特許 7604163 無線伝送システム、制御方法、およびプログラム

(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】2024-12-13

(45)【発行日】2024-12-23

(54)【発明の名称】無線伝送システム、制御方法、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 25/02 20060101AFI20241216BHJP

   H01F 38/14 20060101ALI20241216BHJP

   H01F 38/18 20060101ALI20241216BHJP

   H04B 5/24 20240101ALI20241216BHJP

   H04B 5/26 20240101ALI20241216BHJP

   H04B 5/43 20240101ALI20241216BHJP

   H04B 5/45 20240101ALI20241216BHJP

   H04B 5/48 20240101ALI20241216BHJP

   H04B 5/70 20240101ALI20241216BHJP

   H04B 5/72 20240101ALI20241216BHJP

   H04B 5/73 20240101ALI20241216BHJP

   H04B 5/75 20240101ALI20241216BHJP

【ＦＩ】

H04L25/02 303Z

H01F38/14

H01F38/18 C

H04B5/24

H04B5/26

H04B5/43

H04B5/45

H04B5/48

H04B5/70

H04B5/72

H04B5/73

H04B5/75

H04L25/02 V

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020173313

(22)【出願日】2020-10-14

(65)【公開番号】P2022064593

(43)【公開日】2022-04-26

【審査請求日】2023-10-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126240

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 琢磨

(74)【代理人】

【識別番号】100223941

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 佳子

(74)【代理人】

【識別番号】100159695

【弁理士】

【氏名又は名称】中辻 七朗

(74)【代理人】

【識別番号】100172476

【弁理士】

【氏名又は名称】冨田 一史

(74)【代理人】

【識別番号】100126974

【弁理士】

【氏名又は名称】大朋 靖尚

(72)【発明者】

【氏名】江口 正

【審査官】阿部 弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０４８０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１４１０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０９９８５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－３１２０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０１２６２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０４－０４５５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１６９００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１７２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０１１９５７６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ２５／０２

Ｈ０１Ｆ ３８／１４

Ｈ０１Ｆ ３８／１８

Ｈ０４Ｂ ５／２４

Ｈ０４Ｂ ５／２６

Ｈ０４Ｂ ５／４３

Ｈ０４Ｂ ５／４５

Ｈ０４Ｂ ５／４８

Ｈ０４Ｂ ５／７０

Ｈ０４Ｂ ５／７２

Ｈ０４Ｂ ５／７３

Ｈ０４Ｂ ５／７５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線伝送システムであって、
差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端に送信部、他端に終端構造が接続され、前記信号線の一端と他端にギャップを有する第１の伝送路カプラと、
差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端にコンパレータ、他端に終端構造が接続され、前記第１の伝送路カプラのギャップを跨いで移動する第２の伝送路カプラと、を有し、
前記第２の伝送路カプラは、前記第１の伝送路カプラに対する入力信号が、前記第１の伝送路カプラと前記第２の伝送路カプラとが電界および／または磁界結合を行う位置に伝送された際の前記入力信号の立ち上がりおよび立下りの時に第１の信号を発生させ、
前記第１の信号の信号幅は、前記第１の伝送路カプラに入力される入力信号の立ち上がりエッジと、前記第１の伝送路カプラに接続された終端構造から出力される出力信号の立ち上がりエッジとの差以上であることを特徴とする無線伝送システム。

【請求項2】

前記第１の伝送路カプラは、環状に配置されることを特徴とする請求項１に記載の無線伝送システム。

【請求項3】

前記第２の伝送路カプラは、円弧の大きさが１８０度以上２００度以下となることを特徴とする請求項１に記載の無線伝送システム。

【請求項4】

前記第２の伝送路カプラは、前記第２の伝送路カプラに接続されているＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）をさらに有し、
前記第２の伝送路カプラは、円弧の大きさが１６０度以上１８０度未満であることを特徴とする請求項１に記載の無線伝送システム。

【請求項5】

無線伝送システムであって、
差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端に送信部、他端に終端構造が接続され、前記信号線の一端と他端にギャップを有する第１の伝送路カプラと、
差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端にコンパレータ、他端に終端構造が接続され、前記第１の伝送路カプラの前記ギャップを跨いで移動する第２の伝送路カプラと、を有し、
前記第２の伝送路カプラが前記第１の伝送路カプラのギャップを跨ぐ際に生じる信号の切れ目の周波数成分を抑制し、前記第１の伝送路カプラに入力される信号の最大基本周波数を通過させる回路を有することを特徴とする無線伝送システム。

