ES2952197T3

ES2952197T3 - Estructura de conductor de luz curvada, procedimiento para la fabricación de la misma y sistema de transmisión óptico

Info

Publication number: ES2952197T3
Application number: ES20713242T
Authority: ES
Inventors: Tobias Schneider; René Kirrbach
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2023-10-30
Anticipated expiration: 2040-03-18
Also published as: US20220006528A1; CN113906323B; EP3942341A1; WO2020193312A1; CN113906323A; DE102019208982A1; DK3942341T3; EP3942341B1

Abstract

Una estructura de guía de luz curva, que está configurada para guiar un rango espectral, incluye lo siguiente: superficies extremas dispuestas en dos extremos de la estructura de segmento de anillo; un primer lado principal que se extiende entre las superficies extremas y un segundo lado principal, opuesto al primer lado principal, que también se extiende entre las superficies extremas; al menos una primera región de paso en el primer lado principal, estando realizada la primera región de paso para recibir y pasar una señal óptica en el rango espectral, en donde la estructura de guía de luz curvada está realizada para guiar la señal óptica a lo largo de una dirección axial entre el extremo superficies; y al menos una segunda región de paso en el segundo lado principal, estando realizada dicha segunda región de paso para pasar y emitir al menos una parte de la señal óptica desde la estructura de guía de luz curva. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Estructura de conductor de luz curvada, procedimiento para la fabricación de la misma y sistema de transmisión óptico [0001] La presente invención se refiere a estructuras de conductor de luz curvadas, a procedimientos para la fabricación de las mismas y a un sistema de transmisión óptico. La presente invención se refiere además a un dispositivo óptico para la transmisión de datos entre dos sistemas que se mueven alrededor de un eje de rotación.

[0002] Los sistemas industriales actuales se basan en la transmisión de datos por medio de cables eléctricos. En los puntos de rotación se trabaja con anillos colectores y cepillos de contacto. Debido a su diseño, estos sistemas tienen una vida útil limitada debido al desgaste de los contactos.

[0003] Debido a la propagación de señal unilateral de la señal eléctrica en el anillo colector se produce una propagación multidireccional. Esto conduce a diferencias considerables en el tiempo de tránsito y a una limitación del ancho de banda de transmisión. Los sistemas comunes en el mercado permiten velocidades de datos en el rango de aproximadamente 100 Mbps.

[0004] El documento DE 102007041927 A1 se ocupa igualmente del problema y quiere resolverlo mediante una adaptación de conductores de luz, idealmente fibras monomodo con un diámetro central de 10 mm. Las fibras delgadas se adaptan a este respecto de modo que, adicionalmente a un acoplamiento en el lado frontal, también se puede acoplar o desacoplar luz lateralmente. Este enfoque se basa en el carácter de onda de la luz. En otro documento claramente más antiguo DE 2846526 A1 se describe un dispositivo básico para la transmisión óptica de datos en un tomógrafo computerizado. En tales estructuras de conductor de luz no concretas y estructuras de acoplamiento, la luz se propaga más o menos caóticamente a través del conductor de luz. Esto limita la velocidad de datos en un rango de 1 Mbps a 30 Mbps, ya que este enfoque se basa en la óptica geométrica clásico. El documento EP 3276 387 A1 describe una estructura de conductor de luz según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 2.

[0005] Sería deseable una estructura de conductor de luz, que esté concebida para la transmisión de señales ópticas entre dos objetos que se mueven entre sí y que posibilite tanto altas velocidades de datos como también largos tiempos de funcionamiento.

[0006] Por lo tanto, un objetivo de la presente invención consiste en crear una estructura de conductor de luz, un procedimiento para la fabricación de la misma y un sistema óptico que pueda transmitir señales ópticas con altas velocidades de datos y bajo desgaste.

[0007] Este objetivo se resuelve por el objeto de las reivindicaciones independientes.

[0008] Una idea clave de la presente invención consiste en haber reconocido que, mediante el uso de señales ópticas en combinación con una formación de haz, se puede obtener una vía de propagación de luz ordenada, que conduce a bajas interferencias y, por lo tanto, altas tasas de transmisión, siendo posible al mismo tiempo un funcionamiento con bajo desgaste a través de la señal óptica.

[0009] Según un ejemplo de realización, una estructura de conductor de luz curvada, que está concebida para la conducción de una señal óptica en un rango espectral, comprende superficies finales dispuestas en dos extremos de la estructura de conductor de luz curvada y un primer lado principal que discurre entre las superficies finales y un segundo lado principal opuesto al primer lado principal y que se extiende entre las superficies finales. La estructura de conductor de luz curvada comprende al menos una primera zona de paso en el primer lado principal, que está configurada para recibir y dejar pasar una señal óptica en el rango espectral. La estructura de conductor de luz curvada está configurada para conducir la señal óptica a lo largo de una dirección axial entre las superficies finales, donde la estructura de conductor de luz curvada presenta al menos una segunda zona de paso en el segundo lado principal, que está configurada para dejar pasar, formar y emitir al menos una parte de la señal óptica de la estructura de conductor de luz curvada. Según una primera alternativa, la primera zona de paso está configurada para dirigir la señal óptica a emitir hacia una primera superficie final de las superficies finales, donde a la segunda zona de paso está asociada una zona parcial de la superficie final; y la parte de la señal óptica se basa en una fracción de la señal óptica que se desvía en la zona parcial. La primera zona de paso está configurada para dirigir la señal óptica recibida hacia la primera superficie final de las superficies finales y para realizar, a este efecto, un enfoque de la señal óptica, de modo que la señal óptica desviada de la primera superficie final está colimada. Según una segunda alternativa, la primera zona de paso está configurada para dirigir la señal óptica recibida hacia un elemento de reflexión, que está concebido para reflejar la señal óptica sobre una zona parcial de una primera superficie final de las superficies finales asociada al elemento de reflexión; y la segunda zona de paso está configurada para emitir la señal óptica reflejada por la superficie final. La primera zona de paso está configurada de manera correspondiente para conducir la señal óptica recibida sobre el elemento de reflexión; donde la disposición de la primera zona de paso y el elemento de reflexión está concebida para enviar la señal óptica de forma colimada a la primera superficie final.

[0010] Según un ejemplo de realización, un sistema de transmisión óptico comprende un emisor óptico para el envío de una señal óptica, una estructura de conductor de luz curvada concebida para la recepción de la señal óptica en la primera zona de paso y un receptor óptico para la recepción de al menos una parte de la señal óptica en la segunda zona de paso de la estructura de conductor de luz curvada.

[0011] Según un ejemplo de realización, un procedimiento para la fabricación de una estructura de conductor de luz curvada comprende una facilitación de una estructura de conductor de luz curvada con superficies finales dispuestas en dos extremos de la estructura de conductor de luz curvada, un primer lado principal que discurre entre las superficies finales y un segundo lado principal opuesto al primer lado principal y que se extiende entre las superficies finales, que está concebido para conducir una señal óptica en el rango espectral. El procedimiento comprende una disposición de al menos una primera zona de paso en el primer lado principal, de modo que la primera zona de paso está configurada para recibir y dejar pasar una señal óptica en el rango espectral, de modo que la estructura de conductor de luz curvada está configurada para conducir la señal óptica a lo largo de una dirección axial entre las superficies finales. El procedimiento comprende una disposición de al menos una segunda zona de paso en el segundo lado principal, que está configurada para dejar pasar, formar y emitir al menos una parte de la señal óptica de la estructura de conductor de luz curvada. Según una primera alternativa, el procedimiento se realiza de modo que la primera zona de paso está configurada para dirigir la señal óptica a emitir hacia una primera superficie final de las superficies finales, donde a la segunda zona de paso está asociada una zona parcial de la superficie final; y la parte de la señal óptica se basa en una fracción de la señal óptica, que se desvía en la zona parcial, de modo que la primera zona de paso está configurada para dirigir la señal óptica recibida hacia la primera superficie final de las superficies finales y, a este respecto, realizar un enfoque de la señal óptica, de modo que la señal óptica desviada de la primera superficie final está colimada. Según una segunda alternativa, el procedimiento se realiza de modo que la primera zona de paso está configurada para conducir la señal óptica recibida hacia un elemento de reflexión, que está concebido para reflejar la señal óptica sobre una zona parcial de una primera superficie final de las superficies finales asociada al elemento de reflexión; y la segunda zona de paso está concebida para emitir la señal óptica reflejada por la superficie final, de modo que la primera zona de paso está configurada para conducir la señal óptica recibida hacia el elemento de reflexión; de modo la disposición de la primera zona de paso y el elemento de reflexión está concebida para enviar la señal óptica de forma colimada a la primera superficie final.

[0012] Otras configuraciones ventajosas están definidas en las reivindicaciones dependientes. A continuación, se explican algunos ejemplos de realización preferidos de la presente invención con referencia a los dibujos anexos. Muestran:

Fig. 1a una vista desde arriba esquemática de una estructura de conductor de luz curvada según un ejemplo de realización, que no cae bajo el texto de las reivindicaciones pero que facilita la comprensión de la invención.

