特許 6642264 光信号伝達構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6642264

(24)【登録日】2020年1月8日

(45)【発行日】2020年2月5日

(54)【発明の名称】光信号伝達構造

(51)【国際特許分類】

   B60R 16/027 20060101AFI20200127BHJP

   B62D 1/10 20060101ALI20200127BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20200127BHJP

【ＦＩ】

   B60R16/027 M

   B60R16/027 P

   B62D1/10

   G02B6/42

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-99466(P2016-99466)

(22)【出願日】2016年5月18日

(65)【公開番号】特開2017-206113(P2017-206113A)

(43)【公開日】2017年11月24日

【審査請求日】2018年6月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】日比野 康司

(72)【発明者】

【氏名】佐分 主税

(72)【発明者】

【氏名】恒川 雄一

(72)【発明者】

【氏名】恩田 敬治

【審査官】 佐々木 智洋

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５８−２０７００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２４１００３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｒ １６／０２７

Ｂ６２Ｄ １／１０

Ｇ０２Ｂ ６／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体とステアリングホイールとの間において、一方向又は双方向で、光信号を伝達する光信号伝達構造であって、
円環状の板により形成され、かつ前記車体及び前記ステアリングホイールの少なくとも一方に取付けられる導光リングを備え、
前記導光リングの周方向の一部には、光信号の入射面を有する入射端部が形成され、
前記導光リングには、前記入射面から入射された光信号を拡散させる拡散部が全周にわたって設けられており、
前記導光リングの内周面及び外周面の一方は光信号の出射面とされ、
前記入射面に対し、前記導光リングの周方向に対向する箇所には、前記入射面に向けて光信号を照射する送光部が配置され、
前記出射面に対し、前記導光リングの径方向に対向する箇所には、同導光リングに対し周方向に相対移動し、かつ前記出射面から出射された光信号を受光する受光部が配置されており、
前記導光リングの周方向における前記入射端部とは反対側の端末部は、前記入射端部から分離されており、
前記端末部は、前記入射端部に近づくに従い、径方向の幅が縮小する形状をなしており、
前記端末部は、前記入射端部の内周面及び外周面のうち、前記出射面とされた側の面に対し周方向にオーバラップする部分を有している光信号伝達構造。

【請求項2】

車体とステアリングホイールとの間において、一方向又は双方向で、光信号を伝達する光信号伝達構造であって、
円環状の板により形成され、かつ前記車体及び前記ステアリングホイールの少なくとも一方に取付けられる導光リングを備え、
前記導光リングの周方向の一部には、光信号の入射面を有する入射端部が形成され、
前記導光リングには、前記入射面から入射された光信号を拡散させる拡散部が全周にわたって設けられており、
前記導光リングの内周面は光信号の出射面とされ、
前記入射面に対し、前記導光リングの周方向に対向する箇所には、前記入射面に向けて光信号を照射する送光部が配置され、
前記出射面に対し、前記導光リングの内側であって径方向に対向する箇所には、同導光リングに対し周方向に相対移動し、かつ前記出射面から出射された光信号を受光する受光部が配置されている光信号伝達構造。

【請求項3】

前記拡散部は、前記導光リングの内周面及び外周面のうち前記出射面とされていない側の面に形成された凸凹部により構成されている請求項１又は２に記載の光信号伝達構造。

【請求項4】

前記凸凹部の外表面には鏡面層が形成されている請求項３に記載の光信号伝達構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両における車体とステアリングホイールとの間で、一方向又は双方向で、光信号を伝達する光信号伝達構造に関する。

【背景技術】

【0002】

車両においては、車体と回転操作されるステアリングホイールとの間で信号を伝達するために、有線に代えて光通信を利用することが考えられている。光通信には、有線による通信に比べ、通信速度が上がる、単位時間当たりに通信できるデータの容量が多くなる、電気ノイズの影響を受けにくく与えにくい等の多くのメリットがある。

【0003】

こうした光通信を利用した光信号伝達構造としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。この光信号伝達構造では、導光板、送光部及び受光部が用いられている。
導光板は、円環状をなし、車体及びステアリングホイールの少なくとも一方に取付けられている。導光板の厚み方向における一方の面は、光信号の入射面とされ、他方の面は光信号の出射面とされている。送光部は、入射面に対向した状態で配置されている。受光部は、導光板に対し周方向に相対移動し得る態様で、出射面に対向した状態で配置されている。

【0004】

そのため、送光部が光信号を照射すると、その光信号の一部は入射面を介して導光板に入射される。入射された光信号は導光板内で拡散された後、出射面から出射される。出射された光信号は、受光部で受光される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−１９９１６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところが、上記のように、入射面に対し、導光板の厚み方向から光信号を照射する従来の光信号伝達構造では、図１５に示すように、送光部６０から照射された光信号ＯＳの一部が導光板６２の入射面６３で反射される。その分、導光板６２内に入射する光信号ＯＳが少なくなる。さらに、導光板６２内に入射した光信号ＯＳのうち、拡散されながら導光板６２の周方向へ伝わるものはさらに少ない。これは、光信号ＯＳが照射される方向（導光板６２の厚み方向）と、導光板６２内で光信号ＯＳが伝播される方向とが、直交又は略直交していて、大きく異なっているからである。従って、光信号ＯＳの強度は、入射面６３のうち光信号ＯＳが照射された箇所で最も高く、同箇所から離れるに従い低くなる。

