(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機器と固定部との間に設置されるスリップリングであって、
一端が前記回転機器側に固定した回転シャフトと、
前記回転シャフトが貫通した４つの差動信号用スリップリングと、を有し、
前記差動信号用スリップリングは、一対の差動信号用摺動子と２つのシールド用摺動子とを備え前記回転シャフトによって回転するロータと、前記ロータの回転軸と同心円の一対の環状電極と前記環状電極の内周側と外周側とに設けられた第１のシールド電極と第２のシールド電極とを備えたベース基板と、を有し、
前記回転機器側からの差動信号用ケーブルの一対の差動信号線が前記一対の差動信号用摺動子と電気的に接続するとともに前記差動信号線のシールド線が前記シールド用摺動子と電気的に接続し、
前記固定部側からの差動信号用ケーブルの一対の差動信号線が前記一対の環状電極と電気的に接続するとともに前記環状電極に接続する差動信号線のシールド線が前記第１、第２のシールド電極と電気的に接続し、
前記一対の差動信号用摺動子と前記一対の環状電極とが接触導通するとともに前記シールド用摺動子と前記第１、第２のシールド電極とが接触導通することで、一本の差動信号用ケーブルの差動信号が１つの差動信号用スリップリングを介して伝達することを特徴とするスリップリング。
【請求項２】
ロータの回転軸の軸孔にケーブル通し孔を備え、
前記回転機器側からの差動信号用ケーブルが回転シャフトの内部と前記ケーブル通し孔とを通して前記ロータの内部に引き込まれ差動信号用摺動子とシールド用摺動子とに接続することを特徴とする請求項１記載のスリップリング。
【請求項３】
差動信号用摺動子とシールド用摺動子の摺動部を露出させる開口窓を備え、ロータに固定して差動信号用ケーブルのベース基板への接触を防止するケーブルカバーを有することを特徴とする請求項２記載のスリップリング。
【請求項４】
環状電極間の間隔をＬ２とし、内周側の環状電極と内周側の第１のシールド電極との間の間隔と外周側の環状電極と外周側の第２のシールド電極との間の間隔をＬ３としたときに、間隔Ｌ３が間隔Ｌ２の３倍の値であることを特徴とする請求項１記載のスリップリング。
【請求項５】
第２のシールド電極をベース基板の余白部分のほぼ全面に亘るベタ面で構成するとともに、前記ベース基板の裏面側に余白部分のほぼ全面に亘ったベタ面で構成される第３のシールド電極を設け、前記第２のシールド電極と第１のシールド電極とが前記第３のシールド電極と電気的に接続することを特徴とする請求項１記載のスリップリング。
【請求項６】
回転シャフトによって回転する一般信号用ロータを備えた一般信号用スリップリングをさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のスリップリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低電圧差動信号の伝達を可能としたスリップリングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボット、搬送装置、遊技機、監視カメラの雲台など、回転機構を有する機械機器が数多く使用されている。これら回転機構を有する機械機器では、固定部側と回転部側との間で電力供給や信号伝達を行う場合が多い。そして、特に回転部が連続回転動作等を行う場合には、固定部側と回転部側との電気的接続をスリップリングを用いて行うことが一般的である。このスリップリングを用いた接続では固定部側と回転部側からの電気配線を摺動子の接触導通を用いて接続する。このため回転部分におけるケーブルの取り回しが不要となり、極めて自由度の高い回転動作が可能となる。【０００３】
そして、近年の防犯意識の高まりから特に監視カメラ（防犯カメラ）の分野においてはパン・チルト・ズームに加え高解像度化へのニーズが高まっている。監視カメラの高解像度化のためには信号伝達を高速高密度で行う事が必要となり、これに伴って高周波信号を伝達可能なスリップリングの開発が求められている。この要望に対し、本願発明者らはＨＤ-ＳＤＩ規格、３Ｇ−ＳＤＩ規格を用いたフルハイビジョンクラスの高周波信号の伝達が可能な下記［特許文献１］に記載のスリップリングに関する発明を行った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６１２８７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ただし、近年では更なる高解像度のカメラとして４Ｋ解像度（３８４０×２１６０ピクセル）のカメラが実用化している。