專利名稱：非接觸式連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非接觸式連接器，其非接觸地發(fā)送并接收數(shù)據(jù)。更具體地，本發(fā)明涉及一種非接觸式連接器，在該連接器中，在圓柱形旋轉(zhuǎn)體上設(shè)置有光元件，并且在該圓柱形旋轉(zhuǎn)體的光元件與固定體的光元件之間非接觸地發(fā)送并接收數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)包括多信道非接觸數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)(例如，日本特愿2004-116018號)，其從固定體向旋轉(zhuǎn)體非接觸地提供電力，并且沒有信道干擾。
然而，當(dāng)利用旋轉(zhuǎn)側(cè)和固定側(cè)進(jìn)行雙向信號傳輸時，需要在多個段上布置相互對向的光元件，使發(fā)射用第一段和接收用第二段相互對向地布置。為了建立多個信道，需要大量的段。這造成了諸如產(chǎn)品尺寸增大、質(zhì)量增加的問題，并且需要建立用于固定這些光元件的機(jī)構(gòu)和電路基板以及在旋轉(zhuǎn)側(cè)和固定側(cè)的專用孔部件(aperture)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于該問題構(gòu)思了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種非接觸式連接器，其建立了一種通用光元件固定方法，并且利用單段對置有助于多信道的雙向信號傳輸。
為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了一種非接觸式連接器，其包括設(shè)置在繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體上的旋轉(zhuǎn)側(cè)光元件和設(shè)置在固定體上的固定側(cè)光元件，在所述旋轉(zhuǎn)側(cè)光元件與固定側(cè)光元件之間非接觸地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和接收，其中旋轉(zhuǎn)側(cè)光元件和固定側(cè)光元件分別設(shè)置在基本垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體的盤面和固定體的盤面上，并相對于各盤面傾斜地設(shè)置以形成相對于所述旋轉(zhuǎn)軸傾斜的光路，該非接觸式連接器還包括所述旋轉(zhuǎn)體與固定體之間的孔部件，所述孔部件允許從所述旋轉(zhuǎn)側(cè)光元件或固定側(cè)光元件發(fā)出的光通過。結(jié)果，可以提供例如利用單段對置執(zhí)行多信道雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o信道間干擾的非接觸式連接器。
此外，本發(fā)明是如下的非接觸式連接器，其中所述孔部件包括多個孔眼，所述多個孔眼允許所發(fā)射的光透過，并且各孔眼的寬度的尺寸被設(shè)置為在所述光元件中的一個是光發(fā)射元件而另一個是光接收元件的情況下，當(dāng)在所述孔眼的一端布置有一光接收元件時，在所述孔眼的另一端也布置有一光接收元件。結(jié)果，例如，來自光發(fā)射元件的光可以不中斷地被所述光接收元件接收。
此外，本發(fā)明是如下的非接觸式連接器，其中設(shè)置在所述孔部件中的所述孔眼的寬度的尺寸使得多個光發(fā)射元件中的相距最近的兩個光發(fā)射元件不會同時向多個光接收元件中的一個光接收元件輸出。結(jié)果，來自光發(fā)射元件的光例如可以被光接收元件不中斷地連續(xù)接收。
此外，本發(fā)明是如下的非接觸式連接器，其中旋轉(zhuǎn)側(cè)光元件被設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體上，并基本位于所述旋轉(zhuǎn)軸的中心。結(jié)果，例如，來自光發(fā)射元件的光可以被光接收元件可靠地接收。
此外，本發(fā)明是如下的非接觸式連接器，其中將所述旋轉(zhuǎn)側(cè)光元件以多個的方式設(shè)置在以所述旋轉(zhuǎn)軸為中心的具有不同半徑的多個同心圓上。結(jié)果，例如可以發(fā)送并接收多個信道的數(shù)據(jù)。
此外，本發(fā)明是如下的非接觸式連接器，其包括切換部分，對其輸入從所述固定側(cè)光元件輸出的數(shù)據(jù)，并且該切換部分識別所輸入的數(shù)據(jù)屬于哪個信道，并將所述數(shù)據(jù)輸出到與該信道相對應(yīng)的輸出信道。結(jié)果，即使例如在固定體已接收了多個信道的輸入數(shù)據(jù)時，通過識別該數(shù)據(jù)來自哪個信道，也可以將該數(shù)據(jù)輸出到指定的布線。
