JP3204530B2 - 非接触信号伝送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動機器、例えばＸ線
ＣＴ装置や核医学装置或いは産業用ロボットの回転部と
この回転部を支持する支持部との間で信号を非接触で双
方向で伝送する非接触信号伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動機器においては、回転部にお
ける各種情報、例えばセンサ等の検出情報を支持部側に
設けられる制御部に伝送し、この検出情報に基づく制御
情報等を回転部側に伝送し該回転部側を制御するように
しており、近年の自動機器の高級化に伴い、これら各種
情報の伝送量が増加するにいたっている。

【０００３】これら情報は、従来は機械的な接触を伴う
スリップリングを介して行われていた。これはリング状
電極にブラシを機械的に接触させ、回転により両者を摺
動させつつ電気信号を直接伝送するものである。そのた
め、通常１本のスリップリングに１伝送路が対応するこ
とから、この接触型のスリップリングを使用して、デー
タの伝送量の増加に対応しようとする場合、及び双方向
にデータの送受信を行う場合には、スリップリングの本
数を増やさなければならず大きなコストアップの要因と
なった。

【０００４】さらに、このスリップリングはリング状電
極とブラシとの機械的な接触を伴うことから、この接触
部分への塵埃の付着、腐食或いは磨耗及び摺動の不安定
性等が少なからずあり、これらに起因する導通不良、ノ
イズの発生等による伝送エラーを防止するために当該接
触部分の比較的頻繁な定期点検、交換を余儀無くされて
いた。

【０００５】一方、伝送量の増加、及び可動部、特に回
動部分における回動量に対する制限に対応するために、
図３に示す光スリップリングを用いたものも提案されて
いる。この図３に示す光スリップリングは、回転部と支
持部との間に所定の間隙を設け、さらに回転部から支持
部側にデータを伝送するために、回転部の外周に発光素
子１０１を配設し、またこの回転部を図示しない支持手
段で支持する支持部側には当該発光素子１０１に対向す
る向きに受光素子１０３を配設して、データの送受信を
非接触で行うようにしている。

【０００６】このような光スリップリングによれば、接
触部分がないことから、従来の塵埃の付着、腐食、磨耗
或いはノイズの発生等に起因する導通不良、伝送エラー
等を防止することが可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光スリップリングによるデータの送受信は、接
触型のスリップリングと同様に１本の光スリップリング
が１つの伝送路を形成し、回転部と支持部との間の間隙
を介して配設される発光素子と受光素子との間でデータ
の送受信が非接触で行われることから、複数の発光素子
がそれぞれ独立して発光した場合には、受光素子は受光
した信号光がどの発光素子のものか特定することができ
ず、さらに当該複数の発光素子の発光が同時に畳重して
行われたときには信号光から所望とするデータを抽出す
ることは全くできなかった。そのため、例えば双方向の
信号伝送を行う場合には、一対の発光素子と受光素子と
からなる信号伝送系毎に光学的に独立した間隙、すなわ
ち２本の光路を形成しなければならなかった。

【０００８】本発明は、上記した事情に着目してなされ
たものであり、その目的とするところは、回転部と支持
部との間の双方向の信号伝送を単一の光路を用いて簡素
な構成で行い得る非接触信号伝送装置を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、回転部と、この回転部を回動自在に支持す
る支持部との間の信号伝送を光学的に非接触で行う非接
触信号伝送装置において、前記回転部と前記支持部のそ
れぞれに設けられ、供給された信号に応じて発光する発
光手段と、前記回転部と前記支持部のそれぞれに設けら
れる受光手段と、前記回転部に設けられた受光手段で受
光される受光信号と、前記回転部側に設けられた発光手
段に供給される信号との差分から、前記支持部からの信
号を抽出する第１の抽出手段と、前記支持部に設けられ
た受光手段で受光される受光信号と、前記支持部側に設
けられた発光手段に供給される信号との差分から、前記
回転部からの信号を抽出する第２の抽出手段と、を具備
したことを特徴とするものである。

【００１０】

【００１１】

【作用】本発明によれば、受光手段で受光された信号か
ら自側の発光部へ供給される信号の差分をとって、相手
側の送信信号を抽出することにより、回転部と支持部と
の間の双方向通信を簡素な構成で達成できる。

【００１２】

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る一実施例
を説明する。図１は、本発明に係る非接触信号伝送装置
の構成を示したブロック図である。

【００１４】まず、図１を参照するに、回転部としての
ロータ部Ｒと、このロータ部Ｒを回動自在に支持する支
持部としてのステータ部Ｓとの間に、所定の間隔を有す
る間隙が構成される。この間隙は、光学的外乱の侵入を
防止するように完全に遮蔽されており、またロータ部Ｒ
の外周面とステータ部Ｓの内周面はそれぞれほぼ鏡面状
態となるように仕上げられるており、これにより当該間
隙は独立した光路として機能する。尚、発光手段として
の発光部１と受光手段としての受光部３との間の適宜の
位置に光学的遮蔽壁を設けるようにしても良い。

