(57)【要約】【課題】結合効率を高めて通信の安定化を図りつつ、モジュールの低背化を図る。【解決手段】非接触伝送モジュール１は、ベース２と、ベース２に対して回転するように構成された回転体３と、一対の第１通信コイル４１と、一対の第２通信コイル４２とを備える。一対の第１通信コイル４１は、ベース２に保持された第１コイル４１１と、回転体３に保持された第２コイル４１２とを含む。一対の第２通信コイル４２は、ベース２に保持された第３コイル４２１と、回転体３に保持された第４コイル４２２とを含む。第２コイル４１２は、第１コイル４１１の中空部４１３に配置されている。第３コイル４２１と第４コイル４２２とは、回転軸方向Ｂ１から見たときに互いに重なるように配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
前記ベースに対して回転するように構成された回転体と、
前記ベースに保持された第１コイル、及び、前記回転体に保持されて前記回転体とともに回転する第２コイルを含み、前記第１コイルと前記第２コイルとの電磁結合により前記第１コイルと前記第２コイルとの間で信号の伝送を行う一対の第１通信コイルと、
前記ベースに保持された第３コイル、及び、前記回転体に保持されて前記回転体とともに回転する第４コイルを含み、前記第３コイルと前記第４コイルとの電磁結合により前記第３コイルと前記第４コイルとの間で信号の伝送を行う一対の第２通信コイルとを備え、
前記第２コイルは、前記第１コイルの中空部に配置されており、
前記第３コイルと前記第４コイルとは、前記回転体の回転軸に平行な回転軸方向から見たときに互いに重なるように配置されている
ことを特徴とする非接触伝送モジュール。
【請求項２】
前記第１コイルと前記第２コイルとは、前記回転軸方向と交差する一平面上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の非接触伝送モジュール。
【請求項３】
前記一対の第２通信コイルは、前記一対の第１通信コイルよりも伝送速度の大きい信号の伝送に用いられることを特徴とする請求項１又は２記載の非接触伝送モジュール。
【請求項４】
前記ベースに保持された第１給電コイル、及び、前記回転体に保持されて前記回転体とともに回転する第２給電コイルを含み、前記第１給電コイルと前記第２給電コイルとの間で電力の伝送を行う給電部を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の非接触伝送モジュール。
【請求項５】
前記一対の第１通信コイルは、前記一対の第２通信コイルと前記給電部との間に配置されていることを特徴とする請求項４記載の非接触伝送モジュール。
【請求項６】
前記回転軸方向において前記一対の第１通信コイルと前記一対の第２通信コイルとの間に設けられており、前記回転体を支持する軸受を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の非接触伝送モジュール。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の非接触伝送モジュールと、
前記ベース又は前記回転体に取り付けられており、前記非接触伝送モジュールからの給電によって撮像を行う撮像部と
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の非接触伝送モジュールと、
前記ベース又は前記回転体に取り付けられており、前記非接触伝送モジュールからの給電によって動作する把持部と
を備えることを特徴とするロボットハンド。
【請求項９】
前記把持部は、撮像を行う撮像部を含むことを特徴とする請求項８記載のロボットハンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触伝送モジュール、撮像装置及びロボットハンドに関し、より詳細には、通信を行う非接触伝送モジュール、この非接触伝送モジュールを備える撮像装置、及び、この非接触伝送モジュールを備えるロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、通信及び給電を行う非接触コネクタ（非接触伝送モジュール）が開示されている。特許文献１に記載された非接触コネクタは、固定体と、固定体に対して回転する回転体と、光通信によって信号を伝送する複数の発光素子及び複数の受光素子と、給電を行う一対のトランス巻線とを備える。固定体側には、固定側トランス巻線と、固定側発光素子と、固定側受光素子とが設けられており、回転体には、回転側トランス巻線と、回転側発光素子と、回転側受光素子とが設けられている。固定側発光素子及び固定側受光素子は、固定側トランス巻線の中空部に配置されており、回転側発光素子及び回転側受光素子は、回転側トランス巻線の中空部に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−４５２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、非接触伝送モジュールにおいて、特許文献１に記載された給電方式と同様に、信号の伝送を通信コイルで行うことが知られている。このような非接触伝送モジュールにおいては、例えばベース側から回転体側への信号経路と回転体側からベース側への信号経路を別個に確保したい場合、複数対の通信コイルを必要とする。
【０００５】
