特許 7312790 回転式データカプラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-12

(45)【発行日】2023-07-21

(54)【発明の名称】回転式データカプラ

(51)【国際特許分類】

   H04B 5/02 20060101AFI20230713BHJP

【ＦＩ】

H04B5/02

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021109911

(22)【出願日】2021-07-01

(62)【分割の表示】P 2020526944の分割

【原出願日】2018-11-16

(65)【公開番号】P2021168491

(43)【公開日】2021-10-21

【審査請求日】2021-07-01

(31)【優先権主張番号】15/816,700

(32)【優先日】2017-11-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】519444063

【氏名又は名称】ユーエーティーシー， エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】110002789

【氏名又は名称】弁理士法人ＩＰＸ

(72)【発明者】

【氏名】ブライアン トーマス カービー

(72)【発明者】

【氏名】スコット ケー． ボムケ

(72)【発明者】

【氏名】ヨンキ ピーター パク

(72)【発明者】

【氏名】ジェイムズ エー． ガスバロ

【審査官】前田 典之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－１４０８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００９１３７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００６－２８７０５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５０３４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１６－０１００３６２（ＫＲ，Ａ）

【文献】Chun Fui Liew et al.，Designing a compact hexacopter with gimballed lidar and powerful onboard Linux computer，2015 IEEE International Confe rence on Information and Automation，IEEE，2015年08月08日，pages 2523-2528

【文献】J. Wesley Anderson et al.，Lissajous-like scan pattern for a gimballed LIDAR，2014 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligen t Mechatronics Date of Conference，IEEE，2014年07月08日，pages 1171-1176

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転式データカプラであって、
回転可能なシリンダと、伝送機と、２つ以上の第１電極帯域と、シリンダと、受信機と、２つ以上の第２電極帯域とを備え、
前記回転可能なシリンダは、円筒状の空洞を有し、
前記伝送機は、前記回転可能なシリンダに配置かつ結合され、
前記２つ以上の第１電極帯域は、前記回転可能なシリンダの前記円筒状の空洞の内周面に位置付けられ、
前記シリンダは、前記円筒状の空洞内に配置され、
前記受信機は、前記シリンダに配置かつ結合され、
前記２つ以上の第２電極帯域は、前記シリンダの外周面に位置付けられ、
前記２つ以上の第１電極帯域の各々は、前記２つ以上の第２電極帯域の対応する１つと整列することで、２つ以上の整列した電極帯域のペアを形成し、かつ、差動信号を伝送するために、前記整列した電極帯域の各ペアによって容量結合を形成し、
前記差動信号は、１つ以上のセンサによって生成され、
前記差動信号は、視野について感知されたデータを示し、
前記差動信号の１つ又は複数の特性は、単位時間あたりの最小数の遷移を維持して前記差動信号のアナログ周波数が最小閾値を上回るように保つエンコードがされる、
回転式データカプラ。

【請求項2】

請求項１に記載の回転式データカプラにおいて、
ライン伝送終端機構を備える、
回転式データカプラ。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の回転式データカプラにおいて、
差動受信機抵抗を備え、
前記差動受信機抵抗は、前記２つ以上の第１電極帯域の間に構成される、
回転式データカプラ。

【請求項4】

請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の回転式データカプラにおいて、
差動増幅器を備え、
前記差動増幅器は、反転入力及び非反転入力を有する、
回転式データカプラ。

【請求項5】

請求項４に記載の回転式データカプラにおいて、
前記非反転入力は、前記第１電極帯域の少なくとも１つに電気的に結合され、
前記反転入力は、前記第１電極帯域の少なくとも他の１つに電気的に結合される、
回転式データカプラ。

【請求項6】

請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の回転式データカプラにおいて、
ＬＩＤＡＲシステムを備え、
前記ＬＩＤＡＲシステムは、伝送機及び受信機を有する、
回転式データカプラ。

【請求項7】

請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の回転式データカプラにおいて、
２つ以上の第３電極帯域と、２つ以上の第４電極帯域とを備え、
前記２つ以上の第３電極帯域は、前記回転可能なシリンダの前記円筒状の空洞の内周面に位置付けられ、
前記２つ以上の第４電極帯域は、前記シリンダの外周面に位置付けられ、
前記２つ以上の第３電極帯域の各々は、前記２つ以上の第４電極帯域の対応する１つと整列することで、２つ以上の追加の整列した電極帯域のペアを形成し、かつ、前記第３電極帯域及び前記第４電極帯域による前記整列した電極帯域の各ペアによって更なる容量結合を形成する、
回転式データカプラ。

【請求項8】

請求項７に記載の回転式データカプラにおいて、
ライン伝送終端機構を備え、
前記ライン伝送終端機構は、２つ以上の第４電極帯域の間にあり、
少なくとも１つの前記容量結合及び少なくとも１つの前記更なる容量結合は、双方向伝送のために構成される、
回転式データカプラ。

【請求項9】

請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の回転式データカプラにおいて、
前記整列した電極帯域の各ペアの間の間隙は、少なくとも１ミリメートルである、
回転式データカプラ。

【請求項10】

請求項１～請求項９のいずれか１項に記載の回転式データカプラにおいて、
前記回転式データカプラの通過帯域は、前記差動信号の遷移を減衰させないように、低カットオフ周波数と高カットオフ周波数で構成される、
回転式データカプラ。

【請求項11】

光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）システムであって、
請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の回転式データカプラを備える、
ＬＩＤＡＲシステム。

【請求項12】

請求項１１に記載のＬＩＤＡＲシステムにおいて、
センサシステムを備え、
前記センサシステムは、１つ又は複数のＬＩＤＡＲセンサを有する、
ＬＩＤＡＲシステム。

【請求項13】

請求項１２に記載のＬＩＤＡＲシステムにおいて、
前記センサシステムは、車両に配置される、
ＬＩＤＡＲシステム。

【請求項14】

請求項１３に記載のＬＩＤＡＲシステムにおいて、
第１チャネルと、第２チャネルとを備え、
前記第１チャネルは、前記ＬＩＤＡＲシステムから前記車両における他のシステムにデータを伝送するためのものであり、
前記第２チャネルは、データを受信するためのものである、
ＬＩＤＡＲシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（優先権の主張）
本国際出願は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、２０１７年１１月１７日に出願された、米国特許出願第１５／８１６，７００号の優先権の利益を主張する。

【0002】

本書は、限定ではないが、概して、回転式データカプラおよびその使用方法に関する。

【背景技術】

【0003】

多くの用途では、回転界面を横断して電気信号を伝送することが望ましい。種々のタイプの回転式データカプラが、使用されることができる。スリップリング回転式データカプラは、ブラシと物理的に接触する、リングを含む。リングが、ブラシに対して回転するにつれて、電流が、コンポーネント間の物理的界面において伝導される。誘導回転式データカプラでは、伝送機コンポーネントは、磁場を電気信号から生成する。磁場は、伝送電気信号を示す電流を受信機コンポーネント内に誘発する。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

種々の実施例は、例えば、電気信号を回転界面を横断して伝送するために使用され得る、回転式データカプラを対象とする。回転界面は、相互に対して部分的または完全に回転する、コンポーネントを含む。回転界面は、例えば、無線検出および測距（ＲＡＤＡＲ）、光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）等の回転可能センサまたはセンサアレイを伴うシステム、車、トラック、電車等の車輪付き車両を含む、多くの異なるタイプの電気および／または電気機械的デバイスにおいて生じる。

