JPH07104460B2 - 多心光ロータリージョイント - Google Patents
多心光ロータリージョイントInfo
- Publication number
- JPH07104460B2 JPH07104460B2 JP2328243A JP32824390A JPH07104460B2 JP H07104460 B2 JPH07104460 B2 JP H07104460B2 JP 2328243 A JP2328243 A JP 2328243A JP 32824390 A JP32824390 A JP 32824390A JP H07104460 B2 JPH07104460 B2 JP H07104460B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylindrical
- optical
- light beam
- plane
- stationary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Description
体と静止体の光通信に用いる多心光ロータリージョイン
トに関する。
ら入力された像が静止体側で静止する必要があり、その
ために回転側光伝送系と静止側光伝送系の間に多心光ロ
ータリージョイントを設けている。
すような装置が用いられている。第5図に示す装置で
は、光ファイバ1a,1bにそれぞれ接続され、回転部2に
固定された回転側光コリメータ3a,3bから、静止部4に
固定された静止側光コリメータ5a,5bへ像を伝達する光
学系として、ダブプリズム51が配されている。ダブプリ
ズム51の底面52は全反射ミラーとして作用する。ダブプ
リズム51は中間部53に取り付けられ、バーニア機構54に
より回転部2の回転速度の1/2の速度で回転される。バ
ーニア機構54は、中間部53に回転可能に取り付けられた
転輪55が静止部4の円筒部4aの内面と回転部2の外周の
間で回転することにより、中間部53を回転させるもので
ある。56および57は軸受を示す。第1図で6a,6bは静止
(出力)側光ファイバを、7a,7bを光束を、58a,58bは光
ファイバ(1a,1b)と回転側光コリメータ(3a,3b)との
接続部を、59a,59bは静止側光コリメータ(5a,5b)と静
止側光ファイバ(6a,6b)との接続部を、それぞれ示
す。
入力された像は反転されて静止側光コリメータ5a,5bに
達し、回転側光コリメータ3a,3bから入射する光束7a,7b
が回転していても、静止側光コリメータ5a,5bに入射す
る光束は回転しない。
いる光ファイバの本数が多くなると、個別の光コリメー
タの数、従ってそれが集合した光コリメータ全体の直径
が大となるので、それにつれてダププリズムの直径も大
となる。ダブプリズムの長さは、使用波長に依存して直
径との関係が決まるため、直径の増大とともに大とな
り、その結果回転体側光コリメータと静止側コリメータ
の間の距離が大きくなるから、この間での光損失が増加
する。装置全体も大型となる。
バの本数が多くても、回転体側光コリメータと静止側コ
リメータの間での光損失を増加させることなく、また装
置を大型にせずに、回転体側から静止体側へ静止像を伝
達する多心光ロータリージョイントを実現することであ
る。
くても、回転体側光コリメータと静止側コリメータの間
での光損失を増加させることなく、回転体側から静止体
側へ静止像を伝達する多心光ロータリージョイントを実
現するため、側面の一つが平面で、向かい合う側面がこ
の平面と平行な直線を母線とし、母線に垂直な方向に正
の曲率を有する柱面である、シリンドリカルレンズ二つ
を、それぞれのレンズの曲線の母線が互いに平行に、そ
して両レンズの距離(厳密には主面の距離)が焦点距離
の和に等しくなるよう配置し、両レンズを一体として、
レンズの曲面を曲率中心を通り、レンズの平面に垂直な
軸の回りに、所定の速度で回転できるように構成した。
所定の速度とは、一方のレンズに入射する光束がレンズ
の回転軸に平行に、その回りを回転するとき、この光束
の回転速度の1/2の速度である。柱面は円柱面のほか、
楕円柱面、放物線柱面、双曲線柱面等でもよい。二つの
シリンドリカルレンズは、平面の側面を向い合せて配置
することが好ましいが、円柱面等の曲線柱面を向い合せ
てもよい。
る。
光学的原理について、第4図を参照しつつ説明する。シ
リンドリカルレンズは母線が平行な二つの円柱面(もし
くは楕円柱面等)、または円柱面(もしくは楕円柱面
等)と平面を対向する側面として有する柱状レンズであ
り、円柱面等の母線の方向には屈折力を有せず、それと
垂直な方向についてのみ屈折力を有する。第4図には、
屈折率nの透明体42の側面を半径Rの円柱面43と平面44
とで構成したシリンドリカルレンズ41と、入射する光束
1の、円柱面43の母線に垂直な断面を示す。レンズの中
心軸Xは、平面の側面44に垂直な、円柱面43の半径に相
当する。中心軸Xに平行な光束1は、中心軸X上の、レ
ンズ41から焦点距離f離れた位置に収斂する。焦点距離
fは、屈折率をn、円柱面43の半径Rとするとき、f=
R/(n−1)で与えられる。これは通常の球面レンズに
おける焦点距離に相当するが、入射する平行光束の収斂
