JP2008124236A - 非接触コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】高速通信の連続性を確保し、フライバックを考慮する必要がなく、組み立て調整の容易な非接触コネクタを提供すること。
【解決手段】回転軸のまわりを回転する回転体に配置された回転側発光素子と回転側受光素子と、固定体とに配置された固定側発光素子と固定体受光素子とを備えた非接触コネクタにおいて、前記回転軸を第１の焦点とし更に第２の焦点を有する楕円形状の回転側楕円形状反射体と、前記第１の焦点と第３の焦点を有する楕円形状の固定側楕円形状反射体と、前記第１の焦点の軸上に配置された円柱形状反射鏡とを備え、前記第１の焦点の軸上に配置された前記回転側発光素子から前記固定側楕円形状反射体を介して前記第３の焦点の軸上に配置された前記固定側受光素子への光路が形成され、前記固定側発光素子から前記円柱形状反射鏡と前記回転側楕円形状反射体とを介して前記第２の焦点の軸上に配置された前記回転側受光素子への光路が形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、データの送受信を非接触で行う非接触コネクタに関する。

従来から、回転側と固定側との間でコネクタを介してデータの送受信を行う技術がある。例えば、回転可能な台上にカメラを設け、コネクタを介してカメラからの映像信号等を固定側の信号処理部に送信する等である。この場合、カメラと信号処理部との間で、コネクタによって直接配線を接続することで、信号処理部に映像信号等が送信される。ところが、昨今、配線の無線化技術の進展により、配線を接続しなくてもデータを非接触で送受信できる非接触コネクタが見られるようになった。

しかし、かかる非接触コネクタでは、回転側で撮像等の動作を行わせるために、回転側に非接触で電力を供給しなければならないという問題点があった。

そこで、従来では、円盤状の回転体上部に発光素子を設け、発光素子と対向する位置に固定体の受光素子を複数設け、データの送受信を非接触で行うとともに、固定側から回転側に非接触による給電を実現させるようにした非接触コネクタがある（例えば、以下の特許文献１、２）
特開２００２−７５７６０号公報 特開２００６―１９７５５３号公報

しかしながら、特開２００２−７５７６０号公報に開示される非接触コネクタは、データの通信速度が高速化すると必ずしも回転体の発光素子から固定体の受光素子にすべてのデータが送信されない場合がある。すなわち、かかる非接触コネクタでは、回転体の回転に伴い、光素子間の非接触による光接続が途切れてしまうため、受光素子に対する光路を切り換えるようにしている。このような切り換え方式では、データの通信速度が高速化すると、光路を切り換えるための処理時間よりも早くデータが伝送される場合もあり、通信の連続性を確保することができない。

また、特開２００６−１９７５５３号公報に開示される非接触コネクタは、回転体の回転軸上に反射体を設けることで通信の連続性を確保しているが、反射体の回転速度を制御するために、ギア等によるメカ機構が必要である。このため、かかる非接触コネクタでは、ギア等の回転方向が変わるとき等に生じるフライバックを考慮してメカ機構を設計しなければならない。また、組み立ての際に複雑な調整作業が必要である。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものでその目的は、高速通信の連続性を確保し、フライバックを考慮する必要がなく、組み立て調整の容易な非接触コネクタを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一実施態様によれば、回転軸のまわりを回転する回転体に配置された回転側発光素子と回転側受光素子と、固定体とに配置された固定側発光素子と固定体受光素子とを備え、前記回転側発光素子と前記固定側受光素子、及び前記固定側発光素子と前記回転側受光素子との間で非接触によりデータの送受信を行う非接触コネクタにおいて、前記回転軸を第１の焦点とし、更に第２の焦点を有する楕円形状の回転側楕円形状反射体と、前記第１の焦点と第３の焦点を有する楕円形状の固定側楕円形状反射体と、前記第１の焦点の軸上に配置された円柱形状反射鏡とを備え、前記第１の焦点の軸上に配置された前記回転側発光素子から前記固定側楕円形状反射体を介して前記第３の焦点の軸上に配置された前記固定側受光素子への光路が形成され、前記固定側発光素子から前記円柱形状反射鏡と前記回転側楕円形状反射体とを介して前記第２の焦点の軸上に配置された前記回転側受光素子への光路が形成されることを特徴とする。