【0005】

回転式データカプラは、電気信号を回転界面を横断して伝送することが望ましい、種々の用途において使用される。例えば、回転ＬＩＤＡＲシステムは、感知されたデータを示す電気信号を生成する。本明細書に説明される回転式データカプラ等の回転式データカプラは、電気信号を、回転ＬＩＤＡＲシステムから、ＬＩＤＡＲのための制御回路、別のシステムコンポーネント等、ＬＩＤＡＲシステムに伴って回転しない、別のコンポーネントに伝送するために使用されてもよい。別の実施例では、センサまたは他の電気コンポーネントは、車両の車輪、ハブ、または他の回転部品上に位置付けられてもよい。センサは、車輪またはハブが回転している間、車両の制御回路または他のシステムに伝送されることになるデータを生成してもよい。本明細書に説明される回転式データカプラ等の回転式データカプラは、データをセンサから制御回路または他のシステムに伝送するために使用されてもよい。

【0006】

例示的回転式データカプラは、容量結合を利用して、電気信号（伝送信号）を伝送機から受信機まで回転界面を横断して伝送する。例えば、電気信号は、１つ以上の伝送機帯域において提供される。電荷が、１つ以上の伝送機帯域において蓄積するにつれて、電場が、生成される。電場は、対応する電荷を１つ以上の受信機帯域にもたらす。いくつかの実施例では、伝送機は、第１および第２の伝送機帯域を備え、受信機は、第１および第２の受信機帯域を備える。伝送機および受信機は、個別の伝送機および受信機帯域を整合させるように配列される。例えば、第１の伝送機帯域は、第１の受信機帯域と整合され、第１のコンデンサを形成してもよい。第２の伝送機帯域は、第２の受信機帯域と整合され、第２のコンデンサを形成する。整合されると、個別の伝送機および受信機帯域は、相互に対して回転可能である。第１および第２のコンデンサは、伝送信号のための信号および基準値を結合し、これは、受信機において受信信号として受信される。

【0007】

種々の伝送機および受信機帯域の整合は、任意の好適な様式において遂行される。例えば、第１および第２の伝送機帯域は、少なくとも部分的に、受信機筐体の受信機空洞内に嵌合するように構成される、伝送機シリンダの円周の周囲に巻着されてもよい。第１および第２の受信機帯域は、受信機筐体の空洞壁の周囲に位置付けられる。伝送機シリンダは、少なくとも部分的に、受信機空洞内に受容され、個別の伝送機および受信機帯域を整合させる。伝送機シリンダは、受信機空洞内で回転軸を中心として回転可能である。伝送信号が、伝送機帯域を横断して提供されると、第１および第２のコンデンサは、回転界面を横断して伝送信号を伝導させ、受信信号は、受信機帯域を横断して現れる。

【0008】

容量回転式データカプラは、本明細書に説明されるように、他のタイプの回転式データカプラに優る種々の利点を提供し得る。例えば、電気信号は、電場を介して通過されるため、伝送機および受信機は、伝送機および受信機帯域が相互に物理的に接触しないように配列されてもよい。これは、カプラ上の機械的摩耗を低減させる。また、いくつかの容量回転式データカプラは、同等のサイズの誘導カプラによって取り扱われ得るものより高い周波数において交流電流（Ａ／Ｃ）信号を取り扱うことが可能である。

【0009】

本明細書に説明される回転式データカプラは、好適な周波数応答を伴って構成され得る。回転式データカプラの周波数応答は、通過および／または減衰された電気信号の周波数成分を説明する。例えば、回転式データカプラは、第１および第２のコンデンサを横断して伝送される周波数の帯域または範囲を示す、通過帯域によって説明される。回転式データカプラの通過帯域は、カットオフ周波数によって説明される。低カットオフ周波数は、通過帯域の低周波数範囲を説明し、高カットオフ周波数は、通過帯域の高周波数範囲を説明する。いくつかの実施例では、低および高カットオフ周波数は、伝送信号が３ｄＢまたは約半電波強度まで減衰される、周波数と見なされる。低カットオフ周波数より低い周波数成分は、約３ｄＢを上回って減衰される一方、低カットオフ周波数より高い周波数成分は、約３ｄＢ未満減衰される。回転式データカプラの低カットオフ周波数は、下記の方程式［１］によって説明され得る。

【化1】

方程式［１］では、ｆ_ｃｏは、回転式データカプラの低カットオフ周波数である。Ｒは、回転式データカプラの抵抗であって、Ｃは、回転式データカプラの静電容量である（例えば、第１および第２のコンデンサの静電容量に基づく）。

【0010】

回転式データカプラは、伝送信号内に表されるデータの減衰を回避するように位置付けられる、通過帯域とともに構成される。伝送信号は、データを一連の１つ以上の離散ビットとして表す、デジタル信号である。ビットの値は、伝送信号内の電流および／または電圧のレベルによって表されてもよい。例えば、第１のレベルの電圧および／または電流は、論理１を表し得る一方、第２のレベルの電圧および／または電流は、論理０を表し得る。伝送信号のデータレートは、単位時間あたりの伝送信号によって表されるビットの数を示す。伝送信号のアナログ周波数成分は、単位時間あたりの論理１と論理０との間の遷移の数に基づく。回転式データカプラは、伝送信号内の遷移が回転式データカプラの通過帯域内であるように構成されてもよい。

【0011】

いくつかの実施例では、伝送信号は、単位時間あたりの最小数の遷移を維持する、エンコーディングスキームに従って、エンコードされる。そのようなエンコーディングスキームは、伝送信号のアナログ周波数を最小閾値を上回るように保つために使用される。例えば、伝送信号が、論理１と論理０との間で遷移しない、拡張シーケンスを有する場合、アナログ周波数は、低下する。アナログ周波数が、回転式データカプラの低カットオフ周波数を下回って低下する場合、伝送信号は、減衰され、歪みを生じさせる。単位時間あたりの最小数の遷移を維持する、一例示的エンコーディングスキームは、８ｂ／１０ｂエンコーディングである。８ｂ／１０ｂエンコーディングは、伝送信号の各８つのビットワードを対応する１０ビットシンボルとして表すだけではなく、また、少なくとも５ビット毎に１回の論理１と論理０との間の遷移を保証する。故に、単位時間あたりの最小数の遷移は、５によって除算されるデータレートである。故に、８ｂ／１０ｂエンコーディングが、使用されるとき、伝送信号によって表されるデータの最低周波数成分（例えば、Ｈｚで示される）は、データレート（例えば、ビット／秒で示される）の約１／１０である。

【0012】

回転式データカプラを、伝送信号内のデータの減衰を回避する通過帯域とともに構成することは、回転式データカプラの低カットオフ周波数をデータの最低周波数成分の有意な減衰を回避するために十分に高く設定することを含み得る。いくつかの実施例では、これは、伝送信号の予期される最低周波数成分の約１／２より低い低カットオフ周波数に設定することを含む。上記の方程式［１］を参照すると、これは、所望の低カットオフ周波数を達成するためのカプラの抵抗および／または静電容量を選択することによって遂行されてもよい。

【0013】

しかしながら、実際は、所望の低カットオフ周波数を達成するために十分に高い静電容量を選択することは困難であり得る。コンデンサの静電容量は、下記の方程式［２］によって与えられる。

【化2】

方程式［２］では、Ｃは、静電容量であって、εは、コンデンサ要素間の（本実施例では、個別の伝送帯域と受信帯域との間の）材料の絶対誘電定数であって、Ａは、コンデンサ要素の表面積であって、ｄは、コンデンサ要素間の距離である。示されるように、静電容量は、絶対誘電定数を増加させる、帯域の面積を増加させる、または帯域間の距離を減少させることによって、増加されることができる。絶対誘電定数を有意に増加させることは、困難であり得る。また、帯域の面積は、回転式データカプラのサイズによって限定され得る。例えば、静電容量を１桁またはそれを上回って増加させることは、回転式データカプラのサイズを有意に増加させることを伴うであろう。さらに、受信機帯域と伝送機帯域との間の距離を有意に減少させることは、低減された機械的許容度につながり得、これは、増加された製造費用を要求し、帯域が相互に対して擦過する場合、機械的摩耗につながり得る。

