JPH0627883B2 - 複数チャネル光学回転ジョイント - Google Patents
複数チャネル光学回転ジョイントInfo
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- JPH0627883B2 JPH0627883B2 JP60501568A JP50156885A JPH0627883B2 JP H0627883 B2 JPH0627883 B2 JP H0627883B2 JP 60501568 A JP60501568 A JP 60501568A JP 50156885 A JP50156885 A JP 50156885A JP H0627883 B2 JPH0627883 B2 JP H0627883B2
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- path
- axis
- light
- lens
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
- G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
- G02B6/352—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror the reflective optical element having a shaped reflective surface, e.g. a reflective element comprising several reflective surfaces or facets that function together
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/3604—Rotary joints allowing relative rotational movement between opposing fibre or fibre bundle ends
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
- G02B6/3544—2D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a plane
- G02B6/3546—NxM switch, i.e. a regular array of switches elements of matrix type constellation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02B6/3582—Housing means or package or arranging details of the switching elements, e.g. for thermal isolation
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02B6/24—Coupling light guides
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- G02B6/3586—Control or adjustment details, e.g. calibrating
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は光学回転ジヨイント、より詳細には光波信号の
ための複数の離散経路をコネクタの相対的に回転可能な
部分の間で結合するためのデバイスに関する。
ための複数の離散経路をコネクタの相対的に回転可能な
部分の間で結合するためのデバイスに関する。
発明の背景 今日に至るまで、離散光経路内の信号を比較的に高い信
号損を被ることなく相対的に回転可能な要素間のインタ
フエースを横断して結合することは困難であつた。通
常、この損失が大きすぎるためジヨイントを通じて結合
した後に適当な信号レベルを回復するために能動電子回
路が必要とされた。Ｍ．Ｌ．イバーソン（Ｍ．Ｌ．Iver
son）に公布された合衆国特許第４，０２７，９４５号
においては、いわゆる光スリツプ リングは相対的に回
転可能なボデイ間のインタフエースを横断して結合を行
なうための同心円筒形状に同軸に配置された複数の束の
光フアイバを含む。
号損を被ることなく相対的に回転可能な要素間のインタ
フエースを横断して結合することは困難であつた。通
常、この損失が大きすぎるためジヨイントを通じて結合
した後に適当な信号レベルを回復するために能動電子回
路が必要とされた。Ｍ．Ｌ．イバーソン（Ｍ．Ｌ．Iver
