JPH02247604A

JPH02247604A - 回転式光カプラ

Info

Publication number: JPH02247604A
Application number: JP2003729A
Authority: JP
Inventors: Linus T Chen; ライナス・テイー・チェン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-02-21
Filing date: 1990-01-12
Publication date: 1990-10-03
Also published as: EP0384082A2; EP0384082A3; US4900117A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、相対的に回転する一対のボディー間の伝達信
号用の装置に関する。特に、光信号の伝達能力を有する
非接触式光カプラに関する。

［従来の技術的背景とその問題点］一方の回転ボディーから他方の非回転ボディーへ電流を
流すための機械的カプラが知られている１、特に、一方
のボディー上に配された伝導リングは、他方のボディー
上に配された１又はそれ以上の伝導ブラシに接続される
。電流は一方のボディーから流出され、リングを通過し
てブラシに流され、他方のボディーに流れ込む。このよ
うな伝動装置は、磨耗や電気的ノイズが発生し、信号の
伝達を妨げることがある。機械的カプラは、時に、その
狭い帯域幅及び有効平均寿命による制約を受ける。

一方、光カプラは、非接触式の機能を有し、機械的カプ
ラ特有の帯域幅の制限も、実質的に殆どない。

既存の光カプラは、通常、２つの光伝達部材を有してお
り、一方は回転ボディーに取付けられており、他方は固
定ボディーに取付けられている。

この光伝達部材は複数の光ファイバを束ねたものであり
、この光ファイバは、回転軸の両端に亘って、同心円状
に取付けられている。第１の束に導入された光は、反対
側まで伝わり、僅かな間隙部を渡って、第２の東向に達
する。間隙部は、束の各端部の間に形成されているため
、物理的に接触していない。束には複数の通路が形成で
き、これら通路の各接触端は、不透明部材で互いに同心
円状に振り分けられて形成されている。しがし、個々の
信号通路を合体させて一束にさせる場合、この構造は両
ボディーの軸が厳密に整合されることが必要である。し
かし、この種の形状には特有の信号の損失がある。

従来から知られている光カプラのもう一つの変形例とし
ては、一方のボディーから他方のボディーへ光信号とマ
イクロ波とを伝達させる導波管の周囲に、同心円状に配
された光フアイバ通路の列を合体させたものがある。そ
の他のものは、２つのボディー間の相対回転速度の１／
２の速度で回転するように構成された回転プリズムを利
用している。このように構成された回転プリズムは、−
方の導電性ボディー上に固定された光源から他方のボデ
ィー上に固定された光検知器に平行光線を照射させるこ
とができる。更に他の変形として、透明な円形窓を有す
る環状面内で同心の環状ミラーが用いられる。一方のボ
ディーからの光信号は、円形窓を通って形成され、環状
面に到達し、そこで後方に反射して環状ミラーに達し、
環状面から逸れる。この環状面は、一方のボディーに固
定され、発光手段は、他のボディーに固定されている。

光フアイバ間で信号を効率よく接続させるために、所望
の機械的精度を有して形成された上述のような形状のほ
とんどが、複雑で高価な構造の合体である。しかも、多
重信号（ｃｏｕｐｌｅｄ　ｓｌｇｎａｌｓ）送信に関し
て、これらの形状には固有の欠点がある。

［発明の目的及び概要］本発明は上述の問題展に鑑みなされたものである。

即ち、本発明に係る装置は、回転式光カプラを用いる。

この回転式光カプラは、相対的に回転しており、２つの
対象物間で受信及び送信を併用できる連続した複数の光
リンクを備えている。カプラは、２つの部分、即ち、回
転子と固定子との組合わせからなり、両者とも同種の構
造である。２つの異なる実施例としては、カプラには放
物線状の反射面又は楕円状の反射面に環状溝が形成され
ており、カプラの回転中に、各光線を一点に、線状に又
は幾何学的な模様に集束させる。この原理を放物線状の
反射面で用いた場合は、放物線の中心軸に対して平行な
光線は反射して一点に集束される。楕円状の反射面の理
論上の焦点として、各光線は反射され第２の焦点に集束
する。