【0014】

Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｅｘｐｒｅｓｓ（ＰＣＩｅ）またはＳｅｒｉａｌ Ｇｉｇａｂｉｔ Ｍｅｄｉａ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＳＧＭＩＩ）等の８ｂ／１０ｂまたは類似エンコーディングを利用する、多くの実装では、伝送機および受信機は、１００オーム差動伝送ラインおよび終端に関して最適化されている。例えば、上記の方程式［１］を参照すると、Ｒに関する典型的値は、差動的に約１００オーム、または伝送の片側を個々に分析する場合、５０オームとなるであろう。本差動抵抗を用いて、電気および通過帯域要件も満たす、物理的帯域構造を構築することは、困難であり得る。例えば、１００オームまたはその近傍の抵抗では、所望のカットオフ周波数を満たすための静電容量は、帯域間の非常に大きい面積または非常に小さい間隙を伴う、帯域につながり、これは、厳密な許容度につながるであろう。

【0015】

静電容量を増加させる代わりに、またはそれに加え、本明細書に説明される種々の回転式データカプラは、第１および第２の受信機帯域間に電気的に結合される、受信機抵抗を導入する。上記の方程式［１］を参照すると、受信機抵抗は、回転式データカプラに、伝送信号の予期される最低周波数を減衰させない低カットオフ周波数を与えるために十分に高い値を伴って選択され得る。受信機抵抗を増加させることは、受信機における電流を降下させる。故に、受信機信号の検出を補助するために、差動増幅器が、第１および第２の受信機帯域間に電気的に結合されてもよい。第１および第２の受信機帯域における電流および／または電圧間の差異を増幅させる、差動増幅器は、受信信号を差動増幅器の１つ以上の出力に提供する。

【0016】

回転式データカプラは、本明細書に説明されるように、伝送信号内の遷移（例えば、論理１から論理０または論理０から論理１）を包含する、通過帯域を有してもよい。いくつかの実施例では、これは、Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒエンコーディングまたは類似エンコーディング等の伝送信号周波数を増加させるより複雑な手段に頼らずに、共通送受信機ハードウェアおよびソフトウェア（例えば、ＰＣＩｅまたはＳＧＭＩＩ送受信機）を伴う、本明細書に説明される回転式データカプラを可能にし得る。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
デジタル回転式データカプラであって、
第１の伝送機帯域および第２の伝送機帯域を備える伝送機と、
受信機であって、前記受信機は、
前記第１の伝送機帯域および前記第２の伝送機帯域に対して回転するように位置付けられる受信機筐体と、
第１の受信機帯域であって、前記第１の受信機帯域は、前記第１の伝送機帯域と反対に位置付けられ、第１のコンデンサを形成する、第１の受信機帯域と、
第２の受信機帯域であって、前記第２の受信機帯域は、前記第２の伝送機帯域と反対に位置付けられ、第２のコンデンサを形成する、第２の受信機帯域と、
前記第１の受信機帯域と前記第２の受信機帯域との間に電気的に結合される抵抗と、
反転入力および非反転入力を備える差動増幅器であって、前記非反転入力は、前記第１の受信機帯域に電気的に結合され、前記反転入力は、前記第２の受信機帯域に電気的に結合される、差動増幅器と
を備える、受信機と
を備える、デジタル回転式データカプラ。
（項目２）
前記第１の伝送機帯域と前記第１の受信機帯域との間の間隙は、少なくとも約１ミリメートルである、項目１に記載のデジタル回転式データカプラ。
（項目３）
前記抵抗は、約１キロオーム～１００キロオームである、項目１に記載のデジタル回転式データカプラ。
（項目４）
前記抵抗は、約１キロオーム～１００キロオームであり、前記第１のコンデンサは、１ピコファラッド未満の静電容量を有する、項目１に記載のデジタル回転式データカプラ。
（項目５）
前記伝送機はさらに、シリンダを備え、前記第１の伝送機帯域は、少なくとも部分的に、前記シリンダの円周の周囲に位置付けられる、項目１に記載のデジタル回転式データカプラ。
（項目６）
前記受信機はさらに、前記シリンダを受容するようにサイズ決めされる空洞を備え、前記第１の受信機帯域は、少なくとも部分的に、前記空洞の壁の円周の周囲に位置付けられる、項目５に記載のデジタル回転式データカプラ。
（項目７）
前記受信機はさらに、シリンダを備え、前記第１の受信機帯域は、少なくとも部分的に、前記シリンダの円周の周囲に位置付けられ、前記伝送機はさらに、前記シリンダを受容するようにサイズ決めされる空洞を備える、項目１に記載のデジタル回転式データカプラ。
（項目８）
第２のチャネルをさらに備え、前記第２のチャネルは、
第３の受信機帯域と、
第４の受信機帯域と、
第３の伝送機帯域と、
第４の伝送機帯域であって、前記第３の伝送機帯域および第４の伝送機帯域は、前記第３の受信機帯域および前記第４の受信機帯域に対して回転するように位置付けられる、第４の伝送機帯域と
を備える、項目１に記載のデジタル回転式データカプラ。
（項目９）
デジタル信号を伝送機から受信機に結合するための回転式データカプラであって、前記回転式データカプラは、
第１の筐体であって、前記第１の筐体は、デジタル伝送信号を受信するように電気的に結合される第１の伝送機帯域および第２の伝送機帯域を備える、第１の筐体と、
第２の筐体であって、前記第２の筐体は、回転軸を中心として、前記第２の筐体に対して回転可能であり、前記第２の筐体は、
第１の受信機帯域であって、前記第１の受信機帯域は、前記第１の伝送機帯域と反対に位置付けられ、第１のコンデンサを形成する、第１の受信機帯域と、
第２の受信機帯域であって、前記第２の受信機帯域は、前記第２の伝送機帯域と反対に位置付けられ、第２のコンデンサを形成する、第２の受信機帯域と、
前記第１の受信機帯域と前記第２の受信機帯域との間に電気的に結合される受信機抵抗器と、
差動増幅器であって、前記差動増幅器は、前記第１の受信機帯域に電気的に結合される非反転入力と、前記第２の受信機帯域に電気的に結合される反転入力とを備え、前記差動増幅器は、受信信号を生成する、差動増幅器と
を備える、第２の筐体と、
を備える、回転式データカプラ。
（項目１０）
前記回転式データカプラの通過帯域は、前記デジタル信号の最小遷移周波数を含む、項目９に記載の回転式データカプラ。
（項目１１）
前記第２の筐体は、シリンダを備え、前記第１の受信機帯域は、少なくとも部分的に、前記シリンダの円周の周囲に配列される、項目９に記載の回転式データカプラ。
（項目１２）
前記第１の筐体は、空洞を備え、前記第１の伝送機帯域は、少なくとも部分的に、前記空洞の周囲に位置付けられ、前記シリンダは、少なくとも部分的に、前記空洞内に位置付けられ、前記第１の受信機帯域および前記第１の伝送機帯域を整合させる、項目１０に記載の回転式データカプラ。
（項目１３）
前記第１の筐体は、シリンダを備え、前記第１の伝送機帯域は、少なくとも部分的に、前記シリンダの円周の周囲に巻着され、前記第２の筐体は、空洞を備え、前記第１の受信機帯域は、少なくとも部分的に、前記空洞の周囲に位置付けられ、前記シリンダは、少なくとも部分的に、前記空洞内に位置付けられ、前記第１の伝送機帯域および前記第１の受信機帯域を整合させる、項目９に記載の回転式データカプラ。
（項目１４）
前記第１の伝送機帯域は、前記第１の受信機帯域から少なくとも約１ミリメートルに位置付けられる、項目９に記載の回転式データカプラ。
（項目１５）
前記デジタル伝送信号は、第１のデータレートにあり、前記第１のコンデンサの静電容量は、１ピコファラッド未満であり、前記回転式データカプラのカットオフ周波数は、前記第１のデータレートの約１／１０未満である、項目９に記載の回転式データカプラ。
（項目１６）
前記デジタル伝送信号は、第１のデータレートにあり、前記第１のコンデンサの静電容量は、約１ピコファラッド未満であり、前記回転式データカプラのカットオフ周波数は、前記第１のデータレートの約１／２０未満である、項目９に記載の回転式データカプラ。
（項目１７）
前記第１の筐体はさらに、
第３の受信機帯域と、
第４の受信機帯域と、
前記第３の受信機帯域と前記第４の受信機帯域との間に電気的に結合される第２の受信機抵抗器と、
第２の差動増幅器であって、前記第２の差動増幅器は、前記第３の受信機帯域に電気的に結合される第２の非反転入力と、前記第４の受信機帯域に電気的に結合される反転入力とを備え、前記第２の差動増幅器は、第２の受信信号を生成する、第２の差動増幅器と
を備える、項目９に記載の回転式データカプラ。
（項目１８）
回転式データカプラを動作させる方法であって、前記回転式データカプラは、第１の伝送機帯域および第２の伝送機帯域を備える伝送機と、受信機であって、前記受信機は、前記第１の伝送機帯域に電気的に結合され、第１のコンデンサを形成する第１の受信機帯域と、前記第２の伝送機帯域に電気的に結合され、第２のコンデンサを形成する第２の受信機帯域と、前記第１の受信機帯域と前記第２の受信機帯域との間の抵抗と、前記第１の受信機帯域および前記第２の受信機帯域に電気的に結合される差動増幅器とを備える、受信機とを備え、前記方法は、
前記伝送機を前記受信機に対して回転させることと、
前記伝送機が前記受信機に対して回転する間、前記第１の伝送機帯域および前記第２の伝送機帯域におけるデジタル伝送信号を提供することと、
受信信号を前記差動増幅器の出力において受信することと
を含む、方法。
（項目１９）
前記回転式データカプラの通過帯域は、前記デジタル信号の最小遷移周波数を含む、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
前記第１の伝送機帯域を前記第１の受信機帯域の円周内で回転させることをさらに含む、項目１８に記載の方法。

