专利名称：横向发光光缆及其制备设备和制备方法
本申请涉及一种光缆，尤其涉及一种横向发光光缆，它至少能从一个光源沿光缆长度横向发光。
一般知道，可以把光缆中横向射出或泄漏的光通量用于诸如美学照明或安全照明等领域。通常，光缆具有多条例如由塑料或玻璃制成的个体光绞线或光纤绞线，透明或半透明的护套将它们束在一起，并且被安装成至少有一个光源与光缆的至少一端光学耦合。于是，来自光源的光遍及光缆的整个长度，并且从护套表面横向射出。然后在各种应用中使用该横向射出的光，包括对游泳池、温泉、水池或瀑布进行背后照明或表面照明等。与其它照明技术(例如，氖管灯、白炽灯或其它离散光源)相比，光缆具有许多优点，诸如光缆易弯曲、免受电击和噪声的影响，以及成本低等等。
经常在这些应用中使用的光缆可以采用一种光散射设计，以便增强光缆横向发光。例如，可以把多条个体绞线束合和扭绞在一起。具体地说，这种现有技术一般是将(例如约7-14条绞线的)个体光纤绞线扭绞成一个子束。实现方法通常是绕一固定的夹紧模具(closing die)旋转多根光纤，制成子束。然后，将(例如约3-10条的)多条子束旋入一固定的夹紧模具中，制成光缆(例如，大约包含40-140条个体光纤绞线)。由于该技术主要依赖于张力和加在夹紧模具上的力，所以光纤包层中发生的任何破裂一般出现在由7-14条光纤绞线组成的分组中，并且破裂会大大降低个体绞线裂缝的均匀性。此扭绞技术本身还削弱了光的快速射出，并且几乎不能控制包层结构的均匀性。
下述美国专利举例描述了这些扭绞技术Keplinger等人发明的美国专利5,345,531号，其发明名称为“光纤照明设备和方法”；Kingstone发明的美国专利5,617,497号，其发明名称为“横向照明的光缆设备及其制造方法”；Kingstone发明的美国专利5,333,228号，其发明名称为“横向照明的光缆设备及其制造方法”。
另外，使用这些现有技术时，作用在个体绞线上的相当大的背张力一般会使绞线伸长，并且当试图控制逆转(backlash)时，甚至会出现更大的背张力，致使总的背张力在大约850-1500克的范围内。如此大的背张力又大大影响了衰减损耗。例如，塑料光纤绞线的初始衰减特性大约为135分贝/千米，而背张力的累积作用可以把塑料光纤绞线的衰减变为大约1200分贝/千米至2700分贝/千米，这会明显影响个体绞线的性能。
用于增强横向发光的其它技术包括把绞线展开成扁平带状，以及形成供光缆或部分光缆沿其定位用的轨道，其中Awai等人发明的美国专利4,763,984号对前一技术作了描述，其发明名称为“照明设备和方法”，而Kingstone发明的美国专利5,617,496对后一技术作了描述，其发明名称为“横向照明的光缆设备及其制造方法”。
这些现有技术一般也在光缆、带状光缆或光缆轨道的整个长度上缺乏发光均匀性。另外，通常需要用复杂且昂贵的系统来制造光缆，带状光缆和光缆轨道，Kingstone发明的美国专利5,376,201号描述了这样的设备和系统，其发明名称为“制造图象放大器的方法”。
在上述背景下，本发明有利地提供了一种用于制备横向发光光缆的设备和方法，所述光缆普遍使光在其整个长度上均匀分布以便光从光缆外表面横向射出，并从光缆的外表面横向射出大量的光(例如，光强增大的光)。通过用一相似光源增强或控制均匀分布和光强，光缆的使用者可以就所需的应用有利地改善光缆的发光质量。本发明还有利地提供了一种低成本的、较简单的横向发光光缆制备设备和方法，其中所述横向发光光缆一般具有均匀的光分布和增大的光强。另外，本发明有利地提供了一种设备和方法，它们可以控制会影响个体塑料光纤绞线的包层裂缝的均匀性，并由此大大降低个体光纤绞线的衰减损耗，以及形成横向发光光缆的多条绞线的总衰减。
具体地说，提供了一种用于制备光缆的设备和方法，其中所述光缆之多条塑料光纤绞线的每条绞线中具有多条微弯曲，微弯曲的图案相当均匀，由此可以提高光缆横向且均匀射出的光量。该设备最好包括供给源，它具有多个塑料光纤绞线；微弯成形装置，它位于供给源的下游，并且被安装成按间隔关系个别接收多条塑料光纤绞线中的每条绞线，用于在多条绞线的每条绞线中形成多个微弯曲，微弯曲的图案相当均匀；绞线导向装置，它位于微弯成形装置的下游，并且被安装成接收多条微弯绞线中的每条绞线，用于将多条间隔的且微弯的绞线引导成相邻接触的关系；和包裹装置，它位于绞线导向装置的下游，用于将诸如聚酯薄膜或聚四氟乙烯等护套材料(例如，光缆内护套的材料)包裹在多条相邻接触的绞线周围，从而形成具有多条微弯个体光纤绞线的光缆。