一般に、上述のようなカプラは、複数の軸受けによって
連結された固定子及び回転子からなるの２つの構成を有
し、これら固定子及び回転子は相対的に回転可能である
。固定子の形状又は回転子の形状は、閉塞面と開口面と
を有した円柱状に形成されている。固定子又は回転子の
開口面は、大径の回転境界部で連結され、この連結で密
閉された円柱形のカプラは、その中央部では回転可能で
ある。複数の強磁性シール（Ｐｅｒｒｏｒｌｕｌｄｌｃ
　５ｅａｌｓ）は、固定面のＯリングと同様の機能を果
たし、連結部にほこり又は湿気の混入防止に用いること
ができる。適当なシールを施すことで、回転式光カプラ
は高い真空状態が維持され、乾燥した清浄な不活性ガス
の注入がかのうとなる。

回転境界部は、ボール、ローラ又は流体軸受けによって
形成することもできる。複数のデュアル軸受は又は複数
の針状コロ軸受けは、固定子及び回転子の軸を合わせて
強固に整列させておくために用いることができる。境界
部付近の固定子又は回転子双方の壁に沿った部分には、
種々の光感知器又は光レシーバを配置される。回転子又
は固定子の閉塞面には、同心円状に複数の環状溝が形成
されており、この環状溝は放物線状に形成されている。

また、円柱の対向面上には、種々の発信器が配置されて
いる。これら発信器は中心軸から各々異なった半径上に
配置され、対向面上の環状溝を連結させる。円柱の軸に
対して平行な光線は、固定子と回転子との両方から発生
させることができる。固定子から発生された複数のの光
線は、固定子と対向する回転子上に形成された複数の溝
で反射され、回転子の内壁に配置された複数のレシーバ
に照射される。逆に、回転子から発生された複数の光線
は、固定子上に形成された複数の溝で反射され、固定子
の内壁に配置された複数のレシーバに照射される。固定
子及び回転子の径方向の相対的な動き又は軸方向の相対
的な動きは、焦点の位置に影響を与えない。

回転子が固定子に対して相対的に回転しなから、回転子
に配設されている発信器から発生された平行光線は回転
子と対向する固定子面上に形成された環状溝に照射され
る。複数の溝は放物線状に形成されているため、発生さ
れた光線は固定子の内壁上の同一点に常時照射される。

この点にはレシーバが配されている。簡単に推測できる
ように、固定子もまた回転子に対し相対的に回転し、固
定子から発生された光線は、回転子上に形成された複数
の溝で反射され、常に回転子の内壁上の同一レシーバ部
に照射される。

上述のように、固定子及び回転子は互いに相対的に回転
するが、両者の通信は、連続的に行うことが可能である
。単一光信号及び反射信号は完全に連結していることが
必要である。・この結果、光結合の効率は極めて高いも
のとなる。

複数の光線は光源で発生され、この光源はカプラの外側
及び内側の少なくとも一方に位置付けられている。外側
の光源から発生された光線は、レンズ及び反射体により
大気中に照射させることができる。又は光導波管、例え
ば光管、光ロッド、光ファイバ、光ガイドを有する合成
ガラス片等を介して案内させることもできる。同様に、
複数のレシーバは、検出／感知器とでき、この検出／感
知器はカプラの外側及び内側の少なくとも一方に位置付
けられる。複数の光線は、上述の方法で案内することが
できる。

第２の実施例では、放物線状の表面に代わり楕円状の表
面を用いており、所定の調整をすることなく、第１の実
施例より発展した効果が得られる。

放物線は、固定点及び固定線からの図示しない距離が等
しくなるように動く点の軌跡として限定させることがで
きる。固定点は焦点と称され、固定線は放物線の準線（
ｄｌｒｅｃｔｒｉｘ）である。

放物線がその中心軸の回りを回転する場合、放物面が形
成される。この表面は、放物線／放物面が有する特性に
より、自動車のヘッドライト、サーチライト等の反射鏡
として用いられる。この特性は、曲面上の任意の点に照
射される軸に平行な光線の入射角とこの点で反射され焦
点に集束される光線の反射角は等しくなる。この場合の
入射角及び反射角は、前記任意の点を含んだ反射平面に
対する角度である。従って、焦点に配置された光源から
発生された複数の光線は、全て軸に対して平行に反射さ
れ、軸に沿った円柱状形状となる。

