JPH0588053A - 光ロータリコネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転軸上で複数の光信号の接続ができる光ロ
ータリコネクタを提供する。 【構成】 回転軸線Ｐを中心として回転自在な可動リン
グ２を設け、回転軸線Ｐの同軸上かつ、この可動リング
２に対向させて固定リング３を設けて光ロータリコネク
タ１を構成する。可動リング２には、Ｐを中心として同
一円周上に４個の発光素子４を等間隔に配置し、固定リ
ング３には、発光素子４から発光された光信号を反射し
てそれを焦点位置Ｆに集める放物反射面５を形成する。
そして、この焦点位置Ｆに、反射された光信号が入力さ
れる３個の受光素子７を配置する。これらの可動リング
２および受光素子７は、光ケーブルと結合している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ロータリコネクタに係
り、特に、回転軸上で回転する可動体から固定体に光フ
ァイバを接続させる際に利用できる。

【０００２】

【背景技術】近年、電子回路をつなぐという基本機能を
持ったコネクタに対し、光接続等、新しい接続法に対応
したコネクタが開発されている。この内、光ファイバ同
士を接続する光コネクタでは、発光素子から発せられた
光信号が受光素子に送られて光の接続が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光コネクタでは、発光素子と受光素子とが同心上に位置
していなければ光ファイバ同士を接続することができな
い。従って、回転する部分で光ファイバ同士を接続する
場合、１極の接続しかできない。ところが、複雑化する
工作機械等では回転する部分で複数の光ファイバ同士を
接続する必要性が増えており、従来の光コネクタではそ
のような場合に対処できず、回転する部分で複数の光フ
ァイバ同士を接続できる光ロータリコネクタの開発が望
まれていた。

【０００４】ここに本発明の目的は、回転軸上で複数の
光信号の接続ができる光ロータリコネクタを提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
回転軸線を中心として回転自在な可動体と、この可動体
と対向しかつ同一軸線上に設けられた固定体とを備えて
構成され、前記可動体の前記回転軸線を中心とする同一
円周上には、光ケーブルに接続された複数の発光素子が
所定角度ごとに配置され、前記固定体の前記可動体と対
向する対向面には、前記発光素子が回転移動する軌跡上
に焦点位置を有し、各発光素子からの光を焦点位置に反
射させる複数の放物反射面が等角度ごとに形成され、前
記固体の放物反射面の焦点位置には光ケーブルに接続さ
れた受光素子が設けられ、前記一方の複数を偶数とし、
他方の複数を奇数として光ロータリコネクタを構成した
ものである。

【０００６】また、本発明の第２の発明は、可動体と固
定体とを１組としてこれを前記回転軸線方向に積層し多
極の光ロータリコネクタを構成したものである。

【０００７】

【作用】このような本第１の発明では、光ケーブルから
光信号が送られると、この光信号は可動体に配置された
複数の発光素子から発光される。そしてその光信号は、
固定体に形成された複数の放物反射面を反射して受光素
子に入光し光信号の接続が行われる。本第１の発明で
は、可動体に配置された複数の発光素子と、固定体に配
置された複数の受光素子とが同一円周上にあり、受光素
子は放物反射面の焦点位置に配置されているので、可動
体が回転しても、いずれかの発光素子の光信号は、必ず
いずれかの放物反射面を経ていずれかの受光素子に受け
わたされる。従って、本第１の発明の光ロータリコネク
タを、回転する可動体と、この可動体と対向する固定体
との間において、光信号の接続に使用することができ
る。

【０００８】また、本第２の発明では、可動体と固定体
とで一組とされて積層されたロータリコネクタのそれぞ
れの層で、発光素子から受光素子へと光信号の受けわた
しが行われる。このように本第２の発明では、回転自在
な可動体から光信号を固定体に受けわたすことができる
一組のコネクタを積層し、それぞれの層において光信号
の接続が可能なので、回転する可動体と、この可動体と
対向する固定体との間において、多極の光信号の接続に
使用することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図５に示されるように、本実施例の光ロータリ
コネクタ１は、可動体である可動リング２と固定体であ
る固定リング３とを備えて構成されている。

【００１０】前記可動リング２は、図１，２に示される
ように回転軸線Ｐを中心として回転自在であり、前記固
定リング３と対向する対向面の前記回転軸線Ｐを中心と
する同一円周Ｄ上には、４個の発光素子４が等角度で配
置されている。ここで、この発光素子４は少なくとも３
個以上の複数個配置されると好適である。

