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JPH05268164A - Signal transmitter between objects rotated relatively - Google Patents

Signal transmitter between objects rotated relatively

Info

Publication number
JPH05268164A
JPH05268164A JP4091578A JP9157892A JPH05268164A JP H05268164 A JPH05268164 A JP H05268164A JP 4091578 A JP4091578 A JP 4091578A JP 9157892 A JP9157892 A JP 9157892A JP H05268164 A JPH05268164 A JP H05268164A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light emitting
receiving device
light receiving
emitting device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4091578A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Omori
利幸 大森
Yasuhiro Honma
康弘 本間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kao Corp filed Critical Kao Corp
Priority to JP4091578A priority Critical patent/JPH05268164A/en
Publication of JPH05268164A publication Critical patent/JPH05268164A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 相対的に回転する2つの物体間において,発
光装置と受光装置の個数を少なくしかつ確実な光通信を
可能とする。 【構成】 回転軸1を中心に回転する回転体10に複数の
発光装置11を円周C上に配置し,固定体20に1個の受光
装置21を円周Cの真下に設ける。複数の発光装置11から
投射される広がる光のすべての照明領域Dによって,受
光装置21が相対的に運動する領域がカバーされるよう
に,投射光の広がり角θ,発光装置11の位置,受光装置
21の位置および発光装置11と受光装置21との間の間隔L
を定める。固定板20に複数個の発光装置を,回転板10に
1個の受光装置をさらに設けることにより全二重光通信
も可能となる。この場合に,2群の発光装置の発光波長
を異ならせる。
(57) [Abstract] [Purpose] It is possible to reduce the number of light emitting devices and light receiving devices and perform reliable optical communication between two relatively rotating objects. [Structure] A plurality of light-emitting devices 11 are arranged on a circle C around a rotating body 10 which rotates around a rotary shaft 1, and one light-receiving device 21 is provided on a fixed body 20 directly below the circle C. The divergence angle θ of the projected light, the position of the light emitting device 11, the light receiving device 11 so that the region in which the light receiving device 21 relatively moves is covered by all the illumination areas D of the light that is projected from the plurality of light emitting devices 11. apparatus
21 and the distance L between the light emitting device 11 and the light receiving device 21
Determine. By providing a plurality of light emitting devices on the fixed plate 20 and one light receiving device on the rotating plate 10, full-duplex optical communication is also possible. In this case, the emission wavelengths of the two groups of light emitting devices are made different.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【技術分野】この発明は,相対的に回転運動する2つの
装置間で光通信を行なうための信号伝送装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a signal transmission device for performing optical communication between two devices that rotate relative to each other.

【0002】[0002]

【従来技術とその問題点】充填包装設備における充填機
やキャッパ等の回転体を含む機械,設備においては,回
転体に設けられたセンサからの検出信号を固定フレーム
側に伝達する,または固定フレーム側から回転体に装備
されたアクチュエータに電源を供給したり制御信号を与
える必要がある。
2. Description of the Related Art In machines and equipment including a rotating machine such as a filling machine and a capper in a filling and packaging facility, a detection signal from a sensor provided on the rotating body is transmitted to a fixed frame side or a fixed frame side. It is necessary to supply power and control signals from the side to the actuator mounted on the rotating body.

【0003】相対的に回転する2つの物体間で信号を伝
達するための方法として,従来からスリップ・リングや
ロータリ・コネクタを用いるものがある。
As a method for transmitting a signal between two relatively rotating objects, conventionally, there is a method using a slip ring or a rotary connector.

【0004】スリップ・リング方式は,回転体の回転軸
にリングを固定し,固定体にブラシを設け,リングとブ
ラシとが常時接触するよう構成したものである。このス
リップ・リング方式は,リングとブラシとの間に生じる
摩擦力により回転体の回転が妨げられる,リングまたは
ブラシが摩耗することによりエラーが生じるという問題
がある。
The slip ring system is a system in which a ring is fixed to a rotating shaft of a rotating body, a brush is provided on the fixed body, and the ring and the brush are always in contact with each other. The slip ring method has a problem in that the frictional force generated between the ring and the brush hinders the rotation of the rotating body and that the ring or the brush is worn to cause an error.

【0005】ロータリ・コネクタはコネクタ内に水銀を
封入することにより,回転体の回転にかかわらず水銀を
通して常に導通状態を保つように構成したものである。
The rotary connector is constructed such that by enclosing mercury in the connector, the mercury is always kept in conduction regardless of the rotation of the rotating body.

【0006】これらの従来の信号伝送方式に共通の大き
な問題点は,伝送すべき信号の種類ごとにリングとブラ
シとの対やロータリ・コネクタを設けなければならない
ことである。センサの数やアクチュエータの数が多くな
ると,リングとブラシとの対またはロータリ・コネクタ
の数も増大するので信号伝送ユニットの形状が大きくな
るという問題がある。またこれらの方式は電磁波ノイズ
による影響を受けやすく伝送エラーが生じやすい。
A major problem common to these conventional signal transmission systems is that a ring-brush pair and a rotary connector must be provided for each type of signal to be transmitted. When the number of sensors and the number of actuators increase, the number of pairs of rings and brushes or the number of rotary connectors also increases, so that the size of the signal transmission unit becomes large. Further, these methods are easily affected by electromagnetic noise, and transmission errors are likely to occur.