【請求項6】

無線伝送システムであって、
差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端に送信部、他端に終端構造が接続される第１の伝送路カプラと、
差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端にコンパレータ、他端に終端構造が接続される第２の伝送路カプラと、を有し、
前記第２の伝送路カプラは、前記第１の伝送路カプラに対する入力信号が、前記第１の伝送路カプラと前記第２の伝送路カプラとが電界および／または磁界結合を行う位置に伝送された際の前記入力信号の立ち上がりおよび立下りの時に第１の信号を発生させ、
前記第１の伝送路カプラの伝送遅延量から前記第１の信号の信号幅を引いた値が、前記第２の伝送路カプラから出力された信号を受信するディジタル回路の許容ジッタ量と略等しい、あるいは前記許容ジッタ量より小さくなるような大きさの前記第２の伝送路カプラを有することを特徴とする無線伝送システム。

【請求項7】

前記コンパレータは、入力された信号を波形整形することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の無線伝送システム。

【請求項8】

前記コンパレータは、入力された信号が第１の閾値以上である場合と、入力された信号が第１の閾値と異なる第２の閾値以下である場合とで、出力を切り替えることで、波形整形を行うことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の無線伝送システム。

【請求項9】

前記第２の伝送路カプラが前記第１の伝送路カプラの前記信号線の一端と他端のギャップを跨いで対向する場合、前記第２の伝送路カプラは、前記第１の伝送路カプラへの入力信号に対して遅延が無い信号と、前記第１の伝送路カプラへの入力信号に対して前記第１の伝送路カプラの伝送分の遅延を含む信号とが合成された信号を受信することを特徴とする請求項６に記載の無線伝送システム。

【請求項10】

差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端に送信部、他端に終端構造が接続され、前記信号線の一端と他端にギャップを有する第１の伝送路カプラと、
差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端にコンパレータ、他端に終端構造が接続され、前記第１の伝送路カプラのギャップを跨いで移動する第２の伝送路カプラと、を有する無線伝送システムの制御方法であって、
前記第２の伝送路カプラが、前記第１の伝送路カプラに対する入力信号が、前記第１の伝送路カプラと前記第２の伝送路カプラとが電界および／または磁界結合を行う位置に伝送された際の前記入力信号の立ち上がりおよび立下りの時に第１の信号を発生させる発生工程と、
前記発生工程において発生した前記第１の信号を前記コンパレータに入力する入力工程と、を有し、
前記第１の信号の信号幅は、前記第１の伝送路カプラに入力される入力信号の立ち上がりエッジと、前記第１の伝送路カプラに接続された終端構造から出力される出力信号の立ち上がりエッジとの差以上であることを特徴とする制御方法。

【請求項11】

差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端に送信部、他端に終端構造が接続される第１の伝送路カプラと、
差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端にコンパレータ、他端に終端構造が接続され、前記第１の伝送路カプラのギャップを跨いで移動し、かつ前記第１の伝送路カプラのギャップを跨ぐ際に生じる信号の切れ目の周波数成分を抑制し、前記第１の伝送路カプラに入力される信号の最大基本周波数を通過させる回路を有する第２の伝送路カプラと、を有する、無線伝送システムの制御方法であって、
前記第２の伝送路カプラが、前記第１の伝送路カプラに対する入力信号が、前記第１の伝送路カプラと前記第２の伝送路カプラとが電界および／または磁界結合を行う位置に伝送された際の前記入力信号の立ち上がりおよび立下りの時に第１の信号を発生させる発生工程と、
前記発生工程において発生した前記第１の信号を前記コンパレータに入力する入力工程と、を有することを特徴とする制御方法。

【請求項12】

差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端に送信部、他端に終端構造が接続され、前記信号線の一端と他端にギャップを有する第１の伝送路カプラと、
差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端にコンパレータ、他端に終端構造が接続され、前記第１の伝送路カプラのギャップを跨いで移動する第２の伝送路カプラと、を有する無線伝送システムの制御方法であって、
前記第２の伝送路カプラが、前記第１の伝送路カプラに対する入力信号が、前記第１の伝送路カプラと前記第２の伝送路カプラとが電界および／または磁界結合を行う位置に伝送された際の前記入力信号の立ち上がりおよび立下りの時に第１の信号を発生させる発生工程と、
前記発生工程において発生した前記第１の信号を前記コンパレータに入力する入力工程と、を有し、
前記第１の伝送路カプラの伝送遅延量から前記第１の信号の信号幅を引いた値が、前記第２の伝送路カプラから出力された信号を受信するディジタル回路の許容ジッタ量と略等しい、あるいは前記許容ジッタ量より小さくなることを特徴とする制御方法。