は、距離fの位置にある、円柱面43の母線に平行(図の
紙面に垂直)な直線上に行われる。円断面をもつ光束1
が中心軸Xに沿って入射したとき、中心軸Xを横断する
直線Z1−Z1,Z2−Z2,Z3−Z3,Z4−Z4に沿った中心軸Xに
垂直な光束の断面を、各線分の延長上に示した。
タリージョイントの光学系を示す。第1図(A)および
(B)で、回転側のコリメータ3と静止側のコリメータ
5の間には、回転側のシリンドリカルレンズ11と静止側
のシリンドリカルレンズ12が、それぞれの円柱面の母線
11a,12aが互いに平行に、平面の側面11b,12bが向き合う
ように、そして両レンズの焦点O(実際には直線をなす
が、便宜上焦点と呼ぶ)が一致する距離を隔てて、配置
されている。第1図(A)および(B)は、シリンドリ
カルレンズ11および12の円柱面の母線11a,12aに平行お
よび垂直な断面をそれぞれ示す。ここで、シリンドリカ
ルレンズ11および12の焦点Oを通り、入射光束7に平行
な直線をこの光学系の中心軸Xと呼ぶことにし、中心軸
Xに平行な軸をx、レンズの円柱面の母線の方向の軸を
y、中心軸Xに垂直で紙面に沿った方向の軸をzとす
る。コリメータ3に入射する光束7は常にx軸に平行
に、中心軸Xの回りを回転する(中心軸Xとの距離をh
とする)。この回転に対し、シリンドリカルレンズ11お
よび12は一体として、図示しない回転機構により、回転
側コリメータ3、従って光束7の回転速度の1/2の速度
で、中心軸Xの回りに回転できるように構成されてい
る。第1図(B)は、光束7が中心軸Xを含みy軸に垂
直な面内にある状態を示している。
り、シリンドリカルレンズ11により屈折されて光束7dと
なり、シリンドリカルレンズ11とシリンドリカルレンズ
12の共通の焦点Oを経てシリンドリカルレンズ12に入射
し、再び平行光束7eとなり、静止側のコリメータ5を経
て光束8として取り出される。中心軸Xから入射光束7
までの距離hと光束8までの距離h′は等しい。すなわ
ち、シリンドリカルレンズ11および12はz軸方向の倍率
が1のアフォーカル光学系を形成する。二本の平行光束
7cと、対応する二本の光束7eは、z軸に対する関係が反
転しており、光束7に含まれる像は光束8中で反転する
ことを示す。
リカルレンズ11および12は、一体として、回転側コリメ
ータの1/2の回転速度で回転される。このときの、光束
7に垂直な断面での入射光束7と出力光束8との関係
を、第2図に示す。第2図で円21は入射光束7の回転の
軌跡を、直線22はシリンドリカルレンズ11および12の円
柱面の母線の方向を示す。第2図(A)に示すように、
○で示した入射光束7が円21上で中心軸Xに対し最も上
(z軸方向で)にある場合には、光束は矢印で示すよう
に伝達され、×で示す出力光束8は入射光束7と中心軸
Xに関し対称の位置に得られる。第2図(B)に示すよ
うに、○で示した入射光束7が第2図(A)に示した位
置から90゜反時計方向に回転した位置まで回転すると、
シリンドリカルレンズ11および12は光束7の回転速度の
1/2の速度で回転するので、シリンドリカルレンズの円
柱面の母線の方向を示す直線22は45゜反時計方向に回転
する。光束7はシリンドリカルレンズ11および12を通過
する際、第1図で示したように、それらの円柱面の母線
に垂直な面内を矢印で示すように伝達されるので、×で
示す出力光束8の位置は、結果として第2図(A)に示
したのと同じ位置になる。○で示した入射光束7が、円
21上で第2図(C)に示す位置(中心軸Xに対しz軸方
向で最も低い位置)まで回転した場合には、シリンドリ
カルレンズ11および12の円柱面の母線22は第2図(A)
に示した位置から90゜回転するので、入射光束7は中心
軸X上を通って、屈折されずに、×で示す出力光束8と
なる。以上から明からなように、第2図(A)ないし
(C)のいずれでも、×で示す出力光束8の位置は変わ
らない。第2図には代表例として入射光束7の三つの位
置のみを示したが、それ以外の位置でも出力光束8の位
置は常に一定である。理解を容易にするため、第2図
(C)に示した状態での光束について、第1図に対応す
る断面を第3図に示す。第3図から理解されるように、
第2図(C)に対応する状態では、入射光束7に含まれ
る正立像は、出力光束8において正立像となる。
シリンドリカルレンズ11および12に同じものを用い、そ
れらの屈折率nを1.5、円柱面の半径Rを10mmとする
と、f=R/(n−1)=20mmとなり、シリンドリカルレ
ンズ11と12の距離は40mmとなる。焦点距離fは、光束の
回転半径hにおいて、光束の直径の範囲内での光路の変
動に対し、球面収差が許容できる限度において、任意に
選ぶことができる。
同じものを用い、屈折率nを1.5、円柱面の半径Rを40m
mとすると、シリンドリカルレンズ11および12の焦点距
離fはそれぞれf=R/(n−1)=80mmとなり、シリン
ドリカルレンズ11と12の距離は160mmとなる。
光の波長が0.8μm、光束の回転半径が20mmのとき、コ
リメータ間の距離は210mmを必要としたのに比し、本発
明による上述の装置を用いると、同じ光束を伝達するの
にコリメータ間の距離を約50mm短縮でき、結合損失は約
2dB改善された。
