JP5261807B2 - ロータ及びステータに光ファイバーを適用した大口径ロータリージョイント改造用分割導波路。 - Google Patents
ロータ及びステータに光ファイバーを適用した大口径ロータリージョイント改造用分割導波路。 Download PDFInfo
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Description
尚、本発明は、同日に提出した「大口径分割導波路を介した並列データ伝送」と称する特許出願に関連し、また「マルチチャネルオン・アクシス光ファイバーロータリージョイント」と称する2000年3月21日出願の米国特許提出第09/531,772号に関連するものであり、本譲受人に譲渡された。これら2つの特許出願はここで参考として全体が本明細書に組み込まれている。本出願はまた、「光ファイバーロータリージョイント」と称する1999年11月23日発行の米国特許第5,991,478号、及び「光ファイバーロータリージョイント」と称する1998年7月15日提出の米国特許出願第09/115,946号に関連するものであり、両方とも本譲受人に譲渡されていて、ここに参考として全体が本明細書中に組み込まれている。
本発明の別の目的は少なくとも4メートルの円周を有することが可能な光ファイバーロータリージョイントを提供することである。
本発明のさらに別の目的は光ファイバーロータリージョイントを有するガントリーを改造する方法を提供することである。
請求項2の発明は、前記光送信機又は前記光受信機は、断面が平行四辺形のプリズムであることを特徴とする。
請求項3の発明は、前記反射導波路表面の反対端部にさらに、第二の導波路サポートが配置されて成ることを特徴とする。
請求項4の発明は、さらに、前記反射導波路表面に光学的に結合している前記光送信機又は前記光受信機に取り付けられた光ファイバーから成り、該光ファイバーは反射導波路表面に接して伸びていることを特徴とする。
本発明の目的は既存の円形穴に取付け可能な導波路部によって達成される。反射導波路表面は既存の円形穴の円弧135度分にまで伸びている。導波路部は既存の円形穴中に反射導波路表面を取り付けるための構造を支持し、光送信機と光受信機のうちの一つを包含する。
まず、図1は、光ファイバーロータリージョイントの第一の実施態様を図示したものである。同図にて、光ファイバージョイント14は高いビットレート信号を発信することが可能な大口径のロータリージョイントを必要とするいかなる環境においても使用可能であり、特にCATスキャン機に役立つ。例えば、光ファイバーロータリージョイントが図1に示される方向に関連して説明されて、従ってここで使用されるような「上(above)」「上方に(upwardly)」及び「時計回り(clockwise)」及び「反時計回り(counterclockwise)」という用語は関連する意味で解釈される。
本発明は、光ファイバーロータリージョイント14を既存のCATスキャン機のガントリーに設ける場合に最も有利に使用される。既存のガントリーは本発明にしたがってステータを形成するために分割導波路が配置された円形の穴を有している。
平行四辺形40は分割導波路アセンブリ22の一端に設けられ、平行四辺形42はその中間位置に設けられていてそれぞれは分割導波路アセンブリ22に固定されている。45度で切り取られた光ファイバー又は管の内にファイバーを有し90度で曲がる小径の可鍛管等、光が90度で屈折する限りその他の光屈折装置も図1〜5に関して説明された全ての光送信機及び受信機に対して使用することができる。
実際、ロータ18は図1に示す通り時計回り又は反時計回り方向に回転することができる。VCSEL80とVCSEL90はそれぞれ同一の情報を含んでいる光信号をほぼ同時に伝送し、これらの信号をそれぞれ光ファイバー140−146及び148−154へ射出する。光ファイバー44、46はそれぞれ平行四辺形40、42に接続する。
多数の光源をロータ18又はステータ16の円周の周りで使用することによって、伝送された信号を多数の位置で取り上げることが可能になる。図1に示すように、平行四辺形100の表面100’から射出された光エネルギーは、環状の導波路表面24によって反射された後に平行四辺形40の表面40’で受け取られる。
特に図1に示された平行四辺形40と42について、他の平行四辺形102−112から発信された信号が減衰又は損失されたりするので、平行四辺形40だけが平行四辺形100からの使用可能な信号を受け取る。平行四辺形42は、平行四辺形114からの使用可能な信号を受け取る。例えば、40−50ミリワットのレーザを使用し、平行四辺形40は30度離れつつ約5−10mVの電気信号に相当する光信号を受け取る。平行四辺形42は約30−40mVの電気信号に相当する光信号を受け取る。
さらに具体的には、図3の(a)、(b)に示されるように、8つの平行四辺形200−214があり、時計回り方向に光を射出している。固定導波路252、254は面240’、242’を介して時計回り信号をそれぞれ受け取る受光平行四辺形を有している。
