专利名称：非接触式连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种非接触地发送并接收数据的非接触式连接器，更具体地，涉及一种在旋转体旋转的圆周方向上构成光路的非接触式连接器。
背景技术：
在现有技术中，在旋转侧与固定侧之间发送并接收数据。例如，将来自可旋转摄像机的视频信号等发送到固定侧的信号处理部分等。在此情况下，通过利用导线直接连接所述摄像机和信号处理部分，将来自摄像机的视频信号发送到固定侧的信号处理部分。然而，随着近年来无线信号技术的发展，在即使无直接导线连接的情况下，也能够执行旋转侧与固定侧之间的数据发送和接收。
但是，仍然存在的问题是如果要从旋转侧将数据无线发送到固定侧，则很难非接触地从固定侧向旋转侧供电。
因此，传统上，在盘式旋转体的上部设置有多个发光元件，并且在面对该发光元件的位置处设置有多个固定体的光接收元件，对数据进行非接触地发送并接收，并且在旋转侧与固定侧之间设置旋转变压器，由此实现从固定侧到旋转侧的非接触供电(参见例如日本专利申请特开2002-75760号公报)。
然而，在日本专利申请特开2002-75760号公报中，当数据通信速度增加时，可能不一定能够将所有数据从旋转体的发光元件发送给固定体的光接收元件。即，在日本专利申请特开2002-75760号公报中，因为旋转体的旋转切断了在光元件之间的非接触光连接，所以将起自发光元件的光路切换到其它光接收元件。在该切换方法中，随着数据通信速度的增大会存在发送数据的时间比用于切换光通路的处理的时间快的情况，所以不能确保通信的连续性。
发明内容
因此，鉴于上述问题设计了本发明，并且本发明的目的在于提供一种用于确保通信连续性的非接触式连接器。
为了实现上述目的，本发明是一种非接触式连接器，其包括设置在绕旋转轴旋转的旋转体上的旋转侧光元件和设置在固定体上的与旋转侧光元件相面对的位置处的固定侧光元件，并且该非接触式连接器在旋转侧光元件与固定侧光元件之间进行非接触式数据发送和接收，其中旋转体被形成为以旋转轴作为该旋转体的中心轴的圆筒形；该旋转侧光元件位于旋转体的圆筒面上，并且被配置成沿旋转体旋转的圆周方向发射光；并且该固定侧光元件被设置在固定体上，以便能够接收从旋转侧光元件发射的光。因此，例如沿圆周方向发射的光能够构成即使旋转体旋转也不被切断的光路，由此可确保了通信的连续性。
此外，本发明的非接触式连接器的特征在于，在旋转体的圆筒面上以布设在多个段上的方式设置旋转侧光元件，并且在固定体上以布设在多个段上的方式设置固定侧光元件。由此，因为可在例如多个发光元件之间发送并接收数据，所以可提供实现多信道的非接触式连接器。
此外，本发明的非接触式连接器的特征在于，在旋转体与固定体之间的区域上以及在旋转体旋转的多个同心圆上设置有旋转侧光元件和固定侧光元件，并且以布设在多个段上的方式设置。因此，由于以例如布设在多个同心圆周上的方式布置旋转侧发光元件和固定侧发光元件，所以可实现多信道。
此外，本发明的非接触式连接器的特征在于，在旋转体的圆筒面上组合地设置有多个旋转侧光接收元件和多个旋转侧发光元件，并且在分别形成到旋转侧光接收元件和旋转侧发光元件的、随旋转体的旋转而不被切断的光路的位置处，组合地分别设置有多个固定侧发光元件和多个固定侧光接收元件。由此，例如因为能够从固定体到旋转体发送并接收数据，也能够从旋转体到固定体发送并接收数据，所以可执行通过双向通信的数据发送及接收。
此外，本发明的非接触式连接器的特征在于，在旋转体的任一段中设置有多个旋转侧发光元件或者多个旋转侧光接收元件；在分别形成到旋转侧发光元件或者旋转侧光接收元件的、随旋转体的旋转而不被切断的光路的位置处，分别设置有多个固定侧光接收元件或者多个固定侧发光元件；在与所述任一段不同的段中设置有多个旋转侧光接收元件或者多个旋转侧发光元件；并且在分别形成到旋转侧光接收元件或者旋转侧发光元件的、随旋转体的旋转而不被切断的光路的位置处，分别设置有多个固定侧发光元件或者多个固定侧光接收元件。由此，例如因为可在某一段上从旋转体到固定体发送并接收数据，并且在另一段上从固定体到旋转体发送并接收数据，所以可在旋转体与固定体之间双向地发送并接收数据。
此外，本发明的非接触式连接器的特征在于切换单元，向该切换单元输入从旋转侧光接收元件或者固定侧光接收元件输出的数据，并且该切换单元用于识别输入的数据来自哪个发光元件，且用于将识别出的输入数据切换给预先请求的输出。由此，例如可将输入的数据输出到任选输出段。