【請求項13】

コンピュータに、請求項１０から１２の何れか１項に記載の制御方法で無線伝送システムを制御させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、移動可能な伝送路を含む無線伝送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ロボットハンド部やネットワークカメラ等の回転可動部を有する機器を、ネットワーク等を介した通信によって制御する技術が発展している。このような回転可動部を有する機器は、その回転可動部を回転させる際にケーブルがシャフトに絡まる等の課題を解決するために、その回転部を介してデータ通信を行うことができるような構成とすることができる。

【0003】

特許文献１には、リング状の第１の伝送路の一方の端から電気信号を入力し、他方の端を終端し、これに対向する第２の伝送路から信号を検出する構成が記載されている。ここで、第１の伝送路において、第１の端から電気信号が入力されて第２の端に伝送される場合、第１の端と第２の端とにおいては、電気信号のタイミングにずれが生じる。すなわち、第２の端においては、第１の伝送路における伝送遅延によって、第１の端よりも遅れて電気信号が到来することとなる。このため、第２の伝送路では、第１の伝送路のどの部分から信号を受信するかに応じて、信号の受信タイミングがずれる。これに対して、特許文献１では、第２の伝送路に接続される可変遅延器を用いて、第２の伝送路の位置に応じた信号のタイミングのずれを補正する技術について開示されている。すなわち、第２の伝送路が第１の伝送路の第１の端の近くに存在する場合は、可変遅延器の遅延量が大きくされ、第２の伝送路が第１の伝送路の第２の端の近くに存在する場合は、その遅延量が少なくされるように補正される。

【0004】

しかしながら、特許文献１では、図６（ａ）のように、第１の伝送路１０１の信号を入力する第１の端Ａと終端されている第２の端Ｂとの間隙（ギャップ）が小さい。このため、第２の伝送路１１１が、第１の伝送路１０１の第１の端Ａ及び第２の端Ｂの両方と同時に対向しうる。図６（ｂ）に第２の伝送路１１１（受信カプラ）で検出される入力信号のエッジ信号を示す。第２の伝送路１１１が第１の伝送路の第１の端Ａと第２の端Ｂの上を移動するとき、図６（ｂ）のように、第１の伝送路１０１の第１の端Ａ及び第２の端Ｂのそれぞれからタイミングが異なる信号が合成される。そのため、第２の伝送路から出力される信号に時間的な“飛び”が生じ、この時間的な“飛び”がディジタル回路のジッタ許容量を超えると誤ったデータが出力されてしまう虞がある。

【0005】

このような問題に対し、特許文献２では、複数の送信側伝送路（送信カプラ）と受電側伝送路（受信カプラ）を適切に選択して切り替えることで、データの飛びを防ぎ、安定した通信を可能としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開平４－４５５０５号公報

【文献】特開２０１５－２０２４１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献２に開示の方法では、入力チャネルの信号を、固定部分に対する前記回転部分の相対位置に依存して、遅延ユニットを介して、Ｎ＋１個の伝送線路へとルーティングする必要がある。そのため、相対位置を検出する手段や、高速に入力信号を切り替える切り替え手段が必要となり、その構成は複雑なものとなる。

【0008】

上記を鑑み、本発明は、ギャップを有する第１の伝送路カプラと、該第１の伝送路と非接触で対向する第２の伝送路カプラとを用いて差動信号を伝送する場合に、簡易な構成で通信の不安定化を防ぐことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を鑑み、本発明に開示の無線伝送システムは、差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端に送信部、他端に終端構造が接続され、前記信号線の一端と他端にギャップを有する第１の伝送路カプラと、差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端にコンパレータ、他端に終端構造が接続され、前記第１の伝送路カプラのギャップを跨いで移動する第２の伝送路カプラと、を有し、前記第２の伝送路カプラは、前記第１の伝送路カプラに対する入力信号が、前記第１の伝送路カプラと前記第２の伝送路カプラとが電界および／または磁界結合を行う位置に伝送された際の前記入力信号の立ち上がりおよび立下りの時に第１の信号を発生させ、前記第１の信号の信号幅は、前記第１の伝送路カプラに入力される入力信号の立ち上がりエッジと、前記第１の伝送路カプラに接続された終端構造から出力される出力信号の立ち上がりエッジとの差以上であることを特徴とする。