此外，本發(fā)明是如下的非接觸式連接器，其還包括在所述旋轉(zhuǎn)體和固定體中的變壓器繞組，其中，所述變壓器繞組從所述固定體向所述旋轉(zhuǎn)體非接觸地提供電力。結(jié)果，例如可以非接觸地向所述旋轉(zhuǎn)體提供電力。
本發(fā)明的非接觸式連接器使得可以提供如下一種非接觸式連接器，由于其包括具有多個孔眼的孔部件，所述孔眼通過建立以傾斜對置的方式布置在旋轉(zhuǎn)體和固定體上的光元件的光路來匯聚來自所述光發(fā)射元件的光，所以該非接觸式連接器非接觸地執(zhí)行多信道數(shù)據(jù)的雙向傳輸而沒有信道間干擾。


圖1示出了當(dāng)盤形光元件電路部分11成對地相互對置時的非接觸式連接器10的側(cè)視圖；圖2示出了非接觸式連接器10的頂視圖；圖3用于表示從固定體2向旋轉(zhuǎn)體1的電力供應(yīng)；圖4示出了當(dāng)多個中空盤形光元件電路部分11相互對置時的非接觸式連接器10的側(cè)視圖；圖5示出了當(dāng)多個中空盤形光元件電路部分11相互對置時的非接觸式連接器10的立體圖；圖6示出了光元件電路部分11的結(jié)構(gòu)圖；圖7(A)到圖7(D)示出了輸入到光元件電路部分11的數(shù)據(jù)的示例；圖8(A)到圖8(D)示出了輸入到光元件電路部分11的數(shù)據(jù)的示例；圖9(A)和圖9(B)示出了孔部件30的示例；圖10示出了從光發(fā)射元件12到光接收元件13的光路的示例；以及圖11示出了設(shè)置有孔部件30時的非接觸式連接器的側(cè)視圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖描述用于實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖1示出了本發(fā)明所應(yīng)用的非接觸式連接器10的整體結(jié)構(gòu)。
整體上，如圖1所示，非接觸式連接器10主要包括旋轉(zhuǎn)體1和固定體2。旋轉(zhuǎn)體1被形成為中空狀的軸。旋轉(zhuǎn)體1因旋轉(zhuǎn)側(cè)裝置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動而繞旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)。
同時，固定體2利用軸承23對齊，并形成為圓筒形以覆蓋旋轉(zhuǎn)體1。固定體2和旋轉(zhuǎn)體1可以在兩個方向上非接觸地執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。
旋轉(zhuǎn)體1包括光元件電路部分11、光發(fā)射元件12、光接收元件13、旋轉(zhuǎn)側(cè)電氣電路部分14、以及旋轉(zhuǎn)側(cè)變壓器繞組15。
固定體2包括軸承23、光元件電路部分21、光發(fā)射元件12、光接收元件13、固定側(cè)電路部分24、以及固定側(cè)變壓器繞組22。
旋轉(zhuǎn)體1側(cè)的光元件電路部分11和固定體2側(cè)的光元件電路部分21包括驅(qū)動器，用于使光發(fā)射元件12發(fā)光；和多路復(fù)用器，其將在后文描述。光元件電路部分11、12識別由于光被光接收元件13接收而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)來自哪個信道，并將各信道輸出到各自的指定布線。
此外，在旋轉(zhuǎn)體1和固定體2上的兩個光元件電路部分11、21分別包括光發(fā)射元件12和光接收元件13。數(shù)據(jù)從所述光發(fā)射元件12發(fā)出，并被光接收元件13接收。數(shù)據(jù)被非接觸地發(fā)送和接收。
如圖1所示，沿從旋轉(zhuǎn)軸4向外周的方向按光發(fā)射元件12和光接收元件13的順序布置旋轉(zhuǎn)體1側(cè)的光元件12、13。類似地，在固定體2側(cè)，同樣按光發(fā)射元件12和光接收元件13的順序布置這些元件。將旋轉(zhuǎn)體1側(cè)的光元件電路部分11和固定體2側(cè)的光元件電路部分21沿基本平行于所述旋轉(zhuǎn)軸4的方向相互對置，因而，旋轉(zhuǎn)體1側(cè)的光發(fā)射元件12和固定體2側(cè)光發(fā)射元件12相互對置，并且固定體2側(cè)的光接收元件13和旋轉(zhuǎn)體1側(cè)的光接收元件13也相互對置。
此外，雖然將旋轉(zhuǎn)體1側(cè)的光元件12、13和固定體2側(cè)的光元件12、13都設(shè)置在垂直于旋轉(zhuǎn)軸4的盤面上，但將光元件12、13設(shè)置得相對于該盤面稍微傾斜。因此，由旋轉(zhuǎn)體1側(cè)的光發(fā)射元件12和固定體2側(cè)的光接收元件13形成了相對旋轉(zhuǎn)軸4傾斜的光路。同樣地，由旋轉(zhuǎn)體1側(cè)的光接收元件13和固定體2側(cè)的光發(fā)射元件12形成了傾斜光路。
