DE7604981U1

DE7604981U1 - LIGHT GUIDE BAR

Info

Publication number: DE7604981U1
Application number: DE7604981U
Authority: DE
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1976-02-19
Filing date: 1976-02-19
Publication date: 1976-06-16

Description

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MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOWMANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

Jf FEB. 1S7B München, denJf FEB. 1S7B Munich, the

S/b - SS / b - S

ERWIlT SICK
Optik-Elektronik
7808 Waldkirch, An der Allee 7-9ACHIEVES SICK
Optics electronics
7808 Waldkirch, An der Allee 7-9

LichtleitstabLight guide rod

Die Erfindung betrifft einen Lichtleitstab mit einem linearen,, lichtstreuenden Bereich auf der Hantelfläche, auf dem ein den linearen Bereich abtastender Lichtstrahl fällt, wobei an wenigstens einer Stirnseite ein Empfänger zur Aufnahme des in den Stab gestreuten und zumindestens teilweise totalreflektierten Lichtes vorgesehen ist.The invention relates to a light guide rod with a linear ,, light-scattering area on the dumbbell surface on which the one linear area scanning light beam falls, where on at least one end face a receiver for receiving the in the rod is provided scattered and at least partially totally reflected light.

Ein Lichtleitstab arbeitet bekanntlich nach dem Prinzip, daß senkrecht zur Stabachse auf die Mantelfläche auftreffendes Licht zumindest teilweise derart gestreut wird, daß es unter dem Winkel der Totalreflexion auf die Mantelfläche auftrifft, so daß es zu einer Stirnseite des Stabes hinreflektiert wird, wobeispielsweise ein !"otoempfänger angeordnet sein kann, der aus der auftreffenden Lichtintensität ein elektrisches Signal bildet. Es ist bereits bekanntgeworden, zur Erhöhung der Streu-As is well known, a light guide rod works on the principle that perpendicular to the rod axis impinging on the lateral surface Light is at least partially scattered in such a way that it strikes the lateral surface at the angle of total reflection, so that it is reflected towards one end of the rod, for example an oto receiver can be arranged, the forms an electrical signal from the incident light intensity. It has already become known to increase the scatter

S intensität den Mantelbereich, auf den der Lichtstrahl auftrifft,S intensity the cladding area on which the light beam strikes,

zu mattieren (KD-OS 24 1S $ 1$ ).to matt (KD-OS 24 1S $ 1 $ ).

_f DR. C. MANITZ · DIPL.-INO. M. FINSTERWALD DIPL. -INO. W. CRÄMKOW ZENTÜALK.ASSE BAYER. VOLKSBANKEN _f DR. C. MANITZ DIPL.-INO. M. FINSTERWALD DIPL. -IN O. W. CRÄMKOW ZENTÜALK.ASSE BAYER. FOLK BANKS

j β MÖNCHEN 22, ROBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART 50 I BAD CANNSTATTI MÜNCHEN, KONTO-NUMMER 7270j β MÖNCHEN 22, ROBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART 50 I BAD CANNSTATTI MUNICH, ACCOUNT NUMBER 7270

' TEL. (069t 22 42 II. TELEX S-29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL.(07ll)So 72 61 POSTSCHECK : MÖNCHEN 7 7 062 - 605' TEL. (069t 22 42 II. TELEX S-29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL. (07ll) Sun 72 61 POSTSCHECK : MÖNCHEN 7 7 062 - 605

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- 2- 2nd

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lichtleitstab j j der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem derjenige 'i Anteil des Lichtes, der nicht unter dem Winkel der Totalre- ' flexion in den Lichtleitstrahl hineingestreut wird, herabgesetzt ist.The invention has the object of providing a light guide rod jj of the initially mentioned type to create, in which the one 'i proportion of the light that is not at the angle of Totalre-' flexion is in scattered in the Lichtleitstrahl is reduced.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der I To solve this problem, the invention provides that the I

lichtstreuende Bereich durch Opalglas gebildet ist. Obwohl ilight-diffusing area is formed by opal glass. Although i

das milchige Opalglas insgesamt weniger Licht durchläßt, als jthe milky opal glass lets in less light overall than j

eine mattscheibenartige Glasfläche, ist es überraschend, daß \ a frosted glass surface, it is surprising that \

die erfindungsgemäße Maßnahme bei einen Lichtleitstab zu einer >the measure according to the invention in a light guide rod to a>

