光学装置用モジュラーコンポーネント
光信号を伝送する装置は、複数の光伝導ブロックを備え、各ブロックは、他のブロックと協働して少なくとも２次元で光信号用の経路を画定する。上記ブロックのマトリックスは、複数の光信号を伝送するために、内部に１次元、２次元、または３次元の複数の経路を作製するように構成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置の改良または光学装置に関連する改良に関する。より詳細には、しかしながら限定されることなく、光信号を誘導または配向する改良された装置、および該装置を採用することのできるロックシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクスの分野においては、コンポーネント間の接続は電気接続から光接続への移行が一般的になりつつある。光信号伝送速度が極めて高速化されたということは、光信号が従来の電気信号に比べデータ転送、およびスイッチング速度を飛躍的に高めることができることを意味する。さらに、光信号は、クロストークまたは他の干渉により導体を歪ませる可能性のある電気または電磁ノイズを発生させず、また近接導体で発生するこのようなノイズの影響を受けにくい。
【０００３】
しかし一方で、光信号通信の使用に付き物の問題があるため、その技術の普及は限定的なものに止まっている。この問題の一つは光信号の制御および／または指向性にある。エアギャップを電気絶縁体として用いることのできる電気信号の場合と異なり、空気は良好な光導体であるため、光信号の完全な制御のための手段を設けなければならない。更に光素子は、効果的な信号伝送および伝導に必要な極めて小さな許容誤差に素子を揃えることが困難であるため、組立コストが割高である。
【０００４】
最も一般的な光信号の誘導または配向方法としては、光ファイバつまり光パイプが挙げられる。最も一般的な光ファイバは円筒形ガラスのコアと、コアを包むコアより屈折率の低い外部被覆つまりクラッドとから成る。ファイバ中の光は全反射（ＴＩＲ）の原理により伝播する。つまり、光ビームは絶えずクラッドで反射を繰返しコア内部に戻されて、ファイバの長手方向に沿って伝播する。
【０００５】
大半の光ファイバの外径は約１００から１５０ミクロン程度であるが、この場合ファイバは通常良好な機械的柔軟性を示し、信号の劣化を伴うことなくある程度までの曲げ、または捻りが可能である。ただし、光ファイバ中における光伝播の状態を考えると、ファイバの曲げ半径は比較的大きくする必要がある。
【０００６】
狭い体積で光ファイバの方向を何度も変更するには、空間上非効率な一連のループを必要とする。１本のファイバ内で急な曲げをいくつも形成すると、信号の劣化が生ずるおそれがある。しかも、このような光ファイバは取り扱いが難しく接合も容易ではない。
【０００７】
光ファイバは、その実装の困難性と小型化の趨勢とが相俟って、エレクトロニクス装置中で広く使用されるには至っていない。
【０００８】
上記のような理由から、低コスト、製造および組立の簡易化、および電子装置内の他の光学素子との接続の簡易化を実現しつつ、電子装置における信号通信に光信号を使用することのできる方法および／または装置が必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、従来技術の有する上記諸問題を解決する装置および／または方法を提供することである。本発明のもう１つの目的は、前段落で述べた利点のうちの１つまたは複数を実現する装置および／または方法を提供することである。本発明の他の目的および利点は以下の説明、請求項および図面により明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１側面によると、複数の光伝導性ブロック、ユニットまたは部材（以下「ブロック」と称する）を備え、各ブロックが互いに協働して少なくとも２次元で光信号の経路を画定する、光信号伝送装置が提供される。
【００１１】
一実施形態によると、ブロックの形状は一定で、各ブロックは他のブロックの面または表面と協働する少なくとも１つの面または表面を有する。一実施形態によると、ブロックのうちの少なくとも１つは、６面を有する立方体である。一実施形態によると、ブロックのうちの少なくとも１つは実質的に矩形である。一実施形態によると、各ブロックはサイズおよび／または形状が実質的に同一である。
【００１２】
前記ブロックは２次元または３次元マトリックス状に配置して装置を形成することができる。
【００１３】
一実施形態によると、ブロックのうちの少なくとも１つ（「スルー」ブロックと称する）は、対向する２つの光伝導面（「アクティブ」面と称する）を有することによって、その２面間に実質的に直線状の光信号路を画定する。残りのブロック面（「非アクティブ」面と称する）は、光信号の伝送を低減または実質上阻止するように反射面または実質的に不透明面とすることができる。
【００１４】
一実施形態によると、ブロックのうちの少なくとも１つ（「コーナ」ブロックと称する）が入射した光信号の伝送方向を変更する反射部材を含む。反射部材は、ブロック面の一つに対し傾斜した状態でブロック本体内に配置されたミラーまたはその他の反射面を備える。一実施形態によると、ミラーはブロック内でアクティブ面に対し約４５度の角度で配置され、該アクティブ面は互に直角をなしている。
【００１５】
一実施形態において、反射部材はその２つの対向面で反射することができる。本実施形態において、コーナブロックはそこを通る２つの光絶縁された信号の誘導用に４つのアクティブ面を含むことができ、各光信号は約９０度回転する。
【００１６】
従ってスルーブロックには、面平行な２つのアクティブ面が存在し得、コーナブロックには直角をなす二つのアクティブ面が存在し得る。
【００１７】
一実施形態によると、ブロックのうちの少なくとも１つ（「デッド」ブロックと称する）は実質上光学的に非伝導性であり、装置内における一つまたはそれ以上の光路の終端または光信号の光学的絶縁に用いることができる。
【００１８】
各スルーブロックおよびコーナブロックは、適切な機械的および／または光学的特性を有するポリウレア、尿素ホルムアルデヒド、ポリメチルアクリレート、ポリスチレン、ＣＤグレードポリカーボネート、従来のまたは光学グレードのガラス等の適合素材を用いて形成することができる。各デッドブロックは実質的に不透明な材料を用いて形成することができる。
【００１９】
本発明の他の側面によると、ロックシリンダとロックシリンダに挿入するように適合されたキーとを備え、ロックシリンダとキーのうちの少なくとも１つが先の段落に記載の装置を含むドアや窓等に用いるロック機構が提供される。
【００２０】
本発明のさらに別の側面によると、キー溝またはキー孔を有するシリンダと、キー溝またはキー孔に挿入されるように構成されるキーと、光信号を生成し伝送する1つまたは複数の光源と、各光信号を受信する１つまたは複数の受信機とを備えるドアや窓等に用いるロック機構であって、キーが光源と受信機とを光学的に結合させてロック機構を動作させるために内部にほぼ規則的に配置される複数の光伝導ユニットを含むロック機構が提供される。
【００２１】
先の段落、請求項、および以下の説明に記載される各種側面、実施形態、または代替案は個別に、または組み合わせて実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明を、単に例示として添付の図面を参照しつつ、説明する。
【００２３】
まず図１および図２を参照すると、既存の光電装置が１０で概略的に示されている。装置１０は、同時係属中のヨーロッパ特許出願第ＥＰ０１９２１５９２．０号（公開第ＥＰ１２７２７２１号）に記載の光電ロック機構の形式のセキュリティシステムである。上記出願の内容は参照により本書に組み込む。
【００２４】
システム１０は、自動車やバンなどの車輌のドアを施錠および解錠することを主に目的とするが、ロック機能が必要とされるほぼいかなる用途にも利用可能である。
【００２５】
システム１０は、シリンダ１２と、ハンドル部１５および軸部１６を有するキー１４とを含む。シリンダ１２の孔とキー１４の軸部１６は実質的に同一の断面を有するため、キーをシリンダに挿入することができる。特に、図２に最適に示されるキー１４の軸部１６は長手方向に沿って十字形状であり、４つの直角アームつまり突条１８a〜１８dを備える。
【００２６】
