an angle of incidence, which is smaller than the critical angle between the core 23 and the cladding 24 incoming image light rays 12 are partially reflected by the boundary 29, but mostly broken there. The refracted light rays I3 then run through the casing 24 and are predominantly through the fine-meshed depressions 26 and projections 27 on the outer surface 25 of the casing 24 scattered what by 14 is indicated. If any parts 16 of the light rays enter the envelope 22 enter behind the boundary 25 between the casing 24 and the shell 22, they are broken again at the boundary 25 and predominantly by the projections 33 and the depressions 34 diffused on the outer surface 32, which is indicated by I7 is. If any rays of light pass through the outer surface 32 of the envelope 22 should, they enter the light absorbing layer 36 and are through this absorbed. Thus, the light rays cannot get out of the optical fiber bundle sprinkle.
Fig. 16 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Teils einer anderen Ausführungsform des optischen Faserbündels gemäß Fig. 5, wobei jede optische Faser 22 einen Kern 23 wie in Fig. 5 - 15, eine hohle, den Kern umgebende zylindrische Umkleidung 37 und eine die Umkleidung 37 umgebende, haftende Glasschicht 38 aufweist. 16 shows a schematic cross-sectional representation of a part another embodiment of the optical fiber bundle according to FIG. 5, each optical fiber 22 has a core 23 as in Figures 5-15, a hollow one surrounding the core cylindrical casing 37 and an adhesive glass layer surrounding the casing 37 38 has.
Die Umkleidung 37 besteht aus Kron-Glas und hat eine Dicke von beispielsweise 0,9 - 1,5 Mikrometer. Die Schicht 38 besteht aus säurelöslichem Glas und besitzt einen kreisförmigen oder polygonalen Querschnitt (ein regelmäßiges Sechseck bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer Seitenlänge von beispielsweise 6 Mikrometer). Auf der Außenfläche 39 der Schicht 38 sind feinmaschig Vorsprünge 41 und Einsenkungen 42 mit der gleichen Rauhigkeit wie sie die Vorsprünge und Finsenkungen auf dor Oberfläche der Umkleidung 24 bei den anderen Ausführungsbeispielen aufweisen.The cladding 37 consists of crown glass and has a thickness of, for example 0.9-1.5 micrometers. The layer 38 consists of acid-soluble glass and has a circular or polygonal cross-section (a regular hexagon at this embodiment with a side length of, for example, 6 micrometers). On the outer surface 39 of the layer 38 there are fine-meshed projections 41 and depressions 42 with the same roughness as the projections and dimples on the surface of the casing 24 in the other exemplary embodiments.
Die Funktion der in Fig. 16 dargestellten Ausführungsform wird nachfolgend anhand der Fig. 17 beschrieben. Die Lichtstrahlen 12, die auf den Kern 23 am Ende 28 mit einem Winkel 2 auftreffen und in Richtung auf die Begrenzung zwischen dem Kern 23 und der Umkleidung 37 mit einem Einfallswinkel gebrochen werden, der kleiner als der kritische Winkel zwischen dem Kern 23 und der Umkleidung 37 ist, werden überwiegend gebrochen, treten in die Umkleidung 37 ein und erreichen die Begrenzung 43 zwischen der Umkleidung 37 und der Schicht 38, was durch den Strahl 18 angedeutet ist. Wenn der Einfallswinkel der durch die Umkleidung 37 verlaufenden Strahlen 18 nicht kleiner ist als der kritische Winkel zwischen der Umkleidung 37 und der Schicht 38, werden die Lichtstrahlen durch die Vorsprünge 41 und Einsenkungen 42 total in Richtung auf den Kern 23 reflektiert. Wenn der Einfallswinkel der gebrochenen Strahlen 18 kleiner als der kritische Winkel zwischen der Umkleidung 37 und der Schicht 38 ist, werden sie überwiegend gebrochen, was durch Ig angedeutet ist und treten in die Schicht 38 ein. The function of the embodiment shown in Fig. 16 is as follows is described with reference to FIG. The light rays 12 that hit the core 23 at the end 28 impinge at an angle 2 and in the direction of the boundary between the Core 23 and cladding 37 are broken with an angle of incidence which is smaller than the critical angle between the core 23 and the clad 37 will be mostly broken, enter the casing 37 and reach the boundary 43 between the casing 37 and the layer 38, which is indicated by the beam 18 is. When the angle of incidence of the rays 18 is not less than the critical angle between the casing 37 and the layer 38, the light rays through the projections 41 and depressions 42 are totally in Direction on the core 23 is reflected. When the angle of incidence of the refracted rays 18 smaller than the critical angle between the cladding 37 and the layer 38 is, they are predominantly broken, which is indicated by Ig, and enter layer 38.
Da die Lichtstrahlen Ig durch die Vorsprünge 41 und die Ein-9 senkungen 42 auf der Außenfläche 39 der Schicht 38 in Richtung auf den Kern 23 zerstreut werden, treten sie nicht in den Kern einer benachbarten optischen Faser ein. Somit wird die gleiche Wirkung erzielt wie mit den Ausführungsbeispielen gemäß Fig.As the light rays Ig through the projections 41 and the depressions 9 42 are scattered on the outer surface 39 of the layer 38 towards the core 23, they do not enter the core of an adjacent optical fiber. Thus becomes achieved the same effect as with the exemplary embodiments according to FIG.
6 - 9. Da ferner die auftreffenden Lichtstrahlen I2 meistens zweimal gebrochen werden, nämlich zuerst durch die Umkleidung 37 und dann durch die Schicht 38, wird die Menge der zerstreuten Lichtstrahlen stark vermindert, so daß dadurch die Wirkungsweise des optischen Faserbündels verbessert wird.6 - 9. Since furthermore the incident light rays I2 mostly twice be broken, namely first through the casing 37 and then through the layer 38, the crowd will be scattered Light rays greatly diminished, so that the operation of the optical fiber bundle is thereby improved.
Es sei bemerkt, daß bei diesem Ausführungsbeispiel die feinmaschigen Vorsprünge 37 und Einsenkungen 42 an der Außenfläche des Auftreffendbereiches der haftenden Glasschicht 38 allein vorgesehen werden kann, während die Hülle gemäß Fig. 10 - 15 zur Anwendung kommt. It should be noted that in this embodiment, the fine-meshed Projections 37 and depressions 42 on the outer surface of the impact area of the adhesive glass layer 38 alone can be provided, while the envelope according to Fig. 10-15 is used.
Zur Herstellung des optischen Faserbündels werden die optischen Fasern von 200 - 300 Mikrometer vorbereitet. The optical fibers are used to manufacture the optical fiber bundle prepared from 200 - 300 micrometers.
Feinmaschige Vorsprünge und Einsenkungen werden auf der Ausset fläche der mkleidung mit Sandpapier der Körnung 1000 hergestellt. Dann werden die optischen Fasern gebündelt und gezogen, damit ihr Durchmesser auf eine vorgegebene Größe vermindert wird. Anschließend wird eine Hülle auf dem Bündel der optischen Fasern hergestellt.Fine-meshed projections and depressions are created on the display area The clothing is made with 1000 grit sandpaper. Then the optical Fibers bundled and drawn so that their diameter is reduced to a predetermined size will. A sheath is then made on the bundle of optical fibers.
Die Brechungsindices des Kerns, der Umhüllung und der haftenden Glasschicht sind beispielsweise 1.62, 1.52 und kleiner als 1.52. The refractive indices of the core, the cladding and the adhering glass layer are for example 1.62, 1.52 and less than 1.52.
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