Fig. 1b muestra una vista en sección lateral esquemática de la estructura de conductor de luz curvada de la fig. 1a. Fig. 2a una vista en sección lateral esquemática de un sistema de transmisión óptico según un ejemplo de realización con una estructura de conductor de luz curvada según un ejemplo de realización, que presenta una pluralidad de elementos de reflexión;

Fig. 2b una vista desde arriba esquemática del sistema óptico de la fig. 2a;

Fig. 3a una vista en sección lateral esquemática de un sistema de transmisión óptico según un ejemplo de realización, que presenta una estructura de conductor de luz curvada según un ejemplo de realización, donde un receptor óptico está dispuesto de forma fija con respecto a la estructura de conductor de luz curvada;

Fig. 3b una vista desde arriba esquemática del sistema de transmisión óptico de la fig. 3a.

Fig. 4 una vista en sección lateral esquemática de un sistema de transmisión óptico según un ejemplo de realización, en la que la estructura de conductor de luz curvada según un ejemplo de realización está formada de modo que un elemento divisor de haz está dispuesto adyacente a una superficie final;

Fig. 5 una vista desde arriba esquemática de un sistema de transmisión óptico según un ejemplo de realización, en el que una estructura de conductor de luz curvada según un ejemplo de realización presenta un ángulo circunferencial 13 alrededor del eje de rotación, que es menor de 360°;

Fig. 6 una vista desde arriba esquemática de un sistema de transmisión óptico con una estructura de conductor de luz curvada según un ejemplo de realización, donde la estructura de conductor de luz curvada solo describe una zona parcial de una trayectoria circunferencial;

Fig. 7 una vista desde arriba esquemática de un sistema de transmisión óptico según un ejemplo de realización, que presenta una estructura de conductor de luz curvada según un ejemplo de realización, que presenta al menos dos segmentos;

Fig. 8 una vista desde arriba esquemática de un sistema de transmisión óptico según un ejemplo de realización, que está construido de forma complementaria al sistema de transmisión óptico de la fig. 7; y

Fig. 9 una vista en sección lateral esquemática de un sistema de transmisión óptico según un ejemplo de realización, que presenta una estructura de conductor de luz curvada con un espesor constante según un ejemplo de realización.

[0013] Antes de explicar los ejemplos de realización de la presente invención con más detalle con referencia a los dibujos, se señala que los elementos, objetos y/o estructuras idénticos, funcionalmente idénticos o equivalentes en las diferentes figuras están provistos de los mismos números de referencia, de manera que la descripción de estos elementos que se muestra en diferentes ejemplos de realización sea intercambiable o se pueda aplicar a cada uno de ellos.

[0014] Los siguientes ejemplos de realización se refieren a estructuras y trayectorias de movimiento anulares o circulares, donde la invención no se limita a esto. Más bien, también se pueden utilizar otras curvaturas con un radio de curvatura constante o variable a lo largo de un desarrollo axial de un conductor de luz, es decir, de un conductor para conducir un rango espectral, es decir, un rango de longitud de onda óptico. Entre ellos se encuentran, por ejemplo, trayectorias ovaladas o elípticas, pero también como forma especial de las mismas, trayectorias circulares.

[0015] Algunos de los ejemplos de realización descritos en el presente documento posibilitan, en el caso de partes de un sistema completo que rotan entre sí, una transmisión fiable de datos con una señal óptica inalámbrica. Debido a la rotación, una división de la señal de luz o una toma de la señal de luz sobre una trayectoria circular o una parte de la misma puede ofrecer una solución fiable, que se implementa en ejemplos de realización. Los conductores de luz utilizadas permiten traducir el perfil de emisión circular originalmente del emisor en un perfil de emisión anular circular y generar una iluminación altamente homogénea sin que el emisor se encuentre en el eje de rotación.

[0016] La fig. 1a muestra una vista desde arriba esquemática de una estructura de conductor de luz curvada 10 según un ejemplo de realización, que no cae bajo el texto de las reivindicaciones pero que facilita la comprensión de la invención.

[0017] En la vista desde arriba se puede ver un lado principal 12b, que esta curvado a lo largo de una dirección de extensión axial 14 entre superficies finales 16a y 16b. A este respecto, un radio de curvatura de la curvatura puede ser constante o variable. El radio de curvatura puede estar configurado a este respecto a voluntad y puede estar adaptado, por ejemplo, a una trayectoria de movimiento posterior de dos objetos que se mueven relativamente entre sí, de modo que la curvatura de la estructura de conductor de luz curvada 10 está adaptada al movimiento del movimiento relativo. Junto al radio de curvatura, el desarrollo axial en sí también puede estar adaptado al movimiento.

[0018] El lado principal 12b presenta una zona de paso 182 , que permite la entrada y/o salida de una señal óptica 22 representada en la fig. 1 b.

[0019] La fig. 1b muestra una vista en sección lateral esquemática de la estructura de conductor de luz curvada 10. En la vista en sección lateral representada se muestra otra zona de paso 181 , que está dispuesta en un lado principal 12a, que está dispuesto opuesto al lado principal 12b. Ambos lados principales 12a y 12b discurren entre las superficies finales 16a y 16 b. Los lados principales 12a y 12b pueden estar formados, por ejemplo, rectos y conectados entre sí a través de superficies laterales rectas o curvadas. Alternativamente, es posible igualmente que las superficies principales 12a y/o 12b estén curvadas a lo largo de una dirección 24 perpendicularmente a la dirección de extensión 14. Una curvatura de este tipo puede conducir a la reducción de las superficies laterales y en el caso extremo puede conducir a que los lados principales 12 a y 12 b se toquen entre sí directamente y/o sean partes, por ejemplo, mitades, de una estructura curvada continuamente.

[0020] La estructura de conductor de luz curvada 10 está configurada para recibir la señal óptica en uno de los dos lados principales 12a o 12b y emitirla al menos parcialmente en de nuevo el otro lado principal 12b o 12a. Además, la estructura de conductor de luz curvada 10 está configurada para conducir la señal óptica 22 entre las zonas de paso 181 y 182 a lo largo de la dirección axial, es decir, la dirección de extensión 14.

Así, por ejemplo, la señal óptica 22 se puede recibir en una de las zonas de paso 181 o 182 desde una dirección 26, que puede estar dispuesta perpendicularmente a la dirección 14 y perpendicularmente a la dirección 24 en el espacio, se puede desviar dentro de la estructura de conductor de luz curvada 10 en la dirección axial 14 y, después de recorrer un camino a lo largo de la dirección de extensión axial 14, se puede desviar nuevamente para abandonar la estructura de conductor de luz curvada 10 en la otra zona de paso 182 o 181 al menos parcialmente. A este respecto se puede obtener una desviación correspondiente, por ejemplo, mediante refracción, reflexión y/o reflexión total.

[0021] La estructura de conductor de luz curvada 10 puede estar formada de forma transparente para un determinado rango espectral o presentar al menos una pequeña amortiguación. Para ello, la estructura de conductor de luz curvada 10 puede estar formada, por ejemplo, hueca. Alternativamente, la estructura de conductor de luz curvada 10 puede presentar un material que es transparente en un determinado rango espectral. Así, por ejemplo, los materiales de vidrio pueden ser transparentes en un rango espectral visible para los humanos, mientras que otros materiales, como el silicio, pueden ser transparentes en otros rangos espectrales. Ejemplos de realización prevén, junto a los materiales mencionados, el uso de plásticos como PMMA (polimetacrilato de metilo; acrilato) y policarbonato o vidrios minerales, por ejemplo, el vidrio conocido bajo N-BK7. Los materiales según ejemplos de realización pueden ser transparentes, por ejemplo, en el rango de longitudes de onda ultravioleta, es decir, entre 100 nm y 380 nm, longitudes de onda infrarrojas, es decir, entre 780 nm y 1000 mm, y/o en el rango de longitudes de onda visibles intermedias.

[0022] Al emitir la señal óptica, la estructura de conductor de luz curvada 10 o la zona de paso 181 o 182 usada para ello puede formar la señal óptica 22. Una conformación puede comprender, por ejemplo, una formación de haz, por ejemplo, una agrupación o una dispersión, pero también puede comprender una desviación de dirección y/o un filtrado.

[0023] Para desviar los rayos desde la dirección 26 en la dirección axial 14 se pueden utilizar, por ejemplo, superficies finales 16a y/o 16b inclinadas correspondientemente.

[0024] La fig. 2a muestra una vista en sección lateral esquemática de un sistema de transmisión óptico 25 según un ejemplo de realización con una estructura de conductor de luz curvada 20 según un ejemplo de realización. El sistema de transmisión óptico 25 presenta además un emisor óptico 28 y un receptor óptico 32. A modo de ejemplo, la estructura de conductor de luz curvada está dispuesta de forma fija con respecto al emisor óptico 28, mientras que el receptor óptico 32 está dispuesto de forma móvil a lo largo de una trayectoria de movimiento 34 con respecto al emisor óptico 28 y a la estructura de conductor de luz curvada 20.

[0025] La vista en sección lateral de la fig. 2a muestra un fragmento de la estructura de conductor de luz curvada 20 en una zona en la que la estructura de conductor de luz curvada 20 formada como estructura anular está cortada, de modo que entre las superficies finales 16a y 16b se ajusta una distancia 36, que puede presentar un valor arbitrario mayor o igual a cero, no obstante, que proporciona las dos superficies finales 16a y 16b de tal manera que se evita un redondeo múltiple de la estructura de conductor de luz curvada 20 por la señal óptica 22. Aunque una separación de la estructura de superficie y de anillo es un medio sencillo, se prevén ejemplos de realización alternativos para prever superficies absorbentes o reflectantes en el interior de una estructura continua circunferencial. De este modo se puede obtener una separación óptica limpia.