【0007】

そのため、ステアリングホイールの操舵角に拘らず、送光部６０から照射された光信号ＯＳのうち、通信に必要な一定以上の強度を有するものを受光部で受けるようにするためには、導光板６２の周方向に沿って多くの送光部６０を配置することになる。

【0008】

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、少ない数の送光部でありながら、ステアリングホイールの操舵角に拘わらず、車体とステアリングホイールとの間で光信号を伝達することのできる光信号伝達構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決する光信号伝達構造は、車体とステアリングホイールとの間において、一方向又は双方向で、光信号を伝達する光信号伝達構造であって、円環状の板により形成され、かつ前記車体及び前記ステアリングホイールの少なくとも一方に取付けられる導光リングを備え、前記導光リングの周方向の一部には、光信号の入射面を有する入射端部が形成され、前記導光リングには、前記入射面から入射された光信号を拡散させる拡散部が全周にわたって設けられており、前記導光リングの内周面及び外周面の一方は光信号の出射面とされ、前記入射面に対し、前記導光リングの周方向に対向する箇所には、前記入射面に向けて光信号を照射する送光部が配置され、前記出射面に対し、前記導光リングの径方向に対向する箇所には、同導光リングに対し周方向に相対移動し、かつ前記出射面から出射された光信号を受光する受光部が配置されている。

【0010】

上記の構成によれば、車体とステアリングホイールとの間において、一方向又は双方向で、光信号を伝達する際には、送光部から導光リングの周方向に向けて光信号が照射される。この光信号の一部は、入射端部の入射面から導光リングに入射される。そのため、導光リングの厚み方向に光信号が照射される場合に比べ、導光リング内を伝播される光信号の強度が高くなる。これは、送光部から光信号が厚み方向に照射された場合には、その光信号が周方向に向かうようになるまでに、最初から光信号が周方向に照射された場合よりも多くの回数、反射しなければならず、その反射で減衰するからである。

【0011】

入射された光信号は、拡散部により拡散されながら、導光リングの周方向における入射端部とは反対側の端末部に向けて伝播される。従って、通信に必要な一定レベル以上の強度を有する光信号が、導光リングの周方向における出射面のどの箇所に対しても伝播される。そのため、従来技術とは異なり、送光部を、導光リングの周方向の複数箇所に配置しなくてもすむ。

【0012】

そして、出射面に伝播された光信号は、ステアリングホイールの回転操作に伴い導光リングに対し周方向に相対移動する受光部によって受光される。
上記光信号伝達構造において、前記拡散部は、前記導光リングの内周面及び外周面のうち前記出射面とされていない側の面に形成された凸凹部により構成されていることが好ましい。

【0013】

上記の構成によれば、入射端部の入射面を介して導光リング内に入射された光信号の一部は、導光リングの内周面及び外周面のうち出射面とされていない側の面に向かう。この光信号は、上記面に形成された凸凹部により構成される拡散部において反射されることで拡散される。

【0014】

上記光信号伝達構造において、前記凸凹部の外表面には鏡面層が形成されていることが好ましい。
上記の構成によれば、凸凹部を透過しようとする光信号があっても、その光信号は、凸凹部の外表面に形成された鏡面層によって反射される。その分、拡散部により拡散される光信号が多くなる。

【0015】

上記光信号伝達構造において、前記導光リングの周方向における前記入射端部とは反対側の端末部は、同入射端部に近づくに従い、径方向の幅が縮小する形状をなしており、幅の最小となった部分において、前記入射面のうち、前記出射面に対し前記導光リングの径方向に近い側の端部に接続又は接触されていることが好ましい。

【0016】

上述したように、入射端部の入射面から導光リングに入射された光信号の一部は、拡散部により拡散されながら、導光リングの周方向における入射端部とは反対側の端末部に向けて伝播される。この光信号が導光リングを一周して入射端部に戻ると、入射面から入射される新たな光信号と干渉し、影響を及ぼすおそれがある。

【0017】

一方で、入射端部の内周側の端部と、外周側の端部とに対しては、送光部から照射されて入射面に入射された光信号が伝播しにくい。
この点、端末部の径方向の幅は、入射端部に近づくに従い縮小する。光信号は、端末部の幅の最小となった部分から、入射面のうち、出射面に対し導光リングの径方向に近い側の端部に戻り、入射端部の内周側の端部又は外周側の端部に伝播される。そのため、入射端部に戻った光信号が、入射面から入射される新たな光信号と干渉することが起こりにくい。

