JPS6350897B2 - - Google Patents
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- JPS6350897B2 JPS6350897B2 JP57065378A JP6537882A JPS6350897B2 JP S6350897 B2 JPS6350897 B2 JP S6350897B2 JP 57065378 A JP57065378 A JP 57065378A JP 6537882 A JP6537882 A JP 6537882A JP S6350897 B2 JPS6350897 B2 JP S6350897B2
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- Japan
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- light
- optical fiber
- light emitting
- rotating body
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- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 7
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 5
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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
-
- 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
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4295—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with semiconductor devices activated by light through the light guide, e.g. thyristors, phototransistors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、回転体側から静止側へ、非接触で信
号を伝達する光学的信号伝達装置に関する。
号を伝達する光学的信号伝達装置に関する。
従来、回転体側で得られた情報を、静止側へ伝
達する手段として、スリツプリングによる接触方
式、若しくは電波、あるいは音波による非接触方
式などが用いられてきた。前者は寿命、および雑
音発生の点で問題が多く、後者は装置が複雑とな
り、大形化は免れ得ない。
達する手段として、スリツプリングによる接触方
式、若しくは電波、あるいは音波による非接触方
式などが用いられてきた。前者は寿命、および雑
音発生の点で問題が多く、後者は装置が複雑とな
り、大形化は免れ得ない。
これに対して、回転体側に発光ダイオードを取
り付け、オプチカルガイドを介して静止側の受光
ダイオードへ信号を伝達する装置も既に提案され
ている。
り付け、オプチカルガイドを介して静止側の受光
ダイオードへ信号を伝達する装置も既に提案され
ている。
しかるにこの種の装置では、オプチカルガイド
の作成、取付精度などに極めて難しい工作上の問
題があり、真に実用的な装置とはいい難い。
の作成、取付精度などに極めて難しい工作上の問
題があり、真に実用的な装置とはいい難い。
本発明は従来装置の上記のような種々の欠点を
除去するために、構成が簡単で高Ｓ／Ｎ比で信号
を伝達する光学的な信号伝達装置を提供すること
を目的とする。
除去するために、構成が簡単で高Ｓ／Ｎ比で信号
を伝達する光学的な信号伝達装置を提供すること
を目的とする。
まず図面により本発明を説明する。
第１図は本発明の原理を説明するための図であ
る。第１図ａの１は本発明に係るオプチカルフア
イバである２０はこのオプテイカルフアイバのコ
アを示し、２はコアを被覆する低屈折率のクラツ
ドを示す。該フアイバの両端には、開口数で決ま
る立体角内に半導体発光素子（半導体レーザ、あ
るいは発光ダイオード）３、および４が配置され
る。さらに、両発光素子には鏡面、或いは完全散
乱反射をする反射空洞５、および６がそれぞれに
設けられている。したがつて、オプチカルフアイ
バ内に導入された両発光素子の光は、無限反射さ
れ、光学的には一種の積分球的機能を果たす。こ
のようなオプチカルフアイバのクラツドに、図示
のように所定の間隔で微小窓７（形状はスリツ
ト、円、楕円、何れでも目的に合致するものを選
ぶ）を開けると、窓から出射する光強度は、極座
標で表わして実線８、および点線９のようにな
る。前者が素子３からの光であり、後者が素子４
