DE4421616C2

DE4421616C2 - Vorrichtung zur optischen Signalübertragung zwischen bewegten Teilen

Info

Publication number: DE4421616C2
Application number: DE4421616A
Authority: DE
Inventors: Hans Poisel; Georg Kodl; Erhan Dandin
Original assignee: Schleifring und Apparatebau GmbH
Current assignee: Schleifring und Apparatebau GmbH
Priority date: 1993-08-25
Filing date: 1994-06-21
Publication date: 2001-05-23
Anticipated expiration: 2014-06-22
Also published as: DE4421616A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Signalübertragung zwischen bewegten Teilen, die an einem Untersuchungsgerät der Medizintechnik vorgesehen ist, das durch Messung ermittelte Information mittels Datensignalen abgibt, bei der eine Sendeeinrichtung für Signallicht an einem rotierenden Senderträger stellungs fest vorgesehen ist, bei der parallel zu einer von den Sendesignalen durchlaufenen Kreisbahn auf einer kreisförmigen Anordnung eine ortsfeste Detektor- Empfangseinrichtung angeordnet ist, bei der ein Sender der Sendeeinrichtung von der Empfangseinrichtung einen Abstand aufweist, und bei der die Sendeeinrichtung nur einen Sender für die Datensignale aufweist, die Empfangseinrichtung von einer kreisförmig gebogenen Lichtleiterfaser mit einem für die Datensignale ausgelegten Detektor an mindestens einem Faserende gebildet ist und der Sender die Datensi gnale zu der Lichtleiterfaser in etwa rechtwinkelig zu dieser strahlt.

Bei einer bekannten (DE 28 46 526 C2) Vorrichtung dieser Art ist die Lichtleiterfa ser derart, daß das eingestrahlte Licht über den gesamten Umfang der Lichtleiterfa ser weitergeleitet wird. Es zeigt sich, daß eine das eingestrahlte Licht weiterleitende normale Lichtleiterfaser mit einer derart starken Dämpfung behaftet ist, daß an der Detektor-Empfangseinrichtung keine für eine Verwertung ausreichend starken Da tensignale ankommen. Beider bekannten Vorrichtung ist die Lichtleiterfaser an der Innenseite mit Stufen versehen, die bewirken, daß das eingestrahlte Licht aufgrund der Reflexion an den Stufen aus der Lichtleiterfaser hinausstrahlt. Dies stellt eine derart starke Dämpfung dar, daß an der Detektor-Empfangseinrichtung praktisch nichts ankommt.

Es ist auch eine Vorrichtung zum Senden und Empfangen eines sich geradlinig be wegenden Lichtstrahls bekannt, bei dem die Sendeeinrichtung nur einen Sender für den Lichtstrahl auf weist, die Empfangseinrichtung von einer geradlinigen fluores zierenden Lichtleiterfaser mit je einem Detektor an beiden Faserenden gebildet ist and der Sender den Lichtstrahl zu der fluoreszierenden Lichtleiterfaser in etwa rechtwinkelig zu dieser strahlt, wobei der Sender dicht bei der Lichtleiterfaser an geordnet ist. Diese Vorrichtung dient dazu, die Position des Senderträgers entlang der geraden Lichtleiterfaser, d. h. zwischen den beiden Detektoren zu ermitteln. Bei dieser Vorrichtung geht es also nicht um ein störungssicheres, präzises Über tragen einer ständigen Folge von Datensignalen eines Untersuchungsgerätes der Medizintechnik.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die in verbesserter Weise störungssicher arbeitet. Die erfindungsgemä ße Vorrichtung ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß die kreis förmig gebogene, Datensignale weiterleitende Lichtleiterfaser fluoreszierend ist.