しかしながら、複数対の通信コイルを配置する場合、結合効率を高めて通信の安定化を図ることと、モジュールの低背化を図ることとを両立させることが難しかった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされた発明であり、本発明の目的は、結合効率を高めて通信の安定化を図りつつ、モジュールの低背化を図ることができる非接触伝送モジュール、この非接触伝送モジュールを備える撮像装置、及びこの非接触伝送モジュールを備えるロボットハンドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に係る非接触伝送モジュールは、ベースと、回転体と、一対の第１通信コイルと、一対の第２通信コイルとを備える。前記回転体は、前記ベースに対して回転するように構成されている。前記一対の第１通信コイルは、前記ベースに保持された第１コイル、及び、前記回転体に保持されて前記回転体とともに回転する第２コイルを含み、前記第１コイルと前記第２コイルとの電磁結合により前記第１コイルと前記第２コイルとの間で信号の伝送を行う。前記一対の第２通信コイルは、前記ベースに保持された第３コイル、及び、前記回転体に保持されて前記回転体とともに回転する第４コイルを含み、前記第３コイルと前記第４コイルとの電磁結合により前記第３コイルと前記第４コイルとの間で信号の伝送を行う。前記第２コイルは、前記第１コイルの中空部に配置されている。前記第３コイルと前記第４コイルとは、前記回転体の回転軸に平行な回転軸方向から見たときに互いに重なるように配置されている。
【０００８】
本発明の第２の態様に係る非接触伝送モジュールでは、第１の態様において、前記第１コイルと前記第２コイルとは、前記回転軸方向と交差する一平面上に配置されている。
【０００９】
本発明の第３の態様に係る非接触伝送モジュールでは、第１又は２の態様において、前記一対の第２通信コイルは、前記一対の第１通信コイルよりも伝送速度の大きい信号の伝送に用いられる。
【００１０】
本発明の第４の態様に係る非接触伝送モジュールは、第１〜３の態様のいずれか１つにおいて、給電部を更に備える。前記給電部は、前記ベースに保持された第１給電コイル、及び、前記回転体に保持されて前記回転体とともに回転する第２給電コイルを含み、前記第１給電コイルと前記第２給電コイルとの間で電力の伝送を行う。
【００１１】
本発明の第５の態様に係る非接触伝送モジュールでは、第４の態様において、前記一対の第１通信コイルは、前記一対の第２通信コイルと前記給電部との間に配置されている。
【００１２】
本発明の第６の態様に係る非接触伝送モジュールは、第１〜５の態様のいずれか１つにおいて、軸受を更に備える。前記軸受は、前記回転軸方向において前記一対の第１通信コイルと前記一対の第２通信コイルとの間に設けられており、前記回転体を支持する。
【００１３】
本発明の第７の態様に係る撮像装置は、第１〜６の態様のいずれか１つの非接触伝送モジュールと、撮像部とを備える。前記撮像部は、前記ベース又は前記回転体に取り付けられており、前記非接触伝送モジュールからの給電によって撮像を行う。
【００１４】
本発明の第８の態様に係るロボットハンドは、第１〜６の態様のいずれか１つの非接触伝送モジュールと、把持部とを備える。前記把持部は、前記ベース又は前記回転体に取り付けられており、前記非接触伝送モジュールからの給電によって動作する。
【００１５】
本発明の第９の態様に係るロボットハンドでは、第８の態様において、前記把持部は、撮像を行う撮像部を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、結合効率を高めて通信の安定化を図りつつ、モジュールの低背化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施形態１に係る非接触伝送モジュールの断面図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る撮像装置の概略図である。
【図３】図３は、実施形態１に係るロボットハンドの外観図である。
【図４】図４は、同上のロボットハンドの概略図である。
【図５】図５は、実施形態１の変形例に係る非接触伝送モジュールの要部の断面図である。
【図６】図６は、実施形態２に係る非接触伝送モジュールの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、実施形態１、２に係る非接触伝送モジュール、及びこの非接触伝送モジュールを用いた機器について、図面を参照しながら詳細を説明する。
【００１９】
各実施形態に係る非接触伝送モジュールは、ベースと、ベースに対して回転するように構成された回転体と、一対の第１通信コイルと、一対の第２通信コイルとを備える。一対の第１通信コイルは、ベースに保持された第１コイルと、回転体に保持された第２コイルとを含む。一対の第２通信コイルは、ベースに保持された第３コイルと、回転体に保持された第４コイルとを備える。そして、第１コイルと第２コイルとは、回転軸方向と交差する一平面上に配置されており、第３コイルと第４コイルとは、回転軸方向から見たときに互いに重なるように配置されている。なお、回転軸方向は、回転体の回転軸に平行な方向である。
【００２０】
（実施形態１）
実施形態１に係る非接触伝送モジュール１は、図１に示すように、ベース２と、回転体３と、通信部４と、給電部５とを備えている。また、非接触伝送モジュール１は、電力線６と、第１通信線７１と、第２通信線７２とを更に備えている。
【００２１】
以下、非接触伝送モジュール１の詳細について、撮像装置８（図２参照）に用いた場合を想定して説明するが、非接触伝送モジュール１を用いた機器は、撮像装置８には限定されない。