上述の原理は、反射望遠鏡に応用されている。放物面鏡
の軸が１つの星に整合た場合、星からの光線は反射鏡に
照射され、この反射鏡で反射されて全て焦点に集束され
る。

このような原理は、本発明の１つの好良な実施例として
利用される。本発明には、回転装置内に複数の放物線状
部が形成されており、この放物線状部が相対的に回転す
るレシーバに光線を反射させるため、常に所定のレシー
バに反射光が照射される。この照射範囲は、゛レシーバ
の位置に関係なく３６０＠の範囲に渡っている。

［発明の実施例］第１Ａ図及び第１Ｂ図は、放物反射の原理を採用した本
発明に係る実施例を示した図であり、第１Ａ図及び第１
Ｂ図は各々ブロック１０の断面図及び平面図である。こ
のブロック１０の材料は取り除かれ、放物状のデイツシ
ュ１２が形成されている。デイツシュ１２の凹面状の内
面は、中心Ｃ及び焦点Ｆを備える放物面１４の形状を有
する。

破線１６は、放物面１４の中心軸を示す。反射被覆面１
８は、放物面１４上に形成されている。中心軸１６に対
して平行な入射光線は全て反射面１８で反射され、焦点
Ｆに集束される。第１Ｂ図で示すように、直円柱部の１
セツト２０は破線２２間に示されている。これら環状部
は、−点鎖線２４の周りに同心円状に位置付けられ、且
つブランク部２６内でブロック１０に刻んで形成されて
いる。最外部部Ｗが、唯一、第１Ａ図の断面図内に示さ
れている。この外郭Ｗの断面は　Ｗ　を及びＷ″で示さ
れた壁を形成する。この刻まれた環状部Ｗは、他と同様
に反射面１８の上端まで延びてこの反射面の一部を形成
することが知られている。

第１Ａ図で示すように、中心軸１６に対して平行な複数
の光線は、環状部Ｗの各上端で反射され、２点鎖線３０
’　　３０″によって示されるように焦点Ｆに照射され
る。しかしなから、これら複数の鎖線３０は、軸１６に
対して平行な入射し、環状の壁又は環状部Ｗの上端で反
射されて中空円錐形状となって焦点Ｆに照射される前記
中空円錐の側面を示す。第１Ａ図で示すように、環状部
Ｗの上端の種々の点に照射される軸１６に対して平行な
複数の光線は、同一点に集束され、この点は焦点Ｆであ
る。

環状部Ｗは、環状部自身の中心軸２４の周りに、円形状
に形成されている。反射原理によれば、放物面１４の中
心軸１６に対して平行に、且つ、環状部Ｗの上端の種々
の点に入射される光線はいずれも、同一の点に照射され
る。しかしなから、環状部Ｗは回転しているため焦点の
位置は、放物面１４の焦点Ｆから変移する。セット２０
内に形成されている１０個の同心円が種々の量、即ち３
６０又は３６ｎ’　　（ｎは１から１０の整数）の割合
に回転されると、３６″毎に連続した焦点が形成される
。セット２０の各々角度の異なる複数の環状部で反射さ
れた反射光線を受けるため、複数の光感知器が複数の焦
点に対応して位置付けられる。

第１Ａ図、第１Ｂ図で示すように、完全な円形形状の環
状部の数は放物線形ブロック上に形成され、所望の目的
に合わせて変えることができる。

ブロック１０の数は、実施の態様により任意に選ぶこと
ができる。

第２図は、本発明の第１の実施例に係る回転式光カプラ
の断面図である。第２図で示すように、カプラ４０は、
主に、固定子４２及び回転子４４の２つ構成からなり、
この固定子及び回転子は複数の軸受け４６によって連結
され、且つ、互いに相対的に回転するように位置付けら
れている。構成４２．４４は、夫々固定板４８．５０を
有して、はぼ円柱形状に形成されている。この構成４２
．４４は、連結して密閉された大径の円柱が、その中央
部で回転可能となるような回転境界部を構成する。回転
境界部は複数の軸受け４６のような複数の球軸受けを包
含する。強磁性シール（Ｐｅｒｒｏｆ’Ｉｕｌｄｌｃ　
５ｅａｌｓ）は、回転境界部の最深部に用いられ、はこ
りや湿気、軸受は摩擦によって生じる粒子の混入を防止
する。このようなシールを施すことで、高い真空状態を
維持させることができる。

