[发明专利]在两个可旋转的结构单元之间传输光信号的装置

说明书

本发明涉及在两个结构单元之间传输光信号的装置，第一结构单元(1)包括第一透镜(1.2)、第一轴承环(1.3、1.3')和有锥形面(1.51)的第一紧固套筒(1.5)。第二结构单元(2)包括第二透镜(2.2)、第二轴承环(2.3、2.3')、第二主体(2.4、2.4')、有锥形面(2.51)的第二紧固套筒(2.5)和夹紧元件(2.6、2.6')。第一和第二轴承环配属于轴承(3、3')，第一和第二结构单元通过轴承能绕轴线(A)旋转地连接。相对轴线分别居中固定的是：第一透镜借助第一紧固套筒通过第一锥形连接(I；I')固定在第一轴承环处，第二透镜借助第二紧固套筒通过第二锥形连接(II)固定在第二主体处，第二主体借助夹紧元件通过第三锥形连接(III；III')固定在第二轴承环处。

技术领域

本发明涉及一种用于在两个可相对彼此旋转的结构单元之间传输光信号的装置。

相应的结构单元通常被称为转子和定子。在这些结构单元中，光信号被无接触地引导通过气隙。这种装置用于许多技术领域，以将信号从位置固定的单元传输到旋转的单元。为了实现高的数据传输速率，例如对于4K质量的视频信号，这些模块在每个旋转位置需要被精确地相对彼此定位。

背景技术

在公开文献EP 1 857 847 A1中公开了一种光学旋转变压器，其中为了调节而借助两个检测器确定光束与旋转轴的偏差。基于已确定的偏差来计算并相应补偿光束的倾斜。

由公开文献WO 2012/136645 A1公开了一种光学旋转变压器，其中确定光轴线的位置和取向的转子面被如下地处理，即第一轴线不相对于轴承轴线定向，而光轴线与轴承轴线重合。由此，调节就是不必要的，并且减小了光轴线相对于转子旋转轴线的定向的误差容许极限。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于传输光信号的装置，该装置实现非常高的传输速率并且能够易于制造。

因此，该装置用于在第一结构单元与第二结构单元之间传输光信号。在此，第一结构单元包括：第一透镜，第一轴承环，和在第一透镜侧具有锥形面的第一紧固套筒。第二结构单元包括：第二透镜，第二轴承环，第二主体，具有锥形面的第二紧固套筒，以及夹紧元件。第一轴承环和第二轴承环配属于轴承，第一结构单元和第二结构单元通过该轴承以能围绕轴线旋转的方式彼此连接。在此，第一透镜借助于第一紧固套筒通过第一锥形连接相对于轴线居中地直接或间接固定在第一轴承环处。此外，第二透镜借助于第二紧固套筒通过第二锥形连接相对于轴线居中地直接或间接固定在第二主体处。此外，第二主体借助于夹紧元件通过第三锥形连接相对于轴线居中地间接或直接固定在第二轴承环处。

锥形连接分别由具有直圆锥形状或直圆锥台形状的两个锥形面形成。在此，在连接中存在两个锥形面，其中连接的一个锥形面构造为向外弯曲的、特别是凸出的外表面(圆锥形)，并且另一个锥形面构造为向内弯曲的、尤其是凹陷的限定空腔的表面。第一、第二和第三锥形连接的或者锥形面或锥体的对称轴线是第一结构单元相对于第二结构单元旋转所能围绕的轴线。特别地，第一紧固套筒和/或第二紧固套筒各自具有向外弯曲的锥形面。有利地，第一紧固套筒和/或第二紧固套筒具有凹槽，其中第一紧固套筒的和/或第二紧固套筒的锥形面尤其被凹槽中断，从而实现相关紧固套筒的径向的灵活性或可移动性。同样地，第二主体能够在第三锥形连接的区域中具有凹槽或第二主体的锥形面，以便提供径向的灵活性或可移动性。因此，术语锥形面还包括(例如被凹槽)中断的面。

第一透镜或第二透镜或两个透镜有利地设计为准直透镜、特别是球透镜。可选地，也能够使用梯度透镜(GRIN透镜)。

在本发明的改进方案中，第一结构单元具有套筒，该套筒相对于轴线在径向上布置在第一紧固套筒与第一轴承环之间。以这种方式，由第一紧固套筒和套筒形成第一锥形连接，其中，第一紧固套筒的第一锥形面与套筒的锥形面接触。套筒能够具有向内弯曲的锥形面，然后在径向上压到第一轴承环上。