(57)【要約】  伝送データ速度や容量の制約がなく安定した通信を可能とするディスク通信構造を提供する。  マイクロコンピュータ等の電子回路が搭載され、ディスクドライブ装置によって回転駆動されるディスク１０上に第１の光学的手段１３が、ディスク１０とは物理的に隔離された固定部２０の、第１の光学的手段１３との対向側であって、ディスク１０の回転軸上に設けられた第２の光学的手段２１とを備え、第１と第２の光学的手段１３、２１間で光通信が行われる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路が搭載され、回転駆動されるディスク上に設けられた光送受を行う第１の光学的手段と、前記ディスクとは物理的に隔離された固定部の、前記第１の光学的手段との対向側であって、前記ディスクの回転軸上に設けられた光送受を行う第２の光学的手段とを備え、前記第１と第２の光学的手段間で光通信が行われることを特徴とするディスク通信構造。
【請求項２】
電子回路が搭載され、回転駆動されるディスク上に設けられた光送受を行う第１の光学的手段と、前記ディスクとは物理的に隔離された固定部の、前記第１の光学的手段との対向側であって、前記ディスクの回転軸上に設けられた光送受を行う第２の光学的手段と、前記固定部に設けられ、前記第１の光学的手段と第２の光学的手段間の光経路を設定するアダプタとを備え、前記第１と第２の光学的手段間で光通信が行われることを特徴とするディスク通信構造。
【請求項３】
電子回路が搭載され、回転駆動されるディスクの回転中心上に設けられた光送受を行う第１の光学的手段と、前記ディスクとは物理的に隔離された固定部の、前記第１の光学的手段との対向側であって、前記ディスクの回転軸上に設けられた光送受を行う第２の光学的手段とを備え、前記第１と第２の光学的手段間で光通信が行われることを特徴とするディスク通信構造。
【請求項４】
電子回路が搭載され、回転駆動されるディスク上の離隔位置に設けられた光送受を行う複数個の第１の光学的手段と、前記ディスクとは物理的に隔離された固定部の、前記第１の光学的手段との対向側であって、前記ディスクの回転軸上に設けられた光送受を行う第２の光学的手段とを備え、前記複数個の第１の光学的手段と第２の光学的手段間で光通信が行われることを特徴とするディスク通信構造。
【請求項５】
電子回路が搭載され、回転駆動されるディスク上の離隔位置に設けられた光送受を行う複数個の第１の光学的手段と、前記ディスクとは物理的に隔離された固定部の、前記第１の光学的手段との対向側であって、前記ディスクの回転軸上に設けられた光送受を行う第２の光学的手段と、前記固定部に設けられ、前記複数個の第１の光学的手段と第２の光学的手段間の光経路を設定するアダプタとを備え、前記複数個の第１の光学的手段と第２の光学的手段間で光通信が行われることを特徴とするディスク通信構造。
【請求項６】
電子回路が搭載され、回転駆動されるディスクの回転中心上に離隔して設けられた複数個の第１の光学的手段と、前記ディスクとは物理的に隔離された固定部の、前記第１の光学的手段との対向側であって、前記ディスクの回転軸上に設けられた第２の光学的手段とを備え、前記複数個の第１の光学的手段と第２の光学的手段間で光通信が行われることを特徴とするディスク通信構造。
【請求項７】
前記複数個の第１の光学的手段は２個の光学的手段であることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載のディスク通信構造。
【請求項８】
前記第１の光学的手段は、前記ディスク上に設けられた回路と接続されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のディスク通信構造。
【請求項９】
前記電子回路は、前記ディスク内に埋設されていることを特徴とする請求項８に記載のディスク通信構造。
【請求項１０】
前記複数個の第１の光学的手段は、同一仕様の２個の光学的手段であることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載のディスク通信構造。
【請求項１１】
前記２個の光学的手段の信号のうち一方を使用することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載のディスク通信構造。
【請求項１２】
前記アダプタは、円盤状であって、第１の透明部、第１の反射部、第２の反射部及び第２の透明部４を有し、前記第１の透明部は前記第１の光学的手段との間で光通信を行い、前記第１の反射部は前記第１の透明部と前記第２の反射部との間で光授受を行うために光を反射し、前記第２の反射部は前記第２の透明部と前記第１の反射部との間で光授受を行うために光を反射し、前記第２の透明部は前記第２の光学的手段との間で光通信を行うように構成されていることを特徴とする請求項２または５に記載のディスク通信構造。
