JPH087299B2 - WDM multi-core optical rotary joint - Google Patents
WDM multi-core optical rotary jointInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、回転体と固定体とにそれぞれ設置される複
数本の光ファイバ間を台形プリズムを用いて光学的に接
続し、複数の波長を同時に高性能で伝送可能な多芯光ロ
ータリジョイントに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention uses a trapezoidal prism to optically connect a plurality of optical fibers installed in a rotating body and a plurality of optical fibers respectively installed in a rotating body and a plurality of optical fibers. The present invention relates to a multi-core optical rotary joint capable of simultaneously transmitting with high performance.
[従来の技術] 従来、多芯光ロータリジョイントとして第6図(実開
昭61−6818号公報)に示すものが知られている。図示す
るように、固定体1内には、回転体2と台形プリズム3
を支持するプリズムホルダ4とが同軸上に回転自在に設
けられている。出射側光ファイバ5は固定体1に取り付
けられたフェルール6およびコリメート用のロッド状の
収束性レンズ9により台形プリズム3の入射面3aに結合
され、また入射側光ファイバ14は回転体2に取り付けら
れたフェルール13およびコリメート用の収束性レンズ10
により台形プリズム3の出射面3Cに結合されている。回
転体2とプリズムホルダ4及び固定体1との間には、回
転体2の回転を所定の1/2の角速度に減速してプリズム
ホルダ4に伝達するための変速歯車機構としての変速歯
車40,41,42と変速歯車軸43が設けられている。なお、2
0,21はフェルール6,13に取り付けられた袋ナット、15,1
6はフェルール6,13を接続するためのレセプタクルであ
る。[Prior Art] Conventionally, a multi-core optical rotary joint shown in FIG. 6 (Japanese Utility Model Publication No. 61-6818) is known. As shown, in the fixed body 1, the rotating body 2 and the trapezoidal prism 3 are provided.
And a prism holder 4 for supporting the same are provided coaxially and rotatably. The exit side optical fiber 5 is connected to the entrance surface 3a of the trapezoidal prism 3 by the ferrule 6 attached to the fixed body 1 and the collimating rod-shaped converging lens 9, and the entrance side optical fiber 14 is attached to the rotating body 2. Ferrule 13 and convergent lens 10 for collimation
Is coupled to the exit surface 3C of the trapezoidal prism 3. Between the rotating body 2, the prism holder 4 and the fixed body 1, a speed change gear 40 as a speed change gear mechanism for decelerating the rotation of the rotating body 2 to a predetermined 1/2 angular velocity and transmitting it to the prism holder 4. , 41, 42 and a speed change gear shaft 43 are provided. Note that 2
0,21 are cap nuts attached to ferrules 6,13, 15,1
6 is a receptacle for connecting the ferrules 6 and 13.
出射側光ファイバ5から出射した光は、収束性レンズ
9で平行光とされて台形プリズム3の入射面3aに入射
し、そこで屈曲し底面3bで全反射し、更に、出射面3cで
屈折して出射し、収束性レンズ10により収束されて入射
側光ファイバ14に入射する。The light emitted from the output-side optical fiber 5 is collimated by the converging lens 9 and enters the entrance surface 3a of the trapezoidal prism 3, where it is bent and totally reflected by the bottom surface 3b, and further refracted by the exit surface 3c. And is then converged by the converging lens 10 and incident on the incident-side optical fiber 14.
この光ロータリジョイントでは、回転体2が回転して
も、その1/2の角速度で同方向に台形プリズム3が回転
して、回転体2の回転を光学的に打消すように作用する
ので、各出射側光ファイバ5とそれに対応する入射側光
ファイバ14との間の接続関係は保証される。In this optical rotary joint, even if the rotator 2 rotates, the trapezoidal prism 3 rotates in the same direction at an angular velocity of 1/2 of the rotator 2 and acts to optically cancel the rotation of the rotator 2. The connection relationship between each outgoing side optical fiber 5 and the corresponding incoming side optical fiber 14 is guaranteed.
台形プリズム3が第6図に示すように、光軸に対して
入射像と出射像との間に倒立鏡像の関係が生ずるのは台
形プリズム3の口径をSとすると、長さlは(プリズム
材質BK−7(ホウケイ酸ガラス)の場合)l=4.23×S
である。As shown in FIG. 6, the trapezoidal prism 3 has an inverted mirror image relationship between the incident image and the outgoing image with respect to the optical axis. Material BK-7 (borosilicate glass)) l = 4.23 × S
Is.
しかし、第8図に示すように光ファイバ間の結合損失
は収束性レンズ間隔Lが50mmを過ぎると急激に大きくな
る。l=63.5〜84.6mmの場合、結合損失は3〜7dBと著
しく増大する。フェルール6をレセプタクル15に装着し
た時に微小な角度折れがあると、光束は台形プリズム3
の入射面3a、底面3b、出射面3cにより拡大され、多芯光
ロータリジョイントの回転特性を悪化させる。特に台形
プリズム3の長さlが長くなる程、この角度折れによる
光束の拡大が著しくなり、プリズム長さlは極力短いほ
うが良い。そのため、第6図に示す多芯光ロータリジョ
イントは4審が限度であり、それ以上の芯線数のものは
伝達特性及び寸法上実現困難であった。However, as shown in FIG. 8, the coupling loss between the optical fibers rapidly increases when the converging lens interval L exceeds 50 mm. When 1 = 63.5 to 84.6 mm, the coupling loss increases significantly to 3 to 7 dB. If there is a slight angle bend when the ferrule 6 is attached to the receptacle 15, the light beam will be trapezoidal prism 3
Is enlarged by the incident surface 3a, the bottom surface 3b, and the emission surface 3c, and the rotation characteristics of the multi-core optical rotary joint are deteriorated. In particular, as the length l of the trapezoidal prism 3 becomes longer, the expansion of the light flux due to the angle breaking becomes more remarkable, and the prism length l should be as short as possible. Therefore, the multi-core optical rotary joint shown in FIG. 6 is limited to four cases, and it is difficult to realize a multi-core optical rotary joint having a number of core wires larger than that in view of transmission characteristics and dimensions.
本願の出願人は6芯以上の多芯光ロータリジョイント
を実現するため、第7図(実開昭63−195304号)に示す
多芯光ロータリジョイントを提案している。第6図の多
芯光ロータリジョイントを改良したもので、出射側光フ
ァイバ5と台形プリズム3の間に長斜方形プリズム等の
反射体30を配し、同様に入斜側光ファイバ14と台形プリ
ズム3の間に長斜方形プリズム等の反射体31を設置して
いる。そして、台形プリズム3の口径内に位置するレセ
プタクル15,16とは別に、収束レンズ7,8を収納したレセ
プタクル11,12を台形プリズム3の口径外に配置してい
る。回転体2とプリズムホルダ4および固定体1との間
には、第6図と同様に回転体2の回転を1/2の角速度に
減速してプリズムホルダ4に伝達するための変速歯車機
構22として、変速歯車23,24,25,26と変速歯車軸27が設
けられている。The applicant of the present application has proposed a multi-core optical rotary joint shown in FIG. 7 (Actual No. Sho 63-195304) in order to realize a multi-core optical rotary joint having 6 or more cores. This is a modification of the multi-core optical rotary joint shown in FIG. 6, in which a reflector 30 such as a long rhombic prism is arranged between the outgoing side optical fiber 5 and the trapezoidal prism 3, and similarly, the incoming oblique side optical fiber 14 and the trapezoidal side are formed. A reflector 31 such as a long rhombic prism is installed between the prisms 3. Then, in addition to the receptacles 15 and 16 located inside the aperture of the trapezoidal prism 3, the receptacles 11 and 12 housing the converging lenses 7 and 8 are arranged outside the aperture of the trapezoidal prism 3. Between the rotating body 2 and the prism holder 4 and the fixed body 1, as in FIG. 6, a speed change gear mechanism 22 for decelerating the rotation of the rotating body 2 to an angular velocity of 1/2 and transmitting it to the prism holder 4. As such, transmission gears 23, 24, 25, 26 and a transmission gear shaft 27 are provided.
