JPWO2011024954A1 - 回転光リンクジョイント - Google Patents

Abstract

回転使用時の伝送損失の変化が少ない回転光リンクジョイントを提供する。これを実現するため、本発明に係る回転光リンクジョイントは、第一の光ファイバ（１１）と第二の光ファイバ（２１）とを軸線（１９，２９）を中心に相対回転可能に保持する光リンクジョイントであって、第一の光ファイバ（１１）及び第二の光ファイバ（２１）の一部又は全部が複数の芯を有する多芯光ファイバで構成され、前記複数の芯が、当該多芯光ファイバの軸線（１９，２９）を中心とする同心円によって区画される円形または環状の領域に配置されている。

Description

本発明は、回転光リンクジョイントに関する。

近年、回転可動機構を有するモニタカメラは防犯や生産ラインのモニタリング目的で広く利用されている。

監視モニタを例に取ると、ハイビジョン（ＨＶ）カメラ等の高精細監視モニタが監視モニタとして採用される場合が多い。この様なモニタカメラでは、撮影対象の捕捉追跡制御情報、カメラによる撮影情報などのために双方向デジタル伝送機能が不可欠となる。

更に、自動車のタイヤの空気圧や温度の変化を自動車本体に転送し、走行時の安全性を義務付ける施策が米国等で実施されており、双方向伝送機能が必要である。その他、ロボットの頭部で得られた情報の胴体部への高速伝送手段等、相互に回転する物体間での、高速デジタルリンクの実現が要請されている。

この様に回転体相互間におけるデジタルリンクに対するニーズは、近年、急速に高まってきている。

しかし、電線等の有線伝送方式は、回転可動機構に適用した場合、破断あるいは著しい信頼度の低下を招く恐れがあるため、無線伝送方式を適用した回転可動機構の開発が求められている。

無線伝送方式による回転可動機構の例としては、例えば、特許文献１に記載の回転光リンクジョイントなどが挙げられる。特許文献１に記載の回転光リンクジョイントは多数本の単芯光ファイバを束ねたバンドルファイバを軸線中心に相対回転可能に保持させることを特徴としている。

特開昭６３−１０８３１０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構造の回転光リンクジョイントは、長期間回転使用した際に伝送損失が大きく変化する恐れがあるという問題がある。さらに、その伝送損失の変化は全体の径の小さい回転光リンクジョイントである程、顕著になる。以下、その理由について説明する。

回転光リンクジョイント中に複数のチャンネルを設けると、各チャンネルを通る光信号同士が干渉しあう混信の問題が生じうる。この混信は、ジョイント部中の光ファイバの芯から出射される光信号が、ジョイント部端面の芯を頂点とした逆円錐状の領域（以後、出射領域とする。）に出射されることに起因するもので、光信号が目的のチャンネルを構成する芯ではなく、別のチャンネルを構成する芯に入射してしまうことによって起こる（図１５参照）。

この点、全体の径が大きい回転光リンクジョイントの場合、隣り合うチャンネル同士の間隔が広いため、混信の問題は生じにくいが、全体の径が小さい回転光リンクジョイントの場合、隣り合うチャンネル同士の間隔が狭いため、混信の問題が生じ易い。従って、全体の径が小さい回転光リンクジョイントの場合、混信の影響を小さくする為、対向する第一ジョイント部と第二ジョイント部との間隔をなるべく近づけて、出射領域を小さくする必要がある。

しかし、第一ジョイント部と第二ジョイント部との間隔を近づけた場合、第一ジョイント部中の芯と第二ジョイント部中の芯の配置が変化すると、以下の理由により、ジョイント間で発生する伝送損失も大きく変化する。

即ち、第一ジョイント部と第二ジョイント部との間隔を近づけると、出射領域が狭くなる為、対応する入射側の芯の位置が変化すると芯の全部や一部が出射領域から外れてしまうことがあり、光信号の受け渡しがされなくなる恐れがある。結果、ジョイント間で発生する伝送損失が大きくなる（図１６、図１７参照）。

ところで、特許文献１に記載の回転光リンクジョイントの場合、各ファイバ間に隙間が存在するため、長期間の回転使用によって芯の位置が変化し易く、従って、ジョイント間で発生する伝送損失が変化してしまう恐れがある。特にジョイント間隔が狭い回転光リンクジョイントの場合、出射領域が狭まる為、その伝送損失の変化は顕著なものとなる。

伝送損失が経時的に変化してしまうと、同一の信号を発信された場合であっても、受信信号の強度が変わってしまう為、例えば、監視カメラの場合、誤報、誤作動の原因となる。

本発明は、今まで認識されてこなかった上記新たな課題を解決するものであり、すなわち、本発明の目的は、回転使用時の伝送損失の変化が少ない回転光リンクジョイントを提供することである。

本発明者らが、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、以下の発明により上記課題が解決できることを見出した。本発明は以下の通りである。

すなわち、本発明は、第一の光ファイバと第二の光ファイバとを軸線を中心に相対回転可能に保持する回転光リンクジョイントであって、前記第一の光ファイバ及び第二の光ファイバの一部又は全部が複数の芯を有する多芯光ファイバで構成され、前記複数の芯が、当該多芯光ファイバの前記軸線を中心とする同心円によって区画される円形または環状の領域に配置される、というものである。

回転光リンクジョイントにおいて、前記第一の光ファイバ及び第二の光ファイバの少なくとも一方が、中空多芯光ファイバと、該中空多芯光ファイバの中空部に挿入される光ファイバと、から構成されることが好ましい。

また、前記中空多芯光ファイバの中空部に挿入される光ファイバが多芯光ファイバであることが好ましい。

前記多芯光ファイバが多芯プラスチック光ファイバであることが好ましい。

前記第一の光ファイバ及び前記第二の光ファイバの接続部分が筒状の防塵構造体で覆われていることが好ましい。

前記第一の光ファイバ及び第二の光ファイバの少なくとも一方が、導電構造を有する筒状構造体で覆われていることが好ましい。

また、回転光リンクジョイントは、前記第一の光ファイバ内に、第一の光ファイバ側発光素子と接続される第一の送信用光通信路と、該第一の送信用光通信路とは光遮断された状態で第一の光ファイバ側受光素子と接続される第一の受信用光通信路と、を有し、前記第二の光ファイバ内に、第二の光ファイバ側受光素子と接続される第二の受信用光通信路と、該第二の受信用光通信路とは光遮断された状態で第二の光ファイバ側発光素子と接続される第二の送信用光通信路と、を有し、前記第一の光ファイバの中心部に前記第一の受信用光通信路、前記第一の光ファイバの外周部に前記第一の送信用光通信路、前記第二の光ファイバの中心部に前記第二の送信用光通信路、前記第二の光ファイバの外周部に前記第二の受信用光通信路が配置され、前記第一の光ファイバの中心部の外径と前記第二の光ファイバの中心部の外径とが等しく、前記第一の光ファイバの中心軸と前記第二の光ファイバの中心軸が一致していることが好ましい。

本発明によれば、回転使用時の伝送損失の変化が少ない回転光リンクジョイントを提供することができる。特に、本発明は、混信を抑制する為にジョイント間隔を狭めなくてはならないような全体の径が小さい回転光リンクジョイントに対して好適に用いることが出来る。

