(57)【要約】【課題】通信の連続性を確保した非接触コネクタを提供すること。【解決手段】非接触コネクタ１０は、回転軸４のまわりを回転する回転体１に回転側光素子１３、固定された固定体２に固定側光素子２３とを備え、更に回転体１には回転軸４のまわりを回転する反射体７を備える。特定の回転側光素子１３から発光された光が反射体７で反射するその光路線分上に特定の固定側光素子２３が位置したときに両光素子１３、２３間で光路が形成されるように両光素子１３、２３とを構成する。反射体７は回転体１の回転速度の半分で回転させる。【選択図】図３
2006197553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸のまわりを回転する回転体に配置された回転側光素子と、
固定体に配置された固定側光素子と、から構成され、前記回転側光素子と前記固定側光素子との間で非接触によりデータの送受信を行う非接触コネクタにおいて、
前記回転軸上に前記回転側光素子又は前記固定側光素子から発光された光を反射する反射体を備え、
前記回転側光素子と前記固定側光素子との間で前記反射体を介して形成される光路は前記回転軸と略直交し、
前記回転側光素子又は前記固定側光素子が前記反射体からの反射光を受光するよう、前記回転側光素子と前記固定側光素子との間で前記反射体を介した光路が形成される、ことを特徴とする非接触コネクタ。
【請求項２】
請求項１記載の非接触コネクタにおいて、
前記回転側光素子は前記回転軸と直交する前記回転体の円盤面上に配置され、前記固定側光素子は前記回転体の円盤面と略平行な前記固定体の平面上に配置される、ことを特徴とする非接触コネクタ。
【請求項３】
請求項１記載の非接触コネクタにおいて、
前記反射体は前記回転軸のまわりを回転し、前記反射体はその回転速度又は回転角が前記回転体の回転速度又は回転角の半分となるように構成される、ことを特徴とする非接触コネクタ。
【請求項４】
請求項３記載の非接触コネクタにおいて、
更に、前記回転軸のまわりを前記回転体とともに回転する第１の歯車と、前記第１の歯車のまわりを回転して移動する第２の歯車と、前記第２の歯車と前記反射体とを接続する接続部とを備え、
前記第１の歯車と前記第２の歯車の歯数比は、前記第２の歯車の移動速度が前記第１の歯車の回転速度の半分となるように設定される、ことを特徴とする非接触コネクタ。
【請求項５】
請求項３記載の非接触コネクタにおいて、
更に、前記回転体上に弾性体を備え、
前記弾性体の一端は前記回転体の回転と共に回転する回転体上の第１の位置で接続され、前記弾性体の他端は前記固定体と磁力により空間的に結合されて前記回転体の回転に伴い回転しない前記回転体上の第２の位置で接続され、
前記反射体は、前記第１の位置と前記第２の位置とを結ぶ線上の略中央と、前記回転軸と、を結ぶ線上に前記反射体の反射面が位置するように設けられる、ことを特徴とする非接触コネクタ。
【請求項６】
請求項３記載の非接触コネクタにおいて、
更に、前記回転体の回転速度又は回転角を検出する検出部と前記検出部で検出された回転速度又は回転角の半分で前記反射体を回転させる反射体駆動部と、を備えることを特徴とする非接触コネクタ。
【請求項７】
請求項１記載の非接触コネクタにおいて、
前記回転側光素子は前記回転体の円盤面上の任意の位置に複数配置され、前記固定側光素子は前記固定体に複数配置され、
前記固定側光素子が前記回転側光素子と前記反射体で入反射する光路線分上に位置したとき前記反射体を介して前記各回転側光素子との間で光路が形成されるように前記各固定側光素子は前記固定体に複数配置される、ことを特徴とする非接触コネクタ。
【請求項８】
請求項１記載の非接触コネクタにおいて、
前記回転体の円盤面上の任意の位置に回転側発光素子と回転側受光素子とが混合して配置され、前記回転側発光素子から発光された光を受光する固定側受光素子と前記回転側受光素子へ向けて光を発光する固定側発光素子とが前記固定体に混合して配置され、
前記固定側発光素子又は前記固定側受光素子が前記回転側受光素子又は前記回転側発光素子と前記反射体で入反射する光路線分上に位置したときに前記反射体を介して前記回転側発光素子又は前記回転側受光素子との間で光路が形成されるよう前記固定側受光素子と前記固定側発光素子とが混合して配置される、ことを特徴とする非接触コネクタ。
【請求項９】
請求項１記載の非接触コネクタにおいて、
前記回転軸と略垂直な面内にある前記回転側光素子と前記固定側光素子とが前記回転軸と略平行にそれぞれ前記回転体と前記固定体に複数段配置され、各段において前記回転側光素子と前記固定側光素子との間で光路が形成される、ことを特徴とする非接触コネクタ。
【請求項１０】
請求項１記載の非接触コネクタにおいて、
更に、前記回転側光素子又は前記固定側光素子で受光したデータが入力され、複数の出力段のうち要求された出力段に前記データを出力する切り換え手段を備える、ことを特徴とする非接触コネクタ。
【請求項１１】
請求項１記載の非接触コネクタにおいて、
更に、前記回転体及び前記固定体のそれぞれにトランスコアとトランス巻線とから構成された回転トランスを備える、ことを特徴とする非接触コネクタ。
【請求項１２】
請求項１記載の非接触コネクタにおいて、
更に、前記回転体と前記固定体は互いに嵌合可能に構成され、前記回転体の回転する方向に向けて前記回転体がどの位置に嵌合されても前記回転側光素子と前記固定側光素子との間で光路が形成されるブラインドメーティング機能を備える、ことを特徴とする非接触コネクタ。
【請求項１３】
請求項１記載の非接触コネクタにおいて、
前記固定側光素子は前記回転軸方向に向けて前記回転側光素子と異なる高さに配置され、前記回転側光素子は前記回転軸と直交する前記回転体の平面盤に対して前記固定側光素子との間で光路が形成されるような角度で配置される、ことを特徴とする非接触コネクタ。
【請求項１４】
請求項１記載の非接触コネクタにおいて、
