Übertragungssystem

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine gekrümmte Lichtleiterstruktur, auf ein Verfahren zum Herstellen derselben und auf ein optisches Übertragungssystem. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf eine optische Vorrichtung zur Datenübertragung zwischen zwei sich um eine Rotationsachse bewegende Systeme.

Aktuelle industrielle Systeme basieren auf Datenübertragung mittels elektrischer Kabel. An den Rotationsstellen wird mit Schleifringen und Kontaktbürsten gearbeitet. Diese Systeme haben bauartbedingt eine begrenzte Lebensdauer durch den Verschleiß der Kontakte.

Durch die einseitige Signalausbreitung des elektrischen Signals auf dem Schleifring kommt es zur Mehrwegausbreitung. Das führt zu erheblichen Laufzeitunterschieden und einer Limitierung der Übertragungsbandbreite. Am Markt übliche Systeme ermöglichen Datenraten im Bereich von etwa 100 Mbit/s.

Die Druckschrift DE 10 2007 041 927 L1 beschäftigt sich ebenfalls mit dem Problem und will dieses durch eine Anpassung von Lichtwellenleitern, idealerweise Single Mode Fasern mit einem Kerndurchmesser von 10 pm lösen. Die dünnen Fasern werden dabei so angepasst, dass zusätzlich zur Ein-Auskopplung an der Stirnseite auch lateral Licht ein- oder ausgekoppelt werden kann. Dieser Ansatz basiert auf dem Wellencharakter des Lichts. In einer weiteren deutlich älteren Druckschrift DE 28 46 526 A1 wird eine prinzipielle Vorrichtung zur optischen Datenübertragung in einem Computertomographen beschrieben. In derart unkonkreten Lichtleiterstrukturen und Koppelstrukturen propagiert das Licht mehr oder weniger chaotisch durch den Lichtleiter. Dies limitiert die Datenrate in einem Bereich von 1 Mbit/s bis 30 Mbit/s, da dieser Ansatz auf klassischer Strahlenoptik basiert. Wünschenswert wäre eine Lichtleiterstruktur, die zum Übertragen optischer Signale zwischen zwei sich zueinander bewegenden Objekte eingerichtet ist und sowohl hohe Datenraten als auch lange Betriebsdauem ermöglicht.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Lichtleiterstruktur, ein Verfahren zum Herstellen derselben und ein optisches System zu schaffen, die optische Signale mit hohen Datenraten und geringem Verschleiß übertragen können.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, erkannt zu haben, dass durch Verwendung optischer Signale in Kombination mit einer Strahlformung ein geordneter Lichtausbreitungsweg erhalten werden kann, der zu geringen Interferenzen und somit hohen Übertragungsraten führt, wobei durch das optische Signal gleichzeitig ein verschleißarmer Betrieb möglich ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst eine gekrümmte Lichtleiterstruktur, die zum Leiten eines optischen Signals in einem Spektralbereich eingerichtet ist, an zwei Enden der gekrümmten Lichtleiterstruktur angeordnete Endflächen und eine zwischen den Endflächen verlaufende erste Hauptseite und eine gegenüberliegend zu der ersten Hauptseite und sich zwischen den Endflächen erstreckende zweite Hauptseite. Die gekrümmte Lichtleiterstruktur umfasst zumindest einen ersten Durchlassbereich an der ersten Hauptseite, der ausgebildet ist, um ein optisches Signal in dem Spektralbereich zu empfangen und durchzulassen. Die gekrümmte Lichtleiterstruktur ist ausgebildet, um das optische Signal entlang einer axialen Richtung zwischen den Endflächen zu leiten, wobei die gekrümmte Lichtleiterstruktur zumindest einen zweiten Durchlassbereich an der zweiten Hauptseite aufweist, der ausgebildet ist, um zumindest einen Teil des optischen Signals aus der gekrümmten Lichtleiterstruktur durchzulassen, zu formen und auszusenden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein optisches Übertragungssystem einen optischen Sender zum Senden eines optischen Signals, eine zum Empfangen des optischen Signals an dem ersten Durchlassbereich eingerichteten gekrümmten Lichtleiterstruktur und einen optischen Empfänger zum Empfangen zumindest eines Teils des optischen Signals an dem zweiten Durchlassbereich der gekrümmten Lichtleiterstruktur. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer gekrümmten Lichtleiterstruktur ein Bereitstellen einer gekrümmten Lichtleiterstruktur mit an zwei Enden der gekrümmten Lichtleiterstruktur angeordneten Endflächen, einer zwischen den Endflächen verlaufenden ersten Hauptseite und einer gegenüberliegend zu der ersten Hauptseite und sich zwischen den Endflächen erstreckenden zweiten Hauptseite, die zum Leiten eines optischen Signals in dem Spektralbereich eingerichtet ist. Das Verfahren umfasst ein Anordnen zumindest eines ersten Durchlassbereichs an der ersten Hauptseite, so dass der erste Durchlassbereich ausgebildet ist, um ein optisches Signal in dem Spektralbereich zu empfangen und durchzulassen, so dass die gekrümmte Lichtleiterstruktur ausgebildet ist, um das optische Signal entlang einer axialen Richtung zwischen den Endflächen zu leiten. Das Verfahren umfasst ein Anordnen zumindest eines zweiten Durchlassbereichs an der zweiten Hauptseite, der ausgebildet ist, um zumindest einen Teil des optischen Signals aus der gekrümmten Lichtleiterstruktur durchzulassen, zu formen und auszusenden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a eine schematische Aufsicht auf eine gekrümmte Lichtleiterstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 1 b eine schematische Seitenschnittansicht der gekrümmten Lichtleiterstruktur aus

Fig. 1 a.

Fig. 2a eine schematische Seitenschnittansicht eines optischen Übertragungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einer gekrümmten Lichtleiterstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel, die eine Mehrzahl von Reflexionselementen aufweist;

Fig. 2b eine schematische Aufsicht auf das optische System aus Fig. 2a;

Fig. 3a eine schematische Seitenschnittansicht eines optischen Übertragungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel, das eine gekrümmte Lichtleiterstruktur ge- mäß einem Ausführungsbeispiel aufweist wobei ein optische Empfänger ortsfest bezüglich der gekrümmten Lichtleiterstruktur angeordnet;

Fig. 3b eine schematische Aufsicht auf das optische Übertragungssystem aus Fig. 3a;

Fig. 4 eine schematische Seitenschnittansicht eines optischen Übertragungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem die gekrümmte Lichtleiterstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel so gebildet ist, dass benachbart zu einer Endfläche ein strahlteilendes Element angeordnet ist;

Fig. 5 eine schematische Aufsicht auf ein optisches Übertragungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem eine gekrümmte Lichtleiterstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel einen umlaufenden Winkel ß um die Rotationsachse aufweist, der kleiner ist als 360°;

Fig. 6 eine schematische Aufsicht auf ein optisches Übertragungssystem mit einer gekrümmten Lichtleiterstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel, wobei die gekrümmte Lichtleiterstruktur lediglich einen Teilbereich einer umlaufenden Bahn beschreibt;

Fig. 7 eine schematische Aufsicht auf ein optisches Übertragungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel, das eine gekrümmte Lichtleiterstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel aufweist, die zumindest zwei Segmente aüfweist;

Fig. 8 eine schematische Aufsicht auf ein optisches Übertragungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel, das komplementär zu dem optischen Übertragungssystem aus Fig. 7 aufgebaut ist; und

Fig. 9 eine schematische Seitenschnittansicht eines optischen Übertragungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel, das eine gekrümmte Lichtleiterstruktur mit einer gleichbleibenden Dicke gemäß einem Ausführungsbeispiel aufweist.

Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unter- schiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.

Nachfolgende Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ringförmige oder kreisförmige Strukturen und Bewegungsbahnen, wobei die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist. Vielmehr können auch andere Krümmungen mit konstantem oder veränderlichem Krümmungsradius entlang eines axialen Verlaufs eines Lichtleiters, d. h., eines Leiters zum Leiten eines Spektralbereichs, d. h,, eines optischen Wellenlängenbereichs eingesetzt werden. Darunter fallen beispielsweise ovale oder elliptische Bahnen, aber auch als Sonderform hiervon, kreisförmige Bahnen.

Manche der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele ermöglichen es, bei zueinander rotierenden Teilen eines Gesamtsystems eine zuverlässige Übertragung von Daten mit einem drahtlosen optischen Signal zu ermöglichen. Aufgrund der Rotation kann eine Aufteilung des Lichtsignals bzw. ein Abgriff des Lichtsignals auf einer Kreisbahn oder einem Teil hiervon eine zuverlässige Lösung bieten, die in Ausführungsbeispielen implementiert wird. Verwendete Lichtleiter ermöglichen, das ursprünglich kreisförmige Emissionsprofil des Emitters in ein Kreisring-förmiges Emissionsprofil zu übersetzen und hoch-homogene Ausleuchtung zu erzeugen ohne das sich der Emitter auf der Rotationsachse befindet.

Fig. 1a zeigt eine schematische Aufsicht auf eine gekrümmte Lichtleiterstruktur 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel. In der Aufsicht ist eine Hauptseite 12b zu sehen, die entlang einer axialen Erstreckungsrichtung 14 zwischen Endflächen 16a und 16b gekrümmt ist. Ein Krümmungsradius der Krümmung kann dabei konstant oder veränderlich sein. Der Krümmungsradius kann dabei beliebig ausgebildet sein und beispielsweise an eine spätere Bewegungsbahn zweier sich relativ zueinander bewegenden Objekte angepasst sein, so dass die Krümmung der gekrümmten Lichtleiterstruktur 10 an die Bewegung der Relativbewegung angepasst ist. Neben dem Krümmungsradius kann auch der axiale Verlauf an sich an die Bewegung angepasst sein.

Die Hauptseite 12b weist einen Durchlassbereich 182 auf, der eine Eintritt und/oder Austritt eines in Fig. 1 b dargestellten optischen Signals 22 ermöglicht.

Fig. 1 b zeigt eine schematische Seitenschnittansicht der gekrümmten Lichtleiterstruktur 10. In der dargestellten Seitenschnittansicht ist ein weiterer Durchlassbereich 18i gezeigt, der in einer Hauptseite 12a angeordnet ist, welche der Hauptseite 12b gegenüberliegend angeordnet ist. Beide Hauptseiten 12a und 12b verlaufen zwischen den Endflächen 16a und 16b. Die Hauptseiten 12a und 12b können beispielsweise gerade gebildet sein und über gerade oder gekrümmte Seitenflächen miteinander verbunden sein. Alternativ ist es ebenfalls möglich, dass die Hauptflächen 12a und/oder 12b entlang einer Richtung 24 senkrecht zu der Erstreckungsrichtung 14 gekrümmt sind. Eine derartige Krümmung kann zur Verkleinerung der Seitenflächen führen und kann im Extremfall dazu führen, dass die Hauptseiten 12a und 12b einander direkt berühren und/oder Teile, beispielsweise Hälften, einer kontinuierlich gekrümmten Struktur sind.

