專利名稱：在機器的旋轉(zhuǎn)部分與固定部分之間傳輸光學(xué)信號的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在一機器，尤其是一計算機層析X射線攝影儀的一旋轉(zhuǎn)部分與一固定部分之間傳輸光學(xué)信號的設(shè)備，其中在兩個部分的第一個部分上設(shè)一光學(xué)的發(fā)送裝置，以及在兩個部分的第二部分上設(shè)置一帶有一光學(xué)檢測器的光學(xué)接收裝置，通過該檢測器接收由光學(xué)發(fā)送裝置發(fā)出的光信號，此光學(xué)接收裝置帶有一具有一種至少近似喇叭狀的幾何形狀的光學(xué)聚焦器，該光學(xué)聚焦器將射入的光線經(jīng)過在聚焦器側(cè)面上的內(nèi)反射而聚集到所述檢測器的一檢測面上。
背景技術(shù)：
在許多技術(shù)領(lǐng)域，如今需要在近距離彼此相對運動的元件之間、尤其是在一測量裝置的各器件之間傳輸大量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)往往通過一個可移動的器件檢測，以及為了進(jìn)一步處理必須尚在數(shù)據(jù)檢測期間便將它們傳輸給一固定器件上的評估裝置。此類應(yīng)用的一個例子是醫(yī)學(xué)成像和尤其是計算機層析X射線攝影，其中必須由一個旋轉(zhuǎn)部分、即所謂的信號架(Gantry)在旋轉(zhuǎn)期間將大量測量數(shù)據(jù)實時地傳輸給所述固定部分，有效的傳輸率是可實時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量的重要判據(jù)。
在一種計算機層析X射線攝影儀中，測量數(shù)據(jù)借助在一X射線源對面的固定在所述信號架上的X射線檢測器檢測，以及將它們傳輸給固定部分，在測量期間信號架在此固定部分內(nèi)旋轉(zhuǎn)。為了再現(xiàn)被檢查體的斷層圖象所述傳輸?shù)臏y量數(shù)據(jù)隨后被進(jìn)一步處理并報告給操作者。在旋轉(zhuǎn)部分與固定部分之間的數(shù)據(jù)傳輸通常在使用一個所謂數(shù)據(jù)傳輸環(huán)的情況下實現(xiàn)，該數(shù)據(jù)傳輸環(huán)或安裝在固定部分上或安裝在旋轉(zhuǎn)部分上并同心地繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，以及在旋轉(zhuǎn)期間它相對于一個固定在對面的那個部分上的發(fā)送器或接收器有一小的間距。測量數(shù)據(jù)在這里通過數(shù)據(jù)傳輸環(huán)導(dǎo)引。在數(shù)據(jù)傳輸環(huán)與安裝在對面的那個部分上的發(fā)送器或接收器之間的耦合連接，在許多情況下是通過兩個電容耦合的作為高頻連接裝置的天線實現(xiàn)的。
新一代的計算機層析X射線攝影儀有能力同時檢測被檢查體的多個斷層，由于每增加一個斷層就需要增大測量通道的數(shù)量，所以每單位時間必須傳輸非常大量的數(shù)據(jù)。對于特殊的應(yīng)用，例如在新開發(fā)的心臟計算機層析X射線攝影儀中，必須提高信號架的旋轉(zhuǎn)速度，致使在這種情況下同樣增加了每單位時間內(nèi)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。例如一種已知的多層計算機層析X射線攝影儀，它在旋轉(zhuǎn)速度為140U./Min.時同時檢測16斷層，需要容量約800MBaud的數(shù)據(jù)連接裝置。通過進(jìn)一步加大同時檢測的層數(shù)和旋轉(zhuǎn)速度，傳輸速率可達(dá)2.5-10GBaud的范圍。采用已知的高頻傳輸技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸難以達(dá)到如此高的傳輸率，因為所述旋轉(zhuǎn)部分與固定部分之間的距離近似波長的四分之一。較短的波長導(dǎo)致用于保持設(shè)備的機械精度和調(diào)整各部件的所需成本提高。此外，電磁相容性問題也變得越來越難以處理。因此在計算機層析X射線攝影儀中為了達(dá)到高的傳輸率越來越多地采用光學(xué)的信號傳輸技術(shù)。目前已知的光學(xué)傳輸技術(shù)可以分為四種不同的方案，下面對它們作簡要的說明。
