JP2009171536A - 非接触コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】多チャンネル双方向の通信を行い得る非接触コネクタと通信の連続性を確保した非接触コネクタと設計作業が容易で、コストの低い非接触コネクタを提供する。
【解決手段】回転側発光素子13、回転側受光素子14と、固定側発光素子23、固定側受光素子24と、固定体2に設置される第１の部分楕円体反射鏡8と回転体1に設置される第２の部分楕円体反射鏡6とから構成される非接触コネクタ10において、回転側発光素子13と固定側受光素子24との間に３次元楕円形状反射体の一部分である第１の部分楕円体反射鏡8を介し、固定側発光素子23と回転側受光素子14との間に３次元楕円形状反射体の一部分である第２の部分楕円体反射鏡6を介した光路を構成し、非接触状態でデータの送受信を行う。
【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。

昨今、無線技術の進展により、コネクタとしての機能を有しつつ、非接触でデータの送受信を行う非接触コネクタが登場し始めている。

例えば、回転可能なカメラと信号処理部とを非接触コネクタで接続することにより、カメラで撮像した映像信号を非接触で信号処理部に送信することができる。

非接触コネクタの従来技術としては、回転体と固定体とで構成された非接触コネクタにおいて、固定体から回転体の各部に非接触で給電を行うものがある（例えば、以下の特許文献１）。

また、ギアに接続された反射鏡を回転体に設け、この反射鏡を介して、回転体と固定体との間の非接触によるデータ送受信を行うことで、高速通信の連続性を確保した非接触コネクタもある（例えば、以下の特許文献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号公報に開示された発明では、受光素子の切り替えを行う必要があり、高速でデータが伝送されたときにその切り替えが追いつかず、高速通信の連続性を確保できない、という問題があった。

また、特開２００６−１９７５５３号公報に開示された発明では、高速通信の連続性を確保することができても、ギアにより反射鏡を一定速度で回転させなければならないため、設計作業が容易でなく、またギアの分だけ部品点数も多くなり、コストが高くなるという問題があった。

さらに、非接触コネクタにおいて、回転側と固定側との間で双方向に、多チャンネルで送受信できるようにする要請もある。

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、多チャンネル双方向の通信を行い得る非接触コネクタを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、通信の連続性を確保した非接触コネクタを提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、設計作業が容易で、コストの低い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は、
回転軸(4)の周りを回転する回転体(1)に配置された回転側発光素子Ａ(13)、回転側受光素子Ａ(14)と、固定体(2)に配置された固定側発光素子Ａ(23)、固定側受光素子Ａ(24)と、一つの焦点を回転軸(4)上に置き、固定体(2)に設置される部分楕円体反射鏡Ａ(8) と回転体(1)に設置される部分楕円体反射鏡Ａ(6)と、から構成される非接触コネクタ(10)において、
前記回転側発光素子Ａ(13) と前記固定側受光素子Ａ(24)との間に３次元楕円形状反射体Ａ(500)の一部分である部分楕円体反射鏡Ａ(8)を介し、前記固定側発光素子Ａ(23) と前記回転側受光素子Ａ(14) との間に３次元楕円形状反射体Ｂ(501)の一部分である部分楕円体反射鏡Ａ(6)を介した光路を構成し、非接触状態でデータの送受信を行う、
ことを特徴としている。これにより、例えば、回転側発光素子(13)が回転体(1)の回転に伴いどの位置に位置したときでも回転側発光素子(13)から発光された光は回転軸(4)を中心に回転する3次元楕円形状反射体(500)の幾何学的楕円形状の集光効果により常に特定の固定側受光素子(24)に向かうため、切断のない光路が実現でき通信の連続性が確保される。

また、本発明は上記非接触コネクタ(10)において、
回転軸(４)上に前記部分楕円体反射鏡Ａ(8) の焦点と部分楕円体反射鏡Ｂ(9)の焦点をそれぞれ置き、前記部分楕円体反射鏡Ａ(8) の焦点に設置した前記回転側発光素子Ａ(13) から射出された光が前記部分楕円体反射鏡Ａ(8) で反射され前記部分楕円体反射鏡Ａ(8)のもう一つの焦点に設置された固定側受光素子Ａ(24)に至り、前記部分楕円体反射鏡Ｂ(9)の焦点に設置した回転側発光素子Ｂ(131)から射出された光が前記部分楕円体反射鏡Ｂ(9) で反射され前記部分楕円体反射鏡Ｂ(9)のもう一つの焦点に設置された固定側受光素子Ｂ(241)に至る光路を構成すること、更に多段化して回転側から固定側に向う複数個の光路を構成する、
ことを特徴としている。この２つの楕円形状の反射体(8、9)の楕円主軸を回転軸(4)と一致させない設置により、２つの回転側発光素子(13、131)と２つの固定側受光素子(24、241)との間で楕円の幾何学的特性を利用適用した、回転側から固定側への反射光路が構成でき、かかる楕円体内で多チャンネルの通信の連続性が確保される。

更に、本発明は上記非接触コネクタ(10)において、
回転軸(４)上に前記部分楕円体反射鏡Ａ(6) の焦点と部分楕円体反射鏡Ｂ(7)の焦点をそれぞれ置き、前記部分楕円体反射鏡Ａ(6) の焦点に設置した前記固定側発光素子Ａ(23) から射出された光が前記部分楕円体反射鏡Ａ(6) で反射され前記部分楕円体反射鏡Ａ(6)のもう一つの焦点に設置された回転側受光素子Ａ(14)に至り、前記部分楕円体反射鏡Ｂ(7)の焦点に設置した固定側発光素子Ｂ(231)から射出された光が前記部分楕円体反射鏡Ｂ(7) で反射され前記部分楕円体反射鏡Ｂ(7)のもう一つの焦点に設置された回転側受光素子Ｂ(141) に至る光路を、請求項２の回転側から固定側に向う複数個の光路と回転軸(4)に垂直に面対称に構成すること、更に多段化して固定側から回転側に向う複数の光路を構成する、
ことを特徴としている。これにより、２つの楕円形状の反射体(6、7)の楕円主軸を回転軸(4)と一致させない設置により、２つの固定側発光素子(23、231) と２つの回転側受光素子(14、141)との間の固定側から回転側への反射光路を、前記の回転側から固定側への反射光路と対称に構成させれば、かかる楕円体内で多チャンネルデータの送受信を非接触で行うことができる。

尚更に、本発明は上記非接触コネクタ(10)において、
回転側から固定側に向う複数の光路を構成する構造と固定側から回転側に向う複数の光路を構成する構造とを、回転軸(4)に垂直な面で対向配置させて同時双方向通信系の構成を行う、
ことを特徴としている。これにより、例えば、「回転側から固定側に向けた光通信系」の回転系を「固定側から回転側に向けた光通信系」の固定系に、一方、「回転側から固定側に向けた光通信系」の固定系を「固定側から回転側に向けた光通信系」の回転系とする光路構成法によって、多チャンネルで同時双方向性データの送受信を非接触で行うことができる。