そして、この４Ｋ解像度の映像信号の伝達には０．３５ＶのＬＶＤＳ（Ｌｏｗ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｉｇｎａｌ：低電圧差動信号方式）というデジタル伝送方式が採用されている。しかしながら、［特許文献１］に記載のスリップリングでは信号の反射や減衰が大きく、この４Ｋ解像度の低電圧差動信号には対応することができない。【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、４Ｋ解像度の低電圧差動信号の伝達が可能なスリップリングの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
（１）回転機器３と固定部１との間に設置されるスリップリングであって、
一端が前記回転機器３側に固定した回転シャフト７２と、
前記回転シャフト７２が貫通した４つの差動信号用スリップリング７０と、を有し、
前記差動信号用スリップリング７０は、一対の差動信号用摺動子５０ａと２つのシールド用摺動子５０ｂとを備え前記回転シャフト７２によって回転するロータ４０と、前記ロータ４０の回転軸と同心円の一対の環状電極３２と前記環状電極３２の内周側と外周側とに設けられた第１のシールド電極３１ａと第２のシールド電極３１ｂとを備えたベース基板３０と、を有し、
前記回転機器３側からの差動信号用ケーブル６０ａの一対の差動信号線６０ａ（＋）、６０ａ（−）が前記一対の差動信号用摺動子５０ａと電気的に接続するとともに前記差動信号線６０ａ（＋）、６０ａ（−）のシールド線６０ａ（Ｇ）が前記シールド用摺動子５０ｂと電気的に接続し、
前記固定部１側からの差動信号用ケーブル６０ｂの一対の差動信号線６０ｂ（＋）、６０ｂ（−）が前記一対の環状電極３２と電気的に接続するとともに前記環状電極３２に接続する差動信号線６０ｂ（＋）、６０ｂ（−）のシールド線６０ｂ（Ｇ）が前記第１、第２のシールド電極３１ａ、３１ｂと電気的に接続し、
前記一対の差動信号用摺動子５０ａと前記一対の環状電極３２とが接触導通するとともに前記シールド用摺動子５０ｂと前記第１、第２のシールド電極３１ａ、３１ｂとが接触導通することで、一本の差動信号用ケーブル６０ａの差動信号が１つの差動信号用スリップリング７０を介して伝達することを特徴とするスリップリング１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）ロータ４０の回転軸の軸孔４４にケーブル通し孔４８を備え、
前記回転機器３側からの差動信号用ケーブル６０ａが回転シャフト７２の内部と前記ケーブル通し孔４８とを通して前記ロータ４０の内部に引き込まれ差動信号用摺動子５０ａとシールド用摺動子５０ｂとに接続することを特徴とする上記（１）記載のスリップリング１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）差動信号用摺動子５０ａとシールド用摺動子５０ｂの摺動部５２ａを露出させる開口窓６４を備え、ロータ４０に固定して差動信号用ケーブル６０ａのベース基板３０への接触を防止するケーブルカバー６２を有することを特徴とする上記（２）記載のスリップリング１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）環状電極３２間の間隔をＬ２とし、内周側の環状電極３２と内周側の第１のシールド電極３１ａとの間の間隔と外周側の環状電極３２と外周側の第２のシールド電極３１ｂとの間の間隔とをＬ３としたときに、間隔Ｌ３が間隔Ｌ２の３倍の値であることを特徴とする上記（１）記載のスリップリング１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（５）第２のシールド電極３１ｂをベース基板３０の余白部分のほぼ全面に亘るベタ面で構成するとともに、前記ベース基板３０の裏面側に余白部分のほぼ全面に亘ったベタ面で構成される第３のシールド電極３１ｃを設け、前記第２のシールド電極３１ｂと第１のシールド電極３１ａとが前記第３のシールド電極３１ｃと電気的に接続することを特徴とする上記（１）記載のスリップリング１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（６）回転シャフト７２によって回転する一般信号用ロータ４０’を備えた一般信号用スリップリング９０をさらに有することを特徴とする上記（１）乃至上記（５）のいずれかに記載のスリップリング１００を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るスリップリングは、４Ｋ解像度の映像信号で採用されている０．３５Ｖの低電圧差動信号を伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るスリップリングの使用状態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係るスリップリングのケーブル接続を説明する図である。