另外，该设备还可以有利地包括包装装置，它位于包裹装置的下游，用于用一光缆外护套包裹光缆内护套；光缆拉出装置，它位于包装装置的下游，用于拉出由多条微弯光纤绞线构成的经包裹的光缆，其中多条微弯光纤绞线从供给源出发，并经过微弯成形装置、导向装置、包裹装置和包装装置；以及光缆收集装置，它位于光缆拉出装置的下游，用于收集具有多条微弯光纤绞线的光缆。
全文中所用的术语“微弯曲”是指个体光纤绞线之光纤包层中的微扭曲或裂缝。这些微弯曲最好通过顺时针或逆时针旋转和扭绞个体光纤绞线而产生。旋转或扭绞关系为每分钟移动1至50米并扭绞1-360圈，并且。用供给源上的机械、电气或机电制动系统使加在任何个体光纤绞线S上的总背张力最好为100至300克，例如，通过卷轴工作来控制逆转。这可以将衰减损耗控制在100至500分贝/千米，增强了衰减控制。
本发明还有利地提供了一种用于增强横向发光的塑料光缆。光缆最好包括多条塑料光纤绞线。每条绞线中形成有多个微弯曲，微弯曲的图案相当均匀。最好在多条塑料光纤绞线的周围形成至少一个例如由聚酯薄膜、聚四氟乙烯或半透明塑性材料制成的护套，依照本发明的其它光缆实施例，光缆可以有利地包括一内芯，多条绞线位于内芯的周围。例如，多条绞线中的每条绞线一般相互平行地延伸，并且一般平行于内芯I的纵向延伸，或者绕内芯I扭绞多条绞线中的每条绞线，例如扭绞成子束。内芯还可以包括一种诸如水的流体，它利于在喷泉、水池、温泉或其它水中照明应用中使用。另外，还可以有利地将子束排列在内芯的周围。
可以有利地将用于在个体光纤绞线中形成图案一般为均匀的微弯曲的设备和方法与现有的光缆制备方法以及现有的光缆结构类型一起运用，以便在这些现有技术基础上加强对横向发光的控制，并提高横向发光的均匀性。例如，通过降低背张力的大小(这是目前现有光缆制造所要求的)，可以提高均匀性，并加强对衰减的控制。这又可以在更大程度上控制总的包层裂缝、提高发光的均匀性，并提供更均匀的横向发光。
依照本发明还提供了光缆的制备方法。一种方法最好包括以下步骤在多条光纤绞线的每条绞线中形成多个微弯曲；将多条绞线中的每条绞线定位成至少与多条绞线中的另一条相邻；以及在多条微弯绞线周围形成一护套。最好在多条光纤绞线的每条绞线中形成多个微弯曲，微弯曲的图案一般是均匀的。
另一种用于制备能够增强发光和均匀发光之横向发光光缆的方法最好包括以下步骤对沿预定移动路径移动的多条塑料光纤绞线中的每条绞线进行一般为连续的扭绞，以便在多条绞线的每条绞线中形成图案一般为均匀的微弯曲；以及束合多条微弯绞线，以便确定横向发光的光缆。
另一种用于制备横向发光光缆的方法最好包括以下步骤按间隔关系提供多条塑料光纤绞线；在多条塑料光纤绞线的每条绞线中形成多个微弯曲，微弯曲的图案一般是均匀的；将多条间隔且微弯的绞线中的每条绞线引导成相邻接触的关系；以及将护套材料布置在多条绞线的周围。
已经叙述了本发明的一些特点、优点和益处，随着以下结合附图的描述将清楚本发明的其它特点、优点和益处，附图有
图1是一方框图，示出了依照本发明第一实施例的用于制备横向发光光缆的设备；图2是一透视图，示出了依照本发明第一实施例的用于制备横向发光光缆的设备；图3是一透视图，示出了依照本发明第一实施例的用于制备横向发光光缆的设备中的微弯成形器；图4是一放大的局部正视图，示出了依照本发明的用于制备横向发光光缆的设备中的微弯成形器；图5是一侧视图，示出了依照本发明的用于制备横向发光光缆的设备中的微弯成形器；图6是一方框图，示出了依照本发明第二实施例的用于制备横向发光光缆的设备；图7是一透视图，示出了依照本发明第二实施例的用于制备横向发光光缆的设备中的微弯成形器、绞线束扭绞器和绞线导向器；图8是一透视图，示出了依照本发明第一横向发光光缆实施例的光缆，该光缆具有多条绞线，每条绞线中都形成有多个微弯曲；图9是一截面图，示出了依照本发明第一光缆实施例的光缆，该光缆具有多条绞线，每条绞线中都形成有多个