此外，本发明的非接触式连接器的特征在于旋转变压器，其由变压器芯和分别缠绕在旋转体和固定体上的变压器绕组构成。因此，例如能够非接触地从固定体向旋转体供电。
此外，本发明的非接触式连接器的特征在于，旋转体和固定体都另包括凹槽或者切口，并且在该凹槽或者切口内设置有旋转侧光元件和固定侧光元件。由此，例如因为在旋转体和固定体内设置有发光元件，所以可确保通信连续性并且能够实现非接触式连接器的小型化。
此外，本发明的非接触式连接器的特征在于固定体还包括反射镜，用于反射来自旋转侧光元件或者固定侧光元件的光。由此，通过固定体反射从旋转侧光元件和固定侧光元件发射的光，因此可构成即使旋转体旋转也不会被切断的光路。
本发明的非接触式连接器通过在旋转侧发光元件与固定侧发光元件之间构成沿旋转体旋转的圆周方向不被切断的光路，可以提供确保了通信连续性的非接触式连接器。
图1是应用了本发明的非接触式连接器10的立体图；图2是应用了本发明的非接触式连接器10的剖面图；图3A和3B用于示出通过旋转侧光元件13和固定侧光元件23构成的光路；图4A和4B用于示出通过旋转侧光元件13和固定侧光元件23构成的光路；图5用于示出通过旋转侧光元件13和固定侧光元件23构成的光路；图6是应用了本发明的非接触式连接器10的剖面图；图7用于示出非接触式供电；图8示出应用了本发明的非接触式连接器10的另一示例；图9示出应用了本发明的非接触式连接器10的另一示例；图10示出应用了本发明的非接触式连接器10的另一示例；图11示出应用了本发明的非接触式连接器10的另一示例；图12示出应用了本发明的非接触式连接器10的另一示例；图13示出应用了本发明的非接触式连接器10的另一示例；图14示出应用了本发明的非接触式连接器10的另一示例；图15示出旋转侧电路部分11和固定侧电路部分21的结构；以及图16示出通过电路部分11和21处理的数据的示例。
具体实施例方式
下面将参照附图描述本发明的优选实施例。
图1是具有圆筒形的非接触式连接器10的外部立体图。图1中的非接触式连接器10包括旋转体1和固定体2。
旋转体1连接到主体装置并且借助于来自主体装置的旋转驱动来绕旋转轴4进行旋转。旋转体1包括以旋转轴4为中心的中空部分7。非接触式连接器10使得可将旋转体1经由中空部分7安装在主体装置的旋转转轴上。此外，将固定体2形成为以旋转轴4为其中心的圆筒形，并且被设置为环绕着旋转体1的圆周。
另外，在旋转体1的圆筒外壁以及固定体2的圆筒内壁上的多个段中布置有多个光元件13、23。将来自主体装置的数据从旋转体1的旋转侧光元件13发送，并且通过固定体2的固定侧光元件23非接触地进行接收。例如将所接收的数据输出到与固定体2连接的主体装置。在此，设置了旋转侧光元件13以沿旋转体1旋转的圆周方向发射光。在固定体2上还设置有固定侧光元件23以使得能够接收来自圆周方向的光。下文将给出详细描述。
接下来参照图2详细描述非接触式连接器10。图2是沿包含非接触式连接器10的旋转轴4的平面的剖面图。
旋转体1包括旋转侧电路部分11、旋转侧支持部分12、旋转侧光元件13、旋转侧变压器绕组14、旋转侧变压器芯15、轴承5的内环16、以及中空部分7。
旋转侧电路部分11位于旋转体1的上部，并且执行各种数据处理。例如，当将转盘(其上安装有用于捕获图像的摄像机)的旋转部分附连到旋转体1上时，将来自摄像机的视频信号等输入到旋转侧电路部分11，并且输出电信号以使旋转侧光元件12发射光。
旋转侧保持部分12位于旋转侧电路部分11的下部，并且保持旋转侧电路部分11。
旋转侧光元件13位于旋转侧保持部分12的外周上，并且沿着旋转体1的外壁定位。在图2中，布置有两段旋转侧光元件13。将旋转侧光元件13连接到旋转侧电路部分11，并且通过基于来自旋转侧电路部分11的驱动数据而发射光，从而非接触地将数据发送到固定侧光元件23。此外，在此示例中，通过一个旋转侧光元件13发送相当于一个信道的数据。
旋转侧变压器绕组14位于旋转侧保持部分12的下部，并且将其布置在旋转体1的外周上的凹陷内。从固定体2通过电磁感应作用进行供电，并且通过旋转侧变压器绕组14能够将电力提供给旋转体1的各个部分。