【0018】

また、光信号が導光リングを一周して、入射面の上記端部を通じて入射端部に戻ることで、その分、光信号が伝播する領域が、導光リングの周方向に拡大する。そのため、ステアリングホイールが３６０°以上回転操作された場合にも、車体及びステアリングホイールの間での光信号の伝達に対応することが可能となる。

【0019】

上記光信号伝達構造において、前記導光リングの周方向における前記入射端部とは反対側の端末部は、前記入射端部から分離されており、前記端末部は、前記入射端部に近づくに従い、径方向の幅が縮小する形状をなしており、前記端末部は、前記入射端部の内周面及び外周面のうち、前記出射面とされた側の面に対し周方向にオーバラップする部分を有していることが好ましい。

【0020】

上述したように、入射面から導光リングに入射された光信号の一部は、拡散部により拡散されながら端末部に向けて、周方向に伝播される。この光信号が導光リングを一周して入射端部に戻ると、入射面から入射される新たな光信号と干渉し、影響を及ぼすおそれがある。

【0021】

この点、端末部の径方向の幅は、入射端部に近づくに従い縮小する。しかも、端末部は、入射端部の内周面及び外周面のうち、出射面とされた側の面に対し周方向にオーバラップする部分を有している。そのため、光信号が、このオーバラップする部分に伝わることで、入射面から入射される新たな光信号と干渉することが起こりにくい。

【0022】

また、端末部が入射端部にオーバラップする分、光信号が伝播する領域が、導光リングの周方向に拡大する。そのため、ステアリングホイールが３６０°以上回転操作された場合にも、車体及びステアリングホイールの間での光信号の伝達に対応することが可能となる。

【発明の効果】

【0023】

上記光信号伝達構造によれば、少ない数の送光部でありながら、ステアリングホイールの操舵角に拘わらず、車体とステアリングホイールとの間で光信号を伝達することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】光信号伝達構造の一実施形態を示す図であり、車両において、光信号伝達構造の適用された箇所を示す概略側面図。

【図2】図１におけるステアリングホイールの正面図。

【図3】一実施形態における光信号伝達構造の構成部材の位置関係を、車体側ケース及びステアリング側ケースのそれぞれの一部を破断して示す斜視図。

【図4】一実施形態における光信号伝達構造の構成部材のうち、ステアリング側ケースと、これに取付けられた導光リング、送光部及び受光部との位置関係を示す斜視図。

【図5】一実施形態における光信号伝達構造の構成部材のうち、車体側ケースと、これに取付けられた導光リング、送光部及び受光部との位置関係を示す斜視図。

【図6】一実施形態における光信号伝達構造の各構成部材と、信号の伝達経路との関係を説明するブロック図。

【図7】一実施形態の第２伝達構造部における各構成部材の位置関係を示す正面図。

【図8】（ａ）は、一実施形態の第１伝達構造部における各構成部材の位置関係を示す正面図、（ｂ）は、図８（ａ）の一部を拡大して示す部分正面図。

【図9】一実施形態における導光リングの斜視図。

【図10】一実施形態における第１伝達構造部の一部を拡大して示す部分正面図。

【図11】（ａ）は一実施形態における第１伝達構造部の作用を説明する正面図、（ｂ）は拡散部が設けられていない比較例における第１伝達構造部の作用を説明する正面図。

【図12】導光リングにおける端末部の変形例を示す部分正面図。

【図13】導光リングにおける入射端部の変形例を示す部分正面図。

【図14】導光リングにおける拡散部の変形例を示す正面図。

【図15】従来の光信号伝達構造における導光板と送光部との位置関係を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、光信号伝達構造の一実施形態について、図１〜図１１を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、車室１１内の運転席１２の前方には、車両１０の進行方向を変えるために運転者Ｄによって操作される操舵装置１３が設けられている。操舵装置１３は、車体１４に固定されたステアリングコラム１５と、ステアリングコラム１５の後側に回転操作可能に配置されたステアリングホイール１６とを備えている。ステアリングコラム１５内には、ステアリングホイール１６の回転をステアリングギヤボックスに伝達するステアリングシャフト（いずれも図示略）が配置されている。ステアリングシャフトは、後側ほど高くなるように傾斜した状態で配置されている。

【0026】

本明細書では、ステアリングホイール１６の各部について説明する際には、ステアリングシャフトの軸線Ｌ１を基準とする。この軸線Ｌ１に沿う方向をステアリングホイール１６の「前後方向」といい、軸線Ｌ１に直交する面に沿う方向のうち、ステアリングホイール１６の起立する方向を「上下方向」というものとする。従って、ステアリングホイール１６の前後方向及び上下方向は、車両の前後方向（水平方向）及び上下方向（鉛直方向）に対し若干傾いていることとなる。