本発明の実施の形態に係る回転光リンクジョイントの構成を示す概略図である。 第一の光ファイバ内における光通信路の配置の第一の形態を示す当該第一の光ファイバの断面図である。 第一の光ファイバ内における光通信路の配置の第二の形態を示す当該第一の光ファイバの断面図である。 受信用光通信路および送信用光通信路を備えた光ファイバの裸線外径などを示す断面図である。 中空多芯プラスチック光ファイバを用いた実施の形態を示す第一（第二）の光ファイバ断面図である。 第一（第二）光ファイバ内パイプを用いた実施の形態を示す当該第一（第二）の光ファイバの断面図である。 ファイバ接続部における嵌合可能な凹凸形状の一例を示す光ファイバの断面図である。 埃や塵やガスが通信路間等に入るのを防ぐための防塵構造の一例を示す、ファイバ接続部及びその周囲の筒状構造体の構成例を示す断面図である。 筒状構造体の端面に永久磁石が設けられた防塵構造の一例を示す断面図である。 電動構造体である筒状構造体の例を示す断面図である。 裸線及び被覆からなる光ファイバの各外径などを示す断面図である。 回転光リンクジョイントの保持部材の構造例を示す斜視図である。 多芯光ファイバにおける光信号の光路を示す、中空多芯光ファイバの（Ａ）軸線に沿って入射端をみた図、（Ｂ）側方からの図、（Ｃ）軸線に沿って出射端をみた図である。 バンドル光ファイバにおける光信号の光路を参考比較例として示す、当該バンドル光ファイバの（Ａ）軸線に沿って入射端をみた図、（Ｂ）側方からの図、（Ｃ）軸線に沿って出射端をみた図である。 混信の発生過程を示した回転光リンクジョイントの概略図である。 伝送損失が少ない場合の出射領域と芯との配置の一例を示す回転光リンクジョイントの断面図である。 伝送損失が大きい場合の出射領域と芯との配置の一例を示す回転光リンクジョイントの断面図である。

１ 回転光リンクジョイント
１０ 保持部材
１１ 第一の光ファイバ
１１ａ 第一の送信用光通信路
１１ｂ 第一の受信用光通信路
１２ 第一の光ファイバの外周部光通信路
１３ 第一の光ファイバの中心部光通信路
１４ 第一光ファイバ内パイプ
１５ 中空多芯プラスチック光ファイバ
１６ 多芯プラスチック光ファイバ
１７ 第一の発光素子
１８ 第一の受光素子
１９ 第一の光ファイバの中心軸（軸線）
２０ 保持部材
２１ 第二の光ファイバ
２１ａ 第二の送信用光通信路
２１ｂ 第二の受信用光通信路
２２ 第二の光ファイバの外周部光ファイバ
２３ 第二の光ファイバの中心部光ファイバ
２４ 第二光ファイバ内パイプ
２５ 中空多芯プラスチック光ファイバ
２６ 多芯プラスチック光ファイバ
２７ 第二の発光素子
２８ 第二の受光素子
２９ 第二の光ファイバの中心軸（軸線）
３１ 筒状構造体
３２ 磁性流体
３３ マグネットリング
３４ 第一の光ファイバを覆う筒状構造体
３５ 第二の光ファイバを覆う筒状構造体
３６ 永久磁石
３７ 磁性流体
３８ 接着剤
３９ ベアリング
４０ 保持部材

以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。

（実施形態１）
図１は本実施形態に係る回転光リンクジョイント１の構成を示す概略図である。回転光リンクジョイント１は、一部又は全部が多芯光ファイバで構成される第一の光ファイバ１１と、第一の光ファイバ１１の軸方向に、第一の光ファイバ１１と光通信可能な間隔を有して連設される（換言すれば、物理的に間隔を有していても光通信可能に設置される）、一部又は全部が多芯光ファイバで構成される第二の光ファイバ２１と、第一の光ファイバ１１及び第二の光ファイバ２１を保持する保持部材１０，２０と、を備えている。保持部材１０，２０は、第一の光ファイバ１１の一端と第二の光ファイバ２１の一端とを対向させて光通信可能な状態で保持しており、把持されやすい形が好ましい（図１参照）。尚、第一の光ファイバ１１の端面のうち、第二の光ファイバ２１と対向していない方の面を第一の光ファイバの入出力側端面とし、第二の光ファイバ２１の端面のうち、第一の光ファイバ１１と対向していない方の面を第二の光ファイバの入出力側端面とする。

ここで、多芯光ファイバとは、１）ファイバ径方向の横断面が海島構造をとり、２）島は光導波路となる芯と、芯を取り囲み、芯よりも屈折率の低い鞘からなり、３）海は芯と鞘以外の第３の物質からなり、４）芯が同一ファイバ内に複数存在する、光ファイバを指す。ただし、海として使用する物質と鞘として使用する物質は同一にしても良い。このように同一物質とする場合、芯を海島構造の島とし、鞘を海とする。

上述のように、多芯光ファイバは芯である島が海島構造の海部分により固定されている為、使用によって芯の位置が変化することが極めて少なく、従って、伝送損失の変化も極めて少ない。

ところで、特許文献１のような多数本の単芯光ファイバを束ねた構造の回転光リンクジョイントは、以下の理由により、複数本の回転光リンクジョイントを生産した際に各個体間の性能ばらつきを小さくすることが難しく、工業生産に適さないという問題がある。以下、その理由を説明する。

上記説明の通り、ジョイント間隔を狭めた場合、両ジョイント中の芯の位置によってジョイント間で発生する伝送損失は大きく変化する。多数本の単芯光ファイバを束ねる構造の回転光リンクジョイントの場合、光ファイバを束ねる工程で、各回転光リンクジョイントでジョイント中の芯の位置を同一にすることが極めて難しく、各回転光リンクジョイントでジョイント中の芯の位置が異なり易い。その為、一定の伝送損失を有する回転光リンクジョイントを複数個生産することが難しく、工業生産に適さない。

しかし、本実施形態に係る回転光リンクジョイントにおいて、前記第一の光ファイバ及び第二の光ファイバの一部又は全部を複数の芯を有する多芯プラスチック光ファイバで構成することで上記問題を解決することができる。

また、多芯プラスチック光ファイバとは、透明な芯樹脂とそれより屈折率の低い鞘樹脂を溶融し、複合紡糸ダイを経由して製造したプラスチック光ファイバであって、１）横断面が海島構造をとり、２）島は鞘樹脂と、鞘樹脂よりも屈折率の高い芯樹脂からなり、３）海は第３の樹脂からなり、４）芯樹脂は鞘樹脂に取り囲まれている。第３の樹脂としては、ポリメチルメタクリレート系樹脂、ポリカーボネート樹脂などを適宜組み合わせて選択することができる。また、海に用いられる樹脂と鞘樹脂は同一でも良い。この場合、芯樹脂を海島構造の島とし、鞘樹脂を海とする。

多芯プラスチック光ファイバは、例えば国際公開番号ＷＯ９８／３５２４７号パンフレットに記載の方法や特開２０００−８９０４３号公報に記載の方法等、公知の方法で製造すればよい。

上述の通り、芯樹脂と鞘樹脂が常に一定の条件下で複合紡糸ダイ中で紡糸される為、芯の位置がそれぞれ同一の複数本の多芯プラスチック光ファイバを製造することが可能であり、複数本の回転光リンクジョイントを作製した際に、各回転光リンクジョイントでジョイント中の芯の位置を同一にすることが容易となる。その為、各回転光リンクジョイントで伝送損失にばらつきが生じにくく、一定の伝送損失を有する回転光リンクジョイントを複数個生産することが可能となる。

更に、前記第一の光ファイバ及び／又は第二の光ファイバの一部又は全部を多芯プラスチック光ファイバで構成すると、伝送される光信号の帯域幅を大幅に向上させることができ、好ましい。以下、その理由を説明する。

