JPS6284404A - 回転結合器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転部と固定部の間で信号伝送を行うための
回転結合器に関し、例えば回転磁気ヘッド型ビデオテー
プレコーダ等に適用される。

〔発明の概要〕

本発明は、回転部と固定部の間で信号伝送を行うための
回転結合器において、互いに対向するマイクロストリッ
プラインを回転円板と固定円板に設けて、各マイクロス
トリップライン間を方向性結合器の動作により高周波信
号の伝送を行うようにしたものである。

〔従来の技術〕

一般に、回転磁気ヘッド型ビデオテープレコーダでは、
回転部に設けられている回転磁気ヘッドに対する記録ビ
デオ信号や再生ビデオ信号の授受を行うのに、ロータリ
ートランスが広く用いられている。

従来より一般に知られているロータリートランスは、例
えば第９図に示すように、フェライトにて形成された回
転部１と固定部２を備え、互いに対向する各周面に巻装
埋設された１次コイル３と２次コイル４が磁気的に結合
して、各コイル３．４で信号伝送を行うような構造にな
っている。

なお、このロータリートランスでは、１次コイル３およ
び２次コイル４が２対すなわち２チャンネル分設けられ
、各チャンネル間をシールドするように上記回転部１お
よび上記固定部２に金属リング５．６がそれぞれ埋設さ
れている。また、各コイル３．４からは、それぞれ外部
接続用の引出線７．８が導出されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に、コイル間の磁気結合を利用して信号伝送を行う
ロータリートランスでは、コイルのインダクタンスや浮
遊容量の影響により、伝送できる信号帯域中が狭く、６
０ＭＨ２程度が限界であった。近来、デジタルＶＴＲ、
データレコーダ、高品位テレビジョン等の開発に伴い取
り扱う信号の広帯域化が進み、広帯域の伝送特性を有す
る回転結合器が必要とされている。

そこで、本発明は、上述の如き従来のロータリートラン
スにおける問題点に鑑み、広帯域の伝送特性を有する薄
型構造の回転結合器を提供することを目的とするもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る回転結合器は、上述の問題点を解決するた
めに、円周上にマイクロストリップラインが形成され、
上記円周の中心を回転中心として回転自在な回転円板か
ら成る回転部と、上記回転円板に形成したマイクロスト
リップラインと対向するように円周上のマイクロストリ
ップラインが形成された固定円板から成る固定部とを備
え、回転部側のマイクロストリップラインと固定部側の
マイクロストリップラインとの間で高周波信号の授受を
行うようにしたことを特徴としている。

〔作用〕

本発明に係る回転結合器では、回転円板と固定円板との
対向面に設けた各マイクロストリップライン間が方向性
結合器として働いて、回転部と固定部との間で高周波信
号の授受を行う。

〔実施例〕

以下、本発明に係る回転結合器の一実施例について、図
面に従い詳細に説明する。

第１図に示す実施例の回転結合器は、それぞれ誘電体材
料にて形成した回転円板１１および固定円板１２を備え
、上記回転円板１１の上面が全面に亘って導体層１３で
覆れており、また上記固定円板１２の下面が全面に亘っ
て導体層１４で覆れており、上記回転円板１１および固
定円板１２の対向面に、上記回転円板１１の回転中心を
中心する同一半径の円周上にマイクロストリップ１５．
１６が互いに対向するように配置して設けられており上
記各マイクロストリップ１５．１６と上記各導体層１３
．１４によってマイクロストリップラインが形成されて
いる。そして、上記各マイクロストリップ１５．１６か
らは、外部接続用の引出線として同軸ケーブル１７．１
８がそれぞれ導出されている。

