(57)【要約】      （修正有）【課題】回転軸を中心として互いに相対的に回転する２つの物体の間で、エネルギー伝送とデータ伝送を非接触で、ノイズに強く、コンパクトに行う装置を提供する。【解決手段】回転軸Ａの軸方向に離間して対向し、誘導結合によるエネルギー伝送を行う円状又は円弧状の第１、第２コイル１４、１１４と、第１、第２コイル１４、１１４と同軸に設けられ、軸方向に離間して対向し、電気的な結合によるデータ伝送を行う円状又は円弧状の第１、第２導電体１２、１１２を備える。第１コイル１４と第１導電体１２及び第２コイル１１４と第２導電体１１２の担持体は、それぞれ一体的に配線基板１０、１１０として構成される。第１のコイル１４と導電体１２の間及び／又は第２のコイル１１４と導電体１１２の間には、導電性材料から成る遮蔽用の配置物１８、１１８が設置され、さらに配線基板１０、１１０に形成された貫通穴２０、１２０に導電性材料が充填される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の回転軸（Ａ）を中心として互いに相対的に運動する２つの物体の間でデータ及びエネルギーを非接触で伝送するための装置であって、
a)第１の物体上に第１のコイル（１４）が設けられ、
b)第２の物体上に第２のコイル（１１４）が設けられ、該第２のコイルは前記第１のコイルに対して、該２つのコイル（１４、１１４）の間で誘導結合によるエネルギー伝送が可能であるように、前記回転軸（Ａ）の軸方向に離間して対向しており、
c)第１の導電体（１２）を有する板状又はリング板状の第１の電極担持体が第１のコイル（１４）に対して同軸状且つ耐回転的に設けられ、
d)第１の電極担持体に対向する板状又はリング板状の電極担持体であって、第２の導電体（１１２）を有する第２の電極担持体が、第２のコイル（１１４）に対して同軸状且つ耐回転的に設けられ、前記第１及び第２の電極担持体は前記回転軸（Ａ）の軸方向に離間して対向しており、その間隔及び前記第１及び第２の導電体（１２、１１２）の配置は、該第１及び第２の導電体（１２、１１２）の間で電気的な結合によるデータ伝送が可能であるような間隔及び配置であり、
e)前記導電体（１２、１１２）は円状又円弧状であり、その円又は円弧は前記物体の相対運動の回転軸（Ａ）に対して同心円状であり、
f)前記第１のコイル（１４）のコイル巻線と前記導電体（１２）が互いに同心円状に配置されている一方、前記第２のコイル（１１４）のコイル巻線と前記第２の導電体（１１２）が同心円状に配置されており、
g)前記第１の物体は、前記第１のコイルを担持した板状又はリング板状の第１のコイル担持体を含み、前記第２の物体は、前記第２のコイルを担持した板状又はリング板状の第２のコイル担持体を含み、前記第１のコイル担持体と前記第１の電極担持体は一体的であって第１の配線基板（１０）から成り、前記第２のコイル担持体と前記第２の電極担持体は一体的であって第２の配線基板（１１０）から成る
装置において、
前記第１のコイル（１４）と前記第１の導電体（１２）の間の半径方向の領域内及び／又は前記第２のコイル（１１４）と前記第２の導電体（１１２）の間の半径方向の領域内に、各コイルと導電体の間に同軸状に、導電性材料（１２、２０；１１８、１２０）から成る電気的な遮蔽用の配置物が設けられ、該導電性材料から成る電気的な遮蔽用の配置物は、前記コイル（１４；１１４）と前記導電体（１２；１１２）の間の半径方向の領域において前記配線基板（１０；１１０）内に形成された複数の貫通穴（２０；１２０）を含み、該貫通穴の中に導電性材料があること
を特徴とする装置。
【請求項２】
