(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体形状が円筒状をなす本体(10A)の互いに対向して配置されるドーナツ形の入力端面(14)とドーナツ形の出力端面(15)との間を多数の光ファイバー(11)で連結し、前記光ファイバー(11)のそれぞれの両端が前記入力端面(14)および前記出力端面(15)の外表面において同一順序に配置されることにより、前記入力端面(14)側からみて前記入力端面(14)と前記出力端面(15)に表示される映像情報は互いに左右反転しており、前記出力端面(15)側からみて前記入力端面(14)と前記出力端面(15)に表示される映像情報は互いに左右反転していることを特徴とする光ファイバー式映像反転器。
【請求項２】
全体形状が円筒状をなす本体(10A)の互いに対向して配置される円形端面からなる入力端面(14)と円形端面からなる出力端面(15)との間を多数の光ファイバー(11)で連結し、前記光ファイバー(11)のそれぞれの両端が前記入力端面(14)および前記出力端面(15)の外表面において同一順序に配置され、前記出力端面(15)では前記入力端面(14)に入力した映像が左右反転する構成の光ファイバー式映像反転器(10)の前記入力端面(14)および出力端面(15)に対面してそれぞれ入力側光受発信板(31)および出力側光受発信板(33)を設け、前記光ファイバー式映像反転器(10)、前記入力側光受発信板(31)および前記出力側光受発信板(33)がそれぞれの対面状態を維持しつつ支持装置により相対的に回転可能とし、前記出力側光受発信板(33)に対する前記光ファイバー式映像反転器(10)の相対回転速度が前記出力側光受発信板(33)に対する前記入力側光受発信板(31)の相対回転速度の二分の一になるように構成した多回線光スリップリングにおいて、前記光ファイバー式映像反転器(10)および前記入力側光受発信板(31)の外周に第１歯車(17)、第２歯車(32)を設け、前記出力側光受発信板(33)にはＬ型をなすと共に互いに離間する第３歯車(18)および第４歯車(37)を固定して有する回転軸(36)が回転可能に支持された支持具(35)が設けられ、前記第３歯車(18)は前記第１歯車(17)と、前記第４歯車(37)は前記第２歯車(32)とそれぞれ噛合うとともに、前記第１歯車(17)と第３歯車(18)の歯数比が前記第２歯車(32)と第４歯車(37)の歯数比の２倍に形成されていることを特徴とする多回線光スリップリング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像を反転して送信する光ファイバー式映像反転器および光ファイバー式映像反転器を応用した多回線光スリップリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、映像を反転して送信するために、従来からプリズムあるいはミラーが使用されている。さらに、多回線光スリップリングに応用する場合、入力端と出力端との間に、像を結ばせるためにレンズが使用されている。すなわち、多回線光スリップリングは、入力端にレンズを配置し、出力端に映像の受信素子および発信素子を配置し、その間に映像を反転するプリズムあるいはミラーを配置して構成されていた。
【０００３】
以上のように構成された映像反転器及び多回線光スリップリングにおいて、入力端のレンズに入力された映像は、プリズムあるいはミラーを経て出力端の受信素子上に反転した映像を結び、出力素子から入力映像に対して反転した映像が出力される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の映像反転器及び多回線光スリップリングは以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。すなわち、レンズを使用するため、入力端のレンズから出力端の受信素子までの焦点距離が必要であり、光軸方向に長尺の形状になる。また、光軸が通る中心軸部分を中空にすることができず、応用範囲が限定されていた。