この実施例において、回転部１９をなす上記回転円板１
１に形成されているマイクロストリップ１５は、第２図
に模式的に示すように、一端に変調器２１が接続されて
おり、また、他端が無反射終端抵抗２２にて終端されて
いる。上記変調器２１は、回転磁気ヘッド２３から再生
増幅器２４を介して再生ビデオ信号が供給されるととも
に、高周波発振器２５から例えば周波数が１０ＧＨｚ程
度の高周波信号が供給され、上記高周波信号を上記再生
ビデオ信号にて変調して、その変調出力信号を上記マイ
クロストリップ１５の一端に供給するようになでいる。

また、固定部２０をなす上記固定円板１２に形成されて
いるマイクロストリップ１６は、その一端に復調器２６
が接続されており、また、他端が無反射終端抵抗２７に
て終端されている。

ここで、上記各マイクロストリップ１５．１６が対向す
る長さしすなわちこの実施例では上記固定部２０側のマ
イクロストリップ１６の長さが、上記高周波信号の信号
波長λの１７４波長の奇数倍すなわち（２ｎ＋１）　　
・λ／４に設定されている。そして、上記固定部２０側
の上記マイクロストリップ１６は、上記回転部１９側の
マイクロストリップ１５と電磁的に結合して方向性結合
器を形成している。

上述の如き構成の実施例において、上記再生ビデオ信号
にて上記高周波信号を変調した変調出力信号が上記変調
器２１から上記回転部１９側の上記マイクロストリップ
１５の一端に供給されると、この変調出力信号は、上記
マイクロストリップ１５の終端側に向かって一方向に伝
送され、該マイクロストリップ１５と対向している上記
固定部２０側のマイクロストリップ１６に伝送され、該
マイクロストリップ１６の一端に接続されている上記復
調器２６にて復調される。この実施例のように、マイク
ロストリップラインにより形成した方向性結合器では、
１０％以上の比帯域中の信号伝送特性を呈する。従って
、周波数が１０ＧＨｚ程度の高周波信号を再生ビデオ信
号にて変調して伝送するようにしたこの実施例では、数
１００ＭＨ２程度の極めて広帯域な信号伝送特性を実現
することができる。また、この実施例では、上記各マイ
クロストリップ１５．１６の各他端を無反射終端抵抗２
２．２７にて終端しであるので、上記各マイクロストリ
ップ１５．１６の長さを任意に設定することができる。

次に、第３図に模式的に示す本発明に係る回転結合器の
他の実施例において、回転部側のマイクロストリップ１
１５は、それ自体が共振器をなすように、閉ループ状に
形成されている。そして、このマイクロストリップ１１
５には、変調器１２１が接続されている。上記変調器１
２１は、回転磁気ヘッド１２３から再生増幅器１２４を
介して再生ビデオ信号が供給されるとともに、高周波発
振器２５から例えば周波数が１０ＧＨｚ程度の高周波信
号が供給され、上記高周波信号を上記再生ビデオ信号に
て変調して、その変調出力信号を上記マイクロストリッ
プ１１５に供給するようになっている。さらに、回転部
側のマイクロストリップ１１５は、高周波信号の信号波
長λの整数ｎ倍すなわちｎ・λの円周長り。を有する閉
ループ状に形成され、それ自身で上記高周波信号に共振
する共振器をなしている。また、上記固定部側のマイク
ロストリップ１１６は、その長さり、が上記高周波信号
の信号波長λの１／２波長の整数ｎ倍すなわちｎ・λ／
２の開ループ状に形成されて上記高周波信号に共振する
共振器をなしており、その一端に復調器１２６が接続さ
れている。なお、上記固定部側のマイクロストリップ１
１６と上記復調器１２６との結合は強くない。さらに、
上記固定部側のマイクロストリップ１１６は、上記高周
波信号の信号波長λの１／４波長の奇数倍すなわち（２
ｎ＋１）　　・λ／４の長さＬ２だけ上記回転部側のマ
イクロストリップ１１５と対向して部分で、上記固定部
側の上記マイクロストリップ１１６と電磁的に結合して
いる。