【0007】上記の問題点を解決するために,相対的に
回転する2つの物体間で光学的に信号の伝達を行なう装
置が知られている(たとえば実開平2−53641 号公報,
実開平2−55746 号公報)。
In order to solve the above problems, there is known a device for optically transmitting a signal between two relatively rotating objects (for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-53641,
(Kaikaihei 2-55746).

【0008】これらの光学的信号伝送装置においては,
多数の発光素子または受光素子を密接して輪帯状に配列
し,これらの発光素子群または受光素子群に近接した状
態で対向させて1個の受光素子または発光素子を配列し
たものである。発光素子群または受光素子群は回転体お
よび固定体のいずれか一方に,受光素子または発光素子
は他方に設けられる。受光素子または発光素子に代え
て,これらと光学的に結合した光ファイバの端面を発光
素子群または受光素子群に近接して対向させる構成をと
るものもある。
In these optical signal transmission devices,
A large number of light emitting elements or light receiving elements are closely arranged in a ring shape, and one light receiving element or light emitting element is arranged so as to face these light emitting element groups or light receiving element groups in the close proximity. The light emitting element group or the light receiving element group is provided on one of the rotating body and the fixed body, and the light receiving element or the light emitting element is provided on the other. In some cases, instead of the light receiving element or the light emitting element, the end face of the optical fiber optically coupled to the light emitting element or the light emitting element is made to face the light emitting element group or the light receiving element group.

【0009】しかしながら,このような光学的信号伝送
装置では多数の発光素子または受光素子が必要である。
また発光素子群または受光素子群とこれに対向する受光
素子または発光素子とをきわめて近接させなければなら
ず,高い組立精度が要求される。
However, such an optical signal transmission device requires a large number of light emitting elements or light receiving elements.
Further, the light emitting element group or the light receiving element group and the light receiving element or the light emitting element facing the light emitting element group must be extremely close to each other, and high assembly accuracy is required.

【0010】さらに,回転体と固定体との間で同時に双
方向通信(全二重伝送)を行なおうとすれば,発光素子
群または受光素子群による輪帯を二重に配置しなければ
ならず,これらの配置のために広いスペースが必要とな
る。
Further, if bidirectional communication (full-duplex transmission) is to be performed simultaneously between the rotating body and the fixed body, the light emitting element groups or the light receiving element groups must be arranged in duplicate. However, a large space is required for these arrangements.

【0011】[0011]

【発明の開示】この発明は,使用する発,受光素子の数
を少なくすることができる構成の光学的信号伝送装置を
提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an optical signal transmission device having a structure capable of reducing the number of light emitting and receiving elements used.

【0012】この発明はまた,相対的に回転する物体の
いずれか一方に設けられる発光素子と他方に設けられる
受光素子との間の間隔を大きくすることが可能な構成を
提供する。
The present invention also provides a structure capable of increasing the distance between the light emitting element provided on either one of the relatively rotating objects and the light receiving element provided on the other.

【0013】この発明はさらに,全二重伝送において
も,発,受光素子の配置のために必要なスペースを広く
とらない構成を提供する。
The present invention further provides a structure in which the space required for arranging the light emitting and receiving elements is not large even in full-duplex transmission.

【0014】一方向通信のためのこの発明による光学的
信号伝送装置は発光装置と受光装置からなる一組の光通
信装置を備えている。相対的に回転する2つの支持体の
いずれか一方に発光装置が設けられ,この発光装置はそ
の出射光が広がりをもつように構成される。2つの支持
体の他方に受光装置が,上記発光装置から出射される光
を受光する位置に配置される。
The optical signal transmission device according to the present invention for one-way communication comprises a set of optical communication devices including a light emitting device and a light receiving device. A light emitting device is provided on either one of the two relatively rotating supports, and the light emitting device is configured such that the emitted light has a spread. A light receiving device is arranged on the other of the two supports at a position for receiving the light emitted from the light emitting device.

【0015】相対的に回転する2つの支持体とは,一方
が回転体,他方が固定体であってもよいし,両方が回転
体であってもよい。後者の場合に,2つの支持体が同方
向に回転してもよいし(ただし回転速度は異なる),逆
方向に回転してもよい。支持体とは円板状でも,筒状で
も,直方体でもよく,その形状は任意である。支持体は
もちろん,制御装置,電子装置,その他の電気的または
機械的装置の一部であってもよい。
The two relatively rotating supports may be either a rotating body and the other may be a fixed body, or both may be rotating bodies. In the latter case, the two supports may rotate in the same direction (though the rotation speeds are different) or they may rotate in opposite directions. The support may be a disc, a cylinder, or a rectangular parallelepiped, and its shape is arbitrary. The support may, of course, be part of a control device, an electronic device or any other electrical or mechanical device.

【0016】発光装置および受光装置の少なくともいず
れか一方が複数個(3個以上が好ましい)設けられ,こ
れらは相対的回転中心を中心とする円周上に相互に間隔
をあけて配置される。そして,2つの支持体のすべての
相対的回転角度位置において,少なくとも一つの発光装
置から放射される光が少なくとも一つの受光装置によっ
て受光されるように構成される。
A plurality (preferably three or more) of at least one of the light emitting device and the light receiving device are provided, and these are arranged at intervals on a circumference centered on the relative rotation center. The light emitted from the at least one light emitting device is received by the at least one light receiving device at all the relative rotational angular positions of the two supports.