【請求項１３】
前記アダプタは、第１の反射部はリング状固定ミラ−で、第２の反射部は中央集光ミラーであることを特徴とする請求項１２に記載のディスク通信構造。
【請求項１４】
前記第１の光学的手段を介した光通信はブロック単位で行われることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載のディスク通信構造。
【請求項１５】
前記電子回路の電源パワー、クロック信号及び前記ブロック単位の通信データの少なくともブロック単位のタイミング信号は、接触或いは非接触式のコンタクト手段により、外部から前記ディスクに供給されることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載のディスク通信構造。
【請求項１６】
前記電子回路の電源パワーは、光以外のコンタクト手段によりディスク外から供給されることを特徴とする請求項１５に記載のディスク通信構造。
【請求項１７】
前記電子回路の電源パワーは、前記光通信用の周波数と異なる周波数の光により供給されることを特徴とする請求項１５に記載のディスク通信構造。
【請求項１８】
前記電源パワー用光経路と、前記光通信用経路とは、光学的に遮蔽されていることを特徴とする請求項１７に記載のディスク通信構造。
【請求項１９】
前記ディスクは、光ディスクであることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載のディスク通信構造。
【請求項２０】
前記光学的手段は、フォトトランジスタであることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載のディスク通信構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディスク通信構造に関し、特に回転駆動される光記録媒体上に搭載される回路部と、光記録媒体外との間で通信を行うためのディスク通信構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＰＵ等の信号処理回路を光ディスクに搭載し、光ディスクに記録されている情報と有機的に関連した信号処理を実行するシステムは、従来の光ディスクの応用範囲を飛躍的に拡張するので注目されている。例えば、光記録媒体上のＣＰＵ（マイクロコントローラ）が自律的に外部デバイスを制御する事が可能である。ＣＰＵ等の信号処理回路と、外部装置との通信は、ＣＰＵ側のアンテナと外部装置側のアンテナとの間の無線回線を介して行う場合が多い。光ディスク搭載ＣＰＵでは、構成が簡単で低コストであることからＲＦ−ＩＤチップ（ＩＣタグ）が用いられることも多い。【０００３】
この種の光ディスクに搭載された電子回路とコンピュータシステム等の周辺装置との通信は、それぞれに設けられたアンテナを介した無線回線を介して行われる。この種のシステムの基本構造は、例えば、本願の発明者になる特許出願明細書に開示されている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
【特許文献１】特開平１１−７７０３（図２、段落番号〔００１０〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような構造のＲＦ−ＩＤチップが搭載された光ディスクはディスクドライブ装置で駆動され、リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）装置とＲＦ−ＩＤチップとの間で無線周波数信号により信号が授受されることになる。【０００６】
しかしながら、従来の無線周波数（ＲＦ）による通信は、次のような問題が生じていた。【０００７】
従来の無線（Radio Frequency Communication）による通信は、無線に使用出来る周波数帯域や通信電力等についての物理的制約（ディスクの送信機能部に供給可能な電力源の容量に制約があるためデータ伝送速度にも制約がある。つまり、高速回転する光記録媒体に大きなキャパシティの電源回路を搭載することはきわめて困難であるし、ソーラーバッテリも十分な効率を得られない。したがって、通常はＲＦ−ＩＤタグのように受信したＲＦ電波から電源を取得することになるが、この方法でもＲＦ電波や電磁誘導で取得できる電源容量は非常に小容量であり、送信電力も小さいものになる。また、法律的制約もあって、結局は、伝送できるデータ速度が数メガビット／秒程度以下と低く、例えば数メガビット／秒以上の通信速度を要する高品位の画像やデジタルオーディオデータ等の処理を光記録媒体上のマイクロコントローラで行うことは困難であった。【０００８】
