DE4020939C2 - Optische Nachrichtenverbindung - Google Patents
Optische NachrichtenverbindungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Datenübertragungseinrichtun
gen, insbesondere für eine Computer-Tomographie-Abtastein
richtung (CT), um Daten und andere Steuersignale wirksam und
zuverlässig zwischen einem stationären Bauteil und einem
rotierenden Bauteil zu übertragen.
Die meisten Computer-Tomographie-Abtasteinrichtungen, die
heutzutage in Benutzung sind, sind so ausgelegt, daß sie
entweder als "Dreh-Dreh"- (dritte Generation) Abtasteinrich
tungen oder "Nur-Dreh-" (vierte Generation) Abtasteinrichtun
gen ausgelegt sind. Eine "Dreh-Dreh"-Abtasteinrichtung ist
eine solche, bei der sowohl die Röntgenstrahlröhre als auch
die Detektorgruppe auf einem gemeinsamen Rotor befestigt
sind, der auf einem stationären Bauteil um eine zentrische
Achse drehbar ist. Eine "Nur-Dreh"-Abtasteinrichtung ist eine
solche, bei der nur die Röntgenstrahlröhre auf einem statio
nären Bauteil um eine zentrische Achse drehbar ist. In beiden
Fällen ist das stationäre Bauteil mit einer zentrischen
axialen Öffnung versehen, die konzentrisch mit der Drehachse
der Röntgenstrahlröhre verläuft. Die Öffnung hat eine axiale
Länge, die größer ist als die Höhe einer normalen Person, und
einen Durchmesser, der ausreichend groß ist, damit ein
vornüber geneigter Patient in die Abtasteinrichtung und aus
ihr heraus längs der zentrischen Achse bewegt werden kann.
Aufgrund dieser Konfiguration in Abtasteinrichtungen der
dritten Generation ist die Röntgenstrahlröhre auf einem
drehbaren Ring befestigt, der in Lagern geführt ist, die von
einem stationären Ring auf dem stationären Bauteil aufgenom
men werden.
Bei der Dreh-Dreh-Abtasteinrichtung muß zum Betreiben der
Röntgenstrahlröhre eine elektrische Leistung in der Größen
ordnung von 20 bis 60 kW auf das drehbare Bauteil übertragen
werden, und die End-Betriebsspannung im Bereich von 100 bis
150 kV muß in die Röhre eingespeist werden. Zusätzlich müssen
Daten aus der Detektorgruppe bei den Dreh-Dreh-Abtasteinrichtungen
auf ein Verarbeitungsgerät übertragen werden, das
stationär bleibt. Steuersignale müssen in den Rotor einge
speist werden, um u. a. den Betrieb der Röntgenröhre zu
steuern. In herkömmlicher Weise werden die erforderliche
Leistung und die Daten (einschließlich Steuersignalen) auf
das drehbare Bauteil und von diesem weg über flexible
Hochspannungskabel für die Energiezuführung und abgeschirmte
Kabel für die Daten übertragen. Hierzu werden Kabelaufnahme-
oder -abspulsysteme verwendet, die wenigstens eine vollstän
dige Umdrehung des drehbaren Bauteiles ermöglichen.
In jüngerer Zeit sind neue Entwicklungen zur Übertragung
sowohl von Daten als auch von Energie auf das drehbare
Bauteil bzw. von dem drehbaren Bauteil vorgeschlagen worden.
Es wird hierzu auf die US-Patentanmeldung 220.680 vom 18.
Juli 1988 mit dem Titel "Power Transfer Apparatus Particular
ly for CT Scanner" verwiesen. Mit dieser Anmeldung wird ein
Übertragungsverfahren mit induktiver Leistung vorgeschlagen,
bei dem auf flexible Kabel und Aufspulsysteme für die
Leistungsübertragung verzichtet werden kann.
Zum Beispiel sind aus dem US-Patent 4.794.796 Datenübertra
gungseinrichtungen bekannt, die eine Übertragung von Daten
aus einer Drehvorrichtung in einen stationären Teil über
einen drehenden Wellenleiter übertragen.
Eine andere Datenübertragungsvorrichtung ist Gegenstand des
US-Patentes 4.259.584. Hierbei werden Daten, die vom Detektor
eines CT-Abtasters erzeugt werden, auf eine stationäre
Verarbeitungseinrichtung übertragen, die einen Ring aus
lichtleitendem Material verwendet, der um den Drehmittelpunkt
des drehenden Bauteils gebogen ist. Eine Lichtquelle emit
tiert Lichtsignale, die den Datensignalen entsprechen, welche
auf die Oberfläche eines Ringes aus lichtleitendem Material
übertragen werden. Der Ring leitet die Lichtsignale über
seinen gesamten Umfang und hat eine Kopplungsstelle, an der
ein Lichtempfänger auf dem stationären Teil der Abtast
vorrichtung angeordnet ist.
Andere Datenübertragungsvorrichtungen, die insbesondere zur
Verwendung bei CT-Systemen ausgelegt sind, sind in den
US-Patenten 4.323.781 und 4.427.983 beschrieben, bei denen
die Daten, die aus einem drehenden ringförmigen Teil auf
einen stationären ringförmigen Teil übertragen werden, durch
diskrete Vielfachanordnungen von Sendern und Empfängern
erzielt werden.
Optische Nachrichtenverbindungen, bei denen hohle Rohre
angewendet werden, sind bisher wegen der Schwierigkeiten bei
der Konstruktion solcher Rohre mit geeigneten Oberflächen
nicht verwendet worden. Solche geeigneten Oberflächen müssen
sehr stark reflektierend und glatt sein, damit sichergestellt
ist, daß der Reflexionswinkel an der Wand des Rohres gleich
dem Auftreffwinkel auf die Wand des Rohres bei minimaler
Lichtdiffusion ist. Selbst wenn der innere Umfang des hohlen
Rohres die geeignete Oberfläche hätte, war die Fachwelt
bisher der Auffassung, daß das hohle Rohr, das eine gekrümmte
Form hat, die erforderlich ist, um das Rohr über dem Rotor zu
befestigen, Lichtstrahlendivergenzen verursachen würde.
