(57)【要約】  【課題】  長期間に亙り、信号劣化がなく高速変調の伝送が可能な光ロータリコネクタ装置を提供する。  【解決手段】  少なくとも一方が他方に対して回転自在の第１、第２の基板１，２を備えるとともに、第１、第２の基板１，２はそれぞれ光信号を入出力するための光導波路を一体化した光ロータリコネクタ装置であって、第１の基板１は、一方の端面を光終端部１３で光終端するリング状の環状光導波路１２Ａと、この環状光導波路１２Ａと光学的に連結し外部から光信号を入出力するための入出力用光導波路１２Ｂとを有する第１光導波路１２を備えるとともに、第２の基板２は、一方の端面が環状光導波路１２Ａの一部と常時接する第２光導波路２２を備えた。【選択図】  図１
2006145825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から光信号を入出力する第１の基板と光学素子を設けた第２の基板とを備えるとともに、前記第１、第２の基板の一方が他方に対して回転自在に取付けられた光ロータリコネクタ装置であって、
前記第１の基板は、一方の端面を光終端するリング状の環状光導波路と、この環状光導波路と光学的に接続し外部との間で光信号を入出力する入出力用光導波路とを設けた第１光導波路を備えるとともに、
前記第２の基板は、前記第１の基板と対向し前記環状光導波路と常時接して光連結する一方の面から前記光学素子を取付けた他方の面まで光学的に接続させる第２光導波路を有する光ロータリコネクタ装置。
【請求項２】
前記光学素子と前記環状光導波路とを光学的に接続する前記第２光導波路は、前記第２の基板の面方向に対して光軸が斜めに傾斜している請求項１に記載の光ロータリコネクタ装置。
【請求項３】
一方が他方に対して回転自在の第１、第２の基板を備えるとともに、前記第１、第２の基板はそれぞれ光信号を入出力する光導波路を一体化した光ロータリコネクタ装置であって、
前記第１の基板は、一方の端面を光終端するリング状の環状光導波路と、この環状光導波路と光学的に接続し外部との間で光信号を入出力する入出力用光導波路とを設けた第１光導波路を備えるとともに、
前記第２の基板は、一方の端面が前記環状光導波路の一部と常時接して光連結する第２光導波路を備えた光ロータリコネクタ装置。
【請求項４】
前記第１光導波路と前記第２光導波路は、屈折率を同一とした請求項１から３のいずれか１項に記載の光ロータリコネクタ装置。
【請求項５】
第１光導波路と第２光導波路は、ポリイミド材料で形成した請求項１から４のいずれか１項に記載の光ロータリコネクタ装置。
【請求項６】
第１光導波路と第２光導波路は、ガラス材料で形成した請求項１から４のいずれか１項に記載の光ロータリコネクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ロータリコネクタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光伝送システムを構築する要素の一つとして、例えば図６に示すように、リング型の光導波路１０１Ａを設けた回転体１０１と、同様にリング型の光導波路１０２Ａを設けた固定体１０２とを備えるとともに、これら回転体１０１と固定体１０２とに外部から光ファイバ１０３、１０４を接続した光ロータリコネクタが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この光ロータリコネクタは、回転体１０１側の光導波路１０１Ａと固定体１０２側の光導波路１０２Ａとが対向する面は密着しており、回転体１０１側の光導波路１０１Ａと固定体１０２側の光導波路１０２Ａとは光結合している。
従って、一方の光ファイバ１０３から回転体１０１側の光導波路１０１Ａに伝搬してきた光は、この回転体１０１側の光導波路１０１Ａで固定体１０２側の光導波路１０２Ａと光結合して他方側の光ファイバ１０４へ進行し、この光ファイバ１０４内部を伝搬することができる。従って、このとき回転体１０１側を回転させることにより、光ファイバ内の光の進行方向を自由に変更させることができる。また、これとは逆方向への光の進行、つまり他方側の光ファイバ１０４から一方側の光ファイバ１０３へも同様に伝搬させることができる。
【特許文献１】特開昭６１−２８５４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の光ロータリコネクタにあっては、以下のような問題を発生している。
