JP7106550B2 - 光ロータリージョイントを提供するためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2017年1月27に出願された米国仮出願番号第62/451,511号に基づくとともにその利益を主張し、当該仮出願の内容は全てあらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれているものとする。
該当せず。
Claims (33)
- ガイドフェルールと、
回転可能フェルールと、
回転可能光ファイバーと、
カプラと、を備え、
前記回転可能光ファイバーは、前記回転可能フェルール及び前記ガイドフェルール内に挿通され、
前記回転可能光ファイバーは、前記回転可能フェルール内に固定され、
前記回転可能光ファイバーは、前記ガイドフェルール内で自由に回転可能であり、
前記カプラは、前記ガイドフェルールを固定するとともに、静止光ファイバーの面が前記回転可能光ファイバーの面に近接するよう前記静止光ファイバーを含む静止フェルールを収容するよう構成されている
ことを特徴とするレンズレス光ロータリージョイント。 - 前記静止光ファイバーの前記面と前記回転可能光ファイバーの前記面との間のギャップをさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載のレンズレス光ロータリージョイント。
- 前記静止光ファイバーの前記面と前記回転可能光ファイバーの前記面との間のギャップは幅が50μm未満であることを特徴とする請求項2に記載のレンズレス光ロータリージョイント。
- 前記ガイドフェルールは、前記静止フェルールと合わせられる端部を有し、
前記ガイドフェルールの前記端部は、前記静止光ファイバーの前記面と前記回転可能光ファイバーの前記面との間の前記ギャップの幅を決定するリファレンス面を有する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載のレンズレス光ロータリージョイント。 - 前記リファレンス面の面積は、前記静止フェルールの断面積よりも小さいことを特徴とする請求項4に記載のレンズレス光ロータリージョイント。
- 前記回転可能光ファイバーはマルチモード光ファイバーであり、
前記レンズレス光ロータリージョイントは、マルチモード光ファイバー及びシングルモード光ファイバーと互換性を有する
ことを特徴とする請求項1~5の何れか1項に記載のレンズレス光ロータリージョイント。 - 前記回転可能フェルールを少なくとも部分的に取り囲む回転可能シャフトをさらに備え、
前記回転可能シャフトの前記回転可能光ファイバーにより定義される中心軸の周りの回転によって、前記回転可能フェルールが前記中心軸の周りで回転するように構成されている
ことを特徴とする請求項1~6の何れか1項に記載のレンズレス光ロータリージョイント。 - 回転可能光学素子を含む光干渉断層撮影プローブと、
静止イメージング装置と、をさらに備え、
前記光干渉断層撮影プローブは前記回転可能光ファイバーに結合され、
前記静止イメージング装置は前記静止光ファイバーに結合され、
前記回転可能光学素子の回転中に、前記静止イメージング装置と前記光干渉断層撮影プローブとの間に、少なくとも2つの連続的な光接続を備える1つの連続的な光路が形成されるよう構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のレンズレス光ロータリージョイント。 - 前記回転可能フェルール及び前記ガイドフェルールはスペースによって離隔していることを特徴とする請求項1~8の何れか1項に記載のレンズレス光ロータリージョイント。
- 前記ギャップは、前記ギャップ内に配置されたトランスミッション流体を有することを特徴とする請求項2~9の何れか1項に記載のレンズレス光ロータリージョイント。
- 前記トランスミッション流体は屈折率整合ゲルを含むことを特徴とする請求項10に記載のレンズレス光ロータリージョイント。
- 第1端部から第2端部に延びる長い本体を有する第1フェルールと、
第3端部から第4端部に延びる長い本体を有する第2フェルールと、
前記第3端部と前記第4端部の間を通る第2貫通孔と、前記第1端部と前記第2端部の間を通る第1貫通孔と、を通る第1光ファイバーと、
前記第1フェルール及び第3フェルールを収容するガイドと、
前記第2フェルールに結合されたロータリーシャフトと、を備え、
前記第1光ファイバーは前記第2貫通孔内に固定され、
前記第1光ファイバーは前記第1貫通孔内で自由に回転可能であり、
