(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部に対して回転部を回転軸を中心に回転自在に保持すると共に、前記固定部と前記回転部との間に、光透過性を有する円筒状部材を、その中心軸が前記回転軸と同軸上となる位置に配置し、前記固定部と前記回転部との間で前記円筒状部材を通して双方向の光信号伝送を行うロータリジョイントであって、
前記円筒状部材は、
各端部が、前記回転軸に対する傾斜角度が４５度となるように、他端部から離れるに従って縮径する周面、又は他端部に近づくに従って縮径する周面を有するように成形され、
前記回転部は、
前記円筒状部材の前記固定部側の端部から入射された第１の光信号が該回転部側の端部の前記周面での光反射により前記回転軸と垂直となるように導出された光路上に回転部側受光素子を設けると共に、前記周面で前記軸方向へ光反射するように前記周面に対して第２の光信号を入射する回転部側発光素子を設け、
前記固定部は、
前記円筒状部材の該固定部側の端部の前記周面で前記軸方向へ光反射するように前記第１の光信号を入射する固定部側発光素子を設けると共に、前記入射された第２の光信号が前記周面での光反射により前記回転軸と垂直となるように導出された光路上に固定部側受光素子を設けて、
構成したことを特徴とするロータリジョイント。
【請求項２】
前記回転部は、
前記第１の信号光を透過させる波長選択フィルタを前記回転部側受光素子の受光面側の光路上に設けた、
ことを特徴とする請求項１記載のロータリジョイント。
【請求項３】
前記固定部は、
前記第２の信号光を透過させる波長選択フィルタを前記固定部側受光素子の受光面側の光路上に設けた、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のロータリジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定部とこれに回転自在に組み合わされた回転部とにわたる双方向の信号伝送を、光伝送により行うロータリジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
屋内の天井等に固定設置される監視カメラ装置として、カメラのパン角度やチルト角度を制御して撮像方向を変えながら監視を行うものが多数普及している。このような角度制御が可能な監視カメラ装置においては、天井等に固定設置される固定部とパン方向に回動可能な可動部とが電動雲台を介して接続された構成を有しているものが多い。すなわち、監視カメラ装置は、チルト方向に回転駆動するチルト駆動機構を備えたカメラが搭載された可動部が、パン方向に回動可能な電動雲台の一方（可動部分）に取り付けられると共に電動雲台の他方（固定部分）が固定部の一方に取り付けられ、そして固定部の他方が天井等に固定設置された構成を有したものが多い。このような構成の監視カメラ装置においては、可動部に搭載されたカメラから出力された映像信号が電動雲台を介して固定部に伝送され、この固定部で画像処理や出力インターフェース変換がされたのち、外部のモニタや映像信号記録装置に出力されるようになっている。
【０００３】
このような監視カメラ装置で用いられる電子雲台には幾つかの方式が知られているが、特に可動部をパン方向に連続して旋回させることが可能な電子雲台としては、スリップリングとブラシとの摺動接点によって旋回部と固定部とにわたる信号接続路を構築するものが知られている。しかし、この摺動接点方式は、旋回するスリップリングと固定されたブラシとの接点部分に油膜や塵埃が付着して電気的接触が不安定になったり、機械的接触に伴うノイズが発生したり、長期間の連続摺動により電気的接触性能が劣化する等の問題があった。特に映像信号においては回転に伴うノイズ発生、パン、チルトコントロール等の制御信号においては、誤動作の発生が問題となっている。さらにこのような機械接触による方法では伝送可能な周波数帯域が限られているので、高精細映像信号や高速データの伝送は困難であった。そのため、長期の使用に渡って伝送性能が劣化せず、高品位、高速な伝送が可能な接続手段が切望されていた。
【０００４】
そこで、発光素子と受光素子の組合せを２組使用し、固定側の受光素子と回転側の受光素子を、回転軸のほぼ中心部に互いに対向して配置し、各々の受光素子の外側に、受光素子と重ならないように発光素子を配置し、その発光素子からそれぞれの相手側受光素子の中心部に向かって斜め方向から発光素子の光ビームを投射するように光軸を配置することで、非接触で電気信号を送受信する回転光結合装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−４４９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の回転光結合装置では、発光素子と受光素子間の伝送は自由空間を媒体として行われるため、送信光は受光素子に到達するまでに拡散され、受光素子に入射する受光レベルは低下する。一方、受光レベルの低下を避けるためには、発光素子から送信する光をビーム状にすることが効果的であるが、受光素子に向けて正確に光軸を合わせる必要がありコストアップにつながるため極端に送信光の指向性を絞ることは出来ない。従って、特許文献１の回転光結合装置では、伝送品質を行うために十分なＳ／Ｎを確保する必要のある高精細な映像や高速なデータを扱うことが困難であった。
【０００６】
また、特許文献１に記載の回転光結合装置では、スリップリングからの配線を導く中央部分の中空筒に、発光素子への送信信号、受光素子からの受信信号、及び基板への供給電源を伝送するための配線を収める必要がある。そのため、扱う信号が高精細映像や高速データである場合は、配線に同軸ケーブルを用いたり、さらには差動伝送が必要となれば２本の同軸ケーブルを１系統の信号伝送に用いたりすることになるため、中空筒の内径を拡大する必要があり、その結果、装置の大型化、コストアップにつながるという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、固定部とこれに回転自在に組み合わされた回転部とにわたる双方向の光伝送により、小型化が可能であり、かつ高精細な映像や高速なデータであっても安定して送受信することが可能なロータリジョイント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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係るロータリジョイントの第１の特徴は、固定部に対して回転部を回転軸を中心に回転自在に保持すると共に、固定部と回転部との間に、光透過性を有する円筒状部材を、その中心軸が回転軸と同軸上となる位置に配置し、固定部と回転部との間で円筒状部材を通して双方向の光信号伝送を行うロータリジョイントであって、円筒状部材は、各端部が、前記回転軸に対する傾斜角度が４５度となるように、他端部から離れるに従って縮径する周面、又は他端部に近づくに従って縮径する周面を有するように成形され、回転部は、円筒状部材の固定部側の端部から入射された第１の光信号が該回転部側の端部の周面での光反射により回転軸と垂直となるように導出された光路上に回転部側受光素子を設けると共に、周面で軸方向へ光反射するように周面に対して第２の光信号を入射する回転部側発光素子を設け、固定部は、円筒状部材の該固定部側の端部の周面で軸方向へ光反射するように第１の光信号を入射する固定部側発光素子を設けると共に、前記入射された第２の光信号が前記周面での光反射により回転軸と垂直となるように導出された光路上に固定部側受光素子を設けて、構成したことにある。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係るロータリジョイントの第２の特徴は、回転部が、第１の信号光を透過させる波長選択フィルタを回転部側受光素子の受光面側の光路上に設けたことにある。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明に係るロータリジョイントの第３の特徴は、固定部が、第２の信号光を透過させる波長選択フィルタを固定部側受光素子の受光面側の光路上に設けた、ことにある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のロータリジョイントによれば、固定部とこれに回転自在に組み合わされた回転部とにわたる双方向の光伝送を小型且つローコストに実現でき、しかも高精細な映像や高速なデータであっても安定して送受信することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、実施例を示し図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の実施例１では、両端部が凸形状に成形された光透過性を有する円筒状部材を光伝送媒体として用い、固定部とこれに回転自在に組み合わされた回転部とにわたる双方向の光伝送を行うロータリジョイントを例に挙げて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施例１のロータリジョイントの構成を示した構成図である。