【0027】

なお、図３〜図５では、光信号伝達構造の各構成部材は、便宜上、前後方向が水平方向に合致し、上下方向が鉛直方向に合致した状態で図示されている。
図１、図３及び図６に示すように、車両１０には、車体１４とステアリングホイール１６との間において、双方向で光信号ＯＳを伝達する光信号伝達構造２０が設けられている。光信号伝達構造２０は、車体１４に取付けられる車体側ケース２１と、ステアリングホイール１６に取付けられるステアリング側ケース２３とを備えている。車体側ケース２１は、車体１４に対し動かないのに対し、ステアリング側ケース２３は、ステアリングホイール１６と一体となって、車体１４及び車体側ケース２１に対し回転することが可能である。

【0028】

光信号伝達構造２０は、双方向で光信号ＯＳの伝達を行なうために、車体１４側から光信号ＯＳをステアリングホイール１６側に伝達する部分と、その反対に、ステアリングホイール１６側から車体１４側に光信号ＯＳを伝達する部分とを備えている。両部分を区別するために、前者を第１伝達構造部２５といい、後者を第２伝達構造部４１という。

【0029】

図５、図６及び図８（ａ），（ｂ）に示すように、第１伝達構造部２５は、導光リング２６、送光部３７及び受光部３８を備えている。導光リング２６は、光信号ＯＳの伝送路として機能する部材であり、透明な材料、例えば、ＰＣ（ポリカーボネート樹脂）、ＰＳ（ポリスチレン樹脂）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）等の樹脂材料やガラスによって円環板状に形成されている。導光リング２６は、上記ステアリングシャフトの軸線Ｌ１に自身の軸線を合致させた状態で配置されている。導光リング２６の内周面及び外周面は、軸線Ｌ１を中心とする同心円上に形成されている。導光リング２６は、車体側ケース２１内に配置され、その車体側ケース２１内に形成された爪係合部２２等に対し係合されることで、同車体側ケース２１に取付けられている。なお、図５は、図３に対し、各部が導光リング２６の周方向に約９０°位相をずらされた状態で図示されている。

【0030】

導光リング２６の周方向の一部には、光信号ＯＳの入射面２７を有する入射端部２８が形成されている。入射面２７は、導光リング２６の軸線（ステアリングシャフトの軸線Ｌ１）を含む平面上に形成されている。入射面２７は、滑らかな平面によって構成されている。

【0031】

導光リング２６の周方向における入射端部２８とは反対側の端部を、端末部３１というものとする。端末部３１は、入射端部２８に対し導光リング２６の周方向に隣り合っている。この端末部３１は、入射端部２８に近づくに従い、径方向の幅Ｗが縮小する形状をなしている。本実施形態では、端末部３１の内周側の面が、導光リング２６の他の箇所の内周面と同心円上に形成されているのに対し、外周側の面が、上記入射面２７に対し鋭角で傾斜する傾斜面３２として形成されることで、上記の条件を満たす端末部３１の形状が実現されている。

【0032】

端末部３１は、幅Ｗの最小となった部分において、入射面２７のうち、出射面３３に対し導光リング２６の径方向に近い側の端部２７ａに接続されている。
導光リング２６の内周面は、光信号ＯＳの出射面３３とされている。出射面３３は、滑らかな湾曲面によって構成されている。

【0033】

図９及び図１０に示すように、導光リング２６には、入射面２７から入射された光信号ＯＳを拡散させる拡散部が全周にわたって設けられている。拡散部は、微小な凸凹部３４によって構成されている。この凸凹部３４は、導光リング２６の内周面及び外周面のうち出射面３３とされていない側の面である外周面３５と、上記傾斜面３２とに形成されている。本実施形態では、この凸凹部３４は、上記外周面３５及び傾斜面３２を対象面とし、ブラスト処理を行なうことによって形成されている。ブラスト処理は、上記対象面に固体金属、鉱物性又は植物性の研磨材を高速度で吹き付け、その対象面を粗面にする方法である。

【0034】

さらに、上記凸凹部３４の外表面には、鏡面層３６が蒸着によって形成されている。蒸着は、アルミニウム等の金属を蒸発させて、導光リング２６の上記凸凹部３４に付着させて薄膜を形成する方法の一種である。

【0035】

こうした凸凹部３４及び鏡面層３６は、入射面２７及び出射面３３には形成されていない。
図６及び図８（ａ），（ｂ）に示す送光部３７は、発光ダイオード等の発光素子を備えている。送光部３７は、車体１４側に設けられた図示しないＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）に接続されている。ＥＣＵは、センサ等からの信号に基づきアクチュエータ等を電子制御する装置である。送光部３７は、ＥＣＵから送られてきた電気信号を光信号ＯＳに変換して、入射面２７に向けて照射する。送光部３７は、上記入射面２７に対し、導光リング２６の周方向に対向する箇所に配置され、車体側ケース２１に取付けられている（図５参照）。

