ロータリジョイントおよび導光部材
【課題】固定部材と回転部材との間で双方向の光信号の伝達をするロータリジョイントにおいて、遮光部材を別途設けることなく、クロストークの発生を防止する。
【解決手段】固定部材３と、固定部材３に対し回転自在な回転部材２と、反射面１４ａ，４ｂを備え固定部材３に設けられた導光部材１０ａと、同様にして、回転部材２に設けられた導光部材１０ｂと、固定部材３に設けられた発光素子１１ａと、発光素子１１ａが出射した信号光を受光できない位置で固定部材１０ａに設けられた受光素子１２ａと、同様にして、回転部材３に設けられた発光素子１１ｂ，受光素子１２ｂとを有し、発光素子１１ａが発光した信号光が、反射面１４ａ等で反射されて受光素子１２ｂで受光され、発光素子１１ｂが発光した信号光が、反射面１４ｂ等で反射されて受光素子１２ａで受光されるように構成されているロータリジョイント１である。
【解決手段】固定部材３と、固定部材３に対し回転自在な回転部材２と、反射面１４ａ，４ｂを備え固定部材３に設けられた導光部材１０ａと、同様にして、回転部材２に設けられた導光部材１０ｂと、固定部材３に設けられた発光素子１１ａと、発光素子１１ａが出射した信号光を受光できない位置で固定部材１０ａに設けられた受光素子１２ａと、同様にして、回転部材３に設けられた発光素子１１ｂ，受光素子１２ｂとを有し、発光素子１１ａが発光した信号光が、反射面１４ａ等で反射されて受光素子１２ｂで受光され、発光素子１１ｂが発光した信号光が、反射面１４ｂ等で反射されて受光素子１２ａで受光されるように構成されているロータリジョイント１である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリジョイントおよび導光部材に係り、特に、固定部部材とこれに回転自在に組み合わされた回転部材との間で信号伝送を行うロータリジョイントや導光部材のうちで、光信号により双方向で信号伝送を行うものに関する。
【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。
【０００３】
即ち、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。
【０００４】
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。
【０００５】
このような監視カメラ装置で用いられる電動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動雲台としては、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。
【０００６】
しかし、スリップリングによる摺動接点方式は、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挨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る。特に映像信号においては、回転に伴うノイズ発生が、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る。さらにこのような機械接触による方式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る。
【０００７】
そこで、スリップリングとブラシによる摺動接触の悪影響を避けるために、光信号により信号系の非接触伝送を行う光伝送方式の提案がなされている。これらの提案は、当初は回転部に備えたカメラの映像信号を固定側に伝送する片方向伝送であったが、カメラやチルトモータ制御用の信号を固定側から回転側に送る事もあり、双方向で非接触の光信号の伝送を行う提案がなされている。
【０００８】
たとえば、特許文献１では、発光素子と受光素子の組み合わせを２組使用して、固定側と回転側の受光素子を回転軸のほぼ中心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した光回転結合装置が提案されている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の光回転結合装置では、双方向の光伝送路において、回転中心部に配置した受光素子に対して、発光素子からの光が斜め方向から入射するように配置してあるが、互いに光信号の干渉が生じてしまうため、干渉を軽減するため新たな遮光部材が必要になるという問題がある。
【００１０】
すなわち、放射角が極めて狭いＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）やＬＤ（レーザダイオード）を使用すれば干渉低減が可能であるが、一般にＶＣＳＥＬやＬＤよりも安価なＬＥＤ（ライトエミッティングダイオード）を利用した場合、放射角は狭指向タイプでも全幅で十数度はあり、信号光が広がりをもって出射し、受光素子周辺部に照射されるが、反射するものばかりではなく、散乱や迷光により、光信号の干渉を引き起こしてしまう。しかも、低コスト化や部品共通化による生産効率向上のために回転側と固定側のＬＥＤを同じ波長・放射角のものを用いる場合は、光のアイソレーション確保が難しい。特許文献１にて提案されているように遮光部材を用いれば回転側と固定側のＬＥＤを同じにしても干渉防止が可能であるが、金型等の初期投資も含めて遮光部材の費用がかかるという問題がある。
【００１１】
このように、光信号を用いた回転結合装置では、従来の摺動接触式の欠点を補うものであるが、光のアイソレーションの確保が課題であった。この点に関して、たとえば特許文献２における光学分岐素子では、送信光反射面と受信光用反射面の角度を工夫する事で光信号のクロストークを低減する方法が提案されている。
【００１２】
図２０に示すような特許文献２に記載の光学分岐素子２１０は、送信光の反射が受信経路に混入するのを防止するため、光ファイバ（図示せず）の端面と対向される開口面２１１ａと、発光素子（図示せず）の対向面２１１ｂと、受光素子（図示せず）の対向面２１１ｃと、発光素子の対向面２１１ｂから入射される送信光を開口面２１１ａに向かって反射する送信側反射面２１１ｄ−１と、開口面２１１ａから入射される受信光を受光素子の対向面２１１ｃに向かって反射する受信側反射面２１１ｅ−1とを具備する。なお、図２０（ａ）は、光学分岐素子２１０の斜視図であり、図２０（ｂ）は、光学分岐素子２１０の正面図であって、図２０（ａ）におけるＢ矢視図であり、図２０（ｃ）は、光学分岐素子２１０の平面図であって、図２０（ａ）におけるＣ矢視図であり、図２０（ｄ）は、光学分岐素子２１０の右側面図であって、図２０（ａ）におけるＤ矢視図である。
【００１３】
光ファイバの光軸方向をＺ軸、面２１１ｂと面２１１ｃの対向方向をＸ軸、Ｘ軸およびＺ軸と直交する方向をＹ軸としたとき、送信側反射面２１１ｄ−1は開口面２１１ａと平行な平面がＹ軸回り及びＸ軸回りに回転されて傾斜された面とされ、受信側反射面２１１ｅ−1は開口面２１１ａと平行な平面がＹ軸回りに送信側反射面２１１ｄ−２と反対方向に回転されて傾斜された面とされる。開口面２１１ａ付近における送信光反射経路主方向と受信経路主方向とを大きく離すことができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−４４９４０号公報
【特許文献２】特開２００５−３４５６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献２の構成は、この文献の段落［０００９］に、「発光面積が大きい発光ダイオード（ＬＥＤ）やＮＡの大きい大口径光ファイバ等を用いる場合、十分コリメートされず、図示した主光線の周囲に軸外光線が広く分布している場合が多い。そのため、図ではクロストークが受光面に進入していない状態となっていても、実際にはいくらかの軸外光線が入ることになる。」と記載されているように、光学分岐素子２１０の面上にレンズ面を形成して信号光をコリメートすることを前提としている。ここで特許文献２では、光学分岐素子２１０は透明なブロック状とされている。光学分岐素子２１０を実際に製造する場合は、大きくわけて切削加工による方法と、成形による方法が考えられるが、安価に大量生産するのに向いた方法は、後者の成形による方法である。
【００１６】
しかるに、光学分岐素子２１０の形状は、肉の厚い部分と薄い部分の差が大きい部分に更にレンズ面を形成する形状であるので、必要レンズ面に応じた金型開閉面が必要になり、高精度な成型条件出しが要求され、金型製造費用と成型品歩留まりの点から高価なものになる。また、特許文献２に記載の光学分岐素子２１０では成型性を考慮して鋭角部を無くした形状も提案されているが、鋭角部を無くした分だけ反射面の面積も減少しており、その分は軸外光線をとりこぼす事となる。
【００１７】
すなわち、安価に大量生産可能な製造方法に向かず、金型製造費用が高価になる事、高精度な成形条件出しが必要な事による歩留まりによって、成形によって製造する場合は、高価になる事が問題であった。
【００１８】
また、特許文献２に記載のものでは、固定部（固定部材）に設置された発光素子と受光素子とが、同じ軸上に配置されており、発光素子と受光素子とがお互いに対向しているので、発光素子から出された信号光の一部が光学分岐素子２１０で反射されずに、受光素子入り込む場合があり、これによって、信号光のクロストークが発生する（固定部材の発光素子が発光した信号光が固定部材の受光素子で受光される）おそれがあるという問題がある。
【００１９】
詳しく説明すると、特許文献２の図１６に示すように、固定部材に発光素子と受光素子とを設置し、可動部（回転部材）にも別の発光素子と受光素子とを設置し、固定部材に設置した発光素子が発した信号光が、各光学分岐素子２１０で反射されて回転部材の設置されている受光素子で受光されるのであるが、アイソレーションが十分にされず（固定部材に設置した発光素子が発した信号光の一部が、光学分岐素子２１０で反射されず）信号光の干渉が生じることがある。すなわち、固定部材の発光素子が発した信号光が、固定部材に設置された受光素子に入り込むことにより、クロストークが発生するおそれがあるという問題がある。
【００２０】
同様にして、回転部材に設置された発光素子や受光素子も、同じ軸上に配置されており、これによって、クロストークが発生するおそれがあるという問題がある。
【００２１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、固定部材と回転部材との間で双方向の光信号の伝達をするロータリジョイントおよび導光部材において、遮光部材を別途設けることなく、クロストークの発生を防止することができるもの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】
【００２２】
第１の発明は、固定部材と、所定の軸を回転中心にして前記固定部材に回転自在に設けられた回転部材と、第１の反射面と第２の反射面とを備え、前記固定部材に設けられた固定部材側導光部材と、第３の反射面と第４の反射面とを備え、前記回転部材に設けられた回転部材側導光部材と、前記固定部材もしくは前記固定部材側導光部材に設けられた固定部材側発光素子と、前記固定部材側発光素子が出射した信号光を受光できない位置で、前記固定部材もしくは前記固定部材側導光部材に設けられた固定部材側受光素子と、前記回転部材もしくは前記回転部材側導光部材に設けられた回転部材側発光素子と、前記回転部材側発光素子が出射した信号光を受光できない位置で、前記回転部材もしくは前記回転部材側導光部材に設けられた回転部材側受光素子とを有し、前記固定部材側発光素子が発光した信号光が、前記固定部材側導光部材の第１の反射面で反射され、前記回転部材側導光部材の第４の反射面で反射されて前記回転部材側受光素子で受光され、前記回転部材側発光素子が発光した信号光が、前記回転部材側導光部材の第３の反射面で反射され、前記固定部材側導光部材の第２の反射面で反射されて前記固定部材側受光素子で受光されるように構成されているロータリジョイントである。
【００２３】
第２の発明は、固定部材と、所定の軸を回転中心にして前記固定部材に回転自在に設けられた回転部材と、第１の反射面と第２の反射面とを備え、前記固定部材に設けられた固定部材側導光部材と、第３の反射面と第４の反射面とを備え、前記回転部材に設けられた回転部材側導光部材と、光軸が前記回転中心軸と交差するようにして、前記固定部材もしくは前記固定部材側導光部材に設けられた固定部材側発光素子と、光軸が前記回転中心軸および前記固定部材側発光素子の光軸と交差するようにして、前記固定部材もしくは前記固定部材側導光部材に設けられた固定部材側受光素子と、光軸が前記回転中心軸と交差するようにして、前記回転部材もしくは前記回転部材側導光部材に設けられた回転部材側発光素子と、光軸が前記回転中心軸および前記回転部材側発光素子の光軸と交差するようにして、前記回転部材もしくは前記回転部材側導光部材に設けられた回転部材側受光素子とを有し、前記固定部材側発光素子が発光した信号光が、前記固定部材側導光部材の第１の反射面で反射され、前記回転部材側導光部材の第４の反射面で反射されて前記回転部材側受光素子で受光され、前記回転部材側発光素子が発光した信号光が、前記回転部材側導光部材の第３の反射面で反射され、前記固定部材側導光部材の第２の反射面で反射されて前記固定部材側受光素子で受光されるように構成されているロータリジョイントである。
【００２４】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、前記固定部材側導光部材と前記回転部材側導光部材とが、お互いに同じ仕様で構成されているか、前記固定部材側発光素子と前記回転部材側発光素子とが、お互いに同じ仕様で構成されているか、前記固定部材側受光素子と前記回転部材側受光素子とが、お互いに同じ仕様で構成されているかのうちの少なくともいずれかの態様になっているロータリジョイントである。
【００２５】
第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれかにおいて、前記固定部材側発光素子と前記第１の反射面との間で、前記固定部材側発光素子が発した信号光を収束するための第１のレンズ、前記固定部材側受光素子と前記第２の反射面との間で、前記固定部材側受光素子が受光する信号光を収束するための第２のレンズ、前記回転部材側発光素子と前記第３の反射面との間で、前記回転部材側発光素子が発した信号光を収束するための第３のレンズ、前記回転部材側受光素子と前記第４の反射面との間で、前記回転部材側受光素子が受光する信号光を収束するための第４のレンズのうちの少なくともいずれかのレンズが設けられているロータリジョイントである。
【００２６】
第５の発明は、第１〜第４の発明のいずれかにおいて、前記導光部材は、信号光を透過する材料で一体成形された成形品であり、前記導光部材の外面の一部から前記導光部材に入り進んできた信号光が、前記導光部材の外面の他の一部で構成された前記反射面で反射され、この反射された信号光が、前記導光部材の外面のさらなる他の一部から前記導光部材の外へ出ていくように構成されており、前記導光部材の稜線部を形成する２つの面における交差角度のうちの劣角が、前記導光部材の総ての稜線部において４５°以上になっているロータリジョイントである。
【００２７】
第６の発明は、第１〜第５の発明のいずれかにおいて、前記固定部材から前記回転部材へ電力を供給するスリップリングを有するロータリジョイントである。
【００２８】
第７の発明は、固定部材と所定の軸を回転中心にして前記固定部材に回転自在に設けられた回転部材との間で光信号を伝送するときに使用される導光部材において、円柱状に形成された第１の導光部と、前記第１の導光部よりも小さい外径の円柱状に形成され、前記第１の導光部の軸と同軸で、前記第１の導光部の軸方向の一方の端面から突出している第２の導光部と、内径が前記第１の導光部の外径よりも小さくかつ前記第２の導光部の外径よりも大きい円柱状に形成され、前記第１の導光部の軸と同軸で、前記第１の導光部の軸方向の他方の端面から、前記第１の導光部の軸方向の中間部まで凹んでいる凹部と、前記凹部の底部に設けられ、前記各導光部の軸と斜めに交差する平面状の第１の反射面と、前記凹部の底部に設けられ、前記各導光部の軸および前記第１の反射面と斜めに交差する平面状の第２の反射面とを有する導光部材である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、固定部材と回転部材との間で双方向の光信号の伝達をするロータリジョイントおよび導光部材において、遮光部材を別途設けることなく、クロストークの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係るロータリジョイント１を搭載する監視カメラ５の概略構成を示す図である。
