JPH0449607Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、回転する多芯の光ケーブルからの
伝送情報を出力する際に有用なロータリコネクタ
に関するものである。

〔考案の概要〕 本考案の多芯光ケーブルロータリコネクタは、
中心部に受光素子が配置され、その中心から異な
る半径の円周上に複数本の光フアイバ芯線を挿通
した回転部材と、中心部に発光素子が配置され、
その中心から異なる半径で同芯円状の受光素子が
設けられている固定部材からなる双方向性のロー
タリコネクタにおいて、前記受光素子を形成する
半導体をセラミツク製のケースに収容し、該ケー
スの外壁部にシールドを施すことによつて耐ノイ
ズ性を有するロータリコネクタとしたものであ
る。

〔従来の技術〕

近年、海底探査用のビデオモニタや海底作業用
ロボツトの信号伝送線として軽量で、かつ同軸ケ
ーブルより大容量のデータを伝送できる多芯の光
フアイバケーブルが使用されている。

第３図はかかる海底探査のための概要図を示し
たもので、船上または地上におかれているコント
ローラＣ、及びモニタテレビＭからなる観測装置
と、多芯の光ケーブルPCを巻回している繰出用
のドラムＤを信号線Ｌを接続し、ドラムから繰り
出された光ケーブルPCを中継器Ｔを介して海底
等を移動する探査ロボツトＲに接続している。

ドラムＤと観測装置は通常の信号線Ｌによつて
接続されているが、ドラムＤに巻回されている光
ケーブルと信号線Ｌを接続するためにロータリコ
ネクタRCが設けられる。

また、このようなロータリコネクタRCは海水
中においても探査ロボツトＲと光ケーブルPCの
接続にも使用されることになる。

このように、回転体や移動体に多芯の光ケーブ
ルを接続する場合は、一般にケーブルのよじれに
対応するために、その接続部を回転可能にし、か
つ、光信号の伝送ができるロータリコネクタが必
要となる。

第４図ａは本出願人が先に出願したロータリコ
ネクタ（特願昭61−065959号（特開昭62−223710
号））の内部の構造の断面図を示したもので、多
芯の光フアイバケーブルから引き出された光フア
イバ芯線５Ａ，５Ｂ，５Ｃ（３本の場合を示す）
は回転部コネクタ７の成端部６Ａ，６Ｂ，６Ｃに
挿入固着されている。

この回転部コネクタ７は一端が閉じた短円筒状
であり断面コ字状に形成され、閉じた側の内面に
は第４図ｂに示すように光フアイバ芯線５Ａ，５
Ｂ，５Ｃの端面が露出している。

この回転部コネクタ７の短円筒部内面にはかり
軸受３の外端部がねじ８で固着され、内端部がね
じ４及び突起２Ｂで固着されて、回転部コネクタ
７は回転自在に本体部コネクタ２に固着される。

本体部コネクタ２は回転部コネクタ７の内面に
露出している光フアイバの端面と対向する位置に
受光面１が形成され、この受光面１には第４図ｃ
に示すようなリング状の受光素子１Ａ，１Ｂ，１
Ｃが設けられている。

そして、各受光素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃによつて
検出された光は、電気信号に変換されてリード線
９Ａ，９Ｂ，９Ｃから出力されるように構成され
ている。

本出願人が提案した光フアイバロータリコネク
タは上記したような構成とされているので、光フ
アイバ芯線５Ｂ，５Ｃと中心点の距離ａ，ｂに対
応するように同心円状の受光素子１Ｂ，１Ｃの半
径を設定しておくと、光フアイバケーブルのよじ
れによつて回転部コネクタ７が回転したときも、
各光フアイバ芯線６Ａ，６Ｂ，６Ｃで伝送されて
きた光情報は受光素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃによつて
検出され、リード線９Ａ，９Ｂ，９Ｃを介して電
気信号として出力することができる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記したような多芯光ケーブル
ロータリコネクタは、一方向の通信しか行われな
いという問題があると同時に、このようなロータ
リコネクタをケーブルドラム等に取り付けると、
大型機器の回転振動が電磁波を出力し、特に、微
弱な光信号を電気信号に変換している受光部にノ
イズとして飛び込み、伝送信号のＳ／Ｎを劣化さ
せるという問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、かかる問題点を解決することを目的
としてなされたもので、受光部の中心に発光素子
と受光素子を設けることによつて、ロータリコネ
クタの逆方向の伝送も可能とすると共に、受光部
を形成している半導体基板をセラミツク製のケー
スに収容し、かつ、該ケースの外壁に金属箔、ま
たは金属蒸着層を形成することにより、外部から
受光部に飛び込むノイズを遮蔽するようにしたも
のである。