この高い真空状態を維持させることで、回転式光カプラ
内部は乾燥し且つ清浄な不活性ガスが維持される。

このようなシールは第２Ａ図中に示されている。

また、このシール形式は、商業上有益なものであり、そ
の細部は変更可能である。しかしなから、その作用はい
ずれも同様である。

強磁性シール（Ｐｅｒｒｏｆｌｕｌｄｉｃ　５ｅａｌ）
部材は第２図及び第６図内の５２で示されており、第２
Ａ図に示すように、磁石５３を包含する。この磁石５３
はその両側に対向する一対の棒部材５４間に位置付けら
れている。第２Ａ図で示すように、回転境界部面５５上
には一対の部材５６が備わり、この部材５６は２つの棒
部材５４に対向して位置付けられている。回転境界部５
５は透磁性部材で形成されている。磁石又は強磁性部は
、第２Ａ図の黒部５７で示されており、永久磁石により
影響を受ける磁界内に位置付けられている。上述の構成
によれば、他の磁気構造と関連して複雑に組合わされた
部分は、多層構造で構成されている。このような磁気構
造は複数の棒部材及び透磁性面で構成され、各層内の放
射状間隙部に磁束を集中させる。理想状態において、磁
束は全て１つの層内に閉込められ、各層間には生じない
。この強磁性部は、各層内に閉込められ維持され、空気
で満たされた間隙領域を有した複数の流動Ｏリングの列
を形成する。各々の層は０．２気圧の圧力差に耐え得る
。全ての層は、連続して、シールするために必要な圧力
を有効に与える機能を有する。このようなシールは商業
的に有益であり、ニュウ・ハンプシャーにあるナサの強
磁性株式会社（Ｆｅｒｒｏｆ’１ｕ１ｄｉｃｓ　Ｃｏｒ
ｐｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ’　Ｎａ５ｈｕａ）で入手でき
る。上述のシール形式は実施例に用いられるが本発明は
上記実施例に限定されるものではない。

２つの構成４２．４４は、夫々、その周囲に棚部６０．
６１を備え、この棚の上面には、はぼ等間隔に配された
光レシーバ６２が位置付けられている。各レシーバ６２
夫々は円柱部６４に配備されており、円柱部６４は固定
子４２の平坦面に備え付けられている。円柱部６４．６
６は、第１Ｂ図で示された同心円状のセット２０と同様
の手法で、カプラ４０の対向部即ち回転子４４に配され
た他の円柱部と共に形成されている。即ち、固定子４２
の外側リング部６４は、回転子４４のリング部６６ａ、
６６ｂの間に配置され、固定子４２のリング部６４ｂは
リング部６６ｂ、６６ｃ間に配置される。複数のリング
部６４と隔離した箇所に、複数の光源７０が配置されて
いる。これら光源７０は、対向する複数のリング６４に
、光カプラ４０の中心軸に対して平行な光線が照射され
るように、回転子４４の基台板５０上に取付けられてい
る。第２図に示すように、複数の光源７０は、舎基台板５０に部分的に配置されている。なお、これら光
源７０を所望の角度で基台板５０上に配置することもで
きる。各光源７０から発生された光線は、カプラ４０の
軸に対して平行状態で、光源７０に対向したリング６４
に照射される。従って、光＠７０ａから発生された光線
はリング６４ａに照射され、また、光源７０ｂから発生
された光線はリング６４ｂに照射される。そして、各光
線は各リングで反射して６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２
ｄの各レシーバに照射される。同様に、７２ａないし７
２ｄの各光源から発生された光線は、リング６６ａない
し６６ｄに照射される。各リングで反射した光線は、対
応する回転子４４の壁に形成された棚部６１に取付けら
れた各レシーバ（図示しない）に照射される。

第２図には、８本の光線が示されており、各々の光源７
０から発生された光線と、この光源７０が１８０”回転
した位置゛に照射された光線とを示す。この２つの光線
は各々対応するレシーバ６２に導かれ、ここで反射され
た光線は、光源７０が１８０°回転した位置に照射され
る。