【００２０】
図１（ａ）に、本発明の実施例１のロータリジョイント１の立体構造図、図１（ｂ）に、本発明の実施例１のロータリジョイント１の断面図を示す。
【００２１】
図１（ｂ）に示すように、ロータリジョイント１は、回転部２と固定部３とを備え、固定部３に対して回転部２が軸Ｐを中心に回転可能に保持されている。
【００２２】
回転部２は、回転部基板２１を有し、この回転部基板２１には、例えばアクリル樹脂などの光透過性を有する素材で成形された第１の円筒状部材１０１が固定されている。第１の円筒状部材１０１は、各端部が、他端部から離れるに従って縮径する凸形状の周面１０１ａ，１０１ｂを有するように成形されている。ここで、周面１０１ａ，１０１ｂの軸Ｐに対する傾斜角度は、例えば、４５度にするのが好ましい。
【００２３】
そして、第１の円筒状部材１０１の端部側には、発光素子１３と受光素子１２とが回転部基板２１上に配置されている。
【００２４】
一方、固定部３は、第１の円筒状部材１０１の周面１０１ａに近接して、発光素子１３と対になるように受光素子１４が固定部基板２３上に配置され、そして、第１の円筒状部材１０１の周面１０１ａに近接して、受光素子１２と対になるように発光素子１１が固定部基板２３上に配置されている。
【００２５】
ここで、発光素子１３及び受光素子１２は、第１の円筒状部材１０１の固定部３側の端部との間の光伝送が凸状の周面１０１ｂでの光反射により光路が設けられる位置に回転部基板２１に固定される。即ち、第１の円筒状部材１０１の周面１０１ｂの傾斜角度が４５度となるように成形されている場合、発光素子１３及び受光素子１２は、出射する信号光の光軸、及び入射される信号光の光軸が軸Ｐと垂直となるように回転部基板２１に固定される。
【００２６】
同様に、発光素子１１及び受光素子１４は、第１の円筒状部材１０１の回転部２側の端部との間の光伝送が凸状の周面１０１ａでの光反射により光路が設けられる位置に固定部基板２３に固定される。即ち、第１の円筒状部材１０１の周面１０１ａの傾斜角度が４５度となるように成形されている場合、発光素子１１及び受光素子１４は、出射する信号光の光軸、及び入射される信号光の光軸が軸Ｐと垂直となるように回転部基板２１に固定される。
【００２７】
固定部基板２３に固定された発光素子１１より発光された送信光は、第１の円筒状部材１０１の周面１０１ａから入射する。そして、入射した信号光は、反対側の周面１０１ａが４５度であり全反射条件が整うので、この周面１０１ａにより全反射される。そして、全反射された信号光は、第１の円筒状部材１０１内を外周方向に広がりながら回転部２側の端部に向かって進行し、周面１０１ｂによってさらに全反射された信号光が受光素子１２へ入射する。
【００２８】
また、回転部基板２１に固定された発光素子１３より発光された信号光は、第１の円筒状部材１０１の周面１０１ｂから入射する。そして、入射した信号光は、反対側の周面１０１ｂが４５度であり全反射条件が整うので、この傾斜面１０１ｂにより全反射される。そして、全反射された信号光は、第１の円筒状部材１０１内を外周方向に広がりながら固定部３側の端部に向かって進行し、周面１０１ａによってさらに全反射された信号光が受光素子１４へ入射する。
【００２９】
これにより、信号光は第１の円筒状部材１０１内を外周方向に広がりながら他端へ向かって進行するので、軸Ｐを中心とした回転部２の回転に伴って、第１の円筒状部材１０１が回転しても、受光素子１２，１４の受光レベルは殆ど変動なく、受光素子１２，１４は安定して信号光を受光することができる。
【００３０】
以上のように、本発明の実施例１のロータリジョイント１によれば、固定部３とこれに回転自在に組み合わされた回転部２とにわたる双方向の光伝送を小型且つローコストに実現でき、しかも高精細な映像や高速なデータであっても安定して送受信することができる。
【００３１】
なお、本実施例では、ロータリジョイント１は、第１の円筒状部材１０１が回転部２に固定される例として説明したが、これ以外にも、第１の円筒状部材１０１が固定部３に固定されるように構成してもよい。
【実施例２】
【００３２】
本発明の実施例２では、各端部が凹形状に成形された光透過性を有する円筒状部材を光伝送媒体として用い、固定部とこれに回転自在に組み合わされた回転部とにわたる双方向の光伝送を行うロータリジョイントを例に挙げて説明する。
【００３３】
図２は、本発明の実施例２のロータリジョイントの構成を示した構成図である。
【００３４】
図２（ａ）に、本発明の実施例２のロータリジョイント１Ａの立体構造図、図２（ｂ）に、本発明の実施例２のロータリジョイント１Ａの断面図を示す。
【００３５】
図２（ｂ）に示すように、ロータリジョイント１Ａは、回転部２と固定部３とを備え、固定部３に対して回転部２が軸Ｐを中心に回転可能に保持されている。
【００３６】
回転部２は、回転部基板２１を有し、この回転部基板２１には、例えばアクリル樹脂などの光透過性を有する素材で成形された第２の円筒状部材１０２が固定されている。第２の円筒状部材１０２は、各端部が、他端部から離れるに従って縮径する凹形状の周面１０２ａ，１０２ｂを有するように成形されている。ここで、周面１０２ａ，１０２ｂの軸Ｐに対する傾斜角度は、例えば、４５度にするのが好ましい。
【００３７】
そして、この第２の円筒状部材１０２の端部側には、発光素子１３と受光素子１２とが回転部基板２１上に配置されている。
【００３８】
一方、固定部３は、第２の円筒状部材１０２の端面に近接して発光素子１３と対になるように受光素子１４が固定部基板２３上に配置され、第２の円筒状部材１０２の端面に近接して受光素子１２と対になるように発光素子１１が固定部基板２３上に配置されている。
【００３９】
ここで、発光素子１３及び受光素子１２は、第２の円筒状部材１０２の固定部３側の端部との間の光伝送が凹状の周面１０２ｂでの光反射により光路が設けられる位置に回転部基板２１に固定される。即ち、第２の円筒状部材１０２の周面１０２ｂの傾斜角度が４５度となるように成形されている場合、発光素子１３及び受光素子１２は、出射する信号光の光軸、及び入射される信号光の光軸が軸Ｐと垂直となるように回転部基板２１に固定される。
【００４０】
同様に、発光素子１１及び受光素子１４は、第２の円筒状部材１０２の回転部２側の端部との間の光伝送が凹状の周面１０２ａでの光反射により光路が設けられる位置に固定部基板２３に固定される。即ち、第２の円筒状部材１０２の周面１０２ａの傾斜角度が４５度となるように成形されている場合、発光素子１１及び受光素子１４は、出射する信号光の光軸、及び入射される信号光の光軸が軸Ｐと垂直となるように回転部基板２１に固定される。
【００４１】
固定部基板２３に固定された発光素子１１より発光された送信光は、第２の円筒状部材１０２の外周部側から入射する。そして、入射した信号光は、周面１０２ａが４５度であり全反射条件が整うので、この周面１０２ａにより全反射される。そして、全反射された信号光は、第２の円筒状部材１０２内を外周方向に広がりながら回転部２側の端部に向かって進行し、周面１０２ｂによってさらに全反射された信号光が受光素子１２へ入射する。
【００４２】
また、回転部基板２１に固定された発光素子１３より発光された送信光は、第２の円筒状部材１０２の外周部側から入射する。そして、入射した信号光は、周面１０２ｂが４５度であり全反射条件が整うので、この周面１０２ｂにより全反射される。そして、全反射された信号光は、第２の円筒状部材１０２内を外周方向に広がりながら固定部３側の端部に向かって進行し、周面１０２ａによってさらに全反射された信号光が受光素子１４へ入射する。
【００４３】
これにより、信号光は第２の円筒状部材１０２内を外周方向に広がりながら他端へ向かって進行するので、軸Ｐを中心とした回転部２の回転に伴って、第２の円筒状部材１０２が回転しても、受光素子１２，１４の受光レベルは殆ど変動なく、受光素子１２，１４は安定して信号光を受光することができる。
【００４４】
以上のように、本発明の実施例２のロータリジョイント１Ａによれば、固定部３とこれに回転自在に組み合わされた回転部２とにわたる双方向の光伝送を小型且つローコストに実現でき、しかも高精細な映像や高速なデータであっても安定して送受信することができる。
【００４５】
なお、本実施例では、ロータリジョイント１Ａは、第２の円筒状部材１０２が回転部２に固定される例として説明したが、これ以外にも、第２の円筒状部材１０２が固定部３に固定されるように構成してもよい。
【実施例３】
【００４６】
本発明の実施例３では、回転部側の端部が２つの傾斜面により山状となるように成形され、固定部側の端部が凸形状に成形された光透過性を有する円筒状部材を光伝送媒体として用い、固定部とこれに回転自在に組み合わされた回転部とにわたる双方向の光伝送を行うロータリジョイントを例に挙げて説明する。