微弯曲，并且该图是沿图8的直线9-9截得的；图10是一截面图，示出了依照本发明第一光缆实施例的光缆，该光缆具有多条绞线，每条绞线中都形成有多个微弯曲，并且该图是沿图8的直线10-10截得的；图11是依照本发明的光缆中的一条绞线，绞线中形成有多个微弯曲；图12是一截面图，示出了依照本发明的光缆中的一条绞线，绞线中形成有多个微弯曲，并且该图是沿图11的直线12-12截得的；图13是一截面图，示出了依照本发明的光缆中的一条绞线，绞线中形成有多个微弯曲，并且该图是沿图11的直线13-13截得的；图14是一局部视图，示出了依照本发明第二光缆实施例的光缆，该光缆具有多条绞线，每条绞线中都形成有多个微弯曲；图15是一截面图，示出了依照本发明第二光缆实施例的光缆，该光缆具有多条绞线，每条绞线中都形成有多个微弯曲，并且该图是沿图14的直线15-15截得的；图16是一局部视图，示出了依照本发明第三光缆实施例的光缆，该光缆具有多条绞线，每条绞线中都形成有多个微弯曲；图17是一截面图，示出了依照本发明第三光缆实施例的光缆，该光缆具有多条绞线，每条绞线中都形成有多个微弯曲，并且该图是沿图16的直线17-17截得的；
图18是一局部视图，示出了依照本发明第四光缆实施例的光缆，该光缆具有多条绞线，每条绞线中都形成有多个微弯曲；图19是一截面图，示出了依照本发明第四光缆实施例的光缆，该光缆具有多条绞线，每条绞线中都形成有多个微弯曲，并且该图是沿图18的直线19-19截得的；图20是一局部视图，示出了依照本发明第五光缆实施例的光缆，该光缆具有多条绞线，每条绞线中都形成有多个微弯曲；图21是一截面图，示出了依照本发明第五光缆实施例的光缆，该光缆具有多条绞线，每条绞线中都形成有多个微弯曲，并且该图是沿图20的直线21-21截得的；图22是一透视图，示出了依照本发明另一实施例的光缆，该光缆呈相当扁平的带状，具有多条个体光纤绞线，每条绞线中都形成有多个微弯曲。
图23示出了以θ角度入射光纤的光的传播示意图。
图24示出了折射率与波长的关系曲线。
以下将参照描绘本发明较佳实施例的附图，更全面地描述本发明。但是，本发明可以按许多不同的形式实施，不应该将其理解为局限于这里所叙述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使揭示内容充分而完全，并将本发明的范围全部传授给本领域的熟练技术人员。用撇号或多个撇号表示可供选择的实施例。相同的标号始终表示相同的部件。
图1-2示出了依照本发明的用于制造光缆C的设备30，光缆C之多条塑料光纤绞线S的每一条绞线都具有多个微弯曲B，微弯曲的图案相当均匀，由此可以提高光缆C横向且均匀射出的光量。设备30最好包括一个供给源40，供给源40具有多个卷轴41，卷轴上绕有塑料光纤绞线S并固定在确定框架45的底座上。卷轴41位于框架45上，并且每个卷轴41最好都由一个卷轴制动系统来控制，例如，如本领域的熟练技术人员所理解的，对卷轴41进行电机或电动机控制，并将其与控制单元25相连，以便控制个体绞线S的“逆转”和张力。供给源40最好还包括一绞线间隔器46，图中将其画成例如由金属制成的绞线间隔环，间隔环中形成有多个间隔的导孔或开孔47，用于隔离和引导来自供给源40的个体绞线。
设备30最好还具有微弯成形装置，例如最好由微弯成形器50提供，它最好位于供给源40的下游，并被安装成按间隔关系个别接收多条塑料光纤绞线中的每条绞线，用于在多条绞线S的每条绞线中形成多个微弯曲B，微弯曲的图案相当均匀(参见图3-5)。微弯成形器50最好包括一个例如固定在地面底座52上的外罩51，外罩51中形成有多个间隔的开孔53，开孔穿过外罩，例如穿过定位聚集环54，以便在多个开孔的每一个中定位单条光纤绞线S。微弯成形器50还包括扭绞装置55，它被安装成当绞线S位于多个开孔53中时与每条绞线相邻接触，用于对多条绞线S中的每条绞线进行一般为连续的扭绞，从而当多条光纤绞线S向下游移动时，在绞线中形成多个图案相当均匀的微弯曲B。例如，扭绞装置55可以包括电动机59、驱动轴56和光纤接触部件57，其中驱动轴56与电动机59相连，电动机59对其旋转驱动，而光纤接触部件57与驱动轴56相连，用于与多条绞线中的每条绞线相邻接触。接触部件57必须包括一个由二种弹性材料制成的接触环58a，例如摩擦驱动带，接触环与花键驱动齿轮58b接合的材料适于齿轮驱动，且不宜被齿轮损坏，而接触环与光纤接触的材料较软，并可产生足以使光纤扭绞的摩擦力。花键驱动齿轮58b本身则固定在驱动轴56上。