上述の如き構成の実施例において、上記再生ビデオ信号
にて上記高周波信号を変調した変調出力信号が上記変調
器１２１から上記回転部側の上記マイクロストリップ１
１５に供給されると、この変調出力信号は、上記回転部
側の上記マイクロストリップ１１５と上記固定部側のマ
イクロストリップ１１６との電磁的な結合により上記マ
イクロストリップ１１６側に伝送され、該マイクロスト
リップ１１６の一端に接続されている上記復調器１２６
にて復調される。

この実施例では、回転部側のマイクロストリップ１１５
を上記高周波信号の信号波長λの整数ｎ倍すなわちｎ・
λの円周長Ｌ０を有する閉ループ状に形成し、また、固
定部側のマイクロストリップ１１６を上記高周波信号の
信号波長λの１／２波長の整数ｎ倍すなわちｎ・λ／２
の開ループ状に形成したことにより、これらマイクロス
トリップラインが、それぞれ共振器として作用するので
、効率の高い信号伝送を行うことができる。

なお、この実施例では、上述のように各マイクロストリ
ップラインが共振器として作用するので、その基本共振
周波数ｆ０及び高調波ｆ、　、ｆ２　・・・に対して、
第４図に示すような波長選択性を呈し、各周波数が通過
帯域となる。上記各周波数の通過帯域中は、上記マイク
ロストリップラインによる共振器のＱに依存する。上記
Ｑは、共振器の無負荷Ｑでなく負荷Ｑであるから、上記
固定部１２例のマイクロストリップ１６と上記復調器２
６との結合を変えることによって、上記通過帯域中を制
御することができる。

次に、第５図に模式的に示す本発明に係る回転結合器の
他の実施例において、回転部側のマイクロストリップ２
１５は、それ自身で共振器をなすように、閉ループ状に
形成されているとともに、切り換えスイッチ２２１を介
して変調回路２２２と復調回路２２３が選択的に接続さ
れるようになっている。また、固定部側のマイクロスト
リップ２１６は、開ループ状に形成され、上記回転部側
のマイクロストリップ２１５と対向して電磁的に結合し
ている。上記固定部側のマイクロストリップ２１６には
、その一端に変調回路２３１と発振回路２３２が接続さ
れ、他端に復調回路２３３が接続されている。上記発振
回路２３２は、上記回転部側の閉ループ状のマイクロス
トリップ２１５の共振周波数、例えば１０ＧＨ２程度で
発振するようになっている。

なお、この実施例においても、上記回転部側のマイクロ
ストリップ２１５は、上記発振回路２３２が発振する高
周波信号の信号波長λの整数ｎ倍すなわちｎ・λの円周
長Ｌ０　を有する閉ループ状に形成されて上記高周波信
号に共振する共振回路をなしている。また、上記固定部
側のマイクロストリップ２１６は、その長さし、が上記
高周波信号の信号波長λの１／２波長の整数ｎ倍すなわ
ちｎ・λ／２の開ループ状に形成されて上記高周波信号
に共振する共振回路をなしている。さらに、上記固定部
側のマイクロストリップ２１６は、上記高周波信号の信
号波長λの１／４波長の奇数倍すなわち（２ｎ＋１）　
　・λ／４の長さＬえだけ上記回転部側のマイクロスト
リップ２１５と対向した部分で、上記固定部側の上記マ
イクロストリップ１１６と電磁的に結合している。

