(57)【要約】【課題】移動可能な伝送路において通信の不安定化を防ぐこと。【解決手段】信号伝送システムは、第１の通信部と、その第１の通信部との相対位置が変化しうると共にその第１の通信部と対向する位置において結合によってその第１の通信部と通信を行う第２の通信部であって、第１の通信部と第２の通信部との位置関係によらず、第１の通信部の第１の領域およびその第１の領域と連続しない第２の領域と、同時に所定レベル以上の強さで結合しない大きさを有する第２の通信部と、を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信部と、
前記第１の通信部との相対位置が変化しうると共に前記第１の通信部と対向する位置において結合によって当該第１の通信部と通信を行う第２の通信部であって、前記第１の通信部と前記第２の通信部との位置関係によらず、前記第１の通信部の第１の領域および当該第１の領域と連続しない第２の領域と、同時に所定レベル以上の強さで結合しない大きさを有する前記第２の通信部と、
を有することを特徴とする信号伝送システム。
【請求項２】
前記第１の通信部は、円周に配置される円弧形状を有し、
前記第２の通信部は、前記円周に対向して配置されると共に、前記第１の通信部と結合する領域の前記円周の方向における長さが、前記円周において前記第１の通信部が配置されていない円弧の長さより短く構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の信号伝送システム。
【請求項３】
前記第１の通信部は、前記円周に沿って移動可能である、
ことを特徴とする請求項２に記載の信号伝送システム。
【請求項４】
前記第２の通信部は、前記円周の外側を、当該円周と同じ軸を有する他の円周に沿って移動可能である、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の信号伝送システム。
【請求項５】
前記第１の通信部または前記第２の通信部のうち、信号を受信する一方に接続され、受信した信号の強度が閾値を超える場合に信号を検出したと判定する判定手段をさらに有する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の信号伝送システム。
【請求項６】
前記第１の通信部と複数の前記第２の通信部との通信において、複数の前記第２の通信部の少なくとも１つにおいて受信される信号の強度または複数の前記第２の通信部が送信して前記第１の通信部において受信される信号の少なくとも１つの強度が閾値を超えるように、複数の前記第２の通信部が配置される、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の信号伝送システム。
【請求項７】
複数の前記第２の通信部が受信した信号を合成して出力する合成手段をさらに有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の信号伝送システム。
【請求項８】
複数の前記第２の通信部が受信した信号のいずれかを選択して出力する選択手段をさらに有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の信号伝送システム。
【請求項９】
前記選択手段は、複数の前記第２の通信部が受信した信号の強度に基づいて、出力する信号を選択する、
ことを特徴とする請求項８に記載の信号伝送システム。
【請求項１０】
前記選択手段は、複数の前記第２の通信部と前記第１の通信部との位置関係に基づいて、出力する信号を選択する、
ことを特徴とする請求項８に記載の信号伝送システム。
【請求項１１】
複数の前記第２の通信部が受信した信号を合成する合成手段をさらに有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の信号伝送システム。
【請求項１２】
複数の前記第２の通信部がそれぞれ受信した複数の信号のそれぞれについて、複数の前記第２の通信部と前記第１の通信部との位置関係に基づいて、遅延量を決定する手段をさらに有し、
前記合成手段は、それぞれ前記遅延量だけ遅延させられた前記複数の信号を合成する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の信号伝送システム。
【請求項１３】
複数の前記第２の通信部の中から信号を送信させる少なくとも１つの前記第２の通信部を選択する選択手段をさらに有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の信号伝送システム。
【請求項１４】
