[发明专利]一种适用于旋转关节的新型光学通信系统及方法

权利要求书

1.一种适用于旋转关节的新型光学通信系统，其特征在于包括：光源(1)、光学扩束透镜组(2)、波长分光镜(3)、聚焦透镜组(4)、接收探测器(5)、接收单元(6)、发射单元(7)和圆锥腔(8)和旋转关节(9)；其中，

光源(1)、光学扩束透镜组(2)、圆锥腔(8)、波长分光镜(3)以及聚焦透镜组(4)均设置于旋转关节(9)内部；

发射单元(7)设置于旋转关节(9)的一侧内壁，接收单元(6)和接收探测器(5)均设置于旋转关节(9)的另一侧内壁；

光源(1)发射的光源经过光学扩束透镜组(2)准直光束，准直后的光束经过收发分离的波长分光镜(3)透射出去；透射光束经过圆锥腔(8)表面反射成圆环光束，圆环光束与入射到圆锥腔(8)表面的光束成90度，接收单元(6)接收圆环光束；

发射单元(7)发出的准直光照射到圆锥腔(8)表面，经圆锥腔(8)表面反射到波长分光镜(3)，再经波长分光镜(3)反射到聚焦透镜组(4)上，经聚焦透镜组(4)汇聚的光束传输到接收探测器(5)。

2.根据权利要求1所述的适用于旋转关节的新型光学通信系统，其特征在于：所述光源(1)为可见光二极管，用于发射点光源，光源光束发散角120度，波长为430nm±20nm。

3.根据权利要求1所述的适用于旋转关节的新型光学通信系统，其特征在于：所述发射单元(7)包括发射光源和准直系统；其中，发射光源发射的光源经准直系统变为准直光。

4.根据权利要求3所述的适用于旋转关节的新型光学通信系统，其特征在于：所述发射光源为可见光二极管，用于发射点光源，光源光束发散角120度，波长为630nm±20nm。

5.根据权利要求1所述的适用于旋转关节的新型光学通信系统，其特征在于：所述光学扩束透镜组(2)的焦距为17mm，准直后的光束的直径为30mm。

6.根据权利要求1所述的适用于旋转关节的新型光学通信系统，其特征在于：所述波长分光镜(3)能够透射430nm±20nm波长的蓝色光，反射630nm±20nm波长的红光。

7.根据权利要求1所述的适用于旋转关节的新型光学通信系统，其特征在于：所述圆锥腔(8)的圆锥角为90度。

8.根据权利要求1所述的适用于旋转关节的新型光学通信系统，其特征在于：所述接收单元(6)为光电探测器。

9.一种适用于旋转关节的新型光学通信方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

光源(1)、光学扩束透镜组(2)、圆锥腔(8)、波长分光镜(3)以及聚焦透镜组(4)均设置于旋转关节(9)内部；

发射单元(7)设置于旋转关节(9)的一侧内壁，接收单元(6)和接收探测器(5)均设置于旋转关节(9)的另一侧内壁；

光源(1)发射的光源经过光学扩束透镜组(2)准直光束，准直后的光束经过收发分离的波长分光镜(3)透射出去；透射光束经过圆锥腔(8)表面反射成圆环光束，圆环光束与入射到圆锥腔(8)表面的光束成90度，接收单元(6)接收圆环光束；

发射单元(7)发出的准直光照射到圆锥腔(8)表面，经圆锥腔(8)表面反射到波长分光镜(3)，再经波长分光镜(3)反射到聚焦透镜组(4)上，经聚焦透镜组(4)汇聚的光束传输到接收探测器(5)。