【００２２】
ベース２は、底部２１と、蓋部２２と、筒状部２３とを備えている。また、ベース２には、第１スペーサ２４と第２スペーサ２５と第３スペーサ２６と第４スペーサ２７とが収納されている。底部２１は、例えば金属又は樹脂で形成されており、円状の板部２１１と、板部２１１の表面から突出する筒部２１２とを一体に備えている。蓋部２２は、例えば金属又は樹脂で形成されており、中心に貫通孔２２１を有している。筒状部２３は、例えば金属又は樹脂で形成されており、筒状部２３の両端には、底部２１及び蓋部２２が取り付けられている。
【００２３】
回転体３は、例えば駆動部（図２の駆動部８２、図４の駆動部９５）によって、ベース２に対して回転軸Ａ１を中心に回転するように構成されている。回転体３は、電力線６が通る貫通孔３１を有している。回転体３は、ベース２側に設けられた後述の第１コイル４１１の中空部４１３及び第３コイル４２１の中空部４２３に電力線６が通るように回転軸方向Ｂ１（図１の上下方向）において少なくとも第１コイル４１１の中空部４１３及び第３コイル４２１の中空部４２３を貫通する。なお、回転軸方向Ｂ１は、回転体３の回転軸Ａ１に平行な方向である。
【００２４】
回転体３は、貫通孔３１の一部となる第１貫通孔３１１を有する樹脂製又は金属製の第１回転部３２と、貫通孔３１の一部となる第２貫通孔３１２を有する金属製又は樹脂製の第２回転部３３とを備えている。
【００２５】
第１回転部３２は、後述の第２コイル４１２及び第４コイル４２２を保持している。第１回転部３２は、第１貫通孔３１１を有する筒状の基部３４と、基部３４の周囲において基部３４と一体に設けられた筒状の第１配置部３５と、筒状の第２配置部３６とを含んでいる。第１配置部３５の内部空間３５１には、第４コイル４２２が配置されている。第２配置部３６の内部空間３６１には、第２コイル４１２が配置されている。
【００２６】
第２回転部３３は、後述の第２給電コイル５２を保持し、第１回転部３２と一体に回転する。第２回転部３３は、第２貫通孔３１２を有する筒状の基部３７と、内部空間３８１に第２給電コイル５２が配置される配置部３８とを一体に含んでいる。
【００２７】
通信部４は、第１コイル及び第２コイルで構成される一対の通信コイルを複数対（図１では２対）備えている。より詳細には、通信部４は、一対の第１通信コイル４１と、一対の第２通信コイル４２とを備えている。
【００２８】
一対の第１通信コイル４１は、ベース２側に設けられた第１コイル４１１と、回転体３側に設けられた第２コイル４１２とを含んでいる。
【００２９】
第１コイル４１１は、例えば、基板に螺旋状に積層された渦巻き形状の導電体で構成されている。上記基板のうち第１コイル４１１の中心部位には、円状に開口された開口部（中空部４１３）が形成されている。そして、第１コイル４１１は、ベース２内において、第１スペーサ２４と第２スペーサ２５との間に保持されている。
【００３０】
第２コイル４１２は、例えば、基板に螺旋状に積層された渦巻き形状の導電体で構成されている。上記基板のうち第２コイル４１２の中心部位には、円状に開口された開口部（中空部４１４）が形成されている。そして、第２コイル４１２は、回転体３内において、第１配置部３５と第２配置部３６とで挟まれるように保持されている。第２コイル４１２には、回転体３に取り付けられる機器に接続される第１通信線７１が接続されている。そして、第２コイル４１２は、回転体３が回転すると、回転体３とともに回転する。
【００３１】
一対の第１通信コイル４１では、第１コイル４１１と第２コイル４１２との電磁結合により、第１コイル４１１が第２コイル４１２へ信号を送信する。つまり、一対の第１通信コイル４１では、ベース２側に設けられた第１コイル４１１から回転体３側に設けられた第２コイル４１２へ信号が送信される。この場合、第１コイル４１１は、第２コイル４１２へ信号を送信する送信コイルであり、第２コイル４１２は、第１コイル４１１から信号を受信する受信コイルである。
【００３２】
なお、第１コイル４１１が第２コイル４１２から信号を受信してもよいし、第１コイル４１１が第２コイル４１２に対して信号の送信及び受信の両方を行ってもよい。つまり、一対の第１通信コイル４１は、第１コイル４１１と第２コイル４１２との間で信号の伝送を行うように構成されていればよい。
【００３３】
第１コイル４１１が第２コイル４１２から信号を受信する場合、第２コイル４１２が、第１コイル４１１へ信号を送信する送信コイルであり、第１コイル４１１が、第２コイル４１２から信号を受信する受信コイルである。また、第１コイル４１１が第２コイル４１２に対して信号の送信及び受信の両方を行う場合、第１コイル４１１及び第２コイル４１２の両方が、信号の送信及び受信を行う送受信コイルである。
【００３４】
一対の第２通信コイル４２は、ベース２側に設けられた第３コイル４２１と、回転体３側に設けられた第４コイル４２２とを含んでいる。
【００３５】
第３コイル４２１は、例えば、基板に螺旋状に積層された渦巻き形状の導電体で構成されている。上記基板のうち第３コイル４２１の中心部位には、円状に開口された開口部（中空部４２３）が形成されている。そして、第３コイル４２１は、ベース２内において、第１スペーサ２４と第３スペーサ２６との間に設けられている。
【００３６】
第４コイル４２２は、例えば、基板に螺旋状に積層された渦巻き形状の導電体で構成されている。上記基板のうち第４コイル４２２の中心部位には、円状に開口された開口部（中空部４２４）が形成されている。そして、第４コイル４２２は、回転体３内において、第１配置部３５と第２配置部３６とで挟まれるように保持されている。第４コイル４２２には、回転体３に取り付けられる機器に接続される第２通信線７２が接続されている。そして、第４コイル４２２は、回転体３が回転すると、回転体３とともに回転する。