US 4996435A、US 5229871A和US 5469488A介紹了一些傳輸系統(tǒng)，其中，發(fā)送裝置具有大量的固定在所述旋轉(zhuǎn)部分上的光源。這些光源產(chǎn)生疊加的用測量數(shù)據(jù)調(diào)制的光束，這些光束被所述固定部分上的接收裝置的一個或多個檢測器所接收。為了提高光效率，在US 5229871A中采用了簡單的或雙重彎曲的橢圓形反射器，這些反射器將射入的光線轉(zhuǎn)向投射到檢測器上。在US 5469488A中記載使用了一種光學(xué)聚焦器，它將射入的光線通過在側(cè)面上的內(nèi)反射聚集到檢測器的一檢測面上。所述聚焦器具有一種帶有平的側(cè)面的近似喇叭狀的幾何形狀，它由涂敷有金屬涂層的樹脂板構(gòu)成。然而這種聚焦器的制造精度對于許多要求高傳輸速率的用途是無法滿足的。此外，在這些文件中使用的傳輸技術(shù)只能應(yīng)用于低的數(shù)據(jù)傳輸速率，因為難以適應(yīng)多條通向光源和/或接收器的輸入線之間的電延遲。
在例如由DE 4421616C2或US 6043916A已知的第二種已知的光學(xué)傳輸技術(shù)中，一設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)部分上的光源的調(diào)制光束，側(cè)向射入一個光學(xué)纖維的與旋轉(zhuǎn)軸線同心地固定在固定部分上的環(huán)內(nèi)。在纖維內(nèi)傳播的光束被一個連接在該纖維的軸向端部上的檢測器接收。實現(xiàn)此項技術(shù)的最大難點在于，光束應(yīng)有足夠效果地側(cè)向射入纖維芯內(nèi)。為此存在不同的技術(shù)方案。在US6043916A中采用了一種特殊的發(fā)熒光的纖維材料，該纖維材料通過發(fā)送器發(fā)射的光學(xué)輻射線激發(fā)而發(fā)出熒光。在這里接收器檢測被激發(fā)的熒光射線。第二種已知的方法是使用一種特別制造的塑料纖維，在纖維套(Cladding)上有小的允許光束側(cè)向直接進(jìn)入纖維芯內(nèi)的進(jìn)入窗口。在這種情況下側(cè)向的光束射入效率很高。當(dāng)然，這些進(jìn)入窗口導(dǎo)致射入的光束在纖維內(nèi)傳播時非常嚴(yán)重的阻尼。在這兩種技術(shù)中存在的一個共同問題是，從纖維軸向輸出的經(jīng)調(diào)制的光束向光檢測器中耦合的問題，這種光檢測器通常有比纖維芯的輸出面小的檢測面積。
在另一種已知的例如在US 5535033A、US 4259584A和US 6396613B1中所采用的信號傳輸技術(shù)中，在旋轉(zhuǎn)部分上通過信號調(diào)制的光束沿軸向射入一環(huán)形地以及與旋轉(zhuǎn)軸線同心地固定在所述旋轉(zhuǎn)部分上的光學(xué)纖維內(nèi)。此光學(xué)纖維有一個透明的纖維套，并經(jīng)過改進(jìn)使光學(xué)纖維也能側(cè)向射出進(jìn)入的光束。一設(shè)置在所述固定部分上的接收器檢測由纖維環(huán)發(fā)射的光束。經(jīng)調(diào)制的光束進(jìn)入纖維內(nèi)的耦合效果甚佳。當(dāng)然，側(cè)向發(fā)射導(dǎo)致嚴(yán)重減弱沿纖維傳輸?shù)男盘?。為了產(chǎn)生所述纖維的側(cè)向發(fā)射可采用不同的技術(shù)。有一項技術(shù)是采用具有部分外露的纖維芯的塑料纖維，在另一項技術(shù)中使用一種具有集成的氣泡的塑料纖維，通過氣泡使光束側(cè)向散射。由于這種傳輸技術(shù)存在高的損失，其中雖然總是沿纖維環(huán)的全長發(fā)射光束，然而只在一個正好存在接收器的位置進(jìn)行檢測，所以光學(xué)接收器必須有大的活動范圍和大的檢測角，以便通過檢測發(fā)射的光束中盡可能大的份額來改善信號噪聲比。
