JPH01292919A

JPH01292919A - 光スリツプリング装置

Info

Publication number: JPH01292919A
Application number: JP63123666A
Authority: JP
Inventors: Tsuneto Hiramatsu; 恒人平松
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-05-19
Filing date: 1988-05-19
Publication date: 1989-11-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、回転系と静止系との間の光信号伝送を可能と
する光スリップリング装置に関する。

（従来の技術）従来の光スリップリング装置として第８図及び第９図に
示すものを挙げることができる。

第８図において、回転系は、リング状に形成された導光
体１と、この導光体１の光入射端近傍に配置された発光
素子３とを有して成り、点Ｏを中心として矢印５，６方
向に回転可能となっている。

導光体１は多数の光ファイバを有して成り、外周面上に
複数の光出射端が形成されている。静止系は、導光体１
の外周面近傍に配置された受光素子４を有して成る。発
光素子３から送信された光信号は導光体１を介して受光
素子４に取込まれ、これにより、回転系から静止系への
光信号伝送が行われる。

また、第９図において、回転系は、発光素子７を有して
成り、点Ｏを中心として矢印５，６方向に回転可能とな
っている。この回転系を包囲するように多数の受光素子
８がリング状に配列され、この受光素子８を有して静止
系が形成されている。

発光素子７から送信された光信号は、受光素子群を形成
する複数の受光素子８のうちの少なくとも１個に取込ま
れ、これにより、回転系から静止系への光信号伝送が行
われる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、第８図に示す装置は、十分な送信光量を
得るために強力な発光素子３及びその駆動回路（図示せ
ず）を必要とし、また導光体を形成するのに高価な光フ
ァイバを必要とするため、安価に実現するのが困難であ
る。更に、第９図に示す装置も、多数の受光素子８を必
要とするため安価に実現するのが困難である。

また、第８図及び第９図の光スリップリング装置は、い
ずれも回転系から静止系への光信号伝送のみで、静止系
から回転系への光信号伝送は不可能である。発光素子と
受光素子とを入換えれば静止系から回転系への光伝送が
可能となるが、そうすると今度は静止系から回転系への
光信号伝送が不可能となる。回転系から静止系へ所定の
データを転送する場合でも、逆に静止系から回転系ヘア
クツ−リッジ等の信号を返す必要がおるから、光スリッ
プリング装置としては光信号伝送の双方向性を有するの
が望ましい。

そこで本発明は上記の欠点を除去するもので、その目的
とするところは、強力な発光素子や高価な光ファイバを
不要とし、且つ、光素子（発光素子と受光素子とを含む
概念でおる）の使用数を大幅に低減することにより安価
に実現できる光スリップリング装置を提供することにあ
り、また、比較的安価でありながら光信号伝送の双方向
性を有する光スリップリング装置を提供することにある
。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）第１の発明は、回転系と静止系とにそれぞれ配置された
光通信ユニットを有して成り、回転系と静止系との間の
光信号伝送を可能とする光スリップリング装置において
、回転可能に支持され、回転軸方向よりの入射光を回転
軸と交差する方向に反射し、又は回転軸と交差する方向
よりの入射光を回転軸方向に反射する回転ミラーと、こ
の回転ミラーを前記回転系の回転に応じて回転させる回
転駆動部と、前記回転ミラーの回転軸方向に配置された
光素子とを有して前記光通信ユニットを形成したもので
ある。

また、第２の発明は、回転系と静止系とにそれぞれ配置
された光通信ユニットを有して成り、回転系と静止系と
の間の光信号伝送を可能とする光スリップリング装置に
おいて、回転可能に支持され、回転軸方向よりの入射光
を回転軸と交差する方向に反射し、且つ回転軸と交差す
る方向よりの入射光を回転軸方向に反射する回転ミラー
と、この回転ミラーを前記回転系の回転に応じて回転さ
せる回転駆動部と、前記回転ミラーの回転軸上に配置さ
れたハーフミラ−と、このハーフミラ−を介して前記回
転ミラーに入射される光信号を発する発光素子と、前記
回転ミラーより前記ハーフミラ−を介して入射される光
信号を電気信号に変換する受光素子とを有して前記光通
信ユニットを形成したものである。

（作　用）第１の発明では、回転系（又は静止系）に属する光通信
ユニット内の回転ミラーで反射された送信光が、静止系
（又は回転系）に属する光通信ユニット内の回転ミラー
により回転軸方向に反射され光素子に入射される。回転
ミラーは回転駆動部により回転系の回転に応じて回転駆
動されるため、上記の光信号伝送において、ターゲット
となる光通信ユニットに集中的に光信号を伝達すること
ができる。このため、第８図の従来装置に比して受光率
が向上し、送信側の光素子（この場合、発光素子を意味
する）として小電力タイプの安価なものを適用すること
ができる。また、高価な光ファイバを使用する必要もな
い。更に、回転系が回転しても、この回転に応じて回転
駆動される回転ミラーによって光通信路（光路）を確保
できるから、第９図の従来装置の如く多数の受光素子を
リング状に配列することで光通信路を確保する必要がな
く、この従来装置に比して光素子（この場合、受光素子
を意味する）の数が大幅に低減する。

