(57)【要約】【課題】配置の自由度の低下を低減することのできる光接続装置、光通信装置、変位検出装置およびロボットを提供する。【解決手段】光接続装置は、光を出射する光源部と、前記光源部から出射された光を導いて、導いた前記光を外部に放出する放出部を有する導光部と、前記放出部から放出された光を受光する受光部と、を有し、前記光源部および前記受光部の少なくとも一方は、前記回動軸まわりに回動することで、前記光源部から前記受光部までの前記光の伝送距離が変化する。【選択図】図１
2018024083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と、
前記第１部材に対して回動軸まわりに回動可能に配置されている第２部材と、
前記第１部材および前記第２部材の一方に対して固定されていて、光を出射する光源部と、
前記第１部材または前記第２部材に対して固定されていて、前記光源部から出射された光を導いて、導いた前記光を外部に放出する放出部を有する導光部と、
前記第１部材および前記第２部材の他方に対して固定されていて、前記放出部から放出された光を受光する受光部と、を有し、
前記光源部および前記受光部の少なくとも一方は、前記回動軸まわりに回動可能であることを特徴とする光接続装置。
【請求項２】
前記導光部は、円弧形状である請求項１に記載の光接続装置。
【請求項３】
前記光源部および前記受光部の少なくとも一方と前記導光部とが、前記回動軸に垂直な平面内に配置されている請求項１または２に記載の光接続装置。
【請求項４】
前記導光部は、前記放出部を囲む周囲部を有し、
前記放出部の屈折率は、前記周囲部の屈折率よりも小さい請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光接続装置。
【請求項５】
前記導光部は、前記放出部を囲む周囲部を有し、
前記放出部の表面粗さは、前記周囲部の表面粗さよりも大きい請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光接続装置。
【請求項６】
前記光源部および前記受光部は、それぞれ、複数設けられている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光接続装置。
【請求項７】
複数の前記光源部は、それぞれ、異なる波長の光を出射する請求項６に記載の光接続装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光接続装置を備えていることを特徴とする光通信装置。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光接続装置を備えていることを特徴とする変位検出装置。
【請求項１０】
第１アームと、
第１アームに対して回動軸まわりに回動可能に配置されている第２アームと、
前記第１アームおよび前記第２アームの一方に対して固定されていて、光を出射する光源部と、
前記第１アームまたは前記第２アームに対して固定されていて、前記光源部から出射された光を導いて、導いた前記光を外部に放出する放出部を有する導光部と、
前記第１アームおよび前記第２アームの他方に対して固定されていて、前記放出部から放出された光を受光する受光部と、を有し、
前記光源部および前記受光部の少なくとも一方は、前記回動軸まわりに回動可能であることを特徴とすることを特徴とするロボット。
【請求項１１】
前記第１アームを支持する基部を有し、
前記光源部、前記導光部および前記受光部は、それぞれ、前記第１アーム内に配置されている請求項１０に記載のロボット。
【請求項１２】
前記第１アームを支持する基部を有し、
前記光源部、前記導光部および前記受光部は、それぞれ、前記第２アーム内に配置されている請求項１０に記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光接続装置、光通信装置、変位検出装置およびロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のドアのヒンジ部分に配置され、自動車のドアと本体との間で光通信を可能とする光接続装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１の光接続装置は、自動車のヒンジの本体側に配置された本体側発光ダイオードおよび本体側フォトダイオードと、ヒンジのドア側に配置されたドア側発光ダイオードおよびドア側フォトダイオードと、を有し、本体側発光ダイオードからの光をドア側フォトダイオードが受光し、ドア側発光ダイオードからの光を本体側フォトダイオードが受光するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の光接続装置では、本体側発光ダイオードおよび本体側フォトダイオードからなる本体側の通信部と、ドア側発光ダイオードおよびドア側フォトダイオードからなるドア側の通信部と、をヒンジ部分の回動軸上に配置しなければならない。そのため、例えば、他の部品の配置に大きな制約が生まれ、設計の自由度が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、配置の自由度の低下を低減することのできる光接続装置、光通信装置、変位検出装置およびロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
【０００７】
本発明の光接続装置は、第１部材と、
前記第１部材に対して回動軸まわりに回動可能に配置されている第２部材と、