また、本発明の他の実施態様によれば、前記非接触コネクタにおいて、更に前記第２の軸上に配置された回転側光路変向反射体と、前記第３の軸上に配置された固定側光路変向反射体とを備え、前記回転側光路変向反射体は、前記回転側楕円形状反射鏡からの光の向きを変え、前記回転側受光素子の受光面に向けて出射し、前記固定側光路変向反射体は、前記固定側楕円形状反射鏡からの光の向きを変え、前記固定側受光素子の受光面に向けて出射することを特徴とする。

更に、本発明の他の実施態様によれば、前記非接触コネクタにおいて、前記回転側光路変向反射体と前記固定側光路変向反射体は、頂角が夫々前記第２の焦点と前記第３の焦点の軸上にある円錐鏡であることを特徴とする。

更に、本発明の他の実施態様によれば、前記非接触コネクタイにおいて、前記回転側発光素子と前記固定側発光素子とは前記回転軸に直交する平面に対して傾斜角をもって夫々配置されることを特徴とする。

更に、本発明の他の実施態様によれば、前記非接触コネクタにおいて、前記円柱形状反射鏡には、前記回転側楕円形状反射鏡からの反射光に対して直交する角度以外の角度で傾斜する変向反射面を備え、前記固定側発光素子と前記回転側受光素子とを結ぶ線分上に前記円柱形状反射鏡が位置したとき、前記回転側楕円形状反射鏡からの反射光を前記変向反射面で反射することで、前記固定側発光素子と前記回転側受光素子との間で光路が形成されることを特徴とする。

更に、本発明の他の実施態様によれば、前記非接触コネクタにおいて、前記回転側発光素子は前記回転軸に直交する前記回転体の円盤面上であって前記第１の焦点の軸上に前記回転側発光素子の光軸が交叉するような角度に複数個配置され、前記固定側受光素子は前記第３の焦点の軸上に沿って複数個積層して配置されることを特徴とする。

更に、本発明の他の実施態様によれば、前記非接触コネクタにおいて、前記固定側発光素子は前記回転軸に略平行に複数個積層して配置され、前記回転側受光素子は前記第２の焦点の軸上に沿って複数個積層して配置されることを特徴とする。

更に、本発明の他の実施態様によれば、前記非接触コネクタにおいて、前記回転体及び前記固定体には夫々トランスコアとトランス巻線とを更に備え、前記回転体のトランスコア及びトランス巻線と、前記固定体のトランスコア及びトランス巻線とにより回転トランスを構成し、前記固定体から前記回転体に非接触で給電を行うことを特徴とする。

更に、本発明の他の実施態様によれば、前記非接触コネクタにおいて、前記回転体と前記固定体とは、互いに嵌合可能に構成され、前記回転体の回転方向に向けて前記回転体がどの回転方向に嵌合されても、前記回転側発光素子と前記固定側受光素子、及び前記固定側発光素子と前記回転側受光素子、夫々の間で光路が形成されるブラインドメーティング機能を備えることを特徴とする。

更に、本発明の他の実施態様によれば、前記非接触コネクタにおいて、前記回転側光素子と前記固定側光素子とを光ファイバで構成し、前記光ファイバ間で発光及び受光された光により、前記回転体と前記固定対との間で光路が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、高速通信の連続性を確保し、フライバックを考慮する必要がなく、組み立て調整の容易な非接触コネクタを提供することができる。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本実施例における非接触コネクタ１０の構成例を示す図である。図１は、回転軸４を含む断面図を示す。

非接触コネクタ１０は、最も大きな構成要素として回転体１と固定体２とを備える。回転体１は回転軸４を中心に回転可能に構成される。固定体２は回転体１の周囲に静止した状態で配置される。

まず、回転体１について説明する。回転体１は、回転側保持部１１、回転側トランス巻線１２、回転側トランスコア１３、回転側電気回路部１４、回転側受光素子１５、回転側光路変向反射体１６、回転側発光素子１７、円柱形状反射鏡１８、及び回転側楕円形状反射体１９を備える。