従って、第１の発明によれば、光スリップリングを安価
に実現することができる。

第２の発明では、各通信ユニットが、発光素子及び受光
素子の双方を備えており、ハーフミラ−を介することに
より、回転ミラーを送信と受信とに兼用できる。回転ミ
ラーによる光通信路確保は上記第１の発明の場合と同様
である。従って、この第２の発明によれば、比較的安価
でありながら光信号伝送の双方向性を有する光スリップ
リング装置を実現できる。

（実施例）以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

第１図は第１の発明の一実施例を示すもので、Ｘ線ＣＴ
スキャナに適用した場合を示している。

１０はＸＩＩＣＴスキャナの固定架台（静止系）であり
、１１はこの固定架台１０によって回転可能に支持され
た回転架台（回転系）である。

回転架台１１には、寝台天板１３上に載置された状態で
架台撮影孔１２内に配置された被検体Ｐに向けてＸ線を
曝射するＸ線管１６と、曝射されたＸ線の被検体透過成
分を検出するＸ線検出器１４とが、架台撮影孔１２を介
して対向配置されている。このＸ線管１６及びＸ線検出
器１４は、被検体Ｐの体軸を中心に、且つ互いに同一方
向に回転する。このＸ線検出器１４の検出出力は、該検
出器１４の近傍に配置された送信ドライバ１５に取込ま
れるようになっている。この送信ドライバ１５は、Ｘ線
検出出力に基づいてＸ線投影データを収集する機、能と
、このＸ線投影データをディジタル信号に変換する機能
と、この変換データに応じて、後述する光通信ユニット
内の発光素子を駆動する機能とを有する。しかしてこの
送信ドライバ１５の出力は、回転架台１１の外縁部に配
置された光通信ユニット１７ａ及び１７ｂに取込まれる
ようになっている。この光通信ユニット１７ａ及び１７
ｂは、取込まれたデータ（電気信号）に応じて光信号を
発生し、これを固定架台１０側へ送出する機能（送信機
能）を有する。

また、固定架台１０には、前記光通信ユニット１７ａ、
１７ｂより送信された光信号を受信して電気信号に変換
する機能を有する光通信ユニット１８ａ、１８ｂ、１８
ｃ、１８ｄが設けられティる。この光通信ユニット１８
ａ乃至１８ｄの出力は、後段に配置された受信ドライバ
１９を介して画像再構成部へ伝達される。上記構成にお
いて、光スリップリング装置は、光通信ユニット１７ａ
。

１７ｂ及び１８ａ乃至１８ｄと、送信ドライバ１５、受
信ドライバ１９とを有して成る。

次に、前記光通信ドライバの詳細な構成について説明す
る。

回転架台１１側の光通信ユニット１７ａ及び１７ｂはそ
れぞれ第１図（ｂ）に示すように回転駆動部２１によっ
て回転可能に支持され、回転軸２５方向よりの入射光（
光信号＞３０を回転軸２５と交差する方向に反射する回
転ミラー２２と、この回転ミラー２２を前記回転架台（
回転系）１１の回転に同期して回転させる回転駆動部２
１と、回転軸２５方向に配置された発光素子２４と、こ
の発光素子２４と回転ミラー２２との間に配置された集
光レンズ２３とを有して成る。

また、固定架台１０側の光通信ユニット１８ａ。

１８ｂ、１８ｃ、’１８ｄはそれぞれ第１図（Ｃ）に示
すように、回転駆動部２６によって回転可能に支持され
、回転軸２５と交差する方向よりの入射光（光信号）３
１を回転軸２５方向に反射する回転ミラー２７と、この
回転ミラー２７を前記回転架台（回転系）１１の回転に
同期して回転させる回転駆動部２６と、回転軸２５方向
に配置された受光素子２９と、この受光素子２９と回転
ミラー２６との間に配置された集光レンズ２８とを有し
て成る。

第１図（ｂ）の回転ミラー２１の回転により、光信号（
光ビーム）を３６０°任意の方向に出射することができ
、また、第１図（Ｃ）の回転ミラー２１の回転により、
３６０°任意方向よりの光信号を受光することができる
（第２図参照）。