前記第１のコイル（１４）のコイル巻線は前記第１の配線基板（１０）上に平坦に配設され、前記第２のコイル（１１４）のコイル巻線は前記第２の配線基板（１１０）上に平坦に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の物体に耐回転的に結合された導電性材料から成る第１の深皿状ケース（２２）及び／又は前記第２の物体に耐回転的に結合された導電性材料から成る第２の深皿状ケース（１２２）を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の深皿状ケース（２２）は前記第１のコイル（１４）と前記第１の導電体（１２）の間にある電気的な遮蔽用の導電性材料から成る配置物（１８；２０）と電気的に接続され、前記第２の深皿状ケース（１２２）は前記第２のコイル（１１４）と前記第１の導電体（１１２）の間にある電気的な遮蔽用の導電性材料から成る配置物（１１８；１２０）と電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
各コイルと電極の間の半径方向の領域にある前記導電性材料から成る配置物が、各コイル（１４；１１４）と電極（１２；１１２）の間で前記回転軸（Ａ）と同軸状に配置され且つ各深皿状ケース（２２；１２２）と導電的に接続されたリング状の構造物（１８；１１８）を含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
両方の深皿状ケース（２２；１２２）がそれぞれ少なくとも、前記回転軸に垂直に方向付けられた板状の領域と、該領域より半径方向の外側にある曲がり領域（２６；１２６）とを含み、両方の深皿状ケース（２２；１２２）の前記曲がり領域（２６；１２６）が半径方向に離間して互いに隣接していることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記第１のコイル（１４）をその半径方向の外周を取り囲む及び／又は該コイルの半径方向の内側に配置された、磁性材料、特にフェライトから成る第１の配置物（２４）を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記第２のコイル（１１４）を少なくともその半径方向の外周側で取り囲む及び／又は該コイルの半径方向の内側に配置された、磁性材料、特にフェライトから成る第２の配置物（１２４）を備え、該第２の配置物が前記磁性材料から成る第１の配置物（２４）と協働してトランスのように作用することを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記磁性材料から成る配置物は、前記コイル担持体を貫通する少なくとも１つの部分（３０、３２；１３０、１３２）を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
前記２つの物体の相対運動を生じさせるための駆動モータ（５０）又は駆動モータの駆動要素（５２）が前記コイル担持体を貫通していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のエネルギー及びデータを伝送するための装置が、前記第１の物体となる給電ユニットと、回転軸（Ａ）を中心として前記給電ユニットに対して相対的に回転可能である、前記第２の物体となるセンサヘッドとの間に設けられていることを特徴とするレーザスキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共通の回転軸を中心として互いに相対的に運動する２つの物体の間でデータ及びエネルギーを非接触で伝送するための装置であって、第１の物体が第１のコイルを含み、第２の物体が第２のコイルを含み、これら２つのコイルが、該２つのコイルの間で誘導結合によるエネルギー伝送が可能であるように、前記回転軸の軸方向に離間して対向している装置に関する。また本発明はそのような装置を備えるレーザスキャナに関する。
【背景技術】
【０００２】
互いに相対的に回転する物体において、該互いに相対的に回転する物体の間でエネルギー及びデータを伝送することが不可欠であることがよくある。今日の応用例としては、自動車の内部に固定された操舵棒（ステアリングコラム）とハンドルとの間でエネルギー及びデータ信号を伝送することがしばしば不可欠である。例えば、ハンドル内に装備されたエアバッグの点火装置を作動させることができるように、ハンドルへエネルギーを伝送する必要がある。他方、例えば警笛を鳴らす操作に応じて、それに対応する要求された動作が自動車の内部で実行されるには、データ信号が伝送される必要がある。