上述の如き構成の実施例において、上記回転部側の閉ル
ープ状のマイクロストリップ２１５は、上記切り換えス
イッチ２２１を介して接続された上記変調回路２２３の
インピーダンスが例えば図示しない回転磁気ヘッドにて
得られる再生ビデオ信号に応じて変化すると、上記イン
ピーダンスの変化に応じて共振周波数が変化する。上記
回転部側の閉ループ状のマイクロストリップ２１５に電
磁的に結合している上記固定部側のマイクロストリップ
２１６に接続された上記発振回路２３２は、上記回転部
側の閉ループ状のマイクロストリップ２１５の共振周波
数の変化に応じて発振周波数が変化する。上記発振回路
２３２の発振周波数の変化、すなわち、上記再生ビデオ
信号は、上記固定部側のマイクロストリップ２１６に接
続された上記復調回路２３３によって検出され上記再生
ビデオ信号が復調される。すなわち、図示しない回転磁
気ヘッドによって磁気テープから再生される再生ビデオ
信号が、上記回転部側から固定部側に各マイクロストリ
ップラインの電磁的な結合によって伝送される。

また、この実施例において、上記固定部側から上記回転
部側に信号伝送を行うには、上記固定部側のマイクロス
トリップ２１６に接続された上記変調回路２３１のイン
ピーダンスを例えば記録ビデオ信号に応じて変化させる
ことによって、上記各マイクロストリップ２１５．２１
６の電磁的な結合を通じて上記回転部側の閉ループ状の
マイクロストリップ２１５の共振周波数を変化させる。

上記回転部側の閉ループ状のマイクロストリップ２１５
に電磁的に結合している上記固定部側のマイクロストリ
ップ２１６に接続された上記発振回路１３２は、上記回
転部側の閉ループ状のマイクロストリップ２１５の共振
周波数の変化に応じて発振周波数が変化する。上記発振
回路２３２の発振周波数の変化は、上記回転部側の閉ル
ープ状のマイクロストリップ２１５に上記スイッチ２２
１を介して選択的に接続される上記復調回路２２２によ
って検出され、これによって上記記録ビデオ信号が復調
される。すなわち、上記記録ビデオ信号が、固定部側か
ら上記回転部側に伝送され、図示しない回転磁気ヘッド
によって磁気テープに記録される。

すなわち、この実施例では、信号伝送に用いる上記発振
回路２３２の発振周波数がマイクロストリップラインの
共振周波数に応じて変化するので、マイクロストリップ
ラインのＱによる帯域制限を受けることなく信号伝送を
行うことができ、しかも、回転部部側に発振回路を設け
ることなく、回転部と固定部との間で双方向の信号伝送
を行うことができ、回路構成が極めて簡単になる。

なお、上述の各実施例では、上記固定部側のマイクロス
トリップの長さＬｌを上記発振回路が発振する高周波信
号の信号波長λの１／２波長の整数ｎ倍すなわちｎ・λ
／２に設定して、上記高周波信号に共振する共振回路と
して働くようにしたが、第６図に示す実施例のように、
固定部側のマイクロストリップ３１６の一端を無反射終
端抵抗３４２にて終端するようにして、任意の長さに設
定しても良い。この実施例では、上記固定部側のマイク
ロストリップ３１６の他端に変調回路３３１を接続する
とともに、切り換えスイッチ３３５を介して発振回路３
３２と復調回路３３３が接続しである。また、回転部部
側のマイクロストリップ３１５にも、変調回路３２３を
接続するとともに、切り換えスイッチ３２１を介して復
調回路３２２と発振回路２２４が接続しである。

さらに、第７図に示す本発明に係る回転結合器の他の実
施例において、回転部側には、径の異なる同心円周上に
それぞれ半周ずつマイクロストリップ４１５Ａ、４１５
Ｂを形成して各一端をそれぞれ終端抵抗４１５Ａ、４１
５Ｂにて終端するとともに、各他端に変調器４２１Ａ、
４２１Ｂが接続されている。

上記変調器４２１Ａ、４２１Ｂには、それぞれ回転磁気
ヘッド４２３Ａ、４２３Ｂから再生増幅器４２４Ａ、４
２４Ｂを介して再生ビデオ信号が供給されているととも
に、高周波発振器４２３Ａ。