からの光それぞれに対応する。１０は集光レン
ズ、例えば魚眼レンズ１１を有する半導体受光素
子（例えばピンダイオード）である。したがつて
上記オプチカルフアイバが矢印のように移動した
とすると、発光素子３の発光によつて受光素子１
０が受ける光強度は第１図ｂの実線の範囲内で変
動し、発光素子４の発行によつて受光素子１０が
受ける光強度は点線の範囲内で変動する。したが
つて発光素子３と４の双方の発光によつて受光素
子１０が受光する光強度、つまり１０の出力電気
信号は、略々一点鎖線のようになり、オプテイカ
ルフアイバの移動にかかわらず比較的均一な値と
なる。またそのように側面微小窓７の大きさと間
隔が選択される。
る。第１図ａの１は本発明に係るオプチカルフア
イバである２０はこのオプテイカルフアイバのコ
アを示し、２はコアを被覆する低屈折率のクラツ
ドを示す。該フアイバの両端には、開口数で決ま
る立体角内に半導体発光素子（半導体レーザ、あ
るいは発光ダイオード）３、および４が配置され
る。さらに、両発光素子には鏡面、或いは完全散
乱反射をする反射空洞５、および６がそれぞれに
設けられている。したがつて、オプチカルフアイ
バ内に導入された両発光素子の光は、無限反射さ
れ、光学的には一種の積分球的機能を果たす。こ
のようなオプチカルフアイバのクラツドに、図示
のように所定の間隔で微小窓７（形状はスリツ
ト、円、楕円、何れでも目的に合致するものを選
ぶ）を開けると、窓から出射する光強度は、極座
標で表わして実線８、および点線９のようにな
る。前者が素子３からの光であり、後者が素子４
からの光それぞれに対応する。１０は集光レン
ズ、例えば魚眼レンズ１１を有する半導体受光素
子（例えばピンダイオード）である。したがつて
上記オプチカルフアイバが矢印のように移動した
とすると、発光素子３の発光によつて受光素子１
０が受ける光強度は第１図ｂの実線の範囲内で変
動し、発光素子４の発行によつて受光素子１０が
受ける光強度は点線の範囲内で変動する。したが
つて発光素子３と４の双方の発光によつて受光素
子１０が受光する光強度、つまり１０の出力電気
信号は、略々一点鎖線のようになり、オプテイカ
ルフアイバの移動にかかわらず比較的均一な値と
なる。またそのように側面微小窓７の大きさと間
隔が選択される。
次に第２図に本発明の他の構成例を示す。これ
は、オプチカルフアイバ１の一端にのみ半導体発
光素子３が配置された例を示し、この場合には、
他端は、鏡面もしくは完全拡散反射体５がそのま
ま直接配置される。そして側面微小窓７は、左端
から右端まで、所定間隔で並び、しかもその開口
部（微小窓直径、或いはスリツト幅）を逐次大き
くして行けば、受光素子１０の出力電気信号は、
フアイバの位置に対して、略均等な値を取る。ま
たそのように、窓形状と寸法、及び窓間隔が選択
される。
は、オプチカルフアイバ１の一端にのみ半導体発
光素子３が配置された例を示し、この場合には、
他端は、鏡面もしくは完全拡散反射体５がそのま
ま直接配置される。そして側面微小窓７は、左端
から右端まで、所定間隔で並び、しかもその開口
部（微小窓直径、或いはスリツト幅）を逐次大き
くして行けば、受光素子１０の出力電気信号は、
フアイバの位置に対して、略均等な値を取る。ま
たそのように、窓形状と寸法、及び窓間隔が選択
される。
第３図は、本発明に係わる光学装置の一実施例
の構成を示す図である。図において、１２は回転
体であり、図の矢印の方向に回転する。回転体に
はオプチカルフアイバ１が図示のように設置され
る。側面微小窓７に対応して、静止側１２′に置
かれた受光素子１０は、微小窓７からの光散乱の
略全量を受光するように近接して配置されてい
る。１３は、発光素子３，４を共通に駆動するた
めの電気信号源であり、この信号は、測定しよう
とする物理量に応じてパルスコードモジユレーシ
ヨンされている。なお、１６は増幅器である。
の構成を示す図である。図において、１２は回転
体であり、図の矢印の方向に回転する。回転体に
はオプチカルフアイバ１が図示のように設置され
る。側面微小窓７に対応して、静止側１２′に置
かれた受光素子１０は、微小窓７からの光散乱の
略全量を受光するように近接して配置されてい
る。１３は、発光素子３，４を共通に駆動するた
めの電気信号源であり、この信号は、測定しよう
とする物理量に応じてパルスコードモジユレーシ
ヨンされている。なお、１６は増幅器である。
さらにフアイバ１の配置は、第４図のように１
点を接して図の矢印の如く環状に配置し、端部は
ドラム状の回転体１２の底面に垂直方向に引き出
されて発光素子３，４と結合される。かくして側
面微小窓は、近似的に同一円周上に配列されるこ
とになる。
点を接して図の矢印の如く環状に配置し、端部は
ドラム状の回転体１２の底面に垂直方向に引き出
されて発光素子３，４と結合される。かくして側
面微小窓は、近似的に同一円周上に配列されるこ
とになる。
以上の説明では、発光素子、受光素子がそれぞ