回転側保持部１１は、非接触コネクタ１０の上部に設けられ、回転側電気回路部１４を保持する。

回転側トランス巻線１２は、回転側保持部１１の下部にあって、回転体１の外周の凹部に配置される。電磁誘導作用により固定体２から電力が供給され、回転側トランス巻線１２から回転体１の各部に電力が供給される。これにより、固定体２から回転体１に非接触による給電を実現している。

回転側トランスコア１３は、回転側トランス巻線１２を取り囲むようにその断面がコ字状に形成される。回転側トランスコア１３はその凹部に回転側トランス巻線１２を収納し、固定体２側の固定側トランス巻線２２と固定側トランスコア２３との間で回転トランスを形成する。

回転側電気回路部１４は、回転側トランスコア１３の下部に配置し、各種データ処理を行う。例えば、回転体１にカメラが取付けられているとき、回転側電気回路部１４はカメラからの映像信号が入力され、回転側発光素子１７を発光させるための電気信号を出力する。

回転側受光素子１５は、回転側楕円形状反射体１９の内部に設けられ、回転側楕円形状反射体１９で反射された固定側発光素子２７からの光を受光できる位置に配置される。この光の送受信により、回転体１は固定体２からデータを非接触で受信できる。

回転側光路変向反射体１６は、円錐鏡（コーンミラー）で構成される。この円錐鏡により、回転側楕円形状反射体１９からの反射光はその向きを変え、回転側受光素子１５に向かうことになる。

尚、回転側光路変向反射体１６と回転側受光素子１５は、回転側楕円形状反射体１９の焦点Ｆ１の軸上に設けられる。詳細は後述する。

また、回転側光路変向反射体１６と回転側受光素子１５は、図１に示すように、焦点Ｆ１の軸上に積層して設けられる。複数段積層することで、多チャンネルのデータを送受信できる。かかる場合、回転側光路変向反射体１６を構成する円錐鏡の頂角は、最も上部に位置する回転側光路変向反射体１６が最も小さく、最も下部に位置する回転側光路変向反射体１６が最も大きい。回転側楕円形状反射体１９からの反射光の、平面に対する入射角は、最も上部に位置する回転側光路変向反射体１６が最も大きく、最も下部に位置する回転側光路変向反射体１６が最も小さいからである。このような角度を考慮して、回転側光路変向反射体１６を設計すればよい。尚、図１に示すように複数段設けるのでなく、一段で構成してもよい。

回転側発光素子１７は、回転軸４に直交する回転体１の円盤面上に位置する。回転側発光素子１７は、回転側電気回路部１４からの電気信号に基づいて、固定側楕円形状反射体２８に向けて発光する。尚、回転側発光素子１７は固定側楕円形状反射鏡２８により形成される楕円の焦点Ｆ２の軸上に配置される。詳細は後述する。

円柱形状反射鏡１８は、回転軸４上に円柱状に設けられている。その側面は鏡面であり、固定側発光素子２７から発光された光を、回転側楕円形状反射体１９に向けて反射する。尚、円柱形状反射鏡１８は、回転側楕円形状反射鏡１９により形成される楕円の焦点Ｆ２の軸上に配置される。詳細は後述する。

回転側楕円形状反射体１９は、上面から見ると楕円形で形成され、その側面は鏡面である。回転側楕円形状反射体１９は、円柱形状反射鏡１８で反射した固定側発光素子２７からの光を、回転側光路変向反射体１６に向けて反射する。

次に、固定体２について説明する。固定体２は、固定側保持部２１、固定側トランス巻線２２、固定側トランスコア２３、固定側電気回路部２４、固定側受光素子２５、固定側光路変向反射体２６、固定側発光素子２７、及び固定側楕円形状反射体２８を備える。

固定側保持部２１は、非接触コネクタ１０の下部に位置し、固定側電気回路部２４を保持する。

固定側トランス巻線２２は、回転側トランス巻線１２と対向する位置にあって、固定体２の外周側に位置する。固定側トランス巻線２２は、固定体２に接続された装置から電力が供給される。