前記第１部材および前記第２部材の一方に対して固定されていて、光を出射する光源部と、
前記第１部材または前記第２部材に対して固定されていて、前記光源部から出射された光を導いて、導いた前記光を外部に放出する放出部を有する導光部と、
前記第１部材および前記第２部材の他方に対して固定されていて、前記放出部から放出された光を受光する受光部と、を有し、
前記光源部および前記受光部の少なくとも一方は、前記回動軸まわりに回動可能であることを特徴とする。
これにより、前記光源部から前記受光部までの前記光の伝送距離が変化するので、導光部の形状の自由度が高まり、配置の自由度の低下を低減することのできる光接続装置が得られる。
【０００８】
本発明の光接続装置では、前記導光部は、円弧形状であることが好ましい。
これにより、例えば、光接続装置が配置される対象物の回動軸を避けて導光部を配置することができる。そのため、配置の自由度の低下をより低減することができる。
【０００９】
本発明の光接続装置では、前記光源部および前記受光部の少なくとも一方と前記導光部とが、前記回動軸に垂直な平面内に配置されていることが好ましい。
これにより、例えば、小型の光接続装置を実現することができる。
【００１０】
本発明の光接続装置では、前記導光部は、前記放出部を囲む周囲部を有し、
前記放出部の屈折率は、前記周囲部の屈折率よりも小さいことが好ましい。
これにより、放出部の構成が簡単なものとなる。
【００１１】
本発明の光接続装置では、前記導光部は、前記放出部を囲む周囲部を有し、
前記放出部の表面粗さは、前記周囲部の表面粗さよりも大きいことが好ましい。
これにより、放出部の構成が簡単なものとなる。
【００１２】
本発明の光接続装置では、前記光源部および前記受光部は、それぞれ、複数設けられていることが好ましい。
これにより、複数の光を導光部で伝送することができる。
【００１３】
本発明の光接続装置では、複数の前記光源部は、それぞれ、異なる波長の光を出射することが好ましい。
これにより、複数の光を導光部で伝送することができ、かつ、各光を専用の受光部で受光することができる。
【００１４】
本発明の光通信装置は、本発明の光接続装置を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い光通信装置が得られる。
【００１５】
本発明の変位検出装置は、本発明の光接続装置を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い変位検出装置が得られる。
【００１６】
本発明のロボットは、第１アームと、
第１アームに対して回動軸まわりに回動可能に配置されている第２アームと、
前記第１アームおよび前記第２アームの一方に対して固定されていて、光を出射する光源部と、
前記第１アームまたは前記第２アームに対して固定されていて、前記光源部から出射された光を導いて、導いた前記光を外部に放出する放出部を有する導光部と、
前記第１アームおよび前記第２アームの他方に対して固定されていて、前記放出部から放出された光を受光する受光部と、を有し、
前記光源部および前記受光部の少なくとも一方は、前記回動軸まわりに回動可能であることを特徴とすることを特徴とする。
これにより、配置の自由度の低下を低減することのできるロボットが得られる。
【００１７】
本発明のロボットでは、前記第１アームを支持する基部を有し、
前記光源部、前記導光部および前記受光部は、それぞれ、前記第１アーム内に配置されていることが好ましい。
これにより、第２アームの重量を軽くすることができると共に、第２アーム内にスペースを確保することができる。
【００１８】
本発明のロボットでは、前記第１アームを支持する基部を有し、
前記光源部、前記導光部および前記受光部は、それぞれ、前記第２アーム内に配置されていることが好ましい。
これにより、第１アームの重量を軽くすることができると共に、第１アーム内にスペースを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光接続装置を示す平面図である。
【図２】図１に示す光接続装置が有する導光部の斜視図である。
【図３】図２に示す導光部の変形例を示す斜視図である。
【図４】図２に示す導光部の変形例を示す斜視図である。
【図５】図２に示す導光部の変形例を示す斜視図である。
【図６】導光部の特性を説明するための平面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る光接続装置の平面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る光接続装置の平面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係るロボットの斜視図である。
【図１０】図９に示すロボットの部分拡大平面図である。
【図１１】図１０に示すロボットの断面図である。
【図１２】図９に示すロボットの部分拡大平面図である。
【図１３】図１２に示すロボットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の光接続装置、光通信装置、変位検出装置およびロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る光接続装置について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第１実施形態に係る光接続装置を示す平面図である。図２は、図１に示す光接続装置が有する導光部の斜視図である。図３ないし図５は、それぞれ、図２に示す導光部の変形例を示す斜視図である。図６は、導光部の特性を説明するための平面図である。