尚、第１図（ａ）において各光通信ユニット（１７ａ、
４７ｂ、１８ａ乃至１８ｄ）は、回転ミラーの回転軸２
５が互いに平行となる状態で取付けられている。

次に、上記構成の作用について説明する。

第３図乃至第６図は第１図（ａ）に示すＸ線０丁スキャ
ナにおける光信号（Ｘ線投影データ）伝送の様子を示し
ている。

先ず、第３図に示す状態で、光通信ユニット１７ｂ、１
８ｃは、豆いに光ビームの方向を合わせることにより、
矢印３３で示すように光通信路を形成し、Ｘ線検出器１
４（第１図（ａ）参照）によるＸ線投影データを光信号
の状態で回転架台１１側から固定架台１０側へ伝送する
。尚、Ｘ線管１６より曝射されたＸ線による投影データ
収集については、通常のＸ線ＣＴスキャナと同様である
ため、その説明を省略する。

回転架台１１の回転（ＣＴスキャンのための矢印３４方
向への回転に伴い、光通信ユニット１７ｂ、１８ｃにお
ける回転ミラー２２．２７（第１図（ｂ）、（Ｃ）参照
）が相反する方向に回転し、光ビームの走査角９０’の
範囲において（第２図参照）、光通信ユニット１７ｂ、
１８ａ間の光通信路を確保する。これにより、回転架台
１１の１／４回転の間の光信号伝送が行われる。

尚、この間、光通信ユニット１７ａは、光通信ユニット
１８ｂとの間の光通信路確保のための準備を行う。

更に、回転架台１１が回転すると、第４図に示すように
今度は光通信ユニット１７ａ、１８ｂは矢印３５で示す
ように光通信路を形成し、Ｘ線投影データを光信号の状
態で回転架台１１側から固定架台１０側へ伝送する。し
かして上記と同様に、回転架台１１゛の回転に伴い、光
通信ユニット１７ａ、１８ｂｌ、：おける回転ミラー２
２．２７が相反する方向に回転し、光ビームの走査角９
０”の範囲において、光通信ユニット１７ｂ、１８ａ間
の光通信路を確保する。この間、光通信ユニット１７ｂ
は、光通信ユニット１８ａとの間の光通信路確保のため
の準備を行う。

更に回転架台１１が回転すると、第５図に示すように光
通信ユニット１７ｂ、１８ａ間で光通信路３６が形成さ
れ、上記と同様に回転架台１１側より固定架台１０側へ
の光信号伝送が行われる。

この間、光通信ユニット１７ａは、光通信ユニット１８
ｄとの間の光通信路確保のための準備を行う。

更に、回転架台１１が回転すると、第６図に示すように
光通信ユニット１７ａ、１８ｄ間で光通信路３７が形成
され、上記と同様に回転架台１１側から固定架台１０側
への光信号伝送が行われる。

この間、光通信ユニット１７ｂは、光通信ユニット１８
Ｃとの間の光通信路確保のための準備を行う。

以上の動作が繰返され、これにより、ＣＴスキャンのた
めの回転状態にある回転架台１１側から固定架台１０側
への光信号伝送が連続的に行われる。

回転架台１１側の光通信ユニット１７ａ。

１７ｂより、固定架台１０側の光通信ユニット１８ａ乃
至１８ｄへ伝達された光信号（投影データ）は、受光素
子２９（第１図（Ｃ）参照）により電気信号に変換され
た後に、受信ドライバ１９を介して画像再構成部へ伝達
され、被検体Ｐのスライス像形成に供される。

このように本実施例装置においては、回転ミラーの回転
により、ターゲットとなる光通信ユニット（本実施例の
場合、固定架台１０側のユニット１８ａ乃至１８ｄを意
味する）に集中的に光信号を伝達することができるため
、第８図の従来装置に比して受光効率が向上し、送信側
たる光通信ユニット１７ａ、１７ｂ内の発光素子２４と
して小電力タイプの安価なものを適用することができ、
また、光信号伝送路中に、高価な光ファイバを使用する
必要もない。更に、回転架台１１が回転しても、回転ミ
ラー２２．２７の回転により光通信路が確保されるから
、第９図の従来装置の如く多数の受光素子８をリング状
に配列することで光通信路を確保する必要がなく、この
従来装置に比して光素子の数が大幅に低減する（尚、本
実施例の場合、発光素子数は２個、受光素子数は４個で
ある）。以上のことから、本実施例装置は従来装置に比
して安価に実現できる。

次に、第２の発明の一実施例について説明する。

上述した光スリップリング装置では、回転架台１１側か
ら固定架台１０側への一方向光通信しか行うことができ
ないが、光通信ユニットを以下のにうに形成すると、回
転架台１１と固定架台１０との間の双方向光通信が可能
となる。