前記選択手段は、複数の前記第２の通信部と前記第１の通信部との位置関係に基づいて、信号を送信させる少なくとも１つの前記第２の通信部を選択する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の信号伝送システム。
【請求項１５】
複数の前記第２の通信部に対して送信する信号を分配する分配手段をさらに有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の信号伝送システム。
【請求項１６】
複数の前記第２の通信部がそれぞれ送信する複数の信号のそれぞれについて、複数の前記第２の通信部と前記第１の通信部との位置関係に基づいて、遅延量を決定する手段と、
複数の前記第２の通信部は、前記遅延量だけ遅延させられた前記複数の信号を送信する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の信号伝送システム。
【請求項１７】
前記信号伝送システムにおける要求伝送速度に応じて、複数の前記第２の通信部の数と、複数の前記第２の通信部の配置間隔とが調整される、
ことを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の信号伝送システム。
【請求項１８】
前記信号伝送システムは１つの機器に含まれる、
ことを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の信号伝送システム。
【請求項１９】
前記第１の通信部と前記第２の通信部とが互いに異なる機器に含まれる、
ことを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の信号伝送システム。
【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信号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。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こととなるかに応じて、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が記載されている。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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−４５５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、図１１（Ａ）のように、第１の伝送路１１０１の信号を入力する第１の端と終端されている第２の端とが近い場合、第２の伝送路１１０２が、その第１の端及び第２の端の両方と同時に対向しうる。この場合、図１１（Ｂ）のように、第２の伝送路１１０２において、第１の伝送路１１０１の第１の端及び第２の端におけるタイミングが異なる信号が合成され、誤ったデータが出力されてしまいうる。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、移動可能な伝送路において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】
【０００６】
本発明の一態様による信号伝送システムは、第１の通信部と、前記第１の通信部との相対位置が変化しうると共に前記第１の通信部と対向する位置において結合によって当該第１の通信部と通信を行う第２の通信部であって、前記第１の通信部と前記第２の通信部との位置関係によらず、前記第１の通信部の第１の領域および当該第１の領域と連続しない第２の領域と、同時に所定レベル以上の強さで結合しない大きさを有する前記第２の通信部と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、移動可能な伝送路において通信の不安定化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】信号伝送システムの第１の構成例を示す図。
【図２】第１の構成例の変形例を示す図。
【図３】第１の構成例における信号の様子を概略的に示す図。
【図４】信号伝送システムの第２の構成例と信号の様子を概略的に示す図。
【図５】第２の構成例の第１の変形例と信号の様子を概略的に示す図。
【図６】第２の構成例の第２の変形例と信号の様子を概略的に示す図。
【図７】第２の構成例の変形例におけるスイッチの制御構成を示す図。
【図８】第２の構成例の第３の変形例を示す図。
【図９】第２の構成例の第４の変形例を示す図。
【図１０】送信カプラと受信カプラとの関係を反転させた場合の例を示す図。