そこで、本発明の目的は、かかる課題を解決し、伝送データ速度や容量の制約が非常に少なく安定した通信を可能とするディスク通信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】
前述の課題を解決するため本発明は、以下のような特徴的な構成を採用している。【００１０】
（１）電子回路が搭載され、回転駆動されるディスク上に設けられた光送受を行う第１の光学的手段と、前記ディスクとは物理的に隔離された固定部の、前記第１の光学的手段との対向側であって、前記ディスクの回転軸上に設けられた光送受を行う第２の光学的手段とを備え、前記第１と第２の光学的手段間で光通信が行われるディスク通信構造。
（２）電子回路が搭載され、回転駆動されるディスク上に設けられた光送受を行う第１の光学的手段と、前記ディスクとは物理的に隔離された固定部の、前記第１の光学的手段との対向側であって、前記ディスクの回転軸上に設けられた光送受を行う第２の光学的手段と、前記固定部に設けられ、前記第１の光学的手段と第２の光学的手段間の光経路を設定するアダプタとを備え、前記第１と第２の光学的手段間で光通信が行われるディスク通信構造。
（３）電子回路が搭載され、回転駆動されるディスクの回転中心上に設けられた光送受を行う第１の光学的手段と、前記ディスクとは物理的に隔離された固定部の、前記第１の光学的手段との対向側であって、前記ディスクの回転軸上に設けられた光送受を行う第２の光学的手段とを備え、前記第１と第２の光学的手段間で光通信が行われるディスク通信構造。
（４）電子回路が搭載され、回転駆動されるディスク上の離隔位置に設けられた光送受を行う複数個の第１の光学的手段と、前記ディスクとは物理的に隔離された固定部の、前記第１の光学的手段との対向側であって、前記ディスクの回転軸上に設けられた光送受を行う第２の光学的手段とを備え、前記複数個の第１の光学的手段と第２の光学的手段間で光通信が行われるディスク通信構造。
（５）電子回路が搭載され、回転駆動されるディスク上の離隔位置に設けられた光送受を行う複数個の第１の光学的手段と、前記ディスクとは物理的に隔離された固定部の、前記第１の光学的手段との対向側であって、前記ディスクの回転軸上に設けられた光送受を行う第２の光学的手段と、前記固定部に設けられ、前記複数個の第１の光学的手段と第２の光学的手段間の光経路を設定するアダプタとを備え、前記複数個の第１の光学的手段と第２の光学的手段間で光通信が行われるディスク通信構造。
（６）電子回路が搭載され、回転駆動されるディスクの回転中心上に離隔して設けられた複数個の第１の光学的手段と、前記ディスクとは物理的に隔離された固定部の、前記第１の光学的手段との対向側であって、前記ディスクの回転軸上に設けられた第２の光学的手段とを備え、前記複数個の第１の光学的手段と第２の光学的手段間で光通信が行われるディスク通信構造。
（７）前記複数個の第１の光学的手段は２個の光学的手段である上記（４）乃至（６）のいずれかのディスク通信構造。
（８）前記第１の光学的手段は、前記ディスク上に設けられた回路と接続されている上記（１）乃至（７）のいずれかのディスク通信構造。
（９）前記電子回路は、前記ディスク内に埋設されている上記（８）のディスク通信構造。
（１０）前記複数個の第１の光学的手段は、同一仕様の２個の光学的手段である上記（４）乃至（６）のいずれかのディスク通信構造。
（１１）前記２個の光学的手段の信号のうち一方を使用する上記（４）乃至（６）のいずれかのディスク通信構造。
（１２）前記アダプタは、円盤状であって、第１の透明部、第１の反射部、第２の反射部及び第２の透明部４を有し、前記第１の透明部は前記第１の光学的手段との間で光通信を行い、前記第１の反射部は前記第１の透明部と前記第２の反射部との間で光授受を行うために光を反射し、前記第２の反射部は前記第２の透明部と前記第１の反射部との間で光授受を行うために光を反射し、前記第２の透明部は前記第２の光学的手段との間で光通信を行うように構成されている上記（２）乃至（５）のディスク通信構造。
（１３）前記アダプタは、第１の反射部はリング状固定ミラ−で、第２の反射部は中央集光ミラーである上記（１２）のディスク通信構造。
（１４）前記第１の光学的手段を介した光通信はブロック単位で行われる上記（１）乃至（１３）のいずれかのディスク通信構造。