[0026] La zona de paso 181 puede estar configurada para dirigir la señal óptica 22 a emitir sobre la superficie final 16a. Por ejemplo, la zona de paso 181 puede estar configurada para dirigir la señal óptica directamente sobre la superficie final 16a.

[0027] La estructura de conductor de luz curvada 20 puede presentar una o más, es decir, al menos dos, al menos tres, al menos cuatro, al menos cinco, al menos 10 o más zonas de paso o 182a, 182n.

[0028] La señal óptica 22 se puede conducir sobre la superficie final 16a, que está concebida para provocar una desviación de la señal óptica 22 en la dirección axial 14. De este modo se puede lograr que la señal óptica 22 se abra en abanico a lo largo de la dirección 26 designada a modo de ejemplo como dirección de altura. En otras palabras, la señal óptica 22 se distribuye, por ejemplo, a lo largo de la superficie final 16a y se desvía allí. Para mejorar las propiedades ópticas, la zona de paso 181 puede presentar un dispositivo para la formación de haz, por ejemplo, una superficie curvada, para implementar una función de lente. Así, por ejemplo, un haz de salida 42 se puede colimar o agrupar al menos parcialmente y dirigirse hacia la superficie final 16a.

[0029] A cada una de las zonas de paso 182a a 182n concebidas para la salida de la señal óptica 22 puede estar asociada una zona parcial 441 a 44n, que pueden estar disjuntas entre sí, es decir, no solaparse. No obstante, los ejemplos de realización no se limitan a esto, sino que también permiten implementar zonas parciales 441 a 44n que se solapan, lo que permite una configuración sencilla, ya que las trayectorias de radiación 48 también pueden estar algo dispersas, es decir, colimadas incompletamente. Aquella parte de la señal óptica 22 que se desvía por medio de la zona parcial 441 a 44n se puede desviar, por ejemplo, desde la dirección axial 14 utilizando elementos de desviación del haz o elementos de reflexión 461 a 46n, de modo que en cada caso una parte 48, hasta 48n de la señal óptica 22, es decir, una fracción del haz de rayos, se desvía en la dirección de la zona de paso 182a a 182n asociada en cada caso.

[0030] Los elementos de reflexión 461 a 46n pueden ser, por ejemplo, elementos especulares, pero también pueden presentar una desviación a través de una curvatura en la superficie o similares.

[0031] Según un ejemplo de realización preferido, al menos uno, varios o, por ejemplo, cada elemento de reflexión 461 a 46n puede ir acompañado de un estrechamiento de material de la estructura de conductor de luz curvada 20 a lo largo de la dirección 26, de modo que, por ejemplo, se retira material o no se continúa a lo largo del desarrollo radial/axial, que ya no se necesita para conducir la radiación a lo largo de la otra dirección 14 a través del desacoplamiento realizado de la parte 48 conducida en este plano de altura.

[0032] Los ejemplos de realización prevén que la superficie final 16a esté inclinada con respecto a la posición del emisor óptico 28 o la dirección desde la que se recibe la señal óptica 22, de modo que las partes 441 , hasta 44n de la señal óptica 22 discurran en paralelo a la dirección 14, por ejemplo, en paralelo al lado principal 12b.

[0033] Además de una conformación de haz en las zonas de paso 182a a 182n, los elementos de reflexión 46 pueden provocar igualmente una formación de haz, por ejemplo, una dispersión de la parte 48n respectiva.

[0034] Por lo tanto, las partes 481 a 48n pueden estar formadas de forma dispersa y, con una distancia creciente de la estructura de conductor de luz curvada 20, pueden aumentar a través de zonas o conos 521 a 52n hasta que se superpongan. El receptor óptico 32 puede estar dispuesto a una distancia 54 con respecto a la estructura de conductor de luz curvada 20, que se selecciona, por ejemplo, de modo que las zonas 52i a 52n se superpongan allí. Esto permite que el receptor óptico 32 se encuentre siempre en al menos una zona 52 y, por lo tanto, siempre pueda recibir la señal óptica 22, ya que cada parte 441 a 44n presenta el mismo contenido de información. La transmisión de datos también es posible siempre que la distancia entre dos zonas adyacentes 521 y 52n sea menor que la extensión espacial del elemento receptor a lo largo de la misma dimensión espacial. Alternativamente, es posible que las señales ópticas se emitan de forma colimada, es decir, con rayos paralelos, de modo que las zonas 521 a 52 también puedan ser disjuntas entre sí.

[0035] Las zonas de paso 182a a 182n pueden presentar como superficie límite, por ejemplo, superficies de refracción 561 a 56n, que pueden provocar, por ejemplo, una conformación óptica en base a una curvatura, una forma variable, una variación en el índice de refracción o similares.

[0036] Por lo tanto, la fig. 2a muestra una estructura de conductor de luz curvada, que presenta una pluralidad de elementos de reflexión 46, que están dispuestos en el lado principal 12a y que están configurados para reflejar una fracción 48 de la señal óptica 22, que se refleja por las respectivas zonas parciales 44 asociadas de la superficie final 16a, sobre la zona de paso 182 asociada.

[0037] En otras palabras, la fig. 2a muestra una estructura a modo de ejemplo, en la que está representado un enlace de datos óptico que consta de una unidad emisora 28 y una unidad receptora 32. El enlace de datos puede utilizar una longitud de onda de comunicación, por ejemplo, en el rango espectral infrarrojo, visible o ultravioleta. Este rango espectral se puede denominar de forma simplificada como "luz" o "radiación electromagnética". La unidad emisora 28 y la unidad receptora 32 pueden estar dispuestas al lado, es decir, fuera, de un eje de rotación y moverse, por ejemplo, en una trayectoria circular alrededor del eje de rotación. Una comunicación de datos permanente se posibilita por el hecho de que la transmisión de datos es posible no solo en los momentos en los que el dispositivo emisor 28 y el dispositivo receptor 32 se enfrentan directamente entre sí, sino también en los momentos en los que esto no es el caso. Los ejemplos de realización describen una estructura anular que permite la conexión óptica entre el emisor y el receptor de forma permanente. A este respecto, hay dos posibilidades de hacerlo posible. Por un lado, la estructura anular puede estar dispuesta sobre la unidad emisora y el receptor se mueve en una trayectoria circular con respecto a ella a lo largo de la estructura anular, tal como se muestra en la fig. 2a y fig. 2b.

[0038] A este respecto, el haz de salida 42 se enfoca desde la primera superficie de anillo 38 y se dirige sobre la segunda superficie/superficie final 16a. La segunda superficie 16a refleja el haz y lo desvía, por ejemplo, 90° en el anillo 20. A este respecto, la superficie 38 y la superficie final 16a tienen la tarea de paralelizar los rayos. Los rayos 48 refractados y reflejados se pueden mover dentro del plano de rotación, sobre el que se encuentra el eje de rotación perpendicularmente y discurren a este respecto a través de la estructura anular. La estructura anular 20 contiene elementos de reflexión 46 que dirigen una parte de los rayos 48 en la dirección de la tercera superficie de refracción 56. Mediante cada elemento de reflexión 46 se reduce la altura de la estructura anular y se dirige siempre una parte de la potencia de la señal de salida 42 desde el plano de rotación, en la dirección de la unidad receptora 32 opuesta. La tercera superficie 56 tiene el objetivo de formar el haz de salida. Las superficies 38, 16b, 46 y 56 pueden estar formadas de forma plana, esférica, asférica o en general como forma libre. De esta manera, la trayectoria circular sobre la que se mueve la unidad emisora y/o la unidad receptora se ilumina de forma homogénea y la conexión óptica permanece independientemente de la posición relativa del emisor 28 y el receptor 32 entre sí. Mediante la paralelización de los rayos 48 se puede evitar una propagación de varias vías y la fluctuación de señal resultante se puede reducir o minimizar, lo que posibilita altas velocidades de datos, por ejemplo, en el rango mayor de 109 bit/s.

[0039] Mediante la conducción dirigida de los rayos, las superficies 12a y 12b no se tocan o golpean por los rayos 48 en pequeña medida o, dado el caso, antes de que no se hayan desviadas por las superficies 46. En un plano del receptor 32, las zonas 52 se pueden cubrir por la fracción desacoplada de la señal óptica, que se pueden superponer en el plano del receptor óptico 32 o presentar al menos una distancia tan pequeña entre sí que no se produce ninguna interrupción de la comunicación o solo aquellas interrupciones que están dentro del diseño del sistema de comunicación. La estructura se puede estrechar a lo largo de una dirección de espesor 26 entre las superficies 12a y 12b.

[0040] Cada una de las zonas de paso 181 y 182a a 182n puede ser transparente de forma bidireccional para el rango espectral de la señal óptica. A este respecto, las zonas de paso pueden presentar zonas espectrales iguales o diferentes entre sí. Las superficies 38 y/o 56 se pueden designar al menos como parte de una zona de paso, que son permeables a la luz. Las superficies 16a y/o 46, por el contrario, pueden estar formadas de forma reflectante, donde la superficie 16a puede ser, por ejemplo, un plano. Las zonas de paso 182a a 182n están configuradas para dirigir directa o indirectamente la señal óptica 22 recibida sobre la superficie final 16a y para realizar a este respecto un enfoque de la señal óptica 22. Esto hace posible que la señal óptica 22 desviada de la superficie final 16a esté colimada.