Derartige Divergenzen würden natürlich die Anzahl von
Reflexionen erhöhen und dadurch die Intensität des Licht
empfänger erreichenden Lichtes schwächen. Die Lichtintensität
am Empfänger ist durch folgende Gleichung gegeben:
Ir = IoRn
wobei
Io = die ursprüngliche Lichtintensität
R = die Reflexionsfähigkeit, und
n = die Anzahl der Reflexionen
Io = die ursprüngliche Lichtintensität
R = die Reflexionsfähigkeit, und
n = die Anzahl der Reflexionen
Da R ein Bruchteilswert ist, ergibt sich, daß bei einer
Erhöhung der Anzahl von Reflexionen die Lichtintensität am
Empfänger drastisch abnimmt. Weil die Divergenz von Licht
strahlen in lichtleitendem Material so gering wie möglich
gehalten wird, und die Reflexionsfähigkeit verhältnismäßig
hoch ist, sind derartige Materialien, obgleich sie teuer
sind, für optische Nachrichtenverbindungen gewählt worden,
insbesondere dort, wo der Pfad gekrümmt und das Licht
inkohärent ist.
Der Stand der Technik zeigt die Übertragung von Daten und
Steuersignalen unter Verwendung entweder von lichtleitendem
Material, das um die Drehmitte gekrümmt ist (z. B. US-Patent
4.259.584), oder eines drehbaren Wellenleiters mit Sendern
bzw. Übertragern, die mit ihm gekoppelt sind, d. h. auf dem
Rotor befestigt sind, während Empfänger auf dem Stator
befestigt sind (siehe z. B. US-Patent 4.796.183). Es werden
mehr Empfänger als Sender verwendet, um die Auswertung von
mehr als einem "Kanal" im Wellenleiter gleichzeitig zu
ermöglichen. Wellensenken sind vorgesehen, um den kreisförmi
gen Wellenleiter in eine Vielzahl von Teilpfaden zu untertei
len. Die vorgenannte Patentschrift erläutert, daß im Falle
einer Übertragung vom Stator auf den Rotor der Wellenleiter
auf dem Stator und zusammen mit den Sendern befestigt ist,
während die Empfänger auf dem Rotor befestigt sind. Somit ist
nach diesem Patent der Wellenleiter entweder mit dem Stator
oder mit dem Rotor befestigt, oder es ist ein Wellenleiter
mit dem Stator und ein anderer Wellenleiter mit dem Rotor für
die Übertragung von Steuer- und Datensignalen, wahlweise zum
und vom Stator, befestigt. Beim Stand der Technik sind
entweder eine Vielzahl von komplizierten Wellenleitern oder
festes, lichtübertragendes Material, mit dem Rotor um die
Statorachse drehend, zum Senden und Empfangen von Daten und
Steuersignalen erforderlich.
Somit übertragen die bekannten Anordnungen Steuer- und
Datensignale in den drehenden Teil des Portals (gantry) und
aus diesem in einer Weise, die eine kontinuierliche Drehung
des Gestells über viele Windungen ermöglicht, ohne daß ein
Reversieren und Rückführen auf den Null-Grad-Punkt erforder
lich ist, wie dies notwendig ist, wenn Kabel zur Kopplung des
drehenden Teiles des Portals mit dem stationären Teil des
Portals verwendet werden. Die bekannten Anordnungen, die zur
Übertragung von Signalen in den drehenden Teil des CT-Portals
und aus diesem heraus verwendet werden, machen jedoch komplizierte und
aufwendige Mikrowellen- oder feste Lichtübertragungsmaterialien erforderlich.
Aus der DE 28 46 526 A1 ist eine Vorrichtung zum Übertragen von Signalen zwischen
einem rotierenden und einem feststehenden Teil bekannt, bei der ein um ein
Drehzentrum gekrümmter Ring aus lichtleitendem Material vorgesehen ist, auf dessen
Oberfläche eine Lichtquelle strahlt, die den zu übertragenden Signalen entsprechende
Lichtsignale ausstrahlt. Der gekrümmte Ring ist so ausgebildet, daß er das eingestrahlte
Licht über seinen gesamten Umfang weiterleitet und mindestens eine Kopplungsstelle
aufweist, an der ein Lichtempfänger angeordnet ist. Hierbei werden zur Übertragung
von Signalen in den und von dem rotierenden Teil des CT-Portals komplizierte und
aufwendige massive lichtübertragende Materialien oder Mikrowellen übertragende
Vorrichtungen erforderlich.
Des weiteren ist aus der DE 37 04 603 A1 eine Lichtwellenleiter-Schleifringvorrichtung
zum Koppeln eines optischen Signals zwischen einem ersten und einem zweiten
relativ zum ersten bewegbaren Teil bekannt, die einen sich in Längsrichtung
erstreckenden äußeren Mantel und einen inneren Kern und einen parabolischen
Brechungsindexgradienten aufweist, in der sich das optische Signal in Längsrichtung
ausbreitet. Eine derartige Vorrichtung verwendet als Lichtleitung massive optische
Fasern, nicht jedoch Lichtwellenhohlleiter.
Schließlich ist bei einer optischen Datenübertragungsvorrichtung nach DE 35 30 939 A1
zur Datenübertragung zwischen einem beweglichen und einem feststehenden Teil
bekannt, daß der eine Teil eine Reihe von Lichtsendern aufweist, die nebeneinander
liegend angeordnet sind und deren Licht den zu übertragenden Daten entsprechend
moduliert ist, daß der andere Teil eine Reihe von Lichtempfängern aufweist, die den
Lichtsendern gegenüberliegen, wobei die Abstände der Lichtsender und der Licht
empfänger so ausgelegt sind, daß eine kontinuierliche Datenübertragung zwischen
dem beweglichen und dem feststehenden Teil erfolgt. Auch hier sind die Lichtwellen
leiter nicht als Lichtwellenhohlleiter, sondern als massive Leiter ausgebildet.
Aufgabe der Erfindung ist, Nachrichtendaten und Steuersignale zwischen den
drehenden und stationären Teilen eines CT-Portals auf einfache, effektive und
kostengünstige Weise zu erzielen, wobei hohle Rohre als Lichtleiter verwendet
werden, um die Intensität der Lichtstrahlen zu erhöhen.
Dies wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches
1 erreicht. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprü
che.
Mit der Erfindung wird die Übertragung sowohl von Steuersignalen aus dem
stationären Teil des Portals auf den drehenden Teil des Portals als von Daten und/oder
Steuersignalen aus dem drehenden Teil des Portals auf den stationären Teil des Portals
unter Verwendung eines hohlen Lichtleiters, der spiegelnde Innenflächen aufweist,
ermöglicht. Ein Teil der spiegelnden Flächen des hohlen Lichtleiters rotiert, während
ein anderer Teil der spiegelnden Flächen des hohlen Lichtleiters stationär ist.
Die Erfindung schafft eine optische Nachrichtenverbindung, die sich durch die
Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 20 auszeichnet.
