JPH0354322B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、環状反射器の内側表面に沿う光の反
射を利用した光フアイバーロータリージヨイント
に関する。

二つのフアイバーを備え、両フアイバーの端部
と端部とを保持し、両フアイバーを相互に相対的
に回転可能に装着した光フアイバーロータリージ
ヨイントは、当該技術分野では周知である。その
様な“オン−アキシス（on−axis）”構造は、単
に一つの光チヤネルのみに対しては許容される。
しかしながら多くの例では単一のチヤネルだけで
は不十分である。複数のチヤネルの光学片リング
を与えるためには、多くの“オフ−アキシス
（off−axis）”構造が用いられてきた。それらの
構造は、複数の送信又は受信用フアイバーを含
み、それらのフアイバーはロータリージヨイント
の周辺のまわりで広がり、連続した半径方向の経
路に沿つて光信号が取り込まれる。その様な構造
は難しく、製造するのに時間がかかり、特に片リ
ング半径が大きい場合には多くの光フアイバーを
要する。従つて、オフ−アキシス光フアイバーケ
ーブルの装置を許容するが単純な構造でかつ光フ
アイバーをあまり多く必要としない光フアイバー
ロータリージヨイントが必要とされる。

発明の概要と目的 本発明に従うと、第１の光フアイバーからの光
は、円筒の研摩されて高反射性となつた内側表面
に投射される。その光はその表面に沿つて反射さ
れて適正に配置された受信用光フアイバーによつ
て集光される。第１の光フアイバーから第２の光
フアイバーに結合される光の量は、三つの方法に
よつて最大化される。第１に、フアイバーが、で
きるだけ反射性表面に対して近似的に接線方向に
光を注入しなければならない。第２に、受信用光
フアイバーが反射表面に対して接することなく接
線をなす位置に置かれなければならない。最後
に、反射性側壁が凹面状の反射性表面の両側に設
けられる。それらの側壁は、環状反射性表面と共
に反射性チヤネルを形成し、そのチヤネル内にそ
の光は取り込まれるまで効果的に捕獲され、そし
て集光用フアイバーによつて運び去られる。

その様な構造を用いて回転式光信号送信デバイ
スを製造するために、源フアイバーと集光フアイ
バーとが外側の環が環状反射性表面を形成する同
心環又は軸上に装着されなければならない。

反射性チヤネル内の送信信号の光密度が源フア
イバーからの距離に従つて減少するので、信号の
強さは集光フアイバーが源フアイバーから離れる
方向に移動するに従つて弱くなる。この効果を最
小化するために、種々の集光フアイバーが回転子
のまわりで等間隔に離間させ、それによつて一つ
の集光フアイバーが低い光学的信号密度の領域内
に（源フアイバーから離れる方向に）移動する
と、別の集光フアイバーは高い光学的信号密度の
領域内に（源フアイバー付近に）移動する。集光
フアイバーの数と間隔とは、反射性チヤネルの直
径、及び許容可能な信号の変形の大きさによつて
決定される。逆に、複数の源フアイバーは、単一
又は複数の集光フアイバーと共に用いてもよい。

この型式の光フアイバーロータリージヨイント
は環状表面からの反射に依存するので、高い相対
的湿度及び低温の期間中の表面の状態では、極め
て性能が低下する。この問題は、ニクロム線の一
部等の様な加熱デバイスを環状環内の反射性領域
付近に埋め込むことによつて解決される。ニクロ
ム線によつて発生された熱は反射性表面の温度を
上昇させ、それによつて凝結を防止する。代り
に、デバイスは、凝結を防止するために、密封し
て、屈折率整合した流体を満たしてもよい。

従つて、本発明の目的は、環状反射器の内側表
面を用いた光フアイバーロータリージヨイントを
与えることである。

本発明の別の目的は、一つ又はそれ以上の円筒
形チヤネルの環状反射性表面を用いた多チヤネル
光フアイバーロータリージヨイントを与えること
である。

本発明の更に別の目的は、加熱線を用いること
によつて、反射性表面上に凝結が形成されること
を防止した光フアイバーロータリージヨイントを
与えることである。

本発明のこれらの目的及び別の目的は、添附図
面を参照して行なう以下の詳細な説明より明らか
となる。図面において、一貫して同じ符号は同じ
部分を示す。

好ましい実施例の説明 図面を参照すると、第１図及び第２図には、引
用数字１０によつて全体的に指示されている光フ
アイバーロータリージヨイントが示されている。
ロータリージヨイント１０は、固定子１３内に装
着されている回転子１２を備える。固定子１３
は、中央環１４、及び上、下環１６及び１７を備
える。回転子側光フアイバー１９は、回転子１２
上に装着されている。固定子側フアイバー２２
は、固定子環１４内に形成された溝２３内に配置
されている。