在另一種已知的光學(xué)信號傳輸技術(shù)中，將所述固定部分和與該固定部分有較小距離的旋轉(zhuǎn)部分設(shè)計為，在這兩部分之間構(gòu)成一個在內(nèi)表面上進(jìn)行光反射的空心的光通道。在這里光束從旋轉(zhuǎn)部分進(jìn)入光通道以及在固定部分上從光通道輸出。實現(xiàn)這種傳輸技術(shù)的不同設(shè)計結(jié)構(gòu)例如可從US4555631A或US 5134639A中獲知。在未在先公開的US 2004/0062344A1中列舉了另一個例子。在其中一種已知的設(shè)計結(jié)構(gòu)中，空心的光通道通過隨所述信號架一起旋轉(zhuǎn)的第一個一半和設(shè)在該信號架的定子上的第二個一半構(gòu)成。在這種設(shè)計結(jié)構(gòu)中，從光通道排出的光束由于反射表面的機械誤差和不規(guī)則性因而有高的分散度。在這里光檢測器也必須有大的入射角范圍和大的檢測面，以達(dá)到足夠的信號噪聲比。
迄今已知的在一機器的旋轉(zhuǎn)部分與固定部分之間傳輸光學(xué)信號用的所有傳輸技術(shù)，為了使光線聚集到所使用的接收器小的檢測面上，都要求盡可能有效地集中所述散射的和分散的光線。為此在許多情況下并不適合使用微型透鏡，因為它們不能將沿不同方向和以不同傳播方式射入的光線聚焦到接收器上。此外，降低了在此領(lǐng)域內(nèi)在通常使用的激光器中發(fā)生的模式跳躍(Moden-Hopping)的效果和透鏡的聚焦效果。
盡管采用具有大檢測面積的光學(xué)檢測器增大了能檢測到的光線量，但是當(dāng)然也導(dǎo)致帶寬方面的損失。此外，具有大檢測面積的檢測器能處理的最大數(shù)據(jù)速率受到嚴(yán)重的限制。例如一個雪崩光電二極管(APD)只能處理約至1Gbps的數(shù)據(jù)速率。可處理的數(shù)據(jù)速率受限制的原因主要在于，與檢測面積成正比的光敏區(qū)的寄生電容。因此為了提高能處理的數(shù)據(jù)速率，必須使用具有小檢測面積的檢測器，然而它們只能捕捉到小的光線量。

發(fā)明內(nèi)容
以此現(xiàn)有技術(shù)為出發(fā)點，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在一機器的旋轉(zhuǎn)部分與固定部分之間傳輸光學(xué)信號的設(shè)備，與已知的設(shè)備相比它能達(dá)到更好的信號噪聲比。
上述技術(shù)問題通過一種在一機器的旋轉(zhuǎn)部分與固定部分之間傳輸光學(xué)信號的設(shè)備得以解決，其中在所述兩個部分的一個第一部分上設(shè)置一光學(xué)的發(fā)送裝置，以及在兩個部分的一個第二部分上設(shè)置一帶有一光學(xué)檢測器的光學(xué)接收裝置，通過該檢測器接收由所述光學(xué)發(fā)送裝置發(fā)出的光信號，此光學(xué)接收裝置具有一個光學(xué)的聚焦器，該聚焦器具有一種至少近似喇叭狀的幾何形狀，它將射入的光學(xué)輻射線經(jīng)過在該聚焦器側(cè)面上的內(nèi)反射聚集到所述檢測器的檢測面上，按照本發(fā)明，所述光學(xué)聚焦器用一種充填該聚焦器整個內(nèi)部容積的以及對于發(fā)送裝置發(fā)送的至少一種波長的光是光學(xué)透明的材料構(gòu)成，該材料可通過雙光子聚合作用制造。