同時，當(dāng)將注意力放在光元件12、13的布置上時，沿從旋轉(zhuǎn)軸4到外周的方向，按光發(fā)射元件12和光接收元件13的順序布置旋轉(zhuǎn)體1側(cè)的光元件12、13和固定體2側(cè)的光元件12、13。因此，設(shè)置在光元件電路部分11、21上的光元件12、13的布置對于旋轉(zhuǎn)體1側(cè)和固定體2側(cè)是相同的。因而，無需在旋轉(zhuǎn)體1側(cè)和固定體2側(cè)分別地設(shè)置光元件電路部分11、21。因而，基本的設(shè)計可以是通用的，并且可以減少裝置的總成本。
下面將描述旋轉(zhuǎn)體1的另一種結(jié)構(gòu)。
將旋轉(zhuǎn)側(cè)電氣電路部分14安裝到旋轉(zhuǎn)體1上并執(zhí)行各自的數(shù)據(jù)處理。例如，當(dāng)將作為旋轉(zhuǎn)側(cè)裝置的攝像機(jī)安裝到旋轉(zhuǎn)體1時，旋轉(zhuǎn)側(cè)電氣電路部分14將所拍攝的視頻轉(zhuǎn)換為RGB(紅、綠、藍(lán))三基色數(shù)據(jù)，并如果需要則通過進(jìn)行處理(例如壓縮)將該數(shù)據(jù)輸出到固定體2。此外，旋轉(zhuǎn)側(cè)電氣電路部分14還能夠處理來自固定側(cè)的用于對攝像機(jī)進(jìn)行變焦上調(diào)(zoom up)的控制命令信號，并將該控制命令信號輸出到攝像機(jī)。送至攝像機(jī)的控制信號是作為光被旋轉(zhuǎn)體1的光接收元件13接收的結(jié)果產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。此外，在圖1中，將旋轉(zhuǎn)側(cè)電氣電路部分14安裝到光元件電路部分11的頂部，但也可以例如不安裝成這種形式，而是將其安裝到與旋轉(zhuǎn)體1分開的旋轉(zhuǎn)側(cè)裝置。
將旋轉(zhuǎn)側(cè)變壓器繞組15設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體1的外周上的位置。該旋轉(zhuǎn)側(cè)變壓器繞組15與固定側(cè)變壓器繞組22(將隨后描述)一起構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)變壓器，并從固定體2向旋轉(zhuǎn)體1供電。結(jié)果，可以使旋轉(zhuǎn)側(cè)電氣電路部分14和光元件電路部分11以及必要的旋轉(zhuǎn)側(cè)裝置工作。旋轉(zhuǎn)變壓器的電力供應(yīng)將隨后描述。
下面將描述固定體2的另一種結(jié)構(gòu)。
將固定側(cè)電氣電路部分24安裝到固定體2并執(zhí)行各自的處理。例如，當(dāng)對來自旋轉(zhuǎn)體1的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮時，固定側(cè)電氣電路部分24將該壓縮的視頻數(shù)據(jù)解壓縮成RGB(紅、綠、藍(lán))三基色數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)輸出到固定側(cè)監(jiān)視器等。此外，固定側(cè)電氣電路部分24生成用于對旋轉(zhuǎn)側(cè)攝像機(jī)進(jìn)行變焦上調(diào)的控制命令信號，并將該控制命令信號通過光元件12、13輸出到旋轉(zhuǎn)體1。此外，雖然在圖1中將固定側(cè)電氣電路部分24安裝在光元件電路部分21的下方，但也可以不將固定側(cè)電氣電路部分24安裝成這種形式，而是將其安裝到與固定體2分開的固定側(cè)裝置。
將固定側(cè)變壓器繞組22設(shè)置在與旋轉(zhuǎn)側(cè)變壓器繞組15相對的位置上。固定側(cè)變壓器繞組22將從固定側(cè)裝置提供的電力提供給旋轉(zhuǎn)體1的旋轉(zhuǎn)側(cè)變壓器繞組15。
在固定體2的內(nèi)壁部分設(shè)置有軸承23。固定體2通過該軸承23在圖1所示的位置對齊。此外，有時也不使用軸承23。例如，通過將固定體2自身連接到例如固定側(cè)裝置來使固定體2和旋轉(zhuǎn)體1對齊。
圖2示出了從上方看到的非接觸式連接器10。構(gòu)成該非接觸式連接器10的旋轉(zhuǎn)體1和固定體2被形成為圓形。將旋轉(zhuǎn)體1設(shè)置在非接觸式連接器10的芯側(cè)，而將固定體2設(shè)置在非接觸式連接器10的外周。固定體2被實際構(gòu)成為覆蓋旋轉(zhuǎn)體1，并在從上面觀看該非接觸式連接器10時，旋轉(zhuǎn)體1被固定體2隱藏而不可見。然而，為了便于說明，按照圖2示出了旋轉(zhuǎn)體1。
圖3用于示出從固定體2向旋轉(zhuǎn)體1的電力供應(yīng)。固定體2的固定側(cè)變壓器繞組22被提供來自固定側(cè)裝置的電源電流。固定側(cè)變壓器繞組22被安裝成纏繞固定體2側(cè)的芯，因此，由于電流流動的結(jié)果，在固定體2的芯的周圍產(chǎn)生了電場。因為該電場被旋轉(zhuǎn)體1的芯傳導(dǎo)，所以在纏繞安裝在旋轉(zhuǎn)體1側(cè)的旋轉(zhuǎn)側(cè)變壓器繞組15中產(chǎn)生了電流。因此，將來自固定側(cè)裝置的電力提供到旋轉(zhuǎn)體1。該電力被提供到旋轉(zhuǎn)側(cè)電氣電路部分14和光元件電路部分11。此外，固定體2的固定側(cè)電氣電路部分24和光元件電路部分21被直接提供了來自固定側(cè)裝置的電力。