【図面の簡単な説明】

【0017】

必ずしも、正確な縮尺で描かれていない、図面では、同様の番号は、異なる図内の類似コンポーネントを説明し得る。異なる文字添え字を有する、同様の番号は、類似コンポーネントの異なるインスタンスを表し得る。いくつかの実施形態が、限定ではなく、一例として、付随の図面の図中に図示される。

【0018】

【図1】図１は、回転式データカプラおよびそれとの併用のためのコンポーネントの一実施例を示す、略図である。

【0019】

【図2】図２は、回転式データカプラおよびそれとの併用のためのコンポーネントの別の実施例を示す、略図である。

【0020】

【図3】図３は、回転式データカプラを利用するための一例示的環境を示す、略図である。

【0021】

【図4】図４は、例えば、図１－３に示される回転式データカプラ等の回転式データカプラを利用して実行され得る、プロセスフローの一実施例を示す、フローチャートである。

【0022】

【図5】図５は、命令のセットまたはシーケンスが、本明細書で議論される方法論のうちの任意の１つの実施例を機械に実施させるように実行され得る、コンピューティングデバイスハードウェアアーキテクチャを図示する、ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１は、回転式データカプラ１００およびそれとの併用のためのコンポーネントの一実施例を示す、略図である。回転式データカプラ１００は、伝送機１０１と、受信機１０３とを含む。伝送機１０１は、伝送信号１１２を生成する、伝送機システム１１０を含む。伝送信号１１２は、正の伝送出力Ｔ＋と負の伝送出力Ｔ－との間に現れる、デジタル差動信号であり得る。伝送機システム１１０は、回転界面を横断して結合されるための伝送信号１１２を生成する、任意の好適なシステムを備える。一例示的伝送機システム１１０は、回転して、パノラマ視野の一部または全部を感知する、ＬＩＤＡＲシステムの回転送受信機である。

【0024】

図１の実施例では、伝送信号１１２は、Ｔ＋およびＴ－に提供される。伝送機終端抵抗１０５が、Ｔ＋とＴ－との間に提供される。伝送信号は、伝送機帯域１０６Ａ、１０６Ｂに提供される。図１の実施例では、伝送機帯域１０６Ａ、１０６Ｂは、少なくとも部分的に、伝送機シリンダ１０２の周囲に巻着される。伝送機帯域１０６Ａ、１０６Ｂは、伝送機シリンダ１０２の円周の周囲にぐるりと巻着されて示されるが、いくつかの実施例では、伝送機帯域１０６Ａ、１０６Ｂは、伝送機シリンダ１０２の円周全体の周囲に延在しない。

【0025】

伝送機シリンダ１０２は、受信機筐体１０４の受信機空洞１１８内に嵌合するように構成される。受信機帯域１０８Ａ、１０８Ｂは、受信機空洞１１８の内壁上に、例えば、少なくとも部分的に、受信機空洞１１８の内側表面の円周の周囲に位置付けられる。いくつかの実施例では、受信機帯域１０８Ａ、１０８Ｂは、少なくとも部分的に、受信機空洞１１８の外周の周囲に位置付けられる。受信機帯域１０８Ａ、１０８Ｂが、少なくとも部分的に、受信機空洞１１８の外周の周囲に位置付けられる、実施例では、受信機筐体１０４を構成する材料の一部または全部は、個別の受信機帯域１０８Ａ、１０８Ｂと伝送機帯域１０６Ａ、１０６Ｂとの間にある。

【0026】

伝送機帯域１０６Ａ、１０６Ｂおよび受信機帯域１０８Ａ、１０８Ｂは、伝送機シリンダ１０２が受信機筐体１０４内に受容されると、個別の帯域１０６Ａ、１０８Ａおよび１０６Ｂ、１０８Ｂが整合するように位置付けられる。伝送機帯域１０６Ａおよび受信機帯域１０８Ａは、第１のコンデンサを形成する一方、伝送機帯域１０６Ｂおよび受信機帯域１０８Ｂは、第２のコンデンサを形成する。帯域１０６Ａ、１０８Ａ、１０６Ｂ、１０８Ｂは、例えば、銅等の任意の好適な伝導性材料を含んでもよい。他の実施例では、伝送機および受信機は、受信機シリンダが伝送機空洞内にフィットし得るように逆転されてもよい。

【0027】

伝送機シリンダ１０２および受信機筐体１０４は、回転軸１２７を中心として相互に対して回転可能である。回転は、矢印１２５によって示される一方の方向または両方の方向であってもよい。いくつかの実施例では、受信機筐体１０４は、伝送機シリンダ１０２が軸１２７を中心として回転する間、定常である。代替実施例では、伝送機シリンダ１０２は、受信機筐体１０４が軸１２７を中心として回転する間、定常である。さらなる実施例では、伝送機シリンダ１０２および受信機筐体１０４の両方が、軸１２７を中心として回転する。帯域１０６Ａ、１０８Ａ、１０６Ｂ、１０８Ｂ間の間隙１１９は、少なくとも約２５ミクロンであってもよい。間隙１１９は、約２５ミクロン～約１ミリメートルであってもよい。いくつかの実施例では、間隙１１９は、例えば、２ミリメートル以上等、少なくとも約１ミリメートルである。間隙１１９は、伝送機シリンダ１０２と受信機筐体１０４の受信機空洞１１８との間にあってもよい。