固定側トランスコア２３は、固定側トランス巻線２２を取り囲むようにその断面がコ字状に形成される。固定側トランスコア２３はその凹部に固定側トランス巻線２２を収納し、回転側トランス巻線１２及び回転側トランスコア１３との間で回転トランスが形成される。

固定側電気回路部２４は、固定側楕円形状反射体２８の下部に配置される。固定側電気回路部２４は、固定側受光素子２５及び固定側発光素子２７と接続され、固定側受光素子２５からの電気信号を処理して、固定体２に接続された装置にデータを出力する。また、固定側電気回路部２４は、装置からのデータを処理して固定側発光素子２７に電気信号を出力する。

固定側受光素子２５は、固定側楕円形状反射体２８の内部に設けられ、固定側楕円形状反射体２８で反射された回転側発光素子１７からの光を受光できる位置に配置される。この光の送受信により、固定体２は回転体１からのデータを非接触で受信できる。

固定側光路変向反射体２６は、回転側光路変向反射体１６と同様に円錐鏡（コーンミラー）で構成される。この固定側光路変向反射体２６により、固定側楕円形状反射体２８からの反射光はその向きを変え、固定側受光素子２５に向かうことになる。

尚、固定側受光素子２５と固定側光路変向反射体２６は、固定側楕円形状反射体２８の焦点Ｆ３の軸上に設けられる。詳細は後述する。

また、固定側受光素子２５と固定側光路変向反射体２６は、図１に示すように、焦点Ｆ３の軸上に積層して設けられている。複数段積層することで、多チャンネルのデータを送受信できる。かかる場合、固定側光路変向反射体２６を構成する円錐鏡の頂角は、最も上部に位置する固定側光路変向反射体２６が最も小さく、最も下部に位置する固定側光路変向反射体２６が最も大きい。固定側楕円形状反射体２８からの反射光の、平面に対する入射角は、最も上部に位置する固定側光路変向反射体２６が最も大きく、最も下部に位置する固定側光路変向反射体２６が最も小さいからである。このような角度を考慮して、固定側光路変向反射体２６を設計すればよい。尚、図１に示すように複数段設けるのではなく、一段で構成してもよい。

固定側発光素子２７は、固定側楕円形状反射体２８の上部に、かつ、固定体１の側面近傍に設けられる。固定側発光素子２７は、固定側電気回路部２４からの電気信号に基づいて、円柱形状反射鏡１８に向けて発光する。

固定側楕円形状反射体２８は、上面から見ると楕円形で形成され、その側面は鏡面である。固定側楕円形状反射体２８は、回転側発光素子１７からの光を、固定側光路変向反射体２６に向けて反射する。

次に、図２乃至図４（Ａ）を参照して、回転側発光素子１７と固定側受光素子２５との間の光路、及び固定側発光素子２７と回転側受光素子１５との光路について説明する。

図２は、楕円の一般的光学特性を示す図である。楕円の側面は鏡面になっており、焦点ＦＡから発光された光を反射する。かかる状態では、楕円の焦点ＦＡからの射出光は、どの方向に射出させても楕円形状鏡面で反射し、必ず他の焦点ＦＢに集光する（このような楕円の一般的光学特性は、例えば、特開２０００−２４２９５４号公報や特開２０００−２１５５０１号公報に記載されている）。

図３（Ａ）及び同図（Ｂ）は、このような特性を利用した、本非接触コネクタ１０の光路例を示す図である。同図（Ａ）は平面図（上面図）、同図（Ｂ）は側面図を示す。

尚、図３（Ａ）等において回転側楕円形状反射体１９と固定側楕円形状反射体２８は、楕円特性を強調した、離心率の大きな楕円形状としているが、実際には空間効率を高めるため、より離心率の小さい（真円に近い）楕円形状とすることが望ましい。