【図２】ロータリジョイント１の双方向信号光伝送の構成を示した図である。
【図３】ロータリジョイント１に用いる双方向信号光伝送の構成のうち、導光部材１０ａ，１０ｂにおける光信号の反射を示した図である。
【図４】ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂの外形が円形であることによる効果を説明する図である。
【図５】ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂの製造方法を示す図である。
【図６】ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂを実装した回路基板との位置決め形状の例である。
【図７】ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂの反射面１４の部位を形成する金型の形状を示す図である。
【図８】ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂの形状について示す断面図である。
【図９】ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂが光学部品の保持部とレンズ面を備える場合の説明図である。
【図１０】ロータリジョイント１の構成例のうち、双方向光伝送に加工で摺動接触伝送を組み合わせた例である。
【図１１】図１０にて示す例の回転側組立体の図である。
【図１２】ロータリジョイント１の構成例のうち、双方向光伝送に加えて摺動接触伝送を組み合わせた変形例である。
【図１３】導光部材１０ａ、１０ｂの各反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの角度を示す図である。
【図１４】導光部材１０ａ、１０ｂの各反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの角度を示す図である。
【図１５】導光部材１０ａ、１０ｂの金型の断面図である。
【図１６】導光部材１０ａ、１０ｂの変形例を示す図である。
【図１７】回転中心軸４の方向から見たときにおける導光部材１０ａ、１０ｂと発光素子１１ａ，１１ｂと受光素子１２ａ，１２ｂとの位置関係を示す図である。
【図１８】発光素子１１ａ，１１ｂ等の設置形態の変形例を示す図である。
【図１９】導光部材１０ａ、１０ｂ等の変形例を示す図である。
【図２０】従来の光学分岐素子２１０を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、本発明の実施形態に係るロータリジョイント１を搭載する監視カメラ５の概略構成を示す図である。
【００３２】
図２は、ロータリジョイント１の双方向信号光伝送の構成を示した図であり、図３は、ロータリジョイント１に用いる双方向信号光伝送の構成のうち、導光部材１０ａ，１０ｂにおける光信号の反射を示した図である。
【００３３】
図４は、ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂの外形が円形であることによる効果を説明する図である。
【００３４】
図５は、ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂの製造方法を示す図である。
【００３５】
図６は、ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂを実装した回路基板との位置決め形状の例であり、図７は、ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂの反射面１４の部位を形成する金型の形状を示す図であり、図８は、ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂの形状について示す断面図である。
【００３６】
図１に示すように、天井等に取り付ける固定部（固定部材）３と、カメラを搭載しパン回転軸４周りに回転する回転部（回転部材）２と、固定部３が回転部２をパン回転軸４まわりに回転自在に保持するロータリジョイント１がある。
【００３７】
ロータリジョイント１は、回転部２を回転自在に保持しながら、信号伝送や電力供給を行う。監視カメラ５の場合、カメラ撮像映像を回転部２から固定部３に伝送する以外に、カメラの制御信号や、回転部２に搭載される事が多いチルト回転用モータの制御信号用に、固定部３から回転部２への信号伝送も必要である。ロータリジョイント１では、双方向の光伝送と摺動接触伝送を併用し、映像信号や制御信号の信号系は光伝送を利用し、電源供給は摺動接触伝送を利用している。
【００３８】
さらに説明すると、ロータリジョイント１は、固定部材３と、回転部材２と、導光手段の例である固定部材側導光部材１０ａと、回転部材側導光部材１０ｂと、発光手段の例でありたとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成された固定部材側発光素子１１ａと、受光手段の例でありたとえばフォトダイオード（ＰＤ）で構成された固定部材側受光素子１２ａと、同様に構成された回転部材側発光素子１１ｂと回転部材側受光素子１２ｂとを備えて構成されている。
【００３９】
回転部材２は、図示しないベアリングを介して固定部材３に支持されており、所定の軸４を回転中心にして固定部材３に回転自在（双方向に無限回転自在）に設けられている。なお、回転部材２の回転位置決めは、図示しない制御装置の制御の下、図示しないモータ等のアクチュエータによりなされるようになっている。固定部材側導光部材１０ａは、各反射面１４（１４ａ，１４ｂ）を備えていると共に、固定部材３に一体的に設けられている。回転部材側導光部材１０ｂは、各反射面１４（１４ｃ，１４ｄ）を備えていると共に、回転部材２に一体的に設けられている。
【００４０】
なお、固定部材側発光素子１１ａが固定部材３に一体的に設けられており、回転部材側発光素子１１ｂが回転部材２に一体的に設けられており、固定部材側受光素子１２ａが固定部材３に一体的に設けられており、回転部材側受光素子１２ｂが回転部材２に一体的に設けられているが、固定部材側発光素子１１ａが固定部材側導光部材１０ａに一体的に設けられている構成であってもよいし、回転部材側発光素子１１ｂが回転部材側導光部材１０ｂに一体的に設けられている構成であってもよし、固定部材側受光素子１２ａが固定部材側導光部材１０ａに一体的に設けられている構成であってもよし、回転部材側受光素子１２ｂが回転部材側導光部材１０ｂに一体的に設けられている構成であってもよい（詳しくは図９を用いて後述）。
【００４１】
固定部材側受光素子１２ａは、固定部材側発光素子１１ａが出射した信号光を受光できない位置に設置されている。
【００４２】
すなわち、固定部材側発光素子１１ａが発する信号光を遮るものが存在せず屈折率等の光学特性が一様な空間（たとえば、空気のみが存在する空間）を想定した場合において、固定部材側発光素子１１ａの照射領域（発光素子の照射角と発光素子からの距離とで規定される照射領域）の外に固定部材側受光素子１２ａが存在していること、固定部材側受光素子１２ａの受光領域（受光素子の受光角と受光素子からの距離とで表される受光領域）の外に固定部材側発光素子１１ａが存在していることの少なくともいずれかの条件を満たすようにして、固定部材側発光素子１１ａと固定部材側受光素子１２ａとが設けられている。
【００４３】
また、同様にして、回転部材側受光素子１２ｂが、回転部材側発光素子１１ｂが出射した信号光を受光できない位置に設置されている。
【００４４】
そして、ロータリジョイント１は、固定部材側発光素子１１ａが発光した信号光が、固定部材側導光部材１０ａの反射面１４ａで反射され、回転部材側導光部材１０ｂの反射面１４ｄで反射されて回転部材側受光素子１２ｂで受光されるように構成されている。また、回転部材側発光素子１１ｂが発光した信号光が、回転部材側導光部材１０ｂの反射面１４ｃで反射され、固定部材側導光部材１０ａの反射面１４ｂで反射されて固定部材側受光素子１２ａで受光されるように構成されている。
【００４５】
ここで、発光素子１１ａ、１１ｂと受光素子１２ａ，１２ｂの設置の形態について例を掲げてさらに詳しく説明する。
【００４６】
固定部材側発光素子１１ａは、この光軸が回転中心軸４と交差するようにして（たとえば、光軸が回転中心軸４にほぼ直交するようにして）、回転中心軸４から離れた位置に設けられている。なお、固定部材側発光素子１１ａの信号光発光部は回転中心軸４側を向いている。すなわち、固定部材側発光素子１１ａは回転中心軸４側に向かって信号光を発するようになっている。
【００４７】
固定部材側受光素子１２ａは、この光軸が回転中心軸４および固定部材側発光素子１１ａの光軸と交差するようにして（たとえば、光軸が回転中心軸４および固定部材側発光素子１１ａの光軸とほぼ直交するようにして）、回転中心軸４から離れた位置に設けられている。なお、固定部材側受光素子１２ａの信号光受光部は回転中心軸４側を向いている。すなわち、固定部材側受光素子１２ａは回転中心軸４側から送られてくる信号光を受光するようになっている。
【００４８】
また、すでに理解されるように、回転中心軸４と固定部材側発光素子１１ａの光軸と固定部材側受光素子１２ａの光軸とは、お互いが１点で交わるように延びており、固定部材側発光素子１１ａの光軸と固定部材側受光素子１２ａの光軸とはお互いにずれており、回転中心軸４に対して固定部材側発光素子１１ａと固定部材側受光素子１２ａとが非対向位置に配置されている。
【００４９】
ところで、回転中心軸４と固定部材側発光素子１１ａの光軸と固定部材側受光素子１２ａの光軸とが、１点で交わることなく、延びていてもよい。すなわち、固定部材側発光素子１１ａの光軸が、回転中心軸４に対してねじれの位置で延びていてもよく、固定部材側受光素子１２ａの光軸が、回転中心軸４と固定部材側発光素子１１ａの光軸とに対してねじれの位置で延びていてもよい。
【００５０】
回転部材側発光素子１１ｂや回転部材側受光素子１２ｂも、固定部材側発光素子１１ａや固定部材側受光素子１２ａと同様に設けられている。なお、回転部材側発光素子１１ｂの光軸や回転部材側受光素子１２ｂの光軸は、回転中心軸４の方向（図２の上下方向）で固定部材側発光素子１１ａの光軸や固定部材側受光素子１２ａの光軸から離れている。
【００５１】
そして、ロータリジョイント１では、カメラ等の制御信号が図示しない変換回路で変換され、固定部材側発光素子１１ａから光信号として発射され、固定部材側発光素子１１ａが発光した信号光が、固定部材側導光部材１０ａの信号光入射面３１ａから固定部材側導光部材１０ａ内に入り、この入り込んだ信号光が固定部材側導光部材１０ａ内を進んで固定部材側導光部材１０ａの反射面１４ａで反射され、この反射された信号光が、固定部材側導光部材１０ａ内を回転中心軸４に沿って進み、固定部材側導光部材１０ａの信号光出入面１３ａから出射されるようになっている。
【００５２】
さらに、信号光出入面１３ａから出射された信号光が、回転部材側導光部材１０ｂの信号光出入面１３ｂから回転部材側導光部材１０ｂ内に入り、この入り込んだ信号光が回転部材側導光部材１０ｂ内を回転中心軸４に沿って進み、この進んできた信号光が、回転部材側導光部材１０ｂの反射面１４ｄで反射され、この反射された信号光が、回転部材側導光部材１０ｂ内を進んで、回転部材側導光部材１０ｂの信号光出射面３２ｂから出射され、回転部材側受光素子１２ｂで受光されるようになっている。
【００５３】
同様にして、カメラで撮影した映像信号が図示しない変換回路で変換され、回転部材側発光素子１１ｂから光信号として出射され、回転部材側発光素子１１ｂが発光した信号光が、回転部材側導光部材１０ｂの信号光入射面３１ｂから回転部材側導光部材１０ｂ内に入り、この入り込んだ信号光が回転部材側導光部材１０ｂ内を進んで回転部材側導光部材１０ｂの反射面１４ｃで反射され、この反射された信号光が、回転部材側導光部材１０ｂ内を回転中心軸４に沿って進み、回転部材側導光部材１０ｂの信号光出入面１３ｂから出射されるようになっている。
【００５４】
さらに、信号光出入面１３ｂから出射された信号光が、固定部材側導光部材１０ａの信号光出入面１３ａから固定部材側導光部材１０ａ内に入り、この入り込んだ信号光が固定部材側導光部材１０ａ内を回転中心軸４に沿って進み、この進んできた信号光が、固定部材側導光部材１０ａの反射面１４ｂで反射され、この反射された信号光が、固定部材側導光部材１０ａ内を進んで、固定部材側導光部材１０ａの信号光出射面３２ａから出射され、固定部材側受光素子１２ａで受光されるようになっている。
【００５５】
ところで、ロータリジョイント１では、固定部材側導光部材１０ａと回転部材側導光部材１０ｂとが、共通化されてお互いに同じ仕様で構成されている。また、固定部材側発光素子１１ａと回転部材側発光素子１１ｂとが、共通化されてお互いに同じ仕様で構成されている。また、固定部材側受光素子１２ａと回転部材側受光素子１２ｂとが、共通化されてお互いに同じ仕様で構成されている。なお、ロータリジョイント１において、固定部材側導光部材１０ａと回転部材側導光部材１０ｂとの共通化、固定部材側発光素子１１ａと回転部材側発光素子１１ｂとの共通化、固定部材側受光素子１２ａと回転部材側受光素子１２ｂとの共通化のうちの少なくともいずれかの共通化がされている構成であってもよい。
【００５６】
また、ロータリジョイント１において、固定部材側発光素子１１ａと反射面１４ａとの間に、固定部材側発光素子１１ａが発した信号光の発散を防ぎ収束させるためのレンズ３１ａを設けてもよい。たとえば、図９で示すように、固定部材側導光部材１０ａの信号光入射面３１ａを凸状に盛り上げてレンズ面１７を形成してもよい。
【００５７】
同様にして、固定部材側受光素子１２ａと反射面１４ｂとの間に、固定部材側受光素子１２ａが受光する信号光の発散を防ぎ収束させるためのレンズ３３ｂを設け、回転部材側発光素子１１ｂと反射面１４ｃとの間に、回転部材側発光素子１１ｂが発した信号光の発散を防ぎ収束させるためのレンズ３３ｃを設け、回転部材側受光素子１２ｂと反射面１４ｄとの間に、回転部材側受光素子１２ｂが受光する信号光の発散を防ぎ収束させるためのレンズ３３ｄを設けてもよい。なお、ロータリジョイント１において、各レンズ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄのうちの少なくともいずれかのレンズが設けられている構成であってもよい。
【００５８】
また、ロータリジョイント１において、導光部材１０ａ，１０ｂの各反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの少なくともいずれかの反射面が、信号光の発散を防ぎ収束させるための曲面（凹面）になっていてもよいし、さらに、導光部材１０ａ，１０ｂの信号光出入面１３ａ、１３ｂの少なくともいずれかの面が、信号光の発散を防ぎ収束させるための曲面（凸面）になっていてもよい。
【００５９】
更に、第２の導光部３５の先端の信号光出入面１３ａ（１３ｂ）面にレンズ形状または、傾斜面を形成して入射出射の際の戻り光を低減するようにしてもよい。
【００６０】
ここで、導光部材１０ａ，１０ｂについて詳しく説明する。
【００６１】
固定部材側導光部材１０ａは、固定部材３と回転部材２との間で固定部材３側に設けられており、回転部材側導光部材１０ｂは、固定部材３と回転部材２との間で回転部材２側に設けられている。
【００６２】
次に、主に固定部材側導光部材１０ａについて説明するが、回転部材側導光部材１０ｂも同様に構成されているものとする。