各突条の三つの面に沿って複数の孔２０が配置されている。各孔２０は、キー１４の軸部１６内を延びる光ファイバリンク（図示せず）により他の孔と接続される。光ファイバの可撓性により２つの任意の孔２０をリンクすることが可能であり、キーの組み合わせは膨大な数になる。
【００２７】
シリンダ１２内には複数の孔２２が配置されており、その数および位置はキー１４の軸部１６上に配置された孔２０に対応している。シリンダ１２内の各孔２２は伝送回路４０または受信機回路５０に光学的に接続されている。伝送回路４０はＬＥＤなどの複数の光源を含み、複数の光信号を生成するように光源を起動させるべく動作可能である。各光信号は光ファイバ２４などの各自の光導体を介してシリンダ１２内の孔２２のいずれか１つに伝送される。
【００２８】
受信機回路５０は光信号を検出するように動作可能な複数のセンサを含む。該センサは光ファイバ２６などのさらに別の光導体によりシリンダ１２内の孔２２に接続される。受信機回路５０は車輌ドアのロックアクチュエータ７０にさらに接続されている制御回路に接続される。
【００２９】
シリンダ１２内にキー１４を挿入すると、キーの軸部１６上の孔２０とシリンダ１２内の孔２２とが重なるため、キー１４を介して伝送回路４０と受信機回路５０との間に連続した伝送経路が生成される。
【００３０】
シリンダ１２内の孔２２と実質的に重なる孔２０を有するキー１４のみがロック機構を作動させるために使用可能である。従って、ロック機構は、孔２０の特定の配列を持つただ１つのキーのみが錠に正しく「適合」できる唯一の「組み合わせ」を提供する。
【００３１】
次に図３を参照すると、本発明を具体化する第1の形状の装置が１００で概略的に示されている。装置１００は１次元、２次元または３次元で可視光、赤外光、または紫外光の信号などの１つまたは複数の光信号を伝送するのに適するため、上記装置のキー１４での使用に適する。
【００３２】
装置１００は、３次元マトリックス１０４に配置された独立した複数の多面形光伝送体１０２を備える。図示の実施形態においては、各光伝送体１０２は、実質的に等しい寸法の、ほぼ平面状の６つの側面つまり面を有するブロックつまり立方体の形態を成している。
【００３３】
マトリックス１０４は規則的に配列されるブロック１０２から成り、各ブロック１０２は、少なくとも1つの面が他のブロックの対応面と隣接つまり当接するように配置される。図示の実施形態において、マトリックス１０４は、３×３×３のラティス構造に配置された２７個のブロック１０２から成る。ブロック１０２は、ブロック間に配置される複数のピン１０６の形態をとる支持手段により保持され、ケージ配列を画定する。装置１００はモジュラ式である、すなわち、独立した複数の光伝送体から形成されるため、その使用目的に応じて、所望の形状または形態で配列される所望数のブロック１０２を含むことができる。例えば、上述のロック機構１０のキー１２で使用する場合、軸部１６の形状に合致するようにブロック２０２のマトリックス２０４は細長で、断面を十字状とすることができる。
【００３４】
各ブロック１０２は、光伝導性または伝送性を有し、全部または一部が透明である。図示の典型的実施例では、各ブロック１０２は、半透明または透明プラスチックベースの素材を用いて形成されている。
【００３５】
概して、減衰、回折、または屈折による損失を無視した場合、ブロック２０２のうちの外側の１つに伝送される光信号は、マトリックスが単一ブロックから構成されているかのように実質的に直線的にマトリックス２０４内を伝送される。しかし、マトリックス２０４は、所望の複数の異なる位置に出入り可能な複数の光信号を搬送できるように、光信号を２次元以上に誘導または配向する性能を備えることが望ましい。
【００３６】
図示の実施形態では、これを、それぞれが独自の光学機械特性を有する、様々なタイプのブロック１０２を使用することで達成している。かかる各種ブロックの例を図４および５に示す。
【００３７】
まず図４ａは、第１のタイプのブロック１１０の透視図である。一般的に「スルー」ブロックと呼ばれるブロック１１０は、実質的に同一の表面積の６面１１０ａ〜１１０ｆを有する透明または半透明の正立方体である。立方体１１０の屈折率は、立方体の１面、たとえば面１１０ａに入射した光信号Ｓが大幅に偏向せず材料中を伝送され、本例では面１１０ｅを通過して入射とほぼ同じ角度でブロックの反対側から出射されるように、全体を通じて実質的に均一である。したがって、スルーブロックはエアギャップと同様に機能することがわかる。
【００３８】
図示の実施形態において、光信号Ｓが入出力する面１１０ａ、１１０ｅを「アクティブ」面と称する。残りの面１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｆは、光信号が通常の使用では通過しないため、「非アクティブ」面と称する。図４ｂは該ブロックの正面立面図である。
【００３９】
図５ａは第２のタイプのブロック１２０の透視図である。このブロックは「コーナ」ブロックと称し、上述の「スルー」ブロックとサイズおよび形状が類似しているか、または実質上同一である。したがって、ブロック１２０は立方形であり、ほぼ透明な材料から形成され、実質的に同一の６面１２０ａ〜１２０ｆを有する。
【００４０】
ただしこの場合、ブロック１２０は、ブロック内に伝送される光信号の方向を最高９０度まで変更するよう適合している。したがって、アクティブ面１１０ａと１１０ｅとが面平行である「スルー」ブロック１１０と異なり、コーナブロック１２０のアクティブ面１２０ａ、１２０ｃは相互に直角である。
【００４１】
光信号Ｓの方向を変更するため、ブロック１２０は反射部材１２２の形式のビーム配向エレメントを含む。反射部材１２２は、ブロック１２０内に配置され、ブロックのアクティブ面１２０ａ、１２０ｃに対して約４５度の角度をなしている。
【００４２】
ブロック１２０の側面立面図である図５ｂに最適に示されるように、該ブロックは２つの直角プリズム１２１ａ、１２１ｂから構成される。第１のプリズム１２１ａは断面が三角形であり、略正方形で相互に垂直なアクティブ面１２０ａ、１２０ｃと、該プリズムの斜面を表す第３の面（符号なし）と、該ブロック１２０の側面１２０ｂ、１２０ｄの実質的に半分を成す２つの三角形側面とを含む。
【００４３】
第２のプリズム１２１ｂは第１のプリズム１２１ａと形状は類似するが、非アクティブ面１２０ｅ、１２０ｆと、斜面と、ブロック１２０の側面１２０ｂ、１２０ｄの実質的に半分を成す２つの側面とを含む。
【００４４】
コーナブロック１２０形成のため、２個のプリズム１２１ａ、１２１ｂは接着剤または機械的継手等を用いてその斜面で結合又は連結される。反射部材１２２はプリズム１２１ａ、１２１ｂの接合部分に配置され、一実施形態においては、金属またはそれ以外の反射性材料で第１のプリズム１２１ａの斜面を被覆することにより形成される。
【００４５】
アクティブ面１２０ａを通してブロック１２０に伝送された光信号Ｓは、反射部材１２２により反射され９０度回転し、もう一方のアクティブ面１２０ｃを通して出射される。このようにして、コーナブロックは光信号を直角に屈折させることにより少なくとも２次元で光路を画定するために使用することができる。
【００４６】
他の代替配置（図示せず）としては、第２のプリズム１２１ｂに対して第１のプリズム１２１ａのように半透明材料を使用せず、金属、クロム、または他の反射性材料を用いる。この手法では第２のプリズム１２１ｂは、それ自体で反射部材１２２を形成するので、構成部品数が少なくなるため、コーナブロックの形成が容易になり得る。
【００４７】
例えば、上記コーナブロックは、断面が三角形の透明材料をある長さ分押し出し、同様の長さに成型した反射材料に接着またはそれ以外の方法で固定することによって断面が正方形の１本のバーを形成することによって作成することができることがわかる。その後、結合された押出成形材は任意長にカットまたはダイスカットしてコーナブロックを形成することができる。
【００４８】
図４および図５に図示された２種類のブロック１１０、１２０は例えば図３を参照して説明したマトリックス１０４状に結合して、光信号を誘導または配向するモジュラー式装置を作製することができる。一連の隣接ブロックは、１次元、２次元、または３次元光路を形成するように配置され、該光路では、最初のブロックのアクティブ面を通して装置に入射した光信号はこの構造体を通過して伝送または伝導され、たとえば異なる方向および／または異なる面にある他のブロックのアクティブ面から出射することができる。
【００４９】
多くの場合、２つ以上の光信号を伝送するにはこのようなモジュラー構造の使用が有益である。２次元または３次元マトリックス構造状に配置されたかかる複数のブロックは、１次元、２次元、または３次元で複数の光路を画定可能であることがわかる。