レシーバ６２の詳細な説明は第３図で示されている。こ
のレシーバ６２は、外装即ちカラー１６２の端部に嵌装
されたレシーバレンズ１６０を備えており、このレシー
バ６２は壁部１６４の棚部６０に配された開口部に装む
されている。外装工６２の他端には、光ファイバ１６８
の一端が取付けられたコネクタ１６６が装着されている
。矢印１７０．１７１で示された反射光線は、レシーバ
−レンズ１６０に照射され、ここで各光線は、細い１本
の光線に集束され光ファイバ１６８の端部に照射される
。第２図で示すように、複数のレシーバ６２から延びる
ファイバ１６８は、カプラ装置の外部で一束１７２にま
とめられている。上述したように、送信機及び受信機の
少なくとも一方がカプラ装置の外側又は内側に配された
場合でも、導波管は必ずしも必要ではない。複数の光フ
ァイバが導波管の代わりとなるからである。導波管とし
てのファイバは上述した内容にもとすいて用いられるが
、このことから本発明の範囲を限定するものではない。

減圧／加圧ポート５８はチャンバ４４の壁部に形成され
ている。同様の構成が回転子４４内に配された複数のレ
シーバ（第２図で図示しない）として用いられ、このレ
シーバは棚部６１に沿って取付けられている。このレシ
ーバから延びる光ファイバの束１７４は第２図で示され
ている。

光源７０の詳細な構造は第４図に示されている。

複数の光源７０は基台板５０に取付けられており、通常
の光フアイバ用コネクタ１８０を備え、このコネクタ１
８０は光ファイバ１８２の端部に取付けられている。基
台板５０の空洞部１８４内には、光ファイバ１８２の端
部を収容した規準レンズ（コリメータレンズ）１８６が
備え付けられている。小径の第２の空洞部１８８は、規
準レンズ１８６から更に小径の出口１９０に光線を導く
。出口１９０の口径は、出口１９０に入射される光線（
矢印１９２）の光放射パターンの真暗部の口径に合わせ
て調節される。空洞部１８８の内壁の色は、規準レンズ
１８６からの拡散された種々の光線を吸収するために、
黒くなっている。

第５図は、本発明の原理として楕円状の反射面が用いら
れた場合を示す図である。第５図で示されている楕円２
００の１／２が、ブロック２０４に形成された楕円状の
凹面２０２を構成する。

楕円は、図示しない２つの固定点からの距離の合計が一
定となるように移動した点の軌跡を示したものである。

第５図で示された２つの点Ｆ１Ｆ２は、楕円面からの焦
点を示す。これら焦点は楕円の長軸に沿って配される。

第５図の複数の焦点の１つ（例えば、Ｆ２）からブロッ
ク２０４の内面の反射被覆面２０６に照射された光線は
、この反射被覆面で反射して焦点Ｆ１に集光する。前述
のように、壁部ｗ’、ｗ″は、ブロック２０４から円柱
形に削り取られた部分を示す。この場合削り取られた部
分は、焦点Ｆ２を通る軸２０５に対して平行な円柱状の
壁を形成する。下部Ｘは加工されて、複数のリングが第
６図で示された向きに装着される。このため、第６図で
示すように、概射光は対応するレシーバ２３０に照射さ
れる。

第５図の点線で示すように、円柱部２０８の反射部に入
射した光線は、この反射部で反射して、点線／破線で示
された経路を通って、焦点Ｆ１に集光する。

本発明の第２の実施例では楕円状の反射面を有しており
、この反射面は第６図で概略的に示されている。第６図
で示すように、本実施例では、閉塞部２１４．２１６を
備えた回転子２１０、固定子２１２と、第２図で示され
たものと同様の軸受けを備える。閉塞部２１４．２１６
にはそれぞれ複数の光源２２０．２２２が、取付けられ
ている。

これら光源はｔＰＳ４図で示された部材７０に対応した
ものである。第６図の実施例において、光源２２０．２
２２からの光線が、回転式光リンク２００の軸に対して
平行となるように、各光源は配置されている。この場合
の光源は、仮に楕円の焦点Ｆ２に配置された場合に対応
する角度で配置されている。第６図で示すように、焦点
Ｆ２は装置の外側に配置されている。