（１５）前記電子回路の電源パワー、クロック信号及び前記ブロック単位の通信データの少なくともブロック単位のタイミング信号は、接触或いは非接触式のコンタクト手段により、外部から前記ディスクに供給される上記（１）乃至（１４）のいずれかのディスク通信構造。
（１６）前記電子回路の電源パワーは、光以外のコンタクト手段によりディスク外から供給される上記（１５）のディスク通信構造。
（１７）前記電子回路の電源パワーは、前記光通信用の周波数と異なる周波数の光により供給される上記（１５）のディスク通信構造。
（１８）前記電源パワー用光経路と、前記光通信用経路とは、光学的に遮蔽されている上記（１７）のディスク通信構造。
（１９）前記ディスクは、光ディスクである上記（１）乃至（１８）のいずれかのディスク通信構造。
（２０）前記光学的手段は、フォトトランジスタである上記（１）乃至（１９）のいずれかのディスク通信構造。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ディスク側と、ディスクとは隔離されて設けられた固定側との通信を光路が一定するようにそれぞれ設けられたフォトトランジスタによって行っているので、通信光の自由空間伝播路長は一定となって通信路の損失を一定としてＳ／Ｎを最大に通信情報に利用できる。ことになる。その結果、通信のための消費電力を削減、構造の簡素化、コスト低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明によるディスク通信構造の一実施例の簡略化した断面図である。
【図２】本発明の他の実施例によるディスク通信構造の簡略化した断面図である。
【図３】本発明の更に他の実施例によるディスク通信構造の簡略化した断面図である。
【図４】図１に示す実施例に光スペースダイバーシティ構成を適用した実施例である。
【図５】図２に示す実施例に光スペースダイバーシティ構成を適用した実施例である。
【図６】図３に示す実施例に光スペースダイバーシティ構成を適用した実施例である。
【図７】本発明の他の実施例を示す簡略化された断面図である。
【図８】本発明の更に他の実施例を示す簡略化された断面図である。
【符号の説明】
【００１３】
１０          光ディスク
１１、２０    プリント基板
１２          ＣＰＵ等の回路
１３、１３Ａ、１３Ｂ、２１、２２  フォトトランジスタ
１４          ソーラーセル
３０、４０    アダプタ
３１、３１Ａ、３１Ｂ    第１の透明部
３２、３２Ａ、３２Ｂ    第１の反射部
３３、３３Ａ、３３Ｂ    第２の反射部
３４、                  第２の透明部
５０          遮蔽壁
【実施例】
【００１４】
以下、本発明によるディスク通信構造の好適実施例の構成及び動作について添付図面を参照して説明する。なお、以下の実施例の説明では、ディスクとして光ディスクを対象としているが、本発明は光ディスクに限定されることなく、同様な構造を有するすべての光記録媒体に適用可能である。【００１５】
本発明は、光記録媒体としての光ディスクにマイクロコントローラ（ＣＰＵ）等の電子回路を搭載し、このマイクロコントローラが周辺機器（パソコン等の外部機器）を制御する際に、光記録媒体に発光（及び、又は受光）素子を搭載し、一方、光通信記録媒体外に、例えば、プリント基板に受光（及び、又は発光）素子を搭載、固定し、これら1対の発光（及び、又は受光）素子と受光（及び、又は発光）素子を介した光通信媒体を用いて、光記録媒体と外部との通信を行う。なお、以下の説明では、発光（及び、又は受光）素子と受光（及び、又は発光）素子をフォトトランジスタと称することとするが、その機能は上述のように発光または受光機能を適宜有するものとする。【００１６】
その際、送受用のフォトトランジスタ間の光学的距離および光学的伝播損失を光記録媒体の回転に対し一定となる如く光路が配置されている。【００１７】
図１は、本発明によるディスク通信構造の一実施例の簡略化した断面図である。本実施例は、ＤＶＤやＣＤ等の中心部に孔のある光記録媒体に用いて好適である。【００１８】
回転軸を中心として高速回転する光ディスク１０内にはＣＰＵ等の回路１２が搭載されているプリント基板１１が埋め込まれている。プリント基板１１には、また上記回路１２と接続されているフォトトランジスタ１３が搭載されている。フォトトランジスタ１３の上面は透明で光の送受光に支障のない構成とする。ここで、プリント基板１１は光ディスク１０内に埋め込まれていなくともその表面に形成されていれば良い。また、フォトトランジスタ１３も光ディスク１０内に埋め込まれている必要はなく、その表面に露出されていれば送受光に支障はない。【００１９】