以包围旋转侧变压器绕组14的方式形成旋转侧变压器芯15，并且该旋转侧变压器芯15具有U形截面。旋转侧变压器芯15将旋转侧变压器绕组14容纳在其凹陷中，并且与固定体2一起形成旋转变压器。随后将描述从固定体2的非接触供电。
沿着旋转体1的外圆周且在与滚动元件31相接触的位置设置有轴承5的内环16，并且可使旋转体1平滑地旋转作用。由非电磁材料(例如树脂材料)形成内环16。
中空部分7具有以旋转轴4为中心的中空结构，并且被安装在主体装置的旋转转轴上。由此，可将非接触式连接器10安装在主体装置上，并且例如空气和油等能够经由中空部分7从主体装置沿图2中的垂直方向流动。
接着说明固定体2。固定体2包括固定侧电路部分21、固定侧保持部分22、固定侧光元件23、固定侧变压器绕组24、固定侧变压器芯25、和轴承5的外环26。
固定侧电路部分21位于固定体2的上部。固定侧电路部分21与固定侧光元件23相连，并且对从旋转侧光元件13非接触地接收的数据进行处理，且将处理后的数据输出到与固定体2相连的外部装置。
固定侧保持部分22位于固定侧电路部分21的下部，并且保持固定侧电路部分21。
固定侧光元件23被布置在多个位置处，以向旋转侧光元件13发送并且从其接收光信号，并且被设置在固定体2的与旋转体1相对的内壁上。固定侧光元件23从旋转侧光元件13接收光，并且在旋转体1与固定体2之间执行非接触的数据接收。总共设置有四个固定侧光元件23，将其中的每两个以与旋转侧光元件13相同的方式设置在图2中的左侧和右侧。此外，在固定体2上设置有与旋转侧光元件13相同数量或者更多数量的固定侧光元件23，以便能够从旋转侧光元件13连续地接收光。
固定侧变压器绕组24位于与旋转侧变压器绕组14相对应的位置处，并且位于固定体2的内周侧。固定侧变压器绕组24从与固定体2相连的外部装置供电。
以包围固定侧变压器绕组24的方式形成固定侧变压器芯25，并且该固定侧变压器芯25具有U形截面。固定侧变压器芯25将固定侧变压器绕组24容纳在其凹陷中，并且与旋转体1一起形成旋转变压器。
轴承5的外环26沿着固定体2的内周设置，并且位于与滚动元件31相接触的位置。与内环16相同，外环26由非电磁材料(例如树脂)形成。
此外，非接触式连接器10包括位于旋转体1与固定体2之间的滚动元件31，并且轴承5由滚动元件31、旋转体1的内环16、以及固定体2的外环26形成。轴承5具有使旋转体1和固定体2对准的功能，以及使得旋转体1能够沿固定体2的内周进行平滑转动的功能。此外，轴承5由非电磁材料(例如钢材料或者树脂材料)构成。
接下来描述通过由此构成的旋转侧光元件13和固定侧光元件23形成的光路。
图3A用于示出在旋转侧光元件13与固定侧光元件23彼此面对的情况下的光路。在此示例中，分别在旋转体1上设置一个旋转侧光元件13，在固定体2上设置一个固定侧光元件23。
从旋转侧光元件13发射的光沿旋转体1旋转的圆周方向发射。所发射的光向固定体2的内壁传播。但是，在固定体2的内壁上设置有用于反射光的反射镜，并且该反射镜将入射到固定体2的内壁上的光反射。自然地，在采用高反射率的原料的情况下，该原料可以是除反射镜以外的其它原料。通过设置在内壁上的反射镜将从旋转侧光元件13发射的光重复反射，由此在该光入射到如图3A所示的固定侧光元件23上之前形成如图3A所示的光路。
此后，根据旋转体1的旋转，旋转侧光元件13的位置从图3A所示的位置移动到图3B所示的位置。在此同样，通过旋转侧光元件13发射的光被固定体2的反射镜重复反射，并且如图所示入射到固定侧光元件23上。
因此，当将从旋转侧光元件13发射的光的光路形成为正六边形时，从旋转侧光元件13发射的光总能入射到固定侧光元件23上。因此，能够确保通信的连续性，尽管旋转体1旋转，也不会切断旋转侧光元件13与固定侧光元件23之间的光路。
接着参照图4描述分别在旋转体1上布置两个旋转侧光元件131、132，在固定体2上布置两个固定侧光元件231、232时的光路。两个旋转侧光元件131、132都沿旋转体1旋转的圆周方向发射光，但以如图4A所示的彼此相反的方向发射。在此情况下，固定体2的内壁设置有反射镜，并且因此通过该反射镜将由旋转侧光元件131、132发射的光反射，并且形成图4A所示的光路。即，由旋转侧光元件131发射的光被设置在固定体2的内壁上的反射镜重复反射，并且入射到固定侧光元件232上，而由旋转侧光元件132发射的光也同样地被重复反射并入射到固定侧光元件231上。
