JPH05274587A

JPH05274587A - 非接触信号伝送装置

Info

Publication number: JPH05274587A
Application number: JP4068005A
Authority: JP
Inventors: Seiji Fujimoto; 誠司藤本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1992-03-26
Publication date: 1993-10-22

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、回転部と固定部との間で非接触の
信号伝送を信頼性高く行える簡素な構造の非接触信号伝
送装置を提供することにある。【構成】本願第１の発明は、一側の回転部と該回転部
を回動自在に支持する他側の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、信
号の送出側に設けられ、供給される複数の信号に対応し
てそれぞれが独立して発光し得る複数の発光手段と、こ
の発光手段からそれぞれ独立して送出される信号をそれ
ぞれが独立して受信し得る複数の受光手段とを備えて構
成される。また、本願第２の発明は、前記発光手段を回
転部と支持部のそれぞれに設けると共に、これら発光手
段に対応する受光手段を支持部と回転部のそれぞれに設
けて構成される。さらに、本願第３の発明は、前記発光
手段と受光手段の少なくとも一方を有する構成体を回転
方向に沿って複数の小構成体に分割すると共に、この小
構成体の構成を略同一となるように構成される。

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ように回
転部とこの回転部を支持する支持部とを有し、これら回
転部と支持部との間で信号を非接触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。しかし
ながら、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。

【０００４】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１５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１５に示す光スリップリングは、データ
を連続して伝送するために、回転部の外周に沿って多数
の発光素子を略等間隔で配設し、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に
対向する向きに受光素子を配設する。そして、この受光
素子は支持部の内壁面に近接して所定長に渡って多数配
設されており、その長さは同期して一斉に点滅を行う発
光素子からのデータを連続して受信するために、当該発
光素子の配置間隔程度が必要とされている。

【０００５】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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、回転部及び支持部のいずれか一方に発光素子を
設け、その他方に受光素子を設ける構成を、例えば全身
撮影用のＸ線ＣＴ装置の架台に適用した場合、この回転
部が大径の中空リング構造であるため、その回転中心か
らかなり離れた部位で光の送受を行うことから多数の発
光素子及び受光素子を使用することが要求される。つま
り、図１５に示すように、多数の発光素子を回転部の全
外周に渡って所定間隔で配設する必要があることから、
製造工程が繁雑になると共に、多数の発光素子及び受光
素子を用いることから高価なものとなり、しかも一方向
のみの情報の伝送に止まることから、さらに情報量が増
加するような場合には対応することは困難であった。ま
た、回転部の角度位置にかかわらずデータがとぎれるこ
と無く確実に制御するためのシステム構成が複雑なもの
となった。

【０００７】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
部との間の信号伝送を簡素な構成でかつ情報の増加に対
応し得る大容量の非接触信号伝送装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願第１の発明は、一側の回転部と該回転部を回動自在
に支持する他側の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、信号の送出側
に設けられ、供給される複数の信号に対応してそれぞれ
が独立して発光し得る複数の発光手段と、この発光手段
からそれぞれ独立して送出される信号をそれぞれが独立
して受信し得る複数の受光手段とを有すること要旨とす
る。

【０００９】また、本願第２の発明は前記発光手段を回
転部と支持部のそれぞれに設けると共に、これら発光手
段に対応する受光手段を支持部と回転部のそれぞれに設
けることを要旨とする。

【００１０】また、本願第３の発明は前記発光手段と受
光手段の少なくとも一方を有する構成体を回転方向に沿
って複数の小構成体に分割すると共に、この小構成体の
構成を略同一となるように構成することを要旨とする。

【００１１】

【作用】本発明の非接触信号伝送装置は、複数の発光手
段が信号の送出側に設けられ、供給される複数の信号に
対応してそれぞれが独立して発光する。また、複数の受
光手段が、この発光手段からそれぞれ独立して送出され
る信号をそれぞれが独立して受信することで、データ伝
送量の増加が計られる。

【００１２】本願第２の発明は前記第１の発明におい
て、前記発光手段を回転部と支持部のそれぞれに設ける
と共にこれら発光手段に対応する受光手段を支持部と回
転部のそれぞれに設けて、双方向のデータ伝送を可能と
する。