【００４７】
図３は、本発明の実施例３のロータリジョイントの構成を示した構成図である。
【００４８】
図３（ａ）に、本発明の実施例３のロータリジョイント１Ｂの立体構造図、図３（ｂ）に、本発明の実施例３のロータリジョイント１Ｂの断面図を示す。
【００４９】
図３（ｂ）に示すように、ロータリジョイント１Ｂは、回転部２と固定部３とを備え、固定部３に対して回転部２が軸Ｐを中心に回転可能に保持されている。
【００５０】
回転部２は、回転部基板２１を有し、この回転部基板２１には、例えばアクリル樹脂などの光透過性を有する素材で成形された第３の円筒状部材１０３が固定されている。第３の円筒状部材１０３は、回転部２側の端部が、この部材の中心軸に直交する直線を含み、この中心軸に対して平行でない傾斜面１０３ｂ，１０３ｃを有して山状となるように形成されている。
【００５１】
ここで、傾斜面１０３ｂ，１０３ｃの面積比は、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量と、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量との比に応じて適切なデータ伝送が可能となるように成形される。
【００５２】
例えば、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量が、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量より大きい場合、傾斜面１０３ｃの面積が傾斜面１０３ｂの面積より大きくなるように成形し、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量と、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量とが略等しい場合、傾斜面１０３ｂの面積と傾斜面１０３ｃの面積とが等しくなるように成形する。ここで、傾斜面１０３ｂ，１０３ｃの中心軸に対する傾斜角度は、例えば、それぞれ４５度にするのが好ましい。
【００５３】
また、第３の円筒状部材１０３は、固定部３側の端部が、回転部２側の端部から離れるに従って縮径する凸形状の周面１０３ａを有するように成形されている。ここで、周面１０３ａの中心軸に対する傾斜角度は、例えば、４５度にするのが好ましい。
【００５４】
そして、この第３の円筒状部材１０３の回転部２側の端部には、発光素子１３と受光素子１２とが回転部基板２１上に配置されている。
【００５５】
一方、固定部３は、第３の円筒状部材１０３の端面に近接して発光素子１３と対になるように受光素子１４が固定部基板２３上に配置され、第３の円筒状部材１０３の端面に近接して受光素子１２と対になるように発光素子１１が固定部基板２３上に配置されている。
【００５６】
ここで、発光素子１３は、第３の円筒状部材１０３の固定部３側の端部との間の光伝送が傾斜面１０３ｃでの光反射により光路が設けられる位置に回転部基板２１に固定される。即ち、第３の円筒状部材１０３の傾斜面１０３ｃの傾斜角度が４５度となるように成形されている場合、発光素子１３は、出射する信号光の光軸が軸Ｐと垂直となるように回転部基板２１に固定される。
【００５７】
同様に、受光素子１２は、第３の円筒状部材１０３の固定部３側の端部との間の光伝送が傾斜面１０３ｂでの光反射により光路が設けられる位置に回転部基板２１に固定される。即ち、第３の円筒状部材１０３の傾斜面１０３ｂの傾斜角度が、４５度となるように成形されている場合、受光素子１２は、入射される信号光の光軸が軸Ｐと垂直となるように回転部基板２１に固定される。
【００５８】
また、発光素子１１及び受光素子１４は、第３の円筒状部材１０３の回転部２側の端部との間の光伝送が凸形状の周面１０３ａでの光反射により光路が設けられる位置に固定部基板２３に固定される。即ち、第３の円筒状部材１０３の周面１０３ａの傾斜角度が４５度となるように成形されている場合、発光素子１１及び受光素子１４は、出射する信号光の光軸、及び入射される信号光の光軸が軸Ｐと垂直となるように固定部基板２３に固定される。
【００５９】
固定部基板２３に固定された発光素子１１より発光された送信光は、第３の円筒状部材１０３の周面１０３ａから入射する。そして、入射した信号光は、反対側の周面１０３ａが４５度であり全反射条件が整うので、この周面１０３ａにより全反射される。そして、全反射された信号光は、第３の円筒状部材１０３内を外周方向に広がりながら回転部２側の端部に向かって進行し、傾斜面１０３ｂによってさらに全反射された信号光が受光素子１２へ入射する。
【００６０】
また、回転部基板２１に固定された発光素子１３より発光された送信光は、第３の円筒状部材１０３の傾斜面１０３ｂから入射する。そして、入射した信号光は、反対側の傾斜面１０３ｃが４５度であり全反射条件が整うので、この傾斜面１０３ｃにより全反射される。そして、全反射された信号光は、第３の円筒状部材１０３内を外周方向に広がりながら固定部３側の端部に向かって進行し、周面１０３ａによってさらに全反射された信号光が受光素子１４へ入射する。
【００６１】
これにより、信号光は第３の円筒状部材１０３内を外周方向に広がりながら他端へ向かって進行するので、軸Ｐを中心とした回転部２の回転に伴って、第３の円筒状部材１０３が回転しても、受光素子１２，１４の受光レベルは殆ど変動なく、受光素子１２，１４は安定して信号光を受光することができる。
【００６２】
以上のように、本発明の実施例３のロータリジョイント１Ｂによれば、固定部３とこれに回転自在に組み合わされた回転部２とにわたる双方向の光伝送を小型且つローコストに実現でき、しかも高精細な映像や高速なデータであっても安定して送受信することができる。
【００６３】
さらに、本発明の実施例３のロータリジョイント１Ｂによれば、発光素子１１から出射される信号光によるデータ伝送量と、発光素子１３から出射される信号光によるデータ伝送量とが異なる場合に、このデータ伝送量に応じた傾斜面１０３ｂと傾斜面１０３ｃの面積比とすることができるので、より効率的に高精細な映像や高速なデータを送受信することができる。
【００６４】
なお、本実施例では、ロータリジョイント１Ｂは、第３の円筒状部材１０３が回転部２に固定される例として説明したが、これ以外にも、第３の円筒状部材１０３の両端部を逆にして、第３の円筒状部材１０３が固定部３に固定されるように構成してもよい。
【実施例４】
【００６５】
本発明の実施例４では、回転部側の端部が２つの傾斜面により谷状となるように成形され、固定部側の端部が凹状に成形された光透過性を有する円筒状部材を光伝送媒体として用い、固定部とこれに回転自在に組み合わされた回転部とにわたる双方向の光伝送を行うロータリジョイントを例に挙げて説明する。
【００６６】
図４は、本発明の実施例４のロータリジョイントの構成を示した構成図である。
【００６７】
図４（ａ）に、本発明の実施例４のロータリジョイント１Ｃの立体構造図、図４（ｂ）に、本発明の実施例４のロータリジョイント１Ｃの断面図を示す。
【００６８】
図４（ｂ）に示すように、ロータリジョイント１Ｃは、回転部２と固定部３とを備え、固定部３に対して回転部２が軸Ｐを中心に回転可能に保持されている。
【００６９】
回転部２は、回転部基板２１を有し、この回転部基板２１には、例えばアクリル樹脂などの光透過性を有する素材で成形された第４の円筒状部材１０４が固定されている。第４の円筒状部材１０４は、回転部２側の端部が、この部材の中心軸に直交する直線を含み、この中心軸に対して平行でない傾斜面１０４ｂ，１０４ｃを有して谷状となるように形成されている。
【００７０】
ここで、傾斜面１０４ｂ，１０４ｃの面積比は、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量と、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量との比に応じて適切なデータ伝送が可能となるように成形される。
【００７１】
例えば、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量が、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量より大きい場合、傾斜面１０４ｂの面積が傾斜面１０４ｃの面積より大きくなるように成形し、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量と、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量とが略等しい場合、傾斜面１０４ｂの面積と傾斜面１０４ｃの面積とが等しくなるように成形する。ここで、傾斜面１０４ｂ，１０４ｃの中心軸に対する傾斜角度は、それぞれ４５度にするのが好ましい。
【００７２】