前記第3フェルールは、前記第3フェルール内に挿通された第2光ファイバーを有し、
前記ガイドは、前記第3フェルールが前記ガイド内に挿入された時に、前記第2光ファイバーと前記第1光ファイバーとの間に光接続を形成するために前記第2光ファイバーを前記第1光ファイバーと同軸に整列させるよう構成され、
前記ロータリーシャフトは前記第1光ファイバーによって定義される軸の周りで回転可能であり、
前記ロータリーシャフトの前記軸の周りの回転によって、前記第2フェルールが前記軸の周りに回転し、かつ、前記第1光ファイバーが前記第1フェルール内で回転するよう構成されている
ことを特徴とするロータリージョイント。 - 前記第3フェルールを収容するよう構成されたアダプタをさらに備え、
前記アダプタは、ファイバー光ケーブルコネクタを前記ガイドと整列させるよう構成されたコネクタ位置決めシステムを有し、
前記ファイバー光ケーブルコネクタは前記第3フェルールを有する
ことを特徴とする請求項12に記載のロータリージョイント。 - 前記ファイバー光ケーブルコネクタに結合されるよう構成された静止コネクタと、
イメージング装置に結合されるよう構成された回転可能コネクタと、をさらに備え、
前記イメージング装置は回転可能光学素子を有する
ことを特徴とする請求項13に記載のロータリージョイント。 - 前記ロータリーシャフト及び前記回転可能コネクタは結合されており、
前記回転可能コネクタによって、前記回転可能光学素子が前記ロータリーシャフトと同じ速度で回転するよう構成されている
ことを特徴とする請求項14に記載のロータリージョイント。 - 前記ロータリーシャフトに結合されたモータをさらに備え、
前記モータの回転によって前記第2フェルールが回転するよう構成されている
ことを特徴とする請求項12~15の何れか1項に記載のロータリージョイント。 - 前記第1光ファイバーと前記第2光ファイバーとの間のギャップをさらに備え、
前記ギャップはトランスミッション流体を含む
ことを特徴とする請求項12~16の何れか1項に記載のロータリージョイント。 - 前記ギャップは50μm未満であることを特徴とする請求項17に記載のロータリージョイント。
- 前記第1光ファイバーの外径と前記第1貫通孔の内径との間のバッファスペースをさらに備え、
前記バッファスペースにはトランスミッション流体が充填されている
ことを特徴とする請求項12~16の何れか1項に記載のロータリージョイント。 - 前記トランスミッション流体は屈折率整合ゲルを含むことを特徴とする請求項17~19の何れか1項に記載のロータリージョイント。
- 前記第1光ファイバーはダブルクラッドファイバーであることを特徴とする請求項12~20の何れか1項に記載のロータリージョイント。
- 前記ロータリーシャフトに隣接する少なくとも1つのベアリングをさらに備えることを特徴とする請求項12~21の何れか1項に記載のロータリージョイント。
- 前記第1フェルール、前記第2フェルール、前記ガイド及び前記ロータリーシャフトを少なくとも部分的に取り囲むとともに軸方向に整列させるハウジングをさらに備え、
前記ハウジングは、前記第2フェルール及び前記ロータリーシャフトを少なくとも部分的に取り囲む第1コンポーネントと、前記第1フェルール及び前記ガイドを少なくとも部分的に取り囲む第2コンポーネントと、を備え、
前記第1コンポーネントに対する前記第2コンポーネントの位置は、前記第1フェルール及び前記第2フェルールが軸方向に整列するように調整可能である
ことを特徴とする請求項12~22の何れか1項に記載のロータリージョイント。 - 静止イメージング装置から回転可能光学素子を有するイメージングプローブにロータリージョイントを用いて光信号を伝送する方法であって、
前記ロータリージョイントは、
第1端部から第2端部に延びる長い本体を有する第1フェルールと、
第3端部から第4端部に延びる長い本体を有する第2フェルールと、
前記第3端部と前記第4端部の間を通る第2貫通孔を通るとともに、前記第1端部と前記第2端部の間を通る第1貫通孔の少なくとも一部を通る第1光ファイバーと、
ガイドと、
ロータリーシャフトと、を備え、
前記第1光ファイバーは、前記第2貫通孔内に固定されかつ前記第1貫通孔内で自由に回転可能であり、
前記ガイドは、前記第1フェルールを収容するよう構成されるとともに、前記第3フェルールが前記ガイド内に挿入された時に、前記第3フェルールの少なくとも一部を通る第2光ファイバーを前記第1光ファイバーと同軸に整列させて、前記第1光ファイバーと前記第2光ファイバーとの間に第1光接続を形成するよう構成され、