最好将例如由绞线导向器60、导向带或夹紧器提供的绞线导向装置安装在微弯成形器50的下游，并安装成可以接收多条微弯绞线S中的每条绞线，用于把多条间隔且微弯的绞线S引导成相邻接触关系。例如，可以用如图所示的截头圆锥形的外罩61为获得绞线导向装置，并且该装置可以包括电动机62和驱动带63。也可用导向带或其它夹紧器来替代。
最好将例如由包裹器70提供的包裹装置安装在绞线导向器60的下游，用于将护套材料(例如光缆内护套J1的材料)包裹在多条相邻接触的绞线S周围，以便形成具有多条微弯个体光纤绞线S的光缆C。例如，包裹器70可以包括带有包裹材料(诸如，聚酯，聚酯薄膜或聚四氟乙烯制成的带子等)的滚筒72或卷轴，以及包裹导向器74，其中滚筒72固定在支架部件73上，而包裹导向器74用于将包裹材料引导在绞线束S的周围。并且最好将材料重叠地包裹在多条微弯绞线的周围。
另外，设备30还可以有利地包括例如由包装器80提供的包装装置，它位于包裹器70的下游，用于用光缆外护套J2包裹光缆内护套J1。包装器最好在内护套J1通过料槽或导槽时将半透明的塑性材料包裹在它的周围。一对导管82和83与料槽81相连，向其提供流体塑性材料和/或冷却液。将光缆拉出装置90安装在包装器80的下游，用于拉出由多条微弯光纤绞线S构成的经包裹的光缆C，这里如本领域熟练技术人员所理解的，光缆拉出装置90最好由光缆拉出器90或履带型装置提供，而所述多条微弯光纤绞线则是从供给源40出发，然后通过微弯成形器50、绞线导向器60、包裹器70和包装器80的。光缆拉出器90最好包括用于驱动多个驱动滚筒94的驱动电动机92。一对传送带95和96安装在驱动滚筒上，用于与光缆C的外护套J2接触。
另外，将光缆收集装置安装在光缆拉出器90的下游，用于以控制方式收集具有多条微弯光纤绞线S的光缆，其中光缆收集装置最好由卷轴收集器100提供。卷轴收集器100最好包括驱动电动机102，用于旋转驱动卷轴，从而收卷光缆C。卷轴收集器100最好还包括光缆导向器105，用于在卷轴旋转期间将光缆引导到卷轴上。光缆导向器105最好包括电动机106和眼孔108，其中电动机106固定在支架部件107上，而眼孔108通过驱动链或其它驱动链接与电动机106相连。在收卷期间，眼孔108有利地沿支架部件107移动，从而平稳地、有条理地将光缆C收集到卷轴上。
另外，设备30最好具有驱动控制装置，例如控制单元25。如本领域熟练技术人员所理解的，控制单元25包括一个或多个处理电路(例如微处理器)和/或相关的控制软件。控制单元25至少与微弯成形器50、光缆拉出器90和卷轴收集器100相连，用于控制对这些装置的驱动。控制单元25最好包括同步装置，例如由硬件和/或软件构成的定时同步器26，用于同步驱动微弯成形器50、光缆拉出器90和卷轴收集器100。
如图6-7较佳示出的以及对于光缆结构的替换举例(参见图16-21)，设备30′还可以包括绞线束扭绞装置，它最好由例如绞线束扭绞器65提供，位于微弯成形器50的下游，用于在布置或包裹内护套J1′之前，将个体绞线S扭绞成多条子束。也可以将子束布置在内芯I的周围。例如，绞线束扭绞器65可以包括固定在地面支架上的另一个导向环68。导向环68有一内环和一外环，内环与支架静态相连，外环表面与驱动电动机66驱动的驱动带67接触。导向环68有多个开孔69从中穿过，并且光纤绞线的子组或子束从开孔中通过。当绞线通过开孔时，驱动带67对绞线S扭绞。而绞线束扭绞器65输出多条经扭绞的子束，并且子束向下游移动到绞线导向器60′，以便开始形成光缆C′。
全文中使用的术语“微弯曲”B，是指个体光纤绞线S之光纤包层中的微扭曲或裂缝，诸如因在足够大的力或张力下扭绞而造成破裂。这些微弯曲最好通过顺时针或逆时针旋转和扭绞个体光纤绞线S而产生。旋转或扭绞关系为每分钟移动1至50米并扭绞1-360圈，并且。用供给源上的机械、电气或机电制动系统使任何个体光纤绞线S上的总的背张力最好为100至300克，例如，通过卷轴工作来控制逆转。这便将衰减损耗控制在100至500分贝/千米，改善了衰减控制。