環状反射性表面２１は中央環１４の内側表面に
よつて形成され、回転子側光ケーブル１９の端部
２４は該内側表面に対して隣接して接線をなす位
置に配置されている。固定子側光フアイバー２２
の端部２６は、スロツト２３によつて位置決めさ
れ、それによつて環状反射性表面２１に対して極
めて接近して接線を成す位置にある。第１Ａ図に
最もよく示されているように、回転子側光フアイ
バー１９の端部２４から放出された光線は反射性
環状表面２１に入射し、そこで偏向されて、短弦
路２５内を表面２１に沿つて、固定子側フアイバ
ー２２のフアイバー端子２６によつて取り込まれ
るまで伝播する。反射性表面２１上に凝結が生じ
ることを防止するために、中央環１４内に埋め込
まれたニクロム線２７が通電により加熱される。
別の実施例では、（不図示の）適正な密封をし、
回転子１２と固定子１３との間の空間に屈折率整
合した流体を満たし、それによつて反射性表面２
１上に凝結が生じるのを防止してもよい。

回転子側フアイバー及び固定子側フアイバーは
いずれも、光信号源又は集光器として交換可能に
用いられる。使用される光フアイバーは、所望に
よりシングルストランド（Single strand）でも
よいし、またマルチストランド（Multiple
strand）でもよい。回転子と固定子とを取りかえ
ても同様の結果が得られる。即ち、第１図を参照
すると、内側環を固定子とし、外側環を回転子と
してもよい。ロータリージヨイント１０の直径が
大きい場合、固定子１３の周辺のまわりに複数の
追加の固定子側フアイバ２８を設け、それによつ
て回転子側光ケーブル１９と固定子側フアイバ端
の最も近傍にあるものとの間の反射性環状表面２
１の周囲の通路長を短かくすることが望ましい。
別の例としては、複数の追加の回転子フアイバー
２９を与えることが望ましい。

次に第３図を参照すると、環状反射表面８１が
楕円形の断面形状を有する光フアイバーロータリ
ージヨイントに用いられる固定子８０が示されて
いる。この特殊な形状は鋭い角のない光導波チヤ
ネルを与え、特別の良好な結果を与えることが発
見された。

第４図は、複数の光フアイバーロータリージヨ
イント８７が共通の軸に沿い、複数のチヤネルを
与えるスタツク８８を形成する構造を示す。

第１図乃至第３図に示す構造が第４図示のスタ
ツク８８内に配列され、それによつて総合情報チ
ヤネル容量がより大きいロータリー光フアイバー
ジヨイントを製造されるということは、当業者に
は明らかである。

