JPH02310508A - 光ファイバロータリジョイント - Google Patents

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】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、相対的に回転運動している装置間で光信号
を伝達する光フアイバロータリジヨイントに関する。

（ｂｌ従来の技術 回転体と静止体間で光フアイバ伝送する場合、従来より
ロークリ光フアイバコネクタが用いられている。

第１１図に従来のロークリ光フアイバコネクタの主要部
の構造を示す。同図において６０ａ、６０ｂはそれぞれ
光ファイバ、６１ａ、６１ｂはそれぞれフェルールであ
る。フェルール６１ａ、６１ｂはそれぞれ円柱形のセラ
ミクス体の中心部に貫通孔を形成してなり、双方がスリ
ーブ（不図示）内で回転自在に保持される。光ファイバ
６０ａ、６０ｂの先端はフェルール６１ａ、６１ｂの孔
に挿入されて先端部が突き合わされていて、光ファイバ
５Ｑａ、６０ｂがフェルール６１ａ、６１ｂと共に相対
的に回転運動しても両光ファイバ間で光伝送できるよう
に構成されている。

（Ｃ）発明が解決しようとする課題 ところが、このような従来のロータリ光フアイバコネク
タにおいては、回転体の回転中心部に光ファイバを配置
しなければならないため、使用形態が限られていた。例
えばレーダアンテナに接続される電波の導波路である導
波管ロークリジヨイントは回転中心部に設けなければな
らないため、このような導波管ロークリジヨイントと共
にロータリ光フアイバコネクタを用いる、といったこと
は出来なかった。

この発明の目的は回転体の回転中心を使用せずに、且つ
光ファイバを用いて光フアイバ伝送できるようにした光
フアイバロータリジヨイントを提供することにある。

（ｄ）課題を解決するための手段 この発明の光フアイバロータリジヨイントは、光ファイ
バ束の先端部または側面部を受光面として回転軸周囲に
リング状に配置した受光器と、伝送すべき光を前記受光
面に照射させる送光器とからなることを特徴としている
。

（ｅ）作用 この発明の光フアイバロータリジヨイントにおいては、
受光器が、光ファイバ束の先端部または側面部を受光面
として回転軸周囲にリング状に配置され、送光器が伝送
すべき光を前記受光面に照射させる。従って送光器から
放射された光は回転軸周囲にリング状に配置された受光
器に照射され、回転軸周囲の空間で光接続が行われる。

すなわち、前記受光器のリング状部分を回転体の回転軸
周囲に配置することによって、相対的に回転する２つの
装置間で光フアイバ伝送を行うことができる。

（ｆｌ実施例 （１）ロッドレンズアレイ方式（片方向通信）第１図に
光フアイバロータリジヨイントの構造と、その使用形態
を示す。第１図において１はリング状に配列したロッド
レンズアレイ、２はロッドレンズアレイ１の各ロッドレ
ンズに接続した光ファイバ束、３は集光レンズ、４はロ
ッドレンズ、５は光ファイバである。この１〜５によっ
て受光器１００を構成している。また図において６は光
ファイバ、７はロッドレンズ、８は集光レンズであり、
これによって送光器１０１を構成している。さらに、図
において９．１０はそれぞれ導波管であり、９０度の関
係で回転自在に構成している。導波管１０は受光器１０
０とともに固定していて、導波管９は送光器１０１とと
もに、図に示す一点鎖線を回転中心軸として回転する。

受光器と送光器の関係およびロッドレンズアレイの構成
を第２図および第３図に示す。第２図に示すように、ロ
ッドレンズアレイ１は複数のロッドレンズ１１の集合体
からなり、各ロッドレンズ１１に光ファイバ１２を接続
している。これらの光ファイバ１２によって光ファイバ
束２を構成している。光ファイバ６から送られてきた光
はロッドレンズ７および集光レンズ８によってロッドレ
ンズアレイｌの受光面に照射される。

ロッドレンズアレイ１の平面構成は第３図に示す通りで
あり、図中のハツチング部分に前記集光レンズ８からの
光が広く照射される。

このように構成したことにより、・第１図に示した光フ
ァイバ６、ロッドレンズ７および集光レンズ８からなる
送光器１０１の回転中または停止中において、ロッドレ
ンズアレイ１の受光面に伝送すべき光が照射される。こ
の照射光が光ファイバ束２を通して光ファイバ束の収束
部２′の端面に導かれる。この光は集光レンズ３により
ロッドレンズ４に集光され、光ファイバ５に伝送される
。

