JPH05134140A - 多芯光ロータリージヨイント - Google Patents

多芯光ロータリージヨイント

Info

Publication number
JPH05134140A
JPH05134140A JP29595391A JP29595391A JPH05134140A JP H05134140 A JPH05134140 A JP H05134140A JP 29595391 A JP29595391 A JP 29595391A JP 29595391 A JP29595391 A JP 29595391A JP H05134140 A JPH05134140 A JP H05134140A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotary joint
convex
convex lens
lens group
lens
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.)
Pending
Application number
JP29595391A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Kiyo
俐 許
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP29595391A priority Critical patent/JPH05134140A/ja
Publication of JPH05134140A publication Critical patent/JPH05134140A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大容量,軽量化に適した多芯光ロータリージ
ョイントを提供する。 【構成】 一方向の厚さが均一でこれに垂直な方向の厚
さはその両側縁が光を集束させる曲線で形成された複数
の凸レンズ21,22又は31〜36を、互いに平行に
且つ少なくとも最も内側の相対向する2枚の凸レンズ2
1,22又は33,34の焦点を同一な点に一致させて
設置し、以て凸レンズ組20を構成し、この凸レンズ組
を回転側光フィバ5a,5bと固定側光ファイバ7a,
7bとの間に配置し、回転側の角速度の半分の角速度で
回転するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、入力端子と出力端子が
相対的に任意の角度に回転できるような複数ファイバを
接続できる光ロータリージョイント、特に大容量,軽量
化に適した多芯光ロータリージョイントに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来の多芯光ロータリージョイント(実
開昭59-33014号)を1図に示す。同図に示すように、有
底筒状の固定体1中には、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。固定側光ファイバ5a,5bは固定体1に
取り付け入れられた光コネクタ6a,6bにより台形プ
リズム3の入射面3aに結合され、また回転側光ファイ
バ7a,7bは回転体2に取り付けられた光コネクタ8
a,8b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との間には、回転
体2の回転を1/2の回転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9として変速歯車9
a,9b,9c,9dと変速歯車9eが設けられてい
る。光コネクタ6a,6b,8a,8bの台形プリズム
3側にはマイクロ凸レンズ10a,10b,11a,1
1bが設けられている。
【0003】固定側光ファイバ5aから出射した光は、
マイクロレンズ凸レンズ10aで平行光とされて台形プ
リズム3の入射面3aに入射し、入射面3aで屈折し、
底面3bで全反射し更に出射面3cで屈折して出射し、
マイクロ凸レンズ11bにより集束されて回転側光ファ
イバ7bに入射する。また、他方の固定側光ファイバ5
bと回転側光ファイバ7aとの間も同様に接続される。
回転体2が回転しても、その1/2 の角速度で台形プリズ
ム3が回転して回転体2の回転を光学的に打ち消すよう
に作用するため、固定側光ファイバ5aと回転側光ファ
イバ7bとの間及び固定側光ファイバ5bと回転側光フ
ァイバ7aとの間の接続関係は保証される。また回転側
から固定側に光を伝送しても同様である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】大容量多ポット伝送す
る場合には、プリズムの大きさと重量とも増大する。例
えば、現時点18ポット数のロータリージョイント、口
径S=20mm、底面の長さL=85mm、底角45°
のプリズムを用いる場合には、ガラス母材のSF6(重
フリントガラス)の密度を約5g/cm3 とすれば、そ
の重さが130gとなる。もし、伝送ポット数の3倍の
54ポットに増やそうとすれば、口径S=60mm,長
さL=255mm,重さが3.51Kgとなる。製造上
と実用上とも問題になる。
【0005】本発明の目的は、上記課題を解決し、大容
量,軽量化に適した多芯光ロータリージョイントを提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の多芯光ロータリ
ージョイントは、一方向の厚さが均一でこれに垂直な方
向の厚さはその両側縁が光を集束させる曲線で形成され
た複数の凸レンズを、互いに平行に且つ少なくとも最も
内側の相対向する2枚の凸レンズの焦点を同一な点に一
致させて設置し、以て凸レンズ組を構成し、この凸レン
ズ組を回転側光フィバと固定側光ファイバとの間に配置
し、回転側の角速度の半分の角速度で回転するように構
成したものである。
【0007】
【作用】凸レンズ組を構成する凸レンズの形状は、その
一方向の厚さが均一で(図2(c)参照)、これに垂直
な方向の厚さはその両側縁が光を集束させる曲線で形成
される(図2(a)参照)。従ってレンズ焦点は1本線
となる。この凸レンズを例えば2枚お互いに平行に且つ
焦点を同一な点に設置すると、入射光に対しこれと平行
でしかも縦方向に反対称の出射光が得られる。従ってレ
ンズ組が入射光の回転速度の1/2 で回転すれば、出射光
が固定な位置に出力される。
【0008】光ロータリジョイントは、従来のプリズム
の代わりに凸レンズ組を用いるものであるため、重量を
大幅に軽減することができ、大容量,軽量化多芯光ロー
タリージョイントを構築することができる。
【0009】
【実施例】以下、図示の実施例に基づいて説明する。
【0010】本発明の光ロータリジョイントの基本的な