特許文献１のような多数本の単芯光ファイバを束ねた構造の回転光リンクジョイントの場合、ａ）光がどの光路を進むかによって光路長に差が生じること、ｂ）複数の光ファイバを束ねている為に全体の系が大きく、光源からファイバ端面までの伝送距離がファイバ中央とファイバ周縁で大きく異なることが光信号の帯域幅の狭小化の要因となっている。すなわち、光源からファイバ端面までの伝送距離が、ファイバ中央までの距離Ｌ１とファイバ周縁までの距離Ｌ２とで異なり、さらに、バンドル中における各芯の距離Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５も、バンドル中における各光ファイバの位置、ねじり具合など応じて異なる（図１４（Ａ）〜（Ｃ）参照）。特に、ファイバ入射端においては光ファイバが円形に束ねられ（図１４（Ａ）参照）、これらが他方の端部（出射端）においては環状となるよう、徐々に広がるように束ねられているバンドル光ファイバにおいては（図１４（Ｂ）、（Ｃ）参照）、各伝送距離に差が生じやすい。このため、このようなバンドル光ファイバで伝送された光信号を合成すると、光路長の差に起因して信号のタイミングがずれた状態で合成されることとなり、有効な帯域（重なり合っている帯域）がそのぶん狭くなってしまうことが起こりうる。

これに対し、第一の光ファイバ及び／又は第二の光ファイバとして多芯プラスチック光ファイバを用いると、まず、従来のごときバンドル光ファイバを用いた回転光リンクジョイントよりも小型化を図りやすいため、光源から前記ファイバ中央までの距離Ｌ１と光源からファイバ周縁までの距離Ｌ２の距離の差を小さくすることが出来ることから、光路長の差に起因する信号の周波数のずれが少なくなり、広帯域化が可能となる。

すなわち、バンドル光ファイバに使用されている単芯光ファイバは、光の透過するコア部分の直径（コア径）が数μｍないし１０μｍであるのに対して、１本の光ファイバ全体の外径は、光学的な要請ではなく、製造上、断線を避けるための強度を維持しうる大きさとして、例えば１００μｍを超える程度に定められていることが多いため、多数本束ねると、その径は非常に大きなものになってしまうが、第一の光ファイバ及び／又は第二の光ファイバに多芯プラスチック光ファイバを使用すると、多数本の光ファイバを束ねる必要が無く、又、１本の多芯プラスチック光ファイバの外径と１本の単芯光ファイバの外径はほぼ変わらない為、全体の径が極めて小さくなり、従って、光源から前記ファイバ中央までの距離Ｌ１と光源からファイバ周縁までの距離Ｌ２の距離の差が極めて小さくなる。

更に、多芯プラスチック光ファイバを使用した場合、その性質上、各芯がそれぞれ平行で、且つ、芯の位置が固定されている為、光がどの芯に入射しても、多芯光ファイバ中における入射端から出射端までの伝送距離Ｍ２はほぼ等しくなる（図１３（Ａ）〜（Ｃ）参照）。

したがって、このような回転光リンクジョイントにおける多芯光ファイバで光信号を伝送した場合、光路長の差に起因して信号のタイミングがずれるといったことが生じがたい。このため、伝送された光信号を合成した場合に、有効な帯域が狭くなってしまうのを回避することができる。

本実施形態に係る回転光リンクジョイント１を双方向通信に使用する場合には、第一の光ファイバ１１と第二の光ファイバ２１の入出力側端面を例えば二股に分岐し、一方を発光素子等の光信号発信手段に接続し、他方を受光素子等の光信号受信手段に接続すればよい（図１参照）。ここで、第一の光ファイバ１１と接続している光信号発信手段と光信号受信手段をそれぞれ第一の光信号発信手段、第一の光信号受信手段とし、第二の光ファイバ２１と接続している光信号発信手段と光信号受信手段をそれぞれ第二の光信号発信手段、第二の光信号受信手段とする。また、同様に、第一の光ファイバ１１と接続している発光素子と受光素子をそれぞれ第一の光ファイバ側発光素子１７、第一の光ファイバ側受光素子１８とし、第二の光ファイバ２１と接続している発光素子と受光素子をそれぞれ第二の光ファイバ側発光素子２７、第一の光ファイバ側受光素子２８とする。

光信号発信手段として使用する第一の光ファイバ側発光素子１７及び第二の光ファイバ側発光素子２７はそれぞれ一つであってもよく、また、複数あってもよい。また、光信号受信手段として使用する第二の光ファイバ側受光素子１８及び第二の光ファイバ側受光素子２８はそれぞれ一つであってもよく、また、複数あってもよい。光信号発信手段や光信号受信手段はレンズその他の導光手段を含んでも良い。

なお、本実施形態では特に詳しい説明はしないが、単一の発光素子を、第一の光ファイバ側発光素子１７及び第二の光ファイバ側発光素子２７として機能させることは可能である。同様に、単一の受光素子を、第二の光ファイバ側受光素子１８及び第二の光ファイバ側受光素子２８として機能させることも可能である。

また、第一の光ファイバ１１に含まれる芯のうち、第一の光信号発信手段から発信される光信号が通る芯を第一の送信用光通信路１１ａとし、第一の光信号受信手段で受信される光信号が通る芯を第一の受信用光通信路１１ｂとする（図２等参照）。第二の光ファイバ２１に含まれる芯のうち、第二の光信号発信手段から発信される光信号が通る芯を第二の送信用光通信路２１ａとし、第二の光信号受信手段で受信される光信号が通る芯を第二の受信用光通信路２１ｂとする。発光素子等の光信号発信手段から発信される光信号の芯への入射手段としては公知の手段を用いればよく、例えばレンズによる集光等が考えられる。

また、同様に芯から出射する光信号は、レンズ等の公知の集光手段で集光して、受光素子等の光信号受信手段で受信すればよい。

第一の送信用光通信路１１ａと第一の受信用光通信路１１ｂとは互いに光遮断された状態で設けられている。同様に、第二の送信用光通信路２１ａと第二の受信用光通信路２１ｂとは互いに光遮断された状態で設けられている。

双方向通信を行う場合は、第一の送信用光通信路１１ａから出射した光信号が第二の受信用光通信路２１ｂに入射するように、且つ、第二の送信用光通信路２１ａから出射した光信号が第一の受信用光通信路１１ｂに入射するように、それぞれ芯を配置すればよい。ここで、同一の光信号が通過する送信用光通信路と受信用光通信路を合わせてチャンネルとよぶ。

第一の光ファイバ１１と第二の光ファイバ２１中に含まれる芯の好ましい配置形態としては、図２のように、送信用光通信路１１ａ又は受信用光通信路１１ｂのうち、一方の光通信路を第一の光ファイバ１１の中心軸（軸線）１９を中心とした一定半径の円周内に集束させて配置し、他方を前記円周の外側に配置をする形態が考えられる。

以下、前記円周の内側に第一の受信用光通信路１１ｂを、前記円周の外側に第一の送信用光通信路１１ａを配置した例について説明する（図３、図４参照）。

ここで第一の光ファイバ１１の径方向横断面において、中心軸１９を中心として第一の受信用光通信路１１ｂの芯を含むよう最小半径の円を描いた際の円の直径を中心部外径とし、その内部を中心部とする（図４参照）。また、前記中心部の外側であって、中心軸１９を中心として中心部の外側に存在する芯と接する最小半径の円を描いた際の円の直径を外周部内径とする。また、前記外周部内径の外側であって、第一の光ファイバ１１中に含まれる全ての芯を含むように中心軸１９を中心として最小半径の円を描いた際の円の直径を外周部外径とする。外周部内径の外側であり、且つ、外周部外径の内側の部分を外周部とする。