【図３】本発明に係るスリップリングの回転シャフトを説明する図である。
【図４】本発明に係るスリップリングのケース部を説明する図である。
【図５】本発明を構成する差動信号用スリップリングのロータを説明する図である。
【図６】本発明を構成する一般信号用スリップリングのロータを説明する図である。
【図７】本発明を構成する摺動子を説明する図である。
【図８】ケーブルカバーを備えたロータを説明する図である。
【図９】本発明を構成する一般信号用スリップリングのベース基板を説明する図である。
【図１０】本発明を構成する差動信号用スリップリングのベース基板を説明する図である。
【図１１】本発明を構成する差動信号用スリップリング、一般信号用スリップリングの模式断面図である。
【図１２】本発明に係るスリップリングのアイ開口の測定結果を示す図である。
【図１３】ＬＡＮ信号を用いた本発明に係るスリップリングの使用例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係るスリップリング１００の実施の形態について図面に基づいて説明する。まず、本発明に係るスリップリング１００は、図１に示すように、回転機器３（回転部）と固定部１との間に設置されるものであり、回転シャフト７２と、この回転シャフト７２に設置された４つの差動信号用スリップリング７０と、同じく回転シャフト７２に設置された一般信号用スリップリング９０と、を有している。尚、一般信号用スリップリング９０はスリップリング１００とは別体として構成しても良い。そして、差動信号用スリップリング７０は４Ｋ解像度の映像信号である０．３５Ｖの低電圧差動信号を少なくとも伝達可能であり、差動信号用摺動子５０ａ、シールド用摺動子５０ｂを備えたロータ４０と、このロータ４０を回転可能に収容するケース部２０と、ベース基板３０と、を有している。また、一般信号用スリップリング９０は電源ラインや従来の電気信号の伝達が可能な周知のスリップリングであり、摺動子５０を備えた一般信号用ロータ４０’と、この一般信号用ロータ４０’を回転可能に収容するケース部２０と、一般信号用ベース基板３０’と、を有している。尚、これらの構成に関しては後に詳しく説明する。
【００１１】
そして、回転シャフト７２の一端は例えば雲台等の取付ステー３ａを介して回転機器３と固定し、また回転シャフト７２の他端は固定部１側の回転手段５と接続する。尚、ここでの回転機器３とは低電圧差動信号によってデータの送信を行う機器であり、例えば４Ｋ解像度の監視カメラやＩＰカメラ等が挙げられる。また、ここでの回転手段５とはモータ等の周知の回転機構が挙げられる。また、固定部１側には回転機器３から送信されたデータを取得して、所定の処理を行う機器８が設けられる。尚、ここでの機器８とは例えば回転機器３（監視カメラ）で撮影された映像を再生するモニタや、映像を記録するハードディスク等の記録機器、顔認識等の周知の画像解析を行う画像解析機器等が挙げられる。そして、回転機器３と機器８とは本発明のスリップリング１００を介した信号ケーブル６５ａ、６５ｂにより接続し、回転手段５が回転すると回転シャフト７２が回転し、これにより回転機器３は信号ケーブル６５ａ、６５ｂ間の信号伝達を維持しながら３６０°連続して回転動作する。
【００１２】
ここで、例えば信号ケーブル６５ａ、６５ｂがＨＤＭＩ（登録商標）ケーブルの場合、信号ケーブル６５ａ、６５ｂは４本（Ｒ、Ｇ、Ｂ、及びＣｌｏｃｋ）の差動信号用ケーブルと、電源ラインや操作信号用の６本の一般信号用ケーブルとで構成される。また、１本の差動信号用ケーブルにはシールド線とプラスとマイナスの一対の差動信号線とがそれぞれ収められている。そして、スリップリング１００には、回転機器３側と固定部１側とに例えば接続端子１２が設けられ、回転機器３側の接続端子１２では図２に示すように、信号ケーブル６５ａのそれぞれの差動信号用ケーブルのプラスの差動信号線（の端子）と、スリップリング１００側のそれぞれの差動信号用ケーブル６０ａのプラスの差動信号線６０ａ（＋）とが接続する。また、信号ケーブル６５ａのそれぞれの差動信号用ケーブルのマイナスの差動信号線（の端子）と、スリップリング１００側のそれぞれの差動信号用ケーブル６０ａのマイナスの差動信号線６０ａ（−）とが接続する。