この第7図に示す多芯光ロータリジョイントでは、外
側のレセプタクル11に属する光ファイバ17から出射され
た光は、収束性レンズ7で平行光とされて反射体30の長
斜方形プリズムに入射し、反射体30内で2回反射した
後、その出射光は台形プリズム3に入射する。台形プリ
ズム3から出射された光は、反射体31の長斜方形プリズ
ムに入射して2回反射された後出射し、収束性レンズ8
により収束されて入射側光ファイバ18に入射する。In the multi-core optical rotary joint shown in FIG. 7, the light emitted from the optical fiber 17 belonging to the outer receptacle 11 is collimated by the converging lens 7 and enters the long rhombic prism of the reflector 30. After being reflected twice in the reflector 30, the emitted light enters the trapezoidal prism 3. The light emitted from the trapezoidal prism 3 enters the long orthorhombic prism of the reflector 31, is reflected twice, and then is emitted.
Are converged by and are incident on the incident side optical fiber 18.
第7図に示す多芯光ロータリジョイントは、台形プリ
ズム3と光ファイバ5との間の反射体30,31を介在させ
ることにより、台形プリズム3の口径外にある光ファイ
バ17,18同士の光接続が可能となり、その結果第6図に
示す多芯光ロータリジョイントの台形プリズム3の口径
よりも小さい口径の台形プリズムを使用して6芯の多芯
光ロータリジョイントを実現し、実相密度を大幅に向上
させることができた。更に第6図に示す台形プリズム3
と同じ大きさの台形プリズムを使用した場合には、8芯
タイプのものを容易に実現することができた。In the multi-core optical rotary joint shown in FIG. 7, by interposing the reflectors 30 and 31 between the trapezoidal prism 3 and the optical fiber 5, the optical fibers 17 and 18 outside the aperture of the trapezoidal prism 3 are optically coupled. Connection is possible, and as a result, a trapezoidal prism with an aperture smaller than that of the trapezoidal prism 3 of the multi-core optical rotary joint shown in FIG. 6 is used to realize a 6-core multi-core optical rotary joint, greatly increasing the actual phase density. I was able to improve. Further, the trapezoidal prism 3 shown in FIG.
When using a trapezoidal prism having the same size as the above, an 8-core type could be easily realized.
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、第7図に示す多芯光ロータリジョイン
トでは、たとえば第6図に示す台形プリズム3を使用し
たとしても、8芯が限界であり、台形プリズムを大きく
せずにそれ以上の多芯化は困難である。光ファイバの情
報伝送容量を増やそうとする時、複数の波長を同時に用
いるいわゆる波長多重伝送を行うことがあり、より多芯
の波長多重光ロータリジョイントの出現が望まれてい
る。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the multi-core optical rotary joint shown in FIG. 7, even if the trapezoidal prism 3 shown in FIG. Without it, it is difficult to make more cores. When increasing the information transmission capacity of an optical fiber, so-called wavelength multiplex transmission using a plurality of wavelengths at the same time may be performed, and the emergence of a more multiple core wavelength multiplex optical rotary joint is desired.
従来の多芯光ロータリジョイントを用いて波長多重伝
送を行ったときの問題を第9図を用いて説明する。A problem when performing wavelength division multiplexing transmission using a conventional multi-core optical rotary joint will be described with reference to FIG.
同図は台形プリズム3の中心軸に波長λ1,λ2の2つ
の光を左方より入射させた時の光路を示したものであ
る。波長λ1の光は実線で示したように、台形プリズム
3の入射面3aで屈折し、底面3bで全反射し、出射面3cで
再び屈折して右方に出射する。このときの出射光は台形
プリズム3の中心軸上になるように、台形プリズム3の
口径S,その長さlを定めてあるものとする。このような
時、波長λ1に関しては任意の位置に光を入射しても、
先に述べたように多重光ロータリジョイントを構成する
ことができる。一方、波長λ1より波長の短い波長λ2
の光は、色収差によりλ1の屈折率と異なるため、入射
面3a,出射面3bでの屈折率がλ1の実線の光路と異な
り、破線で示したように出射光はΔだけオフセットす
る。例えば、台形プリズム3の材料BK−7(硼硅クラウ
ンガラス)を用い、口径S=20mm,λ1=1.3μmとする
と、l=85mmになるが、これにλ2=0.85μmの光を入
射させるとオフセットΔ=4mmとなりマイクロ凸レンズ
の口径を4mm以上にしないと全く伝送ができないことに
なる。また、仮に一部部分が伝送できても結合損失が大
きくなり、かつまた回転変動が大きくなり従来の単一材
質の台形プリズムは使えない。This figure shows an optical path when two lights of wavelengths λ1 and λ2 are incident on the central axis of the trapezoidal prism 3 from the left side. As indicated by the solid line, the light of wavelength λ1 is refracted at the entrance surface 3a of the trapezoidal prism 3, totally reflected at the bottom surface 3b, refracted again at the exit surface 3c, and emitted to the right. It is assumed that the aperture S of the trapezoidal prism 3 and its length 1 are determined so that the emitted light at this time is on the central axis of the trapezoidal prism 3. In such a case, even if light is incident on an arbitrary position with respect to the wavelength λ1,
Multiple optical rotary joints can be constructed as described above. On the other hand, the wavelength λ2 shorter than the wavelength λ1
The light is different from the refractive index of .lamda.1 due to chromatic aberration, and therefore the outgoing light is offset by .DELTA. As shown by the broken line, unlike the solid line optical path in which the refractive indexes at the entrance surface 3a and the exit surface 3b are .lambda.1. For example, if the material BK-7 (borosilicate crown glass) for the trapezoidal prism 3 is used and the aperture S = 20 mm and λ1 = 1.3 μm, then 1 = 85 mm, but if light of λ2 = 0.85 μm is incident on this. The offset Δ is 4 mm, and transmission is not possible at all unless the diameter of the micro convex lens is set to 4 mm or more. Even if a part of the light can be transmitted, the coupling loss becomes large and the rotation fluctuation becomes large, so that the conventional trapezoidal prism made of a single material cannot be used.