一方、光ディスク１０の上方には、光ディスク１０とは独立され、離隔配設されたプリント基板２０が配置され、このプリント基板２０の光ディスク１０の回転軸上方にはフォトトランジスタ２１が設けられている。【００２０】
かかる構成において、光ディスク１０のＣＰＵ１２と、外部のプリント基板２０側との通信は、光ディスク１０側のフォトトランジスタ１３とプリント基板２０のフォトトランジスタ２１を利用した光の送受に基づいて行われる。【００２１】
図１に示す実施例では、光ディスク１０内のプリント配線基板１１上に搭載されたフォトトランジスタ１３は、光ディスク１０の回転とともに位置を変えるが、それに通信相手として対向したプリント基板２０のフォトトランジスタ２１を光ディスク１０の回転軸上に配設しているので、光ディスクが回転してもフォトトランジスタ１３と２１を通過する通信光の自由空間伝播路長は一定となるので、通信路の損失を一定に保つことができ、通信路のＳ／Ｎを最も効率よく通信情報に利用できることになる。【００２２】
以上のように、本実施例は、光ディスク上の回路が光ディスク外の回路と通信を行う手段として光通信手段を使用することにより、無線（ＲＦ）通信よりも高速データ通信を可能とするだけでなく、通信光の自由空間伝播路長を一定とし、通信路の損失を一定に保つことができ、光ディスク回転による光通信振幅の変動の低減、光伝播ロスの低減が可能となる。その結果、光ディスク回転による光通信振幅の変動の低減、光伝播ロスの低減は、光ディスク上の電子回路の消費電力低減と光通信容量の最大利用を可能とする。このことは、次の説明から明らかである。【００２３】
通信路の信号対雑音比が変動すると、その最悪値で理論的最大伝送容量が決まり、最悪値を超えた変動幅分は無駄な電力消費となる。最大ビットレートは、次式で表現される。
最大ビットレート＝帯域巾×ｌｏｇ２(１+ 信号電力／雑音電力)【００２４】
図２は本発明の他の実施例によるディスク通信構造の簡略化した断面図である。図２において図１に示す構成部と同一符号が付されている構成部は同様な機能を有する構成部を示す。【００２５】
回転軸を中心として高速回転する光ディスク１０内にはＣＰＵ等の回路１２が搭載されているプリント基板１１が埋め込まれている。プリント基板１１には、また上記回路１２と接続されているフォトトランジスタ１３が搭載されている。フォトトランジスタ１３の上面は透明で光の送受光に支障のない構成とする。ここで、図１と同様に、プリント基板１１は光ディスク１０内に埋め込まれていなくともその表面に形成されていれば良い。また、フォトトランジスタ１３も光ディスク１０内に埋め込まれている必要はなく、その表面に露出されていれば送受光に支障はない。【００２６】
一方、光ディスク１０の上方には、光ディスク１０とは独立され、離隔配設されたプリント基板２０が配置され、このプリント基板２０の光ディスク１０の回転軸上方にはフォトトランジスタ２１が設けられている。【００２７】
本実施例は、フォトトランジスタ１３と２１との光通信をより安定に行えるようにした構成である。そのために、プリント基板２０に固定されている円盤状のアダプタ３０を設けている。アダプタ３０は、第１の透明部３１、第１の反射部３２、第２の反射部３３及び第２の透明部３４を有する。第１の透明部３１は、光ディスク１０のフォトトランジスタ１３と対向し、フォトトランジスタ１３からの入射光は第１の反射部３２で反射する。第１の反射部３２で反射された光は、第２の反射部３３で反射され、第２の透明部３４に向かう。第２の透明部３４は、外部のプリント基板２０に設けられたフォトトランジスタ２１と対向しているので、第２の透明部３４に入射された光はフォトトランジスタ２１に入射して光ディスク１０の回路１２と、外部のプリント基板２０側に向かう光信号伝送が行われる。【００２８】
一方、逆の光ルートを経て外部のプリント基板２０側から光ディスク１０の回路１２側に向かう光信号伝送が行われる。すなわち、プリント基板２０側からフォトトランジスタ２１を経て出射する光は、第２の透明部３４に入射した後、第２の反射部３３で反射し、更に第１の反射部３２で反射される。第１の反射部３２で反射された光は、第１の透明部３１に向かう。第１の透明部３１は、光ディスク１０側のフォトトランジスタ１３と対向しているので、第１の透明部３１に入射された光はフォトトランジスタ１３に入射して光ディスク１０の回路１２への光信号伝送が行われる。【００２９】