特別適用于在計算機層析X射線攝影儀的旋轉(zhuǎn)部分與固定部分之間傳輸光學(xué)信號的本發(fā)明設(shè)備，在所述兩個部分的第一個部分上設(shè)一光學(xué)的發(fā)送裝置，以及在兩個部分的第二個部分上設(shè)一有光學(xué)檢測器的光學(xué)接收裝置，通過檢測器接收由光學(xué)發(fā)送裝置發(fā)出的光信號。在這里，發(fā)送裝置通常設(shè)在旋轉(zhuǎn)部分上，但在需要時也可以固定在固定部分上。所述聚焦器的喇叭狀的幾何結(jié)構(gòu)可以從高頻技術(shù)已知的喇叭狀天線中選擇。優(yōu)選地，聚焦器從出口面到進(jìn)口面方向的側(cè)面的走向不是直線狀的，而是向內(nèi)彎曲，所以聚焦器的直徑從出口面到進(jìn)口面方向為非線性地增加。
本發(fā)明設(shè)備的另一項擴(kuò)展設(shè)計，尤其是發(fā)送裝置和/或可能使用的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)的設(shè)計和配置，可按已知的方式選擇。因此在前序中列舉的光學(xué)信號傳輸系統(tǒng)的全部設(shè)計結(jié)構(gòu)均可配備本發(fā)明光學(xué)聚焦器。
本發(fā)明設(shè)備的一項重要的特征在于所述具有近似喇叭狀幾何形狀的光學(xué)聚焦器由一種能以高精度制造的透明材料構(gòu)成，這種材料完全充填聚焦器的內(nèi)部容積。通過這種喇叭狀的幾何結(jié)構(gòu)，可以涵蓋住散射光的大部分空間角度范圍，并通過內(nèi)部反射將光線聚集到光學(xué)檢測器的小檢測面上。尤其是此聚焦器的側(cè)面幾何形狀，可以針對不同的檢測角和不同的光收益用數(shù)學(xué)方法預(yù)先計算并由此得到優(yōu)化。
此聚焦器的幾何形狀結(jié)構(gòu)優(yōu)選地根據(jù)那些在太陽能電池中用來使聚光效率最大化的聚焦器來選擇。這類光學(xué)聚焦器例如從Oliver Graydon撰寫的論文“Optical antenna enhances IR links”(Opto&Laser Europe，December 2002，第101期，第9頁)中獲知。在此出版物中還建議將此聚焦器用于作為在電視機、移動電話、PDA′s、Laptop計算機中以及在例如高速公路上的自動付款系統(tǒng)中的短作用距離的紅外傳輸。
在這里所使用的聚焦器用一種實心材料構(gòu)成，這種材料至少對于信號傳輸所使用的波長范圍是透明的，以及在設(shè)計為凸面的進(jìn)口面上有針對此波長范圍的防反射層，而側(cè)面有一種增強此波長光內(nèi)部反射的涂層。此外，聚焦體可以在朝該檢測器定向的出口面上設(shè)有一個帶通濾波層。該帶通濾波層允許所使用的波長的光通過以及不允許更長波長的光通過。所述防反射層、強反射層以及用于形成一多層帶通濾波器的涂層的尺寸設(shè)計及安置，專業(yè)人員對此是熟知的。
在應(yīng)用于計算機層析X射線攝影儀的旋轉(zhuǎn)部分與固定部分之間傳輸光學(xué)信號時，不能使用由O.Graydon已知的通過壓注法用聚合物制成的聚焦器。這些聚焦器不能滿足本應(yīng)用的要求，在本應(yīng)用中要求幾個微米的精度。因此，本發(fā)明聚焦器優(yōu)選地用一種有機的變態(tài)陶瓷材料，尤其一種Ormocer構(gòu)成。這種材料如可從Fraunhofer研究所的硅酸鹽研究報告中獲知。這種混合式聚合物可以將折射率調(diào)整在1.47-1.56的范圍內(nèi)，在波長為830nm時具有比0.06dB/cm更低的微小損失，以及在達(dá)到低生產(chǎn)成本的同時具有極好的熱穩(wěn)定性和機械穩(wěn)定性。這種材料尤其可以實現(xiàn)通過雙光子聚合過程的制造所述聚焦器，如由論文“Femtosecond pulses generate microstrustures”(Opto&Laser Europe，December 2002，第101期，第22-23頁)已知的那樣。采用這種制造過程，可以生產(chǎn)精度為100至200nm的聚焦器。
在本發(fā)明設(shè)備中，作為檢測器優(yōu)選地采用一個具有直徑≤0.5mm的檢測面的光電二極管。在這里，這樣設(shè)計此光學(xué)聚焦器，使得它將捕捉到的光束聚集到此小的檢測面區(qū)域內(nèi)。


下面結(jié)合附圖借助具體實施方式