本発明の目的は、上記した従来技術の課題に鑑み、装
置を大型化することなく従来よりも多い芯数の光ファイ
バを実装可能でかつ高性能な多芯光ロータリジョイント
を提供することにある。An object of the present invention is to provide a high-performance multi-core optical rotary joint capable of mounting an optical fiber having a larger number of cores than conventional ones without increasing the size of the device in view of the above-mentioned problems of the conventional art. .
[課題を解決するための手段] 本発明の波長多重多芯光ロータリジョイントは、回転
体と固定体との間に設けられ回転体に伴って所定の角速
度で回転される色消し台形プリズムと、該台形プリズム
の入射面,出射面にそれぞれ光学的に臨ませ且つ互いに
光学的に対向させて前記回転体と前記固定体とに設置さ
れた複数対の収束性レンズと、前記台形プリズムの入射
面側,出射面側にそれぞれ設けられ、前記複数対の収束
性レンズのうち外側対のものに対向する外側反射面と前
記台形プリズムに対向する内側反射面とを有する反射体
と、前記反射体の外側反射面と内側反射面の間に、前記
収束性レンズのうちの内側対のものと対向させて設けら
れた干渉膜フィルタであって、前記収束性レンズの外側
対のものから前記反射対に入射され前記外側反射面で反
射された第1の波長の光を透過し、前記収束性レンズの
内側対のものから前記反射体に入射された第2の波長の
光を反射する干渉膜フィルタとを備えたものである。[Means for Solving the Problem] A wavelength-multiplexed multi-core optical rotary joint of the present invention is an achromatic trapezoidal prism that is provided between a rotating body and a fixed body and is rotated at a predetermined angular velocity with the rotating body. A plurality of pairs of converging lenses installed on the rotating body and the fixed body such that they are optically faced and optically opposed to the entrance surface and the exit surface of the trapezoidal prism, respectively, and the entrance surface of the trapezoidal prism. Of the plurality of pairs of converging lenses, the reflector having an outer reflection surface facing the outer pair and an inner reflection surface facing the trapezoidal prism, and An interference film filter provided between an outer reflecting surface and an inner reflecting surface so as to face an inner pair of the converging lenses, wherein the outer pair of the converging lenses moves to the reflecting pair. Is incident on the outside An interference film filter that transmits the light of the first wavelength reflected by the reflecting surface and reflects the light of the second wavelength that is incident on the reflector from the inner pair of the converging lenses. Is.
前記干渉膜フィルタを前記反射体の外側反射面と内側
反射面の間に設ける代わりに、前記反射体の内側反射面
に前記第1の波長の光を反射し且つ前記第2の波長の光
を透過する干渉膜フィルタを設けることもできる。Instead of providing the interference film filter between the outer reflection surface and the inner reflection surface of the reflector, the inner reflection surface of the reflector reflects the light of the first wavelength and the light of the second wavelength is reflected. It is also possible to provide an interference film filter that transmits light.
[作用] (1)色収差を補正する色消し台形プリズムを使用する
と共に、反射体の外側反射面と内側反射面の間に、第1
の波長λ1の光を透過し第2の波長λ2の光を反射する
干渉膜フィルタを設けた形態では、次のように作用す
る。[Operation] (1) An achromatic trapezoidal prism that corrects chromatic aberration is used, and a first prism is provided between the outer reflection surface and the inner reflection surface of the reflector.
In the mode in which the interference film filter that transmits the light having the wavelength λ1 and reflects the light having the second wavelength λ2 is provided, it operates as follows.
収束性レンズの外側のもの、例えば台形プリズムの口
径外にある第1の出射側光ファイバ(17)の収束性レン
ズから出射された第1の波長λ1の光は、反射体の外側
反射面でまず内側方向に反射され、干渉膜フィルタ(5
1)を透過した後、反射体の内側反射面で反射されて台
形プリズムの軸方向に沿う光となり、台形プリズムの入
射面に入射する。The light of the first wavelength λ1 emitted from the outside of the converging lens, for example, the converging lens of the first emission side optical fiber (17) outside the aperture of the trapezoidal prism, is reflected on the outer reflection surface of the reflector. First, it is reflected inward, and the interference filter (5
After passing through 1), it is reflected by the inner reflecting surface of the reflector and becomes light along the axial direction of the trapezoidal prism, which enters the entrance surface of the trapezoidal prism.
一方、収束性レンズの内側のもの、例えば台形プリズ
ムの口径内にある第2の出射側光ファイバ(5)の収束
性レンズから出射された第2の波長λ2の光は、干渉膜
フィルタ(51)により反射された後、反射体の内側反射
面で反射されて、台形プリズムの入射面に入射する。On the other hand, the light of the second wavelength λ2 emitted from the convergent lens inside the converging lens, for example, the converging lens of the second emission side optical fiber (5) within the aperture of the trapezoidal prism, is generated by the interference film filter (51 ), Is reflected by the inner reflecting surface of the reflector and enters the entrance surface of the trapezoidal prism.
台形プリズムにその入射面より入射したλ1,λ2の光
は、それぞれ光軸に対して入射像と出射像との間に倒立
鏡像の関係を生じさせる如くその進路が変更され、台形
プリズムの軸方向に沿う光とされて出射面より出射す
る。The paths of the λ1 and λ2 lights that enter the trapezoidal prism from its entrance surface are changed so as to create an inverted mirror image relationship between the incident image and the outgoing image with respect to the optical axis. The light is emitted along the line and is emitted from the emission surface.
台形プリズムの出射面からの出射光のうち、第1の波
長λ1の光は、反射体の内側反射面で反射され、干渉膜
フィルタ(52)を透過した後に、外側反射面により反射
されて、台形プリズムの口径外の領域に位置する外側の
収束性レンズへと導かれ、該外側の収束性レンズにより
第1の入射光ファイバ(18)に結合される。一方、第2
の波長λ2の光は、上記の第1の波長の光と同様にし
て、反射体の内側反射面で反射された後、干渉膜フィル
タ(52)で反射され、台形プリズムの口径内の領域に位
置する内側の収束性レンズへと導かれ、該内側の収束性
レンズにより第2の入射側光ファイバ(14)に結合され
る。Of the light emitted from the emission surface of the trapezoidal prism, the light of the first wavelength λ1 is reflected by the inner reflection surface of the reflector, passes through the interference film filter (52), and then is reflected by the outer reflection surface. It is guided to an outer converging lens located in a region outside the aperture of the trapezoidal prism and is coupled to the first incident optical fiber (18) by the outer converging lens. Meanwhile, the second
The light of wavelength λ2 is reflected by the inner reflection surface of the reflector and then by the interference film filter (52) in the same manner as the light of the first wavelength described above, and enters the area within the aperture of the trapezoidal prism. It is guided to the inner converging lens located and is coupled to the second incident side optical fiber (14) by the inner converging lens.
(2)次に、色収差を補正する色消し台形プリズムを使
用すると共に、反射体の外側反射面に、第1の波長λ1
の光を反射し第2の波長λ2の光を透過する干渉膜フィ
ルタを設けた形態では、次のように作用する。(2) Next, an achromatic trapezoidal prism for correcting chromatic aberration is used, and the first wavelength λ1 is applied to the outer reflection surface of the reflector.