【００３７】
一対の第２通信コイル４２では、第３コイル４２１と第４コイル４２２との電磁結合により、第３コイル４２１が第４コイル４２２から信号を受信する。つまり、一対の第２通信コイル４２では、回転体３側に設けられた第４コイル４２２からベース２側に設けられた第３コイル４２１へ信号が送信される。この場合、第４コイル４２２は、第３コイル４２１へ信号を送信する送信コイルであり、第３コイル４２１は、第４コイル４２２から信号を受信する受信コイルである。
【００３８】
なお、第３コイル４２１が第４コイル４２２へ信号を送信してもよいし、第３コイル４２１が第４コイル４２２に対して信号の送信及び受信の両方を行ってもよい。つまり、一対の第２通信コイル４２は、第３コイル４２１と第４コイル４２２との間で信号の伝送を行うように構成されていればよい。
【００３９】
第３コイル４２１が第４コイル４２２へ信号を送信する場合、第３コイル４２１が、第４コイル４２２へ信号を送信する送信コイルであり、第４コイル４２２が、第１コイル４１１から信号を受信する受信コイルである。また、第３コイル４２１が第４コイル４２２に対して信号の送信及び受信の両方を行う場合、第３コイル４２１及び第４コイル４２２の両方が、信号の送信及び受信を行う送受信コイルである。
【００４０】
実施形態１では、通信部４は、一対の第１通信コイル４１と一対の第２通信コイル４２とを用いて、全二重通信によって双方向通信を行うことができる。
【００４１】
ここで、実施形態１に係る非接触伝送モジュール１では、一対の第１通信コイル４１は、回転軸方向Ｂ１において、一対の第２通信コイル４２と給電部５との間に配置されている。
【００４２】
また、一対の第１通信コイル４１では、第１コイル４１１の中空部４１３に第２コイル４１２が配置されている。例えば、一対の第１通信コイル４１では、第１コイル４１１と第２コイル４１２とが回転軸方向Ｂ１と交差する同一の平面上に配置されている。また、一対の第２通信コイル４２は、第３コイル４２１と第４コイル４２２とが回転軸方向Ｂ１から見たときに互いに重なるように配置されている。
【００４３】
したがって、通信部４が全二重通信によって双方向通信を行う際に、一対の第１通信コイル４１は、制御信号を送受信し、一対の第２通信コイル４２は、制御信号よりも伝送速度の大きい映像信号を送受信することができる。つまり、一対の第２通信コイル４２は、一対の第１通信コイル４１よりも伝送速度の大きい信号の伝送に用いられる。
【００４４】
給電部５は、一対の給電コイルで構成されている。一対の給電コイルは、ベース２側に設けられた第１給電コイル５１と、回転体３側に設けられた第２給電コイル５２とを含んでいる。第１給電コイル５１は、回転軸方向Ｂ１において、第２給電コイル５２と対向して設けられている。第１給電コイル５１は、ベース２に保持されており、第２給電コイル５２は、回転体３に保持されて回転体３とともに回転する。
【００４５】
給電部５による給電方式は、例えば電磁誘導方式又は磁気共鳴方式のような電磁結合を用いた給電方式である。
【００４６】
給電部５では、第１給電コイル５１と第２給電コイル５２との電磁結合により、第１給電コイル５１が第２給電コイル５２へ電力を送る。つまり、給電部５では、ベース２側に設けられた第１給電コイル５１から、回転体３側に設けられた第２給電コイル５２へ電力が送られる。この場合、第１給電コイル５１は、第２給電コイル５２へ電力を送る送電コイルであり、第２給電コイル５２は、第１給電コイル５１から電力を受け取る受電コイルである。
【００４７】
なお、第１給電コイル５１が第２給電コイル５２から電力を受け取ってもよいし、第１給電コイル５１が第２給電コイル５２に対して給電及び受電の両方を行ってもよい。つまり、給電部５では、第１給電コイル５１と第２給電コイル５２との間で電力の伝送を行うように構成されていればよい。
【００４８】
第１給電コイル５１が第２給電コイル５２から電力を受け取る場合、給電部５では、回転体３側に設けられた第２給電コイル５２から、ベース２側に設けられた第１給電コイル５１へ電力が送られる。この場合、第２給電コイル５２が、第１給電コイル５１へ電力を送る送電コイルであり、第１給電コイル５１が、第２給電コイル５２から電力を受け取る受電コイルである。
【００４９】
電力線６は、回転体３側に設けられた第２給電コイル５２に電気的に接続されており、回転体３の貫通孔３１を通って、回転体３に取り付けられる機器に接続される。この際に、回転体３は、一対の第１通信コイル４１の第１コイル４１１の中空部４１３と、一対の第２通信コイル４２の第３コイル４２１の中空部４２３とを貫通している。したがって、電力線６は、一対の第１通信コイル４１の第１コイル４１１の中空部４１３及び第２コイル４１２の中空部４１４と、一対の第２通信コイル４２の第３コイル４２１の中空部４２３及び第４コイル４２２の中空部４２４とを通っていることになる。
【００５０】
ところで、実施形態１に係る非接触伝送モジュール１は、第１給電コイル５１に設けられた第１磁性体コア１１と、第２給電コイルに設けられた第２磁性体コア１２とを更に備えている。
【００５１】
第１磁性体コア１１は、円状の底面部１１１と、底面部１１１から突出する円柱状の内周部１１２と、底面部１１１から突出する円筒状の外周部１１３とを一体に備えている。第１磁性体コア１１は、第１給電コイル５１を下側から覆うように設けられている。つまり、底面部１１１は、第１給電コイル５１における第２給電コイル５２とは反対側に設けられており、内周部１１２は、第１給電コイル５１の中空部５３に設けられており、外周部１１３は、第１給電コイル５１の外周側に設けられている。