son）に公布された合衆国特許第４，０２７，９４５号
においては、いわゆる光スリツプ リングは相対的に回
転可能なボデイ間のインタフエースを横断して結合を行
なうための同心円筒形状に同軸に配置された複数の束の
光フアイバを含む。
Ａ．Ｈ．フイツチ（Ａ．Ｈ．Fitch）は、合衆国特許第
４，１６５，９１３号において、一定の間隔に置かれた
回転可能なシヤフトのまわりに巻かれた複数の光フアイ
バの各々に注入される信号がフアイバのラフの外側軸面
を通じて対応する固定の信号検出ヘツドに単方向に結合
される多重チヤネル結合器を示す。
４，１６５，９１３号において、一定の間隔に置かれた
回転可能なシヤフトのまわりに巻かれた複数の光フアイ
バの各々に注入される信号がフアイバのラフの外側軸面
を通じて対応する固定の信号検出ヘツドに単方向に結合
される多重チヤネル結合器を示す。
Ｇ．Ｌ．ストレツクマン（Ｇ．Ｌ．Streckman）らに公
布された合衆国特許第４，４０１，３６０号は複数の単
方向電子−光学信号移行が相対的に回転可能な要素間の
インタフエースを横断して対応する光ガイド経路を結合
するのに使用される光スリツプ リング構成を開示す
る。こうして結合された個々の経路はインタフエースの
片側の回転軸から離れた位置とインタフエースの他方の
側の回転軸上の位置の間で延長する。
布された合衆国特許第４，４０１，３６０号は複数の単
方向電子−光学信号移行が相対的に回転可能な要素間の
インタフエースを横断して対応する光ガイド経路を結合
するのに使用される光スリツプ リング構成を開示す
る。こうして結合された個々の経路はインタフエースの
片側の回転軸から離れた位置とインタフエースの他方の
側の回転軸上の位置の間で延長する。
発明の要約 複数光ガイド信号経路に対して相対的に回転可能な要素
間のインタフエースを横断して結合を達成するという難
題は、離散光フアイバからの信号経路をそれぞれ対応す
る数値の実質的に異なる経路直径を持つように拡大する
ことによつて解決される。最も大きな直径を持つ経路以
外の個々の経路がその大きな直径のフアイバの縦軸と同
軸にインタフエースに向けられる。ここで、この大きな
直径のフアイバの軸もこのインタフエース内の相対回転
軸と同軸とされる。
間のインタフエースを横断して結合を達成するという難
題は、離散光フアイバからの信号経路をそれぞれ対応す
る数値の実質的に異なる経路直径を持つように拡大する
ことによつて解決される。最も大きな直径を持つ経路以
外の個々の経路がその大きな直径のフアイバの縦軸と同
軸にインタフエースに向けられる。ここで、この大きな
直径のフアイバの軸もこのインタフエース内の相対回転
軸と同軸とされる。
本発明及び本発明の各種の特徴、目的、及び長所は附属
の請求の範囲及び添付の図面と関連して以下の詳細な説
明を読むことによつて一層明白となるものである。
の請求の範囲及び添付の図面と関連して以下の詳細な説
明を読むことによつて一層明白となるものである。
図面の簡単な説明 第１図は本発明に従がう光ガイド信号経路用の複数チヤ
ネル回転結合器の略図を示し； 第２図は第１図のレンズ アセンブリの端面図を示し； 第３図は第１図に従がう回転結合器の物理設計の側面図
を示し； 第４図は第３図の設計の修正された形式の部分図を示
し；そして 第５図、第６図、及び第７図は第４図の修正装置との関
連で使用されるビーム整合手順を示す。
ネル回転結合器の略図を示し； 第２図は第１図のレンズ アセンブリの端面図を示し； 第３図は第１図に従がう回転結合器の物理設計の側面図
を示し； 第４図は第３図の設計の修正された形式の部分図を示
し；そして 第５図、第６図、及び第７図は第４図の修正装置との関
連で使用されるビーム整合手順を示す。
詳細な説明 第１図は場合によつては光ガイド フアイバとも呼ばれ
る２個の光フアイバ用−フアイバ回転結合器を示す。第
１の光ガイド信号経路は異なる端の所でそれぞれ２つの
定格屈折率（ＧＲＩＮ）を持つ棒型レンズ１２及び１３
の各々の端に結合された２つのフアイバ１０及び１１を
含む。これらレンズは光ガイド経路の直径を結合された
フアイバの直径よりも実質的に拡大する。これらレンズ
の向い合う端はインタフエース領域１６、すなわちスペ
ース１６の向い合う側面と対面する。レンズ１２及び１
３は互いにレンズの各々の縦対称軸と一致して延びこの
インタフエースを横断する回転軸１７のまわりで相対的
に回転できる。第２の光ガイド信号経路は異なる端の所
でそれぞれさらに２つのＧＲＩＮレンズ２０及び２１の
個々の端に結合された２つのフアイバ１８及び１９を含
む。レンズ２０及び２１はレンズ１２及びレンズ１３上
にレンズ２０及びレンズ２１の向い合う端がインタフエ
ース領域１６の向い合う側面に対面するように固定して
搭載される。このようにしてインタフエース１６に対面