【００６３】
固定部材側導光部材１０ａは、発光素子１１ａ，１１ｂが発した信号光を透過する樹脂材料（ガラス等の他の材料であってもよい。）で一体成形された（たとえば射出成形で一体成形された）成形品である。また、固定部材側導光部材１０ａでは、この稜線部（固定部材側導光部材１０ａの表面が急激に折れ曲がっている凸状の角部）が、固定部材側導光部材１０ａの肉部側で４５°以上の角度になっている。すなわち、固定部材側導光部材１０ａの稜線部を形成する２つの面における交差角度のうちの劣角が、いずれの稜線部においても４５°以上になっており、総ての稜線部が鋭利に尖っていることはない。
【００６４】
そして、前述したように、固定部材側導光部材１０ａの外面の一部（信号光入射面３１ａ）から導光部材１０ａに入り進んできた信号光（固定部材側発光素子１１ａが発した信号光）が、導光部材１０ａの外面の他の一部で構成された（境界で構成された）反射面１４ａで反射され、この反射された信号光が、導光部材１０ａの外面のさらなる他の一部（信号光出入面１３ａ）から導光部材１０ａの外へ出ていくように構成されている。
【００６５】
また、固定部材側導光部材１０ａの外面の一部（信号光出入面１３ａ）から導光部材１０ａに入り進んできた信号光（回転部材側発光素子１１ｂが発した信号光）が、導光部材１０ａの外面の他の一部で構成された（境界で構成された）反射面１４ｂで反射され、この反射された信号光が、導光部材１０ａの外面のさらなる他の一部（信号光出射面３２ａ）から導光部材１０ａの外へ出ていき、固定部材側受光素子１２ａで受光されるように構成されている。
【００６６】
固定部材側導光部材１０ａは、円柱状に形成された第１の導光部３４と、円柱状に形成された第２の導光部３５と、円柱状に形成された凹部３６とを備えて形成されている。
【００６７】
第２の導光部３５の外径は、第１の導光部３４よりも小さくなっており、第２の導光部３５は、第１の導光部３４と同軸で、第１の導光部３４の軸方向の一方の端面から突出している。凹部３６の内径は、第１の導光部３４の外径よりも小さくかつ第２の導光部３５の外径よりも大きくなっており、凹部３６は、第１の導光部３４の軸と同軸で、第１の導光部３４の軸方向の他方の端面から、第１の導光部３４の軸方向の中間部まで凹んでいる。
【００６８】
固定部材側導光部材１０ａの凹部３６の面の一部が反射面１４ａを構成しており、固定部材側導光部材１０ａの凹部３６の面の他の一部が反射面１４ｂを構成している。同様にして、回転部材側導光部材１０ｂの凹部３６の面の一部が反射面１４ｃを構成しており、回転部材側導光部材１０ｂの凹部３６の面の他の一部が反射面１４ｄを構成している。
【００６９】
また、第１の導光部３４の軸と第２の導光部３５の軸と凹部３６の軸とが、回転部材２の回転中心軸４と一致するようにして、固定部材側導光部材１０ａや回転部材側導光部材１０ｂが固定部材３や回転部材２に設置されている。
【００７０】
また、固定部材側導光部材１０ａは、第１の導光部３４の軸方向の端面（凹部３６が形成されている端面）が固定部材３側に位置し、第２の導光部３５が回転部材２側に位置するようにして固定部材３に一体的に設けられている。回転部材側導光部材１０ｂは、第１の導光部３４の軸方向の端面（凹部３６が形成されている端面）が回転部材２側に位置し、第２の導光部３５が固定部材３側に位置するようにして回転部材２に一体的に設けられている。
【００７１】
そして、固定部材側導光部材１０ａの第２の導光部３５の先端部に形成されている円形平面状の信号光出入面１３ａと、回転部材側導光部材１０ｂの第２の導光部３５の先端部に形成されている円形平面状の信号光出入面１３ｂとは、回転中心軸４の方向で、お互いが僅かな間隔をあけて対向している。
【００７２】
さらに、図１３や図１４に示すがごとく、導光部材１０ａ，１０ｂにおける肉部は、極端に薄いところや極端に厚いところが存在しない形状になっている。
【００７３】
また、反射面１４ａ（１４ｃ）と反射面１４ｂ（１４ｄ）とは、固定部材側導光部材１０ａ（回転部材側導光部材１０ｂ）の凹部３６の底部（先端部）に設けられている。
【００７４】
反射面１４ａ（１４ｃ）は、第１の導光部３４の軸４と斜めに交差している平面で構成されており、反射面１４ｂ（１４ｄ）は、第１の導光部３４の軸４および反射面１４ａ（１４ｃ）を構成している平面と斜めに交差している平面で構成されている。
【００７５】
上記２つの平面の交差部位の線分である稜線３７は、各導光部３４，３５の軸４に対して斜めになっている。たとえば、５４．４７°（９０°−３５．２６°）の角度で、交差している（１点で交わり斜めに延びている）。また、反射面１４ａ（１４ｃ）と反射面１４ｂ（１４ｄ）とは、軸４と稜線３７とで規定でされる平面（回転中心軸４と稜線３７とを含む平面）に対して対称になっている。
【００７６】
また、反射面１４ａ（１４ｃ）に対する反射面１４ｂ（１４ｄ）の交差角度（凹部３６における交差角度；３６０°の角度から導光部材１０ａ，１０ｂの肉部における交差角度を減じた角度）は、１８０°よりも小さくなっており、たとえば、９０°になっている。
【００７７】
固定部材側発光素子１１ａと固定部材側受光素子１２ａとは、回転中心軸４の方向では、固定部材側導光部材１０ａの第１の導光部３４の中間部に設けられており、この第１の導光部３４の径方向では、第１の導光部３４から僅かに離れて設けられている。
【００７８】
同様にして、回転部材側発光素子１１ｂと回転部材側受光素子１２ｂとが、回転中心軸４の方向では回転部材側導光部材１０ｂの第１の導光部３４の中間部に設けられており、この第１の導光部３４の径方向では、第１の導光部３４から僅かに離れて設けられている。
【００７９】
また、ロータリジョイント１には、固定部材３から回転部材２へ電力を供給するスリップリング４１が設けられている（図１０、図１２参照）。スリップリング４１は、各導光部材１０ａ，１０ｂにおける第２の導光部３５の外側に設けられている。すなわち、回転中心軸４を中心にし、各導光部材１０ａ，１０ｂの第２の導光部３５が内側に位置するようにして、スリップリング４１のリング状の摺動接触部（導電部材）２３が設けられている。
【００８０】
なお、各導光部材１０ａ，１０ｂの第２の導光部３５の外径を細くしてあることにより、スリップリング４１を設置するためのスペースを確保しやすくなっていると共に、第２の導光部３５を通過する信号光が、軸４に対して平行に進み易くなっており、信号光を効率良く伝達することができるようになっている。
【００８１】
図１０を参照して、スリップリング４１についてさらに詳しく説明する。
【００８２】
図１０に示すロータリジョイント１は、信号光伝送部（各導光部材１０ａ，１０ｂ等で構成された信号光伝送部）と、スリップリング４１とを備えて構成されている。
【００８３】
スリップリング４１は、摺動接触部固定側組立体２０と摺動接触部回転側組立体２１とを備えて構成されている。摺動接触部固定側組立体２０は、筐体４２と基板２４とを備えて構成されている。
【００８４】
筐体４２は、円筒状の部材４３と、この円筒状の部材４３の一方の開口部を塞いでいる円板状の部材４４と、円筒状の部材４３の他方の開口部を塞いでいる円板状の部材４５とを備えて形成されている。そして、筐体４２は、円板状の部材４４が固定部材３側に位置し円板状の部材４５が回転部材２側に位置し、円板状の部材４４の中央部に設けられている貫通孔が、固定部材側導光部材１０ａの第２の導光部３５に嵌って、固定部材側導光部材１０ａに一体的に設けられている。
【００８５】
筐体４２の内部であって、円板状の部材４４の内面には、円板状の基板２４が一体的に設けられている。基板２４の厚さ方向の一方の面（円板状の部材４４とは反対側の面）には、リング状の導電部材（摺動接触部）２３が、軸４を同芯として複数設けられている。各リング状の導電部材２３の径はそれぞれ異なっており、基板２４の径方向でお互いが離れている。
【００８６】
摺動接触部回転側組立体２１は、ブラシ保持体４６と複数のブラシ（摺動接触子）２２とを備えて構成されている。ブラシ保持体４６は、筐体４２のほぼ内部に位置していると共に、回転部材側導光部材１０ｂの第２の導光部３５に嵌って、回転部材側導光部材１０ｂに一体的に設けられている。また、各ブラシ２２は、回転部材２の回転に伴って、円形状の各導電部材２３のそれぞれに摺動接触するようになっている。
【００８７】
次に、図１２を参照して、スリップリング４１の変形例であるスリップリング４１ａについて詳しく説明する。
【００８８】
図１２に示すスリップリング４１ａも、摺動接触部固定側組立体２０ａと摺動接触部回転側組立体２１ａとを備えて構成されている。摺動接触部固定側組立体２０ａは、筐体４２ａと基板２４ａとを備えて構成されている。
【００８９】
筐体４２ａは、円筒状の部材４３ａと、この円筒状の部材４３ａの一方の開口部を塞いでいる円板状の部材４４ａと、円筒状の部材４３ａの他方の開口部を塞いでいる円板状の部材４５ａとを備えて構成されている。そして、筐体４２ａは、円板状の部材４４ａが固定部材３側に位置し円板状の部材４５ａが回転部材２側に位置し、円板状の部材４４ａの中央部に設けられている貫通孔が、固定部材側導光部材１０ａの第２の導光部３５に嵌って、固定部材側導光部材１０ａに一体的に設けられている。
【００９０】
筐体４２ａの内部であって、円筒状の部材４３ａの内面には、基板２４ａが一体的に設けられている。基板２４ａには、複数のブラシ２３ａが一体的に設けられている。各ブラシ２３ａは、軸４の方向でお互いが離れて設けられている。
【００９１】
摺動接触部回転側組立体２１ａは、導電部材支持体４７とリング状の複数の摺動接触部２３ｂとを備えて構成されている。導電部材支持体４７は、円筒状に形成され筐体４２のほぼ内部に位置していると共に、回転部材側導光部材１０ｂの第２の導光部３５に嵌って、回転部材側導光部材１０ｂに一体的に設けられている。また、リング状の各摺動接触部２３ｂは、回転部材２の回転に伴って、各導電部材２３ａのそれぞれに摺動接触するようになっている。
【００９２】
なお、すでに理解されるように、監視カメラ５を用いるロータリジョイント１の場合は、映像信号や制御信号を光伝送が担い、回転部材２への電力供給や、グランド線の確保にスリップリング４１が用いられる。
【００９３】
ところで、ロータリジョイント１では、各発光素子１１ａ，１１ｂの指向角度は約１８°であり、各受光素子１２ａ，１２ｂとして大きさが２ｍｍ角のＰＤ（フォトダイオード）を用いている。
【００９４】
また、前述したように、回転部材２に一体的に設けられている発光素子１１ａと受光素子１２ａとは、回転軸４の方向から見て、回転軸４について９０°の角度を成すように配置されている（図１４参照）。
【００９５】
また、図３に示すように、回転部２側と固定部３側それぞれに設けた導光部材１０ａ，１０ｂの各反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄには、鏡面仕上げが施されており、各反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄと軸４等とのなす角は、図１３、図１４に示すようになっている。すなわち、回転部材の中心軸４と発光素子１１ａ（１１ｂ）の光軸と受光素子１２ａ（１２ｂ）の光軸とが、お互いに直交している場合にあっては、軸４に直交する平面と稜線３７との交差角度は３５．２６°になっている。なお、図１３（ａ）は、導光部材１０ａ，１０ｂを軸４の方向から見た図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。なお、Ｂ−Ｂ断面は、軸４と発光素子１１ａの光軸とで規定される平面である。また、図１３（ｃ）は、図１３（ａ）におけるＣ−Ｃ断面を示す図である。なお、Ｃ−Ｃ断面は、図１３（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を、軸４を中心にして時計まわりに４５°回転した面である。また、図１４（ｄ）は、図１３（ａ）におけるＤ矢視図であり、図１４（ｅ）は、図１３（ａ）におけるＥ−Ｅ断面を示す図である。なお、Ｅ−Ｅ断面は、図１３（ａ）におけるＣ−Ｃ断面を、軸４を中心にして時計まわりに９０°回転した面である。図１４（ｆ）は、図１３（ａ）におけるＦ矢視図である。
【００９６】
また、図８に示すように、導光部材１０ａ（１０ｂ）の円筒形反射部（第１の導光部）３４に入射した発光素子１１ａ（１１ｂ）からの信号光は、反射部（凹部）３６底面の一部が成す反射面１４ａ（１４ｃ）で反射して導光管部（第２の導光部３５）に導かれる。逆に導光管部端面１３ａ（１３ｂ）より入射した信号光のうち発光素子１１ａ（１１ｂ）に対向する面（反射面１４ａ（１４ｃ））に入射した光は、受光素子１２ａ（１２ｂ）に入射せず発光素子１１ａ（１１ｂ）方向に反射するが問題は無い。
【００９７】
なお、ロータリジョイント１では、反射面１４は鏡面仕上げの樹脂面であるが、部材（導光部材１０ａ，１０ｂ）の外部から反射膜を付けてもよい。
【００９８】
図９に示すロータリジョイント１では、導光部材１０ａ（１０ｂ）に保持部１５、１６を一体で設けて数百ミクロンの位置精度で、発光素子１１ａ（１１ｂ）と受光素子１２ａ（１２ｂ）とを、導光部材１０ａ（１０ｂ）で直接的に保持している。このように、位置精度良く保持する事により、光軸が安定し光伝送効率のばらつきを防止できる。さらに導光部材１０ａ（１０ｂ）と発光素子１１ａ（１１ｂ）や受光素子１２ａ（１２ｂ）との位置関係が精度良く定まる事により、前述したように、導光部材１０ａ（１０ｂ）の反射部側面にレンズ形状形成し、より多くの光信号を受光素子１２ａ（１２ｂ）へ入射させることができる。
【００９９】
なお、図１１に示すように、筐体４２（４２ａ）やブラシ保持体４６や導電部材支持体４７の中央部に、円の内一部の円弧を切り落した形状のＤカットの貫通孔を設け、これに対応させて、固定部材側導光部材１０ａ（１０ｂ）の第２の導光部３５もＤカット状に形成し、筐体４２（４２ａ）やブラシ保持体４６や導電部材支持体４７を導光部材１０ａ（１０ｂ）に一体的に設けてある。
【０１００】
なお、Ｄカットの形状に代えて、円から円弧を２箇所で切り落した小判型の形状にし、または、キーとキー溝を用い、または、ローレットを用いて、筐体４２（４２ａ）やブラシ保持体４６や導電部材支持体４７を導光部材１０ａ（１０ｂ）に一体的に設けてあってもよい。
【０１０１】
次に、導光部材１０ａ（１０ｂ）を成形するための金型５２について説明する。
【０１０２】
図１５は、金型５２の概略構成を示す断面図であり、図１５（ａ）は、軸４を含む平面で金型５２を切断したときの断面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【０１０３】
金型５２は下型５４と上型５５とを備えて構成されている。上型５５には、導光部材１０ａ（１０ｂ）の各導光部３４，３５を形成するための凹部が形成されている。また、下型５４には、導光部材１０ａ（１０ｂ）の凹部３６を形成するための丸棒５３が一体的に設けられている。
【０１０４】
ところで、固定部材３や回転部材２に実装された（一体的に設置された）受光素子１２ａ，１２ｂと発光素子１１ａ，１１ｂに対する導光部材１０ａ，１０ｂの設置角度（軸４まわりの姿勢）を決めるには、図６や図７や図１５に示すように円筒状の突起５１を設ければよいが、これらの突起５１は、図７や図１５に示すように、金型５２では反射面部（凹部３６）を形成する丸棒５３と同じ面に孔加工を行うので、丸棒５３の底部にＤ型等の回転止め形状を作っておけば（図１５（ｂ）参照）、反射面１４ａ，１４ｂ（１４ｃ，１４ｄ）と突起５１の角度が狂うことも無く、角度精度の確保が容易になる。導光部材３４，３５は共に円筒形状であるので、一度に加工に行え、高い同軸度を容易に得ることができる。
【０１０５】
次に、ロータリジョイント１の動作について説明する。
【０１０６】
初期状態として、スリップリング４１（４１ａ）によって、回転部材２に電力が供給されているものとする。
【０１０７】
この初期状態のときに、図示しない制御装置の制御の下、カメラ等の制御信号等が固定部材３側から回転部材２側に導光部材１０ａ，１０ｂ等を介して伝送されると、カメラが所定の領域を撮影する。このされた映像を光信号に変換して、導光部材１０ａ，１０ｂ等を介して、回転部材２側から固定部材３が側に伝送する。