【0036】

受光部３８は、フォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子を備えており、上記出射面３３から出射された光信号ＯＳを受光して、電気信号に変換する。受光部３８は、出射面３３に対し、導光リング２６の径方向内方から対向する箇所に配置され、ステアリング側ケース２３に取付けられている（図４参照）。受光部３８は、ステアリングホイール１６に設けられた各種アクチュエータ等に電気的に接続されており、受光部３８で変換された電気信号は、各種アクチュエータ等に送られる。受光部３８は、ステアリングホイール１６の回転操作に伴いステアリング側ケース２３と一緒になって、導光リング２６に対し周方向に相対移動する。

【0037】

図３、図４及び図６に示すように、第２伝達構造部４１は、導光リング４２、送光部４４及び受光部４５を備えている点で、導光リング２６、送光部３７及び受光部３８を備えている上記第１伝達構造部２５と共通している（図７参照）。そのため、各部材についての説明は省略する。第２伝達構造部４１では、導光リング４２及び送光部４４がステアリング側ケース２３に取付けられている。導光リング４２の取付けは、ステアリング側ケース２３に形成された爪係合部２４等に対し同導光リング４２が係合されることでなされている。送光部４４は、ステアリングホイール１６に設けられた各種スイッチ等に接続されている。各種スイッチは、例えば、ホーン、カーナビゲーション、ＡＣＣ（定速走行・車間距離制御装置）を作動させたり設定したりする際に操作されるスイッチである。受光部４５は、車体側ケース２１に取付けられており（図５参照）、車体１４側の上記ＥＣＵに電気的に接続されている。従って、ステアリングホイール１６が回転操作されると、導光リング４２及び送光部４４が、受光部４５に対し、周方向に相対移動することになる。

【0038】

上記のようにして本実施形態の光信号伝達構造２０が構成されている。次に、この光信号伝達構造２０の作用及び効果について説明する。
車体１４からステアリングホイール１６に光信号ＯＳを伝達する際には、第１伝達構造部２５が機能する。第１伝達構造部２５では、図１０に示すように、送光部３７から導光リング２６の周方向に向けて光信号ＯＳが照射される。この光信号ＯＳの一部は、入射端部２８の入射面２７から導光リング２６に入射される。そのため、図１５を用いて説明したように、導光板６２の厚み方向に光信号ＯＳが照射される従来技術に比べ、導光リング２６内を伝播される光信号ＯＳの強度が高くなる。これは、送光部６０から光信号ＯＳが厚み方向に照射される従来技術では、その光信号ＯＳが周方向に向かうようになるまでに、最初から光信号ＯＳが周方向に照射された場合（本実施形態がこれに該当）よりも多くの回数、反射しなければならず、その反射で光信号ＯＳが減衰するからである。

【0039】

入射面２７を介して導光リング２６内に入射された光信号ＯＳの一部は、導光リング２６の外周面３５に向かう。この光信号ＯＳは、外周面３５の全周にわたって形成された微小な凸凹部３４において反射されることで拡散される。

【0040】

この際、凸凹部３４を透過しようとする光信号ＯＳがあっても、その光信号ＯＳは、凸凹部３４の外表面に形成された鏡面層３６（光反射層）により反射される。その分、多くの光信号ＯＳが凸凹部３４により拡散される。

【0041】

そして、光信号ＯＳは、上記のように拡散されながら反射を繰り返すことで、図８（ａ）において二点鎖線の矢印Ａで示すように、端末部３１に向けて、周方向に伝播される。従って、通信に必要な一定レベル以上の強度を有する光信号ＯＳが、導光リング２６の周方向における出射面３３のどの箇所に対しても伝播される。そのため、従来技術とは異なり、送光部３７を、導光リング２６の周方向の複数箇所に配置しなくてもすみ、第１伝達構造部２５のコストを低減することができる。

【0042】

そして、出射面３３に伝播された光信号ＯＳは受光部３８によって受光される。この際、導光リング２６及び送光部３７が静止しているのに対し、受光部３８が図１１（ａ）において二点鎖線の矢印で示すように、ステアリングホイール１６の回転操作に伴い、導光リング２６の周方向に移動する。しかし、光信号ＯＳは、出射面３３の略全周の領域Ｚ１にわたって伝播される。しかも、その伝播された光信号ＯＳの強度は、通信に必要な一定レベル以上である。そのため、ステアリングホイール１６の操舵角に拘らず、光信号ＯＳが受光部３８によって受光される。また、送光部３７だけでなく受光部３８も１つですみ、この点でも、第１伝達構造部２５のコストを低減するうえで有効である。

【0043】

ここで、導光リング２６において入射端部２８から端末部３１に向けて周方向に伝播された光信号ＯＳが、導光リング２６を一周して入射端部２８に戻ると、送光部３７から照射されて入射面２７から入射される新たな光信号ＯＳと干渉し、影響を及ぼすおそれがある。

【0044】

一方で、図８（ｂ）に示すように、入射端部２８の内周側の端部２８ａと、外周側の端部２８ｂとに対しては、送光部３７から照射されて入射面２７に入射された光信号ＯＳが伝播しにくい。