圖4示出了非接觸式連接器10的多信道方面。圖4所示的連接器10被構(gòu)造為旋轉(zhuǎn)體1的中空軸貫穿連接器10。
旋轉(zhuǎn)體1側(cè)的光元件電路部分11形成為中空盤狀，其內(nèi)徑部分固定到所述軸上。同時，所述固定體2側(cè)的光元件電路部分21也形成為盤狀，其外徑部分被固定到固定體2側(cè)。此外，將固定側(cè)光元件電路部分21設(shè)置為沿基本平行于旋轉(zhuǎn)軸4的方向與旋轉(zhuǎn)側(cè)光電路部分11相對。
此外，旋轉(zhuǎn)體1和固定體2的其他部分等具有與圖1中的基本相同的結(jié)構(gòu)。然而，差別在于將軸承23安裝到固定體2的兩端。這是為了抑制旋轉(zhuǎn)體1的振動和波動。如果單個軸可確保足夠的精度和強(qiáng)度，一個軸承23也是可接受的。
此處，當(dāng)按照圖1的方式將光元件電路部分11設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體1的盤的下方時，光發(fā)射元件12和光接收元件13的數(shù)量受到盤的表面積的限制。雖然可以由相互對置的一個光發(fā)射元件12和一個光接收元件13傳送一個信道的數(shù)據(jù)，但光發(fā)射元件12和光接收元件13的數(shù)量受到限制，因而，處理數(shù)據(jù)的信道的數(shù)量受到限制。
同時，如圖4所示，光元件電路部分11、12被形成為具有中空狀盤形，并且隨著將以多段方式安裝的圓筒制造得更長，可以增加光發(fā)射元件12和光接收元件13的數(shù)量。因而，將光元件電路部分11、21制成圖4所示的中空狀盤形而不是將光元件電路部分11、21制成為圖1所示的盤形，使得能夠增加信道的數(shù)量。
在最近幾年中，因為設(shè)備處理的數(shù)據(jù)量增加，所以即使非接觸式連接器10也要求多個信道，但通過將光電路部分11、21制成為中空狀盤形可以很容易地執(zhí)行這種多信道的雙向數(shù)據(jù)傳輸。
圖5示出了具有多段結(jié)構(gòu)的非接觸式連接器10的立體圖。然而，為便于說明，僅示出了固定側(cè)光元件電路部分21的光發(fā)射元件12和光接收元件13。
如圖1所示的情況，分別將旋轉(zhuǎn)體1側(cè)的光元件12、13和固定體2側(cè)的光元件12、13相對于光元件電路部分11、21的盤面(該盤面垂直于旋轉(zhuǎn)軸4)傾斜設(shè)置。因而，各光元件12、13形成了相對于旋轉(zhuǎn)軸4傾斜的光路。
具有多段結(jié)構(gòu)的非接觸式連接器10在兩個段中構(gòu)成了傾斜的光路，并且與圖1所示的光路相比，形成了用于更多信道的光路。自然地，如果在三個段中或更多個段中形成光路，則可以構(gòu)成具有甚至更多個信道的非接觸式連接器10。
因為在具有多段結(jié)構(gòu)的非接觸式連接器10的情況中，旋轉(zhuǎn)體1側(cè)的光元件12、13與固定體2側(cè)的光元件12、13的布置都相同，所以，光元件電路部分11、12可以通用于旋轉(zhuǎn)體1側(cè)和固定體2側(cè)。因而，對于具有單段結(jié)構(gòu)的情況，可以減少非接觸式連接器10的成本。此外，即使有多個段時，光元件電路11、12也可通用于所有段，從而成本降低效果顯著。
圖6示出了光元件電路部分11的具體結(jié)構(gòu)。圖6示出了發(fā)送并接收四個信道的數(shù)據(jù)的情況的示例。光元件電路部分11、21廣義上包括光發(fā)射元件12的驅(qū)動器塊11A和光接收元件13的接收器塊11B。
首先描述驅(qū)動器塊11A。驅(qū)動器塊11A包括四個接口(I/F)電路111a到111d和四個驅(qū)動器電路112a到112d。
各I/F電路111a到111d使數(shù)據(jù)從設(shè)備側(cè)輸入其中，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可以被光元件電路部分11、21處理的數(shù)據(jù)。圖6所示的非接觸式連接器10能夠處理四個信道的數(shù)據(jù)，因此，將I/F電路111a到111d(總共四個)設(shè)置成與各信道相對應(yīng)。
驅(qū)動器電路112a到112d是生成用于驅(qū)動光發(fā)射元件12的驅(qū)動數(shù)據(jù)的電路。從接口電路111a到111d輸出的數(shù)據(jù)被輸入到驅(qū)動器電路112a到112d，該驅(qū)動器電路112a到112d生成與所輸入的數(shù)據(jù)相對應(yīng)的驅(qū)動數(shù)據(jù)。驅(qū)動器電路112a到112d的數(shù)量(總計四個)與輸入信道的數(shù)量相對應(yīng)。所生成的驅(qū)動數(shù)據(jù)被提供給光發(fā)射元件121到124。