例如，如本领域熟练技术人员所理解的，最好用聚甲基丙烯酸甲酯(“PMMA”)的纤芯、氟化高聚物的包层和具有阶跃型折射率的结构来形成塑料绞线S。图16示出了具有多个微弯曲B和微扭曲B1的光纤绞线S，例如当绞线S沿X轴正方向以每分钟1-50米的速度移动时，绕X轴旋转的微扭曲B1每米出现1-360次；而绕Z轴旋转的微弯曲B每米出现1-360次。
参见图23，该图示出了以θ角度入射光纤的光的传播示意图。其中，数值孔径
并且n1＞n2。假设数值孔径(“N.A.”)等于0.54，而接收角为65°，那么可以如下表示PMMA绞线的带宽阶跃型折射率调制A．模间色散模式间的传播延迟为ιm=nΔc(7-πν)≈[N.A.]22nc]]>其中n为纤芯折射率，c为真空中的光速、Δ是比折射率的差，而ν是归一化的频率。
B．材料色散对于398纳米至1200纳米的可见光，可以用以下等式计算光谱含量材料色散σcσc=dιcdλ=-1cλ2dn2dλ2]]>以下的“Cauchy”序列给出了用波长表示的PMMA折射率n(2)=n0+Aλ-2+Bλ-4其中n0=1.4779。
A=5.0496×103B=6.9486×107这些数据用于计算光纤的带宽。图24示出了折射率与波长的关系曲线。其中，n(λ)=1.4779+5.0496×103/λ2-6.9486×107/λ4。
PMMA是圆柱形的光纤波导，可以传播可见光波。传播形式是“光”信号模式。根据折射率分布曲线，可以使这些信号在折射率为阶跃型的单模或多模光纤中传播。多模光纤的尺寸由包层直径和纤芯直径来表征。微弯曲的数目在每米几个至每米几百个之间变化。当扭曲或“扭绞”变“密”时，会引起微弯损耗。希望在半径之间进行尺寸控制，以便合理保证其为数十微米或更小。
包层的厚度小于纤芯的厚度，例如与纤芯折射率500μ(微米)至1500μ(微米)相比，包层折射率为50μ(微米)至300μ(微米)。由于构成纤芯和包层的材料存在折射率差，所以输入微弯光纤一端的光在光纤内传播，并发射成亮度均匀控制的或“横向的”光，光沿预定长度大约为32米的光缆传播。对个体光纤绞线S进行微弯曲的方法可以对光纤包层上的裂缝进行均匀控制，以便通过影响光波通过的次数来影响衰减损耗。这将引起亮光的泄漏，在微弯曲或微扭曲的影响下，可以增大或减少漏光亮度。光的折射和散射作用会引起高亮度漏光。通过扭绞个体光纤绞线S可以制成用上述方式构造的具有绞线S的光缆C，并且由此依照本发明在光缆中形成旋转漏光。
如图8-21中较佳示出的，本发明还有利地提供了一种用于增强光缆横向发光的塑料光缆C。光缆C最好包括多条如上所述的塑料光纤绞线S(参见图8-15)。每条绞线S中形成有如上所述的多个微弯曲B，微弯曲的图案相当均匀。上述绞线一般相互平行地延伸，并且与一个或多个护套J1和J2的延伸轴平行。最好在多条塑料光纤绞线S的周围形成至少一个护套，例如由聚酯薄膜、聚四氟乙烯或半透明塑性材料制成的内光缆护套J1。另一种方法是，如14-15所示，在包裹和/或包装步骤之前，将个体绞线S′扭绞成子束。
依照本发明的其它光缆实施例，光缆C″可以有利地包括一内芯I，多条绞线S″位于内芯的周围(参见图16-21)。例如，多条绞线S″一般相互平行地延伸，并且一般平行于内芯I的纵向延伸，或者绕内芯I扭绞多条绞线S″中的每条绞线。如图18-19中较佳示出的，内芯I′还可以包括一种诸如水的流体F，它利于在喷泉、水池、温泉或其它水中照明应用中使用。例如，可以把流体F放在半透明或透明的管子T中，管子与流体一起确定了光缆C″的内芯。另外，如图20-21所示，可以有利地将光纤子束在内芯I周围排成多层(两层或更多层)子束，以便光可以从相邻子束之间的区域R中射出。内部子束可以用直径较小的个体光纤绞线S″构成，并且子束中绞线S″的数目较少，以便更有效地包裹在护套J1″内，以及获得更有效地横向发光量。
图22还示出了另一个关于光缆C的实施例，光缆C相当扁平，呈带状，具有多条个体光纤绞线S，依照本发明每条绞线中形成有多个微弯曲。该实施例还最好包括一半透明的外护套J，该护套允许光从中横向射出。如本领域的熟练技术人员将理解的，该结构还示出个体绞线S并排布置，例如最好呈相邻接触关系，以便光可以从相当扁平的外护套J的两侧射出。