複数の光レシーバ２３０は、回転子２１０の壁に形成さ
れた棚部２３２上に取付けられている。

これらは第３図の光レシーバ６２に対応する。複数の光
レシーバのセット（第６図で図示しない）は、固定子２
１２の棚部２３４に沿って配置されている。

複数のリング２４０は、第５図で示された手法で形成さ
れており、回転子２１０の基台板２１４に取付けられて
いる。同様に、複数のリングからなる第２のセット２４
２は、固定子２１２の基台板２１６に取付けられている
。第１の実施例と同様に、リング２４０．２４２は、各
々の軸を中心に回転する。第６図で概略的に示すように
、回転式光カプラ２００内に対向して配置された光源２
２０又は２２２から発生された光線は、これら各光源に
対向する複数のリングで反射し、対応する複数の光レシ
ーバに照射される。即ち、本実施例において、光源２２
２Ｃから発生された光線は、円柱リング２４０Ａで反射
し、光レシーバ２３０ａに照射される。このことは、回
転子２１０の固定子２１２に対する回転角度、複数の楕
円リングの縁部の角度、複数のリングの移動角度に無関
係に生じる。

複数の放物面を用いた第１の実施例では、回転子が固定
子に対向して回転する間に、複数の伝達手段により回転
子及び固定子から伝達される範囲が、一定の割合で振動
する。はとんどの場合検知されないが、この振動はドツ
プラ効果を引き起こし、高周波伝達が困難になる場合が
ある。

第２の実施例では、複数の楕円面を用いているため、伝
達手段からの伝達範囲が一定に維持されるため、ドツプ
ラー効果による種々の弊害が除去される。楕円状カプラ
の構造において、回転軸に交差した伝達手段の仮想通路
上の点が、対向面上の楕円状反射溝の１つの焦点となる
ように、複数の伝達手段は回転軸方向に配される。楕円
面の他の焦点は光レシーバである。

一般的に、同心円状の複数の反射溝は、同心円状の円柱
で形成される。しかしなから、複数の楕円状カプラ内の
伝達効率を高めるためには、複数の伝達手段が傾斜する
必要がある。そこで円柱状の反射溝は、伝達手段の傾き
と平行な壁を有する同心円状の円錐で形成される。各反
射溝の間隔及び反射溝の幅は、光線の幅及び回転子と固
定子との間の整合性によって決まる。

第４図で示すように、光ファイバのような複数の先導波
管から受は取った拡散入力信号を平行にするための１つ
の手法は、各伝達手段上に規準レンズを配設することで
ある。効率よく光線が流れるために、屈折制御部が必要
となる。レンズ表面の品質管理に加えることで、干渉縞
を削除できため、伝達通路間の混線が減少される。入射
される光線が事前に平行状態に維持されるならば、規準
レンズは、必要ではない。

回転子が回転する間に、送られた光信号は固定子の円形
溝上の種々の点で反射される。凸面に対する入射角を一
定にするために、受光部は規準レンズの第１面のやや後
ろに配置される必要がある。

固定子上の各レシーバは、複数の溝上の種々の点から反
射される光線を効率よく受は取ることが要求される。こ
のために、各レシーバレンズには反射防止層（Ａｌｔ）
が施されている。商業的に販売されている被覆物の中に
は、入射角度０°から約３０°の範囲に亘って、平面反
射率を０．３％以下に押さえることができるものがある
。このとき各レシーバに対応する複数９円形溝の対向す
る角度を６０″まで許容できる。なお、このような各レ
シーバの向きは、回転子が回転している間、伝達手段が
配された円錐の中央に向けられて配されている。この円
錐内では、反射曲線は理想的なものである。このような
安定した反射曲線により効率的な接続が可能となり、運
転状態による変調度も低くなる。

信号の種類がアナログの代りにデジタルの場合、上述の
ような角度は更に大きくなる。勿論、複数のアナロク信
号は、入射角を一定に保つために、最も内側の反射溝に
送る必要がある。入射角の変化による周波数の変調も、
マイナス６０ｄＢ以下に制限することができる。各反射
溝を除いた光カプラの内面全体は、ＡＲ反射防止層が塗
布されることが好ましい。