されるレンズの端面は互いに平行であり、それぞれ対応
するレンズ１２及び１３の端面と同一平面に置かれる。
る２個の光フアイバ用−フアイバ回転結合器を示す。第
１の光ガイド信号経路は異なる端の所でそれぞれ２つの
定格屈折率（ＧＲＩＮ）を持つ棒型レンズ１２及び１３
の各々の端に結合された２つのフアイバ１０及び１１を
含む。これらレンズは光ガイド経路の直径を結合された
フアイバの直径よりも実質的に拡大する。これらレンズ
の向い合う端はインタフエース領域１６、すなわちスペ
ース１６の向い合う側面と対面する。レンズ１２及び１
３は互いにレンズの各々の縦対称軸と一致して延びこの
インタフエースを横断する回転軸１７のまわりで相対的
に回転できる。第２の光ガイド信号経路は異なる端の所
でそれぞれさらに２つのＧＲＩＮレンズ２０及び２１の
個々の端に結合された２つのフアイバ１８及び１９を含
む。レンズ２０及び２１はレンズ１２及びレンズ１３上
にレンズ２０及びレンズ２１の向い合う端がインタフエ
ース領域１６の向い合う側面に対面するように固定して
搭載される。このようにしてインタフエース１６に対面
されるレンズの端面は互いに平行であり、それぞれ対応
するレンズ１２及び１３の端面と同一平面に置かれる。
第１図に示されるように、レンズ１２及び１３はレンズ
を通じて光信号が伝搬する方向と垂直の交軸方向の直径
を持つが、これはレンズ２０及び２１の同じ直径よりも
かなり大きく、場合によつては５倍とされる。従つて、
ある用途においては、レンズ１２及び１３は約５ミリメ
ートル（mm）の直径を持ち、一方、レンズ２０及び２１
は約１mmの直径を持つ。４つの全てのレンズは放物定格
屈折率の持つ４分の１ピツチＧＲＩＮレンズである。こ
のレンズは個々の直径のものが標準の長さで市販されて
いるが、この長さは光ガイド経路の必要な拡大及び／あ
るいは集束が可能であるかぎり特に重要でない。
を通じて光信号が伝搬する方向と垂直の交軸方向の直径
を持つが、これはレンズ２０及び２１の同じ直径よりも
かなり大きく、場合によつては５倍とされる。従つて、
ある用途においては、レンズ１２及び１３は約５ミリメ
ートル（mm）の直径を持ち、一方、レンズ２０及び２１
は約１mmの直径を持つ。４つの全てのレンズは放物定格
屈折率の持つ４分の１ピツチＧＲＩＮレンズである。こ
のレンズは個々の直径のものが標準の長さで市販されて
いるが、この長さは光ガイド経路の必要な拡大及び／あ
るいは集束が可能であるかぎり特に重要でない。
ペアの偏菱形プリズム２２及び２３が対応するレンズ
セツト１２，２０及び１３，２１の対面する端面に固定
され、光信号がオフ−アツクス レンズ２０，２１と光
ガイド経路のオン−アツクス部分の間でインタフエース
１６を横断して回転軸１７に対して同軸に結合される。
個々のプリズムは、好ましくは、反射面間にプリズムの
長さ方向に垂直方向に延びる本質的に正方形の断面を持
ち、従つて、これはレンズ２０あるいは２１の対応する
１つの端にそのレンズの最大断面をカバーする反射面プ
ロジエクシヨンを与える。約０．７mm平方の断面積を持
つプリズムの場合、このプリズムによつてカバーされる
断面領域はレンズ２０あるいは２１の主中央有効伝送断
面に一致する。これは第２図によつて示されるが、第２
図はレンズ１３を左端からみたレンズ１３のアセンブリ
の端面図を示す。このプリズムは角度を持つ反射面の所
を除いては光に対してトランスパレントであるため、第
２図に平行線の陰影にて示されるごとく、下側の面がレ
ンズ１３を通じての伝送に重大な影を与える唯一の部分
となる。この影はレンズ１３の最も強い伝送領域にも影
響を与えるが、レンズ１２と１３との間の経路内の挿入
損はこの実施態様においてはたつた約１ｄＢである。
セツト１２，２０及び１３，２１の対面する端面に固定
され、光信号がオフ−アツクス レンズ２０，２１と光
ガイド経路のオン−アツクス部分の間でインタフエース
１６を横断して回転軸１７に対して同軸に結合される。
個々のプリズムは、好ましくは、反射面間にプリズムの
長さ方向に垂直方向に延びる本質的に正方形の断面を持
ち、従つて、これはレンズ２０あるいは２１の対応する
１つの端にそのレンズの最大断面をカバーする反射面プ
ロジエクシヨンを与える。約０．７mm平方の断面積を持
つプリズムの場合、このプリズムによつてカバーされる
断面領域はレンズ２０あるいは２１の主中央有効伝送断
面に一致する。これは第２図によつて示されるが、第２
図はレンズ１３を左端からみたレンズ１３のアセンブリ
の端面図を示す。このプリズムは角度を持つ反射面の所
を除いては光に対してトランスパレントであるため、第
２図に平行線の陰影にて示されるごとく、下側の面がレ
ンズ１３を通じての伝送に重大な影を与える唯一の部分
となる。この影はレンズ１３の最も強い伝送領域にも影
