(57)【要約】【課題】簡易な設備で回転構造体と固定構造体との間で複数のデジタル信号を伝送すること。【解決手段】第１のＷＤＭユニット１２は、回転構造体側または固定構造体側のいずれか一方に設けられ、複数のデジタル信号をそれぞれ異なる波長の光信号に変換するとともに、光信号を多重化して光ファイバーケーブルＦＣを用いて第２のＷＤＭユニット１４に送信する。第２のＷＤＭユニット１４は、回転構造体側または固定構造体側の他方に設けられ、第１のＷＤＭユニット１２から送信された光信号を波長ごとに分割し、複数のデジタル信号に逆変換する。第１のＷＤＭユニット１２と第２のＷＤＭユニット１４との間には光ロータリージョイント１６が設けられ、回転構造体側配線と固定構造体側配線との接合部において回転構造体側の光ファイバーケーブルＦＣと固定構造体側の光ファイバーケーブルＦＣとを接続する。【選択図】図１
2016082410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転構造体と固定構造体との間で複数のデジタル信号を伝送するデジタル信号伝送システムであって、
前記回転構造体側または前記固定構造体側のいずれか一方に設けられ、複数の前記デジタル信号をそれぞれ異なる波長の光信号に変換するとともに、前記光信号を多重化して光ファイバーケーブルを用いて第２の光波長分割多重伝送装置に送信する第１の光波長分割多重伝送装置と、
前記回転構造体側または前記固定構造体側の他方に設けられ、前記第１の光波長分割多重伝送装置から送信された前記光信号を前記波長ごとに分割し、複数の前記デジタル信号に逆変換する第２の光波長分割多重伝送装置と、
前記第１の光波長分割多重伝送装置と前記第２の光波長分割多重伝送装置との間に設けられ、前記回転構造体側配線と前記固定構造体側配線との接合部において前記回転構造体側の前記光ファイバーケーブルと前記固定構造体側の前記光ファイバーケーブルとを接続する光ロータリージョイントと、
を備えることを特徴とするデジタル信号伝送システム。
【請求項２】
複数の前記デジタル信号は、回転する被測定物に設置された複数の光ファイバセンサによる測定信号であることを特徴とする請求項１に記載のデジタル信号伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転構造体と固定構造体との間で複数のデジタル信号を伝送するデジタル信号伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の光ファイバー芯線からなる光ファイバーケーブル（多芯光ファイバーケーブル）を用いることにより、１つの光ファイバーケーブルで複数のデジタル信号を伝送することを可能としている。このような多芯光ファイバーケーブルを光ロータリージョイントで接続する場合、たとえば光ファイバー芯線の本数分の光ロータリージョイントを用いて、それぞれの光ファイバー芯線を接続する方法が採られていた。また、たとえば下記非特許文献１では、基本となる光学系に像回転プリズム（ダブプリズム）を使用し、角速度を回転物体の角速度の１／２に保つと出射像の角速度はゼロとなり常に静止する原理を応用して、回転方向、回転速度が変化しても、８心の光ファイバに１対１の安定した結合をさせる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】深堀敏夫他３名著、「多芯光ロータリジョイント」、日立電線、日立電線株式会社、１９８８年１月、Ｎｏ．７、Ｐ２５−３０
【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、上述した従来技術のように、光ファイバー芯線の本数分の光ロータリージョイントを用いる方法では、接続部に複数の光ロータリージョイントを設置する必要があり、設置スペースおよび設置コストが増大するという問題点があった。また、上述した非特許文献１にかかる方法では、上記ダハプリズムを使用した特殊な光ロータリージョイントを用意する必要があるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な設備で回転構造体と固定構造体との間で複数のデジタル信号を伝送することができるデジタル信号伝送システム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】
上述した問題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかるデジタル信号伝送システムは、回転構造体と固定構造体との間で複数のデジタル信号を伝送するデジタル信号伝送システムであって、前記回転構造体側または前記固定構造体側のいずれか一方に設けられ、複数の前記デジタル信号をそれぞれ異なる波長の光信号に変換するとともに、前記光信号を多重化して光ファイバーケーブルを用いて第２の光波長分割多重伝送装置に送信する第１の光波長分割多重伝送装置と、前記回転構造体側または前記固定構造体側の他方に設けられ、前記第１の光波長分割多重伝送装置から送信された前記光信号を前記波長ごとに分割し、複数の前記デジタル信号に逆変換する第２の光波長分割多重伝送装置と、前記第１の光波長分割多重伝送装置と前記第２の光波長分割多重伝送装置との間に設けられ、前記回転構造体側配線と前記固定構造体側配線との接合部において前記回転構造体側の前記光ファイバーケーブルと前記固定構造体側の前記光ファイバーケーブルとを接続する光ロータリージョイントと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光ロータリージョイントが設けられている部分、すなわち回転構造体側配線と固定構造体側配線との接合部において、光波長分割多重伝送通信によって信号を伝送することによって、複数のロータリージョイントを必要とすることなく複数のデジタル信号を伝送することができ、簡易な設備で複数のデジタル信号を伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態にかかるデジタル信号伝送システム１０の構成を示すブロック図である。