更に、本発明は上記非接触コネクタ(10)において、
回転軸(４)上の前記部分楕円体反射鏡Ａ(8) の焦点に設置した前記回転側発光素子Ａ(13) から射出された光が前記部分楕円体反射鏡Ａ(8) で反射され前記部分楕円体反射鏡Ａ(8)のもう一つの焦点に設置された固定側受光素子Ａ(24)に至り、
回転軸(４)上の前記部分楕円体反射鏡Ａ(6) の焦点に設置した前記固定側発光素子Ａ(23) から射出された光が前記部分楕円体反射鏡Ａ(6) で反射され前記部分楕円体反射鏡Ａ(6)のもう一つの焦点に設置された回転側受光素子Ａ(14)に至る、双方向通信系が一本づつの光路で構成される、
ことを特徴としている。これにより、「回転側から固定側に向けた光通信系」と「固定側から回転側に向けた光通信系」の発光素子を共に回転軸上に、一方、双方の受光素子は回転軸から離して設置する光路構成法によって、１チャンネルで同時双方向のデータの送受信を非接触で行うことができる。

更に、本発明は上記非接触コネクタ(10)において、
回転軸(４)上の前記部分楕円体反射鏡Ａ(8) の焦点に設置した前記回転側発光素子Ａ(13) から射出された光が前記部分楕円体反射鏡Ａ(8) で反射され前記部分楕円体反射鏡Ａ(8)のもう一つの焦点に設置された固定側受光素子Ａ(24)に至り、
回転軸(４)上に設置した前記固定側発光素子Ａ(23) から射出された光が回転軸(４)上に対向設置された回転側受光素子Ａ(14)に直接入光する、双方向通信系が一本づつの光路で構成される、
ことを特徴としている。これにより、「回転側から固定側に向けた光通信系」と「固定側から回転側に向けた光通信系」の発光素子は共に回転軸上に設置するものの、受光素子のうち「回転側から固定側に向けた光通信系」の受光素子は回転軸から離して設置し、「固定側から回転側に向けた光通信系」の受光素子は回転軸上に設置する混合型光路構成法によって、１チャンネルで同時双方向のデータの送受信を非接触で行うことができる。

更に、本発明は上記非接触コネクタ(10)において、
前記部分楕円体反射鏡Ａ(8) の回転軸(４)上の焦点に設置した前記回転側発光素子Ａ(13) から射出された光が前記部分楕円体反射鏡Ａ(8) で反射され前記部分楕円体反射鏡Ａ(8)の、回転軸(４)上に設定したもう一つの焦点に設置された固定側受光素子Ａ(24)に至り、
前記部分楕円体反射鏡Ａ(6) の回転軸(４)上の焦点に設置した前記固定側発光素子Ａ(23) から射出された光が前記部分楕円体反射鏡Ａ(6) で反射され前記部分楕円体反射鏡Ａ(6)の、回転軸(４)上に設定したもう一つの焦点に設置された回転側受光素子Ａ(14)に至る、双方向通信系が一本づつの光路で構成される、
ことを特徴としている。これにより、「回転側から固定側に向けた光通信系」と「固定側から回転側に向けた光通信系」の発光素子を共に回転軸上に、また、双方の受光素子も回転軸上に設置する光路構成法によって、１チャンネルで同時双方向のデータの送受信を非接触で行うことができる。

更に、本発明は上記非接触コネクタ(10)において、前記回転体(1)及び前記固定体(2)のそれぞれにトランスコア(16、26)とトランス巻線(15、25)を備え、前記回転体(1)と前記固定体(2)とで回転トランスを構成する、ことを特徴としている。これにより、例えば、固定体(2)から回転体(1)に向け非接触による給電を行うことができる。

更に、本発明は上記非接触コネクタ(10)において、前記回転体(1)と前記固定体(2)は互いに嵌合可能に構成され、前記回転体(1)の回転する方向に向けて前記回転体(1)がどの回転位置に嵌合されても前記回転側光素子(13、14)及び(131、141)と前記固定側光素子(23、24) 及び(231、241)と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、ことを特徴としている。これにより、回転体(1)と固定体(2)との間でブラインドメーティング機能を備えた非接触コネクタを提供することができる。

更に、本発明は上記非接触コネクタにおいて、
回転体(1)上に設置される、前記部分楕円体反射鏡Ａ(6)及び部分楕円体反射鏡Ｂ(7)、更に固定体(2)上に設置される、前記部分楕円体反射鏡Ａ(8) 及び部分楕円体反射鏡Ｂ(9)を、それぞれ、２個の放物面反射体で形成する、ことを特徴としている。これにより、２次曲面鏡形状として楕円体以外に放物面形状の集光鏡２個を用いて構成した非接触コネクタを提供することができる。

更に、本発明は上記非接触コネクタにおいて、
回転体(1)上に設置される、前記部分楕円体反射鏡Ａ(6)及び部分楕円体反射鏡Ｂ(7)、更に固定体(2)上に設置される、前記部分楕円体反射鏡Ａ(8) 及び部分楕円体反射鏡Ｂ(9)のうちのいずれかを、１個ないし２個の放物面反射体で形成する、ことを特徴としている。これにより、２次曲面鏡形状として楕円体と放物面形状の集光鏡とを組み合わせて構成した非接触コネクタを提供することができる。

更に、本発明は上記非接触コネクタ(10)において、前記回転側光素子(13、14) 及び(131、141)と前記固定側光素子(23、24) 及び(231、241)とをそれぞれ光ファイバーで構成し、前記光ファイバー間で光路が形成される、ことを特徴としている。これにより、例えば、多チャンネルの高速データの送受信を非接触で行うことができる。

本発明によれば、多チャンネル双方向の通信を行い得る非接触コネクタを提供することができる。また、本発明によれば、通信の連続性を確保した非接触コネクタを提供することができる。さらに、本発明によれば、設計作業が容易で、コストの低い非接触コネクタを提供することにある。

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乃至図４は、本発明が適用される非接触コネクタ(10)の基本的構成と構造を示す一例である。図1は本非接触コネクタ(10)の基本的構成を示す図であり、図２Ａ乃至同図Ｅは鏡面部分を楕円体の一つの開曲面とした場合の基本的構成を示す図である。

また、図３Ａ及び同図Ｂは鏡面部分が楕円体の環状の閉曲面とした場合の構成を示す図である。

さて、図1‐1は、回転軸(4)を含む本非接触コネクタ(10)の断面図を示す。

最も大きな構成要素は回転体(1)と固定体(2)であり、回転体(1)は回転軸(4)を中心に回転可能に構成される。また、固定体(2)は回転体(1)に対向して静止した部位として配置される。

そして、回転体(1)は回転側部材(600)、回転側電気回路部(11)、回転側トランス巻線(15)及び回転側トランスコア(16)から構成される。固定体(2)は固定側部材(601)、固定側電気回路部(21)、固定側トランス巻線(25)及び固定側トランスコア(26)から構成される。

本発明の対象が、回転側部材(600)と固定側部材(601)の構成とその機能にあるので、図２Ａ乃至同図Ｅを基に以下記述する。

まず回転側部材(600)と固定側部材(601)の細部構成と機能を述べる際に前提となる、以下の楕円の一般的光学特性を記述しておく。
「楕円体の一方の焦点からの射出光は、楕円体内面で反射し他の焦点に必ず入光する」。

まず図2Ａは回転側から固定側への通信系を示しており、楕円体(３次元楕円曲面、ellipsoid)形状の鏡面である３次元楕円形状反射体(500)は、回転側発光素子(13)と固定側受光素子(24)を収納し、３次元楕円体(500)の閉曲面の一部に固定側部分楕円体反射鏡(8)を備える。