如图1-21所示，依照本发明还提供了制备光缆C的方法。一种方法包括以下步骤在多条光纤绞线S的每条绞线中形成多个微弯曲B；使多条绞线S中的每条绞线至少与多条绞线S中的另一条相邻；以及在多条微弯曲绞线S周围形成一护套J1。最好在多条光纤绞线S的每条绞线中形成多个微弯曲B，微弯曲的图案一般是均匀的。
另一种能够增强发光和均匀发光的横向发光光缆C的制备方法最好包括以下步骤对沿预定移动路径移动的多条塑料光纤绞线S中的每条绞线进行一般为连续的扭绞，以便在多条绞线S的每条绞线中形成微弯曲B，微弯曲的图案一般是均匀的；以及束合多条微弯绞线S，以便确定横向发光的光缆C。
另一种制备横向发光光缆C的方法最好包括以下步骤按间隔关系提供多条塑料光纤绞线S；在多条塑料光纤绞线的每条绞线中形成多个微弯曲B，微弯曲的图案一般是均匀的；将多条间隔且微弯的绞线S中的每条绞线引导成相邻接触的关系；以及将护套J1的材料布置在多条绞线S的周围。
凭借上述描述及相关附图所表述的原理，本领域的熟练技术人员可以获得本发明的许多变化和其它实施例。因此，应该理解，本发明不局限于所揭示的具体实施例，发明人试图把诸多变化和实施例包括在所附权利要求书的范围内。
权利要求
1．一种用于制备光缆的设备，所述光缆之多条塑料光纤绞线的每条绞线具有多个微弯曲，微弯曲的图案相当均匀，由此可以增大光缆横向且均匀射出的光量，其特征在于，所述设备包括供给源，它具有多个塑料光纤绞线；微弯成形装置，它位于所述供给源的下游，并且被安装成按间隔关系个别接收多条塑料光纤绞线中的每条绞线，用于在多条绞线的每条绞线中形成多个微弯曲，微弯曲的图案相当均匀；绞线导向装置，它位于所述微弯成形装置的下游，并且被安装成接收多条微弯绞线的每条绞线，用于将多个间隔且微弯的绞线引导成相邻接触的关系；和包裹装置，它位于所述绞线导向装置的下游，用于将护套材料包裹在多条相邻接触的绞线周围，从而形成具有多条微弯的个体光纤绞线的光缆。
2．如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述护套包括一光缆内护套，并且所述设备还包括包装装置，所述包装装置位于所述包裹装置的下游，用于用一光缆外护套包裹所述光缆内护套。
3．如权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括光缆拉出装置，它位于所述包装装置的下游，用于拉出由多条微弯光纤绞线构成的经包裹的光缆，所述多条微弯光纤绞线从所述供给源出发，并经过所述微弯成形装置、所述导向装置、所述包裹装置和所述包装装置。
4．如权利要求3所述的设备，其特征在于，还包括光缆收集装置，它位于所述光缆拉出装置的下游，用于收集具有多条微弯光纤绞线的光缆。
5．如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述包裹装置的材料至少包括聚酯薄膜或聚四氟乙烯中的一种，并且将材料重叠包裹在多条微弯绞线的周围。
6．如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述微弯成形装置包括一外罩，外罩中形成有多个间隔的开孔，多个开孔的每个孔中放置一条单独的光纤绞线，所述微弯成形装置还包括扭绞装置，它被安装成当多条绞线中的每条绞线位于多个开孔中时与多条绞线中的每条绞线相邻接触，用于对多条绞线的每条绞线进行一般为连续的扭绞，从而当多条光纤绞线向下游移动时在光纤绞线中形成多个图案相当均匀的微弯曲。
7．如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述扭绞装置包括一电动机、一驱动轴和一光纤接触部件，其中所述驱动轴与所述电动机相连，由电动机对其进行旋转驱动，而所述光纤接触部件与所述驱动轴相连，用于与多条绞线中的每条绞线相邻接触。
8．如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述接触部件包括一由弹性材料制成的接触环。