Die gekrümmte Lichtleiterstruktur 10 ist ausgebildet, um das optische Signal an einer der beiden Hauptseiten 12a oder 12b zu empfangen und an der anderen Hauptseite 12b bzw. 12a zumindest in Teilen wieder auszusenden. Ferner ist die gekrümmte Lichtleiterstruktur 10 ausgebildet, um das optische Signal 22 zwischen den Durchlassbereichen 18i und 182 entlang der axialen Richtung, d. h. der Erstreckungsrichtung 14, zu leiten. So kann das optische Signal 22 beispielsweise aus einer Richtung 26, die senkrecht zu der Richtung 14 und senkrecht zu der Richtung 24 im Raum angeordnet sein kann, an einem der Durchlassbereiche 181 oder 182 empfangen werden, innerhalb der gekrümmten Licht leiterstruktur 10 in die axiale Richtung 14 umgelenkt werden und nach Zurücklegen eines Wegs entlang der axialen Erstreckungsrichtung 14 erneut umgelenkt werden, um die gekrümmte Lichtleiterstruktur 10 an dem anderen Durchlassbereich 182 bzw. 181 zumindest in Teilen wieder zu verlassen. Eine entsprechende Umlenkung kann dabei beispielsweise durch Brechung, Reflexion und/oder Totalreflexion erhalten werden.

Die gekrümmte Lichtleiterstruktur 10 kann für einen bestimmten Spektralbereich transparent gebildet sein oder zumindest eine geringe Dämpfung aufweisen. Hierzu kann die gekrümmte Lichtleiterstruktur 10 beispielsweise hohl gebildet sein. Alternativ kann die gekrümmte Lichtleiterstruktur 10 ein Material aufweisen, das in einem bestimmten Spektralbereich transparent ist. So können beispielsweise Glasmaterialien in einem für den Menschen sichtbaren Spektralbereich transparent sein, während andere Materialien, beispielsweise Silizium, in anderen Spektralbereichen transparent sein können. Ausführungsbeispiele sehen neben den genannten Materialien vor, Kunststoffe wie PMMA (Po- lymethylmethacrylat; Acryl) und Polycarbonat oder mineralische Gläser, etwa das unter N- BK7 bekannte Glas zu verwenden. Materialien gemäß Ausführungsbeispielen können bspw. im Bereich ultravioletter Wellenlängen, d. h., zwischen 100 nm und 380 nm, infraro- ter Wellenlängen, d. h., zwischen 780 nm und 1.000 pm, und/oder im Bereich dazwischenliegender sichtbarer Wellenlängen transparent sein.

Beim Aussenden des optischen Signals kann die gekrümmte Lichtleiterstruktur 10 bzw. der hierzu verwendete Durchlassbereich 18i oder 182 das optische Signal 22 formen. Eine Formung kann beispielsweise eine Strahlformung umfassen, beispielsweise eine Bündelung oder Streuung, kann aber auch eine Richtungsumlenkung und/oder eine Filterung umfassen.

Zur Umlenkung der Strahlen aus der Richtung 26 in die axiale Richtung 14 können beispielsweise entsprechend geneigte Endflächen 16a und/oder 16b verwendet werden.

Fig. 2a zeigt eine schematische Seitenschnittansicht eines optischen Übertragungssystems 25 gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einer gekrümmten Lichtleiterstruktur 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das optische Übertragungssystem 25 weist ferner einen optischen Sender 28 und einen optischen Empfänger 32 auf. Beispielhaft ist die gekrümmte Lichtleiterstruktur ortsfest bezüglich des optischen Senders 28 angeordnet, während der optische Empfänger 32 entlang einer Bewegungsbahn 34 relativ zu dem optischen Sender 28 und der gekrümmten Lichtleiterstruktur 20 beweglich angeordnet ist.

Die Seitenschnittansicht der Fig. 2a zeigt einen Ausschnitt der gekrümmten Lichtleiterstruktur 20 in einem Bereich, in dem die als ringförmige Struktur gebildete gekrümmte Lichtleiterstruktur 20 durchtrennt ist, so dass sich zwischen den Endflächen 16a und 16b ein Abstand 36 einstellt, der einen beliebigen Wert größer oder gleich null aufweisen kann, jedoch die zwei Endflächen 16a und 16b derart bereitstellt, dass eine Mehrfachum- rundung der gekrümmten Lichtleiterstruktur 20 durch das optische Signal 22 verhindert ist. Obwohl eine Auftrennung der Flächen- und Ringstruktur ein einfaches Mittel ist, sehen alternative Ausführungsbeispiele vor, absorbierende oder reflektierende Flächen im Inneren einer durchgängigen, umlaufenden Struktur vorzusehen. Hierdurch kann eine saubere optische Trennung erhalten werden.

Der Durchlassbereich 18i kann ausgebildet sein, um das auszusendende optische Signal 22 auf die Endfläche 16a zu richten. Bspw. kann der Durchlassbereich 18i ausgebildet sein, um das optische Signal direkt auf die Endfläche 16a zu richten. Die gekrümmte Lichtleiterstruktur 20 kann einen oder mehr, d. h., zumindest zwei, zumindest drei, zumindest vier, zumindest fünf, zumindest 10 oder mehr Durchlassbereiche oder 182a, ..... 182 _h aufweisen.

Das optische Signal 22 kann auf die Endfläche 16a gelenkt werden, die eingerichtet ist, um eine Umlenkung des optischen Signals 22 in die axiale Richtung 14 zu bewirken. Hierdurch kann erreicht werden, dass das optische Signal 22 entlang der beispielhaft als Höhenrichtung bezeichneten Richtung 26 aufgefächert wird. Anders ausgedrückt, wird das optische Signal 22 beispielsweise entlang der Endfläche 16a flächig verteilt und dort umgelenkt. Zur Verbesserung der optischen Eigenschaften kann der Durchlassbereich 18 ₁ eine Einrichtung zur Strahlenformung aufweisen, beispielsweise eine gekrümmte Oberfläche, um eine Linsenfunktion zu implementieren. So kann beispielsweise ein Ausgangsstrahl 42 zumindest teilweise kollimiert oder gebündelt werden und auf die Endfläche 16a gerichtet werden.

Jedem der zum Austritt des optischen Signals 22 eingerichteten Durchlassbereiche 18 ₂ a bis 18 _2h kann ein Teilbereich 44 ₁ bis 44 _n zugeordnet sein, die disjunkt zueinander sein können, d. h., nicht überlappen. Ausführungsbeispiele sind jedoch nicht hierauf beschränkt sondern ermöglichen es auch überlappende Teilbereiche 44i bis 44„ zu implementieren, was eine einfache Ausgestaltung ermöglicht, da die Strahlengänge 48 auch etwas streuend, d. h., unvollständig kollimiert sein können. Derjenige Teil des optischen Signals 22, der mittels des Teilbereichs 44i bis 44 _n umgelenkt wird, kann beispielsweise aus der axialen Richtung 14 unter Verwendung strahlumlenkender Elemente oder Reflexionselemente 46i bis 46 _n umgelenkt werden, so dass jeweils ein Teil 48i bis 48 _n des optischen Signals 22, d. h., ein Anteil des Strahlenbündels, in Richtung des jeweils zugeordneten Durchlassbereichs 18 _2a bis 18 _2h gelenkt wird.

Die Reflexionselemente 46i bis 46 _n können beispielsweise spiegelnde Elemente sein, können aber auch eine Umlenkung durch eine Krümmung in der Oberfläche oder dergleichen aufweisen.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann zumindest eines, mehrere oder beispielsweise jedes Reflexionselement 46i bis 46 _n mit einer Materialverjüngung der gekrümmten Lichtleiterstruktur 20 entlang der Richtung 26 einhergehen, so dass beispielsweise Material entfernt oder entlang des radialen/axialen Verlaufs nicht weitergeführt wird, welches durch die erfolgte Auskopplung des in dieser Höhenebene geleiteten Teils 48 nicht mehr entlang der weiteren Richtung 14 zum Leiten der Strahlung benötigten wird.

Ausführungsbeispiele sehen vor, dass die Endfläche 16a derart gegenüber der Position des optischen Senders 28 bzw. der Richtung, aus der das optische Signal 22 empfangen wird, geneigt ist, so dass die Teile 44i bis 44 _n des optischen Signals 22 parallel zu der Richtung 14 verlaufen, beispielsweise, parallel zu der Hauptseite 12b.

Zusätzlich zu einer Strahlformung in den Durchlassbereichen 1 82a bis 1 82 _h können die Reflexionselemente 46 ebenfalls eine Strahlformung bewirken, etwa eine Streuung des jeweiligen Teils 48 _n .

Die Teile 48i bis 48 _n können somit streuend gebildet sein und mit zunehmendem Abstand von der gekrümmten Lichtleiterstruktur 20 können durch Bereiche oder Kegel 52i bis 52 _n zunehmen, bis sie sich überlappen. Der optische Empfänger 32 kann mit einem Abstand 54 zu der gekrümmten Lichtleiterstruktur 20 angeordnet sein, der beispielsweise so gewählt ist, dass sich dort die Bereiche 52i bis 52 _n überlappen. Dies ermöglicht es, dass sich der optische Empfänger 32 stets in zumindest einem Bereich 52 befindet und somit stets das optische Signal 22 empfangen kann, da jeder Teil 441 bis 44 _n denselben Informationsgehalt aufweist. Die Datenübertragung ist auch möglich, solange der Abstand zweier benachbarter Bereiche 52i bis 52 _n kleiner ist als die räumliche Ausdehnung des Empfängerelements entlang der selben räumlichen Dimension. Es ist alternativ möglich, dass die optischen Signale kollimiert, d.h., mit parallelen Strahlen ausgegeben werden, so dass die Bereiche 52i bis 52 _n auch disjunkt zueinander sein können.

Die Durchlassbereiche 1 82a bis 1 82h können als Grenzfläche beispielsweise brechende Oberflächen 56i bis 56 _n aufweisen, die beispielsweise basierend auf einer Krümmung, einer veränderlichen Form, einer Variation in der Brechungszahl oder dergleichen eine optische Formung bewirken können.