そして、第一の光ファイバの中心部に存在する芯と、該芯から出射する光信号を受信する光信号受信手段とを接続し、尚かつ、外周部に存在する芯と、該芯に光信号を入射させる光信号発信手段とを接続する形態が好ましい。

第二の光ファイバ２１に関しても第一の光ファイバ１１と同様に、送信用光通信路２１ａ又は受信用光通信路２１ｂのうち、一方の光通信路を第二の光ファイバ２１の中心軸（軸線）２９を中心とした一定半径の円周内に集束させて配置し、他方を前記円周の外側に配置をする形態が考えられる。

以下、前記円周の内側に第二の送信用光通信路２１ａを、前記円周の外側に第二の受信用光通信路２１ｂを配置した例について説明する。

第二の光ファイバ２１における中心部、外周部、中心部外径、外周部内径、外周部外径の定義については、第二の送信用光通信路２１ａが第一の受信用光通信路１１ｂに取って代わり、第二の受信用光通信路２１ｂが第一の送信用光通信路１１ａに取って代わる以外は全て、第一の光ファイバ１１における中心部、外周部、中心部外径、外周部内径、外周部外径の定義と同様に定義する。

そして、第二の光ファイバの中心部に存在する芯と、該芯に光信号を入射させる光信号発信手段とを接続し、尚かつ、外周部に存在する芯と、該芯から出射する光信号を受信する光信号受信手段とを接続する形態が好ましい。

また、混信を抑制するためにも、第一の光ファイバにおける中心部外径、外周部内径、外周部外径のそれぞれの大きさと、第二の光ファイバにおける中心部外径、外周部内径、外周部外径のぞれぞれの大きさとを略同一にすることが好ましい。

前記中心部及び外周部に含まれる芯は、ランダムに配置されていても良く、対応する送信用光通信路と受信用光通信路を中心軸１９を中心とした円の円周上に配置しても良い。前記ランダム配置は製造コストの面で優れ、前記円周上配置は光の利用効率に優れる。

中心部を通る信号と外周部を通る信号の信号強度の差が大きいと、混信が生じた際に、信号強度の小さい方の信号は大きい方の混信信号の影響を大きく受けてしまう。従って、各チャンネルを通る信号強度は出来るだけ同じにすることが好ましい。前記観点から、中心部と外周部で第一の光ファイバ１１、第二の光ファイバ２１における中心部外径はそれぞれ第一の光ファイバ１１、第二の光ファイバ２１の外周部外径の０．１〜０．９倍が好ましく、０．２倍〜０．８５倍が更に好ましく、０．３倍〜０．８倍が特に好ましい。

第一の光ファイバ１１における外周部外径と第二の光ファイバ２１における外周部外径は異なってもよいが、光の利用効率を向上させるためにも第一の光ファイバ１１における外周部外径と第二の光ファイバ２１における外周部外径は略同一であることが好ましい。

第一の光ファイバ１１と第二の光ファイバ２１の中心部及び外周部における芯の占める割合が大きいほど回転光リンクジョイント１の回転時の接続不良を抑制することができ、好ましい。芯の占める割合の下限について特に限定は無いが、中心部及び外周部における芯の占める割合が４０％以上であれば十分である。より好ましくは５０％以上、特に好ましくは６０％以上である。

第一の光ファイバ１１及び第二の光ファイバ２１に多芯光ファイバを用いた場合、第一の光ファイバ１１及び第二の光ファイバ２１の裸線外径は０．２ｍｍ〜４．０ｍｍが好ましく、より好ましくは０．３ｍｍ〜３．５ｍｍであり、更に好ましくは０．４ｍｍ〜３．０ｍｍであり、特に好ましくは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍである。上記範囲であると、光源からファイバ端面までの伝送距離がファイバ中央とファイバ周縁での距離の差が十分に小さく、好ましい。芯の芯径は２〜５００μｍが好ましく、より好ましくは１０〜２５０μｍ、更に好ましくは２０〜２００μｍである（図１１参照）。芯の芯径が上記範囲であると、裸線外径が上記範囲の場合であっても十分な芯数を確保することができる。

特に、第一の光ファイバ１１の横断面における（送信用光通信路１１ａの芯の断面積の総和）対（受信用光通信路１１ｂの芯の断面積の総和）は１対１０〜１０対１の範囲が好ましく、更に好ましくは１対５〜５対１である。

また、第二の光ファイバ２１の横断面における（送信用光通信路２１ａの芯の断面積の総和）対（受信用光通信路２１ｂの芯の断面積の総和）は１対１０〜１０対１の範囲が好ましく、更に好ましくは１対５〜５対１である。

第一の光ファイバ１１及び第二の光ファイバ２１には保護のため被覆層（図１１参照）を設けてもよい。被覆層が厚い程、機械強度が向上するが、経済性とのバランスから被覆層は５０μｍ〜１ｍｍ程度が好適に用いられる。

（実施形態２）
また別の好ましい形態としては、第一の光ファイバ１１及び第二の光ファイバ２１の少なくとも一方を、ファイバ中心に中空部を有する中空多芯光ファイバと、該中空多芯光ファイバの中空部に挿入される光ファイバと、から構成する形態が考えられる（図５等参照）。中空多芯光ファイバは、透明な芯樹脂とそれより屈折率の低い鞘樹脂を溶融し、ファイバ中心に中空部を有するよう複合紡糸ダイを経由して製造される中空多芯プラスチック光ファイバとすることが好ましい。中空多芯プラスチック光ファイバの横断面は、中空部と中空部外側の外周層とから形成され、前記外周層は、１）海島構造をとり、２）島は鞘樹脂と、鞘樹脂よりも屈折率の高い芯樹脂からなり、３）海層は第３の樹脂からなり、４）芯樹脂は鞘樹脂に取り囲まれている。

第３の樹脂としては、ポリメチルメタクリレート系樹脂、ポリカーボネート樹脂などを適宜組み合わせて選択することができる。また、海層に用いられる樹脂と鞘樹脂は同一でも良い。この場合、芯樹脂を海島構造の島とし、鞘樹脂を海とする。

前記中空部に挿入される光ファイバとしては特に限定は無いが、前述の理由により、多芯光ファイバとすることが好ましく、多芯プラスチック光ファイバとすることがより好ましい。

上記形態の回転光リンクジョイントを双方向通信に使用する場合には、第一の光ファイバ１１と第二の光ファイバ２１を構成する前記中空多芯光ファイバ又は中空部に挿入される光ファイバのどちらか一方を光信号発信手段と接続し、他方を光信号受信手段に接続すればよい。以下では、第一の光ファイバ１１を構成する中空多芯プラスチック光ファイバに光信号発信手段を、中空部に挿入される多芯プラスチック光ファイバに光信号受信手段をそれぞれ接続し、第二の光ファイバ２１を構成する中空多芯プラスチック光ファイバに光信号受信手段を、中空部に挿入される多芯プラスチック光ファイバに光信号発信手段をそれぞれ接続したとして説明を行う。