[0041] La fig. 2b muestra una vista desde arriba esquemática del sistema óptico 25 de la fig. 2a. La estructura anular 20 está dispuesta, por ejemplo, de forma concéntrica alrededor de un eje de rotación 58, alrededor del cual se mueve el receptor óptico 32 a lo largo de la trayectoria de movimiento 34 con respecto al emisor óptico 28.

[0042] El emisor 28 y el receptor 32 están dispuestos de forma móvil entre sí para realizar un movimiento de rotación relativo alrededor del eje de rotación 58 común.

[0043] La estructura de conductor de luz curvada puede estar configurada para desviar la señal óptica 22 a través de un elemento de reflexión 46 hacia una de las superficies finales 16a entre la dirección axial 14 y una dirección dispuesta oblicuamente a ella. La estructura de conductor de luz curvada puede comprender una pluralidad de zonas de paso 182a a 182n en el lado principal 12 b, donde a cada zona de paso 182a a 182n puede estar asociada una zona parcial 44 de la superficie final 16a.

[0044] Una pluralidad de zonas de paso 182a a 182n puede estar dispuesta en el lado principal 12b. Estas zonas de paso pueden estar configuradas para emitir en cada caso una fracción de la señal óptica 22 , donde en un lugar del receptor óptico 32 cada una de las zonas de paso 182a a 182n proporciona la parte de la señal óptica 22 en una zona espacial 52 fuera de la estructura de conductor de luz curvada. Las zonas espaciales 52 se pueden solapar en el lugar del receptor óptico 32, de modo que en el caso de un movimiento relativo del receptor óptico 32 con respecto a las zonas de paso 182a a 182n está posicionada en cada caso al menos una de las zonas de paso 182a a 182n con el receptor óptico 32 para la comunicación óptica. De forma alternativa o adicional, una pluralidad de zonas de paso 182a a 182n puede estar dispuesta en el primer lado principal. La pluralidad de zonas de paso pueden estar configuradas en cada caso para recibir la señal óptica, como se describe en relación con la figura 3b. El emisor óptico puede estar configurado de modo que en un lugar de la estructura de conductor de luz curvada la señal óptica 22 incida en una zona espacial 62 sobre la estructura de conductor de luz curvada, siendo la zona espacial a lo largo de la extensión de la estructura de conductor de luz curvada mayor que una zona de paso respectiva 182a a 182n. Las zonas de paso 182a a 182n pueden estar dispuestas a una distancia entre sí que está seleccionada de modo que, en el caso de un movimiento relativo del emisor óptico 28 con respecto a las zonas de paso 182a a 182n, al menos una de las zonas de paso 182a a 182n está posicionada respectivamente con el emisor óptico 28 para la comunicación óptica.

[0045] En otras palabras, la fig. 2b muestra la estructura anular como unidad emisora en una vista desde arriba. Los elementos de reflexión 46 están distribuidos sobre todo el anillo para posibilitar una iluminación homogénea. La altura del escalón se selecciona de modo que el anillo sea aproximadamente de 360 grados y termine con la superficie final 16a. El hueco 36 resultante debe ser lo más pequeño posible, de modo que permanezca una cubierta completa. Mediante la interrupción del anillo se evita una circunnavegación múltiple de los rayos y se posibilita una reflexión total en la superficie 16a.

[0046] Cada una de las zonas de paso 182a a 182n está configurada a este respecto para iluminar una zona espacial 52 fuera de la estructura de conductor de luz curvada y proporcionar sobre o en esta zona la parte respectiva de la señal óptica. Como se muestra en la fig. 2a, la zona de paso 181 puede estar dispuesta adyacente a la superficie final 16a, que puede proporcionar, por ejemplo, un comienzo o un inicio del tramo curvado.

[0047] La fig. 3a muestra una vista en sección lateral esquemática de un sistema de transmisión óptico 35 según un ejemplo de realización, que presenta una estructura de conductor de luz curvada 30 según un ejemplo de realización. A diferencia del sistema de transmisión óptico 25, en el sistema de transmisión óptico 35, por ejemplo, el receptor óptico 32 está dispuesto de forma fija con respecto a la estructura de conductor de luz curvada 30, mientras que el emisor óptico 28 se mueve a lo largo de la trayectoria de movimiento 34 con respecto a ella. A diferencia de una posibilidad de recepción que cubre toda la superficie mostrada en la fig. 2 a y la fig. 2 b, un requisito en la estructura de conductor de luz curvada 30 se puede formular principalmente de modo que en cada posición relativa entre la estructura de conductor de luz curvada 30 y el emisor óptico 28 se posibilite una adquisición adecuada o una recepción adecuada de la señal óptica 22 con la estructura de conductor de luz curvada 30 y una transmisión correspondiente al receptor óptico 32. La señal óptica 22 se puede emitir en una zona 62 por el emisor óptico 28, la zona 62 es, por ejemplo, una zona que se ilumina por la señal óptica 22 en el lado del emisor.

[0048] En otras palabras, las zonas de paso 182a a 182n pueden estar dispuestas de tal manera que una distancia entre las zonas de paso 182a a 182n esté concebida de modo que la distancia 51 corresponda a lo sumo a la extensión espacial 53 de la señal óptica o de la zona.

[0049] La estructura de la estructura de conductor de luz curvada 30 puede ser análoga o inversa a la estructura de conductor de luz curvada 20. De este modo, una pluralidad o multiplicidad de superficies de refracción 561 a 56n pueden estar dispuestas en el lado principal 12b, que está dirigido hacia el emisor óptico 28. Las superficies de refracción 561 a 56n pueden estar directamente adyacentes entre sí, pero también pueden estar dispuestas a una distancia 51 pequeña, ópticamente no perturbadora entre sí. La refracción de las superficies de refracción 561 a 56n se puede utilizar para provocar un enfoque de la señal óptica 22 sobre el elemento de reflexión 46 dispuesto en cada caso con respecto al emisor óptico 28, que puede causar la misma desviación que se ha descrito en relación con la figura 2a, solo en otra dirección. La señal óptica 22 o al menos una parte de la señal óptica 22 puede discurrir, por lo tanto, en el interior de la estructura de conductor de luz curvada 30 igualmente de forma paralelizada, donde «en paralelo» se debe entender que la señal óptica 22 discurre en paralelo a la dirección de extensión 14 y/o al plano de rotación, ya que el lado principal 12b está curvado y se producen desviaciones en relación con el paralelismo con la señal óptica 22.

[0050] Dependiendo de cuál de las superficies de refracción 56i, es decir, 56i, ..., 56n con i=1,...,n se recibe la señal óptica 22 de la estructura de conductor de luz curvada 30, la señal óptica 22 se conduce hacia un elemento de reflexión 46i asociado, que puede desviar la señal óptica 22 y conducirla hacia la zona 44i asociada.

[0051] Esto significa que la señal óptica 22 se puede conducir en diferentes momentos en diferentes secciones/alturas a lo largo de la dirección 26 a través de la estructura de conductor de luz curva 30. Esto hace posible que la señal óptica 22 discurra en diferentes momentos desde diferentes direcciones a través del dispositivo para la formación de haz o la zona de paso 181 e incide sobre el receptor óptico 32. La estructura de conductor de luz curvada 25 está concebida, por ejemplo, de modo que las zonas de paso 182a a 182n están configuradas para conducir la señal óptica 22 recibida hacia el elemento de reflexión 46i asociado en cada caso, que está concebido para reflejar la señal óptica 22 sobre una zona parcial 44i de la superficie final 16a asociada al elemento de reflexión 461. La zona de paso 181 está concebida para emitir la señal óptica reflejada por la superficie final 16a, independientemente de por qué zona parcial se desvía la señal óptica 22.

[0052] Las zonas de paso 182a a 182n pueden estar configuradas individualmente o en cada caso para conducir la señal óptica 22 sobre uno de los elementos de reflexión 46. La disposición de la zona de paso 182a a 182n y el elemento de reflexión 46 está configurada para enviar la señal óptica 22 de forma colimada a la superficie final 16a.

[0053] De manera similar a la estructura de conductor de luz curvada 20, los elementos de reflexión o los elementos de reflexión 46 pueden implementar un estrechamiento de la estructura de conductor de luz curvada con respecto a una distancia entre los lados principales 12a y 12b. Los elementos de reflexión 46 pueden comprender o formar bordes del respectivo estrechamiento de material.

[0054] En otras palabras, otra posibilidad consiste en disponer la estructura anular o bien la estructura de conductor de luz curvada sobre o en la unidad receptora 32, de modo que la unidad emisora 28 opuesta se puede mover sobre una trayectoria circular a modo de ejemplo a lo largo de la estructura anular, tal como se representa en la fig. 3a. El haz de salida de esta disposición se enfoca desde la superficie de refracción 56 sobre el elemento de reflexión 46 que se encuentra debajo. El elemento de reflexión 46 conduce el rayo 48 en la dirección de la superficie final 16a y lo paraleliza. La superficie final 16a conduce el rayo, es decir, la señal óptica 22, en la dirección de la unidad receptora 32 adyacente. La superficie 38 enfoca el rayo sobre la unidad receptora 32.