【0017】たとえば複数の発光装置が一方の支持体に
相対的回転中心を中心とする円周上にほぼ等間隔に配置
される。他方の支持体には1個の受光装置が設けられ
る。複数の発光装置から放射される広がりをもつ光の照
明領域が,他方の支持体の相対的円運動にともなう受光
装置の円運動軌跡のすべてを覆うように,複数の発光装
置の位置と個数,その放射光の広がり角,および受光装
置の位置が定められる。複数の発光装置は同一の信号に
よって同時に駆動される。この構成によって,いずれか
一つの発光装置から発射した光が常に受光装置によって
受光され,発光装置側から受光装置側に信号が光学的に
伝達されることになる。
For example, a plurality of light emitting devices are arranged on one of the supports at substantially equal intervals on the circumference around the relative rotation center. One light receiving device is provided on the other support. The positions and the number of the plurality of light emitting devices are so arranged that the illumination area of the light having a spread emitted from the plurality of light emitting devices covers all the circular motion loci of the light receiving device due to the relative circular motion of the other support. The divergence angle of the emitted light and the position of the light receiving device are determined. The plurality of light emitting devices are simultaneously driven by the same signal. With this configuration, the light emitted from any one of the light emitting devices is always received by the light receiving device, and the signal is optically transmitted from the light emitting device side to the light receiving device side.

【0018】受光装置は1個でもよいし,2個以上でも
よい。受光装置を2個以上設けた場合には発光装置の個
数が少なくなるであろう。また,複数の受光装置の出力
信号のOR信号が受信信号となろう。
The number of light receiving devices may be one, or two or more. If two or more light receiving devices are provided, the number of light emitting devices will be reduced. Further, the OR signal of the output signals of the plurality of light receiving devices will be the received signal.

【0019】上記とは逆に,複数の受光装置をほぼ等間
隔に円周上に配置し,これらに対向して1個の(または
2個以上の)発光装置を設けるようにしてもよい。
On the contrary to the above, a plurality of light receiving devices may be arranged at substantially equal intervals on the circumference, and one (or two or more) light emitting devices may be provided facing each other.

【0020】このようにしてこの発明によると,発光装
置および受光装置の少なくともいずれか一方を,2つの
支持体の相対的回転中心を中心とする円周上に相互に間
隔をあけて複数個配置すれば足りるので,発光装置およ
び受光装置の個数を上述した従来例に比べて大幅に少な
くすることが可能である。また,発光装置からは拡散す
る光が放射されるので,発光装置と受光装置との間の間
隔を大きくでき,しかも少なくとも一つの発光装置から
放射される光が常に少なくとも一つの受光装置によって
受光されるように構成することができ,間断なく光通信
が行なえる。この発明は,相対的に回転する2つの支持
体が大型であるような場合に特に有効である。さらにこ
の発明によると,光を用いた通信であるから電磁的ノイ
ズに強いものとなっている。
Thus, according to the present invention, a plurality of at least one of the light emitting device and the light receiving device are arranged at intervals on the circumference around the relative rotation center of the two supports. Since this is sufficient, it is possible to significantly reduce the number of light emitting devices and light receiving devices as compared with the conventional example described above. Further, since the diffused light is emitted from the light emitting device, the distance between the light emitting device and the light receiving device can be increased, and the light emitted from at least one light emitting device is always received by the at least one light receiving device. The optical communication can be performed without interruption. The present invention is particularly effective when the two relatively rotating supports are large. Further, according to the present invention, the communication using light is strong against electromagnetic noise.

【0021】同時双方向(全二重)通信を行なう場合に
は,発光装置と受光装置とからなる上述した通信装置を
2組設ければよい。
When performing simultaneous two-way (full-duplex) communication, it is sufficient to provide two sets of the above-mentioned communication devices including a light emitting device and a light receiving device.

【0022】たとえば,一方の支持体には複数個の第1
の発光装置と少なくとも1個の第2の受光装置とが円周
上に配置され,他方の支持体には少なくとも1個の第1
の受光装置と複数個の第2の発光装置とが円周上に配置
される。または,一方の支持体には少なくとも1個の第
1の発光装置と複数の第2の受光装置とが円周上に配置
され,他方の支持体には複数個の第1の受光装置と少な
くとも1個の第2の発光装置とが円周上に配置される。
For example, one support may have a plurality of first
Light emitting device and at least one second light receiving device are arranged on the circumference, and the other support has at least one first light receiving device.
The light receiving device and the plurality of second light emitting devices are arranged on the circumference. Alternatively, at least one first light emitting device and a plurality of second light receiving devices are arranged on the circumference on one support, and at least one first light receiving device and at least one second light receiving device are provided on the other support. One second light emitting device is arranged on the circumference.

【0023】第1の発光装置から出射した光は第1の受
光装置によって,第2の発光装置から出射した光は第2
の受光装置によってそれぞれ受光される。このようにし
て,同時双方向光通信が可能となる。2組の光通信装置
間における混信を避けるために,これらの光通信装置で
用いられる光の波長を異ならせることが好ましい。
The light emitted from the first light emitting device is emitted by the first light receiving device, and the light emitted from the second light emitting device is emitted by the second light emitting device.
The respective light receiving devices receive the light. In this way, simultaneous bidirectional optical communication becomes possible. In order to avoid interference between the two sets of optical communication devices, it is preferable to use different wavelengths of light used in these optical communication devices.