9．如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括驱动控制装置，所述驱动控制装置至少与所述微弯成形装置、所述拉出装置和所述收集装置相连，用于控制对它们的驱动。
10．如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述驱动控制装置包括同步装置，用于同步驱动所述微弯成形装置、所述拉出装置和所述收集装置。
11．一种用于制备光缆的设备，在所述光缆之多条塑料光纤绞线的每条绞线中具有多个微弯曲，微弯曲的图案相当均匀，由此可以增大光缆横向且均匀射出的光量，其特征在于，所述设备包括供给源，它具有多条塑料光纤绞线；微弯成形器，它位于所述供给源的下游，并且被安装成按间隔关系个别接收多条塑料光纤绞线中的每条绞线，用于在多条绞线的每条绞线中形成多个微弯曲，微弯曲的图案相当均匀；绞线导向器，它位于所述微弯成形器的下游，并且被安装成接收多条微弯绞线中的每条绞线，用于将多个间隔且微弯的绞线引导成相邻接触的关系；和包裹器，它位于所述绞线导向器的下游，用于将护套材料包裹在多条相邻接触的绞线周围，从而形成具有多条微弯的个体光纤绞线的光缆。
12．如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述护套包括一光缆内护套，并且所述设备还包括一包装器，所述包装器位于所述包裹器的下游，用于用一光缆外护套包裹所述光缆内护套。
13．如权利要求12所述的设备，其特征在于，还包括光缆拉出器，它位于所述包装器的下游，用于拉出由多条微弯光纤绞线构成的经包裹的光缆，所述多条微弯光纤绞线从所述供给源出发，并经过所述微弯成形器、所述绞线导向器、所述包裹器和所述包装器。
14．如权利要求13所述的设备，其特征在于，还包括卷轴收集器，它位于所述光缆拉出器的下游，用于收集具有多条微弯光纤绞线的光缆。
15．如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述包裹器的材料至少包括聚酯薄膜或聚四氟乙烯中的一种，并且将材料重叠包裹在多条微弯绞线的周围。
16．如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述微弯成形器包括一外罩，外罩中形成有多个间隔的开孔，多个开孔的每个孔中放置一条单独的光纤绞线，所述微弯成形器还包括扭绞装置，它被安装成当多条绞线中的每条绞线位于多个开孔中时与多条绞线中的每条绞线相邻接触，用于对多条绞线中的每条绞线进行一般为连续的扭绞，从而当多条光纤绞线向下游移动时在光纤绞线中形成多个图案相当均匀的微弯曲。
17．如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述扭绞装置包括一电动机、一驱动轴和一光纤接触部件，其中所述驱动轴与所述电动机相连，由电动机对其进行旋转驱动，而所述光纤接触部件与所述驱动轴相连，用于与多条绞线中的每条绞线相邻接触。
18．如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述接触部件包括一由弹性材料制成的接触环。
19．如权利要求18所述的设备，其特征在于，还包括驱动控制器，所述驱动控制器至少与所述微弯成形器、所述光缆拉出器和所述卷轴收集器相连，用于控制对它们的驱动。
20．如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述驱动控制器包括同步装置，用于同步驱动所述微弯成形器、所述光缆拉出器和所述卷轴收集器。
21．一种用于提高光缆横向发光的塑料光缆，其特征在于，所述光缆包括多条光纤绞线，每条绞线中形成有多个微弯曲，微弯曲的图案相当均匀；和至少一个护套，所述护套形成于多条塑料光纤绞线的周围。
22．如权利要求21所述的光缆，其特征在于，所述至少一个护套包括一内护套和一外护套，所述内护套由聚酯薄膜或聚四氟乙烯中的至少一种制成，所述外手套由半透明的塑性材料制成。
23．如权利要求21所述的光缆，其特征在于，还包括一内芯，所述多条绞线位于所述内芯的周围。