Ein gekrümmter hohler Lichtleiter hat rechteckförmigen
Querschnitt, der in Teile unterteilt ist, wobei ein Teil mit
dem Rotor des CT-Portals rotiert und der andere Teil mit dem
Stator des CT-Portals stationär ist. Auf einer Wand des
hohlen Lichtleiters, entweder auf der rotierenden oder der
stationären Seite, je nach der Richtung des Informationsflus
ses, d. h. der Datensignale und/oder Steuersignale, sind eine
Vielzahl von lichterzeugenden Sendern angeordnet, die längs
des Umfangs des hohlen Lichtleiters befestigt sind. Gegenüber
jedem Sender innerhalb des hohlen Lichtleiters ist ein
Spiegel im Winkel von ca. 45° angeordnet, um übertragene
Lichtstrahlen in den Lichtleiter in einer Richtung etwa
parallel zur Tangente an den Kreis zu projizieren, welcher
koaxial zu dem gekrümmten hohlen Lichtleiter an der Stelle
ist, an der der Lichtstrahl auf den Spiegel auftrifft. Nach
Durchlaufen mindestens eines Teiles des Lichtleiters werden
die übertragenen Strahlen auf einen Lichtdetektor oder
Empfänger über einen Spiegel innerhalb des hohlen Lichtlei
ters, der ebenfalls im Winkel von z. B. 45° geneigt ist,
reflektiert.
Die optische Nachrichtenverbindung weist vorzugsweise eine
Vielzahl derartiger hohler Lichtleiter auf. Der Querschnitt
eines jeden hohlen Lichtleiters ist vorzugsweise rechteck
förmig. Die Innenseiten der Wände der hohlen Lichtleiter sind
glatt und gut reflektierend.
Ein weiteres Merkmal des hohlen Lichtleiters besteht in der
Verwendung von Linsen zur Erhöhung der Intensität der
Lichtstrahlen, die aus dem Lichtleiter ausgekoppelt werden.
Die Verwendung von Linsen wird ermöglicht durch die niedrige
Divergenzrate der Lichtstrahlen beim Durchlaufen der Licht
leiter.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mit
den Innenwandungen des hohlen Lichtleiters ein Film aus
aluminisiertem MYLAR (Polyäthylen-Terephthalat) verbunden,
der auf einer Polystyrolbasis befestigt ist. Das aluminisier
te MYLAR ist glatt und hat einen Reflexionsgrad von etwa
0,98. Die Polystyrolbasis ermöglicht die Verbindung des
reflektierenden MYLAR auf den Innenwandungen des Lichtlei
ters. Damit wird ein preiswerter, stark reflektierender und
effizienter hohler Lichtleiter erzielt. Vorzugsweise ist etwa
die Hälfte der reflektierenden Wandungen mit dem Stator und
etwa die Hälfte der reflektierenden Wandungen mit dem Rotor
des CT-Portals befestigt.
Die Licht übertragende Vorrichtung weist beispielsweise eine
Licht emittierende Diode (LED) auf, und die Licht anzeigende
oder empfangende Vorrichtung enthält eine fotoempfindliche
Diode (PSD).
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann jeder der
Vielzahl von Lichtleitern in mindestens zwei Kanäle unter
teilt sein, die gleichzeitig Daten oder Steuersignale
empfangen und/oder senden. Dies bedeutet, daß jeder Kanal zur
gleichen Zeit wie der andere Kanal Signale (Daten oder
Steuersignale) entweder senden oder empfangen kann. Bei einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind sieben
derartiger hohler Lichtleiter zwischen Stator und Rotor
vorgesehen. Somit stehen mindestens 14 Kanäle für die
Nachrichtenübertragung zur Verfügung.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeich
nung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer optischen Nachrichtenver
bindung zwischen dem Stator und dem Rotor eines
Portals in einer Computer-Tomographie-Abtastein
richtung,
Fig. 2 eine Schnittansicht des Rotors und des Stators der
CT-Abtasteinrichtung nach Fig. 1, wobei die optische
Nachrichtenverbindung aus hohlen Lichtleitern be
steht,
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht der optischen Nach
richtenverbindung, die als Teil der Fig. 2 dort mit
dem Kreis A bezeichnet ist,
Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 der Fig. 3,
in Pfeilrichtung gesehen,
Fig. 5 eine Seitenschnittansicht der hohlen Lichtleiter mit
einem Lichtempfänger und einem Lichtsender, die auf
einem der Leiter befestigt sind,
Fig. 6 eine Aufsicht längs der Linie 6-6 der Fig. 5, in
Pfeilrichtung gesehen,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht von Stator und Rotor mit
den hohlen Lichtleitern, sowie herausgezogen darge
stellt eine Empfängereinheit,
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines hohlen optischen
Lichtleiters mit darauf befestigten Empfängern und
Sendern zur Erzielung von Doppelkanälen für die
Nachrichtenübermittlung in dem einzelnen hohlen
optischen Lichtleiter, und
Fig. 9 eine Strahldarstellung zur Unterstützung der Erläu
terung der optischen Charakteristiken des hohlen
Lichtleiters.
Fig. 1 zeigt in Blockschaltbildform eine CT-Einrichtung 11.
Die Erfindung befaßt sich mit den Teilen der CT-Einrichtung,
die sich auf die optische Nachrichtenverbindung 12 zwischen
dem Stator 13 und dem Rotor 14 der CT-Einrichtung beziehen.
Der Rotor und der Stator der CT-Einrichtung bilden zusammen
ein Portal (gantry) 16. Der Rotor des Portals weist die
Röntgenstrahlquelle 17 und die Detektorgruppe 18 auf. Der
Rotor dreht sich um eine zentrische Achse 19 und ergibt damit
Dichtedaten des Patienten, die auf Röntgenstrahlen anspre
chen, welche einen auf einem Bett 22 innerhalb des Portals
liegenden Patienten 21 durchlaufen, und auf die Detektoren
der Detektorgruppe 18 auftreffen.
Auf diese Weise werden Dichtedaten während der Drehung des
Rotors um den Patienten gewonnen. Die Drehung des Rotors um
den Patienten macht es möglich, daß Röntgenstrahlen aus der
Quelle durch den Patienten in unterschiedlichen Winkelposi
tionen hindurchtreten und auf die Detektorgruppe 18 auftref
fen.
Die Detektorgruppe 18 besteht aus einer Vielzahl individuel
ler Detektoren. Diese Detektoren wandeln die angezeigten
Röntgenstrahlen in elektrische Signale um, nachdem die
Röntgenstrahlen den Patienten an einer Vielzahl von Stellen
durchlaufen haben. Die Schwächung der Röntgenstrahlen durch
den Körper des Patienten bewirkt, daß die angezeigten
Röntgenstrahlen eine sich ändernde Intensität haben. Die
angezeigten Röntgenstrahlen werden so verarbeitet, daß sie
ein Röntgenbild ergeben.