【００５０】
しかしかかる実施形態においては、個々の光学回路または光路間の干渉またはクロストークを減少または除去するのが望ましい。
【００５１】
一実施形態において、上記は各ブロックの「非アクティブ」面を不透明または反射コーティングで覆い光の伝送を防止することで達成される。例えば、スルーブロック１１０の正面立面図である図４ｂを参照すると、非アクティブ面１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｆは反射性または実質的に不透明なコーティングで覆われており、上記面を光が通過するのを阻止または防止する。該コーナブロック１２０の非アクティブ面は同様の方法で被覆可能である。
【００５２】
他の実施形態（図示せず）において、ブロックの非アクティブ面はブロックに適した光伝送体を形成する材料よりも低い屈折率を有する材料で被覆される。この場合、従来の光ファイバと同様の全反射の原理によりブロック内信号伝播が達成され得る。
【００５３】
他の実施形態において、第３のタイプのブロック（図示せず）が用いられる。この第３のタイプのブロックは「デッド」ブロックと称され、スルーブロックおよびコーナブロック１１０、１２０と同じ寸法の立方体を構成する。該ブロックは不透明プラスチック等の非光伝導材料を用いて形成される。デッドブロックをマトリックス構造１０４内に適切に配置することで、一連のスルーブロック１１０およびコーナブロック１２０で形成される個々の光路を光学的に絶縁することができる。
【００５４】
このような多光路モジュラー構造の機能的効果は、複数の光信号が伝送され、それぞれ光ファイバ束を様々な位置および様々な角度で入射および出射されるという点で、光ファイバ束を使用する場合と同様である。ただし、上述のモジュラー構造は製造および組立が非常に単純化されるため、結果的に製造コストを大幅に低減することができる。さらに、従来の光ファイバと比べて、より複雑な三次元配向で所与の体積内にはるかに多数の光路を形成することが可能である。
【００５５】
次に図６ａ〜６ｃを参照すると、図１および２に示され、本発明を具体化するモジュラー構造を採用した光電ロックシステム１０のキー１４での使用に適した装置２１４が図示されている。図６ａは装置２１４のＹ−Ｚ面における断面図であり、図６ｂは装置２１４のＸ−Ｙ面における断面図である。さらに、図６ｃは装置２１４のＸ−Ｚ面における断面図である。
【００５６】
装置２１４は、ブロックの３次元マトリックス２１４から成る。図６ａ〜６ｃの例示的実施形態において、ブロックは図２に示すキー１４の軸部１６の形状に適合するように配置されている。すなわち、マトリックス２１４の断面は十字状である。マトリックス２１４は、各光路の終端がキー１４の軸部ハウジング１８の孔つまり窓２０のうちの１つと一致するように延在する複数の光路を画定する。したがって、使用時には、軸部ハウジング１８の孔２０の一つを通して光路に伝送された光ビームや他の光信号は、光路内を伝導し他の窓２０からハウジングを出射する。
【００５７】
図６ａ〜６ｃでは、矢印Sで示される典型的な光信号が、装置２１４内のブロックにより画定される光路に沿って伝送されるのを示している。図の例では、光信号SがスルーブロックＴ１のアクティブ面を通じて装置に入射し、別のスルーブロックＴ６のアクティブ面を通じてキーから出射することを示している。
【００５８】
光信号が伝送される光路は、以下の一連のブロック、すなわち、スルーブロックＴ１、Ｘ−Ｚ面で信号を９０度回転させるコーナブロックＣ１、スルーブロックＴ２、スルーブロックＴ３、Ｘ−Ｙ面で信号を９０度回転させるコーナブロックＣ２、スルーブロックＴ４、Ｙ−Z面で信号を９０度回転させるコーナブロックＣ３、スルーブロックＴ５およびスルーブロックＴ６、によって表される。
【００５９】
装置２１４は、適切にスルーブロックおよびコーナブロックを配置することでほぼ無制限の数の他の光路を形成することが可能であることが分かる。形成可能な光路の数はマトリックス２１４内で使用されているブロック数およびその形状のみに依存する。
【００６０】
キー２１４は、図１および２で示したロックシステムのキー１４とほぼ同様に機能することができる。
【００６１】
マトリックス２１４は、図２で示したキーと類似のキーに使用する場合、軸部ハウジング１８への挿入前に組立可能である、もしくは、ブロックを軸部ハウジング１８内に個々に、群で、または層で挿入あるいは投下することにより、全てのブロックが挿入された時点でマトリックスを形成することもできることがわかる。
【００６２】
本発明は本明細書に開示される実施形態に限定されるものではなく、本明細書に添付の請求項の範囲内で様々な変更が可能であることを理解されたい。
【００６３】
例えば、マトリックス構造で使用されるブロックのサイズおよび数は所望に選択することができる。さらに、構造の形状は用途により大幅に異なる。図３の実施形態においてはマトリックス構造は単純な立方体形状となっているが、図６の実施形態においてはマトリックスはキー軸部ハウジング内部に対応した形状を規定している。ただし、用途に応じて任意の形状を採用し得る。
【００６４】
各ブロックの側面は０．５〜１０ｍｍ長とすることができるが、立方体ブロックの好適なサイズは約１〜２ｍｍであることがわかる。ただし、本明細書で用いる「ブロック」という用語は限定された意味では決してなく、各ブロックは、通常の配列を可能にする、あるいは２つのブロックが少なくとも２次元で光路を形成するように協働することができる所望の形状を成すことができることがわかる。たとえば、各ブロックは、規則的な配列つまりマトリックスを組立可能な球体、回転楕円体、角柱、円錐、角錐、またはその他の３次元形状を取ることができる。
【００６５】
ブロックは適切な任意の透明または半透明の材料で形成することができる。特に、光信号の波長に合う透過性を有する材料を選択することができる。
【００６６】
例えば可視光線の波長の信号が使用される場合、材料は特にポリウレア、ウレア、ホルムアルデヒド、ポリメチルアクリレート、ポリスチレンまたはＣＤグレードポリカーボネートから選択することができる。上記材料は取り扱いが容易で射出成形に適し、しかも製造コストが安く非常に高い耐性を示す。もしくは、ＢＫ７のような標準グレードまたは光学グレードガラスも使用することができる。材料の屈折率は所望に選択可能だが、一実施形態における屈折率は１．５４〜１．５８である。
【００６７】
光路に沿った光信号の伝播は、特定範囲の波長を持つ光信号のみを伝送させるように構成される、いわゆるチャネルドロップフィルタにより制御および／または操作することができる。例えば、赤外線波長の信号のみを伝送させるブロックを設けることができる。該チャネルドロップフィルタは、関連ブロックに所望の波長の光のみを透過させるコーティングを施すことによって形成することができる。
【００６８】
状況によっては、各ブロックは２つ以上の信号を伝送するように適合させることができることがわかる。例えば、図５ａ〜５ｂにおいて、反射素子１２２は、面１２０ａを通じて入射する第１の光信号が９０度反射し、面１２０ｃから出射する（またはその逆）一方で、面１２０ｅを通じて入射する第２の光信号が９０度反射し、面１２０ｆを通じて出射する（またはその逆）ように、両面に反射性を持たせることができることがわかる。上記２つの信号は反射素子１２２の反射性／不透明性により相互に光学的に絶縁される。
【００６９】
この場合、コーナブロック１２０は４つのアクティブ面１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｅ、１１０ｆを有すると言えると理解される。さらに、反射部材は光信号の異なる偏差角を達成するため、アクティブ面に対して４５度以外の角度で配向させることもできる。
【００７０】
一実施形態において、各ブロックは、光信号を伝送させるため、光ファイバまたはその他の光導体を含む、あるいは封入する。一実施形態において例えば、光導体は、ブロック内の光信号伝送に用いることのできる貫通孔または気柱を備える。封入された導体は、スルーブロック用には比較的線形つまり直線形の導体として、コーナブロック用には湾曲した導体とすることができる。
【００７１】
この場合、ブロックに適したボディは導体であることを要求されないため、必ずしも透過または半透明材料でブロックを形成する必要はない。ミラーまたはその他の光学装置も、非常に精密で均一な素子であるブロックに埋込可能であり、それは実質上無数の変形を可能とするモジュラー構造を作製するのに供する。