また、第４の円筒状部材１０４は、固定部３側の端部が、回転部２側の端部に近づくに従って縮径する凹形状の周面１０４ａを有するように成形されている。ここで、周面１０４ａの中心軸に対する傾斜角度は、例えば、４５度にするのが好ましい。
【００７３】
そして、この第４の円筒状部材１０４の回転部２側の端面には、発光素子１３と受光素子１２とが回転部基板２１上に配置されている。
【００７４】
一方、固定部３は、第４の円筒状部材１０４の端面に近接して発光素子１３と対になるように受光素子１４が固定部基板２３上に配置され、第４の円筒状部材１０４の端面に近接して受光素子１２と対になるように発光素子１１が固定部基板２３上に配置されている。
【００７５】
ここで、発光素子１３は、第４の円筒状部材１０４の固定部３側の端部との間の光伝送が傾斜面１０４ｃでの光反射により光路が設けられる位置に回転部基板２１に固定される。即ち、第４の円筒状部材１０４の傾斜面１０４ｃの傾斜角度が、４５度となるように成形されている場合、発光素子１３は、出射する信号光の光軸が軸Ｐと垂直となるように回転部基板２１に固定される。
【００７６】
同様に、受光素子１２は、第４の円筒状部材１０４の固定部３側の端部との間の光伝送が傾斜面１０４ｂでの光反射により光路が設けられる位置に回転部基板２１に固定される。即ち、第４の円筒状部材１０４の傾斜面１０４ｂの傾斜角度が、４５度となるように成形されている場合、受光素子１２は、入射される信号光の光軸が軸Ｐと垂直となるように回転部基板２１に固定される。
【００７７】
また、発光素子１１及び受光素子１４は、第４の円筒状部材１０４の回転部２側の端部との間の光伝送が凹状の周面１０４ａでの光反射により光路が設けられる位置に固定部基板２３に固定される。即ち、第４の円筒状部材１０４の周面１０４ａの傾斜角度が４５度となるように成形されている場合、発光素子１１及び受光素子１４は、出射する信号光の光軸、及び入射される信号光の光軸が軸Ｐと垂直となるように固定部基板２３に固定される。
【００７８】
固定部基板２３に固定された発光素子１１より発光された送信光は、第４の円筒状部材１０４の外周部から入射する。そして、入射した信号光は、周面１０４ａが４５度であり全反射条件が整うので、この周面１０４ａにより全反射される。そして、全反射された信号光は、第４の円筒状部材１０４内を外周方向に広がりながら回転部２側の端部に向かって進行し、傾斜面１０４ｃによってさらに全反射された信号光が受光素子１２へ入射する。
【００７９】
また、回転部基板２１に固定された発光素子１３より発光された送信光は、第４の円筒状部材１０４の外周部から入射する。そして、入射した信号光は、傾斜面１０４ｂが４５度であり全反射条件が整うので、この傾斜面１０４ｂにより全反射される。そして、全反射された信号光は、第４の円筒状部材１０４内を外周方向に広がりながら固定部３側の端部に向かって進行し、周面１０４ａによってさらに全反射された信号光が受光素子１４へ入射する。
【００８０】
これにより、信号光は第４の円筒状部材１０４内を外周方向に広がりながら他端へ向かって進行するので、軸Ｐを中心とした回転部２の回転に伴って、第４の円筒状部材１０４が回転しても、受光素子１２，１４の受光レベルは殆ど変動なく、受光素子１２，１４は安定して信号光を受光することができる。
【００８１】
以上のように、本発明の実施例４のロータリジョイント１Ｃによれば、固定部３とこれに回転自在に組み合わされた回転部２とにわたる双方向の光伝送を小型且つローコストに実現でき、しかも高精細な映像や高速なデータであっても安定して送受信することができる。
【００８２】
さらに、本発明の実施例４のロータリジョイント１Ｃによれば、発光素子１１から出射される信号光によるデータ伝送量と、発光素子１３から出射される信号光によるデータ伝送量とが異なる場合に、このデータ伝送量に応じた傾斜面１０４ｂと傾斜面１０４ｃの面積比とすることができるので、より効率的に高精細な映像や高速なデータを送受信することができる。
【００８３】
なお、本実施例では、ロータリジョイント１Ｃは、第４の円筒状部材１０４が回転部２に固定される例として説明したが、これ以外にも、第４の円筒状部材１０４の両端部を逆にして、第４の円筒状部材１０４が固定部３に固定されるように構成してもよい。
【実施例５】
【００８４】
本発明の実施例５では、回転部側の端部が、回転軸に直交する断面と、この断面に対して傾斜した傾斜面とを有するように成形されると共に、固定部側の端部が凸状に成形された光透過性を有する円筒状部材を光伝送媒体として用い、固定部とこれに回転自在に組み合わされた回転部とにわたる双方向の光伝送を行うロータリジョイントを例に挙げて説明する。
【００８５】
図５は、本発明の実施例５のロータリジョイントの構成を示した構成図である。
【００８６】
図５（ａ）に、本発明の実施例５のロータリジョイント１Ｄの立体構造図、図５（ｂ）に、本発明の実施例５のロータリジョイント１Ｄの断面図を示す。
【００８７】
図５（ｂ）に示すように、ロータリジョイント１Ｄは、回転部２と固定部３とを備え、固定部３に対して回転部２が軸Ｐを中心に回転可能に保持されている。
【００８８】
回転部２は、回転部基板２１を有し、この回転部基板２１には、例えばアクリル樹脂などの光透過性を有する素材で成形された第５の円筒状部材１０５が固定されている。第５の円筒状部材１０５は、回転部２側の端部が、この部材の中心軸に直交する直線を含み、この中心軸に対して直交する平面１０５ｂと、平面１０５ｂに対して傾斜する傾斜面１０５ｃとを有するように形成されている。
【００８９】
ここで、平面１０５ｂと傾斜面１０５ｃとの面積比は、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量と、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量との比に応じて適切なデータ伝送が可能となるように成形される。
【００９０】
例えば、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量が、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量より大きい場合、傾斜面１０５ｃの面積が平面１０５ｂの面積より大きくなるように成形し、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量と、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量とが略等しい場合、傾斜面１０５ｃの面積と平面１０５ｂの面積とが等しくなるように成形する。ここで、傾斜面１０５ｃの中心軸に対する傾斜角度は、例えば、４５度にするのが好ましい。
【００９１】
また、第５の円筒状部材１０５は、固定部３側の端部が、回転部２側の端部から離れるに従って縮径する凸形状の周面１０５ａを有するように成形されている。ここで、周面１０５ａの中心軸に対する傾斜角度は、例えば、４５度にするのが好ましい。
【００９２】
そして、この第５の円筒状部材１０５の回転部２側の端部には、発光素子１３と受光素子１２とが回転部基板２１上に配置されている。
【００９３】
一方、固定部３は、第５の円筒状部材１０５の端面に近接して発光素子１３と対になるように受光素子１４が固定部基板２３上に配置され、第５の円筒状部材１０５の端面に近接して受光素子１２と対になるように発光素子１１が固定部基板２３上に配置されている。
【００９４】
ここで、発光素子１３は、第５の円筒状部材１０５の固定部３側の端部との間の光伝送が傾斜面１０５ｃでの光反射により光路が設けられる位置に回転部基板２１に固定される。即ち、第５の円筒状部材１０５の傾斜面１０５ｃの傾斜角度が４５度となるように成形されている場合、発光素子１３は、出射する信号光の光軸が軸Ｐと垂直となるように回転部基板２１に固定される。
【００９５】
また、受光素子１２は、第５の円筒状部材１０５の固定部３側の端部との間の光伝送が平面１０５ｂでの透過により光路が設けられる位置に回転部基板２１に固定される。即ち、受光素子１２は、入射される信号光の光軸が軸Ｐと平行となるように回転部基板２１に固定される。
【００９６】
また、発光素子１１及び受光素子１４は、第５の円筒状部材１０５の回転部２側の端部との間の光伝送が凸状の周面１０５ａでの光反射により光路が設けられる位置に固定部基板２３に固定される。即ち、第５の円筒状部材１０５の周面１０５ａの傾斜角度が４５度となるように成形されている場合、発光素子１１及び受光素子１４は、出射する信号光の光軸、及び入射される信号光の光軸が軸Ｐと垂直となるように固定部基板２３に固定される。
【００９７】
固定部基板２３に固定された発光素子１１より発光された送信光は、第５の円筒状部材１０５の周面１０５ａから入射する。そして、入射した信号光は、反対側の周面１０５ａが４５度であり全反射条件が整うので、この周面１０５ａにより全反射される。そして、全反射された信号光は、第５の円筒状部材１０５内を外周方向に広がりながら回転部２側の端部に向かって進行し、さらに平面１０５ｂを透過した信号光が受光素子１２へ入射する。