回転側楕円形状反射体１９は焦点Ｆ１，Ｆ２を有し、焦点Ｆ１上に回転側受光素子１５及び回転側光路変向反射体１６があり、焦点Ｆ２上に円柱形状反射鏡１８がある。一方、固定側楕円形状反射体２８は焦点Ｆ２，Ｆ３を有し、焦点Ｆ２上に回転側発光素子１７があり、焦点Ｆ３上に固定側受光素子２５及び固定側光路変向反射体２６がある。尚、焦点Ｆ２は、回転側楕円形状反射体１９と固定側楕円形状反射体２８とにより形成される２つの楕円の共通の焦点となっている。

以下では、回転体１から固定体２への通信をダウンリンク、固定体２から回転体１への通信をアップリンクと呼ぶことにする。

まず、ダウンリンク方向の光路について説明する。図３（Ａ）及び同図（Ｂ）に示すように、回転側発光素子１７から発光された光は、楕円の焦点Ｆ２から発光された光として、固定側楕円形状反射体２８に向かい（図中、「Ｘ」方向）、固定側楕円形状反射体２８で反射して、一方の焦点Ｆ３に向かう（図中、「Ｙ」方向）。

このとき、回転側発光素子１７は回転体１に伴い回転するため、その光路は楕円平面に略平行に３６０°（全周）に亘り変化する。ただし、上述したように、回転側発光素子１７が焦点Ｆ２の軸上で回転しても、焦点Ｆ２から発光された光は固定側楕円形状反射体２８で反射し、常に他方の焦点Ｆ３に集光する。

焦点Ｆ３には、固定側光路変向反射体２６と固定側受光素子２５とがある。図４（Ａ）は、固定側光路変向反射体２６と固定側受光素子２５（又は回転側光路変向反射体１６と回転側受光素子１５）の構成例を示す図である。同図（Ａ）に示すように、焦点Ｆ３に向かった光は、固定側光路変向反射体２６により、楕円平面に略垂直な一方向の光路に変向される。この楕円平面に略垂直な光路に、固定側受光素子２５の受光面を対向させて固定側受光素子２５を設置させる。これにより、回転側発光素子１７から固定側受光素子２５に至る光路が形成される。

尚、回転側発光素子１７は回転軸４に垂直な平面と略平行に発光させると、固定側楕円形状反射体２８で反射した光が回転側発光素子１７自身によって阻害され、固定側受光素子２５へ送信されない状況が想定される。そこで、図１及び図３（Ｂ）に示すように、回転側発光素子１７は、回転軸４に垂直な平面に対して適当な傾斜角を与えて設置する。これにより、光路は阻害されず、固定側受光素子２５は回転側発光素子１７から発光された光を受光できる。

次にアップリンク、即ち、固定体２から回転体１への光路について図３（Ａ）及び同図（Ｂ）を用いて説明する。固定側発光素子２７は適切な傾斜角が与えられて設けられており、固定側発光素子２７から発光された光は、焦点Ｆ２に位置する円柱形状反射鏡１８に向かう（図中、「Ｗ」方向）。

そして、固定側発光素子２７からの光は、円柱形状反射鏡１８で反射し回転側楕円形状反射体１９に向かう（図中、「Ｕ」方向）。上述した楕円の一般的光学特性により、焦点Ｆ２から回転側楕円形状反射体１９で反射した光は焦点Ｆ１に集光する（図中、「Ｖ」方向）。焦点Ｆ１の軸上に配置された回転側光路変向反射体１６により、回転側楕円形状反射体１９からの光はその向きを変え、回転側受光素子１５の受光面に入光する（図４（Ａ）参照）。これにより、固定側発光素子２７から回転側受光素子１５への光路、即ちアップリンク方向の光路が形成される。

尚、回転側楕円形状反射体１９と固定側楕円形状反射体２８とにより夫々形成される楕円の形状や大きさ、或いは、これら反射体１９，２８の光学的特性や機械的特性は夫々異なってもよいし、同じでもよい。いずれの場合も上述した例と同様に実施可能で、同様の作用効果を得る。