【０１０８】
ロータリジョイント１によれば、固定部材側発光素子１１ａが出射した信号光を受光できない位置に、固定部材側受光素子１２ａが設けられているので、固定部材側発光素子１１ａが出射した信号光の一部が、固定部材側導光部材１０ａの第１の反射面１４ａで反射されなくても、この反射されない信号光が固定部材側受光素子１２ａに入射する事態を回避することができる。したがって、遮光部材を別途設けることなく、固定部材側発光素子１１ａから固定部材側受光素子１２ａへのクロストークの発生を防止する（固定部材側発光素子１１ａが発光した信号光が固定部材側受光素子１２ａで誤って受光されてしまう事態を防止する）ことができる。また、同様にして、回転部材側発光素子１１ｂから回転部材側受光素子１２ｂへのクロストークの発生を防止することができる。
【０１０９】
また、ロータリジョイント１によれば、固定部材側発光素子１１ａの光軸と固定部材側受光素子１２ａの光軸とがほぼ直交している。汎用の発光素子は、信号光の照射角度が２０°〜５０°程度であり（たとえば、指向角１８°の２倍である３６°であり）、汎用の受光素子も、受光角度が２０°〜５０°程度である。したがって、固定部材側受光素子１２ａが、固定部材側発光素子１１ａが出射した信号光を受光できない位置に設けられていることになり（図１７参照）、照射角度や受光角度が小さい特殊用途の発光素子や受光素子を用いなくても、固定部材側発光素子１１ａから固定部材側受光素子１２ａへのクロストークの発生を防止することができる。また、同様にして、回転部材側発光素子１１ｂから回転部材側受光素子１２ｂへのクロストークの発生を防止することができる。
【０１１０】
また、ロータリジョイント１によれば、回転中心軸４と固定部材側発光素子１１ａ（１１ｂ）の光軸と固定部材側受光素子１２ａ（１２ｂ）の光軸とがお互いに直交しほぼ１点で交わっていると共に、回転中心軸４と発光素子１１ａ（１１ｂ）の光軸と受光素子１２ａ（１２ｂ）の光軸とがお互いに直交しほぼ１点で交わっているので、固定部材側導光部材１０ａ、固定部材側発光素子１１ａ、固定部材側受光素子１２ａ、回転部材側導光部材１０ｂ、回転部材側発光素子１１ｂ、回転部材側受光素子を１２ｂを、固定部材３や回転部材２に組み付ける際、これらの位置精度を正確なものにすることが容易になる。
【０１１１】
また、ロータリジョイント１によれば、固定部材側導光部材１０ａと回転部材側導光部材１０ｂとが同じ仕様で構成されており、固定部材側発光素子１１ａと回転部材側発光素子１１ｂとが同じ仕様で構成されており、固定部材側受光素子１２ａと回転部材側受光素子１２ｂとが同じ仕様で構成されているので、ロータリジョイント１を構成する部品の種類を削減しロータリジョイントを構成する部品の共通化を図り生産性と費用を抑えながら、光のアイソレーション（分離）を確保したロータリジョイントを実現することができる。
【０１１２】
また、ロータリジョイント１によれば、信号光を収束するためのレンズ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄが設けられているので、信号光の発散が防止され、信号光を効率良く伝達することができる。さらに、各反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを、信号光を収束するための凹面にし、信号光出入面１３ａ（１３ｂ）を、信号光を収束するための凸面にすれば、信号光の発散が防止され、信号光を効率良く伝達することができる。
【０１１３】
また、ロータリジョイント１によれば、導光部材１０ａ，１０ｂがこの反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを含め成形品で構成されているので、大量生産が可能になり価格の上昇を抑えることができる。
【０１１４】
また、ロータリジョイント１によれば、導光部材１０ａ，１０ｂの稜線３７等の稜線部を形成する２つの面の交差角度のうちの劣角が、総ての稜線部において４５°以上の角度になっているので、導光部材１０ａ，１０ｂにおける鋭角部が消滅しており、稜線部に所謂糸面程度の面取りをすれば大量生産に適した金型を作成できる。したがって、反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの面積の減少を抑制することができ、軸外光線のとりこぼしを減少させることができ、信号光を効率良く伝送することができる。
【０１１５】
また、ロータリジョイント１によれば、上述したように各発光素子１１ａ，１１ｂと各受光素子１２ａ，１２ｂとが設けられており、固定部材側導光部材１０ａと回転部材側導光部材１０ｂとが離れているので、非接触で、固定部材側導光部材１０ａ（固定部材３）と回転部材側導光部材１０ｂ（回転部材２）との間の双方向で信号伝送が可能になっている。
【０１１６】
また、ロータリジョイント１によれば、導光部材１０ａ，１０ｂの肉部の厚さに極端な差がないので、成形時に表面が窪むヒケを防止でき、導光部材１０ａ，１０ｂを成形するときの歩留まりを良好なものにすることができ、導光部材１０ａ，１０ｂの製造コストを下げることができる。また、導光部材１０ａ，１０ｂにおける鋭角部が消滅しており、導光部材１０ａ，１０ｂの肉部の厚さに極端な差が無いので、成形するときにおける硬化前の樹脂の流れが単純になり、樹脂の流れにおいて乱流等の複雑な流れが無くなり、導光部材１０ａ，１０ｂがほぼ均質な媒質（信号光伝達媒質）として形成され、導光部材１０ａ，１０ｂにおける信号光の複屈折の発生を防止することができる。
【０１１７】
また、導光部材１０ａ，１０ｂを成形する際、図１５で示すような下型５４と上型５５とを使用すれば、アンダーカットが発生せず、金型５２の構成を簡素化することができると共に、高精度の成形を容易に行うことができる。すなわち、発光素子１１ａ，１１ｂや受光素子１２ａ，１２ｂの対向面にレンズ形状を設けることなく、第１の導光部３４を円柱状に形成すれば、アンギュラピン等を用いたスライド機構等により金型開閉部を別に設ける必要もないので、安価に精度良く耐久性の有る金型を製造することができる。
【０１１８】
また、ロータリジョイント１によれば、導光部材１０ａ，１０ｂを成形するのに使用する金型５２が、機械加工が容易な円を基調とした形状になっており、特に反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの部分は丸棒５３に角度つけて加工するだけで形状を確保することができるようになっており（図５、図７参照）、丸棒５３の円筒部を基準として金型５２の本体部（下型５４）に対する位置出し可能であるので、精度の良い金型５２を安価に製作することができる。
【０１１９】
すなわち、導光部材１０ａ，１０ｂを構成する反射部（凹部３６）と各導光部３４，３５がほぼ円筒状であることで、旋盤等の汎用的な工作機械で容易に可能可能であり、また反射部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄについては、図５の（ａ）（ｂ）に示すように、丸棒に４５°等の角度をつけて切削加工するだけでよく、加工面の磨き仕上げも行い易い。さらに、丸棒５３の外周円を基準とした位置出しが可能であるため精度も確保し易い。また、図５（ｃ）に示すように、４５°を下回るような鋭角部が存在しないため、各稜線（稜線部）に沿って所謂糸面取りと呼ばれるＣ０．１ｍｍ〜Ｃ０．２ｍｍ程度の小さな面取り行えば成形に対応できるので、鋭角部を無くすために反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが大きく減少することは無い。
【０１２０】
また、ロータリジョイント１によれば、導光部材１０ａ，１０ｂの第１の導光部３４が円柱状（凹部３６を含めるとほぼ円筒状）に形成されているので、発光素子１１ａ，１１ｂの発した信号光が第１の導光部３４に入るときに屈折して収束され、導光部材１０ａ，１０ｂへの入射のロスを低減することができる。
【０１２１】
すなわち、図４に示すように、導光部材１０ａ，１０ｂの外形が円形であるので、発光素子１１ａ，１１ｂの放射角（照射角）で定義される信号光の広がりを円筒外径のＲ面によって抑制できる。これにより、より多くの信号光を反射面１４ａ，１４ｃに入射させることができ、導光部材１０ａ，１０ｂに入射する前に反射してしまう信号光の損失を抑えてより多くの信号光を導光部材１０ａ，１０ｂの第１の導光部３４に導くことができる。なお、導光部材１０ａ，１０ｂから、受光素子１２ａ，１２ｂに信号光を出射する場合も、同様にして信号光が広がる事態を抑制することができる。
【０１２２】
ところで、図１６で示すように、導光部材１０ａ，１０ｂの第１の導光部３４の外形を球面状にする等、回転中心軸４の方向でも円弧状に形成してもよい。これにより、信号光が広がる事態を一層効率良く抑制することができる。
【０１２３】
また、すでに理解されるように、発光素子１１ａ，１１ｂの光軸を、回転中心軸４に対して斜めに傾けてもよく（図１８参照）、同様にして、受光素子１２ａ，１２ｂの光軸を、回転中心軸４に対して斜めに傾けてもよい。
【０１２４】
さらに、図１９で示すように、導光部材１０ａ，１０ｂの軸を、回転中心軸４に対して斜めに傾けてもよい。なお、図１８や図１９に示すように構成した場合にあっては、反射面１４の角度も適宜変更されるものとする。
【０１２５】
図１９に示すように、導光部材１０ａ，１０ｂの軸４ａを回転中心軸４に対して斜めに傾け、軸４ａと、信号光出入面１３ａ（１３ｂ）とが直交しないようにすることにより、各導光部材における入射出射の際の戻り光によるクロストークを抑える事ができる。
【０１２６】
また、導光部材１０ａ，１０ｂの形態を、適宜変更してもよい。たとえば、第１の導光部３４の外径と第２の導光部３５の外径とをお互いに等しくしてもよいし、第１の導光部３４や第２の導光部３５の軸を曲げて構成してもよい。
【符号の説明】
【０１２７】
１ ロータリジョイント
２ 回転部材
３ 固定部材
４ 回転中心軸
１０ａ 固定部材側導光部材
１０ｂ 回転部材側導光部材
１１ａ 固定部材側発光素子
１１ｂ 回転部材側発光素子
１２ａ 固定部材側受光素子
１２ｂ 回転部材側受光素子
１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ） 反射面
１７ レンズ面
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ レンズ
３４ 第１の導光部
３５ 第２の導光部
４１、４１ａ スリップリング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリジョイントおよび導光部材に係り、特に、固定部部材とこれに回転自在に組み合わされた回転部材との間で信号伝送を行うロータリジョイントや導光部材のうちで、光信号により双方向で信号伝送を行うものに関する。
【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。
【０００３】
即ち、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。
【０００４】
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。
【０００５】
このような監視カメラ装置で用いられる電動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動雲台としては、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。
【０００６】
しかし、スリップリングによる摺動接点方式は、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挨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る。特に映像信号においては、回転に伴うノイズ発生が、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る。さらにこのような機械接触による方式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る。
【０００７】
そこで、スリップリングとブラシによる摺動接触の悪影響を避けるために、光信号により信号系の非接触伝送を行う光伝送方式の提案がなされている。これらの提案は、当初は回転部に備えたカメラの映像信号を固定側に伝送する片方向伝送であったが、カメラやチルトモータ制御用の信号を固定側から回転側に送る事もあり、双方向で非接触の光信号の伝送を行う提案がなされている。
【０００８】
たとえば、特許文献１では、発光素子と受光素子の組み合わせを２組使用して、固定側と回転側の受光素子を回転軸のほぼ中心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した光回転結合装置が提案されている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の光回転結合装置では、双方向の光伝送路において、回転中心部に配置した受光素子に対して、発光素子からの光が斜め方向から入射するように配置してあるが、互いに光信号の干渉が生じてしまうため、干渉を軽減するため新たな遮光部材が必要になるという問題がある。
【００１０】
すなわち、放射角が極めて狭いＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）やＬＤ（レーザダイオード）を使用すれば干渉低減が可能であるが、一般にＶＣＳＥＬやＬＤよりも安価なＬＥＤ（ライトエミッティングダイオード）を利用した場合、放射角は狭指向タイプでも全幅で十数度はあり、信号光が広がりをもって出射し、受光素子周辺部に照射されるが、反射するものばかりではなく、散乱や迷光により、光信号の干渉を引き起こしてしまう。しかも、低コスト化や部品共通化による生産効率向上のために回転側と固定側のＬＥＤを同じ波長・放射角のものを用いる場合は、光のアイソレーション確保が難しい。特許文献１にて提案されているように遮光部材を用いれば回転側と固定側のＬＥＤを同じにしても干渉防止が可能であるが、金型等の初期投資も含めて遮光部材の費用がかかるという問題がある。
【００１１】
このように、光信号を用いた回転結合装置では、従来の摺動接触式の欠点を補うものであるが、光のアイソレーションの確保が課題であった。この点に関して、たとえば特許文献２における光学分岐素子では、送信光反射面と受信光用反射面の角度を工夫する事で光信号のクロストークを低減する方法が提案されている。
【００１２】
図２０に示すような特許文献２に記載の光学分岐素子２１０は、送信光の反射が受信経路に混入するのを防止するため、光ファイバ（図示せず）の端面と対向される開口面２１１ａと、発光素子（図示せず）の対向面２１１ｂと、受光素子（図示せず）の対向面２１１ｃと、発光素子の対向面２１１ｂから入射される送信光を開口面２１１ａに向かって反射する送信側反射面２１１ｄ−１と、開口面２１１ａから入射される受信光を受光素子の対向面２１１ｃに向かって反射する受信側反射面２１１ｅ−1とを具備する。なお、図２０（ａ）は、光学分岐素子２１０の斜視図であり、図２０（ｂ）は、光学分岐素子２１０の正面図であって、図２０（ａ）におけるＢ矢視図であり、図２０（ｃ）は、光学分岐素子２１０の平面図であって、図２０（ａ）におけるＣ矢視図であり、図２０（ｄ）は、光学分岐素子２１０の右側面図であって、図２０（ａ）におけるＤ矢視図である。
【００１３】
光ファイバの光軸方向をＺ軸、面２１１ｂと面２１１ｃの対向方向をＸ軸、Ｘ軸およびＺ軸と直交する方向をＹ軸としたとき、送信側反射面２１１ｄ−1は開口面２１１ａと平行な平面がＹ軸回り及びＸ軸回りに回転されて傾斜された面とされ、受信側反射面２１１ｅ−1は開口面２１１ａと平行な平面がＹ軸回りに送信側反射面２１１ｄ−２と反対方向に回転されて傾斜された面とされる。開口面２１１ａ付近における送信光反射経路主方向と受信経路主方向とを大きく離すことができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−４４９４０号公報