【００１１】前記固定リング３は、図５に示されるよう
に、前記可動リング２に対向し、かつ、前記回転軸線Ｐ
上に設けられる。この固定リング３は、図３，４に示さ
れるように、前記発光素子４が前記回転軸線Ｐを中心と
して回転移動する際の軌跡上、すなわち、前記可動リン
グ２の前記同一円周Ｄと同一の円周Ｄ1を有しており、
この円周Ｄ1 上の一点は焦点位置Ｆとされている。そし
て、図５に示すように、光を焦点位置Ｆに反射させるよ
うな放物線を描く３個の放物反射面５が等間隔に形成さ
れている。この放物反射面５は、焦点位置Ｆを中心とす
る仮想円Ｃ内に形成されている。このように、３個の放
物反射面５が固定リング３内に等間隔に形成されている
ので、固定リング３の前記対向面は、それらが重なり合
う面Ａと、放物反射面５が形成されない面Ｂとを有して
いる。

【００１２】前記放物反射面５の焦点位置Ｆには、ブラ
ケット7A等により固定リング３に支持されて、３個の受
光素子７が設けられている。ここで、この受光素子７は
少なくとも２個以上の複数個配置され、その場合、前記
発光素子４とは必ず異なる数になるように配置されると
好適である。

【００１３】このような可動リング２の発光素子４およ
び固定リング３の受光素子７には、図６，７に示される
ように、それぞれ光ケーブル13，14が結合されている。
すなわち、図７によれば、それぞれの発光素子４には、
光ケーブル13から送られる光信号を光分配器15で分配し
た光ケーブル13-1が結合されている。このことにより、
４個すべての発光素子４から同一信号を発光させること
ができるようになっている。

【００１４】また、図６に示されるように、前記固定リ
ング３の各受光素子７にはそれぞれ光ケーブル14が結合
されている。そして、これらの光ケーブル14は光結合器
16により１本の光ケーブル14に集束されている。

【００１５】ここで、図３に基づいて受光素子７，放物
反射面５，および発光素子４間の関係を説明する。今、
可動リング２に取付けられた４個の発光素子４が固定リ
ング３に対向しているとして、その４個の発光素子４を
図中時計回りに、それぞれ４−1,４−2,４−3,４−4 と
し、固定リング３の受光素子７を、それぞれ７−1,７−
2,７−3,とする。また、受光素子７−1 の位置する放物
反射面を５−1 ，受光素子７−2 の位置する放物反射面
を５−2 ，受光素子７−3 の位置する放物反射面を５−
3 とする。

【００１６】このような状態において、光ケーブル13か
ら光分配器15を介してそれぞれの発光素子４に光が送ら
れると、発光素子４−1 からの光は受光素子７−1 の裏
側に位置するので、受光素子７−1 に遮られて放物反射
面５−1 に到達せず、また、発光素子４−3 からの光
は、発光素子４−3 が放物反射面５−2 と放物反射面５
−3 との境目つまり、前記Ａ面とＢ面との中心位置にあ
るのでどこにも反射されない。

【００１７】しかし、発光素子４−2 からの光は、放物
反射面５−2 を反射して受光素子７−2 に入光し、発光
素子４−4 からの光は放物反射面５−3 を反射して受光
素子７−3 に、それぞれ入光するようになっている。す
なわち、可動リング２のどのような回転位置でも、いず
れかの発光素子４−1 〜４−4 からの光信号がいずれか
の放物反射面５−1 〜５−3 に到達し、いずれかの受光
素子７−1 〜７−3 に必らず受けわたされる構成とされ
ている。

【００１８】図８には、前述のような可動リング２と固
定リング３とを一組として、これを回転構造物８と固定
構造物９とに３層に組込んだ状態の側面断面が示されて
いる。この図において、前述のように可動リング２には
発光素子４が備えられ、固定リング３には受光素子７が
それぞれ備えられている。そして、固定リング３には図
３に示すような３個の放物反射面５がそれぞれ形成され
ている。このような３層の光ロータリコネクタ１の、上
から一段目の一組が例えば１極目の光ロータリコネクタ
10とされ、二段目が２極目の光ロータリコネクタ11とさ
れ、三段目が３極目の光ロータリコネクタ12とされてい
る。このような多極、つまり３極の光ロータリコネクタ
においても、それぞれの発光素子４と受光素子７とは、
前述のように光ケーブル13，14にそれぞれ接続されてい
る。