前記反射体は、前記回転体の回転に伴い前記回転側光素子と前記固定側光素子との間に前記反射体が位置したときに前記回転側光素子と前記固定側光素子との間で光路が阻害されない厚さであって、かつ、両面が鏡面である、ことを特徴とする非接触コネクタ。
【請求項１５】
請求項１記載の非接触コネクタにおいて、
前記回転側光素子と前記固定側光素子とを光ファイバーで構成し、前記光ファイバー間で光路が形成される、ことを特徴とする非接触コネクタ。                                                                     
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データの送受信を非接触で行う非接触コネクタに関する。詳しくは、回転体の回転軸上に設けられた反射体を介して回転体の光素子と固定体の光素子とで非接触によるデータの送受信を行う非接触コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転側と固定側との間でデータの送受信が行われていた。例えば、回転可能な台上にカメラが設けられ、カメラからの映像信号等を固定側の信号処理部に送信する、などである。この場合に、カメラと信号処理部との間に直接配線を接続することで、カメラからの映像信号を固定側の信号処理部に送信するようにしていた。ところが昨今、配線の無線化技術の進展により、直接配線を接続しなくても回転側と固定側の間でデータの送受信を行うことができるようになった。
【０００３】
しかし、回転側で撮像等の動作を行わせるためには回転側に電力を供給しなければならないが、固定側から回転側への非接触による電力供給が困難であるという問題点があった。
【０００４】
このため、従来では、円盤状の回転体上部に発光素子と、この発光素子と対向する固定対側の位置に固定体の受光素子とを複数設け、データの送受信を非接触で行うとともに、回転側と固定側との間で回転トランスを構成して、固定側から回転側に非接触による給電を実現させていた（例えば、以下の特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−７５７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開２００２−７５７６０号では、データの通信速度が高速化すると必ずしも回転体の発光素子から固定体の受光素子にすべてのデータを送信できるとは限らなかった。すなわち、特開２００２−７５７６０号では、回転体の回転に伴い光素子間の非接触による光接続が途切れないように、発光素子からの光路を他の受光素子に切り換えるようにしている。このような切り換え方式では、データの通信速度が高速化すると、光路を切り換えるための処理時間よりも早くデータが伝送される場合もあるため、高速通信の連続性を確保することができない。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものでその目的は、高速通信の連続性を確保した非接触コネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、回転軸のまわりを回転する回転体に配置された回転側光素子と、固定体に配置された固定側光素子と、から構成され、前記回転側光素子と前記固定側光素子との間で非接触によりデータの送受信を行う非接触コネクタにおいて、前記回転軸上に前記回転側光素子又は前記固定側光素子から発光された光を反射する反射体を備え、前記回転側光素子と前記固定側光素子との間で前記反射体を介して形成される光路は前記回転軸と略直交し、前記回転側光素子又は前記固定側光素子が前記反射体からの反射光を受光するよう、前記回転側光素子と前記固定側光素子との間で前記反射体を介した光路が形成される、ことを特徴としている。これにより、例えば、回転側光素子が回転体の回転に伴いどの位置に位置したときでも回転側光素子から発光された光は反射体で反射され常に特定の固定側光素子に向かうため切断のない光路が実現でき、通信の連続性が確保される。
【０００８】
また、本発明は上記非接触コネクタにおいて、前記回転側光素子は前記回転軸と直交する前記回転体の円盤面上に配置され、前記固定側光素子は前記回転体の円盤面と略平行な前記固定体の平面上に配置される、ことを特徴としている。これにより、例えば、回転側光素子と固定側光素子との間で反射体を介して形成される光路は回転軸と垂直な平面内に形成され、かかる平面内で通信の連続性が確保される。
【０００９】
更に、本発明は上記非接触コネクタにおいて、前記反射体は前記回転軸のまわりを回転し、前記反射体はその回転速度又は回転角が前記回転体の回転速度又は回転角の半分となるように構成される、ことを特徴としている。これにより、例えば、回転軸を中心に回転する反射中心線に沿って反射体の反射面が回転するため、回転体の回転により前記回転側光素子の位置が変化しても特定の固定側光素子に必ず光が向かうことになる。
【００１０】
更に、本発明は上記非接触コネクタにおいて、前記回転軸のまわりを前記回転体とともに回転する第１の歯車と、前記第１の歯車のまわりを回転して移動する第２の歯車と、前記第２の歯車と前記反射体とを接続する接続部とを備え、前記第１の歯車と前記第２の歯車の歯数比は、前記第２の歯車の移動速度が前記第１の歯車の回転速度の半分となるように設定される、ことを特徴としている。これにより、例えば、反射体は回転体の半分の回転速度で回転させることができる。
【００１１】
更に、本発明は上記非接触コネクタにおいて、前記回転体上に弾性体を更に備え、前記弾性体の一端は前記回転体の回転と共に回転する回転体上の第１の位置で接続され、前記弾性体の他端は前記固定体と磁力により空間的に結合されて前記回転体の回転に伴い回転しない前記回転体上の第２の位置で接続され、前記反射体は、前記第１の位置と前記第２の位置とを結ぶ線上の略中央と、前記回転軸と、を結ぶ線上に前記反射体の反射面が位置するように設けられる、ことを特徴とする。これにより、例えば、反射体は回転体の半分の回転角度で駆動する。