構造は従来と同じで、図6で用いられているプリズム3
の代わりに、図1に示すような2つの同じ凸レンズ2
1,22を焦点23を一致させて配置した凸レンズ組2
0を用いる。
【0011】2つの凸レンズ21,22は共に同じもの
であるので、代表的に凸レンズ21を例にして形状を説
明する。図2において、(a)はレンズ側面24を,
(b)はレンズ正面25を,(c)はレンズ上面26を
示す。凸レンズ21は、図2(b)のA−Aに沿った縦
断面の肉厚形状が通常の凸レンズと同じ凸状で、図2
(b)のB−Bに沿った横断面の肉厚が均一であるよう
な形状をしている。即ち、凸レンズ21の左右の側面2
4から見た形状は、図2(a)に示す如く、その両側縁
24a,24bの縦方向が光を集束させる曲線で形成さ
れている。またレンズ上面26から見た形状は、図2図
(c)に示す如く、横方向の厚さが均一となっている。
横方向の厚さが変化しないために、レンズ焦点23が1
点だけではなく、1本線となる。尚、本実施例の場合、
レンズ正面25の形状は図2(b)に示す如く長方形を
なしている。
【0012】上記凸レンズ2枚を、図1に示すように、
凸レンズ21,22が互いに平行となるように且つ焦点
23が同一な点になるように設置する。入射する光が凸
レンズ21で屈折され、焦点23を通った後凸レンズ2
2で屈折され、入射光と平行する、しかも縦方向に反対
称のように出射する。この様な凸レンズ組20を、従来
のプリズム3の代わりにホルダ4内に収め、変速歯車機
構9により入射光の回転速度の1/2 で回転すれば、出射
光が固定な位置に出力する。この場合、光ロータリジョ
イントはプリズムの代わりに凸レンズ組20を用いてい
るため、重量を大幅に軽減することができ、大容量,軽
量化多芯光ロータリージョイントを構築できる。
【0013】次に、図3の示すように、同じSF6ガラ
スを用いて、54ポットのレンズ口径S1 =60cm、
球面レンズの口径比(レンズの口径割る焦点距離)を
“2”とする凸レンズ組20を構成するものとし、その
場合のサイズと重量を計算してみる。
【0014】凸レンズ21,22の焦点距離は口径の半
分と等しく30mmとなり、レンズの頂角部27におけ
る光の偏角ν=45°となる。レンズの頂角Φを計算す
るため、レンズの頂角部27付近をプリズムに等価的に
考え、その局部の拡大図を図4に示す。光の入射角及び
屈折角を、第1面に対してα1 ,α2 、第2面に対して
β1 ,β2 にとると、次の方程式が得られる。
【0015】sinα1 =n・sinα2 n・sinβ1 =sinβ2 α2 +β1 =Φ β2 =Φ+45° α1 =Φ/2 ここで、nはガラス材の屈折率で、波長1.3μmの光
に対してSF6の屈折率は1.76822 である。空気の屈折
率を1とする。これらの方程式により、レンズの頂角Φ
をΦ=43.34°のように求めた。レンズ表面の曲率
半径は81.24mm、レンズの中央の厚さは11.5
mm、体積が27.75cm3 で、重さが138.7g
となる。凸レンズ組20はレンズ2枚を用いる場合に、
全体の重さが277.5gとなる。全体の長さL1 は焦
点距離の2倍にレンズ中央部の厚さを加えた値であり7
1.5mmとなる。従来のプリズムを用いる場合と比べ
て、重量を約12分の1に軽減し、長さを約4分の1に
短縮することができた。
【0016】このように、プリズの代わりに本レンズ組
20を用いるとすれば、その長さを短縮でき、重量も大
幅に軽減できる。従って大伝送容量の光ロータリージョ
イントを構成する場合に非常に有利となる。
【0017】上記実施例では2枚の凸レンズ21,22
で凸レンズ組20を構成したが、図5にで示すように、
同様に構成した多枚数の凸レンズ凸レンズ31〜36か
ら成るレンズ群を用い、これにより実際の必要に応じて
焦点の短縮化とレンズの球面収差歪の補正を行い、より
良い性能のレンズ組を得ることができる。従って、本レ
ンズ組を用いる場合は、プリズムを用いる場合より優れ
た設計柔軟性を持っている。尚、この場合でも、互いに
平行に置かれた複数の凸レンズ31〜36のうち、少な
くとも最も内側の相対向する2枚の凸レンズ33,34
については、その焦点を同一な点に一致させて凸レンズ
組を構成することになる。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、従来のプ
リズムの代わりに凸レンズ組を用いて多心光ロータリー
ジョイントを構成するものであるため、その重量を大幅
に軽減することができる。従って、大伝送容量且つ軽量
の多心光ロータリージョイントを容易に構成することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による多心光ロータリージョイントを構
成する凸レンズ組の一構成例を示す光路図である。
【図2】図1の凸レンズの形状図であり、(a)はレン
ズの側面図,(b)はレンズの正面図,(c)はレンズ
の上面図である。
【図3】凸レンズ組における口径,焦点距離と頂角との
関係を示す図である。
【図4】凸レンズの頂角の付近の拡大図である。
【図5】凸レンズ組の変形として多枚数レンズ群の構成
例を示す図である。
【図6】従来公知の光ロータリージョイントの構成図で
ある。
【符号の説明】
1 固定体 2 回転体 3 台形プリズム 3a 入射面 3b 底面 3c 出射面 4 プリズムホルダ 5a,5b 固定側光ファイバ 6a,6b 光コネクタ 7a,7b 回転側光ファイバ 8a,8b 光コネクタ 9 変速歯車機構 9a〜9e 変速歯車 10a,10b,11a,11b マイクロ凸レンズ 20 凸レンズ組 21,22 凸レンズ 23 焦点 24 レンズ側面 24a,24b 両側縁 25 レンズ正面 26 レンズ上面 27 レンズの頂角部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方向の厚さが均一でこれに垂直な方向
    の厚さはその両側縁が光を集束させる曲線で形成された
    複数の凸レンズを、互いに平行に且つ少なくとも最も内
    側の相対向する2枚の凸レンズの焦点を同一な点に一致
    させて設置し、以て凸レンズ組を構成し、この凸レンズ
    組を回転側光フィバと固定側光ファイバとの間に配置
    し、回転側の角速度の半分の角速度で回転するように構
    成したことを特徴とする多芯光ロータリージョイント。
JP29595391A 1991-11-12 1991-11-12 多芯光ロータリージヨイント Pending JPH05134140A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29595391A JPH05134140A (ja) 1991-11-12 1991-11-12 多芯光ロータリージヨイント