此后，根据旋转体1的旋转，旋转侧光元件131、132的位置移动到图4B所示的位置。然而，在此情况下同样地，由旋转侧光元件131发射的光直接入射到固定侧光元件232上，而由旋转侧光元件132发射的光被重复反射并入射到固定侧光元件231上。
尽管旋转体1旋转，由旋转侧光元件131、132发射的光也总能入射到固定侧光元件231、232上。因此，能够确保通信的连续性，即使旋转体1旋转，也不会切断旋转侧光元件131、132与固定侧光元件231、232之间的光路。
图5是其中在旋转体1上布置六个旋转侧光元件131至136，而在固定体2上布置一个固定侧光元件23的示例。例如，在考查旋转侧光元件131时，即使当旋转体1旋转时，也能形成与图3中相同的光路，并且由旋转侧光元件131发射的光总能入射到固定侧光元件23上。对于旋转侧光元件132情况相同。因此，从六个旋转侧光元件131至136发射的光总是入射到固定侧光元件23上，并且形成不被切断的光路。因此，能够确保通信的连续性。然而，在该示例的情况下，在旋转体1与固定体2之间的区域内存在有起自各个旋转侧光元件131至136的多条光路。
图3至5的示例是如下一种示例其中从旋转侧光元件13发射光，并由固定侧光元件23接收光。即，这是将旋转侧光元件13用作发光元件，而将固定侧光元件23用作光接收元件的示例。另一方面，固定侧光元件23可以是发光元件，而旋转侧光元件13可以是光接收元件。此时，因为在图3等中所示的光路存在可逆性，所以旋转侧光元件13能够在任意位置接收由固定侧光元件23发射的光。因此，形成了不被切断的光路，并且能够确保通信的连续性。
此外，图3等的示例是如下一种示例其中在旋转体1的旋转圆周上布置有一个或者多个旋转侧光元件13。然而，如图2所示，可将旋转侧光元件13设置在旋转体1的外周的侧壁上的多个段中。各段的光路与图3等中的示例完全相同。在此情况下，能够实现通信的连续性和由于布置了多个光元件13、23而导致的多信道。
另外，在某一段上，旋转侧光元件13可以是发光元件且固定侧光元件23可以是光接收元件，而在另一段上，旋转侧光元件13可以是光接收元件而固定侧光元件23可以是发光元件。在此情况下，可从固定体2向旋转体1发送并接收数据，也可以从旋转体1到固定体2发送并接收数据，并且由此可在实现多信道的同时实现双向通信。
另外，对于某一段上的旋转侧光元件13，组合布置发光元件和光接收元件，并且也对于固定侧光元件23，组合布置发光元件和光接收元件。从而，可在旋转体1与固定体2之间进行双向通信。此外，通过在旋转体1和固定体2上的多个段上设置这些旋转侧光元件13和固定侧光元件23能够实现多信道。
图6是当能够实现构成在多个段上的旋转侧光元件13和固定侧光元件23的附加多信道时的结构图。图6是包含如图1的旋转轴4的平面的剖面图。
在旋转体1与固定体2之间的区域中，沿从旋转体1向固定体2的方向经过多个段延伸出用于支撑旋转侧光元件13的多个支柱。同样从固定体2向旋转体1也以多个段的形式延伸出多个支柱。此外，与旋转轴4相平行地，还从各个支柱延伸出多个支柱，以形成垂直地啮合的梳齿。在这些支柱上彼此面对地布置有多个旋转侧光元件13和多个固定侧光元件23。由此，将多个旋转侧光元件13和多个固定侧光元件23成对地布置在旋转体1与固定体2之间的区域中的多个同心圆的多个位置上。
在此情况下，同样在位于相同段的旋转侧光元件13与固定侧光元件23之间形成了图3等中示出的不被切断光路。因此，能够提供确保通信的连续性并且在其中实现了附加多信道的非接触式连接器10。
现在将利用图7描述从固定体2向旋转体1的非接触供电。如上所述，旋转侧变压器绕组14围绕旋转体1的旋转侧变压器芯15的主干部分缠绕，并且固定侧变压器绕组24围绕固定体2的固定侧变压器芯25的主干部分缠绕。在此状态下，作为从主体装置流向固定侧变压器绕组24的电流的结果，在固定侧变压器芯25的周围产生磁场。通过旋转体1的旋转作用，当旋转侧变压器芯15位于与产生磁场的固定侧变压器芯25相对应的位置时形成了磁路，并且在围绕旋转侧变压器芯15的主体部分缠绕的旋转侧变压器绕组14中产生电流(利用所谓电磁感应定律)。从而，例如将电力提供给旋转体1的各部分，并且驱动旋转侧电路部分11且旋转侧光元件13发光。因此，能够进行从固定体2到旋转体1的非接触供电。此外，固定体2的固定侧电路部分21直接从主体装置供电。