ここで、アダプタ３０は、例えば透光樹脂円盤とされ、アクリル製とすることができる。第１と第２の反射部３２と３３には反射膜を例えば蒸着によって形成しておけば良い。また、情報が含まれる光が外部に漏れることは情報漏洩につながるので、光が外部に漏れないように、光透明部以外の部位には光が外部に漏れないような構成とすることが好ましい。【００３０】
図２に示す実施例では、光ディスク１０内のプリント配線基板１１上に置かれたフォトトランジスタ１３は、光ディスクの回転とともに位置を変えるが、それに通信相手として対向したフォトトランジスタ２１を光ディスクの回転軸上に置くとともに、光路として、外部のプリント基板２０に固定された円盤状の透光性樹脂製のアダプタ３０を用いることにより、光ディスクが回転しても通信光の伝播路長を一定に保つことで通信路の損失を一定に保つことができるだけでなく、光路からの光の漏洩を減少させることができ、通信路の伝送効率のアップと伝送容量の最大利用を図ることが可能となる。【００３１】
図３は本発明の更に他の実施例によるディスク通信構造の簡略化した断面図である。本実施例は、ＣＤやＤＶＤのように中心孔がない、例えばフロッピィディスク（ＦＤ）のように中心部に開口部がない回転記録媒体（ディスク）に好適な構成である。基本構成は図１に示す実施例に類似する。【００３２】
本実施例では、ディスク１０内に埋設されたプリント基板１１の回路１２に接続されたフォトトランジスタ１３がディスク１０の回転中心軸上に設けられる。一方、外部のプリント基板２０の上記ディスク１０の回転中心軸上にはフォトトランジスタ２１が設けられている。【００３３】
本実施例では、ディスク１０内のプリント配線基板上に設けられたフォトトランジスタ１３と、このフォトトランジスタ１３側の通信相手として対向したフォトトランジスタ２１の両者がディスクの回転軸上に設けられているので、ディスクが回転しても通信光の伝播路が最短かつ一定長に保たれる。したがって、通信路の損失の最小化、光路からの光の漏洩の最小化が実現できるので、通信路の伝送効率のアップと伝送容量の最大利用を図ることができるようになる。【００３４】
上述の実施例は、ディスク側の１個のフォトトランジスタと、外部装置側（プリント基板）の１個のフォトトランジスタ間で光通信を行っているが、それぞれ１個のフォトトランジスタで光通信を行うと、塵埃等で光通信経路に光通信の障害が生じた場合には、光通信のデータエラーの原因となる。【００３５】
そこで、本発明の他の実施例は、かかる問題を解消するための構成を提案するもので、ディスク上のフォトトランジスタ１３として、物理的に離隔配設された同一仕様の複数個のフォトトランジスタを機能的に並列に接続して用いることにより、塵埃等による伝送路の信頼性劣化を防止する。ここで、「機能的に並列に」とは、個々の半導体素子には、バラツキがあるので単なる物理的な並列接続でなく個々に安定化の回路等を用いるのが一般的であるからである。かかる構成は、光スペースダイバーシティである。【００３６】
以下、この光スペースダイバーシティに基づく各種実施例の構成を説明する。
図４は図１に示す実施例に光スペースダイバーシティ構成を適用した実施例である。図４において、図１と同一符号が付されている構成部は同一構成部を示す。【００３７】
本実施例では、光ディスク１０内のプリント配線基板１１上の、光ディスクの同一回転半径上の反対位置に２個のフォトトランジスタ１３Ａと１３Ｂが配設されている。【００３８】
かかる構成によれば、２個のフォトトランジスタ１３Ａと１３Ｂのそれぞれと、プリント基板２０のフォトトランジスタ２１間の通信光の自由空間伝播路長は一定となるので、通信路の損失を一定に保つことができて通信路のＳ／Ｎを最大とすることができるだけでなく、２個のフォトトランジスタ１３Ａと１３Ｂのいずれかの光通路に塵埃の影響や故障等で通信障害が生じても残りのフォトトランジスタにより正常に通信が維持される。【００３９】
図５は図２に示す実施例に光スペースダイバーシティ構成を適用した実施例である。図５において、図２と同一符号が付されている構成部は同一構成部を示す。【００４０】
本実施例では、２個のフォトトランジスタ１３Ａと１３Ｂは、図４と同様に、光ディスク１０内のプリント配線基板１１上の、光ディスクの同一回転半径上の反対位置に２個のフォトトランジスタ１３Ａと１３Ｂが配設されている。【００４１】
一方、プリント基板２０に固定されている円盤状のアダプタ３０には、それぞれフォトトランジスタ１３Ａと１３Ｂにそれぞれ対応して機能する一対の第１の透明部３１Ａと３１Ｂ、第１の反射部３２Ａと３２Ｂ、第２の反射部３３Ａと３３Ｂ及び第２の透明部３４が設けられている。【００４２】