【特許文献２】特開２００５−３４５６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献２の構成は、この文献の段落［０００９］に、「発光面積が大きい発光ダイオード（ＬＥＤ）やＮＡの大きい大口径光ファイバ等を用いる場合、十分コリメートされず、図示した主光線の周囲に軸外光線が広く分布している場合が多い。そのため、図ではクロストークが受光面に進入していない状態となっていても、実際にはいくらかの軸外光線が入ることになる。」と記載されているように、光学分岐素子２１０の面上にレンズ面を形成して信号光をコリメートすることを前提としている。ここで特許文献２では、光学分岐素子２１０は透明なブロック状とされている。光学分岐素子２１０を実際に製造する場合は、大きくわけて切削加工による方法と、成形による方法が考えられるが、安価に大量生産するのに向いた方法は、後者の成形による方法である。
【００１６】
しかるに、光学分岐素子２１０の形状は、肉の厚い部分と薄い部分の差が大きい部分に更にレンズ面を形成する形状であるので、必要レンズ面に応じた金型開閉面が必要になり、高精度な成型条件出しが要求され、金型製造費用と成型品歩留まりの点から高価なものになる。また、特許文献２に記載の光学分岐素子２１０では成型性を考慮して鋭角部を無くした形状も提案されているが、鋭角部を無くした分だけ反射面の面積も減少しており、その分は軸外光線をとりこぼす事となる。
【００１７】
すなわち、安価に大量生産可能な製造方法に向かず、金型製造費用が高価になる事、高精度な成形条件出しが必要な事による歩留まりによって、成形によって製造する場合は、高価になる事が問題であった。
【００１８】
また、特許文献２に記載のものでは、固定部（固定部材）に設置された発光素子と受光素子とが、同じ軸上に配置されており、発光素子と受光素子とがお互いに対向しているので、発光素子から出された信号光の一部が光学分岐素子２１０で反射されずに、受光素子入り込む場合があり、これによって、信号光のクロストークが発生する（固定部材の発光素子が発光した信号光が固定部材の受光素子で受光される）おそれがあるという問題がある。
【００１９】
詳しく説明すると、特許文献２の図１６に示すように、固定部材に発光素子と受光素子とを設置し、可動部（回転部材）にも別の発光素子と受光素子とを設置し、固定部材に設置した発光素子が発した信号光が、各光学分岐素子２１０で反射されて回転部材の設置されている受光素子で受光されるのであるが、アイソレーションが十分にされず（固定部材に設置した発光素子が発した信号光の一部が、光学分岐素子２１０で反射されず）信号光の干渉が生じることがある。すなわち、固定部材の発光素子が発した信号光が、固定部材に設置された受光素子に入り込むことにより、クロストークが発生するおそれがあるという問題がある。
【００２０】
同様にして、回転部材に設置された発光素子や受光素子も、同じ軸上に配置されており、これによって、クロストークが発生するおそれがあるという問題がある。
【００２１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、固定部材と回転部材との間で双方向の光信号の伝達をするロータリジョイントおよび導光部材において、遮光部材を別途設けることなく、クロストークの発生を防止することができるもの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】
【００２２】
第１の発明は、固定部材と、所定の軸を回転中心にして前記固定部材に回転自在に設けられた回転部材と、第１の反射面と第２の反射面とを備え、前記固定部材に設けられた固定部材側導光部材と、第３の反射面と第４の反射面とを備え、前記回転部材に設けられた回転部材側導光部材と、前記固定部材もしくは前記固定部材側導光部材に設けられた固定部材側発光素子と、前記固定部材側発光素子が出射した信号光を受光できない位置で、前記固定部材もしくは前記固定部材側導光部材に設けられた固定部材側受光素子と、前記回転部材もしくは前記回転部材側導光部材に設けられた回転部材側発光素子と、前記回転部材側発光素子が出射した信号光を受光できない位置で、前記回転部材もしくは前記回転部材側導光部材に設けられた回転部材側受光素子とを有し、前記固定部材側発光素子が発光した信号光が、前記固定部材側導光部材の第１の反射面で反射され、前記回転部材側導光部材の第４の反射面で反射されて前記回転部材側受光素子で受光され、前記回転部材側発光素子が発光した信号光が、前記回転部材側導光部材の第３の反射面で反射され、前記固定部材側導光部材の第２の反射面で反射されて前記固定部材側受光素子で受光されるように構成されているロータリジョイントである。
【００２３】
第２の発明は、固定部材と、所定の軸を回転中心にして前記固定部材に回転自在に設けられた回転部材と、第１の反射面と第２の反射面とを備え、前記固定部材に設けられた固定部材側導光部材と、第３の反射面と第４の反射面とを備え、前記回転部材に設けられた回転部材側導光部材と、光軸が前記回転中心軸と交差するようにして、前記固定部材もしくは前記固定部材側導光部材に設けられた固定部材側発光素子と、光軸が前記回転中心軸および前記固定部材側発光素子の光軸と交差するようにして、前記固定部材もしくは前記固定部材側導光部材に設けられた固定部材側受光素子と、光軸が前記回転中心軸と交差するようにして、前記回転部材もしくは前記回転部材側導光部材に設けられた回転部材側発光素子と、光軸が前記回転中心軸および前記回転部材側発光素子の光軸と交差するようにして、前記回転部材もしくは前記回転部材側導光部材に設けられた回転部材側受光素子とを有し、前記固定部材側発光素子が発光した信号光が、前記固定部材側導光部材の第１の反射面で反射され、前記回転部材側導光部材の第４の反射面で反射されて前記回転部材側受光素子で受光され、前記回転部材側発光素子が発光した信号光が、前記回転部材側導光部材の第３の反射面で反射され、前記固定部材側導光部材の第２の反射面で反射されて前記固定部材側受光素子で受光されるように構成されているロータリジョイントである。
【００２４】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、前記固定部材側導光部材と前記回転部材側導光部材とが、お互いに同じ仕様で構成されているか、前記固定部材側発光素子と前記回転部材側発光素子とが、お互いに同じ仕様で構成されているか、前記固定部材側受光素子と前記回転部材側受光素子とが、お互いに同じ仕様で構成されているかのうちの少なくともいずれかの態様になっているロータリジョイントである。
【００２５】
第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれかにおいて、前記固定部材側発光素子と前記第１の反射面との間で、前記固定部材側発光素子が発した信号光を収束するための第１のレンズ、前記固定部材側受光素子と前記第２の反射面との間で、前記固定部材側受光素子が受光する信号光を収束するための第２のレンズ、前記回転部材側発光素子と前記第３の反射面との間で、前記回転部材側発光素子が発した信号光を収束するための第３のレンズ、前記回転部材側受光素子と前記第４の反射面との間で、前記回転部材側受光素子が受光する信号光を収束するための第４のレンズのうちの少なくともいずれかのレンズが設けられているロータリジョイントである。
【００２６】
第５の発明は、第１〜第４の発明のいずれかにおいて、前記導光部材は、信号光を透過する材料で一体成形された成形品であり、前記導光部材の外面の一部から前記導光部材に入り進んできた信号光が、前記導光部材の外面の他の一部で構成された前記反射面で反射され、この反射された信号光が、前記導光部材の外面のさらなる他の一部から前記導光部材の外へ出ていくように構成されており、前記導光部材の稜線部を形成する２つの面における交差角度のうちの劣角が、前記導光部材の総ての稜線部において４５°以上になっているロータリジョイントである。
【００２７】
第６の発明は、第１〜第５の発明のいずれかにおいて、前記固定部材から前記回転部材へ電力を供給するスリップリングを有するロータリジョイントである。
【００２８】
第７の発明は、固定部材と所定の軸を回転中心にして前記固定部材に回転自在に設けられた回転部材との間で光信号を伝送するときに使用される導光部材において、円柱状に形成された第１の導光部と、前記第１の導光部よりも小さい外径の円柱状に形成され、前記第１の導光部の軸と同軸で、前記第１の導光部の軸方向の一方の端面から突出している第２の導光部と、内径が前記第１の導光部の外径よりも小さくかつ前記第２の導光部の外径よりも大きい円柱状に形成され、前記第１の導光部の軸と同軸で、前記第１の導光部の軸方向の他方の端面から、前記第１の導光部の軸方向の中間部まで凹んでいる凹部と、前記凹部の底部に設けられ、前記各導光部の軸と斜めに交差する平面状の第１の反射面と、前記凹部の底部に設けられ、前記各導光部の軸および前記第１の反射面と斜めに交差する平面状の第２の反射面とを有する導光部材である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、固定部材と回転部材との間で双方向の光信号の伝達をするロータリジョイントおよび導光部材において、遮光部材を別途設けることなく、クロストークの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係るロータリジョイント１を搭載する監視カメラ５の概略構成を示す図である。
【図２】ロータリジョイント１の双方向信号光伝送の構成を示した図である。
【図３】ロータリジョイント１に用いる双方向信号光伝送の構成のうち、導光部材１０ａ，１０ｂにおける光信号の反射を示した図である。
【図４】ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂの外形が円形であることによる効果を説明する図である。
【図５】ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂの製造方法を示す図である。
【図６】ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂを実装した回路基板との位置決め形状の例である。
【図７】ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂの反射面１４の部位を形成する金型の形状を示す図である。
【図８】ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂの形状について示す断面図である。
【図９】ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂが光学部品の保持部とレンズ面を備える場合の説明図である。
【図１０】ロータリジョイント１の構成例のうち、双方向光伝送に加工で摺動接触伝送を組み合わせた例である。
【図１１】図１０にて示す例の回転側組立体の図である。
【図１２】ロータリジョイント１の構成例のうち、双方向光伝送に加えて摺動接触伝送を組み合わせた変形例である。
【図１３】導光部材１０ａ、１０ｂの各反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの角度を示す図である。
【図１４】導光部材１０ａ、１０ｂの各反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの角度を示す図である。
【図１５】導光部材１０ａ、１０ｂの金型の断面図である。
【図１６】導光部材１０ａ、１０ｂの変形例を示す図である。
【図１７】回転中心軸４の方向から見たときにおける導光部材１０ａ、１０ｂと発光素子１１ａ，１１ｂと受光素子１２ａ，１２ｂとの位置関係を示す図である。
【図１８】発光素子１１ａ，１１ｂ等の設置形態の変形例を示す図である。
【図１９】導光部材１０ａ、１０ｂ等の変形例を示す図である。
【図２０】従来の光学分岐素子２１０を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、本発明の実施形態に係るロータリジョイント１を搭載する監視カメラ５の概略構成を示す図である。
【００３２】
図２は、ロータリジョイント１の双方向信号光伝送の構成を示した図であり、図３は、ロータリジョイント１に用いる双方向信号光伝送の構成のうち、導光部材１０ａ，１０ｂにおける光信号の反射を示した図である。
【００３３】
図４は、ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂの外形が円形であることによる効果を説明する図である。
【００３４】
図５は、ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂの製造方法を示す図である。
【００３５】
図６は、ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂを実装した回路基板との位置決め形状の例であり、図７は、ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂの反射面１４の部位を形成する金型の形状を示す図であり、図８は、ロータリジョイント１に用いる導光部材１０ａ，１０ｂの形状について示す断面図である。
【００３６】
図１に示すように、天井等に取り付ける固定部（固定部材）３と、カメラを搭載しパン回転軸４周りに回転する回転部（回転部材）２と、固定部３が回転部２をパン回転軸４まわりに回転自在に保持するロータリジョイント１がある。
【００３７】
ロータリジョイント１は、回転部２を回転自在に保持しながら、信号伝送や電力供給を行う。監視カメラ５の場合、カメラ撮像映像を回転部２から固定部３に伝送する以外に、カメラの制御信号や、回転部２に搭載される事が多いチルト回転用モータの制御信号用に、固定部３から回転部２への信号伝送も必要である。ロータリジョイント１では、双方向の光伝送と摺動接触伝送を併用し、映像信号や制御信号の信号系は光伝送を利用し、電源供給は摺動接触伝送を利用している。
【００３８】
さらに説明すると、ロータリジョイント１は、固定部材３と、回転部材２と、導光手段の例である固定部材側導光部材１０ａと、回転部材側導光部材１０ｂと、発光手段の例でありたとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成された固定部材側発光素子１１ａと、受光手段の例でありたとえばフォトダイオード（ＰＤ）で構成された固定部材側受光素子１２ａと、同様に構成された回転部材側発光素子１１ｂと回転部材側受光素子１２ｂとを備えて構成されている。
【００３９】
回転部材２は、図示しないベアリングを介して固定部材３に支持されており、所定の軸４を回転中心にして固定部材３に回転自在（双方向に無限回転自在）に設けられている。なお、回転部材２の回転位置決めは、図示しない制御装置の制御の下、図示しないモータ等のアクチュエータによりなされるようになっている。固定部材側導光部材１０ａは、各反射面１４（１４ａ，１４ｂ）を備えていると共に、固定部材３に一体的に設けられている。回転部材側導光部材１０ｂは、各反射面１４（１４ｃ，１４ｄ）を備えていると共に、回転部材２に一体的に設けられている。
【００４０】
なお、固定部材側発光素子１１ａが固定部材３に一体的に設けられており、回転部材側発光素子１１ｂが回転部材２に一体的に設けられており、固定部材側受光素子１２ａが固定部材３に一体的に設けられており、回転部材側受光素子１２ｂが回転部材２に一体的に設けられているが、固定部材側発光素子１１ａが固定部材側導光部材１０ａに一体的に設けられている構成であってもよいし、回転部材側発光素子１１ｂが回転部材側導光部材１０ｂに一体的に設けられている構成であってもよし、固定部材側受光素子１２ａが固定部材側導光部材１０ａに一体的に設けられている構成であってもよし、回転部材側受光素子１２ｂが回転部材側導光部材１０ｂに一体的に設けられている構成であってもよい（詳しくは図９を用いて後述）。