【図１１】従来の技術の課題を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、回転体を有する機器は、その回転体の円周上に配置され、信号の送信または受信を行うことができる第１の通信部と、その回転体の円周の外部に少なくとも近接して配置され、第１の通信部と通信可能な１つ以上の第２の通信部とを有する。なお、第２の通信部は、回転体の円周と例えば金属のブラシ等で接触して配置されてもよいし、回転体と接触しない位置に配置されてもよい。すなわち、第１の通信部と第２の通信部との通信は、有線で行われてもよいし、無線で行われてもよい。以下では、第１の通信部と第２の通信部とが、電界結合、磁界結合、又は電磁結合等によって無線で通信するものとする。なお、以下の実施形態では、第１の通信部と第２の通信部は、互いに結合して機器内で信号を伝送するための伝送路として機能するため、以下では第１の通信部及び第２の通信部を伝送路カプラと総称する。また、第１の通信部が信号の送信側であり、第２の通信部が信号の受信側であることから、第１の通信部を送信カプラ、第２の通信部を受信カプラと呼ぶ。なお、第１の通信部が受信カプラであり、第２の通信部が送信カプラであってもよい。
【００１０】
以下では、本実施形態に係る、上述の第１の通信部及び第２の通信部を含んだ信号伝送システムの構成について、いくつかの例を用いて説明する。なお、信号伝送システムは、１つの機器内に含められうるが、例えば、第１の通信部と第２の通信部とが異なる機器に備えられてもよい。例えば第１の通信部が円筒形の軸を有する第１の機器のその軸に備えられると共に、その軸に嵌合可能な部材を有する第２の機器のその部材内に第２の通信部が備えられてもよい。この場合、第１の機器の上述の軸と第２の機器の上述の部材とを嵌合させることで、第１の通信部と第２の通信部とが通信可能となるが、その位置関係が不定である場合がありうる。以下の信号伝送システムは、このような第１の通信部と第２の通信部とが異なる機器に備えられる構成であっても適用可能である。
【００１１】
（第１の構成例）
図１に、本実施形態に係る機器内の信号伝送システムの第１の構成例を示す。図１の信号伝送システムは、伝送路カプラとして送信カプラ１０１と受信カプラ１０２とを含んで構成される。送信カプラ１０１は、一例において円弧形状の導体である。送信カプラ１０１の円弧形状の一方の端（図１の（１）の部分）には信号源１０３が、他方の端（図１の（２）の部分）には終端抵抗１０４が、それぞれ接続される。そして、信号源１０３が出力した信号は、送信カプラ１０１を経て終端抵抗１０４方向へ進行し、終端抵抗１０４へと流れ込む。
【００１２】
受信カプラ１０２は、送信カプラ１０１の円弧形状の軸と共通の軸を有する回転体の円周の一部に配置される。なお、受信カプラ１０２は、送信カプラ１０１と電界結合、磁界結合、又は電磁結合等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が発生するように構成される。なお、受信カプラ１０２は、回転体の送信カプラ１０１に対向する側の表面に配置されてもよいし、表面より内層部分に配置され、表面上は視認できないように配置されてもよい。
【００１３】
なお、受信カプラ１０２は、送信カプラ１０１の円弧形状に含まれない間隙の領域のサイズより小さくなるように構成される。すなわち、受信カプラ１０２は、送信カプラ１０１の２つの端部と同時に強く結合することがないような形状を有する。例えば、受信カプラ１０２は、送信カプラ１０１の円弧形状の間隙の位置１０２’に存在する場合、送信カプラ１０１の２つの端部のいずれとも強く結合することがない状態となる。なお、この場合、受信カプラ１０２は、その強さの程度は非常に微弱であるものの、送信カプラ１０１の２つの端部の両方と結合している状態ともいえる。
【００１４】
しかしながら、この場合には、受信カプラ１０２の出力信号の強度は非常に小さい。このため、例えば受信カプラ１０２の出力信号の強度が閾値より大きい場合のみ、信号が検出されたと判定する構成を用いることにより、この場合の受信カプラ１０２の出力を無視することができる。また、図２に示すように、送信カプラ１０１と受信カプラ１０２の相対的な角度を検出する角度検出部２０１と、角度検出部２０１の検出結果に基づいて制御されるスイッチ２０２とを用いて、受信カプラ１０２の出力の有効／無効を切り替えてもよい。例えば、角度検出部２０１が、受信カプラ１０２が位置１０２’に存在すると判定した場合に、出力を無効化するようにスイッチ２０２をオフとする制御が行われてもよい。
【００１５】