根據(jù)來自各驅(qū)動器電路112a到112d(在本實施例中為4個)的驅(qū)動數(shù)據(jù)，光發(fā)射元件121到124依據(jù)O/E轉(zhuǎn)換等發(fā)射與該驅(qū)動數(shù)據(jù)相對應(yīng)的光。
光接收元件131到138由多個光元件(其數(shù)量等于或大于光發(fā)射元件121到124的數(shù)量)構(gòu)成，從而來自光發(fā)射元件121到124的光可以被可靠地接收而不會在旋轉(zhuǎn)體1旋轉(zhuǎn)時中斷。在圖6的情況下，光接收元件由八個光元件131到138構(gòu)成。來自相對的光發(fā)射元件121到124的光可以被任一光接收元件131到138接收。例如，來自光發(fā)射元件121的光可以被光接收元件131接收，或被光接收元件135接收。
下面將描述接收器塊11B。接收器塊11B包括各光接收元件131到138、連接到各光接收元件131到138的接收器電路113a到113h、多路復(fù)用器114和接口(I/F)電路115a到115d。
接收器電路113a到113h分別連接到光接收元件131到138，并連接到多路復(fù)用器114，來自光接收元件131到138的光接收信號被輸入到接收器電路113a到113h。接收器電路113a到113h將光接收信號轉(zhuǎn)換為可由接收器塊11B處理的數(shù)據(jù)，并將所轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)輸出到多路復(fù)用器114。在圖6的示例中，接收器電路113a到113h由八個電路構(gòu)成，以與八個光接收元件131到138相對應(yīng)。
多路復(fù)用器114輸入來自各接收器電路113a到113h的數(shù)據(jù)，并用于切換所輸入的數(shù)據(jù)，從而可以將各數(shù)據(jù)提供給對應(yīng)信道的輸出段。多路復(fù)用器114實際上由多個邏輯電路構(gòu)成。在圖6的示例中，因為非接觸式連接器10能夠發(fā)送并接收相當(dāng)于四個信道的數(shù)據(jù)，所以多路復(fù)用器114具有四個對應(yīng)的輸出段。
I/F電路115a到115d輸入從多路復(fù)用器114提供的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可以輸出到外側(cè)的數(shù)據(jù)。在該示例的情況下，多路復(fù)用器114具有四個輸出段，并且因此存在四個接口電路。此外，各I/F電路115a到115h將輸入數(shù)據(jù)輸出到與這些信道相對應(yīng)的輸出段。CH-1、CH-2、CH-3和CH-4各自的數(shù)據(jù)按照從圖6的上部開始的順序被輸出。
適當(dāng)?shù)厥褂脠D7(A)到圖7(D)、圖8(A)到圖8(D)等來描述包括如上構(gòu)成的電氣電路部分的各塊11A和11B的操作。
首先，當(dāng)在固定側(cè)裝置中將電源接通時，電力被提供到固定體2的固定側(cè)電氣電路部分24和光元件電路部分21。電力還被提供到固定側(cè)變壓器繞組22，并且，如上所述地，電力被提供到旋轉(zhuǎn)體1的旋轉(zhuǎn)側(cè)變壓器繞組15。結(jié)果，驅(qū)動了旋轉(zhuǎn)側(cè)電氣電路部分14和安裝在旋轉(zhuǎn)側(cè)的光元件電路部分11。
此外，連接器10的旋轉(zhuǎn)體1因旋轉(zhuǎn)側(cè)裝置被驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。例如，如果旋轉(zhuǎn)側(cè)裝置是能夠旋轉(zhuǎn)360度的攝像機(jī)，則該攝像機(jī)自身旋轉(zhuǎn)以拍攝視頻并且旋轉(zhuǎn)體1也旋轉(zhuǎn)。此外，當(dāng)數(shù)據(jù)被從旋轉(zhuǎn)側(cè)裝置提供給非接觸式連接器10時，數(shù)據(jù)被輸入到光元件電路部分11。數(shù)據(jù)的示例被示出在圖7(A)到7(D)以及圖8(A)到8(D)。
圖7(A)到7(D)中的示例是這樣的示例，其中，輸入對信道1(CH-1)和信道(CH-3)不同的數(shù)據(jù)(例如分別為視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù))。此外，輸入用于使信道1和信道3的數(shù)據(jù)分別與信道2(CH-2)和信道4(CH-4)同步的時鐘數(shù)據(jù)。因此，生成對各信道不同的數(shù)據(jù)，并將其輸入到非接觸式連接器10。此外，這種數(shù)據(jù)的生成和各信道數(shù)據(jù)的劃分可以由旋轉(zhuǎn)側(cè)電氣電路部分14執(zhí)行，或者可以由作為旋轉(zhuǎn)側(cè)裝置的處理電路執(zhí)行。
各信道的數(shù)據(jù)通過光元件電路部分11的各I/F111a到111d被輸入到各驅(qū)動器電路112a到112d。此處，信道2的數(shù)據(jù)所輸入的驅(qū)動器電路112b執(zhí)行處理，以將該數(shù)據(jù)的電平從輸入電平升高到高預(yù)定電平(例如，升高到前述電平的兩倍)。結(jié)果，多路復(fù)用器114能夠識別由固定體2的任一光元件131到138接收的數(shù)據(jù)中的哪一個數(shù)據(jù)是信道2的數(shù)據(jù)。