【００１９】次に、本実施例の作用を説明する。回転す
る可動リング２の発光素子４に、光ケーブル13からの光
信号が光分配器15で分配された光ケーブル13-1を経て送
られ、その光信号はそれぞれの発光素子４から発光され
る。発光素子４から発光されたそれぞれの光信号は、固
定リング３の３個の放物反射面５に到達し、それぞれが
反射して焦点位置Ｆの受光素子７に入光する。この際、
前述したように、４個の発光素子４からの光信号は、３
個の放物反射面５のいずれかに到達し、３個の受光素子
７のいずれかに入光することになる。

【００２０】受光素子７に受けわたされた光信号は、光
ケーブル14-1を経て光結合器16によって一本の光ケーブ
ル14に集束される。図８に示すように、３極の光ロータ
リコネクタ10,11,12とした場合、それぞれの極で、前述
のような光信号の接続が行われる。

【００２１】前述のような本実施例によれば、次のよう
な効果がある。すなわち、本実施例の光ロータリコネク
タ１の可動リング２には発光素子４が取付けられてお
り、固定リング３には受光素子７が取付けられている。
これらの発光素子４，受光素子７は、回転軸線Ｐを中心
として同一円周Ｄ上に取付けられており、発光素子４か
らの発光は放物反射面５を介して受光素子７に受けわた
されるので、本実施例の光ロータリコネクタ１を、回転
側から固定側への光信号の接続に使用できる。

【００２２】また、このように本実施例の光ロータリコ
ネクタ１を回転側から固定側への光信号の接続に使用で
きるので、本コネクタ１を積層すれば、多極の光ロータ
リコネクタとすることができる。

【００２３】なお、本発明は前述の実施例に限定される
ものではなく、次に示すような変形等を含むものであ
る。すなわち、前記実施例では可動リング２に４個の発
光素子４を取付け、固定リング３には３個の受光素子７
を取付けてあるが、これらの数は逆でもよく、またこれ
らの数は前述したように、発光素子４は３個以上で受光
素子７が２個以上であればもよく、要は、発光素子４と
受光素子７とが奇数，偶数の関係であればよい。

【００２４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の光ロー
タリコネクタによれば、回転軸上で複数の光信号の接続
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る光ロータリコネクタの
可動リングの平面図である。

【図２】同側面図である。

【図３】光ロータリコネクタの固定リングの底面図であ
る。

【図４】図３におけるIVーIV線断面図である。

【図５】光信号と放物反射面と焦点との関係を示す図で
ある。

【図６】固定リングの受光素子と光ケーブルとの結合状
態を示す底面図である。

【図７】可動リングの発光素子と光ケーブルとの結合状
態を示す平面図である。

【図８】本実施例の光ロータリコネクタを３層構造とし
て構造物へ組込んだ応用例図である。

【符号の説明】

１ 光ロータリコネクタ ２ 可動リング（可動体） ３ 固定リング（固定体） ４ 発光素子 ５ 放物反射面 ７ 受光素子 ８ 回転構造物 ９ 固定構造物 13,14 光ケーブル Ｆ 焦点位置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸線を中心として回転自在な可動体
   と、この可動体と対向しかつ同一軸線上に設けられた固
   定体とを備えて構成され、前記可動体の前記回転軸線を
   中心とする同一円周上には、光ケーブルに接続された複
   数の発光素子が所定角度ごとに配置され、前記固定体の
   前記可動体と対向する対向面には、前記発光素子が回転
   移動する軌跡上に焦点位置を有し、各発光素子からの光
   を焦点位置に反射させる複数の放物反射面が等角度ごと
   に形成され、前記固体の放物反射面の焦点位置には光ケ
   ーブルに接続された受光素子が設けられ、前記一方の複
   数を偶数とし、他方の複数を奇数としたことを特徴とす
   る光ロータリコネクタ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光ロータリコネクタにお
   いて、前記可動体と固定体とを１組としてこれを前記回
   転軸線方向に積層し多極のコネクタとしたことを特徴と
   する光ロータリコネクタ。