響を与えるが、レンズ１２と１３との間の経路内の挿入
損はこの実施態様においてはたつた約１ｄＢである。
前述のことから第１図に示される回転光結合技術は重要
な特徴を持つことが理解できる。これら特徴の１つは、
複数の離散フアイバ チヤネルが回転インタフエースを
横断して結合できることである。もう１つの特徴は、こ
の結合は電子的な意味において完全に受動であり、従つ
て、電源を必要としないことである。さらにもう１つの
特徴は、この結合は個々のフアイバ チヤネルについて
双方向であり、ユーザは導入時及びその後において、個
々のフアイバ チヤネルの信号伝送能力をいかに利用す
るかについての完全な融通性を保持する。もう１つの特
徴は、単一の向い合うフアイバ束の伝送経路を使用でき
ることから全体としての回転ジヨイントを簡単に小型化
でき、従つて、製造も楽にすることができることであ
る。勿論、これら単一フアイバ経路はこれらに多重化さ
れた複数信号チヤネルを持つことができる。
な特徴を持つことが理解できる。これら特徴の１つは、
複数の離散フアイバ チヤネルが回転インタフエースを
横断して結合できることである。もう１つの特徴は、こ
の結合は電子的な意味において完全に受動であり、従つ
て、電源を必要としないことである。さらにもう１つの
特徴は、この結合は個々のフアイバ チヤネルについて
双方向であり、ユーザは導入時及びその後において、個
々のフアイバ チヤネルの信号伝送能力をいかに利用す
るかについての完全な融通性を保持する。もう１つの特
徴は、単一の向い合うフアイバ束の伝送経路を使用でき
ることから全体としての回転ジヨイントを簡単に小型化
でき、従つて、製造も楽にすることができることであ
る。勿論、これら単一フアイバ経路はこれらに多重化さ
れた複数信号チヤネルを持つことができる。
第３図は相対的に回転が可能な要素、例えば、スチール
ハウジング２６内に位置された第１図の回転結合装置
及びこのハウジング内のシヤフト受け間隙２８に回転可
能に受けられたスチール シヤフト２７の終端部を示
す。レンズ１２，１３及びそれらの対応するピギーバツ
ク レンズ２０，２１は、例えば、ハウジング２６及び
シヤフト２７内の精密加工された中央同軸間隙内に粘着
接合によつて固定される。この部分の組立てを行なう前
に、フアイバが当技術において周知の方法によつて対応
するレンズに固定され、適当な材質、例えば、ガラス製
のシリンダがこの間と接着を強化する目的で個々のフア
イバーレンズ接合の所に接着される。軸１７に沿うイン
タフエース空間のサイズは異なる直径を持ち、光ガイド
信号伝送経路に垂直の方向の横方向角移動を最小限にす
るために高精度に製造されたダブル−レース ボール
ベアリング２９及び３０の位置決めによつて決定され
る。この回転結合のための十分に精密なハウジング、シ
ヤフト、及びベアリングの製造は当技術において達成で
きる範囲のものである。ハウジング２６とシヤフト２７
の間のシール３１は、インタフエース液、例えば、屈折
率調節液をレンズの互いに向い合う端の間のインタフエ
ース領域１６内に保持する。ポート３２がこの液を注入
するために提供される。
ハウジング２６内に位置された第１図の回転結合装置
及びこのハウジング内のシヤフト受け間隙２８に回転可
能に受けられたスチール シヤフト２７の終端部を示
す。レンズ１２，１３及びそれらの対応するピギーバツ
ク レンズ２０，２１は、例えば、ハウジング２６及び
シヤフト２７内の精密加工された中央同軸間隙内に粘着
接合によつて固定される。この部分の組立てを行なう前
に、フアイバが当技術において周知の方法によつて対応
するレンズに固定され、適当な材質、例えば、ガラス製
のシリンダがこの間と接着を強化する目的で個々のフア
イバーレンズ接合の所に接着される。軸１７に沿うイン
タフエース空間のサイズは異なる直径を持ち、光ガイド
信号伝送経路に垂直の方向の横方向角移動を最小限にす
るために高精度に製造されたダブル−レース ボール
ベアリング２９及び３０の位置決めによつて決定され
る。この回転結合のための十分に精密なハウジング、シ
ヤフト、及びベアリングの製造は当技術において達成で
きる範囲のものである。ハウジング２６とシヤフト２７
の間のシール３１は、インタフエース液、例えば、屈折
率調節液をレンズの互いに向い合う端の間のインタフエ
ース領域１６内に保持する。ポート３２がこの液を注入
するために提供される。
市販のＧＲＩＮレンズが必ずしも完全に正しくないよう
な場合がしばしばある。例えば、このレンズの端面が正
確に中心縦軸に垂直でなかつたり、あるいは直径公差が
大きすぎる場合がある。
な場合がしばしばある。例えば、このレンズの端面が正
確に中心縦軸に垂直でなかつたり、あるいは直径公差が
大きすぎる場合がある。
このようなときは、個々のフアイバのそれと関連するＧ
