JP2514186B2 - 光回転結合器 - Google Patents
光回転結合器Info
- Publication number
- JP2514186B2 JP2514186B2 JP61030390A JP3039086A JP2514186B2 JP 2514186 B2 JP2514186 B2 JP 2514186B2 JP 61030390 A JP61030390 A JP 61030390A JP 3039086 A JP3039086 A JP 3039086A JP 2514186 B2 JP2514186 B2 JP 2514186B2
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- JP
- Japan
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- light
- rotor
- stator
- emitting element
- receiving element
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/3604—Rotary joints allowing relative rotational movement between opposing fibre or fibre bundle ends
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばディジタルVTRの回転ヘッドとの
信号の授受に使用する光回転結合器に関する。
信号の授受に使用する光回転結合器に関する。
従来のアナログVTRでは、記録回路からの記録信号を
回転ヘッドに伝送するかあるいは回転ヘッドからの再生
信号を再生回路に伝送する回転トランスとして、フェラ
イトコアを用いて電磁変換の原理により回転子と固定子
とで信号の授受を行うものが用いられている。この従来
の電磁変換による回転トランスではマッチングのとれた
伝送帯域は０〜60MHｚ程度である。
回転ヘッドに伝送するかあるいは回転ヘッドからの再生
信号を再生回路に伝送する回転トランスとして、フェラ
イトコアを用いて電磁変換の原理により回転子と固定子
とで信号の授受を行うものが用いられている。この従来
の電磁変換による回転トランスではマッチングのとれた
伝送帯域は０〜60MHｚ程度である。
ところで、ディジタルVTRでは信号伝送に供する周波
数帯域を０〜1GHｚ程度の帯域に広くできることが求め
られる。従来の電磁変換による回転トランスでは、この
ように広い伝送帯域を有していない。
数帯域を０〜1GHｚ程度の帯域に広くできることが求め
られる。従来の電磁変換による回転トランスでは、この
ように広い伝送帯域を有していない。
また、広い伝送帯域を確保するため光を用いた回転結
合器が提案されているが、回転子と固定子相互間の伝送
ができないものであった。
合器が提案されているが、回転子と固定子相互間の伝送
ができないものであった。
この発明は、信号の伝送帯域を広くでき、マルチヘッ
ドに対応して多段構成にも適するようにした光回転結合
器を提供せんとするものである。
ドに対応して多段構成にも適するようにした光回転結合
器を提供せんとするものである。
この発明の第１の発明は、対向する円筒面が鏡面とな
され、同軸上に配置された一対の円筒形の固定子１及び
回転子２と、 回転子２に配設された発光素子４と、 固定子１に配設された受光素子６と、 回転子２上の一点から外側面の法線に対して所定の角
度を有する方向に貫通された光貫通孔と、 固定子１上に、発光素子４からの出射ビームを確実に
受光できる開口長を有するとともに、その外側に受光素
子６を配設する開口部とを備え、 発光素子４からの出射ビームは、回転子２の回転軸と
垂直な平面内で、その出射方向が外側面の法線方向に対
して所定の角度となされるとともに、光貫通孔を通って
出射され、鏡面間を一定の入射角及び反射角を保持しな
がら反射して進み、 出射ビームが固定子１の内側面から反射し、回転子２
の外側面に至り、反射して再び固定子１の内側面に入射
するまでの固定子１の内側面の円弧距離よりも大きくな
された開口長を有する開口部を通って受光素子６に入射
するようになされたことを特徴とする光回転結合器であ
る。
され、同軸上に配置された一対の円筒形の固定子１及び
回転子２と、 回転子２に配設された発光素子４と、 固定子１に配設された受光素子６と、 回転子２上の一点から外側面の法線に対して所定の角
度を有する方向に貫通された光貫通孔と、 固定子１上に、発光素子４からの出射ビームを確実に
受光できる開口長を有するとともに、その外側に受光素
