光学旋转传输器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于传输光信号的光学旋转传输器，包括:具有一个或多个第一光导体11的第一光耦合器1，第一光导体的端面设计用于传输光信号并设置在围绕中央转轴Z的第一环上；具有一个或多个第二光导体31的第二光耦合器3，第二光导体的端面设计用于传输光信号并设置在围绕中央转轴Z的第二环上；具有多个第三光导体的纤维镜5，这些第三光导体设置在两个光耦合器1，3之间，并设计用于补偿这两个光耦合器1，3之间的相对转动对光信号传输造成的影响，其中，第三光导体的端面设计用于传输光信号并设置在围绕中央转轴Z的第三和第四环上，其中，由第三环和第四环形成的入光面/出光面基本上是无缝隙的，从而实现光信号无中断的连续传输。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于光学旋转传输器以及一种相应的用于光信号传输的方法。
技术介绍
这类的旋转传输器例如从WO 2011/137983中已知并且可以是例如旋转耦合器或其它具有旋转的、相互间隔开的部件的设备的组成部分。该旋转传输器实现了，在彼此能够相对旋转的部件之间，无关于其旋转位置和角速度地单向或双向传输光信号。其波长范围可以从长波的红外线直到短波的紫外线。以这个含义来理解下文中的“光学”和“光”的概念。从US-A-4 943 137中已知一种旋转传输器，借助于该旋转传输器，光由光发送器经光纤以及准直仪引导至光学耦合组件并由此继续引导到光接收器，其中光发送器对应于两个能够彼此相对转动的部件中的一个，而光接收器对应于另一个能够转动的部件。该耦合组件用于光的反旋并以这两个能够彼此相对旋转的部件的角速度的一半自旋。该耦合组件在用于说明基本结构方式的图3中示出，在此不进一步详细描述。这里请参阅上述发表物的公开内容。利用这种旋转传输器可以同时传输多个信道，因为一个能够旋转的部件的每个光导体固定地对应于另一个能够旋转的部件的一个光导体。理论上，能够由此传输和配有的光导体的数量一样多的信道。不过由于相邻信道之间的互扰，实际上可用的信道的数量通常大概相当于光导体数量的一半。该公开内容也示出了将准直仪用于将光耦合入光导体的端面中。沿着纤维镜的周长、以一定间隙设置准直仪。该设计的问题在于，在这个装置转动时，会出现已透过的光信号的振幅在最大值和最小值之间的波动，当能够旋转的部件的一个光导体正好在纤维镜内的一个光导体上时，会出现最大值，而当能够转动的部件的光导体正好处于该纤维镜的两个光导体之间时，则会出现最小值。在多个传输任务的情况下并不能够容许这种类型的信号强度的波动。此外，从DE 019529527 Cl中已知，通过光导体的纤维的热致膨胀，为其终段赋予几乎为矩形或正方形的横截面。所有这些已知的旋转传输器都具有这一问题，S卩，在具有大范围且自由的内部空间的同时，不能够实现具有高质量和高传输率的连续的信号传输。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种旋转传输器，该旋转传输器在其相对简单的结构的条件下，保证了在能够彼此相对旋转的部件之间的相互物理间隔的信道中同时可靠并连续地传输多个光信号。该目的根据本专利技术通过根据权利要求1所述的一种旋转传输器而达到。从属权利要求涉及到本专利技术其他有利的设计方案。该旋转传输器可以单向地或双向地工作。因此在下文中“发送” “接收”的概念能够互换。由于其简单且尽可能对称的结构，该旋转传输器能够低成本地生产并且同时保证了无关于能够彼此相对转动部件的角速度的高信号传输安全性。该光导体优选由多个以LWL纤维形式的光导纤维体制成，适宜地将这些光导纤维体在其耦合终端或去耦合终端处结成一束。在耦合终端或去耦合终端能够直接或者经集中器连接常见的光半导体发送装置或光半导体接收装置。虽然成本更高，但也可以替代性地使每条LWL纤维结束于其对应的一个发送元件或接收元件处。在这种情况下，必须平行地操纵所有发送元件并且将接收元件的接收信号集合起来。更高的光传输功率优化了在接收侧的信号之间的信噪比。【附图说明】下面，结合附图对本专利技术进行说明，在这些附图中示出了示意性简化了的旋转传输器的基本部件的实施例。其中:图1示出了根据本专利技术的具有纤维镜的光学旋转传输器；图2示出了准直仪的一种实施例；图3示出了现有技术中的常见的纤维镜的细节图，以用于说明纤维镜的基本结构；以及图4示出了根据本专利技术的纤维镜的光导体端面的一种优选的设置。【具体实施方式】图1不出了旋转传输器的基本部件。该旋转传输器包括第一光親合器I和第二光親合器3。这两个光親合器1，3彼此相对地设置。