【００２３】
図１に示す光接続装置１００は、光Ｌを出射する光源部１１０と、光源部１１０から出射された光Ｌを導いて、導いた光Ｌを外部に放出する放出部１２２を有する導光部１２０と、放出部１２２から放出された光Ｌを受光する受光部１３０と、を有している。また、光源部１１０および受光部１３０の少なくとも一方と導光部１２０とは、回動軸Ｊまわりで相対的に回動可能である。このような構成の光接続装置１００によれば、光源部１１０および受光部１３０の少なくとも一方が導光部１２０に対して変位することで、光源部１１０から受光部１３０までの光Ｌの伝送距離（光路長）が変化するため、導光部１２０の形状の自由度が高まる。そのため、対象物（例えば、後述する装置４００）に光接続装置１００を組み込んだときに、他の部品の配置の自由度の低下（他の部品を配置するスペースを確保することができないおそれ）を低減することができる。また、装置４００内のスペースを有効活用することができるため、装置４００の小型化を図ることができる。以下、装置４００に組み込まれた態様の光接続装置１００について詳細に説明する。
【００２４】
図１に示すように、装置４００は、第１部材４１０と、第１部材４１０に接続され、第１部材４１０に対して回動軸Ｊまわりに回動可能な第２部材４２０と、を有している。また、第１部材４１０には第２部材４２０を回動軸Ｊまわりに回動させるための駆動源４３０が配置されている。第１部材４１０と第２部材４２０とは、例えば、ロボットアームや基板等である。また、駆動源４３０は、例えばモーターであり、この回転軸が回動軸Ｊと一致するように配置されている。このような装置４００は、例えば、後述するロボット１０００に適用することができる。なお、駆動源４３０は、モーターに加えて減速機等を備えていてもよい。また、駆動源４３０は、省略してもよい。駆動源４３０を省略した場合、装置４００は、例えば、扉（ドア、窓）や蓋のヒンジ部分に適用することができる。
【００２５】
図１に示すように、装置４００に組み込まれた光接続装置１００は、第１部材４１０内に配置（収納）されている。そして、光接続装置１００は、第１部材４１０と第２部材４２０との間で光通信を行う光通信装置２００および第２部材４２０の第１部材４１０に対する変位量（回動軸Ｊまわりの回動角）を検出する変位検出装置３００（エンコーダー）の主要部として機能する。すなわち、光接続装置１００は、光通信装置２００および変位検出装置３００の主要部を兼ねている。光通信装置２００は、光接続装置１００に加えて、光源部１１０を制御することにより、電気信号を光信号（光の明滅によるパルス信号）に変換する送信部２１０と、受光部１３０が受けた光信号に基づいて電気信号を生成する受信部２２０と、を有している。一方、変位検出装置３００は、光接続装置１００に加えて、受光部１３０が受けた光（光信号）の強度に基づいて第２部材４２０の回動軸Ｊまわりの回動角を検出する検出部３１０を有している。
【００２６】
光接続装置１００は、前述したように、光Ｌを出射する光源部１１０と、光源部１１０から出射された光Ｌを伝送し（導いて）、伝送した光Ｌを外部に放出する放出部１２２を有する導光部１２０と、放出部１２２から放出された光Ｌを受光する受光部１３０と、を有している。また、光源部１１０および導光部１２０は、それぞれ、第１部材４１０に固定されている。一方、受光部１３０は、第２部材４２０に固定されており、第２部材４２０の回動と共に、第１部材４１０に対して回動軸Ｊまわりに回動する。そのため、第１部材４１０に対して第２部材４２０が回動すると、それに伴って、受光部１３０が光源部１１０および導光部１２０に対して回動（変位）する。
【００２７】
光源部１１０としては、光Ｌを出射することができれば特に限定されず、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザー（ＬＤ）を用いることができる。また、光Ｌの波長についても特に限定されず、可視光であってもよいし、不可視光（例えば赤外光）であってもよい。
【００２８】
導光部１２０は、回動軸Ｊの延在方向から見た平面視で、回動軸Ｊの囲む円周に沿って延びる曲線の形状となっていて、回動軸Ｊに近い側にある内周面（内側を向く面）と遠い側にある外周面（外側を向く面）とを有する。導光部１２０をこのような形状とすることで、回動軸Ｊを含む駆動源４３０を避けて、駆動源４３０の周囲に導光部１２０を配置することができる。そのため、導光部１２０によって駆動源４３０の配置が阻害されることがなく、装置４００内において部品を配置する自由度が低下することを効果的に低減することができる。特に、本実施形態では、導光部１２０は、回動軸Ｊの延在方向から見た平面視で円弧形状になっており、その中心軸が回動軸Ｊと一致している。これに対して、受光部１３０は、第２部材４２０の回動に伴って回動軸Ｊ（導光部１２０の中心軸）まわりに回動するようになっている。そのため、導光部１２０が回動軸Ｊを中心軸とする円弧形状であることで、第２部材４２０の回動に伴って受光部１３０が導光部１２０に沿って変位する。そのため、受光部１３０の位置によらず、導光部１２０を伝送し放出部１２２から放出された光Ｌを受光部１３０によって受光することができる。また、回動軸Ｊを避けて導光部１２０を配置することができるため、導光部１２０によって駆動源４３０の配置が阻害されることがなく、装置４００内において部品を配置する自由度が低下することをより効果的に低減することもできる。また、回動軸Ｊを含む断面視で、回動軸Ｊと導光部１２０との間に駆動源４３０の一部（たとえば回転軸）が配置されるように構成すれば、回動軸Ｊの延びる方向において装置４００を小型にすることができる。