【００１２】
更に、本発明は上記非接触コネクタにおいて、前記回転体の回転速度又は回転角を検出する検出部と前記検出部で検出された回転速度又は回転角の半分で前記反射体を回転させる反射体駆動部と、更に備えることを特徴としている。これにより、例えば、反射体は回転体の半分の回転速度や回転角で回転させることができる。
【００１３】
更に、本発明は上記非接触コネクタにおいて、前記回転側光素子は前記回転体の円盤面上の任意の位置に複数配置され、前記固定側光素子は前記固定体に複数配置され、前記固定側光素子が前記回転側光素子と前記反射体で入反射する光路線分上に位置したとき前記反射体を介して前記各回転側光素子との間で光路が形成されるように前記各固定側光素子は前記固定体に複数配置される、ことを特徴としている。これにより、例えば、複数の回転側光素子及び固定側光素子により、切断のない光路が形成されるとともに多チャンネルデータの送受信を非接触で行うことができる。
【００１４】
更に、本発明は上記非接触コネクタにおいて、前記回転体の円盤面上の任意の位置に回転側発光素子と回転側受光素子とが混合して配置され、前記回転側発光素子から発光された光を受光する固定側受光素子と前記回転側受光素子へ向けて光を発光する固定側発光素子とが前記固定体に混合して配置され、前記固定側発光素子又は前記固定側受光素子が前記回転側受光素子又は前記回転側発光素子と前記反射体で入反射する光路線分上に位置したときに前記反射体を介して前記回転側発光素子又は前記回転側受光素子との間で光路が形成されるよう前記固定側受光素子と前記固定側発光素子とが混合して配置される、ことを特徴としている。これにより、例えば、発光素子と受光素子とが回転体と固定体に混合して配置されているため、多チャンネルでしかも同時双方向性のあるデータの送受信を非接触で行うことができる。
【００１５】
更に、本発明は上記非接触コネクタにおいて、前記回転軸と略垂直な面内にある前記回転側光素子と前記固定側光素子とが前記回転軸と略平行にそれぞれ前記回転体と前記固定体に複数段配置され、各段において前記回転側光素子と前記固定側光素子との間で光路が形成される、ことを特徴としている。これにより、例えば、多チャンネルのデータの送受信を非接触で行うことができる。
【００１６】
更に、本発明は上記非接触コネクタにおいて、前記回転側光素子又は前記固定側光素子で受光したデータが入力され、複数の出力段のうち要求された出力段に前記データを出力する切り換え手段を更に備える、ことを特徴としている。これにより、例えば、ユーザの所望する出力ポートに入力データを出力させることができる。
【００１７】
更に、本発明は上記非接触コネクタにおいて、前記回転体及び前記固定体のそれぞれにトランスコアとトランス巻線とから構成された回転トランスを備える、ことを特徴としている。これにより、例えば、回転体と固定体との間で非接触による給電を行わせることができる。
【００１８】
更に、本発明は上記非接触コネクタにおいて、前記回転体と前記固定体は互いに嵌合可能に構成され、前記回転体の回転する方向に向けて前記回転体がどの位置に嵌合されても前記回転側光素子と前記固定側光素子との間で光路が形成されるブラインドメーティング機能を備える、ことを特徴としている。これにより、回転体と固定体との間でブラインドメーティング機能を備えた非接触コネクタを提供することができる。
【００１９】
更に、本発明は上記非接触コネクタにおいて、前記固定側光素子は前記回転軸方向に向けて前記回転側光素子と異なる高さに配置され、前記回転側光素子は前記回転軸と直交する前記回転体の平面盤に対して前記固定側光素子との間で光路が形成されるような角度で配置される、ことを特徴としている。これにより、例えば、回転側光素子自身によって光路が阻害されることなく回転側光素子から発光された光は反射体を介して固定側光素子で受光することができる。
【００２０】
更に、本発明は上記非接触コネクタにおいて、前記反射体は、前記回転体の回転に伴い前記回転側光素子と前記固定側光素子との間に前記反射体が位置したときに前記回転側光素子と前記固定側光素子との間で光路が阻害されない厚さであって、かつ、両面が鏡面である、ことを特徴としている。これにより、回転側光素子から発光された光は反射体によって阻害されることなく固定側光素子で受光することができる。
【００２１】
更に、本発明は上記非接触コネクタにおいて、前記回転側光素子と前記固定側光素子とを光ファイバーで構成し、前記光ファイバー間で光路が形成される、ことを特徴としている。これにより、例えば、多チャンネルの高速データの送受信を非接触で行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による非接触コネクタは、回転体の回転軸上に反射体を備え、この反射体を介して、回転体の回転側光素子と固定体の固定側光素子との間で常に光路が形成されるよう構成したので、高速通信の連続性を確保した非接触コネクタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２４】
図１は、本発明が適用される非接触コネクタ１０の一例である。回転軸４を含む平面での断面図を示す。この図１に示すように本非接触コネクタ１０は、全体として回転体１と固定体２とから構成される。回転体１は回転軸４を中心に回転可能に構成される。また、固定体２は回転体１の周囲に固定して配置される。
【００２５】
回転体１は、回転側電気回路部１１と、回転側保持部１２と、回転側光素子１３と、回転側トランス巻線１４と、回転側トランスコア１５、及び反射体７とから構成される。
【００２６】