【0028】

受信機筐体１０４および受信機帯域１０８Ａ、１０８Ｂに加え、受信機１０３は、受信機抵抗１１４と、差動増幅器１１６と、受信機システム１２０とを含んでもよい。受信機抵抗１１４は、第１の受信機帯域１０８Ａと第２の受信機帯域１０８Ｂとの間に電気的に結合される。

【0029】

伝送信号１１２は、伝送ライン効果が回路の挙動に関連する、十分に高い周波数であってもよい。例えば、伝送機システム１１０は、特性インピーダンスを有する。伝送機終端抵抗１０５は、伝送機システム１１０の特性インピーダンスに合致し、したがって、伝送機システム１１０と伝送機帯域１０６Ａ、１０６Ｂとの間の差動伝送ラインを終端するように選択されてもよい。種々の実施例では、他の伝送ライン終端技法が、伝送機終端抵抗１０５に加え、またはその代わりに、使用されてもよい。いくつかの実施例では、伝送機システム１１０は、片側約５０Ωの特性インピーダンスまたは約１００Ωの差動インピーダンスを有する。いくつかの実施例では、伝送機終端抵抗１０５は、伝送機システム１１０および伝送機システム１１０と伝送機帯域１０６Ａ、１０６Ｂとの間の１つ以上の接続または他のコンポーネントの組み合わせられた特性インピーダンスに合致するように選択される。

【0030】

伝送信号１１２は、伝送機抵抗１０５を横断して現れ得る。伝送機帯域によって形成される、コンデンサ（例えば、帯域１０６Ａ、１０８Ａを含む、第１のコンデンサと、帯域１０６Ｂ、１０８Ｂを含む、第２のコンデンサ）はまた、同様に受信機抵抗１１４を横断して現れる、伝送信号１１２を伝導させてもよい。受信機抵抗１１４は、伝送信号１１２の低周波数成分の過剰な減衰を回避するために十分に低い、低カットオフ周波数を生成するように選択される。

【0031】

受信機抵抗１１４のサイズは、回転式データカプラ１００の好適な低カットオフ周波数を達成するように選択される。第１および第２のコンデンサの静電容量が、約１ｐｆまたはそれ未満である、実施例では、受信機抵抗は、約１ｋΩ～約１００ｋΩであってもよい。いくつかの実施例では、受信機抵抗は、約５０ｋΩ～４４ｋΩであってもよい。受信機抵抗１１４は、いくつかの実施例では、伝送機システム１１０に向かって戻る信号反射に起因する有意な歪みを生じさせることなく、組み合わせられた伝送機システム１１０、帯域１０６Ａ、１０６Ｂ、１０８Ａ、１０８Ｂ、および他の接続またはコンポーネントの特性抵抗より２桁またはそれを上回って高くてもよい。例えば、終端抵抗１０５または他の好適な伝送ライン終端機構は、伝送機システム１１０と伝送機帯域１０６Ａ、１０６Ｂとの間の伝送機システム１１０および他の接続またはコンポーネントから成る差動伝送ラインを終端させる。これは、伝送機システム１１０に向かって戻る伝送信号１１２の反射を低減または排除する。帯域１０６Ａ、１０６Ｂ、１０８Ａ、１０８Ｂ、および受信機抵抗１１４は、次いで、差動伝送ラインと平行に位置付けられる。このように、比較的に高受信機抵抗１１４は、伝送信号１１２の過剰な反射を生じさせる有害な伝送ライン効果を伴わずに選択され得る。

【0032】

受信機抵抗１１４が、所望の低カットオフ周波数をもたらすために十分に高いとき、受信機１０３内の電流を低減させる。例えば、伝送信号が、正および負の１．２ボルトである場合、受信機抵抗１１４における電流の絶対値は、数百マイクロアンペアまたはそれ未満である。差動増幅器１１６は、受信機帯域１０８Ａ、１０８Ｂを横断して電流および／または電圧を再駆動するために使用される。差動増幅器１１６は、反転入力（「－」によって示される）と、非反転入力（「＋」によって示される）とを有する。非反転入力は、受信機帯域１０８Ａに電気的に結合され、反転入力は、受信機帯域１０８Ｂに結合される。いくつかの実施例では、差動増幅器１１６は、差動増幅器１１６によって吐き出されるおよび／または吸い込まれる電流が、小さくなるように、高入力インピーダンスとともに選択される。受信信号１２２は、Ｒ＋およびＲ－として示される、差動増幅器１１６の出力に提供される。

【0033】

伝送信号１１２が、デジタル信号であるとき、受信信号１２２もまた、デジタル信号である。受信信号１２２は、受信機システム１２０に提供される。受信機システム１２０は、信号を伝送機システム１１０から受信する、任意の好適なシステムである、またはそれを含んでもよい。伝送機システム１１０がＬＩＤＡＲシステムである、実施例では、受信信号１２２は、ＬＩＤＡＲシステムの出力を示す。受信機システム１２０は、例えば、出力をフォーマットする、制御システム内の出力を利用する等、ＬＩＤＡＲシステムの出力を処理するための処理システムである、またはそれを含んでもよい。

【0034】

図１はまた、回転式データカプラ１００に関する周波数応答１３０を示す。水平軸１２８は、周波数を示す一方、垂直軸１２６は、利得を示す。低カットオフ周波数１３２もま
た、示される。所望の最大低カットオフ周波数は、例えば、伝送信号１１２の性質に基づいて決定されてもよい。例えば、伝送信号１１２が、単位時間あたりの最小数の遷移を設定する、エンコーディングスキームによってエンコードされる場合、伝送信号１１２の最低周波数成分は、エンコーディングスキームによって設定される、単位時間あたりの最小数の遷移（例えば、最小遷移周波数）である。例えば、８ｂ／１０ｂエンコーディングスキームが、使用される場合、信号の最低周波数成分は、５によって除算されるデータレートとほぼ等しい。故に、８ｂ／１０ｂエンコーディングが、使用されるとき、低カットオフ周波数１３２は、伝送信号のデータレートの約１／１０であるようにように選択されてもよい。例えば、伝送信号が、２．５Ｇｂ／秒である場合、低カットオフ周波数１３２は、約２５０ＭＨｚであってもよい。いくつかの実施例では、低カットオフ周波数１３２は、伝送信号のデータレートの約１／１０であるように選択され、これは、最低周波数成分の１／２０の約１／２である。

【0035】

低カットオフ周波数は、伝送信号１１２が３ｄＢまたは半電波強度まで減衰される、周波数であって、いくつかの実施例では、低カットオフ周波数は、安全域を組み込むために、伝送信号１１２の最低周波数成分より低いことを思い出されたい。伝送信号１１２が、８ｂ／１０ｂエンコーディングを利用してエンコードされ、最小遷移周波数がデータレートの１／１０である、いくつかの実施例では、低カットオフ周波数は、例えば、データレートの約１／１０および約１／２０等、データレートの１／１０より低く設定される。回転式データカプラ１００はまた、通過される（例えば、減衰されない）最高周波数成分を示す、高カットオフ周波数１３３を有してもよい。高周波数雑音等の高カットオフ周波数１３３を上回る周波数成分は、減衰される。回転式データカプラ１００は、少なくともデータレートより高い高カットオフ周波数とともに構成されてもよい。いくつかの実施例では、回転式データカプラ１００は、より高次の高調波の減衰を回避するように、データレートの数倍の高カットオフ周波数とともに構成される。例えば、高カットオフ周波数１３３は、ＰＣＩｅ第１世代規格に準拠する信号のために約２ＧＨｚであってもよい。