In the mode in which the interference film filter that reflects the light of (1) and transmits the light of the second wavelength λ2 is provided, it operates as follows.
収束性レンズの外側のもの、例えば台形プリズムの口
径外にある第1の出射側光ファイバ(17)の収束性レン
ズから出射された第1の波長λ1の光は、反射体の外側
反射面で反射され、次に内側反射面即ち干渉膜フィルタ
(50)で反射されて台形プリズムの軸方向に沿う光とし
て台形プリズムの入射面に入射する。The light of the first wavelength λ1 emitted from the outside of the converging lens, for example, the converging lens of the first emission side optical fiber (17) outside the aperture of the trapezoidal prism, is reflected on the outer reflection surface of the reflector. The light is reflected and then reflected by the inner reflection surface, that is, the interference film filter (50) and is incident on the incident surface of the trapezoidal prism as light along the axial direction of the trapezoidal prism.
一方、収束性レンズの内側のもの、例えば台形プリズ
ムの口径内にある第2の出射側光ファイバ(5)の収束
性レンズから出射された第2の波長λ2の光は、干渉膜
フィルタ(50)をそのまま透過して台形プリズムの入射
面に入射する。On the other hand, the light of the second wavelength λ2 emitted from the convergent lens inside the converging lens, for example, the converging lens of the second emission side optical fiber (5) within the aperture of the trapezoidal prism, is generated by the interference film filter (50). ) Is transmitted as it is and is incident on the incident surface of the trapezoidal prism.
台形プリズムに入射したλ1,λ2の光は、それぞれ光
軸に対して入射像と出射像との間に倒立鏡像の関係を生
じさせる如くその進路が変更され、台形プリズムの軸方
向に沿う光とされて出射面より出射する。The paths of the λ1 and λ2 lights that have entered the trapezoidal prism are changed so as to cause an inverted mirror image relationship between the incident image and the outgoing image with respect to the optical axis, and the light along the axial direction of the trapezoidal prism is changed. Then, the light is emitted from the emission surface.
台形プリズムからの出射光のうち、第1の波長λ1の
光は、内側反射面即ち干渉膜フィルタ(60)で反射され
た後に外側反射面により反射されて、台形プリズムの口
径外の領域に位置する外側の収束性レンズへと導かれ、
第1の入射光ファイバ(18)に結合される。一方、第2
の波長λ2の光は、上記の干渉膜フィルタ(60)をその
まま透過して、台形プリズムの口径内の領域に位置する
内側の収束性レンズへと導かれ、該内側の収束性レンズ
により第2の入射側光ファイバ(14)に結合される。Of the light emitted from the trapezoidal prism, the light of the first wavelength λ1 is reflected by the inner reflection surface, that is, the interference film filter (60) and then by the outer reflection surface, and is positioned outside the aperture of the trapezoidal prism. To the outer converging lens,
Coupled to the first incident optical fiber (18). Meanwhile, the second
Of the wavelength λ2 is transmitted through the interference film filter (60) as it is, and is guided to the inner converging lens located in the area within the aperture of the trapezoidal prism. Is coupled to the incident side optical fiber (14).
上記(1),(2)のいずれの形態においても、台形
プリズムは所定の角速度、例えば回転体の1/2の角速度
で回転され、これにより回転体側の回転像は台形プリズ
ムにより静止像とされて固定体側に伝送される。あるい
は固定体側の静止像は台形プリズムにより回転体と同一
角速度の回転像とされて回転体側に伝送される。このた
め、回転体が回転しても、台形プリズムを介して対向す
る回転体側と固定体側の対応する入・出射光ファイバの
接続は維持される。In any of the above (1) and (2), the trapezoidal prism is rotated at a predetermined angular velocity, for example, half the rotational velocity of the rotating body, so that the rotating image on the rotating body side becomes a still image by the trapezoidal prism. And transmitted to the fixed body side. Alternatively, the stationary image on the fixed body side is converted into a rotational image having the same angular velocity as the rotating body by the trapezoidal prism and transmitted to the rotating body side. Therefore, even if the rotator rotates, the connection between the corresponding incoming and outgoing optical fibers on the rotator side and the fixed body side facing each other via the trapezoidal prism is maintained.
また、台形プリズムを色消しプリズムとすると、台形
プリズムがその入・出射面から底面の反斜面に至る間に
フリントとクラウンの2種のガラス構造からなる色消し
プリズムで形成されるため、波長が異なり屈折率が違っ
ても、その色収差を補正し、同一入射光で、同一出射光
とすることができ波長多重伝送を行っても損失を抑える
ことができる。If the trapezoidal prism is an achromatic prism, the trapezoidal prism is formed by an achromatic prism consisting of two types of glass structures, a flint and a crown, from the entrance / exit surface to the anti-slope surface of the bottom surface. Even if the refractive index is different, the chromatic aberration can be corrected so that the same incident light and the same outgoing light can be obtained, and the loss can be suppressed even if wavelength division multiplexing transmission is performed.
[実施例] 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示す説明図である。第1
図において1は固定体であり、回転体2の一部が挿入さ
れ回転自在に支持されている。固定体1の内側には色消
し台形プリズム32を支持するプリズムホルダ4の一端側
がベアリング29によって回転自在に支持され、またプリ
ズムホルダ4の他端側は回転体2の内側に回転自在に支
持されている。FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of the present invention. First
In the figure, reference numeral 1 denotes a fixed body, in which a part of the rotating body 2 is inserted and rotatably supported. Inside the fixed body 1, one end side of a prism holder 4 supporting the achromatic trapezoidal prism 32 is rotatably supported by a bearing 29, and the other end side of the prism holder 4 is rotatably supported inside the rotating body 2. ing.
固定体1及び回転体2には、光コネクタのフェルール
を接続するための多数のレセプタクルが、複数の群に分
けて配設されている。ここでは2つの群に分けており、
第1の群は、色消し台形プリズム32の口径よりも大きい
直径の外側円に沿って配設したレセプタクル11,12の群
であり、第2の群は、色消し台形プリズム32の口径より
も小さい直径の内側円に沿って配設したレセプタクル1
5,16の群である。第1群のレセプタクル11,12及び第2
群のレセプタクル15,16には、それぞれ1つの収束性レ
ンズ7,8又は11,12が収納され、従って、これらコリメー
ト用のロッド状の収束性レンズも、外側の収束性レンズ
7,8と内側の収束性レンズ9,10とに分けている。しか
し、上記外側又は内側の円のいずれに沿って配置される
かの違いはあるが、収束性レンズ7〜10はいずれも色消
し台形プリズム32の入射面a,出射面eにそれぞれ光学的
に臨ませ且つ互いに光学的に対向させて設置されてい
る。On the fixed body 1 and the rotating body 2, a large number of receptacles for connecting the ferrule of the optical connector are arranged in a plurality of groups. Here we divide it into two groups,
The first group is a group of receptacles 11 and 12 arranged along an outer circle having a diameter larger than the diameter of the achromatic trapezoidal prism 32, and the second group is larger than the diameter of the achromatic trapezoidal prism 32. Receptacles 1 arranged along a small diameter inner circle
There are 5,16 groups. First group of receptacles 11, 12 and second
The receptacles 15 and 16 of the group house one converging lens 7, 8 or 11, 12 respectively, so that these rod-shaped converging lenses for collimating also have an outer converging lens.