【０００５】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、入力端と出力端との間隔の短い、また、中心軸部に中空部を形成して広範囲に応用可能な光ファイバー式映像反転器及び多回線光スリップリングを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による光ファイバー式映像反転器は、全体形状が円筒状をなす本体の互いに対向して配置されるドーナツ形の入力端面とドーナツ形の出力端面との間を多数の光ファイバーで連結し、前記光ファイバーのそれぞれの両端が前記入力端面および前記出力端面の外表面において同一順序に配置されることにより、前記入力端面側からみて前記入力端面と前記出力端面に表示される映像情報は互いに左右反転しており、前記出力端面側からみて前記入力端面と前記出力端面に表示される映像情報は互いに左右反転している構成であり、また、本発明による多回線光スリップリングは、全体形状が円筒状をなす本体の互いに対向して配置される円形端面からなる入力端面と円形端面からなる出力端面との間を多数の光ファイバーで連結し、前記光ファイバーのそれぞれの両端が前記入力端面および前記出力端面の外表面において同一順序に配置され、前記出力端面では前記入力端面に入力した映像が左右反転する構成の光ファイバー式映像反転器の前記入力端面および出力端面に対面してそれぞれ入力側光受発信板および出力側光受発信板を設け、前記光ファイバー式映像反転器、前記入力側光受発信板および前記出力側光受発信板がそれぞれの対面状態を維持しつつ支持装置により相対的に回転可能とし、前記出力側光受発信板に対する前記光ファイバー式映像反転器の相対回転速度が前記出力側光受発信板に対する前記入力側光受発信板の相対回転速度の二分の一になるように構成した多回線光スリップリングにおいて、前記光ファイバー式映像反転器および前記入力側光受発信板の外周に第１歯車、第２歯車を設け、前記出力側光受発信板にはＬ型をなすと共に互いに離間する第３歯車および第４歯車を固定して有する回転軸が回転可能に支持された支持具が設けられ、前記第３歯車は前記第１歯車と、前記第４歯車は前記第２歯車とそれぞれ噛合うとともに、前記第１歯車と第３歯車の歯数比が前記第２歯車と第４歯車の歯数比の２倍に形成されている構成である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面とともに本発明による光ファイバー式映像反転器および多回線光スリップリングの好適な実施の形態について説明する。
【０００８】
図１から図３において、符号１０で示されるものは円形の光ファイバー式映像反転器である。この光ファイバー式映像反転器１０は円筒形状の本体１０Ａで形成されており、円筒の本体１０Ａの両端において、一方の円形端面を入力端面１４、他方の円形端面を出力端面１５として構成されている。この光ファイバー式映像反転器１０内部の入力端面１４と出力端面１５との間には、両端面を連結する多数の光ファイバー１１が前記光ファイバー式映像反転器１０に内蔵して設けられている。前記光ファイバー１１は、それぞれの入力端１２および出力端１３が、前記入力端面１４および出力端面１５に設けられた貫通孔に挿入固定され、光ファイバー１１の端面が前記入力端面１４および出力端面１５の外表面に開口している。
【０００９】
前記入力端面１４および出力端面１５の間を連結する多数の前記各光ファイバー１１は、それぞれの前記入力端１２および出力端１３が入力端面１４および出力端面１５の外表面において同一順序に配列されている。図２は前記入力端面１４の外表面における前記光ファイバー１１の入力端１２の配列図であり、図３は入力端面１４の方向から見た、すなわち前記出力端面１５の裏表面における光ファイバー１１の出力端１３の配列図である。
【００１０】
図２の入力端面１４内において、マル１からマルＤ７まで番号を付けられた多数の前記光ファイバー１１の入力端１２が、前記入力端面１４に設けられた貫通孔へ、図の上部左端から右方向へそして順次下方向へ順番に配列されて挿入固定されている。図３の出力端面１５において、マル１からマルＤ７まで番号を付けられた多数の前記光ファイバー１１の出力端１３が、前記出力端面１５に設けられた貫通孔へ、図の上部右端から左方向へそして順次下方向へ順番に、すなわち左右を反転して配列され、挿入固定されている。従って、出力端面１５の外表面では、図の状態が左右反転するので、図２と同一順序の配列となる。