[0055] Cabe señalar que propiedades como el paralelismo, la colimación y un desarrollo paralelo a una o varias superficies no deben entenderse de modo que esto se debe implementar sin ninguna tolerancia. Más bien es posible prever tolerancias tanto condicionadas por la fabricación como simplificadoras de la fabricación, por ejemplo, dentro de un rango de ± 10%, ± 5% o ± 2%. Así, por ejemplo, la estructura de conductor de luz curvada 20 y/o la estructura de conductor de luz curvada 30 pueden estar formadas de modo que las desviaciones de un desarrollo paralelo de los rayos con respecto a la dirección de extensión 14 se compensen por el hecho de que están previstas distancias en las zonas 44 y/o distancias a lo largo de la dirección de altura 26 entre los elementos de reflexión 46 o la curvatura de la superficie 38 está diseñada de modo que puede compensar una tolerancia.

[0056] La fig. 3b muestra una vista desde arriba esquemática del sistema de transmisión óptico 35. La zona 62 del emisor óptico 28 está configurada preferiblemente de modo que en cada posición de rotación del emisor óptico 28 alrededor del eje de rotación 58 se superpone la zona 62 con una de las zonas de paso 182a a 182n, es decir, que la señal óptica 22 se conduce siempre a uno de los elementos de reflexión 46. Como se describe en relación con el sistema de transmisión óptico 25, también son posibles interrupciones breves, siempre que no se produzca una interrupción de la comunicación demasiado larga. También son posibles interrupciones más prolongadas si una interrupción de comunicación tan larga es justificable o incluso deseable.

[0057] En otras palabras, la fig. 3b muestra la estructura anular de la fig. 3a desde arriba. Los elementos de reflexión 46 están distribuidos a lo largo de todo el anillo, como en el caso de la estructura anular como unidad emisora, véase la fig. 2b. Conducen la luz incidente de las unidades emisoras 28 montadas opuestas en la dirección de la unidad receptora 32 montada. Según la posición de la unidad emisora 28 y unidad receptora 32, la luz recorre a este respecto una distancia entre 0° y aproximadamente 360° de un ángulo de rotación a a través del elemento anular. La superficie final 16a de la estructura anular conduce en cualquier caso una medida alta o incluso la señal óptica 22 completa en la dirección de la unidad receptora 32, de modo que no es posible una circunnavegación múltiple de la señal óptica 22 en la estructura anular 30.

[0058] Además, también es concebible que una única estructura anular se utilice simultáneamente para ambos fines, es decir, para recoger la señal óptica en diferentes posiciones para ponerla a disposición de una unidad receptora o para recogerla en una posición y ponerla a disposición de la unidad receptora en varias posiciones. A este respecto se conecta preferiblemente al mismo tiempo tanto la unidad emisora 28 adyacente como también la unidad receptora 32 adyacente con el elemento anular.

[0059] Esto se puede posibilitar mediante un elemento para la división de haz, como está representado en la fig. 4.

[0060] La fig. 4 muestra una vista en sección lateral esquemática de un sistema de transmisión óptico 45, en el que está dispuesta, por ejemplo, la estructura de conductor de luz curvada 30. En comparación con el sistema de transmisión óptico 45 está dispuesto, adyacente a la superficie final 16a y a la zona de paso 181 con respecto al dispositivo 38 para la conformación de haz, un elemento de división de haz o divisor de haz 64, con el que se pueden combinar y/o separar entre sí señales ópticas 221 y 222. Una señal óptica 221 enviada por medio de un emisor óptico 28 al divisor de haz 64 y transmitida en la dirección de la zona de paso 181 se puede distribuir a varias zonas de paso, en particular todas las zonas de paso que están asociadas con un elemento de reflexión 46 correspondiente, tal como se describe en relación con la fig. 2 a, de modo que independientemente de la posición de un primer receptor óptico 321 a lo largo de la trayectoria de movimiento 34 es posible una transmisión entre el emisor 281 y el receptor 321. Al mismo tiempo, sin embargo, también en el cambio temporal, un emisor óptico 282 dispuesto adyacente al receptor óptico 321 y en el lado principal 12 b puede enviar una señal a través de una zona de paso dispuesta en el segundo lado principal 12b hacia un elemento de reflexión 46, de modo que se produce una desviación en la superficie final 16a, de modo que la señal óptica 222 se conduce en la dirección de un segundo receptor óptico 322 en el lado principal 12 a.

[0061] En el lado principal 12b puede estar dispuesta una pluralidad de zonas de paso 182a a 182n y en el lado principal 12a está dispuesta al menos una zona de paso. El sistema de transmisión óptico 45 comprende al menos dos emisores ópticos 281 y 282 y al menos dos receptores ópticos 321 y 322. El divisor de haz 64 está dispuesto y configurado adyacente a la zona de paso 181 para conducir una señal óptica 222 recibida de la zona de paso 181 al receptor óptico 322 dispuesto adyacente al divisor de haz 64 y para conducir una señal óptica recibida por el emisor óptico 281 a la zona de paso 181. Adyacente al lado principal 12b, el emisor óptico 282 y el receptor óptico 321 están dispuestos adyacentes a una zona de paso diferente de la misma.

[0062] En otras palabras, la fig. 4 muestra la estructura anular durante el uso simultáneo como unidad emisora y receptora. Tanto la unidad emisora 282 opuesta como también la unidad receptora 321 opuesta se pueden mover en una trayectoria circular a lo largo de la estructura anular. En el caso de un uso individual de la estructura anular como unidad emisora o receptora, se puede disponer adicionalmente una segunda vía de transmisión con una estructura anular propia en una segunda trayectoria circular para posibilitar una transmisión bidireccional. De lo contrario, el sistema de transmisión 45 también se puede concebir para permitir una transmisión bidireccional. La fig. 4 muestra así una estructura de conductor de luz curvada, en la que a cada elemento de reflexión 46 se le asocia una zona parcial de la superficie final 16a y a cada una de las zonas de paso 182a se le asocia un elemento de reflexión 46. La zona de paso 181 y/o una zona de paso 182 recibida se puede disponer adyacente a la superficie final 16a.

[0063] Las estructuras de conductor de luz curvadas descritas anteriormente tienen en común que la señal óptica 22 o 221 recibida por la zona de paso se conduce de forma espacialmente distribuida entre los lados principales 12a y 12b y a lo largo de la dirección axial 14 esencialmente en paralelo al desarrollo de los lados principales 12a y/o 12b. La estructura de conductor de luz curvada puede presentar una pluralidad o multiplicidad de elementos de reflexión 46 distribuidos a lo largo de la dirección de espesor 26, que están configurados para desacoplar en cada caso una fracción espacial de la señal óptica.

[0064] La fig. 5 muestra una vista desde arriba esquemática sobre un sistema de transmisión óptico 55 según un ejemplo de realización, en el que está dispuesta una estructura de conductor de luz curvada 50. En comparación con la estructura de conductor de luz curvada 20 , esta presenta un ángulo circunferencial 3 alrededor del eje de rotación 58, que es menor de 360°, preferiblemente menor de 270° y posiblemente menor de 180°. Al igual que otras estructuras de conductor de luz curvas descritas en el presente documento, la estructura de conductor de luz curvada 50 puede describir la forma de un segmento de anillo elíptico. Esto incluye, como caso especial, la forma de un segmento de anillo circular. Los ejemplos de realización se refieren a estructuras de conductor de luz curvadas cuya curvatura con respecto a una trayectoria circunferencialmente cerrada presenta un ángulo de apertura 3 de al menos 5° y menos de 360°, de al menos 10 ° y menos de 350° o de al menos 170° y menos de 300°.

[0065] La configuración solo parcial de la estructura de conductor de luz curvada 20 como estructura de conductor de luz curvada 50 conduce ahora a que un receptor óptico 321 que se mueve con respecto al emisor óptico 28 a lo largo de la trayectoria de movimiento 34 esté temporalmente fuera de las zonas 521, hasta 526. Para evitar una rotura de comunicación, puede estar dispuesto, por ejemplo, un receptor óptico 322 adicional, que está dispuesto, por ejemplo, de forma fija con respecto a una posición relativa con respecto al receptor óptico 321. Tan pronto como el receptor óptico 321 se encuentra fuera de las zonas 521, alternativamente a ello el receptor óptico 322 puede estar en una zona de recepción, de modo que al menos uno de los receptores ópticos 321 y 322 puede recibir la señal óptica. Este ejemplo de realización se puede escalar a voluntad. Así, por ejemplo, en la configuración de la estructura de conductor de luz curvada se puede emplear aproximadamente como un cuarto de círculo un número de cuatro receptores ópticos para posibilitar una transmisión de datos ininterrumpida. También son posibles otros números de tres, cinco o más receptores ópticos.

[0066] El sistema de transmisión óptico 50 puede estar configurado de modo que el emisor óptico 28 esté conectado de forma fija con la estructura de conductor de luz curvada 50. La estructura de conductor de luz curvada 50 puede describir una zona parcial de una trayectoria circunferencial.