【0024】この発明によると,同時双方向通信を行な
う配置構成において,相対的に回転する2つの支持体の
それぞれに1つの円周にそって発,受光装置を配置する
ことができるので,その配置スペースが比較的狭くてす
む。
According to the present invention, in the arrangement in which simultaneous two-way communication is performed, it is possible to arrange the light emitting and receiving devices along one circumference on each of the two relatively rotating supports. The installation space is relatively small.

【0025】この発明の他の特徴は以下に示す実施例の
説明において明らかになるであろう。
Other features of the present invention will become apparent in the following description of the embodiments.

【0026】[0026]

【実施例の説明】まず一方向通信の場合について説明す
る。また,この例では複数個の発光装置が設けられてい
るものとする。
Description of Embodiments First, a case of one-way communication will be described. Further, in this example, it is assumed that a plurality of light emitting devices are provided.

【0027】図1および図2を参照して,回転軸1に回
転板10が固定されている。回転軸1はモータ等の回転駆
動装置(図示略)により回転され,これにともない回転
板10も回転する。回転軸1は固定板(フレーム等)20に
あけられた穴をゆるく通っているかまたは固定板20に設
けられた軸受(図示略)により回転自在に受けられてい
る。
Referring to FIGS. 1 and 2, a rotary plate 10 is fixed to the rotary shaft 1. The rotary shaft 1 is rotated by a rotary drive device (not shown) such as a motor, and the rotary plate 10 is also rotated accordingly. The rotating shaft 1 is loosely passed through a hole formed in a fixed plate (frame or the like) 20 or is rotatably received by a bearing (not shown) provided in the fixed plate 20.

【0028】回転板10の下面には複数個の発光装置11が
回転軸を中心とする円周C上に等間隔で配置されてい
る。この実施例では8個の発光装置11が45°間隔で設け
られている。これらの発光装置11は回転板10上に設けら
れた通信制御装置19に接続され,送信すべきデータを表
わす同一の駆動信号により同時に駆動される。回転板10
の中心に回転軸1があることを考慮すると,発光装置11
の数は3個以上が好ましい。
On the lower surface of the rotary plate 10, a plurality of light emitting devices 11 are arranged at equal intervals on a circle C centered on the rotation axis. In this embodiment, eight light emitting devices 11 are provided at 45 ° intervals. These light emitting devices 11 are connected to a communication control device 19 provided on the rotary plate 10 and are simultaneously driven by the same drive signal representing the data to be transmitted. Rotating plate 10
Considering that the rotation axis 1 is at the center of the
The number of is preferably 3 or more.

【0029】一方,固定板20上には1個の受光装置21と
通信制御装置29とが設けられ,これらが相互に接続され
ている。受光装置21は,発光装置11が配置された円周C
の真下(回転軸1と平行な方向)の位置に固定されてい
る。もっとも受光装置21を円周Cの真下に設ける必要は
なく,円周Cから内,外に少しずれた位置の真下でもよ
い。
On the other hand, one light receiving device 21 and a communication control device 29 are provided on the fixed plate 20, and these are connected to each other. The light receiving device 21 has a circumference C in which the light emitting device 11 is arranged.
Is fixed at a position directly below (in a direction parallel to the rotation axis 1). However, it is not necessary to provide the light receiving device 21 directly under the circumference C, and it may be under the position slightly deviated from the circumference C inward and outward.

【0030】発光装置11から放射される光は一定の角度
θで広がっている。このような広がりをもつ投射光は,
発光装置11に含まれる発光素子の出射光をそのまま投射
することにより,または発光素子の出射光にレンズ系を
用いて適当な広がり角を与えることにより容易に得るこ
とができる。各発光装置11から出射する光が,受光装置
21の受光面を含む平面(固定板20に平行な平面)上で照
明する領域が符号Dで示されている。発光装置11の出射
光が等方的な広がりをもつ場合には照明領域Dは円とな
る。この出射光は必ずしも等方的である必要はなく,照
明領域Dは楕円形でも,他の任意の形状でもよい。
The light emitted from the light emitting device 11 spreads at a constant angle θ. The projected light with such a spread is
It can be easily obtained by directly projecting the emitted light of the light emitting element included in the light emitting device 11 or by giving an appropriate spread angle to the emitted light of the light emitting element using a lens system. The light emitted from each light emitting device 11 is a light receiving device.
An area to be illuminated on a plane (a plane parallel to the fixed plate 20) including the light receiving surface of 21 is indicated by a symbol D. When the light emitted from the light emitting device 11 has an isotropic spread, the illumination area D is a circle. The emitted light does not necessarily have to be isotropic, and the illumination area D may have an elliptical shape or any other shape.

【0031】重要なことは,複数の発光装置11の照明領
域が,回転板10の回転にともなって受光装置21が相対的
に運動することにより描かれる軌跡(これは円周Cと同
じになる)のすべてをカバーするように,発光装置11の
個数と位置,受光装置21の位置,発光装置11と受光装置
21との間の間隔および発光装置11の投射光の広がり角θ
が定められるということである。これにより,受光装置
21は,回転板10の回転にかかわらず,常にいずれかの発
光装置11から放射された光を受光することができる。発
光装置11の照明領域Dの一部が相互に重なりあってもよ
いのはいうまでもない。
What is important is that the illumination area of the plurality of light emitting devices 11 is drawn by the relative movement of the light receiving device 21 with the rotation of the rotary plate 10 (this is the same as the circumference C). ), The number and position of the light emitting device 11, the position of the light receiving device 21, the light emitting device 11 and the light receiving device.
21 and the spread angle θ of the projected light of the light emitting device 11
Is defined. As a result, the light receiving device
21 can always receive the light emitted from any one of the light emitting devices 11 regardless of the rotation of the rotary plate 10. It goes without saying that the illumination areas D of the light emitting device 11 may partially overlap each other.