そして、３次元楕円形状反射体（500）の機能は、回転軸(4)上に置いた３次元楕円体(500)の一つの焦点(3)に設置した回転側発光素子Ａ(13)から特定の発光角度で光を出光させ、固定側部分楕円体反射鏡(8)で反射させた後、３次元楕円体(500)の他の焦点に設置した固定側受光素子Ａ(24)に集光させることである。

次に図2Ｂは、上記回転側発光素子(13)や上記固定側受光素子(24)ほかの要素の配置構造を示している。

回転体(1)の回転軸(4)上の軸端位置に回転側発光素子Ａ(13)、また固定体(2)上に、上記固定側部分楕円体反射鏡Ａ(8)と上記固定側受光素子Ａ(24)が設置される。

次に図2Ｃは固定側から回転側への通信系を示しており、楕円体(３次元の楕円曲面、ellipsoid)形状の鏡面である３次元楕円形状反射体(501)は、固定側発光素子(23)と回転側受光素子(14)を収納し、３次元楕円体(501)の閉曲面の一部に回転側部分楕円体反射鏡Ａ(6)を備える。

そして、３次元楕円形状反射体（501）の機能は、回転軸(4)上に置いた３次元楕円体(500)の一つの焦点に設置した固定側発光素子(23)から特定の発光角度で光を出光させ、回転側部分楕円体反射鏡(6)で反射させた後、３次元楕円体(501)の他の焦点に設置した回転側受光素子Ａ(14)に集光させることである。

次に図2Ｄは、上記固定側発光素子Ａ(23)や上記回転側受光素子Ａ(14)ほかの要素の配置構造を示している。

固定体(2)の回転軸(4)上の軸端位置に固定側発光素子(23)、また回転体(1)上に、上記回転側部分楕円体反射鏡Ａ(6)と上記回転側受光素子Ａ(14)が設置される。

ここで留意すべきは、回転側発光素子(13)からの出光信号を回転側受光素子(14)が、また固定側発光素子(23) からの出光信号を固定側受光素子(24)が受光する構成を行うのではない、という点である。

本発明では、回転側発光素子(13)からの出光信号は固定側受光素子(24)が受光するよう光路を構成し、また固定側発光素子(23) からの出光信号は回転側受光素子(14)が受光するよう光路を構成することが主旨である。

即ち、回転側発光素子(13)及び回転側受光素子(14)の「回転側」は、「回転側に設置された」の意であり、また固定側発光素子(23)及び固定側受光素子(24)の「固定側」は、「固定側に設置された」の意である。

例えば、回転側発光素子(13)の名称に含まれる「回転側」からは「回転側から発光される＝回転側に設置される」との機能が容易に把握できるであろう。これは発光素子が発光という能動動作であるが故に、動作の方向が一方向しかないからである。

一方、回転側受光素子(14)の「回転側」は受光素子が（受）動動作であるが故に、２つの方向からの受光状態があり得る。

即ち、回転側に設置された発光素子Ａ(13)からの出光信号を
・「回転側に設置され固定側からの信号を受光する」受光素子(14)と
・「固定側に設置され回転側からの信号を受光する」受光素子(14)との
二通りである。

しかし、前者は発光素子と受光素子とが共に回転側に存在することになるので、回転側から固定側への情報伝送という要求機能と合致せず、この名称は採用できない。

従って、後者が本発明の主旨に合致する。

しかしこの場合には「固定側に設置される」との機能を明確化するために、その名称を『固定側受光素子(24)』としている。

さて以上の準備を基に、回転側部材(600)と固定側部材(601)の構成と機能を図2Ｅを用いて説明する。

まず、図2Ｅから明らかであるが、回転側部材(600)は回転体(1)の回転軸(4)の軸端位置に、固定側部材(601)は固定体(2)の回転軸(4)の軸端位置に対向状態で設置される。

そして、回転側部材(600)は、回転体(1)上に設置される回転側発光素子(13)、回転側部分楕円体反射鏡(6)及び回転側受光素子(14)から構成される。

上述したように、回転側発光素子(13)は文字通り回転側から発光する機能を持った部材であるが、回転側部分楕円体反射鏡(6)及び回転側受光素子(14)は、「回転側に設置され」「固定側からの信号を受光する」機能を持った部材である。

また固定側部材(601)は、固定体(2)上に設置される固定側発光素子(23)、固定側部分楕円体反射鏡(8)及び固定側受光素子(24)から構成される。

この場合も回転側部材(600)と同類の構成であるので説明は省略する。

次に図3Ａに鏡面部分を楕円体の環状の閉曲面とした場合の構成例を示す。図3Ａのうち、上部分の楕円図が図2Ｃ、下部分の楕円図が図2Ａに対応している。

明らかに、鏡面部分を一つの開曲面とする場合と同様に、このような環状鏡としても光路構成が可能である。

そして、部分楕円鏡の形状を単純な一つの開曲面とするか楕円環状とするかは、発光素子の回転軸(4)からの取付角度に制約される場合などが挙げられるので、発光素子の取付角度が制約された要求仕様などへの対処が可能となる。

楕円の一般的光学特性を「楕円体の一方の焦点からの射出光は楕円体内面で反射し他の焦点に必ず入光する」と前述した。

しかし上述のように、図2Ａ乃至同図２Ｅに示した鏡面部分を一つの開曲面とした場合や図3Ａ及び同図Ｂに示した鏡面部分を環状の閉曲面とした場合からも明らかであるが、特定の発光角度で発光素子から出光させれば、楕円体の反射部位は楕円体の全内面である必要は無く、楕円面の一部のみ（部分楕円鏡）でよい。

要約すれば、部分楕円鏡で光路構成を可能化する技術、といえることになるが、この技術の発明は重要である。多チャンネル通信機能を成立させる基本となるからである。

最後に、図3Ｂは、図3Ａの矩形部分の詳細を示している。

従って、図3Ａの３次元楕円体(500)に示した矩形部分は固定側部分楕円体反射鏡(8)を、また３次元楕円体(501) の矩形部分は回転側部分楕円体反射鏡(6)を意味しており、具体的には図3Ｂに太線で示した楕円の環状の反射鏡を意味している。
図４は、鏡面部分を楕円体の環状の閉曲面とした場合の非接触コネクタ１０の構成例を示す図である。図４の例は、Ｄｏｗｎ Ｌｉｎｋ系のみ示しているが、Ｕｐ Ｌｉｎｋ系も同様に構成できる。

図１に戻り他の構成について説明する。回転側電気回路部(11)は、回転体(1)に設けられ、回転側に搭載された各種機器から入力される信号のデータ処理を行う。例えば、各種機器が撮像用カメラである場合、回転側電気回路部(11)には、カメラからの映像信号等が入力され、回転側発光素子(13)を発光させる電気信号を出力する。

また、固定体(2)から回転体(1)に向けた通信のため、回転側受光素子(14)は固定側発光素子(23)からのデータを受光し回転側電気回路部(11)に出力する。

次に固定側電気回路部(21)は、固定体(2)に設けられ、本非接触コネクタ(10)を搭載した機械装置から入力されたデータを固定側発光素子(23)に出力する。

また、回転体(1)から固定体(2)に向けた通信のため、固定側受光素子(24)によって受光したデータは固定側電気回路部(21)に入力され処理して出力され、固定体(2)に接続された本非接触コネクタ(10)を搭載した機械装置に出力される。

回転側トランス巻線(15)は、回転体(1)の固定体(2)と対向する位置に設置され、電磁誘導作用により固定体(2)から電力が供給され、この回転側トランス巻線(15)により回転体(1)の各部への電力を供給することができる。

