JPS62287218A - 光ロ−タリ−コネクタ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は光ロータリーコネクタに関する。特に工業用ロ
ボット、工作機械の制御などに用いられ、ドラム状の回
転体から光信号を取り出す場合に使用される光ロータリ
ーコネクタに関する。

（従来技術並びに本発明が解決しようとする問題点） 従来より使用されている光ロータリーコネクタは、回転
体と静止体との間に、回転体の回転軸を光軸とする光路
上に光ファイバを対向して配設し、回転体からの光信号
を静止体に伝送して、光検出器で検出する方式が多く採
用されているが、１チャンネル用に限られているという
問題点があった。従来、ロボットの機能、信頼性の向上
を計るため、電気ノイズの影響をうけない、高性能の多
チャンネル型光ロータリーコネクタの開発が要望される
に至った。

（発明の開示） 本発明は、前述の従来例にのべた問題点を解決し且つ近
来の要望に答えるために、多チャンネル型光ロータリー
コネクタを提供するものである。

以下その概要をのべる１回転体上に設けた複数の光源か
ら出た光を静止体に伝送する多チャンネル型光ロータリ
ーコネクタにおいて、複数の光源から山た平行光束を回
転軸を中心として配設した複数組のレンズ群よりなる偏
向光学系、集光光学系で走査し、前記レンズ群に対応す
る位置に配設した光検出器へ光を伝送することにより光
の検出を可能とする多チャンネル型光ロータリーコネク
タを提供するものである。

（実施例） 以下添付図面を参照として本発明に係る実施例を説明す
る。

第１図に示す第１実施例において回転体ｌの回転軸Ｒ上
に光源０１を、又回転軸Ｒよりそれぞれ所定距離の位置
にそれぞれ光源Ｐ＋、Ｑ＋　を配設する。前記光源群の
前方にそれぞれレンズＬｏ　　＋　ＬＰ　　＋　ＬＱを
設け、これらのレンズ群により、それぞれ対応する光源
から出た光を回転体に平行な光束にする。次に静止体２
には回転体１の回転軸Ｒに光軸を合わせて、集光レンズ
Ｌｃ　を設置し、光源群０＋　　＋Ｐｌ　　、Ｑ＋から
の全部の光は、後述するウェッジ状プリズムを配設して
ない場合には、集光レンズの焦点ｏ２に集光する。そこ
で光源Ｐ＋、Ｑ＋から出た光を光源０１から出た光の焦
点ｏ２と分離する目的で、輪帯状に整形した一対のウェ
ッジ状プリズムＷｐ、Ｗｏ　をそれぞれ図示のように光
路上に設置し、光がウェッジ状プリズムｗＰ、ｗ、で屈
折して、光軸から離れた所定の場合に集光するように構
成する６回転体１が回転軸Ｒを芯として回転すれば、焦
点０２（以下焦点を単に集光位置という）を通り光軸に
垂直な平面内で、集光位置Ｐ２．Ｑ２　は、ウェッジ状
プリズムＷＰ、ＷＱを回転軸Ｒのまわりに回転すること
により、集光位置／　０２　を中心として円を描く、勿
論ウェッジ状プリズムＷＰ、Ｗｏの調整することにより
このウェッジ状プリズムを通る光が所望の位置で集光す
るように設定することができる。

以上の構成においては、回転体ｌが回転軸Ｒを芯として
回転すれば、光源群０＋　　、Ｐ＋　　、Ｑ＋から出た
光は、レンズ群ＬＱ　　、　Ｌｐ　　、　Ｌｏ　、　集
光１ｉンズＬＣ並びにウェッジ状プリズムＷＯ，ＷＰ　
をへて、それぞれ集光位置０２　　、Ｐ２　　、Ｑ２　
に集光する０回転体１と静止体２どの間の光路は回転軸
Ｒに対称的に設定されているので、回転体ｌが回転中で
も、焦点である集光位置０２．Ｐ２゜Ｑ２は静止状態に
ある。従って前記集光位置０２　　、Ｐ２　　、Ｑ２　
に、それぞれ光検出器を配設して、光信号を検出するこ
とができるし又は集光位置に光ファイバ等を配設して光
信号を受け、別の個所へ伝送することもできる。又集光
レンズＬＣは、それぞれ必要に応じ、球面収差を補正す
るために形状選定、非球面の導入などを実施することが
可能である。又構成の都合により、集光レンズＬＣを回
転体に設けてもよい。

本実施例においては、３チャンネル型の場合について説
明したが、必要に応じチャンネル数を増減することが可
能であることは勿論である。

以下説明する別の実施例についても同様のことが言える
０本発明の実施例は、原理的に光の利用効率にすぐれ、
回転体の回転中、光伝送レベルの変動の少ない性能のす
ぐれたロータリーコネクタが実現できる。

次に第２の実施例を図示する。第１の実施例を図示する
第１図に示す静止体２の集光及び偏向光学系に偏心輪帯
レンズを採用してものである。

第２図において、凸レンズＬの光軸を中心として、その
中心部分から小円板Ｏを切り出し、又形状寸法が同一の
別の凸レンズＬ′の光軸から偏心εした点を中心として
、第３図のように輪帯レンズＰ、Ｑを切り出す１次に前
記小円板０１輪帯レンズＰ、Ｑを第４図に図示のように
再配置して、レンズＬＣ’を組立てる。以下本実施例の
作用をのべる。

光源０１から出た光はレンズＬｃ　′の中心部分小円板
０の集光作用により集光位置０２に集光し、光源Ｐ　＋
　　＊　Ｑ　１から出た光はそれぞれ輪帯レンズＰ、Ｑ
によって偏向作用と集光作用をうけて、集光位置０２と
交叉し光軸に垂直な平面内で、光軸からの距離ε離れた
集光位置Ｐ２　　。