【0032】図1および図2に示す配置においては,円
周Cの半径をR,発光装置11から受光装置21までの距離
をL,発光装置11の個数をNとし,照明領域Dを円とし
た場合に,次式がほぼ満足されればよい。
In the arrangements shown in FIGS. 1 and 2, the radius of the circumference C is R, the distance from the light emitting device 11 to the light receiving device 21 is L, the number of light emitting devices 11 is N, and the illumination area D is a circle. In this case, the following equation should be almost satisfied.

【0033】[0033]

【数1】 L/R=[ tan(π/N)]/[ tan(θ/2)] ‥式1L / R = [tan (π / N)] / [tan (θ / 2)] Equation 1

【0034】図3は他の配置例を示している。受光装置
21が2個設けられている。この場合には発光装置11の数
を,図1および図2の場合の半分(N/2)とすること
ができる。いずれか一方の受光装置21が,いずれかの発
光装置11の照明領域D内に常に入っていればよい。照明
領域Dを図2に示すものと同じ大きさとした場合には,
2つの受光装置21を45°の角度間隔で配置すればよい。
2つの受光装置21の受光信号のOR信号が受信データを
表わすことになる。
FIG. 3 shows another arrangement example. Light receiving device
Two 21 are provided. In this case, the number of the light emitting devices 11 can be half (N / 2) that in the case of FIGS. 1 and 2. It suffices that either one of the light receiving devices 21 is always within the illumination area D of one of the light emitting devices 11. When the illumination area D has the same size as that shown in FIG. 2,
The two light receiving devices 21 may be arranged at an angular interval of 45 °.
The OR signal of the light receiving signals of the two light receiving devices 21 represents the received data.

【0035】図4はさらに他の配置例を示している。図
1〜図3においては,発光装置11の投射光は回転軸1と
平行な方向に投射されている。図4においては,複数の
発光装置11の投射光は回転軸1に向って投射され,受光
装置21は円周Cの内側でかつ常にいずれかの発光装置11
の投射光を受光できる位置に設けられている。この配置
例においては,回転板10を固定板20に接近させることが
可能である。
FIG. 4 shows still another arrangement example. 1 to 3, the projection light of the light emitting device 11 is projected in a direction parallel to the rotation axis 1. In FIG. 4, the projected light of the plurality of light emitting devices 11 is projected toward the rotation axis 1, and the light receiving device 21 is inside the circumference C and is always one of the light emitting devices 11.
It is provided at a position where it can receive the projected light. In this arrangement example, the rotary plate 10 can be brought close to the fixed plate 20.

【0036】図5は回転体と固定体の他の例を示してい
る。回転体10Aは円筒状であり,固定体20Aに形成され
た円筒状の空間内に回転自在に配置されている。回転円
筒体10Aの周面に外方に向って光を放射する複数の発光
装置11が設けられ,これらの発光装置11と対向するよう
に,固定体20Aの空間内に受光装置21が配置されてい
る。受光装置21は,常に,いずれか少なくとも一つの発
光装置11の投射光を受光する。
FIG. 5 shows another example of the rotating body and the fixed body. The rotating body 10A has a cylindrical shape and is rotatably arranged in a cylindrical space formed in the fixed body 20A. A plurality of light emitting devices 11 that emit light toward the outside are provided on the peripheral surface of the rotating cylindrical body 10A, and a light receiving device 21 is arranged in the space of the fixed body 20A so as to face the light emitting devices 11. ing. The light receiving device 21 always receives the projected light of at least one of the light emitting devices 11.

【0037】図6は同時双方向通信に適した配置を示し
ている。
FIG. 6 shows an arrangement suitable for simultaneous bidirectional communication.

【0038】図1または図2に示したように,回転板10
に複数個の第1の発光装置11が,固定板20に1個の第1
の受光装置21がそれぞれ設けられる。これに加えて,固
定板20に複数個の第2の発光装置22が,回転板10に1個
の第2の受光装置12がそれぞれ設けられる。第2の発光
装置22と第2の受光装置12との配置関係は,第1の発光
装置11と第1の受光装置21との配置関係と全く同じであ
り,固定される支持部材が回転板10と固定板20との間で
逆になっているだけである。すなわち,第2の受光装置
12は,常に,いずれかの第2の発光装置22からの投射光
を受光する。
As shown in FIG. 1 or 2, the rotating plate 10
A plurality of first light emitting devices 11 are provided on the fixed plate 20
The respective light receiving devices 21 are provided. In addition, a plurality of second light emitting devices 22 are provided on the fixed plate 20 and one second light receiving device 12 is provided on the rotating plate 10. The positional relationship between the second light emitting device 22 and the second light receiving device 12 is exactly the same as the positional relationship between the first light emitting device 11 and the first light receiving device 21, and the fixed supporting member is the rotating plate. It is only reversed between the 10 and the fixed plate 20. That is, the second light receiving device
12 always receives the projection light from any of the second light emitting devices 22.