【００４１】
固定部材側受光素子１２ａは、固定部材側発光素子１１ａが出射した信号光を受光できない位置に設置されている。
【００４２】
すなわち、固定部材側発光素子１１ａが発する信号光を遮るものが存在せず屈折率等の光学特性が一様な空間（たとえば、空気のみが存在する空間）を想定した場合において、固定部材側発光素子１１ａの照射領域（発光素子の照射角と発光素子からの距離とで規定される照射領域）の外に固定部材側受光素子１２ａが存在していること、固定部材側受光素子１２ａの受光領域（受光素子の受光角と受光素子からの距離とで表される受光領域）の外に固定部材側発光素子１１ａが存在していることの少なくともいずれかの条件を満たすようにして、固定部材側発光素子１１ａと固定部材側受光素子１２ａとが設けられている。
【００４３】
また、同様にして、回転部材側受光素子１２ｂが、回転部材側発光素子１１ｂが出射した信号光を受光できない位置に設置されている。
【００４４】
そして、ロータリジョイント１は、固定部材側発光素子１１ａが発光した信号光が、固定部材側導光部材１０ａの反射面１４ａで反射され、回転部材側導光部材１０ｂの反射面１４ｄで反射されて回転部材側受光素子１２ｂで受光されるように構成されている。また、回転部材側発光素子１１ｂが発光した信号光が、回転部材側導光部材１０ｂの反射面１４ｃで反射され、固定部材側導光部材１０ａの反射面１４ｂで反射されて固定部材側受光素子１２ａで受光されるように構成されている。
【００４５】
ここで、発光素子１１ａ、１１ｂと受光素子１２ａ，１２ｂの設置の形態について例を掲げてさらに詳しく説明する。
【００４６】
固定部材側発光素子１１ａは、この光軸が回転中心軸４と交差するようにして（たとえば、光軸が回転中心軸４にほぼ直交するようにして）、回転中心軸４から離れた位置に設けられている。なお、固定部材側発光素子１１ａの信号光発光部は回転中心軸４側を向いている。すなわち、固定部材側発光素子１１ａは回転中心軸４側に向かって信号光を発するようになっている。
【００４７】
固定部材側受光素子１２ａは、この光軸が回転中心軸４および固定部材側発光素子１１ａの光軸と交差するようにして（たとえば、光軸が回転中心軸４および固定部材側発光素子１１ａの光軸とほぼ直交するようにして）、回転中心軸４から離れた位置に設けられている。なお、固定部材側受光素子１２ａの信号光受光部は回転中心軸４側を向いている。すなわち、固定部材側受光素子１２ａは回転中心軸４側から送られてくる信号光を受光するようになっている。
【００４８】
また、すでに理解されるように、回転中心軸４と固定部材側発光素子１１ａの光軸と固定部材側受光素子１２ａの光軸とは、お互いが１点で交わるように延びており、固定部材側発光素子１１ａの光軸と固定部材側受光素子１２ａの光軸とはお互いにずれており、回転中心軸４に対して固定部材側発光素子１１ａと固定部材側受光素子１２ａとが非対向位置に配置されている。
【００４９】
ところで、回転中心軸４と固定部材側発光素子１１ａの光軸と固定部材側受光素子１２ａの光軸とが、１点で交わることなく、延びていてもよい。すなわち、固定部材側発光素子１１ａの光軸が、回転中心軸４に対してねじれの位置で延びていてもよく、固定部材側受光素子１２ａの光軸が、回転中心軸４と固定部材側発光素子１１ａの光軸とに対してねじれの位置で延びていてもよい。
【００５０】
回転部材側発光素子１１ｂや回転部材側受光素子１２ｂも、固定部材側発光素子１１ａや固定部材側受光素子１２ａと同様に設けられている。なお、回転部材側発光素子１１ｂの光軸や回転部材側受光素子１２ｂの光軸は、回転中心軸４の方向（図２の上下方向）で固定部材側発光素子１１ａの光軸や固定部材側受光素子１２ａの光軸から離れている。
【００５１】
そして、ロータリジョイント１では、カメラ等の制御信号が図示しない変換回路で変換され、固定部材側発光素子１１ａから光信号として発射され、固定部材側発光素子１１ａが発光した信号光が、固定部材側導光部材１０ａの信号光入射面３１ａから固定部材側導光部材１０ａ内に入り、この入り込んだ信号光が固定部材側導光部材１０ａ内を進んで固定部材側導光部材１０ａの反射面１４ａで反射され、この反射された信号光が、固定部材側導光部材１０ａ内を回転中心軸４に沿って進み、固定部材側導光部材１０ａの信号光出入面１３ａから出射されるようになっている。
【００５２】
さらに、信号光出入面１３ａから出射された信号光が、回転部材側導光部材１０ｂの信号光出入面１３ｂから回転部材側導光部材１０ｂ内に入り、この入り込んだ信号光が回転部材側導光部材１０ｂ内を回転中心軸４に沿って進み、この進んできた信号光が、回転部材側導光部材１０ｂの反射面１４ｄで反射され、この反射された信号光が、回転部材側導光部材１０ｂ内を進んで、回転部材側導光部材１０ｂの信号光出射面３２ｂから出射され、回転部材側受光素子１２ｂで受光されるようになっている。
【００５３】
同様にして、カメラで撮影した映像信号が図示しない変換回路で変換され、回転部材側発光素子１１ｂから光信号として出射され、回転部材側発光素子１１ｂが発光した信号光が、回転部材側導光部材１０ｂの信号光入射面３１ｂから回転部材側導光部材１０ｂ内に入り、この入り込んだ信号光が回転部材側導光部材１０ｂ内を進んで回転部材側導光部材１０ｂの反射面１４ｃで反射され、この反射された信号光が、回転部材側導光部材１０ｂ内を回転中心軸４に沿って進み、回転部材側導光部材１０ｂの信号光出入面１３ｂから出射されるようになっている。
【００５４】
さらに、信号光出入面１３ｂから出射された信号光が、固定部材側導光部材１０ａの信号光出入面１３ａから固定部材側導光部材１０ａ内に入り、この入り込んだ信号光が固定部材側導光部材１０ａ内を回転中心軸４に沿って進み、この進んできた信号光が、固定部材側導光部材１０ａの反射面１４ｂで反射され、この反射された信号光が、固定部材側導光部材１０ａ内を進んで、固定部材側導光部材１０ａの信号光出射面３２ａから出射され、固定部材側受光素子１２ａで受光されるようになっている。
【００５５】
ところで、ロータリジョイント１では、固定部材側導光部材１０ａと回転部材側導光部材１０ｂとが、共通化されてお互いに同じ仕様で構成されている。また、固定部材側発光素子１１ａと回転部材側発光素子１１ｂとが、共通化されてお互いに同じ仕様で構成されている。また、固定部材側受光素子１２ａと回転部材側受光素子１２ｂとが、共通化されてお互いに同じ仕様で構成されている。なお、ロータリジョイント１において、固定部材側導光部材１０ａと回転部材側導光部材１０ｂとの共通化、固定部材側発光素子１１ａと回転部材側発光素子１１ｂとの共通化、固定部材側受光素子１２ａと回転部材側受光素子１２ｂとの共通化のうちの少なくともいずれかの共通化がされている構成であってもよい。
【００５６】
また、ロータリジョイント１において、固定部材側発光素子１１ａと反射面１４ａとの間に、固定部材側発光素子１１ａが発した信号光の発散を防ぎ収束させるためのレンズ３１ａを設けてもよい。たとえば、図９で示すように、固定部材側導光部材１０ａの信号光入射面３１ａを凸状に盛り上げてレンズ面１７を形成してもよい。
【００５７】
同様にして、固定部材側受光素子１２ａと反射面１４ｂとの間に、固定部材側受光素子１２ａが受光する信号光の発散を防ぎ収束させるためのレンズ３３ｂを設け、回転部材側発光素子１１ｂと反射面１４ｃとの間に、回転部材側発光素子１１ｂが発した信号光の発散を防ぎ収束させるためのレンズ３３ｃを設け、回転部材側受光素子１２ｂと反射面１４ｄとの間に、回転部材側受光素子１２ｂが受光する信号光の発散を防ぎ収束させるためのレンズ３３ｄを設けてもよい。なお、ロータリジョイント１において、各レンズ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄのうちの少なくともいずれかのレンズが設けられている構成であってもよい。
【００５８】
また、ロータリジョイント１において、導光部材１０ａ，１０ｂの各反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの少なくともいずれかの反射面が、信号光の発散を防ぎ収束させるための曲面（凹面）になっていてもよいし、さらに、導光部材１０ａ，１０ｂの信号光出入面１３ａ、１３ｂの少なくともいずれかの面が、信号光の発散を防ぎ収束させるための曲面（凸面）になっていてもよい。
【００５９】
更に、第２の導光部３５の先端の信号光出入面１３ａ（１３ｂ）面にレンズ形状または、傾斜面を形成して入射出射の際の戻り光を低減するようにしてもよい。
【００６０】
ここで、導光部材１０ａ，１０ｂについて詳しく説明する。
【００６１】
固定部材側導光部材１０ａは、固定部材３と回転部材２との間で固定部材３側に設けられており、回転部材側導光部材１０ｂは、固定部材３と回転部材２との間で回転部材２側に設けられている。
【００６２】
次に、主に固定部材側導光部材１０ａについて説明するが、回転部材側導光部材１０ｂも同様に構成されているものとする。
【００６３】
固定部材側導光部材１０ａは、発光素子１１ａ，１１ｂが発した信号光を透過する樹脂材料（ガラス等の他の材料であってもよい。）で一体成形された（たとえば射出成形で一体成形された）成形品である。また、固定部材側導光部材１０ａでは、この稜線部（固定部材側導光部材１０ａの表面が急激に折れ曲がっている凸状の角部）が、固定部材側導光部材１０ａの肉部側で４５°以上の角度になっている。すなわち、固定部材側導光部材１０ａの稜線部を形成する２つの面における交差角度のうちの劣角が、いずれの稜線部においても４５°以上になっており、総ての稜線部が鋭利に尖っていることはない。
【００６４】
そして、前述したように、固定部材側導光部材１０ａの外面の一部（信号光入射面３１ａ）から導光部材１０ａに入り進んできた信号光（固定部材側発光素子１１ａが発した信号光）が、導光部材１０ａの外面の他の一部で構成された（境界で構成された）反射面１４ａで反射され、この反射された信号光が、導光部材１０ａの外面のさらなる他の一部（信号光出入面１３ａ）から導光部材１０ａの外へ出ていくように構成されている。
【００６５】
また、固定部材側導光部材１０ａの外面の一部（信号光出入面１３ａ）から導光部材１０ａに入り進んできた信号光（回転部材側発光素子１１ｂが発した信号光）が、導光部材１０ａの外面の他の一部で構成された（境界で構成された）反射面１４ｂで反射され、この反射された信号光が、導光部材１０ａの外面のさらなる他の一部（信号光出射面３２ａ）から導光部材１０ａの外へ出ていき、固定部材側受光素子１２ａで受光されるように構成されている。
【００６６】
固定部材側導光部材１０ａは、円柱状に形成された第１の導光部３４と、円柱状に形成された第２の導光部３５と、円柱状に形成された凹部３６とを備えて形成されている。
【００６７】
第２の導光部３５の外径は、第１の導光部３４よりも小さくなっており、第２の導光部３５は、第１の導光部３４と同軸で、第１の導光部３４の軸方向の一方の端面から突出している。凹部３６の内径は、第１の導光部３４の外径よりも小さくかつ第２の導光部３５の外径よりも大きくなっており、凹部３６は、第１の導光部３４の軸と同軸で、第１の導光部３４の軸方向の他方の端面から、第１の導光部３４の軸方向の中間部まで凹んでいる。
【００６８】
固定部材側導光部材１０ａの凹部３６の面の一部が反射面１４ａを構成しており、固定部材側導光部材１０ａの凹部３６の面の他の一部が反射面１４ｂを構成している。同様にして、回転部材側導光部材１０ｂの凹部３６の面の一部が反射面１４ｃを構成しており、回転部材側導光部材１０ｂの凹部３６の面の他の一部が反射面１４ｄを構成している。
【００６９】
また、第１の導光部３４の軸と第２の導光部３５の軸と凹部３６の軸とが、回転部材２の回転中心軸４と一致するようにして、固定部材側導光部材１０ａや回転部材側導光部材１０ｂが固定部材３や回転部材２に設置されている。
【００７０】
また、固定部材側導光部材１０ａは、第１の導光部３４の軸方向の端面（凹部３６が形成されている端面）が固定部材３側に位置し、第２の導光部３５が回転部材２側に位置するようにして固定部材３に一体的に設けられている。回転部材側導光部材１０ｂは、第１の導光部３４の軸方向の端面（凹部３６が形成されている端面）が回転部材２側に位置し、第２の導光部３５が固定部材３側に位置するようにして回転部材２に一体的に設けられている。
【００７１】
そして、固定部材側導光部材１０ａの第２の導光部３５の先端部に形成されている円形平面状の信号光出入面１３ａと、回転部材側導光部材１０ｂの第２の導光部３５の先端部に形成されている円形平面状の信号光出入面１３ｂとは、回転中心軸４の方向で、お互いが僅かな間隔をあけて対向している。
【００７２】
さらに、図１３や図１４に示すがごとく、導光部材１０ａ，１０ｂにおける肉部は、極端に薄いところや極端に厚いところが存在しない形状になっている。
【００７３】
また、反射面１４ａ（１４ｃ）と反射面１４ｂ（１４ｄ）とは、固定部材側導光部材１０ａ（回転部材側導光部材１０ｂ）の凹部３６の底部（先端部）に設けられている。
【００７４】
反射面１４ａ（１４ｃ）は、第１の導光部３４の軸４と斜めに交差している平面で構成されており、反射面１４ｂ（１４ｄ）は、第１の導光部３４の軸４および反射面１４ａ（１４ｃ）を構成している平面と斜めに交差している平面で構成されている。
【００７５】
上記２つの平面の交差部位の線分である稜線３７は、各導光部３４，３５の軸４に対して斜めになっている。たとえば、５４．４７°（９０°−３５．２６°）の角度で、交差している（１点で交わり斜めに延びている）。また、反射面１４ａ（１４ｃ）と反射面１４ｂ（１４ｄ）とは、軸４と稜線３７とで規定でされる平面（回転中心軸４と稜線３７とを含む平面）に対して対称になっている。
【００７６】
また、反射面１４ａ（１４ｃ）に対する反射面１４ｂ（１４ｄ）の交差角度（凹部３６における交差角度；３６０°の角度から導光部材１０ａ，１０ｂの肉部における交差角度を減じた角度）は、１８０°よりも小さくなっており、たとえば、９０°になっている。
【００７７】
固定部材側発光素子１１ａと固定部材側受光素子１２ａとは、回転中心軸４の方向では、固定部材側導光部材１０ａの第１の導光部３４の中間部に設けられており、この第１の導光部３４の径方向では、第１の導光部３４から僅かに離れて設けられている。
【００７８】
同様にして、回転部材側発光素子１１ｂと回転部材側受光素子１２ｂとが、回転中心軸４の方向では回転部材側導光部材１０ｂの第１の導光部３４の中間部に設けられており、この第１の導光部３４の径方向では、第１の導光部３４から僅かに離れて設けられている。
【００７９】
また、ロータリジョイント１には、固定部材３から回転部材２へ電力を供給するスリップリング４１が設けられている（図１０、図１２参照）。スリップリング４１は、各導光部材１０ａ，１０ｂにおける第２の導光部３５の外側に設けられている。すなわち、回転中心軸４を中心にし、各導光部材１０ａ，１０ｂの第２の導光部３５が内側に位置するようにして、スリップリング４１のリング状の摺動接触部（導電部材）２３が設けられている。
【００８０】
なお、各導光部材１０ａ，１０ｂの第２の導光部３５の外径を細くしてあることにより、スリップリング４１を設置するためのスペースを確保しやすくなっていると共に、第２の導光部３５を通過する信号光が、軸４に対して平行に進み易くなっており、信号光を効率良く伝達することができるようになっている。
【００８１】
図１０を参照して、スリップリング４１についてさらに詳しく説明する。
【００８２】
図１０に示すロータリジョイント１は、信号光伝送部（各導光部材１０ａ，１０ｂ等で構成された信号光伝送部）と、スリップリング４１とを備えて構成されている。
【００８３】
スリップリング４１は、摺動接触部固定側組立体２０と摺動接触部回転側組立体２１とを備えて構成されている。摺動接触部固定側組立体２０は、筐体４２と基板２４とを備えて構成されている。
【００８４】