Ｑ２に集光する。勿論、前記平面内での集光位置Ｐ２．
Ｑ２は、輪帯レンズＰ、Ｑを回転させることにより所望
の位置にあるように調整できる。

上述の構成においては、第１実施例と同様、多チャンネ
ル型のロータリーコネクタとしての効率のよい機能を具
えており、偏心輪帯レンズの集光作用と偏向作用を巧み
に利用していると共に使用する部品点数が少なくて済む
等の利点もある。

尚集光レンズＬｃ　′の代りに薄形のフレネルレンズを
採用してもよく、小型、軽量化が容易であると共に収差
補正作用の点でも有利である。

最後に第３の実施例を第５図に図示する。本実施例にお
いては第１実施例のウェッジ状プリズムＷＰ、Ｗｏの代
りに輪帯反射鏡ＭＰ２　、　ＭＱ２を採用したものであ
る。

３チャンネル型の場合には、中心部を通る光源０１の光
は、光軸上の集光位置ｏ２に集光し、光源Ｐ＋、Ｑ＋　
から出た光はそれぞれ輪帯反射鏡ＭＰ２　、　ＭＯ２で
側方へ反射偏向され、集光位置Ｐ２１Ｑ２　に集光する
０回転体１が回転中光源ＯＢ　　、Ｐ＋　　、Ｑ＋　か
ら出た光はそれぞれ対応する集光位置０２　　、Ｐ２　
　、Ｑ２　に集光して、これらの集光位置が一定してい
ることは既にのべた第１、第２実施例と同一である０本
実施例の場合に構成の都合により集光レンズＬＣを回転
体に設けてもよい。

次に本発明に係る光ロータリーコネクタに使用される部
材特にレンズ類の製造方法について概説する。

第１実施例に採用されているウェッジ状プリズムｗＱ、
ｗＰは、硝子又はプラスチンク製楔状プリズムから、所
望の輪帯状のものを切り出して、相対的に回転させて組
立てるものである。またプラスチックのモールディング
等より製作する場合には、モールド型を製作時、前述と
同様な方法を採用する。

次に第２実施例の偏心輪帯レンズの製作方法においても
、材料として硝子又はプラスチックの凸レンズ又はフレ
ネルレンズ等を所望の輪帯状に切り出し、相対的に回転
させて組立てを行う。またプラスチックのモールディン
グ等で製作する場合はモールド型を製作する時前述と同
様の方法が用いられる。

更に別な方法としては、硝子、プラスチック等の透明材
料よりなる棒状体、パイプを組合わせて接着しておき、
これらをウェッジ状プリズム、凸レンズ等に加工し、そ
の後接着をはがして輪帯状部品として分離してもよい。

本発明に係る実施例においては、回転体に光源群を設け
、静止体にこれらに対応する集光位置を配設した構成に
ついてのべたが、回転体と静止体の位置を逆となし、回
転体に集光位置を、静止体に光源を配設した構成におい
ても、本実施例と同一の原理により同一の作用、効果を
収めることが可能であることは勿論である。

（効果） 本発明の光ロータリーコネクタは、多チャンネル型とし
て、光の利用効率が高く、回転中の光伝達レベル変動の
少ない特性のすぐれたものである。その構成が簡単であ
るばかりでなく製造方法を選択すれば精密加工も能率的
に実施でき、従って、小型化やチャンネル数を増加する
ことも容易である等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光ロータリーコネクタの一実施例
を示す路線配置図、第２図は別の実施例を示す路線配置
図。第３図、第４図は、第２図に示す光ロータリーコネ
クタに用いる輪帯レンズを製作する過程を説明するため
の平面図、第５図は更に別の実施例を示す路線配置図。 １は回転体、２は静止体、Ｑ＋　　、Ｐ＋　　、Ｏ＋　
は光源、Ｑ２　　、Ｐ２　．０２は集光位置、ＬＣは集
光レンズ、ＬＣ’は輪帯レンズよりなる集光レンズ、０
は小円板、Ｐ、Ｑは輪帯レンズ、ＷＱ、ＷＰはウェッジ
状プリズム、ＭＰ２゜ＭＯ２は輪帯反射鏡 出　　願　　人　　株式会社デルファイ代理人　弁理士
　　小　　林　　　　栄第１図 １、旧来シ誉　　　　　　　　　　ムａ　４弓６し・７
スλ−七を伜　　　　　ＷＱ　、Ｗ　ｐ−ラ２バ幻・、
ルＱ＋　、　’Ｒ、Ｏ＋　−Ｋ襟 り）、え　〒ンユ　Ｏｌ　壽トスシイ４第　２　図 ｏ、ｐ、Ｑ　−丈隔望・・人−ム０′　−スんゝ′８゛
ｍ３図 萬　４　　図 ０、Ｐ、Ｑ　　殉Ｉ、べ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転体上に設けた複数の光源から光信号を静止体へ
   伝送する多チャンネル型光ロータ リーコネクタにおいて、回転体の回転軸を中心として一
   方の側の所定位置に配設した複数の光源と、これらの光
   源よりの平行光束を偏向、集光するために、静止体に配
   設した偏向光学系と静止体又は回転体に配設した集光光
   学系と、集光した各光源よりの光を検出する検出装置と
   を設けたことを特徴とする光ロータリーコネクタ。 ２、偏向光学系として、ウェッジ状プリズムを設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ロータリ
   ーコネクタ。 ３、偏向光学系として、偏心輪帯レンズを設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ロータリーコ
   ネクタ。 ４、偏向光学系として、輪帯反射鏡を設けたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の光ロータリーコネク
   タ。