ＲＩＮレンズの端面に対する結合の角度及び位置が視準
された光線がレンズの他の面からレンズの縦軸に平行の
方向に出るようになるように制御するための特別の手順
が実行される。個々のペアのレンズが第４図においてレ
ンズ１２及び１３について部分図にて示されているよう
にハウジング２６に取り付けられる前に円筒スリーブ３
３内に搭載される。この特別な手順を遂行するための１
つの手順が第５図から第７図と関連して示される。
ＲＩＮレンズの端面に対する結合の角度及び位置が視準
された光線がレンズの他の面からレンズの縦軸に平行の
方向に出るようになるように制御するための特別の手順
が実行される。個々のペアのレンズが第４図においてレ
ンズ１２及び１３について部分図にて示されているよう
にハウジング２６に取り付けられる前に円筒スリーブ３
３内に搭載される。この特別な手順を遂行するための１
つの手順が第５図から第７図と関連して示される。
第５図にはスリーブ３３の端面が示される。これは、好
ましくは、ハウジング２６と同一の材質、つまり、スチ
ールあるいは類似の材質とされる。スリーブ３３は精密
に加工された円筒状の外側面を持つ。これはまたレンズ
１２を収容するための精密にドリルされた同軸間隙３６
及びレンズ２０を収容するための滑らかの平面のキー溝
３７を持つ。レンズ１２はスリーブ３３の穴３６内にこ
れが直ぐ反対のキー溝３７に支えられるように取り付け
られ、例えば、エポキシ材質によつて定位置に接着され
る。レンズの右端は、この位置において、スリーブ３３
の右端と水平になるようにされる。
ましくは、ハウジング２６と同一の材質、つまり、スチ
ールあるいは類似の材質とされる。スリーブ３３は精密
に加工された円筒状の外側面を持つ。これはまたレンズ
１２を収容するための精密にドリルされた同軸間隙３６
及びレンズ２０を収容するための滑らかの平面のキー溝
３７を持つ。レンズ１２はスリーブ３３の穴３６内にこ
れが直ぐ反対のキー溝３７に支えられるように取り付け
られ、例えば、エポキシ材質によつて定位置に接着され
る。レンズの右端は、この位置において、スリーブ３３
の右端と水平になるようにされる。
レンズ１２が取り付けられたスリーブ３３がＶ−溝整合
ジグ３９の左端に置かれる。隠れた溝が点線４０によつ
て示されるが、これは溝の底の頂点を表わす。左端に反
射面を持つ円筒状の鏡４１が同一の溝の右端に置かれ
る。この溝はスリーブ３３の縦軸と鏡４１とを整合させ
るのに十分な任意の深さ及び最低の幅を持つ。フアイバ
１０の端が締め金として機能する毛細管４２に結合され
る。フアイバ１０の端が管４２の右端と水平にされる。
光源４３が光ガイド フアイバのセグメント及びビーム
スプリツタ４６を通じてフアイバ１０の他端に光を供
給する。すると、光はフアイバ１０及びスリーブ３３内
のレンズ１２を通じて鏡４１に入射し、これによつて同
一の経路を通つてスプリツタ４６に反射される。ここ
で、反射された光は検出器４７に向けられるが、検出器
は受信された光エネルギーの強度を示す。
ジグ３９の左端に置かれる。隠れた溝が点線４０によつ
て示されるが、これは溝の底の頂点を表わす。左端に反
射面を持つ円筒状の鏡４１が同一の溝の右端に置かれ
る。この溝はスリーブ３３の縦軸と鏡４１とを整合させ
るのに十分な任意の深さ及び最低の幅を持つ。フアイバ
１０の端が締め金として機能する毛細管４２に結合され
る。フアイバ１０の端が管４２の右端と水平にされる。
光源４３が光ガイド フアイバのセグメント及びビーム
スプリツタ４６を通じてフアイバ１０の他端に光を供
給する。すると、光はフアイバ１０及びスリーブ３３内
のレンズ１２を通じて鏡４１に入射し、これによつて同
一の経路を通つてスプリツタ４６に反射される。ここ
で、反射された光は検出器４７に向けられるが、検出器
は受信された光エネルギーの強度を示す。
微動位置決め装置（図示なし）を使用して、毛細管４２
及びこれに含まれたフアイバ１０が、全てが少なくとも
スリーブ３３（及びこれに含まれるレンズ１２）の中心
縦軸を交差する直交直線Ｘ、Ｙ及びＺ経路に沿つて、検
出器４７によつて示される反射エネルギーが最大となる
位置に移動される。Ｚ軸は、勿論、縦軸と同軸である。
管４２が次に同様に検出器による読みが最大となるよう
にＹ軸のまわり（角度θy）及びＸ軸のまわり角度θx）
を回転される。全ての最大読み値が得られ、再チエツク
されたら、次に管４２が適当なエポキシ物質にてこれら
要素を互いにこの方位に保持するためにレンズ１２に接
着される。これは、これがレンズ１２から発せられる光
線がスリーブ３３の外側面と平行となり、同様に、反対
方向からレンズに入る視準された光がフアイバ１０の端
に正しく集中される位置であるためである。
及びこれに含まれたフアイバ１０が、全てが少なくとも
スリーブ３３（及びこれに含まれるレンズ１２）の中心