It is divided into 7,8 and inner converging lenses 9,10. However, although there is a difference in which one of the outer and inner circles is arranged, the converging lenses 7 to 10 are optically arranged on the entrance surface a and the exit surface e of the achromatic trapezoidal prism 32, respectively. They are installed facing each other and optically facing each other.
30,31は反射体であり、外側の収束性レンズ7に対向
する外側反射面30a,31aと色消し台形プリズム32に対向
する内側反射面30b,31bとを有する長斜方形プリズムか
ら成る。入射側の反射体30は、色消し台形プリズム32の
入射面a側とレセプタクル15,16側との間において、外
側の個々の収束性レンズ7と内側の個々の収束性レンズ
9との間を架橋するように半径方向に延在して設けてあ
り、その外側の収束性レンズ7に対向する外側反射面30
aと色消し台形プリズム32に対向する内側反射面30bとに
より、収束性レンズ7と色消し台形プリズム32とを光学
的に結合し得る。一方、出射側の反射体31は色消し台形
プリズム32の出射面e側とレセプタクル15,16側との間
において、外側の個々の収束性レンズ8と内側の個々の
収束性レンズ10との間を架橋するように半径方向に延在
して設けてあり、その外側の収束性レンズ8に対向する
外側反射面31aと色消し台形プリズム32に対向する内側
反射面31bとにより、収束性レンズ8と色消し台形プリ
ズム32とを光学的に結合し得る。Reference numerals 30 and 31 denote reflectors, which are long rhombic prisms having outer reflecting surfaces 30a and 31a facing the outer converging lens 7 and inner reflecting surfaces 30b and 31b facing the achromatic trapezoidal prism 32. The incident-side reflector 30 is provided between the individual converging lens 7 on the outer side and the individual converging lens 9 on the inner side between the incident surface a side of the achromatic trapezoidal prism 32 and the receptacles 15 and 16 sides. The outer reflecting surface 30 is provided so as to extend in the radial direction so as to be bridged and faces the converging lens 7 on the outer side thereof.
The converging lens 7 and the achromatic trapezoidal prism 32 can be optically coupled by a and the inner reflecting surface 30b facing the achromatic trapezoidal prism 32. On the other hand, the reflector 31 on the exit side is provided between the individual converging lens 8 on the outer side and the individual converging lens 10 on the inner side between the exit surface e side of the achromatic trapezoidal prism 32 and the receptacles 15 and 16 sides. Are provided so as to extend in the radial direction so as to bridge, and the converging lens 8 is provided by the outer reflecting surface 31a facing the converging lens 8 on the outer side and the inner reflecting surface 31b facing the achromatic trapezoidal prism 32. And the achromatic trapezoidal prism 32 can be optically coupled.
特に本実施例では、これら長斜方形プリズムから成る
反射体30、31は、その内側反射面30b,31bがそれぞれ内
側の収束性レンズ7,10と色消し台形プリズム32とを結ぶ
光軸上に位置されており、また、その内側反射面30b,31
bの裏面には、それぞれ第1の波長λ1の光を反射し且
つ第2の波長λ2の光を透過する干渉膜フィルタ40,50
が設けられている。In particular, in the present embodiment, the reflectors 30 and 31 formed of these rhomboid prisms have inner reflection surfaces 30b and 31b on the optical axis connecting the inner converging lenses 7 and 10 and the achromatic trapezoidal prism 32, respectively. Is located and its inner reflective surface 30b, 31
On the back surface of b, the interference film filters 40 and 50 that respectively reflect the light of the first wavelength λ1 and transmit the light of the second wavelength λ2.
Is provided.
尚、外側のレセプタクル11には光ファイバ17を保持し
たフェルール6が、またレセプタクル12には光ファイバ
18を保持したフェルール13が、それぞれ袋ナット20,21
により取り付けられる。同様に、内側のレセプタクル1
5,16には光ファイバ5,14(第6図)のフェルールが取り
付けられる。The outer receptacle 11 is the ferrule 6 holding the optical fiber 17, and the receptacle 12 is the optical fiber 6.
The ferrules 13 holding 18 are cap nuts 20 and 21 respectively.
It is attached by. Similarly, the inner receptacle 1
Ferrules of optical fibers 5, 14 (Fig. 6) are attached to 5,16.
プリズムホルダ4の外側の固定体1内には、回転体2
の回転を所定の1/2の角速度(同方向回転)に減速して
プリズムホルダ4に伝達する変速歯車機構22が設けられ
ている。この変速歯車機構22は回転体2の外周に取り付
けられた歯車23と、固定体1内に回転自在に支持された
軸27上に取り付けられ歯車23と噛合する歯車24と、軸27
上に設けられプリズムホルダ4の中央外周部の歯車26に
噛合する歯車25とから主に構成されている。中間歯車の
歯車24,25は、その回転方向に相対的に回転ずれができ
るように24a,24bおよび25a,25bに2分割され、両分割歯
車間には、これらに回転ずれを起こさせる方向に弾発す
るばね等の弾発部材が設けられている。なお、28は光伝
送すべく回転部の回転体2に伝達する回転ケレである。Inside the fixed body 1 outside the prism holder 4, the rotating body 2
There is provided a speed change gear mechanism 22 for decelerating the rotation of No. 1 to a predetermined 1/2 angular velocity (rotation in the same direction) and transmitting it to the prism holder 4. The speed change gear mechanism 22 includes a gear 23 mounted on the outer circumference of the rotating body 2, a gear 24 mounted on a shaft 27 rotatably supported in the fixed body 1 and meshing with the gear 23, and a shaft 27.
It is mainly composed of a gear 25 provided above and meshing with a gear 26 on the outer peripheral portion of the center of the prism holder 4. The gears 24 and 25 of the intermediate gear are divided into two parts 24a, 24b and 25a and 25b so that there is a relative rotational deviation in the rotation direction, and between the two divided gears, there is a direction in which a rotational deviation is caused in them. An elastic member such as an elastic spring is provided. Reference numeral 28 is a rotary blade which is transmitted to the rotating body 2 of the rotating portion for optical transmission.
次に、色消しプリズムの構成を第2図により説明す
る。Next, the structure of the achromatic prism will be described with reference to FIG.
第2図において、32は色消し台形プリズムであり、口
径をS、その長さをl、底角をφ1とする。この色消し
台形プリズム32は、底角φ2、底辺lの二等辺三角形プ
リズム33と、その二等辺三角形プリズム33の両斜面を貼
り合せ面b,dとして夫々2個の不等辺四角形プリズム34,
35を貼り合わせ、全体として口径S、出射面e、底面c
を有する台形プリズムとして構成したものである。In FIG. 2, reference numeral 32 denotes an achromatic trapezoidal prism, the diameter of which is S, the length thereof is 1, and the base angle is φ1. This achromatic trapezoidal prism 32 is an isosceles triangular prism 33 having a base angle φ2 and a base l, and two isosceles rectangular prisms 34, 34 with the two slopes of the isosceles triangular prism 33 being bonded surfaces b and d, respectively.