【0010】

また、本発明に開示の別の側面の無線伝送システムは、差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端に送信部、他端に終端構造が接続され、前記信号線の一端と他端にギャップを有する第１の伝送路カプラと、差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端にコンパレータ、他端に終端構造が接続され、前記第１の伝送路カプラの前記ギャップを跨いで移動する第２の伝送路カプラと、を有し、前記第２の伝送路カプラが前記第１の伝送路カプラのギャップを跨ぐ際に生じる信号の切れ目の周波数成分を抑制し、前記第１の伝送路カプラに入力される信号の最大基本周波数を通過させる回路を有することを特徴とする。

【0011】

また、本発明に開示の別の側面の無線伝送システムは、差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端に送信部、他端に終端構造が接続される第１の伝送路カプラと、差動信号を伝送する一対の信号線であり、各々の信号線の一端にコンパレータ、他端に終端構造が接続される第２の伝送路カプラと、を有し、前記第２の伝送路カプラは、前記第１の伝送路カプラに対する入力信号が、前記第１の伝送路カプラと前記第２の伝送路カプラとが電界および／または磁界結合を行う位置に伝送された際の前記入力信号の立ち上がりおよび立下りの時に第１の信号を発生させ、前記第１の伝送路カプラの伝送遅延量から前記第１の信号の信号幅を引いた値が、前記第２の伝送路カプラから出力された信号を受信するディジタル回路の許容ジッタ量と略等しい、あるいは前記許容ジッタ量より小さくなるような大きさの前記第２の伝送路カプラを有することを特徴とする

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、ギャップを有する第１の伝送路カプラと、該第１の伝送路と非接触で対向する第２の伝送路カプラとを用いて差動信号を伝送する場合に、簡易な構成で通信の不安定化を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の実施形態におけるシステム構成図を示した図である。

【図2】第１の実施形態において受信カプラ１１１の大きさの決定に用いるタイミングチャートを示した図である。

【図3】第１の実施形態における受信カプラ１１１が送信カプラ１０１上を一蹴した場合のタイミングチャートを示した図である。

【図4】第２の実施形態におけるシステム構成図を示した図である。

【図5】第２の実施形態における別のシステム構成図を示した図である。

【図6】従来技術を説明するためのシステム構成図とタイミングチャートを示した図である。

【図7】各実施形態に共通の原理を説明するシステム構成図を示した図である。

【図8】各実施形態に共通の原理を説明するタイミングチャートを示した図である。

【図9】各実施形態に共通の原理を説明する別のシステム構成図を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。

【0015】

まず、各実施形態に共通の原理について説明する。図７には、各実施形態に共通の原理について説明するためのシステム構成図を示した。伝送路カプラ１０１は、一対の信号線で構成される、差動信号の送信側の伝送路カプラであって、以降は送信カプラとよぶ。送信カプラ１０１に接続された信号源１０３（送信部）から送信されるデータは、信号源１０３に接続されている差動送信バッファ１０４を介することで、差動信号として送信カプラ１０１に入力される。送信カプラ１０１の信号源１０３と接続している方と逆の端は、伝送路の特性インピーダンスと略等しい抵抗１０２によって終端されている。

【0016】

伝送路カプラ１１１は、一対の信号線で構成される、差動信号の受信側の伝送路カプラであって、以降は受信カプラとよぶ。受信カプラ１１１は、送信カプラ１０１に沿って移動することができる。受信カプラ１１１は、送信カプラ１０１と電界および／または磁界の少なくとも一方の効果で結合される。信号源１０３から入力された入力信号は、送信カプラ１０１と受信カプラ１１１の電界および／または磁界結合を経て、受信カプラ１１１の一端からコンパレータ１１３に出力される。入力信号は、コンパレータ１１３によって波形整形され、受信信号として検出される。受信カプラ１１１の他方の端は、伝送路の特性インピーダンスと略等しい抵抗１１２で終端されている。

【0017】

送信カプラ１０１および受信カプラ１１１は方向性結合器として動作する。受信カプラ１１１において、送信カプラ１０１において信号源１０３と接続している方の端と同じ方の端部をカップルド端、もう一方の端をアイソレーション端と言う。