回転側トランスコア(16)は、回転側トランス巻線(15)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(16)は、その凹部に回転側トランス巻線(15)を収納し固定体(2)側の固定側トランス巻線(25)、固定側トランスコア(26)との間で回転トランスを形成する。

また固定側トランス巻線(25)は、回転側トランス巻線(15)と対向する位置にあって、固定体(2)上に位置する。固定側トランス巻線(25)には、固定体(2)に接続された本非接触コネクタ(10)を搭載した装置から電力が供給される。

固定側トランスコア(26)は、固定側トランス巻線(25)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(26)はその凹部に固定側トランス巻線(25)を収納し、回転体(1)側の回転側トランスコア(16)、回転側トランス巻線(15)との間で回転トランスを形成する。

更に、本非接触コネクタ(10)は、回転体(1)の回転動作を滑らかにし、回転体(1)と固定体(2)との位置決め等のために軸受を備える。軸受は、回転体(1)と固定体(2)との間隙に位置する。軸受は転動体と内輪、及び外輪により構成されるが負荷荷重が小さいので非磁性軸受であっても機能する。

なお、回転体(1)の回転動作の円滑化や位置決め等が不要の場合には、軸受は省略が可能である。

以上では、１チャンネル(以下、Ｃｈと略記)の回転側から固定側への通信系(Down Link系、以下ＤＬ系と呼ぶ)と１Ｃｈの固定側から回転側への通信系(Up Link系、以下ＵＬ系と呼ぶ)について述べた。

ここに、１Ｃｈとは１個の発光素子から１個の受光素子への通信系を意味している。以下、複数個の発光素子から複数個の受光素子への通信系を多Ｃｈ系と称する。

以下では、多ＣｈのＤＬ系と多ＣｈのＵＬ系について述べて行くが、まず、多ＣｈのＤＬ系について述べる。

１ＣｈのＤＬ系であれば、回転体(1)上の発光素子と固定体(2)上の受光素子を回転軸(4)上に対向配置すれば容易に構成できる。

しかし、２ＣｈのＤＬ系になると、最早、回転体(1)上の２個の発光素子と固定体(2)上の２個の受光素子を回転軸(4)上に対向配置するのみでは構成できない。

その理由は１Ｃｈの光路を他のＣｈ用の受光素子が遮光するからであるが、一般化すると、
・２Ｃｈ以上のＤＬ系は、回転軸上に受光素子の積層設置では光路構成が困難
とまとめることができる。

この困難な理由は「回転軸上に」及び「受光素子の積層設置」という２点になる。

するとこの解決法は「回転軸外に」及び「受光素子の分散設置」に可能性があることとなる。

今、回転軸と受光素子の受光中心軸が一致する、受光素子の設置法を同軸設置法と呼び、一致しない設置法を非軸設置法と呼ぶ、こととする。

すると、上記２ＣｈのＤＬ系の構成に関しては、
・ ２ＣｈのＤＬ系の構成が同軸設置法では困難である
と言い換えることができる。

従って、以下では、その課題を非軸設置法により解決を図る記述になる。

図５Ａ乃至同図Ｂに、非軸設置の２ＣｈのＤＬ系を示す。
まず図５Ａは、楕円Ｄ1が１Ｃｈ、楕円Ｄ2が他の１ＣｈのＤＬ系である。

それぞれの回転側発光素子(13，131)は取付部材分だけ回転軸(4)上で平行移動させた位置関係にあり、また固定側受光素子(24，241)は非軸設置されている状態を示しているが、構成光路の説明図としては輻輳しているので、図５Ｂに回転側発光素子(13，131)の間隔を拡大して示す。

図５Ｂは、回転側発光素子(13，131)はそれぞれの楕円の焦点位置に設置されていること、また、特に回転側発光素子(131)はその楕円内部の光路が、回転側発光素子(13)の回転体(1)への取付部材によって遮光されることの無い発光角度となるよう設置してあること、を示している。

同様に、固定側部分楕円体反射鏡(8，9)も固定側に設置する際に重畳することの無い設置位置としている。

さて図５Ａ乃至同図Ｂに示す状態に、発光素子を回転軸上に追加し、それに対応させて部分楕円体反射鏡を増設し、その焦点への受光素子の非軸設置を行えば、３Ｃｈ以上のＤＬ系の構成が可能となる。

即ち、３次元部分楕円体反射鏡の適用、発光素子の回転軸上への積層設置及び受光素子の非軸設置によって多ＣｈのＤＬ系の実現が可能となる。

次に、２ＣｈのＵＬ系(固定側から回転系への通信)を考察する。

この場合も、ＤＬ系と同様に受光素子の回転軸上への積層設置では実現困難である。

図５Ａ、及び図６に、２ＣｈのＵＬ系(固定側から回転系への通信)を示す。

図６が、本構成法によるＵＬ系である。

視察すれば明らかであるが、図６は、図５ＡのＤＬ系を回転軸(4)に対して垂直な面で対称に構築した構造である。

その構成法について以下述べる。

明らかに、ＤＬ系が成り立っているのであれば、それをそのままＵＬ系と視ることが可能である。

即ち、図５Ａ乃至同図Ｂにおける回転側発光素子(13)を固定側に設置された発光素子と視ること、が可能である。その場合には、固定側部分楕円体反射鏡(8)は回転側にあるように みなし を行えば良い。

即ち、ＵＬ系の構築法は、
『ＤＬ系の回転側をＵＬ系の固定側、ＤＬ系の固定側をＵＬ系の回転側』とすればよいこととなる。

その結果、ＵＬ系はＤＬ系を回転軸(4)に対して垂直な面に対称に構築すればよいことになる。

ここで、図６について付言する。

図６における固定側発光素子(23，231)は、固定側に固定されているから、発光方向は一方向に限られた描画とするべきである。

しかし、図６は図５Ａを反転した状態で構築が可能との内容、及び回転側部分楕円体反射鏡(6，7)の必要域を示すために発光方向を一方向と修正していない。

また以上から、明らかに、ＵＬ系も多Ｃｈ化が可能である。

以下、上記内容を相対運動の視点から説明を試みる。

回転側からの通信系(ＤＬ系)は、回転側が回転し固定側が静止している状態での通信系 であるが、相対運動の視点から言えば固定側からみた通信系である。

今、このＤＬ系を『固定側が回転し回転側が静止している状態』と見れば、回転側からみた通信系となる。

さて、今までに図５Ａ乃至同図Ｂを基にして述べたように、ＤＬ系を構築する際の構成法は、『回転側が回転し、固定側が静止している状態』の下で通信光路を構築してきた。これは、『固定側からみた通信系を回転側に構築するという通信系』であった。(これをＤＬ系と呼ぶ)
逆に、『回転側からみた通信系を固定側に構築するという通信系』を作ればＵＬ系になることとなる。

即ち、『回転側からみた通信系』とは、『固定側が回転し回転側が静止している状態』での通信系である。（これをＵＬ系と呼ぶ）
結論的には、ＤＬ系の視点を逆にしたものを固定側に設置しＵＬ系とすればよい、こととなる。

次に、多Ｃｈで同時双方向の通信機能を実現する方策を考察する。
さて、既に、多ＣｈＤＬ系及び多ＣｈＵＬ系の一方向の通信系は構築済みであるから、残る課題はＤＬ系とＵＬ系の組み合わせ方法ということとなる。