[0067] La fig. 6 muestra una vista desde arriba esquemática sobre un sistema de transmisión óptico 65 con una estructura de conductor de luz curvada 60 según un ejemplo de realización, que puede estar formada de manera similar a la estructura de conductor de luz curvada 30, donde la estructura de conductor de luz curvada 60 describe con respecto a la estructura de conductor de luz curvada 30 solo una zona parcial de una trayectoria circunferencial, como se describe para la estructura de conductor de luz curvada 50. De manera análoga a esto, el sistema de transmisión óptico 65 presenta dos o más receptores ópticos 281 y 282 que pueden estar dispuestos de forma fija unos respecto a otros y se pueden mover a lo largo de la trayectoria de movimiento 34. Así como en el sistema de transmisión óptico 55 puede estar dispuesto un receptor óptico con respecto a la estructura de conductor de luz curvada con respecto a cualquier posición relativa del emisor/receptor, entonces en el sistema de transmisión óptico 65 puede estar dispuesto en cada posición relativa al menos un emisor óptico 281 o 282 con respecto a la estructura de conductor de luz curvada 60 para enviar la señal óptica a la estructura de conductor de luz curvada 60.

[0068] En otras palabras, en un ejemplo de realización es posible reducir la estructura anular a un elemento anular parcial. En este caso, la unidad emisora/receptora opuesta puede estar presente varias veces y estar dispuesta distribuida uniformemente a lo largo de la trayectoria circular para mantener la conexión. Cuantas más unidades emisoras/receptoras opuestas sean posibles o implementadas, tanto menor se puede seleccionar la extensión angular del elemento anular. Para posibilitar una alta velocidad de datos, las unidades emisoras/receptoras opuestas se pueden sincronizar por vía eléctrica u óptica. Por vía óptica se inserta para ello, por ejemplo, un elemento de retardo óptico. Por vía eléctrica se puede garantizar que la línea de datos para todas las unidades emisoras/receptoras opuestas tengan la misma longitud o se inserten elementos de retardo. Mientras que la fig. 5 muestra una pieza anular parcial como unidad emisora en una vista desde, por ejemplo, arriba, en la que siempre se encuentra un receptor sobre la pieza anular parcial con unidad emisora, la fig. 6 muestra una pieza anular parcial como unidad receptora en una vista desde, por ejemplo, arriba, en la que siempre se encuentra un emisor sobre la pieza anular parcial con unidad receptora.

[0069] La fig. 7 muestra una vista desde arriba esquemática de un sistema de transmisión óptico 75 según un ejemplo de realización, que presenta una estructura de conductor de luz curvada 70, que presenta al menos un segmento 70a y un segmento 70b, que forman conjuntamente una estructura total, la estructura de conductor de luz curvada 70. Los segmentos 70a y 70b pueden ser del mismo tamaño o de diferente tamaño con vistas al ángulo de apertura 131 y 132, que describen los segmentos con respecto al eje de rotación 58. Cada uno de los segmentos presenta una superficie final inclinada 16a1 y 16a2, de modo que la señal óptica recibida por el emisor óptico 28 se conduce en diferentes direcciones y en cada uno de los segmentos 70a y 70b ópticamente separados entre sí. Las superficies finales 16 a1 y 16 a2 pueden estar dispuestas adyacentes entre sí en una zona central de la estructura de conductor de luz curvada 70. Las zonas de paso concebidas para la entrada de la señal óptica en la estructura de conductor de luz curvada pueden estar configuradas igualmente en cada caso en la zona central y adyacentemente a las superficies finales 16a1 y 16a2, como se describe, por ejemplo, en relación con la fig. 2a.

[0070] En otras palabras, la fig. 7 muestra una pieza anular parcial simétrica como unidad emisora. Se muestra una vista desde, por ejemplo, arriba. Siempre se encuentra un receptor por encima de la pieza anular parcial con unidad emisora.

[0071] La fig. 8 muestra una vista desde arriba esquemática de un sistema de transmisión óptico 85 según un ejemplo de realización, que presenta una estructura de conductor de luz 80 curvada según un ejemplo de realización. A este respecto, el sistema de transmisión óptico 85 está construido de forma complementaria al sistema de transmisión óptico 75. Esto significa que presenta dos segmentos 80a y 80b, que están dispuestos, por ejemplo, simétricamente con respecto a una zona central, en la que están dispuestas las superficies finales inclinadas 16a1 y 16a2 y que están diseñadas para dirigir señales ópticas recibidas hacia el receptor óptico 32.

[0072] Los segmentos 80a y 80b pueden presentar, al igual que los segmentos 70a y 70b, por ejemplo, un ángulo de apertura de aproximadamente 90°. Son posibles ángulos más pequeños y/o más grandes. También los segmentos pueden estar formados tan grandes que presentan en cada caso casi 180° o incluso exactamente 180° o más, lo que puede hacer que la disposición de un respectivo segundo emisor y/o receptor o de otro modo múltiple sea redundante y/u opcional, para proporcionar al mismo tiempo una comunicación continua.

[0073] En otras palabras, en otro ejemplo de realización, el elemento anular también puede estar construido simétricamente, de modo que la señal de emisión o recepción se divide respectivamente desde la segunda superficie 16 a1 o 16 a2 en un ala derecha e izquierda, sirviendo a la derecha e izquierda, así como arriba y abajo y delante y detrás puramente para la ilustración y no actuando de forma restrictiva. A este respecto, la estructura anular puede estar formada tanto como piezas anulares completas como también como piezas anulares parciales. Las figuras 7 y 8 muestran en cada caso la realización como pieza anular parcial. Por ejemplo, la superficie final reflectante o especular 16a1 y 16a2 puede estar dispuesta en el centro y/o estar realizada de forma doble, es decir, para cada ala o cada segmento, para posibilitar una reflexión en ambas direcciones. Mientras que la fig. 7 muestra una pieza anular parcial simétrica como unidad emisora en una vista desde arriba, en la que siempre está dispuesto un receptor sobre la pieza anular parcial con unidad emisora, la fig. 8 muestra una pieza anular parcial simétrica como unidad receptora 32 en una vista desde arriba, en la que siempre está dispuesto un emisor sobre la pieza anular parcial con unidad receptora 32.

[0074] A diferencia de en la fig. 7, donde el emisor óptico está dispuesto de forma fija en la zona central, el receptor óptico 32 puede estar dispuesto de forma fija en la zona central en el sistema de transmisión óptico 85.

[0075] La fig. 9 muestra una vista en sección lateral esquemática de un sistema de transmisión óptico 95 según un ejemplo de realización, que presenta una estructura de conductor de luz curvada 90 según un ejemplo de realización. La estructura de conductor de luz curvada 90 puede estar formada de forma similar a la estructura de conductor de luz curvada 20 , al menos con vistas al modo de funcionamiento con respecto al emisor óptico 28 y al receptor óptico 32, de modo que a este respecto también el sistema de transmisión óptico 95 concuerda con el sistema de transmisión óptico 25.

[0076] La estructura de conductor de luz curvada 95 se diferencia con vistas a la reflexión interna de la señal óptica 22 para conducir la señal óptica 22 al receptor óptico 32. Mientras que la desviación en la superficie final 16a en el sistema de transmisión óptico 25 está configurada de modo que la señal óptica 22 está dispuesta después de la reflexión esencialmente en paralelo a la dirección de extensión axial 14, la superficie final 16a está concebida en la estructura de conductor de luz curvada 90 de modo que la señal óptica está inclinada conscientemente en un ángulo Y con respecto a la dirección de extensión axial 14, de modo que la señal óptica se devuelve en la dirección del lado principal 12a. La superficie final 16a está concebida, por lo tanto, para desviar la señal óptica 22 en una dirección, que está inclinada respecto al desarrollo del lado principal 12b, en una dirección hacia el lado principal 12a. De este modo, los elementos de reflexión 461 a 46n se iluminan o golpean por las fracciones 481 a 48. Los elementos de reflexión están concebidos para desviar y/o reflejar la parte respectiva, que está asociada sin modificaciones a una zona parcial de la superficie final 16a.

[0077] La pluralidad de elementos de reflexión 46 está dispuesta a una distancia creciente de la superficie final 16a y diferentes zonas parciales 441 a 44n de la superficie final 16a están dispuestas en base a la dirección inclinada para desviar una fracción espacial 48 asociada en cada caso de la señal óptica 22 hacia un elemento de reflexión 46 asociado en cada caso, que entonces realiza la desviación de la parte correspondiente en la dirección de la zona de paso 182 asociada. Con distancia creciente de la superficie final 16a, los elementos de reflexión 46 pueden ser, por ejemplo, cada vez más grandes, más pequeños o estar inclinados de manera diferente y, por lo tanto, estar adaptados a la propagación de la luz en la estructura de conductor de luz curvada 90. Esto significa que una dimensión de los elementos de reflexión 46 puede ser diferente entre sí a lo largo de la dirección 14 y/o 26 y/o con vistas a una dirección de inclinación. A cada elemento de reflexión 46 se le puede asignar de forma unívoca un rango de altura de la estructura de conductor de luz curvada entre los lados principales 12 a y 12 b, por ejemplo, a través de las zonas parciales 44. Este rango de altura puede ser variable sobre la estructura de conductor de luz curvada.