図３は、本実施形態に係る信号伝送システムの各部を流れる信号波形の時間変化を示す図である。信号源１０３から、入力信号として、「１」及び「０」の系列からなるランダムディジタル波形が、送信カプラ１０１の端部の１つに入力される。送信カプラ１０１に入力された電気信号は、送信カプラ１０１内を終端抵抗１０４の方向へと進行し、時間Δｔだけ遅れて、受信カプラ１０２が対向している位置（３）へと到達する。受信カプラ１０２には、送信カプラ１０１の位置（３）付近において流れる電気信号に応じて、結合により、信号が発生する。なお、送信カプラ１０１と受信カプラ１０２との間の結合ではＤＣ成分は伝送されない。このため、図３に示すように、位置（３）付近において送信カプラ１０１を流れる電気信号の立ち上がり及び立ち下がりのタイミングにおいて生じる周波数成分のみが、受信カプラ１０２において発生する。すなわち、受信カプラ１０２においては、位置（３）付近において送信カプラ１０１を流れる電気信号の変化点が、信号波形として出力される。そして、この信号の立ち上がり又は立ち下がりが、コンパレータ１０５によって検出される。コンパレータ１０５は、例えば入力信号が第１の閾値電圧Ｖｔｈ以上となったことに応じて立ち上がり、一度立ち上がった電圧が第２の閾値電圧−Ｖｔｈを下回ったことに応じて立ち下がる、ヒステレシスコンパレータである。このようにヒステレシスコンパレータによって波形整形することにより、コンパレータ１０５の出力信号が、送信カプラ１０１に入力されたオリジナルの信号と同等の信号となる。
【００１６】
このように、受信カプラの長さが、送信カプラの円弧形状の間隙の長さより短くなるように送信カプラ及び受信カプラを構成することにより、送信カプラの２つの端部に同時に結合することを防ぐことができる。このため、２つのタイミングが異なる信号が合成されて分離できない状態で受信されることを防ぐことができる。
【００１７】
（第２の構成例）
図４（Ａ）〜図４（Ｄ）に、本実施形態に係る機器内の信号伝送システムの第２の構成例と、信号伝送システム内で流れる信号の時間変化の例を示す。本信号伝送システムでは、図４（Ａ）に示すように、２つの受信カプラ１０２０及び１０２１が円周上で１８０°ずれた位置に配置されている。ここで、図４（Ｂ）に示すように、送信カプラ１０１では、電気信号が信号源１０３から終端抵抗１０４の方向へと流れる。このため信号源１０３に近い位置（受信カプラ１０２０が対向する位置）では、終端抵抗１０４に近い位置（受信カプラ１０２１が対向する位置）より、電気信号が到来するタイミングが、例えば図４（Ｂ）に示すように時間差Δｔだけ早い。そして、受信カプラ１０２０及び１０２１は、送信カプラ１０１に伝送されてきた信号をそれぞれ検出するため、両者の出力信号もΔｔだけずれることとなる。これらの受信カプラ１０２０及び１０２１の出力信号は、合成器４０１へと入力される。ここで合成器４０１は、受信カプラ１０２０及び１０２１の出力を合成するウィルキンソン合波器等の合成器であり、その出力信号は、受信カプラ１０２０及び１０２１からの出力を同相で加算したような特性を有することとなる。
【００１８】
合成器４０１の出力は、図１と同様のヒステレシスを有するコンパレータ１０５で波形整形される。これにより、次の信号変化までの時間よりもΔｔが小さい場合、コンパレータ１０５の出力波形として、受信カプラ１０２０の信号の立ち上がり及び立ち下がりを波形整形した波形と同様の波形を得ることができる。
【００１９】
ここで、図４（Ｃ）に、２つの受信カプラが左回転して、それぞれ位置１０２０’及び１０２１’に移動した場合の様子を示す。この場合、図４（Ｄ）に示すように、受信カプラ１０２０’からは信号が出力されないため、コンパレータ１０５からは、受信カプラ１０２０’の出力を波形整形した信号が復調信号として出力される。
【００２０】
このように、２つの受信カプラ１０２０及び１０２１を円周上で１８０°ずれた位置に配置し、それらの信号を加算してヒステレシスコンパレータで波形整形することにより、送信カプラ１０１に入力されたオリジナルの信号と同等の信号を得ることができる。なお、２つの受信カプラを用いることにより、送信カプラの円弧形状の間隙に存在する１つの受信カプラが信号を検出することができない場合でも、他の受信カプラが信号を検出することができるようになる。このため、回転体の位置によって通信できない状況が発生することを防ぐことができる。
【００２１】
なお、第２の構成例に係る信号伝送システムは、図５（Ａ）及び図５（Ｃ）、図６（Ａ）及び図６（Ｃ）、又は図７（Ａ）及び図７（Ｂ）のように構成されてもよい。これらの構成においては、受信カプラ１０２０及び１０２１は、図４に示すように、円周上で１８０°ずれた位置に配置されている。