Erhöhung der an den Stirnseiten erscheinenden Lichtintensität \ Increase in the light intensity appearing on the front sides \

führt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der prozentuale ]leads. This is due to the fact that the percentage]

Anteil des unter dem Winkel der Totalreflexion und darüber iProportion of the under the angle of total reflection and above i

gestreute Lichtanteil überproportional erhöht ist, während der Iscattered light component is disproportionately increased, while the I

an -:on -:

den Lichtleitstab/der gegenüberliegenden Seite wieder ver- \ lassende, verlorene Lichtanteil stark herabgesetzt ist. Eine \ besonders zweckmäßige praktische Ausführungsform kennzeichnet ! sich dadurch, daß auf die abgeflachte Mantelfläche des Licht- ^: leitstabes ein Opalglasstreifen aufgekittet ist.the light guide rod / the opposite side comparable \ sheeting, lost light component is again greatly reduced. A \ particularly useful practical embodiment identifies! by the fact that on the flat lateral surface of the ^light: a deflection members Opalglasstreifen is cemented.

Aufgrund der Tatsache, daß Licht, welches unterhalb des Winkels : der Totalreflexion auf die Stabmantelfläche auftrifft, für die : Hin- und Herreflexion im Lichtleitstab verloren ist, war man
bisher der Auffassung, daß die größte Lichtausbeute am IO.toempfanger erhalten wird, wenn der Winkel der TotalreflexLoa
möglichst klein gemacht, d.h. der Brechungsindex des Glases
des Lichtleitstabes möglichst groß gewählt wird.Due to the fact that light which strikes the rod jacket surface below the angle: of total reflection, for which: back and forth reflection in the light guide rod is lost, you were
previously believed that the greatest light output at the IO.toempfanger is obtained when the angle of the total reflex Loa
Made as small as possible, ie the refractive index of the glass
of the light guide rod is chosen as large as possible.

Es ist nun ein weiteres Ziel der Erfindung, den Brechungsindex
des Lichtleitstabes so zu optimieren, daß an der bzw. den
Stirnseiten eine möglichst hohe Lichtausbeute erzielt wird.It is now another object of the invention to improve the index of refraction
optimize the light guide rod so that the or the
End faces the highest possible light output is achieved.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Brechungsindex des Lichtleitstabglases so gewählt wird, daß der G-renzwinkel der Totalreflexion zwischen 4-0 und 5Oo, vorzugsweise bei 45° liegt. Dies entspricht etwa einem Brechungsindex von 1,4-1. Es ist überraschend, daß bei Verwendung höherer Brechungsindices, die an den Stirnseiten erzielte Lichtausbeute geringer wird. Dies kann darauf zurückgeführt werden, daß der gewöhnlich mit einem geringen Abstand von der Stirnseite des Lichtleitstabes angeordnete Fotoempfänger im Stab totalreflektiertes Licht dann nicht mehr erhält, wenn es auf die Stirnseite des Lichtleitstäbes unter einem größeren Winkel als dem der Totalreflexion auftrifft.This is achieved according to the invention in that the refractive index of the light guide rod glass is chosen so that the border angle total reflection between 4-0 and 50o, preferably is at 45 °. This corresponds approximately to a refractive index of 1.4-1. It is surprising that when using higher refractive indices, the light yield achieved at the end faces is lower. This can be attributed to the fact that the usual with a small distance from the end face of the light guide rod arranged photoreceiver totally reflected in the rod Light is no longer received when it hits the face of the light guide rod at an angle greater than that of total reflection hits.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erfindungsgemäß vorgeschlagene Brechungsindex in Kombination mit der Opalglasmattierung verwendet wird. Hierdurch wird ein absolutes Optimum der Lichtausbeute an den Stabstirnseiten erzielt, was angesichts der Verwendung des relativ stark absorbierenden Opalglases und pTnfis wesentlich unter dem minimal erreichbaren Totalreflexionswinkel liegenden Winkel überraschend ist. It when the proposed according to the invention is particularly advantageous Refractive index is used in combination with the opal glass frosting. This is an absolute optimum of the Luminous efficiency achieved at the rod end faces, which given the use of the relatively strongly absorbing opal glass and pTnfis is surprisingly substantially below the minimum attainable angle of total reflection.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:The invention is described below, for example, with reference to the drawing; in this shows:

i"igur 1 einen schematischen Axial schnitt eines erfindungsgemaßen Lichtleit stäbe s undi "igur 1 a schematic axial section of an inventive Light guide rods s and

Eigur 2 einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Lichtleitstabes. Figure 2 shows a cross section of the light guide rod according to the invention.