Bei der vorliegenden Vorrichtung ist der apparative Aufwand auf einen einzigen Sender vermindert. Dabei ist die Störungsfreiheit erheblich verbessert, weil der Sender äußerst nahe am Empfänger, d. h. an der Lichtleiterfaser angeordnet sein kann und der Abstand zwischen dem Sender und der Lichtleiterfaser konstant ist. Durch Anwendung der prinzipiell bekannten Bauweise Einzelsender fluoreszierende Lichtleiterfaser an einem Untersuchungsgerät der Medizintechnik wird der genannte erhebliche Vorteil bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung er reicht. Dabei ist die fluoreszierende Lichtleiterfaser nicht nur in Kreisform ge bracht, sondern auch zum Aufnehmen und weiterleiten von Datensignalen benutzt.

Es ist denkbar, die ringförmige Lichtleiterfaser radial neben der Kreisbahn des Sen ders anzuordnen, wobei der Sender konstant radial strahlt. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn der eine Sender in Achsrichtung strahlt und die ring förmige Lichtleiterfaser in Achsrichtung neben der Kreisbahn des Senders angeord net ist. Diese Anordnung in zwei verschiedenen Ebenen ergibt eine bauliche Ver einfachung, weil die seitliche nebengeordnete Vorrichtung den Durchmesser des Gesamtaggregates nicht vergrößert.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn die Lichtleiterfaser in ei ner zum Sender hin offenen Rinne angeordnet ist, deren Innenfläche reflektierend ist. Die Anordnung der ringförmigen Lichtleiterfaser in der Rinne bzw. Nut mini miert den Fremdlichteinfluß auf die Lichtleiterfaser. Licht, das beim ersten Durch gang durch die Faser nicht absorbiert worden ist, wird reflektiert und nochmals durch die Faser geleitet. Diese Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung er gibt geringere Dämpfung und höhere Flexibilität im Aufbau. Die Rinne ist z. B. innen weiß gefärbt und damit diffus reflektierend.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es sodann, wenn die Innenfläche der Rinne in Querschnitt parabolisch oder elliptisch und verspiegelt ist. Diese innen verspiegelte Rinne bzw. dieser innen verspiegelte Graben hat einen Querschnitt, der sich zum Sender hin erweitert. Deshalb kann ein breiter Lichtkegel auf die Lichtleiterfaser gelenkt werden.

Das vom Sender abgegebene Licht wird nicht gefächert, sondern kann ein norma ler, im Querschnitt runder Strahl sein. In der Regel tritt das Licht aus dem Sender unmittelbar auf die Lichtleiterfaser, d. h. eine zusätzliche Einrichtung zum Bün deln, also eine Linseneinrichtung, ist vermieden. Der Sender, d. h. die Austrittsstel le des Lichtstrahls aus dem Sender ist in der Regel nicht mehr als 15 mm von der Lichtleiterfaser entfernt. Es ist möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung zwei- oder mehrfach vorzusehen, d. h. das Untersuchungsgerät mit zwei oder mit mehr kreisenden Einzelsendern auszurüsten, von denen jeder auf einen eigenen Lichtlei terfaser-Ring arbeitet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der Regel dann vorgesehen, wenn der Senderträger sich auf einer Kreisbahn bewegt, deren Mitten bereich nicht durch eine Achse oder Radialverstrebungen belegt werden kann, so daß die Datensignale nicht radial zu einer Achse abgeführt werden können. Der optische Sender ist z. B. ein LED.

Die vorliegende Erfindung zur optischen Signalübertragung zwischen bewegten Teilen ist eine Vorrichtung zum Senden und Empfangen von kreisenden Licht signalen. Die von den Sendesignalen durchlaufene Kreisbahn ist die von der Sen dereinrichtung durchlaufene Kreisbahn. Die kreisförmige Anordnung der Detek tor-Empfangseinrichtung ist eine Anordnung auf einem Kreis. Die Datensignale werden auch Informationssignale genannt. Der Detektor ist z. B. eine PIN-Diode.