【００１１】
次に、図４において、符号１０で示されるものは端面がドーナツ形の中空形をなす本体１０Ａからなる中空形光ファイバー式映像反転器である。この中空形光ファイバー式映像反転器１０は中心をくり貫いた中空円筒形状であり、中空円筒の両端において、一方のドーナツ形端面を入力端面１４、他方のドーナツ形端面を出力端面１５として構成されている。
【００１２】
前記中空形光ファイバー式映像反転器１０の内部の入力端面１４および出力端面１５の間には、両端面を連結する多数の光ファイバー１１が設けられている。この光ファイバー１１は、それぞれの入力端１２および出力端１３が、前記入力端面１４および出力端面１５に設けられた貫通孔に挿入固定され、光ファイバー１１の端面が前記入力端面１４および出力端面１５の外表面に開口している。
【００１３】
前記入力端面１４および出力端面１５の間を連結する多数の前記光ファイバー１１は、それぞれの前記入力端１２および出力端１３が入力端面１４および出力端面１５の外表面において同一順序に配列されている。図５は前記入力端面１４の外表面における前記光ファイバー１１の入力端１２の配列図であり、図６は入力端面１４の方向から見た、すなわち前記出力端面１５の裏表面における光ファイバー１１の出力端１３の配列図である。
【００１４】
図５の入力端面１４において、マル１からマルＡ０まで番号を付けられた多数の前記光ファイバー１１の入力端１２が、前記入力端面１４に設けられた貫通孔へ、図の上部左端から右方向へそして順次下方向へ順番に配列されて挿入固定されている。図６の出力端面１５において、マル１からマルＡ０まで番号を付けられた多数の前記光ファイバー１１の出力端１３が、前記出力端面１５に設けられた貫通孔へ、図の上部右端から左方向へそして順次下方向へ順番に、すなわち左右を反転して配列され、挿入固定されている。従って、出力端面１５の外表面では、図の状態が左右反転するので、図５と同一順序の配列となる。
【００１５】
以上のように構成された光ファイバー式映像反転器１０において、入力端面１４の外表面上に映像情報が入力されると、映像情報は入力端面１４の外表面に開口した多数の光ファイバー１１の入力端１２に、それぞれの開口位置の画素として入力される。各光ファイバー１１の入力端１２に入力された映像情報は、それぞれの出力端１３へ出力される。入力端１２と出力端１３の配列が左右を反転していることにより、出力端面１５の外表面上へ出力端１３から出力される画素により構成した映像情報は、前記入力端面１４に入力された映像情報に対して左右が反転している。
従って、前記入力端面１４側からみて前記入力端面１４と前記出力端面１５に表示される映像情報は互いに左右反転しており、前記出力端面１５側からみて前記入力端面１４と出力端面１５に表示されている映像情報は互いに左右反転している。
【００１６】
図７〜図１０において、符号３０で示されるものは多回線光スリップリングであり、この多回線光スリップリング３０は図７の斜視図および図８の側面図に示すように前述の光ファイバー式映像反転器１０、前記入力端面１４に対面して設けられた入力側光受発信板３１および前記出力端面１５に対面して設けられた出力側光受発信板３３により構成されている。
【００１７】
前記光ファイバー式映像反転器１０および前記入力側光受発信板３１の外周には、図８のように、それぞれ第１歯車１７、第２歯車３２が設けられている。さらに、前記光ファイバー式映像反転器１０、前記入力側光受発信板３１および前記出力側光受発信板３３は、図示しない支持装置により、相互の対面状態を維持しながら相互に回転可能に構成されている。
【００１８】
前記出力側光受発信板３３には全体形状がＬ型をなす支持具３５が固定状態で設けられている。前記支持具３５には、第３歯車１８および第４歯車３７が互いに離間して固定状態に設けられた回転軸３６が回転可能に支持されている。また、前記第３歯車１８は前記第１歯車１７と、前記第４歯車３７は前記第２歯車３２とそれぞれ同時に噛合うとともに、第１歯車１７と第３歯車１８の歯数比が第２歯車３２と第４歯車３７の歯数比の２倍に構成されている。
