JPS60129713A - 回転型光結合接手 - Google Patents
回転型光結合接手Info
- Publication number
- JPS60129713A JPS60129713A JP23909283A JP23909283A JPS60129713A JP S60129713 A JPS60129713 A JP S60129713A JP 23909283 A JP23909283 A JP 23909283A JP 23909283 A JP23909283 A JP 23909283A JP S60129713 A JPS60129713 A JP S60129713A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- lens
- optical fiber
- axis
- condensing
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/3604—Rotary joints allowing relative rotational movement between opposing fibre or fibre bundle ends
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、単数又は複数対の光ファイバーを光＆−ｉ合
する回転型光結合接手に関するものである。
する回転型光結合接手に関するものである。
光ファイバー応用技術の発達に伴い、光フアイバー同志
を光結合する光フアイバー接手の開発が盛んになされつ
つあるが、回転している物体からの光信号を光ファイバ
ーを用いてとり出すための回転自在な光結合接手には、
光量の減衰が大きいとか、接続チャンネル数に制約があ
るとかして、良好な性能のものが未だに開発されていな
い。
を光結合する光フアイバー接手の開発が盛んになされつ
つあるが、回転している物体からの光信号を光ファイバ
ーを用いてとり出すための回転自在な光結合接手には、
光量の減衰が大きいとか、接続チャンネル数に制約があ
るとかして、良好な性能のものが未だに開発されていな
い。
本発明の目的は、」ニ述の要望に応え、光ファイ／へ−
を回転自在に接続し得る回転型光結合接手を提供するこ
とにあり、その要旨は、第１の光ファイバーからＮ［隔
され相対的に回転する第２の光ファイバーに光信号を伝
達する場合において、同一軸線を中心として相対的に回
転する第１、第２の部材に前記第１、第２の光ファイバ
ーをそれぞれ取り伺け、第２の部材の第１の部材との対
向側に、光軸が前記軸線と平行でかつ離間している正の
屈折力を有する集光用光学レンズを固定し、前記第１の
光ファイバーの端部から該集光用光学レンズに前記軸線
と平行な光を出射し、該集光用光学レンズの焦点位置に
第２の光ファイバーの端部を配置して光信号を集束する
ように構成したことを特徴とするものである。
を回転自在に接続し得る回転型光結合接手を提供するこ
とにあり、その要旨は、第１の光ファイバーからＮ［隔
され相対的に回転する第２の光ファイバーに光信号を伝
達する場合において、同一軸線を中心として相対的に回
転する第１、第２の部材に前記第１、第２の光ファイバ
ーをそれぞれ取り伺け、第２の部材の第１の部材との対
向側に、光軸が前記軸線と平行でかつ離間している正の
屈折力を有する集光用光学レンズを固定し、前記第１の
光ファイバーの端部から該集光用光学レンズに前記軸線
と平行な光を出射し、該集光用光学レンズの焦点位置に
第２の光ファイバーの端部を配置して光信号を集束する
ように構成したことを特徴とするものである。
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
第１図は本発明の基本的な実施例を示し、この第１図に
おいてｌ、２は互いに接続すべき１対の光ファイバーで
あり、３は光ファイバーｌがらの光をコリメートして送
り出すためのコリメーターレンズである。４．５は光フ
ァイバー１．２をそれぞれ内蔵する光結合接手の外筒で
あり、これらの外筒４．５はＺ−Ｚ軸の廻りに互いに自
在に回転できるようになっている。また、外筒５の外筒
４に対向する側には、光軸かＺ−Ｚ軸とは平行ではある
が離間している正の屈折力を有する集光レンズ６が固定
されており、この集光レンズ６の焦点Ｆには光ファイバ
ー２の一端が配置されている。
おいてｌ、２は互いに接続すべき１対の光ファイバーで
あり、３は光ファイバーｌがらの光をコリメートして送
り出すためのコリメーターレンズである。４．５は光フ
ァイバー１．２をそれぞれ内蔵する光結合接手の外筒で
あり、これらの外筒４．５はＺ−Ｚ軸の廻りに互いに自
在に回転できるようになっている。また、外筒５の外筒
４に対向する側には、光軸かＺ−Ｚ軸とは平行ではある
が離間している正の屈折力を有する集光レンズ６が固定
されており、この集光レンズ６の焦点Ｆには光ファイバ
ー２の一端が配置されている。