【0018】

図８には、各実施形態に共通の原理を説明するためのタイミングチャートを示した。図８の（Ａ）には、信号源１０３から出力される信号、すなわち送信カプラに入力される信号を示した。また、図８の（Ｂ）には、送信カプラ１０１の、受信カプラ１１１と対向する位置における信号を示した。また、受信カプラ１１１のアイソレーション端を終端し、カップルド端から信号を出力する場合の、カップルド端から出力される信号を図８の（Ｃ）に示した。コンパレータ１１３が出力する信号を図８の（Ｄ）に示した。

【0019】

図８において送信カプラ１０１を伝播する信号、および受信カプラ１１１から検出される信号は差動信号であるが、ここでは説明の簡略化のために差動信号の差信号として示している。

【0020】

信号源１０３から出力された信号（Ａ）は差動バッファ１０４を介して送信カプラ１０１に入力される。送信カプラ１０１上を伝播する信号は、基板上の伝送モードの速度で伝播し、送信カプラ１０１の特性インピーダンスと略等しい終端抵抗１０２に吸収される。ここで終端抵抗１０２が送信カプラ１０１の特性インピーダンスと完全に一致していれば、終端で伝播された信号は反射することなく終端抵抗１０２に吸収される。

【0021】

この場合、受信カプラ１１１と対向する位置における送信カプラ１０１の信号は、入力信号から差動バッファ１０４の遅延と伝送遅延を足したΔｔ_１時間だけ遅れた信号（Ｂ）になる。

【0022】

受信カプラ１１１で検出される信号（Ｃ）は、信号（Ｂ）の立ち上がりに応じて立ち上がり、その後、送信カプラ１０１と受信カプラ１１１が電界および／または磁界結合している長さに略比例した時間分だけ立ち上がりが保持される。つまり受信カプラ１１１の長さに略比例した時間分だけ立ち上がりが保持される。ここでは、図７に示した受信カプラ１１１の長さＬ１に略比例した時間ｔｏｎだけ信号の立ち上がりが保持される。その後、信号（Ｃ）はほぼ０になる。

【0023】

さらに信号（Ｃ）は、信号（Ｂ）の立ち下がりに応じて立ち下がり、同様に時間ｔｏｎだけ立下りが保持される。その後、信号はほぼ０に戻る。

【0024】

波形整形回路１１３は受信カプラ１１１の出力信号から入力信号を復調する回路である。一般的に受信カプラ１１１の信号（Ｃ）（エッジ信号）が、プラスの閾値電圧Ｖｔｈ以上になった場合に“１”を、マイナスの閾値電圧－Ｖｔｈ以下になったときに“０”を出力するようにヒステリシスが設けられたコンパレータで構成される。以後１１３の波形整形回路をコンパレータ１１３と称する。

【0025】

なお、信号（Ｃ）には、送信カプラ１０１の特性インピーダンスと終端抵抗１０２のわずかなインピーダンスずれによる反射波や、受信カプラ１１１内の不整合による反射波等のノイズが生じる場合がある。しかしコンパレータ１１２は、これらのノイズ信号が上記閾値電圧（Ｖｔｈ，－Ｖｔｈ）以内であれば信号（Ｃ）の立ち上がり、立下りのみに応じて変化するため、信号（Ｂ）と同じ波形の信号（Ｄ）を復調することができる。

【0026】

なお、図７および図８では、長い伝送路を送信カプラ、長い伝送路に沿って移動する短い伝送路を受信カプラとしたが、これに限らない。方向性結合器は可逆性を有するため、図９に示したように、送信カプラ１０１と受信カプラ１１１を入れ替えても同様に成立する。なお、図９のシステム構成図に含まれる各構成要件は、図７のシステム構成図に含まれる各構成要件の、同じ付番がついているものにそれぞれ相当する。

【0027】

（第１の実施形態）
本実施形態にかかる無線伝送システムのシステム構成を図１に示した。本実施形態にかかる無線伝送システムでは、送信カプラ１０１が円周上に環状に配置され、受信カプラ１１は送信カプラ１０１に沿って円周上を移動するように構成される。また、受信カプラ１１１はカップルド端から信号を出力する。