また、中心部、外周部、中心部外径、外周部内径、外周部外径の定義については実施形態１と同様とする。

上記構成の回転光リンクジョイントの場合、送信用光通信路と受信用光通信路を別々の光ファイバで作製することが出来る為、光信号発信手段や光信号受信手段との接続が容易になり、好ましい。具体的には、中空多芯プラスチック光ファイバ１５（２５）の中腹に孔をあけて、中空部に挿入された多芯プラスチック光ファイバ１６（２６）を該孔から取り出し、それぞれを光信号発信手段と光信号受信手段に接続すればよく、多チャンネルの回転光リンクジョイントの製造が容易となる。このような孔の開け方は、剃刀のような薄い刃物で、芯に添って切れ目を入れる方法、熱針による方法、レーザーによる方法などがある。孔をあける代わりに中空多芯プラスチック光ファイバ１５（２５）の端かあるいは中腹部を引き裂く方法も可能である。

更に、上記構成の場合、第一の光ファイバ１１と第二の光ファイバ２１を、新たに中空多芯プラスチック光ファイバの中空部に挿入するだけでチャンネルを増やすことが出来るため、チャンネルの追加が容易である。

なお、第一の光ファイバ１１及び第二の光ファイバ２１に中空多芯光ファイバを用いる場合、その裸線外径は０．２ｍｍ〜４．０ｍｍが好ましく、より好ましくは０．３ｍｍ〜３．５ｍｍであり、更に好ましくは０．４ｍｍ〜３．０ｍｍである。芯径は２〜５００μｍが好ましく、より好ましくは１０〜２５０μｍ、更に好ましくは２０〜２００μｍである。中空部の直径（内径）は外周部外径の０．２〜０．９倍が好ましく、０．２５倍〜０．８５倍が更に好ましく、０．３倍〜０．８倍が特に好ましい。

（実施形態３）
また、上記で説明した実施形態に係る回転光リンクジョイントは双方向通信のみの例であったが、上記回転光リンクジョイントは一方向通信の回転光リンクジョイントとして使用しても良い。

即ち、第一の光ファイバを、前記第一の光ファイバの入出力側端面における、前記軸線を中心とする同心円によって区画される円形の領域に存在する芯の一部又は全部に光信号を入射させる第一の中心部光信号発信手段と、前記円形の領域以外の領域に存在する芯の一部又は全部から出射される光信号を受信する第一の外周部光信号発信手段と、に接続し、第二の光ファイバを、前記第二の光ファイバの入出力側端面における、前記軸線を中心とする同心円によって区画される円形の領域に存在する芯の一部又は全部から出射される光信号を受信する第二の中心部光信号受信手段と、前記円形の領域以外の領域に存在する芯の一部又は全部に光信号を入射させる第二の外周部光信号受信手段と、に接続することも可能である。

また、前記第一の光ファイバを、中空多芯光ファイバと、該中空多芯光ファイバの中空部に挿入される光ファイバと、から構成した場合には、前記第一の光ファイバを構成する中空多芯光ファイバと、前記第一の光ファイバの入出力側端面における、前記中空多芯光ファイバ中の芯の一部又は全部に光信号を入射させる第一の外周部光信号発信手段とを接続し、前記第一の光ファイバを構成する該中空多芯光ファイバの中空部に挿入される光ファイバと、前記中空多芯光ファイバの中空部に挿入される光ファイバ中の芯の一部又は全部に光信号を入射させる第一の中心部光信号発信手段と、を接続すればよく、同様に第二の光ファイバを、中空多芯光ファイバと、該中空多芯光ファイバの中空部に挿入される光ファイバと、から構成した場合には、前記第二の光ファイバを構成する中空多芯光ファイバと、前記第二の光ファイバの入出力側端面における、前記中空多芯光ファイバ中の芯の一部又は全部から出射する光信号を受信する第二の外周部光信号受信手段とを接続し、前記第二の光ファイバを構成する該中空多芯光ファイバの中空部に挿入される光ファイバと、前記中空多芯光ファイバの中空部に挿入される光ファイバ中の芯の一部又は全部から出射する光信号を受信する第二の中心部光信号受信手段と、を接続すればよい。

第一の光ファイバと第二の光ファイバとの間隔は光通信可能な間隔であれば特に限定は無いが、混信を低減させ、光信号の利用効率を上げるためにも両ファイバの間隔は第一の光ファイバ１１の中心部外径または第二の光ファイバ２１の中心部外径のうちいずれか大きい方の３倍以下であることが好ましく、更に好ましくは２倍以下、特に好ましくは１倍以下である。両ファイバの間隔は狭ければ狭いほど、混信が低減され好ましい。また、第一の光ファイバの中心軸と第二の光ファイバの中心軸とのずれが少ないほど、両ファイバの間で発生する伝送損失が少なくなり、好ましい。

両ファイバの間隔の下限値には特に限定は無く、第一の光ファイバと第二の光ファイバは接していても良い。しかし、両ファイバが接していると、回転使用した際に両ファイバが擦れて粉塵が発生してしまう恐れがあるため、両ファイバは接していないことが好ましい。

この他、低開口数の光通信路を使用することで混信を低減することもできる。反対に高開口数の光通信路を使用した場合、芯の位置ズレの許容量が大きくなる。具体的には、第一の光ファイバと第二の光ファイバに裸線外径が４００μｍ、開口数０．６の多芯光ファイバを用いた場合、ファイバ間隔は４００μｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは３００μｍ以下である。

また、漏光を抑える方法として、第一の光ファイバ１１と第二の光ファイバ２１の中心部と外周部をそれぞれ金属や樹脂の第一光ファイバ内パイプ１４や第二光ファイバ内パイプ２４で覆う方法や、中心部に光ファイバを被覆した光ファイバケーブルを使用する方法が考えられる（図６参照）。更に、図７のように、第一の光ファイバ１１と第二の光ファイバ２１の端面の形状を、一方を凸型、他方を凹型として嵌合可能な形状にする方法も考えられる。図７の構造は漏光を抑制するだけでなく、第二の光ファイバ２１の回転時の位置精度を向上させ、振動への耐性を向上させる効果もある。

第一の光ファイバ１１と第二の光ファイバ２１との間に、両ファイバの擦れによる粉塵や外部由来の塵埃やガスが入ると通信が妨げられ、好ましくない。これら粉塵が両ファイバ間に入るのを防ぐ為、第一の光ファイバ１１と第二の光ファイバ２１の接続部分に防塵構造をとることが好ましい。具体的には接続部を例えば断面円形等の筒状構造体３１で覆う方法が考えられる（図８参照）。また、図８のように筒状構造体３１と第一の光ファイバ１１、第二の光ファイバ２１の間を磁性流体３２（流体でありながら磁性を帯びた、機能性流体の一つ）、マグネットリング３３で封止すると、防塵効果がより高まり、好ましい。マグネットリング３３は、固定された光ファイバ（例えば第一の光ファイバ１１）と回転可能な光ファイバ（例えば第二の光ファイバ２１）の位置決めの役割を果たすこともできる。

また、別の構造としては、図９のように第一の光ファイバ１１を覆う筒状構造体３４と第二の光ファイバ２１を覆う筒状構造体３５を、第一の光ファイバ１１の軸方向に接続し、これら筒状構造体３４と筒状構造体３５の端面にそれぞれＮ極とＳ極が対面するように永久磁石３６を設け、永久磁石３６間を磁性流体３７で封止する構造が考えられる。

また、保持部材１０、２０は、図１２に示す様に、第一の光ファイバ１１を保持するフェルール部（符号１０で示す部分）と、第二の光ファイバ２１を保持するベアリング部（符号２０で示す部分）とを一体化した構造とすることが出来る。保持部材１０と２０を一体化し、ベアリングの内側回転部に第二の光ファイバ２１を挿入固定すると共に、第一の光ファイバ１１はフェルール部に挿入固定する。これにより、第一の光ファイバ端面と第二の光ファイバ２１の端面とが規定された端面間隙にて、中心軸を合致させて平行に対向し、かつベアリングによって第二の光ファイバ２１の相対的な自由回転が保障された状態で保持できる。さらに、保持部材１０と２０が一体化されている為、防塵効果もある。