可以根據(jù)盤上的旋轉(zhuǎn)側(cè)光元件(光發(fā)射元件)121到124的布置，將由固定側(cè)光元件(光接收元件)131到138所接收的光識別為屬于特定信道。例如假定信道2的數(shù)據(jù)從光發(fā)射元件122發(fā)出并被光接收元件132接收。此處，例如假定光發(fā)射元件的位置關(guān)系為，以信道1的光發(fā)射元件121、信道2的光發(fā)射元件122、信道3的光發(fā)射元件123然后信道4的光發(fā)射元件124的順序，將光發(fā)射元件順時針地布置在盤上，則可以識別出因光接收元件134接收的光而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是信道3的數(shù)據(jù)，因光接收元件136接收的光而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是信道4的數(shù)據(jù)，而因光接收元件138接收的光而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是信道1的數(shù)據(jù)。
作為利用邏輯電路構(gòu)成多路復(fù)用器的結(jié)果，可以識別出各信道的數(shù)據(jù)并且將其輸出到對應(yīng)輸出側(cè)的各信道。自然地，將信道2的電平類似地設(shè)置為高于信道2以外的信道的電平。
用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)側(cè)光元件121到124的驅(qū)動數(shù)據(jù)是從驅(qū)動電路112a到112d提供的。此處，元件121到124根據(jù)驅(qū)動數(shù)據(jù)發(fā)射光，并且由固定側(cè)元件131到138中的任一個接收該光。此外，將接收光數(shù)據(jù)通過前述各接收器電路113a到113h輸入到多路復(fù)用器232，進(jìn)行切換以與各自信道相對應(yīng)，并通過I/F 115a到115d從各指定的輸出段輸出到外部。
在上面的示例中，因?qū)⑤斎霐?shù)據(jù)中任一信道的數(shù)據(jù)設(shè)置為與其他信道的數(shù)據(jù)電平不同而識別出這些信道，并根據(jù)元件121到124的布置關(guān)系確定各數(shù)據(jù)屬于哪個信道?；蛘撸梢愿鶕?jù)圖8(A)到8(D)所示的數(shù)據(jù)來識別各信道的數(shù)據(jù)。也就是說，將用于信道識別的數(shù)據(jù)插入各信道的數(shù)據(jù)的頭部(header)，以使光從光發(fā)射元件121到124發(fā)出，從而固定側(cè)多路復(fù)用器114也能夠識別出哪個數(shù)據(jù)屬于哪個信道。
如圖8(A)到8(D)所示，作為將2位識別碼添加到各信道的各自數(shù)據(jù)的頭部的結(jié)果，光從光發(fā)射元件121到124發(fā)出。按照圖7(A)到圖7(D)，從光發(fā)射元件121到124發(fā)出的光被光接收元件131到138中的任一元件131到138接收。數(shù)據(jù)通過接收器電路113a到113h輸入到多路復(fù)用器114，隨后根據(jù)所述識別碼識別出所接收的數(shù)據(jù)屬于哪個信道。
更具體地，如圖8(A)到圖8(D)，當(dāng)識別碼為“00”時(圖8(A))，將第一信道的數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)頭部中，當(dāng)識別碼為“01”時(圖8(B))，將第二信道的數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)頭部中，當(dāng)識別碼為“10”時(圖8(C))，將第三信道的數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)頭部中，而當(dāng)識別碼為“11”時(圖8(D))，將第四信道的數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)頭部中。當(dāng)識別碼為“00”時，多路復(fù)用器114切換所輸入的數(shù)據(jù)，以將所述輸出輸出到用于第一信道數(shù)據(jù)的I/F115a。類似地，第二信道被輸出到I/F 115b，第三信道被輸出到I/F 115c，而第四信道被輸出到I/F115d。如圖8(A)到圖8(d)所示將識別碼添加到相當(dāng)于一個時鐘的數(shù)據(jù)的頭部。
這種信道識別碼編碼由旋轉(zhuǎn)側(cè)裝置的數(shù)據(jù)處理電路來實現(xiàn)，或者可以由旋轉(zhuǎn)側(cè)電氣電路部分14添加。此外，通過將識別碼添加到多個信道中的任一信道的數(shù)據(jù)中，而不是將識別碼添加到所有信道的各自的數(shù)據(jù)中，可以根據(jù)光發(fā)射元件121到124的布置關(guān)系來識別各信道。此外，可以是每隔預(yù)定數(shù)量的時鐘而不是在每個時鐘添加識別碼，并例如可以將其添加到視頻數(shù)據(jù)的各幀頭部。