35 are bonded together, and the overall diameter S, emission surface e, bottom surface c
It is configured as a trapezoidal prism having.
この二等辺三角プリズム33と四角形プリズム34,35は
異なる波長の色収差を補正しうる屈折率のものであれば
よく、例えば二等辺三角プリズム33は低分散のクラウン
ガラス、不等辺四辺形プリズム34,35は二等辺三角プリ
ズムより高屈折率で高分散のフリトンガラスで構成す
る。The isosceles triangular prism 33 and the quadrangular prisms 34, 35 may be those having a refractive index capable of correcting chromatic aberrations of different wavelengths. For example, the isosceles triangular prism 33 is a low-dispersion crown glass, an isosceles quadrilateral prism 34, The reference numeral 35 is composed of a fritton glass having a higher refractive index and a higher dispersion than the isosceles triangular prism.
次に、動作について説明する。 Next, the operation will be described.
出射側光ファイバ17から出射された波長λ1の光は、
収束性レンズ7により平行光とされて長斜方形プリズム
から成る反射体30にその側面より入射される。この入射
光は、外側反射面30aにより直角に全反射されて、長斜
方形プリズム30aの軸に沿って進み、色消し台形プリズ
ム32の口径内にある内側反射面30bに達する。ここで内
側反射面30bの裏面には、波長λ1の光を反射する干渉
膜フィルタ50が設けられているため、波長λ1の光は直
角に全反射されて長斜方形プリズム30の側面から色消し
台形プリズム32の光軸と平行な光として出射し、色消し
台形プリズム32に入射される。The light of wavelength λ1 emitted from the emission side optical fiber 17 is
The light is collimated by the converging lens 7 and is incident on the side surface of the reflector 30 formed of a rhomboid prism. The incident light is totally reflected at a right angle by the outer reflecting surface 30a, travels along the axis of the rhomboid prism 30a, and reaches the inner reflecting surface 30b within the aperture of the achromatic trapezoidal prism 32. Here, since the interference film filter 50 that reflects the light of the wavelength λ1 is provided on the back surface of the inner reflection surface 30b, the light of the wavelength λ1 is totally reflected at a right angle and achromatic from the side surface of the oblong prism 30. The light is emitted as light parallel to the optical axis of the trapezoidal prism 32 and is incident on the achromatic trapezoidal prism 32.
また、レセプタクル7に取り付けられた出射光ファイ
バ(図示せず)から出射された波長λ2の光は、収束性
レンズ9により平行光とされて、長斜方形プリズムから
成る反射体30の内側反射面30b、即ち干渉膜フィルタ50
に達する。ここで、干渉膜フィルタ50は波長λ2の光を
透過するため、波長λ2の光はそのまま色消し台形プリ
ズム32に入射される。Further, the light of wavelength λ2 emitted from the emission optical fiber (not shown) attached to the receptacle 7 is collimated by the converging lens 9 and the inner reflection surface of the reflector 30 formed of a long rhomboid prism. 30b, that is, the interference film filter 50
Reach Here, since the interference film filter 50 transmits the light having the wavelength λ2, the light having the wavelength λ2 is directly incident on the achromatic trapezoidal prism 32.
色消し台形プリズム32の右方より入射される波長λ1
の光は、まず入射面aで屈折し、次の第1の貼り合せ面
bで逆方向に屈折し、底面cで全反射され、第2の貼り
合せ面d、出射面eで再び屈折して左方に出射する。一
方、波長λ2の光は入射面aでλ1よりも大きく屈折す
るが、第1の貼り合せ面bでは逆方向に大きく屈折する
ため、光路間の開きが補正される。そして底面cで全反
射し、第2の貼り合せ面d、出射面eで屈折したときに
は、波長λ1の光と同一光路上に出射することになる。Wavelength λ1 incident from the right side of the achromatic trapezoidal prism 32
Light is first refracted at the incident surface a, refracted in the opposite direction at the next first bonding surface b, totally reflected at the bottom surface c, and refracted again at the second bonding surface d and the exit surface e. And emits to the left. On the other hand, the light of wavelength λ2 is refracted to a greater extent than λ1 on the incident surface a, but is greatly refracted in the opposite direction on the first bonding surface b, so that the gap between the optical paths is corrected. When the light is totally reflected by the bottom surface c and refracted by the second bonding surface d and the emission surface e, it is emitted on the same optical path as the light of wavelength λ1.
上述の例では、二等辺三角プリズム33をクラウンガラ
スとし、不等辺四角形プリズム34,35をフリントガラス
の例で説明したが、これを逆に使用しても良い。In the above example, the isosceles triangular prism 33 is a crown glass, and the isosceles rectangular prisms 34, 35 are flint glass, but they may be used in reverse.
次に、不等辺四角形プリズム34,35の材料としてSF−
6(重フリントガラス)を、また二等辺三角プリズム33
の材料としてはLaK21(ランタンクラウンガラス)を使
用したときの色消し台形プリズム32の寸法の計算例を次
に説明する。なお、波長はλ1=1.3μm、λ2=0.85
μmで計算した。また、この時の屈折率はSF−6がそれ
ぞれ1.76822,7.78169,LaK21が1.62410,1.63149とした。Next, as a material for the unequal-sided square prisms 34 and 35, SF-
6 (heavy flint glass), isosceles triangular prism 33
An example of calculation of the dimensions of the achromatic trapezoidal prism 32 when LaK21 (lanthanum crown glass) is used as the material will be described below. The wavelengths are λ1 = 1.3 μm and λ2 = 0.85.
Calculated in μm. The refractive index at this time was 1.68222 and 7.78169 for SF-6 and 1.62410 and 1.63149 for LaK21, respectively.
台形プリズム32の口径S=20mmとしたときの底角φ1,
φ2,底辺長さlの関係を第3図に示す。例えば色消し台
形プリズムの底角φ1を45゜とすると、二等辺三角プリ
ズムの底角φ2は約13゜、長さlは約87mmとなる。な
お、lが長くなると光路長も長くなるため、色消し台形
プリズムの底角φ1は、製作可能な範囲でできるだけ小
さくするのが望ましい。また、第5図の従来例の台形プ
リズム(長さl≒85mm)に対してわずか2mm長くするだ
けで良いため、従来の多芯光ロータリジョイントにその
まま組み込むことができる。Base angle φ1, when the trapezoidal prism 32 has an aperture S = 20 mm
The relationship between φ2 and the base length l is shown in FIG. For example, if the base angle φ1 of the achromatic trapezoidal prism is 45 °, the base angle φ2 of the isosceles triangular prism is about 13 ° and the length l is about 87 mm. Since the optical path length becomes longer as l becomes longer, it is desirable to make the base angle φ1 of the achromatic trapezoidal prism as small as possible within a manufacturable range. Further, the trapezoidal prism (length l≈85 mm) of the conventional example shown in FIG. 5 need only be made longer by 2 mm, so that it can be directly incorporated in the conventional multi-core optical rotary joint.