【００１３】さらに、本願第３の発明は前記第１、第２
の発明において、発光手段と受光手段の少なくとも一方
を有する構成体を回転方向に沿って複数の小構成体に分
割すると共に、この小構成体の少なくとも要部の構成を
略同一となるように構成することにより、生産効率を上
げることが可能となる。

【００１４】

【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。まず、図１を参照して本発明が適用された
一実施例としてのＣＴ装置の概略の構成を説明する。

【００１５】まず、回転部側のロータ部は放射線源１
１、検出器１３、データ収集部１５、データ分配ユニッ
ト１７、回転角度センサ１９、コントローラ２１、レー
ザドライバ２３及びレーザ発光部１によって構成されて
おり、このロータ部を支持する支持部側のステータ部は
反射鏡３、受光部５及び合成ユニット部２５によって構
成され、さらにコンソール部にはＦＲＵ２７が構成され
る。

【００１６】以下、各部を詳細に説明する。放射線源１
１としてのＸ線管は、外部に設けられる高電圧発生装置
から高電圧を供給されて放射線としてのＸ線を発生し被
検体Ｐに向けてＸ線を照射するものである。

【００１７】検出器１３は、放射線検出手段として、放
射線源１１のＸ線管と対向して配置され、照射されるＸ
線量に応じた信号を出力する多数のＸ線検出素子からな
るものである。

【００１８】データ収集部（いわゆるＤＡＳ）１５は、
Ａ／Ｄ変換部等によって構成され、前記検出器１３の多
数のＸ線検出素子及び図示しない寝台位置検出器等から
同時にかつ並列的（パラレル）に検出され出力されるア
ナログ撮像データをマルチプレクサで順番に読み出しデ
ジタルデータに変換した後に、外部、例えばオペレータ
室のコンソール部に設けられるＦＲＵ２７に当該デジタ
ルデータを出力するものである。

【００１９】データ分配ユニット１７は、ＤＡＳ１５及
び後述するコントローラ２１からのデータを入力して、
このデータをＮ個に分割した後にパラレルにＮ個のレー
ザドライバ２３Ａ，２３Ｂ，〜，２３Ｎに出力するもの
である。

【００２０】回転角度センサ１９はロータ部の回転角度
を検出して、この検出した角度情報をコントローラ２１
を介してデータ分配ユニット１７に出力するものであ
る。なお、この回転角度センサ１９はステータ部に設け
ロータ部からステータ部へのデータ量を減らすようにし
ても良い。

【００２１】レーザドライバ２３Ａ，２３Ｂ，〜，２３
Ｎは、それぞれＮ個のレーザ発光部１Ａ，１Ｂ，〜，１
Ｎと接続されており、それぞれのレーザ発光部１Ａ，１
Ｂ，〜，１Ｎをデータ分配ユニット１７から供給される
データに従って発光させるものである。このレーザ発光
部１Ａ，１Ｂ，〜，１Ｎから射出されたデータ光は、そ
の時点で対向している反射鏡３Ａ，３Ｂ，〜，３Ｎで反
射され受光部５Ａ，５Ｂ，〜，５Ｎにそれぞれ入射され
る。

【００２２】合成ユニット部２５は、反射鏡３Ａ，３
Ｂ，〜，３Ｎを介して受光部５Ａ，５Ｂ，〜，５Ｎで受
光されたデータ光を合成して、データ分配ユニット１７
でＮ個に分割されＮ個のレーザドライバ２３Ａ，２３
Ｂ，〜，２３Ｎに分配される前の元のデータを出力する
ものである。

【００２３】ＦＲＵ（ＦｉｒｓｔＲｅｃｏｎｓｔｒｕ
ｃｔＵｎｉｔ）２７は、前処理部、画像再構成装置１
５ａ等によって構成され、この画像再構成装置１５ａ
は、被検体Ｐの特定断面の断層画像を再構成する処理部
であって、撮像データにぼけや解像度等の基本的な性質
を付与するコンボリューション（Ｃｏｍｖｏｌｕｔｉｏ
ｎ）積分を行うコンボリューション処理及び画像の再構
成を行うバックプロジェクション処理をそれぞれ施し特
定断面に対する断層画像を再構成するものである。

【００２４】次に、図２、図３を参照して、本実施例の
要部の構成を説明する。レーザ発光部１はロータ部の外
周（尤も、当該レーザ発光部１、反射鏡３及び受光部５
はＣＴ装置の架台内部に組み込まれており、外部とは光
学的に遮断されているものではあるが）に沿って、等間
隔に多数配設されており、個々のレーザ発光部１はそれ
ぞれ円形のロータ部の接線方向でかつ進行方向に向けて
レーザ光を射出するように構成されている。

【００２５】また、反射鏡３及び受光部５は一体に構成
されており、反射鏡３はレーザ発光部１から射出された
レーザ光を受光部５へ向けて反射するべく適宜の曲率、
例えばレーザ光の発光点と受光点を２つの焦点とする楕
円の一部の集合により形成される湾曲面を有する凹面鏡
で構成されており、受光部５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。

【００２６】また、図３に示す実施例においては、９０
度毎に配設される４対の反射鏡３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ
と受光部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ及び３０度毎に配設さ
れる１２個のレーザ発光部１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１
Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｌが示さ
れる。

【００２７】また、ステータ部側は、円周に沿う方向に
４つの領域に区分される。すなわち、４つの領域Ｅ_A、
Ｅ_B、Ｅ_C、Ｅ_Dは、それぞれ反射鏡３Ｄ及び受光部５
からなる対と反射鏡３Ａ及び受光部５Ａからなる対との
間の領域Ｅ_A、反射鏡３Ａ及び受光部５Ａからなる対と
反射鏡３Ｂ及び受光部５Ｂからなる対との間の領域
Ｅ_B、反射鏡３Ｂ及び受光部５Ｂからなる対と反射鏡３
Ｃ及び受光部５Ｃからなる対との間の領域Ｅ_C、反射鏡
３Ｃ及び受光部５Ｃからなる対と反射鏡３Ｄ及び受光部
５Ｄからなる対との間の領域Ｅ_Dである。

【００２８】図３に示す状態においては、レーザ発光部
１Ａ，１Ｂ，１Ｃが領域Ｅ_Aにあることから、反射鏡３
Ａに向けて、同一のデータ光を射出する。この後、領域
Ｅ_Aにレーザ発光部１Ｌ，１Ａ，１Ｂが移動すると、当
該レーザ発光部１Ｌ，１Ａ，１Ｂが反射鏡３Ａに向け
て、同一のデータ光を射出する。以下、同様に順次デー
タ光が反射鏡３Ａに向けて射出される。このとき、混信
を避けるために、領域間にあるレーザ発光部１は、その
発光を停止して次の領域に対応するようにする。尚、他
の領域においても同様であるので他の領域における詳細
な説明は省略する。

【００２９】次に、前記データ分配ユニット１７の作用
を図４を参照して説明する。図４において、ＤＡＳ１５
からの１８ビットのデータがパラレルに検出器１３のチ
ャネル毎に出力されているものとする。なおこのとき、
チャネル毎の１８ビットのデータの最上位のビットを単
にＭＳＢ（ＭｏｓｔＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｔＢｉ
ｔ）、最下位のビットを単にＬＳＢ（ＬｅａｓｔＳｉ
ｇｎｉｆｉｃａｎｔＢｉｔ）とする。このパラレルデ
ータが、データ分配ユニット１７で、例えば領域Ｅ_Aに
あるレーザ発光部１に対するデータとして、１チャネル
（ＭＳＢ，〜，ＬＳＢ）、５チャネル（ＭＳＢ，〜，Ｌ
ＳＢ）が順次出力され、領域Ｅ_Bにあるレーザ発光部１
に対するデータとして、２チャネル（ＭＳＢ，〜，ＬＳ
Ｂ）、６チャネル（ＭＳＢ，〜，ＬＳＢ）が順次出力さ
れる。領域Ｅ_C、領域Ｅ_Dについても同様であるので説
明は省略する。

【００３０】次に、図５を参照して図２に示す要部の構
成を具体的に説明する。図５に示す射視図においては、
反射鏡３を共通にして、２対のレーザ発光部１Ａ，１Ｂ
と受光部５Ａ，５Ｂが設けられている。この場合、レー
ザ発光部１Ａ，１Ｂは、同一のデータを出力してデータ
伝送に係る誤りの発生を抑えるようにしても良く、こと
なるデータを出力してデータの伝送量を増やすようにし
ても良い。

【００３１】次に図６の射視図を参照して、他の実施例
の要部の構成を具体的に説明する。図６に示す実施例に
おいては、図５と同様に、反射鏡３を共通にして、２対
の伝送系が例えばロータ部７側にレーザ発光部１Ｄと受
光部５Ｃを設け、ステータ部９側にレーザ発光部１Ｃと
受光部５Ｄを設けており、それぞれレーザ発光部１Ａと
受光部５Ａ、レーザ発光部１Ｂと受光部５Ｂが双方向に
データの伝送を行う。この場合、レーザ光の向きが反対
方向であることから、相互の影響を排除することができ
る。

【００３２】次に、図７を参照して、さらに他の実施例
について説明する。図７に示す例においては、例えば、
ステータ部９側に１組のレーザ発光部１と反射鏡３Ｄを
設け、さらに９０度毎に３組の受光部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ
と反射鏡３Ａ，３Ｂ，３Ｃを設けており、ロータ部７側
からステータ部９側へのデータ量をステータ部９側から
ロータ部７側へのデータ量の３倍にすることができる。
すなわち、ロータ部の放射線源１１、検出器１３及びデ
ータ収集部１５等からなる検出系に対する制御信号に対
してデータ収集部１５等からの検出データ量が膨大であ
ることに対応することを可能とするものである。

【００３３】次に、図８を参照しては、受光部５と反射
鏡３からなる受光系に遮蔽体３１を設けた実施例につい
て説明する。この場合、レーザ光の反射鏡３での漏れ
光、散乱光が隣接する他の受光系等に影響を与えること
を防止することが可能となる。またさらに、図９に示す
ように、遮蔽体の構成を大きくして全体を覆うようにし
た遮蔽体３３を設けてもよい。尚、図６に示すように、
反射鏡３の下部をロータ部７に極力近接させ、かつ大き
くすることでも、隣接する光学系同志の影響を低減する
ことができる。

【００３４】次に、図１０、図１１及び図１２を参照し
て、本発明に係る他の実施例について説明する。図１０
は他の実施例の構成を具体的に示す射視図、図１１は、
図１０に示す実施例の構成を説明するための正面図及び
側面図である。本実施例は、ほぼ同一形状の２枚の環状
の円盤を対向して放射線源１１及び検出器１３等からな
る検出系の背面側に配設し、一側をロータ側円盤体７１
とし、他側をステータ側円盤体９１としたものである。

【００３５】ロータ側円盤体７１には放射線源１１、こ
の放射線源１１から射出される放射線ビームＢを検出す
る検出器１３等が当該ロータ側円盤体７１と一体に構成
され、さらに最内周側の第１の円周に沿って４５度毎の
間隔で８個の受光部５と、最外周側の第２の円周に沿っ
て等間隔で４０個のレーザ発光部１と、第１の円周と第
２の円周の中間に設けられる第３の円周には、当該ロー
タ側円盤体７１の回転角度及び回転速度を検出するため
の図示しない回転量検出用レーザ発光部若しくは受光部
１９ａとがそれぞれステータ側円盤体９１に対向する向
きに配設されている。

【００３６】また、ステータ側円盤体９１には、最内周
側の第１の円周に沿って等間隔で４０個のレーザ発光部
１と、最外周側の第２の円周に沿って４５度毎の間隔で
８個の受光部５と、第１の円周と第２の円周の中間に設
けられる第３の円周には、当該ロータ側円盤体７１の回
転角度及び回転速度を検出するための回転量検出用受光
部若しくはレーザ発光部１９ｂとがそれぞれロータ側円
盤体７１に対向する向きに配設されている。

【００３７】本実施例によれば、一対のロータ側円盤体
７１とステータ側円盤体９１とを近接して配設すること
により光路長を短くすることができるので、ＣＴ装置全
体の構成を小形化することができ、特に図１１に示すよ
うに一対のロータ側円盤体７１とステータ側円盤体９１
とを放射線源１１の内周側に組み込むようにすること
で、奥行きをさらに薄くすることができる。

【００３８】また、図１１及び図１２に示すように、構
成体としての大口径の円盤体を同一の形状となるように
８等分に分割することにより、製造工程において、ほぼ
同一の小構成体としての基板を８枚製造すればよいこと
から、既存の製造設備を用いて、製造すれば良く、より
小型で取扱い易くなることから生産効率を上げることが
できる。尚、回転量検出用受光部若しくはレーザ発光部
１９ａ，１９ｂは、適宜の１乃至数枚の基板に設ければ
よいことから、他の基板とほぼ同様に製造することがで
きるのはいうまでもない。また、４等分或いは１６等分
するようにしてもよく、さらには等分した１領域の基板
を２種類の大きさの基板で構成する等、適宜の変形によ
って、さらに生産効率を上げるようにしても良い。この
構成部を同様な構成で分割する手法は、図１乃至図９に
示す反射鏡３を用いる場合にも同様に採用することが可
能である。

【００３９】また、図１３及び図１４はレーザ発光部１
と受光部５からなる伝送系をロータ部外周縁７３とステ
ータ部内周縁９３にそれぞれ設けたものである。またそ
れぞれの受光部５には遮光フード３５を設け、隣接する
光学系同志の影響を低減している。また、この場合にあ
っても、分割基板を採用することで、生産効率を上げる
ようにしている。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
方の送信系の構造体と他方の受信系の構造体のそれぞれ
に独立して信号の送受信を行い得る複数の発光手段と受
光手段とを設けたので、回転部と固定部との間の信号伝
送を簡素な構成でかつ大容量としうる等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された一実施例のＣＴ装置におけ
る概略の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の要部の構成を模式的に示す図である。

【図３】図２に示す構成を具体的に示す図である。

【図４】図１に示すデータ分配ユニットの作用を説明す
るための図である。

【図５】図２に示す要部の構成を具体的に示す射視図で
ある。

【図６】他の実施例の要部の構成を具体的に示す射視図
である。

【図７】他の実施例の概略の構成を示す図である。

【図８】遮蔽体を設けた実施例の概略の構成を示す図で
ある。

【図９】他の遮蔽体を設けた実施例の概略の構成を示す
図である。

【図１０】他の実施例の構成を具体的に示す射視図であ
る。

【図１１】図１０に示す実施例の構成を説明するための
図である。

【図１２】図１１に示す実施例の要部の構成を具体的に
示す射視図である。

【図１３】他の実施例の要部の構成を具体的に示す射視
図である。

【図１４】図１３に示す実施例の作用を説明するための
図である。

【図１５】従来例の概略の構成を示す図である。

【符号の説明】

１レーザ発光部３反射鏡５受光部１１放射線源１３検出器１５ＤＡＳ１７データ分配ユニット１９回転角度センサ２１コントローラ２３レーザドライバ２５合成ユニット部２７ＦＲＵ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一側の回転部と該回転部を回動自在に支
持する他側の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、信号の送出側に設けられ、供給される複数の信号に対応
してそれぞれが独立して発光し得る複数の発光手段と、この発光手段からそれぞれ独立して送出される信号をそ
れぞれが独立して受信し得る複数の受光手段とを有する
ことを特徴とする非接触信号伝送装置。
【請求項２】前記発光手段を回転部と支持部のそれぞ
れに設けると共に、これら発光手段に対応する受光手段
を支持部と回転部のそれぞれに設け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。
【請求項３】前記発光手段と受光手段の少なくとも一
方を有する構成体を回転方向に沿って複数の小構成体に
分割すると共に、この小構成体の構成を略同一となるよ
うに構成することを特徴とする請求項１，２記載の非接
触信号伝送装置。