縦軸を交差する直交直線Ｘ、Ｙ及びＺ経路に沿つて、検
出器４７によつて示される反射エネルギーが最大となる
位置に移動される。Ｚ軸は、勿論、縦軸と同軸である。
管４２が次に同様に検出器による読みが最大となるよう
にＹ軸のまわり（角度θy）及びＸ軸のまわり角度θx）
を回転される。全ての最大読み値が得られ、再チエツク
されたら、次に管４２が適当なエポキシ物質にてこれら
要素を互いにこの方位に保持するためにレンズ１２に接
着される。これは、これがレンズ１２から発せられる光
線がスリーブ３３の外側面と平行となり、同様に、反対
方向からレンズに入る視準された光がフアイバ１０の端
に正しく集中される位置であるためである。
次に、プリウム２２が、（図示されるごとく）プリズム
の下側反射面の中心がスリーブ３３の縦軸上に位置し、
他方の反射面がキー溝３７の端に面するようにレンズ１
２の端面上に搭載される。フアイバ１８が次に、スリー
ブがないことを除いてフアイバ１０及びレンズ１２につ
いて概説したのと同様の方法にて、小さいレンズ２０に
整合及び固定される。次に、レンズ１２及びプリズム２
２を含むスリーブ３３がジグ３９内に戻される。
の下側反射面の中心がスリーブ３３の縦軸上に位置し、
他方の反射面がキー溝３７の端に面するようにレンズ１
２の端面上に搭載される。フアイバ１８が次に、スリー
ブがないことを除いてフアイバ１０及びレンズ１２につ
いて概説したのと同様の方法にて、小さいレンズ２０に
整合及び固定される。次に、レンズ１２及びプリズム２
２を含むスリーブ３３がジグ３９内に戻される。
レンズ２０及びこれに結合されたフアイバ１８が次にス
リーブ３３の溝３７にレンズの端面が第７図に示される
ようにプリズム２２の端面に接触するように置かれる。
スリーブ３３と同一の外径を持つシリンダ４８がジグ３
９の溝上のスリーブ３３と鏡４１の間に置かれる。シリ
ンダ４８は縦軸と同軸でレンズ１２の直径よりも小さな
直径を持つ中心縦穴を持つ。１つの実施態様において
は、この穴の直径はレンズの直径の約０．２倍とされ
る。レンズ２０が次にレンズ１２について実行されたの
と同様にＸ、Ｙ、及びＺ直交直線軸及び角度θｘ及びθ
ｙに関して縦軸について調節される。この調節はスリー
ブ３３の上の穴（図示なし）からアクセスして行なわれ
る。前述と同様に、この調節は検出器４７によつて検出
される反射強度が最大となつたときに完了するが、検出
器は第６図に示されるように光源４３にてフアイバ１８
を駆動するような構成に結合される。次にレンズ２０が
この位置に接着される。これによつて、レンズ２０及び
プリズム２２と関連する光線がスリーブ３３の外側面あ
るいは縦軸と平行になり、そして、インタフエース ス
ペース１６内においてレンズ１２と関連する光線と同軸
となる。
リーブ３３の溝３７にレンズの端面が第７図に示される
ようにプリズム２２の端面に接触するように置かれる。
スリーブ３３と同一の外径を持つシリンダ４８がジグ３
９の溝上のスリーブ３３と鏡４１の間に置かれる。シリ
ンダ４８は縦軸と同軸でレンズ１２の直径よりも小さな
直径を持つ中心縦穴を持つ。１つの実施態様において
は、この穴の直径はレンズの直径の約０．２倍とされ
る。レンズ２０が次にレンズ１２について実行されたの
と同様にＸ、Ｙ、及びＺ直交直線軸及び角度θｘ及びθ
ｙに関して縦軸について調節される。この調節はスリー
ブ３３の上の穴（図示なし）からアクセスして行なわれ
る。前述と同様に、この調節は検出器４７によつて検出
される反射強度が最大となつたときに完了するが、検出
器は第６図に示されるように光源４３にてフアイバ１８
を駆動するような構成に結合される。次にレンズ２０が
この位置に接着される。これによつて、レンズ２０及び
プリズム２２と関連する光線がスリーブ３３の外側面あ
るいは縦軸と平行になり、そして、インタフエース ス
ペース１６内においてレンズ１２と関連する光線と同軸
となる。
もう１つのシリンダ（図示なし）について、フアイバ１
１とレンズ１３、フアイバ１９とレンズ２１の整合、プ
リズムの取り付け、及びこれらアセンブリのシヤフト２
７の中心間隙内への取り付けのための整合手順が実行さ
れる。
１とレンズ１３、フアイバ１９とレンズ２１の整合、プ
リズムの取り付け、及びこれらアセンブリのシヤフト２
７の中心間隙内への取り付けのための整合手順が実行さ
れる。
本発明は本発明の特定の実施態様と関連して説明された
が、当業者にとつて明白であるこれ以外の実施態様、用
途、及び修正も本発明の精神及び範囲に含まれるもので
ある。
が、当業者にとつて明白であるこれ以外の実施態様、用
途、及び修正も本発明の精神及び範囲に含まれるもので