【００１９】
図９は前記入力側光受発信板３１の前記光ファイバー式映像反転器１０に対する反対面側表面を、図１０は前記出力側光受発信板３３の光ファイバー式映像反転器１０に対する対面側表面をそれぞれ示している。図９および図１０において、入力側光受発信板３１と出力側光受発信板３３に設けられる発光素子３８および受光素子３９は、それぞれ左右対称の位置に配置されている。
【００２０】
以上のように構成された多回線光スリップリング３０において、光ファイバー式映像反転器１０、入力側光受発信板３１および出力側光受発信板３３が相対的に回転すると、第１歯車１７ないし第４歯車３７の４個の歯車の噛合いにより、出力側光受発信板３３に対する入力側光受発信板３１の相対回転速度が、光ファイバー式映像反転器１０の出力側光受発信板３３に対する相対回転速度の２倍になる。このように光ファイバー式映像反転器１０および入力側光受発信板３１が出力側光受発信板３３に対して相対的に回転する場合における映像情報の入出力について、図１１ないし図１４により、以下に説明する。
【００２１】
図１１は、多回線光スリップリング３０における映像情報の入出力の初期状態を示している。図１１の（ａ）に示す入力側光受発信板３１の受光素子３９に入力された映像情報（Ｆ）は、発光素子３８より出力され、入力側光受発信板３１と同一方向の映像情報（Ｆ）が、図１１の(b)に示す光ファイバー式映像反転器１０の入力端面１４に入力される。光ファイバー式映像反転器１０では映像情報（Ｆ）が反転し、図１１の（ｃ）に示すように、出力端面１５から反転して出力される。出力端面１５の反転した映像情報（Ｆ）は、図１１の（ｄ）に示すように、出力側光受発信板３３の受光素子３９に入力され、発光素子３８より出力される。
【００２２】
図１２は、図１１の初期状態から映像情報（Ｆ）および入力側光受発信板３１が反時計方向へ９０度、光ファイバー式映像反転器１０が同方向へ４５度回転した状態を示している。図１２の（ａ）および（ｂ）で示すように、入力側光受発信板３１および入力端面１４では、映像情報（Ｆ）が反時計方向へ９０度回転するが、図１２の（ｃ）および（ｄ）で示すように、入力端面１４、出力端面１５間で反転することにより、出力側光受発信板３３から出力される映像情報（Ｆ）は回転しない。
【００２３】
図１３は、図１１の初期状態から映像情報（Ｆ）および入力側光受発信板３１が反時計方向へ１８０度、光ファイバー式映像反転器１０が同方向へ９０度回転した状態を示している。図１３の（ａ）および（ｂ）で示すように、入力側光受発信板３１および入力端面１４では、映像情報（Ｆ）が反時計方向へ１８０度回転するが、図１３の（ｃ）および（ｄ）で示すように、入力端面１４、出力端面１５間で反転することにより、出力側光受発信板３３から出力される映像情報（Ｆ）は回転しない。
【００２４】
図１４は、図１１の初期状態から映像情報（Ｆ）および入力側光受発信板３１が反時計方向へ２７０度、光ファイバー式映像反転器１０が同方向へ１３５度回転した状態を示している。図１４の（ａ）および（ｂ）で示すように、入力側光受発信板３１および入力端面１４では、映像情報（Ｆ）が反時計方向へ２７０度回転するが、図１４の（ｃ）および（ｄ）で示すように、入力端面１４、出力端面１５間で反転することにより、出力側光受発信板３３から出力される映像情報（Ｆ）は回転しない。
【００２５】
図１１ないし図１４の説明から明らかなように、多回線光スリップリング３０において、回転する映像情報と同方向へ同期して入力側光受発信板３１が回転すると、出力側光受発信板３３から静止した映像情報が出力される。すなわち、前記光ファイバー式映像反転器１０、前記入力側光受発信板３１および前記出力側光受発信板３３がそれぞれの対面状態を維持しつつ相対的に回転し、前記出力側光受発信板３３に対する前記光ファイバー式映像反転器１０の相対回転速度が前記出力側光受発信板３３に対する前記入力側光受発信板３１の相対回転速度の二分の一になるように構成されている。
【００２６】
【実施例】