【００７２】
場合によっては、粗表面が原因の不透明性または艶のない状態は信号強度に悪影響を与え得ることからブロックのアクティブ面を研磨する、および／またはほぼ汚れのないように確保することが望ましいことがある。もしくは、ブロック間に形成されたギャップに、必要に応じて屈折率の同じ液体又はＵＶ硬化性接着樹脂を注入することができる。
【００７３】
ブロックを使用してほぼいかなる所望の形状の３次元構造をも形成することができる。前記のロックおよびキー装置の場合、ブロックが配置されるキーハウジングの形状により、ブロックの配列で形成される構造は概ね十字型となる。一方で、図３においては、ブロックはピン１０６により保持され実質上立方体マトリックスを形成する。
【００７４】
ただし、ハウジングまたはピン１０６により画定される上記のような「外骨格」の使用は完全に任意であり、ほぼいかなる所望の形状をも構成可能にするために、各ブロックに１つまたは複数のブロックを様々な配向で連結させる手段を提供することができることがわかる。一実施形態（図示せず）において、第１のブロックの少なくとも１つの面に、突起ピンまたはプラグなどの雄連結部品を設けることができる。ブロック同士を連結するように、これらの雄部品は、第２のブロックの面に形成される孔またはソケットなどの対応雌連結部品と係合する。使用するブロックは多面である場合、各ブロックはその一面に雄連結部品を、別の面、おそらくは対向面に雌連結部品を含むことができる。
【００７５】
このような方法により、実質的に任意の形状の自己支持型３次元構造を形成するようにブロックを連結することによって、装置の適用範囲が大幅に拡大する。
【００７６】
ただし、キー軸部ハウジング１２０のみによって保持されるように、ブロックの接着または連結を行わないことが望ましい場合がある。この場合、マトリックスを構成するブロックの配置を知る目的でキー軸部ハウジング（ハウジング内のブロック配列が容易に読み取られないよう実質上不透明材料で形成するのが有利である）を開けようとしてもブロックの崩れを招くだけであり結果としてかかる試みは無意味なものとなる。
【００７７】
他の方法または追加の方法として、ブロックは、柔軟で、ブロックの３次元構造を「収縮包装」する保護覆いで包むこともできる。
【００７８】
本発明の上記側面は、製造および組立が容易で、ほぼ無限のバリエーションで多数の光路を提供する、１つまたは複数の光信号を伝送、および／または誘導するための装置を提供することがわかる。
【００７９】
本発明は、製造および組立が容易で、ほぼ無限のバリエーションで多数の光路を提供する、１つまたは複数の光信号を伝送、および／または誘導するための装置を提供することがわかる。本出願はロックシステムという状況で本発明を説明しているが、これにより何等の制限を加えるものではない。さらに、該装置は２点間以上の地点間において１つまたは複数の光信号を誘導する必要のあるほぼすべての用途で採用されることがわかる。特に、上述のタイプのブロックのマトリックスは、最終的にはいかなる種類の光または光電子システムの光ファイバでも置換可能であると想定される。
【００８０】
本出願は、２００５年３月１８日出願の英国特許出願第ＧＢ０５０５５８３．５号、２００５年４月１３日出願の英国特許出願第ＧＢ０５０７４００．０号、２００５年１０月１８日出願の米国特許出願第１１/２５１、９２４からの優先権を主張するものである。該特許出願の内容は参照によりここに組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、光誘導装置を必要とする既知の光電ロックシステムを示す。
【図２】図２は、図２のシステムで使用されるキーを示す。
【図３】図３は、図１のシステムでの利用に適した本発明を具体化する第１の形状の装置を示す。
【図４】図４ａおよび４ｂは、図３の装置で採用可能な第１のタイプのブロックを示す。
【図５】図５ａおよび５ｂは、図３の装置で採用可能な第２のタイプのブロックを示す。
【図６】図６ａ〜６ｃは、図１のシステムでの利用に適した本発明を具体化する第２の形状の装置を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置の改良または光学装置に関連する改良に関する。より詳細には、しかしながら限定されることなく、光信号を誘導または配向する改良された装置、および該装置を採用することのできるロックシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクスの分野においては、コンポーネント間の接続は電気接続から光接続への移行が一般的になりつつある。光信号伝送速度が極めて高速化されたということは、光信号が従来の電気信号に比べデータ転送、およびスイッチング速度を飛躍的に高めることができることを意味する。さらに、光信号は、クロストークまたは他の干渉により導体を歪ませる可能性のある電気または電磁ノイズを発生させず、また近接導体で発生するこのようなノイズの影響を受けにくい。
【０００３】
しかし一方で、光信号通信の使用に付き物の問題があるため、その技術の普及は限定的なものに止まっている。この問題の一つは光信号の制御および／または指向性にある。エアギャップを電気絶縁体として用いることのできる電気信号の場合と異なり、空気は良好な光導体であるため、光信号の完全な制御のための手段を設けなければならない。更に光素子は、効果的な信号伝送および伝導に必要な極めて小さな許容誤差に素子を揃えることが困難であるため、組立コストが割高である。
【０００４】
最も一般的な光信号の誘導または配向方法としては、光ファイバつまり光パイプが挙げられる。最も一般的な光ファイバは円筒形ガラスのコアと、コアを包むコアより屈折率の低い外部被覆つまりクラッドとから成る。ファイバ中の光は全反射（ＴＩＲ）の原理により伝播する。つまり、光ビームは絶えずクラッドで反射を繰返しコア内部に戻されて、ファイバの長手方向に沿って伝播する。
【０００５】
大半の光ファイバの外径は約１００から１５０ミクロン程度であるが、この場合ファイバは通常良好な機械的柔軟性を示し、信号の劣化を伴うことなくある程度までの曲げ、または捻りが可能である。ただし、光ファイバ中における光伝播の状態を考えると、ファイバの曲げ半径は比較的大きくする必要がある。
【０００６】
狭い体積で光ファイバの方向を何度も変更するには、空間上非効率な一連のループを必要とする。１本のファイバ内で急な曲げをいくつも形成すると、信号の劣化が生ずるおそれがある。しかも、このような光ファイバは取り扱いが難しく接合も容易ではない。
【０００７】
光ファイバは、その実装の困難性と小型化の趨勢とが相俟って、エレクトロニクス装置中で広く使用されるには至っていない。
【０００８】
上記のような理由から、低コスト、製造および組立の簡易化、および電子装置内の他の光学素子との接続の簡易化を実現しつつ、電子装置における信号通信に光信号を使用することのできる方法および／または装置が必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、従来技術の有する上記諸問題を解決する装置および／または方法を提供することである。本発明のもう１つの目的は、前段落で述べた利点のうちの１つまたは複数を実現する装置および／または方法を提供することである。本発明の他の目的および利点は以下の説明、請求項および図面により明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１側面によると、複数の光伝導性ブロック、ユニットまたは部材（以下「ブロック」と称する）を備え、各ブロックが互いに協働して少なくとも２次元で光信号の経路を画定する、光信号伝送装置が提供される。
【００１１】
一実施形態によると、ブロックの形状は一定で、各ブロックは他のブロックの面または表面と協働する少なくとも１つの面または表面を有する。一実施形態によると、ブロックのうちの少なくとも１つは、６面を有する立方体である。一実施形態によると、ブロックのうちの少なくとも１つは実質的に矩形である。一実施形態によると、各ブロックはサイズおよび／または形状が実質的に同一である。
【００１２】
前記ブロックは２次元または３次元マトリックス状に配置して装置を形成することができる。
【００１３】