また、光伝送系の外側に電力伝送系を構築することで、電気駆動で第一の光ファイバ１１と第二の光ファイバ２１を相対回転させることが出来る。電力伝送系の具体例としては、例えば、ブラシ、ローラー接点を利用する方式や給電側のコイルと受電側のコイルを利用する電磁誘導方式としたり、図１０の筒状構造体３４と筒状構造体３５の間を金属や導電性樹脂のボール、高導電性ゲル等の導電性物質で電気接続し、さらにベアリング３９を設ける構造などが考えられる。又、電力源としては、保持部材２０に搭載された電源、光伝送系の外側に付随したバッテリなどが考えられる。

全ての実施形態において、送信用光通信路として用いる区画と受信用光通信路として用いる区画は入れ替えても良い。つまり、送信用光通信路１１ａと受信用光通信路１１ｂ、送信用光通信路２１ａと受信用光通信路２１ｂの交換は可能である。上記交換は発光素子１７と受光素子１８とを入れ替え、発光素子２７と受光素子２８とを入れ替えることで容易に達成することが出来る。また、チャンネルは中心部と外周部の２分割だけではなく、３分割以上にすることも可能である。

（実施形態４）
前記第一の光ファイバ１１や第二の光ファイバ２１の周囲に他の光ファイバを束ねたバンドルファイバで回転光リンクジョイントを形成してもよい。周囲に設ける他の光ファイバは多芯光ファイバであることが好ましく、より好ましくは多芯プラスチック光ファイバであり、中空多芯プラスチック光ファイバと中空部に挿入する光ファイバで構成しても良い。バンドルファイバで回転光リンクジョイントを形成する場合は、回転使用時に光ファイバの位置がずれないように、光ファイバ間を樹脂等で埋めて固定することが好ましい。また、前記他の光ファイバは、軸線を中心とした同一円周上に配置することが、光の利用効率の観点から好ましい。

本発明に係る回転光リンクジョイントは、電子機器内の光信号伝送手段として好適に使用することができる。例としては、携帯電話、ＰＤＡ、モバイルパソコン、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ゲーム機携帯電話、ノート型コンピュータ、携帯ゲーム機等の携帯電子機器の繰り返し折り畳み、または回転動作、または折り畳みと回転動作をする部位の光信号伝送に使用できる。このような用途において電気信号を伝送する場合はノイズ防止のために電線の場合は周囲をシールドで被覆する必要があるが、本発明に係るフレキシブル光リンクジョイントで光信号を伝送する場合は、高速信号であってもシールド不要であるため、小型にすることができ、且つ、正逆両方の方向に回転動作が可能となる。

より具体的には、第一の筐体、第二の筐体、及び両者を接続するための折り畳みまたは回転動作または折り畳みと回転動作をするヒンジ構造部を有する携帯電子機器であって、該第一の筐体に存在するモジュールと該第二の筐体に存在するモジュールとの間を本発明に係る回転光リンクジョイントよって接続する形態が好ましい。

ヒンジ構造部を有する第一の筐体と第二の筐体は、回転軸によって回転可能に接続されている。また、第一の筐体内の第一のモジュールと第二の筐体内の第二のモジュールは本発明に係る回転光リンクジョイントによって光通信可能に接続されている。例として携帯電話をあげれば、表示部を有する上部筐体と操作部を有する下部筐体の２つの筐体をヒンジ構造部で接続した構造となっている。該ヒンジ構造部は筐体の開閉のために折り畳み、または回転動作、または折り畳みと回転動作をするので、該ヒンジ構造部を通して上部筐体の表示モジュール（液晶ディスプレイ）と下部筐体の制御モジュール（プリント配線板）間に本発明に係る回転光リンクジョイントを使用すれば、小型で且つ、回転可能な携帯機器が実現する。特に、多芯プラスチック光ファイバを用いた回転光リンクジョイントは高い耐屈曲性能を持っており、折り畳み動作が多い携帯電子機器に好適である。

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
芯数３８０本、芯径３５μｍ、裸線内径６３０μｍ、裸線外径１０００μｍ、長さ１０ｃｍの中空多芯プラスチック光ファイバの中空部に、芯数３７本、芯径５４μｍ、裸線外径４００μｍ、被覆外径６００μｍ、長さ１０ｃｍの多芯プラスチック光ファイバを挿入して第一の光ファイバ１１を構成した。第一の光ファイバ１１の外周部外径は９９６μｍで、外周部に占める光通信路の芯が割合は７９％、中心部外径は３９６μｍで、中心部に占める光通信路の芯が割合は６９％であった。外周部に配置された光通信路を第一の送信用光通信路として用い、中心部に配置された光通信路を第一の受信用光通信路として用いた。また、外周部の第一の送信用光通信路、中心部の第一の受信用光通信路共に第一の光ファイバの中心軸を中心とした同心円上に一定間隔をもって層状に配置した。

芯数３８０本、芯径３５μｍ、裸線内径６３０μｍ、裸線外径１０００μｍ、長さ１０ｃｍの中空多芯プラスチック光ファイバの中空部に、芯数３７本、芯径５４μｍ、裸線外径４００μｍ、被覆外径６００μｍ、長さ１０ｃｍの多芯プラスチック光ファイバを挿入して第二の光ファイバ２１を構成した。第二の光ファイバ２１の外周部外径は９９６μｍで、外周部に占める光通信路の芯が割合は７９％、中心部外径は３９６μｍで、中心部に占める光通信路の芯の割合は６９％であった。外周部に配置された光通信路を第二の受信用光通信路として用い、中心部に配置された光通信路を第二の送信用光通信路として用いた。また、外周部の第二の受信用光通信路は第一の送信用光通信路の配置と、中心部の第二の送信用光通信路は第一の受信用光通信路の配置と、同様の配置をした。

第一の光ファイバ１１と第二の光ファイバ２１を３００μｍの間隔で対向させた。中空多芯プラスチック光ファイバの端を芯に添って切れ目を入れ、中空部の多芯プラスチック光ファイバを取り出し、発光素子として波長1.3μｍのレーザーダイオード（NEC社製型番NX5317EH）、受光素子としてフォトダイオード「（浜松ホトニクス社製型番G9820）に結合した。回転部を１０ＲＰＭの速さで回転させながら、信号として、速度１．５Ｇｂ／ｓのＮＲＺ（Non Return to Zero）信号をＰＲＢＳ（疑似乱数ビット列）ＰＮ３１形式でレーザーダイオードの駆動回路に入力し、ビットエラーレート（ＢＥＲ）をフォトダイオード受信回路の出力により測定した結果、双方向ともＢＥＲは１×１０^-12以下であった。

＜実施例２＞
第一の光ファイバ１１の外周部として、芯数３８０本、芯径２７μｍ、裸線内径６３０μｍ、裸線外径１０００μｍ、長さ１０ｃｍの中空多芯プラスチック光ファイバを用い、中心部として、芯数３７本、芯径４２μｍ、裸線外径４００μｍ、被覆外径６００μｍ、長さ１０ｃｍの多芯プラスチック光ファイバ１６を用いた。第一の光ファイバ１１の外周部外径は９９０μｍで、外周部に占める光通信路の芯の割合は４９％、中心部外径は３８５μｍで、中心部に占める光通信路の芯の割合は４４％であった。外周部に配置された光通信路を第一の送信用光通信路として用い、中心部に配置された光通信路を第一の受信用光通信路として用いた。また、外周部の第一の送信用光通信路、中心部の第一の受信用光通信路共に第一の光ファイバの中心軸を中心とした同心円上に一定の間隔をもって層状に配置した。