は、平面の側面11bおよび12bが向かい合うように配置し
たが、それぞれの円柱面を向かい合わせて配置してもよ
い。
として用いる光ファイバの本数が多くなっても、回転側
光コリメータと静止側コリメータの間での光損失を増加
させることなく、また装置を大型にせずに、回転体側か
ら静止体側へ静止像を伝達することができる。
ジョイントの一実施例の光学系を示す断面図、第2図
(A)ないし(C)は光束に垂直な断面での入射光束と
出力光束との関係を示す説明図、第3図は第2図(C)
に示した状態での光束について実施例の光学系を示す断
面図、第4図はシリンドリカルレンズの光学的原理の説
明図、第5図は従来の多心光ロータリージョイントを示
す断面図である。 符号の説明 1a,1b……光ファイバ 2……回転部、3……コリメータ 3a,3b……回転側コリメータ 4……静止部、4a……円筒部 5……コリメータ 5a,5b……静止側コリメータ 6a,6b……静止側光ファイバ 7……光束、7a,7b……光束 7c,7d,7e……光束 8……光束 11,12……シリンドリカルレンズ 11a,12a……柱面の母線 11b,12b……平面の側面 51……ダブプリズム、52……全反射ミラー 53……中間部、54……バーニア機構 55……転輪、56,57……軸受 58a,58b……回転側光ファイバと回転側コリメータとの
接続部 59a,59b……静止側コリメータと静止側光ファイバとの
接続部
Claims (1)
- 【請求項1】回転部側光ファイバと静止部側光ファイバ
との間の中間部に、側面の一つが平面で、該平面と向か
い合う側面が前記平面と平行な直線を母線とし、母線に
垂直な方向に正の曲率を有する柱面である、シリンドリ
カルレンズ二つを、前記シリンドリカルレンズのそれぞ
れの前記柱面の母線が互いに平行で、前記二つのシリン
ドリカルレンズの距離がそれらの焦点距離の和に等しく
なるよう配置し、前記二つのシリンドリカルレンズを一
体として、前記柱面の曲率中心を通り、前記平面に垂直
な軸の回りに、前記二つのシリンドリカルレンズの一方
に前記軸に平行に入射する光束が、前記軸の回りを回転
するとき、この回転の速度の1/2の速度で回転できるよ
うに構成したことを特徴とする、多心光ロータリージョ
イント。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2328243A JPH07104460B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 多心光ロータリージョイント |
EP91120262A EP0488205B1 (en) | 1990-11-28 | 1991-11-27 | Multi-port fiberoptic rotary joint |
DE69126845T DE69126845D1 (de) | 1990-11-28 | 1991-11-27 | Faseroptische Drehkupplung mit Mehrfachzugang |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2328243A JPH07104460B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 多心光ロータリージョイント |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04195106A JPH04195106A (ja) | 1992-07-15 |
JPH07104460B2 true JPH07104460B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=18208040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2328243A Expired - Lifetime JPH07104460B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 多心光ロータリージョイント |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07104460B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010513961A (ja) * | 2006-12-22 | 2010-04-30 | シュライフリング ウント アパラーテバウ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 反射減衰量の大きな光回転結合器 |
DE102010036174A1 (de) | 2010-05-04 | 2011-11-10 | Georg-Simon-Ohm Hochschule für angewandte Wissenschaften Fachhochschule Nürnberg | Optischer Drehübertrager |