【００９８】
また、回転部基板２１に固定された発光素子１３より発光された送信光は、第５の円筒状部材１０５の外周部から入射する。そして、入射した信号光は、傾斜面１０５ｃが４５度であり全反射条件が整うので、この傾斜面１０５ｃにより全反射される。そして、全反射された信号光は、第５の円筒状部材１０５内を外周方向に広がりながら固定部３側の端部に向かって進行し、周面１０５ａによってさらに全反射された信号光が受光素子１４へ入射する。
【００９９】
これにより、信号光は第５の円筒状部材１０５内を外周方向に広がりながら他端へ向かって進行するので、軸Ｐを中心とした回転部２の回転に伴って、第５の円筒状部材１０５が回転しても、受光素子１２，１４の受光レベルは殆ど変動なく、受光素子１２，１４は安定して信号光を受光することができる。
【０１００】
以上のように、本発明の実施例５のロータリジョイント１Ｄによれば、固定部３とこれに回転自在に組み合わされた回転部２とにわたる双方向の光伝送を小型且つローコストに実現でき、しかも高精細な映像や高速なデータであっても安定して送受信することができる。
【０１０１】
さらに、本発明の実施例５のロータリジョイント１Ｄによれば、発光素子１１から出射される信号光によるデータ伝送量と、発光素子１３から出射される信号光によるデータ伝送量とが異なる場合に、このデータ伝送量に応じた平面１０５ｂと傾斜面１０５ｃの面積比とすることができるので、より効率的に高精細な映像や高速なデータを送受信することができる。
【０１０２】
なお、本実施例では、ロータリジョイント１Ｄは、第５の円筒状部材１０５が回転部２に固定される例として説明したが、これ以外にも、第５の円筒状部材１０５の両端部を逆にして、第５の円筒状部材１０５が固定部３に固定されるように構成してもよい。
【実施例６】
【０１０３】
本発明の実施例６では、回転部側の端部が、回転軸に直交する断面と、この断面に対して傾斜した傾斜面とを有するように成形されると共に、固定部側の端面が、回転軸に直交し、かつ回転軸を中心とした円形の平面と、外周側からこの円形の平面に向かって傾斜した凸状の周面とを形成するように成形された光透過性を有する円筒状部材を光伝送媒体として用い、固定部とこれに回転自在に組み合わされた回転部とにわたる双方向の光伝送を行うロータリジョイントを例に挙げて説明する。
【０１０４】
図６は、本発明の実施例６のロータリジョイントの構成を示した構成図である。
【０１０５】
図６（ａ）に、本発明の実施例６のロータリジョイント１Ｅの立体構造図、図６（ｂ）に、本発明の実施例６のロータリジョイント１Ｅの断面図を示す。
【０１０６】
図６（ｂ）に示すように、ロータリジョイント１Ｅは、回転部２と固定部３とを備え、固定部３に対して回転部２が軸Ｐを中心に回転可能に保持されている。
【０１０７】
回転部２は、回転部基板２１を有し、この回転部基板２１には、例えばアクリル樹脂などの光透過性を有する素材で成形された第６の円筒状部材１０６が固定されている。第６の円筒状部材１０６は、回転部２側の端部が、この部材の中心軸に直交する直線を含み、この中心軸に対して直交する平面１０６ｃと、平面１０６ｃに対して傾斜する傾斜面１０６ｄとを有するように形成されている。
【０１０８】
ここで、平面１０６ｃと傾斜面１０６ｄとの面積比は、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量と、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量との比に応じて適切なデータ伝送が可能となるように成形される。例えば、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量が、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量より大きい場合、傾斜面１０６ｄの面積が平面１０６ｃの面積より大きくなるように成形し、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量と、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量とが略等しい場合、傾斜面１０６ｄの面積と平面１０６ｃの面積とが等しくなるように成形する。ここで、傾斜面１０６ｄの中心軸に対する傾斜角度は、例えば、４５度にするのが好ましい。
【０１０９】
また、第６の円筒状部材１０６は、固定部３側の端部が、回転部２側の端部から離れるに従って縮径する周面１０６ａと、中心軸に直交する断面の一部を含む平面１０６ｂとを有して凸形状に成形されている。ここで、周面１０６ａの中心軸に対する傾斜角度は、例えば、４５度にするのが好ましい。
【０１１０】
そして、平面１０６ｂと周面１０６ａとの面積比は、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量と、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量との比に応じて適切なデータ伝送が可能となるように成形される。
【０１１１】
例えば、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量が、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量より大きい場合、周面１０６ａの面積が平面１０６ｂの面積より大きくなるように成形し、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量と、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量とが略等しい場合、傾斜面１０６ａの面積と円形の平面１０６ｂの面積とが等しくなるように成形する。
【０１１２】
そして、この第６の円筒状部材１０６の回転部２側の端部には、発光素子１３と受光素子１２とが回転部基板２１上に配置されている。
【０１１３】
一方、固定部３は、第６の円筒状部材１０６の端面に近接して発光素子１３と対になるように受光素子１４が固定部基板２３上に配置され、第６の円筒状部材１０６の端面に近接して受光素子１２と対になるように発光素子１１が固定部基板２３上に配置されている。
【０１１４】
ここで、発光素子１３は、第６の円筒状部材１０６の固定部３側の端部との間の光伝送が傾斜面１０６ｄでの光反射により光路が設けられる位置に回転部基板２１に固定される。即ち、第６の円筒状部材１０６の傾斜面１０６ｄの傾斜角度が４５度となるように成形されている場合、発光素子１３は、出射する信号光の光軸が軸Ｐと垂直となるように回転部基板２１に固定される。
【０１１５】
また、受光素子１２は、第６の円筒状部材１０６の固定部３側の端部との間の光伝送が平面１０６ｃでの透過により光路が設けられる位置に回転部基板２１に固定される。即ち、受光素子１２は、入射される信号光の光軸が軸Ｐと平行となるように回転部基板２１に固定される。
【０１１６】
また、発光素子１１は、第６の円筒状部材１０６の回転部２側の端部との間の光伝送が傾斜面１０６ｂでの透過により光路が設けられる位置に固定部基板２３に固定される。即ち、発光素子１１は、出射される信号光の光軸が軸Ｐと一致するように固定部基板２３に固定される。
【０１１７】
さらに、受光素子１４は、第６の円筒状部材１０６の回転部２側の端部との間の光伝送が周面１０６ａでの光反射により光路が設けられる位置に固定部基板２３に固定される。即ち、第６の円筒状部材１０６の周面１０６ａの角度が４５度となるように成形されている場合、受光素子１４は、入射する信号光の光軸が軸Ｐと垂直となるように固定部基板２３に固定される。
【０１１８】
固定部基板２３に固定された発光素子１１より発光された送信光は、第６の円筒状部材１０６の平面１０６ｂから入射する。そして、入射した信号光は、第６の円筒状部材１０６内を外周方向に広がりながら回転部２側の端部に向かって進行する。そして、さらに平面１０６ｃを透過した信号光が受光素子１２へ入射する。
【０１１９】
また、回転部基板２１に固定された発光素子１３より発光された送信光は、第６の円筒状部材１０６の外周部から入射する。そして、入射した信号光は、傾斜面１０６ｄが４５度であり全反射条件が整うので、この傾斜面１０６ｄにより全反射される。そして、全反射された信号光は、第６の円筒状部材１０６内を外周方向に広がりながら固定部３側の端部に向かって進行し、周面１０６ａによってさらに全反射された信号光が受光素子１４へ入射する。
【０１２０】
これにより、信号光は第６の円筒状部材１０６内を外周方向に広がりながら他端へ向かって進行するので、軸Ｐを中心とした回転部２の回転に伴って、第６の円筒状部材１０６が回転しても、受光素子１２，１４の受光レベルは殆ど変動なく、受光素子１２，１４は安定して信号光を受光することができる。
【０１２１】
