(57)【要約】【課題】  信号伝送路の変動を検出する回路などを追加することなく、コストアップを最小限に止めて、信号伝送路の特性インピーダンス補正を可能とする。【解決手段】  誘電体の中に導体箔の信号線及びＧＮＤ線が形成されて筐体に設置された場合に静電結合の影響を受ける信号伝送路において、導体箔を筐体に設置する場合は、信号伝送路の送信端と受信端の間で一定に構成した場合よりも、アイパターンにおける規定のマスクからのマージンが大きくなるように導体箔の形状を構成する。【選択図】      図６
2011101327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体の中に導体箔の信号線及びＧＮＤが形成されて筐体に設置された場合に静電結合の影響を受ける信号伝送路であって、
前記導体箔を前記筐体に設置する場合は、前記信号伝送路の送信端と受信端の間で一定に構成した場合よりも、アイパターンにおける規定のマスクからのマージンが大きくなるように前記導体箔の形状を構成することを特徴とする信号伝送路。
【請求項２】
前記信号伝送路における一部領域に対して特性インピーダンスを変化させるように前記導体箔の形状を構成することを特徴とする請求項１に記載の信号伝送路。
【請求項３】
前記信号伝送路における一部領域とは、前記信号伝送路のＧＮＤ又は導体と近接する領域であることを特徴とする請求項２に記載の機器内信号伝送路。
【請求項４】
フラット配線材による信号伝送路において導体幅を変化させることにより特性インピーダンスを変化させるように前記導体箔の形状を構成することを特徴とする請求項１に記載の信号伝送路。
【請求項５】
前記フラット配線材は、巻き込み構造をとる機器の動きに応じて、配線材の距離が変化することを特徴とする請求項４に記載の信号伝送路。
【請求項６】
誘電体の中に導体箔の信号線及びＧＮＤが形成されて筐体に設置された場合に静電結合の影響を受ける信号伝送路であって、
前記導体箔を前記筐体に設置する場合は、前記信号伝送路の送信端と受信端の間で一定に構成した場合よりも、アイパターンにおける規定のマスクからのマージンが大きくなるように前記導体箔の間隔を構成することを特徴とする信号伝送路。
【請求項７】
誘電体の中に導体箔の信号線及びＧＮＤが形成されて筐体に設置された場合に静電結合の影響を受ける信号伝送路であって、
前記導体箔を前記筐体に設置する場合は、前記信号伝送路の送信端と受信端の間で一定に構成した場合よりも、アイパターンにおける規定のマスクからのマージンが大きくなるように前記導体箔の誘電率を変更することを特徴とする信号伝送路。
【請求項８】
誘電体の中に導体箔の信号線及びＧＮＤが形成されて筐体に設置された場合に静電結合の影響を受ける信号伝送路であって、
前記導体箔を前記筐体に設置する場合は、前記信号伝送路の送信端と受信端の間で一定に構成した場合よりも、アイパターンにおける規定のマスクからのマージンが大きくなるように前記導体箔の厚みを構成することを特徴とする信号伝送路。
【請求項９】
前記アイパターンにおける規定のマスクからのマージンは、信号波形のタイミング又は電圧のマージンであることを特徴とする請求項１に記載の信号伝送路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的なＦＦＣやインピーダンス整合されたフレキケーブル等で接続される信号伝送路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１に示す（Ａ）はストリップライン構造の信号伝送路の断面図である。また、図１に示す（Ｂ）はコプレーナ構造の信号伝送路の断面図である。信号伝送路は、誘電体１０１、導体箔（信号線）１０２、導体箔（ＧＮＤ）１０３で形成される。ここで、ストリップライン構造は、図１に示す（Ａ）のように、表裏面に導体箔（ＧＮＤ）１０３を形成した誘電体１０１内部に線状の導体箔（信号線）１０２を形成した構造である。これに対して、コプレーナ構造は、図１に示す（Ｂ）のように、誘電体１０１内部に線状の導体箔（信号線）１０２、線状の導体箔（ＧＮＤ）１０３を形成した構造である。
【０００３】
図２はそれぞれの構造で２本の信号伝送路が近接した状態を示す図である。図２に示す（Ａ）はストリップライン構造の場合であり、図２に示す（Ｂ）はコプレーナ構造の信号伝送路の場合である。図２において、符号１１１は導体間の静電結合、符号１１２は近接する信号伝送路間の間隔を示す。図２に示す（Ａ）のように、ストリップライン構造の信号伝送路の場合、信号線１０２の静電結合１１１は上下の導体箔（ＧＮＤ）１０３の面により１本の信号伝送路内部で閉じており、近接した２本の信号伝送路の間で互いに影響を及ぼさない。しかし、図２に示す（Ｂ）のように、コプレーナ構造の信号伝送路の場合、信号線１０２の上下に導体箔（ＧＮＤ）１０３がない。そのため、静電結合１１１は１本の信号伝送路の内部では閉じず、２本の信号伝送路が近接した場合、信号線の静電結合は互いに影響を及ぼす。