一実施形態によると、ブロックのうちの少なくとも１つ（「スルー」ブロックと称する）は、対向する２つの光伝導面（「アクティブ」面と称する）を有することによって、その２面間に実質的に直線状の光信号路を画定する。残りのブロック面（「非アクティブ」面と称する）は、光信号の伝送を低減または実質上阻止するように反射面または実質的に不透明面とすることができる。
【００１４】
一実施形態によると、ブロックのうちの少なくとも１つ（「コーナ」ブロックと称する）が入射した光信号の伝送方向を変更する反射部材を含む。反射部材は、ブロック面の一つに対し傾斜した状態でブロック本体内に配置されたミラーまたはその他の反射面を備える。一実施形態によると、ミラーはブロック内でアクティブ面に対し約４５度の角度で配置され、該アクティブ面は互に直角をなしている。
【００１５】
一実施形態において、反射部材はその２つの対向面で反射することができる。本実施形態において、コーナブロックはそこを通る２つの光絶縁された信号の誘導用に４つのアクティブ面を含むことができ、各光信号は約９０度回転する。
【００１６】
従ってスルーブロックには、面平行な２つのアクティブ面が存在し得、コーナブロックには直角をなす二つのアクティブ面が存在し得る。
【００１７】
一実施形態によると、ブロックのうちの少なくとも１つ（「デッド」ブロックと称する）は実質上光学的に非伝導性であり、装置内における一つまたはそれ以上の光路の終端または光信号の光学的絶縁に用いることができる。
【００１８】
各スルーブロックおよびコーナブロックは、適切な機械的および／または光学的特性を有するポリウレア、尿素ホルムアルデヒド、ポリメチルアクリレート、ポリスチレン、ＣＤグレードポリカーボネート、従来のまたは光学グレードのガラス等の適合素材を用いて形成することができる。各デッドブロックは実質的に不透明な材料を用いて形成することができる。
【００１９】
本発明の他の側面によると、ロックシリンダとロックシリンダに挿入するように適合されたキーとを備え、ロックシリンダとキーのうちの少なくとも１つが先の段落に記載の装置を含むドアや窓等に用いるロック機構が提供される。
【００２０】
本発明のさらに別の側面によると、キー溝またはキー孔を有するシリンダと、キー溝またはキー孔に挿入されるように構成されるキーと、光信号を生成し伝送する1つまたは複数の光源と、各光信号を受信する１つまたは複数の受信機とを備えるドアや窓等に用いるロック機構であって、キーが光源と受信機とを光学的に結合させてロック機構を動作させるために内部にほぼ規則的に配置される複数の光伝導ユニットを含むロック機構が提供される。
【００２１】
先の段落、請求項、および以下の説明に記載される各種側面、実施形態、または代替案は個別に、または組み合わせて実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明を、単に例示として添付の図面を参照しつつ、説明する。
【００２３】
まず図１および図２を参照すると、既存の光電装置が１０で概略的に示されている。装置１０は、同時係属中のヨーロッパ特許出願第ＥＰ０１９２１５９２．０号（公開第ＥＰ１２７２７２１号）に記載の光電ロック機構の形式のセキュリティシステムである。上記出願の内容は参照により本書に組み込む。
【００２４】
システム１０は、自動車やバンなどの車輌のドアを施錠および解錠することを主に目的とするが、ロック機能が必要とされるほぼいかなる用途にも利用可能である。
【００２５】
システム１０は、シリンダ１２と、ハンドル部１５および軸部１６を有するキー１４とを含む。シリンダ１２の孔とキー１４の軸部１６は実質的に同一の断面を有するため、キーをシリンダに挿入することができる。特に、図２に最適に示されるキー１４の軸部１６は長手方向に沿って十字形状であり、４つの直角アームつまり突条１８a〜１８dを備える。
【００２６】
各突条の三つの面に沿って複数の孔２０が配置されている。各孔２０は、キー１４の軸部１６内を延びる光ファイバリンク（図示せず）により他の孔と接続される。光ファイバの可撓性により２つの任意の孔２０をリンクすることが可能であり、キーの組み合わせは膨大な数になる。
【００２７】
シリンダ１２内には複数の孔２２が配置されており、その数および位置はキー１４の軸部１６上に配置された孔２０に対応している。シリンダ１２内の各孔２２は伝送回路４０または受信機回路５０に光学的に接続されている。伝送回路４０はＬＥＤなどの複数の光源を含み、複数の光信号を生成するように光源を起動させるべく動作可能である。各光信号は光ファイバ２４などの各自の光導体を介してシリンダ１２内の孔２２のいずれか１つに伝送される。
【００２８】
受信機回路５０は光信号を検出するように動作可能な複数のセンサを含む。該センサは光ファイバ２６などのさらに別の光導体によりシリンダ１２内の孔２２に接続される。受信機回路５０は車輌ドアのロックアクチュエータ７０にさらに接続されている制御回路に接続される。
【００２９】
シリンダ１２内にキー１４を挿入すると、キーの軸部１６上の孔２０とシリンダ１２内の孔２２とが重なるため、キー１４を介して伝送回路４０と受信機回路５０との間に連続した伝送経路が生成される。
【００３０】
シリンダ１２内の孔２２と実質的に重なる孔２０を有するキー１４のみがロック機構を作動させるために使用可能である。従って、ロック機構は、孔２０の特定の配列を持つただ１つのキーのみが錠に正しく「適合」できる唯一の「組み合わせ」を提供する。
【００３１】
次に図３を参照すると、本発明を具体化する第1の形状の装置が１００で概略的に示されている。装置１００は１次元、２次元または３次元で可視光、赤外光、または紫外光の信号などの１つまたは複数の光信号を伝送するのに適するため、上記装置のキー１４での使用に適する。
【００３２】
装置１００は、３次元マトリックス１０４に配置された独立した複数の多面形光伝送体１０２を備える。図示の実施形態においては、各光伝送体１０２は、実質的に等しい寸法の、ほぼ平面状の６つの側面つまり面を有するブロックつまり立方体の形態を成している。
【００３３】
マトリックス１０４は規則的に配列されるブロック１０２から成り、各ブロック１０２は、少なくとも1つの面が他のブロックの対応面と隣接つまり当接するように配置される。図示の実施形態において、マトリックス１０４は、３×３×３のラティス構造に配置された２７個のブロック１０２から成る。ブロック１０２は、ブロック間に配置される複数のピン１０６の形態をとる支持手段により保持され、ケージ配列を画定する。装置１００はモジュラ式である、すなわち、独立した複数の光伝送体から形成されるため、その使用目的に応じて、所望の形状または形態で配列される所望数のブロック１０２を含むことができる。例えば、上述のロック機構１０のキー１２で使用する場合、軸部１６の形状に合致するようにブロック２０２のマトリックス２０４は細長で、断面を十字状とすることができる。
【００３４】
各ブロック１０２は、光伝導性または伝送性を有し、全部または一部が透明である。図示の典型的実施例では、各ブロック１０２は、半透明または透明プラスチックベースの素材を用いて形成されている。
【００３５】
概して、減衰、回折、または屈折による損失を無視した場合、ブロック２０２のうちの外側の１つに伝送される光信号は、マトリックスが単一ブロックから構成されているかのように実質的に直線的にマトリックス２０４内を伝送される。しかし、マトリックス２０４は、所望の複数の異なる位置に出入り可能な複数の光信号を搬送できるように、光信号を２次元以上に誘導または配向する性能を備えることが望ましい。
【００３６】
図示の実施形態では、これを、それぞれが独自の光学機械特性を有する、様々なタイプのブロック１０２を使用することで達成している。かかる各種ブロックの例を図４および５に示す。
【００３７】
まず図４ａは、第１のタイプのブロック１１０の透視図である。一般的に「スルー」ブロックと呼ばれるブロック１１０は、実質的に同一の表面積の６面１１０ａ〜１１０ｆを有する透明または半透明の正立方体である。立方体１１０の屈折率は、立方体の１面、たとえば面１１０ａに入射した光信号Ｓが大幅に偏向せず材料中を伝送され、本例では面１１０ｅを通過して入射とほぼ同じ角度でブロックの反対側から出射されるように、全体を通じて実質的に均一である。したがって、スルーブロックはエアギャップと同様に機能することがわかる。
【００３８】
図示の実施形態において、光信号Ｓが入出力する面１１０ａ、１１０ｅを「アクティブ」面と称する。残りの面１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｆは、光信号が通常の使用では通過しないため、「非アクティブ」面と称する。図４ｂは該ブロックの正面立面図である。