第二の光ファイバ２１の外周部として、芯数３８０本、芯径２７μｍ、裸線内径６３０μｍ、裸線外径１０００μｍ、長さ１０ｃｍの中空多芯プラスチック光ファイバ、中心部として、芯数３７本、芯径４２μｍ、裸線外径４００μｍ、被覆外径６００μｍ、長さ１０ｃｍの多芯プラスチック光ファイバを用いた。第二の光ファイバ２１の外周部外径は９９０μｍで、外周部に占める光通信路の芯の割合は４９％、中心部外径は３８５μｍで、中心部に占める光通信路の芯の割合は４４％であった。外周部に配置された光通信路を第二の受信用光通信路として用い、中心部に配置された光通信路を第二の送信用光通信路として用いた。また、外周部の第二の受信用光通信路は第一の送信用光通信路の配置と同様とし、中心部の第二の送信用光通信路は第一の受信用光通信路の配置と同様とした。

第一の光ファイバ１１と第二の光ファイバ２１は３００μｍの間隔で対向させた。中空多芯プラスチック光ファイバの端を芯に添って切れ目を入れ、中空部の多芯プラスチック光ファイバを取り出し、発光素子として波長1.3μｍのレーザーダイオード（NEC社製型番NX5317EH）、受光素子としてフォトダイオード（浜松ホトニクス社製型番G9820）に結合した。回転部を１０ＲＰＭの速さで回転させながら、信号として、速度１．５Ｇｂ／ｓのＮＲＺ（Non Return to Zero）信号をＰＲＢＳ（疑似乱数ビット列）ＰＮ３１形式でレーザーダイオードの駆動回路に入力し、ビットエラーレート（ＢＥＲ）をフォトダイオード受信回路の出力により測定した結果、双方向ともＢＥＲは１×１０^-12以下であった。

＜実施例３＞
第一の光ファイバ１１の外周部として、芯数３８０本、芯径２７μｍ、裸線内径６３０μｍ、裸線外径１０００μｍ、長さ１０ｃｍの中空多芯プラスチック光ファイバを用い、中心部として、芯数３７本、芯径４２μｍ、裸線外径４００μｍ、被覆外径６００μｍ、長さ１０ｃｍの多芯プラスチック光ファイバ１６を用いた。第一の光ファイバ１１の外周部外径は９９０μｍで、外周部に占める光通信路の芯の割合は４９％、中心部外径は３８５μｍで、中心部に占める光通信路の芯の割合は４４％であった。外周部に配置された光通信路を第一の送信用光通信路として用い、中心部に配置された光通信路を第一の受信用光通信路として用いた。また、外周部の第一の送信用光通信路、中心部の第一の受信用光通信路共にランダム配置とした。

第二の光ファイバ２１の外周部として、芯数３８０本、芯径２７μｍ、裸線内径６３０μｍ、裸線外径１０００μｍ、長さ１０ｃｍの中空多芯プラスチック光ファイバ、中心部として、芯数３７本、芯径４２μｍ、裸線外径４００μｍ、被覆外径６００μｍ、長さ１０ｃｍの多芯プラスチック光ファイバを用いた。第二の光ファイバ２１の外周部外径は９９０μｍで、外周部に占める光通信路の芯の割合は４９％、中心部外径は３８５μｍで、中心部に占める光通信路の芯の割合は４４％であった。外周部に配置された光通信路を第二の受信用光通信路として用い、中心部に配置された光通信路を第二の送信用光通信路として用いた。また、外周部の第二の受信用光通信路、中心部の第二の送信用光通信路共にランダム配置とした。

第一の光ファイバ１１と第二の光ファイバ２１は３００μｍの間隔で対向させた。中空多芯プラスチック光ファイバの端を芯に添って切れ目を入れ、中空部の多芯プラスチック光ファイバを取り出し、発光素子として波長1.3μｍのレーザーダイオード（NEC社製型番NX5317EH）、受光素子としてフォトダイオード（浜松ホトニクス社製型番G9820）に結合した。回転部を１０ＲＰＭの速さで回転させながら、信号として、速度１．５Ｇｂ／ｓのＮＲＺ（Non Return to Zero）信号をＰＲＢＳ（疑似乱数ビット列）ＰＮ３１形式でレーザーダイオードの駆動回路に入力し、ビットエラーレート（ＢＥＲ）をフォトダイオード受信回路の出力により測定した結果、双方向ともＢＥＲは１×１０^-12以下であった。

＜実施例４＞
第一の光ファイバ１１の外周部として、芯数３８０本、芯径３５μｍ、裸線内径６３０μｍ、裸線外径１０００μｍ、長さ１０ｃｍの中空多芯プラスチック光ファイバを用い、中心部として、芯数３７本、芯径５４μｍ、裸線外径４００μｍ、被覆外径６００μｍ、長さ１０ｃｍの多芯プラスチック光ファイバ１６を用いた。第一の光ファイバ１１の外周部外径は９９６μｍで、外周部に占める光通信路の芯の割合は７９％、中心部外径は３９６μｍで、中心部に占める光通信路の芯の割合は６９％であった。外周部に配置された光通信路を第一の送信用光通信路として用い、中心部に配置された光通信路を第一の受信用光通信路として用いた。また、外周部の第一の送信用光通信路、中心部の第一の受信用光通信路共に第一の光ファイバの中心軸を中心とした同心円上に一定間隔をもって層状に配置した。

第二の光ファイバ２１の外周部として、芯数３８０本、芯径３５μｍ、裸線内径６３０μｍ、裸線外径１０００μｍ、長さ１０ｃｍの中空多芯プラスチック光ファイバ、中心部として、芯数３７本、芯径５４μｍ、裸線外径４００μｍ、被覆外径６００μｍ、長さ１０ｃｍの多芯プラスチック光ファイバを用いた。第二の光ファイバ２１の外周部外径は９９６μｍで、外周部に占める光通信路の芯の割合は７９％、中心部外径は３９６μｍで、中心部に占める光通信路の芯の割合は６９％であった。外周部に配置された光通信路を第二の受信用光通信路として用い、中心部に配置された光通信路を第二の送信用光通信路として用いた。また、外周部の第二の受信用光通信路は第一の送信用光通信路の配置と、中心部の第二の送信用光通信路は第一の受信用光通信路の配置と、同様の配置をした。

第一の光ファイバ１１と第二の光ファイバ２１は１１００μｍの間隔で対向させた。中空多芯プラスチック光ファイバの端を芯に添って切れ目を入れ、中空部の多芯プラスチック光ファイバを取り出し、発光素子として波長1.3μｍのレーザーダイオード（NEC社製型番NX5317EH）、受光素子としてフォトダイオード（浜松ホトニクス社製型番G9820）に結合した。回転部を１０ＲＰＭの速さで回転させながら、信号として、速度１．５Ｇｂ／ｓのＮＲＺ（Non Return to Zero）信号をＰＲＢＳ（疑似乱数ビット列）ＰＮ３１形式でレーザーダイオードの駆動回路に入力し、ビットエラーレート（ＢＥＲ）をフォトダイオード受信回路の出力により測定した結果、双方向ともＢＥＲは１×１０^-12以下であった。