以上のように、本発明の実施例６のロータリジョイント１Ｅによれば、固定部３とこれに回転自在に組み合わされた回転部２とにわたる双方向の光伝送を小型且つローコストに実現でき、しかも高精細な映像や高速なデータであっても安定して送受信することができる。
【０１２２】
さらに、本発明の実施例６のロータリジョイント１Ｅによれば、発光素子１１から出射される信号光によるデータ伝送量と、発光素子１３から出射される信号光によるデータ伝送量とが異なる場合に、このデータ伝送量の比に応じて、第６の円筒状部材１０６の両端における平面と傾斜面との面積比を適正にすることができるので、より効率的に高精細な映像や高速なデータを送受信することができる。
【０１２３】
なお、本実施例では、ロータリジョイント１Ｅは、第６の円筒状部材１０６が回転部２に固定される例として説明したが、これ以外にも、第６の円筒状部材１０６の両端部を逆にして、第６の円筒状部材１０６が固定部３に固定されるように構成してもよい。
【実施例７】
【０１２４】
本発明の実施例７では、回転部側の端部が、回転軸に直交する断面と、この断面に対して傾斜した傾斜面とを有するように成形されると共に、固定部側の端面が、回転軸に直交し、かつ回転軸を中心とした円形の平面と、外周側からこの円形の平面へ中心に向かって傾斜した凹状の周面とを形成するように成形された光透過性を有する円筒状部材を光伝送媒体として用い、固定部とこれに回転自在に組み合わされた回転部とにわたる双方向の光伝送を行うロータリジョイントを例に挙げて説明する。
【０１２５】
図７は、本発明の実施例７のロータリジョイントの構成を示した構成図である。
【０１２６】
図７（ａ）に、本発明の実施例７のロータリジョイント１Ｆの立体構造図、図７（ｂ）に、本発明の実施例７のロータリジョイント１Ｆの断面図を示す。
【０１２７】
図７（ｂ）に示すように、ロータリジョイント１Ｆは、回転部２と固定部３とを備え、固定部３に対して回転部２が軸Ｐを中心に回転可能に保持されている。
【０１２８】
回転部２は、回転部基板２１を有し、この回転部基板２１には、例えばアクリル樹脂などの光透過性を有する素材で成形された第７の円筒状部材１０７が固定されている。第７の円筒状部材１０７は、回転部２側の端部が、この部材の中心軸に直交する直線を含み、この中心軸に対して直交する平面１０７ｃと、平面１０７ｃに対して傾斜する傾斜面１０７ｄとを有するように形成されている。
【０１２９】
ここで、平面１０７ｃと傾斜面１０７ｄとの面積比は、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量と、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量との比に応じて適切なデータ伝送が可能となるように成形される。例えば、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量が、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量より大きい場合、傾斜面１０７ｄの面積が平面１０７ｃの面積より大きくなるように成形し、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量と、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量とが略等しい場合、傾斜面１０７ｄの面積と平面１０７ｃの面積とが等しくなるように成形する。ここで、傾斜面１０７ｄの中心軸に対する傾斜角度は、例えば、４５度にするのが好ましい。
【０１３０】
また、第７の円筒状部材１０７は、固定部３側の端部が、回転部２側の端部に近づくに従って縮径する周面１０７ａと、中心軸に直交する断面の一部を含む平面１０７ｂとを有して凹形状に成形されている。ここで、周面１０７ａの中心軸に対する傾斜角度は、例えば、４５度にするのが好ましい。
【０１３１】
そして、円形の平面１０７ｂと周面１０７ａとの面積比は、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量と、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量との比に応じて適切なデータ伝送が可能となるように成形される。
【０１３２】
例えば、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量が、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量より大きい場合、周面１０７ａの面積が平面１０７ｂの面積より大きくなるように成形し、発光素子１３から出射された信号光のデータ伝送量と、発光素子１１から出射された信号光のデータ伝送量とが略等しい場合、周面１０７ａの面積と平面１０７ｂの面積とが等しくなるように成形する。
【０１３３】
そして、この第７の円筒状部材１０７の回転部２側の端面には、発光素子１３と受光素子１２とが回転部基板２１上に配置されている。
【０１３４】
一方、固定部３は、第７の円筒状部材１０７の端面に近接して発光素子１３と対になるように受光素子１４が固定部基板２３上に配置され、第７の円筒状部材１０７の端面に近接して受光素子１２と対になるように発光素子１１が固定部基板２３上に配置されている。
【０１３５】
ここで、発光素子１３は、第７の円筒状部材１０７の固定部３側の端部との間の光伝送が傾斜面１０７ｄでの光反射により光路が設けられる位置に回転部基板２１に固定される。即ち、第７の円筒状部材１０７の傾斜面１０７ｄの傾斜角度が４５度となるように成形されている場合、発光素子１３は、出射する信号光の光軸が軸Ｐと垂直となるように回転部基板２１に固定される。
【０１３６】
また、受光素子１２は、第７の円筒状部材１０７の固定部３側の端部との間の光伝送が平面１０７ｃでの透過により光路が設けられる位置に回転部基板２１に固定される。即ち、受光素子１２は、入射される信号光の光軸が軸Ｐと平行となるように回転部基板２１に固定される。
【０１３７】
また、発光素子１１は、第７の円筒状部材１０７の回転部２側の端部との間の光伝送が円形の平面１０７ｂでの透過により光路が設けられる位置に固定部基板２３に固定される。即ち、発光素子１１は、出射する信号光の光軸が軸Ｐと一致するように固定部基板２３に固定される。
【０１３８】
さらに、受光素子１４は、第７の円筒状部材１０７の回転部２側の端部との間の光伝送が周面１０７ａでの光反射により光路が設けられる位置に固定部基板２３に固定される。即ち、第７の円筒状部材１０７の周面１０７ａの角度が４５度となるように成形されている場合、受光素子１４は、入射する信号光の光軸が軸Ｐと垂直となるように固定部基板２３に固定される。
【０１３９】
固定部基板２３に固定された発光素子１１より発光された送信光は、第７の円筒状部材１０７の円形の平面１０７ｂから入射する。そして、入射した信号光は、第７の円筒状部材１０７内を外周方向に広がりながら回転部２側の端部に向かって進行する。そして、さらに第７の円筒状部材１０７の回転部２側の平面１０７ｃを透過した信号光が、受光素子１２へ入射する。
【０１４０】
また、回転部基板２１に固定された発光素子１３より発光された送信光は、第７の円筒状部材１０７の外周部から入射する。そして、入射した信号光は、傾斜面１０７ｄが４５度であり全反射条件が整うので、この傾斜面１０７ｄにより全反射される。そして、全反射された信号光は、第７の円筒状部材１０７内を外周方向に広がりながら固定部３側の端部に向かって進行し、周面１０７ａによってさらに全反射された信号光が受光素子１４へ入射する。
【０１４１】
これにより、信号光は第７の円筒状部材１０７内を外周方向に広がりながら他端へ向かって進行するので、軸Ｐを中心とした回転部２の回転に伴って、第７の円筒状部材１０７が回転しても、受光素子１２，１４の受光レベルは殆ど変動なく、受光素子１２，１４は安定して信号光を受光することができる。
【０１４２】
以上のように、本発明の実施例７のロータリジョイント１Ｆによれば、固定部３とこれに回転自在に組み合わされた回転部２とにわたる双方向の光伝送を小型且つローコストに実現でき、しかも高精細な映像や高速なデータであっても安定して送受信することができる。
【０１４３】
さらに、本発明の実施例７のロータリジョイント１Ｆによれば、発光素子１１から出射される信号光によるデータ伝送量と、発光素子１３から出射される信号光によるデータ伝送量とが異なる場合に、このデータ伝送量の比に応じて、第７の円筒状部材１０７の両端における平面と傾斜面との面積比を適正にすることができるので、より効率的に高精細な映像や高速なデータを送受信することができる。
【０１４４】
なお、本実施例では、ロータリジョイント１Ｆは、第７の円筒状部材１０７が回転部２に固定される例として説明したが、これ以外にも、第７の円筒状部材１０７の両端部を逆にして、第７の円筒状部材１０７が固定部３に固定されるように構成してもよい。