Bisher wurden die angezeigten Signale auf die Datenverarbei
tungseinrichtung über Kabel übertragen. Die Verwendung von
Kabeln zur Verbindung des drehenden Teils des Portals mit dem
Stator und/oder der Steuer- und Verarbeitungseinrichtung ist
eine Beschränkung in der Bewegungsfreiheit des Rotors des
Portals. Bei Verwendung von Kabeln mußte der Rotor nach
jeweils einer Drehung von 360° um die Mittelachse in die
Nullposition zurückgeführt werden, damit die Kabel nicht
ineinander verschlungen wurden und zu Bruch gingen.
Bei der vorerwähnten Patentanmeldung wurden Vorkehrungen
getroffen, um die Leistungskomponenten des Rotors oder des
Stators ohne Verwendung von Kabeln zu koppeln. Durch Kopplung
der Daten- und Steuersignale mit dem Rotor über eine optische
Nachrichtenverbindung wird eine kontinuierliche Drehung des
Rotors um den Patienten möglich. Dies bedeutet, daß der Rotor
nicht länger in seiner Drehbewegung beschränkt und auf die
Drehung nur um eine Umdrehung begrenzt ist. Die Verbindung
der Daten- und Steuersignale zwischen dem Rotor und der
Steuer- und Verarbeitungseinrichtung, die Teil der CT-Ein
richtung ist, wird durch Verwendung der optischen Nachrich
tenverbindung 12 erreicht.
Daten aus jedem der Detektoren der Detektorgruppe 18 werden
über einen Modulator oder Codierer 23 übertragen. Vom
Codierer 23 werden die codierten Signale an eine Verteiler-
oder Multiplexereinheit 24 gesendet. Aus der Multiplexerein
heit 24 werden die Daten und/oder Steuersignale an eine
Lichtübertragungsvorrichtung bzw. Lichtsendervorrichtung 26
gegeben. In der Praxis sind eine Vielzahl von Übertragungs
vorrichtungen vorgesehen. Sie sind als die vier Übertrager
(TD) 26a-26d bezeichnet. Die Übertrager sind alle mit dem
Verteiler 24 verbunden. Aus Vereinfachungsgründen sind die
Verbindungsleitungen von den Übertragern (TD) zum Verteiler
24 nur durch Pfeile dargestellt.
Die Übertrager bzw. Sender sind in der Zeichnung auf der
Drehseite der Nachrichtenverbindung angeordnet dargestellt.
Auf der Statorseite der Nachrichtenverbindung sind eine
Vielzahl von Lichtempfängern vorgesehen. Sie sind durch die
beiden Lichtempfänger (RD) 27a, 27b dargestellt. Bei einer
bevorzugten Ausführungsform sind die Lichtempfänger um 180°
und die Lichtübertrager um 90° gegeneinander versetzt.
Die Empfänger 27a und 27b sind mit Demodulatoren oder
Dekodierern 28a und 28b verbunden. Die Decodierer sind über
eine Schaltvorrichtung SW1, z. B. einen Multiplexer, mit einem
Bildprozessor 29 gekoppelt. Die decodierten Signale werden in
der für den Fachmann auf dem CT-Gebiet bekannten Weise so
übertragen, daß ein Bild auf dem Monitor 31 entsteht. Der
Bildprozessor 29 arbeitet mit einem Speicher 32 und nimmt
zusammen mit anderen Einheiten in der CT-Einrichtung Steuer-
und Zeitsignale aus der zentralen Verarbeitungseinheit (CPU)
33 auf. Der Bildprozessor 29 weist an sich bekannte Einheiten
auf, um Bilddarstellungen aus den Daten der Detektorgruppe zu
erzeugen, beispielsweise Verstärker, Digital-Analog-Wandler
und Rückprojektionsvorrichtungen. In ähnlicher Weise enthal
ten die Decodierer 28a und 28d bekannte Schaltanordnungen,
z. B. Verstärker und Analog-Digital-Wandler.
Um Steuersignale aus der CPU 33 mit Komponenten am Rotor zu
koppeln, wird die zweiwegige optische Nachrichtenverbindung
verwendet. Die Lichtsender und die Lichtempfänger, die
integrale Bestandteile der zweiwegigen optischen Nachrichten
verbindung sind, werden durch Steuersignale gesteuert, die in
der CPU 33 gebildet werden.
Die Steuersignale aus der CPU 33 werden über eine Schaltein
heit SW2 übertragen, die ein Multiplexer sein kann und die
mit einer Vielzahl von Modulatoren oder Codierern 34a-34d
verbunden dargestellt ist. Die Codierer sind mit Sendern
36a-36d auf dem Stator des Portals verbunden. Somit sind
codierte Signale aus den Codierern 34a-34d über die Steuer
signalsender 36a-36d gekoppelt, die auf der Statorseite der
optischen Nachrichtenverbindung 12 befestigt sind. Die
übertragenen Steuersignale werden durch die optische Nach
richtenverbindung an ein Paar von Empfängern 37a und 37b
geführt, die als Steuersignalempfänger RC dargestellt und um
180° auf dem Rotor versetzt angeordnet sind.
Die Einrichtung zum Arbeiten mit den empfangenen Steuersig
nalen ist in Fig. 1 gezeigt. Der Empfänger 37b ist beispiels
weise mit der Verstärkervorrichtung 38 zum Verstärken der
empfangenen Signale verbunden. Das verstärkte, empfangene
Steuersignal wird in der Decodier- oder Demoduliereinheit 39
decodiert oder demoduliert. Die decodierten Signale können
verwendet werden, um die Zeitsteuer-Schalteinheit 41 zu
betreiben und/oder den Betrieb einer Arbeitseinheit, z. B. der
Röntgenstrahlröhre 42 zu steuern.
Die optische Nachrichtenverbindung ist eine zweiwegige
Nachrichtenverbindung. Sie koppelt Daten und/oder Steuersig
nale zwischen der Detektorgruppe und der Verarbeitungsschaltung
sowie zwischen der CPU der Einrichtung und verschiedenen
Einheiten des Rotors. Sowohl die Datensignale als die
Steuersignale können gleichzeitig in Übereinstimmung mit der
optischen Nachrichtenverbindung gesendet werden.
In Fig. 2 ist die optische Nachrichtenverbindung 12 sowohl
mit der Rotoreinheit 14 als mit der Statoreinheit 13 befest
igt dargestellt. Die optische Nachrichtenverbindung nach Fig.
2 weist eine Vielzahl von hohlen Lichtleitern mit rechteck
förmigem Querschnitt auf.