回転側電気回路部１１は、回転体１の上部に設けられ、各種データ処理を行う。例えば、回転体１に撮像用のカメラが取り付けられているとき、回転側電気回路部１１には、カメラからの映像信号等が入力され、回転側光素子１３を発光させるための電気信号を出力する。
【００２７】
回転側保持部１２は、回転側電気回路部１１の下部に位置し、回転側電気回路部１１を保持する。
【００２８】
回転側光素子１３は、回転軸４に直交する回転体１の円盤面上に位置する。この回転側光素子１３は、回転側電気回路部１１からの電気信号に基づいて発光することで、反射体７を介して非接触で固定側光素子２３にデータを送信する。また、回転側光素子１３は、固定側光素子２３からのデータを、反射体７を介して受光し回転側電気回路部１１に出力する。
【００２９】
回転側トランス巻線１４は、回転側保持部１２の下部にあって、回転体１の外周の凹部に位置する。電磁誘導作用により固定体２からの電力が供給され、この回転側トランス巻線１４により回転体１の各部への電力を供給することができる。
【００３０】
回転側トランスコア１５は、回転側トランス巻線１４を取り囲むようにその断面がコ字状に形成される。回転側トランスコア１５は、その凹部に回転側トランス巻線１４を収納し固定体２との間で回転トランスを形成する。なお、上述した回転側保持部１２はこの回転側トランスコア１５の一部である。
【００３１】
反射体７は、回転体１の回転軸４上に位置し、回転軸４を中心に回転可能に構成される。この反射体７は、各光素子１３、２３から発光された光を反射する。そのため、反射体７はその反射面が例えば鏡など、反射率の高い素材で構成される。本実施例において反射体７は平面鏡である。
【００３２】
次に固定体２について説明する。固定体２は、図１に示すように、固定側電気回路部２１と、固定側保持部２２と、固定側光素子２３と、固定側トランス巻線２４、及び固定側トランスコア２５とから構成される。
【００３３】
固定側電気回路部２１は、固定体２の円盤上部に設けられている。固定側電気回路部２１は、固定側光素子２３と接続され、固定側光素子２３によって受光したデータを処理して固定体２に接続された外部装置に出力する。また、固定側電気回路部２１は、外部装置から入力されたデータを固定側光素子２３に出力する。
【００３４】
固定側保持部２２は、固定側電気回路部２１の下部に位置し、固定側電気回路部２１を保持する。
【００３５】
固定側光素子２３は、回転側光素子１３が配置された回転体１の円盤面と略平行な固定体２の平面盤上に位置する。固定側光素子２３は、回転側光素子１３から発光された光を、反射体７を介して非接触で受光し、受光したデータを固定側電気回路部２１に出力する。また、固定側光素子２３は固定側電気回路部２１からのデータに基づいて発光し、反射体７を介して回転側光素子１３にデータを送信する。図１に示すように固定側光素子２３は回転側光素子１３との間で回転軸４に対して略直交する方向に光路が形成される。
【００３６】
固定側トランス巻線２４は、回転側トランス巻線１４と対向する位置にあって、固定体２の内周側に位置する。固定側トランス巻線２４は、固定体２に接続された外部装置から電力が供給される。
【００３７】
固定側トランスコア２５は、固定側トランス巻線２４を取り囲むようにその断面がコ字状に形成される。固定側トランスコア２５はその凹部に固定側トランス巻線２４を収納し、回転体１との間で回転トランスを形成する。なお、固定側保持部２２はこの固定側トランスコア２５の一部である。
【００３８】
更に、本非接触コネクタ１０は、回転体１の回転動作を滑らかにしたり、回転体１と固定体２との位置決め等のために転動体３１を備える。転動体３１は、回転体１と固定体２との間隙に位置する。回転体１及び固定体２はこの転動体３１の回転動作を滑らかにするためにそれぞれ内輪及び外輪とを備える。この転動体３１と内輪、及び外輪により軸受け５が構成される。
【００３９】
なお、回転体１の回転動作の円滑化や位置決め等が不要の場合には、転動体３１は省略が可能である。
【００４０】
次に、回転側光素子１３と固定側光素子２３との間で形成される光路について説明する。図２はその一例で、本非接触コネクタ１０の上面図である。回転側光素子１３を発光素子、固定側光素子２３を受光素子とし、反射体７は回転軸４と回転体１との交点である回転中心Ｏを中心にして回転する。
【００４１】
図に示すように、回転側発光素子１３と固定側受光素子２３とが回転中心Ｏに向けて一直線上に位置し、反射体７の平面部分が線分ＣＥ上にある場合を考える。この場合に、回転側発光素子１３は反射体７に向けて光を発光すると、その光は反射体７において反射され、固定側受光素子２３に向かう。しかし、反射光は回転側発光素子１３によって、その光路が阻害される。そこで、図５（Ａ）に示すように、固定側受光素子２３を回転側発光素子１３よりも高い位置に設置する。なお、図５（Ａ）は図１と同様に非接触コネクタ１０の側面図である。そして、回転側発光素子１３は高さの異なる固定側受光素子２３で受光できるように、回転体１の底面に対して取り付け角αで設ける。これにより、光路は阻害されず、反射体７で反射された光は回転側発光素子１３の頭上を通過して固定側受光素子２３で受光可能となる。
【００４２】
次に、図３に示すように、回転体１が所定角θだけ回転した場合を考える。この場合、回転側発光素子１３は位置Ａ’から位置Ａ’’に移動する。
【００４３】
一般に、入射光が鏡などの反射面で反射するとき、反射面に直交する反射中心線と入射光とでなす角と、反射中心線と反射光とでなす角は等しくなる。図３の例では、発光素子１３からの入射光と反射中心線とのなす角（θ／２）は、反射中心線と反射光とでなす角（θ／２）とは等しい。
【００４４】
一方、反射中心線は回転側光素子１３の移動に伴い回転中心Ｏを中心にして回転移動する。この移動する回転中心線に沿って反射体７の反射面を回転させれば、入射光及び反射光と反射中心線とのなす角はともにθ／２となるため、回転側光素子１３から発光された光は反射体７で反射され特定の固定側光素子２３に常に向かう。