接下来，将参照图8至14描述根据本发明的非接触式连接器10的另一实施例。在每个实施例中，任意地设置旋转侧光元件13，以便沿旋转体1旋转的圆周方向形成光路，并且以相同方式设置固定侧光元件23以便能够从旋转侧光元件13接收光。
在图8中的示例中，按照图2所示将旋转侧光元件13布置在旋转侧保持部分12的外周上，并且与旋转侧光元件13相对地布置固定侧光元件23。在此示例中，与图2不同，将旋转侧光元件13和固定侧光元件23构造在一个段中。与图2中的长度相比，可缩短旋转体1的圆筒的长度，并且因此能够确保执行通信的连续性以及非接触式连接器10的小型化。
图9是如下示例其中将轴承5布置在与旋转侧变压器芯15和固定侧变压器芯25间隔开的位置处，并且轴承5和诸如光元件13、23的光通信部件由不同元件形成。在轴承5与旋转侧变压器芯15之间，或者在轴承5与固定侧变压器芯25之间布置有旋转侧光元件13和固定侧光元件23。
在此示例中，将轴承5布置在与磁路间隔开的位置处，该磁路由变压器芯15、25以及变压器绕组14、24形成。因此，轴承5的材料不必是非磁性材料，并且轴承5能够由诸如磁性材料的各种材料构成。
此外，不必如图9中所示将旋转侧光元件13和固定侧光元件23分别布置在旋转侧变压器绕组14和固定侧变压器绕组24的下方，并且例如可以将它们设置在绕组14、24的上方。由此，同样地在这种情况下可以理解因为形成了图3中示出的光路，所以两个光元件13、23能够确保通信的连续性。
图10是轴承5和光通信部件是相同元件的示例。即，这是其中内环16是旋转侧变压器芯15的部分，并且外环26是固定侧变压器芯25的部分的示例。与图9等相比，在此示例中，变压器芯15、25的长度沿着旋转轴4延长。在此情况下，也可将旋转侧光元件13设置在旋转侧变压器绕组14上方而不在其下方，并且也可以将固定侧光元件23设置在固定侧变压器绕组24的上方。
图11是如下的示例其中在旋转侧保持部分12的外壁和固定侧保持部分22的内壁中设置有多个凹槽，并且将旋转侧光元件13和固定侧光元件23布置在各个凹槽内。即，在旋转侧保持部分12的外壁中，沿旋转轴4的方向设置有多个凹槽。也同样在固定侧保持部分22的内壁中，沿与旋转轴4的方向相对的方向设置有多个凹槽。此外，将旋转侧光元件13和固定侧光元件23布置在这些凹槽中。虽然在凹槽中形成由两个光元件13、23形成的光路，但光路与图3等中的相同。从而确保了通信的连续性。
在此情况下，与在旋转体1与固定体2之间设置光元件13、23的图3等中的示例相比，将光元件13和23布置在旋转体1和固定体2的内部。因此不妨碍旋转体1的旋转操作。此外，因为不需要在旋转体1与固定体2之间设置光元件13、23的空间，所以可以将非接触式连接器10的小型化实现到相同的程度。在图11中将凹槽设置在轴承5上方的保持部分12、22中，但也可以将凹槽设置在轴承5下方的变压器芯15、25中。
此外，凹槽的位置并不限于在旋转侧保持部分12和固定侧保持部分22。例如，也可以将凹槽设置在轴承5的内环16和外环26中。原本地，空间效率因为在为了保持滚动元件31等而设置的内环16和外环26上设置光元件13、23而增加，所以在此情况下，能够实现非接触式连接器10的小型化。此外，还通过在旋转侧保持部分12和固定侧保持部分22中设置凹槽，使得可以布设在多个段上的方式布置光元件13、23，由此可以实现多信道。
图12的示例是不将光元件13、23设置在凹槽中的示例。取而代之，在光元件13、23上方设置切口17、27，并且将光元件13、23设置在切口17、27内。即，在旋转侧保持部分12的上方以及旋转侧电路部分11的下方，沿轴承5的方向设置切口17，并且将旋转侧光元件13设置在切口17内。此外，在固定侧保持部分22上方以及固定侧电路部分21的下方，以轴承5的方向设置切口27，并且将固定侧光元件23设置在切口27内。在旋转体1旋转的圆周方向上彼此相对地设置旋转侧光元件13和固定侧光元件23，使得旋转侧光元件13与固定侧光元件23之间的光路不受阻碍。
因此，在此情况下，如图3等形成不被切断的光路，并且确保了通信的连续性。此外，在设置有多个凹槽的本示例中，能够提高空间效率，并且能够实现非接触式连接器10的小型化。在图12的示例中，将切口17、27设置在保持部分12、22内，但通过将切口17、27设置在例如变压器绕组14、24的下方，也可彼此相对地设置光元件13、23。