【図２】光ロータリージョイント１６の構成の一例を示す説明図である。
【図３】デジタル信号伝送システム１０の適用例を模式的に示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかるデジタル信号伝送システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかるデジタル信号伝送システム１０の構成を示すブロック図である。実施の形態にかかるデジタル信号伝送システム１０は、２つの光波長分割多重伝送装置、すなわち第１のＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ：光波長分割多重）ユニット１２および第２のＷＤＭユニット１４と、光ロータリージョイント１６とによって構成され、回転構造体と固定構造体との間で複数のデジタル信号を伝送する。以下の説明では、第１のＷＤＭユニット１２から第２のＷＤＭユニット１４に向かって信号を伝送する場合について説明するが、デジタル信号伝送システム１０においては双方向に信号が伝送可能である。
【００１１】
第１のＷＤＭユニット１２は、回転構造体側または固定構造体側のいずれか一方に設けられ、複数のデジタル信号をそれぞれ異なる波長の光信号に変換するとともに、光信号を多重化して光ファイバーケーブルＦＣを用いて第２のＷＤＭユニット１４に送信する。第１のＷＤＭユニット１２および後述する第２のＷＤＭユニット１４としては、従来公知の光波長分割多重伝送装置を用いることができる。
【００１２】
図１において、第１のＷＤＭユニット１２には、ケーブルＬＡ１〜ＬＡ５が接続されており、それぞれのケーブルＬＡ１〜ＬＡ５から異なるデジタル信号Ｄ１〜Ｄ５が入力される。ケーブルＬＡ１〜ＬＡ５は光ファイバーケーブルであってもよいし、同軸ケーブルなど他の通信用ケーブルなどであってもよい。また、第１のＷＤＭユニット１２と第２のＷＤＭユニット１４との間は、光ファイバーケーブルＦＣ（ＦＣ１，ＦＣ２）によって結ばれている。光ファイバーケーブルＦＣは、たとえば一般的に光波長分割多重伝送通信に用いられるシングルモード光ファイバーケーブルである。
【００１３】
第１のＷＤＭユニット１２は、それぞれのデジタル信号をそれぞれ異なる波長の光信号、たとえばケーブルＬＡ１からの入力を波長１３００ｎｍの光信号に、ケーブルＬＡ２からの入力を波長１３１０ｎｍの光信号に、ケーブルＬＡ３からの入力を波長１３２０ｎｍの光信号に、ケーブルＬＡ４からの入力を波長１３３０ｎｍの光信号に、ケーブルＬＡ５からの入力を波長１３４０ｎｍの光信号に、それぞれ変換する。なお、第１のＷＤＭユニット１２においてそれぞれのデジタル信号をいかなる波長に変換するかは任意である。
【００１４】
第２のＷＤＭユニット１４は、回転構造体側または固定構造体側の他方に設けられ、第１のＷＤＭユニット１２から送信された光信号を波長ごとに分割し、複数のデジタル信号に逆変換する。図２において、第２のＷＤＭユニット１４は、光ファイバーケーブルＦＣを介して受信した光信号を、複数のデジタル信号Ｄ１〜Ｄ５に逆変換して、それぞれケーブルＬＢ１〜ＬＢ５から出力する。ケーブルＬＢ１〜ＬＢ５は光ファイバーケーブルであってもよいし、同軸ケーブルなど他の通信用ケーブルなどであってもよい。
【００１５】
光ロータリージョイント１６は、第１のＷＤＭユニット１２と第２のＷＤＭユニット１４との間に設けられ、回転構造体側配線と固定構造体側配線との接合部において回転構造体側の光ファイバーケーブルＦＣと固定構造体側の光ファイバーケーブルＦＣとを接続する。
【００１６】
図２は、光ロータリージョイント１６の構成の一例を示す説明図である。図２に示す光ロータリージョイント１６は、従来より用いられている構成であり、２つのレンズによって光を平行にして接合部の隙間を伝送させている。より詳細には、光ロータリージョイント１６は、固定構造体側光ファイバーケーブルＦＣｘが固設される固定側部材２２と、回転構造体側光ファイバーケーブルＦＣｒが固設される回転側部材２４とによって構成される。回転側部材２４は、固定側部材２２に対して軸受２６を介して回転自在に連結される。回転側部材２４には、回転構造体側光ファイバーケーブルＦＣｒからの発散光を平行光に変換するレンズ２８が固設される。また、固定側部材２２には、平行光を集束光に変換するレンズ２７が固設されている。
【００１７】
図１における第１のＷＤＭユニット１２側の光ファイバーケーブルＦＣ１および第２のＷＤＭユニット１４側の光ファイバーケーブルＦＣ２が、図２における固定構造体側光ファイバーケーブルＦＣｘおよび回転構造体側光ファイバーケーブルＦＣｒのいずれになるかは任意である。すなわち、第１のＷＤＭユニット１２および第２のＷＤＭユニット１４が回転構造体側または固定構造体側のいずれに設けられているかは任意であり、いずれかのＷＤＭユニットが回転構造体側に設けられている場合は、他方のＷＤＭユニットが固定構造体側に設けられていることになる。