【００４５】
従って、反射体７の回転速度を回転体１の回転速度の半分にすれば、回転側発光素子１３から発光された光は常に特定の固定側受光素子２３に向かう。
【００４６】
つまり、回転側光素子１３から発光された光が反射体７で反射し、その光路線分上に固定側光素子２３が位置したときに、反射体７を介して発光素子１３と受光素子２３との間で光路が形成されるよう回転側光素子１３と固定側光素子２３とを設ける。そして、以後、反射体７の回転速度を回転体１の回転速度の半分にすれば、回転軸４を中心に反射体７の反射面が回転するため、回転側発光素子１３が回転体１の回転に伴いどの位置に位置するときでも、常に特定位置にある固定側受光素子２３との間で光路が形成される。
【００４７】
図３に示すように、回転体１の回転で位置Ａ’’に回転側光素子１３が位置しているとき、反射中心線はθ／２に位置し、従って、回転側発光素子１３から発光された光は反射体７で反射され固定側受光素子２３で受光することができる。
【００４８】
また、回転体１が９０°回転したとき（θ＝９０°）、反射体７は４５°回転し、反射中心線は４５°に位置する。このとき、回転側発光素子１３は線分ＣＯ上に位置し、発光素子１３から反射体７で反射された光は位置Ｂにある受光素子２３に向かう。
【００４９】
次に、図４に示すように回転体１が１８０°回転したとき（θ＝１８０°）を考える。反射中心線は線分ＣＯ上に位置し（θ／２＝９０°）、回転側発光素子１３からの光路は反射体７を通過して位置Ｂの固定側受光素子２３に向かう。この場合、反射体７の反射面と発光素子１３からの光路とは平行である。そのため、反射体７で光が反射せず、逆に反射体７によって光路が阻害される。そこで、図５（Ｂ）に示すように、発光素子１３から受光素子２３に向かう光路を阻害しないようにするには、反射体７の厚さを薄くすればよい。
【００５０】
図６に示すように、発光素子１３から発光される光はある程度の幅ｄを有する。そして、この幅ｄよりも薄くなるように反射体７を設計すれば、θ＝１８０°のときでも反射体７によって光路は阻害されず、発光素子１３からの光は受光素子２３で受光できる。
【００５１】
次に、図３に戻り、回転体１が２７０°回転したときは（θ＝２７０°）、反射体７は１３５°回転し（θ／２）、反射中心線が１３５°に位置する。回転側光素子１３は、線分ＥＯ上に位置し、回転側発光素子１３から発光された光は位置Ｂの固定側受光素子２３に向かうことになる。
【００５２】
したがって、回転側光素子１３が回転体１の回転に伴いどの位置に移動しても、特定位置にある固定側受光素子２３との間で常に光路が形成される。よって、回転側光素子１３と固定側光素子２３との間で切断のない光路が形成され、通信の連続性が確保される。なお、光の可逆性から回転側光素子１３を受光素子、固定側光素子２３を発光素子としても全く同様である。
【００５３】
次に図７を参照して、回転体１に複数の発光素子１３を設けて、それに対応するように固定体２に複数の受光素子２３を設けた場合について説明する。図７では、回転側発光素子１３と固定側受光素子２３とが正六角形の各頂点位置に位置する例である。
【００５４】
この例でも、回転側光素子１３から発光された光が反射体７で反射する、その光路線分上に固定側光素子２３が位置するときに、回転側光素子１３と固定側光素子２３との間で反射体７を介して光路が形成されるよう各回転側光素子１３と各固定側光素子２３とが設けられている。
【００５５】
図７（Ａ）の位置での光路を考える。反射体７の反射面はＢ３とＢ６とを結ぶ線分と平行に位置する。この場合、反射中心線は図のように位置する。従って、回転側発光素子Ａ１から発光された光は反射体７で反射され、固定側受光素子Ｂ１に向かう。このとき、固定側受光素子Ｂ１への光路は回転側発光素子Ａ２によって阻害されることになるが、図５（Ａ）に示すように回転側発光素子Ａ１は回転体１の底面に対して取り付け角αで設定されるので、その光路は回転側発光素子Ａ２の頭上を通過して固定側受光素子Ｂ１に向かう。また、回転側発光素子Ａ２も対応する固定側受光素子Ｂ２との間で光路が形成される。更に、回転側発光素子Ａ３からの光路についても、上述したように、反射体７の厚さはその光路を阻害しない厚さで構成されるので、固定側受光素子Ｂ３に向けてその光路が形成される。反射体７はその両面が反射面のため、それ以外の各発光素子Ａ４〜Ａ６も全く同様である。
【００５６】
ここで、図７（Ｂ）に示すように回転体１が反時計回りに６０°回転した場合を考える。各発光素子Ａ１〜Ａ６も６０°移動する。このとき、反射体７は回転体１の半分の回転速度なので、３０°だけ回転する。従って、反射中心線は図に示すように位置する。回転側発光素子Ａ１は、固定側受光素子Ｂ１に向けて光路が形成され、回転側発光素子Ａ２は固定側受光素子Ｂ２に向けて光路が形成される。それ以外の発光素子Ａ３〜Ａ６も、反射体７の両面が反射面であるため、全く同様である。
【００５７】
このように回転側発光素子１３と固定側受光素子２３とを複数配置させた場合でも、各回転側光素子１３と対応する各固定側受光素子２３との間で常に光路を形成させることができる。従って、回転側光素子１３と固定側光素子２３とが複数存在したときでも、各素子１３、２３間で切断のない光路が形成され、通信の連続性を確保することができる。なお、複数の光素子１３、２３による通信により、本非接触コネクタ１０において多チャンネルのデータの送受信を行うことができる。
【００５８】
この図７に示す例では説明を容易にするため６０°間隔に各素子１３、２３を配置させたが、６０°間隔に限らず任意の位置にあってもよい。反射体７の回転速度を回転体１の回転速度の半分にすれば、常に回転側光素子１３と対応する固定側受光素子２３との間で光路が形成されるからである。このとき、反射体７の初期角度位置は、例えば、回転側発光素子１３と固定側受光素子２３との間で光路が形成されるように反射体７の向きを設定しておけば良い。