【００２９】
なお、導光部１２０の形状としては、完全な円弧形状に限定されず、一部分が円弧形状であってもよく、例えば、屈曲した形状、直線形状を含んでいてもよい。また、延在方向に沿って曲率半径が一定となっているのが好ましいが、延在方向に沿って曲率半径が変化している等、曲率半径が互いに異なる部分を有していてもよい。また、内周面および外周面の少なくとも一方が複数の平坦面を円弧状に接続した構成となっていてもよい。
【００３０】
また、導光部１２０の外周面の形状としては、曲面に限定されず、例えば、複数の平坦面が円弧状に接続された面であってもよい。
【００３１】
導光部１２０は、延在方向（周方向）の一端部に位置し、光源部１１０からの光Ｌを入射し、入射した光Ｌを導光部１２０内に導く入射部１２１を有している。この入射部１２１は、例えば、反射面を有していて、金属反射面または光学薄膜の多層積層による反射面であってもよい。図１に示すように、光源部１１０は、導光部１２０の外周面（入射部１２１）と対向して配置されている。すなわち、回動軸Ｊと光源部１１０との間に導光部１２０が配置される。これにより、回動軸Ｊの延びる方向において装置４００を小型にすることができる。好適には、回動軸Ｊに垂直な平面内に光源部１１０と導光部１２０とが配置されるのが望ましい。光源部１１０から出射された光Ｌは、入射部１２１から導光部１２０内に導かれ、導光部１２０内で反射または屈折を繰り返しながら導光部１２０を伝送する。また、図２に示すように、導光部１２０は、その外周面（外側を向く側面）に位置し、導光部１２０を伝送する光Ｌの一部を導光部１２０の外へ放出する放出部１２２を有している。放出部１２２は、導光部１２０の外周面の延在方向（円周方向）に沿って延在する凸条１２２ａ（突起）で構成されており、光Ｌが臨界角を超えて凸条１２２ａに入射することで凸条１２２ａから導光部１２０の外へ光Ｌが放出される。
【００３２】
なお、放出部１２２の構成としては、導光部１２０を伝送する光Ｌを外へ放出することができれば特に限定されない。例えば、放出部１２２は、周方向に延在する凹条（溝）で構成されていてもよいし、複数の突起が周方向に沿って並んで配置されている構成（周方向に沿って凹凸が形成されている構成）となっていてもよい。また、例えば、図３に示すように、放出部１２２を導光部１２０と別体で構成し、放出部１２２を囲んでいる（放出部１２２の周囲にある）導光部１２０の部分を周囲部としたとき、放出部１２２の屈折率が周囲部の屈折率（導光部１２０の屈折率）よりも小さくなるように構成してもよい。このような構成によれば、放出部１２２の構成が簡単なものとなる。また、例えば、図４に示すように、放出部１２２を囲んでいる（放出部１２２の周囲にある）導光部１２０の部分を周囲部としたとき、放出部１２２の表面粗さＲａが周囲部の表面粗さＲａよりも大きくなるように構成してもよい。このような構成によっても、放出部１２２の構成が簡単なものとなる。また、放出部１２２を導光部１２０と一体で構成できるので、放出部１２２の製造が容易になる。なお、表面粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に準じて測定することができる。
【００３３】
また、放出部１２２の配置としても導光部１２０を伝送する光Ｌを外に放出することができれば特に限定されず、例えば、導光部１２０の上面または下面（回動軸Ｊの延在方向に沿って並んでいる２つの面のうちの一方の面）に配置されていてもよいし、導光部１２０の内周面に配置されていてもよい。ただし、本実施形態のように放出部１２２を導光部１２０の外周面に配置することで、他の部分に配置する場合と比較して、受光部１３０の配置スペースを確保し易くなるという利点がある。
【００３４】
また、本実施形態では、放出部１２２が導光部１２０の外周面において周方向に沿って帯状に連続して配置されているが、放出部１２２は、図５に示すように、周方向に沿って間欠的に複数配置されていてもよい。この場合、例えば、隣り合う２つの放出部１２２の離間距離が一定であってもよいし、入射部１２１から離間する方向に沿って漸減または漸増していてもよい。
【００３５】
このような導光部１２０は、円環の一部が欠損したＣ字形状である。導光部１２０をこのような形状とすることで、例えば、配線等の部品を欠損した部分から導光部１２０の内側のスペースへ挿入することができる。そのため、装置４００の組み立てが簡単となると共に、導光部１２０の内側のスペースを簡単に有効活用することができる。なお、導光部１２０の中心角θとしては特に限定されないが、例えば、１８０°以上、３６０°未満であることが好ましく、２７０°以上、３５０°以下であることがより好ましい。このような中心角θとすることで、上述した効果を発揮することができると共に、変位検出装置３００の検出可能範囲を十分に大きく確保することができる。ただし、導光部１２０の形状は、Ｃ字形状に限定されず、例えば、中心角θが３６０°の円環形状であってもよいし、中心角θが３６０°超の螺旋形状であってもよい。
【００３６】
図１に示すように、受光部１３０は、導光部１２０の外周面（放出部１２２）と対向して配置され、放出部１２２から放出される光Ｌを受光するようになっている。すなわち、回動軸Ｊと受光部１３０との間に導光部１２０が配置される。これにより、回動軸Ｊの延びる方向において装置４００を小型にすることができる。好適には、回動軸Ｊに直交する平面内に受光部１３０と導光部１２０とが配置されるのが望ましい。このような受光部１３０としては、光Ｌを受光することができれば、特に限定されず、例えば、フォトダイオードを用いることができる。