【０００４】
信号伝送路の特性インピーダンスＺｏは、以下の（１）式により求められる。ここで、Ｌは単位長当たりのインダクタンス、Ｃは単位長当たりのキャパシタンスである。
【０００５】
【数１】
2011101327.tif 000003
【０００６】
近接する信号伝送路間の間隔１１２が変化すれば、導体間の距離の変化により静電結合（Ｃ成分）は変化し、信号伝送路の特性インピーダンスに変化が生じる。即ち、信号伝送路同士が近づけば、近接する導体間の静電結合が強まり、特性インピーダンスは減少する。反対に、信号伝送路同士が遠ざかれば、近接する導体間の静電結合は弱まり、特性インピーダンスは増加する。
【０００７】
信号伝送において、伝送路と入出力間でのインピーダンス整合は重要であり、インピーダンス整合がとれないと、伝送路中で信号波形が劣化し、信頼性の高い通信を行うことができなくなる。つまり、特性インピーダンスが変化する信号伝送路では、インピーダンス整合をとることは難しい。
【０００８】
機器内信号伝送路では、複雑な筐体形状での信号伝送や伝送路を可動させるなどの様々な用途で使用される。そのため、伝送線路の柔らかさを保ったまま特性インピーダンスの整合を取りたいという要求がある。本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。
【０００９】
従来、信号伝送路の特性インピーダンスの変化に対して、巻き付け構造になった伝送路においては、ケーブルの導体を傾斜して配線することにより、近接する導体同士がシフトした位置で重なり合い、導体間の静電結合を低減させる方法が開示されている。例えば、特許文献１参照。
【００１０】
また、伝送線路に要求される特性インピーダンスとは異なる特性インピーダンスの線路接続用コネクタがネットワーク線路網上に存在する場合、ネットワーク伝送線路網全体の伝送特性の劣化を防ぐ技術もある。例えば、特許文献２には、線路接続用コネクタの接続ピン付近の伝送線路パターン幅を、接続ピンに向かうに従って漸次的に変化させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−１００７０８号公報
【特許文献２】特開２００１−３１３５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術では、導体を傾斜して配索する分、余分なケーブル幅が必要となるため、複数の信号を伝送する際には小型化の面で不向きであった。また巻き付け構造以外の特性インピーダンス変動に対しては適用ができなかった。更に、特許文献２に開示された技術では、二者間のインピーダンス差分が大きい場合、信号品質の劣化はさけられない。
【００１３】
また、上述の特許文献１、２では、図２と共に背景技術で説明した機器の配線状態により部分的に特性インピーダンスが変化する課題に対しての対策がなされていない。
【００１４】
本発明は、信号伝送路の変動を検出する回路などを追加することなく、コストアップを最小限に止めて、信号伝送路の特性インピーダンス補正を可能にした信号伝送線路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、誘電体の中に導体箔の信号線及びＧＮＤが形成されて筐体に設置された場合に静電結合の影響を受ける信号伝送路であって、
前記導体箔を前記筐体に設置する場合は、前記信号伝送路の送信端と受信端の間で一定に構成した場合よりも、アイパターンにおける規定のマスクからのマージンが大きくなるように前記導体箔の形状を構成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、機器内の配線状態に応じて、コストアップなくインピーダンス不整合による信号波形の劣化や、ノイズの発生を低減した信号伝送路を提供することができる。従って、ノイズの発生を低減したことにより、機器外部への発生ノイズが低下し、ＥＭＩ対策が容易になる。また、ケーブルの柔軟性を損なわず、新規のメカ構造を必要としないため、適用が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（Ａ）はストリップライン構造の信号伝送路の断面図、（Ｂ）はコプレーナ構造の信号伝送路の断面図。
【図２】２本の信号伝送路が近接した状態を示す図。
【図３】（Ａ）は第１の実施形態における信号伝送路の構成を示す図、（Ｂ）は筐体近接部を簡略化した図。
【図４】（Ａ）は従来型の一定線幅による信号伝送路での特性インピーダンスを示す図、信号伝送路の全ての部分で一定となる特性インピーダンスを示す図。