【００５２】
第２磁性体コア１２は、円状の底面部１２１と、底面部１２１から突出する円柱状の内周部１２２と、底面部１２１から突出する円筒状の外周部１２３とを一体に備えている。第２磁性体コア１２は、第２給電コイル５２を上側から覆うように設けられている。つまり、底面部１２１は、第２給電コイル５２における第１給電コイル５１とは反対側に設けられており、内周部１２２は、第２給電コイル５２の中空部５４に設けられており、外周部１２３は、第２給電コイル５２の外周側に設けられている。
【００５３】
なお、非接触伝送モジュール１は、第１磁性体コア１１及び第２磁性体コア１２の両方を備えていなくてもよい。言い換えると、非接触伝送モジュール１は、第１給電コイル５１に設けられた第１磁性体コア１１のみを備えていてもよいし、第２給電コイル５２に設けられた第２磁性体コア１２のみを備えていてもよい。つまり、非接触伝送モジュール１は、第１給電コイル５１及び第２給電コイル５２の少なくとも一方に設けられた磁性体コアを備えていればよい。
【００５４】
また、第１磁性体コア１１は、第１給電コイル５１の内周側と外周側と底面側とのすべてに設けられていなくてもよい。言い換えると、第１磁性体コア１１は、第１給電コイル５１の内周側のみに設けられていてもよいし、第１給電コイル５１の外周側のみに設けられていてもよいし、第１給電コイル５１の底面側のみに設けられていてもよい。また、第１磁性体コア１１は、第１給電コイル５１の内周側と外周側と底面側とのうちの２つのみに設けられていてもよい。つまり、非接触伝送モジュール１は、第１給電コイル５１及び第２給電コイル５２の少なくとも一方の対象コイルにおける外周側及び上記対象コイルと対向するコイルの反対側に設けられた磁性体コアを備えていればよい。
【００５５】
ところで、実施形態１に係る非接触伝送モジュール１は、回転体３を支持する軸受１４を更に備えている。軸受１４は、ベース２に収納されており、第４スペーサ２７によって保持されている。
【００５６】
軸受１４は、回転軸方向Ｂ１において、回転体３の周囲のいずれの位置に設けられていてもよいが、回転体３の端部よりも回転体３の中心部に近い位置に設けられているほうが、回転体３が回転したときの軸ぶれを小さくすることができる。したがって、実施形態１では、軸受１４は、回転軸方向Ｂ１において通信部４と給電部５との間に設けられている。より詳細には、軸受１４は、回転軸方向Ｂ１において、第２コイル４１２と第２給電コイル５２との間に設けられている。
【００５７】
また、実施形態１に係る非接触伝送モジュール１は、給電部５の第１給電コイル５１の周囲に設けられた第１金属シールドと、給電部５の第２給電コイル５２の周囲に設けられた第２金属シールドとを備えている。
【００５８】
実施形態１では、ベース２の底部２１が第１金属シールドに相当し、回転体３の第２回転部３３が第２金属シールドに相当する。つまり、第１金属シールドは、ベース２の一部と兼用されており、第２金属シールドは、回転体３の一部と兼用されている。
【００５９】
第１金属シールドは、有底筒状に形成されており、第２給電コイル５２と対向する面を露出した状態で第１給電コイル５１を囲んでいる。第１金属シールドは、第１給電コイル５１のうち第２給電コイル５２とは反対側の面に沿って設けられた底面部と、第１給電コイル５１の外周部に沿って設けられた筒状の外周部とを一体に備えている。上記底面部は、ベース２の底部２１の板部２１１であり、上記外周部は、ベース２の底部２１の筒部２１２である。
【００６０】
第２金属シールドは、有底筒状に形成されており、第１給電コイル５１と対向する面を露出した状態で第２給電コイル５２を囲んでいる。第２金属シールドは、第２給電コイル５２のうち第１給電コイル５１とは反対側の面に沿って設けられた底面部と、第２給電コイル５２の外周部に沿って設けられた筒状の外周部とを一体に備えている。上記底面部は、回転体３の第２回転部３３の底面部３８２であり、上記外周部は、回転体３の第２回転部３３の外周部３８３である。
【００６１】
なお、非接触伝送モジュール１は、第１金属シールド及び第２金属シールドの両方を備えていなくてもよい。言い換えると、非接触伝送モジュール１は、第１金属シールドのみを備えていてもよいし、第２金属シールドのみを備えていてもよい。また、第１金属シールドは、ベース２の一部と兼用するのではなく、ベース２とは別体に設けられてもよい。第２金属シールドは、回転体３の一部と兼用するのではなく、回転体３とは別体に設けられてもよい。さらに、非接触伝送モジュール１は、一対の給電コイルではなく、通信部４の少なくとも１つのコイルの周囲に設けられた金属シールドを備えていてもよい。上記より、実施形態１に係る非接触伝送モジュール１は、通信部４及び給電部５の少なくとも１つのコイルの周囲に設けられた金属シールドを備えていることが好ましい。
【００６２】
次に、実施形態１に係る非接触伝送モジュール１を用いた撮像装置８について図２を参照しながら説明する。
【００６３】
撮像装置８は、非接触伝送モジュール１と、非接触伝送モジュール１からの給電によって撮像を行う撮像部８１と、回転体３を回転させる駆動部８２と、撮像部８１を制御する制御部８３とを備えており、設置台８４に設置されている。
【００６４】