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 26/08 Ｄ 9226−2Ｋ (72)発明者 シー，ヤン‐チ アメリカ合衆国 07054 ニユ−ジヤーシ イ，パーシパニー，ホーマー ストリート ６ (56)参考文献 米国特許4378144（ＵＳ，Ａ)
Claims (11)
- 【請求項１】光ガイド用の回転結合器において、該結合
器が第１の所定の直径を持ち回転軸のまわりを相対的に
回転可能な第１及び第２の光ガイド デバイスを含み、
該デバイスがこれらの間で回転インタフェースを規定す
るような間隔で位置され、該インタフェースを通って該
回転軸と同軸に延びる第１の光ガイド経路、 第２の小さな所定の直径を持ち該回転軸から横の方に外
れた第３及び第４の光ガイド デバイスを含む第２の光
ガイド経路、及び 該第２の経路の所定の部分を該インタフェース内の該第
１の経路と同軸に向けるための装置を含むことを特徴と
する回転結合器。 - 【請求項２】請求の範囲第１項に記載の回転結合器にお
いて、該方向を指定するための装置がプリズム光反射装
置から構成されることを特徴とする回転結合器。 - 【請求項３】請求の範囲第１項に記載の回転結合器にお
いて、該結合器がさらに、 該第１及び第２のデバイスを個々の光ガイド デバイス
の少なくとも１つの終端部が該回転軸と同軸となり、そ
して１つの端面が該インタフェースを横断して他方の端
面と向かい合うように該第１及び第２のデバイスを搭載
するための装置、及び 該第３及び第４の光ガイド デバイスを該光ガイド デ
バイスの終端部がそれぞれ少なくとも該第１及び第２の
光ガイド デバイスの末梢領域において該回転軸から径
方向に離れているが平行となり、該インタフェースの所
に端面がくるように搭載するための装置を含み、 該方向を指定するための装置が該第２の経路内の光を該
インタフェース内の該軸と同軸となるように向けるため
に搭載された光線反射装置から構成されることを特徴と
する結合器。 - 【請求項４】請求の範囲第１項に記載の結合器におい
て、 該第１及び第２の直径のサイズが、該方向指定装置が該
第１の経路の断面にそれを通じての伝送が不当に妨げら
れないような十分に小さい影のみを与えるような関係で
あることを特徴とする結合器。 - 【請求項５】請求の範囲第１項に記載の結合器におい
て、 該第１及び第２のデバイスが各々の一端が該軸と同軸に
該インタフェースと向かい合うように位置された定格屈
折率（ＧＲＩＮ）レンズであり、 該第１の経路が個々が一端を該第１及び第２のレンズの
異なる１つの他端に結合された第１及び第２の光ガイド
ファイバから構成され、 該第２の経路が個々が一端を該第３及び第４のレンズの
異なる１つの反対側の端に結合された第３及び第４の光
ガイド ファイバから構成され、そして 該方向指定装置が該第１及び第２のレンズの該一端を横
断する光を該第３及び第４のレンズと該インタフェース
内の該第１の経路と同軸の経路の間で結合するための装
置から構成されることを特徴とする回転結合器。 - 【請求項６】請求の範囲第５項に記載の回転結合器にお
いて、 該結合装置がそれぞれ該第１及び第２のレンズの該一端
を横断して該軸と該第３及び第４のレンズの間に径方向
に延びる第１及び第２のプリズムから構成されることを
特徴とする回転結合器。 - 【請求項７】所定の回転軸のまわりを相対的に回転可能
なペアの要素間のインタフェースを横断して延びる複数
の光ガイド経路を含む光ガイド用の回転結合器におい
て、該経路が 光ガイド ケーブル、 該インタフェースに隣接する該個々の経路を該経路の他
の経路の個々の拡大された直径と実質的に異なる直径に
拡大するための装置、及び すべての経路を該インタフェースを横断する該軸に対し
て同軸となるように向けるための装置を含み、個々の経
路の該方向を指定する装置がより大きな直径の個々の経
路に部分的にのみ影を与えることを特徴とする回転結合
器。 - 【請求項８】請求の範囲第７項に記載の回転結合器にお
いて、 該要素がハウジング及び該ハウジングに該軸に沿って挿
入可能なシャフトであり、そして 回転されたとき小さな横方向の角移動のみを受けるよう
に該要素が相対的に回転できるようにするために該ハウ
ジング内の該シャフトの軸頭部に提供される異なる直径
の第１及び第２のダブル−レース ベアリング装置が含
まれることを特徴とする回転結合器。 - 【請求項９】請求の範囲第８項に記載の回転結合器にお
いて、 該ハウジング及び該シャフトが該回転軸と同軸的に整合
する縦穴を含み、 該拡大装置が少なくとも該インタフェースの片側に位置
する該経路の個々に対する異なる定格屈折率のレンズか
ら構成され、そして 該少なくとも片側に位置する該レンズを該ハウジングの
該縦穴及び該シャフトに搭載するための装置が提供され
ることを特徴とする回転結合器。 - 【請求項１０】請求の範囲第９項に記載の回転結合器に