筐体４２は、円筒状の部材４３と、この円筒状の部材４３の一方の開口部を塞いでいる円板状の部材４４と、円筒状の部材４３の他方の開口部を塞いでいる円板状の部材４５とを備えて形成されている。そして、筐体４２は、円板状の部材４４が固定部材３側に位置し円板状の部材４５が回転部材２側に位置し、円板状の部材４４の中央部に設けられている貫通孔が、固定部材側導光部材１０ａの第２の導光部３５に嵌って、固定部材側導光部材１０ａに一体的に設けられている。
【００８５】
筐体４２の内部であって、円板状の部材４４の内面には、円板状の基板２４が一体的に設けられている。基板２４の厚さ方向の一方の面（円板状の部材４４とは反対側の面）には、リング状の導電部材（摺動接触部）２３が、軸４を同芯として複数設けられている。各リング状の導電部材２３の径はそれぞれ異なっており、基板２４の径方向でお互いが離れている。
【００８６】
摺動接触部回転側組立体２１は、ブラシ保持体４６と複数のブラシ（摺動接触子）２２とを備えて構成されている。ブラシ保持体４６は、筐体４２のほぼ内部に位置していると共に、回転部材側導光部材１０ｂの第２の導光部３５に嵌って、回転部材側導光部材１０ｂに一体的に設けられている。また、各ブラシ２２は、回転部材２の回転に伴って、円形状の各導電部材２３のそれぞれに摺動接触するようになっている。
【００８７】
次に、図１２を参照して、スリップリング４１の変形例であるスリップリング４１ａについて詳しく説明する。
【００８８】
図１２に示すスリップリング４１ａも、摺動接触部固定側組立体２０ａと摺動接触部回転側組立体２１ａとを備えて構成されている。摺動接触部固定側組立体２０ａは、筐体４２ａと基板２４ａとを備えて構成されている。
【００８９】
筐体４２ａは、円筒状の部材４３ａと、この円筒状の部材４３ａの一方の開口部を塞いでいる円板状の部材４４ａと、円筒状の部材４３ａの他方の開口部を塞いでいる円板状の部材４５ａとを備えて構成されている。そして、筐体４２ａは、円板状の部材４４ａが固定部材３側に位置し円板状の部材４５ａが回転部材２側に位置し、円板状の部材４４ａの中央部に設けられている貫通孔が、固定部材側導光部材１０ａの第２の導光部３５に嵌って、固定部材側導光部材１０ａに一体的に設けられている。
【００９０】
筐体４２ａの内部であって、円筒状の部材４３ａの内面には、基板２４ａが一体的に設けられている。基板２４ａには、複数のブラシ２３ａが一体的に設けられている。各ブラシ２３ａは、軸４の方向でお互いが離れて設けられている。
【００９１】
摺動接触部回転側組立体２１ａは、導電部材支持体４７とリング状の複数の摺動接触部２３ｂとを備えて構成されている。導電部材支持体４７は、円筒状に形成され筐体４２のほぼ内部に位置していると共に、回転部材側導光部材１０ｂの第２の導光部３５に嵌って、回転部材側導光部材１０ｂに一体的に設けられている。また、リング状の各摺動接触部２３ｂは、回転部材２の回転に伴って、各導電部材２３ａのそれぞれに摺動接触するようになっている。
【００９２】
なお、すでに理解されるように、監視カメラ５を用いるロータリジョイント１の場合は、映像信号や制御信号を光伝送が担い、回転部材２への電力供給や、グランド線の確保にスリップリング４１が用いられる。
【００９３】
ところで、ロータリジョイント１では、各発光素子１１ａ，１１ｂの指向角度は約１８°であり、各受光素子１２ａ，１２ｂとして大きさが２ｍｍ角のＰＤ（フォトダイオード）を用いている。
【００９４】
また、前述したように、回転部材２に一体的に設けられている発光素子１１ａと受光素子１２ａとは、回転軸４の方向から見て、回転軸４について９０°の角度を成すように配置されている（図１４参照）。
【００９５】
また、図３に示すように、回転部２側と固定部３側それぞれに設けた導光部材１０ａ，１０ｂの各反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄには、鏡面仕上げが施されており、各反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄと軸４等とのなす角は、図１３、図１４に示すようになっている。すなわち、回転部材の中心軸４と発光素子１１ａ（１１ｂ）の光軸と受光素子１２ａ（１２ｂ）の光軸とが、お互いに直交している場合にあっては、軸４に直交する平面と稜線３７との交差角度は３５．２６°になっている。なお、図１３（ａ）は、導光部材１０ａ，１０ｂを軸４の方向から見た図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。なお、Ｂ−Ｂ断面は、軸４と発光素子１１ａの光軸とで規定される平面である。また、図１３（ｃ）は、図１３（ａ）におけるＣ−Ｃ断面を示す図である。なお、Ｃ−Ｃ断面は、図１３（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を、軸４を中心にして時計まわりに４５°回転した面である。また、図１４（ｄ）は、図１３（ａ）におけるＤ矢視図であり、図１４（ｅ）は、図１３（ａ）におけるＥ−Ｅ断面を示す図である。なお、Ｅ−Ｅ断面は、図１３（ａ）におけるＣ−Ｃ断面を、軸４を中心にして時計まわりに９０°回転した面である。図１４（ｆ）は、図１３（ａ）におけるＦ矢視図である。
【００９６】
また、図８に示すように、導光部材１０ａ（１０ｂ）の円筒形反射部（第１の導光部）３４に入射した発光素子１１ａ（１１ｂ）からの信号光は、反射部（凹部）３６底面の一部が成す反射面１４ａ（１４ｃ）で反射して導光管部（第２の導光部３５）に導かれる。逆に導光管部端面１３ａ（１３ｂ）より入射した信号光のうち発光素子１１ａ（１１ｂ）に対向する面（反射面１４ａ（１４ｃ））に入射した光は、受光素子１２ａ（１２ｂ）に入射せず発光素子１１ａ（１１ｂ）方向に反射するが問題は無い。
【００９７】
なお、ロータリジョイント１では、反射面１４は鏡面仕上げの樹脂面であるが、部材（導光部材１０ａ，１０ｂ）の外部から反射膜を付けてもよい。
【００９８】
図９に示すロータリジョイント１では、導光部材１０ａ（１０ｂ）に保持部１５、１６を一体で設けて数百ミクロンの位置精度で、発光素子１１ａ（１１ｂ）と受光素子１２ａ（１２ｂ）とを、導光部材１０ａ（１０ｂ）で直接的に保持している。このように、位置精度良く保持する事により、光軸が安定し光伝送効率のばらつきを防止できる。さらに導光部材１０ａ（１０ｂ）と発光素子１１ａ（１１ｂ）や受光素子１２ａ（１２ｂ）との位置関係が精度良く定まる事により、前述したように、導光部材１０ａ（１０ｂ）の反射部側面にレンズ形状形成し、より多くの光信号を受光素子１２ａ（１２ｂ）へ入射させることができる。
【００９９】
なお、図１１に示すように、筐体４２（４２ａ）やブラシ保持体４６や導電部材支持体４７の中央部に、円の内一部の円弧を切り落した形状のＤカットの貫通孔を設け、これに対応させて、固定部材側導光部材１０ａ（１０ｂ）の第２の導光部３５もＤカット状に形成し、筐体４２（４２ａ）やブラシ保持体４６や導電部材支持体４７を導光部材１０ａ（１０ｂ）に一体的に設けてある。
【０１００】
なお、Ｄカットの形状に代えて、円から円弧を２箇所で切り落した小判型の形状にし、または、キーとキー溝を用い、または、ローレットを用いて、筐体４２（４２ａ）やブラシ保持体４６や導電部材支持体４７を導光部材１０ａ（１０ｂ）に一体的に設けてあってもよい。
【０１０１】
次に、導光部材１０ａ（１０ｂ）を成形するための金型５２について説明する。
【０１０２】
図１５は、金型５２の概略構成を示す断面図であり、図１５（ａ）は、軸４を含む平面で金型５２を切断したときの断面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【０１０３】
金型５２は下型５４と上型５５とを備えて構成されている。上型５５には、導光部材１０ａ（１０ｂ）の各導光部３４，３５を形成するための凹部が形成されている。また、下型５４には、導光部材１０ａ（１０ｂ）の凹部３６を形成するための丸棒５３が一体的に設けられている。
【０１０４】
ところで、固定部材３や回転部材２に実装された（一体的に設置された）受光素子１２ａ，１２ｂと発光素子１１ａ，１１ｂに対する導光部材１０ａ，１０ｂの設置角度（軸４まわりの姿勢）を決めるには、図６や図７や図１５に示すように円筒状の突起５１を設ければよいが、これらの突起５１は、図７や図１５に示すように、金型５２では反射面部（凹部３６）を形成する丸棒５３と同じ面に孔加工を行うので、丸棒５３の底部にＤ型等の回転止め形状を作っておけば（図１５（ｂ）参照）、反射面１４ａ，１４ｂ（１４ｃ，１４ｄ）と突起５１の角度が狂うことも無く、角度精度の確保が容易になる。導光部材３４，３５は共に円筒形状であるので、一度に加工に行え、高い同軸度を容易に得ることができる。
【０１０５】
次に、ロータリジョイント１の動作について説明する。
【０１０６】
初期状態として、スリップリング４１（４１ａ）によって、回転部材２に電力が供給されているものとする。
【０１０７】
この初期状態のときに、図示しない制御装置の制御の下、カメラ等の制御信号等が固定部材３側から回転部材２側に導光部材１０ａ，１０ｂ等を介して伝送されると、カメラが所定の領域を撮影する。このされた映像を光信号に変換して、導光部材１０ａ，１０ｂ等を介して、回転部材２側から固定部材３が側に伝送する。
【０１０８】
ロータリジョイント１によれば、固定部材側発光素子１１ａが出射した信号光を受光できない位置に、固定部材側受光素子１２ａが設けられているので、固定部材側発光素子１１ａが出射した信号光の一部が、固定部材側導光部材１０ａの第１の反射面１４ａで反射されなくても、この反射されない信号光が固定部材側受光素子１２ａに入射する事態を回避することができる。したがって、遮光部材を別途設けることなく、固定部材側発光素子１１ａから固定部材側受光素子１２ａへのクロストークの発生を防止する（固定部材側発光素子１１ａが発光した信号光が固定部材側受光素子１２ａで誤って受光されてしまう事態を防止する）ことができる。また、同様にして、回転部材側発光素子１１ｂから回転部材側受光素子１２ｂへのクロストークの発生を防止することができる。
【０１０９】
また、ロータリジョイント１によれば、固定部材側発光素子１１ａの光軸と固定部材側受光素子１２ａの光軸とがほぼ直交している。汎用の発光素子は、信号光の照射角度が２０°〜５０°程度であり（たとえば、指向角１８°の２倍である３６°であり）、汎用の受光素子も、受光角度が２０°〜５０°程度である。したがって、固定部材側受光素子１２ａが、固定部材側発光素子１１ａが出射した信号光を受光できない位置に設けられていることになり（図１７参照）、照射角度や受光角度が小さい特殊用途の発光素子や受光素子を用いなくても、固定部材側発光素子１１ａから固定部材側受光素子１２ａへのクロストークの発生を防止することができる。また、同様にして、回転部材側発光素子１１ｂから回転部材側受光素子１２ｂへのクロストークの発生を防止することができる。
【０１１０】
また、ロータリジョイント１によれば、回転中心軸４と固定部材側発光素子１１ａ（１１ｂ）の光軸と固定部材側受光素子１２ａ（１２ｂ）の光軸とがお互いに直交しほぼ１点で交わっていると共に、回転中心軸４と発光素子１１ａ（１１ｂ）の光軸と受光素子１２ａ（１２ｂ）の光軸とがお互いに直交しほぼ１点で交わっているので、固定部材側導光部材１０ａ、固定部材側発光素子１１ａ、固定部材側受光素子１２ａ、回転部材側導光部材１０ｂ、回転部材側発光素子１１ｂ、回転部材側受光素子を１２ｂを、固定部材３や回転部材２に組み付ける際、これらの位置精度を正確なものにすることが容易になる。
【０１１１】
また、ロータリジョイント１によれば、固定部材側導光部材１０ａと回転部材側導光部材１０ｂとが同じ仕様で構成されており、固定部材側発光素子１１ａと回転部材側発光素子１１ｂとが同じ仕様で構成されており、固定部材側受光素子１２ａと回転部材側受光素子１２ｂとが同じ仕様で構成されているので、ロータリジョイント１を構成する部品の種類を削減しロータリジョイントを構成する部品の共通化を図り生産性と費用を抑えながら、光のアイソレーション（分離）を確保したロータリジョイントを実現することができる。
【０１１２】
また、ロータリジョイント１によれば、信号光を収束するためのレンズ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄが設けられているので、信号光の発散が防止され、信号光を効率良く伝達することができる。さらに、各反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを、信号光を収束するための凹面にし、信号光出入面１３ａ（１３ｂ）を、信号光を収束するための凸面にすれば、信号光の発散が防止され、信号光を効率良く伝達することができる。
【０１１３】
また、ロータリジョイント１によれば、導光部材１０ａ，１０ｂがこの反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを含め成形品で構成されているので、大量生産が可能になり価格の上昇を抑えることができる。
【０１１４】
また、ロータリジョイント１によれば、導光部材１０ａ，１０ｂの稜線３７等の稜線部を形成する２つの面の交差角度のうちの劣角が、総ての稜線部において４５°以上の角度になっているので、導光部材１０ａ，１０ｂにおける鋭角部が消滅しており、稜線部に所謂糸面程度の面取りをすれば大量生産に適した金型を作成できる。したがって、反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの面積の減少を抑制することができ、軸外光線のとりこぼしを減少させることができ、信号光を効率良く伝送することができる。
【０１１５】
また、ロータリジョイント１によれば、上述したように各発光素子１１ａ，１１ｂと各受光素子１２ａ，１２ｂとが設けられており、固定部材側導光部材１０ａと回転部材側導光部材１０ｂとが離れているので、非接触で、固定部材側導光部材１０ａ（固定部材３）と回転部材側導光部材１０ｂ（回転部材２）との間の双方向で信号伝送が可能になっている。
【０１１６】
また、ロータリジョイント１によれば、導光部材１０ａ，１０ｂの肉部の厚さに極端な差がないので、成形時に表面が窪むヒケを防止でき、導光部材１０ａ，１０ｂを成形するときの歩留まりを良好なものにすることができ、導光部材１０ａ，１０ｂの製造コストを下げることができる。また、導光部材１０ａ，１０ｂにおける鋭角部が消滅しており、導光部材１０ａ，１０ｂの肉部の厚さに極端な差が無いので、成形するときにおける硬化前の樹脂の流れが単純になり、樹脂の流れにおいて乱流等の複雑な流れが無くなり、導光部材１０ａ，１０ｂがほぼ均質な媒質（信号光伝達媒質）として形成され、導光部材１０ａ，１０ｂにおける信号光の複屈折の発生を防止することができる。
【０１１７】
また、導光部材１０ａ，１０ｂを成形する際、図１５で示すような下型５４と上型５５とを使用すれば、アンダーカットが発生せず、金型５２の構成を簡素化することができると共に、高精度の成形を容易に行うことができる。すなわち、発光素子１１ａ，１１ｂや受光素子１２ａ，１２ｂの対向面にレンズ形状を設けることなく、第１の導光部３４を円柱状に形成すれば、アンギュラピン等を用いたスライド機構等により金型開閉部を別に設ける必要もないので、安価に精度良く耐久性の有る金型を製造することができる。
【０１１８】
また、ロータリジョイント１によれば、導光部材１０ａ，１０ｂを成形するのに使用する金型５２が、機械加工が容易な円を基調とした形状になっており、特に反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの部分は丸棒５３に角度つけて加工するだけで形状を確保することができるようになっており（図５、図７参照）、丸棒５３の円筒部を基準として金型５２の本体部（下型５４）に対する位置出し可能であるので、精度の良い金型５２を安価に製作することができる。
【０１１９】