【0028】

回転体を有する機器に本実施形態にかかる無線伝送システムが配置される場合、回転体の回転軸を中心とした円周上に送信カプラ１０１が配置される。また、その送信カプラ１０１と対向し、かつ回転体の回転軸を中心とした円周上を移動するように受信カプラ１１１が配置される。受信カプラ１１１は、回転体の外部あるいは内部の何れに配置されてもよい。送信カプラ１０１と受信カプラ１１１とは、電界および／または磁界結合を介して信号を伝送する。なお図１では、送信カプラ１０１、受信カプラ１１１を支持する基板等の部材と、送信カプラ１０１、受信カプラ１１１をマイクロストリップラインやコプレーナラインのような差動の高周波伝送路とした場合のグランド導体を、説明の簡略化のため省いている。

【0029】

なお、図１では伝送路カプラ１０１が送信カプラ、伝送路カプラ１１１が受信カプラとしたが、これに限らず、伝送路カプラ１０１が受信カプラ、伝送路カプラ１１１が送信カプラであってもよい。

【0030】

送信カプラ１０１と受信カプラ１１１とは、同一の機器に含まれるように構成されてもよいし、別々の機器に含まれるように構成されてもよい。

【0031】

さらに受信カプラ１１１から得られる出力信号が所望の信号レベルより小さい場合、受信カプラ１１１とコンパレータ１１３の間に増幅器が挿入されていてもよい。

【0032】

送信カプラ１０１は、一対の導体で構成された伝送路であって、円周上に環状に配置されている。送信カプラ１０１には間隙（ギャップ）が存在し、一方の端には信号源１０３が、差動バッファ１０４を介して接続されている。また、送信カプラ１０１の他方の端には、終端抵抗１０２が接続されている。信号源１０３から出力された信号は、送信カプラ１０１を経由して終端抵抗１０２の方向へ伝送され、終端抵抗１０２に流れ込む。

【0033】

受信カプラ１１１は、送信カプラ１０１が配置された円周と同じ中心を有する円周上に、送信カプラ１０１に対向するように配置される。受信カプラ１１１も一対の導体で構成された伝送路で、送信カプラ１０１より短くなるように構成される。受信カプラ１１１は送信カプラ１０１と電界および／または磁界結合によって結合可能に配置され、送信カプラ１０１を流れる電気信号に基づいて信号を発生するように構成される。

【0034】

受信カプラ１１１のアイソレーション端は、終端抵抗１１２によって終端される。一方、受信カプラ１１１のカップルド端は、コンパレータ１１３に接続されている。コンパレータ１１３は受信カプラ１１１が受信した信号を波形整形し、接続されているディジタル回路１１４に送信する。

【0035】

ここで、送信カプラ１０１のギャップは、受信カプラ１１１のサイズより小さくなるように構成される。受信カプラ１１１が、送信カプラ１０１のギャップを跨ぐように対向しているとき、受信カプラ１１１は送信カプラ１０１の２つの端部と同時に電界および／または磁界結合することになる。この場合、受信カプラ１１１は、送信カプラ１０１に入力される入力信号に対してほとんど遅延が無い信号と、入力信号に対して、送信カプラ１０１上の伝送のため遅延した信号との両方を受信することになる。受信カプラ１１１が受信する信号は、これら２つの信号を、受信カプラ１１１と、送信カプラ１０１の２つの端部の伝送路との結合する割合に従って合成した信号を受信する。

【0036】

図２には、受信カプラ１１１の大きさの決定に用いるタイミングチャートを示した。図２（ａ）には、上から順に、送信カプラ１０１の入力信号Ｖ（ｉｎ）と、送信カプラ１０１の終端部において出力される信号Ｖ（ｔｅｒｍ）と、受信カプラ１１１のカップルド端における出力信号の波形を、受信カプラ１１１の円弧の大きさ毎に示した。ここでは、受信カプラ１１１の円弧がそれぞれ１６０ｄｅｇ（ｄｅｇｒｅｅ、度）、１７０ｄｅｇ，１８０ｄｅｇ，１９０ｄｅｇ，２００ｄｅｇのときの出力信号の波形を示した。受信カプラ１１１の円弧の大きさが、円周の１８０ｄｅｇ以上になると、受信カプラ１１１の出力信号の信号幅が、送信カプラ１０１の入力信号に対するＶ（ｔｅｒｍ）の遅延時間より大きくなり、受信カプラ１１１の出力信号に切れ目が生じなくなる。

【0037】

なお、本実施例の受信カプラ１１１においては円弧の大きさが１６０ｄｅｇ以上１８０ｄｅｇ未満では、受信信号の切れ目が０．１ｎＳ（ｓｅｃｏｎｄ）以下であるため、ほとんどのコンパレータは反応できないため、コンパレータ出力には切れ目が生じない。