これに対して、図５（Ａ）及び図５（Ｃ）では、２つの受信カプラ１０２０及び１０２１の出力のうちのいずれかを、コンパレータ１０５へと入力するように構成されるスイッチ５０１を有する。図５（Ａ）及び図５（Ｃ）のように、スイッチ５０１が、２つの受信カプラ１０２０及び１０２１の出力のうちのいずれか１つを選択的に出力することにより、図３に示す構成と同様の効果を得ることができるようになる。図５（Ｂ）及び図５（Ｄ）は、それぞれ、図５（Ａ）及び図５（Ｃ）の状態において信号伝送システム内を流れる信号波形の時間変化を示している。図５（Ａ）の状態では、図４（Ａ）の状態と同様に、信号源１０３に近い位置（受信カプラ１０２０が対向する位置）では、終端抵抗１０４に近い位置（受信カプラ１０２１が対向する位置）より、電気信号が到来するタイミングが時間差Δｔだけ早い。そして、スイッチ５０１が、受信カプラ１０２０の出力信号をコンパレータ１０５へと入力することを選択した場合、コンパレータ１０５における波形成型によって、図４（Ａ）の場合と同様の出力信号を得ることができる。一方、図５（Ｃ）の状態では、図４（Ｃ）の状態と同様に、受信カプラ１０２０’からは信号が出力されない。そして、この場合に、スイッチ５０１が、受信カプラ１０２１’の出力信号をコンパレータ１０５へと入力することを選択すると、コンパレータ１０５における波形成型によって、図４（Ｃ）の場合と同様の出力信号を得ることができる。なお、スイッチ５０１は、例えば、２つの受信カプラからの出力信号のうち、受信タイミングが早い方の出力信号を、コンパレータ１０５への出力対象として選択してもよいし、例えば電力が強い方の出力信号をその出力対象として選択してもよい。
【００２２】
なお、受信カプラの出力信号をスイッチングすると、スイッチング時のインピーダンス変化等によって、スイッチから出力される信号が安定しなくなりうる。図６（Ａ）及び図６（Ｃ）は、これに対処するため、受信カプラ１０２０及び１０２１の出力信号を、それぞれヒステレシスを有する別個のコンパレータ１０５０及び１０５１によって波形整形し、その信号を、スイッチ５０１で選択するようにしてもよい。この場合も、図６（Ｂ）及び図６（Ｄ）に示すように、最終的な出力信号として、図４の場合と同等の信号を得ることができる。なお、この場合のスイッチ５０１も、例えば受信タイミングや電力に基づいて、入力された信号のうちのどの信号を出力するかを決定しうる。
【００２３】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、上述のスイッチ５０１が、出力対象を選択する処理を実現するための構成の例を示している。図７（Ａ）では、２つの受信カプラの出力のピークが、ピーク検出部７０１０及び７０１１によってそれぞれ検出され、その出力が比較部７０２において比較されて、信号が大きい方が出力されるように、スイッチ５０１が制御される場合の例を示している。一方、図７（Ｂ）では、角度検出部７０３によって、受信カプラ１０２０の位置（受信カプラ１０２０と送信カプラ１０１との相対角度）が検出され、この検出結果に基づいて、どちらの受信カプラからの出力信号が選択されるべきかが決定される。なお、本例では、受信カプラ１０２１の位置は、受信カプラ１０２０の位置が特定されれば、一意に特定される。これにより、例えば、スイッチ５０１は、この検出結果に基づいて、受信タイミングが早くなる方の受信カプラからの出力信号を選択するように制御される。このようにして、適切な受信カプラからの信号が選択されることにより、信号源１０３が出力した信号波形と同等の信号波形をスイッチ５０１の出力として得ることができる。
【００２４】
なお、上述の構成例において、受信カプラ１０２０及び１０２１のいずれか一方の立ち上がり及び立ち下がり信号が選択される場合であって、選択される受信カプラの出力が切り替わる場合、送信カプラ１０１上の伝搬遅延によるジッタが生じうる。例えば、ビットレート（ボーレートと置き換えられてもよい）が２５０Ｍｂｐｓの信号の１シンボルあたりの時間幅は４ｎｓ（ナノ秒）であり、クロックリカバリのための許容ジッタが１シンボルの時間幅の１／４程度であるとすると、許容ジッタは１ｎｓとなる。ここで、基板厚＝１．６ｍｍ及び誘電率＝４．６の基板上に作成されたマイクロストリップラインは、１００ｍｍの伝搬距離において遅延量が約１ｎｓである。このため、同等の誘電率と厚さの材料を円周上に配置した場合、その材料の長さが１００ｍｍ、すなわち円周の直径が約３２ｍｍである場合に、信号がその材料を１周分伝搬する間に約１ｎｓの遅延が生じることとなる。
【００２５】