【００３７】
前述したように、導光部１２０の外周面が円弧形状になっているため、受光部１３０が導光部１２０に対して回動軸Ｊまわりに回動しても、導光部１２０（放出部１２２）と受光部１３０との離間距離を一定に保つことができる。すなわち、受光部１３０の位置によらず、導光部１２０（放出部１２２）と受光部１３０との離間距離を一定に保つことができる。そのため、受光部１３０の位置によらず、放出部１２２から放出されてから受光部１３０に受光されるまでの光Ｌの損失をほぼ一定に保つことができ、変位検出装置３００において、第２部材４２０の回動角をより精度よく検出することができる。
【００３８】
このような導光部１２０の構成材料としては、光Ｌを導光することができれば特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂等の各種樹脂材料を用いることができる。また、コアとクラッドとを有する光ファイバーの原理のように、屈折率の異なる２種の材料を組み合わせたものを用いることもできる。これにより、導光部１２０を伝送する際の光Ｌの損出を低減することができる。
【００３９】
以上、光接続装置１００について説明した。次に、この光接続装置１００を用いた光通信装置２００および変位検出装置３００の作動について説明する。
【００４０】
光通信装置２００は、光Ｌの明滅によって通信を行う。光通信装置２００は、まず、受けた電気信号を送信部２１０で光信号情報（パルス信号情報）に変換し、変換した光信号情報に基づいて光源部１１０を駆動して光Ｌを明滅させてパルス状に出射することで光信号を生成する。出射された光Ｌは、入射部１２１から導光部１２０内に導かれ、その一部を放出部１２２から放出しながら導光部１２０内を伝送する。そして、放出部１２２のうちの受光部１３０が対向する位置から放出された光Ｌを受光部１３０が受光し、受光部１３０が受けた光Ｌ（光信号）に基づいて受信部２２０が電気信号を生成する。これにより、送信部２１０に送信された電気信号が受信部２２０によって復元される。以上のようにして、光通信装置２００は、第１部材４１０と第２部材４２０との間で光通信を行う。このような光通信装置２００によれば、光接続装置１００を備えているため、前述した光接続装置１００の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。
【００４１】
一方、変位検出装置３００（エンコーダー）は、受光部１３０が受光した光Ｌの強度（明るさ）に基づいて第２部材４２０の回動角を検出する。光源部１１０から出射された光Ｌは、入射部１２１から導光部１２０内に導かれ、一部を放出部１２２から放出しながら導光部１２０内を伝送する。そのため、図６に示すように、放出部１２２から放出される光Ｌの強度は、導光部１２０の入射部１２１に近いほど大きく、入射部１２１から遠ざかるほど小さくなる。すなわち、放出部１２２から放出される光Ｌの強度は、入射部１２１から遠ざかる方向に漸減する。この性質を利用して、検出部３１０は、受光部１３０が受光した光Ｌの強度から、導光部１２０に対する受光部１３０の位置を検出し、この位置に基づいて第２部材４２０の回動角を検出する。このような変位検出装置３００によれば、光接続装置１００を備えているため、前述した光接続装置１００の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。
【００４２】
以上のように、光接続装置１００は、光通信装置２００および変位検出装置３００の主要部を兼ねることができるという効果を発揮することができる。そのため、光通信装置２００および変位検出装置３００を別々に設ける場合と比較して、部品点数を削減することができ、配置スペースを小さくすることができる。その結果、装置４００の小型化を図ることができる。
【００４３】
以上、第１実施形態の光接続装置１００について説明した。なお、本実施形態では光源部１１０が導光部１２０に対して固定されており、受光部１３０が導光部１２０に対して変位することで、光源部１１０から受光部１３０までの光Ｌの伝送距離（光路長）が変化するように構成されているが、これとは逆に、受光部１３０が導光部１２０に対して固定されており、光源部１１０が導光部１２０に対して変位することで、光源部１１０から受光部１３０までの光Ｌの伝送距離が変化するように構成されていてもよい。また、光源部１１０および受光部１３０の両方が導光部１２０に対して変位することで、光源部１１０から受光部１３０までの光Ｌの伝送距離（光路長）が変化するように構成されていてもよい。ただし、光源部１１０が導光部１２０に対して変位する構成の場合には、入射部１２１の構成が複雑になるおそれがあるため、この観点からすれば、本実施形態のように、光源部１１０が導光部１２０に対して固定されており、受光部１３０が導光部１２０に対して変位するように構成されていることが好ましい。
【００４４】
また、本実施形態では、光源部１１０が導光部１２０の近傍に配置されている構成について説明したが、光源部１１０の配置は、導光部１２０に光Ｌを導くことができれば特に限定されない。例えば、光源部１１０を導光部１２０から離れたところに配置し、光源部１１０から出射された光Ｌを光ファイバー等の導光部材を介して導光部１２０近傍まで導き、導光部材から出射された光を導光部１２０に入射してもよい。受光部１３０の配置についても同様であり、受光部１３０を導光部１２０から離れたところに配置し、放出部１２２から放出された光Ｌを光ファイバー等の導光部材を介して受光部１３０近傍まで導き、導光部材から出射された光を受光部１３０が受光してもよい。