Zum Prinzip der fluoreszierenden Lichtleiterfaser: Der lichtleitende Kern einer Faser wird mit fluoreszierenden Farbstoffen dotiert. Diese Farbstoffe erzeugen bei Bestrahlung mit Licht ausreichender Energie ein für sie charakteristisches Licht mit größerer Wellenlänge als das Bestrahlungslicht. Die Abstrahlung dieses Fluores zenzlichts erfolgt in alle Richtungen gleich, d. h. ein gewisser Teil des im Kern der Faser erzeugten Lichts gelangt in den Akzeptanzbereich der Faser, wird also in ihr geführt bis zu den Faserenden, wo er detektiert werden kann.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Vorrichtung zur optischen Signalübertragung zwi schen bewegten Teilen,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1, in einem gegenüber Fig. 1 vergrö ßerten Maßstab,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 schematisch einen Schnitt einer Lichtleiterfaser in einer Rinne und

Fig. 5 ebenfalls schematisch einen Schnitt einer Lichtleiterfaser in einer Rinne.

Die Vorrichtung gemäß Zeichnung ist an einem als Computertomograf ausgebilde ten Untersuchungsgerät vorgesehen, bei dem in einem Geräterumpf 1 ein Hohlring 2 als Senderträger drehbar gelagert ist, der sich bei einer Untersuchung in Richtung eines Pfeils 3 kontinuierlich, mit gleichbleibender Geschwindigkeit dreht. Der Hohlring 2 umschließt eine Liege 4, auf die ein zu untersuchender, nicht gezeigter Patient gelegt wird. Seitlich an dem Hohlring 2, der als Senderträger dient, sitzt ein Sender 5, der in Richtung einer Mittelachse 6 wegragt und wirkt, wobei ein Licht strahl 7 in Achsrichtung strahlt. An dem Geräterumpf 1, ist über waagerechte Stre ben 8 eine Gestellplatte 9 gehaltert, auf der eine fluoreszierende Lichtleiterfaser 10 in Kreisform montiert ist, die dem Sender 5 zugewendet ist. Während das eine En de der Lichtleiterfaser frei endet, mündet das andere Ende der Lichtleiterfaser 10 an einem Detektor 11, der von der Gestellplatte 9 getragen ist.

Gemäß Fig. 4 und 5 bestrahlt der Sender 5, der eine Lichtquelle ist, die Lichtleiter faser 10 in einer Rinne 12, die zum Sender hin offen ist und deren Wandung eine Innenfläche 13 bildet. Gemäß Fig. 4 ist der Querschnitt der Rinne 12 rechteckig und ist die Innenfläche 13 weiß gefärbt. Gemäß Fig. 5 ist der Querschnitt der Rin ne 12 parabolisch und ist die Innenfläche 13 verspiegelt.

Claims

1. Vorrichtung zur optischen Signalübertragung zwischen bewegten Teilen, die an einem Untersuchungsgerät der Medizintechnik vorgesehen ist, das durch Messung ermittelte Information mittels Datensignalen abgibt,
bei der eine Sendeeinrichtung für Signallicht an einem rotierenden Senderträger stellungsfest vorgesehen ist,
bei der parallel zu einer von den Sendesignalen durchlaufenen Kreisbahn auf ei ner kreisförmigen Anordnung eine ortsfeste Detektor-Empfangseinrichtung an geordnet ist,
bei der ein Sender der Sendeeinrichtung von der Empfangseinrichtung einen Abstand aufweist, und
bei der die Sendeeinrichtung nur einen Sender für die Datensignale aufweist, die Empfangseinrichtung von einer kreisförmig gebogenen Lichtleiterfaser mit ei nem für die Datensignale ausgelegten Detektor an mindestens einem Faserende gebildet ist und der Sender die Datensignale zu der Lichtleiterfaser in etwa rechtwinkelig zu dieser strahlt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die kreisförmig gebogene, Datensignale weiterleitende Lichtleiterfaser (10) fluoreszierend ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Sender (5) in Achsrichtung strahlt und die ringförmige Lichtleiterfaser (10) in Achsrich tung neben der Kreisbahn des Senders (5) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtlei terfaser (10) in einer zum Sender (5) hin offenen Rinne (13) angeordnet ist, de ren Innenfläche (12) reflektierend ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (12) der Rinne (13) im Querschnitt parabolisch oder elliptisch und verspiegelt ist.