従って、外筒４側から集光レンズ６の光軸にっまりＺ−
Ｚ輔に・ド行に入射する光は全て集光レンズ６て集束さ
れ、光ファイバー２に入射することになる。光ファイバ
ーｌの出射光がコリメークレン７３を介して回転軸２．
−２に平行になるように外筒４は配置されているので、
光ファイバー１の位置が回転軸Ｚ−Ｚの廻りに回転して
も、この光ファイバー１から出射した光は全て光ファイ
バー２の端部に入用する。
Ｚ輔に・ド行に入射する光は全て集光レンズ６て集束さ
れ、光ファイバー２に入射することになる。光ファイバ
ーｌの出射光がコリメークレン７３を介して回転軸２．
−２に平行になるように外筒４は配置されているので、
光ファイバー１の位置が回転軸Ｚ−Ｚの廻りに回転して
も、この光ファイバー１から出射した光は全て光ファイ
バー２の端部に入用する。
外筒５．６は相対的に回転すればよく、一方を同定して
他方を回転するようにしてもよい。この第１図は１対の
光ファイバーｌ、２の回転自在な光結合を実現する場合
の実施例であるが、実際には複数対の光ファイバーの回
転自在な光結合を実現する第２図以下の実施例か好適で
ある。
他方を回転するようにしてもよい。この第１図は１対の
光ファイバーｌ、２の回転自在な光結合を実現する場合
の実施例であるが、実際には複数対の光ファイバーの回
転自在な光結合を実現する第２図以下の実施例か好適で
ある。
第２図は３対の光ファイバー（ｌａ、２ａ）、（ｌｂ、
２ｂ）、（ｌｃ、２ｃ）の回転自在な光結合を実現する
ためのレンズ構造を示すものである。ここで使用する集
光レンズ６は、回転軸Ｚ−Ｚに対１７て平行な光軸を有
し、それぞれ光軸の位；４が屯ならないように離間しで
あるレンズ骨形Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃから、Ｚ−ＺｉｄＩを
中心とした３個の同心円状のリングレンズ６ａ、６ｂ、
６ｃを切す出し、リングレンズ６ａの内側にリングレン
ズ６ｂが嵌まり、リングレンズ６ｂの内側にリングレン
ズ６ｃが嵌まって、第２図（ｂ）に示すような同心円状
の複合集合レンズとなっている。各リングレンズ６ａ、
６ｂ、６ｃの焦点Ｆａ、 Ｆｂ、 Ｆｃはそれぞれのリ
ングレンズの光軸上に存在するので、第３図に示すよう
に各リングレンズ６ａ、６ｂ、６ｃに対して、光２フィ
バ−１ａ、ｌｂ、１ｃからの光をコリメーターレンズ３
ａ、３ｂ、３ｃでそれぞれコリメートして平行光源とし
て入射させれば、光ファイバー１ａからの光は焦点Ｆａ
に、１ｂからの光はＦｂに、１ｃからの光はＦｃにそれ
ぞれ集束する。これは、外＃４が外筒５に対して相対的
に回転して第３図の点線に示すような位置に光ファイバ
ー１ａ、１ｂ、１ｃか至っても、外筒５内での集束点は
それぞれＦａ、 Ｆｂ、 Ｆｃと同一であるから、各集
束点に配置された各光ファイバー２ａ、２ｂ、２ｃの端
部には、光ファイ／へ−ｌａ、ｌｂ、ｌｃからの光がそ
れぞれ入射し、光信号の結合は外筒４．５間の回転に拘
らず維持されることになる。
２ｂ）、（ｌｃ、２ｃ）の回転自在な光結合を実現する
ためのレンズ構造を示すものである。ここで使用する集
光レンズ６は、回転軸Ｚ−Ｚに対１７て平行な光軸を有
し、それぞれ光軸の位；４が屯ならないように離間しで
あるレンズ骨形Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃから、Ｚ−ＺｉｄＩを
中心とした３個の同心円状のリングレンズ６ａ、６ｂ、
６ｃを切す出し、リングレンズ６ａの内側にリングレン
ズ６ｂが嵌まり、リングレンズ６ｂの内側にリングレン
ズ６ｃが嵌まって、第２図（ｂ）に示すような同心円状
の複合集合レンズとなっている。各リングレンズ６ａ、
６ｂ、６ｃの焦点Ｆａ、 Ｆｂ、 Ｆｃはそれぞれのリ
ングレンズの光軸上に存在するので、第３図に示すよう
に各リングレンズ６ａ、６ｂ、６ｃに対して、光２フィ
バ−１ａ、ｌｂ、１ｃからの光をコリメーターレンズ３
ａ、３ｂ、３ｃでそれぞれコリメートして平行光源とし
て入射させれば、光ファイバー１ａからの光は焦点Ｆａ
に、１ｂからの光はＦｂに、１ｃからの光はＦｃにそれ
ぞれ集束する。これは、外＃４が外筒５に対して相対的
に回転して第３図の点線に示すような位置に光ファイバ
ー１ａ、１ｂ、１ｃか至っても、外筒５内での集束点は
それぞれＦａ、 Ｆｂ、 Ｆｃと同一であるから、各集
束点に配置された各光ファイバー２ａ、２ｂ、２ｃの端
部には、光ファイ／へ−ｌａ、ｌｂ、ｌｃからの光がそ
れぞれ入射し、光信号の結合は外筒４．５間の回転に拘
らず維持されることになる。
なお、ｐｊＳ２図及び第３図に示した複合集合し°ンズ
６の各構成要素であるリングレンズ６ａ、６ｂ、６ｃは
、通常の球面レンズから切り出したものばかりに限定さ
れないことは云うまでもない。例えば、双曲面や楕円の
ような非球面レンズでもよく、またレンズ曲面を細かい
同心円に分割してその傾きのみを平面状に投影して形成
した所謂フレネルレンズでも支障はない。特に、フレネ