次に、アップリンクの光路における特異点について説明する。図４（Ｂ）はその特異点を説明するための図である。特異点とは、円柱形状反射鏡１８からの反射光が回転側楕円形状反射体１９の鏡面に入射し、その入射した点が固定側発光素子２７と焦点Ｆ１とを結ぶ線分上に、位置したときのことをいう（図中「Ｚ点」、以下「Ｚ点」と称す）をいう。このように、発光点と受光点とが一直線上に並んだとき、円柱形状反射鏡１８で反射した光はＺ点に向かい、Ｚ点からの反射光は円柱形状反射鏡１８に向かう。このため、固定側発光素子２７から回転側受光素子１５への光路が円柱形状反射鏡１８により阻害される。

そこで、本実施例では、Ｚ点の存在しない光路が形成されるように非接触コネクタ１０を構成する。即ち、固定側発光素子２７からの光が円柱形状反射鏡１８で反射して回転側楕円形状反射体１９に向かうとき、その反射光がＺ点に向かわないように、円柱形状反射鏡１８を構成する。つまり、円柱形状反射鏡１８の入射光（又は回転側楕円形状反射体１９の楕円長軸（焦点Ｆ１、Ｆ２を結ぶ直線））に対する傾斜角が９０°以外の角度となるように反射面を持たせればよい。

図５（Ａ）及び同図（Ｂ）は、傾斜角３０°の変向反射面１８１を有する円柱形状反射鏡１８の例を示す図である。円柱形状反射鏡１８は、その変向反射面１８１が３０°傾いているので、固定側発光素子２７からの光をＺ点以外の方向に、具体的には６０°変向して反射させる。

図５（Ｂ）に示すように、円柱形状反射鏡１８は、固定側発光素子２７からの光が入射する方向から反射する方向までの角度分だけ切り欠きがあり、その中心（焦点Ｆ２の軸上）に線状の変向反射面１８１を設けている。固定側発光素子２７からの入射光はこの変向反射面１８１で反射することになる。

従って、同図（Ａ）に示すように、円柱形状反射鏡１８からの反射光がＺ点に向かわないため、固定側発光素子２７と回転側受光素子１５との間で光路が形成できる。勿論、傾斜角が９０°以外の反射面であればどのような角度でもよい。その角度に応じた切欠きを設ければ、焦点Ｆ２の変向反射面１８１で反射した光は、楕円の一般的光学特性により必ず焦点Ｆ１の回転側受光素子１５に向かうからである。

次に、本非接触コネクタ１０の多チャンネル化の方策について説明する。

まず、ダウンリンクについて説明する。回転側発光素子１７は、回転体１の平面に傾斜して配置されるが、具体的には、焦点Ｆ２の軸上で回転体１の平面に、回転側発光素子１７の光軸が交叉するような角度に設置される（図１参照）。多チャンネル化を実現するには、複数の回転側発光素子１７を設ける必要がある。このため、本実施例では、各々の回転側発光素子１７の後部が焦点Ｆ２の軸上で回転体１の平面に接地させる。各回転側発光素子１７は、平面に対する傾斜角とその向きが異なるように配置される。図１の例では、２つの回転側発光素子１７が互いに異なる向きに配置される。このように構成することで、回転側発光素子１７から発光された光はすべて焦点Ｆ２から発光されることになる。

一方、固定側受光素子２５は、焦点Ｆ３の軸上に配置されなければならないため、多チャンネル化を実現するには焦点Ｆ３の軸に沿って複数段積層して配置させる。

これにより、各回転側発光素子１７から発光された光は各固定側受光素子２５で受光できる。図１は、２つの回転側発光素子１７と固定側受光素子２５を設けている例を示す。勿論、３チャンネル以上のデータの送受信を行うには、３つ以上の回転側発光素子１７と固定側受光素子２５を上述のように設ければよい。

次に、アップリンクについて説明する。固定側発光素子２７は、楕円の焦点Ｆ１，Ｆ２に配置する必要はなく、焦点Ｆ２に配置された円柱形状反射鏡１８に向けて光を発光させればよい。そのため、図１に示すように、固定体２の円柱の側面に沿って回転軸４とほぼ平行に複数段積層して設ける。一方、回転側受光素子１５は、楕円の焦点Ｆ１の軸上に配置されなければならないため、多チャンネル化を実現するには焦点Ｆ１の軸上に複数段積層して設ければよい。