れ１チヤンネルの場合について述べたが、多チヤ
ンネルを必要とする場合では、例えば連続回転型
ポジトロンCTがある。（N.Nohara、IEEE、NS
−27 p1128／1136、1980）。
れ１チヤンネルの場合について述べたが、多チヤ
ンネルを必要とする場合では、例えば連続回転型
ポジトロンCTがある。（N.Nohara、IEEE、NS
−27 p1128／1136、1980）。
第５図は、多チヤンネルの発光素子を用いる場
合の実施例を示し、第６図は多チヤンネルの場合
の発光素子及び受光素子群の配置関係を示してい
る。各オプチカルフアイバ１は必要個数だけ第５
図のように回転体側に環状に配置され、それぞれ
に信号源１３，１３′……が独立的に結合される
（図では２個のみ示してある）。他方、静止側受光
素子１０，１０′も第６図のように多チヤンネル
として、上記オプチカルフアイバ群に光学的に結
合するよう配置されている。
合の実施例を示し、第６図は多チヤンネルの場合
の発光素子及び受光素子群の配置関係を示してい
る。各オプチカルフアイバ１は必要個数だけ第５
図のように回転体側に環状に配置され、それぞれ
に信号源１３，１３′……が独立的に結合される
（図では２個のみ示してある）。他方、静止側受光
素子１０，１０′も第６図のように多チヤンネル
として、上記オプチカルフアイバ群に光学的に結
合するよう配置されている。
ここで受光素子１０，１０′は、スイツチ手段
（半導体回路）１４に接続され、かつこのスイツ
チ手段１４は回転体１２に結合されたアングルエ
ンコーダ１５の出力信号パルスによつて、回転角
に対応して切換えられる。即ち、オプチカルフア
イバ１が素子１０と光学的に結合している間は、
スイツチ１４は、素子１０側に接続され、フアイ
バ１が素子１０′と光学的に結合し始めた時点で
１０′側に接続される。１６は増巾器であり、１
７はマルチプレクサであり、これもまたアングル
エンコーダ１５によつて、回転に同期して各チヤ
ンネルが逐次切換えられる。
（半導体回路）１４に接続され、かつこのスイツ
チ手段１４は回転体１２に結合されたアングルエ
ンコーダ１５の出力信号パルスによつて、回転角
に対応して切換えられる。即ち、オプチカルフア
イバ１が素子１０と光学的に結合している間は、
スイツチ１４は、素子１０側に接続され、フアイ
バ１が素子１０′と光学的に結合し始めた時点で
１０′側に接続される。１６は増巾器であり、１
７はマルチプレクサであり、これもまたアングル
エンコーダ１５によつて、回転に同期して各チヤ
ンネルが逐次切換えられる。
したがつて、フアイバ１がどの位置にあつても
マルチプレクサ１７の出力チヤンネル１８，１
８′，……は、常に信号源１３，１３′，……に対
応した端子で出力信号が得られる。
マルチプレクサ１７の出力チヤンネル１８，１
８′，……は、常に信号源１３，１３′，……に対
応した端子で出力信号が得られる。
次に第７図、第８図は本発明の他の実施例を示
す。オプチカルフアイバの微小窓からの光量が足
りない場合は、第７図のように２個のフアイバ
１，１′を結合し、かつ第７図のように側面微小
窓を互いに隣接し合う方向へ偏倚させれば、極座
標で表わした光強度分布８は、第８図のようにな
り、十分の強度と、受光素子１０の集光立体角に
適合した分布を得るようになる。かくして、Ｓ／
Ｎ比のよい光を授受が行なわれる。
す。オプチカルフアイバの微小窓からの光量が足
りない場合は、第７図のように２個のフアイバ
１，１′を結合し、かつ第７図のように側面微小
窓を互いに隣接し合う方向へ偏倚させれば、極座
標で表わした光強度分布８は、第８図のようにな
り、十分の強度と、受光素子１０の集光立体角に
適合した分布を得るようになる。かくして、Ｓ／
Ｎ比のよい光を授受が行なわれる。
以上述べて来たように、本発明にあつては、オ
プチカルフアイバに必要個数だけ所定間隔に応じ
た位置に側面微小窓を開けるので、１個、乃至２
個の端面光源だけで、簡単に線状光源を得ること
ができる。したがつて発光・受光素子は微細な単
体素子を用いることができるので、高速応答（Ｍ
Hz）の信号伝達が可能となる。しかも光の結合が
位置的に連続して行なえるので、Ｓ／Ｎ比のよう
非接触信号伝達を実現し得る。
プチカルフアイバに必要個数だけ所定間隔に応じ
た位置に側面微小窓を開けるので、１個、乃至２
個の端面光源だけで、簡単に線状光源を得ること
ができる。したがつて発光・受光素子は微細な単
体素子を用いることができるので、高速応答（Ｍ
Hz）の信号伝達が可能となる。しかも光の結合が
位置的に連続して行なえるので、Ｓ／Ｎ比のよう
非接触信号伝達を実現し得る。
第１図及び第２図は本発明の原理を説明するた
めの図、第３図及び第４図は、本発明の一実施例
の構成を示す図、第５図及び第６図は本発明の他
の実施例の構成を示す図、第７図及び第８図は本
発明のさらに他の実施例を示す図である。
めの図、第３図及び第４図は、本発明の一実施例