【0039】回転板10においては円周C上に複数の第1
の発光装置11と1個の第2の受光装置12が配置され,固
定板20においては一円周上に1個の第1の受光装置21と
複数の第2の発光装置22が配置される。回転板10と固定
板20のそれぞれにおいて,一円周上にこれらの発,受光
装置を設ければよいから,これらの配置スペースは一円
周上に沿う領域のみでよく,比較的狭くて足りる。
In the rotating plate 10, a plurality of first parts are arranged on the circumference C.
Light emitting device 11 and one second light receiving device 12 are arranged, and in the fixed plate 20, one first light receiving device 21 and a plurality of second light emitting devices 22 are arranged on one circumference. .. Since each of the rotating plate 10 and the fixed plate 20 needs to be provided with these light emitting and receiving devices on one circumference, the space for disposing these is only a region along one circumference, and it is sufficient that it is relatively narrow. ..

【0040】このような同時双方向通信は図3,図4お
よび図5の配置においても可能であるのはいうまでもな
い。
Needless to say, such simultaneous two-way communication is also possible in the arrangements shown in FIGS. 3, 4 and 5.

【0041】光の干渉による通信エラーの発生を未然に
防止するために,第1の発,受光装置11,21における光
通信で用いられる光の波長と,第2の発,受光装置22,
12における光通信で用いられる光の波長とを異ならせる
とよい。
In order to prevent the occurrence of a communication error due to the interference of light, the wavelength of the light used in the optical communication in the first light emitting / receiving devices 11, 21 and the second light emitting / receiving device 22,
The wavelength of light used for optical communication in 12 may be different.

【0042】最も簡単には,第1の発光装置11の発光波
長と第2の発光装置22の発光波長とを異ならせる。第1
および第2の受光装置21,12の前面には,対応する発光
装置からの投射光の波長を中心とする狭帯域の光のみの
通過を許すフィルタを設けておく。第1および第2の発
光装置に含まれる発光素子が広い波長帯域の光を発生す
るものである場合には,これらの発光装置の前面にもそ
れぞれ通過帯域の異なるフィルタを配置することが好ま
しい。
In the simplest case, the emission wavelength of the first light emitting device 11 and the emission wavelength of the second light emitting device 22 are made different. First
A filter is provided on the front surface of each of the second light receiving devices 21 and 12 to allow passage of only light in a narrow band centered on the wavelength of the projected light from the corresponding light emitting device. When the light emitting elements included in the first and second light emitting devices generate light in a wide wavelength band, it is preferable to dispose filters having different pass bands on the front faces of these light emitting devices.

【0043】図7は双方向通信における通信制御装置お
よび発,受光装置の電気的構成の一例を示している。通
信制御装置19と29は構成が同じであり,発光装置11と22
も同じ構成であり,受光装置12と21も同じ構成であるか
ら,通信制御装置19,発光装置11および受光装置12につ
いてのみブロック内の構成が示されている。
FIG. 7 shows an example of the electrical configuration of the communication control device and the light emitting / receiving device in bidirectional communication. The communication control devices 19 and 29 have the same configuration, and the light emitting devices 11 and 22
Since the light receiving devices 12 and 21 have the same configuration, only the communication control device 19, the light emitting device 11 and the light receiving device 12 are shown in the block.

【0044】通信制御装置19において,複数のディジタ
ル入力信号がパラレルに入力回路31に与えられる。この
ディジタル入力信号はたとえばセンサの検出信号,アク
チュエータの制御信号等である。これらの複数のディジ
タル入力信号はパラレル/シリアル(P/S)変換回路
32によって一定周期(これをサイクルという)でサンプ
リングされかつシリアル・ディジタル信号に変換され,
複数の発光装置11に同時に与えられる。
In the communication controller 19, a plurality of digital input signals are given to the input circuit 31 in parallel. The digital input signal is, for example, a sensor detection signal or an actuator control signal. These plural digital input signals are parallel / serial (P / S) conversion circuits.
32 is sampled at a constant cycle (this is called a cycle) and converted into a serial digital signal,
It is given to a plurality of light emitting devices 11 at the same time.

【0045】発光装置11は入力するシリアル・ディジタ
ル信号を増幅する増幅器13と,増幅器13の出力によって
駆動される発光素子としての発光ダイオード(LED)
14と,LED14の発光した光を一定の角度θで広がらせ
て投射するためのレンズ系15とから構成されている。L
ED14からはシリアル・ディジタル信号を表わすパルス
状の光が発光し,受光装置21によって受光される。
The light emitting device 11 includes an amplifier 13 for amplifying an input serial digital signal, and a light emitting diode (LED) as a light emitting element driven by the output of the amplifier 13.
14 and a lens system 15 for projecting the light emitted from the LED 14 by spreading the light at a constant angle θ. L
Pulsed light representing a serial digital signal is emitted from the ED 14 and is received by the light receiving device 21.

【0046】同じように通信制御装置29の制御の下に発
光装置22からシリアル・ディジタル・データを表わすパ
ルス状の光が投射され,これが受光装置12によって受光
される。発光装置22に含まれるLEDの発光波長と発光
装置11のLED14の発光波長とは異なっている。
Similarly, under the control of the communication control device 29, pulsed light representing serial digital data is projected from the light emitting device 22 and is received by the light receiving device 12. The emission wavelength of the LED included in the light emitting device 22 is different from the emission wavelength of the LED 14 of the light emitting device 11.