24．如权利要求21所述的光缆，其特征在于，多条绞线中的每条绞线一般都相互平行地延伸。
25．如权利要求23所述的光缆，其特征在于，多条绞线中的每条绞线一般都平行于内芯延伸。
26．如权利要求21所述的光缆，其特征在于，绕所述内芯扭绞多条绞线中的每条绞线。
27．如权利要求21所述的光缆，其特征在于，多条绞线至少包括一个由多条绞线构成的子集，并使多条微弯绞线相互扭绞。
28．如权利要求23所述的光缆，其特征在于，多条绞线至少包括一个由多条绞线构成的子集，并且使多条微弯绞线相互扭绞并绕所述内芯扭绞。
29．如权利要求23所述的光缆，其特征在于，所述内芯由半透明材料制成。
30．如权利要求29所述的光缆，其特征在于，所述内芯包括一半透明的管子。
31．如权利要求30所述的光缆，其特征在于，所述内芯包含一种流体，所述流体位于所述半透明管子中。
32．一种用于提高光缆横向发光的塑料光缆，其特征在于，所述光缆包括一内芯；多条塑料光纤绞线，它们位于所述内芯的周围，每条绞线中形成有多个微弯曲，微弯曲的图案相当均匀；和至少一个护套，所述护套形成于多条塑料光纤绞线的周围。
33．如权利要求32所述的光缆，其特征在于，所述至少一个护套包括一内护套和一外护套，所述内护套由聚酯薄膜或聚四氟乙烯中的至少一种制成，所述外手套由半透明的塑性材料制成。
34．如权利要求32所述的光缆，其特征在于，所述内芯包含一种流体，所述多条绞线位于所述内芯的周围。
35．如权利要求32所述的光缆，其特征在于，多条绞线中的每条绞线一般都相互平行地延伸。
36．如权利要求34所述的光缆，其特征在于，多条绞线中的每条绞线一般都平行于内芯延伸。
37．如权利要求32所述的光缆，其特征在于，绕所述内芯扭绞多条绞线中的每条绞线。
38．如权利要求32所述的光缆，其特征在于，多条绞线至少包括一个由多条绞线构成的子集，并使多条微弯绞线相互扭绞。
39．如权利要求34所述的光缆，其特征在于，多条绞线至少包括一个由多条绞线构成的子集，并且使多条微弯绞线相互扭绞并绕所述内芯扭绞。
40．如权利要求34所述的光缆，其特征在于，所述内芯由一种半透明材料制成。
41．如权利要求40所述的光缆，其特征在于，所述内芯包括一半透明的管子。
42．如权利要求41所述的光缆，其特征在于，所述内芯包含一种流体，所述流体位于所述半透明的管子中。
43．一种用于制备光缆的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤在多条塑料光纤绞线的每条绞线中形成多个微弯曲；将多条绞线中的每条绞线定位成至少与多条绞线中的另一条相邻；以及在多条微弯绞线周围形成护套。
44．如权利要求43所述的方法，其特征在于，在多条塑料光纤绞线的每条绞线中形成多个微弯曲，微弯曲的图案相当均匀。
45．一种能够增强发光和均匀发光的横向发光光缆的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤对沿预定移动路径移动的多条塑料光纤绞线中的每条绞线进行一般为连续的扭绞，从而在多条绞线的每条绞线中形成图案一般为均匀的微弯曲；并且束合多条微弯绞线，从而确定横向发光光缆。
46．一种用于制备横向发光光缆的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤按间隔关系提供多条塑料光纤绞线；在多条塑料光纤绞线的每条绞线中形成多个微弯曲，微弯曲的图案一般均匀；将多条间隔且微弯的绞线中的每条绞线引导成相邻接触的关系；以及将护套材料布置在多条绞线周围。
全文摘要
一种光缆制备设备,它按光纤移动方向依次包括具有多个塑料光纤绞线的供给源;用于间隔接收各条绞线并在每条绞线中形成多个图案均匀的微弯曲的微弯成形器;用于接收多条微弯绞线并使它们相邻接触的绞线导向器。该设备最好还包括将护套材料包裹在多条相邻接触的绞线周围的包裹器。还提供了一种横向发光光缆及其相关的制备方法,所述光缆具有多条绞线,每条绞线中形成有多个微弯曲。
文档编号G02B6/46GK1236112SQ9910674
公开日1999年11月24日 申请日期1999年5月14日 优先权日1998年5月15日
发明者平翰斯·P·科伦 申请人:上海侨龙光艺工业有限公司