図７Ａ乃至図１０Ｃに基づき、多Ｃｈで同時双方向の通信機能を実現する方法について述べる。

図７Ａ乃至同図Ｃは１Ｃｈ系での双方向通信系の構築法を示している。
まず、図７ＡがＵＬ系を、図７ＢがＤＬ系を示しており、図７Ｃがそれぞれを組み合わせた双方向状態を示している。

ＤＬ系が構築されているとすれば、ＵＬ系はそのＤＬ系の対称構造であるから、それぞれの部分楕円体反射鏡(6、8)が重畳しないように組み合わせるのみで、ＵＬ系とＤＬ系が、回転側と固定側の回転軸(4)上の中点で対称形となるので、双方向構造が構築できる。

図８Ａ乃至同図Ｃを用いてその細部を説明する。

ここに図８Ａ乃至同図Ｃは、図７ＡのＵＬ系と図７ＢのＤＬ系を模式化したものである。

さて、双方向系を構築するためには、ＵＬ系の固定側発光素子(23)は固定側に、回転側部分楕円体反射鏡(6)と回転側受光素子(14)は回転側に設置されるべきであり、ＤＬ系の回転側発光素子(13)は回転側に設置されるべきであり、固定側部分楕円体反射鏡(8)と固定側受光素子(24)が固定側に設置されるべきである。

今それを明確化するために、図８Ａ乃至同図Ｃにおいて、回転側に設置すべき部材を縦縞要素で表し、固定側に設置すべき部材を無縞要素で区分する。

明らかに、ＵＬ系もＤＬ系も縦縞要素と無縞要素が混在している。

さて双方向系を構築するためにはこの混在した縦縞要素と無縞要素から、ＵＬ系の縦縞要素とＤＬ系の縦縞要素とを一体化し、ＤＬ系の無縞要素とＵＬ系の無縞要素とを一体化する必要がある。

すると、本模式図の場合には、ＵＬ系の矢印部分を回転側の最先端とし、ＤＬ系の矢印部分を固定側の最先端として組み合わせれば分離が可能であることが分かる。

従って、今、これらの矢印部分を対向面(Ｃ面と呼ぶ)として組み合わせた状態を図８Ｃに示す。明らかに、回転側発光素子(13)とＣ面間の距離及び固定側発光素子(23) とＣ面間の距離は共にaとなり、組み合わせ面に対してＵＬ系とＤＬ系は対称となる。(受光素子と矢印線との位置関係には変動がないため受光素子の対称性は言うまでもない)
このＵＬ系とＤＬ系との組み合わせ法の成立性について以下述べる。

図９Ａ乃至同図Ｄに、図８Ａ及び同図ＢのＵＬ系及びＤＬ系を更に簡略化した配置図を示す。

まず図９Ａに、ＵＬ系を構成する固定側発光素子(23)と回転側部分楕円体反射鏡(6)の中の任意点及び回転側受光素子(14)の回転軸(4)への射影点をそれぞれ、Ｕ1、Ｕ2及びＵ3として示す。

ここに射影点とする理由は、受光素子は非軸設置であるから回転軸(4)上には無いものの回転軸(4)上での対称性を論じるためには射影点としても十分なため、簡略化を行っている。

また、図９Ｂに、ＤＬ系を構成する回転側発光素子(13)と固定側部分楕円体反射鏡(8) の中の任意点及び固定側受光素子(24) の回転軸(4)への射影点をそれぞれ、Ｄ1、Ｄ2及びＤ3として示す。

さて、前述のようにＵＬ系とＤＬ系は上下対称の関係にある。

今、図９ＣのＵＬ系の回転軸(4)外の任意の一点をＯとして点対称な線分を求めＤＬ系とすれば、任意のＯ点が、双方向系を構成する場合の折り返し点になる。ＵＬ系とＤＬ系のＯ点を回転軸(4)上の折り返し点として重ねて示すと図９Ｃの右図になる。

図８ＣにおけるＣ面がＯ点に相当することは最早自明であろうが、図９Ｄに図８Ａ乃至同図Ｃの状態を例示する。

明らかにＯ点(折り返し点)に対して対称となっている。

さて以上から、Ｏ点は非接触コネクタ(10)の構造的に意味のある範囲であれば、任意の位置に選択可能である。

従って、必ず双方向系が構成できることとなる。

以上を要約し本発明に掛かる多チャンネル双方向通信系の構成法を述べる。（勿論、１チャンネル系にも適用可能である）
・ 片方向の多チャンネルＤＬ(或いはＵＬ)通信系を非軸設置法により構成する。
・ ＵＬ (或いはＤＬ) 系を、ＤＬ(或いはＵＬ)系に対し上下対称に構成する。
・ ＤＬ系とＵＬ 系をともに回転軸(4)上に配置し選択点Ｏで折り返す。

本手順を踏めば双方向系の構成が可能となるので、多チャンネルで双方向の通信系の構成が非常に容易になる。

最後に、図１０Ａ乃至同図Ｂに、２Ｃｈの同時双方向通信系の構成例を示す。

上記の手順に基づき双方向系を構成してある。

次に、１Ｃｈの場合の双方向通信系を例に、上記構成法の応用例を示す。
・ 図１１Ａ；ＤＬ系とＵＬ系共に本非軸設置法により構成した例（図７Ａ乃至同図Ｃと同図）。
・ 図１１Ｂ；ＤＬ系は非軸設置法、ＵＬ系は同軸設置法という混合型の構成例。
・ 図１１Ｃ；ＤＬ系とＵＬ系共に非軸角度を０°とする非軸設置構成例であり、
この非軸角度が０°という特殊な状態が同軸設置法といえることとなるがあくまでも発光素子は回転軸４上にある。この場合の最大の特徴は、図８ＣにおけるＣ面（回転体（1）と固定体（2）とが対向する面）での対称性に加え、回転軸（4）に対しても対称性である点である。即ち、図１１Ｃを具体化する場合には、この後者の特徴を利用することができる。

まず、前記の手順により具体的な光路を構成する図１６のようになる。図１６では回転側に搭載される発光素子（13）、受光素子（14）及び回転側部分楕円体反射鏡（6）が外側に図示する回転体（1）上に、また固定側に搭載される発光素子（23）、受光素子（24）及び固定側部分楕円体反射鏡（8）が内側に図示する固定体（2）上に配置される。明らかに、回転側部分楕円体反射鏡（6）及び固定側部分楕円体反射鏡（8）にはその中央部には、それぞれ、固定体（2）の支持部材と回転体（1）の支持部材を貫通させる孔が開けられている。さて、この図１６に示す双方向１Ｃｈ系に対して、上記の「回転軸（4）に対しても対称」という特性を図１６の構成に適用すると図１７のようになる。図１７においては、本来は回転側に設置されるべき回転側部分楕円体反射鏡（6）は固定側に、また本来は固定側に設置されるべき固定側部分楕円体反射鏡（8）が回転側に設置されている。このように簡素化した光路構成も、回転軸（4）に対する対称性から可能となる。また、この場合には、図１６のような楕円環ではなく、部分楕円鏡でよいので更に簡素化される。