の構成を示す図、第５図及び第６図は本発明の他
の実施例の構成を示す図、第７図及び第８図は本
発明のさらに他の実施例を示す図である。
Claims (1)
- １ 回転体上に環状に設置され、かつ外被部であ
るクラツドには微小窓が列をなして形成されたオ
プテイカルフアイバと、該オプテイカルフアイバ
の両端もしくは一端に取り付けられた半導体発光
素子と、該発光素子を駆動する電気信号源とが上
記回転体側に設けられ、上記オプテイカルフアイ
バの微小窓の列に近接して配置され、上記回転体
側の変調光を受光する１乃至複数個の半導体受光
素子が静止側に設けられて成ることを特徴とする
光学的信号伝達装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57065378A JPS58184101A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | 光学的信号伝達装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57065378A JPS58184101A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | 光学的信号伝達装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58184101A JPS58184101A (ja) | 1983-10-27 |
| JPS6350897B2 true JPS6350897B2 (ja) | 1988-10-12 |
Family
ID=13285246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57065378A Granted JPS58184101A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | 光学的信号伝達装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58184101A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0178122U (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-25 | ||
| WO2008096561A1 (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-14 | Fujikura Ltd. | 光ファイバ、光ファイバ装置及びバンドルファイバ |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6246810B1 (en) | 1998-06-16 | 2001-06-12 | Electro-Tec Corp. | Method and apparatus for controlling time delay in optical slip rings |
| EP2073406B1 (de) * | 2007-12-17 | 2014-02-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Maschine mit optischer Kommunikation von einem ersten Maschinenteil zu einem zweiten Maschinenteil, das sich relativ zu dem ersten Maschinenteil dreht |
| EP2109235B1 (de) * | 2008-04-09 | 2013-05-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Drehübertrager |
-
1982
- 1982-04-21 JP JP57065378A patent/JPS58184101A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0178122U (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-25 | ||
| WO2008096561A1 (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-14 | Fujikura Ltd. | 光ファイバ、光ファイバ装置及びバンドルファイバ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58184101A (ja) | 1983-10-27 |
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