【０００３】
別の応用例として、周囲を監視するためのレーザスキャナという形態がある。この場合、エネルギー及びデータ信号は、例えば回転するセンサヘッドと静止した評価及び給電ユニットの間で受け渡しされる。
【０００４】
特許文献１には乗り物用のハンドルが記載されている。このハンドルでは、操舵棒とそれに対して回転するハンドルとの間で適宜のコイル系の誘導結合を通じてエネルギーの供給が確保される。また同文献では、信号の伝送は誘導方式又は光電方式に基づいて行われるようになっている。
【０００５】
特許文献１に記載の光電方式の伝送は追加の光学素子を必要とする。他方、誘導方式のデータ伝送の場合、可能なデータレートのレベルは非常に限られており、基本的にせいぜい数１０キロビット程度である。これは多くの用途にとって不十分である。
【０００６】
特許文献２には互いに相対的に回転する２つの要素の間でエネルギーを伝送する装置が記載されている。プリント配線基板の形をした２つのコイル担持体が設けられ、その上に相対運動の回転軸に対してそれぞれ略同心円状であるコイル巻線が設けられ、該コイル巻線の働きにより、互いに相対的に運動する２つの物体の間で誘導結合を通じたエネルギー伝送が行われる。各コイルには、磁気的な結合を生じさせる乃至は促進するフェライト磁心が挿通されている。特許文献２に記載のこの装置は情報の伝送にも用いられる。
【０００７】
特許文献３には自動車の操舵棒とハンドルの間のエネルギー及びデータ伝送が記載されている。対向する２つのコイルを通じて誘導結合が生じ、それにより、互いに相対的に運動する２つの物体の間でエネルギーを伝送することができる。コイル巻線は半径方向と同程度に軸方向にも広がっている。コイルから半径方向又は軸方向に離れた箇所で、互いに相対的に回転する物体の表面にコンデンサ電極があり、該電極がデータの電送に用いられる。
【０００８】
特許文献４には互いに回転する２つの物体の間でデータ及びエネルギーを伝送するための装置が記載されている。互いに回転する２つの配線基板の上にコイル巻線が設けられ、それを用いてエネルギーが誘導方式で伝送される。データ伝送は、同じく前記配線基板の上に前記コイル巻線と同心円状に設けられた電極を通じて行われる。特許文献４には本願請求項１のプレアンブルに記載の特徴を有する装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】DE 195 32 043 A1
【特許文献２】DE 44 07 277 A1
【特許文献３】DE 41 20 650 A1
【特許文献４】DE 10 2014 105 261 B3
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、回転軸を中心として互いに相対的に回転する２つの物体の間で、エネルギー伝送と同様にデータ伝送も、非接触で、簡単に、効果的に、コンパクトに且つノイズに強い形で行うことができ、それゆえ小さな設置スペースでも使用可能であるような装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題は請求項１に記載の特徴を有する非接触型のデータ及びエネルギー伝送装置により解決される。従属請求項は好ましい形態に焦点を当てたものである。また、本発明に係るデータ及びエネルギー伝送装置を備えるレーザスキャナが請求項１１の対象である。
【００１２】
本発明に係る、共通の回転軸を中心として互いに相対的に運動する２つの物体の間でデータ及びエネルギーを伝送するための装置は、第１の物体上にある第１のコイルと、第２の物体上にある第２のコイルを備えている。第２のコイルは第１のコイルに対して、該２つのコイルの間で誘導結合による非接触のエネルギー伝送が可能であるように、前記回転軸の軸方向に離間して対向している。