ルレンズは形状が平板状であるために、第２図に示すよ
うな複合集合レンズ６を形成する場合には好都合である
。
６の各構成要素であるリングレンズ６ａ、６ｂ、６ｃは
、通常の球面レンズから切り出したものばかりに限定さ
れないことは云うまでもない。例えば、双曲面や楕円の
ような非球面レンズでもよく、またレンズ曲面を細かい
同心円に分割してその傾きのみを平面状に投影して形成
した所謂フレネルレンズでも支障はない。特に、フレネ
ルレンズは形状が平板状であるために、第２図に示すよ
うな複合集合レンズ６を形成する場合には好都合である
。
第１図及び第３図の実施例°では、光信号が外筒４の側
から外筒５の側へ進む場合にのみ光結合の効果が良好と
なり、逆方向の場合には結合効率が著しく低下する欠点
がある。これを克服するためには、第４図に示す実施例
のように対称形の複合集合レンズ６．６°を対向するよ
うに双方の外筒４．５にそれぞれ固定して対称な構造に
すればよい。この場合は複合集合レン×６．６°間がア
フォーカル光学系となって任意の間隔をおくことができ
、光信号は双方向に全く同様な効率で結合されるが、そ
の効率は第３図に示す実施例における外筒４から５への
光信号の流れの場合の効率よりは低下する。それは、例
えば光ファイバー１ａから出射した光の一部分のみしか
リングレンズ６ａに入射しないからである。しかしこの
場合、リングレンズの存在しない部分に入り、′この光
は外筒５内の光フアイバー２ａ以外の他の光ファイバー
２ｂ、２Ｃにも集束せずに光損失となり、光信号の混信
する虞れは少ない。特に、各リングレンズ６ａ、６ｂ、
６ｃの焦点距離を異った値とすることにより、この混信
が殆どないようにすることもできる。
から外筒５の側へ進む場合にのみ光結合の効果が良好と
なり、逆方向の場合には結合効率が著しく低下する欠点
がある。これを克服するためには、第４図に示す実施例
のように対称形の複合集合レンズ６．６°を対向するよ
うに双方の外筒４．５にそれぞれ固定して対称な構造に
すればよい。この場合は複合集合レン×６．６°間がア
フォーカル光学系となって任意の間隔をおくことができ
、光信号は双方向に全く同様な効率で結合されるが、そ
の効率は第３図に示す実施例における外筒４から５への
光信号の流れの場合の効率よりは低下する。それは、例
えば光ファイバー１ａから出射した光の一部分のみしか
リングレンズ６ａに入射しないからである。しかしこの
場合、リングレンズの存在しない部分に入り、′この光
は外筒５内の光フアイバー２ａ以外の他の光ファイバー
２ｂ、２Ｃにも集束せずに光損失となり、光信号の混信
する虞れは少ない。特に、各リングレンズ６ａ、６ｂ、
６ｃの焦点距離を異った値とすることにより、この混信
が殆どないようにすることもできる。
本発明に使用する複合集合レンズ６は、−具構造が複雑
で量産化に適さないように見えるが、これをプラスチッ
クの射出成形等で大量に製作することが容易で６あるの
で、外筒４．５や光ファイバー１．２を取り伺けるアラ
イメント部材等も射出成形等の量産技術で製作すれば、
回転自在の回転型光結合接手を極めて安価に生産できる
。ｆなお、第１図、第３図及び第４図の実施例において
、外筒４．５の回転軸の部分にシャフト等の障害物が挿
入される場合には、外筒４．５間の回転により光信号が
このシャフトによって遮光される虞れがある。このよう
な場合には、予め光ファイバーの光信号を２木の光ファ
イバーに分割しておき、これを回転軸Ｚ−Ｚに対して対
称な位価に配置することにより、少なくとも何れか一方
には光信号が伝達されるようにすることができる。
で量産化に適さないように見えるが、これをプラスチッ
クの射出成形等で大量に製作することが容易で６あるの
で、外筒４．５や光ファイバー１．２を取り伺けるアラ
イメント部材等も射出成形等の量産技術で製作すれば、
回転自在の回転型光結合接手を極めて安価に生産できる
。ｆなお、第１図、第３図及び第４図の実施例において
、外筒４．５の回転軸の部分にシャフト等の障害物が挿
入される場合には、外筒４．５間の回転により光信号が
このシャフトによって遮光される虞れがある。このよう
な場合には、予め光ファイバーの光信号を２木の光ファ
イバーに分割しておき、これを回転軸Ｚ−Ｚに対して対
称な位価に配置することにより、少なくとも何れか一方
には光信号が伝達されるようにすることができる。
以１−説明し７たように本発明に係る回転型光結合接手
は、カーいに相対的に回転する光フアイバー間の光伝達
を無接触で比較的効率良〈実施することができ、その対
数を複数個とすることが可能であり広範囲の用途に供し
得る。
は、カーいに相対的に回転する光フアイバー間の光伝達
を無接触で比較的効率良〈実施することができ、その対
数を複数個とすることが可能であり広範囲の用途に供し
得る。
図面は本発明に係る回転型光結合接手の実施例を示し、
・第１図は第１の実施例、第２図（ａ）は複合集合レン