因而，通過僅使特定信道的數(shù)據(jù)電平不同并添加信道識別數(shù)量，當(dāng)多個信道的數(shù)據(jù)在固定側(cè)被接收時，可以確定數(shù)據(jù)屬于哪個信道，并可以將數(shù)據(jù)輸出到預(yù)定的輸出段，從而可以響應(yīng)于對多信道的非接觸式連接器10的需求。
下面將描述其中在光元件電路部分21上設(shè)置有孔部件30的非接觸式連接器10?？撞考?0的示例在圖9(A)和圖9(B)中示出。如前所述，作為在光元件電路部分11、21上設(shè)置多個光發(fā)射元件121到124的布置的結(jié)果，例如，從光發(fā)射元件121發(fā)出的光有時被同時輸入到多個光接收元件131到138，而不是輸入到光接收元件131到138中的一個。有時會產(chǎn)生所謂的信道間干擾問題，并且接收光的光元件電路部分11、21有時不能識別因接收光產(chǎn)生的數(shù)據(jù)屬于哪個信道。因此，在光元件電路部分21上設(shè)置孔部件30，從而來自光發(fā)射元件121到124中的一個的光被光接收元件131到138中的一個接收。
圖9(A)示出了從上方看到的孔部件30。沿著具有相同半徑的圓周設(shè)置了多個孔眼，并且來自光發(fā)射元件121到124的光從各孔眼輸出。這是因為在這種情況下處于相同半徑處的光接收元件131到138之間產(chǎn)生信道間干擾。
圖9(B)是孔部件30的立體圖。孔部件30具有恒定的厚度，用以不致妨礙旋轉(zhuǎn)體1和固定體2的旋轉(zhuǎn)。
圖10(A)和圖10(B)用于示出當(dāng)在圖1和圖4中設(shè)置有孔部件30時和在圖1和圖4中不設(shè)置孔部件30時光束的差。如圖10(A)所示，當(dāng)未設(shè)置孔部件30時，由于光的散射，從光發(fā)射元件12發(fā)出的光被三個光接收元件13接收。產(chǎn)生了所謂的信道間干擾問題。同時，當(dāng)如圖10(B)所示設(shè)置了孔部件30時，雖然來自光發(fā)射元件12的光發(fā)生散射，但該光被孔部件30的孔眼的內(nèi)面反射，并且被匯聚在光接收元件13上。因此，來自光發(fā)射元件12的光可以被光接收元件13可靠地接收。換句話說，一個光接收元件13不會同時接收來自兩個光發(fā)射元件12的不同的光。
此外，孔部件30的高度(孔部件30的厚度)可以是旋轉(zhuǎn)體1和固定體2之間的間隙的高度，從而來自光發(fā)射元件12的所有的光都被反射，但這樣就存在這樣的風(fēng)險將會妨礙旋轉(zhuǎn)體1的旋轉(zhuǎn)。將光發(fā)射元件12和光接收元件13安裝在光元件電路部分11、21上，因此，孔部件30優(yōu)選地具有等于或小于旋轉(zhuǎn)體1的光元件電路部分11和固定體2的光元件電路部分21之間的間隙的1/2的厚度。
另外，孔部件30的孔眼的寬度可以是這樣的寬度，由于旋轉(zhuǎn)體1的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)一個光接收元件13位于孔眼的一端時，另一光接收元件13位于該孔眼的另一端。這是因為在旋轉(zhuǎn)體1旋轉(zhuǎn)時，任何光接收元件13都會可靠地接收光，而不會中斷來自光發(fā)射元件12的光。
此處，兩個光接收元件13同時接收來自一個光發(fā)射元件12的光。然而，通過選擇同時被光元件電路部分11、21的多路復(fù)用器114接收的兩個數(shù)據(jù)中的任一個，并構(gòu)成邏輯電路以產(chǎn)生兩個接收數(shù)據(jù)的“或”，不會發(fā)生信道間干擾的問題。
雖然在上面的示例中，將多個光發(fā)射元件12布置在具有相同半徑的圓周上，但因為不會產(chǎn)生信道間干擾的問題，也可以在具有不同半徑的圓周上布置多個光發(fā)射元件12。
圖11示出了包括孔部件31、32的非接觸式連接器10的整體結(jié)構(gòu)的示例。將該旋轉(zhuǎn)體1側(cè)的孔部件31布置為向下朝向固定體2所在的位置，并且將固定體2側(cè)的孔部件32布置為向上朝向旋轉(zhuǎn)體1所在的位置。
依據(jù)圖1等，在該示例中，形成了傾斜的光路并且光元件12和13的布置對于旋轉(zhuǎn)體1側(cè)的光元件電路部分11和固定體側(cè)2側(cè)的光元件電路部分21都是相同的，并且可以被通用。進(jìn)一步地，通過孔部件31和32可以將從光發(fā)射元件12發(fā)出的光匯聚在預(yù)定的光接收元件13上，因此，不會產(chǎn)生因光被另一光接收元件13接收而導(dǎo)致的信道間干擾的問題。
在圖11所示的示例中，形成了具有單段結(jié)構(gòu)的傾斜光路，但依照圖4的具有多個段的結(jié)構(gòu)也是可能的?？梢詫崿F(xiàn)這樣的非接觸式連接器10，其因光元件電路部分11、21通用于多個段而使成本降低，利用該結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生信道間干擾的問題，并且其能夠發(fā)送并接收多個信道的數(shù)據(jù)。
