【技术实现步骤摘要】
沿圆弧的光路和彼此相对旋转的两个单元之间的信号发送
[0001]本公开的示例涉及具有用于沿着圆弧引导光束的光路的光学设备。本公开的其他示例涉及一种使用光学设备在相对于彼此旋转的两个单元之间发送信号的方法。
技术介绍
[0002]本专利技术解决了通过两个相对于彼此旋转的构件进行数据发送的问题。利用电缆,这是不可能实现的,或者只能在非常有限的程度上实现。另外,由于应用,旋转轴线必须经常保持自由。这是必要的,例如,对于计算机断层摄影或马达而言。这里,特别注意实现最高可能的发送带宽(>=1Gbps)。
[0003]当前的工业系统是基于通过电缆的数据发送。滑环和接触刷用于旋转点处。由于接触件的磨损,这些系统的寿命有限。此外,使用基于高频的波导系统,其中基于高频的信号在波导中被引导。偶尔也有使用光学数据发送。
[0004]由于电信号/高频无线电信号在滑环上和在波导中的全方位信号传播,会出现多径传播。这导致相当大的运行时间差异和发送带宽的限制。市场上常见的系统允许数据速率在大约100Mbit/s的范围内。专利DE 10 2007 041 927 A1也处理了这个问题,并且旨在通过调适具有10μm芯径的光波导(理想的是单模光纤)来解决这个问题。细光纤以这样的方式调适,即使得除了在正面耦合进入/出来之外,光还可以侧向耦合进入或出来。这种方案基于光的波形特性。另一个专利(DE 28 46 526 A1)描述了一种用于计算机断层摄影中光学数据发送的基本设备。这同样适用于US 4109997,其目标数据速率为1 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光学设备(10,300,400,500,600,700,800,900,1000),包括用于沿着圆弧(11)引导光束的光路(20),其中所述光路(20)包括至少一个光路段(30,30a,30b,334,336,434,436,934,936),所述光路段包括沿着所述光路切向布置的多个光路元件(40,121),所述光路元件(40,121)中的每一个在径向方向上至少部分地被第一界面(42,342,442)限制,其中相应光路段(40)的第一界面(42,342,442)各自被配置成至少将以大于预定角度的入射角从所述光路入射的光反射到相应的第一界面(40)上,以将沿着所述光路(20)在为所述相应光路段(30)预定的行进方向(34)上传播的光束保持在所述光路(20)上;和其中所述第一界面(40)的第一切向端(44)在径向上与所述圆弧(11)的圆心(12)的间距比第二切向端(46)更远。2.根据权利要求1所述的光学设备(10,300,400,500,600,700,800,900,1000),其中相应光路段(30)的第一界面(42,342,442)中的每一个被配置成使得对于所述第一界面(42,342,442)的每个点(43),表面法线(45)相对于所述第一界面(42,342,442)的所述相应点(43)与所述圆弧(11)的所述圆心(12)之间的连接线(47)在所述圆弧(11)的圆形平面内在为所述相应光路段(30)预定的旋转方向(49)上旋转。3.根据权利要求1所述的光学设备(10,300,400,500,600,700,800,900,1000),其中所述第一界面(42,342,442)在所述圆弧(11)的所述圆形平面中的相应相交处相对于所述圆心是凸起的或平面的。4.根据权利要求1所述的光学设备(10,300,400,500,600,700,800,900,1000),其中所述第一界面(42,342,442)中的每一个在所述圆弧(11)的所述圆形平面中的相交处描述了相应的界面圆弧。5.根据权利要求1所述的光学设备(10,300,400,500,600,700,800,900,1000),其中所述至少一个光路段包括至少第一光路段(30a)和第二光路段(30b),其中为所述第一光路段(30a)和所述第二光路段(30b)预定的相应行进方向(34a,34b)是相反的。6.根据权利要求1所述的光学设备(10,300,400,500,600,700,800,900,1000),还包括接收装置(70),所述接收装置(70)相对于所述光路静止布置,并且被配置为检测在所述相应光路段(30)的所述预定行进方向(34)上穿过所述至少一个光路段(30)之一的光。7.根据权利要求1所述的光学设备(10,900,1000),其中所述第一界面(42)径向向外限制所述光路(20),并且其中所述第一界面(42)被配置为用于来自所述光路(20)的光的反射镜,以将从所述光路入射的光反射到所述相应的第一界面(42)上。8.根据权利要求7所述的光学设备(10,900,1000),其中所述第一界面(42)相对于所述圆弧的所述圆心(12)沿着所述圆弧的轴向方向以凸起的方式配置。9.根据权利要求1所述的光学设备(10,300,400,500,600,700,800),其中所述光路元件(40,121)由一根或多根光纤形成,其中所述光路元件(40,121)中的每一个至少部分地被所述第一界面(42,342,442)和第二界面(352,452)中相应的不同界面径向向内和向外限制,其中所述光路元件的所述第二界面(342,452)各自被配置成将从所述光路以大于所述相应第二界面的临界角的入射角入射的光反射到所述相应第二界面上,以将沿着所述光路在所述相应光路段的预定行进方向(34,130)上传播的光束保持在所述光路上,以及
其中所述光路元件是楔形的,并且在第一切向端(44,44a,44b)比在第二切向端(46,46a,46b)在径向方向上具有更大扩展。10.根据权利要求9所述的光学设备(10,300,500,600,700,800),其中所述第一界面(42,342)径向向外限制所述光路段(30,334,336),其中所述第二界面(352)径向向内限制所述光路段,其中所述第二界面(352,452)根据所述第一界面配置,其中相应光路元件的第一界面(342)的第一切向端(44a)在径向方向上与所述相应光路元件的所述第二界面(352)的所述第二切向端(44b)相对。11.根据权利要求9所述的光学设备(10,300,500,600,700,800),其中所述第一界面(42,342)径向向外限制所述光路段,其中所述第二界面(352)径向向内限制所述光路段,其中对于相应光路段(334,336)的第一界面(342),从所述第一切向端(44a)沿着所述相应的第一界面(342)到所述第二切向端(46a)的行进方向与为所述相应光路段(334,336)预定的行进方向(130)相反,并且对于相应光路段(334,336)的第二界面(352),从所述第一切向端(44b)沿着所述相应的第二界面到所述第二切向端(46b)的行进方向对应于为所述相应光路段(334,336)预定的行进方向。12.根据权利要求11所述的光学设备(10,400),其中所述第一界面和所述第二界面在与所述光路(20)相切的方向上彼此偏移地布置。13.根据权利要求9所述的光学设备(10,400),其中相应光路段的第二界面(352,452)一起形成围绕所述光路的所述圆心的圆弧。14.根据权利要求9所述的光学设备(10,300,400,500,600,700,800),其中径向向外限制所述光路元件(40,121)的所述界面(342,442,452)相对于所述圆弧(11)的所述圆心(12)沿着所述圆弧的所述轴向方向以凸起的方式配置,并且其中径向向内限制所述光路元件的所述界面(352,442,452)相对于所述圆弧的所述圆心(12)沿着所述圆弧的所述轴向方向以凹入的方式配置。15.根据权利要求9所述的光学设备(10,300,400,500,600,700,800),其中所述第一界面(342,442)中的相应一个界面与所述第二界面(352,452)中的一个界面之间的楔角(...
【专利技术属性】
技术研发人员:托比亚斯,
申请(专利权)人:弗劳恩霍夫应用研究促进协会,
类型:发明
国别省市:
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