【実施例８】
【０１４５】
本発明の実施例８では、各端部が回転軸に直交する断面を有するように成形された光透過性を有する円筒状部材の光伝送媒体と、光を反射させる凸形状の光反射部材とを用いて、固定部とこれに回転自在に組み合わされた回転部とにわたる双方向の光伝送を行うロータリジョイントを例に挙げて説明する。
【０１４６】
図８は、本発明の実施例８のロータリジョイントの構成を示した構成図である。
【０１４７】
図８（ａ）に、本発明の実施例８のロータリジョイント１Ｇの立体構造図、図８（ｂ）に、本発明の実施例８のロータリジョイント１Ｇの断面図を示す。
【０１４８】
図８（ｂ）に示すように、ロータリジョイント１Ｇは、回転部２と固定部３とを備え、固定部３に対して回転部２が軸Ｐを中心に回転可能に保持されている。
【０１４９】
回転部２は、回転部基板２１を有し、この回転部基板２１には、例えばアクリル樹脂などの光透過性を有する素材で成形された第８の円筒状部材１０８が固定されている。
【０１５０】
第８の円筒状部材１０８の回転部２側の端部は、軸Ｐに直交する断面１０８ｂを有するように成形されている。同様に、第８の円筒状部材１０８の固定部３側の端部も、軸Ｐに直交する断面１０８ａを有するように成形されている。
【０１５１】
また、第８の円筒状部材１０８の回転部２側には、発光素子１３と受光素子１２とが回転部基板２１上に配置されている。
【０１５２】
一方、固定部３は、発光素子１３と対になるように受光素子１４が固定部基板２３上に配置され、そして受光素子１２と対になるように発光素子１１が固定部基板２３上に配置されている。
【０１５３】
また、所定の軸に直交する円形平面が、この平面から離れるに従って縮径する周面３０ａを有し、この周面３０ａに光反射性処理が施こされた第１の光反射部材３０が、発光素子１３と第８の円筒状部材１０８の回転部２側の端部との間の光信号伝送が光反射により光路が設けられるように、また、受光素子１２と第８の円筒状部材１０８の回転部２側の端部との間の光信号伝送が光反射により光路が設けられるように、前記所定の軸と軸Ｐとが同軸上となる位置で回転部２に固定されている。
【０１５４】
ここで、周面３０ａの傾斜は直線となるものであり、第１の光反射部材３０の底面３０ｂに対する周面３０ａの傾斜角度は、例えば４５度にするのが好ましい。
【０１５５】
なお、第１の光反射部材３０は、円錐体や円錐台等、周面３０ａを有しさえすればよい。
【０１５６】
さらに、所定の軸に直交する円形平面が、この平面から離れるに従って縮径する周面３１ａを有し、この周面３１ａに光反射性処理が施こされた第２の光反射部材３１が、発光素子１１と第８の円筒状部材１０８の固定部３側の端部との間の光信号伝送が光反射により光路が設けられるように、また、受光素子１４と第８の円筒状部材１０８の固定部３側の端部との間の光信号伝送が光反射により光路が設けられるように、所定の軸と軸Ｐとが同軸上となる位置で固定部３に固定されている。
【０１５７】
ここで、周面３１ａの傾斜は直線となるものであり、第２の光反射部材３１の底面３１ｂに対する周面３１ａの傾斜角度は、例えば４５度にするのが好ましい。
【０１５８】
なお、第２の光反射部材３１も、円錐体や円錐台等、周面３１ａを有しさえすればよい。
【０１５９】
また、第１の光反射部材３０の周面３０ａ、及び第２の光反射部材３１の周面３１ａは、光反射性を有するものであるが、例えば、光反射性膜により被覆する等のように、その表面が信号光を反射させるように加工されていればよい。
【０１６０】
固定部基板２３に固定された発光素子１１より発光された送信光は、第２の光反射部材３１の周面３１ａにより軸Ｐ方向へ反射され、第８の円筒状部材１０８の断面１０８ａから入射する。そして、入射した信号光は、第８の円筒状部材１０８内を外周方向に広がりながら回転部２側の端部に向かって進行する。そして、さらに第８の円筒状部材１０８の回転部２側の断面１０８ｂを透過した信号光が、第１の光反射部材３０の周面３０ａにより軸Ｐに対して直角方向へ反射され、受光素子１２へ入射する。
【０１６１】
また、回転部基板２１に固定された発光素子１３より発光された送信光は、第１の光反射部材３０の周面３０ａにより軸Ｐ方向へ反射され、第８の円筒状部材１０８の断面１０８ｂに入射する。そして、入射した信号光は、第８の円筒状部材１０８内を外周方向に広がりながら固定部３側の端部に向かって進行する。そして、さらに第８の円筒状部材１０８の固定部３側の断面１０８ａを透過した信号光が、第２の光反射部材３１の周面３１ａにより軸Ｐに対して直角方向へ反射され、受光素子１４へ入射する。
【０１６２】
これにより、信号光は第８の円筒状部材１０８内を外周方向に広がりながら他端へ向かって進行するので、軸Ｐを中心とした回転部２の回転に伴って、第８の円筒状部材１０８が回転しても、受光素子１２，１４の受光レベルは殆ど変動なく、受光素子１２，１４は安定して信号光を受光することができる。
【０１６３】
以上のように、本発明の実施例８のロータリジョイント１Ｇによれば、固定部３とこれに回転自在に組み合わされた回転部２とにわたる双方向の光伝送を小型且つローコストに実現でき、しかも高精細な映像や高速なデータであっても安定して送受信することができる。
【０１６４】
さらに、本発明の実施例８のロータリジョイント１Ｇによれば、第８の円筒状部材１０８の両端部を回転軸に直交する断面を有するように成形しているので、より簡単に製造することができ、これにより製造コストを低減させることができる。
【０１６５】
なお、本実施例では、ロータリジョイント１Ｇは、第８の円筒状部材１０８が回転部２に固定される例として説明したが、これ以外にも、第８の円筒状部材１０８が固定部３に固定されるように構成してもよい。
【実施例９】
【０１６６】
本発明の実施例９では、各端部が回転軸に直交する断面を有するように成形された光透過性を有する円筒状部材の光伝送媒体と、実施例８記載の光反射部材とは別形態である、光を反射させる凸形状の光反射部材とを用いて、固定部とこれに回転自在に組み合わされた回転部とにわたる双方向の光伝送を行うロータリジョイントを例に挙げて説明する。
【０１６７】
図９は、本発明の実施例９のロータリジョイントの構成を示した構成図である。
【０１６８】
図９（ａ）に、本発明の実施例９のロータリジョイント１Ｈの立体構造図、図９（ｂ）に、本発明の実施例９のロータリジョイント１Ｈの断面図を示す。
【０１６９】
図９（ｂ）に示すように、ロータリジョイント１Ｈは、回転部２と固定部３とを備え、固定部３に対して回転部２が軸Ｐを中心に回転可能に保持されている。
【０１７０】
回転部２は、回転部基板２１を有し、この回転部基板２１には、例えばアクリル樹脂などの光透過性を有する素材で成形された第８の円筒状部材１０８が固定されている。
【０１７１】
第８の円筒状部材１０８は、実施例８で説明したものと同一であるため、その構成についての説明を省略する。
【０１７２】
第８の円筒状部材１０８の回転部２側には、発光素子１３と受光素子１２とが回転部基板２１上に配置されている。
【０１７３】
一方、固定部３は、発光素子１３と対になるように受光素子１４が固定部基板２３上に配置され、そして、受光素子１２と対になるように発光素子１１が固定部基板２３上に配置されている。
【０１７４】
また、所定の軸に直交する円形平面が、この平面から離れるに従って縮径する周面３２ａを有し、この周面３２ａに光反射性処理が施こされた第３の光反射部材３２が、発光素子１３と第８の円筒状部材１０８の回転部２側の端部との間の光信号伝送が光反射により光路が設けられるように、また、受光素子１２と第８の円筒状部材１０８の回転部２側の端部との間の光信号伝送が光反射により光路が設けられるように、前記所定の軸と軸Ｐとが同軸上となる位置で回転部２に固定されている。
【０１７５】
ここで、周面３２ａの傾斜は所定の曲率を有した凹状の曲線となるものであり、その曲率は、第８の円筒状部材１０８の断面１０８ｂから射出された信号光が受光素子１２に集光されるように設計される。なお、第３の光反射部材３２は、円錐体や円錐台等、周面３２ａを有しさえすればよい。
【０１７６】
さらに、所定の軸に直交する円形平面が、この平面から離れるに従って縮径する周面３３ａを有し、この周面３３ａに光反射性処理が施こされた第４の光反射部材３３が、発光素子１１と第８の円筒状部材１０８の固定部３側の端部との間の光信号伝送が光反射により光路が設けられるように、また、受光素子１４と第８の円筒状部材１０８の固定部３側の端部との間の光信号伝送が光反射により光路が設けられるように、前記所定の軸と軸Ｐとが同軸上となる位置で固定部３に固定されている。
【０１７７】
ここで、周面３３ａの傾斜は所定の曲率を有した凹状の曲線となるものであり、その曲率は、円筒状部材１０８の断面１０８ａから射出された信号光が受光素子１４に集光されるように設計される。なお、第４の光反射部材３３は、円錐体や円錐台等、周面３３ａを有しさえすればよい。
【０１７８】