すなわち、導光部材１０ａ，１０ｂを構成する反射部（凹部３６）と各導光部３４，３５がほぼ円筒状であることで、旋盤等の汎用的な工作機械で容易に可能可能であり、また反射部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄについては、図５の（ａ）（ｂ）に示すように、丸棒に４５°等の角度をつけて切削加工するだけでよく、加工面の磨き仕上げも行い易い。さらに、丸棒５３の外周円を基準とした位置出しが可能であるため精度も確保し易い。また、図５（ｃ）に示すように、４５°を下回るような鋭角部が存在しないため、各稜線（稜線部）に沿って所謂糸面取りと呼ばれるＣ０．１ｍｍ〜Ｃ０．２ｍｍ程度の小さな面取り行えば成形に対応できるので、鋭角部を無くすために反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが大きく減少することは無い。
【０１２０】
また、ロータリジョイント１によれば、導光部材１０ａ，１０ｂの第１の導光部３４が円柱状（凹部３６を含めるとほぼ円筒状）に形成されているので、発光素子１１ａ，１１ｂの発した信号光が第１の導光部３４に入るときに屈折して収束され、導光部材１０ａ，１０ｂへの入射のロスを低減することができる。
【０１２１】
すなわち、図４に示すように、導光部材１０ａ，１０ｂの外形が円形であるので、発光素子１１ａ，１１ｂの放射角（照射角）で定義される信号光の広がりを円筒外径のＲ面によって抑制できる。これにより、より多くの信号光を反射面１４ａ，１４ｃに入射させることができ、導光部材１０ａ，１０ｂに入射する前に反射してしまう信号光の損失を抑えてより多くの信号光を導光部材１０ａ，１０ｂの第１の導光部３４に導くことができる。なお、導光部材１０ａ，１０ｂから、受光素子１２ａ，１２ｂに信号光を出射する場合も、同様にして信号光が広がる事態を抑制することができる。
【０１２２】
ところで、図１６で示すように、導光部材１０ａ，１０ｂの第１の導光部３４の外形を球面状にする等、回転中心軸４の方向でも円弧状に形成してもよい。これにより、信号光が広がる事態を一層効率良く抑制することができる。
【０１２３】
また、すでに理解されるように、発光素子１１ａ，１１ｂの光軸を、回転中心軸４に対して斜めに傾けてもよく（図１８参照）、同様にして、受光素子１２ａ，１２ｂの光軸を、回転中心軸４に対して斜めに傾けてもよい。
【０１２４】
さらに、図１９で示すように、導光部材１０ａ，１０ｂの軸を、回転中心軸４に対して斜めに傾けてもよい。なお、図１８や図１９に示すように構成した場合にあっては、反射面１４の角度も適宜変更されるものとする。
【０１２５】
図１９に示すように、導光部材１０ａ，１０ｂの軸４ａを回転中心軸４に対して斜めに傾け、軸４ａと、信号光出入面１３ａ（１３ｂ）とが直交しないようにすることにより、各導光部材における入射出射の際の戻り光によるクロストークを抑える事ができる。
【０１２６】
また、導光部材１０ａ，１０ｂの形態を、適宜変更してもよい。たとえば、第１の導光部３４の外径と第２の導光部３５の外径とをお互いに等しくしてもよいし、第１の導光部３４や第２の導光部３５の軸を曲げて構成してもよい。
【符号の説明】
【０１２７】
１ ロータリジョイント
２ 回転部材
３ 固定部材
４ 回転中心軸
１０ａ 固定部材側導光部材
１０ｂ 回転部材側導光部材
１１ａ 固定部材側発光素子
１１ｂ 回転部材側発光素子
１２ａ 固定部材側受光素子
１２ｂ 回転部材側受光素子
１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ） 反射面
１７ レンズ面
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ レンズ
３４ 第１の導光部
３５ 第２の導光部
４１、４１ａ スリップリング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材と；
所定の軸を回転中心にして前記固定部材に回転自在に設けられた回転部材と；
第１の反射面と第２の反射面とを備え、前記固定部材に設けられた固定部材側導光部材と；
第３の反射面と第４の反射面とを備え、前記回転部材に設けられた回転部材側導光部材と；
前記固定部材もしくは前記固定部材側導光部材に設けられた固定部材側発光素子と；
前記固定部材側発光素子が出射した信号光を受光できない位置で、前記固定部材もしくは前記固定部材側導光部材に設けられた固定部材側受光素子と；
前記回転部材もしくは前記回転部材側導光部材に設けられた回転部材側発光素子と；
前記回転部材側発光素子が出射した信号光を受光できない位置で、前記回転部材もしくは前記回転部材側導光部材に設けられた回転部材側受光素子と；
を有し、前記固定部材側発光素子が発光した信号光が、前記固定部材側導光部材の第１の反射面で反射され、前記回転部材側導光部材の第４の反射面で反射されて前記回転部材側受光素子で受光され、
前記回転部材側発光素子が発光した信号光が、前記回転部材側導光部材の第３の反射面で反射され、前記固定部材側導光部材の第２の反射面で反射されて前記固定部材側受光素子で受光されるように構成されていることを特徴とするロータリジョイント。
【請求項２】
固定部材と；
所定の軸を回転中心にして前記固定部材に回転自在に設けられた回転部材と；
第１の反射面と第２の反射面とを備え、前記固定部材に設けられた固定部材側導光部材と；
第３の反射面と第４の反射面とを備え、前記回転部材に設けられた回転部材側導光部材と；
光軸が前記回転中心軸と交差するようにして、前記固定部材もしくは前記固定部材側導光部材に設けられた固定部材側発光素子と；
光軸が前記回転中心軸および前記固定部材側発光素子の光軸と交差するようにして、前記固定部材もしくは前記固定部材側導光部材に設けられた固定部材側受光素子と；
光軸が前記回転中心軸と交差するようにして、前記回転部材もしくは前記回転部材側導光部材に設けられた回転部材側発光素子と；
光軸が前記回転中心軸および前記回転部材側発光素子の光軸と交差するようにして、前記回転部材もしくは前記回転部材側導光部材に設けられた回転部材側受光素子と；
を有し、前記固定部材側発光素子が発光した信号光が、前記固定部材側導光部材の第１の反射面で反射され、前記回転部材側導光部材の第４の反射面で反射されて前記回転部材側受光素子で受光され、
前記回転部材側発光素子が発光した信号光が、前記回転部材側導光部材の第３の反射面で反射され、前記固定部材側導光部材の第２の反射面で反射されて前記固定部材側受光素子で受光されるように構成されていることを特徴とするロータリジョイント。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のロータリジョイントにおいて、
前記固定部材側導光部材と前記回転部材側導光部材とが、お互いに同じ仕様で構成されているか、
前記固定部材側発光素子と前記回転部材側発光素子とが、お互いに同じ仕様で構成されているか、
前記固定部材側受光素子と前記回転部材側受光素子とが、お互いに同じ仕様で構成されているか、
のうちの少なくともいずれかの態様になっていることを特徴とするロータリジョイント。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のロータリジョイントにおいて、
前記固定部材側発光素子と前記第１の反射面との間で、前記固定部材側発光素子が発した信号光を収束するための第１のレンズ、
前記固定部材側受光素子と前記第２の反射面との間で、前記固定部材側受光素子が受光する信号光を収束するための第２のレンズ、
前記回転部材側発光素子と前記第３の反射面との間で、前記回転部材側発光素子が発した信号光を収束するための第３のレンズ、
前記回転部材側受光素子と前記第４の反射面との間で、前記回転部材側受光素子が受光する信号光を収束するための第４のレンズ、
のうちの少なくともいずれかのレンズが設けられていることを特徴とするロータリジョイント。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のロータリジョイントにおいて、
前記導光部材は、信号光を透過する材料で一体成形された成形品であり、
前記導光部材の外面の一部から前記導光部材に入り進んできた信号光が、前記導光部材の外面の他の一部で構成された前記反射面で反射され、この反射された信号光が、前記導光部材の外面のさらなる他の一部から前記導光部材の外へ出ていくように構成されており、
前記導光部材の稜線部を形成する２つの面における交差角度のうちの劣角が、前記導光部材の総ての稜線部において４５°以上になっていることを特徴とするロータリジョイント。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のロータリジョイントにおいて、
前記固定部材から前記回転部材へ電力を供給するスリップリングを有することを特徴とするロータリジョイント。
【請求項７】
固定部材と所定の軸を回転中心にして前記固定部材に回転自在に設けられた回転部材との間で光信号を伝送するときに使用される導光部材において、
円柱状に形成された第１の導光部と；
前記第１の導光部よりも小さい外径の円柱状に形成され、前記第１の導光部の軸と同軸で、前記第１の導光部の軸方向の一方の端面から突出している第２の導光部と；
内径が前記第１の導光部の外径よりも小さくかつ前記第２の導光部の外径よりも大きい円柱状に形成され、前記第１の導光部の軸と同軸で、前記第１の導光部の軸方向の他方の端面から、前記第１の導光部の軸方向の中間部まで凹んでいる凹部と；
前記凹部の底部に設けられ、前記各導光部の軸と斜めに交差する平面状の第１の反射面と；
前記凹部の底部に設けられ、前記各導光部の軸および前記第１の反射面と斜めに交差する平面状の第２の反射面と；
を有することを特徴とする導光部材。
【請求項１】
固定部材と；
所定の軸を回転中心にして前記固定部材に回転自在に設けられた回転部材と；
第１の反射面と第２の反射面とを備え、前記固定部材に設けられた固定部材側導光部材と；
第３の反射面と第４の反射面とを備え、前記回転部材に設けられた回転部材側導光部材と；
前記固定部材もしくは前記固定部材側導光部材に設けられた固定部材側発光素子と；
前記固定部材側発光素子が出射した信号光を受光できない位置で、前記固定部材もしくは前記固定部材側導光部材に設けられた固定部材側受光素子と；
前記回転部材もしくは前記回転部材側導光部材に設けられた回転部材側発光素子と；
前記回転部材側発光素子が出射した信号光を受光できない位置で、前記回転部材もしくは前記回転部材側導光部材に設けられた回転部材側受光素子と；
を有し、前記固定部材側発光素子が発光した信号光が、前記固定部材側導光部材の第１の反射面で反射され、前記回転部材側導光部材の第４の反射面で反射されて前記回転部材側受光素子で受光され、
前記回転部材側発光素子が発光した信号光が、前記回転部材側導光部材の第３の反射面で反射され、前記固定部材側導光部材の第２の反射面で反射されて前記固定部材側受光素子で受光されるように構成されていることを特徴とするロータリジョイント。
【請求項２】
固定部材と；
所定の軸を回転中心にして前記固定部材に回転自在に設けられた回転部材と；
第１の反射面と第２の反射面とを備え、前記固定部材に設けられた固定部材側導光部材と；
第３の反射面と第４の反射面とを備え、前記回転部材に設けられた回転部材側導光部材と；
光軸が前記回転中心軸と交差するようにして、前記固定部材もしくは前記固定部材側導光部材に設けられた固定部材側発光素子と；
光軸が前記回転中心軸および前記固定部材側発光素子の光軸と交差するようにして、前記固定部材もしくは前記固定部材側導光部材に設けられた固定部材側受光素子と；
光軸が前記回転中心軸と交差するようにして、前記回転部材もしくは前記回転部材側導光部材に設けられた回転部材側発光素子と；
光軸が前記回転中心軸および前記回転部材側発光素子の光軸と交差するようにして、前記回転部材もしくは前記回転部材側導光部材に設けられた回転部材側受光素子と；
を有し、前記固定部材側発光素子が発光した信号光が、前記固定部材側導光部材の第１の反射面で反射され、前記回転部材側導光部材の第４の反射面で反射されて前記回転部材側受光素子で受光され、
前記回転部材側発光素子が発光した信号光が、前記回転部材側導光部材の第３の反射面で反射され、前記固定部材側導光部材の第２の反射面で反射されて前記固定部材側受光素子で受光されるように構成されていることを特徴とするロータリジョイント。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のロータリジョイントにおいて、
前記固定部材側導光部材と前記回転部材側導光部材とが、お互いに同じ仕様で構成されているか、
前記固定部材側発光素子と前記回転部材側発光素子とが、お互いに同じ仕様で構成されているか、
前記固定部材側受光素子と前記回転部材側受光素子とが、お互いに同じ仕様で構成されているか、
のうちの少なくともいずれかの態様になっていることを特徴とするロータリジョイント。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のロータリジョイントにおいて、
前記固定部材側発光素子と前記第１の反射面との間で、前記固定部材側発光素子が発した信号光を収束するための第１のレンズ、
前記固定部材側受光素子と前記第２の反射面との間で、前記固定部材側受光素子が受光する信号光を収束するための第２のレンズ、
前記回転部材側発光素子と前記第３の反射面との間で、前記回転部材側発光素子が発した信号光を収束するための第３のレンズ、
前記回転部材側受光素子と前記第４の反射面との間で、前記回転部材側受光素子が受光する信号光を収束するための第４のレンズ、
のうちの少なくともいずれかのレンズが設けられていることを特徴とするロータリジョイント。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のロータリジョイントにおいて、
前記導光部材は、信号光を透過する材料で一体成形された成形品であり、
前記導光部材の外面の一部から前記導光部材に入り進んできた信号光が、前記導光部材の外面の他の一部で構成された前記反射面で反射され、この反射された信号光が、前記導光部材の外面のさらなる他の一部から前記導光部材の外へ出ていくように構成されており、
前記導光部材の稜線部を形成する２つの面における交差角度のうちの劣角が、前記導光部材の総ての稜線部において４５°以上になっていることを特徴とするロータリジョイント。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のロータリジョイントにおいて、
前記固定部材から前記回転部材へ電力を供給するスリップリングを有することを特徴とするロータリジョイント。
【請求項７】
固定部材と所定の軸を回転中心にして前記固定部材に回転自在に設けられた回転部材との間で光信号を伝送するときに使用される導光部材において、
円柱状に形成された第１の導光部と；
前記第１の導光部よりも小さい外径の円柱状に形成され、前記第１の導光部の軸と同軸で、前記第１の導光部の軸方向の一方の端面から突出している第２の導光部と；
内径が前記第１の導光部の外径よりも小さくかつ前記第２の導光部の外径よりも大きい円柱状に形成され、前記第１の導光部の軸と同軸で、前記第１の導光部の軸方向の他方の端面から、前記第１の導光部の軸方向の中間部まで凹んでいる凹部と；
前記凹部の底部に設けられ、前記各導光部の軸と斜めに交差する平面状の第１の反射面と；
前記凹部の底部に設けられ、前記各導光部の軸および前記第１の反射面と斜めに交差する平面状の第２の反射面と；
を有することを特徴とする導光部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−２０４５７７（Ｐ２０１０−２０４５７７Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２５５０（Ｐ２００９−５２５５０）
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（０００００４３２９）日本ビクター株式会社 (3,896)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（０００００４３２９）日本ビクター株式会社 (3,896)
【Ｆターム（参考）】
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