子６を配設する開口部とを備え、 発光素子４からの出射ビームは、回転子２の回転軸と
垂直な平面内で、その出射方向が外側面の法線方向に対
して所定の角度となされるとともに、光貫通孔を通って
出射され、鏡面間を一定の入射角及び反射角を保持しな
がら反射して進み、 出射ビームが固定子１の内側面から反射し、回転子２
の外側面に至り、反射して再び固定子１の内側面に入射
するまでの固定子１の内側面の円弧距離よりも大きくな
された開口長を有する開口部を通って受光素子６に入射
するようになされたことを特徴とする光回転結合器であ
る。
この発明の第２の発明は、対向する円筒面が鏡面とな
され、同軸上に配置された一対の円筒形の固定子１及び
回転子２と、 固定子１に配設された発光素子４と、 回転子２に配設された受光素子６と、 固定子１上の一点から外側面の法線に対して所定の角
度を有する方向に貫通された光貫通孔と、 回転子２上に、発光素子４からの出射ビームを確実に
受光できる開口長を有するとともに、その内側に受光素
子６を配設する開口部とを備え、 発光素子４からの出射ビームは、回転子２の回転軸と
垂直な平面内で、その出射方向が外側面の法線方向に対
して所定の角度となされるとともに、光貫通孔を通って
出射され、鏡面間を一定の入射角及び反射角を保持しな
がら反射して進み、 出射ビームが回転子２の外側面から反射し、固定子１
の内側面に至り、反射して再び回転子２の外側面に入射
するまでの回転子２の外側面の円弧距離よりも大きくな
された開口長を有する開口部を通って受光素子６に入射
するようになされたことを特徴とする光回転結合器であ
る。
され、同軸上に配置された一対の円筒形の固定子１及び
回転子２と、 固定子１に配設された発光素子４と、 回転子２に配設された受光素子６と、 固定子１上の一点から外側面の法線に対して所定の角
度を有する方向に貫通された光貫通孔と、 回転子２上に、発光素子４からの出射ビームを確実に
受光できる開口長を有するとともに、その内側に受光素
子６を配設する開口部とを備え、 発光素子４からの出射ビームは、回転子２の回転軸と
垂直な平面内で、その出射方向が外側面の法線方向に対
して所定の角度となされるとともに、光貫通孔を通って
出射され、鏡面間を一定の入射角及び反射角を保持しな
がら反射して進み、 出射ビームが回転子２の外側面から反射し、固定子１
の内側面に至り、反射して再び回転子２の外側面に入射
するまでの回転子２の外側面の円弧距離よりも大きくな
された開口長を有する開口部を通って受光素子６に入射
するようになされたことを特徴とする光回転結合器であ
る。
この発明は、固定子１及び回転子２の一方に発光素子
４が設けられると共に他方に受光素子６が設けられ、発
光素子４からの出射ビームが多重に反射されて受光素子
６に入射するようになされているので、発光素子4,受光
素子６で決まる周波数例えば数100MHｚ〜1GHｚ程度まで
の周波数の帯域の信号がビームにより伝送される。ま
た、発光素子４と受光素子６との対を容易に多段に設け
ることができる。
４が設けられると共に他方に受光素子６が設けられ、発
光素子４からの出射ビームが多重に反射されて受光素子
６に入射するようになされているので、発光素子4,受光
素子６で決まる周波数例えば数100MHｚ〜1GHｚ程度まで
の周波数の帯域の信号がビームにより伝送される。ま
た、発光素子４と受光素子６との対を容易に多段に設け
ることができる。
以下、第１図を参照してこの発明の一実施例について
説明する。
説明する。
第１図において、１はリング状の固定子を示し、この
固定子１の内側面はビームが効率良く反射するように鏡
面とされている。例えば波長と入射角を選定することに
より、反射率を100％とできる誘電体多層膜又は金属被
膜が被着されている。２は例えば8000rpmで回転する円
筒状の回転子を示し、この回転子２は固定子１と同心と
なるように配置され、回転子２の外側面が固定子１の内
側面と同様に鏡面とされている。回転子２の内部には、
回転子２の回転軸と垂直な平面内の所定の方向に例えば
レーザー光（波長0.8μｍ帯）を発光する発光素子４が
設けてあり、ディジタルVTRのヘッドから送られる電気
信号は光信号に変換され、ビームが出射される。鏡面と
なっている回転子２の外側面の一点Q0には外側面の法線
に対して角度θ１の方向に貫通孔３が設けられ、回転子
２の内側に臨んでいる。
固定子１の内側面はビームが効率良く反射するように鏡
面とされている。例えば波長と入射角を選定することに
より、反射率を100％とできる誘電体多層膜又は金属被
膜が被着されている。２は例えば8000rpmで回転する円
筒状の回転子を示し、この回転子２は固定子１と同心と
なるように配置され、回転子２の外側面が固定子１の内
側面と同様に鏡面とされている。回転子２の内部には、