【００１３】
第１の導電体を有する板状又はリング板状の第１の電極担持体が第１のコイルに対して同軸状且つ耐回転的に設けられている。また、第１の電極担持体に対向する板状又はリング板状の電極担持体であって、第２の導電体を有する第２の電極担持体が第２のコイルに対して同軸状且つ耐回転的に設けられている。これらの電極担持体は軸方向に離間して対向しており、その間隔並びに第１及び第２の導電体の配置は、該第１及び第２の導電体の間で非接触の電気的な結合によるデータ伝送が可能であるような間隔及び配置である。
【００１４】
つまり、ここでの第１及び第２の導電体の間の「電気的な結合」とは、非接触の容量結合と解すべき概念である。
【００１５】
前記コイルは物体の相対運動の回転軸に対して同心円状であるため、本発明に係る装置は構造が簡単で且つ容易に扱うことができる。データ伝送用の導電体は円状又円弧状に形成されており、その円又は円弧は相対運動の回転軸に対して同心円状である。
【００１６】
第１の物体は第１のコイルを担持する板状又はリング板状の第１のコイル担持体を含み、第２の物体は第２のコイルを担持する板状又はリング板状の第２のコイル担持体を含む。このような板状又はリング板状のコイル担持体は製造が容易であり、例えばリソグラフィ工程での処理によりその表面にコイルを設けることができる。
【００１７】
更に、電極担持体が板状又はリング板状に形成され、データ伝送のために軸方向に離間して対向しているだけでなく、板状又はリング板状に形成されたコイル担持体上のコイルも、エネルギー伝送のための誘導結合を可能にするために軸方向に離間して対向している。このようにして、非常にコンパクトで簡単な構造が確保されている。特に簡単且つ有利であるのは、本発明においてコイル担持体がそのまま配線基板として形成され、該基板の表面にエネルギー伝送用の各コイル巻線が設けられている場合である。同様に電極担持体も、その表面にデータ伝送用の導電体が設けられた配線基板を含む。エネルギー伝送用の金属製のコイル巻線乃至はデータ伝送用の導電体は公知のリソグラフィ工程（例えば蒸着やエッチング）により配線基板の表面に極めて簡単に作製することができる。
【００１８】
このようにして、コイル巻線乃至は導電体の幾何形状を簡単な方法で確定することができ、且つ、配線基板そのものをコイル巻線乃至は導電体の担持体として利用できる。特に、本発明では、第１の物体上に第１のコイル担持体と第１の導電体が一体的に設けられ（つまり単一の部品で形成でき）、且つ、第２の物体上に第２のコイル担持体と第２の導電体が一体的に設けられているため、構造が簡単で安価に製造できる。このようにすれば、物体毎にそれぞれ１枚の配線基板があれば済む。この配線基板上にそれぞれエネルギー伝送用のコイル及びデータ伝送用の導電体が設けられ、それらを製造時に例えば同時に加工することができる。
【００１９】
コイル担持体乃至は導電体を配線基板として設けることにより、追加の（特に電気的な）部品及び接続配線を省スペースな方法で設けることができる。
【００２０】
コイルは平坦に形成されていることが有利である。つまり、該コイルは板状又はリング板状の各コイル担持体の一方の面に並べて配置されたコイル巻線を含むということである。基本的には、各コイル担持体の他方の面に、例えばフェライト構造物を介して誘導結合を強める別の平坦なコイルをそれぞれ設けることも可能である。
【００２１】
もっとも、図示した形態を参照しつつ後で説明するように、（第１の物体上の）第１のコイルのコイル巻線と（第２の物体上の）第２のコイルのコイル巻線が、２つのコイル担持体の互いに向き合った側で対向していることが好ましい。
【００２２】