图13中的示例是在旋转体1和固定体2的上方设置光元件13、23的示例。即，该示例将光元件13、23设置在沿着旋转体1的外壁和固定体2的内壁、旋转体1和固定体2的圆板的上方。同样地，在此情况下，在旋转侧光元件13与固定侧光元件23之间形成了如图3等的光路，从而形成不被切断的光路，由此确保了通信连续性。
此外，还在此示例中，因为将光元件13、23布置在旋转体1和固定体2的内侧，所以不妨碍旋转体1的旋转作用，并且能够将非接触式连接器10制造得较小。因此，同样地，在此情况下，即使当将光元件13、23设置在旋转体1和固定体2的下方，而非如图13所示将设置在旋转体1和固定体2的上方，也会产生类似的效果。
图14是其中去除了用于构成旋转变压器的磁路的示例。即，这是将变压器绕组14、24以及变压器芯15、25分别从旋转体1和固定体2中去除的示例。向旋转体1的供电可以采用如下形式旋转体1例如包括蓄电池或者干电池，并且通过旋转体1的蓄电池或者干电池驱动旋转侧电路部分11等。另外，也可以以旋转体1和固定体2的双向从主体装置供电。
在此示例中，因为不必考虑磁路，所以不必一定用非磁性材料制造轴承5。轴承5可以由各种材料制成。此外，将旋转侧电路部分11布置在旋转侧保持部分12的内周上，并且将固定侧电路部分21布置在固定侧保持部分22的外周上。原本地，将变压器绕组14、24布置在旋转侧电路部分11和固定侧电路部分21的位置处。然而，当省略绕组14、24时，增大了用于布置电路部分11、21的位置的自由度。因此，可实现非接触式连接器10的小型化。自然地，可将电路部分11、12设置在保持部分12、22的上方或者下方。
在此示例中将旋转侧光元件13布置在旋转侧保持部分12的上方以及旋转体1的外壁上，并且将固定侧光元件23布置在固定侧保持部分22的上方以及固定体2的内壁上。只要两个光元件13、23的设置是其中去除旋转变压器的一种结构，则该结构可不必限于图14的示例。例如可以设置凹槽并且将光元件13、23布置在凹槽中(图11)，或者可接受设置切口17、27并且将光元件13、23布置在圆板的上方的情况。无论何种情况，都能够确保通信的连续性并且能够实现双向多信道和小型化。
接着将描述旋转侧电路部分11和固定侧电路部分21的结构和作用。图15示出了该结构。图15示出了发送并接收四个信道的数据(分别为CH.1至CH.4)时的情况的示例。此外，还将图15中示出的电路部分11、21应用于图1至14中示出的任何非接触式连接器10。
如图15所示，由四个接口(I/F)电路111至114以及四个驱动电路115至118构成旋转侧电路部分11。
将由与旋转体相连的主体装置提供的数据(CH.1至CH.4)输入到各I/F电路111至114中，并且各个I/F电路111至114将该数据转换为能够在电路部分11中处理的数据。在图15的示例中，发送并且接收四个信道的数据，并且因此针对各个信道对应的设置了I/F电路111至114(共四个)。
驱动电路115至118是产生用于驱动旋转侧光元件13的驱动数据的电路。将来自I/F电路111至114的数据输入到驱动电路115至118中，并且驱动电路115至118生成与该数据相对应的驱动数据。驱动电路115至118的数量与输入信道的数量相对应(在此实施例中总共为4个)。将所生成的驱动数据提供给各个旋转侧光元件131至134。
此后，旋转侧光元件131至134基于由各个驱动电路115至118提供的驱动数据，通过光电转换等发射对应于驱动数据的光。在此实施例的情况下，旋转侧光元件131至134是发光元件，并且由与输入信道的数量相对应的多个元件构成(此实施例中是4个)。
如上所述，由与旋转侧光元件131至134相同或者更多数量的元件构成固定侧光元件231至234，以能够连续地接收光，而在当旋转体1旋转时也不切断来自旋转侧光元件131至134的光。通过四个固定侧光元件231至234构成图15的情况。通过与固定侧光元件231至234形成对来接收来自旋转侧光元件131至134的光。此外，在此实施例的情况下，固定侧光元件231至234用作光接收元件。
由分别连接到各个固定侧光元件231至234的接收电路2111至2114、切换电路2120、接口(I/F)电路2121至2124构成固定侧电路部分21。