次に、図１２を用いて固定体(2)から回転体(1)への非接触による電力供給について説明する。

上述したように、回転体(1)の回転側トランスコア(16)の胴体部分には回転側トランス巻線(15)が、固定体(2)の固定側トランスコア(26)の胴体部分には固定側トランス巻線(25)が巻きつけられている。かかる状態で、固定側トランス巻線(25)に本非接触コネクタ(10)を搭載した装置から電源電流を流すことで、まず固定側トランスコア(26)の周囲に磁界が発生する。次に磁界が発生した固定側トランスコア(26)と対向する位置に回転側トランスコア(16)が位置するので磁気回路が構成され、その胴体部分に巻き付けられた回転側トランス巻線(15)に電流が発生する（いわゆる、電磁誘導の法則）。これにより、回転体(1)に電力が供給され、例えば回転側電気回路部(11)が駆動されて回転側光素子(13)が発光できることになる。

以上は２次曲面反射体の形状として、楕円形状の場合での光路構成法について記述した。

ここでは、図１３Ａ乃至同図Ｃに示すような放物面形状の反射体を１個或いは２個組み合わせた反射体形状について述べる。

明らかに、回転軸(4)に発光素子を設置する点は同じであるが、受光素子は楕円形と放物面形のそれぞれの幾何光学的な特性を利用した設置位置となる。

これは、光路構成の自由度が増すことになるので対象によって楕円形か放物面形かの選択すれば良い。

次に本非接触コネクタ(10)のブラインドメーティング機能について説明する。一般に、ブラインドメーティング機能とは、嵌合すべきコネクターの雄側と雌側を目視しない状態で挿入、嵌合させてコネクターとして作用させる機能である。

本非接触コネクタ(10)の場合には、回転体(1)を固定体(2)に挿入、嵌合できる構造に改変させれば、回転体(1)が上記の雄側(或いは雌側)に相当し、固定体(2)が上記の雌側(或いは雄側)に相当する。

即ち、回転体(1)を固定体(2)に目視することなく挿入し、嵌合させたとき、回転体(1)の回転角度位置は不明であるが、必ずいずれかの発光素子といずれかの受光素子間の結合状態が確保される。

従って、結合後、各チャンネル毎の識別を行えばブラインドメーティングコネクターとして作用する。

識別法については後述する。

即ち、本本非接触コネクタ(10)においては、回転方向のどの位置に回転体(1)が嵌合しても、回転側発光素子(13)と固定側受光素子(24)と、固定側発光素子(23)と回転側受光素子(14)の間で光路が常に形成できるため、本非接触コネクタ(10)を、ブラインドメーティングコネクターとして使用することができる。

さて以下、上記のチャンネル識別法を、図１４を用いて回転側電気回路部１１と固定側電気回路部２１の機能の説明によって記述する。この例では４つのチャンネルのデータ（それぞれ、ＣＨ．１〜ＣＨ．４）の送受信を行う場合の例で、各回転側光素子１３３〜１３６と対応する各固定側光素子２３３〜２３６との間でそれぞれ１チャンネル分のデータの送受信を行う。

回転側電気回路部１１は、各チャンネルのデータを処理するためのインターフェース（Ｉ／Ｆ）回路１１１〜１１４と駆動回路１１５〜１１８とを備える。本非接触コネクタ１０を搭載した装置側からのデータは、Ｉ／Ｆ回路１１１〜１１４に入力されて電気回路部１１内で処理できるデータに変換される。そして、駆動回路１１５〜１１８でそのデータが光素子駆動データに変換され、この駆動データに基づいて各回転側光素子１３３〜１３６から光が発光される。

固定側電気回路部２１は、受信回路２１１１〜２１１４とスイッチング回路２１２０、及びＩ／Ｆ回路２１２１〜２１２４から構成される。所定の固定側光素子２３３〜２３６で受光したデータは、受信回路２１１１〜２１１４において電気回路部２１内で処理できるデータに変換され、スイッチング回路２１２０に出力される。スイッチング回路２１２０では、受信した各チャンネルのデータを所定の出力段に出力させるための切り換えが行われる。これにより、１チャンネル目のデータをＩ／Ｆ回路２１２２から出力させ、２チャンネル目のデータをＩ／Ｆ２１２３から出力される等、ユーザ所望の出力段からデータを出力させることができる。また、スイッチング回路２１２０に外部からの切り換え制御信号を入力させて所望の出力段に切り換えることもできる（いわゆる、マルチプレクサ機能）。

更に、図１５に示すように、本非接触コネクタ１０を搭載した装置側の処理により各チャンネルのデータに対して識別符号を付加させ、この識別符号をスイッチング回路２１２０で判別して切り換えるようにしてもよい。例えば、「００」を判別したときに「１」チャンネル目のデータとして、Ｉ／Ｆ２１２４から出力させる等である。

このようなチャンネルの識別符号化は、固定体２に接続された本非接触コネクタ１０を搭載した装置の図示しないデータ処理回路で行われてもよいし、回転側電気回路１１の駆動回路１１５〜１１８で行われてもよい。また、すべてのチャンネルの全データにチャンネルの識別符号を付加するのではなく、複数のチャンネルのうちいずれかに付加させ、各チャンネルの識別を行うようにしてもよい（専用ライン化）。

このように、各データに識別符号を付加することで、多チャンネルのデータを固定体２で受信したとき、どのチャンネルのデータであるかを認識して所定の出力段に出力することができ、非接触コネクタ１０においてチャンネル自動識別機能が実現でき、ブラインドメーティングコネクターが構成できる。

更に、本機能は、非接触コネクタ１０においてチャンネル自動切換機能が実現できることを意味している。

図１４に示す例では、回転側光素子１３３〜１３６を発光素子、固定側光素子２３３〜２３６を受光素子としたときの各電気回路部１１、２１の構成を示した。これ以外にも、回転側光素子１３３〜１３６を受光素子、固定側光素子２３３〜２３６を発光素子としてもよい。この場合、回転側電気回路部１１には受信回路２１１１〜２１１４、スイッチング回路２１２０、及びＩ／Ｆ回路２１２１〜２１２４を備え、固定側電気回路部２１にはＩ／Ｆ回路１１１〜１１４及び駆動回路１１５〜１１８を備えることとなる。

上述した例では、回転側光素子１３と固定側光素子２３、及び各種の反射体とで光路を形成する例について説明したが、回転側光素子１３と固定側光素子２３とを光ファイバーに置き換えて、固定側光ファイバーと回転側光ファイバーにより切断のない光路を形成することもできる。

図１６及び図１７は、部分楕円体反射鏡（６，８）を用いた光路の構成例を示す図である。

図１６に示すように、回転体１は、回転側発光素子（１３）と、回転側受光素子（１４）、及び第２の部分楕円体反射鏡（６）を備え、固定体２は固定側発光素子（２３）と、固定側受光素子（２４）、及び第１の部分楕円体反射鏡（８）を備える。そして、第１の部分楕円体反射鏡（８）から第２の部分楕円体反射鏡（６）の各部は、回転軸４上に設けられている。また、第１の部分楕円体反射鏡（８）の中央穴を通して固定体２は固定され、第２の部分楕円体反射鏡（６）の中央穴を通して回転体１は回転可能となっている。

回転側発光素子（１３）から発光された光は、固定体２の第１の部分楕円体反射鏡（８）を介して、固定側受光素子（２４）に入光し、固定側発光素子（２３）から発光された光は、回転体１の第２の部分楕円体反射鏡（６）を介して、回転側受光素子（１４）に入光する。双方向の切断のない光路が形成される。なお、図１６に示す回転体１と固定体２、固定体２を回転体１として各部を設けるようにしてもよいが、図１６に示すように内側を固定体２とした方が、楕円鏡（６，８）の通し穴の構造が簡易になるという効果がある。