【図５】従来型の一定線幅による信号伝送路を示す図。
【図６】第１の実施形態における特性インピーダンスの部分変化を施した構造例を示す図。
【図７】マイクロストリップライン構造を示す図。
【図８】誘電体厚みＨを変化させたときの特性インピーダンスを示す図。
【図９】（Ａ）は従来の信号伝送路（図５）のアイパターンを示す図、（Ｂ）は第１の実施形態における信号伝送路を使用した際のアイパターン改善結果を示す図。
【図１０】（Ａ）は第１の実施形態の変形例１を示す図、（Ｂ）は第１の実施形態の変形例２を示す図。
【図１１】第１の実施形態の変形例３を示す図。
【図１２】（Ａ）はネットワークカメラの外形とその内部の機器内信号伝送路を示す図、（Ｂ）はネットワークカメラ内の信号伝送路を５つの領域に分けた図。
【図１３】（Ａ）は従来のコプレーナ構造のフレキケーブル（図５）を用いた際の各ポイントでの特性インピーダンスを示す図、（Ｂ）は第２の実施形態による信号伝送路の特性インピーダンスの改善結果を示す図。
【図１４】第２の実施形態における特性インピーダンスの部分変化を施した構造例を示す図。
【図１５】パン機能及びチルト機能を有するネットワークカメラの構造例を示す図。
【図１６】（Ａ）は回転部が固定部を軸に左回りに回転した状態、（Ｂ）は逆に右回りに回転した状態を示す図。
【図１７】（Ａ）はチルト回転部での特性インピーダンスの変動を示す図、（Ｂ）は目標としている特性インピーダンスの値に対して最も変動が少なくなるように補正する図。
【図１８】第３の実施形態における信号伝送路の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら発明を実施するための形態について詳細に説明する。まず、本発明に係る第１の実施形態として近接する筐体に対して特性インピーダンスを補正する方法を説明する。
【００１９】
図３に示す（Ａ）は、第１の実施形態における信号伝送路の構成を示す図である。基板３０１と基板３０２とは信号伝送路３０３によって接続され、信号の伝達を行っている。信号伝送路３０３は、図１に示す（Ｂ）のようなコプレーナ構造のフレキケーブルを筐体に組み込んだものである。信号伝送路３０３の付近に筐体（ＧＮＤ）３０４が配置されている。また、信号伝送路３０３は、一部が筐体３０４に近接している。信号伝送路３０３において、基板３０１のコネクタから筐体近接部分前までを領域３１１、筐体近接部分を領域３１２、筐体近接部分通過後から基板３０２のコネクタまでを領域３１３として定義する。
【００２０】
図４に示す（Ａ）は、図５に示す従来型の一定線幅による信号伝送路での特性インピーダンスを示す図である。図３に示す（Ａ）の領域３１１〜３１３での特性インピーダンスは、図４に示す（Ａ）のように伝送路位置によって異なる。領域３１１と領域３１３との特性インピーダンスは自由空間とほぼ同様の値である。これは、信号伝送路付近に影響を与えるものが存在していないためである。しかし、領域３１２での特性インピーダンスは値が小さくなっている。これは、信号伝送路３０３の信号線の上下、又はそのどちらかにＧＮＤ面が近接したことにより、静電結合が増大したためであり、特性インピーダンスが変動している。
【００２１】
図６は、第１の実施形態における特性インピーダンスの部分変化を施した構造例を示す図である。図６に示す構造例はフレキケーブルの上面図であり、フレキケーブルは誘電体１０１、導体箔（信号線）１０２、導体箔（ＧＮＤ）１０３で形成される。ここで図６に示す信号伝送路部分６１１〜６１３は、図３に示す（Ａ）の領域３１１〜３１３に対応し、信号線の導体幅を変化させている。領域３１２の筐体近接部分に関しては近接する導体間の静電結合が強まり、特性インピーダンスは減少する。この特性インピーダンスが減少する分を、予め特性インピーダンスを高く設定することで補正を行う。即ち、図６に示す信号伝送路部分６１２の信号線幅を細くすることで補正する。尚、信号伝送路部分６１１、６１３に関しては特性インピーダンスが自由空間上とほぼ同等のため、フレキケーブルの配線幅は変化させない。
【００２２】
図６に示す構造により、信号伝送路部分６１１〜６１３の特性インピーダンスは、図４に示す（Ｂ）のように、信号伝送路の全ての部分で一定となる。即ち、図６の信号伝送路使用時の特性インピーダンスと従来の信号伝送路使用時の特性インピーダンスとは同様の値となる。そして、信号伝送路部分６１２の特性インピーダンスの変動が従来信号伝送路使用時の特性インピーダンス（図４に示す（Ａ））に対して軽減され、信号伝送路の特性インピーダンスが一定になる。ここでは、特性インピーダンスが一定になるようにした。しかし、筐体に設置された場合の静電結合による特性インピーダンスの減少が５０％以上低減されるように信号線幅を細くすれば、インピーダンス不整合による信号劣化を十分に軽減することができる。