CN104238024B (zh) * | 2014-09-29 | 2017-03-22 | 上海理工大学 | 一种基于环形柱透镜的离轴光纤旋转连接器 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61259208A (ja) * | 1985-05-14 | 1986-11-17 | Tokyo Optical Co Ltd | 多芯光フアイバ用コネクタ |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP2328243A patent/JPH07104460B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61259208A (ja) * | 1985-05-14 | 1986-11-17 | Tokyo Optical Co Ltd | 多芯光フアイバ用コネクタ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04195106A (ja) | 1992-07-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5078502A (en) | Compact afocal reimaging and image derotation device | |
US4447114A (en) | Optical slip rings | |
US5706136A (en) | Optical system, and image observing apparatus and image pickup apparatus using it | |
US4519670A (en) | Light-rotation coupling for a plurality of channels | |
US6104537A (en) | Image-forming optical system having a decentered optical element in a first lens group | |
JPH0548171Y2 (ja) | ||
JPS59105608A (ja) | 光フアイバ用回転接合装置 | |
US5963376A (en) | Variable-magnification image-forming optical system | |
US4697882A (en) | Beam splitter for changing optical paths small tilt | |
JPH07104460B2 (ja) | 多心光ロータリージョイント | |
US5790734A (en) | Optical dispersion apparatus and method | |
US4558222A (en) | Infrared radiation detecting systems | |
JP3387725B2 (ja) | 光コネクタ | |
EP0488205A2 (en) | Multi-port fiberoptic rotary joint | |
US20240061204A1 (en) | Fan-in/fan-out device | |
JPH0458006B2 (ja) | ||
JPH05134140A (ja) | 多芯光ロータリージヨイント | |
JPS5811913A (ja) | 反射屈折レンズ | |
JP2658400B2 (ja) | 中空光ロータリジョイント | |
JPH043282Y2 (ja) | ||
JP3077554B2 (ja) | 光アイソレータ | |
JP2621483B2 (ja) | 中空光ロータリジョイント | |
JPS5931682B2 (ja) | 光フアイバ分岐装置 | |
JP3030058B2 (ja) | 実体顕微鏡 | |
JPH04204608A (ja) | 多心光ロータリージョイント |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071113 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081113 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081113 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091113 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101113 Year of fee payment: 15 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101113 Year of fee payment: 15 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111113 Year of fee payment: 16 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111113 Year of fee payment: 16 |