Sowohl der Rotor als der Stator sind mit einer Bohrung 46 zur
Aufnahme des Patienten versehen. Zusätzlich sind auf dem
Rotor die Röntgenquelle 17 und die Detektorgruppe 18 darge
stellt. Der Rotor selbst läuft auf Rollenlagern 47 um, die
zwischen Rotor und Stator angeordnet sind. Die optische
Nachrichtenverbindung 12 ist innerhalb eines mit A darge
stellten Kreises angeordnet. Details der optischen Nachrich
tenverbindung innerhalb des Kreises A sind in Fig. 3 im
einzelnen gezeigt.
Fig. 3 zeigt die optische Nachrichtenverbindung 12, wobei ein
Teil integral mit dem Stator 13 und ein anderer Teil integral
mit dem Rotor 14 ausgebildet ist. In Fig. 3 sind ferner
gestrichelt eine Lichtcodier- und -übertragungseinheit
dargestellt, die als ein Datensignalsender (TD) 26a und als
ein codierter Lichtsignalempfänger (RD) 27a dargestellt sind.
Der Signalsender, der codierte elektrische Signale in
codierte Lichtsignale umwandelt, weist eine Licht emittieren
de Diode (LED) 51 zusammen mit einer Verstärkungs- und
Modulier- oder Codierschaltung auf, die auf einer Schaltungs
platte 52 befestigt ist. In ähnlicher Weise weist die
Empfängereinheit 27a, die Lichtsignale in elektrische Signale
umwandelt, eine photoempfindliche Diode (PSD) 53 auf, die auf
einer PC-Platte 54 befestigt ist, auf der eine Verstärkungs-
und Decodier- oder Demodulier-Schaltung bekannten Aufbaues
angeordnet ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform nach Fig.
3 sind sieben getrennte hohle Lichtleiter 56a-56g darge
stellt, die in der optischen Nachrichtenverbindung enthalten
sind.
Jeder hohle Lichtleiter weist Streifen aus reflektierendem
Material auf, die mit dem Stator befestigt sind, z. B. die
Streifen aus reflektierendem Material 57 und 58, die recht
winklig zueinander längs des Stators angeordnet sind.
Zusätzlich sind Streifen aus reflektierendem Material 59 und
61 vorgesehen, die mit dem Rotor verbunden sind. Die Streifen
aus reflektierendem Material kleiden die Innenwände aus, die
einen rechteckförmigen Querschnitt haben, der spiegelähnlich
ausgebildet ist. Licht im Leiter wird somit von den Innenwän
den reflektiert, wenn das Licht den Leiter durchläuft. Die
Streifen, die senkrecht zum Rotor und Stator orientiert
dargestellt sind, z. B. die Deck- und Bodenstreifen, sind mit
Unterteilungen befestigt, z. B. den Unterteilungen 62 und 63,
die sich senkrecht zur Stirnseite des Stators und des Rotors
erstrecken. Die Unterteilungen bestehen vorzugsweise aus
Federstahl.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat jeder hohle
Lichtleiter einen mittleren Durchmesser von etwa 880 mm. Der
Querschnitt eines jeden Lichtleiters ist ein rechteckförmiger
hohler Abschnitt von 7 × 10 mm, wobei die Dimension von 10 mm
den Abstand zwischen dem reflektierenden Material, das mit
den Stirnseiten des Rotors und des Stators verbunden ist,
darstellt. Die Dimension von 7 mm ist der Abstand zwischen
dem reflektierenden Material, das mit den Unterteilungen,
z. B. den Unterteilungen 62 und 63 befestigt ist. Bei einer
bevorzugten Ausführung ist das reflektierende Material eine
Polystyrolbasis mit einem damit verbundenen Polyäthylen-
Terephthalat-Film, auf dem Aluminium durch Vakuumverdampfen
aufgedampft ist. Die Gesamtdicke des Materiales, das eine
reflektierende Oberfläche bildet, beträgt etwa 1 mm.
Es sind Vorkehrungen vorgesehen, um die hohlen Lichtleiter
der optischen Nachrichtenverbindung staubfrei zu halten.
Insbesondere verhindern Staubabschirmbürsten, z. B. die Bürste
64, die auf der Oberseite der hohlen Lichtleiter dargestellt
ist, und Staub abschirmende Bürsten 66, die am Boden der
hohlen Lichtleiter dargestellt sind, das Eindringen von Staub
in die hohlen Lichtleiter.
Fig. 4 zeigt im einzelnen den Mechanismus zum Übertragen von
Lichtstrahlen in die hohlen Lichtleiter und aus den hohlen
Lichtleitern. Insbesondere ist in Fig. 4 ein Signalübertrager
bzw. Signalsender, z. B. eine Einheit 36a, in unmittelbarer
Nähe einer Öffnung im oberen hohlen Lichtleiter dargestellt.
Die Einheit 36a weist eine gedruckte Schaltungsplatte 67 auf,
auf der verschiedene Komponenten zum Codieren der Steuersig
nale und eine lichtempfindliche Diode (LED) angeordnet sind.
Licht wird durch die LED erzeugt, welche auf die codierten
Steuersignale anspricht, und wird über die Öffnung 68 im
Streifen 57 aus reflektierendem Material übertragen. Das
Licht trifft auf den Spiegel 69. Der Spiegel ist vorzugsweise
im Winkel von 45° gegen die Längsseitenwandungen (oder
Streifen, z. B. die Streifen 58, 59) des hohlen Lichtleiters
geneigt. Somit wird Licht in den hohlen Lichtleiter gerichtet
und erstreckt sich in Umfangsrichtung den hohlen Lichtleiter
entlang.
Mit dem Rotor ist eine Signalempfängereinheit 37a befestigt.
Die Einheit weist eine PC-Platte 71 auf, auf der Komponenten
zum Decodieren der empfangenen Lichtstrahlen und eine
photoempfindliche Diode PSD 1 befestigt sind. Der Lichtstrahl
56a, der in dem hohlen Lichtleiter verläuft, trifft auf einen
Aufnahmespiegel 72. Der Aufnahmespiegel ist vorzugsweise im
Winkel von 45° zu der Längsseitenwand des Lichtleiters
geneigt angeordnet. Der Aufnahmespiegel richtet die Licht
strahlen durch die Öffnung 73 hindurch auf die photoempfind
liche Diode PSD 1.
Die Öffnung 73 ist im Licht reflektierenden Material 59
ausgebildet. Eine Linse 75 kann in der Öffnung angeordnet
sein. Vorzugsweise wird eine f/2,2 Linse verwendet. Aufgrund
fehlender Divergenz der Lichtstrahlen können die Linsen auch
vor dem Spiegel oder in der Öffnung angeordnet sein, die von
dem Licht beim Eintritt in den hohlen Lichtleiter durchquert
wird, und arbeiten auch dann einwandfrei.