【0045】

この点、端末部３１の径方向の幅Ｗは、入射端部２８に近づくに従い縮小する。端末部３１を伝播する光信号ＯＳは、幅Ｗの最小となった部分から、入射面２７のうち、出射面３３に対し導光リング２６の径方向に近い側の端部２７ａに戻り、入射端部２８の内周側の端部２８ａに伝播される。そのため、内周側の端部２８ａに戻った光信号ＯＳが、入射面２７を通じて入射される新たな光信号ＯＳと干渉することが起こりにくい。

【0046】

また、光信号ＯＳが導光リング２６を一周して、入射面２７の端部２７ａを通じて内周側の端部２８ａに戻ることで、その分、図１１（ａ）に示すように、光信号ＯＳの伝播する領域Ｚ１が、導光リング２６の周方向に拡大する。そのため、ステアリングホイール１６が３６０°以上回転操作された場合にも、車体１４及びステアリングホイール１６の間での光信号ＯＳの伝達に対応することが可能である。

【0047】

また、入射端部２８に近づくに従い、径方向の幅Ｗが縮小する端末部３１では、その端末部３１の内周側の面が、導光リング２６の他の箇所の内周面と同心円上に形成されている。そのため、端末部３１が、導光リング２６の径方向内方に位置する受光部３８と干渉するおそれはない。

【0048】

なお、図１１（ｂ）は、導光リング２６における外周面３５及び傾斜面３２が、凸凹部３４が設けられず滑らかな面によって形成されている場合を示している。この場合には、光信号ＯＳの多くは、同図１１（ｂ）において二点鎖線の矢印Ｂで示すように、導光リング２６の外周面３５に当たって反射するサイクルを複数回繰り返す。その結果、導光リング２６の出射面３３に伝播する光信号ＯＳが少ない。光信号ＯＳの多くは、端末部３１の領域Ｚ２に到達する。端末部３１における領域Ｚ２を通って出射面３３に到達する光信号ＯＳの強度は、同出射面３３の他の箇所に到達する光信号ＯＳの強度よりも高くなる。このように、出射面３３に到達する光信号ＯＳの強度が、導光リング２６の周方向でばらつく。そのため、ステアリングホイール１６の操舵角に応じて受光部３８が受光する光信号ＯＳの強度が異なってしまう。

【0049】

ところで、上記とは逆に、ステアリングホイール１６から車体１４に光信号ＯＳを伝達する際には、図６及び図７に示すように、第２伝達構造部４１の各部が機能する。第２伝達構造部４１では、基本的には、導光リング４２が第１伝達構造部２５の導光リング２６と同様に作用し、送光部４４が第１伝達構造部２５の送光部３７と同様に作用し、受光部４５が第１伝達構造部２５の受光部３８と同様に作用する。

【0050】

ただし、第２伝達構造部４１では、受光部４５が静止しており、導光リング４２及び送光部４４が、同図７において二点鎖線の矢印Ｃで示すように、ステアリングホイール１６の回転操作に伴い、受光部４５に対し周方向に移動する。導光リング４２と送光部４４との位置関係は変化しない。送光部４４から照射された光信号ＯＳは、導光リング４２における出射面４３の略全周にわたって伝播される。しかも、その伝播された光信号ＯＳの強度は、通信に必要な一定レベル以上である。出射面４３の受光部４５と対向する箇所が、ステアリングホイール１６の回転操作に伴い、周方向に変化しても、光信号ＯＳが受光部４５によって受光される。第２伝達構造部４１に関しても、送光部４４及び受光部４５がそれぞれ１つですむ。

【0051】

本実施形態によれば、さらに、次の効果も得られる。
・車体１４とステアリングホイール１６との間で信号を伝達するために、有線に代えて光通信を利用している。そのため、有線による通信に比べ、高速で通信を行なうことができる。

【0052】

なお、同軸ケーブルを用いた有線による通信であれば、高速通信が可能ではある。しかし、同軸ケーブルは、本実施形態の光信号伝達構造に使用される場合には、スパイラル状にされる。そのため、インダクタンスが増加して、パルス波形が崩れるおそれがあり、高速通信するにも限度がある。

【0053】

また、光通信では単位時間当たりに通信できるデータの容量が多くなる。そのため、映像等の大容量のデータを送ることが可能となる。
従って、大容量のデータを通信するためにステアリングホイール１６側にコンピュータを搭載しなくてもすむため、ステアリングホイール１６の高機能化に際し、ステアリングホイール１６の設計及びデザインの自由度を阻害しにくい。

【0054】

・有線による通信では、通信速度を上げると、信号線に発生した電気ノイズにより、隣接する信号線が影響を受けやすくなるが、光通信では、こうした電気ノイズの問題が起こりにくい。

【0055】

・光通信で一般的に使用される導光体は光ファイバである。光ファイバは、コアと呼ばれる芯材とその外側のクラッドと呼ばれる鞘材との２層構造を採る。クラッドよりもコアの屈折率を高くすることによって、コアとクラッドの界面では臨界角より大きい光の全反射が起こる。コアに入射した光がこの全反射によりコア内に閉じこめられて伝搬される。