（１）リング型の光導波路では、周回遅れの光信号が発生する。従って、高速変調した光信号を伝送する場合、基本光信号と周回遅れの光信号とが重なり合って互いに干渉し、信号波形が劣化するおそれがあるので、特に高速変調した光信号を伝送することができない。
（２）回転体側の光導波路と固定体側の光導波路とは、一般に、液状体を満たすことにより光導波路を形成しているので、経年変化により光導波路の劣化が生じ、光損失が増大する。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、長期間に亙り、信号劣化がなく高速変調が可能な光ロータリコネクタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光ロータリコネクタ装置は、外部から光信号を入出力する第１の基板と、光学素子を設けた第２の基板とを備えるとともに、前記第１、第２の基板の一方が他方に対して回転自在に取付けられた光ロータリコネクタ装置であって、前記第１の基板は、一方の端面を光終端するリング状の環状光導波路と、この環状光導波路と光学的に接続し外部との間で光信号を入出力する入出力用光導波路とを設けた第１光導波路を備えるとともに、前記第２の基板は、前記第１の基板と対向し前記環状光導波路と常時接して光連結する一方の面から前記光学素子を取付けた他方の面まで光学的に接続させる第２光導波路を有することを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の光ロータリコネクタ装置は、前記光学素子と前記環状光導波路とを光学的に接続する前記第２光導波路は、前記第２の基板の面方向に対して光軸が斜めに傾斜していることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の光ロータリコネクタ装置は、一方が他方に対して回転自在の第１、第２の基板を備えるとともに、前記第１、第２の基板はそれぞれ光信号を入出力する光導波路を一体化した光ロータリコネクタ装置であって、前記第１の基板は、一方の端面を光終端するリング状の環状光導波路と、この環状光導波路と光学的に接続し外部との間で光信号を入出力する入出力用光導波路とを設けた第１光導波路を備えるとともに、前記第２の基板は、一方の端面が前記環状光導波路の一部と常時接して光連結する第２光導波路を備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の光ロータリコネクタ装置は、前記第１光導波路と前記第２光導波路は、屈折率を同一としたことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の光ロータリコネクタ装置は、第１光導波路と第２光導波路は、ポリイミド材料で形成したことを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の光ロータリコネクタ装置は、第１光導波路と第２光導波路は、ガラス材料で形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、一方が他方に対して回転自在の第１、第２の基板を備えるとともに、第１、第２の基板はそれぞれ光信号を入出力するための光導波路を一体化した光ロータリコネクタ装置であって、第１の基板は、一方の端面を光終端するリング状の環状光導波路と、この環状光導波路と光学的に連結し外部から光信号を入出力するための入出力用光導波路とを有する第１光導波路を備えるとともに、第２の基板は、一方の端面が環状光導波路の一部と常時接する第２光導波路を備えたことにより、長期間に亙り、信号劣化がなく高速変調の伝送が可能な光ロータリコネクタ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る光ロータリコネクタ装置を示すものであり、この光ロータリコネクタ装置は、リング状の光導波路と光信号を入出力するストレート状の光導波路とを一体化した構成のものであって、上面が露出する第１光導波路１２を設けた第１の基板１と、第１光導波路１２と対向する第２光導波路２２を設けた第２の基板２と、この第２の基板２に設けた光学素子４とを備えており、第１の基板１に固設した回転軸３を介して第２の基板２が回転自在に設置されている。
【００１４】
第１の基板１は、第１基板本体１１と、光信号を入出力するための第１光導波路１２とを一体化したものであり、図示外の光ファイバと第１光導波路１２とを連結させて図示外の基台などに固定して設置している。