また、第３の光反射部材３２の周面３２ａ、及び第４の光反射部材３２の周面３２ａは、光反射性を有するものであるが、例えば、光反射性膜により被覆する等のように、その表面が信号光を反射させるように加工されていればよい。
【０１７９】
固定部基板２３に固定された発光素子１１より発光された送信光は、第４の光反射部材３３の周面３３ａにより反射されると共に、第８の円筒状部材１０８の断面１０８ａに集光されて入射する。そして、入射した信号光は、第８の円筒状部材１０８内を外周方向に広がりながら回転部２側の端部に向かって進行する。そして、さらに第８の円筒状部材１０８の回転部２側の断面１０８ｂを透過した信号光が、第３の光反射部材３２の周面３２ａにより反射されると共に、受光素子１２へ集光されて入射する。
【０１８０】
また、回転部基板２１に固定された発光素子１３より発光された送信光は、第３の光反射部材３２の周面３２ａにより反射されると共に、第８の円筒状部材１０８の断面１０８ｂに集光されて入射する。そして、入射した信号光は、第８の円筒状部材１０８内を外周方向に広がりながら固定部３側の端部に向かって進行する。そして、さらに第８の円筒状部材１０８の固定部３側の断面１０８ａを透過した信号光が、第４の光反射部材３３の周面３３ａにより反射されると共に、受光素子１４へ集光されて入射する。
【０１８１】
これにより、信号光は第８の円筒状部材１０８内を外周方向に広がりながら他端へ向かって進行するので、軸Ｐを中心とした回転部２の回転に伴って、第８の円筒状部材１０８が回転しても、受光素子１２，１４の受光レベルは殆ど変動なく、受光素子１２，１４は安定して信号光を受光することができる。
【０１８２】
以上のように、本発明の実施例９のロータリジョイント１Ｈによれば、固定部３とこれに回転自在に組み合わされた回転部２とにわたる双方向の光伝送を小型且つローコストに実現でき、しかも高精細な映像や高速なデータであっても安定して送受信することができる。
【０１８３】
さらに、本発明の実施例９のロータリジョイント１Ｈによれば、第８の円筒状部材１０８の両端を回転軸に直交する断面を有するように成形しているので、より簡単に製造することができ、これにより製造コストを低減させることができる。
【０１８４】
特に、第３及び第４の光反射部材３２，３３により、信号光を反射させると共に集光させるので、より信号光の光損失が少なく、より安定的に高精細な映像や高速なデータを送受信することができる。
【０１８５】
なお、本実施例では、ロータリジョイント１Ｈは、第８の円筒状部材１０８が回転部２に固定される例として説明したが、これ以外にも、第８の円筒状部材１０８が固定部３に固定されるように構成してもよい。
【実施例１０】
【０１８６】
本発明の実施例１０では、実施例１におけるロータリジョイントの構成に加え、回転部及び固定部に、所定の波長の信号光を選択的に透過させる波長選択フィルタをさらに備え、固定部とこれに回転自在に組み合わされた回転部とにわたる双方向の光伝送を行うロータリジョイントを例に挙げて説明する。
【０１８７】
図１０は、本発明の実施例１０のロータリジョイントの構成を示した構成図である。
【０１８８】
図１０（ａ）に、本発明の実施例１０のロータリジョイント１Ｊの立体構造図、図１０（ｂ）に、本発明の実施例１０のロータリジョイント１Ｊの断面図を示す。
【０１８９】
図１０（ｂ）に示すように、第１の円筒状部材１０１の周面１０１ｂから出射された信号光の光路上であって受光素子１２の受光面の前に、信号光の波長を選択的に透過させる波長選択フィルタ３４が回転部基板２１に固定されている。波長選択フィルタ３４は、例えば、誘電体多層膜や波長選択性を有する樹脂材料等で構成されている。
【０１９０】
これにより、第１の円筒状部材１０１の傾斜面１０１ｂから出射された信号光の波長と発光素子１３から出射される信号光の波長が異なる場合、発光素子１３から出射する信号光を遮断する波長選択性を有する波長選択フィルタ３４を設けることで、受光素子１２は、発光素子１３から出射される信号光をノイズとして受光することなく、安定的に、発光素子１１から出射された信号を受光することができる。
【０１９１】
また、図１０（ｂ）に示すように、第１の円筒状部材１０１の周面１０１ａから出射された信号光の光路上であって受光素子１４の受光面の前に、信号光の波長を選択的に透過させる波長選択フィルタ３５が固定部基板２３に固定されている。波長選択フィルタ３５は、波長選択フィルタ３４と同様に、誘電体多層膜や波長選択性を有する樹脂材料等で構成されている。
【０１９２】
これにより、第１の円筒状部材１０１の周面１０１ａから出射された信号光の波長と発光素子１１から出射される信号光の波長が異なる場合、発光素子１１から出射する信号光を遮断する波長選択性を有する波長選択フィルタ３５を設けることで、受光素子１４は、発光素子１１から出射される信号光をノイズとして受光することなく、安定的に、発光素子１３から出射された信号を受光することができる。
【０１９３】
なお、本実施例では、実施例１のロータリジョイント１の構成に加え、回転部及び固定部に、所定の波長の信号光を選択的に透過させる波長選択フィルタ３４，３５をさらに備えた構成としたが、いずれか一方の波長選択フィルタのみを備えるようにしてもよい。
【０１９４】
さらには、実施例２〜９のロータリジョイント１Ａ〜１Ｈそれぞれにおいて、波長選択フィルタ３４，３５の少なくとも一方を備えた構成としてもよい。
【０１９５】
以上詳述した実施例１〜７において、円筒状部材の各端部の形状は例示した以外の組み合わせによるものとしてもよい。例えば、実施例１，２においては、円筒状部材の端部を、凸形状をなす周面と凹形状をなす周面との組み合わせとしてもよい。また、実施例３，４においては、円筒状部材の両端部を、凸形状同士又は凹形状同士だけでなく、凸形状と凹形状との組み合わせとしてもよい。また、実施例５においては、第５の円筒状部材１０５の一方の端部を凹形状をなす周面を有するように構成してもよい。
【０１９６】
また、実施例８，９においては、第８の円筒状部材１０８を、軸Ｐとその部材の中心軸とが同軸上に位置する場合のみならず、光路を外さない範囲での平行な位置にあるように配置し、且つ第８の円筒状部材１０８を回転部２及び固定部３のいずれによっても回転されないように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】（ａ）に、本発明の実施例１のロータリジョイントの立体構造図を示し、（ｂ）に、本発明の実施例１のロータリジョイントの断面図を示す。
【図２】（ａ）に、本発明の実施例２のロータリジョイントの立体構造図を示し、（ｂ）に、本発明の実施例２のロータリジョイントの断面図を示す。
【図３】（ａ）に、本発明の実施例３のロータリジョイントの立体構造図を示し、（ｂ）に、本発明の実施例３のロータリジョイントの断面図を示す。
【図４】（ａ）に、本発明の実施例４のロータリジョイントの立体構造図を示し、（ｂ）に、本発明の実施例４のロータリジョイントの断面図を示す。
【図５】（ａ）に、本発明の実施例５のロータリジョイントの立体構造図を示し、（ｂ）に、本発明の実施例５のロータリジョイントの断面図を示す。
【図６】（ａ）に、本発明の実施例６のロータリジョイントの立体構造図を示し、（ｂ）に、本発明の実施例６のロータリジョイントの断面図を示す。
【図７】（ａ）に、本発明の実施例７のロータリジョイントの立体構造図を示し、（ｂ）に、本発明の実施例７のロータリジョイントの断面図を示す。
【図８】（ａ）に、本発明の実施例８のロータリジョイントの立体構造図を示し、（ｂ）に、本発明の実施例８のロータリジョイントの断面図を示す。
【図９】（ａ）に、本発明の実施例９のロータリジョイントの立体構造図を示し、（ｂ）に、本発明の実施例９のロータリジョイントの断面図を示す。
【図１０】（ａ）に、本発明の実施例１０のロータリジョイントの立体構造図を示し、（ｂ）に、本発明の実施例１０のロータリジョイントの断面図を示す。
【符号の説明】
【０１９８】
１…ロータリジョイント
１Ａ…ロータリジョイント
１Ｂ…ロータリジョイント
１Ｃ…ロータリジョイント
１Ｄ…ロータリジョイント
１Ｅ…ロータリジョイント
１Ｆ…ロータリジョイント
１Ｇ…ロータリジョイント
１Ｈ…ロータリジョイント
１Ｊ…ロータリジョイント
２…回転部
３…固定部
１１，１３…発光素子
１２，１４…受光素子
２１…回転部基板
２３…固定部基板
３０…第１の光反射部材
３１…第２の光反射部材
３３…第３の光反射部材
３４…第４の光反射部材
３４，３５…波長選択フィルタ
１０１…第１の円筒状部材
１０２…第２の円筒状部材
１０３…第３の円筒状部材
１０４…第４の円筒状部材
１０５…第５の円筒状部材
１０６…第６の円筒状部材
１０７…第７の円筒状部材
１０８…第８の円筒状部材
【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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