４２３Ｂから高周波信号が供給されている。そして、上
記各再生ビデオ信号にて高周波信号を変調した各変調出
力信号が、上記変調器４２１Ａ、４２１Ｂから上記回転
部側の各マイクロストリップライン４１５Ａ、４１５Ｂ
に供給されるようになっている。

また、固定部側には、上記回転部側の各マイクロストリ
ップライン４１５Ａ、４１５Ｂの形成されている各円周
上の互いに１８０°ずれた位置にマイクロストリップ４
１６Ａ、、４１６Ａ、、４１６Ｂ、、４１６Ｂ、が配設
されている。上記マイクロストリップ４１６Ａ、、４１
６Ａ２は、各一端がそれぞれ無反射終端抵抗４２２Ａ＋
、４２２Ａｚを介して終端されているとともに、各他端
が信号合成器４３０Ａを介して復調器２２６Ａに接続さ
れている。また、上記マイクロストリップ４１６Ｂ＋　
、４１６Ｂ２　は、各一端がそれぞれ無反射終端抵抗４
２２Ｂ１．４２２Ｂｚを介して終端されているとともに
、各他端が信号合成器４３０Ｂを介して復調器４２６Ｂ
に接続されている。

このような構成の実施例では、上記回転部側のマイクロ
ストリップ４１５Ａ、４１５Ｂと固定部側の各マイクロ
ストリップ４１６ＡＩ　、４１６Ａ２．４１６Ｂ、、４
１６Ｂよとの結合により伝送される各変調信号をそれぞ
れ信号合成器４３０Ａ。

４３０Ｂにて加算合成して各復調器４２６Ａ、４２６Ｂ
にて復調して、２チヤンネルの再生ビデオ信号を連続的
に広帯域伝送することができる。この場合、上記回転部
側の各マイクロストリップ４１５Ａ、４１５Ｂの形成さ
れている各円周は径が異なるので、上記各マイクロスト
リップ４１５Ａ；４１５Ｂの長さも異なり、伝送帯域の
中心周波数も異なっており、第８図のように周波数帯域
を分離して２チヤンネル（ＣＩ（、）、　　（ＣＨよ）
の信号伝送を行うことができる。

〔発明の効果〕

上述の実施例の説明から明らかなように本発明に係る回
転結合器では、回転円板と固定円板との対向面に設けた
各マイクロストリップライン間が方向性結合器として働
いて、回転部と固定部との間で高周波信号の授受を行う
ので、極めて広帯域な信号伝送特性を実現することがで
きる。従って、本発明によれば、広帯域信号伝送が必要
なデジタルＶＴＲ等に最適な薄型の回転結合器を提供す
ることができ、所期の目的を十分に達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転結合器の一実施例を示す一部
断面外観斜視図であり、第２図は上記実施例の回転結合
器の要部構成を模式的に示す模式図である。 第３図は本発明に係る回転結合器の他の実施例の要部構
成を模式的に示す模式図であり、第４図は上記実施例の
回転結合器における信号伝送特性を示す特性線図である
。 第５図は本発明に係る回転結合器の他の一実施例の要部
構成を模式的に示す模式図であり、第６図は本発明に係
る回転結合器のさらに他の実施例の要部構成を模式的に
示す模式図である。 第７図は本発明に係る回転結合器のさらに他の実施例の
要部構成を模式的に示す模式図であり、第８図は上記実
施例の回転結合器の伝送特性を示す特性線図である。 第９図は従来の回転結合器として知られているロータリ
ートランスの構造を示す一部断面外観斜視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 円周上にマイクロストリップラインが形成され、上記円
   周の中心を回転中心として回転自在な回転円板から成る
   回転部と、 上記回転円板に形成したマイクロストリップラインと対
   向するように円周上のマイクロストリップラインが形成
   された固定円板から成る固定部とを備え、 回転部側のマイクロストリップラインと固定部側のマイ
   クロストリップラインとの間で高周波信号の授受を行う
   ようにしたことを特徴とする回転結合器。