次に光の利用効率を測定する実験を行った。実施例１で使用した第一の光ファイバ１１と同構造で長さ５０ｃｍの多芯プラスチック光ファイバに、発光素子として波長８５０ｎｍの面発光型レーザーダイオード、光パワーメーター（ハクトロニクス社製、オプティカルパワーメーター ＰＨＯＴＯＭ２０５）を用いて光パワーを測定し、０ｄＢとした。そのままの状態で、多芯プラスチック光ファイバの中央付近を切断、研磨し、３００μｍの間隔で対向させ光パワーを測定したところ、−２．３ｄＢであった。同様に実施例１で作製した回転光ジョイントのジョイント間で発生する伝送損失を測定したところ、その値は−２．３ｄＢであった。

次に、実施例１で作製した回転光リンクジョイントを１０ＲＰＭの速さで２４０時間回転させた後、ジョイント間で発生する伝送損失を測定したところ、その値は−２．３ｄＢであり、回転使用による伝送損失の変化は無かった。

本発明に係る回転光リンクジョイントは、モニタカメラ、自動車のタイヤ、ロボットなど相互に回転、屈曲する物体間での、高速デジタルリンクに好適に使用することができる。

Claims (15)

1. 第一の光ファイバと第二の光ファイバとを軸線を中心に相対回転可能に保持する回転光リンクジョイントであって、
   前記第一の光ファイバ及び第二の光ファイバの一部又は全部が複数の芯を有する多芯光ファイバで構成され、
   前記複数の芯が、当該多芯光ファイバの前記軸線を中心とする同心円によって区画される円形または環状の領域に配置される、回転光リンクジョイント。
2. 前記第一の光ファイバ及び第二の光ファイバの少なくとも一方が、中空多芯光ファイバと、該中空多芯光ファイバの中空部に挿入される光ファイバと、から構成される、請求項１に記載の回転光リンクジョイント。
3. 前記中空多芯光ファイバの中空部に挿入される光ファイバが多芯光ファイバである請求項２に記載の回転光リンクジョイント。
4. 前記多芯光ファイバが多芯プラスチック光ファイバである、請求項１から３のいずれか一項に記載の回転光リンクジョイント。
5. 前記第一の光ファイバ及び前記第二の光ファイバの接続部分が筒状の防塵構造体で覆われている、請求項１から４のいずれか一項に記載の回転光リンクジョイント。
6. 前記第一の光ファイバ及び第二の光ファイバの少なくとも一方が、導電構造を有する筒状構造体で覆われている、請求項１から５のいずれか一項に記載の回転光リンクジョイント。
7. 前記第一の光ファイバ内に、第一の光ファイバ側発光素子と接続される第一の送信用光通信路と、該第一の送信用光通信路とは光遮断された状態で第一の光ファイバ側受光素子と接続される第一の受信用光通信路と、を有し、
   前記第二の光ファイバ内に、第二の光ファイバ側受光素子と接続される第二の受信用光通信路と、該第二の受信用光通信路とは光遮断された状態で第二の光ファイバ側発光素子と接続される第二の送信用光通信路と、を有し、
   前記第一の光ファイバの中心部に前記第一の受信用光通信路、前記第一の光ファイバの外周部に前記第一の送信用光通信路、前記第二の光ファイバの中心部に前記第二の送信用光通信路、前記第二の光ファイバの外周部に前記第二の受信用光通信路が配置され、前記第一の光ファイバの中心部の外径と前記第二の光ファイバの中心部の外径とが等しく、前記第一の光ファイバの中心軸と前記第二の光ファイバの中心軸が一致している、請求項１から６のいずれか一項に記載の回転光リンクジョイント。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の回転光リンクジョイントを用いた電子機器。
9. 第一の筐体、第二の筐体、及びこれら第一の筐体と第二の筐体とを接続するための折り畳みまたは回転動作または折り畳みと回転動作をするヒンジ構造部を有する電子機器であって、前記第一の筐体に存在するモジュールと前記第二の筐体に存在するモジュールとが請求項１から６のいずれか一項に記載の回転光リンクジョイントによって接続されている、電子機器。
10. 請求項１から７のいずれか一項に記載の回転光リンクジョイントと、
    前記第一の光ファイバの入出力側端面における、前記軸線を中心とする同心円によって区画される円形の領域に存在する芯の一部又は全部に光信号を入射させる光信号発信手段と、
    前記円形の領域以外の領域に存在する芯の一部又は全部に光信号を入射させる光信号発信手段と、
    前記第二の光ファイバの入出力側端面における、前記軸線を中心とする同心円によって区画される円形の領域に存在する芯の一部又は全部から出射される光信号を受信する光信号受信手段と、
    前記円形の領域以外の領域に存在する芯の一部又は全部から出射される光信号を受信する光信号受信手段と、
    を備える回転光リンクジョイント構造体。
11. 請求項１から７のいずれか一項に記載の回転光リンクジョイントと、
    前記第一の光ファイバの入出力側端面における、前記軸線を中心とする同心円によって区画される円形の領域に存在する芯の一部又は全部から出射される光信号を受信する光信号受信手段と、
    前記円形の領域以外の領域に存在する芯の一部又は全部に光信号を入射させる光信号発信手段と、
    前記第二の光ファイバの入出力側端面における、前記軸線を中心とする同心円によって区画される円形の領域に存在する芯の一部又は全部に光信号を入射させる光信号発信手段と、
    前記円形の領域以外の領域に存在する芯の一部又は全部から出射される光信号を受信する光信号受信手段と、
    を備える回転光リンクジョイント構造体。
12. 請求項２又は３に記載の回転光リンクジョイントと、
    前記第一の光ファイバの入出力側端面における、前記中空多芯光ファイバ中の芯の一部又は全部に光信号を入射させる光信号発信手段と、
    前記中空多芯光ファイバの中空部に挿入される光ファイバ中の芯の一部又は全部に光信号を入射させる光信号発信手段と、
    前記第二の光ファイバの入出力側端面における、前記中空多芯光ファイバ中の芯の一部又は全部から出射する光信号を受信する光信号受信手段と、
    前記中空多芯光ファイバの中空部に挿入される光ファイバ中の芯の一部又は全部から出射する光信号を受信する光信号受信手段と、
    を備える回転光リンクジョイント構造体。
13. 請求項２又は３に記載の回転光リンクジョイントと、
    前記第一の光ファイバの入出力側端面における、前記中空多芯光ファイバ中の芯の一部又は全部から出射する光信号を受信する光信号受信手段と、
    前記中空多芯光ファイバの中空部に挿入される光ファイバ中の芯の一部又は全部に光信号を入射させる光信号発信手段と、
    前記第二の光ファイバの入出力側端面における、前記中空多芯光ファイバ中の芯の一部又は全部に光信号を入射させる光信号発信手段と、
    前記中空多芯光ファイバの中空部に挿入される光ファイバ中の芯の一部又は全部から出射する光信号を受信する光信号受信手段と、
    を備える回転光リンクジョイント構造体。
14. 請求項１０から１３のいずれか一項に記載の回転光リンクジョイント構造体を用いた電子機器。
15. 第一の筐体、第二の筐体、及びこれら第一の筐体と第二の筐体とを接続するための折り畳みまたは回転動作または折り畳みと回転動作をするヒンジ構造部を有する電子機器であって、前記第一の筐体に存在するモジュールと前記第二の筐体に存在するモジュールとの間を請求項９から１２のいずれか一項に記載の回転光リンクジョイント構造体によって接続されている、電子機器。