【００３９】
図５ａは第２のタイプのブロック１２０の透視図である。このブロックは「コーナ」ブロックと称し、上述の「スルー」ブロックとサイズおよび形状が類似しているか、または実質上同一である。したがって、ブロック１２０は立方形であり、ほぼ透明な材料から形成され、実質的に同一の６面１２０ａ〜１２０ｆを有する。
【００４０】
ただしこの場合、ブロック１２０は、ブロック内に伝送される光信号の方向を最高９０度まで変更するよう適合している。したがって、アクティブ面１１０ａと１１０ｅとが面平行である「スルー」ブロック１１０と異なり、コーナブロック１２０のアクティブ面１２０ａ、１２０ｃは相互に直角である。
【００４１】
光信号Ｓの方向を変更するため、ブロック１２０は反射部材１２２の形式のビーム配向エレメントを含む。反射部材１２２は、ブロック１２０内に配置され、ブロックのアクティブ面１２０ａ、１２０ｃに対して約４５度の角度をなしている。
【００４２】
ブロック１２０の側面立面図である図５ｂに最適に示されるように、該ブロックは２つの直角プリズム１２１ａ、１２１ｂから構成される。第１のプリズム１２１ａは断面が三角形であり、略正方形で相互に垂直なアクティブ面１２０ａ、１２０ｃと、該プリズムの斜面を表す第３の面（符号なし）と、該ブロック１２０の側面１２０ｂ、１２０ｄの実質的に半分を成す２つの三角形側面とを含む。
【００４３】
第２のプリズム１２１ｂは第１のプリズム１２１ａと形状は類似するが、非アクティブ面１２０ｅ、１２０ｆと、斜面と、ブロック１２０の側面１２０ｂ、１２０ｄの実質的に半分を成す２つの側面とを含む。
【００４４】
コーナブロック１２０形成のため、２個のプリズム１２１ａ、１２１ｂは接着剤または機械的継手等を用いてその斜面で結合又は連結される。反射部材１２２はプリズム１２１ａ、１２１ｂの接合部分に配置され、一実施形態においては、金属またはそれ以外の反射性材料で第１のプリズム１２１ａの斜面を被覆することにより形成される。
【００４５】
アクティブ面１２０ａを通してブロック１２０に伝送された光信号Ｓは、反射部材１２２により反射され９０度回転し、もう一方のアクティブ面１２０ｃを通して出射される。このようにして、コーナブロックは光信号を直角に屈折させることにより少なくとも２次元で光路を画定するために使用することができる。
【００４６】
他の代替配置（図示せず）としては、第２のプリズム１２１ｂに対して第１のプリズム１２１ａのように半透明材料を使用せず、金属、クロム、または他の反射性材料を用いる。この手法では第２のプリズム１２１ｂは、それ自体で反射部材１２２を形成するので、構成部品数が少なくなるため、コーナブロックの形成が容易になり得る。
【００４７】
例えば、上記コーナブロックは、断面が三角形の透明材料をある長さ分押し出し、同様の長さに成型した反射材料に接着またはそれ以外の方法で固定することによって断面が正方形の１本のバーを形成することによって作成することができることがわかる。その後、結合された押出成形材は任意長にカットまたはダイスカットしてコーナブロックを形成することができる。
【００４８】
図４および図５に図示された２種類のブロック１１０、１２０は例えば図３を参照して説明したマトリックス１０４状に結合して、光信号を誘導または配向するモジュラー式装置を作製することができる。一連の隣接ブロックは、１次元、２次元、または３次元光路を形成するように配置され、該光路では、最初のブロックのアクティブ面を通して装置に入射した光信号はこの構造体を通過して伝送または伝導され、たとえば異なる方向および／または異なる面にある他のブロックのアクティブ面から出射することができる。
【００４９】
多くの場合、２つ以上の光信号を伝送するにはこのようなモジュラー構造の使用が有益である。２次元または３次元マトリックス構造状に配置されたかかる複数のブロックは、１次元、２次元、または３次元で複数の光路を画定可能であることがわかる。
【００５０】
しかしかかる実施形態においては、個々の光学回路または光路間の干渉またはクロストークを減少または除去するのが望ましい。
【００５１】
一実施形態において、上記は各ブロックの「非アクティブ」面を不透明または反射コーティングで覆い光の伝送を防止することで達成される。例えば、スルーブロック１１０の正面立面図である図４ｂを参照すると、非アクティブ面１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｆは反射性または実質的に不透明なコーティングで覆われており、上記面を光が通過するのを阻止または防止する。該コーナブロック１２０の非アクティブ面は同様の方法で被覆可能である。
【００５２】
他の実施形態（図示せず）において、ブロックの非アクティブ面はブロックに適した光伝送体を形成する材料よりも低い屈折率を有する材料で被覆される。この場合、従来の光ファイバと同様の全反射の原理によりブロック内信号伝播が達成され得る。
【００５３】
他の実施形態において、第３のタイプのブロック（図示せず）が用いられる。この第３のタイプのブロックは「デッド」ブロックと称され、スルーブロックおよびコーナブロック１１０、１２０と同じ寸法の立方体を構成する。該ブロックは不透明プラスチック等の非光伝導材料を用いて形成される。デッドブロックをマトリックス構造１０４内に適切に配置することで、一連のスルーブロック１１０およびコーナブロック１２０で形成される個々の光路を光学的に絶縁することができる。
【００５４】
このような多光路モジュラー構造の機能的効果は、複数の光信号が伝送され、それぞれ光ファイバ束を様々な位置および様々な角度で入射および出射されるという点で、光ファイバ束を使用する場合と同様である。ただし、上述のモジュラー構造は製造および組立が非常に単純化されるため、結果的に製造コストを大幅に低減することができる。さらに、従来の光ファイバと比べて、より複雑な三次元配向で所与の体積内にはるかに多数の光路を形成することが可能である。
【００５５】
次に図６ａ〜６ｃを参照すると、図１および２に示され、本発明を具体化するモジュラー構造を採用した光電ロックシステム１０のキー１４での使用に適した装置２１４が図示されている。図６ａは装置２１４のＹ−Ｚ面における断面図であり、図６ｂは装置２１４のＸ−Ｙ面における断面図である。さらに、図６ｃは装置２１４のＸ−Ｚ面における断面図である。
【００５６】
装置２１４は、ブロックの３次元マトリックス２１４から成る。図６ａ〜６ｃの例示的実施形態において、ブロックは図２に示すキー１４の軸部１６の形状に適合するように配置されている。すなわち、マトリックス２１４の断面は十字状である。マトリックス２１４は、各光路の終端がキー１４の軸部ハウジング１８の孔つまり窓２０のうちの１つと一致するように延在する複数の光路を画定する。したがって、使用時には、軸部ハウジング１８の孔２０の一つを通して光路に伝送された光ビームや他の光信号は、光路内を伝導し他の窓２０からハウジングを出射する。
【００５７】
図６ａ〜６ｃでは、矢印Sで示される典型的な光信号が、装置２１４内のブロックにより画定される光路に沿って伝送されるのを示している。図の例では、光信号SがスルーブロックＴ１のアクティブ面を通じて装置に入射し、別のスルーブロックＴ６のアクティブ面を通じてキーから出射することを示している。
【００５８】
光信号が伝送される光路は、以下の一連のブロック、すなわち、スルーブロックＴ１、Ｘ−Ｚ面で信号を９０度回転させるコーナブロックＣ１、スルーブロックＴ２、スルーブロックＴ３、Ｘ−Ｙ面で信号を９０度回転させるコーナブロックＣ２、スルーブロックＴ４、Ｙ−Z面で信号を９０度回転させるコーナブロックＣ３、スルーブロックＴ５およびスルーブロックＴ６、によって表される。
【００５９】
装置２１４は、適切にスルーブロックおよびコーナブロックを配置することでほぼ無制限の数の他の光路を形成することが可能であることが分かる。形成可能な光路の数はマトリックス２１４内で使用されているブロック数およびその形状のみに依存する。
【００６０】
キー２１４は、図１および２で示したロックシステムのキー１４とほぼ同様に機能することができる。
【００６１】
マトリックス２１４は、図２で示したキーと類似のキーに使用する場合、軸部ハウジング１８への挿入前に組立可能である、もしくは、ブロックを軸部ハウジング１８内に個々に、群で、または層で挿入あるいは投下することにより、全てのブロックが挿入された時点でマトリックスを形成することもできることがわかる。
【００６２】