Fig. 2a zeigt somit eine gekrümmte Lichtleiterstruktur, die eine Mehrzahl von Reflexionselementen 46 aufweist, die an der Hauptseite 12a angeordnet sind und die ausgebildet sind, um einen Anteil 48 des optischen Signals 22, der von den jeweils zugeordneten Teilbereichen 44 der Endfläche 16a reflektiert wird, auf den zugeordneten Durchlassbereich 1 82 zu reflektieren. In anderen Worten zeigt die Fig. 2a einen beispielhaften Aufbau, bei dem ein optischer Datenlink bestehend aus einer Sendeeinheit 28 und einer Empfangseinheit 32 dargestellt ist. Der Datenlink kann eine Kommunikationswellenlänge, beispielsweise im infraroten, sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich nutzen. Dieser Spektralbereich kann vereinfacht als„Licht“ oder„elektromagnetische Strahlung“ bezeichnet werden. Die Sendeeinheit 28 und die Empfangseinheit 32 können neben, d. h. abseits, einer Rotationsachse angeordnet sein und sich beispielsweise auf einer Kreisbahn um die Rotationsachse bewegen. Eine dauerhafte Datenkommunikation wird dadurch ermöglicht, dass die Datenübertragung nicht nur zu den Zeiten möglich ist, in denen sich die Sendeeinrichtung 28 und die Empfangseinrichtung 32 direkt gegenüberstehen, sondern auch zu Zeiten, in denen dies nicht der Fall ist. Ausführungsbeispiele beschreiben eine Ringstruktur, welche es ermöglicht, die optische Verbindung zwischen Sender und Empfänger permanent zu ermöglichen. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten, dies zu ermöglichen. Zum einen kann die Ringstruktur auf der Sendeeinheit angeordnet sein und der Empfänger bewegt sich auf einer Kreisbahn relativ hierzu entlang der Ringstruktur, wie es in Fig. 2a und Fig. 2b gezeigt ist.

Dabei wird der Ausgangsstrahl 42 von der ersten Ringoberfläche 38 fokussiert und auf die zweite Oberfläche/Endfläche 16a gelenkt. Die zweite Oberfläche 16a reflektiert den Strahl und lenkt ihn um beispielsweise 90° in den Ring 20 ab. Dabei kommt der Oberfläche 38 und der Endfläche 16a die Aufgabe zu, die Strahlen zu parallelisieren. Die gebrochenen und reflektierten Strahlen 48 können sich innerhalb der Rotationsebene bewegen, auf welcher die Rotationsachse senkrecht steht und dabei durch die Ringstruktur verlaufen. Die Ringstruktur 20 enthält Reflexionselemente 46, welche einen Teil der Strahlen 48 in Richtung der dritten, brechenden Oberfläche 56 lenken. Durch jedes Reflexionselement 46 wird die Höhe der Ringstruktur verringert und immer ein Teil der Leistung des Ausgangssignals 42 aus der Rotationsebene, in Richtung der gegengelagerten Empfangseinheit 32 gelenkt. Die dritte Oberfläche 56 hat die Aufgabe, den Ausgangsstrahl zu formen. Die Oberflächen 38, 16b, 46 und 56 können plan, sphärisch, asphärisch oder allgemein als Freiform gebildet sein. Auf diese Weise wird die Kreisbahn, auf der sich die Sendeeinheit und/oder die Empfangseinheit bewegt, homogen ausgeleuchtet und die optische Verbindung bleibt unabhängig von der Relativposition vom Sender 28 und Empfänger 32 zueinander bestehen. Durch die Parallelisierung der Strahlen 48 kann eine Mehrwegausbreitung vermieden werden und der daraus resultierende Signaljitter reduziert oder minimiert werden, was hohe Datenraten ermöglicht, beispielsweise im Bereich größer 10® bit/s. Durch die gezielte Lenkung der Strahlen werden die Oberflächen 12a und 12b so von den Strahlen 48 in geringem Maß oder gegebenenfalls nicht berührt oder getroffen bevor sie nicht von den Flächen 46 _n umgelenkt wurden. In einer Ebene des Empfängers 32 können Bereiche 52 von dem ausgekoppelten Anteil des optischen Signals abgedeckt werden, die sich in der Ebene des optischen Empfängers 32 überlappen können oder zumindest einen so geringen Abstand zueinander aufweisen, dass es zu keiner Unterbrechung der Kommunikation kommt oder nur zu solchen Unterbrechungen, die innerhalb der Auslegung des Kommunikationssystems sind. Die Struktur kann sich entlang einer Dickenrichtung 26 zwischen den Oberflächen 12a und 12b verjüngen.

Jeder der Durchlassbereiche 18i und 18 _2a bis 18 _2n kann bidirektional für den Spektralbereich des optischen Signals transparent sein. Die Durchlassbereiche können dabei gleiche oder voneinander verschiedene Spektralbereiche aufweisen. Die Oberflächen 38 und/oder 56 können zumindest als Teil eines Durchlassbereichs bezeichnet werden, die für das Licht durchlässig sind. Die Oberflächen 16a und/oder 46 können dahingegen reflektierend gebildet sein, wobei die Oberfläche 16a beispielsweise eine Ebene sein kann. Die Durchlassbereiche 18 _2a bis 18 _2n können ausgebildet sein, um das empfangene optische Signal 22 auf die Endfläche 16a direkt oder indirekt zu richten und dabei eine Fokussierung des optischen Signals 22 auszuführen. Dies ermöglicht, dass das von der Endfläche 16a umgelenkte optische Signal 22 kollimiert ist oder praktisch nur eine sehr geringe Divergenz aufweist.

Fig. 2b zeigt eine schematische Aufsicht auf das optische System 25 aus Fig. 2a. Die Ringstruktur 20 ist beispielsweise konzentrisch um eine Rotationsachse 58 angeordnet, um die sich der optische Empfänger 32 entlang der Bewegungsbahn 34 bezüglich des optischen Senders 28 bewegt.

Der Sender 28 und der Empfänger 32 sind relativ zueinander beweglich angeordnet, um eine relative Rotationsbewegung um die gemeinsame Rotationsachse 58 auszuführen.

Die gekrümmte Lichtleiterstruktur kann ausgebildet sein, um das optische Signal 22 über ein Reflexionselement 46 hin zu einer der Endflächen 16a zwischen der axialen Richtung 14 und einer schräg hierzu angeordneten Richtung umzulenken. Die gekrümmte Lichtleiterstruktur kann eine Mehrzahl von Durchlassbereichen 18 _2a bis 18 _2n in der Hauptseite 12b umfassen, wobei jedem Durchlassbereich 18 _2a bis 18 _2h ein Teilbereich 44 der Endfläche 16a zugeordnet sein kann.

Eine Vielzahl von Durchlassbereichen 18 _2a bis 18 _2h kann an der Hauptseite 12b angeordnet sein. Diese Durchlassbereiche können ausgebildet sein, um jeweils einen Anteil des optischen Signals 22 auszugeben, wobei an einem Ort des optischen Empfängers 32 jeder der Durchlassbereiche 18 _2a bis 18 _2h den Teil des optischen Signals 22 in einem räumlichen Bereich 52 außerhalb der gekrümmten Lichtleiterstruktur bereitstellt. Die räumlichen Bereiche 52 können sich am Ort des optischen Empfängers 32 überlappen, so dass bei einer Relativbewegung des optischen Empfängers 32 gegenüber den Durchlassbereichen 18 ₂ a bis 18 _2h jeweils zumindest einer der Durchlassbereiche 18 _2a bis 18 _2h mit dem optischen Empfänger 32 zur optischen Kommunikation positioniert ist. Alternativ oder zusätzlich kann eine Vielzahl von Durchlassbereichen 18 ₂ a bis 18 _2h an der ersten Hauptseite angeordnet sein. Die Vielzahl von Durchlassbereichen können jeweils ausgebildet sein, um das optische Signal zu empfangen, wie es im Zusammenhang mit der Fig. 3b beschrieben ist. Der optische Sender kann so eingerichtet sein, dass an einem Ort der gekrümmten Lichtleiterstruktur das optische Signal 22 in einen räumlichen Bereich 62 auf die gekrümmte Lichtleiterstruktur trifft, wobei der räumliche Bereich entlang der Erstreckung der gekrümmten Lichtleiterstruktur größer ist als ein jeweiliger Durchlassbereiche 18 _2a bis 18 _2n . Die Durchlassbereiche 18 _2a bis 18 _2n können mit einem Abstand zueinander angeordnet sein, der so gewählt ist, dass bei einer Relativbewegung des optischen Senders 28 gegenüber den Durchlassbereichen 18 ₂ a bis 18 _2h jeweils zumindest einer der Durchlassbereiche 18 ₂ a bis 18 _2h mit dem optischen Sender 28 zur optischen Kommunikation positioniert ist.

In anderen Worten zeigt Fig. 2b die Ringstruktur als Sendeeinheit in einer Ansicht von oben. Die Reflexionselemente 46 sind über den ganzen Ring verteilt, um eine homogene Ausleuchtung zu ermöglichen. Die Stufenhöhe ist so gewählt, dass der Ring annähernd 360 Grad groß ist und mit der Endfläche 16a endet. Die entstehende Lücke 36 sollte möglichst klein sein, so dass eine komplette Abdeckung bestehen bleibt. Durch die Unterbrechung des Rings wird eine Mehrfachumrundung der Strahlen verhindert und Totalreflexion an der Oberfläche 16a ermöglicht.

Jeder der Durchlassbereiche 182a bis 182h ist dabei ausgebildet, um einen räumlichen Bereich 52 außerhalb der gekrümmten Lichtleiterstruktur zu beleuchten und an oder in diesem Bereich den jeweiligen Teil des optischen Signals bereitzustellen. Wie es in Fig. 2a gezeigt ist, kann der Durchlassbereich 18i benachbart zu der Endfläche 16a angeordnet sein, die beispielsweise einen Beginn oder Anfang der gekrümmten Strecke bereitstellen kann.

Fig. 3a zeigt eine schematische Seitenschnittansicht eines optischen Übertragungssystems 35 gemäß einem Ausführungsbeispiel, das eine gekrümmte Lichtleiterstruktur 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel aufweist. Anders als im optischen Übertragungssystem 25 ist im optischen Übertragungssystem 35 beispielsweise der optische Empfänger 32 ortsfest bezüglich der gekrümmten Lichtleiterstruktur 30 angeordnet, während sich der optische Sender 28 entlang der Bewegungsbahn 34 relativ hierzu bewegt. Anders als bei einer in der Fig. 2a und der Fig. 2b gezeigten flächendeckenden Empfangsmöglichkeit kann ein Erfordernis an die gekrümmte Lichtleiterstruktur 30 vorwiegend so formuliert werden, dass in jeder Relativposition zwischen der gekrümmten Lichtleiterstruktur 30 und dem optischen Sender 28 eine adäquate Aufnahme bzw. ein adäquater Empfang des optischen Signals 22 mit der gekrümmten Lichtleiterstruktur 30 und eine entsprechende Übermittlung an den optischen Empfänger 32 ermöglicht wird. Das optische Signal 22 kann in einem Bereich 62 von dem optischen Sender 28 ausgesendet werden, der Bereich 62 ist bspw. ein Bereich, der von dem optischen Signal 22 senderseitig beleuchtet wird.