【0036】

図１の配列では、低カットオフ周波数１３２は、上記の方程式［１］によって与えられ、第１のコンデンサ（帯域１０８Ａ、１０６Ａ）および第２のコンデンサ（帯域１０８Ｂ、１０６Ｂ）の静電容量は、「Ｃ」によって示される静電容量を形成し、受信機抵抗１１４の抵抗は、「Ｒ」によって示される抵抗を形成する。種々の実施例では、第１および第２のコンデンサの組み合わせられた静電容量は、小さい、例えば、約０．０３ｐＦ～約１０ｐＦである。いくつかの実施例では、第１および第２のコンデンサの組み合わせられた静電容量は、約０．０３ｐＦ～０．３ｐＦである。受信機抵抗１１４の値は、本明細書に説明されるように、低カットオフ周波数１３２を生成するように選択されてもよい。第１および第２のコンデンサの静電容量が約０．３ｐＦである一実施例では、抵抗１１４の値は、約４４ｋＷであってもよい。

【0037】

図２は、伝送機２０１と、受信機２０３とを含む、回転式データカプラ２００の別の実施例を示す、略図である。図２の実施例では、受信機帯域２０８Ａ、２０８Ｂは、伝送機帯域２０６Ａ、２０６Ｂの内側に嵌合する。例えば、受信機帯域２０８Ａ、２０８Ｂは、伝送機筐体の伝送機空洞内に嵌合する、受信機シリンダの円周の周囲に巻着されてもよい。伝送機帯域２０６Ａ、２０６Ｂおよび受信機帯域２０８Ａ、２０８Ｂは、矢印２２８によって示されるように、例えば、図１に関して説明されるものと同様に、軸２２６を中心として相互に対して回転してもよい。他の実施例では、配向は、伝送機シリンダが受信機筐体の受信機空洞内にフィットするように逆転されてもよい。

【0038】

図２の実施例では、Ｔ＋およびＴ－によって示される、伝送信号は、結合抵抗器２０２Ａ、２０２Ｂおよび結合コンデンサ２０４Ａ、２０４Ｂに提供される。抵抗器２０５Ａ、２０５Ｂを含む、伝送機終端抵抗もまた、示され、基準電圧Ｖｒｅｆｌがその間に提供される。例えば、各抵抗器２０５Ａ、２０５Ｂは、総伝送機終端抵抗の約半分であってもよい。

【0039】

受信機２０３では、受信機抵抗は、同様に基準電圧Ｖｒｅｆ２を提供される、２つの抵抗器２１４Ａ、２１４Ｂを含む。基準電圧は、接地または任意の好適な基準であってもよい。差動受信機２１６の出力は、結合抵抗器２１８Ａ、２１８Ｂおよび結合コンデンサ２２０Ａ、２２０Ｂに提供される。Ｒ＋およびＲ－によって示される、受信信号は、終端抵抗器２２２を横断し得る。

【0040】

差動受信機抵抗は、抵抗器２１４Ａ、２１４Ｂの抵抗の和である。例えば、抵抗器２１４Ａ、２１４Ｂの抵抗の和は、約１ｋΩおよび約１００ｋΩであってもよい。いくつかの実施例では、受信機抵抗は、約５００Ω～４４ｋΩであってもよい。図２の配列では、回転データカプラの周波数応答は、第１のコンデンサ（帯域２０８Ａ、２０８Ａ）、第２のコンデンサ（帯域２０８Ｂ、２０８Ｂ）、および抵抗器２０２Ａ、２０２Ｂ、２１４Ａ、２１４Ｂに基づく。これは、回転式カプラ１００の周波数応答を８ｂ／ｌ０ｂに共通の信号の差動インピーダンスから分断し、これは、より小さい面積、増加された間隙または分離距離を伴い、誘電性材料にあまり重点を置かない、コンデンサが構築されることを可能にする。

【0041】

図３は、回転式データカプラ３０１を利用するための一例示的環境３００を示す、略図である。環境３００は、回転センサ筐体３５２を伴う、車両３５０を含む。車両３５０は、いくつかの実施例では、自律的または半自律的である。センサ筐体３５２は、回転式データカプラ３０１を中心として車両３５０に対して回転する。例えば、センサ筐体３５２は、矢印３２５によって示される方向のうちの１つ以上のものにおいて、回転軸３２７を中心として回転する。センサ筐体３５２は、例えば、ＬＩＤＡＲシステムセンサ、ＲＡＤＡＲシステムセンサ、１つ以上のカメラ等（例えば、可視スペクトルカメラ、赤外線カメラ等）、および／または他のセンサ等の１つ以上のセンサを備える、センサシステム３５７を備える。

【0042】

いくつかの実施例では、センサシステム３５７は、ＬＩＤＡＲセンサまたはＲＡＤＡＲセンサ等の１つ以上のアクティブセンサを含む。ＬＩＤＡＲセンサは、例えば、車両３５０の周囲の環境３００の中に指向される、１つ以上のレーザまたは他の可視または不可視光源を含む。光の反射が、１つ以上のフォトダイオードまたは他のセンサによって検出される。ＲＡＤＡＲシステムでは、１つ以上のアンテナが、電磁波（例えば、無線周波数放射）を車両３５０の周囲の環境３００の中に伝送する。電磁波の反射は、１つ以上の受信するアンテナによって感知される。いくつかの実施例では、ＲＡＤＡＲ伝送機および受信機は、共通アンテナを使用する。

【0043】

センサシステム３５７の出力が、知覚システム３５４に提供される（例えば、回転式データカプラ３０１を介して）。知覚システム３５４は、車両３５０の場所および／または車両３５０の周囲の環境３００を説明する情報を決定するようにプログラムされる。例えば、センサ筐体における１つ以上のセンサおよび／または他のセンサによって知覚システム３５４に提供される、センサデータは、車両３５０の周囲環境３００内の物体の場所を説明する、情報を含むことができる。

【0044】

一実施例として、ＬＩＤＡＲシステムから受信されたセンサデータは、測距レーザを反射した物体に対応する、いくつかの点の（例えば、ＬＩＤＡＲシステムに対する３次元空間内の）場所を含む。例えば、ＬＩＤＡＲシステムは、短レーザパルスが、センサから物体まで進行し、そこから戻るまでにかかる、飛行時間（ＴＯＦ）を測定し、距離を光の既知の速さから計算することによって、距離を測定することができる。別の実施例として、ＲＡＤＡＲシステムから受信されたセンサデータは、測距電磁波を反射した物体に対応する、いくつかの点の（例えば、ＲＡＤＡＲシステムに対する３次元空間内の）場所を含んでもよい。ＲＡＤＡＲシステムによって伝送される電磁波（例えば、パルス状または連続）は、物体から反射し、ＲＡＤＡＲシステムの受信機に戻り、物体の場所および速さについての情報を与えることができる。したがって、ＲＡＤＡＲシステムは、物体の現在の速さについての有用な情報を提供することができる。

【0045】

知覚システム３５４は、センサデータを１つ以上のセンサ（例えば、回転センサ筐体３５２における１つ以上のセンサを含む）から受信し、例えば、環境３００内の車両３５０の位置を含む、車両３５０を囲繞する環境３００についての情報を導出する。知覚システム３５４によって導出される情報は、制御システム３５６に提供される。制御システム３５６は、例えば、スロットル、制動、操向等を含む、知覚システム３５４によって導出される情報に基づいて、車の１つ以上の機能を制御する。明確にするために、知覚システム３５４および制御システム３５６を表す、ブロックは、車両３５０の外側に表示される。これらのシステム３５４、３５６は、車両３５０内に位置付けられる、車両の外部に搭載される、車両３５０から遠隔にある等であってもよい。