【００５９】
また、図７に示す例では各回転側光素子１３は回転中心Ｏからの距離が一定の位置に設けられているが、その距離は任意の位置にあってもよい。この場合に各回転側光素子１３は、対応する固定側光素子２３にその光路が形成されるように、夫々その取り付け角度αを設定して回転体１に設けるようにすればよい。
【００６０】
更に、図７に示す例では、回転側光素子１３を発光素子、固定側光素子２３を受光素子として説明したが、光の可逆性から回転側光素子１３を受光素子、固定側光素子２３を発光素子としても全く同様に光路が形成される。これにより、本非接触コネクタ１０において同時双方向性のデータ送受信を行うことができる。
【００６１】
更に、複数ある回転側光素子１３の一部を発光素子、残りを受光素子となるよう混合配置しても同様である。例えば、回転側光素子Ａ１を発光素子、光素子Ａ２を受光素子とすると、固定側光素子Ｂ１は受光素子、光素子Ｂ２は発光素子となるように混合配置する。
【００６２】
次に、反射体７の回転速度を回転体１の回転速度の半分にさせる回転制御について説明する。図８は、その一例である遊星歯車変速装置４０を示す。この遊星歯車変速装置４０は、例えば回転体１内部に設けられている。
【００６３】
遊星歯車変速装置４０は、太陽歯車４１と、遊星歯車４２と、内歯車４３、及び腕４４とから構成される。太陽歯車４１は、回転体１の中心に設置される。この太陽歯車４１の回転軸と回転体１を回転させる本体装置側の回転軸とは一致するため、太陽歯車４１は回転体１とともに回転軸４を中心に回転する。
【００６４】
一方、遊星歯車４２は、太陽歯車４２の外側に配置され、太陽歯車４１の回転に伴い回転するとともに、太陽歯車４２と内歯車４３との間を移動するように構成される。遊星歯車４２は、内歯車４３に噛み合わせる歯車上に、太陽歯車４１と噛み合わせる歯車（固着歯車）を備えた２段構造である。また、腕４４は、遊星歯車４２の中心と反射体７の中心（回転軸４上の位置）とを結ぶ線分上に配置される。
【００６５】
ここで、本体装置側の回転により太陽歯車４１がＧ方向に回転すると、遊星歯車４２はＨ方向に移動する。そして、この移動に伴い反射体７もＨ方向に回転する。ここで、太陽歯車４１の歯数と遊星歯車４２の歯数との比を所定の値にすることで、遊星歯車４２の移動速度は太陽歯車４１の回転速度の半分となる。これにより、反射体７は回転体１の回転速度の半分で回転軸４を中心に回転する。
【００６６】
次に、反射体７の回転速度又は回転角度を半分にさせる回転制御の他の例について説明する。
【００６７】
図１３（Ａ）は本非接触コネクタ１０の上面図であり、図１３（Ｂ）は本非接触コネクタ１０の断面図である。図に示すように、回転体１には、回転軸４側から順に、内輪５３２と、転動体５３３と、外輪５３１と、回転側マグネット５４１とを備える。この内輪５３２と、転動体５３３、及び外輪５３１とで上述した軸受け５が構成される。また、固定体２には、回転側マグネット５４１と対向する位置に固定側マグネット５４２を備える。
【００６８】
そして、回転体１には、更に２つの弾性体５１、５２を備える。この２つの弾性体５１、５２は共に略同じ弾性特性を有する。図１３（Ａ）等に示すように、２つの弾性体５１、５２は直列に接続される。また、弾性体５１の一端は内輪５３２に接続され、弾性体５２の一端は外輪５３１に接続される。
【００６９】
一方、回転側マグネット５４１と固定側マグネット５４２とは互いに対向して配置されているため、磁力により両マグネット５４１、５４２は空間的に結合する。従って、回転体１が回転しても、回転側マグネット５４１は固定側マグネット５４２との磁力により回転することはない。また、外輪５３１も回転側マグネット５４１と一体的に結合されているため、外輪５３１も回転することはない。この回転側マグネット５４１と外輪５３１とで空間固定体が構成される。
【００７０】
つまり、弾性体５２の一端は回転体１の空間固定体と接続しているため、回転体１が回転しても回転しない。一方、弾性体５１の一端は内輪５３２と接続しているため回転体１の回転と共に回転する。尚、この２つの弾性体５１、５２により弾性体駆動装置５０が構成される。
【００７１】
次に、弾性駆動装置５０の動作について説明する。図１４は、その動作を説明するための図である。２つの弾性体５１、５２が線分ＰＱ上に位置するときから、回転体１が回転角度θだけ回転したときを考える。つまり、弾性体５１の一端が点Ｑから点Ｑ’に移動したときを考える。
【００７２】
回転体１の回転により、２つの弾性体５１、５２は全体として「ｘ」だけ伸びたとき、２つの弾性体５１、５２の弾性特性は略同じのため、弾性体５１は「ｘ／２」だけ、弾性体５２も「ｘ／２」だけ伸びる。
【００７３】
ここで、２つの三角形ＯＰＳとＯＱ’Ｓとを考えると、この２つの三角形は同一形状である。線分ＰＳは「ｘ／２」だけ延び、線分ＳＱ’も「ｘ／２」だけ伸びるからである。
【００７４】
そして、回転体１がθだけ回転したとき、線分ＰＳが「ｘ／２」だけ伸びたため、反射体７は線分ＯＲ上の位置から「θ／２」だけ回転することになる。従って、回転体１の回転角度の半分で反射体７を回転させることができる。
【００７５】
このように、弾性体５１の一端は回転体１の回転と共に回転する回転体１上の位置（点Ｑや点Ｑ’）で接続され、弾性体５２の他端は固定体２と磁力により空間的に結合されて回転体１の回転に伴い回転しない回転体１上の位置（点Ｐ）で接続される。反射体７は、線分ＰＱ（線分ＰＱ’）の略中央と回転軸４と、を結ぶ線分ＯＲ（線分ＯＳ）上に反射体７の反射面が位置するように設けられている。
【００７６】
図１３（Ａ）等で示したように、この弾性体駆動装置５０の例においても、回転体１と固定体２とを分離して構成できる。よって、回転体１と固定体２とを、例えば、嵌合操作など、簡易な操作により光路が構成でき、非接触による光コネクタや光コンセントを容易に作成できる。