さて、色消し台形プリズムの出射面eからの出射光
は、長斜方形プリズムから成る反射体31に設けた干渉膜
フィルタ60により、波長λ1の光と波長λ2の光とに分
離され、そのうち波長λ1の光は、内側反射面31bと外
側反射面31aで全反射されて、収束性レンズ8を経て入
射側光ファイバ18に伝搬される。また、波長λ2の光
は、干渉膜フィルタ60を透過して、収束性レンズ10を経
てレセプタクル6に取り付けられる入射側光ファイバ14
(第6図)に伝搬される。Light emitted from the emission surface e of the achromatic trapezoidal prism is separated into light of wavelength λ1 and light of wavelength λ2 by the interference film filter 60 provided on the reflector 31 formed of a rhomboidal prism. The light of λ1 is totally reflected by the inner reflecting surface 31b and the outer reflecting surface 31a, and propagates to the incident side optical fiber 18 through the converging lens 8. In addition, the light of wavelength λ2 passes through the interference film filter 60, passes through the converging lens 10, and is incident on the incident side optical fiber 14 attached to the receptacle 6.
(Fig. 6).
なお、回転体2が角速度ωで回転すると、プリズムホ
ルダ4及び台形プリズム32は変速歯車機構22によって1/
2ωの角速度で同方向に回転駆動されるようになってお
り、実公昭61−24961号公報に詳述されているように、
回転体2側像は固定体1側から見ると静止状態となるの
で、回転体2の回転に拘らず、複数対の出・入射側光フ
ァイバ117,18間の接続が可能となる。When the rotating body 2 rotates at the angular velocity ω, the prism holder 4 and the trapezoidal prism 32 are moved by the speed change gear mechanism 22 to 1 /.
It is designed to be rotationally driven in the same direction at an angular velocity of 2ω, and as described in detail in Japanese Utility Model Publication No. 61-24961,
Since the image on the side of the rotating body 2 is in a stationary state when viewed from the side of the fixed body 1, it is possible to connect a plurality of pairs of outgoing / incoming side optical fibers 117 and 18 regardless of the rotation of the rotating body 2.
色消し台形プリズム32の口径外にあるレセプタクル11
が8個、即ち光ファイバ17が8芯取り付けられる場合に
は、色消し台形プリズム32の口径内に4個のレセプタク
ル15即ち4芯の光ファイバ5を取り付けることができ、
従来では不可能であった12芯タイプの光ロータリジョイ
ントを実現することができる。長斜方形プリズムから成
る反射体30,31の寸法を変えることによって、18芯程度
の光ファイバを装着することができる。Receptacle 11 outside the aperture of the achromatic trapezoidal prism 32
If eight optical fibers 17 are attached, that is, four cores 15 or four optical fibers 5 can be attached in the aperture of the achromatic trapezoidal prism 32.
It is possible to realize a 12-core type optical rotary joint, which was impossible in the past. An optical fiber having about 18 cores can be mounted by changing the dimensions of the reflectors 30 and 31 formed of the long rhomboid prism.
今までは、波長λ2の光は色消し台形プリズム32の口
径内にあることで説明した。しかし、波長λ2の光を口
径外から入射させる構成とすることにより、更に多くの
多芯化を図ることができる。これは、第4図、第5図に
示すように、干渉膜フィルタ51,52を長斜方形プリズム3
0,31の中間に設けることで可能になる。Up to now, it has been explained that the light of wavelength λ2 is within the aperture of the achromatic trapezoidal prism 32. However, by adopting a configuration in which the light of wavelength λ2 is incident from the outside of the aperture, it is possible to further increase the number of cores. As shown in FIG. 4 and FIG.
It becomes possible by providing in the middle of 0 and 31.
第4図,第5図では、12個の長斜方形プリズムから成
る反射体30を固定体1の中心から放射状に配列し、その
各長斜方形プリズムの最外端を、外側のレセプタクル11
内の収束性レンズ7に臨ませ、波長λ1を通す12芯の光
ファイバと結合させている。また、長斜方形プリズム30
の中間には、第1の波長の光を透過し第2の波長の光を
反射する干渉膜フィルタ51を、内側のレセプタクル15内
の収束性レンズ9に臨ませて設けてある。図示してない
が、回転体2側も同様の構成とされ、放射状に12個配列
した長斜方形プリズムの途中に干渉膜フィルタ52が、内
側のレセプタクル15内の収束性レンズ10に臨ませて設け
られる。In FIGS. 4 and 5, the reflectors 30 composed of twelve oblong rhombic prisms are arranged radially from the center of the fixed body 1, and the outermost ends of the respective long rhombic prisms are connected to the outer receptacle 11
It faces the converging lens 7 inside and is coupled with a 12-core optical fiber that transmits the wavelength λ1. Also, a long rhombic prism 30
An interference film filter 51 that transmits light of the first wavelength and reflects light of the second wavelength is provided in the middle of the so as to face the converging lens 9 inside the receptacle 15 inside. Although not shown, the rotating body 2 side has the same configuration, and the interference film filter 52 faces the converging lens 10 in the inner receptacle 15 in the middle of the long rhombic prism in which 12 radial elements are arranged. It is provided.
従って、外側の収束性レンズ7から反射体30に入射さ
れた波長λ1の光は、まず外側反射面30aで反射されて
干渉膜フィルタ51を透過し、内側の収束性レンズ9から
反射体30に入射された第2の波長λ2の光は干渉膜フィ
ルタ51で反射され、それぞれの波長λ1,λ2の光は反射
体30の最内端の反斜面30bで反射され、色消し台形プリ
ズム31に入射される。これと逆の経路をたどり、波長λ
1の光は干渉膜フィルタ52を透過して外側の収束性レン
ズ8から光ファイバ14に入り、また波長λ2の光は干渉
膜フィルタ52で反射されて内側の収束性レンズ16から光
ファイバ18に入る。Therefore, the light having the wavelength λ1 which is incident on the reflector 30 from the outer converging lens 7 is first reflected by the outer reflecting surface 30a and transmitted through the interference film filter 51, and then is transmitted from the inner converging lens 9 to the reflector 30. The incident light of the second wavelength λ2 is reflected by the interference film filter 51, and the light of the respective wavelengths λ1 and λ2 is reflected by the innermost end anti-slope 30b of the reflector 30 and is incident on the achromatic trapezoidal prism 31. To be done. Following the reverse path, the wavelength λ
The light of No. 1 passes through the interference film filter 52 and enters the optical fiber 14 from the outer converging lens 8, and the light of wavelength λ2 is reflected by the interference film filter 52 and goes from the inner converging lens 16 to the optical fiber 18. enter.
干渉膜フィルタ51,52は任意の場所に設けることがで
きるため、第4図,第5図のようにランダムの位置に、
波長λ2を通す内側の光コネクタレセプタクル15を12個
設置できる。この場合、外側の光コネクタレセプタクル
9と合せて合計24芯の光ファイバを装着できることにな
る。Since the interference film filters 51 and 52 can be provided at arbitrary places, they can be placed at random positions as shown in FIGS. 4 and 5.
Twelve inner optical connector receptacles 15 that pass the wavelength λ2 can be installed. In this case, a total of 24 core optical fibers can be mounted together with the outer optical connector receptacle 9.