いかなる上述の実施態様でも、製造するのに費用がかかる完全に組み立てられたステータを提供する代わりに、全360度環状導波路よりもかなり安い比較的短い鋭角部分の導波路が製造される。利点としては、このことによって既存の装置と比べて明らかに費用のかからない手段を提供できることである。いかなる上記実施態様においても、鋭角導波路部分はガントリーの内径上に配置されるように形成される。従って、鋭角部分の形は既存のガントリーの内径による。導波路部分は従来の方法を使用して既存のガントリーに固定される。
本発明は他の異なる実施態様が可能であり、そのいくつかの詳細は発明から全く逸脱することなしに様々な明らかな面で変更が可能であり、限定するものではない。本発明は、例として図示されているものであり、限定するためのものではない。添付の図面の図中、同一の参照番号を有する要素は全体を通して同様の要素を示す。
このため、本発明の大口径光ファイバーロータリージョイント用分割導波路は高いビットレート信号を伝送することができ、ピックアップを少なくするすることができるので、伝播遅延がなく、コストがかからない。また、既存のガントリーを改造して光ファイバーロータリージョイントを形成するために使用可能な分割導波路を提供することができ、さらに光ファイバーロータリージョイントを有するガントリーを改造する方法を提供することができる。
図2は、本発明による複数の分割導波路を有する光ファイバーロータリージョイントの略図である。
図3の(a)及び(b)は、図1及び図2の光ファイバーロータリージョイントに対する逆回転の実施態様の略図である。
図4は、図1、2、3の光ファイバーロータリージョイントで使用可能な2つの波長λ1及びλ2で送信される光を有する代替装置の略図である。
16 ステータ
18 ロータ
20 外周
22、122 分割導波路アセンブリ
24 内表面
26 導波路サポート
28 導波路
44、46 光ファイバー
(40,42、100、114、102、104、106、108、110、112) 平行四辺形
40’ 表面
(40”、40’”,40””) 光反射表面
(42’、42”、42’”、42””) 表面
50 レンズ
52 フォトダイオード
(102、104、108、110、114、116、120,122)
光又は光エネルギー
(100’、102’、104’、106’、108’、110’、112’、114’) 光射出表面
(100”、102”、104”、106”、108”,110”、112”、114”) 光表面
(100’”、102’”、104’”、106’”、108’”、110’”、112’”,114’”) 光反射表面
(100””、102””、104””、106””、108””、110””、112””、114””) 受光表面
(140、142、144、146、148、150、152、154) 光ファイバーケーブル
80、90 VCSEL
(152、154、252、254) 固定導波路
230 ガントリー
200、214 導波路
240’、242’ 面
250 レンズ
260 ダイクロイックフィルター
270、272 フォトダイオード
480,490 レーザー
Claims (4)
- 光ファイバーロータリージョイントがロータ及び既存のステータ表面を含み、前記ロータが該ロータの第一の円周に接続している複数の光送信機又は複数の光受信機を有し、複数の分割導波路が既存のステータ表面に取付けられ、
前記複数の分割導波路の各々は、前記ロータ上の複数の光送信機のいずれか一つから送信される光エネルギーを反射導波路表面において反射し、該反射導波路表面に光学的に結合している光受信機に結合させる、ロータ及びステータに光ファイバーを適用した大口径ロータリージョイント改造用分割導波路であって、
前記分割導波路は、前記既存のステータ表面の部分と一致するような形をしている反射導波路表面と、該反射導波路表面を支持し、既存のステータに接続可能な少なくとも一つの導波路サポートと、前記反射導波路表面に光学的に結合している少なくとも一つの光送信機又は光受信機とを備え、
前記光送信機又は前記光受信機が前記反射導波路表面の一端に設けられ、
前記反射導波路表面の長さの合計が、最長で前記既存のステータ表面の円弧の135度に亘って伸び、
前記導波路サポートが前記反射導波路表面の一端に設けられていることを特徴とするロータ及びステータに光ファイバーを適用した大口径ロータリージョイント改造用分割導波路。
- 前記光送信機又は前記光受信機は、断面が平行四辺形のプリズムであることを特徴とする請求項1に記載のロータ及びステータに光ファイバーを適用した大口径ロータリージョイント改造用分割導波路。
- 前記反射導波路表面の反対端部にさらに、第二の導波路サポートが配置されて成ることを特徴とする請求項1に記載のロータ及びステータに光ファイバーを適用した大口径ロータリージョイント改造用分割導波路。
- さらに、前記反射導波路表面に光学的に結合している前記光送信機又は前記光受信機に取り付けられた光ファイバーから成り、該光ファイバーは反射導波路表面に接して伸びていることを特徴とする請求項2に記載のロータ及びステータに光ファイバーを適用した大口径ロータリージョイント改造用分割導波路。
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