おいて、該搭載装置が 該少なくとも片側に位置する該レンズを包囲するための
円筒状スリーブ、及び 該個々の経路の該ファイバを該レンズの対応する１つに
該レンズから出る光線が該円筒状スリーブの外側の縦長
の面要素と平行となるように結合するための装置が提供
されることを特徴とする回転結合器。 - 【請求項１１】光線拡大装置内の光線の伝搬を整合する
ための方法において、該方法が 該拡大装置と光反射装置との軸整合を確立するステッ
プ、 光線を光ガイド ファイバ及び該拡大装置を通じて該拡
大装置の中心縦軸と同一直線の経路を概ね沿う反射装置
とに向けるステップ、 該拡大装置及び該ファイバから反射された光の強度を検
出するステップ、 該ファイバと該拡大装置の相対位置を反射光の強度が最
大となる相対位置に調節するステップ、及び 該ファイバと該拡大装置を反射光の強度が最大となる該
相対位置に固定するステップからなることを特徴とする
方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/628,033 US4643521A (en) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | Plural-channel optical rotary joint |
| US628,033 | 1984-07-05 | ||
| PCT/US1985/000555 WO1986000718A1 (en) | 1984-07-05 | 1985-04-01 | Plural-channel optical rotary joint |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61502638A JPS61502638A (ja) | 1986-11-13 |
| JPH0627883B2 true JPH0627883B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=24517148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60501568A Expired - Lifetime JPH0627883B2 (ja) | 1984-07-05 | 1985-04-01 | 複数チャネル光学回転ジョイント |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4643521A (ja) |
| EP (1) | EP0190146B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0627883B2 (ja) |
| AU (1) | AU571968B2 (ja) |
| CA (1) | CA1251970A (ja) |
| DE (1) | DE3569301D1 (ja) |
| ES (1) | ES8608694A1 (ja) |
| WO (1) | WO1986000718A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CA1321089C (en) * | 1988-05-06 | 1993-08-10 | Adc Telecommunications, Inc. | Optical switch |
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-
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- 1985-04-01 WO PCT/US1985/000555 patent/WO1986000718A1/en active IP Right Grant
- 1985-04-01 DE DE8585901869T patent/DE3569301D1/de not_active Expired
- 1985-04-01 EP EP85901869A patent/EP0190146B1/en not_active Expired
- 1985-04-01 ES ES541827A patent/ES8608694A1/es not_active Expired
- 1985-04-01 JP JP60501568A patent/JPH0627883B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1985-04-01 AU AU42164/85A patent/AU571968B2/en not_active Ceased
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