加えて、本発明に係る装置では、第１のコイルと第１の導電体の間及び／又は第２のコイルと第２の導電体の間において、それぞれコイルと導電体の間で同軸状に、導電性材料から成る電気的な遮蔽用の配置物が設けられる。これにより、装置の配置がコンパクトであるにもかかわらず、導電体を通じたデータ伝送がその隣にあるコイルを通じた誘導方式のエネルギー伝送により妨害されることを効果的に抑制することができる。前記配置物がなければ、電磁気的な妨害を防止するために誘導式のエネルギー伝送部と電気的なデータ伝送部を空間的にかなり遠ざける必要があるが、配置物があればその必要はなくなるため、むしろ構造を小さくできる。
【００２３】
本発明では、エネルギー伝送用コイルとデータ伝送用電極の間の遮蔽のために、コイル巻線と導電体の間において各配線基板に複数の貫通穴が設けられ、該貫通穴の中に導電性材料がある。このような遮蔽は非常に簡単に実現できる。
【００２４】
加えて、担持体構造の強度を過度に低下させずに簡単な方法で遮蔽を実現するために、配線基板内に設けられた貫通穴の内周部を金属材料で被覆することが特に好ましい。
【００２５】
本発明の装置が導電性材料から成る第１の深皿状ケース及び／又は導電性材料から成る第２の深皿状ケースを有し、第１の深皿状ケースが第１の物体に耐回転的に結合され、第２の深皿状ケースが第２の物体に耐回転的に結合されていると特に有利である。導電性材料から成る深皿状ケースは、外部に対して系を電気的に遮蔽するとともに、外部の影響によるノイズを効果的に妨げる役割を果たす。
【００２６】
更に、前述のように配置及び構成された深皿状ケースは、真の接地と仮想接地の間に容量結合を生じさせることにより、仮想接地への接続を提供する。
【００２７】
更に、第１の深皿状ケースが第１のコイルのコイル巻線と第１の導電体の間にある導電性材料から成る電気的な遮蔽用の配置物と電気的に接続され、第２の深皿状ケースが第２のコイルのコイル巻線と第２の導電体の間にある導電性材料から成る電気的な遮蔽用の配置物と接続されていると特に有利である。
【００２８】
このようにすれば、各コイル巻線と電極の間にある遮蔽用の配置物が各深皿状ケースに電気的に接続されているため、あらゆる外部の影響から、特にエネルギー伝送のために用いられているコイルの影響から、データ伝送が効果的に遮蔽される。遮蔽体に囲まれていないのは、電極担持体のうち、互いに相対的に回転するもう一方の物体上にある電極担持体に直接面している側だけである。
【００２９】
前記接続は、例えば、コイルと電極の間で回転軸と同軸状に配置された導電性のリング状構造物（例えば導電性の発泡材料）で構成することができる。
【００３０】
深皿状ケースによる遮蔽は、両方の深皿状ケースが、その半径方向の外側領域に曲がり領域を含み、該両方の深皿状ケースの曲がり領域が半径方向に離間して互いに隣接していると特に有効である。遮蔽体（特に深皿状ケース）の重なり領域が大きいほど、そして重なり領域の距離が小さいほど、遮蔽効果がより高まる。
【００３１】
磁性材料から成る配置物が、少なくとも、各コイル担持体のうち各コイルが存在する領域をその半径方向の外周側で取り囲む、及び／又は、該領域の半径方向の内側に配置されていると有利である。互いに相対的に運動する物体の各コイル担持体が磁性材料から成る適宜の配置物を備えていれば、トランスのような作用によりエネルギー伝送のための誘導結合が効果的に強められる。
【００３２】
しかも、磁性材料から成る適宜の配置物でコイル担持体の領域を囲めば、誘導方式のエネルギー伝送が電気的なデータ伝送に負の影響を及ぼさなくなるという別の遮蔽効果も生じる。
【００３３】
特に有利なやり方では、前記磁性的な配置物が軟磁性材料、特に「フェライト」で作製される。
【００３４】
各物体上の前記磁性材料から成る配置物が、物体の相対運動の回転軸に対して同心円状になった円状又は円弧状の部分であって、配線基板を貫通する第１の部分、及び／又は、物体の相対運動の回転軸に対して同心円状になった円状又は円弧状の部分であって、前記第１の部分よりも大きな半径を有し、配線基板を貫通する第２の部分を有していると、該配置物は特に効果的に作用する。
【００３５】