非接触伝送モジュール１の一対の第１通信コイル４１において、第１コイル４１１は、撮像部８１を制御するための制御部８３に接続されており、第２コイル４１２は、撮像部８１に接続されている。一対の第２通信コイル４２において、第３コイル４２１は、制御部８３に接続されており、第４コイル４２２は、撮像部８１に接続されている。
【００６５】
撮像部８１は、カメラ８１１と、カメラ８１１を制御する制御回路が設けられたカメラ基板８１２と、カメラ８１１の向きを調節するための機構部８１３とを備えている。また、撮像部８１は、通信回路が設けられた通信基板８１４と、受電回路が設けられた受電基板８１５と、通信基板８１４及び受電基板８１５を収納するケース８１６とを備えている。さらに、撮像部８１は、ケース８１６が載置された回転台８１７と、回転台８１７を支持する軸受８１８とを備えている。カメラ基板８１２は、フレキシブルプリント基板８１９により通信基板８１４に接続されている。回転台８１７は、ケース８１６が載置された状態で、回転体３に取り付けられて回転体３と一体に３６０°回転する。これにより、撮像部８１は、回転体３と一体に３６０°回転することができる。
【００６６】
通信基板８１４に設けられた上記通信回路は、一対の第１通信コイル４１の第２コイル４１２及び一対の第２通信コイル４２の第４コイル４２２との間で制御信号を送受信するように構成されている。さらに、上記通信回路は、一対の第２通信コイル４２の第４コイル４２２へ映像信号を送信するように構成されている。
【００６７】
受電基板８１５に設けられた上記受電回路は、給電部５の第２給電コイル５２から電力を受け取るように構成されている。
【００６８】
駆動部８２は、モータ８２１と、モータ８２１の回転を回転体３に伝達するための回転伝達部８２２とを備えている。回転伝達部８２２は、モータ８２１のシャフト８２３に取り付けられたプーリ８２４と、プーリ８２４と回転体３とに接続されたベルト８２５とを備えている。
【００６９】
制御部８３は、通信回路が設けられた通信基板８３１と、送電回路が設けられた送電基板８３２と、通信基板８３１及び送電基板８３２を収納するケース８３３とを備えている。
【００７０】
通信基板８３１に設けられた上記通信回路は、一対の第１通信コイル４１の第１コイル４１１及び一対の第２通信コイル４２の第３コイル４２１との間で制御信号を送受信するように構成されている。また、上記通信回路は、一対の第２通信コイル４２の第３コイル４２１から映像信号を受信するように構成されている。
【００７１】
送電基板８３２に設けられた上記送電回路は、給電部５の第１給電コイル５１へ電力を送るように構成されている。
【００７２】
上記のような構成を有する撮像装置８では、まず、撮像部８１が、回転体３と一体に回転しながら、非接触伝送モジュール１の給電部５を介した給電及び非接触伝送モジュール１の通信部４からの制御信号に従って撮像を行う。そして、撮像部８１は、撮像によって得られた映像データを含む映像信号を非接触伝送モジュール１の通信部４に送信する。非接触伝送モジュール１の通信部４は、映像信号を制御部８３に出力する。
【００７３】
なお、撮像装置８において、撮像部８１は、回転体３ではなく、ベース２に取り付けられてもよい。
【００７４】
次に、実施形態１に係る非接触伝送モジュール１を用いたロボットアーム９について図３、４を参照しながら説明する。
【００７５】
ロボットアーム９は、図３に示すように、ロボットハンド９１と、ロボットハンド９１が取り付けられたアーム部９２と、アーム部９２を固定する固定部９３とを備えている。
【００７６】
アーム部９２は、例えば多関節アームであり、ロボットハンド９１を移動させるように構成されている。具体的には、アーム部９２は、固定部９３に対して移動自在に取り付けられた第１アーム９２１と、第１アーム９２１に対して移動自在に取り付けられた第２アーム９２２とを備えている。
【００７７】
ロボットハンド９１は、図４に示すように、非接触伝送モジュール１と、非接触伝送モジュール１からの給電によって動作する把持部９４と、回転体３を回転させる駆動部９５と、把持部９４を制御する制御部９６とを備えている。
【００７８】
把持部９４は、対象物Ｃ１（図３参照）を把持するための機構部９４１と、機構部９４１を駆動する駆動基板９４２と、制御回路、通信回路及び受電回路が設けられた制御基板９４３とを備えている。また、把持部９４は、図３に示すように、撮像を行う撮像部９７を有している。把持部９４は、回転体３と一体に回転するように構成されており、回転体３は、３６０°回転するように構成されている。
【００７９】
制御基板９４３に設けられた上記制御回路は、機構部９４１を制御するように構成されている。制御基板９４３に設けられた上記通信回路は、一対の第１通信コイル４１の第２コイル４１２及び一対の第２通信コイル４２の第４コイル４２２との間で制御信号を送受信するように構成されている。さらに、上記通信回路は、一対の第２通信コイル４２の第４コイル４２２へ映像信号を送信するように構成されている。制御基板９４３に設けられた上記受電回路は、給電部５の第２給電コイル５２から電力を受け取るように構成されている。
【００８０】
駆動部９５は、モータ９５１と、モータ９５１の回転を回転体３に伝達するための回転伝達部９５２とを備えている。回転伝達部９５２は、モータ９５１のシャフト９５３に取り付けられたプーリ９５４と、プーリ９５４と回転体３とに接続されたベルト９５５とを備えている。
【００８１】