【００７７】
尚、弾性体５１、５２は、実際にはバネやゴムなどから構成される。また、弾性体５１、５２も二つではなく一つでもよいし、三個以上の複数個から構成されてもよい。更に、弾性体５１の一端は回転体１とともに回転する位置であればどこに接続されてもよく、弾性体５２の一端も回転体１上であって空間固定体上であればどこの位置で接続されてもよい。
【００７８】
反射体７の回転速度又は回転角度を半分にするには、この遊星歯車変速装置４０以外にも、例えば、反射体７を回転させるモータ等の反射体駆動装置と、回転体１の回転速度や回転角度を検出する検出装置とを設け、検出装置の検出結果に基づいて反射体７の回転速度又は回転角度を半分にするよう反射体駆動装置にフィードバック制御をかけることで実現することも可能である。
【００７９】
次に、反射体駆動装置を適用する場合の反射体７の初期角度位置について説明する。
【００８０】
上述の遊星歯車変速装置４０を適用する場合には、反射体７は回転体１と歯車によって連結されているため、反射体７の回転体１に対する位置関係は変動しない。即ち、反射体７の初期位置をあえて設定する必要する必要はない。しかし、反射体駆動装置を適用する場合、ブレーキ機構などを設置しない場合には、反射体７の初期位置の設定が必要になる場合がある。この場合、例えば、回転体発光素子１３と固定側受光素子２３とが反射体７の回転中心Ｏに向けて一直線上に位置するときを回転体１の回転角度を検出する検出装置の初期角度位置とすれば、このときの回転角度の半分を反射体７の初期化幾度位置とするよう入力して反射体駆動装置にフィードバック制御をかけることで設定すればよい。
【００８１】
上述の反射体駆動機構や回転角度検出装置を設置せず、反射体７のみを回転軸４上に設置して、回転体１と固定体２とを嵌合することで回転体１と固定体２間の光路を構成する構造とすれば、非接触の光コネクタを構成できる。
【００８２】
また、反射体駆動機構のない構成は、反射体駆動機構の入力をゼロ（駆動停止）とした状態と略同じなので、反射体駆動方式の一つの使用形態である。
【００８３】
更に、この反射体駆動機構のない構成は、弾性体駆動装置５０の弾性常数を非常に大きくした（殆んど反射体７が動かない）状態と略同じなので、弾性体駆動装置５０の一つの使用形態である。
【００８４】
これらの構成により、現状のフェルールによる接触方式とは異なった非接触の光コネクタを構成することができる。
【００８５】
次に、図９を用いて固定体２から回転体１への非接触による電力供給について説明する。上述したように、回転体１の回転側トランスコア１５の胴体部分には回転側トランス巻線１４が、固定体２の固定側トランスコア２５の胴体部分には固定側トランス巻線２４が巻きつけられている。かかる状態で、固定側トランス巻線２４に本体装置からの電源電流を流すことで、固定側トランスコア２５の周囲に磁界が発生する。回転体１の回転動作により、磁界が発生した固定側トランスコア２５と対向する位置に回転側トランスコア１５が位置すると磁気回路が構成され、その胴体部分に巻き付けられた回転側トランス巻線１４に電流が発生する（いわゆる、電磁誘導の法則）。これにより、回転体１の各部に電力が供給され、例えば回転側電気回路部１１が駆動されて回転側光素子１３が発光することになる。
【００８６】
次に、本非接触コネクタ１０のブラインドメーティング機能について説明する。ブラインドメーティング機能とは、本非接触コネクタ１０を組み立てる際に、回転体１を固定体２に挿入して嵌合できれば、回転体１の回転方向の位置に関係なく、本非接触コネクタ１０を使用することができる機能である。なお、このブラインドメーティング機能を有する非接触コネクタ１０の場合、回転体１の位置決めの必要がないため、転動体３１を含む軸受け５を省略することができる。
【００８７】
例えば、回転体１を固定体２に嵌合後、図３に示す位置に回転体１が嵌合されたとする。設計時などで回転側光素子１３と固定側光素子２３とが回転中心Ｏに向けて一直線上に位置するとき反射体７からの反射光が固定側光素子２３に向かうように反射体７の位置を決めておけば、嵌合後の位置は、回転体１の回転後の位置と同様に考えることができる。つまり、嵌合後に図３に示す位置に回転体１が位置することと、回転体１が回転して図３に示す位置に位置することとは同じことである。よって、回転体１の回転方向に向けてどの位置に嵌合されても、常に固定側受光素子２３との間で光路が形成されるため、本非接触コネクタ１０を使用することができ、ブラインドメーティング機能を実現できる。
【００８８】
次に、図１０を用いて回転側電気回路部１１と固定側電気回路部２１の詳細について説明する。この例では４つのチャンネルのデータ（それぞれ、ＣＨ．１〜ＣＨ．４）の送受信を行う場合の例で、各回転側光素子１３３〜１３６と対応する各固定側光素子２３３〜２３６とで１チャンネル分のデータの送受信を行う。
【００８９】
回転側電気回路部１１は、各チャンネルのデータを処理するためのインターフェース（Ｉ／Ｆ）回路１１１〜１１４と駆動回路１１５〜１１８とを備える。本体装置側からのデータは、Ｉ／Ｆ回路１１１〜１１４に入力されて電気回路部１１内で処理できるデータに変換される。そして、駆動回路１１５〜１１８でそのデータが駆動データに変換され、この駆動データに基づいて各回転側光素子１３３〜１３６から光が発光される。
【００９０】
固定側電気回路部２１は、受信回路２１１１〜２１１４とスイッチング回路２１２０、及びＩ／Ｆ回路２１２１〜２１２４から構成される。所定の固定側光素子２３３〜２３６で受光したデータは、受信回路２１１１〜２１１４において電気回路部２１内で処理できるデータに変換され、スイッチング回路２１２０に出力される。スイッチング回路２１２０では、受信した各チャンネルのデータを所定の出力段に出力させるための切り換えが行われる。これにより、１チャンネル目のデータをＩ／Ｆ回路２１２２から出力させ、２チャンネル目のデータをＩ／Ｆ２１２３から出力される等、ユーザ所望の出力段からデータを出力させることができる。また、スイッチング回路２１２０に外部からの切り換え制御信号を入力させて所望の出力段に切り換えることもできる（いわゆる、マルチプレクサ機能）。