Der Übertragungsspiegel 69 erstreckt sich bei einer bevorzug
ten Ausführungsform 4 mm weit in den hohlen Leiter, von der
Oberseite der reflektierenden Oberfläche 58 gerechnet. Der
Empfängerspiegel 72 hat eine Höhe von 5 mm, von der reflek
tierenden Oberfläche 59 gerechnet. Zwischen den Oberflächen
58 und 59 beträgt der Abstand 10 mm. Es ist somit ein
ausreichender Abstand für den Spiegel 72 am Rotor vorhanden,
damit der Spiegel 69 auf den Stator aufgebracht werden kann.
Fig. 5 zeigt eine andere Querschnittsansicht der hohlen
Lichtleiter. Hierbei ist eine Befestigungsaussparung 76 in
der Statorseite und entweder eine Steuersignalübertragungs
einheit oder eine Datenempfangseinheit in der Aussparung 76
befestigt. Die Lichtübertragungs- oder Lichtempfangseinheit
ist mit 77 bezeichnet. Ein Flansch 78 bedeckt die Aussparung
76 und trägt dazu bei, daß die in der Aussparung befestigte
Einheit geschützt und der Eintritt von Staub in die hohlen
Lichtleiter verhindert wird.
Fig. 6 zeigt eine Vielzahl von Übertragern (Sendern) und
Empfängern, die zum Übertragen von Licht in die hohlen
Lichtleiter und/oder Empfangen von Licht befestigt sind.
Jeder der sieben hohlen Lichtleiter ist durch strichpunktier
te Linien angedeutet und mit den Bezugsziffern 56a-g der
hohlen Lichtleiter versehen. Die Übertrager sind so darge
stellt, daß sie einen geringeren Abstand haben als die
Empfänger. Deshalb sind in Fig. 6 drei Übertrager T1, T2 und
T3 sowie zwei Empfänger R1 und R2 dargestellt. Jeder der
dargestellten Übertrager und Empfänger ist so gezeigt, daß
die Licht übertragenden oder Licht empfangenden Dioden mit
unterschiedlichen hohlen Lichtleitern gekoppelt sind. Eine
Abdeckplatte 79 bedeckt die Aussparung 76. Leitungen zum
Verbinden der Schaltung der Sender und Empfänger mit der
Einrichtung sind beispielsweise mit 81 bezeichnet.
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht des Stators 13 und
des Rotors 14, wobei die gekrümmten hohlen Lichtleiter 56 und
die Übertragungs- oder Empfangseinheit in Aussparungen 76a-e
zusammen mit einer Lichtanzeige oder -empfangseinheit R1
festgelegt sind. Die oberen Bürsten zur Verhinderung des
Eintritts von Staub und Schmutz sind mit 64 bezeichnet. Die
Übertragungs- und Empfangseinheiten sind fest mit dem Stator
oder dem Rotor mit Hilfe von Verbindungselementen verbunden,
und Öffnungen, z. B. die Öffnung 83, in den Einheiten sind mit
Öffnungen, z. B. der Öffnung 84, im Stator ausgerichtet. Die
photoempfindliche Diode für die Einheit R1 ist mit 85
bezeichnet.
Fig. 8 zeigt ein weiteres Merkmal der Erfindung, bei dem
jeder der hohlen Lichtleiter in zwei getrennte Kanäle
umgeformt werden kann, deren jeder in der Lage ist, gleich
zeitig die Übertragung von getrennten Informationen zu
handhaben. Beispielsweise zeigt Fig. 8 einen hohlen Licht
leiter 56a, der aus getrennten Kanälen 86a und 86b besteht.
Die Lichtübertrager T1, T2, T3 und T4, die jeweils um 90°
voneinander versetzt sind, sind auf dem Rotor befestigt. Im
Sendebetrieb übertragen sie die Daten aus der Detektorgruppe
auf die Rotorseite des hohlen Lichtleiters zu den Empfängern
R1 und R2, die auf dem Stator um 180° versetzt befestigt
sind. In der in Fig. 8 gezeigten Position übertragen die
Sender T2 und T4 jeweils Licht, das mit Daten codiert ist,
die durch die Lichtempfänger R1 und R2 aufgenommen werden.
Die Sender T1 und T3 werden nicht angeschaltet. Das gesamte
Licht, das die Empfänger R1 und R2 passiert, erreicht
blockierte Zonen, d. h. einen Teil des Lichtleiters, der kein
reflektierendes Material aufweist. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform ist dabei Licht absorbierendes Material
anstelle von Licht reflektierendem Material vorgesehen. Die
beiden blockierten Zonen sind als die Zonen 87 und 88
bezeichnet.
Wenn der Sender T4 am Empfänger R2 vorbeibewegt wird, wird er
abgeschaltet und der Empfänger T3 wird angeschaltet. Wenn
andererseits der Sender T2 den Empfänger R1 passiert, wird er
abgeschaltet und der Sender T1 wird angeschaltet.
Jeder der nicht blockierten Kanäle der hohlen Lichtleiter
kann unterschiedliche Information führen. Anstatt daß jeder
hohle Lichtleiter einen einzelnen Kanal ausbildet, kann jeder
hohle Lichtleiter eine Vielzahl von Kanälen, z. B. die beiden
Kanäle nach Fig. 8, ausbilden, wobei der hohle Lichtleiter
56a zwei Übertragungszonen 89a und 89b aufweist. Die sieben
hohlen Lichtleiter bilden somit vierzehn Kanäle zum Übertra
gen von Informationen, Daten und Steuersignalen zwischen dem
Stator und dem Rotor.
Der Lichtverlauf nach Fig. 9 zeigt das Fehlen einer Divergenz
der reflektierten Strahlen in dem hohlen Lichtleiter. Der
Verlauf nimmt einen Lichtfächerstrahl an, der über einen
Bogen von ±10° von der Mittenlinie eines 8 mm breiten hohlen
optischen Lichtleiters verläuft, dessen Radius 400 mm
beträgt. Der zentrische Strahl 91 (voll ausgezogen darge
stellt) des Strahlenbündels trifft auf die obere oder äußere
Wand des hohlen optischen Lichtleiters, nachdem ein Sektor
von 8,03° durchlaufen worden ist. Er wird von der äußeren
Wand reflektiert und trifft wieder auf die äußere Wand auf,
nachdem er einen Sektor von 16,06° durchlaufen hat, ohne daß
er auf die Boden- oder Innenwand auftrifft. Für Strahlen
innerhalb eines Innenkonus von ±5° ist die Innenwand nicht
notwendig.