第１図に示した例では単一の信号を扱う例であったが、
複数の信号を同時に伝送する場合には、第４図に示すよ
うに、リング状のロッドレンズアレイを同心軸上に増設
する。第４図において６ａ、６ｂは光ファイバ、７　ａ
ｔ　　７　ｂはロッドレンズ、８ａ、８ｂは集光レンズ
であり、それぞれ送光器を構成している。ｌａ、ｌｂは
ロッドレンズアレイ、２ａ、　　２ｂは光ファイバ束、
３ａ、３ｂは集光レンズ、４ａ、４ｂはロッドレンズ、
５ａ。

５ｂは光ファイバであり、それぞれ受光器を構成してい
る。なお、６，７．８からなる２系統の送光器を互いに
独立させれば、同心軸上で回転する２つの回転体と静止
体との間で光伝送を行うこともできる。

（２）ロッドレンズアレイ方式（双方向通信）双方向通
信を可能とした光フアイバロータリジヨイントの例を第
５図に示す。第５図において２０はロッドレンズアレイ
、２１は光ファイバ束、２２は集光レンズ、２３はロッ
ドレンズ、２４は光ファイバであり、これらの２０〜２
４によって送５は光ファイバ、２６はロッドレンズ、２
７は集。

光レンズ、２８は光ファイバ束、２９はロッドレンズア
レイであり、これらの２５〜２９によって送受光器１０
３を構成している。送受光器１０２および１０３は第１
図に示した受光器１００と同一構成であり、対向するロ
ッドレンズアレイ間で光信号の照射および受光を行うよ
うにしている。

例えば１０３を送光側、１０２を受光側として用いてい
る状態であれば、光ファイバ２５から送られてきた光が
ロッドレンズ２６および集光レンズ２７を介して光ファ
イバ束２８の集束部端面に入光され、これがさらに光フ
ァイバ束２８およびロッドレンズアレイ２９を介して、
対向するロッドレンズアレイ２０の受光面に照射される
。この受光した光は光ファイバ束２１により収束され、
集光レンズ２２およびロッドレンズ２３を介して光ファ
イバ２４へ伝送される。１０２が送光側、１０３が受光
側となる場合には、上述の作用とは逆に、光ファイバ２
４から送られてきた光信号が光フアイバ２５側へ伝送さ
れることになる。

このようにリング状の２つのロッドレンズアレイを対向
させることによって光信号の送受が可能となるが、ロッ
ドレンズアレイの各ロッドレンズの並びかたが同一であ
れば、各ロッドレンズの対向位置関係によって受光量が
異なるため、回転運動に伴って信号レベルが変動する場
合がある。こ、このことにより、ロッドレンズアレイ２
９と３０を構成している各レンズの対向位置関係に拘ら
ずレベル変動の少ない光伝送を行うことができる。また
、レベル変動を解消する他の方法として、対向する２つ
のロッドレンズアレイのロッドレンズの配列ピッチを異
ならせる。ロッドレンズアレイの対向位置をずらせる。

あるいは各ロッドレンズの配列をランダムにするなどの
方法を採ることも可能である。

第５図に示した例は単一の信号を扱う例であるが、これ
を例えば第７図に示すように、複数のロッドレンズアレ
イを同心軸上に増設することによって複数の信号を同時
に伝送することができる。

第７図において２０ａ、２０ｂ、２９ａ、２９ｂはそれ
ぞれロッドレンズアレイであり、２０ａと２９ａ１また
２０ｂと２９ｂ間が対向している。

図中ａを付した各部によって内側のロッドレンズアレイ
２０ａ、２９ａを用いた第１の光伝送系を構成し、図中
すを付した各部によって外側のロッドレンズアレイ２０
ｂ、２９ｂを用いた第２の光伝送系を構成している。

（３）面発光７面受光による光ファイハロークリジヨイ
ント 光ファイバ束の側面部を送受光面とした送受光器の構造
を第８図および第９図に示す。第８図において４０は送
受光部、４１は光ファイバ束、４４は集光レンズ、４５
はロッドレンズ、４６は光ファイバである。