第一光親合器I对应于旋转传输器的没有示出的第一部分，第二光耦合器3对应于能够相对于第一部分围绕着共同的转轴Z旋转的旋转传输器的第二部分。第一光親合器I包括多个第一光导体11，这些第一光导体的端面13设计用于传输光信号并且设置在围绕转轴Z的第一环上。同样地，第二光耦合器3具有多个第二光导体31，这些第二光导体的端面设计用于传输光信号并且设置在围绕转轴Z的第二环上。第一光耦合器I包括第一准直仪组7。类似地，第二光耦合器3包括第二准直仪组9。第一准直仪组7优选包括均匀分布在圆周上的准直仪装置。第二准直仪组9包括类似配置的准直仪装置。该准直仪装置发出或接收基本平行于共同的转轴Z的光。该照射方向在图1中只示范性地通过一些单箭头来表示，其中，在这个情况下光耦合器I是发射光耦合器并且光耦合器3是接收光耦合器。当然这个关系是交互的。在这两个光耦合器1，3之间设置有一个纤维镜5。该纤维镜5这样地设置，S卩，以已知的方式以转动的光耦合器1，3的一半的转速与之共同旋转。纤维镜5具有多个第三光导体，这些第三光导体设置在这两个光耦合器1，3之间，并且设计用来补偿这两个光耦合器1，3之间的相对转动对光信号传输造成的影响，其中第三光导体的端面53，55设计用于传输光信号并且设置在围绕着转轴Z的第三和第四环上。这种类型的纤维镜是已知的并且示范性地在US 4 943 137中描述。在图1中没有示出在纤维镜内部的光导体及其延伸。不过在图3中借助常见的纤维镜示出了该原理。第一环在第三环的对面，并且第二环在第四环的对面。纤维镜5包括了第三准直仪组72以及第四准直仪组92。第三和第四准直仪组72，92包括均匀并相邻地分布在圆周上的准直仪装置，从而在第三和第四环上形成纤维镜的这些基本上无缝隙的入光面/出光面，从而实现了光信号的无中断的连续传输。这些准直仪装置也发射或接收基本平行于共同转轴的光。在光耦合器1，3以及在纤维镜5中的光导体优选为LWL纤维。在光耦合器1，3中的LWL纤维分别结成一束，该纤维束延伸至适合的发送器或接收器。准直仪组7，72或9，92这样设计，即，它们将经各自的LWL纤维耦合的光信号变成平行的光束或将接收的平行光束耦合到连接的LWL纤维中。准直仪组7，9，72，92的圆形或环形形状使光耦合器1，3以及纤维镜5的内径是空着的，从而旋转传输器的其它的没有示出的部件(例如传动轴)例如可以穿过孔或者可以设置没有示出的转轴承。图2以中央连接的LWL纤维的示图，仅示范性地图解了每一个准直仪组7，9，72，92中的一个准直仪装置的结构。该准直仪装置包括透镜15，平行光束经该透镜形成的面进入。在该透镜15上连接有用于将光朝向一个面引导的圆锥体17，从而形成光学集中器19，该光学集中器使光束的直径和孔径与各个LWL纤维的耦合直径和孔径相适应。该LWL纤维经没有进一步示出的、以连接点和耦合点形式的常见连接装置，与准直仪装置优选直接地连接，即，没有空气间隙地连接。光耦合器1，3的准直仪装置能够间隔地设置在第一环和第二环上。该准直仪装置的数量由待传输的平行信号通道的数量来确定。在每个光耦合器中为每个信号通道设置至少一个准直仪装置以及一个光导体。以有利的方式使一个信道同时经光耦合器1，3的多个光导体以及准直仪装置传输，从而提高传输的可靠性。因此优选地，纤维镜5的光导体51相对于光親合器1，3的光导体11，31这样设置在各自的入光面/出光面上，即，如果为了光信号的传输而将光耦合器I，3的至少一个光导体与纤维镜5的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于传输光信号的光学旋转传输器，包括:具有一个或多个第一光导体(11)的第一光耦合器(1)，所述第一光导体的端面设计用于传输光信号并设置在围绕中央转轴(Z)的第一环上；具有一个或多个第二光导体(31)的第二光耦合器(3)，所述第二光导体的端面设计用于传输光信号并设置在围绕所述中央转轴(Z)的第二环上；具有多个第三光导体的纤维镜(5)，所述第三光导体设置在两个所述光耦合器(1，3)之间，并且设计用于补偿这两个所述光耦合器(1，3)之间的相对转动对光信号传输造成的影响，其中，所述第三光导体的端面设计用于传输光信号并设置在围绕所述中央转轴(Z)的第三环和第四环上，其特征在于，由所述第三环和所述第四环形成的入光面/出光面基本上是无缝隙的，从而实现光信号无中断的连续传输。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯·波伊塞尔，奥拉夫·齐曼，亚历山大·巴赫曼，马丁·布卢斯，罗曼·克鲁格洛夫，
申请(专利权)人：应用科学技术大学格奥尔格·西蒙·欧姆，
类型：发明
国别省市：德国;DE