【0056】

ここで、光ファイバは、ガラス又は樹脂によって形成されていることから、湾曲に対する耐久性がさほど高くない。そのため、ステアリングホイール１６等のように回転する部材に光ファイバを湾曲させて配置することが難しい。

【0057】

本実施形態では、光ファイバに代えて導光リング２６，４２を用いている。導光リング２６，４２は円環板状をなしていて、概ね円環状をなす光信号ＯＳの伝送路として機能する。そのため、光ファイバとは異なり導光リング２６，４２を湾曲させなくてもよく、配置が容易である。

【0058】

・一般的な光ファイバは、遠くまで光信号ＯＳを送ることを目的としており、拡散部を有していない。そのため、光ファイバにおいて、同程度の強度で光信号ＯＳを分散させて、上記導光リング２６，４２の出射面３３，４３に相当する箇所に伝播することが難しい。

【0059】

また、導光体として、導光リングに代えて導光棒を用いることも考えられる。しかし、導光棒は、通常、車両のイルミネーション、加飾照明、補助灯等のために用いられるものであり、光が全方向（四方八方）に拡がり、導光棒全体が光ってしまう。そのため、導光棒を導光リングに代えて用いた場合には、受光の対象とならない無駄な光信号ＯＳが多くなる。

【0060】

これに対し、本実施形態では、導光体として、円環板状をなす導光リング２６，４２を用い、その全周にわたって外周面３５及び傾斜面３２に対し、凸凹部３４を加工することで拡散部を設けている。そのため、導光リング２６，４２の出射面３３，４３に対し、周方向のどの箇所でも同程度の強度を有する光信号ＯＳを伝播することができる。

【0061】

なお、本実施形態では、入射面２７及び出射面３３，４３に対して、上記のような拡散部を設けていない。そのため、光信号ＯＳが入射面２７を介して入射端部２８に入射する際や、出射面３３，４３を介して出射する際に、同光信号ＯＳが不要に拡散されて、光信号ＯＳの伝達に影響を及ぼすのを抑制することができる。

【0062】

・本実施形態の光信号伝達構造２０で採用されている光通信は、車両専用の通信となる。そのため、無線通信の他の方式、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等とは異なり、セキュリティの問題が生じにくいし、他からの電波の影響を受けにくい。

【0063】

・有線による通信の場合には、車体側ケース２１及びステアリング側ケース２３の間に形成されるスペースに、多数本の信号線を配置することになる。本実施形態では、上述したように光通信を行なうため、信号線の本数を減らすことができる。その分、上記スペースに余裕が生ずるため、ホーン、エアバッグ装置等に給電するための電気線の配線が容易となる。

【0064】

・車体１４側からステアリングホイール１６側に光信号ＯＳを伝達する経路（伝送路）と、ステアリングホイール１６側から車体１４側に光信号ＯＳを伝達する経路（伝送路）とを共通の導光体（導光リング）によって構成することも考えられる。しかし、この場合には、車体１４とステアリングホイール１６との間で双方向同時に光信号ＯＳが伝達された場合に、それらの光信号ＯＳが干渉し合わないようにするために、車体１４側とステアリングホイール１６側とで光信号ＯＳの波長等の条件を異ならせる必要があり、制御が複雑となる。

【0065】

この点、本実施形態では、車体１４側からステアリングホイール１６側に光信号ＯＳを伝達する経路が導光リング２６によって構成され、ステアリングホイール１６側から車体１４側に光信号ＯＳを伝達する経路が導光リング４２によって構成されている。そのため、車体１４とステアリングホイール１６との間で双方向同時に光信号ＯＳが伝達されても、それらの光信号ＯＳが干渉し合うことが起こりにくい。従って、車体１４側とステアリングホイール１６側とで光信号ＯＳの波長等の条件を異ならなくてもよく、複雑な制御が不要となる。

【0066】

・光信号伝達構造２０における第１伝達構造部２５及び第２伝達構造部４１を、車体側ケース２１とステアリング側ケース２３とによって囲まれる空間において、軸線Ｌ１に沿う方向に互いに接近した状態で設けている。そのため、光信号伝達構造２０を、軸線Ｌ１に沿う方向にコンパクトにすることができる。

【0067】

なお、上記実施形態は、これを以下のように変更した変形例として実施することもできる。
＜入射端部２８について＞
・送光部３７から照射された光信号ＯＳをより多く導光リング２６内に入射させるために、図１３に示すように、入射端部２８に集光レンズ５２が設けられてもよい。このようにすれば、入射面２７によって反射されて導光リング２６に入射されない光信号ＯＳを少なくすることが可能である。