〔実施例〕

第１図は本考案の多芯光ケーブルロータリコネ
クタの主要部を分解斜視図としたもので、１０は
半導体基板によつて構成されている円形の受光素
子アレイである。

この受光素子アレイ１０は高純度に精製された
半絶縁性のシリコンウエハの一方片側から同心円
状のＰ形不純物を拡散させ、他方の側からＮ形の
不純物を拡散して断面１２がPIN構造とされてい
る同心円状の受光素子１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，
１１Ｄを形成したもので、その中心には別構造の
発光素子１３が挿着されている。

なお、実施例の受光素子はシリコンホトダイオ
ードであるが、他の半導体についても適用され
る。すなわち、実施例では受光面はＰ形（Ｐ／Ｎ
タイプ）であるが、受光面が反対のＮ形（Ｎ／Ｐ
タイプ）のPINダイオードについても適用され
る。

１４は前記受光素子アレイ１０の前面を覆うよ
うに配置されているガラス材からなる保護板を示
し、この保護板１４にも前記同心円状の受光素子
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄに対峙する円周
上のみを光が通過するように他の部分には蒸着膜
が施されている。

１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄは後述する回
転部材に挿着されている光フアイバ接続コネクタ
を示し、各接続コネクタ１５Ａ，１５Ｂ，１５
Ｃ，１５Ｄの中心からの距離は前記受光素子１１
Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの半径と等しくなる
ように設定される。

なお、１５は中心部に配置された前記発光素子
１３の光を受信し、逆方向の通信回線となる光フ
アイバの接続コネクタである。

１６は受光素子アレイ１０及び保護板１４を保
持するために、底面１６Ａと円形のフランジ１６
Ｂを備えているセラミツク製のケースを示し、こ
のセラミツク製のケース１６の外壁部は蒸着等に
よつて金属層１６Ｅが被覆されている。

そして、この金属層１６Ｅによつて受光部を形
成する半導体基板にノイズ性の電磁波が混入する
ことを防止し、光−電気変換を行う受光素子１１
（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）のＳ／Ｎ比を向上させるよう
にする。

なお、金属層１６Ｅとしてはアルミ箔を利用し
てシールド作用をもたせてもよい。

ケース１６の底面１６Ａには発光素子１６Ａ
（発光ダイオード）のリード線１３Ａ、及び受光
素子１１（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の信号端子が挿通す
る孔１６Ｃ、及び１６Ｄが設けられている。

そして、この孔１６Ｄから突出しているリード
端子に前記受光素子１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１
１Ｄのボンデイングワイヤが接続され、光−電気
変換された信号が出力できるようになされてい
る。

第２図は受光素子アレイ１０が収納されている
ケース１６と、光フアイバの接続コネクタ１５，
１５Ａ，１５Ｂを相互に回転可能に結合するため
のロータリ機構２０を示す断面図で、２１は前記
ケース１６を保持している筒状の固定部、２２は
前記接続コネクタ１５，１５Ａ，１５Ｂが外面か
ら挿通固着され、光フアイバの端面が内面に露出
するように構成されている凹状の回転部（１５
Ｃ，１５Ｄについては省略されている）である。
この回転部２２は、通常、図示されていない光ケ
ーブルの中継器、またはカツプリング機構に結合
されている。

固定部２１の外周側及び回転部２２の内周側に
は、この両者を回動可能に支持しているベアリン
グ２３が嵌挿されており、このベアリング２３
は、それぞれ２個の締付ナツト２４，２５によつ
て抜け出しが防止されている。

なお、円筒状の固定部２１にはこのロータリ機
構２０をロボツト、または巻付ドラム等に取り付
けるためのネジ穴２１Ａ，２１Ａが設けられてい
るが、回転部２２側にこのようなネジ穴を設け、
回転部２２側を機器に固定して、固定部２１が回
転するようにしてもよい。