第７図はこの場合の光通信ユニットの構成を示している
。この光通信ユニット４７が第１図（ｂ）。

（Ｃ）に示すのと相違するのは、回転駆動部４０によっ
て回転駆動される回転ミラー４１の回転軸４６上にハー
フミラ−４３を配置し、受光素子４４及び発光素子４５
の双方を設けた点である。

発光素子４５より発せられた信号はハーフミラ−４３に
より回転軸４６方向に９０°屈曲され、集光レンズ４２
を介して回転ミラー４１に入射され、回転軸４６と交差
する方向に反射される（光信号送信）。また、逆に、回
転軸４６と交差する方向より回転ミラー４１に入射され
た光信号は、この回転ミラー４１により回転軸４６方向
反射され、集光レンズ４２を介してハーフミラ−４３に
入射され、このハーフミラ−４３を透過した成分が受光
素子４４に入射される（光信号受信）。

このような光通信ユニット４７を第１図（ａ）にお（＋
Ｎｒ１７ａ、１７ｂ及び１８ａ乃至１８ｄで　・示すユ
ニットに適用する。すなわち、この場合、全ての光通信
ユニットは同一の構成となる。このようにすれば、回転
架台１１側より固定架台１゜側へのＸ線投影データの伝
送、及び固定側架台１０側より回転架台１１側への制御
データ等の伝送が可能となる。

尚、回転くツー４１の回転による光通信路確保等につい
ては、上記実施例と同様である。

以上、第１．第２の発明の一実施例について説明したが
、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々
の変形実施が可能であるのはいうまでもない。

特に、上記実施例では光スリップリング装置をＸＰｉＩ
ＣＴ装置に適用した場合について説明したが、これ以外
の装置に適用することもできる。また、光通信ユニット
の使用数や配置箇所は、当該光スリップリングが適用さ
れる装置と関係で適宜に決定すればよい。

［発明の効果］以上詳述したように第１の発明によれば、強力な発光素
子や高価な光ファイバを不要とし、且つ、光素子（発光
素子と受光素子とを含む）の使用数を大幅に低減するこ
とができるので、光スリップリング装置を安価に実現で
きる。

また、第２の発明によれば、光信号伝送の双方向性を有
する光スリップリング装置を比較的安価に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は第１の発明の一実施例装置の説明図、第
１図（ｂ）及び（Ｃ）は同図（ａ＞における光通信ユニ
ットの詳細な構成を示す斜視図、第２図は第１図（ａ）
、（ｂ）の光通信ユニットを上方より見たもので、光ビ
ーム走査説明のための図、第３図乃至第６図は第１図（
ａ）に示す装置の作用説明図、第７図は第２の発明の一
実施例装置における光通信ユニットの詳細な構成を示す
斜視図、第８図及び第９図は従来の光スリップリング装
置の説明図である。１０・・・固定架台（固定系）、１１・・・回転架台（同転系）、１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂ。１８ｃ、１８ｄ、４７・・・光通信ユニット、２１．２
６．４０・・・回転駆動部、２２．２７．４１・・・回転ミラー、２４．４５・・・発光素子、２９．４４・・・受光素子
、４３・・・ハーフミラ−１４６・・・回転ミラーの回転軸。第１図第　　１　　図／″ 第２図第　　８　　図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転系と静止系とにそれぞれ配置された光通信ユ
ニットを有して成り、回転系と静止系との間の光信号伝
送を可能とする光スリップリング装置において、回転可
能に支持され、回転軸方向よりの入射光を回転軸と交差
する方向に反射し、又は回転軸と交差する方向よりの入
射光を回転軸方向に反射する回転ミラーと、この回転ミ
ラーを前記回転系の回転に応じて回転させる回転駆動部
と、前記回転ミラーの回転軸方向に配置された光素子と
を有して前記光通信ユニットを形成したことを特徴とす
る光スリップリング装置。
（２）回転系と静止系とにそれぞれ配置された光通信ユ
ニットを有して成り、回転系と静止系との間の光信号伝
送を可能とする光スリップリング装置において、回転可
能に支持され、回転軸方向よりの入射光を回転軸と交差
する方向に反射し、且つ回転軸と交差する方向よりの入
射光を回転軸方向に反射する回転ミラーと、この回転ミ
ラーを前記回転系の回転に応じて回転させる回転駆動部
と、前記回転ミラーの回転軸上に配置されたハーフミラ
ーと、このハーフミラーを介して前記回転ミラーに入射
される光信号を発する発光素子と、前記回転ミラーより
前記ハーフミラーを介して入射される光信号を電気信号
に変換する受光素子とを有して前記光通信ユニットを形
成したことを特徴とする光スリップリング装置。