【００１８】
以上のような構成によって、デジタル信号伝送システム１０は、回転構造体と固定構造体との間において、単一の光ロータリージョイント１６のみを用いて、複数のデジタル信号を伝送することが可能となる。より詳細には、光ロータリージョイント１６が設けられている部分、すなわち回転構造体側配線と固定構造体側配線との接合部においては、光波長分割多重伝送通信によって信号を伝送することによって、複数のロータリージョイントを必要とすることなく複数のデジタル信号を伝送することができる。
【００１９】
つぎに、実施の形態にかかるデジタル信号伝送システム１０の適用例について説明する。デジタル信号伝送システム１０は、たとえば複数の計測装置（センサ）とそれぞれの計測装置における計測結果を出力する出力装置とを光ロータリージョイントを介して接続する場合に用いることができる。
【００２０】
図３は、実施の形態にかかるデジタル信号伝送システム１０の適用例を模式的に示した説明図である。図３に示した例は、光センサによって物質の反応の進行度を計測するシステムにデジタル信号伝送システム１０を適用した例である。容器Ａ，Ｂ，Ｃには、反応の進行度に応じて異なる波長の光を発する物質が入っている。デジタル信号伝送システム１０は、光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からそれぞれ異なる波長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の光を容器Ａ，Ｂ，Ｃに向けて照射し、その反射光を計測することによって、容器Ａ，Ｂ，Ｃ内の物質の反応の進行度を計測する。
【００２１】
デジタル信号伝送システム１０において、光ロータリージョイント１６は、ケーブル巻取ドラム１０２の軸端部に設けられたベアリング（図示なし）に支持されている。ケーブル巻取ドラム１０２は、たとえば建機などに設けられた伸縮ブーム１０６の基端側に設けられており、ケーブル巻取ドラム１０２が回転することによって回転体側光ファイバーケーブル１１２の巻取りおよび繰り出しをおこなう。また、光ロータリージョイント１６の他端には、固定体側光ファイバーケーブル１１０の一端部が接続されている。固定体側光ファイバーケーブル１１０の他端部は固定側ＷＤＭユニット１１４に接続される。
【００２２】
回転体側光ファイバーケーブル１１２は、その一端が、ケーブル巻取ドラム１０２の回転中心に配置された光ロータリージョイント１６の一端に、他端が伸縮ブームの先端側の回転側ＷＤＭユニット１１６に接続されており、伸縮ブームの基端側と伸縮ブームの先端側１０８との間に張設される。
【００２３】
伸縮ブームの先端側１０８には、光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３が設けられている。光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、回転側ＷＤＭユニット１１６の制御によって、それぞれ異なる波長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の光を所定の方向（図３では容器Ａ，Ｂ，Ｃ）に向けて照射するとともに、この光の反射光を検出する。光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３による検出データは、光信号として回転側ＷＤＭユニット１１６に入力される。
【００２４】
回転側ＷＤＭユニット１１６は、各光信号を多重化して固定側ＷＤＭユニット１１４に送信する。回転側ＷＤＭユニット１１６から送信された多重化された光信号は、光ロータリージョイント１６を経由して固定側ＷＤＭユニット１１４に伝送される。固定側ＷＤＭユニット１１４では、受信した光信号を波長ごとに分割し、複数のデジタル信号に逆変換する。そして、これら複数のデジタル信号は、複数のセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３、すなわち複数の波長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に対応する検出結果Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３として出力される。
【００２５】
このように、本発明によれば、たとえば１つの伸縮ブーム１０６に対して複数のセンサが設置されている場合において、センサの検知結果であるデジタル信号を効率的に伝送することができる。
また、本発明は上述した適用例に限らず、回転構造体と固定構造体との間で複数のデジタル信号を伝送する各種のデジタル信号伝送システムに適用することが可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１０……デジタル信号伝送システム、１２……第１のＷＤＭユニット、１４……第２のＷＤＭユニット、１６……光ロータリージョイント、ＦＣ（ＦＣ１，ＦＣ２）……光ファイバーケーブル、ＬＡ１〜ＬＡ５，ＬＢ１〜ＬＢ５……ケーブル。
【図１】
2016082410.tif 000003
【図２】
2016082410.tif 000004
【図３】
2016082410.tif 000005