第１基板本体１１は、第１光導波路１２内を進行する光がこの第１光導波路１２から外部へ漏出するのを防止するために、例えば第１光導波路１２の外側部分は、光ファイバと同様に、第１光導波路１２よりも低屈折率を有する材料（又は屈折率低下用の適宜物質をドープさせる）で形成して第１光導波路１２との界面で全反射をおこすようにしている。
また、例えば、第１の基板１と第１光導波路１２とを別個に成形し、その後で双方を組み付ける場合には、光導波路１Ｂ外面に反射防止膜を構成する誘電体多層膜を成膜してもよいし、光導波路１Ｂが形成される第1の基板１の溝内に反射防止膜を構成する誘電体多層膜を成膜してもよい。さらに、例えば光導波路１Ｂをセットしてインサート成形により形成する場合には、予め形成しておく光導波路１Ｂの外面に前述の誘電体多層膜を成膜しておいてもよい。
【００１５】
第１光導波路１２は、回転軸３を中心としたリング状の環状光導波路１２Ａと、これから延設する入出力用光導波路１２Ｂとを備えている。このうち、環状光導波路１２Ａは、上面部分が第２の基板２側の後述する第２光導波路２２と接するような状態に、換言すれば、上面部分がオープン状態に形成されている。また、この環状光導波路１２Ａの一方の端には、光終端部１３が施されており、環状光導波路１２Ａを伝搬する信号光３は、３６０度以上周回することなく光終端部１３にて光終端される。なお、この第１光導波路１２と後述する第２光導波路２２とは、同じ屈折率を持つ、例えばポリイミド材料またはガラス材料などで形成している。
【００１６】
一方、第２の基板２は、第２基板本体２１と、光信号を入出力するための第２光導波路２２とを一体化したものであり、第１の基板１に対して回動自在に設置されており、第１光導波路１２の上部に位置する部分に第２光導波路２２を介して光学素子４が実装されている。
第２基板本体２１は、第２光導波路２２よりも低屈折率の第１基板本体１１と同一材料で形成されており、第２光導波路２２内部を伝播する光が外部に漏出するのを阻止している。
第２光導波路２２は、図２に示すように、光学素子４直下の第２の基板２の内部に、上面から下面まで貫通する状態で形成されている。即ち、第２光導波路２２の下面は、第１光導波路１２の上面に対面するとともに、第１光導波路１２の上面と密着状態で接するように構成しており、双方の光導波路１２、２２の間に空気などが介在して不要なフレネル反射などが発生するのを極力回避するようになっている。なお、この第２導波路２２は、図３に示すように、この光軸２２Ａを第２の基板２の上面方向に対して適宜の角度だけ傾ける（θ）ことにより、第１導波路１２ととの間の結合効率を増大させることもできる。
【００１７】
光学素子４は、光信号と電気信号とを変換するためのものであり、本実施形態では受光素子又は発光素子で構成している。
【００１８】
次に、本実施形態の作用について説明する。
例えば光学素子４が受光素子の場合、外部から図示外の光ファイバを介して伝送されてきた信号光αは、第１光導波路１２を伝搬した後、この第１光導波路１２と接している第２光導波路２２と光結合する。その後、信号光αは、第２光導波路２２に沿って伝搬し、光学素子４へ入射して電気信号に変換される。
一方、光学素子７が発光素子の場合、光学素子４を出射した信号光αは、第２光導波路２２を伝搬した後、第１光導波路１２と光結合し、この第１光導波路１２に沿って伝搬するとともに図示外の光ファイバを介して外部伝送されていく。
【００１９】
従って、本実施形態によれば、以上のような構成により、第１の基板１に対し第２の基板２が任意の回転位置において、第１光導波路１２から第２光導波路２２へ（又は、第２光導波路２２から第１光導波路１２へ）高速変調した信号光を伝搬することができる。特に、本実施形態では、第２の基板２に光学素子４を搭載させており、例えば、第１の基板１に対して第２の基板２を任意の回転位置させる回転ヒンジに光素子を内蔵する光モジュールなどに使用するときのように、光ロータリコネクタ装置の高機能化といった効果が得られる。
また、本実施形態によれば、第１、第２光導波路１２、２２は、従来のような液状体を満たすことにより光導波路を形成しているのではなく、ポリイミド材料またはガラス材料などで形成しているので、経年変化による光損失の増加を抑えることも可能である。