【００４５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る光接続装置について説明する。
図７は、本発明の第２実施形態に係る光接続装置の平面図である。
【００４６】
本実施形態は、光源部および受光部がそれぞれ複数配置されていること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００４７】
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図７において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００４８】
図７に示すように、本実施形態の光接続装置１００では、光源部１１０および受光部１３０が、それぞれ、複数設けられている。このような構成とすることで、導光部１２０で複数の光信号を同時に伝送することができる。具体的には、光接続装置１００は、２つの光源部１１０Ａ、１１０Ｂと、２つの受光部１３０Ａ、１３０Ｂと、を有している。このうち、光源部１１０Ａと受光部１３０Ａとが対をなし、光源部１１０Ｂと受光部１３０Ｂとが対をなしている。すなわち、光源部１１０Ａから出射された光Ｌ１は、導光部１２０内を伝送し、放出部１２２から放出されて受光部１３０Ａで受光され、光源部１１０Ｂから出射された光Ｌ２は、導光部１２０内を伝送し、放出部１２２から放出されて受光部１３０Ｂで受光される。また、光源部１１０Ａ、１１０Ｂは、導光部１２０に対して位置が固定されており、受光部１３０Ａ、１３０Ｂは、第２部材４２０の回動に伴って導光部１２０に対して変位する。また、光源部１１０Ａ、１１０Ｂは、共に、導光部１２０の一端部に配置された入射部１２１と対向して配置されており、光源部１１０Ａ、１１０Ｂから出射された光Ｌ１、Ｌ２は、導光部１２０内を同じ方向に向かって伝送する。
【００４９】
また、光源部１１０Ａから出射される光Ｌ１の波長と、光源部１１０Ｂから出射される光Ｌ２の波長が異なっている。すなわち、複数の光源部１１０Ａ、１１０Ｂは、それぞれ、異なる波長の光を出射する。一方、複数の受光部１３０Ａ、１３０Ｂは、それぞれ、異なる波長の光を選択的に受光する。すなわち、受光部１３０Ａは、所定の波長の光のみを透過するフィルター等を用いることで光Ｌ１、Ｌ２のうちの光Ｌ１だけを受光し、反対に、受光部１３０Ｂは、前記フィルター等を用いることで光Ｌ１、Ｌ２のうちの光Ｌ２だけを受光する。このような構成によれば、光Ｌ１、Ｌ２を導光部１２０で同時に伝送することができ、かつ、各光Ｌ１、Ｌ２を専用の受光部１３０Ａ、１３０Ｂで受光することができる。そのため、光通信装置２００では、２つの光信号（光Ｌ１による信号と、光Ｌ２による信号）を同時に送信することができ、通信速度が格段に向上する。また、変位検出装置３００では、受光部１３０Ａで受光した光Ｌ１の強度に基づいて第２部材４２０の回動角を検出することができるし、受光部１３０Ｂで受光した光Ｌ２の強度に基づいて第２部材４２０の回動角を検出することもできる。そのため、第２部材４２０の回動角の検出精度が向上する。また、これら２つの検出結果を比較し、例えば、両者の検出結果が許容範囲を超えてずれている場合には、受光部１３０Ａ、１３０Ｂの少なくとも一方が故障していると判断することもできる。
【００５０】
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、本実施形態では２つの光源部１１０Ａ、１１０Ｂおよび２つの受光部１３０Ａ、１３０Ｂを有する構成について説明したが、光源部および受光部の数としては２つに限定されず、３つ以上であってもよい。また、光源部として、光Ｌ１と光Ｌ２とを含む複合光を出射する１つの光源部を用いてもよい。
【００５１】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る光接続装置について説明する。
図８は、本発明の第３実施形態に係る光接続装置の平面図である。
【００５２】
本実施形態は、光源部および受光部の配置が異なること以外は、前述した第２実施形態と同様である。
【００５３】
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図８において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００５４】
図８に示すように、本実施形態の光接続装置１００では、導光部１２０の両端部に入射部１２１が設けられている。そして、一方の入射部１２１に対向して光源部１１０Ａが配置され、他方の入射部１２１に対向して光源部１１０Ｂが配置されている。そのため、光源部１１０Ａからの光Ｌ１の導光部１２０内での伝送方向と、光源部１１０Ｂからの光Ｌ２の導光部１２０内での伝送方向とが反対向きになっている。これら光源部１１０Ａ、１１０Ｂは、導光部１２０に対して位置が固定されている。一方、受光部１３０Ａ、１３０Ｂは、第２部材４２０の回動に伴って導光部１２０に対して変位する。このような構成とすることで、光通信装置２００では、双方向の光通信が可能となる。
【００５５】
このような第３実施形態によっても、前述した第２実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、本実施形態では２つの光源部１１０Ａ、１１０Ｂおよび２つの受光部１３０Ａ、１３０Ｂを有する構成について説明したが、光源部および受光部の数としては２つに限定されず、３つ以上であってもよい。