この様に本発明について説明したが、種々の変
形及び変更は当業者によつて行なわれる。このよ
うな変形及び変更は、特許請求の範囲に記載の本
発明の精神の範囲内にある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による光フアイバーロータリ
ージヨイントの平面図であり、第１Ａ図は、第１
図示の光フアイバーロータリージヨイントの固定
子の斜視図であり、第２図は、第１図の線２−２
に沿つた断面図であり、第３図は、光フアイバー
ロータリージヨイントの環状反射器の別の構造を
示す図であり、第４図は、複数の光フアイバーロ
ータリージヨイントのスタツクを示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕、１２……回転子、
１４……固定子、１９……回転子側光フアイバ、
２２……固定子側光フアイバ、２４……端部、２
５……短弦路、２７……加熱線、２２，２８，１
９，２９……複数の光フアイバ、２１，８１……
環状反射性壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロータリーインターフエースを介して光信号
   を結合する光フアイバーロータリージヨイントで
   あり、 固定子； 前記固定子上に形成された環状反射壁； 前記固定子上に形成され前記環状反射壁に対し
   て接線をなすように配置された固定子側光フアイ
   バー； 回転子； 回転子側光フアイバー；及び 前記回転子側に設けられて前記回転子側光フア
   イバーの端部を前記環状反射壁に対して近接しか
   つ接線をなす位置に位置決めする手段を備え、前
   記光フアイバーの一方から放出された信号が前記
   環状壁に沿つた短い弦にて接線方向に入射され反
   射されて前記光フアイバーの他方によつて受信さ
   れることを特徴とする光フアイバーロータリージ
   ヨイント。 ２ 前記環状反射壁の両方の側に接近して設けら
   れた反射側壁をさらに備え、両反射側壁は前記反
   射壁と共に環状三側チヤネルを形成し、該チヤネ
   ルに前記回転子側光フアイバーが配置されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光フ
   アイバーロータリージヨイント。 ３ 前記固定子側にマウントされた複数の光フア
   イバーをさらに備え、該複数の光フアイバーが前
   記環状反射壁の周囲に沿つて離間していることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光フア
   イバーロータリージヨイント。 ４ 前記環状反射壁に近接するように前記固定子
   に埋め込まれた加熱線をさらに備え、前記加熱線
   が前記環状反射壁上の結露を防止することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の光フアイバ
   ーロータリージヨイント。 ５ 前記固定子がＵ字形の断面を有し、かつ前記
   回転子がＴ字形の断面を有することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の光フアイバーロー
   タリージヨイント。 ６ ロータリーインターフエースを介して光信号
   を結合する光フアイバーロータリージヨイントで
   あり、 固定子； 前記固定子に設けられた溝； 前記溝によつて形成される環状反射壁； 前記環状反射壁の両側に設けられ前記環状反射
   壁と共に環状三面チヤネルを形成する反射側壁； 前記固定子上にマウントされ、かつ前記環状反
   射壁に近接して接線をなすように配置された固定
   子側光フアイバー； 回転子： 回転子側光フアイバー；及び 前記三面チヤネル内の前記回転子の端部を前記
   環状反射壁に近接しかつ接線をなすように位置決
   めする手段を備え、それによつて、前記光フアイ
   バーの一方から放出された信号が前記環状反射壁
   に沿つた短い弦にて接線方向に入射しかつその短
   い弦にて反射されて、他方の光フアイバーによつ
   て受信されることを特徴とする光フアイバーロー
   タリージヨイント。 ７ 第２の回転子側光フアイバーを備え、前記第
   １の回転子側光フアイバーが時計回り方向に前記
   チヤネルの周囲に対面し、かつ前記第２の回転子
   側光フアイバーが反時計方向に前記チヤネルの周
   囲に対面し； 第２の固定子側光フアイバーを備え、前記第１
   の固定子側光フアイバーが前記第１の回転子側光
   フアイバーから前記チヤネルの周囲を時計方向に
   伝播した信号を受信しかつ前記第２の固定子側光
   フアイバーが前記第２の回転子側光フアイバーか
   ら前記チヤネルの周囲を反時計方向に伝播した信
   号を受信することを特徴とする特許請求の範囲第
   ６項に記載の光フアイバーロータリージヨイン
   ト。 ８ 第２の回転子側光フアイバーを備え、前記第
   ２の回転子側光フアイバーが前記第１の回転子側
   より直径が大きく； 第２の固定子側光フアイバーを備え、前記第２
   の固定子側光フアイバーが前記第１の固定子側光
   フアイバーよりも直径が大きく、前記第１の回転
   子側光フアイバーによつて送信された光信号が前
   記第２の固定子側光フアイバーによつて受信さ
   れ、かつ前記第１の固定子側光フアイバーによつ
   て送信される光信号が前記第２の回転子側光フア
   イバーによつて受信されることを特徴とする特許
   請求の範囲第６項に記載の光フアイバーロータリ
   ージヨイント。 ９ 第２及び第３の環状反射壁を与える前記固定
   子内の第２及び第３の同心溝； 前記固定子内にマウントされ、前記第２及び第
   ３の環状反射壁に近接してかつ接線をなすように
   配置された第２及び第３の端部をそれぞれ有する
   第２及び第３の固定子側光フアイバーを備え； 第２及び第３の回転子側光フアイバーを備え、
   該第２及び第３の回転子側光フアイバーの各々は
   前記第２及び第３の環状反射壁に近接しかつ接線
   をなすように配置された端部を有し、それによつ
   て前記光フアイバー回転装置が３つの同心光信号
   チヤネルを与えることを特徴とする特許請求の範
   囲第６項に記載の光フアイバーロータリージヨイ
   ント。 １０ 前記溝が楕円形の断面を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第６項に記載の光フアイバ
   ーロータリージヨイント。 １１ ロータリーインターフエースを介して光信
   号を結合する光フアイバーロータリージヨイント
   であり、 固定子； 前記固定子上に形成された環状反射壁； 前記固定子上にマウントされ、前記環状反射壁
   に近接しかつ接線をなすように配置された端部を
   有する固定子側光フアイバー； 回転子； 複数の回転子側光フアイバー； 前記回転子側光フアイバー端部を前記回転子の
   周囲にて離間し、かつ前記環状反射壁に近接しか
   つ接線をなすように前記回転子上で位置決めする
   手段を備え、それによつて前記光フアイバーの一
   つから放出された信号が前記環状反射壁に沿つた
   短い弦路にて接線方向に入射され、反射されて前
   記光フアイバーの他方によつて受信されることを
   特徴とする光フアイバーロータリージヨイント。