これにより、各固定側発光素子２７から発光された光は各回転側受光素子１５で受光できる。図１は、夫々２つの固定側発光素子２７と回転側受光素子１５により２チャンネルのデータを送受信する例を示す。勿論、３チャンネル以上のデータの送受信を行うには、夫々３つ以上の固定側発光素子２７と回転側受光素子１５とを上述のように設ければよい。

また、本非接触コネクタ１０の多チャンネル化においても、アップリンクの場合に特異点（Ｚ点）が存在する。しかし、複数個の固定側発光素子２７が、回転軸４に略平行に積層して設けられているため、円柱形状反射鏡１８の変向反射面１８１を焦点Ｆ２の軸に沿った長方面となるように構成すればよい。各固定側発光素子２７からの光は、変向反射面１８１で反射して、Ｚ点以外の方向に向かうからである。固定側発光素子２７を回転軸４にほぼ平行に積層して設け、かつ、変向反射面１８１により、特異点の存在しない光路を形成できる。

このように、本実施例による非接触コネクタ１０では、回転体１が回転しても回転側発光素子１７からの光が焦点Ｆ３にある同一の固定側受光素子２５で受光され、固定側受光素子２５を切り換える必要がないため、通信の連続性を確保することができる。また、固定側発光素子２７からの光が焦点Ｆ１にある回転側受光素子１５で受光され、回転側受光素子１５を切り換える必要がないため、通信の連続性を確保することができる。

また、本実施例による非接触コネクタ１０は、通信の連続性を確保するために円柱形状反射鏡１８や光路変向反射体１６，２６等においてギア等のメカ機構がない。従って、本非接触コネクタ１０はフライバック等を考慮する必要もなく、組み立て調整が容易である。

尚、本実施例による非接触コネクタ１０は、ブラインドメーティング機能を備える。ブラインドメーティング機能とは、回転体１と固定体２とが目視操作無しに嵌合できる機能である。固体体１に回転体１を嵌合させたとき、回転体１の回転側発光素子１７は焦点Ｆ２の軸上に配置させれば、どの回転方向に嵌合させてもよい。また、回転側受光素子１５も焦点Ｆ１の軸上であればどの回転方向に嵌合させてもよい。上述したように、固定体の光素子２５，２７との間で通信の連続性を確保しつつ非接触でデータを送受信できるからである。

また、上述した非接触コネクタ１０において、回転側光素子１５，１７と回転側電気回路部１４の間と、固定側光素子２５，２７と固定側電気回路部２４の間とをコリメータ付き光ファイバーで構成してもよい。光ファイバーで回転体１内と固定体２内の配線を接続することで高速にデータを送受信できる。

非接触コネクタの断面図である。 楕円の一般的光学特性を説明するための図である。 図３（Ａ）は光路例の平面図であり、同図（Ｂ）は光路例の側面図である。 図４（Ａ）は光路変向反射体と受光素子の構成例を示し、同図（Ｂ）は特異点を説明するための図である。 図５（Ａ）は他の光路例を示し、同図（Ｂ）は円柱状反射鏡の構成例を示す図である。

符号の説明

１０ 非接触コネクタ、 １１ 回転側保持部、 １２ 回転側トランス巻線、 １３ 回転側トランスコア、 １４ 回転側電気回路部、 １５ 回転側受光素子、 １６ 回転側光路変向反射体、 １７ 回転側発光素子、 １８ 円柱形状反射鏡、 １８１ 変向反射面、 １９ 回転側楕円形状反射体、 ２１ 固定側保持部、 ２２ 固定側トランス巻線、 ２３ 固定側トランスコア、 ２４ 固定側電気回路部、 ２５ 固定側受光素子、 ２６ 固定側光路変向反射体、 ２７ 固定側発光素子、 ２８ 固定側楕円形状反射体、 ＦＡ，ＦＢ，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３ 焦点

Claims (10)