前記ロータリーシャフトは、前記第2フェルールに結合されるとともに、前記第1光ファイバーによって定義される軸の周りで回転するよう構成され、
前記ロータリーシャフトの前記軸の周りの回転によって、前記第2フェルール及び前記第1光ファイバーが前記第1フェルール内で回転するよう構成され、
前記方法は、
前記第1光接続を形成するために、静止光コネクタ容器内に前記第3フェルールを挿入することで、前記第2光ファイバーを前記ロータリージョイントに接続することと、
前記回転可能光学素子の少なくとも一部を回転可能光コネクタ容器内に挿入することによって、前記イメージングプローブの前記回転可能光学素子を前記第1光ファイバーに接続して第2光接続を形成することと、
モータを用いて前記第1光ファイバー及び前記回転可能光学素子を回転させることと、
前記静止イメージング装置から第1光信号を受信することと、
前記第1光ファイバーの回転中に、前記静止イメージング装置からの前記第1光信号を前記第1光接続及び前記第2光接続を介して前記回転可能光学素子に伝送することと、
前記イメージングプローブから第2光信号を受信することと、
前記第1光ファイバーの回転中に、前記イメージングプローブからの前記第2光信号を前記第1光接続及び前記第2光接続を介して前記静止イメージング装置に伝送することと、を含む
ことを特徴とする方法。 - 前記ロータリージョイントが、前記第1光ファイバーと前記第2光ファイバーとの間のギャップをさらに備えたことを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 前記ギャップは、前記ギャップ内に配置された屈折率整合ゲルを含むことを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 前記ギャップは幅が50μm未満であることを特徴とする請求項25又は26に記載の方法。
- 前記第1フェルール及び前記第2フェルールはスペースによって離隔していることを特徴とする請求項24~27の何れか1項に記載の方法。
- 静止イメージング装置から回転可能光学素子を有するイメージングプローブにレンズレス光ロータリージョイントを用いて光信号を伝送する方法であって、
前記レンズレス光ロータリージョイントは、
ガイドフェルールと、
回転可能フェルールと、
前記回転可能フェルール及び前記ガイドフェルールに挿通される回転可能光ファイバーと、
スリーブと、を備え、
前記回転可能光ファイバーは、前記回転可能フェルール内に固定されるとともに、前記ガイドフェルール内で自由に回転するよう構成され、
前記スリーブは、前記ガイドフェルールを固定するとともに、静止光ファイバーの面が前記回転可能光ファイバーの面に近接するよう前記静止光ファイバーを含む静止フェルールを収容するよう構成されており、
前記方法は、
第1接続を形成するために、前記スリーブ内に前記静止フェルールを挿入することで、前記静止光ファイバーを前記レンズレス光ロータリージョイントに接続することと、
第2接続を形成するために、前記回転可能光学素子を回転可能光コネクタ内に結合することで、前記イメージングプローブの前記回転可能光学素子を前記回転可能光ファイバーに接続することと、
前記回転可能光ファイバー及び前記回転可能光学素子を回転させることと、
前記静止イメージング装置から第1信号を受信することと、
前記回転可能光ファイバーの回転中に、前記第1信号を、前記第1接続及び前記第2接続を介して前記回転可能光学素子に伝送することと、
前記イメージングプローブから第2信号を受信することと、
前記回転可能光ファイバーの回転中に、前記第1信号の伝送と同時に、前記第2信号を、前記第1接続及び前記第2接続を介して前記静止イメージング装置に伝送することと、を含む
ことを特徴とする方法。 - 前記レンズレス光ロータリージョイントが、前記回転可能光ファイバーと前記静止光ファイバーとの間のギャップをさらに備えたことを特徴とする請求項29に記載の方法。
- 前記ギャップは、前記ギャップ内に配置された屈折率整合ゲルを含むことを特徴とする請求項30に記載の方法。
- 前記ギャップは幅が50μm未満であることを特徴とする請求項30又は31に記載の方法。
- 前記ガイドフェルール及び前記回転可能フェルールはスペースによって離隔していることを特徴とする請求項29~32の何れか1項に記載の方法。
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