図１７は、部分楕円鏡（６，８）の位置を従来のＬＥＤと同様に楕円の肩の位置とした場合の構成例を示す図である。固定側受光素子（２４）が回転体１側に寄っている。この場合も、回転側発光素子（１３）から発光された光は第１の部分楕円体反射鏡（８）を介して固定側受光素子（２４）に入光し、固定側発光素子（２３）から発光された光は第２の部分楕円体反射鏡（６）を介して回転側受光素子（１４）に入光する。回転体１と固定体２との間で双方向の切断のない光路が形成される。

図１８は部分楕円鏡（６，８）を用いた他の構成例を示す図である。回転側発光素子（１３）から発光された光は焦点Ｂを通過して回転体（１）の第２の部分楕円鏡（６）で反射して、焦点Ｂ’上の固定側受光素子（２４）に入光する。このとき、回転側発光素子（１３）からの光は焦点Ｂで集光する。焦点Ｂから光が発光されたときと同様の光路が形成される。また、第２の部分楕円鏡（６）は固定側受光素子（２４）に集光するように設けられる。したがって、固定側受光素子（２４）は集光した光を受光するため、発散した光を受光する場合と比較して確実に光を受光でき光量も安定する。さらに、回転側発光素子（１３）と第２の部分楕円鏡（６）は回転体（１）の同一面に固定される。したがって、楕円面への入光角度が安定し、反射光量や光路も安定する。回転運動時のぶれ等も気にせずに設計可能である。

一方、固定側発光素子（２３）から発光された光は焦点Ａを通過して、固定体（２）の第１の部分楕円鏡（８）で反射して、もう一つの焦点Ａ’上の回転側受光素子（１４）に入光する。この場合も同様に、固定側発光素子（２３）からの光は焦点Ａで集光するようにしているため、焦点Ａから光が発光された場合と同様の光路が形成される。また、第１の部分楕円鏡（８）は回転側受光素子（１４）に集光するように設けられるため、確実に光を受光でき光量も安定する。さらに、固定体（２）の同一面上に固定側発光素子（２３）と第１の部分楕円鏡（８）があるため、楕円面への入射角度が安定し、反射光量や光路が安定する。

尚、上述した例では、回転体（１）と固定体（２）とを逆にしても全く同様に実施可能である。

図１は、本発明が適用される非接触コネクタの構成例を示す図である。 図２Ａは、鏡面部分を楕円体の一つの開曲面とした場合の非接触コネクタの基本的構成例を示す図である。 図２Ｂは、鏡面部分を楕円体の一つの開曲面とした場合の非接触コネクタの基本的構成例を示す図である。 図２Ｃは、鏡面部分を楕円体の一つの開曲面とした場合の非接触コネクタの基本的構成例を示す図である。 図２Ｄは、鏡面部分を楕円体の一つの開曲面とした場合の非接触コネクタの基本的構成例を示す図である。 図２Ｅは、鏡面部分を楕円体の一つの開曲面とした場合の非接触コネクタの基本的構成例を示す図である。 図３Ａは、鏡面部分が楕円体の環状の閉曲面とした場合の非接触コネクタの構成例を示す図である。 図３Ｂは、鏡面部分が楕円体の環状の閉曲面とした場合の非接触コネクタの構成例を示す図である。 図４は、非接触コネクタの構成例を示す図である。 図５Ａは、部分楕円反射鏡を使用したＤＬ系の構成法の説明図である。 図５Ｂは、部分楕円反射鏡を使用したＤＬ系の構成法の説明図である。 図６は、部分楕円鏡を使用したＵＬ系の構成法の説明図である。 図７Ａは、多チャンネルで双方向通信系の構成法の説明図である。 図７Ｂは、多チャンネルで双方向通信系の構成法の説明図である。 図７Ｃは、多チャンネルで双方向通信系の構成法の説明図である。 図８Ａは、多チャンネルで双方向通信系の構成法の説明図である。 図８Ｂは、多チャンネルで双方向通信系の構成法の説明図である。 図８Ｃは、多チャンネルで双方向通信系の構成法の説明図である。 図９Ａは、多チャンネルで双方向通信系の構成法の説明図である。 図９Ｂは、多チャンネルで双方向通信系の構成法の説明図である。 図９Ｃは、多チャンネルで双方向通信系の構成法の説明図である。 図９Ｄは、多チャンネルで双方向通信系の構成法の説明図である。 図１０Ａは、多チャンネルで双方向通信系の構成法の説明図である。 図１０Ｂは、多チャンネルで双方向通信系の構成法の説明図である。 図１０Ｃは、多チャンネルで双方向通信系の構成法の説明図である。 図１１Ａは、双方向１Ｃｈの構成図である。 図１１Ｂは、双方向１Ｃｈの構成図である。 図１１Ｃは、双方向１Ｃｈの構成図である。 図１２は回転トランスの構成例を示す図である。 図１３Ａは、楕円形状反射体と放物面反射体の構成例を示す図である。 図１３Ｂは、楕円形状反射体と放物面反射体の構成例を示す図である。 図１３Ｃは、楕円形状反射体と放物面反射体の構成例を示す図である。 図１４は電気回路部の構成例を示す図である。 図１５はチャンネル識別符号が挿入されたデータ例を示す図である。 図１６は部分楕円鏡を用いた光路の構成例を示す図である。 図１７は部分楕円鏡を用いた光路の構成例を示す図である。 図１８は部分楕円鏡を用いた光路の構成例を示す図である。

符号の説明

１ 回転体
２ 固定体
３ 発光側の焦点
４ 回転軸
６ 回転側部分楕円体反射鏡(回転側に設置される反射鏡、の意)
７ 回転側部分楕円体反射鏡(回転側に設置される反射鏡、の意)
８ 固定側部分楕円体反射鏡(固定側に設置される反射鏡、の意)
９ 固定側部分楕円体反射鏡(固定側に設置される反射鏡、の意)
１０ 非接触コネクタ
１３ 回転側発光素子
１３１ 回転側発光素子
１４ 回転側受光素子
１４１ 回転側受光素子
１５ 回転側トランス巻線
１６ 回転側トランスコア
２３ 固定側発光素子
２３１ 固定側発光素子
２４ 固定側受光素子
２４１ 固定側受光素子
２５ 固定側トランス巻線
２６ 固定側トランスコア
１１ 回転側電気回路部
２１ 固定側電気回路部
５００ ３次元楕円形状反射体
５０１ ３次元楕円形状反射体
６００ 回転側部材
６０１ 固定側部材

Claims (14)