［発明の効果］移動部の選択に関係なく、各発明の原理は同じである。

即ち、複数の光線を常時放物線状の鏡の軸に対して平行
に入射させて、反射面の焦点に複数のオフアクシス（ｏ
ｆ’（’−ａｘｉｓ）光線を軸上に集光させるために、
放物状の反射面又は楕円状の反射面が用いられた場合、
整合に必要なものはかなり省くことができ、効果も増大
する。複数の楕円状ミラーを用いた場合において、複数
の光線は、楕円状鏡の各焦点のうちの１つが位置付けら
れた実像又は虚像の光源から発生されたかの如く照射さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図及び第１Ｂ図は、各々本発明の基本原理に用い
られる幾何学的形状の断面図及び平面図、第２図は本発
明に係る装置の概略図、第２Ａ図は、第２図で示した装
置の一部分の断面図、第３図は、第２図の一部を詳しく
示した断面図、第４図は、第２図の他の部分を詳しく示
した断面図、第５図は、第１Ａ図と異なる幾何学的形状
の反射面を有する本発明の第２の実施例を示す図、第６
図は、第２図で示した装置の第２の実施例の概略図であ
る。４０・・・回転式光カプラ、４２．２１２・・・固定子
、４４．２１０・・・回転子、５２・・・シール部材、
６４．６６・・・反射リング、７０・・・光源、出願人
代理人　弁理士　鈴江武彦Ｆｘｃ、、ｊ−Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】１、軸受け（４６）によって互いに連結され、軸を中心
に回転可能であり、前記軸受けから隔離した一端で基台
板（４８、５０）で閉塞されてほぼ円柱形状を有する第
１部材及び第２部材（４２、４４）と、軸受け（４６）
の近傍で連結する前記第１部材及び第２部材（４２、４
４）の開口部をシールするため、前記第１部材及び第２
部材（４２、４４）間に介在する軸受け（４６）の近傍
に装着されたシール部材（５２）と、第２部材（４４）
の基台板（５０）方向に光線を照射させるために、第１
部材（４２）の基台板（４８）に装着された複数の第１
光源（７２）と、第１部材（４２）の基台板（４８）方
向に光線を照射させるために、第２部材（４４）の基台
板（５０）に装着された複数の第２光源（７０）とを備
えた回転式光カプラ（４０）において、複数の第１反射リング（６４）は、第１部材（４２）の
基台板（４８）に取付けられ、複数の第２反射リング（
６６）は、第２部材（４４）の基台板（５０）に取付け
られており、複数の第１光レシーバ（６２）は、第１部
材（４２）の内壁（６０）に一定の間隔で取付けられ、
複数の第２光レシーバ（６２）は、第２部材（４４）の
内壁（６１）に一定の間隔で取付けられており、前記第
１部材及び第２部材（４２、４４）の相対的な回転範囲
に関係なく、前記第１反射リング及び第２反射リング（
６４、６６）は、光源（７０、７２）から第１反射リン
グ及び第２反射リング（６４、６６）に入射された光線
を、対応するレシーバ（６２）に照射できる回転式光カ
プラ。２、前記シール部材には、前記第１部材及び第２部材の
内面から外面に亘って連続して配された複数の同心円状
リング（５６）に複数のシール面が形成されており、こ
れら複数のシール面の近傍に強磁性流体（５７）と前記
強磁性流体を磁化させるための複数の磁石（５３、５４
）とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の回
転式光カプラ。３、軸を中心に回転する光源の回転位置に関係なく、前
記反射リング（６４、６６）のは、夫々、光源（７０、
７２）から発生された光線を、対応する光レシーバ（６
２）へ反射させるため、所定の角度に傾斜させた反射部
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転
式光カプラ。４、前記光源（７０、７２）は、各々、前記第１部材及
び第２部材の夫々に配された複数の前記反射リング（６
４、６６）間の近傍に配設されることを特徴とする請求
項１ないし３のいずれか１に記載の回転式光カプラ。５、前記反射リング（６４、６６）は、これら反射リン
グが取付けられた前記基台板に対向する前記基台板に取
付けられた前記光源（７０、７２）と共に軸に対して平