Nach der Zeichnung fällt ein z.B. von einem Laser gebildeter Lichtstrahl 13 auf einen Opalglasstreifen 12, der auf die abgeflachte Mantelfläche eines runden LichtleitStabes in derAccording to the drawing, a light beam 13 formed, for example, by a laser falls on an opal glass strip 12, which falls on the flattened Jacket surface of a round light guide rod in the

dargestellten Weise aufgekittet ist. Der Lichtstrahl I3 tastet den Streifen 12 in Richtung des Doppelpfeiles f nach ü'ig. 1 periodisch ab. Aufgrund der Verwendung von Opalglas als lichtstreuender Bereich wird die bei 14 angedeutete Lichtstreuintensität in den einzelnen Eichtungen erzielt, welche in etwa einem Lambertsehen Kreis entspricht. Besonders die größeren StEuwinkel werden durch die erfindungsgemäße Maßnahme begünstigt, so daß der Anteil des auf der gegenüberliegenden Seite den Stab wieder verlassenden Lichtes (15) gegenüber dem an der gegenüberliegenden Wand totalreflektierten Anteil (16) herabgesetzt ist. Insgesamt erreicht somit ein wesentlich größerer Anteil des einfallenden Lichtes den bei I7 angedeuteten Potοempfänger.is cemented manner shown. The light beam I3 probes the strip 12 in the direction of the double arrow f for ü'ig. 1 periodically. Due to the use of opal glass The light scattering intensity indicated at 14 is used as the light-scattering area achieved in the individual directions, which corresponds approximately to a Lambertian circle. Especially those larger steering angles are favored by the measure according to the invention, so that the proportion of the opposite Side of the light (15) leaving the rod opposite the portion (16) that is totally reflected on the opposite wall is reduced. Overall, a significantly larger proportion of the incident light thus reaches that indicated at I7 Poto receiver.

Optimale Verhältnisse werden erzieht, wenn der Brechungsindex des Glases des LichtleitStabes 1" so gewählt wird, daß der iGx-eüZwinkel der Totalreflexion osi 45° liegt. In diesem 2?alleOptimal proportions are educated when the refractive index of the glass of the light guide rod 1 "is chosen so that the iGx-eüZ angle of total reflection osi 45 °. In this 2? All

austretende Licht auch den iOtoempfanger 17 erreicht. Bevorzugt hat der Winkel der Totalreflexion eine geringe Tendenz zu über 45° liegenden Vertan, wobei jedoch 50° nicht überschritten werden sollen, damit von den im Lambertsehen Kreis gestreuten Lichtstrahlen ein möglichst großer Teil erfaßt wird.outgoing light also reaches the iOto receiver 17. Preferred the angle of total reflection has a slight tendency to be more than 45 ° Vertan, but not exceed 50 ° should be so scattered by those in the Lambertsee district Light rays as large a part as possible is detected.

Es ist jeweils vorausgesetzt, daß die Stirnseiten des Lichtleitstabes senkrecht zur Stabachse verlaufen.It is assumed in each case that the end faces of the light guide rod run perpendicular to the rod axis.

- Patentansprüche -- patent claims -

Claims

■ t claims

Ί. Light guide rod with a linear light diffusing area on the lateral surface on which a light beam scanning the linear area is incident, with at least one on Front side a receiver for receiving what is scattered into the rod and at least partially totally reflected Light is provided, characterized in that the light-scattering area is formed by Opel glass (12) is.

2. Light guide rod according to claim 1, characterized in that on the flattened outer surface of the light guide rod (11) an opal glass strip (12) is cemented on.

3. light guide rod, in particular according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the refractive index of the light guide rod glass is chosen so that the critical angle the total reflection is between 40 and 50 °, preferably 45 °.

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