JP6467331B2 - 光信号伝送装置及びそれを利用した電子機器 - Google Patents
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Description
前記第1の部材及び第2の部材の対向面のそれぞれに設けられており、前記軸との交点からずらした位置に配置された発光素子及び受光素子と、を備えており、前記第1の部材の発光素子から放射される光を前記第2の部材の受光素子で受光し、前記第2の部材の発光素子から放射される光を前記第1の部材の受光素子で受光するとともに、前記第1部材と第2の部材の相対的回転により光軸上のズレが生じても、前記受光素子で通信に必要な光量を受光するための受光量確保手段を設け、前記発光素子の周囲に、光の照射範囲を規制するリフレクタを設けたことを特徴とする。
(a)直径φが大きいか、又は、長さLが大きいと、導光部材40を信号光が通過する距離が長くなるため、光の減衰が生じる。
(b)直径φが大きいか、又は、長さLが小さいと、導光部材40中で信号光が全反射する回数が少なくなるため、導光部材40の端面から出る信号光にばらつきが生じる。これにより、受光素子34の位置によっては受光量に偏りが生じ、受光量が低下する回転位置が生じ易くなる。
(c)直径φが小さいと、導光部材40の端面に入射する信号光が少なくなり、受光素子34の受光量も低下する。
これらの要因により受光素子34による受光量が変化するため、導光部材40は、その直径φ及び長さLが適宜設計される。
(2)固定部20と回転部30の間に導光部材40を設けることとしたので、回転部30の回転により、固定側と回転側の発光素子・受光素子間で光軸ズレが生じても、前記導光部材40内で光を反射して、受光素子24,34に安定した受光量を供給し、安定した通信が可能となる。
(3)光軸,導光部材40,発光素子22,32及び受光素子24,34の高精度の調整が不要なため、コスト削減が可能である。
(4)必要に応じて前記発光素子22,32にリフレクタ38を設けることとしたので、信号光の照射範囲を調整することができる。
(5)固定部20側に送電コイル182を設け、回転部30側に受電コイル184を設けて非接触給電を行うこととしたので、回転筐体の小径化を実現することができる。
(1)前記実施例で示した形状,寸法は一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。材料についても、前記実施例1と同様の効果を奏する範囲内で適宜変更可能である。例えば、前記実施例では、導光部材40としてアクリル樹脂を用いることとしたが、これも一例であり、他の樹脂やガラス等を用いることを妨げるものではない。更に、前記実施例で示した素子の配置位置(例えば、図2(B))も一例であり、これに限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。
(2)前記実施例では、導光部材40を挟んだ一方側を固定部20とし、他方を回転部30としたが、これも一例であり、相対的に回転するものであれば、本発明は適用可能である。すなわち、第1の部材と第2の部材を対向配置させた場合に、そのいずれかが回転してもよいし、双方が回転してもよい。
(4)前記実施例では、固定部20と回転部30の双方に一対の発光素子と受光素子を設けることとしたが、これも一例であり、二対以上の発光素子と受光素子を設けることを妨げるものではない。また、一つの受光素子に対し複数の発光素子を対応させてもよいし、またはその逆であってもよい。
(5)自己干渉を避けるためのフィルタを設けるようにしてもよい。また、導光部材40自体に色を付けてフィルタとしてもよい。
(7)前記実施例では、本発明をロータリージョイント10に適用することとしたが、これも一例であり、相対的に回転する2つの部材間で光信号による双方向の信号伝送を行う装置全般に本発明は適用可能である。また、前記実施例で示した監視カメラも一例であり、遊戯機器や産機ロボットなど、公知の各種の電子機器に本発明は適用可能である。
20:固定部
22:発光素子(LED)
24:受光素子(PD)
26:素子回路
30:回転部
32:発光素子(LED)
34:受光素子(PD)
36:素子回路
38:リフレクタ
40:導光部材
100:ロータリージョイント
150:監視カメラ
152:スタンド
154:脚部
160:ギア
162:歯
166:プレート
168:モータ
170,172,174:支持部
180:脚部
182:送電コイル
184:受電コイル
190:カメラ
200:信号伝送装置
210:固定部
220:回転部
222A,222B:機器
224A,224B:配線
230:回転軸
232:スリップリング
234:ブラシ
236:接点
C,C´:交点
X:中心軸
Claims (7)
- 同一の軸に対して略直交し、かつ、対向配置されており、前記軸を中心として相対的に回転可能な第1の部材及び第2の部材と、
前記第1の部材及び第2の部材の対向面のそれぞれに設けられており、前記軸との交点からずらした位置に配置された発光素子及び受光素子と、
を備えており、
前記第1の部材の発光素子から放射される光を前記第2の部材の受光素子で受光し、
前記第2の部材の発光素子から放射される光を前記第1の部材の受光素子で受光するとともに、
前記第1部材と第2の部材の相対的回転により光軸上のズレが生じても、前記受光素子で通信に必要な光量を受光するための受光量確保手段を設け、
前記発光素子の周囲に、光の照射範囲を規制するリフレクタを設けたことを特徴とする光信号伝送装置。 - 前記受光量確保手段が、
前記第1の部材と第2の部材の対向面の間に設けられた導光部材であることを特徴とする請求項1記載の光信号伝送装置。 - 前記リフレクタを、前記受光量確保手段として用いることを特徴とする請求項1又は2記載の光信号伝送装置。
- 前記発光素子として、発光ダイオードを用いたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光信号伝送装置。
- 前記第1の部材の対向面において、前記発光素子及び受光素子を結ぶ直線LAの略中央部に、前記第1の部材と前記軸との交点があり、
前記第2の部材の対向面において、前記発光素子及び受光素子を結ぶ直線LBの略中央部に、前記第2の部材と前記軸との交点があるとともに、
前記直線LAと直線LBの長さが略同一に設定されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光信号伝送装置。 - 前記第1の部材又は第2の部材のいずれか一方の部材に送電用のコイルを設け、他方の部材に受電用のコイルを設けることで、非接触給電を行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の光信号伝送装置。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の光信号伝送装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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