【００２３】
次に、補正に関する具体的な算出式を説明する。まず、通常コプレーナ構造のフラットケーブルの特性インピーダンスは以下の（２）式によって求められる。εe は実効比誘電率、εr は媒質の比誘電率、Ｖは媒質の空気比率である。Ｐは導体中心間距離ピッチ、ｄは丸型導体外形（平型導体の場合相当円の直径を用いる）である。
【００２４】
【数２】
2011101327.tif 000004
【００２５】
上記（２）式に示すように、誘電体、導体外形が決まってしまえば、導体間ピッチＰによって特性インピーダンスＺｏが決まる。また、逆に言えば、導体間ピッチＰが変わった場合、導体外形ｄを変化させることで特性インピーダンスの補正が可能である。
【００２６】
従来、単体の信号伝送路の特性インピーダンスはケーブルの構造のみにより決定されるものであった。しかし、これでは信号伝送路を筐体（ＧＮＤ）に組み込む際に、その特性インピーダンスの変動が大きくなってしまう。
【００２７】
信号伝送路に筐体（ＧＮＤ）が近接した際の特性インピーダンスは、擬似的なマイクロストリップライン構造として扱うことで近似値を算出することができる。図７に示すように、マイクロストリップライン構造とは、裏面に導体（ＧＮＤ）１０３を形成した誘電体１０１の表面上に線状の導体１０２を形成した構造を持つものである。図３に示す（Ｂ）のように、ストリップライン構造の内部導体から表面の導体（ＧＮＤ）１０３を取り除いた構造に相当する。
【００２８】
図３に示す（Ｂ）は、筐体近接部を簡略化した図であり、コプレーナ構造の信号伝送路の付近に筐体面（ＧＮＤ）が近接しているというものであることがわかる。この信号伝送路の特性インピーダンスは、コプレーナ構造の信号伝送路でありながら、筐体近接部領域３１２に関してはマイクロストリップラインとして特性インピーダンスを算出する。このマイクロストリップラインとして、特性インピーダンスを計算する式を以下の（４）式に示す。ここで、Ｈは誘電体厚み、Ｔは導体厚み、Ｗは導体幅である。
【００２９】
【数３】
2011101327.tif 000005
【００３０】
上記（４）式に示すように、誘電体の厚みＨに応じて特性インピーダンスは変化する。即ち、誘電体の厚みが広がるほど特性インピーダンスは上昇する。また、導体幅に応じて特性インピーダンスのカーブが異なる。導体幅が広くなると特性インピーダンスが低下し、狭くなると特性インピーダンスが上昇する。
【００３１】
図８に、上記（４）式の誘電体厚みＨを変化させたときの特性インピーダンスを示す。Ｘ軸は誘電体の厚み、Ｙ軸は特性インピーダンスを示している。導体幅Ｗ＝0.3mm、0.5mm、1.0mmとし、導体厚みＴは固定値とする。図８より誘電体の厚みＨが小さくなるにつれ（筐体部が近づく）、特性インピーダンスが低下していることがわかる。そこで、第１の実施形態では、近接する筐体（ＧＮＤ）との距離が狭くなる部分での特性インピーダンス低下を防ぐため、導体幅Ｗを狭くし、補正を行っている。
【００３２】
図３に示す領域３１１、３１３においては、特性インピーダンスの変動がなく安定しているため、従来のコプレーナ構造として特性インピーダンスを決定する。これに対して、領域３１２においては、コプレーナ構造でなく、マイクロストリップとして近似し、特性インピーダンスを決定する。即ち、筐体組み込み時に安定した特性インピーダンスとなるように、筐体組み込み時の変動分を想定し、特性インピーダンスを決定する。これにより、特性インピーダンスの変動を減少させ、信号伝送信号の劣化を抑えることにより、高速な信号を安定して信号伝送することが可能になる。
【００３３】
図９に示す（Ｂ）は、第１の実施形態における信号伝送路を使用した際のアイパターン改善結果を示す図である。図９に示す（Ａ）は従来の信号伝送路（図５）のアイパターンである。図３に示す基板３０１を送信端として、信号伝送路３０３を通過して基板３０２を受信端としている。図９に示す（Ａ）及び（Ｂ）は、受信端でのアイパターンを示す図である。尚、アイパターンはアイダイアグラムとも言うが、以下ではアイパターンとして説明する。
【００３４】
アイパターンとは、実際の信号サンプルを多数重ね合わせて信号の特徴をグラフィカルに提示したものである。波形が同じ位置（タイミング、電圧）で複数重なっていれば品質の良い波形であり、波形の位置（タイミング、電圧）がずれている場合品質の悪い波形と言える。図９に示す長方形はアイパターンの規定マスク９０１である。信号波形がマスク９０１に接触、或いは通過した場合、信号遷移の情報が正しく伝えられない可能性がでてくる。通常、アイパターンの評価では、このマスク９０１を閾値として、信号品質を判断する。一例としては、マスク９０１内に信号波形が入らなければ波形品質はＯＫであり、マスク９０１内に信号波形が通過するような場合、波形品質はＮＧということができる。マスク９０１内に信号波形が通過するような場合、波形品質はＮＧであるが、伝送信号の劣化を改善することができる。ちなみに、第１の実施形態では、マスク９０１を長方形で示しているが、このマスク規定は受信端のＩＣの性能によって決定されるため長方形とは限らない。