回転子２の回転軸と垂直な平面内の所定の方向に例えば
レーザー光（波長0.8μｍ帯）を発光する発光素子４が
設けてあり、ディジタルVTRのヘッドから送られる電気
信号は光信号に変換され、ビームが出射される。鏡面と
なっている回転子２の外側面の一点Q0には外側面の法線
に対して角度θ１の方向に貫通孔３が設けられ、回転子
２の内側に臨んでいる。
発光素子４から出射するビームは、この貫通孔３を通
り固定子１の内側面の一点P0に角度θ２で入射する。
り固定子１の内側面の一点P0に角度θ２で入射する。
この入射角θ２は次の関係式より定まる。回転子２の
外径r1,固定子１の内径をr2としたとき、 ゆえ、 である。
外径r1,固定子１の内径をr2としたとき、 ゆえ、 である。
P0に入射したビームは入射角θ２に等しい反射角θ２
で反射し、回転子２の外側面の一点Q1に入射角θ１で入
射する。
で反射し、回転子２の外側面の一点Q1に入射角θ１で入
射する。
回転子２と固定子１が同心であるので、ビームの入射
角θ1,反射角θ２は保たれ、ビームは回転子２の外側
面、固定子１の内側面の間の経路で反射して進む。
角θ1,反射角θ２は保たれ、ビームは回転子２の外側
面、固定子１の内側面の間の経路で反射して進む。
ビームが固定子１の内側面から反射し、回転子２の外
側面に至り、反射して再び固定子１の内側面に入射する
までの固定子１の内側面の円弧距離L0は、 である。
側面に至り、反射して再び固定子１の内側面に入射する
までの固定子１の内側面の円弧距離L0は、 である。
また、固定子１の一部に開口部５が設けられ、開口部
５の外側には開口部５を通過した光が受光素子６が設け
られている。この受光素子６としてはアバランシュフォ
トダイオード，ピンダイオード，フォトダイオードなど
が用いられる。
５の外側には開口部５を通過した光が受光素子６が設け
られている。この受光素子６としてはアバランシュフォ
トダイオード，ピンダイオード，フォトダイオードなど
が用いられる。
開口部５の開口の長さL1は、ビームが確実に受光素子
６に到達するように、（L1＞L0）（L0:円弧距離）とな
され、この開口部５に入射するビームを効率良く集光す
る受光面積を持った受光系が選ばれる。回転子２の回転
に伴い、受光素子６に入射するビームの位置及び角度が
変化する。しかしながら、受光素子６に入射するビーム
の位置と角度は一対に対応しており、特定の地点に入射
するビームは特定の角度のみに限られる。したがって、
受光素子６に入射するビームは例えば非球面のシリンド
リカルレンズを用いて開口部５を通過して入射するビー
ムを回折限界まで一点に絞ることができる。
６に到達するように、（L1＞L0）（L0:円弧距離）とな
され、この開口部５に入射するビームを効率良く集光す
る受光面積を持った受光系が選ばれる。回転子２の回転
に伴い、受光素子６に入射するビームの位置及び角度が
変化する。しかしながら、受光素子６に入射するビーム
の位置と角度は一対に対応しており、特定の地点に入射
するビームは特定の角度のみに限られる。したがって、
受光素子６に入射するビームは例えば非球面のシリンド
リカルレンズを用いて開口部５を通過して入射するビー
ムを回折限界まで一点に絞ることができる。
また、点Q0における貫通孔３の角度はθ１である必要
はなく任意の角度で良く、点Q0の位置にミラー，プリズ
ム等ビームの向きを変える光学素子を用意して所望の出
射角度が得られるようにしても良い。
はなく任意の角度で良く、点Q0の位置にミラー，プリズ
ム等ビームの向きを変える光学素子を用意して所望の出
射角度が得られるようにしても良い。
このように構成されたこの実施例によれば、回転子２
が例えば8000rpmで回転しているとき、発光素子４から
ビームが出射され、貫通孔３を通過して固定子１の内側
面、回転子２の外側面の間で反射を繰り返して進む。所
定回数、多重に反射した後、開口部５を通過したビーム
が受光素子６に入射される。
が例えば8000rpmで回転しているとき、発光素子４から
ビームが出射され、貫通孔３を通過して固定子１の内側
面、回転子２の外側面の間で反射を繰り返して進む。所
定回数、多重に反射した後、開口部５を通過したビーム
が受光素子６に入射される。
上述のこの一実施例において、貫通孔３と開口部５と
の位置関係によりビームの伝搬距離が変化する。例え
ば、伝搬距離の最小値と最大値で30cmの差が生じる。し
かしながら、ビームの一波長の長さに比べてこの伝搬距
離の相違が十分に小さければ、伝搬距離の相違による位
相変動は僅かなものとなる。但し、回転子２の回転位相
に応じた位相補正信号を生成し、この位相補正信号を用
いて、受光素子６の出力信号中の位相変動分を除去して
も良い。