送受光部４０の断面構造は第９図に示すとおりである。

図に示すように光ファイバ束４１を面状に配列するとと
もに片側の側面部を切削している。４２は光ファイバ束
の切削面からの放射光を前面へ平行に導き、前面からの
入射光を光ファイバ４１の切削面へ導くレンズである。

また、４３は漏洩光を反射する反射板である。

このように構成した送受光器を第１０図（Ａ）、　（Ｂ
）に示すように設けることによって光伝送を行う。第１
０（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。図にお
いて４７は内筒、５７は外筒であり、相対的に回転運動
する。内筒４７の外周面には第８図に示した送受光器の
送受光部４０を゛リング状に取り付け、内筒４７の内部
に光ファイバ束４１　、　集光レンズ４４．ロッドレン
ズ４５゜光ファイバ４６を設けている。外筒５７の内周
面には送受光部４０に対向して他の送受光部５０を取り
付けている。さらに外筒５７の外部に光ファイバ束５１
を引き出し、集光レンズ５４、口・ノドレンズ５５およ
び光ファイバ５６を設けている。

ここで５０〜５６で示す送受光器はリング状の内面を送
受光面としていること以外は第８図および第９図に示し
た送受光器と同一構成である。

第１０図に示した構成で、例えば光ファイバ４６から送
られてきた光はロッドレンズ４５．集光レンズ４４を介
して光ファイバ束４１へ導かれる。そして送受光部４０
から他の送受光部５０に対して光照射が行われる。送受
光部５０に照射された光は光ファイバ束５１、集光レン
ズ５４およびロッドレンズ５５を介して光ファイバ５６
へ導かれる。光伝送の方向が逆の場合には、上述の逆の
経路で光ファイバ５６から光ファイバ４６へ伝送される
。

第１０図に示した例は単一の光信号を扱う例であったが
、複数の送受光器を軸方向に増設することによって、複
数の信号を同時に伝送させることも可能である。また、
第１０図の例では双方向伝送を行う例であったが、片方
向伝送のみ行う場合には、送光器側を第１図に示した送
光器１０１のように、受光面の一部にのみ伝送すべき光
を照射するように構成してもよい。　−・ なお、以上に示した全ての実施例では光ファイバ束の収
束部と単一の光フアイバ間を光学的に結合させたが、各
図において単一のロッドレンズに相当する箇所に発光素
子または受光素子を設け、ロータリジヨイントのみ光信
号で伝送し、その他を電気信号で伝送するように構成す
ることもできる。

（ｇ１発明の効果 この発明によれば、回転体の回転中心軸を用いることな
く、相対的に回転する２つの装置間で光信号を伝送する
ことができるため、回転中心軸を光伝送以外の目的で利
用することができ、種々の用途に適用させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明の第１の実施例である光フア
イバロータリジヨイントの構成を示す図であり、第１図
は斜視図、第２図および第３図はロッドレンズアレイ部
分の構成を示す図である。 第４図は第２の実施例に係る光フアイバロータリジヨイ
ントの斜視図である。第５図および第６図は第３の実施
例に係る光フアイバロータリジヨイントの斜視図および
その一部の構成を示す図である。第７図は第４の実施例
に係る光フアイバロータリジヨイントの構成を示す斜視
図である。第８図〜第１０図は第５の実施例に係る光フ
アイバロータリジヨイントの構成図であり、第８図およ
び態を示す縦断面図、横断面図である。第１１図は従来
のロータリ光フアイバコネクタの主要部の構成図である
。 １．２０．２９−ロッドレンズアレイ、２．２１．２８
．４１．５１−光ファイバ束、３．８．２２．２７，４
４．５４−集光レンズ、９．１〇−導波管、 ４．７．２３，２６，４５．５５− ロッドレンズ、 ０１　６．２４，２５，４６，５６−光ファイバ、４０
．５０−送受光部、 １０〇−受光器、 １０１−送光器、 １０２．１０３−送受光器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバ束の先端部または側面部を受光面とし
   て回転軸周囲にリング状に配置した受光器と、 伝送すべき光を前記受光面に照射させる送光器とからな
   る光ファイバロータリジョイント。