【0068】

導光リング４２についても同様の変更が行なわれてもよい。
＜端末部３１について＞
・導光リング２６の端末部３１は、入射端部２８から分離されてもよい。

【0069】

この場合、図１２に示すように、入射端部２８に近づくに従い、径方向の幅Ｗが縮小する形状の端末部３１に、入射端部２８の内周面及び外周面のうち、出射面３３とされた側の面である内周面に対し、導光リング２６の周方向にオーバラップする部分３１ａが設けられてもよい。

【0070】

このようにすると、光信号ＯＳが上記部分３１ａに伝わることで、入射面２７から入射される新たな光信号ＯＳと干渉することが起こりにくい。
特に、上記実施形態で説明したように、送光部３７から照射されて入射面２７に入射された光信号ＯＳは、入射端部２８の内周側の端部２８ａと、外周側の端部２８ｂとに対しては伝播しにくい。そのため、上記部分３１ａに伝わった光信号ＯＳは、入射面２７から入射される新たな光信号ＯＳに対し、径方向内方へ離れた箇所を通ることとなり、上記干渉がより起こりにくくなる。

【0071】

また、端末部３１が入射端部２８にオーバラップする分、光信号ＯＳが到達する領域が、導光リング２６の周方向に拡大する。そのため、ステアリングホイール１６が３６０°以上回転操作された場合にも、車体１４及びステアリングホイール１６の間での光信号ＯＳの伝達に対応することが可能である。

【0072】

また、オーバラップする部分３１ａは、端末部３１の周方向の端であり、幅Ｗが小さい。そのため、この部分３１ａが、導光リング２６の径方向内方に位置する受光部３８と干渉することは起こりにくい。

【0073】

なお、上記の変更は、導光リング４２について行なわれてもよい。
・上記実施形態において、導光リング２６，４２の端末部３１は、入射端部２８から分断され、かつ幅Ｗの最小となった部分において、入射面２７のうち、導光リング２６，４２の径方向において、出射面３３，４３に近い側の端部に接触させられてもよい。

【0074】

この場合にも、上記実施形態と同様の作用及び効果が得られる。
＜拡散部について＞
・拡散部の構成が、上記実施形態とは異なるものに変更されてもよい。

【0075】

例えば、図１４に示すように、拡散部は、導光リング２６の内部に分散した状態で形成された空洞部５１によって構成されてもよい。また、拡散部は、導光リング２６を形成する材料とは屈折率の異なる粒子からなり、かつ導光リング２６の内部に分散された光拡散剤（図示略）によって構成されてもよい。空洞部５１及び光拡散剤のいずれも、導光リング２６の全周にわたって設けられる。

【0076】

このように変更された場合には、入射端部２８の入射面２７を介して導光リング２６内に入射された光信号ＯＳの一部は、導光リング２６の内部に分散した空洞部５１又は光拡散剤で反射されて拡散される。そのため、この場合にも、光信号ＯＳを、出射面３３の略全周にわたって伝播させることができる。しかも、その伝播された光信号ＯＳの強度を、通信に必要なレベル以上にすることができる。

【0077】

なお、上記の変更は、導光リング４２について行なわれてもよい。
＜出射面３３，４３について＞
・導光リング２６，４２の内周面に代えて外周面３５が光信号ＯＳの出射面３３，４３とされてもよい。この場合、凸凹部３４からなる拡散部は、導光リング２６，４２の内周面に、全周にわたって設けられる。

【0078】

また、図１２を用いて説明したように、導光リング２６が、入射端部２８に近づくに従い、径方向の幅Ｗが縮小する形状の端末部３１を有し、かつその端末部３１が入射端部２８に対しオーバラップする部分３１ａを有する場合には、その部分３１ａを、入射端部２８の外周面３５に対しオーバラップさせることが好ましい。

【0079】

この点は、オーバラップする部分が導光リング４２に設けられる場合についても同様である。
＜鏡面層３６について＞
・拡散後の光信号ＯＳの強度を、拡散部のみによって、通信に必要な一定レベル以上にすることができる場合には、鏡面層３６が省略されてもよい。

【0080】

＜通信方向について＞
・光信号伝達構造２０は、車体１４とステアリングホイール１６との間において、一方向で光信号を伝達するものであってもよい。この場合には、図６における第１伝達構造部２５及び第２伝達構造部４１の一方が省略される。例えば、車体１４からステアリングホイール１６に対してのみ光信号ＯＳを伝達する場合には、第２伝達構造部４１が省略される。また、ステアリングホイール１６から車体１４に対してのみ光信号ＯＳを伝達する場合には、第１伝達構造部２５が省略される。

【符号の説明】

【0081】

１４…車体、１６…ステアリングホイール、２０…光信号伝達構造、２６，４２…導光リング、２７…入射面、２７ａ…端部、２８…入射端部、３１…端末部、３１ａ…部分、３３，４３…出射面、３４…凸凹部（拡散部）、３５…外周面、３６…鏡面層、３７，４４…送光部、３８，４５…受光部、５１…空洞部（拡散部）、ＯＳ…光信号、Ｗ…幅。

【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】