ここで、物体の相対運動の回転軸に対して同心円状に配置されたコイルを配線基板上で周方向に前記磁性材料の配置物で囲む構成にすることができる。このようにすれば、一方でコイルによる誘導結合が強められ、他方で遮蔽性能が高まる。
【００３６】
できるだけコンパクトな構造を確実に作るために、２つの物体の相対運動を生じさせるための駆動モータ、又はそれに相当する駆動モータの駆動シャフトが、配線基板を貫通していてもよい。
【００３７】
本発明に係る装置及びその好ましい形態の個々の要素を相対運動の回転軸を中心として略回転対称な配置及び形状にすれば、装置の製造、取り扱い及び駆動が容易になるため有利である。
【００３８】
更に、本発明に係る装置及びその特に有利な形態では、特にデータ伝送用電極とエネルギー伝送用コイルの間が良好に遮蔽されるため、数１００ＭＨｚ領域における３０メガビット程度のデータレートでのデータ伝送が可能であり、それにより、ギガヘルツ領域でデータ伝送を行う場合よりも低コスト且つ低電力での駆動が可能である。
【００３９】
本発明に係るエネルギー及びデータ伝送装置は、センサヘッドが給電ユニットに対して回転するレーザスキャナに特に有利に利用可能である。この場合、本発明に係るエネルギー及びデータ伝送装置及びその有利な形態により、コンパクトな構造でありながらも高精度のデータ伝送が達成できるということが特に有利である。
【００４０】
好ましい実施形態は、従属請求項、添付図面及び／又は以下に説明する実施例から明らかである。
【００４１】
以下、本発明について、一実施形態を示す添付図面に基づいて詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る装置の一実施形態を側面から見た概略断面図。
【図２】本発明に係る装置の一実施形態において使用される配線基板をやや斜めから見た平面図。
【図３】図１又は２に示した本発明に係る装置に使用されるフェライト配置物。
【図４】図３のフェライト配置物と図２の配線基板を組み立てたところを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１は本発明に係る装置の一形態を側面から見た概略断面図で示している。この側面からの断面図の中に、対向する２つの配線基板１０、１１０が見える。両基板は軸Ａを中心として互いに相対的に運動する。
【００４４】
図２は特に、図１で言えば下側となる方向から見た配線基板１０を示している。つまりここでは、配線基板１０のうち、もう一方の配線基板１１０に面する側が見えている。
【００４５】
配線基板１０上の半径方向の内側の領域１０’において配線基板１１０に面する側に、相対運動の回転軸Ａに対して略同心円状のコイル巻線を有するコイル１４がある。これらのコイル巻線は、図１の断面図では、配線基板の領域１０’（以下、「内側領域１０’」と呼ぶ）の下側に単なる黒色の棒として概略的に示されている。図２では、配線基板の内側領域１０’にあるコイルは描かれていない。コイル巻線は各配線基板上に蒸着又はエッチングで形成された導体経路の上に形成されている。説明を簡単にするため、以下では、配線基板１０上のコイル１４及びそれを形成しているコイル巻線に対して同一の符号１４を用いる。
【００４６】
配線基板１０の外側領域において配線基板１１０に面する側には、導体経路として回転軸Ａに対して同心円状に配置されたリング状の電極１２がある。図１ではこの電極１２の断面、図２では平面形状がそれぞれ見て取れる。
【００４７】
図１では分からないが、図２では明らかなように、配線基板１０上で電極１２が配設されている領域と、コイル１４が配設されている内側領域１０’は、半径方向に延在するブリッジ１１で互いに接続されている。従って本実施形態では、コイルを担持した領域１０’と電極１２を有する電極担持部とが一体の配線基板１０を成している。
【００４８】
配線基板１０は１つ又は複数の絶縁用スペーサ１６（図１）を介して金属製の深皿状ケース２２に結合されている。このケースは例えば深掘り加工された薄板を含むものとすることができる。本実施形態ではこの深皿状ケース２２が駆動モータ５０の駆動シャフト５２に耐回転的に結合されているため、深皿状ケース２２は配線基板１０及びその上に配設された構造物と共に回転する。