In anderen Worten können die Durchlassbereiche 182a bis 18 _2n so angeordnet sein, dass ein Abstand zwischen den Durchlassbereichen 18 _2a bis 18 _2n so eingerichtet ist, dass der Abstand 51 höchstens der räumlichen Ausdehnung 53 des optischen Signals bzw. des Bereichs entspricht.

Der Aufbau der gekrümmten Lichtleiterstruktur 30 kann analog oder invers zu der gekrümmten Lichtleiterstruktur 20 sein. So können eine Mehrzahl oder Vielzahl brechender Oberflächen 56i bis 56 _n an der Hauptseite 12b, die dem optischen Sender 28 zugewandt ist, angeordnet sein. Die brechenden Oberflächen 56i bis 56 _n können direkt aneinander angrenzen, können aber auch mit einem geringen, optisch nicht-störendem Abstand 51 zueinander angeordnet sein. Die Brechung der brechenden Oberflächen 56i bis 56 _n kann genutzt werden, um eine Fokussierung des optischen Signals 22 auf das jeweils bezüglich des optischen Senders 28 angeordnete Reflexionselement 46 zu bewirken, das dieselbe Umlenkung bewirken kann, die im Zusammenhang mit der Fig. 2a beschrieben wurde, nur in eine andere Richtung. Das optische Signal 22 oder zumindest ein Teil des optischen Signals 22 kann somit im Inneren der gekrümmten Lichtleiterstruktur 30 eben- falls parallelisiert verlaufen, wobei„parallel“ so zu verstehen ist, dass das optische Signal 22 parallel zu der Erstreckungsrichtung 14 und/oder der Rotationsebene verläuft, da die Hauptseite 12b gekrümmt ist und bezüglich der Parallelität zum optischen Signal 22 Abweichungen auftreten.

Abhängig durch welche der brechenden Oberflächen 56,, d, h. , 56i, .... 56 _n mit i=1. n das optische Signal 22 von der gekrümmten Lichtleiterstruktur 30 empfangen wird, wird das optische Signal 22 auf ein zugeordnetes Reflexionselemente 46, gelenkt, welches das optische Signal 22 umlenken kann und auf den zugeordneten Bereich 44, lenken kann. Das bedeutet, das optische Signal 22 kann zu unterschiedlichen Zeitpunkten in unterschiedlichen Abschnitten/Höhen entlang der Richtung 26 durch die gekrümmte Lichtleiterstruktur 30 gelenkt werden. Dies ermöglicht, dass das optische Signal 22 zu unterschiedlichen Zeiten aus unterschiedlichen Richtungen durch die Einrichtung zur Strahlformung bzw. den Durchlassbereich 18i verläuft und auf den optischen Empfänger 32 trifft. Die gekrümmte Lichtleiterstruktur 25 ist bspw. so eingerichtet, dass die Durchlassbereiche 1 82a bis 1 82 _h ausgebildet sind, um das empfangene optische Signal 22 auf das jeweils zugeordnete Reflexionselement 46i zu lenken, das eingerichtet ist, um das optische Signal 22 auf einen dem Reflexionselement 46, zugeordneten Teilbereich 44, der Endfläche 16a zu reflektieren. Der Durchlassbereich 181 ist eingerichtet, um das von der Endfläche 16a reflektierte optische Signal auszugeben, unabhängig davon von welchem Teilbereich das optische Signal 22 abgelenkt wird.

Die Durchlassbereiche 1 82a bis 1 82 _h können einzeln oder jeweils ausgebildet sein, um das optische Signal 22 auf eines der Reflexionselemente 46 zu lenken. Die Anordnung aus dem Durchlassbereich 1 82a bis 1 82h und Reflexionselement 46 kann ausgebildet sein, um das optische Signal 22 kollimiert zu der Endfläche 16a zu senden.

Ähnlich zu der gekrümmten Lichtleiterstruktur 20 können die Reflexionselemente oder Reflexionselemente 46 bezogen auf einen Abstand zwischen den Hauptseiten 12a und 12b eine Verjüngung der gekrümmten Lichtleiterstruktur umsetzen. Die Reflexionselemente 46 können Kanten der jeweiligen Materialverjüngung umfassen oder bilden.

In anderen Worten besteht eine weitere Möglichkeit darin, die Ringstruktur bzw. gekrümmte Lichtleiterstruktur auf oder an der Empfangseinheit 32 anzuordnen, so dass sich die gegengelagerte Sendeeinheit 28 auf einer beispielhaften Kreisbahn entlang der Ringstruktur bewegen kann, wie es in Fig. 3a dargestellt ist. Der Ausgangsstrahl dieser Anordnung wird von der brechenden Oberfläche 56 auf das darunter befindliche Reflexionselement 46 fokussiert. Das Reflexionselement 46 lenkt den Strahl 48 in Richtung der Endfläche 16a und parallelisiert ihn. Die Endfläche 16a lenkt den Strahl, d. h., das optische Signal 22, in Richtung der angelagerten Empfangseinheit 32. Die Oberfläche 38 fokussiert den Strahl auf die Empfängereinheit 32.

Es ist anzumerken, dass Eigenschaften wie Parallelisieren, Kollimieren sowie ein paralleler Verlauf zu einer oder mehrerer Oberflächen nicht so zu verstehen ist, dass dies ohne jegliche Toleranz zu implementieren ist. Es ist vielmehr möglich, sowohl herstellungsbedingte als auch herstellungsvereinfachende Toleranzen vorzusehen, beispielsweise innerhalb eines Bereichs von ± 10%, ± 5% oder ± 2%. So kann beispielsweise die gekrümmte Lichtleiterstruktur 20 und/oder die gekrümmte Lichtleiterstruktur 30 so gebildet sein, dass Abweichungen von einem parallelen Verlauf der Strahlen zu der Erstreckungsrichtung 14 dadurch kompensiert werden, dass Abstände in den Bereichen 44 vorgesehen sind und/oder Abstände entlang der Höhenrichtung 26 zwischen den Reflexionselementen 46 vorgesehen sind oder die Krümmung der Fläche 38 ist so ausgelegt, dass sie eine Toleranz kompensieren kann.

Fig. 3b zeigt eine schematische Aufsicht auf das optische Übertragungssystem 35. Der Bereich 62 des optischen Senders 28 ist bevorzugt so eingerichtet, dass in jeder Rotationsposition des optischen Senders 28 um die Rotationsachse 58 der Bereich 62 mit einem der Durchgangsbereiche 1 82a bis 1 82h überlappt, das bedeutet, dass das optische Signal 22 stets auf eines der Reflexionselemente 46 gelenkt wird. Wie es im Zusammenhang mit dem optischen Übertragungssystem 25 beschrieben ist, sind auch kurze Unterbrechungen möglich, solange kein zu langer Kommunikationsabbruch entsteht. Es sind auch längere Unterbrechungen möglich, sollte ein derartig langer Kommunikationsabbruch vertretbar oder sogar gewünscht sein.

In anderen Worten zeigt Fig. 3b die Ringstruktur der Fig. 3a von oben. Die Reflexionselemente 46 sind wie bei der Ringstruktur als Sendeeinheit, siehe Fig. 2b, über den ganzen Ring verteilt. Sie lenken das einfallende Licht der gegengelagerten Sendeeinheiten 28 in Richtung der angelagerten Empfangseinheit 32. Je nach Position von Sendeeinheit 28 und Empfangseinheit 32 legt das Licht dabei eine Wegstrecke zwischen 0 und annähernd 360° eines Umlaufwinkels a durch das Ringelement zurück. Die Endfläche 16a der Ringstruktur lenkt in jedem Fall ein hohes Maß oder gar das komplette optische Signal 22 in Richtung der Empfängereinheit 32, so dass keine Mehrfachumrundung des optischen Signals 22 in der Ringstruktur 30 möglich ist.

Weiter ist es auch denkbar, dass eine einzelnen Ringstruktur gleichzeitig für beide Zwecke verwendet wird, das bedeutet, das optische Signal an unterschiedlichen Positionen aufzusammeln, um es einer Empfängereinheit zur Verfügung zu stellen oder um es an einer Position einzusammeln und es an mehreren Positionen der Empfangseinheit zur Verfügung zu stellen. Dabei wird bevorzugt gleichzeitig sowohl die angelagerte Sendeeinheit 28 als auch die angelagerte Empfängereinheit 32 mit dem Ringelement verbunden. Dies kann durch ein Element zur Strahlteilung ermöglicht werden, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Fig. 4 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht eines optischen Übertragungssystems 45, bei dem beispielsweise die gekrümmte Lichtleiterstruktur 30 angeordnet ist. Verglichen mit dem optischen Übertragungssystem 45 ist benachbart zu der Endfläche 16a und dem Durchlassbereich 18i bezüglich der Einrichtung 38 zur Strahlformung ein strahlteilendes Element oder Strahlteiler 64 angeordnet, mit welchem optische Signale 22i und 222 miteinander kombiniert und/oder separiert werden können. Ein mittels eines optischen Senders 28i an den Strahlteiler 64 gesendetes und in Richtung des Durchlassbereichs 18i weitergeleitete optische Signal 22i kann an mehrere Durchlassbereiche, insbesondere alle Durchlassbereiche, die mit einem entsprechenden Reflexionselement 46 assoziiert sind, verteilt werden, wie es im Zusammenhang mit der Fig. 2a beschrieben ist, so dass unabhängig von der Position eines ersten optischen Empfängers 32i entlang der Bewegungsbahn 34 eine Übertragung zwischen Sender 28i und Empfänger 32i möglich ist. Gleichzeitig aber auch im zeitlichen Wechsel kann eine benachbart zu dem optischen Empfänger 32i und an der Hauptseite 12b angeordneter optischer Sender 282 ein Signal über einen an der zweiten Hauptseite 12b angeordneten Durchlassbereich hin zu einem Reflexionselement 46 senden, so dass eine Umlenkung an der Endfläche 16a erfolgt, so dass das optische Signal 22 ₂ in Richtung eines zweiten optischen Empfängers 32 ₂ an der Hauptseite 12a gelenkt wird.