すなわち、第１の透明部３１Ａと３１Ｂは、光ディスク１０のフォトトランジスタ１３Ａと１３Ｂとそれぞれ対向し、フォトトランジスタ１３Ａと１３Ｂからの入射光は、第１の反射部３２Ａと３２Ｂで反射する。第１の反射部３２Ａと３２Ｂで反射された光は、第２の反射部３３Ａと３３Ｂで反射され、第２の透明部３４に向かう。第２の透明部３４は、外部のプリント基板２０に設けられたフォトトランジスタ２１と対向しているので、第２の透明部３４に入射された光はフォトトランジスタ２１に入射して光ディスク１０の回路１２と、外部のプリント基板２０側に向かう光信号伝送が行われる。【００４３】
一方、上述と同様に、逆の光ルートを経て外部のプリント基板２０側から光ディスク１０の回路１２側に向かう光信号伝送が行われる。すなわち、プリント基板２０側からフォトトランジスタ２１を経て出射する光は、第２の透明部３４に入射した後、第２の反射部３３Ａと３３Ｂで反射し、更に第１の反射部３２Ａと３２Ｂで反射される。第１の反射部３２Ａと３２Ｂで反射された光は、第１の透明部３１Ａと３１Ｂに向かう。第１の透明部３１Ａと３１Ｂは、光ディスク１０側のフォトトランジスタ１３Ａと１３Ｂ対向しているので、第１の透明部３１Ａと３１Ｂに入射された光はフォトトランジスタ１３Ａと１３Ｂに入射して光ディスク１０の回路１２への光信号伝送が行われる。【００４４】
かかる構成によっても、２個のフォトトランジスタ１３Ａと１３Ｂのそれぞれと、プリント基板２０のフォトトランジスタ２１間の通信光の自由空間伝播路長は一定となるので、通信路の損失を一定に保つことができて通信路のＳ／Ｎを最大とすることができるだけでなく、２個のフォトトランジスタ１３Ａと１３Ｂのいずれかの光通路に塵埃の影響や故障等で通信障害が生じても残りのフォトトランジスタにより正常に通信が維持される。【００４５】
図６は図３に示す実施例に光スペースダイバーシティ構成を適用した実施例である。図６において、図３と同一符号が付されている構成部は同一構成部を示す。【００４６】
本実施例では、ディスク１０内に埋設されたプリント基板１１の回路１２に接続された２個のフォトトランジスタ１３がディスク１０の回転中心軸近傍上に設けられる。一方、外部のプリント基板２０の上記ディスク１０の回転中心軸上にはフォトトランジスタ２１が設けられている。【００４７】
本実施例では、ディスク１０内のプリント配線基板上に設けられたフォトトランジスタ１３Ａと１３Ｂがディスク回転軸位置近傍に設けられたとともに、このフォトトランジスタ１３側の通信相手として対向したフォトトランジスタ２１がディスクの回転軸上に設けられているので、ディスクが回転しても通信光の伝播路が略最短かつ一定長に保たれる。したがって、通信路の損失の最小化、光路からの光の漏洩の最小化が実現できるので、通信路の伝送効率のアップと伝送容量の最大利用を図ることができるだけでなく、２個のフォトトランジスタ１３Ａと１３Ｂのいずれかの光通路に塵埃の影響や故障等で通信障害が生じても残りのフォトトランジスタにより正常に通信が維持される。【００４８】
次に、図２の構成の変形例を他の実施例として図７を参照しながら説明する。本実施例は、アダプタ３０の代わりにアダプタ４０を用いる。アダプタ４０は、リング状固定ミラー４１と中央部集光ミラー４２を用いている。【００４９】
本実施例は、アダプタ４０の斜面部のフォトトランジスタ１３との対向側に反射部材が設けられたリング状固定ミラー４１を有するとともに、ディスク回転軸上に中央部集光ミラー４２を有する。【００５０】
光ディスク１０のフォトトランジスタ１３とプリント基板２０のフォトトランジスタ２１との光通路は、リング状固定ミラー４１と中央部集光ミラー４２を介して行われる。【００５１】
光スペースダイバーシティに基づく構成は、図５と同様な構成を採用することにより簡単に得られる。【００５２】
上述実施例の構成において、光通信をブロック単位（時間的、空間的等）で行うとともに、ディスク上の電子回路の電源パワー、クロック信号及び該ブロック単位の通信データの少なくともブロック単位のタイミング信号は、接触或いは非接触式の接続手段により、外部から該ディスクに供給される。こうして、ディスクの電源パワーの確保、ＣＰＵクロック、ブロック転送タイミング情報の取得が行える。【００５３】
少なくともディスクの電源パワーを、光以外のコンタクト手段によりディスク外から供給することにより、光通信に対する光の妨害を排除することができ、簡単な構造にて光通信の効率向上、ディスク上の消費電力を削減、構造簡素化、コスト低減が可能となる。【００５４】
また、少なくともディスク上の電子回路のための電源パワーを、光によるコンタクト手段によりディスク外から供給する構成において、光の周波数により、少なくともディスクの電源パワー供給と、該光通信とを分離する構成もある。この構成により、構造的にコンタクト手段を光に一本化でき、物理的構造の単純化、コストの低減を図ることができる。【００５５】