さらに、信号ケーブル６５ａのそれぞれの差動信号用ケーブルのシールド線（の端子）に、スリップリング１００側の差動信号用ケーブル６０ａの２本のシールド線６０ａ（Ｇ）が接続する。そして、これら４本の差動信号用ケーブル６０ａはそれぞれ個別に差動信号用スリップリング７０に接続する。また、各差動信号用スリップリング７０には、固定部１側からの差動信号用ケーブル６０ｂが接続する。そして、固定部１側の接続端子１２では、それぞれの差動信号用ケーブル６０ｂのプラスの差動信号線６０ｂ（＋）と、機器８側の信号ケーブル６５ｂのそれぞれの差動信号用ケーブルのプラスの差動信号線（の端子）とが接続する。また、それぞれの差動信号用ケーブル６０ｂのマイナスの差動信号線６０ｂ（−）と、機器８側の信号ケーブル６５ｂのそれぞれの差動信号用ケーブルのマイナスの差動信号線（の端子）とが接続する。さらに、それぞれの差動信号用ケーブル６０ｂの２本のシールド線６０ｂ（Ｇ）が、機器８側の信号ケーブル６５ｂのそれぞれの差動信号用ケーブルのシールド線（の端子）に接続する。
【００１３】
また、信号ケーブル６５ａのうちの一般信号用ケーブルは、例えば接続端子１２にてスリップリング１００側の一般信号用ケーブル６１ａとそれぞれ接続し、この一般信号用ケーブル６１ａは一般信号用スリップリング９０に接続する。また、この一般信号用スリップリング９０には、固定部１側からの一般信号用ケーブル６１ｂが接続する。そして、一般信号用ケーブル６１ｂは、例えば接続端子１２にて信号ケーブル６５ｂの一般信号用ケーブル（の端子）とそれぞれ接続する。
【００１４】
これにより、回転機器３からの信号ケーブル６５ａの差動信号線は、差動信号用ケーブル６０ａ、差動信号用スリップリング７０、差動信号用ケーブル６０ｂ、信号ケーブル６５ｂを介して機器８と接続する。また、回転機器３からの信号ケーブル６５ａの一般信号線は、一般信号用ケーブル６１ａ、一般信号用スリップリング９０、一般信号用ケーブル６１ｂ、信号ケーブル６５ｂを介して機器８と接続する。
【００１５】
次に、本発明に係るスリップリング１００の各部の構成に関して説明を行う。尚、ここではケース部２０、ロータ本体部４１、摺動子５０、５０ａ、５０ｂを差動信号用スリップリング７０と一般信号用スリップリング９０とで共通化した例を示しているが、特にこれに限定する必要はなく、個別に専用のものを用いても良い。ただし、これらの部材を共通化することで部材コストの削減を図ることができる。
【００１６】
先ず、本発明の回転シャフト７２は、例えば図３に示すように、一部が切り欠かれて開口７２ａとなった断面円弧状の円筒パイプを用いることが好ましく、回転機器３側からの差動信号用ケーブル６０ａ及び一般信号用ケーブル６１ａはこの回転シャフト７２の内部を通して差動信号用スリップリング７０、一般信号用スリップリング９０内に引き込むことが好ましい。
【００１７】
次に、差動信号用スリップリング７０、一般信号用スリップリング９０の構成に関して説明を行う。先ず、差動信号用スリップリング７０、一般信号用スリップリング９０のケース部２０は、例えば合成樹脂製でモールド成型等により製造され、図４（ａ）及び図４（ｂ）のＸ−Ｘ断面図に示すように、ロータ４０、４０’を回転可能に収容するロータ収容部２１を有している。また、このロータ収容部２１の底部にはロータ４０、４０’の軸受けとなるロータ受２２が形成されている。また、ケース部２０の側面にはベース基板３０、３０’を保持するとともに、ケース部２０同士を縦方向に嵌着する嵌合手段２４を有している。
【００１８】
次に、差動信号用スリップリング７０のロータ４０、及び一般信号用スリップリング９０の一般信号用ロータ４０’に関して説明する。ここで、図５（ａ）は差動信号用スリップリング７０のロータ４０のベース基板３０側の面を示す図である。また、図５（ｂ）はロータ４０の模式的なＹ−Ｙ視断面図であり、図５（ｃ）はロータ本体部４１の模式的なＺ−Ｚ断面図である。また、図６は一般信号用スリップリング９０の一般信号用ロータ４０’の一般信号用ベース基板３０’側の面を示す図である。
【００１９】