【００３５】
このように、特性インピーダンスの変動を低減させたことで、信号伝送路の信号の劣化を抑えることができ、波形を安定させることができる。また、アイパターンにおける規定マスク９０１からのマージンを大きくすることができる。
【００３６】
上述の特性インピーダンスの補正方法として線幅を制御する場合、図６に示す例では、導体１０２の中心部から線幅を決定しているが、このような中心部への狭線化だけでなく、図１０に示すような形態も実施可能である。図１０に示す（Ａ）は、第１の実施形態の変形例１である。図６と同様に、フレキケーブルの上面図であり、導体１０２は信号伝送路部分６１２では下側に配置されている。尚、上側に配置することも可能である。図１０に示す（Ｂ）は、第１の実施形態の変形例２である。図６と同様に、フレキケーブルの上面図であり、導体１０２は信号伝送路部分６１２では下側から上側に向かって斜めに配置されている。
【００３７】
以上の説明では、導体箔の形状を変化させることにより特性インピーダンスを変化させるべく、フラット配線材による信号伝送路において導体幅を変化させている。このように、線幅を制御する際の導体１０２の配置は、中心に限らずとも同様の効果がある。但し、導体間の距離でも特性インピーダンスが変化するため、導体間の幅もそれに適したものに変更する必要がある。これは、導体外形ｄと導体中心間距離ピッチＰとの比によって特性インピーダンスが決定されるためである。
【００３８】
また、特性インピーダンスを補正する手法は上述の形態に限るものではなく、信号伝送路の領域毎に、誘電体厚みの変更、導体厚みの変更、信号線の間隔変化、ＧＮＤ面の配置変更をすることによっても同様の効果を期待することができる。
【００３９】
導体幅の変化以外の具体例に関して一例を示す。図１１は、第１の実施形態の変形例３を示す図である。即ち、導体箔の形状を変化させることにより特性インピーダンスを変化させるべく、フラット配線材による信号伝送路において導体間の間隔を変化させても良い。信号線の幅を変化させるのでなく、信号線との間隔を変化させることにより特性インピーダンスの補正を行うことができる。
【００４０】
第１の実施形態によれば、信号伝送路の特性インピーダンスの変動を抑えることができ、信号伝送信号の劣化を抑え、信号を安定して信号伝送することが可能となる。
【００４１】
［第２の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明に係る第２の実施形態を詳細に説明する。第２の実施形態では、可動する信号伝送路の特性インピーダンス補正について説明する。
【００４２】
図１２は、カメラヘッドが水平方向（ＰＡＮ）、垂直方向（ＴＩＬＴ）に回転する機能を有し、カメラヘッドとボトムケース間で信号伝送を行うネットワークカメラの内部信号伝送路の構造を示す図である。図１２に示す（Ａ）は、ネットワークカメラの外形とその内部の機器内信号伝送路を示す図である。図１２に示す（Ｂ）は、ネットワークカメラ内の信号伝送路を５つの領域に分けた図である。また、信号伝送路はＦＦＣやＦＰＣなどのフレキシブルな素材を筐体に組み込んだものである。
【００４３】
図１２に示す（Ａ）のように、ネットワークカメラは、カメラヘッド１２０１、ターンテーブル１２０２、ボトムケース１２０３、支柱１２０４、垂直方向の回転軸１２０５で構成されている。撮像系を含むカメラヘッド１２０１は、支柱１２０４の回転軸１２０５を中心として垂直方向に回転する。支柱１２０４はターンテーブル１２０２に固定されている。ボトムケース１２０３とターンテーブル１２０２は分離された構造をとり、ターンテーブル１２０２、支柱１２０４、カメラヘッド１２０１が水平方向に回転する。
【００４４】
また、信号、電源伝送路などの接点はボトムケース１２０３に存在する。カメラヘッド１２０１とボトムケース１２０３内部にある電気回路は信号伝送路で接続される。カメラヘッド１２０１にて撮影された映像信号が信号伝送路を介してボトムケース１２０３内部の基板（図示せず）に伝送される。
【００４５】
図１２に示す（Ｂ）のように、信号伝送路は、回転部であるカメラヘッド１２０１からボトムケース１２０３内部の基板（図示せず）に映像信号を伝送する１本の信号伝送路である。便宜上、この信号伝送路を５つの領域１２１１〜１２１５に分けて説明する。第１領域１２１１はカメラヘッド１２０１から支柱１２０４の回転軸までの領域とする。第２領域１２１２は垂直方向の回転部（チルト回転部）とする。第３領域１２１３は支柱１２０４との近接部分とする。第４領域１２１４は水平方向の回転部（パン回転部）とする。第５領域１２１５はボトムケース１２０３の内部の領域とする。