[0078] En otras palabras, en otro ejemplo de realización, las superficies 16a y 38 del elemento anular están conformadas de tal manera que los rayos 48 refractados y reflejados se dirigen hacia los elementos de reflexión 46, es decir, de tal manera que la densidad de potencia es idéntica en todos los elementos de reflexión 46. Al mismo tiempo, todos los elementos de reflexión se encuentran siempre a la misma altura, ya que, por ejemplo, se puede prescindir del adelgazamiento según la fig.2a. Los elementos planos del lado principal 12a pueden estar interrumpidos por los elementos de reflexión 46. La sombra, que se proyecta por el rayo 48 y los elementos de reflexión, puede cubrir los elementos de superficie del lado principal 12 a en gran parte o por completo, por ejemplo, al menos el 80%, al menos el 90% o hasta el 100%, es decir, se puede evitar una reflexión en el lado principal 12a y se puede desacoplar toda la señal óptica. Los elementos de superficie pueden ser aquellas zonas del lado principal 12a que no están cubiertas por elementos ópticos.

[0079] Otro ejemplo de realización se refiere a que los elementos de reflexión no se extienden sobre toda la anchura del anillo. De esta manera, la estructura anular se puede graduar más finamente o se puede aumentar el tamaño máximo del anillo. Por lo tanto, la misma posición en altura y/o la misma zona parcial en la superficie final 16a se pueden utilizar por varios elementos de reflexión, de modo que, aunque a cada elemento de reflexión se le puede asignar una zona parcial en la superficie final 16a, la zona parcial correspondiente se utiliza, sin embargo, a lo largo de la dirección de altura 26, dado el caso, pero no a lo largo de la dirección lateral a lo largo del ancho del anillo por varios elementos de reflexión. La estructura de conductor de luz curvada 90 se puede denominar como estructura anular construida de forma no escalonada.

[0080] Los presentes ejemplos de realización se ocupan del problema de posibilitar la transmisión de datos a través de dos componentes que rotan uno respecto a otro. Esto no es posible con cables o solo de forma muy limitada. Adicionalmente, el eje de rotación debe permanecer libre debido a la aplicación. Esto es necesario, por ejemplo, para tomografías computarizadas o motores. La estructura de la idea de solución presentada difiere claramente del estado de la técnica. A diferencia del DE 102007 041 927 A1, la idea se basa en la óptica geométrica. Sin embargo, a diferencia del documento DE 2846526 A1, las tasas de datos se prevén en el intervalo de > 109 bit/s. Esto se hace posible según la invención porque se concibe un guiado de rayo ordenado en la estructura de conductor de luz para evitar eficazmente la propagación de múltiples vías.

[0081] Los términos del primer lado principal y/o del segundo lado principal utilizados en la presente descripción y en las reivindicaciones se pueden intercambiar entre sí, por ejemplo, contra el fondo, que de los lados principales recibe la luz, es decir, la señal óptica, por ejemplo, el primer lado principal, y que proporciona la señal de salida, por ejemplo, el segundo lado principal. En una combinación, el primer lado principal puede ser posiblemente el que presenta los elementos de reflexión.

[0082] Las estructuras anulares y las configuraciones descritas en el presente documento se pueden combinar entre sí a voluntad con vistas al dispositivo emisor y al dispositivo receptor y con respecto a la dirección a lo largo de la cual se envía la señal óptica a través de la estructura de conductor de luz curvada. Lo que es común a los ejemplos de realización es que, en un sistema de transmisión óptico, en la medida del flujo de comunicación deseado, siempre o como máximo con la interrupción permitida, está dispuesta una zona de entrada o zona de salida correspondiente en la zona de emisión o zona de recepción de la parte móvil del dispositivo de comunicación. Esto se puede realizar mediante una o varias estructuras de conductor de luz curvadas.

[0083] Algunos ejemplos de realización prevén que la estructura de conductor de luz curvada esté dispuesta de forma fija con respecto a una desde el receptor óptico y/o el emisor óptico, mientras que la otra parte puede ser móvil.

[0084] Aunque algunos aspectos se han descrito en el contexto de un dispositivo, se entenderá que estos aspectos también constituyen una descripción del procedimiento correspondiente, de modo que un bloque o un componente de un dispositivo también se debe entender como una etapa del procedimiento correspondiente o como una característica de una etapa del procedimiento. De manera análoga, los aspectos que se describieron con relación a una etapa del procedimiento o como la misma, también representan una descripción de un bloque correspondiente o detalles o características de un dispositivo correspondiente.

[0085] Los ejemplos de realización descritos anteriormente representan únicamente una ilustración de los principios de la presente invención. Se entenderá que las modificaciones y variaciones de las disposiciones y detalles descritos en el presente documento serán evidentes para otros expertos en la técnica. Por lo tanto, se pretende que la invención esté limitada únicamente por el alcance de protección de las reivindicaciones siguientes y no por las particularidades específicas que se han presentado en base a la descripción y la explicación de los ejemplos de realización del presente documento.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Estructura de conductor de luz curvada (10; 20; 30; 50; 60; 70; 80; 90), que está concebida para conducir una señal óptica (22) en un rango espectral y que presenta lo siguiente:

superficies finales (16a, 16b) dispuestas en dos extremos de la estructura de conductor de luz curvada;

un primer lado principal (12a, 12b) que discurre entre las superficies finales (16a, 16b) y un segundo lado principal (12b, 12a) opuesto al primer lado principal (12a, 12b) y que se extiende entre las superficies finales (16a, 16b); al menos una primera zona de paso ( 181 , 182) en el primer lado principal (12a, 12b), donde la primera zona de paso ( 181 , 182) está configurada para recibir y dejar pasar una señal óptica (22) en el rango espectral, donde la estructura de conductor de luz curvada (10; 20; 30; 50; 60; 70; 80; 90) está configurada para conducir la señal óptica (22) a lo largo de una dirección axial (14) entre las superficies finales (16a, 16b); y

al menos una segunda zona de paso (182, 181 ) en el segundo lado principal (12b, 12a),

que está configurada para dejar pasar, formar y emitir al menos una parte de la señal óptica (22) de la estructura de conductor de luz curvada;

donde la primera zona de paso ( 181 , 182) está configurada para dirigir la señal óptica (22) a emitir hacia una primera superficie final (16a) de las superficies finales, donde a la segunda zona de paso (182, 181 ) está asociada una zona parcial (44) de la superficie final (16a); y la parte de la señal óptica (22) se basa en una fracción (48) de la señal óptica (22), que se desvía en la zona parcial (44);

caracterizada porque la primera zona de paso ( 181 ) está configurada para dirigir la señal óptica (22) recibida hacia la primera superficie final (16a) de las superficies finales y para realizar, a este efecto, un enfoque de la señal óptica (22), de modo que la señal óptica (22) desviada de la primera superficie final (16a) está colimada.

2. Estructura de conductor de luz curvada (10; 20; 30; 50; 60; 70; 80; 90), que está concebida para conducir una señal óptica (22) en un rango espectral y que presenta lo siguiente:

al menos una segunda zona de paso (182, 181 ) en el segundo lado principal (12b, 12a), que está configurada para dejar pasar, formar y emitir al menos una parte de la señal óptica (22) de la estructura de conductor de luz curvada; caracterizada porque la primera zona de paso ( 181 , 182) está configurada para conducir la señal óptica (22) recibida hacia un elemento de reflexión (46), que está concebido para reflejar la señal óptica (22) sobre una zona parcial de una primera superficie final (16a) de las superficies finales asociada al elemento de reflexión (46); y la segunda zona de paso (182 , 181 ) está concebida para emitir la señal óptica (22) reflejada por la superficie final (16a); donde la primera zona de paso ( 181 ) está configurada para conducir la señal óptica (22) recibida hacia el elemento de reflexión (46); donde la disposición de la primera zona de paso ( 181 ) y el elemento de reflexión (46) está concebida para enviar la señal óptica (22) de forma colimada a la primera superficie final (16a).

3. Estructura de conductor de luz curvada según la reivindicación 1 o 2, que está configurada para desviar la señal óptica (22) en una de las superficies finales (16a) entre la dirección axial (14) y una dirección dispuesta oblicuamente a ella; donde la estructura de conductor de luz curvada comprende una pluralidad de segundas zonas de paso (182) en el segundo lado principal (12b), donde a cada una de las segundas zonas de paso (182) está asociada una zona parcial (44) de la superficie final (16a).

4. Estructura de conductor de luz curvada según la reivindicación 3, además con una pluralidad de elementos de reflexión (46), que están dispuestos en el primer lado principal (12a) en la estructura de conductor de luz curvada y que están configurados para reflejar una fracción (48) de la señal óptica (22), que se refleja por la zona parcial (44) asociada de la superficie final (16a), sobre la segunda zona de paso (182) asociada.

5. Estructura de conductor de luz curvada según la reivindicación 4, en la que la superficie final (16a) está concebida para desviar la señal óptica (22) en una dirección en paralelo a un desarrollo del segundo lado principal (12b), donde las zonas de los elementos de reflexión (46) se estrechan con respecto a una distancia entre el primer lado principal (12a) y el segundo lado principal (12b) y los elementos de reflexión (46) comprenden bordes de un respectivo estrechamiento de material; o en la que la superficie final (16a) está concebida para desviar la señal óptica (22) en una dirección inclinada, que está inclinada hacia un desarrollo del segundo lado principal (12b), y en una dirección hacia el primer lado principal (12a), donde la pluralidad de los elementos de reflexión (46) están dispuestos a una distancia creciente de la superficie final (16a) y las diferentes zonas finales (44) de la superficie final (16a) están configuradas para desviar en base a una dirección inclinada una fracción espacial (48) asociada de la seña óptica (22) sobre un elemento de reflexión (46) asociado en cada caso.