光記録媒体とマイクロコントローラを一体化し、該マイクロコントローラが外部機器を制御する際、該光記録媒体と共に回転する発光（及び、又は受光）素子と、光通信記録媒体外に固定されている光通信の他端としての受光（及び、又は発光）素子との間で、光通信を行う（距離一定とかロス一定の条件に所定の劣化を許したもの）ようにした構成も採用できる。この構成は、通信速度余裕がある場合に好適である。【００５６】
また、少なくともディスク上の電子回路のための電源パワーを、光によるコンタクト手段によりディスク外から供給する構成では、機械的、物理的遮蔽により、該少なくともディスクの電源パワー供給と、該光通信とを分離する構成が有効である。この構成により、構造的にコンタクト手段を光に一本化出来、物理的構造の単純化、コストの低減を図ることができる。図８には、この実施例の構成を示す簡略化された断面図を示す【００５７】
本実施例は、図５に示す実施例の構成を前提とするもので、プリント基板２０の光ディスク１０との対向側に電源供給用フォトトランジスタ２２が設けられている。また、光ディスク１０側には、フォトトランジスタ２２からの光を受光する、例えば、ドーナツ状のソーラーセル１４が設けられている。プリント基板２０側の電源供給用フォトトランジスタ２２から発光された光は、光ディスク１０側に設けられたドーナツ状のソーラーセル１４で受光され、充電され、光ディスクの電子回路の電源として利用される。【００５８】
本実施例では、データ通信用の光（フォトトランジスタ１３Ａ、１３Ｂ）との光の干渉を避けるために、遮蔽壁５０がプリント基板２０に設けられ、フォトトランジスタ２２からの光がフォトトランジスタ１３Ａ、１３Ｂ側に漏れることを回避している。このような光学的遮蔽としては、メカニカルな遮蔽以外に、周波数的な遮蔽や、偏光などによる遮蔽等も考えられる。【００５９】
以上の実施例において、少なくともディスク上の電子回路のための電源パワーを、光によるコンタクト手段によりディスク外から供給する場合、電源パワーを送る発光素子の光振幅を、上りの光通信デジタル情報でパルス変調してディスクに送信し、ディスクにおいては、ディスク上の受光素子からの出力を平滑化して電源に使用する一方、該受光素子そのもの或いはそれと別個に設けた受光素子からの出力を振幅検波して上りの光通信デジタル信号として使用するように構成することができる。上記別個に設けた受光素子を使う場合の利点は、電源パワーを受けるソーラーセルよりも高速応答性の良い受光半導体素子を用いることができる点である。これにより、構造的にコンタクト手段を光に一本化出来、物理的構造の単純化、コストの低減を図ることができる。【００６０】
本実施例によれば、発光素子からはデジタル振幅変調（ＡＳＫ）がかかった連続光がディスクに向かって加えられる。ディスクにおいてはこの光をフォトトランジスタ及びソーラーセルで受光し、前者においては、キャパシタにより直流分をカットして増幅する事により、上り通信デジタルデータを得る。一方、後者においては、出力中の高周波（変調信号）分を平滑化により取り除き、直流電源として利用する。【００６１】
以上、本発明の好適実施例の構成及び動作を詳述した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。【００６２】
例えば、図２に示すようなアダプタにおける第１、第２の反射部等は、光を散乱するような乳剤様のものが含まれたプラスチックや、
屈折率が外に行くほど高くなっている光ガイド様のものあるいは第二の反射部のみ上記の別の形にすることもでき、例えば、「反射部」は「屈折率の傾斜を利用して光路を湾曲させる光ガイド部」や「微粒子混入による光の散乱部」をも包含する。【００６３】
また、回転軸上に設けられた光送受を行う第２の光学的手段の位置は、例えば機械的な回転軸があったり、障害物があるなどの制約により、正確な回転軸上から僅かにオフセットを与えた場合でも、該オフセットにより生じる一定の通信路変動を加味した上で、本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【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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【国際調査報告】
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