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば次のような優れた
効果が得られる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
(1)台形プリズムを色消し構造とすることにより、例
えばλ1=0.85μm、λ2=1.55μmなどのように波長
間隔が広い波長多重伝送でも、台形プリズム入・出側の
光ビームの位置ずれが少なく、低損失の多芯光ロータリ
ジョイントが実現できる。(1) By using an achromatic structure for the trapezoidal prism, even when wavelength multiplexing transmission with a wide wavelength interval such as λ1 = 0.85 μm and λ2 = 1.55 μm, the displacement of the light beam at the entrance and exit sides of the trapezoidal prism Multi-core optical rotary joint with few and low loss can be realized.
(2)台形プリズムの口径内及び口径外を問わず光ファ
イバを装着できるため、従来にない多芯の光ロータリジ
ョイントを実現することができる。本発明によれば、24
芯タイプのものまで実現可能である。(2) Since the optical fiber can be attached regardless of the inside or outside diameter of the trapezoidal prism, it is possible to realize a multicore optical rotary joint which has never been seen. According to the invention 24
Even core type can be realized.
(3)台形プリズムとして、小型のものを使用すること
ができるため、光ファイバの芯数が増加しても光伝送損
失が小さく、装置を小型で安価なものにすることができ
る。また、変速歯車機構も小型化が図れるため、高速回
転に対しても、高い信頼性を有するものである。(3) Since a small trapezoidal prism can be used, the optical transmission loss is small even if the number of cores of the optical fiber is increased, and the device can be made small and inexpensive. Further, since the transmission gear mechanism can be downsized, it has high reliability even at high speed rotation.
第1図は本発明の一実施例に係る波長多重多芯光ロータ
リジョイントの構成を示す断面図、第2図は色消し台形
プリズムの作用を示す詳細図、第3図は第2図における
色消し台形プリズムの底角φ1に対するプリズム長さl
と底角φ2の関係を示す図、第4図は24芯タイプとした
本発明の実施例を示す固定体側からみた正面図,第5図
はその部分断面図、第6図及び第7図はそれぞれ従来の
多芯光ロータリジョイントの構成を示す断面図、第8図
は収束性レンズ間の間隔と光結合損失の関係を示す図、
第9図は従来の台形プリズムの作用の説明に供する図で
ある。 図中、1は固定体、2は回転体、3は台形プリズム、5,
14,17,18は光ファイバ、7,8は外側の収束性レンズ、9,1
0は内側の収束性レンズ、11,12は外側のレセプタクル、
15,16は内側のレセプタクル、30,31は長斜方形プリズム
から成る反射体、30a,31aは外側反射面、30a,31bは外側
反射面、32は色消し台形プリズム、50,60は干渉膜フィ
ルタを示す。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a wavelength division multiplexing optical fiber rotary joint according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed view showing the action of an achromatic trapezoidal prism, and FIG. 3 is a color diagram in FIG. Prism length l for base angle φ1 of erase trapezoidal prism
And the base angle φ2, FIG. 4 is a front view of a 24-core type embodiment of the present invention as seen from the side of the fixed body, FIG. 5 is a partial sectional view thereof, and FIGS. 6 and 7 are FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional multi-core optical rotary joint, FIG. 8 is a view showing the relationship between the distance between converging lenses and optical coupling loss,
FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the conventional trapezoidal prism. In the figure, 1 is a fixed body, 2 is a rotating body, 3 is a trapezoidal prism, 5,
14,17,18 are optical fibers, 7,8 are outer converging lenses, 9,1
0 is the inner converging lens, 11 and 12 are the outer receptacles,
Reference numerals 15 and 16 are inner receptacles, 30 and 31 are reflectors composed of long rhombic prisms, 30a and 31a are outer reflection surfaces, 30a and 31b are outer reflection surfaces, 32 is an achromatic trapezoidal prism, and 50 and 60 are interference films. Indicates a filter.
Claims (2)
伴って所定の角速度で回転される色消し台形プリズム
と、該台形プリズムの入射面,出射面にそれぞれ光学的
に臨ませ且つ互いに光学的に対向させて前記回転体と前
記固定体とに設置された複数対の収束性レンズと、前記
台形プリズムの入射面側,出射面側にそれぞれ設けら
れ、前記複数対の収束性レンズのうち外側対のものに対
向する外側反射面と前記台形プリズムに対向する内側反
射面とを有する反射体と、該反射体の外側反射面と内側
反射面の間に、前記収束性レンズのうちの内側対のもの
と対向させて設けられた干渉膜フィルタであって、前記
収束性レンズの外側対のものから前記反射対に入射され
前記外側反射面で反射された第1の波長の光を透過し、
前記収束性レンズの内側対のものから前記反射体に入射
された第2の波長の光を反射する干渉膜フィルタとを備
えたことを特徴とする波長多重多芯光ロータリジョイン
ト。1. An achromatic trapezoidal prism, which is provided between a rotating body and a fixed body and is rotated at a predetermined angular velocity along with the rotating body, and an entrance surface and an exit surface of the trapezoidal prism are optically faced respectively. And a plurality of pairs of converging lenses installed on the rotating body and the fixed body so as to be optically opposed to each other, and provided on the entrance surface side and the exit surface side of the trapezoidal prism respectively, and the plurality of pairs of converging characteristics are provided. A reflector having an outer reflecting surface facing the outer pair of lenses and an inner reflecting surface facing the trapezoidal prism, and the converging lens of the converging lens between the outer reflecting surface and the inner reflecting surface of the reflector. An interference film filter provided so as to face the inner pair of the converging lenses, the first wavelength light being incident on the reflection pair from the outer pair of the converging lenses and reflected by the outer reflection surface. Through the
A wavelength-multiplexed multi-core optical rotary joint, comprising: an interference film filter that reflects the light of the second wavelength incident on the reflector from the inner pair of the converging lenses.
射面と内側反射面の間に設ける代わりに、前記反射体の
内側反射面に前記第1の波長の光を反射し且つ前記第2
の波長の光を透過する干渉膜フィルタを設けたことを特
徴とする請求項1記載の波長多重多芯光ロータリジョイ
ント。2. Instead of providing the interference film filter between an outer reflection surface and an inner reflection surface of the reflector, the inner reflection surface of the reflector reflects the light of the first wavelength and the second reflection light.
The wavelength-multiplexed multi-core optical rotary joint according to claim 1, further comprising an interference film filter that transmits light of the wavelength.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12120890A JPH087299B2 (en) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | WDM multi-core optical rotary joint |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12120890A JPH087299B2 (en) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | WDM multi-core optical rotary joint |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0418507A JPH0418507A (en) | 1992-01-22 |
JPH087299B2 true JPH087299B2 (en) | 1996-01-29 |
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ID=14805552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12120890A Expired - Fee Related JPH087299B2 (en) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | WDM multi-core optical rotary joint |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH087299B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6597825B1 (en) | 2001-10-30 | 2003-07-22 | Calient Networks, Inc. | Optical tap for an optical switch |
-
1990
- 1990-05-14 JP JP12120890A patent/JPH087299B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0418507A (en) | 1992-01-22 |
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