【0046】

図３に示される例示的データカプラ３０１は、双方向性である。第１のチャネル３０３は、データを知覚システム３５４（または車両３５０における他のシステム）からセンサシステム３５７に伝送するためのものである。第２のチャネル３０５は、データをセンサシステム３５７から知覚システム３５４（または車両３５０における他のシステム）に伝送するためのものである。第１のチャネルは、例えば、本明細書に説明される伝送帯域１０６Ａ、１０６Ｂ、２０８Ａ、２０８Ｂに類似する、回転軸３２７を中心として回転するように位置付けられ得る、伝送帯域３０２、３０４を含む。伝送機終端抵抗３１０は、知覚システム３５４（または車両３５０における他のシステム）と伝送帯域３０２、３０４との間の伝送ラインを終端させるために存在してもよい。受信帯域３０６、３０８は、本明細書に説明されるように、個別の伝送帯域３０２、３０４とコンデンサを形成してもよい。受信機回路３１２は、図１および２に関して本明細書に説明されるような受信機抵抗と、差動増幅器とを含む。

【0047】

いくつかの実施例では、チャネル３０３、３０５は、共通筐体を利用する。例えば、伝送機帯域３０２、３０４および受信機帯域３１４、３１６は、第１の筐体上に位置付けられてもよい。例えば、帯域３０２、３０４、３１４、３１６は、空洞の内壁上に位置付けられてもよく、例えば、帯域１０８Ａ、１０８Ｂは、図１では、受信機空洞１１８の内壁上に位置付けられる。同様に、伝送機帯域３１８、３２０および受信機帯域３０６、３０８は、第２の筐体上に位置付けられてもよい。例えば、帯域３０６、３０８、３１８、３２０は、シリンダの周囲に巻着されてもよく、例えば、帯域１０６Ａ、１０６Ｂは、図１では、伝送機シリンダ１０２の周囲に巻着される。第１および第２の筐体は、対応する伝送機および受信機帯域を整合させてもよく、相互に対して回転可能であってもよい。

【0048】

第２のチャネル３０５は、伝送帯域３０２、３０４および受信帯域３０６、３０８に類似する、伝送帯域３１８、３２０と、受信帯域３１４、３１６とを含んでもよい。第２のチャネル３０５はまた、本明細書に説明されるように、伝送機終端抵抗３２２と、受信機抵抗および差動増幅器を含む、受信機回路３２４とを含んでもよい。いくつかの実施例では、帯域３０２、３０４、３１４、３１６は、第１の共通筐体上に搭載される一方、帯域３０６、３０８、３１８、３２０は、第２の共通筐体上に搭載される。

【0049】

いくつかの実施例では、回転式データカプラ３０１は、一方向性であって、例えば、データは、センサシステム３５７から知覚システム３５４にのみ伝送される。故に、チャネル３０３は、省略されてもよい。また、他の実施例では、３０１等の双方向回転式データ
カプラが、種々の他の環境内で使用されてもよい。また、いくつかの回転式データカプラは、同一方向に配向される複数のチャネルを含んでもよい（例えば、通信を同一伝送機システムから同一受信機システムに提供するため）。例えば、単一伝送機システムは、複数のチャネルを利用して、受信機システムへの複数の通信帯域を利用してもよい。

【0050】

本明細書に説明される回転データカプラは、環境３００の回転センサ筐体３５２および車両３５０等、車両と併用するための回転センサ筐体内において有利であり得る。回転センサ筐体３５２は、車両３５０の屋根を越えた突出を回避するために十分に小さいことが望ましくあり得る。例えば、回転センサ筐体３５２は、約５フィート未満の直径、約４フィート未満の直径、約３フィート未満の直径等であってもよい。また、いくつかの実施例では、回転センサ筐体３５２の質量を最小限にすることが望ましくあり得る。回転センサ筐体３５２の直径は、いくつかの実施例では、約１２インチ未満、約６インチ未満、約４インチ未満等である。

【0051】

また、自動運転車両であり得る、車両３５０を含む、環境３００では、回転センサ筐体３５２は、例えば、約０．５Ｇｂ／秒～約２．５Ｇｂ／秒等の高レートにおいてデータを生成する、ＬＩＤＡＲおよび／または他のセンサシステムを格納してもよい。本明細書に説明されるように、回転式データカプラ３０１の低カットオフ周波数は、データレートの約１／１０（例えば、約５０ＭＨｚ～約２５０ＭＨｚ）～データレートの約１／２０（例えば、約２５ＭＨｚ～１２５ＭＨｚ）であることが望ましくあり得る。本環境３００では、容量回転式データカプラ３０１は、本明細書に説明されるように、説明されるサイズ制約も満たしながら、説明される周波数応答を達成する際に非常に好適であり得る。

【0052】

図４は、例えば、本明細書に説明される回転式データカプラ１００、２００、３０１等の回転式データカプラを利用して実行され得る、プロセスフロー４００の一実施例を示す、フローチャートである。動作４０２では、伝送機システム１１０等の伝送機システムは、伝送信号１１２等の伝送信号を生成する。いくつかの実施例では、伝送信号は、デジタル信号である。伝送機システムが、ＬＩＤＡＲ、ＲＡＤＡＲ、または他のセンサアレイである、実施例では、伝送信号は、センサアレイにおける１つ以上のセンサによって生成された出力を表す。

【0053】

動作４０４では、回転式データカプラの伝送機は、回転式データカプラの受信機に対して回転される。これは、受信機を定常に保ちながら伝送機を回転させる、伝送機を定常に保ちながら受信機を回転させる、および／または受信機および伝送機の両方を回転させることを含んでもよい。受信機に対する伝送機の回転は、伝送信号が動作４０２において生成される間、実施されてもよい。例えば、センサアレイは、回転されながら、データを生成してもよい。

【0054】

動作４０６では、伝送機は、回転する回転式データカプラを横断して伝送信号を伝送する。例えば、伝送機は、回転式データカプラの伝送帯域（例えば、１０６Ａ、１０６Ｂ）を横断して伝送信号を表す電流および／または電圧を提供する。動作４０８では、受信機は、本明細書に説明されるように、回転式データカプラの受信帯域（例えば、１０８Ａ、１０８Ｂ）を横断して現れ得る、受信信号を受信する。例えば、伝送信号は、伝送信号を示す、電流を受信機抵抗（例えば、１１４）を通して、および／または電圧をそれを横断して生じさせる。差動増幅器は、本明細書に説明されるように、その電流および／または電圧を再駆動し、差動増幅器の出力において受信信号を生成する。

【0055】

図５は、命令のセットまたはシーケンスが、本明細書で議論される方法論のうちの任意の１つの実施例を機械に実施させるように実行され得る、コンピューティングデバイスハードウェアアーキテクチャ５００を図示する、ブロック図である。アーキテクチャ５００は、例えば、図１の伝送機システム１１０等の伝送機システム、図１の受信機システム１２０等の受信機システムを説明し得る。いくつかの実施例では、アーキテクチャ５００はまた、センサシステム３５７、知覚システム３５４、制御システム３５６等の全部または一部を説明し得る。

【0056】

アーキテクチャ５００は、独立型デバイスとして動作してもよい、または他の機械に接続されてもよい（例えば、ネットワーク化される）。ネットワーク化された展開では、アーキテクチャ５００は、

【0057】

サーバ－クライアントネットワーク環境内のサーバまたはクライアント機械のいずれかの容量内で動作してもよい、またはピアツーピア（または分散型）ネットワーク環境内のピア機械として作用してもよい。アーキテクチャ５００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣ、ハイブリッドタブレット、セットトップボックス（ＳＴＢ）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、ウェブ家電、ネットワークルータ、ネットワークスイッチ、ネットワークブリッジ、またはその機械によって行われる動作を規定する、命令を実行する（シーケンシャルまたは別様に）ことが可能な任意の機械内に実装されることができる。