6. Estructura de conductor de luz curvada según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en la que cada una de las segundas zonas de paso (182) está configurada para proporcionar la respectiva parte (48) de la señal óptica (22) en una zona espacial (52) fuera de la estructura de conductor de luz curvada;

donde las zonas espaciales (52) se solapan a una distancia a una distancia (54) adaptada a un receptor de comunicación (32);

donde cada una de las segundas zonas de paso (182) está configurada para proporcionar la respectiva parte (48) de la señal óptica (22) en una zona espacial (52) fuera de la estructura de conductor de luz curvada.

7. Estructura de conductor de luz curvada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que está configurada para desviar la señal óptica (22) a través de un elemento de reflexión (46) hacia una de las superficies finales (16a) entre la dirección axial (14) y una dirección dispuesta oblicuamente a ella; donde la estructura de conductor de luz curvada comprende una pluralidad de primeras zonas de paso (182) en el primer lado principal (12 b), donde a cada primera zona de paso (182) está asociada una zona parcial (44) de la superficie final (16a).

8. Estructura de conductor de luz curvada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que está configurada para desviar la señal óptica (22 ) recibida de la primera zona de paso (181 ) de forma distribuida espacialmente entre el primer lado principal (12a) y el segundo lado principal (12b) y a lo largo de la dirección axial (14) y esencialmente en paralelo al segundo lado principal (12b), donde la estructura de conductor de luz curvada presenta una pluralidad de elementos de reflexión (46) distribuidos a lo largo de una dirección de espesor (26), que están configurados para desacoplar en cada caso una fracción espacial (48) de la señal óptica (22).

9. Estructura de conductor de luz curvada (70; 80) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que proporciona un primer segmento (70a; 80a) de una estructura total y que presenta un segundo segmento (70b; 80b) del mismo tamaño o de diferente tamaño, donde las superficies finales (16 a) de los dos segmentos están dispuestas adyacentes en una zona central, donde la primera zona de paso (181 ) o la segunda zona de paso (182) está dispuesta en la zona central.

10. Sistema de transmisión óptico (25; 35; 45; 55; 65; 75; 85; 95) con:

un emisor óptico (28) para el envío de una señal óptica (22 );

una estructura de conductor de luz curvada concebida para la recepción de la señal óptica (22 ) en la primera zona de paso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores; y un receptor óptico (32) para la recepción de al menos una parte de la señal óptica (22 ) en la segunda zona de paso de la estructura de conductor de luz curvada.

11. Sistema de transmisión óptico según la reivindicación 10, en el que una pluralidad de segundas zonas de paso (182) están dispuestas en el segundo lado principal (12 b), que están configuradas para emitir en cada caso una fracción de la señal óptica (22), donde en un lugar del receptor óptico (32) cada segunda zona de paso (182) proporciona la parte de la señal óptica (22) en una zona espacial (52) fuera de la estructura de conductor de luz curvada; donde las zonas espaciales (52) se solapan en el lugar del receptor óptico (32), de modo que en caso de un movimiento relativo del receptor óptico (32) frente a las segundas zonas de paso (182) están posicionadas en cada caso al menos una segunda zona de paso (182) con el receptor óptico (32) para la comunicación óptica; y/o en el que una pluralidad de primeras zonas de paso (182) están dispuestas en el primer lado principal (12 b), que están configuradas en cada caso para recibir la señal óptica (22 ), donde el emisor óptico (28) está concebido de modo que en un lugar de la estructura de conductor de luz curvada la señal óptica (22) incide en una zona espacial (62) sobre la estructura de conductor de luz curvada, donde la zona espacial (62), a lo largo la extensión de la estructura de conductor de luz curvada, es mayor que una primera zona de paso (18) respectiva; donde las primeras zonas de paso (182) están dispuestas a una distancia (51) intermedia entre sí, que está seleccionada de modo que en el caso de un movimiento relativo del emisor óptico (28) con respecto a las primeras zonas de paso (182) está posicionada en cada caso al menos una primera zona de paso (182) con el emisor óptico (28) para la comunicación óptica.

12. Sistema de transmisión óptico según la reivindicación 10 u 11, en el que el receptor óptico (32) es un primer receptor óptico (321), en el que el emisor óptico (28) está conectado de forma fija a la estructura de conductor de luz curvada, en el que la estructura de conductor de luz curvada describe una zona parcial de una trayectoria circunferencial y el sistema de transmisión óptico presenta al menos un segundo receptor óptico (322), de modo que para cada posición relativa está dispuesto al menos un receptor óptico (32 1, 322) con respecto a la estructura de conductor de luz curvada para recibir una parte de la señal óptica (22); o en el que el emisor óptico (28) es un primer emisor óptico (281), en el que el receptor óptico (32) está conectado de forma fija a la estructura de conductor de luz curvada, en el que la estructura de conductor de luz curvada describe una zona parcial de una trayectoria circunferencial y el sistema de transmisión óptico presenta al menos un segundo emisor óptico (282), de modo que para cada posición relativa está dispuesto al menos un emisor óptico (281 , 282) con respecto a la estructura de conductor de luz curvada para enviar la señal óptica (22 ) en la estructura de conductor de luz curvada.

13. Sistema de transmisión óptico según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que en el segundo lado principal (12b) están dispuestas una pluralidad de zonas de paso (182) y en el primer lado principal (12a) está dispuesta al menos una zona de paso (18i); donde el emisor óptico (28) es un primer emisor óptico (28i), donde el receptor óptico (32) es un primer receptor óptico (321); donde el sistema de transmisión óptico presenta al menos un segundo emisor óptico (282) y al menos un segundo receptor óptico (321), donde un divisor de haz (64) está dispuesto adyacente a la zona de paso ( 181 ) en el primer lado principal (12a), y está configurado para conducir una señal óptica (22) recibida desde la zona de paso ( 181 ) del primer lado principal (12a) al primer receptor óptico (322) dispuesto adyacente al divisor de haz (64) y para conducir una señal óptica (221) recibida por el primer emisor óptico (281) en la zona de paso ( 181 ) del primer lado principal (12a), donde adyacente al segundo lado principal (12b) el segundo emisor óptico (282) está dispuesto adyacente a una zona de paso (182 ) y el segundo receptor óptico (321) está dispuesto adyacente a una zona de paso diferente de la misma.

14. Procedimiento para la fabricación de una estructura de conductor de luz curvada con las siguientes etapas:

facilitación de una estructura de conductor de luz curvada con superficies finales dispuestas en dos extremos de la estructura de conductor de luz curvada, un primer lado principal que discurre entre las superficies finales y un segundo lado principal opuesto al primer lado principal y que se extiende entre las superficies finales, que está concebido para conducir una señal óptica en un rango espectral;

disposición de al menos una primera zona de paso (121, 125) en el primer lado principal (124, 126), de modo que la primera zona de paso (121,125) está configurada para recibir y dejar pasar una señal óptica (110; 210) en el rango espectral, de modo que la estructura de conductor de luz curvada está configurada para conducir la señal óptica a lo largo de una dirección axial entre las superficies finales; y

disposición de al menos una segunda zona de paso (125, 121) en el segundo lado principal (126, 124), que está configurada para dejar pasar, formar y transmitir al menos una parte de la señal óptica (110; 210) de la estructura de conductor de luz curvada;

de modo que la primera zona de paso ( 181 , 182) está configurada para dirigir la señal óptica (22) a emitir hacia una primera superficie final (16a) de las superficies finales, donde a la segunda zona de paso (182, 181 ) está asociada una zona parcial (44) de la superficie final (16a); y la parte de la señal óptica (22) se basa en una fracción (48) de la señal óptica (22), que se desvía en la zona parcial (44); de modo que la primera zona de paso ( 181 ) está configurada para dirigir la señal óptica (22) recibida hacia la primera superficie final (16a) de las superficies finales y, a este respecto, realizar un enfoque de la señal óptica (22), de modo que la señal óptica (22) desviada de la primera superficie final (16a) está colimada.

15. Procedimiento para la fabricación de una estructura de conductor de luz curvada con las siguientes etapas:

disposición de al menos una primera zona de paso (121, 125) en el primer lado principal (124, 126), de modo que la primera zona de paso (121, 125) está configurada para recibir y dejar pasar una señal óptica (110; 210) en el rango espectral, de modo que la estructura de conductor de luz curvada está configurada para conducir la señal óptica a lo largo de una dirección axial entre las superficies finales; y

de modo que la primera zona de paso ( 181 , 182) está configurada para conducir la señal óptica (22) recibida hacia un elemento de reflexión (46), que está concebido para reflejar la señal óptica (22) sobre una zona parcial de una primera superficie final (16a) de las superficies finales asociada al elemento de reflexión (46); y la segunda zona de paso (182 , 181 ) está concebida para emitir la señal óptica (22) reflejada por la superficie final (16a); de modo que la primera zona de paso ( 181 ) está configurada para conducir la señal óptica (22) recibida hacia el elemento de reflexión (46); de modo la disposición de la primera zona de paso ( 181 ) y el elemento de reflexión (46) está concebida para enviar la señal óptica (22) de forma colimada a la primera superficie final (16a).