【００４９】
配線基板１０の内部又は表面には、電極１２に対して半径方向に内側へずれた位置に、遮蔽構造１８、２０が設けられている。本実施形態ではこれらの構造が以下のように構成されている。
【００５０】
配線基板１０には、電極１２に対して半径方向に内側へずれた位置にリング状に並んだ多数の貫通穴２０があり、該貫通穴の内面は例えば適宜の蒸着処理により金属で被覆されている。金属で被覆されたこれらの貫通穴２０は金属材料１８を介して深皿状ケース２２に電気的と接続されている。金属材料１８の例としては導電性の発泡材料が挙げられる。
【００５１】
図１から分かるように、深皿状ケース２２は配線基板１０の半径方向の外側に曲がり領域２６を有している。このようにして、金属で被覆された貫通穴２０、リング状の材料構造物１８、深皿状ケース２２の平らな面、及び深皿状ケース２２の曲がり領域２６から成る遮蔽構造が全体として作られている。
【００５２】
本実施形態では駆動モータ５０に深皿状ケース１２２が固定的に取り付けられている。この深皿状ケース１２２には、深皿状ケース２２に設けられた前述の構造に対応してそれと向き合う構造が設けられている。即ち、配線基板１１０のうち１つ又は複数の絶縁用スペーサ１１６を介して深皿状ケース１２２に結合されている領域には電極１１２が設けられている。金属製の発泡材料１１８から成るリング状の構造物が、深皿状ケース１２２と、配線基板１１０内にリング状に配置されて金属で被覆された多数の貫通穴１２０とを接続している。深皿状ケース１２２の半径方向の最も外側の領域には曲がり領域１２６がある。
【００５３】
対向する配線基板１０乃至１１０の上で対向する電極１２乃至１１２は、深皿状ケース２２、１２２、該ケースの曲がり領域２６、１２６、金属製の発泡材料１８、１１８から成る構造物、及び金属で被覆されてリング状に配置された貫通穴２０、１２０から成る遮蔽構造により効果的に遮蔽されていることが分かる。特に、図示した実施形態のように２つの深皿状ケース２２、１２２の曲がり領域２６、１２６が重なり合っていれば、外部に対して遮蔽が効果的に成される。
【００５４】
更に、深皿状ケース２２、１２２、特に曲がり領域２６、１２６は、互いに相対的に回転する要素の間に接地のための有効な容量結合を形成する。
【００５５】
電極１２を備える構造の半径方向の内側には、既に述べたリソグラフィ加工で作られたコイル巻線１４が内側領域１０’に設けられている。このコイル巻線１４に対して、図１における下側の配線基板１１０の内側領域１１０’上にあるコイル巻線１１４が対向している。このコイル巻線も、先のコイル巻線１４と同様に配線基板上にリソグラフィ加工で作製されている。説明を簡単にするため、以下では、配線基板１１０上のコイル及びそれを形成しているコイル巻線に対して同一の符号１１４を用いる。
【００５６】
内側領域１０’は、図３に単独で示されたフェライト構造物２４により囲まれる。図から分かるように、この構造物は配線基板１０を貫通する曲がり領域３０、３２を有している（図１）。このうち外側の曲がり領域３２は、内側領域１０’と配線基板１０の他の部分とを接続するブリッジ領域を通すための部分にのみ、切り欠きを有している。
【００５７】
このようにして、フェライト構造物２４は、他方の配線基板１１０側のフェライト構造物１２４と協働して非常に効果的に機能する。第１のフェライト構造物２４が第１の配線基板１０の内側領域１０’を取り囲んでいるのと同様に、第２のフェライト構造物１２４は第２の配線基板１１０の内側領域１１０’を取り囲んでいる。このようにすると、対向するコイル１４、１１４の間の誘導結合がフェライト構造物２４、１２４を通じてトランスの作用により効果的に強められる。その上、フェライト構造物２４、１２４には、データ伝送用の電極１２、１１２の電気的な結合がコイル１４、１１４の間の誘導結合により全く又はほとんど妨害されないようにする、という遮蔽作用もある。