An der Hauptseite 12b kann eine Mehrzahl von Durchlassbereichen 1 82 _a bis 1 82h angeordnet sein und an der Hauptseite 12a ist zumindest ein Durchlassbereich angeordnet. Das optische Übertragungssystem 45 umfasst zumindest zwei optische Sender 28i und 28 ₂ und zumindest zwei optische Empfänger 32i und 32 ₂ . Der Strahlteiler 64 ist benachbart zu dem Durchlassbereich 181 angeordnet und ausgebildet, um ein aus dem Durch- lassbereich 18i empfangenes optisches Signal 22 ₂ an dem benachbart zu dem Strahlteiler 64 angeordneten optischen Empfänger 32 ₂ zu leiten und, um ein von dem optischen Sender 28i empfangenes optisches Signal an dem Durchlassbereich 18i zu leiten. Benachbart zu der Hauptseite 12b sind der optische Sender 28 ₂ und der optische Empfänger 32i benachbart zu einem hiervon verschiedenen Durchlassbereich angeordnet.

In anderen Worten zeigt Fig. 4 die Ringstruktur bei gleichzeitiger Verwendung als Sende- und Empfangseinheit. Sowohl die gegengelagerte Sendeeinheit 28 ₂ als auch die gegengelagerte Empfangseinheit 32i können sich auf einer Kreisbahn entlang der Ringstruktur bewegen. Bei einzelner Verwendung der Ringstruktur als Sende- oder Empfangseinheit kann eine zweite Übertragungsstrecke mit einer eigenen Ringstruktur auf einer zweiten Kreisbahn zusätzlich angeordnet werden, um eine bidirektionale Übertragung zu ermöglichen. Andernfalls kann auch das Übertragungssystem 45 eingerichtet werden, um eine bidirektionale Übertragung zu ermöglichen. Fig. 4 zeigt somit eine gekrümmte Lichtleiterstruktur, bei der jedem Reflexionselement 46 ein Teilbereich der Endfläche 16a zugeordnet ist und jedem der Durchlassbereiche 18 _2a ein Reflexionselement 46 zugeordnet ist. Der Durchlassbereich 18i und/oder ein empfangener Durchlassbereich 18 ₂ kann benachbart zu der Endfläche 16a angeordnet werden.

Den vorangehend beschriebenen gekrümmten Lichtleiterstrukturen ist gemeinsam, dass das von dem Durchlassbereich empfangene optische Signal 22 bzw. 22i räumlich verteilt zwischen den Hauptseiten 12a und 12b und entlang der axialen Richtung 14 im Wesentlichen parallel zu dem Verlauf der Hauptseiten 12a und/oder 12b gelenkt werden. Die gekrümmte Lichtleiterstruktur kann eine Mehrzahl oder Vielzahl von entlang der Dickenrichtung 26 verteilten Reflexionselemente 46 aufweisen, die ausgebildet sind, um jeweils einen räumlichen Anteil des optischen Signals auszukoppeln.

Fig. 5 zeigt eine schematische Aufsicht auf ein optisches Übertragungssystem 55 gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem eine gekrümmte Lichtleiterstruktur 50 angeordnet ist. Verglichen mit der gekrümmten Lichtleiterstruktur 20 weist diese einen umlaufenden Winkel ß um die Rotationsachse 58 auf, der kleiner ist als 360°, bevorzugt kleiner als 270° und möglicherweise kleiner als 180°. Wie andere hierin beschriebene gekrümmte Lichtleiterstrukturen kann die gekrümmte Lichtleiterstruktur 50 die Form eines Ellipsenringsegments beschreiben. Hierzu gehört als Sonderfall die Form eines Kreisringsegments. Ausführungsbeispiele beziehen sich auf gekrümmte Lichtleiterstrukturen, deren Krümmung bezogen auf eine umlaufend geschlossene Bahn einen Öffnungswinkel ß von zu- mindest 5° und weniger als 360°, von zumindest 10° und weniger als 350° oder von zumindest 170° und weniger als 300° aufweisen.

Die lediglich teilweise Ausbildung der gekrümmten Lichtleiterstruktur 20 als gekrümmte Lichtleiterstruktur 50 führt nun dazu, dass ein sich bezüglich des optischen Senders 28 entlang der Bewegungsbahn 34 bewegender optischer Empfänger 32i zeitweise außerhalb der Bereiche 52i bis 52e ist. Um einen Kommunikationsabriss zu verhindern, kann beispielsweise ein zusätzlicher optischer Empfänger 32 ₂ angeordnet sein, der beispielsweise ortsfest bezüglich einer Relativposition zu dem optischen Empfänger 32i angeordnet ist. Sobald sich der optische Empfänger 32i außerhalb der Bereiche 52 befindet, kann alternativ hierzu der optische Empfänger 32 ₂ in einem Empfangsbereich sein, so dass zumindest einer der optischen Empfänger 32i und 32 ₂ das optische Signal empfangen kann. Dieses Ausführungsbeispiel lässt sich beliebig skalieren. So kann beispielsweise bei der Ausbildung der gekrümmten Lichtleiterstruktur in etwa als Viertel-Kreis eine Anzahl von vier optischen Empfängern einsetzen lassen, um ununterbrochen eine Datenübertragung zu ermöglichen. Andere Anzahlen von drei, fünf oder mehr optischen Empfängern sind ebenfalls möglich.

Das optische Übertragungssystem 50 kann so ausgebildet sein, dass der optische Sender 28 ortsfest mit der gekrümmten Lichtleiterstruktur 50 verbunden ist. Die gekrümmte Lichtleiterstruktur 50 kann einen Teilbereich einer umlaufenden Bahn beschreiben.

Fig. 6 zeigt eine schematische Aufsicht auf ein optisches Übertragungssystem 65 mit einer gekrümmten Lichtleiterstruktur 60 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die ähnlich gebildet sein kann, wie die gekrümmte Lichtleiterstruktur 30, wobei die gekrümmte Lichtleiterstruktur 60 gegenüber der gekrümmten Lichtleiterstruktur 30 lediglich einen Teilbereich einer umlaufenden Bahn beschreibt, wie es für die gekrümmte Lichtleiterstruktur 50 beschrieben ist. Analog hierzu weist das optische Übertragungssystem 65 zwei oder mehr optische Empfänger 28i und 28 ₂ auf, die ortsfest bezüglich einander angeordnet sein können und sich entlang der Bewegungsbahn 34 bewegen können. So wie im optischen Übertragungssystem 55 zu jeder Relativposition aus Sender/Empfänger ein optischer Empfänger bezüglich der gekrümmten Lichtleiterstruktur angeordnet sein kann, so kann im optischen Übertragungssystem 65 in jeder Relativposition zumindest ein optischer Sender 28i oder 28 ₂ bezüglich der gekrümmten Lichtleiterstruktur 60 angeordnet sein, um das optische Signal an die gekrümmte Lichtleiterstruktur 60 zu senden. In anderen Worten ist es in einem Ausführungsbeispiel möglich, die Ringstruktur auf ein Teilringelement zu reduzieren. In diesem Fall kann die gegenüberliegende Sende/Empfangseinheit mehrfach vorhanden sein und gleichmäßig über die Kreisbahn verteilt angeordnet sein, um die Verbindung aufrechtzuerhalten. Je mehr gegenüberliegende Sender/Empfangseinheiten möglich oder implementiert sind, desto kleiner kann die Winkelausdehnung des Ringelements gewählt werden. Um eine hohe Daten rate zu ermöglichen, können die gegenüberliegenden Sende/Empfangseinheiten auf elektrischem oder optischem Weg synchronisiert werden. Auf optischem Weg wird dazu beispielsweise ein optisches Verzögerungselement eingefügt. Auf elektrischem Weg kann sichergestellt werden, dass die Datenleitung für alle gegenüberliegenden Sende/Empfangseinheiten gleich lang sind oder Verzögerungsglieder eingefügt werden. Während Fig. 5 ein Teilringstück als Sendeeinheit in einer Ansicht von beispielsweise oben zeigt, bei der sich immer ein Empfänger über dem Teilringstück mit Sendeeinheit befindet, zeigt Fig. 6 ein Teilringstück als Empfangseinheit in einer Ansicht von beispielsweise oben, bei der sich immer ein Sender über dem Teilringstück mit Empfängereinheit befindet.

Fig. 7 zeigt eine schematische Aufsicht auf ein optisches Übertragungssystem 75 gemäß einem Ausführungsbeispiel, das eine gekrümmte Lichtleiterstruktur 70 aufweist, die zumindest ein Segment 70a und ein Segment 70b aufweist, die gemeinsam eine Gesamtstruktur, die gekrümmte Lichtleiterstruktur 70 bilden. Die Segmente 70a und 70b können gleich groß oder unterschiedlich groß im Hinblick auf den Öffnungswinkel ß1 und ß2 sein, die die Segmente bezüglich der Rotationsachse 58 beschreiben. Jedes der Segmente weist eine geneigte Endfläche 16ai und 16a ₂ auf, so dass das von dem optischen Sender 28 empfangene optische Signal in unterschiedliche Richtungen und in jedem der optisch voneinander getrennten Segmente 70a und 70b geleitet wird. Die Endflächen 16ai und 16a2 können benachbart zueinander in einem Mittenbereich der gekrümmten Lichtleiterstruktur 70 angeordnet sein. Für den Eintritt des optischen Signals in die gekrümmte Lichtleiterstruktur eingerichtete Durchlassbereiche können ebenfalls jeweils in dem Mittenbereich und benachbart zu den Endflächen 16ai und 16a ₂ eingerichtet sein, wie es beispielsweise im Zusammenhang mit der Fig. 2a beschrieben ist.

In anderen Worten zeigt Fig. 7 ein symmetrisches Teilringstück als Sendeeinheit. Es ist eine Ansicht von beispielsweise oben dargestellt. Immer ein Empfänger befindet sich über dem Teilringstück mit Sendeeinheit. Fig. 8 zeigt eine schematische Aufsicht auf ein optisches Übertragungssystem 85 gemäß einem Ausführungsbeispiel, das eine gekrümmte Lichtleiterstruktur 80 gemäß einem Ausführungsbeispiel aufweist. Das optische Übertragungssystem 85 ist dabei komplementär aufgebaut zu dem optischen Übertragungssystem 75. Das bedeutet, es weist zwei Segmente 80a und 80b auf, die beispielsweise symmetrisch bezüglich eines Mittenbereichs angeordnet sind, in welchem die geneigten Endflächen 16ai und 16a ₂ angeordnet sind und die ausgelegt sind, um empfangene optische Signale an den optischen Empfänger 32 zu richten.