行に配列されていることを特徴とする請求項４に記載の
回転式光カプラ。６、前記反射リング（６４、６６）の前記反射部の傾斜
角度は、放物面に対応することを特徴とする請求項１な
いし３のいずれか１に記載の回転式光カプラ。７、それぞれ複数の前記第１反射リング及び前記第２反
射リング（６４、６６）は、凹形の放物状反射面を有す
るブロックに円柱形状の反射リングのセットとして形成
されており、この反射リングはすべて前記ブロックに同
心円状に装着されることを特徴とする請求項６に記載の
回転式光カプラ。８、それぞれ複数の前記第１反射リング及び前記第２反
射リング（６４、６６）は、前記ブロックに所定間隔を
有して交互に形成された前記円柱状の反射リングのセッ
トであることを特徴とする請求項７に記載の回転式光カ
プラ。９、前記複数の反射リング（６４、６６）は、夫々、異
なった変位角度に形成され同心円状に取付けられている
ことを特徴とする請求項８に記載の回転式光カプラ。１０、前記変位角度は、前記個々の反射リングに対応し
たレシーバ（６２）の位置に関係して設定されることを
特徴とする請求項９に記載の回転式光カプラ。１１、反射リング（２４０）の反射部の傾斜角度は、楕
円面に対応して設定されることを特徴とする請求項１な
いし３のいずれか１に記載の回転式光カプラ。１２、それぞれ複数の前記第１反射リング及び前記第２
反射リングは、凹計の楕円状反射面を有するブロックに
円柱形状のリングとして形成されており、この反射リン
グ（２４０）はすべて前記ブロックに同心円状に装着さ
れることを特徴とする請求項１１に記載の回転式光カプ
ラ。１３、複数の円柱状リングは、夫々、反射角度が連続的
に可変可能な前記カプラの径方向に沿って延び、反射さ
れた平行光線を所定位置に照射させる反射部を有してお
り、前記円柱状リングは平行光線を種々の点に照射させ
るように配設されていることを特徴とする請求項１ない
し１２のいずれか１に記載の回転式光カプラ。１４、前記リングは、焦点によって限定される幾何学的
形状としての凹面型形状に形成されていることを特徴と
する請求項１３に記載の回転式光カプラ。１５、前記セット内の各リングは、夫々、中心軸の周り
に同心円状の幾何学的形状に形成されていることを特徴
とする請求項１３に記載の回転式光カプラ。１６、前記各リングは、夫々、同心円状に基台板に取付
けられていることを特徴とする請求項１３ないし１５の
いずれか１に記載の回転式光カプラ。１７、前記各リングは、各リングの前記反射部に入射さ
れた光線を前記中心軸の周りで異なった角度で配設され
ている前記複数の光レシーバに夫々照射させるために、
前記セット内の複数のリングの軸とは異なった前記中心
軸の周りに所定の回転角度を有して装着されていること
を特徴とする請求項１３ないし１６のいずれか１に記載
の回転式光カプラ。１８、前記幾何学形状は、放物状形状であることを特徴
とする請求項１４ないし１７のいずれか１に記載の回転
式光カプラ。１９、前記幾何学形状は、楕円形状であることを特徴と
する請求項１４ないし１７のいずれか１に記載の回転式
光カプラ。２０、反射された平行光線を複数のリングの種々の点に
照射させることができるリング状反射部のセットの製造
方法において、前記各リングを、一端に反射部を有した円柱に形成し、
この反射部を、前記円柱の反射部が連続的に可変する角
度に傾斜し、この角度を、反射部上の種々の点で反射し
た光線が同一点に照射するような、凹面状反射面を有し
た幾何学的形状に複数のリング束を形成する工程と、前
記基台板に配設したセット内の複数リングの向きを、平
行光線が反射して、設定された種々の回転角度に対応す
る複数の点に照射するように、設定された個々のリング
の向きを調節する工程とを有することを特徴とする製造
方法。２１、前記複数のリングの向きを調節する工程は、所定
角度で中心軸の周りを回転する個々のリングが、各々異
なることを特徴とする請求項２０に記載の製造方法。２２、幾何学的形状に前記各リングを形成する工程は、
凹面状放物面を有するブロックから形成することを特徴
とする請求項２０又は２１に記載の製造方法。２３、幾何学的形状に前記各リングを形成する工程は、
凹面状楕円面を有するブロックから形成することを特徴
とする請求項２０又は２１に記載の製造方法。