【0047】受光装置12は,発光装置22の発光波長の光
の通過を許し,LED14の発光波長の光を遮断するフィ
ルタ23,フィルタ23を通った光を集光するレンズ系24,
集光された光を受光する受光素子としてのフォトダイオ
ード(PD)(またはフォトトランジスタ)25,PD25
の受光信号を増幅する増幅器26および増幅器26の出力信
号を2値化または波形整形する2値化回路27を備えてい
る。
The light receiving device 12 allows the passage of the light having the emission wavelength of the light emitting device 22 and blocks the light having the emission wavelength of the LED 14, the lens system 24 for condensing the light passing through the filter 23,
Photodiode (PD) (or phototransistor) 25, PD25 as a light receiving element for receiving the condensed light
An amplifier 26 for amplifying the received light signal and a binarization circuit 27 for binarizing or shaping the output signal of the amplifier 26 are provided.

【0048】上述したように発光装置11または22から投
射される光は広がっているのでその照明領域D内におい
て必ずしも一様な光強度をもっている訳ではない。ま
た,隣接する照明領域Dが重なっている部分においては
光強度がやや大きくなっている。したがって,PD25の
受光信号のレベルも一定ではない。発光装置11または22
から投射される光はパルス状であり,パルスの有無また
はレベルの高低が2値信号の1,0をそれぞれ表わす。
2値化回路27は,このようなピーク値が発光装置と受光
装置との位置関係に応じて変動はするが,しかし論理値
の1を表わすレベルと0を表わすレベルとが明確に区別
しうる受光信号を,1または0を表わす2値ディジタル
信号に変換するものである。2値化回路27におけるレベ
ル弁別のためのしきい値レベルは,論理値1を表わす受
光信号のレベルのうちの最も低い(または高い)レベル
と論理値0を表わす受光信号のレベルのうちの最も高い
(または低い)レベルとの中間に設定されている。
Since the light projected from the light emitting device 11 or 22 is spread as described above, it does not always have a uniform light intensity in the illumination area D. Further, the light intensity is slightly higher in the portion where the adjacent illumination areas D overlap. Therefore, the level of the received light signal of the PD 25 is also not constant. Light emitting device 11 or 22
The light projected from is in the form of a pulse, and the presence or absence of the pulse or the level of the level represents 1, 0 of the binary signal, respectively.
In the binarization circuit 27, such a peak value varies depending on the positional relationship between the light emitting device and the light receiving device, but it is possible to clearly distinguish between the level representing 1 and the level representing 0 of the logical value. The received light signal is converted into a binary digital signal representing 1 or 0. The threshold level for level discrimination in the binarization circuit 27 is the lowest (or highest) level of the received light signals representing the logical value 1 and the highest level of the received light signals representing the logical value 0. It is set midway between the high (or low) level.

【0049】このようにして2値化されることにより生
成された受信シリアル・ディジタル信号はシリアル/パ
ラレル(S/P)変換回路33においてパラレル・ディジ
タル信号に変換され,さらにラッチ回路34において1サ
イクルの期間保持され,出力回路35を通して外部に出力
されることになる。この出力ディジタル信号はアクチュ
エータの制御や,センサ・データの収集のために用いら
れよう。
The received serial digital signal generated by binarizing in this way is converted into a parallel digital signal in the serial / parallel (S / P) conversion circuit 33, and further in the latch circuit 34 for one cycle. It is held for a period of, and is output to the outside through the output circuit 35. This output digital signal may be used to control the actuator and collect sensor data.

【0050】図8は2つの受光装置12(21)が設けられ
た配置構成(たとえば図3の配置構成)において用いら
れる電気回路の構成を示している。
FIG. 8 shows the configuration of an electric circuit used in an arrangement configuration in which two light receiving devices 12 (21) are provided (for example, the arrangement configuration of FIG. 3).

【0051】2つの受光装置12の出力信号はOR回路37
を通ってS/P変換回路33に入力する。2つの受光装置
21の出力信号も同じようにOR論理がとられることによ
り受信データとなる。他の構成は図7に示すものと同じ
である。
The output signals of the two light receiving devices 12 are OR circuits 37.
To the S / P conversion circuit 33. Two photo detectors
Similarly, the output signal of 21 also becomes the reception data by taking the OR logic. Other configurations are the same as those shown in FIG.

【0052】図9は入力信号,送,受信信号および出力
信号を示すものである。中央の送,受信信号の時間軸が
拡大して示されている。
FIG. 9 shows an input signal, a transmission signal, a reception signal and an output signal. The time axes of the central transmission and reception signals are shown enlarged.

【0053】入力信号A,B,C,Dは1サイクルごと
に時点t1 ,t2 ,t3 等でサンプリングされ,シリア
ル信号に変換され,発光装置から送信される。受光装置
による受光信号はパラレル信号A,B,C,Dに変換さ
れたのち,出力信号として時点t11,t12,t13等で次
段の回路に取込まれることになる。
The input signals A, B, C, D are sampled at time points t 1 , t 2 , t 3, etc. every cycle, converted into serial signals, and transmitted from the light emitting device. The light receiving signal from the light receiving device is converted into parallel signals A, B, C, D, and then taken into the next stage circuit as an output signal at times t 11 , t 12 , t 13, etc.