第１実施例を、図１５の斜視図により示す。図１５において、符号４０で示されるものは、図４に示す中空形光ファイバー式映像反転器１０を応用した中空形多回線光スリップリングである。この中空形多回線光スリップリング４０は、前記中空形光ファイバー式映像反転器１０の前記入力端面１４に対面して設けられたドーナツ形入力側光受発信板４１および前記出力端面１５に対面して設けられたドーナツ形出力側光受発信板４３により構成されている。
【００２７】
また、前記多回線光スリップリング３０と同様に、前記中空形光ファイバー式映像反転器１０、前記ドーナツ形入力側光受発信板４１および前記ドーナツ形出力側光受発信板４３は、図示しない支持装置により、相互の対面状態を維持しながら相互に回転可能に、さらに、ドーナツ形出力側光受発信板４３に対するドーナツ形入力側光受発信板４１の回転比がドーナツ形出力側光受発信板４３に対する中空形光ファイバー式映像反転器１０の回転比の２倍に構成されている。このような中空円筒形状にすることにより、中空部に中心軸、配管、配線などを通すことが可能になり、構造が簡単になる。
【００２８】
第２実施例を、図１６の斜視図および図１７の構成図により示す。図１６において、符号５０で示されるものは、図１に示す光ファイバー式映像反転器１０を軸方向に２箇配置して応用した映像回転装置である。この映像回転装置５０は、前記光ファイバー式映像反転器１０の前置側を回転側映像反転器１０Ａ、後置側を固定側映像反転器１０Ｂとし、円筒軸を回転軸として回転側映像反転器１０Ａが固定側映像反転器１０Ｂに対して相対的に回転可能に構成している。また、前記回転側映像反転器１０Ａの先端面に沿って第１映像スクリーン５１、前記固定側映像反転器１０Ｂの後端面に沿って第２映像スクリーン５２を設けている。
【００２９】
以上のように構成された映像回転装置５０において、第１映像スクリーン５１に投影された映像情報は、回転側映像反転器１０Ａおよび固定側映像反転器１０Ｂにより２度反転され、第２映像スクリーン５２には第１映像スクリーン５１に投影された映像情報が映し出される。図１６に示すように、回転側映像反転器１０Ａを４５度反時計方向へ回転すると、第１映像スクリーン５１に投影された映像情報（Ｆ）は反転を２度繰返すことにより、９０度すなわち回転側映像反転器１０Ａの回転角の２倍ほど反対方向に回転した映像情報（Ｆ）が、第２映像スクリーン５２に映し出される。
【００３０】
図１６の構成における作動原理を逆に応用することにより、回転体の状態を静止映像で観察することができる。図１７において、回転物体Ｗの回転している映像を、回転軸方向にレンズＬを通して映像回転装置５０の第１映像スクリーン５１へ投影する。映像回転装置５０において、回転側映像反転器１０Ａを回転し、その回転速度を変化させる。
【００３１】
前記回転側映像反転器１０Ａの回転速度が回転物体Ｗの回転に対して、同一回転方向の二分の一に一致するとき、第２映像スクリーン５２に回転物体Ｗの静止映像が映し出される。その結果、静止映像が得られたときの回転側映像反転器１０Ａの回転速度により、その２倍が回転物体Ｗの回転速度として確認できる。また、回転物体Ｗの回転方向が不明の場合、その方向を確認できる。
【００３２】
第３実施例を、図１８の斜視図および図１９の横断面構成図により示す。図１８において、符号６０で示すものはリング形映像反転器であり、リング状の内周側を前記入力端面１４とし、外周側を前記出力端面１５として、後述の図１９に示すリング形映像反転板６１を複数枚重ねて構成している。
【００３３】
図１９において、前記リング形映像反転板６１は薄いリング状円盤であり、内周面を前記入力端面１４とし、外周面を前記出力端面１５として構成されている。該リング形映像反転板６１内部の入力端面１４および出力端面１５の間には、両端面を連結する多数の光ファイバー１１が前記光ファイバー式映像反転器１０に内蔵して設けられている。この光ファイバー１１は、それぞれの入力端１２および出力端１３が、前記入力端面１４および出力端面１５に設けられた貫通孔に挿入固定され、光ファイバー１１の端面が前記入力端面１４および出力端面１５の外表面に開口している。
【００３４】