【0038】

ここで、伝送する信号が例えば１Ｇｂｐｓであれば、その最大基本周波数は５００ＭＨｚである。一方、受信信号の切れ目が０．１ｎＳであればその基本周波数成分は５ＧＨｚである。このような場合、信号の基本周波数を通過させ、切れ目の周波数成分を抑制するＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）を受信カプラ１１１とコンパレータ１１３の間に挿入すれば、切れ目があってもコンパレータ１１３の出力には切れ目が生じない。簡素化のため、ＬＰＦとして数ｐＦ程度のコンデンサを受信カプラ１１１の差動伝送路の出力間に並列に挿入し、信号をフィルタリングしてもよい。この場合、信号の切れ目は小さくなり、円弧の大きさが１８０ｄｅｇ以下であってもコンパレータ１１３の出力に切れ目が生じなくなる。同様にコンパレータ１１３の応答可能な最大周波数が信号の最大基本周波数より高く、切れ目の周波数成分より低ければコンパレータ１１３の出力に切れ目が生じない。

【0039】

なお、ＬＰＦの挿入や、コンパレータの最大応答周波数によっては信号に切れ目が生じなくなるが、受信カプラ１１１が送信カプラ１０１のギャップ上を移動するとき、受信信号の位相ずれは起きる。この位相ずれが受信カプラ１１１に接続されるディジタル回路１１４のジッタ許容量を超えないようにしなければならない。

【0040】

図２（ｂ）には、受信カプラ１１１の円弧の大きさが円周の１８０ｄｅｇの場合のタイミングチャートを示した。上から順に、送信カプラ１０１に対する入力信号（Ａ）と、送信カプラ１０１の終端部で出力される信号（Ｂ）と、受信カプラ１１１が出力する信号（Ｃ）と、コンパレータ１１３が出力する信号（Ｄ）のタイミングチャートとなっている。図２（ｂ）に示したように、信号（Ａ）に対する信号（Ｂ）の遅延量ｔｄに対して、信号（Ｃ）の信号幅ｔｏｎが略等しいため、信号（Ｄ）に切れ目がなくなっていることがわかる。これらの図より、受信カプラ１１１の大きさを適切に設定することで、コンパレータ１１３が出力する信号におけるデータの飛びが抑制されていることがわかる。

【0041】

図３には、受信カプラ１１１が送信カプラ１０１上を一周した場合のタイミングチャートを示した。図３（ａ）では受信カプラ１１１の円弧の大きさが１５０ｄｅｇの場合、図３（ｂ）には受信カプラ１１１の円弧の大きさが１８０ｄｅｇの場合を示した。

【0042】

図３（ａ）および（ｂ）では、上から順に、送信カプラ１０１に対する入力信号と、送信カプラ１０１の終端部において出力される信号と、送信カプラ１０１と受信カプラ１１１との相対角度毎の受信カプラ１１１の出力信号とを示している。

【0043】

図３（ａ）では、相対角度が－１６０ｄｅｇ，－１３０ｄｅｇ，－１００ｄｅｇ，－７０ｄｅｇ，－４０ｄｅｇ，－１０ｄｅｇ，１０ｄｅｇの時の受信カプラ１１１の出力信号の波形を示した。この受信カプラ１１１は、送信カプラ１０１との相対角度が－１３０ｄｅｇのときに、送信カプラ１０１の終端部付近の信号を主に受信している。このとき、コンパレータ１１３の閾値電圧Ｖｔｈ，－Ｖｔｈは、送信カプラ１０１の遅延した信号（終端部の信号）の影響を受けた立ち上がり時間および立下り時間において到達される。このため、コンパレータ１１３の出力は、送信カプラ１０１への入力信号より遅延された信号として出力される。

【0044】

受信カプラ１１１は、送信カプラ１０１との相対角度が－１００ｄｅｇのときは、送信カプラ１０１の信号が入力される方の端付近の信号を主に受信する。この場合、このときのコンパレータ１１３の出力は、送信カプラ１０１上を伝送することで遅延した信号（終端部の信号）の影響をほとんど受けずに出力される。このため、受信カプラ１１１と送信カプラ１０１との相対角度が－１３０ｄｅｇから－１００ｄｅｇに変わった場合、コンパレータ１１３が出力する信号は、送信カプラ１０１上を伝送することで遅延した信号の影響を受ける信号から受けない信号に変わっていく。この場合、コンパレータ１１３が出力する信号の立ち上がりや立下りのタイミングについて飛びが起きる。