【００９１】
更に、図１１に示すように、本体装置側の処理により各チャンネルのデータに対して識別符号を付加させ、この識別符号をスイッチング回路２１２０で判別して切り換えるようにしてもよい。例えば、「００」を判別したときに「１」チャンネル目のデータとして、Ｉ／Ｆ２１２４から出力させる等である。
【００９２】
このようなチャンネルの識別符号化は、固定体２に接続された本体装置の図示しないデータ処理回路で行われてもよいし、回転側電気回路１１の駆動回路１１５〜１１８で行われてもよい。また、すべてのチャンネルの全データにチャンネルの識別符号を付加するのではなく、複数のチャンネルのうちいずれかに付加させ、各チャンネルの識別を行うようにしてもよい（専用ライン化）。
【００９３】
このように、各データに識別符号を付加することで、多チャンネルのデータを固定体２で受信したとき、どのチャンネルのデータであるかを認識して所定の出力段に出力することができ、非接触コネクタ１０において自動チャンネル切換機能が実現できる。
【００９４】
図１０に示す例では、回転側光素子１３３〜１３６を発光素子、固定側光素子２３３〜２３６を受光素子としたときの各電器回路部１１、２１の構成を示した。これ以外にも、回転側光素子１３３〜１３６を受光素子、固定側光素子２３３〜２３６を発光素子としてもよい。この場合、回転側電気回路部１１には受信回路２１１１〜２１１４、スイッチング回路２１２０、及びＩ／Ｆ回路２１２１〜２１２４を備え、固定側電気回路部２１にはＩ／Ｆ回路１１１〜１１４及び駆動回路１１５〜１１８を備える。
【００９５】
上述した例では、回転側光素子１３と固定側光素子２３、及び反射体７とで光路を形成する例について説明した。それ以外にも、図１２に示すように、回転側光素子１３と固定側光素子２３とが回転軸４と略平行に複数段配置されてもよい。複数段配置により、さらに多チャンネルのデータ送受信を行うことができる。この場合に、固定体２の側面に固定側光素子２３を設け、各段において固定側光素子２３と回転側光素子１３との間で上述した切断のない光路が構成される。また、各段において上述したように回転側光素子１３と固定側光素子２３とが複数配置されてもよいし、発光素子と受光素子とが混合して配置されてもよい。なお、回転体側の各段はシャフト３３により接続され、回転体１の回転に伴い回転可能に取り付けられる。
【００９６】
また、回転側光素子１３と固定側光素子２３とを光ファイバーに置き換えて、固定側光ファイバーと回転側光ファイバーにより切断のない光路を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】図１は、本発明が適用される非接触コネクタの断面図である。
【図２】図２は、反射体により形成される光路を説明するための図である。
【図３】図３は、反射体により形成される光路を説明するための図である。
【図４】図４は、反射体により形成される光路を説明するための図である。
【図５】図５は、反射体により形成される光路を説明するための図である。
【図６】図６は、反射体により形成される光路を説明するための図である。
【図７】図７は、複数の光素子により形成される光路を説明するための図である。
【図８】図８は、遊星歯車変速装置の構成を示す図である。
【図９】図９は、非接触による給電を説明するための図である。
【図１０】図１０は、回転側電気回路部と固定側電気回路部の構成を示す図である。
【図１１】図１１は、チャンネル識別符号が付加されたデータの例を示す図である。
【図１２】図１２は、複数段に配置された非接触コネクタの例を示す図である。
【図１３】図１３は、弾性体駆動装置の構成例を示す図である。
【図１４】図１４は、弾性体駆動装置の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９８】
１  回転体
２  固定体
４  回転軸
５  軸受け
７  反射体
１０  非接触コネクタ
１１  回転側電気回路部
１２  回転側保持部
１３  回転側光素子
１４  回転側トランス巻線
１５  回転側トランスコア
２１  固定側電気回路部
２２  固定側保持部
２３  固定側光素子
２４  固定側トランス巻線
２５  固定側トランスコア
４０  遊星歯車変速装置
５０  弾性体駆動装置
５１  弾性体
５２  弾性体
５３１  軸受けの外輪
５３２  軸受けの内輪
５４１  回転体側マグネット
５４２  固定体側マグネット
２１２０  スイッチング回路                                                                               
【図１】
2006197553.tif 000003
【図２】
2006197553.tif 000004
【図３】
2006197553.tif 000005
【図４】
2006197553.tif 000006
【図５】
2006197553.tif 000007
【図６】
2006197553.tif 000008
【図７】
2006197553.tif 000009
【図８】
2006197553.tif 000010
【図９】
2006197553.tif 000011
【図１０】
2006197553.tif 000012
【図１１】
2006197553.tif 000013
【図１２】
2006197553.tif 000014
【図１３】
2006197553.tif 000015
【図１４】
2006197553.tif 000016