再次簡要說明本發(fā)明設(shè)備。附圖中圖1表示在一臺作為范例的計算機層析X射線攝影儀內(nèi)測量數(shù)據(jù)的信號傳輸路徑；圖2表示本發(fā)明設(shè)備的一種設(shè)計結(jié)構(gòu)示例；圖3表示所述光學(xué)聚焦器的一種設(shè)計結(jié)構(gòu)示例；圖4表示圖2所示的設(shè)計結(jié)構(gòu)的局部詳圖；圖5表示在使用另一種傳輸技術(shù)時光學(xué)聚焦器的配置舉例；以及圖6表示在使用再一種傳輸技術(shù)時所述光學(xué)聚焦器的配置示例。
具體實施例方式
圖1舉例表示在一計算機層析X射線攝影儀內(nèi)測量數(shù)據(jù)的傳輸路徑，在此圖中只非常簡略地表示出不帶X射線源的計算機層析X射線攝影儀。在這里，測量數(shù)據(jù)由設(shè)置在旋轉(zhuǎn)部分1上的檢測臺3檢測，并在經(jīng)過一并聯(lián)-串聯(lián)變換后傳輸給發(fā)送裝置4。發(fā)送裝置4包括一個信號在其中傳播的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)5。一接收裝置6設(shè)置在固定部分2上，它在旋轉(zhuǎn)期間接收從數(shù)據(jù)傳輸環(huán)5輸出的信號并進(jìn)一步傳輸給一圖像再現(xiàn)裝置7，在此裝置內(nèi)從所述傳輸?shù)男盘栔羞x取數(shù)據(jù)并在進(jìn)一步處理前進(jìn)行串聯(lián)-并聯(lián)變換。其中，接收裝置6的接收部件直接設(shè)置在數(shù)據(jù)傳輸環(huán)5的旁邊，以便提高在旋轉(zhuǎn)期間這兩個元件之間的數(shù)據(jù)傳輸效率。
迄今為了在旋轉(zhuǎn)部分1與固定部分2之間進(jìn)行傳輸經(jīng)常使用高頻傳輸技術(shù)，而隨著數(shù)據(jù)量越來越大相應(yīng)地采用光學(xué)的傳輸技術(shù)，如在本說明書的前序部分已說明的那樣。其中，同心于旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)置的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)5通常由一光學(xué)的波導(dǎo)體、例如一光學(xué)纖維構(gòu)成，光學(xué)的發(fā)送裝置4將利用測量數(shù)據(jù)調(diào)制的光線輸入該光學(xué)的波導(dǎo)體或光學(xué)纖維內(nèi)。接收裝置6包括一個光學(xué)檢測器，尤其是一個光電檢測器。
圖2表示在一計算機層析X射線攝影儀的旋轉(zhuǎn)部分1與固定部分2之間傳輸光學(xué)信號的本發(fā)明設(shè)備的第一個實施例。這兩個部分在它們彼此相對的表面處設(shè)計為，在它們之間形成一個通過內(nèi)反射傳導(dǎo)所述射入的光線的空心通道8。這種設(shè)計結(jié)構(gòu)可由在2002年9月26日提出的未在先公開的美國專利申請文件US 2004/0062344A1得知。在旋轉(zhuǎn)部分1上，一激光器9的發(fā)出光線利用測量數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制并被輸入到所述空心通道8內(nèi)，光線在空心通道內(nèi)向兩個方向傳播，如在圖2中用粗實線在空心通道8內(nèi)表示的那樣。在由空心通道8構(gòu)成的環(huán)5的相對位置上，在空心通道8上設(shè)置窗口，其中一個窗口設(shè)有一光吸收器10，而另一個構(gòu)成一用于所述發(fā)射光線的輸出窗口11。此外，在旋轉(zhuǎn)部分1上在空心通道8內(nèi)部設(shè)有兩個同樣處于環(huán)5上的位置相對的光柵(Lichtbarrieren)12，它們阻止光束在空心通道8內(nèi)作不同的傳播。以此方式保證，總是只有在空心通道8內(nèi)部沿兩個方向中的一個方向延伸的光信號才能命中檢測器。在本發(fā)明設(shè)備中所述光學(xué)聚焦器13設(shè)在輸出窗口11上，該聚焦器13設(shè)計為喇叭狀，以及將從輸出窗口11輸出的光線聚集到在這里不能看到的光學(xué)檢測器的一個較小的檢測面上。在此圖中只是非常簡略地表示出該光學(xué)聚焦器13。