【００４６】
チルト回転部及びパン回転部では、カメラヘッド１２０１及びターンテーブル１２０２が回転するため、回転部と固定部を接続する信号伝送路を回転軸に数回巻き付けを行い、回転時の動きを吸収させている。第２領域１２１２のチルト回転部、第４領域１２１４のパン回転部では、信号伝送路を回転軸に数回巻き付けているため、信号伝送路間の間隔がある値以下になり、信号伝送路間の静電結合により特性インピーダンスに影響が生じる。また、第３領域１２１３では支柱１２０４に近接して配置されるため、支柱１２０４の影響を受けて特性インピーダンスが変動する。第１領域１２１１、第５領域１２１５は信号伝送路の近くに近接する導体物がないため、自由空間上での特性インピーダンスとほぼ同様の値となる。
【００４７】
従来、ＶＧＡの映像をパラレルに信号伝送する場合、第２領域１２１２のチルト回転部、第４領域１２１４のパン回転部、第３領域１２１３の筐体近接部での特性インピーダンス変動は大きな問題とならなかった。それは、信号伝送路が筐体や信号伝送路同士で近接した際の静電結合の影響が、ＶＧＡの映像信号伝送に必要な周波数（数十MHzまで）において支配的でなかったためである。しかし、ＳＸＧＡ、ＨＤのような多画素な映像の信号伝送やＶＧＡの映像信号を多重化して信号伝送するようになると、信号伝送周波数は100MHzを超え、静電結合による影響が大きな問題となる。
【００４８】
【数４】
2011101327.tif 000006
【００４９】
上記（５）式は背景技術にて説明した信号伝送路の特性インピーダンスの（１）式に、信号伝送路の損失を考慮した式である。ここでω＝2πfである。映像信号を伝送する周波数ｆが数十MHz以下の低い周波数帯の場合、上記（５）式により、静電結合Ｃ、インダクタンスＬよりも抵抗Ｒ、Ｇが特性インピーダンス値を決定するのに支配的なことがわかる。しかし、特性インピーダンスとしては、周波数ｆが増大するにつれ、静電結合Ｃ、インダクタンスＬが支配的な要素となってくる。そのため、高周波の信号伝送において今までは問題とならなかった静電結合変化による特性インピーダンスの変動がより顕著となっている。特性インピーダンスが大きく変動すると信号品質に悪影響となり、伝送エラーなどのリスクが増大する。これ以降、特に明示しないが、本発明はこのような高速な信号伝送を行う際の信号伝送路の改善に関するものである。
【００５０】
図１３に示す（Ａ）は、従来のコプレーナ構造のフレキケーブル（図５）を用いた際の各ポイントでの特性インピーダンスを示す図である。図１３に示す（Ａ）のように、特性インピーダンスは、筐体に組み込まれ、その影響を受けて、図１２に示す（Ｂ）の５つの領域１２１１〜１２１５では領域毎に変動している。また、領域毎に、変動幅が異なっている。
【００５１】
図１４は、第２の実施形態における特性インピーダンスの部分変化を施した構造例を示す図である。この構造例は図６に示す第１の実施形態と同様に、フレキケーブルの上面図であり、誘電体１０１、導体箔（信号線）１０２、導体箔（ＧＮＤ）１０３で形成される。また、パン及びチルトの回転部では、回転時の動きを吸収させるために、信号伝送路を回転軸に数回巻き付けを行っている。そのため、回転部では信号伝送路が重なり合うことになる。第２領域１２１２のチルト回転部１４０２に関しては、信号伝送路が重なり合うことにより導体間が近接し、その結果、近接する導体間の静電結合が強まり、特性インピーダンスは減少する。この特性インピーダンスが減少する分を、予め特性インピーダンスを高く設定することにより補正する。即ち、信号伝送路の信号線幅を細くすることで補正する。また、第４領域１２１４のパン回転部１４０４に関しても同様である。
【００５２】
ここで、パン回転部１４０４とチルト回転部１４０２での特性インピーダンスは、信号伝送路間の間隔が異なるため、特性インピーダンスが違う値となる。そこで、パン回転部１４０４とチルト回転部１４０２の特性インピーダンスの補正値をそれぞれ変えている。また、第３領域１２１３の筐体近接部１４０３に関しては筐体面との近接で特性インピーダンスが減少するので、その補正を行っている。更に、第１領域１２１１、第５領域１２１５の部分１４０１、１４０５に関しては特性インピーダンスが自由空間上とほぼ同等のため、フレキケーブルの配線幅は変化させない。尚、補正値の具体的な算出式については、第１の実施形態にて記載している方法と同様である。
【００５３】