制御部９６は、通信回路及び送電回路が設けられた制御基板９６１を備えている。制御基板９６１に設けられた上記通信回路は、一対の第１通信コイル４１の第１コイル４１１及び一対の第２通信コイル４２の第３コイル４２１との間で制御信号を送受信するように構成されている。さらに、上記通信回路は、一対の第２通信コイル４２の第３コイル４２１から映像信号を受信するように構成されている。制御基板９６１に設けられた上記送電回路は、給電部５の第１給電コイル５１へ電力を送るように構成されている。
【００８２】
上記のような構成を有するロボットハンド９１では、把持部９４が、回転体３と一体に回転し、把持部９４が、給電部５を介した給電及び通信部４からの制御信号に従って、対象物Ｃ１を撮像部９７にて撮像しつつ、対象物Ｃ１を把持する。
【００８３】
なお、ロボットハンド９１において、把持部９４は、回転体３ではなく、ベース２に取り付けられてもよい。
【００８４】
（効果）
以上説明した実施形態１に係る非接触伝送モジュール１では、一対の第１通信コイル４１において第２コイル４１２が第１コイル４１１の中空部４１３に配置されており、一対の第２通信コイル４２が互いに重なるように配置されている。これにより、一対の第２通信コイル４２では、結合効率を高めることができ、一対の第１通信コイル４１では、高さを低くすることができる。したがって、一対の第１通信コイル４１では、比較的小さい伝送速度しか要求されていない信号の通信に用い、一対の第２通信コイル４２では、比較的大きい伝送速度が要求されている信号の通信に用いることができる。つまり、通信の安定化を図りつつ、モジュールの低背化を図ることができる。
【００８５】
実施形態１に係る非接触伝送モジュール１では、一対の第１通信コイル４１が同一の平面上に配置されている。これにより、一対の第１通信コイルが回転軸方向にずれて配置されている場合に比べて、回転軸方向における一対の第１通信コイル４１の高さをより低くすることができる。
【００８６】
実施形態１に係る非接触伝送モジュール１では、互いに重なるように配置された一対の第２通信コイル４２が、伝送速度の大きい信号の伝送に用いられるから、伝送信号の大きい信号であっても、通信精度を高めることができる。
【００８７】
実施形態１に係る非接触伝送モジュール１では、一対の第１通信コイル４１が一対の第２通信コイル４２と給電部５との間に配置されている。これにより、高伝送速度の信号の通信に用いられる一対の第２通信コイル４２を、ノイズ源となりやすい給電部５から遠ざけることができる。その結果、高伝送速度の信号の通信であっても、通信精度を高めることができる。
【００８８】
実施形態１に係る非接触伝送モジュール１では、第１給電コイル５１及び第２給電コイル５２の少なくとも一方の内周側に磁性体コア（第１磁性体コア１１、第２磁性体コア１２）が設けられている。これにより、第１給電コイル５１と第２給電コイル５２との間の磁束密度を更に高めることができる。その結果、一対の給電コイルの結合効率（結合係数）を更に高めることができる。
【００８９】
実施形態１に係る非接触伝送モジュール１では、第１給電コイル５１及び第２給電コイル５２の少なくとも一方の対象コイルにおける外周側及び対象コイルと対向するコイルの反対側に磁性体コア（第１磁性体コア１１、第２磁性体コア１２）が設けられている。これにより、給電コイル（第１給電コイル５１、第２給電コイル５２）からの磁束が、外部に放射されるのを抑制することができるので、損失を低減させることができる。その結果、一対の給電コイルの結合効率（結合係数）を更に高めることができる。
【００９０】
実施形態１に係る非接触伝送モジュール１では、通信部４が双方向通信を行う。これにより、例えば撮像装置８の場合、映像信号を撮像部から受信しつつ、制御信号（ズーム等）を撮像部へ送信することができる。
【００９１】
実施形態１に係る非接触伝送モジュール１では、回転軸方向Ｂ１において通信部４と給電部５との間に軸受１４が設けられている。これにより、回転軸方向Ｂ１において回転体３の端部に軸受が設けられている場合に比べて、回転体３の軸ぶれを小さくすることができる。その結果、回転体３を安定に回転させることができる。また、実施形態１に係る非接触伝送モジュール１では、回転軸方向Ｂ１において通信部４を軸受１４の分だけ給電部５から遠ざけることができるので、給電部５によるノイズの影響を小さくすることができる。
【００９２】
実施形態１に係る非接触伝送モジュール１では、通信部４及び給電部５の少なくとも１つのコイルの周囲に金属シールドが設けられている。これにより、金属シールドが設けられたコイルからの熱を効率的に外部に放熱させることができる。特に、実施形態１に係る非接触伝送モジュール１では、通信部４及び給電部５の少なくとも１つのコイルを金属シールドが囲んでいる。これにより、金属シールドで囲まれているコイルからの熱をより効率的に外部に放熱させることができる。
【００９３】
実施形態１に係る撮像装置８では、非接触伝送モジュール１からの給電によって撮像部８１が撮像を行う。これにより、撮像部８１を自由に回転させる構造でありながら、撮像部８１への給電を容易に行うことができる。また、実施形態１に係る撮像装置８では、撮像部８１が３６０°回転可能な回転体３と一体に回転する。これにより、全方位に亘って撮像を行うことができる。
【００９４】
実施形態１に係るロボットハンド９１では、非接触伝送モジュール１からの給電によって把持部９４が動作する。これにより、把持部９４を自由に回転させる構造でありながら、把持部９４への給電を容易に行うことができる。また、実施形態１に係るロボットハンド９１では、把持部９４が３６０°回転可能な回転体３と一体に回転する。これにより、全方位に亘って把持部９４を回転させることができる。
【００９５】