Die Segmente 80a und 80b können ebenso wie die Segmente 70a und 70b beispielsweise einen Öffnungswinkel von in etwa 90° aufweisen. Es sind kleinere und/oder größere Winkel möglich. Auch können die Segmente so groß gebildet sein, dass sie jeweils nahezu 180° oder gar exakt 180° oder mehr aufweisen, was die Anordnung eines jeweils zweiten oder sonstig mehrfachen Senders und/oder Empfängers redundant und/oder optional machen kann, um gleichzeitig eine durchgängige Kommunikation bereitzustellen.

In anderen Worten kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel das Ringelement auch symmetrisch aufgebaut sein, so dass das Sende- oder Empfangssignal jeweils von der zweiten Oberfläche 16ai bzw. 16a ₂ in einen rechten und linken Flügel geteilt wird, wobei rechts und links ebenso wie oben und unten sowie vorne und hinten rein der Veranschaulichung dienen und nicht einschränkend wirken. Dabei kann die Ringstruktur sowohl als Vollring- als auch als Teilringstücke gebildet sein. Die Figuren 7 und 8 zeigen jeweils die Ausführung als Teilringstück. Beispielsweise kann die reflektierende oder spiegelnde Endfläche 16ai und 16a ₂ in der Mitte angeordnet sein und/oder doppelt, d. h., für jeden Flügel oder jedes Segment ausgeführt sein, um eine Reflexion in beide Richtungen zu ermöglichen. Während Fig. 7 ein symmetrisches Teilringstück als Sendeeinheit in einer Ansicht von oben zeigt, bei der immer ein Empfänger über dem Teilringstück mit Sendeeinheit angeordnet ist, zeigt Fig. 8 ein symmetrisches Teilringstück als Empfangseinheit 32 in einer Ansicht von oben, bei der immer ein Sender über dem Teilringstück mit Empfängereinheit 32 angeordnet ist.

Anders als in Fig. 7, wo der optische Sender ortsfest in dem Mittenbereich angeordnet ist, kann der optische Empfänger 32 im optischen Übertragungssystem 85 ortsfest in dem Mittenbereich angeordnet sein. Fig. 9 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht eines optischen Übertragungssystems 95 gemäß einem Ausführungsbeispiel, das eine gekrümmte Lichtleiterstruktur 90 gemäß einem Ausführungsbeispiel aufweist. Die gekrümmte Lichtleiterstruktur 90 kann ähnlich gebildet sein, wie die gekrümmte Lichtleiterstruktur 20, zumindest im Hinblick auf die Funktionsweise bezüglich des optischen Senders 28 und des optischen Empfängers 32, so dass diesbezüglich auch das optische Übertragungssystem 95 mit dem optischen Ü bertrag u ngssystem 25 übereinstimmt.

Die gekrümmte Lichtleiterstruktur 95 unterscheidet sich im Hinblick auf die interne Reflexion des optischen Signals 22, um das optische Signal 22 an den optischen Empfänger 32 zu leiten. Während die Umlenkung an der Endfläche 16a im optischen Übertragungssystem 25 so eingerichtet ist, dass das optische Signal 22 nach der Reflexion im Wesentlichen parallel zu der axialen Erstreckungsrichtung 14 angeordnet ist, ist die Endfläche 16a in der gekrümmten Lichtleiterstruktur 90 so eingerichtet, dass das optische Signal bewusst in einem Winkel g bezüglich der axialen Erstreckungsrichtung 14 geneigt ist, so dass das optische Signal in Richtung der Hauptseite 12a zurückgeworfen wird. Die Endfläche 16a ist somit eingerichtet, um das optische Signal 22 in eine Richtung, die geneigt zum Verlauf der Hauptseite 12b ist, in eine Richtung hin zu der Hauptseite 12a umzulenken. Hierdurch werden die Reflexionselemente 46 bis 46 _n ebenfalls von den Anteilen 48i bis 48 _n beleuchtet oder getroffen. Die Reflexionselemente sind so eingerichtet, den jeweiligen Teil, der unverändert einem Teilbereich der Endfläche 16a zugeordnet ist, umzulenken und/oder zu reflektieren.

Die Mehrzahl von Reflexionselementen 46 ist mit zunehmendem Abstand von der Endfläche 16a angeordnet und unterschiedliche Teilbereiche 44i bis 44 _n der Endfläche 16a sind basierend auf der geneigten Richtung eingerichtet, um einen jeweils zugeordneten räumlichen Anteil 48 des optischen Signals 22 auf ein jeweils zugeordnetes Reflexionselement 46 umzulenken, welche dann die Umlenkung des entsprechenden Teils in Richtung des zugeordneten Durchlassbereichs vornimmt. Mit zunehmendem Abstand zu der Endfläche 16a können die Reflexionselemente 46 beispielsweise zunehmend größer, kleiner oder anders geneigt sein und somit an die Lichtausbreitung in der gekrümmten Lichtleiterstruktur 90 angepasst sein. Das bedeutet, eine Abmessung der Reflexionselemente 46 kann entlang der Richtung 14 und/oder 26 und/oder im Hinblick auf eine Neigungsrichtung voneinander verschieden sein. Jedem Reflexionselement 46 kann ein Höhenbereich der gekrümmten Lichtleiterstruktur zwischen den Hauptseiten 12a und 12b eindeutig zu- geordnet sein, etwa über die Teilbereiche 44. Dieser Höhenbereich kann über die gekrümmte Lichtleiterstruktur hinweg variabel sein.

In anderen Worten sind in einem weiteren Ausführungsbeispiel die Oberflächen 16a und 38 des Ringelements so geformt, dass die gebrochenen und reflektierten Strahlen 48 auf die Reflexionselemente 46 gerichtet werden, und zwar auf die Weise, dass die Leistungsdichte auf allen Reflexionselementen 46 identisch ist. Gleichzeitig finden sich alle Reflexionselemente immer auf derselben Höhe, da beispielsweise auf die Ausdünnung gemäß der Fig. 2a verzichtet werden kann. Die Flächenelemente der Hauptseite 12a können durch die Reflexionselemente 46 unterbrochen sein. Der Schatten, welcher von dem Strahl 48 und den Reflexionselementen geworfen wird, kann die Flächenelemente der Hauptseite 12a zu einem großen Teil oder komplett überdecken, beispielsweise zumindest 80%, zumindest 90% oder bis zu 100%, das bedeutet, es kann eine Reflexion an der Hauptseite 12a vermieden werden und das gesamte optische Signal ausgekoppelt werden. Die Flächenelemente können diejenigen Bereiche der Hauptseite 12a sein, die nicht von optischen Elementen bedeckt sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich darauf, dass die Reflexionselemente nicht über die gesamte Breite des Rings ausgedehnt sind. Auf diese Weise kann die Ringstruktur feiner abgestuft werden bzw. die maximale Ringgröße erhöht werden. Es können somit die gleiche Höhenlage und/oder der gleiche Teilbereich auf der Endfläche 16a von mehreren Reflexionselementen genutzt werden, so dass zwar jedem Reflexionselement ein Teilbereich auf der Endfläche 16a zugeordnet sein kann, der entsprechende Teilbereich aber entlang der Höhenrichtung 26 gegebenenfalls aber nicht der seitlichen Richtung entlang der Ringbreite von mehreren Reflexionselementen genutzt wird. Die gekrümmte Lichtleiterstruktur 90 kann als nicht-stufig aufgebaute Ringstruktur bezeichnet werden.

Die vorliegenden Ausführungsbeispiele beschäftigen sich mit dem Problem, Datenübertragung über zwei zueinander rotierende Bauteile zu ermöglichen. Dies ist mit Kabeln nicht oder nur sehr eingeschränkt möglich. Zusätzlich muss die Rotationsachse einsatzbedingt freibleiben. Dies ist z. B. bei Computertomographen oder Motoren notwendig. Die Struktur der vorgestellten Lösungsidee unterscheidet sich deutlich vom Stand der Technik. Anders als DE 10 2007 041 927 A1 basiert die Idee auf Strahlenoptik. Im Gegensatz zu DE 28 46 526 A1 jedoch sind Datenraten im Bereich von > 1Q ⁹ bit/s antizipiert. Dies wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, dass eine geordnete Strahlführung in der Lichtleiterstruktur eingerichtet wird, um Mehrwegeausbreitung effektiv zu vermeiden.

Nachfolgend werden noch einige Aspekte der vorliegenden Erfindung formuliert:

Gemäß einem ersten Aspekt weist eine gekrümmte Lichtleiterstruktur, die zum Leiten eines optischen Signals in einem Spektralbereich eingerichtet ist, und Folgendes auf: an zwei Enden der Ringsegmentstruktur angeordnete Endflächen; eine zwischen den Endflächen verlaufende erste Hauptseite und eine gegenüberliegend zu der ersten Hauptseite und sich zwischen den Endflächen erstreckende zweite Hauptseite; zumindest ein erster Durchlassbereich an der ersten Hauptseite, wobei der erste Durchlassbereich ausgebildet ist, um ein optisches Signal in dem Spektralbereich zu empfangen und durchzulassen, wobei die gekrümmte Lichtleiterstruktur ausgebildet ist, um das optische Signal entlang einer axialen Richtung zwischen den Endflächen zu leiten; und zumindest einem zweiten Durchlassbereich an der zweiten Hauptseite, der ausgebildet ist, um zumindest einen Teil des optischen Signals aus der gekrümmten Lichtleiterstruktur durchzulassen, zu formen und auszusenden.

Gemäß einem zweiten Aspekt in Übereinstimmung mit dem ersten Aspekt wird der der erste Durchlassbereich ausgebildet ist, um das auszusendende optische Signal auf eine erste Endfläche der Endflächen zu richten, wobei dem zweiten Durchlassbereich ein Teilbereich der Endfläche zugeordnet ist; und der Teil des optischen Signals auf einem Anteil des optischen Signals basiert, der an dem Teilbereich umgelenkt wird; oder bei der der erste Durchlassbereich ausgebildet ist, um das empfangene optische Signal auf ein Reflexionselement zu lenken, das eingerichtet ist, um das optische Signal auf einen dem Reflexionselement zugeordneten Teilbereich einer ersten Endfläche der Endflächen zu reflektieren; und der zweite Durchlassbereich eingerichtet ist, um das von der Endfläche reflektierte optische Signal auszugeben.