図１３に示す（Ｂ）は、第２の実施形態による信号伝送路の特性インピーダンスの改善結果を示す図である。図１３に示す（Ｂ）では、図１４に示す信号伝送路を使用することにより第２領域１２１２、第３領域１２１３、第４領域１２１４の特性インピーダンスの変動が従来の信号伝送路を使用した場合より軽減されている。従って、筐体に設置された場合の静電結合による特性インピーダンスの変化が50％以上低減されるように信号線幅を細くすれば、インピーダンス不整合による信号劣化を十分に軽減することができる。
【００５４】
このように、コプレーナ構造の信号伝送路が周辺の導体物と近接する領域に対して導体幅を変化させ、特性インピーダンスの変動を抑えるようにしたことにより、信号伝送路での信号の劣化を抑え、高速な信号を安定して伝送することが可能となる。
【００５５】
また、信号伝送路が可動する場合、間隔の条件において特性インピーダンスは異なる。図１５は、パン機能及びチルト機能を有するネットワークカメラの構造例である。図１５では、カメラヘッドが前方１５０１を向いている位置から水平方向に回転を行ったときの位置として右斜め後方１５０２、左斜め後方１５０３を向いた場合を示している。また、カメラヘッドが前方１５１１を向いている位置から垂直方向の回転軸を軸として垂直方向に回転を行ったときの位置として上方１５１２、後方１５１３を向いた場合を示している。つまり、撮像系を含むカメラヘッドは、支柱１２０４の回転軸を中心として垂直方向に回転するチルト機能を有する。そして、ボトムケース１２０３とターンテーブル１２０２は分離された構造をとり、ターンテーブル１２０２、支柱１２０４、カメラヘッドが水平方向に回転するパン機能を有する。
【００５６】
図１６に示す（Ａ）及び（Ｂ）は、ネットワークカメラにおける回転部と固定部を接続する信号伝送路の構造例を示す図である。この例では、回転軸に垂直な面で切った断面図である。図１６に示す（Ａ）は、回転部１６０３が固定部１６０２を軸に左回りに回転した状態であり、図１６に示す（Ｂ）は逆に右回りに回転した状態である。
【００５７】
信号伝送路１６０５は、ＦＦＣやＦＰＣなどのフレキシブルな素材を用いて回転部１６０３と固定部１６０２の間を接続し、固定部１６０２を軸に巻き付けた状態で収容する。図１６に示す（Ａ）のように、回転部１６０３が左回りに回転した場合、信号伝送路１６０５は巻き緩み、反対に図１６に示す（Ｂ）のように、右回りに回転した場合、信号伝送路１６０５は巻き締まる。このように、回転角度に応じて、巻き付け状態（巻き締まり／巻き緩み）が変化する構造にすることで、回転部と固定部の接続を可能にしている。
【００５８】
しかし、巻き付け状態（巻き締まり／巻き緩み）の変化により、近接する信号伝送路間の間隔１６０１、信号伝送路の径１６０４は変化する。信号伝送路間の間隔が変化すれば、上述した通り、近接する導体同士の静電結合に変化が生じ、信号伝送路の特性インピーダンスは変化してしまう。
【００５９】
このような信号伝送路を用いて信号伝送を行った場合、巻き付け状態の変化により特性インピーダンスが変化してしまうため、インピーダンス整合がとれなくなり、信号伝送路中で信号波形が劣化し、信頼性の高い通信を行うことができなくなる。
【００６０】
ここで、可動部の特性インピーダンス変動について、チルト回転部１４０２を例に説明する。尚、パン回転部１４０４に関してはチルト回転部１４０２と同様であるため、その説明は割愛する。
【００６１】
図１７に示す（Ａ）は、チルト回転部での特性インピーダンスの変動を示す図である。信号伝送路の間隔が最も密着する条件（図１６の（Ｂ））と、最も緩くなる条件（図１６の（Ａ））とでは、チルト回転部１４０２での特性インピーダンスが異なる。間隔が最も密着する条件での特性インピーダンスが二点鎖線で、最も緩くなる条件での特性インピーダンスが一点鎖線である。また、ΔZ0_1は目標とする特性インピーダンスに対しての特性インピーダンスのズレ幅である。また、パン回転部１４０４での特性インピーダンスは、チルト回転部１４０２での特性インピーダンスと同様なので図示していない。
【００６２】
図１７に示す（Ａ）のように、信号伝送路同士の間隔が密着するほど特性インピーダンスは小さくなる。これは導体間の距離が近づくことにより静電結合（Ｃ成分）が増大し、信号伝送路の特性インピーダンスに影響を与えているためである。逆に間隔が緩くなっていけば特性インピーダンスは自由空間の値に近づいていく。これは導体間の距離が離れるほどに静電結合（Ｃ成分）が減少していくためである。
【００６３】