図５、図６に示すロータ４０、一般信号用ロータ４０’は、例えば合成樹脂製でモールド成型等によって作製されたロータ本体部４１を有しており、このロータ本体部４１は中心部に廻り止め辺４４ａを備えた軸孔４４（回転軸）を備えている。尚、ここでは前述のようにロータ本体部４１を差動信号用スリップリング７０と一般信号用スリップリング９０とで共通化した例を示しているが、これはそれぞれ個別の形状のものを用いても良い。また、軸孔４４の軸筒４２ａ、４２ｂはロータ本体部４１の表裏両面から突出して形成されており、この軸筒４２ｂがケース部２０のロータ受２２によって回転可能に軸支される。また、軸筒４２ａが後述のベース基板３０、一般信号用ベース基板３０’のロータ孔３６によって回転可能に軸支される。そして、回転シャフト７２の開口７２ａ部分が軸孔４４の廻り止め辺４４ａに当接する形で挿入することで、ロータ４０、一般信号用ロータ４０’は回転シャフト７２とともに回転する。また、ロータ本体部４１はベース基板側から２段階に掘り下げられ、１段目の浅い部分４７に摺動子固定手段４７ａが形成される。尚、摺動子固定手段４７ａに関しては摺動子５０を固定可能であれば如何なる構成を用いても良いが、図示するように摺動子固定手段４７ａを突起で構成し、この突起に摺動子５０の固定孔５２ｃを挿入したうえで、接着もしくは熱カシメ等により固定することが好ましい。また、２段目の深い部分（図５、図６中のドットで示す）が回転シャフト７２側からの差動信号用ケーブル６０ａもしくは一般信号用ケーブル６１ａを収容するケーブル収容部４６となる。また、軸孔４４の廻り止め辺４４ａには軸孔４４とケーブル収容部４６とを繋ぐケーブル通し孔４８が形成され、回転シャフト７２内の差動信号用ケーブル６０ａもしくは一般信号用ケーブル６１ａは、このケーブル通し孔４８を通してケーブル収容部４６内に引き込まれる。
【００２０】
また、ロータ４０の摺動子固定手段４７ａには、図５（ａ）に示すように、差動信号を伝達する１対の差動信号用摺動子５０ａと、これら１対の差動信号用摺動子５０ａの両側、即ち内周側と外周側にシールド用摺動子５０ｂがそれぞれ一つずつ設置される。そして、ケーブル収容部４６に引き込まれた差動信号用ケーブル６０ａのうち、プラスの差動信号線６０ａ（＋）とマイナスの差動信号線６０ａ（−）とが対応する差動信号用摺動子５０ａにそれぞれ接続する。また、差動信号用ケーブル６０ａのシールド線６０ａ（Ｇ）がシールド用摺動子５０ｂにそれぞれ接続する。これにより、回転機器３側の差動信号線と差動信号用スリップリング７０の差動信号用摺動子５０ａとが電気的に接続する。また、回転機器３側のシールド線と差動信号用スリップリング７０のシールド用摺動子５０ｂとが電気的に接続する。
【００２１】
また、一般信号用ロータ４０’では、図６に示すように、所定の摺動子固定手段４７ａに摺動子５０が６つ設けられる。尚、一般信号用スリップリング９０の極数には特に限定はないが、ＨＤＭＩケーブルの一般信号用ケーブルが６本のため６極以上とすることが好ましい。そして、ＨＤＭＩケーブルの場合、回転シャフト７２内から６本の一般信号用ケーブル６１ａがケーブル通し孔４８を通してケーブル収容部４６内に引き込まれ、各摺動子５０にそれぞれ接続する。これにより、回転機器３側の信号ケーブル６５ａの各一般信号用ケーブルは一般信号用スリップリング９０の摺動子５０とそれぞれ電気的に接続する。
【００２２】
また、摺動子５０（差動信号用摺動子５０ａ、シールド用摺動子５０ｂ）は弾性を有する金属薄板で形成されており、図７に示すように、摺動部５２ａと固定片５２ｂとで主に構成され、摺動部５２ａと固定片５２ｂとは所定の角度で屈曲している。そして、摺動部５２ａはこの屈曲部の弾性力によりベース基板３０、一般信号用ベース基板３０’側に付勢される。また、固定片５２ｂには前述した固定孔５２ｃが設けられるとともに、固定片５２ｂの後端には各配線（一般信号用ケーブル６１ａ、差動信号線６０ａ（＋）、６０ａ（−）、シールド線６０ａ（Ｇ））が半田付けされる接続端子５２ｄを有する。また、摺動部５２ａの接点は、上に凸の弧状に形成するとともに二又とすることが好ましい。特に差動信号用摺動子５０ａでは、少しでも減衰を抑制するために端子幅Ｗ１と端子間隔Ｗ２とを２：１とすることが好ましい。尚、本例では端子幅Ｗ１を０．２５ｍｍ、端子間隔Ｗ２を０．１２５ｍｍとしている。また、特に差動信号用摺動子５０ａの設置間隔は狭いため、長辺方向に対称な２種類の差動信号用摺動子５０ａを製造し固定片５２ｂの内側辺（対となる差動信号用摺動子５０ａ側）までの長さＷ４を外側辺（シールド用摺動子５０ｂ側）までの長さＷ３よりも短く形成することが好ましい。この場合でも、Ｗ４とＷ３とはＷ３：Ｗ４＝２：１とすることが好ましい。尚、高周波信号は角部分での反射により電磁界エネルギーとして空間に放出される。よって、摺動部５２ａと固定片５２ｂとの接続部分にはＲを設け、高周波信号の反射を防止することが好ましい。
【００２３】