【００５６】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係るロボットについて説明する。
【００５７】
図９は、本発明の第４実施形態に係るロボットの斜視図である。図１０は、図９に示すロボットの部分拡大平面図である。図１１は、図１０に示すロボットの断面図である。図１２は、図９に示すロボットの部分拡大平面図である。図１３は、図１２に示すロボットの断面図である。
【００５８】
ロボット１０００は、第１アームとしてのアーム１０２０と、アーム１０２０に対して回動軸まわりに回動可能に配置されている第２アームとしてのアーム１０３０と、アーム１０２０およびアーム１０３０の一方に対して相対的位置関係が固定されていて、光を出射する光源部１１０と、アーム１０２０またはアーム１０３０に対して相対的位置関係が固定されていて、光源部１１０から出射された光を伝送し、伝送した光を外部に放出する放出部１２２を有する導光部１２０と、アーム１０２０およびアーム１０３０の他方に対して相対的位置関係が固定されていて、放出部１２２から放出された光を受光する受光部１３０と、を有し、アーム１０３０がアーム１０２０に対して回動するように構成されている。すなわち、ロボット１０００は、アーム１０２０とアーム１０３０の関節部分に光接続装置１００を有し、アーム１０３０がアーム１０２０に対して回動することで、光源部１１０から受光部１３０までの光の伝送距離が変化するように構成されている。そのため、ロボット１０００は、光接続装置１００の効果を享受することができ、各種部品（特に、後述する駆動源１１００）の配置の自由度の低下を低減することができると共に、高い信頼性を発揮することができる。以下、このようなロボット１０００について詳細に説明する。
【００５９】
図９に示すロボット１０００は、精密機器やこれを構成する部品（対象物）の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。ロボット１０００は、６軸ロボット（多関節ロボット）であり、床や天井に固定され、アーム１０２０を支持する基部としてのベース１０１０と、ベース１０１０に回動自在に連結された第１アームとしてのアーム１０２０と、アーム１０２０に回動自在に連結された第２アームとしてのアーム１０３０と、アーム１０３０に回動自在に連結されたアーム１０４０と、アーム１０４０に回動自在に連結されたアーム１０５０と、アーム１０５０に回動自在に連結されたアーム１０６０と、アーム１０６０に回動自在に連結されたアーム１０７０と、これらアーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０の駆動を制御する制御部１０８０と、を有している。また、アーム１０７０にはハンド接続部が設けられており、ハンド接続部にはロボット１０００に実行させる作業に応じたエンドエフェクター１０９０が装着される。また、各関節部には、例えばモーターである駆動源１１００が搭載されており、この駆動源１１００の駆動によって各アーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０が回動する。なお、各駆動源１１００の駆動は、制御部１０８０によって制御される。
【００６０】
次に、アーム１０２０とアーム１０３０との接続部（関節部）の一例について説明する。図１０に示すように、アーム１０２０とアーム１０３０との接続部（関節部）には、駆動源１１００および光接続装置１００が配置されている。そして、駆動源１１００は、アーム１０２０内に配置され、アーム１０２０に固定されている。また、光接続装置１００が備える光源部１１０、導光部１２０および受光部１３０も、それぞれ、アーム１０２０（第１アーム）内に配置されている。そして、光源部１１０および導光部１２０がアーム１０２０に固定されており、受光部１３０がアーム１０３０に固定されている。
【００６１】
言い換えると、図１１に示すように、駆動源１１００（本体部）、光源部１１０、導光部１２０および受光部１３０は、それぞれ、アーム１０２０の内部空間に収納されている。そして、これらのうち駆動源１１００、光源部１１０および導光部１２０は、それぞれ、アーム１０２０（例えば、アーム１０２０の内壁）に固定されている。一方、受光部１３０は、アーム１０２０には固定されておらず、アーム１０３０に固定されている。そのため、受光部１３０は、アーム１０３０がアーム１０２０に対して回動すると、それに合わせてアーム１０２０の内部空間内でアーム１０３０の回動軸まわりに変位する。
【００６２】
また、導光部１２０は、駆動源１１００の周囲に位置し、その中心軸がアーム１０３０の回動軸と一致するように配置されている。そのため、アーム１０３０がアーム１０２０に対して回動すると、それに伴って、受光部１３０が導光部１２０に対して変位する。このようなロボット１０００によれば、光接続装置１００を備えているため、駆動源１１００の配置や、その他の部品の配置の自由度の低下を低減しつつ、アーム１０２０、１０３０間での通信やアーム１０３０の回動角を検出することができる。特に、本実施形態のように、光接続装置１００をアーム１０２０に配置すること、より具体的には導光部１２０をアーム１０２０に固定することで、アーム１０３０の重量を軽くすることができ、ロボット１０００をよりスムーズに駆動させることができる。また、アーム１０３０内に光接続装置１００以外の部品を収納するスペースを確保することができる。