前記入力端面１４および出力端面１５の間を連結する多数の前記光ファイバー１１は、それぞれの前記入力端１２および出力端１３が入力端面１４および出力端面１５の外表面において同一方向同一順序に配列されている。すなわち、入力端面１４において、マル１からマル３２まで番号を付けられた多数の前記光ファイバー１１の入力端１２が、前記入力端面１４に設けられた貫通孔へ、図の内表面において反時計方向へ順番に配列されて挿入固定され、出力端１３が、前記出力端面１５に設けられた貫通孔へ、図の外表面において反時計方向へ順番に配列されて挿入固定されている。
【００３５】
なお、前記リング形映像反転板６１を重ねてリング形映像反転器６０を構成する場合、それぞれのリング形映像反転板６１における光ファイバー１１の配列起点を合せ、各光ファイバー１１の前記入力端１２および出力端１３を円盤面に垂直な軸方向に一直線上に配列する。
【００３６】
以上のように構成されたリング形映像反転器６０のリング状の内孔に軸状の回転体を通し、リング形映像反転器６０を回転体の二分の一の回転数で回転することにより、出力端面１５において回転体表面の静止した映像情報が得られる。リング形映像反転器６０は、リングの内外面間における多回線の光通信、回転軸の観察装置等へ応用できる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明による光ファイバー式映像反転器および多回線光スリップリングは以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。すなわち、レンズに代えて光ファイバーを使用することにより、焦点距離が不要となり、入力端と出力端との間隔の短い映像反転器および多回線光スリップリングが得られる。
また、レンズを使用せず、柔軟性のある光ファイバーを使用することにより、中心軸部に中空部を形成することが可能になり、応用範囲が広範囲に拡大する。  また、光ファイバーを利用して中空円筒の内外の円筒面間を連結することにより、円筒面間の情報交換が可能になり、さらに応用範囲を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による光ファイバー式映像反転器の構成図である。
【図２】  図１の平面図である。
【図３】  図１の底面図である。
【図４】  図１の他の形態を示す構成図である。
【図５】  図４の平面図である。
【図６】  図４の底面図である。
【図７】  本発明による多回線光スリップリングの構成図である。
【図８】  図７の側面図である。
【図９】  図７の平面図である。
【図１０】  図７の底面図である。
【図１１】  本発明による多回線光スリップリングの回転動作を示す説明図であり、初期状態を示している。
【図１２】  本発明による多回線光スリップリングの回転動作を示す説明図であり、初期状態から反時計方向へ９０度回転した状態を示している。
【図１３】  本発明による多回線光スリップリングの回転動作を示す説明図であり、初期状態から反時計方向へ１８０度回転した状態を示している。
【図１４】  本発明による多回線光スリップリングの回転動作を示す説明図であり、初期状態から反時計方向へ２７０度回転した状態を示している。
【図１５】  中空形多回線光スリップリングを示す斜視図である。
【図１６】  映像回転装置を示す斜視図である。
【図１７】  映像回転装置の応用構成図である。
【図１８】  リング形映像反転器を示す斜視図である。
【図１９】  リング形映像反転器を示す平面断面図である。
【符号の説明】
１０    光ファイバー式映像反転器
１０Ａ    本体
１１    光ファイバー
１２    入力端
１３    出力端
１４    入力端面
１５    出力端面
１７    第１歯車
１８    第３歯車
３０    多回線光スリップリング
３１    入力側光受発信板
３２    第２歯車
３３    出力側光受発信板
３５    支持具
３７    第４歯車
４０    中空形多回線光スリップリング
５０    映像回転装置
６０    リング形映像反転器
６１    リング形映像反転板
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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