圖3以橫截面圖詳細(xì)表示此光學(xué)聚焦器13。從輸出窗口11輸出的散射光經(jīng)過設(shè)計為凸形的進(jìn)口面14進(jìn)入到實心的聚焦體內(nèi)，上述進(jìn)口面設(shè)有防反射層，所述聚焦體由一種透光的材料構(gòu)成。聚焦器13的側(cè)面15設(shè)有針對所使用的光束波長的強反射涂層，所以，以不同角度射入的光線，通過在聚焦器13內(nèi)部的多次反射，聚集到較小的輸出面16上。在本實施例中，此輸出面16敷有多層濾波涂層，它對于所使用的波長是可透光的，而較長波長的光被反射。因此，本聚焦器13起到具有一個中心頻率的窄頻帶濾波器的作用，此中心頻率相當(dāng)于用于信號傳輸所使用的激光器所發(fā)出光的頻率。
設(shè)計在聚焦器13的進(jìn)口面14上的防反射層的尺寸可使用已知的公式d＝(m+1/2)×λ/2×1/n，式中，m＝0，1，2，…，d是防反射層的厚度，而λ是為信號傳輸所使用的光線的波長，以及n是涂層材料的折射率，采用1＜n＜聚焦器材料的折射率。
對于在聚焦器13側(cè)面15上的強反射涂層的尺寸，可借助下列公式確定此涂層的厚度尺寸d＝m×λ/2×1/n，其中，m＝0，1，2，…，d是強反射涂層的厚度，λ是為信號傳輸所使用的光線的波長，以及n是涂層材料的折射率，采用1＜n＜聚焦器材料的折射率。
圖4表示圖2所示設(shè)備的一局部放大圖，其中示意表示從空心通道8經(jīng)輸出窗口11輸出的光線。在輸出窗口11內(nèi)設(shè)置聚焦器13，聚焦器13捕捉這些光線中的大部分并聚集到檢測器18的、在本實施例中為一雪崩光電二極管的小檢測面17上。通過減小在數(shù)據(jù)傳輸時的比特差錯率(Bitfehlerrate)，達(dá)到非常好的信號噪聲比。
除了在圖2中表示的傳輸技術(shù)外，在本發(fā)明設(shè)備中也可以使用其他傳輸技術(shù)。圖5表示了另一種傳輸技術(shù)的實施例。其中，由發(fā)送裝置4發(fā)送的光線側(cè)向輸入到一個固定在固定部分2上的波導(dǎo)環(huán)中，在本例中輸入到一光學(xué)纖維19中，以及在該纖維19的一個軸向端處輸出到檢測器18上。在此設(shè)計結(jié)構(gòu)中，光學(xué)聚焦器13設(shè)置在纖維19的端部與檢測器18之間，在圖5中只能看到此設(shè)計結(jié)構(gòu)中的纖維19的一端和檢測器18。從具有與檢測面17相比為大的芯體直徑的纖維19輸出的光線，通過聚焦器13聚集并聚焦到小的檢測面17上。如在其他實施例中所述的那樣，所使用的雪崩光電二極管在這里也具有一個直徑僅為0.5mm或更小的檢測面，從而達(dá)到高速度處理數(shù)據(jù)的目的。
圖6表示另一個實施例，其中在旋轉(zhuǎn)部分1上安置一個由一光學(xué)纖維19構(gòu)成的環(huán)，光學(xué)纖維19側(cè)向地例如通過分散加進(jìn)的如圖20中表示的氣泡20發(fā)射從發(fā)送裝置4軸向射入的光線。在這里，設(shè)在固定部分2上的檢測器18只檢測光學(xué)纖維19的一個小的區(qū)域。通過使用本聚焦器13，檢測范圍正是在使用一種如為了快速處理信號所要求的那樣具有小檢測面17的檢測器18的情況下得到明顯的增大。
權(quán)利要求