このとき、上述のように、２つの受信カプラが円周上に対向して配置される場合であって、送信カプラ１０１が約３２ｍｍの直径の円周上に配置される場合、２つの受信カプラの間での伝送遅延は約０．５ｎｓとなる。このため、許容ジッタが１シンボルの時間幅の１／４程度である場合には、５００Ｍｂｐｓの信号を伝送可能になる。ネットワークカメラのような映像センサは解像度が高くなっており、これに伴って伝送路の高速化が重要となるため、上述の第２の構成例を用いることは効果的であるといえる。
【００２６】
図８は、伝送路のさらなる高速化のために、第２の構成例において、受信カプラの数を４つに増やし、それぞれの受信カプラが円弧状で隣接する受信カプラと９０°だけ離れるようにした状態を示している。なお、図８では、４つの受信カプラ１０２０〜１０２３の出力信号がそれぞれコンパレータ１０５０〜１０５３に入力され、その出力が、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）を参照して説明したような制御に基づいて、スイッチ５０１において選択される。本構成例では、例えば送信カプラ１０１が約３２ｍｍの直径の円周上に配置される場合、２つの隣接する受信カプラの間での伝送遅延は約０．２５ｎｓとなる。このため、許容ジッタが１シンボルの時間幅の１／４程度である場合には、図８のような構成をとることにより、１Ｇｂｐｓの信号を伝送可能になる。このように、受信カプラ１０２の数と、その複数の受信カプラ１０２の配置間隔とを調整することにより、要求伝送速度を調整することができる。
【００２７】
なお、一般的に、回転体を有する機械構造では、その回転体の回転の中心軸を通信に用いることができない場合が多く、送信カプラを、中心部分からどれぐらい離間させて配置すべきかについては、その構造によって決定される。また、必要なデータ伝送速度は、システムの要求に基づいて決定されうる。これに対して、図８のような構成において、受信カプラの数を調整することにより、隣接する受信カプラ間で検出される信号の時間差を調整することができ、これに応じて、達成可能なデータ伝送速度を調整することができる。例えば、送信カプラが配置される円周の半径が大きい場合、その円周の１周分の伝搬遅延が大きくなるが、受信カプラを増やして、互いに隣接する受信カプラ間の距離を縮めることで、受信カプラ間の伝送遅延を短縮し、データ伝送速度を高速化することができる。
【００２８】
さらに、第２の構成例は、図９のように構成されてもよい。図９では、角度検出部７０３０及び７０３１が、受信カプラ１０２０及び１０２１に接続され、これらの受信カプラと送信カプラ１０１との相対位置を検出している。また受信カプラ１０２０及び１０２１にそれぞれ接続されたコンパレータ１０５０及び１０５１の後段に、可変遅延部９０１０及び９０１１が接続されている。この可変遅延部９０１０及び９０１１は、角度検出部７０３０及び７０３１から得られる位置に応じて、送信カプラ１０１での伝搬に起因する遅延量を相殺するように調整される。すなわち、可変遅延部９０１０及び９０１１は、受信カプラ１０２０及び１０２１からの２つの出力信号が有効な場合に、可変遅延部９０１０及び９０１１から出力される信号のタイミングが一致するように動作する。そして、可変遅延部９０１０及び９０１１からの出力は、ＯＲ回路９０２によって合成された結果の出力と（略）一致することとなる。また、一方の受信カプラが、送信カプラ１０１と対向していない位置に存在する場合は、例えば角度検出部７０３０及び７０３１の出力を共に「０」とすることができる。これにより、ＯＲ回路９０２の出力が、送信カプラ１０１と対向している受信カプラの出力から得られた信号と同等になる。このような構成によれば、送信カプラ１０１上の信号遅延は可変遅延部９０１０及び９０３１によって相殺されるため理論的にはデータ伝送速度は送信カプラ１０１上の信号遅延の影響を受けず、どのようなデータ速度でも対応可能となる。
【００２９】
なお、図９において可変遅延部がコンパレータの後に挿入されているが、可変遅延部とコンパレータとの位置関係は逆でもよい。また、図９では、２つの受信カプラの出力の合成を最終段のＯＲ回路９０２で行っているが、可変遅延回路の後であれば、どの段階で合成や選択が行われてもよい。また、ＯＲ回路として、信号の逆流が抑えられる回路構成であればワイヤードＯＲ回路が用いられてもよい。角度検出部は、それぞれの受信カプラに接続されているが、２つの受信カプラ間の角度は１８０°で固定されているため、角度検出部を１つとし、他のカプラの位置については算出によって特定してその特定結果が可変遅延部等に入力されてもよい。
【００３０】