【００２０】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について、詳細に説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
図４は、第２の実施形態に係る光ロータリコネクタ装置を示すものであり、この光ロータリコネクタ装置は、リング状の光導波路と光信号を入出力するための光導波路とを一体化した光導波路であって、上面が露出する第１光導波路１２を備えた第１の基板１と、この第１の基板１に設けた第１光導波路１２直上の下面に第２光導波路５２を備える第２の基板５とを有しており、第１の基板１に固設した回転軸３を介して第２の基板５が回転自在になっている。
【００２１】
第２の基板５は、第２基板本体５１と、第１光導波路１２に光結合する第２光導波路５２とを一体化したものであり、第１の基板１に対して回動自在に設置されている。
第２基板本体５１は、前述した第１基板本体１１と同様の構成となっている。
一方、第２光導波路５２は、第１光導波路１２の環状光導波路１２Ａ上部と対応する部分に一端部が重畳するような状態で設置されている。即ち、第２光導波路５２は、この光導波路の下面が第１光導波路１２の上面と接するように、換言すれば、第２光導波路５２の下面は、第１光導波路１２の上面に対面するとともに、第１光導波路１２の上面と密着状態で接するように構成しており、双方の光導波路１２、５２の間に空気などが介在してフレネル反射などが発生するのを回避するようになっている。なお、本実施形態でも、第２光導波路５２は、第１光導波路１２と同様に、第１光導波路１２と同一屈折率を持つ適宜の材料、例えば、ポリイミド材料またはガラス材料で構成している。
【００２２】
次に、本実施形態の作用について説明する。
図４に示すように、図示外の光ファイバなどを介して外部から進行する信号光αは、第１光導波路１２内を伝搬した後、この第１光導波路１２の環状光導波路１２Ａと接している第２光導波路５２に光結合し、この第２光導波路５２に沿って伝搬した後、図示外の光ファイバなどを介して外部へ進行する。これにより、信号光αの進行方向を角度δだけ偏向させることができる。
また、これとは逆に、第２光導波路５２内を図４に示す方向とは逆方向に伝搬する信号光についても、第２光導波路５２の一端部で第１光導波路１２の環状光導波路１２Ａと光結合し、第１光導波路１２に沿って図４に示す方向とは逆方向に伝搬する。
以上により、第1の基板１に対し第２の基板５が任意の回転位置において、高速変調した信号光を伝搬することができ、また経年変化による光損失の増加も抑えることが可能である。
【００２３】
なお、本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の光ロータリコネクタ装置は、少なくとも一方が他方に対して回転自在の第１、第２の基板を備えるとともに、第１、第２の基板はそれぞれ光信号を入出力するための光導波路を一体化した光ロータリコネクタ装置であって、第１の基板は、一方の端面を光終端するリング状の環状光導波路と、この環状光導波路と光学的に連結し外部から光信号を入出力するための入出力用光導波路とを有する第１光導波路を備えるとともに、第２の基板は、一方の端面が環状光導波路の一部と常時接する第２光導波路を備えたことにより、長期間に亙り、信号劣化がなく高速変調が可能な光ロータリコネクタ装置を提供できるので、高信頼度で、かつ、高速通信に好適な光伝送システムの構築などが実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光ロータリコネクタ装置の構成を示す説明図
【図２】図１におけるＡ−Ａ線矢視図
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線矢視図
【図４】本発明の第２の実施形態に係る光ロータリコネクタ装置の構成を示す説明図
【図５】図４におけるＡ−Ａ線矢視図
【図６】従来の光ロータリコネクタ装置の要部構成を示す斜視図
【符号の説明】
【００２６】
１  第１の基板
１１  第１基板本体
１２  第１光導波路
１２Ａ  環状光導波路
１２Ｂ  入出力用光導波路
１３  光終端部
２  第２の基板
２２  第２光導波路
３  回転軸
４  光学素子
α  信号光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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