1. 回転軸のまわりを回転する回転体に配置された回転側発光素子と回転側受光素子と、
   固定体とに配置された固定側発光素子と固定体受光素子とを備え、前記回転側発光素子と前記固定側受光素子、及び前記固定側発光素子と前記回転側受光素子との間で非接触によりデータの送受信を行う非接触コネクタにおいて、
   前記回転軸を第１の焦点とし、更に第２の焦点を有する楕円形状の回転側楕円形状反射体と、
   前記第１の焦点と第３の焦点を有する楕円形状の固定側楕円形状反射体と、
   前記第１の焦点の軸上に配置された円柱形状反射鏡とを備え、
   前記第１の焦点の軸上に配置された前記回転側発光素子から前記固定側楕円形状反射体を介して前記第３の焦点の軸上に配置された前記固定側受光素子への光路が形成され、前記固定側発光素子から前記円柱形状反射鏡と前記回転側楕円形状反射体とを介して前記第２の焦点の軸上に配置された前記回転側受光素子への光路が形成される、ことを特徴とする非接触コネクタ。
2. 更に、前記第２の軸上に配置された回転側光路変向反射体と、
   前記第３の軸上に配置された固定側光路変向反射体とを備え、
   前記回転側光路変向反射体は、前記回転側楕円形状反射鏡からの光の向きを変え、前記回転側受光素子の受光面に向けて出射し、
   前記固定側光路変向反射体は、前記固定側楕円形状反射鏡からの光の向きを変え、前記固定側受光素子の受光面に向けて出射する、ことを特徴とする請求項１記載の非接触コネクタ。
3. 前記回転側光路変向反射体と前記固定側光路変向反射体は、頂角が夫々前記第２の焦点と前記第３の焦点の軸上にある円錐鏡であることを特徴とする請求項２記載の非接触コネクタ。
4. 前記回転側発光素子と前記固定側発光素子とは前記回転軸に直交する平面に対して傾斜角をもって夫々配置される、ことを特徴とする請求項１記載の非接触コネクタ。
5. 前記円柱形状反射鏡には、前記回転側楕円形状反射鏡からの反射光に対して直交する角度以外の角度で傾斜する変向反射面を備え、
   前記固定側発光素子と前記回転側受光素子とを結ぶ線分上に前記円柱形状反射鏡が位置したとき、前記回転側楕円形状反射鏡からの反射光を前記変向反射面で反射することで、前記固定側発光素子と前記回転側受光素子との間で光路が形成される、ことを特徴とする請求項１記載の非接触コネクタ。
6. 前記回転側発光素子は前記回転軸に直交する前記回転体の円盤面上であって前記第１の焦点の軸上に前記回転側発光素子の後部が設置されるように複数個配置され、
   前記固定側受光素子は前記第３の焦点の軸上に沿って複数個積層して配置される、ことを特徴とする請求項１記載の非接触コネクタ。
7. 前記固定側発光素子は前記回転軸に略平行に複数個積層して配置され、前記回転側受光素子は前記第２の焦点の軸上に沿って複数個積層して配置される、ことを特徴とする請求項１記載の非接触コネクタ。
8. 更に、前記回転体及び前記固定体には夫々トランスコアとトランス巻線とを備え、
   前記回転体のトランスコア及びトランス巻線と、前記固定体のトランスコア及びトランス巻線とにより回転トランスを構成し、前記固定体から前記回転体に非接触で給電を行う、ことを特徴とする請求項１記載の非接触コネクタ。
9. 前記回転体と前記固定体とは、互いに嵌合可能に構成され、前記回転体の回転方向に向けて前記回転体がどの回転方向に嵌合されても、前記回転側発光素子と前記固定側受光素子、及び前記固定側発光素子と前記回転側受光素子、夫々の間で光路が形成されるブラインドメーティング機能を備える、ことを特徴とする請求項１記載の非接触コネクタ。
10. 前記回転側光素子と前記固定側光素子とを光ファイバで構成し、前記光ファイバ間で発光及び受光された光により、前記回転体と前記固定体との間で光路が形成される、ことを特徴とする請求項１記載の非接触コネクタ。
    

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