また、ケーブル収容部４６内に収められた差動信号用ケーブル６０ａ、一般信号用ケーブル６１ａなどに浮き上がり等が生じるとベース基板３０’、３０側に接触し動作不良が生る可能性がある。よって、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、各摺動子５０、５０ａ、５０ｂの摺動部５２ａを露出させる開口窓６４を備えたケーブルカバー６２を摺動子の設置面側に被せて固定し、差動信号用ケーブル６０ａ（差動信号線６０ａ（＋）、６０ａ（−）、シールド線６０ａ（Ｇ））、一般信号用ケーブル６１ａのベース基板３０’、３０側への接触を防止することが好ましい。
【００２４】
次に、一般信号用スリップリング９０の一般信号用ベース基板３０’に関して説明を行う。ここで、図９（ａ）は一般信号用ベース基板３０’の一般信号用ロータ４０’側の面（内側の面）を示す図であり、図９（ｂ）はその裏面（外側の面）を示す図である。尚、図９及び後述の図１０において、電極部分はドットで示す。図９に示す一般信号用ベース基板３０’は、中央部に一般信号用ロータ４０’の軸筒４２ａが回転可能に嵌入するロータ孔３６を有し、一般信号用ロータ４０’側の面に回転軸（ロータ孔３６）と同心円で径の異なる６本の一般信号用環状電極３２’を有している。また、一般信号用ベース基板３０’の裏面側には、一般信号用環状電極３２’と一対一対応する引出し電極３４ａ’を有しており、この引出し電極３４ａ’と一般信号用環状電極３２’とは、一般信号用ベース基板３０’に穿孔されたスルーホール３８を介して導通する。尚、スルーホール３８は摺動子５０が接触しない一般信号用環状電極３２’の比較的縁部に形成することが好ましい。この構成では摺動時に摺動子５０がスルーホール３８部分の段差の影響を受けず、動作安定性の向上と部材の長寿命化とを図ることができる。そして、引出し電極３４ａ’には直接もしくは図示しないコネクタを介して固定部１側の一般信号用ケーブル６１ｂが接続する。尚、一般信号用ケーブル６１ｂとの接続は小型化の観点から例えばスルーホール３８ｃを介してロータ面側（内側）で行うことが好ましい。これにより、固定部１側の一般信号用ケーブルは一般信号用ケーブル６１ｂを介して一般信号用環状電極３２’とそれぞれ電気的に接続する。
【００２５】
次に、差動信号用スリップリング７０のベース基板３０に関して説明を行う。ここで、図１０（ａ）はベース基板３０のロータ４０側の面（内側の面）を示す図であり、図１０（ｂ）はその裏面（外側の面）を示す図である。図１０に示すベース基板３０は、前述の一般信号用ベース基板３０’と同様に中央部にロータ４０の軸筒４２ａが回転可能に嵌入するロータ孔３６を有し、図１０（ａ）に示すように、ロータ４０側の面に回転軸（ロータ孔３６）と同心円で径の異なる２本の環状電極３２が形成されている。また、この２本の環状電極３２の内周側（ロータ孔３６側）には第１のシールド電極３１ａが形成され、環状電極３２の外周側には第２のシールド電極３１ｂが形成される。尚、第２のシールド電極３１ｂはノイズの入出を防止するため、なるべく広く形成することが好ましく、ベース基板３０のロータ面側の余白部分のほぼ全面に亘るベタ面で構成することが特に好ましい。
【００２６】
また、ベース基板３０の裏面側には、図１０（ｂ）に示すように、環状電極３２と一対一対応する引出し電極３４ａと、裏面側の余白部分のほぼ全面に亘るベタ面で構成された第３のシールド電極３１ｃとが設けられる。そして、環状電極３２と引出し電極３４ａとは、ベース基板３０に穿孔されたスルーホール３８ａを介して導通する。また、第１のシールド電極３１ａ、第２のシールド電極３１ｂは同じくベース基板３０に穿孔されたスルーホール３８ｂを介して第３のシールド電極３１ｃと電気的に接続する。そして、この第３のシールド電極３１ｃは引出し電極３４ａの左右に設けられたシールド引出し電極３４ｂと接続する。尚、スルーホール３８ａ、３８ｂは差動信号用摺動子５０ａ、シールド用摺動子５０ｂが接触しない部位、例えば縁部等に形成することが好ましい。この構成では摺動時に差動信号用摺動子５０ａ、シールド用摺動子５０ｂがスルーホール３８ａ、３８ｂ部分の段差の影響を受けず、動作安定性の向上と部材の長寿命化とを図ることができる。そして、引出し電極３４ａには直接もしくは図示しないコネクタを介して差動信号用ケーブル６０ｂの差動信号線６０ｂ（＋）、６０ｂ（−）がそれぞれ接続する。また、シールド引出し電極３４ｂには直接もしくは図示しないコネクタを介して差動信号用ケーブル６０ｂのシールド線６０ｂ（Ｇ）がそれぞれ接続する。尚、差動信号用ケーブル６０ｂとの接続は小型化の観点から例えばスルーホール３８ｃを介してロータ面側（内側）で行うことが好ましい。これにより、固定部１側の差動信号線、シールド線は環状電極３２、第１、第２のシールド電極３１ａ、３１ｂとそれぞれ電気的に接続する。
【００２７】