の位置関係によりビームの伝搬距離が変化する。例え
ば、伝搬距離の最小値と最大値で30cmの差が生じる。し
かしながら、ビームの一波長の長さに比べてこの伝搬距
離の相違が十分に小さければ、伝搬距離の相違による位
相変動は僅かなものとなる。但し、回転子２の回転位相
に応じた位相補正信号を生成し、この位相補正信号を用
いて、受光素子６の出力信号中の位相変動分を除去して
も良い。
第２図はこの発明の他の実施例を示す。
この他の実施例では、対向する円筒面が鏡面とされた
固定子11から回転子12に例えば回転ヘッドに対する記録
信号を伝送するようにしている。固定子11には貫通孔13
が設けられている。この貫通孔13は、固定子11の内側面
の法線に対して所定の角度θ３をもって設けられ、発光
素子14より出射されるビームがこの貫通孔13を通過して
円筒状の回転子12の外側面に入射角θ４で至り、回転子
12の外側面から反射角θ４で反射して再び固定子11に至
る。ビームは、以下固定子11と回転子12との間を反射を
繰り返して進み、回転子12に設けた開口部15を通過して
受光素子16で受光される。
固定子11から回転子12に例えば回転ヘッドに対する記録
信号を伝送するようにしている。固定子11には貫通孔13
が設けられている。この貫通孔13は、固定子11の内側面
の法線に対して所定の角度θ３をもって設けられ、発光
素子14より出射されるビームがこの貫通孔13を通過して
円筒状の回転子12の外側面に入射角θ４で至り、回転子
12の外側面から反射角θ４で反射して再び固定子11に至
る。ビームは、以下固定子11と回転子12との間を反射を
繰り返して進み、回転子12に設けた開口部15を通過して
受光素子16で受光される。
この実施例では、固定子11側に設けられた発光素子14
より出射されるビームが貫通孔13を通過して円筒状の回
転子12の外側面に入射角θ４で至り、固定子11と回転子
12との間を反射を繰り返して進んで回転子12に設けた開
口部15を通過して受光素子16にて受光される。
より出射されるビームが貫通孔13を通過して円筒状の回
転子12の外側面に入射角θ４で至り、固定子11と回転子
12との間を反射を繰り返して進んで回転子12に設けた開
口部15を通過して受光素子16にて受光される。
また、上述の一実施例における固定子１及び回転子２
と上述の他の実施例における固定子11及び回転子12を共
通のものとし、軸方向で光伝送面を分け、一方の光伝送
面では、回転子から固定子に信号を伝送し、他方の光伝
送面では、固定子から回転子に信号を伝送する構成（双
方向伝送構成）としても良い。この場合、２つの光伝送
面の間に、遮光板を必要に応じて設けても良い。更に、
上述の一実施例と他の実施例との構成を共通の軸に対し
て設けても良い。勿論、ヘッドのチャンネル数に応じた
数の光回転結合器を設けても良い。
と上述の他の実施例における固定子11及び回転子12を共
通のものとし、軸方向で光伝送面を分け、一方の光伝送
面では、回転子から固定子に信号を伝送し、他方の光伝
送面では、固定子から回転子に信号を伝送する構成（双
方向伝送構成）としても良い。この場合、２つの光伝送
面の間に、遮光板を必要に応じて設けても良い。更に、
上述の一実施例と他の実施例との構成を共通の軸に対し
て設けても良い。勿論、ヘッドのチャンネル数に応じた
数の光回転結合器を設けても良い。
この発明によれば、発光素子からの出射ビームが多重
反射されて受光素子に入射される光伝送を用いているの
で、広帯域の信号（０〜1GHｚ程度）が容易に伝送でき
る。
反射されて受光素子に入射される光伝送を用いているの
で、広帯域の信号（０〜1GHｚ程度）が容易に伝送でき
る。
また、この発明は、固定子及び回転子の対を回転子の
回転軸の方向に多段に設けることができる。この多段構
成にするとき、例えば上段を記録用、下段を再生用して
用いることにより、信号の授受を双方向で行うことがで
きる。
回転軸の方向に多段に設けることができる。この多段構
成にするとき、例えば上段を記録用、下段を再生用して
用いることにより、信号の授受を双方向で行うことがで
きる。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図はこ
の発明の他の実施例を示す断面図である。 図面における主要な符号の説明 1:固定子、2:回転子、3:貫通孔、 4:発光素子、6:受光素子。
の発明の他の実施例を示す断面図である。 図面における主要な符号の説明 1:固定子、2:回転子、3:貫通孔、 4:発光素子、6:受光素子。
Claims (2)
- 【請求項１】対向する円筒面が鏡面となされ、同軸上に
配置された一対の円筒形の固定子及び回転子と、 上記回転子に配設された発光素子と、 上記固定子に配設された受光素子と、 上記回転子上の一点から外側面の法線に対して所定の角