【0058】

例示的アーキテクチャ５００は、少なくとも１つのプロセッサ（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）、または両方、プロセッサコア、算出ノード等）を備える、プロセッサユニット５０２を含む。アーキテクチャ５００はさらに、メインメモリ５０４と、静的メモリ５０６とを備えてもよく、これは、リンク５０８（例えば、バス）を介して、相互に通信する。アーキテクチャ５００はさらに、ビデオディスプレイユニット５１０と、入力デバイス５１２（例えば、キーボード）と、ＵＩナビゲーションデバイス５１４（例えば、マウス）とを含むことができる。いくつかの実施例では、ビデオディスプレイユニット５１０、入力デバイス５１２、およびＵＩナビゲーションデバイス５１４は、タッチスクリーンディスプレイの中に組み込まれる。アーキテクチャ５００は、加えて、記憶デバイス５１６（例えば、ドライブユニット）と、信号生成デバイス５１８（例えば、スピーカ）と、ネットワークインターフェースデバイス５２０と、全地球測位システム（ＧＰＳ）センサ、コンパス、加速度計、または他のセンサ等の１つ以上のセンサ（図示せず）とを含んでもよい。

【0059】

いくつかの実施例では、プロセッサユニット５０２または別の好適なハードウェアコンポーネントは、ハードウェアインタラプトをサポートしてもよい。ハードウェアインタラプトに応答して、プロセッサユニット５０２は、例えば、本明細書に説明されるように、その処理を一時停止し、ＩＳＲを実行してもよい。

【0060】

記憶デバイス５１６は、本明細書に説明される方法論または機能のうちの任意の１つ以上のものを具現化する、またはそれによって利用される、データ構造および命令５２４（例えば、ソフトウェア）の１つ以上のセットが記憶される、機械可読媒体５２２を含む。命令５２４はまた、アーキテクチャ５００によるその実行の間、完全または少なくとも部分的に、メインメモリ５０４内、静的メモリ５０６内、および／またはプロセッサユニット５０２内に常駐することができ、メインメモリ５０４、静的メモリ５０６、およびプロセッサユニット５０２もまた、機械可読媒体を構成する。

【0061】

（実行可能命令および機械記憶媒体）
種々のメモリ（すなわち、５０４、５０６、および／またはプロセッサユニット５０２のメモリ）および／または記憶デバイス５１６は、本明細書に説明される方法論または機能のうちの任意の１つ以上のものを具現化する、またはそれによって利用される、命令およびデータ構造（例えば、命令）５２４の１つ以上のセットを記憶してもよい。これらの命令は、プロセッサユニット５０２によって実行されると、開示される実施例を実装するための種々の動作を生じさせる。

【0062】

本明細書で使用されるように、用語「機械記憶媒体」、「デバイス記憶媒体」、「コンピュータ記憶媒体」（集合的に、「機械記憶媒体５２２」と称される）は、本開示では、同一のものを意味し、同義的に使用されてもよい。本用語は、実行可能命令および／またはデータを記憶する、単一または複数の記憶デバイスおよび／または媒体（例えば、集中型または分散型データベース、および／または関連付けられたキャッシュおよびサーバ）、および複数の記憶装置装置またはデバイスを含む、クラウドベースの記憶システムまたは記憶装置ネットワークを指す。本用語は、故に、限定ではないが、ソリッドステートメモリ、およびプロセッサの内部または外部のメモリを含む、光学および磁気媒体を含むと捉えられるものとする。機械記憶媒体、コンピュータ記憶媒体、および／またはデバイス記憶媒体５２２の具体的実施例は、一例として、半導体メモリデバイス、例えば、消去可能プログラマブル読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＰＧＡ、およびフラッシュメモリデバイス；内部ハードディスクおよびリムーバブルディスク等の磁気ディスク；光磁気ディスク；およびＣＤ－ＲＯＭおよびＤＶＤ－ＲＯＭディスクを含む、不揮発性メモリを含む。用語「機械記憶媒体」、「コンピュータ記憶媒体」、および「デバイス記憶媒体５２２」は、具体的には、搬送波、変調データ信号、および他のそのような媒体を除外し、そのうちの少なくともいくつかは、下記に議論される用語「信号媒体」下に網羅される。

【0063】

（信号媒体）
用語「信号媒体」または「伝送媒体」は、任意の形態の変調データ信号、搬送波等を含むものと捉えられるものとする。用語「変調データ信号」は、信号内の情報をエンコードするように設定または変更されたその特性のうちの１つ以上のものを有する、信号を意味する。

【0064】

（コンピュータ可読媒体）
用語「機械可読媒体」、「コンピュータ可読媒体」、および「デバイス可読媒体」は、本開示では、同一のものを意味し、同義的に使用されてもよい。本用語は、機械記憶媒体および信号媒体の両方を含むように定義される。したがって、本用語は、記憶デバイス／媒体および搬送波／変調データ信号の両方を含む。

【0065】

命令５２４はさらに、いくつかの周知の転送プロトコル（例えば、ＨＴＴＰ）のうちの任意の１つを利用するネットワークインターフェースデバイス５２０を介して、伝送媒体を使用して、通信ネットワーク５２６を経由して伝送または受信されることができる。通信ネットワークの実施例は、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネット、携帯電話ネットワーク、基本電話サービス（ＰＯＴＳ）ネットワーク、および無線データネットワーク（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ、３Ｇ、および５Ｇ ＬＴＥ／ＬＴＥ－ＡまたはＷｉＭＡＸネットワーク）を含む。用語「伝送媒体」は、機械による実行のための命令を記憶、エンコード、または搬送することが可能であって、そのようなソフトウェアの通信を促進するためのデジタルまたはアナログ通信信号または他の無形媒体を含む、任意の無形媒体を含むものと捉えられるものとする。

【0066】

本明細書全体を通して、複数のインスタンスは、単一インスタンスとして説明される、コンポーネント、動作、または構造を実装してもよい。１つ以上の方法の個々の動作は、別個の動作として図示および説明されるが、個々の動作のうちの１つ以上のものは、並行して実施されてもよく、動作が図示される順序で実施されることを要求するものではない。例示的構成内で別個のコンポーネントとして提示される構造および機能性は、組み合わせられた構造またはコンポーネントとして実装されてもよい。同様に、単一コンポーネントとして提示される、構造および機能性は、別個のコンポーネントとして実装されてもよい。これらおよび他の変形例、修正、追加、および改良は、本明細書の主題の範囲内である。

【0067】

種々のコンポーネントは、特定の方法において構成されるように本開示に説明される。コンポーネントは、任意の好適な様式において構成されてもよい。例えば、コンピューティングデバイスである、またはそれを含む、コンポーネントは、コンピューティングデバイスをプログラムする、好適なソフトウェア命令とともに構成されてもよい。コンポーネントはまた、そのハードウェア配列によって、または任意の他の好適な様式において、構成されてもよい。

【0068】

上記の説明は、制限的ではなく、例証的であるように意図される。例えば、上記に説明される実施例（またはその１つ以上の側面）は、他の実施例と組み合わせて使用されることができる。他の実施例は、上記の説明を精査することに応じて、当業者等によって使用されることができる。要約は、読者が技術的開示の本質を迅速に確認することを可能にするためのものである。請求項の範囲または意味を解釈または限定するために使用されないであろうという理解の下で思量される。

【0069】

また、上記の詳細な説明では、種々の特徴は、本開示を効率化するために、ともにグループ化されることができる。しかしながら、請求項は、実施例が、該特徴のサブセットを特徴とし得るため、本明細書に開示されるあらゆる特徴を記載することができない。さらに、実施例は、特定の実施例に開示されるものより少ない特徴を含むことができる。したがって、以下の請求項は、本明細書の詳細な説明の中に組み込まれ、各請求項は、別個の実施例として自立する。本明細書に開示される実施例の範囲は、そのような請求項が権利を有する均等物の完全範囲とともに、添付の請求項を参照して決定されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】