本発明は本明細書に開示される実施形態に限定されるものではなく、本明細書に添付の請求項の範囲内で様々な変更が可能であることを理解されたい。
【００６３】
例えば、マトリックス構造で使用されるブロックのサイズおよび数は所望に選択することができる。さらに、構造の形状は用途により大幅に異なる。図３の実施形態においてはマトリックス構造は単純な立方体形状となっているが、図６の実施形態においてはマトリックスはキー軸部ハウジング内部に対応した形状を規定している。ただし、用途に応じて任意の形状を採用し得る。
【００６４】
各ブロックの側面は０．５〜１０ｍｍ長とすることができるが、立方体ブロックの好適なサイズは約１〜２ｍｍであることがわかる。ただし、本明細書で用いる「ブロック」という用語は限定された意味では決してなく、各ブロックは、通常の配列を可能にする、あるいは２つのブロックが少なくとも２次元で光路を形成するように協働することができる所望の形状を成すことができることがわかる。たとえば、各ブロックは、規則的な配列つまりマトリックスを組立可能な球体、回転楕円体、角柱、円錐、角錐、またはその他の３次元形状を取ることができる。
【００６５】
ブロックは適切な任意の透明または半透明の材料で形成することができる。特に、光信号の波長に合う透過性を有する材料を選択することができる。
【００６６】
例えば可視光線の波長の信号が使用される場合、材料は特にポリウレア、ウレア、ホルムアルデヒド、ポリメチルアクリレート、ポリスチレンまたはＣＤグレードポリカーボネートから選択することができる。上記材料は取り扱いが容易で射出成形に適し、しかも製造コストが安く非常に高い耐性を示す。もしくは、ＢＫ７のような標準グレードまたは光学グレードガラスも使用することができる。材料の屈折率は所望に選択可能だが、一実施形態における屈折率は１．５４〜１．５８である。
【００６７】
光路に沿った光信号の伝播は、特定範囲の波長を持つ光信号のみを伝送させるように構成される、いわゆるチャネルドロップフィルタにより制御および／または操作することができる。例えば、赤外線波長の信号のみを伝送させるブロックを設けることができる。該チャネルドロップフィルタは、関連ブロックに所望の波長の光のみを透過させるコーティングを施すことによって形成することができる。
【００６８】
状況によっては、各ブロックは２つ以上の信号を伝送するように適合させることができることがわかる。例えば、図５ａ〜５ｂにおいて、反射素子１２２は、面１２０ａを通じて入射する第１の光信号が９０度反射し、面１２０ｃから出射する（またはその逆）一方で、面１２０ｅを通じて入射する第２の光信号が９０度反射し、面１２０ｆを通じて出射する（またはその逆）ように、両面に反射性を持たせることができることがわかる。上記２つの信号は反射素子１２２の反射性／不透明性により相互に光学的に絶縁される。
【００６９】
この場合、コーナブロック１２０は４つのアクティブ面１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｅ、１１０ｆを有すると言えると理解される。さらに、反射部材は光信号の異なる偏差角を達成するため、アクティブ面に対して４５度以外の角度で配向させることもできる。
【００７０】
一実施形態において、各ブロックは、光信号を伝送させるため、光ファイバまたはその他の光導体を含む、あるいは封入する。一実施形態において例えば、光導体は、ブロック内の光信号伝送に用いることのできる貫通孔または気柱を備える。封入された導体は、スルーブロック用には比較的線形つまり直線形の導体として、コーナブロック用には湾曲した導体とすることができる。
【００７１】
この場合、ブロックに適したボディは導体であることを要求されないため、必ずしも透過または半透明材料でブロックを形成する必要はない。ミラーまたはその他の光学装置も、非常に精密で均一な素子であるブロックに埋込可能であり、それは実質上無数の変形を可能とするモジュラー構造を作製するのに供する。
【００７２】
場合によっては、粗表面が原因の不透明性または艶のない状態は信号強度に悪影響を与え得ることからブロックのアクティブ面を研磨する、および／またはほぼ汚れのないように確保することが望ましいことがある。もしくは、ブロック間に形成されたギャップに、必要に応じて屈折率の同じ液体又はＵＶ硬化性接着樹脂を注入することができる。
【００７３】
ブロックを使用してほぼいかなる所望の形状の３次元構造をも形成することができる。前記のロックおよびキー装置の場合、ブロックが配置されるキーハウジングの形状により、ブロックの配列で形成される構造は概ね十字型となる。一方で、図３においては、ブロックはピン１０６により保持され実質上立方体マトリックスを形成する。
【００７４】
ただし、ハウジングまたはピン１０６により画定される上記のような「外骨格」の使用は完全に任意であり、ほぼいかなる所望の形状をも構成可能にするために、各ブロックに１つまたは複数のブロックを様々な配向で連結させる手段を提供することができることがわかる。一実施形態（図示せず）において、第１のブロックの少なくとも１つの面に、突起ピンまたはプラグなどの雄連結部品を設けることができる。ブロック同士を連結するように、これらの雄部品は、第２のブロックの面に形成される孔またはソケットなどの対応雌連結部品と係合する。使用するブロックは多面である場合、各ブロックはその一面に雄連結部品を、別の面、おそらくは対向面に雌連結部品を含むことができる。
【００７５】
このような方法により、実質的に任意の形状の自己支持型３次元構造を形成するようにブロックを連結することによって、装置の適用範囲が大幅に拡大する。
【００７６】
ただし、キー軸部ハウジング１２０のみによって保持されるように、ブロックの接着または連結を行わないことが望ましい場合がある。この場合、マトリックスを構成するブロックの配置を知る目的でキー軸部ハウジング（ハウジング内のブロック配列が容易に読み取られないよう実質上不透明材料で形成するのが有利である）を開けようとしてもブロックの崩れを招くだけであり結果としてかかる試みは無意味なものとなる。
【００７７】
他の方法または追加の方法として、ブロックは、柔軟で、ブロックの３次元構造を「収縮包装」する保護覆いで包むこともできる。
【００７８】
本発明の上記側面は、製造および組立が容易で、ほぼ無限のバリエーションで多数の光路を提供する、１つまたは複数の光信号を伝送、および／または誘導するための装置を提供することがわかる。
【００７９】
本発明は、製造および組立が容易で、ほぼ無限のバリエーションで多数の光路を提供する、１つまたは複数の光信号を伝送、および／または誘導するための装置を提供することがわかる。本出願はロックシステムという状況で本発明を説明しているが、これにより何等の制限を加えるものではない。さらに、該装置は２点間以上の地点間において１つまたは複数の光信号を誘導する必要のあるほぼすべての用途で採用されることがわかる。特に、上述のタイプのブロックのマトリックスは、最終的にはいかなる種類の光または光電子システムの光ファイバでも置換可能であると想定される。
【００８０】
本出願は、２００５年３月１８日出願の英国特許出願第ＧＢ０５０５５８３．５号、２００５年４月１３日出願の英国特許出願第ＧＢ０５０７４００．０号、２００５年１０月１８日出願の米国特許出願第１１/２５１、９２４からの優先権を主張するものである。該特許出願の内容は参照によりここに組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、光誘導装置を必要とする既知の光電ロックシステムを示す。
【図２】図２は、図２のシステムで使用されるキーを示す。
【図３】図３は、図１のシステムでの利用に適した本発明を具体化する第１の形状の装置を示す。
【図４】図４ａおよび４ｂは、図３の装置で採用可能な第１のタイプのブロックを示す。
【図５】図５ａおよび５ｂは、図３の装置で採用可能な第２のタイプのブロックを示す。
【図６】図６ａ〜６ｃは、図１のシステムでの利用に適した本発明を具体化する第２の形状の装置を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光伝導ブロックを備え、各ブロックが互いに協働して少なくとも２次元で光信号の経路を画定するように構成されることを特徴とする、光信号伝送装置。
【請求項２】