【００６３】
なお、上記の構成においては、駆動源１１００は、アーム１０３０内に配置され、かつアーム１０３０に固定されていてもよく、駆動源１１００の回転軸を避けて光接続装置１００を配置することができるので、部品の配置の自由度が低下することを低減できる。
【００６４】
次に、アーム１０２０とアーム１０３０との接続部（関節部）の他の一例について説明する。図１２に示すように、アーム１０２０とアーム１０３０との接続部（関節部）には、駆動源１１００および光接続装置１００が配置されている。そして、駆動源１１００は、アーム１０３０内に配置され、アーム１０３０に固定されている。また、光接続装置１００が備える光源部１１０、導光部１２０および受光部１３０も、それぞれ、アーム１０３０（第２アーム）内に配置されている。そして、光源部１１０および導光部１２０がアーム１０３０に固定されており、受光部１３０がアーム１０２０に固定されている。
【００６５】
言い換えると、図１３に示すように、駆動源１１００（本体部）、光源部１１０、導光部１２０および受光部１３０は、それぞれ、アーム１０３０の内部空間に収納されている。そして、これらのうち駆動源１１００、光源部１１０および導光部１２０は、それぞれ、アーム１０３０（例えば、アーム１０３０の内壁）に固定されている。一方、受光部１３０は、アーム１０３０には固定されておらず、アーム１０２０に固定されている。そのため、受光部１３０は、アーム１０３０がアーム１０２０に対して回動すると、それに合わせてアーム１０３０の内部空間内でアーム１０３０の回動軸まわりに変位する。
【００６６】
また、導光部１２０は、駆動源１１００の周囲に位置し、その中心軸がアーム１０３０の回動軸と一致するように配置されている。そのため、アーム１０３０がアーム１０２０に対して回動すると、それに伴って、光源部１１０および導光部１２０が受光部１３０に対して変位する。このようなロボット１０００によれば、光接続装置１００を備えているため、駆動源１１００の配置や、その他の部品の配置の自由度の低下を低減しつつ、アーム１０２０、１０３０間での通信やアーム１０３０の回動角を検出することができる。特に、本実施形態のように、光接続装置１００をアーム１０３０に配置すること、より具体的には導光部１２０をアーム１０３０に固定することで、アーム１０２０の重量を軽くすることができる。また、アーム１０２０内に光接続装置１００以外の部品を収納するスペースを確保することができる。
【００６７】
なお、上記の構成においては、駆動源１１００は、アーム１０２０内に配置され、かつアーム１０２０に固定されていてもよく、駆動源１１００の回転軸を避けて光接続装置１００を配置することができるので、部品の配置の自由度が低下することを低減できる。
【００６８】
以上、第４実施形態のロボットについて説明した。なお、上述の構成では、アーム１０２０、１０３０の関節部分に光接続装置１００が配置されている構成について説明したが、この他にも、ベース１０１０とアーム１０２０の関節部分や、アーム１０３０、１０４０の関節部分や、アーム１０４０、１０５０の関節部分や、アーム１０５０、１０６０の関節部分や、アーム１０６０、１０７０の関節部分にも同じように光接続装置１００が配置されていてもよい。また、上述の構成では、アーム１０２０を第１アームとし、アーム１０３０を第２アームとしているが、第１アームおよび第２アームは、これに限定されず、例えば、アーム１０３０を第１アームとし、アーム１０４０を第２アームとしてもよいし、アーム１０４０を第１アームとし、アーム１０５０を第２アームとしてもよいし、アーム１０５０を第１アームとし、アーム１０６０を第２アームとしてもよいし、アーム１０６０を第１アームとし、アーム１０７０を第２アームとしてもよい。
【００６９】
以上、本発明の光接続装置、光通信装置、変位検出装置およびロボットを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１００…光接続装置、１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ…光源部、１２０…導光部、１２１…入射部、１２２…放出部、１２２ａ…凸条、１３０、１３０Ａ、１３０Ｂ…受光部、２００…光通信装置、２１０…送信部、２２０…受信部、３００…変位検出装置、３１０…検出部、４００…装置、４１０…第１部材、４２０…第２部材、４３０…駆動源、１０００…ロボット、１０１０…ベース、１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０…アーム、１０８０…制御部、１０９０…エンドエフェクター、１１００…駆動源、Ｊ…回動軸、Ｌ、Ｌ１、Ｌ２…光、θ…中心角
【図１】
2018024083.tif 000003
【図２】
2018024083.tif 000004
【図３】
2018024083.tif 000005
【図４】
2018024083.tif 000006
【図５】
2018024083.tif 000007
【図６】
2018024083.tif 000008
【図７】
2018024083.tif 000009
【図８】
2018024083.tif 000010
【図９】
2018024083.tif 000011
【図１０】
2018024083.tif 000012
【図１１】
2018024083.tif 000013
【図１２】
2018024083.tif 000014
【図１３】
2018024083.tif 000015