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29595391A JPH05134140A (ja) 1991-11-12 1991-11-12 多芯光ロータリージヨイント

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05134140A true JPH05134140A (ja) 1993-05-28

Family

ID=17827244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29595391A Pending JPH05134140A (ja) 1991-11-12 1991-11-12 多芯光ロータリージヨイント

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05134140A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7474819B2 (en) 2005-10-03 2009-01-06 Chubu Nihon Maruko Co., Ltd. Contactless connector
US7532788B2 (en) 2004-12-17 2009-05-12 Chubu Nihon Maruko Co., Ltd. Contactless connector
US7534992B2 (en) 2005-09-27 2009-05-19 Chubu Nihon Maruko Co., Ltd. Contactless connector for data transmission including rotating and fixed light elements
US7539372B2 (en) 2004-10-05 2009-05-26 Chubu Nihon Maruko Co., Ltd. Contactless connector

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7539372B2 (en) 2004-10-05 2009-05-26 Chubu Nihon Maruko Co., Ltd. Contactless connector
US7532788B2 (en) 2004-12-17 2009-05-12 Chubu Nihon Maruko Co., Ltd. Contactless connector
US7534992B2 (en) 2005-09-27 2009-05-19 Chubu Nihon Maruko Co., Ltd. Contactless connector for data transmission including rotating and fixed light elements
US7474819B2 (en) 2005-10-03 2009-01-06 Chubu Nihon Maruko Co., Ltd. Contactless connector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4919506A (en) Single mode optical fiber coupler
US4354730A (en) Optical relay used for transferring an image from one point to another along an optical axis
US5323268A (en) Compound lens
US4415239A (en) Reflection rejection spherical optical train composed of tipped lens elements
US4600267A (en) Optical distributor
EP0488205A2 (en) Multi-port fiberoptic rotary joint
JPS62189419A (ja) 視野変換光学系
JPH05134140A (ja) 多芯光ロータリージヨイント
US4684208A (en) Optical branching element
US5790734A (en) Optical dispersion apparatus and method
JPH03236010A (ja) 光走査装置におけるfθレンズ系
US3320019A (en) Scanning prism utilizing four roof prism components
JPS59200211A (ja) 光多分岐装置
US3494688A (en) Color corrected mangin mirror
JP7314684B2 (ja) マルチコアファイバの光接続構造
JP2860221B2 (ja) 立体射影レンズ
JPH10282421A5 (ja)
JPH07104460B2 (ja) 多心光ロータリージョイント
JPS6051089B2 (ja) 光多分配器
JPS6032646Y2 (ja) 光分配回路
JPS6124961Y2 (ja)
RU2217781C2 (ru) Светосильный объектив
JPS6055801B2 (ja) 光回路素子
JPS6239402B2 (ja)
JPS60256105A (ja) 光フアイバーのスプリツタ