Gemäß einem dritten Aspekt in Übereinstimmung mit dem zweiten Aspekt ist der der erste Durchiassbereich ausgebildet ist, um das empfangene optische Signal auf die erste Endfläche der Endflächen zu richten und dabei eine Fokussierung des optischen Signals auszuführen, so dass von der ersten Endfläche umgelenkte optische Signal kollimiert.

Gemäß einem vierten Aspekt in Übereinstimmung mit dem zweiten oder dritten Aspekt ist der erste Durchlassbereich ausgebildet, um das empfangene optische Signal auf ein Reflexionselement zu lenken; wobei die Anordnung aus erstem Durchlassbereich und Reflexionselement eingerichtet ist, um das optische Signal kollimiert zu der ersten Endfläche zu senden.

Gemäß einem fünften Aspekt in Übereinstimmung mit einem der vorangehenden Aspekte ist die gekrümmte Lichtleiterstruktur ausgebildet, um das optische Signal an einer der Endflächen zwischen der axialen Richtung und einer schräg hierzu angeordneten Richtung umzulenken; wobei die gekrümmte Lichtleiterstruktur eine Mehrzahl von zweiten Durchlassbereichen in der zweiten Hauptseite umfasst, wobei jedem der zweiten Durchlassbereiche ein Teilbereich der Endfläche zugeordnet ist.

Gemäß einem sechsten Aspekt in Übereinstimmung mit dem fünften Aspekt weist die gekrümmte Lichtleiterstruktur eine Mehrzahl von Reflexionselementen auf, die an der ersten Hauptseite in der gekrümmten Lichtleiterstruktur angeordnet sind und die ausgebildet sind, um einen Anteil des optischen Signals, der von dem zugeordneten Teilbereich der Endfläche reflektiert wird, auf den zugeordneten zweiten Durchlassbereich zu reflektieren. Gemäß einem siebten Aspekt in Übereinstimmung mit dem sechsten Aspekt ist die Endfläche eingerichtet, um das optische Signal in eine Richtung parallel zu einem Verlauf der zweiten Hauptseite umzulenken, wobei die sich in Bereichen der Reflexionselemente bezogen auf einen Abstand zwischen der ersten Hauptseite und der zweiten Hauptseite verjüngt und die Reflexionselemente Kanten einer jeweiligen Materialverjüngung umfassen.

Gemäß einem achten Aspekt in Übereinstimmung mit dem sechsten ist die Endfläche eingerichtet, um das optische Signal in eine geneigte Richtung, die geneigt zu einem Verlauf der zweiten Hauptseite ist, und in eine Richtung hin zu der ersten Hauptseite umzulenken, wobei die Mehrzahl von Reflexionselementen mit zunehmendem Abstand von der Endfläche angeordnet sind und die unterschiedliche Teilbereiche der Endfläche basierend auf der geneigten Richtung einen jeweils zugeordneten räumlichen Anteil des optischen Signals auf ein jeweils zugeordnetes Reflexionselement umlenken.

Gemäß einem neunten Aspekt in Übereinstimmung mit einem der sechsten bis achten Aspekte ist jedem Reflexionselement ein Höhenbereich der gekrümmten Lichtleiterstruktur zwischen der ersten und zweiten Hauptseite eindeutig zugeordnet, der über den Teilbereich der Endfläche bestimmt ist.

Gemäß einem zehnten Aspekt in Übereinstimmung mit einem der fünften bis neunten Aspekte ist jeder der zweiten Durchlassbereiche ausgebildet, um an einen räumlichen Bereich außerhalb der gekrümmten Lichtleiterstruktur den jeweiligen Teil des optischen Signals bereitzustellen; wobei sich die räumlichen Bereiche in einem Abstand an einen Kommunikationsempfänger angepassten Abstand überlappen.

Gemäß einem elften Aspekt in Übereinstimmung mit einem der vorangehenden Aspekte ist der erste Durchlassbereich benachbart zu einer Endfläche angeordnet.

Gemäß einem zwölften Aspekt in Übereinstimmung mit einem der vorangehenden Aspekte ist die gekrümmte Lichtleiterstruktur ausgebildet, um das optische Signal über ein Reflexionselement hin zu einer der Endflächen zwischen der axialen Richtung und einer schräg hierzu angeordneten Richtung umzulenken; wobei die gekrümmte Lichtleiterstruktur eine Mehrzahl von ersten Durchlassbereichen in der ersten Hauptseite umfasst, wobei jedem ersten Durchlassbereich ein Teilbereich der Endfläche zugeordnet ist.

Gemäß einem dreizehnten Aspekt in Übereinstimmung mit dem zwölften Aspekt sind die ersten Durchlassbereiche so angeordnet, dass ein Abstand zwischen den ersten Durchlassbereichen so eingerichtet ist, dass der Abstand höchstens der räumlichen Ausdehnung des optischen Signals entspricht.

Gemäß einem vierzehnten Aspekt in Übereinstimmung mit dem zwölften oder dreizehnten Aspekt ist jedem Reflexionselement ein Teilbereich der Endfläche zugeordnet; und jedem der ersten Durchlassbereiche ein Reflexionselement zugeordnet ist.

Gemäß einem fünfzehnten Aspekt in Übereinstimmung mit einem der zwölften bis vierzehnten Aspekte ist der zweite Durchlassbereich benachbart zu einer Endfläche angeordnet.

Gemäß einem sechzehnten Aspekt in Übereinstimmung mit einem der vorangehenden Aspekte ist die gekrümmte Lichtleiterstruktur ausgebildet, um das von dem ersten Durchlassbereich empfangene optische Signal räumlich verteilt zwischen der ersten Hauptseite und zweite Hauptseite und entlang der axialen Richtung und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Hauptseite umzulenken, wobei die gekrümmte Lichtleiterstruktur eine Mehrzahl von entlang einer Dicke oder Dickenrichtung verteilten Reflexionselemente aufweist, die ausgebildet sind, um jeweils einen räumlichen Anteil des optischen Signals auszukoppeln.

Gemäß einem siebzehnten Aspekt in Übereinstimmung mit einem der vorangehenden Aspekte beschreibt die Form der gekrümmten Lichtleiterstruktur ein Ellipsenringsegment. Gemäß einem achtzehnten Aspekt in Übereinstimmung mit einem der vorangehenden Aspekte beschreibt die Form der gekrümmten Lichtleiterstruktur ein Kreisringsegment.

Gemäß einem neunzehnten Aspekt in Übereinstimmung mit einem der vorangehenden Aspekte weist eine Krümmung der gekrümmte Lichtleiterstruktur bezogen auf eine umlaufend geschlossene Bahn einen Öffnungswinkel von zumindest 5° und weniger als 360° auf.

Gemäß einem zwanzigsten Aspekt in Übereinstimmung mit einem der vorangehenden Aspekte ist der erste und/oder zweite Durchlassbereich konvex gekrümmt _» sphärisch _» asphärisch gekrümmt oder eine Freiform.

Gemäß einem einundzwanzigsten Aspekt in Übereinstimmung mit einem der vorangehenden Aspekte weist die gekrümmte Lichtleiterstruktur ein erstes Segment einer Gesamtstruktur und ein zweites gleich großes oder unterschiedlich großes Segment auf _» wobei die Endflächen der beiden Segmente benachbart in einem Mittenbereich angeordnet sind _» wobei der erste Durchlassbereich oder der zweite Durchlassbereich in dem Mittenbereich angeordnet ist.

Gemäß einem zweiundzwanzigsten Aspekt in Übereinstimmung mit einem der vorangehenden Aspekte sind der erste Durchlassbereich und der zweite Durchlassbereich bidirektional für den Wellengenbereich transparent.

Gemäß einem dreiundzwanzigsten Aspekt umfasst ein optisches Übertragungssystem: einen optischen Sender zum Senden des optischen Signals; einer zum Empfangen des optischen Signals an dem ersten Durchlassbereich eingerichteten gekrümmten Lichtleiterstruktur gemäß einem der vorangehenden Ansprüche; und einen optischen Empfänger zum Empfangen eines Teils des optischen Signals an dem zweiten Durchlassbereich der gekrümmten Lichtleiterstruktur.

Gemäß einem vierundzwanzigsten Aspekt in Übereinstimmung mit dem dreiundzwanzigsten Aspekt sind der optische Sender und der optische Empfänger relativ zueinander beweglich angeordnet, um eine relative Rotationsbewegung um eine gemeinsame Rotationsachse auszuführen.

Gemäß einem fünfundzwanzigsten Aspekt in Übereinstimmung mit dem vierundzwanzigsten Aspekt ist die gekrümmte Lichtleiterstruktur ortsfest bezüglich eines aus dem optischen Empfänger und dem optischen Sender angeordnet.

Gemäß einem sechsundzwanzigsten Aspekt in Übereinstimmung mit dem dreiundzwanzigsten bis sechsundzwanzigsten Aspekt sind eine Vielzahl von zweiten Durchlassbereichen an der zweiten Hauptseite angeordnet, die ausgebildet sind, um jeweils einen Anteil des optischen Signals auszugeben, wobei an einem Ort des optischen Empfängers jeder zweite Durchlassbereich den Teil des optischen Signals in einen räumlichen Bereich außerhalb der gekrümmten Lichtleiterstruktur bereitzustellen; wobei sich die räumlichen Bereiche am Ort des optischen Empfängers überlappen, so dass bei einer Relativbewegung des optischen Empfängers gegenüber den zweiten Durchlassbereichen jeweils zumindest ein zweiter Durchlassbereich mit dem optischen Empfänger zur optischen Kommunikation positioniert ist; und/oder bei dem eine Vielzahl von ersten Durchlassbereichen an der ersten Hauptseite angeordnet sind, die jeweils ausgebildet sind, um das optische Signal zu empfangen, wobei der optische Sender so eingerichtet ist, dass an einem Ort der gekrümmten Lichtleiterstruktur das optische Signal in einen räumlichen Bereich auf die gekrümmte Lichtleiterstruktur trifft, wobei der räumliche Bereich entlang der Erstreckung der gekrümmten Lichtleiterstruktur größer ist als ein jeweiliger erster Durchlassbereich; wobei die ersten Durchlassbereiche mit einem Abstand zu einander angeordnet sind, der so gewählt ist, dass bei einer Relativbewegung des optischen Senders gegenüber den ersten Durchlassbereichen jeweils zumindest ein erster Durchlassbereich mit dem optischen Sender zur optischen Kommunikation positioniert.