従って、信号伝送路間の間隔の条件によって特性インピーダンスが変動する信号伝送路では、最も密着する条件と最も緩くなる条件の平均値を目標とする特性インピーダンスの値に近づけるように補正する。目標としている特性インピーダンスの値に対して最も変動が少なくなるように設定する。即ち、図１７に示す（Ｂ）のように、特性インピーダンスを設定する。図１７に示す（Ｂ）で、間隔が最も密着する条件での特性インピーダンスが二点鎖線で、最も緩くなる条件での特性インピーダンスが一点鎖線である。また、ΔZ0_2は目標とする特性インピーダンスの値に対してチルト回転部１４０２が最も密着する条件での特性インピーダンスのズレ幅である。また、ΔZ0_3は目標とする特性インピーダンスの値に対してチルト回転部１４０２が最も緩くなる条件での特性インピーダンスのズレ幅である。
【００６４】
ここで、特性インピーダンスの変化率は、
従来例：  ΔZ0_1/Z0  
本発明：  ΔZ0_2/Z0  or  ΔZ0_3/Z0
と表すことができる。Z0は目標とする特性インピーダンスの値である。特性インピーダンスの変化率が従来例と比較して本発明のほうが、目標値からの変動が少なくなる。これは、ΔZ0_1＞（ΔZ0_2 or ΔZ0_3）のためである。
【００６５】
このように、目標となる特性インピーダンスの値からの変動を少なくすることにより、可動型構造の信号伝送路でも、伝送信号の劣化を低減し、信号を安定して伝送することが可能になる。よって、このような信号伝送路を用いることにより、アイパターンにおける規定マスクからのマージンを大きくすることができる。
【００６６】
［第３の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明に係る第３の実施形態を詳細に説明する。第３の実施形態では、部分的に誘電体（シート）を巻き付けて特性インピーダンスを補正する方法について説明する。
【００６７】
図１８は、第３の実施形態における信号伝送路の構成を示す図である。第３の実施形態では、第１の実施形態で説明した図３に示す（Ａ）の構成に、誘電体のシート１８０１を信号伝送路の筐体近接部分の領域３１２に巻き付けている。
【００６８】
第１の実施形態で説明したように、信号伝送路に従来のコプレーナ構造のフレキケーブルを使用した場合、筐体近接部分の領域３１２において特性インピーダンスが変動する。第１の実施形態では線幅を部分変化させることで特性インピーダンスを補正した。第３の実施形態では、線幅を変化させるのでなく、誘電体のシート１８０１を巻き付けることにより特性インピーダンスを補正する。
【００６９】
信号伝送路の外面に空気の誘電率と異なる誘電体を巻き付けると、その個所で特性インピーダンスに変化が生じる。これは（４）式に示す通り、誘電率εを小さくすれば、特性インピーダンスが上昇するためである。また、誘電体厚みＨを大きくしても特性インピーダンスは上昇する。そこで、誘電体のシート１８０１を、特性インピーダンスが変動する信号伝送路の領域３１２に巻き付けて誘電体の誘電率と厚みを変化させることにより特性インピーダンスを部分的に補正する。
【００７０】
即ち、第３の実施形態では、導体周囲の誘電体の厚み或いは導体周囲の誘電体の誘電率を変化させるものである。筐体に設置された場合の静電結合による特性インピーダンスの変化が50％以上低減されるように誘電率と厚みを変化させれば、インピーダンス不整合による信号劣化を十分に軽減することができる。
【００７１】
これにより、フレキケーブルの配線幅を変更せずに特性インピーダンスを補正することができ、各導電路の電気抵抗値を実質的に同一に設定したまま、インピーダンスの補正を行える。また、信号伝送路の特性インピーダンスの変動を抑えることができ、伝送信号の劣化を抑え、信号を安定して伝送することが可能となる。
【００７２】
従って、アイパターンの規定マスクからのマージンを大きくすることができる。また、フレキケーブルに対して信号伝送路の一部領域３１２に誘電体シート１８０１を巻き付けたが、本発明はフレキケーブルに限るものではなく、導体線を用いた配線材等においても、同様の効果を得ることができる。
【００７３】
尚、筐体や導体に近接した際に変動する特性インピーダンスを補正する方法を説明したが、特性インピーダンスを補正する手法はこれに限るものではない。例えば、信号伝送路の領域毎に誘電体厚みの変更、導体厚みの変更、信号線の間隔変化、ＧＮＤ面の配置変更を行っても同様の効果を得ることができる。
【００７４】
また、ＬＶＤＳなど差動信号の信号伝送路においても適用可能である。また、最も効果の高いコプレーナ構造のフレキケーブルに関して説明したが、マイクロストリップラインの上端にＧＮＤ面がきた場合も特性インピーダンスは変動するため、本発明を適用可能である。その場合、マイクロストリップラインを筐体近接部のみ擬似的なストリップラインとして特性インピーダンスの近似値を算出し、補正を行えば良い。
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図９】
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