接收电路2111至2114也连接到切换电路2120，并且将来自固定侧光元件231至234的所接收的光信号分别输入到接收电路2111至2114。接收电路2111至2114将所接收的光信号转换为能够在固定侧电路部分21中处理的数据，并且将转换后的数据输出到切换电路2120。在该示例的情况下，因为存在四个光元件231至234，所以也存在四个与这些元件相对应的接收电路2111至2114。
将来自各接收电路2111至2114的数据输入到切换电路2120，并且该切换电路2120用于对输入数据进行切换，以便将其提供给请求各个数据的那些信道的输出端口。即，该切换电路2120用于实现非接触式连接器10的输入信道与输出信道之间的自由连接关系，并且实际上由多个逻辑电路构成。在此示例的情况中，因为采用了通过四个信道执行发送和接收的非接触式连接器10，所以可相应地提供四个输出端口。
将从切换电路2120提供的数据输入I/F电路2121至2124，并且I/F电路2121至2124将该数据转换为能够向外侧输出的数据。因为该示例包括四个输出端口，所以存在四个I/F电路2121至2124。此外，将从各I/F电路2121至2124输出的数据输出到与各个所请求的信道相对应的输出端口。在图15中，从上开始依次输出输出数据CH.1、CH.2、CH.3以及CH.4。
将通过使用图16描述包括各个由此构成的电路部分11和21的操作的示例。
首先，当接通与固定体2相连的主体装置的电源时，以适当定时向固定侧电路部分21供电。此外，通过与旋转体1相连的主体装置的驱动来旋转驱动旋转体1。例如，如果主体装置是能够进行360°旋转的转盘，则在转盘上的摄像机本身旋转，并且与转盘相连的旋转体1也旋转。此外，还将电力提供给固定侧变压器绕组24。如前详述，因为将电流提供给了绕组24，所以产生了磁场并且将电力提供给旋转体1的旋转侧变压器绕组14。由此能够驱动旋转侧光元件13。此外，当将视频数据等从主体装置上的摄像机提供给旋转体1时，将视频数据等输入到旋转侧电路部分11(如图15中所示)。在图16中示出了该数据的示例。
图16的示例是其中针对信道1(CH.1)和信道3(CH.3)输入不同数据(例如分别为视频数据和音频数据)的示例。此外，将用于使信道1的数据和信道3的数据同步的时钟数据分别输入信道2(CH.2)和信道4(CH.4)。这样生成了针对各个信道的不同的数据并且将这些数据输入到非接触式连接器10。此外，通过主体装置的处理电路执行各个信道的这种数据的生成以及数据的分离。
通过对如图16所示的数据进行编码，能够标识各个信道的数据。即，通过在各个信道的数据头部插入用于信道识别的数据来使光元件131至134发射光，固定体2的切换电路2120能够识别输入信道的数据。因此，切换电路2120能够对任一信道的输入数据进行切换，以将数据输出到期望的输出段。
即，如图16所示，通过将2位的标识码添加到各个信道的各个数据的头部，通过光接收元件231至234接收从光元件131至134发射的光。此外，经由接收电路2111至2114输入到切换电路2120的数据使得能够识别出借助于标识码接收的数据属于哪个信道，由此获得与预集成逻辑相对应的输入和输出关系。
例如，如图16所示，当标识码是“00”时，数据是第一信道数据；当标识码是“01”时，数据是第二信道数据；当标识码是“10”时，数据是第三信道数据；当标识码是“11”时，数据是第四信道数据，并且如果将标识码添加到数据头部，则当标识码是“00”时，切换电路2120切换输入数据，以将输出作为第一信道数据输出到I/F 2121。类似地，将第二信道数据输出到I/F 2122，将第三信道数据输出到I/F 2123，并且将第四信道输出到I/F 2124。此外，如图16所示，将本示例的标识码添加到相当于一个时钟的数据头部。
此外，可通过与固定体2相连的主体装置的数据处理电路执行这种信道标识编码，或者可通过旋转侧电路部分11的驱动电路115至118来执行。此外，可将编码仅添加给多个信道中的任一个，而不将信道标识码添加到全部信道的全部数据上，来执行单个信道的标识(专用线路实施)。此外，可针对每预定个数的时钟来执行标识码的添加，而不是如图16所示针对每个时钟来执行，并且可以将标识码添加给例如视频数据的各帧的头部。
因此，通过将标识码添加给数据，如果固定体2接收了多个信道的数据，则该固定体识别出各个信道，并且将数据输出给预定的输出端口，使得能够在非接触式连接器10中实现自动信道切换功能。