1. 回転軸(4)の周りを回転する回転体(1)に配置された回転側発光素子(13)、回転側受光素子(14)と、固定体(2)に配置された固定側発光素子(23)、固定側受光素子(24)と、一つの焦点を回転軸(4)上に置き、固定体(2)に設置される第１の部分楕円体反射鏡(8) と回転体(1)に設置される第２の部分楕円体反射鏡(6)と、から構成される非接触コネクタ(10)において、
   前記回転側発光素子(13) と前記固定側受光素子(24)との間に３次元楕円形状反射体(500)の一部分である前記第１の部分楕円体反射鏡(8)を介し、前記固定側発光素子(23) と前記回転側受光素子(14) との間に３次元楕円形状反射体(501)の一部分である前記第２の部分楕円体反射鏡(6)を介した光路を構成し、非接触状態でデータの送受信を行う、ことを特徴とする非接触コネクタ。
2. 請求項１に記載の非接触コネクタにおいて、
   回転軸(４)上に前記第１の部分楕円体反射鏡(8) の焦点と第３の部分楕円体反射鏡(9)の焦点をそれぞれ置き、前記第１の部分楕円体反射鏡(8) の焦点に設置した前記回転側発光素子(13) から射出された光が前記第１の部分楕円体反射鏡(8) で反射して前記第１の部分楕円体反射鏡(8)のもう一つの焦点に設置された前記固定側受光素子(24)に至り、前記第３の部分楕円体反射鏡(9)の焦点に設置した回転側発光素子(131)から射出された光が前記第３の部分楕円体反射鏡(9) で反射して前記第３の部分楕円体反射鏡(9)のもう一つの焦点に設置された固定側受光素子(241)に至る光路を構成すること、更に多段化して回転側から固定側に向う複数個の光路を構成する、ことを特徴とする非接触コネクタ。
3. 請求項１に記載の非接触コネクタにおいて、
   回転軸(４)上に前記第２の部分楕円体反射鏡(6) の焦点と第４の部分楕円体反射鏡(7)の焦点をそれぞれ置き、前記第２の部分楕円体反射鏡(6) の焦点に設置した前記固定側発光素子(23) から射出された光が前記第２の部分楕円体反射鏡(6) で反射して前記第２の部分楕円体反射鏡(6)のもう一つの焦点に設置された前記回転側受光素子(14)に至り、前記第４の部分楕円体反射鏡(7)の焦点に設置した固定側発光素子(231)から射出された光が前記第４の部分楕円体反射鏡(7) で反射し前記第４の部分楕円体反射鏡(7)のもう一つの焦点に設置された回転側受光素子(141) に至る光路を、請求項２の回転側から固定側に向う複数個の光路と回転軸(4)に垂直に面対称に構成すること、更に多段化して固定側から回転側に向う複数の光路を構成する、ことを特徴とする非接触コネクタ。
4. 請求項１に記載の非接触コネクタにおいて、
   請求項２に記載の回転側から固定側に向う複数の光路を構成する構造と請求項３に記載の固定側から回転側に向う複数の光路を構成する構造とを、回転軸(4)に垂直な面で対向配置させて同時双方向通信系の構成を行う、ことを特徴とする非接触コネクタ。
5. 請求項１に記載の非接触コネクタにおいて、
   回転軸(４)上の前記第１の部分楕円体反射鏡(8) の焦点に設置した前記回転側発光素子(13) から射出された光が前記第１の部分楕円体反射鏡Ａ(8) で反射して前記第１の部分楕円体反射鏡(8)のもう一つの焦点に設置された固定側受光素子(24)に至り、
   回転軸(４)上の前記第２の部分楕円体反射鏡(6) の焦点に設置した前記固定側発光素子(23) から射出された光が前記第２の部分楕円体反射鏡(6) で反射され前記第２の部分楕円体反射鏡Ａ(6)のもう一つの焦点に設置された回転側受光素子(14)に至る、双方向通信系が一本づつの光路で構成される、ことを特徴とする非接触コネクタ。
6. 請求項１に記載の非接触コネクタにおいて、
   回転軸(４)上の前記第１の部分楕円体反射鏡(8) の焦点に設置した前記回転側発光素子(13) から射出された光が前記第１の部分楕円体反射鏡(8) で反射され前記第１の部分楕円体反射鏡(8)のもう一つの焦点に設置された前記固定側受光素子(24)に至り、
   回転軸(４)上に設置した前記固定側発光素子(23) から射出された光が回転軸(４)上に対向設置された前記回転側受光素子(14)に直接入光する、双方向通信系が一本づつの光路で構成される、ことを特徴とする非接触コネクタ。
7. 請求項１に記載の非接触コネクタにおいて、
   前記第１の部分楕円体反射鏡(8) の回転軸(４)上の焦点に設置した前記回転側発光素子(13) から射出された光が前記第２の部分楕円体反射鏡(8) で反射され前記第２の部分楕円体反射鏡(8)の、回転軸(４)上に設定したもう一つの焦点に設置された前記固定側受光素子(24)に至り、
   前記第２の部分楕円体反射鏡(6) の回転軸(４)上の焦点に設置した前記固定側発光素子(23) から射出された光が前記第２の部分楕円体反射鏡(6) で反射され前記第２の部分楕円体反射鏡(6)の、回転軸(４)上に設定したもう一つの焦点に設置された前記回転側受光素子(14)に至る、双方向通信系が一本づつの光路で構成される、ことを特徴とする非接触コネクタ。
8. 請求項１に記載の非接触コネクタにおいて、
   更に、前記回転体(1)及び固定体(2)のそれぞれにトランスコアとトランス巻線を備え、前記回転体(1)前記固定体(2)とで回転トランスを構成する、ことを特徴とする非接触コネクタ。
9. 請求項１に記載の非接触コネクタにおいて、
   更に、前記回転体(1)と前記固定体(2)は互いに嵌合可能に構成され、前記回転体(1)の回転する方向に向けて前記回転体(1)がどの回転位置に嵌合されても回転側光素子と固定側光素子と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、ことを特徴とする非接触コネクタ。
10. 請求項１に記載の非接触コネクタにおいて、
    回転体(1)上に設置される、前記第２の部分楕円体反射鏡(6)及び第４の部分楕円体反射鏡(7)、更に固定体(2)上に設置される、前記第１の部分楕円体反射鏡Ａ(8) 及び第３の部分楕円体反射鏡Ｂ(9)を、それぞれ、２個の放物面反射体で形成する、ことを特徴とする非接触コネクタ。
11. 請求項１に記載の非接触コネクタにおいて、
    回転体(1)上に設置される、前記第２の部分楕円体反射鏡(6)及び第４の部分楕円体反射鏡(7)、更に固定体(2)上に設置される、前記第１の部分楕円体反射鏡(8) 及び第３の部分楕円体反射鏡(9)のうちのいずれかを、１個ないし２個の放物面反射体で形成する、ことを特徴とする非接触コネクタ。
12. 請求項１に記載の非接触コネクタにおいて、
    前記回転側光素子(13、14)及び 前記回転側光素子(131、141)と前記固定側光素子(23、24) 及び前記固定側光素子(231、241)とを光ファイバーで構成し、前記光ファイバー間で光路が形成される、ことを特徴とする非接触コネクタ。
13. 請求項１に記載の非接触コネクタにおいて、
    回転軸（４）上に前記第１の部分楕円体反射鏡（８）と前記第２の部分楕円体反射鏡（６）の焦点をそれぞれ置き、前記回転側発光素子（１３）から出射した光は前記第２の部分楕円体反射鏡（６）の焦点を経由して前記第２の部分楕円体反射鏡（６）で反射して前記固定側受光素子（２４）に至る光路を構成し、前記固定側発光素子（２３）から出射した光は前記第１の部分楕円体反射鏡（８）の焦点を経由して前記第１の部分楕円体反射鏡（８）で反射して前記回転側受光素子（１４）に至る光路を構成することを特徴とする非接触コネクタ。
14. 請求項１３に記載の非接触コネクタにおいて、
    前記回転側発光素子（１３）と前記第２の部分楕円体反射鏡（６）とは同一平面上に配置され、前記固定側発光素子（２３）と前記第１の部分楕円体反射鏡（８）とは同一平面上に配置されることを特徴とする非接触コネクタ。

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