ズの説明図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は正面図、第３図
、第４図はそれぞれ第２、第３の実施例である。 符号１．２は光ファイバー、３はコリメーターレンズ、
４．５は外筒、６．６°は集光レンズ、６ａ、６ｂ、６
ｃはリングレンズである。
・第１図は第１の実施例、第２図（ａ）は複合集合レン
ズの説明図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は正面図、第３図
、第４図はそれぞれ第２、第３の実施例である。 符号１．２は光ファイバー、３はコリメーターレンズ、
４．５は外筒、６．６°は集光レンズ、６ａ、６ｂ、６
ｃはリングレンズである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、第１の光ファイバーから離隔され相対的に回転する
第２の光ファイバーに光信号を伝達する場合において、
同一軸線を中心として相対的に回転する第１、第２の部
材に前記第１．第２の光ファイバーをそれぞれ取り伺け
、第２の部材の第１の部材との対向側に、光軸が前記軸
線と平行でかつ離間している正の屈折力を有する集光用
光学レンズを固定し、前記第１の光ファイノく−の端部
から該集光用光学レンズに前記軸線と平行な光を出射し
、該集光用光学レンズの焦点位置に第２の光ファイバー
の端部を配置して光信号を集束するように構成したこと
を特徴とする回転型光結合接手。 ２、ｎｉｉ記賃光用光学レンズは前記軸線に平行で光軸
が１１゛いに離間した複数個の止の屈折力を有す金光学
レンズを、前記軸線を中心にリング状に切抜いて同心円
的に組合わせた複合集合レンズとし、各光学レンズに同
数の第１の光ファイバーからそれぞれ平行光を入射し、
各光学レンズの焦点位置に同数の第２の光ファイバーの
端部を配置するようにした特許請求の範囲第１項記載の
回転型光結合接手。 ３、前記第１の光ファイバーの端部から平行光を出射す
る手段は、正の屈折力を有するコリメタ−レンズの焦点
位置に前記第１の光ファイバーの端部を配置するように
した特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の回転型光
結合接手。 ４、前記集光用光学レンズと同等の集光用光学レンズを
、前記集光用レンズと対称的に前記第１の部材に固定し
、その焦点位置に第１の光ファイバーの端部を配置し、
第１、第２の光ファイバーの双方向の光伝達を可能とし
た特許請求の範囲第１項記載の回転型光結合接手。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23909283A JPS60129713A (ja) | 1983-12-17 | 1983-12-17 | 回転型光結合接手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23909283A JPS60129713A (ja) | 1983-12-17 | 1983-12-17 | 回転型光結合接手 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60129713A true JPS60129713A (ja) | 1985-07-11 |
| JPH0342442B2 JPH0342442B2 (ja) | 1991-06-27 |
Family
ID=17039692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23909283A Granted JPS60129713A (ja) | 1983-12-17 | 1983-12-17 | 回転型光結合接手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60129713A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0331806A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-12 | Hitachi Cable Ltd | 中空光ロータリジョイント |
-
1983
- 1983-12-17 JP JP23909283A patent/JPS60129713A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0331806A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-12 | Hitachi Cable Ltd | 中空光ロータリジョイント |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0342442B2 (ja) | 1991-06-27 |
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