そして、差動信号用スリップリング７０及び一般信号用スリップリング９０は、図１１に示すように、ロータ４０、一般信号用ロータ４０’をケース部２０のロータ収容部２１内に収容し、ケース部２０の開口側をベース基板３０もしくは一般信号用ベース基板３０’で閉塞する。これにより、軸筒４２ｂはケース部２０のロータ受２２によって回転可能に軸支される。また、ロータ４０、一般信号用ロータ４０’の軸筒４２ａはベース基板３０、一般信号用ベース基板３０’のロータ孔３６によって回転可能に軸支される。これにより、ロータ４０、一般信号用ロータ４０’はケース部２０内で回転自在に保持される。またこのとき、ロータ４０の摺動子５０ａ、５０ｂの摺動部５２ａは所定の弾性力によって対応する環状電極３２、第１のシールド電極３１ａ、第２のシールド電極３１ｂに当接し、これらの電極（環状電極３２、第１のシールド電極３１ａ、第２のシールド電極３１ｂ）と摺動子（差動信号用摺動子５０ａ、シールド用摺動子５０ｂ）とはそれぞれ接触導通する。また、一般信号用ロータ４０’の摺動子５０の摺動部５２ａは所定の弾性力によって対応する一般信号用環状電極３２’に当接し、この一般信号用環状電極３２’と摺動子５０とはそれぞれ接触導通する。
【００２８】
そして、回転手段５が回転動作して回転シャフト７２が回転すると、ロータ４０、一般信号用ロータ４０’がケース部２０内で回転する。このとき、ロータ４０の摺動子５０ａ、５０ｂは対応する環状電極３２、第１のシールド電極３１ａ、第２のシールド電極３１ｂとの接触導通を維持しながら回転する。また、一般信号用ロータ４０’の摺動子５０は一般信号用環状電極３２’との接触導通を維持しながら回転する。このため、回転機器３が３６０°連続して回転動作しても、回転機器３と機器８との間の信号伝達は維持される。
【００２９】
ここで、本願発明のスリップリング１００は環状電極３２を用いるため小型化が可能である反面、直線的な平行電路よりも信号の反射や減衰の影響が大きく現れる。よって、４Ｋ解像度の映像信号に用いる０．３５Ｖの低電圧差動信号の伝達には、特にベース基板３０（環状電極３２）における損失を低く抑えることが重要となる。具体的にはベース基板３０の特性インピーダンスを伝送路の特性インピーダンスである１００Ωに近づけるとともに、共振点の周波数（減衰の谷）を使用帯域である１．５ＧＨｚよりも高周波側に移動させ１．５ＧＨｚ帯での挿入損失を低減することが必要となる。
【００３０】
特性インピーダンスの整合と共振点の高周波化には電極パターンの寸法や基板の厚み、誘電率等が関係する。ただし、スリップリング１００は小型の方が好ましいため、使用するベース基板３０としては、スリップリング用のベース基板として比較的小型の外形寸法３５ｍｍ×３５ｍｍのものを用いる。この場合、回転シャフト７２の径はφ７ｍｍとなり、ロータ孔３６の径は約φ８ｍｍとなる。また、図１０（ａ）に示す環状電極３２及び第１のシールド電極３１ａの幅Ｌ１は、摺動子５０の安定的な接触導通が可能な１ｍｍとする。そして、環状電極３２の幅Ｌ１を１ｍｍとした場合、環状電極３２間の間隔Ｌ２は幅Ｌ１の約１／２程度が好ましく、シミュレーションの結果が良好な０．６ｍｍとする。また、環状電極３２間の間隔Ｌ２を０．６ｍｍとした場合、環状電極３２と第１、第２のシールド電極３１ａ、３１ｂとの間隔Ｌ３は、シミュレーションの結果が良好な間隔Ｌ２の３倍の値である１．８ｍｍとする。この場合、環状電極３２の最内径Ｌ４は１４．６ｍｍとなる。尚、シミュレーションによればベース基板は厚い方が特性インピーダンス上好ましいため、一般的な基板のうち比較的厚みの厚い１．６ｍｍの基板を採用する。
【００３１】
ここで、ベース基板３０に比誘電率Ｅｒ＝４．５の厚み１．６ｍｍのガラスエポキシ基板を用いて上記の寸法の電極パターン（環状電極３２、シールド電極３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）を有する差動信号用スリップリング７０を作製し、減衰特性とベース基板３０の特性インピーダンスを測定した。その結果、ベース基板３０の特性インピーダンスは５５Ωを示した。また、共振点周波数は約１．８ＧＨｚであり１．５ＧＨｚでの挿入損失は約−２４ｄＢを示した。
【００３２】