【００１５】ロータ部Ｒの外周面には、発光部１_R と受
光部３_R がそれぞれ設けられる。発光部１_R には増幅部
５_R1を介して、例えばＸ線ＣＴ装置ではＸ線検出データ
収集部からの検出データ等の入力信号Ａが供給され、該
発光部１_R は当該入力信号Ａに応じて発光する。受光部
３_R は前記光路を介して入力されたデータ光をデータ信
号Ｃ_R に変換して増幅部５_R3を介して第１の抽出手段と
しての差動増幅部７_Rに出力する。差動増幅部７_R は、
このデータ信号Ｃ_R と前記入力信号Ａとを入力して、こ
れら２信号の差信号を求め出力信号ａとして出力する。

【００１６】ステータ部Ｓの内周面には、発光部１_S と
受光部３_S がそれぞれ設けられる。発光部１_S には増幅
部５_S1を介して、例えばＸ線ＣＴ装置では回転部ユニッ
トの制御データ等の入力信号Ｂが供給され、該発光部１
_S は当該入力信号Ｂに応じて発光する。受光部３_S は前
記光路を介して入力されたデータ光をデータ信号Ｃ_Sに
変換して増幅部５_S3を介して第２の抽出手段としての差
動増幅部７_S に出力する。差動増幅部７_S は、このデー
タ信号Ｃ_S と前記入力信号Ｂとを入力して、これら２信
号の差信号を求め出力信号ｂとして出力する。

【００１７】尚、発光部１_R 、１_S は、レーザ発生装置
（例えば半導体レーザ）、ＬＥＤ等の電気／光変換素子
等により構成され、また受光部３_R 、３_S はフォトダイ
オード、フォトトランジスタ等の光／電気変換素子等に
よって構成される。

【００１８】次に、本実施例の作用を図２を参照して説
明する。図２のタイミングチャートにおいて、ロータ部
Ｒ側の発光部１_R からは入力信号Ａに応じた光信号が送
出され、ステータ部Ｓ側の発光部１_S からは入力信号Ｂ
に応じた光信号が送出される。これら光信号は受光部３
_R 、３_S でそれぞれ受光される。このとき、図１の破線
で示すように、受光部３_R にはステータ部Ｓ側の発光部
１_S からの光信号と共にロータ部Ｒ側の発光部１_R から
の光信号が到達しており、同様に受光部３_S にはロータ
部Ｒ側の発光部１_R からの光信号と共にステータ部Ｓ側
の発光部１_S からの光信号が到達している。したがっ
て、受光部３_R 、３_S でそれぞれ受光され、得られるデ
ータ信号Ｃ_R とデータ信号Ｃ_S とは図２に示すように略
同様な形状となる。

【００１９】次に、受光部３_R からのデータ信号Ｃ_R を
増幅部５_R3を介して差動増幅部７_Rの非反転側端子に入
力すると共に、前記入力信号Ａを反転側端子に入力し
て、これら２信号の差信号を求め出力信号ａとして出力
する。この得られた出力信号ａは、ステータ部Ｓ側の発
光部１_S からの入力信号Ｂに他ならない。

【００２０】また、受光部３_S からのデータ信号Ｃ_S を
増幅部５_S3を介して差動増幅部７_Sの非反転側端子に入
力すると共に、前記入力信号Ｂを反転側端子に入力し
て、これら２信号の差信号を求め出力信号ｂとして出力
する。この得られた出力信号ｂは、ロータ部Ｒ側の発光
部１_R からの入力信号Ａに他ならない。

【００２１】以上、説明してきたように、本実施例によ
れば受光部で受光された信号から、所望としない発光
部、すなわち自側の発光部の信号を差し引くようにした
ので、相互に相手側の送出信号のみを抽出することがで
き、これにより双方向通信が可能となる。

【００２２】尚、上記の実施例では受信した信号から予
め判っている自側の送出信号を差し引くようにした場合
を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるこ
と無く、例えばロータ側とステータ側とで周波数を変え
てそれぞれ送出し、フィルタ回路によって所望とする周
波数の信号を抽出する等の適宜の方式の非接触信号伝送
装置に適用することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、回
転部と支持部との間の双方向通信を簡素な構成で達成で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の概略の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】図１に示した非接触信号伝送装置の動作を説明
するための図である。

【図３】従来の非接触信号伝送装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ 発光部 ３ 受光部 ５ 増幅部 ７ 差動増幅部 Ｓ ステータ部 Ｒ ロータ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−114195（ＪＰ，Ａ) 特開2000−82998（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−282590（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−253217（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−268164（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08C 23/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転部と、この回転部を回動自在に支持
   する支持部との間の信号伝送を光学的に非接触で行う非
   接触信号伝送装置において、 前記回転部と前記支持部のそれぞれに設けられ、供給さ
   れた信号に応じて発光する発光手段と、 前記回転部と前記支持部のそれぞれに設けられる受光手
   段と、 前記回転部に設けられた受光手段で受光される受光信号
   と、前記回転部側に設けられた発光手段に供給される信
   号との差分から、前記支持部からの信号を抽出する第１
   の抽出手段と、 前記支持部に設けられた受光手段で受光される受光信号
   と、前記支持部側に設けられた発光手段に供給される信
   号との差分から、前記回転部からの信号を抽出する第２
   の抽出手段と、を具備したことを特徴とする非接触信号
   伝送装置。
2. 【請求項２】 前記第１の抽出手段により抽出される信
   号は、前記回転部に設けられる所定のユニットを制御す
   るための制御信号であって、前記第２の抽出手段により
   抽出される信号は、Ｘ線検出データ収集部からの検出デ
   ータであることを特徴とする請求項１記載の非接触信号
   伝送装置。