度を有する方向に貫通された光貫通孔と、 上記固定子上に、上記発光素子からの出射ビームを確実
に受光できる開口長を有するとともに、その外側に上記
受光素子を配設する開口部とを備え、 上記発光素子からの出射ビームは、上記回転子の回転軸
と垂直な平面内で、その出射方向が上記外側面の法線方
向に対して所定の角度となされるとともに、上記光貫通
孔を通って出射され、上記鏡面間を一定の入射角及び反
射角を保持しながら反射して進み、 上記出射ビームが固定子の内側面から反射し、回転子の
外側面に至り、反射して再び固定子の内側面に入射する
までの固定子の内側面の円弧距離よりも大きくなされた
上記開口長を有する上記開口部を通って上記受光素子に
入射するようになされたことを特徴とする光回転結合
器。 - 【請求項２】対向する円筒面が鏡面となされ、同軸上に
配置された一対の円筒形の固定子及び回転子と、 上記固定子に配設された発光素子と、 上記回転子に配設された受光素子と、 上記固定子上の一点から外側面の法線に対して所定の角
度を有する方向に貫通された光貫通孔と、 上記回転子上に、上記発光素子からの出射ビームを確実
に受光できる開口長を有するとともに、その内側に上記
受光素子を配設する開口部とを備え、 上記発光素子からの出射ビームは、上記回転子の回転軸
と垂直な平面内で、その出射方向が上記外側面の法線方
向に対して所定の角度となされるとともに、上記光貫通
孔を通って出射され、上記鏡面間を一定の入射角及び反
射角を保持しながら反射して進み、 上記出射ビームが回転子の外側面から反射し、固定子の
内側面に至り、反射して再び回転子の外側面に入射する
までの回転子の外側面の円弧距離よりも大きくなされた
上記開口長を有する上記開口部を通って上記受光素子に
入射するようになされたことを特徴とする光回転結合
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61030390A JP2514186B2 (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 光回転結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61030390A JP2514186B2 (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 光回転結合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62187821A JPS62187821A (ja) | 1987-08-17 |
| JP2514186B2 true JP2514186B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=12302582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61030390A Expired - Lifetime JP2514186B2 (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 光回転結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2514186B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2072011B1 (de) * | 2007-12-17 | 2014-07-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung aus zwei zueinander rotativ bewegbaren Elementen |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58152604U (ja) * | 1982-04-07 | 1983-10-13 | 株式会社加藤製作所 | 光信号伝送機構 |
| JPS5922209A (ja) * | 1982-07-26 | 1984-02-04 | Fujitsu Ltd | 磁気テ−プ装置の書込み制御方式 |
-
1986
- 1986-02-14 JP JP61030390A patent/JP2514186B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62187821A (ja) | 1987-08-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |