JPS6236928A - Signal transmission device - Google Patents

Signal transmission device

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JPS6236928A
JPS6236928A JP60175342A JP17534285A JPS6236928A JP S6236928 A JPS6236928 A JP S6236928A JP 60175342 A JP60175342 A JP 60175342A JP 17534285 A JP17534285 A JP 17534285A JP S6236928 A JPS6236928 A JP S6236928A
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head
module
signal
transmission
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Katsuyoshi Nakano
中野 勝吉
Akira Matsushita
昭 松下
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NIPPON DENZAI KOGYO KENKYUSHO KK
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NIPPON DENZAI KOGYO KENKYUSHO KK
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14Inductive couplings
    • H01F2038/143Inductive couplings for signals

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE:To process consecutively even decoupling state due to a change in a relative position by allowing plural modules for active/passing use to store accumulatingly sampling data and o send other modules contactlessly. CONSTITUTION:When the opposing position between an optical transmission head 3 and an optical reception head 4 is decoupled, a controller 15 inputs a measuring data SA in a preset timing, an A/D converter 17 converts the data into a digital data and stores the result to a data storage device 21 via a bus DB. When the coupling state between both the heads 3, 4 is formed, a transmission command signal is sent in response to the transmission start command at each occasion or at a prescribed time and the measuring data stored in the storage device 21 is read sequentially. Then, the data is converted into an analog quantity by a D/A converter 18 and the result is sent from the head 3 as a modulated light. The luminous flux is received by the head 4, converted into an electric signal, amplified, a disturbance light is reduced and the result is demodulated by a FM detection circuit 24 and detected as an analog signal RA.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電力やデジタル信号またはアナログ信号を電
磁波を用いて非接触で伝送する装置に間するもので、各
種の静止機器はもとよりNC工作機械、ロボット装置、
搬送装置、その他諸種の自動機械などに利用できるもの
である。この場合2例えば機械装置本体の固定側に能動
用モジュールを設置し、運動する移動側に受動用モジュ
ールを設置して、移動側における形状9種別2位置、歪
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is applied to a device that non-contactly transmits electric power, digital signals, or analog signals using electromagnetic waves. machinery, robotic equipment,
It can be used in conveyance devices and various other automatic machines. In this case 2, for example, an active module is installed on the fixed side of the mechanical device body, a passive module is installed on the movable side, and 9 types of shapes, 2 positions, and distortion on the movable side.

温度および色彩などに関するデジタル的あるいはアナロ
グ的な諸種のデータ信号を、固定側に対し非接触で伝送
させたいような場合に用いて好適なものである。
It is suitable for use when it is desired to transmit various digital or analog data signals regarding temperature, color, etc. to a fixed side without contact.

[従来の技術] 従来はこの種の信号伝送装置として、FMテレメータや
電磁式のカブラなどが知られているが。
[Prior Art] Conventionally, FM telemeters, electromagnetic converters, and the like have been known as this type of signal transmission device.

一般にこのような送信部と受信部とを有する通信装置に
よって測定データの伝送を行なわせる場合には、その伝
送に直接関与するアンテナや対向コイルなどの相対的位
置が常に結合状態にあることを前提としており、所定の
相対的位置関係から外れた状態では両者間の通信が途絶
するのが普通である。
Generally, when transmitting measurement data using a communication device that has such a transmitter and receiver, it is assumed that the relative positions of the antennas, opposing coils, etc. that are directly involved in the transmission are always in a coupled state. Therefore, communication between the two is usually interrupted when the two are out of a predetermined relative positional relationship.

故に機械装置の固定側に設置した受信部に対して、運動
側に設置した送信部から連続的に測定されるデータ信号
を伝送させようとする場合、運動側の移動によって両者
の相対的位置が結合状態から外れた時には信号伝送が中
断され、従って連続的な測定データを得ることが不可能
であった。
Therefore, when trying to transmit continuously measured data signals from a transmitting section installed on the moving side to a receiving section installed on the fixed side of a mechanical device, the relative position of the two will change due to the movement of the moving side. When disconnected, signal transmission was interrupted and it was therefore impossible to obtain continuous measurement data.

依って例えば運動体がシャフトやターンテーブル状のも
の一場合には、対向コイルをそのシャフトやターンテー
ブルなどに同軸状に配置し、運動過程においても常時そ
の結合状態が外れることがないように配慮した構成にし
なければならなかった。特に既設の機械装置に同軸状の
対向コイルなどを設置する事とか、そのメンテナンスを
行なう事は非常に面倒であった。
Therefore, for example, if the moving object is something like a shaft or a turntable, the opposing coils should be placed coaxially with the shaft or turntable, and care should be taken to ensure that their connection does not come undone during the movement process. I had to configure it accordingly. In particular, it is very troublesome to install coaxial opposing coils and the like in existing mechanical equipment and to perform their maintenance.

そのうえ更に運動側の送信機に電池などの電源の搭載を
必要とするため、その交換や充電に多くの労力を必要と
しているのが現状である。
Furthermore, since the transmitter on the exercise side needs to be equipped with a power source such as a battery, the current situation is that a lot of effort is required to replace and charge the transmitter.

[発明の目的] 本発明の目的は、能動用モジュールと受動用モジュール
とを備え、その両者間において相互に非接触かつ高精度
で安定に信号の授受を行なわせることのできる比較的簡
単な回路構成の信号伝送装置を提供せんとするもので、
殊に両者間における信号の授受を直接用るアンテナや対
向コイルあるいは送信用発光器とその受光器などの相対
的位置が変化し、その結合状態から外れている時のデー
タ信号をも継続的にサンプリングして処理することので
きる信号伝送装置を提供することにある。
[Object of the Invention] The object of the present invention is to provide a relatively simple circuit that includes an active module and a passive module, and is capable of transmitting and receiving signals between the two in a non-contact, highly accurate and stable manner. The purpose is to provide a signal transmission device with the following configurations:
In particular, data signals can be continuously transmitted even when the relative positions of the antenna, opposing coil, or transmitting emitter and its receiver, which are directly used for transmitting and receiving signals between the two, change and the coupling state is removed. An object of the present invention is to provide a signal transmission device that can perform sampling and processing.

[発明の概要] 本発明に係る信号伝送装置は、電力やコマンド信号およ
びデータ信号を電磁波により非接触で相互に伝送する能
動用および受動用の複数のモジュールから成り、そのう
ちの一方のモジュールはサンプリングしたデータをデー
タ記憶装置に累積することができ、これを伝送指令信号
に応じて他方のモジュールに伝送する手段を備えたこと
を特徴とするものである。
[Summary of the Invention] A signal transmission device according to the present invention includes a plurality of active and passive modules that mutually transmit power, command signals, and data signals without contact using electromagnetic waves, one of which is a sampling module. The present invention is characterized in that it is capable of accumulating stored data in a data storage device, and includes means for transmitting the data to the other module in response to a transmission command signal.

[発明の構成] 本発明に係る信号伝送装置は、電力やコマンド信号およ
びデータ信号を電磁波により非接触で相互に伝送する能
動用および受動用の複数のモジュールから構成されてお
り、更に各モジュールは電磁波の送信部と受信部とをそ
れぞれ備え、モジュール間における単方向または双方向
の非接触伝送が可能な構成になっている。
[Structure of the Invention] The signal transmission device according to the present invention is composed of a plurality of active and passive modules that mutually transmit power, command signals, and data signals without contact using electromagnetic waves. Each module is equipped with an electromagnetic wave transmitting section and a receiving section, and is configured to enable unidirectional or bidirectional non-contact transmission between modules.

この場合、電力やコマンド信号およびデータ信号を非接
触で伝送する時の媒体となる電磁波は。
In this case, electromagnetic waves are the medium for contactless transmission of power, command signals, and data signals.

低周波からマイクロ波領域を含むものであり、ざらに紫
外から赤外に至る光も伝送媒体として適用できるもので
ある。しかし以下の本文では説明の都合上、前者を特に
電磁波、後者を光または光束−と呼んで区別する。
It includes a range from low frequencies to microwaves, and light ranging roughly from ultraviolet to infrared can also be applied as a transmission medium. However, in the following text, for convenience of explanation, the former will be referred to as electromagnetic waves, and the latter will be referred to as light or luminous flux.

また一方のモジュールの送信部と他方のモジュールの受
信部との間における電磁波の授受に直接関与するのは、
送信ヘッドとその受信ヘッドとの両者すなはち具体的に
はそれらの構成要素であるアンテナや対向コイルであり
、あるいは送信用発光器とその受光器である。そしてそ
の両者が所定の相対的位置関係に置かれている時は結合
状態を形成し、電磁波や光束による電力あるいは信号の
非接触伝送を通常的に行なう。
Also, those directly involved in transmitting and receiving electromagnetic waves between the transmitter of one module and the receiver of the other module are:
Both the transmitting head and its receiving head, specifically their constituent elements such as an antenna and a counter coil, or a transmitting light emitter and its light receiver. When the two are placed in a predetermined relative positional relationship, they form a coupled state, and contactless transmission of power or signals using electromagnetic waves or luminous flux is normally performed.

すなはち一方の能動用モジュールは、所望する計測デー
タのアドレスや識別符号などに間するコマンドをその送
信ヘッドから受動用モジュールの受信ヘッドに対して伝
送する機能と、前記コマンドに対する応答を得て処理す
る機能とを備えている。
In other words, one of the active modules has the function of transmitting a command for the address, identification code, etc. of desired measurement data from its transmitting head to the receiving head of the passive module, and also has the function of obtaining a response to the command. It has a processing function.

他方の受動用モジュールは、能動用モジュールからの上
記コマンドを受信してデコードし、その要求に対応した
デジタルやアナログのデータ信号などをその送信ヘッド
から能動用モジュールの受信ヘッドに対して伝送する機
能を備えている。
The other passive module has the function of receiving and decoding the above commands from the active module, and transmitting digital or analog data signals corresponding to the request from its transmission head to the reception head of the active module. It is equipped with

さらに受動用モジュールには、取得した計測データを保
存するデータ記憶装置および能動用モジュールから伝送
された電力によって充電することのできる電池やコンデ
ンサが搭載されている。
Furthermore, the passive module is equipped with a data storage device that stores the acquired measurement data, and a battery and a capacitor that can be charged with the power transmitted from the active module.

従って例えば機械装置本体の固定側に設置された能動用
モジュールの受信ヘッドに対し、移動側に設置された受
動用モジュールの送信ヘッドが移動して9両ヘッドが所
定の相対的位置から外れた場合すなはち結合状態から外
れた場合には連続的なデータの伝送が不可能になる。
Therefore, for example, if the transmitting head of the passive module installed on the movable side moves relative to the receiving head of the active module installed on the fixed side of the mechanical device main body, and the nine heads move out of their predetermined relative positions. In other words, if the connection state is removed, continuous data transmission becomes impossible.

しかるにこのような場合でも、受動用モジュールは継続
的に逐次サンプリングしたデータを前記データ記憶装置
へ累積しておくことができる。そして送信ヘッドと受信
ヘッドとの両者が所定の相対的位置関係を満足した時点
で伝送指令信号を発し、これに応じて先に累積しておい
たデータを能動用モジュールに対して伝送する手段を備
えている。
However, even in such a case, the passive module can continue to accumulate sequentially sampled data in the data storage device. Then, when both the transmitting head and the receiving head satisfy a predetermined relative positional relationship, a transmission command signal is issued, and in response to this, means is provided to transmit the previously accumulated data to the active module. We are prepared.

なお上述のように送信ヘッドと受信ヘッドとが所定の結
合状態から外れている場合とか、その状態で運動を停止
したような場合においては、先に述べた電池またはコン
デンサが受動用モジュール各部の動作電源として作用す
るようになっている。
As mentioned above, if the transmitting head and receiving head are out of the predetermined coupling state, or if they stop moving in that state, the battery or capacitor mentioned above will stop the operation of each part of the passive module. It is designed to act as a power source.

上記両ヘッドが結合状態にある時は、受動用モジュール
の電力は能動用モジュール(これは電灯線や電池または
発電素子等によって動作する)から電磁波または光束に
よって伝送されるが、これには次の二つの方法がある。
When both heads are connected, the power of the passive module is transmitted from the active module (which operates using power lines, batteries, power generation elements, etc.) by electromagnetic waves or light flux, which includes the following: There are two ways.

(a)能動用モジュールの送信部から、受動用モジュー
ルへ常時または必要時に電磁波または光束によって電力
を送ると共に、これに何らかの方法でコマンド信号を重
畳して伝達する。
(a) Power is sent from the transmitting section of the active module to the passive module using electromagnetic waves or light beams at all times or when necessary, and a command signal is superimposed on this by some method and transmitted.

(b)能動用モジュールに電力伝送専用の送信部と、コ
マンド信号用の送信部とをそれぞれ別系統で設ける。
(b) The active module is provided with a transmitting section dedicated to power transmission and a transmitting section for command signals in separate systems.

また能動用モジュールと受動用モジ−ニルに共通のクロ
ックが必要な場合(例へばデータをシリアルで送る場合
のボーレイトクロックを共用する場合など)、電力伝送
の電磁波または光束をその周波数で変調するか、または
電力伝送の周波数を伝送したいクロック周波数の整数倍
にしておき。
In addition, if a common clock is required for the active module and the passive module (for example, if the baud rate clock is shared when transmitting data serially), the electromagnetic wave or light flux for power transmission may be modulated at that frequency, or Alternatively, set the power transmission frequency to an integral multiple of the clock frequency you want to transmit.

両モジュール間でスケールを合わせておくことにより共
通のクロックを得ることができる。
A common clock can be obtained by matching the scales between both modules.

また本発明では伝送媒体として前述の如く電磁波や光束
を適用できるので、データ信号や電力の伝送に関して基
本的に下記のような6通りの組み合わせができる。
Furthermore, in the present invention, as described above, electromagnetic waves and luminous flux can be used as the transmission medium, so basically the following six combinations can be made regarding the transmission of data signals and electric power.

(1)能動用モジュールから受動用モジュールへの電力
およびデータの伝送と、受動用モジュールから能動用モ
ジュールへのデータの伝送との。
(1) Transmission of power and data from the active module to the passive module, and data transmission from the passive module to the active module.

いずれにも電磁波を用いたもの。Both use electromagnetic waves.

(n)能動用モジュールから受動用モジュールへの電力
およびデータの伝送に電磁波を用い、受動用モジュール
から能動用モジュールへのデータの伝送に光束を用いた
もの。
(n) Electromagnetic waves are used to transmit power and data from the active module to the passive module, and light flux is used to transmit data from the passive module to the active module.

(m)能動用モジュールから受動用モジュールへの電力
およびデータの伝送に光束を用い、受動用モジュールか
ら能動用モジュールへのデータの伝送に電磁波を用いた
もの。
(m) A light beam is used to transmit power and data from an active module to a passive module, and an electromagnetic wave is used to transmit data from a passive module to an active module.

(rV)主にデータの伝送に光束を用い電力の伝送に電
磁波を用いたもの。
(rV) Mainly uses luminous flux to transmit data and electromagnetic waves to transmit power.

(V)主にデータの伝送に電磁波を用い、電力の伝送に
光束を用いたもの。
(V) Mainly uses electromagnetic waves for data transmission and luminous flux for power transmission.

(Vl)上記(I)〜(V)の複数を組み合わせて用い
たもの。
(Vl) A combination of the above (I) to (V).

以上に挙げた構成に間し次に主として(n)に属する実
施例を説明するが、他の項目については自明となる。
After considering the above-mentioned configuration, an embodiment mainly belonging to (n) will be described next, but the other items will be self-explanatory.

[発明の実施例] 第1図に示すブロックダイアグラムは前記(II)の構
成に属するもの\実施例で、測定対象のデー°夕がアナ
ログ信号で供与される場合について説明する。
[Embodiment of the Invention] The block diagram shown in FIG. 1 is an embodiment of the configuration (II) described above, and a case will be described in which data to be measured is provided as an analog signal.

この信号伝送装置の主要部は、能動用モジュールAと受
動用モジュールBとから成る。
The main part of this signal transmission device consists of an active module A and a passive module B.

そして能動用モジュールAは、電力やコマンド信号SD
をその電磁送信ヘッドlから受動用モジュールBの電磁
受信ヘッド2に対し、F/’S(周−l〇− 波数シフト)変調をかけた電磁波の伝播にもとずく電磁
誘導により非接触で伝送する機能をもつ。
The active module A is used for power and command signals SD.
is transmitted from the electromagnetic transmitting head l to the electromagnetic receiving head 2 of the passive module B by electromagnetic induction based on the propagation of electromagnetic waves modulated by F/'S (frequency - l〇 - wave number shift). It has the function of

また受動用モジュールBはその外部の計測センサや測定
機器から得られる測定データSAを入力し、FM(周波
数変調)をかけた被変調光を伝送媒体として光学送信ヘ
ッド3から能動用モジュールAの光学受信ヘッド4に対
し非接触伝送を行なう機能を備えている。
In addition, the passive module B inputs measurement data SA obtained from an external measurement sensor or measuring device, and transmits the optical transmission head 3 to the active module A using modulated light subjected to FM (frequency modulation) as a transmission medium. It has a function of performing non-contact transmission to the receiving head 4.

以下これらの両モジュールの機能を具体的に説明すれば
次のようになる。
The functions of these two modules will be explained in detail below.

能動用モジュールAは、受動用モジュールBに対するコ
マンド信号である並列データSDを、まずP/S (、
並列→直列)変換回路5によってシリアル信号に変換す
る。そしてボーレイトクロックの整数倍の周波数BR+
を発振する発振回路6によって駆動されるF/S変調回
路7へ入り、並列データSDに対応したF/S変調波に
する。但しこの周波数のす−では伝送効率の点で空間伝
送に不適当な場合には2周波数逓倍回路8で周波数を高
くしたのち、RFパワーアンプ9により電力増幅し、電
磁送信ヘッド1から電磁波として空間へ輻射する。
Active module A first sends parallel data SD, which is a command signal to passive module B, through P/S (,
The parallel to serial) conversion circuit 5 converts the signal into a serial signal. And a frequency BR+ which is an integer multiple of the baud rate clock
The signal enters the F/S modulation circuit 7 driven by the oscillation circuit 6 that oscillates the signal, and is converted into an F/S modulated wave corresponding to the parallel data SD. However, if this frequency is not suitable for spatial transmission in terms of transmission efficiency, the frequency is increased by a two-frequency multiplier circuit 8, the power is amplified by an RF power amplifier 9, and the electromagnetic wave is transmitted from the electromagnetic transmission head 1 to the space. radiates to.

この輻射されたF/S変調波の電磁波は、受動用モジュ
ールBの電磁受信ヘッド2で受信され。
This radiated F/S modulated electromagnetic wave is received by the electromagnetic receiving head 2 of the passive module B.

その一部は電力用として整流平滑回路10により直流化
され、これに付帯する2次電池および大容量コンデンサ
11を充電すると共に、電源Eとして受動用モジュール
Bの各回路の電源として供給される。
A part of it is converted into a direct current by a rectifying and smoothing circuit 10 for electric power, charging a secondary battery and a large-capacity capacitor 11 attached thereto, and is also supplied as a power source E to each circuit of the passive module B.

またこの電力伝送用の周波数は前述したようにボーレイ
トクロックの整数倍にしであるため9周波数デバイダ1
2により逓減し2元のボーレイトクロックBRI と同
じ周波数のBH3に戻してから必要な回路に供給する。
Also, as mentioned above, the frequency for this power transmission is an integral multiple of the baud rate clock, so 9 frequency dividers 1
2 and returns to BH3, which has the same frequency as the binary baud rate clock BRI, and then supplies it to the necessary circuits.

そしてまた電磁受信ヘッド2の出力の一部を。And also part of the output of electromagnetic receiving head 2.

F/S検波回路13によってもとのシリアルデータに復
調する。次いでS/P変換回路14により復元されたコ
マンド信号の並列データRDは、データバスDBを経て
コントローラ15に入り、こ\で判別された内容に応じ
た制御信号CNTによって関係回路を制御する。
The F/S detection circuit 13 demodulates the data to the original serial data. Next, the parallel data RD of the command signal restored by the S/P conversion circuit 14 enters the controller 15 via the data bus DB, and the related circuits are controlled by the control signal CNT according to the content determined here.

すなはち並列データRDが測定データSAの入力チャン
ネルの指定コマンドであれば、その制御信号CNTに応
じてマルチプレクサ16を指定されたチャンネルに切り
替える。
That is, if the parallel data RD is a command specifying the input channel of the measurement data SA, the multiplexer 16 is switched to the specified channel in accordance with the control signal CNT.

さらに並列データRDのコマンドの内容が、測定データ
SAを能動用モジュールAに伝送せよという指令であれ
ば、測定データSAはA/D (アナログ→デジタル)
変換器17とD/A(デジタル→アナログ)変換器18
を素通りし、FM回路19によって伝送すべきデータに
対応したFM波にする。これをAFパワーアンプ20で
増幅し。
Furthermore, if the content of the parallel data RD command is a command to transmit the measurement data SA to the active module A, the measurement data SA is A/D (analog → digital).
Converter 17 and D/A (digital to analog) converter 18
The FM circuit 19 converts the signal into an FM wave corresponding to the data to be transmitted. This is amplified by AF power amplifier 20.

光学送信ヘッド3から被変調光として光学受信ヘッド4
に対し非接触伝送を行なう。
Optical receiving head 4 as modulated light from optical transmitting head 3
Performs contactless transmission.

この場合、光学送信ヘッド3と光学受信ヘッド4との対
向位置が結合状態を外れている時にはこの間の連続的な
伝送が中断されることになる。しかるに本発明の装置で
はこのような時でもコントローラ15によって測定デー
タSAを予め設定されたタイミング毎に入力し、かつA
/D変換器17によってデジタル値に変換した後データ
バスDBを経て順次データ記憶装置21に格納しておく
ように構成されている。
In this case, when the opposing positions of the optical transmitting head 3 and the optical receiving head 4 are out of the coupled state, continuous transmission during this period is interrupted. However, in the apparatus of the present invention, even in such a case, the controller 15 inputs the measurement data SA at each preset timing, and
The data is converted into a digital value by the /D converter 17 and then sequentially stored in the data storage device 21 via the data bus DB.

そして両ヘッド3と4との結合状態が形成された時点で
、そのつと常時あるいは規定された定時間毎の伝送開始
コマンドに応じ伝送指令信号を発して、データ記憶装置
21に格納されている測定データを順次読み出す。次い
でD/A変換器18でアナログ値に変換した後、前述の
ように被変調光として光学送信ヘッド3から伝送させる
When the coupling state between both heads 3 and 4 is established, a transmission command signal is issued in response to a transmission start command either constantly or at regular intervals, and the measurement data stored in the data storage device 21 is transmitted. Read data sequentially. Next, the D/A converter 18 converts the signal into an analog value, and then transmits it from the optical transmission head 3 as modulated light as described above.

この光束は光学受信ヘッド4で受光され、電気信号に変
換されたのちプリアンプ22により適当なレベルに増幅
される。次に電気的フィルタ23によって外乱光などの
影響を軽減したのちFM検波回路24によって復調し、
バッファアンプ25を経てアナログ信号RAとして検出
する。
This light beam is received by the optical receiving head 4, converted into an electrical signal, and then amplified by the preamplifier 22 to an appropriate level. Next, after reducing the influence of disturbance light etc. using an electric filter 23, demodulation is performed using an FM detection circuit 24.
It passes through the buffer amplifier 25 and is detected as an analog signal RA.

なお前述のように送信と受信との両ヘッド間の伝送は両
者が所定の結合状態を形成した時にのみ行なわれるが、
その判断は次のように実施される。
As mentioned above, transmission between the transmitting and receiving heads is performed only when the two have formed a predetermined coupling state.
The determination is made as follows.

すなはちコンパレータ26によって電気的フィルタ23
の出力を予め設定した基準電圧Vsと比較することによ
り、光学受信ヘッド4で受信した光束の受信強度を検知
する。そして両ヘッド間が結合状態を形成しその値が成
るレベル以上の時に。
In other words, the electrical filter 23 is
By comparing the output with a preset reference voltage Vs, the reception intensity of the light beam received by the optical reception head 4 is detected. When the two heads form a bonded state and the value exceeds the level.

コントローラ27は受動用モジュールBに対し格納して
いる測定データの伝送開始を命令する伝送指令信号を発
するようになっている。SRはこれらの動作における送
受信の切替え信号である。
The controller 27 is configured to issue a transmission command signal to the passive module B to instruct the passive module B to start transmitting the stored measurement data. SR is a transmission/reception switching signal in these operations.

またコントローラ27および15は論理回路やマイクロ
コンピュータなどにより構成される。
Further, the controllers 27 and 15 are constructed from logic circuits, microcomputers, and the like.

この実施例では記憶装置にデジタル型を用いたのでアナ
ログ値の測定データを記憶させるためにA/D変換器や
D/A変換器を必要としたが、アナログメモリを用いれ
ば当然不用であり回路を簡易化することができる。
In this example, since a digital type storage device was used, an A/D converter and a D/A converter were required to store the measured data of analog values, but if an analog memory is used, of course this is unnecessary and the circuit can be simplified.

これらの方式は前にも述べたように、能動用モジュール
から受動用モジュールへその動作に必要な電力を伝送す
るため、受動用モジュールは無電源で動作できるという
特色を有しているが、必要に応じて受動用モジュールの
電源Eによって充電される補助電源、特に2次電池が付
加される。
As mentioned earlier, these methods transmit the power necessary for operation from the active module to the passive module, so the passive module has the characteristic of being able to operate without a power supply. In accordance with this, an auxiliary power source, in particular a secondary battery, is added which is charged by the power source E of the passive module.

また上記両ヘッドの相対的位置が所定の関係から外れて
いる期間の動作用電源となる大容量コンデンサ11は適
当な容量や電圧を持った1次、2次電池でもよい。
Further, the large-capacity capacitor 11, which serves as a power source for operation during a period when the relative positions of the two heads deviate from a predetermined relationship, may be a primary or secondary battery having an appropriate capacity and voltage.

電磁送信ヘッド1および電磁受信ヘッド2は色々な方式
のものを用い得るが、一般的には第2図に示すようなコ
ンデンサ2日を並列接続したコイル29を用いることが
できる。
Various types of electromagnetic transmitting head 1 and electromagnetic receiving head 2 can be used, but generally a coil 29 in which two capacitors are connected in parallel as shown in FIG. 2 can be used.

第3図は対向型用の、そして第4図は同軸型用の電磁送
信ヘッドと電磁受信ヘッドの構成例をそれぞれ示したも
のであり、金属や非金属の磁性体のコア30.30’に
コイル29.29’ e捲いたものである。
Figure 3 shows an example of the configuration of an electromagnetic transmitting head and an electromagnetic receiving head for a facing type, and Figure 4 shows an example of the configuration of an electromagnetic receiving head for a coaxial type. Coil 29.29'e is wound.

このほか例えば回転する同軸型用の電磁送信ヘッドに対
しその外周の一部に対向型用の電磁受信ヘッドを近接配
置させてもその作用効果は同様である。
In addition, for example, even if an opposing electromagnetic receiving head is disposed close to a part of the outer periphery of a rotating coaxial electromagnetic transmitting head, the same effect can be obtained.

また光学送信ヘッド3は、第5図の如くレンズ31と高
出力LEDや半導体レーザまたは変調器付きのガスレー
ザあるいは白熱電球”などの電気/光変換素子32など
から構成されている。
The optical transmission head 3 is composed of a lens 31 and an electric/optical conversion element 32 such as a high-output LED, a semiconductor laser, a gas laser with a modulator, or an incandescent light bulb, as shown in FIG.

光学受信ヘッド4は第6図に示す如く、レンズ31と外
乱光の影響を低減させ特定の波長帯域のみを透過する光
学フィルタ33およびフォトトランジスタやフォトダイ
オードまたは光電管などの光/電気変換素子34などか
ら構成されている。
As shown in FIG. 6, the optical receiving head 4 includes a lens 31, an optical filter 33 that reduces the influence of ambient light and transmits only a specific wavelength band, and an optical/electrical conversion element 34 such as a phototransistor, photodiode, or phototube. It consists of

これらの光学系は、レンズ以外に種々の例えば反 □射
鏡など他の光学系用素子を組み合わせて使用することが
できる。
These optical systems can be used in combination with various other optical system elements such as a reflecting mirror in addition to lenses.

以上の実施例では2つのモジュールのうち、Aを能動用
、Bを受動用として説明したが、双方とも能動用または
受動用とする場合もあり得る。
In the above embodiment, of the two modules, A is for active use and B is for passive use, but both may be for active use or passive use.

また本実施例では変調方式としてF/S変調方式やFM
方式を用いたが、これは通常の無線通信などで用いられ
る各種の変調方式を殆ど適用出来ることは自明である。
In addition, in this embodiment, the modulation method is F/S modulation method or FM
It is obvious that most of the various modulation methods used in normal wireless communications can be applied to this method.

[発明の効果] 非接触で伝送する従来のこの種の信号伝送装置は、送信
と受信とを司るヘッドの両者が所定の結合状態を形成し
ている時にのみ有効であったが。
[Effects of the Invention] Conventional signal transmission devices of this type that transmit data in a non-contact manner were effective only when both heads in charge of transmission and reception formed a predetermined coupling state.

本発明の信号伝送装置は結合状態を外れた場合にも連続
的にデータをサンプリングしておくことができるという
効用をもつ。
The signal transmission device of the present invention has the advantage of being able to continuously sample data even when the connection state is removed.

故に一方の例えば固定側に設置した能動用モジュールに
対し、他方の異動可能な受動用モジュールが結合状態を
外れて大幅に移動したりその状態で停止する期間がある
ような機械装置においても。
Therefore, even in mechanical equipment where one active module installed on the fixed side, for example, the other movable passive module is uncoupled and moves significantly, or there is a period when it stops in that state.

2次電池や大容量コンデンサの容量を適当に設定すれば
その間のデータを記憶装置に累積しておき。
By setting the capacity of the secondary battery and large capacity capacitor appropriately, the data can be accumulated in the storage device.

適宜これを読み出すことが可能である。This can be read out as appropriate.

従って従来は受動用モジュールをシャフトの端部に同心
対向状に設置しなければ連続的なサンプリングができな
かったような場合でも、動的なバランスを考慮してシャ
フトの側面に取り付けることにより同様の作用効果があ
る。
Therefore, even in cases where continuous sampling could not be achieved until the passive module was installed concentrically at the end of the shaft, it is possible to achieve the same result by installing it on the side of the shaft in consideration of dynamic balance. It has an effect.

殊にモジュール間の相対的位置にもとずく伝送可能状態
を能動モジュール側で検知できるようにしたので、その
期間のみ電力伝送に係わる素子を間欠的に動作させるよ
うな回路構成にすることができ、連続的に動作させる場
合に比較して一時的に強力な電力を発生させ得る効果が
ある。
In particular, since the active module is able to detect the transmission-enabled state based on the relative position between modules, it is possible to create a circuit configuration in which the elements involved in power transmission are operated intermittently only during that period. This has the effect of temporarily generating stronger power than when operating continuously.

また更に各モジュールはそれぞれ個々の筐体に緻密に収
納することができるのでその小型化が計れる。あるいは
各モジュール間の伝送を直接用る送信または受信ヘッド
のみを個別に製作しておき。
Furthermore, since each module can be precisely housed in its own housing, its size can be reduced. Alternatively, only the transmitting or receiving head that directly uses transmission between each module may be manufactured individually.

他の関係回路とは間隔を置いて接続するように構成する
ことにより、設置についての自由度や適用範囲が大幅に
拡大されるなど多くの効果を有する。
By configuring the circuit to be connected at a distance from other related circuits, there are many effects such as greatly expanding the degree of freedom in installation and the scope of application.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る信号伝送装置の一例を示すブロッ
クダイアグラム。第2図は電磁発信ヘッドまたは電磁受
信ヘッドの一例を示す配線図。 第3図および第4図は、それぞれ対向型および同軸型の
電磁発信ヘッドと電磁受信ヘッドの一例を示す断面図。 そして第5図は光学送信ヘッド、第6図は光学受信ヘッ
ドの一例を示す断面図である。 符号1は電磁送信ヘッド、2は電磁受信ヘッド。 3は光学送信ヘッド、   4は光学受信ヘッド。 5はP/S変換回路、   6は発振回路。 7はF/S変調回路、   8は周波数逓倍回路。 9はRFパワーアンプ、  10は整流平滑回路。 11は大容量コンデンサ、12は周波数デバイダ。 13はF/S検波回路、  14はS/P変換回路。 15はコントローラ、   1Bはマルチプレクサ。 17はA/D変換器、  18はD/A変換器。 I9はFM回路、   20はAFパワーアンプ。 21はデータ記憶装置、22はプリアンプ。 23は電気的フィルタ、24はFM検波回路。 25はバッファアンプ、26はコンパレータ。 27はコントローラ、 2日はコンデンサ。 29はコイル、    30はコア。 31はレンズ、    32は電気/光変換素子。 33は光学フィルタ、 34は光/電気変換素子。 Aは能動用モジュール、Bは受動用モジュール。 ヒー−A +  ヒー−B % 孝5図   ヤ6図
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a signal transmission device according to the present invention. FIG. 2 is a wiring diagram showing an example of an electromagnetic transmitting head or an electromagnetic receiving head. FIG. 3 and FIG. 4 are cross-sectional views showing examples of an electromagnetic transmitting head and an electromagnetic receiving head of a facing type and a coaxial type, respectively. FIG. 5 is a sectional view showing an example of an optical transmitting head, and FIG. 6 is a sectional view showing an example of an optical receiving head. Symbol 1 is an electromagnetic transmitting head, and 2 is an electromagnetic receiving head. 3 is an optical transmission head, and 4 is an optical reception head. 5 is a P/S conversion circuit, and 6 is an oscillation circuit. 7 is an F/S modulation circuit, and 8 is a frequency multiplication circuit. 9 is an RF power amplifier, 10 is a rectifier and smoothing circuit. 11 is a large capacity capacitor, and 12 is a frequency divider. 13 is an F/S detection circuit, and 14 is an S/P conversion circuit. 15 is a controller, 1B is a multiplexer. 17 is an A/D converter, 18 is a D/A converter. I9 is the FM circuit, and 20 is the AF power amplifier. 21 is a data storage device, and 22 is a preamplifier. 23 is an electric filter, and 24 is an FM detection circuit. 25 is a buffer amplifier, and 26 is a comparator. 27 is the controller, 2nd is the capacitor. 29 is the coil, 30 is the core. 31 is a lens, and 32 is an electric/optical conversion element. 33 is an optical filter, and 34 is a light/electric conversion element. A is an active module, B is a passive module. He-A + He-B % Ko 5 diagram Ya 6 diagram

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)電力やコマンド信号およびデータ信号を電磁波に
より非接触で相互に伝送する能動用および受動用の複数
のモジュールから成り、そのうちの一方のモジュールは
サンプリングしたデータをデータ記憶装置に累積するこ
とができ、これを伝送指令信号に応じて他方のモジュー
ルに伝送する手段を備えたことを特徴とする信号伝送装
(1) Consists of multiple active and passive modules that mutually transmit power, command signals, and data signals without contact using electromagnetic waves, one of which is capable of accumulating sampled data in a data storage device. A signal transmission device characterized in that it is equipped with a means for transmitting the signal to another module in accordance with a transmission command signal.
(2)前記受動用モジュールから能動用モジュールに伝
送されたデータ信号の信号強度にもとずき、前記伝送指
令信号を送出できるようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の信号伝送装置
(2) The transmission command signal can be sent out based on the signal strength of the data signal transmitted from the passive module to the active module. signal transmission equipment
(3)前記電力を伝送する電磁波の周波数または変調周
波数を、複数のモジュール間における共通のクロック源
としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の信
号伝送装置
(3) The signal transmission device according to claim 1, wherein the frequency or modulation frequency of the electromagnetic wave that transmits the power is a common clock source among a plurality of modules.
(4)前記電磁波によって一方のモジュールから伝送さ
れた電力により他方のモジュールに配備した電池を充電
しておき、これを電源として動作させるようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の信号伝送装置
(4) The battery provided in the other module is charged by the electric power transmitted from one module by the electromagnetic waves, and is operated as a power source. signal transmission equipment
JP60175342A 1985-04-15 1985-08-09 Non-contact transmission device with memory accumulation function Expired - Lifetime JPH0644730B2 (en)

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