【００５８】
図４は図２の配線基板を図３のフェライト構造物とともに示している。この図では配線基板１０が図２と同様の方向から透視されている。配線基板１０の内側領域１０’と外側領域の間にある該基板の開口部を通って、図３に示したフェライト構造物の曲がり領域３２が突き出ている。内側領域１０’の半径方向の内側にはフェライト構造物２４の曲がり領域３０がある。図２〜図４はいずれも第２の配線基板１１０に面する側を示しており、第２の配線基板１１０も同様に配置された同様の構造物を有している。
【００５９】
即ち、互いに相対的に回転する２つの構造は互いに対向する要素を含んでおり、図１では、第２の構造の各要素が、それに対応する第１の構造の符号（「ｘｘ」）の先頭に「１」を付した符号（「１ｘｘ」）で同様に繰り返し示されている。
【００６０】
駆動時には駆動シャフト５２がモータ５０に対して運動する。それゆえ、深皿状ケース２２、配線基板１０、電極１２及びコイル巻線１４もフェライト磁心２４とともに回転軸Ａを中心として運動する。従って、これらの要素が「ロータ」となり、固定された要素が本装置の「ステータ」となる。本実施形態では深皿状ケース１２２がモータ５０に固定的に結合されている。それゆえ、電極１１２及びコイル巻線１１４を備える配線基板１１０も動かない。従って、エネルギー伝送のための誘導結合をもたらすコイル巻線１４と１１４の間に相対的な回転運動が生じる。対向する電極１２及び１１２は、軸Ａを中心として互いに相対的に回転する要素間のデータ伝送に用いられる。
【００６１】
例えば、深皿状ケース１２２が固定された駆動モータ５０をレーザスキャナの固定部分に配置する一方、深皿状ケース２２及びそれに固定された要素を駆動シャフト５２とともにモータ５０に対して運動させることができる。
【００６２】
駆動シャフト５２には、例えばレーザスキャナのセンサヘッドを接続することができる。このようにすれば、本発明に係る装置により、コイル１４及び１１４の間の誘導結合を通じたエネルギー伝送と、電極１２及び１１２を通じたレーザスキャナのセンサヘッドから固定的な要素へのデータ伝送を効果的に行うことができる。
【００６３】
回転軸Ａを中心とした各要素の相対的な回転運動の際、その回転運動にもかかわらず、電極１２、１１２及びそれを通じて生じるデータ伝送が周囲から確実に効果的に遮蔽される。なぜなら、電極１２、１１２は、それぞれ相手側の配線基板に面する側を除き、全ての側において金属材料で囲まれているからである。
【００６４】
前記実施形態では、電極１２、１１２を通じたデータ伝送部がコイル巻線１４、１１４を通じたエネルギー伝送部よりも半径方向の外側にある。しかし、図示はしないものの、コイル巻線１４、１１４を通じた誘導式のエネルギー伝送部を配線基板１０、１１０上において電極１２、１１２よりも半径方向の外側に設けた配置も可能である。それ以外の点、特にデータ伝送用電極とエネルギー伝送用コイルの間の遮蔽の点については、このような配置でも上述の配置と同様になる。
【符号の説明】
【００６５】
１０、１１０…配線基板
１０’、１１０’…配線基板の半径方向の内側領域
１１…半径方向のブリッジ
１２、１１２…リング状電極
１４、１１４…コイル、コイル巻線
１６、１１６…絶縁用スペーサ
１８、１１８…リング状の金属製発泡材料の構造物
２０、１２０…リング状に配置され、金属で被覆された貫通穴
２２、１２２…深皿状ケース
２４、１２４…フェライト構造物
２６、１２６…深皿状ケースの曲がり領域
３０、１３０…フェライト構造物の半径方向内側の曲がり領域
３２、１３２…フェライト構造物の半径方向外側の曲がり領域
５０…駆動モータ
５２…駆動シャフト
Ａ…相対的な回転運動の軸
【図１】
2016174149.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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