実施形態１に係るロボットハンド９１では、把持部９４が撮像部９７を有する。これにより、把持部９４を自由に回転させる構造でありながら、把持部９４から見たときの撮像を容易に行うことができる。
【００９６】
なお、実施形態１の変形例として、非接触伝送モジュール１ａは、第１磁性体コア１１及び第２磁性体コア１２に代えて、図５に示すような磁性体コア１３を備えていてもよい。
【００９７】
磁性体コア１３は、第１給電コイル５１の中空部５３に配置されており、かつ、第２給電コイル５２の中空部５４に挿入されている。より詳細には、磁性体コア１３は、第２給電コイル５２の中空部５４を貫通している。磁性体コア１３が挿入される第２給電コイル５２は、図示しないが、第２給電コイルを構成する導電体と磁性体コア１３との間に隙間又は軸受を有していることが好ましい。
【００９８】
なお、磁性体コア１３は、第２給電コイル５２の中空部５４に配置されており、かつ、第１給電コイル５１の中空部５３に挿入されていてもよい。つまり、磁性体コア１３は、第１給電コイル５１又は第２給電コイル５２のいずれかの対象コイルの中空部に配置されており、かつ、上記対象コイルと対向するコイルの中空部に挿入されていればよい。
【００９９】
以上説明した実施形態１の変形例に係る非接触伝送モジュール１ａでは、第１給電コイル５１又は第２給電コイル５２のいずれかの対象コイルの中空部に配置されている磁性体コア１３が、上記対象コイルに対向するコイルの中空部に挿入されている。これにより、第１給電コイル５１のための磁性体コアと第２給電コイル５２のための磁性体コアとを一体とすることができる。したがって、第１給電コイル５１と第２給電コイル５２とに磁性体コアが個別に設けられている場合に生じる磁性体コア間の隙間を小さくすることができる。その結果、第１給電コイル５１と第２給電コイル５２との間の結合効率（結合係数）を更に高めることができる。
【０１００】
また、非接触伝送モジュール１は、金属製の軸受１４を介して第２コイル４１２をベース２側のグランド（基準電位点）に電気的に接続するように構成されていてもよい。この非接触伝送モジュール１によれば、回転体３側に設けられた第２コイル４１２のグランドの浮きを防止することができるので、外来ノイズへの耐性を向上させることができる。
【０１０１】
なお、非接触伝送モジュール１は、撮像装置８及びロボットハンド９１（ロボットアーム９）に用いられることに限定されない。例えば、非接触伝送モジュール１は、情報を表示するモニタを備える表示装置に用いられてもよい。この場合、モニタは、非接触伝送モジュール１からの給電によって情報を表示することができる。また、上記モニタは、回転体３と一体に回転するように構成されており、回転体３は、３６０°回転するように構成されていてもよい。このような表示装置では、モニタが３６０°回転可能な回転体と一体に回転する。これにより、全方位に向かって情報を表示させることができる。
【０１０２】
（実施形態２）
実施形態２に係る非接触伝送モジュール１ｂは、図６に示すように、給電部５を備えていない点で、実施形態１に係る非接触伝送モジュール１（図１参照）と相違する。なお、実施形態１に係る非接触伝送モジュール１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０３】
実施形態２に係る非接触伝送モジュール１ｂは、給電部５を備えておらず、一対の第１通信コイル４１及び一対の第２通信コイル４２のみを備えている。なお、一対の第１通信コイル４１及び一対の第２通信コイル４２は、実施形態１の一対の第１通信コイル４１及び一対の第２通信コイル４２と同様の機能を有している。
【０１０４】
さらに、実施形態２に係る非接触伝送モジュール１ｂは、軸受１４に代えて、軸受１４ｂを備えている。軸受１４ｂは、回転体３の回転軸Ａ１に平行な回転軸方向Ｂ１において、一対の第１通信コイル４１と一対の第２通信コイル４２との間に設けられており、回転体３を支持する。
【０１０５】
以上説明した実施形態２に係る非接触伝送モジュール１ｂでは、回転軸方向Ｂ１において一対の第１通信コイル４１と一対の第２通信コイル４２との間に軸受１４ｂが設けられている。これにより、回転軸方向Ｂ１において回転体３の端部に軸受１４ｂが設けられている場合に比べて、回転体３の軸ぶれを小さくすることができる。その結果、回転体３を安定に回転させることができる。また、実施形態２に係る非接触伝送モジュール１では、回転軸方向Ｂ１において一対の第１通信コイル４１を軸受１４ｂの分だけ一対の第２通信コイル４２から遠ざけることができる。したがって、一対の第１通信コイル４１及び一対の第２通信コイル４２のそれぞれにおいて、他の通信コイルによるノイズの影響を小さくすることができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１、１ａ，１ｂ  非接触伝送モジュール
１４、１４ｂ  軸受
２  ベース
３  回転体
４１  一対の第１通信コイル
４１１  第１コイル
４１２  第２コイル
４２  一対の第２通信コイル
４２１  第３コイル
４２２  第４コイル
５  給電部
５１  第１給電コイル
５２  第２給電コイル
８  撮像装置
８１  撮像部
９１  ロボットハンド
９４  把持部
９７  撮像部
Ａ１  回転軸
Ｂ１  回転軸方向
【図１】
2018056215.tif 000003
【図２】
2018056215.tif 000004
【図３】
2018056215.tif 000005
【図４】
2018056215.tif 000006
【図５】
2018056215.tif 000007
【図６】
2018056215.tif 000008