Gemäß einem siebenundzwanzigsten Aspekt in Übereinstimmung mit dem dreiundzwanzigsten bis sechsundzwanzigsten Aspekt sind der optische Empfänger der ein erster optische Empfänger ist, bei dem der optische Sender ortsfest mit dem gekrümmten Lichtleiterstruktur verbunden ist, bei dem die gekrümmte Lichtleiterstruktur einen Teilbereich einer umlaufenden Bahn beschreibt und das optische Übertragungssystem zumindest einen zweiten optischen Empfänger aufweist, so dass zu jeder Relativposition zumindest ein optischer Empfänger bezüglich der gekrümmten Lichtleiterstruktur so angeordnet ist, um einen Teil des optischen Signals zu empfangen.

Gemäß einem achtundzwanzigsten Aspekt in Übereinstimmung mit dem siebenundzwanzigsten Aspekt ist die gekrümmte Lichtleiterstruktur symmetrisch um einen Mittenbereich und hin zu den Endflächen gebildet, wobei der erste Durchlassbereich in dem Mittenbereich angeordnet ist und der optische Sender ortsfest bezüglich des Mittenbereichs angeordnet ist; oder wobei der zweite Durchlassbereich in dem Mittenbereich angeordnet ist und der optische Empfänger ortsfest bezüglich des Mittenbereichs angeordnet ist.

Gemäß einem neunundzwanzigsten Aspekt in Übereinstimmung mit dem dreiundzwanzigsten bis achtundzwanzigsten Aspekt ist der optische Sender ein erster optischer Sender, und der optische Empfänger ortsfest mit dem gekrümmten Lichtleiterstruktur verbunden, bei dem die gekrümmte Lichtleiterstruktur einen Teilbereich einer umlaufenden Bahn beschreibt und das optische Übertragungssystem zumindest einen zweiten optischen Sender aufweist, so dass zu jeder Relativposition zumindest ein optischer Sender bezüglich der gekrümmten Lichtleiterstruktur so angeordnet ist, um das optische Signal an die gekrümmte Lichtleiterstruktur zu senden. Gemäß einem dreißigsten Aspekt in Übereinstimmung mit dem dreiundzwanzigsten bis neunundzwanzigsten Aspekt ist an der zweiten Hauptseite eine Mehrzahl von Durchlassbereichen angeordnet sind und an der ersten Hauptseite zumindest ein Durchlassbereich angeordnet ist; wobei der optische Sender ein erster optischer Sender ist, wobei der optische Empfänger ein erster optischer Empfänger ist; wobei das optische Übertragungssystem zumindest einen zweiten optischen Sender und zumindest einen zweiten optischen Empfänger aufweist, wobei ein Strahlteiler benachbart zu dem Durchlassbereich an der ersten Hauptseite angeordnet ist, und ausgebildet ist, um ein aus dem Durchlassbereich der ersten Hauptseite empfangenes optische Signal an den benachbart zu dem Strahlteiler angeordneten ersten optischen Empfänger zu leiten und um ein von dem ersten optischen Sender empfangenes optisches Signal an den Durchlassbereich der ersten Hauptseite zu leiten, wobei benachbart zu der zweiten Hauptseite der zweite optische Sender benachbart zu einem Durchlassbereich und der zweite optische Sender benachbart zu einem hiervon verschiedenen Durchlassbereich angeordnet ist.

Ein Aspekt 31 bezieht sich auf eine Ringstruktur für einen optischen Transceiver zum Empfangen eines optischen Signals von einer optischen Sendereinheit oder Aussenden eines optischen Signals in Richtung einer gegengelagerten optischen Empfängereinheit, wobei der optische Empfänger und der optische Sender zueinander drehbar und mit einem Abstand von der Drehachse angeordnet sind, wobei die Ringstruktur folgendes aufweist: einer erste Oberfläche zur Strahlformung von Licht aus einer optischen Sendeeinheit oder Fokussierung von Licht aus der Ringstruktur in Richtung einer optischen Empfangseinheit, einer zweiten Oberfläche zur Strahlumlenkung und Strahlformung, um zusammen mit der ersten Oberfläche einen in der Ringstruktur ebenen oder geneigten parallelen Strahl in die Ringstruktur einzukoppeln, wobei die parallelen Strahlen bevorzugt auch parallel zur Oberfläche und Unterfläche der Ringstruktur sind, oder um Licht aus der Ringstruktur in Richtung der ersten Oberfläche umzulenken und gegebenenfalls schon zu fokussieren, einer Anzahl von zumindest einem Reflexionselement, welche die parallelen Strahlen in Richtung einer brechenden Oberfläche umlenken und den parallelen Strahl formen, wobei jedem Reflexionselement eine brechende Oberfläche zugeordnet ist, oder um in die Ringstruktur eingekoppeltes Licht in Richtung der zweiten Oberfläche umzulenken und zu parallelisieren, einer Anzahl von zumindest einer brechenden Oberfläche welche das Licht von den Reflexionselementen in Richtung einer gegengelagerten Empfangseinheit parallel zur Drehachse aussenden oder einfallendes Licht von einer gegengelagerten Sendeeinheit in Richtung der Reflexionselemente fokussieren.

Ein weiterer Aspekt 32 bezieht sich auf eine Ringstruktur gemäß Aspekt 31 , wobei die Struktur für Licht im ultravioletten, sichtbaren und/oder infraroten Spektralbereich ausgelegt ist.

Ein weiterer Aspekt 33 bezieht sich auf eine Ringstruktur gemäß Aspekt 31 oder 32, wobei die die Oberflächen plan, sphärisch, asphärisch oder als Freiform ausgeformt sind.

Ein weiterer Aspekt 34 bezieht sich auf eine Ringstruktur gemäß einem der Aspekte 31 bis 33, wobei die Struktur aus optischem Material gefertigt ist.

Ein weiterer Aspekt 35 bezieht sich auf eine Ringstruktur gemäß einem der Aspekte 31 bis 34, wobei die Ringstruktur eine Unterbrechung beinhaltet, um eine Mehr- fachumrundung von Licht auszuschließen.

Ein weiterer Aspekt 36 bezieht sich auf eine Ringstruktur gemäß einem der Aspekte 31 bis 35, wobei die Winkelausdehnung der Ringstruktur zwischen wenigen Grad, bspw. zumindest 2°, zumindest 3°, zumindest 5° oder zumindest 10° und annähernd 360° (lediglich abzüglich des geraden oder geneigten Spalts) liegen kann, wobei die Ringstruktur mindestens ein Reflexionselement und mindestens eine brechende Oberfläche umfasst, wodurch die kleinstmögliche Winkelausdehnung definiert ist.

Ein weiterer Aspekt 37 bezieht sich auf eine Ringstruktur gemäß einem der Aspekte 31 bis 36, wobei die Ringstruktur symmetrisch ausgebildet ist, so dass die Ringstruktur in einen ersten, bspw. rechten und einen zweiten, bspw. linken Flügel aufteilt ist, wobei die Winkelausdehnung des ersten und zweiten Flügels gleich oder ungleich ist.

Ein weiterer Aspekt 38 bezieht sich auf eine Ringstruktur gemäß einem der Aspekte 31 bis 37, wobei die Winkelausdehnung einer symmetrischen Ringstruktur wie in Anspruch 36 zu behandeln ist, wobei jeder Flügel mindestens ein Reflexionselement und eine brechende Oberfläche umfasst.

Ein weiterer Aspekt 39 bezieht sich auf eine Ringstruktur gemäß einem der Aspekte 31 bis 38, wobei die Reflexionselemente nicht stufig angeordnet sein müssen, sondern sich auf einer Höhe befinden können; wobei die erste und zweite Oberfläche so ausgebildet sind, dass die Strahlen in Richtung der Reflexionselemente geleitet werden, so dass die Leistung des Lichts gleichmäßig auf alle Reflexionselemente aufgeteilt ist oder das einfallende Licht durch die Reflexionselemente mittels der ersten und zweiten Oberfläche auf den angelagerten Empfänger geleitet werden.

Ein weiterer Aspekt 40 bezieht sich auf eine Ringstruktur gemäß einem der Aspekte 31 bis 39, wobei die Ringstruktur gleichzeitig als Senderstruktur als auch Empfängerstruktur eingerichtet ist; wobei die angelagerten Sende- und Empfangseinheiten dabei mittels eines Elementes zur Strahlteilung an die Ringstruktur angelagert werden.

Ein weiterer Aspekt 41 bezieht sich auf eine optische Übertragungsstrecke mit einer Ringstruktur gemäß einem der vorhergehenden Aspekte oder einer gekrümmten Lichtleiterstruktur gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei an der Ringstruktur oder gekrümmte Lichtleiterstruktur eine Sendeeinheit oder eine Empfangseinheit angelagert ist und mindestens eine gegengelagerte Empfangseinheit oder gegengelagerte Sendeeinheit angeordnet ist.

Ein weiterer Aspekt 42 bezieht sich auf eine optische Übertragungsstrecke mit einer Ringstruktur gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche oder einer gekrümmten Lichtleiterstruktur gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zur Verwendung einer Teilringstruktur, eine Vielzahl an gegengelagerten Sendeoder Empfangseinheiten angeordnet ist, um eine 360 Rotation zu ermöglichen; wobei die gegengelagerten Sende-, Empfangseinheiten bevorzugt gleichverteilt um die Drehachse angeordnet sind.

Die in der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen verwendeten Begriffe der ersten Hauptseite und/oder der zweiten Hauptseite können untereinander vertauscht werden, beispielsweise vor dem Hintergrund, welche der Hauptseiten das Licht, das heißt, das optische Signal empfängt, etwa die erste Hauptseite, und welche das Ausgabesignal bereitstellt, beispielsweise die zweite Hauptseite. Bei einer Kombination kann die erste Hauptseite möglicherweise diejenige sein, die die Reflexionselemente aufweist.

Die hierin beschriebenen Ringstrukturen und Ausgestaltungen sind im Hinblick auf Sendeeinrichtung und Empfangseinrichtung und bezüglich der Richtung, entlang derer das optische Signal durch die gekrümmte Lichtleiterstruktur geschickt wird, beliebig miteinander kombinierbar. Gemeinsam ist den Ausführungsbeispielen, dass in einem optischen Übertragungssystem im Umfang des gewünschten Kommunikationsflusses stets oder höchstens mit der zulässigen Unterbrechung, ein entsprechender Einlassbereich oder Auslassbereich im Sendebereich oder Empfangsbereich des beweglichen Teils der Kommunikationseinrichtung angeordnet ist. Dies kann durch ein oder mehrere gekrümmte Lichtleiterstrukturen erfolgen.

Manche Ausführungsbeispiele sehen vor, dass die gekrümmte Lichtleiterstruktur ortsfest bezüglich eines aus dem optischen Empfänger und/oder dem optischen Sender angeordnet ist, während der andere Teil beweglich sein kann. Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu ver- stehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.