２６は前記ケース１６の裏面から突出している
接続ピンに固定される電気コネクタを示し、この
コネクタ２６内には、IC化された初段増幅器を
格納して、所定の出力インピーダンスで信号を出
力するように構成することができる。

また、２７は前記発光素子１３に信号を供給す
る電気的なコネクタを示している。

本考案の多芯光ケーブルロータリコネクタは上
記したような構成とされているので、多芯の光ケ
ーブルが接続されている回転部２２に挿着されて
いる光フアイバ芯線の光信号は、各接続コネクタ
１５Ａ〜１５Ｄから回転部２１のケース１６内に
格納されている保護板１４の透過部１４Ａ，１４
Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄを通過して受光素子アレイ１
０に形成されているリング状の受光素子１１Ａ，
１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄに照射される。

そして、この受光素子１１Ａ，１１Ｂ，１１
Ｃ，１１Ｄによつて電気信号に変換され、電気コ
ネクタ２６から出力されることになる。

ところで、前述したように各接続コネクタ１５
Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの中心からの離間距
離は、同心円状に形成されている受光素子１１
Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの半径と等しくなる
ように設定されているので、回転部２２が光ケー
ブルに捻りが加わつて回転しても、各光フアイバ
芯線から出射された各光信号は受光素子１１Ａ，
１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄからはずれることがな
く、常に信号を固定側の機器に伝送することがで
きる。

また、本考案の多芯光ケーブルロータリコネク
タでは、受光素子アレイ１０の回転中心部に発光
素子１３が設けられ、この発光素子には固定側の
機器から例えば制御信号を供給することができる
ようにし、また、回転部２２の中心点に逆方向の
伝送路となる光フアイバ芯線の端面が前記発光素
子１３と対峙するように接続コネクタ１５によつ
て固定されているので、この発光素子に信号を供
給して発光させると逆方向の信号の伝送、つま
り、固定側の機器からも回転側の光ケーブルに大
量の情報を伝送させることができるという特徴が
あり、双方向で光情報が伝送できるロータリコネ
クタとして使用することができると同時に、受光
素子アレイ１０を収容しているセラミツク製のケ
ース１６の外壁部に金属層１６Ｅを設けているの
で、微弱な光信号を電気信号に変換する受光素子
にノイズ性の電磁波が飛び込むことを防止し、信
号のＳ／Ｎの劣化を少なくするという効果があ
る。

なお、蒸着による金属層１６Ｅはケース１６の
内壁面に形成してもよく、この金属層１６Ｅは接
地電位に接続されることはいうまでもない。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案の多芯光ケーブル
ロータリコネクタは、双方向の情報を伝送するこ
とができるという効果を有すると共に、微弱な光
信号を電気信号に変換するロータリコネクタの受
光部をセラミツク製のケース内に収容し、このケ
ースを金属層によつてシールドするようにしてい
るため、大型の機器等に取り付けたときに発生す
るノイズがロータリコネクタの受光部に飛び込み
Ｓ／Ｎを劣化させることを防止することができる
という効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の多芯光ケーブルロータリコネ
クタの主要部を示す斜視図、第２図は本考案の多
芯光ケーブルロータリコネクタの組立断面図、第
３図は光ケーブルを海底探査に実施する場合の説
明図、第４図ａ，ｂ，ｃはロータリコネクタの先
行技術を示す断面図である。 図中、１０は受光素子１１Ａ，１１Ｂ，１１
Ｃ，１１Ｄを含んだ受光素子アレイ、１５Ａ，１
５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄは光フアイバ芯線の接続コ
ネクタ、１６はケース、１６Ｅはシールド用の金
属層を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 中心部に受光素子が配置され、かつ、この中心
   点から異なつた半径の円周上に少なくとも２本以
   上の光フアイバ芯線を挿通固定した回転部材と、
   前記回転部材の中心点に対峙する位置に発光素子
   が配置され、前記回転部材に挿通されている前記
   光フアイバ芯線の各々と対峙する位置に同心円状
   の受光素子が形成されている固定部材からなり、
   前記回転部材と前記固定部材は所定の間隙を介し
   て相互に回転可能に構成されている多芯光ケーブ
   ルロータリコネクタおいて、前記受光部を収容し
   ているケースをセラミツクによつて構成し、その
   外周面にアース導体層が設けられていることを特
   徴とする多芯光ケーブルロータリコネクタ。