1.一種在一機器的一旋轉(zhuǎn)部分(1)與一固定部分(2)之間傳輸光學(xué)信號的設(shè)備，其中在所述兩個部分(1、2)的一個第一部分上設(shè)置一光學(xué)的發(fā)送裝置(4)，以及在兩個部分(1、2)的一個第二部分上設(shè)置一帶有一光學(xué)檢測器(18)的光學(xué)接收裝置(6)，通過該檢測器接收由所述光學(xué)發(fā)送裝置(4)發(fā)出的光信號，此光學(xué)接收裝置(6)具有一個光學(xué)的聚焦器(13)，該聚焦器具有一種至少近似喇叭狀的幾何形狀，它將射入的光學(xué)輻射線經(jīng)過在該聚焦器(13)側(cè)面(14)上的內(nèi)反射聚集到所述檢測器(18)的檢測面(17)上，其特征在于，所述光學(xué)聚焦器(13)用一種充填該聚焦器(13)整個內(nèi)部容積的以及對于發(fā)送裝置(4)發(fā)送的至少一種波長的光是光學(xué)透明的材料構(gòu)成，該材料可通過雙光子聚合作用制造。
2.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，在所述聚焦器(13)的進(jìn)口面(14)與出口面(16)之間的聚焦器(13)的側(cè)面(15)呈內(nèi)凹地彎曲。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述聚焦器(13)的進(jìn)口面(14)設(shè)計為凸面。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述聚焦器(13)的進(jìn)口面(14)設(shè)有一針對至少一種所述發(fā)送裝置(4)發(fā)送的波長的防反射層。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述聚焦器(13)的側(cè)面(15)設(shè)有一針對至少一種所述發(fā)送裝置(4)發(fā)送的波長的具有增強內(nèi)部反射的涂層。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述聚焦器(13)的出口面(16)設(shè)有一個帶通濾波層。
7.按照權(quán)利要求1至6中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述光學(xué)透明材料是一種有機變態(tài)的陶瓷材料。
8.按照權(quán)利要求1至7中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述檢測器(18)是一個所述檢測面(17)的直徑≤0.5mm的光電二極管。
9.按照權(quán)利要求1至9中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備設(shè)計為計算機層析X射線攝影儀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在一機器、尤其是一計算機層析X射線攝影儀的一旋轉(zhuǎn)部分(1)與一固定部分(2)之間傳輸光學(xué)信號的設(shè)備，其中在所述兩個部分(1、2)的一個第一部分上設(shè)一光學(xué)發(fā)送裝置(4)，以及在兩個部分(1、2)的一第二部分上設(shè)一帶有一光學(xué)檢測器(18)的光學(xué)接收裝置(6)，通過該檢測器接收由光學(xué)發(fā)送裝置(4)發(fā)出的光信號，此光學(xué)接收裝置(6)具有一個光學(xué)的聚焦器(13)，聚焦器有一種至少近似喇叭狀的幾何形狀，它將射入的光學(xué)輻射線經(jīng)過聚焦器(13)側(cè)面(14)上的內(nèi)反射聚集到所述檢測器(18)的檢測面(17)上。本發(fā)明的特征在于，所述光學(xué)聚焦器(13)用一種充填聚焦器(13)整個內(nèi)部容積的以及對于發(fā)送裝置(4)發(fā)送的至少一種波長是光學(xué)透明的材料構(gòu)成。采用本發(fā)明設(shè)備與已知的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備相比，可以達(dá)到更好的信號噪聲比。
文檔編號G02B6/02GK1575764SQ20041006294
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月7日
發(fā)明者斯蒂芬·波佩斯庫 申請人:西門子公司