上述の説明では、円弧形状の送信カプラの間隙の長さが、受信カプラの長さより大きくなるような構成について説明したが、これは一例であり、これに限られない。すなわち、受信カプラが、送信カプラの円弧形状の２つの端部と同時に結合したとしても、その２つの端部の少なくとも１つとの結合の強さが信号を検出できない程度に弱ければ十分である。このように、円弧形状の送信カプラと、送信カプラの２つの端部の両方と同時に所定レベル以上の強さで結合することができないような受信カプラとを用いることにより、受信カプラにおいて誤った信号を受信することを防ぐことができる。なお、受信カプラは、送信カプラの第１の領域と結合しながら、第１の領域と連続しない第２の領域と結合することがない（又はこれらの２つの領域と同時に所定レベル以上の強さで結合しない）ように構成されうる。すなわち、例えば送信カプラ又は受信カプラが自由曲線形状を有する際に、端部ではない２つの領域で結合してしまう場合がありうる。この場合であっても、このような結合が生じないように、送信カプラと受信カプラとを構成することによって、遅延量が異なる２つの信号が混ざって受信され、通信が不安定化することを防ぐことができる。
【００３１】
また、上述の説明では、円弧形状の送信カプラと、その円弧形状の軸と同じ軸を有する円周上を回転体の移動と共に移動可能に配置される受信カプラとからなる信号伝送システムについて説明したが、これに限られない。例えば、送信カプラが回転体の軸となる円筒形状の物体に設置される場合であっても、送信カプラは例えばその物体の内部に、円弧ではない曲線形状で形成されてもよい。例えば、送信カプラは、２つの端部を有すると共に、受信カプラの移動軌道によって囲まれており、受信カプラが所定の位置に存在する場合に送信カプラと受信カプラとが結合して通信可能な任意の形状を有しうる。なお、送信カプラが移動可能に構成され、その移動軌道の外側のいずれかの位置であって、その位置において送信カプラと受信カプラとが結合によって通信可能な位置に、受信カプラが固定的に配置されていてもよい。また、送信カプラと受信カプラとが共に移動可能であってもよく、１つのカプラの移動軌道が別のカプラの移動軌道に囲まれるように構成されてもよい。また、送信カプラと受信カプラとの位置関係が少なくとも初期的に不定であり、一度定められた位置関係が固定される場合にも、上述の手法を適用することができる。
【００３２】
なお、上述の各構成例では、説明のため、送信カプラの外側の受信カプラが存在する構成を示したが、これに限られない。すなわち、送信カプラに対向し、送信カプラと電気的に結合される位置であれば、送信カプラの上面、下面、内側のどこに受信カプラが存在してもよい。この場合も、受信カプラが、送信カプラの２つの端部と同時に所定レベル以上で結合しないように構成されていれば、２つのタイミングがずれた信号が合成されてしまうことを防ぐことができる。このような構成を図１０に示す。図１０では、送信カプラが複数存在し、その内側に受信カプラが１つ存在する場合を示している。信号源１０３の出力は分配部１００１を介して２つの送信カプラ１０１０及び１０１１に接続される。図１０では、受信カプラ１０２は、送信カプラ１０１０及び１０１１の信号を同時に受信する。このとき、送信カプラ１０１０の位置は、受信カプラ１０２の出力端（コンパレータ１０５に接続される側の端部）から遠く離れており、送信カプラ１０１１の位置は受信カプラ１０２の出力に近い。このため、角度検出部７０３によって、送信カプラ１０１０及び１０１１と受信カプラ１０２との相対的な位置を検出し、その検出結果と受信カプラ１０２上を伝搬する際の遅延量とに基づいて、可変遅延部９０１０及び９０１１における信号の遅延量を制御する。図１０の例では、可変遅延部９０１０の遅延量を小さく、可変遅延部９０１１の遅延量を大きくすることで、コンパレータ１０５に入力される際のそれぞれの送信カプラからの信号の立ち上がり及び立ち下がり信号を（略）一致させることができる。
【００３３】
なお、図１０の構成では、角度検出部７０３が検出した複数の送信カプラ１０１０及び１０１１のそれぞれと受信カプラ１０２との位置関係に応じて、いずれの送信カプラから信号を送信させるかを選択するようにしてもよい。この場合、分配部１００１の代わりにスイッチが用いられうる。
【００３４】
また、上述の各構成例では、説明のため送信カプラ、受信カプラを一本の線で表現しているが、差動線路を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０１：送信カプラ、１０２：受信カプラ、１０３：信号源、１０４：終端抵抗、１０５：コンパレータ、２０１：角度検出部、２０２：スイッチ、４０１：合成部、５０１：スイッチ、７０３：角度検出部、７０１０、７０１１：ピーク検出部、７０２：比較部、１００１：分配部、１００２：終端抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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