Ein zentrischer Strahl, der mit -8,07° austritt, verläuft
tangential zur Innenwand und wird deshalb um den hohlen
Lichtleiter mit nur der Hälfte der Anzahl von Reflexionen
reflektiert. Nach der zweiten Reflexion prallt der zentrische
Strahl um den kreisförmigen Lichtleiter in einer Serie von 22
Sektoren mit 16,06° ab. An keiner Stelle um den Kreis hat der
zentrische Strahl einen Auftreffwinkel größer als ±8,03°.
Der zweite Strahl 92 (der als gestrichelte Linie dargestellt
ist) ist sich nach rechts bewegend dargestellt und ergibt
einen nach außen gerichteten Winkel von 10° zum zentrischen
Strahl. Er wird von der Außenwand reflektiert, nachdem er
einen Sektor von 2,8° durchwandert hat. Dann wird er von den
Innen- und Außenwandungen reflektiert und durchquert aufein
anderfolgende Sektoren, die alle einen Winkel von 6,87°
haben. Dies zeigt wiederum ein überraschendes Fehlen einer
Divergenz.
Der dritte Strahl 93 (der gestrichelt dargestellt ist)
durchläuft Sektoren von 6,87° nach anfänglichem 4,07°. Somit
ist die Anzahl von Reflexionen aufgrund der speziellen
Geometrie der kreisförmigen hohlen Lichtleiter ein Minimum,
wodurch die Strahldivergenz ein Minimum wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die LEDs Dioden
der Firma Motorola Katalog Nr. MFOE1203 oder äquivalente
Dioden. Die photoempfindlichen Dioden stammen von der Firma
RCA, Katalog Nr. C30808 oder sind äquivalente Dioden. Die
Sender und Empfänger werden z. B. von der Firma Fibronics Ltd.
bezogen und haben folgende Daten:
Maximaler Eingangsstrom: 150 mA
Datenrate (CDP): 10 MNz
Typische Ausgangsleistung: 1 MWatt (0 dbm)
Differentielle Eingangszeilentreiber
Datenrate (CDP): 10 MNz
Typische Ausgangsleistung: 1 MWatt (0 dbm)
Differentielle Eingangszeilentreiber
Eingangsspannung: 9-12 V
Maximaler Eingangsstrom: TBD
Ohne Zeilentreiber: TBD
Datenrate: 10 Mbit/sec
Takt: 10 MHz
Dynamischer Bereich (Min.): 20 db
BER: 1012
Maximaler Eingangsstrom: TBD
Ohne Zeilentreiber: TBD
Datenrate: 10 Mbit/sec
Takt: 10 MHz
Dynamischer Bereich (Min.): 20 db
BER: 1012
Differentieller Ausgangszeilentreiber
Im Betrieb ist eine zweiwegige optische Nachrichtenverbindung
vorgesehen, die so ausgebildet ist, daß sie in idealer Weise
für die Übertragung von Steuer- und Datensignalen zwischen
dem Rotor und dem Stator eines CT-Portals geeignet ist, d. h.
zwischen der Steuer- und Verarbeitungsschaltung der CT-Ein
richtung und der Steuer- und Datenerfassungsschaltung der
CT-Einrichtung. Die zweiwegige hohle optische Nachrichtenver
bindung weist eine Vielzahl von hohlen Lichtleitern auf.
Jeder hohle Lichtleiter besteht aus glatten, hochreflektier
enden Oberflächen, die sowohl mit dem Stator als dem Rotor
befestigt sind. Codierte Lichtsignale, die durch Lichtquellen
erzeugt werden, werden in den hohlen Lichtleiter übertragen,
z. B. mit Hilfe von LEDs. Das übertragene Licht wird von
lichtempfindlichen Festkörpervorrichtungen, z. B. PSDs,
empfangen, die mit einer Schaltung kombiniert sind, welche
die codierten Lichtsignale decodiert. Die kreisförmigen
hohlen Lichtleiter weisen reflektierende Innenflächen auf,
die aus aluminisiertem MYLAR bestehen, das einen Reflexions
koeffizienten von etwa 0,98 hat.
Auf diese Weise wird eine preiswerte, zuverlässige und
besonders gut reflektierende Oberfläche erzielt. Überraschen
derweise ergeben die gekrümmten Deck- und Bodeninnenwandungen
keine Divergenz der Lichtstrahlen. Die Seitenwandungen sind
effektiv geradlinige parallele Wandungen, die deshalb keine
Divergenz ergeben.
Mit der Erfindung wird die Umwandlung eines jeden der hohlen
Lichtleiter in eine Vielzahl von getrennten Nachrichtenkanä
len erzielt, indem die hohlen Lichtleiter in Lichtsperrzonen
und Lichtübertragungszonen unterteilt werden.
Claims (21)
1. Anordnung zur Übertragung von Daten zwischen einem Stator (13), einem Rotor
(14) und einer lichtleitenden Vorrichtung (12), dadurch gekennzeichnet, daß
die lichtleitende Vorrichtung (12) als hohler Lichtleiter ausgebildet ist, der teilweise auf dem Stator (13) und teilweise auf dem Rotor (14) angeordnet ist,
eine Vorrichtung (17) zur Übertragung eines Lichtstrahles, der in Abhängigkeit von den zwischen Stator und Rotor übertragenen Informationen moduliert wird, vorgesehen ist,
eine Vorrichtung (27a, 27b, 28a, 28b) den modulierten Lichtstrahl aus dem hohlen Lichtleiter empfängt und demoduliert, nachdem der modulierte Lichtstrahl mindestens einen Teil des hohlen Lichtleiters durchlaufen hat, um diese Informationen zu erhalten,
der hohle Lichtleiter (12) innere Wände aufweist, die glatte reflektierende Flächen darstellen, um die Diffusion des reflektierten Lichtes so gering wie möglich zu halten, und Seitenwandungen sowie Deck- und Bodenwandungen besitzt, wobei eine der Seitenwandungen integral mit dem Stator, die andere Integral mit dem Rotor, eine der Deck- und Bodenwandungen integral mit dem Stator und die andere Deck- oder Bodenwandung integral mit dem Rotor ausgebildet ist, wobei die Deck- und Bodenwände Unterteilungen haben, die von dem Rotor in dem Raum zwischen Rotor und Stator gegen den Stator und von dem Stator gegen den Rotor in den Raumzwischenrotor und Stator verlaufen, und
eine Vorrichtung (29) diese Informationen auswertet.