各ブロックが、均一な形状であり、他のブロックの面または表面と協働する少なくとも１つの面または表面を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ブロックのうちの少なくとも１つが、６面を有する立方体であることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
ブロックのうちの少なくとも１つが矩形状であることを特徴とする、先行するいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項５】
各ブロックのサイズおよび／または形状が実質的に同一であることを特徴とする、先行するいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項６】
ブロックが２次元または３次元マトリックス状に配列されることにより、複数の光信号を伝送する複数の光路を画定することを特徴とする、先行するいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項７】
ブロックのうちの少なくとも１つが、対向する２つの光伝導面を有することによって、その間に実質的に直線状の光信号路を画定することを特徴とする、先行するいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項８】
ブロックの残りの面が、光信号の伝送を低減する、あるいは実質上阻止する手段をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
ブロックのうちの少なくとも１つが、ブロック内の光信号の伝送方向を変更するビーム配向手段を含むことを特徴とする、先行するいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項１０】
ビーム配向手段が、ブロック内に配置され、ブロックの面のうちの１つに対して傾斜したミラーなどの反射部材を備えることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
反射部材が２つの相互に直交するブロック面に対して約４５度の角度で、ブロック内に配置されることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
反射部材が、光学的に絶縁された２つの信号を間に伝送させる２つの対向面で反射性を有し、各光信号は約９０度回転することを特徴とする、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
ブロックのうちの少なくとも１つが、装置内で光路を終端させるため、あるいは、装置内で個々の光信号を光学的に絶縁させるため、光学的に非伝導性を有することを特徴とする、先行するいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項１４】
各ブロックが、ポリウレア、尿素ホルムアルデヒド、ポリメチルアクリレート、ポリスチレンまたはＣＤグレードポリカーボネートのうち１つまたは複数の材料から形成されることを特徴とする、請求項に記載の装置。
【請求項１５】
ロックシリンダと、シリンダに挿入するように適合されたキーとを備え、ロックシリンダとキーのうち少なくとも一方が先行する請求項に記載の装置を含むことを特徴とする、ドアや窓等に用いるロック機構。
【請求項１】
複数の光伝導ブロックを備え、各ブロックが互いに協働して少なくとも２次元で光信号の経路を画定するように構成されることを特徴とする、光信号伝送装置。
【請求項２】
各ブロックが、均一な形状であり、他のブロックの面または表面と協働する少なくとも１つの面または表面を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ブロックのうちの少なくとも１つが、６面を有する立方体であることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
ブロックのうちの少なくとも１つが矩形状であることを特徴とする、先行するいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項５】
各ブロックのサイズおよび／または形状が実質的に同一であることを特徴とする、先行するいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項６】
ブロックが２次元または３次元マトリックス状に配列されることにより、複数の光信号を伝送する複数の光路を画定することを特徴とする、先行するいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項７】
ブロックのうちの少なくとも１つが、対向する２つの光伝導面を有することによって、その間に実質的に直線状の光信号路を画定することを特徴とする、先行するいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項８】
ブロックの残りの面が、光信号の伝送を低減する、あるいは実質上阻止する手段をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
ブロックのうちの少なくとも１つが、ブロック内の光信号の伝送方向を変更するビーム配向手段を含むことを特徴とする、先行するいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項１０】
ビーム配向手段が、ブロック内に配置され、ブロックの面のうちの１つに対して傾斜したミラーなどの反射部材を備えることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
反射部材が２つの相互に直交するブロック面に対して約４５度の角度で、ブロック内に配置されることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
反射部材が、光学的に絶縁された２つの信号を間に伝送させる２つの対向面で反射性を有し、各光信号は約９０度回転することを特徴とする、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
ブロックのうちの少なくとも１つが、装置内で光路を終端させるため、あるいは、装置内で個々の光信号を光学的に絶縁させるため、光学的に非伝導性を有することを特徴とする、先行するいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項１４】
各ブロックが、ポリウレア、尿素ホルムアルデヒド、ポリメチルアクリレート、ポリスチレンまたはＣＤグレードポリカーボネートのうち１つまたは複数の材料から形成されることを特徴とする、請求項に記載の装置。
【請求項１５】
ロックシリンダと、シリンダに挿入するように適合されたキーとを備え、ロックシリンダとキーのうち少なくとも一方が先行する請求項に記載の装置を含むことを特徴とする、ドアや窓等に用いるロック機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【公表番号】特表２００８−５３６０２５（Ｐ２００８−５３６０２５Ａ）
【公表日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５０１４２３（Ｐ２００８−５０１４２３）
【出願日】平成１８年３月２０日（２００６．３．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００６／００１０１１
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０９７７６３
【国際公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【出願人】（５０７３０５９９０）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２０日（２００６．３．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００６／００１０１１
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０９７７６３
【国際公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【出願人】（５０７３０５９９０）
【Ｆターム（参考）】
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