【0045】

なお、受信カプラ１１１が送信カプラ１０１に対して逆に回転した場合、受信カプラ１１１の送信カプラ１０１に対する相対角度が－１００ｄｅｇから－１３０ｄｅｇに変わることになる。この場合、コンパレータ１１３が出力する信号は、送信カプラ１０１上を伝送することで遅延した信号の影響を受けない信号から受ける信号に変わっていくため、同様に立ち上がりや立下りのタイミングについて飛びが起きる。

【0046】

図３（ｂ）では、相対角度が－１９０ｄｅｇ，－１６０ｄｅｇ，－１３０ｄｅｇ，－１００ｄｅｇ，－７０ｄｅｇ，－４０ｄｅｇ，－１０ｄｅｇ，１０ｄｅｇの時の受信カプラ１１１の出力信号の波形を示した。図３（ｂ）では、受信カプラ１１１と送信カプラ１０１との相対角度が－１３０ｄｅｇの場合と－１００ｄｅｇの場合とで、閾値Ｖｔｈおよび－Ｖｔｈを超えるタイミングが略等しい。そのため、受信カプラ１１１と送信カプラ１０１との相対角度が－１３０ｄｅｇから－１００ｄｅｇに変わる場合であっても、コンパレータ１１３が出力する信号の立ち上がりや立下りのタイミングについて飛びが発生しない。

【0047】

以上、受信カプラ１１１の大きさを、受信カプラ１１１が出力する信号の信号幅と、送信カプラ１０１への入力信号に対する終端での出力信号の遅延量と略等しくなるように構成することで、コンパレータが出力する信号の飛びを防ぐことができる。これにより、受信側でのデータの飛びを防ぐことができる。

【0048】

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、図１に示したようなシステム構成を用いたが、これに限らず、別のシステム構成においても同様に受信カプラの大きさを決定してもよい。

【0049】

図４では、第１の実施形態とは異なる無線伝送システムのシステム構成図を示した。図４では、送信カプラ１０１は円柱の側面上に配置され、その外側に、送信カプラ１０１に対向するように受信カプラ１１１が配置される。このようなシステム構成の場合、受信カプラ１１１は、第１の実施形態と同様に、受信カプラ１１１の出力信号の信号幅と、送信カプラ１０１への入力信号に対する終端部での出力信号の遅延量とが略等しくなるような大きさを有する。これに限らず、受信カプラ１１１は、長時間信号を保持できるような大きさを有するカプラとして構成されてもよい。なお、図４に示したシステムは、円筒状に構成される伝送路カプラは、差動伝送路の長さが等しくなるため、第１の実施形態のシステムより差動伝送路の位相が揃いやすく、終端部での反射を小さくできる。

【0050】

図５には、第１の実施形態と異なる無線伝送システムの別のシステム構成図を示した。図５では図４のシステムとは異なり、受信カプラ１１１が、送信カプラ１０１に対して内側に配置されるように構成される。図４と同様に、受信カプラ１１１は、受信カプラ１１１の出力信号の信号幅と、送信カプラ１０１への入力信号に対する終端部での出力信号の遅延量とが略等しくなるような大きさを有する。これに限らず、受信カプラ１１１は、長時間信号を保持できるような大きさを有するカプラとして構成されてもよい。

【0051】

以上、第２の実施形態に示したようなシステム構成をとる場合も、第１の実施形態と同様に受信カプラ１１１の大きさを決定することで、データの飛びを抑制することができる。

【0052】

なお、実回路においては、ディジタル回路１１４は許容ジッタ量ｔｊを有するため、受信カプラ１１１は許容ジッタ量ｔｊより小さい飛びが生じるような大きさで構成されてもよい。すなわち、送信カプラ１０１への入力信号に対する終端部での出力信号の遅延量ｔｄと、受信カプラ１１１の出力信号の信号幅ｔｏｎに対して、ｔｊ＜ｔｏｎ－ｔｄであれば良い。

【0053】

また、第１の実施形態および第２の実施形態の何れに開示の無線伝送システムも、無線信号の通信に加えて、電力も伝送することができてもよい。

【0054】

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ等）によっても実現可能である。また、そのプログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。

【符号の説明】

【0055】

１０１、１１１ 伝送路カプラ
１０２、１１２ 終端抵抗
１０３ 信号源
１０４ 差動送信バッファ
１１３ コンパレータ
１１４ ディジタル回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】