虽然，在上述示例中，描述了其中旋转侧光元件13是发光元件并且固定侧光元件23是光接收元件的示例，但除此之外，旋转侧光元件13可以是光接收元件，而固定侧光元件23可以是发光元件。在此情况下，旋转体1的电路部分11包括接收电路、切换电路以及I/F电路，而固定体2的电路部分21包括I/F电路和驱动电路。此外，通过在旋转侧光元件13和固定侧光元件23中都设置发光元件和光接收元件，能够通过旋转体1和固定体2执行双向非接触数据发送和接收。在此情况下，旋转侧电路部分11和固定侧电路部分21都包括I/F电路、驱动电路、接收电路以及切换电路等。
本发明基于并且要求于2004年10月5日提交的在先日本专利申请2004-292160的优先权，在此通过引用并入该申请的全部内容。
权利要求
1.一种非接触式连接器，其包括旋转侧光元件，设置在绕旋转轴旋转的旋转体上；和固定侧光元件，设置在固定体上的与旋转侧光元件面对的位置，并且该非接触式连接器在旋转侧光元件与固定侧光元件之间执行非接触的数据发送和接收，其中所述旋转体被形成为以旋转轴作为所述旋转体的中心轴的圆筒形；所述旋转侧光元件位于所述旋转体的圆筒面上，并且被设置成沿所述旋转体旋转的圆周方向发射光；并且所述固定侧光元件以能够接收从所述旋转侧光元件发射的光的方式被设置在所述固定体上。
2.根据权利要求1所述的非接触式连接器，其中在所述旋转体的圆筒面上以布设在多个段上的方式设置所述旋转侧光元件，并且在所述固定体上以布设在多个段上的方式设置所述固定侧光元件。
3.根据权利要求1所述的非接触式连接器，其中所述旋转侧光元件和所述固定侧光元件被设置在所述旋转体与所述固定体之间的区域上的、所述旋转体旋转的多个同心圆上，并且被设置为布设在多个段上。
4.根据权利要求1所述的非接触式连接器，其中在所述旋转体的圆筒面上组合地设置有多个旋转侧光接收元件和多个旋转侧发光元件，并且在分别形成到所述多个旋转侧光接收元件和所述多个旋转侧发光元件的、随所述旋转体的旋转而不被切断的光路的位置处，组合地分别设置有多个固定侧发光元件和多个固定侧光接收元件。
5.根据权利要求1所述的非接触式连接器，其中在所述旋转体的任一段内设置有多个旋转侧发光元件或者多个旋转侧光接收元件；在分别形成到所述多个旋转侧发光元件或者所述多个旋转侧光接收元件的、随所述旋转体旋转而不被切断的光路的多个位置处，分别设置有多个固定侧光接收元件或者多个固定侧发光元件；在与所述任一段不同的段内设置有多个旋转侧光接收元件或者多个旋转侧发光元件；并且在分别形成到所述多个旋转侧光接收元件或者所述多个旋转侧发光元件的、随所述旋转体旋转而不被切断的光路的多个位置处，分别设置有多个固定侧发光元件或者多个固定侧光接收元件。
6.根据权利要求1所述的非接触式连接器，还包括切换单元，向其输入从旋转侧光接收元件或者固定侧光接收元件输出的数据，并且所述切换单元用于识别所输入的数据来自哪个发光元件，并且用于将所识别的输入数据切换给预先请求的输出。
7.根据权利要求1所述的非接触式连接器，还包括旋转变压器，其由变压器芯和分别缠绕在所述旋转体上和固定体上的变压器绕组构成。
8.根据权利要求1所述的非接触式连接器，其中所述旋转体和所述固定体都还包括凹槽或者切口，并且所述旋转侧光元件和所述固定侧光元件被设置在所述凹槽或者切口内。
9.根据权利要求1所述的非接触式连接器，其中所述固定体还包括反射镜，用于反射从所述旋转侧光元件或者所述固定侧光元件发射的光。
全文摘要
非接触式连接器。一种确保了通信连续性的非接触式连接器。所述非接触式连接器包括旋转侧光元件，设置在绕旋转轴旋转的旋转体上；和固定侧光元件，设置在固定体上的与旋转侧光元件面对的位置处，并且所述非接触式连接器在所述旋转侧光元件与所述固定侧光元件之间非接触地发送并接收数据，其中所述旋转体被形成为以旋转轴作为所述旋转体的中心轴的圆筒形；所述旋转侧光元件位于所述旋转体的圆筒面上，并且被设置成沿所述旋转体旋转的圆周方向发射光；并且所述固定侧光元件以能够接收从所述旋转侧光元件发射的光的方式被布置在所述固定体上。
文档编号H01F38/18GK1758389SQ200510107698
公开日2006年4月12日 申请日期2005年9月30日 优先权日2004年10月5日
发明者小板桥博行 申请人:中部日本丸子株式会社