die lichtleitende Vorrichtung (12) als hohler Lichtleiter ausgebildet ist, der teilweise auf dem Stator (13) und teilweise auf dem Rotor (14) angeordnet ist,
eine Vorrichtung (17) zur Übertragung eines Lichtstrahles, der in Abhängigkeit von den zwischen Stator und Rotor übertragenen Informationen moduliert wird, vorgesehen ist,
eine Vorrichtung (27a, 27b, 28a, 28b) den modulierten Lichtstrahl aus dem hohlen Lichtleiter empfängt und demoduliert, nachdem der modulierte Lichtstrahl mindestens einen Teil des hohlen Lichtleiters durchlaufen hat, um diese Informationen zu erhalten,
der hohle Lichtleiter (12) innere Wände aufweist, die glatte reflektierende Flächen darstellen, um die Diffusion des reflektierten Lichtes so gering wie möglich zu halten, und Seitenwandungen sowie Deck- und Bodenwandungen besitzt, wobei eine der Seitenwandungen integral mit dem Stator, die andere Integral mit dem Rotor, eine der Deck- und Bodenwandungen integral mit dem Stator und die andere Deck- oder Bodenwandung integral mit dem Rotor ausgebildet ist, wobei die Deck- und Bodenwände Unterteilungen haben, die von dem Rotor in dem Raum zwischen Rotor und Stator gegen den Stator und von dem Stator gegen den Rotor in den Raumzwischenrotor und Stator verlaufen, und
eine Vorrichtung (29) diese Informationen auswertet.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rotor (14) und Stator
(13) Teile eines Portals (16) für ein Computer-Tomographie-System sind, daß die
Informationen Daten aus Röntgenstrahl-Detektoren aufweisen, und daß die
Vorrichtung (29) zur Auswertung der Informationen eine Bildverarbeitungsvorrichtung
zum Erzeugen einer Bilddarstellung aus diesen Daten enthält.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Lichtleiter
kreisförmig und koaxial mit dem Rotor angeordnet ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Lichtleiter
rechteckförmigen Querschnitt hat.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die glatten
reflektierenden Flächen aluminisiertes Polyäthylen-Terephtalat aufweisen.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aluminisierte
Polyäthylen-Terephtalat auf einer Polystyrolbasis befestigt ist, und daß die
Polystyrolbasis auf den inneren Oberflächen des rechteckförmigen Querschnittes
befestigt ist.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteilungen
Federstahl enthalten.
8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur
Übertragung eines modulierten Lichtstrahles in den hohlen Lichtleiter eine
Vorrichtung zur Erzeugung eines Lichtstrahles und eine erste Spiegelvorrichtung
aufweist, um den Lichtstrahl in den hohlen Lichtleiter zu richten.
9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum
Empfangen und Demodulieren des modulierten Lichtstrahles aus dem hohlen
Lichtleiter eine zweite Spiegelvorrichtung aufweist.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die
zweite Spiegelvorrichtung im Winkel von 45° zu den Seitenwänden angeordnet
sind.
11. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum
Demodulieren der Modulator-Lichtstrahlen eine fotoempfindliche Diodenvorrich
tung aufweist, um den Lichtstrahl zu detektieren, der aus dem ersten hohlen
Lichtleiter durch die zweite Spiegelvorrichtung gerichtet wird.
12. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, die
den Lichtstrahl aus dem hohlen Lichtleiter richtet, eine erste Linsensvorrichtung
aufweist.
13. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, die
den modulierten Lichtstrahl in den hohlen Lichtleiter richtet, eine zweite
Linsenvorrichtung zischen dem Lichtstrahlgenerator und dem hohlen Lichtleiter
aufweist.
14. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Linsenvorrich
tung in den hohlen Lichtleiter eingebaut ist.
15. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zur
Unterteilung eines jeden hohlen Lichtleiters in eine Vielzahl von hohlen
Lichtleiterkanälen vorgesehen ist, die durch Lichtsperrabschnitte getrennt sind.
16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl der
Sender und Empfänger so befestigt sind, dass sie in den lichtleitenden Abschnitten
der Kanäle miteinander in Verbindung stehen.
17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar von
Empfängern auf dem Stator im wesentlichen um 180° versetzt in den
lichtleitenden Abschnitten unmittelbar anschließend an Lichtsperrabschnitte auf
den Teilen des hohlen Lichtleiters befestigt sind, dass vier Sender auf dem Rotor
befestigt sind, und dass die Sender etwa 90° gegeneinander versetzt sind.
18. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar von
Empfängern auf dem Rotor etwa 180° voneinander versetzt in lichtleitenden
Abschnitten in unmittelbarer Nähe der Lichtsperrabschnitte des hohlen Lichtleiters,
der auf dem Rotor befestigt ist, befestigt sind, und dass vier Sender auf dem Stator
befestigt sind, die etwa um 90° gegeneinander versetzt sind.
19. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die
verhindert, dass Staub in den hohlen Lichtleiter eindringt.
20. Optische Nachrichtenverbindung, gekennzeichnet durch einen rotierenden und
einen stationären Teil,
eine Sende- und Empfangsvorrichtung zum Übertragen von Informationen zwischen dem stationären und dem rotierenden Teil, die aufweist:
einen hohlen Lichtleiter zum Übertragen von Lichtsignalen,
eine Vorrichtung zum Erzeugen von Lichtsignalen,
eine Vorrichtung zum Codieren elektrischer Signale auf die Lichtsignale,
eine Vorrichtung zum Ankoppeln der codierten Lichtsignale an den hohlen Lichtleiter, um die Signale hindurchzuleiten,
eine Vorrichtung zum Empfangen der codierten Lichtsignale, die durch mindestens einen Teil des hohlen optischen Kanales übertragen werden,
eine Vorrichtung zum Decodieren der empfangenen codierten Lichtsignale, um die codierten Lichtsignale in elektrische Signale umzuwandeln, die eine Funktion der codierten Lichtsignale sind, und
eine Vorrichtung zum Auswerten der elektrischen Signale.
eine Sende- und Empfangsvorrichtung zum Übertragen von Informationen zwischen dem stationären und dem rotierenden Teil, die aufweist:
einen hohlen Lichtleiter zum Übertragen von Lichtsignalen,
eine Vorrichtung zum Erzeugen von Lichtsignalen,
eine Vorrichtung zum Codieren elektrischer Signale auf die Lichtsignale,
eine Vorrichtung zum Ankoppeln der codierten Lichtsignale an den hohlen Lichtleiter, um die Signale hindurchzuleiten,
eine Vorrichtung zum Empfangen der codierten Lichtsignale, die durch mindestens einen Teil des hohlen optischen Kanales übertragen werden,
eine Vorrichtung zum Decodieren der empfangenen codierten Lichtsignale, um die codierten Lichtsignale in elektrische Signale umzuwandeln, die eine Funktion der codierten Lichtsignale sind, und
eine Vorrichtung zum Auswerten der elektrischen Signale.
21. Optische Nachrichtenverbindung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine
Vielzahl von hohlen Lichtleitern.
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