【0054】上記実施例では発光装置が複数個設けられ
ているが,受光装置を複数個設け,発光装置を1個(ま
たは2個以上)としてもよい。この場合には,1個の発
光装置から投射される光を,複数の受光装置のうちの少
なくとも1つが受光できるように配置し,かつ複数の受
光装置の受光信号のOR信号を受信信号とする。
Although a plurality of light emitting devices are provided in the above embodiment, a plurality of light receiving devices may be provided and one light emitting device (or two or more light emitting devices) may be provided. In this case, the light projected from one light emitting device is arranged so that at least one of the plurality of light receiving devices can receive it, and the OR signal of the light receiving signals of the plurality of light receiving devices is used as the reception signal. ..

【0055】また,上記実施例では相対的に回転運動す
る部材の一方が回転板,他方が固定板であるが,両方が
回転板でもよい。2つの回転板は同方向に回転してもよ
いし,異なる方向に回転してもよい。
Further, in the above embodiment, one of the members that relatively rotate is the rotating plate and the other is the fixed plate, but both may be the rotating plates. The two rotary plates may rotate in the same direction or in different directions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】発光装置と受光装置の配置例を示す斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing an arrangement example of a light emitting device and a light receiving device.

【図2】(A) は図1に示す発光装置と受光装置の配置を
示す平面図,(B) は側面図である。
2A is a plan view showing the arrangement of the light emitting device and the light receiving device shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a side view.

【図3】発光装置と受光装置の他の配置例を示すもの
で,(A) は平面図,(B) は側面図である。
3A and 3B show another arrangement example of the light emitting device and the light receiving device, FIG. 3A being a plan view and FIG. 3B being a side view.

【図4】発光装置と受光装置のさらに他の配置例を示す
もので,(A) は平面図,(B) は側面図である。
FIG. 4 shows still another arrangement example of the light emitting device and the light receiving device, (A) is a plan view and (B) is a side view.

【図5】回転体と固定体の他の例を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing another example of a rotating body and a fixed body.

【図6】双方向通信を行なう配置を示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing an arrangement for performing bidirectional communication.

【図7】通信装置の電気的構成例を示すブロック図であ
る。
FIG. 7 is a block diagram illustrating an electrical configuration example of a communication device.

【図8】通信装置の他の電気的構成例を示すブロック図
である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating another electrical configuration example of the communication device.

【図9】入力信号,送,受信信号および出力信号を示す
タイム・チャートである。
FIG. 9 is a time chart showing an input signal, a transmission signal, a reception signal and an output signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 回転板 10A 回転体 11,22 発光装置 12,21 受光装置 20 固定板 20A 固定体 10 Rotating plate 10A Rotating body 11,22 Light emitting device 12,21 Light receiving device 20 Fixed plate 20A Fixed body

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 相対的に回転する2つの支持体の一方
に,広がる光を放射する第1の発光装置が,他方に上記
第1の発光装置からの光を受光する第1の受光装置がそ
れぞれ設けられ,上記第1の発光装置および受光装置の
少なくともいずれか一方が,相対的回転中心を中心とす
る円周上に相互に間隔をあけて複数個配置され,2つの
支持体のすべての相対的回転角度位置において,少なく
とも一つの第1の発光装置から放射される光が少なくと
も一つの第1の受光装置によって受光されるように構成
されている,相対的に回転する物体間の信号伝送装置。
1. A first light-emitting device that emits light that spreads to one of the two relatively rotating supports, and a first light-receiving device that receives light from the first light-emitting device to the other. A plurality of at least one of the first light emitting device and the light receiving device are respectively provided on the circumference around the relative rotation center and are spaced apart from each other. Signal transmission between relatively rotating objects, wherein light emitted from at least one first light emitting device is received by at least one first light receiving device at a relative rotational angular position apparatus.
【請求項2】 広がる光を放射する第2の発光装置が上
記他方の支持体に,上記第2の発光装置からの光を受光
する第2の受光装置が上記一方の支持体にさらにそれぞ
れ設けられ,上記第2の発光装置および受光装置の少な
くともいずれか一方が,相対的回転中心を中心とする円
周上に相互に間隔をあけて複数個配置され,2つの支持
体のすべての相対的回転角度位置において,少なくとも
一つの第2の発光装置から放射される光が少なくとも一
つの第2の受光装置によって受光されるように構成され
ている,請求項1に記載の相対的に回転する物体間の信
号伝送装置。
2. A second light emitting device that emits a spreading light is further provided on the other support, and a second light receiving device that receives light from the second light emitting device is further provided on the one support. At least one of the second light-emitting device and the light-receiving device is arranged in a plurality around the circumference centered on the relative rotation center with a space between each other, and all of the two supports are arranged relative to each other. The relatively rotating object according to claim 1, wherein the light emitted from the at least one second light-emitting device is configured to be received by the at least one second light-receiving device in the rotational angular position. Signal transmission equipment between.
【請求項3】 上記第1の発光装置と第1の受光装置と
の間の光通信で用いられる光の波長と,上記第2の発光
装置と第2の受光装置との間の光通信で用いられる光の
波長とが異なっている,請求項1または2に記載の相対
的に回転する物体間の信号伝送装置。
3. A wavelength of light used in optical communication between the first light emitting device and the first light receiving device, and a wavelength of light used in optical communication between the second light emitting device and the second light receiving device. The signal transmission device between relatively rotating objects according to claim 1 or 2, wherein the wavelength of light used is different.
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