次に、基板の材質を変化させて比誘電率Ｅｒが３．１（基板：ポリフェニレンエーテル）のベース基板３０と、比誘電率Ｅｒが２．２（基板：ポリテトラフルオロエチレン＋マイクログラスファイバー）のベース基板３０とを作製した。そして、このベース基板３０を用いて同様の差動信号用スリップリング７０を作製し、減衰特性とベース基板３０の特性インピーダンスを測定した。その結果、比誘電率Ｅｒが３．１のベース基板３０の特性インピーダンスは５９Ωに増大し、共振点周波数は約２．０ＧＨｚに移動し、１．５ＧＨｚでの挿入損失は−１９ｄＢに減少した。また、比誘電率Ｅｒが２．２のベース基板３０の特性インピーダンスは７０Ωにさらに増大し、共振点周波数は約２．３ＧＨｚに移動し、１．５ＧＨｚでの挿入損失は−１３ｄＢにさらに減少した。ただし、比誘電率Ｅｒが２．０のベース基板３０を用いた差動信号用スリップリング７０の特性は、比誘電率Ｅｒが２．２のものとほぼ同等であった。従って、ベース基板３０の比誘電率Ｅｒは２．０〜２．５程度が好ましく、特に比誘電率Ｅｒが２．２のポリテトラフルオロエチレン＋マイクログラスファイバーの基板を用いることが最も好ましいといえる。次に、比誘電率Ｅｒが２．２のベース基板３０を用いた差動信号用スリップリング７０の信号２Ｇｂｐｓ  振幅２００ｍＶにおけるアイパターンを測定したところ、図１２に示すようにアイ開口が綺麗に開いており、伝送特性にも問題が無いことが分かる。
【００３３】
そして、上記のベース基板３０を用いた差動信号用スリップリング７０で本発明に係るスリップリング１００を構成し、回転機器３としての４Ｋカメラからの映像信号（画像サイズ３８４２×２１６０、ビットレートＭＡＸ  ７２Ｍｂｐｓ／ＶＢＳ、フレームレート３０ｆｐｓ）を回転させながら伝達させたところ、機器８側で問題なく再生することができた。
【００３４】
尚、本発明に係るスリップリング１００はＨＤＭＩの低電圧差動信号以外の差動信号、例えばＬＡＮ信号にも適用が可能である。よって、例えばＩＰカメラ等にも適用が可能である。さらに、回転機器３と機器８との間が離れており、ＨＤＭＩの低電圧差動信号方式による信号伝達が困難な場合には、図１３に示すように、ＨＤＭＩ信号をＬＡＮ信号に変換するＨＤＭＩ−ＬＡＮ変換ユニット１０ａを回転機器３とスリップリング１００の間に設けるとともに、機器８の側にＬＡＮ信号をＨＤＭＩ信号に変換するＬＡＮ−ＨＤＭＩ変換ユニット１０ｂを設けＬＡＮの差動信号で映像信号を伝達するようにしても良い。この場合、スリップリング１００にはＬＡＮケーブル６５ａ’、６５ｂ’が接続する。
【００３５】
以上のように、本発明に係るスリップリング１００は、電極パターンと比誘電率とが最適化されたベース基板３０を用いて差動信号用スリップリング７０を構成するとともに、１本の差動信号用ケーブル６０ａに対し１つの差動信号用スリップリング７０を用いて信号の伝達を行う。これにより、４Ｋカメラで採用されている０．３５Ｖの低電圧差動信号を伝達することができる。これにより、高解像度の４Ｋカメラによる撮影を３６０°連続回転させながら行うことができる。
【００３６】
尚、本例で示したスリップリング１００は一例であり、差動信号用スリップリング７０、一般信号用スリップリング９０、その他を構成する各部の形状、寸法、機構、電極パターン、配線経路等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更
して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１      固定部
３      回転機器
３０    ベース基板
３１ａ  第１のシールド電極
３１ｂ  第２のシールド電極
３１ｃ  第３のシールド電極
３２    環状電極
４０    （差動信号用）ロータ
４０’  一般信号用ロータ
４４    軸孔
４８    ケーブル通し孔
５０ａ  差動信号用摺動子
５０ｂ  シールド用摺動子
５２ａ  摺動部
６０ａ、６０ｂ  差動信号用ケーブル
６０ａ（＋）、６０ａ（−）、６０ｂ（＋）、６０ｂ（−）  差動信号線
６０ａ（Ｇ）、６０ｂ（Ｇ）  シールド線
６２    ケーブルカバー
６４    開口窓
７０    差動信号用スリップリング
７２    回転シャフト
９０    一般信号用スリップリング
１００  スリップリング
【要約】
【課題】４Ｋ解像度の低電圧差動信号の伝達が可能なスリップリングを提供する。
【解決手段】このスリップリング１００は、電極パターンと比誘電率とが最適化されたベース基板３０を用いて差動信号用スリップリング７０を構成するとともに、１本の差動信号用ケーブル６０ａに対し１つの差動信号用スリップリング７０を用いて信号の伝達を行う。これにより、４Ｋカメラで採用されている０．３５Ｖの低電圧差動信号を伝達することができる。これにより、高解像度の４Ｋカメラによる撮影を３６０°連続回転させながら行うことができる。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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