在所有的上述示例中，光元件12和13的布置是按在從旋轉(zhuǎn)軸4朝向外側(cè)的方向上依次布置光發(fā)射元件12和光接收元件13的順序，但自然地，也可以采用相反的順序。在這種情況下，顯示了與上面的示例完全相同的操作結(jié)果。
本申請基于2005年9月27日提交的在先日本專利申請第2005-279631號，并要求其優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用并入本文中。
權(quán)利要求
1.一種非接觸式連接器，其包括設(shè)置在繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體上的旋轉(zhuǎn)側(cè)光元件和設(shè)置在固定體上的固定側(cè)光元件，在所述旋轉(zhuǎn)側(cè)光元件與所述固定側(cè)光元件之間非接觸地進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，其中，所述旋轉(zhuǎn)側(cè)光元件和所述固定側(cè)光元件分別設(shè)置在基本垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸的所述旋轉(zhuǎn)體的盤面上和所述固定體的盤面上，并相對于各盤面傾斜地設(shè)置以形成相對于所述旋轉(zhuǎn)軸傾斜的光路，并且所述非接觸式連接器還包括所述旋轉(zhuǎn)體與所述固定體之間的孔部件，所述孔部件允許從所述旋轉(zhuǎn)側(cè)光元件或固定側(cè)光元件發(fā)出的光通過。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式連接器，其中，所述孔部件包括多個孔眼，所述多個孔眼允許透過所發(fā)出的光，并且各孔眼的寬度的尺寸被設(shè)置為在所述光元件中的一個是光發(fā)射元件，而另一個是光接收元件的情況下，當(dāng)在所述孔眼的一端布置有一光接收元件時，則在所述孔眼的另一端也布置有一光接收元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸式連接器，其中，設(shè)置在所述孔部件中的所述孔眼的寬度的尺寸被設(shè)置為所述光發(fā)射元件中的相距最近的兩個光發(fā)射元件不同時向所述光接收元件中的一個輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式連接器，其中，所述旋轉(zhuǎn)側(cè)光元件設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體上，并基本位于所述旋轉(zhuǎn)軸的中心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式連接器，其中，所述光元件以多個的方式設(shè)置在以所述旋轉(zhuǎn)軸為中心的具有不同半徑的多個同心圓上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式連接器，還包括切換部分，對其輸入從所述固定側(cè)光元件輸出的數(shù)據(jù)，并且該切換部分識別所輸入的數(shù)據(jù)屬于哪個信道，并將所述數(shù)據(jù)輸出到與該信道相對應(yīng)的輸出信道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式連接器，還包括所述旋轉(zhuǎn)體和所述固定體中的變壓器繞組，其中，所述變壓器繞組從所述固定體向所述旋轉(zhuǎn)體非接觸地供電。
全文摘要
非接觸式連接器。本發(fā)明是一種非接觸式連接器，其包括設(shè)置在繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體上的旋轉(zhuǎn)側(cè)光元件和設(shè)置在固定體上的固定側(cè)光元件，在旋轉(zhuǎn)側(cè)光元件與固定側(cè)光元件之間非接觸進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。旋轉(zhuǎn)側(cè)光元件和固定側(cè)光元件分別設(shè)置在基本垂直于該旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體的盤面上和固定體的盤面上，并相對于各盤面傾斜地設(shè)置以形成相對于該旋轉(zhuǎn)軸傾斜的光路。該非接觸式連接器還包括旋轉(zhuǎn)體和固定體之間的孔部件，所述孔部件允許從所述旋轉(zhuǎn)側(cè)光元件或固定側(cè)光元件發(fā)出的光通過。
文檔編號G02B6/42GK1941231SQ20061007256
公開日2007年4月4日 申請日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日
發(fā)明者小板橋博行 申請人:中部日本丸子株式會社